CN101523155A - 图案尺寸测定装置和图案面积测定方法 - Google Patents

图案尺寸测定装置和图案面积测定方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种图案尺寸测定装置和图案面积测定方法，能够以良好的再现性和良好的精度测定图案的面积。图案面积测定方法包含如下步骤：取得图案的图像数据的步骤；分割成部分图案的步骤；计算各部分图案的面积的步骤；以及合计各部分图案的面积，计算图案的面积的步骤。也可以是分割成部分图案的步骤包括如下步骤：将图案分割成具有规定值的中心角的扇形的部分图案的步骤；按照各部分图案，生成与所述图案的中心和图案的边缘相交的线上的线性轮廓曲线的步骤；生成微分轮廓曲线的步骤；以及根据线性轮廓曲线和微分轮廓曲线检测部分图案的边缘位置，根据中心位置和边缘位置计算半径的步骤。

Description

图案尺寸测定装置和图案面积测定方法
技术领域
本发明涉及基于电子束的图案尺寸测定装置和测定方法，尤其涉及能够以良好的再现性测定接触孔(Contact hole)等的面积的图案尺寸测定装置和图案面积测定方法。
背景技术
作为图案(Pattern)线宽测定方法，可通过扫描式电子显微镜进行测定。在扫描式电子显微镜中，一边在电子射线扫描范围内扫描一边照射入射电子，通过闪烁器(scintillator)，取得从试件发射的2次电子，将取得的电子的电子量转换成亮度，取得图像数据，显示在显示装置上。
在使用这样的扫描式电子显微镜来管理半导体装置的特性的情况下，一般采用如下方式，即，进行线型图案的线宽或接触孔等的面积是否形成在设计基准值内的作业。图案的线宽或面积的管理可通过如下的步骤进行。将形成于光掩模上的图案的规定范围显示在显示器上之后，对该显示范围内的测定点进行对准，照射电子束，根据从测定点反射后的2次电子，取得亮度分布的波形。并且，分析亮度分布波形，求出图案边缘位置作为线宽。此外，根据取得的图像数据的值，计算接触孔的面积。判断该线宽或面积是否处于容许误差的范围内，将其作为光掩模质量是否良好的判定基准，或者用作对前一工序的过程反馈信息。
这样地，图案的线宽或面积的测定在光掩模的制造工序中十分重要，已经提出了用于测定线宽或面积的各种技术方法。
一般地，将对应2次电子量的亮度的梯度最大的位置作为图案的边缘位置，但在专利文献1中，公开了如下的边缘检测方法，其将2次电子信号取极小值的位置视为边缘位置。
此外，在专利文献2中公开了如下方法，其通过CCD照相机取入设置在晶片上的对准标记的图像，进行边缘提取，正确地检测对准标记的位置。
如上所述，在使用扫描式电子显微镜对图案的线宽进行测定的情况下，采用如下方法，其将亮度的梯度最大的位置作为边缘位置，或者将2次电子信号取极小值的位置作为边缘位置。
另一方面，接触孔等的面积，以构成SEM(Sweep electron microscope：扫描式电子显微镜)图像的像素(Pixel)的亮度信息为基础进行计算。即，从SEM图像提取亮度比规定的基准值更大的值或更小的值的像素，将这些像素的个数合计起来求出面积。
一般地，SEM图像的亮度信息随着测定对象物的材质、膜厚、图案形状、或电子束的加速电压或扫描次数等设备参数而发生变化。由于在各像素的亮度信息中还包含有噪声分量，因此，对从以像素为单位的亮度信息按规定的亮度阈值提取出的像素进行计数而求出的面积就会不正确。
例如，图1是将接触孔的边缘的一部分L表示在以像素为单位的坐标P上的图。图1的斜线的像素具有比规定的基准值更小的亮度值，用于计算接触孔的面积。如图1所示，规定大小的像素不能忠实地表示边缘。例如，图1的像素SP2包含着接触孔的内侧和外侧两方。由此，如果将像素SP2包含在面积中，面积值就会不正确。
在由各像素表示的亮度信息中还包含有噪声分量。由此，当S/N比很差时，亮度信息就会很不稳定，每次测定时，在边缘附近选择的像素总是不相同，面积值的再现性变得很差。例如，还可能存在这样的情况，在某个测定值中，像素NP2的亮度数据值比规定的基准值更大，但在其它测定中，像素NP2的亮度数据值比基准值更小。
专利文献1：日本特开平5-296754号公报
专利文献2：日本特开2003-33845号公报
发明内容
本发明正是鉴于所述现有技术的课题而完成的，其目的在于提供一种图案尺寸测定装置和图案面积测定方法，能够以良好的再现性和良好的精度测定图案的面积。
上述课题通过如下图案尺寸测定装置来解决，其特征在于，该图案尺寸测定装置具有：一边在试件上扫描一边照射电子束的单元；通过所述电子束的照射，根据从形成有图案的所述试件上发生的电子的电子量，取得该图案的图像数据的单元；以及将所述图案分割成多个部分图案，计算各部分图案的面积，合计该各部分图案的面积，计算所述图案的面积的面积测定单元。
也可以是，上述方式涉及的图案尺寸测定装置还具有：线性轮廓曲线(Line profile)生成单元，其根据所述图像数据，生成表示规定线上的亮度信号的线性轮廓曲线；以及微分轮廓曲线生成单元，其对所述线性轮廓曲线进行微分，生成微分轮廓曲线，所述面积测定单元将所述图案分割成具有规定值的中心角的扇形的部分图案，按照所述各部分图案，根据与所述图案的中心和图案的边缘相交的线上的线性轮廓曲线和微分轮廓曲线检测边缘位置，根据所述中心位置和边缘位置计算半径，计算所述各部分图案的面积，合计该各部分图案的面积，计算所述图案的面积。也可以是，所述线性轮廓曲线生成单元对规定个数的像素数据进行加法平均，生成所述线上的线性轮廓曲线。也可以是，所述图案的中心根据所述图案的X方向的宽度和所述图案的Y方向的宽度进行计算。
此外，也可以是，在上述方式涉及的图案尺寸测定装置中，所述面积测定单元当所述图案是由相对的第1和第2边缘包围的矩形图案时，将所述矩形图案分割成按规定长度划分第1相对边缘而成的部分矩形图案，按照所述各部分矩形图案，根据与第2相对边缘平行且与第1相对边缘相交的线上的线性轮廓曲线和微分轮廓曲线，计算第1相对边缘间的距离，将所述规定长度和该距离相乘，计算该部分矩形图案的面积，合计该各部分矩形图案的面积，计算所述矩形图案的面积。
