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TWI475187B - Image processing devices and computer programs - Google Patents

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TWI475187B
TWI475187B TW100138088A TW100138088A TWI475187B TW I475187 B TWI475187 B TW I475187B TW 100138088 A TW100138088 A TW 100138088A TW 100138088 A TW100138088 A TW 100138088A TW I475187 B TWI475187 B TW I475187B
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scum
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豐田康隆
長谷川昇雄
松岡良一
山口敦子
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日立全球先端科技股份有限公司
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Description

影像處理裝置及電腦程式
本發明關於針對藉由荷電粒子線裝置獲得之影像資料進行影像處理的影像處理裝置，及實現該影像處理的電腦程式，特別是，關於依據獲得之影像資料檢測出試料上之缺陷的影像處理裝置及電腦程式。
近年來隨著半導體微細化、多層化之進展，邏輯亦變為複雜，其製造變為極其困難之狀況。結果，製程引起之缺陷有更多之傾向，有效且正確檢測出該缺陷，而將製程問題特定化乃重要者。
製程引起之代表性缺陷有浮渣(scum)。浮渣乃顯像工程後殘留於阻劑圖案之下襬部分的薄膜狀之阻劑。浮渣產生時，浮渣部分之蝕刻無法進行，圖案有可能短路，因此需要檢測其之產生位置或製程條件引起之產生頻率等。
通常檢測缺陷之方法，有將無缺陷之正常電路圖案(以下稱參照圖案)與檢測對象之電路圖案(以下稱檢測圖案)之形狀予以比較。具體言之為，操作員目形成於晶圓上之電路圖案之中選擇具有理想形狀之電路圖案，攝影該電路圖案而作成參照圖案之影像。之後，攝影檢測圖案，進行檢測圖案與參照圖案之重疊而計算出影像間之亮度差分。
專利文獻1揭示針對依據設計資料形成之參照圖案影像與檢測圖案進行比較，而檢測缺陷之技術。
[習知技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：特開2001-338304號公報(美國專利公報USP7660455)
檢測對象之圖案含有浮渣時，浮渣位置之亮度會呈現和參照圖案影像之亮度不同，該亮度之差分值和非浮渣位置比較會變大。利用此一性質，可以亮度差分值變大之影像上之點作為浮渣予以檢測出。
但是，藉由影像之比較來檢測浮渣等缺陷時，需要參照圖案之攝影，無法達成檢測作業之提升。另外，藉由設計資料之比較來檢測浮渣等缺陷時，受到兩者本質上之差(設計資料為線分資訊，影像為亮度資訊)之影響，而有無法正確檢測出浮渣等缺陷之情況。另外，使用參照圖案或設計資料之浮渣檢測中，當和檢測影像之重疊失敗時將無法正確檢測出浮渣等缺陷。亦即，如專利文獻1揭示之藉由影像比較來檢測浮渣乃困難者。
以下說明高速、且高精確度檢測出浮渣等缺陷為目的之影像處理裝置及電腦程式。
作為達成上述目的之一態樣而提案影像處理裝置及電腦程式，其係取得影像資料，由該影像資料檢測朝至少3方向以上分歧之緣部分歧點。
但是，藉由影像之比較來檢測浮渣等缺陷時，需要參照圖案之攝影，無法達成檢測作業之提升。另外，藉由設計資料之比較來檢測浮渣等缺陷時，受到兩者本質上之差(設計資料為線分資訊，影像為亮度資訊)之影響，而有無法正確檢測出浮渣等缺陷之情況。另外，使用參照圖案或設計資料之浮渣檢測中，當和檢測影像之重疊失敗時將無法正確檢測出浮渣等缺陷。
本實施例中提案影像處理裝置及電腦程式，其主要取得電子裝置之影像資料，由該影像資料檢測出朝至少3方向以上分歧之緣部點，產生和該檢測出之緣部點相關之資訊。
該緣部點相關之資訊之一例可為緣部點之座標資料。另外，該緣部點相關之資訊之一例可為緣部點之數。
本實施例中提案影像處理裝置及電腦程式，其藉由設計基準(design base)之佈局檢証或模型基準(model base)之佈局檢証，來界定推測為缺陷產生之上述電子裝置之座標資料所對應之上述影像資料之檢測區域，對上述檢測區域加以限定而產生上述緣部點相關之資訊。
如上述說明，關於檢測區域之界定，可以依據近接於緣部點之電路圖案所對應之設計佈局資料，而將上述檢測資料予以分類。
又，依據上述影像資料之上述緣部點來產生檢測資料，以該檢測資料作為電子裝置之座標資料，依此而產生記錄著上述檢測資料的資料檔案亦可。
更好之實施例為，可以緣部點相關之資訊作為畫面顯示用之資料予以產生。將畫面顯示之對象設為上述資料檔案亦可。
以下說明之實施例中，雖說明搭載於掃描電子顯微鏡(SEM：Scanning Electron Microscope)之影像處理裝置，或經由通信線路連接於SEM的影像處理裝置之例，但不限定於此，使用藉由電腦程式來執行影像處理之泛用運算裝置，進行如後述說明之處理亦可。另外，藉由聚光離子射束(Focused Ion beam：FIB)裝置等其他荷電粒子線裝置，依據取得之影像進行缺陷檢測時，亦可適用如後述說明之方法。
依據本實施例，可有攝影電子裝置獲得之影像資料，檢測朝至少3方向以上分歧之緣部點，依據上述緣部點而產生檢測資料，如此則，相較於利用參照圖案之檢測，可以更高作業效率進行正確之檢測。
圖2表示包含SEM之半導體檢測系統之構成概要圖。半導體檢測系統，係由取得電路圖案之影像資料的SEM201，及藉由影像資料分析來檢測缺陷的控制裝置214構成。
SEM201係對用於製造電子裝置的晶圓等試料203照射電子線202，使由試料203放出之電子被捕抓於二次電子檢測器204或反射電子檢測器205、206，藉由A/D轉換器207轉換為數位信號。數位信號被輸入至控制裝置214，儲存於記憶體208，藉由CPU209或ASIC或FPGA等之影像處理硬體210，對應於目的而進行影像處理，針對浮渣等電路圖案之缺陷進行檢測。另外，控制裝置214，亦具備依據檢測信號，作成線外形(line profile)，而測定外形之峰值間之尺寸之機能。亦即，圖2例示之檢測系統亦作為半導體裝置之測定裝置之機能。
另外，控制裝置214，係連接於具備輸入手段的顯示裝置211，具有對使用者顯示影像或檢測結果之GUI(Graphical User Interface)等之機能。
又，使控制裝置214之控制之一部分或全部，分配給CPU或搭載著可儲存影像的記憶體之電腦等而進行處理/控制亦可。另外，控制裝置214，針對檢測必要之電子裝置之檢測座標、利用於檢測位置定位的圖案匹配用之模版、包含攝影條件等的攝影程序(recipe)，可藉由手動或者介由網路或匯流排等連接於活用電子裝置之設計資料213而作成之程序作成裝置212。
