KR20140142741A

KR20140142741A - 계측 방법, 화상 처리 장치, 및 하전 입자선 장치

Info

Publication number: KR20140142741A
Application number: KR1020147030585A
Authority: KR
Inventors: 다케요시 오하시; 준이치 다나카; 유타카 호조; 히로유키 신도; 히로키 가와다
Original assignee: 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2013-05-27
Publication date: 2014-12-12
Anticipated expiration: 2033-05-27
Also published as: TW201407657A; WO2013180043A1; US9536170B2; KR101632011B1; JP2013250106A; JP6018803B2; TWI489511B; US20150110406A1

Abstract

휘도 변동에 의한 윤곽점의 오차는 일정량의 오프셋 가산 등의 단순한 방법에 의해 보정할 수는 없다. 그러나, 레지스트 패턴으로 대표되는 바와 같이 미세화가 진행된 최근에는, 기준이 되는 영역을 적절하게 정하는 것이 곤란해졌다.
하전 입자선 장치에 의해 취득된 레지스트 패턴의 화상으로부터, 휘도 변동의 영향을 고려해서 레지스트 패턴의 윤곽을 추출한다. 즉, 윤곽을 구성하는 에지 점의 근방의 휘도 프로파일을 복수 취득하고, 복수의 상기 휘도 프로파일에 의거하여, 특정 에지의 근방에 있어서의 휘도 프로파일의 형상의 평가값을 구하고, 이 평가값에 의거하여, 특정 에지점의 윤곽을 보정한다.

Description

계측 방법, 화상 처리 장치, 및 하전 입자선 장치{MEASUREMENT METHOD, IMAGE PROCESSING DEVICE, AND CHARGED PARTICLE BEAM DEVICE}

본 발명은 미세 패턴의 형상 계측에 관한 것이다.

반도체 제조 공정에 있어서의 미세 패턴 형성에는, ArF 엑시머 레이저를 광원으로 한 리소그래피 기술이 사용된다. 패턴의 미세화에 따라, ArF 엑시머 레이저의 파장의 몇 분의 1 사이즈의 미세 패턴을 형성하는, 해상(解像) 한계 근방에서의 리소그래피가 행해지게 되어 있다. 해상 한계 근방에서의 리소그래피에는, 광의 근접 효과를 고려해서 마스크 패턴 형상이나 노광 광원 형상을 보정하는 OPC(Optical Proximity Correction) 기술이 필수이다. 보정의 최적화에는, 실제로 마스크 패턴을 전사해서 만든 미세 레지스트 시료를 계측해서 설계와의 어긋남을 평가하여, 마스크나 광원 형상을 수정할 필요가 있다.

미세 레지스트 시료의 패턴 형상 윤곽의 계측에는, 주사형 전자 현미경(SEM)이 사용된다. SEM을 사용해서 취득한 시료의 SEM 화상에서는, 패턴의 에지부에서 휘도가 강해진다. 이러한 휘도가 강한 부분을 화이트 밴드라 하고, 화이트 밴드를 선분(線分)으로 해서 추출함으로써, 시료의 패턴 형상의 윤곽을 계측할 수 있다. 또한, 화이트 밴드 근방에 있어서의 휘도 프로파일을 바탕으로 윤곽을 구성하는 점(에지점)을 결정함으로써, 고정밀도로 윤곽을 추출할 수 있다.

그러나, 이러한 방법에 의해 SEM 화상으로부터 추출한 윤곽은, SEM 관찰시의 전자선 조사(照射)에 의한 레지스트의 수축(쉬링크(shrink))이나 레지스트 표면의 대전에 의해 영향을 받는다. 이러한 문제에 대처하는 방법으로서, 특허문헌 1에는, 보정 대상 영역의 휘도 프로파일을 치환해서 대전에 의한 SEM 바이어스의 변동을 보정하는 방법이 개시되어 있다.

또한, 노이즈가 강한 SEM 화상에서 화이트 밴드를 선분으로 해서 추출할 때에 윤곽이 결손되거나, 화이트 밴드의 콘트라스트가 약한 화상에서 에지점의 위치에 큰 오차가 발생하는 문제가 있다. 이러한 문제에 대처하는 방법으로서, 특허문헌 2에는, 윤곽의 결손부를 적정하게 접속하는 방법이, 특허문헌 3에는, 에지점 근방의 휘도 프로파일에서 휘도의 분리도가 작은 경우에는, 그 에지점을 제외하고 윤곽을 구성하여, 윤곽의 신뢰성을 높이는 방법이 개시되어 있다.

일본국 특개 2005-228560호 일본국 특개 2009-43937호 일본국 특개 2006-29891호

SEM 화상은, 전자선을 조사함으로써 시료로부터 방출되는 신호 전자의 양을 휘도로서 영상화한 것이다. 즉, 이론적으로는, 화상 휘도는 신호 전자에 양에 비례한다. 그러나, 시료 표면의 대전에 의해 신호 전자의 일부가 시료에 재차 도입되거나, 근방에 있는 높은 패턴의 측벽에 의해 신호 전자가 차폐되는 입체 장해의 영향을 받거나, 신호 전자의 궤도에 따라서는 검출기에 도입되지 않아 검출되지 않는 경우가 있고, 그 결과, 휘도가 변동된다. 또한, 검출기에 도입된 신호 전자량을 화상 휘도로 변환하는 회로에서, 비선형(非線形)의 변환이 되는 경우가 있다. 예를 들면, 어느 값 이상의 신호량이 되면, 신호량에 상관없이 휘도 최대값으로서 출력되는 경우가 있다. 이러한 원인에 의해, 화상 휘도가 신호 전자량에 비례하지 않게 되는 경우가 있다.

그리고, 화상 휘도에 변동이 발생하여 신호 전자량에 비례하지 않게 되면, 휘도 프로파일을 바탕으로 결정된 윤곽점에 오차가 발생한다. 대전이나 근방 패턴의 차폐 효과는 패턴 형상에 따라 다르며, 또한 검출기의 검출 효율은 SEM의 시야 내의 위치에 의존한다. 따라서, 휘도 변동에 의한 윤곽점의 오차는 일정량의 오프셋 가산 등의 단순한 방법에 의해 보정할 수는 없다.

특허문헌 3에 기재된 방법에서는, 휘도 변동에 의해 휘도의 분리도가 저하되는 경우에는, 그 에지점을 제외할 수 있지만, 휘도의 분리도가 크게 저하되지 않는 경우에는 유효하지 않으며, 에지점의 위치를 보정할 수도 없다.

