JP2013232435A - 走査型荷電粒子顕微鏡の画質改善方法および走査型荷電粒子顕微鏡装置 - Google Patents
走査型荷電粒子顕微鏡の画質改善方法および走査型荷電粒子顕微鏡装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013232435A JP2013232435A JP2013153835A JP2013153835A JP2013232435A JP 2013232435 A JP2013232435 A JP 2013232435A JP 2013153835 A JP2013153835 A JP 2013153835A JP 2013153835 A JP2013153835 A JP 2013153835A JP 2013232435 A JP2013232435 A JP 2013232435A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- detectors
- charged particle
- pattern
- design data
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
【解決手段】複数の検出器から得られた検出画像を用いて画質改善を図ることを可能とする荷電粒子線装置およびその画質改善方法において、配置場所の異なる各検出器の出力に対応する検出画像を用いて、1枚以上の出力画像を生成する方法を、設計データや検出画像から算出したパターン方向あるいはエッジ強度の情報等を用いて制御するものである。このように、複数の検出器を用いることで検出信号範囲を拡大し、設計データや検出画像から算出したパターン方向あるいはエッジ強度を用いて検出信号を合成することで、コントラスト等の画質の改善を図ることができる。
【選択図】図8
Description
本発明の実施の形態においては、本発明に係る荷電粒子線装置の1つである走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:以下、SEMと記載する)について説明する。ただし、これに限られるものではなく、走査型イオン顕微鏡(Scanning Ion Microscope:SIM)などであっても良い。
本発明の実施の形態1を、図6〜図19および図25を用いて説明する。
上述のように、合成方法は線形合成方法でも良いし、非線形合成方法でも良い。線形合成方法に関しては、例えば、(式1)に示されている一般的な方法を用いても良いが、これに限らない。(式1)において、検出画像セットをxi(i=1、2、3、…、n)、合成後画像をy、合成制御パラメータ(線形合成重み係数)をαiとする。
非線形合成方法に関しては、例えば、(式2)の方法を用いても良いが、これに限らない。式中のf(xi)は非線形関数であり、入力とする各検出画像の明度レベルをレベルごとに異なる増幅度合いで制御する。
例えば、非線形関数f(xi)は多項式でも良い、あるいは、シグモイド関数等でも良い。非線形関数を用いる目的としては、入力とする検出画像の明度レベルをレベルごとに異なる増幅度合いで制御することである。このようにして、明度レベルが低い領域に集中するノイズ成分を増幅させないこと、また、明度レベルが高い上層パターンを飽和にさせないことができる。
(2−1)重み係数αiの算出方法
具体的な合成方法の制御に関しては、(2−1−1)設計データにおけるパターン方向を用いた方法、(2−1−2)設計データおよび検出画像におけるエッジの連続度合いを用いた方法、(2−1−3)設計データのパターンの高さ情報を用いた方法の3つの方法について説明する。
設計データにおけるパターン方向を用いた重み係数αiの算出方法の一例では、まず、設計データのレイアウト情報から、変形後設計データ803を用いてパターンの方向を算出する。設計データは線図のため、設計データのパターン方向を求めるには、いくつかの特定方向の方向フィルタを用いれば良い。次に、各下層パターンから検出器が設置されている方向に上層パターンがあるかどうかを判定し、上層パターンがある方向に設置されている検出器からの検出画像に小さな重み係数、上層パターンが無い方向に設置されている検出器からの検出画像に大きな重み係数を与えれば良い。
次に、設計データおよび検出画像におけるエッジの連続度合いを用いた重み係数αiの算出方法の一例について説明する。この例では、まず、検出画像セットの検査対象回路パターン画像のエッジ(以降、検出エッジ画像と呼ぶ)を抽出する。エッジ抽出は、特開平7−170395号公報(特許文献3)に記載されているSEM画像にエッジ抽出フィルタ等を適用して輪郭を強調し、二値化処理や細線化処理を施すことにより行う。次に、変形後設計データを基準とし、パターンのエッジにおける各検出エッジ画像の下層パターンにおけるエッジの連続度合いを算出し、各検出器信号の合成重み係数を算出する。
図11に、設計データのパターンの高さ情報を用いて重み係数を算出する一例を示す。設計データのパターンの高さ情報がある場合には、設計データのパターンの高さ情報を用いて重み係数αiを算出できる。この設計データのパターンの高さ情報を用いた重み係数算出の概念を図12に示す。この例では、変形後設計データからパターンの高さ情報を取得し、上下層パターン間の相対高さhを算出(S1101)した後、下層パターンの中心点を荷電粒子ビームの入射点Aとする場合、A点から各検出器の方向にある上層パターンとの距離lを算出(S1102)する。そして、hとlを用いて図示のような下層パターンが隣接する上層パターンの頂点との連線が水平面とのなす角度βを算出(S1103)する。予め、角度βと上層パターンが検出できる入射点Aから放出される荷電粒子の放出量との変換ルックアップテーブルあるいは変換関係を表すモデル式を、実験やシミュレータを通して求めておく(S1104)。そして、変換ルックアップテーブルあるいはモデル式を用いて、角度βから各検出器の検出できる下層パターンからの荷電粒子の放出量Qを算出(S1105)し、荷電粒子の放出量から自動的に各検出器からの検出信号の合成重み係数αを算出(S1106)する。各検出器(i:検出器番号)から得られた荷電粒子の放出量がそれぞれQiである場合に、重み係数は、例えば、αi=Qi/ΣQiの条件を満たすように設定する。こうすることで、検出信号を損なわない合成ができ、ノイズ低減も可能である。
上述された合成方法および合成制御パラメータを場所ごとで動的に変えても良い。この場合に、場所ごとでの合成方法、あるいは、合成制御パラメータを変える合成選択指標値は設計データのパターン情報を用いて算出しても良い。
次に、設計データのパターン方向を用いて撮像条件を制御する一例について説明する。この例では、撮像条件の最適化の例として、ビームスキャンの方向をパターンのエッジ方向に対して垂直にすると、エッジから放出される荷電粒子量がより多くなるという特性を利用する。この例の処理では、方向フィルタを用いて設計データのパターン方向を判断した後、撮像条件の一つであるビームスキャンの方向をパターン方向に対して垂直方向に制御する。これには限らない。図18には、その具体例として、設計データのパターン方向を用いて撮像条件を制御する一例を示す。例えば、下層パターンのエッジ方向が横方向の場合には、荷電粒子ビームのスキャン方向を縦にすれば、下層パターンからより多くの放出荷電粒子量が得られる。
図19に、設計データのパターンの高さ情報がある場合に、設計データのパターンの高さ情報を用いて撮像条件を制御する一例を示す。この例においては、図12に示す、下層パターンが隣接する上層パターンの頂点との連線が水平面とのなす角度βと上層パターンが検出できる入射点Aから放出される荷電粒子線量との変換ルックアップテーブルあるいは変換関係を表すモデル式に基づき、撮像条件(加速電圧や、プローブ電流や、ブースティング電流や、ビームスキャン方向等)の設定(S1901)を行い、1組の撮像条件を入力する。次に、指定領域の設計データを取得(S1902)し、その設計データから上下層パターン間の距離と相対高さを用いて下層パターンが隣接する上層パターンの頂点との連線が水平面とのなす角度βを算出し、角度βから下層パターンにおける検出荷電粒子量を算出(S1903)し、検出荷電粒子量が適切な量に達しているかどうかを予め設定した閾値によって判断(S1904)する。下層パターンにおける検出荷電粒子量が不十分であれば、撮像条件の設定(S1901)に戻して、撮像条件を再設定し、適切な撮像条件が選ばれるまで、ステップS1901からステップS1904の処理を繰返す。検出荷電粒子量が十分であれば、設定された条件下で撮像(S1905)をする。
本発明の実施の形態2を、図20および図21を用いて説明する。
検出画像セットから合成制御パラメータを算出する算出方法に関しては、(1−1)検出画像セットから算出したパターン方向を用いた方法と、(1−2)検出画像セットから算出したエッジ強度の情報を用いた方法の2つの方法について説明する。
図20に、検出画像セットから算出したパターン方向を用いた合成制御係数の算出の一例を示す。この例では、まず、検出画像セットのS/N推定(S2001)を行い、検出画像セットから位置ごとでS/Nの高い画素値を選び、それらの画素値を用いて一枚の画像を生成(S2002)する。次に、生成画像におけるパターンの輪郭線を抽出して検出エッジ画像を生成し、層別に分割(S2003)を行う。輪郭線の抽出手法は様々あるが、例えば、特開2009−44070号公報(特許文献4)に開示された手法等が適用できる。さらに、各層のエッジ画像を利用して各層のパターンを分類(S2004)し、各層のエッジ画像に対してパターンのエッジ方向を判定(S2005)し、パターン方向を用いて合成係数を算出(S2006)する。
次に、検出画像セットから算出したエッジ強度の情報を用いた合成制御係数の算出の一例について説明する。この例は、実施の形態1の(2−1−2)設計データおよび検出画像におけるエッジの連続度合いを用いた方法と同様に、検出画像におけるエッジの連続度合いを用いる。ただし、ここでは、検出ラインパターン信号のラインパターン方向における投影の画素数が最も多いものを基準とし、その検出器から得られた検出ラインパターン信号のエッジの連続度合いを1とする。この場合に、合成重み係数も同様に、αi=qi/Σqiの条件を満たすように設定すれば良い。
本発明の実施の形態3を、図22および図23を用いて説明する。
本発明の実施の形態4を、図24を用いて説明する。
501…荷電粒子ビーム、502…検出器、503…試料、504…ステージ、505…検出画像合成、506…合成画像、507…検出信号、
601…設計データ、602…検出画像合成、603…合成画像、
700…一次電子ビーム、701…偏向された一次電子ビーム、702…電子銃、703…アライメントコイル、704…コンデンサレンズ、705…非点収差補正コイル、706,707…偏向器、708…ブースティング電極、709…対物レンズ、710…対物レンズ絞り、711…検出器(反射/二次電子検出器)、712…A/D変換器、713…試料、714…XYステージ、771…設計データ処理部、772…合成方法制御部、773…合成部。
Claims (10)
- 撮像対象となる試料に集束した荷電粒子ビームを照射して走査する荷電粒子ビーム照射ステップと、
前記荷電粒子ビームを照射した位置の試料に対応する設計データを読み込む設計データ読み込みステップと、
配置場所の異なる2個以上の検出器を用いて、前記荷電粒子ビームによって前記試料から発生した二次荷電粒子または反射荷電粒子を検出し、各検出器の出力に対応する検出画像を生成する検出画像生成ステップと、
前記検出画像を用いて、前記検出器の個数より少ない数の出力画像を合成する方法または合成制御パラメータを、設計データを用いて画像内の位置毎に制御する検出画像合成制御ステップと、
前記検出画像合成制御ステップにより決定した前記出力画像を合成する方法または合成制御パラメータに従って、前記検出画像を用いて、前記検出器の個数より少ない数の出力画像を生成する検出画像合成ステップと
を有することを特徴とする走査型荷電粒子顕微鏡の画質改善方法。 - 撮像対象となる試料に集束した荷電粒子ビームを照射して走査する荷電粒子ビーム照射ステップと、
配置場所の異なる2個以上の検出器を用いて、前記荷電粒子ビームによって前記試料から発生した二次荷電粒子または反射荷電粒子を検出し、各検出器の出力に対応する検出画像を生成する検出画像生成ステップと、
前記検出画像を用いて、前記検出器の個数より少ない数の出力画像を合成する方法または合成制御パラメータを制御する検出画像合成制御ステップと、
前記検出画像合成制御ステップにより決定した前記出力画像を合成する方法または合成制御パラメータに従って、前記検出画像を用いて、前記検出器の個数より少ない数の出力画像を生成する検出画像合成ステップと
を有することを特徴とする走査型荷電粒子顕微鏡の画質改善方法。 - 前記検出画像合成制御ステップにおいて、設計データにおける上層パターンの方向の情報を用いて、前記検出器の個数より少ない数の出力画像における下層パターンの合成重み係数を制御することを特徴とする請求項1記載の走査型荷電粒子顕微鏡の画質改善方法。
- 前記検出画像合成制御ステップにおいて、設計データにおける上層パターンの高さ情報を用いて、下層パターンの高さ情報と荷電粒子の放出量と関係を表わす変換ルックアップテーブルあるいは、モデル式から荷電粒子の放出量を算出した後、前記荷電粒子の放出量によって前記検出器の個数より少ない数の出力画像の合成重み係数を制御することを特徴とする請求項1記載の走査型荷電粒子顕微鏡の画質改善方法。
- 前記検出画像合成制御ステップは、設計データに含まれるエッジに対応するエッジ成分を各検出画像から抽出し、前記エッジ成分のエッジ連続度合いを用いて、前記検出器の個数より少ない数の出力画像の合成重み係数を制御することを特徴とする請求項1記載の走査型荷電粒子顕微鏡の画質改善方法。
- 第1の荷電粒子ビームを照射する荷電粒子銃と、
前記第1の荷電粒子ビームを集束するレンズと、
前記集束した第1の荷電粒子ビームを撮像対象となる試料にスキャンするスキャン装置と、
前記試料から放出または透過した二次荷電粒子または反射荷電粒子を検出する2個以上の検出器と、
前記検出器の出力に対応する検出画像を生成する検出画像生成器と、
前記検出画像を用いて、前記検出器の個数より少ない数の出力画像を合成する方法または合成制御パラメータを、設計データを用いて制御する出力画像生成制御器と、
前記出力画像生成制御器により決定した出力画像生成方法に従って、前記検出画像を用いて、前記検出器の個数より少ない数の出力画像を生成する画像生成器と
を有することを特徴とする走査型荷電粒子顕微鏡装置。 - 第1の荷電粒子ビームを照射する荷電粒子銃と、
前記第1の荷電粒子ビームを集束するレンズと、
前記集束した第1の荷電粒子ビームを撮像対象となる試料にスキャンするスキャン装置と、
前記試料から放出または透過した二次荷電粒子または反射荷電粒子を検出する2個以上の検出器と、
前記検出器の出力に対応する検出画像を生成する検出画像生成器と、
前記検出画像を用いて、前記検出器の個数より少ない数の出力画像を合成する方法または合成制御パラメータを、前記検出画像から算出したパターン方法あるいはエッジ強度の情報を用いて制御する出力画像生成制御器と、
前記出力画像生成制御器により決定した出力画像生成方法に従って、前記検出画像を用いて、前記検出器の個数より少ない数の出力画像を生成する画像生成器と
を有することを特徴とする走査型荷電粒子顕微鏡装置。 - 前記検出画像合成制御ステップにおいて、設計データにおける上層パターンの方向を考慮し、検出器の方向に上層パターンの有無によって前記検出器の個数より少ない数の出力画像の合成重み係数を制御することを特徴とする請求項1記載の走査型荷電粒子顕微鏡の画質改善方法。
- 前記検出画像合成制御ステップにおいて、予め、設計データにおけるパターンの高さ情報を用いて、下層パターンへの入射角度が荷電粒子の放出量との変化ルックアップテーブルあるいは、変換関係を表わすモデル式を算出した後、荷電粒子の放出量によって前記検出器の個数より少ない数の出力画像の合成重み係数を制御することを特徴とする請求項1記載の走査型荷電粒子顕微鏡の画質改善方法。
- 前記検出画像合成制御ステップは、設計データに含まれるエッジに対応するエッジ成分を各検出画像から抽出し、前記エッジ成分のエッジ連続度合いを用いて前記検出器の個数より少ない数の出力画像の合成重み係数を制御することを特徴とする請求項1記載の走査型荷電粒子顕微鏡の画質改善方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013153835A JP5669896B2 (ja) | 2013-07-24 | 2013-07-24 | 走査型荷電粒子顕微鏡の画質改善方法および走査型荷電粒子顕微鏡装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013153835A JP5669896B2 (ja) | 2013-07-24 | 2013-07-24 | 走査型荷電粒子顕微鏡の画質改善方法および走査型荷電粒子顕微鏡装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009275422A Division JP5425601B2 (ja) | 2009-12-03 | 2009-12-03 | 荷電粒子線装置およびその画質改善方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013232435A true JP2013232435A (ja) | 2013-11-14 |
JP5669896B2 JP5669896B2 (ja) | 2015-02-18 |
Family
ID=49678661
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013153835A Active JP5669896B2 (ja) | 2013-07-24 | 2013-07-24 | 走査型荷電粒子顕微鏡の画質改善方法および走査型荷電粒子顕微鏡装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5669896B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016121265A1 (ja) * | 2015-01-26 | 2016-08-04 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 試料観察方法および試料観察装置 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6820660B2 (ja) | 2016-01-29 | 2021-01-27 | 株式会社日立ハイテク | 荷電粒子線装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000260380A (ja) * | 1999-03-11 | 2000-09-22 | Toshiba Microelectronics Corp | 電子ビーム検査装置 |
JP2009044070A (ja) * | 2007-08-10 | 2009-02-26 | Hitachi High-Technologies Corp | パターン検査方法、及びパターン検査システム |
JP2009245674A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Hitachi High-Technologies Corp | 荷電粒子顕微鏡装置及びそれを用いた画像処理方法 |
-
2013
- 2013-07-24 JP JP2013153835A patent/JP5669896B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000260380A (ja) * | 1999-03-11 | 2000-09-22 | Toshiba Microelectronics Corp | 電子ビーム検査装置 |
JP2009044070A (ja) * | 2007-08-10 | 2009-02-26 | Hitachi High-Technologies Corp | パターン検査方法、及びパターン検査システム |
JP2009245674A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Hitachi High-Technologies Corp | 荷電粒子顕微鏡装置及びそれを用いた画像処理方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016121265A1 (ja) * | 2015-01-26 | 2016-08-04 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 試料観察方法および試料観察装置 |
US10229812B2 (en) | 2015-01-26 | 2019-03-12 | Hitachi High-Technologies Corporation | Sample observation method and sample observation device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5669896B2 (ja) | 2015-02-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5425601B2 (ja) | 荷電粒子線装置およびその画質改善方法 | |
US6936818B2 (en) | Charged particle beam apparatus | |
JP5202071B2 (ja) | 荷電粒子顕微鏡装置及びそれを用いた画像処理方法 | |
JP5164754B2 (ja) | 走査型荷電粒子顕微鏡装置及び走査型荷電粒子顕微鏡装置で取得した画像の処理方法 | |
WO2016121265A1 (ja) | 試料観察方法および試料観察装置 | |
KR101624445B1 (ko) | 화상 형성 장치 및 치수 측정 장치 | |
US7521678B2 (en) | Charged particle beam apparatus, charged particle beam focusing method, microstructure measuring method, microstructure inspecting method, semiconductor device manufacturing method, and program | |
JP4261743B2 (ja) | 荷電粒子線装置 | |
US9696268B2 (en) | Automated decision-based energy-dispersive x-ray methodology and apparatus | |
JP2008177064A (ja) | 走査型荷電粒子顕微鏡装置および走査型荷電粒子顕微鏡装置で取得した画像の処理方法 | |
US20030010914A1 (en) | Method for determining depression/protrusion of sample and charged particle beam apparatus therefor | |
TWI813618B (zh) | 掃描電子顯微鏡的自動對焦方法 | |
JP2009085657A (ja) | 走査型電子顕微鏡を用いた試料の観察方法およびそのシステム | |
JP2011076296A (ja) | 合成画像形成方法及び画像形成装置 | |
US20080073526A1 (en) | Charged particle beam apparatus | |
JP5669896B2 (ja) | 走査型荷電粒子顕微鏡の画質改善方法および走査型荷電粒子顕微鏡装置 | |
JP6207893B2 (ja) | 試料観察装置用のテンプレート作成装置 | |
JP4871350B2 (ja) | パターン寸法測定方法、及びパターン寸法測定装置 | |
JP2011179819A (ja) | パターン測定方法及びコンピュータプログラム | |
JP2012142299A (ja) | 走査型荷電粒子顕微鏡装置および走査型荷電粒子顕微鏡装置で取得した画像の処理方法 | |
JP2006190693A (ja) | 荷電粒子線装置 | |
JP2008282826A (ja) | 荷電粒子線調整方法、及び荷電粒子線装置 | |
JP5396496B2 (ja) | 合成画像形成方法及び画像形成装置 | |
JP2010016007A (ja) | 荷電粒子線調整方法及び荷電粒子線装置 | |
JP2007165338A (ja) | 電子線装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140226 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140617 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140728 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20141209 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141216 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5669896 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |