JP2002270126A - Electron beam device, data processing device for electron beam device, and method of producing stereo scopic data of electron beam device - Google Patents

Electron beam device, data processing device for electron beam device, and method of producing stereo scopic data of electron beam device

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JP2002270126A
JP2002270126A JP2001062686A JP2001062686A JP2002270126A JP 2002270126 A JP2002270126 A JP 2002270126A JP 2001062686 A JP2001062686 A JP 2001062686A JP 2001062686 A JP2001062686 A JP 2001062686A JP 2002270126 A JP2002270126 A JP 2002270126A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electron beam device capable of appropriately processing stereo scopic detection data obtained from an electron microscope, three-dimensionally observing an image of a sample correctly and highly precisely, and measuring the three dimensional shape of the sample based on the observation. SOLUTION: The electron beam device comprises an electron beam source 1 for radiating an electron beam 7, an electronic optical system 2 for applying the electron beam 7 to a sample 9, a sample holder 3 for holding the sample 9, a sample inclining part for relatively inclining the sample holder 3 and the irradiated electron beam 7, an electron beam detecting part 4 for detecting the electron beam 7, coming out of the sample 9, and a data modifying part 31 for modifying the stereoscopic detection data at the time when the sample holder 3 and the irradiated electron beam 7 are relatively inclined to be in a prescribed relation.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、電子顕微鏡により得
られた画像をステレオ観察可能な画像としたり、試料の
形状を求めたりする電子線装置、電子線装置用データ処
理装置、電子線装置のステレオデータ作成方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam apparatus, a data processing apparatus for an electron beam apparatus, an electron beam apparatus, and the like, which convert an image obtained by an electron microscope into an image which can be stereo-observed, and determine the shape of a sample. It relates to a method for creating stereo data.

【0002】[0002]

【従来の技術】透過型電子顕微鏡(TEM)の場合には
試料を傾斜させ、異なる傾斜角度の透過画像を得て、こ
れを左右画像としてステレオ観察が行われている。ま
た、走査型電子顕微鏡(SEM)の場合には試料を傾斜
させたり、電子線を傾斜させたりして、異なる傾斜角度
の反射画像を得て、これを左右画像としてステレオ観察
が行われている(「医学・生物学電子顕微鏡観察法」第
278頁〜第299頁、1982年刊行参照)。そして、肉眼にお
いてステレオ観察をする場合のように、試料の概括的な
凸凹形状を観察する用途には十分な画像が得られてい
る。
2. Description of the Related Art In the case of a transmission electron microscope (TEM), a sample is tilted, transmission images at different tilt angles are obtained, and stereo observation is performed using these images as left and right images. In the case of a scanning electron microscope (SEM), a sample is tilted or an electron beam is tilted to obtain reflected images at different tilt angles, and stereo observation is performed using these as left and right images. (Medical and biological electron microscopy)
278-299, see 1982). As in the case of stereoscopic observation with the naked eye, a sufficient image is obtained for the purpose of observing the general uneven shape of the sample.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】他方、異なる傾斜角度
の画像から左右画像を得てステレオ観察を行って、試料
の正確な三次元形状の計測を行う場合には、電子顕微鏡
の電子レンズ系における収差の影響や試料の傾斜角度、
或いは電子線の傾斜角度を数秒程度の非常に正確な角度
で制御する必要がある。しかしながら、従来の傾斜角度
は数度若しくは数分程度の概括的な制御しか行われてお
らず、左右画像の立体視から正確な三次元形状の計測を
行うには不十分であるという課題があった。
On the other hand, when the right and left images are obtained from images at different inclination angles and stereo observation is performed to measure the accurate three-dimensional shape of the sample, the electron lens system of the electron microscope is required. Influence of aberration, sample tilt angle,
Alternatively, it is necessary to control the tilt angle of the electron beam at a very accurate angle of about several seconds. However, there is a problem that the conventional tilt angle is only controlled in a general manner of about several degrees or several minutes, and it is insufficient to accurately measure a three-dimensional shape from a stereoscopic view of the left and right images. Was.

【0004】本発明は、上述した課題を解決したもの
で、電子顕微鏡から得られたステレオの検出データを適
切に処理して、試料像を正確に精度よく立体観察可能と
し、かつこれに基づき三次元形状計測を行うことができ
る電子線装置、電子線装置用データ処理装置、電子線装
置のステレオデータ作成方法を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and appropriately processes stereo detection data obtained from an electron microscope so that a sample image can be three-dimensionally observed with high accuracy and accuracy. An object of the present invention is to provide an electron beam device, a data processing device for the electron beam device, and a method for creating stereo data of the electron beam device, which can perform original shape measurement.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を達成する本発
明の電子線装置は、図3、図15、並びに図16に示す
ように、電子線7を放射する電子線源1と、電子線7を
試料9に照射する電子光学系2と、試料9を保持する試
料ホルダ3と、試料ホルダ3と照射電子線7とを相対的
に傾斜させる試料傾斜部と、試料9から出射される電子
線7dを検出する電子線検出部4と、試料ホルダ3と照
射電子線7とを相対的に傾斜させた際のステレオの検出
データを所定の関係にデータ修正するデータ修正部31
とを備えている。
According to the present invention, an electron beam source for emitting an electron beam 7 is provided as shown in FIGS. 3, 15 and 16. An electron optical system 2 for irradiating the sample 9 with the sample 7, a sample holder 3 for holding the sample 9, a sample inclined portion for relatively tilting the sample holder 3 and the irradiation electron beam 7, and electrons emitted from the sample 9 An electron beam detection unit 4 for detecting the line 7d, and a data correction unit 31 for correcting the stereo detection data when the sample holder 3 and the irradiation electron beam 7 are relatively inclined, in a predetermined relationship.
And

【0006】ここで、試料傾斜部は、試料ホルダ3の傾
斜角度を制御して、試料9を照射電子線7に対して傾斜
させるホルダ傾斜制御部5bを用いて構成されていても
よい。或いは、試料傾斜部は、照射電子線7を試料9に
対して傾斜して照射するように電子光学系2を制御する
ビーム傾斜制御部5aを用いて構成されていてもよい。
また、電子線検出部4は、試料9から出射される二次電
子を検出するように構成されていると、走査型電子顕微
鏡として好ましい。
Here, the sample tilting section may be constituted by using a holder tilt control section 5b for controlling the tilt angle of the sample holder 3 and tilting the sample 9 with respect to the irradiation electron beam 7. Alternatively, the sample tilting unit may be configured using a beam tilt control unit 5a that controls the electron optical system 2 so as to irradiate the sample 9 with the irradiation electron beam 7 at a tilt.
Further, it is preferable that the electron beam detector 4 be configured to detect secondary electrons emitted from the sample 9 as a scanning electron microscope.

【0007】また、ステレオの検出データとは、試料ホ
ルダ3と照射電子線7とが第1及び第2の相対的傾斜角
度をなす状態において、電子線検出部4で試料9に対す
る第1及び第2の検出データを検出することを言う。試
料ホルダ3と照射電子線7とが第1及び第2の相対的傾
斜角度をなす状態は、図3に示すように、ビーム傾斜制
御部5aを用いる場合には第1の相対的傾斜角度では照
射電子線7Rとなり、第2の相対的傾斜角度では照射電
子線7Lとなる。また、図15並びに図16に示すよう
に、ホルダ傾斜制御部5bを用いる場合には第1の相対
的傾斜角度では試料ホルダ3の傾斜角度Rとなり、第2
の相対的傾斜角度では試料ホルダ3の傾斜角度Lとな
る。
In addition, the stereo detection data means that, when the sample holder 3 and the irradiation electron beam 7 make the first and second relative inclination angles, the electron beam detector 4 detects the first and second positions of the sample 9. 2 means detecting the detection data. When the sample holder 3 and the irradiation electron beam 7 form the first and second relative tilt angles, as shown in FIG. 3, when the beam tilt control unit 5a is used, the first relative tilt angle is not satisfied. The irradiation electron beam 7R becomes the irradiation electron beam 7L at the second relative inclination angle. In addition, as shown in FIGS. 15 and 16, when the holder tilt control unit 5b is used, the tilt angle R of the sample holder 3 becomes the first relative tilt angle, and the second relative tilt angle becomes the second relative tilt angle.
Is the inclination angle L of the sample holder 3.

【0008】データ修正部31の「所定の関係にデータ
を修正する」とは、ステレオの検出データとしての2枚
の画像の標定を行い、偏位修正できる状態にすることを
言う。偏位修正とは、傾斜して検出された画像データの
歪みを直し、縮尺を一定に統一することをいう。画像の
標定とは、試料9に照射電子線7を照射したときと同じ
投影状態で、2枚の画像データを逆投影して立体視でき
るようにし、空中三角測量のデータ処理方法に準拠し
て、試料9の三次元形状測定や立体的な画像を形成でき
る状態にすることを言う。
"Correcting data to a predetermined relationship" by the data correcting unit 31 means that two images are oriented as stereo detected data so as to be in a state where deviation can be corrected. The deviation correction refers to correcting the distortion of the image data that is detected while being tilted, and making the scale constant. The orientation of the image means that two pieces of image data are back-projected in the same projection state as when the sample 9 is irradiated with the irradiation electron beam 7 so as to be able to be viewed stereoscopically, and in accordance with the data processing method of aerial triangulation. And a state in which the three-dimensional shape of the sample 9 can be measured and a three-dimensional image can be formed.

【0009】好ましくは、本発明の電子線装置は、さら
にデータ修正部31により修正された修正データに基づ
き試料9の形状を測定する形状測定部32、若しくはデ
ータ修正部31により修正された修正データに基づき、
試料9の立体的な画像を形成する立体画像観察部33の
少なくとも一方を備える構成とするとよい。
Preferably, the electron beam apparatus according to the present invention further comprises a shape measuring unit 32 for measuring the shape of the sample 9 based on the correction data corrected by the data correction unit 31, or a correction data corrected by the data correction unit 31. Based on
It is preferable to include at least one of the three-dimensional image observation unit 33 that forms a three-dimensional image of the sample 9.

【0010】好ましくは、試料9は基準位置となる基準
マークを有し、データ修正部31は、前記基準マークを
用いて、前記ステレオの検出データを偏位修正データに
修正する構成とすると、試料9に設けられた基準マーク
を用いてステレオの検出データを偏位修正データに修正
することが容易に行える。基準マークは、試料9に電子
線7を照射して形成したり、試料9に既に存在するパタ
ーン等の特徴点を用いる。
[0010] Preferably, the sample 9 has a reference mark as a reference position, and the data correcting section 31 corrects the stereo detection data into deviation correction data using the reference mark. It is possible to easily correct the stereo detection data to the deviation correction data by using the reference mark provided in the reference numeral 9. The reference mark is formed by irradiating the sample 9 with the electron beam 7 or using a feature point such as a pattern already existing on the sample 9.

【0011】好ましくは、データ修正部31は、基準テ
ンプレートの基準マークを用いて、試料ホルダ3と照射
電子線7との相対的傾斜角度における偏位修正パラメー
タを取得する偏位修正パラメータ取得手段31aと、取
得した偏位修正パラメータを用いて、試料9のステレオ
の検出データを偏位修正データに修正する画像データ偏
位修正手段31bを有する構成とすると、基準テンプレ
ートを用いて偏位修正が容易に行える。画像データ偏位
修正手段31bは偏位修正パラメータ取得手段31aで
取得した偏位修正パラメータを用いて、試料9のステレ
オの検出データを偏位修正データに修正するので、試料
9に基準マークを作成する必要がなく、測定効率が高く
なる。偏位修正パラメータ取得手段31aで取得する偏
位修正パラメータは、画像データ偏位修正手段31bで
偏位修正する試料9のステレオの検出データを検出した
試料ホルダ3と照射電子線7との相対的傾斜角度で取得
するのが較正のために望ましい。
Preferably, the data correction unit 31 uses a reference mark of a reference template to obtain a deviation correction parameter at a relative inclination angle between the sample holder 3 and the irradiation electron beam 7. And the image data deviation correcting means 31b for correcting the stereo detection data of the sample 9 to the deviation correction data using the acquired deviation correction parameters, the deviation correction can be easily performed using the reference template. Can be done. The image data deviation correcting unit 31b corrects the stereo detection data of the sample 9 to the deviation correction data using the deviation correction parameter acquired by the deviation correction parameter acquiring unit 31a, and thus creates a reference mark on the sample 9. Measurement efficiency is increased. The deviation correction parameter acquired by the deviation correction parameter acquisition unit 31a is a relative value between the sample holder 3 and the irradiation electron beam 7 where the stereoscopic detection data of the sample 9 whose deviation is corrected by the image data deviation correction unit 31b is detected. Obtaining at a tilt angle is desirable for calibration.

【0012】上記課題を達成する本発明の電子線装置用
データ処理装置は、図3、図15、並びに図16に示す
ように、電子線装置10に接続されるデータ処理装置2
0であって、試料ホルダ3と照射電子線7とを相対的に
傾斜した際のステレオの検出データを受け取り、所定の
関係にデータを修正するデータ修正部31とを備えてい
る。ここで、電子線装置10は、電子線7を放射する電
子線源1と、電子線7を試料9に照射する電子光学系2
と、試料9を保持する試料ホルダ3と、試料ホルダ3と
照射電子線7とを相対的に傾斜させる試料傾斜部と、試
料9から出射される電子線7dを検出する電子線検出部
4とを有する。
As shown in FIGS. 3, 15 and 16, a data processing apparatus for an electron beam apparatus according to the present invention which achieves the above object is a data processing apparatus 2 connected to an electron beam apparatus 10.
0, which is provided with a data correction unit 31 which receives stereo detection data when the sample holder 3 and the irradiation electron beam 7 are relatively inclined and corrects the data in a predetermined relationship. Here, the electron beam device 10 includes an electron beam source 1 that emits an electron beam 7 and an electron optical system 2 that irradiates the sample 9 with the electron beam 7.
A sample holder 3 for holding the sample 9, a sample tilting section for relatively tilting the sample holder 3 and the irradiation electron beam 7, and an electron beam detecting section 4 for detecting an electron beam 7 d emitted from the sample 9. Having.

【0013】好ましくは、本発明の電子線装置用データ
処理装置は、さらにデータ修正部31により修正された
修正データに基づき試料9の形状を測定する形状測定部
32、若しくはデータ修正部31により修正された修正
データに基づき、試料9の立体的な画像を形成する立体
画像観察部33の少なくとも一方を備える構成とすると
よい。
Preferably, the data processing apparatus for an electron beam apparatus according to the present invention further comprises a shape measuring section 32 for measuring the shape of the sample 9 based on the correction data corrected by the data correcting section 31, or a correction by the data correcting section 31. A configuration including at least one of the three-dimensional image observation unit 33 that forms a three-dimensional image of the sample 9 based on the corrected data thus obtained may be provided.

【0014】上記課題を達成する本発明の電子線装置の
ステレオデータ作成方法は、図11に示すように、試料
9には基準位置となる基準マークが作成されており(S
311、S314)、試料ホルダ3と照射電子線7とが
第1の相対的傾斜角度をなす状態において、電子線検出
部4で第1の検出データを検出し(S316)、試料ホ
ルダ3と照射電子線7とが第2の相対的傾斜角度をなす
状態において、電子線検出部4で第2の検出データを検
出し(S316)、前記基準マークを用いて、前記第1
及び第2の検出データを偏位修正データに修正する(S
322、S326)工程を有している。
According to the method for creating stereo data of the electron beam apparatus of the present invention for achieving the above object, as shown in FIG. 11, a reference mark serving as a reference position is created on a sample 9 (S
311, S314), in a state where the sample holder 3 and the irradiation electron beam 7 form a first relative inclination angle, first detection data is detected by the electron beam detector 4 (S316), and the sample holder 3 and the irradiation are irradiated. In a state where the electron beam 7 forms the second relative inclination angle, the electron beam detection unit 4 detects the second detection data (S316), and uses the reference mark to perform the first detection data.
And the second detection data is corrected to the deviation correction data (S
322, S326).

【0015】上記課題を達成する本発明の電子線装置の
ステレオデータ作成方法は、図6に示すように、試料9
の代わりに、基準位置となる基準マークが作成された基
準テンプレート40を試料ホルダ3に挿入し(S20
4)、試料ホルダ3と照射電子線7とが第1及び第2の
相対的傾斜角度をなす状態において、電子線検出部4で
基準テンプレート40に対する第1及び第2の検出デー
タを検出し(S206)、前記基準マークを用いて試料
ホルダ3と照射電子線7との相対的傾斜角度における偏
位修正パラメータを取得する(S208,S210)。
The method for creating stereo data of the electron beam apparatus according to the present invention, which achieves the above object, uses a sample 9 as shown in FIG.
Instead, the reference template 40 in which the reference mark serving as the reference position is created is inserted into the sample holder 3 (S20).
4) In the state where the sample holder 3 and the irradiation electron beam 7 form the first and second relative inclination angles, the electron beam detection unit 4 detects the first and second detection data for the reference template 40 ( S206), using the fiducial mark, obtain a deviation correction parameter at a relative inclination angle between the sample holder 3 and the irradiation electron beam 7 (S208, S210).

【0016】続いて、図10に示すように、試料9を試
料ホルダ3に挿入し(S252)、試料ホルダ3と照射
電子線7とが第1及び第2の相対的傾斜角度をなす状態
において、電子線検出部4で試料9に対する第1及び第
2の検出データを検出し(S254)、前記取得した偏
位修正パラメータを用いて、試料9の第1及び第2の検
出データを偏位修正データに修正する(S258、S2
60)。
Subsequently, as shown in FIG. 10, the sample 9 is inserted into the sample holder 3 (S252), and the sample holder 3 and the irradiation electron beam 7 are in the state of the first and second relative inclination angles. The electron beam detector 4 detects the first and second detection data of the sample 9 (S254), and deviates the first and second detection data of the sample 9 using the acquired deviation correction parameter. Correction to correction data (S258, S2
60).

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】[ステレオ画像を用いた三次元形
状測定の原理]まず、本発明の電子線装置を説明する前
に、傾斜角の異なった画像を立体視可能な画像に偏位修
正し、立体観察を行うと同時に三次元計測を行う測定原
理について説明する。図1は3本の同じ長さの直線パタ
ーンが等間隔に存在している被写体に対して所定の傾斜
角度で撮影したステレオ画像の説明図で、図1(A)は
0度(平行)、図1(B)は10度傾斜している場合を
示している。平行の場合、図1(A)に示すように、等
間隔dで同じ長さlの直線パターンが映っていた場合、
10度に傾いた画像では、図1(B)に示されるように
異なる間隔d12,d23で、異なる長さl、l
となる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [Principle of Three-Dimensional Shape Measurement Using Stereo Images] First, before describing the electron beam apparatus of the present invention, an image with different inclination angles is corrected to a stereoscopically viewable image. Then, the measurement principle of performing three-dimensional measurement at the same time as performing three-dimensional observation will be described. FIG. 1 is an explanatory diagram of a stereo image taken at a predetermined inclination angle with respect to a subject in which three linear patterns having the same length exist at equal intervals. FIG. 1A shows 0 degrees (parallel), FIG. 1B shows a case where the inclination is 10 degrees. In the case of parallel, as shown in FIG. 1 (A), when a straight line pattern of the same length 1 is shown at equal intervals d,
In the image inclined at 10 degrees, as shown in FIG. 1B, at different intervals d 12 , d 23 , different lengths l 1 , l 2 ,
a l 3.

【0018】図1(A)と図1(B)の画像をステレオ
メーター(視差測定かん)で立体視しようとしても、立
体視ができないばかりでなく、視差差の測定に基づく比
高の正確な計測もできないという課題がある。さらに三
次元計測するために画像相関処理によるステレオマッチ
ングを行おうとしても、左右画像の傾斜角度が異なるた
めに旨くいかないという課題がある。
When trying to view the images of FIGS. 1A and 1B stereoscopically with a stereometer (parallax measuring canister), not only stereoscopic vision is not possible, but also the accuracy of the relative height based on the parallax measurement is accurate. There is a problem that measurement cannot be performed. Further, there is a problem that even if an attempt is made to perform stereo matching by image correlation processing for three-dimensional measurement, the inclination angles of the left and right images are different, which does not work.

【0019】図2は図1(A)、(B)の傾斜画像を偏
位修正画像に修正したステレオ画像の説明図で、図2
(A)、(B)共に平行状態に偏位修正している場合を
示している。偏位修正された結果、傾いて撮影された図
1(A)、(B)の傾斜画像は対象物に対して平行とな
り、縮尺も等しくなって縦視差が除去されて、図2
(A)、(B)に示されるように立体視が可能となる。
立体視可能なステレオ画像は、同一エピポーラライン上
にある左右画像の対応点を求めることにより正確な三次
元座標が求めることができるようになる。偏位修正画像
を作成するためには、2枚の画像上で最低3点以上の既
知の基準点座標が画像上に必要である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a stereo image obtained by correcting the tilt images of FIGS. 1A and 1B into a deviation corrected image.
(A) and (B) show the case where the deflection is corrected to be parallel. As a result of the displacement correction, the tilted images of FIGS. 1A and 1B taken in an inclined manner are parallel to the object, have the same scale, and eliminate the vertical parallax.
(A) and (B) enable stereoscopic viewing.
For a stereoscopically viewable stereo image, accurate three-dimensional coordinates can be obtained by obtaining corresponding points of the left and right images on the same epipolar line. In order to create a deviation corrected image, at least three or more known reference point coordinates on two images are required on the image.

【0020】また、それら基準点から、二つの画像の傾
き、位置(これらを外部標定要素と呼ぶ)等を算出する
ことができる。これら外部標定要素が最初から判ってい
れば偏位修正処理を行うことができる。本発明において
は、偏位修正画像を作成するために基準点となる基準マ
ークを有する基準テンプレートを予め作成、若しくは試
料面上を電子線で撮影中に試料に基準点となる基準マー
クを作成し、画像の偏位修正処理によるデータ修正をし
て外部標定要素を求めるものである。偏位修正処理後の
ステレオ画像は、立体視可能であると同時に三次元計測
も可能な状態となっている。
From these reference points, it is possible to calculate the inclination, the position (these are called external orientation elements) of the two images, and the like. If these external orientation elements are known from the beginning, deviation correction processing can be performed. In the present invention, a reference template having a reference mark serving as a reference point is created in advance to create a deviation corrected image, or a reference mark serving as a reference point is created on a sample while capturing an electron beam on the sample surface. , An external orientation element is obtained by correcting the data by an image deviation correcting process. The stereo image after the deviation correction processing is in a state where stereoscopic viewing is possible and three-dimensional measurement is possible at the same time.

【0021】[第1の実施の形態]以下、本発明の実施
の形態を図面により説明する。図3は本発明の第1の実
施の形態を説明する構成ブロック図で、走査型顕微鏡の
電子線を偏向させてステレオ画像を得る場合を示してい
る。図において、走査型顕微鏡としての電子線装置10
は、電子線7を放射する電子線源1、電子線7を試料9
に照射する電子光学系2、試料9を傾斜可能に保持する
試料ホルダ3、電子光学系2の倍率を変える倍率変更部
6、倍率変更部6に電力を供給する走査電源6a、電子
線7を検出する検出器4、電子線7を傾斜制御する傾斜
制御部5としてのビーム傾斜制御部5a、試料9から出
射される二次電子のエネルギを減衰させて検出器4に反
射させる2次電子変換ターゲット8を備えている。な
お、試料ホルダ3を傾斜制御する傾斜制御部5としての
ホルダ傾斜制御部5bは、第1の実施の形態で用いない
が、後で説明する第2の実施の形態で用いる。
[First Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a block diagram illustrating the configuration of the first embodiment of the present invention, in which a stereoscopic image is obtained by deflecting an electron beam of a scanning microscope. In the figure, an electron beam device 10 as a scanning microscope is shown.
Represents an electron beam source 1 that emits an electron beam 7,
An electron optical system 2 for irradiating the sample, a sample holder 3 for holding the sample 9 in a tiltable manner, a magnification changing unit 6 for changing the magnification of the electron optical system 2, a scanning power supply 6a for supplying power to the magnification changing unit 6, and an electron beam 7. A detector 4 for detection, a beam tilt controller 5 a as a tilt controller 5 for tilt control of the electron beam 7, a secondary electron conversion for attenuating the energy of secondary electrons emitted from the sample 9 and reflecting the energy to the detector 4 A target 8 is provided. The holder tilt controller 5b as the tilt controller 5 that controls the tilt of the sample holder 3 is not used in the first embodiment, but is used in a second embodiment described later.

【0022】電子光学系2は、電子線源1から放射され
た電子線7の電子流密度、開き角、照射面積等を変える
コンデンサレンズ2a、電子線7の試料面上の入射角度
を制御する偏向レンズ2b、細かく絞られた電子線7を
偏向して試料面上を二次元的に走査させる走査レンズ2
c、最終段縮小レンズの働きと共に試料面上での入射プ
ローブの焦点合わせを行う対物レンズ2dを備えてい
る。倍率変更部6の倍率変更命令に従って、走査レンズ
2cにより電子線7を走査する試料面上の領域が定ま
る。ビーム傾斜制御部5aは偏向レンズ2bに傾斜制御
信号を送り、試料ホルダ3と照射電子線7とが第1の相
対的傾斜角度をなす電子線7Rと、第2の相対的傾斜角
度をなす電子線7Lとで切替えている。なお、ビーム傾
斜制御部5aによる試料ホルダ3と照射電子線7の相対
的傾斜角度は、2個に限らず多段に設定してよいが、ス
テレオの検出データを得る為には最小2個必要である。
The electron optical system 2 controls a condenser lens 2a for changing an electron flow density, an opening angle, an irradiation area, and the like of the electron beam 7 emitted from the electron beam source 1, and controls an incident angle of the electron beam 7 on a sample surface. Deflection lens 2b, scanning lens 2 for deflecting electron beam 7 narrowed down and scanning two-dimensionally on the sample surface
c, an objective lens 2d for focusing the incident probe on the sample surface together with the function of the final stage reduction lens. In accordance with a magnification change command from the magnification changing unit 6, an area on the sample surface where the electron beam 7 is scanned by the scanning lens 2c is determined. The beam tilt controller 5a sends a tilt control signal to the deflecting lens 2b, and the sample holder 3 and the irradiation electron beam 7 form an electron beam 7R forming a first relative tilt angle and an electron beam forming a second relative tilt angle. Switching is performed with the line 7L. The relative tilt angle of the sample holder 3 and the irradiation electron beam 7 by the beam tilt control unit 5a is not limited to two, and may be set in multiple stages, but a minimum of two is required to obtain stereo detection data. is there.

【0023】試料9は、例えばシリコン半導体やガリウ
ム・ヒ素半導体のような半導体のチップであるが、電力
用トランジスタ、ダイオード、サイリスタのような電子
部品でもよく、また液晶パネルや有機ELパネルのよう
なガラスを用いた表示装置用部品でもよい。典型的な走
査型顕微鏡の観察条件では、電子線源1は−3kV、試
料9は−2.4kVに印加されている。試料9から放出
された二次電子は、2次電子変換ターゲット8に衝突し
て、エネルギが弱められて検出器4で検出される。な
お、試料9をマースポテンシャルにした場合には、二次
電子は霧のように振る舞いエネルギが弱く、検出器4で
直接検出することができ、2次電子変換ターゲット8は
不要である。
The sample 9 is a semiconductor chip such as a silicon semiconductor or a gallium arsenide semiconductor, but may be an electronic component such as a power transistor, a diode or a thyristor, or a liquid crystal panel or an organic EL panel. A display device component using glass may be used. Under typical scanning microscope observation conditions, the electron beam source 1 is applied at -3 kV, and the sample 9 is applied at -2.4 kV. The secondary electrons emitted from the sample 9 collide with the secondary electron conversion target 8, are weakened in energy, and detected by the detector 4. When the sample 9 is set to a Mars potential, the secondary electrons behave like mist and have weak energy, and can be directly detected by the detector 4, and the secondary electron conversion target 8 is unnecessary.

【0024】データ処理装置20は、画像作成処理部2
1、表示装置22、基準マークパターン発生器23、測
定条件判別部25、データ修正部31、形状測定部3
2、立体画像観察部33、並びにステレオ画像記憶部3
4を有している。画像作成処理部21は、走査レンズ2
cにより電子線7が試料面上の領域を走査する際に、検
出器4で検出される二次電子線を用いて、試料面上の画
像を作成する。表示装置22は画像作成処理部21で作
成された画像をオペレータが観察できるように表示する
もので、例えばCRTや液晶パネルが用いられる。表示
装置22は通常の一画面モニタでもよく、ステレオ表示
可能なモニタでもよく、或いは両方備えていてもよい。
The data processing device 20 includes an image creation processing unit 2
1, display device 22, reference mark pattern generator 23, measurement condition determination unit 25, data correction unit 31, shape measurement unit 3
2, stereoscopic image observation unit 33 and stereo image storage unit 3
Four. The image creation processing unit 21 includes the scanning lens 2
When the electron beam 7 scans an area on the sample surface by c, an image on the sample surface is created using the secondary electron beam detected by the detector 4. The display device 22 displays the image created by the image creation processing unit 21 so that the operator can observe the image. For example, a CRT or a liquid crystal panel is used. The display device 22 may be a normal one-screen monitor, a monitor capable of stereo display, or both.

【0025】基準マークパターン発生器23は、電子線
7を制御して試料9に基準マークを作成するものであ
る。好ましくは、基準マークパターン発生器23に、予
め試料9の面上からパターン形状やエッチングパターン
等から特徴点を抽出し、既に存在する特徴点では不足す
る場合に基準マークを作成すべき位置と個数を定める機
能も持たせるとよい。基準テンプレートに基準マークを
作成する場合にも、基準マークパターン発生器23に基
準マークの作成数と作成位置を記憶させておくとよい。
The reference mark pattern generator 23 controls the electron beam 7 to create a reference mark on the sample 9. Preferably, the reference mark pattern generator 23 extracts feature points from the pattern shape, the etching pattern, and the like from the surface of the sample 9 in advance, and positions and the number of reference marks to be created when the existing feature points are insufficient. It is also good to have a function to determine Even when a reference mark is created in the reference template, the reference mark pattern generator 23 may store the number and location of reference marks created.

【0026】測定条件判別部25は、電子線装置10の
種類、並びに電子光学系2の倍率のの情報を用いて測定
条件の判別を行う。電子線装置10の種類としては、透
過型電子顕微鏡や走査型電子顕微鏡の別がある。電子光
学系2の倍率としては、低倍率と高倍率の区別があり、
例えばデータ修正部31において複数傾斜角度での検出
データを矯正する演算形態として、中心投影と平行投影
のどちらを選択するかの要素として用いる。
The measurement condition determination section 25 determines measurement conditions using information on the type of the electron beam apparatus 10 and the magnification of the electron optical system 2. Examples of the type of the electron beam device 10 include a transmission electron microscope and a scanning electron microscope. As the magnification of the electron optical system 2, there is a distinction between a low magnification and a high magnification.
For example, as a calculation mode for correcting the detection data at a plurality of inclination angles in the data correction unit 31, the correction mode is used as an element for selecting either central projection or parallel projection.

【0027】データ修正部31は、画像作成処理部21
で作成した画像を偏位修正画像に修正して立体視可能な
ステレオ画像とするもので、リアルタイムで偏位修正画
像に修正する場合は直接、画像作成処理部21から電子
顕微鏡10での測定条件を受け取っている。なお、電子
顕微鏡10での測定条件は、一旦ステレオ画像記憶部3
4に画像を記憶させている場合は、測定条件判別部25
から受取っても良く、またステレオ画像記憶部34に画
像と共に記憶された電子顕微鏡10での測定条件を用い
ても良い。形状測定部32は、データ修正部31により
修正されたステレオ画像に基づき試料9の三次元形状を
測定する。立体画像観察部33は、データ修正部31に
より修正されたステレオ画像に基づき試料9の立体的な
画像を形成する。ステレオ画像記憶部34は、画像作成
処理部21で作成した画像を記憶すると共に、データ修
正部31により修正されたステレオ画像を記憶するもの
で、例えば磁気ハードディスク、CR−ROM、フロッ
ピー(登録商標)ディスク、光磁気ディスクのような情
報記憶媒体に画像データを記憶している。なお、ステレ
オ画像記憶部34が、画像作成処理部21で作成した偏
位修正されていない画像を記憶する場合は電子顕微鏡1
0での測定条件も記憶しておくと良い。
The data correction section 31 is composed of the image creation processing section 21
The image created in step 3 is corrected to a deflection corrected image to be a stereoscopically viewable stereo image. When the corrected image is corrected in real time to a deflection corrected image, measurement conditions for the electron microscope 10 directly from the image creation processing unit 21 are used. Have received. The measurement conditions in the electron microscope 10 are temporarily stored in the stereo image storage unit 3.
4 stores an image in the measurement condition determination unit 25.
Or the measurement conditions of the electron microscope 10 stored together with the image in the stereo image storage unit 34. The shape measuring unit 32 measures the three-dimensional shape of the sample 9 based on the stereo image corrected by the data correcting unit 31. The stereoscopic image observation unit 33 forms a stereoscopic image of the sample 9 based on the stereo image corrected by the data correction unit 31. The stereo image storage unit 34 stores the image created by the image creation processing unit 21 and also stores the stereo image modified by the data modification unit 31. For example, a magnetic hard disk, a CR-ROM, a floppy (registered trademark) Image data is stored in an information storage medium such as a disk or a magneto-optical disk. In the case where the stereo image storage unit 34 stores the image that has not been subjected to the deviation correction created by the image creation processing unit 21, the electron microscope 1
It is better to store the measurement condition at 0.

【0028】データ修正部31は、基準位置となる基準
マークを有する試料9を用いて直接データ修正する場合
と、基準マークを有する基準テンプレートを用いて試料
9のデータ修正をする場合の二通りに対処している。試
料9が基準位置となる基準マークを有する場合は、デー
タ修正部31は基準マークを用いて、ステレオの検出デ
ータを偏位修正データに修正する。
The data correction unit 31 corrects data directly using the sample 9 having a reference mark as a reference position, and corrects data of the sample 9 using a reference template having a reference mark. We are dealing. When the sample 9 has a reference mark serving as a reference position, the data correction unit 31 corrects the stereo detection data into deviation correction data using the reference mark.

【0029】基準マークを有する基準テンプレートを用
いて試料9のデータ修正をする場合に備えて、データ修
正部31は偏位修正パラメータ取得手段31aと画像デ
ータ偏位修正手段31bとを有している。偏位修正パラ
メータ取得手段31aは、基準テンプレートの基準マー
クを用いて、ステレオの検出データを得る試料ホルダ3
と照射電子線7との相対的傾斜角度における偏位修正パ
ラメータを取得する。ここで、ステレオの検出データと
は、試料ホルダ3と照射電子線7とが第1及び第2の相
対的傾斜角度をなす状態において、電子線検出部4で試
料9に対する第1及び第2の検出データを検出すること
を言う。画像データ偏位修正手段31bは、取得した偏
位修正パラメータを用いて、試料9のステレオの検出デ
ータを偏位修正データに修正する。
In preparation for data correction of the sample 9 using a reference template having a reference mark, the data correction unit 31 has a deviation correction parameter acquisition unit 31a and an image data deviation correction unit 31b. . The deviation correction parameter acquiring unit 31a uses the reference mark of the reference template to obtain the stereo detection data of the sample holder 3.
A deviation correction parameter at a relative inclination angle between the beam and the irradiation electron beam 7 is acquired. Here, the stereo detection data means that the electron beam detector 4 detects the first and second positions of the sample 9 in the state where the sample holder 3 and the irradiation electron beam 7 form the first and second relative inclination angles. It refers to detecting detection data. The image data deviation correcting unit 31b corrects the stereo detection data of the sample 9 into deviation correction data using the acquired deviation correction parameters.

【0030】図4は試料若しくは基準テンプレート基板
に形成する基準マークの説明図で、(A)は四隅に基準
マークを有する平面図、(B)は格子状に基準マークを
有する平面図、(C)はレンズ歪補正用の基準テンプレ
ートの断面図である。試料9の場合には、四隅に基準マ
ーク9aを形成すると、データ修正部31による偏位修
正が行いやすい。基準マーク9aは試料9のなるべく広
い範囲に3点以上形成すると使用しやすい。基準マーク
9aとは、三次元位置が既知の基準点である。基準テン
プレート40であっても、四隅に基準マークを形成して
よい。基準テンプレート40とは、ステレオ画像を形成
する基準面となる平坦面を有するもので、好ましくは試
料9を構成する材料と同一の組成成分を有し、凸凹のな
い平坦なものがよい。基準テンプレート基板40bと
は、基準マークを作成して基準テンプレート40とする
基板である。
FIGS. 4A and 4B are explanatory views of fiducial marks formed on a sample or a fiducial template substrate. FIG. 4A is a plan view having fiducial marks at four corners, FIG. () Is a sectional view of a reference template for correcting lens distortion. In the case of the sample 9, if the reference marks 9 a are formed at the four corners, it is easy to perform the displacement correction by the data correction unit 31. It is easy to use the reference mark 9a if three or more reference marks 9a are formed in a wide range of the sample 9. The reference mark 9a is a reference point whose three-dimensional position is known. Even in the case of the reference template 40, reference marks may be formed at four corners. The reference template 40 has a flat surface serving as a reference surface for forming a stereo image. Preferably, the reference template 40 has the same composition as the material constituting the sample 9 and has no unevenness. The reference template substrate 40b is a substrate on which a reference mark is created and used as the reference template 40.

【0031】基準テンプレート40の場合は、基準マー
ク40aを基準テンプレート基板40bの任意の位置に
形成できるので、例えば格子状に基準マークを形成す
る。格子状に基準マークを設けると、外部標定要素に加
えて電子線のレンズ歪まで補正するのに用いることがで
きる。電子線のレンズ歪を補正する場合は、平坦な基準
テンプレートの場合には複数方向から撮影する必要があ
る。図4(C)のように基準テンプレートに段差を付け
て、且つこの段差方向の縁に格子状に基準マークを設け
ると、基準マークに高さ成分が含まれる為、電子線のレ
ンズ歪が正確に補正できる。なお、レンズ歪にはザイデ
ル収差である球面収差、コマ収差、湾曲収差、非点収
差、歪み収差等があり、色収差として軸上収差、倍率色
収差、回転色収差がある。
In the case of the reference template 40, since the reference mark 40a can be formed at an arbitrary position on the reference template substrate 40b, the reference marks are formed, for example, in a lattice shape. When the reference marks are provided in a lattice shape, they can be used for correcting lens distortion of an electron beam in addition to external orientation elements. When correcting the lens distortion of the electron beam, it is necessary to photograph from a plurality of directions in the case of a flat reference template. If a step is formed on the reference template as shown in FIG. 4 (C) and a reference mark is provided in a grid shape on the edge in the direction of the step, since the reference mark contains a height component, the lens distortion of the electron beam can be accurately corrected. Can be corrected. Note that lens distortion includes spherical aberration, coma, curvature, astigmatism, distortion, and the like, which are Seidel aberrations, and chromatic aberration includes axial aberration, lateral chromatic aberration, and rotational chromatic aberration.

【0032】[試料若しくは基準テンプレート基板に基
準マークを作成する方法]続いて、試料若しくは基準テ
ンプレート基板に基準マークを作成する方法について説
明する。試料9や基準テンプレート基板40bの場合に
は、基準マークパターン発生器23を用いて電子線7を
位置決めして照射することでコンタミネーション、欠陥
等を試料9面上に形成して基準マークとすることができ
る。電子線7を用いることで、基準マークは非常に精密
な位置決め精度で試料9や基準テンプレート基板40b
に形成される。
[Method of Creating Reference Marks on Sample or Reference Template Substrate] Next, a method of creating reference marks on the sample or reference template substrate will be described. In the case of the sample 9 or the reference template substrate 40b, the reference mark pattern generator 23 is used to position and irradiate the electron beam 7, thereby forming contamination, defects, and the like on the surface of the sample 9 as reference marks. be able to. By using the electron beam 7, the reference mark can be formed with very precise positioning accuracy on the sample 9 or the reference template substrate 40b.
Formed.

【0033】コンタミネーションは試料上の炭化水素の
分子が電子線照射により焼き付く現象で、その大きさ
は、電子線のプローブ径に依存するが、電子線密度、照
射時間が大きいほど、コンタミ量は多くなり、ほぼ裾野
を持つ円錐状に育つ。従ってプローブをゆっくり走査さ
せると、コンタミネーションはその走査の形状に沿って
付くようになる。コンタミネーションを任意の形状や任
意の分布をさせるには、その形状に従って電子線プロー
ブを走査して一定時間保持する。コンタミネーションを
作成する場合、その大きさをビーム径、電流値等で電子
線密度、照射時間を制御する。画像処理しやすくするた
めに、基準マークは、画像上で10画素以上とするのが
望ましく、照射するビーム径を画素以上にする。好まし
くは、基準マークパターン発生器23に電子線照射制御
の最適値を設定しておく。
Contamination is a phenomenon in which hydrocarbon molecules on a sample are burned by electron beam irradiation, and the size depends on the probe diameter of the electron beam. The larger the electron beam density and irradiation time, the smaller the amount of contamination. It grows and grows in a conical shape with almost a foot. Thus, when the probe is scanned slowly, the contamination will follow the shape of the scan. In order to make the contamination have an arbitrary shape or an arbitrary distribution, the electron beam probe is scanned according to the shape and held for a certain period of time. When creating a contamination, the electron beam density and the irradiation time are controlled by the beam diameter, the current value, and the like. In order to facilitate the image processing, the reference mark is desirably 10 pixels or more on the image, and the irradiation beam diameter is set to pixels or more. Preferably, an optimum value of the electron beam irradiation control is set in the reference mark pattern generator 23.

【0034】コンタミネーションが付きやすい時は、照
射系の一部に電子線7をカットするビームブランキング
を設けて、電子線の走査に伴う移動の時は、電子線7が
試料9に当たらなくするとよい。また、検出器4から得
られる二次電子信号のレベルを基準マークパターン発生
器23に帰還して、電子線7の照射時間を調整すること
によりコンタミネーションの量を制御することができ
る。
When contamination is likely to occur, a beam blanking for cutting the electron beam 7 is provided in a part of the irradiation system, so that the electron beam 7 does not hit the sample 9 during the movement accompanying the scanning of the electron beam. Good to do. Further, the level of the secondary electron signal obtained from the detector 4 is fed back to the reference mark pattern generator 23, and the amount of contamination can be controlled by adjusting the irradiation time of the electron beam 7.

【0035】図5は試料若しくは基準テンプレート基板
に基準マークを作成する手順を示す流れ図である。ま
ず、基準マークを作成する試料9若しくは基準テンプレ
ート基板40bを試料ホルダ3に収容し、基準マークパ
ターン発生器23に基準マークを作成する位置を読み込
ませる(S100)。そして、電子線源1から電子線7
を照射しつつ、走査レンズ2cにより電子線7を試料9
若しくは基準テンプレート基板40bの面上でスキャン
させる(S102)。次に、電子線7の照射位置が、予
めプログラムされた基準マークの作成位置か確認する
(S104)。基準マークの作成位置であれば、電子線
7をその位置で停止させ(S106)、電子線7を照射
させる(S108)。ここで検出器4によって得られた
信号が予め設定された閾値以上か判定し、閾値以上とな
るまで基準マークの作成位置にて照射し続ける(S11
0)。閾値以上となると、基準マークを所定数作成した
か確認する(S112)。仮に所定数に達していなけれ
ば、S102に戻り、再び電子線7をスキャンさせ、所
定数の基準マークを作成していれば終了する(S11
4)。
FIG. 5 is a flowchart showing a procedure for forming a reference mark on a sample or a reference template substrate. First, the sample 9 or the reference template substrate 40b for creating a reference mark is accommodated in the sample holder 3, and the reference mark pattern generator 23 is caused to read the position where the reference mark is to be created (S100). Then, from the electron beam source 1 to the electron beam 7
While irradiating the sample 9 with the electron beam 7 by the scanning lens 2c.
Alternatively, scanning is performed on the surface of the reference template substrate 40b (S102). Next, it is checked whether the irradiation position of the electron beam 7 is a position where a reference mark created in advance is created (S104). If the position is the position where the reference mark is created, the electron beam 7 is stopped at that position (S106), and the electron beam 7 is irradiated (S108). Here, it is determined whether the signal obtained by the detector 4 is equal to or greater than a preset threshold value, and irradiation is continued at the reference mark creation position until the signal exceeds the threshold value (S11).
0). If the number is equal to or larger than the threshold, it is checked whether a predetermined number of reference marks have been created (S112). If the predetermined number has not been reached, the process returns to S102, where the electron beam 7 is again scanned, and the process is terminated if the predetermined number of reference marks have been created (S11).
4).

【0036】なお、図4(C)のように基準テンプレー
ト基板40bに段差の形状があって、コンタミネーショ
ンを段差上に付ける場合は次のように行う。まず、基準
テンプレート基板40bの段差の作製は、レジストの露
光、エッチングを繰り返すことにより任意の形状で段差
を作ることが可能である。電子顕微鏡は焦点深度が高い
ため段差の任意の場所に電子線プローブをとどめること
により、電子線プローブが止まったところにコンタミネ
ーションの基準マークを作ることが可能である。
In the case where the reference template substrate 40b has a stepped shape as shown in FIG. 4C and the contamination is applied on the stepped portion, the following is performed. First, the step of the reference template substrate 40b can be formed in any shape by repeating exposure and etching of the resist. Since the electron microscope has a high depth of focus, it is possible to make a reference mark of contamination at a position where the electron beam probe stops by holding the electron beam probe at an arbitrary position on a step.

【0037】このように作成された基準テンプレートを
用いて偏位修正パラメータを取得する処理手順について
説明する。図6は基準テンプレートを用いて偏位修正パ
ラメータを取得する処理の流れ図である。まず、電子顕
微鏡の倍率を決定する(S202)。これによって中心
投影か平行投影かを決定する。なお、中心投影と平行投
影については後で説明する。次に、基準マークを有する
基準テンプレート40を試料ホルダ3にセットする(S
204)。外部標定要素を補正する場合は、基準マーク
が3点以上の基準テンプレート40を用い、レンズ歪補
正まで行う場合は基準マークが多数作成されている方の
基準テンプレート40を使用する。ただし、外部標定要
素のみであっても、基準マークが多数作成されている基
準テンプレート40を使用することもできる。また、レ
ンズ歪補正を正確に行う場合は、段差付きの基準テンプ
レート40が望ましい。
The processing procedure for obtaining the deviation correction parameters using the reference template created in this way will be described. FIG. 6 is a flowchart of the process of acquiring the deviation correction parameter using the reference template. First, the magnification of the electron microscope is determined (S202). This determines whether the projection is center projection or parallel projection. The central projection and the parallel projection will be described later. Next, the reference template 40 having the reference mark is set on the sample holder 3 (S
204). When correcting the external orientation elements, the reference template 40 having three or more reference marks is used. When performing correction up to lens distortion, the reference template 40 in which many reference marks are created is used. However, even with only the external orientation elements, a reference template 40 in which a large number of reference marks are created can be used. In order to accurately correct the lens distortion, the reference template 40 having a step is desirable.

【0038】試料ホルダ3と照射電子線7とが第1及び
第2の相対的傾斜角度をなす状態において、電子線検出
部4で基準テンプレート40に対する第1及び第2の検
出データを検出する(S206)。外部標定要素の補正
であれば、この第1及び第2の相対的傾斜角度は試料9
を計測するのと同じ角度とし、少なくとも2方向以上の
傾斜角度にて撮影する。レンズ歪補正を行う場合は、試
料9を計測するのと同じ2方向の傾斜角度に加えて、第
3の傾斜角度(例えばプラス3方向)から撮影する。次
に、撮影された画像から画像相関処理等を用いて基準マ
ークを抽出して、計測する(S208)。
In a state where the sample holder 3 and the irradiation electron beam 7 form the first and second relative inclination angles, the electron beam detector 4 detects the first and second detection data for the reference template 40 ( S206). In the case of correction of the external orientation element, the first and second relative inclination angles are equal to those of the sample 9.
Is taken at the same angle as that of the measurement, and the photographing is performed at an inclination angle of at least two directions. When performing lens distortion correction, imaging is performed from a third inclination angle (for example, plus three directions) in addition to the same two inclination angles as when the sample 9 is measured. Next, a fiducial mark is extracted from the photographed image by using image correlation processing or the like and measured (S208).

【0039】図7は画像相関処理の説明図である。図
中、探索画像Tは縦N1、横N1で左上座標が(a,b)と
なっている小さな矩形図である。対象画像Iは縦M、横
Mの大きな矩形図である。画像相関処理は、正規化相関
法や残差逐次検定法(SSDA法)など、どれを用いて
もよい。残差逐次検定法を使用すれば処理が高速化でき
る。残差逐次検定法は次式を用いる。
FIG. 7 is an explanatory diagram of the image correlation processing. In the figure, a search image T is a small rectangular diagram having a vertical N1 and a horizontal N1 and an upper left coordinate of (a, b). The target image I is a large rectangular figure having a vertical M and a horizontal M. As the image correlation processing, any of a normalized correlation method, a residual sequential test method (SSDA method), and the like may be used. The processing can be speeded up by using the residual sequential test method. The following equation is used for the residual sequential test method.

【数1】 ここで、T(m1,n1)は探索画像、I(a,b)(m1,n1)は対象
画像の部分画像、(a,b)は探索画像の左上座標、R(a,b)
は残差である。残差R(a,b)が最小になる点が求める画
像の位置である。処理の高速化をはかるため、式(1)
の加算において、R(a,b)の値が過去の残差の最小値を
越えたら加算を打ち切り、次のR(a,b)に移るよう計算
処理を行う。
(Equation 1) Here, T (m1, n1) is the search image, I (a, b) (m1, n1) is a partial image of the target image, (a, b) is the upper left coordinate of the search image, and R (a, b)
Is the residual. The point at which the residual R (a, b) is the minimum is the position of the image to be obtained. Equation (1) is used to speed up the processing.
When the value of R (a, b) exceeds the minimum value of the residual in the past, the addition is terminated, and a calculation process is performed to move to the next R (a, b).

【0040】再び図6に戻り、基準マークを用いて、ス
テレオの検出データを得る試料ホルダ3と照射電子線7
との相対的傾斜角度における偏位修正パラメータの計算
を行う(S210)。計測された基準マークの画像座標
と実際の座標から、中心投影の場合は後述する式(2)
〜(4)を使って偏位修正パラメータを算出する。平行
投影の場合は式(5)、(6)を使って偏位修正パラメ
ータを算出する。レンズ歪補正まで行う場合は、式
(7)を使って偏位修正パラメータを算出する。そし
て、試料ホルダ3から基準テンプレート40を取り出し
て、偏位修正パラメータの取得が完了する(S21
2)。
Referring back to FIG. 6, the sample holder 3 and the irradiation electron beam 7 for obtaining stereo detection data using the fiducial marks.
The deviation correction parameter at the relative inclination angle with respect to is calculated (S210). From the measured image coordinates of the reference mark and the actual coordinates, in the case of center projection, the following equation (2) is used.
偏 (4) is used to calculate a deviation correction parameter. In the case of parallel projection, a deviation correction parameter is calculated using equations (5) and (6). When the lens distortion correction is performed, the deviation correction parameter is calculated using the equation (7). Then, the reference template 40 is taken out from the sample holder 3, and the acquisition of the deviation correction parameter is completed (S21).
2).

【0041】[平行投影と中心投影]電子顕微鏡では倍
率が低倍率〜高倍率(ex.数倍〜数百万倍)までレンジ
が幅広いため、電子光学系2が低倍率では中心投影、高
倍率では平行投影とみなせる。中心投影と平行投影とを
切替える倍率は、偏位修正パラメータの算出精度を基準
にして定めるのがよく、例えば1000倍乃至10000倍から
適宜選択される。図8は中心投影の説明図である。中心
投影の場合、投影中心点Ocを基準にして試料9の置か
れる対象座標系50と、検出器4の置かれる画像座標系
52が図8のような位置関係にある。対象座標系50に
おける基準マークのような対象物の座標を(X,Y,
Z)、投影中心点Ocの座標を(Xo,Yo,Zo)と
する。画像座標系52における座標を(x,y)、投影
中心点Ocから画像座標系52までの画面距離をCとす
る。このとき、中心投影式として次式が成立する。
[Parallel Projection and Center Projection] The electron microscope has a wide range of magnification from low magnification to high magnification (ex. Several times to several million times). Then it can be regarded as parallel projection. The magnification for switching between the central projection and the parallel projection is preferably determined based on the calculation accuracy of the deviation correction parameter, and is appropriately selected from, for example, 1000 to 10,000 times. FIG. 8 is an explanatory diagram of center projection. In the case of center projection, the target coordinate system 50 on which the sample 9 is placed and the image coordinate system 52 on which the detector 4 is placed have a positional relationship as shown in FIG. 8 with reference to the projection center point Oc. The coordinates of an object such as a reference mark in the object coordinate system 50 are represented by (X, Y,
Z), and the coordinates of the projection center point Oc are (Xo, Yo, Zo). The coordinates in the image coordinate system 52 are (x, y), and the screen distance from the projection center point Oc to the image coordinate system 52 is C. At this time, the following equation is established as the central projection equation.

【0042】[0042]

【数2】 ここで、kは係数、ai,j:(i=1,2,3;j=1,2,3)は回
転行列の要素である。式(2)を画像座標系52の座標
(x,y)について解くと次式が成立する。
(Equation 2) Here, k is a coefficient, and ai, j: (i = 1, 2, 3; j = 1, 2, 3) is an element of the rotation matrix. When the equation (2) is solved for the coordinates (x, y) of the image coordinate system 52, the following equation is established.

【数3】 また、回転行列の要素ai,jは画像座標系52の対象座
標系50を構成する3軸X,Y,Zに対する傾きω、
φ、κを用いて次のように表せる。
(Equation 3) Further, the elements ai, j of the rotation matrix are the inclinations ω of the image coordinate system 52 with respect to the three axes X, Y, Z constituting the target coordinate system 50,
It can be expressed as follows using φ and κ.

【数4】 (Equation 4)

【0043】図9は平行投影の説明図である。平行投影
の場合は、中心投影の投影中心点Ocに相当する点がな
い。そこで、対象座標系54として回転を考慮した座標
系(X,Y,Z)を用い、縮尺係数としてK
を選定すると次式が成立する。
FIG. 9 is an illustration of parallel projection. In the case of parallel projection, there is no point corresponding to the projection center point Oc of the central projection. Therefore, a coordinate system (X R , Y R , Z R ) considering rotation is used as the target coordinate system 54, and K 1 ,
The following equation holds when selecting the K 2.

【数5】 すると、対象座標系54で選択した原点(Xo,Yo,
Zo)とオリエンテーション行列Aを用いて、次のよう
に表せる。
(Equation 5) Then, the origin (Xo, Yo,
Using Zo) and the orientation matrix A, it can be expressed as follows.

【数6】 ここで、オリエンテーション行列Aの要素ai,jに関し
ては式(4)に相当する関係が成立している。
(Equation 6) Here, a relationship corresponding to equation (4) holds for the elements ai, j of the orientation matrix A.

【0044】偏位修正パラメータの算出においては、式
(2)〜(4)又は式(5)、(6)に含まれる6つの
外部標定要素ω、φ、κ、Xo、Yo、Zoを求める。
即ち、S210において、これらの式を、最低3点以上
の基準マークにより観測方程式をたて、逐次近似解法に
よってこれら6つの外部標定要素を算出する。具体的に
は、未知変量の近似値を与え、近似値のまわりにテーラ
ー展開して線形化し、最小二乗法により補正量を求めて
近似値を補正し、同様の操作を繰り返し収束解を求める
逐次近似解法によってこれら6つの外部標定要素を求め
ることができる。また、式(2)〜(4)又は式
(5)、(6)に代えて、単写真標定や相互標定、その
他空中三角測量で外部標定として用いられている各種の
演算式のうちから適宜採択して演算を行うとよい。
In calculating the deviation correction parameters, six external orientation elements ω, φ, κ, Xo, Yo, and Zo included in equations (2) to (4) or equations (5) and (6) are obtained. .
That is, in S210, these equations are used to form an observation equation using three or more reference marks, and these six external orientation elements are calculated by successive approximation. Specifically, an approximate value of an unknown variable is given, a Taylor expansion is performed around the approximate value to linearize, an approximate value is corrected by obtaining a correction amount by the least square method, and the same operation is repeated to obtain a convergence solution. These six external orientation elements can be obtained by the approximate solution method. In addition, instead of formulas (2) to (4) or formulas (5) and (6), appropriate ones among various arithmetic expressions used as external orientations in single photo orientation, mutual orientation, and other aerial triangulations. It is advisable to adopt and perform the calculation.

【0045】[レンズ歪補正]電子光学系2を構成する
電子レンズの歪曲収差まで求める場合は、さらに複数の
基準マークを用意し、複数方向からの画像を得ることに
より式(7)、(8)によって補正することが可能とな
る。即ち、式(2)〜(4)又は式(5)、(6)でさ
らにレンズ歪を補正したx、y座標をx'、y'とすれ
ば、次式が成立する。 x'=x+Δx ・・・…(7) y'=y+Δy ここで、k1、k2を放射方向レンズ歪み係数とする
と、Δx、Δyは次式により表される。
[Lens Distortion Correction] In order to obtain the distortion of the electron lens constituting the electron optical system 2, a plurality of reference marks are prepared, and images are obtained from a plurality of directions. ) Can be corrected. That is, if the x and y coordinates obtained by further correcting the lens distortion in Equations (2) to (4) or Equations (5) and (6) are x 'and y', the following equation is established. x ′ = x + Δx (7) y ′ = y + Δy Here, assuming that k1 and k2 are radial lens distortion coefficients, Δx and Δy are represented by the following equations.

【数7】 (Equation 7)

【0046】電子レンズの歪曲収差の計算は、画像座標
と対象座標を計測することにより、上式にあてはめ逐次
近似解法によって算出される。また、レンズ歪係数は、
式(8)では放射方向レンズ歪みとしているが、さらに
タンジェンシャルレンズ歪みやスパイラルレンズ歪み、
その他電子レンズの歪曲収差の修正に必要な要素を式
(8)に加えてレンズ歪係数を求めれば、それらの較正
(キャリブレーション)が可能となる。
The distortion of the electronic lens is calculated by measuring the image coordinates and the target coordinates, and by applying the above equation to the successive approximation solution. The lens distortion coefficient is
In Equation (8), the lens distortion in the radial direction is set. However, tangential lens distortion, spiral lens distortion,
If a lens distortion coefficient is obtained by adding other factors necessary for correcting the distortion of the electronic lens to the equation (8), the calibration of the lens becomes possible.

【0047】続いて、偏位修正パラメータを取得した後
で、試料のステレオ画像を処理する処理手順について説
明する。図10は偏位修正パラメータを用いて試料のス
テレオ画像を処理する手順の流れ図である。まず、観察
・計測したい試料9を試料ホルダ3にセットする(S2
52)。続いて、ビーム傾斜制御部5aにより、電子線
7の試料ホルダ3に対する傾斜角を2つ以上にして、電
子線検出部4で試料9に対する第1及び第2の検出デー
タを検出し、ステレオ撮影を行って画像を取り込む(S
254)。この2つ以上の傾斜角は、S206において
偏位修正パラメータを取得するのに用いた、試料ホルダ
3と照射電子線7とがなす第1及び第2の相対的傾斜角
度と同じ角度とする。
Next, a description will be given of a processing procedure for processing a stereo image of a sample after obtaining the deviation correction parameters. FIG. 10 is a flowchart of a procedure for processing a stereo image of a sample using the deviation correction parameters. First, the sample 9 to be observed and measured is set in the sample holder 3 (S2).
52). Subsequently, the beam tilt controller 5a sets the tilt angle of the electron beam 7 with respect to the sample holder 3 to two or more, and the electron beam detector 4 detects the first and second detection data for the sample 9 to perform stereo imaging. To capture the image (S
254). The two or more inclination angles are the same as the first and second relative inclination angles between the sample holder 3 and the irradiation electron beam 7 used for acquiring the deviation correction parameter in S206.

【0048】次に、倍率変更部6の設定倍率により、試
料9の撮影は中心投影か平行投影かを判別する(S25
6)。中心投影の場合には、偏位修正パラメータとして
の6つの外部標定要素ω、φ、κ、Xo、Yo、Zoを
用いて、対象座標に該当する画像座標を式(2)〜
(4)に代入して求め、それをステレオ表示したい立体
画像観察部33の座標系に変換して、再配列を行えば、
データ修正部31により検出器4で検出するステレオ画
像の偏位修正画像を作成することができる(S25
8)。平行投影の場合には、6つの外部標定要素ω、
φ、κ、Xo、Yo、Zoを用いて、対象座標に該当す
る画像座標を式(5)、(6)に代入して求め、それを
ステレオ表示したい立体画像観察部33の座標系に変換
して、再配列を行えば、データ修正部31により検出器
4で検出するステレオ画像の偏位修正画像を作成するこ
とができる(S260)。
Next, it is determined whether the photographing of the sample 9 is center projection or parallel projection based on the magnification set by the magnification changing unit 6 (S25).
6). In the case of central projection, the image coordinates corresponding to the target coordinates are calculated by using the six external orientation elements ω, φ, κ, Xo, Yo, and Zo as deviation correction parameters, using equations (2) to (5).
By substituting it into (4) and converting it to the coordinate system of the stereoscopic image observation unit 33 that wants to display in stereo, and rearranging it,
An eccentricity correction image of a stereo image detected by the detector 4 can be created by the data correction unit 31 (S25).
8). In the case of parallel projection, six external orientation elements ω,
By using φ, κ, Xo, Yo, and Zo, the image coordinates corresponding to the target coordinates are obtained by substituting into the expressions (5) and (6), and converted into the coordinate system of the stereoscopic image observation unit 33 that wants to display in stereo. Then, if the rearrangement is performed, a deviation correction image of the stereo image detected by the detector 4 can be created by the data correction unit 31 (S260).

【0049】そして、偏位修正パラメータによって偏位
修正されたステレオ画像は一旦ステレオ画像記憶部34
に記録されると共に、立体画像観察部33で立体表示す
る(S262)。なお、立体画像観察部33のような立
体モニタがない場合は、代替手段として表示部22の1
画面上に2画像表示すると、オペレータ側の対処で立体
視が可能となる。
The stereo image corrected for deviation by the deviation correction parameter is temporarily stored in the stereo image storage unit 34.
And stereoscopically displayed by the stereoscopic image observation unit 33 (S262). When there is no stereoscopic monitor such as the stereoscopic image observation unit 33, one of the display units 22 is used as an alternative.
When two images are displayed on the screen, stereoscopic viewing becomes possible by the operator.

【0050】次に、形状測定部32により、データ修正
部31により修正されたステレオ画像に基づき試料9の
三次元計測したい箇所を計測する(S264)。三次元
計測は立体表示させた左右画像を計測することにより
(横視差を求める)、三角測量の原理により算出され
る。左右画像の計測はマニュアル、或いは画像相関処理
等を用いて行うことができる。
Next, based on the stereo image corrected by the data correcting unit 31, the shape measuring unit 32 measures a portion of the sample 9 where three-dimensional measurement is desired (S264). The three-dimensional measurement is calculated based on the principle of triangulation by measuring left and right images displayed stereoscopically (obtaining lateral parallax). The measurement of the left and right images can be performed manually or using image correlation processing or the like.

【0051】そして、測定終了であるか判断し(S26
6)、測定を継続するのであれば既に求めてある偏位修
正パラメータが利用できるか判断する(S267)。同
じ倍率で別試料を測定する場合と、違う倍率で測定を行
う場合であっても電子顕微鏡の倍率再現性があるとき
は、既に求めてある偏位修正パラメータを利用して、S
252に戻って計測を繰り返す。電子顕微鏡に倍率再現
性がない場合、或いは経時変化がある場合は、既に求め
てある偏位修正パラメータが利用できないので、図6の
S202に戻り、最初から基準テンプレート40を使用
して倍率に応じた偏位修正パラメータを算出する。測定
終了の場合は試料9を試料ホルダ3から抜いて終了する
(S268)。
Then, it is determined whether the measurement is completed (S26).
6) If the measurement is to be continued, it is determined whether the deviation correction parameter already obtained can be used (S267). When there is reproducibility of the magnification of the electron microscope even when measuring another sample at the same magnification and when measuring at a different magnification, the deviation correction parameter already obtained is used to calculate S
Returning to step 252, the measurement is repeated. If the electron microscope has no magnification reproducibility or has a change with time, the deviation correction parameter already obtained cannot be used, so the flow returns to S202 in FIG. The calculated deviation correction parameter is calculated. When the measurement is completed, the sample 9 is removed from the sample holder 3 and the process ends (S268).

【0052】図11は試料に存在する基準マークを用い
てステレオ画像の観察を行う手順の流れ図である。ま
ず、試料9を試料ホルダ3に挿入する(S302)。続
いて、倍率変更部6により試料9を観察又は計測する倍
率を設定する(S304)。そして、設定した倍率にて
電子線7により試料9の面上をプリスキャンする(S3
06)。プリスキャンにより検出器4が二次電子を検出
して、画像作成処理部21により画像が作成される。基
準マークパターン発生器23では、画像作成処理部21
により作成された画像から特徴点を抽出する(S30
8)。ここで、特徴点とは基準マークのように偏位修正
パラメータの算出に適する位置に存在する明認できるマ
ークである。
FIG. 11 is a flowchart of a procedure for observing a stereo image using a reference mark present on a sample. First, the sample 9 is inserted into the sample holder 3 (S302). Subsequently, a magnification for observing or measuring the sample 9 is set by the magnification changing unit 6 (S304). Then, the surface of the sample 9 is pre-scanned with the electron beam 7 at the set magnification (S3).
06). The detector 4 detects secondary electrons by pre-scanning, and an image is created by the image creation processing unit 21. In the reference mark pattern generator 23, the image creation processing unit 21
Feature points are extracted from the image created by the process (S30).
8). Here, the feature point is a clearly recognizable mark existing at a position suitable for calculating the deviation correction parameter, such as a reference mark.

【0053】[特徴点の抽出処理]ここで、基準マーク
パターン発生器23で行う特徴点の抽出処理について説
明する。入力画像をf(i,j)、入力画像のラプラシ
アンを∇f(i,j)とすると、画像の鮮鋭化処理が
行われる。 g(i,j)=f(i、j)−∇f(i,j) ・・・…(9) ここで、g(i,j)は鮮鋭化画像である。また、入力
画像のラプラシアン∇f(i,j)に関しては、ラプ
ラシアン・オペレータ、線検出オペレータ等のいろいろ
な形の微分オペレータがある。
[Feature Point Extraction Process] Here, the feature point extraction process performed by the reference mark pattern generator 23 will be described. Assuming that the input image is f (i, j) and the Laplacian of the input image is ∇ 2 f (i, j), the image is sharpened. g (i, j) = f (i, j) −∇ 2 f (i, j) (9) Here, g (i, j) is a sharpened image. Regarding the Laplacian ∇ 2 f (i, j) of the input image, there are various types of differential operators such as a Laplacian operator and a line detection operator.

【0054】図12は3x3画素用の画像鮮鋭化処理の
微分オペレータで、(A)はラプラシアン・オペレー
タ、(B)は線検出オペレータである。中心の画素に重
い重み付けをし、隣接する画素に軽い重み付けをするこ
とで鮮鋭化処理を行っている。なお、画像鮮鋭化処理の
微分オペレータは、図12の3x3画素用微分オペレー
タにガウス曲線による重み付けの修正を施したものとし
てもよい。
FIGS. 12A and 12B show a differential operator of the image sharpening process for 3 × 3 pixels. FIG. 12A shows a Laplacian operator and FIG. 12B shows a line detection operator. Sharpening processing is performed by giving a heavy weight to the center pixel and a light weight to the adjacent pixels. Note that the differential operator for the image sharpening process may be obtained by modifying the 3 × 3 pixel differential operator of FIG. 12 by weighting using a Gaussian curve.

【0055】画像の鮮鋭化処理の次に、エッジ抽出処理
が行われる。エッジ抽出処理は、鮮鋭化画像の濃度値の
ゼロ交差点をエッジとすることにより行うことができ
る。すなわち、ゼロとなった点のみを画像化する、或い
はゼロを境にしてプラス領域を白、マイナス領域を黒と
することにより画像化される。
After the image sharpening process, an edge extraction process is performed. The edge extraction processing can be performed by setting a zero crossing point of the density value of the sharpened image as an edge. That is, the image is formed by imaging only the points at which the value becomes zero, or by setting the plus region to white and the minus region to black at the boundary of zero.

【0056】また、式(9)を用いたデジタル画像処理
に代えて、下式に示されるような計算処理によって求め
てもよい。
Further, instead of the digital image processing using the equation (9), it may be obtained by a calculation processing as shown in the following equation.

【数8】 式(10)は、計算処理の中にガウス曲線による濃淡の
激変緩和措置を内蔵させたものである。
(Equation 8) Equation (10) incorporates a measure to mitigate the sudden change in shading by a Gaussian curve in the calculation processing.

【0057】図11に戻り、基準マークパターン発生器
23では、特徴点の位置と数が十分か判断し(S31
0)、十分であれば特徴点を基準マークとして扱う(S
311)。不十分であれば既存の特徴点を基準マークと
して扱うと共に、追加して形成すべき基準マークの位置
決定をし(S312)、基準マークパターン発生器23
により基準マークを作成する(S314)。特徴点の位
置と数が十分か否か判断するために、画像作成処理部2
1により作成された画像をブロック分けしてから判断す
るとよい。
Returning to FIG. 11, the reference mark pattern generator 23 determines whether the positions and the number of feature points are sufficient (S31).
0), if sufficient, treat the feature points as reference marks (S
311). If not, the existing feature points are treated as fiducial marks, and the positions of fiducial marks to be additionally formed are determined (S312), and the fiducial mark pattern generator 23 is determined.
To create a fiducial mark (S314). In order to determine whether the positions and the number of feature points are sufficient, the image creation processing unit 2
The determination may be made after the image created in step 1 is divided into blocks.

【0058】図13は特徴点の抽出処理後に、画像作成
処理部により作成された画像をブロック分けする場合の
説明図である。画像作成処理部21により作成された画
像は、例えば4個のブロックA、B、C、Dに区分す
る。好ましくは、画像のブロック分けは各ブロックに1
個若しくは2個の特徴点が存在するように定めると共
に、各ブロックの面積と形状は均等になるようにすると
よい。もし、あるブロックに特徴点が存在しない場合
は、基準マークの作成位置を決める。
FIG. 13 is an explanatory diagram of the case where the image created by the image creation processing unit is divided into blocks after the feature point extraction processing. The image created by the image creation processing unit 21 is divided into, for example, four blocks A, B, C, and D. Preferably, the block division of the image is one for each block.
It is preferable to determine that there are one or two feature points, and to make the area and shape of each block equal. If there is no feature point in a certain block, the reference mark creation position is determined.

【0059】図14は基準マークの形成された試料面の
一例を示す平面図である。試料9は既に所定のパターン
9bを有する半導体基板とする。試料9の画像の四隅に
は基準マーク9aが形成されている。このような基準マ
ーク9aは、試料面を対象画像Iとし、標準的な基準マ
ークを有する探索画像Tにてマッチングをとることで、
容易に検出できる。
FIG. 14 is a plan view showing an example of a sample surface on which fiducial marks are formed. The sample 9 is a semiconductor substrate having a predetermined pattern 9b. Reference marks 9a are formed at four corners of the image of the sample 9. Such a reference mark 9a is obtained by matching a sample surface with a search image T having a standard reference mark as a target image I,
It can be easily detected.

【0060】図11に戻り、ビーム傾斜制御部5aにて
電子線7の傾斜角を制御して電子線7R、7Lを切替え
て、画像作成処理部21に画像を必要枚数取り込む(S
316)。倍率変更部6で設定される倍率により、デー
タ修正部31にて中心投影により偏位修正パラメータを
算出するのか、平行投影により偏位修正パラメータを算
出するのか選択する(S318)。続いて、画像中の基
準マークの座標を検出する(S320、S324)。図
13に示すように、基準マークがどのブロックにあるか
予め判っているので、図7及び図14に示すように、画
像相関処理によってその領域を探索、検出する。
Returning to FIG. 11, the beam tilt control unit 5a controls the tilt angle of the electron beam 7 to switch between the electron beams 7R and 7L, and captures the required number of images into the image creation processing unit 21 (S
316). Based on the magnification set by the magnification change unit 6, the data correction unit 31 selects whether to calculate the deviation correction parameter by central projection or to calculate the deviation correction parameter by parallel projection (S318). Subsequently, the coordinates of the reference mark in the image are detected (S320, S324). As shown in FIG. 13, since it is previously known in which block the reference mark is located, as shown in FIGS. 7 and 14, the area is searched and detected by image correlation processing.

【0061】データ修正部31は、検出された基準マー
クの画像座標の座標から、中心投影の場合は前述した式
(2)〜(4)を使って偏位修正パラメータを算出す
る。そして、偏位修正パラメータとしての6つの外部標
定要素ω、φ、κ、Xo、Yo、Zoを用いて、対象座
標に該当する画像座標を式(2)〜(4)に代入して求
め、それをステレオ表示したい立体画像観察部33の座
標系に変換して、再配列を行えば、データ修正部31に
より検出器4で検出するステレオ画像の偏位修正画像を
作成することができる(S322)。
The data correction unit 31 calculates the deviation correction parameters from the coordinates of the detected reference mark image coordinates using the above-described equations (2) to (4) in the case of center projection. Then, using the six external orientation elements ω, φ, κ, Xo, Yo, and Zo as deviation correction parameters, the image coordinates corresponding to the target coordinates are substituted into the equations (2) to (4) to obtain: If the data is converted into the coordinate system of the stereoscopic image observation unit 33 desired to be displayed in stereo and rearranged, the data correction unit 31 can create a deviation corrected image of the stereo image detected by the detector 4 (S322). ).

【0062】平行投影の場合は前述した式(5)、
(6)を使って偏位修正パラメータを算出する。レンズ
歪補正まで行う場合は、式(7)を使って偏位修正パラ
メータを算出する。そして、6つの外部標定要素ω、
φ、κ、Xo、Yo、Zoを用いて、対象座標に該当す
る画像座標を式(5)、(6)に代入して求め、それを
ステレオ表示したい立体画像観察部33の座標系に変換
して、再配列を行えば、データ修正部31により検出器
4で検出するステレオ画像の偏位修正画像を作成するこ
とができる(S326)。
In the case of parallel projection, the above equation (5)
The deviation correction parameter is calculated using (6). When the lens distortion correction is performed, the deviation correction parameter is calculated using the equation (7). And six external orientation elements ω,
By using φ, κ, Xo, Yo, and Zo, the image coordinates corresponding to the target coordinates are obtained by substituting into the expressions (5) and (6), and converted into the coordinate system of the stereoscopic image observation unit 33 that wants to display in stereo. Then, if the rearrangement is performed, a deviation correction image of the stereo image detected by the detector 4 can be created by the data correction unit 31 (S326).

【0063】続いて、ステレオ画像の偏位修正画像を立
体画像観察部33に表示して、立体観察可能とする(S
328)。次に、形状測定部32により、データ修正部
31により修正されたステレオ画像に基づき試料9の三
次元計測したい箇所を計測する(S330)。そして、
測定終了であるか判断し(S332)、さらに同じ倍率
で別試料を測定する場合、或いは倍率を変更して行う場
合は、S304に戻って計測を繰り返す。測定終了の場
合は試料9を試料ホルダ3から抜いて終了する(S33
4)。ここで、倍率を変更して同じ試料9を計測する場
合、基準マークを既に作成してあるので、それが特徴点
として使用可能かは、S308の特徴抽出処理にて判定
して使用可能であれば使用する。使用できなければ、基
準マークを新たに作成する(S312、S314)。
Subsequently, the deviation corrected image of the stereo image is displayed on the stereoscopic image observation unit 33 to enable stereoscopic observation (S
328). Next, the shape measuring unit 32 measures a portion of the sample 9 where three-dimensional measurement is desired based on the stereo image corrected by the data correcting unit 31 (S330). And
It is determined whether the measurement has been completed (S332), and when another sample is measured at the same magnification or when the magnification is changed, the process returns to S304 and the measurement is repeated. When the measurement is completed, the sample 9 is removed from the sample holder 3 and the process ends (S33).
4). Here, when the same sample 9 is measured by changing the magnification, since the fiducial mark has already been created, whether it can be used as a feature point is determined by the feature extraction process in S308 and can be used. If used. If not, a new reference mark is created (S312, S314).

【0064】なお、図11に示す処理は画像作成処理部
21を介して自動で行う実施の形態を示したが、表示装
置22にプリスキャン画像を表示しながらオペレータが
マニュアルにて実行してもよい。
Although the processing shown in FIG. 11 has been described in an embodiment in which the processing is automatically performed via the image creation processing unit 21, the processing may be performed manually by the operator while displaying the pre-scanned image on the display device 22. Good.

【0065】[第2の実施の形態]図15は本発明の第
2の実施の形態を説明する構成ブロック図で、試料ホル
ダの傾斜角度を変えて走査型顕微鏡のステレオ画像を得
る場合を示している。第2の実施の形態では、試料ホル
ダ3を傾斜制御する傾斜制御部5としてホルダ傾斜制御
部5bを用いており、ビーム傾斜制御部5aは作動させ
ない。ホルダ傾斜制御部5bによる試料ホルダ3と照射
電子線7の相対的傾斜角度は、ここでは右側上がりRと
左側上がりLの二通りに切替えて設定する場合を図示し
ているが、2段に限らず多段に設定してよいが、ステレ
オの検出データを得る為には最小2段必要である。試料
9を所定角度(±θ)傾けて検出器4で撮影すること
は、試料9を固定して電子線7を所定角度(±θ)傾け
て照射し、検出器4で撮像することと等価となる。
[Second Embodiment] FIG. 15 is a structural block diagram for explaining a second embodiment of the present invention, and shows a case where a stereoscopic image of a scanning microscope is obtained by changing the inclination angle of a sample holder. ing. In the second embodiment, the holder tilt controller 5b is used as the tilt controller 5 that controls the tilt of the sample holder 3, and the beam tilt controller 5a is not operated. Here, the case where the relative inclination angle between the sample holder 3 and the irradiation electron beam 7 by the holder inclination control unit 5b is set by switching between two directions, that is, upward R to the right and upward L to the left, is illustrated. However, at least two stages are required to obtain stereo detection data. Taking the sample 9 at a predetermined angle (± θ) and photographing it with the detector 4 is equivalent to fixing the sample 9 and irradiating the electron beam 7 at a predetermined angle (± θ) and imaging with the detector 4. Becomes

【0066】このように構成された装置においても、第
1の実施の形態と同様に検出した生の画像を偏位修正画
像に修正して立体視できるようにする。偏位修正画像に
修正する態様としては、図6、図10に示すように基準
テンプレートを用いて偏位修正パラメータを取得し、そ
の後試料のステレオ画像を処理するものと、図11に示
すように試料の基準マークを用いて直接ステレオ画像を
処理するものとがある。
In the apparatus configured as described above, similarly to the first embodiment, the detected raw image is corrected into a deviation corrected image so that stereoscopic viewing is possible. As a mode of correcting to the rectified image, a rectified parameter is acquired using the reference template as shown in FIGS. 6 and 10, and then a stereo image of the sample is processed, and as shown in FIG. There is one that directly processes a stereo image using a fiducial mark of a sample.

【0067】[第3の実施の形態]図16は本発明の第
3の実施の形態を説明する構成ブロック図で、試料ホル
ダの傾斜角度を変えて透過型顕微鏡のステレオ画像を得
る場合を示している。電子線装置10が透過型顕微鏡で
あるため、電子線検出部4a、4bが試料ホルダ3を挟
んで電子線源1の反対側にある。電子光学系2は、電子
線7を試料9に照射する第1の電子光学系と、試料9を
透過した電子線7をCCD(Charge-coupleddevices)等
の検出器4aに導く第2の電子光学系を有している。第
1の電子光学系として、電子線源1から放射された電子
線7の電子流密度、開き角、照射面積等を変えるコンデ
ンサレンズ2aが設けられている。第2の電子光学系と
して、結像レンズ系の初段にある対物レンズ2g、対物
レンズ2gの像面に作られる像、あるいは後焦点面に作
られる回折像を拡大・投影する中間レンズ2eと投影レ
ンズ2fが設けられている。
[Third Embodiment] FIG. 16 is a block diagram showing the configuration of a third embodiment of the present invention, in which a stereoscopic image of a transmission microscope is obtained by changing the inclination angle of a sample holder. ing. Since the electron beam apparatus 10 is a transmission microscope, the electron beam detectors 4 a and 4 b are located on the opposite side of the electron beam source 1 with the sample holder 3 interposed therebetween. The electron optical system 2 includes a first electron optical system that irradiates the sample 9 with the electron beam 7 and a second electron optical system that guides the electron beam 7 transmitted through the sample 9 to a detector 4a such as a CCD (Charge-coupled devices). System. As a first electron optical system, there is provided a condenser lens 2a for changing an electron flow density, an opening angle, an irradiation area, and the like of the electron beam 7 emitted from the electron beam source 1. As the second electron optical system, an intermediate lens 2e for enlarging and projecting an objective lens 2g at the first stage of the imaging lens system, an image formed on the image plane of the objective lens 2g, or a diffraction image formed on the back focal plane. A lens 2f is provided.

【0068】検出器4aの検出信号はCCD制御部4b
を介して画像作成処理部21に送られる。倍率変更部6
は電子光学系2の倍率を変えるもので、ここでは対物レ
ンズ2g、中間レンズ2e、投影レンズ2fに倍率制御
信号を送っている。試料ホルダ3を傾斜制御する傾斜制
御部5としてホルダ傾斜制御部5bを用いている。な
お、透過型顕微鏡であっても、試料ホルダ3を傾斜制御
する傾斜制御部5としてビーム傾斜制御部に相当する構
成要素を用いても良い。
The detection signal of the detector 4a is transmitted to the CCD controller 4b.
Is sent to the image creation processing unit 21 via the. Magnification change unit 6
Is for changing the magnification of the electron optical system 2. Here, a magnification control signal is sent to the objective lens 2g, the intermediate lens 2e, and the projection lens 2f. A holder tilt controller 5b is used as the tilt controller 5 that controls the tilt of the sample holder 3. Note that, even in a transmission microscope, a component corresponding to a beam tilt controller may be used as the tilt controller 5 that controls the tilt of the sample holder 3.

【0069】このように構成された装置においても、第
1の実施の形態と同様に検出した生の画像を偏位修正画
像に修正して立体視できるようにする。偏位修正画像に
修正する態様としては、図6、図10に示すように基準
テンプレートを用いて偏位修正パラメータを取得し、そ
の後試料のステレオ画像を処理するものと、図11に示
すように試料の基準マークを用いて直接ステレオ画像を
処理するものとがある。
In the apparatus configured as described above, similarly to the first embodiment, the detected raw image is corrected into a deviation corrected image so that stereoscopic viewing is possible. As a mode of correcting to the rectified image, a rectified parameter is acquired using the reference template as shown in FIGS. 6 and 10, and then a stereo image of the sample is processed, and as shown in FIG. There is one that directly processes a stereo image using a fiducial mark of a sample.

【0070】なお、上記実施の形態においては、電子顕
微鏡としてビーム傾斜制御部により電子線を偏向させて
ステレオ画像を得る方式と、ホルダ傾斜制御部により試
料を傾斜させてステレオ画像を得る方式との両方式が採
用できる構成となっているが、本発明はこれに限定され
るものではなく、ビーム傾斜制御部とホルダ傾斜制御部
の何れか一方を備える電子顕微鏡としても構わない。
In the above-described embodiment, the electron microscope deflects the electron beam by the beam tilt control unit to obtain a stereo image, and the holder tilt control unit tilts the sample to obtain a stereo image. Although both configurations can be adopted, the present invention is not limited to this, and may be an electron microscope including one of the beam tilt control unit and the holder tilt control unit.

【0071】[0071]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電子線装
置によれば、電子線を放射する電子線源と、電子線を試
料に照射する電子光学系と、試料を保持する試料ホルダ
と、試料ホルダと照射電子線とを相対的に傾斜させる試
料傾斜部と、試料から出射される電子線を検出する電子
線検出部と、試料ホルダと照射電子線とを相対的に傾斜
させた際のステレオの検出データを所定の関係にデータ
修正するデータ修正部とを備えている。そこで、データ
修正部によって、ステレオの検出データとしての2枚の
画像データを偏位修正して、画像の標定をできる状態に
でき、空中三角測量のデータ処理方法に準拠して、試料
の三次元形状測定や立体的な画像を形成できる。
As described above, according to the electron beam apparatus of the present invention, an electron beam source for emitting an electron beam, an electron optical system for irradiating a sample with an electron beam, and a sample holder for holding the sample. When the sample holder and the irradiation electron beam are relatively inclined, the sample holder and the irradiation electron beam are relatively inclined, the electron beam detector that detects the electron beam emitted from the sample, and the sample holder and the irradiation electron beam are relatively inclined. And a data correction unit that corrects the stereo detection data in a predetermined relationship. Therefore, the data correction unit can correct the deviation of the two pieces of image data as the detection data of the stereo to enable the orientation of the image, and conform to the data processing method of aerial triangulation to obtain the three-dimensional data of the sample. Shape measurement and three-dimensional images can be formed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 3本の同じ長さの直線パターンが等間隔に存
在している被写体に対して所定の傾斜角度で撮影した画
像の説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of an image photographed at a predetermined inclination angle with respect to a subject in which three linear patterns having the same length exist at equal intervals.

【図2】 図1(A)、(B)の傾斜画像を偏位修正画
像に修正したステレオ画像の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a stereo image in which the tilt images in FIGS. 1A and 1B have been corrected to a deviation correction image.

【図3】 本発明の第1の実施の形態を説明する構成ブ
ロック図で、走査型顕微鏡の電子線を偏向させてステレ
オ画像を得る場合を示している。
FIG. 3 is a block diagram illustrating the configuration of the first embodiment of the present invention, in which a stereoscopic image is obtained by deflecting an electron beam of a scanning microscope.

【図4】 試料若しくは基準テンプレート基板に形成す
る基準マークの説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a reference mark formed on a sample or a reference template substrate.

【図5】 試料若しくは基準テンプレート基板に基準マ
ークを作成する手順を示す流れ図である。
FIG. 5 is a flowchart showing a procedure for creating a reference mark on a sample or a reference template substrate.

【図6】 基準テンプレートを用いて偏位修正パラメー
タを取得する処理の流れ図である。
FIG. 6 is a flowchart of a process of acquiring a deviation correction parameter using a reference template.

【図7】 画像相関処理の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of an image correlation process.

【図8】 中心投影の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of center projection.

【図9】 平行投影の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of parallel projection.

【図10】 偏位修正パラメータを用いて試料のステレ
オ画像を処理する手順の流れ図である。
FIG. 10 is a flowchart of a procedure for processing a stereo image of a sample using the deviation correction parameters.

【図11】 試料に存在する基準マークを用いてステレ
オ画像の観察を行う手順の流れ図である。
FIG. 11 is a flowchart of a procedure for observing a stereo image using a reference mark present on a sample.

【図12】 3x3画素用の画像鮮鋭化処理の微分オペ
レータである。
FIG. 12 is a differential operator of an image sharpening process for 3 × 3 pixels.

【図13】 特徴点の抽出処理後に、画像作成処理部に
より作成された画像をブロック分けする場合の説明図で
ある。
FIG. 13 is an explanatory diagram of a case where an image created by an image creation processing unit is divided into blocks after feature point extraction processing.

【図14】 基準マークの形成された試料面の一例を示
す平面図である。
FIG. 14 is a plan view illustrating an example of a sample surface on which a reference mark is formed.

【図15】 本発明の第2の実施の形態を説明する構成
ブロック図で、試料ホルダの傾斜角度を変えて走査型顕
微鏡のステレオ画像を得る場合を示している。
FIG. 15 is a configuration block diagram illustrating a second embodiment of the present invention, and illustrates a case where a stereoscopic image of a scanning microscope is obtained by changing a tilt angle of a sample holder.

【図16】 本発明の第3の実施の形態を説明する構成
ブロック図で、試料ホルダの傾斜角度を変えて透過型顕
微鏡のステレオ画像を得る場合を示している。
FIG. 16 is a configuration block diagram illustrating a third embodiment of the present invention, and illustrates a case where a stereoscopic image of a transmission microscope is obtained by changing a tilt angle of a sample holder.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電子線源 2 電子光学系 3 試料ホルダ 4 電子線検出部 5 データ修正部 5a ビーム傾斜制御部 5b ホルダ傾斜制御部 6 倍率変更部 7 電子線 9 試料 10 電子線装置 20 データ処理装置 21 画像作成処理部 22 表示装置 23 基準マークパターン発生器 25 測定条件判別部 31 データ修正部 31a 偏位修正パラメータ取得手段 31b 画像データ偏位修正手段 32 形状測定部 33 立体画像観察部 34 ステレオ画像記憶部 REFERENCE SIGNS LIST 1 electron beam source 2 electron optical system 3 sample holder 4 electron beam detection unit 5 data correction unit 5a beam tilt control unit 5b holder tilt control unit 6 magnification change unit 7 electron beam 9 sample 10 electron beam device 20 data processing device 21 image creation Processing unit 22 Display device 23 Reference mark pattern generator 25 Measurement condition determination unit 31 Data correction unit 31a Deviation correction parameter acquisition unit 31b Image data deviation correction unit 32 Shape measurement unit 33 Stereoscopic image observation unit 34 Stereo image storage unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G21K 5/00 G21K 5/00 A 5/04 5/04 M H01J 37/22 501 H01J 37/22 501A 502 502H 37/26 37/26 H01L 21/66 H01L 21/66 J Fターム(参考) 2F067 AA53 HH06 HH13 JJ05 KK04 LL16 2G001 AA03 BA07 BA11 CA03 DA01 DA09 FA06 FA08 GA06 GA09 GA13 HA13 JA07 LA11 PA15 4M106 AA02 BA02 CA38 DB04 DB05 DB12 DB18 DB30 DJ02 DJ15 DJ19 DJ20 DJ21 DJ24 5C033 SS02 SS04 SS10 UU01 UU03 UU05 UU06 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G21K 5/00 G21K 5/00 A 5/04 5/04 M H01J 37/22 501 H01J 37/22 501A 502 502H 37/26 37/26 H01L 21/66 H01L 21/66 J F term (reference) 2F067 AA53 HH06 HH13 JJ05 KK04 LL16 2G001 AA03 BA07 BA11 CA03 DA01 DA09 FA06 FA08 GA06 GA09 GA13 HA13 JA07 LA11 PA15 4M106 AA02 BA02 CA38 DB DB12 DB18 DB30 DJ02 DJ15 DJ19 DJ20 DJ21 DJ24 5C033 SS02 SS04 SS10 UU01 UU03 UU05 UU06

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電子線を放射する電子線源と;前記電子
線を試料に照射する電子光学系と;前記試料を保持する
試料ホルダと;前記試料ホルダと前記照射電子線とを相
対的に傾斜させる試料傾斜部と;前記試料から出射され
る電子線を検出する電子線検出部と;前記試料ホルダと
前記照射電子線とを相対的に傾斜させた際の、ステレオ
の検出データを所定の関係にデータ修正するデータ修正
部と;を備える電子線装置。
An electron beam source for emitting an electron beam; an electron optical system for irradiating the sample with the electron beam; a sample holder for holding the sample; A sample tilting section for tilting; an electron beam detecting section for detecting an electron beam emitted from the sample; stereo detection data when the sample holder and the irradiation electron beam are tilted relatively to each other in a predetermined manner. An electron beam device comprising: a data correction unit that corrects data in relation.
【請求項2】 さらに、前記データ修正部により修正さ
れた修正データに基づき前記試料の形状を測定する形状
測定部、若しくは前記データ修正部により修正された修
正データに基づき、前記試料の立体的な画像を形成する
立体画像観察部の少なくとも一方を備える;請求項1に
記載の電子線装置。
2. The method according to claim 1, further comprising: a shape measurement unit configured to measure a shape of the sample based on the correction data corrected by the data correction unit, or a three-dimensional shape of the sample based on the correction data corrected by the data correction unit. The electron beam apparatus according to claim 1, further comprising at least one of a stereoscopic image observation unit that forms an image.
【請求項3】 前記試料傾斜部は、前記試料を前記照射
電子線に対して傾斜させるように構成されている;請求
項1又は請求項2に記載の電子線装置。
3. The electron beam apparatus according to claim 1, wherein the sample inclining section is configured to incline the sample with respect to the irradiation electron beam.
【請求項4】 前記試料傾斜部は、前記照射電子線を前
記試料に対して傾斜して照射するように前記電子光学系
を制御するように構成されている;請求項1又は請求項
2に記載の電子線装置。
4. The apparatus according to claim 1, wherein the sample tilting section is configured to control the electron optical system so as to irradiate the sample with the irradiation electron beam obliquely. An electron beam apparatus according to claim 1.
【請求項5】 電子線検出部は、前記試料から出射され
る二次電子を検出するように構成されている;請求項1
乃至請求項4の何れかに記載の電子線装置。
5. The electron beam detecting section is configured to detect secondary electrons emitted from the sample;
The electron beam device according to claim 4.
【請求項6】 前記試料は基準位置となる基準マークを
有し;前記データ修正部は、前記基準マークを用いて、
前記ステレオの検出データを偏位修正データに修正す
る;請求項1乃至請求項5の何れかに記載の電子線装
置。
6. The sample has a reference mark serving as a reference position; the data correction unit uses the reference mark to
The electron beam apparatus according to claim 1, wherein the stereo detection data is corrected to deviation correction data.
【請求項7】 前記データ修正部は、基準テンプレート
の基準マークを用いて、前記試料ホルダと前記照射電子
線との相対的傾斜角度における偏位修正パラメータを取
得する偏位修正パラメータ取得手段と;前記取得した偏
位修正パラメータを用いて、前記試料のステレオの検出
データを偏位修正データに修正する画像データ偏位修正
手段を有する;請求項1乃至請求項5の何れかに記載の
電子線装置。
7. A deviation correction parameter acquisition unit that acquires a deviation correction parameter at a relative inclination angle between the sample holder and the irradiation electron beam using a reference mark of a reference template; The electron beam according to any one of claims 1 to 5, further comprising image data deviation correcting means for correcting the stereo detection data of the sample into deviation correction data using the acquired deviation correction parameters. apparatus.
【請求項8】 電子線を放射する電子線源、前記電子線
を試料に照射する電子光学系、前記試料を保持する試料
ホルダ、前記試料ホルダと前記照射電子線とを相対的に
傾斜させる試料傾斜部、前記試料から出射される電子線
を検出する電子線検出部を有する電子線装置と接続され
る電子線装置用データ処理装置であって;前記試料ホル
ダと前記照射電子線とを相対的に傾斜させた際のステレ
オの検出データを受け取り、前記ステレオの検出データ
を所定の関係にデータを修正するデータ修正部;を有す
る電子線装置用データ処理装置。
8. An electron beam source that emits an electron beam, an electron optical system that irradiates the sample with the electron beam, a sample holder that holds the sample, and a sample that relatively tilts the sample holder and the irradiation electron beam. A data processing device for an electron beam device connected to an electron beam device having an inclined portion and an electron beam detection portion for detecting an electron beam emitted from the sample; the sample holder and the irradiation electron beam being relatively positioned; A data processing unit for an electron beam apparatus, comprising: a data correction unit for receiving detection data of stereo when tilted to a predetermined angle, and correcting the stereo detection data in a predetermined relationship.
【請求項9】 さらに、前記データ修正部により修正さ
れた修正データに基づき前記試料の形状を測定する形状
測定部、若しくは前記データ修正部により修正された修
正データに基づき、前記試料の立体的な画像を形成する
立体画像観察部の少なくとも一方を備える;を備える請
求項8に記載の電子線装置用データ処理装置。
9. A three-dimensional shape of the sample based on the correction data corrected by the data correction unit or a shape measurement unit that measures the shape of the sample based on the correction data corrected by the data correction unit. The data processing device for an electron beam device according to claim 8, further comprising: at least one of a stereoscopic image observation unit that forms an image.
【請求項10】 電子線を放射する電子線源、前記電子
線を試料に照射する電子光学系、前記試料を保持する試
料ホルダ、前記試料ホルダと前記照射電子線とを相対的
に傾斜させる試料傾斜部、前記試料から出射される電子
線を検出する電子線検出部を有する電子線装置を用い
て、前記試料の形状を測定し、若しくは前記試料の立体
的な画像を形成する為の電子線装置のステレオデータ作
成方法であって;前記試料には基準位置となる基準マー
クが作成されており;前記試料ホルダと前記照射電子線
とが第1の相対的傾斜角度をなす状態において、前記電
子線検出部で第1の検出データを検出し;前記試料ホル
ダと前記照射電子線とが第2の相対的傾斜角度をなす状
態において、前記電子線検出部で第2の検出データを検
出し;前記基準マークを用いて、前記第1及び第2の検
出データを偏位修正データに修正する;電子線装置のス
テレオデータ作成方法。
10. An electron beam source for emitting an electron beam, an electron optical system for irradiating the sample with the electron beam, a sample holder for holding the sample, and a sample for relatively tilting the sample holder and the irradiation electron beam. An electron beam for measuring the shape of the sample or forming a three-dimensional image of the sample by using an electron beam device having an inclined portion and an electron beam detector for detecting an electron beam emitted from the sample. A method for creating stereo data of the apparatus; wherein a reference mark serving as a reference position is formed on the sample; and wherein the sample holder and the irradiation electron beam form the first relative inclination angle, and the electron beam is formed. Detecting first detection data by a line detection unit; detecting second detection data by the electron beam detection unit in a state where the sample holder and the irradiation electron beam form a second relative tilt angle; The fiducial mark And correcting the first and second detection data into deviation correction data using the method;
【請求項11】 電子線を放射する電子線源、前記電子
線を試料に照射する電子光学系、前記試料を保持する試
料ホルダ、前記試料ホルダと前記照射電子線とを相対的
に傾斜させる試料傾斜部、前記試料から出射される電子
線を検出する電子線検出部を有する電子線装置を用い
て、前記試料の形状を測定し、若しくは前記試料の立体
的な画像を形成する為の電子線装置のステレオデータ作
成方法であって;前記試料の代わりに、基準位置となる
基準マークが作成された基準テンプレートを前記試料ホ
ルダに挿入し;前記試料ホルダと前記照射電子線とが第
1及び第2の相対的傾斜角度をなす状態において、前記
電子線検出部で前記基準テンプレートに対する第1及び
第2の検出データを検出し;前記基準マークを用いて前
記試料ホルダと前記照射電子線との相対的傾斜角度にお
ける偏位修正パラメータを取得し;前記試料を前記試料
ホルダに挿入し;前記試料ホルダと前記照射電子線とが
第1及び第2の相対的傾斜角度をなす状態において、前
記電子線検出部で前記試料に対する第1及び第2の検出
データを検出し;前記取得した偏位修正パラメータを用
いて、前記試料の第1及び第2の検出データを偏位修正
データに修正する;電子線装置のステレオデータ作成方
法。
11. An electron beam source that emits an electron beam, an electron optical system that irradiates the sample with the electron beam, a sample holder that holds the sample, and a sample that relatively tilts the sample holder and the irradiation electron beam. An electron beam for measuring the shape of the sample or forming a three-dimensional image of the sample by using an electron beam device having an inclined portion and an electron beam detector for detecting an electron beam emitted from the sample. A stereo data creating method of the apparatus, wherein a reference template in which a reference mark serving as a reference position is created is inserted into the sample holder instead of the sample; the sample holder and the irradiation electron beam are first and second. In a state where the relative inclination angle is 2, the electron beam detector detects first and second detection data for the reference template; Obtaining a displacement correction parameter at a relative tilt angle with respect to the electron beam; inserting the sample into the sample holder; forming a first and a second relative tilt angle between the sample holder and the irradiation electron beam; In the state, the first and second detection data for the sample are detected by the electron beam detection unit; and the first and second detection data of the sample are corrected for deviation using the obtained deviation correction parameter. Correction to data; a method of creating stereo data for an electron beam device.
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