JP2643194B2 - パターンエッジ位置検出方法 - Google Patents

パターンエッジ位置検出方法

Info

Publication number
JP2643194B2
JP2643194B2 JP62270185A JP27018587A JP2643194B2 JP 2643194 B2 JP2643194 B2 JP 2643194B2 JP 62270185 A JP62270185 A JP 62270185A JP 27018587 A JP27018587 A JP 27018587A JP 2643194 B2 JP2643194 B2 JP 2643194B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
waveform
approximate
pattern
feature point
edge position
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP62270185A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH01113882A (ja
Inventor
裕 酒匂
晴夫 依田
洋三 大内
秀則 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP62270185A priority Critical patent/JP2643194B2/ja
Publication of JPH01113882A publication Critical patent/JPH01113882A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2643194B2 publication Critical patent/JP2643194B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体製造工程に於けるパターン幅計測方
法に係り、特に、それに必要なパターンエツジ位置検出
方法に関するものである。
〔従来の技術〕
半導体製造工程では、通常、製品の信頼性や歩留まり
の向上のために、フオトレジストやエツチング後の形成
膜のパターン線幅の計測を実施し、品質のチエツクを行
つている。最近では、半導体パターンが微細化してきて
おり、この計測の目的には、従来使用されてきた光学式
顕微鏡では分解能不足となり、高分割能である電子顕微
鏡が利用されるようになつてきた。そして、この電子顕
微鏡を用いた線幅計測の自動装置の開発が盛んに行われ
ている。これらの装置の寸法計測方法の代表的なものと
しては、被計測パターンから得られる一次元波形に閾値
処理を施してパターンエツジを得る閾値法や、1次元波
形のスロープラインとベースラインを直線近似してその
交点をエツジとする直線近似法などがある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述した従来方法は、側長に際して、側長専用パター
ンを使用することを前提としている。すなわち、パター
ンの片方のエツジに対応する1次元波形に対して、閾値
法では閾値処理することでエツジの座標が得られるこ
と、直線近似法では波形を1つのスロープラインと1つ
のベースラインで近似させることを仮定している。この
ような仮定は、単純な形状をした側長専用パターンに対
してのみ言えることである。一方、最近では、不良解析
を目的とした、複雑な形状をした実際の回路パターンの
側長を行う要望が強くなつている。この場合、複数の回
路パターンが重複して存在しているために、エツジ付近
の1次元波形も複数の山や谷を有するやや複雑な波形に
なることが多い。そのため、例えば、閾値法では複数の
エツジ候補が得られてしまつたり、直線近似法ではベー
スラインをみつけるのが困難であつたりする場合が多か
つた。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の目的は、特に、複雑なエツジ部の波形を有す
る回路パターンの側長方法を提供することにある。その
ために、先ず、予め採取した基準波形からある特定の変
換方法で基準特徴位置(Xi)求め、さらに、その波形上
のエツジ位置(X0)を人間によって指定し、記憶してお
く。そして、入力される被計測パターンの波形に対して
も、同様な変換方法でその特徴位置(Xi)を求め、基準
波形の基準特徴位置と入力波形の特徴位置との最適な対
応関係を計算し、その対応関係を用いて、求めるエツジ
位置(X0)に対応する入力波形上のエツジ位置(X0)を
求めるようにする。ここで、特徴位置を求める変換方法