在本发明中，在图案的面积测定中，将图案分割成规定个数的部分图案，按照每个部分图案测定面积，然后，合计它们作为图案的面积。当测定部分图案的面积时，求出连接中心位置和边缘的线上的线性轮廓曲线，根据求出的线性轮廓曲线求出边缘位置，根据中心位置和边缘位置求出半径。在求出线性轮廓曲线时，对多个像素的亮度数据进行加法平均而求出。并且，求出以边缘位置为弧与半径交叉的点的扇形的面积。由此，即使在像素的亮度信号包含噪声的情况下，由于用减小噪声后的值检测边缘位置而求出面积，因此，能够以良好的再现性计算面积。
此外，也可以是，在上述方式涉及的图案尺寸测定装置中，所述面积测定单元按照规定的间隔检测所述图案周围的边缘位置，从由检测出的相邻2点的边缘位置决定、且包含分割所述图案而成的部分图案在内的梯形形状的区域的面积的总计中，减去由检测出的连续2点的边缘位置决定、且所述部分图案以外的梯形形状的区域的面积的总计，计算所述图案的面积。也可以是，该图案尺寸测定装置还具有：线性轮廓曲线生成单元，其根据所述图像数据，生成表示规定线上的亮度信号的线性轮廓曲线；以及微分轮廓曲线生成单元，其对所述线性轮廓曲线进行微分，生成微分轮廓曲线，所述面积测定单元检测所述图案的边缘位置作为起点边缘位置，根据该起点边缘位置检测规定距离的边缘位置作为虚拟边缘位置，根据通过连接所述起点边缘位置和虚拟边缘位置的线段的中点且与该线段成直角的线上的线性轮廓曲线和微分轮廓曲线，检测边缘位置，将该边缘位置重新作为起点边缘位置，通过检测与该边缘位置相邻的新的边缘位置，按照规定的间隔检测所述图案周围的边缘位置。
在本发明中，在图案的面积测定中，通过指定图案内的1点，自动地检测图案周围的边缘位置，根据检测出的边缘位置，应用梯形法则，计算图案的面积。由此，能够减轻指定对象范围的用户的负担，同时，能够防止错误的范围指定导致的测定精度的降低。
此外，当检测图案周围的边缘时，根据与连接检测出的边缘位置和规定间隔的虚拟边缘位置的直线在中间位置正交的线上的线性轮廓曲线，检测下一个边缘位置。由此，由于可在与图案周围接近直角的线上检测边缘，因此，能够检测正确的边缘位置，能够正确地计算图案面积。
根据本发明的其它方式，提供一种在上述方式涉及的图案尺寸测定装置中实施的图案面积测定方法。上述方式涉及的图案尺寸测定装置的图案面积测定方法，所述图案尺寸测定装置具有：一边在试件上扫描一边照射电子束的单元；通过所述电子束的照射，根据从形成有图案的所述试件上产生的电子的电子量，取得该图案的图像数据的单元；线性轮廓曲线生成单元，其根据所述图像数据，生成表示规定线上的亮度信号的线性轮廓曲线；以及微分轮廓曲线生成单元，其对所述线性轮廓曲线进行微分，生成微分轮廓曲线，其特征在于，所述图案面积测定方法包括如下步骤：取得测定对象区域的图案的图像的步骤；将所述图案分割成多个部分图案的步骤；计算所述各部分图案的面积的步骤；以及合计所述各部分图案的面积，计算所述图案的面积的步骤。
也可以是，在上述方式涉及的图案面积测定方法中，所述分割成部分图案的步骤包括如下步骤：将所述图案分割成具有规定值的中心角的扇形的部分图案的步骤；按照所述各部分图案，生成与所述图案的中心和图案的边缘相交的线上的线性轮廓曲线的步骤；对所述线性轮廓曲线进行微分，生成微分轮廓曲线的步骤；以及根据所述线性轮廓曲线和微分轮廓曲线，检测所述部分图案的边缘位置，根据所述中心位置和边缘位置计算半径的步骤。也可以是，当所述图案是由相对的第1和第2边缘包围的矩形图案时，所述分割成部分图案的步骤包括如下步骤：将所述图案分割成按规定长度划分第1相对边缘而成的部分矩形图案的步骤；按照所述各部分矩形图案，生成与第2相对边缘平行且与第1相对边缘相交的线上的线性轮廓曲线的步骤；对所述线性轮廓曲线进行微分，生成微分轮廓曲线的步骤；以及根据所述线性轮廓曲线和微分轮廓曲线检测所述部分图案的边缘位置，根据所述线性轮廓曲线和微分轮廓曲线检测边缘位置，计算该边缘间的距离的步骤。此外，也可以是，所述分割成部分图案的步骤包括如下步骤：检测所述图案的边缘位置作为起点边缘位置，检测从所述起点边缘位置起离开规定距离的位置的边缘作为虚拟边缘位置的步骤；生成通过连接所述起点边缘位置和虚拟边缘位置的线段的中点且与该线段成直角的线上的线性轮廓曲线的步骤；对所述线性轮廓曲线进行微分，生成微分轮廓曲线的步骤；根据所述线性轮廓曲线和微分轮廓曲线，检测边缘位置的步骤；将该边缘位置重新作为起点边缘位置，检测与该边缘位置相邻的新的边缘位置，检测所述图案周围的边缘位置的步骤；以及分割成由相邻2点的边缘位置决定、且包含分割所述图案而成的部分图案在内的梯形形状的区域的步骤，所述计算图案的面积的步骤，是从包含所述部分图案在内的梯形形状的区域的面积的总计中减去所述部分图案以外的梯形形状的区域的面积的总计的步骤。
附图说明
图1是说明现有的面积测定的问题点的图。
图2是在本发明的实施方式中使用的扫描式电子显微镜的结构图。
图3(a)～(d)是信号处理部取得的电子图像和轮廓曲线的说明图。
图4(a)和(b)是说明接触孔中心位置的检测的图。
图5(a)～(c)是说明接触孔的边缘检测的图(其1)。
图6是说明接触孔的边缘检测的图(其2)。
图7是说明接触孔的面积计算的图。
图8是表示计算接触孔的面积的处理的一例的流程图。
图9是说明圆角(corner rounding)的测定的图。
图10是表示圆角测定处理的一例的流程图。
图11(a)是说明现有的计算矩形图案面积的方法的图。图11(b)是说明本实施方式的计算矩形图案面积的方法的图。
图12是表示计算矩形图案面积的处理的一例的流程图。
图13(a)～(c)是表示任意形状图案的一例的图。
图14是说明任意形状图案的面积测定方法的图(其1)。
图15是说明任意形状图案的面积测定方法的图(其2)。
图16是表示计算任意形状图案的面积的处理概要的流程图。
图17是表示图16中的检测边缘检测的开始位置的处理的一例的流程图。
图18是表示图16中的检测图案周围的边缘位置的处理的一例的流程图。
图19是说明图案周围的边缘位置的检测方法的图。