圖7表示使用程序作成裝置212來作成SEM201之動作程式、亦即程序(recipe)之工程說明用流程圖。首先，操作員利用程序作成裝置212來設定檢測條件(步驟701)。檢測條件係指SEM201之攝影倍率或檢測點之座標資訊等。例如圖4所示檢測稱為盡頭之電路圖案401、402間之浮渣時，使用者係參照設計資料之同時，以盡頭之電路圖案之製造用試料之座標資訊400作為檢測條件予以設定。另外，利用半導體之電路設計時進行之設計縮尺核對(design rule check)或光學模擬來產生模型基準確認(model base confirmation)，針對藉由該模型基準確認所檢測出之浮渣等缺陷之產生進行預測而設定座標資訊。
接著，產生攝影程序(步驟702)。攝影程序係用來控制SEM201的資料，係由座標資料、倍率、影像資料來針對檢測點之界定用的模版(template)加以定義。之後，依據程序，藉由SEM201進行電路圖案之攝影(步驟703)。之後進行設計資料或模擬資料等之模版與影像資料之圖案匹配，針對已登錄於攝影程序的座標資訊所對應之影像資料之檢測座標加以界定(步驟704)。
圖5表示圖案匹配結果之例。藉由圖案匹配來指定座標資訊400作為檢測條件，則可以界定該座標資訊400對應之影像資料之檢測座標500。
之後，設定較大的評估區域501，該評估區域501為針對以影像資料之檢測座標500為中心的區域(緣部分歧點之評估區域)501，選擇性進行朝3方向以上分歧之緣部點之檢測者，如此則即使圖案匹配之偏移，或電路圖案之變形產生之情況下，亦可針對所要檢測點進行檢測。
藉由使用此種評估區域來限定檢測區域，例如圖5所示，使浮渣位於通常不發生的背景區域，可以防止將包含於影像的雜訊誤認為輪廓化之虛擬輪廓503引起的虛擬缺陷之檢測。另外，和檢測影像資料全部之場合比較，可縮短檢測時間。
圖1表示朝3方向以上分歧之緣部點之檢測工程之流程圖。此處理可藉由控制裝置214之CPU209、記憶體208等利用染體處理來進行。但是亦可將SEM201之影像資料經由LAN或匯流排、或者經由行動型之記憶體、硬碟等記憶媒體而可以被輸入之電腦之CPU或記憶體等，藉由軟體處理來進行。另外，圖1之流程圖之一部分或全部亦可藉由影像處理硬體210來執行。
首先，讀取SEM201所攝影之電子裝置之電路圖案之影像資料(步驟101)。圖3表示電路圖案之影像之一例。該影像包含3個電路圖案301～303。在電路圖案301與電路圖案302之間存在著浮渣304，在電路圖案301與電路圖案303之間存在著浮渣305之例。電路圖案之緣部或缺陷之緣部因為電子線照射而大量放出電子，和背景區域比較成為白光之高亮度影像。接著，檢測出白光緣部之分歧點(步驟102)。
緣部分歧點係指電路圖案與浮渣連接之部位，例如電路圖案301與浮渣304之交點(緣部分歧點306)。此外，該影像存在著3個緣部分歧點(307、308、309)。緣部分歧點之檢測係依據例如圖9之順序進行。
說明使用圖10之影像資料進行緣部分歧點之檢測順序之一例。首先，針對SEM201之影像資料(圖10-(1))進行平滑化運算之過濾處理(filtering)(電腦影像處理，Ohmsha公司，p110)(步驟901)，抑制包含於影像資料之雜訊。之後，針對平滑化後之影像資料進行線檢測運算之過濾處理(電腦影像處理，Ohmsha公司，p200)，進行緣部之強化(步驟902)。由SEM201獲得之影像資料係被重疊著雜訊，藉由此過濾處理可以產生電路圖案以及浮渣之緣部被強化後之影像資料(圖10-(2))。
之後針對緣部被強化後之影像資料，使用經由固定臨限值或影像分別所決定之臨限值來進行二值化處理(電腦影像處理，Ohmsha公司，p138-142)(步驟903)。如此則，產生之以緣部部分作為白色畫素之二值之影像資料(圖10-(3))。
之後針對二值化後之影像資料進行細線化(步驟904)。如此而產生以緣部作為1畫素寬度之緣部的輪廓資料(圖10-(4))。之後針對緣部分歧圖案與輪廓資料進行圖案匹配，檢測緣部分歧點(步驟905)。圖案匹配係指針對和稱為模版之參照影像被設為同一的特定形狀之圖案所存在之位置加以探索的方法。
緣部分歧圖案為例如圖11所示之二值之影像模版(僅表示代表例)，其用於顯示電路圖案與缺陷之連接部之輪廓形狀。輪廓資料(圖10-(4))之電路圖案1000與浮渣1001之連接區域1002之擴大圖被圖示於1003。以緣部分歧點1004為中心的3×3之影像區域1005係和緣部分歧圖案(圖11-(1))一致。
使用複數個和緣部分歧點之輪廓形狀一致的緣部分歧圖案，進行和輪廓資料間之圖案匹配，則可以檢測出包含於輪廓資料之緣部分歧點。另外，圖10-(4)之輪廓線，為易於辨識而表現為黑色，但使用如圖11所示模版時，輪廓線部分以白色表示即可。
緣部分歧點亦可藉由計數特定區域內之緣部畫素數，藉由該畫素數之判斷而檢測出。圖24表示緣部分歧點之圖案。圖中之b、d為浮渣之發生之點。首先，由影像資料檢測出緣部之畫素位置(黑色之矩形部)。以其為目標畫素。之後針對以目標畫素為中心之3×3畫素內存在的緣部之畫素數進行計數。當除了目標畫素之緣部以外的緣部之畫素數為3以上時，判斷該目標畫素為緣部分歧點。圖24之a、b、c、d為以本身畫素為中心之3×3畫素內存在3個以上的緣部之畫素之點。和上述利用模版之情況比較，該緣部分歧點之檢測方法時，雖如a、c所示浮渣與圖案組合而成之點亦被檢測作為緣部分歧點，但是需要大略把握浮渣之發生位置時可以高速處理，因此和利用模版之情況比較較為有效。
以最後檢測出之緣部分歧點之數或座標資料為檢測資料而輸出至記憶體208或顯示裝置211(步驟103)。圖8表示對顯示裝置211輸出檢測資料的例。此乃將用於顯示電子裝置製造用之晶圓的映射801，及該映射801上之檢測座標對應之點所檢測出之緣部分歧點數802予以外形而成之畫面。以此種畫面作為檢測資料予以產生並提供給操作員，則可由操作員容易確認晶圓面內之浮渣之檢測位置、產生狀況。
又，如本實施例中，將SEM影像予以輪廓線化，進行使用模版之緣部分歧點之檢測，可以抑制待準備之模版之數。另外，可進行浮渣部分之高精確度檢測。亦即，藉由輪廓線化可將浮渣部分之形狀單純化，無須準備和複雜之緣部形狀對應之較多模版，另外，成為單純之形狀彼此之匹配，可進行高精確度之浮渣部分之界定。
以下之檢測方法，係使用檢測對象之電子裝置之設計資料或光學模擬產生之製程模擬資料(以下為文章之簡化而以設計資料加以說明)，使用藉由分析獲得之電路圖案之種類資訊來分類檢測結果，而可以界定容易產生浮渣之電路圖案之種類。
圖6表示本實施例之流程圖。首先，進行實施例1之檢測(步驟601)。接著，分析圖案匹配使用之設計資料之形狀，如圖12所示，將該形狀依據線之前端部位(a)、角部部位(b)、線之直線部位(c)等不同形狀之部位予以分類(步驟602)。設計資料通常係將電路形狀以線表現之線分座標群之資料等，藉由分析連續之複數線分之關係，可以容易進行上述分類。之後，於圖案匹配獲得之重疊位置，針對檢測出之緣部分歧點近接之設計資料之部位進行界定，依據部位之每一種類來分類檢測資料(步驟603)。最後，將已分類之檢測資料輸出至顯示裝置211或記憶體208。已分類之檢測資料之顯示，係依據電路圖案之每一種類來顯示圖8之緣部分歧點數802。
