JP3537894B2 - Shape observation device - Google Patents

Shape observation device

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JP3537894B2
JP3537894B2 JP30215294A JP30215294A JP3537894B2 JP 3537894 B2 JP3537894 B2 JP 3537894B2 JP 30215294 A JP30215294 A JP 30215294A JP 30215294 A JP30215294 A JP 30215294A JP 3537894 B2 JP3537894 B2 JP 3537894B2
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昌彦 池野
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  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

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、試料、特に半導体ウ
エハ等の試料の表面形状や内部形状を観察するための形
状観察装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION This invention relates samples, the shape observation equipment, particularly for observing the surface shape and internal shape of the sample such as a semiconductor wafer.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、半導体デバイスに代表される
極く微細な構造を持つ物体の観察には、高分解能が必要
な場合に電子顕微鏡が、比較的広い視野を観察する場合
に光学顕微鏡がそれぞれ用いられて来た。近年、メモリ
素子に代表される半導体デバイスの製造工程中でウエハ
上に発生する欠陥や異物の管理が厳しくなり、集積度の
増大に伴うパターンの微細化の進展により、注目する欠
陥の大きさも小さくなってきた。この為、電子顕微鏡を
用いて欠陥形状を観察する割り合いが高まって来た。
2. Description of the Related Art Conventionally, for observing an object having an extremely fine structure represented by a semiconductor device, an electron microscope is used when high resolution is required, and an optical microscope is used when observing a relatively wide field of view. Each has been used. In recent years, the management of defects and foreign substances generated on wafers in the manufacturing process of semiconductor devices typified by memory elements has become strict, and the size of defects of interest has been reduced due to the progress of finer patterns with the increase in integration. It has become. For this reason, the rate of observing the defect shape using an electron microscope has been increasing.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な欠陥解析の目的で、電子顕微鏡を用いた場合には次の
様な問題点があった。一般に用いられている加速電圧1
kV程度の走査型二次電子顕微鏡では、試料の表面形状
の情報しか得られず、内部の構造あるいは表面より下層
に存在する欠陥や異物の形状を見ることはできなかっ
た。一方、光学顕微鏡では、電子顕微鏡に比べて分解能
は劣るものの、表面より下層の物体や構造の形状を観察
できる場合がある。これは、例えば光学的に透明な膜
(半導体製造プロセスで用いるシリコン酸化膜など)の
下部に存在する欠陥や異物などの場合である。このよう
に、それぞれの装置の持つ特徴により使い分けされてき
たが、高い分解能を持った画像と内部の情報を持った画
像を得るには、それぞれの装置から得た画像を映し出す
モニタ装置もしくは写真撮影装置が必要であり、2つの
像を見比べるという作業が必要であった。
However, the use of an electron microscope for the purpose of such defect analysis has the following problems. Commonly used acceleration voltage 1
With a scanning secondary electron microscope of about kV, only information on the surface shape of the sample was obtained, and it was not possible to see the internal structure or the shape of defects or foreign substances present below the surface. On the other hand, the optical microscope may be capable of observing the shape of an object or structure below the surface although the resolution is lower than that of the electron microscope. This is the case, for example, for a defect or a foreign substance present below an optically transparent film (such as a silicon oxide film used in a semiconductor manufacturing process). As described above, each device has been used differently depending on the characteristics of each device.However, in order to obtain an image with high resolution and an image with internal information, a monitor device or a photographic device that projects the image obtained from each device is used. An apparatus was required, and an operation of comparing two images was required.