图20是说明任意形状图案的面积的测定方法的图(其3)。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式，参照附图进行说明。
(1)第1实施方式
首先，对作为图案尺寸测定装置使用的扫描式电子显微镜的结构进行说明。接着，对一般的图案线宽的测定方法进行说明。接着，对以接触孔为例的图案的面积测定进行说明。接着，对图案面积测定方法的应用例进行说明。
(扫描式电子显微镜的结构)
图2是本实施方式所述的扫描式电子显微镜的结构图。
该扫描式电子显微镜100大致可分为：电子扫描部10；信号处理部30；图像显示部40；存储部55；控制部20，其控制电子扫描部10、信号处理部30、图像显示部40以及存储部55。控制部20具有：轮廓曲线生成部21、微分轮廓曲线生成部22、边缘检测部23以及面积测定部24。
电子扫描部10具有：电子枪1、聚光透镜2、偏转线圈3、物镜4、移动载物台5以及试件座6。
将从电子枪1照射的带电粒子9通过聚光透镜2、偏转线圈3、物镜4照射到移动载物台5上的试件7上。
一边在试件7上进行二维扫描一边照射带电粒子9(1次电子束)，从照射部位发射的2次电子通过由闪烁器等构成的电子检测器8进行检测。检测出的2次电子的电子量通过信号处理部30的AD转换器转换成数字量，作为图像数据存储在存储部55中。图像数据被转换成亮度信号，用图像显示部40进行显示。图像数据被排列在二维矩阵上，使其成为与1次电子束在试件7上的扫描位置相同的配置，得到二维数字图像。该二维数字图像的各像素(pixel)分别用8比特的信息量表示亮度数据。
偏转线圈3的电子偏转量和图像显示部40的图像扫描量由控制部20进行控制。此外，在控制部20中，存储有用于执行线宽测定的程序。
在轮廓曲线生成部21中，生成表示指定范围的SEM图像数据的亮度信号的线性轮廓曲线。线性轮廓曲线用于表示对应2次电子的电子量的亮度信号，可认为其反映测定图案的截面形状。
在微分轮廓曲线生成部22中，对线性轮廓曲线施行一阶微分处理，生成一阶微分轮廓曲线。
边缘检测部23根据线性轮廓曲线和一阶微分轮廓曲线检测图案的边缘。
面积测定部24测定被指定的测定对象的图案的面积。面积按构成图像数据的像素单位进行计算，实际的面积通过预先求出的像素的宽度和实际的长度之间的对应关系进行换算来求出。
(一般的图案线宽测定方法)
接着，对利用图2所示的扫描式电子显微镜100测定图3(a)所示试件的图案线宽的一般方法进行说明。
作为试件7，如图3(a)所示，使用在光掩模基板50上形成布线图案51的试件。试件7的一部分成为图3(a)所示的平面形状。在此，用虚线52包围的部分表示扫描式电子显微镜100的观察区域。
图3(b)表示SEM图像的例子，其通过电子检测器8检测在图3(a)所示的试件上扫描电子束而得到的2次电子等的电子量，将检测出的电子量转换成亮度信号，使电子束的扫描和显示装置的CRT的扫描同步而进行显示。
从图3(b)所示的SEM图像指定测长区域，提取SEM图像。设测长区域例如是宽度H为400像素、长度为L的区域。该区域可通过上侧标识线LM1、下侧标识线LM2、左侧标识线LM3以及右侧标识线LM4，由操作人员进行选择。
从提取出的SEM图像像素数据分割测长区域的H方向，对分割后的区域，求出对应亮度分布的线性轮廓曲线。并且，在求出线性轮廓曲线时，在长度L方向例如按照3个像素宽度进行平滑(smoothing)处理，从而可以减小噪声分量。
图3(c)是表示线性轮廓曲线的图，所述线性轮廓曲线对应沿着图3(a)的I-I线照射电子束时得到的从试件发射的2次电子的电子量。如图3(c)所示，线性轮廓曲线(对比曲线)在图案的边缘部分急剧变化。为了求出急剧变化的位置，对线性轮廓曲线进行微分，求出微分信号量的最大峰值和最小峰值。
进而，如图3(d)所示，根据峰值前后的多个微分信号Dx在像素间进行插值，求出微分波形C1、C2，用1/100的分辨率计算第1峰值P1和第2峰值P2的峰值位置。作为第1峰值P1和第2峰值P2之间的距离，求出线图案的宽度W1。
在分割后的各区域进行以上处理，通过将在各区域计算出的图案宽度的平均值作为测长值，可得到更加正确的线图案的宽度W1。
(图案面积测定)
在本实施方式中，以接触孔为例，对计算其面积的方法进行说明。
图4是表示接触孔的一例的图。
在本实施方式中，不是根据像素的亮度数据大于基准值还是小于基准值来判定是否在接触孔的范围内，而是分割成规定个数的部分图案(在本实施方式中为扇形)，合计部分图案的面积，以计算接触孔的面积。
例如，当将中心角为5度的扇形作为部分图案时，计算72个扇形的面积，通过合计它们的值来计算接触孔的面积。
为了计算部分图案的面积，求出接触孔的中心和半径。首先，对接触孔的中心的检测进行说明。
首先，根据接触孔的SEM图像数据，求出指定区域的线性轮廓曲线。指定区域通过设定检索区域SRx来指定，使其包含接触孔的X方向的两侧的边缘。根据线性轮廓曲线求出接触孔的X方向的两个边缘(XE1、XE2)，以其中点为X方向的中心Cx。
接着，设定包含Cx、Y方向的两侧的边缘在内的检索区域SRy，求出通过Cx的Y方向的线的线性轮廓曲线。根据该线性轮廓曲线求出Y方向的两侧的边缘(YE1、YE2)，以其中点为Y方向的中心Cy。该位置成为接触孔的中心C。
接着，求出部分图案的半径。该半径通过检测接触孔的边缘的位置，将其作为中心C与该边缘的距离来求出。
图5(a)是将接触孔的一部分的边缘部分EL表示在以像素为单位的坐标P上而得到的图，该坐标P表示从SEM图像得到的亮度信号。
设定包含用上述方法求出的接触孔的中心位置C和接触孔周围的与边缘交叉的线在内的ROI。
图5(a)的S1-S2线是生成轮廓曲线的基准线。当沿该基准线生成线性轮廓曲线时，例如可取得图5(b)所示的信号波形。以边缘E1的位置为界，点S1侧的信号量的值小于点S2侧的信号量的值，在点E1上信号量急剧变化。此外，图5(c)是对图5(b)的线性轮廓曲线进行微分而得到的结果，在点E1上可得到微分信号量的最大峰值，可检测出点E1的位置是S1-S2线上的边缘。此时，与线宽的测定相同，根据峰值前后的多个微分信号在像素间进行插值，以1/100的分辨率计算峰值位置。