藉由檢測資料之分類，例如線前端產生之浮渣，及線之直線部位產生之浮渣，可以被檢測出為另一缺陷，操作員可以容易針對容易產生浮渣之電路圖案部位加以界定。
依據上述構成，可由攝影電子裝置獲得之影像資料，檢測出緣部，由上述緣部檢測出朝至少3方向以上分歧之緣部點，依據上述緣部點而產生檢測資料，相較於利用參照圖案進行缺陷檢測之方法，可以更高作業效率進行更正確之檢測。
以下依據圖13、14說明浮渣之分類之其他方法。圖13係說明依據不同形狀之每一模版來設置目錄(library)，對應包含於輪廓線資料之浮渣以及匹配之模版所屬目錄，來分類浮渣之種類之例。於圖13之例，目錄A係登錄著，相當於圖案緣部之輪廓線在X方向，浮渣在Y方向朝下方延伸形成時之緣部分歧點之檢測用模版。目錄B則登錄著，相當於圖案緣部之輪廓線在X方向，浮渣在Y方向朝上方延伸形成時之緣部分歧點之檢測用模版。
藉由包含於目錄A之模版而被界定之浮渣，可推測為如圖13所示被形成於盡頭圖案之上側之圖案端部。藉由包含於目錄B之模版而被界定之浮渣，可推測為被形成於盡頭圖案之下側圖案之圖案端部。
如上述說明，緣部之分歧狀態依據每一圖案部位，因此，對應於目錄之種類可將浮渣之種類予以分類。依據此一方法，可以無須參照設計資料進行浮渣之分類。另外，藉由並用設計資料之分類與目錄種類之分類可以進行更詳細分類。
圖14表示在複數個盡頭圖案配列而成之輪廓線資料上，進行浮渣檢測之例。其中，說明準備4種目錄進行浮渣分類之例。圖15表示使用記憶於複數種類之目錄的模版，進行浮渣檢測之工程說明用流程圖。
首先，取得SEM影像(步驟1501)，依據和設計資料1401間之關連對應等，作成輪廓線資料1402(步驟1502)。於圖14之例，產生4個浮渣1403、1404、1405、1406。預檢測彼等之浮渣，首先，由某一目錄讀出模版(步驟1503)，進行匹配處理(步驟1504)。此情況下，1個目錄包含複數個模版時，係重複進行複數個模版之匹配。另外，1個目錄包含之模版之匹配終了後，讀出其他目錄記憶之模版，進行匹配處理。
圖14之例為，匹配場所1407、1408藉由登錄於目錄A之模版予以界定，匹配場所1409、1410藉由登錄於目錄B之模版予以界定，匹配場所1411、1412藉由登錄於目錄C之模版予以界定，匹配場所1413、1414藉由登錄於目錄D之模版予以界定之例。
亦即，登錄於目錄A之模版係用於檢測朝圖面下方延伸之浮渣，登錄於目錄B之模版係用於檢測朝圖面上方延伸之浮渣，登錄於目錄C之模版係用於檢測朝圖面右方延伸之浮渣，登錄於目錄D之模版係用於檢測朝圖面左方延伸之浮渣。
如上述說明，可以已對應於目錄之種類而判斷浮渣之種類。上述被界定之浮渣，係連同辨識資訊、座標資料、或對應於目錄種類之浮渣種類之相關資訊等之浮渣相關資訊，被記憶於特定之資料庫(步驟1505)。
另外，為監控浮渣之連接狀態，可以設定例如和模版關連之特定區域1415，於該特定區域1415內設置判斷是否包含其他之匹配場所的工程。例如於特定區域1415內存在複數個匹配場所，用於界定該複數個匹配場所的複數個模版滿足特定關係時，可以判斷該複數個匹配場所間係藉由同一浮渣予以連接等。
另外，於設計資料1401上重疊檢測區域1416，藉由圖案匹配等而將設計資料1401與輪廓線資料1402予以重疊，則可將設定於設計資料上之檢測區域設定於輪廓線資料上之適當位置。
圖16表示針對浮渣之辨識資訊(ID)與浮渣關連之資訊設定關連對應而予以記憶的資料庫(data base)之概要說明圖。於座標資料(Address)，係被登錄例如和輪廓線資料上之位置或設計資料之匹配而獲得的位置資訊。另外，作為圖案(Pattern)資料而登錄著產生浮渣之圖案之辨識資訊等。圖案形狀(Pattern Shape)，係將先前說明之依據目錄種類或設計資料而獲得的浮渣產生之場所之圖案形狀相關的資訊予以登錄。圖案線分之辨識資訊，例如圖12所示，係依據設計資料之圖案之每一部分區域，使具有該部位之辨識資訊，藉由設計資料與輪廓線資料間之圖案匹配，針對設計資料之各部分區域所屬之輪廓線資料之部分區域來決定，依此而可以獲得。亦可如圖23所示，進行設計資料2301與輪廓線資料2302間之匹配處理，於其上進行設計資料2301之線分與輪廓線資料2302之線分間之關連對應，而針對輪廓線資料2302之各線分附加辨識資訊(線分資訊)。例如於圖23所示例，輪廓線資料2302之區域2303包含之線分，係和被附加有『L2』之辨識資訊的設計資料之線分呈對應，因此，可考慮為同樣被附加有『L2』之辨識資訊。同樣，區域2304包含之間輪廓線資料之線分，係和被附加有『L5』之辨識資訊的設計資料之線分呈對應，因此，可考慮為同樣被附加有『L5』之辨識資訊。當然，亦可依據特定規則附加其他辨識資訊。
線分間之關連對應，例如可以考慮由設計資料2301上之特定位置，來界定最近之輪廓線資料2302上之位置，將該位置設為對應點。
另外，於浮渣之種類(Scum Pattern)之欄係登錄例如先前說明之目錄之種類，或模版所具有的浮渣之辨識資訊。另外，“連接(Connect)”之欄，當圖14之特定區域1415內包含複數個匹配場所時，係判斷為複數個匹配場所間藉由浮渣被連接，而將該要旨之資訊予以登錄。
記憶於彼等資料庫之資料，未必需要全部資料，如後述說明，只要將浮渣評估所要資訊予以登錄即可。
圖17表示緣部分歧點檢測用之運算裝置之概要說明圖。於運算裝置內設置：SEM影像取得部1701，用於由電路圖案401等取得影像資料；輪廓線抽出部1702，用於由該影像資料抽出輪廓線資訊；匹配處理執行部1703，其使用特定之模版而進行圖案匹配；檢測部1704，其藉由匹配而檢測出特定之緣部分歧點；辨識部1705，其依據特定條件針對檢測出之緣部分歧點進行辨識；及記憶部1706，用於記憶運算裝置內之處理必要之資訊。於辨識部1705，係將上述辨識資訊(ID)、座標資料(Address)、產生浮渣之圖案之部位資訊、記憶著已界定緣部分歧點的模版之目錄之種類等，可以和其他浮渣間進行辨識之資訊、或輪廓線資料內之浮渣之數相關的資訊予以附加，而以如圖16所示之表之形式記憶。另外，在對應於每一浮渣種類而準備的資料夾，依據浮渣之種類予以分類記憶亦可。
於圖17之例，係於運算裝置內內建記憶媒體，必要時可由運算部存取記憶部，但亦可將記憶媒體設於外部，必要時由運算裝置進行存取。
圖19表示浮渣檢測結果之統計值之輸出例之說明圖。例如於圖19(a)，以圖案間之間隔為橫軸，浮渣之產生之頻率為縱軸來表示圖表。圖案間間隔資訊可由設計資料獲得，或如後述說明，由實際之測定值取得。藉由進行此種表示可以判斷圖案間間隔提供何種程度之浮渣之產生。
於圖19(b)，以產生之頻率為縱軸，圖案之形狀為橫軸來表示圖表。依據此一圖表之表示可評估浮渣產生與圖案形狀間之關連。圖案形狀例如為線端(line end)、角部(corner)、直線部等。另外，亦可設為複數個圖案之複合條件(例如盡頭圖案、線端與角部呈近接之部分、直線部與線端呈近接之部分等)。另外，亦可依據每一圖案形狀，將應表示每一圖案間距離之產生頻率的棒狀圖對應於圖案間距離予以分割而進行辨識表示。