【0004】この発明は上述した従来例に係る問題点を
解消するためになされたもので、試料の欠陥表面及び内
部の両者の情報を含む欠陥形状の画像を得ることができ
る形状観察装置を得ることを目的とする。
[0004] The present invention has been made to solve the problems according to the conventional example described above, the shape observation equipment which can obtain an image of the defect shape including a defect surface and information of the interior of both the sample The purpose is to get.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明に係る形状観察
装置は、試料上の欠陥を観察する電子顕微鏡及び光学顕
微鏡と、この電子顕微鏡及び光学顕微鏡による画像の拡
大倍率が等しくなるように倍率調整すると共に両者の画
像の位置関係が一致するように位置調整して同一表示画
面上に重ね合わせる画像重ね合わせ装置と、上記電子顕
微鏡及び光学顕微鏡による画像をそれぞれ記憶する記憶
手段と、それら記憶手段に蓄えられた電子顕微鏡または
光学顕微鏡による画像を加工する画像処理装置とを備
え、上記画像重ね合わせ装置は、上記記憶手段に蓄えら
れた電子顕微鏡または光学顕微鏡のいずれか一方の画像
と上記画像処理装置により加工された電子顕微鏡または
光学顕微鏡による他方の画像との画像重ね合わせ処理を
行うと共に、上記画像処理装置は、上記光学顕微鏡によ
る画像中、欠陥領域の特徴部分を抽出し、その特徴部分
の領域のみを着色または濃淡調整処理することを特徴と
する。 また、上記画像処理装置は、上記電子顕微鏡によ
る傾斜画像に対応させて上記光学顕微鏡による画像を変
形させて疑似傾斜画像を生成することを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION A shape observation apparatus according to the present invention comprises an electron microscope and an optical microscope for observing defects on a sample, and a magnification adjustment so that the magnifications of images obtained by the electron microscope and the optical microscope become equal. an image superimposition device for superimposing on the same display screen to position adjustment such that the position relation of both the images match as well as, the electron microscope
Storage for storing images by microscope and optical microscope
Means and the electron microscope stored in the storage means or
An image processing device for processing images by an optical microscope
In addition, the image superposition apparatus stores the data stored in the storage unit.
Image of either electron microscope or light microscope
And an electron microscope processed by the image processing apparatus or
Image superimposition processing with the other image by the optical microscope
And the image processing apparatus is controlled by the optical microscope.
Of the defect area in the image
Coloring or shading adjustment processing only in the area of
I do. Further, the image processing apparatus is provided with an electron microscope.
The image from the above optical microscope is changed to correspond to the tilt image
And generating a pseudo-tilt image.

【0006】[0006]

【0007】[0007]

【0008】[0008]

【0009】[0009]

【作用】この発明に係る形状観察装置においては、画像
重ね合わせ装置により、電子顕微鏡及び光学顕微鏡によ
る画像の拡大倍率が等しくなるように倍率調整すると共
に両者の画像の位置関係が一致するように位置調整して
同一表示画面上に重ね合わせるようにすることにより、
電子顕微鏡及び光学顕微鏡の両者の特性を活かして、試
料の欠陥表面及び内部の両者の情報を含む欠陥形状の画
像を得ることを可能にし、欠陥解析の作業性と精度を向
上させることを可能にする。
[Action] In shape observation equipment according to the present invention, the image
Using a superposition device, adjust the magnification so that the magnifications of the images by the electron microscope and the optical microscope are equal, and adjust the position so that the positional relationship between the two images coincides, and superimpose them on the same display screen. By
Utilizing the characteristics of both electron microscopes and optical microscopes, it is possible to obtain images of defect shapes including information on both the defect surface and the inside of the sample, thereby improving the workability and accuracy of defect analysis. I do.

【0010】また、上記電子顕微鏡及び光学顕微鏡によ
る画像をそれぞれ記憶手段に記憶させ、画像処理装置に
より、それら記憶手段に蓄えられた電子顕微鏡または光
学顕微鏡による画像を加工するようにして、画像重ね合
わせ装置により、上記記憶手段に蓄えられた電子顕微鏡
または光学顕微鏡のいずれか一方の画像と上記画像処理
装置により加工された電子顕微鏡または光学顕微鏡の他
方の画像との画像重ね合わせ処理を行うことにより、同
一表示画面上に電子顕微鏡及び光学顕微鏡による両者の
画像を表示可能にして、欠陥領域または欠陥形状を明確
に表示可能にする。
Further, the images obtained by the electron microscope and the optical microscope are respectively stored in storage means, and the images processed by the electron microscope or the optical microscope stored in the storage means are processed by the image processing device, so that the images are superimposed. By performing an image superimposition process between the image of one of the electron microscope or the optical microscope stored in the storage unit and the other image of the electron microscope or the optical microscope processed by the image processing device, An image of both an electron microscope and an optical microscope can be displayed on the same display screen, so that a defect area or a defect shape can be clearly displayed.

【0011】また、上記画像処理装置により、光学顕微
鏡による画像中、欠陥領域の特徴部分を抽出し、その特
徴部分の領域のみを着色または濃淡調整処理することに
より、欠陥形状の輪郭が不鮮明な場合であっても、欠陥
部分を強調して表示し、欠陥領域を明確に知ることがで
きる画像を得ることを可能にする。
In the above image processing apparatus, a characteristic portion of a defect region is extracted from an image obtained by an optical microscope, and only the region of the characteristic portion is subjected to coloring or shading adjustment processing. Even in this case, it is possible to obtain an image in which the defective portion is highlighted and displayed so that the defective region can be clearly known.