通过计算该边缘位置E1和中心位置C之间的距离，计算S1-S2线上的半径。
接着，利用图6，对线性轮廓曲线的计算进行详细说明。图6的线SL是生成轮廓曲线的基准线。此外，线ASL是平均化基准线，其用于求出在亮度值的平均化中使用的像素。
沿着生成线性轮廓曲线的基准线SL，对每个像素计算基准线SL上的各位置的亮度数据。在亮度的计算中取如下的值：不仅将对应基准线SL的像素SP的亮度数据、而且还将沿着垂直于基准线SL的方向的平均化基准线ASL的相当于5个像素ASP的亮度数据进行加法平均而得到的值。
作为像素的选择，在求出轮廓曲线的基准线SL的倾斜角度是45度以下的情况下，以X轴为基准轴，在45度以上的情况下，以Y轴为基准轴。在基准轴是X轴的情况下，对于与基准线SL对应的像素，使其在相同的X位置上不会重复，从而对全部X位置进行选择。此外，当基准线SL的基准轴是X轴时，平均化基准线ASL的基准轴成为Y轴，使其在相同的Y位置不会重复，选择像素的中心最靠近平均化基准线ASL的像素。图6的情况下，求出5个像素的基准轴成为Y轴，使其在相同的Y位置不会重复，选择像素的中心最靠近基准线的像素(ASP)。
这样地对多个像素的亮度数据进行加法平均是因为，在各像素的亮度数据中含有随机值的噪声分量，1个像素的亮度数据在每次测定时其值不同，不能进行具有再现性的测定。从而，通过对多个像素的亮度数据进行平均化来减小噪声。
并且，用于亮度数据平均化的像素个数并不限于5个像素，也可以增加像素个数，只要S/N比良好，也可以采用较少的像素个数。
接着，说明在根据上述接触孔的中心位置和边缘位置计算出部分图案的扇形面积之后实施的接触孔的面积计算。
图7是说明接触孔整体的面积计算的图。
根据中心位置C和边缘位置E11求出半径R11，将R11作为半径，求出规定的中心角(例如5度)的扇形SC(部分图案)的面积。同样地，对于对角线侧的边缘位置E21，也根据边缘位置E21求出半径R21，将R21作为半径，求出规定的中心角的扇形SC的部分图案的面积。然后，使求出线性轮廓曲线的基准线SL1转动相当于中心角的角度，生成沿着新的基准线SL2的线性轮廓曲线，检测边缘E12。
这样地，使基准线每次转动规定的中心角，进行边缘的检测，对接触孔的整个范围求出部分图案的面积。
例如，当设中心角为5度时，接触孔的总面积在(R1n2+R2n2)×π×1/72中，成为n＝1～36的总计。
此外，在上述说明中，以像素数为单位计算面积。由此，实际的值按照对应像素大小的长度进行换算。例如，在1个像素的大小为X＝5.625nm、Y＝5.630nm的情况下，在求出素数单位的面积后，通过扩大5.625×5.630倍，计算出实际的值。
并且，对于部分图案不是扇形而是直线的部分，也可以按照需要，根据中心位置C、边缘位置E11以及中心角5度，视为三角形的面积，求出部分图案的面积。
通过检测边缘位置，计算接触孔的半径，求出扇形的面积，合计该扇形的面积来计算接触孔的面积，从而提高再现性和精度，其理由如下所示。
在如现有那样判定像素的值来求出面积的情况下，在边缘近旁的像素值中包含有噪声，SN比变差，满足规定值的像素每次进行测定时并不固定，每次测定时面积就会不同。
在本实施方式中，利用多个像素值，从中心到周围方向生成线性轮廓曲线，对线性轮廓曲线进行微分，检测边缘位置。由于使用多个像素值，因此，即使SN比很差，也可以减小噪声，并且，由于用多个像素值在像素间进行插值而计算到1/100像素的分辨率，因此，每次测定时其值不会有很大的差异。由此，能够以良好的再现性求出面积。
此外，以往是按像素单位计算面积，使得包含边缘上的面积测定对象区域的内侧或外侧的像素按像素单位包含或不包含在面积中。因此，不能以良好的精度进行测定。
在本实施方式中，由于求出边缘位置，计算将该边缘位置作为半径和弧的交点的扇形的面积，因此，并不以像素为单位，可以减小误差。
(图案尺寸测定方法)
接着，利用图8，对图案面积测定方法进行说明。
图8是表示测定接触孔那样的图案的面积的处理的一例的流程图。
在图8的图案面积测定处理中，假定预先取得接触孔及其周边的SEM图像，并将SEM图像数据作为像素数据存储在存储部55中。此外，假定利用校正试件求出像素值与实际长度之间的关系。
首先，在步骤S11中，进行初始设定。在该初始设定中，进行与部分图案的个数对应的中心角的设定、以及指定计算线性轮廓曲线的区域的ROI的大小设定。
接着，在步骤S12中，指定接触孔及其周边的期望的测定区域，取得SEM图像。从作为像素数据存储的存储部55中提取该SEM图像数据。
接着，在步骤S13中，检测面积测定对象的接触孔的中心位置。中心位置的检测如下进行。首先，求出X方向的线性轮廓曲线，检测X方向的两端的边缘。将这些边缘位置的中点作为X方向的中心。在求出X方向的中心之后，求出包含该位置的线的Y方向的线性轮廓曲线，检测Y方向的两端的边缘。以该边缘位置的中心作为接触孔的中心。并且，在求出Y方向的中心之后，也可以再次求出X方向的中心、Y方向的中心，使得高精度地求出中心位置。
接着，在步骤S14中，指定包含接触孔的中心位置和接触孔的边缘的规定高度的检索区域。此外，也可以预先根据从设计数据提取出的接触孔的数据设定检索区域的大小，自动地进行设定，使接触孔的中心位置进入其中。
接着，在步骤S15中，在指定的检索区域中求出线性轮廓曲线。例如，从接触孔的中心在边缘的方向对每个像素单位根据像素数据计算亮度数据。此时，设检索区域的高度为5个像素的高度，对相当于5个像素的亮度数据进行加法平均而求出亮度数据，减小亮度数据的噪声。
接着，在步骤S16中，对在步骤S15中计算出的线性轮廓曲线进行一阶微分。一阶微分处理由微分轮廓曲线生成部进行，例如，利用在一般图像处理中使用的佐贝尔滤波器(Zobel filter)等微分滤波器进行。一阶微分后，以取信号量的最大值和最小值的位置为边缘位置进行记录。
接着，在步骤S17中，根据接触孔的中心位置和边缘位置求出半径。
接着，在步骤S18中，计算以求出的边缘位置为弧和半径交叉的点的扇形(部分图案)的面积。
接着，在步骤S19中，对接触孔的整个范围判定是否已计算出部分图案的面积。如果判定为已对整个范围进行了计算，则转移到步骤S20，如果判定为没有对整个范围进行计算，则转移到步骤S21。
接着，在步骤S20中，对计算出的全部部分面积进行合计，计算接触孔的面积，结束本处理。
另一方面，在步骤S21中，使检索区域转动规定的中心角度，转动线性轮廓曲线基准线。然后，转移到步骤S15，沿着新的线性轮廓曲线基准线，取得线性轮廓曲线，检测边缘，计算以其边缘位置为弧和半径交叉的点的部分图案的面积。
如以上说明的那样，在本实施方式的图案面积测定方法中，将图案分割成规定个数的部分图案，在对每个部分图案测定面积之后，合计它们作为图案的面积。当测定部分图案的面积时，求出连接中心位置和边缘的线上的线性轮廓曲线，根据求出的线性轮廓曲线求出边缘位置，根据中心位置和边缘位置求出半径。在求出线性轮廓曲线时，对多个像素的亮度数据进行加法平均来求出。并且，求出以边缘位置为弧和半径交叉的点的扇形的面积。由此，即使在像素的亮度信号中包含有噪声的情况下，由于以减小噪声后的值来检测边缘的位置而求出面积，因此，能够以良好的再现性计算面积。
接着，对应用本实施方式的面积测定来测定图案的圆角的方法进行说明。
图案的圆角如图9所示，是形成的图案P的拐角不形成为直角而带有圆角的现象。例如，在这样的图案P形成为电容器电极的情况下，当由于圆角产生没有形成图案的部分时，有时不能得到期望的电容值。要求正确地求出这样的没有形成图案的部分(缺失区域)AL成为多大程度的值。
以下，利用图9和图10说明缺失区域AL的面积测定方法。
首先，在步骤S31中，进行初始设定。在初始设定中，设定对应于计算圆角区域的面积时的部分图案的个数的中心角。此外，设定用于指定计算线性轮廓曲线的区域的ROI大小。
接着，在步骤S32中，取得圆角区域的SEM图像数据。从作为像素数据存储的存储部55中提取该SEM图像数据。
接着，在步骤S33中，设定圆角区域的中心位置。中心位置的设定中，使图9所示的ROIc的对角拐角对准与图案边缘相接的位置(c1、c2)，将图案内的ROIc的角(c3)作为形成拐角部c1c2c3的扇形的中心。
接着，在步骤S34中，设定包含中心c3和圆角部的边缘的检索区域。
接着，在步骤S35中，在检索区域的范围内计算线性轮廓曲线。
接着，在步骤S36中，检测边缘位置。对在步骤S35中计算出的线性轮廓曲线进行一阶微分，从取信号量的最大值或最小值的位置检测边缘位置。
接着，在步骤S37中，根据中心位置c3和边缘位置计算半径。
接着，在步骤S38中，计算规定中心角的扇形(部分图案)的面积。
接着，在步骤S39中，判定是否已计算出圆角区域的全部部分图案的面积。如果判定为已计算出全部部分图案的面积，则转移到步骤S40，如果没有计算出，则转移到步骤S41。
接着，在步骤S49中，合计全部部分图案的面积，计算圆角部(c1c2c3)的面积，结束本处理。
另一方面，在步骤S41中，使检索区域转动规定的中心角度，转移到步骤S35。
通过以上的处理，在计算出圆角部的面积之后，从将c1c3的距离与c2c3的距离相乘而求出的ROI的面积减去圆角部c1c2c3的面积，计算出缺失区域部AL的面积。
通过以上说明的方法，由于能够用良好的再现性和良好的精度计算圆角部的面积，因此，能够用良好的再现性和良好的精度计算缺失区域部AL的面积。
(2)第2实施方式
在第1实施方式中，对接触孔那样的密闭曲线内的面积的计算进行了说明。
在本实施方式中，对以矩形图案的区域为对象的面积测定进行说明。并且，测定面积的图案尺寸测定装置的结构与第1实施方式中所述的装置相同，只是计算面积的面积测定部的处理不同。
以下，对计算矩形图案的区域的面积的方法进行说明。
图11(a)是说明现有的计算矩形图案面积的方法的图。将矩形图案RP的一部分表示在以像素为单位的坐标P上。与在第1实施方式中说明的计算接触孔的图案面积的情况相同，在矩形图案RP的边缘部分，例如，像素SP4包含在矩形图案的内侧和外侧两方，像素SP4或者包含在面积内，或者不包含在面积内，不能高精度地求出面积。
此外，噪声包含在像素中，例如，有时像素SP3在某些测定时包含在面积中，在其它的某些测定时不包含在面积中，再现性变得很差。
图11(b)是说明本实施方式的计算矩形图案(由第1和第2边缘包围的图案)的面积的方法的概要的图。在本实施方式中，将矩形图案RP分割成规定大小的部分矩形图案，在计算出各部分矩形图案的面积之后，合计部分矩形图案的面积，计算矩形图案的面积。分割的单位，例如设Y方向的高度相当于h个像素(分割第1相对边缘的规定长度)，计算部分矩形图案PRP1的X方向的线性轮廓曲线(与第2相对边缘平行且与第1相对边缘相交的线上的线性轮廓曲线)，计算两侧的边缘位置，求出X方向的距离x1。通过将该距离x1和高度h相乘，计算部分矩形图案PRP1的面积。对其它部分矩形图案的面积也同样地计算。
接着，利用图12的流程图说明矩形图案的面积测定方法。
在图12的图案面积测定处理中，假定预先取得矩形图案及其周边的SEM图像，将SEM图像数据作为像素数据存储到存储部55。此外，假定利用校正试件求出像素值与实际长度之间的关系。
首先，在步骤S51中，进行初始设定。在初始设定中，设定与部分矩形图案的高度对应的ROI尺寸。
接着，在步骤S52中，指定矩形图案及其周边的期望测定区域，取得SEM图像。从作为像素数据存储的存储部55中提取该SEM图像数据。
接着，在步骤S53中，将在步骤S52中取得的SEM图像数据分割成规定个数的区域。这通过设定以部分矩形的高度为规定高度的检索区域来进行。
接着，在步骤S54中，在步骤S53中设定的检索区域的范围内计算线性轮廓曲线。线性轮廓曲线的计算如下进行，控制部20的轮廓曲线生成部21提取SEM图像数据中的亮度信息。
接着，在步骤S55中，对在步骤S54中计算出的线性轮廓曲线进行一阶微分。一阶微分处理由微分轮廓曲线生成部22进行。一阶微分后，将取信号量的最大值和最小值的位置作为边缘位置进行记录。
