JP5674868B2 - 走査荷電粒子顕微鏡装置を用いたパターン撮像方法 - Google Patents

Description

本発明は、走査型電子顕微鏡を用いて広範囲・高分解能な画像を取得するため、撮像領域を複数の局所領域に分割して撮像し、前記局所領域の撮像画像を画像処理により繋ぎ合せることによってパノラマ画像を生成してパターンの寸法を計測する方法に関するものであり、特に高い繋ぎ合せ精度となる前記局所領域の撮像位置および撮像倍率の決定が可能な走査荷電粒子顕微鏡を用いたパターン撮像方法に関するものである。

半導体ウェーハに配線パターンを形成するに際しては，半導体ウェーハ上にレジストと呼
ばれる塗布材を塗布し，レジストの上に配線パターンの露光用マスク（レチクル）を重ね
てその上から可視光線，紫外線あるいは電子ビームを照射し，レジストを感光（露光）し
て現像することによって半導体ウェーハ上にレジストによる配線パターンを形成し，この
レジストの配線パターンをマスクとして半導体ウェーハをエッチング加工することにより
配線パターンを形成する方法が採用されている。

マスクやウェーハ上のパターン形状の検査には，走査荷電粒子顕微鏡の一つである測長
走査電子顕微鏡（Critical Dimension Scanning Electron Microscope：ＣＤ−ＳＥＭ）
が広く用いられている。パターン形状の評価のため，ＳＥＭ撮像を行う座標を評価ポイン
トと呼び，以降，ＥＰ（Evaluation Point）と略記する。ＥＰを少ない撮像ずれ量で，か
つ高画質で撮像するため，アドレッシングポイント（以降，ＡＰと呼ぶ）あるいはオート
フォーカスポイント（以降，ＡＦと呼ぶ）あるいはオートスティグマポイント（以降，Ａ
ＳＴと呼ぶ）あるいはオートブライトネス・コントラストポイント（以降，ＡＢＣＣと呼
ぶ）の一部又は全ての調整ポイントを必要に応じて設定し，それぞれの調整ポイントにお
いて，アドレッシング，オートフォーカス調整，オートスティグマ調整，オートブライト
ネス・コントラスト調整を行った後，ＥＰを撮像する。

前記アドレッシングにおける撮像ずれ量は，事前に登録テンプレートとして登録された
座標既知のＡＰにおけるＳＥＭ画像と，実際の撮像シーケンスにおいて観察されたＳＥＭ
画像とをマッチングし，前記マッチングのずれ量を撮像位置のずれ量として補正している
。前記評価ポイント（ＥＰ），調整ポイント（ＡＰ，ＡＦ，ＡＳＴ，ＡＢＣＣ）をまとめ
て撮像ポイントと呼ぶ。ＥＰのサイズ・座標，撮像条件，ならびに各調整ポイントの撮像
条件，調整方法，ならびに各撮像ポイントの撮像順（あるいは調整順），ならびに前記登
録テンプレートは撮像レシピとして管理され，ＳＥＭは前記撮像レシピに基づき，ＥＰの
撮像を行う。

従来，レシピの生成はＳＥＭオペレータがマニュアルで行っており，労力と時間を要す
る作業であった。また，各調整ポイントの決定や登録テンプレートをレシピに登録するた
めには，実際にウェーハを低倍で撮像する必要があることから，レシピの生成がＳＥＭ装
置の稼働率低下の一因となっていた。更に，パターンの微細化・複雑化に伴い，評価を要
するＥＰの点数は爆発的に増加し，前記レシピのマニュアルによる生成は，労力，生成時
間の観点から非現実的になりつつある。

そこで撮像レシピに関して，例えばＧＤＳII形式で記述された半導体の回路パターンの
設計情報を基にＡＰを決定し，さらに設計情報からＡＰにおけるデータを切り出して前記
登録テンプレートとして撮像レシピに登録する半導体検査システムが開示されている（特
許文献１：特開２００２−３２８０１５号公報）。そこでは，ＡＰの決定ならびに登録テ
ンプレートの登録の目的のみで実ウェーハを撮像する必要がなく，ＳＥＭの稼働率向上が
実現する。また，実際の撮像シーケンスにおいてＡＰにおけるＳＥＭ画像（実撮像テンプ
レート）を取得した際，前記実撮像テンプレートと設計情報の登録テンプレートとのマッ
チングを行い，前記設計情報の登録テンプレートの位置に対応するＳＥＭ画像を登録テン
プレートとして撮像レシピに再登録し，以降，前記再登録したSEM画像の登録テンプレー
トをアドレッシング処理に使用する機能を有する。さらに設計情報から特徴のあるパター
ン部分を自動的に検出し，ＡＰとして登録する機能を有する。

また、特許文献２には、アドレッシングパターンを数万倍程度の倍率で撮像して得た画
像を予め記憶しておいたアドレッシングテンプレート画像と比較してアドレッシングパタ
ーンの位置を求め、この求めた位置情報に基づいて測長領域の中心座標を取得し、この中
心座標情報に基づいて数十万倍程度の倍率で測長位置の拡大画像を取得することについて
記載されている。

更に、特許文献３には、ＳＥＭを用いて試料を撮像するための撮像レシピを自動生成す
る方法として、ＥＰの座標、サイズ、形状、撮像条件、ＥＰ周辺のＣＡＤデータ等を入力
して、ＥＰを観察するための撮像ポイントの点数、座標、サイズ、形状、撮像シーケンス
、撮像条件などを含む撮像レシピをウェーハレスで作成することについて記載されている
。
ＥＰとしては，ユーザからの指定点や，ＥＤＡ（Electronic Design Automation）ツール
等から出力されるホットスポットと呼ばれるデバイス不良が発生しやすい危険箇所等が挙
げられ，これらＥＰにおけるパターン寸法値を基にマスクパターンの形状補正や半導体製
造プロセス条件の変更等のフィードバックを行い，高い歩留まりを実現する。近年の半導
体デバイスの高速化・高集積化のニーズに対応して，配線パターンの微細化・高密度化が
進んでおり，光近接効果補正（Optical Proximity Correction：ＯＰＣ）に代表される超
解像度露光技術が導入されている。これに伴うマスクパターンの複雑化によりウェーハ上
に転写されるパターン形状のシミュレーション予測や，実際に転写されたパターン形状の
検査がより重要となっている。

特開２００２−３２８０１５号公報 特開２００５−２６５４２４号公報 特開２００７−２５０５２８号公報

ウェーハ上に転写されるパターン形状のシミュレーション予測のためには，マスク上のパ
ターン形状を入力する必要があるが，光近接効果を加味したシミュレーションを行うため
にはある程度広範囲のパターン形状を入力する必要がある。前記パターン形状として設計
情報を入力する方法が考えられるが，設計情報と実際にマスク上に生成されたパターン形
状とは乖離があるため，この乖離がシミュレーション誤差となってしまう。そこで，マス
ク上に生成されたパターンをＳＥＭ撮像し，形状を抽出することが考えられるが，前記広
範囲をカバーするように低倍率で撮像を行うと画像分解能が低下してしまう。逆に高倍率
で撮像を行うと分解能は改善するが視野は狭くなってしまう。そこで，広範囲な撮像範囲
（ＥＰ）を，複数の局所領域に分割して撮像し，前記局所領域の撮像画像を画像処理によ
って繋ぎ合せることによって広範囲・高分解能なパノラマ画像（隣接する複数の画像を繋
ぎ合せて合成した画像）を生成することが考えられる。前記局所領域のことをＥＰを分割
した領域ということで，以降，ＳＥＰ（Segmental Evaluation Point）と呼ぶ。

例えば、光近接効果を加味したシミュレーションを行うためには、ＳＥＭで得られる高
倍率の画像１枚だけからの情報では不十分で、高倍率の比較的広い範囲の画像、すなわち
高倍率の複数の視野に亘る画像を得ることが必要になる。しかい、上記した特許文献１乃
至３の何れにも、比較的広い範囲に亘って高倍率の画像を得ることについては記載されて
いない。

一般に局所領域の画像を組合わせて広域画像であるパノラマ画像を合成することはよく
知られた処理であるが，例えばＣＣＤカメラ等で撮像された画像のパノラマ合成に対し，
ＳＥＭを用いた半導体パターンに対するパノラマ画像合成処理には以下のような特有の課
題がある。

（１）画像の繋ぎ合せはＳＥＰ間の重複領域に含まれるパターンを基に行われるが，半
導体パターンは密に存在せず，かつ繋ぎ合せの手掛かりとなるのは基本的にパターンのエ
ッジのみである。そのため，ＳＥＰ間の全ての全重複領域に繋ぎ合せの手掛かりとなるパ
ターンが十分に含まれない場合がありうる。パターンが十分に含まれない（あるいは全く
パターンが含まれない）重複領域をもつＳＥＰは，繋ぎ合せ精度が低くなる（あるいは繋
ぎ合せが不可能となる）危険性がある。例えば視野10μmのＥＰを視野1.5μmのＳＥＰで
分割しようとした場合，ＳＥＰは５０枚程度となる。このように多数のＳＥＰに対して限
られたパターンで全てのＳＥＰがうまく繋がらなければならない。

（２）原理的に全てのユーザ要求（例えば全ＳＥＰが画像処理により繋がる等）を満た
すＳＥＰ配置が存在しない場合がある。そのような場合であっても，なるべくユーザの要
求を満たすＳＥＰ配置を準最適解として決定することが望ましいが，例えば上記のように
５０枚にも及ぶＳＥＰを眺めながら，ユーザ要求の満足度を評価する作業は容易でない。
光近接効果を加味してウェーハ上に転写されるパターン形状のシミュレーション予測を行
うために必要な，マスク上のある程度広範囲な領域のパターン形状を比較的高い倍率で撮
像して入力する方法、および 必要があるが，光近接効果を加味したシミュレーションを
行うためにはある程度広範囲のパターン形状を入力する必要がある
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決して、複数の高倍率のＳＥＭ画像を繋
ぎ合わせることにより比較的広い範囲に亘る高倍率のＳＥＭ画像を合成し、この比較的広
い範囲の高倍率のＳＥＭ画像を処理してパターンの寸法を計測することが可能なＳＥＭ装
置を用いたパターン撮像方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、以下のような特徴を有する走査荷電粒子顕微鏡
（ＳＥＭ）装置を用いて半導体のマスクパターンあるいは前記マスクパターンをウェーハに転写した回路パターンの広域な画像を取得して所望のパターンの寸法(パターンの線幅、パターンの長さ、パターン間のギャップ、パターンの角部の丸みなど)を計測する方法とした。

すなわち、本発明では、走査型電子顕微鏡で表面にパターンが形成された試料を撮像するための撮像レシピを作成する撮像レシピ作成方法と、撮像レシピ作成方法で作成した撮像レシピに基づいて走査型電子顕微鏡で試料を撮像して得た試料の画像を処理する画像処理方法と、走査型電子顕微鏡と撮像レシピ作成方法と画像処理方法とを制御する制御方法とを備えた撮像方法において、撮像レシピ作成方法は、ユーザにより指定された高倍率画像取得領域の設計情報を用いて指定された高倍率画像取得領域を複数の局所撮像領域に分割したときに複数の局所撮像領域の画像のうち隣接する局所撮像領域の画像間の繋ぎ合せの可否または繋ぎ合せ易さを示す指標値として任意の隣接する二つの局所撮像領域間の重複領域に含まれるパターンを基に該任意の隣接する二つの局所撮像領域間の繋ぎ合わせ可否または繋ぎ合せ易さを示す指標値（隣接リンク情報）と，繋ぎ合わせ可否または繋ぎ合せ易さを示す指標値を基に任意の二つの局所撮像領域間の繋ぎ合わせ可否または繋ぎ合せ易さを示す指標値（任意リンク情報）とを含む指標値を算出し、算出した指標値を用いて撮像レシピを作成する方法を有し、制御方法は、撮像レシピ作成方法で作成した撮像レシピに基づいて走査型電子顕微鏡を制御して分割された各領域を高倍率で撮像させる方法を有し、画像処理方法は、走査型電子顕微鏡で撮像して得た各領域の高倍率の画像を繋ぎ合わせた高倍率の広域画像を作成する方法を有するように構成した。

また、本発明では、高倍率のパノラマ画像を作製する上において、以下のような特徴を
有する。

（１） 入力した広域の撮像領域（ＥＰ）を適切なＳＥＭの撮像倍率で撮像可能な局所
撮像領域（ＳＥＰ）に分割する。ＳＥＰはＥＰを埋め尽くすように決定する必要がある。
ここで適切な撮像倍率とは，ユーザが要求するパターン形状精度を満たす画像分解能が得
られる倍率を指す。前記で決定したＳＥＰをＳＥＭで撮像し，これらのＳＥＰ画像群を画
像処理により繋ぎ合せて広域のパノラマ画像を生成することができる。