【0012】さらに、上記画像処理装置により、上記電
子顕微鏡による傾斜画像に対応させて上記光学顕微鏡に
よる画像を変形させて疑似傾斜画像を生成することによ
り、試料を傾斜させた電子顕微鏡による傾斜画像に対し
ても、試料内部の欠陥形状の情報を含んだ画像を表示可
能にして、欠陥形状をより適確に知ることができる画像
を得ることを可能にする。
Further, the image processing apparatus deforms the image obtained by the optical microscope in accordance with the tilted image obtained by the electron microscope to generate a pseudo tilted image. On the other hand, it is possible to display an image including information on the defect shape inside the sample, and to obtain an image from which the defect shape can be known more accurately.

【0013】[0013]

【実施例】【Example】

実施例1.以下、この発明を図示実施例に基づいて説明
する。図1はこの発明の実施例1に係る形状観察装置の
構成図である。図1において、1は試料、2は試料1を
載置するステージ、2′は傾斜した時のステージ、3は
試料1上の欠陥を観察するための電子顕微鏡、4は二次
電子検出器、5は電子顕微鏡3と同様に試料1上の欠陥
を観察するための光学顕微鏡、6はITVカメラ、7及
び8は上記電子顕微鏡3及び光学顕微鏡5でそれぞれ観
察された像を記憶する画像メモリ、9は上記画像メモリ
8に蓄えられた光学顕微鏡5による像を変換もしくは加
工する画像処理装置、10は画像メモリ7及び8からの
画像データを電子顕微鏡3と光学顕微鏡5での拡大倍率
が等しくなるように倍率を調整すると共に、両者の画像
の位置関係が一致するよう調整した後、両者の画像デー
タを重ね合わせる画像重ね合わせ装置、11はディスプ
レイ装置である。
Embodiment 1 FIG. Hereinafter, the present invention will be described based on illustrated embodiments. FIG. 1 is a configuration diagram of a shape observation device according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, 1 is a sample, 2 is a stage on which the sample 1 is mounted, 2 'is a stage when tilted, 3 is an electron microscope for observing defects on the sample 1, 4 is a secondary electron detector, 5 is an optical microscope for observing a defect on the sample 1 like the electron microscope 3, 6 is an ITV camera, 7 and 8 are image memories for storing images observed by the electron microscope 3 and the optical microscope 5, respectively. Reference numeral 9 denotes an image processing apparatus for converting or processing an image stored in the image memory 8 by the optical microscope 5, and 10 makes image data from the image memories 7 and 8 equal in magnification between the electron microscope 3 and the optical microscope 5. After adjusting the magnification and adjusting the positional relationship between the two images so as to match each other, an image superimposing device 11 for superimposing the two image data is a display device.

【0014】次に上記構成に係る動作を説明する。例え
ば製造プロセス中の半導体ウエハなどの試料1上の欠陥
を電子顕微鏡3で観察した像と光学顕微鏡5で観察した
像をそれぞれ画像メモリ7及び8に記憶する。この内、
画像メモリ8に蓄えられた光学顕微鏡像は必要に応じ画
像処理装置9において変換もしくは加工する。その後、
画像重ね合わせ装置10により、画像メモリ7及び8か
らの画像データを電子顕微鏡3と光学顕微鏡5での拡大
倍率が等しくなるように倍率を調整する。さらに、両者
の画像の位置関係が一致するよう調整して、両者の画像
データを重ね合わせる。この時、拡大倍率の設定変更並
びに両画像の位置関係の調整作業等が必要となるが、こ
れらの作業は、画像重ね合わせ装置10に接続されたデ
ィスプレイ装置11に表示される電子顕微鏡像と光学顕
微鏡像を見ながら、画像重ね合わせ装置10に接続され
るマウス等のポインティングデバイス(図示せず)を介
して行う。
Next, the operation of the above configuration will be described. For example, an image obtained by observing a defect on the sample 1 such as a semiconductor wafer during a manufacturing process by the electron microscope 3 and an image observed by the optical microscope 5 are stored in image memories 7 and 8, respectively. Of these,
The optical microscope image stored in the image memory 8 is converted or processed in the image processing device 9 as needed. afterwards,
The image superimposing device 10 adjusts the magnification of the image data from the image memories 7 and 8 so that the magnifications of the electron microscope 3 and the optical microscope 5 become equal. Further, the two images are adjusted so that the positional relationship between the two images coincides, and the two image data are superimposed. At this time, it is necessary to change the setting of the enlargement magnification and adjust the positional relationship between the two images. These operations are performed by using the electron microscope image displayed on the display device 11 connected to the image superimposing device 10 and the optical image. This is performed via a pointing device (not shown) such as a mouse connected to the image superposition apparatus 10 while viewing the microscope image.

