JPH1137727A

JPH1137727A - 粒子の高精度測定システム

Info

Publication number: JPH1137727A
Application number: JP10089175A
Authority: JP
Inventors: J Fuiikouskii Peter; ピーター・ジェイ．・フィーコウスキィ
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1998-02-25
Publication date: 1999-02-12
Anticipated expiration: 2018-02-25
Also published as: US6263292B1; JP4104585B2; JP2005099028A; US5966677A; US6167355A; JP3735460B2

Abstract

(57)【要約】【課題】生産環境において迅速且つ高度な実践方法で
達成され得る確かで評判の良い、０．１ミクロン以下の
欠陥及び他の特徴の計測を提供し得る写真マスク検査ツ
ールと共に用いるための客観的特徴計測ツールを提供す
ること。【解決手段】オペレータは特徴７１の周りに大まかな
ユーザ関心領域７２を描き、計測ツールは自動的に特徴
７１を識別すると共にその寸法を計算する。１ミクロン
未満の寸法の特徴７１は、光子の寸法によりその計測が
阻害されるので各装置について非線形多項式較正曲線が
展開される。欠陥又は線の各類型について較正曲線を生
成するために製造装置上で既知の寸法の特徴が計測され
る。寸法不知の特徴は同一装置上で計測され、ミクロン
単位のより正確な読み取り値を実現するために較正曲線
を使用してピクセル単位の計測寸法が較正される。寸法
を決定するために、境界ボックス及び特徴の強度プロフ
ァイルの光移行を用いて特徴の類型が決定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的にコンピュ
ータ計測システムに関する。より詳細には、本発明は半
導体の製造に用いられるフォトマスク上の特性の計測技
術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年における先進のサブミクロンサイズ
半導体装置の導入は、許容寸法の低減、及び集積密度の
増加を必要とする。これらのサブミクロンサイズ下及び
高密度下では、１ミクロン以下の傷及び欠陥までもが、
問題をはらみ、また検出及び評価されなければならな
い。フォトマスク製造プロセスによって生成されるレク
チル内の欠陥は、欠陥の一つの要因となる。このような
フォトマスク製造プロセスによって生成されるエラー
は、これらサブミクロンサイズの半導体装置の製造にお
いて重大な問題となってきている。したがって、マスク
についての欠陥検査技術は、マスクの生成及び品質の保
証に際してより重要な役割を担うようになってきてい
る。

【０００３】したがって、１ミクロンより小さな寸法の
マスク欠陥、線幅、縁欠陥の高さ、及び他の特徴を識別
し得ると共に、正確に寸法を決定し得ることが益々、重
要になってきている。これら特徴の正確な寸法の決定
は、仕様を満たさない修復の必要なマスクを摘出すると
共に、仕様に合致するマスクの不必要且つコスト高な残
留を防止する。しかしながら、自動検査システム上でこ
れらサブミクロンレベルでのレクチルの品質を評価する
際の問題の一つは、生産環境下でこれら特徴の寸法が常
には正確に、迅速に、また、コスト効率よく計測され得
ないことである。

【０００４】マスク製造者は、通常、前期検査段階で発
見されたほとんどの欠陥を修復するものの、欠陥は必ず
後期検査段階（例えば、マスクの小球化が起こった後）
でも発見される。これら後期段階の欠陥は、寸法が決定
されると共に、装置の性能が影響を受けると思われる寸
法である欠陥寸法仕様に関して分類される。

【０００５】現在、自動検査ツールによって発見される
欠陥は、人間のオペレータによって以下のカテゴリーの
１つに分類される。（１）欠陥寸法仕様を超えるハー
ド、又は、ソフトの欠陥である実欠陥、（２）安全マー
ジン内である仕様以下のランダム、又は、プロセス関連
の欠陥である、準仕様欠陥、及び（３）明確な原因を伴
わない検査ツールによって検出される欠陥である、不正
欠陥。

【０００６】上記欠陥類型の分類は、オペレータの技能
に依存するかなり主観的な作業である。しかしながら、
欠陥寸法仕様が小さくなるにつれて、実欠陥分類及び準
仕様欠陥分類間の区別が困難になってくる。例えば、サ
ブミクロンマスク上の線幅が０．１ミクロンに近づくに
つれ、０．１ミクロン以下の欠陥寸法を計測し得る能力
が非常に重要になってくる。現在の生産装置は、０．１
ミクロンから０．２ミクロンの精度を有しているが十分
ではない。

【０００７】マスク検査ツールは計測ツールではないこ
と、並びに、これらのツールによって提供される寸法情
報が計測式欠陥分類に限定された値であることは既に知
られていることである。したがって、多くのマスク製造
者は、分類を決定するために、検査ステーションに計測
補助器具を組込み、あるいは、マスクをより好適な計測
ツールに移動させている。検査ステーションで用いられ
る計測補助器具は、キャリパ、グリッド、及びゲート、
スケール、グリッド、ボックス、及び円といったソフト
ウェア方式のビデオ画像生成器を含んでいる。これら補
助器具は、相当に迅速であるが、最後にオペレータが欠
陥の境界を「じっと見つめる」（アイボールする）こと
を必要とする。この作業は、非常に主観的であり、ま
た、欠陥の計測に際して誤りをもたらし得る。

【０００８】例えば、粒子寸法は、従来、粒子の対角間
の距離を計測することにより計測されている。一旦、欠
陥が検査機器により識別されると、オペレータはカーソ
ルを欠陥の一端に置き、他のカーソルを欠陥の他端に置
くためにビデオ顕微鏡、及びテレビカメラを使用する。
オペレータは、欠陥の正確な境界を自身で判断しなけれ
ばならず、また、自身が一致すると考える場所にカーソ
ルを置かなければならない。この時点で、オペレータは
ボタンを押すと、欠陥の直径の大まかな近似値を供給す
るために、ソフトウェアは２つのカーソル間の距離を盲
目的に演算する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この技
術は多くの短所を有している。先ず、オペレータは自身
が欠陥と信じる境界上に手作業でカーソルを置かなけれ
ばならないので、この計測技術はオペレータに依存す
る。オペレータは欠陥の類型、その境界の判断を誤るこ
とがあるであろうし、あるいは、欠陥が視認できる場合
であっても単にカーソルを置き間違えることがあるであ
ろう。そして、ソフトウェアは、欠陥の類型、その本当
の境界等に関係なく、カーソル間の距離を盲目的に計測
する。上記技術は、標準ビデオ顕微鏡を用いて実行され
得、また、約０．１ミクロンの精度を有しているが、完
全にオペレータの技術レベル及び解釈に左右される。こ
の技術はまた、欠陥の領域を演算することができない。

【００１０】寸法が０．１ミクロンより小さな特徴の光
計測に関する他の問題点は、光量子の波長がこれら非常
に小さな特徴の寸法計測を阻害し始めることにある。現
在の技術は、計測が非線形性をあらわし始めるという、
そのような問題に適用していない。

【００１１】代わりに、マスクは自動検査ツールから取
り除かれ、より正確で評判の良い計測ツール上に再配置
される。しかしながら、この解決方法は、製品からのマ
スクの除去、欠陥の再配置を伴うので、生産環境では非
現実的である。この技術はまた、コスト高であり、時間
を浪費すると共に、処理リスクを増加させる。例えば、
原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）は、欠陥寸法を計測するため
に用いられ得る。このような顕微鏡は非常に精度が高い
が、非常に遅いと共に高価であり、また、依然としてオ
ペレータの解釈に左右される。

【００１２】欠陥の寸法を決定するために自動検査シス
テムの目盛定めを使用する既に用いられている１つの解
法が「自動検査ステーションにおける欠陥寸法決定の特
性の記述（Characterization Of Defect Sizing On An
Automatic Inspection Station）」D. Stocker, B. Mar
tin及びJ. Browne共著、Photomask Technology and Man
agement（1993）に記載されている。この論文で採られ
ている解決方法の１つの短所は、１．５ミクロン以上の
欠陥の計測についての技術しか提供していない所にあ
る。このような寸法の欠陥には、参照寸法と実測寸法と
の間に線形関係が成り立ち、また、前掲の論文は、非線
形関係をもたらす１ミクロンよりも小さい欠陥を考慮し
ていない。また、既述の技術は、特定の欠陥類型につい
ての別々の較正データを許容しない。

【００１３】したがって、顕微鏡解像度の約１〜２倍
（又は、光学顕微鏡に関して約１ミクロン未満）の欠陥
及び他の特徴の計測を提供し得るフォトマスク検査ツー
ルと共に用いるための客観的特徴計測ツールが望まし
い。特に、生産環境において迅速且つ高度な実践方法で
操作するためにこのようなツールが望ましい。

【００１４】さらに、準解像度寸法では、特徴又は欠陥
の不透明度を決定することが正に望ましい。例えば、特
徴の面積又は他の寸法の計測は、特徴が１００％不透明
でない場合、その影響を受ける。すなわち、完全に不透
明でない特徴は、面積、直径、高さ及び／又は他の寸法
の光束式計測をより困難にする。例えば、半透明スポッ
ト欠陥の光計測は、完全に不透明な欠陥よりも多くの光
束を欠陥から生み出し、この結果、計測面積は、実面積
の約半分として現れる。つまり、不透明度が１００％未
満の欠陥は、実際の寸法よりも小さく現れる。特徴又は
欠陥の透明度の決定は、特徴の計測寸法を訂正するため
のみならず、特徴が何から構成されているかの決定を補
うためにも望ましい。特に、用いられる波長の約２倍未
満の寸法を有する特徴の不透明度の決定に有用である。

【００１５】前述のように、面積を計測可能であること
が望ましく、したがって、非常に小さな特徴又は欠陥の
直径を計測し得ることが望ましい。この方法における直
径の計測は、特徴が円のとき、又は特徴が円と見なし得
るときに特に有用である。しかしながら、特徴及び欠陥
は常に円である必要はなく、例えば、寸法が約１ミクロ
ン未満の特徴は、実際にはそれらが光学的な焦点があっ
ていないことによる画像の不鮮明化（以下、「にじみ」
という）効果に起因するものでないとき、円に見え得
る。様々な状況では、特徴が円でない場合、特徴のより
詳細な寸法を知ることが重要となり得る。例えば、シリ
コン基板上に２本のアルミ線が在る場合、１つの線の縁
欠陥が他方の線に対する短絡を形成し得る。しかしなが
ら、（概略直径を算出するための）この縁欠陥の領域の
計測は、縁欠陥が、２本の線を短絡させる危機に直面し
ている旨を示す必要はない。これは２本の線の短絡の危
機に直面にしていない幾分延伸された縁欠陥が、実際に
短絡をもたらし得る狭く、高い欠陥と同一面積を有する
からである。欠陥面積を計測することによる欠陥直径の
決定は、特に欠陥が円でない場合、常には欠陥の真の高
さ又は幅を示し得ない。

【００１６】これまで、周波数間隔に対してフーリエ変
換を使用するデコンボリューション技術が、１ミクロン
未満の特徴の高さ及び幅を計測するために用いられてき
た。しかしながら、一般的に、この技術は、この寸法の
特徴について正確な結果をもたらしてこなかった。した
がって、特徴及び欠陥をより正確にクラス分けするため
に、高い精度で特徴又は欠陥の高さ及び幅を計算し得る
ことが有用である。用いられる波長の約２倍未満の寸法
を有する特徴の高さ及び幅の決定は、特に有用である。

【００１７】特に、光の波長、又はにじみが問題である
場合に用いられる粒子ビームに近い、又は満たない寸法
である線の曲率半径を決定し得ることが望ましい。

【００１８】

【課題を解決するための手段および作用・効果】本発明
は、自動検査ツール（例えば、ビデオ検査機器）を用い
て発見されたマスクの特徴を正確に寸法決定するための
客観的、実践的且つ迅速な方法を提供する計測ツールを
開示する。欠陥の直径、及び他の特徴の寸法は、自動検
査ツールにより提供される中間階調画像情報を用いて計
測され得る。本発明は、フォトマスクが検査ステーショ
ンに置かれている間に用いられ得、また、マスクは計測
のために他の機器に対して移動させられる必要はない。
また、オペレータは、特徴の寸法を自身で判断する必要
なく、計測されるべき特徴周りの共通領域の輪郭を迅速
に描くことができる。その後、特徴の寸法は、本発明の
計測ツールによって自動的に識別されると共に迅速に計
測される。

【００１９】利点には、仕様を満たすマスクの修復の回
避、及び（同一の基準で較正されるとき）顧客又は製造
業者のいずれによって計測されるかに関わらず同等の結
果が得られることが含まれる。また、境界欠陥は正確に
計測されると共に致命的であるか否か分類され、準仕様
欠陥は格納されると共に絵及び文章を含む紙に記録され
る。オペレータの生産性及びツール利用は、検査ステー
ションで行われる迅速な計測によって改善される。修復
品質はまた、線幅を計測することによって検査され得
る。

【００２０】開示されている計測ツールは、欠陥（スポ
ット、孔、貫入、突出等）、任意の角度での線幅（導電
性及び不導電性の垂直線及び水平線）、縁欠陥の高さ、
及びフォトマスクの性質を決定するための種々の他の特
徴の寸法を客観的且つ繰り返して計測する。計測ツール
は、自動的に動作すると共に、オペレータの判断に依存
しない。０．１〜１．５ミクロンの欠陥が計測され得、
一般的なＡＦＭ較正を用いる繰り返し計測では、０．０
２ミクロン以内の誤差を伴う０．０５ミクロン以内の精
度で計測され得る。１ミクロンより細い線幅が計測され
得、一般的なＡＦＭ較正を用いる繰り返し計測では、
０．０５ミクロン以内の誤差を伴う０．１ミクロン以内
の精度で計測され得る。ＡＦＭ、ビッカース（Vicker
s）、あるいはＯＳＩ装置による計測は、それらの標準
に対する較正によりシュミレートされ得る。さらに、計
測ツールは、１秒から５秒（オペレータの動作を含む）
の自動計測を提供する。

【００２１】VERIMASK試験プレートの画像を解析し、特
徴の計測済ピクセル幅をミクロンサイズの欠陥又は線幅
の既知の寸法に相互に関連させることにより、検査機
器、その光学及び電子技術、ビデオハードウェア、及び
コンピュータハードウェア及びソフトウェアは、全て較
正され得る。個々のカメラの応答、周囲光、個々の機器
の特性、あるいは他の変数に起因する変化を計算する必
要はない。したがって、ピクセルで表される直径を得る
ために（例えば）同一ハードウェアを用いる実欠陥の計
測は、ミクロンサイズの非常に正確な欠陥の線幅を得る
ために、較正データベース内のその類型の欠陥について
の特定の較正曲線と直接比較され得る。

【００２２】実施形態の一つでは、計測ツールについて
の較正ゲージとして機能するために、（例えば、プログ
ラム済特徴及び各特徴についての標準寸法を備える、テ
キサス州ラウンドロック市所在のデュポンフォトマスク
社により製造されるプレート、商標名VERIMASKから計測
される）寸法が既知である試験の特徴が先ず計測され
る。一旦、これら特徴についてのピクセルでの寸法が決
定されると、種々の寸法の特徴についてのこれら計測済
寸法が（予め知られている）特徴のミクロンの実寸法に
対してプロットされる。計測を較正するために、この較
正手順は、同一ハードウェア上における不知の寸法の特
徴を将来計測するために用いられる多項式曲線をもたら
す。別の実施形態では、欠陥の各類型、並びに個々の線
幅について異なる較正曲線が展開される。各特徴につい
ての分離較正曲線は、特定の特徴に関するシステムの光
学的特性を訂正し、また、個々の特徴に起因して参照計
測からそれるように思われる。

【００２３】本発明の他の実施形態では、特定の機器か
ら得られた計測寸法をこれら特徴の既知の参照寸法に関
連付ける非線形較正多項式曲線が生成される。ピクセル
数を得るために、光計測が同一機器上の不知の寸法の特
徴上で実行される。ピクセルで表されるこの値は、その
後、特徴のミクロンサイズの正確な値を得るために上記
較正曲線と比較され得る。更に他の実施形態では、特徴
の各類型についての較正曲線が展開され、特定の類型の
光計測特徴は、それらの詳細な較正曲線と比較される。
都合の良いことに、較正曲線はより正確な計測をもたら
す。

【００２４】本発明の他の実施形態では、特徴の周りに
先ず境界ボックスを形成することにより特徴の類型が決
定される。ボックスが関心のあるユーザ領域に触れてい
るか否かの分析は、孤立された欠陥、又は他の特徴のい
ずれかをもたらす。他の特徴についての光の推移の分析
は、これら他の特徴の類別の決定をもたらす。特徴の類
型は自動的に決定される。

【００２５】さらに他の発明の実施形態では、参照画像
を取り去ることにより特徴についての質のよい原画像を
得る。光強度分布プロファイルが、特徴の周辺領域につ
いて先ず展開される。プロファイルの質が良くない場合
には、質の良い原画像を生成するために、特徴の参照画
像が取得されると共に特徴画像から取り去られる。

【００２６】本発明の他の実施形態では、複数の関心領
域が特徴の周囲に形成され、各関心領域について強度プ
ロファイルが展開される。全光束量の計測は各プロファ
イルについて計算され、最高光束値として光束計測値の
１つが選択される。満足する質のプロファイルは、プロ
ファイルから計測された全ての束が欠陥領域に比例する
ように選択される。複数の領域は傾斜線を考慮する。

【００２７】本発明の更なる実施形態では、関心領域が
特徴を囲み、特徴のプロファイルが関心領域内の特徴サ
イトを横切るピクセルの列を足し合わすことによりもた
らされる。特徴を通過する全光束を決定するために、プ
ロファイルについての基線強度値が決定され、プロファ
イルから差し引かれる。基線の差し引きは、背景強度を
取り除き、また、参照画像取得の必要性をなくす。

【００２８】さらに他の実施形態では、縁欠陥高さが正
確に計測され得る。欠陥の高さは、特に、例えば、線上
のこぶ（線からのはみ出し部分）又は線内の傷（線内へ
の没入）といったように欠陥が縁に発生する場合の計測
に重要である。高さは、（欠陥の３次元厚さとは対照的
に）線から突出する２次元距離、あるいは、線内部に貫
入する傷の深さを意味する。高さの計測は、２次元で欠
陥が近傍線にどれだけ接近して延伸しているかの表示を
提供する。特徴の高さに対応する特徴の領域を決定する
ために、プロファイル中の１ピクセル幅の光強度の１列
が足し合わされる。

【００２９】線幅を計算するための本発明の更なる実施
形態では、関心領域が線部を囲み、また、線部のプロフ
ァイルが関心領域中の線部を横切るピクセルの列を足し
合わせることによりもたらされる。その後、プロファイ
ルについて全光束量が決定され、線部の領域を発見する
ために用いられる。関心領域の次元によって分割される
この線部の領域は線幅を生み出す。

【００３０】他の実施形態では、線幅を計算するために
線についての較正データが展開される。光計測は他の線
から１解像度単位未満しか離れていない線の既知の寸法
の線幅を取得する。半波高全幅値（full-width half-ma
ximum）技術が線幅の計算を補助するために用いられ
る。線幅についての光計測値を既知の線幅に関連付ける
較正データを展開するために、計測は異なる寸法の線幅
の数だけ繰り返される。較正データは、より正確な結果
を得るために、他の線から１解像度単位未満しか離れて
いない線の寸法不明の線幅の将来における計測により参
照され得る非線形多項式曲線として表され得る。

【００３１】他の実施形態では、他の線と１解像度単位
未満しか離れていない線の線幅についての非線形較正デ
ータが展開される。より正確な結果を得るために、他の
線から１解像度単位未満の位置に在る寸法不明の線幅の
現実の計測は、較正データを参照し得る。半波高全幅値
を用いて展開された較正データの使用は、これら小さな
寸法での計測によりもたらされる非線形に起因する１解
像度単位未満しか離れていない線について有効である。

【００３２】更なる実施の形態では、特徴の画像が原子
検査ツールのビデオ出力画像から引き出される。オペレ
ータは、欠陥の寸法を測定することなく大凡の特徴サイ
トの周囲に非常に大まかなボックスを描く。高い精度は
必要ない。計測ツールは、オペレータによって識別され
た関心領域内から自動的に特徴を選び出し、特徴を識別
し、また特徴の領域、幅、及び高さを計算する。これら
の計測は、オペレータにより識別された関心領域の寸法
とは完全に別のものであり、したがって、計測からオペ
レータの判断が取り除かれる。

【００３３】したがって、非常に正確なマスクの特徴の
計測を提供することにより、開示されている計測ツール
は、不必要なマスクの修復の回避に役立つと共に、プロ
セス制御の向上を許容する。また、場所の正確な計測及
び数秒で生成される記録によって、オペレータの変化性
が除去され、全体の生産性及びマスクのスループットが
向上される。計測が自動に行われるので、オペレータ訓
練は最小化される。線幅計測を用いることにより、修復
品質もまた迅速に検査され得る。