接着，在步骤S56中，根据边缘位置计算部分矩形的宽度。
接着，在步骤S57中，将计算出的部分矩形的宽度与检索区域的高度相乘，计算部分矩形区域的面积。
接着，在步骤S58中，判定是否已计算出测定区域的全部部分矩形的面积。如果判定为已计算出全部部分矩形的面积，则转移到步骤S59，如果判定为没有计算出，则转移到步骤S60。
接着，在步骤S59中，合计已计算出的部分矩形的面积，计算指定的矩形区域的面积，结束本处理。
另一方面，在步骤S60中，移动检索区域规定的高度，返回步骤S54，计算部分矩形的面积。
并且，在本处理中，对分割后的每个部分计算面积，合计它们而计算指定区域的面积，但也可以根据分割后的区域计算矩形图案的平均宽度之后，将该宽度与整个指定区域的高度相乘而求出面积。
如以上说明的那样，在矩形图案区域的面积测定中，将矩形图案分割成指定个数的部分图案，对各个部分图案求出面积之后，合计它们而计算矩形图案的面积。在计算部分图案的面积时，对规定个数的像素数据进行加法平均，根据线性轮廓曲线计算边缘位置。将边缘间的距离与规定个数的像素大小相乘，计算部分图案的面积。由此，即使在像素的亮度信号中包含有噪声的情况下，由于用减小噪声后的值求出边缘位置来计算面积，因此，能够以良好的再现性和良好的精度计算面积。
(3)第3实施方式
在本实施方式中，对以形状复杂的图案为对象的面积测定进行说明。
图13是表示形状复杂的图案的一例的图。
在图13所示图案的情况下，分割成在第1和第2实施方式中作为对象的图案形状(以下，称为基准图形图案)，在计算出各自的面积后，计算总面积。
作为基准图形图案，有扇形图案(图13的α)、半圆形图案(图13的β)以及矩形图案(图13的γ)。
以下说明求出图14所示图案的面积的情况。
在图14所示形状的图案时，首先分割成基准图形图案。按照包含基准图形图案的方式进行分割。例如，图14的α1的部分应使指定区域如ROI3。此外，图14的γ1的部分应使指定区域如ROI1。此外，图14的γ2的部分应使指定区域如ROI4。
在进行该指定时，按照分割后的区域在图案内侧不重叠的方式进行指定。即，按照ROI1和ROI3的边界BL3相互一致的方式进行指定。此外，按照ROI3、ROI1、ROI2与ROI4的边界BL2也不相互产生偏离的方式进行指定。
在按照包含图案P的全部部分的方式进行分割之后，对各指定区域计算面积，合计全部指定区域的面积，计算图案整体的面积。
对图14的α1的指定区域的面积计算进行说明。
利用在第1实施方式的圆角测定中说明的拐角部面积测定方法计算该图案α1的面积。
利用在第2实施方式中说明的矩形图案的面积测定方法计算图14的γ1、γ2的图案的面积。
并且，对于图13的β图案的面积，通过修正在第2实施方式中说明的圆角来计算面积。在圆角中以1个拐角为对象，但图13的β图案是半圆形，具有2个拐角。在该情况下，中心取为与邻接的部分图案之间的边界线的中点。
如以上说明的那样，在复杂图案的情况下的面积测定中，分割成基准图形图案，在计算出各个图案的面积之后合计各图案的面积，作为复杂图案的面积。在计算各基准图形图案的面积时，分别分成部分图案而按照每个部分图案求出面积。在计算部分图案的面积时，根据对规定个数的像素数据进行加法平均而得到的线性轮廓曲线计算边缘位置，计算矩形的长度或扇形的半径，求出面积。由此，即使在像素的亮度信号中包含有噪声的情况下，由于用减小噪声后的值求出边缘位置来计算面积，因此，能够以良好的再现性计算面积。
(4)第4实施方式
在本实施方式中，对不限于第1和第2实施方式中作为对象的图案形状的组合而以任意形状的图案为对象的面积测定进行说明。在本实施方式中，检测表示密闭图案周围的边缘位置，根据这些边缘位置，应用梯形法则，计算图案的面积。
并且，测定面积的图案尺寸测定装置的结构与第1实施方式所述的装置相同，计算面积的面积测定部的处理不同。
以下，以图15所示形状的图案为例，参考图16到图18的流程图进行说明。
图16是表示图案的面积测定处理概要的流程图。首先，如步骤S71所示，检测边缘检测的开始位置，在接下来的步骤S72中，以规定的间隔检测图案周围的边缘位置。根据检测出的边缘位置，在步骤S73中，计算图案的面积。
图17是表示检测开始位置的边缘的处理的流程图。
首先，在图17的步骤S81中，指定测定对象图案PA的区域内的1点(图15的点M)作为指定点。该指定是在测定面积的图案PA的SEM图像中，指定图案PA内部的任意一点。
在接下来的步骤S82中，设定从指定点M起通过与图案PA的边缘交叉的点的线，作为轮廓曲线生成的基准线。例如，将从指定点M起向右45度上方延伸的线作为基准线。
在接下来的步骤S83中，沿着基准线计算线性轮廓曲线。线性轮廓曲线的计算如下进行，由控制部20的轮廓曲线生成部21提取SEM图像数据中的亮度信息。此外，在线性轮廓曲线的计算中，如在第1实施方式中的说明的那样，对多个像素的亮度数据进行加法平均而求出。计算出的线性轮廓曲线在微分轮廓曲线生成部22中进行一阶微分。
在接下来的步骤S84中，根据一阶微分后的微分轮廓曲线，检测最靠近指定点M的取部分信号量的正峰值或负峰值的位置，检测边缘位置。将该边缘位置作为用于检测图案周围的边缘的开始位置。
从由上述处理决定的开始位置ES起进行图案周围的边缘位置的检测。以下，参考图18和图19对图案周围的边缘检测处理进行说明。图18是表示图案周围的边缘检测处理的一例的流程图。此外，图19是说明图案周围的边缘检测的图。
首先，在图18的步骤S91中进行初始设定。在初始设定中，指定检测图案周围的边缘时的规定间隔(以下，称为指定步距)。例如，设该指定步距为对应规定的像素个数的距离。此外，将表示图案周围的检测边缘位置的计数器k置为0。
在接下来的步骤S92到步骤S94中，检测从开始位置ES起离开规定的指定步距d的位置的边缘位置。
