JP6002486B2 - Pattern measuring method and pattern measuring apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、試料に対する荷電粒子線の照射によって得られる信号に基づいて、パターン寸法を測定するパターン測定装置に係り、特にホールパターンの測定に適したパターン測定装置に関する。 The present invention relates to a pattern measuring apparatus that measures a pattern dimension based on a signal obtained by irradiating a sample with a charged particle beam, and more particularly to a pattern measuring apparatus suitable for measuring a hole pattern.

半導体素子の製造工程において、走査電子顕微鏡で形成されたパターンを測定、及び検査し、評価する手法が広く使われている。近年、パターンの高集積化に伴い、検査するパターンの微細化が進んでいる。このような状況において、実際に形成されるパターン形状が設計図と異なる形状になる場合がある。例えば、真円になるべきパターンが変形して形成される場合がある。
そのように形成されたパターンの半径を極座標展開を用いてプロファイルを取得し、エッジ検出し、計測しても、プロファイルの取得方向によっては、エッジと垂直にならず、プロファイルが鈍る事により、正しくエッジ検出できない問題があった。特許文献1には、パターンの画像からパターン形状を反映する図形を作成し、その図形の重心と輪郭の交点において、輪郭の接線に対して垂直な直線上の濃度分布データを取得し、前記濃度分布データからパターンエッジ座標を検出することが説明されている。
In the manufacturing process of a semiconductor element, a technique for measuring, inspecting, and evaluating a pattern formed with a scanning electron microscope is widely used. In recent years, with the high integration of patterns, the patterns to be inspected have been miniaturized. Under such circumstances, the pattern shape actually formed may be different from the design drawing. For example, a pattern that should be a perfect circle may be formed by being deformed.
Even if the profile of the pattern thus formed is acquired using a polar coordinate expansion, the edge is detected and measured, depending on the profile acquisition direction, it is not perpendicular to the edge. There was a problem that the edge could not be detected. In Patent Document 1, a figure reflecting a pattern shape is created from a pattern image, density distribution data on a straight line perpendicular to the tangent of the outline is obtained at the intersection of the center of gravity of the figure and the outline, and the density It is described that pattern edge coordinates are detected from distribution data.

特開2001‐91231号公報(対応米国特許公報USP 6,480,807)JP 2001-91231 A (corresponding US Pat. No. 6,480,807)

特許文献1に開示されたパターン測定方法では、円、楕円、オーバル形のパターンの測定は行えるが、プロファイルの取得位置をパターンの重心位置から直線上に探索するので、
円や楕円形状等が湾曲したり伸長したような形状を持つパターンの場合、重心位置とエッジとの間に、測定対象ではない他のエッジが位置するような場合があり、測定目的に応じた適正な測定結果が得られない場合がある。
以下に、湾曲した閉図形パターンのような測定始点や測定終点の特定が困難なパターンであっても、適正な測定を可能とすることを目的とするパターンの測定方法、及びパターン測定装置について説明する。
In the pattern measurement method disclosed in Patent Document 1, circle, ellipse, and oval patterns can be measured, but the profile acquisition position is searched for on a straight line from the center of gravity position of the pattern.
In the case of a pattern with a curved or elongated shape such as a circle or ellipse, other edges that are not the measurement target may be located between the center of gravity and the edge, depending on the measurement purpose. Appropriate measurement results may not be obtained.
In the following, a pattern measurement method and a pattern measurement device for the purpose of enabling proper measurement even when it is difficult to specify a measurement start point or measurement end point such as a curved closed figure pattern will be described. To do.

