パターン寸法計測方法、パターン寸法計測装置、パターン寸法計測方法をコンピュータに実行させるプログラム及びこれを記録した記録媒体
【課題】
計測対象領域に曲線部分を持つパターンの寸法値を高精度に計測するためには、画像の垂直方向或いは水平方向とパターンの曲線部分における局所的な軌道とがなす角度を算出する必要がある。しかし、パターンエッジを基に該角度を算出した場合、エッジラフネスによりエッジ線の該角度がパターン軌道と異なるケースにおいて、測長精度低下を招く危険があるという課題があった。
【解決手段】
パターンの軌道を示す補助点列から前記角度を算出し、パターン計測を行なう手法を提供することにより、パターンエッジのラフネスの影響を抑制した高精度パターン計測を可能とする。
計測対象領域に曲線部分を持つパターンの寸法値を高精度に計測するためには、画像の垂直方向或いは水平方向とパターンの曲線部分における局所的な軌道とがなす角度を算出する必要がある。しかし、パターンエッジを基に該角度を算出した場合、エッジラフネスによりエッジ線の該角度がパターン軌道と異なるケースにおいて、測長精度低下を招く危険があるという課題があった。
【解決手段】
パターンの軌道を示す補助点列から前記角度を算出し、パターン計測を行なう手法を提供することにより、パターンエッジのラフネスの影響を抑制した高精度パターン計測を可能とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体ウェーハ上のパターン寸法を計測する分野において、特に、画像に対し傾斜のあるパターン寸法の計測方法及び計測装置、並びに、計測方法を記録した記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【0002】
半導体パターンの寸法計測では、走査型電子顕微鏡(SEM)により撮像された高解像度画像を用いて、画像上のパターンエッジの座標を求め、その両端のエッジ座標から寸法を算出する。パターンが直線であり、かつ表示画像の垂直方向または水平方向と平行であれば、両エッジの水平方向または垂直方向の座標値の差分から容易にパターン寸法を求めることができる。しかし、半導体回路の高密度化を目的に、曲線部分のある特殊形状パターンを採用する事例があり、これらのパターンでは、寸法値とすべきエッジ間の最短距離を示す方向が連続的に変化するため、上記従来方法では正確な寸法計測を行うことができない。また、パターンが直線であっても、表示画像に対して斜め方向に伸びるパターンの場合には、同様に、正確な寸法計測が困難である。
【0003】
ここで、特許文献1には、表示画像に対し傾斜のあるパターンの測定を行なう手法として、微細パターンの形状を反映する図形を基に、図形の輪郭の接線に対して垂直方向の信号波形を取得し、パターンエッジの座標を検出してパターン形状を測定する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第4040809号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
計測対象領域に曲線部分をもつパターンや直線であっても画像に対して傾斜のあるパターンの寸法値を高精度に計測するためには、エッジラフネスの影響を抑制しつつ、パターンの傾斜や曲線部分における局所的な軌道と画像の垂直方向或いは水平方向とがなす角度を踏まえて計測する必要がある。
【0006】
特許文献1では、パターンの面積や周囲長を測定対象とし、パターンの形状を反映する図形を作成し、その図形のエッジ線の傾斜に対して垂直方向の信号波形を取得・解析することが提案されているものの、パターンの寸法を計測する点については何ら開示されておらず、上記したパターン寸法の高精度計測に必要な事項について何ら考慮されていない。従って、仮に、特許文献1に開示された手法によりパターン寸法の計測を行うとしても、図形の輪郭の接線を用いているため、エッジラフネスによりエッジ線の傾斜角がパターン軌道と異なる場合には、側長精度低下を招き、高精度な寸法計測は困難である。
【0007】
本発明は、上記課題を解決するものであり、検査対象パターン画像に対して傾斜のあるパターンであっても、パターンの軌道や傾斜角を考慮した手法により、パターンエッジのラフネスの影響を抑制した高精度なパターン寸法計測を実現するパターン寸法計測方法及び寸法計測装置、並びに、パターン寸法計測方法をコンピュータに実行させるプログラム及びこれを記録した記録媒体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば次の通りである。
(1)検査対象パターン画像に対して傾斜のあるパターンの寸法を計測するパターン寸法計測方法であって、前記検査対象パターン画像から得られる信号波形を用いて、前記傾斜のあるパターンの軌道を示す補助点列を検出するステップと、前記検出された補助点列に基づいて、前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記補助点列の所定区間における接線を算出するステップと、前記算出された前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記算出された補助点列の所定区間における接線に対して垂直方向の信号波形を検出するステップと、前記検出された前記近似曲線又は前記接線に対して垂直方向の信号波形に基づいて、前記傾斜のあるパターンのパターンエッジ位置を特定し、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測するステップと、を有することを特徴とするパターン寸法計測方法である。
(2)(1)記載のパターン寸法計測方法であって、前記傾斜のあるパターンが前記検査対象パターン画像に対して傾斜のある直線パターンである場合には、前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記補助点列の所定区間における接線を算出するステップでは、前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線を算出し、前記垂直方向の信号波形を検出するステップでは、前記算出された前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線に対して垂直方向の信号波形を検出し、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測するステップでは、前記検出された前記近似曲線に対して垂直方向の信号波形に基づいて、前記傾斜のあるパターンのパターンエッジ位置を特定し、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測することを特徴とするパターン寸法計測方法である。
(3)(1)記載のパターン寸法計測方法であって、前記傾斜のあるパターンが曲線パターンである場合には、前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記補助点列の所定区間における接線を算出するステップでは、前記補助点列の所定区間における接線を算出し、前記垂直方向の信号波形を検出するステップでは、前記算出された補助点列の所定区間における接線に対して垂直方向の信号波形を検出し、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測するステップでは、前記検出された前記接線に対して垂直方向の信号波形に基づいて、前記傾斜のあるパターンのパターンエッジ位置を特定し、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測することを特徴とするパターン寸法計測方法である。
(4)検査対象パターン画像に対して傾斜のあるパターンの寸法を計測するパターン寸法計測装置であって、検査対象に電子ビームを照射する電子ビーム照射手段と、前記電子ビーム照射手段による照射により前記検査対象から放出される反射電子及び2次電子を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された反射電子及び2次電子の信号に基づいて検査対象パターン画像を作成し、前記検査対象パターン画像から得られる信号波形を用いて、前記傾斜のあるパターンの軌道を示す補助点列を検出し、前記検出された補助点列に基づいて、前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記補助点列の所定区間における接線を算出し、前記算出された前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記算出された補助点列の所定区間における接線に対して垂直方向の信号波形を検出し、前記検出された前記近似曲線又は前記接線に対して垂直方向の信号波形に基づいて、前記傾斜のあるパターンのパターンエッジ位置を特定し、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測する画像処理手段と、を有することを特徴とするパターン寸法計測装置である。
(5)(4)記載のパターン寸法計測装置であって、前記画像処理手段は、前記検査対象パターン画像の信号波形を用いて、前記傾斜のあるパターンの軌道を示す補助点列を検出する補助点列検出手段と、前記補助点列検出手段により検出された補助点列に基づいて、前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記補助点列の所定区間における接線を算出する近似曲線・接線算出手段と、前記近似曲線・接線算出手段により算出された前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記算出された補助点列の所定区間における接線に対して垂直方向の信号波形を検出する信号波形取得手段と、前記信号波形取得手段により検出された前記近似曲線又は前記接線に対して垂直方向の信号波形に基づいて、前記傾斜のあるパターンのパターンエッジ位置を特定するエッジ検出手段と、前記エッジ検出手段により特定されたパターンエッジ位置のデータに基づいて、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測する寸法計測手段と、を有することを特徴とするパターン寸法計測装置である。
(6)(1)から(3)のいずれかに記載のパターン計測方法をコンピュータに実行させるプログラムである。また、このプログラムを記録した記録媒体である。