在步骤S92中，在从通过图17的处理检测出的开始位置ES起离开(指定步距d×2)的距离的位置中检测虚拟边缘。具体地，如图19(a)所示，将与从开始位置ES起朝向图19(a)下方(—Y方向)的直线VL在(指定步距d×2)的位置正交的线HL，作为轮廓曲线生成的基准线，生成线性轮廓曲线，检测边缘E11。将该检测出的边缘E11作为虚拟检测边缘E11。并且，在图19(a)中，从开始位置ES起在—Y方向检测边缘，但也可以根据图案的形状从开始位置ES起在X方向检测边缘。
在接下来的步骤S93中，对在步骤S92中检测出的虚拟检测边缘E11进行再检测。将在连接开始位置ES和虚拟检测边缘E11的直线上的、从开始位置ES起离开(指定步距d×2)的距离的位置上正交的线作为轮廓曲线生成的基准线，求出该基准线上的线性轮廓曲线，再检测虚拟检测边缘位置。通过该虚拟检测边缘位置的再检测，使与开始位置ES的距离更加接近(指定步距d×2)。
在接下来的步骤S94中，检测最初的边缘位置。在与连接开始位置ES和再检测出的虚拟检测边缘位置E12的直线IL1在中间位置MP1正交的线上求出线性轮廓曲线，检测边缘EPk(xk、yk)。在图19(b)中，作为第1个边缘而检测边缘EP1。通过这样地检测EPk(xk、yk)，可以在图案周围接近直角的线上检测边缘，因此，能够正确地检测边缘位置。
在接下来的步骤S95中，将边缘EPk(xk、yk)作为用于下一个边缘检测的起点。在图19(c)中，将边缘EP1作为起点。
在接下来的步骤S96到步骤S98中，检测从起点边缘位置EPk(xk、yk)起离开指定步距的边缘位置EPk+1(xk+1、yk+1)。
在步骤S96中，将在连接起点EP1和再检测出的虚拟检测边缘E12的直线IL2上的、从起点EP1起离开(指定步距d×2)的位置上正交的线作为轮廓曲线生成的基准线，生成线性轮廓曲线，检测边缘。将该检测出的边缘作为虚拟检测边缘E21。
在接下来的步骤S97中，与步骤S94相同，将在连接起点EP1和虚拟检测边缘位置E21的直线上的、从起点EP1起离开(指定步距d×2)的距离的位置上正交的线作为轮廓曲线生成的基准线，求出该基准线上的线性轮廓曲线，再检测虚拟检测边缘位置。
在接下来的步骤S98中，在与连接起点EP1和再检测出的虚拟检测边缘位置E22的直线IL3在中间位置MP2正交的直线上求出线性轮廓曲线，检测边缘EPk+1。在图19(d)中，作为第2个边缘检测边缘EP2。
在接下来的步骤S99中，判定是否已检测出图案周围的全部边缘。如果判定为已检测出全部，则结束本处理，如果判定为还没有完成检测，则转移到步骤S100。
在接下来的步骤S100中，使k＝k+1，转移到步骤S95，检测接下来的边缘位置。
通过上述处理，如图15所示，图案周围的边缘位置按照EP0、EP1、...检测。
接着，对根据通过上述处理检测出的图案周围的边缘位置的、图案的面积计算进行说明。
在本实施方式中，对边缘位置应用梯形法则，计算图案的面积。
假定表示图案周围的边缘EP已被检测出n个，设第k个边缘位置为EPk(xk、yk)。
使用检测出的全部边缘位置，根据如下所示的式(1)，计算图案的面积S。
S = Σ k = 1 n ( ( X k - X k - 1 ) × ( Y k + Y k - 1 ) 2 ) + ( X 0 - X n ) × ( Y 0 + Y n ) 2 · · · ( 1 )
例如，在图15中，通过相邻的边缘EP1和EP2，规定包含有图案PA的部分图案PPA的梯形形状的区域(x1x2EP1EP2)。通过对由这样相邻的边缘决定的梯形形状的面积相加或者相减，计算图案的面积。
在图15的例子中，由图案PA上侧的T2到T0的边缘位置规定的梯形形状的区域，计算合并如区域(x1x2EP1EP2)那样分割图案PA后的区域PPA(称为部分图案)和不包含图案的区域而成的面积。此外，由图案PA下侧的T1到T2的边缘位置规定的梯形形状的区域，计算不包含图案PA的区域的面积。
从而，将由图案PA上侧的T2到T0的边缘位置规定的梯形形状的区域的面积相加，将由图案PA下侧的T1到T2的边缘位置规定的梯形形状的区域的面积相减，由此，计算图案PA的面积。
即，将边缘位置的X坐标的值Xk—Xk-1>0的范围的梯形形状的面积相加，将边缘位置的X坐标的值Xk—Xk-1<0的范围的梯形形状的面积相减，由此，计算图案的面积。
并且，即使是图20所示的复杂形状(图案的一部分是在Y方向具有凹部的形状)的图案，通过上述方法，也能够计算图案的面积。即，对于图20的A1、A2、A3、A4的区域，对区域A3和A4相加两次，对区域A4相减两次。由此，由于在A1到A4的区域中，最终计算出A1和A3区域的面积，因此，可以计算图案PA的面积。
如以上说明的那样，在第4实施方式中，在计算图案的面积时，通过指定SEM图像的图案内的1点，自动地检测图案周围的边缘位置，根据检测出的边缘位置应用梯形法则，计算图案的面积。由此，能够减轻指定对象范围的用户的负担，同时，能够防止由错误的范围指定导致的测定精度的降低。
此外，对规定个数的像素数据进行加法平均，根据线性轮廓曲线检测图案周围的边缘。由此，即使在像素的亮度信号中包含噪声的情况下，也能够用减小噪声后的值来检测边缘位置。
此外，当检测图案周围的边缘时，根据与连接检测出的边缘位置和规定间隔的虚拟边缘位置的直线在中间位置上正交的线上的线性轮廓曲线，检测下一个边缘位置。由此，可在与图案周围接近直角的线上检测边缘，因此，能够检测出正确的边缘位置，能够正确地计算图案面积。

Claims (16)

1.一种图案尺寸测定装置，其特征在于，该图案尺寸测定装置具有：
一边在试件上扫描一边照射电子束的单元；
通过所述电子束的照射，根据从形成有图案的所述试件上发生的电子的电子量，取得该图案的图像数据的单元；以及
将所述图案分割成多个部分图案，计算各部分图案的面积，合计该各部分图案的面积，计算所述图案的面积的面积测定单元。
2.根据权利要求1所述的图案尺寸测定装置，其特征在于，
该图案尺寸测定装置还具有：
线性轮廓曲线生成单元，其根据所述图像数据，生成表示规定线上的亮度信号的线性轮廓曲线；以及
微分轮廓曲线生成单元，其对所述线性轮廓曲线进行微分，生成微分轮廓曲线，
