DE112007000009B4

DE112007000009B4 - Musterdimensionsmessgerät und Musterflächenmessverfahren

Info

Publication number: DE112007000009B4
Application number: DE112007000009T
Authority: DE
Inventors: Jun Matsumoto
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2006-09-14
Filing date: 2007-07-17
Publication date: 2013-01-17
Anticipated expiration: 2027-07-18
Also published as: WO2008032488A1; DE112007000009T5; TWI344188B; TW200822259A; KR20080041141A; US20080069452A1; CN101523155A; JP4580990B2; KR100933819B1; US8014584B2; WO2008032387A1; JPWO2008032488A1

Abstract

Musterdimensionsmessgerät, umfassend: eine Einheit (10) zum Strahlen eines Elektronenstrahls auf eine Probe in einer Rasterweise, einen Elektronendetektor (8) zum Erfassen von Bilddaten eines Musters gemäß der Menge an Elektronen, die durch Strahlen des Elektronenstrahls von einer Oberfläche der Probe, auf der das Muster ausgebildet ist, emittiert werden, eine Linienprofilerzeugungseinheit (21) zum Erzeugen eines Linienprofils, um ein Luminanzsignal auf einer bestimmten Linie aus den Bilddaten zu repräsentieren, eine Differentialprofilerzeugungseinheit (22) zum Erzeugen eines Differentialprofils durch Differentiation des Linienprofils, und eine Flächenmesseinheit (24) zum Unterteilen des Musters in eine Vielzahl von Teilmustern, Berechnen der Flächen der Teilmuster und Berechnen der Fläche des Musters durch Aufsummieren der Flächen der Teilmuster, wobei die Flächenmesseinheit (24) so konfiguriert ist, dass sie Flankenpositionen um das Muster herum in einem festgelegten Intervall erfasst und die Fläche des Musters durch Subtrahieren einer Gesamtfläche von Trapezbereichen, die jeweils durch die zwei erfassten Flankenpositionen,...

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Musterdimensionsmessung unter Verwendung eines Elektronenstrahls. Um genau zu sein, die vorliegende Erfindung betrifft ein Musterdimensionsmessgerät und ein Musterflächenmessverfahren, das in der Lage ist, eine Fläche eines Kontaktlochs oder dergleichen mit hoher Reproduzierbarkeit zu messen.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Die Messung mit einem Rasterelektronenmikroskop wird als ein Verfahren zur Messung einer Musterlinienbreite ausgeführt. Ein typisches Rasterelektronenmikroskop ist so aufgebaut, dass ein Elektronenrasterbereich mit einfallenden Elektronen in einer Rasterweise bestrahlt wird, dann werden durch einen Szintillator Sekundärelektronen erfasst, die von einer Probe emittiert werden, dann werden durch Konvertieren der Menge an erfassten Elektronen in Luminanz Bilddaten erfasst und dann werden die Bilddaten auf einer Anzeigevorrichtung angezeigt.
Wenn die Eigenschaften eines Halbleiterbauelements unter Verwendung solch eines Rasterelektronenmikroskops gesteuert werden, ist es eine allgemeine Praxis, zu überprüfen, ob eine Linienbreite eines Linienmusters und eine Fläche eines Kontaktlochs oder dergleichen innerhalb von Entwurfsstandards ausgebildet sind oder nicht. Die Musterlinienbreite und die Fläche werden gemäß den folgenden Prozeduren ausgeführt. Nachdem ein gegebener Bereich eines Musters, das auf einer Photomaske ausgebildet ist, auf einem Bildschirm angezeigt wird, wird ein Elektronenstrahl fokussiert und auf einen Messpunkt innerhalb des Anzeigebereichs gestrahlt und auf diese Weise wird auf der Grundlage von Sekundärelektronen, die vom Messpunkt reflektiert werden, eine Signalform erhalten, die die Luminanzverteilung repräsentiert. Dann wird die Luminanzverteilungs-Signalform analysiert, um eine Musterflankenposition zu finden und eine Linienbreite zu definieren. Unterdessen wird unter Verwendung eines Werts der erhaltenen Bilddaten eine Fläche eines Kontaktlochs berechnet. Es wird eine Beurteilung vorgenommen, ob diese Linienbreite oder die Fläche innerhalb eines zulässigen Fehlerbereichs liegt oder nicht. Die derart beurteilte Linienbreite und Fläche werden als Kriterien zur Qualitätsbeurteilung der Photomaske oder als Prozessrückkopplungsinformation für einen Vorprozess verwendet.
Wie oben beschrieben ist die Messung einer Linienbreite und einer Fläche eines Musters wichtig für einen Herstellungsprozess einer Photomaske. In diesem Kontext sind bis heute verschiedene Verfahren zur Messung der Linienbreite und der Fläche vorgeschlagen worden.
Im Allgemeinen wird eine Position, an der eine Inklination der Luminanz entsprechend der Quantität der Sekundärelektronen auftritt, als eine Flankenposition eines Musters definiert. Im Gegensatz dazu offenbart die JP 5-296754 A (1993) ein Flankenerfassungsverfahren, das als eine Flankenposition eine Position definiert, an der ein Sekundärelektronensignal den kleinsten Wert annimmt.
Indessen offenbart die JP 2003-33845 A ein Verfahren zur genauen Erfassung einer Position einer Ausrichtmarkierung, die auf einer Halbleiterscheibe vorgesehen ist, durch Einfangen eines Bildes der Ausrichtmarkierung mit einer CCD-Kamera (charged-coupled device = ladungsgekoppeltes Bauteil) und durch Ausführen einer Flankenextraktion aus dem eingefangenen Bild.
Wie es vorhin beschrieben wurde, nutzt die Messung der Musterlinienbreite unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops im Allgemeinen das Verfahren des Definierens einer Position, an der eine Inklination der Luminanz maximal wird, als Flankenposition oder das Verfahren des Definierens einer Position, an der ein Sekundärelektronensignal minimal wird, als Flankenposition.
Demgegenüber wird die Fläche des Kontaktlochs oder dergleichen auf der Grundlage von Luminanzinformation an Bildpunkten, die ein REM-Bild aufbauen, berechnet. Um genau zu sein, Bildpunkte, die höhere oder niedrigere Luminanzwerte als einen festgelegten Referenzwert aufweisen, werden aus dem REM-Bild extrahiert, so dass die Fläche durch Aufsummieren der Zahl an Bildpunkten berechnet wird.
Im Allgemeinen variiert die Luminanzinformation im REM-Bild in Abhängigkeit vom Material, der Filmdicke oder der Musterform eines Messobjekts und zudem in Abhängigkeit von den Instrumentenparametern, wie etwa einer Beschleunigungsspannung eines Elektronenstrahls oder der Zahl von Rasteroperationen. Darüber hinaus enthält die Luminanzinformation an jedem Bildpunkt Störkomponenten. Demgemäß kann die Fläche ungenau sein, wenn sie durch Zählen der Bildpunkte berechnet werden, die aus der auf Bildpunkten basierenden Luminanzinformation unter Verwendung eines festgelegten Luminanzgrenzwerts extrahiert werden.
Beispielsweise ist 1 eine Ansicht, die einen Abschnitt L einer Flanke eines Kontaktlochs zeigt, das in auf Bildpunkten basierenden Koordinaten P dargestellt ist. Die in 1 schraffierten Bildpunkte zeigen kleinere Luminanzwerte als ein festgelegter Referenzwert und diese Bildpunkte werden zur Berechnung der Fläche des Kontaktlochs verwendet. Wie es in 1 gezeigt ist, können die Bildpunkte, die eine festgelegte Größe aufweisen, die Flanke nicht präzise angeben. Beispielsweise enthält ein Bildpunkt SP2 in 1 Teile innerhalb und außerhalb des Kontaktlochs. Demgemäß ist der Wert der Fläche ungenau, wenn der Bildpunkt SP2 in die Fläche des Kontaktlochs einbezogen wird.
Darüber hinaus enthält die Luminanzinformation, die durch diese Bildpunkte repräsentiert wird, Störkomponenten. Demgemäß ist die Luminanzinformation instabil, wenn ein S/N-Verhältnis klein ist, und demgemäß ist die Reproduzierbarkeit des Flächenwerts schlecht, weil die ausgewählten Bildpunkte nahe der Flanke bei jeder Messung unterschiedlich sein können. Beispielsweise kann ein Luminanzdatenwert für einen Bildpunkt NP2 bei einer bestimmten Messung größer als ein festgelegter Referenzwert sein, während er bei einer anderen Messung kleiner als der festgelegte Referenzwert ist.
Die JP 07-027548 A offenbart ein Musterdimensionsmessgerät und -verfahren, bei dem ein Muster in Teilmuster unterteilt und die Fläche des Musters durch Aufsummieren der Teilmuster bestimmt wird, wobei Flankenpositionen der Teilmuster unter Verwendung von Differentialprofilen aus Luminanzdaten erhalten werden. Die JP 2001-091231 A beschreibt eine Automatisierung der Zentrumsbestimmung eines Musters. Die JP 63-021844 A offenbart eine Flächenbestimmung durch Unterteilung in Rechtecke und aus der JP 2001-183116 A ist die Bestimmung einer Fläche als Differenzfläche bekannt.
Kurzfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist angesichts des zuvor genannten Problems des Stands der Technik gemacht worden. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Musterdimensionsmessgerät und ein Musterflächenmessverfahren bereitzustellen, welche in der Lage sind, eine Fläche eines Musters reproduzierbar und genau zu messen.
Diese Aufgabe wird durch ein Musterdimensionsmessgerät mit den Merkmalen des Anspruches 1 und durch ein Musterdimensionsmessverfahren mit den Merkmalen des Anspruches 8 gelöst.
Erfindungsgemäß wird das Muster beim Messen der Fläche des Musters in eine festgelegte Zahl von Teilmustern unterteilt, dann wird die Fläche für jedes der Teilmuster gemessen und dann wird die Fläche des Musters durch Aufsummieren der Flächen der Teilmuster berechnet. Wenn die Fläche des Teilmusters gemessen wird, wird das Linienprofil an der Linie erhalten, die die Zentralposition mit der Flanke verbindet, dann wird unter Verwendung des Linienprofils die Flankenposition berechnet und dann wird unter Verwendung der Zentralposition und der Flankenposition der Radius erhalten. Beim Ermitteln des Linienprofils wird das Linienprofil durch Mitteln der Luminanzdaten für mehrere Bildpunkte berechnet. Dann wird die Fläche der Fächerform berechnet, die die erhaltenen Flankenpositionen als Schnittpunkt des Radius und des Bogens aufweist. Auf diese Weise wird die Flankenposition erfasst, auch wenn die Luminanzsignale für die Bildpunkte Störungen enthalten, und die Fläche wird unter Verwendung der störungsverminderten Werte berechnet. Demgemäß ist es möglich, die Fläche mit hoher Reproduzierbarkeit zu berechnen.