【0015】図2は上記構成に係る形状観察装置を用い
て実際に画像の重ね合わせを行った例を示す説明図であ
る。図2の(a)は電子顕微鏡像(二次電子像)を、
(b)は光学顕微鏡像を模式的に写したもので、これら
の像は試料1として半導体製造プロセス中のシリコン基
板上にある欠陥を、図1に示す電子顕微鏡3並びに光学
顕微鏡5により観察した像であり、試料1上の同一位置
の同一欠陥の観察像である。また、(c)は画像重ね合
わせ装置10により拡大倍率及び両画像の位置調整が行
わられた後、画像重ね合わせ処理された画像、(d)は
(b)中のA−A′線部の断面を示す。さらに、図2に
おいて、12はシリコン基板13上の多結晶シリコン膜
配線、14は電子顕微鏡像中の欠陥、15は光学顕微鏡
像中の欠陥の核となる異物、17はこの異物15の周囲
に見える干渉縞であり、上記異物15は、図2(d)に
示すように、多結晶シリコン膜配線12の上部に形成さ
れたシリコン酸化膜16の膜中に埋まり込んでいる。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example in which images are actually superimposed using the shape observation apparatus having the above-described configuration. FIG. 2A shows an electron microscope image (secondary electron image).
(B) schematically shows optical microscope images. In these images, defects on the silicon substrate during the semiconductor manufacturing process as the sample 1 were observed by the electron microscope 3 and the optical microscope 5 shown in FIG. 5 is an image, which is an observation image of the same defect at the same position on the sample 1. (C) is an image that has been subjected to image superposition processing after the enlargement magnification and the position of both images have been adjusted by the image superposition apparatus 10, and (d) is an image taken along the line AA ′ in (b). 2 shows a cross section. Further, in FIG. 2, 12 is a polycrystalline silicon film wiring on a silicon substrate 13, 14 is a defect in an electron microscope image, 15 is a foreign substance serving as a nucleus of the defect in an optical microscope image, and 17 is a periphery of the foreign substance 15. This is a visible interference fringe, and the foreign matter 15 is buried in the silicon oxide film 16 formed on the polycrystalline silicon film wiring 12 as shown in FIG.

【0016】上述のような異物15に起因する欠陥を、
電子顕微鏡3により観察した場合、図2(a)に示すよ
うに、シリコン酸化膜16上の欠陥14の外形のみが見
えるだけで、核となる異物15の有無や、異物15によ
り誘発されたシリコン酸化膜16の不均一な部分を判別
することは極めて困難である。一方、光学顕微鏡5に付
属するITVカメラ6により捉えられた光学顕微鏡像で
は、図2(b)に示すように、光学的に透明なシリコン
酸化膜16を透して下部の異物15が見える。さらに、
異物15により生じたシリコン酸化膜の膜厚が不均一と
なった部分は干渉縞17として見ることができる。しか
し、欠陥14の輪郭や多結晶シリコン膜配線12の輪郭
は、電子顕微鏡像に比べて不鮮明である。
The defect caused by the foreign matter 15 as described above is
When observed by the electron microscope 3, as shown in FIG. 2A, only the outline of the defect 14 on the silicon oxide film 16 is visible, and the presence or absence of the foreign matter 15 serving as a nucleus and the silicon induced by the foreign matter 15 are observed. It is extremely difficult to determine a non-uniform portion of the oxide film 16. On the other hand, in the optical microscope image captured by the ITV camera 6 attached to the optical microscope 5, as shown in FIG. 2B, the lower foreign matter 15 can be seen through the optically transparent silicon oxide film 16. further,
The portion where the thickness of the silicon oxide film caused by the foreign matter 15 becomes uneven can be seen as interference fringes 17. However, the outline of the defect 14 and the outline of the polycrystalline silicon film wiring 12 are unclear as compared with the electron microscope image.