とは、対象する1次元波形を最小2乗法で近似する第m
次元多項式と、それより低次で近似する第n次元多項式
とを計算し、その交点を特徴位置とする変換である。ま
た、特徴位置の対応のとり方は、基準特徴位置から特徴
位置に座標変換できるXに関する変換多項式T(X)を
考え、全ての特徴位置どうしの組合せ毎に、2乗誤差δ
=Σ(T(Xi)−xjを最小にする変換多項式の係数
を求め、最も2乗誤差δの小さい時の組合せを最適な特
徴位置の対応であるとみなすものである。そして、その
時の変換多項式に基準エツジ位置を代入したときの値
を、入力波形のエツジ位置(x0=T(X0))とする。
〔作用〕
この様にすることで、次のような効果が生ずる。
(1) 複雑な1次元波形をやや忠実に近似する高次の
多項式と、やや大局的に近似する低次の多項式との交点
を特徴位置とすることで、波形の絶対的な値や固定的な
大小関係でエツジ位置を求める従来の方式に比べて、い
ろいろな形状の波形に対応するエツジ検出が可能にな
る。また、次数の適当に選ぶことで、ノイズが存在する
1次元波形に対しても、安定な位置の検出が可能にな
る。
(2) 特徴位置間の対応を多項式近似で補間すること
により、1次元波形が変数方向に変形を受けた場合、例
えば、電子顕微鏡の倍率の変化や被計測パターンのエツ
ジ断面形状の変化がある場合でも位置の検出が可能であ
る。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明する。第1
図に本発明のパターンエツジ位置検出方法を採用した計
測装置の全体を構成を示す。図中、1は電子顕微鏡から
の観察パターン(基準パターン)のアナログ画像信号1s
を適当なタイミングでサンプリングして、デジタル画像
信号1dに変換するA/D変換器、2は電子ビームの走査同
期信号2sを利用して、画像メモリ3のアドレス2aを発生
させるためのアドレス発生回路、は基準パターンに関す
るデータを記憶するためのメモリ、5は被計測パターン
に関するデータを記憶するためのメモリ、6は本発明に
係る計算手順を記憶するためのメモリ、7はデータを処
理するための計算機(CPU)、7a,7dはアドレスバス、デ
ータバスである。
まず、本発明の計測手順を説明する。予め、用意した
基準パターンを電子顕微鏡で走査して、そのアナログ画
像信号をデジタル化し、画像メモリ3に記憶する。次
に、メモリ6の計算手順にしたがつて、その画像を計算
機7で処理する。その計算手順を第2図に示す。第1ス
テツプでは、画像メモリ3から、基準パターンの予め定
められている位置の1次元波形(ラインプロフアイル)
F(X)(Xs,…,X,…,Xe)を取り出す。第3図のaが
この波形の例を示したものである。第2ステツプでは、
次式で表す2乗誤差δを最小にする第M次近似式G
(M)を求める。
δ=Σ(F(X)−G(X)) XsXXe ただし、 G(X)=C0+C1X+…+CMXM C0,C1,……,CMは定数 2乗誤差δを最小にする第M次近似式G(X)の求め
方は、公知の方法、例えば、森正武著「曲線と曲面」
(教育出版)等に紹介されている方法を用いれば良い。
この種の計測に用いられる低加速の電子顕微鏡から得ら
れる信号はかなりS/N比が悪いが、次数Mを適当に取れ
ば、ノイズが除去された波形を得ることが可能である。
第3図bにこの近似波形を示す。第3ステツプでは、第
2ステツプと同様にして、次数の小さい第N次近似式
G′(X)を求める。Nを適当に小さな次数とすること
で、原波形を大局的に表現した近似波形を得ることがで
きる。第3図cにこの近似波形を示す。第4図ステツプ
では、これまで求めた2つの近似波形G(X)とG′
(X)の交点(X1,…,Xi,…,Xn)を求める。この交点
は、原波形の山と谷の位置を表したもので、ここでは、
基準特徴位置と呼ぶことにする。この方式による特徴位
置の求め方の利点は、2つの次数の異なる近似波形を用
いることで、波形の全体的なレベルの変動やノイズを相
殺できる点である。第5ステツプでは、人間によつて原
波形上のエツジ位置(X0)の入力を行う。第6ステツプ
では、これまでに採取した基準パターンに関するデー
タ、すなわち、2つの次数(M,N)、基準特徴位置(Xi,
…,X1,…,Xn)及びその個数nやエツジ位置(X0)をメ
モリ4に格納する。
次に、被計測パターンの入力時のデータ処理の手順に
ついて説明する。この場合、基準パターンの場合とほぼ
同様な手順で処理が実行される。すなわち、被計測パタ
ーンの電子顕微鏡からのアナログ画像信号はデジタル化
され、画像メモリ3に記憶される。そして、その画像デ
ータは計算機7で、メモリ6の計算手順にしたがつて処
理される。その計算手順を第4図に示す。第1ステツプ
で、画像メモリ3から、被計測パターンの1次元波形
