JP4159512B2 - 画像パターン補正方法、及びそれを適用した模擬画像生成方法、並びにパターン外観検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、主として設計画像中のパターンを補正するための画像パターン補正方法、及びそれを適用した模擬画像生成方法、並びに外観検査方法に関する。

従来、レティクル，フォトマスクといった半導体集積回路に用いられるマスクの外観検査には、パターンの微細化に伴ってより高精度化が要求されている。これらのマスクは、露光の際に光を通す透過面と光を通さない遮光面とから成り、マスク上の画像パターンは２値的に表現することができる。このマスク上の画像パターンの設計データにおいて、透過面を白画素，遮光面を黒画素とする２値画像が設計画像として用いられているが、昨今では検査対象パターンの微細化により両者の境界に相当するパターンのエッジの位置をサブピクセルの精度で多階調画素で表現した画像が設計画像として用いられている。

図８は、従来の多階調で表現された設計画像を例示した模式図である。この設計画像では、１マスを１画素とし、透過面領域（図８中の画素ｐ３で示される領域）に存在する画素の画素値を１，遮光面領域（図８中の画素ｐ２で示される領域）に存在する画素の画素値を０としており、透過面と遮光面との境界が１画素の中央の位置にある場合には、図８中の画素ｐ１で示される境界線上の画素の画素値が０．５の列となることを示している。上述した半導体集積回路用のマスクは、こうした設計画像に基づいて、半導体基質に対して描画，エッチング等の加工を施すことにより作成される加工済パターンと見做すことができる。この加工済パターンに対してレーザー光や荷電粒子ビームを照射することで採取される実画像に合わせて対応した設計画像から参照画像を作成し、実画像及び参照画像を比較することで加工済パターンの外観検査を実行することができる。

即ち、参照画像は設計データ通りにパターンを加工できた場合に採取される画像を表現しており、実画像側にパターンの欠けや寸法の違い等の欠陥がある場合にはその相違が両者の差分となって現れることになる。従って、高精度な外観検査を行うためには、実画像上の正常なパターンとそれに対応した参照画像上のパターンとが正確に一致している必要があり、参照画像の作成の際にはパターン加工の際に生じるパターン変形と、光学系を用いて行われる画像採取での画像のぼけといった画像の劣化とを反映させなければならない。

一般に、設計データからマスクへの加工過程におけるパターン変形には、上述した通りのパターンの描画過程における変形と、エッチング等の化学過程における変形とがある。画像のぼけは、通常検査の際に走査するビームの強度分布を表現した点広がり関数の加工済パターンへの積和演算で表わされる線形劣化過程である。パターンの描画には電子ビームが使われることが多いが、この場合の描画過程におけるパターン変形は、描画に用いるビームの照射量を入力とした描画過程における半導体基質の応答関数である描画過程応答関数の出力で近似することができる。

即ち、電子ビームの強度分布は、ビーム中心からの距離ｒの関数ｆ（ｒ）として、ｆ（ｒ）＝Ａ_１ｅｘｐ（−ｒ^２／Ｂ_１ ^２）＋Ａ_２ｅｘｐ（−ｒ^２／Ｂ_２ ^２）なる関係式１で表わされ、マスク上の任意の一点における蓄積電荷量ｘは、その点を中心とした領域と関係式１の分布との積和演算で計算される。この蓄積電荷量ｘを入力とする描画過程応答関数の出力値は、描画過程後のその点におけるパターン描画精度を表わしている。描画過程応答関数の形は、図９に示されるような形になることが報告されている（非特許文献１参照）。

図９に示される描画過程応答関数は、横軸が蓄積電荷量，縦軸が描画により取り除かれる遮光物質量を表わしている。設計画像上において画素値０の遮光領域では描画電子ビームが照射されないために除去遮光物質量はゼロであり、画素値１の透過領域では描画電子ビームが十分照射され蓄積電荷量も大きくなり、その結果として遮光物質量が完全に取り除かれることになる。描画過程におけるパターン変形は、特に画像パターンにおけるコーナー部に生じる。その理由は、設計画像上でコーナー部が９０度で表現されていても、描画に用いる電子ビームが有限サイズのビーム口径を持っているため、ビーム口径の分が原理的にどうしても丸まってしまうことによる。従って、実画像におけるコーナー部が丸まって観測されることになり、実画像との一致度が高い参照画像を作成するためには、設計画像のコーナー部も実画像に合わせて補正する必要がある。

そこで、設計画像から実画像に類似した参照画像を作成する際に設計画像中の画像パターンにおけるコーナー部を補正する技術については、幾つかの公知技術が知られている。

具体的に言えば、公知例１に係るシステムの場合、多階調の設計画像を２値化する際にパターンのコーナー部で生じる量子化誤差に起因したパターン形状の不連続性（１画素分の凹凸の発生）を解消するため、多階調設計画像からテンプレートマッチングによってコーナー部を検出し、予め用意された２値コーナー画像のテンプレートをコーナー部に適用している（特許文献１参照）。

公知例２に係るシステムの場合、２値の設計画像において、パターンのコーナー部のビットを削除することでパターンのコーナー部の補正処理を実現している（特許文献２参照）。図１０は、この特許文献２に係る設計画像中のパターンのコーナー部を補正する技術を説明するために示した模式図であり、同図（ａ−１）は三角形のパターンの２次元マップに関するもの，同図（ａ−２）はそのビット表現に関するもの，同図（ｂ）は走査投影したビット列に関するもの，同図（ｃ−１）は三角形のパターンをコーナー部を変形した２次元マップに関するもの，同図（ｃ−２）はそのビット表現に関するものである。即ち、ここでは図１０（ａ−１）に示すような三角形のパターンがあった場合、そのビット表現は図１０（ａ−２）に示すようになるが、この２次元マップを図１０（ｂ）に示すようにｘ方向，ｙ方向に走査し、１個でも画素があれば「１」、なければ「０」とすることによりパターンをｘ方向，ｙ方向に投影した投影ビット列を得ておき、その投影ビット列の「０」と「１」との境界である図１０（ｂ）中に示した丸印を付した「１」の位置に相当するコーナー部の画素のビットを０とすることにより、図１０（ｃ−１）に示すようなコーナー部が変形された画像となると共に、図１０（ｃ−２）に示すような２次元マップとなる。

