JP5468515B2 - Observation image acquisition method, scanning electron microscope - Google Patents
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Description
本発明は、走査型電子顕微鏡を用いて試料の観察画像を取得する方法に関するものである。 The present invention relates to a method for acquiring an observation image of a sample using a scanning electron microscope.
従来、走査型電子顕微鏡を用いて、所定の形状パターンが規則的に繰り返し配置された半導体部品の不良解析が行われている。近年では、半導体の微細化が試料ステージの位置決め精度よりも進行し、高倍率の走査型電子顕微鏡を用いても、不良位置を特定することが困難になりつつある。 Conventionally, a defect analysis of a semiconductor component in which a predetermined shape pattern is regularly and repeatedly arranged has been performed using a scanning electron microscope. In recent years, semiconductor miniaturization has progressed more than the positioning accuracy of the sample stage, and it is becoming difficult to specify a defective position even when a high-magnification scanning electron microscope is used.
一方、不良箇所にプローブを当ててデバイス特性を測定して初めて不良の有無を判定することができるような、外見からは判断することができない不良も存在する。このような不良を解析する際には、不良箇所を収束イオンビームなどで切り出す必要がある。このとき、同じ形状パターンが隣接して多数並んでいるなかから切り出すべき箇所を正確に特定するため、各形状パターンに識別番号などを付与して個々の形状パターンを識別する必要がある。どの形状パターンを切り出したかを特定せずにデバイス特性を測定しても、検査の意義がないからである。 On the other hand, there is a defect that cannot be determined from the appearance, such that the presence or absence of a defect can be determined only after measuring the device characteristics by applying a probe to the defective part. When analyzing such a defect, it is necessary to cut out the defective portion with a focused ion beam or the like. At this time, in order to accurately specify a portion to be cut out from a large number of adjacent identical shape patterns, it is necessary to identify each shape pattern by giving an identification number to each shape pattern. This is because even if device characteristics are measured without specifying which shape pattern has been cut out, there is no significance of inspection.
下記特許文献1には、上記のような同じ形状パターンをカウントする手法が記載されている。同文献に記載されている手法では、試料ステージを移動させながら形状パターンをカウントする手法の発展形として、各形状パターンを画面上で矩形枠を用いて囲みながら識別番号を付与する方法を開示している。オペレータは、画面上に表示される各形状パターンの識別番号を目視確認しながら、切り出すべき形状パターンを特定する。本手法によれば、ステージの位置決め精度によらず、各形状パターンを識別番号によって特定することができる点で、利点がある。 Patent Document 1 below describes a method of counting the same shape pattern as described above. In the method described in this document, as a development of the method of counting shape patterns while moving the sample stage, a method of assigning an identification number while enclosing each shape pattern using a rectangular frame on the screen is disclosed. ing. The operator specifies the shape pattern to be cut out while visually confirming the identification number of each shape pattern displayed on the screen. According to this method, there is an advantage in that each shape pattern can be specified by the identification number regardless of the positioning accuracy of the stage.
上記特許文献1記載の手法では、荷電粒子ビームを照射している最中に、視野範囲を移動させるため試料ステージを動かすと、荷電粒子ビームの照射位置がステージ移動にともなって引き伸ばされ、これにより観察画像がステージ移動方向に歪む。形状パターンに識別番号を付与しながらカウントする際には、パターンマッチングによって同一形状を探索しながら個々の形状パターンを識別するため、観察画像が歪むとその形状パターンを識別することができず、その形状パターンをカウントせずにスキップして次の形状パターンに進んでしまう可能性がある。 In the method described in Patent Document 1, when the sample stage is moved to move the visual field range while the charged particle beam is being irradiated, the irradiation position of the charged particle beam is stretched along with the stage movement. The observed image is distorted in the stage moving direction. When counting while assigning an identification number to a shape pattern, each shape pattern is identified while searching for the same shape by pattern matching. Therefore, if the observed image is distorted, the shape pattern cannot be identified. There is a possibility of skipping without counting the shape pattern and proceeding to the next shape pattern.
フレームレートをステージの移動速度よりも極端に上げれば、観察画像の歪みは小さくなるが、1画素当たりの2次電子収量も減ってしまうので、観察画像が荒くなり、結果として形状パターンを識別できなくなる可能性がある。 If the frame rate is increased much faster than the moving speed of the stage, the distortion of the observed image will be reduced, but the yield of secondary electrons per pixel will also be reduced, and the observed image will be rough, and as a result, the shape pattern can be identified. There is a possibility of disappearing.