上記目的を達成するための一態様として以下に、荷電粒子線装置によって得られた信号に基づいて、試料上に形成されたパターンの測定を行う演算処理装置を備えたパターン測定装置であって、前記演算処理装置は、パターンの一のエッジと他のエッジとの間の複数の中心位置を特定し、当該複数の中心位置に沿ったパターンの第1の長さを測定するものであって、前記エッジを始点とした前記複数の中心位置に沿った線分の長さから、前記複数の中心位置に沿った線分に交差する方向のエッジ間の寸法の半分に相当する第2の長さを除いた第3の長さを求め、当該第3の長さの線分の端部と前記パターンのエッジ間の長さを、複数の方向について求め、当該複数の方向の長さの統計値に基づいて求められる第4の長さと前記第3の長さとの合計に基づいて、前記第1の長さを求めるパターン測定装置を提案する。 As one aspect for achieving the above object, the following is a pattern measuring device including an arithmetic processing unit that measures a pattern formed on a sample based on a signal obtained by a charged particle beam device, The arithmetic processing unit specifies a plurality of center positions between one edge of the pattern and another edge, and measures a first length of the pattern along the plurality of center positions, A second length corresponding to half of a dimension between edges in a direction intersecting the line segments along the plurality of center positions from the length of the line segments along the plurality of center positions starting from the edge The length between the end of the line segment of the third length and the edge of the pattern is obtained in a plurality of directions, and the statistical value of the length in the plurality of directions is obtained. Of the fourth length calculated based on the third length and the third length A pattern measuring device for obtaining the first length based on the total is proposed.

上記構成によれば、測定始点や測定終点の特定が困難なパターンであっても、適正な測定を行うことが可能となる。 According to the above configuration, it is possible to perform appropriate measurement even for a pattern in which it is difficult to specify the measurement start point and the measurement end point.

走査型電子顕微鏡システムの一構成例を示す図。The figure which shows the example of 1 structure of a scanning electron microscope system. 重心位置を基準とした測定基準(測定始点、測定終点)の設定が失敗する例を示す図。The figure which shows the example in which the setting of the measurement reference | standard (measurement start point, measurement end point) on the basis of a gravity center position fails. パターン測定工程を示すフローチャート。The flowchart which shows a pattern measurement process. 湾曲した縦長パターンの中心位置を特定する工程を示すフローチャート。The flowchart which shows the process of pinpointing the center position of the curved vertically long pattern. 湾曲した縦長パターンの一例を示す図。The figure which shows an example of the curved vertically long pattern. 輝度プロファイル取得位置の一例を示す図。The figure which shows an example of a brightness | luminance profile acquisition position. 輝度プロファイルと、その微分波形の一例を示す図。The figure which shows an example of a brightness | luminance profile and its differential waveform. 中心位置が特定された縦長パターンの一例を示す図。The figure which shows an example of the vertically long pattern by which the center position was specified. 中心位置の特定に基づいて、エッジの検出方向を設定する例を示す図。The figure which shows the example which sets the detection direction of an edge based on specification of a center position. 中心点が特定された縦長パターンの端部を示す図。The figure which shows the edge part of the vertically long pattern by which the center point was specified. 縦長パターンの端部に設定された中心点を基準として複数の方向に輝度プロファイルを抽出する例を示す図。The figure which shows the example which extracts a brightness | luminance profile in several directions on the basis of the center point set to the edge part of a vertically long pattern. 湾曲した縦長パターンの中心位置の特定に基づいて、パターンの横幅を測定する工程を示すフローチャート。The flowchart which shows the process of measuring the horizontal width of a pattern based on specification of the center position of the curved vertically long pattern. 湾曲した縦長パターンの端部の長さとパターン中央部分の長さを加算して、パターン長さを求める工程を示すフローチャート。The flowchart which shows the process of adding the length of the edge part of the curved vertically long pattern, and the length of the pattern center part, and calculating | requiring pattern length. パターン端部を極座標展開したときの角度とr−θの関係を示す図。The figure which shows the relationship between the angle when a pattern edge part expand | deploys polar coordinates, and r-theta. 走査電子顕微鏡を含むパターン測定装置の一例を示す図。The figure which shows an example of the pattern measurement apparatus containing a scanning electron microscope.