Erfindungsgemäß werden beim Messen der Fläche des Musters die Flankenpositionen um das Muster herum durch Bestimmen eines Punkts im REM-Bildmuster automatisch erfasst, wenn die Fläche des Musters durch Anwenden der Trapezregel auf der Grundlage der Flankenpositionen berechnet wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Belastung eines Anwenders für die Spezifikation des Zielbereichs zu verringern und eine Beeinträchtigung der Messgenauigkeit infolge fehlerhafter Bereichsspezifikation zu verhindern.
Beim Erfassen der Flanken um das Muster herum werden die nächsten Flankenpositionen unter Verwendung des Linienprofils an einer Linie erfasst, die an der Zwischenposition senkrecht zur geraden Linie ist, die die erfasste Flankenposition und die temporäre Flankenposition verbindet, die in einem festgelegten Abstand im festgelegten Intervall angeordnet ist. Auf diese Weise ist es möglich, jede der Flanken auf der Linie zu erfassen, die nahezu senkrecht zum Rand des Musters ist. Demgemäß kann die Flankenposition genau ermittelt werden und dadurch wird die Musterfläche genau berechnet.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Problems der herkömmlichen Flächenmessung.
2 ist ein Blockdiagramm eines Rasterelektronenmikroskops, das bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Die 3A bis 3D sind Ansichten zur Erläuterung von Elektronenbildern und Profilen, die durch eine Signalverarbeitungseinheit zu erfassen sind.
Die 4A und 4B sind Ansichten zur Erläuterung der Erfassung einer Zentralposition eines Kontaktlochs.
Die 5A bis 5C sind erste Ansichten zum Erläutern der Flankenerfassung des Kontaktlochs.
6 ist eine zweite Ansicht zum Erläutern der Flankenerfassung des Kontaktlochs.
7 ist eine Ansicht zum Erläutern der Berechnung einer Fläche des Kontaktlochs.
8 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel eines Prozesses zur Berechnung der Fläche des Kontaktlochs zeigt.
9 ist eine Ansicht zum Erläutern der Messung einer Eckenrundung.
10 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel eines Prozesses zum Messen der Eckenrundung zeigt.
11A ist eine Ansicht zum Erläutern eines herkömmlichen Verfahrens zum Berechnen der Fläche eines rechtwinkligen Musters und 11B ist eine Ansicht zum Erläutern eines Verfahrens zum Berechnen der Fläche eines rechtwinkligen Musters gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
12 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel eines Prozesses zur Berechnung der Fläche des rechtwinkligen Musters zeigt.
Die 13A bis 13C sind Ansichten, die Beispiele beliebig geformter Muster zeigen.
14 ist eine erste Ansicht zum Erläutern eines Verfahrens zum Messen einer Fläche eines beliebig geformten Musters.
15 ist eine zweite Ansicht zum Erläutern eines Verfahrens zum Messen einer Fläche eines anderen beliebig geformten Musters.
16 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Übersicht über einen Prozess zum Berechnen der Fläche des beliebig geformten Musters zeigt.
17 ist ein Ablaufdiagramm, das Beispiel eines Prozesses zum Erfassen einer Startposition der Flankenerfassung in 16 zeigt.
18 ist ein Ablaufdiagramm, das Beispiel eines Prozesses zum Erfassen von Flankenpositionen um ein Muster in 16 herum zeigt.
Die 19A bis 19D sind Ansichten zum Erläutern eines Verfahrens zum Erfassen der Flankenpositionen um das Muster herum.
20 ist eine dritte Ansicht zum Erläutern eines Verfahrens zum Messen einer Fläche eines anderen beliebig geformten Musters.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Nun werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
(1) Erstes Ausführungsbeispiel
Zuerst wird vorab ein Aufbau eines Rasterelektronenmikroskops beschrieben werden, das als Musterdimensionsmessgerät verwendet wird. Zweitens wird ein allgemeines Verfahren zur Messung einer Linienbreite eines Musters beschrieben werden. Drittens wird die Flächenmessung eines Kontaktlochs als Beispiel eines Musters beschrieben werden. Viertens wird eine Anwendung eines Musterflächenmessverfahrens beschrieben werden.
(Aufbau eines Rasterelektronenmikroskops)
2 ist ein Blockdiagramm eines Rasterelektronenmikroskops gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Dieses Rasterelektronenmikroskop 100 beinhaltet im Wesentlichen eine Einheit (10) zum Strahlen eines Elektronenstrahls auf eine Probe in einer Rasterweise (Elektronenrastereinheit), eine Signalverarbeitungseinheit 30, eine Bildanzeigeeinheit 40, eine Speichereinheit 55 und eine Steuereinheit 20 zum Steuern der Elektronenrastereinheit 10, der Signalverarbeitungseinheit 30, der Bildanzeigeeinheit 40 und der Speichereinheit 55. Die Steuereinheit 20 beinhaltet eine Linienprofilerzeugungseinheit 21, eine Differentialprofilerzeugungseinheit 22, eine Flankenerfassungseinheit 23 und eine Flächenmesseinheit 24.
Die Elektronenrastereinheit 10 beinhaltet eine Elektronenkanone 1, eine Kondensorlinse 2, eine Deflektorspule 3, eine Objektivlinse 4, eine Bewegungsbühne 5 und einen Probenhalter 6.
Geladene Teilchen 9, die von der Elektronenkanone 1 emittiert werden, laufen durch die Kondensorlinse 2, die Deflektorspule 3 und die Objektivlinse 4 und werden auf eine Probe 7 auf der Bewegungsbühne 5 gestrahlt.
Die geladenen Teilchen 9 (ein Primärelektronenstrahl) werden in einer zweidimensionalen Rasterweise auf die Probe 7 gestrahlt und vom bestrahlten Bereich emittierte Sekundärelektronen werden durch einen Elektronendetektor 8 erfasst, der aus einem Szintillator und dergleichen gebildet wird. Die erfasste Menge an Sekundärelektronen wird durch einen AD-Konverter in der Signalverarbeitungseinheit 30 in einen Digitalbetrag umgewandelt und in der Speichereinheit 55 als Bilddaten gespeichert. Die Bilddaten werden in Luminanzsignale umgewandelt und werden auf der Bildanzeigeeinheit 40 angezeigt. Die Bilddaten werden in einer zweidimensionalen Anordnung so angeordnet, dass sich das gleiche Layout wie die Rasterpositionen des Primärelektronenstrahls auf der Probe 7 bildet, wodurch ein zweidimensionales digitales Bild erhalten wird. Jeder Bildpunkt in diesem zweidimensionalen digitalen Bild repräsentiert Luminanzdaten, die durch 8 Bits ausgedrückt werden.
Durch die Steuereinheit 20 werden ein Elektronenablenkbetrag der Deflektorspule 3 und ein Bildrasterbetrag der Bildanzeigeeinheit 40 gesteuert. Darüber hinaus ist in der Steuereinheit 20 ein Programm zur Ausführung der Linienbreitenmessung gespeichert.
Die Linienprofilerzeugungseinheit 21 erzeugt ein Linienprofil, das das Luminanzsignal rasterelektronenmikroskopischer (REM) Bilddaten in einem spezifizierten Bereich repräsentiert. Das Linienprofil repräsentiert das Luminanzsignal entsprechend der Menge der Sekundärelektronen, das als eine Querschnittform eines gemessenen Musters reflektierend angesehen wird.
Die Differentialprofilerzeugungseinheit 22 führt am Linienprofil einen Primärdifferentiationsprozess aus, um ein Primärdifferentialprofil zu erzeugen.
Die Flankenerfassungseinheit 23 erfasst die Flanken unter Verwendung des Linienprofils und des Primärdifferentialprofils.
Die Flächenmesseinheit 24 misst eine Fläche eines spezifizierten Musters, das zur Messung bestimmt ist. Die Fläche wird in der Einheit von Bildpunkten berechnet, die die Bilddaten aufbauen, und die tatsächliche Fläche wird durch Umwandeln unter Verwendung einer Beziehung zwischen einer festgelegten Bildpunktbreite und einer tatsächlichen Länge berechnet.
(Allgemeines Verfahren zur Messung der Linienbreite eines Musters)
Als nächstes wird eine Beschreibung eines allgemeinen Verfahrens der Messung einer Linienbreite eines in 3A gezeigten Musters auf einer Probe unter Verwendung des in 2 gezeigten Rasterelektronenmikroskops 100.
Wie es in 3A gezeigt ist, wird ein Photomaskensubstrat 50, das darauf ausgebildet ein Linienmuster 51 enthält, als Probe 7 verwendet. Ein Teil der Probe 7 ist in einer planaren Form ausgebildet, wie es in 3A gezeigt ist. Hier zeigt ein von einer gestrichelten Linie umgebender Abschnitt einen Beobachtungsbereich des Rasterelektronenmikroskops 100.
3B zeigt ein Beispiel eines REM-Bildes, das durch Erfassen der Menge an Elektronen, wie etwa der Sekundärelektronen, die in der Folge des Rasterns der in 3A gezeigten Probe mit dem Elektronenstrahl emittiert wird, unter Verwendung des Elektronendetektors 8 und dann Konvertieren der erfassten Menge an Elektronen in das Luminanzsignal, das dargestellt wird, während die Rasterung durch den Elektronenstrahl mit einer CRT-Rasterung (CRT = Kathodenstrahlröhre) der Anzeigevorrichtung synchronisiert wird, erhalten wird.
Ein anderes REM-Bild wird aus dem in 3B gezeigten REM-Bild durch Spezifizieren eines Messbereichs extrahiert. Die Messfläche wird beispielsweise als eine Breite H von 400 Bildpunkten über eine Länge L definiert. Diese Fläche wird durch einen Operator unter Verwendung einer oberen Linienmarkierung LM1, einer unteren Linienmarkierung LM2, einer linken Linienmarkierung LM3 und einer rechten Linienmarkierung LM4 selektiert.
