(57)【要約】【課題】本発明の目的は、回路パターンのレイアウト設計に起因する変形のみを求めて、回路パターンの評価を行うパターン評価技術を提供することにある。【解決手段】本発明のパターン評価装置は、検査画像から製造手法に起因したモデルを推定するモデル推定部と、推定されたモデルを用いて前記検査画像の変形量を推定する変形量推定部と、推定された変形量を用いて前記基準データを変形する基準データ変形部と、基準データ変形部によって変形された基準データと検査画像とを比較して評価処理を実行する評価部と、を備える。【選択図】図１
2014145634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準データを用いて検査画像の出来栄えを評価するパターン評価装置において、
前記検査画像から製造手法に起因した形状変形モデルを推定するモデル推定部と、
前記推定された形状変形モデルを用いて前記検査画像の変形量を推定する変形量推定部と、
前記推定された前記変形量を用いて前記基準データを変形する基準データ変形部と、
前記基準データ変形部によって変形された前記基準データと前記検査画像とを比較して評価処理を実行する評価部と、
を備えることを特徴とするパターン評価装置。
【請求項２】
請求項１に記載のパターン評価装置において、
前記形状変形モデルは、サイドウォールをもとに回路パターンを製造する製造手法の変形法則をモデル化したものであることを特徴とするパターン評価装置。
【請求項３】
請求項１に記載のパターン評価装置において、
前記形状変形モデルは、半導体製造技術であるＳｅｌｆ−ａｌｉｇｎｅｄ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ（ＳＡＤＰ）、Ｓｅｌｆ−ａｌｉｇｎｅｄ  Ｔｒｉｐｌｅ  Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ（ＳＡＴＰ）、および、Ｓｅｌｆ−ａｌｉｇｎｅｄ  Ｑｕａｄｒｕｐｌｅ  Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ（ＳＡＱＰ）のいずれか一つ、または、これらの一つ以上の組み合わせについての変形法則をモデル化したものであることを特徴とするパターン評価装置。
【請求項４】
請求項１に記載のパターン評価装置において、
前記モデル推定部は、前記検査画像内の回路パターンのライン部の幅とスペース部の幅との関係を表す条件式を用いて前記形状変形モデルを推定することを特徴とするパターン評価装置。
【請求項５】
請求項１に記載のパターン評価装置において、
前記モデル推定部は、
前記検査画像の縦方向及び横方向の少なくも一方の輝度プロファイルを作成する輝度プロファイル演算部と、
前記輝度プロファイルからエッジ位置を計算するエッジ位置計算部と、
前記エッジ位置間の幅を計算するエッジ間幅計算部と、
前記エッジ間幅計算部で算出したエッジ間幅を用いて前記形状変形モデルを判定するモデル判定部と、
を備えることを特徴とするパターン評価装置。
【請求項６】
請求項５に記載のパターン評価装置において、
前記モデル判定部は、前記算出したエッジ間幅が回路パターンのライン部あるいはスペース部であるかを判定し、前記ライン部の幅と前記スペース部の幅との関係を表す条件式を用いて前記形状変形モデルを判定することを特徴とするパターン評価装置。
【請求項７】
請求項６に記載のパターン評価装置において、
前記モデル判定部は、前記算出したエッジ間幅のばらつきを表す値を用いてライン部あるいはスペース部であるかを判定することを特徴とするパターン評価装置。
【請求項８】
請求項１に記載のパターン評価装置において、
前記変形量推定部は、前記推定された形状変形モデルの回路パターンのライン部の幅とスペース部の幅との周期的な関係を定義した拘束条件に従って前記検査画像の変形量を推定することを特徴とするパターン評価装置。
【請求項９】
請求項８に記載のパターン評価装置において、
前記基準データ変形部は、前記拘束条件と前記基準データとを用いて前記変形量を再計算することを特徴とするパターン評価装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のパターン評価装置において、
前記モデル推定部は、前記基準データを用いて前記形状変形モデルを推定することを特徴とするパターン評価装置。
【請求項１１】
請求項１に記載のパターン評価装置において、
前記変形量推定部は、前記基準データを用いて前記検査画像の変形量を推定することを特徴とするパターン評価装置。
【請求項１２】
基準データを用いて検査画像の出来栄えを評価するパターン評価装置において、
製造手法に起因した形状変形モデルの情報を含む基準データを用いて前記検査画像の変形量を推定する変形量推定部と、
前記推定された前記変形量を用いて前記基準データを変形する基準データ変形部と、
前記基準データ変形部によって変形された前記基準データと前記検査画像とを比較して評価処理を実行する評価部と、
を備えることを特徴とするパターン評価装置。
【請求項１３】
光あるいは荷電粒子を試料表面に走査的に照射する光学系と、
前記試料からの電子を検出し、検査画像を形成する検出系と、
請求項１ないし１２のいずれか一項に記載のパターン評価装置と、
を備えることを特徴とする外観検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外観検査装置などによって得られた画像信号を処理する画像処理装置に関し、特に外観検査装置で撮影した検査画像の出来栄えを評価するパターン評価装置、及び、そのパターン評価装置を備える外観検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体用の外観検査装置としては、可視光を照射して反射光による像を利用するもの(以下「光学顕微鏡」と呼ぶ)と、荷電粒子線（代表的には電子）を試料表面で走査して、二次的に発生する電子を用いるもの（例えば、電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope））がある。
【０００３】
回路パターンの形状検査あるいは寸法計測によって評価を行う手法として、あらかじめ作成した良品画像と検査画像（撮影画像）とを比較して評価を行う手法や、検査対象の設計データなどと検査画像とを比較して評価を行う手法が存在する。
【０００４】
特に設計データなどを用いて評価を行う場合には、実際の撮影画像と検査対象となる画像との見栄えの違いを補うため、撮影画像から変形量を求め、その変形量に基づいて設計データを変形して撮影画像に近づけることで検査を行う手法が提案されている。（特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１８５９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の撮影画像から変形量を求める手法では、製造工程に起因した出来栄えのばらつきによる変形と、回路パターンのレイアウト設計に起因した欠陥やランダムに発生する欠陥による変形との違いが出ず、まとめて変形量を求めてしまう。このため、設計データを大きく変形させてしまい、評価結果の信憑性が著しく低下する場合があった。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、回路パターンのレイアウト設計に起因する変形のみを求めて、回路パターンの評価を行うパターン評価技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、基準データを用いて検査画像の出来栄えを評価するパターン評価装置であって、前記検査画像から製造手法に起因した形状変形モデルを推定するモデル推定部と、前記推定された形状変形モデルを用いて前記検査画像の変形量を推定する変形量推定部と、前記推定された前記変形量を用いて前記基準データを変形する基準データ変形部と、前記基準データ変形部によって変形された前記基準データと前記検査画像とを比較して評価処理を実行する評価部と、を備えるパターン評価装置が提供される。また、他の例によれば、当該パターン評価装置を備える外観検査装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、製造工程に起因し、欠陥とならない程度のパターンの変形を許容し、設計レイアウト起因やランダムで発生する形状変形のみを考慮した評価が可能となる。これにより、パターン評価の信憑性が向上する。
本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の、課題、構成および効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施例に係るパターン評価装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第２実施例に係るパターン評価装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の第３実施例に係るパターン評価装置の構成を示す図である。
【図４】ＳＡｘＰによって作成される回路パターンの代表例を示す図である。
【図５】製造される別の回路パターンレイアウトを示す図である。
【図６】基準データと、検査画像と、検査画像の変形の一例を説明する図である。
【図７】図６の拡大図である。
【図８】ＳＡＤＰによる回路パターンの製造工程の一例を示す図であり、製造工程をウェハ断面図で示す。
【図９】回路パターンのライン部とスペース部の幅の関係を説明する図である。
【図１０】回路パターンをＳＡＤＰで作成する場合のイメージであり、回路パターンのライン部とスペース部の幅の関係を説明する図である。
【図１１】ＳＡＴＰによる回路パターンの製造工程の一例を示す図であり、製造工程をウェハ断面図で示す。
【図１２】ＳＡＱＰによる回路パターンの製造工程の一例を示す図であり、製造工程をウェハ断面図で示す。
【図１３】モデル推定部の構成及び処理の流れを示す図である。
【図１４】ラインパターンのＳＥＭ画像に対して輝度プロファイルを作成したイメージ図である。
【図１５】輝度プロファイルからピークを算出し、隣接するピーク間をエッジ間幅として算出した一例である。
【図１６】変形量推定部の構成及び処理の流れを示す図である。
【図１７】基準エッジの決定方法の一例を示す図である。
【図１８】変形量の推定方法を説明するための図である。
【図１９】基準データ変形部の構成及び処理の流れを示す図である。
【図２０】走査型電子顕微鏡の構成図である。
【図２１】制御装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例について説明する。なお、添付図面は本発明の原理に則った具体的な実施例を示しているが、これらは本発明の理解のためのものであり、決して本発明を限定的に解釈するために用いられるものではない。
【００１１】
外観検査装置としては、可視光を照射して反射光による像を利用する光学顕微鏡と、荷電粒子線を試料表面で走査して、二次的に発生する電子を用いる荷電粒子線装置とがある。荷電粒子線装置の例として、電子顕微鏡、電子線描画装置、イオン加工装置、イオン顕微鏡などが挙げられる。本発明は、上述の光学顕微鏡及び荷電粒子線装置に適用可能である。
【００１２】
本発明に係る外観検査装置用のパターン評価装置は、設計データなどの基準データを用いて検査画像の出来栄えを評価するものである。パターン評価装置は、汎用のコンピュータを用いた画像処理装置として実現することができる。
【００１３】
パターン評価装置は、中央演算処理装置と、補助記憶装置と、主記憶装置と、入出力装置とを備えている。例えば、中央演算処理装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサ（又は演算部ともいう）で構成されている。例えば、補助記憶装置はハードディスクであり、主記憶装置はメモリであり、入出力装置は、キーボード、ポインティングデバイス（マウスなど）、ディスプレイ、ＬＡＮポート、ＵＳＢポート等である。
【００１４】
以下で説明するパターン評価装置の処理部は、コンピュータ上で実行されるプログラムの機能として実現してもよい。すなわち、以下で説明する処理を、プログラムコードとしてメモリに格納して、ＣＰＵが各プログラムコードを実行することによって実現されてもよい。また、以下で説明する処理部を例えば、集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。なお、以下で説明するパターン評価装置の記憶部は、上述の補助記憶装置あるいは主記憶装置で実現される。
【００１５】
図１は、本発明の第１実施例に係るパターン評価装置１００の構成を示す図である。パターン評価装置１００は、検査画像記憶部１０１と、基準データ記憶部１０２と、モデル推定部１０３と、変形量推定部１０４と、基準データ変形部１０５と、評価部１０６と、評価結果記憶部１０７とを備える。
【００１６】
検査画像記憶部１０１に格納されている検査画像は、外観検査装置によって撮像された撮影画像であり、例えば半導体回路パターンの撮影画像である。基準データ記憶部１０２に格納されている基準データは、例えば半導体の設計データや、ゴールデンパターンと呼ばれる正常に作成された検査画像などである。つまり、基準データは、検査画像と比較して検査画像の出来栄えの評価が行えるデータである。なお、基準データは、製造工程情報や視野ずれ情報などの付加情報を含んでもよい。
【００１７】
モデル推定部１０３には、検査画像記憶部１０１から検査画像が入力され、モデル推定部１０３は、入力された検査画像から製造手法に起因した形状変形モデルを推定する。形状変形モデルについては後述する。また、変形量推定部１０４は、モデル推定部１０３の出力をもとに検査画像の変形量を推定する。また、基準データ変形部１０５には、基準データ記憶部１０２から基準データが入力され、基準データ変形部１０５は、入力された基準データを、変形量推定部１０４の出力をもとに変形させる。評価部１０６は、検査画像記憶部１０１からの検査画像と基準データ変形部１０５から出力された変形後の基準データとを比較することにより、半導体回路パターンの評価を行う。評価部１０６による評価結果は、最終的に評価結果記憶部１０７に格納される。
