JP7128756B2 - Model data generation method, pattern measurement method, correction pattern data generation method, and model data generation device - Google Patents
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Description
この発明は、モデルデータ生成方法、パターン測定方法、補正パターンデータ生成方法およびモデルデータ生成装置に関する。 The present invention relates to a model data generation method, a pattern measurement method, a correction pattern data generation method, and a model data generation device.
従来から、半導体基板または表示ディスプレイ用の基板などの基板に対してパターンを転写するために、フォトマスクが広く用いられている。この基板に対して適切にパターンを転写するためには、フォトマスク上のパターンが所望の形状で形成されている必要がある。そこで、フォトマスクのパターンを検査する検査装置が広く利用されている(例えば特許文献1)。 2. Description of the Related Art Conventionally, photomasks have been widely used to transfer patterns onto substrates such as semiconductor substrates or display substrates. In order to properly transfer the pattern to this substrate, the pattern on the photomask must be formed in a desired shape. Therefore, an inspection apparatus for inspecting the pattern of the photomask is widely used (for example, Patent Document 1).
特許文献1のパターン検査装置は電子顕微鏡とワークステーションとを備えている。電子顕微鏡は、フォトマスクに形成されたパターンの画像を取得する。ワークステーションは、当該画像をパターンデータに変換し、このパターンデータに対して光強度分布シミュレーションを適用することで、基板上に露光される光の強度分布を求める。ワークステーションは、この光強度分布と、参照用の光強度分布との差分に基づいて、パターンの欠陥検査を行う。
The pattern inspection apparatus of
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、パターンデータとして二値のデータが用いられている。具体的には、フォトマスクの透光部を「1」とし、遮光部を「0」としている。これによれば、光強度分布シミュレーションによって算出された光の強度分布の算出精度が低くなる。言い換えれば、このパターンデータは、光強度分布の算出精度の向上に寄与していない。
However, in the technique described in
そこで、本発明は、光強度分布の算出精度の向上に寄与するモデルデータを生成するモデルデータ生成方法およびモデルデータ生成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a model data generating method and a model data generating apparatus for generating model data that contributes to improving the accuracy of light intensity distribution calculation.
モデルデータ生成方法の第1の態様は、所定の光学系を経由した光の強度分布を、高速フーリエ変換および逆高速フーリエ変換を用いて算出するイメージシミュレータに入力されるモデルデータであって、フォトマスクのパターンを透過した光の分布を離散値で示すモデルデータを生成する方法であって、所定の関数のカットオフ周波数が、前記離散値の空間分解能の逆数の4分の1以下となるように、前記モデルデータを生成し、前記所定の関数は、前記モデルデータに含まれる光の強度分布の強度変化部分が沿う波形を互いに連結して得られる関数である。 A first aspect of the model data generation method is model data input to an image simulator that calculates the intensity distribution of light that has passed through a predetermined optical system using a fast Fourier transform and an inverse fast Fourier transform. A method for generating model data representing the distribution of light transmitted through a pattern of a mask with discrete values, wherein the cutoff frequency of a predetermined function is set to be less than or equal to 1/4 of the reciprocal of the spatial resolution of the discrete values. Secondly, the model data is generated, and the predetermined function is a function obtained by connecting together waveforms along which the intensity change portion of the light intensity distribution included in the model data is followed.
パターン測定方法の第1の態様は、フォトマスクのパターンの形状を測定する方法であって、前記フォトマスクから所定の光学系を経由した光を撮像面で結像して、撮像画像を取得する第1工程と、あるパターン形状を有するパターンを透過した光の分布を示すモデルデータを、第1の態様にかかるモデルデータの生成方法を用いて生成する第2工程と、前記モデルデータによって示される光が前記光学系を経由して前記撮像面に結像されたときの前記撮像面上の光強度分布であるシミュレーション強度分布を、前記モデルデータに対して高速フーリエ変換および逆高速フーリエ変換を行って算出する第3工程と、前記シミュレーション強度分布と前記撮像画像における光の強度分布との差異が基準値よりも大きいか否かを判定する第4工程と、前記差異が前記基準値よりも大きいときに、前記モデルデータのパターン形状を修正して前記第2工程から前記第4工程を繰り返す第5工程と、前記差異が前記基準値以下であるときに、前記モデルデータのパターン形状を測定形状とみなす第6工程とを備える。 A first aspect of the pattern measurement method is a method for measuring the shape of a pattern of a photomask, wherein light from the photomask passes through a predetermined optical system and forms an image on an imaging surface to obtain a captured image. a first step; a second step of generating model data representing the distribution of light transmitted through a pattern having a certain pattern shape by using the model data generation method according to the first aspect; Fast Fourier transform and inverse fast Fourier transform are performed on the model data to simulate a light intensity distribution on the imaging plane when light is imaged on the imaging plane through the optical system. a fourth step of determining whether the difference between the simulated intensity distribution and the light intensity distribution in the captured image is greater than a reference value; and the difference is greater than the reference value. a fifth step of correcting the pattern shape of the model data and repeating the second to fourth steps; and measuring the pattern shape of the model data when the difference is equal to or less than the reference value. and a sixth step.
パターン測定方法の第2の態様は、第1の態様にかかるパターン測定方法であって、前記第5工程における前記パターン形状の修正幅は、前記離散値の空間分解能よりも狭い。 A second aspect of the pattern measuring method is the pattern measuring method according to the first aspect, wherein the correction width of the pattern shape in the fifth step is narrower than the spatial resolution of the discrete values.
パターン測定方法の第3の態様は、第1または第2の態様にかかるパターン測定方法であって、前記撮像画像には、前記撮像画像の端から端まで一方向に延在するラインパターンが含まれており、前記第3工程は、前記モデルデータに対して高速フーリエ変換を行って、回折パターンを算出する工程と、前記回折パターンをフーリエ変換面の各領域に2次元的に配置する工程と、前記フーリエ変換面の各領域の回折パターンに対して逆フーリエ変換を行う工程とを備える。 A third aspect of the pattern measuring method is the pattern measuring method according to the first or second aspect, wherein the captured image includes a line pattern extending in one direction from end to end of the captured image. and the third step includes a step of performing a fast Fourier transform on the model data to calculate a diffraction pattern, and a step of two-dimensionally arranging the diffraction pattern on each region of the Fourier transform plane. and performing an inverse Fourier transform on the diffraction pattern of each region of the Fourier transform surface.
パターン測定方法の第4の態様は、第1から第3のいずれか一つの態様にかかるパターン測定方法であって、前記第3工程で算出された前記シミュレーション強度分布と、前記第2工程で採用された前記モデルデータのパターン形状とを互いに対応付けて、データベースとして記憶媒体に記憶する第7工程をさらに備え、前記第7工程よりも後の前記第2工程で採用された前記モデルデータのパターン形状に対応する前記シミュレーション強度分布が前記データベースに格納されているときには、前記第3工程を行わず、前記第4工程において、前記データベースから読み出した前記シミュレーション強度分布と前記撮像画像における強度分布との差異が前記基準値よりも大きいか否かを判定する。 A fourth aspect of the pattern measurement method is the pattern measurement method according to any one of the first to third aspects, wherein the simulated intensity distribution calculated in the third step and adopted in the second step The method further comprises a seventh step of associating the pattern shapes of the model data thus obtained with each other and storing them in a storage medium as a database, wherein the patterns of the model data adopted in the second step subsequent to the seventh step. When the simulation intensity distribution corresponding to the shape is stored in the database, the third step is not performed, and in the fourth step, the simulation intensity distribution read from the database and the intensity distribution in the captured image are combined. It is determined whether the difference is greater than the reference value.
補正パターンデータ生成方法の第1の態様は、欠陥を有するフォトマスクを修正するための補正パターンを示す補正パターンデータを生成する方法であって、前記フォトマスクから所定の第1光学系を経由した光に基づいて撮像画像を取得する第1工程と、第1の態様にかかるモデルデータの生成方法によって、補正パターンの候補が形成されたマスクを透過した光の分布を示すモデルデータを生成する第2工程と、前記撮像画像と前記モデルデータとを合成して入力データを生成する第3工程と、前記入力データによって示される光が、前記第1光学系よりも開口数が小さい第2光学系を経由して基板に照射されたときの前記基板上の光の強度分布であるシミュレーション強度分布を、前記入力データに対して高速フーリエ変換および逆高速フーリエ変換を行って算出する第4工程と、正規のフォトマスクを透過した光が前記第2光学系を経由して前記基板上の照射されたときの前記基板上の光の強度分布を示す参照強度分布と、前記シミュレーション強度分布との差異が基準値よりも大きいか否かを判定する第5工程と、前記差異が前記基準値よりも大きいときに、前記補正パターンの候補の形状を修正して前記第2工程から前記第5工程を繰り返す第6工程と、前記差異が前記基準値以下であるときに、前記補正パターンの候補を前記補正パターンデータとして採用する第7工程とを備える。 A first aspect of the correction pattern data generation method is a method of generating correction pattern data indicating a correction pattern for repairing a defective photomask, wherein the correction pattern data is generated from the photomask via a predetermined first optical system. A first step of acquiring a captured image based on light, and a first step of generating model data representing the distribution of light transmitted through a mask on which correction pattern candidates are formed, by the method of generating model data according to the first aspect. a third step of synthesizing the captured image and the model data to generate input data; and a second optical system in which the light indicated by the input data has a numerical aperture smaller than that of the first optical system. a fourth step of calculating a simulated intensity distribution, which is the intensity distribution of light on the substrate when the substrate is irradiated via the light source, by performing a fast Fourier transform and an inverse fast Fourier transform on the input data; a difference between a reference intensity distribution indicating an intensity distribution of light on the substrate when light transmitted through a regular photomask is irradiated onto the substrate via the second optical system, and the simulation intensity distribution; a fifth step of determining whether or not the difference is greater than the reference value; and when the difference is greater than the reference value, modifying the shape of the correction pattern candidate and repeating the second to fifth steps. A sixth step; and a seventh step of adopting the correction pattern candidate as the correction pattern data when the difference is equal to or less than the reference value.
補正パターンデータ生成方法の第2の態様は、第1の態様にかかる補正パターンデータ生成方法であって、前記第6工程における前記補正パターンの候補の形状についての修正幅は、前記離散値の空間分解能よりも狭い。 A second aspect of the correction pattern data generation method is the correction pattern data generation method according to the first aspect, wherein the correction width for the shape of the candidate for the correction pattern in the sixth step is the space of the discrete values. Narrower than resolution.
モデルデータ生成装置の第1の態様は、所定の光学系を経由した光の強度分布を、高速フーリエ変換および逆高速フーリエ変換を用いて算出するイメージシミュレータに入力されるモデルデータであって、フォトマスクのパターンを透過した光の分布を離散値で示すモデルデータを生成する装置であって、所定の関数のカットオフ周波数が、前記離散値の空間分解能の逆数の4分の1以下となるように、前記モデルデータを生成するモデル生成部を備え、前記所定の関数は、前記モデルデータに含まれる光の強度分布の強度変化部分が沿う波形を互いに連結して得られる関数である。 A first aspect of the model data generation device is model data input to an image simulator that calculates the intensity distribution of light that has passed through a predetermined optical system using a fast Fourier transform and an inverse fast Fourier transform. An apparatus for generating model data representing the distribution of light transmitted through a pattern of a mask with discrete values, wherein the cutoff frequency of a predetermined function is set to be less than or equal to 1/4 of the reciprocal of the spatial resolution of the discrete values. (2) a model generation unit for generating the model data, wherein the predetermined function is a function obtained by connecting waveforms along which intensity change portions of the light intensity distribution included in the model data are connected to each other;
モデルデータ生成方法の第1の態様およびモデルデータ生成装置の第1の態様によれば、イメージシミュレータによる強度分布の算出精度の向上に寄与する。 According to the first aspect of the model data generation method and the first aspect of the model data generation device, it contributes to the improvement of the calculation accuracy of the intensity distribution by the image simulator.
パターン測定方法の第1の態様によれば、シミュレーション強度分布の算出精度が高いので、高い精度でパターン形状を求めることができる。 According to the first aspect of the pattern measurement method, the simulation intensity distribution can be calculated with high accuracy, so the pattern shape can be obtained with high accuracy.
パターン測定方法の第2の態様によれば、さらに高い精度でパターン形状を求めることができる。 According to the second aspect of the pattern measuring method, the pattern shape can be determined with even higher accuracy.
パターン測定方法の第3の態様によれば、回折パターンをフーリエ変換面の各領域に配置しているので、当該領域ごとに回折パターンを算出する必要がない。よって、演算回数を低減できる。 According to the third aspect of the pattern measurement method, since the diffraction pattern is arranged in each region of the Fourier transform plane, it is not necessary to calculate the diffraction pattern for each region. Therefore, the number of calculations can be reduced.
パターン測定方法の第4の態様によれば、シミュレーション強度分布がデータベースに格納されているときには、そのシミュレーション強度分布を活用するので、改めてシミュレーション強度分布を算出する必要がない。これによれば、演算回数を低減できる。 According to the fourth aspect of the pattern measurement method, when the simulation intensity distribution is stored in the database, the simulation intensity distribution is utilized, so there is no need to calculate the simulation intensity distribution again. According to this, the number of calculations can be reduced.
補正パターンデータ生成方法の第1の態様によれば、事前により適切な補正パターンを決定することができる。 According to the first aspect of the correction pattern data generation method, a more appropriate correction pattern can be determined in advance.
補正パターンデータ生成方法の第2の態様によれば、さらに適切な補正パターンデータを生成できる。 According to the second aspect of the correction pattern data generation method, more appropriate correction pattern data can be generated.
以下、図面を参照しつつ実施の形態について詳細に説明する。なお図面においては、理解容易の目的で、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。また同様な構成および機能を有する部分については同じ符号が付されており、下記説明では重複説明が省略される。また図面においては、各構成の位置関係の説明のために、XYZ直交座標が適宜に示されている。例えば、Z軸は鉛直方向に沿って配置されており、X軸およびY軸は水平方向に沿って配置されている。また下記説明では、Z軸方向の一方側を+Z側とも呼び、他方側を-Z側とも呼ぶ。X軸およびY軸についても同様である。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, for the purpose of facilitating understanding, the dimensions and numbers of each part are exaggerated or simplified as necessary. Parts having similar configurations and functions are denoted by the same reference numerals, and duplicate descriptions will be omitted in the following description. In addition, in the drawings, XYZ orthogonal coordinates are appropriately shown for explanation of the positional relationship of each component. For example, the Z axis is arranged along the vertical direction, and the X and Y axes are arranged along the horizontal direction. In the following description, one side in the Z-axis direction is also called the +Z side, and the other side is also called the -Z side. The same is true for the X-axis and Y-axis.
第1の実施の形態.
図1は、パターン測定装置1の外観の一例を概略的に示す斜視図であり、図2は、パターン測定装置1の構成の一例を概略的に示す図である。
First embodiment.
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of the appearance of the
パターン測定装置1はフォトマスク80のパターン形状を測定する。ここでは、パターン測定装置1の説明に先立って、まずフォトマスク80について説明する。
The
フォトマスク80は、液晶ディスプレイなどの基板(不図示)の露光に用いられるフォトマスクである。このフォトマスク80は図2に例示するように、基材81と遮光膜82とを含んでいる。基材81は板状の形状を有している。基材81は透光性を有しており、例えば石英によって形成される。遮光膜82は基材81の一方の主面(例えば+Z側主面)上に形成されている。遮光膜82は平面視において所定のパターン状に形成される。遮光膜82は光を遮断する膜であり、例えば、クロム膜などの金属膜である。基材81の一方の主面の上に遮光膜82が形成されることで、フォトマスク80には、平面視において透光部80aと遮光部80bとが形成される。
The
このフォトマスク80は不図示の露光装置に取り付けられる。この露光装置には、光源とフォトマスク80と露光用のレンズと基板とがこの順で配置される。光源はフォトマスク80へと露光用の光を照射する。この光はフォトマスク80の透光部80aを透過し、露光用のレンズを経由して基板上のフォトレジストに照射される。これにより、基板上のフォトレジストを露光することができる。言い換えれば、フォトマスク80の透光部80aのパターンを基板のフォトレジスト上に転写できる。基板上のフォトレジストに対して所望のパターンで露光するには、フォトマスク80のパターン形状の精度が重要である。
This
そこで、パターン測定装置1はフォトマスク80のパターン形状を測定する。図1および図2に例示するように、パターン測定装置1は照射部10と検出部20と移動機構40と制御部50と昇降機構60と表示部70と保持部90とを含んでいる。
Therefore, the
保持部90はフォトマスク80を保持する部材である。この保持部90はフォトマスク80の厚み方向がZ軸方向に沿うように、フォトマスク80を保持する。図1の例では、保持部90はフォトマスク80の周縁部のみを保持している。なお、保持部90は、透光性の部材によってフォトマスク80の下面を全体的に支持しても構わない。
The holding
照射部10および検出部20はZ軸方向においてフォトマスク80に対して互いに反対側に設けられている。図1および図2の例では、照射部10はフォトマスク80に対して-Z側に設けられ、検出部20はフォトマスク80に対して+Z側に設けられている。
The
照射部10は光をZ軸方向に沿って照射して、当該光をフォトマスク80の一部へ入射させる。当該光としては、例えば露光用の光(例えばi線)と同程度の波長を有する光を採用する。照射部10は例えば光源11と集光レンズ12とバンドパスフィルタ13とリレーレンズ14とピンホール板15と反射板16とコンデンサレンズ17とを備えている。
The
光源11は光を照射する。光源11は例えば紫外線照射器である。この紫外線照射器としては例えば水銀ランプを採用することができる。光源11の光の照射/停止は制御部50によって制御される。
A
集光レンズ12、バンドパスフィルタ13、リレーレンズ14、ピンホール板15、反射板16およびコンデンサレンズ17は、光源11とフォトマスク80との間において、この順で配置されている。
集光レンズ12は凸レンズであって、その焦点が光源11に位置するように配置されている。光源11から照射された光は集光レンズ12によって、コリメート光または広がり角の小さい光になり、この光はバンドパスフィルタ13に入射する。バンドパスフィルタ13は当該光のうち所定の波長帯域(透過帯域)を有する光のみを透過させる。この波長帯域としては露光用の光の波長帯域(例えばi線を含む波長帯域)を採用できる。バンドパスフィルタ13の波長帯域は狭く設定されており、実質的に単波長の光(いわゆる単色光)がバンドパスフィルタ13を透過する。バンドパスフィルタ13を透過した光はリレーレンズ14に入射する。
The condensing
リレーレンズ14は凸レンズであって、入射された光を視野絞り板15の視野絞り151に集光させる。視野絞り151は視野絞り板15をその厚み方向に貫通している。視野絞り151とフォトマスク80のパターン面はリレーレンズ14と結像関係にある位置に配置されている。視野絞り151を通過した光は、反射板16の反射面に入射される。反射板16は光の進行方向を変更するために設けられており、当該光をコンデンサレンズ17に入射させる。コンデンサレンズ17は凸レンズであって、入射された光を適度なNA(開口数)で以てフォトマスク80に結像させる。開口絞り171は、この照明の光のNA(開口数)は適度な大きさに調整する。照射部10はこの光をZ軸方向に沿ってフォトマスク80の一部に照射する。
The
検出部20はフォトマスク80を透過した光を検出する。検出部20は例えば対物レンズ21と結像レンズ22とリレーレンズ25とイメージセンサ(光学センサ)27,28とを備えている。
The
対物レンズ21、結像レンズ22、リレーレンズ25およびイメージセンサ27はZ軸方向においてフォトマスク80から離れるにしたがってこの順で配置されている。リレーレンズ25およびイメージセンサ27は図1の光学ヘッド30に内蔵されている。フォトマスク80の当該一部を透過した光は対物レンズ21および結像レンズ22によって拡大され、リレーレンズ25を介してイメージセンサ27の撮像面に結像される。
The
イメージセンサ27は例えばCCDイメージセンサなどであって、自身の撮像面に結像された光に基づいて、撮像画像IM1を生成し、その撮像画像IM1を制御部50に出力する。つまり、イメージセンサ27は、フォトマスク80から所定の光学系(対物レンズ21および結像レンズ22など)を経由した光が撮像面で結像することで、撮像画像IM1を取得する。イメージセンサ27は例えばモノクロのイメージセンサである。
The
図3は、本実施例が撮像対象としているパターンを撮像した撮像画像IM1の概略的な一例を示す図である。図3の撮像画像IM1には、フォトマスク80のパターンP1(透光部80a)の一部が含まれている。図3の例では、パターンP1は撮像画像IM1の端から端まで一方向に(図では縦方向)に延在している。パターンP1はラインパターンとも呼ばれる。パターンP1に対応する画素値は、パターンP1を透過した光の強度を反映している。より具体的には、当該画素値は、フォトマスク80およびパターン測定装置1の光学系(対物レンズ21および結像レンズ22など)を透過した光の強度分布、つまり、イメージセンサ27の撮像面上の光の強度分布を示している。図3の例では、撮像画像IM1には1本のパターンP1のみが含まれており、そのパターンP1以外の領域では、画素値は略零となる。
FIG. 3 is a diagram showing a schematic example of a captured image IM1 obtained by capturing a pattern to be imaged in this embodiment. A captured image IM1 of FIG. 3 includes a part of the pattern P1 (
移動機構40は保持部90をXY平面内で移動させる。これにより、保持部90に保持されたフォトマスク80もXY平面内で移動する。移動機構40は例えばボールねじ機構を有しており、制御部50によって制御される。フォトマスク80がXY平面内で移動することにより、照射部10および検出部20をフォトマスク80に対して走査させることができる。よって、イメージセンサ27はフォトマスク80の複数の測定領域でパターンP1を撮像することができる。なお移動機構40は、照射部10および検出部20に対してフォトマスク80を相対的に移動させる機能および構造を有していればよく、例えば、照射部10および検出部20を一体的に移動させてもよい。
The moving
昇降機構60は保持部90をZ軸方向に昇降させる。これにより、保持部90に保持されたフォトマスク80も昇降する。昇降機構60は例えばボールねじ機構を有しており、制御部50によって制御される。昇降機構60がフォトマスク80を昇降させることにより、フォトマスク80を対物レンズ21の焦点に移動させることができる。なお昇降機構60は、検出部20に対してフォトマスク80を相対的に昇降させる機能および構造を有していればよく、例えば、検出部20を昇降させてもよい。
The elevating
表示部70は例えば液晶ディスプレイまたは有機ELディスプレイなどの表示装置であって、その表示内容が制御部50によって制御される。例えば制御部50は、測定結果を含んだ画像信号を表示部70に出力する。表示部70は画像信号に基づいて測定結果を表示する。
The
制御部50はパターン測定装置1を全体的に統括することができる。例えば制御部50は上述のように、照射部10による照射、移動機構40による移動および昇降機構60による昇降を制御する。また制御部50は、イメージセンサ27によって生成された撮像画像IM1に基づいて、パターンの形状に関する値(例えば線幅)を算出する演算処理部としても機能する。
The
制御部50は電子回路機器であって、例えば演算処理装置および記憶媒体を有していてもよい。演算処理装置は例えばCPU(Central Processor Unit)などの演算処理装置であってもよい。記憶部は非一時的な記憶媒体(例えばROM(Read Only Memory)またはハードディスク)および一時的な記憶媒体(例えばRAM(Random Access Memory))を有していてもよい。非一時的な記憶媒体には、例えば制御部50が実行する処理を規定するプログラムが記憶されていてもよい。処理装置がこのプログラムを実行することにより、制御部50が、プログラムに規定された処理を実行することができる。もちろん、制御部50が実行する処理の一部または全部がハードウェアによって実行されてもよい。
The
<制御部50の機能の概要>
制御部50は撮像画像IM1を用いてパターンP1のパターン形状を求める。具体的な一例として、制御部50はパターンP1の線幅W1を算出する。
<Overview of Functions of
The
図4は、パターンP1の幅方向における撮像画像IM1の画素値(つまり光の強度分布)の例を模式的に示す図である。図4の例では、パターンP1の線幅W1を変化させたときの複数の光の強度分布が示されている。右側に示される光の強度分布ほど、線幅W1は広い。 FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of pixel values (that is, light intensity distribution) of the captured image IM1 in the width direction of the pattern P1. The example of FIG. 4 shows a plurality of light intensity distributions when the line width W1 of the pattern P1 is changed. The line width W1 is wider in the light intensity distribution shown on the right side.
線幅W1が広い領域では、強度はその両端で大きくなり、その中央部分で略一定値をとる。線幅W1が広い領域では、強度の最大値は線幅W1の広狭にさほど依存せず、また中央部分の一定値(強度)も線幅W1の広狭にあまり依存しない。よって、この一定値(図では画素基準値Iref)に基づいて閾値Thを設定すれば、画像処理で一般によく知られた閾値法により、パターンの線幅W1を比較的に高い精度で算出することができる。閾値Thは、例えば画素基準値Iref1の50%に設定され得る。 In a region where the line width W1 is wide, the intensity increases at both ends and takes a substantially constant value at the center. In the region where the line width W1 is wide, the maximum value of intensity does not much depend on the width of the line width W1, and the constant value (intensity) in the central portion does not much depend on the width of the line width W1. Therefore, if the threshold value Th is set based on this constant value (pixel reference value Iref in the drawing), the line width W1 of the pattern can be calculated with relatively high accuracy by a threshold method generally well known in image processing. can be done. The threshold Th may be set to 50% of the pixel reference value Iref1, for example.