オペレータとしては、作業を速やかに完了させるため試料ステージを速く動かしたいと考える一方で、試料ステージを速く動かしすぎると上記のような不具合が生じる。すなわち、試料ステージの移動速度と形状パターンの識別精度は、トレードオフの関係にある。実際の作業においては、観察画像の精度を重視して試料ステージの移動速度を落とすことが多く、作業効率を低下させる要因になっていると思われる。 As an operator, the operator wants to move the sample stage quickly in order to complete the work quickly. On the other hand, if the sample stage is moved too quickly, the above-mentioned problems occur. That is, the moving speed of the sample stage and the shape pattern identification accuracy are in a trade-off relationship. In actual work, the movement speed of the sample stage is often lowered with an emphasis on the accuracy of the observation image, which seems to be a factor that lowers work efficiency.
また、荷電粒子ビームを照射していない撮像休止区間で試料ステージを移動させることも考えられるが、観察画像の移動がコマ切れになって見づらくなる。 Although it is conceivable to move the sample stage in the imaging pause section where the charged particle beam is not irradiated, the observation image moves out of frame and is difficult to see.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、荷電粒子ビームを照射している最中に試料ステージを移動させても観察画像の歪みを生じさせないようにすることのできる観察画像取得手法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and prevents the observation image from being distorted even if the sample stage is moved during irradiation of the charged particle beam. An object of the present invention is to provide an observation image acquisition technique that can be used.
本発明に係る観察画像取得方法では、フレーム間でずれが生じている走査線を特定し、観察画像のうちその走査線以外の部分を、ずれている走査線の位置に合わせるように位置補正する。 In the observation image acquisition method according to the present invention, a scan line in which a shift occurs between frames is specified, and a position correction is performed so that a portion other than the scan line in the observation image is aligned with the position of the shift scan line. .
本発明に係る観察画像取得方法によれば、荷電粒子ビームを照射している最中にステージが移動したため走査線がずれても、フレーム間のずれを特定することによってその走査線を特定することができる。この走査線の位置に合わせて他の部分を位置補正することにより、観察画像の歪みを元に戻し、形状パターンを正確に識別することができる。その結果、荷電粒子ビームを照射している最中でもステージを移動させることができるので、作業効率を向上させることができる。 According to the observation image acquisition method of the present invention, even if the scanning line is shifted because the stage is moved during irradiation of the charged particle beam, the scanning line is specified by specifying the shift between frames. Can do. By correcting the position of other portions in accordance with the position of the scanning line, the distortion of the observation image can be restored and the shape pattern can be accurately identified. As a result, the stage can be moved even during irradiation with the charged particle beam, so that work efficiency can be improved.
<実施の形態1>
図1は、本発明の実施形態1に係る走査型電子顕微鏡28の構成図である。本体1は、荷電粒子ビーム源2、第1収束レンズ5、第2収束レンズ6、偏向コイル7、視野移動コイル8、対物レンズ9、2次電子検出器10、試料ステージ26を備える。これらは制御部12によって制御される。ステージ制御部27は、試料ステージ26の移動位置を制御する。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a configuration diagram of a