【0017】この実施例1では、試料1を電子顕微鏡3
により観察した像(図2(a))を画像メモリ7に記憶
させ、次いで、同一欠陥14を光学顕微鏡5(ITVカ
メラ6を含む)により観察した像を画像メモリ8に記憶
させる。多くの場合、これら両者の観察像は拡大倍率が
異なっており、さらに、画面内での欠陥位置も異なって
いるため、このままでは重ね合わせ出来ない。そこで、
これら画像メモリ7及び8に蓄えられた画像データを画
像重ね合わせ装置10により加工する。具体的には次の
ステップを踏む。 (1) 拡大倍率の調整 各々の画像中で同一寸法と分かっている部分、この例で
は、2本の多結晶シリコン膜配線12の下端間の距離を
それぞれ測定し、この距離が同一となるよう一方の画像
の拡大倍率を調整する。 (2) 位置の調整 各々の画像中の欠陥14並びに異物15の中心座標を求
め、これらの座標が一致するよう、一方の画像の座標を
調整する。 (3) 画像の重ね合わせ 上記の処理の後、両者の画像データをピクセル毎に合算
する。この場合、ディスプレイ11に表示した際の輝
度、コントラスト、色調等を劣化させないよう調整を加
えてもよい。以上の処理の後、重ね合わせた画像をディ
スプレイ11に表示する。
In the first embodiment, the sample 1 is
Is stored in the image memory 7, and then an image of the same defect 14 observed by the optical microscope 5 (including the ITV camera 6) is stored in the image memory 8. In many cases, these two observation images have different magnifications, and furthermore, the defect positions on the screen are also different. Therefore,
The image data stored in the image memories 7 and 8 is processed by the image superposition device 10. Specifically, the following steps are taken. (1) Adjustment of enlargement magnification The distance between the lower ends of two polycrystalline silicon film wirings 12 which are known to be the same size in each image, in this example, are measured, and the distances are made equal. Adjust the magnification of one image. (2) Position Adjustment The center coordinates of the defect 14 and the foreign matter 15 in each image are obtained, and the coordinates of one image are adjusted so that these coordinates match. (3) Image superposition After the above processing, both image data are added for each pixel. In this case, adjustments may be made so as not to deteriorate the luminance, contrast, color tone, and the like when displayed on the display 11. After the above processing, the superimposed image is displayed on the display 11.

【0018】従って、上記実施例1によれば、電子顕微
鏡3の欠点、即ち試料下部の情報が得られないことと、
光学顕微鏡5の欠点、即ち像の分解能(解像度)が低い
という欠点の両者を補い両者の特性を活かすことがで
き、図2(c)に示すように、電子顕微鏡3により得ら
れる欠陥14と多結晶シリコン膜配線12の鮮明な輪郭
が得られると共に、光学顕微鏡5により得られるシリコ
ン酸化膜中の異物15並びに膜厚の不均一な部分、即ち
干渉縞17を同時に観察することが出来る。また、欠陥
14と異物15、多結晶シリコン膜配線12の位置関係
を即座に知ることができ、試料の欠陥表面及び内部の両
者の情報を含む欠陥形状の画像を得ることができる。こ
のことは近年重要性を増しているウエハ中の欠陥解析の
作業性と精度を大きく向上させる効果がある。
Therefore, according to the first embodiment, the drawback of the electron microscope 3, that is, information on the lower part of the sample cannot be obtained,
Both of the disadvantages of the optical microscope 5, that is, the disadvantage of low image resolution (resolution), can be compensated for and the characteristics of both can be utilized. As shown in FIG. A sharp outline of the crystalline silicon film wiring 12 can be obtained, and the foreign matter 15 in the silicon oxide film and a portion having a nonuniform film thickness, that is, interference fringes 17 can be simultaneously observed by the optical microscope 5. Further, the positional relationship between the defect 14, the foreign matter 15, and the polycrystalline silicon film wiring 12 can be immediately known, and an image of a defect shape including both information on the defect surface and inside of the sample can be obtained. This has the effect of greatly improving the workability and accuracy of defect analysis in a wafer, which has become increasingly important in recent years.

【0019】実施例2.次に、実施例2に係る形状観察
装置について説明する。図3は図2に示す実施例1と対
応する画像の重ね合わせ処理の説明図である。この実施
例2では、図1に示す実施例1と同様な構成を備えてお
り、図3(a)に示すように、電子顕微鏡像の欠陥14
の輪郭が不鮮明な場合、例えば核となる異物15が小さ
いかあるいはない場合に、シリコン酸化膜16の表面が
ゆるやかに盛り上がって山形となっている場合の試料を
観察対象としている。このような試料の場合では、図3
(a)に示す電子顕微鏡像では、欠陥14の輪郭は不鮮
明なものの、図3(b)に示す光学顕微鏡像では、膜厚
の不均一な部分が干渉縞(もしくは干渉色の付いた領
域)となって現れるため、欠陥の存在を知ることができ
る。
Embodiment 2 FIG. Next, a shape observation device according to a second embodiment will be described. FIG. 3 is an explanatory diagram of an image superimposing process corresponding to the first embodiment shown in FIG. The second embodiment has a configuration similar to that of the first embodiment shown in FIG. 1, and as shown in FIG.
Is obscure, for example, when the foreign matter 15 serving as a nucleus is small or absent, and the sample in which the surface of the silicon oxide film 16 is gently raised to form a mountain is observed. In the case of such a sample, FIG.
In the electron microscope image shown in (a), the outline of the defect 14 is unclear, but in the optical microscope image shown in FIG. 3 (b), a portion having a non-uniform film thickness is an interference fringe (or an area with an interference color). Because it appears, the existence of a defect can be known.

