JPH0555801B2 - - Google Patents

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
ウエ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ツ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図に従つ
て説明する。

同図において、１は顕微鏡、２は顕微鏡１にセ
ツトされたシリコンウエ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
ンウエ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CCD
６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
述する測定プロフアイルを指定したり、カーソル
を移動させるためのキーボード、１０は測定結果
を印字するプリンタである。

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L₁，L₂が表示される。オペレー
タは、この２本のカーソルL₁，L₂をキーボード
９を操作することによつて動かし、測定しようと
するパターンをカーソルL₁，L₂で挟むことによ
つて指定する。

上述のように試料の位置合わせを行つた後、キ
ーボード９に設けられた測定プロフアイルキーを
操作するこによつて、試料に応じた測定プロフア
イルを指定する。ここで、測定プロフアイルと
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。シリコンウエハやガラスマスク
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Ａ１，
Ｂ１，Ｃ１またはＤ１に示すような４種類の測定
プロフアイルがある。なお、第７図Ａ２〜Ｄ２
は、前記各測定プロフア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アイル、同図Ｃ１お
よびＤ１はシリコンウエ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アイ
ルである。ガラスマスクに形成されたクムロパタ
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アイル
はＨレベルおよびＬレベルの２値で表される。一
方、シリコンウエ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、測定プロフアイルのレベルは第７図Ｃ
１やＤ１のように３段階になる。

上述したように測定プロフアイルは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
定プロフアイルキーとして第８図１〜１０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、パターンのピツチを
測定するために第９図１〜１２に示すような12種
類の測定プロフアイルキーが備えられている。各
測定プロフアイルに示した○印が、ピツチ測定の
対象となる目的エツジである。

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

例えば、試料がシリコンウエハであつて第１０
図に示すような光強度の分布がCCD６によつて
検出されているとする。まず、オペレータはカー
ソル操作によつて、線幅を測定しようとするパタ
ーンを２本のカーソルL₁，L₂によつておおまか
に挟む。続いて、オペレータが測定プロフアイル
キーを操作して、例えば第８図５に示す測定プロ
フア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に示す測定プロフア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の画素ピツ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
された測定プロフア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
プロフア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つて、例えば第
１０図に示すように２本のパターンをカーソル
L₁，L₂′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
のであつて、オペレータによるカーソル操作を不
要にし、かつ指定された測定プロフアイルに応じ
た目的エツジを正しく検出することを目的とす
る。

＜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。

予め複数の試料に対応する測定プロフアイル情
報を記憶し、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多階調の画像信号に変換し、
この多階調画像信号から、指定された測定プロフ
アイル情報に適合し、かつ測定対象ライン上にお
ける２つの目的エツジを検出し、両エツジ間の寸
法を算出することによつて微細パターンの幅また
はピツチの測定を行う線幅測定方法において、前
記プロフアイルの情報として、エツジが変化する
方向及びエツジの大きさを記憶し、前記多階調画
像信号に基づいて、エツジを検出するとともにそ
のエツジが変化する方向及びエツジの大きさを検
出し、前記検出されたエツジに関して、エツジが
変化する方向及びエツジの大きさが指定された測
定プロフアイルの情報と一致する場合に、そのエ
ツジを目的エツジとして検出している。

＜作用＞ 第７図において説明したように、シリコンウエ
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、プロフアイルは４種類に分類できる。このプ
ロフア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)→… … … ・ (1)→(3)→(2)→(4)→(1)→(3)→(2)→(4)→…
… のどちらかであつて、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。

ます、オペレータによつて、第７図Ａ１，Ｂ
１，Ｃ１，Ｄ１のプロフアイルのうち、試料上の
微細パターンに適合するのはどのプロフアイルで
あつて、そのプロフア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或るエ
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、その或るエツジが上記(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、その或
るエツジが、前記オペレータによつて指定された
プロフア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
にしたがつて検討し、一致すれば、そのエツジが
オペレータによつ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
下がり及びエツジの大小関係に基づいて、つま
り、エツジの変化方向及びエツジの大きさに基づ
いて、画像信号のエツジが前記指定されたプロフ
アイルにおける指定されたエツジに一致している
か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アイルに
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ツク図である。