制御部12は、荷電粒子ビーム制御部13、増幅器15、画像処理部16、システム制御部14を備える。システム制御部14は、これら構成要素を統合制御する。
The
コンピュータ22は、オペレータが制御部12に対して指示を与えるために使用する操作端末であり、キーボード23、マウス24、ディプレイ25を備える。
The
荷電粒子ビーム絞り4、第1収束レンズ5、第2収束レンズ6、偏向コイル7、対物レンズ9は、荷電粒子ビーム源2から放出された荷電粒子ビーム3を細く絞り、試料11に対して照射しながら試料11を走査する。荷電粒子ビーム制御部13は、高圧電源、レンズ電源、偏向アンプなどの、荷電粒子ビーム3を制御するための構成要素を備える。システム制御部14は、荷電粒子ビーム制御部13のこれら構成要素を用いて、荷電粒子ビーム3を制御する。
The charged particle beam stop 4, the
また、システム制御部14は、対物レンズ駆動部13bを用いて、対物レンズ9に供給する電流を変化させることにより、荷電粒子ビーム3の試料11上における焦点位置を制御する。
The
2次電子検出器10は、荷電粒子ビーム3を試料11に照射することによって生じる2次電子を検出する。増幅器15は、2次電子検出器10が検出した2次電子の検出信号を増幅し、画像処理部16に出力する。
The secondary electron detector 10 detects secondary electrons generated by irradiating the sample 11 with the charged particle beam 3. The
画像処理部16は、A/Dコンバータ17、画素積算部18、フレーム積算部19、画像メモリ20、画像送信部21を備える。A/Dコンバータ17は、増幅器15の出力をデジタルデータに変換する。画素積算部18は、A/Dコンバータ17の出力を画素毎の輝度値に換算する。フレーム積算部19は、画素積算部18の出力を1フレーム毎に観察画像データとして整形し、画像送信部21に出力する。画像送信部21は、観察画像データをコンピュータ22に送信し、コンピュータ22はその観察画像を画面表示する。画像メモリ20は、1以上のフレームについての観察画像データを保存し、必要に応じて以降のフレームの観察画像と重ね合わせ、画像のざらつきを低減させる。
The
ディスプレイ25は、観察画像を画面表示する。ステージ制御部27が試料ステージ26を移動させるか、または視野移動コイル8が試料11上に照射する荷電粒子ビーム3の位置を変化させると、ディスプレイ25が画面表示する観察視野が移動する。ステージ制御部27が試料ステージ26を回転させるか、または偏向コイル7の電流を変調すると、荷電粒子ビーム3の走査方向が回転し、その結果としてディスプレイ25が画面表示する観察視野が回転する。ステージ制御部27が試料ステージ26を傾斜させると、試料11の傾斜像を得ることができる。
The
図2は、荷電粒子ビーム3を照射している最中に試料ステージ26を移動させることによって観察画像に歪みが生じる原理を説明する図である。走査型電子顕微鏡28は、一般に観察視野の水平方向に荷電粒子ビーム3を走査させながら、水平走査線画像を取得し、これを上辺から下辺に向かって繰り返すことによって2次元観察画像を生成する。ここでは水平走査線35〜39を例示した。
FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of distortion in the observed image caused by moving the
ここで、荷電粒子ビーム3を照射している最中に試料ステージ26が方向29に移動したと仮定する。試料11上には、円形パターンが形成されているものとする。円形パターンの初期位置は位置30である。試料ステージ26の移動にともなって、円形パターンの位置は、位置30から位置34に向かって移動する。
Here, it is assumed that the
荷電粒子ビーム3を水平走査線36上で走査している際に、円形パターンが位置30から位置31まで移動したと仮定すると、水平走査線36上で円形パターンを走査した結果として得られる走査線画像は、線分36b上のものとなる。同様に、水平走査線37上で得られる走査線画像は線分37b上のもの、水平走査線38上で得られる走査線画像は線分38b上のものであるものとする。
Assuming that the circular pattern has moved from
線分36b〜38b上の走査線画像を連結すると、最終的に得られる円形パターンの観察画像は、楕円パターン40のように、方向29へ引き伸ばされた形状となる。これは、荷電粒子ビーム3を照射している最中に試料ステージ26が移動することにより、照射位置が方向29に沿って引き伸ばされてずれることによる。
When the scanning line images on the
試料ステージ26の移動速度に対してフレームレートを極端に上げることによって観察画像の歪みを低減することもできるが、1画素当たりの2次電子収量が少なくなるので、ざらついた観察画像となる。リカーシブフィルタなどを適用することによって複数の観察画像を重ね合わせ、観察画像のざらつきを抑えることもできるが、この場合は観察画像が不鮮明になる可能性がある。
Although the distortion of the observation image can be reduced by increasing the frame rate extremely with respect to the moving speed of the
図3は、観察画像が不鮮明になる原理を説明する図である。ここでは、荷電粒子ビーム3を照射しながら、リカーシブフィルタを適用して4枚積算した観察画像を観察している最中に、試料ステージ26が方向41へ移動したと仮定する。試料11上の円形パターンの初期位置は、位置42である。1フレーム後に円形パターンが位置43まで移動したものとする。