【0020】すなわち、画像処理装置9により、この光
学顕微鏡像中の干渉縞部分17を抽出し、この領域のみ
を着色または濃淡調整し、図3(a)に示す電子顕微鏡
像と重ね合わせ表示することにより、図3(d)に示す
如く、欠陥領域を明確に知ることのできる画像を得るこ
とができる。
That is, the interference fringe portion 17 in the optical microscope image is extracted by the image processing device 9, only this region is colored or shaded, and superimposed on the electron microscope image shown in FIG. As a result, as shown in FIG. 3D, it is possible to obtain an image in which the defective area can be clearly known.

【0021】従って、上記実施例2によれば、電子顕微
鏡3及び光学顕微鏡5による画像をそれぞれ画像メモリ
7及び8に記憶させ、画像処理装置9により、その画像
メモリ8に蓄えられた光学顕微鏡5による画像を加工す
るようにして、画像重ね合わせ装置10により、上記画
像メモリ7に蓄えられた電子顕微鏡像と上記画像処理装
置9により加工された光学顕微鏡像との画像重ね合わせ
処理を行うことにより、同一表示画面上に電子顕微鏡及
び光学顕微鏡による両者の画像を表示可能にして、欠陥
領域または欠陥形状を明確に表示することができる。そ
して、その際、上記画像処理装置10により、光学顕微
鏡による画像中、欠陥領域の特徴部分を抽出し、その特
徴部分の領域のみを着色または濃淡調整処理することに
より、欠陥形状の輪郭が不鮮明な場合であっても、欠陥
部分を強調して表示し、欠陥領域を明確に知ることがで
きる画像を得ることができる。
Therefore, according to the second embodiment, the images obtained by the electron microscope 3 and the optical microscope 5 are stored in the image memories 7 and 8 respectively, and the optical microscope 5 stored in the image memory 8 is stored by the image processing device 9. Is processed by the image superimposing device 10 to perform the image superimposing process on the electron microscope image stored in the image memory 7 and the optical microscope image processed by the image processing device 9. In addition, it is possible to display both images by the electron microscope and the optical microscope on the same display screen, so that the defect area or the defect shape can be clearly displayed. At this time, the image processing apparatus 10 extracts a characteristic portion of the defect region from the image obtained by the optical microscope, and performs coloring or shading adjustment processing only on the characteristic region, whereby the outline of the defect shape is unclear. Even in this case, it is possible to obtain an image in which a defective portion is highlighted and displayed so that the defective region can be clearly known.

【0022】実施例3.次に、実施例3に係る形状観察
装置について説明する。図4は図2に示す実施例1と対
応する画像の重ね合わせ処理の説明図である。この実施
例3では、図1に示す実施例1と同様な構成を備えてお
り、図4(a)に示すように、電子顕微鏡3で試料1を
観察する際にステージ2を傾斜させて観察した時の像の
重ね合わせを対象としている。このように傾斜させて観
察した場合には、欠陥14の形状をより適確に知ること
ができるが、この場合、図4(b)に示す光学顕微鏡像
を重ね合わせるためには、画像処理装置9により、ステ
ージ2′の傾斜角に相当する分だけ光学顕微鏡像を変形
させ、図4(c)に示すような疑似傾斜画像を画像処理
装置9により生成すればよい。この像と電子顕微鏡像を
重ね合わせ表示することにより、図4(d)に示す処理
後の画像を得ることができる。
Embodiment 3 FIG. Next, a shape observation device according to a third embodiment will be described. FIG. 4 is an explanatory diagram of an image superimposing process corresponding to the first embodiment shown in FIG. In the third embodiment, a configuration similar to that of the first embodiment shown in FIG. 1 is provided, and as shown in FIG. 4A, when the sample 1 is observed with the electron microscope 3, the stage 2 is tilted and observed. It is intended for superimposition of images at the time. When the observation is performed in such an inclined manner, the shape of the defect 14 can be more accurately known. In this case, however, in order to superimpose the optical microscope image shown in FIG. 9, the optical microscope image is deformed by an amount corresponding to the tilt angle of the stage 2 ′, and a pseudo tilt image as shown in FIG. By superimposing and displaying this image and the electron microscope image, an image after the processing shown in FIG. 4D can be obtained.

【0023】従って、上記実施例3によれば、画像処理
装置9により、電子顕微鏡3による傾斜画像に対応させ
て光学顕微鏡5による画像を変形させて疑似傾斜画像を
生成することにより、試料を傾斜させた電子顕微鏡3に
よる傾斜画像に対しても、試料内部の欠陥形状の情報を
含んだ画像を表示可能にして、欠陥形状をより適確に知
ることができる画像を得ることができる。
Therefore, according to the third embodiment, the image processing apparatus 9 deforms the image by the optical microscope 5 in correspondence with the tilt image by the electron microscope 3 to generate a pseudo tilt image, thereby tilting the sample. An image including information on the shape of a defect inside the sample can be displayed even on the tilted image obtained by the electron microscope 3 so that an image can be obtained in which the shape of the defect can be known more accurately.

【0024】以上説明した各実施例の中では、画像メモ
リ7と8、画像処理装置9、及び重ね合わせ処理装置1
0をそれぞれ別の装置として示したが、これらは一体、
例えば1つのコンピュータシステムに集約されたもので
あっても良く、電子顕微鏡3や光学顕微鏡5にこれらの
一部あるいは全てが組み込まれたものであってもよい。
また、上記画像処理装置9は、画像メモリ8の光学顕微
鏡5側にのみ設けられているが、画像メモリ7の電子顕
微鏡3側に設けられていても良く、さらに、両側に設け
ても良い。
In each of the embodiments described above, the image memories 7 and 8, the image processing device 9, and the superposition processing device 1
0 are shown as separate devices, but these are
For example, they may be integrated into one computer system, or some or all of them may be incorporated in the electron microscope 3 or the optical microscope 5.
Further, the image processing device 9 is provided only on the optical microscope 5 side of the image memory 8, but may be provided on the electron microscope 3 side of the image memory 7, or may be provided on both sides.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、画像
重ね合わせ装置により、電子顕微鏡及び光学顕微鏡によ
る画像の拡大倍率が等しくなるように倍率調整すると共
に両者の画像の位置関係が一致するように位置調整して
同一表示画面上に重ね合わせるようにすることにより、
電子顕微鏡及び光学顕微鏡の両者の特性を活かし、試料
の欠陥表面及び内部の両者の情報を含む欠陥形状の画像
を得ることができ、欠陥解析の作業性と精度を向上させ
ることができるという効果がある。
As described above, according to the present invention , the image
Using a superposition device, adjust the magnification so that the magnifications of the images by the electron microscope and the optical microscope are equal, and adjust the position so that the positional relationship between the two images coincides, and superimpose them on the same display screen. By
Utilizing the characteristics of both the electron microscope and the optical microscope, it is possible to obtain an image of a defect shape including information on both the defect surface and the inside of the sample, thereby improving the workability and accuracy of the defect analysis. is there.

【0026】また、上記電子顕微鏡及び光学顕微鏡によ
る画像をそれぞれ記憶手段に記憶させ、画像処理装置に
より、そられ記憶手段に蓄えられた電子顕微鏡または光
学顕微鏡による画像を加工するようにして、画像重ね合
わせ装置により、上記記憶手段に蓄えられた電子顕微鏡
または光学顕微鏡のいずれか一方の画像と上記画像処理
装置により加工された電子顕微鏡または光学顕微鏡によ
る他方の画像との画像重ね合わせ処理を行うことによ
り、同一表示画面上に電子顕微鏡及び光学顕微鏡による
両者の画像を表示可能にして、欠陥領域または欠陥形状
を明確に表示することができる。
The images obtained by the electron microscope and the optical microscope are respectively stored in storage means, and the image processing apparatus processes the images obtained by the electron microscope or the optical microscope stored in the storage means. By performing an image superimposing process of an image of one of the electron microscope or the optical microscope stored in the storage unit and the other image of the electron microscope or the optical microscope processed by the image processing device, by a matching device. In addition, it is possible to display both images by the electron microscope and the optical microscope on the same display screen, so that the defect area or the defect shape can be clearly displayed.

【0027】また、上記画像処理装置により、光学顕微
鏡による画像中、欠陥領域の特徴部分を抽出し、その特
徴部分の領域のみを着色または濃淡調整処理することに
より、欠陥形状の輪郭が不鮮明な場合であっても、欠陥
部分を強調して表示し、欠陥領域を明確に知ることがで
きる画像を得ることができる。
The image processing apparatus extracts a characteristic portion of a defect area from an image obtained by an optical microscope, and performs coloring or shading adjustment processing only on the characteristic area, so that the outline of the defect shape is unclear. Even in this case, it is possible to obtain an image in which the defective portion is highlighted and displayed so that the defective region can be clearly known.

【0028】さらに、上記画像処理装置により、上記電
子顕微鏡による傾斜画像に対応させて上記光学顕微鏡に
よる画像を変形させて疑似傾斜画像を生成することによ
り、試料を傾斜させた電子顕微鏡による傾斜画像に対し
ても、試料内部の欠陥形状の情報を含んだ画像を表示可
能にして、欠陥形状をより適確に知ることができる画像
を得ることができる。
Further, the image processing apparatus deforms the image obtained by the optical microscope in accordance with the tilted image obtained by the electron microscope to generate a pseudo tilted image. On the other hand, it is possible to display an image including information on the shape of a defect inside the sample, and to obtain an image in which the shape of the defect can be more accurately known.

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

【図1】 この発明に係る形状観察装置を示す構成図で
ある。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a shape observation device according to the present invention.

【図2】 この発明の実施例1に係る画像の重ね合わせ
処理の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of an image superposition process according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の実施例2に係る画像の重ね合わせ
処理の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of an image superposition process according to the second embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の実施例3に係る画像の重ね合わせ
処理の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of an image superimposing process according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】 1 試料、3 電子顕微鏡、5 光学顕微鏡、7、8
画像メモリ、10 画像重ね合わせ装置、11 ディス
プレイ装置、14 欠陥、15 異物、17干渉縞。
[Description of Signs] 1 sample, 3 electron microscope, 5 optical microscope, 7, 8
Image memory, 10 image superposition device, 11 display device, 14 defect, 15 foreign matter, 17 interference fringes.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 37/22 H01J 37/252 - 37/256 H01J 37/28 H01L 21/66 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01J 37/22 H01J 37/252-37/256 H01J 37/28 H01L 21/66

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 試料上の欠陥を観察する電子顕微鏡及び
光学顕微鏡と、この電子顕微鏡及び光学顕微鏡による画
像の拡大倍率が等しくなるように倍率調整すると共に両
者の画像の位置関係が一致するように位置調整して同一
表示画面上に重ね合わせる画像重ね合わせ装置と、上記
電子顕微鏡及び光学顕微鏡による画像をそれぞれ記憶す
る記憶手段と、それら記憶手段に蓄えられた電子顕微鏡
または光学顕微鏡による画像を加工する画像処理装置と
を備え、上記画像重ね合わせ装置は、上記記憶手段に蓄
えられた電子顕微鏡または光学顕微鏡のいずれか一方の
画像と上記画像処理装置により加工された電子顕微鏡ま
たは光学顕微鏡による他方の画像との画像重ね合わせ処
理を行うと共に、上記画像処理装置は、上記光学顕微鏡
による画像中、欠陥領域の特徴部分を抽出し、その特徴
部分の領域のみを着色または濃淡調整処理することを特
徴とする形状観察装置。
1. An electron microscope and an optical microscope for observing defects on a sample, and a magnification is adjusted so that magnifications of images obtained by the electron microscope and the optical microscope are equal, and a positional relationship between the images is matched. an image superimposition device for superimposing on the same display screen by positioning, the
Store images from electron microscope and optical microscope respectively
Storage means and an electron microscope stored in the storage means
Or an image processing device that processes images with an optical microscope
The image superimposing device is stored in the storage means.
Either electron microscope or optical microscope
Image and electron microscope processed by the above image processing device
Or the process of superimposing the image with the other image using the optical microscope.
And the image processing apparatus includes the optical microscope
Of the defect area in the image by
A shape observation apparatus characterized in that only a partial area is subjected to coloring or shading adjustment processing .
【請求項2】 上記画像処理装置は、上記電子顕微鏡に
よる傾斜画像に対応させて上記光学顕微鏡による画像を
変形させて疑似傾斜画像を生成することを特徴とする請
求項1記載の形状観察装置。
2. The image processing apparatus according to claim 1 , wherein
Images from the above optical microscope corresponding to the tilt image
Generating a pseudo-tilt image by deforming
The shape observation device according to claim 1 .
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