輪郭線抽出方法、輪郭線抽出プログラム、および面積測定方法
【目的】本発明は、輪郭線抽出方法、輪郭線抽出プログラムおよび面積測定方法に関し、走査型電子顕微鏡を用いて測定対象の任意形状の図形の全方位のエッジ位置をラインプロファイルでそれぞれ検出して当該図形の各エッジ位置を正確に決定して出力およびその面積を極めて高精度に測定する目的とする。
【構成】電子線ビームを測定対象の任意形状の図形に面走査してパターン画像を取得するステップと、パターン画像の輪郭線を抽出するステップと、輪郭線の所定各点において、直交する直交角度θを算出するステップと、算出した直交角度θの方向に、細く絞った電子線ビームでライン走査してラインプロファイルを生成するステップと、ラインプロファイルからエッジの位置を検出し、エッジの位置を図形の輪郭線の位置と決定するステップと、生成した図形の輪郭線の情報を出力および内部の面積を算出するステップとを有する。
【構成】電子線ビームを測定対象の任意形状の図形に面走査してパターン画像を取得するステップと、パターン画像の輪郭線を抽出するステップと、輪郭線の所定各点において、直交する直交角度θを算出するステップと、算出した直交角度θの方向に、細く絞った電子線ビームでライン走査してラインプロファイルを生成するステップと、ラインプロファイルからエッジの位置を検出し、エッジの位置を図形の輪郭線の位置と決定するステップと、生成した図形の輪郭線の情報を出力および内部の面積を算出するステップとを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、走査型電子顕微鏡を用いて任意形状の図形の輪郭線を抽出およびその面積を測定する輪郭線抽出方法、輪郭線抽出プログラム、および面積測定方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、CADデータから生成したCAD画像をマスクに露光して現像した当該マスク上のパターンや、更に、マスクを用いて露光して現像したウェハ上のパターンについて、走査型電子顕微鏡を用いたパターン検査装置で実画像のパターンを撮影してメモリに記憶し、メモリ上の実画像のパターンと、元のCAD画像のパターンとをパターンマッチングして対応づけ、当該マスクやウェハ上の実画像のパターンの寸法を測長する技術がある。
【0003】
また、マスクやウェハ上の実画像のパターンの寸法の測長精度を向上させるために、指定されたパターンの指定された1次元方向に走査型電子顕微鏡でライン走査して得られラインプロファイルをもとに当該パターンの1次元方向の両サイドのエッジの位置を求めてその距離からパターンの幅を測長することで精度を向上させる技術がある(特許文献1)。
【特許文献1】特開2006−170969号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の上述した前者のマスクやウェハ上のパターンを走査型電子顕微鏡で撮影した実画像のパターンから直接に当該マスクやウェハ上のパターンの面積を求めることは可能であるが、正確に面積を求められないという問題があった。
【0005】
また、従来の上述した後者の走査型電子顕微鏡でマスクやウェハ上のパターンをライン走査して得たラインプロファイルからパターンの両サイドのエッジの位置を検出してその距離からパターンの幅(寸法)を測定することで、正確にパターンの幅などの1次元寸法を測長できるのみであった。このため、走査型電子顕微鏡を用いてマスクやウェハなどのパターンの面積を正確に測定することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、これらの問題を解決するため、走査型電子顕微鏡を用いて任意形状の図形の面積を測定する面積測定方法において、走査型電子顕微鏡を用いて細く紋った電子線ビームを、測定対象の任意形状の図形に面走査して画像を取得するステップと、取得した画像の輪郭線を抽出するステップと、抽出した輪郭線上の所定各点において、直交する直交角度θを算出するステップと、輪郭線上の所定各点において算出した直交角度θの方向に、細く絞った電子線ビームでライン走査してラインプロファイルを生成することを、輪郭線上の全ての所定各点について繰り返すステップと、所定各点におけるラインプロファイルからエッジの位置を検出し、エッジの位置を、図形の輪郭線の位置と決定することを繰り返して正確な図形の輪郭線を生成するステップと、生成した正確な図形の輪郭線の情報を表示あるいはファイルに出力し、更に、出力した輪郭線の情報を読み込んで図形の輪郭線で囲まれた内部の面積を算出する。
【0007】
この際、生成した図形の輪郭線の内部の1つあるいは複数の点のうちのいずれか1つの点と、図形の輪郭線上の隣接する2つの点とで形成した3角形の面積を順次求めてその総和を算出し、図形の面積を算出するようにしている。
【0008】
また、生成した図形の輪郭線に外接する外接矩形を求め、求めた外接矩形の4つの各頂点のうちの1つと図形の輪郭線上の隣接する2つの点とで形成した3角形の面積を順次求めてその総和を算出し、外接矩形の面積から、4つの各頂点について求めた3角形の面積の総和を減算し、図形の面積を算出するようにしている。
【0009】
また、生成した図形の輪郭線に外接する外接矩形を求め、求めた外接矩形の4つの各頂点のうちの1つと図形の輪郭線上の隣接する2つの点とを含む台形を形成して台形の面積を順次求めてその総和を算出し、外接矩形の面積から、4つの各頂点について求めた台形の面積の総和を減算し、図形の面積を算出するようにしている。
【0010】
また、生成した図形の輪郭線に外接する外接矩形を求め、求めた外接矩形の4つの各頂点のうちの1つと図形の輪郭線上の隣接する2つの点とを含む台形を形成できたときは台形の面積を求め、台形を形成できないときは頂点のうちの1つと図形の輪郭線上の隣接する2つの点とで三角形を形成あるいは輪郭線上の隣接する3つの点で三角形を形成してその面積を求めてその総和を算出し、外接矩形の面積から、4つの各頂点について求めた3角形あるいは台形の面積の総和あるいは一部の面積を減算した総和を減算し、図形の面積を算出するようにしている。
【0011】
また、取得した画像を画面上に表示する際に、直交角度θだけ同期して回転させた画像を表示すると共に、必要に応じてラインプロファイルとそのエッジ位置、および画像の輪郭線上の各所定点の直交方向を示す線分を表示するようにしている。
【発明の効果】
【0012】
本発明は、走査型電子顕微鏡を用いて細く紋った電子線ビームを測定対象の任意形状の図形に面走査してパターン画像を取得してその輪郭線を抽出し、抽出した輪郭線の所定各点において直交する直交角度θをそれぞれ算出して当該直交角度θの方向に細く絞った電子線ビームでライン走査してラインプロファイルを生成してエッジの位置を正確に検出し、エッジの位置を図形の輪郭線の位置と決定して面積を算出することにより、走査型電子顕微鏡を用いて測定対象の任意形状の図形の全方位のエッジ位置をラインプロファイルでそれぞれ検出して当該図形の各エッジ位置を正確に決定して出力およびその面積を極めて高精度に測定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
本発明は、走査型電子顕微鏡を用いて測定対象の任意形状の図形の全方位のエッジ位置をラインプロファイルでそれぞれ検出して当該図形の各エッジ位置を正確に決定して出力およびその面積を極めて高精度に測定することを実現した。
【実施例1】
【0014】
図1は、本発明のシステム構成図を示す。
図1において、走査型電子顕微鏡1は、試料3の拡大画像を生成するものであって、電子線ビーム2を発生する電子銃、発生された電子線ビーム2を集束する集束レンズ、集束された電子線ビーム2を試料3の上で細く絞る対物レンズ、微細かつ高速に電子線ビーム2を試料3の上に細く絞る(フォーカス調整、フォーカス合わせする)ためのダイナミックコイル、試料3の上で細く絞られた電子線ビーム2を平面走査(X方向およびY方向に走査)するための2段の偏向系、更に、細く紋った電子線ビーム2で試料3の上を平面走査したときに放出された2次電子、光、反射された反射電子を検出する検出器などから構成され、試料3の表面の画像(2次電子画像、反射電子画像)などを生成する公知のものである。
【0015】
電子線ビーム2は、電子銃から放出され、細く紋られた電子線ビームであって、試料3上に照射しつつ平面走査するものである。
【0016】
試料(マスク、ウエハ)3は、測定対象の任意形状の図形(パターン)を形成したマスクやウェハなどの試料である。
【0017】
コンピュータ10は、パソコンであって、プログラムに従い各種処理を実行するものであり、ここでは、画像取得手段11、ラインプロファイル取得手段12、画像の前処理手段13、微分処理手段14、データ合成手段15、ラベリング手段16、輪郭抽出手段17、エッジ抽出手段18、面積算出手段19、画像ファイル21、結果ファイル22、CAD又は設計データ23、表示装置24、入出力装置25、線分ファイル26などから構成されるものである。
【0018】
画像取得手段11は、走査型電子顕微鏡1を制御し、細く紋った電子線ビーム2を、試料3上の任意形状の図形(パターン)に照射しつつ平面走査し、そのときに放出された例ぇば2次電子を図示外の検出器で検出・増幅して任意形状の図形の画像を取得し、画像フィル21に記憶するものである。
【0019】
ラインプロファイル取得手段12は、走査型電子顕微鏡1を制御し、細く紋った電子線ビーム2を、試料3上の任意形状の図形(パターン)の指定された方向(回転角度θに対応する角度)に照射しつつライン走査し、そのときに放出された例えば2次電子を図示外の検出器で検出・増幅して任意形状の図形の回転角度θの方向のラインプロファイルを取得し、画像ファイル21に記憶するものである。
【0020】
画像の前処理手段13は、画像取得手段11が取得して画像ファイル21に格納した任意形状の図形の画像について、前処理(例えば画像のノーマライズ、スムージングなどの前処理)を行い、画像ファイル21に記憶するものである。
【0021】
微分処理手段14は、画像の前処理手段13で前処理した後の画像(画像ファイル21中の画像)について、微分処理(例えば2次微分処理)を行って画像中の図形の輪郭部分を強調などするものである(図3参照)。
【0022】
データ合成手段15月、微分処理手段14で微分処理した後の画像と、微分処理前の画像とを合成し、図形の輪郭(エッジ)に相当する部分を強調するものである。
【0023】
ラベリング手段16は、データ合成手段15で合成した後の画像について、公知のラベリングを行い連続した領域に同じラベル値を付与し、閉領域(図形)を自動検出するものである。
【0024】
輪郭抽出手段17は、ラベリング手段16で同一ラベル値の付与された閉領域について、その輪郭線を抽出するものである。
【0025】
エッジ抽出手段18は、輪郭抽出手段17で画像から抽出した図形の輪郭線をもとに、当該輪郭線の所定各点で直交する直交角度8を算出し、当該直交角度∂の方向のラインプロファイルを取得し、当該ラインプロファイル上でエッジの位置を検出して図形の正確な輪郭線の位置を決定するものである(図2から図11参照)。
【0026】
面積算出手段19は、エッジ抽出手段18によりラインプロファイルから検出したエッジの位置によって決定した正確な図形の輪郭線をもとに、当該図形の面積を算出するものである(図2から図11参照)。
【0027】
画像ファイル21は、画像取得手段11が取得した画像、ラインプロファイル取得手段12が取得したラインプロファイルなどを記憶するものである。
【0028】
結果ファイル22は、測定した結果(図形毎の面積など)を格納するものである。
CAD又は設計データ23は、マスクやウェハに形成した図形(パターン)のCADデータまはは設計データであって、測定した結果(図形の面積など)と比較し、誤差、偏差などをチェックするためのものである。
【0029】
表示装置24は、画像、ラインプロファイルを表示したり、測定結果を表示したりなどするものである。
【0030】
入出力装置25は、各種指示などを入力するものであって、マウスやキーボードなどである。
【0031】
線分テーブル26は、輪郭線の情報を格納して管理するものであって、ここでは、輪郭線上の始点座標、終点座標、中点座標、角度8、エッジ位置座標などを格納して管理するものである(図7参照)。
【0032】
次に、図2のフローチャートの順番に従い、図1の構成の全体の動作を説明する。
図2は、本発明の動作説明フローチャートを示す。
【0033】
図2において、Slは、前処理を行う。これは、既述した図1の画像の前処理手段3、微分処理手段14、データ合成手段15、ラベリング手段16などからなる前処理を行う。
【0034】
S2は、輪郭抽出する。これは、既述した図1の輪郭抽出手段17が画像中の領域の輪郭を抽出する(図3参照)。
【0035】
S3は、輪郭が連続か判別する。YESの場合には、領域の輪郭が連続して閉領域と判したので、S4に進む。NOの場合には、領域の輪郭が連続しなく閉領域でないと判明したので、ここでは、終了する。
【0036】
S4は、輪郭の直交角度を算出する。これは、後述する図6の閉領域(図形)の輪郭線上の所定各点における直交角度∂を算出する。
【0037】
S5は、画像回転する。
S6は、ラインプロファイルからエッジを検出する。これらS5、S6は、S4で閉領域(図形)の輪郭線上の所定の各点において算出した直交角度θだけ、電子線ビーム2を回転させて設定する(即ち、電子線ビーム2が閉領域の輪郭線の当該各点を通りかつ輪郭線に直交する方向に走査されるように設定する)。そして、設定した方向に電子線ビームを走査してラインプロファイルを取得する。取得したラインプロファイルからエッジ位置を検出し、当該検出したエッジ位置を、正確な図形の輪郭線の位置と決定する。
【0038】
S7は、図形の外接矩形を作図する。これは、S6で決定した正確な図形の輪郭線について、外接する矩形(外接矩形)を作成する。
【0039】
S8は、三角形を作る。これは、S7で作成した図形の輪郭線上の隣接する2点と外接矩形の頂点の1点とで三角形を作る(図12参照)。
【0040】
S9は、三角形の面積総和を求める。
S10は、面積を求める。これらS9、S10は、S8で三角形を作成して面積を求めることを、図形の輪郭線上の全ての隣接する2点について繰り返し、三角形の面積総和を求めて図形の輪郭線内の面積を算出する。例えば図12の例では、外接矩形の左上の1点と図形の輪郭線上の隣接する2点とで三角形をそれぞれ作成し、作成した三角形の面積の総和を求める(図12の(1))。同様に、外接矩形の左下の1点、右下の1点、右上の1点についても三角形の面積の総和をそれぞれ求める(図12の(2)、(3)、(4))。そして、全ての総和の面積((1)+(2)+(3)+(4))を求め、外接矩形の面積(0)から減算し、図形の輪郭線内の面積を算出する。
【0041】
以上によって、走査型電子顕微鏡を用いて試料3上の図形を撮影した画像から、閉領域(図形)の輪郭線を検出し、当該輪郭線上の所定各点における直交角度θをそれぞれ算出する。算出した輪郭線上の各点における直交角度θだけ電子線ビーム2を回転させてラインプロファイルを取得する。取得したラインプロファイルからエッジ位置を抽出し、図形の輪郭線の正確な位置と決定することを、当該輪郭線の全周囲の各点について繰り返し、図形の正確な輪郭線を決定する。そして、図形の正確な輪郭線内の面積を算出する。これらにより、走査型電子顕微鏡を用いて測定対象の任意形状の図形の全方位のエッジ位置を正確にラインプロファイルでそれぞれ検出し、当該図形の各エッジ位置を正確に決定した後、その面積を極めて高精度に測定することが可能となる。以下順次詳細に説明する。
【0042】
図3は、本発明の輪郭抽出フローチャートを示す。
図3において、Sllは、画像を取得する。これは、図1の画像取得手段11が走査型電子顕微鏡1を制御し、細く絞った電子線ビーム2を試料3上の図形(パターン)に面走査し、放出された2次電子を検出・増幅して生成した画像を取得し、画像ファイル21に格納する。
【0043】
S12は、画像のノーマライズを行う。これは、Sllで取得した画像について、規格化などを行う。
【0044】
S3は、スムージング処理を行う。これは、S12で規格化した画像中の図形などのパターンについてスムージングを行い滑らかにする。
【0045】
S14は、2次微分処理を行う。これは、S13でスムージング処理した後の画像について、2次微分処理を行い、図形の輪郭線の部分を強調する0例えば図4の(a)のように強調処理する(2次電子画像について、2次微分処理することで、パターンの左端および右端で図示のように、上(白を表す)および下(黒を表す)の方向に強調された画像となる)。
【0046】
S15は、8方向画像シフトのXORデータ作成する0これは、S14の2次微分処理の代わりに、S13でスムージング処理した後の画像(パターン)について8方向(45°間隔で8方向)にそれぞれ微小に移動させた画像を合成し、輪郭線の強調処理を行う。
【0047】
S16は、データ合成する。これは、S13でスムージングした後の画像と、S14あるいはS15で輪郭線(エッジ部分)の強調処理した後の画像と合成し、輪郭線(エッジ部分)の強調を行う。
【0048】
S17は、エッジの追従を行う。
S18は、閉ざされている図形の検出を行う。これらS17、S18は、S16で合成した後の画像中のエッジの追従を行い、領域にラベルを付与して連続した領域を閉領域(図形)として検出する。
【0049】
S19は、測定対象の輪郭点を求める。これは、S18で検出した閉領域(図形)の輪郭点の座標をそれぞれ求める。
【0050】
S20は、輪郭線抽出完成する。これは、S19で求めた閉領域(図形)の輪郭点の座標について後述する図7の線分テーブル26に設定し、輪郭線の抽出を完成する。
【0051】
以上によって、画像取得手段11によって取得した画像を2次微分などして図形のエッジを強調した後、エッジを追従して閉領域(図形)を検出してその輪郭点を求めて当該閉領域(図形)の輪郭線を決定することにより、画像中から図形の指定なしに、全ての閉領域(図形)とその輪郭線をそれぞれ自動検出することが可能となる。
【0052】
図4は、本発明の説明図を示す。
図4の(a)は、2次微分波形例を示す。これは、図3のS14で画像を2次微分したときに、パターンの左端および右端で上(白)と下(黒)にそれぞれ強調された様子の1例を模式的に示す。
【0053】
図4の(b)は、輪郭線例を示す。これは、図3のS20で完成した輪郭線例を示す。
図5は、本発明のエッジ抽出フローチャートを示す。これは、図2のS4からS6の処理を詳細に説明するフローチャートである。
【0054】
図5において、S31は、輪郭線を読み込む。これは、図3のS20で完成した輪郭線を読み込む。
【0055】
S32は、1点又は1点以上の点の(X、Y)の平均値を求める。これは、後述する図6の(a)の輪郭線上の点、例えば3点の(X、Y)の平均値を求める。
【0056】
S33は、点と点の線分に直交する角度θ1、θ2、・・・θnを求める。これは、図6の(a)に示すように、S32の処理で求めた3点の(X,Y)の平均値の点と、これら3点を結んで求めた線分に直交する角度が、ここでは、水平方向からずれている角度θ1を求める。同様に、輪郭線上の次の点(3点)についても、図6の(a)に図示のように角度θ2を求める。
【0057】
S34は、角度θ回転しラインプロファイルよりエッジを求める。これは、S33で求めた角度θ1,θ2・・・θnだけそれぞれ電子線ビーム2を回転させ、電子線ビーム2が輪郭線に対して常に直交する方向からライン走査し、当該輪郭線を持つ図形のラインプロファイルを取得できるようにする。そして、取得したラインプロファイルからエッジ位置を検出し、輪郭線の各点における正確な位置と決定することを当該輪郭線の全周囲の各点について繰り返す。
【0058】
S35は、ラインプロファイルよりエッジ検出完了する。
以上により、S31で読み込んだ輪郭線(画像から自動生成した閉領域毎の輪郭線)をもとに常に直交する方向に回転させてからライン走査して取得したラインプロファイルのエッジ位置を検出し、当該検出したエッジ位置を図形の正確な輪郭線の位置と測定することが可能となる。
【0059】
尚、横軸を距離、縦軸を輝度で表したラインプロファイルからエッジ位置を検出する方法は、例えば下記のようなものがある。
【0060】
(1)ラインプロファイル上で図形の端に相当する部分で輝度が上昇(あるいは下降)するので、その輝度が0.5(中点)の位置をエッジ位置として検出する。
【0061】
(2)ラインプロファイル上で図形の端に相当する部分で輝度が上昇(あるいは下降)するので、輝度が0.2と0.8の点を結んだ線分の中点の輝度0.5の点の位置をエッジ位置として検出する。
【0062】
(3)ラインプロファイルの端(パターンの端)の部分について、予め1次、2次などの曲線を決めておき、当該曲線がラインプロファイルと一致する点をエッジ位置(左端、右端)と求め、当該求めた位置(左端、右端)がエッジ位置として検出する。
【0063】
(4)測長対象領域から取得したラインプロファイルの1本あるいは複数本からモデル曲線を生成し、当該生成したモデル曲線とラインプロファイルのエッジ付近の曲線との差の絶対値が最小のフィッティングポイントを求め、これに所定閥値のときのシフト量を加算してエッジ位置と決定する(本願出願人の出願である特願2005−377799号)。
【0064】
(5)上記の方法以外の他の方法であっても、いずれにしてもラインプロファイルからエッジ位置を検出できればよい。
【0065】
図6は、本発明の説明図を示す。
図6の(a)は、直交角度θの例を示す。これは、既述した図5のS33で、輪郭線上の3点の平均の点の座標を求め、平均の点において直交する線分が水平からずれている角度θ1、θ2をそれぞれ求めた様子を模式的に示す。そして、水平方向から求めた角度θ1、θ2・・・だけ回転させた方向から電子線ビームで輪郭線(図形)をライン走査してラインプロファイルを取得する。次に、当該ラインプロファイルから直接にエッジ位置を検出し、輪郭線のエッジ位置とすることにより、極めて高精度にエッジ位置を検出して輪郭線の位置(エッジ位置)を測定することが可能となる。
【0066】
図6の(b)は、エッジ検出例を示す。これは、既述した図5のS35のラインプロファイルよりエッジを検出した様子を模式的に示す。図中の短い線分が、角度θだけ回転させて輪郭線にほぼ直交方向から電子線ビーム2を走査して得たラインプロファイルの一部を模式的に示す。そして、ラインプロファイルから検出したエッジ位置が白い輪郭線の部分に相当する。
【0067】
図7は、本発明の線分テーブル例を示す。線分テーブル26は、輪郭線上の始点座標、終点座標、中点座標、角度などを図示の下記のように対応づけて登録して管理するものである。
【0068】
・NO:
・始点座標:
・終点座標:
・中点座標:
・角度:
・エッジ位置座標:
・エッジ対象点座標:
・その他:
ここで,NOは輪郭線(図形の輪郭線)上の始点座標と終点座標で決まる線分(区間)で分割したときに付与したシーケンシャルな番号である。始点座標、終点座標は輪郭線上で分割した始点座標と終点座標であり、中点座標は始点座標と終点座標との平均値である。角度は、中点座標の点と、始点座標、中点座標、終点座標で決まる線分に直交する線分が水平からずれている角度θである(図6の(a)のθ1など)。エッジ位置座標は、ラインプロファイルより求めたエッジ位置座標である(図5参照)。エッジ対象点座標は、エッジ位置座標を求めたときの回転角度のときのラインプロファイルから、反対側の輪郭線のエッジ位置座標を併せて求めたものである。このように、輪郭線が左右対称などの対称の場合には、ラインプロファイルの取得回数を半数に低減することが可能となる。
【0069】
図8は、本発明の面積の算出フローチャート(その1)を示す。
図8において、S41は、エッジを読み込みむ。これは、図7の線分テーブル26の先頭からエッジ位置座標を順に1つづつ読み込む。
【0070】
S42は、台形で面積が求まるか判別する。これは、S41で読み込んだエッジ位置座標をもとに台形を生成して面線を求めることができるか(図13の(a)参照)か、あるいは台形を生成できないが、三角形を生成して面積を求めることができるか判別する。台形で面線を求めることができると判明した場合には、S43で台形の面積を計算する(後述する図13の(a)参照)。そして、S45に進む。一方、台形で面積を求めることができないが、三角形を生成して面積を求めることができると判明した場合には、S44で三角形の面積を計算する(後述する図13の(b)の点線の三角形の部分)。そして、S45に進む。
【0071】
S45は、エッジ終わりか判別する。YESの場合には、図7の線分テーブル26から輪郭線上の全てのエッジ位置座標を取り出してS41からS44の処理を終了したと判明したので、S46に進む。一方、NOの場合には、図7の線分テーブル26から次のエッジ位置座標を取り出し、S41以降を繰り返す。
【0072】
S46は、台形と三角形の面積の総和を求める。これにより、輪郭線で囲まれた図形の面積を算出できたこととなる。
【0073】
以上によって、図7の線分テーブル26から輪郭線上のエッジ位置座標を1つつづ順番に取り出して台形を形成できるときは台形を形成して面積を求め、一方、台形を形成できないときは三角形を形成して面積を求めることを繰り返し、全てのエッジ位置座標について繰り返し、台形および三角形の面線の総和を求めて当該輪郭線で囲まれた図形の面積を正確に算出することが可能となる。ここで、台形の面積を優先したのは台形の面積算出は加減算で済み、三角形の面積のときの三角関数の乗算が必要な場合に比して高速かつ高精度に算出可能なためである。
【0074】
図9は、本発明の面積の算出フローチャート(その2)を示す。これは、外接矩形の面積(0)を求め、これから外接矩形と輪郭線とで挟まれた部分の面積(1)、(2)、(3)、(4)を求め、面積(0)から(面積(1)+面積(2)+面積(3)+面積(4))を減算し、輪郭線で囲まれた図形の面積を算出するものである。
【0075】
図9において、S51は、外接矩形の面積(0)を算出する。これは、図7の線分テーブル26のエッジ位置座標のX方向、Y方向の最小値、最大値を取り出し、図12の外接矩形を形成して当該外接矩形の面積(0)を算出する。
【0076】
S52は、面積(0)から各頂点で求めた面積(1)(2)(3)(4)を減算し、輪郭線で囲まれた図形の面積を算出する。これは、図12の外接矩形の面積(0)から、当該外接矩形の各頂点で求めた面積(1)、面積(2)、面積(3)、面積(4)を減算して輪郭線で囲まれた図形の面積を算出する。
【0077】
S53は、対象図形の面積とする。これは、S52で算出した面積を、対象図形の面積とする。
【0078】
以上によって、図7の線分テーブル26のエッジ位置座標からX方向、Y方向の最小値、最大値をそれぞれ抽出して図12の外接矩形を生成し、当該外接矩形の面積(0)を算出すると共に、外接矩形の各頂点で面積(1)、面積(2)、面積(3)、面積(4)をそれぞれ求め、面積(0)から(面積(1)+面積(2)+面積(3)+面積(4))を減算して対象図形の面積とすることにより、図7の線分テーブル26のエッジ位置座標をもとに高精度かつ迅速に輪郭線で囲まれた対象図形の面積を算出することが可能となる。
【0079】
図10は、本発明の面積の算出フローチャート(その3)を示す。
図10において、S61は、外接矩形を求める。これは、図7の線分テーブル26のエッジ位置座標のX方向、Y方向の最小値、最大値を取り出し、図12の外接矩形を形成する。
【0080】
S62は、各頂点の隠れた領域の数nlを算出する。これは、S61で形成した例えば図12の外接矩形の各頂点から見て隠れた領域の数の総和を求める。例えば図13の(a)の頂点Xから見て隠れた領域は無く、ゼロである。一方、図13の(b)の頂点Yから見た隠れた領域は有り、ここでは、数1である。
【0081】
S63は、対象図形の重心から見た隠れた領域の数n2を算出する。これは、図7の線分テーブル26のエッジ位置座標をつないで表される図12の対象図形の重心から見て隠れた領域の数n2を算出する。図12ではなしでn2=0である。
【0082】
S64は、nl<n2か判別する。各項点から見た隠れた領域の数nlが、対象図形の重心から見た隠れた領域の数n2よりも小さいか判別する。YESの場合には、隠れた領域の数が前者の方が小さいと判明したので、S65に進む。一方、NOの場合には、重心の方が隠れた領域の数が小さいと判明したので、S66に進む。
【0083】
S65は、各頂点をもとに面積を算出し、外接矩形の面積から減算し、対象図形の面積を算出する。これは、図12の外接矩形の各項点から見た隠れた領域の数が小さいと判明したので、外接矩形の各頂点をもとに既述した図9のS52の面積(1)、面積(2)、面積(3)、面積(4)を算出し、外接矩形の面積(0)からこれら(面積(1)+面積(2)+面積(3)+声積(4))を減算し、対象図形の面積を算出する。これにより、隠れた領域の数の小さい方で面積を算出することにより、簡単なロジックかつ高速に面積を算出することが可能となる。
【0084】
S66は、重心をもとに面積を算出する。これは、対象図形の重心から見て隠れた領域の数が小さいと判明したので、対象図形の重心をもとに面積を算出する。これにより、隠れた領域の数の小さい方で面積を算出することにより、簡単なロジックかつ高速に面積を算出することが可能となる。
【0085】
図11は、本発明の出力の評価フローチャートを示す。
図11において、S71は、測定対象パターンの面積を取り込む。これは、既述した対象図形について求めた面積を取り込む。
【0086】
S72は、平均値および偏差(σ)を算出する。これは、S71で取り込んだ多数の測定対象の面積の、多数の平均値およびその偏差(σ)を算出する。
【0087】
S73は、CAD又はパターンデータとの比較を行う。これは、S72で算出した測定対象の面積の平均値およびその偏差(σ)と、CAD又はパターンデータとの比較を行う。
【0088】
S74は、平均値の差、偏差の差を出力する。これは、S73で比較した結果(平均値とCAD又はパターンデータとの差とその偏差(σ’))を出力する。
【0089】
以上によって、試料3上に測定対象パターンが多数存在した場合に、既述した図1から図10によって自動的に全測定対象パターンを抽出してその面積をそれぞれ算出し、その平均値および偏差(σ)を自動算出してCAD又はパターンデータとの差とその偏差(σ’)を自動的に出力することが可能となる。
【0090】
図12は、本発明の面積算出説明図(その1)を示す。
図12において、外接矩形は、既述した図7の線分テーブル26中の、ラインプロファイルから検出したエッジ位置座標のX方向、Y方向の最小値、最大値をそれぞれ検索して取り出し、これらエッジ位置座標をもとに形成した外接矩形であって、輪郭線に外接する矩形である。輪郭線で囲まれた対象図形の面積を算出する方法は、下記のような方法がある。
【0091】
(1)輪郭線の重心位置と、輪郭線上の隣接する2つのエッジ位置座標とで三角形を形成して当該三角形の面積を算出することを、全エッジ位置座標について繰り返した後、三角形の面積の総和を求め、輪郭線で囲まれた対象図形の面積とする方法。
【0092】
(2)外接矩形の各頂点a,b,c,dのいずれか1つの点と、輪郭線上の隣接する2つのエッジ位置座標とで三角形を形成して面積を算出することを繰り返し、各頂点毎の三角形の面積の総和の面積(1)、面積(2)、面積(3)、面積(4)を求め、外接矩形の面積(0)から(面積(1)+面積(2)+面積(3)+面積(4))を減算し、対象図形の面積を算出する方法。
【0093】
(3)外接矩形の各頂点a,b,c,dのいずれか1つの点と、輪郭線上の隣接する2つのエッジ位置座標とを含む台形を形成して面積を算出することを繰り返し、各頂点毎の台形の面積の総和の面積(1)、面積(2)、面積(3)、面積(4)を求め、外接矩形の面積(0)から(面積(1)+面積(2)+面積(3)+面積(4))を減算し、対象図形の面積を算出する方法。
【0094】
(4)更に、図13の(b)で後述する、台形形成を優先、台形形成できないときは三角形を形成してそれぞれの面積を求め、外接矩形の面積(0)から(面積(1)+面積(2)+面積(3)+面積(4))を減算し、対象図形の面積を算出する方法。
【0095】
図13は、本発明の面積算出説明図(その2)を示す。
図13の(a)は、台形で面積を求める様子を模式的に示す。これは、外接矩形の1つの頂点Xと、輪郭線上の2つのエッジ位置座標とを含む台形を形成し、当該台形の面積を順次求め、求めた台形の面積の総和を算出し、当該頂点Xにおける面積を算出する様子を模式的に示す。
【0096】
図13の(b)は、台形を形成できるときは台形で面積を求め、台形を形成できないときは三角形を形成して当該三角形の面積を求める様子を模式的に示す。これは、外接矩形の1つの頂点Yと、輪郭線上の2つのエッジ位置座標とを含む台形を形成し、当該台形の面積を順次求めようとしたが、凹部分があって台形を形成できないので、そのときは三角形(3つのエッジ位置座標または頂点座標を含めた2つのエッジ位置座標)を形成して面積を求め、求めた台形および三角形の面積の総和(あるいは一部は減算した総和)を算出し、当該頂点Yにおける面積を算出する様子を模式的に示す。
【産業上の利用可能性】
【0097】
本発明は、走査型電子顕微鏡を用いて測定対象の任意形状の図形の全方位のエッジ位置をラインプロファイルでそれぞれ検出して当該図形の各エッジ位置を正確に決定して出力およびその面積を極めて高精度に測定する輪郭線抽出方法、輪郭線抽出プログラムおよび面積測定方法に関するものである。
【図面の簡単な説明】
【0098】
【図1】本発明のシステム構成図である。
【図2】本発明の動作説明フローチャートである。
【図3】本発明の輪郭抽出フローチャートである。
【図4】本発明の説明図である。
【図5】本発明のエッジ抽出フローチャートである。
【図6】本発明の説明図である。
【図7】本発明の線分テーブル例である。
【図8】本発明の面積の算出フローチャート(その1)である。
【図9】本発明の面積の算出フローチャート(その2)である。
【図10】本発明の面積の算出フローチャート(その3)である。
【図11】本発明の出力の評価フローチャートである。
【図12】本発明の面積算出説明図(その1)である。
【図13】本発明の面積算出説明図(その2)である。
【符号の説明】
【0099】
1:走査型電子顕微鏡
2:電子線ビーム
3:試料
10:コンピュータ(パソコン)
11:画像取得手段
12:ラインプロファイル取得手段
13:画像の前処理手段
14:微分処理手段
15:データ合成手段
16:ラベリング手段
17:輪郭抽出手段
18:エッジ抽出手段
19:面積算出手段
21:画像ファイル
22:結果ファイル
23:CAD又は設計データ
24:表示装置
25:入出力装置
26:線分テーブル
【技術分野】
【0001】
本発明は、走査型電子顕微鏡を用いて任意形状の図形の輪郭線を抽出およびその面積を測定する輪郭線抽出方法、輪郭線抽出プログラム、および面積測定方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、CADデータから生成したCAD画像をマスクに露光して現像した当該マスク上のパターンや、更に、マスクを用いて露光して現像したウェハ上のパターンについて、走査型電子顕微鏡を用いたパターン検査装置で実画像のパターンを撮影してメモリに記憶し、メモリ上の実画像のパターンと、元のCAD画像のパターンとをパターンマッチングして対応づけ、当該マスクやウェハ上の実画像のパターンの寸法を測長する技術がある。
【0003】
また、マスクやウェハ上の実画像のパターンの寸法の測長精度を向上させるために、指定されたパターンの指定された1次元方向に走査型電子顕微鏡でライン走査して得られラインプロファイルをもとに当該パターンの1次元方向の両サイドのエッジの位置を求めてその距離からパターンの幅を測長することで精度を向上させる技術がある(特許文献1)。
【特許文献1】特開2006−170969号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の上述した前者のマスクやウェハ上のパターンを走査型電子顕微鏡で撮影した実画像のパターンから直接に当該マスクやウェハ上のパターンの面積を求めることは可能であるが、正確に面積を求められないという問題があった。
【0005】
また、従来の上述した後者の走査型電子顕微鏡でマスクやウェハ上のパターンをライン走査して得たラインプロファイルからパターンの両サイドのエッジの位置を検出してその距離からパターンの幅(寸法)を測定することで、正確にパターンの幅などの1次元寸法を測長できるのみであった。このため、走査型電子顕微鏡を用いてマスクやウェハなどのパターンの面積を正確に測定することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、これらの問題を解決するため、走査型電子顕微鏡を用いて任意形状の図形の面積を測定する面積測定方法において、走査型電子顕微鏡を用いて細く紋った電子線ビームを、測定対象の任意形状の図形に面走査して画像を取得するステップと、取得した画像の輪郭線を抽出するステップと、抽出した輪郭線上の所定各点において、直交する直交角度θを算出するステップと、輪郭線上の所定各点において算出した直交角度θの方向に、細く絞った電子線ビームでライン走査してラインプロファイルを生成することを、輪郭線上の全ての所定各点について繰り返すステップと、所定各点におけるラインプロファイルからエッジの位置を検出し、エッジの位置を、図形の輪郭線の位置と決定することを繰り返して正確な図形の輪郭線を生成するステップと、生成した正確な図形の輪郭線の情報を表示あるいはファイルに出力し、更に、出力した輪郭線の情報を読み込んで図形の輪郭線で囲まれた内部の面積を算出する。
【0007】
この際、生成した図形の輪郭線の内部の1つあるいは複数の点のうちのいずれか1つの点と、図形の輪郭線上の隣接する2つの点とで形成した3角形の面積を順次求めてその総和を算出し、図形の面積を算出するようにしている。
【0008】
また、生成した図形の輪郭線に外接する外接矩形を求め、求めた外接矩形の4つの各頂点のうちの1つと図形の輪郭線上の隣接する2つの点とで形成した3角形の面積を順次求めてその総和を算出し、外接矩形の面積から、4つの各頂点について求めた3角形の面積の総和を減算し、図形の面積を算出するようにしている。
【0009】
また、生成した図形の輪郭線に外接する外接矩形を求め、求めた外接矩形の4つの各頂点のうちの1つと図形の輪郭線上の隣接する2つの点とを含む台形を形成して台形の面積を順次求めてその総和を算出し、外接矩形の面積から、4つの各頂点について求めた台形の面積の総和を減算し、図形の面積を算出するようにしている。
【0010】
また、生成した図形の輪郭線に外接する外接矩形を求め、求めた外接矩形の4つの各頂点のうちの1つと図形の輪郭線上の隣接する2つの点とを含む台形を形成できたときは台形の面積を求め、台形を形成できないときは頂点のうちの1つと図形の輪郭線上の隣接する2つの点とで三角形を形成あるいは輪郭線上の隣接する3つの点で三角形を形成してその面積を求めてその総和を算出し、外接矩形の面積から、4つの各頂点について求めた3角形あるいは台形の面積の総和あるいは一部の面積を減算した総和を減算し、図形の面積を算出するようにしている。
【0011】
また、取得した画像を画面上に表示する際に、直交角度θだけ同期して回転させた画像を表示すると共に、必要に応じてラインプロファイルとそのエッジ位置、および画像の輪郭線上の各所定点の直交方向を示す線分を表示するようにしている。
【発明の効果】
【0012】
本発明は、走査型電子顕微鏡を用いて細く紋った電子線ビームを測定対象の任意形状の図形に面走査してパターン画像を取得してその輪郭線を抽出し、抽出した輪郭線の所定各点において直交する直交角度θをそれぞれ算出して当該直交角度θの方向に細く絞った電子線ビームでライン走査してラインプロファイルを生成してエッジの位置を正確に検出し、エッジの位置を図形の輪郭線の位置と決定して面積を算出することにより、走査型電子顕微鏡を用いて測定対象の任意形状の図形の全方位のエッジ位置をラインプロファイルでそれぞれ検出して当該図形の各エッジ位置を正確に決定して出力およびその面積を極めて高精度に測定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
本発明は、走査型電子顕微鏡を用いて測定対象の任意形状の図形の全方位のエッジ位置をラインプロファイルでそれぞれ検出して当該図形の各エッジ位置を正確に決定して出力およびその面積を極めて高精度に測定することを実現した。
【実施例1】
【0014】
図1は、本発明のシステム構成図を示す。
図1において、走査型電子顕微鏡1は、試料3の拡大画像を生成するものであって、電子線ビーム2を発生する電子銃、発生された電子線ビーム2を集束する集束レンズ、集束された電子線ビーム2を試料3の上で細く絞る対物レンズ、微細かつ高速に電子線ビーム2を試料3の上に細く絞る(フォーカス調整、フォーカス合わせする)ためのダイナミックコイル、試料3の上で細く絞られた電子線ビーム2を平面走査(X方向およびY方向に走査)するための2段の偏向系、更に、細く紋った電子線ビーム2で試料3の上を平面走査したときに放出された2次電子、光、反射された反射電子を検出する検出器などから構成され、試料3の表面の画像(2次電子画像、反射電子画像)などを生成する公知のものである。
【0015】
電子線ビーム2は、電子銃から放出され、細く紋られた電子線ビームであって、試料3上に照射しつつ平面走査するものである。
【0016】
試料(マスク、ウエハ)3は、測定対象の任意形状の図形(パターン)を形成したマスクやウェハなどの試料である。
【0017】
コンピュータ10は、パソコンであって、プログラムに従い各種処理を実行するものであり、ここでは、画像取得手段11、ラインプロファイル取得手段12、画像の前処理手段13、微分処理手段14、データ合成手段15、ラベリング手段16、輪郭抽出手段17、エッジ抽出手段18、面積算出手段19、画像ファイル21、結果ファイル22、CAD又は設計データ23、表示装置24、入出力装置25、線分ファイル26などから構成されるものである。
【0018】
画像取得手段11は、走査型電子顕微鏡1を制御し、細く紋った電子線ビーム2を、試料3上の任意形状の図形(パターン)に照射しつつ平面走査し、そのときに放出された例ぇば2次電子を図示外の検出器で検出・増幅して任意形状の図形の画像を取得し、画像フィル21に記憶するものである。
【0019】
ラインプロファイル取得手段12は、走査型電子顕微鏡1を制御し、細く紋った電子線ビーム2を、試料3上の任意形状の図形(パターン)の指定された方向(回転角度θに対応する角度)に照射しつつライン走査し、そのときに放出された例えば2次電子を図示外の検出器で検出・増幅して任意形状の図形の回転角度θの方向のラインプロファイルを取得し、画像ファイル21に記憶するものである。
【0020】
画像の前処理手段13は、画像取得手段11が取得して画像ファイル21に格納した任意形状の図形の画像について、前処理(例えば画像のノーマライズ、スムージングなどの前処理)を行い、画像ファイル21に記憶するものである。
【0021】
微分処理手段14は、画像の前処理手段13で前処理した後の画像(画像ファイル21中の画像)について、微分処理(例えば2次微分処理)を行って画像中の図形の輪郭部分を強調などするものである(図3参照)。
【0022】
データ合成手段15月、微分処理手段14で微分処理した後の画像と、微分処理前の画像とを合成し、図形の輪郭(エッジ)に相当する部分を強調するものである。
【0023】
ラベリング手段16は、データ合成手段15で合成した後の画像について、公知のラベリングを行い連続した領域に同じラベル値を付与し、閉領域(図形)を自動検出するものである。
【0024】
輪郭抽出手段17は、ラベリング手段16で同一ラベル値の付与された閉領域について、その輪郭線を抽出するものである。
【0025】
エッジ抽出手段18は、輪郭抽出手段17で画像から抽出した図形の輪郭線をもとに、当該輪郭線の所定各点で直交する直交角度8を算出し、当該直交角度∂の方向のラインプロファイルを取得し、当該ラインプロファイル上でエッジの位置を検出して図形の正確な輪郭線の位置を決定するものである(図2から図11参照)。
【0026】
面積算出手段19は、エッジ抽出手段18によりラインプロファイルから検出したエッジの位置によって決定した正確な図形の輪郭線をもとに、当該図形の面積を算出するものである(図2から図11参照)。
【0027】
画像ファイル21は、画像取得手段11が取得した画像、ラインプロファイル取得手段12が取得したラインプロファイルなどを記憶するものである。
【0028】
結果ファイル22は、測定した結果(図形毎の面積など)を格納するものである。
CAD又は設計データ23は、マスクやウェハに形成した図形(パターン)のCADデータまはは設計データであって、測定した結果(図形の面積など)と比較し、誤差、偏差などをチェックするためのものである。
【0029】
表示装置24は、画像、ラインプロファイルを表示したり、測定結果を表示したりなどするものである。
【0030】
入出力装置25は、各種指示などを入力するものであって、マウスやキーボードなどである。
【0031】
線分テーブル26は、輪郭線の情報を格納して管理するものであって、ここでは、輪郭線上の始点座標、終点座標、中点座標、角度8、エッジ位置座標などを格納して管理するものである(図7参照)。
【0032】
次に、図2のフローチャートの順番に従い、図1の構成の全体の動作を説明する。
図2は、本発明の動作説明フローチャートを示す。
【0033】
図2において、Slは、前処理を行う。これは、既述した図1の画像の前処理手段3、微分処理手段14、データ合成手段15、ラベリング手段16などからなる前処理を行う。
【0034】
S2は、輪郭抽出する。これは、既述した図1の輪郭抽出手段17が画像中の領域の輪郭を抽出する(図3参照)。
【0035】
S3は、輪郭が連続か判別する。YESの場合には、領域の輪郭が連続して閉領域と判したので、S4に進む。NOの場合には、領域の輪郭が連続しなく閉領域でないと判明したので、ここでは、終了する。
【0036】
S4は、輪郭の直交角度を算出する。これは、後述する図6の閉領域(図形)の輪郭線上の所定各点における直交角度∂を算出する。
【0037】
S5は、画像回転する。
S6は、ラインプロファイルからエッジを検出する。これらS5、S6は、S4で閉領域(図形)の輪郭線上の所定の各点において算出した直交角度θだけ、電子線ビーム2を回転させて設定する(即ち、電子線ビーム2が閉領域の輪郭線の当該各点を通りかつ輪郭線に直交する方向に走査されるように設定する)。そして、設定した方向に電子線ビームを走査してラインプロファイルを取得する。取得したラインプロファイルからエッジ位置を検出し、当該検出したエッジ位置を、正確な図形の輪郭線の位置と決定する。
【0038】
S7は、図形の外接矩形を作図する。これは、S6で決定した正確な図形の輪郭線について、外接する矩形(外接矩形)を作成する。
【0039】
S8は、三角形を作る。これは、S7で作成した図形の輪郭線上の隣接する2点と外接矩形の頂点の1点とで三角形を作る(図12参照)。
【0040】
S9は、三角形の面積総和を求める。
S10は、面積を求める。これらS9、S10は、S8で三角形を作成して面積を求めることを、図形の輪郭線上の全ての隣接する2点について繰り返し、三角形の面積総和を求めて図形の輪郭線内の面積を算出する。例えば図12の例では、外接矩形の左上の1点と図形の輪郭線上の隣接する2点とで三角形をそれぞれ作成し、作成した三角形の面積の総和を求める(図12の(1))。同様に、外接矩形の左下の1点、右下の1点、右上の1点についても三角形の面積の総和をそれぞれ求める(図12の(2)、(3)、(4))。そして、全ての総和の面積((1)+(2)+(3)+(4))を求め、外接矩形の面積(0)から減算し、図形の輪郭線内の面積を算出する。
【0041】
以上によって、走査型電子顕微鏡を用いて試料3上の図形を撮影した画像から、閉領域(図形)の輪郭線を検出し、当該輪郭線上の所定各点における直交角度θをそれぞれ算出する。算出した輪郭線上の各点における直交角度θだけ電子線ビーム2を回転させてラインプロファイルを取得する。取得したラインプロファイルからエッジ位置を抽出し、図形の輪郭線の正確な位置と決定することを、当該輪郭線の全周囲の各点について繰り返し、図形の正確な輪郭線を決定する。そして、図形の正確な輪郭線内の面積を算出する。これらにより、走査型電子顕微鏡を用いて測定対象の任意形状の図形の全方位のエッジ位置を正確にラインプロファイルでそれぞれ検出し、当該図形の各エッジ位置を正確に決定した後、その面積を極めて高精度に測定することが可能となる。以下順次詳細に説明する。
【0042】
図3は、本発明の輪郭抽出フローチャートを示す。
図3において、Sllは、画像を取得する。これは、図1の画像取得手段11が走査型電子顕微鏡1を制御し、細く絞った電子線ビーム2を試料3上の図形(パターン)に面走査し、放出された2次電子を検出・増幅して生成した画像を取得し、画像ファイル21に格納する。
【0043】
S12は、画像のノーマライズを行う。これは、Sllで取得した画像について、規格化などを行う。
【0044】
S3は、スムージング処理を行う。これは、S12で規格化した画像中の図形などのパターンについてスムージングを行い滑らかにする。
【0045】
S14は、2次微分処理を行う。これは、S13でスムージング処理した後の画像について、2次微分処理を行い、図形の輪郭線の部分を強調する0例えば図4の(a)のように強調処理する(2次電子画像について、2次微分処理することで、パターンの左端および右端で図示のように、上(白を表す)および下(黒を表す)の方向に強調された画像となる)。
【0046】
S15は、8方向画像シフトのXORデータ作成する0これは、S14の2次微分処理の代わりに、S13でスムージング処理した後の画像(パターン)について8方向(45°間隔で8方向)にそれぞれ微小に移動させた画像を合成し、輪郭線の強調処理を行う。
【0047】
S16は、データ合成する。これは、S13でスムージングした後の画像と、S14あるいはS15で輪郭線(エッジ部分)の強調処理した後の画像と合成し、輪郭線(エッジ部分)の強調を行う。
【0048】
S17は、エッジの追従を行う。
S18は、閉ざされている図形の検出を行う。これらS17、S18は、S16で合成した後の画像中のエッジの追従を行い、領域にラベルを付与して連続した領域を閉領域(図形)として検出する。
【0049】
S19は、測定対象の輪郭点を求める。これは、S18で検出した閉領域(図形)の輪郭点の座標をそれぞれ求める。
【0050】
S20は、輪郭線抽出完成する。これは、S19で求めた閉領域(図形)の輪郭点の座標について後述する図7の線分テーブル26に設定し、輪郭線の抽出を完成する。
【0051】
以上によって、画像取得手段11によって取得した画像を2次微分などして図形のエッジを強調した後、エッジを追従して閉領域(図形)を検出してその輪郭点を求めて当該閉領域(図形)の輪郭線を決定することにより、画像中から図形の指定なしに、全ての閉領域(図形)とその輪郭線をそれぞれ自動検出することが可能となる。
【0052】
図4は、本発明の説明図を示す。
図4の(a)は、2次微分波形例を示す。これは、図3のS14で画像を2次微分したときに、パターンの左端および右端で上(白)と下(黒)にそれぞれ強調された様子の1例を模式的に示す。
【0053】
図4の(b)は、輪郭線例を示す。これは、図3のS20で完成した輪郭線例を示す。
図5は、本発明のエッジ抽出フローチャートを示す。これは、図2のS4からS6の処理を詳細に説明するフローチャートである。
【0054】
図5において、S31は、輪郭線を読み込む。これは、図3のS20で完成した輪郭線を読み込む。
【0055】
S32は、1点又は1点以上の点の(X、Y)の平均値を求める。これは、後述する図6の(a)の輪郭線上の点、例えば3点の(X、Y)の平均値を求める。
【0056】
S33は、点と点の線分に直交する角度θ1、θ2、・・・θnを求める。これは、図6の(a)に示すように、S32の処理で求めた3点の(X,Y)の平均値の点と、これら3点を結んで求めた線分に直交する角度が、ここでは、水平方向からずれている角度θ1を求める。同様に、輪郭線上の次の点(3点)についても、図6の(a)に図示のように角度θ2を求める。
【0057】
S34は、角度θ回転しラインプロファイルよりエッジを求める。これは、S33で求めた角度θ1,θ2・・・θnだけそれぞれ電子線ビーム2を回転させ、電子線ビーム2が輪郭線に対して常に直交する方向からライン走査し、当該輪郭線を持つ図形のラインプロファイルを取得できるようにする。そして、取得したラインプロファイルからエッジ位置を検出し、輪郭線の各点における正確な位置と決定することを当該輪郭線の全周囲の各点について繰り返す。
【0058】
S35は、ラインプロファイルよりエッジ検出完了する。
以上により、S31で読み込んだ輪郭線(画像から自動生成した閉領域毎の輪郭線)をもとに常に直交する方向に回転させてからライン走査して取得したラインプロファイルのエッジ位置を検出し、当該検出したエッジ位置を図形の正確な輪郭線の位置と測定することが可能となる。
【0059】
尚、横軸を距離、縦軸を輝度で表したラインプロファイルからエッジ位置を検出する方法は、例えば下記のようなものがある。
【0060】
(1)ラインプロファイル上で図形の端に相当する部分で輝度が上昇(あるいは下降)するので、その輝度が0.5(中点)の位置をエッジ位置として検出する。
【0061】
(2)ラインプロファイル上で図形の端に相当する部分で輝度が上昇(あるいは下降)するので、輝度が0.2と0.8の点を結んだ線分の中点の輝度0.5の点の位置をエッジ位置として検出する。
【0062】
(3)ラインプロファイルの端(パターンの端)の部分について、予め1次、2次などの曲線を決めておき、当該曲線がラインプロファイルと一致する点をエッジ位置(左端、右端)と求め、当該求めた位置(左端、右端)がエッジ位置として検出する。
【0063】
(4)測長対象領域から取得したラインプロファイルの1本あるいは複数本からモデル曲線を生成し、当該生成したモデル曲線とラインプロファイルのエッジ付近の曲線との差の絶対値が最小のフィッティングポイントを求め、これに所定閥値のときのシフト量を加算してエッジ位置と決定する(本願出願人の出願である特願2005−377799号)。
【0064】
(5)上記の方法以外の他の方法であっても、いずれにしてもラインプロファイルからエッジ位置を検出できればよい。
【0065】
図6は、本発明の説明図を示す。
図6の(a)は、直交角度θの例を示す。これは、既述した図5のS33で、輪郭線上の3点の平均の点の座標を求め、平均の点において直交する線分が水平からずれている角度θ1、θ2をそれぞれ求めた様子を模式的に示す。そして、水平方向から求めた角度θ1、θ2・・・だけ回転させた方向から電子線ビームで輪郭線(図形)をライン走査してラインプロファイルを取得する。次に、当該ラインプロファイルから直接にエッジ位置を検出し、輪郭線のエッジ位置とすることにより、極めて高精度にエッジ位置を検出して輪郭線の位置(エッジ位置)を測定することが可能となる。
【0066】
図6の(b)は、エッジ検出例を示す。これは、既述した図5のS35のラインプロファイルよりエッジを検出した様子を模式的に示す。図中の短い線分が、角度θだけ回転させて輪郭線にほぼ直交方向から電子線ビーム2を走査して得たラインプロファイルの一部を模式的に示す。そして、ラインプロファイルから検出したエッジ位置が白い輪郭線の部分に相当する。
【0067】
図7は、本発明の線分テーブル例を示す。線分テーブル26は、輪郭線上の始点座標、終点座標、中点座標、角度などを図示の下記のように対応づけて登録して管理するものである。
【0068】
・NO:
・始点座標:
・終点座標:
・中点座標:
・角度:
・エッジ位置座標:
・エッジ対象点座標:
・その他:
ここで,NOは輪郭線(図形の輪郭線)上の始点座標と終点座標で決まる線分(区間)で分割したときに付与したシーケンシャルな番号である。始点座標、終点座標は輪郭線上で分割した始点座標と終点座標であり、中点座標は始点座標と終点座標との平均値である。角度は、中点座標の点と、始点座標、中点座標、終点座標で決まる線分に直交する線分が水平からずれている角度θである(図6の(a)のθ1など)。エッジ位置座標は、ラインプロファイルより求めたエッジ位置座標である(図5参照)。エッジ対象点座標は、エッジ位置座標を求めたときの回転角度のときのラインプロファイルから、反対側の輪郭線のエッジ位置座標を併せて求めたものである。このように、輪郭線が左右対称などの対称の場合には、ラインプロファイルの取得回数を半数に低減することが可能となる。
【0069】
図8は、本発明の面積の算出フローチャート(その1)を示す。
図8において、S41は、エッジを読み込みむ。これは、図7の線分テーブル26の先頭からエッジ位置座標を順に1つづつ読み込む。
【0070】
S42は、台形で面積が求まるか判別する。これは、S41で読み込んだエッジ位置座標をもとに台形を生成して面線を求めることができるか(図13の(a)参照)か、あるいは台形を生成できないが、三角形を生成して面積を求めることができるか判別する。台形で面線を求めることができると判明した場合には、S43で台形の面積を計算する(後述する図13の(a)参照)。そして、S45に進む。一方、台形で面積を求めることができないが、三角形を生成して面積を求めることができると判明した場合には、S44で三角形の面積を計算する(後述する図13の(b)の点線の三角形の部分)。そして、S45に進む。
【0071】
S45は、エッジ終わりか判別する。YESの場合には、図7の線分テーブル26から輪郭線上の全てのエッジ位置座標を取り出してS41からS44の処理を終了したと判明したので、S46に進む。一方、NOの場合には、図7の線分テーブル26から次のエッジ位置座標を取り出し、S41以降を繰り返す。
【0072】
S46は、台形と三角形の面積の総和を求める。これにより、輪郭線で囲まれた図形の面積を算出できたこととなる。
【0073】
以上によって、図7の線分テーブル26から輪郭線上のエッジ位置座標を1つつづ順番に取り出して台形を形成できるときは台形を形成して面積を求め、一方、台形を形成できないときは三角形を形成して面積を求めることを繰り返し、全てのエッジ位置座標について繰り返し、台形および三角形の面線の総和を求めて当該輪郭線で囲まれた図形の面積を正確に算出することが可能となる。ここで、台形の面積を優先したのは台形の面積算出は加減算で済み、三角形の面積のときの三角関数の乗算が必要な場合に比して高速かつ高精度に算出可能なためである。
【0074】
図9は、本発明の面積の算出フローチャート(その2)を示す。これは、外接矩形の面積(0)を求め、これから外接矩形と輪郭線とで挟まれた部分の面積(1)、(2)、(3)、(4)を求め、面積(0)から(面積(1)+面積(2)+面積(3)+面積(4))を減算し、輪郭線で囲まれた図形の面積を算出するものである。
【0075】
図9において、S51は、外接矩形の面積(0)を算出する。これは、図7の線分テーブル26のエッジ位置座標のX方向、Y方向の最小値、最大値を取り出し、図12の外接矩形を形成して当該外接矩形の面積(0)を算出する。
【0076】
S52は、面積(0)から各頂点で求めた面積(1)(2)(3)(4)を減算し、輪郭線で囲まれた図形の面積を算出する。これは、図12の外接矩形の面積(0)から、当該外接矩形の各頂点で求めた面積(1)、面積(2)、面積(3)、面積(4)を減算して輪郭線で囲まれた図形の面積を算出する。
【0077】
S53は、対象図形の面積とする。これは、S52で算出した面積を、対象図形の面積とする。
【0078】
以上によって、図7の線分テーブル26のエッジ位置座標からX方向、Y方向の最小値、最大値をそれぞれ抽出して図12の外接矩形を生成し、当該外接矩形の面積(0)を算出すると共に、外接矩形の各頂点で面積(1)、面積(2)、面積(3)、面積(4)をそれぞれ求め、面積(0)から(面積(1)+面積(2)+面積(3)+面積(4))を減算して対象図形の面積とすることにより、図7の線分テーブル26のエッジ位置座標をもとに高精度かつ迅速に輪郭線で囲まれた対象図形の面積を算出することが可能となる。
【0079】
図10は、本発明の面積の算出フローチャート(その3)を示す。
図10において、S61は、外接矩形を求める。これは、図7の線分テーブル26のエッジ位置座標のX方向、Y方向の最小値、最大値を取り出し、図12の外接矩形を形成する。
【0080】
S62は、各頂点の隠れた領域の数nlを算出する。これは、S61で形成した例えば図12の外接矩形の各頂点から見て隠れた領域の数の総和を求める。例えば図13の(a)の頂点Xから見て隠れた領域は無く、ゼロである。一方、図13の(b)の頂点Yから見た隠れた領域は有り、ここでは、数1である。
【0081】
S63は、対象図形の重心から見た隠れた領域の数n2を算出する。これは、図7の線分テーブル26のエッジ位置座標をつないで表される図12の対象図形の重心から見て隠れた領域の数n2を算出する。図12ではなしでn2=0である。
【0082】
S64は、nl<n2か判別する。各項点から見た隠れた領域の数nlが、対象図形の重心から見た隠れた領域の数n2よりも小さいか判別する。YESの場合には、隠れた領域の数が前者の方が小さいと判明したので、S65に進む。一方、NOの場合には、重心の方が隠れた領域の数が小さいと判明したので、S66に進む。
【0083】
S65は、各頂点をもとに面積を算出し、外接矩形の面積から減算し、対象図形の面積を算出する。これは、図12の外接矩形の各項点から見た隠れた領域の数が小さいと判明したので、外接矩形の各頂点をもとに既述した図9のS52の面積(1)、面積(2)、面積(3)、面積(4)を算出し、外接矩形の面積(0)からこれら(面積(1)+面積(2)+面積(3)+声積(4))を減算し、対象図形の面積を算出する。これにより、隠れた領域の数の小さい方で面積を算出することにより、簡単なロジックかつ高速に面積を算出することが可能となる。
【0084】
S66は、重心をもとに面積を算出する。これは、対象図形の重心から見て隠れた領域の数が小さいと判明したので、対象図形の重心をもとに面積を算出する。これにより、隠れた領域の数の小さい方で面積を算出することにより、簡単なロジックかつ高速に面積を算出することが可能となる。
【0085】
図11は、本発明の出力の評価フローチャートを示す。
図11において、S71は、測定対象パターンの面積を取り込む。これは、既述した対象図形について求めた面積を取り込む。
【0086】
S72は、平均値および偏差(σ)を算出する。これは、S71で取り込んだ多数の測定対象の面積の、多数の平均値およびその偏差(σ)を算出する。
【0087】
S73は、CAD又はパターンデータとの比較を行う。これは、S72で算出した測定対象の面積の平均値およびその偏差(σ)と、CAD又はパターンデータとの比較を行う。
【0088】
S74は、平均値の差、偏差の差を出力する。これは、S73で比較した結果(平均値とCAD又はパターンデータとの差とその偏差(σ’))を出力する。
【0089】
以上によって、試料3上に測定対象パターンが多数存在した場合に、既述した図1から図10によって自動的に全測定対象パターンを抽出してその面積をそれぞれ算出し、その平均値および偏差(σ)を自動算出してCAD又はパターンデータとの差とその偏差(σ’)を自動的に出力することが可能となる。
【0090】
図12は、本発明の面積算出説明図(その1)を示す。
図12において、外接矩形は、既述した図7の線分テーブル26中の、ラインプロファイルから検出したエッジ位置座標のX方向、Y方向の最小値、最大値をそれぞれ検索して取り出し、これらエッジ位置座標をもとに形成した外接矩形であって、輪郭線に外接する矩形である。輪郭線で囲まれた対象図形の面積を算出する方法は、下記のような方法がある。
【0091】
(1)輪郭線の重心位置と、輪郭線上の隣接する2つのエッジ位置座標とで三角形を形成して当該三角形の面積を算出することを、全エッジ位置座標について繰り返した後、三角形の面積の総和を求め、輪郭線で囲まれた対象図形の面積とする方法。
【0092】
(2)外接矩形の各頂点a,b,c,dのいずれか1つの点と、輪郭線上の隣接する2つのエッジ位置座標とで三角形を形成して面積を算出することを繰り返し、各頂点毎の三角形の面積の総和の面積(1)、面積(2)、面積(3)、面積(4)を求め、外接矩形の面積(0)から(面積(1)+面積(2)+面積(3)+面積(4))を減算し、対象図形の面積を算出する方法。
【0093】
(3)外接矩形の各頂点a,b,c,dのいずれか1つの点と、輪郭線上の隣接する2つのエッジ位置座標とを含む台形を形成して面積を算出することを繰り返し、各頂点毎の台形の面積の総和の面積(1)、面積(2)、面積(3)、面積(4)を求め、外接矩形の面積(0)から(面積(1)+面積(2)+面積(3)+面積(4))を減算し、対象図形の面積を算出する方法。
【0094】
(4)更に、図13の(b)で後述する、台形形成を優先、台形形成できないときは三角形を形成してそれぞれの面積を求め、外接矩形の面積(0)から(面積(1)+面積(2)+面積(3)+面積(4))を減算し、対象図形の面積を算出する方法。
【0095】
図13は、本発明の面積算出説明図(その2)を示す。
図13の(a)は、台形で面積を求める様子を模式的に示す。これは、外接矩形の1つの頂点Xと、輪郭線上の2つのエッジ位置座標とを含む台形を形成し、当該台形の面積を順次求め、求めた台形の面積の総和を算出し、当該頂点Xにおける面積を算出する様子を模式的に示す。
【0096】
図13の(b)は、台形を形成できるときは台形で面積を求め、台形を形成できないときは三角形を形成して当該三角形の面積を求める様子を模式的に示す。これは、外接矩形の1つの頂点Yと、輪郭線上の2つのエッジ位置座標とを含む台形を形成し、当該台形の面積を順次求めようとしたが、凹部分があって台形を形成できないので、そのときは三角形(3つのエッジ位置座標または頂点座標を含めた2つのエッジ位置座標)を形成して面積を求め、求めた台形および三角形の面積の総和(あるいは一部は減算した総和)を算出し、当該頂点Yにおける面積を算出する様子を模式的に示す。
【産業上の利用可能性】
【0097】
本発明は、走査型電子顕微鏡を用いて測定対象の任意形状の図形の全方位のエッジ位置をラインプロファイルでそれぞれ検出して当該図形の各エッジ位置を正確に決定して出力およびその面積を極めて高精度に測定する輪郭線抽出方法、輪郭線抽出プログラムおよび面積測定方法に関するものである。
【図面の簡単な説明】
【0098】
【図1】本発明のシステム構成図である。
【図2】本発明の動作説明フローチャートである。
【図3】本発明の輪郭抽出フローチャートである。
【図4】本発明の説明図である。
【図5】本発明のエッジ抽出フローチャートである。
【図6】本発明の説明図である。
【図7】本発明の線分テーブル例である。
【図8】本発明の面積の算出フローチャート(その1)である。
【図9】本発明の面積の算出フローチャート(その2)である。
【図10】本発明の面積の算出フローチャート(その3)である。
【図11】本発明の出力の評価フローチャートである。
【図12】本発明の面積算出説明図(その1)である。
【図13】本発明の面積算出説明図(その2)である。
【符号の説明】
【0099】
1:走査型電子顕微鏡
2:電子線ビーム
3:試料
10:コンピュータ(パソコン)
11:画像取得手段
12:ラインプロファイル取得手段
13:画像の前処理手段
14:微分処理手段
15:データ合成手段
16:ラベリング手段
17:輪郭抽出手段
18:エッジ抽出手段
19:面積算出手段
21:画像ファイル
22:結果ファイル
23:CAD又は設計データ
24:表示装置
25:入出力装置
26:線分テーブル
【特許請求の範囲】
【請求項1】
走査型電子顕微鏡を用いて任意形状の閉領域からなる図形の輪郭線を抽出する輪郭線抽出方法において、
コンピュータが、
前記走査型電子顕微鏡を用いて細く絞った電子線ビームを、測定対象の前記任意形状の図形に面走査して画像を取得するステップと、
前記取得した画像の輪郭線を抽出するステップと、
前記抽出した画像の輪郭線が連続して閉領域と判明したときに検査対象の閉領域からなる図形と自動判定するステップと、
前記自動判定された検査対象の閉領域からなる図形について、前記抽出した輪郭線上の所定各点において、直交する直交角度θを算出するステップと、
前記輪郭線上の所定各点において算出した直交角度θの方向に、前記細く絞った電子線ビームをライン走査してラインプロファイルを生成することを、当該輪郭線上の全ての所定各点について繰り返すステップと、
前記所定各点におけるラインプロファイルからエッジの位置を検出し、当該エッジの位置を、前記図形の輪郭線の位置と決定することを繰り返して正確な図形の輪郭線を生成するステップと、
前記生成した図形の輪郭線の情報を出力するステップと
を実行することを特徴とする輪郭線抽出方法。
【請求項2】
前記図形の輪郭線の情報を出力するとして、該輪郭線の情報を画面上に表示あるいはファイルに出力することを特徴とする請求項1記載の輪郭線抽出方法。
【請求項3】
前記図形の輪郭線の情報を出力するとして、前記ラインプロファイルから検出したエッジ位置座標を出力することを特徴とする請求項1あるいは請求項2記載の輪郭線抽出方法。
【請求項4】
前記出力した図形の輪郭線の情報を読み込んで、前記生成した図形の輪郭線の内部の1つあるいは複数の点のうちのいずれか1つの点と、前記図形の輪郭線上の隣接する2つの点とで形成した3角形の面積を順次求めてその総和を算出し、当該図形の面積を算出することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の面積測定方法。
【請求項5】
前記出力した図形の輪郭線の情報を読み込んで、前記生成した図形の輪郭線に外接する外接矩形を求め、当該求めた外接矩形の4つの各頂点のうちの1つと前記図形の輪郭線上の隣接する2つの点とで形成した3角形の面積を順次求めてその総和を算出し、外接矩形の面積から、当該4つの各頂点について求めた3角形の面積の総和を減算し、当該図形の面積を算出することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の面積測定方法。
【請求項6】
前記出力した図形の輪郭線の情報を読み込んで、前記生成した図形の輪郭線に外接する外接矩形を求め、当該求めた外接矩形の4つの各頂点のうちの1つと前記図形の輪郭線上の隣接する2つの点とを含む台形を形成して当該台形の面積を順次求めてその総和を算出し、外接矩形の面積から、当該4つの各頂点について求めた台形の面積の総和を減算し、当該図形の面積を算出することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の面積測定方法。
【請求項7】
前記出力した図形の輪郭線の情報を読み込んで、前記生成した図形の輪郭線に外接する外接矩形を求め、当該求めた外接矩形の4つの各頂点のうちの1つと前記図形の輪郭線上の隣接する2つの点とを含む台形を形成できたときは当該台形の面積を求め、台形を形成できないときは頂点のうちの1つと前記図形の輪郭線上の隣接する2つの点とで三角形を形成あるいは輪郭線上の隣接する3つの点で三角形を形成してその面積を求めてその総和を算出し、外接矩形の面積から、当該4つの各頂点について求めた3角形あるいは台形の面積の総和あるいは一部の面積を減算した総和を減算し、当該図形の面積を算出することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の面積測定方法。
【請求項8】
前記出力した図形の輪郭線の情報を読み込んで、前記取得した画像を画面上に表示する際に、前記直交角度θだけ当該角度θに同期して回転させた画像を表示すると共に、必要に応じて前記ラインプロファイルとそのエッジ位置、および画像の輪郭線上の各所定点の直交方向を示す線分を表示することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれかに記載の面積測定方法。
【請求項9】
走査型電子顕微鏡を用いて任意形状の閉領域からなる図形の輪郭線を抽出する輪郭線抽出プログラムにおいて、
コンピュータを、
前記走査型電子顕微鏡を用いて細く絞った電子線ビームを、測定対象の前記任意形状の図形に面走査して画像を取得する手段と、
前記取得した画像の輪郭線を抽出する手段と、
前記抽出した画像の輪郭線が連続して閉領域と判明したときに検査対象の閉領域からなる図形と自動判定する手段と、
前記自動判定された検査対象の閉領域からなる図形について、前記抽出した輪郭線上の所定各点において、直交する直交角度θを算出する手段と、
前記輪郭線上の所定各点において算出した直交角度θの方向に、前記細く絞った電子線ビームをライン走査してラインプロファイルを生成することを、当該輪郭線上の全ての所定各点について繰り返す手段と、
前記所定各点におけるラインプロファイルからエッジの位置を検出し、当該エッジの位置を、前記図形の輪郭線の位置と決定することを繰り返して正確な図形の輪郭線を生成する手段と、
前記生成した図形の輪郭線の情報を出力する手段と
して機能させるための輪郭線抽出プログラム。
【請求項1】
走査型電子顕微鏡を用いて任意形状の閉領域からなる図形の輪郭線を抽出する輪郭線抽出方法において、
コンピュータが、
前記走査型電子顕微鏡を用いて細く絞った電子線ビームを、測定対象の前記任意形状の図形に面走査して画像を取得するステップと、
前記取得した画像の輪郭線を抽出するステップと、
前記抽出した画像の輪郭線が連続して閉領域と判明したときに検査対象の閉領域からなる図形と自動判定するステップと、
前記自動判定された検査対象の閉領域からなる図形について、前記抽出した輪郭線上の所定各点において、直交する直交角度θを算出するステップと、
前記輪郭線上の所定各点において算出した直交角度θの方向に、前記細く絞った電子線ビームをライン走査してラインプロファイルを生成することを、当該輪郭線上の全ての所定各点について繰り返すステップと、
前記所定各点におけるラインプロファイルからエッジの位置を検出し、当該エッジの位置を、前記図形の輪郭線の位置と決定することを繰り返して正確な図形の輪郭線を生成するステップと、
前記生成した図形の輪郭線の情報を出力するステップと
を実行することを特徴とする輪郭線抽出方法。
【請求項2】
前記図形の輪郭線の情報を出力するとして、該輪郭線の情報を画面上に表示あるいはファイルに出力することを特徴とする請求項1記載の輪郭線抽出方法。
【請求項3】
前記図形の輪郭線の情報を出力するとして、前記ラインプロファイルから検出したエッジ位置座標を出力することを特徴とする請求項1あるいは請求項2記載の輪郭線抽出方法。
【請求項4】
前記出力した図形の輪郭線の情報を読み込んで、前記生成した図形の輪郭線の内部の1つあるいは複数の点のうちのいずれか1つの点と、前記図形の輪郭線上の隣接する2つの点とで形成した3角形の面積を順次求めてその総和を算出し、当該図形の面積を算出することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の面積測定方法。
【請求項5】
前記出力した図形の輪郭線の情報を読み込んで、前記生成した図形の輪郭線に外接する外接矩形を求め、当該求めた外接矩形の4つの各頂点のうちの1つと前記図形の輪郭線上の隣接する2つの点とで形成した3角形の面積を順次求めてその総和を算出し、外接矩形の面積から、当該4つの各頂点について求めた3角形の面積の総和を減算し、当該図形の面積を算出することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の面積測定方法。
【請求項6】
前記出力した図形の輪郭線の情報を読み込んで、前記生成した図形の輪郭線に外接する外接矩形を求め、当該求めた外接矩形の4つの各頂点のうちの1つと前記図形の輪郭線上の隣接する2つの点とを含む台形を形成して当該台形の面積を順次求めてその総和を算出し、外接矩形の面積から、当該4つの各頂点について求めた台形の面積の総和を減算し、当該図形の面積を算出することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の面積測定方法。
【請求項7】
前記出力した図形の輪郭線の情報を読み込んで、前記生成した図形の輪郭線に外接する外接矩形を求め、当該求めた外接矩形の4つの各頂点のうちの1つと前記図形の輪郭線上の隣接する2つの点とを含む台形を形成できたときは当該台形の面積を求め、台形を形成できないときは頂点のうちの1つと前記図形の輪郭線上の隣接する2つの点とで三角形を形成あるいは輪郭線上の隣接する3つの点で三角形を形成してその面積を求めてその総和を算出し、外接矩形の面積から、当該4つの各頂点について求めた3角形あるいは台形の面積の総和あるいは一部の面積を減算した総和を減算し、当該図形の面積を算出することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の面積測定方法。
【請求項8】
前記出力した図形の輪郭線の情報を読み込んで、前記取得した画像を画面上に表示する際に、前記直交角度θだけ当該角度θに同期して回転させた画像を表示すると共に、必要に応じて前記ラインプロファイルとそのエッジ位置、および画像の輪郭線上の各所定点の直交方向を示す線分を表示することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれかに記載の面積測定方法。
【請求項9】
走査型電子顕微鏡を用いて任意形状の閉領域からなる図形の輪郭線を抽出する輪郭線抽出プログラムにおいて、
コンピュータを、
前記走査型電子顕微鏡を用いて細く絞った電子線ビームを、測定対象の前記任意形状の図形に面走査して画像を取得する手段と、
前記取得した画像の輪郭線を抽出する手段と、
前記抽出した画像の輪郭線が連続して閉領域と判明したときに検査対象の閉領域からなる図形と自動判定する手段と、
前記自動判定された検査対象の閉領域からなる図形について、前記抽出した輪郭線上の所定各点において、直交する直交角度θを算出する手段と、
前記輪郭線上の所定各点において算出した直交角度θの方向に、前記細く絞った電子線ビームをライン走査してラインプロファイルを生成することを、当該輪郭線上の全ての所定各点について繰り返す手段と、
前記所定各点におけるラインプロファイルからエッジの位置を検出し、当該エッジの位置を、前記図形の輪郭線の位置と決定することを繰り返して正確な図形の輪郭線を生成する手段と、
前記生成した図形の輪郭線の情報を出力する手段と
して機能させるための輪郭線抽出プログラム。
【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2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【公開番号】特開2013−37009(P2013−37009A)
【公開日】平成25年2月21日(2013.2.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−222883(P2012−222883)
【出願日】平成24年10月5日(2012.10.5)
【分割の表示】特願2007−176755(P2007−176755)の分割
【原出願日】平成19年7月4日(2007.7.4)
【出願人】(591012668)株式会社ホロン (63)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年2月21日(2013.2.21)
【国際特許分類】
【出願日】平成24年10月5日(2012.10.5)
【分割の表示】特願2007−176755(P2007−176755)の分割
【原出願日】平成19年7月4日(2007.7.4)
【出願人】(591012668)株式会社ホロン (63)
【Fターム(参考)】
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