【００１８】
図２は、本発明の第２実施例に係るパターン評価装置２００の構成を示す図である。図２において、図１と同じ構成要素には同じ番号を付しており、以下で説明される構成要素以外の構成要素は、図１の実施例と同じ処理を行う。
【００１９】
図２のモデル推定部２０１及び変形量推定部２０２には、基準データ記憶部１０２から基準データが入力される。モデル推定部２０１は、基準データの情報を用いて検査画像のモデルを推定する。また、変形量推定部２０２は、基準データの情報を用いて変形量を算出する。これにより、モデルの推定及び変形量の算出の精度を向上させることができる。
【００２０】
図３は、本発明の第３実施例に係るパターン評価装置３００の構成を示す図である。図３において、図１と同じ構成要素には同じ番号を付しており、以下で説明される構成要素以外の構成要素は、図１の実施例と同じ処理を行う。
【００２１】
図３では、基準データ記憶部１０２の基準データが、形状変形モデルに関する情報も含む。この場合、図３に示すように、図１のモデル推定部１０３を省略することができる。この場合、変形量推定部３０１は、モデル推定部１０３が行っていた推定以外の処理を行う。そして、変形量推定部３０１は、基準データの情報を用いて変形量を算出する。このように、基準データが変形モデルに関する情報を有し、基準データを用いて変形量を推定することにより、変形量の推定性能をより向上させることが可能になる。
【００２２】
以下では、まず本発明で用いる変形量を推定する為のモデルについて説明する。
本発明は、例えば半導体製造技術の１つであるＳｅｌｆ−ａｌｉｇｎｅｄ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ（以下ＳＡＤＰ）、Ｓｅｌｆ−ａｌｉｇｎｅｄ  Ｔｒｉｐｌｅ  Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ（以下ＳＡＴＰ）、Ｓｅｌｆ−ａｌｉｇｎｅｄ  Ｑｕａｄｒｕｐｌｅ  Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ（以下ＳＡＱＰ）などの、サイドウォールを形成して回路パターンの製造を行う製造技術を用いて作成された半導体ウェハの回路パターン評価に用いることができる。
【００２３】
ＳＡＤＰ、ＳＡＴＰ、ＳＡＱＰは、ダブルパターニングやマルチプルパターニングと呼ばれるリソグラフィ技術の１つであり、ＡｒＦ液浸露光の限界を超えて微細で高密度な回路パターンの作成が可能である。ＳＡＤＰ、ＳＡＴＰ、ＳＡＱＰおよびこれらの１つ以上を組み合わせたものによって実現できる技術をまとめて以下ＳＡｘＰと記述する。ＳＡｘＰでは、それぞれにおいて作成される回路パターンの変形法則をモデル化することが可能である。また、ＳＡｘＰはサイドウォールを形成することからラインパターンなどの後述する特定の回路パターンを作成する際に用いられる。
【００２４】
図４は、ＳＡｘＰによって作成される回路パターンの代表例を示す。ＳＡｘＰで作成される主な回路パターンは、位置方向に回路パターンが直線で延びるラインパターン（ａ）、ラインパターンの配線が一定間隔で切られた格子パターン（ｂ）、ラインパターンの配線の切断が格子パターンほど一定ではないグリッドパターン（ｃ）、ラインパターンが隣りのラインと一部接続されたブリッジパターン（ｅ）、穴（ホール）を形成するホールパターン（ｅ）、柱（ピラー）を形成するピラーパターン（ｆ）である。
【００２５】
また、格子パターンほど等間隔ではないが一定の間隔ごとにラインが切られたグリッドパターンや、逆に配線が一定の間隔で接続されたブリッジパターンや、ところどころ配線が切断されたブリッジパターンなども存在する。本発明は、上述の全てのパターンに適用できる。また本発明の適用対象は前述のパターンに限定しない。すなわち、本発明は、上述のＳＡｘＰによって作成されたパターンに限定されず、サイドウォールをもとに回路パターンを製造する技術によって作成されたパターンであれば適用可能である。
【００２６】
図５は、製造される別の回路パターンのレイアウトを示す図である。図５に示すように、本発明は、回路パターンのラインの太さが違うパターンにも対応できる。また、図４は、上下にラインが延びているパターンを示しているが、回路パターンの方向は撮影時の向きによって変わるため、回路パターンの方向は図４の向きに限定されない。
【００２７】
図６は、基準データと、検査画像と、検査画像の変形の一例を説明する図である。図６は、ＳＡｘＰによって作成されたグリッドパターンの例である。回路パターンを製造する為の設計データを基準データ例６０１とする。このとき、回路パターンをＳＥＭで撮影した際のイメージは、理想検査画像例（ｂ）のようになる。理想検査画像例（ｂ）には、回路パターン部６０２ａと、そのエッジ部のホワイトバンド６０２ｂと、ベース部６０２ｃとが示されている。
【００２８】
一方、ＳＡｘＰによって製造された回路パターンは、変形検査画像例（ｃ）のようになる。図６（ｃ）に示すように、ＳＡｘＰによって製造された回路パターンでは、回路パターンのシフト６０３が発生する。これは、基準データと変形検査画像のオーバーレイ画像（ｄ）を見ると顕著にわかる。回路パターン部６０４と６０６は基準データと一致しているが、回路パターン部６０５と６０７は、右方向にシフトしている。
【００２９】
図７は、図６の拡大図である。ラインの変形量には製造手法に起因して変形法則があるため、一定の周期で同じ変形量でのシフトが発生する。ＳＡｘＰでは、このように正しい位置に作られた回路パターンと、シフトした回路パターン（ずれた回路パターン）とが一定の法則で混在して作成される。これがＳＡｘＰの変形である。このような変形があると、例えば、評価部１０６において基準データとの比較評価を行った場合、以下のような課題が生じる。例えば、電気特性的などを含めて問題がない（すなわち、欠陥ではない）場合でも、回路パターンのシフトに起因して欠陥として評価される場合がある。また、評価部１０６が回路パターンを測長して評価を行う場合もある。この場合、寸法計測する際に測長部分に他のエッジが入り込むなどして、寸法計測がうまくできない場合がある。
【００３０】
そこで、本発明では、例としてＳＡｘＰの変形法則を形状変形モデルとしてモデル化し、その形状変形モデルに従って求めた変形量を用いて基準データを変形する技術を提供する。
【００３１】
図８は、ＳＡＤＰによる回路パターンの製造工程の一例を示す。図８はウェハ断面図のイメージである。また、図９は、ＳＡＤＰによって作成される回路パターンのライン部の幅とスペース部の幅との関係を説明する図である。ＳＡＤＰでは、まず、露光によって形成されたレジストパターン８０１をサイドウォールとし、成膜（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を行う。この工程の間にエッチングによるサイドウォールの微細化（Ｓｌｉｍｍｉｎｇ）などの工程が入る場合もある。