公知例３に係るシステムの場合、設計画像の各画素に対して円形やリング形といったフィルタを用いたフィルタ処理により設計画像の画素値を計算し、コーナー部を補正後の設計画像の画素値にしている（特許文献３参照）。図１１は、この特許文献３に係る設計画像中のパターンのコーナー部を補正する技術を説明するために示した模式図であり、同図（ａ）はフィルタの画素値に関するもの，同図（ｂ）はフィルタの係数和領域に関するものである。即ち、ここでは図１１（ａ）に示すようなフィルタが与えられた場合、フィルタ中心を通る列で分けられた２領域の一方の領域におけるフィルタ係数和をＭ１，中心を通る列におけるフィルタ係数和をＭ２とすると、Ｍ１，Ｍ２はそれぞれ図１１（ｂ）に示される領域での係数和を計算することになり、Ｍ１＝２６，Ｍ２＝２２となる。このフィルタと設計画像との積和演算の結果をＣとしたとき、コーナー部を補正した後の画素値Ｌ（Ｃ）は、Ｃ＜Ｍ１のときには０，（Ｍ１＋Ｍ２）≧Ｃ≧Ｍ１のときには（Ｃ−Ｍ１）／Ｍ２，Ｃ＞（Ｍ１＋Ｍ２）のときには１となる関係式２で計算される。

そこで、図８で示したような画素値１で表わされる透過面と画素値０で表わされる遮光面との直線境界が画素０．５で表現されている設計画像における関数Ｌの動作を説明する。但し、図８中では１マスが１画素を表わすものとする。図８中の画素ｐ１での積和演算の結果ＣはＣ＝Ｍ１×１＋Ｍ２×０．５であるので、関係式２よりＬ＝（Ｍ１＋Ｍ２×０．５−Ｍ１）／Ｍ２＝０．５となり、関数Ｌを作用させる前と同じ画素値となる。図８中の画素ｐ２での積和演算の結果ＣはＭ１より小さいためにＬ＝０となり、図８中の画素ｐ３での積和演算の結果Ｃは（Ｍ１＋Ｍ２）より大きいためにＬ＝１となる。即ち、関数Ｌは、直線パターン上の設計画像の画素の画素値を変化させず、コーナー部を構成する画素のみの画素値を変化させる関数となっている。

公知例４に係るシステムの場合も、同様に設計画像中のパターンのコーナー部を補正する技術が開示されている（特許文献４参照）。図１２は、この特許文献４に係る設計画像中のパターンのコーナー部を補正する技術を説明するために示した模式図であり、同図（ａ）は光学近接効果補正マスクのメインパターンのコーナー部にセリフと呼ばれる補助パターンを付加した状態に関するもの，同図（ｂ）はテンプレートを用いたマッチング処理でセリフが検出された状態に関するもの，同図（ｃ）はセリフの検出に際してコーナー部が破線で囲われた状態に関するもの，同図（ｄ）はコーナー部の補正処理後状態に関するものである。即ち、ここでは図１２（ａ）に示されるような光学近接効果補正マスクのメインパターンのコーナー部に付加されるセリフと呼ばれる補助パターンの補正処理として、図１２（ｂ）に示されるようなテンプレートを用いたマッチング処理により図１２（ｃ）に示される破線で囲ったコーナー部のセリフを検出し、検出されたセリフに対してそのサイズ，形状，描画特性に応じた適切な修正を施すことにより、図１２（ｄ）に示されるようなコーナー部に簡易な補正処理が行われることを示している。

公知例５に係るシステムの場合には、設計画像のコーナー部に対して円，楕円，直線，或いは他の方法で記述した曲線を適用し、実際のパターンのコーナー部の形状に近くなるように補正している（特許文献５参照）。

公知例６に係るシステムの場合には、パターンのコーナー部の凹凸の別、及び９０度，４５度，１３５度の角度別にコーナー部を補正する度合いを決めることにより、設計画像におけるパターンのコーナー部を補正している（特許文献６参照）。

Ｙ．Ｃ．パティ他著「アン・エラー・メジャー・ドーズ・コレクション・イン・イービーム・ナノリソグラフィー」ジャーナル・バキューム・サイエンス・テクノロジーＢ８（６）、１９９０年、ｐｐ．１８８２−１８８８（Ｙ．Ｃ．Ｐａｔｉ ｅｔ ａｌ，"ａｎ ｅｒｒｏｒ ｍｅａｓｕｒｅ ｄｏｓｅ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ｅ−ｂｅａｍ ｎａｎｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ"，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ ８（６），Ｎｏｖ／Ｄｅｃ １９９０，ｐ．１８８２−ｐ．１８８８） 特開平５−２０５０４６号公報（要約） 特開平５−３４６４０５号公報（要約） 特開平１１−３０４４５３号公報（要約、第５頁、図８〜図１０） 特開２０００−１０６３３６号公報（要約、第６頁〜第８頁、図４，図７） 特開２００１−３３８３０４号公報（要約、第４頁〜第６頁、図７） 特開２００３−１０７６６９号公報（要約、第８頁）

上述した特許文献１〜特許文献６に係る設計画像中のパターンにおけるコーナー部を補正する技術の場合、何れについても描画ビームの特性に由来するパターン間の隣接関係に依存したパターン変形を適確に表現できないため、結果として設計画像中のパターンを精度良く補正し難いという問題がある。

一般に、描画ビームに電子ビームを用いた場合のパターンの描画精度は、電子ビームがパターンに照射されることによって蓄積される電荷量の和、即ち、設計画像と描画ビーム強度分布との積和の関数となっている。

図１３は、光学近接効果補正マスクの加工済パターン走査実画像を例示した模式図である。この光学近接効果補正マスクを例として、特許文献４に係る技術を留意すれば、ここではメインパターンのコーナー部に付与された小矩形のセリフのうち、自身近傍に同じセリフが存在するセリフの方が周囲にセリフが存在しないセリフよりも明瞭に描画されていることが分かる。

図１４は、図１３に示す加工済パターン走査実画像における描画電子ビームとセリフとの関係を示した模式図であり、同図（ａ）は一形態に関するもの，同図（ｂ）は他形態に関するもの，同図（ｃ）は別形態に関するものである。即ち、ここでは描画電子ビームが或る程度広がりを持つため、図１４（ａ）に示されるように近傍に自身とは別のセリフＢが存在するセリフＡは、自身が描画電子ビームの照射を受けるとき以外に図１４（ｂ）に示されるようにセリフＢへのビーム照射の際に描画電子ビームの裾野がセリフＡにかかり、その分が追加されて電荷蓄積されるのに対し、図１４（ｃ）に示されるようなセリフＣは自身がビーム照射を受けるとき以外には電荷を蓄積することがないので、このような蓄積電荷量の差がセリフの観測結果の差となることを示している。