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多階調の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１２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RAM
１３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
ロフア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、ROM１
７に記憶された処理プログラムに従つて実行す
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エースである。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
プロフア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、半導体ウエ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、
測定プロフアイルキーによつて、第７図Ａ１，Ｂ
１，Ｃ１，Ｄ１のプロフア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のフロフア
イルを指定し、そのプロフア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。
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、CCD
６の画像信号の取組みが、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〜N₀）が割りつけられ
る。第２図ａは前処理が施された測定対象ライン
上の画像信号、第２図ｂ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つてもよい。

以上の処理が行われた後、指定された測定プロ
フア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
したフローチヤートに従つて説明する。

ステツプS1： エツジ選択番号『Ｎ』を『１』
にセツトする。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
エツジが目的であるか否かを以下のステツプで
識別する。

ステツプS2： 指定された測定プロフアイルの
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『０』にセツトす
る。フラグＦが『０』のときは、左エツジを探
すための処理を行い、フラグＦが『１』のとき
は右エツジを探すための処理を行う。

ステツプS3： エツジ『Ｎ』（測定開始のときは
エツジ『１』）の大きさ、即ち、エツジ『１』
の大きさをRAM１３から読み取り、この値を
同じくRAM１３内の領域『N₁』にセツトす
る。以下、領域『N₁』にセツトされたエツジ
をエツジ『N₁』と称する。

ステツプS4： エツジ『Ｎ＋１』（エツジ『２』）
の大きさを読み取り、この値をRAM１３内の
領域『N₂』にセツトする。以下、領域『N₂』
にセツトされたエツジをエツジ『N₂』と称す
る。

ステツプS5： エツジ『N₁』、『N₂』の一方が立
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図のステツプ
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アイルａや、隣接する
二つのエツジが共に立下がりのプロフアイル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ツ
プS6に進む。

ステツプS6： 次にエツジを選択するために、
エツジ選択番号『Ｎ』を『Ｎ＋１』（即ち、Ｎ
＝２）にセツトし、ステツプS4に戻る。これ
により、ステツプS3で読み取つたエツジ『１』
（『N₁』にセツト）と、２度目のステツプS4で
新たに読み取つたエツジ『３』（『N₂』にセツ
ト）との組合せによつてエツジ『１』の種類を
識別する。このことにより、塵埃などの付着に
よつて生じたエツジ『２』をとばして、エツジ
『３』との組合せによつてエツジ『１』の種類
を識別することになる。

ステツプS7： ステツプS5において、エツジ
『N₁』、『N₂』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
『N₁』が立上がりであるか否かを判断する。こ
のような判断は、『N₁』にセツトされたエツジ
の大きさ（微分値）の正負の符号を確認するこ
とによつて行う。

ステツプS8： エツジ『N₁』が立上がりである
と判断される場合としては、ステツプS7に付
記したプロフアイルｃ〜ｆがある。ただし、プ
ロフアイルｅ，ｆは第７図に示したプロフアイ
ル中に存在しない形であるから、このようなプ
ロフアイルｅ，ｆを形成するエツジを排除する
必要がある。そこで、ステツプS8では、エツ
ジ『N₁』とエツジ『N₂』との大きさがほぼ等
しいか否かを判断することによつて、次のステ
ツプS9にて異常なエツジを識別対象から排除
している。なお、上記プロフアイル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
よつて生じることが多く、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。

ステツプS9： エツジ『N₁』とエツジ『N₂』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『Ｎ』を『Ｎ＋
１』にセツトし、ステツプS4に戻る。

ステツプS10： エツジ『N₁』とエツジ『N₂』
との大きさが等しいと判断されるのは、プロフ
アイル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『N₁』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『Ｎ＋２』の値を読み取り、この値
をRAM１３内の領域『N₃』にセツトする。以
下、領域『N₃』にセツトされたエツジをエツ
ジ『N₃』と称する。

ステツプS11： エツジ『N₂』とエツジ『N₃』
との大きさがほぼ等しいか否かを判断する。

ステツプS12： エツジ『N₂』とエツジ『N₃』
との大きさが等しくなる場合は、ステツプS11
に付記したようなプロフアイルｊであるから、
エツジ『N₂』は大きい立下がり、エツジ
『N₃』は大きい立上がりである。

ステツプS13： したがつて、エツジ『N₁』は大
きい立上がりであると判断する。

ステツプS14： ステツプS11において、エツジ
『N₂』とエツジ『N₃』の大きさが等しくない
と判断されるのは、ステツプS11に付記したプ
ロフアイルｋのように、エツジ『N₁』が小さ
い立上がりの場合と、プロフアイルｌのように
大きい立上がりの場合とがある。エツジ『N₁』
が何れの種類であるかを判断すために、エツジ
『N₂』とエツジ『N₃』との大きさを比較する。

ステツプS15： エツジ『N₂』の方が小さくなる
のは、プロフアイルｋの場合であるから、この
場合はエツジ『N₂』は小さい立下がり、エツ
ジ『N₃』は大きい立上がりであると判断する。

ステツプS16： したがつて、エツジ『N₁』は小
さい立上がりであると判断する。

ステツプS17： ステツプS14において、エツジ
『N₂』はエツジ『N₃』よりも小さくない（即
ち、エツジ『N₃』の方が小さい）と判断され
るのは、プロフアイルｌの場合であるから、こ
の場合は、エツジ『N₂』は大きい立下がり、
エツジ『N₃』は小さい立上がりであると判断
する。

ステツプS18： したがつて、エツジ『N₁』は大
きい立上がりであると判断する。

ステツプS19： ステツプS7において、エツジ
『N₁』が立ち上がりでない、即ち、エツジ
『N₁』が立下がりであると判断されるのは、プ
ロフアイルｇ，ｈ，ｉの場合である。そこで、
このステツプS19では、エツジN₁』とエツジ
『N₂』との大きさがほぼ等しいか否かを判断す
る。

ステツプS20： 両エツジ『N₁』、『N₂』が等し
くなるのは、プロフアイルｇの場合だけである
から、この場合はエツジ『N₁』は大きい立下
がり、エツジ『N₂』は大きい立上がりである
と判断する。

ステツプS21： ステツプS19において、両エツ
ジ『N₁』、『N₂』が等しくないと判断されるの
は、プロフアイルｈ，ｉの場合である。プロフ
アイルｈは（小さい立下がり）→（大きい立上
がり）、プロフアイルｉは（大きい立下がり）
→（小さい立上がり）になつている。このステ
ツプS21では、エツジ『N₁』とエツジ『N₂』
との大小を比較して、エツジの種類を識別して
いる。

ステツプS22： エツジ『N₁』の方が小さい場合
は、プロフアイルｈであるから、エツジ『N₁』
は小さい立下がり、エツジ『N₂』は大きい立
上がりであると判断する。

ステツプS23： エツジ『N₁』はエツジ『N₂』
よりも小さくない（即ち、エツジ『N₂』の方
が小さい）場合は、プロフアイルｉであるか
ら、エツジ『N₁』は大きい立下がり、エツジ
『N₂』は小さい立上がりであると判断する。

ステツプS24： ステツプS13，S16，S18，S20，
S22およびS23でエツジ『N₁』の種類が識別さ
れると、ステツプS24に進み、フラグＦが
『０』であるか否かを確認して、エツジ『N₁』
の種類を、指定された測定プロフアイルの左右
どちらのエツジと比較するのかを判別する。

ステツプS25： フラグＦが『０』である場合、
オペレータの測定プロフアイルキーの操作によ
つ予め指定されたプロフアイルの左端エツジの
種類と、前記エツジ『N₁』の種類とが一致す
るか否かを確認する。

ステツプS26： 一致しない場合、エツジ選択番
号『Ｎ』を『Ｎ＋１』にセツトして、ステツプ
S3に戻り、次のエツジ（例えば、エツジ『１』
が目的の左エツジに一致しない場合はエツジ
『２』）の種類を識別する。

ステツプS27： エツジ『N₁』の種類が測定プロ
フアイルの左エツジの種類に一致する場合に
は、エツジ『N₁』の位置を左エツジとして記
憶する。

ステツプS28： ステツプS27を終了した後、フ
ラグＦを『１』にセツトする。

ステツプS29： 次に、エツジ選択番号『Ｎ』を
『Ｎ＋１』にセツトして、ステツプS3に戻り、
次のエツジ（例えば、エツジ『２』）の種類を
識別する。

ステツプS30： ステツプS3〜ステツプS23の各
処理によつて次のエツジ（エツジ『２』）の種
類が識別され、ステツプS24に達すると、この
ときフラグＦは『１』であるから、ステツプ
S30に進む。このステツプS30では、エツジ
『N₁』（エツジ『２』）が指定された測定プロフ
アイルの右エツジの種類に一致するか否かを確
認する。

ステツプS31： エツジ『N₁』（エツジ『２』）の
種類が右エツジの種類と一致しない場合には、
エツジ選択番号『Ｎ』を『Ｎ＋１』にセツトし
てステツプS3に戻り、次のエツジ（例えば、
エツジ『３』）の種類を識別する。

ステツプS32： エツジ『N₁』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。

ステツプS33： 指定された測定プロフアイルの
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
つて、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つて、視
野中心の最も近いパターンを判別する。

ステツプ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『Ｎ』を『Ｎ＋
１』にセツトして、ステツプ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。

ステツプ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。

ステツプ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アイルに対応する
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。

ステツプS1〜ステツプS32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。

ステツプS37： 全てのパターンを測定する場合
には、ステツプ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『Ｎ』が、前述し
た前処理で割りつけたエツジ番号（１〜N₀）
の最大値（即ち、N₀）に等しいか否かを確認
することによつて行う。

ステツプS38： 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『Ｎ』を『Ｎ＋
１』にセツトして、第３図に示したステツプ
S2に戻り、次のエツジの識別処理を行う。

ステツプ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。

ステツプ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、パターンのピツ
チを測定する場合にも同様の処理が行われる。た
だし、ピツチ測定の場合は第９図に示す測定プロ
フアイルの中から所望のプロフアイルを指定し、
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つたが、これは視野中
心から順番に識別処理を行つてもよい。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。このような変形例も、
本発明の特徴であるエツジの立上がりがまたは立
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ア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
ンの幅やピツ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
プロフア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、オペレータによるカー
ソル操作が不要で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
着によつ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。

【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
の概略ブロツク図、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ヤート、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
チヤート、第５図は従来の測定方法を使用した装
置の概略ブロツク図、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アイルの波形図と
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アイルの
例、第９図は本発明および従来例に共通するピツ
チ測定の際に指定される測定プロフアイルの例、
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。 １……顕微鏡、２……試料、３……双眼アイピ
ース、４，５……光源、６……CCD、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
フエース。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 予め複数の試料に対応する測定プロフアイル
   情報を記憶し、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多階調の画像信号に変換
   し、この多階調画像信号から、指定された測定プ
   ロフアイル情報に適合し、かつ測定対象ライン上
   における２つの目的エツジを検出し、両エツジ間
   の寸法を算出することによつて微細パターンの幅
   またはピツチの測定を行う線幅測定方法におい
   て、 前記プロフアイルの情報として、エツジが変化
   する方向及びエツジの大きさを記憶し、 前記多階調画像信号に基づいて、エツジを検出
   するとともにそのエツジが変化する方向及びエツ
   ジの大きさを検出し、 前記検出されたエツジに関して、エツジが変化
   する方向及びエツジの大きさが指定された測定プ
   ロフアイルの情報と一致する場合に、そのエツジ
   を目的エツジとして検出することを特徴とする線
   幅測定方法。