JPH01101407A - 線幅測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、光反射率が測定領域内で均一な基板上に形成
された微小なパターン、例えばシリコンウェハに形成さ
れた薄膜パターンや半導体プロセスで使用されるガラス
マスク上のクロム（Ｃｒ）パターン等の幅またはピッチ
を測定する線幅測定方法に関する。

〈従来の技術〉 従来のこの種の線幅測定方法を、第５図に従って説明す
る。

同図において、ｌは顕微鏡、２は顕微鏡１にセットされ
たシリコンウェハまたはガラスマスク等の試料、３は試
料２を目視確認するための双眼アイピース、４，５は光
源である。光源４はシリコンウェハのような反射形の試
料を測定する場合に、光源５はガラスマスクのような透
過形の試料を測定する場合にそれぞれ使用される。試料
２の表面に形成された微細パターンの光学像はＣＣＤ６
のような光電変換素子に結像されて画像信号に変換され
る。ＣＣＤ６から出力された画像信号は信号処理装置本
体７に与えられて適宜に処理された後、ＣＲＴ８に与え
られる。なお、符号９は後述する測定プロファイルを指
定したり、カーソルを移動させるためのキーボード、１
０は測定結果を印字するグリンタである。

第６図はＣＲＴ８に映し出された試料表面の微細パター
ン（斜線部分）を示している。

ＣＲＴ８には試料表面の微細パターンと−ともに、２本
のカーソルＬ＋、Ｌｘが表示される。オペレータは、こ
の２本のカーソルＬ、、Ｌ、をキーボード９を操作する
ことによって動かし、測定しようとするパターンをカー
ソルＬ５．Ｌｘで挟むことによって指定する。

上述のように試料の位置合わせを行った後、キーボード
９に設けられた測定プロファイルキーを操作するこによ
って、試料に応じた測定プロファイルを指定する。ここ
で、測定プロファイルとは、微細パターンの光学像の光
強度を象徴的に示した波形である。シリコンウェハやガ
ラスマスクのような反射率が均一な基板上に形成された
、反射率が均一な微細パターンの場合、第７図（ＡＩ）
　、　（Ｂｌ）　。

（Ｃ１）または（Ｄｌ）に示すような４種類の測定プロ
ファイルがある。なお、第７図（Ａ２）〜（Ｂ２）は、
前記各測定プロファイルが得られる試料の断面図である
。

第７図（Ａ１）および（Ｂ１）はガラスマスク等の透過
形の基板に形成されたクロム等の金属被膜から゛なる微
細パターンの測定プロファイル、同図（Ｃ１）および（
０１）はシリコンウェハ等の反射形の基板に形成された
レジスト被膜パターンの測定プロファイルである。ガラ
スマスクに形成されるクロムパターンのような金属被膜
の段差部は急峻であるから、第７図（Ａ１）や（Ｂ１）
のように測定プロファイルはＨレベルおよびＬレベルの
２値で表される。

一方、シリコンウェハに形成されるレジスト被膜パター
ンの段差部は傾斜していて傾斜部で乱反射するために、
測定プロファイルのレベルは第７図（Ｃ１）や（［１１
）のように３段階になる。

上述したように測定プロファイルは４種類であるが、微
細パターンのどの部分の寸法を測定するのかを指定する
ために、線幅を測定する場合の測定プロファイルキーと
して第８図（１）〜０ωに示すような１０種類のキーが
備えられている。同図において、破線で示した目的エツ
ジ間が測定される線幅である。

さら□にキーボード９には、パターンのピッチを測定す
るために第９図（１）〜０２１に示すような１２種類の
測定プロファイルキーが備えられている。各測定プロフ
ァイルに示したＯ印が、ピッチ測定の対象となる目的エ
ツジである。

以上のようにして、オペレータによって試料２の位置合
わせと測定プロファイルの指定が行われた後、以下のよ
うに指定された線幅（またはピッチ）が測定される。　
　　　。

例えば、試料がシリコンウェハであって第１０図に示す
ような光強度の分布がＣＣＤ６によって検出されている
とする。まず、オペレータはカーソル操作によって、線
幅を測定しようとするパターンを２本のカーソルＬ、、
Ｌｔによっておおまかに挟む、続いて、オペレータが測
定プロファイルキーを操作して、例えば第８図（５）に
示す測定プロファイルを指定したとする。この場合、第
１０図に示したエツジ１とエツジ３とを検出し、この両
エツジ間の寸法を測定する。具体的には、第８図（５）
に示す測定プロファイルが指定されると、第５図に示し
た信号処理装置本体７において、カーソルＬ１を基準と
して第１番目のエツジ（エツジ１）を左エツジ、カーソ
ルＬ２を基準として第２′番目のエツジ（エツジ３）を
右エツジとみなす。

