JP5663195B2 - パターン寸法計測方法、パターン寸法計測装置、パターン寸法計測方法をコンピュータに実行させるプログラム及びこれを記録した記録媒体 - Google Patents
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Description
(1)検査対象パターン画像に対して傾斜のあるパターンの寸法を計測するパターン寸法計測方法であって、前記検査対象パターン画像から得られる信号波形を用いて、前記傾斜のあるパターンの軌道を示す補助点列を検出するステップと、前記検出された補助点列に基づいて、前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記補助点列の所定区間における接線を算出するステップと、前記算出された前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記算出された補助点列の所定区間における接線に対して垂直方向の信号波形を検出するステップと、前記検出された前記近似曲線又は前記接線に対して垂直方向の信号波形に基づいて、前記傾斜のあるパターンのパターンエッジ位置を特定し、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測するステップと、を有することを特徴とするパターン寸法計測方法である。
(2)(1)記載のパターン寸法計測方法であって、前記傾斜のあるパターンが前記検査対象パターン画像に対して傾斜のある直線パターンである場合には、前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記補助点列の所定区間における接線を算出するステップでは、前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線を算出し、前記垂直方向の信号波形を検出するステップでは、前記算出された前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線に対して垂直方向の信号波形を検出し、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測するステップでは、前記検出された前記近似曲線に対して垂直方向の信号波形に基づいて、前記傾斜のあるパターンのパターンエッジ位置を特定し、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測することを特徴とするパターン寸法計測方法である。
(3)(1)記載のパターン寸法計測方法であって、前記傾斜のあるパターンが曲線パターンである場合には、前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記補助点列の所定区間における接線を算出するステップでは、前記補助点列の所定区間における接線を算出し、前記垂直方向の信号波形を検出するステップでは、前記算出された補助点列の所定区間における接線に対して垂直方向の信号波形を検出し、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測するステップでは、前記検出された前記接線に対して垂直方向の信号波形に基づいて、前記傾斜のあるパターンのパターンエッジ位置を特定し、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測することを特徴とするパターン寸法計測方法である。
(4)検査対象パターン画像に対して傾斜のあるパターンの寸法を計測するパターン寸法計測装置であって、検査対象に電子ビームを照射する電子ビーム照射手段と、前記電子ビーム照射手段による照射により前記検査対象から放出される反射電子及び2次電子を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された反射電子及び2次電子の信号に基づいて検査対象パターン画像を作成し、前記検査対象パターン画像から得られる信号波形を用いて、前記傾斜のあるパターンの軌道を示す補助点列を検出し、前記検出された補助点列に基づいて、前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記補助点列の所定区間における接線を算出し、前記算出された前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記算出された補助点列の所定区間における接線に対して垂直方向の信号波形を検出し、前記検出された前記近似曲線又は前記接線に対して垂直方向の信号波形に基づいて、前記傾斜のあるパターンのパターンエッジ位置を特定し、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測する画像処理手段と、を有することを特徴とするパターン寸法計測装置である。
(5)(4)記載のパターン寸法計測装置であって、前記画像処理手段は、前記検査対象パターン画像の信号波形を用いて、前記傾斜のあるパターンの軌道を示す補助点列を検出する補助点列検出手段と、前記補助点列検出手段により検出された補助点列に基づいて、前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記補助点列の所定区間における接線を算出する近似曲線・接線算出手段と、前記近似曲線・接線算出手段により算出された前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記算出された補助点列の所定区間における接線に対して垂直方向の信号波形を検出する信号波形取得手段と、前記信号波形取得手段により検出された前記近似曲線又は前記接線に対して垂直方向の信号波形に基づいて、前記傾斜のあるパターンのパターンエッジ位置を特定するエッジ検出手段と、前記エッジ検出手段により特定されたパターンエッジ位置のデータに基づいて、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測する寸法計測手段と、を有することを特徴とするパターン寸法計測装置である。
(6)(1)から(3)のいずれかに記載のパターン計測方法をコンピュータに実行させるプログラムである。また、このプログラムを記録した記録媒体である。
(7)検査対象パターン画像に対して傾斜のあるパターンの寸法を計測するパターン寸法計測方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、画像取得部により得られた前記検査対象パターン画像から得られる信号波形を用いて、補助点列検出部に前記傾斜のあるパターンの軌道を示す補助点列を検出させるステップと、前記検出された補助点列に基づいて、近似直線・接線算出部に前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記補助点列の所定区間における接線を算出させるステップと、寸法計測部に前記算出された前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記算出された補助点列の所定区間における接線に対して垂直方向の信号波形を検出させるステップと、エッジ検出部に前記検出された前記近似曲線又は前記接線に対して垂直方向の信号波形に基づいて、前記傾斜のあるパターンのパターンエッジ位置を特定させ、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測するステップと、をコンピュータに実行させるプログラムである。また、このプログラムを記録した記録媒体である。
(第一実施例)
次に、検査対象パターン画像の具体例を用いて、本発明に係るパターン寸法計測方法の詳細を説明する。検査対象パターン画像の第一の実施例として、図3に示すように、ここでは、画像の垂直方向又は水平方向に対して傾斜のある直線パターン302を含む撮像画像301を例にとって説明する。以下、特に指定のない限り、図3のようにx方向とは図示した画像の左から右への水平方向、y方向とは図示した画像の上から下への垂直方向を指すこととし、また、以降説明する処理は、計測対象とするパターンをユーザが指定する計測範囲303内の上端から下端へ向けてy方向に実行することとする。
図4に示す取得したパターン像401に対し、補助点列検出部202で処理することで、図5に示すようなパターンの軌道を示す補助点列501を検出する(S1001)。補助点列501の検出方法としては、パターン像の対称性を利用した手法や基準信号波形とのマッチングによる手法が挙げられる。これらの手法について以下に説明する。
(数1) エッジ信号値1304=(最大信号値1302−最小信号値1303)×エッジしきい値1301+最小信号値1303
また、パターン像401周辺の異物等によるエッジ検出精度低下を避けるため、信号波形801を信号波形801の中心位置1305から左方向にスキャンし、エッジ信号値1304と一致する信号値を示すエッジ位置1306を検出する(S1403)。同様にして、パターン像401の右エッジのエッジ位置を検出する。こうして得られた401の左右両エッジの位置情報は、寸法計測部206に出力される。寸法計測部206では、図15に示すように検出された両端のエッジ位置からエッジ間の距離1501を算出する(S1006)。得られたエッジ間の距離1501がそのパターンの寸法値となる。
(第二実施例)
次に、検査対象パターン画像の第二の実施例として、曲線部のあるパターンの場合を例にとり、パターン寸法の計測方法を図17乃至図22を用いて説明する。図17乃至図21は画像処理部内114内での処理による曲線パターン像の様子を示し、図22は画像処理部114での処理フローを示す。以下、曲線部のあるパターンを単に曲線パターンという。
Claims (15)
- 走査型電子顕微鏡により撮像された検査対象パターン画像に対して曲線パターンの寸法を計測するパターン寸法計測方法であって、
前記検査対象パターン画像から得られる信号波形を用いて、前記曲線パターンの軌道を示す補助点列を検出するステップと、
前記検出された補助点列に基づいて、前記曲線パターンの計測範囲の一部である所定区分における接線を算出するステップと、
前記算出された接線に対して垂直方向の信号波形を検出するステップと、
前記検出された接線に対して垂直方向の信号波形に基づいて、前記曲線パターンのパターンエッジ位置を特定し、前記曲線パターンの寸法を計測するステップと、
前記接線を算出するステップから前記曲線パターンの寸法を計測するステップまでを、前記所定区分ごとに行うステップと、
を有することを特徴とし、
前記曲線パターンの計測範囲の一部である所定区分における接線は、前記点列の関数近似により得られるものであることを特徴とするパターン寸法計測方法。 - 請求項1記載のパターン寸法計測方法であって、
前記垂直方向の信号波形を検出するステップでは、前記接線と前記検査対象パターン画像の垂直方向又は水平方向との傾斜角を算出し、前記算出された傾斜角に基づいて、前記垂直方向の信号波形を算出することを特徴とするパターン寸法計測方法。 - 請求項2記載のパターン寸法計測方法であって、
前記垂直方向の信号波形を検出するステップでは、前記算出された傾斜角分だけ回転させた方向で検出することで、前記垂直方向の信号波形を検出することを特徴とするパターン寸法計測方法。 - 請求項2記載のパターン寸法計測方法であって、
前記垂直方向の信号波形を検出するステップでは、前記算出された傾斜角分だけ前記検査対象パターン画像を回転させて検出することで、前記垂直方向の信号波形を検出することを特徴とするパターン寸法計測方法。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載のパターン寸法計測方法であって、
前記補助点列を検出するステップでは、前記検査対象パターン画像から得られる信号波形の対称性を利用して検出することを特徴とするパターン寸法計測方法。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載のパターン寸法計測方法であって、
前記補助点列を検出するステップでは、前記検査対象パターン画像から得られる信号波形と予め作成した基準信号波形とのマッチングにより検出することを特徴とするパターン寸法計測方法。 - 請求項1記載のパターン寸法計測方法であって、
前記曲線パターンの寸法を計測するステップでは、前記垂直方向の信号波形の中心位置を基準にして左右のパターンエッジ位置をそれぞれ独立に探索し、得られたパターンエッジ位置に基づいて前記曲線パターンの寸法を計測することを特徴とするパターン寸法計測方法。 - 請求項1記載のパターン寸法計測方法であって、
前記曲線パターンの軌道の所定区分における接線を算出するステップでは、前記曲線パターンの軌道の接線を算出し、前記垂直方向の信号波形を検出するステップでは、前記算出された前記曲線パターンの軌道の接線に対して垂直方向の信号波形を検出し、
前記曲線パターンの寸法を計測するステップでは、前記検出された前記接線に対して垂直方向の信号波形に基づいて、前記曲線パターンのパターンエッジ位置を特定し、前記曲線パターンの寸法を計測する、ことを特徴とするパターン寸法計測方法。 - 請求項8記載のパターン寸法計測方法であって、
さらに、前記接線が表示された前記検査対象パターン画像と、前記計測された前記曲線パターンの計測結果と、を画面に表示するステップと、を有することを特徴とするパターン寸法計測方法。 - 請求項9記載のパターン寸法計測方法であって、
前記計測結果は、前記検査対象パターン画像の計測範囲内におけるパターン寸法値の平均値、パターン寸法値の分散値、パターン寸法値の最大値、パターン寸法値の最小値、前記近似曲線と前記検査対象パターン画像の垂直方向又は水平方向との傾斜角のうち、いずれか一つ若しくは複数であることを特徴とするパターン寸法計測方法。 - 走査型電子顕微鏡により撮像された検査対象パターン画像に対して曲線パターンの寸法を計測するパターン寸法計測装置であって、
検査対象に電子ビームを照射する電子ビーム照射手段と、
前記電子ビーム照射手段による照射により前記検査対象から放出される反射電子及び2次電子を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された反射電子及び2次電子の信号に基づいて検査対象パターン画像を作成し、前記検査対象パターン画像から得られる信号波形を用いて、前記曲線パターンの軌道を示す補助点列を検出し、前記検出された補助点列に基づいて、前記曲線パターンの計測範囲の一部である所定区分における軌道の接線を算出し、
前記算出された前記曲線パターンの軌道の接線に対して垂直方向の信号波形を検出し、前記検出された垂直方向の信号波形に基づいて、前記曲線パターンのパターンエッジ位置を特定し、前記曲線パターンの寸法を計測する画像処理手段と、を有し、
前記画像処理手段は前記処理を前記所定区分ごとに行うことを特徴とし、
前記曲線パターンの計測範囲の一部である所定区分における接線は、前記点列の関数近似により得られるものであることを特徴とするパターン寸法計測装置。 - 請求項11記載のパターン寸法計測装置であって、
前記画像処理手段は、前記検査対象パターン画像の信号波形を用いて、前記曲線パターンの軌道を示す補助点列を検出する補助点列検出手段と、
前記補助点列検出手段により検出された補助点列に基づいて、前記曲線パターンの軌道の接線を算出する接線算出手段と、
前記接線算出手段により算出された前記曲線パターンの軌道の接線に対して垂直方向の信号波形を検出する信号波形取得手段と、
前記信号波形取得手段により検出された前記接線に対して垂直方向の信号波形に基づいて、前記曲線パターンのパターンエッジ位置を特定するエッジ検出手段と、
前記エッジ検出手段により特定されたパターンエッジ位置のデータに基づいて、前記曲線パターンの寸法を計測する寸法計測手段と、を有することを特徴とするパターン寸法計測装置。 - 請求項11又は12記載のパターン寸法計測装置であって、
さらに、前記画像処理手段により得られた前記検査対象パターン画像と前記検査対象に対して曲線パターンの寸法計測結果とを表示する表示手段と、を有することを特徴とするパターン寸法計測装置。 - 請求項13記載のパターン寸法計測装置であって、
前記表示手段は、前記検査対象に対して曲線パターンの寸法計測結果として、前記検査対象パターン画像の計測範囲内におけるパターン寸法値の平均値、パターン寸法値の分散値、パターン寸法値の最大値、パターン寸法値の最小値、前記接線と前記検査対象パターン画像の垂直方向又は水平方向との傾斜角、及び、前記接線の前記補助点列に対する当てはまり度を示す重相関係数、のうち、いずれか一つ若しくは複数を表示することを特徴とするパターン寸法計測装置。 - 請求項14記載のパターン寸法計測装置であって、
前記表示手段は、前記検査対象パターン画像の計測範囲内におけるパターン寸法値の平均値、パターン寸法値の分散値、パターン寸法値の最大値、パターン寸法値の最小値、前記接線と前記検査対象パターン画像の垂直方向又は水平方向との最大傾斜角、前記接線と前記検査対象パターン画像の垂直方向又は水平方向との最小傾斜角のうち、いずれか一つ若しくは複数を表示することを特徴とするパターン寸法計測装置。
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