Die extrahierten REM-Bild-Bildpunktdaten werden in der H-Richtung der Messfläche unterteilt und für jeden der unterteilten Bereiche wird ein Linienprofil entsprechend der Luminanzverteilung erhalten. Wenn das Linienprofil erhalten wird, ist es beispielsweise möglich, durch Ausführen eines Glättungsprozesses in der Richtung der Länge L in einem Breitenabstand von 3 Bildpunkten Störkomponenten zu verringern.
3C ist eine Ansicht, die ein Linienprofil entsprechend der Menge der von der Probe emittierten Sekundärelektronen zeigt, das erhalten wird, wenn der Elektronenstrahl entlang der I-I-Linie in 3A gestrahlt wird. Wie es in 3C gezeigt ist, ändert sich das Linienprofil (ein Kontrastprofil) drastisch an der Flanke des Musters. Um die Positionen der drastischen Änderungen zu finden, wird das Linienprofil differenziert, um die höchste Spitze und das tiefste Tal der differenzierten Signalbeträge zu erhalten.
Darüber hinaus werden, wie es in 3D gezeigt ist, durch Interpolieren von Zwischenräumen zwischen den Bildpunkten Differentialsignalformen C1 und C2 erhalten, wobei mehrere Differentialsignale Dx vor und nach den Spitzen verwendet werden und Spitzenpositionen für eine erste Spitze P1 und eine zweite Spitze P2 mit einem Auflösungsvermögen von 1/100 berechnet werden. Eine Breite W1 des Linienmusters wird als ein Abstand zwischen der ersten Spitze P1 und der zweiten Spitze P2 definiert.
Die oben beschriebene Folge von Prozessen wird für jeden der unterteilten Bereiche ausgeführt und ein in den entsprechenden Bereichen berechneter Mittelwert der Breiten des Musters wird als ein Längenwert definiert. Auf diese Weise ist es möglich, die Breite W1 des Linienmusters genauer zu erhalten.
(Musterflächenmessung)
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zur Berechnung der Fläche des Kontaktlochs als Beispiel des Musters beschrieben werden.
Die 4A und 4B sind Ansichten, die ein Beispiel des Kontaktlochs zeigen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Fläche des Kontaktlochs nicht durch Beurteilen berechnet, ob ein Bildpunkt im Hinblick darauf, ob die Luminanzdaten des Bildpunkts größer oder kleiner als ein Referenzwert sind, im Bereich des Kontaktlochs lokalisiert ist oder nicht. Anstelle dessen wird die Fläche des Kontaktlochs durch Unterteilen des Kontaktlochs in eine festgelegte Zahl von Teilmustern (bei diesem Ausführungsbeispiel in eine Fächerform) und Aufsummieren der Flächen der Teilmuster berechnet.
Beispielsweise werden, wenn das Teilmuster die Fächerform ist, die einen Zentralwinkel von 5 Grad aufweist, die Flächen von 72 Fächerformen berechnet und aufsummiert, um die Fläche des Kontaktlochs zu erhalten.
Um die Flächen der Teilmuster zu berechnen, werden das Zentrum des Kontaktlochs und ein Radius erhalten. Nun wird die Erfassung des Zentrums des Kontaktlochs beschrieben werden.
Zuerst wird unter Verwendung der REM-Bilddaten des Kontaktlochs ein Linienprofil eines spezifizierten Bereichs erhalten. Der spezifizierte bereich wird durch Einstellen eines Suchbereichs SRx so spezifiziert, dass er die Flanken an beiden Seiten in der X-Richtung des Kontaktlochs enthält. Die zwei Flanken (XE1, XE2) in der X-Richtung des Kontaktlochs werden aus dem Linienprofil erhalten und der Mittelpunkt dazwischen wird als ein Zentrum Cx in der X-Richtung definiert.
Als nächstes wird ein anderer Suchbereich SRy, der das Zentrum Cx und die Flanken an beiden Seiten enthält, in einer Y-Richtung eingerichtet und es wird das Linienprofil einer durch das Zentrum Cx laufenden Linie in der Y-Richtung erhalten. Die zwei Flanken (YE1, YE2) in der Y-Richtung werden aus diesem Linienprofil erhalten und der Mittelpunkt dazwischen wird als ein Zentrum Cy in der Y-Richtung definiert. Diese Position ist das Zentrum C des Kontaktlochs.
Als nächstes wird der Radius des Teilmusters erhalten. Dieser Radius wird als ein Abstand zwischen dem Zentrum C und der Flanke durch Erfassen der Position der Flanke des Kontaktlochs erhalten.
5A ist eine Ansicht, die eine Linie zeigt, die ein Luminanzsignal in auf Bildpunkten basierenden Koordinaten P repräsentiert, wobei das Luminanzsignal aus dem REM-Bild eines Flankenabschnitts EL eines Teils des Kontaktlochs erhalten wird.
Ein Bereich von Interesse (ROI) wird so eingerichtet, dass er die Zentralposition C des Kontaktlochs, das durch das oben beschriebene Verfahren erhalten wird, und eine Linie enthält, die die Flanke um das Kontaktloch herum schneidet.
Die S1-S2-Linie in 5A ist eine Referenzlinie zur Profilerzeugung. Wenn das Linienprofil entlang dieser Referenzlinie erzeugt wird, kann beispielsweise eine Signalform erhalten werden, wie sie in 5B gezeigt ist. Ein Signalbetragswert auf einer Seite eines Punkts S1 ist kleiner als ein Signalbetragswert auf einer Seite eines Punkts S2 in einer Zone jenseits einer Position einer Flanke E1, und der Signalbetrag ändert sich am Punkt E1 drastisch. Darüber hinaus zeigt 5C ein Ergebnis der Differentiation des Linienprofils in 5B, bei dem am Punkt E1 eine obere Spitze eines differenzierten Signalbetrags erhalten wird und bei dem die Position des Punkts E1 als die Flanke auf der S1-S2-Linie erfasst wird. Dabei werden Zwischenräume zwischen den Bildpunkten unter Verwendung von mehreren Differentialsignalen vor und nach der Spitze ähnlich zur Linienbreitenmessung interpoliert und die Spitzenposition wird mit einem Auflösungsvermögen von 1/100 berechnet.
Der Radius auf der S1-S2-Linie wird durch Berechnen des Abstands zwischen dieser Flankenposition E1 und der Zentralposition C erhalten.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 6 die Berechnung des Linienprofils detailliert beschrieben werden. Eine Linie SL in 6 ist eine Referenzlinie zur Profilerzeugung. Indessen ist jede der Linien ASL eine mittelnde Referenzlinie zum auffinden der Bildpunkte, die zum Erlangen des mittleren Luminanzwerts verwendet werden.
Die Luminanzdaten in einer Position auf der Referenzlinie eines jeden Bildpunkts wird zur Erzeugung des Linienprofils entlang der Referenzlinie SL berechnet. Die Luminanz eines jeden Bildpunkts SP entsprechend der Referenzlinie SL wird als Mittelwert der Luminanzdaten nicht nur des Bildpunkts SP selbst berechnet, sondern auch von 5 Bildpunkten entlang einer jeweiligen entsprechenden mittelnden Referenzlinie ASL senkrecht zur Referenzlinie SL.
Die Selektion der Bildpunkte nutzt die X-Achse als eine Referenzachse, wenn ein Neigungswinkel der Referenzlinie SL zur Profilerzeugung gleich oder geringer ist als 45 Grad, oder nutzt die Y-Achse als Referenzachse, wenn der Neigungswinkel über 45 Grad liegt. Wenn die X-Achse die Referenzachse ist, werde die Bildpunkte entsprechend der Referenzlinie SL aus allen X-Positionen selektiert, während Überlappungen in gleichen X-Positionen vermieden werden. Indessen ist, wenn die X-Achse die Referenzachse der Referenzlinie SL ist, die Y-Achse die Referenzachse der mittelnden Referenzlinien ASL. Hier werden die Bildpunkte selektiert, bei denen die Zentren den mittelnden Referenzlinien ASL am nächsten gelegen sind, während Überlappungen in gleichen Y-Positionen vermieden werden. Bei dem in 6 gezeigten Fall ist die Y-Achse die Referenzachse zum Auffinden von 5 Bildpunkten und die Bildpunkte (ASP), bei denen die Zentren der Referenzlinie nächsten gelegen sind, werden selektiert, während Überlappungen in gleichen Y-Positionen vermieden werden.
Der Grund zur Mittlung der Luminanzdaten der mehreren Bildpunkte, wie oben beschrieben, ist der, dass die Luminanzdaten der jeweiligen Bildpunkte Störkomponenten an zufälligen Werten enthalten und dass die Luminanzdaten für einen Bildpunkt verschiedene Werte entsprechend einer jeden Messung repräsentieren. Demgemäß ist es nicht möglich, die reproduzierbare Messung zu erreichen. Aus diesem Grund werden die Störungen durch Mittelung der Luminanzdaten der mehreren Bildpunkte vermindert.
Man beachte, dass die Zahl von Bildpunkten zum Mitteln der Luminanzdaten nicht auf 5 Bildpunkte beschränkt ist. Es ist möglich, die Zahl der Bildpunkte zu erhöhen oder in einem Fall eines guten S/N-Verhältnisses die Zahl der Bildpunkte zu erniedrigen.
Als nächstes wird eine Beschreibung einer Berechnung der Fläche des Kontaktlochs vorgenommen werden, die nach der Berechnung der Flächen der Fächerformen der Teilmuster gemäß der Zentralposition des Kontaktlochs und der Flankenpositionen ausgeführt wird.
7 ist eine Ansicht zum Erläutern der Berechnung der Gesamtfläche des Kontaktlochs.
Aus der Zentralposition C und einer Flankenposition E1₁ wird ein Radius R1₁ abgeleitet. Dann wird die Fläche einer Fächerform SC (des Teilmusters), die einen festgelegten Zentralwinkel (wie etwa 5 Grad) aufweist, unter Verwendung des Radius R1₁ berechnet. Gleicherweise wird hinsichtlich einer in einer diagonalen Position gelegenen Flankenposition E2₁ ein Radius R2₁ aus der Flankenposition E2₁ abgeleitet und die Fläche einer anderen Fächerform SC, die den festgelegten Zentralwinkel aufweist, wird unter Verwendung des Radius R2₁ berechnet. Danach wird eine Referenzlinie SL₁ zum Erlangen des Linienprofils um de Betrag gedreht, der dem Zentralwinkel äquivalent ist, und es wird ein Linienprofil entlang einer neuen Referenzlinie SL₂ erzeugt, um eine Flanke E1₂ zu erfassen.