(7)検査対象パターン画像に対して傾斜のあるパターンの寸法を計測するパターン寸法計測方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、画像取得部により得られた前記検査対象パターン画像から得られる信号波形を用いて、補助点列検出部に前記傾斜のあるパターンの軌道を示す補助点列を検出させるステップと、前記検出された補助点列に基づいて、近似直線・接線算出部に前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記補助点列の所定区間における接線を算出させるステップと、寸法計測部に前記算出された前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記算出された補助点列の所定区間における接線に対して垂直方向の信号波形を検出させるステップと、エッジ検出部に前記検出された前記近似曲線又は前記接線に対して垂直方向の信号波形に基づいて、前記傾斜のあるパターンのパターンエッジ位置を特定させ、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測するステップと、をコンピュータに実行させるプログラムである。また、このプログラムを記録した記録媒体である。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、検査対象パターン画像に対して傾斜のあるパターンであっても、パターンエッジのラフネスによる計測精度低下を抑制し高精度なパターン寸法計測を実現するパターン寸法計測方法及び寸法計測装置、並びに、パターン寸法計測方法をコンピュータに実行させるプログラム及びこれを記録した記録媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明に係るパターン寸法計測装置の概念構成図である。
【図2】画像処理部の内部構成概念図である。
【図3】撮像画像の一例を示す図である。
【図4】直線パターン像を示す図である。
【図5】直線パターン像の補助点列を示す図である。
【図6】直線パターン像の補助点列の近似直線を示す図である。
【図7】直線パターン像の補助点列の近似直線の傾斜角を示す図である。
【図8】直線パターンの近似直線に対して垂直方向の信号波形を示す図である。
【図9】傾斜角を基に直線パターンを回転させた図である。
【図10】直線パターンの寸法計測処理フローを示す図である。
【図11】パターン像の対称性を利用した補助点列の検出フローを示す図である。
【図12】パターン像の信号波形と基準信号波形との波形マッチングを利用した補助点列の検出フローを示す図である。
【図13】パターンのエッジ位置を算出する信号波形を示す図である。
【図14】パターンのエッジ位置の検出フローを示す図である。
【図15】パターン寸法を算出する信号波形を示す図である。
【図16】直線パターンの出力画像を示す図である。
【図17】曲線パターン像を示す図である。
【図18】曲線パターン像の補助点列を示す図である。
【図19】曲線パターン像の補助点列の接線を示す図である。
【図20】曲線パターン像の補助点列の接線の傾斜角を示す図である。
【図21】曲線パターンの傾斜に対し垂直方向の信号波形を示す図である。
【図22】曲線パターンの寸法計測処理フローを示す図である。
【図23】曲線パターンの出力画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明に係るパターン寸法計測装置の概略構成図について図1を用いて説明する。SEM装置本体10は、計測用ウェーハを設置するサンプルステージと、計測用ウェーハに電子ビーム100を制御して照射する電子ビーム照射系と、電子ビーム100の照射により計測用ウェーハ上から放出される反射電子および2次電子を検出する検出系と、を適宜用いて構成される。
【0012】
サンプルステージは、計測用ウェーハを搬送するロードロック室101と搬送されたウェーハを固定するステージ台102を適宜用いて構成される。
【0013】
電子ビーム照射系は、電子ビーム100を射出する電子銃103と、電子ビーム100の経路上にあるコンデンサレンズ104、対物可動絞り105、アライメントコイル106、スティグマコイル107、偏向コイル108、対物レンズ109を適宜用いて構成される。電子銃103から放出された電子ビーム100は、コンデンサレンズ104を経てアライメントコイル106、スティグマコイル107により電子ビーム100の照射位置ずれ、非点収差を補正され、偏向コイル108によりサンプル上の照射位置を制御され、対物レンズ109により集光されてステージ台102上の計測用ウェーハに照射される。
【0014】
検出系は、E×B110と、検出器111とを適宜用いて構成される。E×B110により、電子ビーム100の照射により計測用ウェーハ内から発生した反射電子および2次電子に電界および磁界をかけることで、反射電子および2次電子は検出器111の方向に曲げられる。検出器111は曲げられた反射電子および2次電子を検出する。
【0015】
検出器111により検出された反射電子および2次電子はA/Dコンバータ112によりデジタル信号に変換され、メモリ113に格納される。画像処理部114では、メモリ113に格納されたデジタル信号を必要に応じて取り出し、画像構築、エッジ検出、パターン寸法計測等を行なう。ステージコントローラ15ではステージ台102上のウェーハに電子ビーム100を照射する位置を制御しており、制御端末116ではSEM装置本体10全体を制御し、電子ビーム100の照射条件の調整やウェーハ上への照射位置等を統括し、かつ画像処理部114より得られた画像を表示手段に出力することができる。なお、画像処理部114での処理は、予め設定されたコンピュータに実行させるための画像処理プログラムを記録した記録媒体117に従って制御される。
【0016】
画像処理部114での処理手順について図2を用いて説明する。メモリ113より取り出したデジタル信号は、画像処理部114の画像取得部201に送られる。画像取得部201では、送られてきたデジタル信号を画像データに構築する。得られた画像データは補助点列検出部202に出力され、パターンの軌道を示す補助点列が作成される。次に、補助点列が作成された画像データは近似直線・接線算出部203に出力され、補助点列の傾斜を示す直線が算出される。ここで、得られた画像データ上のパターンに曲線部が存在しない場合、近似直線・接線検出部203では補助点列の近似直線が作成され、画像データ上のパターンに曲線部が存在する場合、補助点列の所定区間における接線が算出される。近似直線または接線が算出された画像データは信号波形取得部204に出力され、近似直線または接線に対して垂直方向の信号波形を取得する。取得した信号波形はエッジ検出部205に出力され、信号波形を基にパターンのエッジを検出する。検出されたエッジデータは寸法計測部206に出力され、エッジ間の距離に基づいてパターン寸法を計測する。画像処理部114内での処理は制御端末116により画像処理制御部207を通して制御され、またデジタル信号および画像データはバス208を介して伝達される。
(第一実施例)
次に、検査対象パターン画像の具体例を用いて、本発明に係るパターン寸法計測方法の詳細を説明する。検査対象パターン画像の第一の実施例として、図3に示すように、ここでは、画像の垂直方向又は水平方向に対して傾斜のある直線パターン302を含む撮像画像301を例にとって説明する。以下、特に指定のない限り、図3のようにx方向とは図示した画像の左から右への水平方向、y方向とは図示した画像の上から下への垂直方向を指すこととし、また、以降説明する処理は、計測対象とするパターンをユーザが指定する計測範囲303内の上端から下端へ向けてy方向に実行することとする。
【0017】
まず、画像の垂直方向又は水平方向に対して傾斜になるような直線パターン302が形成されたウェーハを図1に示すロードロック室101より装置内に搬送する。次に、電子ビーム100によりウェーハ上の直線パターンをスキャンし、得られた信号を画像取得部201に送り、画像の垂直方向又は水平方向に対して傾斜した直線パターン像を取得する。
【0018】
以下、得られた直線パターン像を処理してパターン寸法を計測する方法について、図4乃至図10を用いて説明する。図4乃至図9は画像処理部114内での処理による直線パターン像の様子を示し、図10は画像処理部114での処理フローを示す。
図4に示す取得したパターン像401に対し、補助点列検出部202で処理することで、図5に示すようなパターンの軌道を示す補助点列501を検出する(S1001)。補助点列501の検出方法としては、パターン像の対称性を利用した手法や基準信号波形とのマッチングによる手法が挙げられる。これらの手法について以下に説明する。
【0019】
まず、パターン像の対称性を利用した手法について図11を用いて説明する。本手法では、まずx方向の信号波形1103を取得する(S1101)。次に、信号波形1103の左側領域1104と右側領域1105の形状が等しくなる位置、すなわち1103が線対称となるx方向での中心位置1106を検出する(S1102)。本処理を計測範囲303内で行い、得られた1106の点列を補助点列501とする。
【0020】
次に、基準信号波形とのマッチングによる手法について図12を用いて説明する。本手法では、まずパターンをx方向にスキャンしたときの基準信号波形1204を別途作成しておき、1204の領域内におけるx方向の基準中心位置1205を指定する(S1201)。次に、パターン像401の信号波形1103を検出する(S1202)。そして、信号波形1103と基準信号波形1204の重ね合わせを行い、2つの波形がマッチングしたときの1205の位置を信号波形1103の中心位置1106とする(S1203)。この手順を303内で行ったときの1106の点列を補助点列501とする。ここでは2つの補助点列検出の手法を説明したが、これらに限定する必要はなく、別の手法を適用しても構わない。また、補助点列は中心位置でとることに限られず、異物等により見にくい場合など必要に応じて、中心からずらした位置で補助点列を検出するようにしても構わない。例えば、後述する曲線部を有するパターンが測定対象の場合には、パターンの曲線部の凸側の曲率を得たいときには中心位置から凸側にずらした位置で補助点列をとり、凹側の曲率を得たいときには中心位置から凹側にずらした位置で補助点列をとるようにするなど、必要に応じて適宜設定可能である。
【0021】
検出されたパターン像401の軌道を示す補助点列501は、近似直線・接線算出部203に出力される。近似直線・接線算出部203では、補助点列501を基に、補助点列501の近似直線601を計測範囲303内で一括して、或いは、図6に示すように所定区分内の補助点列600を用いて近似直線601を算出する(S1002)。パターン像401及び算出された近似直線601は信号波形取得部204に出力される。信号波形取得部204では、パターン像401から近似直線601に対し垂直方向の信号波形801を取得する(S1003)。近似直線601に対して垂直方向の信号波形801の取得方法について、以下に2つ例にとって説明する。
【0022】
まず、図7に示すように、近似直線601とy方向のなす傾斜角701を算出する。次に、図8に示すように、信号波形の検出方向をx方向から傾斜角701と同じ大きさだけ回転させる。さらに、回転させた方向802と直交するように測長領域803を投影させ、信号波形801を取得する。ここで、測長領域803は、信号波形を検出する画像領域を示す。
【0023】
また、信号波形801を取得する別手法として、図9に示すように、信号波形の検出方向ではなく画像を回転する方法がある。この方法では、傾斜角701を基に、近似直線601がy方向と平行になるように画像を回転する。回転されたパターンの近似直線601’はx方向と直交しているので、601’と平行となるように測長領域803を投影させ、信号波形801を取得すればよい。
【0024】
上記のようにして得られた801は、エッジ検出部205に出力される。図13および図14を用いて、エッジ検出部205でのエッジ位置の検出手順を説明する。図13は、信号波形801の左半分を図示したものである。エッジ検出部205は、表示手段等によりユーザが任意に指定することにより、又は、予め設定されたエッジしきい値1301に基づいてエッジ位置を検出する(S1401)。ここで、エッジしきい値1301とはエッジの信号値を定義する値であり、信号波形801の最大信号値1302を100%、最小信号値1303を0%としたときの信号強度比率で表す。このエッジしきい値1301を用いて、以下の数式1に従って、エッジ信号値1304が算出される(S1402)。
(数1) エッジ信号値1304=(最大信号値1302−最小信号値1303)×エッジしきい値1301+最小信号値1303
また、パターン像401周辺の異物等によるエッジ検出精度低下を避けるため、信号波形801を信号波形801の中心位置1305から左方向にスキャンし、エッジ信号値1304と一致する信号値を示すエッジ位置1306を検出する(S1403)。同様にして、パターン像401の右エッジのエッジ位置を検出する。こうして得られた401の左右両エッジの位置情報は、寸法計測部206に出力される。寸法計測部206では、図15に示すように検出された両端のエッジ位置からエッジ間の距離1501を算出する(S1006)。得られたエッジ間の距離1501がそのパターンの寸法値となる。
【0025】
最後に、検出した補助点列501および近似直線601のうち、少なくとも一つを表示手段に表示された撮像画像301上に出力する。図16に出力された出力画像1601を示す。パターン像401上には、補助点列501および近似直線601のほか、計測範囲303内におけるパターン寸法値1501の平均値、パターン寸法値1501の分散値、パターン寸法値1501の最大値、パターン寸法値1501の最小値、本処理により得られた傾斜角701および近似直線601の補助点列501に対する当てはまり度を示す重相関係数のうち、少なくとも一つ以上を計測結果1602として出力してもよい。なお、表示手段への出力形態はこれに限られず、表示画面上でユーザが点・エリアを選択した場合には、選択された点・エリアの寸法値や計測結果が表示されるようにしてもよく、種々変更可能である。例えば、計測箇所が表示されたウェハマップと出力画像とが同時に表示され、ウェハマップに表示された計測箇所のうち一つをユーザが選択すると、この計測箇所に対応した計測結果を含む出力画像が表示されるようにしてもよい。さらに、計測箇所の出力画像と当該計測箇所の設計データとを一画面上で同時に表示し、設計データ値と実測の計測結果との比較が容易に行えるような表示としても構わない。
【0026】
また、以上述べた撮像画像301を用いたパターンの寸法計測の処理手続をコンピュータに実行させるプログラムを記録媒体117に記録しておく。これにより、例えば、他の走査型電子顕微鏡を用いて同様の側長をしたい場合でも、当該記録媒体を走査型電子顕微鏡のコンピュータに読み取らせることで、簡単に同様のパターン寸法計測が可能となる。
(第二実施例)
次に、検査対象パターン画像の第二の実施例として、曲線部のあるパターンの場合を例にとり、パターン寸法の計測方法を図17乃至図22を用いて説明する。図17乃至図21は画像処理部内114内での処理による曲線パターン像の様子を示し、図22は画像処理部114での処理フローを示す。以下、曲線部のあるパターンを単に曲線パターンという。
【0027】
まず、y方向に対して傾斜のある曲線パターンが形成されたウェーハを図1に示すロードロック室101より装置内に搬送する。次に、電子ビーム100を用いて曲線パターンをスキャンし、得られた信号を画像取得部201に送り、図17に示すような曲線パターン像1701を取得する。
【0028】
取得した曲線パターン像1701は、補助点列検出部202に送られ、補助点列検出部202で処理されることにより、図18に示すように、パターンの軌道を示す補助点列1801が検出される(S2201)。補助点列1801の検出方法は第一実施例と同様である。曲線パターン像1701より検出された補助点列1801は、近似直線・接線算出部203に出力される。近似直線・接線算出部203では、図19に示すように、補助点列1801の接線1901を検出する(S2202)。接線1901は、補助点列1801の所定区間1902に対して関数近似を適用することにより検出される。所定区間1902はユーザが指定してもよいし、予め設定されたものを用いてもよい。接線1901が検出された曲線パターン像1701は、信号波形取得部204に出力される。信号波形取得部204では、図20に示すように、y方向に対する接線1901の傾斜角2001を算出し、算出された傾斜角2001に基づいて、図21に示すように、接線1901に対して垂直方向の信号波形2101を取得する(S2203)。信号波形2101の取得方法は、第一実施例に記載した手法と同様である。信号波形2101は、エッジ検出部205に出力され、エッジ検出部205では、第一実施例で記載したように、表示手段等によりユーザが任意に定めた、若しくは、予め決められたエッジしきい値1301により、信号波形2101上のエッジ位置を決定する(S2204)。得られたエッジ位置は、寸法計測部206に出力され、寸法計測部206では、パターン上における左右両端のエッジの距離を両エッジの座標値から算出することで、パターンの寸法を計測する(S2205)。得られたエッジ間の距離がそのパターンの寸法値となる。曲線パターンでは、パターン上の計測する位置によって傾斜角2001が異なるが、接線1901を所定区分ごとに検出することで直線パターンと同様にパターン寸法の計測が可能である。
【0029】
最後に、第一実施例と同様に、検出した補助点列1801および接線1901のうち、少なくとも一つを表示手段に表示された撮像画像上に出力する。図23に出力された出力画像2301を示す。曲線パターン像1701上には、補助点列1801および接線1901のほか、計測範囲303内におけるパターン寸法値1501の平均値、パターン寸法値1501の分散値、パターン寸法値1501の最大値、パターン寸法値1501の最小値、接線1901の最大傾斜角、接線1901の最小傾斜角、接線1901の補助点列1801に対する当てはまり度を示す重相関係数およびパターンの曲率のうち、少なくとも一つ以上を計測結果2302として出力してもよい。なお、表示手段への出力形態はこれに限られず、第一実施例でも記載した例のように、種々変更可能である。例えば、表示画面上でユーザが補助点列1801のうち所定の点・エリアを選択した場合、選択された点・エリアの接線や寸法値、計測結果が表示されるようにしても構わない。
【0030】
ここで、本第二実施例では、曲線部が一箇所あるパターンを例にとって説明したが、これに限られず、曲線部が複数あるような波状のパターンであっても適用可能であることは言うまでもない。例えば、一の出力画像中に複数の曲線部がある場合には、曲線部ごとの複数の計測結果を同時に表示するようにしても、ユーザの選択により切り替えて表示するようにしてもよい。
【0031】
また、以上述べたパターンの寸法計測の処理手続をコンピュータに実行させるプログラムを記録媒体117に記録しておくことにより、例えば、他の走査型電子顕微鏡を用いて同様の側長をしたい場合でも、当該記録媒体を走査型電子顕微鏡のコンピュータに読み取らせることで、簡単に同様のパターン寸法計測が可能となる。
【0032】
このように、本発明では、画像に対して傾斜のある直線パターンや曲線部分のあるパターンの計測において、パターン内部と両エッジを併せたパターン全体の信号波形を基にパターンの軌道を示す補助点列および傾斜角を検出し、パターンの寸法計測を行なう。この手法により、仮に、片側エッジでラフネスが発生してもパターン内部や反対側のエッジでの信号値はそのラフネスに依存しないため、片側エッジのみを基にしたときと比べて正確に傾斜角を検出することができ、パターンエッジのラフネスの影響を抑制した高精度な計測が可能となる。
【0033】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【0034】
10…SEM装置本体、100…電子ビーム、101…ロードロック室、102…ステージ台、103…電子銃、104…コンデンサレンズ、105…対物可動絞り、106…アライメントコイル、107…スティグマコイル、108…偏向コイル、109…対物レンズ109、110…E×B、111…検出器、112…A/Dコンバータ、113…メモリ、114…画像処理部、115…ステージコントローラ、116…制御端末、117…記録媒体、201…画像取得部、202…補助点列検出部、203…近似直線・接線算出部、204…信号波形取得部、205…エッジ検出部、206…寸法計測部、207…画像処理制御部、208…バス、301…撮像画像、302…直線パターン、303…計測範囲、401…パターン像、501…補助点列、601…近似直線、701…傾斜角、801…信号波形、802…回転後の信号波形検出方向、803…測長領域、1103…x方向の信号波形、1104…信号波形の左側領域、1105…信号波形の右側領域、1106…信号波形の中心位置、1204…基準信号波形、1205…基準中心位置、1301…エッジしきい値、1302…最大信号値、1303…最小信号値、1304…エッジ信号値、1305…信号波形の中心位置、1306…エッジ位置、1501…パターン寸法、1601…直線パターンの出力画像、1602…直線パターンの計測結果、1701…曲線パターン像、1801…曲線パターンの補助点列、1901…接線、2001…接線の傾斜角、2101…接線に垂直方向の信号波形、2301…曲線パターンの出力画像、2302…曲線パターンの計測結果
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体ウェーハ上のパターン寸法を計測する分野において、特に、画像に対し傾斜のあるパターン寸法の計測方法及び計測装置、並びに、計測方法を記録した記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【0002】
半導体パターンの寸法計測では、走査型電子顕微鏡(SEM)により撮像された高解像度画像を用いて、画像上のパターンエッジの座標を求め、その両端のエッジ座標から寸法を算出する。パターンが直線であり、かつ表示画像の垂直方向または水平方向と平行であれば、両エッジの水平方向または垂直方向の座標値の差分から容易にパターン寸法を求めることができる。しかし、半導体回路の高密度化を目的に、曲線部分のある特殊形状パターンを採用する事例があり、これらのパターンでは、寸法値とすべきエッジ間の最短距離を示す方向が連続的に変化するため、上記従来方法では正確な寸法計測を行うことができない。また、パターンが直線であっても、表示画像に対して斜め方向に伸びるパターンの場合には、同様に、正確な寸法計測が困難である。
【0003】
ここで、特許文献1には、表示画像に対し傾斜のあるパターンの測定を行なう手法として、微細パターンの形状を反映する図形を基に、図形の輪郭の接線に対して垂直方向の信号波形を取得し、パターンエッジの座標を検出してパターン形状を測定する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第4040809号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
計測対象領域に曲線部分をもつパターンや直線であっても画像に対して傾斜のあるパターンの寸法値を高精度に計測するためには、エッジラフネスの影響を抑制しつつ、パターンの傾斜や曲線部分における局所的な軌道と画像の垂直方向或いは水平方向とがなす角度を踏まえて計測する必要がある。
【0006】
特許文献1では、パターンの面積や周囲長を測定対象とし、パターンの形状を反映する図形を作成し、その図形のエッジ線の傾斜に対して垂直方向の信号波形を取得・解析することが提案されているものの、パターンの寸法を計測する点については何ら開示されておらず、上記したパターン寸法の高精度計測に必要な事項について何ら考慮されていない。従って、仮に、特許文献1に開示された手法によりパターン寸法の計測を行うとしても、図形の輪郭の接線を用いているため、エッジラフネスによりエッジ線の傾斜角がパターン軌道と異なる場合には、側長精度低下を招き、高精度な寸法計測は困難である。
【0007】
本発明は、上記課題を解決するものであり、検査対象パターン画像に対して傾斜のあるパターンであっても、パターンの軌道や傾斜角を考慮した手法により、パターンエッジのラフネスの影響を抑制した高精度なパターン寸法計測を実現するパターン寸法計測方法及び寸法計測装置、並びに、パターン寸法計測方法をコンピュータに実行させるプログラム及びこれを記録した記録媒体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば次の通りである。
(1)検査対象パターン画像に対して傾斜のあるパターンの寸法を計測するパターン寸法計測方法であって、前記検査対象パターン画像から得られる信号波形を用いて、前記傾斜のあるパターンの軌道を示す補助点列を検出するステップと、前記検出された補助点列に基づいて、前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記補助点列の所定区間における接線を算出するステップと、前記算出された前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記算出された補助点列の所定区間における接線に対して垂直方向の信号波形を検出するステップと、前記検出された前記近似曲線又は前記接線に対して垂直方向の信号波形に基づいて、前記傾斜のあるパターンのパターンエッジ位置を特定し、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測するステップと、を有することを特徴とするパターン寸法計測方法である。
(2)(1)記載のパターン寸法計測方法であって、前記傾斜のあるパターンが前記検査対象パターン画像に対して傾斜のある直線パターンである場合には、前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記補助点列の所定区間における接線を算出するステップでは、前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線を算出し、前記垂直方向の信号波形を検出するステップでは、前記算出された前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線に対して垂直方向の信号波形を検出し、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測するステップでは、前記検出された前記近似曲線に対して垂直方向の信号波形に基づいて、前記傾斜のあるパターンのパターンエッジ位置を特定し、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測することを特徴とするパターン寸法計測方法である。
(3)(1)記載のパターン寸法計測方法であって、前記傾斜のあるパターンが曲線パターンである場合には、前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記補助点列の所定区間における接線を算出するステップでは、前記補助点列の所定区間における接線を算出し、前記垂直方向の信号波形を検出するステップでは、前記算出された補助点列の所定区間における接線に対して垂直方向の信号波形を検出し、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測するステップでは、前記検出された前記接線に対して垂直方向の信号波形に基づいて、前記傾斜のあるパターンのパターンエッジ位置を特定し、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測することを特徴とするパターン寸法計測方法である。
(4)検査対象パターン画像に対して傾斜のあるパターンの寸法を計測するパターン寸法計測装置であって、検査対象に電子ビームを照射する電子ビーム照射手段と、前記電子ビーム照射手段による照射により前記検査対象から放出される反射電子及び2次電子を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された反射電子及び2次電子の信号に基づいて検査対象パターン画像を作成し、前記検査対象パターン画像から得られる信号波形を用いて、前記傾斜のあるパターンの軌道を示す補助点列を検出し、前記検出された補助点列に基づいて、前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記補助点列の所定区間における接線を算出し、前記算出された前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記算出された補助点列の所定区間における接線に対して垂直方向の信号波形を検出し、前記検出された前記近似曲線又は前記接線に対して垂直方向の信号波形に基づいて、前記傾斜のあるパターンのパターンエッジ位置を特定し、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測する画像処理手段と、を有することを特徴とするパターン寸法計測装置である。
(5)(4)記載のパターン寸法計測装置であって、前記画像処理手段は、前記検査対象パターン画像の信号波形を用いて、前記傾斜のあるパターンの軌道を示す補助点列を検出する補助点列検出手段と、前記補助点列検出手段により検出された補助点列に基づいて、前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記補助点列の所定区間における接線を算出する近似曲線・接線算出手段と、前記近似曲線・接線算出手段により算出された前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記算出された補助点列の所定区間における接線に対して垂直方向の信号波形を検出する信号波形取得手段と、前記信号波形取得手段により検出された前記近似曲線又は前記接線に対して垂直方向の信号波形に基づいて、前記傾斜のあるパターンのパターンエッジ位置を特定するエッジ検出手段と、前記エッジ検出手段により特定されたパターンエッジ位置のデータに基づいて、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測する寸法計測手段と、を有することを特徴とするパターン寸法計測装置である。
(6)(1)から(3)のいずれかに記載のパターン計測方法をコンピュータに実行させるプログラムである。また、このプログラムを記録した記録媒体である。
(7)検査対象パターン画像に対して傾斜のあるパターンの寸法を計測するパターン寸法計測方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、画像取得部により得られた前記検査対象パターン画像から得られる信号波形を用いて、補助点列検出部に前記傾斜のあるパターンの軌道を示す補助点列を検出させるステップと、前記検出された補助点列に基づいて、近似直線・接線算出部に前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記補助点列の所定区間における接線を算出させるステップと、寸法計測部に前記算出された前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記算出された補助点列の所定区間における接線に対して垂直方向の信号波形を検出させるステップと、エッジ検出部に前記検出された前記近似曲線又は前記接線に対して垂直方向の信号波形に基づいて、前記傾斜のあるパターンのパターンエッジ位置を特定させ、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測するステップと、をコンピュータに実行させるプログラムである。また、このプログラムを記録した記録媒体である。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、検査対象パターン画像に対して傾斜のあるパターンであっても、パターンエッジのラフネスによる計測精度低下を抑制し高精度なパターン寸法計測を実現するパターン寸法計測方法及び寸法計測装置、並びに、パターン寸法計測方法をコンピュータに実行させるプログラム及びこれを記録した記録媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明に係るパターン寸法計測装置の概念構成図である。
【図2】画像処理部の内部構成概念図である。
【図3】撮像画像の一例を示す図である。
【図4】直線パターン像を示す図である。
【図5】直線パターン像の補助点列を示す図である。
【図6】直線パターン像の補助点列の近似直線を示す図である。
【図7】直線パターン像の補助点列の近似直線の傾斜角を示す図である。
【図8】直線パターンの近似直線に対して垂直方向の信号波形を示す図である。
【図9】傾斜角を基に直線パターンを回転させた図である。
【図10】直線パターンの寸法計測処理フローを示す図である。
【図11】パターン像の対称性を利用した補助点列の検出フローを示す図である。
【図12】パターン像の信号波形と基準信号波形との波形マッチングを利用した補助点列の検出フローを示す図である。
【図13】パターンのエッジ位置を算出する信号波形を示す図である。
【図14】パターンのエッジ位置の検出フローを示す図である。
【図15】パターン寸法を算出する信号波形を示す図である。
【図16】直線パターンの出力画像を示す図である。
【図17】曲線パターン像を示す図である。
【図18】曲線パターン像の補助点列を示す図である。
【図19】曲線パターン像の補助点列の接線を示す図である。
【図20】曲線パターン像の補助点列の接線の傾斜角を示す図である。
【図21】曲線パターンの傾斜に対し垂直方向の信号波形を示す図である。
【図22】曲線パターンの寸法計測処理フローを示す図である。
【図23】曲線パターンの出力画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明に係るパターン寸法計測装置の概略構成図について図1を用いて説明する。SEM装置本体10は、計測用ウェーハを設置するサンプルステージと、計測用ウェーハに電子ビーム100を制御して照射する電子ビーム照射系と、電子ビーム100の照射により計測用ウェーハ上から放出される反射電子および2次電子を検出する検出系と、を適宜用いて構成される。
【0012】
サンプルステージは、計測用ウェーハを搬送するロードロック室101と搬送されたウェーハを固定するステージ台102を適宜用いて構成される。
【0013】
電子ビーム照射系は、電子ビーム100を射出する電子銃103と、電子ビーム100の経路上にあるコンデンサレンズ104、対物可動絞り105、アライメントコイル106、スティグマコイル107、偏向コイル108、対物レンズ109を適宜用いて構成される。電子銃103から放出された電子ビーム100は、コンデンサレンズ104を経てアライメントコイル106、スティグマコイル107により電子ビーム100の照射位置ずれ、非点収差を補正され、偏向コイル108によりサンプル上の照射位置を制御され、対物レンズ109により集光されてステージ台102上の計測用ウェーハに照射される。
【0014】
検出系は、E×B110と、検出器111とを適宜用いて構成される。E×B110により、電子ビーム100の照射により計測用ウェーハ内から発生した反射電子および2次電子に電界および磁界をかけることで、反射電子および2次電子は検出器111の方向に曲げられる。検出器111は曲げられた反射電子および2次電子を検出する。
【0015】
検出器111により検出された反射電子および2次電子はA/Dコンバータ112によりデジタル信号に変換され、メモリ113に格納される。画像処理部114では、メモリ113に格納されたデジタル信号を必要に応じて取り出し、画像構築、エッジ検出、パターン寸法計測等を行なう。ステージコントローラ15ではステージ台102上のウェーハに電子ビーム100を照射する位置を制御しており、制御端末116ではSEM装置本体10全体を制御し、電子ビーム100の照射条件の調整やウェーハ上への照射位置等を統括し、かつ画像処理部114より得られた画像を表示手段に出力することができる。なお、画像処理部114での処理は、予め設定されたコンピュータに実行させるための画像処理プログラムを記録した記録媒体117に従って制御される。
【0016】
画像処理部114での処理手順について図2を用いて説明する。メモリ113より取り出したデジタル信号は、画像処理部114の画像取得部201に送られる。画像取得部201では、送られてきたデジタル信号を画像データに構築する。得られた画像データは補助点列検出部202に出力され、パターンの軌道を示す補助点列が作成される。次に、補助点列が作成された画像データは近似直線・接線算出部203に出力され、補助点列の傾斜を示す直線が算出される。ここで、得られた画像データ上のパターンに曲線部が存在しない場合、近似直線・接線検出部203では補助点列の近似直線が作成され、画像データ上のパターンに曲線部が存在する場合、補助点列の所定区間における接線が算出される。近似直線または接線が算出された画像データは信号波形取得部204に出力され、近似直線または接線に対して垂直方向の信号波形を取得する。取得した信号波形はエッジ検出部205に出力され、信号波形を基にパターンのエッジを検出する。検出されたエッジデータは寸法計測部206に出力され、エッジ間の距離に基づいてパターン寸法を計測する。画像処理部114内での処理は制御端末116により画像処理制御部207を通して制御され、またデジタル信号および画像データはバス208を介して伝達される。
(第一実施例)
次に、検査対象パターン画像の具体例を用いて、本発明に係るパターン寸法計測方法の詳細を説明する。検査対象パターン画像の第一の実施例として、図3に示すように、ここでは、画像の垂直方向又は水平方向に対して傾斜のある直線パターン302を含む撮像画像301を例にとって説明する。以下、特に指定のない限り、図3のようにx方向とは図示した画像の左から右への水平方向、y方向とは図示した画像の上から下への垂直方向を指すこととし、また、以降説明する処理は、計測対象とするパターンをユーザが指定する計測範囲303内の上端から下端へ向けてy方向に実行することとする。
【0017】
まず、画像の垂直方向又は水平方向に対して傾斜になるような直線パターン302が形成されたウェーハを図1に示すロードロック室101より装置内に搬送する。次に、電子ビーム100によりウェーハ上の直線パターンをスキャンし、得られた信号を画像取得部201に送り、画像の垂直方向又は水平方向に対して傾斜した直線パターン像を取得する。
【0018】
以下、得られた直線パターン像を処理してパターン寸法を計測する方法について、図4乃至図10を用いて説明する。図4乃至図9は画像処理部114内での処理による直線パターン像の様子を示し、図10は画像処理部114での処理フローを示す。
図4に示す取得したパターン像401に対し、補助点列検出部202で処理することで、図5に示すようなパターンの軌道を示す補助点列501を検出する(S1001)。補助点列501の検出方法としては、パターン像の対称性を利用した手法や基準信号波形とのマッチングによる手法が挙げられる。これらの手法について以下に説明する。
【0019】
まず、パターン像の対称性を利用した手法について図11を用いて説明する。本手法では、まずx方向の信号波形1103を取得する(S1101)。次に、信号波形1103の左側領域1104と右側領域1105の形状が等しくなる位置、すなわち1103が線対称となるx方向での中心位置1106を検出する(S1102)。本処理を計測範囲303内で行い、得られた1106の点列を補助点列501とする。
【0020】
次に、基準信号波形とのマッチングによる手法について図12を用いて説明する。本手法では、まずパターンをx方向にスキャンしたときの基準信号波形1204を別途作成しておき、1204の領域内におけるx方向の基準中心位置1205を指定する(S1201)。次に、パターン像401の信号波形1103を検出する(S1202)。そして、信号波形1103と基準信号波形1204の重ね合わせを行い、2つの波形がマッチングしたときの1205の位置を信号波形1103の中心位置1106とする(S1203)。この手順を303内で行ったときの1106の点列を補助点列501とする。ここでは2つの補助点列検出の手法を説明したが、これらに限定する必要はなく、別の手法を適用しても構わない。また、補助点列は中心位置でとることに限られず、異物等により見にくい場合など必要に応じて、中心からずらした位置で補助点列を検出するようにしても構わない。例えば、後述する曲線部を有するパターンが測定対象の場合には、パターンの曲線部の凸側の曲率を得たいときには中心位置から凸側にずらした位置で補助点列をとり、凹側の曲率を得たいときには中心位置から凹側にずらした位置で補助点列をとるようにするなど、必要に応じて適宜設定可能である。
【0021】
検出されたパターン像401の軌道を示す補助点列501は、近似直線・接線算出部203に出力される。近似直線・接線算出部203では、補助点列501を基に、補助点列501の近似直線601を計測範囲303内で一括して、或いは、図6に示すように所定区分内の補助点列600を用いて近似直線601を算出する(S1002)。パターン像401及び算出された近似直線601は信号波形取得部204に出力される。信号波形取得部204では、パターン像401から近似直線601に対し垂直方向の信号波形801を取得する(S1003)。近似直線601に対して垂直方向の信号波形801の取得方法について、以下に2つ例にとって説明する。
【0022】
まず、図7に示すように、近似直線601とy方向のなす傾斜角701を算出する。次に、図8に示すように、信号波形の検出方向をx方向から傾斜角701と同じ大きさだけ回転させる。さらに、回転させた方向802と直交するように測長領域803を投影させ、信号波形801を取得する。ここで、測長領域803は、信号波形を検出する画像領域を示す。
【0023】
また、信号波形801を取得する別手法として、図9に示すように、信号波形の検出方向ではなく画像を回転する方法がある。この方法では、傾斜角701を基に、近似直線601がy方向と平行になるように画像を回転する。回転されたパターンの近似直線601’はx方向と直交しているので、601’と平行となるように測長領域803を投影させ、信号波形801を取得すればよい。
【0024】
上記のようにして得られた801は、エッジ検出部205に出力される。図13および図14を用いて、エッジ検出部205でのエッジ位置の検出手順を説明する。図13は、信号波形801の左半分を図示したものである。エッジ検出部205は、表示手段等によりユーザが任意に指定することにより、又は、予め設定されたエッジしきい値1301に基づいてエッジ位置を検出する(S1401)。ここで、エッジしきい値1301とはエッジの信号値を定義する値であり、信号波形801の最大信号値1302を100%、最小信号値1303を0%としたときの信号強度比率で表す。このエッジしきい値1301を用いて、以下の数式1に従って、エッジ信号値1304が算出される(S1402)。
(数1) エッジ信号値1304=(最大信号値1302−最小信号値1303)×エッジしきい値1301+最小信号値1303
また、パターン像401周辺の異物等によるエッジ検出精度低下を避けるため、信号波形801を信号波形801の中心位置1305から左方向にスキャンし、エッジ信号値1304と一致する信号値を示すエッジ位置1306を検出する(S1403)。同様にして、パターン像401の右エッジのエッジ位置を検出する。こうして得られた401の左右両エッジの位置情報は、寸法計測部206に出力される。寸法計測部206では、図15に示すように検出された両端のエッジ位置からエッジ間の距離1501を算出する(S1006)。得られたエッジ間の距離1501がそのパターンの寸法値となる。
【0025】