또한, 특허문헌 1에 기재된 방법에서는, 기준 영역의 휘도 프로파일로 대상 영역의 휘도 프로파일을 치환함으로써 휘도 변동을 보정하지만, 2차 전자량의 차가 비교적 작은 시료 위의 표면 영역(기준 영역)을 1개소 설정하고, 거기에서 취득한 기준 프로파일을 미리 정해 놓을 필요가 있다. 그러나, 패턴의 미세화가 진행된 최근에는, 상기한 바와 같이 기준이 되는 영역을 적절하게 정하는 것이 곤란하다. 가령 이 방법을 사용하고자 하면, 측정자가 화상을 관찰해서 경험상으로부터 타당하다고 판단할 수 있는 기준 영역을 지정해야 한다. 그러한 경우, 측정 대상 이외의 영역으로 관찰 대상을 넓힘으로써 시간이나 빔 조사에 의한 손상이 증가하는 문제가 발생한다.

따라서, 미리 기준 영역을 정할 필요 없이, 휘도 변동에 의한 에지점의 오차를 검출해서, 오차가 큰 에지점을 제거하거나, 에지점의 위치를 보정하는 방법이 필요하다.

본 원에서 개시되는 발명 중, 대표적인 예는 다음과 같다. 즉, 하전 입자선 장치에 의해 취득된 패턴을 포함하는 시료의 화상으로부터 상기 패턴의 윤곽을 계측하는 계측 방법으로서, 상기 패턴의 윤곽을 구성하는 에지점을 추출하는 제 1 스텝과, 상기 에지점 중, 제 1 에지점의 근방에서, 제 1 휘도 프로파일을 취득하는 제 2 스텝과, 상기 에지점 중, 제 2 에지점의 근방에서, 제 2 휘도 프로파일을 취득하는 제 3 스텝과, 상기 에지점 중, 제 3 에지점의 근방에서, 제 3 휘도 프로파일을 취득하는 제 4 스텝과, 취득한 상기 제 1 휘도 프로파일과 상기 제 2 및 제 3 휘도 프로파일에 의거하여, 상기 제 1 휘도 프로파일의 형상의 평가값을 구하는 제 5 스텝과, 상기 평가값에 의거하여, 상기 제 1 에지점에 따른 패턴의 윤곽 보정을 행하는 제 6 스텝을 갖는 것을 특징으로 하는 계측 방법을 제안한다.

또한, 다른 예로서, 하전 입자선 장치에 의해 취득된 패턴을 포함하는 시료의 화상으로부터, 상기 패턴의 윤곽을 계측하는 화상 처리 장치로서, 상기 윤곽을 구성하는 에지점의 근방의 휘도 프로파일을 복수 취득하는 휘도 프로파일 취득부와, 복수의 상기 휘도 프로파일에 의거하여, 제 1 휘도 프로파일의 형상의 평가값을 추출하는 형상 평가부와, 상기 평가값에 의거하여, 상기 제 1 휘도 프로파일에 따른 에지점의 윤곽을 보정하는 윤곽 보정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치 및 하전 입자선 장치를 제안한다.

본 발명을 사용함으로써, 시료의 패턴 윤곽을 정밀하게 구할 수 있다.

도 1a는 라인 형상의 패턴을 갖는 시료의 모식도.
도 1b는 라인 패턴의 SEM 화상의 모식도.
도 2는 휘도 프로파일의 모식도.
도 3은 본 실시예에 따른 화상 처리 장치의 개략 구성 전체도.
도 4는 본 실시예에 따른 플로차트의 일례를 나타내는 도면.
도 5는 본 실시예에 따른 특이성 평가값의 예를 나타내는 도면.
도 6은 본 실시예에 따른 플로차트의 일례를 나타내는 도면.
도 7은 임계값법을 사용한 에지 재결정 방법의 일례를 나타내는 도면.
도 8은 보정 전의 윤곽과 보정 후의 윤곽의 예를 나타내는 도면.
도 9는 본 실시예에 따른 화상 처리 장치의 개략 구성 전체도.
도 10은 본 실시예에 따른 플로차트의 일례를 나타내는 도면.
도 11a는 입체 장해에 의해 휘도 저하가 발생하는 패턴 구조의 모식도.
도 11b는 입체 장해에 의한 휘도 저하를 보정하기 전의 윤곽의 모식도.
도 12는 보정 전과 보정 전의 휘도 프로파일을 모식적으로 나타낸 도면.
도 13은 본 실시예에 따른 플로차트의 일례를 나타내는 도면.
도 14는 본 실시예에 있어서의 SEM의 전체 구성 개략도의 일례를 나타내는 도면.
도 15는 본 실시예에 있어서의 SEM의 전체 구성 개략도의 일례를 나타내는 도면.
도 16은 본 실시예에 있어서의 데이터베이스의 축적 데이터의 일례를 나타내는 도면.
도 17은 화상 취득 조건을 표시 또는 입력하기 위한 GUI의 일례를 나타내는 도면.

상기 과제를 해결하기 위한 실시형태로서, 주사형 전자 현미경(SEM)에 의해 취득된 레지스트 패턴의 SEM 화상으로부터, 휘도 변동의 영향을 고려해서 레지스트 패턴의 윤곽을 추출하는 화상 처리 방법을 설명한다.

우선, SEM 화상으로부터 레지스트 패턴의 윤곽을 추출하는 방법을 서술한다. 패턴이란, 시료 표면에 형성된 볼록 형상의 부분이며, 패턴의 윤곽부(에지부)에서는, 전자선을 조사했을 때에 시료로부터 방출되는 신호 전자량이 커진다. 그 때문에, 신호 전자를 검출해서 화상 휘도로서 나타낸 SEM 화상에서, 윤곽에 대응하는 휘도가 강한 부분(화이트 밴드)이 관측된다.

도 1a는 라인 형상의 패턴(라인 패턴)(101)을 갖는 시료의 모식도이며, 도 1b는 라인 패턴의 SEM 화상의 모식도이다. 라인 패턴의 윤곽에 대응한 화이트 밴드(102)를 관찰할 수 있다.

SEM 화상으로부터 윤곽을 추출하기 위해서는, 화상 처리에 의해 화이트 밴드 위치를 에지점으로 해서 검출하여, 에지점을 접속한 선분을 얻으면 된다. 이 화상 처리 방법으로서는, 휘도가 밝은 부분을 선분으로 해서 검출하는 방법이면 임의의 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 어느 일정값보다 휘도가 큰 화소만을 추출해서, 그 화소의 영역의 폭이 1화소가 되도록 세선(細線)화하는 처리를 행하고, 남은 화소 의 중심을 에지점으로 결정해서, 에지점을 접속함으로써 윤곽이 얻어진다.