そこで、上述した特許文献１〜特許文献６に係る技術における問題の要点を説明すれば、特許文献１，特許文献２の場合、パターンにおけるコーナー部の補正処理を精度の低い２値の設計画像に対して行うものであり、又パターンにおけるコーナー部の補正に関してもテンプレートとして用意したコーナー部の画像に置き換えたり、或いはパターンにおけるコーナー部の画素に対して一律にビットを削除するだけのものであるので、図１２に示した光学近接効果補正マスクの画像のようなパターン間の隣接関係を考慮に入れる必要があるパターンにおけるコーナー部の補正処理に用いることはできないという問題がある。

特許文献３の場合、フィルタ処理であるためにパターン間の隣接関係を考慮することはできても、フィルタの形状が描画に用いる描画電子ビームの特性とは全く無関係な形状のフィルタであることや、フィルタ処理の結果を補正後の画素値に変換する関係式２の関数がＭ１，Ｍ２の値（即ち、フィルタの形状）で一意に決まってしまうことにより、加工済パターン上におけるコーナー部の変形を任意の精度で補正することができないという問題がある。

特許文献４の場合、パターン間の隣接関係を考慮していない上、セリフの検出にテンプレートマッチングを用いているために任意の角度のコーナー部に任意のサイズでセリフが付加される場合には全部の組み合わせのテンプレートが必要になってしまい、検出処理だけで多大な時間を要してしまうという問題はある。

特許文献５の場合、パターンにおけるコーナー部を何らかの幾何的な形状で置き換えているが、これも描画電子ビームの特性やパターン間の隣接関係が考慮されていないため、実画像のパターンにおけるコーナー部の変形を高精度で表わすことができないという問題がある。

特許文献６の場合においても、同様にパターン間の隣接関係を考慮していないため、実画像のパターンにおけるコーナー部の変形を高精度で表わすことができないという問題がある。

本発明は、このような問題点を解決すべくなされたもので、その技術的課題は、描画ビームの特性に由来するパターン間の隣接関係に依存したパターン変形を適確に表現でき、設計画像中におけるパターン（特にコーナー部）を簡易に精度良く補正し得る画像パターン補正方法、及びそれを適用した高精度な模擬画像生成方法、並びにパターン外観検査方法を提供することにある。

本発明によれば、設計画像中のパターンを補正するための画像パターン補正方法において、パターンの補正を該パターンにあっての基質上への加工過程を表現した特性フィルタを用いた該基質の各箇所で該パターンに基づいてなされる加工と該基質の応答関数とを用いて行う画像パターン補正方法が得られる。

又、本発明によれば、上記画像パターン補正方法において、特性フィルタを表現するための基質上への加工は、描画電子ビームでなされると共に、該描画電子ビームの広がり強度分布を用いた計算により画像パターン補正方法が得られる。

更に、本発明によれば、上記何れかの画像パターン補正方法において、応答関数は、基質の描画電子ビームによる蓄積電荷量に対する該基質に関するものを用いた特性である画像パターン補正方法が得られる。

一方、本発明によれば、設計画像を入力して該設計画像中のパターン補正処理を行った出力画像に対して画像劣化処理を行うことにより模擬画像を生成する模擬画像生成方法において、パターン補正処理として、上記何れか一つの画像パターン補正方法を採用した模擬画像生成方法が得られる。

他方、本発明によれば、加工済パターンをビーム走査して電気信号に変換して得られる実画像，並びに該加工済パターンに対応した設計画像からパターン加工過程と該実画像の取得時の光学系による画像劣化過程とを考慮して得られる参照画像を入力して該実画像及び該参照画像を比較することにより該加工済パターン中の欠陥の有無の判定結果を出力するパターン外観検査方法において、設計画像中のパターンに対するパターン補正処理として上記何れか一つの画像パターン補正方法を適用したパターン外観検査方法が得られる。

又、本発明によれば、上記パターン外観検査方法において、パターン補正処理は、設計画像を入力とする特性フィルタの１個のものによる処理、及び該特性フィルタ処理の結果を入力とする応答関数の１個のものにより行われるパターン外観検査方法が得られる。このパターン外観検査方法において、特性フィルタは、描画電子ビーム強度分布で表わされること、或いは応答関数として、蓄積電荷量に対する基質に関するものを用いたことは好ましい。

更に、本発明によれば、上記パターン外観検査方法において、パターン補正処理は、設計画像を入力とする特性フィルタの複数個による処理と該特性フィルタの複数個のものの処理結果を入力とする応答関数の複数個による出力値とを統合することによって行われるパターン外観検査方法が得られる。このパターン外観検査方法において、特性フィルタの複数個のもののうちの少なくとも１個のものが描画ビーム電子強度分布で表わされること、或いは応答関数の複数個のもののうちの少なくとも１個のものが蓄積電荷量に対する基質に関するものを用いたことは好ましい。

加えて、本発明によれば、上記パターン外観検査方法において、特性フィルタと画像劣化過程を再現するためのフィルタとを統合することにより生成された統合フィルタを用いて参照画像を生成するパターン外観検査方法が得られる。尚、上記何れか一つの画像パターン補正方法，上記模擬画像生成方法，上記何れか一つのパターン外観検査方法における基質が半導体製造で用いられるマスクであるマスク処理方法とすることは好ましい。

本発明の画像パターン補正方法の場合、設計画像中のパターンを補正する際、パターンの基質上への加工過程を表現した特性フィルタを用いた基質の各箇所でパターンに基づいてなされる加工と基質の応答関数とを用いて行うため、設計画像中のパターン補正処理にパターンの加工過程特性を取り込むことにより、テンプレートマッチングを用いることなくパターン間の隣接関係を考慮した高精度なパターン補正処理を簡易に行うことができるようになる。又、本発明の場合、設計画像を入力して設計画像中のパターン補正処理を行った出力画像に対して画像劣化処理を行うことにより模擬画像を生成する模擬画像生成方法についても、パターン補正処理に同様なパターンの加工過程特性を取り込むことにより、簡易に高精度な模擬画像を生成し得るようになる。更に、本発明の場合、加工済パターンをビーム走査して電気信号に変換して得られる実画像，並びに加工済パターンに対応した設計画像からパターン加工過程と実画像の取得時の光学系による画像劣化過程とを考慮して得られる参照画像を入力して実画像及び参照画像を比較することにより加工済パターン中の欠陥の有無の判定結果を出力するパターン外観検査方法においても、設計画像中のパターンに対するパターン補正処理に同様なパターンの加工過程特性を取り込むことにより、加工済パターンとそれに対応した設計画像中のパターンとの相違が設計画像中のパターンを補正することにより解消されるようになり、実画像で観測されるパターンにおけるコーナー部と一致したパターンにおけるコーナー部を参照画像上で実現することができるため、結果として高精度にパターン外観検査を行うことができるようになる。

本発明の最良の形態に係る画像パターン補正方法は、設計画像中のパターンを補正する際、パターンの補正をパターンにあっての基質上への加工過程を表現した特性フィルタを用いた基質の各箇所でパターンに基づいてなされる加工と基質の応答関数とを用いて行うものである。但し、特性フィルタを表現するための基質上への加工は、描画電子ビームでなされると共に、描画電子ビームの広がり強度分布を用いた計算により表わされるものとし、応答関数は、基質の描画電子ビームによる蓄積電荷量に対する基質に関するものを用いた特性であることが望ましい。

又、本発明の画像パターン補正方法は、設計画像を入力して設計画像中のパターン補正処理を行った出力画像に対して画像劣化処理を行うことにより模擬画像を生成する模擬画像生成方法において、パターン補正処理として採用したり、或いは、加工済パターンをビーム走査して電気信号に変換して得られる実画像，並びに加工済パターンに対応した設計画像からパターン加工過程と実画像の取得時の光学系による画像劣化過程とを考慮して得られる参照画像を入力して実画像及び参照画像を比較することにより加工済パターン中の欠陥の有無の判定結果を出力するパターン外観検査方法において、設計画像中のパターンに対するパターン補正処理として採用すれば有効である。

但し、後者のパターン外観検査方法については、パターン補正処理を設計画像を入力とする特性フィルタの１個のものによる処理、及び特性フィルタ処理の結果を入力とする応答関数の１個のものにより行われるものとし（この場合には特性フィルタは描画電子ビーム強度分布で表わされ、応答関数として蓄積電荷量に対する基質に関するものを用いる）、或いは設計画像を入力とする特性フィルタの複数個による処理と特性フィルタの複数個のものの処理結果を入力とする応答関数の複数個による出力値とを統合することによって行われるものとする（この場合には特性フィルタの複数個のもののうちの少なくとも１個のものが描画ビーム電子強度分布で表わされ、応答関数の複数個のもののうちの少なくとも１個のものが蓄積電荷量に対する基質に関するものを用いる）ことが望ましい。更に、後者のパターン外観検査方法については、特性フィルタと画像劣化過程を再現するためのフィルタとを統合することにより生成された統合フィルタを用いて参照画像を生成することも望ましい。

即ち、本発明の画像パターン補正方法では、従来の技術的課題を解決するため、パターン加工過程の一つである描画過程におけるパターン変形を補正する手法として、描画電子ビームの強度分布を表わすフィルタを描画過程の特性を表わす加工過程特性フィルタとし、且つ図９に示した描画過程応答関数を描画過程の基質の応答を表わす加工過程応答関数と見做し、加工過程特性フィルタと設計画像との積和演算によって各画素における蓄積電荷量を算出し、更に得られた蓄積電荷量を加工過程応答関数に入力して補正後のパターンを出力する。

この画像パターン補正方法を実施するための画像パターン補正装置は、加工過程特性フィルタ処理実行手段と加工過程応答関数計算手段とにより構成される設計画像補正実行手段を有する。

加工過程特性フィルタ処理実行手段では、設計画像Ｇ中の各画素に対して関係式１で表わされる描画電子ビーム強度分布と等価の係数を持つ加工過程特性フィルタＦとの積和演算（Ｆ＊Ｇ）を行い、加工過程応答関数計算手段では、図９で示された描画過程応答関数を図１に示されるようなシグモイド関数Ｓ（ｘ）として、Ｓ（ｘ）＝｛１＋ｅｘｐ（−βｘ）｝^−１なる関係式３で近似する。即ち、図１は、本発明の画像パターン補正方法で用いる描画過程応答関数に近似されるシグモイド関数を例示したものである。

更に、加工過程応答関数を関係式３のシグモイド関数Ｓ（ｘ）とし、加工過程特性フィルタ処理実行手段で計算された各画素が持つ積和演算（Ｆ＊Ｇ）の値にバイアスαを足した特徴量ＣをＣ＝（Ｆ＊Ｇ）＋αなる関係式４で得る。これにより、関係式４を加工過程応答関数であるシグモイド関数Ｓ（ｘ）の関係式３の入力とすれば、画像ＨをＨ＝Ｓ（Ｃ）なる関係式５で算出できるので、この関係式５の画像Ｈをパターン補正処理後の設計画像として出力する。

係る画像パターン補正装置の設計画像補正実行手段では、実際の描画電子ビーム強度分布と等価の係数を持つ加工過程特性フィルタと設計画像との積和演算値を補正の際に用いている。このため、各画素で計算される積和演算値は、電子描画ビームを用いた際の各画素における蓄積電荷量に相当したものとなる。光学近接補正マスクにおけるセリフの場合、周辺にパターンが存在しないセリフとフィルタとの積和演算で得られる値は、周辺にパターンがあるセリフに比べてフィルタ内のパターン面積が少ない分だけ小さくなることにより、パターンの疎密をテンプレートを用いることなく積和演算値の相違によって表現することが可能となる。更に、描画電子ビーム強度を表わすフィルタの形状と独立に制御できる加工過程応答関数とにより、パターンの粗密による描画精度の相違を任意の精度で表現することが可能となる。

以下は、本発明の画像パターン補正方法を実施するための画像パターン補正装置について、幾つかの実施例を挙げて具体的に説明する。

図２は、本発明の実施例１に係る画像パターン補正装置の基本機能を示したブロック図である。

この実施例１に係る画像パターン補正装置は、加工済パターンをレーザー光や荷電粒子ビーム等で走査して電気信号へ変換することにより実画像として画像化する加工済パターン走査実画像入力手段１と、設計データを画像として取り込む設計データ入力手段２と、設計画像補正処理に用いる加工過程特性フィルタ形状や加工過程応答関数の形を計算する設計画像補正処理フィルタ係数計算手段３と、画像劣化再現フィルタ処理に用いる画像劣化再現フィルタ形状を計算する画像劣化再現フィルタ係数計算手段４と、設計画像中のパターンを実画像に合わせて補正する設計画像補正処理実行手段５と、走査に用いた光学系に起因する実画像の劣化を再現するフィルタ処理を設計画像補正処理実行手段５の出力画像に対して行って参照画像として出力する画像劣化再現フィルタ処理実行手段６と、加工済パターン走査実画像入力手段１で得られた実画像と画像劣化再現フィルタ処理実行手段６で得られた参照画像とを比較してパターン外観検査を実行する画像比較手段７と、画像比較手段７における比較結果としてパターン外観検査結果を出力する検査結果出力手段８とを備えて構成される。

この画像パターン補正装置では、図２中の破線で囲まれた設計画像補正実行手段５が新規な機能部分となっている。図３は、この設計画像補正実行手段５の細部機能を示したブロック図である。

図３を参照すれば、設計画像補正実行手段５は、設計データ入力手段２の出力である設計画像に対して加工過程特性フィルタを用いたフィルタ処理を行う加工過程特性フィルタ処理実行手段１１と、そのフィルタ処理の実行結果を加工過程応答関数に入力して出力値を計算する加工過程応答関数計算手段１２とから構成されている。

そこで、以下は、図２及び図３を参照してこの画像パターン補正装置における全体の動作を説明する。尚、以下の説明では、加工過程として描画過程に注目し、描画ビームとして電子ビームを使用する。

この画像パターン補正装置において、加工済パターン走査実画像入力手段１では、加工済パターンをレーザー光や荷電粒子ビームで走査して電気信号へ変換することにより実画像として取得し、画像比較手段７へ出力する。

設計データ入力手段２では、加工済パターン走査実画像入力手段１で走査した加工済パターンに対応した設計データを取り込んで設計画像として設計画像補正処理実行手段５へ出力する。

設計画像補正処理フィルタ係数計算手段３では、予め用意された関係式１の描画電子ビーム強度分布のパラメータＡ_１，Ａ_２，Ｂ_１，Ｂ_２、関係式４のα、及び関係式３のβを補正処理パラメータとして読み込み、描画過程の特性を表わす関係式１の描画電子ビーム強度分布と等価の係数を持つ特性フィルタを加工過程特性フィルタとした上、関係式３の応答関数を加工過程応答関数として計算し、設計画像補正処理実行手段５へ出力する。

設計画像補正処理実行手段５では、設計データ入力手段２から出力された設計画像に対して、設計画像補正処理フィルタ係数計算手段３で算出された加工過程特性フィルタと加工過程応答関数とを用いてパターンの補正処理を行い、そのパターン補正処理画像を画像劣化再現フィルタ処理実行手段６へ出力する。

画像劣化再現フィルタ係数計算手段４では、加工済パターンの走査に用いた光学系に起因する実画像中のぼけを再現するためのぼけ関数の広がりをパラメータとして読み込み、画像劣化再現フィルタの形状を計算して画像劣化再現フィルタ処理実行手段６へ出力する。

画像劣化再現フィルタ処理実行手段６では、設計画像補正処理実行手段５から出力されるパターン補正処理画像に対して、画像劣化再現フィルタ係数計算手段４で算出された画像劣化再現フィルタの形状に従った画像劣化再現処理が行われ、その結果を参照画像として画像比較手段７へ出力する。

画像比較手段７では、加工済パターン走査実画像入力手段１で得られた実画像と画像劣化再現フィルタ処理実行手段６で得られた参照画像とが然るべき基準で比較され、その比較結果を検査結果出力手段８へ出力する。そこで、検査結果出力手段８では、画像比較手段７から出力された比較結果であるパターン外観検査の結果を出力する。

ところで、図３を参照すれば、設計画像補正処理実行手段５では、加工過程特性フィルタ処理実行手段１１が設計画像補正処理フィルタ係数計算手段３で算出された加工過程特性フィルタを用いた積和演算を入力された設計画像の各画素に対して実行し、加工過程応答関数計算手段１２が設計画像中の各画素に対して加工過程特性フィルタ処理実行手段１１で計算した積和演算値に関係式４のαを加えた値を設計画像補正処理フィルタ係数計算手段３で算出された加工過程応答関数に入力してその出力値をパターン補正処理後の設計画像の画素値（パターン補正処理画像）とする。

図４は、この実施例１に係る画像パターン補正装置の基本動作を示したフローチャートである。

この画像パターン補正装置の場合、図２及び図３のブロック図を参照すれば、図２の構成との対比でステップＡ１が図２における加工済パターン走査実画像入力手段１、ステップＡ２が設計データ入力手段２、ステップＡ３，Ａ４が設計画像補正処理フィルタ係数計算手段３、ステップＡ５が画像劣化再現フィルタ係数計算手段４、ステップＡ６〜Ａ１３が設計画像補正処理実行手段５、ステップＡ１４が画像劣化再現フィルタ処理実行手段６、ステップＡ１５が画像比較手段７、ステップＡ１６が検査結果出力手段８のそれぞれの動作を表わし、又図３の構成との対比でステップＡ８が加工過程特性フィルタ処理実行手段１１、ステップＡ９が加工過程応答関数計算手段１２のそれぞれの動作を表わす。

具体的に言えば、ステップＡ１では、加工済パターンに対してレーザーや荷電粒子ビームによる走査を行って電気信号に変換し、Ａ×Ａの実画像としてＡ×Ａの配列ＲｅａｌＩｍｇ［Ａ］［Ａ］に保存する。ステップＡ２では、ステップＡ１で取り込んだ実画像（加工済パターン）に対応した設計データを画像化し、Ａ×Ａの配列Ｄｅｓｉｇｎ［Ａ］［Ａ］に保存する。ステップＡ３では、加工過程特性フィルタのサイズがＭ×Ｍと設定され、関係式１中のＡ_１，Ａ_２，Ｂ_１，Ｂ_２、関係式３中のβ、及び関係式４中のαの値が与えられる。ステップＡ４では、ステップＡ３で入力されたＡ_１，Ａ_２，Ｂ_１，Ｂ_２を用い、関係式１の分布と同じ形状のフィルタＦ［Ｍ］［Ｍ］が算出され、配列に保存される。ステップＡ５では、画像劣化再現フィルタのサイズがＮ×Ｎと設定され、加工済パターンの走査に用いた光学系に起因した画像劣化として、パターン走査ビームの広がりをパラメータとして読み込んで画像のぼけを表現（画像劣化過程を再現）するぼかしフィルタＰ［Ｎ］［Ｎ］が算出され、配列に保存される。