(ラインプロフアイル)f(x)(xs,…,x,…,xe)を
取り出す。第5図のaはこの波形の例を示したものであ
る。第2ステツプでは、基準パターンの場合と同様にし
て第M次近似式g(x)を求める。第5図のbにこの波
形を例を示す。第3から第7ステツプは、次数IをNか
ら1つずつ増加させていき、その時の第I次近似式と第
M次近似式との交点を求め、その個数が基準パターンの
基準特徴位置の個数n以上となるまで繰り返す過程を示
している。その時の第I次近似式の例を第5図のcに示
す。この時に求まる特徴位置(X1,…,Xi,…,Xm)とその
個数mを、第8ステツプでメモリ5に格納する。
次に、上述の手順で求めた基準パターンと被計測パタ
ーンのデータを照合して観察パターンのエツジ位置を計
算する手順を説明する。ここでは、基準パターンのn個
の基準特徴位置(X1,…,Xi,…,Xn)にある座標変換を施
し、その値がm個の観察パターンの特徴位置(X1,…,
Xi,…,Xm)の内のn個に対応すると考える。すると、こ
の時の座標変換式を求めて、それに基準パターンのエツ
ジ位置を代入すれば、変換後、すなわち、観察パターン
のエツジ位置が補間されて計算できることになる。座標
変換式をXのK次の多項式であると仮定すれば、次式の
様な2乗誤差δ′を最小とする特徴位置の組合せのとき
の最小2乗近似多項式T(X)が最適な座標変換式とい
うことになる。
δ′=Σ(T(Xi)−xj X1XiXn X1XiXm ただし、 T(X)=A0+A1X+……+AkXK A0,A1,……,Akは定数 具体的には、ある1組の特徴位置に対して、先に述べ
た最小2乗法を適用してその時のδ′を求めることを、
全ての組合せで試行すれば良いことになる。第6図に以
上説明した手順を示す。すなわち、第1ステツプで変数
Dに考え得る誤差以上の大きな値を代入しておき、第2
ステツプで特徴位置(x1,…,xi,…,xm)からn個の特徴
位置を選ぶ。第3ステツプで最小2乗誤差δ′を計算
し、第4ステツプから6ステツプで、δ′<Dとなる場
合のみ、D=δ′とした後、その時の組合せとTの係数
A0,A1,……,Aを記憶するようにする。第7ステツプで組
合せが全て終了したかをチエツクし、もし終了していな
い場合は第2ステツプにジヤンプし同様な過程を繰り返
す。終了した場合は、第8ステツプで被計測パターンの
エツジ位置を計算するようにする。
以上のような計算手順によれば、第5図に示したよう
なかなり変形を受けた被計測波形に対しても、正確なエ
ツジ位置を検出することが可能となる。
なお、以上の説明では、多項式近似によって波形を表
現したが、フーリエ級数による表現でもよい。この場
合、フーリエ級数の項数の大小で、波形の近似度を変え
るようにする。
〔発明の効果〕
以上説明したごとく本発明のパターンエツジ位置検出
方法では、1次元波形をやや忠実に表現する高次の近似
多項式とやや大局的に表現する低次の近似多項式の交点
をその波形の特徴を表す位置と考える。この特徴位置
は、波形に凹凸があるかぎり、任意形状の波形に対して
求めることが出来る。そして、その特徴位置からエツジ
位置を計算する。従って、実際の多層構造の回路パター
ンの場合のような、エツジが複雑な形状をしたパターン
に対してもエツジ位置検出が可能となる。また、基準パ
ターンと被計測パターンの特徴位置の対応に於いて変数
方向への変形を考慮したことで、電子顕微鏡の倍率やエ
ツジ断面形状の変化により変形した波形の場合でも、エ
ツジ位置検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のパターンエツジ位置検出方法を採用し
た計測装置の構成図、第2図は基準パターンの処理手順
を説明するための図、第3図は基準パターンの波形及び
その近似波形を表わした図、第4図は被計測パターンの
処理手順を説明するための図、第5図は被計測パターン
の波形及びその近似波形を表わした図、第6図は基準パ
ターンと被計測パターンの特徴位置の対応の取り方とエ
ツジ位置の計算手順の説明図である。 1……A/D変換器、2……アドレス発生回路、3……画
像メモリ、4……基準パターンデータメモリ、5……被
計測パターンデータメモリ、6……計算手順データメモ
リ、7……CPU。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 秀則 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−103783(JP,A) 特開 昭58−196595(JP,A) 特開 昭60−75978(JP,A)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被計測パターンを一次元的に走査して得ら