所述面积测定单元将所述图案分割成具有规定值的中心角的扇形的部分图案，按照所述各部分图案，根据与所述图案的中心和图案的边缘相交的线上的线性轮廓曲线和微分轮廓曲线检测边缘位置，根据所述中心位置和边缘位置计算半径，计算所述各部分图案的面积，合计该各部分图案的面积，计算所述图案的面积。
3.根据权利要求2所述的图案尺寸测定装置，其特征在于，
所述线性轮廓曲线生成单元对规定个数的像素数据进行加法平均，生成所述线上的线性轮廓曲线。
4.根据权利要求2所述的图案尺寸测定装置，其特征在于，
所述图案的中心根据所述图案的X方向的宽度和所述图案的Y方向的宽度进行计算。
5.根据权利要求1所述的图案尺寸测定装置，其特征在于，
该图案尺寸测定装置还具有：
线性轮廓曲线生成单元，其根据所述图像数据，生成表示规定线上的亮度信号的线性轮廓曲线；以及
微分轮廓曲线生成单元，其对所述线性轮廓曲线进行微分，生成微分轮廓曲线，
所述面积测定单元当所述图案是由相对的第1和第2边缘包围的矩形图案时，将所述矩形图案分割成按规定长度划分第1相对边缘而成的部分矩形图案，按照所述各部分矩形图案，根据与第2相对边缘平行且与第1相对边缘相交的线上的线性轮廓曲线和微分轮廓曲线，计算第1相对边缘间的距离，将所述规定长度和该距离相乘，计算该部分矩形图案的面积，合计该各部分矩形图案的面积，计算所述矩形图案的面积。
6.根据权利要求5所述的图案尺寸测定装置，其特征在于，
所述线性轮廓曲线生成单元对与所述规定长度对应的规定个数的像素数据进行加法平均，生成所述线上的线性轮廓曲线。
7.根据权利要求1所述的图案尺寸测定装置，其特征在于，
所述面积测定单元按照规定的间隔检测所述图案周围的边缘位置，从由检测出的相邻2点的边缘位置决定、且包含分割所述图案而成的部分图案在内的梯形形状的区域的面积的总计中，减去由检测出的连续2点的边缘位置决定、且所述部分图案以外的梯形形状的区域的面积的总计，计算所述图案的面积。
8.根据权利要求7所述的图案尺寸测定装置，其特征在于，
该图案尺寸测定装置还具有：
线性轮廓曲线生成单元，其根据所述图像数据，生成表示规定线上的亮度信号的线性轮廓曲线；以及
微分轮廓曲线生成单元，其对所述线性轮廓曲线进行微分，生成微分轮廓曲线，
所述面积测定单元检测所述图案的边缘位置作为起点边缘位置，根据该起点边缘位置检测规定距离的边缘位置作为虚拟边缘位置，根据通过连接所述起点边缘位置和虚拟边缘位置的线段的中点且与该线段成直角的线上的线性轮廓曲线和微分轮廓曲线，检测边缘位置，将该边缘位置重新作为起点边缘位置，通过检测与该边缘位置相邻的新的边缘位置，按照规定的间隔检测所述图案周围的边缘位置。
9.根据权利要求8所述的图案尺寸测定装置，其特征在于，
所述线性轮廓曲线生成单元对规定个数的像素数据进行加法平均，生成所述线上的线性轮廓曲线。
10.一种图案尺寸测定装置的图案面积测定方法，所述图案尺寸测定装置具有：一边在试件上扫描一边照射电子束的单元；通过所述电子束的照射，根据从形成有图案的所述试件上产生的电子的电子量，取得该图案的图像数据的单元；线性轮廓曲线生成单元，其根据所述图像数据，生成表示规定线上的亮度信号的线性轮廓曲线；以及微分轮廓曲线生成单元，其对所述线性轮廓曲线进行微分，生成微分轮廓曲线，其特征在于，
所述图案面积测定方法包括如下步骤：
取得测定对象区域的图案的图像的步骤；
将所述图案分割成多个部分图案的步骤；
计算所述各部分图案的面积的步骤；以及
合计所述各部分图案的面积，计算所述图案的面积的步骤。
11.根据权利要求10所述的图案面积测定方法，其特征在于，
所述分割成部分图案的步骤包括如下步骤：
将所述图案分割成具有规定值的中心角的扇形的部分图案的步骤；
按照所述各部分图案，生成与所述图案的中心和图案的边缘相交的线上的线性轮廓曲线的步骤；
对所述线性轮廓曲线进行微分，生成微分轮廓曲线的步骤；以及
根据所述线性轮廓曲线和微分轮廓曲线，检测所述部分图案的边缘位置，根据所述中心位置和边缘位置计算半径的步骤。
12.根据权利要求11所述的图案面积测定方法，其特征在于，
所述线上的线性轮廓曲线通过对规定个数的像素数据进行加法平均而生成。
13.根据权利要求11所述的图案面积测定方法，其特征在于，
所述图案的中心根据所述图案的X方向的宽度和所述图案的Y方向的宽度进行计算。
14.根据权利要求10所述的图案面积测定方法，其特征在于，
当所述图案是由相对的第1和第2边缘包围的矩形图案时，
所述分割成部分图案的步骤包括如下步骤：
将所述图案分割成按规定长度划分第1相对边缘而成的部分矩形图案的步骤；
按照所述各部分矩形图案，生成与第2相对边缘平行且与第1相对边缘相交的线上的线性轮廓曲线的步骤；
对所述线性轮廓曲线进行微分，生成微分轮廓曲线的步骤；以及
根据所述线性轮廓曲线和微分轮廓曲线检测所述部分图案的边缘位置，根据所述线性轮廓曲线和微分轮廓曲线检测边缘位置，计算该边缘间的距离的步骤。
15.根据权利要求14所述的图案面积测定方法，其特征在于，
对于所述线性轮廓曲线，对与所述规定长度对应的规定个数的像素数据进行加法平均，生成所述线上的线性轮廓曲线。
16.根据权利要求10所述的图案面积测定方法，其特征在于，
所述分割成部分图案的步骤包括如下步骤：
检测所述图案的边缘位置作为起点边缘位置，检测从所述起点边缘位置起离开规定距离的位置的边缘作为虚拟边缘位置的步骤；
生成通过连接所述起点边缘位置和虚拟边缘位置的线段的中点且与该线段成直角的线上的线性轮廓曲线的步骤；
对所述线性轮廓曲线进行微分，生成微分轮廓曲线的步骤；
根据所述线性轮廓曲线和微分轮廓曲线，检测边缘位置的步骤；
将该边缘位置重新作为起点边缘位置，检测与该边缘位置相邻的新的边缘位置，检测所述图案周围的边缘位置的步骤；以及
分割成由相邻2点的边缘位置决定、且包含分割所述图案而成的部分图案在内的梯形形状的区域的步骤，
所述计算图案的面积的步骤，是从包含所述部分图案在内的梯形形状的区域的面积的总计中减去所述部分图案以外的梯形形状的区域的面积的总计的步骤。
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