左右のエツジの位置が検出されると両エツジ間の寸法を
、ＣＣＤ６の画素ピッチに基づいて算出する。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上述したように、従来の線幅測定方法は、指定された測
定プロファイルに対応した目的エツジを検出するに際し
て、オペレータが操作して位置合わせしたカーソルを基
準として、指定された測定プロファイルに応じて第何番
目のエツジを左エツジ、あるいは右エツジにするという
ように、極めて単純な方法で目的エツジを検出している
。そのため、オペレータの操作ミスによって、例えば第
１０図に示すように２本のパターンをカーソルＬｌ。

Ｌ％で挟むと、実際にはエツジ１．３間の寸法Ｗを測定
したいにもかかわらず、エツジ１，３′間の寸法Ｗ′が
測定されてしまうという問題点がある。

さらに、従来の測定方法によれば、オペレータによるカ
ーソル操作が不可欠であるから、多数のパターンの線幅
を測定しようとすると、各パターンごとにカーソル操作
を行わなければならず、測定に長時間を要するという問
題点もある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、指定された測定プロファイルに応じた目的エツジを
正しく検出し、しかも、多数のパターンの幅またはピッ
チの測定を迅速に行うことができる線幅測定方法を提供
することを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は、このような目的を達成するために、次のよう
な構成をとる。

即ち、本発明は、試料上の微細パターンを拡大投影して
得られた光学像を画像信号に変換し、この画像信号から
、試料に応じて予め指定された測定プロファイルに対応
する少なくとも二つの目的エツジを検−出し、前記両エ
ツジ間の寸法を算出することによって微細パターンの輻
またはピンチの測定を行う線幅測定方法において、前記
目的エツジを検出する過程では、エツジの立上がりまた
は立下がり及びエツジの大小関係に基づいて画像信号の
エツジの種類を識別し、このエツジの種類が前記指定さ
れた測定プロファイルのエツジの種類に一致した場合に
、そのエツジを目的エツジとして検出している。

く作用〉 第７図において説明したように、シリコンウェハやガラ
スマスクのような反射率が均一な基板上に形成された、
反射率が均一な微細パターンの場合、プロファイルは４
種類に分類できる。このプロファイルに現れるエツジの
種類は、 （１）大きい立上がり （２）小さい立上がり （３）　　大きい立下がり （４）　　小さい立下がり の４種類である。しかも、これらのエツジが並ぶ順番は
、 ・（１）→（３）→（１）→（３）→・旧・・・・・・
（１）→（３）→（２）→（４）→（１）→（３）→（
２）→（４）→・・・・・・のどちらかであって、どち
らにおいても、その並ぶ順番に規則性があり、本発明は
、その規則性に基づいて、微細パターンの光学像を変換
して得た画像信号におけるエツジのうち、どのエツジが
目的とするエツジであるのかを自動的に判定する。

まず、オペレータによって、第７図（Ａｌ）、（Ｂｌ）
。

（Ｃ１）　、　（ＤＩ）のプロファイルのうち、試料上
の微細パターンに適合するのはどのプロファイルであっ
て、そのプロファイルにおけるエツジのうち、どのエツ
ジが目的とするエツジであるのかが指定される。次に、
前記画像信号における成るエツジに対して、その隣りの
エツジとともに、立上がりまたは立下がり及び大小関係
がどうであるのかから、前記エツジの並ぶ順番の規則性
に基づいて、その成るエツジが上記（１）〜（４）のう
ちのいずれの種類に該当するかを識別する。そこで、そ
の成るエツジが、前記オペレータによって指定されたプ
ロファイルにおける目的とするエツジと種類が一致する
かどうかを検、討し、一致しなければ、一致するまで順
次隣りのエツジについて同様の過程にしたがって検討し
、一致すれば、そのエツジがオペレータによって指定さ
れたエツジに該当するものと決定する。

