(57)【要約】【目的】本発明は、画像補正方法および画像補正プログラムに関し、ＳＥＭ画像上の誤差を設計データを用いて補正して正確な測長を行なうことを目的とする。【構成】電子ビームを細く絞って試料に照射してそのときに放出された信号を検出してＳＥＭ画像を取得するステップと、取得したＳＥＭ画像上のパターンの輪郭を抽出するステップと、取得したＳＥＭ画像に対応する設計データからＸ方向とＹ方向の測定箇所を取得するステップと、取得したＸ方向あるいはＹ方向の一方を設計データで固定し、他方をＳＥＭ画像上の他方の方向のエッジ情報を取得するステップと、取得したＸ方向が設計データで固定に、Ｙ方向がＳＥＭ画像上のエッジ情報から算出した情報と、同一箇所のＹ方向が設計データで固定に、Ｘ方向がＳＥＭ画像上のエッジ情報から算出した情報との２組をもとに、補正係数を算出するステップとを有する。【選択図】        図１
2015138731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＥＭ画像上の誤差を設計データを用いて補正する画像補正方法において、
電子ビームを細く絞って試料に照射してそのときに放出された信号を検出してＳＥＭ画像を取得するステップと、
前記取得したＳＥＭ画像上のパターンの輪郭を抽出するステップと、
前記取得したＳＥＭ画像に対応する設計データからＸ方向とＹ方向の測定箇所を取得するステップと、
前記取得したＸ方向あるいはＹ方向の一方を設計データで固定し、他方を前記ＳＥＭ画像上の当該他方の方向のエッジ情報を取得するステップと、
前記取得したＸ方向が設計データで固定に、Ｙ方向がＳＥＭ画像上のエッジ情報から算出した情報と、同一箇所のＹ方向が設計データで固定に、Ｘ方向がＳＥＭ画像上のエッジ情報から算出した情報との２組をもとに、補正係数を算出するステップと
を有することを特徴とする画像補正方法。
【請求項２】
前記それぞれのＸ方向あるいはＹ方向で、設計データとの比較を行い、それぞれのＸ方向あるいはＹ方向の補正係数を求め、該２組をもとに補正係数を算出することを特徴とする請求項１記載の画像補正方法。
【請求項３】
前記算出した補正係数をもとに、前記ＳＥＭ画像上の任意の点の位置を補正するステップを有する請求項１あるいは請求項２記載の画像補正方法。
【請求項４】
前記２組の情報として、ＳＥＭ画像上のパターンのエッジの中心位置としたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像補正方法。
【請求項５】
前記ＳＥＭ画像に対応する設計データ上で任意の測定箇所に所定幅と所定高さの測定カーソルを自動設定し、当該測定カーソルをもとにＳＥＭ画像上のパターンの輪郭を自動抽出するステップを有する請求項１から請求項４のいずれかに記載の画像補正方法。
【請求項６】
前記試料上から取得したＳＥＭ画像の輪郭線を抽出し、前記補正係数を用いて輪郭線の補正を行なうことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の画像補正方法。
【請求項７】
前記試料上から取得したＳＥＭ画像上の線幅測定あるいは穴径測定を行う際に、前記補正係数を用いて測定データ補正を行うことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の画像補正方法。
【請求項８】
前記試料上から取得したＳＥＭ画像上で２次元測定を行なう際に、前記補正係数を用いて測定補正を行うことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の画像補正方法。
【請求項９】
ＳＥＭ画像上の誤差を設計データを用いて補正する画像補正プログラムにおいて、
コンピュータに、
電子ビームを細く絞って試料に照射してそのときに放出された信号を検出してＳＥＭ画像を取得するステップと、
前記取得したＳＥＭ画像上のパターンの輪郭を抽出するステップと、