    れる一次元波形を基にして、該被計測パターンのエッジ
    位置を計測するパターンエッジ位置検出方法において、 上記一次元波形を処理して該波形上の複数の波形特徴点
    の位置を求める第1のステップと、 上記第1のステップで求めた上記複数の波形特徴点位置
    を予め登録されている複数の基準特徴点位置と比較して
    両者間の最適な対応関係を求め、上記基準特徴点位置を
    それと最適な対応関係にある上記波形特徴点位置に近似
    的に変換するための近似変換式を求める第2のステップ
    とを有してなり、 予め上記基準特徴点位置と共に登録されている基準エッ
    ジ位置を上記第2のステップで求めた近似変換式で変換
    することによって上記被計測パターン上の所望のエッジ
    位置を求めることを特徴とするパターンエッジ位置検出
    方法。
  2. 【請求項2】上記第1のステップは、上記一次元波形を
    ある近似度で近似表現する第1の近似波形と該第1の近
    似波形の近似度よりも高い近似度で近似表現する第2の
    近似波形との交点位置を上記波形特徴点位置として求め
    るステップであることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項に記載のパターンエッジ位置検出方法。
  3. 【請求項3】上記第1のステップで求めた上記複数の波
    形特徴点位置を(x1,…,xj,…,xn)とし、上記の予め登
    録されている複数の基準特徴点位置を(X1,…,Xi,…,
    Xm)としたとき、上記第2のステップは、Yi=T(Xi
    をXiの多項式で近似表現された近似変換式として、2乗
    誤差δ=Σ(Yi−xjが最小となるように、xjに対す
    るXiの対応関係を求め、かつ、該近似変換式の係数を求
    めるステップであることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項または第2項に記載のパターンエッジ位置検出方
    法。
  4. 【請求項4】上記第1のステップにおいて、上記の一次
    元波形を近似表現する上記第1の近似波形と上記第2の
    近似波形を求める方法は、上記の一次元波形を多項式で
    近似する方法であって、該多項式の次数を変えることに
    よって、互いに近似度の異なる上記第1の近似波形と上
    記第2の近似波形を求める方法であることを特徴とする
    特許請求の範囲第2項に記載のパターンエッジ位置検出
    方法。
  5. 【請求項5】上記第1のステップにおいて、上記の一次
    元波形を近似表現する上記第1の近似波形と上記第2の
    近似波形を求める方法は、上記の一次元波形をフーリエ
    級数で近似する方法であって、該フーリエ級数の項数を
    変えることによって、互いに近似度の異なる上記第1の
    近似波形と上記第2の近似波形を求める方法であること
    を特徴とする特許請求の範囲第2項に記載のパターンエ
    ッジ位置検出方法。
  6. 【請求項6】被計測パターンを一次元的に走査して得ら
    れる一次元波形を基にして、該被計測パターンのパター
    ンエッジ間の寸法を計測するパターン寸法計測装置にお
    いて、 上記一次元波形を処理して該波形上の複数の波形特徴点
    の位置を求める第1の手段と、 上記第1のステップで求めた上記複数の波形特徴点位置
    を予め登録されている複数の基準特徴点位置と比較して
    両者間の最適な対応関係を求め、上記基準特徴点位置を
    それと最適な対応関係にある上記波形特徴点位置に近似
    的に変換するための近似変換式を求める第2のステップ
    とを有してなり、 上記第1の手段によって求めた上記複数の波形特徴点位
    置と予め登録されている複数の基準特徴点位置とを比較
    して両者間の最適な対応関係を求め、上記基準特徴点位
    置をそれと最適な対応関係にある上記波形特徴点位置に
    近似的に変換するための近似変換式を求める第2の手段
    と、 予め上記基準特徴点位置と共に登録されている基準エッ
    ジ位置を上記第2の手段によって求めた近似変換式で変
    換することによって、上記被計測パターンのパターンエ
    ッジ位置を求める第3の手段と、 を有してなることを特徴とするパターン寸法計測装置。