【００３２】
次に、レジストパターン８０１に対して覆いかぶさるように形成された皮膜８０２（図８ではシリコン酸化膜）に対してエッチング（Ｓｐａｃｅｒ  Ｅｔｃｈ）を行って薄膜部８０３を除去するＳｐａｃｅｒ  Ｅｔｃｈを行う。これにより、レジストパターンの側面に製造される厚膜部８０４のみが残る。残った厚膜部８０４をマスクとしてエッチング（ＨＭ  Ｅｔｃｈ）を行うことで、ウェハ上に配線部８０５のみを形成する。ここで、「ＨＭ」とは、Ｈａｒｄ  Ｍａｓｋの略語である。
【００３３】
ＳＡＤＰでは作成したい回路パターンの寸法より大きなレジストパターン８０１を作成するため、レジストパターン８０１の作成が容易である。このため、作成されたレジストパターン８０１やＳｌｉｍｍｉｎｇされたレジストパターン８０６の形状のばらつきは、作成したい回路パターンのそれよりも小さく、安定する。そのため、図９に示すように、露光によって形成されたレジストパターン８０１の幅９０１、９０２の差、Ｓｌｉｍｍｉｎｇされたレジストパターン８０６の幅９０３、９０４の差は、作成したい回路パターンの形状のばらつきに比べれば小さくなる。
【００３４】
また、成膜とＳｐａｃｅｒ  Ｅｔｃｈによって作成される厚膜部９０５、９０６、９０７、９０８の幅のばらつきを小さくすることも容易である。しかしながら、Ｓｐａｃｅｒ  Ｅｔｃｈによって作成される厚膜部９０５と厚膜部９０６との間の幅９０９と、厚膜部９０６と厚膜部９０７との間の幅９１０にはばらつきが発生する。
【００３５】
図１０は、連続したラインの回路パターンをＳＡＤＰで作成する場合のイメージである。ＳＡＤＰにおいて、レジストパターン８０１と皮膜８０２の薄膜部８０３をエッチングで除去した場合、レジストパターン８０１が存在した部分の幅１００１ａと１００１ｂがほぼ同一であり、レジストパターン間にできた厚膜部１００３ｂと１００３ｃとの間の幅１００２ａと、レジストパターン間にできた厚膜部１００３ｄと１００３ｅとの間の幅１００２ｂとがほぼ同一である。すなわち、１００１ａ≒１００１ｂ、１００２ａ≒１００２ｂと仮定する。また、厚膜部１００３ａ〜１００３ｅの幅もほぼ同一である。すなわち、１００３ａ≒１００３ｂ≒１００３ｃ≒１００３ｄ≒１００３ｅと仮定する。
【００３６】
したがって、このような回路パターンを、ＳＥＭを用いて撮影した場合の見た目は、ＳＥＭ画像イメージ１００４のように、ライン部が１つおきに同一方向にシフトしたようになる。
【００３７】
そこで、本発明では、前記仮定を用いてＳＡＤＰの変形をモデル化する。１００３ａ≒１００３ｂ≒１００３ｃ≒１００３ｄ≒１００３ｅを仮定しているため、ライン幅のばらつきが無い部分を、回路パターンのライン部１００５とする。また、回路パターンの変形は、回路パターンのラインが１つおきに１００１ａ−１００２ａ（≒１００１ｂ−１００２ｂ）分だけ横方向にシフトし、スペース部１００６が変形しているとする。
【００３８】
ただし、検査画像は製造時の変形やノイズや撮影誤差によって回路パターンのライン幅、スペース幅がＳＡＤＰ以外の要因でばらつく場合がある。そこで、回路パターンのライン部１００５を判定するには、エッジ間の距離を１組おきに比較し、その幅のばらつきが小さいほうを回路パターンのライン部１００５とすればよい。また、スペース部１００６は、エッジ間の距離を１組おきに比較し、そのばらつきが大きいほうをスペース部１００６とすればよい。ばらつきの比較には、エッジ幅の組の標準偏差や分散を計算すれば得ることができる。さらに、ＳＡＤＰの場合、スペース部の幅は２種類に分けられることから、スペース部の幅を１つ飛ばしにスペース部の幅のばらつきを求め、そのばらつきが全てのスペース部の幅について求めたばらつきよりも小さくなっていれば、ＳＡＤＰの可能性があると判断できる。
【００３９】
図１１は、ＳＡＴＰによる回路パターンの製造工程の一例を示す。図１１は、ウェハ断面図のイメージである。図１１のＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  １は、連続したラインパターンを示した図１０のＳｉＯ２  ｄｅｐｏの一部を抜粋したものである。成膜（Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  １）まではＳＡＤＰと同じ製造工程である。
【００４０】
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  １で形成された膜に対して成膜除去１を行い、皮膜８０２の薄膜部８０３のみを除去する。成膜除去１で作られたレジストパターン８０１と厚膜部８０４をサイドウォールとして成膜２（Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ２）を実施すると、皮膜１１０１が形成される。
【００４１】
次に、Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ２で形成された皮膜１１０１に対して、再度成膜除去（成膜除去２）を行って、薄膜部１１０２を除去し、皮膜１１０１の厚膜部１１０３を残す。次に、成膜除去２で作成されたレジストパターン８０１と厚膜部８０４と厚膜部１１０３に対してＳｐａｃｅｒ  Ｅｔｃｈを行い、厚膜部８０４のみを除去する。
【００４２】
残ったレジストパターン８０１ａ、８０１ｂと厚膜部１１０３ａ、１１０３ｂ、１１０３ｃ、１１０３ｄをＨａｒｄ  ＭａｓｋとしてＨＭ  Ｅｔｃｈを行うことで、ＳＡＴＰによるゲート１１０６を作成する。この時作成されるゲート１１０６の幅は、レジストパターン８０１ａ、８０１ｂと厚膜部１１０３ａ、１１０３ｂ、１１０３ｃ、１１０３ｄによって決定される。
【００４３】
また、ゲート１１０６の間のスペース１１０７の幅は、厚膜部８０４と、厚膜部１１０３に挟まれた薄膜部１１０２とによって決定される。このため、ＳＡＴＰのライン部の幅は、レジストパターン８０１によって作成されたライン部幅８０１ａと８０１ｂ、厚膜部１１０３によって作成されたライン部幅１１０３ａ、１１０３ｂ、１１０３ｃ、１１０３ｄの２種類に分けることができる。
【００４４】
ＳＡＴＰのスペース部の幅は、厚膜部８０４によって作成されたスペース幅１１０５ａ、１１０５ｂ、１１０５ｃ、１１０５ｄと、薄膜部１１０２によって作成されたスペース幅１１０４ａ、１１０４ｂ、１１０４ｃの２種類に分けることができる。図１１は、繰り返しがある回路パターンを仮定しているため、Ｓｐａｃｅｒ  Ｅｔｃｈのスペース幅１１０４ａ、１１０４ｃの外側（すなわち、図１１の外側）にも同じ回路パターンの繰り返しがあるものとしている。図１１では、このような仮定に基づいてスペース幅１１０４ａ、１１０４ｃを定義しているが、本発明は、繰り返しの回路パターンに限定されない。
【００４５】
ＳＡＴＰのモデル化を行う。まず、ＳＡＤＰと同様に、８０１ａ≒８０１ｂと、１１０３ａ≒１００３ｂ≒１００３ｃ≒１００３ｄを仮定する。また、１１０４ａ≒１１０４ｂ≒１１０４ｃと、１１０５ａ≒１１０５ｂ≒１１０５ｃ≒１１０５ｄも仮定する。
【００４６】
このとき、ＳＡＴＰモデルは、例えば、１１０３ｂを判定の基準として、Ｗ１＝｜８０１ａ−１１０３ｂ｜と、Ｗ２＝｜１１０３ｃ−１１０３ｂ｜と、Ｗ３＝｜１１０３ａ−１１０３ｂ｜（または、Ｗ４＝｜１１０３ｃ−８０１ｂ｜）を計算する。ここで、（Ｗ２≒Ｗ３）＜Ｗ１が成り立つ。また、Ｗ４を用いた場合、Ｗ２＜（Ｗ１≒Ｗ４）となる。この式が、ＳＡＴＰのモデルとなる。
【００４７】
また、１１０５ｃを判定の基準とした場合、Ｗ１’＝｜１１０４ｂ−１１０５ｃ｜と、Ｗ２’＝｜１１０５ｃ−１１０５ｂ｜と、Ｗ３’＝｜１１０５ｄ−１１０４ｃ｜（または、Ｗ４’＝｜１１０５ｂ−１１０５ｃ｜）を計算する。ここで、Ｗ２’＜（Ｗ１’≒Ｗ３’）が成り立つ。また、Ｗ４’を用いた場合には、（Ｗ２’≒Ｗ４’）＜Ｗ１’が成り立つ。この式もＳＡＴＰのモデルである。前記した判定の基準はこれを限定しない。また、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４およびＷ１’、Ｗ２’、Ｗ３’、Ｗ４’の計算に用いる幅は、基準としたライン幅やスペース幅によって変わるため、前述した内容に限定しない。全てのエッジ間の幅を基準として上記モデルに対して当てはまるかを確認したほうがモデル推定の精度は向上する。以上から、前記モデルに当てはまればＳＡＴＰの可能性があると判定することが可能となる。
【００４８】
図１２は、ＳＡＱＰによる回路パターンの製造工程の一例を示す。図１２は、ウェハ断面図のイメージである。図１２のＳｐａｃｅｒ  Ｅｔｃｈ  １は、連続したラインパターンを示した図１０のＳｐａｃｅｒ  Ｅｔｃｈの一部を抜粋したものである。エッチング（Ｓｐａｃｅｒ  Ｅｔｃｈ  １）でレジストパターン８０１と皮膜８０２を取り除くまではＳＡＤＰと同じ製造工程である。
【００４９】
Ｓｐａｃｅｒ  Ｅｔｃｈ  １で作られた厚膜部８０４をサイドウォールとして、成膜（Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ２）を再度実施し、皮膜１２０１を作成する。作成した皮膜１２０１に対して成膜除去を行い、厚膜部１２０２と厚膜部８０４のみを残す。
【００５０】
次に、エッチング（Ｓｐａｃｅｒ  Ｅｔｃｈ  ２）を行って厚膜部８０４で作られたサイドウォールを除去する。残った厚膜部１２０３をＨａｒｄ  Ｍａｓｋとし、ＨＭ  Ｅｔｃｈを実施して、ＳＡＱＰによるゲート１２０４を作成する。
【００５１】
このとき、成膜の膜厚精度のため、厚膜部１２０３はスペース部に比べてばらつきが小さい。このため、ゲート１２０４、すなわちライン部は一定の幅になると考えられる。一方、ゲート１２０４の間のスペース部は、図８に示した皮膜８０２の厚膜部８０４の幅によって決定される１２０５（１２０５ａ、１２０５ｂ、１２０５ｃ、１２０５ｄ）と、レジストパターン８０１の幅から厚膜部１２０３の幅を引いた値によって決定されるスペース部１２０６（１２０６ａ、１２０６ｂ）と、レジストパターン８０１がなかった部分における厚膜部８０４の間のスペースから厚膜部１２０３の幅を引いた値によって決定されるスペース部１２０７（１２０７ａ、１２０７ｂ、１２０７ｃ）の３種類に分けられる。
【００５２】
ＳＡＱＰのモデル化を行う。まず、ゲート１２０４（すなわち、ライン部）は、ばらつきが小さいため、１つおきにエッジ間の幅の分散や標準偏差を求め、その分散や標準偏差の値が小さいほうがライン部と判定できる。これはＳＡＤＰと同様である。
【００５３】
ＳＡＱＰでは、スペース部１２０５ａ≒１２０５ｂ≒１２０５ｃ≒１２０５ｄと、スペース部１２０６ａ≒１２０６ｂと、スペース部１２０７ａ≒１２０７ｂ≒１２０７ｃが仮定できる。したがって、スペース部を１つ飛ばしでスペース部のばらつきを見た場合、スペース部１２０５（１２０５ａ、１２０５ｂ、１２０５ｃ、１２０５ｄ）の組ではばらつきが小さくなり、スペース部１２０７と１２０６が混ざった組ではばらつきが大きくなる。ばらつきは標準偏差や分散によって比較できる。これがＳＡＱＰのモデルである。
【００５４】
また、ＳＡＱＰでは、スペース部の幅の差を比較することでも判定ができる。例えば、スペース部を基準にライン部を挟んで隣接するスペース部は、｜１２０５ａ−１２０５ｂ｜＜｜１２０６ａ−１２０７ｂ｜が成り立つと考えられる。この条件式を満たしていれば、ＳＡＱＰであると考えられる。スペース部の差の条件式は前述の式に限定しない。全てのエッジ間の幅を基準として上記モデルに対して当てはまるか確認したほうが精度は向上する。
【００５５】
次に、図１のモデル推定部１０３の処理について説明する。以下では、モデル推定部１０３について説明するが、図２のモデル推定部２０１でも同様の処理が可能である。図１３は、モデル推定部１０３の構成及び処理の流れを示す図である。モデル推定部１０３は、縦（横）方向輝度プロファイル演算部１３０１と、エッジ位置計算部１３０２と、エッジ間幅計算部１３０３と、モデル判定部１３０４とを備える。
【００５６】
縦（横）方向輝度プロファイル演算部１３０１は、輝度プロファイルの計算を行い、検査画像の縦方向及び横方向の少なくも一方の輝度プロファイルを作成する。以下の例では、パターンのライン方向が縦方向として説明する。なお、パターンのライン方向が横方向であれば、横方向プロファイルを作成する。例えば、図２のモデル推定部２０１のように基準データが入力される場合、プロファイルの取得方向は、基準データを解析して、ライン方向だけのプロファイルを得ればよい。基準データの解析には、例えばハフ変換を用いればライン方向を判別することができる。また、基準データの付加情報としてライン方向の情報を合わせて持っていてもよい。
【００５７】
基準データの入力が無い場合は、検査画像に対してエッジ抽出を行ったうえで、ハフ変換を用いることでプロファイル取得方向を得ることができる。エッジ抽出は、ＳｏｂｅｌフィルタやＬａｐｌａｃｉａｎフィルタなど一般的なエッジ抽出フィルタを用いれば可能である。ライン方向の判別方法やフィルタはこれに限定する物ではない。
【００５８】
図１４は、ラインパターンのＳＥＭ画像（検査画像）１４０１に対して輝度プロファイルを作成したイメージである。図１４の輝度プロファイルは、Ｙ方向の輝度値の累積値（すなわち、輝度値のＹ方向における加算値）をＸ方向の軸上にプロットしたものである。ＳＥＭ画像１４０１では、回路パターンのエッジ部１４０２がホワイトバンドとして画像に現れるため、一方向にプロファイルを取るだけでライン部とスペース部の幅を得ることができる。ホワイトバンドのような特徴が無い場合は、輪郭線抽出を行い、抽出された輪郭線に対してプロファイルを得てもよい。プロファイルの計算方法は、輝度値の四則演算で行える。縦（横）方向輝度プロファイル演算部１３０１は、作成した輝度プロファイルをエッジ位置計算部１３０２に出力する。
【００５９】
エッジ位置計算部１３０２は、輝度プロファイルからエッジ位置を計算する。図１４に示すように、例えば、輝度値の加算値を用いた場合、プロファイルの局所的なピーク位置１４０３がエッジ位置となる。また、検査画像や検査画像に対して平滑化や輪郭線抽出を施した画像から輝度プロファイルを作成した場合、輝度プロファイルがノイズの影響を受ける場合がある。この対策として、取得した輝度プロファイルに対して平滑化処理などのノイズ除去処理を施してもよい。
【００６０】
また、輝度プロファイルから取得するピークは、例えばプロファイルを平滑化後にプロファイルの所定の閾値（例えば、最大値の５０％の値）以上の値としてもよい。また、基準データが入力されている場合は、基準データに対する検査画像の視野範囲からプロファイル取得方向のエッジ本数を取得できるため、その本数分得てもよい。このエッジ本数の情報は、縦（横）方向輝度プロファイル演算部１３０１で基準データを解析した際に取得してもよいし、同様の解析をエッジ間幅計算部１３０３で行ってもよい。また、エッジ本数の情報は、基準データの付加的な情報として、あらかじめ与えられていてもよい。なお、ピークの取得方法はこれに限定するものではない。
【００６１】
エッジ間幅計算部１３０３は、エッジ位置計算部１３０２で取得したエッジ位置間の幅を計算する。ここで、隣接するエッジ間の幅を求める。エッジ間幅は、ピーク間の距離を計算してもよいし、ピーク周辺の値からサブピクセル単位で求めてもよい。サブピクセル計算には例えばプロファイルの微分値のピークを得るなどの手法を用いることができる。エッジ間幅計算部１３０３は、算出したエッジ間幅をモデル判定部１３０４に出力する。
【００６２】
モデル判定部１３０４は、エッジ間幅計算部１３０３で算出したエッジ間幅を用いて、モデルの推定処理を実行する。詳細には、モデル判定部１３０４は、算出したエッジ間幅が回路パターンのライン部あるいはスペース部であるかを判定し、検査画像内の回路パターンのライン部の幅とスペース部の幅との関係を表す条件式（すなわち、上述したＳＡＤＰ、ＳＡＴＰ、ＳＡＱＰの条件式）を用いて形状変形モデルを推定する。図１５は、輝度プロファイルからピークを算出し、隣接するピーク間をエッジ間幅として算出した一例である。
【００６３】
例えばＳＡＤＰの場合、図１５のエッジ間幅１５０１ａ、１５０１ｂ、１５０１ｃ、１５０１ｄ、１５０１ｅのようなエッジ間組と、１５０２ａ、１５０２ｂ、１５０２ｃ、１５０２ｄのエッジ間組両方から分散を求める。求めた分散値の小さいほうをライン部と判定する。
【００６４】
さらに、｜１５０２ａ−１５０２ｃ｜≒｜１５０２ｂ−１５０２ｄ｜＜｜１５０２ａ−１５０２ｂ｜≒｜１５０２ｃ−１５０２ｄ｜を満たす場合、ＳＡＤＰの可能性があると判定できる。モデル判定部１３０４は、上述したＳＡＤＰ、ＳＡＴＰ、ＳＡＱＰの全てのモデルに対応する条件式に一致するかを判定する。そして、モデル判定部１３０４は、もっともらしいモデルを製造モデルとして決定する。例えば、モデルに用いられる条件式の一致が最も多かったものをモデルとして採用する、等の手法を用いる。なお、モデルの判定は、全てのエッジ間距離を用いて行ってもよく、これにより、モデルの判定の精度がより向上する。
【００６５】
算出されたエッジ間幅が全て同じ間隔、すなわち、ライン部とスペース部とが等間隔に並んでいると判定され、モデルの判定が行えない場合がある。このような場合には、例外処理として適当なモデルを当てはめるか、以降の変形処理を行わない。適当なモデルを当てはめる場合、スペース幅の変形バリエーションが多いＳＡＱＰモデルを用いるのがよい。また、基準データが入力されている場合は、基準データのライン幅あるいはスペース幅に違いがあれば、基準データと比較することによりモデルの推定が行える。上記モデルの判定はこの手法に限定しない。また、ＳＡＱＰの「成膜除去（図１２）」をＳＡＴＰの「成膜除去１（図１１）」として処理を行うなど、製造工程を代替した手法や組み合わせた手法によって作成されたパターンに対してもモデルの推定が可能である。
【００６６】
モデル推定部１０３に対して、製造モデルの情報を入力として与えても構わない。この場合、図３に示すように、図１のモデル推定部１０３を省略することができる。ただし、モデル推定部１０３の処理を省略する場合には、縦（横）方向輝度プロファイル演算部１３０１、エッジ位置計算部１３０２、及びエッジ間幅計算部１３０３で行った処理を変形量推定部３０１で行う必要がある。
【００６７】
図１６は、変形量推定部１０４の構成及び処理の流れを示す図である。以下では、変形量推定部１０４について説明するが、図２の変形量推定部２０２や図３の変形量推定部３０１でも同様の処理が可能である。
【００６８】
変形量推定部１０４は、変形基準決定部１６０１と、変形量演算部１６０２とを備える。変形量推定部１０４には、モデル推定部１０３で求めたモデルとエッジ間幅が入力される。エッジ間幅は、変形量推定部１０４内で再度算出してもよい。また以下の記述では、モデルが基準データに含まれて与えられた場合でも、モデル推定部１０３でエッジ間幅の算出などを行ったものとして記述する。
【００６９】
変形基準決定部１６０１は、検査画像の基準エッジを決定する。基準エッジとは変形（シフト）の基準となるエッジである。基準エッジは、変形（シフト）していないエッジを選択してもよい。図１７は、基準エッジの決定方法の一例を示す図である。基準エッジは、例えば図１７のように検査画像中心線に最も近いエッジを選ぶ、等すればよい。基準エッジの決定方法はこれに限定しない。また、格子パターンやホールなどが縦方向に作られ、横方向にＳＡＤＰ、ＳＡＴＰ、ＳＡＱＰを組み合わせて回路パターンが作られている場合の回路など、その他の回路パターンでも同様の方法で決定することが可能である。
【００７０】
変形量演算部１６０２は、変形基準決定部１６０１において決定された基準エッジからの変形量を求める。詳細には、変形量演算部１６０２は、推定された形状変形モデルの回路パターンのライン部の幅とスペース部の幅との周期的な関係を定義した拘束条件に従って検査画像の変形量を求める。
【００７１】
図１８は、変形量の推定方法の一例を示す図である。図１８（ａ）は、ラインパターンの検査画像に対して輝度プロファイルを作成したイメージであり、図１８（ｂ）は、基準データのイメージである。
【００７２】
ＳＡＤＰでは、基準エッジの周囲のスペース部において２つ毎に周期的な変形があるため、スペース部の幅Ｘは、図１８（ａ）に示すように２つ（Ｘ１、Ｘ２）求められる。ここで、ライン部を周期分跨いだ隣のエッジまでの幅ＴＬを「周期長」と記述する。図１８（ａ）の例では、ライン部幅ＬＬと周期長ＴＬとの関係から、ＴＬ＝ＬＬ＋Ｘ１＋Ｘ２が拘束条件として与えられる。
【００７３】
Ｘ１とＸ２の演算は、ＴＬとＬＬを例えばそれぞれのエッジ幅の平均値から求めるとしたとき、Ｘ１、Ｘ２の基準値もエッジ幅の平均値から求めるとして、ＴＬ−ＬＬ＝Ｘ１＋Ｘ２＋αとなる。ここで、Ｘ１Ａ、Ｘ２Ａを、Ｘの基準となるエッジ幅の平均であり、α
は平均によって生まれる誤差とする。したがって、Ｘ１とＸ２のそれぞれは、Ｘ１＝Ｘ１Ａ＋α／２、Ｘ２＝Ｘ２Ａ＋α／２の式で得ることができる。スペース部の幅Ｘ１、Ｘ２の計算方法はこれに限定しない。
【００７４】
ＳＡＴＰでは、スペース部の幅は、３つのスペース部に対して２種類求められる。また、ＳＡＴＰでは、求められるエッジ間の長さの組み合わせは６種類となる。ＳＡＴＰの周期長はライン部を２つ跨ぐため、周期長をＴＬ、ライン幅Ｌ１、Ｌ２としたとき、ＴＬ−Ｌ１−Ｌ２＝Ｘ１＋２Ｘ２＋α、または、ＴＬ−２Ｌ１＝Ｘ１＋２Ｘ２＋αの式が与えられる。ここで、Ｌ１は、図１１の１１０３に相当するライン部の幅の平均であり、Ｌ２は、図１１の８０１に相当するライン部の幅の平均である。Ｘ１は、図１１の１１０４に相当するスペース部の幅であり、Ｘ２は、図１１の１１０５に相当するスペース部の幅である。上述の２つの式のうちどちらの計算式を使うかは、基準エッジによって決定できる。Ｘ１とＸ２の計算にはＳＡＤＰと同様にエッジ幅の平均を用いればよい。スペース部の幅Ｘ１とＸ２の計算方法はこれに限定しない。
【００７５】
また、ＳＡＱＰでは、スペース部の幅は、３つのスペース部に対して３種類求められる。なお、ＳＡＱＰでは、求められるエッジ間の長さの組み合わせは２種類となる。周期長ＴＬ、ライン部幅の平均Ｌとした場合、スペース部の幅Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３の拘束条件は、ＴＬ−３Ｌ＝Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３＋αである。Ｘ１とＸ２とＸ３の計算には、ＳＡＤＰと同様にエッジ幅の平均を用いればよい。スペース部の幅の計算方法はこれに限定しない。
【００７６】
スペース部の幅は、基準エッジが回路パターンのどのエッジにあたるかによって参照すべきエッジ幅が異なってくる。回路パターンのライン部とスペース部とが均一に作られていればいるほど、ばらつきからライン部とスペース部を判定するのは困難になる。そこで、例えばＳＡＤＰで作成された縦方向ラインパターンにおいて、基準エッジをラインパターンの右エッジにした場合、左エッジにした場合のように２種類得ておき、パターンの評価では、得られたスペース部の幅の種類ごとに基準データを変形し、スペース部の幅の種類分だけ変形基準データを作成してもよい。
【００７７】
図１９は、基準データ変形部１０５の構成及び処理の流れを示す図である。基準データ変形部１０５は、変形基準決定部１９０１と、変形処理部１９０２とを備える。
【００７８】
変形基準決定部１９０１は基準データの基準となるエッジを決定する。基準エッジは例えば、変形基準決定部１６０１と同様に基準データの中心座標から最も近いエッジを選ぶ等にすればよい。基準エッジの選び方はこれに限定しない。また、図５のように、設計データでラインに複数の幅があるなど、特徴的な場合は、検査画像のエッジ幅と比較してラインを合わせることが可能であり、変形基準の決定はさらに容易になる。
【００７９】
変形処理部１９０２は、基準エッジを中心に変形処理を実行する。例えば、ラインパターンの基準データならば、基準エッジを含むライン部を固定し、そのライン部の周囲のエッジを、変形量推定部１０４によって求められたスペース部の幅に合わせて左右方向のどちらかにシフトすればよい。エッジをシフトさせる際には、基準データのライン部の幅を変えずにシフトを行う。
【００８０】
なお、実際のシフト量は、例えば、図１８（ｂ）に示す基準データのスペース幅を用いて求めてもよい。例えば、実際のシフト量を、基準データのスペース部の幅Ｘ１０と検査画像のスペース部Ｘ１との差分や、基準データのスペース部の幅Ｘ２０と検査画像のスペース部Ｘ２との差分などから求めることができる。
【００８１】
また、検査画像のライン部に細り、太りなどの変形があり、変形量（すなわち、スペース部の幅）が基準データに当てはまらない場合がある。例えば、ＳＡＤＰの場合、検査画像においてライン部を１つ飛ばしに見たときのライン間の距離が、２種類のスペース部の幅とライン部の幅とを合わせた距離よりも小さくなる場合などがある。
【００８２】
このような場合では、変形処理部１９０２は、変形量演算部１６０２の説明で述べた変形量の拘束条件と基準データとを用いて、スペース部の幅を再度計算する。例えば、ＳＡＤＰにおけるスペース部の幅の再調整を、図１８を用いて説明する。基準データの周期長をＴＬ０とし、基準データのライン部の幅をＬＬ０とする（図１８（ｂ）参照）。ＴＬ０＝Ｘ１＋Ｘ２＋ＬＬ０が成り立たない場合、ＴＬ０−（Ｘ１＋Ｘ２＋ＬＬ０）＝βを計算する。そして、実際のスペース部の幅は、Ｘ１’＝Ｘ１−β／２、Ｘ２’＝Ｘ２−β／２などとすればよい。ＳＡＴＰ、ＳＡＱＰにおいても同様に変形量演算部１６０２の説明で述べた拘束条件に従ってスペース部の幅を調整すればよい。なお、上述した再調整は一例であり、ライン部の細りと太りの場合とで異なる計算式を用いてもよい。
【００８３】
なお、変形量推定部１０４に基準データが基準データ記憶部１０２から入力として与えられている場合、前述の調整は変形量推定部１０４で行うことが可能である。また、基準データにライン部とスペース部とを判別する情報が付加されている場合、変形量推定部１０４で求めたライン部の幅及びスペース部の幅などから、対応するものを用いればよい。また、ＳＡＤＰやＳＡＱＰによって作成されたパターンで、検査画像からライン部とスペース部の特定ができている場合は、さらに容易にスペース部の幅やライン部の幅を選択できる。なお、基準データ変形部１０５は、変形させた変形基準データを評価部１０６に出力する。
【００８４】
評価部１０６は、基準データ変形部１０５で変形させた変形基準データと検査画像とを入力として評価処理を実行する。評価処理の内容としては、例えば、パターンの輪郭線同士の比較による形状評価や、パターン寸法を測る測長処理や、検査画像の視野ずれを特定するパターンマッチングなどである。評価部１０６の処理は前述した内容や従来の評価手法に限定しない。なお、評価部１０６は、最終的な評価結果を評価結果記憶部１０７に格納する。
【００８５】
また、図４に示した回路パターンのレイアウトのうち、（ａ）ラインパターン以外において縦方向と横方向の双方に対してＳＡｘＰを用いてパターンを作成する場合がある。そのような場合、本発明は縦方向と横方向の双方方向に適用して、スペース部の幅などの変形量を求めることができる。
【００８６】
本実施例のパターン評価装置１００によれば、製造工程に起因して発生する形状変形を製造工程（ＳＡｘＰ）ごとにあらかじめモデル化しておき、検査画像から形状変形モデルを推定し、推定された形状変形モデルの拘束条件に基づいて変形量を推定する。そして、パターン評価装置１００は、推定された変形量に基づいて基準データ（設計データ）を変形し、変形した基準データと検査画像とを用いて評価を行う。上述のモデルでは、例えば、製造工程によってほぼ同一となる回路パターンのライン部やスペース部を一つのセットとしてまとめ、そのセットでは基準データ上のパターンの変形量がすべて同じとなるような拘束条件に従って変形量を決定する。これにより、設計レイアウトに起因する形状変形のみを考慮して評価を行うことが可能となる。これにより、パターン評価の信憑性が向上する。
【００８７】