FIG. 3 is a diagram for explaining the principle that an observed image becomes unclear. Here, it is assumed that the
領域45は、4枚分の観察画像が重ね合わさった階調を有する。一方、領域44と領域46は3枚分の観察画像が重ね合わさった階調を有する。そのため、領域44と領域46は領域45よりもコントラストが低下し、観察画像が不鮮明となる。
The
図2〜図3で説明した、観察画像の歪みや不鮮明さは、走査が完了しておらず画素データを全て取得できていない時点で走査位置がずれること、すなわち画面内の画素データを同時に取得できていないことに起因している。これは、荷電粒子ビーム3を用いて試料11を走査している最中に試料ステージ26を移動させると、必ず生じるものである。そこで本発明では、取得した観察画像を試料ステージ26の移動方向に補正することにより、歪みや不鮮明さを解消することを図る。
The distortion and unclearness of the observed image explained in FIGS. 2 to 3 are that the scanning position is shifted when the scanning is not completed and all the pixel data is not acquired, that is, the pixel data in the screen is acquired at the same time. It is caused by not being able to do it. This always occurs when the
図4は、観察画像の位置を補正することにより歪みをなくす手順を説明する図である。フレーム51は1枚目の観察画像、フレーム47は2枚目の観察画像である。ここでは、荷電粒子ビーム3が走査線48上を走査しているとき、試料11が方向50に移動したものと仮定する。
FIG. 4 is a diagram illustrating a procedure for eliminating distortion by correcting the position of the observation image.
走査線48上で走査を実行しているとき、観察視野を移動するために試料11を移動させると、フレーム51上の走査線52に相当するフレーム47上の走査線49が、方向50にずれる。これにより、走査線52はフレーム51の右側寄りの位置に配置されているのに対し、走査線49はフレーム47の左側寄りの位置に配置されている。この状態のままで観察画像を生成すると、円形パターンは左向きに歪んでしまう。
When scanning is performed on the
システム制御部14は、フレーム47とフレーム51の間で、走査線毎の差分をパターンマッチングによって求める。ここでは、走査線52から得る観察画像と、走査線49から得る観察画像が、パターンマッチングによって合致する。しかし、これらの位置はずれ量53だけずれていることが分かる。
The
そこで、システム制御部14は、走査線49の走査を終了した後、走査線49を除いた走査線から得られた観察画像54の位置を、走査線49の位置に合わせて補正し、走査線49の観察画像とともに画面表示させる。この様子を図4の下図に示した。これにより、荷電粒子ビーム3を照射している最中に試料11が移動した場合でも、観察画像の歪みを生じさせないようにすることができる。
Therefore, the
なお、観察画像を移動させると、円形パターンの外側の領域に欠損部分が生じる可能性がある、これを防ぐためには、あらかじめ欠損部分を見込んで観察範囲55よりも広い領域に対して荷電粒子ビーム3を照射し、円形パターンの外側領域についても走査線画像を得ておくとよい。これにより、観察画像をずれ量53だけ移動させても、観察範囲55内では欠損部分が生じないようにすることができる。
When the observation image is moved, a defect portion may be generated in the region outside the circular pattern. To prevent this, the charged particle beam is applied to a region wider than the
図5は、試料11上の所定形状パターンをカウントしながら観察画像を生成する従来の手順を示すフローチャートである。本フローチャートは、後述の図6で説明する、本発明に係る手法と比較するために例示するものである。以下、図5の各ステップについて説明する。
(図5:ステップS501〜S502)
A/Dコンバータ17は、2次電子検出器10が検出した2次電子の検出信号を、デジタルデータに変換する(S501)。画素積算部18は、A/Dコンバータ17の出力を画素毎の輝度値に換算する(S502)。
(図5:ステップS503〜S504)
画素積算部18は、画素毎の輝度値を走査線毎に画像メモリ20に格納する(S503)。画像送信部21は、走査線毎の観察画像データをコンピュータ22に送信し、コンピュータ22はその走査線の観察画像を画面表示する(S504)。すなわち、従来手法では、走査線毎に観察画像を更新している。
FIG. 5 is a flowchart showing a conventional procedure for generating an observation image while counting a predetermined shape pattern on the sample 11. This flowchart is shown for comparison with the method according to the present invention, which will be described later with reference to FIG. Hereinafter, each step of FIG. 5 will be described.
(FIG. 5: Steps S501 to S502)
The A /
(FIG. 5: Steps S503 to S504)
The
図6は、本実施形態1において、走査型電子顕微鏡28が試料11上の所定形状パターンをカウントしながら観察画像を生成する手順を示すフローチャートである。以下、図6の各ステップについて説明する。
(図6:ステップS601〜S603)
これらのステップは、図5のステップS501〜S503と同様である。
(図6:ステップS604)
システム制御部14は、現在荷電粒子ビーム3を照射している走査線の観察画像を、1つ前のフレームにおける同じ走査線の観察画像とパターンマッチングする。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a procedure in which the
(FIG. 6: Steps S601 to S603)
These steps are the same as steps S501 to S503 in FIG.
(FIG. 6: Step S604)
The
(図6:ステップS605)
システム制御部14は、ステップS604の結果、フレーム間で走査線画像が一致したか否かを判定する。図4で説明したような、走査線間の位置ずれがある場合は、ステップS606へ進む。位置ずれがない場合は、ステップS607へスキップする。システム制御部14は、本ステップにより、位置ずれがある走査線を特定することができる。
(図6:ステップS606)
システム制御部14は、図4で説明したように、前フレームにおける、位置ずれがある走査線を除いた走査線の観察画像の位置を、位置ずれがある走査線の位置に合わせるように補正する。
(図6:ステップS607)
システム制御部14は、ステップS606の結果として得られる補正後の観察画像を、コンピュータ22のディスプレイ25上に画面表示する。また、システム制御部14は、補正後の観察画像上に現れる所定形状のパターンを個々に識別し、識別番号を付与してディスプレイ25上に画面表示する。
(FIG. 6: Step S605)
The
(FIG. 6: Step S606)
As described with reference to FIG. 4, the
(FIG. 6: Step S607)
The
<実施の形態1:まとめ>
以上のように、本実施形態1に係る走査型電子顕微鏡28は、フレーム間で位置ずれが生じている走査線を特定し、その走査線を除いた走査線の観察画像の位置を、位置がずれている走査線に合わせて位置補正する。これにより、荷電粒子ビーム3を試料11に照射している最中に試料11が移動した場合でも、歪んだ観察画像を移動後の走査線位置に合わせて位置補正することができる。すなわち、歪んだ観察画像を移動後の位置に合わせて本来の形状に補正し、形状パターンを正確に識別することができる。
<Embodiment 1: Summary>
As described above, the
また、本実施形態1において、試料11が水平方向に移動することを想定して水平方向にパターンマッチングを実施することとしたが、荷電粒子ビーム3を照射している走査線の上下に位置する走査線に対しても、パターンマッチング実施するようにしてもよい。これにより、試料11が走査線に対して垂直方向に移動した場合でも、観察画像の歪みを補正することができる。以下の実施形態でも同様である。 In the first embodiment, the pattern matching is performed in the horizontal direction on the assumption that the sample 11 moves in the horizontal direction, but the sample 11 is positioned above and below the scanning line irradiated with the charged particle beam 3. Pattern matching may also be performed on the scanning lines. Thereby, even when the sample 11 moves in the direction perpendicular to the scanning line, the distortion of the observation image can be corrected. The same applies to the following embodiments.
<実施の形態2>
本発明の実施形態2では、荷電粒子ビーム3を照射している最中に、試料11が走査線に対して斜めの方向に移動した場合の処理を説明する。走査型電子顕微鏡28の構成は、実施形態1と同様であるため、以下では差異点を中心に説明する。
<
In the second embodiment of the present invention, processing when the sample 11 moves in an oblique direction with respect to the scanning line while the charged particle beam 3 is being irradiated will be described. Since the configuration of the
図7は、本実施形態2に係る観察画像取得手法を説明する図である。ここでは、試料11が走査線に対して斜めの方向50に移動したものと仮定する。システム制御部14は、走査線49と他の走査線の間でパターンマッチングを実施する。ここでは走査線52と走査線49が合致したものとする。
FIG. 7 is a diagram for explaining an observation image acquisition method according to the second embodiment. Here, it is assumed that the sample 11 has moved in a
システム制御部14は、走査線49と走査線52の位置ずれに基づき、試料11の移動方向50を特定することができる。以後、システム制御部14は、荷電粒子ビーム3の走査方向が方向50と平行になるように、荷電粒子ビーム制御部13へ指示する。以後の処理は実施形態1と同様である。
The
以上のように、本実施形態2に係る走査型電子顕微鏡28は、荷電粒子ビーム3を照射している最中に、試料11が走査線に対して斜めの方向に移動したときは、荷電粒子ビーム3の走査方向を、試料11の移動方向と平行となるように修正する。これにより、以後のパターンマッチングは走査線に対して水平方向にのみ実施すればよいので、システム制御部14がパターンマッチングを実施する処理負担を軽減することができる。
As described above, the
<実施の形態3>
以上の実施形態1〜2において、複数フレームの観察画像を重ね合わせて積算し、単一の観察画像を得ることもできる。観察画像が歪んだ状態で積算処理を実施すると、図3で説明したように観察画像が不鮮明になる可能性があるが、実施形態1〜2で説明したように歪みを補正すれば、かかる不具合は生じない。
<Embodiment 3>
In the above Embodiments 1 and 2, a plurality of frames of observation images can be overlapped and integrated to obtain a single observation image. If the integration process is performed in a state where the observation image is distorted, the observation image may become unclear as described with reference to FIG. 3. However, if the distortion is corrected as described in the first and second embodiments, such a problem is caused. Does not occur.
そこで本発明の実施形態3では、観察画像の歪みを補正した上で積算処理を実施する動作例を説明する。走査型電子顕微鏡28の構成は、実施形態1と同様であるため、以下では積算処理に係る点を中心に説明する。
Therefore, in the third embodiment of the present invention, an operation example in which integration processing is performed after correcting distortion of an observation image will be described. Since the configuration of the
図8は、1フレーム分の観察画像を生成する従来の手順を示すフローチャートである。本フローチャートは、後述の図9において説明する、本発明に係る手法と比較するために例示するものである。以下、図8の各ステップについて説明する。
(図8:ステップS801〜S802)
これらのステップは、図5のステップS501〜S502と同様である。
(図8:ステップS803〜S804)
フレーム積算部19は、画素積算部18の出力を1フレーム毎に観察画像データとして整形する(S803)。画像送信部21は、観察画像データをコンピュータ22に送信し、コンピュータ22はその観察画像を画面表示する(S804)。すなわち、従来の手法では、位置がずれている走査線画像をそのまま積算しているため、図3で説明したように観察画像が不鮮明となる可能性がある。
FIG. 8 is a flowchart showing a conventional procedure for generating an observation image for one frame. This flowchart is illustrated for comparison with the method according to the present invention described in FIG. 9 described later. Hereinafter, each step of FIG. 8 will be described.
(FIG. 8: Steps S801 to S802)
These steps are the same as steps S501 to S502 in FIG.
(FIG. 8: Steps S803 to S804)
The frame integration unit 19 shapes the output of the
図9は、本実施形態3において、走査型電子顕微鏡28が1フレーム分の観察画像を生成する手順を示すフローチャートである。以下、図9の各ステップについて説明する。
(図9:ステップS901〜S906)
これらのステップは、図6のステップS601〜S606と同様である。
(図9:ステップS907〜S908)
フレーム積算部19は、ステップS906の結果として得られた補正後の観察画像を、前のフレームの観察画像と同じ位置で重ね合わせて積算する。フレーム積算部19は、全ての走査線について同様の処理を実行する。
(図9:ステップS909)
システム制御部14は、ステップS908までの結果として得られる補正後の観察画像を、コンピュータ22のディスプレイ25上に画面表示する。すなわち、本発明に係る手法では、走査線の位置ずれを補正した後の観察画像を積算するので、歪みのない観察画像を重ね合わせることになり、図3で説明したような不鮮明さを低減することができる。
FIG. 9 is a flowchart illustrating a procedure in which the
(FIG. 9: Steps S901 to S906)
These steps are the same as steps S601 to S606 in FIG.
(FIG. 9: Steps S907 to S908)
The frame integration unit 19 integrates the corrected observation image obtained as a result of step S906 by superimposing them at the same position as the observation image of the previous frame. The frame integration unit 19 performs the same processing for all the scanning lines.