前記取得したＳＥＭ画像に対応する設計データからＸ方向とＹ方向の測定箇所を取得するステップと、
前記取得したＸ方向あるいはＹ方向の一方を設計データで固定し、他方を前記ＳＥＭ画像上の当該他方の方向のエッジ情報を取得するステップと、
前記取得したＸ方向が設計データで固定に、Ｙ方向がＳＥＭ画像上のエッジ情報から算出した情報と、同一箇所のＹ方向が設計データで固定に、Ｘ方向がＳＥＭ画像上のエッジ情報から算出した情報との２組をもとに、補正係数を算出するステップと
として機能させることを特徴とする画像補正プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳＥＭ画像上の誤差を設計データを用いて補正する画像補正方法および画像補正プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年半導体デバイスの微細化が進み、ウェハに微細パターンを露光するマスクのパターンサイズが小さくなると共に、近接効果補正（ＯＰＣ）が行われるため、きわめて複雑な形状になっている。
【０００３】
そのため、従来のようなパターン線幅の測定や穴径の測定のような１次元の寸法検査では不十分であり、２次元での寸法検査が必要とされている。２次元の寸法検査の方法の一つとして、マスク上の重要な個所（Ｈｏｔ  Ｓｐｏｔ）のＳＥＭ画像から輪郭抽出を行い、当該輪郭抽出データをリソグラフィーシミュレーションに入力して、ウエハ上の設計データと上記リソグラフィーシミュレーションによって得られたウェハ像を比較照合しマスクの合否を判断することが行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のリソグラフィーシミュレーションにはある程度の視野のデータが必要とされる（例えば１６μｍ×１６μｍ）。
【０００５】
しかし、ＳＥＭでは、この程度の視野の画像を歪なく、画面一面に同じ分解能で撮るのは非常に難しい。現在３μｍ×３μｍ視野の狭い領域で分割して画像を取り込み、それらの画像の輪郭抽出を行い、位置補正をしたのちにつなぎ合わせてリソグラフィーシミュレーションに用いている。
【０００６】
このため、欠損がなくつなぎ合うよう、のりしろを持って画像を取り込むため、効率が悪いという問題があった。
【０００７】
このため、必要な広い視野を１回で撮像でき、また、位置ずれ、倍率誤差、回転誤差などを最小限に抑えた輪郭抽出出力機能が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、リソグラフィーシミュレーションを行う視野のＳＥＭ像から得られた輪郭抽出データを、設計データを用いて、高精度で補正する機能を開発した。まず、設計データからＸとＹ方向の測定箇所を自動で見つける。ＳＥＭ画像の輪郭抽出データから測定箇所のエッジを用い、測定箇所のエッジの中心位置を算出する。設計データとＳＥＭ画像の輪郭データの測定中心位置から位置ずれ、倍率誤差、回転誤差の補正係数を求める。そして、求められた係数を用いてＳＥＭ画像の輪郭データを補正する。
【０００９】
そのため、本発明は、ＳＥＭ画像上の誤差を設計データを用いて補正する画像補正方法において、電子ビームを細く絞って試料に照射してそのときに放出された信号を検出してＳＥＭ画像を取得するステップと、取得したＳＥＭ画像上のパターンの輪郭を抽出するステップと、取得したＳＥＭ画像に対応する設計データからＸ方向とＹ方向の測定箇所を取得するステップと、取得したＸ方向あるいはＹ方向の一方を設計データで固定し、他方をＳＥＭ画像上の当該他方の方向のエッジ情報を取得するステップと、取得したＸ方向が設計データで固定に、Ｙ方向がＳＥＭ画像上のエッジ情報から算出した情報と、同一箇所のＹ方向が設計データで固定に、Ｘ方向がＳＥＭ画像上のエッジ情報から算出した情報と、それぞれの方向で、設計データと比較を行い、それぞれの補正係数をもとめ、その２組をもとに、補正係数を算出するステップとを有する。
