JP2015138710A - パターン評価装置および走査型電子顕微鏡 - Google Patents
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Abstract
Description
上記手法の他、上層部分と下層部分のエッジをそれぞれ検出し、その位置情報に基づいて領域を識別する方法が考えられる。しかし、下層部分はコントラストが低く、領域が狭い場合があるため、正確なエッジ検出が困難である。
本開示の課題は、多層構造を有するパターンについて上層部分と下層部分を正確に認識する装置を提供することである。
その他の課題と新規な特徴は、本開示の記述および添付図面から明らかになるであろう。
すなわち、パターン評価装置は、画像に選択的フィルタ処理を施すことで、上層と下層が重なる交差部分とそうでない部分のプロファイル形状の違いを顕著にし、上層と下層が重なる交差部分とそうでない部分を分離して認識する。
画像に表示されたパターンの評価を実行するパターン評価装置は、取得画像データに選択的フィルタ処理を施し、当該選択的フィルタが施された画像の所定方向の異なる位置について複数のプロファイルを作成し、当該複数のプロファイルから、境界を検出するための評価値を算出し、当該評価値から境界検出用プロファイルを作成し、当該境界検出用プロファイルの変化が特に著しい位置をパターンの境界位置とする。
図1Aは実施例1に係る走査型電子顕微鏡システムの構成を示す図である。図1Bは画像処理プロセッサの構成を示す図である。図1Cは偏向器の制御を説明する図である。
走査型電子顕微鏡システム100は、電子顕微鏡の筐体部101と制御計算機110を備える。電子銃102から発せられた電子線103が図示されていない電子レンズによって収束され、試料105に照射される。電子線照射によって、試料表面から発生する二次電子、或いは反射電子の強度が電子検出器106によって検出され、増幅器107で増幅される。制御用計算機110によって偏向器104を制御し、電子線103を試料表面上でラスタ走査させる。
次に、図2〜図7および図17を用いて、パターン境界検出処理について説明する。
図2は対象パターンの領域を示す図である。図3は実施例1のパターン境界検出処理の概要を示すフローチャートである。図4はROI設定例を示す図である。図5はBilateral Filter適用画像例を示す図である。図6はBilateral Filter画像微分プロファイル例を示す図である。図7は境界検出用プロファイル例を示す図である。図17はノンパラメトリック検定に係る選択的フィルタのエッジ部分判定における閾値処理の例を示す図である。
図2に示すように、上層パターン201、上層パターン201両側の下層のパターン202、下層パターン202両側のスペース部203の3つの領域を1組とし、これらが十分に含まれた画像に対して処理を行う。図4に示すように、画像内に複数パターンが存在する場合は、前処理としてROI(Region of Interest)を設定するなどして画像領域401を指定してもよい。パターンの交差部分が複数ある場合には、各々にROIを設定する。
以下に選択的フィルタ処理として、バイラテラルフィルタ(Bilateral Filter)を適用する例を示す。Bilateral Filterは、エッジを残したまま画像を平滑化する効果がある。Bilateral Filterは下記の式(1)で表されるフィルタ処理とする。ここで、f(i,j)を入力画像、g(i,j)を出力画像とする。また、i,jは処理点を、m,nは処理点の近傍画素までの距離、wはフィルタサイズを表す。
まず、フィルタ処理を適用する各画素に対して、その画素を中心とした近傍領域を、2つの領域に等分割する。ここでは左右を等分割することとする。等分割された各領域からn回画素を抽出して、輝度値を比較する。画像はノイズを含んだ画像であると仮定すると、左右の輝度差は正規分布に従う。よって、領域がエッジを含まない場合、左右の輝度を比較したとき、右の輝度値を左の輝度値が上回る確率(もしくはその逆でも良い)は0.5に近づくはずである。また、領域がエッジを含む場合には、左と右の領域で輝度値の分布に偏りがあるため、確率は0.5から遠ざかる。
図8〜図11を用いて、ROI処理について説明する。
本実施例の前処理となるROI設定処理については、手動で領域設定を行っても良いが、図4に示すように多くのパターンが存在する場合には、手動設定では限界があるため、パターン位置を検出した後、ROIを自動設定する方法をとる。図8はROI自動設定処理の概要を示すフローチャートである。図9は上層パターン検出例を示すである。図10は上層パターン部マスク適用例を示す図である。図11は下層パターン検出例を示す図である。
まず、ステップ801の上層パターン位置検出処理では、画像の画素値を上層のパターンに垂直となる軸上に射影し、加算平均をとることにより、上層パターン検出用プロファイルを作成する。上層パターン検出用プロファイルに対して、図9の破線91に示すように、上層のパターン部を検出する。パターン位置検出処理には既存のエッジ検出手法を用い、左右のエッジ間をパターン位置とする。
検出された上層パターンの位置に基づいて、図10のハッチング92に示すように、上層のパターン部に上層マスク処理を施す(ステップ802)。
次に、ステップ803の下層エッジ検出処理では、マスクされていない領域、すなわち下層が見えている領域の画素値を、下層のパターンに垂直となる軸上に射影し、下層パターン検出用プロファイルを作成する。下層パターン検出用プロファイルに対して、図11の破線93に示すように、下層のパターン部を検出する。パターン位置検出処理には既存のエッジ検出手法を用いる。
ここまでの処理で、上層パターンと下層パターンの領域が大まかに定まるため、その領域に基づいて、図4に示すように、各々のパターン交差部分(画像領域401)にROIを設定する。この際、上層パターン、上層パターン両側の下層のパターン、下層パターン両側のスペース部の3つが十分含まれるよう、ROIを自動設定する。
ステップ805では、図3のフローチャートに示す処理が行われる。
本実施例において、実施例1に係る走査型電子顕微鏡システムに加え、以下の機能を備える装置を想定する。
走査型電子顕微鏡システム100Aは、例えば半導体ウェハ上の複数点を観察する際の条件(測定個所,走査電子顕微鏡の光学条件等)を予めレシピとして記憶しておき、そのレシピの内容に従って、測定や観察を行う機能を備えている。
図12は実施例2に係るEPE計測処理の概要のフローチャートである。図13はEPE計測例を示す図である。図14(a)は上層と下層のパターンが重なる例を示す図、図14(b)は上層のパターンの実線1402におけるプロファイル例を示す図、図14(c)は下層のパターンの破線1403におけるプロファイル例を示す図である。図15は上層と下層の交差部分の対応付けを示す図である。図16は試料の帯電がプロファイルに与える影響を示す図である。
101・・・電子顕微鏡の筐体部
102・・・電子銃
103・・・電子線
104・・・偏向器
105・・・試料
106・・・電子検出器
107・・・増幅器
108・・・制御信号
109・・・画像処理プロセッサ
110・・・制御計算機
111・・・表示装置
112・・・入力手段
113・・・デザインデータ管理部
Claims (13)
- 取得画像データに選択的フィルタ処理を施し、
当該選択的フィルタが施された画像の所定方向の異なる位置について複数のプロファイルを作成し、
当該複数のプロファイルから、境界を検出するための評価値を算出し、
当該評価値から境界検出用プロファイルを作成し、
当該境界検出用プロファイルの変化が特に著しい位置をパターンの境界位置とし、
画像に表示されたパターンの評価を実行するパターン評価装置。 - 請求項1において、
前記選択的フィルタ処理は、エッジを残しながら画像を平滑化するBilateral Filterを用いるパターン評価装置。 - 請求項1において、
前記選択的フィルタ処理は、
対象とする各画素に対して近傍領域を設定し、
該近傍領域を等分割した2つの領域に対し、ノンパラメトリック検定を行い、
有意な差がある場合にはエッジ部分として平滑化を実施せず、有意な差がない場合にはノイズ部分として平滑化を実施するパターン評価装置。 - 請求項1において、
前記評価値は、微分プロファイルの最大値と最小値の差とするパターン評価装置。 - 請求項1において、
前記評価値をパターンの左右で別々に算出し、
これを用いて作成した左右別々の境界検出用プロファイルから、パターンの境界位置を検出するパターン評価装置。 - 電子顕微鏡の筐体部と、
前記電子顕微鏡の筐体部を制御する制御計算機と、
を備え、
前記制御計算機は、
ROI処理を施し、
取得画像データに選択的フィルタ処理を施し、
当該選択的フィルタが施された画像の所定方向の異なる位置について複数のプロファイルを作成し、
当該複数のプロファイルから、境界を検出するための評価値を算出し、
当該評価値から境界検出用プロファイルを作成し、
当該境界検出用プロファイルの変化が特に著しい位置をパターンの境界位置とする、
走査型電子顕微鏡。 - 請求項6において、
前記選択的フィルタ処理は、エッジを残しながら画像を平滑化するBilateral Filterを用いる、
走査型電子顕微鏡。 - 請求項6において、
前記選択的フィルタ処理は、
対象とする各画素に対して近傍領域を設定し、
該近傍領域を等分割した2つの領域に対し、ノンパラメトリック検定を行い、
有意な差がある場合にはエッジ部分として平滑化を実施せず、有意な差がない場合にはノイズ部分として平滑化を実施する、
走査型電子顕微鏡。 - 請求項7または8において、
前記評価値は、微分プロファイルの最大値と最小値の差とする、
走査型電子顕微鏡。 - 請求項7または8において、
前記評価値をパターンの左右で別々に算出し、
これを用いて作成した左右別々の境界検出用プロファイルから、パターンの境界位置を検出する、
走査型電子顕微鏡。 - 請求項6において、
前記制御計算機は、
上層パターン位置検出処理を施し、
上層パターンマスク処理を施し、
下層パターン位置検出処理を施して
前記ROI処理を施す
走査型電子顕微鏡。 - 請求項6において、
電子顕微鏡の筐体部は、電子銃と、偏向器と、電子検出器と、を有する、
走査型電子顕微鏡。 - 請求項7において、
前記電子検出器で検出した電子の強度に基づいた画像を表示する表示装置と、を備える、
走査型電子顕微鏡。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11385192B2 (en) | 2019-07-08 | 2022-07-12 | Nuflare Technology, Inc. | Inspection apparatus and inspection method |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005189137A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Hitachi High-Technologies Corp | パターン計測方法 |
WO2007094439A1 (ja) * | 2006-02-17 | 2007-08-23 | Hitachi High-Technologies Corporation | 試料寸法検査・測定方法、及び試料寸法検査・測定装置 |
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- 2014-01-23 JP JP2014010695A patent/JP6224467B2/ja active Active
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