高精度のパノラマ画像を生成するためには，全ＳＥＰが繋がるＳＥＰ配置を決定する必
要がある。隣接する二つのＳＥＰ間の繋ぎ合せ可否あるいは繋ぎ合せ易さは前記二つのＳ
ＥＰ間の重複領域に繋ぎ合せ可能あるいは繋ぎ合せ易いパターンが含まれるか否かによっ
て判定できる。しかし，半導体パターンは密に存在しないため，全ての重複領域に繋ぎ合
せの手掛かりとなるパターンを含ませるＳＥＰ配置が困難な場合がある。その一方で，一
部の重複領域にしかパターンを含まなくてもその組合せによっては全ＳＥＰが繋がる場合
があることに着目した。

そこで本発明は，二つのＳＥＰ間の重複領域に含まれるパターンを基に前記任意の隣接
する（重複領域を共有する）二つのＳＥＰ間の繋ぎ合わせ可否または繋ぎ合せ易さを示す
指標値（以後「隣接リンク情報」と呼ぶ）を算出し，前記隣接リンク情報を基に任意の二
つのＳＥＰ間の繋ぎ合わせ可否または繋ぎ合せ易さを示す指標値（以後「任意リンク情報
」と呼ぶ）を算出することを特徴とする。また，前記任意リンク情報を評価値としてＳＥ
Ｐ配置を決定することを特徴とする。任意リンク情報を評価値としてＳＥＰ配置を決定す
ることにより，全ての重複領域にパターンを含まないが全ＳＥＰが繋がるＳＥＰ配置を決
定できるケースが増える。これは全重複領域にパターンを含ませることが困難な粗なパタ
ーンに対して有効である。また，隣接リンク情報および任意リンク情報は，入力された回
路パターンあるいはマスクパターンの設計情報を入力として計算機内で自動算出されるこ
とを特徴とし，自動算出された隣接リンク情報あるいは任意リンク情報を基にＳＥＰを自
動決定することを特徴とする。設計情報を用いることで，ＳＥＰを決定のためだけにマス
クあるいはウェーハをＳＥＭ撮像する必要がなくなる（ＳＥＰ決定のオフライン化）。

また，前述のＳＥＰ配置の決定に加え，ＳＥＰの撮像倍率（視野）も同時に決定可能な
ことを特徴とする。ＳＥＰの撮像倍率は任意の値を指定したり（この場合，撮像倍率は固
定），あるいは撮像倍率の設定範囲を指定することもできる（例えば，Ｐmin〜Ｐmax。こ
の場合，撮像倍率はＰmin〜Ｐmaxの範囲内で決定される）。

（２）上記項目（１）のＳＥＰ決定において全てのユーザ要求を満たすＳＥＰ配置が原
理的に存在しない場合がある。例えば，ＳＥＰを指定した撮像倍率にするためには，どう
しても全ＳＥＰの繋ぎ合せが困難となり，逆に全ＳＥＰが繋ぎ合せ可能とするためには，
どうしてもＳＥＰの撮像倍率が指定した値よりも小さくせざるを得ない等である。
そこで本発明は，そのような場合であってもなるべくユーザの要求を満たすＳＥＰ配置を
準最適解として決定するために，ＳＥＰの撮像位置あるいは撮像倍率の異なるＳＥＰ配置
の候補（以後，ＳＥＰ候補と呼ぶ）を複数算出することを特徴とする。更にこれらの候補
から適切な準最適解を決定するための手段として，これらの候補をＧＵＩ上に表示すると
共に，判断基準として，隣接リンク情報あるいは任意リンク情報を表示させることを特徴
とする。ＳＥＰ選択時にはＳＥＰ配置とＳＥＰ候補の選択の手掛かりとなる情報を併せて
ユーザに表示することで，ユーザは各ＳＥＰ候補がユーザの要求項目を満たすか否かを容
易に判別することができ，適切なＳＥＰ候補を選択することが可能となる。

（３）前記任意リンク情報には，ＳＥＰ全体をお互いに繋ぎ合せ可能なＳＥＰの集合に
分割した結果や，繋ぎ合せ易さが同程度のＳＥＰの集合に分割した結果を含むことを特徴
とする。このような情報を任意リンク情報に含ませることによって，同情報を上記項目（
１）（２）で述べたように，ＳＥＰの自動決定における評価値とし，ＧＵＩ表示すること
が可能となる。

（４）前記任意リンク情報あるいは隣接リンク情報は，実際にＳＥＰ間を繋ぎ合せた場
合に想定される位置ずれ量を含む，あるいは前記位置ずれ量を基に算出した値を含むこと
を特徴とする。また，前記位置ずれ量は設計情報を用いて推定した各ＳＥＰの擬似的なＳ
ＥＭ画像を実際に繋ぎ合せた場合の位置ずれ量を基に算出することを特徴とする。

（５）ユーザの指定するパターンを「（重複領域の）禁止領域」とし，前記禁止領域が
ＳＥＰ間の重複領域あるいはその近傍に含まれないようにＳＥＰ配置を決定することを特
徴とする。前記ユーザの指定するパターンには，複雑なＯＰＣパターン等，形状の最適化
のため特に検証したいパターンが含まれることを特徴とする。このようなパターンを重複
領域（ＳＥＰ間の繋ぎ目）あるいはその近傍にしないことによって，ＳＥＰ間の繋ぎ合せ
誤差によるパノラマ画像における形状誤差や，画像周辺に発生する場合がある像歪みの影
響を避けることができる。また，前記禁止領域の指定は前述のようにユーザが指定するこ
とも可能であるし，設計情報を基にパターンの形状の複雑さを評価した指標値やＥＤＡツ
ール等から出力されたデバイス不良の発生し易い危険箇所等を基に自動で指定することも
可能である。

前記禁止領域を，前記隣接リンク情報あるいは任意リンク情報と同様，ＳＥＰ配置ある
いは撮像倍率の決定の際の指標値として用いることを特徴とする。このことにより，禁止
領域がなるべく重複領域に含まれないＳＥＰ配置あるいは撮像倍率の決定が実現する。ま
た，前記禁止領域を，前記隣接リンク情報あるいは任意リンク情報と同様，ＳＥＰ配置と
併せてＧＵＩ上に表示することを特徴とする。このことにより，ユーザは着目するパター
ン（例えばＯＰＣパターン）が禁止領域に含まれるか否かを容易に判別することができる
。

（６）決定したＳＥＰの撮像画像を画像処理により繋ぎ合せるには，各ＳＥＰ間の重複
領域に含まれるパターンの重なり度合い（相関値）が高くなるように位置合せする必要が
ある。しかしながら，重複領域は複数存在するため，重複領域における相関値を全て最大
にすることはできない（ある重複領域の相関値を最大にすると，他の重複領域における相
関値が下がることがある）。そのため，ＳＥＰの撮像画像を画像処理により繋ぎ合せる際
，前記隣接リンク情報あるいは任意リンク情報におけるＳＥＰ間の繋ぎ合せ易さ可否ある
いは繋ぎ合せ易さの情報を基に，重複領域毎に相関値を考慮する度合いを重みとして設定
することを特徴とする。

傾向として大きな重みが設定された重複領域の相関値がなるべく高くなるように繋ぎ合
せが行われる。例として，繋ぎ合せが困難な重複領域，例えば繋ぎ合せの手掛かりとなる
パターンが全く含まれない重複領域における相関値は画像ノイズのみによって計算される
。そのため，このような画像ノイズによって計算された相関値を高くするようなＳＥＰ繋
ぎ合せは大きな位置ずれを発生させる危険性がある。前述の重複領域毎の重み設定により
，このようなパターンが全く含まれない重複領域の重みは小さく設定され，ＳＥＰ繋ぎ合
せずれを低減することができる。

（７）広範囲・高分解能なパターン輪郭線の抽出方法としては，以下の２通りあること
を特徴とする。
・複数のＳＥＰをＳＥＭ撮像したＳＥＰ画群を画像処理により繋ぎ合せた広範囲のパノラ
マ画像を得て，前記パノラマ画像から広範囲のパターン輪郭線を抽出する。
・複数のＳＥＰをＳＥＭ撮像してＳＥＰ画像群を得，前記ＳＥＰ画像群の画像毎にパター
ン輪郭線を抽出してパターン輪郭線群を得，前記パターン輪郭線群を繋ぎ合せて広範囲の
パターン輪郭線を得る。

本発明によれば、パターンが粗であってもＳＥＰが全て繋がるＳＥＰ配置やＳＥＰ撮像倍
率を決定することができ、また，全ＳＥＰが繋がるＳＥＰ配置を決定できない場合におい
ても，ユーザの要求項目をなるべく満たすＳＥＰを容易に決定することができ、得られた
ＳＥＰの撮像画像を繋ぎ合せることで広範囲・高分解能なパノラマ画像（あるいは広範囲
・高分解能なパターン輪郭線）を取得できるので、従来の１枚の高倍率のＳＥＭ画像だけ
からでは取得できなかった複数枚の高倍率ＳＥＭ画像撮像領域を繋ぎ合わせて作成した広
い視野の高倍率画像からのパターン情報を得ることができるようになった。

また、本発明によれば、マスクを観測して得られたパノラマ画像から光近接効果を加味
したシミュレーションを行うのに必要なマスク上に生成されたパターンの比較的広い領域
に亘る形状情報を得ることができ，前記パターン形状を入力としてウェーハ上に転写され
るパターン形状の高精度なシミュレーション予測を実現することができる。また，前記マ
スク上に生成されたパターン形状とマスクの設計情報等との比較により，製造誤差の算出
や，製造条件へのフィードバックを実現することができる。

また，ウェーハを観測して得られたパノラマ画像からウェーハ上に生成されたパターン
形状を得ることができ，生成パターンの設計情報等との比較により，マスク転写誤差の算
出や，露光条件等の製造パラメータへのフィードバックを実現することができる。更に製
造パラメータの変更で修正しきれない形状誤差に対してはマスクパターンの変更等を実施
し，高い歩留まりを実現することができる。

ＳＥＭ装置の概略の構成を示すブロック図である。 半導体ウェーハ上への電子線のｘ及びｙ方向への走査を示す図である。 半導体ウェーハ上から放出される電子の信号量を画像化する方法を示す図である。 入力されたＥＰを４つのＳＥＰに分割した状態を示す試料パターンの拡大図である。 ４つのＳＥＰのうち互いに隣接するＳＥＰ間の繋ぎ合せ可否を評価した結果を示す図である。 ４つのＳＥＰの互いに隣接するＳＥＰ間の繋ぎ合せ可否と重複領域間のパターンの線分長を基に繋ぎ合わせ易さとを評価した結果を示す図である。 全てのＳＥＰ間の重複領域に繋ぎ合せの手掛かりとなるパターんが含まれて全ＳＥＰが繋がる例を示す図である。 一部のＳＥＰ間の重複領域に繋ぎ合せの手掛かりとなるパターんが含まれていないが、全ＳＥＰが繋がる例および繋がらない例を示す図である。 一部のＳＥＰ間の重複領域に繋ぎ合せの手掛かりとなるパターんが含まれておらず、全ＳＥＰが繋がらない例を示す図である。 入力されたＥＰ及び設計情報に基づいて９のＳＥＰに分割した例を示す図である。 ＳＥＰ間の隣接リンク情報を算出した例を示す図である。 ｘ方向の隣接リンク情報を抜き出した例を示す図である。 ｙ方向の隣接リンク情報を抜き出した例を示す図である。 ５０３−１と５０３−９の各ＳＥＰが繋ぎ合せ可能であることを示す図である。 入力されたＥＰ及び設計情報に基づいて９のＳＥＰに分割した例を示す図である。 ＳＥＰ間の隣接リンク情報に基づいて全ＳＥＰが二つの繋ぎ合せ可能なＳＥＰ集合に分離された状態を示す図である。 分離された繋ぎ合せ可能な集合同士をなるべく繋ぐように各ＳＥＰの撮像位置を更新した結果を示す図である。 各ＳＥＰの撮像位置を更新して一つのＳＥＰ集合にまとまった結果の各ＳＥＰ間の隣接リンク情報を示す図である。 入力されたＥＰと設計情報とを重ねて示す図である。 ＳＥＰ撮像倍率を設定可能範囲の上限に設定してＥＰを９つのＳＥＰに分割した例示す図である。 撮像倍率を設定可能範囲の上限に設定してＥＰを分割した９つのＳＥＰについて隣接する各ＳＥＰ間の隣接リンク情報を算出した結果を示す図である。 ＳＥＰ撮像倍率を設定可能範囲の下限に設定してＥＰを４つのＳＥＰに分割した例を示す図である。 撮像倍率を設定可能範囲の下限に設定してＥＰ分割した４つのＳＥＰについて隣接する各ＳＥＰ間の隣接リンク情報を算出した結果を示す図である。 全ＳＥＰを繋ぎ合せ易さが同程度のＳＥＰ集合に分割した例を示す図である。 入力されたＥＰの情報と設計情報とに基づいてＥＰを４つのＳＥＰに分割した状態を示す図である。 ４つの各ＳＥＰに対応させて作成した擬似的なＳＥＭ画像である。 ４つの擬似的なＳＥＭ画像を繋ぎ合わせた結果を示す図である。 繋ぎ合せた各擬似的なＳＥＭ画像間の位置ずれ量を求めた結果を示す図である。 入力されたＥＰの情報と設計情報とユーザが指定した禁止領域とを示す図である。 指定された禁止領域がＳＥＰ間の重複領域近傍に含まれないように入力されたＥＰの情報と設計情報とに基づいて９つのＳＥＰを配置した例を示す図である。 禁止領域を設計情報において線分の集合として指定する例を示す図である。 設計情報において線分の集合として指定された禁止領域がＳＥＰ間の重複領域近傍に含まれないように入力されたＥＰの情報と設計情報とに基づいて５つのＳＥＰを配置した例を示す図である。 入力されたＥＰの情報及び設計情報を基にＥＰを５つのＳＥＰで分割した例を示す図である。 分割した５つのＳＥＰの配置について隣接リンク情報を算出した結果を示す図である。 算出した隣接リンク情報を基に重複領域ごとに相関値を考慮する度合いの重みを設定した結果を示す図である。 分割した５つのＳＥＰの配置について隣接する２つのＳＥＰ間の繋ぎ合せ易さを算出した結果を示す図である。 算出した隣接する２つのＳＥＰ間の繋ぎ合せ易さを基に重複領域の重みを設定した結果を示す図である。 複数のＳＥＰ画像を繋ぎ合せて作成した広範囲のパノラマ画像を示す図である。 パノラマ画像から広範囲のパターン輪郭線を抽出した例を示す図である。 複数のＳＥＰを撮像して得たＳＥＰ画像群を示す図である。 複数のＳＥＰ画像毎にそれぞれ輪郭線を抽出してパターン輪郭線群を得た状態を示す図である。 各ＳＥＰ画像から抽出したパターン輪郭線群を繋ぎ合せて広範囲のパターン輪郭線を生成した例を示す図である。 ＥＰ領域情報や設計データを入力して試料を撮像して得た高倍率のＳＥＭ画像から高倍率のパノラマ画像を合成してパターン寸法を計測する間瀬の一連の処理全体のフローを示すフロー図である。 ＳＥＰ撮像の詳細なフローを示すフロー図である。 ＳＥＰ撮像の詳細なフローにおけるＥＰ，ＡＰ，ＡＦ，ＡＳＴ，ＡＢＣＣの各位置の例を示す試料パターンの平面図である。 ユーザ選択によるＳＥＰ決定を含む処理全体フローを示すフロー図である。 入力されたＥＰの情報及び設計情報を基にＥＰを９つのＳＥＰで分割した例を示す図である。 ９つのＳＥＰ配置における接続リンク情報を算出した結果に基づいて二つの繋ぎ合せ可能ＳＥＰ集合に分割した例を示す図である。 入力されたＥＰの情報及び設計情報を基にＥＰを４つのＳＥＰで分割した例を示す図である。 ４つのＳＥＰ配置における接続リンク情報を算出した結果に基づいて全てのＳＥＰが繋ぎ合せ可能な状態になっている例を示す図である。 入力されたＥＰの情報及び設計情報を基にＥＰを重複する領域の含まれる禁止領域の面積が図１５Ｃの場合よりも少なくなるように５つのＳＥＰで分割した例を示す図である。 ５つのＳＥＰ配置における接続リンク情報を算出した結果に基づいて全てのＳＥＰが繋ぎ合せ可能な状態になっている例を示す図である。 ＧＵＩ画面の一例を示す図である。 ＧＵＩ画面の一例を示す図である。 ＧＵＩ画面の一例を示す図である。 本発明による走査型電子顕微鏡装置を半導体デバイスの製造ラインに適用した場合のシステムの概略の構成を示すブロック図である。 図１９ＡのシステムにおいてＥＤＡツールサーバ、データサーバ、ＳＥＭ制御装置（Ａ），ＳＥＭ制御装置(Ｂ），撮像レシピ作成装置、画像処理装置、形状計測・評価ツールサーバ等を一台の装置にまとめたシステムの概略の構成を示すブロック図である。 半導体デバイスの設計・製造の流れを示すフロー図である。

本発明は，走査荷電粒子顕微鏡を用いて試料上の隣り合った領域を撮像して得られた複数
枚の比較的高い倍率のＳＥＭ画像を高い繋ぎ合せ精度の広域画像、すなわちパノラマ画像
を生成し、この生成した合成画像を用いて試料上のパターンの寸法や形状情報を得る装置
およびその方法に関する発明である。以下，本発明に係る実施の形態を，走査電子顕微鏡
（Scanning Electron Microscope：ＳＥＭ）に適用した場合について説明する。

1. ＳＥＭ
図１に試料の二次電子像（Secondary Electron：ＳＥ像）あるいは反射電子像（Backsc
attered Electron：ＢＳＥ像）を取得するＳＥＭの構成概要のブロック図を示す。また，
ＳＥ像とＢＳＥ像を総称してＳＥＭ画像と呼ぶ。また，ここで取得される画像は測定対象
を垂直方向から電子ビームを照射して得られたトップダウン画像の一部または全てを含む
。
電子光学系１０２は内部に電子銃１０３を備え，電子線１０４を発生する。電子銃１０３
から発射された電子線はコンデンサレンズ１０５で細く絞られた後，ステージ１２１上に
おかれた試料である半導体ウェーハ１０１上の任意の位置において電子線が焦点を結んで
照射されるように，偏向器１０６および対物レンズ１０８により電子線の照射位置と絞り
とが制御される。電子線を照射された半導体ウェーハ１０１からは，２次電子と反射電子
が放出され，ExB偏向器１０７によって照射電子線の軌道と分離された２次電子は２次電
子検出器１０９により検出される。一方，反射電子は反射電子検出器１１０および１１１
により検出される。反射電子検出器１１０と１１１とは互いに異なる方向に設置されてい
る。２次電子検出器１０９および反射電子検出器１１０および１１１で検出された２次電
子および反射電子はA/D変換機１１２，１１３，１１４でデジタル信号に変換され，処理
・制御部１１５に入力されて，画像メモリ１１７に格納され，ＣＰＵ１１６で目的に応じ
た画像処理が行われる。

図２Ａに半導体ウェーハ上に電子線を走査して照射した際，半導体ウェーハ上から放出
される電子の信号量を画像化する方法を示す。電子線は，例えば図２Ａに示すようにｘ，
ｙ方向に２０１〜２０３又は２０４〜２０６のように走査して照射される。電子線の偏向
方向を変更することによって走査方向を変化させることが可能である。ｘ方向に走査され
た電子線２０１〜２０３が照射された半導体ウェーハ上の場所をそれぞれＧ1〜Ｇ3で示す
。同様にｙ方向に走査された電子線２０４〜２０６が照射された半導体ウェーハ上の場所
をそれぞれＧ4〜Ｇ6で示す。前記Ｇ1〜Ｇ6において放出された電子の信号量は，それぞれ
図２Ｂ内に示した画像２０９における画素Ｈ1〜Ｈ6の明度値になる（Ｇ，Ｈにおける添字
1〜6は互いに対応する）。２０８は画像上のｘ，ｙ方向を示す座標系である。このように
視野内を電子線で走査することにより，画像フレーム２０９を得ることができる。また実
際には同じ要領で前記視野内を電子線で何回か走査し，得られる画像フレームを加算平均
することにより，高S／Nな画像を得ることができる。加算フレーム数は任意に設定可能で
ある。

図1中の処理・制御部１１５はＣＰＵ１１６と画像メモリ１１７を備えたコンピュータ
システムであり，撮像レシピを基に撮像ポイントを撮像するため，ステージコントローラ
１１９や偏向制御部１２０に対して制御信号を送る，あるいは半導体ウェーハ１０１上の
任意の撮像ポイントにおける撮像画像に対し各種画像処理を行う等の処理・制御を行う。
ここで撮像ポイントとはアドレッシングポイント（以降，ＡＰと呼ぶ），オートフォーカ
スポイント（以降，ＡＦと呼ぶ），オートスティグマポイント（以降，ＡＳＴと呼ぶ），
オートブライトネス・コントラストポイント（以降，ＡＢＣＣと呼ぶ），評価ポイント（
以降，ＥＰと呼ぶ）の一部または全てを含む。また，処理・制御部１１５は処理端末１１
８（ディスプレイ，キーボード，マウス等の入出力手段を備える）と接続されており，ユ
ーザに対して画像等を表示する，あるいはユーザからの入力を受け付けるＧＵＩ（Graphi
c User Interface）を備える。１２１はＸＹステージであり，半導体ウェーハ１０１を移
動させ，前記半導体ウェーハの任意の位置の画像撮像を可能にしている。ＸＹステージ１
２１により撮像位置を変更することをステージシフト，例えば偏向器１０６により電子線
を偏向することにより観察位置を変更することをイメージシフトと呼ぶ。一般にステージ
シフトは可動範囲は広いが撮像位置の位置決め精度が低く，逆にイメージシフトは可動範
囲は狭いが撮像位置の位置決め精度が高いという性質がある。

図１では反射電子像の検出器を２つ備えた実施例を示したが，前記反射電子像の検出器
をなくすことも，数を減らすことも，数を増やすことも可能である。
撮像レシピ作成装置１２２においては，後述する方法によりＳＥＰの決定およびＳＥＰを
撮像するための撮像レシピを生成し，前記レシピに基づきＳＥＭ装置を制御することによ
り画像撮像を行う。前記撮像レシピには，ＳＥＰのサイズ・座標，撮像条件，ならびにＳ
ＥＰを撮像するための撮像シーケンス（撮像ポイントの座標や撮像順。広く，前記撮像ポ
イントのサイズ，撮像条件や調整方法も含む），ならびにＡＰ、ＡＦ，ＡＳＴ，ＡＢＣＣ
等の登録テンプレートの情報が書き込まれている。

また，画像処理装置１２３においては，撮像された複数のＳＥＰ画像を用いたパノラマ
画像合成処理や前記パノラマ画像からの回路パターンの輪郭線抽出処理等を行う。形状計
測・評価ツールサーバ１２４では，前記パノラマ画像や輪郭線を用いた形状計測や形状評
価等を行う。撮像レシピ作成装置１２２，画像処理装置１２３，形状計測・評価ツールサ
ーバ１２４は処理端末１２５（ディスプレイ，キーボード，マウス等の入出力手段を備え
る）と接続されており，ユーザに対して処理結果等を表示する，あるいはユーザからの入
力を受け付けるＧＵＩ（Graphic User Interface）を備える。また，１２６は半導体回路
パターンの設計レイアウト情報（以降，設計情報）等のデータベースを格納したストレー
ジであり，前記データベースには撮像したＳＥＰ画像，生成したパノラマ画像，輪郭線，
形状計測・評価結果，撮像レシピ等の情報を保存・共有することが可能である。１１５，
１２２，１２３，１２４で行われる処理は，任意の組合せで複数台の装置に分割，あるい
は統合して処理させることが可能である。

２．パノラマ画像合成処理
画像処理装置１２３で行う広域画像であるパノラマ画像合成処理は，入力した広域の撮像
領域（ＥＰ）をＳＥＭの比較的高い撮像倍率で撮像可能な局所撮像領域（ＳＥＰ）に分割
し，前記ＳＥＰをＳＥＭの比較的高い倍率で撮像し，これらの高倍率ＳＥＰ画像群を画像
処理により繋ぎ合せることで一枚の広範囲かつ高倍率（高分解能）なＳＥＭ画像（パノラ
マ画像）を生成する処理である。