Auf diese Weise werden die Flanken für jeden festgelegten Zentralwinkel erfasst, während die Referenzlinie gedreht wird, und die Flächen der Teilmuster werden für den gesamten Bereich des Kontaktlochs erhalten.
Beispielsweise ist, wenn der Zentralwinkel auf 5 Grad eingestellt ist, die Gesamtfläche des Kontaktlochs gleich einer Summe von (R1_n ² + R2_n ²) × π × 1/72, wobei n von 1 bis 36 rangiert.
Bei der obigen Erläuterung wird die Fläche auf der Grundlage der Zahl von Bildpunkten berechnet. Demgemäß wird der tatsächliche Wert durch Umwandeln unter Verwenden der Länge entsprechend der Größe des Bildpunkts erhalten. Beispielsweise wird, wenn die Größe eines Bildpunkts durch X = 5,625 nm und Y = 5,630 nm definiert ist, der tatsächliche Wert durch Multiplizieren der Fläche auf Bildpunktbasis mit 5,625 × 5,630 berechnet.
Hier ist es, wenn das Teilmuster keine Fächerform sondern eine Dreiecksform ist, die nur gerade Seiten aufweist, bei Wunsch auch möglich, die Fläche der Teilmuster dadurch zu berechnen, dass das Teilmuster als Dreieck betrachtet wird. Um genau zu sein, in diesem Fall kann die Fläche des Teilmusters unter Verwendung der Zentralposition C, der Flankenposition E1₁ und de Zentralwinkel von 5 Grad berechnet werden.
Im Folgenden wird eine Beschreibung des Grundes vorgelegt, warum es durch Erfassen der Flankenpositionen, Berechnen des Radius des Kontaktlochs, Erlangen der Fläche der Fächerformen und Berechnen der Fläche des Kontaktlochs durch Aufsummieren der Flächen der Fächerformen möglich ist, die Reproduzierbarkeit und die Genauigkeit zu verbessern.
Wenn die Fläche auf herkömmliche Art und Weise durch Beurteilen der Bildpunktwerte berechnet wird, enthalten die Bildpunktwerte nahe den Flanken Störungen und weisen schlechte S/N-Verhältnisse auf. Demgemäß werden die Bildpunkte, die dem festgelegten Wert genügen nicht jedes Mal festgehalten, wenn eine Messung ausgeführt wird, so dass sich der Wert der Fläche für jede Messung ändert.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Linienprofil in der Richtung vom Zentrum zum Rand hin unter Verwendung mehrerer Bildpunktwerte erzeugt und die Flankenposition wird durch Differenzieren des Linienprofils erfasst. Unter Verwendung der mehreren Bildpunktwerte ist es möglich, die Störungen auch im Fall des schlechten S/N-Verhältnisses zu verringern. Darüber hinaus wird der Zwischenraum zwischen den Bildpunkten durch die mehreren Bildpunktwerte interpoliert und mit einem Auflösungsvermögen von 1/100 Bildpunkten berechnet. Demgemäß ist es weitgehend möglich, zu verhindern, dass sich der Wert bei den Messungen ändert. Daher kann die Fläche mit hoher Reproduzierbarkeit erhalten werden.
Im Gegensatz dazu wird die Fläche beim herkömmlichen Verfahren auf der Grundlage der Bildpunkte berechnet. Da es Bildpunkte gibt, die jeweils Teile innerhalb und außerhalb eines Flächenmesszielbereichs aufweisen, wird eine Beurteilung vorgenommen, ob jeder solche Bildpunkt, als Ganzes, bei der Berechnung der Fläche einbezogen werden soll oder nicht. Dadurch erlaubt es dieses Verfahren nicht, die Fläche genau zu messen.
Dieses Ausführungsbeispiel ist so konfiguriert, dass die Flankenposition erhalten und die Fläche einer Fächerform, die die erhaltene Flankenposition als Schnittpunkt von Radius und Bogen besitzt, berechnet wird. Demgemäß ist es möglich, die Berechnung auf der Grundlage von Bildpunkten zu vermeiden und dadurch den Fehler zu verringern.
(Musterdimensionsmessverfahren)
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 8 ein Musterflächenmessverfahren beschrieben werden.
8 ist ein Ablaufplan, der ein Beispiel eines Prozesses zum Berechnen der Fläche des Musters, wie etwa des Kontaktlochs, zeigt.
Bei dem Mustermessprozess, der in 8 gezeigt ist, wird angenommen, dass im Vorhinein REM-Bilder des Kontaktlochs und eine umgebende Fläche davon erfasst werden und dass REM-Bilddaten in der Speichereinheit 55 als Bildpunktdaten gespeichert werden.
Darüber hinaus wird angenommen, dass die Beziehung zwischen den Bildpunktwerten und den tatsächlichen Längen unter Verwendung von Korrekturproben erhalten werden.
Zuerst werden in Schritt S11 eine Anfangseinstellung vorgenommen. Bei dieser Anfangseinstellung werden die Zentralwinkel entsprechend der zahl von Teilmustern und die Größe der ROI zum Spezifizieren des Bereichs zur Berechnung des Linienprofils bestimmt.
Als nächstes wird in Schritt S12 eine gewünschte Messfläche, enthaltend das Kontaktloch und die umgebende Fläche davon spezifiziert, um die REM-Bilder zu erfassen. Die REM-Bilddaten werden aus den Bildpunktdaten extrahiert, die in der Speichereinheit 55 gespeichert sind.
Als nächstes wird in Schritt S13 die Zentralposition des Kontaktlochs, die ein Flächenmessziel ist, erfasst. Die Zentralposition wird wie folgt erfasst. Zuerst wird das Linienprofil in der X-Richtung erhalten und die Flanken an beiden Seitenenden in der X-Richtung werden erfasst. Der Mittelpunkt dieser Flankenpositionen wird als Zentrum in der X-Richtung definiert. Nach der Gewinnung des Zentrums in der X-Richtung wird das Linienprofil in der Y-Richtung der Linie enthaltend die Zentralposition erhalten und die Flanken an beiden Seitenenden in der Y-Richtung werden erfasst. Der Mittelpunkt dieser Flankenpositionen wird als das Zentrum des Kontaktlochs definiert. Hier ist es nach Erlangen des Zentrums in der Y-Richtung auch möglich, das Zentrum in der X-Richtung und das Zentrum in der Y-Richtung nochmals zu erlangen, um die Zentralposition genauer zu erhalten.
Als nächstes wird in Schritt S14 eine Suchregion an einer bestimmten Höhe, enthaltend die Zentralposition des Kontaktlochs, spezifiziert. Alternativ ist es auch möglich, die Größe des Suchbereichs auf der Grundlage der aus den Entwurfsdaten extrahierten Daten des Kontaktlochs im Vorhinein einzustellen und den Suchbereich automatisch so einzurichten, dass er die Zentralposition des Kontaktlochs enthält.
Als nächstes wird in Schritt S15 das Linienprofil im spezifizierten Suchbereich erhalten. Beispielsweise werden die Luminanzdaten auf der Grundlage der Bildpunktdaten für jede Bildpunkteinheit in der Richtung vom Zentrum des Kontaktlochs hin zur Flanke berechnet. Zu diesem Zeitpunkt wird die Höhe des Suchbereichs gleich 5 Bildpunkte festgesetzt und die Luminanzdaten werden durch Mittlung der Luminanzdaten entsprechend 5 Bildpunkten erhalten. Auf diese Weise werden die Störungen bei den Luminanzdaten verringert.
Als nächstes wird in Schritt S16 das in Schritt S15 berechnete Linienprofil einer Primärdifferentiation unterzogen. Die Differentialprofilerzeugungseinheit führt die Primärdifferentiation unter Verwendung eines Differentialfilters durch, wie etwa eines Sobel-Filters, der bei der allgemeinen Bildbearbeitung verwendet wird. Als Ergebnis der Primärdifferentiation werden Positionen, die maximale Werte oder Minimale Werte aufweisen, als Flankenpositionen aufgezeichnet.
Als nächstes wird in Schritt S17 aus der Zentralposition des Kontaktlochs und der Flankenposition der Radius abgeleitet.
Als nächstes wird in Schritt S18 die Fläche der Fächerform (des Teilmusters) berechnet, das die erhaltene Flankenposition als Schnittpunkt des Radius und eines Bogens aufweist.
Als nächstes wird in Schritt S19 eine Beurteilung vorgenommen, ob die Flächen der Teilmuster für den gesamten Bereich des Kontaktlochs berechnet sind oder nicht. Wenn geurteilt wird, dass die Flächen für den ganzen Bereich des Kontaktlochs berechnet sind, führt der Prozess zu Schritt S20. Indessen führt der Prozess zu Schritt S21, wenn geurteilt wird, dass die Flächen noch nicht für den gesamten Bereich des Kontaktlochs berechnet worden sind.
Als nächstes wird in Schritt S20 die Fläche des Kontaktlochs durch Aufsummieren aller berechneter Flächen der Teilmuster berechnet und dann wird der Prozess beendet.
Demgegenüber wird in Schritt 21 der Suchbereich um den dem Zentralwinkel entsprechenden Betrag gedreht, wodurch die Linienprofil-Referenzlinie gedreht wird. Danach kehrt der Prozess zu Schritt S15 zurück, um das Linienprofil entlang der neuen Linienprofil-Referenzlinie zu gewinnen, um die Flanke zu erfassen. Dann wird die Fläche des Teilmusters berechnet, bei dem die Flankenposition der Schnittpunkt des Bogens und des Radius ist.
Wie oben beschrieben wird das Muster gemäß dem Musterflächenmessverfahren dieses Ausführungsbeispiels in eine festgelegte Zahl von Teilmustern unterteilt und die Fläche wird für jedes der Teilmuster gemessen. Dann wird die Fläche des Musters durch Aufsummieren der Flächen der Teilmuster berechnet. Wenn die Fläche des Teilmusters gemessen wird, wird das Linienprofil an der Linie erhalten, die die Zentralposition mit der Flanke verbindet, dann wird unter Verwendung des Linienprofils die Flankenposition berechnet und dann wird unter Verwendung der Zentralposition und der Flankenposition der Radius erhalten. Beim Ermitteln des Linienprofils wird das Linienprofil durch Mitteln der Luminanzdaten für mehrere Bildpunkte berechnet. Dann wird die Fläche der Fächerform berechnet, die die erhaltenen Flankenpositionen als Schnittpunkt des Radius und des Bogens aufweist. Auf diese Weise wird die Flankenposition erfasst, auch wenn die Luminanzsignale für die Bildpunkte Störungen enthalten, und die Fläche wird unter Verwendung der störungsverminderten Werte berechnet. Demgemäß ist es möglich, die Fläche mit hoher Reproduzierbarkeit zu berechnen.
Als nächstes wird ein Verfahren zur Messung der Eckenrundung des Musters durch Nutzen der Flächenmessung dieses Ausführungsbeispiels beschrieben werden.
Wie es in 9 gezeigt ist, ist die Eckenrundung des Musters ein Phänomen, bei dem eine Ecke eines geformten Musters P nicht in einem rechten Winkel ausgebildet ist, sondern anstelle dessen leicht gerundet ist. Wenn solch ein Muster P beispielsweise als Elektrode eines Kondensators ausgebildet ist, kann ein gewünschter Kapazitätswert nicht erhalten werden, wenn durch die Eckenrundung ein Abschnitt ohne Muster verursacht wird. Es ist notwendig, einen genauen Wert solch eines Abschnitts ohne Muster (einen Flächenverlust) AL zu ermitteln.
Nun wird unter Bezugnahme auf die 9 und 10 ein Flächenmessverfahren für den Flächenverlust AL beschrieben werden.
Zuerst wird in Schritt S31 eine Anfangseinstellung vorgenommen. Bei dieser Anfangseinstellung wird ein Zentralwinkel entsprechend der zur Berechnung der Fläche eines Eckenrundungsbereichs verwendeten Zahl an Teilmustern bestimmt. Darüber hinaus wird die Größe des ROI zum Spezifizieren des Bereichs zur Berechnung des Linienprofils bestimmt.
Als nächstes werden in Schritt S32 die REM-Bilddaten des Eckenrundungsbereichs erfasst. Die REM-Bilddaten werden aus de in der Speichereinheit 55 gespeicherten Bildpunktdaten extrahiert.
Als nächstes wird in Schritt S33 die Zentralposition des Eckenrundungsbereichs eingerichtet. Die Zentralposition wird unter Verwendung eines in 9 gezeigten ROIc bestimmt. Um genau zu sein, diagonale Ecken (C1 und C2) des ROIc werden zuerst so positioniert, dass sie in Kontakt mit den Flanken des Musters stehen, und dann wird die Ecke C3 entsprechend den diagonalen Ecken (C1 und C2) im ROI als Zentrum einer Fächerform bestimmt, die den Eckenabschnitt C1C2C3 aufbaut.
Als nächstes wird in Schritt S34 ein Suchbereich eingerichtet, der das Zentrum C3 und die Flanke des umgebenden Abschnitts enthält.
Als nächstes wird in Schritt S35 der spezifizierte Suchbereich berechnet.
Als nächstes wird in Schritt S36 die Flankenposition erfasst. Die Flankenposition wird durch Ausführen der Primärdifferentiation am in Schritt S35 berechneten Linienprofil und dann Finden der Position, an der der Signalbetrag ein Maximalwert oder Minimalwert wird.
Als nächstes wird in Schritt S37 aus der Zentralposition C3 und der Flankenposition der Radius angeleitet.
Als nächstes wird in Schritt S38 die Fläche der Fächerform (des Teilmusters) berechnet, der einen festgelegten Zentralwinkel aufweist.
Als nächstes wird in Schritt S39 eine Beurteilung vorgenommen, ob alle Flächen der Teilmuster im Eckenrundungsbereich berechnet sind oder nicht. Wenn geurteilt wird, dass alle Flächen berechnet sind, führt der Prozess zu Schritt S40. Indessen führt der Prozess zu Schritt S41, wenn geurteilt wird, dass noch nicht alle Flächen berechnet worden sind.
Als nächstes wird in Schritt S40 durch Aufsummieren aller berechneten Flächen der Teilmuster die Fläche des Eckenrundungsbereichs (C1C2C3) berechnet und dann wird der Prozess beendet.
Demgegenüber wird in Schritt S41 der Suchbereich entsprechend dem festgelegten Zentralwinkel gedreht und der Prozess kehrt zu Schritt S35 zurück.
Nach Berechnen der Fläche des Eckenrundungsbereichs gemäß den oben beschriebenen Prozessen wird die Fläche des Flächenverlustbereichs AL durch Subtrahieren der Fläche des Eckenrundungsbereichs C1C2C3 von der Fläche des durch Multiplizieren eines Abstands zwischen C1 und C3 und eines Abstands zwischen C2 und C3 erhaltenen ROI berechnet.
Gemäß dem oben beschriebenen Verfahren kann die Fläche des Eckenrundungsbereichs reproduzierbar und genau berechnet werden, und auf diese Weise wird ermöglicht, dass die Fläche des Flächenverlustbereichs AL reproduzierbar und genau berechnet wird.
(2) Zweites Ausführungsbeispiel
Beim ersten Ausführungsbeispiel ist die Berechnung der Fläche innerhalb einer geschlossenen Kurve, wie etwa einem Kontaktloch, beschrieben worden.
Indessen wird dieses Ausführungsbeispiel eine Flächenmessung beschreiben, die auf einen rechtwinkligen Musterbereich abzielt. Man beachte, dass der Aufbau des Musterdimensionsmessgeräts zum Messen der Fläche gleich desjenigen ist, das beim ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde. Allerdings führt die Flächenmesseinheit zum Berechnen der Fläche einen anderen Prozess aus.
Nun wird im Folgenden ein Verfahren zur Berechnung der Fläche eines rechtwinkligen Musterbereichs beschrieben werden.
11A ist eine Ansicht zum Erläutern eines herkömmlichen Verfahrens zum Berechnen der Fläche eines rechtwinkligen Musters. Es ist ein Teil eines rechtwinkligen Musters RP in auf Bildpunkten basierenden Koordinaten P. Ähnlich zum beim ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Fall der Berechnung der Fläche des Musters des Kontaktlochs ist beispielsweise ein Bildpunkt SP4 am Flankenabschnitt des rechtwinkligen Musters sowohl innerhalb als auch außerhalb des rechtwinkligen Musters enthalten. Demgemäß ist nicht klar, ob der Bildpunkt SP4 in der Fläche des rechtwinkligen Musters enthalten oder ausgeschlossen sein soll. Auf diese Weise ist es nicht möglich, die Fläche genau zu erhalten.
Darüber hinaus können die Bildpunkte hierbei Störkomponenten enthalten. Beispielsweise kann ein Bildpunkt SP3 in Abhängigkeit von der Messzeit in der Fläche enthalten sein oder nicht enthalten sein. Aus diesem Grund weist diese Flächenmessung eine schlechte Reproduzierbarkeit auf.
11B ist eine Ansicht zum Erläutern eines Überblicks eines Verfahrens zur Berechnung der Fläche eines rechtwinkligen Musters (eines Musters, das von ersten und zweiten Flanken umgeben ist) dieses Ausführungsbeispiels. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Fläche des rechtwinkligen Musters durch Unterteilen des rechtwinkligen Musters RP in rechtwinklige Teilmuster, die festgelegte Größen aufweisen, dann durch Berechnen der Flächen der entsprechenden rechtwinkligen Teilmuster und dann durch Aufsummieren der Flächen der entsprechenden rechtwinkligen Teilmuster berechnet. Hier wird die Unterteilungseinheit beispielsweise als h Bildpunkte einer Höhe in der Y-Richtung (einer festgelegten Länge, die durch Schneiden entgegengesetzter erster Flanken erhalten wird) definiert. Ein Abstand x1 in der X-Richtung wird durch Berechnen der Flankenpositionen auf beiden Seiten per Einheit durch Berechnen des Linienprofils in der X-Richtung eines rechtwinkligen Teilmusters PRP1 (dem Linienprofil auf einer Linie, die parallel zu entgegengesetzten zweiten Flanken ist und die die entgegengesetzten ersten Flanken schneidet) erhalten. Die Fläche des rechtwinkligen Teilmusters PRP1 wird durch Multiplizieren dieses Abstands x1 mit der Höhe h berechnet. Die Flächen anderer rechtwinkliger Teilmuster werden gleicherweise berechnet.
Als nächstes wird unter Bezugnahme eines Ablaufplans in 12 ein Verfahren zum Messen des rechtwinkligen Musters beschrieben werden.
Bei dem Flächenmessprozess, der in 12 gezeigt ist, wird vorausgesetzt, dass REM-Bilder des rechtwinkligen Musters und eines umgebenden Bereichs davon im Vorhinein erfasst werden und dass REM-Bilddaten in der Speichereinheit 55 als Bildpunktdaten gespeichert werden. Darüber hinaus wird vorausgesetzt, dass der Zusammenhang zwischen den Bildpunktwerten und den tatsächlichen Längen unter Verwendung von Korrekturproben erhalten wird.
Zuerst wird in Schritt S51 eine Anfangseinstellung ausgeführt. Bei dieser Anfangseinstellung wird die Größe des ROI entsprechend der Größe des rechtwinkligen Teilmusters bestimmt.
Als nächstes wird in Schritt S52 eine gewünschte Messfläche spezifiziert, die das rechtwinklige Muster und den umgebenden Bereich davon enthält, und die REM-Bilder werden erfasst. Die REM-Bilddaten werden aus den in der Speichereinheit 55 gespeicherten Bildpunktdaten extrahiert.
Als nächstes werden in Schritt S53 die in Schritt S52 erfassten REM-Bilddaten in eine festgelegte Zahl von Bereichen unterteilt. Dieser Prozess wird durch Einrichten eines Suchbereichs ausgeführt, der eine festgelegte Höhe eines rechtwinkligen Teilmusters aufweist.
Als nächstes wird in Schritt S54 das Linienprofil innerhalb eines Bereichs des spezifizierten Suchbereichs erhalten, der in Schritt S53 eingerichtet wurde. Die Berechnung des Linienprofils wird dadurch ausgeführt, dass die Profilerzeugungseinheit 21 der Steuereinheit 20 veranlasst wird, die Luminanzinformation aus den REM-Bilddaten zu extrahieren.
Als nächstes wird in Schritt S55 das in Schritt S54 berechnete Linienprofil einer Primärdifferentiation unterzogen. Die Differentialprofilerzeugungseinheit 22 führt den Primärdifferentiationsprozess aus. Als Ergebnis der Primärdifferentiation werden Positionen, die den maximalen Wert und den minimalen Wert aufweisen, als Flankenpositionen aufgezeichnet.
Als nächstes wird in Schritt S56 aus den Flankenpositionen die Breite des rechtwinkligen Teilmusters abgeleitet.
Als nächstes wird in Schritt S57 die Fläche des rechtwinkligen Teilmusters durch Multiplizieren der berechneten Breite des rechtwinkligen Teilbereichs mit der Höhe des Suchbereichs berechnet.
Als nächstes wird in Schritt S58 eine Beurteilung vorgenommen, ob alle Flächen der rechtwinkligen Teilbereiche berechnet sind oder nicht. Der Prozess führt zu Schritt S59, wenn geurteilt wird, dass alle Flächen der rechtwinkligen berechnet sind. Indessen führt der Prozess zu Schritt S60, wenn geurteilt wird, dass noch nicht alle Flächen berechnet worden sind.
Als nächstes wird in Schritt S59 die Fläche des spezifizierten rechtwinkligen Bereichs durch Aufsummieren aller berechneten Flächen der rechtwinkligen Teilmuster berechnet und dann wird der Prozess beendet.
Demgegenüber wird der Suchbereich in Schritt S60 um den der festgelegten Höhe entsprechenden Betrag gewechselt. Dann kehrt der Prozess zu Schritt S54 zurück, um die Fläche eines anderen rechtwinkligen Teilmusters zu berechnen.
Man beachte, dass die Fläche des spezifizierten Bereichs bei diesem Prozess durch Berechnen der Fläche für jeden der unterteilten Bereiche und dann durch Aufsummieren der derart berechneten Flächen berechnet wird. Anstelle dessen ist es möglich, die Fläche durch Berechnen einer mittleren Breite der rechtwinkligen Muster auf der Grundlage der unterteilten Bereiche und dann durch Multiplizieren der Breite mit der Höhe der Gesamtheit des spezifizierten Bereichs zu erhalten.
Wie es oben beschrieben wurde, wird das rechtwinklige Muster bei dieser Flächenmessung des rechtwinkligen Musterbereichs in eine festgelegte Zahl von Teilmustern unterteilt, dann wird die Fläche eines jeden der Teilmuster erhalten und dann wird die Fläche des rechtwinkligen Musters durch Aufsummieren der Flächen der Teilmuster berechnet. Beim Berechnen der Fläche der Teilmuster werden die Flankenpositionen unter Verwendung des Linienprofils berechnet, während eine festgelegte Zahl von Bildpunktdaten gemittelt wird. Die Fläche der Teilmuster wird durch Multiplizieren des Abstands zwischen den Flanken mit einer festgelegten Zahl der Bildpunktgröße berechnet. Auf diese Weise wird die Flankenposition erfasst, auch wenn die Luminanzsignale für die Bildpunkte Störungen enthalten, und die Fläche wird unter Verwendung der störungsverminderten Werte berechnet. Demgemäß ist es möglich, die Fläche reproduzierbar und genau zu berechnen.
(3) Drittes Ausführungsbeispiel
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine Flächenmessung beschrieben werden, die auf ein Muster abzielt, das eine komplizierte Form aufweist.
Die 13A bis 13C sind Ansichten, die Muster zeigen, die komplizierte Formen aufweisen.
Wenn das Muster eine Form aufweist, wie sie in einer der 13A bis 13C gezeigt ist, wird das Muster in die Formen der Muster unterteilt, auf die beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel abgezielt wurde (solche Muster werden im Folgenden als Standardfigurmuster bezeichnet), und es wird nach Ermittlung entsprechender Flächen der unterteilten Muster eine Gesamtfläche berechnet.
Die Standardfigurmuster enthalten ein fächerförmiges Muster (α in 13B), ein kuppelförmiges Muster (β in 13A) und ein rechtwinkliges Muster (γ in 13A).
Hierein wird im Folgenden eine Beschreibung eines Falls der Ermittlung einer Fläche eines in 14 gezeigten Musters vorgelegt werden.
Wenn das Muster eine Form wie in 14 gezeigt aufweist, wird das Muster zuerst in die Standardfigurmuster unterteilt. Die Unterteilung wird auf solche Weise ausgeführt, dass die unterteilten Muster die Standardfigurmuster enthalten. Beispielsweise wird ein spezifizierter Bereich an einem Abschnitt α1 in 14 wie gezeigt in einem ROI3 definiert. Indessen wird in 14 ein spezifizierter Bereich an einem Abschnitt γ1 wie gezeigt in einem ROI1 definiert. Darüber hinaus wird in 14 ein spezifizierter Bereich an einem Abschnitt γ2 wie gezeigt in einem ROI4 definiert.
Bei diesem Spezifizierungsprozess werden die unterteilten Bereiche so spezifiziert, dass sie einander innerhalb der unterteilten Muster nicht überlappen. Um genau zu sein, die Bereiche ROI1 und ROI3 werden so spezifiziert, dass sie eine verbundene Grenzelinie BL3 teilen. Darüber hinaus wird eine Grenzlinie BL2 zwischen den Bereichen ROI4 und den Bereichen ROI3, ROI1 und ROI2 spezifiziert, so dass sich der Bereich ROI4 nicht mit den Bereichen ROI3, ROI1 und ROI2 überlappt.
Nachdem die Unterteilung so ausgeführt wurde, dass das gesamte Muster P abgedeckt wird, werden die Flächen der unterteilten Muster für die entsprechenden spezifizierten Bereiche berechnet und dann wird die Fläche des gesamten Musters durch Aufsummieren aller Flächen in den spezifizierten Bereichen berechnet.
Nun wird die Flächenberechnung im spezifizierten Bereich für das Muster α1 beschrieben werden.
Die Fläche des Musters α1 wird unter Verwendung des Flächenmessverfahrens für einen Eckenabschnitt berechnet, wie es in Verbindung mit der Eckenrundungsmessung im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde.
Die Fläche der Muster γ1 und γ2 werden unter Verwendung des Flächenmessverfahrens für ein rechtwinkliges Muster berechnet, wie es im zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde.
Indessen wird die Fläche des Musters β in 13A durch Modifizieren des Verfahrens zur Berechnung der Fläche der beim ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Eckenrundung berechnet. Die beim ersten Ausführungsbeispiel beschriebene Eckenrundung zielt auf eine Ecke ab. Allerdings ist das Muster β in 13A ein kuppelförmiges und weist deshalb zwei Ecken auf. In diesem Fall wird der Mittelpunkt der Grenzlinie mit einem angrenzenden Teilmuster als Zentrum des Musters β bestimmt.
Wie oben beschrieben wird die Fläche des Musters bei der Flächenmessung des komplizierten Musters durch Unterteilen des Musters in die Standardfigurmuster, dann durch Berechnen der Flächen der unterteilten Muster und dann durch Aufsummieren der Flächen der entsprechenden Muster berechnet. Beim Berechnen der Fläche eines jeden Standardfigurmusters wird das Standardfigurmuster in Teilmuster unterteilt und die Fläche wird für jedes der unterteilten Muster berechnet. Beim Berechnen der Fläche des Teilmusters wird die Fläche durch Berechnen der Flankenposition auf der Grundlage des Linienprofils, das durch Mittelung einer festgelegten Zahl von Bildpunktdaten erhalten wird, und durch Berechnen der Länge des Rechtecks oder des Radius der Fächerform berechnet. Auf diese Weise wird die Flanke erfasst, auch wenn die Luminanzsignale für die Bildpunkte Störungen enthalten, und dann wird die Fläche unter Verwendung der störungsverminderten Werte berechnet. Demgemäß ist es möglich, die Fläche mit hoher Reproduzierbarkeit zu berechnen.
(4) Viertes Ausführungsbeispiel
Dieses Ausführungsbeispiel wird eine Flächenmessung beschreiben, die ein Muster in einer beliebigen Form abzielt, die nicht auf eine Kombination der Musterformen beschränkt sind, auf die beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel abgezielt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden Flankenpositionen erfasst, die einen Rand eines geschlossenen Musters zeigen, und dann wird die Fläche des Musters unter Verwendung jener Flankenpositionen gemäß der Trapezregel berechnet.
Man beachte, dass der Aufbau des Musterdimensionsmessgeräts zum Messen der Fläche ähnlich dem beim ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Gerät ist. Allerdings führt die Flächenmesseinheit einen anderen Prozess zur Berechnung der Fläche aus.
Nun wird im Folgenden unter Bezugnahme auf Ablaufdiagramme in 16 bis 18 das Flächenmessverfahren unter Verwendung eines Musters, das eine Form aufweist, die in 15 dargestellt ist, beschrieben werden.
16 ist ein Ablaufdiagramm, das den Überblick über einen Musterflächenmessprozesses zeigt. Zuerst wird eine Startposition der Flankenerfassung erfasst, wie in Schritt S71 gezeigt, und im nächsten Schritt S72 werden Flankenpositionen um das Muster herum in einem festgelegten Intervall erfasst. Unter Verwendung der erfassten Flankenpositionen wird in Schritt S73 die Fläche des Musters berechnet.
17 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Prozess zum Erfassen der Startposition der Flanke zeigt.
Zuerst wird in Schritt S81 in 17 ein Punkt (ein Punkt M in 15) innerhalb eines Messzielmusters PA als ein spezifizierter Punkt spezifiziert. Bei diesem Spezifizierungsprozess wird ein beliebiger Punkt innerhalb des Musters PA in einem REM-Bild des Musters PA spezifiziert, auf das die Flächenmessung abzielt.
Im nächsten Schritt S82 wird eine Linie, die sich vom spezifizierten Punkt M zu einem Schnittpunkt mit einer Flanke des Musters PA als eine Referenzlinie zur Profilerzeugung eingerichtet. Beispielsweise wird eine Linie, die sich vom spezifizierten Punkt M in einer oberen rechten Richtung in einem Winkel von 45 Grad als die Referenzlinie definiert.
Im nächsten Schritt S83 wird das Linienprofil entlang der Referenzlinie berechnet. Die Berechnung des Linienprofils wird dadurch ausgeführt, dass der Profilerzeugungseinheit 21 der Steuereinheit 20 ermöglicht wird, die Luminanzinformation aus den REM-Bilddaten zu extrahieren. Indessen wird das Linienprofil durch Mitteln der Luminanzdaten von mehreren Bildpunkten berechnet, wie es im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde. Das berechnete Linienprofil wird einer Primärdifferentiation unter Verwendung der Differentialprofilerzeugungseinheit 22 unterzogen.
Im nächsten Schritt S84 wird unter Verwendung des durch Primärdifferentiation erhaltenen Differentialprofils durch Erfassen einer Position am nächsten zum spezifizierten Punkt M eine Flankenposition berechnet, wobei es entweder einen positiven Spitzenwert oder einen negativen Spitzenwert eines Teilsignalbetrags aufweist. Diese Flankenposition wird als die Startposition zur Flankenerfassung um das Muster herum definiert.