【００１０】
この際、算出した補正係数をもとに、ＳＥＭ画像上の任意の点の位置を補正するようにしている。
【００１１】
また、２組の情報として、ＳＥＭ画像上のパターンのエッジの中心位置とするようにしている。
【００１２】
また、ＳＥＭ画像に対応する設計データ上で任意の測定箇所に所定幅と所定高さの測定カーソルを自動設定し、当該測定カーソルをもとにＳＥＭ画像上のパターンの輪郭を自動抽出するようにしている。
【００１３】
また、試料上から取得したＳＥＭ画像の輪郭線を抽出し、補正係数を用いて輪郭線の補正を行なうようにしている。
【００１４】
また、試料上から取得したＳＥＭ画像上の線幅測定あるいは穴径測定を行う際に、補正係数を用いて測定データ補正を行うようにしている。
【００１５】
また、試料上から取得したＳＥＭ画像上で２次元測定を行なう際に、補正係数を用いて測定補正を行うようにしている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、取得したＳＥＭ画像上のパターンの輪郭を抽出し、ＳＥＭ画像に対応する設計データからＸ方向とＹ方向の測定箇所を取得して該取得したＸ方向あるいはＹ方向の一方を設計データて固定し、他方をＳＥＭ画像上の他方の方向のエッジ情報を取得し、取得したＸ方向が設計データで固定に、Ｙ方向がＳＥＭ画像上のエッジ情報から算出した情報と、同一箇所のＹ方向が設計データで固定に、Ｘ方向がＳＥＭ画像上のエッジ情報から算出した情報と、それぞれの方向で、設計データと比較を行い、それぞれの補正係数をもとめ、その２組をもとに補正係数を算出することにより、ＳＥＭ画像上の誤差を設計データを用いて補正して正確な測長を行なうことが可能となる。
【００１７】
本発明の上記機能を用いることにより、具体的には、例えば
（１）８μｍ視野内の４９個の配列されたホールの中心位置のずれが、±１ｎｍ以下に抑えられ、リソグラフィーシミュレーションに用いることが可能となった。
【００１８】
（２）フォーカス変動による回転や倍率変動、及び、マスクのロード時の回転誤差だけでなく、被膜率等によるＳＥＭ画像の倍率変動なども補正できるため、設計データ（デザイン）との高精度なマッチングを実現できた。
【００１９】
（３）また、応用として、通常のＣＤ測定に用いることにより、さらに高精度のＣＤ測定が実現可能となる。その他の応用としては、設計データ（デザイン）とＳＥＭ画像の輪郭データの高精度な重ね合わせが可能なため、再現性が高い２Ｄ測定を実現できた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、取得したＳＥＭ画像上のパターンの輪郭を抽出し、ＳＥＭ画像に対応する設計データからＸ方向とＹ方向の測定箇所を取得して該取得したＸ方向あるいはＹ方向の一方を設計データで固定し、他方をＳＥＭ画像上の他方の方向のエッジ情報を取得し、取得したＸ方向が設計データで固定に、Ｙ方向がＳＥＭ画像上のエッジ情報から算出した情報と、同一箇所のＹ方向が設計データで固定に、Ｘ方向がＳＥＭ画像上のエッジ情報から算出した情報との２組をもとに補正係数を算出し、ＳＥＭ画像上の誤差を設計データを用いて補正して正確な測長を実現した。
【実施例１】
【００２１】
図１は、本発明の１実施例構成図を示す。
【００２２】
図１において、ＳＥＭ１は、走査型電子顕微鏡のＳＥＭ鏡筒であって、電子ビームを発生させる図示外の電子銃、発生された電子ビームを集束する図示外の集束レンズ、集束した電子ビームを細く絞ってサンプル（試料）３に照射する図示外の対物レンズ、細く絞ってサンプル３に照射した電子ビームを平面走査する図示外の２段偏向系、サンプル３から放出された２次電子、反射電子、光などを検出する図示外の検出器などから構成される、公知のものである。
【００２３】
試料室２は、真空の閉空間であって、サンプル３、ステージ４などを真空中に配置するための部屋である。
