專(zhuān)利名稱(chēng)：圖案測(cè)定方法、圖案測(cè)定裝置以及利用其的程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適于半導(dǎo)體檢查裝置的圖案(pattern)測(cè)定裝置、圖案測(cè)定方法以及圖案測(cè)定程序。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著半導(dǎo)體元件的高集成化以及微細(xì)化，高速且正確地檢查微細(xì)圖案的技術(shù)變得重要?；谶@樣的背景，搭載有下述功能的圖像處理裝置得到了實(shí)用化，即:通過(guò)以電子顯微鏡為代表的攝像裝置、視頻裝置的高性能化，識(shí)別以攝像裝置對(duì)樣品進(jìn)行攝影得到的圖像內(nèi)所含的特定的圖案或其位置，并在與預(yù)先登記的數(shù)據(jù)上的圖案之間進(jìn)行對(duì)位的功能(以下，稱(chēng)為“圖案匹配”)、進(jìn)行作為目的的圖案的尺寸長(zhǎng)度測(cè)量的功能(以下，稱(chēng)為“圖案測(cè)定”)。
專(zhuān)利文獻(xiàn)I中公開(kāi)了:有關(guān)針對(duì)被稱(chēng)為圖案的制造步驟中的過(guò)程變動(dòng)的、樣品的圖像上的圖案與預(yù)先登記的樣品的數(shù)據(jù)上的圖案之間的形狀誤差而高精度地進(jìn)行尺寸測(cè)定的方法的發(fā)明，在圖案測(cè)定結(jié)果不妥當(dāng)?shù)那闆r下，對(duì)游標(biāo)(cursor)的大小或者位置進(jìn)行修正。
專(zhuān)利文獻(xiàn)2中記載了:設(shè)定包含圖案的邊緣在內(nèi)的對(duì)象區(qū)域并進(jìn)行攝像/圖像處理來(lái)實(shí)施圖案測(cè)定時(shí)，對(duì)SEM圖像中的圖案與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中的圖案之間的形狀偏離進(jìn)行計(jì)算，并基于計(jì)算出的信息，通過(guò)測(cè)定游標(biāo)，對(duì)檢查區(qū)域進(jìn)行指定，作為測(cè)定方法，管理位置以及形狀。其公開(kāi)了:在游標(biāo)位置偏離了邊緣的情況下，與邊緣位置相匹配地使游標(biāo)的位置移位，來(lái)擴(kuò)大游標(biāo)間的距離。
專(zhuān)利文獻(xiàn)3公開(kāi)了下述的方法，即:對(duì)樣品的圖像數(shù)據(jù)設(shè)定作為圖案匹配的對(duì)象外的掩膜區(qū)域，當(dāng)預(yù)先登記的圖案數(shù)據(jù)在掃描的階段，跨越所述圖像數(shù)據(jù)中的對(duì)象區(qū)域和所述掩膜區(qū)域的情況下，則基于所述對(duì)象區(qū)域與所述掩膜區(qū)域中的至少一方之間的重合程度來(lái)設(shè)定處理?xiàng)l件的方法。
在先技術(shù)文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)I JP特開(kāi)2008-318955號(hào)公報(bào)
專(zhuān)利文獻(xiàn)2 JP特開(kāi)2009-243993號(hào)公報(bào)
專(zhuān)利文獻(xiàn)3 JP特開(kāi)2003-109002號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明概要
發(fā)明所要解決的課題
但是，專(zhuān)利文獻(xiàn)I以及專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，并沒(méi)有對(duì)下述情況進(jìn)行任何考慮，即:作為針對(duì)樣品的制造步驟中發(fā)生的過(guò)程變動(dòng)的應(yīng)對(duì)方法，修正測(cè)定游標(biāo)的大小、位置時(shí)，在作為測(cè)定對(duì)象的圖案的周?chē)嬖诓皇菧y(cè)定對(duì)象的其他圖案、廢料等的噪聲的情況。由此，這樣的情況下，不能解決因噪聲原因而可能產(chǎn)生的修正后的測(cè)定游標(biāo)在弄錯(cuò)的位置上進(jìn)行圖案測(cè)定的問(wèn)題。另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)I中，由于是在獲得圖案的測(cè)定結(jié)果后對(duì)其結(jié)果的妥當(dāng)性進(jìn)行判斷的基礎(chǔ)上調(diào)整測(cè)定游標(biāo)，因此不能將過(guò)程(process)變動(dòng)引起的圖案測(cè)定的失敗防患于未然。
另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)3中并沒(méi)有記載有關(guān)在作為圖案匹配處理的對(duì)象外的區(qū)域上設(shè)定掩膜、與前述的修正后的測(cè)定游標(biāo)在錯(cuò)誤位置上的圖案測(cè)定的問(wèn)題的相關(guān)性。
本發(fā)明的目的在于:提供一種即使在測(cè)定對(duì)象圖案的周?chē)嬖诜菧y(cè)定對(duì)象的其他圖案、廢料等的情況下也能夠高精度地進(jìn)行圖案測(cè)定的方法。
解決課題的手段
提供一種圖案測(cè)定裝置、方法以及程序，其特征在于:在對(duì)樣品進(jìn)行攝像而獲得的圖像數(shù)據(jù)中設(shè)定測(cè)定區(qū)域，在所述圖像數(shù)據(jù)與預(yù)先所存儲(chǔ)的圖案數(shù)據(jù)之間進(jìn)行圖案匹配，將由該匹配而進(jìn)行了對(duì)位的所述圖像數(shù)據(jù)中的規(guī)定區(qū)域設(shè)定為從測(cè)定對(duì)象排除在外的區(qū)域，將在所述測(cè)定區(qū)域與所述規(guī)定區(qū)域相重疊的區(qū)域中包含的信號(hào)排除在外來(lái)進(jìn)行圖案測(cè)定。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明的圖案測(cè)定裝置、方法以及程序，即使在測(cè)定區(qū)域中存在不是測(cè)定對(duì)象的其他圖案或廢料等，對(duì)于設(shè)定為非測(cè)定對(duì)象區(qū)域的規(guī)定區(qū)域與測(cè)定區(qū)域相重疊的區(qū)域，由于不受這些的影響，因此，即便在對(duì)樣品進(jìn)行攝影得到的圖像數(shù)據(jù)與預(yù)先所存儲(chǔ)的圖案數(shù)據(jù)之間發(fā)生了過(guò)程變動(dòng)時(shí)也能夠進(jìn)行高精度地圖案測(cè)定。另外，在進(jìn)行測(cè)定游標(biāo)的大小、位置的調(diào)整的情況下能夠簡(jiǎn)化作業(yè)。


圖1是表示本發(fā)明的圖案測(cè)定裝置的框圖。
圖2是搭載了本發(fā)明的圖案測(cè)定裝置的掃描型電子顯微鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖3-A是表示針對(duì)各種圖案的測(cè)定區(qū)域的設(shè)定例的圖。
圖3-B是表示針對(duì)各種圖案的測(cè)定區(qū)域的設(shè)定例的圖。
圖4是表示線狀圖案中的過(guò)程變動(dòng)的發(fā)生例與所預(yù)測(cè)的誤測(cè)定的示例的圖。
圖5是表示圓形狀圖案中的過(guò)程變動(dòng)的發(fā)生例與所預(yù)測(cè)的誤測(cè)定的示例的圖。
圖6是表示線狀圖案中的非測(cè)定對(duì)象區(qū)域的設(shè)定例的圖。
圖7是表示圓形狀圖案中的非測(cè)定對(duì)象區(qū)域的設(shè)定例的圖。
圖8是表示本發(fā)明中的攝像條件輸入時(shí)的各種條件設(shè)定例以及處理流程的圖。
圖9是表示基于本發(fā)明中輸入的攝像條件而實(shí)際進(jìn)行圖案匹配、圖案測(cè)定的情況下的操作例以及處理流程的圖。
圖10是表示本發(fā)明中實(shí)際進(jìn)行圖案匹配、圖案測(cè)定時(shí)設(shè)定非匹配對(duì)象區(qū)域或者/以及非測(cè)定對(duì)象區(qū)域的操作例的圖。
圖11是表示針對(duì)本發(fā)明中的圓形圖案，多次設(shè)定測(cè)定區(qū)域來(lái)進(jìn)行圖案匹配、圖案測(cè)定時(shí)的操作例的圖。
圖12-A是表示針對(duì)利用了圖像集合的各種圖案的非匹配對(duì)象區(qū)域的自動(dòng)設(shè)定例的圖。
圖12-B是表示針對(duì)利用了圖像集合的各種圖案的非匹配對(duì)象區(qū)域的自動(dòng)設(shè)定例的圖。
圖13是表示針對(duì)各種圖案的圖案出現(xiàn)概率圖的計(jì)算以及利用了該計(jì)算的非匹配對(duì)象區(qū)域的設(shè)定例的圖。
圖14是表示圖13的設(shè)定例的處理流程的圖。
圖15是表示利用了非匹配對(duì)象區(qū)域或者/以及非測(cè)定對(duì)象區(qū)域的設(shè)定中的圖案出現(xiàn)概率圖的閾值的使用例的圖。
圖16是表示針對(duì)對(duì)過(guò)程變動(dòng)發(fā)生概率高的圖案和低的圖案之間的間隔進(jìn)行測(cè)定的情況的、本發(fā)明的應(yīng)用例的圖。
圖17是表示非測(cè)定對(duì)象區(qū)域的各種設(shè)定例的圖。
具體實(shí)施方式
以下，基于添加的附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。此外，以下所示的實(shí)施方式是一個(gè)示例，本發(fā)明的內(nèi)容并不限于此。
圖1是表示本發(fā)明的圖案測(cè)定裝置100的基本構(gòu)成的框圖。本發(fā)明的圖案測(cè)定裝置輸入以?huà)呙栊碗娮语@微鏡(以下，稱(chēng)為SEM。)等的攝像裝置對(duì)樣品進(jìn)行攝影得到的圖像數(shù)據(jù)105 (以下，稱(chēng)為SEM圖像。)、與預(yù)先所存儲(chǔ)的樣品的圖案數(shù)據(jù)106的數(shù)據(jù)，針對(duì)圖像數(shù)據(jù)105，通過(guò)測(cè)定區(qū)域設(shè)定部101設(shè)定測(cè)定區(qū)域，通過(guò)圖案匹配部103進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)105與圖案數(shù)據(jù)106之間的圖案匹配。此時(shí)，也可以根據(jù)需要而具備非匹配對(duì)象區(qū)域設(shè)定部102，來(lái)設(shè)定非匹配對(duì)象區(qū)域。接下來(lái)，根據(jù)圖案匹配結(jié)果107，通過(guò)非測(cè)定對(duì)象區(qū)域設(shè)定部108，將圖像數(shù)據(jù)105中的用于對(duì)位的規(guī)定區(qū)域設(shè)定為從測(cè)定區(qū)域中除外的區(qū)域。接下來(lái)，圖案測(cè)定部提取所述測(cè)定區(qū)域所含的信號(hào)并測(cè)定形成于所述樣品上的圖案，在設(shè)定后的圖像數(shù)據(jù)109中，圖案測(cè)定部104將所述測(cè)定區(qū)域與所述規(guī)定區(qū)域進(jìn)行重疊的區(qū)域中所含的信號(hào)除外后進(jìn)行圖案測(cè)定，并輸出圖案測(cè)定結(jié)果110。
圖2是將本發(fā)明的圖案測(cè)定裝置100應(yīng)用于掃描型電子顯微鏡系統(tǒng)200的圖像處理裝置202的結(jié)構(gòu)的概略圖。掃描型電子顯微鏡系統(tǒng)200構(gòu)成為具備:對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備的圖像進(jìn)行攝影的SEM201 ;進(jìn)行降低包含在圖像數(shù)據(jù)105中的特有的噪聲的處理、以及進(jìn)行本發(fā)明的圖案測(cè)定處理的圖像處理裝置202 ;對(duì)SEM201與圖像處理裝置202進(jìn)行控制的控制用計(jì)算機(jī)204 ;輸入用以控制掃描型電子顯微鏡系統(tǒng)200的控制數(shù)據(jù)211的輸入單元205 ；顯示圖像數(shù)據(jù)105的攝影圖像、圖像處理結(jié)果以及用于控制圖案測(cè)定裝置100的顯示用數(shù)據(jù)210的顯示裝置203。
以下，對(duì)構(gòu)成系統(tǒng)的各裝置進(jìn)行說(shuō)明。
控制用計(jì)算機(jī)204進(jìn)行SEM201的攝像條件、半導(dǎo)體設(shè)備的檢查位置、圖像處理裝置202的圖像處理功能的設(shè)定這樣的掃描型電子顯微鏡系統(tǒng)200全部的控制，是以個(gè)人計(jì)算機(jī)等為代表的信息處理裝置，構(gòu)成為具備:保存預(yù)先所存儲(chǔ)的圖案數(shù)據(jù)106、樣品的圖像數(shù)據(jù)105、用于控制掃描型電子顯微鏡(以下，稱(chēng)為SEM。)201與圖像處理裝置202的程序等的存儲(chǔ)器；執(zhí)行所述控制程序的CPU ;用于從圖像處理裝置202輸入圖像數(shù)據(jù)105、以及圖案匹配值這樣的圖像處理結(jié)果207的信號(hào)輸入IF ;輸出用于控制SEM201的SEM控制數(shù)據(jù)208、圖像處理裝置202的控制數(shù)據(jù)、以及圖像數(shù)據(jù)105這樣的用在圖像處理功能的圖像處理用數(shù)據(jù)209的信號(hào)輸出IF。
輸入單元205是操作者對(duì)控制用計(jì)算機(jī)204指示SEM201的攝像條件、樣品的檢查位置、與所述檢查位置相當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的位置、圖像處理功能的設(shè)定等的單元，是與控制用計(jì)算機(jī)204連接的鼠標(biāo)、鍵盤(pán)。顯示裝置203是用于顯示SEM201攝影得到的圖像數(shù)據(jù)105、圖案匹配值、半導(dǎo)體設(shè)備上的檢查位置的信息、以及SEM201、圖像處理裝置202、圖案數(shù)據(jù)106等的顯示用數(shù)據(jù)210的裝置，是與控制用計(jì)算機(jī)204連接的CRT (Cathode Ray TubeJj^極射線管)、液晶顯示器等的圖像顯示裝置。
SEM201的功能在于,對(duì)樣品表面上進(jìn)行光柵掃描的同時(shí),對(duì)樣品照射電子線，并對(duì)樣品表面發(fā)生的二次電子以及反射電子進(jìn)行檢測(cè)、放大后，變換為亮度信息，由此來(lái)取得樣品的圖像數(shù)據(jù)105。圖像處理裝置202由以下部件構(gòu)成:用于容納圖像數(shù)據(jù)105、圖案匹配以及圖案測(cè)定結(jié)果、圖像處理結(jié)果的存儲(chǔ)器；根據(jù)控制用計(jì)算機(jī)204的指示來(lái)控制全部圖像處理程序、圖像處理的CPU ;用于高速執(zhí)行圖像處理的硬件；將圖案匹配以及圖案測(cè)定中利用的圖像數(shù)據(jù)105以及圖像處理功能的圖像處理用數(shù)據(jù)209傳送給控制用計(jì)算機(jī)204的信號(hào)輸出IF。
本發(fā)明的圖案測(cè)定裝置100能夠以所述的硬件與利用了 CPU的軟件處理進(jìn)行組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[測(cè)定區(qū)域的設(shè)定例]
圖3表示針對(duì)圖像數(shù)據(jù)300上的測(cè)定對(duì)象圖案301，求取測(cè)定距離303的一般的測(cè)定區(qū)域302以及測(cè)定位置的設(shè)定方法的示例。關(guān)于測(cè)定區(qū)域302，例如，對(duì)包含所要測(cè)定的邊緣位置304的區(qū)域以長(zhǎng)方形、圓形、短形等的測(cè)定游標(biāo)進(jìn)行設(shè)定。
圖3(1)是在對(duì)作為線圖案的測(cè)定對(duì)象圖案301的左右的邊緣位置304的測(cè)定距離303進(jìn)行測(cè)定的情況下，對(duì)包含各個(gè)邊緣的測(cè)定區(qū)域302以長(zhǎng)方形的測(cè)長(zhǎng)游標(biāo)進(jìn)行指定的示例。
圖3 (2)是在對(duì)測(cè)定對(duì)象圖案301的左右的邊緣位置304的測(cè)定距離303進(jìn)行測(cè)定的情況下，以包含左右雙方的邊緣在內(nèi)的一個(gè)長(zhǎng)方形的測(cè)長(zhǎng)游標(biāo)進(jìn)行指定的示例。
圖3(3)、(4)、(5)是在對(duì)圓形或者橢圓形的測(cè)定對(duì)象圖案301的邊緣位置304的測(cè)定距離303進(jìn)行測(cè)定的情況下，對(duì)測(cè)定區(qū)域302以包含左右雙方的邊緣在內(nèi)的圓形、四邊形、橢圓形的測(cè)長(zhǎng)游標(biāo)進(jìn)行設(shè)定的示例。
圖3(6)是在對(duì)二 個(gè)圓形圖案之間的測(cè)定區(qū)域302的測(cè)定距離303進(jìn)行測(cè)定的情況下，對(duì)包含各自的邊緣在內(nèi)的測(cè)定區(qū)域302以扇形的測(cè)長(zhǎng)游標(biāo)進(jìn)行指定的示例。
圖3(7)是在對(duì)作為測(cè)定對(duì)象的測(cè)定對(duì)象圖案301的左右的邊緣位置304的測(cè)定距離303進(jìn)行測(cè)定的情況下，利用從測(cè)定對(duì)象圖案301所取得的信號(hào)信息305，為了測(cè)定與圖案的邊緣位置304對(duì)應(yīng)的2個(gè)信號(hào)信息的峰值306間的距離307，以包含2個(gè)信號(hào)信息的峰值306在內(nèi)的一個(gè)長(zhǎng)方形的測(cè)長(zhǎng)游標(biāo)來(lái)指定測(cè)定區(qū)域302的示例。
[過(guò)程變動(dòng)的發(fā)生例]
圖4以及圖5表示與半導(dǎo)體設(shè)備等的樣品相關(guān)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)等的數(shù)據(jù)、以及通過(guò)對(duì)樣品進(jìn)行攝影而獲得的SEM圖像之間的過(guò)程(process)變動(dòng)的發(fā)生例。在該情況下，由于不能檢測(cè)出應(yīng)測(cè)定圖案或者檢測(cè)出錯(cuò)誤的位置，將成為發(fā)生圖案的誤測(cè)定的原因。
圖4(1)表示圖像數(shù)據(jù)400上的進(jìn)行測(cè)定的測(cè)定對(duì)象圖案401變粗且向右側(cè)偏離的情況下，正確設(shè)定測(cè)定區(qū)域402的示例。在此，為了求取正確的測(cè)定距離403，關(guān)于測(cè)定區(qū)域402，需要如圖那樣以測(cè)長(zhǎng)游標(biāo)來(lái)設(shè)定包含所要測(cè)定的左右的邊緣位置404在內(nèi)的區(qū)域。
圖4(2)表示針對(duì)圖4(1)的測(cè)定對(duì)象圖案401，僅將左右的邊緣位置中的任意一方的邊緣位置設(shè)定為測(cè)定區(qū)域402的示例。在該情況下，對(duì)于未包含在測(cè)定游標(biāo)內(nèi)的部分的邊緣位置405不能被測(cè)定出，從而產(chǎn)生對(duì)測(cè)定距離406進(jìn)行測(cè)定的誤測(cè)定。
圖4(3)表示針對(duì)圖4(1)的測(cè)定對(duì)象圖案401，以圖案的重心為基準(zhǔn)而設(shè)定了測(cè)定區(qū)域402的示例。在該情況下，左右雙方的邊緣位置404均未包含在測(cè)定區(qū)域402中，產(chǎn)生對(duì)錯(cuò)誤的測(cè)定距離406進(jìn)行測(cè)定的誤測(cè)定。
圖5(1)表示對(duì)于圖像數(shù)據(jù)500上的進(jìn)行測(cè)定的中央的測(cè)定對(duì)象圖案501，設(shè)定了正確的測(cè)定區(qū)域502的示例。在此，為了求取正確的測(cè)定距離503，對(duì)于測(cè)定區(qū)域502，需要如圖那樣地，以測(cè)定游標(biāo)對(duì)包含所要測(cè)定的左右的邊緣位置504在內(nèi)的區(qū)域進(jìn)行設(shè)定。
圖5(2)表示針對(duì)圖5(1)的測(cè)定對(duì)象圖案501的形狀變大且向右側(cè)偏離的情況下，作為測(cè)定區(qū)域502僅設(shè)定了某一方的邊緣位置504的示例。在該情況下，關(guān)于未包含在測(cè)定游標(biāo)內(nèi)的部分的邊緣位置505則不能測(cè)定出，因此，將產(chǎn)生對(duì)測(cè)定距離506進(jìn)行測(cè)定的誤測(cè)定。
作為針對(duì)上述的過(guò)程變動(dòng)的應(yīng)對(duì)方法，雖能夠?qū)y(cè)定區(qū)域較寬地設(shè)定，但此時(shí)在測(cè)定對(duì)象的圖案的周?chē)嬖诜菧y(cè)定對(duì)象的其他的圖案或者廢料等的噪聲的情況下，則存在產(chǎn)生對(duì)這些的噪聲進(jìn)行錯(cuò)誤測(cè)定的誤測(cè)定的可能性。
此外，關(guān)于該步驟中成為測(cè)定對(duì)象的圖案、或者存在于其周?chē)姆菧y(cè)定對(duì)象的圖案，其在下一步驟之后被除去的情況下等，存在容許某種程度的尺寸變動(dòng)、或者相對(duì)于近鄰圖案的接觸等的情形，在該情況下預(yù)計(jì)將發(fā)生更顯著的過(guò)程變動(dòng)。
(實(shí)施例1)
[非測(cè)定區(qū)域設(shè)定]
利用圖6，說(shuō)明在圖像數(shù)據(jù)600上的多個(gè)測(cè)定對(duì)象圖案601和圖案602中，將包含測(cè)定時(shí)不使用的圖案602的區(qū)域設(shè)定為非測(cè)定對(duì)象區(qū)域606的方法。在此，非測(cè)定對(duì)象區(qū)域606能夠根據(jù)預(yù)先所存儲(chǔ)的圖案數(shù)據(jù)106即設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、仿真數(shù)據(jù)、參照?qǐng)D像、從測(cè)定圖案中取得的信號(hào)信息等各種數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行設(shè)定。
圖6 (I)表示在圖像數(shù)據(jù)600上的多個(gè)圖案中，不設(shè)定非測(cè)定對(duì)象區(qū)域606，對(duì)于測(cè)定中使用的測(cè)定對(duì)象圖案601通過(guò)測(cè)定游標(biāo)來(lái)設(shè)定測(cè)定區(qū)域603，對(duì)左右的邊緣位置604之間的距離605進(jìn)行測(cè)定的示例。
此時(shí)，作為針對(duì)產(chǎn)生了過(guò)程變動(dòng)的情況的應(yīng)對(duì)方法，將測(cè)定區(qū)域設(shè)定得較寬時(shí)，則有可能因包含周?chē)嬖诘臏y(cè)定中不使用的圖案602而具有發(fā)生誤測(cè)定。
圖6 (2)是在數(shù)據(jù)600上的多個(gè)圖案中，將包含測(cè)定中不使用的圖案602在內(nèi)的區(qū)域設(shè)定為非測(cè)定對(duì)象區(qū)域606的示例。設(shè)定的非測(cè)定對(duì)象區(qū)域606中所含的圖案602被設(shè)為測(cè)定中不使用的圖案。接下來(lái)，如圖6(3)以及(4)所示，按照測(cè)定中使用的圖案的左右的邊緣位置604被包含的方式設(shè)定測(cè)定區(qū)域603。此時(shí)，對(duì)測(cè)定中使用的測(cè)定對(duì)象圖案601由于過(guò)程變動(dòng)而被認(rèn)為變化的區(qū)域進(jìn)行預(yù)測(cè)，所以即使在發(fā)生了過(guò)程變動(dòng)的情況下，也能夠按照測(cè)定中使用的左右的邊緣位置604包含在測(cè)定區(qū)域603內(nèi)的方式較寬地進(jìn)行設(shè)定。通過(guò)本對(duì)應(yīng)處理，作為針對(duì)圖4所示的過(guò)程變動(dòng)的應(yīng)對(duì)方法，即使在修正測(cè)定游標(biāo)的大小、位置的情況下，不會(huì)因周?chē)臏y(cè)定中不使用的圖案、廢料等的噪聲的影響而發(fā)生誤測(cè)定，能夠穩(wěn)定地進(jìn)行圖案測(cè)定。