本発明のパターン評価装置は、図２０に示すような外観検査装置（例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ））に搭載されてもよい。図２０は、走査型電子顕微鏡の構成図である。例えば、パターン評価装置は、制御装置２５１４に搭載することができる。
【００８８】
走査型電子顕微鏡は、電子ビームを試料表面に走査的に照射する光学系と、試料からの二次的な電子を検出し、検査画像を形成する検出系とを備える。走査型電子顕微鏡では、電子ビーム２５０３が、電子源２５０１から引出電極２５０２によって引き出され、図示しない加速電極によって加速される。加速された電子ビーム２５０３は、集束レンズの一形態であるコンデンサレンズ２５０４によって絞られ、その後、走査偏向器２５０５により、試料２５０９上を一次元的、或いは二次元的に走査される。
【００８９】
電子ビーム２５０３は、試料台２５０８に内蔵された電極に印加された負電圧により減速されると共に、対物レンズ２５０６のレンズ作用によって集束されて試料２５０９上に照射される。電子ビーム２５０３が試料２５０９に照射されると、当該照射個所から二次電子、及び後方散乱電子のような電子２５１０が放出される。放出された電子２５１０は、試料２５０９に印加される負電圧に基づく加速作用によって、電子源方向に加速され、変換電極２５１２に衝突し、二次電子２５１１を生じさせる。
【００９０】
変換電極２５１２から放出された二次電子２５１１は、検出器２５１３によって捕捉され、捕捉された二次電子量によって検出器２５１３の出力Ｉが変化する。この出力Ｉに応じて図示しない表示装置の輝度が変化する。例えば二次元像を形成する場合には、走査偏向器２５０５への偏向信号と、検出器２５１３の出力Ｉとの同期をとることで、走査領域の画像を形成する。また、図２０に例示する走査電子顕微鏡は、電子ビーム２５０３の走査領域を移動させる偏向器（図示せず）を備える。
【００９１】
制御装置２５１４は、走査電子顕微鏡の各構成要素を制御すると共に、検出された電子に基づいて試料像を形成する。また、制御装置２５１４は、ラインプロファイルと呼ばれる検出電子の強度分布に基づいて、試料２５０９上に形成されたパターンのパターン幅を測定する機能を備えている。
【００９２】
図２１は、制御装置２５１４の構成を示す図である。制御装置２５１４は、汎用のコンピュータなどの情報処理装置である。制御装置２５１４は、ＣＰＵ２１０１と、画像メモリ２１０２と、ＬＳＩ２１０３と、出力装置２１０４と、記憶デバイス２１０５とを備える。なお、制御装置２５１４は、設計システム２１０８及びその設計システム２１０８の制御装置２１０７と、ＬＡＮなどのネットワークを介して接続されている。したがって、制御装置２５１４は、設計データなどの基準データをネットワークを介して取得することができる。これにより、制御装置２５１４内のパターン評価装置は、設計システム２１０８からの設計データなどの基準データと、走査型電子顕微鏡によって撮像された検査画像とを比較して、検査画像の出来栄えを評価することが可能となる。
【００９３】
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることがあり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００９４】
上述したように、実施例の構成は、それらの一部や全部を、例えば、集積回路で設計する等によりハードウェアで実現することができる。また、本発明は、実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードで実現してもよい。この場合、プログラムコードを記録した記憶媒体を情報処理装置に提供し、その情報処理装置（又はＣＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施例の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそれを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。このようなプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどが用いられる。
【００９５】
さらに、実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを、ネットワークを介して配信することにより、それを情報処理装置の記憶装置又はＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｒ等の記憶媒体に格納し、使用時にその情報処理装置のＣＰＵが当該記憶装置や当該記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行するようにしてもよい。
【００９６】
本分野にスキルのある者には、本発明を実施するのに相応しいハードウェア、ソフトウェア、及びファームウエアの多数の組み合わせがあることが解るであろう。例えば、本実施例に記載の機能を実現するプログラムコードは、アセンブラ、Ｃ／Ｃ＋＋、ｐｅｒｌ、Ｓｈｅｌｌ、ＰＨＰ、Ｊａｖａ（登録商標）等の広範囲のプログラム又はスクリプト言語で実装できる。
【００９７】
また、図面における制御線や情報線は、説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。全ての構成が相互に接続されていてもよい。
【符号の説明】
【００９８】
１００    ：パターン評価装置
１０１    ：検査画像記憶部
１０２    ：基準データ記憶部
１０３    ：モデル推定部
１０４    ：変形量推定部
１０５    ：基準データ変形部
１０６    ：評価部
１０７    ：評価結果記憶部
２００    ：パターン評価装置
２０１    ：モデル推定部
２０２    ：変形量推定部
３００    ：パターン評価装置
３０１    ：変形量推定部
１３０１  ：方向輝度プロファイル演算部
１３０２  ：エッジ位置計算部
１３０３  ：エッジ間幅計算部
１３０４  ：モデル判定部
１６０１  ：変形基準決定部
１６０２  ：変形量演算部
１９０１  ：変形基準決定部
１９０２  ：変形処理部
２１０１  ：ＣＰＵ
２１０２  ：画像メモリ
２１０３  ：ＬＳＩ
２１０４  ：出力装置
２１０５  ：記憶デバイス
２１０７  ：制御装置
２１０８  ：設計システム
２５０１  ：電子源
２５０２  ：引出電極
２５０３  ：電子ビーム
２５０４  ：コンデンサレンズ
２５０５  ：走査偏向器
２５０６  ：対物レンズ
２５０８  ：試料台
２５０９  ：試料
２５１０  ：電子
２５１１  ：二次電子
２５１２  ：変換電極
２５１３  ：検出器
２５１４  ：制御装置
【図１】
2014145634.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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