【００２４】
サンプル３は、試料であって、例えばウェア、マスクなどである。
【００２５】
ステージ４は、サンプル３を搭載してＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の任意位置に移動可能なものであって、Ｘ方向、Ｙ方向は図示外のレーザ干渉計より精密に測長しつつ移動可能なものである。
【００２６】
パソコン１１は、ここでは、プログラムに従い各種制御、処理を行なうものであって、画像取得手段１２、輪郭抽出手段１３、自動測定箇所特定手段１４、指定箇所輪郭抽出手段１５、補正係数算出手段１６、補正実行手段１７、設計データ（ＣＡＤデータ）１８、測定カーソルテーブル１９、測定結果ファイル２０、入力装置２１、および表示装置２２などから構成されるものである。
【００２７】
画像取得手段１２は、ＳＥＭ１，ステージ４などを制御し、ステージ４上に固定されたサンプル（例えばマスク）３上のＳＥＭ画像を取得するものである。
【００２８】
輪郭抽出手段１３は、画像取得手段１２により取得したＳＥＭ画像上のパターンの輪郭を抽出するものである。
【００２９】
自動測定箇所特定手段１４は、輪郭抽出手段１３により抽出されたＳＥＭ画像上のパターンの輪郭線をもとに、測定カーソルを自動的に設定して測定箇所を特定するものである（図２から図５などを用いて詳述する。）。
【００３０】
指定箇所輪郭抽出手段１５は、測定カーソルで指定された箇所の輪郭線を自動抽出するものである（図２から図８を用いて詳述する）。
【００３１】
補正係数算出手段１６は、補正係数を自動算出するものである（図２から図１０を用いて詳述する）。
【００３２】
補正実行手段１７は、補正係数をもとにＳＥＭ画像上の輪郭線、線幅、穴径、２次元測定などの結果を補正して正確なものにするものである（図２から図１０を用いて後述する）。
【００３３】
設計データ（ＣＡＤデータ）１８は、ＳＥＭ画像上のパターンの設計データである（図４の（ａ）など参照）。
【００３４】
測定カーソルテーブル１９は、測定カーソルの設定されたパターンのエッジ（始まり、終わり、中点）の座標を測定して設定するテーブルである（図８参照）。
【００３５】
測定結果ファイル２０は、測定結果を格納するファイルである。
【００３６】
入力装置２１は、各種入力する装置である。
【００３７】
表示装置２２は、結果などを表示するものである。
【００３８】
次に、図２のフローチャートの順番に従い、図１の構成の動作を詳細に説明する。
【００３９】
図２は、本発明の動作説明フローチャートを示す。
【００４０】
図２において、Ｓ１は、画像取得する。これは、図１の画像取得手段１２がＳＥＭ１，ステージ４を制御し、サンプル３である例えばマスク上のパターンのＳＥＭ画像を取得する。
【００４１】
Ｓ２は、輪郭取得する。これらＳ１、Ｓ２は、例えば後述する図６の（ｂ），図７の（ｂ）のＳＥＭ画像の輪郭を取得する。
【００４２】
Ｓ３は、設計データ上の測定箇所を取得する。これは、図３および図４を用いて詳述するように、ＳＥＭ画像上のパターンについて自動的に測定箇所（測定カーソルを設定した箇所）を例えば数十箇所ないし数百箇所を取得する。
【００４３】
Ｓ４は、取得した測定カーソルをもとにＳＥＭ画像の輪郭を抽出する。例えば図５から図７を用いて詳述するように、測定カーソルの設定された部分のＳＥＭ画像のパターンの輪郭を抽出する。
【００４４】
Ｓ５は、Ｙ（あるいはＸ）方向を固定にして、Ｘ（あるいはＹ）方向のＳＥＭ画像上のパターンのエッジ情報（パターンの始まりと終わりのエッジ情報）を取得する。これは、後述する図６の（ｂ）あるいは図７の（ｂ）に示すように、
（１）Ｙ方向を固定にして設計データとし、Ｘ方向のＳＥＭ画像上の定められた高さのパターンのエッジ情報
（２）Ｘ方向を固定にして設計データとし、Ｙ方向のＳＥＭ画像上の定められた幅のパターンのエッジ情報を取得する。
【００４５】
Ｓ６は、２つのテーブルをもとに中心位置を算出する。これは、図８の（ａ）テーブル、図８の（ｂ）のテーブルをもとにＳＥＭ画像上の測定カーソルを設定したパターンのエッジの始まりと終わりの中心位置を算出、例えば２つのテーブルからＳＥＭ画像上で実際に測定した中心位置として、「ＩＤ１；中心位置（ｘ１、ｙ１）」と算出する。
【００４６】
Ｓ７は、補正係数を算出する。この算出は、Ｘ方向Ｙ方向それぞれ別に行う。Ｘ方向の設計データから得られた、測定カーソル分の中心位置（ｘ’、ｙ’）とＳＥＭ画像上で得られた測定カーソル分の中心位置（ｘ、ｙ’）を後述する図９の式に代入して最小二乗法を用いて補正係数ａx，ｂx，ｃx，ｄx，ｅx，ｆxを例えば図１０に示すように求める。また、Ｙ方向の設計データから得られた、測定カーソル分の中心位置（ｘ’、ｙ’）とＳＥＭ画像上で得られた測定カーソル分の中心位置（ｘ’、ｙ）を用いて同様に補正係数ａｙ，ｂｙ，ｃｙ，ｄｙ，ｅｙ，ｆｙを求める。Ｘ方向測定で求められたＸ方向を補正する係数ａx，ｂx，ｃxと、Ｙ方向測定で求められたＹ方向を補正する係数，ｄｙ，ｅｙ，fyを組み合わせて、この測定画像の補正係数ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆとする。
【００４７】
以上によって、取得したＳＥＭ画像の輪郭を抽出し、設計データ上で測定箇所（測定カーソル）を自動設定し、該測定カーソルをもとにＹ（あるいはＸ）方向を固定（設計データ）とし、他方をＳＥＭ画像上から該測定カーソルを拡縮、移動しながらパターンのエッジの始まりと終わりを求めてその中点位置を取得し、これを図８の（ａ），（ｂ）の２つのテーブルにそれぞれ設定し、これら２つのテーブルから求めたＳＥＭ画像上のパターンの中心位置（ｘ、ｙ）と、設計データ上のパターンの中心位置（ｘ’、ｙ’）との複数組（数十ないし数百の組）を図９の式に代入して図１０の補正係数を算出することが可能となる。
【００４８】
図３は、本発明の設計データへの測定カーソルの設定フローチャートを示す。
【００４９】
図３の（ａ）は全体フローチャート、図３の（ｂ）はｓ１２の詳細フローチャートを示す。
【００５０】
図３の（ａ）において、Ｓ１１は、設計データを取得する。これは、例えば後述する図４の（ａ）の設計データを取得する。
【００５１】
Ｓ１２は、Ｘ、Ｙ方向測定箇所を自動設定する。これは、Ｓ１１で取得した例えば図４の（ａ）の設計データをもとに、図３の（ｂ）のＳ１３からＳ１８に示す手順により、Ｘ方向およびＹ方向の測定箇所を自動設定
・例えば図４の（ｂ）でＹ方向で測れる箇所を座標カーソルで図示のようにそれぞれ特定、および
・例えば図４の（ｃ）でＸ方向で測れる箇所を座標カーソルで図示のようにそれぞれ特定する。
【００５２】
次に、図３の（ｂ）の詳細フローチャートに従い、図４を参照しつつ詳細に説明する。
【００５３】
図３の（ｂ）において、Ｓ１３は、平行Ｘ（あるいはＹ）方向エッジを持つパターンを見つける。
【００５４】
（１）平行Ｘ方向エッジを持つパターンを見つける。これは、例えば図４の（ｃ）のＸ方向に平行なエッジをもつパターンとして、（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ）のパターンを見つける。
【００５５】
（２）平行Ｙ方向エッジを持つパターンを見つける。これは、例えば図４の（ｂ）のＹ方向に平行なエッジをもつパターンとして、（い）、（ろ）、（は）、（に）、（ほ）のパターンを見つける。
【００５６】
Ｓ１４は、長さが所定値以下か判別する。ＹＥＳの場合には、Ｓ１６に進む。ＮＯの場合にはＳ１５でパターン分割、即ち、長さが所定値以上のパターンを分割、最初は２つに分割してＳ１４に戻り、分割しても長さが所定値以下にならないときは更に３つに分割することを繰り返し、長さが所定値以下にする。
【００５７】
Ｓ１６は、Ｙ方向のパターンと重なるか判別する。重なるときはＳ１６のＹＥＳとなり、Ｓ１８でそれを避けた（重なる場所を避けた）位置に測定カーソルを設定、設定する場所がなかったら測定場所なしにする。一方、Ｓ１６のＮＯで重ならない場合には、Ｓ１７でパターンの中央に測定カーソルを設定する。
【００５８】
以上の手順により、
・上記（１）で見つけた図４の（ｃ）の平行Ｘ方向エッジを持つパターン（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ）のうち、所定値より長いパターン（ロ）、（ハ）をここではそれぞれ４分割して所定値以下にした後、各パターンにそれぞれ矩形の測定カーソルを図示のように設定する。測定カーソルは、測定方向（ここではＸ方向）はパターンのサイズとほぼ同じ、直角側は狭く設定する。
【００５９】
・同様に、上記（２）で見つけた図４の（ｂ）の平行Ｙ方向エッジを持つパターン（い）、（ろ）、（は）、（に）、（ほ）のうち、所定値より長いパターン（ろ）、（は）をここではそれぞれ４分割して所定値以下にした後、各パターンにそれぞれ矩形の測定カーソルを図示のように設定する。測定カーソルは、測定方向（ここではＹ方向）はパターンのサイズとほぼ同じ、直角側は狭く設定する。
【００６０】
以上によって、図４の（ａ）の設計データを取得し、当該設計データ上でＹ方向、およびＸ方向に平行なエッジのあるパターンについて図４の（ｃ）、および図４の（ｂ）のように測定カーソルを自動設定することが可能となる。測定カーソルの数は、通常数十ないし数百の組（他のパターンとかさなり（Ｓ１６のＹＥＳ），組とならない場合もある）を設定する。
【００６１】
図４は、本発明の測定カーソルの自動設定説明図を示す。
【００６２】
図４の（ａ）は、設計データの例を示。
【００６３】
図４の（ｂ）は、Ｙ方向で測れる箇所を特定する例を示す。ここでは、Ｙ方向に平行なエッジをもつパターンとして、図示の（い）、（ろ）、（は）、（に）、（ほ）のパターンを見つける。パターンの長さを所定値以下にするために分割したパターンは、（ろ）、（ほ）で、それぞれ４分割している。
【００６４】
図４の（ｃ）は、Ｘ方向で測れる箇所を特定する例を示す。ここでは、Ｘ方向に平行なエッジをもつパターンとして、図示の（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ）のパターンを見つける。パターンの長さを所定値以下にするために分割したパターンは、（ロ）、（ホ）で、それぞれ４分割している。
【００６５】
図５は、本発明の補正係数算出フローチャートを示す。
【００６６】
図５において、Ｓ２１は、ＳＥＭ画像の設計データを取得する。これは、ＳＥＭ１で撮影したＳＥＭ画像に対応する設計データを取得する。例えば後述する図６の（ｂ）のＳＥＭ画像を取得した場合には、対応する設計データとして例えば図６の（ａ）の設計データを取得する。
【００６７】
Ｓ２２は、Ｘ方向測定箇所を複数特定する。これは、例えば図６の（ｂ）のＳＥＭ１で撮影したＳＥＭ画像について、Ｘ方向に測定箇所（測定カーソル）を既述した図３、図４のようにして複数設定すると共に、併せて、図６の（ｂ）のＳＥＭ画像に対応する図６の（ａ）の設計データ上でもＸ方向に測定箇所（測定カーソル）を既述した図３、図４のようにして複数設定する。
【００６８】
Ｓ２３は、同様に、Ｙ方向測定箇所を複数特定する。これは、同様に、例えば図７の（ｂ）のＳＥＭ１で撮影したＳＥＭ画像について、Ｙ方向に測定箇所（測定カーソル）を既述した図３、図４のようにして複数設定すると共に、併せて、図７の（ｂ）のＳＥＭ画像に対応する図６の（ａ）の設計データ上でも７方向に測定箇所（測定カーソル）を既述した図３、図４のようにして複数設定する。
【００６９】
Ｓ２４は、測定箇所（測定カーソル）の位置を算出する（中心など）。これは、Ｓ２２、Ｓ２３で測定箇所（測定カーソル）を設定したパターンのエージの始まりと終わりの点の座標を算出し、両者の平均で中心位置の座標を算出し、後述する図８の（ａ）、（ｂ）のテーブルに図示のようにそれぞれ設定する。
【００７０】
即ち、
（１）Ｘ方向について：図６の（ｂ）のＳＥＭ画像上の測定カーソルの設定されたパターンのＸ方向のエッジの始まりと終わりの位置の中点をｘ１とし、そのときの設計データ上の位置をｙ１’であるから、ＩＤ１のパターンの位置（ｘ１，ｙ１’）を設定する。同様に、ＩＤ２、３，４・・・（ｘ２、ｙ２’）、（ｘ３、ｙ３’）、（ｘ４、ｙ４’）・・・と設定する。
【００７１】
（２）同様に、Ｙ方向について：図６の（ｃ）のＳＥＭ画像上の測定カーソルの設定されたパターンのＹ方向のエッジの始まりと終わりの位置の中点をｙ１とし、そのときの設計データ上の位置をｘ１’であるから、ＩＤ１のパターンの位置（ｘ１’，ｙ１）を設定する。同様に、ＩＤ２、３，４・・・（ｘ２’、ｙ２）、（ｘ３’、ｙ３）、（ｘ４’、ｙ４）・・・と設定する。
【００７２】
Ｓ２５は、Ｘ方向Ｙ方向それぞれ別に行う。Ｘ方向の設計データから得られた、測定カーソルの中心位置（x’、y’）とＳＥＭ画像上で得られた測定カーソル分の中心位置（ｘ、ｙ’）、２組の位置の変換係数を求める。Ｙ方向の設計データから得られた、測定カーソルの中心位置（ｘ’、ｙ’）とＳＥＭ画像上で得られた測定カーソル分の中心位置（ｘ’、ｙ）、２組の位置の変換係数を求める。これは、Ｓ２４で算出して設定した図８の（ａ）と、（ｂ）との２つのテーブルから算出した、設計データ上のパターンのエッジの中点座標（ｘ１’、ｙ１’）と、ＳＥＭ画像上のパターンのエッジの中点座標（ｘ１，ｙ１）との組を複数組（通常数十ないし数百組）をもとに、後述する図９の式に代入して最小二乗法により例えば図１０の変換係数を求める。
【００７３】
Ｓ２６は、変換係数を補正係数とする。例えば図９の式に代入して最小二乗法で変換係数（補正係数）として、例えば後述する図１０に記載する補正係数を算出する。
【００７４】
以上によって、ＳＥＭ１で撮影したＳＥＭ画像について、対応する設計データをもとに数十ないし数百のＸ方向の位置算出用の測定カーソルおよびＹ方向の位置算出用の測定カーソルをそれぞれ自動設定し、これら設定した測定カーソルをもとにＳＥＭ画像上のパターンの例えばエッジの始まりと終わりを測定してその中点をエッジ位置として算出し、これら算出したエッジ位置と、設計データ上の位置との数十ないし数百の組をもとに図９の式に代入して最小二乗法で補正係数（変換係数）を求めることにより、ＳＥＭ画像上の各位置を設計データをもとに極めて正確に補正することが可能となった。
【００７５】
図６は、本発明のＸ方向位置算出例を示す。
【００７６】
図６の（ａ）は設計データでの測定箇所の位置算出例を示し、図６の（ｂ）はＳＥＭ画像での測定箇所の位置算出例を示す。図中の矩形がＸ方向位置座標を算出するための測定カーソルを示す。黒丸が測定カーソルをもとにパターンのエッジの始まりと終わりの中点の座標を算出した例を示す（図では１１点の測定をほぼ全面かつ均等に行なった様子を模式的に示す）。
【００７７】
図７は、本発明のＹ方向位置算出例を示す。
【００７８】
図７の（ａ）は設計データでの測定箇所の位置算出例を示し、図７の（ｂ）はＳＥＭ画像での測定箇所の位置算出例を示す。図中の矩形がＹ方向位置座標を算出するための測定カーソルを示す。黒丸が測定カーソルをもとにパターンのエッジの始まりと終わりの中点の座標を算出した例を示す（図では１１点の測定をほぼ全面かつ均等に行なった様子を模式的に示す）。
【００７９】
図８は、本発明の測定カーソルテーブル例を示す。
【００８０】
図８の（ａ）は、測定カーソルテーブル（Ｘ）：Ｘ方向（ＳＥＭ画像），Ｙ方向（設計データ）の例を示す。この図８の（ａ）は、既述した図６の（ｂ）のＳＥＭ画像での測定箇所（測定カーソル）をもとにパターンのエッジの始まりと終わりを測定し、その中点の座標にしたものを設定したものである（Ｘ方向はＳＥＭ画像上で測定、Ｙ方向は設計データ）。