【００３４】他の詳細な実施形態では、本発明は、面積
又は高さの計測値を訂正すると共に特徴が何から構成さ
れているかの決定を補助する際に用いるために、特徴又
は欠陥の不透明度を決定する。従来技術が比較的大きな
粒子についての不透明値を生成するのに対して、本発明
は特に、１ミクロン未満の寸法である完全には不透明で
ない特徴の寸法計測に有用である。

【００３５】本発明はまた、顕微鏡解像度の約１〜２倍
未満である特徴の詳細な寸法（例えば、高さ及び幅）を
計測し得る。スポット、孔、線幅、縁欠陥等の特徴及び
欠陥は、にじみが存在する場合であってもこの準解像度
寸法にて正確に寸法決定され得る。従来技術は、準解像
度寸法での特徴の幅の計測に困難さを有していた。本発
明の詳細な実施形態では、特徴の幅を生み出すために特
徴の強度プロファイルの曲率は、曲率−幅ルックアップ
テーブルと共に用いられる。都合のよいことに、本発明
は、面積、そして既知の円欠陥の直径（又は幅）を決定
することにより曲率−幅ルックアップデータを展開す
る。円欠陥のプロファイルの曲率もまた決定される。そ
の後、幅及び曲率がデータとしてルックアップテーブル
内に入力され、テーブルを埋めるために他の寸法の欠陥
について処理が繰り返される。あるいは、ルックアップ
テーブル内で用いるために、特徴の幅が他の装置上で直
接計測され得る。

【００３６】本発明の他の実施形態では、準解像度未満
の寸法を有する特徴について特徴の高さが決定される。
実施形態の１つでは、画像解像度に近い寸法に関連する
にじみに起因する高さを訂正するために幅対高さ乗数が
用いられる。不透明度訂正はまた、１００％不透明でな
い特徴の高さの訂正に用いられる。幅対高さ乗数データ
は、その直径（又は高さ）を取得するために既知の円欠
陥の面積を計測することにより展開される。その後、既
述の（任意の形状の欠陥に適用可能な）技術を用いて同
一欠陥の高さが計測される。そして、（円欠陥に関して
より正確であると推測される）面積から決定された高さ
が、高さ乗数を算出するために計測された高さと比較さ
れる。この処理は、幅対高さデータを生成するために種
々の寸法の円欠陥について繰り返し行われる。寸法不明
な特徴の高さの正確な計測の間、高さ及び幅の双方がこ
こに既述の技術を用いて計測される。その後、幅につい
ての高さ乗数を生成するために計測された幅を用いて、
幅対高さ乗数データが関連づけられる。高さ乗数は、訂
正高さを生成するために計測された高さと掛け合わされ
る。

【００３７】好ましくは、縁欠陥及び隣接孤立欠陥につ
いてのプロファイルは、線に対して平行である。したが
って、既述の曲率技術を用いて「幅」値が取得され、既
述の高さ乗数技術を用いて「高さ」値が取得される。線
から少なくとも約２ブルア離れている孤立スポット欠陥
について、プロファイルは任意の配向を採り得、この結
果、「幅」計測値は、他方に対して直交するプロファイ
ルを生成することにより両寸法を決定するために用いら
れ得る。同様にして、「高さ」計測値もまた、そのよう
な孤立欠陥に関する両寸法を決定するために用いられ得
る。

【００３８】高さ及び幅の寸法は、任意に２次元特徴の
配向上にインポーズされ、また、２つの用語は、本発明
の操作に影響を及ぼすことなく交換可能であることは理
解されるべきである。好適な実施形態では、幅は隣接線
と平行な寸法を意味し、高さは幅に直交する寸法を意味
する。

【００３９】波長が約０．５ミクロンの可視光線に適用
される約１ミクロン未満の特徴の寸法に関して本発明の
理解のために、頻出参照事項をここに作成する。他の波
長に関しては、本発明は、一般的に、用いられる光学系
のにじみ距離の約２倍未満の寸法を有する特徴に適して
いる。本発明は特に、用いられる波長に近い又はより小
さい寸法を有する特徴に適している。

【００４０】本発明の実施形態は、特に準解像度寸法で
の種々の媒体上における特徴の曲率半径を正確に決定す
ることが可能である。

【００４１】

【発明の実施の形態】本発明に係る発明の実施の形態の
１つでは、多くの寸法が既知である人工的に生成された
参照特徴は、ピクセル単位の計測された特徴の寸法に対
するミクロン単位の既知の特徴の寸法をプロットする、
特徴の各類型についての較正グラフを生成するために、
本発明の計測ツールを用いてそれぞれ計測される。特徴
の各類型について、多項式曲線に一致するプロットを生
成するために、寸法は異なるが類型は同一である多くの
特徴が分析される。これらの人工の特徴は、幅広い技術
を使用することによりそれらの真の寸法を決定するため
に、計測され得る。例として、特徴の真の参照寸法を決
定するために原子間力顕微鏡、ビッカース装置、あるい
は他の計測装置が用いられ得る。

【００４２】一旦、各類型の特徴についての較正グラフ
が展開されると、本発明の計測ツールを用いて、寸法が
判らない特定の真の特徴が計測される。不透明な特徴に
よる光吸収量、あるいは表面の孔により光伝送量が計測
される。この光束値は、後に先に展開済である特徴の類
型についての較正グラフの多項式曲線を用いてミクロン
単位の実参照寸法に訂正され得るピクセル単位の特徴の
領域を生成するために用いられる。１ミクロン未満の特
徴については、ほとんどの場合、特徴は事実上円形と見
なすことができるので、特徴の直径はその面積から算出
され得る。１ミクロン未満の欠陥は、ほとんどの場合、
光の回折現象（光子は約０．５ミクロンの大きさであ
る）に起因して円形として現れるのでこの仮定は正当化
され得る。さらに、これら欠陥は、通常ほとんど円形で
ある。非円形（及び通常１ミクロンより大きい）の欠陥
は、あらかじめ装備されている１ミクロンの参照グリッ
ドを利用して「アイボール」方法により依然として計測
され得る。さらに、完全に不透明でない欠陥はそれらが
不透明であるものとして取り扱われる。

【００４３】種々の照明技術及び／又は粒子顕微鏡（例
えば、電子顕微鏡）が本発明と共に用いられ得る。本発
明の適応性がこれに限られるものではないが、本明細書
中においては説明のため、本発明は透過照明に関連して
説明する。

【００４４】「システム全般」図１に戻ると、本発明に
係る発明の実施の形態の１つに従う特徴計測システム１
０は、ビデオ検査装置１２、コンピュータシステム１
４、プリンタ１６を備えている。ビデオ検査装置１２
は、微細な粒子、線、寸法等を解析すると共に解析中の
微細な特徴のビデオ画像を出力する多くの自動検査ツー
ルの中の１つであり得る。例として、装置１２は、半導
体装置の製造に用いられるフォトマスクの検査のために
用いられるＫＬＡ2xx又はＫＬＡ3xx、あるいは、ＤＲＳ
−１、ＤＲＳ−２自動検査ツールであり得る。装置１２
は、媒体２６を検査すると共にレンズチューブ２２及び
レンズ２４を有するビデオカメラ２０を備えている。媒
体２６は、本発明による計測に好適な微細な特徴を備え
る幅広い媒体の中の１つであり得る。例として、媒体２
６は、半導体製造に際して用いられるマスクを形成する
クロムパターンを有するガラスレクチルである。当然な
がら、他の物質及び基板がマスクパターンを形成するた
めに用いられ得る。幅広い他の媒体が本発明と共に好適
に用いられ得る。例えば、プリント回路基板、他の透明
媒体、及び他の類型のマスクといった媒体は、本発明の
様々な技術の中の任意の技術を使用して実行される計測
を有し得る。

【００４５】発明の実施の形態の１つでは、その中で２
個以上の異なる型の検査装置がビデオデータを計測ツー
ルに対して提供するマルチカメラオプションが用いられ
得る。各装置は、入力がその装置から生じる入力に切り
替えられるときに自動的に変更される異なる較正データ
を使用し得る。

【００４６】コンピュータシステム１４は、本発明の計
測ツールを実行するための任意の好適なコンピュータシ
ステムであり得る。例として、コンピュータシステム１
４は、ハードウェア３０、高解像度モニタ３２、キーボ
ード３４、及びマウス又はトラックボール３６を備える
ＰＣコンピュータであり得る。特徴計測の結果を印刷す
るためのプリンタ１６もまたコンピュータシステムに接
続されている。

【００４７】コンピュータシステム１４は、生ビデオ出
力データを装置１２からコンピュータシステム１４に対
して送信するために好適な任意のケーブルであり得る、
ケーブル３８を介して装置１２と接続されている。実施
に際して、装置１２はケーブル３８を介して分析及び計
測のための（時間で、又は位置により）多重化されてい
る特徴画像データ、及び参照データをコンピュータ１４
に対して送信する。装置１２からの受信された参照デー
タは、マスクの特定部分が欠陥を有しないように見える
画像のはずである。この参照データは、マスクデータベ
ースから受け取られてもよく、又はダイとダイとの比較
を実行することにより取得されても良い。参照データ
は、品質の良いプロファイルの取得が困難であるとき発
行され、図１１を参照して以下に詳述する。したがっ
て、装置１２は較正データ生成の目的のための人工的に
生成された参照特徴の計測の結果を送信するだけでな
く、生ビデオ画像及びマスク２６上で特定される寸法不
明の実際の特徴についての参照画像も送信する。

【００４８】図２は図１のコンピュータシステム１４を
詳細に図示する。幅広いコンピュータ構成が用いられ
得、コンピュータシステム１４についての他の実施形態
が後の図面に図示されている。ハードウェア３０は、Ｐ
ＣＩバス４２に接続されると共に、任意の好適なコンピ
ュータバス４４に接続されているＣＰＵ４０を含む。装
置１２からのビデオデータは、ケーブル３８を通じてビ
デオアナログ信号をディジタル形式に変換するディジタ
イザハードウェア４６に進む。ハードウェア４６は、高
解像度ビデオキャプチャハードウェアであることが好ま
しい。

【００４９】一旦、ディジタイザ４６によってビデオデ
ータがディジタル形式に変換されると、ディジタルデー
タはビデオＲＡＭ４８内に格納される。またバス４２に
は、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）５０及びランダムア
クセスメモリ（ＲＡＭ）５２が接続されている。較正デ
ータベース５４は、バス４２を介してアクセス可能であ
り、また、コンピュータの任意の好適なメモリ内に含ま
れ得る。較正データベース５４は、図３５〜図４６に図
示するようにプロットされる個々の点を含み、また、こ
れらの点を表す多項式曲線についての等式を含む。デー
タベースについては図８を参照して以下で詳細に説明す
る。

【００５０】バス４４には多くの入力及び出力装置が接
続されている。例として、フロッピーディスク５６、ハ
ードディスク５８、ＣＤ−ＲＯＭ６０、イーサネット接
続形式のネットワーク接続６２、及びプリンタ１６、モ
ニタ３２、キーボード３１及びトラックボール３６を含
む幅広い他の様々な入力及び出力装置６４が図示されて
いる。

【００５１】「特徴、欠陥及び線幅」本発明の計測シス
テムは、フォトマスク上に現れる欠陥及び線幅といった
様々な特徴を識別すると共に計測するために適当であ
る。マスク製造の間、様々な欠陥が現れ得る。図３〜図
７は欠陥及び線幅の類型例を図示する。欠陥は、スポッ
ト又は孔といった孤立欠陥、突出及び貫入といった縁欠
陥、及び他の様々な類型の欠陥を含む。計測され得る他
の特徴には、クロム線の幅、又はクロム線間の余白幅が
含まれる。

【００５２】図３は計測されるべき特徴サイト７０を図
示する。特徴サイト７０は、一般的にユーザ関心領域７
２により囲まれているスポット欠陥７１を含む。境界ボ
ックス７３は、スポット７１に境界を付ける。スポット
欠陥は、クロム又は他の汚染物質の粒子が本来在るべき
でない位置にそれだけで出現するときに発生する。図８
を参照して以下に詳細に説明するように、検査装置１２
がスポット７１のような特徴を識別すると、オペレータ
はレビューモードに入り、迅速にスポット７１をユーザ
が分析及び計測を望む領域を示す概略ユーザ関心領域７
２で囲むことができる。都合の良いことに、オペレータ
は、単にスポット７１の周りに概略ユーザ関心領域を大
まかに描くだけでよい。境界ボックス７３は、ユーザが
計測のために既に選択した特徴の類型を決定するため
に、計測ツールによって生成され、また、その詳細は図
１３を参照して後述する。

【００５３】図４は、その中で線７８が孔欠陥７６を有
する特徴サイト７５を図示する。孔７６はユーザ関心領
域７７により囲まれている。孔は、孔が現れるようなク
ロムの一片を（例えば）クロム線のセクションが欠くと
きに発生する。図５は、その中で線８３が突出縁欠陥８
１を有する特徴サイト８０を図示する。この欠陥はユー
ザ関心領域８２によって囲まれている。突出縁欠陥は、
線の一部が突出、又は線から膨れ上がるときに発生し、
凸状である。慣行により、突出の高さ８４は欠陥が線８
３からどれだけ離れているかを意味する。図６は、その
中で線８８が貫入縁欠陥８６を有する特徴サイト８５を
図示する。この欠陥はユーザ関心領域８７により囲まれ
ている。貫入縁欠陥は、線の一部が縁に沿ってかけてい
る時に発生し、凹状である。慣行により、貫入の高さは
欠陥がどれだけ線８８中に貫入しているかを意味する。

【００５４】図７は、その中で線９１の幅の計測が要求
される特徴サイト９０を図示する。ユーザ関心領域９２
は線９１の幅を覆う。線９１は不透明な線、線間の透明
領域等であり得る。図１３を参照してその詳細を後述す
るように、線９１は明領域９５、９６で両側を囲まれて
いる暗領域を示す。これら各欠陥及び特徴を備える場合
には、オペレータは、計測されるべき特徴サイトの周り
に容易且つ迅速にユーザ関心領域を描くことができ、特
徴の寸法に関する如何なる判断をも行う必要がない。

【００５５】カリフォルニア州マウンテンビュー市、Ｓ
ＥＭＩ日本規格委員会、Ｈ．カワヒラ及びＹ．スズキに
よる「ＳＥＭＩ規格プログラム、欠陥マスク及び欠陥検
査のためのその応用」に記載されているドット、突起、
角欠陥、ブリッジ、先端欠如、誤配置、ハーフトーンと
いった様々な他の類型の欠陥及び特徴は、ここに記載さ
れている発明を用いることにより解析されると共に計測
され得る。

【００５６】「較正曲線」これまで本発明を用いて計測
され得る欠陥及び特徴の種々の類型例について説明して
きたが、これら特徴の様々な寸法を計測するための技術
２００が図８に図示されている。本発明に係る発明の実
施の形態の１つによれば、オペレータは写真マスクを検
査すると共に特徴を識別するために図１の検査装置を使
用する。一旦、特徴が発見されると、オペレータは、検
査装置から生ビデオ情報を受信する接続コンピュータを
使用して同じ場所で特徴の寸法を計測することができ
る。したがって、特徴の解析及び計測は、マスクが検査
装置内の同じ位置に置かれている間に実行され、特徴の
計測のためにマスクを他の装置に移動させる必要はな
い。この技術は、非常に迅速な計測の実行を許容する。
計測は較正データを生成するために寸法が既知の特徴に
ついて実行され得、あるいは、製造環境にある寸法不明
の特徴について実行され得る。

【００５７】ステップ２０２では、検査装置上で、実際
の欠陥を計測するために用いられる、（例えば、VERIMA
SKからの）寸法が既知の特徴を用いて較正データが展開
される。較正データは、非線形な計測寸法と実寸法との
関係を修正するために用いられる。較正データを展開す
るために任意の他の技術が用いられ得るが、好ましくは
ステップ２０４〜ステップ２０８に類似する連続ステッ
プを使用して較正データを展開するために、オペレータ
は、検査装置を操作する。このステップの詳細は図９〜
図３４を参照して後述する。

【００５８】一旦、任意の数の特徴類型についての較正
データが取得されると、このデータは、図２の較正デー
タベース５４中に格納され、図３５〜図４６の任意の図
面に図示されているグラフ形状で示され得る。これらグ
ラフについては、図８のステップ２０４に戻る前に説明
する。

【００５９】図３５〜図３８、及び図３９〜図４２は、
それぞれ欠陥の特定の類型についての較正プロットを示
し、図４３〜図４６は、線の特定の類型についての較正
プロットを示す。各グラフは、特徴の直径（幅）につい
てのピクセル単位の計測値を縦軸に有する。各横軸は、
ＡＦＭ計測、ビッカース計測、又は他の規格に基づき決
定された特徴の真の参照直径（幅）をミクロン単位で示
す。ＡＦＭ計測及びビッカース計測は共に、非常に正確
であるが製造目的には適しない非常に高価で、遅い顕微
鏡上で実行される。参照計測値を取得するための客観絶
対標準は、VERIMASKプレートのＮＩＳＴ版であろう。他
の寸法は、特徴領域、高さ等のこれら較正プロットで表
され得る。

【００６０】図３５〜図３８、及び図３９〜図４２は、
それぞれ欠陥孔、スポット、貫入、及び突出についての
較正曲線を示す。図３５及び図３６は、ＡＦＭ装置によ
る参照ミクロン計測値を使用し、図３９〜図４２は、ビ
ッカース装置による参照ミクロン計測値を示す。図４３
〜図４６は、それぞれ水平不透明線、水平透明線、垂直
不透明線、及び垂直透明線の線幅の計測についての可能
性ある較正曲線であり、ＡＦＭ又はビッカースといった
任意の好適な参照計測装置を使用する線幅の計測につい
ての可能性ある結果を図示する。

【００６１】各特徴類型（孔、スポット等）について、
図３５〜図３８、図３９〜図４２、及び図４３〜図４６
に見られるようなデータ点及び較正曲線を展開するため
に、VERIMASK等の既知の参照を使用して、既知の寸法が
異なるこれら特徴類型の多くの特徴を計測するために計
測ツールが用いられる。異なる特徴の計測は、特徴の本
質的特性に起因して異なる結果をもたらすので、より正
確な計測がこれら特徴類型の実際の欠陥について実行さ
れ得るという点で各特徴について別々のプロットを有す
ることは都合がよい。例えば、図３５を参照すると、２
０ピクセルの直径を有する計測孔欠陥は、２．１ミクロ
ンの実寸法を有する。図３６を参照すると、２０ピクセ
ルの直径を有するスポット欠陥の計測値は、１．８ミク
ロンの実寸法をもたらす。したがって、欠陥についての
２０ピクセルの計測値は、欠陥が孔であるかスポットで
あるかによって寸法に０．３ミクロンの違いが存在する
ことが理解され得る。したがって、各欠陥又は線幅につ
いての較正曲線の展開は、計測値により正確な結果をも
たらす点において都合がよい。

【００６２】さらに、個々の特徴についての異なる較正
データは、検査装置の各対物レンズについて展開され得
る。異なる対物レンズは、特徴計測に影響を及ぼす異な
る特性を有し得る。また、検査装置内の（ペリクル透過
（through-the pellicle）ＫＬＡ検査を要求する）補正
レンズの存在及び非存在は、異なる計測結果をもたらし
得る。個々の特徴についての異なる較正データは、これ
らの状況についても展開され得る。一般的に、較正プロ
ットは、その特性を補正するために、検査装置内におけ
る任意の固有のハードウェアの組合せについて展開され
得る。

【００６３】「寸法計測の高レベルフロー」一旦、（図
３５〜図３８、図３９〜図４２、及び図４３〜図４６の
グラフに図示されるような）特徴の各類型についての較
正データが展開されると、計測ツールは、いつでも実際
の特徴の寸法を計測することができる。ステップ２０４
では、オペレータは、検査装置を使用して欠陥又は線幅
といった特徴を検出する。このステップでは、検査装置
はマスクを走査し、特徴を識別する。検査装置は、特徴
を自動的に識別し、あるいは、オペレータが特徴の識別
を手助けし得る。フォトマスクのこの検査は、マスクが
顧客に向けて出荷される前にマスク工場にて実行されて
もよく、あるいは、マスクが受け取られるときにウェハ
製造工場にて実行されても良い。一旦、特徴が検出され
ると、検査装置はレビューモードに入り、そして、ステ
ップ２０６にて特徴サイトのビデオ画像がコンピュータ
のモニタ上に映し出される。

【００６４】次に、ステップ２０８では、（図３〜図７
に図示するように）オペレータが計測されるべき特徴の
囲む領域（すなわち、ユーザ関心領域）を描く。特徴を
囲むユーザ関心領域を示すために様々な技術がオペレー
タによって用いられ得る。例として、オペレータは、特
徴を囲む領域をドラッグするために、マウス、トラック
ボール、又は他の入力装置を使用し得る。都合の良いこ
とに、オペレータは特徴の周囲に領域を正確に配置する
判断を要求されず、計測されるべき特徴の大体の範囲の
周囲に領域を大まかに配置することだけが要求される。
この結果、更なるオペレータの介入を伴うことなく計測
ツールは特徴サイト内で特徴の類型を自動的に識別する
と共に、その寸法を自動的且つ正確に計測するように適
応させられているので、オペレータの判断は計測の結果
に影響を及ぼさない。

【００６５】一旦、特徴がユーザ関心領域で囲まれる
と、ステップ２１０にて特徴の要求寸法を算出するため
に特徴サイトからのビデオ画像が用いられる。算出され
るべき特徴の寸法は、その面積、幅、高さ及び他の寸法
を含み得る。好適な発明の実施の形態の１つでは、実際
の特徴の寸法の算出は、ステップ２０２における較正デ
ータの展開のために寸法が既知の試験特徴が計測される
方法と同一の方法で実行され得る。実特徴の寸法の算出
は、図１０〜図３４に図示されているように実行され得
る。

【００６６】一旦、特徴の寸法が算出されると、特徴の
寸法（例えば直径）は、較正データベース内に含まれて
いる（と共に図３５〜図３８、図３９〜図４２、及び図
４３〜図４６の体にグラフ形式で図示されている）較正
データを使用してステップ２１２にて調整される。例え
ば、図３５を参照すると、既に計測された欠陥孔の直径
が５ピクセルの場合には、５ピクセルの直径は０．７ミ
クロンの幅であることを示すプロットを参照する。この
方法では、ミクロン単位の特徴の寸法についての非常に
正確な「真の」値を取得するために、ピクセル単位の特
徴の計測寸法は、較正データに照会され得る。この技術
は、面積、直径、幅、高さ等のあらゆる寸法について用
いられ得る。図３５〜図３８、図３９〜図４２、及び図
４３〜図４６の例示プロットでグラフ状に表されている
この較正データベースの生成は、図９を参照して後に詳
述する。

【００６７】一旦、特徴の寸法（例えば、直径、幅、高
さ）が正確に決定されると、ステップ２１４にてミクロ
ン単位の特徴の寸法がコンピュータのモニタ上に映し出
される。ステップ２１６では、特徴の画像が拡大される
と共に、正確な検査のために１ミクロン×１ミクロンの
グリッドと共に映し出される。ステップ２１８では、オ
ペレータは、後の検索及び解析のために、特徴及び特徴
の計測寸法を説明と共に特徴データベース内に格納する
選択を有する。このとき、オペレータは、特徴の画像及
び特徴の寸法を印刷し得る。この処理の任意のときに、
先に格納されている特徴及び寸法がレビューされ得ると
共に、これら選択済特徴及び関連テキストが選択され得
ると共に印刷され得ることに留意すべきである。一旦、
オペレータが特定の特徴について検出及び計測を終了す
ると、ステップ２２０にて生画像表示がコンピュータの
モニタに返送され、また、オペレータはステップ２０４
にて更なる特徴の検出及び計測を継続する。

【００６８】「較正データの展開」図９は、図８の較正
データ展開ステップ２０２を実行するための技術に関す
る実施形態の１つを図示する。このステップは、欠陥及
び線といった様々な特徴の類型の各々について較正デー
タを展開するために用いられ得る。欠陥及び／又は線の
各類型について、多項式曲線を生成するための多くのデ
ータ点を生成するために、特定の欠陥又は線幅について
の多くの異なる寸法が計測される。これら特徴の寸法
は、特徴の計測に用いられる光子の寸法に近いので、一
般的に、多項式曲線は、寸法が１ミクロン未満である特
徴についてのデータ点のプロットによりもたらされる。
つまり、特徴の計測に用いられる光子の寸法（約０．５
ミクロン）が計測を阻害し始めるほど特徴は非常に小さ
いので、関係は、非線形であり、多項式曲線（しばし
ば、二次方程式）としてもたらされる。計測される特徴
の寸法が特徴を照らすと共に計測するために用いられる
光の波長の２倍未満のとき、多項式曲線は都合がよい。
例として、可視光線に関して、多項式曲線は、直径が１
ミクロン未満の特徴について都合がよい。

【００６９】例えば、図３５の孔欠陥プロットを参照す
ると、欠陥のその類型について非線形較正曲線を展開す
るために、約０．５ミクロンから約１．１ミクロンの範
囲に及ぶ孔欠陥の７つの異なる寸法が計測されているこ
とが理解され得る。したがって、より正確な計測値を取
得するために、実孔欠陥についての計測値は、このデー
タを参照し得る。

【００７０】ステップ２３０は、各特徴類型についての
較正プロットを生成するために、各特徴類型の全てにつ
いてループを実行すると共に較正データを生成する。発
明の実施の形態の１つでは、欠陥孔、スポット、貫入及
び突出、及び水平不透明線、水平透明線、垂直不透明
線、及び垂直透明線を含む線幅特徴、を含む８個の特徴
類型が存在する。当然ながら、較正プロットは、他の特
徴類型についても展開され得る。全特徴が解析され、計
測されると、このステップは終了する。ステップ２３２
は、各特徴の類型についての種々のデータ点を計測する
ループを実行する。例えば、図３５の孔欠陥プロットに
示されるように、その欠陥類型について特定の較正曲線
をもたらすプロットについての７つのデータ点を生成す
るために、計測される孔の７つ寸法が存在する。任意の
数の特徴類型の寸法は、このステップで計測され得る。
これら人工特徴の各寸法について、ステップ２３４及び
ステップ２３６が実行される。一旦、各寸法が計測され
ると、制御はステップ２３８に移行する。

【００７１】ステップ２３４では、特定の特徴類型の特
定の寸法についての特徴面積及び高さが計算される。こ
のステップについての詳細は、図１０を参照して後述す
る。また、図２４から理解されるように、線３９２のプ
ロファイル３９６に基づく面積３９５が関心領域（ＲＯ
Ｉ）の高さで除算されるとき線幅３９４がもたらされる
ので、線幅が特徴面積から計算され得る。さらに、この
ステップは、図８のステップ２１０に記載されているよ
うに、計測されるべき実際の特徴の寸法を計算するため
に用いられ得る。

【００７２】ステップ２３６では、特定の特徴の特定の
寸法についての計算済特徴面積が先の（すなわち、既知
の）特徴寸法と共に較正データベース中に追加される。
このステップでは、特徴の計測高さもまた較正データベ
ースに追加され得る。

【００７３】較正データベースは、幅広い方法で実行さ
れ得ると共に構成され得る。例として、較正データベー
スは、各欠陥寸法及び対応するミクロン単位の参照寸法
についての計測特徴面積（又は他の寸法）のリストを含
む。VERIMASKは、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）又はビッカ
ース装置といった非常に精度の高い計測装置を用いて計
測済の既知の寸法を備える人工的に生成された欠陥及び
線幅を有するので、ミクロン単位の参照寸法が知られて
いる。ステップ２３６では、計測済特徴領域が較正デー
タベースに追加されると、オペレータはミクロン単位の
参照寸法の入力を促され得、あるいは、ミクロン単位の
参照寸法がコンピュータにより計測されたピクセル単位
の寸法と共に自動的に入力され得る。発明の実施の形態
の１つでは、欠陥が円形であると仮定され、欠陥の直径
は計測済特徴面積から決定されると共に、ピクセル単位
のこの直径は対応するミクロン単位の真の基準直径と共
に較正データベース中に入力される。較正データベース
中へのこのような入力は、図３５中に図示されているよ
うなデータ点の１つ、あるいは、図３５〜図３８、図３
９〜図４２、又は図４３〜図４６に図示される任意の他
のプロットを表す。一旦、ステップ２３２が１つの特徴
寸法に関するデータを加えると、制御はステップ２３２
に戻る。

【００７４】一旦ステップ２３２が特定の特徴について
の全データ点の計算を完了すると、制御はステップ２３
８に移行する。ステップ２３８では、特定の特徴類型に
ついて展開されたデータ点は、図３５〜図３８、図３９
〜図４２、又は図４３〜図４６に図示されるような較正
曲線を生成するために用いられる。その後、この較正曲
線、及びこれに対応する多項式もまた、実欠陥の実寸法
を決定する際の後の参照のために較正データベース内に
格納される。本発明に係る発明の実施の形態の１つで
は、（０，０のデータ点を含む）各特徴類型について最
小二乗曲線の計算により、ステップ２３８が実行され
る。その後、この曲線及びこれに対応する多項式（例え
ば、ａｘ²＋ｂｘ＋ｃ）が較正データベースに格納され
る。一旦、特定の特徴類型についての較正曲線が計算さ
れると共に、較正データベース中に格納されると、制御
はステップ２３０に戻り、残りの特徴類型の各々につい
て較正曲線が展開される。一旦、各特徴類型についての
全ての較正データが取得されると、較正データ展開ステ
ップは終了する。

【００７５】「プロファイルの展開、光束量、面積及び
線の計測」図１０は、図９のステップ２３４における特
徴面積及び高さを計算するための技術の実施形態の１つ
を図示する。ステップ２５０では、強度範囲、特徴類型
の決定、特徴周りのシステム関心領域の寸法の決定する
ためにビデオデータが前処理されると共に、そこからの
光束が特徴を通過する満足する質の解析用原画像を生成
するために解析用原画像からの束が決定される。処理さ
れるビデオデータは、較正データを展開するために用い
られる寸法が既知の参照特徴についての試験データを表
し得、あるいは、計測されるべき実特徴のビデオデータ
を表し得る。このステップの詳細については図１１を参
照して後述する。

【００７６】一旦、ビデオデータが前処理されると共に
満足する質の解析用原画像が生成されると、ステップ２
５２にて特徴を通過又は特徴により遮断される光束が決
定される。このステップは、特定の特徴の複数のプロフ
ァイルを展開すると共に、光束を決定するために最適な
プロファイルを選択する。光束は媒体を通過する光子数
に対応すると共に光子量の単位で表される。スポットあ
るいは線といった不透明な特徴は、光子の通過を阻止し
て光束を減らし、一方、線間の空間又は線中への貫入に
より生成されたギャップにより形成されるようなマスク
の透明部分は、光子を容易に通過させて光束を増加させ
る結果をもたらす。このステップの詳細については図１
４を参照して後述する。

【００７７】一旦、光束量が決定されると、ステップ２
５４にて、決定光束量を強度範囲で除算することにより
特徴領域のピクセル数が決定される。この方法では、ピ
クセル単位の特徴面積が決定され得ると共に、欠陥の直
径又は線幅が特徴面積から容易に決定され得る。例え
ば、図２４から判るように、線３９２のプロファイル３
９６に基づく面積３９５が関心領域（ＲＯＩ）高さによ
り除算されるとき線幅３９４をもたらすので、線幅の寸
法は特徴面積から計算され得る。光束量は光子数で計測
され、強度範囲は光子数／矩形ピクセルで計測されるの
で、強度範囲による光束量の除算は、直径又は幅を生じ
る矩形ピクセル単位の面積をもたらす。このピクセル単
位の測定直径又は幅は、その後、（較正データが展開さ
れる場合には）参照特徴寸法と共に較正データベース中
に加えられ得、あるいは、（実欠陥又は実線幅が計測さ
れる場合には）ピクセル単位の直径又は幅は、ミクロン
単位の真寸法をリターンするために較正プロットの１つ
に関連付けられ得る。

【００７８】ステップ２５６では、全光束量を強度範囲
で除算することにより欠陥高さ又は線を決定するため
に、強度プロファイルの１列に基づき決定される全光束
量が用いられ得る。このピクセル単位の高さは、その
後、（試験特徴についての）較正データベースに加えら
れ得、又は、実特徴の正確な高さを決定するための較正
プロットに関連付けられ得る。

【００７９】図１１は図１０のビデオデータ前処理ステ
ップの実施形態を図示する。このステップは、特徴につ
いての強度範囲を決定するため、特徴の類型を決定する
ため、必要に応じて参照画像を取得するため、及び満足
する質の解析用原画像を生成するために用いられる。ス
テップ２６０では、カメラガンマ値がカメラ光学のガン
マオフセットを修正するために用いられる。カメラガン
マ値は全カメラ電子技術に固有であり、各カメラについ
て既知の値を有する。カメラに対する光入力に対する電
圧出力が非線形なので、このステップにおいて修正され
る。

【００８０】ステップ２６２では、計測されるべき特徴
についての強度範囲が決定される。強度値又は範囲は幅
広い方法で決定され得る。例として、ステップ２６２は
１つの可能性ある技術を表している。強度範囲の値は暗
ピーク平均から明ピーク平均の範囲を表すと共に、照度
の変化、又はカメラのゲインについて一定である。強度
範囲は（光子／矩形ピクセルを表す）ディジタル化され
た単位で表現され、中間階調について一般的に０〜２５
５の範囲にある。値「０」はクロムが存在するようなス
ペクトルの一端を表し、値「２５５」はマスクの透明部
分のような他端を表す。一般的に、値２５５の強度は約
１０，０００個の光子と等しい。このステップの詳細に
ついては図１２を参照して後述する。

【００８１】ステップ２６４では、計測されるべき特徴
が孤立されると共にその類型が決定される。境界ボック
スは、特徴を囲むと共にその類型を決定するために用い
られる。このステップの詳細については、図１３を参照
して後述する。

【００８２】続くステップ２６６〜２７２は、満足でき
るプロファイルを生成するために満足する質の解析用原
画像が確実に得られるようにする。光束を決定する際の
プロファイルの展開及び使用の詳細については、図１４
を参照して後述する。特徴はかなり複雑なので、計測さ
れるべき実際の特徴は、しばしば（のこぎり歯状の、平
らでない又は非線形な）粗悪な基線を有する質の悪いプ
ロファイルの生成をもたらす。例えば、縁欠陥のような
欠陥は、真っ直ぐな縁よりも線の湾曲部上に存在し得、
また孤立させられた欠陥は、その特徴についての展開済
プロファイルに影響を及ぼす他の特徴に非常に近接して
存在し得る。したがって、計測された実特徴について満
足できるプロファイルを取得し得ない場合には、その画
像についての参照画像を取得しなければならない可能性
がある。図３２は、基線がほとんど直線状であると共に
その左右の余白の標準偏差がかなり低い、満足できる基
線を有するプロファイルの例である。

【００８３】実特徴についてプロファイルが展開され、
また、そのプロファイルが真っ直ぐでない基線を有する
場合には、満足できる質の解析用原画像を取得するため
にステップ２７０及びステップ２７２が実行される（図
１４参照）。ステップ２７０では、オペレータに対して
検討中の特徴サイトについての参照画像の取得が促さ
れ、その後、欠陥を含む現在の実特徴サイトからこの参
照画像が引かれる。参照画像は、欠陥を伴わずに現れる
べきマスクの満足できる画像である。この参照画像は、
マスクデータベース、又は先のダイ上のマスクから取得
され得る。実画像から参照画像を削除することにより、
計測されるべき特徴を囲む任意の複雑な特徴が画像から
除去され、また、計測されるべき欠陥だけが画像中に残
る。次に、ステップ２７２では、この画像の差が解析用
原画像として格納される。

【００８４】これに対して、人工欠陥及び実特徴のほと
んどは、異なって取り扱われる。較正目的で使用される
参照の人工欠陥は、非常に単純であり複雑ではないの
で、通常、その特徴は常に真っ直ぐな基線を備える満足
できるプロファイルを有する。したがって、特徴の較正
についてステップ２６６の結果が否定の場合には、ステ
ップ２６８にて現在のビデオ画像が解析用原画像として
格納される。また、実特徴の計測について先ず特徴が計
測され、この時点で展開されているプロファイルが存在
しない場合には、ステップ２６８にてその特徴について
のビデオ画像もまた解析用原画像として格納される。さ
らに、線幅の計測について、満足できるプロファイルが
通常、取得され、ステップ２６８が実行される。一旦、
（ステップ２６８又はステップ２７２のいずれかにて）
ビデオ画像が解析用原画像として格納されると、計測ツ
ールは、解析用原画像を参照することにより、何時でも
通過した光束、又は特徴により遮断された光束を決定す
ることができる。

【００８５】図１２は、図１１のステップ２６２におけ
る強度範囲を決定するための技術の１つを図示する。強
度範囲は、特徴領域内のピクセル数を決定するために、
決定光束と共に用いられる。光束値に影響を及ぼす光線
変化を補正するために、強度範囲についての値が単なる
強度値に代えて用いられる。例えば、カメラゲインが倍
増され、又は倍の照度が特徴上で用いられ得る場合に
は、光束は２倍になると共に特徴の寸法の計測に影響を
及ぼす。しかし、照度が２倍の場合には、強度範囲もま
た２倍になると共に計測値は一定である。

【００８６】ステップ２７４では、特徴についての強度
ヒストグラムが計算される。ヒストグラムは光強度値に
対する各強度値が占める面積のプロットであり、特徴サ
イトについての強度範囲を決定するために用いられる。
図１９は特定の特徴の強度範囲を決定するために用いら
れ得るヒストグラム３００を図示する。このヒストグラ
ム例は、０〜２５５の範囲の強度軸３０２、及び特定の
強度が占める面積をピクセル単位で示す面積軸３０４を
有する。この例の特徴は、暗強度領域３０８、明強度領
域３１０、及び中間階調強度領域３１２を定義するヒス
トグラム３０６を有している。暗領域の頂点は暗ピーク
平均３１４をもたらし、明領域の頂点は明ピーク平均３
１６をもたらす。この特徴についての計算済ヒストグラ
ムを使用することにより、ステップ２７６にて暗ピーク
平均強度及び明ピーク平均強度が、計算済ヒストグラム
の暗ピーク平均３１４及び明ピーク平均３１６を参照す
ることにより決定される。この後、明ピーク平均強度か
ら暗ピーク平均強度を削除することにより強度範囲が決
定される。したがって、照度が２倍の場合には、ピーク
は２倍離れると共に強度範囲もまた２倍になり、計測特
徴面積は一定である。

【００８７】ステップ２７８は、ピークの１つが欠落し
ているか否かを決定することにより、満足するヒストグ
ラムが取得済であるか否かを決定する。満足するヒスト
グラムは、通常、中間領域３１２の谷よりも４倍大きな
面積の暗ピーク、及び谷領域よりも４倍大きな面積の明
ピークを有する。欠陥周りの小領域を分析することによ
り満足するヒストグラムが取得され得ない場合には、欠
陥周りの大領域が分析される。スポット、孔といった孤
立欠陥については欠陥周りに全黒又は全白のいずれかが
存在するので、分析済画像がどれ程大きいかは違いをも
たらさない。欠陥周りの大領域を分析することにより、
満足するヒストグラムが取得できない場合には、ステッ
プ２８０では、最近の最も満足する画像に基づくヒスト
グラム値が用いられる。

【００８８】図１３は、図１１のステップ２６４におけ
る計測されるべき特徴の画像を孤立させると共にその類
型を決定するための技術を図示する。このステップは、
図１４のプロファイルを展開する際に用いられるシステ
ム関心領域についての寸法をリターンし、また、特徴の
類型を決定する。ステップ２８２では、ユーザ関心領域
のビデオ画像内の暗部分及び明部分について境界ボック
スが決定される。境界ボックスは、連続暗特徴又は連続
明特徴の大きさを決定する。境界ボックスの決定は、幅
広い方法で実行され得る。例として、境界ボックスを決
定するために「ブラブ（blob）分析」として知られてい
る技術が用いられ得る。

【００８９】例えば、図３の特徴サイト７０は、境界ボ
ックス７３により囲まれているスポット欠陥７１を図示
する。この境界ボックス７３は、スポットの外郭にしっ
かりと一致し、ユーザ関心領域７２内に完全に含まれて
いる。同様に、図４の孔７６についての境界ボックス
は、孔をしっかりと囲み、ユーザ関心領域内に完全に含
まれている。これに対して、図５〜図７の突出、貫入、
線といった他の欠陥について形成される境界ボックス
は、ユーザ関心領域内に完全には含まれず、識別された
ユーザ関心領域と同一線上にある。特徴の暗領域及び明
領域はユーザ関心領域７２内で完全に孤立化されていな
いがユーザ関心領域の境界まで延びているので、これら
特徴についての境界ボックスは、ユーザ関心領域に触れ
ている。

【００９０】この方法では、形成されている境界ボック
スの分析は、特徴の類型の決定に役立つ。ステップ２８
４では、暗特徴及び明特徴についての境界ボックスがユ
ーザ関心領域の縁に触れているか否かが決定される。答
えが否の場合には、ステップ２８６にて、特徴かスポッ
ト又は孔といった孤立欠陥であると判断され、システム
関心領域の寸法の決定を補助するために用いられる寸法
が境界ボックスの寸法であると決定される。

【００９１】しかしながら、境界ボックスがユーザ関心
領域に触れている場合には、特徴は縁欠陥又は線幅であ
り得る。したがって、ステップ２８８では、強度プロフ
ァイルが、ユーザ関心領域の境界線周りから取得され
る。ユーザ関心領域は非対称たり得るので、理想状態で
は境界の一部が用いられ得るが、境界周りのプロファイ
ルを取得することは都合がよい。この強度プロファイル
は、暗領域、明領域、及びその間の移行領域を識別す
る。ステップ２９０では、強度プロファイルの暗から明
への（又は明から暗への）移行数が数えられる。この暗
から明への移行数の数え上げの使用例は、図６及び図７
の例示中に見出され得る。例えば、図６では、ユーザ関
心領域内の縁欠陥は、線の外部にわずか１つの明領域を
有し、１つの暗領域は線自身である。したがって、線か
ら線の外部領域へ向かうわずかに１つの暗から明への移
行が存在する。これに対して図７は、暗線領域９１の外
部に存在する２つの明領域９５、９６を図示する。した
がって、線９１の両縁に２つの暗から明への移行が存在
する。

【００９２】暗から明への移行数は、特徴の類型を決定
するために用いられ得る。ステップ２９２は１つの暗か
ら明への移行が存在するか否かを試験する。存在する場
合には、ステップ２９４にて特徴が縁欠陥であるか決定
され、システム関心領域の寸法の決定を補助するために
用いられる寸法は、完全なユーザ関心領域であると決定
される。しかしながら、１つ以上の暗から明への移行が
存在する場合には、ステップ２９６は、システム関心領
域の寸法はユーザ関心領域であると決定する。ステップ
２８６、２９４、２９６が完了した後、図１１のステッ
プ２６４が完了する。

【００９３】一旦、ビデオデータの前処理が特徴につい
ての強度範囲を決定し、特徴の類型を決定し、そして、
システム関心領域の寸法をリターンすると、図１４は、
それにより、特徴を通過する光束、又は、ビデオ画像中
の特徴により遮断される光束が決定される技術、図１０
のステップ２５２、を提供する。一旦、光束が決定され
ると、特徴の面積が計算され得る。図１４は、それによ
り複数の関心領域（原ユーザ関心領域とは対照的にシス
テム領域）が、計測されるべき特徴のプロファイルを生
成するためにそれぞれ用いられる。その後、これらのプ
ロファイルは、どのプロファイルが計測されるべき特徴
について最も満足のいく光束計測値を提供するかを決定
するために分析される。この技術の使用を通して、水平
でない線についての線幅と同様に、斜めの縁に沿って存
在する縁欠陥が正確に計測され得る。

【００９４】ステップ４００では、特徴が欠陥であるか
又は線幅であるかに依存して、計測されるべき特定の特
徴についての複数のシステム関心領域が生成される。こ
れら複数の関心領域は、計測ツールにより展開された追
加の関心領域であると共に、特徴を識別する際にオペレ
ータが特定する原ユーザ関心領域とは区別される。この
ステップの詳細については、図１５を参照して後述す
る。次に、ステップ４０２では、ステップ４００にて生
成された各関心領域についてプロファイルが展開され、
その詳細については図１６を参照して後述する。ステッ
プ４０４では、どのプロファイルが最も満足のいく光束
計測値を提供するかを決定するために各プロファイルに
ついてのプロファイル統計が展開され、その詳細につい
ては図１７を参照して後述する。ステップ４０６では、
関心ある特徴についてどのプロファイルが最も満足のい
く光束計測値を提供するかを決定するために各プロファ
イルについてのプロファイル統計が用いられ、その詳細
については図１８を参照して後述する。その後、最も満
足のいく光束計測値が図１０のステップ２５２について
の決定光束値として用いられる。

【００９５】図１５は複数の関心領域を生成するための
技術、図１４のステップ４００、の実施形態の１つを図
示する。特徴類型は上記１３にて既に決定されているの
で、ステップ４１０は特徴が線幅であるか欠陥であるか
を試験する。特徴が孤立又は縁欠陥の場合には、ステッ
プ４１２にてシステム関心領域が欠陥について展開され
る。

【００９６】（例えば）スポット欠陥についての４つの
可能性あるシステム関心領域が、図２０〜図２３に図示
されている。図２０は、スポット欠陥３５２を囲む垂直
関心領域３５０を図示する。図２１はスポット欠陥３６
２を囲む水平関心領域３６０を図示し、図２２及び図２
３は、スポット欠陥３７２、３８２をそれぞれ囲む斜め
の関心領域３７０，３８０を図示する。当然ながら、様
々な関心領域について、これら以外の多くの関心領域の
向き（配向と呼ぶ）が可能である。

【００９７】複数の関心領域は、欠陥の満足いくプロフ
ァイルを生成するために有用である。欠陥が縁上に在る
場合には、真っ直ぐな基線を伴う満足いくプロファイル
を取得するためにプロファイルは縁に対して平行である
ことが最も好ましい。また、欠陥が対角線付近又は対角
線上にある場合には、プロファイルは対角線に平行な対
角線であるべきである。また、これらの縁又は線は水
平、垂直、あるいは４５度の角度であり得るので、これ
らの縁に対して平行に走る複数の関心領域は、有用であ
る。フォトマスク上のほとんどの線及び縁は水平又は垂
直であるが、４５度の角度のものも存在する。

【００９８】（マスク及びその特徴の寸法が絶えず縮小
され続けることに起因して）特徴はフォトマスク上で密
に詰まっているので、孤立欠陥もまた水平線、垂直線又
は対角線上あるいはその近傍にてしばしば発見され得
る。また、欠陥が縁上にて発見されることもあり得る。
したがって、複数の関心領域の展開は、複数の関心領域
の少なくとも１つがプロファイルが欠陥付近の縁に対し
て平行となり得ることを確実にする。

【００９９】システム関心領域についての高さ３９１及
び幅３９３の慣行が図２４に図示されている。欠陥につ
いてステップ４１２にて展開されたシステム関心領域の
それぞれの寸法及び欠陥は、幅広い方法で決定され得
る。例として、幅は汚れの寸法を４倍することにより決
定され得、また、高さは、汚れの寸法をユーザ定義高さ
又は図１３にて決定された寸法に加えることにより決定
され得る。ユーザ定義高さは、予めプログラムされてい
てもよく、あるいは、コンピュータからユーザにより選
択されても良い。図２２及び図２３の関心領域の角度は
任意の角度であり得、４５度の角度が上手く機能する。

【０１００】汚れの寸法は、用いられる光学についての
解像度単位の評価であるピクセル単位の経験的に決定さ
れる値である。この値の計算の詳細については図３２を
参照して後述する。わずかな関心領域の展開は、特徴領
域の不十分な計測値を導く満足のいかない展開プロファ
イルをもたらすが、任意の数の関心領域が展開され得る
ことは理解されるべきである。一旦、これら複数の関心
領域がステップ４１２にて展開されると、ステップ４０
０は終了する。

【０１０１】ステップ４１０に戻ると、特徴が線幅であ
ると決定される場合には、ステップ４１４にて２つの関
心領域が計測されるべき線と共に展開される。２つの関
心領域３９６、３９８の例が図２４に図示されている。
これら２つの関心領域は、幅３９４を有する線３９２と
共に展開される。２つの関心領域は、線が少し角度付け
られている可能性があるので、線を通過する光束の決定
を補助するために用いられる。２つの平行な関心領域３
９６、３９８を備えることにより、線の角度は図１８を
参照して後に詳述するように修正され得る。これら２つ
の関心領域の高さ３９１及び幅３９３は、任意の好適な
値であって良い。例として、ユーザ定義高さ（すなわ
ち、図１３にて決定された寸法）に汚れの寸法の２倍を
足しあわせたものと等しい幅が上手く機能する。７個の
ピクセルに等しい高さも上手く機能する。一旦、これら
２つの領域がステップ４１４にて展開されると、ステッ
プ４００は終了する。

【０１０２】複数の関心領域が生成された後、各生成シ
ステム関心領域についての強度分布プロファイルを展開
するための技術が図１６に図示されている。この技術の
詳細は、図２５〜図２７、図２８〜図３１を参照して後
述する。図１６のステップ４２０は、図１４のステップ
４００にて生成された複数の関心領域のそれぞれについ
てステップ４２２〜４２６を実行する。一旦、プロファ
イルが各関心領域について展開されると、ステップ４０
２は終了する。

【０１０３】ステップ４２２では、ピクセルの列を形成
するために複数の関心領域の１つが関心領域の長手方向
へ複数の線に分割される。このステップは、例えば図２
５に図示されている。図２５はその中でスポット欠陥を
囲んでいる関心領域５０２がプロファイル５０６を展開
するために用いられる処理５００を図示する。関心領域
５０２は、特徴サイトのビデオ画像から派生するので、
ピクセルから構成される。このステップは、関心領域の
方向、この場合水平方向、に沿って関心領域をピクセル
の列５０６に分割する。斜めの関心領域は、その長手方
向に平行なピクセルの列に分割される。

【０１０４】次に、ステップ４２４では、強度分布プロ
ファイルを形成するためにピクセル縦列５０８内のピク
セルが各行内で合計される。図２５に図示されるよう
に、プロファイル５０６の一部を形成するために、ピク
セル縦列５１０が足し合わされる。この技術を使用すれ
ば、プロファイル５０６は、スポット欠陥５０４により
プロファイル５１４の強度にくぼみがもたらされるスポ
ット欠陥５０４の位置を除き平坦な基線５１２を有す
る。この時点でスポット欠陥５０４に起因する強度のく
ぼみは、光束がスポットを通過することを妨げる。

【０１０５】欠陥の他の類型についての展開プロファイ
ル例が図２６及び図２７に図示されている。図２６は、
関心領域５１２が線５１６中に貫入する貫入欠陥５１４
を有する処理５１０を図示する。この関心領域について
のピクセル縦列の合計は、プロファイル５１８を生成す
る。ピクセルが線の縁５１６に対して垂直な縦列内で合
計されるので、このプロファイルもまた、平坦な基線５
２０を有する。５２２におけるプロファイル５１８の強
度の増加は、より多くの光束の通過を許容する貫入欠陥
５１４によりもたらされ、これにより、欠陥５１４にお
ける大きな光強度は、プロファイル５１８に高強度５２
２を生成する。

【０１０６】図２７は、関心領域５２２が線５２６上に
突出欠陥５２４を有する処理を図示する。この領域につ
いてのピクセル縦列の合計は、欠陥５２４に起因する領
域５２９内に低強度を有するプロファイル５２８をもた
らす。孔欠陥といった他の欠陥について、及び線幅とい
った他の特徴についてのプロファイルの展開は同様な方
法によって実行され得ることは理解されるべきである。

【０１０７】図２８〜図３１は、図２０〜図２３にそれ
ぞれ図示されている関心領域を使用して、スポット欠陥
について展開され得るプロファイルの例を図示する。図
２８〜図３１は、対応する関心領域について幅広く変化
する強度分布プロファイルを有するプロファイル５３
０，５４０，５５０，５６０を図示する。図２９のプロ
ファイル５４０だけが、基線が平坦な良質プロファイル
を有しており、プロファイルの特徴領域５４２は特徴の
面積に比例する。これら変化するプロファイルは、良質
プロファイルを捜し出すために複数の関心領域がどのよ
うにして用いられ得るかを説明する。いくつかの関心領
域は満足のいかないプロファイルを生成し得る一方で、
他の関心領域は満足のいくプロファイルを生成し得る。
したがって、複数の関心領域の使用することは都合がよ
い。最も満足のいくプロファイルを捜し出すための各プ
ロファイルについての統計の展開は、図１７及び図１８
を参照して後述する。

【０１０８】一旦、関心領域について強度分布プロファ
イルが形成されると、ステップ４２６にて、後の参照の
ためにこのプロファイルがプロファイルリストに加えら
れる。その後、制御はステップ４２０にリターンし、他
のプロファイルが残りの関心領域について展開される。
一旦、これら関心領域の各々についてプロファイルが展
開されると、プロファイルの統計を展開することにより
プロファイルの質が評価され得る。

【０１０９】プロファイル統計の展開について図１７及
び図３２を参照して以下に説明する。図１７はプロファ
イル統計の展開のための技術を説明するフローチャート
である。図３２は、図２５又は図２９のプロファイルの
いずれかと類似する強度分布プロファイル６００の詳細
を図示する。プロファイル６００はスポット欠陥又は突
出欠陥を囲む特定の関心領域に基づき形成される。プロ
ファイル６００は、プロファイルの一例であり、個々の
特徴類型は異なる形のプロファイルをもたらし得ること
は理解されるべきである。プロファイル６００は、強度
軸６０２及び距離軸６０４を有するグラフ上にプロット
される。プロファイル６００は、計測されるべき特徴内
の特定の縦列についての合計ピクセル強度を含む特徴領
域６０６０を有する。プロファイル６００はまた、基線
６０８及び左右余白部６１０、６１２を有する。

【０１１０】図１７に戻り、プロファイルの統計を展開
するための技術を説明する。ステップ４３０は各関心領
域の全てについて展開された各プロファイルに対して実
行される。一旦、全プロファイルについて統計が展開さ
れると、ステップ４０４は終了する。

【０１１１】プロファイルの統計を展開するに当たり、
光学の解像度単位の使用が有用である。本発明に係る実
施形態の１つでは、解像度単位を評価するために汚れ寸
法が経験的に決定される。実施形態の１つでは、汚れ寸
法は経験的に以下のように決定され得る。ほとんど水平
な基線を有する満足する質のプロファイルを用いること
により、最大強度の２０％（６３０）及び最小強度の８
０％（６３４）の計測値が取得される。２０％及び８０
％の値により囲まれる範囲内で水平に配置されるピクセ
ル数は、解像度単位の評価である汚れ寸法６３６である
と決定される。光学系が完璧であると共に全ての焦点が
はっきりと合っており、強度は最大値から０まで段階的
に減少せず、急激に移行するので、これは有効な解像度
単位の概算である。したがって、汚れは強度の段階的な
低下をもたらすので、汚れ寸法の２０％〜８０％強度の
計測値は解像度単位の正当な評価値である。当然なが
ら、他の値及び技術もまた、解像度単位を決定するため
に用いられ得る。

【０１１２】ステップ４３２では、２分の１強度レベル
６２４にて対応する点を見つけだすことにより、プロフ
ァイル６００の左端６２０及び右端６２２が決定され
る。次に、ステップ４３４では、左余白端６４４及び右
余白端６４６を決定するために、１解像度単位６４０、
６４２に等しい距離が左端６２０及び右端６２２からそ
れぞれ計測される。対応する左右余白の外側端は、それ
ぞれプロファイル６００の最大強度の５％（６２６）の
点６５２、６５４を見出すことにより決定される。

【０１１３】一旦、各々の端を位置決めすることにより
左余白部６１０及び右余白部６１２が定義され、ステッ
プ４３６にて、これら２つの余白と共に平均強度値が基
線強度６０８を形成するために用いられる。次に、ステ
ップ４３８では、特徴領域６０６だけを残すために基線
強度６０８がプロファイル６００から削除される。基線
の削除は、背景要素が取り除かれる図１１のステップ２
７０と類似の効果を有する。すなわち、特徴の存在に起
因しない強度値が除去される。基線を削除する利点は参
照画像を取得する必要のないところにある。より詳細に
は、基線の削除は、マスク上の線及び関心領域間におけ
る照度のばらつき、又は僅かな回転を調整する。これら
は、傾けられるが真っ直ぐな基線をもたらす。基線を削
除した後、余白は、以下のグラフに図示されるように低
い標準偏差をもたらす。

【０１１４】ステップ４４０では、基線がどれ位平坦で
あるかの目安を与えるために、左右余白強度についての
標準偏差が決定され、基線がどれ位平坦であるかは、プ
ロファイルが満足する質であるか否かを示すと共に正確
な光束読取値をもたらす。例えば、低標準偏差は、満足
する基線を示す一方で、データ内の過剰ノイズは、デー
タ点に平均からの大きな偏差をもたらすと共に満足しな
い基線をもたらす。ステップ４４２では、特徴を通過す
る総光束数を計算するために、左余白端６４４及び右余
白端６４６間の強度が合計される。その後、この総光束
数は、特徴の面積又は他の寸法を決定するために用いら
れる。

【０１１５】総光束数はまた、特徴の高さ又は線幅の決
定を助けるために計算される。線幅について、総光束数
は計測されるべき線の一部の面積に一致する関心領域の
面積をもたらす。例えば、図２４は線３９２の面積３９
５を図示する。総光束数が決定される場合には、これは
面積３９５の値をもたらす。この面積値をＲＯＩ高さ３
９１によって除算すると線幅３９４がもたらされる。

【０１１６】特徴の高さはまた、プロファイルの１つの
縦列の総光束数に基づいて決定され得る。総光束数を強
度範囲で除算するとその縦列の面積がもたらされる。欠
陥が不透明（あるいは完全に透明）であると仮定する場
合、縦列は１ピクセル幅なのでその縦列の面積は高い測
定値を導く。したがって、高さは面積に等しい。

【０１１７】一旦、光束及び標準偏差がプロファイルに
ついて計算されると、ステップ４４４にて、プロファイ
ルについてのこのデータは後の参照のために格納され
る。その後、制御は、任意の残存プロファイルについて
統計が展開されるステップ４３０にリターンする。

【０１１８】図１８は最も満足いく光束を決定する図１
４のステップの実施形態の１つを図示する。最も満足い
く光束測定値は、図１７にて各プロファイルについて展
開されたプロファイルの統計を参照することにより決定
される。ステップ４５０は、特徴が欠陥であるか線であ
るかを決定する。特徴が欠陥の場合には、左右余白につ
いて最低平均標準偏差を有するプロファイルが取り上げ
られ、そのプロファイルに関連する全光束計測値が欠陥
についての決定光束として図１０リターンされる。余白
について最低標準偏差を有するプロファイルだけが、最
も満足のいく、最も正確な欠陥についての光束測定値を
有するので、プロファイルの１つだけがステップ４５２
で取り上げられる。すなわち、最良のプロファイルだけ
が欠陥の面積に比例する総光束計測値を有する。

【０１１９】図２８〜図３１を参照して判るように、関
心領域についての種々の配向は広く変化するプロファイ
ルを生成する。（例えば）図２９のプロファイル５４０
は、比較的平坦な基線５４１を有するので、それの左右
余白についての平均標準偏差は非常に低く、これは、こ
のプロファイルは欠陥を通過する光束又は欠陥により遮
断される光束を最も正確に反映する光束計測値を有する
特徴領域５４２を提供する旨を示す。一旦、ステップ４
５２にてこのプロファイル及び光束が決定されるとステ
ップ４０６は終了する。

【０１２０】一方、特徴が線幅の場合には、ステップ４
５４にて全プロファイルについての総光束数値の平均値
が決定される。（図２４に図示されるような）線幅につ
いて生成された２つの関心領域が線に対して共に同一角
度であると共にほぼ同一のプロファイル及び光束数値を
生成するので、ステップ４５４では、最低標準偏差を有
するプロファイルを選択する代わりに総光束数値の平均
値が決定される。ステップ４５６では、おそらく角度付
けられている線を補正するために、両プロファイルの左
右縁部に基づき回転補正が計算される。この回転補正
は、幅広い方法で実行され得る。例として以下の公式が
用いられ得る。

【０１２１】theta(θ)=fabs(atan*²(計測中央差，ROI
間隔距離)) theta(θ) 補正=cosine(theta(θ)) ここで、計測中央差は各関心領域についてのプロファイ
ルの左側縁位置間の距離であり、ＲＯＩ間隔距離は２つ
の関心領域間のピクセル単位の距離である。

【０１２２】次に、ステップ４５８では、計測線幅につ
いての補正光束計測値を決定するために計算回転補正
（θ補正）が総光束数値の平均で乗算される。その後、
ステップ４０６は終了する。

【０１２３】ある環境では、線幅を決定するためにプロ
ファイルを展開するために他の技術が用いられ得る。こ
の技術について図３３及び図３４を参照して説明する。
図３３は、他の線７０８から１解像度単位以上の距離７
０６離れている線７０４についてプロファイル７０２を
展開する処理７００を図示する。２本の線７０４、７０
８が１解像度単位以上の距離だけ離れている限り、線領
域７０４内のピクセルの合計は線７０４の幅に一致する
特徴領域７０８を有する満足いくプロファイル７０２を
もたらす。

【０１２４】これに対して、図３４は線７５８から１解
像度単位未満の距離７５６離れている線７５４について
プロファイル７５２を展開する処理７５０を図示する。
この例では、２本の線が１解像度単位未満しか離れてい
ないので、共に線７５４の幅に一致しない特徴領域７６
０、特徴領域７６２及び中間領域７６４を有するプロフ
ァイル７５２をもたらす。領域７６０、７６２、７６４
により形成されるこの拡大特徴領域は、３本の線が１解
像度単位よりも近接しているために生じる。このような
組合せ領域は、追加の処理なくして満足いく基線を展開
に有用でない。

【０１２５】しかしながら、半波高全幅値を使用するこ
とにより、線７５４の幅に対応する特徴領域７６２がや
はり定義され得る。この技術では、プロファイルの５０
％の点７７０、７７２が定義され、これらは適当な特徴
領域の左右端に対応する。一旦、この特徴領域が定義さ
れると、その後、プロファイルの統計を展開すると共に
真の線７５４の幅を示す光束測定値を生成するために、
図１７、図１８及び図３２を参照して既述したように特
徴領域７６２が分析され得る。このような技術が用いら
れる場合には、半波高全幅値を用いて計測された４つの
類型の線幅の各々について較正データを提供するため
に、４つの追加較正プロットが用いられる。

【０１２６】これら類型の測定値に関連する非線形に起
因して、線幅の測定に際して用いる、他の線又は他の特
徴に１解像度単位よりも近接している異なる較正プロッ
トの展開は都合がよい。他の特徴の接近は問題となる線
の計測に歪みをもたらすので、非線形はある程度生じ
る。これらの線幅の類型を計測するための多項式較正曲
線の展開は、より正確な線幅の決定をもたらす。

【０１２７】「一般的な不透明度、幅及び高さ計測の説
明」課題を解決するための手段にて述べたように、ミク
ロン単位以下の寸法を有する特徴の不透明度、幅及び高
さの正確な計測能力は都合がよい。以下の説明は、それ
らの寸法を計測するための実施形態を示す。

【０１２８】図４７は不透明物質に関するコントラスト
対直径の関係を示すグラフ７８０を図示する。グラフ７
８０は、不透明度曲線７８２を図示する。その直径に関
連して不透明物質について知覚されたコントラストを表
す。不透明度曲線７８２は、光波長よりも大きな直径を
有する不透明物質（例えばクロムスポット欠陥）は、点
７８４又はそれ以上（１００％コントラスト）にて不透
明度曲線に当たる旨を示している。すなわち、点７８４
では（及びこの直径よりも大きな不透明物質について）
不透明物質はその背景に対して１００％のコントラスト
を有する。当然のことながら、直径０の特徴に関して
は、その背景に対するコントラストは０％となる。しか
しながら、これら２点間における、背景に対する不透明
物質のコントラストは、０％〜１００％の間で変化す
る。

【０１２９】１つの理由は、このような特徴の寸法が用
いられる光学系の解像度に近づくことにある。すなわ
ち、解像度に近い、又は解像度未満の寸法を有する特徴
のにじみは、特徴が完全に不透明の場合であっても１０
０％未満のコントラストをもたらす。例えば、点７８６
は、０．５ミクロンに近い直径を有すると共に、背景に
対する約６０％程度のコントラストを有するスポット又
は孔欠陥を表す。

【０１３０】都合のよいことに、本発明は、そのコント
ラストがその計測済直径と比較されるとき、完全には不
透明でない物質が不透明度曲線に当たる点を識別する。
例えば、（完全には不透明でない汚れ又は他の物質とい
った）部分的に透明なスポット欠陥は、カメラにより受
光されるより多くの光束を生成することになる。（完全
に不透明なスポット欠陥と異なり）より多くの光束が受
光されるので、スポット欠陥は実際よりも小さな直径を
示す。さらに、スポット欠陥は完全には不透明でないの
で、そのコントラストは完全に不透明なスポット欠陥よ
りも低い。点７８８は、約０．２ミクロンの計測済直径
を有する半透明スポット欠陥の計測済直径を表す。その
コントラストは約３０％である。しかしながら、この計
測済直径及びコントラストは、にじみ効果及び半透明の
スポット欠陥に起因してそれらがあるべき値よりもいく
らか低い。これら測定値及び完全不透明スポット欠陥に
ついての不透明度曲線データを考慮に入れることによ
り、本発明はスポット欠陥の不透明度百分率を決定する
ことが可能となり、この結果、欠陥の計測寸法を訂正す
ることができる。

【０１３１】上述の情報を用いスポット欠陥の不透明度
を解決するために種々の技術が用いられ得る。例えば、
図５５は不透明度を経験的に解決する発明の実施形態の
１つを示す。この発明の実施の形態では、点７８８を生
み出す計測済スポット欠陥は、不透明度曲線上の点７９
０に当たるまでその不透明度が調整される。点７９０を
生み出す調整不透明度は、スポット欠陥の訂正不透明度
として決定される。上記情報が与えられた場合の不透明
度に関する解決方法は、分析的に、又は他の同様な技術
を用いて実行され得る。

【０１３２】図４８〜図５１は、特徴の幅を決定する技
術を説明する。図４８は特徴に関する強度プロファイル
の展開８００を説明する。特に、強度プロファイル８０
４は、スポット欠陥８０２から展開される。プロファイ
ル８０４は、比較的シャープである、すなわち高曲率を
有している。図４９は、比較的大きなスポット欠陥８０
６についての強度プロファイル８０４の展開８０１を説
明する。プロファイル８０８は、比較的フラットであ
る、すなわち低曲率を有している。２つの図から分かる
ように、小さな欠陥は大きな欠陥と比較してよりシャー
プな曲率を有する強度プロファイルを生成する。この観
察により、図５０，図５１及び図５６を参照して以下に
説明するように、特徴の幅をプロファイルの曲率から計
算することができる。

【０１３３】図５０は、曲率計算を説明する特徴につい
ての強度プロファイル８１０である。点Ａ，Ｂ，Ｃは、
強度値を示し、強度プロファイル８１０上に配置され
る。点Ｂはプロファイルピークに在り、点Ａ、Ｃはその
ピークから水平方向にオフセットされた位置に在る。プ
ロファイルの曲率は以下の公式を用いて計算される。

【０１３４】曲率＝Ｂ＊²−（Ａ＋Ｃ）一旦、強度プロファイルについての曲率が計算される
と、この数字は以下に説明するように特徴の幅を決定す
るために用いられる。

【０１３５】図５１は、特徴の幅を決定するために用い
られるプロファイルの曲率がどのようにして計算される
かを説明する曲率対幅のグラフ８１８である。グラフ８
１８は、特徴のプロファイルの曲率と特徴の幅との間に
おける関係を示す曲線８１９を有する。曲線８１９から
分かるように、光波長の約３〜４倍の幅を有する大きな
特徴は、０に近い曲率を有するが、光波長に近い又はよ
り小さい幅を有する非常に小さな特徴については、曲率
は増加する。強度プロファイル８１０から計算曲率を得
て、それを曲線８１９に当てはめることにより、特徴に
ついての幅が決定され得る。本発明の好適な発明の実施
の形態では、曲線８１９はルックアップテーブル内に表
され、また、等式として表され得る。

【０１３６】図５２〜図５４は、特徴の高さを決定する
ための技術を説明する。図５２は、幅広い特徴の任意の
１つについて計算済みの強度プロファイル８２０であ
る。プロファイル８２０は、１ミクロンよりも概ね大き
い寸法の特徴のプロファイルを表すと共に欠陥の高さを
計算する際に有用である。縦列８２２は、プロファイル
８２０のピークにて中央化されている光強度の１ピクセ
ル幅の縦列である。先に述べたように、光強度の複数の
縦列の足し合わせにより、欠陥面積を計算することがで
きる。縦列は１ピクセル幅なので、領域８２２の面積は
欠陥の高さに比例する。この方法では、約１ミクロン以
上の寸法を有する欠陥高さは既述の技術を用いて計算さ
れ得る。

【０１３７】しかしながら、寸法が約１ミクロン未満の
特徴（すなわち、光波長に近い寸法を有する特徴）に関
しては、にじみ効果がこれら特徴の高さの正確な計測を
より困難なものにする。特徴が顕微鏡の解像度に近い場
合には、にじみは粒子ビームを用いる計測システムにお
いても発生する。図５３は、用いられる光波長に近い寸
法を有する特徴についてのプロファイル８３０を説明す
る。プロファイル８３２は、取得され得る場合には真の
プロファイルを表し、また、欠陥の真の高さに比例す
る。しかしながら、にじみ効果に起因して、プロファイ
ル８３２は、プロファイル８３４によって示されるよう
な形状をもたらし、予測よりもいくらか平らである。計
測された光束、またはプロファイル下の面積は、各プロ
ファイルについて同一である。しかしながら、寸法が約
１ミクロン未満である特徴について高さを決定するため
の縦列８３６に対する依存は、欠陥の真の高さよりもい
くらか小さい高さについて値をもたらす。このような特
徴の真の高さを取得するために、本発明の実施の形態１
つは高さ乗数を用いる。

【０１３８】図５４は特徴の計測済幅と用いるのに適当
な高さ乗数との関係を表す曲線８４２を示す幅対高さ乗
数のグラフ８４０である。図５６にてより詳細に説明す
るように、一旦、特徴について幅が計測されると、特徴
の真の高さを取得するために曲線８４２から取得された
高さ乗数は、計測済高さと乗算される。曲線８４２から
分かるように、１ミクロンより概ね大きな幅を有する特
徴は、１の高さ乗数を有する。点８４３によって表され
るように、約０．５ミクロンの幅を有する特徴は、約２
の高さ乗数を有し、０．５ミクロンよりいくらか小さな
幅を有する特徴は、約１５の値に接近する高さ乗数を有
する。曲線８４２にて表されるデータは、ルックアップ
テーブル内に格納されることが好ましい。データの引出
に関しては図５７を参照して説明する。

【０１３９】「不透明度、幅及び高さの詳細な計算」任
意の種々の特徴及び／又は欠陥についての不透明度、幅
及び高さの決定について続く図面を参照してより詳細に
説明する。これら量の決定は特定の順序で説明される
が、この順序は説明のための順序であり、また、これら
の値は他の順序でも計算され得る。さらに、これらの計
算は、特徴及び欠陥の幅広い範囲に適用され得る。既述
のように、本発明は特に、可視光線の波長（約０．５ミ
クロン）に近い、又はそれより小さい寸法を有する特徴
の不透明度、幅及び高さを決定するために適用され得
る。一般的に、本発明は約１ミクロン未満の寸法を有す
る特徴に対して上手く機能することが分かっている。よ
り大まかには、他の光波長及び／又は粒子ビームに対し
て、用いられる波長未満の寸法を有する特徴について上
手く機能する。

【０１４０】既述のように、特徴の不透明度の決定は、
完全には不透明でない特徴の計測された面積、幅、高さ
及び他の寸法の訂正を助ける。不透明度の決定は任意で
はあるが、不透明度値の計算は、完全には不透明でない
特徴の計測寸法の訂正に役立つ。さらに、不透明度の計
算は縁欠陥及び、スポット又は孔といった孤立欠陥に対
して用いられ得る。孤立欠陥とその背景との間のはっき
りとしたコントラストに起因して、孤立欠陥に関する不
透明度の計算はより正確である。縁欠陥に関する不透明
度の計算は、参照差引の後に最も上手く実行されること
が知られている。例えば、クロム線についての参照画像
は、明瞭な背景に対して欠陥だけを生成するために、欠
陥を備える線の実画像から差し引かれる。縁欠陥につい
ての調整及び参照差引技術は、満足のいくコントラスト
の計測を可能にし、この結果、満足のいく不透明度が計
算され得る。さらに、不透明度の計算は、寸法計測値の
訂正補助に加えて、特徴が何から形成されているかを決
定する際に役立つ。例えば、不透明度が約１００％であ
る「堅い」特徴は、金属又は近似物質であると考えら
れ、一方、不透明度の低い「柔らかい」特徴は、汚れの
ような不透明物質であると考えられ得る。

【０１４１】図５５は、これにより特徴の不透明度が決
定され、この結果、特徴の寸法が訂正され得る実施形態
の１つを説明するフローチャートである。ステップ８５
２では、レンズ光学特性、装置特性、にじみ等を補整す
る際に用いるために特徴の計測直径（又は他の寸法）を
調整するための較正データが展開される。本発明の好適
な発明の実施の形態では、このステップは、前述の図８
のステップ２０２に記載されているように実行され、ま
た、ピクセル単位の計測値が正しいミクロン単位に変換
されることを許容する。

【０１４２】ステップ８５４は特徴の不透明度を決定す
る際に用いるための較正データを展開する。この不透明
度較正データは、図４７に図示される不透明度曲線に現
れ得る。本発明の好適な発明の実施の形態では、この不
透明度較正データは、コントラスト対直径のルックアッ
プテーブル内に格納される。この不透明度較正データを
展開するために、すなわち図４７の不透明度曲線及び／
又はコントラスト対直径のルックアップテーブルを生成
するために、異なる直径の多くの完全不透明特徴は、各
々計測コントラストを有する。したがって、コントラス
ト対直径ルックアップテーブルは、完全に不透明である
任意の寸法の特徴に関するコントラストの百分率を提供
する。以下に説明するように、このテーブルは完全には
不透明でない特徴の不透明度を決定する際に有用であ
る。本発明の実施の形態の１つでは、ステップ８５４は
各類型の欠陥又は特徴について異なるルックアップテー
ブルを展開する。いくつかのカメラが線形特性を有する
と共に暗又は明領域にてより多くのゲインを有するの
で、２つのテーブルが展開される。カメラが線形特性を
有する場合には、一般的に２つのテーブルは同一であ
る。

【０１４３】次に、ユーザ関心領域が計測すべき特徴の
周りに展開される。好適な発明の実施の形態では、ユー
ザ関心領域は図８のステップ２０４〜２０８にて記述さ
れているように展開される。ステップ８５６では、この
ユーザ関心領域はレンズのにじみ距離に基づき双方向に
広がる。ユーザ関心領域の拡張は、光波長に近い寸法を
有する極めて小さいいくつかの特徴があることにより生
じる画像の不鮮明化をも許容する。好適な発明の実施の
形態では、領域は各方向に１にじみ距離だけ拡張され
る。各レンズは、自身に関連する特定のにじみ距離を有
し得る。ステップ８５８では、拡張ユーザ関心領域内の
最明ピクセル及び最暗ピクセルについての強度値が決定
される。

【０１４４】ステップ８６０は、好ましくは明ピクセル
値から暗ピクセル値を差し引くと共に、その結果を画像
強度範囲で除することによりこの領域内の特徴コントラ
ストを計算する。この領域についての画像強度範囲は、
図１２の例に図示されているように決定されることが好
ましい。完全には不透明でないこれら特徴について、計
算特徴コントラスト値は、期待され得る値よりも小さ
い。

【０１４５】ステップ８６２は、特徴の直径（又は他の
寸法）を決定する。特徴の直径の決定は、本明細書中に
記載されている方法と近似する種々の方法で実行され得
る。特徴の直径は、図８のステップ２１０に記載されて
いるように決定されることが好ましい。次に、特徴の直
径が、図８のステップ２１２に記述されているように先
に展開された直径較正データを用いて訂正される。ステ
ップ８６２は、プロセス全般の早い時期に実行されても
よい。完全に不透明な特徴について、決定済直径及び計
算済特徴コントラストは、図４７の不透明度曲線上に又
は非常に近接して配置されるデータ点を生成することが
予測される。完全には不透明でないこれら特徴につい
て、そのようなデータ点は不透明度曲線からはずれる、
例えば点７８８、ことが予測される。

【０１４６】ステップ８６４は、先に計算済の特徴コン
トラスト、ステップ８６２にて決定された直径、及びス
テップ８５４にて先に展開済のコントラスト対直径ルッ
クアップテーブルを用いて特徴の不透明度を解決する。
この時点で、不透明度は、取得した情報と共に種々の技
術を用いることにより解決され得る。例として、不透明
度は公式を展開することにより分析的に決定され得る。
不透明度の解決は、ニュートンの法則を用いて経験的に
実行されることが好ましい。

【０１４７】ニュートンの法則を使用して、不透明度は
次のようにして解決され得る。特徴の不透明度は１００
％未満なので、そのコントラストは予測よりも小さい。
また、小さな計算済面積及び直径に起因する特徴の半透
明度はより多くの光束が光学系に到達することを許容す
るので、それの計測済の直径は予測よりも小さい。した
がって、これら２つに基づくデータ点は、図４７の不透
明度曲線上にある必要はない。データ点が曲線を外れる
場合には、どちらが曲線上にデータ点をもたらすかを調
べるために、当業者は、特徴の不透明度百分率を用いて
経験的に推測し得る。一旦、不透明度値についての訂正
が発見される、その訂正が不透明度曲線上のデータ点と
して置かれると、訂正不透明度が決定される。既述のよ
うに、この繰り返し処理は、ニュートンの法則、及びス
テップ８５４にて展開されコントラスト対直径ルックア
ップテーブルを用いて実行されることが好ましい。

【０１４８】一旦、特徴の不透明度が決定されると、ス
テップ８６６は、特徴の計測済直径又は面積を訂正す
る。訂正面積は計測済面積を不透明度で除することによ
り決定され、また、訂正直径は計測済直径を不透明度の
平方根で除することにより決定される。以下に説明する
ようにして決定される計測済高さについて、その値は計
測済高さを不透明度で除することにより訂正され得る。

【０１４９】図５６は本発明に係る発明の実施の形態の
１つに従う特徴の幅を決定するための技術を説明するフ
ローチャートである。ステップ８７２では、レンズ光学
特性、装置特性、にじみ等を補整する際に用いるために
特徴の計測直径（又は他の寸法）を調整するための較正
データが展開される。本発明の好適な発明の実施の形態
では、このステップは、前述の図８のステップ２０２に
記載されているように実行され、また、ピクセル単位の
計測値が正しいミクロン単位に変換されることを許容す
る。

【０１５０】ステップ８７４は特徴の幅を決定する際に
用いるための曲率較正データを展開する。この曲率較正
データは、図５１に図示される曲線に現れ得る。本発明
の好適な発明の実施の形態では、この曲率較正データ
は、コントラスト対直径ルックアップテーブル内に格納
される。

【０１５１】従来技術は、製造環境におけるサブミクロ
ン寸法での特徴の幅の計測に困難さを有していた。発明
の実施の形態の１つでは、本発明は、先ず円であること
が既知である欠陥の面積を計測することによって曲率対
幅ルックアップテーブルについてのデータを展開するこ
とによりこの障害を解決する。これらの欠陥がサブミク
ロン寸法であっても、正確な面積は本明細書中に記載さ
れている技術を用いて決定され得る。そして、これら既
知の円欠陥に関する面積から幅（又は直径）を引き出す
ことは簡単なことである。一旦、欠点についての幅が決
定されると、この欠陥についての強度プロファイルの曲
率が以下のステップ８８０にて説明される技術を用いて
計算される。数多くのこれら既知の円欠陥について曲率
及び幅が計算されると、これらのデータ点は、ステップ
８８２における将来の参照のために曲率対幅ルックアッ
プテーブル内に格納される。ルックアップテーブルは、
特徴の各類型について展開され得る。

【０１５２】あるいは、既知のサブミクロン幅（又は直
径）の欠陥は、曲率対幅ルックアップテーブルに関する
データ点生成用の計算済のプロファイルの曲率を有し得
る。サブミクロン欠陥の幅は、原子間力顕微鏡のように
高価で、精巧な装置を用いて計測され得る。

【０１５３】次に、ユーザ関心領域が計測すべき特徴の
周りに展開される。好適な発明の実施の形態では、ユー
ザ関心領域は図８のステップ２０４〜２０８にて記述さ
れているように展開される。ステップ８７６では、ステ
ップ８５６にて記述されているようにこのユーザ関心領
域はレンズのにじみ距離に基づき双方向に広がる。

【０１５４】ステップ８７８は、強度プロファイルは多
くの方法で計算され得る。好適な発明の実施の形態で
は、プロファイルは図８のステップ２１０から図１４の
ステップ４０２に記載されているように計算される。特
定の特徴について複数の強度プロファイルが展開される
場合には、最良のプロファイルの選択を補助するため
に、図１４に記載されているようにプロファイル統計が
展開され得る。ステップ８８０は、プロファイルのピー
クにおける強度プロファイルの曲率を計算する。例とし
て、曲率は図５０に記載されているように計算される。

【０１５５】ステップ８８２はステップ８８０にて計算
されたピーク曲率、及びステップ８７４にて展開された
曲率対幅ルックアップテーブルを用いてピクセル単位の
特徴の幅についての問題を解決する。例として、計算済
曲率値をピクセル単位の特徴の幅にマップするために図
５１の曲線８１９が用いられる。既述のように、低曲率
を有する特徴は広い幅を有し、一方、強度プロファイル
が高曲率である特徴は比較的狭い幅を有する。都合のよ
いことに、本発明の技術は、寸法が光波長に近い特徴に
ついての幅の計算を許容する。ステップ８８４は、ステ
ップ８７２にて展開された直径較正データを用いて、こ
のピクセル単位の幅をミクロン単位の幅に変換する。こ
れら小さな特徴の計測が向上されるので、直径較正曲線
は、より直線状となり、また、選択的になる。

【０１５６】幅は他の方法によっても決定され得る。例
として、約０．６ミクロン以上の寸法である特徴の幅は
半波高全幅値を用いて決定され得る。しかしながら、上
記した曲率技術は約０．５ミクロン未満の寸法の特徴に
好適である。

【０１５７】図５７は、本発明の係る発明の実施の形態
に従う、それにより特徴の高さが決定される１つの技術
を説明するフローチャートである。ステップ９０２で
は、レンズ光学特性、装置特性、にじみ等を補整する際
に用いるために特徴の計測直径（又は他の寸法）を調整
するための較正データが展開される。本発明の好適な発
明の実施の形態では、このステップは、上記図８のステ
ップ２０２に記載されているように実行され、また、ピ
クセル単位の計測値が正しいミクロン単位に変換される
ことを許容する。

【０１５８】ステップ９０４は、特徴の計測済幅に基づ
き計測済高さを調整するために有用な高さ乗数データを
展開する。発明の実施の形態の１つでは、高さ乗数は、
既知の寸法を有する多くの円欠陥の計測値から引き出さ
れる。（例えば、VERIMASKに基づく）例えば、０．２５
ミクロンの直径を有する既知の円欠陥について考えてみ
る。明細書中に記載した技術を用いることにより、面積
が計測され、直径が決定される。あるいは、面積及び直
径は計測される必要がなく、（他のソースに基づく）特
徴の正式な直径を訂正直径と見なし得る。面積及び直径
は、より正確な結果を得るために、本明細書中に記載さ
れている技術を用いて計測されることが好ましい。

【０１５９】当然のことながら、円欠陥の場合には、直
径は高さ及び幅でもある。一旦、直径が０．２５ミクロ
ンであると決定されると、ステップ９０６に記載される
技術を用いて欠陥の高さが計測される。最適には、この
計測済高さは計測済直径と等しくあるべきであるが、図
５２及び図５３に記載されているように、計測済高さは
予測よりも小さくなる。例えば、計測済高さは０．０５
ミクロンであり得る。０．２５ミクロンの計測済直径を
０．０５ミクロンの計測済直径で除することにより高さ
乗数５が取得される。したがって、０．２５ミクロンの
計測直径（又は計測幅）を有する欠陥に対しては、計測
高さを訂正するために高さ乗数５が用いられるべきこと
が分かる。数多くの種々の寸法の既知の円欠陥を計測す
ることにより、図５４に図示するような幅対高さ乗数曲
線が展開される。このような計測値からのデータは高さ
乗数ルックアップテーブル内に格納されることが好まし
い。ルックアップテーブルは、各特徴類型について展開
され得る。

【０１６０】ステップ９０６では、特徴の高さがピクセ
ル単位で計測される。特徴の高さは、多くの方法にて計
測され得、好適な発明の実施の形態では、高さは図８の
ステップ２０４〜２１０に記載されているように計測さ
れる。一旦、高さが計測されると、ステップ９０８にて
高さ乗数ルックアップテーブルを用いてこの高さは訂正
される。テーブルを使用するために、ステップ９０６に
て計測された高さと後に乗算される適当な高さ乗数と関
連づけるために（例えば、図５６にて計測される）計測
幅が用いられる。特徴は完全には不透明でないので、ス
テップ９１０では、計測高さを不透明度で除することに
より高さが不透明度について訂正される。不透明度は、
図５５を参照して説明したように決定されることが好ま
しい。最後に、ステップ９１２では、ステップ９０２に
て展開された直径較正データを用いてピクセル単位の訂
正高さ値がミクロン単位の値に変換される。

【０１６１】「曲率半径の一般的な背景」発明の実施の
形態の１つはまた、フォトマスク上に在る特徴の角の曲
率半径の決定し有用である。一般的に、この発明の実施
の形態は、幅広い媒体の任意の角の曲率半径の決定に有
用であり、特に、概ね顕微鏡解像度に近い、又は、それ
より小さい寸法の半径を伴う場合に有効である。

【０１６２】フォトマスク及び他の製造物の製造工程で
は、特徴の角のシャープさが工程の品質を示す有用な指
標となる。一般的に、シャープな（半径が小さい）角
は、良好な焦点及び工程制御を示す。したがって角の丸
みの計測は、一般的にフォトマスクの製造に際して工程
制御のために用いられる。

【０１６３】現在、角の丸みは、既知の高倍率で角の画
像を受けとり、そして、異なる半径の円を備えるテンプ
レートを重ね合わせることにより計測されている。角に
最も良く一致するテンプレートの円は、画像倍率の訂正
の後角の半径を与える。

【０１６４】不都合なことに、その操作の容易性及び速
度の点で好まれている光学顕微鏡は約０．２５ミクロ未
満の半径の計測を許容しないので、現在のフォトマスク
で用いられている小さなジオメトリは、これらの計測を
困難にする。シャープであるか否かに関わらず、任意の
角は０．２５ミクロン（あるいは顕微鏡解像度の約半
部）の半径を有するように見える。これに代えて、走査
電子顕微鏡（ＳＥＭ）、集束イオンビーム（ＦＩＢ）顕
微鏡、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）、又は紫外線（ＵＶ）
を用いる光学顕微鏡といった高解像度顕微鏡を用いて計
測値が取得される。これらの方法は、高価で、遅く、複
雑であり、また、製造環境には不適当な傾向にある。し
たがって、速く、安価で、製造環境に適している、概ね
顕微鏡の解像度未満の寸法を有する角半径を正確に計測
するための技術を有することが望まれる。

【０１６５】「曲率半径の詳細な説明」ここに記載する
方法は、「明領域」及び「暗領域」を提供する従来の光
学顕微鏡又は画像方法を使用することができる。図５８
及び図５９に図示されるように、基本技術は、完全な角
（半径０）を含む領域９２０の光束面積を計算し、実角
９２３を含む対応領域９２２の光束面積を差し引き、そ
して、その差から半径９２４を計算する。

【０１６６】他の発明の実施の形態では、領域の光束面
積は計算された半径が既知の参照角を含む。その差から
半径９２４を計算するために、実角９２３を含む対応領
域９２２の光束面積から差し引かれる。したがって、参
照角を生成する以下のステップ５〜７が実行される必要
はない。そして、既知の半径を有する参照角が与えられ
た場合の光束面積差に基づき曲率半径を決定するため
に、以下のステップ１０が修正される。例えば、半径＝
sqrt（4A/π+(参照角半径)²）である。

【０１６７】都合の良いステップは、それに近接する縁
を使用して完全角の光束面積を推測する。例えば、図６
３に図示するように、これは角領域９６２をピクセル又
は角から適当な距離離れている（一般的には２にじみ距
離）縁領域９６３〜９７０に基づくデータから外挿され
たプロファイルで置換することにより実行され得る。好
適な実施例では、外挿は以下のステップ５〜ステップ７
にて実行される。

【０１６８】好適な実施例は、角参照プロファイルを生
成するために領域９６４〜９７０に基づくプロファイル
を外挿すると共に乗算し、角領域の計測プロファイルを
角参照プロファイルから差し引き、そして、光束差を生
成する角半径を計算することにより、図６３の角領域９
６２についての参照プロファイルを生成する。

【０１６９】発明の実施の形態の１つは、曲率半径を計
算するために以下のステップを使用する。ステップ１は
計測すべき角の画像をディジタル化する。ステップ２
は、角の方向を図６０に図示するようにするために画像
を回転させる。これはまた、以下に説明する関心領域
（ＲＯＩ）の好適な配置によって達成され得る。回転は
９０度又は端数度の増分であり得る。ステップ３は、３
個のＲＯＩを定義する。１つは、６にじみ距離の幅、及
び４にじみ距離の高さを有し、画像内の角の左方及び上
方へ２にじみ距離に位置する左上角の角ＲＯＩ９３２で
ある。この位置は、操作者によって、又は参照縁発見技
術を用いて決定され得る。２つの他のＲＯＩは、参照Ｒ
ＯＩ１（９３４）及び参照ＲＯＩ２（９３６）である。
それぞれ角ＲＯＩと同一の寸法を有し、また角ＲＯＩの
近傍下に積み重ねられた位置を有する。

【０１７０】ステップ４は図６０に図示する３つのＲＯ
Ｉの強度プロファイルを取得する。これは角プロファイ
ル（図６２、９４２）及び２つの参照プロファイルを生
成する。図６１に図示されるように、ステップ５は、参
照プロファイル１（９５４）を垂直端の任意の偏差につ
いて、垂直線の左又は右に訂正する仮定参照プロファイ
ル０（９５６）を計算する。（垂直端が正確に垂直であ
ることが既知の場合には、このステップは、飛ばされ得
るとともに、参照プロファイル１（９５４）は仮定参照
プロファイル０（９５６）中に複製される。）。より詳
細には、このステップは、参照プロファイル１（９５
４）及び参照プロファイル２（９５２）のサブピクセル
５０％敷居値の交差位置を計算する。そして、このステ
ップは、参照プロファイル１をプロファイル２とプロフ
ァイル１との間の端数ピクセル移動分だけ左又は右に移
動させる。したがって、このステップは、角ＲＯＩ内に
予測される垂直端プロファイルを与える。

【０１７１】ステップ６は、それらが垂直端減衰プロフ
ァイルを表すように仮定参照プロファイルを０〜１の間
に標準化する。ステップ７は、以下のように２つの縁の
勾配について訂正される（曲率半径０の）角参照プロフ
ァイルを生成する。角プロファイル９４２を２つの部分
に分け（図６２）、（４にじみ距離幅の）左側９４４を
（２にじみ距離幅であり得る）右側９４６の直線外挿で
置換する。これは予測される水平端９４８が角を有しな
いことを説明する。結果プロファイル９４８をステップ
６にて標準化された垂直端減衰プロファイル（９５６）
で乗算することにより、角標準プロファイルが得られ
る。

【０１７２】ステップ８は、角参照プロファイルから角
プロファイル９４２を差引き、総光束差を得るためにそ
の差を足しあわせる。あるいは、総光束値は、総光束差
を生成するために角プロファイル及び差し引かれた光束
について計算され得る。ステップ９は、（面積ピクセル
単位の）光束面積差を得るために、前記したように画像
のコントラスト範囲に対して総光束差を標準化する。

【０１７３】ステップ１０は、（ここでは、正方形の４
つの角の内の１つだけが計測されるので）円とそれが含
む正方形との面積差が光束面積差の４倍に等しい場合、
円の半径を見いだすことにより光束面積差を与える曲率
半径を計算する。例えば、半径＝sqrt(A(1−π/４))。
（ここで、Aはピクセル単位の光束面積差であり、半径
はピクセル単位の角半径である）。

【０１７４】ステップ１１は、光学システムに基づき計
測又は計算された簡易尺度因子を用いて、又は、前述の
外部から引き出された参照計測値に基づく較正曲線を用
いて、角半径をピクセルからミクロンのような物理単位
に変換する。

【０１７５】曲率半径を計算するための他の方法は、領
域９６４，９６６，９６８，９７０内の「５０％」敷居
値の交点に基づき、水平端及び垂直端についての端部式
（Ｙ＝ｍＸ＋ｂ）を計算する。これらの等式から完全に
半径０の角を表す２値画像が生成される。そして、この
参照画像又はそのプロファイルから角領域９６２の計測
済画像又はプロファイルが差し引かれ、そして全ピクセ
ルに基づく光束差が足し合わされる。最後に、上記ステ
ップ９に続いて光束面積、ピクセル単位の半径、及び物
理単位の半径が計算される。

【０１７６】敷居値は５０％のエネルギ（標準化された
縁を横切る強度の積分）に一致すべきであり、５０％強
度に一致すべきではないので、この別の方法における都
合の良いステップは、使用するための実際の敷居値を決
定する。にじみが対称の場合には、これらの値は同一で
あり、対称でない場合には、５０％のエネルギに対応す
る強度がいくつかの方法で計算され得る。

【０１７７】例として、１つの方法は、縁横断標準化強
度の強度を計算し、また、５０％と交わる位置を選び、
その位置に対する縁強度値を内挿する。これはまた、以
下のように反復され得る。５０％敷居値から開始し、縁
位置を計算し、その縁位置を有する領域の２値画像を計
算し、そして、その領域内の総光束値と標準化された計
測画像内の総光束値とを比較する。そして、計測画像と
２値画像とが同一の総光束数を有するまで敷居値を少し
ずつ調整する。

【０１７８】「照明及び検査の実施形態」本発明は幅広
い光源及び／又は粒子顕微鏡（例えば電子顕微鏡）と共
に用いられる。先ず、光源について考察すると、媒体を
照射するために透過照明、明領域照明（軸照明とも呼ば
れる）、及び暗領域照明（傾斜照明）を用いることが当
業者によって知られている。他の近似する照明技術もま
た用いられ得、また、本発明はこれら照明技術の任意の
技術と共に用いられ得る。例えば、微粒子成分、特徴、
欠陥及び／又は線幅について表面を検査するためにビデ
オ検査装置上で上記照明技術の内の１つを用いることが
望ましい。実際、一定の検査装置は１つ以上の照明技術
を同時に使用し得、これにより、操作者による粒子及び
特徴の識別及び寸法決定を補助する。特定の粒子又は特
徴は、一定の類型の照明下で最も良く現されるので、１
つ以上の照明技術を用いることは都合がよい。

【０１７９】既述のように、本発明と共に用いられ得る
１つの照明技術は透過照明である。この技術を用いるこ
とにより、種々の累計の特徴を識別すると共に寸法を決
定するために、光は検査下にある媒体を透過させられ
る。透明な媒体は全透過光を遮断しないので、透過照明
技術は、透明な媒体に対して最も有用である。透過照明
と共に好適に用いられる媒体には、ガラスレクチル、半
導体マスク等、他の透明媒体、及び半透明媒体が含まれ
る。透過照明を用いることにより、異なる特徴が暗く又
は明るく現れ得る。スポット欠陥、クロム線、又は他の
不透明物質は暗く現れるのに対して、ガラスレクチル上
の孔又はクロム線の不存在部分は、透過光が透明媒体の
通過を許容するので明るく現れる。

【０１８０】他の照明技術は明領域照明である。透過照
明とは異なり、明領域照明は、検査下にある媒体に向け
られた光源を用い、光源からの光は媒体から反射され
る。一般的な設定では、光源はレンズ軸に対して垂直に
配置され、光は反射鏡によって軸方向に沿って媒体上に
向けられる。そして、カメラ又は他の読み取り装置は、
媒体から反射した光を読み取る。明領域照明は、シリコ
ンウェハ等の物質のように不透明な表面に都合がよい。
完全に又はほとんど不透明な媒体については、光が透過
されないので透過照明は特に有用でなく、反射光を利用
する明領域照明がより都合が良い。さらに、明領域照明
は、ガラス、半導体マスク等の透明媒体と共に用いられ
得る。何故なら、これら媒体は光を透過し得るのみなら
ず、光を反射し得るからである。一般的に、任意の反射
物質は、明領域照明を用いる分析に適当である。特に、
明領域照明は、シリコンウェハ、クロム表面等の上の過
剰なクロム、汚れ、他の微粒子物質の識別及び寸法決定
に有用である。

【０１８１】平らな表面は光を反射するので、明領域照
明を用いる場合平らな表面は明るく現れ、一方、平らで
ない表面、粒子又は特徴は、光が反射されて読み取り装
置に戻ることを許容しないので、暗く現れる。例えば、
明領域照明を用いる場合、スポット欠陥、孔、クロム
線、線突出等は暗く現れ、一方、平らな表面又はクロム
線の欠如している部分は明るく現れる。一般的に、寸法
が約１ミクロン未満の任意の特徴又は欠陥は、光の波長
に近いので暗く現れる。全ての小さいものは平らに現れ
る必要がなく、したがって、暗く現れる。

【０１８２】本発明と共に好適に用いられる他の照明技
術は、暗領域照明である。暗領域照明では、光源は一般
的に分析下の媒体に対して斜めに配置されている。一般
的な設定では、円形蛍光灯がレンズ及び分析下の媒体を
取り囲み、横から光を照射する。光が横から照射される
ので、平らな媒体はレンズに向けて光を反射しないため
暗く現れる。しかしながら、スポット欠陥、孔、クロム
線、線突出等は、それらの曲がった又は丸い形状が、一
定量の光が反射されレンズに入射することを許容するの
で、しばしば暗い背景よりも明るく現れ得る。例えば、
シリコンウェハのような平らな媒体内の孔又は切り込み
は明るく現れ、一方、平らなウェハそのものは暗く現れ
る。

【０１８３】本明細書中に記載されている本発明に係る
種々の発明の実施の形態はまた、電子顕微鏡、又は集束
イオンビーム（ＦＩＢ）顕微鏡等の種々の粒子顕微鏡と
共に用いられ得る。したがって、光計測値に対する多く
の参照が形成され、また多くの計測値及び単位が可視光
に対して適用可能であるが、本発明はこれに限定される
ものではない。参照は、本発明の説明を容易にするため
に可視光計測値に対して形成されたものである。本発明
の技術はまた、他の粒子及び電子を用いて形成される計
測に対しても適用可能である。したがって、「波長」に
対する参照は光の波長、電子の波長、又は計測に用いら
れる他の粒子の波長を意味する。

【０１８４】「コンピュータシステムの実施形態」図６
４は、本発明に係る発明の実施の形態に従うコンピュー
タベースシステムを表す。コンピュータシステム１００
は、一次記憶装置１０４（例えば、リードオンリメモ
リ、すなわちＲＯＭ）、及び一次記憶装置１０６（例え
ば、ランダムアクセスメモリ、すなわちＲＡＭ）を含む
記憶装置と接続されている任意の数のプロセッサ１０２
（中央演算処理装置、すなわちＣＰＵともいう）を備え
ている。当業者によって良く知られているように、一次
記憶装置１０４は、データ、及び命令をＣＰＵ１０２に
対して単一方向に転送し、一次記憶装置１０６は、一般
的にデータ、及び命令を双方向に転送する。これら一次
記憶装置の双方は、以下に記述する任意の好適なコンピ
ュータ読み取り可能媒体であり得る。大容量記憶装置１
０８もまた、双方向に転送可能であるようにＣＰＵ１０
２と接続されており、また追加データ記憶容量を提供
し、さらに以下に記述する任意の好適なコンピュータ読
み取り可能媒体であり得る。大容量記憶装置１０８は、
プログラム、データ等を記憶するために用いられ、ま
た、一般的に一次記憶装置よりも遅い二次記憶装置（例
えば、ハードディスク）である。大容量記憶装置１０８
内に保持されている情報は、適当な場合に、一般的な方
法により仮想メモリとしてＲＡＭ１０６の一部として組
み込まれ得ることは理解されるべきである。ＣＤ−ＲＯ
Ｍ１１４といった特定の大容量記憶装置もまたＣＰＵに
向けて単一方向にデータを転送する。

【０１８５】ＣＰＵ１０２はまた、これらに限定される
ものではないが、ビデオモニタ、トラックボール、マウ
ス、キーボード、マイクロホン、接触感応ディスプレ
イ、トランスジューサカードリーダ、磁気又は紙テープ
リーダ、タブレット、スタイラス、音声又は手書き認識
装置、生物測定リーダ、あるいは、他のコンピュータを
含むインターフェース１１０と接続されている。最後
に、ＣＰＵ１０２は、コンピュータ、あるいは１１２と
して一般的に示されているネットワーク接続回路を使用
する通信ネットワークと接続され得る。このようなネッ
トワーク接続を備えることにより、ＣＰＵは、上記方法
のステップを実行に伴い、ネットワークから情報を受け
取り、あるいは、ネットワークに向けて情報を出力でき
ることが予想される。さらに、本発明の方法の実施形態
は単体ＣＰＵ１０２上で実行され得、または、処理の一
部を共有する遠隔ＣＰＵと共にインターネットのような
ネットワーク接続上で実行し得る。

【０１８６】さらに、本発明に係る発明の実施の形態
は、種々のコンピュータ実行操作を実行するためのプロ
グラムコードをその上に有するコンピュータ読み取り可
能媒体を備えるコンピュータ記憶媒体製品に関連する。
媒体及びプログラムコードは本発明のために特別に設計
されると共に構成されたものであり得、あるいは、コン
ピュータソフトウェア業界の当業者にとって周知及び入
手可能なものであり得る。

【０１８７】コンピュータ読み取り可能媒体の例には、
これに限られるものではないが、ハードディスク、フロ
ッピーディスク、磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−
ＲＯＭディスクのような光媒体、フロプティカルディス
クのような光磁気媒体、及び、特定用途向け集積回路
（（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理装置、ＲＯＭ及び
ＲＡＭ装置のようなプログラム命令を記憶し、実行する
ために特別に構成されたハードウェア装置がある。プロ
グラム命令には、例えば、コンパイラによって生成され
る機械コード、及びインタプリタを使用するコンピュー
タによって実行され得る高レベルコードを含むファイ
ル、の双方が含まれる。

【０１８８】以上、理解を容易にすることを目的にいく
つかの発明の実施の形態に基づき本発明を詳細に説明し
たが、特許請求の範囲の範囲内でいくらかの変更、改良
が実施され得ることは明らかである。例えば、ビデオ画
像入力は幅広いソースからもたらされ得る。また計測
は、種々の媒体上に現れるミクロンレベルの数々の特徴
に対して実行することが可能であり、必ずしもフォトマ
スクに対して実行される必要はない。例えば、本発明は
セル等の生物標本に対しても適用可能である。また、電
子顕微鏡又は他の粒子顕微鏡と同様に任意の類型の光顕
微鏡が用いられ得る。さらに、本発明は、端子、ビア又
はその他の意図的な特徴を含む幅広い特徴の計測に適用
され得る。したがって、上記、発明の実施の形態は、限
定としてではなく説明として捉えられるべきであり、い
かなる場合も本発明は明細書に記載の詳細事項に限定さ
れるべきでなく、特許請求の範囲及びその均等の範囲に
よって定義されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る発明の実施の形態の１つに従う計
測システムの構成図である。

【図２】図１に示す計測システムで用いられるコンピュ
ータシステムの実施形態のブロック図である。

【図３】ユーザ関心領域により囲まれているフォトマス
クの特徴の１つを図示する説明図である。

【図４】ユーザ関心領域により囲まれているフォトマス
クの特徴の１つを図示する説明図である。

【図５】ユーザ関心領域により囲まれているフォトマス
クの特徴の１つを図示する説明図である。

【図６】ユーザ関心領域により囲まれているフォトマス
クの特徴の１つを図示する説明図である。

【図７】ユーザ関心領域により囲まれているフォトマス
クの特徴の１つを図示する説明図である。

【図８】発明の実施の形態の１つに従う較正データを展
開すると共に写真マスクの特徴の寸法を計測するための
フローチャートである。

【図９】図８の較正データ展開ステップの詳細なフロー
チャートである。

【図１０】図９の特徴領域演算ステップの詳細なフロー
チャートである。

【図１１】図１０のビデオデータ前処理ステップの詳細
なフローチャートである。

【図１２】図１１の強度範囲決定ステップの詳細なフロ
ーチャートである。

【図１３】図１１の画像分離及び特徴決定ステップの詳
細なフローチャートである。

【図１４】図１０の光束決定ステップの詳細なフローチ
ャートである。

【図１５】図１４の複数領域生成ステップの詳細なフロ
ーチャートである。

【図１６】図１４のプロファイル展開ステップの詳細な
フローチャートである。

【図１７】図１４のプロファイル統計展開ステップの詳
細なフローチャートである。

【図１８】図１４の最良光束決定ステップの詳細なフロ
ーチャートである。

【図１９】マスクの特定の特徴についてのヒストグラム
を示すグラフである。

【図２０】特定の欠陥を囲むシステム関心領域の配向の
１つを示す説明図である。

【図２１】特定の欠陥を囲むシステム関心領域の配向の
１つを示す説明図である。

【図２２】特定の欠陥を囲むシステム関心領域の配向の
１つを示す説明図である。

【図２３】特定の欠陥を囲むシステム関心領域の配向の
１つを示す説明図である。

【図２４】線幅のプロファイルを展開するために用いら
れる２つのシステム関心領域を示す説明図である。

【図２５】特定の特徴についての強度分布プロファイル
を生成するために、解析用原画像のシステム関心領域が
どのようにして足し合わされるかを示す説明図である。

【図２６】特定の特徴についての強度分布プロファイル
を生成するために、解析用原画像のシステム関心領域が
どのようにして足し合わされるかを示す説明図である。

【図２７】特定の特徴についての強度分布プロファイル
を生成するために、解析用原画像のシステム関心領域が
どのようにして足し合わされるかを示す説明図である。

【図２８】用いられるシステム関心領域の配向に依存す
る、図２５の解析用原画像についての強度プロファイル
の可能性ある結果を示す説明図である。

【図２９】用いられるシステム関心領域の配向に依存す
る、図２５の解析用原画像についての強度プロファイル
の可能性ある結果を示す説明図である。

【図３０】用いられるシステム関心領域の配向に依存す
る、図２５の解析用原画像についての強度プロファイル
の可能性ある結果を示す説明図である。

【図３１】用いられるシステム関心領域の配向に依存す
る、図２５の解析用原画像についての強度プロファイル
の可能性ある結果を示す説明図である。

【図３２】図２５の強度分布プロファイルの詳細図であ
る。

【図３３】他の線から１解像度単位以上離されている線
の線幅についての強度プロファイルの展開を示す説明図
である。

【図３４】他の線から１解像度単位未満離されている線
の線幅についての強度プロファイルの展開のための半波
高全幅値法の適用例を示す説明図である。

【図３５】原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を使用して取得さ
れた参照計測値に基づく特定の欠陥類型についての較正
グラフである。

【図３６】原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を使用して取得さ
れた参照計測値に基づく特定の欠陥類型についての較正
グラフである。

【図３７】原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を使用して取得さ
れた参照計測値に基づく特定の欠陥類型についての較正
グラフである。

【図３８】原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を使用して取得さ
れた参照計測値に基づく特定の欠陥類型についての較正
グラフである。

【図３９】ビッカース装置を使用して取得された参照計
測値に基づく特定の欠陥類型についての較正グラフであ
る。

【図４０】ビッカース装置を使用して取得された参照計
測値に基づく特定の欠陥類型についての較正グラフであ
る。

【図４１】ビッカース装置を使用して取得された参照計
測値に基づく特定の欠陥類型についての較正グラフであ
る。

【図４２】ビッカース装置を使用して取得された参照計
測値に基づく特定の欠陥類型についての較正グラフであ
る。

【図４３】一旦、取得された参照計測値に基づく異なる
線幅の類型についての較正グラフ例である。

【図４４】一旦、取得された参照計測値に基づく異なる
線幅の類型についての較正グラフ例である。

【図４５】一旦、取得された参照計測値に基づく異なる
線幅の類型についての較正グラフ例である。

【図４６】一旦、取得された参照計測値に基づく異なる
線幅の類型についての較正グラフ例である。

【図４７】不透明物質についてのコントラスト対直径の
関係を示すグラフである。

【図４８】スポット欠陥についての強度プロファイルの
展開を示す説明図である。

【図４９】比較的大きなスポット欠陥についての強度プ
ロファイルの展開を示す説明図である。

【図５０】本発明に係る発明の実施の形態の１つに従う
曲率計算を示す特徴についての強度プロファイルを示す
説明図である。

【図５１】特徴の幅を決定するために用いられる曲率対
幅の関係を示すグラフである。

【図５２】高さがどのように計測され得るかを示すと共
に、幅広い特徴の任意の１つについて計算された強度プ
ロファイルを示す説明図である。

【図５３】用いられる波長に近い寸法を有する特徴のプ
ロファイル及び高さ計測を示す説明図である。

【図５４】特徴の高さを決定するために用いられる幅対
高さ乗数の関係を例示するグラフである。

【図５５】特徴の不透明度を決定する１つの実施例を説
明するフローチャートである。

【図５６】本発明に係る発明の実施の形態の１つに従う
特徴の幅を決定するための技術を説明するフローチャー
トである。

【図５７】特徴の高さを決定する１つの実施例を説明す
るフローチャートである。

【図５８】実際の角の曲率半径を決定する際に有用な参
照角を示す説明図である。

【図５９】実際の角とその曲率半径を示す説明図であ
る。

【図６０】角の曲率を決定する際に用いられる関心領域
を図示する説明図である。

【図６１】角に関連する領域から展開されるプロファイ
ルを示す説明図である。

【図６２】角に関連する他のプロファイルを示す説明図
である。

【図６３】角の半径を決定するための他の実施例を示す
説明図である。

【図６４】本発明に係る発明の実施の形態を実行するた
めに好適な一般的なコンピュータシステムのブロック図
である。

【符号の説明】

１０…特徴計測システム１２…ビデオ検査装置１４…コンピュータシステム１６…プリンタ２０…ビデオカメラ２２…レンズチューブ２４…レンズ２６…媒体３０…ハードウェア３２…高解像度モニタ３４…キーボード３６…マウス又はトラックボール３８…ケーブル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】媒体上に実際に存在する微細な特徴の寸
法を光計測する際の較正用の多項式較正曲線をコンピュ
ータにより生成する方法であって、微細な試験特徴の寸法を光計測により測定するために既
知の寸法を有する微細な試験特徴の寸法を光計測により
測定する光計測実行ステップであり、ここで前記光計測
寸法及び前記微細な試験特徴の既知寸法は、前記光計測
寸法及び前記既知寸法間の関係を示すデータ点の表示に
好適であるものとされているステップと、前記微細な試験特徴の寸法を光計測により複数回測定す
るために、それぞれが異なる既知の寸法を有する複数の
微細な試験特徴について前記光計測実行ステップを繰り
返すステップであり、前記寸法の光計測寸法及び既知の
寸法は前記光計測寸法及び前記既知寸法間の非線形関係
を示す複数のデータ点の表示に好適であるものとされて
いるステップと、前記光計測寸法及び前記既知寸法間の非線形関係を示す
ために前記複数のデータ点に基づく非線形多項式較正曲
線を展開するステップとを備え、これにより、前記寸法
を正確に較正するための較正曲線であって、寸法不知の
実際の微細特徴の光計測値を較正するために参照し得る
較正曲線を生成する多項式較正曲線生成方法。
【請求項２】請求項１に記載の多項式較正曲線生成方
法において、各特徴の類型毎に非線形多項式較正曲線を展開し、特定
類型の寸法不知の実際の微細特徴について、対応する特
徴類型を有する前記較正曲線の１つを参照し得るよう
に、該非線形多項式較正曲線を生成する多項式較正曲線
生成方法。
【請求項３】請求項１に記載の多項式較正曲線生成方
法において、前記光計測実行ステップは、寸法不知の実際の微細特徴
の光計測と同一検査装置上で実行される多項式較正曲線
生成方法。
【請求項４】請求項３に記載の多項式較正曲線生成方
法において、前記同一検査装置は、フォトマスク上の特徴を検査する
ための製造検査装置である、多項式較正曲線生成方法。
【請求項５】請求項１に記載の多項式較正曲線生成方
法において、前記計測されるべき寸法は、前記計測に用いられる波長
の略２倍未満である多項式較正曲線生成方法。
【請求項６】請求項５に記載の多項式較正曲線生成方
法において、前記使用される光は可視光であり、前記計測されるべき
寸法は約１ミクロン未満である多項式較正曲線生成方
法。
【請求項７】媒体上に実際に存在する微細な特徴の寸
法に対する光計測を実行するコンピュータにより実行さ
れる方法であって、特徴の光計測寸法及びその特徴の参照寸法間の非線形な
関係を示す非線形多項式較正曲線を生成するステップ
と、前記実際の特徴の前記寸法を光計測により計測するため
に、不知の寸法を有する微細な特徴の寸法の光計測を実
行する光計測実行ステップと、前記実際の特徴の前記光計測寸法に基づいて前記多項式
較正曲線を参照し、前記実際の特徴の前記寸法をより正
確な参照寸法として取得するステップとを備える光計測
方法。
【請求項８】請求項７に記載の光計測方法において、前記非線形多項式較正曲線は、特定の特徴類型について
の非線形関係を示しており、前記実際の特徴は、前記特
定の特徴類型に属するものとして処理する光計測方法。
【請求項９】請求項７に記載の光計測方法において、前記光計測実行ステップは、前記非線形多項式較正曲線
生成ステップと同一検査装置上で実行される光計測方
法。
【請求項１０】請求項９に記載の光計測方法におい
て、前記同一検査装置は、フォトマスク上の特徴を検査する
ための製造検査装置である光計測実行方法。
【請求項１１】請求項７に記載の光計測方法におい
て、前記計測されるべき寸法は、前記計測に用いられる波長
の約２倍未満である光計測方法。
【請求項１２】請求項１１に記載の光計測方法におい
て、前記使用される光は可視光であり、前記計測されるべき
寸法は約１ミクロン未満である光計測実行方法。
【請求項１３】特定の特徴類型を生じさせる媒体上の
微細な特徴の寸法を光計測する際の較正に用いる多項式
較正曲線であって、特定の特徴類型のための多項式較正
曲線をコンピュータにより生成する方法であって、前記特定特徴類型に属する微細な試験特徴の寸法の光計
測寸法を生成するために既知の寸法を有する前記微細な
試験特徴の寸法の光計測を実行するステップであって、
前記光計測寸法及び前記寸法の既知寸法は前記光計測寸
法及び前記既知寸法間の関係を示すデータ点の表示に好
適であるものとされている光計測実行ステップと、前記微細な試験特徴の寸法を光計測により複数回測定す
るために、それぞれが異なる既知の寸法を有しかつ前記
特定特徴に属する複数の微細な試験特徴について前記光
計測実行ステップを繰り返すステップであって、前記寸
法の光計測寸法及び既知の寸法は前記光計測寸法及び前
記既知寸法間の非線形関係を示す複数のデータ点の表示
に好適であるものとされているステップと、前記光計測寸法及び前記寸法の前記既知寸法間の非線形
関係を示すために前記複数のデータ点に基づいて、前記
特定特徴類型についての非線形多項式較正曲線を展開す
るステップとを備え、これにより、前記寸法を正確ら較正するための
較正曲線であって、前記特定特徴類型の寸法不知の実際
の微細特徴の寸法の光計測値を較正するために参照し得
る較正曲線を生成する多項式較正曲線生成方法。
【請求項１４】請求項１３に記載の多項式較正曲線生
成方法において、前記特徴類型は、孔欠陥、スポット欠陥、貫入欠陥、突
出欠陥、水平不透明線、水平透明線、垂直不透明線、お
よび垂直透明線の内の１つである多項式較正曲線生成方
法。
【請求項１５】請求項１３に記載の多項式較正曲線生
成方法において、前記試験特徴は、前記媒体上の他の特徴から、光計測の
解像度より短い距離だけ離れて配置された線であり、前
記光計測実行ステップは、実際の特徴と試験特徴とに対
して半波高全幅値を使用して光計測を行なう多項式較正
曲線生成方法。
【請求項１６】請求項１３に記載の多項式較正曲線生
成方法において、前記光計測実行ステップは、寸法不知の実際の微細特徴
の光計測と同一検査装置上で実行される多項式較正曲線
生成方法。
【請求項１７】請求項１６に記載の多項式較正曲線生
成方法において、前記同一検査装置は、フォトマスク上の特徴を検査する
ための製造検査装置である多項式較正曲線生成方法。
【請求項１８】請求項１３に記載の多項式較正曲線生
成方法において、前記計測されるべき寸法は、前記計測に用いられる波長
の約２倍未満である多項式較正曲線生成方法。
【請求項１９】請求項１８に記載の多項式較正曲線生
成方法において、前記使用される光は可視光であり、前記計測されるべき
寸法は約１ミクロン未満である多項式較正曲線生成方
法。
【請求項２０】媒体上に実際に存在する特定の特徴類
型を有する微細な特徴の寸法を光計測により測定する際
にコンピュータにより実行される方法であって、特徴の光計測寸法及び前記特徴類型の前記特徴の参照寸
法間の非線形な関係を示す前記特定の特定類型に固有の
非線形多項式較正曲線を生成するステップと、前記実際の特徴の前記寸法を光計測により計測するため
に、不知の寸法を有しかつ前記特定の特徴類型に属する
微細な特徴の寸法の光計測を実行する光計測実行ステッ
プと、前記実際の特徴の前記光計測寸法に基づいて前記特定の
特徴類型に固有の前記多項式較正曲線を参照し、前記実
際の特徴の前記寸法をより正確な参照寸法として取得す
るステップとを備える光計測方法。
【請求項２１】請求項２０に記載の光計測方法におい
て、前記特徴類型は、孔欠陥、スポット欠陥、貫入欠陥、突
出欠陥、水平不透明線、水平透明線、垂直不透明線、お
よび垂直透明線の内の１つである光計測方法。
【請求項２２】請求項２０に記載の光計測方法におい
て、前記実際の特徴は、前記媒体上の他の特徴から、光計測
の解像度より短い距離だけ離れて配置された線であり、
前記光計測実行ステップは、半波高全幅値を使用して光
計測を行なう光計測方法。
【請求項２３】請求項２０に記載の光計測方法におい
て、前記光計測実行ステップは、前記非線形多項式較正曲線
生成ステップと同一検査装置上で実行される光計測方
法。
【請求項２４】請求項２３に記載の光計測方法におい
て、前記同一検査装置は、フォトマスク上の特徴を検査する
ための製造検査装置である光計測方法。
【請求項２５】請求項２０に記載の光計測方法におい
て、前記計測されるべき寸法は、前記計測に用いられる波長
の約２倍未満である光計測方法。
【請求項２６】請求項２５に記載の光計測方法におい
て、前記使用される光は可視光であり、前記計測されるべき
寸法は約１ミクロン未満である光計測方法。
【請求項２７】特徴寸法の光計測の実行を補助するた
めに、媒体上に存在する微細な特徴の類型を決定する方
法であって、コンピュータにより実行され、計測されるべき特徴を囲むユーザ関心領域のビデオ画像
を受け取るステップと、前記計測されるべき特徴を囲む境界ボックスを決定する
ステップと、前記境界ボックスが前記ユーザ関心領域に触れているか
否かを決定するステップと前記境界ボックスが前記ユー
ザ関心領域に触れていると決定された場合には、前記ユ
ーザ関心領域の周辺部分を囲む光強度プロファイルを生
成するステップと、前記強度プロファイル内における暗から明への移行数を
数え上げ、前記暗から明への移行数が１の場合には、計
測されるべき前記特徴の前記特徴類型は縁欠陥であると
決定し、前記暗から明への移行数が１より大きい場合に
は、計測されるべき前記特徴の前記特徴類型は線幅であ
ると決定するステップとを備えた特徴類型決定方法。
【請求項２８】請求項２７に記載の特徴類型決定方法
において、前記境界ボックスが前記ユーザ関心領域に触れていない
と決定された場合には、計測されるべき前記特徴の前記
特徴類型は孤立欠陥であると決定する特徴類型決定方
法。
【請求項２９】請求項２７に記載の特徴類型決定方法
において、さらに前記特徴の前記寸法を光計測する際に、前記特徴
の前記決定済特徴類型を用いるステップを備える特徴類
型決定方法。
【請求項３０】請求項２７に記載の特徴類型決定方法
において、前記ユーザ関心領域は、計測されるべき前記特徴を大ま
かに囲み、前記計測されるべき特徴より大きく、かつ前
記特徴の寸法の正確な寸法を示していない領域である特
徴類型決定方法。
【請求項３１】請求項２７に記載の特徴類型決定方法
において、さらに、少なくとも前記決定済特徴類型の一部に基づく
寸法を各々が有し、計測されるべき特徴を囲む複数のシ
ステム関心領域を生成するステップを備える特徴類型決
定方法。
【請求項３２】請求項２７に記載の特徴類型決定方法
において、前記ビデオ画像は、フォトマスク上で特徴を検査するた
めの製造検査装置から受け取る画像である特徴類型決定
方法。
【請求項３３】欠陥の寸法の光計測を補助するため
に、媒体上に存在する微細欠陥を光束により表現する満
足すべき質の原画像を生成する方法であって、コンピュ
ータにより実行され、計測されるべき欠陥を囲むユーザ関心領域のビデオ画像
を受け取るステップと、前記欠陥を囲むシステム領域の光強度分布プロファイル
を展開するステップと、前記展開光強度分布プロファイルが、所定の質を満足す
るか否かを決定するプロファイル決定ステップと、前記展開光強度分布プロファイルが満足する質でないと
決定された場合には、前記欠陥を囲む前記ユーザ関心領
域の前記ビデオ画像に対応する参照画像を受け取るステ
ップと、差分画像を生成するために前記ビデオ画像から前記参照
画像を減ずるステップと、前記欠陥の寸法を光計測する際に使用するために、前記
差分画像を前記原画像として格納するステップとを備え
た原画像の成方法。
【請求項３４】請求項３３に記載の原画像生成方法に
おいて、前記ビデオ画像は、フォトマスク上で特徴を検査するた
めの製造検査装置から受け取る画像である原画像生成方
法。
【請求項３５】請求項３３に記載の原画像生成方法に
おいて、前記プロファイル決定ステップは、前記プロファイルの基線が低い標準偏差を有するか否か
を決定するサブステップを含む原画像生成方法。
【請求項３６】請求項３３に記載の原画像生成方法に
おいて、さらに、前記欠陥を囲む複数のシステム領域を展開するステップ
と、前記複数のシステム領域のそれぞれについて光強度分布
プロファイルを展開するステップと、前記複数の光強度分布プロファイルの中でどのプロファ
イルが最も満足する質であるかを決定するステップとを
備える原画像生成方法。
【請求項３７】欠陥の寸法の光計測を補助するため、
媒体上に存在する微細欠陥からの光束の量を決定する光
束量決定方法であって、コンピュータにより実行され、計測されるべき欠陥のビデオ画像を受け取るステップ
と、計測されるべき前記欠陥を囲む複数のシステム関心領域
を生成するステップと、前記システム関心領域の各々について光強度分布プロフ
ァイルを展開するステップと、前記展開光強度分布プロファイルの各々について光束の
計測値の総量を決定するステップと、前記総光束計測値の内の１つを前記微細欠陥からの前記
光束量の最も満足する計測値として選択するステップと
を備える光束量決定方法。
【請求項３８】請求項３７に記載の光束量決定方法に
おいて、前記ビデオ画像は、フォトマスク上で欠陥を検査するた
めの製造検査装置から受け取る画像である光束量決定方
法。
【請求項３９】請求項３７に記載の光束量決定方法に
おいて、前記総光束計測値選択ステップは、前記プロファイルの
各々の基線について標準偏差を計算するサブステップを
備える光束量決定方法。
【請求項４０】請求項３７に記載の光束量決定方法に
おいて、前記複数のシステム関心領域は、垂直領域、水平領域、
前記垂直領域から４５度の角度が与えられている第１領
域、前記垂直領域から−４５度の角度が与えられている
第２領域とを含む光束量決定方法。
【請求項４１】請求項３７に記載の光束量決定方法に
おいて、前記計測されるべき欠陥を囲む前記複数のシステム関心
領域は、それぞれ、少なくとも前記欠陥の欠陥類型の一
部に基づいて定まる寸法を有する光束量決定方法。
【請求項４２】請求項３７に記載の光束量決定方法に
おいて、前記総光束計測値決定ステップは、前記プロファイルの
各々について基線を決定し、そこから前記基線が決定さ
れたプロファイルから前記基線を減ずるサブステップを
備える光束量決定方法。
【請求項４３】線の幅の光計測を補助するため、媒体
上に存在する微細線を通過する光束量を決定する方法で
あって、コンピュータにより実行され、計測されるべき線のビデオ画像を受け取るステップと、計測されるべき前記線の一部を囲むシステム関心領域を
生成するステップと、前記システム関心領域について光強度分布プロファイル
を展開するステップと、前記展開光強度分布プロファイルについて、前記微細線
からの前記光束量を表す総光束計測値を決定するステッ
プとを備える光束量決定方法。
【請求項４４】請求項４３に記載の光束量決定方法に
おいて、前記ビデオ画像は、フォトマスク上で特徴を検査するた
めの製造検査装置から受け取る画像である光束量決定方
法。
【請求項４５】請求項４３に記載の光束量決定方法に
おいて、前記システム関心領域生成ステップは、計測されるべき
前記線の一部を囲む複数のシステム関心領域を生成する
ステップであり、かつ、その複数のシステム関心領域は
２つの平行な領域を含む領域である光束量決定方法。
【請求項４６】請求項４５に記載の光束量決定方法に
おいて、さらに、前記２つの並行領域に基づき前記線についての回転補正
を計算するステップと、前記線の角度を補正するために前記回転補正を前記光束
量で乗ずるステップとを備える光束量決定方法。
【請求項４７】請求項４３に記載の光束量決定方法に
おいて、前記総光束計測値決定ステップは、前記プロファイルの
各々について基線を決定し、そこから前記基線が決定さ
れたプロファイルから前記基線を減ずるサブステップを
備える光束量決定方法。
【請求項４８】請求項４３に記載の光束量決定方法に
おいて、さらに、前記光束量を用いて前記線のプロファイルについての面
積を計算するステップと、前記計算面積を前記複数のシステム関心領域の１つの寸
法で除することにより前記線の線幅を決定するステップ
とを備える光束量決定方法。
【請求項４９】特徴の寸法の光計測を補助するため、
媒体上に存在する微細な特徴からの光束量を決定する方
法であって、コンピュータにより実行され、計測されるべき特徴のビデオ画像を受け取るステップ
と、計測されるべき前記欠陥を囲むと共に、複数の光単位の
行、及びその行と交差する複数の光単位の列とを有する
システム関心領域を生成するステップと、計測されるべき前記特徴を囲む前記システム関心領域に
ついて光強度分布プロファイルを展開するために、光単
位の前記各列を合計するステップと、前記展開光強度分布プロファイルについて光強度基線値
を決定するステップと、前記微細特徴からの前記光束量の決定に有用な補正強度
プロファイルを取得するために、前記光強度分布プロフ
ァイルから前記光強度基線値を減ずるステップとを備え
る光束量決定方法。
【請求項５０】請求項４９に記載の光束量決定方法に
おいて、さらに、前記補正強度プロファイルの左右余白を決定するステッ
プと、前記光束量を決定するために前記左右の余白間における
前記補正強度プロファイルの光強度を合計するステップ
とを備える光束量決定方法。
【請求項５１】請求項４９に記載の光束量決定方法に
おいて、前記ビデオ画像は、フォトマスク上で特徴を検査するた
めの製造検査装置から受け取る画像である光束量決定方
法。
【請求項５２】請求項４９に記載の光束量決定方法に
おいて、前記特徴は線であり、さらに、前記線を囲む２つのシステム関心領域を生成するステッ
プと、前記２つの領域の各々について補正強度プロファイルを
取得するステップと、前記光束量を決定するために、前記補正強度プロファイ
ルの各々に基づく光束値の合計値を平均するステップと
を備える光束量決定方法。
【請求項５３】請求項４９に記載の光束量決定方法に
おいて、さらに、前記光束量を用いて前記線の一部について面積を計算す
るステップと、前記計算面積を、前記２つのシステム関心領域の１つの
寸法で除することにより前記線の線幅を決定するステッ
プとを備える光束量決定方法。
【請求項５４】請求項４９に記載の光束量決定方法に
おいて、前記特徴は欠陥であり、さらに、前記欠陥を囲む４つのシステム関心領域を生成するステ
ップと、前記４つの領域の各々について補正強度プロファイルを
取得するステップと、低い標準偏差を備える基線値を有する前記補正強度プロ
ファイルの１つから、光束値の合計値を選択するステッ
プとを備える光束量決定方法。
【請求項５５】請求項４９に記載の光束量決定方法に
おいて、さらに、前記特徴の面積の一部について光束の総量を決定するた
めに前記補正強度プロファイルの１つの列を合計するス
テップと、前記決定した総光束量を用いて前記特徴の高さを計算す
るステップとを備える光束量決定方法。
【請求項５６】媒体上に存在する微細な特徴の高さを
決定する高さ決定方法であって、コンピュータにより実
行され、複数の光強度の光単位で表現された前記特徴のビデオ画
像を受け取るステップと、前記特徴を囲むと共に、複数の光単位の行、及びその行
と交差する複数の光単位の列とを有するシステム関心領
域を生成するステップと、前記特徴を囲む前記システム関心領域について、光強度
分布プロファイルを展開するために、光単位の前記各列
を合計するステップと、前記光強度分布プロファイルの光強度の１つの列を合計
し、光束の総計測値を提供するステップと、前記総束計測値を前記複数の光強度の内の１つで除する
ことにより、前記微細な特徴の前記高さを求めるステッ
プとを備える高さ決定方法。
【請求項５７】請求項５６に記載の高さ決定方法にお
いて、さらに、前記補正強度プロファイルについて光強度基線値を決定
するステップと、合計値が演算される前記光強度の列の１つから補正済み
光強度分布プロファイルを取得するために、前記光強度
分布プロファイルから前記光強度基線値を減ずるステッ
プとを備える高さ決定方法。
【請求項５８】請求項５６に記載の高さ決定方法にお
いて、前記ビデオ画像は、フォトマスク上で特徴を検査するた
めの製造検査装置から受け取る画像である高さ決定方
法。
【請求項５９】請求項５６に記載の高さ決定方法にお
いて、前記特徴は縁欠陥である高さ決定方法。
【請求項６０】媒体上に存在する微細線の線幅を決定
するコンピュータにより実行される方法であって、計測されるべき前記線のビデオ画像を受け取るステップ
と、計測されるべき前記線を囲むと共に、複数の光単位の
行、及びその行と交差する複数の光単位の列とを有し、
且つ領域高さ及び領域幅を有するシステム関心領域を生
成するステップと、計測されるべき前記線を囲む前記システム関心領域につ
いて、光強度分布プロファイルを展開するために、光単
位の前記各列を合計するステップと、前記光強度分布プロファイルについて光束計測値の合計
値を決定するステップと、前記光束計測値の合計値に基づき、前記線の一部の面積
を決定するステップと、前記決定面積を前記システム関心領域の前記領域高さで
除することにより前記線の前記線幅を決定するステップ
とを備える線幅決定方法。
【請求項６１】請求項６０に記載の線幅決定方法にお
いて、さらに、前記線を囲む２つのシステム関心領域を生成するステッ
プと、前記光束計測値の合計値を取得するために各領域につい
て光束計測値の合計値の平均を求めるステップと、前記２つのシステム関心領域に基づき回転補正を算出す
ることにより、前記光束計測値の合計値を調整するステ
ップとを備える線幅決定方法。
【請求項６２】請求項６０に記載の線幅決定方法にお
いて、前記総光束計測値決定ステップは、前記光強度分布プロファイルについての基線を決定する
サブステップ、前記プロファイルから前記基線を減ずるサブステップと
を備える線幅決定方法。
【請求項６３】媒体上に存在する特定の線類型につい
ての多項式較正曲線であり、特定の線類型に属する第１
の線の線幅に対する光計測を較正する際に用いられる多
項式較正曲線を生成する方法であって、コンピュータに
より実行され、前記第１の線は、前記媒体上の第２の線から１解像単位
分だけ隔たった位置に存在しており、前記第１の線の光計測幅を生成するために、線幅が既知
の前記第１の線の線幅の光計測を実行する光計測実行ス
テップであって、前記光計測幅及び前記第１の線の既知
幅は前記光計測第１の線及び前記既知の第１の線との間
の関係を示すデータ点の表示に好適であり、かつ前記幅
の光計測は半波高全幅値を用いて行なわれるものとされ
ており、対応する前記複数の線の複数の光計測寸法を生成するた
めに、それぞれが異なる既知の幅を有する複数の微細線
について前記光計測実行ステップを繰り返すステップで
あって、前記光計測幅及び前記線の既知の幅は前記光計
測幅及び前記特定の線類型についての既知幅との間の非
線形関係を示す複数のデータ点の表示に好適なものとさ
れており、前記光計測幅及び前記線の前記既知幅間の非線形関係を
示すために前記複数のデータ点に基づく前記特定線類型
についての非線形多項式較正曲線を展開するステップと
を備え、前記特定線類型の寸法不知の実微細線の幅の光
計測値は前記較正曲線を参照することにより、前記実線
の幅を示す正確な較正結果を求めるための多項式較正曲
線生成方法。
【請求項６４】請求項６３に記載の多項式較正曲線生
成方法において、前記光計測実行ステップは、寸法不知の実微細線の幅の
光計測と同一検査装置上で実行される、多項式較正曲線
生成方法。
【請求項６５】請求項６３に記載の多項式較正曲線生成
方法において、前記第１の線のビデオ画像は、フォトマスク上の特徴を
検査するための製造検査装置から受け取る画像である多
項式較正曲線生成方法。
【請求項６６】媒体上に存在する特定の線類型に属す
る第１の微細な実線の線幅を光計測する方法であって、
コンピュータによって実行され、実線の光計測幅及び前記線類型の参照線の幅についての
参照寸法間に非線形関係を示す前記特定線類型に固有の
非線形多項式較正曲線を生成する較正曲線生成ステップ
と、前記線の光計測幅を生成するために幅が不知でありかつ
前記特定の線類型に属する前記第１の微細な実線の幅の
光計測を実行する光計測実行ステップであって、前記第
１の線は前記媒体上の第２の線から約１解像度単位未満
離れて存在し、前記幅の光計測は半波高全幅値を用いて
実行されるものであり、前記特定線類型に属する前記実線の光計測幅を前記特定
の線類型に固有の前記多項式較正曲線に関連付けること
により、前記実線の幅の正確な参照幅を求めるステップ
とを備える光計測方法。
【請求項６７】請求項６６に記載の光計測方法におい
て、前記幅光計測実行ステップは、前記較正曲線生成ステッ
プと同一検査装置上で実行される光計測方法。
【請求項６８】請求項６６に記載の光計測方法におい
て、前記第１の線のビデオ画像は、フォトマスク上の特徴を
検査するための製造検査装置から受け取る画像である光
計測方法。
【請求項６９】フォトマスク上に存在する微細な特徴
の寸法を、光計測する方法であって、コンピュータによ
り実行され、計測されるべき前記特徴の検査装置からビデオ画像を受
け取るステップと、計測されるべき前記特徴よりも大きく且つ前記特徴の寸
法の正確な寸法を示していない領域であって、計測され
るべき前記特徴を大まかに囲むユーザ関心領域を受け取
るステップと、計測されるべき前記特徴の特徴類型を自動的に決定する
ステップと、前記特徴からの光束に対応する光束の合計値を決定する
ステップと、前記光束合計値を光強度値で除することにより前記特徴
の寸法を決定するステップと、非線形多項式較正曲線を参照することにより前記寸法を
補正するステップとを備える光計測実行方法。
【請求項７０】媒体上の微細特徴の不透明度を決定す
る方法であって、コンピュータにより実行され、不透明度較正データを受け取るステップと、前記特徴の直径を計測するステップと、前記特徴と背景との間のコントラストを決定するステッ
プと、これらのデータから、前記特徴の不透明度決定する処理
を実行するステップとを備える不透明度決定方法。
【請求項７１】請求項７０に記載の不透明度決定方法
において、前記特徴の寸法は、前記計測に用いられる波
長の約２倍未満である不透明度決定方法。
【請求項７２】請求項７０に記載の不透明度決定方法
はさらに、前記決定された不透明度を用いて前記計測寸法を補正し
て、正確な計測寸法を得るステップを備える方法。
【請求項７３】媒体上の微細な特徴の不透明度を決定
するコンピュータにて実行される方法であって、コントラスト及び既知の不透明度を有する複数の試験特
徴の寸法との間の関係を示す不透明度較正データを受け
取るステップと、前記微細な特徴の直径を計測するステップと、前記微細な特徴と背景との間のコントラストを決定する
ステップと、前記不透明度較正データ、前記計測寸法、及び前記コン
トラストを用いて前記微細な特徴の不透明度を求めるス
テップとを備える特徴決定方法。
【請求項７４】請求項７３に記載の方法において、前
記特徴の寸法は、前記計測に用いられる波長の約２倍未
満である特徴決定方法。
【請求項７５】請求項７３に記載の特徴決定方法は、
さらに、前記不透明度を用いて前記計測寸法を補正し、より正確
な計測寸法を得るステップを備えた方法。
【請求項７６】媒体上の微細な特徴の幅を決定するコ
ンピュータにて実行される方法であって、既知の寸法を有する試験特徴の強度プロファイルの曲率
を示す曲率較正データを受け取るステップと、前記微細な特徴の強度プロファイルの曲率を計算するス
テップと、前記曲率較正データ、及び前記計算曲率を用いて、前記
微細な特徴の幅を求めるステップとを備える特徴決定方
法。
【請求項７７】請求項７６に記載の方法において、前
記微細な特徴の寸法は、前記方法に用いられる波長の約
２倍未満である特徴幅決定方法。
【請求項７８】請求項７７に記載の方法において、前
記試験特徴の一部は前記方法に用いられる光波長の約２
倍未満の寸法を有し、更に前記曲率較正データは前記試
験特徴の幅以外の寸法を計測することにより展開される
特徴決定方法。
【請求項７９】請求項７６に記載の方法において、さ
らに、寸法既知の特徴と、前記微細な特徴の幅を決定するため
に用いられる計測装置上における各々の計測寸法との間
の関係を示す装置較正データを受け取るステップと、前記装置較正データを用いて前記微細特徴の前記幅を補
正し、前記幅についてのより正確な計測寸法を得るステ
ップとを備える特徴幅決定方法。
【請求項８０】請求項７６に記載の方法において、さ
らに、前記特徴の前記幅を用いて高さ乗数を決定するステップ
と、前記特徴の計測高さに前記高さ乗数を乗算することによ
り、前記計測高さのより正確な値を取得するステップと
を備える特徴決定方法。
【請求項８１】媒体上に配置される微細な特徴の高さ
を決定するコンピュータにて実行される方法であって、既知の寸法を有する試験特徴と対応する高さ乗数との間
の非線形関係を示す高さ乗数データを受け取るステップ
と、強度プロファイルを用いて前記特徴の高さを計測する高
さ計測ステップと、前記高さ乗数データを用いて前記計測高さを補正し、前
記高さのより正確さ値を得るステップとを備えた特徴決
定方法。
【請求項８２】請求項８１に記載の方法において、さ
らに、前記特徴の幅を計測するステップと、前記高さ乗数を前記計測幅に関連付け、前記計測高さを
補正するステップとを備えた特徴決定方法。
【請求項８３】請求項８１に記載の方法において、前
記微細な特徴の寸法は、前記方法に用いられる波長の約
２倍未満である特徴決定方法。
【請求項８４】請求項８３に記載の方法において、前
記試験特徴の前記既知寸法の一部は、前記方法に用いら
れる波長の約２倍未満の寸法を有し、かつ前記高さ乗数
データは前記試験特徴の幅以外の寸法を計測することに
より展開されるデータである特徴決定方法。
【請求項８５】請求項８３に記載の方法において、さ
らに、前記微細な特徴の高さ決定するために用いられる計測装
置により計測された既知の特徴の寸法とその既知の特徴
との間の関係を示す装置較正データを受け取るステップ
と、前記装置較正データを用いて前記微細特徴の前記高さを
補正し、前記高さの正確な計測寸法を得るステップとを
備えた特徴決定方法。
【請求項８６】請求項８１に記載の方法において、さ
らに、前記微細特徴の不透明度を計測するステップと、前記不透明度を用いて前記高さを補正し、より正確な高
さを得るステップとを備えた特徴決定方法。
【請求項８７】請求項８１に記載の方法において、前記特徴の高さ計測ステップはさらに、前記高さの計測に有用な光束計測値を提供するために前
記強度プロファイルの光強度の列を足しあわせるサブス
テップを備える特徴決定方法。
【請求項８８】媒体上に存在する微細な特徴の高さを
決定するコンピュータにて実行される方法であって、前記特徴の画像を受け取るステップと、前記特徴を囲む関心領域について強度分布プロファイル
を展開するステップと、光束計測値を提供するために前記強度分布プロファイル
の強度の列を足し合わせるステップと、前記光束計測値に基づき前記特徴の前記高さを計算する
ステップと、幅対高さ乗数データを用いて前記高さを補正し、前記特
徴についてより正確な高さを決定するステップとを備え
た特徴決定方法。
【請求項８９】請求項８８に記載の方法において、さ
らに、前記特徴の不透明度を表す決定不透明度値を用いて前記
高さを補正するステッを備える特徴決定方法。
【請求項９０】請求項８９に記載の方法において、前
記微細な特徴の寸法は、前記方法に用いられる波長の約
２倍未満である特徴決定方法。
【請求項９１】媒体上に存在する特徴について、該特
徴の２倍以上の波長のを用いて該特徴の寸法を決定する
コンピュータにて実行される方法であって、前記特徴の
不透明度を決定するステップと、強度プロファイルを用いて前記特徴の高さを決定するス
テップと、前記決定不透明度を用いて前記特徴の高さを補正するス
テップとを備える特徴決定方法。
【請求項９２】請求項９１に記載の方法におて、さら
に、前記強度プロファイルの曲率を決定するステップと、前記決定曲率を用いて前記特徴の幅を決定するステップ
とを備える特徴決定方法。
【請求項９３】請求項９１に記載の方法において、さ
らに、前記特徴の高さを決定するために用いられる計測装置上
における各特徴の計測寸法と該特徴との間の関係を示す
装置較正データを受け取るステップと、前記装置較正データを用いて前記微細な特徴の前記高さ
を補正し、前記高さについてより正確な計測寸法を得る
ステップとを備えた特徴決定方法。
【請求項９４】媒体上に存在する微細な特徴の曲率半
径を決定するコンピュータにて実行される方法であっ
て、前記特徴の参照角を囲む領域について参照光束を決定す
る参照光束決定ステップと、前記特徴の角を囲む領域についての実光束を決定するス
テップ、光束の結果値を生成するために、前記参照光束と前記実
光束とを比較するステップと、前記特徴の前記曲率半径を決定するために前記結果値を
用いるステップとを備える特徴決定方法。
【請求項９５】請求項９４に記載の方法において、前
記曲率半径は、前記方法に用いられる波長よりも概ね小
さい特徴の決定方法。
【請求項９６】請求項９４に記載の方法において、前記参照光束決定ステップはさらに、前記参照角を生成するために前記現実の角の垂直端及び
水平端を決定するサブステップを備える特徴決定方法。
【請求項９７】媒体上に存在する微細な特徴の曲率半
径を決定するコンピュータにて実行される方法であっ
て、前記特徴の角を囲む角領域について垂直参照プロファイ
ルを展開するステップと、前記角を囲む角領域について水平参照プロファイルを展
開するステップと、前記垂直参照プロファイル及び水平参照プロファイルを
組み合わせ角参照プロファイルを生成するステップと、前記角参照プロファイル及び前記角の実プロファイルに
基づき前記曲率を求める曲率半径生成ステップとを備え
る特徴決定方法。
【請求項９８】請求項９７に記載の方法において、前記曲率半径生成ステップはさらに、前記角の実プロファイルと前記角参照プロファイルとを
比較するサブステップと、前記比較の結果に基づき前記曲率を決定するサブステッ
プとを備える特徴決定方法。
【請求項９９】請求項９７に記載の方法において、前記曲率半径生成ステップはさらに、前記角参照プロファイルについて参照束を決定するサブ
ステップと、前記実プロファイルについて実光束を決定するサブステ
ップとを備える特徴決定方法。
【請求項１００】請求項９７に記載の方法において、
前記曲率半径は、前記方法に用いられる波長の約２倍未
満である特徴決定方法。