於圖19(c)表示每一圖案方向之產生頻率之分布圖。本例之情況下，係將浮渣之產生方向、浮渣之長度予以分布表示，依據此一表示形態，可確認浮渣之產生方向、浮渣之長度之關係。又，將浮渣之距離置換為圖案間尺寸時，可以把握圖案間間隔與浮渣產生之關係。浮渣之產生方向之資訊，係依據例如產生之浮渣存在於圖案之哪一位置之判斷而予以抽出。
於圖19(d)表示圖13等說明之，藉由可以將浮渣之產生方向予以界定的模版而實施界定後的模版，與浮渣之長度間之關係分布圖。本例中係使用可以界定4方向之浮渣方向之複數個模版，實施浮渣方向之界定，將各方向之產生頻率予以表示。本例之情況下，可以判斷朝上下方向延伸之浮渣之產生頻率較大。
圖20表示影像處理裝置2001之概要說明方塊圖。影像處理裝置2001係具備：被記憶於外部記憶媒體的設計資料2004；輪廓線資料2005；由模版目錄2006將資料予以輸入用的資料輸入介面2002；進行設計資料2004與輪廓線資料2005間之匹配的匹配部2007；依據該匹配將圖案及圖案之各部位之辨識資訊予以附加的圖案辨識資訊附加部2009。於圖案辨識資訊附加部2009，係進行將設計資料2004持有之圖案之辨識資訊及圖案之部位之辨識資訊，提供給輪廓線資料的作業。
於浮渣檢測部2008，係使用記憶於模版目錄2006之緣部分歧點之檢測用模版，於輪廓線資料2005實施浮渣檢測。如此而被檢測出之浮渣，係依據於圖案辨識資訊附加部2009被附加的辨識資訊、及/或者記憶於模版目錄2006的模版所持有之辨識資訊，而於浮渣分類部2010被實施分類。浮渣之關連資訊、輪廓線資料、及設計資料，係於輸出資料產生部2012，被轉換為特定之資料形式，介由資料輸出介面2003被記憶於資料庫2011。
圖18表示依據浮渣之檢測來測定緣部分歧點間尺寸之例之說明圖。圖18(a)表示複數個線圖案間產生之浮渣之例之說明圖。於圖18(a)，係於第1輪廓線1801與第2輪廓線1802之間產生浮渣1803。於此浮渣1803之端部存在2個緣部分歧點，以該緣部分歧點作為測長(長度量測)始點及測長終點而設定測長場所1804，如此則，可將浮渣產生之場所選擇性設為評估對象。將浮渣定義為缺陷時，依據緣部分歧點之抽出來選擇測長始點、測長終點，則可將相當於缺陷之部分選擇作為測定對象，因此可實現測定程序作成之效率化及自動化。
圖18(b)表示線端部間產生之浮渣之例之說明圖，係於浮渣產生之場所選擇性設定測長場所1805之例。如此 則，藉由選擇性將浮渣產生之場所設為測定對象，可以執行良好效率之測定。
圖18(c)表示線端部與圖案角部(外側角部(outer corner))間產生浮渣1806之例之說明圖，本例中，係將第1緣部分歧點1807與第2緣部分歧點1808設為測長始點、測長終點。另外，測定對象，可設為2個分歧點間之X方向之間隔(△x)、Y方向之間隔(△y)、二次元方向之間隔(△)、或浮渣1806本身之長度。
圖22表示依據緣部分歧點之檢測，自動設定測定場所之工程說明用流程圖。步驟2201~2204係和緣部分歧點檢測工程同樣，於步驟2205係由檢測出之緣部分歧點抽出測長場所之工程。此時，以關連之緣部分歧點間作為測定對象，而利用上述圖案部位之分類資訊。
圖21表示於輪廓線2103、2104附加圖案部位之辨識資訊的方法說明圖。圖21(a)表示L字型圖案與線圖案之設計資料2101、2102之例。於設計資料2101、2102分別被附加圖案部位辨識用的辨識資訊。本例中，「Aa1」之「A」為圖案之辨識符號、「a」為圖案部位之種類之辨識符號、「1」為同一種類之圖案部位存在複數個時，分別附加於複數個部位的辨識符號。本例中「A」表示L字型之圖案，「B」表示線圖案。另外，「a」表示線端部，「b」表示角部，「c」表示直線部。
在上述附加有辨識資訊的設計資料，與輪廓線資料2103、2104間實施圖案匹配，圖21(b)表示在輪廓線資料2103、2104附加圖案部位之辨識資訊之狀態。藉由在各辨識資訊所屬輪廓線附加辨識資訊，而使輪廓線對應於各部位具有固有之資訊。
依據此辨識資訊，當在推斷為緣部間被浮渣連接之圖案部位之組合(本例為例如輪廓線資料2105之「Ab2」及輪廓線資料2104之「Ba1」)之雙方形成有緣部分歧點時，藉由設定雙方之分歧點為測定始點及測定終點，則可以自動將產生浮渣之場所設為測定對象。
另外，屬於區域「Ba2」之浮渣2107，和屬於區域「Ab2」之浮渣，可以推斷為在距離上無法成為連續之浮渣，因此，即使於「Ab2」與「Ba2」之雙方產生浮渣之情況下，亦可將其之間排除於測定對象以外。另外，和於區域「Aa2」產生浮渣2106，於區域「Ba1」產生浮渣時同樣，亦可將其之間排除於測定對象以外。
如上述說明，於近接區域之組合(本例為例如「Ab2」及「Ba1」)之雙方產生浮渣時，選擇性進行測定對象場所之設定，而將其以外之情況排除於測定對象之外，藉由進行此一處理，則可將因為浮渣而使圖案被視為連接之部分選擇性設定成為測定對象。
於圖22之步驟2205，係依據上述規則來設定測長始點、終點，以其作為測定程序予以記憶(步驟2206)。
以下說明使用由影像資料求出之圖案之斷面形狀相關的資訊，來檢測浮渣之方法。
圖25表示將浮渣2500存在於圖案緣部之下部(以下稱圖案緣部下部)2503的線圖案，及線圖案之斷面形狀(以下稱為斷面外形)2504，及該斷面對應之線圖案之影像資料之亮度外形(以下稱為影像外形)2507，及圖案匹配結果所產生之設計資料2501予以重疊之圖。
除圖3之線狀之浮渣以外，此種存在於圖案緣部之下部的浮渣2506亦成為致命之缺陷之原因，需要將其檢測出。
另外，作為參考而表示浮渣存在時與不存在時之外形。虛線表示不存在浮渣之圖案之外形，實線表示存在浮渣之圖案之外形。
存在於圖案緣部下部2503之浮渣之檢測，係藉由影像外形2507之分析，將和圖案緣部之上部(以下稱為圖案緣部上部)2502相當的影像信號(以下稱為頂部緣部(top edge))2508，及和圖案緣部下部2503相當的影像信號(以下稱為底部緣部(under edge))2506個別抽出。之後，產生由頂部緣部2508構成之輪廓資料以及由底部緣部構成之輪廓資料，藉由該輪廓資料間之形狀比較，而檢測出浮渣之有無。當浮渣存在於圖案時，在頂部緣部所構成之輪廓資料與底部緣部所構成之輪廓資料間會產生形狀差，以該形狀差大者作為浮渣圖案予以檢測出。
以下使用圖26、27具體說明浮渣檢測方法。
圖26表示線圖案之一部分之斷面外形2601及其之影像外形2608。
圖案區域2600係表示產生浮渣之線圖案之溝區域，係作為進行浮渣檢測之區域資訊而由使用者指定。另外，依據具有溝部、非溝部之資訊的設計資料與影像資料間之圖案匹配結果，而設定溝區域亦可。
求出位於溝區域2600之境界附近的影像外形2608之峰值信號2603，求出其之峰值位置2607。將該點(point)設為和圖案緣部上部相當的頂部緣部之位置。
之後，由峰值位置2607檢測出存在於溝區域2600之中心2609方向的底部峰值信號2605。
算出峰值信號2603與底部峰值信號2605之信號差h1。之後，針對峰值信號2603與底部峰值信號2605，算出相當於範圍內(例如底部峰值+h1×0.2之信號值)之臨限值2604所對應之影像外形2608之點2606。將該點設為和圖案緣部下部相當的底部緣部之位置。
上述之頂部緣部及底部緣部之檢測，係針對浮渣檢測對象之影像區物進行。又，緣部檢測用之影像外形之參照方向，可對應於緣部點之檢測用的每一點而由操作員(Operator)指定。依據圖案匹配使用之設計圖案之連續方向來設定亦可。