(FIG. 9: Step S909)
The
<実施の形態3:まとめ>
以上のように、本実施形態3に係る走査型電子顕微鏡28は、補正後の観察画像を重ね合わせて積算することにより、観察画像のざらつきを低減することができる。また、実施形態1〜2で説明した手法で補正した後に積算処理を実施しているので、図3で説明したような不鮮明さを抑えることができる。
<Embodiment 3: Summary>
As described above, the
<実施の形態4>
以上の実施形態1〜3では、荷電粒子ビーム3を照射中に試料ステージ26が移動することにより、試料11が移動し、観察画像の歪みが生じることを説明した。これは、観察視野を移動するため試料ステージ26を移動させていることによる。
<Embodiment 4>
In the first to third embodiments, it has been described that the
同様の観察画像の歪みは、荷電粒子ビーム3の照射方向が変化することによっても生じる。例えば、観察視野を移動するため試料ステージ26を移動させることに代えて、荷電粒子ビーム3の偏向方向を変化させる場合が考えられる。
Similar distortion of the observation image is caused by a change in the irradiation direction of the charged particle beam 3. For example, instead of moving the
いずれの場合においても、観察画像に生じた歪みを補正する手法として、本発明に係る手法を用いることができる。 In any case, the technique according to the present invention can be used as a technique for correcting the distortion generated in the observed image.
<実施の形態5>
以上、本発明に係る実施形態を具体的に説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
<
As mentioned above, although embodiment which concerns on this invention was described concretely, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to these embodiment, and can be variously changed in the range which does not deviate from the summary.
また、上記各構成、機能、処理部などは、それらの全部または一部を、例えば集積回路で設計することによりハードウェアとして実現することもできるし、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを実行することによりソフトウェアとして実現することもできる。各機能を実現するプログラム、テーブルなどの情報は、メモリやハードディスクなどの記憶装置、ICカード、DVDなどの記憶媒体に格納することができる。 In addition, each of the above-described configurations, functions, processing units, etc. can be realized as hardware by designing all or a part thereof, for example, with an integrated circuit, or the processor executes a program for realizing each function. By doing so, it can also be realized as software. Information such as programs and tables for realizing each function can be stored in a storage device such as a memory or a hard disk, or a storage medium such as an IC card or a DVD.
1:本体、2:荷電粒子ビーム源、3:荷電粒子ビーム、4:荷電粒子ビーム絞り、5:第1収束レンズ、6:第2収束レンズ、7:偏向コイル、8:視野移動コイル、9:対物レンズ、10:2次電子検出器、11:試料、12:制御部、13:荷電粒子ビーム制御部、13b:対物レンズ駆動部、14:システム制御部、15:増幅器、16:画像処理部、17:A/Dコンバータ、18:画素積算部、19:フレーム積算部、20:画像メモリ、21:画像送信部、22:コンピュータ、23:キーボード、24:マウス、25:ディプレイ、26:試料ステージ、27:ステージ制御部、29:移動方向、30〜34:円形パターンの位置、35〜39:走査線、40:楕円パターン、42〜43:位置、44〜46:領域、47:2つ目のフレーム、48〜49:走査線、50:移動方向、51:1つ目のフレーム、52:走査線、53:ずれ量、54:観察画像、55:観察範囲。 1: main body, 2: charged particle beam source, 3: charged particle beam, 4: charged particle beam aperture, 5: first focusing lens, 6: second focusing lens, 7: deflection coil, 8: field moving coil, 9 : Objective lens, 10: secondary electron detector, 11: sample, 12: control unit, 13: charged particle beam control unit, 13b: objective lens driving unit, 14: system control unit, 15: amplifier, 16: image processing , 17: A / D converter, 18: Pixel integration unit, 19: Frame integration unit, 20: Image memory, 21: Image transmission unit, 22: Computer, 23: Keyboard, 24: Mouse, 25: Display, 26 : Sample stage, 27: Stage control unit, 29: Moving direction, 30-34: Position of circular pattern, 35-39: Scan line, 40: Ellipse pattern, 42-43: Position, 44-46: Region, 47: One eye frame, 48-49: scanning line, 50: movement direction, 51: first frame 52: a scanning line, 53: shift amount, 54: observation image, 55: observation range.
Claims (6)
前記試料を前記荷電粒子ビームで走査しながら前記試料上における前記荷電粒子ビームの照射位置を移動させることにより観察視野を移動させる照射位置移動ステップと、
前記試料上における走査線毎に前記試料の観察画像を生成するステップと、
前記観察画像を複数フレームについて取得するステップと、
前記複数フレームについて前記走査線に対応する画像間の差分を求めるステップと、
前記走査線のうち前記複数フレーム間で前記走査線に対応する画像の位置が異なっている位置ずれ走査線を特定するステップと、
前記走査線のうち前記位置ずれ走査線を除いたものに対応する観察画像の位置を前記位置ずれ走査線の位置に補正するステップと、
前記補正後の前記観察画像を用いて前記試料上の所定パターンの個数をカウントするステップと、
を有することを特徴とする観察画像取得方法。 A method of obtaining an observation image of the sample by scanning the sample using a charged particle beam,
An irradiation position moving step of moving an observation field of view by moving the irradiation position of the charged particle beam on the sample while scanning the sample with the charged particle beam;
Generating an observation image of the sample for each scanning line on the sample;
Obtaining the observed image for a plurality of frames;
Obtaining a difference between images corresponding to the scanning lines for the plurality of frames;
Identifying a misaligned scan line in which the position of an image corresponding to the scan line is different between the plurality of frames among the scan lines ;
Correcting the position of the observation image corresponding to the scan line excluding the misalignment scan line to the position of the misalignment scan line;
Counting the number of predetermined patterns on the sample using the corrected observation image;
The observation image acquisition method characterized by having.
前記走査線の走査方向を前記ずれ方向と平行になるように補正するステップと、
を有することを特徴とする請求項1記載の観察画像取得方法。 Identifying a shift direction between the plurality of frames based on the difference;
Correcting the scanning direction of the scanning line to be parallel to the displacement direction;
The observation image acquisition method according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1記載の観察画像取得方法。 The observation image acquisition method according to claim 1, further comprising a step of generating a new observation image by superimposing observation images for the plurality of frames after correction at the same position.
ことを特徴とする請求項1記載の観察画像取得方法。 The observation image according to claim 1, wherein, in the irradiation position moving step, the irradiation position of the charged particle beam on the sample is moved by moving the position of the stage on which the sample is placed. Acquisition method.
ことを特徴とする請求項1記載の観察画像取得方法。 The observation image acquisition method according to claim 1, wherein in the irradiation position moving step, the irradiation position of the charged particle beam on the sample is moved by deflecting an irradiation direction of the charged particle beam.
前記試料を載置するステージと、
前記荷電粒子ビームの照射方向を偏向させる偏向器と、
前記試料から放出される電子を検出する検出器と、
前記検出器の検出結果に基づき前記試料の観察画像を生成する画像処理部と、
前記ステージおよび前記偏向器の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記試料を前記荷電粒子ビームで走査しながら前記試料上における前記荷電粒子ビームの照射位置を移動させることにより観察視野を移動させる照射位置移動ステップと、
前記試料上における走査線毎に前記試料の観察画像を生成するステップと、
前記観察画像を複数フレームについて取得するステップと、
前記複数フレームについて前記走査線に対応する画像間の差分を求めるステップと、
前記走査線のうち前記複数フレーム間で前記走査線に対応する画像の位置が異なっている位置ずれ走査線を特定するステップと、
前記走査線のうち前記位置ずれ走査線を除いたものに対応する観察画像の位置を前記位置ずれ走査線の位置に補正するステップと、
前記補正後の前記観察画像を用いて前記試料上の所定パターンの個数をカウントするステップと、
を実行することを特徴とする走査型電子顕微鏡。 A charged particle beam source for irradiating the sample with a charged particle beam;
A stage on which the sample is placed;
A deflector for deflecting the irradiation direction of the charged particle beam;
A detector for detecting electrons emitted from the sample;
An image processing unit for generating an observation image of the sample based on a detection result of the detector;
A control unit for controlling the operation of the stage and the deflector;
With
The controller is
An irradiation position moving step of moving an observation field of view by moving the irradiation position of the charged particle beam on the sample while scanning the sample with the charged particle beam;
Generating an observation image of the sample for each scanning line on the sample;
Obtaining the observed image for a plurality of frames;
Obtaining a difference between images corresponding to the scanning lines for the plurality of frames;
Identifying a misaligned scan line in which the position of an image corresponding to the scan line is different between the plurality of frames among the scan lines ;
Correcting the position of the observation image corresponding to the scan line excluding the misalignment scan line to the position of the misalignment scan line;
Counting the number of predetermined patterns on the sample using the corrected observation image;
A scanning electron microscope characterized in that
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