最後に、検出した補助点列501および近似直線601のうち、少なくとも一つを表示手段に表示された撮像画像301上に出力する。図16に出力された出力画像1601を示す。パターン像401上には、補助点列501および近似直線601のほか、計測範囲303内におけるパターン寸法値1501の平均値、パターン寸法値1501の分散値、パターン寸法値1501の最大値、パターン寸法値1501の最小値、本処理により得られた傾斜角701および近似直線601の補助点列501に対する当てはまり度を示す重相関係数のうち、少なくとも一つ以上を計測結果1602として出力してもよい。なお、表示手段への出力形態はこれに限られず、表示画面上でユーザが点・エリアを選択した場合には、選択された点・エリアの寸法値や計測結果が表示されるようにしてもよく、種々変更可能である。例えば、計測箇所が表示されたウェハマップと出力画像とが同時に表示され、ウェハマップに表示された計測箇所のうち一つをユーザが選択すると、この計測箇所に対応した計測結果を含む出力画像が表示されるようにしてもよい。さらに、計測箇所の出力画像と当該計測箇所の設計データとを一画面上で同時に表示し、設計データ値と実測の計測結果との比較が容易に行えるような表示としても構わない。
【0026】
また、以上述べた撮像画像301を用いたパターンの寸法計測の処理手続をコンピュータに実行させるプログラムを記録媒体117に記録しておく。これにより、例えば、他の走査型電子顕微鏡を用いて同様の側長をしたい場合でも、当該記録媒体を走査型電子顕微鏡のコンピュータに読み取らせることで、簡単に同様のパターン寸法計測が可能となる。
(第二実施例)
次に、検査対象パターン画像の第二の実施例として、曲線部のあるパターンの場合を例にとり、パターン寸法の計測方法を図17乃至図22を用いて説明する。図17乃至図21は画像処理部内114内での処理による曲線パターン像の様子を示し、図22は画像処理部114での処理フローを示す。以下、曲線部のあるパターンを単に曲線パターンという。
【0027】
まず、y方向に対して傾斜のある曲線パターンが形成されたウェーハを図1に示すロードロック室101より装置内に搬送する。次に、電子ビーム100を用いて曲線パターンをスキャンし、得られた信号を画像取得部201に送り、図17に示すような曲線パターン像1701を取得する。
【0028】
取得した曲線パターン像1701は、補助点列検出部202に送られ、補助点列検出部202で処理されることにより、図18に示すように、パターンの軌道を示す補助点列1801が検出される(S2201)。補助点列1801の検出方法は第一実施例と同様である。曲線パターン像1701より検出された補助点列1801は、近似直線・接線算出部203に出力される。近似直線・接線算出部203では、図19に示すように、補助点列1801の接線1901を検出する(S2202)。接線1901は、補助点列1801の所定区間1902に対して関数近似を適用することにより検出される。所定区間1902はユーザが指定してもよいし、予め設定されたものを用いてもよい。接線1901が検出された曲線パターン像1701は、信号波形取得部204に出力される。信号波形取得部204では、図20に示すように、y方向に対する接線1901の傾斜角2001を算出し、算出された傾斜角2001に基づいて、図21に示すように、接線1901に対して垂直方向の信号波形2101を取得する(S2203)。信号波形2101の取得方法は、第一実施例に記載した手法と同様である。信号波形2101は、エッジ検出部205に出力され、エッジ検出部205では、第一実施例で記載したように、表示手段等によりユーザが任意に定めた、若しくは、予め決められたエッジしきい値1301により、信号波形2101上のエッジ位置を決定する(S2204)。得られたエッジ位置は、寸法計測部206に出力され、寸法計測部206では、パターン上における左右両端のエッジの距離を両エッジの座標値から算出することで、パターンの寸法を計測する(S2205)。得られたエッジ間の距離がそのパターンの寸法値となる。曲線パターンでは、パターン上の計測する位置によって傾斜角2001が異なるが、接線1901を所定区分ごとに検出することで直線パターンと同様にパターン寸法の計測が可能である。
【0029】
最後に、第一実施例と同様に、検出した補助点列1801および接線1901のうち、少なくとも一つを表示手段に表示された撮像画像上に出力する。図23に出力された出力画像2301を示す。曲線パターン像1701上には、補助点列1801および接線1901のほか、計測範囲303内におけるパターン寸法値1501の平均値、パターン寸法値1501の分散値、パターン寸法値1501の最大値、パターン寸法値1501の最小値、接線1901の最大傾斜角、接線1901の最小傾斜角、接線1901の補助点列1801に対する当てはまり度を示す重相関係数およびパターンの曲率のうち、少なくとも一つ以上を計測結果2302として出力してもよい。なお、表示手段への出力形態はこれに限られず、第一実施例でも記載した例のように、種々変更可能である。例えば、表示画面上でユーザが補助点列1801のうち所定の点・エリアを選択した場合、選択された点・エリアの接線や寸法値、計測結果が表示されるようにしても構わない。
【0030】
ここで、本第二実施例では、曲線部が一箇所あるパターンを例にとって説明したが、これに限られず、曲線部が複数あるような波状のパターンであっても適用可能であることは言うまでもない。例えば、一の出力画像中に複数の曲線部がある場合には、曲線部ごとの複数の計測結果を同時に表示するようにしても、ユーザの選択により切り替えて表示するようにしてもよい。
【0031】
また、以上述べたパターンの寸法計測の処理手続をコンピュータに実行させるプログラムを記録媒体117に記録しておくことにより、例えば、他の走査型電子顕微鏡を用いて同様の側長をしたい場合でも、当該記録媒体を走査型電子顕微鏡のコンピュータに読み取らせることで、簡単に同様のパターン寸法計測が可能となる。
【0032】
このように、本発明では、画像に対して傾斜のある直線パターンや曲線部分のあるパターンの計測において、パターン内部と両エッジを併せたパターン全体の信号波形を基にパターンの軌道を示す補助点列および傾斜角を検出し、パターンの寸法計測を行なう。この手法により、仮に、片側エッジでラフネスが発生してもパターン内部や反対側のエッジでの信号値はそのラフネスに依存しないため、片側エッジのみを基にしたときと比べて正確に傾斜角を検出することができ、パターンエッジのラフネスの影響を抑制した高精度な計測が可能となる。
【0033】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【0034】
10…SEM装置本体、100…電子ビーム、101…ロードロック室、102…ステージ台、103…電子銃、104…コンデンサレンズ、105…対物可動絞り、106…アライメントコイル、107…スティグマコイル、108…偏向コイル、109…対物レンズ109、110…E×B、111…検出器、112…A/Dコンバータ、113…メモリ、114…画像処理部、115…ステージコントローラ、116…制御端末、117…記録媒体、201…画像取得部、202…補助点列検出部、203…近似直線・接線算出部、204…信号波形取得部、205…エッジ検出部、206…寸法計測部、207…画像処理制御部、208…バス、301…撮像画像、302…直線パターン、303…計測範囲、401…パターン像、501…補助点列、601…近似直線、701…傾斜角、801…信号波形、802…回転後の信号波形検出方向、803…測長領域、1103…x方向の信号波形、1104…信号波形の左側領域、1105…信号波形の右側領域、1106…信号波形の中心位置、1204…基準信号波形、1205…基準中心位置、1301…エッジしきい値、1302…最大信号値、1303…最小信号値、1304…エッジ信号値、1305…信号波形の中心位置、1306…エッジ位置、1501…パターン寸法、1601…直線パターンの出力画像、1602…直線パターンの計測結果、1701…曲線パターン像、1801…曲線パターンの補助点列、1901…接線、2001…接線の傾斜角、2101…接線に垂直方向の信号波形、2301…曲線パターンの出力画像、2302…曲線パターンの計測結果
【特許請求の範囲】
【請求項1】
検査対象パターン画像に対して傾斜のあるパターンの寸法を計測するパターン寸法計測方法であって、
前記検査対象パターン画像から得られる信号波形を用いて、前記傾斜のあるパターンの軌道を示す補助点列を検出するステップと、
前記検出された補助点列に基づいて、前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記補助点列の所定区間における接線を算出するステップと、
前記算出された前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記算出された補助点列の所定区間における接線に対して垂直方向の信号波形を検出するステップと、
前記検出された前記近似曲線又は前記接線に対して垂直方向の信号波形に基づいて、前記傾斜のあるパターンのパターンエッジ位置を特定し、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測するステップと、
を有することを特徴とするパターン寸法計測方法。
【請求項2】
請求項1記載のパターン寸法計測方法であって、
前記垂直方向の信号波形を検出するステップでは、
前記近似曲線又は前記接線と前記検査対象パターン画像の垂直方向又は水平方向との傾斜角を算出し、前記算出された傾斜角に基づいて、前記垂直方向の信号波形を算出することを特徴とするパターン寸法計測方法。
【請求項3】
請求項2記載のパターン寸法計測方法であって、
前記垂直方向の信号波形を検出するステップでは、
前記算出された傾斜角分だけ回転させた方向で検出することで、前記垂直方向の信号波形を検出することを特徴とするパターン寸法計測方法。
【請求項4】
請求項2記載のパターン寸法計測方法であって、
前記垂直方向の信号波形を検出するステップでは、
前記算出された傾斜角分だけ前記検査対象パターン画像を回転させて検出することで、前記垂直方向の信号波形を検出することを特徴とするパターン寸法計測方法。
【請求項5】
請求項1乃至4のいずれかに記載のパターン寸法計測方法であって、
前記補助点列を検出するステップでは、
前記検査対象パターン画像から得られる信号波形の対称性を利用して検出することを特徴とするパターン寸法計測方法。
【請求項6】
請求項1乃至4のいずれかに記載のパターン寸法計測方法であって、
前記補助点列を検出するステップでは、
前記検査対象パターン画像から得られる信号波形と予め作成した基準信号波形とのマッチングにより検出することを特徴とするパターン寸法計測方法。
【請求項7】
請求項1記載のパターン寸法計測方法であって、
前記傾斜のあるパターンの寸法を計測するステップでは、
前記垂直方向の信号波形の中心位置を基準にして左右のパターンエッジ位置をそれぞれ独立に探索し、得られたパターンエッジ位置に基づいて前記傾斜のあるパターンの寸法を計測することを特徴とするパターン寸法計測方法。
【請求項8】
請求項1記載のパターン寸法計測方法であって、
前記傾斜のあるパターンは、前記検査対象パターン画像に対して傾斜のある直線パターンであり、
前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記補助点列の所定区間における接線を算出するステップでは、前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線を算出し、
前記垂直方向の信号波形を検出するステップでは、前記算出された前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線に対して垂直方向の信号波形を検出し、
前記傾斜のあるパターンの寸法を計測するステップでは、前記検出された前記近似曲線に対して垂直方向の信号波形に基づいて、前記傾斜のあるパターンのパターンエッジ位置を特定し、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測する、
ことを特徴とするパターン寸法計測方法。
【請求項9】
請求項8記載のパターン寸法計測方法であって、
さらに、前記補助点列又は前記近似直線が表示された前記検査対象パターン画像と、前記計測された前記傾斜のあるパターンの計測結果と、を画面に表示するステップと、
を有することを特徴とするパターン寸法計測方法。
【請求項10】
請求項9記載のパターン寸法計測方法であって、
前記計測結果は、前記検査対象パターン画像の計測範囲内におけるパターン寸法値の平均値、パターン寸法値の分散値、パターン寸法値の最大値、パターン寸法値の最小値、前記近似曲線と前記検査対象パターン画像の垂直方向又は水平方向との傾斜角、及び、前記近似曲線の前記補助点列に対する当てはまり度を示す重相関係数、のうち、いずれか一つ若しくは複数であることを特徴とするパターン寸法計測方法。
【請求項11】
請求項1記載のパターン寸法計測方法であって、
前記傾斜のあるパターンは、曲線パターンであり、
前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記補助点列の所定区間における接線を算出するステップでは、前記補助点列の所定区間における接線を算出し、
前記垂直方向の信号波形を検出するステップでは、前記算出された補助点列の所定区間における接線に対して垂直方向の信号波形を検出し、
前記傾斜のあるパターンの寸法を計測するステップでは、前記検出された前記接線に対して垂直方向の信号波形に基づいて、前記傾斜のあるパターンのパターンエッジ位置を特定し、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測する、
ことを特徴とするパターン寸法計測方法。
【請求項12】
請求項11記載のパターン寸法計測方法であって、
前記補助点列の所定区間における接線の算出は、前記補助点列の所定区間に対して関数近似を適用することにより実行されることを特徴とするパターン寸法計測方法。
【請求項13】
請求項11又は12記載のパターン寸法計測方法であって、
さらに、前記補助点列又は前記接線が表示された前記検査対象パターン画像と、前記計測された前記傾斜のあるパターンの計測結果と、を画面に表示するステップと、
を有することを特徴とするパターン寸法計測方法。
【請求項14】
請求項13記載のパターン寸法計測方法であって、
前記計測結果は、前記検査対象パターン画像の計測範囲内におけるパターン寸法値の平均値、パターン寸法値の分散値、パターン寸法値の最大値、パターン寸法値の最小値、前記接線と前記検査対象パターン画像の垂直方向又は水平方向との最大傾斜角、前記接線と前記検査対象パターン画像の垂直方向又は水平方向との最小傾斜角、前記接線の前記補助点列に対する当てはまり度を示す重相関係数、のうち、いずれか一つ若しくは複数であることを特徴とするパターン寸法計測方法。
【請求項15】
検査対象パターン画像に対して傾斜のあるパターンの寸法を計測するパターン寸法計測装置であって、
検査対象に電子ビームを照射する電子ビーム照射手段と、
前記電子ビーム照射手段による照射により前記検査対象から放出される反射電子及び2次電子を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された反射電子及び2次電子の信号に基づいて検査対象パターン画像を作成し、前記検査対象パターン画像から得られる信号波形を用いて、前記傾斜のあるパターンの軌道を示す補助点列を検出し、前記検出された補助点列に基づいて、前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記補助点列の所定区間における接線を算出し、前記算出された前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記算出された補助点列の所定区間における接線に対して垂直方向の信号波形を検出し、前記検出された前記近似曲線又は前記接線に対して垂直方向の信号波形に基づいて、前記傾斜のあるパターンのパターンエッジ位置を特定し、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測する画像処理手段と、
を有することを特徴とするパターン寸法計測装置。
【請求項16】
請求項15記載のパターン寸法計測装置であって、
前記画像処理手段は、
前記検査対象パターン画像の信号波形を用いて、前記傾斜のあるパターンの軌道を示す補助点列を検出する補助点列検出手段と、
前記補助点列検出手段により検出された補助点列に基づいて、前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記補助点列の所定区間における接線を算出する近似曲線・接線算出手段と、
前記近似曲線・接線算出手段により算出された前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記算出された補助点列の所定区間における接線に対して垂直方向の信号波形を検出する信号波形取得手段と、
前記信号波形取得手段により検出された前記近似曲線又は前記接線に対して垂直方向の信号波形に基づいて、前記傾斜のあるパターンのパターンエッジ位置を特定するエッジ検出手段と、
前記エッジ検出手段により特定されたパターンエッジ位置のデータに基づいて、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測する寸法計測手段と、
を有することを特徴とするパターン寸法計測装置。
【請求項17】
請求項15又は16記載のパターン寸法計測装置であって、
さらに、前記画像処理手段により得られた前記検査対象パターン画像と前記検査対象に対して傾斜のあるパターンの寸法計測結果とを表示する表示手段と、
を有するkとおを特徴とするパターン寸法計測装置。
【請求項18】
請求項17記載のパターン寸法計測装置であって、
前記表示手段は、前記検査対象に対して傾斜のあるパターンの寸法計測結果として、前記検査対象パターン画像の計測範囲内におけるパターン寸法値の平均値、パターン寸法値の分散値、パターン寸法値の最大値、パターン寸法値の最小値、前記近似曲線と前記検査対象パターン画像の垂直方向又は水平方向との傾斜角、及び、前記近似曲線の前記補助点列に対する当てはまり度を示す重相関係数、のうち、いずれか一つ若しくは複数を表示することを特徴とするパターン寸法計測装置。
【請求項19】
請求故17記載のパターン寸法計測装置であって、
前記表示手段は、前記検査対象パターン画像の計測範囲内におけるパターン寸法値の平均値、パターン寸法値の分散値、パターン寸法値の最大値、パターン寸法値の最小値、前記接線と前記検査対象パターン画像の垂直方向又は水平方向との最大傾斜角、前記接線と前記検査対象パターン画像の垂直方向又は水平方向との最小傾斜角、前記接線の前記補助点列に対する当てはまり度を示す重相関係数、のうち、いずれか一つ若しくは複数を表示することを特徴とするパターン寸法計測装置。
【請求項20】
検査対象パターン画像に対して傾斜のあるパターンの寸法を計測するパターン寸法計測方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
画像取得部により得られた前記検査対象パターン画像から得られる信号波形を用いて、補助点列検出部に前記傾斜のあるパターンの軌道を示す補助点列を検出させるステップと、
前記検出された補助点列に基づいて、近似直線・接線算出部に前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記補助点列の所定区間における接線を算出させるステップと、
寸法計測部に前記算出された前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記算出された補助点列の所定区間における接線に対して垂直方向の信号波形を検出させるステップと、
エッジ検出部に前記検出された前記近似曲線又は前記接線に対して垂直方向の信号波形に基づいて、前記傾斜のあるパターンのパターンエッジ位置を特定させ、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測するステップと、
をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項21】
請求項20記載のプログラムを記録した記録媒体。
【請求項1】
検査対象パターン画像に対して傾斜のあるパターンの寸法を計測するパターン寸法計測方法であって、
前記検査対象パターン画像から得られる信号波形を用いて、前記傾斜のあるパターンの軌道を示す補助点列を検出するステップと、
前記検出された補助点列に基づいて、前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記補助点列の所定区間における接線を算出するステップと、
前記算出された前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記算出された補助点列の所定区間における接線に対して垂直方向の信号波形を検出するステップと、
前記検出された前記近似曲線又は前記接線に対して垂直方向の信号波形に基づいて、前記傾斜のあるパターンのパターンエッジ位置を特定し、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測するステップと、
を有することを特徴とするパターン寸法計測方法。
【請求項2】
請求項1記載のパターン寸法計測方法であって、
前記垂直方向の信号波形を検出するステップでは、
前記近似曲線又は前記接線と前記検査対象パターン画像の垂直方向又は水平方向との傾斜角を算出し、前記算出された傾斜角に基づいて、前記垂直方向の信号波形を算出することを特徴とするパターン寸法計測方法。
【請求項3】
請求項2記載のパターン寸法計測方法であって、
前記垂直方向の信号波形を検出するステップでは、
前記算出された傾斜角分だけ回転させた方向で検出することで、前記垂直方向の信号波形を検出することを特徴とするパターン寸法計測方法。
【請求項4】
請求項2記載のパターン寸法計測方法であって、
前記垂直方向の信号波形を検出するステップでは、
前記算出された傾斜角分だけ前記検査対象パターン画像を回転させて検出することで、前記垂直方向の信号波形を検出することを特徴とするパターン寸法計測方法。
【請求項5】
請求項1乃至4のいずれかに記載のパターン寸法計測方法であって、
前記補助点列を検出するステップでは、
前記検査対象パターン画像から得られる信号波形の対称性を利用して検出することを特徴とするパターン寸法計測方法。
【請求項6】
請求項1乃至4のいずれかに記載のパターン寸法計測方法であって、
前記補助点列を検出するステップでは、
前記検査対象パターン画像から得られる信号波形と予め作成した基準信号波形とのマッチングにより検出することを特徴とするパターン寸法計測方法。
【請求項7】
請求項1記載のパターン寸法計測方法であって、
前記傾斜のあるパターンの寸法を計測するステップでは、
前記垂直方向の信号波形の中心位置を基準にして左右のパターンエッジ位置をそれぞれ独立に探索し、得られたパターンエッジ位置に基づいて前記傾斜のあるパターンの寸法を計測することを特徴とするパターン寸法計測方法。
【請求項8】
請求項1記載のパターン寸法計測方法であって、
前記傾斜のあるパターンは、前記検査対象パターン画像に対して傾斜のある直線パターンであり、
前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記補助点列の所定区間における接線を算出するステップでは、前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線を算出し、
前記垂直方向の信号波形を検出するステップでは、前記算出された前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線に対して垂直方向の信号波形を検出し、
前記傾斜のあるパターンの寸法を計測するステップでは、前記検出された前記近似曲線に対して垂直方向の信号波形に基づいて、前記傾斜のあるパターンのパターンエッジ位置を特定し、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測する、
ことを特徴とするパターン寸法計測方法。
【請求項9】
請求項8記載のパターン寸法計測方法であって、
さらに、前記補助点列又は前記近似直線が表示された前記検査対象パターン画像と、前記計測された前記傾斜のあるパターンの計測結果と、を画面に表示するステップと、
を有することを特徴とするパターン寸法計測方法。
【請求項10】
請求項9記載のパターン寸法計測方法であって、
前記計測結果は、前記検査対象パターン画像の計測範囲内におけるパターン寸法値の平均値、パターン寸法値の分散値、パターン寸法値の最大値、パターン寸法値の最小値、前記近似曲線と前記検査対象パターン画像の垂直方向又は水平方向との傾斜角、及び、前記近似曲線の前記補助点列に対する当てはまり度を示す重相関係数、のうち、いずれか一つ若しくは複数であることを特徴とするパターン寸法計測方法。
【請求項11】
請求項1記載のパターン寸法計測方法であって、
前記傾斜のあるパターンは、曲線パターンであり、
前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記補助点列の所定区間における接線を算出するステップでは、前記補助点列の所定区間における接線を算出し、
前記垂直方向の信号波形を検出するステップでは、前記算出された補助点列の所定区間における接線に対して垂直方向の信号波形を検出し、
前記傾斜のあるパターンの寸法を計測するステップでは、前記検出された前記接線に対して垂直方向の信号波形に基づいて、前記傾斜のあるパターンのパターンエッジ位置を特定し、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測する、
ことを特徴とするパターン寸法計測方法。
【請求項12】
請求項11記載のパターン寸法計測方法であって、
前記補助点列の所定区間における接線の算出は、前記補助点列の所定区間に対して関数近似を適用することにより実行されることを特徴とするパターン寸法計測方法。
【請求項13】
請求項11又は12記載のパターン寸法計測方法であって、
さらに、前記補助点列又は前記接線が表示された前記検査対象パターン画像と、前記計測された前記傾斜のあるパターンの計測結果と、を画面に表示するステップと、
を有することを特徴とするパターン寸法計測方法。
【請求項14】
請求項13記載のパターン寸法計測方法であって、
前記計測結果は、前記検査対象パターン画像の計測範囲内におけるパターン寸法値の平均値、パターン寸法値の分散値、パターン寸法値の最大値、パターン寸法値の最小値、前記接線と前記検査対象パターン画像の垂直方向又は水平方向との最大傾斜角、前記接線と前記検査対象パターン画像の垂直方向又は水平方向との最小傾斜角、前記接線の前記補助点列に対する当てはまり度を示す重相関係数、のうち、いずれか一つ若しくは複数であることを特徴とするパターン寸法計測方法。
【請求項15】
検査対象パターン画像に対して傾斜のあるパターンの寸法を計測するパターン寸法計測装置であって、
検査対象に電子ビームを照射する電子ビーム照射手段と、
前記電子ビーム照射手段による照射により前記検査対象から放出される反射電子及び2次電子を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された反射電子及び2次電子の信号に基づいて検査対象パターン画像を作成し、前記検査対象パターン画像から得られる信号波形を用いて、前記傾斜のあるパターンの軌道を示す補助点列を検出し、前記検出された補助点列に基づいて、前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記補助点列の所定区間における接線を算出し、前記算出された前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記算出された補助点列の所定区間における接線に対して垂直方向の信号波形を検出し、前記検出された前記近似曲線又は前記接線に対して垂直方向の信号波形に基づいて、前記傾斜のあるパターンのパターンエッジ位置を特定し、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測する画像処理手段と、
を有することを特徴とするパターン寸法計測装置。
【請求項16】
請求項15記載のパターン寸法計測装置であって、
前記画像処理手段は、
前記検査対象パターン画像の信号波形を用いて、前記傾斜のあるパターンの軌道を示す補助点列を検出する補助点列検出手段と、
前記補助点列検出手段により検出された補助点列に基づいて、前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記補助点列の所定区間における接線を算出する近似曲線・接線算出手段と、
前記近似曲線・接線算出手段により算出された前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記算出された補助点列の所定区間における接線に対して垂直方向の信号波形を検出する信号波形取得手段と、
前記信号波形取得手段により検出された前記近似曲線又は前記接線に対して垂直方向の信号波形に基づいて、前記傾斜のあるパターンのパターンエッジ位置を特定するエッジ検出手段と、
前記エッジ検出手段により特定されたパターンエッジ位置のデータに基づいて、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測する寸法計測手段と、
を有することを特徴とするパターン寸法計測装置。
【請求項17】
請求項15又は16記載のパターン寸法計測装置であって、
さらに、前記画像処理手段により得られた前記検査対象パターン画像と前記検査対象に対して傾斜のあるパターンの寸法計測結果とを表示する表示手段と、
を有するkとおを特徴とするパターン寸法計測装置。
【請求項18】
請求項17記載のパターン寸法計測装置であって、
前記表示手段は、前記検査対象に対して傾斜のあるパターンの寸法計測結果として、前記検査対象パターン画像の計測範囲内におけるパターン寸法値の平均値、パターン寸法値の分散値、パターン寸法値の最大値、パターン寸法値の最小値、前記近似曲線と前記検査対象パターン画像の垂直方向又は水平方向との傾斜角、及び、前記近似曲線の前記補助点列に対する当てはまり度を示す重相関係数、のうち、いずれか一つ若しくは複数を表示することを特徴とするパターン寸法計測装置。
【請求項19】
請求故17記載のパターン寸法計測装置であって、
前記表示手段は、前記検査対象パターン画像の計測範囲内におけるパターン寸法値の平均値、パターン寸法値の分散値、パターン寸法値の最大値、パターン寸法値の最小値、前記接線と前記検査対象パターン画像の垂直方向又は水平方向との最大傾斜角、前記接線と前記検査対象パターン画像の垂直方向又は水平方向との最小傾斜角、前記接線の前記補助点列に対する当てはまり度を示す重相関係数、のうち、いずれか一つ若しくは複数を表示することを特徴とするパターン寸法計測装置。
【請求項20】
検査対象パターン画像に対して傾斜のあるパターンの寸法を計測するパターン寸法計測方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
画像取得部により得られた前記検査対象パターン画像から得られる信号波形を用いて、補助点列検出部に前記傾斜のあるパターンの軌道を示す補助点列を検出させるステップと、
前記検出された補助点列に基づいて、近似直線・接線算出部に前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記補助点列の所定区間における接線を算出させるステップと、
寸法計測部に前記算出された前記傾斜のあるパターンの軌道の近似曲線又は前記算出された補助点列の所定区間における接線に対して垂直方向の信号波形を検出させるステップと、
エッジ検出部に前記検出された前記近似曲線又は前記接線に対して垂直方向の信号波形に基づいて、前記傾斜のあるパターンのパターンエッジ位置を特定させ、前記傾斜のあるパターンの寸法を計測するステップと、
をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項21】
請求項20記載のプログラムを記録した記録媒体。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
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【公開番号】特開2011−242352(P2011−242352A)
【公開日】平成23年12月1日(2011.12.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−116901(P2010−116901)
【出願日】平成22年5月21日(2010.5.21)
【出願人】(501387839)株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年12月1日(2011.12.1)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年5月21日(2010.5.21)
【出願人】(501387839)株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Fターム(参考)】
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