Die Erfassung der Flankenpositionen um das Muster herum beginnt am Startpunkt ES, der durch den oben beschriebenen Prozess bestimmt wird. Nun wird unter Bezugnahme auf 18 bis 19D der erfindungsgemäße Flankenerfassungsprozess um das Muster herum beschrieben werden. 18 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel des Flankenerfassungsprozesses um das Muster herum zeigt. Indessen sind die 19A bis 19D Ansichten zum Erläutern der Flankenerfassung um das Muster herum.
Zuerst wird in Schritt S91 in 18 eine Anfangseinstellung vorgenommen. Bei dieser Anfangseinstellung wird ein festgelegtes Intervall (im Folgenden als ein spezifizierter Schritt bezeichnet) zum Erfassen der Flanken um das Muster herum spezifiziert. Beispielsweise wird dieser spezifizierte Schritt auf einen Abstand entsprechend einer festgelegten Zahl von Bildpunkten eingestellt. Darüber hinaus wird ein Zähler k zum Indizieren der Position der erfassten Flanke um das Muster herum auf 0 gesetzt.
In den anschließenden Schritten S92 bis S94 wird eine Flankenposition erfasst, die in einem Abstand eines festgelegten spezifizierten Schritts d weg von der Startposition ES gelegen ist.
In Schritt S92 wird beim in 18 gezeigten Prozess eine temporäre Flanke an einer Position in einem Abstand des spezifizierten Schritts d × 2 weg von der Startposition ES erfasst. Um genauer zu sein, es wird, wie in 19A gezeigt, durch Erzeugen des Linienprofils eine Flanke E₁₁ erzeugt, wobei eine Linie HL als Referenzlinie zur Profilerzeugung definiert wird, die senkrecht zu einer geraden Linie VL ist, die sich in 19A von der Startposition ES (in einer -Y-Richtung) nach unten zur Position von spezifiziertem Schritt d × 2 erstreckt. Die derart erfasste Flanke E₁₁ wird als die temporär erfasste Flanke E₁₁ definiert. Obwohl die Flanke in 19A an der Position in der -Y-Richtung von der Startposition ES erfasst wird, ist es auch möglich, eine Flanke in der X-Richtung von der Startposition ES für eine bestimmte Form eines Musters zu erfassen.
Im nächsten Schritt S93 wird die temporär erfasste Flanke E₁₁, die in Schritt S92 erfasst worden ist, zurückermittelt. Die temporär erfasste Flankenposition wird dadurch zurückermittelt, dass eine Linie, die senkrecht zu einer geraden Linie ist, die die Startposition ES und die temporär erfasste Position E₁₁ verbindet, im Abstand des spezifizierten Schritts d × 2 weg von der Startposition ES als die Referenzlinie zur Profilerzeugung definiert wird und das Linienprofil an dieser Referenzlinie erhalten wird. Die Rückermittlung der temporär erfassten Flankenposition wird ausgeführt, um den Abstand von der Startposition ES zum spezifizierten Schritt d × 2 abzuschätzen.
Im nächsten Schritt S94 wird eine Anfangsflankenposition ermittelt. Das Linienprofil wird an einer Linie erhalten, die an der Mittelposition MP₁ orthogonal zu einer geraden Linie IL₁ ist, die die Startposition ES und die zurückermittelte temporär erfasste Flankenposition E₁₂ verbindet, wodurch eine Flanke EP_k (x_k, y_k) ermittelt wird. In 19B wird eine Flanke EP₁ als erste Flanke erfasst. Durch Erfassen der Flanke EP_k (x_k, y_k) wie oben beschrieben ist es möglich, die Flanke an der Linie zu erfassen, die nahezu senkrecht zum Rand des Musters ist. Demgemäß kann die Flanke genau erfasst werden.
Im nächsten Schritt S95 wird die Flanke als Startpunkt zur Ermittlung der nächsten Flanke definiert. In 19C wird die Flanke EP₁ als Startpunkt definiert.
In den anschließenden Schritten S96 bis S98 wird eine in einem Abstand des festgelegten spezifizierten Schritts d weg von der Startposition EP_k (x_k, y_k) gelegene Flankenposition EP_k+1 (x_k+1, y_k+1) ermittelt.
In Schritt S96 wird eine Flanke durch Erzeugen des Linienprofils ermittelt, während eine Linie, die orthogonal zu einer geraden Linie IL₂ ist, die den Startpunkt EP₁ und die rückermittelte temporär erfasste Flanke E₁₂ verbindet, in einem Abstand des spezifizierten Schritts d × 2 weg vom Startpunkt EP₁ als Referenzlinie zur Profilerzeugung definiert wird. Die derart ermittelte Flanke wird als eine temporär erfasste Flanke E₂₁ definiert.
Im nächsten Schritt S97 wird, ähnlich zu Schritt S93, die temporär erfasste Flankenposition dadurch zurückermittelt, dass eine Linie, die senkrecht zu einer geraden Linie ist, die die Startposition EP₁ und die temporär erfasste Position E₂₁ verbindet, in einem Abstand des spezifizierten Schritts d × 2 weg von der Startposition EP₁ als die Referenzlinie zur Profilerzeugung definiert wird und das Linienprofil an dieser Referenzlinie erhalten wird.
Im nächsten Schritt S98, wird das Linienprofil an einer Linie erhalten, die an der Mittelposition MP₂ orthogonal zu einer geraden Linie IL₃ ist, die die Startposition EP₁ und die zurückermittelte temporär erfasste Flankenposition E₂₂ verbindet, wodurch eine Flanke EP_k+1 ermittelt wird. In 19D wird eine Flanke EP₂ als eine zweite Flanke erfasst.
Im nächsten Schritt S99 wird eine Beurteilung vorgenommen, ob alle Flanken um das Muster herum erfasst sind oder nicht. Der Prozess wird beendet, wenn geurteilt wird, dass alle Flanken erfasst sind. Demgegenüber führt der Prozess zu Schritt S100, wenn geurteilt wird, dass noch nicht alle Flanken erfasst worden sind.
Im nächsten Schritt S100 wird k = k + 1 berechnet und dann führt der Prozess zu Schritt S95, um die nächste Flankenposition zu ermitteln.
Durch Ausführen des oben beschriebenen Prozesses werden die Flankenpositionen EP₀, EP₁ usw. um das Muster herum erfasst, wie es in 15 gezeigt ist.
Als nächstes wird eine Beschreibung einer erfindungsgemäßen Flächenberechnung auf der Grundlage der beim oben erwähnten Prozess ermittelten Flankenpositionen um das Muster herum vorgelegt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Fläche des Musters durch Anwendung der Flankenpositionen auf die Trapezregel berechnet.
Es wird angenommen, dass n Flankenstücke EP, die den Rand des Musters angeben, erfasst sind und dass die Position der k-ten Flanke als EP_k (x_k, y_k) definiert ist.
Unter Verwendung aller erfassten Flankenpositionen wird die Fläche S gemäß der folgenden Formel (1) berechnet:
Beispielsweise ist in 15 ein Trapezbereich (x₁x₂EP₁EP₂), der ein Teilmuster PPA des Musters PA enthält, durch die gegenseitig angrenzenden Flanken EP₁ und EP₂ definiert. Die Fläche des Musters wird durch Addieren oder Subtrahieren der Flächen der Trapezformen berechnet, die durch die benachbarten Flanken bestimmt werden.
Beim Beispiel von 15 werden in den Trapezbereichen, die durch die Flankenpositionen von T₂ bis T₀ an einer oberen Seite des Musters PA zu definieren sind, die Flächen, die den Bereich PPA (als das Teilmuster bezeichnet), wie etwa den Bereich (x₁x₂EP₁EP₂), der durch Unterteilen des Musters PA erhalten wird, und Bereiche, die das Muster PA nicht enthalten, berechnet. Indessen werden in den Trapezbereichen, die durch die Flankenpositionen von T₁ bis T₂ an einer oberen Seite des Musters PA zu definieren sind, die das Muster PA nicht enthaltenden Flächen berechnet.
Demgemäß wird die Fläche des Musters PA durch Addieren der Flächen der Trapezbereiche, die durch die Flankenpositionen von T₂ bis T₀ an der oberen Seite des Musters PA definiert werden, und Subtrahieren der Trapezbereiche, die durch die Flankenpositionen von T₁ bis T₂ an der unteren Seite des Musters PA definiert werden, berechnet.
Um genau zu sein, die Fläche des Musters wird durch Addieren der Flächen der Trapezformen, die die X-Koordinatenwerte der Flankenpositionen aufweisen, die X_k |X_k-1 > 0 erfüllen, und durch Subtrahieren der Flächen der Trapezformen, die die X-Koordinatenwerte der Flankenpositionen aufweisen, die X_k | X_k-1 < 0 erfüllen, berechnet.
Es gilt zu beachten, dass die Fläche des Musters gemäß diesem Verfahren berechnet werden kann, auch wenn das Muster eine noch komplizierte Form aufweist (bei der ein Teil des Musters einen konkaven Abschnitt in der Y-Richtung ausbildet), wie es in 20 gezeigt ist.
Um genau zu sein, betreffend die Bereiche A1, A2, A3 und A4 in 20 werde die Bereiche A3 und A4 zweimal addiert, während der Bereich A4 zweimal subtrahiert wird. Demgemäß werden unter den Bereichen von A1 bis A4 am Ende die Flächen der Bereiche A1 und A3 berechnet und auf diese Weise wird es möglich gemacht, die Fläche des Musters PA genau zu berechnen.
Wie es oben beim vierten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, werden die Flankenpositionen um das Muster herum durch Spezifizieren eines Punkts im REM-Bildmuster automatisch erfasst, wenn die Fläche des Musters durch Anwenden der Trapezregel auf der Grundlage der Flankenpositionen berechnet wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Belastung eines Anwenders für die Spezifikation des Zielbereichs zu verringern und eine Beeinträchtigung der Messgenauigkeit infolge fehlerhafter Bereichsspezifikation zu verhindern.
Darüber hinaus werden Flanken um das Muster herum unter Verwendung der Linienprofile ermittelt, wobei eine festgelegte Zahl von Bildpunktdaten gemittelt wird. Auf diese Weise wird, auch wenn die Luminanzsignale für die Bildpunkte Störungen enthalten, die Flankenposition unter Verwendung der störungsverminderten Werte ermittelt.
