JP5656958B2 - Pattern inspection method and pattern inspection apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、走査電子顕微鏡画像を用いたパターン検査方法及びパターン検査装置に関する。   The present invention relates to a pattern inspection method and a pattern inspection apparatus using a scanning electron microscope image.

半導体製造工程のリソグラフィ工程において、フォトマスク上に形成されたパターンが露光装置を用いて半導体ウエハ(以下、ウエハと呼ぶ)の上に転写される。このようにしてウエハ上に転写されたパターンに欠陥や歪みがあると、半導体装置の故障や特性のばらつきが発生してしまう。   In a lithography process of a semiconductor manufacturing process, a pattern formed on a photomask is transferred onto a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) using an exposure apparatus. If there is a defect or distortion in the pattern transferred onto the wafer in this way, the semiconductor device may fail or the characteristics may vary.

そこで、走査型走査電子顕微鏡を用いて撮影したウエハのSEM画像を利用した検査が行われている。   Therefore, inspection using a SEM image of a wafer photographed using a scanning scanning electron microscope is performed.

このようなSEM画像を利用した検査の一つとして、フォトマスクを作製するための設計データ上のパターン(以下、設計パターンと呼ぶ)と、SEM画像上のパターン(以下、SEMパターンと呼ぶ)とを比較する方法がある。この方法では、設計パターン及びSEMパターンのエッジ位置のずれの大きさを、SEMパターンの法線方向に引いた測定ラインに沿って求めてパターンの変形量の評価をおこなう。   As one of inspections using such an SEM image, a pattern on design data for manufacturing a photomask (hereinafter referred to as a design pattern) and a pattern on an SEM image (hereinafter referred to as an SEM pattern) There is a way to compare. In this method, the magnitude of the shift of the edge position of the design pattern and the SEM pattern is obtained along the measurement line drawn in the normal direction of the SEM pattern, and the deformation amount of the pattern is evaluated.

ところが、SEMパターンのエッジに微細な凹凸があると、測定ラインの向きがばらついてしまい、再現性よくSEMパターンの変形量を評価できない場合がある。   However, if there are fine irregularities on the edge of the SEM pattern, the direction of the measurement line varies, and the deformation amount of the SEM pattern may not be evaluated with good reproducibility.

特開2008−164593号公報JP 2008-164593 A

そこで、再現性良くSEMパターンの変形量を評価することができるパターン検査方法及びパターン検査装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a pattern inspection method and a pattern inspection apparatus that can evaluate the deformation amount of an SEM pattern with high reproducibility.

一観点によれば、SEM画像上のSEMパターンの中から比較候補パターンを選択するステップと、前記比較候補パターンに対応する設計データ上の設計パターンを抽出するステップと、前記設計パターン及び比較候補パターンの何れか一方のエッジの上に複数の輪郭点を設定するステップと、前記複数の輪郭点の中の何れか1の輪郭点を測定ポイントとして選択するステップと、(a)選択された前記測定ポイントの周囲の所定数の輪郭点を抽出するステップと、(b)前記測定ポイントと前記測定ポイントの周囲の所定数の輪郭点とに対する回帰直線を求めるステップと、(c)前記回帰直線に垂直であって前記測定ポイントを通る測定ラインを求めるステップと、(d)前記測定ラインに沿った前記SEMパターン及び設計パターンのエッジ間の距離を求めるステップと、前記測定ポイントとしての輪郭点を順次移動しつつ、前記(a)〜(d)のステップを繰り返すことで、全ての輪郭点についてSEMパターンのエッジと設計パターンのエッジとの距離を求めるステップと、を有するパターン検査方法が提供される。 According to one aspect, a step of selecting a comparison candidate pattern from SEM patterns on an SEM image, a step of extracting a design pattern on design data corresponding to the comparison candidate pattern, the design pattern and the comparison candidate pattern A step of setting a plurality of contour points on one of the edges, a step of selecting any one of the plurality of contour points as a measurement point, and (a) the selected measurement Extracting a predetermined number of contour points around the point; (b) determining a regression line for the measurement point and a predetermined number of contour points around the measurement point; and (c) perpendicular to the regression line Obtaining a measurement line passing through the measurement point; and (d) the SEM pattern and design pattern along the measurement line. The steps of (a) to (d) are repeated while sequentially moving the contour points as the measurement points, and the SEM pattern edges and design patterns for all the contour points. Determining a distance from the edge of the pattern.

上記観点のパターン検査方法によれば、測定ポイントしての輪郭点と、その前後の複数の輪郭点に対する回帰直線を求め、その回帰直線に対して垂直な測定ラインを用いてSEMパターンと設計パターンのエッジ間の距離を求めている。   According to the pattern inspection method of the above aspect, a contour line as a measurement point and a regression line for a plurality of contour points before and after the measurement point are obtained, and an SEM pattern and a design pattern are measured using a measurement line perpendicular to the regression line. Find the distance between the edges.

このように、複数の輪郭点から求めた回帰直線を用いて測定ラインを求めるため、パターンのエッジに微細な凹凸がある場合であっても、測定ラインの向きがばらつくのを抑制できる。これにより、再現性良くSEMパターンの変形量を評価できる。   In this way, since the measurement line is obtained using the regression line obtained from a plurality of contour points, it is possible to suppress the variation in the direction of the measurement line even when there are fine irregularities on the edge of the pattern. Thereby, the deformation amount of the SEM pattern can be evaluated with good reproducibility.

図1は、第1実施形態に係るパターン検査装置のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of the pattern inspection apparatus according to the first embodiment. 図2は、第1実施形態に係るパターン検査方法の概要を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing an outline of the pattern inspection method according to the first embodiment. 図3は、図2のSEMパターンの処理(ステップS10)の具体的手順を説明するフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart for explaining a specific procedure of the SEM pattern processing (step S10) of FIG. 図4(a)〜(d)は、比較候補パターンの選択方法の一例を示す図である。4A to 4D are diagrams illustrating an example of a method for selecting a comparison candidate pattern. 図5(a)〜(e)は、SEMパターンからの輪郭抽出方法を示す図である。FIGS. 5A to 5E are diagrams showing a method for extracting a contour from an SEM pattern. 図6は、図2の設計データの加工(ステップS20)の具体的手順を説明するフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart for explaining a specific procedure for processing the design data (step S20) in FIG. 図7(a)は、設計データの切り出し方法を示す図であり、図7(b)は設計データのフラクチャリング図形の結合方法を示す図である。FIG. 7A is a diagram showing a design data cut-out method, and FIG. 7B is a diagram showing a method of combining design data fracturing figures. 図8(a)〜(c)は、設計データの位置合わせ方法を示す図である。FIGS. 8A to 8C are diagrams showing a design data alignment method. 図9は、比較候補パターンと設計パターンとの対応付けの方法を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a method of associating the comparison candidate pattern with the design pattern. 図10(a)は、SEMパターンのエッジの法線ベクトルに基づく形状の比較方法(比較例)を示す図であり、図10(b)は図10(a)の方法の問題点を示す図である。FIG. 10A is a diagram showing a shape comparison method (comparative example) based on the normal vector of the edge of the SEM pattern, and FIG. 10B is a diagram showing problems in the method of FIG. It is. 図11は、第1実施形態に係るSEMパターンの変形量の求め方を示すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart showing how to obtain the deformation amount of the SEM pattern according to the first embodiment. 図12(a)〜(c)は、図11に示す方法に基づいたSEMパターンの変形量の求め方を説明する図である。12A to 12C are views for explaining how to obtain the deformation amount of the SEM pattern based on the method shown in FIG. 図13は、第2実施形態に係るSEMパターンの変形量の求め方を示すフローチャートである。FIG. 13 is a flowchart showing how to obtain the deformation amount of the SEM pattern according to the second embodiment. 図14(a)〜(c)は、図13に示す方法に基づいたSEMパターンの変形量の求め方を示す図である。14A to 14C are diagrams showing how to obtain the deformation amount of the SEM pattern based on the method shown in FIG.

以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

(第1実施形態)
図1は、実施形態に係る走査型電子顕微鏡のブロック図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram of a scanning electron microscope according to the embodiment.

この走査型電子顕微鏡100は、電子走査部1と、制御部10とに大別される。   The scanning electron microscope 100 is roughly divided into an electronic scanning unit 1 and a control unit 10.

電子走査部1は、電子銃3を備え、この電子銃3からは所定の加速電圧で電子が放出される。電子銃3から放出された電子はコンデンサレンズ4で収束されて1次電子ビーム3aとなり、その電子ビーム3aは偏向コイル5で偏向された後、対物レンズ6によって焦点合わせされて試料8の表面に照射される。電子走査部1は、偏向コイル5で電子ビーム3aを偏向させることにより、電子ビーム3aを試料8の表面の観察領域内で走査させる。   The electron scanning unit 1 includes an electron gun 3, and electrons are emitted from the electron gun 3 at a predetermined acceleration voltage. The electrons emitted from the electron gun 3 are converged by the condenser lens 4 to become a primary electron beam 3a. The electron beam 3a is deflected by the deflection coil 5 and then focused by the objective lens 6 to be on the surface of the sample 8. Irradiated. The electron scanning unit 1 deflects the electron beam 3 a with the deflection coil 5, thereby scanning the electron beam 3 a within the observation region on the surface of the sample 8.

一次電子ビーム3aの照射によって、試料8の表面からは二次電子が放出され、放出された二次電子は、試料ステージ7の上方に設けられた複数の電子検出器9によって検出される。   Secondary electrons are emitted from the surface of the sample 8 by the irradiation of the primary electron beam 3a, and the emitted secondary electrons are detected by a plurality of electron detectors 9 provided above the sample stage 7.

電子検出器9で検出された二次電子の量は、制御部10の信号処理部11に入力される。信号処理部11は、入力された二次電子の量をAD変換器でデジタル量に変換する。そして、二次電子の量と偏向コイル5による一次電子ビーム3aの偏向位置とを対応づけて二次元配列上に並べて画像データ(SEM画像)を生成する。   The amount of secondary electrons detected by the electron detector 9 is input to the signal processing unit 11 of the control unit 10. The signal processing unit 11 converts the amount of input secondary electrons into a digital amount using an AD converter. Then, the amount of secondary electrons and the deflection position of the primary electron beam 3a by the deflection coil 5 are matched and arranged on a two-dimensional array to generate image data (SEM image).

信号処理部11で生成されたSEM画像は、記憶部20に格納されるとともに、一部の画像は輝度信号に置き換えられて表示部22で表示される。記憶部20には、信号処理部11で生成されたSEM画像とともに、観察対象となる試料のパターンの設計データが格納されている。   The SEM image generated by the signal processing unit 11 is stored in the storage unit 20, and a part of the image is replaced with a luminance signal and displayed on the display unit 22. The storage unit 20 stores design data of the pattern of the sample to be observed along with the SEM image generated by the signal processing unit 11.

また、制御部10は、設計データをSEM画像と比較しやすい形に加工する設計データ処理部13と、SEM画像からSEMパターンの輪郭抽出等の処理を行うSEM画像処理部12と、設計データ及びSEM画像とを比較する比較処理部14とを備えている。   In addition, the control unit 10 includes a design data processing unit 13 that processes the design data into a form that can be easily compared with the SEM image, a SEM image processing unit 12 that performs processing such as contour extraction of an SEM pattern from the SEM image, A comparison processing unit 14 that compares the SEM image is provided.

以下、図1に示すパターン検査装置100を用いたパターン検査方法について説明する。   Hereinafter, a pattern inspection method using the pattern inspection apparatus 100 shown in FIG. 1 will be described.

図2は、本実施形態に係るパターン検査方法の概要を示すフローチャートである。   FIG. 2 is a flowchart showing an outline of the pattern inspection method according to the present embodiment.

本実施形態のパターン検査方法では、図2に示すように、SEM画像の処理(ステップS10)、設計データの加工(ステップS20)、及びSEMパターンと設計パターンとの比較処理(ステップS30)及び比較結果の表示(ステップS40)の順で処理が進む。以下、上記のステップS10〜S30について更に説明する。   In the pattern inspection method of the present embodiment, as shown in FIG. 2, SEM image processing (step S10), design data processing (step S20), and SEM pattern and design pattern comparison processing (step S30) and comparison are performed. Processing proceeds in the order of result display (step S40). Hereinafter, steps S10 to S30 will be further described.

図3は、図2のSEM画像の処理(ステップS10)の具体的な手順を示すフローチャートである。   FIG. 3 is a flowchart showing a specific procedure for processing (step S10) of the SEM image of FIG.

先ず、図3のステップS11において、パターン検査装置100(図1参照)を用いてSEM画像を取得する。   First, in step S11 of FIG. 3, an SEM image is acquired using the pattern inspection apparatus 100 (see FIG. 1).

次に、ステップS12において、制御部10のSEM画像処理部12がステップS11で取得したSEM画像上のSEMパターンの中から設計データとの比較を行う比較候補パターンの指定を行なう。   Next, in step S12, the SEM image processing unit 12 of the control unit 10 designates a comparison candidate pattern to be compared with design data from the SEM patterns on the SEM image acquired in step S11.

図4(a)〜(d)は、比較候補パターンの指定方法の一例を示す図である。   4A to 4D are diagrams illustrating an example of a method for specifying a comparison candidate pattern.

図4(a)に示すように、パターン検査装置100の表示部22には、ステップS11で取得したSEM画像41が表示される。図中の符号42a〜42fは、SEM画像上のSEMパターンを表している。これらのパターン42a〜42fは、それ以外の部分と異なる材料で形成されているため、SEM画像41においてSEMパターン42a〜42fは、それ以外の部分と異なる明度(トーン)で表示される。   As shown in FIG. 4A, the SEM image 41 acquired in step S11 is displayed on the display unit 22 of the pattern inspection apparatus 100. Reference numerals 42a to 42f in the figure represent SEM patterns on the SEM image. Since these patterns 42a to 42f are made of a material different from that of the other portions, the SEM patterns 42a to 42f are displayed with a lightness (tone) different from that of the other portions in the SEM image 41.

ここでは、SEMパターンに固有のトーンを利用して比較候補パターンの指定を行う。   Here, the comparison candidate pattern is designated using a tone specific to the SEM pattern.

まず、図4(a)に示すように、操作者が入力部21を使用してポインタ43をSEMパターン42bの上に移動させてSEMパターン42bのトーンを指定する。これにともない、SEM画像処理部21は、SEM画像41においてSEMパターン42bと同一のトーンを有する領域を探索する。   First, as shown in FIG. 4A, the operator uses the input unit 21 to move the pointer 43 over the SEM pattern 42b to specify the tone of the SEM pattern 42b. Along with this, the SEM image processing unit 21 searches the SEM image 41 for an area having the same tone as the SEM pattern 42b.

そして、以下の図4(b)〜図4(d)の何れかに示す方法で比較候補パターンを指定する。なお、図中の太線で強調されたパターンは比較候補パターンに指定されたSEMパターンを表し、破線で示すパターンは対象外となったSEMパターンを表している。   Then, a comparison candidate pattern is designated by the method shown in any of FIGS. 4B to 4D below. In the figure, a pattern highlighted by a thick line represents an SEM pattern designated as a comparison candidate pattern, and a pattern indicated by a broken line represents an SEM pattern that is not a target.

図4(b)の場合には、SEM画像処理部12はポインタ43で指定されたSEMパターン42bと同一のトーンの全てのパターン42a〜42fを比較候補パターンに指定する。   In the case of FIG. 4B, the SEM image processing unit 12 designates all patterns 42a to 42f having the same tone as the SEM pattern 42b designated by the pointer 43 as comparison candidate patterns.

図4(c)の場合には、SEM画像処理部12はポインタ43で指定されたSEMパターン42bのみを比較候補パターンとして指定する。   In the case of FIG. 4C, the SEM image processing unit 12 designates only the SEM pattern 42b designated by the pointer 43 as a comparison candidate pattern.

また、図4(d)の場合には、SEM画像処理部12はポインタ43が配置されたSEMパターン42bと、そのSEMパターン42bと形状が類似しているSEMパターン42a、42cを比較候補パターンに指定する。   In the case of FIG. 4D, the SEM image processing unit 12 uses the SEM pattern 42b in which the pointer 43 is arranged and the SEM patterns 42a and 42c similar in shape to the SEM pattern 42b as comparison candidate patterns. specify.

他のSEMパターンがSEMパターン42bと形状が類似しているか否かの判断は、例えばSEMパターンの縦方向及び横方向の大きさの比であるアスペクト比に基づいて行われる。また、SEMパターンのアスペクト比の代わりにSEMパターンの面積が近いか否かを基準にして形状が類似しているか否かを判断してもよい。   The determination as to whether or not the other SEM pattern is similar in shape to the SEM pattern 42b is made based on, for example, an aspect ratio that is a ratio of the vertical and horizontal sizes of the SEM pattern. Further, it may be determined whether the shapes are similar based on whether the area of the SEM pattern is close instead of the aspect ratio of the SEM pattern.

以上のようにして、ステップS12の比較候補パターンの指定(図3参照)が完了する。   As described above, the designation of the comparison candidate pattern in step S12 (see FIG. 3) is completed.

次に、図3のステップS13において、SEM画像処理部12が比較候補パターンの輪郭抽出を行う。以下、SEMパターン42bを例に輪郭の抽出方法について説明する。   Next, in step S13 of FIG. 3, the SEM image processing unit 12 performs contour extraction of the comparison candidate pattern. Hereinafter, the outline extraction method will be described by taking the SEM pattern 42b as an example.

図5(a)〜(e)はSEMパターンの輪郭の抽出方法を示す図である。   FIGS. 5A to 5E are diagrams showing a method for extracting the contour of the SEM pattern.

まず、図5(a)に示すように、SEM画像において、輪郭点を検出するSEMパターン42bの内側に含まれる点Mを設定する。点Mはトーンに基づいて設定することができ、その位置はSEMパターン42bの中であればどこであってもよい。   First, as shown in FIG. 5A, a point M included in the SEM pattern 42b for detecting a contour point is set in the SEM image. The point M can be set based on the tone, and the position can be anywhere in the SEM pattern 42b.

次に、その点Mを始点として矢印Cに示すように角度を変えながら複数のラインを引く。そして、それらのラインに沿ったラインプロファイルをそれぞれ求め、SEMパターン42bのエッジを探索する。   Next, a plurality of lines are drawn while changing the angle as indicated by an arrow C with the point M as a starting point. Then, line profiles along these lines are obtained, respectively, and the edge of the SEM pattern 42b is searched.

ここでは、一例としてX方向に引いたラインプロファイル上のエッジE0を、最初の輪郭点として検出するものとする。 Here, as an example, the edge E 0 on the line profile drawn in the X direction is detected as the first contour point.

次に、図5(b)に示すように、エッジE0からY方向に指定ステップΔLの2倍の距離だけ離れた位置に、X方向に延びるライン81を設定する。なお、指定ステップΔLは輪郭点の抽出間隔を指定するパラメータである。 Next, as shown in FIG. 5B, a line 81 extending in the X direction is set at a position separated from the edge E 0 in the Y direction by a distance twice the designated step ΔL. The designation step ΔL is a parameter for designating the contour point extraction interval.

続いて、そのライン81に沿ったラインプロファイルを求め、そのラインプロファイルから仮検出エッジP1を求める。 Subsequently, a line profile along the line 81 is obtained, and the provisional detection edge P 1 is obtained from the line profile.

次に、図5(c)に示すように、エッジE0と仮検出エッジP1とを通るライン82を設定する。続いて、そのライン82に沿ってエッジE0から指定ステップΔLだけ離れた位置でライン82と直交するライン83を設定する。また、ライン82に沿ってエッジE0から指定ステップΔLの2倍の距離だけ離れた位置でライン82と直交するライン84を設定する。 Next, as shown in FIG. 5C, a line 82 passing through the edge E 0 and the provisional detection edge P 1 is set. Subsequently, a line 83 orthogonal to the line 82 is set along the line 82 at a position separated from the edge E 0 by the designated step ΔL. In addition, a line 84 orthogonal to the line 82 is set along the line 82 at a position separated from the edge E 0 by a distance twice as large as the designated step ΔL.

その後、ライン83に沿ったラインプロファイルに基づいてエッジE1を2番目の輪郭点として検出する。また、ライン84に沿ったラインプロファイルに基づいて再検出エッジR1を検出する。 Thereafter, the edge E 1 is detected as the second contour point based on the line profile along the line 83. Further, the redetection edge R 1 is detected based on the line profile along the line 84.

次に図5(d)に示すように、エッジE1と再検出エッジR1とを通るライン85を設定する。続いて、ライン85に沿って、エッジE1から指定ステップΔLの2倍だけ離れた位置でライン85と直交するライン86を設定する。そして、そのライン86に沿ったラインプロファイルから2番目の仮検出エッジP2を検出する。 Next, as shown in FIG. 5D, a line 85 passing through the edge E 1 and the redetection edge R 1 is set. Subsequently, a line 86 orthogonal to the line 85 is set along the line 85 at a position away from the edge E 1 by twice the designated step ΔL. Then, the second temporary detection edge P 2 is detected from the line profile along the line 86.

次に図5(e)に示すように、エッジE1と仮検出エッジP2とを通るライン87を設定する。続いて、ライン87に沿って、エッジE1から指定ステップΔLの距離だけ離れた位置でライン87と直交するライン88を設定する。そしてライン88に沿ったラインプロファイルに基づいて、3番目のエッジE2を検出する。 Next, as shown in FIG. 5E, a line 87 passing through the edge E 1 and the provisional detection edge P 2 is set. Subsequently, a line 88 orthogonal to the line 87 is set along the line 87 at a position separated from the edge E 1 by the distance of the designated step ΔL. Based on the line profile along the line 88, the third edge E 2 is detected.

また、ライン87に沿ってエッジE1から指定ステップΔLの2倍の距離だけ離れた位置でライン87と直交するライン89を設定する。そして、ライン89に沿ったラインプロファイルに基づいて、2番目の再検出エッジR2を検出する。 Further, a line 89 orthogonal to the line 87 is set along the line 87 at a position separated from the edge E 1 by a distance twice as large as the designated step ΔL. Then, based on the line profile along the line 89, to detect the second redetection edge R 2.

その後、図5(d)及び図5(e)で説明した手順を繰り返すことにより、SEMパターン42bの周囲を一周するようにして輪郭点を検出してゆく。最後にエッジE1の直前に検出したエッジEnを最終のエッジとして、SEMパターン42bの輪郭抽出が完了する。 Thereafter, by repeating the procedure described in FIGS. 5D and 5E, contour points are detected so as to go around the SEM pattern 42b. Finally the edge E n detected immediately before the edge E 1 as the final edge, SEM pattern 42b of the contour extraction is completed.

以上の方法により、SEMパターン42bのエッジに概ね指定ステップΔLと等しい間隔で輪郭点が検出されることになる。   By the above method, contour points are detected at the edges of the SEM pattern 42b at intervals substantially equal to the designated step ΔL.

さらに、以上に説明した方法を全ての比較候補パターンについても繰り返して輪郭点を求める。   Furthermore, the method described above is repeated for all comparison candidate patterns to obtain contour points.

以上の方法で抽出した輪郭点はSEMパターン毎に集められて、輪郭点列データとして記憶部20(図1参照)に格納される。   The contour points extracted by the above method are collected for each SEM pattern and stored in the storage unit 20 (see FIG. 1) as contour point sequence data.

以上により図2のステップS10におけるSEM画像の処理が完了する。   Thus, the processing of the SEM image in step S10 in FIG. 2 is completed.

次に、ステップS20において設計データの加工を行う。   Next, the design data is processed in step S20.

図6は、図2のステップS20の設計データの加工の具体的手順を示すフローチャートである。また、図7(a)は設計データの切り出しを示す図であり、図7(b)は設計データのフラクチャリング図形の結合を示す図である。   FIG. 6 is a flowchart showing a specific procedure for processing the design data in step S20 of FIG. FIG. 7A is a diagram showing the cutout of the design data, and FIG. 7B is a diagram showing the combination of the fracturing figures of the design data.

まず、図6のステップS21において、設計データ処理部13が記憶部20からSEM画像41に対応する設計データを読み出す。   First, in step S <b> 21 of FIG. 6, the design data processing unit 13 reads design data corresponding to the SEM image 41 from the storage unit 20.

図7(a)に示すように、設計データ50にはSEM画像41よりも広範囲のデータが格納されていることがある。このような場合には、ステップS21において設計データ処理部13がSEM画像41の視野に対応する破線で示す部分の設計データ51を切り出す。   As shown in FIG. 7A, the design data 50 may store a wider range of data than the SEM image 41. In such a case, in step S21, the design data processing unit 13 cuts out the design data 51 of a portion indicated by a broken line corresponding to the field of view of the SEM image 41.

なお、パターン検査装置100のステージ7(図1参照)の精度の影響により、SEM画像41に回転がかかっている場合がある。   The SEM image 41 may be rotated due to the accuracy of the stage 7 (see FIG. 1) of the pattern inspection apparatus 100.

そこで、図6のステップS22において、設計データ処理部13はSEM画像41の回転角度と同じ角度だけ切り出した設計データ51を回転させる。   Therefore, in step S <b> 22 of FIG. 6, the design data processing unit 13 rotates the design data 51 cut out by the same angle as the rotation angle of the SEM image 41.

次にステップS23において、設計データ処理部13が設計パターンのフラクチャリング図形を結合させる。   In step S23, the design data processing unit 13 combines the fracturing figures of the design pattern.

図7(b)に示すように、比較的複雑な形状の設計パターン58では、矩形状の小領域58a〜58dによってフラクチャリング(台形分割)されて表されている。このままではSEMパターンの輪郭との比較を行うことができないため、図示のようにフラクチャリング図形を結合させる。   As shown in FIG. 7B, the design pattern 58 having a relatively complicated shape is represented by fracturing (trapezoidal division) by rectangular small regions 58a to 58d. Since the comparison with the contour of the SEM pattern cannot be performed as it is, the fracturing figure is combined as shown in the figure.

次に、設計データ51とSEM画像41との位置合わせを行う。これは、ステージ7の精度により、SEM画像41と設計データ51の位置がわずかにずれている場合があるためである。   Next, the design data 51 and the SEM image 41 are aligned. This is because the positions of the SEM image 41 and the design data 51 may be slightly shifted depending on the accuracy of the stage 7.

図8(a)〜(c)は、設計データの位置合わせ方法を示す図である。   FIGS. 8A to 8C are diagrams showing a design data alignment method.

ここでは、まずステップS24(図6参照)において、設計データ処理部13が設計データ51から、設計データ51の位置をSEM画像の位置に位置合わせする際に基準となる位置合わせ用パターンを抽出する。   Here, first, in step S24 (see FIG. 6), the design data processing unit 13 extracts, from the design data 51, an alignment pattern that serves as a reference when aligning the position of the design data 51 with the position of the SEM image. .

この位置合わせ用パターンは、例えば、比較候補パターンの指定の際に用いたポインタ43を利用して決めることができる。   This alignment pattern can be determined using, for example, the pointer 43 used when designating the comparison candidate pattern.

図8(a)に示すように、SEM画像上のSEMパターン42bの上にポインタ43が配置された場合を例に説明する。この場合には、図8(b)に示すように、ポインタ43の位置座標に基づいて、対応するポインタ53を設計データ51上に配置する。そして、そのポインタ53を含む設計パターン52bを、位置合わせ用パターンとして抽出する。   As shown in FIG. 8A, the case where the pointer 43 is arranged on the SEM pattern 42b on the SEM image will be described as an example. In this case, as shown in FIG. 8B, the corresponding pointer 53 is arranged on the design data 51 based on the position coordinates of the pointer 43. Then, the design pattern 52b including the pointer 53 is extracted as an alignment pattern.

なお、ポインタ53が設計パターンの中に含まれていない場合には、ポインタ53に最も近い設計パターンを位置合わせ用パターンとして抽出する。   If the pointer 53 is not included in the design pattern, the design pattern closest to the pointer 53 is extracted as the alignment pattern.

次に、ステップS25(図6参照)において、設計データ処理部13は、位置合わせ用パターン52bのエッジを抽出し、対応するSEMパターン42bの輪郭点列の位置と、位置合合わせ用パターン52bのエッジ位置の差が最小化する設計データ51の移動量を求める。   Next, in step S25 (see FIG. 6), the design data processing unit 13 extracts the edge of the alignment pattern 52b, the position of the contour point sequence of the corresponding SEM pattern 42b, and the alignment pattern 52b. The amount of movement of the design data 51 that minimizes the difference in edge position is obtained.

そして、図8(c)において、矢印Aに示すように、設計データを位置合わせ用パターン52bと、対応するSEMパターン42bとの位置ずれが最小化するように移動させる。   8C, the design data is moved so as to minimize the positional deviation between the alignment pattern 52b and the corresponding SEM pattern 42b.

以上により、設計データ51の位置合わせが完了する。   Thus, the alignment of the design data 51 is completed.

その後、図6のステップS26において、設計データ処理部13が比較候補パターンと設計パターンとの対応付けを行う。   Thereafter, in step S26 of FIG. 6, the design data processing unit 13 associates the comparison candidate pattern with the design pattern.

図9は、比較候補パターンと設計パターンとの対応付けの方法を示す図である。   FIG. 9 is a diagram illustrating a method of associating the comparison candidate pattern with the design pattern.

図9に示すように、SEM画像41の上で比較候補パターンに指定されたSEMパターン42a、42b、42cの中心にポインタ43a、43b、43cを配置する。   As shown in FIG. 9, pointers 43a, 43b, and 43c are arranged at the centers of SEM patterns 42a, 42b, and 42c designated as comparison candidate patterns on the SEM image 41.

次に、設計データ51において、ポインタ43a、43b、43cの位置座標と同じ位置にポインタ53a、53b、53cを配置する。   Next, in the design data 51, the pointers 53a, 53b, and 53c are arranged at the same positions as the position coordinates of the pointers 43a, 43b, and 43c.

そして、ポインタ53a、53b、53cを含む設計パターン52a、52b、52cを比較候補パターンに指定されたSEMパターン42a、42b、42cとそれぞれ対応付ける。   The design patterns 52a, 52b, and 52c including the pointers 53a, 53b, and 53c are associated with the SEM patterns 42a, 42b, and 42c designated as the comparison candidate patterns, respectively.

以上により、図2のステップS20における設計データの加工が完了する。   Thus, the design data processing in step S20 of FIG. 2 is completed.

次に、ステップS30において、比較候補パターンに指定されたSEMパターンと設計パターンとの形状の比較を行う。   Next, in step S30, the SEM pattern designated as the comparison candidate pattern is compared with the design pattern.

図10(a)は、SEMパターンのエッジの法線ベクトルに基づく形状の比較方法(比較例)を示す図であり、図10(b)は図10(a)の法線ベクトルを用いる方法の問題点を示す図である。   FIG. 10A is a diagram illustrating a shape comparison method (comparative example) based on the normal vector of the edge of the SEM pattern, and FIG. 10B is a diagram illustrating a method using the normal vector of FIG. It is a figure which shows a problem.

図10(a)に示す方法では、まずSEMパターン42bとそれに対応する設計パターン52bとを重ね合わせる。そして、SEMパターン42bのエッジに所定の間隔で測定ポイントを設定する。   In the method shown in FIG. 10A, first, the SEM pattern 42b and the corresponding design pattern 52b are overlaid. Then, measurement points are set at predetermined intervals on the edge of the SEM pattern 42b.

次に、図中の矢印に示すように、SEMパターン42bの測定ポイントから、SEMパターン42bのエッジの法線を引き、その法線方向に沿ってSEMパターン42bのエッジと設計パターン52bのエッジとの距離を求める。   Next, as shown by the arrows in the figure, the normal line of the edge of the SEM pattern 42b is drawn from the measurement point of the SEM pattern 42b, and the edge of the SEM pattern 42b and the edge of the design pattern 52b are aligned along the normal direction. Find the distance.

その後、上記の方法で求めたSEMパターン42b及び設計パターン52bのエッジ間の距離を集計することにより、SEMパターン42bの変形量の大きさを定量化して評価する。   Thereafter, by summing the distances between the edges of the SEM pattern 42b and the design pattern 52b obtained by the above method, the amount of deformation of the SEM pattern 42b is quantified and evaluated.

ところが、図10(b)に示すように、SEMパターン42bのエッジには微細な凹凸が発生していることがある。このような凹凸があると、測定ポイントが配置された位置の局所的な凹凸によって、エッジの法線方向がばらついてしまう。そのため、測定ポイントの位置が僅かに変化するだけで、SEMパターン42bと設計パターン52bのエッジ間の距離の集計結果が変わってしまい、再現性よく変形量の大きさを求めることができない。   However, as shown in FIG. 10B, fine unevenness may occur on the edge of the SEM pattern 42b. If there is such unevenness, the normal direction of the edge varies due to local unevenness at the position where the measurement point is arranged. Therefore, even if the position of the measurement point is changed slightly, the total result of the distance between the edges of the SEM pattern 42b and the design pattern 52b changes, and the amount of deformation cannot be obtained with high reproducibility.

そこで、本実施形態では、以下に説明するようにSEMパターン42bのエッジではなく、SEMパターン42bから抽出した複数の輪郭点を利用して、SEMパターン42b及び設計パターン52bのエッジ間の距離を求める。   Therefore, in the present embodiment, as described below, the distance between the edges of the SEM pattern 42b and the design pattern 52b is obtained using a plurality of contour points extracted from the SEM pattern 42b instead of the edges of the SEM pattern 42b. .

図11は、本実施形態に係るSEMパターンの設計パターンに対する変形量の測定手順を示すフローチャートであり、図12は同じくSEMパターンの変形量の測定方法を示す図である。   FIG. 11 is a flowchart showing a procedure for measuring the deformation amount of the design pattern of the SEM pattern according to this embodiment, and FIG. 12 is a view showing a method for measuring the deformation amount of the SEM pattern.

本実施形態のSEMパターンの変形量の評価は、パターン検査装置100の比較処理部14(図1参照)によって行われる。まず、図11のステップS301において、比較処理部14は、比較候補パターンの中から変形量評価を行う最初のSEMパターン42bを選択する。   The deformation amount of the SEM pattern according to the present embodiment is evaluated by the comparison processing unit 14 (see FIG. 1) of the pattern inspection apparatus 100. First, in step S301 in FIG. 11, the comparison processing unit 14 selects the first SEM pattern 42b for performing deformation amount evaluation from the comparison candidate patterns.

次に、ステップS302において、比較処理部14は記憶部20からステップS301で選択されたSEMパターン42bに対応する設計パターン52bと、SEMパターン42bの輪郭点列データを取得する。そして、設計パターン52bと輪郭点列とを重ね合わせる。   Next, in step S302, the comparison processing unit 14 acquires the design pattern 52b corresponding to the SEM pattern 42b selected in step S301 and the contour point sequence data of the SEM pattern 42b from the storage unit 20. Then, the design pattern 52b and the outline point sequence are overlaid.

図12(a)では、最初のパターンとしてSEMパターン42b及び設計パターン52bが比較対象として選択された例を示している。図示のように、ステップS302において、SEMパターン42bの輪郭点列47bが、設計パターン52bと重ね合わせられる。   FIG. 12A shows an example in which the SEM pattern 42b and the design pattern 52b are selected as comparison targets as the first pattern. As illustrated, in step S302, the outline point sequence 47b of the SEM pattern 42b is overlaid with the design pattern 52b.

次に、ステップS303において、比較処理部14は輪郭点列47bの中から最初の輪郭点を測定ポイントとして選択する。   Next, in step S303, the comparison processing unit 14 selects the first contour point as the measurement point from the contour point sequence 47b.

最初の輪郭点は、輪郭点列47bの中のいずれの輪郭点であっても構わない。図12(b)の例では、左端の輪郭点200を最初の輪郭点として選択する。   The first contour point may be any contour point in the contour point sequence 47b. In the example of FIG. 12B, the leftmost contour point 200 is selected as the first contour point.

次に、ステップS304において、比較処理部14はステップS303で選択した輪郭点の周囲の4つの輪郭点を抽出する。   Next, in step S304, the comparison processing unit 14 extracts four contour points around the contour point selected in step S303.

図12(b)の場合には、輪郭点200の手前の2つの輪郭点198、199と、輪郭点200の後ろの輪郭点101、102とを抽出する。   In the case of FIG. 12B, two contour points 198 and 199 before the contour point 200 and contour points 101 and 102 behind the contour point 200 are extracted.

なお、ここで抽出する輪郭点の数は4つに限定されるものではない。輪郭点の抽出数は、少なくとも、測定ポイント及びステップS304で抽出される輪郭点とによってカバーされる領域の長さが、SEMパターンのエッジのノイズ成分としての凹凸の周期よりも大きくなるように設定される。   Note that the number of contour points extracted here is not limited to four. The number of contour points extracted is set so that at least the length of the area covered by the measurement points and the contour points extracted in step S304 is greater than the period of the irregularities as noise components of the edges of the SEM pattern. Is done.

このような輪郭点の数は、SEMパターンの観察結果に基づいて手動で設定してもよいし、比較処理部14において自動的に求めて設定するようにしてもよい。   The number of contour points may be set manually based on the observation result of the SEM pattern, or may be automatically obtained and set by the comparison processing unit 14.

自動的に求める場合には、予め抽出する輪郭点の数と回帰直線の変化の関係を求めておき、輪郭点の増減に対する回帰直線の変化が一定値以下となるような輪郭点数を求めることで行えばよい。   In the case of obtaining automatically, the relationship between the number of contour points to be extracted in advance and the change in the regression line is obtained, and the number of contour points is determined so that the change in the regression line with respect to the increase / decrease in the contour point is less than a certain value Just do it.

このような条件を満たす数の輪郭点を抽出することで、後述する回帰直線の向きが安定し、測定結果のばらつきを抑制できる。   By extracting the number of contour points satisfying such conditions, the direction of a regression line described later is stabilized, and variations in measurement results can be suppressed.

次に、ステップS305において、比較処理部14はステップS303で選択した輪郭点及び、ステップS304で抽出した輪郭点に対する回帰直線を求める。   Next, in step S305, the comparison processing unit 14 obtains a regression line for the contour point selected in step S303 and the contour point extracted in step S304.

すなわち、図12(b)に示すように、輪郭点200、101、102、198、199の位置座標に基づいて、回帰直線48aを求める。本実施形態では、この回帰直線48aをパターン42bの輪郭点200における接線の方向とみなす。この回帰直線48aは複数の輪郭点を使用して求めるため、SEMパターンのエッジの局所的な凹凸の影響を受けにくくなり、接線方向のばらつきが抑制される。   That is, as shown in FIG. 12B, the regression line 48a is obtained based on the position coordinates of the contour points 200, 101, 102, 198, and 199. In this embodiment, this regression line 48a is regarded as the direction of the tangent at the contour point 200 of the pattern 42b. Since the regression line 48a is obtained using a plurality of contour points, it is less susceptible to local unevenness of the edge of the SEM pattern, and variation in the tangential direction is suppressed.

そして、次のステップS306において、比較処理部14はステップS305で求めた回帰直線48aに対して垂直で、且つステップS303で選択した測定ポイントである輪郭点200を通過する測定ライン48bを求める。   In the next step S306, the comparison processing unit 14 obtains a measurement line 48b that is perpendicular to the regression line 48a obtained in step S305 and passes through the contour point 200 that is the measurement point selected in step S303.

本実施形態では、この測定ライン48bをSEMパターン42bの輪郭点200における法線とみなす。   In the present embodiment, the measurement line 48b is regarded as a normal line at the contour point 200 of the SEM pattern 42b.

次に、ステップS307において、比較処理部14は測定ライン48bと設計パターン52bのエッジとの交点501を求める。続いて、その交点501とステップS303で選択した輪郭点200との距離を求める。   Next, in step S307, the comparison processing unit 14 obtains an intersection 501 between the measurement line 48b and the edge of the design pattern 52b. Subsequently, the distance between the intersection 501 and the contour point 200 selected in step S303 is obtained.

これにより、輪郭点200におけるSEMパターン42b及び設計パターン52bのエッジ間の距離が求まる。   Thereby, the distance between the edges of the SEM pattern 42b and the design pattern 52b at the contour point 200 is obtained.

次に、ステップS308において、比較処理部14は測定ポイントとして選択された輪郭点が最後か否かを判断する。   Next, in step S308, the comparison processing unit 14 determines whether or not the contour point selected as the measurement point is the last.

ステップS308において、測定ポイントとして選択された輪郭点が最後の輪郭点ではないと判断された場合(NO)には、ステップS309に移行する。そして、図12(c)に示すように、比較処理部14は次の輪郭点101を測定ポイントとして選択する。   If it is determined in step S308 that the contour point selected as the measurement point is not the last contour point (NO), the process proceeds to step S309. Then, as shown in FIG. 12C, the comparison processing unit 14 selects the next contour point 101 as a measurement point.

その後、ステップS304〜ステップS307で説明した処理を行って、次の輪郭点101について、SEMパターン42b及び設計パターン52bのエッジ間の距離を求める。   Thereafter, the processing described in steps S304 to S307 is performed to obtain the distance between the edges of the SEM pattern 42b and the design pattern 52b for the next contour point 101.

比較処理部14は、上記のステップS304〜ステップS307の処理を、最後の輪郭点が測定ポイントについての処理が完了するまで繰り返すことで、全ての輪郭点について、SEMパターン42b及び設計パターン52bのエッジ間の距離を求める。   The comparison processing unit 14 repeats the processes in steps S304 to S307 described above until the process for the last contour point is completed for the measurement point, so that the edges of the SEM pattern 42b and the design pattern 52b are obtained for all the contour points. Find the distance between.

最後の輪郭点について、ステップS304〜S307の処理が完了すると、比較処理部14はステップS308においてYESと判定し、ステップS310に移行する。   When the processes of steps S304 to S307 are completed for the last contour point, the comparison processing unit 14 determines YES in step S308, and proceeds to step S310.

ステップS310では、比較処理部14は、全ての比較候補パターンについてエッジ間距離の算出が完了したか否かを判断する。   In step S310, the comparison processing unit 14 determines whether or not the calculation of the distance between edges has been completed for all comparison candidate patterns.

ステップS310で、全ての比較候補パターンについてエッジ間距離の算出が完了していないと判断された場合(NO)には、ステップS311に移行して、比較処理部14は次の比較候補パターンを選択する。そして、ステップS302〜S309の処理を行う。   If it is determined in step S310 that the calculation of the distance between edges has not been completed for all the comparison candidate patterns (NO), the process proceeds to step S311 and the comparison processing unit 14 selects the next comparison candidate pattern. To do. And the process of step S302-S309 is performed.

一方、全ての比較候補パターンについてエッジ間距離の算出が完了したと判断された場合(YES)には、比較処理部14による比較処理を終了する。   On the other hand, when it is determined that the calculation of the inter-edge distance has been completed for all the comparison candidate patterns (YES), the comparison processing by the comparison processing unit 14 is ended.

以上により、図2のステップS30における比較処理が完了する。   Thus, the comparison process in step S30 in FIG. 2 is completed.

その後、図2のステップS40において、制御部10がSEMパターンと設計パターンとの比較結果を表示する。   Thereafter, in step S40 of FIG. 2, the control unit 10 displays a comparison result between the SEM pattern and the design pattern.

例えば、制御部10は、SEMパターンの各輪郭点におけるエッジ間距離を集計して、そのSEMパターンの変形量を求め、その変形量をSEM画像上のSEMパターンと共に表示させる。   For example, the control unit 10 calculates the distance between the edges at each contour point of the SEM pattern, obtains the deformation amount of the SEM pattern, and displays the deformation amount together with the SEM pattern on the SEM image.

また、SEMパターン及び設計パターンのエッジ間の距離が所定の値を超えるSEMパターンを欠陥候補パターンとして、SEM画像上において着色させて表示させてもよい。   Further, an SEM pattern in which the distance between the edges of the SEM pattern and the design pattern exceeds a predetermined value may be colored and displayed on the SEM image as a defect candidate pattern.

以上のように、本実施形態のパターン検査方法では、SEMパターンのエッジ上の複数の輪郭点に対して回帰直線を求め、その回帰直線に垂直な方向の測定ラインに沿って、SEMパターンと設計パターンと間のエッジ間距離を求めている。   As described above, in the pattern inspection method of the present embodiment, a regression line is obtained for a plurality of contour points on the edge of the SEM pattern, and the SEM pattern and design are designed along the measurement line in the direction perpendicular to the regression line. The distance between edges between the pattern is obtained.

このように、複数の輪郭点を利用してエッジ間距離を求めることで、SEMパターンのエッジに微細な凹凸があっても、測定結果のばらつきを抑制することができ、SEMパターンの変形量を再現性よく測定できる。   In this way, by obtaining the distance between edges using a plurality of contour points, even if there are fine irregularities on the edge of the SEM pattern, it is possible to suppress variations in measurement results, and to reduce the deformation amount of the SEM pattern. It can be measured with good reproducibility.

(第2実施形態)
第1実施形態では、SEMパターンから見て設計パターンがどの程度かけ離れているかを求めたが、本実施形態では、設計パターンから見てSEMパターンがどの程度かけ離れているかを求める。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, how far the design pattern is far from the SEM pattern is obtained, but in this embodiment, how far the SEM pattern is far from the design pattern is obtained.

以下、本実施形態のパターン検査方法について説明する。   Hereinafter, the pattern inspection method of this embodiment will be described.

なお、本実施形態のパターン検査方法も、図1に示すパターン検査装置100によって行われ、比較処理を除く図2〜図9を参照して説明した処理も同様であるので、これらの構成についての説明は省略する。   The pattern inspection method of the present embodiment is also performed by the pattern inspection apparatus 100 shown in FIG. 1, and the processes described with reference to FIGS. 2 to 9 except for the comparison process are the same. Description is omitted.

図13は、第2実施形態に係る比較処理の手順を示すフローチャートである。   FIG. 13 is a flowchart illustrating the procedure of the comparison process according to the second embodiment.

まず、図13のステップS321に示すように、比較処理部14は最初の比較対象パターンを選択する。   First, as shown in step S321 in FIG. 13, the comparison processing unit 14 selects the first comparison target pattern.

次に、ステップS322において、比較処理部14はステップS321で選択された比較対象パターン(SEMパターン42b)の画像データと設計パターン52bとを記憶部20から抽出する。   Next, in step S322, the comparison processing unit 14 extracts the image data of the comparison target pattern (SEM pattern 42b) selected in step S321 and the design pattern 52b from the storage unit 20.

ここで抽出された設計パターン52bは、角部のみに配置された輪郭点によって規定されているため、輪郭点の数が少なく、そのままでは正確な測定を行うことができない。   Since the design pattern 52b extracted here is defined by contour points arranged only at the corners, the number of contour points is small, and accurate measurement cannot be performed as it is.

そこで、ステップS323において、比較処理部14は設計パターン52bのエッジに沿って一定の間隔で輪郭点を補完する。   Therefore, in step S323, the comparison processing unit 14 supplements the contour points at regular intervals along the edge of the design pattern 52b.

これにより、図14(a)に示すように、設計パターン52bのエッジに沿って複数の輪郭点からなる輪郭点列57bが配置されたことになる。   As a result, as shown in FIG. 14A, a contour point sequence 57b composed of a plurality of contour points is arranged along the edge of the design pattern 52b.

次に、ステップS324に移行して、比較処理部14は、輪郭点列57bから最初の輪郭点を測定ポイントとして選択する。   Next, the process proceeds to step S324, and the comparison processing unit 14 selects the first contour point as the measurement point from the contour point sequence 57b.

最初の輪郭点の選び方は特に限定されるものではないが、図14(b)の例では、設計パターン52bの左下の角部の輪郭点571を測定ポイントして選ぶものとする。   The method of selecting the first contour point is not particularly limited, but in the example of FIG. 14B, the contour point 571 at the lower left corner of the design pattern 52b is selected as a measurement point.

次に、ステップS325において、比較処理部14は、測定ポイントとして選択された輪郭点571の周囲の所定数の輪郭点を抽出する。   Next, in step S325, the comparison processing unit 14 extracts a predetermined number of contour points around the contour point 571 selected as the measurement point.

図14(b)の例では、測定ポイントである輪郭点571の手前の2つの輪郭点598、599と、輪郭点571の後ろの2つの輪郭点572、573とを抽出する。   In the example of FIG. 14B, two contour points 598 and 599 before the contour point 571 that are measurement points and two contour points 572 and 573 behind the contour point 571 are extracted.

次に、ステップS326において、比較処理部14は、ステップS325で抽出した輪郭点及び測定ポイントについての回帰直線を求める。   Next, in step S326, the comparison processing unit 14 obtains a regression line for the contour points and measurement points extracted in step S325.

これにより、図14(b)に示すように、5つの輪郭点598、599、571、572、573に基づいた回帰直線58aが求まる。   Thereby, as shown in FIG. 14B, a regression line 58a based on the five contour points 598, 599, 571, 572, and 573 is obtained.

次に、ステップS327において、比較処理部14は回帰直線58aに垂直で、且つ測定ポイント(輪郭点571)を通る測定ライン58bを算出する。   Next, in step S327, the comparison processing unit 14 calculates a measurement line 58b that is perpendicular to the regression line 58a and passes through the measurement point (contour point 571).

次に、ステップS328において、比較処理部14は測定ライン58bに沿った設計パターン52b及びSEMパターン42bのエッジ間の距離を求める。   Next, in step S328, the comparison processing unit 14 obtains the distance between the edges of the design pattern 52b and the SEM pattern 42b along the measurement line 58b.

ここでは、図14(b)に示すように、測定ライン58bとSEMパターン42bのエッジとの交点401を求める。そして、その交点401と輪郭点571との距離を求めることで、測定ライン58bに沿った設計パターン52b及びSEMパターン42bのエッジ間の距離が求まる。   Here, as shown in FIG. 14B, an intersection 401 between the measurement line 58b and the edge of the SEM pattern 42b is obtained. And the distance between the edge of the design pattern 52b and the SEM pattern 42b along the measurement line 58b is calculated | required by calculating | requiring the distance of the intersection 401 and the outline point 571. FIG.

次に、ステップS329に移行し、比較処理部14は測定ポイントが最後の輪郭点か否かを判断する。ここで、図14(b)において最後の輪郭点は最初の輪郭点571の手前側の輪郭点599である。ステップS329において、比較処理部14が測定ポイントが最後の輪郭点ではないと判断した場合(NO)には、全ての輪郭点について処理が完了していないものとして、ステップS330に移行する。   Next, the process proceeds to step S329, and the comparison processing unit 14 determines whether or not the measurement point is the last contour point. Here, in FIG. 14B, the last contour point is the contour point 599 on the near side of the first contour point 571. If the comparison processing unit 14 determines in step S329 that the measurement point is not the last contour point (NO), it is determined that the processing has not been completed for all contour points, and the process proceeds to step S330.

ステップS330において、比較処理部14は次の輪郭点を測定ポイントに選択する。すなわち、図14(c)の例では、最初の輪郭点571の一つ後の輪郭点572を測定ポイントに選択する。その後、ステップS325〜S328の処理を繰り返して、輪郭点572について設計パターン及びSEMパターンのエッジ間の距離が求める。   In step S330, the comparison processing unit 14 selects the next contour point as a measurement point. That is, in the example of FIG. 14C, the contour point 572 immediately after the first contour point 571 is selected as the measurement point. Thereafter, the processes in steps S325 to S328 are repeated to obtain the distance between the edges of the design pattern and the SEM pattern for the contour point 572.

以上のステップS325〜S330の処理を全ての処理を最後の輪郭点599になるまで繰り返す。   The above steps S325 to S330 are all repeated until the last contour point 599 is reached.

最後の輪郭点599についての処理が完了すると、ステップS329において、比較処理部14は、測定ポイントが最後の輪郭点であると判断して(YES)、ステップS331に移行する。   When the process for the last contour point 599 is completed, in step S329, the comparison processing unit 14 determines that the measurement point is the last contour point (YES), and proceeds to step S331.

ステップS331では、比較処理部14が全ての比較候補パターンについて設計パターンとの比較処理が完了したか否かを判断する。   In step S331, the comparison processing unit 14 determines whether comparison processing with the design pattern has been completed for all comparison candidate patterns.

ステップS331において全ての比較候補パターンについて設計パターンとの比較処理が完了していないと判断した場合には、ステップS332に移行して次の比較候補パターンを選択した後、ステップS322に移行する。   If it is determined in step S331 that the comparison process with the design pattern has not been completed for all the comparison candidate patterns, the process proceeds to step S332, the next comparison candidate pattern is selected, and then the process proceeds to step S322.

そして、次の比較候補パターンについて設計パターンから見たSEMパターンの変形量を求める。   Then, the deformation amount of the SEM pattern viewed from the design pattern is obtained for the next comparison candidate pattern.

一方、ステップS331において、全ての比較候補パターンについて比較候補パターンについて設計パターンとSEMパターンとの比較処理が完了したと判断した場合には、比較処理を終了する。   On the other hand, if it is determined in step S331 that the comparison process between the design pattern and the SEM pattern is completed for all the comparison candidate patterns, the comparison process is terminated.

以上により本実施形態の比較処理が完了する。   Thus, the comparison process of this embodiment is completed.

以上のように、本実施形態によれば、設計パターン側に輪郭点を補完することにより、設計パターンから見たSEMパターンの変形量を求めることができる。また、本実施形態においても複数の輪郭点を利用して測定ラインを求めるため、設計パターンに対するSEMパターンの変形量を再現性良く測定することができる。   As described above, according to the present embodiment, the amount of deformation of the SEM pattern viewed from the design pattern can be obtained by complementing the contour point on the design pattern side. Also in this embodiment, since the measurement line is obtained using a plurality of contour points, the deformation amount of the SEM pattern with respect to the design pattern can be measured with good reproducibility.

なお、上記の説明では5つの輪郭点を用いて回帰直線58aを求めていたが、本実施形態はこれに限られるものではない。設計データについては、ノイズの影響を受けないため3つの輪郭点を用いて回帰直線58aを求めてもよい。   In the above description, the regression line 58a is obtained using five contour points, but the present embodiment is not limited to this. Since the design data is not affected by noise, the regression line 58a may be obtained using three contour points.

また、回帰直線58aの算出に用いる輪郭点の数を5つ以上としてもよく、例えば輪郭点の増減に対する回帰直線58aの変化がある程度少なくなるように、多数の輪郭点を用いて回帰直線58aを算出してもよい。   Further, the number of contour points used for calculating the regression line 58a may be five or more. For example, the regression line 58a is made up of a large number of contour points so that the change of the regression line 58a with respect to the increase / decrease of the contour points is reduced to some extent. It may be calculated.

1…電子走査部、2…チャンバー、3…電子銃、3a…電子ビーム、4…収束レンズ、5…偏向器、6…対物レンズ、7…ステージ、8…試料、9…検出器、10…制御部、11…信号処理部、12…SEM画像処理部、13…設計データ処理部、14…比較処理部、20…記憶部、21…入力部、22…表示部、41…SEM画像、42a〜42f…SEMパターン、43、43a〜43c、53、53a〜53c…ポインタ、47b、57b…輪郭点列、48a、58a…回帰直線、48b、58b…測定ライン、50、51…設計データ、52a〜52f、58…設計パターン、58a〜58d…小領域、100…走査型電子顕微鏡(パターン検査装置)、101〜199、571〜599…測定ポイント、401、402、501、502…交点。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electron scanning part, 2 ... Chamber, 3 ... Electron gun, 3a ... Electron beam, 4 ... Converging lens, 5 ... Deflector, 6 ... Objective lens, 7 ... Stage, 8 ... Sample, 9 ... Detector, 10 ... Control unit, 11 ... Signal processing unit, 12 ... SEM image processing unit, 13 ... Design data processing unit, 14 ... Comparison processing unit, 20 ... Storage unit, 21 ... Input unit, 22 ... Display unit, 41 ... SEM image, 42a ~ 42f ... SEM pattern, 43, 43a-43c, 53, 53a-53c ... Pointer, 47b, 57b ... Outline point sequence, 48a, 58a ... Regression line, 48b, 58b ... Measurement line, 50, 51 ... Design data, 52a ˜52f, 58 ... design pattern, 58a-58d ... small area, 100 ... scanning electron microscope (pattern inspection apparatus), 101-199, 571-599 ... measurement points, 401, 402, 501, 02 ... intersection.

Claims (6)

SEM画像上のSEMパターンの中から比較候補パターンを選択するステップと、
前記比較候補パターンに対応する設計データ上の設計パターンを抽出するステップと、
前記設計パターン及び比較候補パターンの何れか一方のエッジの上に複数の輪郭点を設定するステップと、
前記複数の輪郭点の中の何れか1の輪郭点を測定ポイントとして選択するステップと、
(a)選択された前記測定ポイントの周囲の所定数の輪郭点を抽出するステップと、
(b)前記測定ポイントと前記測定ポイントの周囲の所定数の輪郭点とに対する回帰直線を求めるステップと、
(c)前記回帰直線に垂直であって前記測定ポイントを通る測定ラインを求めるステップと、
(d)前記測定ラインに沿った前記SEMパターン及び設計パターンのエッジ間の距離を求めるステップと、
前記測定ポイントとしての輪郭点を順次移動しつつ、前記(a)〜(d)のステップを繰り返すことで、全ての輪郭点についてSEMパターンのエッジと設計パターンのエッジとの距離を求めるステップと、
を有することを特徴とするパターン検査方法。
Selecting a comparison candidate pattern from among SEM patterns on the SEM image;
Extracting a design pattern on design data corresponding to the comparison candidate pattern;
Setting a plurality of contour points on one of the edges of the design pattern and the comparison candidate pattern;
Selecting any one of the plurality of contour points as a measurement point;
(A) extracting a predetermined number of contour points around the selected measurement point;
(B) obtaining a regression line for the measurement point and a predetermined number of contour points around the measurement point;
(C) obtaining a measurement line perpendicular to the regression line and passing through the measurement point;
(D) obtaining a distance between edges of the SEM pattern and the design pattern along the measurement line;
Steps of obtaining the distance between the edge of the SEM pattern and the edge of the design pattern by repeating the steps (a) to (d) while sequentially moving the contour points as the measurement points;
A pattern inspection method comprising:
前記測定ポイントの周囲から抽出する前記輪郭点の数は、前記測定ポイント及び抽出された前記輪郭点によって占められる部分の長さが、前記SEMパターンのエッジに現れるノイズ成分としての凹凸の周期よりも長くなるように設定することを特徴とする請求項1に記載のパターン検査方法。   The number of contour points extracted from the periphery of the measurement point is such that the length of the portion occupied by the measurement point and the extracted contour point is greater than the period of unevenness as a noise component appearing at the edge of the SEM pattern. The pattern inspection method according to claim 1, wherein the pattern inspection method is set to be long. 前記エッジ間の距離を求めるステップに先立って、前記SEM画像上のSEMパターンの中から位置決めのためのSEMパターンと位置決のためのSEMパターンに対応する設計パターンとを抽出し、これらのパターンのエッジ位置の差が最小化するように前記設計データ又はSEM画像を移動させて、前SEMパターンと設計パターンとを位置合わせすることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のパターン検査方法。   Prior to the step of obtaining the distance between the edges, a SEM pattern for positioning and a design pattern corresponding to the SEM pattern for positioning are extracted from the SEM patterns on the SEM image, and these patterns are extracted. 3. The pattern inspection method according to claim 1, wherein the design data or the SEM image is moved so as to minimize a difference in edge position, and the previous SEM pattern and the design pattern are aligned. . 前記測定ラインに沿った前記SEMパターン及び設計パターンのエッジ間の距離が所定値以上となる部分がある前記SEMパターンを欠陥候補パターンとして検出することを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載のパターン検査方法。   4. The SEM pattern having a portion where a distance between edges of the SEM pattern and the design pattern along the measurement line is a predetermined value or more is detected as a defect candidate pattern. The pattern inspection method according to claim 1. 前記測定ポイントとして選択するステップの前に、
予め抽出した輪郭点の数と回帰直線の変化の関係を求めるステップと、
前記抽出した輪郭点の数に対する回帰直線の変化が所定値以下となるように、抽出するべき輪郭点の数を設定するステップと、をさらに有することを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載のパターン検査方法。
Before selecting as the measurement point,
Determining the relationship between the number of contour points extracted in advance and the change in the regression line;
5. The method of claim 1, further comprising: setting the number of contour points to be extracted so that a change in the regression line with respect to the number of extracted contour points is equal to or less than a predetermined value. The pattern inspection method according to any one of the above.
試料表面に電子ビームを照射してSEM画像を撮像する電子走査部と、前記SEM画像のSEMパターンと、前記試料を作製するための設計データ上の設計パターンとを比較して、前記SEMパターンの設計データに対する変形量を検出する制御部と、を備えたパターン検査装置で行われるパターン検査方法であって、
前記制御部は、SEM画像上のSEMパターンの中から比較候補パターンを選択するステップと、前記比較候補パターンに対応する設計データ上の設計パターンを抽出するステップと、前記設計パターン及び比較候補パターンの何れか一方のエッジの上に複数の輪郭点を設定するステップと、前記複数の輪郭点の中の何れか1の輪郭点を測定ポイントとして選択するステップと、(a)選択された前記測定ポイントの周囲の所定数の輪郭点を抽出するステップと、(b)前記測定ポイントと前記測定ポイントの周囲の所定数の輪郭点とに対する回帰直線を求めるステップと、(c)前記回帰直線に垂直であって前記測定ポイントを通る測定ラインを求めるステップと、(d)前記測定ラインに沿った前記SEMパターン及び設計パターンのエッジ間の距離を求めるステップと、前記測定ポイントとしての輪郭点を順次移動しつつ、前記(a)〜(d)のステップを繰り返すことで、全ての輪郭点についてSEMパターンのエッジと設計パターンのエッジとの距離を求めるステップと、を行うことにより前記SEMパターンの設計データに対する変形量を求めることを特徴とするパターン検査方法。
The electronic scanning unit that irradiates the sample surface with an electron beam to capture the SEM image, the SEM pattern of the SEM image, and the design pattern on the design data for producing the sample are compared, and the SEM pattern A pattern inspection method performed by a pattern inspection apparatus including a control unit that detects a deformation amount with respect to design data ,
The control unit selects a comparison candidate pattern from SEM patterns on an SEM image, extracts a design pattern on design data corresponding to the comparison candidate pattern, the design pattern and the comparison candidate pattern A step of setting a plurality of contour points on any one of the edges, a step of selecting any one of the plurality of contour points as a measurement point, and (a) the selected measurement point Extracting a predetermined number of contour points around, (b) determining a regression line for the measurement points and a predetermined number of contour points around the measurement points, and (c) perpendicular to the regression line Determining a measurement line passing through the measurement point; and (d) an error of the SEM pattern and the design pattern along the measurement line. The steps of (a) to (d) are repeated while sequentially moving the contour points as the measurement points and the steps of (a) to (d). And a step of obtaining a distance from the edge to obtain a deformation amount of the design data of the SEM pattern.
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