ステップＡ６，Ａ７では配列の添字ｊ＝１，ｉ＝１が初期化設定される。ステップＡ８では、設計画像Ｄｅｓｉｇｎ中の画素（ｉ，ｊ）を中心としたＭ×Ｍの領域でフィルタ（配列）Ｆを用いた積和演算が行われ、その結果が積和演算値Ｃとして保存される。ステップＡ９では、ステップＡ８で得られた積和演算値Ｃと、ステップＡ３で得られたパラメータα，βとから補正処理後の画素値Ｃ′をＣ′＝１／（１＋ｅｘｐ｛−β（Ｃ＋α）｝）として算出したものを画素（ｉ，ｊ）のパターン補正処理後の画像値とし、配列Ｄｅｓｉｇｎ′にＤｅｓｉｇｎ′［ｉ］［ｊ］＝Ｃ′として保存する。ステップＡ１０では、ｉ＝Ａであるか否かを判定し、ｉ＝Ａであれば引き続いてステップＡ１１でｊ＝Ａであるか否かを判定するが、ここでｉ＝ＡでなければステップＡ１２でｉ＝ｉ＋１としてからステップＡ７のｉ＝１の後にリターンし、ｊ＝ＡでなければステップＡ１３でｊ＝ｊ＋１としてからステップＡ６のｊ＝１の後にリターンするようにし、画像Ｄｅｓｉｇｎの全画素が補正されるまで、ステップＡ８、Ａ９の処理を繰り返す。

ｊ＝Ａである場合のステップＡ１４では、補正処理後の設計画像である配列Ｄｅｓｉｇｎ′に対して、ステップＡ５で設定されたフィルタ（配列）Ｐを用いた積和演算処理が行われ、ぼかされたパターン補正処理後の設計画像が参照画像として配列ＲｅｆＩｍｇ［Ａ］［Ａ］に保存される。ステップＡ１５では、ステップＡ１で得られた実画像ＲｅａｌＩｍｇとステップＡ１４で得られた参照画像ＲｅｆＩｍｇとが比較され、然るべき基準によりパターン外観検査を実行する。ステップＡ１６では、ステップＡ１５で行われた検査結果を出力する。

尚、実施例１に係る画像パターン補正装置の場合、描画ビーム強度分布を得るために電子ビームを使用する場合を説明したが、描画ビーム強度分布は用いる描画ビームの種類に合わせて形を変えるようにしても良い。又、描画過程における応答関数として、描画ビームが電子ビームである場合を想定したシグモイド関数を説明したが、描画ビームが他のビームの場合にはそれに合わせた描画過程応答関数を用いても良い。更に、パターン加工過程として描画過程を例にして説明したが、エッチング等の化学過程を表現する特性フィルタと応答関数とを用いて設計画像の補正を行うようにすることも可能である。

図５は、本発明の実施例２に係る画像パターン補正装置に備えられる設計画像補正実行手段５′の細部機能を示したブロック図である。

実施例２に係る画像パターン補正装置は、加工過程特性フィルタ処理に用いるフィルタがｎ個（ｎ≧１）あると共に、加工過程応答関数の計算に用いる応答関数がｍ個（ｍ≧２）ある場合に設計画像補正処理を実行するものである。

ここでの設計画像補正処理実行手段５′の場合、設計データ入力手段２の出力である設計画像に対して１，２，…，ｎ（但し、ｎ≧１）個の加工過程特性フィルタ処理実行手段１１_１〜１１_ｎにおいてそれぞれ加工過程特性フィルタ１〜ｎによるフィルタ処理が実行され、各加工過程特性フィルタ処理実行手段１１_１〜１１_ｎの出力結果をそれぞれ１，２，…，ｍ（≧２）個の加工過程応答関数計算手段１２_１〜１２_ｍに入力し、各加工過程応答関数計算手段１２においてそれぞれ加工過程応答関数１〜ｍの出力値を計算して加工過程応答関数出力値統合手段１３へ出力し、加工過程応答関数出力値統合手段１３において各加工過程応答関数計算手段１２_１〜１２_ｍの出力を統合してパターン補正処理後の設計画像として出力する。

即ち、この設計画像補正処理手段５′を図３に示した設計画像補正処理手段５と比較すると、構成上において加工過程特性フィルタ処理実行手段１１がｎ（≧１）個分備えられ、加工過程応答関数計算手段１２がｍ（≧２）個分備えられ、且つ各加工過程応答関数計算手段１２_１〜１２_ｍの出力を統合するための加工過程応答関数出力値統合手段１３が追加されている点が相違している。

以下は、図５を参照してこの画像パターン補正装置における全体の動作を説明する。但し、ここでは説明を簡単にするため、１個の加工過程特性フィルタと２個の加工過程応答関数とを用いてパターンのコーナー部でのみ補正処理を行い、それ以外の部分では補正処理を行わない場合について説明する。

ここでは、関係式２の関数Ｌが積和演算値Ｃに関する折れ線関数となるが、折れ線関数を図９で示した描画過程の応答関数の粗い近似とみなすことにより、関係式２のＬを関係式３のシグモイド関数と共に２個目の応答関数として設計画像のパターン補正処理を実行する。但し、応答関数Ｌを用いるにあたっては、描画電子ビーム強度分布を表わすフィルタのうち、図１１（ｂ）に示したようなフィルタ中心を通る列で分けられる２領域の一方におけるフィルタ係数和をＭ１，フィルタ中心を通る列におけるフィルタ係数和をＭ２とする。尚、関係式１の描画電子ビーム強度分布は対称分布であるため、図１１（ｂ）の左側領域における係数和をＭ１としても同じ結果となる。パターン補正処理前の設計画像上の画素Ｐｉｘにおける画素値をｑ、画素Ｐｉｘにおける加工過程特性フィルタと設計画像との積和演算値（積和演算結果）Ｃとし、関係式４のα、関係式３のβ、及びフィルタ係数和Ｍ１，Ｍ２から関係式３の関数Ｓと関係式２の関数Ｌとを計算し、｛１−ｅｘｐ（−｛ｑ−Ｌ（Ｃ）｝^２／γ^２｝）｝Ｓ（Ｃ）＋ｅｘｐ（−｛ｑ−Ｌ（Ｃ）｝^２／γ^２）Ｌ（Ｃ）で表わされるような関係式６の線形結合した結果をパターン補正処理後の画素Ｐｉｘの画素値とする。

この関係式６を用いれば、γの値を調整することでパターンのコーナー部以外のパターンで応答関数Ｌの係数を１、パターンのコーナー部では応答関数Ｓの係数を１とすることができるので、パターンのコーナー部でのみ描画過程特性を反映した補正処理が行われ、直線パターンでは補正が行われないようにすることができる。

図５における加工過程特性フィルタ処理実行手段１１_１では、図２の設計画像補正処理フィルタ係数計算手段３において補正処理パラメータから計算された関係式１の描画電子ビーム強度分布と等価の係数を持つ加工過程特性フィルタ１を用い、設計画像に対する積和演算が行われる。１個目の加工過程応答関数計算手段１２_１では、加工過程応答関数として、加工過程特性フィルタ処理実行手段１１_１の積和演算結果と図２の設計画像補正処理フィルタ係数計算手段３で入力された補正処理パラメータの関係式３のシグモイド関数のβ、及び関係式４のαとを用いて関係式３の関数Ｓの値を各画素について計算する。