JP62270185A 1987-10-28 1987-10-28 パターンエッジ位置検出方法 Expired - Fee Related JP2643194B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62270185A JP2643194B2 (ja) 1987-10-28 1987-10-28 パターンエッジ位置検出方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62270185A JP2643194B2 (ja) 1987-10-28 1987-10-28 パターンエッジ位置検出方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01113882A JPH01113882A (ja) 1989-05-02
JP2643194B2 true JP2643194B2 (ja) 1997-08-20

Family

ID=17482708

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62270185A Expired - Fee Related JP2643194B2 (ja) 1987-10-28 1987-10-28 パターンエッジ位置検出方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2643194B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5396054B2 (ja) * 2008-10-07 2014-01-22 日立アロカメディカル株式会社 超音波診断装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62103783A (ja) * 1985-10-30 1987-05-14 Kawasaki Heavy Ind Ltd 形状識別方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01113882A (ja) 1989-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5422724A (en) Multiple-scan method for wafer particle analysis
JP4174536B2 (ja) 画像補正装置、画像検査装置、及び画像補正方法
KR20040081792A (ko) 집적 회로 계측용 프로파일 세분화
JP2002022421A (ja) パターン検査装置
US5717782A (en) Method and apparatus for restoring digitized video pictures generated by an optical surface-height profiler
US5375175A (en) Method and apparatus of measuring line structures with an optical microscope by data clustering and classification
JPS6211110A (ja) 間隔測定装置
JP2823450B2 (ja) 回路パターンの寸法測定方法
JP2643194B2 (ja) パターンエッジ位置検出方法
JP2002243428A (ja) パターン検査方法およびその装置
JPS61290312A (ja) 断面形状測定装置
US6879719B1 (en) Method for measurement of full-two dimensional submicron shapes
JP3243916B2 (ja) 円形状パターン計測・位置認識装置
JP3333680B2 (ja) 走査電子顕微鏡
JP2637711B2 (ja) 半導体パターン幅測定装置
JP2718396B2 (ja) 線幅計測方法
JP2870521B2 (ja) 電子線を用いた測長方法及び測長装置
JP2829968B2 (ja) 波形照合方法
JP3228436B2 (ja) 干渉縞の縞本数増加方法
JP2001241919A (ja) 変位測定装置
JP5417997B2 (ja) 撮像検査方法
JPH06160047A (ja) パターンマッチング方法
JPH05314161A (ja) 高精度位置認識方法
JP3274132B2 (ja) 外観検査用基準パターンの作成方法
US20030029997A1 (en) Method of precision calibration of magnification of a scanning microscope with the use of test diffraction grating

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees