JP2018137275A - 試料観察装置および試料観察方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】試料観察装置を、移動可能なテーブルに載置した試料に荷電粒子線を照射し走査して試料を撮像する荷電粒子顕微鏡と、荷電粒子顕微鏡で試料を撮像する撮像条件を変えて取得した試料の同一箇所の画質が悪い劣化画像と画質が良い高画質画像とを記憶する画像記憶部と、画像記憶部に記憶した劣化画像と高画質画像とを用いて劣化画像から高画質画像を推定するための推定処理パラメータを求める演算部と、荷電粒子顕微鏡で試料の所望の箇所を撮像して得られた試料の所望の箇所の劣化画像を演算部で求めた推定処理パラメータを用いて処理して所望の領域の高画質画像を推定する高画質画像推定部と、高画質画像推定部で推定した推定高画質画像を出力する出力部とを備えて構成した。
【選択図】 図3
Description
また、欠陥部位を撮像した画像1枚から欠陥を検出する方法が特開2007−40910号公報(特許文献2)に記載されている。
本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、試料観察装置を、移動可能なテーブルに載置した試料に荷電粒子線を照射し走査して試料を撮像する荷電粒子顕微鏡と、この荷電粒子顕微鏡で試料を撮像する撮像条件を変えて取得した試料の同一箇所の画質が悪い劣化画像と画質が良い高画質画像とを記憶する画像記憶部と、この画像記憶部に記憶した劣化画像と高画質画像とを用いて劣化画像から高画質画像を推定するための推定処理パラメータを求める演算部と、荷電粒子顕微鏡で試料の所望の箇所を撮像して得られた試料の所望の箇所の劣化画像を前記演算部で求めた前記推定処理パラメータを用いて処理して前記所望の領域の高画質画像を推定する高画質画像推定部と、高画質画像推定部で推定した推定高画質画像を出力する出力部とを備えて構成した。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
以下に、本発明の実施例を、図を用いて説明する。
まず、観察対象となる半導体ウェハ(試料ウェハ)108をステージ上にロードし(S301)、観察対象である試料ウェハ108に対応した撮像条件を画像撮像条件記憶部205から読み込む(S302)。
ここでは高スループット撮像条件下で生じる劣化を含む画像を取得するのが目的である。そのため、撮像条件として、加算フレーム数設定(S601)や画像解像度設定(S602)、電子ビームフォーカス高さ設定(S603)、ステージ停止制御後のスキャン開始待ち時間設定(S604)を、高スループット撮像条件と同等の条件になるように行った上で、試料ウェハ1をSEM101で撮像する(S605)。
また、撮像スループット向上のためには、SEM101の電子ビーム115のフォーカス位置を試料ウェハ1の表面に合せるためのフォーカス高さの自動調整(オートフォーカス)に係る時間を削減することが効果的である。しかし、自動調整を行うと、フォーカスはずれを起こす原因となる。
F2(Y)= max(0、W2*F1(Y)+B2) ・・・(数2)
F(Y)= W3*F2(Y)+B3 ・・・(数3)
Claims (16)
- 移動可能なテーブルに載置した試料に荷電粒子線を照射し走査して前記試料を撮像する荷電粒子顕微鏡と、
前記荷電粒子顕微鏡で前記試料を撮像する撮像条件を変えて取得した前記試料の同一箇所の画質が悪い劣化画像と画質が良い高画質画像とを記憶する画像記憶部と、
前記画像記憶部に記憶した前記劣化画像と前記高画質画像とを用いて前記劣化画像から前記高画質画像を推定するための推定処理パラメータを求める演算部と、
前記荷電粒子顕微鏡で前記試料の所望の箇所を撮像して得られた前記試料の所望の箇所の劣化画像を前記演算部で求めた前記推定処理パラメータを用いて処理して前記所望の領域の高画質画像を推定する高画質画像推定部と、
前記高画質画像推定部で推定した推定高画質画像を出力する出力部と
を備えたことを特徴とする試料観察装置。 - 請求項1記載の試料観察装置であって、前記演算部は、前記劣化画像から前記推定処理パラメータを用いて推定した推定高画質画像と前記撮像して取得した高画質画像との差異を誤差として求める誤差算出部と、前記誤差算出部で求めた誤差を予め設定したしきい値と比較して差異が前記しきい値よりも小さくなったときの前記推定処理パラメータを記憶する推定処理パラメータ記憶部とを備えることを特徴とする試料観察装置。
- 請求項1記載の試料観察装置であって、前記荷電粒子顕微鏡で前記試料を撮像するための撮像条件を記憶する撮像条件記憶部を更に備え、前記撮像条件記憶部に、前記画質が悪い劣化画像を得る撮像条件として、前記荷電粒子顕微鏡により高スループットで撮像できるような、加算フレーム数、画像解像度、前記試料の表面に対する前記荷電粒子顕微鏡の荷電粒子線のフォーカス高さ、前記試料の移動を停止させてから前記荷電粒子顕微鏡で前記試料の観察を開始するまでの時間の何れか記憶することを特徴とする試料観察装置。
- 請求項1記載の試料観察装置であって、前記高画質画像推定部で前記所望の領域の高画質画像を推定しているときに、前記荷電粒子顕微鏡は前記試料の別の所望の箇所が前記荷電粒子顕微鏡の視野に入るように前記試料を載置した前記テーブルの位置を移動させることを特徴とする試料観察装置。
- 移動可能なテーブルに載置した試料に荷電粒子線を照射し走査して前記試料を撮像する荷電粒子顕微鏡と、
前記荷電粒子顕微鏡で前記試料を低倍率で撮像して得た低倍率画像と前記試料の前記低倍率で撮像した領域の一部を高倍率で撮像して得た高画質画像とを記憶する画像記憶部と、
前記画像記憶部に記憶した前記低倍率画像のうち前記高画質画像に対応する領域の画像を拡大して生成して拡大画像である劣化画像から前記高画質画像に相当する画像を推定するための推定処理パラメータを求める演算部と、
前記荷電粒子顕微鏡で前記試料の所望の箇所を撮像して得られた前記試料の所望の箇所の低倍率画像の一部の領域について前記演算部で求めた前記推定処理パラメータを用いて処理して前記一部の領域の高画質画像を推定する高画質画像推定部と、
前記高画質画像推定部で推定した推定高画質画像を出力する出力部と
を備えたことを特徴とする試料観察装置。 - 請求項5記載の試料観察装置であって、前記演算部は、前記劣化画像から前記推定処理パラメータを用いて推定した画像と前記高画質画像との差異を誤差として求める誤差算出部と、前記誤差算出部で求めた誤差を予め設定したしきい値と比較して前記誤差が前記しきい値よりも小さくなったときの前記推定処理パラメータを記憶する推定処理パラメータ記憶部とを備えることを特徴とする試料観察装置。
- 請求項5記載の試料観察装置であって、前記低倍率で撮像して得られた画像から前記試料の欠陥を検出する制御部を更に備え、前記画像記憶部に記憶する前記低倍率で撮像した領域の一部を高倍率で撮像して得た高画質画像は、前記制御部で検出した欠陥を含む領域を高倍率で撮像して得られた高画質画像であることを特徴とする試料観察装置。
- 請求項5記載の試料観察装置であって、前記高画質画像推定部で前記所望の領域の高画質画像を推定しているときに、前記荷電粒子顕微鏡は前記試料の別の所望の箇所が前記荷電粒子顕微鏡の視野に入るように前記試料を載置したテーブルの位置を移動させることを特徴とする試料観察装置。
- 荷電粒子顕微鏡を用いて試料を観察する方法であって、
移動可能なテーブルに載置した試料を荷電粒子顕微鏡で撮像し、
前記荷電粒子顕微鏡で前記試料を撮像する撮像条件を変えて取得した前記試料の同一箇所の画質が悪い劣化画像と画質が良い高画質画像とを画像記憶部に記憶し、
前記画像記憶部に記憶した前記劣化画像と前記高画質画像とを用いて前記劣化画像から前記高画質画像を推定するための推定処理パラメータを演算部で求め、
前記荷電粒子顕微鏡で前記試料の所望の箇所を撮像して得られた前記試料の所望の箇所の劣化画像を前記演算部で求めた前記推定処理パラメータを用いて高画質画像推定部で処理して前記所望の領域の高画質画像を推定し、
前記高画質画像推定部で推定した推定高画質画像を出力部から出力する
ことを特徴とする試料観察方法。 - 請求項9記載の試料観察方法であって、前記推定処理パラメータを求めることを、前記演算部で、前記劣化画像から前記推定処理パラメータを用いて推定した推定高画質画像と前記撮像して取得した高画質画像との差異を誤差として求め、前記求めた誤差を予め設定したしきい値と比較して前記誤差が前記しきい値よりも小さくなったときの前記推定処理パラメータを推定処理パラメータとすることを特徴とする試料観察方法。
- 請求項9記載の試料観察方法であって、前記画質が悪い劣化画像が得られる撮像条件として、前記荷電粒子顕微鏡により高スループットで撮像できるような、加算フレーム数、画像解像度、前記試料の表面に対する前記荷電粒子顕微鏡の荷電粒子線のフォーカス高さ、前記試料の移動を停止させてから前記荷電粒子顕微鏡で前記試料の観察を開始するまでの時間の何れかを設定することを特徴とする試料観察方法。
- 請求項9記載の試料観察方法であって、前記高画質画像推定部で前記所望の領域の高画質画像を推定しているときに、前記荷電粒子顕微鏡は前記試料の別の所望の箇所が前記荷電粒子顕微鏡の視野に入るように前記試料を載置したテーブルの位置を移動させることを特徴とする試料観察方法。
- 荷電粒子顕微鏡を用いて試料を観察する方法であって、
前記荷電粒子顕微鏡で前記試料を低倍率で撮像して得た画像と前記試料の前記低倍率で撮像した領域の一部を高倍率で撮像して得た高画質画像とを画像記憶部に記憶し、
前記画像記憶部に記憶した前記低倍率画像のうち前記高画質画像に対応する領域の画像を拡大して生成して拡大画像である劣化画像から前記高画質画像に相当する画像を推定するための推定処理パラメータを演算部で求め、
前記荷電粒子顕微鏡で前記試料の所望の箇所を撮像して得られた前記試料の所望の箇所の低倍率画像の一部について前記演算部で求めた前記推定処理パラメータを用いて高画質画像推定部で処理して前記一部の領域の高画質画像を推定し、
前記高画質画像推定部で推定した推定高画質画像を出力部から出力する
ことを特徴とする試料観察方法。 - 請求項13記載の試料観察方法であって、前記演算部で推定処理パラメータを求めることを、前記劣化画像から前記推定処理パラメータを用いて推定した推定高画質画像と前記高倍率で撮像して得た高画質画像との差異を誤差として求め、前記求めた誤差を予め設定したしきい値と比較して前記誤差が前記しきい値よりも小さくなったときの前記推定処理パラメータを推定処理パラメータとすることを特徴とする試料観察方法。
- 請求項13記載の試料観察方法であって、前記試料を低倍率で撮像して得た画像から前記試料の欠陥を検出し、前記低倍率で撮像した領域の中の前記検出した欠陥を含む一部の領域を高倍率で撮像することにより前記高画質画像を得ることを特徴とする試料観察方法。
- 請求項13記載の試料観察方法であって、前記高画質画像推定部で前記所望の領域の高画質画像を推定しているときに、前記荷電粒子顕微鏡は前記試料の別の所望の箇所が前記荷電粒子顕微鏡の視野に入るように前記試料を載置したテーブルの位置を移動させることを特徴とする試料観察方法。
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