(實(shí)施例2)
圖7是用于說(shuō)明在圖像數(shù)據(jù)700上的多個(gè)圓形圖案中，將包含測(cè)定時(shí)不使用的圖案702在內(nèi)的區(qū)域設(shè)為非測(cè)定對(duì)象區(qū)域706的方法的圖。圖7(1)表示在數(shù)據(jù)700上的多個(gè)圓形圖案中，不設(shè)定非測(cè)定對(duì)象區(qū)域706，對(duì)測(cè)定中使用的測(cè)定對(duì)象圖案701通過(guò)測(cè)定游標(biāo)來(lái)設(shè)定測(cè)定區(qū)域703，對(duì)左右的邊緣位置704之間的距離705進(jìn)行測(cè)定的示例。
此時(shí)，作為針對(duì)發(fā)生了過(guò)程變動(dòng)的情況的應(yīng)對(duì)方法，而將測(cè)定區(qū)域較寬地設(shè)定時(shí)，則有可能因包含周?chē)嬖诘臏y(cè)定中不使用的圖案702而發(fā)生誤測(cè)定。
圖7(2)是在圖像數(shù)據(jù)700上的多個(gè)圖案中，將包含測(cè)定中不使用的圖案702的區(qū)域設(shè)為非測(cè)定對(duì)象區(qū)域706的示例。假定在設(shè)定的非測(cè)定對(duì)象區(qū)域706中所含的圖案702是在測(cè)定中不被使用的圖案。接下來(lái)，如圖7(3)所示，按照測(cè)定中使用的圖案的左右的邊緣位置704被包含的方式來(lái)設(shè)定測(cè)定區(qū)域703。此時(shí)，對(duì)測(cè)定中使用的測(cè)定對(duì)象圖案701因過(guò)程變動(dòng)而被認(rèn)為發(fā)生變化的區(qū)域進(jìn)行預(yù)測(cè)，即使在發(fā)生了過(guò)程變動(dòng)的情況下，也能夠按照測(cè)定中使用的左右的邊緣位置704被包含在測(cè)定區(qū)域703內(nèi)的方式較寬地設(shè)定測(cè)定區(qū)域703。本操作可在圖案登記/檢測(cè)時(shí)的測(cè)定條件的設(shè)定時(shí)進(jìn)行實(shí)施，也可在實(shí)際進(jìn)行圖案測(cè)定的階段進(jìn)行實(shí)施。通過(guò)本對(duì)應(yīng)，作為針對(duì)圖5所示的過(guò)程變動(dòng)的應(yīng)對(duì)方法，不會(huì)因周?chē)臏y(cè)定中不使用的圖案、廢料等的噪聲的影響而產(chǎn)生誤測(cè)定，能夠穩(wěn)定地進(jìn)行圖案測(cè)定。
(實(shí)施例3)
圖8表示本發(fā)明中的圖案登記/檢測(cè)時(shí)的各種條件的設(shè)定例以及處理流程。本處理是在進(jìn)行實(shí)際的圖案匹配、圖案測(cè)定前，預(yù)先根據(jù)所謂的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的與半導(dǎo)體設(shè)備等的樣品相關(guān)的數(shù)據(jù)上的圖案，將非測(cè)定對(duì)象區(qū)域作為應(yīng)輸入信息而進(jìn)行設(shè)定的情況下的示例。即，圖1所示的圖案測(cè)定裝置中，是將圖案匹配后所進(jìn)行的非測(cè)定對(duì)象區(qū)域的設(shè)定預(yù)先在條件設(shè)定時(shí)進(jìn)行的處理例。
首先，設(shè)定圖案匹配、圖案測(cè)定所涉及的各種條件。預(yù)先，從低倍率向高倍率，反復(fù)進(jìn)行圖像條件的設(shè)定以及對(duì)焦、對(duì)位等的處理，按照作為測(cè)定對(duì)象的圖案進(jìn)入視野內(nèi)的方式進(jìn)行調(diào)整。作為事前信息，在成為測(cè)定對(duì)象的位置周邊，如果有過(guò)程變動(dòng)大的部分與較小的部分的場(chǎng)所，或者因過(guò)程變動(dòng)而圖案將怎樣的程度進(jìn)行變形等的信息，則測(cè)定條件的設(shè)定將變得更容易。
在本例的情況下，在圖8(1)所示的圖像數(shù)據(jù)800上的多個(gè)圖案中，將中央的測(cè)定對(duì)象圖案801作為測(cè)定對(duì)象，將該圖案寬度較大地進(jìn)行變動(dòng)的情形作為所預(yù)測(cè)的情形。相對(duì)此，將大小、形狀幾乎沒(méi)有變動(dòng)的周?chē)膱D案802設(shè)為過(guò)程變動(dòng)小的部位。在本例的情況下，由于過(guò)程變動(dòng)大的中央的測(cè)定對(duì)象圖案801是測(cè)定對(duì)象，因此，首先如圖8(2)所示，對(duì)過(guò)程變動(dòng)小的非測(cè)定對(duì)象的周邊的圖案802施加掩膜而設(shè)為非測(cè)定對(duì)象。接著，如圖8(3)所示，設(shè)定測(cè)定區(qū)域與測(cè)定條件(本例中，對(duì)線的寬度測(cè)定)。在此，按照即使發(fā)生過(guò)程變動(dòng)，圖案也進(jìn)入測(cè)定區(qū)域內(nèi)的方式較大地設(shè)定測(cè)定區(qū)域。關(guān)于測(cè)定區(qū)域的尺寸，只要非測(cè)定對(duì)象區(qū)域被適當(dāng)?shù)卦O(shè)定，可按照非測(cè)定對(duì)象區(qū)域與測(cè)定區(qū)域進(jìn)行重疊的方式較大地進(jìn)行設(shè)定。其后，設(shè)定在圖案匹配中使用的圖案。在此，優(yōu)選選擇過(guò)程變動(dòng)小的周?chē)膱D案802。此時(shí)，如圖8(4)所示，可按照不受圖案匹配中不使用的中央的測(cè)定對(duì)象圖案801的過(guò)程變動(dòng)等之影響的方式，使用整個(gè)畫(huà)面，僅將包含過(guò)程變動(dòng)大的中央的測(cè)定對(duì)象圖案801在內(nèi)的區(qū)域設(shè)定為非測(cè)定對(duì)象區(qū)域803。
將測(cè)定圖像與測(cè)定條件、測(cè)定中使用的區(qū)域與進(jìn)行掩膜的區(qū)域等的信息全部建立關(guān)聯(lián)地進(jìn)行保存。
(實(shí)施例4)
圖9表示根據(jù)圖6 圖8以及以前述的順序所登記的條件，實(shí)際進(jìn)行圖案匹配、圖案測(cè)定的情況下的處理流程的示例。作為處理，預(yù)計(jì)進(jìn)行以下那樣的步驟。
(I)低倍率條件下的對(duì)位
(2)高倍率條件下移動(dòng)至測(cè)定位置
(3)明亮度/焦點(diǎn)調(diào)整
(4)高倍率條件下的圖案匹配
(5)非測(cè)定對(duì)象區(qū)域處理
(6)圖案測(cè)定
基本上根據(jù)前述的圖案檢測(cè)/登記時(shí)的條件設(shè)定，對(duì)成為測(cè)定對(duì)象的半導(dǎo)體設(shè)備等的樣品進(jìn)行圖案匹配、圖案測(cè)定。以下，利用步驟以及圖9依次進(jìn)行說(shuō)明。
(I)中，以比測(cè)定倍率要低的倍率進(jìn)行對(duì)位。在此，進(jìn)行對(duì)位時(shí)，推薦使用圖像數(shù)據(jù)900上的多個(gè)線圖案中的過(guò)程變動(dòng)小的部分。在圖9(1)的示例中，將過(guò)程變動(dòng)大的畫(huà)面中央的測(cè)定對(duì)象圖案901設(shè)為測(cè)定對(duì)象。此時(shí)，以測(cè)定時(shí)的1/2程度的倍率，將其周邊的存在于測(cè)定區(qū)域內(nèi)的過(guò)程變動(dòng)小的圖案902設(shè)為對(duì)位對(duì)象。其后，(2)中，以高倍率條件(圖9(1)的點(diǎn)線903所包圍的區(qū)域)移動(dòng)到測(cè)定位置，根據(jù)需要而進(jìn)行(3)明亮度、對(duì)焦的處理，以測(cè)定倍率取得已對(duì)焦的圖像。在此，進(jìn)行(4)高倍率條件下的圖案匹配。在此，利用包含以點(diǎn)線所包圍的過(guò)程變動(dòng)小的周邊的圖案902在內(nèi)的區(qū)域來(lái)進(jìn)行對(duì)位。此時(shí)，也可根據(jù)需要，如圖9(3)所示，將包含過(guò)程變動(dòng)大的中央的測(cè)定對(duì)象圖案901在內(nèi)的區(qū)域設(shè)定為非匹配對(duì)象區(qū)域905。(5)中，通過(guò)前述的方法，進(jìn)行基于預(yù)先登記的非測(cè)定對(duì)象區(qū)域906的處理。如圖9(4)所示，在此，圖案匹配中使用的周邊的圖案902與非測(cè)定對(duì)象區(qū)域906相符。(6)中，由于測(cè)定對(duì)象是位于畫(huà)面中央的、過(guò)程變動(dòng)大的測(cè)定對(duì)象圖案901，因此通過(guò)將測(cè)定區(qū)域909如圖9(5)所示那樣設(shè)定得較寬，從而能夠?qū)χ醒氲木€圖案的左右的邊緣位置907之間的距離908，實(shí)施與過(guò)程變動(dòng)對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定的測(cè)定。
另外，圖案匹配和圖案測(cè)定無(wú)需以相同倍率、相同視野來(lái)實(shí)施，關(guān)于圖案匹配，通過(guò)以更低的倍率來(lái)進(jìn)行，則能夠使用寬的視野的信息。在裝置的位置精度較差或者以更高的倍率進(jìn)行測(cè)定時(shí)，推薦以低的倍率執(zhí)行圖案匹配。
另外，也可以在測(cè)定以前以低的倍率進(jìn)行對(duì)位，并根據(jù)其信息，以與實(shí)施圖案測(cè)定時(shí)接近的倍率再次執(zhí)行對(duì)位，由此，按照以測(cè)定/檢查倍率使檢查圖案進(jìn)入視野內(nèi)的方式進(jìn)行設(shè)定。
(實(shí)施例5)
接下來(lái)，利用圖10，說(shuō)明在實(shí)際進(jìn)行圖案匹配、圖案測(cè)定的階段中，考慮圖像數(shù)據(jù)上的多個(gè)圖案中的過(guò)程變動(dòng)，實(shí)施非匹配對(duì)象區(qū)域、非測(cè)定對(duì)象區(qū)域以及測(cè)定區(qū)域的設(shè)定以及處理的情況。
如圖10(1)所示，將包含被預(yù)測(cè)為圖像數(shù)據(jù)1000上的過(guò)程變動(dòng)大的測(cè)定對(duì)象圖案1001的左右的邊緣位置1004在內(nèi)的區(qū)域，設(shè)為測(cè)定區(qū)域1003。
在此，首先，表示進(jìn)行高倍率條件下的圖案匹配時(shí)的非匹配對(duì)象區(qū)域1008的設(shè)定示例。如圖10(2)那樣，基于預(yù)見(jiàn)信息，對(duì)認(rèn)為因過(guò)程變動(dòng)而發(fā)生形狀變化的場(chǎng)所與不發(fā)生的場(chǎng)所進(jìn)行區(qū)分。例如能夠基于過(guò)程的形成狀態(tài)或者既有的檢查結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)。另外，即使是相對(duì)于過(guò)程的尺寸容許值為較大的情況，過(guò)程變動(dòng)發(fā)生的可能性也較高。在本例的情況下，假定存在如下這樣的預(yù)見(jiàn)信息，即:位于畫(huà)面中央的測(cè)定對(duì)象圖案1001是測(cè)定對(duì)象，但過(guò)程變動(dòng)的可能性較高，畫(huà)面周邊的線圖案1002是非測(cè)定對(duì)象，但過(guò)程變動(dòng)發(fā)生的可能性較低。在此，區(qū)分為以2重線所包圍的過(guò)程變動(dòng)的發(fā)生概率高的區(qū)域與以點(diǎn)線包圍的過(guò)程變動(dòng)的發(fā)生概率低的區(qū)域。
例如在圖案檢測(cè)的情況下，如圖10(3)那樣，將過(guò)程變動(dòng)的發(fā)生概率高的畫(huà)面中央的線圖案周邊設(shè)定為非匹配對(duì)象區(qū)域1008，僅使用過(guò)程變動(dòng)的發(fā)生概率低的周邊的圖案1002的信息來(lái)進(jìn)行圖案匹配。對(duì)于該情況下的圖案匹配，可將測(cè)定對(duì)象圖案1001設(shè)定為非匹配對(duì)象區(qū)域1009的基礎(chǔ)上，以整個(gè)畫(huà)面作為模板來(lái)執(zhí)行，或者也能以一部分為模板，將整個(gè)畫(huà)面設(shè)定為非匹配對(duì)象區(qū)域(未圖示)的基礎(chǔ)上來(lái)執(zhí)行。該非匹配對(duì)象區(qū)域的設(shè)定并不是必定進(jìn)行的處理，但考慮過(guò)程變動(dòng)的影響，優(yōu)選根據(jù)需要而執(zhí)行。
在圖10的示例的情況下，過(guò)程變動(dòng)大的測(cè)定對(duì)象圖案1001是測(cè)定對(duì)象，因此，在完成圖案匹配后進(jìn)行圖案測(cè)定等的情況下，如圖10(4)所示，與圖案匹配時(shí)相反地，將過(guò)程變動(dòng)小的周?chē)膱D案1002設(shè)定為非測(cè)定對(duì)象區(qū)域1010，在測(cè)定區(qū)域1008中進(jìn)行圖案測(cè)定。如圖10(5)那樣，也能夠?qū)y(cè)定游標(biāo)以外的部分的全部，設(shè)定為非測(cè)定對(duì)象區(qū)域1010。
如圖10那樣，針對(duì)數(shù)據(jù)上的多個(gè)圖案，可根據(jù)過(guò)程變動(dòng)的大小來(lái)設(shè)定非匹配對(duì)象區(qū)域、非測(cè)定對(duì)象區(qū)域以及測(cè)定區(qū)域，僅利用包含過(guò)程變動(dòng)小的圖案在內(nèi)的區(qū)域來(lái)進(jìn)行圖案匹配，僅利用包含過(guò)程變動(dòng)大的圖案在內(nèi)的區(qū)域來(lái)進(jìn)行圖案測(cè)定。如果將過(guò)程變動(dòng)小的圖案設(shè)為測(cè)定對(duì)象，關(guān)于圖案匹配以及圖案測(cè)定，也可分別僅利用包含過(guò)程變動(dòng)小的圖案在內(nèi)的區(qū)域來(lái)進(jìn)行實(shí)施。
(實(shí)施例6)
圖11表示針對(duì)圖像數(shù)據(jù)1100上的多個(gè)圖案，利用了多個(gè)模板的圖案匹配、圖案測(cè)定的示例。以下，對(duì)具體的方法進(jìn)行說(shuō)明。
在對(duì)圖11(1)所示那樣的圖像數(shù)據(jù)1100上的圓形圖案的邊緣位置1104的距離1105進(jìn)行測(cè)定時(shí)，在如圖11(4)所示那樣在測(cè)定對(duì)象圖案1101中發(fā)生過(guò)程變動(dòng)的情況下，需要進(jìn)行對(duì)包含測(cè)定區(qū)域內(nèi)的測(cè)定基準(zhǔn)位置在內(nèi)的測(cè)定游標(biāo)的位置進(jìn)行修正的處理。
圖11(1)示出了設(shè)為測(cè)定對(duì)象的圖案與測(cè)定區(qū)域的設(shè)定示例。如圖11(2)那樣，在圖像數(shù)據(jù)1100上的測(cè)定對(duì)象圖案1101中，將包含圖案測(cè)定的基準(zhǔn)位置的測(cè)定游標(biāo)1106、1107分別設(shè)為(rml)、(rmr)。另外將rml、rmr間的距離1108 (rdm)作為登記時(shí)的信息而進(jìn)行存儲(chǔ)。
如圖11(3)那樣，也可以設(shè)定圖案測(cè)定中不使用的非測(cè)定對(duì)象區(qū)域。該順序也可不設(shè)定，但考慮過(guò)程變動(dòng)的影響等，優(yōu)選根據(jù)需要而執(zhí)行。
接下來(lái)，將如圖11(4)所示那樣的因過(guò)程變動(dòng)而大小發(fā)生了變化的測(cè)定對(duì)象圖案1101設(shè)為測(cè)定的對(duì)象。
在利用標(biāo)準(zhǔn)化相關(guān)等的一般方法來(lái)實(shí)施圖案匹配的情況下，例如如圖11(5)那樣，可預(yù)計(jì)針對(duì)SEM圖像1113上的圖案在其一部分相重合的位置被檢測(cè)出。即，測(cè)定游標(biāo)1110(trml) UllKtrml)的配置相對(duì)于預(yù)先存儲(chǔ)的圖案數(shù)據(jù)中的圖案登記時(shí)的測(cè)定對(duì)象圖案1101的位置而成為相對(duì)性。在圖11(5)的示例的情況下，尤其是在右側(cè)的測(cè)定游標(biāo)(trml)中不存在成為測(cè)定對(duì)象的邊緣。左側(cè)的測(cè)定游標(biāo)(trml)也被配置在比本來(lái)應(yīng)測(cè)定的邊緣位置的下方，在這樣地執(zhí)行圖案測(cè)定的情況下，則發(fā)生測(cè)定錯(cuò)誤或者誤測(cè)定的可能性高。
于是，如圖11(6)那樣，將測(cè)定游標(biāo)1110 (trml) Ulll (trml)作為模板，針對(duì)大小已變化的圖案進(jìn)行更詳細(xì)的圖案匹配。通過(guò)前段的圖11(1) (3)中的圖案登記時(shí)的條件設(shè)定，大致預(yù)測(cè)出其位置，因此，在本階段，只要僅進(jìn)行測(cè)定游標(biāo)lllO(trml)、測(cè)定游標(biāo)1111(trml)周邊的檢測(cè)即可。
通過(guò)圖11(6)的處理，執(zhí)行圖案匹配，將檢測(cè)出的新的測(cè)定游標(biāo)位置設(shè)為1114 (rmr )U115(rmr/ )，將其距離作為1118 (rdm')而進(jìn)行圖案測(cè)定。
通過(guò)以下的公式來(lái)表述預(yù)先存儲(chǔ)的圖案數(shù)據(jù)與樣品的圖像數(shù)據(jù)之間的過(guò)程變動(dòng)的指標(biāo)值。
(數(shù)式I)
過(guò)程變動(dòng)指標(biāo)值pd = rdm' /rdm 式I
該指標(biāo)值在測(cè)定對(duì)象是2維的情況下，分別能夠通過(guò)以下式進(jìn)行表現(xiàn)。
(數(shù)式2)
pdx = rdmx' /rdmx 式 2
(數(shù)式3)
pdy = rdmy' /rdmy 式 3
(數(shù)式4)
pd = V(rdxfrdx + rdy*rdy)…式 4
以該指標(biāo)值基礎(chǔ),能夠?qū)mr X'、rmr y'的測(cè)定游標(biāo)的位置以及大小進(jìn)行修正。
(實(shí)施例7)
利用圖12，表示自動(dòng)設(shè)定與利用了實(shí)際圖像的情況下的各種過(guò)程變動(dòng)相應(yīng)的非匹配對(duì)象區(qū)域的順序的示例。在此，示出了作為與樣品相關(guān)的數(shù)據(jù)而利用了參照?qǐng)D像的示例，針對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、仿真圖像、與測(cè)定圖案信息對(duì)應(yīng)的信號(hào)信息等各種類(lèi)型的數(shù)據(jù)也可適用本方法。
為了設(shè)定非匹配對(duì)象區(qū)域，針對(duì)可預(yù)計(jì)的各種過(guò)程變動(dòng)，準(zhǔn)備多個(gè)適用于各種過(guò)程變動(dòng)的樣本圖像的集合(以后，記為“圖像集合”)。優(yōu)選準(zhǔn)備多個(gè)實(shí)際形狀變化而網(wǎng)羅了根據(jù)預(yù)計(jì)的過(guò)程變動(dòng)的范圍的圖像集合，但可以加進(jìn)用戶(hù)的預(yù)見(jiàn)信息來(lái)進(jìn)行設(shè)定。
本處理在圖像集合的個(gè)數(shù)較少的情況下，也可以手動(dòng)進(jìn)行實(shí)施，但考慮圖像集合個(gè)數(shù)增加的情況而推薦自動(dòng)化。
將圖12(1)作為參照?qǐng)D像,表示預(yù)計(jì)的過(guò)程變動(dòng)的示例?？深A(yù)見(jiàn)出相對(duì)于參照?qǐng)D像的測(cè)定對(duì)象圖案1201而存在線寬粗的情況(圖12(2-1))、細(xì)的情況(圖12 (2-2))、白帶粗的情況(圖12(2-3)※在此記載為黑粗線)、在測(cè)定圖案的周邊存在廢料等的其他圖案的情況(圖12(2-4))等。此外，這些的示例分別可單個(gè)獨(dú)立或者同時(shí)發(fā)生。
將這些的圖像作為輸入信息而進(jìn)行準(zhǔn)備，將參照?qǐng)D像的、特別是過(guò)程變動(dòng)小的周邊的線圖案1202部分設(shè)定為模板，來(lái)進(jìn)行圖案匹配。在圖12(3-1) (3-4)表示非匹配對(duì)象區(qū)域1208的設(shè)定示例。也可不設(shè)定非匹配對(duì)象區(qū)域1208而進(jìn)行圖案匹配，但在利用了相關(guān)值的匹配的情況下，存在由于在過(guò)程變動(dòng)大的部分的亮度高時(shí)較多地受到該部分的影響而不能正確執(zhí)行匹配的情況，因此，優(yōu)選實(shí)施非匹配對(duì)象區(qū)域1208的設(shè)定。本處理需要手動(dòng)的處理，因此，需要均等地提取圖像集合內(nèi)的、有各種過(guò)程變動(dòng)的圖像。通過(guò)所述處理，進(jìn)行在包含過(guò)程變動(dòng)小的周邊的圖案1202在內(nèi)的區(qū)域的圖案匹配，能夠計(jì)算出圖像集合的各圖像的位置偏離量。
接下來(lái)，如圖13所示，對(duì)圖像內(nèi)的各位置的圖案的出現(xiàn)概率進(jìn)行計(jì)算。
針對(duì)圖13(1-1) (1-4)所示的前述圖像集合，如圖13(2_1) (2_4)所示那樣，執(zhí)行噪聲除去處理、二值化處理，并提取圖案。在此，也可實(shí)施已知的大津的二值化等的處理，或者也可以考慮圖像的噪聲，一并應(yīng)用已適用了高斯濾波等的噪聲除去處理等。針對(duì)各二值化后的圖像，在加進(jìn)了前述的位置偏離量的基礎(chǔ)上進(jìn)行相加運(yùn)算處理。通過(guò)本相加運(yùn)算處理，如圖13(3)所示那樣地制作圖案出現(xiàn)概率圖。首先，關(guān)于圖像集合，預(yù)先計(jì)算出樣本圖像間的位置偏離量?？墒褂眉却娴膶?duì)位方式或者以目視來(lái)進(jìn)行。根據(jù)前述的方法所制作的二值化圖像、計(jì)算出的圖像間的位置偏離量的信息，制作二值化后的平均圖像。將該圖像作為圖案出現(xiàn)概率圖。圖13(3)中，設(shè)為測(cè)定對(duì)象圖案1301的圖案的出現(xiàn)概率低，周邊的圖案1302的圖案的出現(xiàn)概率高。
根據(jù)通過(guò)上述的方法所制作的圖案出現(xiàn)概率圖，以手動(dòng)或者自動(dòng)來(lái)基于用途如圖13(4)所示那樣地對(duì)非匹配對(duì)象區(qū)域1304進(jìn)行設(shè)定。圖14是利用圖13說(shuō)明的前述的處理流程例。此時(shí)，對(duì)圖案的出現(xiàn)概率設(shè)定閾值，例如在將過(guò)程變動(dòng)大的圖案設(shè)為測(cè)定對(duì)象的情況下，通過(guò)將比閾值小的部分設(shè)定為非測(cè)定對(duì)象區(qū)域，由此也能夠確定測(cè)定區(qū)域。另外，相反地，在要對(duì)過(guò)程變動(dòng)小的圖案穩(wěn)定進(jìn)行檢測(cè)的情況下，將過(guò)程變動(dòng)比閾值大的部分設(shè)定為非匹配對(duì)象區(qū)域即可(或者將包含過(guò)程變動(dòng)小的圖案在內(nèi)的區(qū)域指定為匹配區(qū)域)。圖15表示非匹配對(duì)象區(qū)域或者非測(cè)定對(duì)象區(qū)域的設(shè)定中的閾值的使用示例。閾值可從外部進(jìn)行設(shè)定，或者也可利用大津的二值化處理等進(jìn)行自動(dòng)設(shè)定。作為簡(jiǎn)便的方法，存在有制作2值化平均圖像的直方圖，并基于該信息來(lái)設(shè)定閾值的方法等。
(實(shí)施例8)
除上述外，以下利用圖16說(shuō)明針對(duì)過(guò)程變動(dòng)大的圖案與過(guò)程變動(dòng)小的圖案的間隔進(jìn)行測(cè)定的情況的適用例。
通過(guò)前述方法，以能夠區(qū)分圖案的出現(xiàn)概率高的部分與低的部分為前提。當(dāng)然，即使不特別利用前述方法，例如也可根據(jù)用戶(hù)的預(yù)見(jiàn)信息來(lái)區(qū)分過(guò)程變動(dòng)的大小。
圖16(1)示出了設(shè)為測(cè)定對(duì)象的圖案與測(cè)定區(qū)域。數(shù)據(jù)1600上的多個(gè)圖案中，將測(cè)定對(duì)象圖案1601與右上的圖案1602作為測(cè)定對(duì)象，且將包含中央線圖案的右側(cè)的邊緣1604與右上的線圖案的左側(cè)的邊緣1605在內(nèi)的區(qū)域設(shè)為測(cè)定區(qū)域1606。將設(shè)定的左右的測(cè)定區(qū)域1606中的圖案測(cè)定中使用的部分分別設(shè)為測(cè)定游標(biāo)1607 (rml)、1608 (rmr)，對(duì)其之間的測(cè)定距離1609 (rdm)進(jìn)行測(cè)定。圖16(2)表示本例的圖案出現(xiàn)概率圖。在該情況下，畫(huà)面中央的測(cè)定對(duì)象圖案1601的過(guò)程變動(dòng)的發(fā)生概率高，圖案出現(xiàn)概率低。另一方面，周邊的線圖案1602、1603的過(guò)程變動(dòng)的發(fā)生概率低，圖案的出現(xiàn)概率高。圖16(3)示出了實(shí)際的測(cè)定圖像的示例。在測(cè)定圖像中，畫(huà)面中央附近的測(cè)定對(duì)象圖案1601作為其與周?chē)奈恢藐P(guān)系而向畫(huà)面左邊偏離。假設(shè)線寬大致相同。
圖16(3)中，以圖案1602、1603為基準(zhǔn)，進(jìn)行圖案匹配并設(shè)定了測(cè)定區(qū)域1606的情況下，圖16(4)所示那樣測(cè)定對(duì)象的邊緣位置1604未進(jìn)入到測(cè)定游標(biāo)1607 (rml)中。另夕卜，如圖16(5)所示那樣，以畫(huà)面中央的線圖案1601為基準(zhǔn)進(jìn)行圖案匹配并按照測(cè)定對(duì)象圖案1601成為畫(huà)面中心的方式進(jìn)行調(diào)整且設(shè)定了測(cè)定區(qū)域的情況下，由于應(yīng)存在于測(cè)定游標(biāo)1608 (rmr)內(nèi)的、應(yīng)存在于畫(huà)面右端的圖案1602并不存在，因此，將發(fā)生誤測(cè)定。于是，以下表示使前述問(wèn)題得到改善的示例。首先，在設(shè)定測(cè)定條件時(shí)，如圖16(6)所示，根據(jù)參照?qǐng)D像的信息，將設(shè)定的測(cè)定區(qū)域的信息作為模板1610(trml)、1611(trml)而進(jìn)行存儲(chǔ)。此時(shí)，利用圖案出現(xiàn)圖或者預(yù)見(jiàn)信息，只要將過(guò)程變動(dòng)大的部分設(shè)定為非匹配對(duì)象區(qū)域，即可進(jìn)行更穩(wěn)定的圖案匹配。另外，關(guān)于圖案測(cè)定中不使用的區(qū)域，也可通過(guò)前述的方法設(shè)定為非測(cè)定對(duì)象區(qū)域。
其次，進(jìn)行圖案匹配。這可以是通常的方式，但優(yōu)選如圖16(7)所示那樣地，設(shè)定非匹配對(duì)象區(qū)域，將過(guò)程變動(dòng)小的周邊圖案1602、1603作為模板來(lái)進(jìn)行圖案檢測(cè)。也可以將過(guò)程變動(dòng)大的中央的測(cè)定對(duì)象圖案1601作為模板，但由于最終需要使作為測(cè)定對(duì)象的中央的測(cè)定對(duì)象圖案1601與畫(huà)面右上的圖案1602的雙方均出現(xiàn)在畫(huà)面內(nèi)，因此，考慮過(guò)程變動(dòng)的影響，可利用前者的方法。
接下來(lái)，針對(duì)測(cè)定圖像進(jìn)行詳細(xì)的圖案匹配。作為預(yù)見(jiàn)信息，可知:測(cè)定游標(biāo)1607(rml)存在于包含過(guò)程變動(dòng)大的中央的測(cè)定對(duì)象圖案1601在內(nèi)的區(qū)域，測(cè)定游標(biāo)1608(rmr)存在于包含過(guò)程變動(dòng)小的周邊的圖案1602在內(nèi)的區(qū)域，因此，能夠容易地檢測(cè)出測(cè)定游標(biāo)1608 (rmr)。另外,可知:測(cè)定游標(biāo)1607 (rml)較測(cè)定游標(biāo)1608 (rmr)而存在于左側(cè)，在圖16(7)所示那樣地進(jìn)行圖案匹配時(shí)，存在于設(shè)定為非匹配對(duì)象區(qū)域1612的區(qū)域內(nèi)或者其周邊，因此，可通過(guò)利用了通常的相關(guān)等的匹配來(lái)進(jìn)行檢測(cè)處理即可。在此的rml/rmr的距離的信息作為過(guò)程變動(dòng)指標(biāo)值，能夠通過(guò)前述的式(I) (4)進(jìn)行計(jì)算，能夠作為過(guò)程管理的指標(biāo)值。
[非測(cè)定對(duì)象區(qū)域的設(shè)定應(yīng)用例]
圖17表示非測(cè)定對(duì)象區(qū)域的各種設(shè)定示例。如圖17(1)所示設(shè)為:在數(shù)據(jù)1700上包含多個(gè)圖案。圖17(2-1)表示僅將周邊的圖案1702中的上部的2個(gè)作為測(cè)定對(duì)象，針對(duì)除此以外的線圖案以及中央的線圖案1701，作為非測(cè)定對(duì)象區(qū)域設(shè)定多個(gè)的示例。圖17(2-2)是測(cè)定區(qū)域以外的全部設(shè)定為非測(cè)定對(duì)象區(qū)域的示例。在此，僅將中央的測(cè)定對(duì)象圖案1701的一部分以及周邊的圖案1702中存在于右上的圖案作為測(cè)定對(duì)象，將其以外的部分明示性選擇并設(shè)定為非測(cè)定對(duì)象區(qū)域。
圖17(2-3)是在非測(cè)定對(duì)象區(qū)域中設(shè)定測(cè)定區(qū)域的示例。在此，將中央測(cè)定對(duì)象圖案1701的一部分設(shè)為測(cè)定對(duì)象。設(shè)定上下左右的4處的非測(cè)定對(duì)象區(qū)域，也能夠進(jìn)行相同的指定，但通過(guò)能夠選擇并設(shè)定非測(cè)定對(duì)象區(qū)域與測(cè)定區(qū)域的雙方，能夠使操作簡(jiǎn)略化。
圖17(2-4)是將非測(cè)定對(duì)象區(qū)域以外的全部設(shè)定為測(cè)定區(qū)域的示例。圖17(2-2)與圖17(2-4)的結(jié)果成為相同，但通過(guò)明示性指定非測(cè)定對(duì)象區(qū)域與測(cè)定區(qū)域的兩者中的一方，能夠使操作簡(jiǎn)略化。例如，非測(cè)定對(duì)象區(qū)域即使較寬也能夠以一個(gè)四邊形進(jìn)行設(shè)定的情況下，僅指定非測(cè)定對(duì)象區(qū)域的情況則較為簡(jiǎn)單。優(yōu)選根據(jù)非測(cè)定對(duì)象區(qū)域與測(cè)定區(qū)域的個(gè)數(shù)或形狀等通過(guò)簡(jiǎn)易的方法來(lái)進(jìn)行選擇。
標(biāo)號(hào)說(shuō)明
100 圖案測(cè)定裝置
101 測(cè)定區(qū)域設(shè)定部
102 非匹配對(duì)象區(qū)域設(shè)定部
103 圖案匹配部
104 圖案測(cè)定部
105、109、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1600、1700圖像數(shù)據(jù)
106 圖案數(shù)據(jù)
107 圖案匹配結(jié)果
108 非測(cè)定對(duì)象區(qū)域設(shè)定部
110 圖案測(cè)定結(jié)果
200 掃描型電子顯微鏡系統(tǒng)
201 SEM
202 圖像處理裝置
203 顯示裝置
204 控制用計(jì)算機(jī)
205 輸入單元
207 圖像處理結(jié)果
208 SEM控制數(shù)據(jù)
209 圖像處理用數(shù)據(jù)
210 顯示用數(shù)據(jù)
211 控制數(shù)據(jù)
301,401,501,601,701,801,901,1001，1101，1201，1301，1601，1603，1701 測(cè)定對(duì)象圖案
302、402、502、603、703、803、909、1003、1103、1206、1606 測(cè)定區(qū)域
303、403、406、503、506、605、705、805、908、1005、1105、1205、1609、1116 測(cè)定距離
304、404、405、504、505、604、704、804、907、1004、1104、1204、1604、1605 邊緣
305 信號(hào)信息
306 峰值
307 與邊緣位置對(duì)應(yīng)的多個(gè)峰值間的距離
602、702、802、902、1002、1102、1202、1302、1602、1702 圖案
606、706、806、906、1010、1703 非測(cè)定對(duì)象區(qū)域
807、905、1109、1208、1304 非匹配對(duì)象區(qū)域
903、904 匹配區(qū)域
1006 過(guò)程變動(dòng)發(fā)生的可能性高的區(qū)域
1007 過(guò)程變動(dòng)發(fā)生的可能性低的區(qū)域
1106、1107、1110、1111、1607、1608 測(cè)定游標(biāo)
1108 距離
1112、1113 新設(shè)定的測(cè)定游標(biāo)
1207 廢料等的噪聲成分
1704 設(shè)定于非測(cè)定區(qū)域中的測(cè)定區(qū)域
權(quán)利要求
1.一種圖案測(cè)定裝置，其特征在于，具備: 測(cè)定區(qū)域設(shè)定部，其在通過(guò)對(duì)樣品進(jìn)行攝像而獲得的圖像數(shù)據(jù)中設(shè)定測(cè)定區(qū)域； 匹配部，其在所述圖像數(shù)據(jù)與預(yù)先所存儲(chǔ)的圖案數(shù)據(jù)之間進(jìn)行圖案匹配； 非測(cè)定對(duì)象區(qū)域設(shè)定部，其將通過(guò)該匹配部進(jìn)行了對(duì)位的所述圖像數(shù)據(jù)中的規(guī)定區(qū)域，設(shè)定為從測(cè)定對(duì)象中排除在外的區(qū)域；和 圖案測(cè)定部，其提取在該測(cè)定區(qū)域包含的信號(hào)，來(lái)測(cè)定形成于所述樣品上的圖案，所述圖案測(cè)定部將在所述測(cè)定區(qū)域與所述規(guī)定區(qū)域相重疊的區(qū)域中包含的信號(hào)排除在外來(lái)進(jìn)行圖案測(cè)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案測(cè)定裝置，其特征在于， 所述圖案數(shù)據(jù)是所述樣品的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、仿真數(shù)據(jù)、參照?qǐng)D像、根據(jù)測(cè)定圖案所取得的信號(hào)信息中的任意一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的圖案測(cè)定裝置，其特征在于， 所述規(guī)定區(qū)域是利用所述圖案數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)定的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖案測(cè)定裝置，其特征在于， 所述規(guī)定區(qū)域是利用所述樣品的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、仿真數(shù)據(jù)、參照?qǐng)D像、根據(jù)測(cè)定圖案所取得的信號(hào)信息中的任意一個(gè)來(lái)設(shè)定的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的圖案測(cè)定裝置，其特征在于， 與包含在將所述測(cè)定區(qū)域中的所述規(guī)定區(qū)域排除后的區(qū)域中的圖案相比，包含在所述圖像數(shù)據(jù)中的規(guī)定區(qū)域內(nèi)的圖案與所述圖案數(shù)據(jù)之間的形狀誤差相對(duì)小。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖案測(cè)定裝置，其特征在于， 在所述圖像數(shù)據(jù)中的規(guī)定區(qū)域內(nèi)包含的圖案與所述圖案數(shù)據(jù)之間的形狀誤差為規(guī)定的閾值以下。
7.—種掃描型電子顯微鏡系統(tǒng),其特征在于,具備: 圖像處理裝置，其具有權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的圖案測(cè)定裝置； 控制用計(jì)算機(jī)，其對(duì)掃描型電子顯微鏡和圖像處理裝置進(jìn)行控制； 輸入單元，掃描型電子顯微鏡，其輸入用于進(jìn)行圖案匹配以及圖案測(cè)定的參數(shù)等；和顯示裝置，其對(duì)來(lái)自?huà)呙栊碗娮语@微鏡的圖像數(shù)據(jù)、圖案匹配以及圖案測(cè)定結(jié)果進(jìn)行顯示。
8.一種圖案測(cè)定方法，其特征在于，包括: 測(cè)定區(qū)域設(shè)定步驟，在通過(guò)對(duì)樣品進(jìn)行攝像而獲得的圖像數(shù)據(jù)中設(shè)定測(cè)定區(qū)域； 匹配步驟，在所述圖像數(shù)據(jù)與預(yù)先所存儲(chǔ)的圖案數(shù)據(jù)之間進(jìn)行圖案匹配； 非測(cè)定對(duì)象區(qū)域設(shè)定步驟，將由該匹配步驟進(jìn)行了對(duì)位的所述圖像數(shù)據(jù)中的規(guī)定區(qū)域設(shè)定為從測(cè)定對(duì)象中排除在外的區(qū)域；和 圖案測(cè)定步驟，提取包含在該測(cè)定區(qū)域的信號(hào)，來(lái)測(cè)定形成于所述樣品上的圖案， 在所述圖案測(cè)定步驟中，將在所述測(cè)定區(qū)域與所述規(guī)定區(qū)域相重疊的區(qū)域中包含的信號(hào)排除在外來(lái)進(jìn)行圖案測(cè)定。
9.一種程序，其特征在于，具備: 計(jì)算機(jī)，其經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)或經(jīng)由外部連接型的存儲(chǔ)器能接收掃描型電子顯微鏡的圖像數(shù)據(jù)、預(yù)先所存儲(chǔ)的圖案數(shù)據(jù)；輸入單元，其輸入用于進(jìn)行圖案匹配以及圖案測(cè)定的參數(shù)等；和顯示裝置，其顯示來(lái)自?huà)呙栊碗娮语@微鏡的圖像數(shù)據(jù)、圖案匹配以及圖案測(cè)定結(jié)果，通過(guò)軟件處理 來(lái)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的圖案測(cè)定裝置的功能。
全文摘要
在測(cè)定過(guò)程變動(dòng)大的圖案的情況下，在預(yù)先登記的測(cè)定區(qū)域中，若在測(cè)定對(duì)象圖案的周?chē)嬖诓皇菧y(cè)定對(duì)象的圖案或廢料等的噪聲時(shí)，則不能夠進(jìn)行正確測(cè)定。將樣品的圖像數(shù)據(jù)中的進(jìn)行圖案匹配而用于對(duì)位的規(guī)定的區(qū)域設(shè)定為從圖案測(cè)定的對(duì)象中除外的非測(cè)定對(duì)象區(qū)域。例如在測(cè)定過(guò)程變動(dòng)大的圖案的情況下，圖案匹配中僅使用包含過(guò)程變動(dòng)小的圖案在內(nèi)的區(qū)域，圖案測(cè)定時(shí)，將在圖案匹配中使用而用于對(duì)位的規(guī)定的區(qū)域設(shè)定為非測(cè)定對(duì)象區(qū)域。由此，能夠不受測(cè)定區(qū)域與非測(cè)定對(duì)象區(qū)域相重疊的區(qū)域的影響，即使對(duì)于過(guò)程變動(dòng)大的圖案也能夠進(jìn)行容易且穩(wěn)定的圖案測(cè)定。
文檔編號(hào)G01B15/04GK103180690SQ20118005091
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月27日
發(fā)明者笹島二大, 木村嘉宏 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立高新技術(shù)