その一方で、線幅W1が対物レンズ21の解像限界に近い領域では、その強度分布は上に凸となる形状を有し、その強度の最大値は線幅W1の広狭に依存して比較的大幅に増減する。しかも、その強度の最大値は線幅W1に対して一定の相関関係を有していない。したがって、このような線幅W1が狭い領域では、前述の閾値法では、閾値Thの設定値が不安定となってしまい、線幅W1を算出することが難しくなる。
On the other hand, in a region where the line width W1 is close to the resolution limit of the
つまり、画素基準値Iref1に基づいた閾値法の線幅算出は線幅W1が広い領域では有効であるものの、線幅W1が狭い領域では有効ではない。より具体的には、線幅W1がおおよそ2[μm]以下の領域では、この手法は有効ではない。そこで、本実施の形態では、線幅W1の広狭によらず高い精度で線幅W1を測定すべく、制御部50は上記手法とは異なる手法でパターンの線幅W1を算出する。
In other words, although the line width calculation by the threshold method based on the pixel reference value Iref1 is effective in areas where the line width W1 is wide, it is not effective in areas where the line width W1 is narrow. More specifically, this technique is not effective in areas where the line width W1 is about 2 [μm] or less. Therefore, in the present embodiment, the
図5は、制御部50の内部構成の一例を概略的に示す機能ブロック図である。制御部50はモデル生成部51とイメージシミュレータ52と判定部53とを含んでいる。
FIG. 5 is a functional block diagram schematically showing an example of the internal configuration of the
モデル生成部51はモデルデータMD1を生成する。モデルデータMD1は、あるパターン形状を有するパターンP1を透過した光の分布(以下、光分布)を離散値で示す。ここでいう光分布とは、光の強度分布および位相分布を含む情報(例えば複素数で表される情報)である。
The
図6は、モデルデータMD1の光強度分布の一例を概略的に示す図である。図6は、パターンP1の幅方向における光強度分布を例示している。横軸の画素番号xは、パターンP1の幅方向に並ぶ画素を示す番号である。以下では、この光強度分布をモデル強度分布とも呼ぶ。図6に例示するように、モデル強度分布は略台形状の形状を有している。なお図6の例では、モデル強度分布を連続値で示しているものの、実際には画素ごとの値(つまり離散値)で示される。よって、より正確に説明すれば、モデル強度分布(離散値)を結ぶ波形が略台形状の形状を有する。なお図6の例では、モデル強度分布における強度の最大値を1に規格化している。 FIG. 6 is a diagram schematically showing an example of the light intensity distribution of model data MD1. FIG. 6 illustrates the light intensity distribution in the width direction of the pattern P1. The pixel number x on the horizontal axis indicates the pixels arranged in the width direction of the pattern P1. This light intensity distribution is hereinafter also referred to as a model intensity distribution. As illustrated in FIG. 6, the model intensity distribution has a substantially trapezoidal shape. Note that in the example of FIG. 6, the model intensity distribution is indicated by continuous values, but in reality it is indicated by values for each pixel (that is, discrete values). Therefore, more precisely, the waveform connecting the model intensity distributions (discrete values) has a substantially trapezoidal shape. Note that in the example of FIG. 6, the maximum value of intensity in the model intensity distribution is normalized to 1.
ここでは、パターンP1の線幅W1を次のように規定する。すなわち、線幅W1は強度が最小値(ここでは0)と最大値(ここでは1)との間の中間値(ここでは半値=0.5)をとるときの一対の地点間の間隔で規定される。 Here, the line width W1 of the pattern P1 is defined as follows. That is, the line width W1 is defined by the interval between a pair of points when the intensity takes an intermediate value (here, half value = 0.5) between the minimum value (here, 0) and the maximum value (here, 1). be done.
なお図6では、モデル強度分布は一次元の光強度分布で示されているものの、撮像画像IM1と同様に、2次元の光強度分布を有していてもよい。具体的には、図6の光強度分布をパターンP1の長手方向に延在させて得られる分布をモデル強度分布として採用してもよい。この場合、モデルデータMD1は撮像画像IM1と同じサイズを有してもよい。モデルデータMD1におけるパターンP1の位置は、撮像画像IM1におけるパターンP1の位置と略等しくなるように設定される。 Although the model intensity distribution is shown as a one-dimensional light intensity distribution in FIG. 6, it may have a two-dimensional light intensity distribution like the captured image IM1. Specifically, a distribution obtained by extending the light intensity distribution of FIG. 6 in the longitudinal direction of the pattern P1 may be employed as the model intensity distribution. In this case, the model data MD1 may have the same size as the captured image IM1. The position of the pattern P1 in the model data MD1 is set to be substantially equal to the position of the pattern P1 in the captured image IM1.
モデルデータMD1の位相分布(以下、モデル位相分布とも呼ぶ)は予め一定値(例えば零)に設定される。 A phase distribution of the model data MD1 (hereinafter also referred to as a model phase distribution) is set in advance to a constant value (eg, zero).
モデル生成部51はこのモデルデータMD1をイメージシミュレータ52に出力する。イメージシミュレータ52は、モデルデータMD1で示される光がパターン測定装置1の光学系を経由してイメージセンサ27の撮像面に結像されたときの当該撮像面上の光強度分布(以下、シミュレーション強度分布とも呼ぶ)を算出する。つまり、イメージシミュレータ52は、モデルデータMD1と、パターン測定装置1の光学系の光学特性とに基づいて、シミュレーション強度分布を算出する。光学特性は、例えばレンズの開口数、光の波長およびシグマなどである。イメージシミュレータ52のアルゴリズムとしては、公知なものを採用すればよい。例えばこのアルゴリズムにおいて、モデルデータMD1に対して高速フーリエ変換および逆高速フーリエ変換が行われる。イメージシミュレータ52は、算出したシミュレーション強度分布を示すデータSD1を判定部53に出力する。
The
判定部53は、イメージシミュレータ52からのデータSD1と、イメージセンサ27からの撮像画像IM1との差異を求める。つまり、判定部53は、イメージシミュレータ52によって算出されたシミュレーション強度分布と、イメージセンサ27の撮像により得られた実際の光強度分布との差異を求める。以下では、撮像画像IM1の光強度分布を撮像強度分布とも呼ぶ。またデータSD1における強度の最大値が1に規格化されているので、その比較対象たる撮像強度分布においても、その最大値を1に規格化するとよい。当該差異としては、例えば、対応する画素値(光の強度)の差の絶対値の総和を採用してもよい。当該総和が小さいほど、差異は小さい。
The
判定部53は、シミュレーション強度分布と撮像強度分布との差異が基準値よりも大きいか否かを判定する。当該差異が大きいときには、モデルデータMD1が実際のパターンP1を反映していないと考えられる。よって、当該差異が基準値よりも大きいときには、判定部53はその差異を示す差異データDD1をモデル生成部51に出力する。強度分布の形状の差異を示す差異データDD1には、例えば強度分布の差異の値および強度分布の差異から算出される線幅W1の差異量が含まれる。モデル生成部51は差異データDD1の入力に応答して、パターン形状(ここでは線幅W1)を修正し、その修正したパターン形状に対応するモデルデータMD1を生成(更新)する。モデル生成部51はこのモデルデータMD1を再びイメージシミュレータ52に出力する。
The
イメージシミュレータ52は、修正したモデルデータMD1に対して再びシミュレーション処理を行って、シミュレーション強度分布を算出し、そのデータSD1を判定部53に出力する。
The
判定部53は再び同様の処理を行う。すなわち、判定部53はデータSD1と撮像画像IM1との差異を求め、その差異が基準値よりも大きいか否かを判定する。当該差異が基準値よりも大きいときには、制御部50は再び上述の動作を繰り返す。
The
当該差異が基準値よりも小さいときには、モデルデータMD1が実際のパターンP1を反映していると考えられる。よって、当該差異が基準値よりも小さいときには、判定部53はそのモデルデータMD1で採用したパターン形状を、実際のパターンP1の形状と把握する。つまり、判定部53はこのパターン形状を測定形状とみなす。判定部53は、このパターン形状を示すデータ(ここでは線幅W1を示すデータ)WD1を出力してもよい。制御部50はこのデータWD1を測定データとして表示部70に表示してもよい。
When the difference is smaller than the reference value, it is considered that the model data MD1 reflects the actual pattern P1. Therefore, when the difference is smaller than the reference value, the
<モデル生成部51>
次に、モデル強度分布の形状のより具体的な一例について述べる。図6に例示するように、モデル強度分布の両端のエッジ部分は滑らかに変化している。言い換えれば、モデル生成部51は、強度分布の形状に高空間周波数成分を含まないようにモデル強度分布を生成している。
<
Next, a more specific example of the shape of the model intensity distribution will be described. As illustrated in FIG. 6, the edge portions at both ends of the model intensity distribution change smoothly. In other words, the
さて、図6の例では、モデル強度分布は、強度が略一定の平坦区間R2と、強度が平坦区間R2に比して変化する強度変化区間とを有している。図6の例では、強度変化区間は増大区間R1と低下区間R3とを有する。増大区間R1は画素番号xが大きくなるにしたがって強度が増大する区間である。平坦区間R2は画素番号xの増大によらず強度が一定となる区間である。低下区間R3は画素番号xが大きくなるにしたがって強度が低下する区間である。 Now, in the example of FIG. 6, the model intensity distribution has a flat section R2 in which the intensity is substantially constant and an intensity change section in which the intensity changes compared to the flat section R2. In the example of FIG. 6, the intensity change section has an increase section R1 and a decrease section R3. The increasing section R1 is a section in which the intensity increases as the pixel number x increases. A flat section R2 is a section in which the intensity is constant regardless of the increase in the pixel number x. The decreasing section R3 is a section in which the intensity decreases as the pixel number x increases.
増大区間R1および低下区間R3はモデル強度分布のエッジ部分に相当する。このエッジ部分が沿う波形は、主として、モデル強度分布がどの程度の高空間周波数成分を含むかを決定する。この波形が滑らかであるほど、モデル強度分布は高空間周波数成分を含まない。 The increasing section R1 and the decreasing section R3 correspond to edge portions of the model intensity distribution. The waveform along which this edge portion primarily determines how much high spatial frequency content the model intensity distribution contains. The smoother the waveform, the less the model intensity distribution contains high spatial frequency components.
したがって、本実施の形態では、モデル強度分布のエッジ部分が沿う波形に着目する。ここでは、平坦区間R2を除去し、増大区間R1の波形および低下区間R3の波形を互いに連結して得られる関数を導入する。この関数がモデル強度分布のエッジ部分の波形を表すからである。本実施の形態では、この関数のカットオフ周波数fc0を次のように規定する。すなわち、カットオフ周波数fc0を撮像画像IM1の空間分解能の逆数(以下、空間周波数f0と呼ぶ)の4分の1以下に設定する。撮像画像IM1の空間分解能はイメージセンサ27の空間分解能でもあり、一つの画素幅に対応する実際の空間の幅(例えば32[nm])である。またモデルデータMD1の離散値は撮像画像IM1の各画素に対応して設定されるので、撮像画像IM1の空間分解能はモデルデータMD1の離散値の空間分解能でもある。
Therefore, in the present embodiment, attention is paid to the waveform along which the edge portion of the model intensity distribution follows. Here, the flat section R2 is removed and a function obtained by connecting together the waveforms of the increasing section R1 and the decreasing section R3 is introduced. This is because this function represents the waveform of the edge portion of the model intensity distribution. In this embodiment, the cutoff frequency fc0 of this function is defined as follows. That is, the cutoff frequency fc0 is set to a quarter or less of the reciprocal of the spatial resolution of the captured image IM1 (hereinafter referred to as the spatial frequency f0). The spatial resolution of the captured image IM1 is also the spatial resolution of the
このような関数として、例えばハン関数(ハンフィルタとも呼ばれる)を採用してもよい。図7は、ハン関数W(u)を示すグラフである。ハン関数W(u)は、値uを画素寸法で無次元化して示すと、以下の式で示される。 As such a function, for example, a Hann function (also called a Hann filter) may be employed. FIG. 7 is a graph showing the Hann function W(u). The Hann function W(u) is represented by the following formula when the value u is made dimensionless by the pixel dimension.
W(u)=0.5・cos(2・π・u)+0.5 -0.5≦u≦0.5
・・・(1)
このハン関数W(u)の最大値は1に規格化されている。値uは実寸法[μm]/画素寸法[μm]で示され、無次元量となる。このハン関数W(u)は値uが0をとる位置を境界として、増大区間R11と低下区間R12とに区別される。つまり、増大区間R11においては、ハン関数W(u)は値uが大きくなるにしたがって0から1へと余弦波の波形に沿って滑らかに増大し、低下区間R12においては、ハン関数W(u)は値uが大きくなるにしたがって1から0へと余弦波の波形に沿って滑らかに低下する。
W(u)=0.5·cos(2·π·u)+0.5 −0.5≦u≦0.5
... (1)
The maximum value of this Hann function W(u) is normalized to one. The value u is represented by actual dimension [μm]/pixel dimension [μm] and is a dimensionless quantity. This Hann function W(u) is divided into an increasing section R11 and a decreasing section R12 with the position where the value u takes 0 as a boundary. That is, in the increasing section R11, the Hann function W(u) smoothly increases from 0 to 1 along the waveform of the cosine wave as the value u increases, and in the decreasing section R12, the Hann function W(u ) smoothly decreases from 1 to 0 along a cosine waveform as the value u increases.
ここでは、モデル強度分布の増大区間R1として、ハン関数W(u)の増大区間R11を採用し、モデル強度分布の低下区間R3として、ハン関数W(u)の低下区間R12を採用する。つまり、モデル強度分布の増大区間R1と低下区間R3とを連結して得られる関数としてハン関数W(u)を採用する。 Here, the increasing section R11 of the Hann function W(u) is adopted as the increasing section R1 of the model intensity distribution, and the decreasing section R12 of the Hann function W(u) is adopted as the decreasing section R3 of the model intensity distribution. That is, the Hann function W(u) is adopted as a function obtained by connecting the increasing section R1 and the decreasing section R3 of the model intensity distribution.
ここで、ハン関数W(u)のカットオフ周波数fc0と、撮像画像IM1の空間周波数f0との比OSR(=f0/fc0)を導入すると、図6に例示するモデル強度分布における強度E[x]を例えば以下のように表現することができる。 Here, introducing the ratio OSR (=f0/fc0) between the cutoff frequency fc0 of the Hann function W(u) and the spatial frequency f0 of the captured image IM1, the intensity E[x ] can be expressed, for example, as follows.
-OSR/2≦x<0のとき(増大区間R1)
E[x]=0.5・cos(2・π・x/OSR)+0.5
0≦x<W1-OSR/2のとき(平坦区間R2)
E[x]=1
W1-OSR/2≦x≦W1のとき(低下区間R3)
E[x]=0.5・cos{2・π・(x-W1+OSR)}/OSR)+0.5
・・・(2)
式(2)の増大区間R1から理解できるように、比OSRは増大区間R1の幅(画素数)を示す。例えばハン関数W(u)のカットオフ周波数fc0を空間周波数f0の9分の1に設定すれば、比OSRは9であり、モデル強度分布の増大区間R1の画素数も4.5となる。低下区間R3の波形は増大区間R1の波形と対称であるので、比OSRは低下区間R3の幅も示している。この比OSRは例えば予め設定される。
- When OSR/2 ≤ x < 0 (increase interval R1)
E[x]=0.5·cos(2·π·x/OSR)+0.5
When 0≤x<W1-OSR/2 (flat section R2)
E[x]=1
When W1-OSR/2≤x≤W1 (lowering section R3)
E[x]=0.5·cos{2·π·(x−W1+OSR)}/OSR)+0.5
... (2)
As can be understood from the increase section R1 in Equation (2), the ratio OSR indicates the width (number of pixels) of the increase section R1. For example, if the cutoff frequency fc0 of the Hann function W(u) is set to 1/9 of the spatial frequency f0, the ratio OSR is 9, and the number of pixels in the increased section R1 of the model intensity distribution is also 4.5. Since the waveform of the decreasing segment R3 is symmetrical to the waveform of the increasing segment R1, the ratio OSR also indicates the width of the decreasing segment R3. This ratio OSR is preset, for example.
モデル生成部51は線幅W1の初期値と式(2)とに基づいて、モデルデータMD1のモデル強度分布を生成することができる。このような方法を採ることで、撮像画像IM1の空間分解能に制限されることはなく、高空間高調波成分を含まないモデル強度分布を生成することができる。線幅W1の初期値は予め設定されてもよく、あるいは、撮像画像IM1に基づいて生成されてもよい。例えばモデル生成部51は、撮像画像IM1において所定の画素基準値Iref(図4参照)より算出した閾値と交差する2点間の画素数に基づいて線幅W1を推定し、その推定値を初期値としてもよい。これによれば、実際の線幅W1に近い値を初期値に採用することができる。
The
なお、モデル生成部51は、モデル強度分布におけるパターンP1の位置が撮像画像IM1におけるパターンP1の位置と略一致するように、モデル強度分布を作成する。より具体的には、モデル生成部51は、撮像画像IM1の最大強度とモデル強度分布の最大強度とが略一致し、撮像画像IM1におけるパターンの中心とモデル強度分布の中心が略一致するように、モデル強度分布を生成する。
Note that the
モデル生成部51はモデルデータMD1をイメージシミュレータ52に出力する。イメージシミュレータ52は既述のようにシミュレーション強度分布を算出し、そのシミュレーション強度分布を示すデータSD1を判定部53に出力する。判定部53は既述のように、データSD1と撮像画像IM1との差異を求め、当該差異が基準値よりも大きいときに、差異データDD1をモデル生成部51に出力する。
The
モデル生成部51は差異データDD1の入力に応答して線幅W1の推定値を修正し、修正後の線幅W1の推定値に基づいてモデルデータMD1を更新する。
The
図8は、更新前後のモデル強度分布の一例を概略的に示す図である。図8の例では、線幅W1が異なる2つのモデル強度分布が示されている。ここでは、線幅W1の相違を見やすくするために、模式的に増大区間R1の波形を揃えて2つのモデル強度分布を示している。図8の例では、1つのモデル強度分布を黒丸で示している。増大区間R1および平坦区間R2の離散値は両モデル強度分布において互いに同一であるので、他の1つのモデル強度分布については、低下区間R3における離散値のみを黒四角で示している。 FIG. 8 is a diagram schematically showing an example of model intensity distributions before and after updating. The example of FIG. 8 shows two model intensity distributions with different line widths W1. Here, in order to make it easier to see the difference in the line width W1, two model intensity distributions are schematically shown by aligning the waveforms of the increasing section R1. In the example of FIG. 8, one model intensity distribution is indicated by black circles. Since the discrete values of the increasing interval R1 and the flat interval R2 are identical to each other in both model intensity distributions, only the discrete values in the decreasing interval R3 of the other model intensity distribution are indicated by black squares.
線幅W1の修正幅ΔW1は撮像画像IM1の空間分解能よりも小さく設定される。撮像画像IM1の空間分解能は数十[nm](例えば32[nm])であり、修正幅ΔW1は数[nm]程度以下の値(例えば0.5[nm])に設定される。これによれば、撮像画像IM1の空間分解能よりも大幅に高い精度で線幅W1を変更することができる。言い換えれば、空間分解能よりも大幅に高い精度で線幅W1を算出することができる。 A correction width ΔW1 of the line width W1 is set smaller than the spatial resolution of the captured image IM1. The spatial resolution of the captured image IM1 is several tens [nm] (for example, 32 [nm]), and the correction width ΔW1 is set to a value of several [nm] or less (for example, 0.5 [nm]). According to this, the line width W1 can be changed with much higher precision than the spatial resolution of the captured image IM1. In other words, the line width W1 can be calculated with much higher accuracy than the spatial resolution.
以上のように、本実施の形態によれば、従来の算出手法とは異なる手法で線幅W1を算出している。具体的には、シミュレーション強度分布と実際の撮像強度分布とが略等しくなるときのモデルデータMD1を特定することにより、そのモデルデータMD1で採用されたパターン形状(ここでは線幅W1)を測定形状(測定値)として求めている。これにより、解像限界界近くで撮像画像の輝度分布の形状がいかように変化しても、変化形状に関わらず、精度よく線幅W1を測定することができる。 As described above, according to the present embodiment, the line width W1 is calculated by a method different from the conventional calculation method. Specifically, by specifying the model data MD1 when the simulated intensity distribution and the actual captured intensity distribution are substantially equal, the pattern shape (here, the line width W1) adopted in the model data MD1 is measured. (measured value). As a result, even if the shape of the luminance distribution of the captured image changes in the vicinity of the resolution limit, the line width W1 can be accurately measured regardless of the changed shape.
しかもこのモデルデータMD1のモデル強度分布は高空間周波数成分を含まない。具体的には、カットオフ周波数fc0を撮像画像IM1の空間周波数f0の4分の1以下に設定している。したがって、以下で説明するように、シミュレーション強度分布の算出精度を向上することができる。 Moreover, the model intensity distribution of this model data MD1 does not contain high spatial frequency components. Specifically, the cutoff frequency fc0 is set to a quarter or less of the spatial frequency f0 of the captured image IM1. Therefore, as described below, it is possible to improve the calculation accuracy of the simulation intensity distribution.
比較のために、モデル強度分布として、単一の矩形パルスを採用する場合について考慮する。この場合、モデル強度分布は二値データである。しかしながら、この矩形パルスでは、線幅が画素の空間分解能に制限され、この空間分解能よりも小さい精度で線幅を修正することができない。よって、制御部50によって求められる線幅W1の測定値の精度もその空間分解能と同程度である。それゆえ、近々の高度な測定要望には応じることができない。
For comparison, consider the case of adopting a single rectangular pulse as the model intensity distribution. In this case, the model intensity distribution is binary data. However, with this rectangular pulse, the line width is limited to the spatial resolution of the pixel, and the line width cannot be modified with an accuracy smaller than this spatial resolution. Therefore, the accuracy of the measured value of the line width W1 obtained by the
これに対して、本モデル強度分布は増大区間R1および低下区間R3における画素値によって、より精細に線幅を表現できる(図8参照)。言い換えれば、撮像画像IM1の空間分解能に制限されることはなく、モデルデータMD1において線幅W1を任意の値に設定することが可能となる。 On the other hand, the model intensity distribution can express the line width more precisely by the pixel values in the increasing section R1 and the decreasing section R3 (see FIG. 8). In other words, the line width W1 can be set to any value in the model data MD1 without being limited by the spatial resolution of the captured image IM1.
ここで、更なる比較例として、完全な台形波を採用する場合についても考慮する。図9は、台形波に基づいたモデル強度分布の一例を概略的に示す図である。ここでは、画素番号xから画素番号xnまでの強度によって、パターンP1を透過した光のモデル強度分布が構成される。図9の例では、線幅W1の異なる複数の台形波がそれぞれ実線、破線、一点鎖線および二点鎖線で示される。ただし、これらが重複する部分では実線で示されている。図9では、n個の離散値によってモデル強度分布が構成されている。また図9の例でも、線幅W1の相違を見やすくするために、増大区間R1における波形を揃えてモデル強度分布を示している。 Here, as a further comparative example, the case of adopting a perfect trapezoidal wave is also considered. FIG. 9 is a schematic diagram of an example of a model intensity distribution based on a trapezoidal wave. Here, the model intensity distribution of the light transmitted through the pattern P1 is constructed by the intensities from the pixel number x to the pixel number xn. In the example of FIG. 9, a plurality of trapezoidal waves having different line widths W1 are indicated by solid lines, broken lines, one-dot chain lines, and two-dot chain lines, respectively. However, the portions where these overlap are indicated by solid lines. In FIG. 9, the model intensity distribution is constructed by n discrete values. Also in the example of FIG. 9, the model intensity distribution is shown by aligning the waveforms in the increase section R1 in order to make it easier to see the difference in the line width W1.
このモデル強度分布において、線幅W1の相違は画素番号xn-1の強度によって表現されることになる。例えば画素番号xn-1における強度は黒丸、黒四角、黒三角および白丸で示されており、線幅W1が最も広いモデル強度分布では、黒丸が採用され、線幅W1が最も狭いモデル強度分布では、白丸が採用される。図9では、最も狭い台形波に線幅W1の符号が付記されている。 In this model intensity distribution, the difference in line width W1 is represented by the intensity of pixel number xn−1. For example, the intensity at pixel number xn−1 is indicated by black circles, black squares, black triangles, and white circles. For the model intensity distribution with the widest line width W1, the black circle is adopted, and for the model intensity distribution with the narrowest line width W1, , white circles are adopted. In FIG. 9, the narrowest trapezoidal wave is labeled with the line width W1.
図10は、モデルの設計線幅と、上記のように算出した線幅との関係を示すグラフである。図10は、図9のモデル強度分布を用いて算出した線幅が示されている。なお、図9および図10におけるシミュレーション条件(例えば光学系のパラメータなど)は互いに同一である。図10に例示するように、このモデル強度分布を用いた場合の算出精度は低いことが分かる。ここで、算出精度を示す指標として偏差を導入する。ここでいう偏差とは、図10のプロット点を直線近似して得られた直線VL1と、各プロット点との差異の最大値である。偏差が小さいほど算出精度は高い。図10の結果では、偏差は7[nm]であった。つまり、本実施の形態のモデルデータMD1を用いてシミュレーション強度分布を算出すれば、そのシミュレーション強度分布は、設計線幅のパターンを透過した実際の光強度分布(撮像画像IM1)に近い。要するに、本実施の形態のモデルデータMD1を採用することにより、実際の光強度分布に近いシミュレーション強度分布を算出することができる。 FIG. 10 is a graph showing the relationship between the designed line width of the model and the line width calculated as described above. FIG. 10 shows line widths calculated using the model intensity distribution of FIG. It should be noted that the simulation conditions (for example, optical system parameters, etc.) in FIGS. 9 and 10 are the same. As illustrated in FIG. 10, it can be seen that the calculation accuracy when using this model intensity distribution is low. Here, deviation is introduced as an index indicating calculation accuracy. The deviation here is the maximum value of the difference between the straight line VL1 obtained by linearly approximating the plotted points in FIG. 10 and each plotted point. The smaller the deviation, the higher the calculation accuracy. In the result of FIG. 10, the deviation was 7 [nm]. That is, if the simulation intensity distribution is calculated using the model data MD1 of the present embodiment, the simulation intensity distribution is close to the actual light intensity distribution (captured image IM1) transmitted through the pattern of the designed line width. In short, by adopting the model data MD1 of the present embodiment, it is possible to calculate a simulation intensity distribution close to the actual light intensity distribution.
さて、図9のモデル強度分布を用いた算出結果の精度が低い理由は以下によると考察される。すなわち、モデル強度分布は画素ごとの離散値で示されているので、このモデル強度分布の作成は、連続体であるパターン(若しくは光分布)を所定のサンプリング周波数でサンプリングする処理と等価である、と考えることができる。なお、このサンプリング処理において、空間周波数f0がサンプリング周波数として把握される。 Now, the reason why the accuracy of the calculation result using the model intensity distribution of FIG. 9 is low is considered as follows. That is, since the model intensity distribution is represented by discrete values for each pixel, the creation of this model intensity distribution is equivalent to the process of sampling a pattern (or light distribution), which is a continuum, at a predetermined sampling frequency. can be considered. In this sampling process, the spatial frequency f0 is grasped as the sampling frequency.
モデル強度分布の作成がサンプリング処理と等価であれば、このモデル強度分布の作成もまた、時間領域で変化する信号のサンプリング処理と同様に、サンプリング定理に縛られてしまう。サンプリング定理とは、信号をサンプリングする場合にどの程度の間隔でサンプリングすればよいのかを示す定理である。このサンプリング定理によれば、サンプリング周波数を、時間領域で変化する信号に含まれる最高周波数の2倍よりも高く設定すると、離散化したデータから元データを復元できることが示されている。これにより、エリアシング誤差を回避することができる。 If the creation of the model intensity distribution is equivalent to the sampling process, then the creation of the model intensity distribution is also bound by the sampling theorem in the same way as the sampling process of signals that change in the time domain. The sampling theorem is a theorem that indicates at what interval sampling should be performed when sampling a signal. According to this sampling theorem, it is shown that the original data can be restored from the discretized data if the sampling frequency is set higher than twice the highest frequency contained in the signal that changes in the time domain. This makes it possible to avoid aliasing errors.
なお、サンプリング定理は、例えば通信に適用される定理であって、一見、画像処理とは無関係のもののように思われるが、通信で扱う周波数の単位[Hz]は、[cycle/second]という単位であり、また、画像もまた、空間周波数の単位[LP(ラインペア)/mm]という似た概念の特性値が存在する。それゆえ、出願人は、画像の分野でも、デジタルデータを扱う限り、サンプリング定理は成立する、という見解を有している。 Note that the sampling theorem is a theorem applied to communication, for example, and at first glance seems to be unrelated to image processing. , and an image also has a characteristic value with a similar concept of spatial frequency unit [LP (line pair)/mm]. Therefore, the applicant has the view that the sampling theorem holds even in the field of images as long as digital data is handled.
逆にいえば、図9のモデル強度分布において、サンプリング周波数(つまり空間周波数f0)は、モデル強度分布に含まれる最高空間周波数の2倍よりも低くなっており、それ故にエリアシング誤差を生じていると考察される。したがって、算出精度が低下していると考察される。 Conversely, in the model intensity distribution of FIG. 9, the sampling frequency (that is, the spatial frequency f0) is lower than twice the highest spatial frequency contained in the model intensity distribution, thus causing aliasing errors. It is considered that there are Therefore, it is considered that the calculation accuracy is degraded.
さて、本実施の形態において、空間周波数f0は撮像画像IM1の空間分解能の逆数である。つまり、連続体(パターンまたは光分布)のサンプリングに用いられるサンプリング空間周波数(=空間周波数f0)は予め決められており、高くすることは難しい。 Now, in this embodiment, the spatial frequency f0 is the reciprocal of the spatial resolution of the captured image IM1. That is, the sampling spatial frequency (=spatial frequency f0) used for sampling the continuum (pattern or light distribution) is predetermined and difficult to increase.
そこで本実施の形態では、モデル強度分布に含まれる最高空間周波数と、サンプリング周波数(空間周波数f0)との差を増大するために、この最高周波数を低減している。すなわち、制御部50(モデル生成部51)は、高空間周波数成分を含まないようにモデル強度分布を生成している。より具体的には、モデル生成部51は上記関数のカットオフ周波数fc0が空間周波数f0の4分の1以下となるように、モデル強度分布を生成している。
Therefore, in this embodiment, the maximum frequency is reduced in order to increase the difference between the maximum spatial frequency included in the model intensity distribution and the sampling frequency (spatial frequency f0). That is, the control unit 50 (model generating unit 51) generates the model intensity distribution so as not to include high spatial frequency components. More specifically, the
図11は、モデルの設計線幅と、上述のように算出した線幅との関係を示すグラフである。シミュレーション条件は図10のシミュレーション条件と同様である。図11は、図10と同様のシミュレーション条件で、図6のモデル強度分布を用いて算出した線幅W1が示されている。モデルデータMD1を用いることにより、高い精度で線幅W1を算出できることが分かる。図11の例では、算出精度の指標となる偏差は1.2[nm]である。この偏差は比較例にかかる偏差の約6分の1である。 FIG. 11 is a graph showing the relationship between the designed line width of the model and the line width calculated as described above. The simulation conditions are the same as those of FIG. FIG. 11 shows the line width W1 calculated using the model intensity distribution of FIG. 6 under the same simulation conditions as in FIG. It can be seen that the line width W1 can be calculated with high accuracy by using the model data MD1. In the example of FIG. 11, the deviation, which is an index of calculation accuracy, is 1.2 [nm]. This deviation is about one-sixth of the deviation for the comparative example.
図12は、比OSR(=f0/fc0)と偏差との関係の一例を示す図である。図12のシミュレーション条件は上述と同様である。図12から理解できる通り、比OSRがサンプリング定理で示される限界値の2よりも大きくなるにしたがって、偏差は小さくなる傾向を有している。そして、比OSRが4未満となる領域における偏差の低下率は、比OSRが4以上となる領域における偏差の低下率よりも高い。よって、比OSRが4以上であれば、偏差を効果的に低減できることが分かる。つまり、カットオフ周波数fc0が空間周波数f0の4分の1以下であれば、偏差を効果的に低減できる。また比OSRが6以上であれば、偏差を2[nm]以下とすることができ、比OSRが10以上であれば、偏差を1[nm]以下とすることができる。 FIG. 12 is a diagram showing an example of the relationship between the ratio OSR (=f0/fc0) and the deviation. The simulation conditions for FIG. 12 are the same as described above. As can be understood from FIG. 12, the deviation tends to decrease as the ratio OSR becomes larger than the limit value of 2 indicated by the sampling theorem. The deviation reduction rate in the region where the ratio OSR is less than 4 is higher than the deviation reduction rate in the region where the ratio OSR is 4 or more. Therefore, it can be seen that deviation can be effectively reduced if the ratio OSR is 4 or more. In other words, if the cutoff frequency fc0 is 1/4 or less of the spatial frequency f0, the deviation can be effectively reduced. If the ratio OSR is 6 or more, the deviation can be 2 [nm] or less, and if the ratio OSR is 10 or more, the deviation can be 1 [nm] or less.
以上のように、イメージシミュレータ52は、モデル強度分布が空間周波数成分を含まないので、エリアシング誤差を生じることなく、高い精度でシミュレーション強度分布を算出できる。言い換えれば、モデルデータMD1はシミュレーション強度分布の算出精度の向上に寄与する。しかも、撮像画像IM1の空間分解能よりも小さい修正量で線幅W1の推定値を修正することができるので、制御部50は高い精度で線幅W1の測定値を求めることができる。
As described above, the
<モデルデータMD1の更新>
上述のように、モデル生成部51は差異データDD1の入力に応じてモデルデータMD1を更新する。このとき、モデル生成部51は、シミュレーション強度分布と撮像強度分布との差異が小さくなるように、モデルデータMD1を更新する。
<Update of model data MD1>
As described above, the
より具体的な一例として、次のような方法を採用してもよい。すなわち、モデル生成部51は過去の差異データDD1の変化に基づいて、次のモデルデータMD1として採用する線幅W1を決定してもよい。具体的な一例として、第1のモデルデータMD1の線幅W1が、撮像画像IM1よりも広い線幅を呈していた場合について考察する。制御部50は、差異データDD1より算出される線幅の差を修正した第2のモデルデータMD1あるいは、該線幅を過剰に補正した第2のモデルデータMD1を作成する。その後、この第2のモデルデータMD1を入力してシミュレーション結果を得、得られたシミュレーション強度分布と撮像強度分布との差異を求める。この結果、シミュレーション結果が撮像強度分布IM1よりも未だ広い場合には、さらに線幅を小さく補正した第3のモデルデータMD1を生成し、同様の計算を行う。一方、シミュレーション強度分布が撮像強度分布IM1より狭くなった場合には、線幅を大きくした第3のモデルデータMD1を生成し、同様の計算を行う。なお、上記の如く線幅の差を過剰に補正する方法は、SOR(successive over-relaxation)として数値解析の一つの手法でよく知られていて、過剰に補正する係数はテストや経験により決定されている。
As a more specific example, the following method may be adopted. That is, the
なお、モデル生成部51は線幅W1のみならず、パターンP1を透過した光のモデル強度分布の位置も修正しても構わない。つまり、撮像画像IM1におけるパターンP1の位置と、シミュレーション強度分布におけるパターンP1の位置とが互いに略一致するように、モデル強度分布の位置も修正してもよい。より具体的な一例として、判定部53はシミュレーション強度分布と撮像強度分布との差異を増大区間R1および低下区間R3ごとに算出する。モデル生成部51は増大区間R1における差異が低下区間R3における差異に近づくように、モデル強度分布の位置を修正する。
Note that the
<イメージシミュレータのアルゴリズム>
イメージシミュレータ52は、公知のように、次に説明する手順でシミュレーション強度分布を算出してもよい。図13は、シミュレーション処理を説明するための図である。ここでは、撮像画像IM1はn×n個の画素を有しており、モデルデータMD1もn×nの領域の光分布を有しているものとする。
<Image simulator algorithm>
The
イメージシミュレータ52は、一般的な方法では、まず、二次元高速フーリエ変換を行って、対物レンズ21の瞳面(フーリエ変換面FS1)に形成されるパターンP1の回折パターンを算出する。図13の例では、この高速フーリエ変換をフーリエ変換レンズFFT1で模式的に示している。シミュレーション上のフーリエ変換面FS1も、撮像画像IM1と同様に、n×n個の画素(領域)を有しているが、パターンP1に入射する光線ごとに定まるフーリエ変換面FS1のn×n個の領域の各々に、回折パターンDP1の中心が一致するように、回折パターンDP1を配置する。
In a general method, the
次に、イメージシミュレータ52は、フーリエ変換面FS1において、光学系の開口絞りに相当する円AP1の外側のデータを消去する。言い換えれば、円AP1よりも外側の値を零に設定する。次に、イメージシミュレータ52はn×n個の回折パターンDP1の各々に対して、パターンP1に入射する光線毎に二次元逆高速フーリエ変換を行う。図13の例では、この二次元逆高速フーリエ変換を逆フーリエ変換レンズIFFT1で模式的に示している。そして、パターンP1に入射するすべての光線に対する二次元逆高速フーリエ変換を行い、得られた結果を積算することで、撮像面IS1における光強度分布(つまりシミュレーション強度分布)を算出する。
Next, the
しかしながら、このような一般的な方法によれば、演算回数が非常に多いことが実用性を低下させる要因となる。そこで、本実施例では、測定対象のパターンが線状のパターンに限定されていることを鑑みて、次のような計算方法を用いて少ない演算回数で計算を行うようにしている。 However, according to such a general method, the fact that the number of calculations is extremely large is a factor that reduces the practicality of the method. Therefore, in this embodiment, considering that the patterns to be measured are limited to linear patterns, the following calculation method is used to perform calculations with a small number of calculations.
さて、図3の例では、1本のパターンP1が撮像画像IM1の端から端まで延在している。この場合、モデルデータMD1においても、光分布はパターンP1の長手方向に略一様である。したがって、この場合には、回折パターンDP1は図13に例示するように、パターンP1の幅方向において強弱を呈し、パターンP1の長手方向にほぼ1データのみが有意な値を持つ略一次元データとなる。 Now, in the example of FIG. 3, one pattern P1 extends from end to end of the captured image IM1. In this case, even in the model data MD1, the light distribution is substantially uniform in the longitudinal direction of the pattern P1. Therefore, in this case, as illustrated in FIG. 13, the diffraction pattern DP1 exhibits strength in the width direction of the pattern P1, and substantially one-dimensional data having a significant value in the longitudinal direction of the pattern P1. Become.
そこでイメージシミュレーションに際しては、イメージシミュレータ52は、次のように処理を行ってもよい。すなわち、イメージシミュレータ52は、回折パターンDP1が略一次元データであるので、パターンP1に入射する光線毎に定まるフーリエ変換面FS1の領域に回折パターンDP1の中心が一致するように、当該回折パターンDP1を配置し、円AP1に対する開口絞り処理を行った後、有意な値を持つデータ列について一次元逆フーリエ高速変換を行う。この操作を、パターンP1に入射する全ての光線について行い、その結果を積算し、撮像面IS1における光強度分布(つまりシミュレーション強度分布)を得る。このような計算方法により、一般的な方法では、光線毎に二次元逆フーリエ高速変換を行うところ、本実施の形態では、一次元逆高速フーリエ変換で済ますことができるので、トータルの演算量が桁違いに少ないことは明らかである。
Therefore, in the image simulation, the
図14は、イメージシミュレータ52の上記動作の一例を示すフローチャートである。ステップS1にて、イメージシミュレータ52は、モデルデータMD1に対して高速フーリエ変換を行って、回折パターンDP1を算出する。本実施の形態では上述のように、モデル強度分布は高空間周波数成分を含まないので、回折パターンDP1における高次成分は小さくなり、略零となる。
FIG. 14 is a flow chart showing an example of the above operation of the
次にステップS2にて、イメージシミュレータ52は、この1つの回折パターンDP1を、照明光線に対するフーリエ変換面FS1に配置する。
Next, in step S2, the
続いて、このフーリエ変換面FS1には、開口絞りに相当する円AP1が設定される。この円AP1は、フーリエ変換面FS1の中心に配置され、その径は光学系の特性に応じて予め設定される。ステップS3にて、イメージシミュレータ52はフーリエ変換面FS1上の各回折パターンDP1のうち、この円AP1の外側にあるデータを消去する。つまり、当該データを零とする。図14の例では、この処理を開口絞り処理と表記している。
Subsequently, a circle AP1 corresponding to an aperture stop is set on this Fourier transform plane FS1. This circle AP1 is arranged at the center of the Fourier transform surface FS1, and its diameter is preset according to the characteristics of the optical system. At step S3, the
次にステップS4にて、イメージシミュレータ52は、フーリエ変換面FS1に配置された回折パターンDP1に対して一次元逆高速フーリエ変換を行って得られた結果を一時記憶する。具体的には、イメージシミュレータ52は制御部50の一時記憶用の記憶媒体に当該結果を記憶する。
Next, in step S4, the
次にステップS5にて、イメージシミュレータ52は、全ての照明光線に対してステップS2~S4の処理を実行したか否かを判断する。全ての照明光線に対して処理を実行していないときには、イメージシミュレータ52は次の照明光線について再びステップS2を実行する。
Next, in step S5, the
全ての照明光線に対して処理が実行されたときには、ステップS6にて、イメージシミュレータ52は、一時記憶した各照明光線に対する計算結果を全て加算して、シミュレーション強度分布を算出する。
When the processing has been performed for all the illumination rays, in step S6, the
この処理によれば、イメージシミュレータ52は、照明光の1光線に対してステップS4にて一次元逆高速フーリエ変換を1回行えばよい。つまり、従来の一般的な方法で二次元逆高速フーリエ変換を行う場合には、データ数がn×n個であると、2・n回の一次元高速フーリエ変換を行う必要があるのに対して、上述の処理では、1回でよい。よって、演算回数を大幅に低減することができる。
According to this process, the
<モデルデータに採用する関数>
上述の例では、モデルデータMD1のモデル強度分布のエッジ部分が沿う関数として、ハン関数W(u)を採用した。しかしながら、必ずしもこれに限らない。例えば、カットオフ周波数fc0が撮像画像IM1の空間周波数f0の4分の1以下となる各種の窓関数(ブラックマン窓またはカイザー窓など)を採用してもよい。
<Function adopted for model data>
In the above example, the Hann function W(u) is used as the function along which the edge portion of the model intensity distribution of the model data MD1 follows. However, it is not necessarily limited to this. For example, various window functions (Blackman window, Kaiser window, etc.) having a cutoff frequency fc0 equal to or less than a quarter of the spatial frequency f0 of the captured image IM1 may be employed.
<モデルデータの生成方法>
上述の例では、モデルデータMD1のモデル強度分布を構成する離散値として、所定の関数(例えばハン関数W(u))の値を採用した。しかしながら、必ずしもこれに限らない。例えばモデル生成部51は、フォトマスク80のパターンの設計図データ(例えばCAD(computer-aided design)データ)に基づいて、モデルデータMD1を生成してもよい。より具体的には、モデル生成部51は、高空間周波数成分を除去する除去処理をこの設計図データに対して行って、モデルデータMD1を生成してもよい。除去処理としては、ぼかし処理とも呼ばれるフィルタリングまたはローパスフィルタ処理などの処理を採用できる。この除去処理のカットオフ周波数としては、空間周波数f0の4分の1以下の周波数を採用すればよい。
<How to generate model data>
In the above example, values of a predetermined function (for example, Hann's function W(u)) are used as the discrete values forming the model intensity distribution of the model data MD1. However, it is not necessarily limited to this. For example, the
上述の例では、設計図データを採用しているものの、必ずしもこれに限らない。要するに、フォトマスク80のパターンを反映した画像データを採用すればよい。例えばフォトマスク80に形成されるパターンの模型図を撮像した撮像画像に対して、上記の除去処理を行っても構わない。
Although the design drawing data is used in the above example, it is not necessarily limited to this. In short, image data reflecting the pattern of the
<モデルデータ>
図3の撮像画像IM1には、1本のパターンP1が含まれており、モデルデータMD1も、1本のパターンP1に応じたモデル強度分布を採用した。
<Model data>
The captured image IM1 of FIG. 3 includes one pattern P1, and the model data MD1 also employs a model intensity distribution corresponding to the one pattern P1.
しかるに、撮像画像IM1において、パターンの角部が含まれている場合もある。図15は、撮像画像IM1の他の一例を概略的に示す図である。図15の例では、パターンP1は縦方向に延在する矩形形状を有している。パターンP1は撮像画像IM1の下端から縦方向に延在し、その上端が撮像画像IM1に含まれている。つまり、パターンP1の上端は撮像画像IM1の上端よりも下側に位置している。よって、パターンP1の上端のうち、左右方向の両側において角が形成されている。 However, the captured image IM1 may include corners of the pattern. FIG. 15 is a diagram schematically showing another example of the captured image IM1. In the example of FIG. 15, the pattern P1 has a rectangular shape extending in the vertical direction. The pattern P1 extends vertically from the lower end of the captured image IM1, and its upper end is included in the captured image IM1. That is, the upper edge of the pattern P1 is positioned below the upper edge of the captured image IM1. Therefore, corners are formed on both sides in the left-right direction of the upper end of the pattern P1.
モデル生成部51は、平面上においても強度が滑らかに変化するように、モデルデータMD1を生成してもよい。図16は、モデル強度分布の一例を概略的に示す図である。図16では、モデルデータMD1のモデル強度分布を等高線図で示している。具体的には、等高線A1~A4が示されている。等高線A1~A4が示す強度は、その符号の数字が小さいほど高い。つまり、等高線A1が最も高い強度を示しており、等高線A4が最も低い強度を示している。
The
各等高線A1~A4はパターンP1の延在方向に沿う長尺形状を有しており、その上端の角が円弧に沿っている。各等高線A1~A4の両角の各々の円弧の中心は同一に設定されている。このモデルデータMD1において、横方向D1におけるモデル強度分布は上述と同様に設定される。縦方向D2におけるモデル強度分布も、片側のエッジ部分のみを有する点以外は上述と同様に設定される。 Each of the contour lines A1 to A4 has an elongated shape along the extending direction of the pattern P1, and the corners of the upper ends are along arcs. The centers of the circular arcs at both corners of each contour line A1 to A4 are set to be the same. In this model data MD1, the model intensity distribution in the lateral direction D1 is set in the same manner as described above. The model intensity distribution in the longitudinal direction D2 is also set in the same manner as described above, except that it has only one edge portion.
横方向D1におけるモデル強度分布は上述と同様に設定されるものの、上側のエッジ部分(例えばラインD11)では、そのモデル強度分布の最大値は1よりも小さくなる。縦方向D2におけるモデル強度分布も上述と同様に設定されるものの、右側のエッジ部分および左側のエッジ部分の各々(例えばラインD21)においては、その強度の最大値は1よりも小さくなる。 Although the model intensity distribution in the horizontal direction D1 is set in the same manner as described above, the maximum value of the model intensity distribution is smaller than 1 at the upper edge portion (eg, line D11). Although the model intensity distribution in the vertical direction D2 is set in the same manner as described above, the maximum value of intensity is less than 1 at each of the right edge portion and the left edge portion (eg, line D21).
これによれば、モデル強度分布が平面視において角を形成する場合に比して、高空間周波数成分を除去することができる。よって、イメージシミュレータ52は高い算出精度でシミュレーション強度分布を算出することができる。
According to this, high spatial frequency components can be removed compared to the case where the model intensity distribution forms an angle in plan view. Therefore, the
なおパターンP1の上側のエッジ位置は次のように規定できる。すなわち、モデル強度分布の上側のエッジ部分において強度が最大値(ここでは1)と最小値(ここは0)との間の中間値(例えば半値=0.5)をとる位置を、エッジ位置として規定できる。これによれば、モデル強度分布の下端と当該エッジ位置との間の距離を、パターンP1の長さL1として規定できる。 Note that the upper edge position of the pattern P1 can be defined as follows. That is, the edge position is defined as the intermediate value (for example, half value = 0.5) between the maximum value (here, 1) and the minimum value (here, 0) in the upper edge portion of the model intensity distribution. can be stipulated. According to this, the distance between the lower end of the model intensity distribution and the edge position can be defined as the length L1 of the pattern P1.
モデル生成部51は例えばパターンP1の線幅W1および長さL1に基づいてモデルデータMD1を生成すればよい。そして、判定部53から差異データDD1が入力された場合には、線幅W1および長さL1の少なくともいずれか一方を修正し、修正後の線幅W1および長さL1に基づいて、モデルデータMD1を更新すればよい。
The
これによれば、イメージシミュレータ52はより高い算出精度でシミュレーション強度分布を算出できるので、より高い精度で線幅W1および長さL1を求めることができる。
According to this, the
なお、図16のモデルデータMD1によれば、フーリエ変換面FS1の回折パターンDP1は2次元データを有するので、図14のアルゴリズムを採用せずに、従来のアルゴリズムを採用するとよい。 According to the model data MD1 of FIG. 16, the diffraction pattern DP1 of the Fourier transform plane FS1 has two-dimensional data, so it is better to adopt a conventional algorithm instead of the algorithm of FIG.
<計算結果の再利用>
図17は、制御部50の構成の他の一例を概略的に示す機能ブロック図である。制御部50は記憶媒体55にデータを書き込むことができ、記憶媒体55からデータを読み出すことができる。この記憶媒体55には、イメージシミュレータ52によって過去に算出されたシミュレーション強度分布を示すデータSD1が記憶される。具体的には、イメージシミュレータ52はデータSD1と、次に説明するデータWD1とを互いに対応付けて、記憶媒体55に記憶する。データWD1は、モデルデータMD1の生成に供したパターン形状を示すデータであり、例えば線幅W1を示すデータである。
<Reuse of calculation results>
FIG. 17 is a functional block diagram schematically showing another example of the configuration of the
具体的な一例として、イメージシミュレータ52は、線幅W1の初期値を用いて生成されたモデルデータMD1に対してシミュレーション処理を行って、シミュレーション強度分布を算出した場合、その初期値を示すデータWD1と、そのシミュレーション強度分布を示すデータSD1とを互いに対応付けて、記憶媒体55に記憶する。この処理を繰り返すことにより、記憶媒体55には、データWD1およびデータSD1の組の複数がデータベースとして記憶されることになる。
As a specific example, when the
制御部50は、データベースにデータSD1が記憶されているときには、改めてシミュレーション強度分布を算出するのではなく、データベースのデータSD1を利用する。これにより、制御部50の演算回数を低減することができる。
When the data SD1 is stored in the database, the
具体的には、イメージシミュレータ52はモデル生成部51からデータWD1を受け取る。イメージシミュレータ52は、受け取ったデータWD1に対応するデータSD1が記憶媒体55に記憶されているか否かを判定する。つまり、モデルデータMD1の生成で採用された線幅W1に対応するシミュレーション強度分布が既にデータベースに格納されているか否かを判定する。イメージシミュレータ52は、対応するデータSD1が記憶媒体55に記憶されていないときには、つまり、対応するシミュレーション強度分布がデータベースに格納されていないときには、既述のように、モデルデータMD1に基づいてシミュレーション強度分布を算出する。そして、イメージシミュレータ52はそのデータSD1を判定部53に出力するとともに、データWD1およびデータSD1を互いに対応付けて記憶媒体55に記憶する。
Specifically, the
一方で、データWD1に対するデータSD1がデータベースに格納されているときには、イメージシミュレータ52はモデルデータMD1に対するシミュレーション処理を行わず、対応するシミュレーション強度分布(データSD1)をデータベース(記憶媒体55)から読み出して、判定部53に出力する。判定部53は、データベースから読み出されたシミュレーション強度分布と、撮像強度分布との差異が基準値もよりも大きいか否かを判定する。
On the other hand, when the data SD1 corresponding to the data WD1 is stored in the database, the
要するに、一度算出したシミュレーション強度分布を示すデータSD1を記憶媒体55に記憶しておき、その後の判定で必要となるときに、改めてシミュレーション強度分布を算出するのではなく、記憶媒体55に記憶されたデータSD1を利用する。これによれば、制御部50における演算回数を低減することができる。
In short, the data SD1 indicating the simulation intensity distribution once calculated is stored in the
なお、第1の実施の形態では、モデル生成部51およびイメージシミュレータ52は、フォトマスク80のパターン形状の測定に活用された。しかしながら、必ずしもこれに限らない。本実施の形態では、モデル生成部51が高空間周波数成分を含まないモデルデータMD1を生成することにより、イメージシミュレータ52が高い算出精度でシミュレーション強度分布を算出することができる。そして、そのシミュレーション強度分布は、パターン測定のみならず、他の用途に活用されても構わない。他の活用方法の具体例は第2の実施の形態で述べる。
Note that in the first embodiment, the
また第1の実施の形態において、カットオフ周波数fc0を空間周波数f0の4分の1以下に設定した。しかしながら、必ずしもこれに限らない。データSD1と撮像画像IM1との差異が基準値以下となるモデルデータMD1を特定する本実施の形態のアルゴリズム自体が、従来のアルゴリズムとは相異している。そして、このアルゴリズムの相違によって、測定精度の向上をもたらすことができる。つまり、本実施の形態では、新たなアルゴリズムを提案もしている。 Also, in the first embodiment, the cutoff frequency fc0 is set to 1/4 or less of the spatial frequency f0. However, it is not necessarily limited to this. The algorithm itself of the present embodiment for identifying the model data MD1 in which the difference between the data SD1 and the captured image IM1 is equal to or less than the reference value is different from the conventional algorithm. This difference in algorithm can bring about an improvement in measurement accuracy. In other words, this embodiment also proposes a new algorithm.
特に、ライン状パターンを想定した場合に、フーリエ変換面FS1上に配置された回折パターンDP1に対して一次元逆高速フーリエ変換するアルゴリズムも従来とは相異している。そして、その効果(演算回数の低減)は、カットオフ周波数fc0が空間周波数f0の4分の1以下であるという条件を前提としない。 In particular, when a linear pattern is assumed, the algorithm for performing a one-dimensional inverse fast Fourier transform on the diffraction pattern DP1 placed on the Fourier transform plane FS1 is also different from the conventional one. The effect (reduction of the number of calculations) is not premised on the condition that the cutoff frequency fc0 is one-fourth or less of the spatial frequency f0.
変形例.
上述のように、制御部50は、モデルデータMD1を用いることで、高い算出精度でシミュレーション強度分布を算出することができる。ところで、パターン位置測定または線幅測定のアルゴリズムとしては、種々のアルゴリズムが用いられている。アルゴリズムが相異すれば、測定精度も相異し得る。そこで、このモデルデータMD1を用いてパターン位置測定または線幅測定の算出精度を計測してもよい。例えばモデルデータMD1を用いたイメージシミュレータ52の算出結果に基づいて、その算出精度の指標となる偏差を、アルゴリズムごとに算出すればよい。これにより、例えば、パターン位置測定または線幅測定のアルゴリズムの性能を検証することができる。
Modification.
As described above, the
つまり、本実施の形態にかかるモデルデータMD1を用いれば、高い位置分解能で、かつ、位置精度で高いシミュレーション画像が得られるので、このモデルデータMD1をパターン位置測定または線幅測定のアルゴリズムの評価に利用しているのである。要するに、信頼性の高いモデルデータMD1をアルゴリズムの評価に利用するのである。 That is, by using the model data MD1 according to the present embodiment, it is possible to obtain a simulation image with high positional resolution and high positional accuracy. I am using it. In short, highly reliable model data MD1 is used for algorithm evaluation.
第2の実施の形態.
図1は、補正パターン生成装置2の構成の一例を概略的に示す図である。補正パターン生成装置2の構成は、パターン測定装置1の構成と同様である。ただし、後に詳述するように、制御部50の内部構成が第1の実施の形態と相異する。
Second embodiment.
FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of the configuration of the correction
さて、フォトマスク80のパターンには欠陥が生じていることがある。例えばパターンが欠落していることがある。図18は、撮像画像IM1の他の一例(以下、撮像画像IM1Aと呼ぶ)を概略的に示す図である。図18の例では、撮像画像IM1Aには、パターンP2が含まれている。このパターンP2は透光部80aと半透光部80cとを有している。透光部80aの透光率は半透光部80cに比べて高い。透光部80aは例えば基材81によって形成される。半透光部80cは、基材81の一主面上に半透光膜(例えば酸化クロム膜)を形成することにより、形成される。
Now, the pattern of the
図18の例では、半透光部80cは略L字状の形状を有している。つまり、半透光部80cは縦方向に延在する第1部分と、第1部分の下端部から右方向に延在する第2部分とを有している。この第1部分は等幅で縦方向に延在しているものの、第2部分は等幅となっていない。具体的には、第2部分の先端(右端部)には、白欠陥PD1が生じている。白欠陥PD1は、本来必要な部分に半透光膜が形成されてない欠けである。図18の例では、白欠陥PD1は左右方向に長い長尺形状を有している。
In the example of FIG. 18, the
このようなフォトマスク80は不良品であるものの、このフォトマスク80の白欠陥PD1を修正する技術が存在する。具体的には、白欠陥PD1の一部の領域に所定の補正パターンで遮光膜82を形成することで、フォトマスク80を修正する。図19は、補正パターンRP1が形成されたフォトマスク80の構成の一例を概略的に示す平面図である。補正パターンRP1は、白欠陥PD1の一部の領域において、横方向に延在する長尺形状を有している。
Although such a
この補正パターンRP1が適切な形状かつ適切な位置に形成されることで、フォトマスク80を正規品として作成することができる。しかしながら、この修復のやり直しを何度も行えば、フォトマスク80の基材81にダメージを与えてしまう。よって、修復は1度で済ませたい。したがって、最適な補正パターンRP1を事前に求めておくことが望ましい。
By forming the correction pattern RP1 in an appropriate shape and at an appropriate position, the
図20は、第2の実施の形態にかかる制御部50(以下、制御部50Aと呼ぶ)の構成の一例を概略的に示す機能ブロック図である。制御部50Aは、モデル生成部51Aとイメージシミュレータ52Aと判定部53Aと合成部54Aとを含んでいる。
FIG. 20 is a functional block diagram schematically showing an example of the configuration of a control section 50 (hereinafter referred to as
モデル生成部51Aは、補正パターンRP1の候補を示すモデルデータMD1Aを生成する。モデルデータMD1Aは、基材81上に形成された補正パターンRP1を透過した光の分布を示している。補正パターンRP1は遮光膜82で形成されるので、モデルデータMD1のモデル強度分布は図6のモデル強度分布を上下反転させた形状をとる。このモデル強度分布の各離散値(初期値)はユーザによって入力されてもよい。このモデルデータMD1Aも、第1の実施の形態と同様に、高空間周波数成分が除去されている。
The
モデル生成部51AはモデルデータMD1Aを合成部54Aに出力する。合成部54Aには、撮像画像IM1Aも入力される。合成部54Aは撮像画像IM1AとモデルデータMD1Aとを合成して、入力データID1Aを生成する。具体的には、合成部54Aは撮像画像IM1Aの所定領域にモデルデータMD1Aを埋め込む。言い換えれば、合成部54Aは当該所定領域における各画素の値を、対応するモデルデータMD1Aの各画素の値に置き換える。当該所定領域は、補正パターンRP1の候補の形状と一致する領域であり、白欠陥PD1内の所定位置に配置される。なお、モデル強度分布の最大値と撮像画像IM1Aの画素値の最大値とを合わせるべく、撮像画像IM1Aの画素値の最大値を1に規格化するとよい。
The
図21は、撮像画像IM1における光強度分布の一例を概略的に示すグラフであり、図22は、入力データID1Aにおける光強度分布の一例を概略的に示すグラフである。図21は、図18のラインy上の光強度分布を示し、図22は、図19のラインy上の光強度分布を示している。なお、図21および図22の光強度分布は実際には離散値を有するものの、模式的に連続値で示されている。図22において、強度が谷形状を呈している部分が補正パターンPR1の候補に対応するモデル強度分布である。 FIG. 21 is a graph schematically showing an example of light intensity distribution in captured image IM1, and FIG. 22 is a graph schematically showing an example of light intensity distribution in input data ID1A. 21 shows the light intensity distribution on line y in FIG. 18, and FIG. 22 shows the light intensity distribution on line y in FIG. Although the light intensity distributions in FIGS. 21 and 22 actually have discrete values, they are schematically shown as continuous values. In FIG. 22, the part where the intensity exhibits a valley shape is the model intensity distribution corresponding to the candidate of the correction pattern PR1.
イメージシミュレータ52Aは、入力データID1Aに基づいて、入力データID1Aで示される光が、露光装置(不図示)の光学系を透過して基板に照射されたときの基板上の光の強度分布を算出する。イメージシミュレータ52Aは、イメージシミュレータ52と同様に、高速フーリエ変換および逆高速フーリエ変換を行うものの、その変換に用いられる各種パラメータは、露光装置の光学特性が採用される。
Based on the input data ID1A, the
ところで、撮像画像IM1Aの光強度分布は、フォトマスク80を透過した直後の光ではなく、補正パターン生成装置2の光学系(対物レンズ21および結像レンズ22など)を透過した光である。しかるに、上述の例では、この撮像画像IM1Aの光強度分布を、フォトマスク80を透過した直後の光に近似して、入力データID1Aに採用している。これは、補正パターン生成装置2の光学系の開口数(NA)が露光装置の光学系の開口数よりも大幅に大きいからである。したがって、このような近似を行っても、有意な誤差は生じない。
Incidentally, the light intensity distribution of the captured image IM1A is not the light immediately after passing through the
また、撮像画像IM1Aの光強度分布がイメージシミュレータ52の入力データID1Aの一部となるので、この光強度分布も、高空間周波数成分を含まないことが望ましい。ここでは、光強度分布が高空間周波数成分を含まないように、対物レンズ21の解像度およびイメージセンサ27の撮像分解能を予め設定する。これにより、シミュレーション強度分布の算出精度を向上することができる。
Moreover, since the light intensity distribution of the captured image IM1A is part of the input data ID1A of the
イメージシミュレータ52はそのシミュレーション強度分布を示すデータSD1Aを判定部53Aに出力する。
The
判定部53Aには、参照データRD1Aも入力される。参照データRD1Aは、正規なフォトマスク80を用いて基板を露光したときの当該基板上の光の強度分布(以下、参照強度分布と呼ぶ)を示すデータである。参照データRD1Aは例えば予め設定される。
Reference data RD1A is also input to
判定部53AはデータSD1Aと参照データRD1Aとの差異を求め、その差異が基準値よりも大きいか否かを判定する。差異が基準値よりも大きいときには、判定部53Aは、当該差異を示す差異データDD1Aをモデル生成部51Aに出力する。モデル生成部51Aは、当該差異データDD1Aの入力に応答して、モデルデータMD1Aを更新する。具体的には、モデル生成部51Aは補正パターンRP1の候補の形状および位置の少なくともいずれか一方を修正して、モデルデータMD1Aを更新する。その修正幅は撮像画像IM1Aの空間分解能よりも小さい。モデル生成部51Aは、更新後のモデルデータMD1Aを再び合成部54Aに出力する。
合成部54Aは、撮像画像IM1AとモデルデータMD1Aとを合成して入力データID1Aを生成し、入力データID1Aをイメージシミュレータ52Aに出力する。イメージシミュレータ52Aは入力データID1Aに基づいてシミュレーション強度分布を算出し、そのシミュレーション強度分布を示すデータSD1Aを判定部53Aに出力する。
判定部53AはデータSD1Aと参照データRD1Aとの差異を再び求め、当該差異が基準値よりも大きいか否かを判定する。当該差異が基準値よりも大きいときには、制御部50は再び上述の動作を繰り返す。つまり、データSD1Aと参照データRD1Aとの差異が大きいときには、その補正パターンRP1の候補によっては適切にフォトマスク80を修正できないので、補正パターンRP1の候補を修正するのである。
The
当該差異が基準値よりも小さいときには、判定部53AはモデルデータMD1Aによって示される補正パターンRP1の候補を、補正パターンRP1を示す補正パターンデータとして出力する。
When the difference is smaller than the reference value, the
図23は、シミュレーション結果の一例を示すグラフである。図23には、グラフG1~G3が示されている。グラフG1は、白欠陥PD1が形成されたフォトマスク80を用いて基板を露光したときの光強度分布を示している。具体的には、グラフG1は図18のラインyに対応する光強度分布を示されている。グラフG2は、白欠陥PD1が存在していない正規のフォトマスク80を用いて基板を露光したときの参照強度分布を示している。具体的には、図18のラインyと同等のラインに対応する光強度分布を示している。グラフG3は、シミュレーション強度分布を示している。具体的には、図19のラインyに対応する光強度分布が示されている。図21では、グラフG2およびグラフG3の差異が基準値よりも小さいときのグラフG3が示されている。制御部50AはこのグラフG3に対応する補正パターンRP1の候補を補正パターンRP1を示す補正パターンデータとして出力する。
FIG. 23 is a graph showing an example of simulation results. Graphs G1 to G3 are shown in FIG. A graph G1 shows the light intensity distribution when the substrate is exposed using the
以上のように、補正パターン生成装置2によれば、より適切な補正パターンRP1を示す補正パターンデータを生成することができる。なお、半透光部80cが位相差膜であっても、透光部80aと半透光部80cとを個別にモデル化し、個別に高速フーリエ変換後、フーリエ変換面上で重ね合わせる方法を用いて、同様な操作で投影像のシミュレーション他、既述の操作を行うことができる。
As described above, the correction
ところで、上述の例では、モデルデータMD1Aのモデル強度分布はモデルデータMD1と同様に、高空間周波数成分を含まないように設定されている。よって、入力データID1Aによって示される光強度分布(図22)のうちモデル強度分布に相当する部分では、高空間周波数成分が含まれない。これにより、シミュレーション強度分布の算出精度を向上できる。しかも、上述の例では、撮像画像IM1における光強度分布も高空間高調波成分を含まないように、対物レンズ21の解像度およびイメージセンサ27の空間分解能が設定されている。これによれば、入力データID1Aによって示される光強度分布のうちモデル強度分布のみならず、他の部分においても高空間周波数成分が含まれない。より具体的には、入力データID1A(図22参照)において、強度変化区間R21~R25における強度が沿う関数をこの順に連結して得られる関数のカットオフ周波数が、撮像画像IM1の空間分解能の逆数の4分の1以下となるように、対物レンズ21の解像度、イメージセンサ27の空間分解能およびモデルデータMD1が設定されるとよい。これによれば、シミュレーション強度分布の算出精度を適切に向上することができる。
By the way, in the above example, the model intensity distribution of the model data MD1A is set so as not to contain high spatial frequency components, like the model data MD1. Therefore, the portion corresponding to the model intensity distribution of the light intensity distribution (FIG. 22) indicated by the input data ID1A does not contain high spatial frequency components. Thereby, the calculation accuracy of the simulation intensity distribution can be improved. Moreover, in the above example, the resolution of the
参考例.