このように、本発明によれば、目的エツジを検出する過
程において、エツジの立上がりまたは立下がり及び厚ツ
ジの大小関係に基づいて、画像信号の土ツジが前記指定
されたプロファイルにおける指定されたエツジに一致し
ているが否かを判別しているから、目的とするエツジの
検出が自動的に行われるので、カーソル操作は不要であ
り、容易、かつ迅速に測定プロファイルに対応した目的
エツジが検出される。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は、本発明の一実施例に係る測定方法を使用した
装置の概略ブロック図である。

同図において、第５図と同一符号で示した部分は同一構
成部分であるから、ここでの説明は省略する。

顕微鏡１で拡大された試料面の微細パターンの光学像は
ＣＣＤ６に投影される。ＣＣＤ６は光学像の光強度に対
応した画像信号を並列に出力する。

この画像信号は、並列−直列変換器１１で直列の画像信
号に変換された後、Ａ／Ｄ変換器１２でデジタル信号に
変換され、ＲＡＭ１３に与えられる。

タイミングパルス発生器１４は、並列−直列変換器１１
．Ａ／Ｄ変換器Ｉ２およびアドレス指定器１５に動作タ
イミングを与える。アドレス指定器１５はこのタイミン
グパルスを計数し、その計数値をＲＡＭ１３にアドレス
信号として与える。このアドレス信号で指定されたＲＡ
Ｍ１３の記憶領域にＣＣＤ６の各画素信号がそれぞれ格
納される。

ＣＰＵ１６は、ＲＡＭ１３に記憶された画像信号につい
て後述する信号処理や測定プロファイルに対応した目的
エツジを検出するための処理、目的エツジ間の寸法算出
等を、ＲＯＭ１７に記憶された処理プログラムに従って
実行する。なお、符号１８は、ＣＲＴ８、キーボード９
、およびプリンタ１０をＣＰＵ１６に接続するための入
出力インターフェースである。キーボード９には、第８
図および第９図において説明した測定プロファイルキー
等が設けられている。

次に、上述した装置の動作説明を通じて、本実施例に係
る測定方法を説明する。

例えば、半導体ウェハ上のレジストパターンの線幅を測
定する場合、オペレータは前記パターンを顕微鏡視野内
あるいはＣＲＴ表示範囲内の一点（例えば、視野中心）
に位置合わせする。続いて、測定プロファイルキーによ
って、第７図（ＡＩ）、（Ｂ１）　、　（ＣＩ）　、　
（ＤＩ）のプロファイルのうち測定しようとしている目
的エツジに適合する（Ｃ１）のプロファイルを指定し、
そのプロファイルにおける目的エツジが左右両端のエツ
ジであることを指定する０以上の操作の後（または、操
作の前に）、キーボード９にある測定開始キーが押され
ると、ＣＣＤ６の画像信号の取込みが、ＣＣＤ６の各画
素間の感度補正や平均化処理等の適宜な前処理を施され
た後、行われる。ＣＣＤ６の各画素ごとの画像信号は、
例えば微分処理を施されてエツジ検出される。

そして、これらの検出された各エツジは、個々のエツジ
の始端位置と終端位置と、それらからの差分により算出
されるエツジの大きさ、および立上がりまたは立下がり
に応じた正負の符号とが、ＲＡＭ１３にそれぞれ記憶さ
れる。検出された各エツジに測定領域内の例えば左端か
ら順番にエツジ番号（例えば、１〜Ｎｏ）が割りつけら
れる。第２図（ａ）は前処理が施された画像信号、第２
図（ロ）は微分処理してエツジを検出し、エツジの大き
さや正負の符号を求める等の演算処理された画像信号を
それぞれ示している。なお、このような演算処理は、必
ずしも前処理段階で行う必要はなく、後述する目的エツ
ジ検出処理の過程で行うものであってもよい。

以上の処理が行われた後、指定された測定プロファイル
のエツジに対応する左右の目的エツジを検出するための
処理および目的エツジ間の寸法算出処理を行う。以下、
この処理手順を第３図に示したフローチャートに従って
説明する。

ステップＳｌ：エツジ選択番号ｒＮ１をｒｌＪにセット
する。これにより、例えば測定領域内の画像信号におけ
る左端のエツジ（第２図に示すエツジ番号「１」のエツ
ジ）を選択し、このエツジが目的エツジであるか否かを
以下のステップで識別する。