以下に、主に湾曲した縦長パターンについて、当該パターンの長手方向に対して交差する方向に微分プロファイルを作成すると共に、当該微分プロファイルのピークが存在しなくなるまで鉛直方向に移動しながら水平方向にプロファイルを取得し、2つの微分プロファイルのピーク間の中央座標を求め、その中央座標を結んだ線の垂直方向にプロファイルを取得し、エッジ検出を行って横方向の測長値を算出し、ボトム領域が存在しなくなった位置から中央座標を結んだ線の方向に横方法の測長値の半分の長さ分移動した位置を中心点とし、中心点から極座標展開してエッジ検出を行い、中心点からエッジまでの距離を求め、中央点間の距離の合計との和を縦方向の測長値とする方法、及び装置の実施例を説明する。
走査型電子顕微鏡システムの一構成例を図1に示す。なお、以下の説明では、走査型電子顕微鏡を例にとって説明するが、これに限られることなく、集束イオンビーム装置などのほかの荷電粒子線装置にも適用が可能である。101は電子顕微鏡の筺体部であり、電子銃102から発せられた電子線103が電子レンズによって収束、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検出器106によって検出され、増幅器107で増幅される。104は電子線の位置を移動させる偏向器であり、制御計算機110の制御信号108によって電子線103を試料表面上でラスタ走査させる。
増幅器107から出力される信号を画像処理プロセッサ109内でAD変換し、デジタル画像データを作る。111は、その画像データを表示する表示装置である。また、画像処理プロセッサ109は、デジタル画像データを格納する画像メモリと各種の画像処理を行う画像処理回路、表示制御を行う表示制御回路を持つ。制御計算機110には、キーボードやマウス等の入力手段112が接続される。上述の画像処理プロセッサ109や制御計算機110において、後述するパターン測定の処理を行う。なお、本実施例では画像処理プロセッサ109と制御計算機110が1つの演算処理装置113に含まれている例を説明するが、それぞれの処理を別の演算処理装置で行うようにしても良い。
電子顕微鏡から撮像した電子顕微鏡画像のホールパターンに対して、以下の方法で、測長値を求める。図2に示すような変形したホールパターンにおいて、重心位置から放射状にプロファイルを取得する方式では正しくプロファイルが取得できない場合がある。例えば、図2に示すように、パターンのエッジとプロファイル取得方向が平行になる場合や、検出したいエッジ位置の手前のエッジに重なってしまう場合などがある。このような場合、従来方式ではエッジが正しく検出できないが、本実施例の方式を用いれば、パターンのエッジ位置で検出することが可能である。図15は、電子顕微鏡筐体部101を含むパターン測定システムの一例を示す図である。当該測定システムには、電子顕微鏡の制御、及び電子顕微鏡にて得られる信号を処理する制御装置1501、制御装置1501にて得られた電子信号に基づいて演算処理を実行する演算処理装置113、及び表示装置111を備えた入力手段(入力装置)112が含まれている。演算処理装置113には、後述する演算処理を実行するための演算処理部1502と、演算処理条件や電子顕微鏡にて得られた信号情報を記憶するメモリ1503が内蔵されている。
図3は、パターンの測定工程を示すフローチャートである。本実施例では、縦長の湾曲パターンの横幅を測定した後、その横幅情報に基づいて縦の長さ(縦幅)を測定しているため、電子顕微鏡によって信号波形(プロファイル)を取得し(ステップ301)、当該プロファイルを用いて横幅測定(ステップ302)を行った後、縦幅測定(ステップ303)を行う処理を実行する。
図5は、測長対象となるホールパターンの一例を示す図である。図示するように、真円が縦方向に伸長、湾曲した形状をしている。図5の十字マークは検出位置(測定基準位置)であり、後述した処理を実行すべくパターンの輪郭内部に設定する。図5全体の輪郭(矩形部分)は、測長カーソルを表し、この内部で測定処理を実行する。
まず、図6に示すように、輝度プロファイル作成部1504は、メモリ1503に記憶された検出信号に基づいて、測定基準位置について、図7の上段に例示するような信号波形を形成する(図4のステップ401、402)。この輝度プロファイルには2つのピークが現れ、パターンの右側に位置する一のエッジと、パターンの左側に位置する他のエッジの位置を示したものとなる。
本例では測長を行う領域を示す測長カーソルのカーソル中心位置で、水平方向に輝度プロファイルを取得し、得られた輝度プロファイルから、カーソルの中心位置を始点としてカーソルの端側に向かう方向に微分プロファイルを算出する(ステップ403)。プロファイルの形状は図7下段のようになる。微分処理部1505は、カーソル中心位置を始点として、左方向と左方向のそれぞれに向かって微分処理を行っているので、図7に例示するように、左右対称の微分波形を形成することができる。次に、パターン測定部1509は、微分プロファイルにおける2つのポジティブピーク間の距離を、閾値法等を用いて測定し、当該測定結果に基づいて中心特定部1506は2つのポジティブピークの中点を算出する(ステップ404)。
上記処理をカーソルの中心位置を始点とし、プロファイル取得位置を上方向及び下方向に移動(ステップ405)させながら、それぞれの方向においてポジティブピークが存在しなくなるまで行う。ポジティブピークの有無は例えば所定の閾値を設定しておき、ピークがその閾値を下回ったときに存在しないと判断するようにすると良い。なお、ポジティブピークが発生しなくなるということは、プロファイル取得位置が、パターン内部(輝度が低い部分)からパターンエッジ(輝度が高い部分)への信号変化がなくなった部分に位置していることになる。即ち、プロファイル取得位置がパターン上端、或いは下端のエッジ上に配置されていることになる。パターン上端、下端では輝度が高い部分(エッジ)から輝度が低い部分(パターンエッジの外側)の変化しかないため、ネガティブピークのみが現れることになる。本例ではこのような原理に基づいて、パターンの上端位置と下端位置を特定する。このポジティブピークが存在しなくなった位置における2つのネガティブピークの中点を記録する。
次に、図8に示すように2つのポジティブピークの複数の中点(パターン内部の中点)、及び2つのネガティブピークの中点(パターン上端、下端の中点)をY座標の順に結んだ線(以下、中央線)を作成する(ステップ406)。
以上のような処理によって、湾曲パターンのおおよその中心線を求めることができる。次に、エッジ検出部1507は、中央線を基準として、当該中央線に対して所定の相対角(本例の場合、90度)の方向に向かってエッジ検出を行う(図12のステップ1201)。図9に例示するようにこの処理を、中心線によって区切られる2つの空間に対して実行する(上記、2つのポジティブピークの中点において、図9に示すように、中点と中央線によって構成される角の、角度の2等分線の方向にエッジ検出を行う。)。エッジ検出部1507によって検出された2つのエッジ点の中点を新たな中央点とする(ステップ1202)。パターン測定部1509は、検出したエッジ間の複数の距離の平均値を横方向の測長値を算出する(ステップ1203)。この平均値をパターンの横幅として定義する。なお、単なる加算平均ではなく、パターンのエッジが部分的に欠けており、ポジティブピークのピーク高さが十分でないような場合は、ピーク高さを重み付け係数とする重み付け平均演算のような他の統計処理を行うようにしても良い。
次に、中心特定部1506は、おおよそのパターン端部に位置するネガティブピークの中点から、ひとつ下のポジティブピークの中点の方向(パターン内部方向、或いはカーソル中心位置方向)に、その中点でのパターンの横幅(図10のL)の半分の長さ分(図10のL/2(第2の長さ))、即ち図10の中心点の位置まで移動する。この処理を両端部分それぞれで行う(ステップ1301)。この2つの中心点間の中心線の長さは、パターン端部を除くパターン長さと定義することができる。後に全体長さを求めるため、パターン寸法測定部1509は、2つの中心点間の中央線の長さ(第3の長さ)をメモリ1503に記憶させる。
次に、極座標展開部1508は、図11で示すように、図10で示す中心点から、ひとつ下のポジティブピークの中点の方向と逆の方向を基準とし、左右90度分極座標展開を行う(ステップ1303)。極座標展開を行い、得た画像においてエッジ検出を行い、極座標展開の際の始点とエッジ点との距離を算出し、その距離の平均値を求める(ステップ1304)。より具体的には、中央線を0度としたときにパターンの端部側のエッジと中心点間の画像をr−θ座標系に展開する。図14は極座標展開した画像の一例を示す図である。エッジ1401はノイズやエッジ形状のばらつきにより中心点からの距離にばらつきがあるため、平均値1402を算出することによって、ノイズ等の影響を抑制した距離(先端部の測長値(第4の長さ))を算出する。なお、パターン端部についても重み付け平均演算のような他の統計処理を行うようにしても良い。
以上のようにして求めた平均値(先端部の測長値(上端と下端の両方が存在する場合は、2つの先端部の測長値))と中央線の長さ(2つの中心点間の中央線の長さ)の合計値を縦方向の測長値(第1の長さ)、即ち、パターンの縦幅とする。以上の処理により、パターンの横幅と縦幅を算出する。
本実施例によれば、重心位置を始点とする半直線と平行なエッジが存在するようなパターンや、重心位置を始点とする半直線と平行なエッジが存在するようなパターンや、重心位置を始点とする半直線と検出したいエッジ位置の間に他のエッジが存在するような形状のパターンであっても、パターン寸法の測定が可能な方法、及び装置の提供が可能となる。
Below, for a vertically long pattern that is mainly curved, a differential profile is created in a direction intersecting the longitudinal direction of the pattern, and the profile is horizontally moved while moving vertically until there is no peak of the differential profile. To obtain the center coordinate between the peaks of the two differential profiles, acquire the profile in the vertical direction of the line connecting the center coordinates, perform edge detection, calculate the lateral length measurement value, The center point is the position that has moved half the length of the measured value in the horizontal direction in the direction of the line connecting the central coordinates from the position where the center no longer exists, and edge detection is performed by expanding polar coordinates from the center point. An embodiment of a method and apparatus for obtaining the distance from the edge to the edge and using the sum of the distances between the center points as the length measurement value in the vertical direction will be described.
An example of the configuration of a scanning electron microscope system is shown in FIG. In the following description, a scanning electron microscope will be described as an example. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to other charged particle beam apparatuses such as a focused ion beam apparatus. Reference numeral 101 denotes a housing part of an electron microscope, and an electron beam 103 emitted from an electron gun 102 is converged by an electron lens and irradiated onto a sample 105. By the electron beam irradiation, the intensity of secondary electrons or reflected electrons generated from the sample surface is detected by the detector 106 and amplified by the amplifier 107. Reference numeral 104 denotes a deflector that moves the position of the electron beam, and the electron beam 103 is raster-scanned on the sample surface by the control signal 108 of the control computer 110.
The signal output from the amplifier 107 is AD converted in the image processor 109 to create digital image data. Reference numeral 111 denotes a display device that displays the image data. The image processing processor 109 has an image memory for storing digital image data, an image processing circuit for performing various image processing, and a display control circuit for performing display control. Input means 112 such as a keyboard and a mouse is connected to the control computer 110. In the image processor 109 and the control computer 110 described above, pattern measurement processing described later is performed. In this embodiment, an example in which the image processor 109 and the control computer 110 are included in one arithmetic processing device 113 will be described. However, each processing may be performed by different arithmetic processing devices.
The length measurement value is obtained by the following method for the hole pattern of the electron microscope image taken from the electron microscope. In the deformed hole pattern as shown in FIG. 2, there is a case where the profile cannot be acquired correctly by the method of acquiring the profile radially from the position of the center of gravity. For example, as shown in FIG. 2, there are cases where the edge of the pattern and the profile acquisition direction are parallel, or where the edge of the pattern is overlapped with the edge before the edge position to be detected. In such a case, the edge cannot be correctly detected by the conventional method, but it can be detected at the edge position of the pattern by using the method of this embodiment. FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a pattern measurement system including the electron microscope housing unit 101. The measurement system includes a control device 1501 that controls the electron microscope and processes signals obtained by the electron microscope, an arithmetic processing device 113 that executes arithmetic processing based on the electronic signals obtained by the control device 1501, and An input means (input device) 112 including a display device 111 is included. The arithmetic processing unit 113 includes an arithmetic processing unit 1502 for executing arithmetic processing to be described later, and a memory 1503 for storing arithmetic processing conditions and signal information obtained by an electron microscope.
FIG. 3 is a flowchart showing a pattern measurement process. In this embodiment, after measuring the horizontal width of a vertically long curved pattern, the vertical length (vertical width) is measured based on the horizontal width information, so a signal waveform (profile) is acquired by an electron microscope (step) 301) After performing horizontal width measurement (step 302) using the profile, a process of performing vertical width measurement (step 303) is executed.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a hole pattern to be measured. As shown in the figure, a perfect circle has a shape that is elongated and curved in the vertical direction. The cross mark in FIG. 5 is a detection position (measurement reference position), and is set within the contour of the pattern in order to execute processing described later. The outline (rectangular part) of FIG. 5 represents the length measurement cursor, and the measurement process is executed inside this.
First, as shown in FIG. 6, the luminance profile creation unit 1504 forms a signal waveform as illustrated in the upper part of FIG. 7 for the measurement reference position based on the detection signal stored in the memory 1503 (FIG. 4). Steps 401 and 402). Two peaks appear in this luminance profile, indicating the position of one edge located on the right side of the pattern and the other edge located on the left side of the pattern.
In this example, the brightness profile is obtained in the horizontal direction at the cursor center position of the length measurement cursor indicating the area to be measured, and the obtained brightness profile is used in the direction from the cursor center position to the end of the cursor. A differential profile is calculated (step 403). The profile shape is as shown in the lower part of FIG. Since the differentiation processing unit 1505 performs differentiation processing in the left direction and the left direction starting from the cursor center position, as illustrated in FIG. 7, it is possible to form a symmetrical differential waveform. . Next, the pattern measuring unit 1509 measures the distance between two positive peaks in the differential profile using a threshold method or the like, and the center specifying unit 1506 calculates the midpoint of the two positive peaks based on the measurement result. (Step 404).
The above processing is performed until the positive peak no longer exists in each direction while moving the profile acquisition position upward and downward (step 405), starting from the center position of the cursor. For example, a predetermined threshold may be set for the presence or absence of a positive peak, and it may be determined that the peak does not exist when the peak falls below the threshold. The fact that the positive peak does not occur means that the profile acquisition position is located in the portion where the signal change from the inside of the pattern (part where the luminance is low) to the pattern edge (part where the luminance is high) disappears. . That is, the profile acquisition position is arranged on the upper edge or lower edge of the pattern. At the upper and lower ends of the pattern, there is only a change from a portion with high luminance (edge) to a portion with low luminance (outside the pattern edge), so only a negative peak appears. In this example, the upper end position and the lower end position of the pattern are specified based on such a principle. The midpoint of the two negative peaks at the position where the positive peak no longer exists is recorded.
Next, as shown in FIG. 8, a plurality of midpoints of the two positive peaks (midpoint inside the pattern) and two midpoints of the negative peaks (midpoint of the pattern upper end and lower end) are connected in the order of the Y coordinate. A line (hereinafter, center line) is created (step 406).
Through the processing as described above, an approximate center line of the curved pattern can be obtained. Next, the edge detection unit 1507 performs edge detection in the direction of a predetermined relative angle (90 degrees in this example) with respect to the center line with reference to the center line (step 1201 in FIG. 12). . As illustrated in FIG. 9, this process is performed on two spaces separated by a center line (in the middle point of the two positive peaks, as shown in FIG. Edge detection is performed in the direction of the bisector of the angle of the angle.) The midpoint of the two edge points detected by the edge detection unit 1507 is set as a new center point (step 1202). The pattern measuring unit 1509 calculates a length measurement value in the horizontal direction from the average value of a plurality of distances between the detected edges (step 1203). This average value is defined as the width of the pattern. If the pattern edge is partially missing and the peak height of the positive peak is not sufficient, it is not a mere arithmetic mean, but other statistics such as a weighted average operation using the peak height as a weighting factor. Processing may be performed.
Next, the center identifying unit 1506 moves the midpoint from the midpoint of the negative peak located at the approximate pattern end to the midpoint of the positive peak one lower (in the pattern internal direction or the cursor center position direction). The pattern moves to half the length (L / 2 (second length) in FIG. 10) of the horizontal width of the pattern (L in FIG. 10), that is, the position of the center point in FIG. This process is performed at both ends (step 1301). The length of the center line between the two center points can be defined as the pattern length excluding the pattern end. In order to obtain the overall length later, the pattern dimension measuring unit 1509 causes the memory 1503 to store the length (third length) of the center line between the two center points.
Next, as shown in FIG. 11, the polar coordinate development unit 1508 performs 90-degree polarization coordinate development on the left and right with reference to a direction opposite to the middle point of the positive peak one level below the center point shown in FIG. 10. (Step 1303). Polar coordinate development is performed, edge detection is performed on the obtained image, the distance between the start point and the edge point at the time of polar coordinate development is calculated, and the average value of the distances is obtained (step 1304). More specifically, when the center line is set to 0 degree, the image between the edge on the edge side of the pattern and the center point is developed in the r-θ coordinate system. FIG. 14 is a diagram showing an example of an image developed in polar coordinates. Since the edge 1401 varies in distance from the center point due to variations in noise and edge shape, the average value 1402 is calculated to suppress the influence of noise or the like (the distance measured at the tip (the fourth length measurement value)). ))) Is calculated. Note that other statistical processing such as weighted average calculation may be performed on the pattern edge.
The average value (measured value of the tip (or measured value of the two tips if both the upper and lower ends are present)) and the length of the center line (between the two center points) The total value of the center line length) is the length measurement value in the vertical direction (first length), that is, the vertical width of the pattern. With the above processing, the horizontal width and vertical width of the pattern are calculated.
According to this embodiment, a pattern in which an edge parallel to the half line starting from the center of gravity position exists, a pattern in which an edge parallel to the half line starting from the center of gravity position exists, It is possible to provide a method and an apparatus capable of measuring pattern dimensions even for a pattern having a shape in which another edge exists between a half line as a starting point and an edge position to be detected.

101 電子顕微鏡の筺体部
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Body part of electron microscope 102 Electron gun 103 Electron beam 104 Deflector 105 Sample 106 Electron detector 107 Amplifier 108 Control signal 109 Image processor 110 Control computer 111 Display device 112 Input means

Claims (3)

荷電粒子線装置によって得られた信号に基づいて、試料上に形成されたパターンの測定を行う演算処理装置を備えたパターン測定装置において、
前記演算処理装置は、線状のエッジによって形成される閉図形パターンのエッジに交差する方向であって、異なる位置の同一方向の複数の直線上の複数の輝度プロファイルを生成し、2つのピークが現れる複数の輝度プロファイルに基づいて、当該2つのピークの複数の中心位置を特定すると共に、1のピークが現れる複数の輝度プロファイルに基づいて、パターン始点とパターン終点を特定することによって、前記複数の中心位置に沿った前記パターン始点とパターン終点間の仮想線分の第1の長さを測定するものであって、
前記パターンの始点側及び前記パターンの終点側のそれぞれについて、前記仮想線分に直交する線分上に位置する2つのエッジ間の寸法の半分に相当する第2の長さを、前記仮想線分の長さから除くことによって、第3の長さを求め、
前記パターン始点とパターン終点のそれぞれについて、前記第3の長さの仮想線分の端部を基準として、前記仮想線分の方向を0度としたときに、−90度乃至+90度の範囲に位置する複数方向のエッジ位置と、前記第3の長さの仮想線分の端部との間の長さを求め、当該複数のエッジ位置と第3の仮想線分の端部との長さの統計値に基づいて求められる第4の長さと前記第3の長さの合計に基づいて、前記第1の長さを求めることを特徴とするパターン測定装置。
In a pattern measuring apparatus including an arithmetic processing unit that measures a pattern formed on a sample based on a signal obtained by a charged particle beam apparatus,
The arithmetic processing unit generates a plurality of luminance profiles on a plurality of straight lines in the same direction at different positions in a direction intersecting with the edge of the closed figure pattern formed by the linear edges. A plurality of center positions of the two peaks are specified based on the plurality of luminance profiles that appear, and a pattern start point and a pattern end point are specified based on the plurality of luminance profiles in which one peak appears. Measuring a first length of a virtual line segment between the pattern start point and the pattern end point along the center position ,
For each of the start point side of the pattern and the end point side of the pattern, a second length corresponding to half of the dimension between two edges located on a line segment orthogonal to the virtual line segment is set to the virtual line segment. The third length is obtained by removing from the length of
With respect to each of the pattern start point and pattern end point, the range of −90 degrees to +90 degrees when the direction of the virtual line segment is set to 0 degrees with reference to the end of the third length virtual line segment. The length between the edge positions in a plurality of directions and the end of the third imaginary line segment is obtained, and the length between the plurality of edge positions and the end of the third imaginary line segment The pattern measuring device is characterized in that the first length is obtained on the basis of the total of the fourth length and the third length obtained based on the statistical value.
請求項1において、
前記演算処理装置は、前記輝度プロファイルについて、閉図形パターン内部の基準位置から前記エッジに向かう第1の方向と、当該第1の方向とは反対側の第2の方向に向かって微分を行うことによって得られる微分波形に基づいて、前記ピークを検出することを特徴とするパターン測定装置。
In claim 1,
The arithmetic processing unit differentiates the luminance profile toward a first direction from the reference position inside the closed figure pattern toward the edge and a second direction opposite to the first direction. based on the differential waveform obtained by the pattern measuring apparatus characterized that you detect said peak.
請求項2において、
前記演算処理装置は、前記微分波形のポジティブピークがなくなった位置を前記パターン始点、及びパターン終点と特定することを特徴とするパターン測定装置。
In claim 2,
The arithmetic processing unit, wherein the position at which the positive peak is exhausted differential waveform pattern start, and a pattern measuring apparatus characterized that you identify a pattern end point.
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