接著，將檢測出之緣部點間予以連接，產生頂部緣部之輪廓資料(以下稱為上部輪廓資料)及底部緣部之輪廓資料(以下稱為下部輪廓資料)。
圖27表示上部輪廓資料2701及下部輪廓資料2702之例。
之後，針對浮渣檢測之對象區域2704，涵蓋性測定 上部輪廓資料2701與下部輪廓資料2702之間隔(誤差)2703。測定之間隔可任意設定。
以測定之複數個誤差值為對象，算出其統計量，設為浮渣之判斷指標。例如誤差之平均或最大係表示圖案上部與下部之緣部位置之乖離，平均值越大視為浮渣產生之可能性越高。另外，浮渣存在時，如圖27所示，圖案下部之緣部形狀大幅變形。該變形之程度可藉由誤差之分散或標準偏差來表示。亦即，誤差之標準偏差越大視為浮渣產生之可能性越高。
最後，依據上部輪廓資料與下部輪廓資料之誤差統計量進行指標之臨限值處理，以臨限值以上之圖案作為浮渣存在之圖案予以檢測出。
上部輪廓資料與下部輪廓資料之間之距離之乖離程度，或變動程度大於特定值時，選擇性針對該部分進行浮渣檢測亦可。實施浮渣檢測結果，變動等位於特定值以下時，將檢測出之浮渣視為非浮渣(例如有可能檢測出雜訊等)，而進行浮渣檢測結果之過濾處理亦可。
如圖16所示，將和乖離或變動相關的資訊與浮渣檢測結果設定關連對應而記憶於資料庫，則可以界定線輪廓間之乖離程度與浮渣產生之間之因果關係。
以下說明利用圖案之影像信號之變動來檢測浮渣之方法。如圖25所示，和不存在浮渣之圖案溝部之影像信號比較，存在有浮渣之圖案溝部之影像信號之變化較大。因此，將圖案溝部予以界定，藉由分散或標準偏差等算出該 區域之影像信號之變動，而可由其大小來判斷浮渣之有無。
以下說明具體之浮渣檢測順序。圖28表示存在著浮渣之線圖案之圖案緣部上部的輪廓資料2801以及圖案緣部下部的輪廓資料2802。在圖案緣部上部的輪廓資料2801與圖案緣部下部的輪廓資料2802所包圍之區域產生浮渣2803。因此，藉由圖26之圖案緣部之檢測求出圖案緣部上部的輪廓資料2801及圖案緣部下部的輪廓資料2802，藉由其來限定浮渣之評估區域2804。
評估區域，可使用圖案緣部下部之輪廓資料或圖案緣部內部之輪廓資料之任一來限定，亦可由操作員來設定。亦可依據具有溝部、非溝部之資訊的設計資料(或模擬資料)與影像資料間之圖案匹配結果，來限定評估區域。
接著，計算和評估區域2804相當的影像資料之分散或標準偏差等影像信號之變動之表示用統計量。最後，針對影像信號之變動之表示用統計量進行臨限值處理，以臨限值以上之圖案作為存在有浮渣之圖案予以檢測出。
上部影像信號之變動相關之資料之程度大於特定值時，針對該部分進行選擇性之浮渣檢測亦可，實施浮渣檢測結果，當變動為特定值以下時，將檢測出之浮渣視為非浮渣(例如有可能檢測出雜訊等)，而進行浮渣檢測結果之過濾處理亦可。
將和影像信號之變動相關的資訊與浮渣檢測結果，如圖16所示，設定關連對應而記憶於資料庫，則可以界定 線輪廓間之乖離程度與浮渣產生之間之因果關係。
接著，說明依據上述浮渣檢測對象區域2704之上部輪廓資料2701及下部輪廓資料2702之複數個間隔(誤差)2703之統計量，針對圖案之崩潰進行檢測之例。圖案崩潰係發生於圖案形成製程中之洗淨液對圖案之洗淨或乾燥工程中。圖36(a)表示正常配列之圖案之模樣，(b)表示圖案崩潰之模樣。如圖36(b)所示，洗淨液之使用等導致圖案間互相拉引之力(表面張力)之作用，而發生圖案崩潰。如圖36(c)表示上部發生局部性圖案崩潰之圖案之模樣由上看到之圖。在具有某一程度長度之圖案，僅圖案之一部分扭曲、崩潰。發生圖案崩潰時，和其傾斜角對應而使上部輪廓資料2701與下部輪廓資料2702之誤差值較浮渣之存在引起者為大，而且其變動亦較大。以下使用圖37，依據上部、下部之輪廓資料之誤差值，針對是否引起圖案崩潰，或者存在浮渣進行判斷之順序之一例。針對兩者能夠辨別，則對於例如圖案崩潰之發生可藉由洗淨液之選擇或對圖案設計實施回授等，而分別採取對策。首先，藉由SEM201取得SEM影像之後(步驟3701)，分別取得圖案之上部輪廓資料2701、下部輪廓資料2702(步驟3702)。之後，針對沿著圖案之緣部的浮渣檢測對象區域2704中之複數個區域，以網羅方式測定上部輪廓資料2701與下部輪廓資料2702之間隔(誤差值)2703(步驟3703)。算出各個區域測定之誤差值之平均值、標準偏差(步驟3704)。於此算出者可為平均值或標準偏差之其一，或算出兩者而作為以後之步驟之評估對象使用。之後，判斷算出之平均值、標準偏差之值是否成為預定之特定之臨限值A以上(步驟3705)，成為臨限值A以上時判斷為引起圖案崩潰(步驟3706)。小於臨限值A時，判斷是否成為預定之特定之臨限值B(B<A)以上(步驟3707)，成為臨限值B以上時判斷為浮渣存在(步驟3708)。另外，小於臨限值B時，判斷為浮渣以外之檢測(例如雜訊等)為主要原因(步驟3709)。
如上述說明，上部輪廓資料2701與下部輪廓資料2702之間之間隔具有某一程度之大小及變動時，使用臨限值來進行判斷，則可以判斷出係由浮渣之產生引起者，或由於圖案崩潰引起者。
於此雖使用複數個臨限值進行判斷處理，但是，其他如變動大的區域超出特定範圍時判斷為圖案崩潰，收斂於該範圍內時判斷為浮渣亦可。其中，特定範圍係指，對應於一定之大小所規定之每一區分區域，算出該誤差值之平均值或標準偏差，依據變動大的區分區域之數是否大於特定之數為基準而予以決定。
另外，上述例係利用上部輪廓資料2701與下部輪廓資料2702之間隔之誤差進行判斷處理，但是作為其他判斷基準，亦可藉由對SEM影像取得之圖案之緣部之頻率進行解析，來判斷是否為圖案崩潰或浮渣。具體言之為，SEM影像之特定區域內之頻率高於一定值時，可判斷為存在局部突出之浮渣，較低頻率時可判斷為圖案之傾斜引起之晃動。
除上述以外，亦可依據SEM影像之亮度資訊來檢測圖案崩潰。圖案崩潰發生時，依據圖案之影像之亮度資訊取得之白色帶域(white band)之寬度於左右側壁呈現不同，因此如圖36(d)所示，可以藉由測定該左右寬度所對應之線外形(line profile)之尺寸予以檢測出。具體言之為，將SEM影像與設計資料重疊，辨識出圖案之左右之側壁，於左右各背特定區域依據來自SEM影像之亮度資訊而作成線外形，由該峰值位置比較白色帶域之寬度，該比較結果若左右發生一定以上之差則判斷為圖案崩潰。
以下，使用圖44說明於上述浮渣檢測或浮渣與圖案崩潰之辨別中，產生圖案之上部輪廓資料、下部輪廓資料及圖案之任意高度位置之部分之輪廓資料之方法之具體之一例。圖44(a)表示該輪廓資料之作成手續之流程圖。首先，取得評估對象之圖案之SEM影像(步驟4401)，依據影像之亮度資訊作成線外形(步驟4402)。如圖44(b)所示，圖案4405之傾斜越大，該線外形之信號強度越大，變為更銳利(sharp)。針對取得之線外形設定複數個臨限值，對應於各個臨限值，將表示該臨限值的影像上之場所予以連結而抽出輪廓線(步驟4403)。針對設定之特定數之臨限值予以進行，而將複數個測長輪廓線予以抽出(步驟4404)。另外，可以省略步驟4404，以事先將特定數之臨限值之輪廓線全部抽出的方式來設定。圖44(c)表示，於線外形設定複數個臨限值，將複數輪廓線抽出之例(擴大圖)。於圖44(c)之例，將外形之峰值部分設為100%(Th1)時，抽出相對於T2～T5呈一定比例變化之輪廓線。臨限值可藉由各種方法設定。圖44(d)表示，將對應於該複數個臨限值之各個而抽出之輪廓線重疊而由上看到之圖。
如上述藉由使用抽出之複數輪廓線，在上述之浮渣檢測或圖案崩潰之判別時，針對浮渣檢測對象區域2704，除可以網羅測定上部輪廓資料2701與下部輪廓資料2702之間隔(誤差值)2703以外，亦可針對各個輪廓線測定任意輪廓線間之間隔。
接著，說明辨別浮渣之產生之方向，選擇性僅檢測產生於圖案外側之浮渣之方法。依據半導體之製程條件，如圖31所示，有可能於圖案表面內側產生粗糙形狀。此情況下，較好是僅將成為圖案短路之直接原因的浮渣，選擇性設為檢測對象，但是，使用上述緣部分歧圖案等之影像模版來進行圖案匹配處理時，不論是產生於圖案外側之浮渣，或產生於內側之表面粗糙度，均統一被檢測為浮渣，無法明確判別兩者。說明藉由圖29之和設計資料間之匹配來界定圖案之溝部，以該溝部為對象來設定檢測區域而檢測出緣部分歧點的浮渣之判別手續之一例。其中，設計資料係利用圖案之內外之資訊藉由向量等而被附加者。
首先，藉由SEM201取得SEM影像(步驟2901)之後，依圖10之順序抽出輪廓資料，該輪廓資料係以圖案之緣部作為1畫素寬度之緣部而表示者(步驟2902)。之後，設計資料與輪廓資料之圖案匹配進行定位之後(步驟2903)，探索側壁之緣部(步驟2904)，而界定圖案之溝部(步驟2905)。又，進行步驟2903之匹配之後，進行步驟2902之輪廓線化亦可。接著，依據界定之圖案之溝部之資訊，來設定檢測區域(步驟2906)。檢測區域較好是如圖32所示設為包含圖案溝部。藉由此一設定，可將產生於圖案內側之表面粗糙度排除於檢測對象之外。接著，進行緣部分歧圖案與輪廓資料之圖案匹配(步驟2907)，抽出緣部分歧點(步驟2908)。判斷抽出之緣部分歧點是否位於檢測區域內(步驟2909)，位於區域內時視為產生於圖案外側之浮渣而進行檢測(步驟2910)，位於區域外時視為產生於圖案內側之表面粗糙度而不進行檢測(步驟2911)。藉由上述工程，可求出產生於圖案外側之浮渣及產生於圖案內側之表面粗糙度之統計。另外，亦可設定條件成為省略步驟2909之判斷，事先僅以檢測區域為檢測對象而進行緣部分歧點之抽出。
另外，亦可取代上述流程之步驟2903之圖案匹配處理使用之設計資料，改用試料之LR影像來進行該判別(圖30)。此情況下，取得SEM影像與LR影像後(步驟3001、3002)，分別使用臨限值進行二值化處理(步驟3003)，進行輪廓資料抽出之後(步驟3004)，使用兩者之輪廓資料可以進行匹配(步驟3005)。之後之步驟3006～3012係和圖29之步驟2904～2910同樣。使用LR影像時，相較於設計資料可以更接近實際圖案的高信賴性之匹配處理。
另外，不設定步驟2906之檢測區域而針對全部區域抽出緣部分歧點，進行和設計資料間之匹配處理而獲得緣部資訊，針對是否為由該緣部資訊所界定之圖案溝部的辨識資訊，與抽出之緣部分歧點相關之資訊設定關連對應，而記憶於圖16之資料庫之記憶部，可以進行統計處理。如此則，可以取得圖案之表面粗糙度與浮渣產生數之間之關係。
以下說明浮渣產生之程度及危險度等級。
圖33表示產生於配線圖案間(溝部)的浮渣之產生之程度之斷面圖及上面圖，以及與浮渣之危險度等級間之關係圖。本圖之浮渣為依例，但是浮渣之產生之形態不限定於此。
如圖所示，產生於配線圖案之溝部的浮渣，於產生初期階段係成為局部突出於圖案底部之形態，即使由相鄰圖案沿著溝部呈對向的方式產生浮渣之情況下，兩者間亦存在著間隔(危險度等級1)。於次一階段，浮渣之產生之等級較上述情況高，互相於縱-橫方向，或者朝高度方向變大兩者呈連接，另外，於複數場所出現同樣之現象(危險度等級2-3)。更進一步產生之等級變高時，被形成具有一定寬度或高度之浮渣(危險度等級4)。圖38表示產生的浮渣之寬度及高度之情況，以及與危險度等級之關係圖。其中，所謂危險度係意味著圖案容易短路，或除去之困難性之程度等。亦即，於產生等級較低階段之微小浮渣，係可於製程被除去，隨著等級變高除去之困難度亦變高。因此，要求針對產生之浮渣進行定量評估。
以下說明評估如此產生之浮渣之寬度及高度的方法。圖39表示針對產生於複數之線圖案間的浮渣之寬度進行尺寸測定之順序之一例。
首先，藉由SEM201取得SEM影像(步驟3901)之後，作成輪廓線資料(步驟3902)。輪廓線資料之作成上，可使用上述臨限值處理或設定與設計資料間之關連對應等來進行。於圖40(a)所示例，係於複數個線圖案4001間產生浮渣4002、4003、4004。另外，圖40(b)係表示針對產生之浮渣之寬度尺寸進行測定之例。之後，藉由圖15所示順序由複數種類之目錄將模版予以讀出(步驟3903)，使用個別之模版進行匹配處理(步驟3904)，檢測緣部分歧點(步驟3905)。之後，針對構成緣部分歧點之複數個緣部之中，針對非因本身圖案引起的、亦即，包含浮渣引起之緣部的區域，設定測長場所4005(步驟3906)。此時，較好是針對步驟3908作成之外形之峰值，將測長場所4005設定於可以最銳利方式取得之方向。特別是，對於該浮渣引起之緣部，以成為垂直的方式來設定測長場所4005，如此而如後述說明，可獲得高精確度之測長結果。之後，於設定之測長場所4005針對浮渣引起之緣部以垂直方式進行電子線掃描(步驟3907)，由檢測出之二次電子信號作成外形，而測定浮渣寬度之尺寸(步驟3908、3909)。
於上述流程，係針對包含浮渣引起之緣部的區域來設定測長場所，進行電子線掃描，但是，亦可於該區域，於步驟3901，依據於步驟3901事先取得之SEM影像之亮度資訊來取得信號，由該信號來作成外形。此時，較好是在該浮渣引起之緣部之方向的垂直方向，取得亮度分布。
以下雖說明針對抽出之緣部分歧點統計量浮渣寬度之測長(長度量測)順序，但構成為該分歧點滿足特定條件下選擇性使用上述方法亦可。例如抽出複數個緣部分歧點時，當判斷依據該模版持有之特徵而檢測出之緣部分歧點以1條線連結、亦即，以作為同一浮渣被連接之狀態，判斷為形成同一浮渣時，係以對於該浮渣引起之緣部成為垂直的方式而設定測長場所4005。另外，判斷為未形成同一浮渣時，可將浮渣寬度之尺寸測定設為非對象(排除於對象外)。又，該條件不限定於此，可依狀況進行各種條件設定。例如上述說明，未形成同一浮渣時，例如藉由如圖18所示方法測定浮渣長度之結果，判斷危險度等級高時，亦可以將浮渣寬度設為尺寸測定對象，依此來設置判斷之基準。圖40(b)之箭頭4006表示電子線之掃描方向。藉由上述順序可以選擇性設定成為評估對象的浮渣之尺寸。
例如圖40(a)所示浮渣4004般產生具有寬幅之浮渣時，假設針對浮渣兩端部作成2個輪廓線資料。此情況下，當作成之該輪廓線資料間之距離小於例如事先設定之距離等特定條件時，將彼等判斷為形成同一浮渣者，而進行尺寸測定。另外，如圖40(a)所示浮渣4002、4003時，由SEM影像之亮度資訊作成外形時，可考慮為如圖40(c)所示外形4007般產生單一之峰值，此情況下，藉由測定形成該峰值之始點與終點間之距離而可以進行浮渣寬度之尺寸測定。但是，如圖40(a)所示浮渣4004般具有寬幅時，可考慮為如圖40(c)所示外形4008之具有2點峰值。此情況下，可利用運算法則以該2點峰值間之距離作為浮渣寬度之尺寸予以測定。如上述說明，可依據產生之浮渣之狀態，適當選擇進行浮渣寬度之測定方法。
以下說明以使測長場所相對於浮渣引起之緣部成為垂直的方式來設定，而進行電子線掃描之理由。圖41表示電子線對於浮渣緣部之表示用輪廓線資料4101之掃描方向4102、4103、4104，與由產生之二次電子信號作成之外形之關係圖。和電子線對於浮渣之輪廓線資料4101之掃描方向4102、4103、4104之差異呈對應地，如圖41(a)、(b)、(c)所示，外形之形狀亦互異。其中，電子線之掃描方向4102，係表示對於浮渣之輪廓線資料呈90度、亦即，成為垂直方向，如(a)所示可作成峰值最大之外形。
如圖42所示，假設檢測出之二次電子信號強度、和電子線之掃描方向於浮渣之構成角度之間，具有一定之傾向(相對關係)。由本圖可知，對於浮渣之緣部呈垂直方向進行電子線掃描時可獲得最大之信號強度。上述例為，電子線之掃描方向對於圖案之緣部方向乃同樣之傾向。因此，欲進行高信賴性之浮渣寬度之尺寸測定時，較好是如上述說明，選擇性設定測長場所。
圖43表示測長場所之設定方法之變化之例。浮渣4302之產生有上述各種形態，如圖40(b)所說明除產生於1方向之例以外，亦有如圖43(a)所示，在對於圖案4301呈傾斜之方向、而且以描繪曲線的方式變形產生者，或者如(b)所示，在既未鄰接亦未呈對向之場所的圖案間所產生者。此情況下，可以和產生之浮渣之複數個區域之每一個呈對應地設定測長場所4303，在任一區域均以垂直方向進行電子線掃描。另外，於1個測長場所4303內藉由電子線之掃描方向調整，以經常對於浮渣成為垂直而進行掃描亦可。另外，(c)表示產生之複數個浮渣4302未呈連接狀態時。此情況下，可藉由圖39之步驟3906之判斷而將浮渣寬度之尺寸測定設為非對象，不設置測長場所4303，但是例如上述說明般，浮渣4302之長度大於特定條件時，可以僅將該浮渣設為測定對象，而於垂直方向設定測長場所4303。
另外，使用設計資料，事先取得圖案位置相關之資訊，例如事先取得近接之圖案存在否等之資訊，而檢測浮渣時，可由浮渣之產生位置，以包含該事先把握之近接圖案的方式設定測長場所4302，而進行電子線掃描。如圖33所示，浮渣呈近接之圖案有可能連接，此情況下，依據由設計資料獲得之圖案之位置關係來設定測長場所4302，如此則，即使藉由緣部分歧點之抽出僅能檢測出一部分浮渣，對於該浮渣連接之部分無法檢測之情況下，亦可以高精確度針對實際存在狀態之浮渣進行檢測。
上述實施形態係說明以定量方式評估浮渣寬度之方法。以下說明評估浮渣高度之方法。藉由評估浮渣高度，則例如針對複數個浮渣彼此連接，或浮渣之長度、寬度等之尺寸成為一定值以上時，實際上於高度方向未成長，危險度等級並未如此高、亦即可以被除去之浮渣，亦可以進行辨識。另外，即使僅浮渣高度顯著影響危險度等級時，於浮渣之檢測後，單獨進行該評估亦有效。
使用圖45說明由浮渣之SEM影像抽出輪廓資料，評估高度的順序之一例。該順序可以合併針對藉由上述方法檢測出之浮渣進行尺寸或寬度之測定等各種評估予以適用。例如，可以僅在判斷檢測出之浮渣具有一定寬度時選擇性進行。首先，取得SEM影像(步驟4501)之後，依據圖10之順序而抽出以圖案之緣部作為1畫素之緣部予以表示的輪廓資料(步驟4502)。之後，由上述目錄讀出緣部分歧點圖案之模版(步驟4503)，進行匹配處理(步驟4504)，抽出緣部分歧點進行浮渣之檢測(步驟4505)。之後，於SEM影像作成包含該檢測出之浮渣的區域之線外形(步驟4506)。於該外形之作成上，可於檢測出浮渣之區域再度設定測長場所而取得影像，或者針對由已取得之影像所作成之外形之中，僅選擇形使用浮渣之檢測區域部分。之後，如圖44所示，對應於事先設定之特定數之每一臨限值來抽出輪廓線(步驟4507)，抽出特定數之臨限值之輪廓線全部(步驟4508)。此時，針對該特定數之臨限值，以使外形之高度成為一定間隔的方式來設定，獲得之複數個輪廓線成為等高線。此時，不論何種條件下經常藉由一定基準來評估外形之高度，因此較好是不要進行影像之對比/亮度之自動調整等會影響外形之形態的操作。
之後，例如由浮渣之下部輪廓資料至上部輪廓資料之間形成特定個數以上之輪廓資料時(步驟4509)，判斷為具有某種程度高度之高危險度之浮渣，設為檢測對象(步驟4510)，而可以將其以外之情況設為非檢測對象(步驟4511)。
之後，說明利用二次電子影像(SE影像)與反射電子影像(以下稱為BSE影像)進行浮渣檢測之例。利用SE影像進行浮渣檢測時，因為緣部效應而使圖案之緣部被檢測出之電子數變多，亮度變高，影像之對比無法把握導致浮渣之檢測困難之情況。以下說明利用圖35之BSE影像進行浮渣檢測之順序之一例。
首先，分別取得SE影像及BSE影像(步驟3501、3502)。於BSE影像之取得時，較好是使用檢測器，其可以針對和圖案平行之圖34箭頭3401所示之方向被反射的電子進行檢測。相較於SE，BSE為具有更高能量之信號電子，因此使用設定於所要位置之檢測器可以檢測出。特別是，針對產生於上述配線圖案之溝部的浮渣，相較於在圖案之垂直方向所反射之電子而言，平行方向所反射之電子之檢測量更能實際反映出浮渣之程度，因而針對此方向所反射之反射電子選擇性進行檢測。之後，使用上述方法抽出兩影像之輪廓資料(步驟3503、3504)。其中，針對SE影像，係藉由進行和設計資料之匹配處理來定位(步驟3505)，進行側壁之緣部之探索(步驟3506)，而界定圖案之溝部(步驟3507)。之後，將SE影像與BSE影像重疊，進行焦點及對比等之調整而取得合成影像(步驟3508)。之後，對獲得之合成影像設定檢測區域(步驟3509)，藉由和緣部分歧圖案之匹配(步驟3510)抽出緣部分歧點(步驟3511)之後，進行浮渣之檢測(步驟3512)。
藉由上述順序，藉由SE影像與BSE影像之重疊，則相較於僅使用SE影像之情況下，更容易、且正確進行浮渣之檢測。另外，藉由適當取得兩者之合成影像，可依據1個影像以良好效率進行浮渣檢測與圖案之尺寸量測雙方。另外，於上述順序，在取得BSE影像時，係藉由將電子線之掃描方向設為圖案之平行方向，則相對於圖案之緣部可以檢測出更多之浮渣引起之BSE。
另外，亦可以使用BSE影像判斷浮渣之存在區域之後，使用SE影像對該區域進行浮渣檢測。如上述說明，相較於SE影像，BSE影像更容易檢測出浮渣，因此首先藉由BSE影像進行粗檢測，進行區域判斷乃有效者。
(發明效果)
依據上述構成，無須使用參照圖案影像而可以檢測出浮渣等缺陷，因此可以高速、且高精確度進行浮渣之檢測。
201．．．SEM
202．．．電子線
203．．．試料
204．．．二次電子檢測器
205．．．反射電子檢測器1
206．．．反射電子檢測器2
207．．．A/D轉換器
208．．．記憶體
209．．．CPU
210．．．影像處理硬體
211．．．顯示裝置
212．．．程序作成裝置
301、302、303．．．電路圖案
304、305．．．浮渣
306、307、308、309．．．緣部分歧點
400．．．座標資訊
401、402．．．電路圖案
500．．．影像資料之檢測座標
501．．．評估區域
503．．．模擬輪廓
3101．．．圖案
3102．．．圖案之表面粗糙度
3201．．．設計資料
3202．．．SEM影像
3203．．．浮渣
3401、3601、4301、4405．．．圖案
3402．．．溝部
3403．．．用於表示圖案之平行方向的箭頭
3601．．．圖案
3602．．．洗淨液
4001．．．圖案
4002、4003、4004．．．浮渣
4005、4303．．．測長場所
4006．．．電子線之掃描方向
4007、4008．．．浮渣之亮度外形
4101．．．浮渣之輪廓線資料
4102、4103、4104．．．電子線之掃描方向及形成之外形
4302．．．浮渣
2001．．．影像處理裝置
2002．．．資料輸入介面
2003．．．資料輸出介面
2004．．．設計資料
2005．．．輪廓線資料
2006．．．模版目錄
2007．．．匹配部
2008．．．浮渣檢測部
2009．．．圖案辨識資訊附加部
2010．．．浮渣分類部
2011．．．資料庫
2012．．．輸出資料產生部
圖1表示由影像資料抽出緣部分歧點之工程說明之流程圖。
圖2表示包含掃描電子顯微鏡之圖案測定、或檢測系統之一例說明圖。
圖3表示掃描電子顯微鏡影像之一例說明圖。
圖4表示於設計資料上設定檢測座標之例說明圖。
圖5表示於設計資料與影像資料間進行圖案匹配之例說明圖。
圖6表示依據圖案之部位別來分類輸出資料的工程說明之流程圖。
圖7表示依據測定或檢測條件之設定作成程序(recipe)，依據該程序實施測定、檢測之工程說明用流程圖。
圖8表示輸出資料之表示例說明圖。
圖9表示將圖案資料予以輪廓線化後進行圖案匹配之工程說明用流程圖。
圖10為緣部分歧點之檢測工程說明圖。
圖11表示緣部分歧點之檢測使用的模版群(template group)。
圖12表示設計資料之部位分類例說明圖。
圖13表示使用對應於浮渣之每一方向而設置的複數個目錄(library)所包含之模版，而檢測緣部分歧點之例之說明圖。
圖14表示使用複數個目錄所包含之模版，來界定緣部分歧點之種類之例之說明圖。
圖15表示配合緣部分歧點之檢測，而檢測緣部分歧點之種類之工程說明用流程圖。
圖16表示針對浮渣之辨識資訊與浮渣關連之資訊設定關連對應予以記憶的資料庫(data base)之概要說明圖。
圖17表示緣部分歧點檢測用之運算裝置之概要說明圖。
圖18表示依據浮渣之檢測，來測定緣部分歧點間之尺寸之例之說明圖。
圖19表示浮渣檢測結果之統計值之輸出例之說明圖。
圖20表示影像處理裝置之概要說明方塊圖。
圖21表示於輪廓線附加圖案部位之辨識資訊的方法說明圖。
圖22表示依據緣部分歧點之檢測，自動設定測定場所之工程說明用流程圖。
圖23表示對應於構成輪廓線資料的每一線分，附加線分之辨識資訊的方法說明圖。
圖24表示藉由緣部探索來檢測緣部分歧點之說明圖。
圖25表示圖案之斷面外形與影像外形之說明圖。
圖26表示藉由影像外形之分析來檢測緣部的方法說明圖。
圖27表示浮渣之檢測方法說明圖。
圖28表示使用2個輪廓線資料進行浮渣檢測之例說明圖。
圖29表示藉由圖案之輪廓資料與設計資料之匹配來界定圖案之溝部，進行浮渣檢測之工程說明用流程圖。
圖30表示藉由圖案之輪廓資料與LR像之匹配來界定圖案之溝部，進行浮渣檢測之工程說明用流程圖。
圖31表示圖案之表面粗糙度之圖。
圖32表示浮渣檢測對象區域之設定例。
圖33表示產生於配線圖案之溝部的浮渣與危險度等級之關係圖。
圖34表示使用反射電子像來檢測浮渣之例之說明圖。
圖35表示使用反射電子像來檢測浮渣之工程說明用流程圖。
圖36表示圖案之崩潰例之說明圖。
圖37表示將圖案資料予以輪廓線化後判斷圖案之崩潰之工程說明用流程圖。
圖38表示針對產生於複數之線圖案間的浮渣之寬度、高度、與危險度等級之關係圖。
圖39表示針對產生於複數之線圖案間的浮渣之寬度進行尺寸測定之工程說明用流程圖。
圖40表示針對產生於複數之線圖案間的浮渣之寬度進行測長之例之說明圖。
圖41表示電子線對浮渣之輪廓線資料之掃描方向，與由SEM影像形成之線外形(line profile)之關係圖。
圖42表示二次電子信號強度、和電子線掃描方向與浮渣所構成角度之間之關係說明圖。
圖43表示長度測定位置之設定方法之變化圖。
圖44表示圖案之任意之上部、下部及任意之高度位置中之一部分之輪廓資料作成之工程說明用流程圖。
圖45表示由浮渣之SEM影像抽出輪廓資料，評估高度之工程說明用流程圖。
301、302、303．．．電路圖案
304、305．．．浮渣
306、307、308、309．．．緣部分歧點

Claims (9)

  1. 一種影像處理裝置，係具備：檢測部，用以在由影像抽出之輪廓線資料上，檢測出特定形狀之圖案；及檢查部，其針對該被檢測出之特定形狀之圖案進行檢查；其特徵為：上述檢測部，係檢測上述輪廓線資料之中朝至少3方向分歧之緣部之分歧點；上述檢查部，係針對朝上述3方向分歧之緣部之中，將包含圖案之形成用緣部以外的緣部之區域設定於影像；依據上述區域內之亮度而取得信號波形，該圖案係用以構成半導體裝置之電路者。
  2. 如申請專利範圍第1項之影像處理裝置，其中依據該取得之信號波形，來測定圖案之形成用緣部以外的緣部之寬度，該圖案係用以構成半導體裝置之電路者。
  3. 如申請專利範圍第1項之影像處理裝置，其中上述檢測部，係檢測複數個該分歧點；上述檢查部，當該被檢測出之複數個分歧點之中存在著連結至少2個分歧點間之緣部時，係針對包含該緣部的區域，依據該影像之亮度而取得信號波形。
  4. 如申請專利範圍第1項之影像處理裝置，其中上述檢查部，係針對圖案之形成用緣部以外的緣部之方向的垂直方向， 依據上述區域內之該影像之亮度而取得信號波形，該圖案係用以構成半導體裝置之電路者。
  5. 如申請專利範圍第1項之影像處理裝置，其中以和圖案之形成用緣部以外的緣部呈交叉的方式而掃描荷電粒子線，該圖案係用以構成半導體裝置之電路者，取得該區域之影像，取得該取得之影像之信號波形。
  6. 如申請專利範圍第1項之影像處理裝置，其中上述檢查部，係針對該區域，以和圖案之形成用緣部以外的緣部之長邊方向呈垂直的方式而掃描荷電粒子線，該圖案係用以構成半導體裝置之電路者，取得該區域之影像，取得該取得之影像之信號波形。
  7. 如申請專利範圍第1項之影像處理裝置，其中上述檢查部，係針對該區域，以和圖案之形成用緣部以外的緣部之長邊方向經常呈垂直的方式而掃描荷電粒子線，該圖案係用以構成半導體裝置之電路者，取得該區域之影像，取得該取得之影像之信號波形。
  8. 一種影像處理裝置，係具備：檢測部，用以在由影像抽出之輪廓線資料上，檢測出特定形狀之圖案；及檢查部，其針對該被檢測出之特定形狀之圖案進行檢查；其特徵為：上述檢測部，係檢測朝至少3方向分歧之緣部之分歧點；上述檢查部，係針對朝上述3方向分歧之緣部之中，將包含圖案之形成用緣部以外的緣部之區域設定於影像， 該圖案係用以構成半導體裝置之電路者，依據上述區域內之上述影像信號而作成線外形(line profile)；依據該作成的線外形，來測定圖案之形成用緣部以外的緣部之寬度，該圖案係用以構成半導體裝置之電路者。
  9. 如申請專利範圍第8項之影像處理裝置，其中上述檢查部，係針對圖案之形成用緣部以外的緣部之方向的垂直方向，依據上述區域內之上述影像信號而作成線外形，該圖案係用以構成半導體裝置之電路者。
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