Darüber hinaus wird beim Erfassen der Flanken um das Muster herum die nächste Flankenposition unter Verwendung des Linienprofils an einer Linie erfasst, die senkrecht zur geraden Linie ist, die die erfasste Flankenposition und die temporäre Flankenposition verbindet, die in einem festgelegten Abstand in der Zwischenposition angeordnet ist. Auf diese Weise ist es möglich, jede der Flanken auf der Linie zu erfassen, die nahezu senkrecht zum Rand des Musters ist. Demgemäß kann die Flankenposition genau ermittelt werden und dadurch wird die Musterfläche genau berechnet.

Claims

Musterdimensionsmessgerät, umfassend: eine Einheit (10) zum Strahlen eines Elektronenstrahls auf eine Probe in einer Rasterweise, einen Elektronendetektor (8) zum Erfassen von Bilddaten eines Musters gemäß der Menge an Elektronen, die durch Strahlen des Elektronenstrahls von einer Oberfläche der Probe, auf der das Muster ausgebildet ist, emittiert werden, eine Linienprofilerzeugungseinheit (21) zum Erzeugen eines Linienprofils, um ein Luminanzsignal auf einer bestimmten Linie aus den Bilddaten zu repräsentieren, eine Differentialprofilerzeugungseinheit (22) zum Erzeugen eines Differentialprofils durch Differentiation des Linienprofils, und eine Flächenmesseinheit (24) zum Unterteilen des Musters in eine Vielzahl von Teilmustern, Berechnen der Flächen der Teilmuster und Berechnen der Fläche des Musters durch Aufsummieren der Flächen der Teilmuster, wobei die Flächenmesseinheit (24) so konfiguriert ist, dass sie Flankenpositionen um das Muster herum in einem festgelegten Intervall erfasst und die Fläche des Musters durch Subtrahieren einer Gesamtfläche von Trapezbereichen, die jeweils durch die zwei erfassten Flankenpositionen, die aneinander angrenzen, und Ausschließen von Teilmustern, die durch Unterteilen der Muster erhalten werden, definiert werden, von einer Gesamtfläche von Trapezbereichen, die jeweils durch zwei erfasste Flankenpositionen, die aneinander angrenzen und die Teilmuster enthalten, berechnet, und wobei die Flächenmesseinheit (24) zusätzlich so konfiguriert ist, dass sie die Flankenpositionen um das Muster herum in den festgelegten Intervallen erfasst: durch Erfassen und Definieren einer ersten Flankenposition des Musters als einer Startpunkt-Flankenposition, durch Erfassen und Definieren einer zweiten Flankenposition in einem festgelegten Abstand weg von der Startpunkt-Flankenposition als temporärer Flankenposition, durch Erfassen einer dritten Flankenposition unter Verwendung des Linienprofils und des Differentialprofils an einer Linie, die senkrecht durch den Mittelpunkt an einem Segment verläuft, das die Startpunkt-Flankenposition und die temporäre Flankenposition verbindet, und durch Erfassen einer neuen Flankenposition neben der dritten Flankenposition, während die dritte Flankenposition als die neue Startpunkt-Flankenposition definiert wird.
Musterdimensionsmessgerät nach Anspruch 1, wobei die Flächenmesseinheit (24) so konfiguriert ist, dass sie das Muster in fächerförmige Teilmuster unterteilt, die jeweils einen Zentralwinkel von festgelegtem Wert aufweisen, dass sie ferner unter Verwendung des Zentrums des Musters und des Linienprofils sowie des Differentialprofils an einer Linie, die eine Flanke des Musters schneidet, eine Flankenposition für jedes Teilmuster erfasst, dass sie ferner die Fläche eines jeden Teilmusters durch Ableiten eines Radius aus der Zentralposition und der Flankenposition berechnet und dass sie ferner die Fläche des Musters durch Aufsummieren der Flächen der Teilmuster berechnet.
Musterdimensionsmessgerät nach Anspruch 2, wobei die Linienprofilerzeugungseinheit (21) so konfiguriert ist, dass sie das Linienprofil an der Linie durch Mitteln einer festgelegten Zahl von Bildpunktdaten erzeugt.
Musterdimensionsmessgerät nach Anspruch 2, wobei das Zentrum des Musters unter Verwendung der Breite des Musters in der X-Richtung und der Breite des Musters in der Y-Richtung berechnet wird.
Musterdimensionsmessgerät nach Anspruch 1, wobei, wenn das Muster ein rechtwinkliges Muster ist, das von gegenüberliegenden ersten und zweiten Flanken umgeben ist, die Flächenmesseinheit (24) das rechtwinklige Muster durch Teilung der gegenüberliegenden ersten Flanken in Teile einer festgelegten Länge in rechtwinklige Teilmuster unterteilt, ferner für jedes der rechtwinkligen Teilmuster den Abstand zwischen den gegenüberliegenden ersten Flanken unter Verwendung des Linienprofils an einer Linie berechnet, die parallel zu den gegenüberliegenden zweiten Flanken ist und die ersten Flanken schneidet, ferner die Fläche jedes der rechtwinkligen Teilmuster durch Multiplizieren der festgelegten Länge mit dem Abstand berechnet, und ferner die Fläche des rechtwinkligen Musters durch Aufsummieren der Fläche der rechtwinkligen Teilmuster berechnet.
Musterdimensionsmessgerät nach Anspruch 5, wobei die Linienprofilerzeugungseinheit (21) das Linienprofil an der Linie durch Mittelung einer festgelegten Zahl von Bildpunktdaten entsprechend der festgelegten Länge erzeugt.
Musterdimensionsmessgerät nach Anspruch 1, wobei die Linienprofilerzeugungseinheit (21) das Linienprofil an der Linie durch Mitteln einer festgelegten Zahl von Bildpunktdaten erzeugt.
Musterdimensionsmessverfahren, das durch ein Musterdimensionsmessgerät auszuführen ist, das mit einer Einheit (10) zum Strahlen eines Elektronenstrahls auf eine Probe in einer Rasterweise, ferner einen Elektronendetektor (8) zum Erfassen von Bilddaten eines Musters gemäß der Menge an Elektronen, die durch Strahlen des Elektronenstrahls von einer Oberfläche der Probe, auf der das Muster ausgebildet ist, emittiert werden, ferner einer Linienprofilerzeugungseinheit (21) zum Erzeugen eines Linienprofils, um ein Luminanzsignal auf einer bestimmten Linie aus den Bilddaten zu repräsentieren, und einer Differentialprofilerzeugungseinheit (22) zum Erzeugen eines Differentialprofils durch Differentiation des Linienprofils versehen ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Erfassen eines Bildes eines Musters in einem Messzielbereich, Unterteilen des Musters in eine Vielzahl von Teilmustern, Berechnen der Flächen der Teilmuster und Berechnen der Fläche des Musters durch Aufsummieren der Flächen der Teilmuster, wobei der Schritt des Unterteilens des Musters in eine Vielzahl von Teilmustern darüber hinaus die folgenden Schritte umfasst: Erfassen und Definieren einer ersten Flankenposition des Musters als eine Startpunkt-Flankenposition und Erfassen und Definieren einer zweiten Flankenposition in einem festgelegten Abstand weg von der Startpunkt-Flankenposition als eine temporäre Flankenposition, Erzeugen des Linienprofils an einer Linie, die senkrecht durch den Mittelpunkt an einem Segment verläuft, das die Startpunkt-Flankenposition und die temporäre Flankenposition verbindet, Erzeugen des Differentialprofils durch Differentiation des Linienprofils, Erfassen einer dritten Flankenposition unter Verwendung des Linienprofils und des Differentialprofils, Erfassen von Flankenpositionen um das Muster herum durch Definieren der dritten Flankenposition als der neuen Startpunkt-Flankenposition und durch Erfassen einer neuen Flankenposition neben der dritten Flankenposition, und Unterteilen des Musters in Trapezbereiche, die jeweils durch zwei Flankenpositionen, die aneinander angrenzen, definiert werden und Teilmuster enthalten, die durch Unterteilung des Musters erhalten werden, wobei der Schritt des Berechnens der Fläche des Musters das Subtrahieren einer Gesamtfläche der Trapezbereiche ausschließlich der Teilmuster von einer Gesamtfläche der Trapezbereiche einschließlich der Teilmuster ist.
Musterdimensionsmessverfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt des Unterteilens des Musters in eine Vielzahl von Teilmustern darüber hinaus die folgenden Schritte umfasst: Unterteilen des Musters in fächerförmige Teilmuster, die jeweils einen Zentralwinkel mit festgelegtem Wert aufweisen, Erzeugen des Linienprofils für jedes der Teilmuster an einer Linie, die das Zentrum des Musters und eine Flanke des Musters durchschneidet, Erzeugen des Differentialprofils durch Differentiation des Linienprofils und Ermitteln einer Flankenposition des Teilmusters unter Verwendung des Linienprofils und des Differentialprofils und dann Ableiten eines Radius aus der Zentrumsposition und der Flankenposition.
Musterdimensionsmessverfahren nach Anspruch 9, wobei das Linienprofil an der Linie durch Mittelung einer festgelegten Zahl von Bildpunktdaten erzeugt wird.
Musterdimensionsmessverfahren nach Anspruch 9, wobei das Zentrum des Musters unter Verwendung der Breite des Musters in der X-Richtung und der Breite des Musters in der Y-Richtung berechnet wird.
Musterdimensionsmessverfahren nach Anspruch 8, wobei, wenn das Muster ein rechtwinkliges Muster ist, das von gegenüberliegenden ersten und zweiten Flanken umgeben ist, der Schritt des Unterteilens des Musters in eine Vielzahl von Teilmustern darüber hinaus die folgenden Schritte umfasst: Unterteilen des Musters in rechtwinklige Teilmuster durch Teilung der gegenüberliegenden ersten Flanken in eine festgelegte Länge Erzeugen des Linienprofils für jedes der rechtwinkligen Teilmuster an einer Linie, die parallel zu den gegenüberliegenden zweiten Flanken ist und die ersten Flanken schneidet Erzeugen des Differentialprofils durch Differentiation des Linienprofils und Berechnen des Abstands zwischen den ersten Flanken durch Erfassen der Position der ersten Flanken in jedem der Teilmuster unter Verwendung des Linienprofils und des Differentialprofils.
Musterdimensionsmessverfahren nach Anspruch 12, wobei das Linienprofil an der Linie durch Mittelung einer festgelegten Zahl von Bildpunktdaten entsprechend der festgelegten Länge erzeugt wird.