２個目の加工過程応答関数計算手段１２_２では、加工過程応答関数として、加工過程特性フィルタ処理実行手段１１_１の積和演算結果と関係式２とから関数Ｌの値を各画素について計算する。加工過程応答関数出力値統合手段１３では、各画素における関数Ｓと関数Ｌの値とを関係式６に従って線形結合してパターン補正処理後の設計画像として出力する。

図６は、この実施例２に係る画像パターン補正装置の基本動作を示したフローチャートである。

この画像パターン補正装置の場合、図２及び図５のブロック図を参照すれば、図２の構成との対比でステップＢ１が加工済パターン走査実画像入力手段１、ステップＢ２が設計データ入力手段２、ステップＢ３〜Ｂ５が設計画像補正処理フィルタ係数計算手段３、ステップＢ６が画像劣化再現フィルタ係数計算手段４、ステップＢ７〜Ｂ１６が設計画像補正処理実行手段５、ステップＢ１７が画像劣化再現フィルタ処理実行手段６、ステップＢ１８が画像比較手段７、ステップＢ１９が検査結果出力手段８のそれぞれの動作を表わし、又図５の構成との対比でステップＢ９が加工過程特性フィルタ処理実行手段１１_１、ステップＢ１０，Ｂ１１が加工過程応答関数計算手段１２_１，１２_２、ステップＢ１２が加工過程応答関数出力値統合手段１３のそれぞれの動作を表わす。

尚、図６中のステップＢ１，Ｂ２はそれぞれ図４中のステップＡ１，Ａ２と、図６中のステップＢ４，Ｂ６はそれぞれ図４中のステップＡ４，Ａ５と、図６中のステップＢ７〜Ｂ９はそれぞれ図４中のステップＡ６〜Ａ８と、図６中のステップＢ１３〜Ｂ１９はそれぞれ図４中のステップＡ１０〜Ａ１６と同じ動作を行うので、これらの説明部分は省略する。

相違部分について説明すれば、ステップＢ３では、加工過程特性フィルタのサイズをＭ×Ｍとし、関係式１中のＡ_１，Ａ_２，Ｂ_１，Ｂ_２、関係式３中のβ、関係式４中のαの値、及び応答関数計算結果の統合に用いる関係式６のγが与えられる。ステップＢ５ではフィルタ（配列）Ｆに対して図１１（ｂ）に示したように、フィルタ中心を通る列で分けられるフィルタの２領域の一方の係数和がＭ１、フィルタ中心を通る列におけるフィルタ係数和がＭ２として算出される。ステップＢ１０では、積和演算値Ｃとαとから関係式５に従って応答関数Ｓの出力をＣ１′＝１／（１＋ｅｘｐ｛−β（Ｃ＋α）｝）として計算する。ステップＢ１１では、応答関数Ｌの出力Ｃ２′をフィルタ係数和Ｍ１，Ｍ２と積和演算値Ｃとから関係式２に従って計算する。ステップＢ１２では、δ＝Ｃ２′−Ｄｅｓｉｇｎ［ｉ］［ｊ］とし、γを用いて関係式６に従ってＣ′−（１−ｅｘｐ｛−δ×δ／（γ×γ）｝）×Ｃ１′＋ｅｘｐ｛−δ×δ／（γ×γ）｝×Ｃ２′で得られるＣ′を画素（ｉ，ｊ）におけるパターン補正処理後の画素値（Ｃ１′，Ｃ２′が線形に統合され、その結果がパターン補正処理後の設計画像の画素値となる）とし、配列Ｄｅｓｉｇｎ′［ｉ］［ｊ］＝Ｃ′として保存する。

尚、この実施例２に係る画像パターン補正装置の場合、１個の加工過程特性フィルタ処理実行手段１１_１が加工過程特性フィルタ１を備え、２個の加工過程応答関数計算手段１２_１，１２_２が加工過程応答関数１，２を有する場合を説明したが、加工過程特性フィルタ処理実行手段（加工過程特性フィルタ）や加工過程応答関数計算手段（加工過程応答関数）の個数はこれに制限されるものでなく、任意に設定することが可能である。又、ここでは特性過程応答関数の出力値の統合方法として線形結合する場合を例に説明したが、これに代えて平均画像を用いたり、或いは差画像を用いたりすることで統合することも可能である。更に、ここでは特性過程応答関数の出力値の統合方法としてパターン補正処理後の設計画像を１個出力する構成として説明したが、画像劣化再現フィルタ処理で複数個のフィルタを用いる場合等に合わせて、補正処理後の設計画像を複数個出力するように構成することも可能である。

図７は、本発明の実施例３に係る画像パターン補正装置の基本機能を示したブロック図である。

実施例３に係る画像パターン補正装置は、加工過程応答関数が線形関数であり、画像劣化再現フィルタ処理が積和演算のような線形処理である場合に加工過程特性フィルタと画像劣化再現フィルタとを統合することにより、設計画像補正処理と画像劣化再現フィルタ処理とを１つに纏めて行うものである。

即ち、この画像パターン補正装置を図２に示した画像パターン補正装置と比較すると、構成上において設計画像補正処理における加工過程特性フィルタ処理で用いるフィルタと画像劣化再現フィルタ処理で用いるフィルタとを統合するフィルタ統合手段２０が存在し、且つ設計画像補正処理実行手段５と画像劣化再現フィルタ処理実行手段６とが統合された統合フィルタ処理実行手段２１とが備えられた点が相違している。

以下は、図７を参照してこの画像パターン補正装置における全体の動作を説明する。但し、ここでは加工過程として描画過程に注目し、描画ビームとして電子ビームを使用する。又、線形の加工過程応答関数として、描画電子ビームの積和演算値をそのまま出力する恒等関数を想定する。従って、設計画像Ｇに描画電子ビーム強度分布と等価の係数を持つ加工過程特性フィルタＦの積和演算を施し、その後に画像劣化再現フィルタＰによる積和演算を施す参照画像生成過程は、Ｐ＊（Ｆ＊Ｇ）＝（Ｐ＊Ｆ）＊Ｇなる関係式７のようになる。これにより、統合されたフィルタはＰ＊Ｆなる関係式８の積和演算を実行するのと同等の処理となる。尚、加工済パターン走査実画像入力手段１，設計データ入力手段２，設計画像補正処理フィルタ係数計算手段３，及び画像劣化再現フィルタ係数計算手段４と、画像比較手段７，検査結果出力手段８とは、何れも図２に示した画像パターン補正装置に備えられるものと同様であるので、説明は省略する。