−ステップＳ２：指定された測定プロファイルの左エツ
ジを識別するか、あるいは右エツジを識・別するかを定
めるフラグＦをｒＱＪにセットする。

フラグＦがｒｏｌのときは、左エツジを探すための処理
を行い、フラグＦがｒｌｌのときは右エツジを探すため
の処理を行う。

ステップＳｌエツジｒＮ１　（測定開始のときはエツジ
ｒ１１）の大きさ、即ち、エツジｒ１３の大きさをＲＡ
Ｍ１３から読み取り、この値を同じ＜　ＲＡＭ１３内の
領域’Ｎ＋Ｊにセットする。

以下、領域’Ｎ＋Ｊにセットされたエツジをエツジ’Ｎ
ｔＪと称する。

ステップＳ４：エツジｒＮ＋１１　（エツジｒ２」）の
大きさを読み取り、この値をＲＡＭ　１３内の領域’Ｎ
ｚＪにセットする。以下、領域’ＮｉＪにセットされた
エツジをエツジ’ＮｚＪと称する。

ス＋ッ７”Ｓ　５　：　ｚフシｒＮ、　Ｊ　、　　’Ｎ
ｇ　Ｊ　ノー方が立上がりで、他方が立下がりであるか
を判別する。試料面に塵等があると、第３図のステップ
Ｓ５に付記したように隣接する二つのエツジが共に立ち
上がりのプロファイルａや、隣接する二つのエツジが共
に立下がりのプロファイルｂが現れることがあるため、
このような原因で生じたエツジを識別対象から除いてい
る。このような異常なエツジが検出された場合にはステ
ップＳ６に進む。

ステップＳ６：次のエツジを選択するために、エツジ選
択番号ｒＮ１をｒＮ＋ＩＪ　　（即ち、Ｎ−２）にセッ
トし、ステップＳ４に戻る。これにより、ステップＳ３
で読み取ったエツジ’ＩＪ　　（ｒＮ、Ｊにセット）と
、２度目のステップＳ４で新たに読み取ったエツジ’３
Ｊ　　（’Ｎｚ　Ｊにセット）との組合せによってエツ
ジｒｌＪの種類を識別する。このことにより、塵埃など
の付着によって生じたエツジｒ２３をとばして、エツジ
ｒ３３との組合せによってエツジｖ１１の種類を識別す
ることになる。

ステップＳ７：ステップＳ５において、エツジ’ｒＬ＋
Ｊ、ｒＮ、４の一方が立上がりで、他方が立下がりであ
ると判断された場合は、エツジｒＮ、１が立上がりであ
るか否かを判断する。このような判断は、’Ｎ＋Ｊにセ
ットされたエツジの大きさ（微分値）の正負の符号を確
認することによって行う。

ステップＳ８：エツジｒＮ、、が立上がりであると判断
される場合としては、ステップｓ７に付記したプロファ
イルｃ　−ｆがある。ただし、プロファイルｅ、ｆは第
７図に示したプロファイル中に存在しない形であるから
、このようなプロファイルｅ、ｆを形成するエツジを排
除する必要がある。そこで、ステップＳ８では、エツジ
’Ｎ＋ＪとエツジｒＮ、」との大きさがほぼ等しいか否
かを判断することによって、次のステップＳ９にて異常
なエツジを識別対象から排除している。なお、上記プロ
ファイルｅやｆは、基板上のパターン周縁においてフレ
ネル回折によって生じることが多（、その発生頻度はか
なり高く、それを識別対象から排除することは、きわめ
て有益である。

ステップＳｌエツジ’Ｎｔ’Ｊとエツジ’ＮｔＪとの大
きさが等しくない場合は、次のエツジを選択するために
、エツジ選択番号ｒＮＪをｒＮ＋ＩＪにセットし、ステ
ップＳ４に戻る。

ステップＳ１０：エツジ’ＮＩＪとエツジｒＮヨｊとの
大きさが等しいと判断されるのは、プロファイルｃ、　
ｄ、即ち、（大きい立上がり）→（大きい立下がり）か
、あるいは（小さい立上がり）→（小さい立下がり）の
場合である。そこで、エツジ’Ｎ＋Ｊが大きい立上がり
か、あるいは小さい立上がりであるかを判断するために
、エツジｒＨ＋２１の値を読み取り、この値をＲＡＭ１
３内の領域「Ｎ、１にセットする。以下、領域’Ｎｓ　
Ｊにセットされたエツジをエツジ’Ｎ３Ｊと称する。

ステップＳ１１：エツジｒＮ、Ｊとエツジ’Ｎｓｘとの
大きさがほぼ等しいか否かを判断する。

ステ７７Ｓ１２：　：Ｌ　７　’；　ｒＮｉ　Ｊ　ト１
　フシ’Ｎｓ　Ｊとの大きさが等しくなる場合は、ステ
ップＳｌｌに付記したようなプロファイルｊであるから
、エツジ’Ｎｔ１は大きい立下がり、エツジ’ＮｓＪは
大きい立上がりである。

ステップ３１３：　したがって、エツジ’ＮＩＪは大き
い立上がりであると判断する。

ステップＳ１４ニステツプＳｌｌにおいて、エツジ’Ｎ
ｘＪとエツジ’ＮｓＪの大きさが等しくないと判断され
るのは、ステップＳｌｌに付記したプロファイルにのよ
うに、エツジ’ＮｔＪが小さい立上がりの場合と、プロ
ファイルｌのように大きい立上がりの場合とがある。エ
ツジ’Ｎ＋Ｊが何れの種類であるかを判断ずために、エ
ツジ’Ｎ！Ｊとエツジ’Ｎｓｒとの大きさを比較する。

ステップＳ１５：エツジｒＮｔ、の方が小さくなるのは
、プロファイルにの場合であるから、この場合はエツジ
ｒＮ２Ｊは小さい立下がり、エツジｒＮ、４は大きい立
上がりであると判断する。

ステップＳ１６：したがって、エツジ’Ｎ＋Ｊは小さい
立上がりであると判断する。

ステップＳ１７：ステップＳ１４において、エツジｒＮ
、１はエツジ’ＮｓＪよりも小さくない（即ち、エツジ
’Ｎ３Ｊの方が小さい）と判断されるのは、プロファイ
ルｌの場合であるから、この場合は、エツジ’ＮｚＪは
大きい立下がり、エツジ’Ｎ３Ｊは小さい立上がりであ
ると判断する。

ステップ３１８：したがって、エツジ’Ｎ’ｔＪは゛　
　大きい立上がりであると判断する。

ステップＳ１９ニステツプＳ７において、エツジ’Ｎ＋
Ｊが立ち上がりでない、即ち、エツジ’Ｎ＋Ｊが立下が
りであると判断されるのは、プロファイルｇ、ｈ、ｉの
場合である。そこで、このステン７’Ｓ１９テハ、エラ
’；　’Ｎ＋　Ｊ　トｚ　ｙ　’）　’Ｎｘ　Ｊとの大
きさがほぼ等しいか否かを判断する。

ステップ３２０：両ｘ　、ジｆＮＩ　Ｊ　、　　’Ｎ！
　Ｊ　カ等しくなるのは、プロファイルｇの場合だけで
あるから、この場合はエツジ’Ｎ＋Ｊは大きい立下がり
、エツジｒｐＪ、１は大きい立上がりであると判断する
。

ステップＳ２１ニステツプＳ１９において、両エツジ’
Ｎ＋　Ｊ　、’Ｎｔ　Ｊが等しくないと判断されるのは
、プロファイルｈ、ｉの場合である。プロファイルｈは
（小さい立下がり）→（大きい立上がり）、プロファイ
ルｉは（大きい立下がり）→（小さい立上がり）になっ
ている。そこで、このステップＳ２１では、エツジｒＮ
、４とエツジ’ＮｚＪとの大小を比較して、エツジの種
類を識別している。

ステップＳ２２：エツジ’Ｎ＋Ｊの方が小さい場合は、
プロファイルｈであるから、エツジ’Ｎ＋Ｊは小さい立
下がり、エツジ’ＮｚＪは大きい立上がりであると判断
する。

スｆｔ”ｆＳ２３：：ＬｙジｒＮ＋　Ｊ　４！エツジｒ
Ｎｚ　Ｊよりも小さくない（即ち、エツジ’Ｎ寞Ｊの方
が小さい）場合は、プロファイルｉであるから、エツジ
’Ｎ＋　Ｊは大きい立下がり、エツジ’ＮｚＪは小さい
立上がりであると判断する。

ステップＳ２４ニステップＳ１３．　５１６．　　Ｓ１
８．　　Ｓ２０、　　Ｓ２２オヨびＳ２３でエツジｒＮ
ＩＪの種類カ識別されると、ステップＳ２４に進み、フ
ラグＦがｒＱＪであるか否かを確認して、エツジ’Ｎｔ
　Ｊの種類を、指定された測定プロファイルの左右どち
らのエツジと比較するのかを判別する。

ステップＳ２５：フラグＦがｒＱｊである場合、オペレ
ータの測定プロファイルキーの操作によう予め指定され
たプロファイルの左端エツジの種類と、前記エツジ’Ｎ
ＩＪの種類とが一致するか否かを確認する。

ステップＳ２６：一致しない場合、エツジ選択番号ｒＮ
Ｊｔ−ｒＮ＋ＩＪ　にセｙ　）して、ステップＳ３に戻
り、次のエツジ（例えば、エツジｒｌＪが目的の左エツ
ジに一致しない場合はエツジｒ２１）の種類を識別する
。

ステップＳ２７：エツジ’Ｎ＋Ｊの種類が測定プロファ
イルの左エツジの種類に一致する場合には、エツジ’！
’ＬＪの位置を左エツジとして記憶する。

ステップ３２８ニステツプＳ２７を終了した後、フラグ
Ｆを・ｒｌｌにセットする。

ステップＳ２９：次に、エツジ選択番号ｒＮ４をｒＮ＋
ＩＪにセットして、ステップＳ３に戻り、次のエツジ（
例えば、エツジ「２１）の種類を識別する。

ステップＳ３０ニステツプ３３〜ステツプＳ２３の各処
理によって次のエツジ（エツジｒ２」）の種類が識別さ
れ、ステップ３２４に達すると、このときフラグＦはｒ
ｌｌであるから、ステップＳ３０に進む。このステップ
３３０では、エツジ’ＮＩＪ（エツジｒ２１）が指定さ
れた測定プロファイルの右エツジの種類に一致するか否
かを確認する。

スｆｙプｓ３１：ｘｙジｒＮ＋　Ｊ　　（工７ジｒ２１
）の種類が呑エツジの種類と一致しない場合には□、エ
ツジ選択番号ｒＮ１をｒＮ＋ＩＪにセットしてステップ
Ｓ３に戻り、次のエツジ（例えば、エツジｒ３」）の種
類を識別する。

ステップＳ３２：エツジ’Ｎ＋Ｊの種類が右エツジの種
類と一致している場合は、そのエツジの位置を右エツジ
として記憶する。

ステップＳ３３：指定された測定プロファイルの左右エ
ツジの種類に一致した二つエツジが識別されると、これ
らのエツジを持つパターンは視野中心に最も近いパター
ンであるか否かを判断する。

視野中心は、ＣＣＤ６の中心位置に対応しているので、
その位置は既知である。したがって、識別した各エツジ
の位置から視野中心までの距離をそれぞれ比較すること
によって、視野中心に最も近いパターンを判別する。

ステップＳ３４：視野中心に最も近いパターンでない場
合は、エツジ選択番号ｒＮ１をｒＮ＋ＩＪにセットして
、ステップＳ２に戻り、次のエツジの識別を行い、視野
中心に最も近いパターンが見つかるまで上述した処理を
繰り返し実行する。

ステップＳ３５：視野中心に最も近いパターンが見つか
ると、そのパターンの左エツジと右エツジとの位置から
両エツジ間の寸法を算出する。

ステップＳ３６：算出された線幅をプリンタに出力し、
処理を終了する。

次に、指定された測定プロファイルに対応する測定領域
内の全てのパターンの線幅を測定する場合の処理を、第
４図に基づいて説明する。

ステップ８１〜ステツプ３３２は、第３図に示したフロ
ーと同じであるから、第４図では省略している。

ステップ５３７８全てのパターンを測定する場合には、
ステップＳ３２に続いて、測定領域内にある全てのエツ
ジを識別処理したか否かを確認する。

これは、エツジ選択番号ｒＮ４が、前述した前処理で割
りつけたエツジ番号（１〜Ｎ、）の最大値（即ち、Ｎｏ
）に等しいか否かを確認することによって行う。

ステップ３３８：全てのエツジを識別処理していない場
合は、エツジ選択番号−ｒ　Ｎ　ＪをＱＪ＋　Ｉ　Ｊに
セットして、第３図に示したステップＳ２に戻り、次の
エツジの識別処理を行う。

ステップＳ３９：全てのエツジの識別処理が終了すると
、記憶した各左右エツジ間の寸法をそれぞれ算出する。

ステップＳ４０：算出した各パターンの線幅をフリンタ
に出力し、処理を終了する。

なお、上述の実施例では、パターンの線幅を測定する場
合について説明したが、パターンのピッチを測定する場
合にも同様の処理が行われる。ただし、ピッチ測定の場
合は第９図に示す測定プロファイルの中から所望のプロ
ファイルを指定し、このときは目的エツジが一種類だけ
になる。

また、上述の実施例では、視野領域の端から順番にエツ
ジの識別処理を行ったが、これは視野中心から順番に識
別処理を行ってもよい、さらに実施例に示した処理手順
や、処理内容は種々変更実施することが可能である。こ
めような変形例も、本発明の特徴であるエツジの立上が
りまたは立下がり及びエツジの大小関係に基づいて画像
信号のエツジの種類を識別し、このエツジの種類が指定
された測定プロファイルのエツジの種類に一致した場合
に、そのエツジを目的エツジとして検出するものである
限り、本発明に含まれる。

〈発明の効果〉 以上のように、本発明によれば基板上のパターンの幅や
ピッチを測定する線幅測定における目的エツジ検出過程
において、画像信号のエツジの種類を積極的に識別し、
その種類が指定された測定プロファイルのエツジの種類
に一致したエツジを目的エツジとして検出しているから
、従来方法のように２本のカーソルで測定パターンを挟
み、これらのカーソルを基準として単純にエツジを選択
しているものに比較して、線幅測定を容易かつ迅速に行
うことができる。しかも、フレネル回折や塵埃の付着に
よって生じた不要なエツジによる誤認も解消することが
できる。

また、測定領域内にある多数のパターンの幅またはピッ
チを測定する場合にも、各パターンごとにカーソルを操
作する必要がないから、多数のパターンの幅を連続的に
測定する場合に好都合であり、このような意味で、本発
明は線幅自動測定に適した測定方法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る測定方法を使用した装置の概略ブ
ロック図、第２図は本発明の一実施例において検出され
た画像信号とその微分信号の波形図、第３図は本発明の
一実施例である視野中心に最も近いパターンの線幅を測
定する場合の処理手順を示したフローチャート、第４図
は本発明の別実施例である測定領域内の全てのパターン
の線幅を測定する場合の処理手順の一部を示したフロー
チャート、第５図は従来の測定方法を使用した装置の概
略ブロック図、第６図は従来方法のカーソル操作の説明
図、第７図は本発明の一実施例および従来例に共通する
測定プロファイルの波形図とそれぞれに対応した試料の
断面図、第８図は本発明の一実施例および従来例に共通
するパターンの線幅測定の際に指定される測定プロファ
イルの例、第９図は本発明および従来例に共通するピッ
チ測定の際に指定される測定プロファイルの例、第１０
図は従来例におけるエツジ検出方法の説明図である。 ■・・・顕微鏡 ２・・・試料 ３・・・双眼アイピース ４．５・・・光源 ６・・・Ｃ０Ｄ ８・・・ＣＲＴ ９・・・キーボード １０・・・プリンタ １１・・・並列−直列変換器 １２・・・Ａ／Ｄ変換器 １３・・・ＲＡＭ １４・・・タイミングパルス発生器 １５・・・アドレス指定器 １６・・・ＣＰＵ １７・・・ＲＯＭ １８・・・入出力インターフェース 出願人　大日本スクリーン製造株式会社代理人　弁理士
　　杉　　谷　　　勉 第１図 第２図 第４図 第５図 第６図 第７図 第１０図 ・　第８ ＜１）　　　　（２）　　　　（３）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　試料上の微細パターンを拡大投影して得られた光学像
   を画像信号に変換し、この画像信号から、試料に応じて
   予め指定された測定プロファイルに対応する少なくとも
   二つの目的エッジを検出し、両エッジ間の寸法を算出す
   ることによって微細パターンの幅またはピッチの測定を
   行う線幅測定方法において、 前記目的エッジを検出する過程では、エッジの立上がり
   または立下がり及びエッジの大小関係に基づいて画像信
   号のエッジの種類を識別し、このエッジの種類が前記指
   定された測定プロファイルのエッジの種類に一致した場
   合に、そのエッジを目的エッジとして検出することを特
   徴とする線幅測定方法。