JP5948074B2 - 画像形成装置及び寸法測定装置 - Google Patents
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Description
第1ステップ(S2001):
入力装置42から、フレーム積算枚数Nを指定する。
第2ステップ(S2002):
入力装置42から画像取り込み開始が指示されると、同一視野においてフレーム積算枚数Nの1フレーム画像F(F1、F2、F3…、FN)を連続して取得し、メモリ領域に設定する。
第3ステップ(S2003):
図3のように1フレーム画像データ3001の自己相関をとり1フレーム画像の相関値分布3002を取得する。相関値が高くなる検出位置3003の相関値のピーク(極大値)をパターン形状や周期性判断に利用する。
第4ステップ(S2004):
第3ステップで取得した相関値のデータからパターン形状の判断を行う。まず、最も相関値が高くなる検出位置から水平方向、垂直方向に相関値のヒストグラムを作成する。作成したヒストグラムにおいて図4のようにある特定の区間のデータが集中している場合、検出方向にライン形状を示すと判断する。
第5ステップ(S2005)
ライン形状の場合、周期性判断を行う。最も相関値が高くなる検出位置からライン形状と判断しなかった方向に対して一次元に相関値を取得し、相関値のピーク(極大値)を算出する。例えば垂直ラインパターンの場合はX方向の相関値を取得する。また水平方向のラインパターンでは、Y方向の相関値を取得する。
第6ステップ(S2006)
ライン形状のパターンで周期性ありと判断した場合、相関値のピーク間の距離を平均し、周期データとする。
第7ステップ(S2007)
ライン形状以外のパターンの場合、周期性判断を行う。図3の相関分布のデータ3002から取得した相関値をある特定の閾値でフィルタリングし、相関値のピーク(極大値)が存在するか判定する。相関値のピークが複数存在する場合周期性ありと判断し、相関値のピークが1つの場合周期性なしと判断する。
第8ステップ(S2008)
ライン形状以外のパターンで周期性ありと判断した場合、図5のように最も相関値が高くなる検出位置5001から水平方向、垂直方向の相関値のピークを除いた、最短距離に位置する相関値5002のピークの検出位置を取得し、2点間の距離5003をX方向5004、Y方向5005の成分にそれぞれ分解したものをX方向、Y方向の周期データとする。
第9ステップ(S2009):
第5ステップ、第7ステップにおいてパターン構造に周期性が有りと判断された場合、取得したX、Y方向の周期性データを図6のようにドリフト量の探査範囲として設定する。第6ステップ、第8ステップで算出した周期性データをそのまま探査範囲として設定すると隣のパターンを検出してしまう可能性があるため周期性データをわずかに狭めた範囲を探査範囲として設定する。
第10ステップ(S2010):
第9ステップで算出した探査範囲を設定して隣接する1フレーム画像間F(n−1)とF(n)の組み合わせで位置ずれ量を検出する。パターン検出の位置ずれ量は正規化相互相関などから算出できる。
第11ステップ(S2011):
第10ステップで算出した基準画像との位置ずれ量を補正した1フレーム画像を生成し、基準画像に加算することで積算画像を生成する。
第12ステップ(S2012):
フレーム積算枚数Nまで、第10ステップと第11ステップを繰り返す。
第1ステップ(S0901):
パターンのS/Nが十分に得られるN枚の画像を1フレームずつ取得する。
第2ステップ(S0902):
(n−1)フレーム目の画像と(n)フレーム目の画像を用いてX方向のドリフト量を検出する。
第3ステップ(S0903):
Δxの近似曲線より、X方向に補正した1〜Nフレーム分の補正画像を生成する。図12のようにX方向の補正を行うことで、1フレーム内で発生しているドリフトを補正することができ、Y方向の補正はパターンのラフネス具合をうまく利用して補正することが可能になる。
第4ステップ(S0904):
続いてX方向のドリフトを補正したN枚分の補正画像を用いて図13のようにY方向のドリフト量を検出する。X方向と同様にY方向でもドリフト量の累計を算出しておく。Nフレーム目までのドリフト量の検出が終了したあと、X方向と同様にドリフト量の累計を近似曲線でフィッティングする。
第5ステップ(S0905):
図14のように求めた近似曲線よりY方向のドリフトを補正しながらNフレーム分合成した合成画像を生成して処理を終了する。このように、X方向とY方向を別々に補正することで、パターンのラフネスを利用し、Y方向も正しく補正することが可能になる。
第1ステップ(S17001):
画像取得が開始されると1フレーム画像を画像メモリ25に取り込む。
第2ステップ(S17002):
コンピュータ40でラインプロファイルを作成する。
第3ステップ(S17003)
得られたプロファイルから特徴的な位置をエッジとして検出し、その位置情報をコンピュータ40に記憶しておく。
第4ステップ(S17004)
S17001〜S17003の処理を指定フレーム数分繰り返す。
第5ステップ(S17005)
各フレームのエッジ位置から各フレーム間のエッジ位置のずれ量を算出し、全ずれ量を各フレーム間のずれ量で割ったものを重みとする。すなわち各フレームの重みW(x)は以下の式で表される。
W(x)=St/S(x) …式(1)
ここでStは全ずれ量、S(x)は各フレーム間のずれ量
W(x,N)=(2x+1)/(N(N+2)) …式(2)
と表すことができる。
第6ステップ(S17006):
式(1)または式(2)の重みを各フレーム画像に乗じてフレーム加算を実施するとシュリンク量を考慮した積算画像が得られる。なお、重みW(x)については経験的に求めた任意の値を使用することも可能である。
第1ステップ(S19001):
画像取得が開始されると1フレーム画像を画像メモリ25に取り込む。
第2ステップ(S19002):
コンピュータ40でラインプロファイルを作成する。
第3ステップ(S19003):
得られたプロファイルのエッジ位置と重心を計算する。
第4ステップ(S19004):
その位置と重心情報をコンピュータ40に記憶しておく。
第5ステップ(S19005):
次に記憶しておいた前のフレームのプロファイルとのずれ量を算出してエッジ位置をシフトする。
第6ステップ(S19006):
S19001からS19005の処理を指定フレーム数分繰り返す。
第7ステップ(S19007):
以上のように左右のエッジをシフトしたフレーム画像を平均加算して合成画像とする。
第1ステップ(S21001):
画像取得が開始されると1フレーム画像を画像メモリ25に取り込む。
第2ステップ(S21002):
1フレーム画像のパターンの基準位置を取得する。基準位置はシュリンクの影響を受けない位置を設定する。例えば、シュリンクした場合はエッジがパターン中心から縮小した形となるがパターン中心の位置は変わらない。そのため、基準位置をパターンの中心や重心位置としても良い。またラインプロファイルを作成しプロファイルの重心を基準位置としても良い。
第3ステップ(S21003):
1フレーム画像間で基準位置のずれ量を算出する。検出した位置ずれ量を1フレーム目の画像からの位置ずれ量に累積する。図22のような複数回走査により取得した1フレーム画像でドリフトとエッジのシュリンクが発生しているパターンでは基準位置がどれくらいシフトしたかで判断する。
第4ステップ(S21004):
基準位置の位置ずれ算出後、位置ずれを補正した1フレーム画像を作成する。
第5ステップ(S21005):
コンピュータ40で補正画像のラインプロファイルを作成する。
第6ステップ(S21006):
得られたプロファイルのエッジ位置と重心を計算する。その位置と重心情報をコンピュータ40に記憶しておく。
第7ステップ(S21007):
次に記憶しておいた前のフレームのプロファイルとのずれ量を算出してエッジ位置をシフトする。
第8ステップ(S21008):
S21005〜S2107の処理を繰り返す。
第9ステップ(S21009):
以上のように左右のエッジをシフトしたフレーム画像を平均加算して合成画像とする。
2 第一陽極
3 第二陽極
4 一次電子線
5、6 収束レンズ
7 対物レンズ
8 絞り板
9 走査コイル
10 試料
11 直交電磁界発生装置
12 二次信号
13 二次信号検出器
Claims (10)
- 顕微鏡にて得られる複数の画像信号を積算して積算画像を形成する演算装置を備えた画像形成装置において、
当該演算装置は、
前記複数の画像信号間にてマッチング処理を行うマッチング処理部と、当該マッチング処理部によって位置合わせがなされた複数の画像信号を積算する画像積算部と、前記画像信号に含まれるパターンの周期性を判定する周期性判定部を備え、
前記マッチング処理部は、当該周期性判定部による判定に応じて、前記マッチングに供する画像信号領域の大きさを変化させることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1において、
前記周期性判定部は、前記パターンの周期性の有無を判定し、
前記マッチング処理部は、前記パターンに周期性があると判定された場合に、予め定められた画像信号領域を狭めて前記マッチングを実行することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1において、
前記周期性判定部は、前記顕微鏡にて得られる画像信号の自己相関処理に基づいて、前記周期性を判定することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1において、
前記周期性判定部は、所定の周期でパターンが存在するか否かの判定を行うことを特徴とする画像形成装置。 - 顕微鏡にて得られる複数の画像信号を積算して積算画像を形成する演算装置を備えた画像形成装置において、
当該演算装置は、前記複数の画像信号間にてマッチング処理を行うマッチング処理部と、当該マッチングによって位置合わせがなされた複数の画像を積算する画像積算部と、
前記複数の画像信号間のずれを検出するずれ検出部を備え、
当該ずれ検出部は前記画像の特定方向のずれを選択的に検出し、前記画像積算部は、当該特定方向のずれを選択的に補正し、前記ずれ検出部は、当該特定方向のずれが選択的に補正された複数の画像信号について、前記特定方向とは異なる方向のずれを選択的に検出し、前記画像積算部は、当該特定方向とは異なる方向のずれを選択的に補正して積算画像を形成することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項5において、
前記ずれ検出部は、前記複数の画像信号間の相対的なずれを、前記特定方向或いは前記特定方向とは異なる方向に前記画像信号を選択的に移動させたときの相関に基づいて算出することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項5において、
前記ずれ検出部は、前記特定方向、或いは前記特定方向とは異なる方向のずれ量について近似曲線を作成することを特徴とする画像形成装置。 - 顕微鏡にて得られる複数の信号波形を積算して積算信号を形成し、当該積算信号に基づいて試料上に形成されたパターンの寸法を測定する演算装置を備えた寸法測定装置において、
当該演算装置は、前記複数の信号波形間にてマッチング処理を行うマッチング処理部と、当該マッチング処理によって位置合わせがなされた複数の信号波形を積算する信号積算部とを備え、
前記マッチング処理部は、時間的に先に取得された波形に、後に取得された波形を合わせるようにマッチングを行うと共に、当該波形を合わせる際には前記後に取得された波形を分割して、前記先に取得された波形にマッチングさせることを特徴とする寸法測定装置。 - 顕微鏡にて得られる複数の信号波形を積算して積算信号を形成し、当該積算信号に基づいて試料上に形成されたパターンの寸法を測定する演算装置を備えた寸法測定装置において、
当該演算装置は、前記複数の信号波形間にてマッチング処理を行うマッチング処理部と、当該マッチング処理によって位置合わせがなされた複数の信号波形を積算する信号積算部とを備え、
前記マッチング処理部は、或る信号波形に、他の信号波形形状を合せるように、前記マッチングを実行し、前記積算部は、時間的に先に取得された波形の重みを、前記後に取得された波形の重みより相対的に高くして重み付け積算を実行することを特徴とする寸法測定装置。 - 顕微鏡にて得られる複数の信号波形を積算して積算信号を形成し、当該積算信号に基づいて試料上に形成されたパターンの寸法を測定する演算装置を備えた寸法測定装置において、
当該演算装置は、前記複数の信号波形間にてマッチング処理を行うマッチング処理部と、当該マッチング処理によって位置合わせがなされた複数の信号波形を積算する信号積算部とを備え、
前記マッチング処理部は、或る信号波形に、他の信号波形形状を合せるように、前記マッチングを実行し、前記積算部は前記測定の対象となるパターンのシュリンク量に応じた重み付け積算を行うことを特徴とする寸法測定装置。
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