또한, 상기 화상 처리에 의한 방법 이외에, 화이트 밴드 근방의 휘도 프로파일을 사용해서 윤곽을 추출하는 방법도 있다. 여기에서, 휘도 프로파일이란, 화이트 밴드 방향과 교차하는 방향의 화상 휘도의 프로파일, 즉 화이트 밴드 근방의 영역(103)에 있어서의 휘도 분포의 프로파일이다. 또, 이후에서는, 화이트 밴드 방향과 직교하는 방향으로 휘도 프로파일을 취득하는 경우를 예로 들어서 기술하지만, 반드시 직교하는 방향이 아니어도 된다. 예를 들면, 화상의 세로 방향의 배율과 가로 방향의 배율이 서로 다른 경우에는, SEM 화상에서 화이트 밴드 방향과 직교하는 방향이, 시료 위에서 그 화이트 밴드에 대응하는 윤곽과 직교하는 방향이 되지 않는 경우가 있다. 그러한 경우에는, 시료 위에서 윤곽과 직교하는 방향이 되도록, 화상의 세로 방향의 배율과 가로 방향의 배율의 비율에 따라, 화이트 밴드 방향과 휘도 프로파일을 취득하는 방향이 이루는 각도를 설정하면 된다. 또한, 국소적인 노이즈에 의해 화이트 밴드에 돌기 구조 등이 나타나는 경우 등, 본래의 윤곽의 방향과 국소적인 화이트 밴드 방향이 서로 다른 경우가 있다. 그러한 경우에는, 패턴의 설계 데이터를 참조해서, 화이트 밴드에 대응하는 윤곽의 방향을 판정하고, 그 방향에 직교하는 방향을, 휘도 프로파일을 취득하는 방향으로 하면 된다.

이 휘도 프로파일을 얻을 때에는, 프로파일의 노이즈를 저감시키기 위해서, 화이트 밴드 방향으로 평균화한 휘도를 사용해도 된다. 즉, 영역(103)을, 화이트 밴드 방향의 폭이 1화소보다 큰 범위로 설정하고, 그 내에서 평균 프로파일을 얻어도 된다. 평균화의 유무나, 이 영역의 크기 등은, 미리 지정하도록 한다. 또한, SEM 화상의 세로축 방향, 혹은 가로축 방향과 휘도 프로파일을 취득하는 방향(화이트 밴드와 직교하는 방향)이 일치하지 않는 경우 등, 영역(103)의 외주(변)가 화소의 그리드(grid)와 일치하지 않는 경우에는, 화상을 회전시키는 화상 처리나, 화소수를 증가시키는 화상 처리 등을 적용해서, 영역(103)의 외주가 정확히 화소의 경계선과 일치하도록 함으로써 휘도 프로파일을 취득할 수 있다.

도 2는, 휘도 프로파일의 모식도이다. 휘도 프로파일(201)의 피크는 화이트 밴드에 대응하고 있다. 단순히 휘도 피크 위치를 에지점으로 할 수도 있지만, 그 경우, 윤곽 위치는 휘도의 노이즈에 의해 영향을 받기 쉽다. 노이즈에 강한 에지점의 결정법으로서, 휘도 프로파일을 사용한 임계값법이 있다. 임계값법에서는, 프로파일 내의 휘도의 최대값 A(202)와, 최대값의 개소(피크 위치)로부터 패턴 외측에 있는 휘도의 최소값 B(203)를 사용해서, 수식 1에서 의해 기준 휘도 C(204)를 구한다.

[수식 1]

여기에서, T는 미리 정한 0 내지 1의 범위의 값이며, 0.5를 사용하는 경우가 많다. 그 후, 최대값과 최소값 사이의 휘도 프로파일 중에서, 기준 휘도 C가 되는 위치(205)를 에지점으로 결정한다. 또, 피크 위치로부터 패턴 외측이 어느 쪽인지는, 패턴의 설계 데이터를 참조하는 등, 다른 방법에 의해 결정한다. 상기 방법을, 화이트 밴드 위의 각 점에 적용해서, 얻어진 에지점을 접속함으로써 윤곽이 얻어진다. 적용하는 화이트 밴드 위의 점의 간격은 임의여도 된다.

또한, 에지점을 접속할 때에는, 각 에지점을 직선으로 접속해도 되며, 스플라인 보간 등, 임의의 방법에 의해 보간을 행해서 접속해도 된다.

[실시예 1]

휘도 변동을 고려해서 패턴의 윤곽을 추출하는 실시형태의 일례를 설명한다. 본 실시예는, 휘도 변동에 의해 영향을 받은 에지점을 검출하고, 이것을 제거하여 윤곽을 구성하는 방법이다.

도 3은, 본 실시예에 따른 화상 처리 장치의 개략 구성 전체도이며, 기록 장치(310)과 연산 장치(320)로 구성된다. 기록 장치(310)에는, 화상 기록부(311), 윤곽 기록부(312), 휘도 프로파일 기록부(313), 평가값 기록부(314)가 구비되어 있다. 연산 장치(320)에는, 화상 처리 연산부(321), 휘도 프로파일 평가 연산부(322), 윤곽 보정 연산부(323)가 구비되어 있다. 상기 구성은, 각각 독립된 장치로서 구성해서 실현해도 되며, 1대의 계산기, 혹은 복수의 계산기에 의해 실현해도 된다.

도 4는, 본 실시예에 따른 플로차트의 일례이다. 이하에, 이 플로차트에 따라 설명한다.

스텝 S401에서는, 계측하고 싶은 레지스트 시료를 촬영한 SEM 화상 파일을 입력하고, 화상 기록부(311)에 보존한다.

스텝 S402에서는, 화상 처리 연산부(321)를 사용해서, SEM 화상 기록부(311)에 보존된 SEM 화상 데이터에 대해서 연산을 행하여, 시료 패턴의 윤곽을 추출한다. 윤곽의 예를 도 5의 501에 모식적으로 나타냈다. 추출한 윤곽 데이터는, 윤곽 기록부(312)에 보존한다. 여기에서 윤곽 데이터란, 윤곽을 구성하는 에지점의 좌표의 집합이다. 에지점의 추출은, 임의의 방법을 사용할 수 있지만, 예를 들면, 상술한 바와 같이, 화상 중에서 휘도가 강해지는 화이트 밴드의 위치를 에지점으로 해도 되며, 임계값법을 적용해서 에지점을 결정해도 된다.

스텝 S403에서는, 화상 처리 연산부(321)를 사용해서, SEM 화상 기록부(311)에 보존된 SEM 화상에 대해서 연산을 행하고, 윤곽 기록부(312)에 보존된 에지점에 대해서, 그 에지점 주변의 휘도 프로파일을 산출한다. 휘도 프로파일의 예를 도 5의 502에 모식적으로 나타냈다. 산출된 휘도 프로파일은, 휘도 프로파일 기록부(313)에 보존한다. 이 때에는, 각 휘도 프로파일과 각 에지점의 대응을 나타내는 정보를 합쳐서 보존한다. 또, 휘도 프로파일에 노이즈를 저감시키는 스무딩(smoothing) 처리를 적용해서 얻어진 휘도 프로파일 보존해도 된다. 또한, 스텝 S402에서, 임계값법을 사용하는 경우 등, 휘도 프로파일을 산출하는 과정이 포함되어 있는 경우에는, 스텝 S403을 생략하고, 스텝 S402에서 산출한 휘도 프로파일을 휘도 프로파일 기록부(313)에 보존해도 된다.

스텝 S404에서는, 휘도 프로파일 평가 연산부(322)를 사용해서, 휘도 프로파일 기록부(313)에 보존된 휘도 프로파일에 대해서 형상의 특이성을 평가하고, 얻어진 특이성 평가값을 평가값 기록부(314)에 보존한다. 특이성 평가값의 예를 도 5의 503에 모식적으로 나타냈다.

특이성의 평가 방법의 예를, 이하에 기술한다. 또, 평가값 기록부(314)에 보존하는 특이성 평가값은, 휘도 프로파일마다 1개의 값이어도 되며, 복수의 방법에 의해 얻어진 복수의 값이어도 된다.

일례는, 각각의 휘도 프로파일에 대해서 휘도의 최대값을 추출하고, 최대값의 평균값으로부터의 어긋남을 평가값으로 하는 평가 방법이다. 여기에서, 어긋남은 단순히 차로 해도 되고, 차의 제곱이나 절대값으로 해도 된다. 혹은, 편차값을 구해서 50으로부터의 차(혹은 차의 제곱이나 절대값)를 평가값으로 해도 된다. 그 밖에, 어느 값이 어느 정도, 그 값을 포함하는 집합의 평균으로부터 벗어나 있는 지를 나타내는 임의의 통계 지표를 사용해도 된다. 또, 휘도의 최대값 대신에 휘도의 최소값을 사용해도 되고, 혹은, 휘도의 최대값과 최소값의 차나 평균 등, 이들의 값으로부터 산출되는 값을 사용해도 된다.

또 다른 일례는, 상술한 평가 방법 예에서 기재한 값(휘도의 최대값이나 최소값, 및 이들로부터 산출되는 값) 중 복수의 값을 사용하는 방법이다. 단순히, 상술한 평가 방법 예에 의해 각각의 값에 대해서 평가값을 산출하고, 이들의 평균이나 제곱합 평균, 최대값 등을 휘도 프로파일의 특이성의 평가값으로 하면 된다. 혹은, 평가에 사용하는 값(휘도의 최대값이나 최소값, 및 이들로부터 산출되는 값)을 요소로 하는 벡터를, 각 휘도 프로파일에 대해서 작성하고, 이들 벡터의 평균 벡터를 구해서, 각 벡터와 평균 벡터의 유사성을, 예를 들면, 정규화 상관 계수 등에 의해 구하고, 이것을 특이성의 평가값으로 해도 된다.

또 다른 일례는, 휘도 프로파일의 형상의 유사성을 평가하는 방법이다. 하기에, 정규 상관 계수에 의해 특이성을 평가하는 경우의 예를 기술한다. 어느 휘도 프로파일을 함수 P(i)로 나타낸다. 즉, 프로파일의 끝으로부터, 휘도가 P(1), P(2), P(3) …이다. 또한, 모든 휘도 프로파일을 평균한 휘도 프로파일을 함수 Q(i)로 나타낸다. 함수 P(i)로 나타난 휘도 프로파일의 특이성은, P(i)과 Q(i)의 정규화 상관 계수 R에 의해 평가할 수 있다. R의 산출 방법은 하기의 수식 2와 같다.

[수식 2]

여기에서, N은 프로파일을 구성하는 휘도 데이터의 수, P0, Q0은 각각 P(i), Q(i)의 평균 휘도, Pn(i), Qn(i)은 각각 P(i), Q(i)를 정규화한 함수이다. 계수 R은 -1 내지 1의 값을 취하며, 작을수록 평균 휘도 프로파일로부터의 어긋남이 큰, 즉 특이성이 커진다. 여기까지, 정규화 상관을 사용한 평가 방법을 구체예로서 기술했지만, 이 외의 평균 휘도 프로파일과의 유사성을 나타내는 통계 지표를 사용해도 된다. 예를 들면, 정규화한 함수 Pn(i)의 최대값과 Qn(i)의 최대값의 차나, 각각의 최소값의 차를 사용해도 된다.

또한, 평균한 휘도 프로파일 Q(i) 대신에, 모든 휘도 프로파일로부터 표준적인 프로파일을 구하는 통계 방법에 의해 구한 프로파일를 사용해도 된다. 예를 들면, 모든 휘도 프로파일로부터 평균 프로파일을 구한 후, 평균 프로파일과의 정규화 상관 계수 R을 구하고, 정규화 상관 계수 R은 최소가 되는 휘도 프로파일, 혹은 일정값 이하가 되는 휘도 프로파일을 이상(異常)이다라고 판단해서 생략하고, 나머지 프로파일의 평균을 취해서 사용해도 된다. 또한, 이 처리를, 평균을 취하는 모든 휘도 프로파일의 정규화 상관 계수 R이 일정값 이상이 될 때까지 반복해도 된다.

스텝 S405에서는, 윤곽 보정 연산부(323)를 사용해서, 윤곽 기록부(312)에 보존된 에지점 각각에 대해서, 평가값 기록 영역(314)에 보존된 평가값이 미리 정한 허용 범위에 있는지의 여부를 판정해서, 허용 범위에 없는 경우는 불량 에지점이다라고 간주하여, 윤곽 기록부(312)에 불량인 것을 나타내는 정보를 추가한다.

스텝 S406에서는, 윤곽 보정 연산부(323)를 사용해서, 윤곽 기록부(312)에 보존된 에지점 중, 스텝 S405에서 불량이라고 판정된 에지점을 제외한 에지점으로부터 새로운 윤곽을 구성하여, 윤곽 기록부(312)에 보존한다. 새롭게 구성되는 윤곽의 예를 도 5의 504에 모식적으로 나타냈다.

이상의 방법을 사용함으로써, SEM 화상으로부터 패턴의 윤곽을 추출할 때에, 휘도 변동에 의해 오차가 발생한 에지점을 제외할 수 있어, 신뢰성이 높은 윤곽을 얻을 수 있다. 또한, 보정 전의 윤곽을 에지점의 특이성 평가값과 합쳐서 출력함으로서, 윤곽선의 신뢰도를 유저에게 나타낼 수도 있다.

또한, 스텝 S405에서 불량이라고 판정된 에지점이 보정의 대상이 되는 것이나, 구성된 새로운 윤곽이 보정된 결과에 의한 것임을 SEM 화상의 출력과 별도로, 혹은 중첩시켜서 표시하는 수단(505)을 가져도 된다. 이에 따라, 보정 대상의 장소를 유저가 인식할 수 있다. 또한, 유저는 그 SEM 화상의 출력의 표시 결과로부터, 최종적인 보정 실행의 가부(可否)를 입력하는 수단(506)을 더 가져도 된다. 이에 따라, 보정의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또, 이 방법에 의해 얻어진 보정 윤곽은, 에지점의 데이터로서 기억 매체나 다른 장치에 출력해도 되며, 도 3에는 나타내고 있지 않은 표시 장치를 사용해서, 도 5의 504와 같이 윤곽선으로 해서 표시시켜도 된다. 이것은, 이후의 실시예에 대해서도 마찬가지이다.

[실시예 2]

본 발명에 따른 다른 실시예는, 휘도 변동에 의해 영향을 받은 에지점을 검출하고, 이것을 보정해서 윤곽을 구성하는 방법이다. 본 실시예에 따른 화상 처리 장치의 개략 구성 전체도는 도 3과 동일하다.

도 6은, 본 실시예에 따른 플로차트의 일례이다. 이하에, 이 플로차트에 따라 설명한다. 또, 스텝 S601 내지 S605는, 도 4의 스텝 S401 내지 S405와 동일하다.

스텝 S606에서는, 스텝 S605에서 불량이라고 판정된 에지점에 대해서, 화상 처리 연산부(321)를 사용해서, 휘도 프로파일 기록부(313)에 보존된 휘도 프로파일로부터 에지점을 재차 결정한다. 이 때, 휘도 프로파일을 평균 휘도 프로파일과 비교한 결과를 이용해서, 보정을 행한다. 또, 스텝 S605의 불량 판정을 행하지 않고, 모든 에지점에 대해서, 에지점의 재결정을 행해도 된다.

구체적인 에지 재결정 방법의 일례로서, 임계값법을 사용하는 경우를 이하에 기술한다. 이 예는, 국소적인 휘도 저하를 보정하는 방법의 일례이다. 우선, 정규화한 프로파일의 최소값의 차 M1(정규화 휘도 프로파일 Pn(i)의 최소값에서 정규화한 평균 휘도 프로파일 Qn(i)의 최소값을 뺀 값)을 구한다.

도 7은, 이 값을 모식적으로 나타낸 도면이며, 701은 프로파일 Pn(i), 702는 프로파일 Qn(i), 703은 최소값의 차 M1이다. 그리고, 휘도 프로파일로부터 에지점을 결정하기 위해서, 정규화한 휘도 프로파일 Pn(i)에 대해서 임계값법을 사용한다. 여기에서, 기준 휘도에 보정을 행한다. 보정을 행하지 않는 경우는, 기준 휘도 C는 수식 1에 의해 산출되지만, 다음 수식 3과 같이 M을 사용해서 보정을 행하여 산출한 기준 휘도 C'를 사용한다.

[수식 3]

즉, 정규화한 휘도 프로파일 Pn(i)에 대해서 임계값법을 적용할 때의 기준 휘도를, 정규화한 평균 휘도 프로파일 Qn(i)에 있어서의 최소값을 사용해서 결정하는 방법이다. 또, 여기에서는, 정규화된 프로파일의 최소값의 차를 사용하는 방법을 기술했지만, 정규화된 프로파일의 최대값의 차 M2(도 7의 704)를 사용하는 방법이나, 그 양쪽을 사용하는 방법도 가능하다. 이들의 경우, 기준 휘도 C'는, 각각 다음의 수식 4, 수식 5에 의해 산출된다.

[수식 4]

[수식 5]

또한, 다른 에지 재결정 방법의 일례를 이하에 기술한다. 이 예는, SEM 화상 내의 국소적인 휘도 구배의 영향을 보정하는 방법의 일례이다. 우선, 정규화한 휘도 프로파일 Pn(i)와, 정규화한 평균 휘도 프로파일 Qn(i)를 구한다. 다음으로, 그 차분 Pn(i)-Qn(i)를 구하고, 이것을 1차 근사한다. 이 근사 직선의 기울기가 휘도 구배에 상당하는 것이므로, Pn(i)에서 1차 근사한 결과를 뺌으로써, 휘도 구배의 영향을 보정한 휘도 프로파일이 얻어진다. 얻어진 휘도 프로파일에 대해서, 임계값법을 적용함으로써, 에지점을 결정할 수 있다.

이 외에도, 정규화한 프로파일의 최소값의 차 M1(혹은, 최대값의 차 M2나, M1-M2)에, 미리 정한 계수를 곱해서 얻어진 값만 에지점의 위치를 이동시키는 등, 직접 에지점의 위치를 보정하는 방법도 가능하다. 또, 미리 정한 계수를 사용하는 대신에, 정규화한 평균 프로파일의 에지점에 있어서의 구배의 역수를 사용해도 된다.

또한, 휘도 프로파일 Pn(i)를 평균 휘도 프로파일 Qn(i)로 치환하고, 이 휘도 프로파일을 사용해서 에지점을 재결정해도 된다.

또한, 여기에서는, 정규화한 휘도 프로파일을 사용하는 방법을 기술했지만, 정규화 전의 휘도 프로파일을 사용해서 동일한 방법을 실시해도 된다.

스텝 S607에서는, 스텝 S606에서 결정한 에지점으로부터 윤곽을 구성하여, 윤곽 기록부(312)에 보존한다. 보정 전의 윤곽과 보정 후의 윤곽의 예를 도 8의 801과 802에 모식적으로 나타냈다.

이상의 방법을 사용함으로써, SEM 화상으로부터 패턴의 윤곽을 추출할 때에, 휘도 변동에 의한 에지점의 오차를 보정할 수 있어, 고정밀도의 윤곽을 얻을 수 있다.

[실시예 3]

본 발명에 따른 다른 실시예는, 입체 장해에 의한 휘도 변동에 의해 영향을 받은 에지점을 검출하고, 이것을 보정해서 윤곽을 구성하는 방법이다.

본 실시예에 따른 화상 처리 장치의 개략 구성 전체도를 도 9에 나타낸다. 도 3에 나타낸 구성에 추가해서, 기록 장치(310)에 패턴 단면(斷面) 기록부(315), 연산 장치(320)에 입체 장해 연산부(324)가 구비되어 있다.

도 10은, 본 실시예에 따른 플로차트의 일례이다. 이하에, 이 플로차트에 따라 설명한다.

스텝 S1001 내지 S1005는, 도 4의 스텝 S401 내지 S405와 동일하다.

스텝 S606에서는, 스텝 S605에서 불량이라고 판정된 에지점의 휘도 프로파일에 대해서, 입체 장해 보정부(324)를 사용해서 보정을 행한 후, 화상 처리 연산부(321)를 사용해서 재차 에지점을 결정한다. 에지점의 검출에는, 임계값법 등, 휘도 프로파일로부터 에지점을 구하는 기지(旣知)의 방법을 사용하면 된다.

다음으로, 입체 장해의 영향을 보정하는 방법의 일례를 기술한다.

도 11a는 입체 장해에 의해 휘도 저하가 발생하는 패턴 구조의 모식도이며, 도 11b는 스텝 S1002에서 얻어진 보정 전의 윤곽의 모식도이다. 도 11b에서 점선의 영역으로 나타낸 개소(1103)는, 근방에 많은 패턴이 있어, 시료 표면으로부터 방출된 신호 전자의 일부가 근방의 패턴에 충돌하여 검출되지 않아, 휘도가 저하된다. 그러나, 입체 장해에 의한 휘도 저하는, 패턴의 입체 형상 정보가 기지이면, 계산에 의해 구해진다. 입체 형상 정보는, CAD 등의 설계 데이터에 포함되는 패턴 배치 정보와, 리소그래피 시뮬레이션에 의한 계산이나, AFM, 단면 SEM, 단면 TEM 등의 관찰 방법에 의해 얻어지는 패턴 단면 정보로부터 구해진다. 혹은, 다음에 기술하는 바와 같이, 설계 데이터에 의한 패턴 배치 정보 대신에, SEM 화상으로부터 추출한 윤곽 정보를 사용할 수도 있다. 이 방법에서는, 미리 패턴 단면 기록부(315)에 보존해 둔 패턴의 단면 형상 정보와, 스텝 S1002에서 구한 윤곽 패턴 배치를 합쳐서 입체 형상을 구하고, 화상 내의 각 위치에서, 근방의 패턴에 의해 차폐되지 않고 신호 전자를 탈출시킬 수 있는 입체각을 계산해서 이것을 신호 검출률로 한다. 이 결과를 사용해서, 보정을 행하는 휘도 프로파일의 각 점에 있어서의 신호 검출률 d(i)를 구한다. 또한, 도 1a와 같은 라인 형상의 패턴을 상정해서 마찬가지로 휘도 프로파일의 각 점에서 있어서의 신호 검출률을 구하고, 이것을 표준의 신호 검출률 d0(i)로 하고, 다음의 수식 6에 의해 검출률의 저하율을 계산한다.

[수식 6]

그 후, 다음의 수식 7과 같이 휘도 프로파일 P(i)에 대해서 보정을 행하여, 보정 후의 휘도 프로파일 P'(i)를 얻는다.

[수식 7]

이상의 방법에 의해, 휘도 프로파일로부터, 입체 장해의 영향을 보정할 수 있다. 도 12에, 보정 전의 휘도 프로파일(1201)과 보정 전의 휘도 프로파일(1202)을 모식적으로 나타냈다. 또, 패턴 단면 기록부(315)에 보존하는 단면 형상 정보는, 도 10의 플로차트를 실행하기 전에 입력해도 되고, 미리 보존해 둔 형상을 사용해도 된다. 또한, 상세한 형상 정보가 얻어지지 않는 경우에는, 패턴의 높이(도 11a의 1101)나 측벽 경사각(도 11a의 1102)과 같은 파라미터만을 입력해서, 장방형이나 사다리꼴로 근사해서 결정해도 된다. 또한, 고정밀도로 신호 검출률 d(i)를 구하기 위해서, 신호 전자의 방출량의 각도 의존성을 고려해도 된다. 일반적으로, 신호 전자의 방출량은, 시료 표면의 법선으로부터의 각도를 θ로 하면, cosθ에 비례하는 것이 알려져 있고, 이것을 사용해서 방출 각도마다 가중치를 부여하여 신호 검출률을 구하면 된다.

스텝 S1007에서는, 스텝 S607과 동일하며, 스텝 S1006에서 결정한 에지점으로부터 윤곽을 구성하여, 윤곽 기록부(312)에 보존한다.

이상의 방법을 사용함으로써, SEM 화상으로부터 패턴의 윤곽을 추출할 때에, 입체 장해에 기인하는 휘도 변동에 의한 에지점의 오차를 보정할 수 있어, 고정밀도의 윤곽을 얻을 수 있다.

[실시예 4]

본 발명에 따른 다른 실시예는, 윤곽을 추출하는 SEM 화상에 대해서, 휘도 변동에 의한 윤곽 오차의 정도를 계산해서, SEM 화상의 신뢰성을 판정하는 방법이다.

본 실시예에 따른 화상 처리 장치의 개략 구성 전체도는 도 3과 동일하다.

도 13은, 본 실시예에 따른 플로차트의 일례이다. 이하에, 이 플로차트에 따라 설명한다.

스텝 S1301 내지 S1304는, 스텝 S401 내지 S404와 동일하다.

스텝 S1305에서는, SEM 화상 내의 모든 에지점에 대한 특이성 평가값의 평균값을 구하고, SEM 화상의 신뢰성 지표로 한다. 또, 단순한 평균값에 한정되지 않고, 복수의 값을 대표하는 후(後)통계 지표를 사용해도 된다. SEM 화상의 신뢰성 지표가 미리 정한 허용값의 범위로부터 벗어난 경우에는, SEM 화상으로부터 추출한 윤곽의 신뢰성이 낮다고 판정한다. 그 경우, 윤곽의 오차가 클 가능성이 있는 것을 나타내는 경고를, 장치에 접속된 표시 장치에 표시시키거나 한다. 이로부터, 유저에게 SEM 화상의 재취득이나, 데이터의 취사 선택을 재촉할 수 있다.

[실시예 5]

본 발명에 따른 다른 실시예는, 실시예 1 내지 4에 나타낸 화상 처리 장치를 장착한 SEM이다.

본 실시예에 대해서, 도 14를 사용해서 설명한다.

도 14는, 본 실시예에 있어서의 SEM의 전체 구성 개략도의 일례이며, 전자원(電子源; 1401)으로부터 발생된 전자빔(1402)은, 편향기(1403)에 의해 편향되고, 대물 렌즈(1404)에 의해 수속(收束)되어, 스테이지(1405) 위에 유지된 시료(1406)의 표면에 조사된다. 전자빔의 조사에 의해 시료 표면으로부터 발생된 2차 전자(1407)는, 검출기(1408)에 의해 검출된다. 이들 부분은, 장치 제어부(1409)에 의해 제어되고, 검출기로부터의 신호 강도를, 화상 위의 편향기로 하는 편향량에 따른 위치의 화소의 휘도로서 나타냄으로써, SEM 화상을 생성한다. 이 SEM 화상에 대해서, 윤곽 추출 연산부(1410)를 사용해서 윤곽 보정을 행한다. 이 윤곽 보정 연산부(1410)가 도 3에 나타낸 화상 처리 장치이다.

SEM에 의해 얻어진 화상에 대해서, 실시예 1 내지 4에 나타낸 처리를 적용함으로써, SEM 화상 취득시의 휘도 변동에 의해 오차를 보정해서, 정밀도 높은 윤곽선을 얻을 수 있다. 또한, 에지점의 신뢰성이나, 취득한 SEM 화상에 있어서의 윤곽의 신뢰성을 나타냄으로써, SEM 화상의 취득 조건이 윤곽 계측에 적합한지의 여부를 유저에게 알게 할 수 있다.

[실시예 6]

본 발명에 따른 다른 실시예는, 윤곽의 신뢰성이 높은 SEM 화상을 얻을 수 있는 화상 취득 조건을 실현하는 SEM이다. 휘도 변동 중, 대전에 기인하는 휘도 변동은, SEM 화상의 취득 조건에 의존하기 때문에, 적절한 화상 취득 조건을 사용함으로써, 신뢰성이 높은 SEM 화상을 얻을 수 있다.

본 실시예에 대해서, 도 15를 사용해서 설명한다.

도 15는, 본 실시예에 있어서의 SEM의 전체 구성 개략도의 일례이며, 도 14에 나타낸 구성에 추가해서, SEM 화상 취득 조건과 재료 정보 혹은 그 일부와, SEM 화상의 신뢰성 지표의 관계의 데이터를 유지하는 데이터베이스(1411)를 구비한다. SEM 화상 취득 조건이란, 전자선의 가속 전압값, 프로브 전류값, 배율, 프레임 적산 횟수, 스캔 속도, 스캔의 순서 등이다.

본 실시예의 SEM은, SEM상(像)을 취득했을 때에 실시예 4의 방법에 의해 SEM 화상의 신뢰성 지표를 산출하고, 그 때의 SEM 화상 취득 조건과 재료 정보와 신뢰성 지표를 데이터베이스(1411)에 보존한다. 혹은, 다른 SEM에서 축적된 데이터를 보존해도 된다. 이에 따라, 데이터베이스에 데이터가 축적된다. 도 16은 데이터의 일례이다.

데이터베이스(1411)를 사용해서, 신뢰성이 높은 SEM 화상을 취득할 때에는, 도 15에서는 생략한 표시 장치에, 도 17에 나타내는 바와 같은 입력 윈도우를 표시시켜서, 화상 취득 조건 중에서 유저가 지정하는 항목과 자동으로 설정하는 항목을 유저에게 선택하게 하고, 유저가 지정하는 항목에 대해서는 지정하는 값을 입력시킨다. 또한, 패턴의 재료에 대해서도, 불분명한지, 유저가 지정하는지를 선택하게 하고, 지정하는 경우에는, 재료명을 입력시킨다. 다음으로, 데이터베이스(1411)에 축적된 데이터 중에서, 지정된 항목의 값을 포함하는 데이터를 추출하고, 그 중에서 SEM 화상의 신뢰성이 높은 데이터를 추출해서 자동으로 설정하는 항목을 결정하고, 그 조건에서 화상 취득을 행한다. 혹은, 자동으로 설정된 항목을 표시 장치에 표시하고, 그 설정으로 화상 취득할지의 여부를 유저에게 선택하게 해도 된다.

이 방법에 의해, 대전에 기인하는 휘도 변동을 저감시켜 윤곽의 신뢰성이 높은 SEM 화상을 얻을 수 있다. 또한, 본 실시예에 기재의 SEM을 사용해서, 복수의 화상 취득 조건에서 동일한 시료에 대해서 SEM 화상을 취득하여, SEM 화상의 신뢰성 지표를 비교하고, 신뢰성 지표가 크게 다른 경우에는, 대전의 영향이 크다고 판정할 수 있어, SEM 화상으로부터 얻어진 윤곽의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

이상, 본 발명을 사용함으로써, SEM 화상의 휘도가 국소적으로 변동된 것에 기인하는 에지점의 계측 오차를 고정밀도로 보정하는 것이 가능해져, 레지스트 시료의 패턴의 윤곽이나 치수를 고정밀도로 구할 수 있다.

101: 라인 패턴, 102: 화이트 밴드, 103: 화이트 밴드 근방의 영역, 201: 휘도 프로파일, 202: 휘도의 최대값, 203: 휘도의 최소값, 204: 기준 휘도, 205: 기준 휘도가 되는 위치, 310: 기록 장치, 311: 화상 기록부, 312: 윤곽 기록부, 313: 휘도 프로파일 기록부, 314: 평가값 기록부, 315: 패턴 단면 기록부, 320: 연산 장치, 321: 화상 처리 연산부, 322: 휘도 프로파일 평가 연산부, 323: 윤곽 보정 연산부, 324: 입체 장해 연산부, 1101: 패턴의 높이, 1102: 측벽 경사각, 1201: 보정 전의 휘도 프로파일, 1202: 보정 전의 휘도 프로파일, 1401: 전자원, 1402: 전자빔, 1403: 편향기, 1404: 대물 렌즈, 1405: 스테이지, 1406: 시료, 1407: 2차 전자, 1408: 검출기, 1409: 장치 제어부, 1410: 윤곽 추출 연산부, 1411: 데이터베이스

Claims

하전 입자선 장치에 의해 취득된 패턴을 포함하는 시료의 화상으로부터 상기 패턴의 윤곽을 계측하는 계측 방법으로서,
상기 패턴의 윤곽을 구성하는 에지점을 추출하는 제 1 스텝과,
상기 에지점 중, 제 1 에지점의 근방에서, 제 1 휘도 프로파일을 취득하는 제 2 스텝과,
상기 에지점 중, 제 2 에지점의 근방에서, 제 2 휘도 프로파일을 취득하는 제 3 스텝과,
상기 에지점 중, 제 3 에지점의 근방에서, 제 3 휘도 프로파일을 취득하는 제 4 스텝과,
취득한 상기 제 1 휘도 프로파일과 상기 제 2 및 제 3 휘도 프로파일에 의거하여, 상기 제 1 휘도 프로파일의 형상의 평가값을 구하는 제 5 스텝과,
상기 평가값에 의거하여, 상기 제 1 에지점에 따른 패턴의 윤곽 보정을 행하는 제 6 스텝을 갖는 것을 특징으로 하는 계측 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 휘도 프로파일의 형상에 있어서의 상기 평가값이란,
상기 제 1 휘도 프로파일의 최대값과 상기 제 2 및 제 3 휘도 프로파일의 최대값과의 차, 또는 상기 제 1 휘도 프로파일의 최소값과 상기 제 2 및 제 3 휘도 프로파일의 최소값과의 차, 또는 상기 제 1 휘도 프로파일의 최대값 및 최소값과 상기 제 2 및 제 3 휘도 프로파일의 최대값 및 최소값과의 차에 의거하여 정해지는 것을 특징으로 하는 계측 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 휘도 프로파일의 형상에 있어서의 상기 평가값이란,
상기 제 1 휘도 프로파일의 최대값과 상기 제 2 및 제 3 휘도 프로파일의 최대값의 평균값과의 차, 또는 상기 제 1 휘도 프로파일의 최소값과 상기 제 2 및 제 3 휘도 프로파일의 최소값의 평균값과의 차, 또는 상기 제 1 휘도 프로파일의 최대값 및 최소값과 상기 제 2 및 제 3 휘도 프로파일의 최대값의 평균값 및 최소값의 평균값과의 차에 의거하여 정해지는 것을 특징으로 하는 계측 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 휘도 프로파일의 형상에 있어서의 상기 평가값이란,
상기 제 1 휘도 프로파일을 정규화한 제 1 정규화 프로파일의 최대값과 상기 제 2 및 제 3 휘도 프로파일을 정규화한 제 2 및 제 3 정규화 프로파일의 최대값과의 차, 또는 상기 제 1 정규화 프로파일의 최소값과 상기 제 2 및 제 3 정규화 프로파일의 최소값과의 차, 또는 상기 제 1 정규화 프로파일의 최대값 및 최소값과 상기 제 2 및 제 3 정규화 프로파일의 최대값 및 최소값과의 차에 의거하여 정해지는 것을 특징으로 하는 계측 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 휘도 프로파일의 형상에 있어서의 상기 평가값이란,
상기 제 1 휘도 프로파일을 정규화한 제 1 정규화 프로파일의 최대값과 상기 제 2 및 제 3 휘도 프로파일을 평균화한 후에 정규화한 제 4 정규화 프로파일의 최대값과의 차, 또는 상기 제 1 정규화 프로파일의 최소값과 상기 제 4 정규화 프로파일의 최소값과의 차, 또는 상기 제 1 정규화 프로파일의 최대값 및 최소값과 상기 제 4 정규화 프로파일의 최대값 및 최소값과의 차에 의거하여 정해지는 것을 특징으로 하는 계측 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 휘도 프로파일의 형상에 있어서의 상기 평가값이란,
상기 제 1 휘도 프로파일을 정규화한 프로파일과 상기 제 2 및 제 3 휘도 프로파일을 정규화한 프로파일과의 정규화 상관 계수인 것을 특징으로 하는 계측 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 휘도 프로파일의 형상에 있어서의 상기 평가값이란,
상기 제 1 휘도 프로파일을 정규화한 프로파일과 상기 제 2 및 제 3 휘도 프로파일을 정규화한 프로파일과의 차를 취함으로써 얻어지는 휘도 프로파일을 선형(線形) 근사함으로써 얻어지는 계수인 것을 특징으로 하는 계측 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 평가값에 의거하는 윤곽 보정이란,
상기 평가값이 소정의 범위에 없는 경우는, 윤곽을 구성하는 에지점으로부터 상기 제 1 에지점을 제외하고 윤곽을 재구성하는 보정인 것을 특징으로 하는 계측 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 평가값에 의거하는 윤곽 보정이란,
상기 평가값이 소정의 범위에 없는 경우는, 상기 평가값에 의거하여, 상기 제 1 에지점의 위치를 결정할 때의 기준 휘도를 보정해서 에지점의 위치를 재추출하고, 상기 재추출한 에지점에 의거하여 윤곽을 재구성하는 것을 특징으로 하는 계측 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 평가값에 의거하는 윤곽 보정이란,
상기 평가값이 소정의 범위에 없는 경우는, 상기 윤곽과 패턴 단면(斷面) 형상 정보에 의거하여, 상기 제 1 휘도 프로파일에 있어서의 신호 전자의 검출 저하율을 계산하고,
상기 검출 저하율에 의거하여 상기 제 1 휘도 프로파일의 보정을 행하고,
상기 보정한 제 1 휘도 프로파일에 의해 상기 제 1 에지점의 위치를 재추출하고, 재추출한 에지점에 의해 윤곽을 재구성하는 것을 특징으로 하는 계측 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 평가값에 의거하는 윤곽 보정이란,
상기 제 1 휘도 프로파일을, 상기 제 2 및 제 3 휘도 프로파일을 평균화한 프로파일로 치환하며, 상기 치환한 프로파일에 의해 제 1 에지점의 위치를 재추출하고, 상기 재추출한 에지점에 의해 윤곽을 재구성하는 것을 특징으로 하는 계측 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 화상에 있어서의 복수의 에지점에 대한 상기 평가값의 평균값, 혹은 대표값을 구해서, 상기 에지점 또는 상기 윤곽의 신뢰성을 산출하는 제 7 스텝을 더 갖는 것을 특징으로 하는 계측 방법.
하전 입자선 장치에 의해 취득된 패턴을 포함하는 시료의 화상으로부터, 상기 패턴의 윤곽을 계측하는 화상 처리 장치로서,
상기 윤곽을 구성하는 에지점의 근방의 휘도 프로파일을 복수 취득하는 휘도 프로파일 취득부와,
복수의 상기 휘도 프로파일에 의거하여, 제 1 휘도 프로파일의 형상의 평가값을 추출하는 형상 평가부와,
상기 평가값에 의거하여, 상기 제 1 휘도 프로파일에 따른 에지점의 윤곽을 보정하는 윤곽 보정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 평가값과 상기 제 1 휘도 프로파일에 따른 에지점의 위치를 표시하는 평가 표시부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
제 14 항에 있어서,
상기 제 1 휘도 프로파일에 따른 에지점의 보정 가부(可否)를 입력하는 가부 입력부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
제 13 항에 기재된 화상 처리 장치를 구비한 하전 입자선 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 평가값에 의거하여, 상기 에지점 또는 상기 윤곽의 신뢰성을 산출하는 신뢰성 산출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 하전 입자선 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 에지점 또는 상기 윤곽의 신뢰성과 상기 시료의 화상을 취득한 조건을 보존하는 데이터베이스부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하전 입자선 장치.