【００８１】
図８の（ｂ）は、測定カーソルテーブル（Ｙ）：Ｙ方向（ＳＥＭ画像），Ｘ方向（設計データ）の例を示す。この図８の（ｂ）は、既述した図７の（ｂ）のＳＥＭ画像での測定箇所（測定カーソル）をもとにパターンのエッジの始まりと終わりを測定し、その中点の座標にしたものを設定したものである（Ｙ方向はＳＥＭ画像上で測定、Ｘ方向は設計データ）。
【００８２】
図９は、本発明の変換式例を示す。ここで、
・ＳＥＭ画像の座標を（ｘ，ｙ）
・デザイン（設計データ）の座標を（ｘ’，ｙ’）
・補正係数、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ
・変換式は、図示の行列式
とする。
【００８３】
以上の行列式に、図８の（ａ），（ｂ）の２つのテーブルに設定された数十ないし数百の組（組でない場合もある）の
・（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）、（ｘ３、ｙ３）・・・
・（ｘ１’，ｙ１’）、（ｘ２’，ｙ２’）、（ｘ３’、ｙ３’）・・・
を代入して最小二乗法により補正係数補正係数、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆを算出すると、例えば図１０に示すように算出できた。
【００８４】
尚、補正係数ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆが一旦算出できると、これら補正係数をもとにＳＥＭ画像上の任意の位置（ｘ、ｙ）を行列式に代入することで、設計データで補正した正確な位置座標などを計算できる。
【００８５】
図１０は、本発明の算出した補正係数の例を示す。これは、図９の行列式に約百組の位置（測定カーソルをもとに測定したパターンのエッジの中点位置）を代入して最小二乗法で算出した補正係数の例を示す。図１０の（ａ）はＸ方向係数算出例を示し、図１０の（ｂ）はＹ方向補正係数算出例を示し、図１０の（ｃ）は図１０の（ａ）のＸ方向係数および図１０の（ｂ）のＹ方向係数をマージしたものであって、それぞれ例えば図示のような値が実験により得られたものである。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の１実施例構成図である。
【図２】本発明の動作説明フローチャートである。
【図３】本発明の設計データへの測定カーソルの設定フローチャートである。
【図４】本発明の測定カーソルの自動設定説明図である。
【図５】本発明の補正係数算出フローチャートである。
【図６】本発明のＸ方向位置算出例である。
【図７】本発明のＹ方向位置算出例である。
【図８】本発明の測定カーソルテーブル例である。
【図９】本発明の変換式例である。
【図１０】本発明の算出した補正係数の例である。
【符号の説明】
【００８７】
１：ＳＥＭ
２：試料室
３：サンプル（試料）
４：ステージ
１１：パソコン
１２：画像取得手段
１３：輪郭抽出手段
１４：自動測定箇所特定手段
１５；指定箇所輪郭抽出手段
１６：補正係数算出手段
１７：補正実行手段
１８：設計データ（ＣＡＤデータ）
１９：測定カーソルテーブル
２０：測定結果ファイル
２１：入力装置
２２：表示装置
３１：測定カーソル
【図１】
2015138731.tif 000003
【図２】
2015138731.tif 000004
【図３】
2015138731.tif 000005
【図４】
2015138731.tif 000006
【図５】
2015138731.tif 000007
【図６】
2015138731.tif 000008
【図７】
2015138731.tif 000009
【図８】
2015138731.tif 000010
【図１０】
2015138731.tif 000011
【図９】
2015138731.tif 000012