イメージシミュレータ52による投影像(シミュレーション強度分布においてパターンを透過した光に相当する部分)の位置は、回折光の強度分布(回折パターンDP1)と対を成す回折光の位相差分布を、その中心位置を基準として傾ける操作を行えば、高い空間分解能で精度よく像空間でシフトすることができ、この方法によっても高精細な空間分解能でのパターンマッチングは可能である。しかしながら、この方法のみでは、モデルデータMD1の形状が画素単位に制約されるので、必ずしも、最適な線幅のモデルを使用することができない。あるいは、左右のエッジ部分を個別に処理する必要があるので処理に伴う計算量が約2倍に増えるなどの好ましくない点がある。
Reference example.
The position of the projected image by the image simulator 52 (the portion corresponding to the light transmitted through the pattern in the simulation intensity distribution) is the phase difference distribution of the diffracted light paired with the intensity distribution of the diffracted light (diffraction pattern DP1). can be shifted in the image space with high spatial resolution and high precision by performing tilting operation with . However, with this method alone, the shape of the model data MD1 is restricted on a pixel-by-pixel basis, so a model with the optimum line width cannot always be used. Alternatively, since it is necessary to process the left and right edge portions separately, there is an unfavorable point in that the amount of calculation associated with the processing increases approximately twice.
以上のように、モデルデータ生成方法およびモデルデータ生成装置は詳細に説明されたが、上記した説明は、全ての局面において例示であって、この開示がそれに限定されるものではない。また、上述した各種変形例は、相互に矛盾しない限り組み合わせて適用可能である。そして、例示されていない多数の変形例が、この開示の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。 As described above, the model data generation method and the model data generation device have been described in detail, but the above description is illustrative in all aspects, and the present disclosure is not limited thereto. Moreover, the various modifications described above can be applied in combination as long as they do not contradict each other. And it is understood that many variations not illustrated can be envisioned without departing from the scope of this disclosure.
51,51A モデル生成部
80 フォトマスク
fc1 カットオフ周波数
MD1,MD1A モデルデータ
P1,P2 パターン
RP1 補正パターン
51,
Claims (8)
所定の関数のカットオフ周波数が、前記離散値の空間分解能の逆数の4分の1以下となるように、前記モデルデータを生成し、
前記所定の関数は、前記モデルデータに含まれる光の強度分布の、強度変化部分が沿う波形を互いに連結して得られる関数である、モデルデータ生成方法。 Model data that is input to an image simulator that calculates the intensity distribution of light that has passed through a given optical system using fast Fourier transform and inverse fast Fourier transform. A method of generating model data represented by a value,
generating the model data such that the cutoff frequency of the predetermined function is equal to or less than a quarter of the reciprocal of the spatial resolution of the discrete values;
The method of generating model data, wherein the predetermined function is a function obtained by connecting waveforms along which the intensity change portion of the light intensity distribution included in the model data is connected.
前記フォトマスクから所定の光学系を経由した光を撮像面で結像して、撮像画像を取得する第1工程と、
あるパターン形状を有するパターンを透過した光の分布を示すモデルデータを、請求項1に記載のモデルデータの生成方法を用いて生成する第2工程と、
前記モデルデータによって示される光が前記光学系を経由して前記撮像面に結像されたときの前記撮像面上の光強度分布であるシミュレーション強度分布を、前記モデルデータに対して高速フーリエ変換および逆高速フーリエ変換を行って算出する第3工程と、
前記シミュレーション強度分布と前記撮像画像における光の強度分布との差異が基準値よりも大きいか否かを判定する第4工程と、
前記差異が前記基準値よりも大きいときに、前記モデルデータのパターン形状を修正して前記第2工程から前記第4工程を繰り返す第5工程と、
前記差異が前記基準値以下であるときに、前記モデルデータのパターン形状を測定形状とみなす第6工程と
を備える、パターン測定方法。 A method for measuring the shape of a photomask pattern, comprising:
a first step of obtaining a captured image by forming an image of light from the photomask that has passed through a predetermined optical system on an imaging surface;
a second step of generating model data representing the distribution of light transmitted through a pattern having a certain pattern shape by using the method for generating model data according to claim 1;
A simulated intensity distribution, which is a light intensity distribution on the imaging plane when the light indicated by the model data is imaged on the imaging plane via the optical system, is fast Fourier transformed and applied to the model data. A third step of calculating by performing an inverse fast Fourier transform;
a fourth step of determining whether the difference between the simulated intensity distribution and the light intensity distribution in the captured image is greater than a reference value;
a fifth step of correcting the pattern shape of the model data and repeating the second to fourth steps when the difference is greater than the reference value;
and a sixth step of regarding the pattern shape of the model data as the measured shape when the difference is equal to or less than the reference value.
前記第5工程における前記パターン形状の修正幅は、前記離散値の空間分解能よりも狭い、パターン測定方法。 The pattern measurement method according to claim 2,
The pattern measurement method, wherein the correction width of the pattern shape in the fifth step is narrower than the spatial resolution of the discrete values.
前記撮像画像には、前記撮像画像の端から端まで一方向に延在するラインパターンが含まれており、
前記第3工程は、
前記モデルデータに対して高速フーリエ変換を行って、回折パターンを算出する工程と、
前記回折パターンをフーリエ変換面の各領域に2次元的に配置する工程と、
前記フーリエ変換面の各領域の回折パターンに対して逆フーリエ変換を行う工程と
を備える、パターン測定方法。 The pattern measurement method according to claim 2 or 3,
The captured image includes a line pattern extending in one direction from end to end of the captured image,
The third step is
performing a fast Fourier transform on the model data to calculate a diffraction pattern;
a step of two-dimensionally arranging the diffraction pattern in each region of a Fourier transform plane;
and performing an inverse Fourier transform on the diffraction pattern of each region of the Fourier transform surface.
前記第3工程で算出された前記シミュレーション強度分布と、前記第2工程で採用された前記モデルデータのパターン形状とを互いに対応付けて、データベースとして記憶媒体に記憶する第7工程をさらに備え、
前記第7工程よりも後の前記第2工程で採用された前記モデルデータのパターン形状に対応する前記シミュレーション強度分布が前記データベースに格納されているときには、前記第3工程を行わず、前記第4工程において、前記データベースから読み出した前記シミュレーション強度分布と前記撮像画像における強度分布との差異が前記基準値よりも大きいか否かを判定する、パターン測定方法。 The pattern measurement method according to any one of claims 2 to 4,
further comprising a seventh step of associating the simulation intensity distribution calculated in the third step with the pattern shape of the model data employed in the second step, and storing them in a storage medium as a database;
When the simulation intensity distribution corresponding to the pattern shape of the model data adopted in the second step after the seventh step is stored in the database, the third step is not performed, and the fourth step is performed. In the step, the pattern measurement method determines whether or not a difference between the simulated intensity distribution read from the database and the intensity distribution in the captured image is greater than the reference value.
前記フォトマスクから所定の第1光学系を経由した光に基づいて撮像画像を取得する第1工程と、
請求項1に記載のモデルデータの生成方法によって、補正パターンの候補が形成されたマスクを透過した光の分布を示すモデルデータを生成する第2工程と、
前記撮像画像と前記モデルデータとを合成して入力データを生成する第3工程と、
前記入力データによって示される光が、前記第1光学系よりも開口数が小さい第2光学系を経由して基板に照射されたときの前記基板上の光の強度分布であるシミュレーション強度分布を、前記入力データに対して高速フーリエ変換および逆高速フーリエ変換を行って算出する第4工程と、
正規のフォトマスクを透過した光が前記第2光学系を経由して前記基板上の照射されたときの前記基板上の光の強度分布を示す参照強度分布と、前記シミュレーション強度分布との差異が基準値よりも大きいか否かを判定する第5工程と、
前記差異が前記基準値よりも大きいときに、前記補正パターンの候補の形状を修正して前記第2工程から前記第5工程を繰り返す第6工程と、
前記差異が前記基準値以下であるときに、前記補正パターンの候補を前記補正パターンデータとして採用する第7工程と
を備える、補正パターンデータ生成方法。 A method for generating correction pattern data indicating a correction pattern for repairing a defective photomask, comprising:
a first step of acquiring a captured image based on light from the photomask that has passed through a predetermined first optical system;
a second step of generating model data representing a distribution of light transmitted through a mask on which correction pattern candidates are formed, by the method of generating model data according to claim 1;
a third step of synthesizing the captured image and the model data to generate input data;
A simulated intensity distribution, which is the intensity distribution of light on the substrate when the light indicated by the input data is irradiated onto the substrate via a second optical system having a numerical aperture smaller than that of the first optical system, a fourth step of calculating by performing a fast Fourier transform and an inverse fast Fourier transform on the input data;
a difference between a reference intensity distribution indicating an intensity distribution of light on the substrate when light transmitted through a regular photomask is irradiated onto the substrate via the second optical system, and the simulation intensity distribution; A fifth step of determining whether the value is greater than the reference value;
a sixth step of correcting the shape of the correction pattern candidate and repeating the second to fifth steps when the difference is greater than the reference value;
and a seventh step of adopting the correction pattern candidate as the correction pattern data when the difference is equal to or less than the reference value.
前記第6工程における前記補正パターンの候補の形状についての修正幅は、前記離散値の空間分解能よりも狭い、補正パターンデータ生成方法。 The correction pattern data generation method according to claim 6,
The method of generating correction pattern data, wherein a correction width for the shape of the correction pattern candidate in the sixth step is narrower than the spatial resolution of the discrete values.
所定の関数のカットオフ周波数が、前記離散値の空間分解能の逆数の4分の1以下となるように、前記モデルデータを生成するモデル生成部を備え、
前記所定の関数は、前記モデルデータに含まれる光の強度分布の強度変化部分が沿う波形を互いに連結して得られる関数である、モデルデータ生成装置。 Model data that is input to an image simulator that calculates the intensity distribution of light that has passed through a given optical system using fast Fourier transform and inverse fast Fourier transform. A device that generates model data represented by a value,
a model generation unit that generates the model data such that the cutoff frequency of a predetermined function is equal to or less than a quarter of the reciprocal of the spatial resolution of the discrete values;
The model data generation device, wherein the predetermined function is a function obtained by connecting waveforms along which intensity change portions of the light intensity distribution included in the model data are connected.
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