この画像パターン補正装置の場合、フィルタ統合手段２０では、設計画像補正処理フィルタ係数計算手段３で設定された描画電子ビーム強度分布と等価の係数を持つ加工過程特性フィルタＦと画像劣化再現フィルタ係数計算手段４で設定された画像劣化再現フィルタＰとに対して関係式８で表わされる積和演算処理が行われ、統合フィルタＱが作成される。統合フィルタ処理実行手段２１では、設計画像に対して統合フィルタＱを用いた積和演算処理が実行され、統合フィルタ処理後の設計画像として出力される。

本発明の画像パターン補正方法の場合、設計画像を入力して設計画像中のパターン補正処理を行った出力画像に対して画像劣化処理を行うことにより模擬画像を生成する模擬画像生成方法についても有効に適用でき、パターン補正処理に同様にパターンの加工過程特性を取り込めば簡易に高精度な模擬画像を生成し得る他、半導体の製造過程において重要なパターン外観検査において、加工済パターンを走査して得られる実画像と、走査した加工パターンに対応した設計画像を用いて生成される参照画像との比較によってパターン外観検査を行う際、設計データ上のパターンの加工過程で加工パターン上に生じる変形のうち、特にパターンのコーナー部の丸まりを設計画像上に反映させるパターン補正方法に適用すれば非常に好適であり、高精度にパターン外観検査を行うことができる。特に上記した画像パターン補正方法，模擬画像生成方法，パターン外観検査方法は、基質が半導体製造で用いられるマスクである場合のマスク処理方法として適用することが好ましい。

本発明の画像パターン補正方法で用いる描画過程応答関数に近似されるシグモイド関数を例示したものである。 本発明の実施例１に係る画像パターン補正装置の基本機能を示したブロック図である。 図２に示す画像パターン補正装置に備えられる設計画像補正実行手段の細部機能を示したブロック図である。 図２に示す画像パターン補正装置の基本動作を示したフローチャートである。 本発明の実施例２に係る画像パターン補正装置に備えられる設計画像補正実行手段の細部機能を示したブロック図である。 図５で説明した画像パターン補正装置の基本動作を示したフローチャートである。 本発明の実施例３に係る画像パターン補正装置の基本機能を示したブロック図である。 従来の多階調で表現された設計画像を例示した模式図である。 従来の非特許文献１に示される参照描画過程応答関数の形を例示した模式図である。 従来の特許文献２に係る設計画像中のパターンのコーナー部を補正する技術を説明するために示した模式図であり、（ａ−１）は三角形のパターンの２次元マップに関するもの，（ａ−２）はそのビット表現に関するもの，（ｂ）は走査投影したビット列に関するもの，（ｃ−１）は三角形のパターンをコーナー部を変形した２次元マップに関するもの，（ｃ−２）はそのビット表現に関するものである。 従来の特許文献３に係る設計画像中のパターンのコーナー部を補正する技術を説明するために示した模式図であり、（ａ）はフィルタの画素値に関するもの，（ｂ）はフィルタの係数和領域に関するものである。 従来の特許文献４に係る設計画像中のパターンのコーナー部を補正する技術を説明するために示した模式図であり、（ａ）は光学近接効果補正マスクのメインパターンのコーナー部にセリフと呼ばれる補助パターンを付加した状態に関するもの，（ｂ）はテンプレートを用いたマッチング処理でセリフが検出された状態に関するもの，（ｃ）はセリフの検出に際してコーナー部が破線で囲われた状態に関するもの，（ｄ）はコーナー部の補正処理後状態に関するものである。 従来の光学近接効果補正マスクの加工済パターン走査実画像を例示した模式図である。 図１３に示す加工済パターン走査実画像における描画電子ビームとセリフとの関係を示した模式図であり、（ａ）は一形態に関するもの，（ｂ）は他形態に関するもの，（ｃ）は別形態に関するものである。

符号の説明

１ 加工済パターン走査実画像入力手段
２ 設計データ入力手段
３ 設計画像補正処理フィルタ係数計算手段
４ 画像劣化再現フィルタ係数計算手段
５，５′ 設計画像補正処理実行手段
６ 画像劣化再現フィルタ処理実行手段
７ 画像比較手段
８ 検査結果出力手段
１１，１１_１〜１１_ｎ 加工過程特性フィルタ処理実行手段
１２，１２_１〜１２_ｍ 加工過程応答関数計算手段
１３ 加工過程応答関数出力値統合手段
２０ フィルタ統合手段
２１ 統合フィルタ処理実行手段

Claims (6)

1. 設計画像中のパターンを補正するための画像パターン補正方法において、
   前記設計画像中のパターンとマスクに用いられる半導体基質上への描画ビームの強度分布に基づいて加工過程を表現した特性フィルタを用いて生成された前記基質の各箇所における描画ビームの蓄積電荷量と前記基質で定められた前記蓄積電荷量に対する応答関数であるシグモイド関数とを用いて前記設計画像中のパターンの補正を行うことを特徴とする画像パターン補正方法。
2. 設計画像を入力して該設計画像中のパターン補正処理を行った出力画像に対して画像劣化処理を行うことにより模擬画像を生成する模擬画像生成方法において、前記パターン補正処理として、請求項１に記載の画像パターン補正方法を採用したことを特徴とする模擬画像生成方法。
3. 加工済パターンをビーム走査して電気信号に変換して得られる実画像，並びに該加工済パターンに対応した設計画像からパターン加工過程と該実画像の取得時の光学系による画像劣化過程とを考慮して得られる参照画像を入力して該実画像及び該参照画像を比較することにより該加工済パターン中の欠陥の有無の判定結果を出力するパターン外観検査方法において、前記設計画像中のパターンに対するパターン補正処理として請求項１に記載の画像パターン補正方法を適用したことを特徴とするパターン外観検査方法。
4. 請求項３記載のパターン外観検査方法において、前記パターン補正処理は、前記設計画像を入力とする前記特性フィルタの１個のものによる処理、及び該特性フィルタ処理の結果を入力とする前記応答関数の１個のものにより行われることを特徴とするパターン外観検査方法。
5. 請求項３記載のパターン外観検査方法において、前記パターン補正処理は、前記設計画像を入力とする前記特性フィルタの複数個による処理と該特性フィルタの複数個のものの処理結果を入力とする前記応答関数の複数個による出力値とを統合することによって行われることを特徴とするパターン外観検査方法。
6. 請求項３記載のパターン外観検査方法において、前記特性フィルタと前記画像劣化過程を再現するためのフィルタとを統合することにより生成された統合フィルタを用いて前記参照画像を生成することを特徴とするパターン外観検査方法。
   
   
   

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