JPH11201919A - パターン検査装置およびその方法ならびにパターン検査処理プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents
パターン検査装置およびその方法ならびにパターン検査処理プログラムを記録した記録媒体Info
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- JPH11201919A JPH11201919A JP10006938A JP693898A JPH11201919A JP H11201919 A JPH11201919 A JP H11201919A JP 10006938 A JP10006938 A JP 10006938A JP 693898 A JP693898 A JP 693898A JP H11201919 A JPH11201919 A JP H11201919A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 パターン間の良否を正確に判定することを可
能にする。 【解決手段】 走査型電子顕微鏡からの画像信号をＡ／
Ｄ変換し、画像データを得る第１のステップと、測定す
べきパターンを含む基準画像に基づいて前記画像データ
から測定領域を切り出して設定する第２のステップと、
前記測定領域から連続した所定本数のラインプロファイ
ルデータからなる抽出領域を抽出する第３のステップ
と、この抽出領域の所定本数のラインプロファイルデー
タを加算平均処理する第４のステップと、加算平均処理
されたラインプロファイルデータから測定パターンのエ
ッジを検出し、エッジ間距離を求める第５のステップ
と、測定領域内において所定ライン本数分だけずらして
抽出領域を求め、第４および第５のステップを実行する
ことを、所定回数繰り返す第６のステップと、求められ
たエッジ間距離の最小値を算出し、パターン間距離とす
る第７のステップと、を備えていることを特徴とする。
能にする。 【解決手段】 走査型電子顕微鏡からの画像信号をＡ／
Ｄ変換し、画像データを得る第１のステップと、測定す
べきパターンを含む基準画像に基づいて前記画像データ
から測定領域を切り出して設定する第２のステップと、
前記測定領域から連続した所定本数のラインプロファイ
ルデータからなる抽出領域を抽出する第３のステップ
と、この抽出領域の所定本数のラインプロファイルデー
タを加算平均処理する第４のステップと、加算平均処理
されたラインプロファイルデータから測定パターンのエ
ッジを検出し、エッジ間距離を求める第５のステップ
と、測定領域内において所定ライン本数分だけずらして
抽出領域を求め、第４および第５のステップを実行する
ことを、所定回数繰り返す第６のステップと、求められ
たエッジ間距離の最小値を算出し、パターン間距離とす
る第７のステップと、を備えていることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は走査型電子顕微鏡を
用いてパターンの検査を行うパターン検査装置およびそ
の方法ならびにパターン検査処理プログラムを記録した
記録媒体に関するもので、特に半導体装置の製造に使用
されるものである。
用いてパターンの検査を行うパターン検査装置およびそ
の方法ならびにパターン検査処理プログラムを記録した
記録媒体に関するもので、特に半導体装置の製造に使用
されるものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造ラインにおいてパターン形状
を評価する方法として、電子顕微鏡によるパターンの寸
法を測定する方法が挙げられる。この方法は現在もっと
も広く用いられている方法であるが、パターンが微細化
されるに連れて単に同一箇所の寸法を測定するだけでは
その良否を判定するのには不十分になってきている。例
えばステッパーのフォーカス、露光条件が変動したとき
にはパターンの寸法だけでなくその形状も変化してしま
う。したがってパターン形状の変化を正確に捉えるため
にはパターン不良の発生し易い箇所のパターンの寸法、
すなわちパターン間の最短距離とそのときの角度を測定
する必要がある。
を評価する方法として、電子顕微鏡によるパターンの寸
法を測定する方法が挙げられる。この方法は現在もっと
も広く用いられている方法であるが、パターンが微細化
されるに連れて単に同一箇所の寸法を測定するだけでは
その良否を判定するのには不十分になってきている。例
えばステッパーのフォーカス、露光条件が変動したとき
にはパターンの寸法だけでなくその形状も変化してしま
う。したがってパターン形状の変化を正確に捉えるため
にはパターン不良の発生し易い箇所のパターンの寸法、
すなわちパターン間の最短距離とそのときの角度を測定
する必要がある。
【０００３】また基準画像を登録し、実際のＳＥＭ画像
との比較を、相関係数を求めることにより行ってパター
ン形状を評価する方法もあるが、コントラストの変動や
フォーカスの合わせ具合によって再現性が左右されやす
いという問題がある。
との比較を、相関係数を求めることにより行ってパター
ン形状を評価する方法もあるが、コントラストの変動や
フォーカスの合わせ具合によって再現性が左右されやす
いという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情を考
慮してなされたものであって、パターンの良否を正確に
判定することのできるパターン検査装置およびその方法
ならびにパターン検査処理プログラムを記録した記録媒
体を提供することを目的とする。
慮してなされたものであって、パターンの良否を正確に
判定することのできるパターン検査装置およびその方法
ならびにパターン検査処理プログラムを記録した記録媒
体を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によるパターン検
査装置は、走査型電子顕微鏡からの画像信号をＡ／Ｄ変
換するＡ／Ｄ変換手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力で
ある画像データを記憶する画像メモリと、測定すべきパ
ターンを含む基準画像を記憶する基準画像記憶手段と、
前記基準画像に基づいて、前記画像メモリに記憶された
画像データから測定領域を切り出して設定する測定領域
設定手段と、前記測定領域を直交変換によって所定角度
ずつ回転して複数個の回転された測定領域を得る画像回
転手段と、前記測定領域および回転された前記測定領域
の各々に対して、連続した所定本数のラインプロファイ
ルデータからなる複数個の抽出領域を抽出するラインプ
ロファイルデータ抽出手段と、複数個の前記抽出領域各
々に対してラインプロファイルデータを加算平均処理す
る平均化処理手段と、加算平均処理されたラインプロフ
ァイルデータから測定すべきパターンのエッジを、複数
個の前記抽出領域各々に対して検出するエッジ検出手段
と、検出されたエッジからエッジ間距離を、複数個の前
記抽出領域各々に対して求め、同一の測定領域から抽出
され複数個の前記抽出領域から求められたエッジ間距離
の最小値を前記測定領域のパターン間距離として、前記
測定領域および複数の回転された測定領域各々に対して
求め、更にこれらの複数のパターン間距離からパターン
間の最短距離およびこの最短距離の方向を求めるパター
ン間距離演算手段と、前記パターン間距離演算手段の出
力に基づいて、測定すべきパターンの良否を判定する判
定手段と、を備えていることを特徴とする。
査装置は、走査型電子顕微鏡からの画像信号をＡ／Ｄ変
換するＡ／Ｄ変換手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力で
ある画像データを記憶する画像メモリと、測定すべきパ
ターンを含む基準画像を記憶する基準画像記憶手段と、
前記基準画像に基づいて、前記画像メモリに記憶された
画像データから測定領域を切り出して設定する測定領域
設定手段と、前記測定領域を直交変換によって所定角度
ずつ回転して複数個の回転された測定領域を得る画像回
転手段と、前記測定領域および回転された前記測定領域
の各々に対して、連続した所定本数のラインプロファイ
ルデータからなる複数個の抽出領域を抽出するラインプ
ロファイルデータ抽出手段と、複数個の前記抽出領域各
々に対してラインプロファイルデータを加算平均処理す
る平均化処理手段と、加算平均処理されたラインプロフ
ァイルデータから測定すべきパターンのエッジを、複数
個の前記抽出領域各々に対して検出するエッジ検出手段
と、検出されたエッジからエッジ間距離を、複数個の前
記抽出領域各々に対して求め、同一の測定領域から抽出
され複数個の前記抽出領域から求められたエッジ間距離
の最小値を前記測定領域のパターン間距離として、前記
測定領域および複数の回転された測定領域各々に対して
求め、更にこれらの複数のパターン間距離からパターン
間の最短距離およびこの最短距離の方向を求めるパター
ン間距離演算手段と、前記パターン間距離演算手段の出
力に基づいて、測定すべきパターンの良否を判定する判
定手段と、を備えていることを特徴とする。
【０００６】また本発明によるパターン検査方法は、走
査型電子顕微鏡からの画像信号をＡ／Ｄ変換し、画像デ
ータを得る第１のステップと、測定すべきパターンを含
む基準画像に基づいて前記画像データから測定領域を切
り出して設定する第２のステップと、前記測定領域か
ら、連続した所定本数のラインプロファイルデータから
なる抽出領域を抽出する第３のステップと、この抽出領
域の所定本数のラインプロファイルデータを加算平均処
理する第４のステップと、加算平均処理されたラインプ
ロファイルデータから測定パターンのエッジを検出し、
エッジ間距離を求める第５のステップと、測定領域内に
おいて所定ライン本数分だけずらして抽出領域を求め、
第４および第５のステップを実行することを、所定回数
繰り返す第６のステップと、求められたエッジ間距離の
最小値を算出し、パターン間距離とする第７のステップ
と、を備えていることを特徴とする。
査型電子顕微鏡からの画像信号をＡ／Ｄ変換し、画像デ
ータを得る第１のステップと、測定すべきパターンを含
む基準画像に基づいて前記画像データから測定領域を切
り出して設定する第２のステップと、前記測定領域か
ら、連続した所定本数のラインプロファイルデータから
なる抽出領域を抽出する第３のステップと、この抽出領
域の所定本数のラインプロファイルデータを加算平均処
理する第４のステップと、加算平均処理されたラインプ
ロファイルデータから測定パターンのエッジを検出し、
エッジ間距離を求める第５のステップと、測定領域内に
おいて所定ライン本数分だけずらして抽出領域を求め、
第４および第５のステップを実行することを、所定回数
繰り返す第６のステップと、求められたエッジ間距離の
最小値を算出し、パターン間距離とする第７のステップ
と、を備えていることを特徴とする。
【０００７】また、前記測定領域を所定角度ずつ回転さ
せ、この回転させた測定領域各々に対して第３乃至第７
のステップを順次繰り返す第８のステップと、各回転角
毎のパターン間距離からパターン間最短距離およびこの
最短距離の方向を算出する第９のステップとを備えてい
るように構成しても良い。
せ、この回転させた測定領域各々に対して第３乃至第７
のステップを順次繰り返す第８のステップと、各回転角
毎のパターン間距離からパターン間最短距離およびこの
最短距離の方向を算出する第９のステップとを備えてい
るように構成しても良い。
【０００８】また、前記電子顕微鏡の走査方向を一定量
ずつ回転させて前記第１乃至第７のステップを繰り返す
第８のステップと、各回転角毎のパターン間距離からパ
ターン間最短距離およびこの最短距離の方向を算出する
第９のステップとを備えていることように構成しても良
い。
ずつ回転させて前記第１乃至第７のステップを繰り返す
第８のステップと、各回転角毎のパターン間距離からパ
ターン間最短距離およびこの最短距離の方向を算出する
第９のステップとを備えていることように構成しても良
い。
【０００９】また、前記第３のステップで求めた抽出領
域を所定角度ずつ回転させ、この回転させた抽出領域の
各々に対してラインプロファイルデータを抽出した後、
第４乃至第７のステップを繰り返す第８のステップと、
各回転角毎のパターン間距離からパターン間最短距離お
よびこの最短距離の方向を算出する第９のステップと、
を備えているように構成しても良い。
域を所定角度ずつ回転させ、この回転させた抽出領域の
各々に対してラインプロファイルデータを抽出した後、
第４乃至第７のステップを繰り返す第８のステップと、
各回転角毎のパターン間距離からパターン間最短距離お
よびこの最短距離の方向を算出する第９のステップと、
を備えているように構成しても良い。
【００１０】また、本発明によるパターン検査処理プロ
グラムを記録した記録媒体は、測定すべきパターンを含
む基準画像に基づいて画像データから測定領域を切り出
して設定する第１の手順と、前記測定領域から、連続し
た所定本数のプロファイルデータからなる抽出領域を抽
出する第２の手順と、この抽出したプロファイルデータ
を加算平均処理する第３の手順と、加算平均処理された
プロファイルデータから、測定パターンのエッジを検出
し、エッジ間距離を求める第４の手順と、抽出領域を測
定領域内において所定ライン本数分だけずらして第３お
よび第４の手順を実行することを所定回数繰り返す第５
の手順と、求められたエッジ間距離の最小値を算出し、
パターン間距離とする第６の手順と、前記測定領域を所
定角度ずつ回転させ、この回転させた測定領域各々に対
して第２乃至第６の手順を順次繰り返す第７の手順と、
各回転角毎のパターン間距離からパターン間最短距離お
よびこの最短距離の方向を算出する第８の手順と、を、
コンピュータに実行させるパターン検査処理プログラム
を記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
グラムを記録した記録媒体は、測定すべきパターンを含
む基準画像に基づいて画像データから測定領域を切り出
して設定する第１の手順と、前記測定領域から、連続し
た所定本数のプロファイルデータからなる抽出領域を抽
出する第２の手順と、この抽出したプロファイルデータ
を加算平均処理する第３の手順と、加算平均処理された
プロファイルデータから、測定パターンのエッジを検出
し、エッジ間距離を求める第４の手順と、抽出領域を測
定領域内において所定ライン本数分だけずらして第３お
よび第４の手順を実行することを所定回数繰り返す第５
の手順と、求められたエッジ間距離の最小値を算出し、
パターン間距離とする第６の手順と、前記測定領域を所
定角度ずつ回転させ、この回転させた測定領域各々に対
して第２乃至第６の手順を順次繰り返す第７の手順と、
各回転角毎のパターン間距離からパターン間最短距離お
よびこの最短距離の方向を算出する第８の手順と、を、
コンピュータに実行させるパターン検査処理プログラム
を記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態を図１
乃至図６を参照して説明する。この第１の実施の形態は
パターン検査装置であって、その構成を図１に示す。
乃至図６を参照して説明する。この第１の実施の形態は
パターン検査装置であって、その構成を図１に示す。
【００１２】この実施の形態のパターン検査装置１は、
Ａ／Ｄ変換器２と、画像メモリ３と、基準画像記憶手段
４と、画像回転手段６と、ラインプロファイルデータ抽
出手段７と、平均化処理手段８と、エッジ検出手段９
と、パターン間距離演算手段１０と、パターン判定手段
１２とを備えている。
Ａ／Ｄ変換器２と、画像メモリ３と、基準画像記憶手段
４と、画像回転手段６と、ラインプロファイルデータ抽
出手段７と、平均化処理手段８と、エッジ検出手段９
と、パターン間距離演算手段１０と、パターン判定手段
１２とを備えている。
【００１３】次に本実施の形態の構成と作用を図２を参
照して説明する。まず走査型電子顕微鏡（以下、ＳＥＭ
という）２０の電子銃２１から発射された一次電子ビー
ム２２はコンデンサレンズ２３ａ，２３ｂによって集束
される。そしてこの集束された一次電子ビーム２２は、
偏向器制御部３０によって制御される偏向器２４によっ
て偏向された後、対物レンズ２５を介してパターンが形
成されたウェハ５０に照射される。するとウエハ５０か
ら二次電子ビーム２６が放出され、この二次電子ビーム
２６が二次電子検出器２７によって検出される。そして
二次電子検出器２７の出力は増幅器３２によって増幅さ
れる。これによってＳＥＭ画像の取り込みが行われる
（図２のステップＦ１参照）。
照して説明する。まず走査型電子顕微鏡（以下、ＳＥＭ
という）２０の電子銃２１から発射された一次電子ビー
ム２２はコンデンサレンズ２３ａ，２３ｂによって集束
される。そしてこの集束された一次電子ビーム２２は、
偏向器制御部３０によって制御される偏向器２４によっ
て偏向された後、対物レンズ２５を介してパターンが形
成されたウェハ５０に照射される。するとウエハ５０か
ら二次電子ビーム２６が放出され、この二次電子ビーム
２６が二次電子検出器２７によって検出される。そして
二次電子検出器２７の出力は増幅器３２によって増幅さ
れる。これによってＳＥＭ画像の取り込みが行われる
（図２のステップＦ１参照）。
【００１４】次に、取り込まれたＳＥＭ画像はＡ／Ｄ変
換器２によってＡ／Ｄ変換された後（図２のステップＦ
２参照）、画像データとして画像メモリ３に格納され
る。
換器２によってＡ／Ｄ変換された後（図２のステップＦ
２参照）、画像データとして画像メモリ３に格納され
る。
【００１５】一方、測定すべきパターンを含む、基準と
なる基準画像を、予め基準画像記憶手段４に記憶してお
く。例えば、図３に示すようにパターン４２とパターン
４８との間の距離を測定する場合、パターン４２とパタ
ーン４８とを含む基準画像４０が予め基準画像記憶手段
４に記憶される。
なる基準画像を、予め基準画像記憶手段４に記憶してお
く。例えば、図３に示すようにパターン４２とパターン
４８との間の距離を測定する場合、パターン４２とパタ
ーン４８とを含む基準画像４０が予め基準画像記憶手段
４に記憶される。
【００１６】次に、基準画像記憶手段４に記憶された基
準画像と、画像メモリ３に取り込まれた画像とを、測定
領域設定手段５が比較し、上記基準画像と同一の画像領
域を、画像メモリ３に取り込まれた画像から切り出し、
この切り出された画像領域を測定領域として設定する
（図２のステップＦ３参照）。例えば図３に示すように
基準画像がパターン４２とパターン４４とを含む場合、
測定領域設定手段５によって設定される測定領域は図４
に示すようにパターン４２とパターン４４を含む領域５
０となる。
準画像と、画像メモリ３に取り込まれた画像とを、測定
領域設定手段５が比較し、上記基準画像と同一の画像領
域を、画像メモリ３に取り込まれた画像から切り出し、
この切り出された画像領域を測定領域として設定する
（図２のステップＦ３参照）。例えば図３に示すように
基準画像がパターン４２とパターン４４とを含む場合、
測定領域設定手段５によって設定される測定領域は図４
に示すようにパターン４２とパターン４４を含む領域５
０となる。
【００１７】次に、図４に示すように、設定された測定
領域５０の画像データから連続した所定本数、例えば３
２本のラインからなる領域４８のラインプロファイルデ
ータがラインプロファイルデータ抽出手段７によって抽
出される（図２のステップＦ４参照）。そしてこの抽出
領域４８の３２本分のラインプロファイルデータが平均
化処理手段８によって加算平均処理される（図２のステ
ップＦ４Ａ参照）。
領域５０の画像データから連続した所定本数、例えば３
２本のラインからなる領域４８のラインプロファイルデ
ータがラインプロファイルデータ抽出手段７によって抽
出される（図２のステップＦ４参照）。そしてこの抽出
領域４８の３２本分のラインプロファイルデータが平均
化処理手段８によって加算平均処理される（図２のステ
ップＦ４Ａ参照）。
【００１８】次に、加算平均化処理されたラインプロフ
ァイルデータに基づいて例えば曲線近似法を用いてパタ
ーン４２とパターン４４の各々のエッジがエッジ検出手
段９によって検出されるとともに、これらの検出された
エッジ間の距離（ライン方向のエッジ間の画素数に比例
した値）が求められる（図２のステップＦ５参照）。例
えば、測定領域５０の抽出領域４８のライン方向のプロ
ファイルの断面が図５（ａ）に示すような場合を考え
る。すると平均化処理手段８によって加算平均処理され
たラインプロファイルデータを図５（ｂ）に示すように
黒丸で示すと、これらのデータからなるプロファイル
は、例えば曲線近似法によって曲線ｇ1 ，ｇ2 ，ｇ3 ，
ｇ4 ，ｇ5 で近似される。そしてこれらの曲線の交点
Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓがパターン４２，４４のエッジとなる。
そしてこれらのエッジ間の距離、例えばｘ1 またはｘ2
もしくは（ｘ1 ＋ｘ2 ）／２がエッジ検出手段９によっ
て求められる。
ァイルデータに基づいて例えば曲線近似法を用いてパタ
ーン４２とパターン４４の各々のエッジがエッジ検出手
段９によって検出されるとともに、これらの検出された
エッジ間の距離（ライン方向のエッジ間の画素数に比例
した値）が求められる（図２のステップＦ５参照）。例
えば、測定領域５０の抽出領域４８のライン方向のプロ
ファイルの断面が図５（ａ）に示すような場合を考え
る。すると平均化処理手段８によって加算平均処理され
たラインプロファイルデータを図５（ｂ）に示すように
黒丸で示すと、これらのデータからなるプロファイル
は、例えば曲線近似法によって曲線ｇ1 ，ｇ2 ，ｇ3 ，
ｇ4 ，ｇ5 で近似される。そしてこれらの曲線の交点
Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓがパターン４２，４４のエッジとなる。
そしてこれらのエッジ間の距離、例えばｘ1 またはｘ2
もしくは（ｘ1 ＋ｘ2 ）／２がエッジ検出手段９によっ
て求められる。
【００１９】次にラインプロファイル抽出手段７によっ
て図４に示す抽出領域４８を所定ライン本数（例えば２
ライン）づつ上下にずらし（図２のステップＦ７参
照）、ずらした抽出領域の各々に対して上述のステップ
Ｆ４からステップＦ５の処理を繰り返す（図２のステッ
プＦ６参照）。この繰り返しは所定回数だけ行われる。
例えば所定回数を６４とすると２ラインずつ上方にずら
すことを３２回、２ラインずつ下方にずらすことを３２
回行って、合計６４個の抽出領域４８についてステップ
Ｆ４からステップＦ５の処理を実行する。
て図４に示す抽出領域４８を所定ライン本数（例えば２
ライン）づつ上下にずらし（図２のステップＦ７参
照）、ずらした抽出領域の各々に対して上述のステップ
Ｆ４からステップＦ５の処理を繰り返す（図２のステッ
プＦ６参照）。この繰り返しは所定回数だけ行われる。
例えば所定回数を６４とすると２ラインずつ上方にずら
すことを３２回、２ラインずつ下方にずらすことを３２
回行って、合計６４個の抽出領域４８についてステップ
Ｆ４からステップＦ５の処理を実行する。
【００２０】次に上述のように所定回数の測定を実行し
た後、求められたエッジ間距離の最小値がパターン間距
離演算手段１０によって求められ、この最小値が上述の
測定領域５０に対応するパターン間距離となる（図２の
ステップＦ８参照）。
た後、求められたエッジ間距離の最小値がパターン間距
離演算手段１０によって求められ、この最小値が上述の
測定領域５０に対応するパターン間距離となる（図２の
ステップＦ８参照）。
【００２１】次に図６に示すように上記測定領域の画像
を直交変換を用いて画像回転手段６によって所定角度ず
つ回転させ（図２のステップＦ９，Ｆ１０参照）、各回
転角度毎に上述のステップＦ３からステップＦ８を繰り
返し、各回転角毎に、各回転角の測定領域５１，５２，
５３に対応したパターン間距離を求める。
を直交変換を用いて画像回転手段６によって所定角度ず
つ回転させ（図２のステップＦ９，Ｆ１０参照）、各回
転角度毎に上述のステップＦ３からステップＦ８を繰り
返し、各回転角毎に、各回転角の測定領域５１，５２，
５３に対応したパターン間距離を求める。
【００２２】次に各回転角毎のパターン間距離から例え
ば最小２乗法を用いてパターン間の最短距離がパターン
間演算手段によって演算される（ステップＦ１１参
照）。例えば図７に示すように横軸に画像回転角を取
り、縦軸に各回転角におけるパターン間距離を取ると、
最小２乗法により、例えば多項式で表された近似曲線が
求められ、この近似曲線の最小値ｄ0 と、そのときの回
転角度Ｑ0 が得られる。この値ｄ0 がパターン間の最短
距離となる。
ば最小２乗法を用いてパターン間の最短距離がパターン
間演算手段によって演算される（ステップＦ１１参
照）。例えば図７に示すように横軸に画像回転角を取
り、縦軸に各回転角におけるパターン間距離を取ると、
最小２乗法により、例えば多項式で表された近似曲線が
求められ、この近似曲線の最小値ｄ0 と、そのときの回
転角度Ｑ0 が得られる。この値ｄ0 がパターン間の最短
距離となる。
【００２３】次に、パターン間距離演算手段１０によっ
て求められた最短距離ｄ0 とそれに対応する角度Ｑ0 に
基づいてパターン判定手段１２によってパターンの良否
が判定される（図２のステップＦ３２参照）。
て求められた最短距離ｄ0 とそれに対応する角度Ｑ0 に
基づいてパターン判定手段１２によってパターンの良否
が判定される（図２のステップＦ３２参照）。
【００２４】以上説明したように本実施の形態によれ
ば、所定本数のラインプロファイルデータを加算平均化
処理してエッジを求めているため、ノイズ等の影響を受
けにくい。そして測定領域５０を所定角度づつ回転さ
せ、各回転角におけるパターン間の距離を求め、これら
パターン間の距離から最小２乗法を用いてパターン間の
最短距離を求めているのでパターン間の最短距離とこの
最短距離の方向を精度良く求めることができる。これに
より、パターンの良否を正確に検査することができる。
ば、所定本数のラインプロファイルデータを加算平均化
処理してエッジを求めているため、ノイズ等の影響を受
けにくい。そして測定領域５０を所定角度づつ回転さ
せ、各回転角におけるパターン間の距離を求め、これら
パターン間の距離から最小２乗法を用いてパターン間の
最短距離を求めているのでパターン間の最短距離とこの
最短距離の方向を精度良く求めることができる。これに
より、パターンの良否を正確に検査することができる。
【００２５】なお、本実施の形態においては、例えば最
小２乗法を用いて最短距離ｄ0 とその方向Ｑ0 を求めた
が、各回転角度に対応するパターン間距離のうちの最小
値を最短距離ｄ0 とし、この最小値のときの回転角をＱ
0 としても良い。
小２乗法を用いて最短距離ｄ0 とその方向Ｑ0 を求めた
が、各回転角度に対応するパターン間距離のうちの最小
値を最短距離ｄ0 とし、この最小値のときの回転角をＱ
0 としても良い。
【００２６】なお、図２に示すステップＦ３からステッ
プＦ１１までの処理手順はプログラムとして記録媒体
（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、またはＤＶ
Ｄ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）
等の光ディスクや、フロッピーディスク、メモリカード
等）に記録される。この記録は次のようにして行われ
る。まず図８に示すようにコンピュータ８０を起動し、
記録媒体を記録装置（図８においてはＦＤドライブ８１
またはＣＤ−ＲＯＭドライブ８２）にセットする。続い
て入力手段（例えばキーボード８５）を用いて、ステッ
プＦ３からステップＦ１１までの処理手順をプログラム
として順次入力する。するとこの入力されたプログラム
はコンピュータ８０のＣＰＵ（図示せず）によって、記
録媒体に書込まれる。この書込む際には表示装置８６を
利用すると便利である。
プＦ１１までの処理手順はプログラムとして記録媒体
（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、またはＤＶ
Ｄ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）
等の光ディスクや、フロッピーディスク、メモリカード
等）に記録される。この記録は次のようにして行われ
る。まず図８に示すようにコンピュータ８０を起動し、
記録媒体を記録装置（図８においてはＦＤドライブ８１
またはＣＤ−ＲＯＭドライブ８２）にセットする。続い
て入力手段（例えばキーボード８５）を用いて、ステッ
プＦ３からステップＦ１１までの処理手順をプログラム
として順次入力する。するとこの入力されたプログラム
はコンピュータ８０のＣＰＵ（図示せず）によって、記
録媒体に書込まれる。この書込む際には表示装置８６を
利用すると便利である。
【００２７】このような記録媒体に記録された検査処理
手順を実行する場合について説明する。まず検査処理手
順がプログラムとして記録された記録媒体を読取り装置
（図８ではＦＤドライブ８１またはＣＤ−ＲＯＭドライ
ブ８２）にセットする。続いて上記読取り装置に接続さ
れたコンピュータ８０のＣＰＵによって上記記録媒体か
ら上記プログラムが順次、読出されてパターン検査装置
１に送られ実行される。
手順を実行する場合について説明する。まず検査処理手
順がプログラムとして記録された記録媒体を読取り装置
（図８ではＦＤドライブ８１またはＣＤ−ＲＯＭドライ
ブ８２）にセットする。続いて上記読取り装置に接続さ
れたコンピュータ８０のＣＰＵによって上記記録媒体か
ら上記プログラムが順次、読出されてパターン検査装置
１に送られ実行される。
【００２８】次に本発明の第２の実施の形態を図９を参
照して説明する。この第２の実施の形態はパターン検査
方法であって、検査処理手順を図９に示す。第１の実施
の形態においては、取り込んだ画像を直交変換を用いて
所定角度ずつ回転させたが、この第２の実施の形態にお
いては、ＳＥＭのビームの走査方向を所定角度ずつ回転
させて画像を取り込み、取り込んだ画像毎にパターン間
距離の測定を行うものである。
照して説明する。この第２の実施の形態はパターン検査
方法であって、検査処理手順を図９に示す。第１の実施
の形態においては、取り込んだ画像を直交変換を用いて
所定角度ずつ回転させたが、この第２の実施の形態にお
いては、ＳＥＭのビームの走査方向を所定角度ずつ回転
させて画像を取り込み、取り込んだ画像毎にパターン間
距離の測定を行うものである。
【００２９】まず、ＳＥＭ画像が取り込まれ（図９のス
テップＦ２１参照）、取り込まれた画像がＡ／Ｄ変換さ
れた後（ステップＦ２２参照）、画像メモリに格納され
る。続いて第１の実施の形態の場合と同様に、画像メモ
リに取り込まれた画像と基準画像とが比較されて測定領
域が設定される（図９のステップＦ２３参照）。
テップＦ２１参照）、取り込まれた画像がＡ／Ｄ変換さ
れた後（ステップＦ２２参照）、画像メモリに格納され
る。続いて第１の実施の形態の場合と同様に、画像メモ
リに取り込まれた画像と基準画像とが比較されて測定領
域が設定される（図９のステップＦ２３参照）。
【００３０】次に第１の実施の形態と同様に所定本数の
ラインプロファイルデータを抽出し、加算平均化処理を
行う（図９のステップＦ２４参照）。続いて例えば曲線
近似法を用いてエッジを検出し、エッジ間距離を求める
（図９のステップＦ２５参照）。そしてラインプロファ
イル抽出範囲を画面縦方向に所定ライン分ずらした後、
ステップＦ２４〜Ｆ２５を実行し、エッジ間距離を求め
ることを所定回数、繰り返す（図９のステップＦ２６，
Ｆ２７参照）。そして上述のようにして求めたエッジ間
距離の最小値をパターン間距離とする。
ラインプロファイルデータを抽出し、加算平均化処理を
行う（図９のステップＦ２４参照）。続いて例えば曲線
近似法を用いてエッジを検出し、エッジ間距離を求める
（図９のステップＦ２５参照）。そしてラインプロファ
イル抽出範囲を画面縦方向に所定ライン分ずらした後、
ステップＦ２４〜Ｆ２５を実行し、エッジ間距離を求め
ることを所定回数、繰り返す（図９のステップＦ２６，
Ｆ２７参照）。そして上述のようにして求めたエッジ間
距離の最小値をパターン間距離とする。
【００３１】次に電子顕微鏡の走査方向を所定量を回転
させてステップＦ２１〜Ｆ２８を実行し、パターン間距
離を求めることを所定回数、繰り返す（図９のステップ
Ｆ２９，Ｆ３０参照）。そして各回転角毎のパターン間
距離から例えば最小２乗法を用いてパターン間の最小距
離を算出する（図９のステップＦ３１参照）。続いてパ
ターン間の最短距離とそのときの角度からパターンの良
否を判定する（図９のステップＦ３２参照）。
させてステップＦ２１〜Ｆ２８を実行し、パターン間距
離を求めることを所定回数、繰り返す（図９のステップ
Ｆ２９，Ｆ３０参照）。そして各回転角毎のパターン間
距離から例えば最小２乗法を用いてパターン間の最小距
離を算出する（図９のステップＦ３１参照）。続いてパ
ターン間の最短距離とそのときの角度からパターンの良
否を判定する（図９のステップＦ３２参照）。
【００３２】この第２の実施の形態も第１の実施の形態
と同様の効果を奏することは言うまでもない。
と同様の効果を奏することは言うまでもない。
【００３３】なお、図９に示すステップＦ２３からステ
ップＦ３１までの処理手順はプログラムとして記録媒体
に記憶される。
ップＦ３１までの処理手順はプログラムとして記録媒体
に記憶される。
【００３４】次に本発明によるパターン検査方法の第３
の実施の形態を図１０，図１１を参照して説明する。上
記第１の実施の形態においては、設定した測定領域を回
転させることによりパターン間の最短距離を求め、第２
の実施の形態においては、電子顕微鏡のビームの走査方
法を回転させることにより、パターン間の最短距離を求
めた。この第３の実施の形態は第１の実施の形態のステ
ップＦ１０において、図１０に示すように設定された測
定領域内の抽出領域４８を一定角度ずつ回転させ、パタ
ーン間距離の測定を繰り返す構成となっている。
の実施の形態を図１０，図１１を参照して説明する。上
記第１の実施の形態においては、設定した測定領域を回
転させることによりパターン間の最短距離を求め、第２
の実施の形態においては、電子顕微鏡のビームの走査方
法を回転させることにより、パターン間の最短距離を求
めた。この第３の実施の形態は第１の実施の形態のステ
ップＦ１０において、図１０に示すように設定された測
定領域内の抽出領域４８を一定角度ずつ回転させ、パタ
ーン間距離の測定を繰り返す構成となっている。
【００３５】この第３の実施の形態においては、デジタ
ル画像特有の誤差を補正する必要がある。例えば図１１
に示すように斜め方向の距離を計算するときには、Ｘ軸
方向の距離ｘの２乗と、Ｙ軸方向の距離ｙの２乗を加算
してその平方根を距離ｄとする必要がある。そして各測
定方向毎のパターン間距離から、上記第１の実施の形態
と同様にパターン間の最短距離とそのときの角度を算出
し、これらの値と予め登録されていた寸法の規格値を比
較し、パターン形状の良否を判定する。
ル画像特有の誤差を補正する必要がある。例えば図１１
に示すように斜め方向の距離を計算するときには、Ｘ軸
方向の距離ｘの２乗と、Ｙ軸方向の距離ｙの２乗を加算
してその平方根を距離ｄとする必要がある。そして各測
定方向毎のパターン間距離から、上記第１の実施の形態
と同様にパターン間の最短距離とそのときの角度を算出
し、これらの値と予め登録されていた寸法の規格値を比
較し、パターン形状の良否を判定する。
【００３６】この第３の実施の形態も第１の実施の形態
と同様の効果を奏することは言うまでもない。
と同様の効果を奏することは言うまでもない。
【００３７】なお、上記第１および第２の実施の形態に
おいては、パターン間距離は画面の水平方向（Ｘ軸方
向）の距離として求めたので第３の実施の形態と異な
り、デジタル画像特有の誤差を補正する必要はない。
おいては、パターン間距離は画面の水平方向（Ｘ軸方
向）の距離として求めたので第３の実施の形態と異な
り、デジタル画像特有の誤差を補正する必要はない。
【００３８】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、パタ
ーン間の最短距離とこの最短距離の方向を精度良く求め
ることが可能となり、パターンの良否を正確に判定する
ことができる。
ーン間の最短距離とこの最短距離の方向を精度良く求め
ることが可能となり、パターンの良否を正確に判定する
ことができる。
【図１】本発明によるパターン検査装置の第１の実施の
形態の構成を示すブロック図。
形態の構成を示すブロック図。
【図２】第１の実施の形態の動作を説明するフローチャ
ート。
ート。
【図３】本発明にかかる基準画像を説明する模式図。
【図４】本発明にかかる測定領域を説明する模式図。
【図５】パターンのエッジの求め方を説明する説明図。
【図６】第１の実施の形態におけるパターン間距離の求
め方を説明する説明図。
め方を説明する説明図。
【図７】パターン間の最短距離の求め方を説明するグラ
フ。
フ。
【図８】本発明によるパターン検査処理プログラムを記
録した記録媒体の書込みおよび読取りに使用されるコン
ピュータシステムの一例を示すブロック図。
録した記録媒体の書込みおよび読取りに使用されるコン
ピュータシステムの一例を示すブロック図。
【図９】本発明によるパターン検査方法の第２の実施の
形態の構成を示すフローチャート。
形態の構成を示すフローチャート。
【図１０】本発明によるパターン検査方法の第３の実施
の形態の特徴を示す模式図。
の形態の特徴を示す模式図。
【図１１】第３の実施の形態のパターン検査方法に用い
られる距離の計算を説明する説明図。
られる距離の計算を説明する説明図。
１ パターン検査装置 ２ Ａ／Ｄ変換器 ３ 画像メモリ ４ 基準画像記憶手段 ５ 測定領域設定手段 ６ 画像回転手段 ７ ラインプロファイルデータ抽出手段 ８ 平均化処理手段 ９ エッジ検出手段 １０ パターン間距離演算手段 １１ パターン判定手段 ２０ 走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ） ２１ 電子銃 ２２ 一次電子ビーム ２３ａ，２３ｂ コンデンサレンズ ２４ 偏向器 ２５ 対物レンズ ２６ 二次電子ビーム ２７ 二次電子検出器 ３０ 偏向器制御部 ３２ 増幅器 ５０ ウエハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｚ Ｇ０６Ｆ 15/62 ４０５Ｂ (72)発明者 阿 部 秀 昭 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内
Claims (6)
- 【請求項１】走査型電子顕微鏡からの画像信号をＡ／Ｄ
変換するＡ／Ｄ変換手段と、 前記Ａ／Ｄ変換手段の出力である画像データを記憶する
画像メモリと、 測定すべきパターンを含む基準画像を記憶する基準画像
記憶手段と、 前記基準画像に基づいて、前記画像メモリに記憶された
画像データから測定領域を切り出して設定する測定領域
設定手段と、 前記測定領域を直交変換によって所定角度ずつ回転して
複数個の回転された測定領域を得る画像回転手段と、 前記測定領域および回転された前記測定領域の各々に対
して、連続した所定本数のラインプロファイルデータか
らなる複数個の抽出領域を抽出するラインプロファイル
データ抽出手段と、 複数個の前記抽出領域各々に対してラインプロファイル
データを加算平均処理する平均化処理手段と、 加算平均処理されたラインプロファイルデータから測定
すべきパターンのエッジを、複数個の前記抽出領域各々
に対して検出するエッジ検出手段と、 検出されたエッジからエッジ間距離を、複数個の前記抽
出領域各々に対して求め、同一の測定領域から抽出され
複数個の前記抽出領域から求められたエッジ間距離の最
小値を前記測定領域のパターン間距離として、前記測定
領域および複数の回転された測定領域各々に対して求
め、更にこれらの複数のパターン間距離からパターン間
の最短距離およびこの最短距離の方向を求めるパターン
間距離演算手段と、 前記パターン間距離演算手段の出力に基づいて、測定す
べきパターンの良否を判定する判定手段と、 を備えていることを特徴とするパターン検査装置。 - 【請求項２】走査型電子顕微鏡からの画像信号をＡ／Ｄ
変換し、画像データを得る第１のステップと、 測定すべきパターンを含む基準画像に基づいて前記画像
データから測定領域を切り出して設定する第２のステッ
プと、 前記測定領域から、連続した所定本数のラインプロファ
イルデータからなる抽出領域を抽出する第３のステップ
と、 この抽出領域の所定本数のラインプロファイルデータを
加算平均処理する第４のステップと、 加算平均処理されたラインプロファイルデータから測定
パターンのエッジを検出し、エッジ間距離を求める第５
のステップと、 測定領域内において所定ライン本数分だけずらして抽出
領域を求め、第４および第５のステップを実行すること
を、所定回数繰り返す第６のステップと、 求められたエッジ間距離の最小値を算出し、パターン間
距離とする第７のステップと、 を備えていることを特徴とするパターン検査方法。 - 【請求項３】前記測定領域を所定角度ずつ回転させ、こ
の回転させた測定領域各々に対して第３乃至第７のステ
ップを順次繰り返す第８のステップと、 各回転角毎のパターン間距離からパターン間最短距離お
よびこの最短距離の方向を算出する第９のステップとを
備えていることを特徴とする請求項２記載のパターン検
査方法。 - 【請求項４】前記電子顕微鏡の走査方向を一定量ずつ回
転させて前記第１乃至第７のステップを繰り返す第８の
ステップと、 各回転角毎のパターン間距離からパターン間最短距離お
よびこの最短距離の方向を算出する第９のステップとを
備えていることを特徴とする請求項２記載のパターン検
査方法。 - 【請求項５】前記第３のステップで求めた抽出領域を所
定角度ずつ回転させ、この回転させた抽出領域の各々に
対してラインプロファイルデータを抽出した後、第４乃
至第７のステップを繰り返す第８のステップと、 各回転角毎のパターン間距離からパターン間最短距離お
よびこの最短距離の方向を算出する第９のステップと、 を備えていることを特徴とする請求項２記載のパターン
検査方法。 - 【請求項６】測定すべきパターンを含む基準画像に基づ
いて画像データから測定領域を切り出して設定する第１
の手順と、 前記測定領域から、連続した所定本数のプロファイルデ
ータからなる抽出領域を抽出する第２の手順と、 この抽出したプロファイルデータを加算平均処理する第
３の手順と、 加算平均処理されたプロファイルデータから、測定パタ
ーンのエッジを検出し、エッジ間距離を求める第４の手
順と、 抽出領域を測定領域内において所定ライン本数分だけず
らして第３および第４の手順を実行することを所定回数
繰り返す第５の手順と、 求められたエッジ間距離の最小値を算出し、パターン間
距離とする第６の手順と、 前記測定領域を所定角度ずつ回転させ、この回転させた
測定領域各々に対して第２乃至第６の手順を順次繰り返
す第７の手順と、 各回転角毎のパターン間距離からパターン間最短距離お
よびこの最短距離の方向を算出する第８の手順と、 を、コンピュータに実行させるパターン検査処理プログ
ラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10006938A JPH11201919A (ja) | 1998-01-16 | 1998-01-16 | パターン検査装置およびその方法ならびにパターン検査処理プログラムを記録した記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10006938A JPH11201919A (ja) | 1998-01-16 | 1998-01-16 | パターン検査装置およびその方法ならびにパターン検査処理プログラムを記録した記録媒体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11201919A true JPH11201919A (ja) | 1999-07-30 |
Family
ID=11652204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10006938A Abandoned JPH11201919A (ja) | 1998-01-16 | 1998-01-16 | パターン検査装置およびその方法ならびにパターン検査処理プログラムを記録した記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11201919A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002202115A (ja) * | 2000-11-09 | 2002-07-19 | Samsung Electronics Co Ltd | 測定装置の自動測定エラー検出方法 |
| JP2004077422A (ja) * | 2002-08-22 | 2004-03-11 | Topcon Corp | 試料像測長方法及び試料像測長装置 |
| US6879719B1 (en) | 2000-02-24 | 2005-04-12 | International Business Machines Corporation | Method for measurement of full-two dimensional submicron shapes |
| US6985626B2 (en) | 2001-03-27 | 2006-01-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Pattern evaluation method, pattern evaluation system and computer-readable recorded medium |
| US7053371B2 (en) | 2003-02-21 | 2006-05-30 | Hitachi High-Technologies Corporation | Scanning electron microscope with measurement function |
| WO2009113149A1 (ja) * | 2008-03-10 | 2009-09-17 | 株式会社アドバンテスト | パターン測長装置及びパターン測長方法 |
| JP2010129599A (ja) * | 2008-11-25 | 2010-06-10 | Toshiba Corp | パターン形状の評価方法及びこれを利用したパターン形状の評価装置 |
| JP2010225812A (ja) * | 2009-03-23 | 2010-10-07 | Nuflare Technology Inc | パターン寸法測定方法及び荷電粒子ビーム描画方法 |
| JP2010230686A (ja) * | 2005-10-25 | 2010-10-14 | Asml Netherlands Bv | 基板上の所定のタイプのフィーチャをキャラクタライズする方法、及びコンピュータプログラム製品 |
| JP2011106947A (ja) * | 2009-11-17 | 2011-06-02 | Hitachi High-Technologies Corp | エッジ部分検出方法、測長方法、荷電粒子線装置 |
| KR20230002905A (ko) | 2020-05-25 | 2023-01-05 | 주식회사 히타치하이테크 | 패턴 검사·계측 장치, 패턴 검사·계측 프로그램 |
-
1998
- 1998-01-16 JP JP10006938A patent/JPH11201919A/ja not_active Abandoned
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPWO2009113149A1 (ja) * | 2008-03-10 | 2011-07-14 | 株式会社アドバンテスト | パターン測長装置及びパターン測長方法 |
| WO2009113149A1 (ja) * | 2008-03-10 | 2009-09-17 | 株式会社アドバンテスト | パターン測長装置及びパターン測長方法 |
| US8431895B2 (en) | 2008-03-10 | 2013-04-30 | Advantest Corp. | Pattern measuring apparatus and pattern measuring method |
| JP5066252B2 (ja) * | 2008-03-10 | 2012-11-07 | 株式会社アドバンテスト | パターン測長装置及びパターン測長方法 |
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| KR20230002905A (ko) | 2020-05-25 | 2023-01-05 | 주식회사 히타치하이테크 | 패턴 검사·계측 장치, 패턴 검사·계측 프로그램 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040525 |
|
| A762 | Written abandonment of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762 Effective date: 20040630 |