JPH0416707A - 電子ビームによるパターン認識方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電子ビームによる測長装置などに使用して最
適な電子ビームによるパターン認識方法に関する。

（従来技術） 電子ビーム測長装置などのＩＣパターンの欠陥検査装置
では、走査電子顕微鏡画像がら特定の測定すべきパター
ンの位置を見つけ、そのパターンを光軸下に移動させて
パターンの測長などを行うようにしている。このパター
ンの位置認識は、通常パターンマツチング法を用いて行
っている。このパターンマツチング法においては、予め
、フレムメモリなどの画像装置に測長すべきパターンの
標準パターン画像を記憶させておく。そして、測定試料
の走査電子顕微鏡画像（ＳＥＭ像という）を得、この画
像中のパターンと、記憶しである標準パターンとの相関
関係により、標準パターンと同一のパターンの位置を見
つけるようにしている。

（発明が解決しようとする課題） 上記したパターンマツチング法では、ＳＥＭ像を得てい
るが、このＳＥＭ像のＳＮ比は良くなく、相関誤差が発
生しやすい。この相関誤差があると、パターンマツチン
グ確率が低下してしまう。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、ソノ目
的は、精度良くパターンマツチングラ行うことができる
電子ビームによるパターン認識方法を実現するにある。

（課題を解決するための手段） 本発明に基づく電子ビームによるパターン認識方法は、
電子ビームを試料上で走査することによって得られた信
号を２値化すると共に、電子ビームの走査範囲を仮想的
に分割し、各分割された単位面における電子ビームの移
動走査に基づいて検出された信号を加算するステップ、
前記加算された信号に基づいて単位面に存在するパター
ンの面積比を求めるステップ、単位面内のパターンの面
積比と、隣り合った単位面内のパターンの面積比とから
、各単位面内のパターンの位置を求めるステップとから
成ることを特徴としている。

（作用） 電子ビームを試料上で走査することによって得られた信
号を２値化すると共に、電子ビームの走査範囲を仮想的
に分割し、各分割面におけるパターンの存在比を求め、
分割面のパターンの存在比と、隣り合った分割面のパタ
ーンの存在比とから、各分割面におけるパターンの位置
を求め、パターンの認識を行う。

（実施例） 以下、第１図を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。第１図は本発明に基づく電子ビームによるパターン
認識方法を実施する電子ビーム測長装置の一例を示して
おり、電子ビームＥＢは、偏向器１によって偏向される
。２は試料であり、試料ステージ３上に載せられている
。偏向器１へは、コンピュータ４によって制御される偏
向器制御ユニット５から偏向信号か供給され、それに基
づいて電子ビームＥＢは試料２上で走査される。

試料２への電子ビームの照射によって発生した、例えば
、二次電子は、検出器６によって検出され、その検出信
号は増幅器７によって増幅され、信号波形処理回路８に
よって１か０の信号に変換された後、フレームメモリ９
に供給されて電子ビームの走査位置に応じて記憶される
。１０はフレームメモリ９に記憶された信号を部分的に
積算した結果が記憶されるメモリ、１１は標準パターン
が記憶されているメモリである。

上述した構成で、試料２上の所定領域は電子ビームＥＢ
によって２次元的に走査される。第２図（ａ）は、試料
２の電子ビームによる走査範囲Ｒを示しており、Ａ、Ｂ
、Ｃは基板上に形成されたパターンである。この走査範
囲は、電子ビームによってＭｘＸＭｙの画素で走査され
る。この電子ビームの走査に基づいて試料２から得られ
た二次電子は、検出器６によって検出され、その検出信
号は増幅器７．信号波形処理回路８を介してフレームメ
モリ９に供給されて記憶される。ここで、各画素信号は
、波形処理回路８において、バタン部Ａ、　　Ｂ、　　
Ｃへの電子ビームの照射に基づく信号は１、パターン以
外の試料部分からの信号はＯに２値化されている。信号
処理回路８においてこの２値化を行う一つの例を第３図
を用いて説明する。第３図（ａ）は、検出器６からの検
出信号であり、この検出信号の内、ビークＰ１〜Ｐ４は
、パターンの端部に基づくものである。この検出信号は
、スレッショルドレベルＬと比較され、その交点ｔ１〜
ｔ４が求められる。そして、交点ｔとｔ２との間、ｔ、
とｔ４との間がパターンからの信号として、第３図（ｂ
）に示すように、信号値を１とし、それ以外の信号を０
として２値化を行う。

前記した走査範囲は、第２図（ｂ）に示すように、先ず
、Ｎ　ｘ　Ｘ　Ｎ　ｙ　（Ｎ　ｘ　＜　Ｍ　ｘ　、　　
Ｎ　ｙ　＜　Ｍ　ｙ　）の面に仮想的に分割する。この
実施例ては、Ｎｘは１０、Ｎｙは７とされている。コン
ピュータ４は、フレームメモリ９に記憶されている検出
信号を、各分割された市内に含まれる画素の信号を積算
し、更に、積算した値の最大値を１としてノーマライズ
し、その値をメモリ１０に記憶する。このノーマライズ
された値は、Ｏ〜１の間の数字となり、各面内のパター
ンの面積存在比を示すものとなる。第２図（ｂ）には、
仮想的に分割された各面のノーマライズされた値を示し
ており、この各面の値から、パターンの形状が認識され
る。以下、第４図〜第８図に基づいてパターン形状を認
識するステップについて述べる。

第４図〜第８図の例では、説明の簡単化のために、分割
面を９としている。第４図の例では、中心の面Ｓに注目
すると、ノーマライズされた値、すなわち、中心の面Ｓ
の中に存在するパターンの割合は１／２となっている。

この中心の面に含まれる１／２のパターンの位置を求め
るために、隣り合った８つの面の存在比が参考にされる
。すなわち、この例では、上、下、右上、右、右下にパ
ターンが存在することから、１／２のパターンＰは、第
４図（ｂ）に示すように、面Ｓの右側に存在するとして
認識される。同様に、第５図（ａ）の例では、中心面Ｓ
の１／４のパターンは、第５図（ｂ）に示すように、面
の右下に１／４の面積を示すパターンＰとして認識され
る。第６図（ａ）の例では、第６図（ｂ）に示すように
、左下に１／４の面積のパターンＰが、第７図（ａ）の
例では、第７図（ｂ）に示すように、左側に１／２の面
積のパターンＰが、第８図（ａ）の例では、第８図（ｂ
）に示すように、右上に１／２の面積のパターンＰが存
在することが認識される。

このようにして、コンピュータ４は、メモリ１０に記憶
された各分割面のノーマライズされた値から各面におけ
るパターンの存在位置を認識し、それらを組み合わせて
電子ビームの走査範囲に含まれるパターンの形状を認識
する。なお、コンピュータ４におけるこの認識は、パタ
ーンの輪郭を求めることによって行っている。このパタ
ーンの形状が認識された後、コンピュータ４は、メモリ
１１に予め記憶してあった標準パターンと、認識した試
料２上のパターンとを比較し、標準パターンと同一のパ
ターンを見出し、その同一パターンを電子ビーム光軸下
に位置するように試料を移動させる。その後、同一パタ
ーンの幅や長さの測長が、電子ビームの走査に基づいて
行われる。

以上本発明の詳細な説明したが、本発明はこの実施例に
限定されない。例えば、二次電子を検出するようにした
が反射電子を検出するようにしても良い。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したように、本発明では、電子ビーム
を試料上で走査することによって得られた信号を２値化
すると共に、電子ビームの走査範囲を仮想的に分割し、
各分割面におけるパターンの存在比を求め、分割面のパ
ターンの存在比と、隣り合った分割面のパターンの存在
比とから、各分割面におけるパターンの位置を求め、パ
ターンの認識を行うようにしたので、ＳＥＭ像を用いた
従来のパターンマツチング方法に比べ、ＳＥＭ像のノイ
ズの影響を受けないので、正確にパターンの認識を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に基づく方法を実施するための電子ビ
ーム測長装置を示す図、 第２図は、電子ビームの走査範囲と仮想的な分割を説明
するための図、 第３図は、信号の２値化を説明するための図、第４図〜
第８図は、パターンの存在位置を認識するステップを説
明するための図である。 １・・・偏向器　　　　　　２・・・試料３・・・試料
ステージ　　　４・・・コンピュータ５・・・偏向器制
御ユニット ６・・検出器　　　　　　７・・・増幅器８・・・信号
波形処理回路　９・・・フレームメモリ１０．１１・・
・メモリ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電子ビームを試料上で走査することによって得られた信
   号を２値化すると共に、電子ビームの走査範囲を仮想的
   に分割し、各分割された単位面における電子ビームの移
   動走査に基づいて検出された信号を加算するステップ、
   前記加算された信号に基づいて単位面に存在するパター
   ンの面積比を求めるステップ、単位面内のパターンの面
   積比と、隣り合った単位面内のパターンの面積比とから
   、各単位面内のパターンの位置を求めるステップとから
   成る電子ビームによるパターン認識方法。