高精度なパノラマ画像を取得するためには，全てのＳＥＭ画像が繋ぎ合せ可能となるＳ
ＥＰの撮像位置（ＳＥＰ配置）およびＳＥＰの撮像倍率を決定する必要がある。本発明は
全ＳＥＰが繋ぎ合せ可能となるＳＥＰの決定およびＳＥＰ画像の繋ぎ合せに関する。以下
，本発明に関わるＳＥＰ決定に関する実施例について述べる。

パノラマ画像合成処理においては，入力した広域の撮像領域（ＥＰ）を適切なＳＥＭの
撮像倍率で撮像可能な局所撮像領域（ＳＥＰ）に分割する。ＳＥＰはＥＰを埋め尽くすよ
うに決定する必要がある。ここで適切な撮像倍率とは，ユーザが要求するパターン形状精
度を満たす画像分解能が得られる倍率を指す。前記で決定したＳＥＰをＳＥＭで撮像し，
これらのＳＥＰ画像群を画像処理により繋ぎ合せて広域のパノラマ画像を生成することが
できる。

高精度のパノラマ画像を生成するためには，全ＳＥＰが繋がるＳＥＰ配置を決定する必
要がある。次にＳＥＰ間の繋ぎ合せの可否・繋ぎ合せ易さの評価法について述べる。

２．１ 隣接リンク情報
隣接する二つのＳＥＰ間の繋ぎ合せ可否あるいは繋ぎ合せ易さは前記二つのＳＥＰ間の重
複領域に繋ぎ合せ可能あるいは繋ぎ合せ易いパターンが含まれるか否かによって判定でき
る。二つのＳＥＰ間の重複領域に含まれるパターンを基に前記任意の隣接する（重複領域
を共有する）二つのＳＥＰ間の繋ぎ合わせ可否または繋ぎ合せ易さを示す指標値を以後「
隣接リンク情報」と呼ぶ。具体的に前記隣接リンク情報は入力された回路パターンあるい
はマスクパターンの設計情報を基に算出することができる。

隣接リンク情報の算出例を図３Ａ乃至図３Ｃで説明する。図３Ａの３０１は入力した設
計パターンで，入力したＥＰ（３０２）を４つのＳＥＰ（３０３−１〜３０３−４）で分
割した結果を示す。もし，ＳＥＰ間の重複領域にx方向に変化するパターンを十分含めばx
方向のずれを検知できるため，x方向に位置合せが可能となる（例えば，３０３−２と３
０３−４のＳＥＰ）。同様に，前記重複領域内にy方向に変化するパターンを十分含めばy
方向に位置合せが可能となる（例えば，３０３−１と３０３−２のＳＥＰ）。したがって
，重複領域内にx,y方向に変化するパターンを十分含めば，二つの隣接するＳＥＰは繋ぎ
合せが可能となる（例えば，３０３−３と３０３−４のＳＥＰ）。

図３Ｂに図３ＡのＳＥＰ配置に対して，隣接するＳＥＰ間の繋ぎ合せ可否を評価した結
果を示す。同図ではx方向のみに位置合せ可能なＳＥＰ間を黒線で結びxを丸で囲んだ記号
で表記し（３０４−２，３０４−３），y方向のみに位置合せ可能なＳＥＰ間を黒線で結
びyを丸で囲んだ記号で表記し（３０４−１），xy両方向に位置合せ可能なＳＥＰ間を黒
線で結びxyを丸で囲んだ記号で表記し（３０４−４），重複領域にパターンを含まないＳ
ＥＰ間は何も表記をしていない。更に，繋ぎ合せ易さとして重複領域内に含まれるx,y方
向別のパターンの線分長を指標値とすることもできるし，その線分長を基に指標値を算出
することもできる。

図３Ｃに重複領域間のパターンの線分長を基に繋ぎ合せ易さを算出した結果を示す（３
０５−１〜３０５−４）。同図においては，x方向の繋ぎ合せ易さをx:数値，y方向の繋ぎ
合せ易さをy:数値として表記し，この数値が高いほど繋ぎ合せが容易であることを示して
いる。

次に，ＳＥＰ全体の繋ぎ合せ可否・繋ぎ合せ易さの評価法について述べる。まず，ＳＥ
Ｐ全体が繋ぎ合せ可能となる条件について図４を用いて説明する。同４Ａ乃至図４Ｃは入
力されたＥＰ（４０１，４０２，４０３）および設計情報（４０４，４０５，４０６）に
対してそれぞれＳＥＰ（４０７−１〜４０７−９，４０８−１〜４０８−９，４０９−１
〜４０９−９）で分割した例を示す。

図４Ａは全てのＳＥＰ間の重複領域に繋ぎ合せの手掛かりとなるパターンが含むＳＥＰ
配置である。この場合，全てのＳＥＰが繋ぎ合せ可能である。しかし，半導体パターンは
密に存在しないため，全ての重複領域に繋ぎ合せの手掛かりとなるパターンを含ませるＳ
ＥＰ配置が困難な場合がある。その一方で，一部の重複領域にしかパターンを含まなくて
もその組合せによっては全ＳＥＰが繋がる場合があることに着目した。

例えば，図４ＢのＳＥＰ配置は全ての重複領域にパターンが含まれていないが，ＳＥＰ
の繋ぎ合せを４０８−１，４０８−２，４０８−３，４０８−６，４０８−５，４０８−
４，４０８−７，４０８−８，４０８−９の順に行うと全てのＳＥＰが繋ぎ合せ可能であ
る。その一方で，図４Ｃのように全ての重複領域にパターンが含まれていないため，全Ｓ
ＥＰが繋ぎ合せができない場合も当然ある。

すなわち，図４(c)においては４０９−１，４０９−２，４０９−３のＳＥＰは互いに
繋ぎ合せが可能であるが，それ以外のＳＥＰ（４０９−４〜４０９−９）とは繋ぎ合せが
できない。このように，全ての重複領域にパターンを含まない場合においては，全ＳＥＰ
が繋がる場合と繋がらない場合が存在するため，この両者を正確に判別するために，全Ｓ
ＥＰの繋ぎ合せ可否判定が必要となる。全ＳＥＰが繋がるためには，任意の二つのＳＥＰ
間が繋ぎ合せ可能であればよい。

２．２ 隣接リンク情報
そこで本発明は，前記隣接リンク情報を基に任意の二つのＳＥＰ間の繋ぎ合わせ可否また
は繋ぎ合せ易さを示す指標値（以後「任意リンク情報」と呼ぶ）を算出することを特徴と
する。具体的に，図５Ａ乃至図５Ｅに隣接リンク情報を用いて任意リンク情報を算出した
例を示す。

図５Ａは入力されたＥＰ（５０１）および設計情報（５０２）に対して９つのＳＥＰ（
５０３−１〜５０３−９）で分割した結果である。図５Ｂは図５ＡのＳＥＰ配置に対する
隣接リンク情報を示す。同図の黒丸は図５ＡのＳＥＰの中心位置に対応しており，隣接す
るＳＥＰ間でx方向に位置合せ可能ならばその間を実線で結びxを丸で囲んだ記号で表記し
（５０４−１，５０４−２），同様にy方向に位置合せ可能ならばyを丸で囲んだ記号で表
記し（５０４−３，５０４−４），xy方向に位置合せ可能ならばxyを丸で囲んだ記号で表
記している（５０４−５〜５０４−１０）。

図５Ｂに示す隣接リンク情報を基に任意の２つのＳＥＰ間のx,y方向別の繋ぎ合せ可否
を判定できる。例えばＳＥＰ５０３−１とＳＥＰ５０３−９の繋ぎ合せ可否判定について
図５Ｃ及び図５Ｄを用いて説明する。図５Ｃ及び図５Ｄは，図５ＢからＳＥＰ５０３−１
とＳＥＰ５０３−９の間に存在する隣接リンク情報をそれぞれｘ，ｙ方向別に抜き出した
ものである。図５Ｃでは５０５−１〜５０５−６のリンクを経由して５０３−１と５０３
−９のＳＥＰがx方向に位置合せ可能となり，図５Ｄでは５０６−１〜５０６−５のリン
クを経由して５０３−１と５０３−９がy方向に位置合せ可能となることから，５０３−
１と５０３−９のＳＥＰが繋ぎ合せ可能であることが分かる。同様の判定を二つのＳＥＰ
間の全ての組合せについて行い，全てxy方向に位置合せ可能ならば全ＳＥＰが繋ぎ合せ可
能であることが分かる。

また本発明は，前記任意リンク情報を評価値としてＳＥＰ配置を決定することを特徴と
する。任意リンク情報を評価値としてＳＥＰ配置を決定することにより，全ての重複領域
にパターンを含まないが全ＳＥＰが繋がるＳＥＰ配置を決定できるケースが増える。これ
は全重複領域にパターンを含ませることが困難な粗なパターンに対して有効である。

図６Ａ乃至図６Ｄは全てのＳＥＰ間の重複領域にパターンを含ませることが困難な例で
あるが，前述の任意リンク情報を用いることにより全てのＳＥＰが繋がるＳＥＰ配置を決
定することができる。図６Ａに示すように入力されたＥＰ（６０１）および設計情報（６
０２）に対して６０３−１〜６０３−９のＳＥＰで分割し，その隣接リンク情報を図６Ｂ
に示すように６０４−１〜６０４−８で示している。また，ｘｙ両方向に繋ぎ合せ可能な
ＳＥＰ集合を太黒枠で囲んでいる（６０５および６０６）。図６Ｂにおいては，全ＳＥＰ
が二つの繋ぎ合せ可能なＳＥＰ集合に分離され，全ＳＥＰの繋ぎ合せができない。そこで
，この分離された繋ぎ合せ可能集合同士をなるべく繋ぐように各ＳＥＰの撮像位置を更新
した結果を図６Ｃ及び図６Ｄに示す。図６Ｃの６０７−１〜６０７−９は更新されたＳＥ
Ｐ配置で，図６Ｄの６０８−１〜６０８−８はその隣接リンク情報である。この場合，分
離していた６０５と６０６のＳＥＰ集合が６０８−３のリンクにより繋がることが判る。
このように，任意リンク情報を指標値としてＳＥＰを決定することで，全ての重複領域に
パターンが含まれなくても全てのＳＥＰが繋がるＳＥＰ配置が決定できる。また，隣接リ
ンク情報および任意リンク情報は，入力された回路パターンあるいはマスクパターンの設
計情報を入力として計算機内で自動算出されることを特徴とし，自動算出された隣接リン
ク情報あるいは任意リンク情報を基にＳＥＰを自動決定することを特徴とする。設計情報
を用いることで，ＳＥＰを決定のためだけにマスクあるいはウェーハをＳＥＭ撮像する必
要がなくなる（ＳＥＰ決定のオフライン化）。

２．３ ＳＥＰ撮像倍率の決定
前述のＳＥＰ配置の決定に加え，ＳＥＰの撮像倍率（視野）も同時に決定可能なことを特
徴とする。ＳＥＰの撮像倍率は任意の値を指定したり（この場合，撮像倍率は固定），あ
るいは撮像倍率の設定範囲を指定することもできる（例えば，Ｐmin〜Ｐmax。この場合，
撮像倍率はＰmin〜Ｐmaxの範囲内で決定される）。ＳＥＰの撮像倍率を決定する方法とし
て例えば，入力したＳＥＰの撮像倍率の設定可能範囲で，全ＳＥＰが繋がるＳＥＰ配置が
可能なＳＥＰ撮像倍率のうち，最大の撮像倍率をＳＥＰの撮像倍率として自動で設定する
こともできる。

本例を図７Ａ乃至図７Ｅを用いて説明する。入力したＥＰ（７０１）および設計情報（
７０２）を図７Ａに示す。同図の７０３，７０４はＳＥＰ撮像倍率の設定可能範囲の下限
Pminおよび上限Pmaxに相当する撮像倍率のＳＥＰである。図７Ｂは，ＳＥＰ撮像倍率を設
定可能範囲の上限Pmaxに設定して，前記ＥＰを９つのＳＥＰ（７０５−１〜７０５−９）
に分割した結果である。図７Ｃの７０６−１〜７０６−６は同ＳＥＰ配置（７０５−１〜
７０５−９）の隣接リンク情報で，７０７〜７０９は全ＳＥＰを繋ぎ合せ可能なＳＥＰ集
合に分割した結果である。ＳＥＰ撮像倍率Pmaxでは全てのＳＥＰを繋ぎ合せることができ
なかった。

一方，図７ＤはＳＥＰ撮像倍率を設定可能範囲の下限Pminに設定して，前記ＥＰを４つ
のＳＥＰ（７１０−１〜７１０−４）に分割した結果である。図７Ｅの７１１−１〜７１
１−４は隣接リンク情報で，７１２は繋ぎ合せ可能なＳＥＰ集合を示す。ＳＥＰ撮像倍率
Pminでは全てのＳＥＰを繋ぎ合せることができた。そのため，本例においては撮像倍率を
Ｐminと自動決定することで，全てのＳＥＰを繋ぎ合せ可能なＳＥＰ配置を決定すること
ができる。ここでは説明のため，二種類の撮像倍率Ｐmin ，Pmaxを比較して撮像倍率を決
定したが，実際にはＰmin ，Pmax間の任意の撮像倍率で繋ぎ合せ可否，あるいは繋ぎ合せ
易さを評価し，任意の撮像倍率を設定することができる。

２．４ 隣接リンク情報・任意リンク情報のバリエーション
前記任意リンク情報には，図７の説明で述べたようなＳＥＰ全体をお互いに繋ぎ合せ可能
なＳＥＰの集合（繋ぎ合せ可能ＳＥＰ集合）に分割した結果（図７の７０７，７０８，７
０９に相当）や，繋ぎ合せ易さが同程度のＳＥＰの集合（繋ぎ合せ容易ＳＥＰ集合）に分
割した結果を含むことを特徴とする。図８に全ＳＥＰを繋ぎ合せ容易ＳＥＰ集合に分割し
た例を示す。同図の８０１−１〜８０１−９はＳＥＰ配置を示し，８０２−１〜８０２−
１０は隣接リンク情報（隣接ＳＥＰ間の繋ぎ合せ易さ）を示す。８０３〜８０７は分割さ
れた繋ぎ合せ容易集合を示す。繋ぎ合せ容易ＳＥＰ集合とは繋ぎ合せ易さが同程度のＳＥ
Ｐを集合としてまとめたものであり，８０３〜８０７の枠は太いもの程，繋ぎ合せが容易
であることを示す。繋ぎ合せ容易ＳＥＰ集合８０４，８０７は繋ぎ合せ易さの指標値が0.
2以下（小さい程繋ぎ合せ難い）の集合，繋ぎ合せ容易ＳＥＰ集合８０３は繋ぎ合せ易さ
の指標値が0.2より大きく0.5以下の集合であり，繋ぎ合せ容易ＳＥＰ集合８０５，８０６
は繋ぎ合せ易さの指標値が0.5より大きく0.8以下の集合である。繋ぎ合せ容易ＳＥＰ集合
の情報を任意リンク情報に含ませることによって，同情報をＳＥＰの自動決定における評
価値とすることができる。繋ぎ合せ容易ＳＥＰ集合の情報はＧＵＩ表示することができる
。ＧＵＩ表示の実施例については後述する。

また，前記任意リンク情報あるいは隣接リンク情報は，実際にＳＥＰ間を繋ぎ合せた場
合に想定される位置ずれ量を含む，あるいは前記位置ずれ量を基に算出した値を含むこと
を特徴とする。また，前記位置ずれ量は設計情報を用いて推定した各ＳＥＰの擬似的なＳ
ＥＭ画像を実際に繋ぎ合せた場合の位置ずれ量を基に算出することを特徴とする。ここで
擬似的なＳＥＭ画像とは，実際に得られるＳＥＭ画像を模擬して，設計情報に対して実際
に発生しうるパターンの変形やＳＥＭ撮像のずれや画像ノイズを加えて生成した画像のこ
とである。この擬似的なＳＥＭ画像を全ＳＥＰについて作成し，擬似的なＳＥＭ画像群を
実際に繋ぎ合せることによって，実際にＳＥＭ画像の撮像・繋ぎ合せを行わなくても，実
際に発生しうる繋ぎ合せ誤差を推定することができる。

本方法により位置ずれ量を算出した例を図９Ａ乃至図９Ｄで説明する。図９Ａは入力し
た設計情報（９０１）およびＥＰ（９０２）に対して，４つのＳＥＰ（９０３−１〜９０
３−４）で分割した結果である。同ＳＥＰ配置に対して，各ＳＥＰにおける擬似的なＳＥ
Ｍ画像を作成し（図９Ｂの９０４−１〜９０４−４），これらの画像群を繋ぎ合せた結果
を図９Ｃの９０５に示す。擬似的なＳＥＭ画像９０４−1〜９０４−４の位置は設計情報
の切り出し位置から明らかなので，繋ぎ合せた画像９０５における各ＳＥＰの位置ずれ量
も求めることができる。図９Ｄに，推定した位置ずれ量を示す。同図の９０６−１〜９０
６−４は，ＳＥＰ間のx,y方向別に推定した相対的な位置ずれ量を示している。また，Ｓ
ＥＰ間の相対的な位置ずれ量ではなく，ある基準に対する各ＳＥＰの絶対的な位置ずれ量
を算出することもできる。同図の９０７−１〜９０７−４は各ＳＥＰの絶対的な位置ずれ
量をベクトル表示したものであり，９０８−１〜９０８−４は前記ベクトルの大きさを示
す。

２．５ 禁止領域
ユーザの指定するパターンを「（重複領域の）禁止領域」とし，前記禁止領域がＳＥＰ間
の重複領域あるいはその近傍に含まれないようにＳＥＰ配置を決定することを特徴とする
。前記ユーザの指定するパターンには，複雑なＯＰＣパターン等，形状の最適化のため特
に検証したいパターンが含まれることを特徴とする。このようなパターンを重複領域（Ｓ
ＥＰ間の繋ぎ目）あるいはその近傍にしないことによって，ＳＥＰ間の繋ぎ合せ誤差によ
るパノラマ画像における形状誤差や，画像周辺に発生する場合がある像歪みの影響を避け
ることができる。また，前記禁止領域の指定は前述のようにユーザが指定することも可能
であるし，設計情報を基にパターンの形状の複雑さを評価した指標値やＥＤＡツール等か
ら出力されたデバイス不良の発生し易い危険箇所等を基に自動で指定することも可能であ
る。具体的に，禁止領域の指定および禁止領域を加味してＳＥＰを決定した例を図１０Ａ
乃至図１０Ｄで説明する。図１０Ａは入力した設計情報（１００１）およびＥＰ（１００
２）およびユーザが禁止領域を矩形領域（斜線でハッチング）で指定した領域（１００３
）を示している。図１０Ｂは図１０Ａで指定した禁止領域がＳＥＰ間の重複領域近傍に含
まれないようにＳＥＰ配置（１００４−１〜１００４―９）を決定した結果である。

禁止領域の指定方法にはバリエーションが考えられる。すなわち，図１０Ａのように矩
形領域で指定することもできるし，図１０Ｃ１００７−１，１００７−２に示すように設
計情報において線分の集合として指定することもできる。図１０Ｄは図１０Ｃで指定した
禁止領域がＳＥＰ間の重複領域近傍に含まれないようにＳＥＰ配置（１００８−１〜１０
０８―５）を決定した結果である。また，これらの禁止領域の指定はユーザが行ってもよ
いし，ＥＰ（１００６）内の設計情報（１００５）から，パターン形状の複雑さ等を評価
する指標値（単位面積辺りのパターンのx,y方向に変化する頻度等）を算出し，前記指標
値を基に禁止領域を自動設定することもできる。

前記禁止領域を，前記隣接リンク情報あるいは任意リンク情報と同様，ＳＥＰ配置ある
いは撮像倍率の決定の際の指標値として用いることを特徴とする。このことにより，禁止
領域がなるべく重複領域に含まれないＳＥＰ配置あるいは撮像倍率の決定が実現する。ま
た，前記禁止領域を，前記隣接リンク情報あるいは任意リンク情報と同様，ＳＥＰ配置と
併せてＧＵＩ上に表示することを特徴とする。このことにより，ユーザは着目するパター
ン（例えばＯＰＣパターン）が禁止領域に含まれるか否かを容易に判別することができる
。ＧＵＩ表示の実施例については後述する。

２．６ ＳＥＰ画像の繋ぎ合せ
決定したＳＥＰの撮像画像を画像処理により繋ぎ合せるには，各ＳＥＰ間の重複領域に含
まれるパターンの重なり度合い（相関値）が高くなるように位置合せする必要がある。し
かしながら，重複領域は複数存在するため，重複領域における相関値を全て最大にするこ
とはできない（ある重複領域の相関値を最大にすると，他の重複領域における相関値が下
がることがある）。そのため，ＳＥＰの撮像画像を画像処理により繋ぎ合せる際，前記隣
接リンク情報あるいは任意リンク情報におけるＳＥＰ間の繋ぎ合せ易さ可否あるいは繋ぎ
合せ易さの情報を基に，重複領域毎に相関値を考慮する度合いを重みとして設定すること
を特徴とする。傾向として大きな重みが設定された重複領域の相関値がなるべく高くなる
ように繋ぎ合せが行われる。

例として，繋ぎ合せが困難な重複領域，例えば繋ぎ合せの手掛かりとなるパターンが全
く含まれない重複領域における相関値は画像ノイズのみによって計算される。そのため，
このような画像ノイズによって計算された相関値を高くするようなＳＥＰ繋ぎ合せは大き
な位置ずれを発生させる危険性がある。

具体例を図１１Ａ乃至図１１Ｅで説明する。図１１Ａは入力された設計情報（１１０１
）およびＥＰ（１１０２）に対して，５つのＳＥＰ（１１０３−１〜１１０３―５）で分
割した結果を示す。図１１Ｂは図１１ＡのＳＥＰ配置に対して，隣接リンク情報（隣接す
る２つのＳＥＰ間の繋ぎ合せ可否）を算出した結果である（１１０４−１〜１１０４―６
）。図１１Ｃは図１１Ｂで算出した隣接リンク情報を基に，重複領域毎に相関値を考慮す
る度合いの重み（１１０５−１〜１１０５−７）を設定した結果を示す。本例ではxy両方
向に繋ぎ合せ可能なＳＥＰ間の重みを１とし，x,yどちらか一方のみ繋ぎ合せ可能なＳＥ
Ｐ間の重みを0.5とし，重複領域にパターンが含まれないＳＥＰ間の重みを0としている。
すなわち，各ＳＥＰはxy両方向に繋がるＳＥＰとの位置合せを優先し，重複領域にパター
ンが含まれないＳＥＰとの位置合せは優先度を下げる。また，図１１Ｄは図１１ＡのＳＥ
Ｐ配置に対して隣接する２つのＳＥＰ間の繋ぎ合せ易さを算出した結果（１１０６−１〜
１１０６−６）を示す。図１１Ｅは図１１ＤのＳＥＰ間の繋ぎ合せ易さを基に前記の重複
領域の重み（１１０７−１〜１１０７−６）を設定した結果を示す。

２．７ パターン輪郭線の生成
前述のように決定したＳＥＰを撮像したＳＥＭ画像群を繋ぎ合せることにより広範囲・高
分解能のパノラマＳＥＭ画像が取得できる。
また，広範囲・高分解能なパターン輪郭線の抽出方法としては，図１２Ａ乃至図１２Ｅに
示すように以下の２通りあることを特徴とする。
・図１２Ａに示すように、複数のＳＥＰをＳＥＭ撮像したＳＥＰ画群を画像処理により繋
ぎ合せた広範囲のパノラマ画像を得て（１２０１），図１２Ｂに示した前記パノラマ画像
から広範囲のパターン輪郭線を抽出する（１２０２）。
・複数のＳＥＰをＳＥＭ撮像して図１２Ｃに示すＳＥＰ画像群を得（１２０３−１〜１２
０３−４），前記ＳＥＰ画像群の画像毎にパターン輪郭線を抽出して図１２Ｄのパターン
輪郭線群を得（１２０４−１〜１２０４−４），前記パターン輪郭線群を繋ぎ合せて図１
２Ｅの広範囲のパターン輪郭線を得る（１２０５）。

２．８ 全体フロー
以上をまとめてパノラマ画像合成処理及び合成したパノラマ画像を用いたパターンの寸
法計測の全体フローを図１３Ａを用いて説明する。まず，ＥＰの領域と半導体回路あるい
はマスクパターンの設計情報を入力する（それぞれステップ１３０１，１３０２）。ＥＰ
は取得したいパノラマ画像の撮像範囲であり，ＥＰの座標は，例えばＥＤＡ（Electronic
Design Automation）ツールで実行される露光シミュレーション等の結果を基に検出され
たデバイス不良が発生しやすいホットスポット（危険ポイント）の座標が入力されたり，
あるいはユーザが自身の判断により（必要に応じて前記ＥＤＡツールの情報も参考にしな
がら）入力される場合もある。

また，必要に応じてユーザの指定するパターンを含む領域を禁止領域として入力するこ
とができる（ステップ１３０３）。この禁止領域の入力方法としてはユーザが座標や範囲
を直接入力してもよいし，ＧＵＩ上で設計情報を見ながら領域を指定して与えても良い。
また，必要に応じて処理パラメータを入力することができる（ステップ１３０４）。

前記処理パラメータとして，ステージ／イメージシフト予想誤差，繋ぎ合せに最低限必
要な重複領域内のパターン線分長，設計パターンのコーナーカット長（実パターンはコー
ナー部が丸まる等の設計情報と形状乖離が発生するためコーナーから一定範囲内の設計パ
ターンデータをカットするためのパラメータ）等を指定することができる。また，必要に
応じてＳＥＰの撮像倍率あるいはＳＥＰの撮像倍率の設定可能な範囲を入力することがで
きる。また，必要に応じてＳＥＰ間の重複領域幅あるいはＳＥＰ間の重複領域幅の設定可
能な範囲を入力することができる。禁止領域算出ステップ（１３０７）では，ステップ１
３０３で入力した禁止領域に加えて，ユーザの指定するパターンを禁止領域として自動で
抽出する。前記禁止領域は，設計情報を基にパターンの形状の複雑さを評価した指標値や
ＥＤＡツール等から出力されたデバイス不良の発生し易い危険箇所等を基に自動で指定す
ることも可能である。

ＳＥＰ配置あるいはＳＥＰ撮像倍率は，前記禁止領域あるいは分割指標値算出ステップ
（ステップ１３０８）で算出されるＳＥＰ間の繋ぎ合せ可否・繋ぎ合せ易さを評価した分
割指標値を基に，ＳＥＰ決定ステップ（ステップ１３０９）で決定される。ＳＥＰの撮像
倍率はステップ１３０５で入力することができる。ここで，ＳＥＰの撮像においてはイメ
ージシフトあるいはステージシフトによる視野ずれが発生するため，ＳＥＰの決定時には
重複領域に繋ぎ合せの手掛かりとなるパターンが含まれると評価していても，実際には前
記視野ずれにより含まれるはずのパターンが重複領域外となる危険がある。

そこで，発生しうるイメージシフトおよびステージシフトそれぞれの予想される最大視
野ずれ量を入力し（ステップ１３０４），これらの最大の視野ずれが発生しても繋ぎ合せ
が可能となるような範囲内でＳＥＰを決定することで視野ずれにロバストなＳＥＰを決定
することができる。ここで，各ＳＥＰの視野移動がイメージシフト，あるいはステージシ
フトのどちらの方式で行われるかは，ＳＥＰの撮像シーケンスに依存する。そこで，ＳＥ
Ｐ決定ステップにおいては，このような視野移動方式の違いによる視野ずれの違いを加味
して，ＳＥＰ配置，ＳＥＰ撮像倍率，ならびに各ＳＥＰの視野移動方式を決定することを
特徴とする。

次に，ステップ１３０９で決定したＳＥＰ配置，ＳＥＰ撮像倍率，ＳＥＰへの視野移動
方式を撮像レシピとして保存する（ステップ１３１０）。

次に，ＳＥＭを用いてステップ１３１０において作成した撮像レシピに基づき順次，複
数のＳＥＰの撮像を行う（ステップ１３１１）。

次に，ステップ１３１２では，前記複数のＳＥＰにおいてそれぞれ撮像したＳＥＰ画像
群を画像処理により繋ぎ合わせてパノラマ画像を生成する。また，前記パノラマ画像から
広範囲のパターン輪郭線を抽出することもできる。また，前記広範囲のパターン輪郭線は
，複数のＳＥＰをＳＥＭ撮像してＳＥＰ画像群を得，前記ＳＥＰ画像群の画像毎にパター
ン輪郭線を抽出してパターン輪郭線群を得，前記パターン輪郭線群を繋ぎ合せることで得
ることもできる。

ステップ１３１３において、合成したパノラマＳＥＭ画像を処理して例えば図１２Ｅに
示したようなパターン間のギャップＬｇ、パタンの幅寸法Ｌｗ、パターンの長さＬｌなど
のパターンの寸法やパターンの丸みＬｒなどの形状情報を計測する。

次に、ステップ１３１１における複数のＳＥＰ撮像の詳細な手順を、図１に示したＳＥ
Ｍシステムを参照しながら図１３Ｂに基づいて詳細に説明する。
まず図１３Ｂのステップ１３１１-１において試料である半導体ウェーハまたはマスク（
以降、これらを合わせて試料と記載する）をＳＥＭ装置のステージ１２１上に取り付ける
。ステップ１３１１-２において光学顕微鏡等（図１のＳＥＭシステムにおいては記載を
省略）でウェーハ上のグローバルアライメントマークを観察することにより，ウェーハの
原点ずれやウェーハの回転を補正する。

ステップ１３１１-３において，処理・制御部１１５でステージコントローラ１１９を
制御してステージ１１７を移動させ，ＳＥＭによる撮像位置がアドレッシングポイント（
以降，ＡＰと呼ぶ）になるように試料の位置を調整して撮像し，アドレッシングのパラメ
ータを求め，該求められたパラメータに基づいてアドレッシングを行う。
ここでＡＰについて説明する。ＳＥＰを観察する場合，直接ＳＥＰを観察しようとすると
，ステージの位置決め誤差により，撮像ポイントが大きくずれてＳＥＭの視野から外れて
しまう可能性がある。そこで，一旦位置決め用として予め座標値とテンプレート（撮像ポ
イントのパターン）とが与えられたＡＰを観察する。この撮像ポイントのテンプレートは
撮像レシピに登録しておく。以降，これをＡＰ登録テンプレートと呼ぶ。ＡＰはＳＥＰの
近傍（最大でもビームシフトにより移動可能な範囲）から選択する。また，ＡＰはＳＥＰ
に対して一般に低倍視野であるため，多少の撮像位置のずれに対しても，撮像したいパタ
ーンが完全のＳＥＭの視野から外れてしまう可能性は低い。そこで，予め登録されたＡＰ
登録テンプレートと，実際に撮像されたＡＰのＳＥＭ像（実撮像テンプレート）とをマッ
チングすることにより，ＡＰにおける撮像ポイントの位置ずれ量を推定することができる
。ＡＰ，ＳＥＰの座標値は既知なので，ＡＰ−ＳＥＰ間の相対変位量を求めることができ
，かつＡＰにおける撮像ポイントの位置ずれ量も前述のマッチングにより推定できるため
，前記相対変位量から前記位置ずれ量を差し引くことにより，実際に移動すべきＡＰ撮像
位置からＳＥＰまでの相対変位量が分かる。前記相対変位量分だけ，位置決め精度の高い
ビームシフトによって移動（ステージ１２１は停止したまま）することにより，高い座標
精度でＳＥＰを撮像することが可能となる。

そのため，登録されるＡＰは，（１）ＳＥＰからビームシフトにより移動可能な距離に
存在するパターンであり（かつＳＥＰにおけるコンタミネーションの発生を抑えるためＡ
Ｐ撮像時の範囲（Field of view：ＦＯＶ）にＳＥＰ撮像時のＦＯＶを含まないことを条
件とする場合もある），（２）ＡＰの撮像倍率はステージの位置決め精度を加味してＳＥ
Ｐの撮像倍率よりも低く，（３）パターン形状あるいは明度パターンが特徴的であり，Ａ
Ｐ登録テンプレートと実撮像テンプレートとのマッチングがし易い、等の条件を満たして
いることが望ましい。どの場所をＡＰとして選択するかに関しては，この条件をシステム
内部で評価することで，良好なＡＰの選択および撮像シーケンスの決定を行うことができ
る。

予め登録するＡＰ登録テンプレートはＣＡＤ画像，あるいはＳＥＭ画像，あるいは一旦
ＣＡＤデータテンプレートで登録しておいたものを実際の撮像時に得たＡＰのＳＥＭ画像
をＳＥＭ画像テンプレートとして再登録する等のバリエーションが考えられる。

前述のＡＰ選択範囲について補足する。一般的に電子ビーム垂直入射座標は複数のＳＥ
Ｐの中心座標に設定されるので，ＡＰの選択範囲は最大でもＳＥＰを中心としたビームシ
フト可動範囲としたが，電子ビーム垂直入射座標が複数のＳＥＰの中心座標と異なる場合
は，前記電子ビーム垂直入射座標からのビームシフト可動範囲が選択範囲となる。また撮
像ポイントに要求される許容電子ビーム入射角によっては，電子ビーム垂直入射座標から
の探索範囲もビームシフト可動範囲より小さくなることがある。これらは他のテンプレー
トについても同様である。以降の説明において，ＳＥＰの撮像の場合は特に断りのない限
り電子ビーム垂直入射座標とＳＥＰの中心座標は同じとして説明するが，前述の通り本発
明はこれに限られるものではない。

次にステップ１３１１-４において，処理・制御部１１５の制御及び処理に基づいて，
ビームシフトにより撮像位置をオートフォーカスポイント（以降，ＡＦと呼ぶ）に移動し
て撮像し，オートフォーカス調整のパラメータを求め，該求められたパラメータに基づい
てオートフォーカス調整を行う。

ここでＡＦについて説明する。撮像時には鮮明な画像を取得するためオートフォーカス
を行うが，試料に電子線を長く照射すると汚染物質が試料に付着してしまう（コンタミネ
ーション）。そこで，ＳＥＰにおけるコンタミネーションの付着を抑えるため，一旦ＳＥ
Ｐ周辺の座標をＡＦとして観察し，オートフォーカスのパラメータを求めてから前記パラ
メータを基にＥＰを観察するという手段がとられる。

そのため，登録されるＡＦは，（１）ＡＰ，ＳＥＰからビームシフトにより移動可能な
距離に存在するパターンであり，かつＡＦ撮像時のＦＯＶにＥＰ撮像時のＦＯＶは含まれ
ない，（２）ＡＦの撮像倍率はＳＥＰの撮像倍率と同程度である（ただし，これはＳＥＰ
用のＡＦの場合。ＡＰ用のＡＦの場合は前記ＡＰの撮像倍率と同程度の撮像倍率でＡＦを
撮像する。後述するＡＳＴ，ＡＢＣＣに関しても同様），（３）オートフォーカスをかけ
易いパターン形状をもつ（フォーカスずれに起因する像のぼけを検出し易い）等の条件を
満たしていることが望ましい。本発明によれば，ＡＦ選択についても，ＡＰと同様，前述
の条件をシステム内部で評価し，自動で良好なＡＦの選択を行うことが可能となる。

次にステップ１３１１-５において，処理・制御部１１５の制御及び処理に基づいて，
ビームシフトにより撮像位置をオートスティグマポイント（以降，ＡＳＴと呼ぶ）に移動
して撮像し，オートスティグマ調整のパラメータを求め，該求められたパラメータに基づ
いてオートスティグマ調整を行う。

ここでＡＳＴについて説明する。撮像時には歪みのない画像を取得するため非点収差補
正を行うが，ＡＦと同様，試料に電子線を長く照射すると汚染物質が試料に付着してしま
う。そこで，ＳＥＰにおけるコンタミネーションの付着を抑えるため，一旦ＳＥＰ近くの
座標をＡＳＴとして観察し，非点収差補正のパラメータを求めてから前記パラメータを基
にＳＥＰを観察するという手段がとられる。

そのため，登録されるＡＳＴは，（１）ＡＰ，ＳＥＰからビームシフトにより移動可能
な距離に存在するパターンであり，かつＡＳＴ撮像時のＦＯＶにＥＰ撮像時のＦＯＶは含
まれない，（２）ＡＳＴの撮像倍率はＳＥＰの撮像倍率と同程度である，（３）非点収差
補正をかけ易いパターン形状をもつ（非点収差に起因する像のぼけを検出し易い）等の条
件を満たしていることが望ましい。

本実施例によれば，ＡＳＴ選択についても，ＡＰと同様，前述の条件をシステム内部で
評価し，自動で良好なＡＳＴの選択を行うことが可能となる。

次にステップ１３１１-６において，処理・制御部１１５の制御及び処理に基づいて，
ビームシフトにより撮像位置をオートブライトネス＆コントラストポイント（以降，ＡＢ
ＣＣと呼ぶ）に移動して撮像し，ブライトネス・コントラスト調整のパラメータを求め，
該求められたパラメータに基づいてオートブライトネス・コントラスト調整を行う。ここ
でＡＢＣＣについて説明を加えておく。撮像時には適切な明度値及びコントラストをもつ
鮮明な画像を取得するため，例えば二次電子検出器１０９におけるフォトマル（光電子増
倍管）の電圧値等のパラメータを調整することよって，例えば画像信号の最も高い部分と
最も低い部分とがフルコントラストあるいはそれに近いコントラストになるように設定す
るが，ＡＦと同様，試料に電子線を長く照射すると汚染物質が試料に付着してしまう。そ
こで，ＥＰにおけるコンタミネーションの付着を抑えるため，一旦ＥＰ近くの座標をＡＢ
ＣＣとして観察し，ブライトネス・コントラスト調整のパラメータを求めてから前記パラ
メータを基にＥＰを観察するという方法がとられる。

そのため，登録されるＡＢＣＣは，（１）ＡＰ，ＳＥＰからビームシフトにより移動可
能な距離に存在するパターンであり，かつＡＢＣＣ撮像時のＦＯＶにＳＥＰ撮像時のＦＯ
Ｖは含まれない，（２）ＡＢＣＣの撮像倍率はＳＥＰの撮像倍率と同程度である，（３）
ＡＢＣＣにおいて調整したパラメータを用いて測長ポイントにおいて撮像した画像のブラ
イトネスやコントラストが良好であるために，ＡＢＣＣは前記測長ポイントにおけるパタ
ーンに類似したパターンである等の条件を満たしていることが望ましい。本発明によれば
，ＡＢＣＣ選択についても，ＡＰと同様，前述の条件をシステム内部で評価し，自動で良
好なＡＢＣＣの選択を行うことが可能となる。

なお，前述したステップ１３１１-３，１３１１-４，１３１１-５，１３１１-６におけ
るＡＰ，ＡＦ，ＡＳＴ，ＡＢＣＣの撮像は場合によって，一部あるいは全てが省略される
，あるいは１３１１-３，１３１１-４，１３１１-５，１３１１-６の順番が任意に入れ替
わる，あるいはＡＰ，ＡＦ，ＡＳＴ，ＡＢＣＣの座標で重複するものがある（例えばオー
トフォーカス，オートスティグマを同一箇所で行う）等のバリエーションがある。

最後にステップ１３１１-７においてビームシフトにより撮像ポイントをＳＥＰに移動
してステップ１３０９で決定された撮像枚数分だけ順次ＳＥＰを撮像する。
次に、先に説明したステップ１３１２において、複数枚撮像したＳＥＰのＳＥＭ画像を合
成する。

ＳＥＰにおいても，撮像したＳＥＭ画像と事前に撮像レシピに登録された前記ＳＥＰ位
置に対応する登録テンプレートとをマッチングし，計測位置のずれを検出することがある
。撮像レシピ作成装置１２２で作成される撮像レシピには前述の撮像ポイント（ＳＥＰ，
ＡＰ，ＡＦ，ＡＳＴ，ＡＢＣＣ）の座標や撮像シーケンス，撮像条件等の情報が書き込ま
れており，ＳＥＭは前記撮像レシピに基づきＳＥＰを観察する。図３Ｃに低倍像１３２０
上におけるＳＥＰ１３２１，ＡＰ１３２２，ＡＦ１３２３，ＡＳＴ１３２４，ＡＢＣＣ１
３２５のテンプレート位置の一例を点線枠で図示する。

本実施例によれば，１回の撮像では取得できない比較的広い領域の高倍率のＳＥＭ画像
を用いてパターンの寸法の計測やパターン形状評価等を行うことができる。

３．ＳＥＰ候補の選択によるＳＥＰ決定
２．で述べたＳＥＰ決定ステップにおいて全てのユーザ要求を満たすＳＥＰ配置が原理的
に存在しない場合がある。例えば，ＳＥＰを指定した撮像倍率にするためには，どうして
も全ＳＥＰの繋ぎ合せが困難となり，逆に全ＳＥＰが繋ぎ合せ可能とするためには，どう
してもＳＥＰの撮像倍率が指定した値よりも小さくせざるを得ない等である。
そこで第二の実施例として，そのような場合であってもなるべくユーザの要求を満たすＳ
ＥＰ配置を準最適解として決定する方式を提供する。本処理のフローを図１４を用いて説
明する。

本処理はパノラマ画像合成処理の条件を入力し（ステップ１３０１〜１３０６），禁止
領域（ステップ１３０７）を算出した後に，ステップ１３０８で算出した分割指標値を基
にＳＥＰの撮像位置あるいは撮像倍率の異なるＳＥＰ配置の候補（以後，ＳＥＰ候補と呼
ぶ）を複数算出することを特徴とする（ステップ１４０１）。これらの候補から適切な準
最適解を決定するための手段として，これらの候補をＧＵＩ上に表示すると共に，判断基
準として，隣接リンク情報あるいは任意リンク情報を表示させ（ステップ１４０２），Ｓ
ＥＰ候補群からＳＥＰを選択（ステップ１４０３）することを特徴とする。

ＳＥＰ選択時にはＳＥＰ配置とＳＥＰ候補の選択の手掛かりとなる情報を併せてユーザ
に表示することで，ユーザは各ＳＥＰ候補がユーザの要求項目を満たすか否かを容易に判
別することができ，適切なＳＥＰ候補を選択することが可能となる。

ユーザの要求項目としては，例えばＳＥＰの配置，ＳＥＰ撮像倍率，ＳＥＰの繋ぎ合せ
易さ，前記禁止領域とＳＥＰ間の重複領域との重複量，ＳＥＰ間の重複領域幅，ＳＥＰ数
（少ない程，撮像時間が短い）などがある。これらの各項目をユーザに分かり易くＧＵＩ
上に可視化することで，ユーザはＳＥＰ候補の選択が容易となる。

図１５Ａ乃至図１５ＦにＳＥＰ候補の算出例を示す。図１５Ａ乃至図１５Ｆは入力した
設計情報（１５０１）およびＥＰ（１５０２）に対する３つのＳＥＰ候補を示す。図１５
Ａ及び図１５Ｂの１５０３−１〜１５０３−９，図１５Ｃ及び図１５Ｄの１５０６−１〜
１５０６−４，および図１５Ｅ及び図１５Ｆの１５０９−１〜１５０９−５はそれぞれの
ＳＥＰ配置である。また，図１５Ｂの１５０４−１〜１５０４−７，図１５Ｄの１５０７
−１〜１５０７−４，および図１５Ｆの１５１０−１〜１５１０−６はそれぞれのＳＥＰ
配置に対する隣接リンク情報を示す。また，図１５Ｂにおいて全ＳＥＰは１５０１−１お
よび１５０１−２の二つの繋ぎ合せ可能ＳＥＰ集合に分割され，図１５Ｄおよび図１５Ｆ
においては全ＳＥＰが繋ぎ合せ可能である（１５０８および１５１１）。
すなわち，図１５ＡのＳＥＰ配置はＳＥＰの撮像倍率が高いが，全ＳＥＰが繋がらない。
一方，図１５Ｃ乃至図１５ＦはＳＥＰの撮像倍率が図１５Ａより低くなるが全ＳＥＰが繋
ぎ合せ可能である。また，図１５Ｅ及び図１５Ｆは図１５Ｃ及び図１５Ｄの場合に比べて
ＳＥＰ間の重複領域幅が大きくＳＥＰの数も多いが重複領域に含まれる禁止領域（１５１
２）の面積が少ない。

このように，ＳＥＰの撮像倍率，繋ぎ合せ易さ，および禁止領域と重複領域との重複量
の間にはトレードオフがあるためこの３つの要求を満たすＳＥＰ配置は困難である。しか
し，これらのユーザの要求項目を全て満たすＳＥＰ配置が決定できなくても，本例のよう
にこれらのユーザの要求項目に関する情報を可視化することで，ユーザはユーザの要求項
目をなるべく満たすＳＥＰ配置を準最適解として容易に決定することができる。また，ユ
ーザに表示する情報のバリエーションとしては，ＳＥＰ全体をお互いに繋ぎ合せ可能なＳ
ＥＰの集合に分割した結果や，繋ぎ合せ易さが同程度のＳＥＰの集合に分割した結果を表
示することもできる。また，実際にＳＥＰ間を繋ぎ合せた場合に想定される位置ずれ量（
推定位置ずれ量），あるいは前記位置ずれ量を基に算出した値を表示することもできる。

ここで，前記推定位置ずれ量は設計情報を用いて推定した各ＳＥＰの擬似的なＳＥＭ画
像を実際に繋ぎ合せた場合の位置ずれ量を基に算出することを特徴とする。推定位置ずれ
量の算出には画像生成および繋ぎ合せが必要であるため多くの処理時間を要する。そこで
，算出した全てのＳＥＰ候補あるいは指定したＳＥＰ候補に対してのみ，推定位置ずれ量
を算出して表示することもできる。

４．ＧＵＩ
本発明における入力・出力情報の設定あるいは表示を行うＧＵＩの実施例を図１６に示
す。図１６中のウィンドウ１７０１内に一画面で描画された各種情報は任意の組合せでウ
ィンドウに分割してディスプレイ等に表示することができる。また，図中の＊＊はシステ
ムに入力された，あるいは出力された任意の数値（あるいは文字列）や数値の範囲である
ことを示す。

ボックス１７０２はパノラマ画像合成処理を行う対象となるＥＰのリストを表示してい
る。本リストからＥＰを選択してパノラマ画像合成処理を行うこともできるし，バッチ処
理で全ＥＰに対してパノラマ画像合成処理を行うこともできる。バッチ処理を行う場合は
，処理を行うＥＰにチェックをつけ（１７０３），そのＥＰのみ処理を行うこともできる
。本例では，ＥＰのリストから３番目のＥＰを選択している。１７０４は選択したＥＰの
ＩＤを表示している。ボックス１７０５は選択したＥＰの撮像範囲を表示している。撮像
範囲は矩形領域の左上と右下の座標で与えてもよいし，ＥＰの中心座標と視野で与えても
よい。ボックス１７０６においてはＳＥＰの撮像倍率範囲およびボックス１７０７におい
てはＳＥＰ間の重複領域幅の範囲を設定することができる。

範囲の入力においては，範囲の下限と上限を指定することもできるし，下限と上限を同
じ値で設定することでＳＥＰの撮像倍率やＳＥＰ間の重複幅を指定することができる。ボ
ックス１７０８はＥＰとその周辺のパターンを表示する。ＥＰの範囲を点線の枠（１７０
９）で示し，ＥＰ周辺の回路あるいはマスクパターンの設計情報を網状のハッチングを施
した図形（１７１０）で表示している。また，手動あるいは設計情報を基に自動で設定し
た禁止領域を斜め線のハッチングを施した領域（１７１１）で表示している。ボックス１
７１２〜１７１５では，ＳＥＰ決定における処理パラメータ（イメージ／ステージシフト
予想誤差，ＳＥＰ間の繋ぎ合せに必要なパターン線分長の最小値，コーナーカット長等）
を設定することができる。

上記ＥＰ，ＳＥＰおよび処理パラメータの設定を行った後，ボタン１７１６を押すと，
上記選択したＥＰに対してＳＥＰの候補を算出する。また，ボタン１７１７を押すとＥＰ
のリストでチェックのついた全てのＥＰに対してＳＥＰ候補の算出を行う。

バッチ処理においては，対象となる各ＥＰに対してＳＥＰ候補を算出しておき，後から
ユーザが各ＥＰのＳＥＰ候補を選択することもできる。また，算出するＳＥＰ候補数はボ
ックス１７１８で指定することもできる。

ボックス１７１９〜１７２１は，選択したＥＰに対して算出された３つのＳＥＰ候補を
示す。１７２３〜１７２４は各ＳＥＰ候補の詳細情報を示す。この場合，ＳＥＰ候補１は
撮像倍率１００Ｋの９枚のＳＥＰ配置となっており，９枚のうち互いに繋ぎ合せ可能なＳ
ＥＰ数は最大で４枚であることを示している。

ボックス１７２５〜１７２７は各ＳＥＰ候補のＳＥＰ配置を表示している。図中の黒枠
（１７２８）はＳＥＰで黒丸（１７２９）はその中心座標を示す。また，前記ＳＥＰ候補
の表示の際はボックス１７０８と同様に設計情報，ＥＰおよび禁止領域を重ねて表示する
こともできる。また，重複領域に含まれる禁止領域内のパターンは太線で強調して表示す
ることもできる（１７３０）。
ボックス１７２９〜１７３１は，それぞれボックス１７２５〜１７２７に示すＳＥＰ配置
に対するリンク情報を表示している。隣接リンク情報をx,yあるいはxyを丸で囲んだ記号
とＳＥＰ間を結ぶ黒線で表示することができ，それぞれx方向に位置合せ可能（１７３２
），y方向に位置合せ可能（１７３３）あるいはxy方向に位置合せ可能（１７３４）であ
ることを示す。また，ＳＥＰ全体をお互いに繋ぎ合せ可能なＳＥＰ集合（繋ぎ合せ可能Ｓ
ＥＰ集合）で分割し，各分割されたＳＥＰ集合のＳＥＰの中心位置を太い黒枠で囲んで表
示することもできる。

本例では，ＳＥＰ候補１は３つの繋ぎ合せ可能ＳＥＰ集合１７３５と１７３６に分断さ
れ，全ＳＥＰが繋ぎ合せができないことを示している。一方，ＳＥＰ候補２およびＳＥＰ
候補３は，全ＳＥＰが太い黒枠で囲まれており全ＳＥＰが繋ぎ合せ可能であることを示し
ている。

また，表示する情報としては図３に示すようなＳＥＰ間の繋ぎ合せ易さを表示すること
もできるし，図８で示すような全ＳＥＰを互いに繋ぎ合せが同程度のＳＥＰ集合（繋ぎ合
せ容易ＳＥＰ集合）に分割した結果を表示することも出来る。また，図５に示すように任
意のＳＥＰ間のx,y方向別の繋ぎ合せ可否を表示することもできる。

ユーザは各ＳＥＰ候補のＳＥＰ配置とＳＥＰ間の連結関係を示す情報を判断基準にして
，ボタン１７３９〜１７４１を押してＳＥＰを選択する。本例では３つのＳＥＰ候補を表
示しているが，それ以上のＳＥＰを候補を算出することもできる。その場合，スクロール
バー１７４２を動かしてその他のＳＥＰ候補を見ることができる。

また，ＳＥＰ候補の表示においては各ＳＥＰ候補に表示の優先度を付けて，表示の優先
度の高い順にＳＥＰ候補を表示することもできる。表示の優先度としては，ＳＥＰ撮像倍
率，繋ぎ合せ易さ，禁止領域と重複領域との重複量といったユーザの要求項目をどの程度
満たすのかを評価して優先度を設定することもできる。

また，ＳＥＰ候補の詳細情報のバリエーションとして，図１７に示すように実際の繋ぎ
合せ処理を行った場合の推定位置ずれ量を表示することもできる。推定位置ずれ量は，決
定したＳＥＰ配置（１８０１）および設計情報から生成した擬似的なＳＥＭ画像を繋ぎ合
せ（１８０２），そのときの位置ずれ量を各ＳＥＰあるいはＳＥＰ間で表示することも出
来る（１８０３）。ＳＥＰ間のx,y方向別に推定した相対的な位置ずれ量を表示すること
も出来るし，ＳＥＰ間の相対的な位置ずれ量ではなく，ある基準に対する各ＳＥＰの絶対
的な位置ずれ量を表示することもできる。また，位置ずれの方向や大きさを矢印で表示す
ることもできる。

また，ＳＥＰ候補の表示法としては図１８に示すようにユーザの要求項目（例えば，Ｓ
ＥＰ撮像倍率，繋ぎ合せ易さ，禁止領域と重複領域との重複量，ＳＥＰ間の重複領域幅等
）を軸にとり，その軸に従ってＳＥＰ候補を表示する位置を変更することもできる。図１
８では重複領域幅およびＳＥＰ撮像倍率をそれぞれX軸（１９０１）およびY軸（１９０２
）にとり，６つのＳＥＰ候補（１９０３−１〜１９０３−６）を表示している。ユーザは
表示されたＳＥＰ候補の中から，ボタン１９０４−１〜１９０４−６を押してＳＥＰを選
択する。本例は重複領域幅とＳＥＰ撮像倍率の２項目についてそれぞれ値を振った結果を
二次元表示しているが，任意の３項目についてそれぞれ値を振った結果を三次元表示する
等のバリエーションが可能である。

５．半導体デバイスの設計・製造ラインおよびプロセスへの適用
本発明を半導体デバイスの設計・製造ラインおよびプロセスに適用した場合のシステム
構成の実施例を図１９Ａ及び図１９Ｂ及び図２０を用いて説明する。
図１９Ａにおいて１６０１はマスクパターン設計装置，１６０２はマスク描画装置，１６
０３はマスクパターンのウェーハ上への露光・現像装置，１６０４はウェーハのエッチン
グ装置，１６０５および１６０７はＳＥＭ装置，１６０６および１６０８はそれぞれ前記
ＳＥＭ装置を制御するＳＥＭ制御装置，１６０９はＥＤＡ（Electronic Design Automati
on）ツールサーバ，１１６０はデータベースサーバ，１６１１はデータベースを保存する
ストレージ，１６１２は撮像レシピ作成装置，１６１３は画像処理装置，１６１４は生成
したパターン形状の計測・評価ツールサーバであり，これらはネットワーク１６１５を介
して情報の送受信が可能である。

データベースサーバ１１６０にはストレージ１６１１が取り付けられており，（ａ）Ｅ
Ｐのサイズ・座標，（ｂ）設計情報（マスク設計情報（ＯＰＣなし／あり），ウェーハ転
写パターン設計情報），（ｃ）撮像レシピ生成ルール，（ｄ）生成された撮像レシピ（Ｓ
ＥＰ，撮像シーケンス含む），（ｅ）撮像・生成した画像（ＳＥＰ画像，パノラマ画像）
，（ｆ）画像から抽出した輪郭線，（ｇ）シミュレーションパターン，（ｈ）計測・評価
結果の一部または全てを，品種，製造工程，日時，データ取得装置等とリンクさせて保存
し，また参照することが可能である。

また，同図においては例として二台のＳＥＭ装置１６０５，１６０７がネットワークに
接続されているが，本発明においては，任意の複数台のＳＥＭ装置において撮像レシピを
データベースサーバ１６１１により共有することが可能であり，一回の撮像レシピ作成に
よって前記複数台のＳＥＭ装置を稼動させることができる。また複数台のＳＥＭ装置でデ
ータベースを共有することにより，過去の前記撮像あるいは計測の成否や失敗原因の蓄積
も早く，これを参照することにより良好な撮像レシピ生成の一助とすることができる。

図１９Ｂは一例として図１９ＡにおけるＳＥＭ制御装置（Ａ）１６０６，ＳＥＭ制御装
置（Ｂ）１６０８，ＥＤＡツールサーバ１６０９，データベースサーバ１１６０，撮像レ
シピ作成装置１６１２、画像処理装置１６１３、形状計測・評価ツールサーバ１６１４を
一つの装置１６１６に統合したものである。本例のように任意の機能を任意の複数台の装
置に分割，あるいは統合して処理させることが可能である。

また、図１９Ｂにおける装置１６１６からＥＤＡツールサーバ１６０９とデータベース
サーバ１１６０とを分離して設置する構成も可能である。

上記実施例で説明したようなパノラマ画像を用いることによって，半導体設計・製造の
効率化を図ることができる。図２０に半導体デバイスの設計・製造フローを示す。まず，
半導体の回路設計を行い（ステップ２００１），次にマスクパターンのレイアウトを設計
する（ステップ２００２）。このとき，光近接効果補正（Optical Proximity Correction
：ＯＰＣ）等をパターンに施すことができる。次に，前記レイアウトを基にマスクを製造
し（ステップ２００３），このマスクパターンをウェーハ上に転写（露光）してウェーハ
を製造する（ステップ２００５）。

本発明によれば，例えばマスク製造（ステップ２００３）の後，前記マスクをＳＥＭ撮
像して生成した広視野かつ高分解のＳＥＭのパノラマ画像を用いてマスクの出来栄えを広
範囲に渡って検査することができる（ステップ２００４）。例えば，前記パノラマ画像か
ら抽出したマスクパターン形状とマスクの設計情報との比較により，マスクの製造誤差を
算出することができるし，マスク上のパターンの欠陥を検出することもできる。

また，前記広範囲かつ高分解能なマスクパターン形状を入力としてウェーハ上に転写さ
れるパターン形状を高精度にシミュレーション予測することが可能となり（ステップ２０
０６），前記予測結果に基づきマスク上のパターンの修正（ステップ２００７），あるい
はマスクのレイアウト設計の修正（ステップ２００８）を行うことができる。レイアウト
設計の修正にはＯＰＣパターン形状の修正も含まれ，効率的なＯＰＣ検証・修正を実現す
ることができる。

また，前記予測結果に基づき露光条件等の製造パラメータを調整（ステップ２００９）
することでウェーハ上の転写パターン形状とウェーハパターンの設計形状との乖離を低減
することができ，高い歩留まりを実現することができる。更に，本発明によればウェーハ
のパノラマ画像も生成可能であり，前記ウェーハのパノラマ画像から広範囲かつ高分解能
なウェーハパターン形状を得ることができる。前記ウェーハパターン形状とウェーハパタ
ーンの設計形状との比較により，マスク転写誤差の算出や，露光条件等の製造パラメータ
へのフィードバックが実現する。

以上の実施例では，パノラマ画像を生成した後，前記パノラマ画像から回路パターンの
輪郭線を抽出することによって広域な輪郭線情報を取得する方法について説明したが，本
発明はこれに限定されるものではなく，複数のＳＥＰの撮像画像から輪郭線群を抽出し，
その後に前記輪郭線群を繋ぎ合せることによって広域な輪郭線情報を取得してもよい。
また，以上の実施例は，走査電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope：ＳＥＭ）を用
いたシステムについて説明したが，本発明はこれに限定されるものではなく，走査型イオ
ン顕微鏡（Scanning Ion Microscope：ＳＩＭ）又は走査型透過電子顕微鏡（Scanning Tr
ansmission Electron Microscope：ＳＴＥＭ）等の走査荷電粒子顕微鏡に応用することが
可能である。

101…半導体ウェーハ 102…電子光学系 103…電子銃 104…電子線（一次電子）
105…コンデンサレンズ 106…偏向器 107…ＥｘＢ偏向器 108…対物レンズ 10
9…二次電子検出器 110，111…反射電子検出器 112〜114…A/D変換器 115…処
理・制御部 116…ＣＰＵ 117…画像メモリ 118，126…処理端末 119…ステ
ージコントローラ 120…偏向制御部 121…ステージ 122…撮像レシピ作成装置
123…画像処理装置 124…形状計測・評価ツールサーバ 126…データベース（
ストレージ） 302…ＥＰ 303-1〜303-4…ＳＥＰ 401〜403…ＥＰ 407-1〜40
7-9，408-1〜408-9，409-1〜409-9…ＳＥＰ 501…ＥＰ 503-1〜503-9…ＳＥＰ
601…ＥＰ 603-1〜603-9…ＳＥＰ 701…ＥＰ 03，704，705-1〜705-9…ＳＥＰ
902…ＥＰ 903-1〜903-4…ＳＥＰ 904-1〜904-4…推定ＳＥＭ画像 1002…
ＥＰ 1003…禁止領域 1004-1〜1004-4…ＳＥＰ 1006…ＥＰ 1008-1〜1008-5
…ＳＥＰ，
1102…ＥＰ 1103-1〜1103-5…ＳＥＰ 1201…パノラマＳＥＭ画像 1203-1〜1203
-4…各ＳＥＰのＳＥＭ画像 1501…ＥＰ 1503-1〜1503-9…ＳＥＰ 1506-1〜1506
-4…ＳＥＰ 1509-1〜1509-4…ＳＥＰ 1601…マスクパターン設計装置 1602…
マスク描画装置 1603…露光・現像装置 1604…エッチング装置 1605，1007…SE
M装置 1606，1608…SEM制御装置 1609…EDAツールサーバ 1160…データベース
サーバ 1611…データベース 1612…撮像レシピ作成装置 1613…画像処理装置
1614…形状計測・評価ツールサーバ 1615…ネットワーク 1615…EDAツール，デ
ータベース管理，撮像レシピ作成，画像処理，形状計測・評価ツール SEM制御用統合
サーバ＆演算装置 1701…ＧＵＩ画面 1717…ＳＥＰ候補算出ボタン 1718…ＳＥ
Ｐ候補数設定ボックス 1719〜1721…ＳＥＰ候補表示ボックス 1725〜1727…ＳＥＰ
配置表示ボックス 1728…ＳＥＰ 1739〜1741…ＳＥＰ選択ボタン 1904-1〜1904
-6…ＳＥＰ選択ボタン。

Claims (3)

1. 走査型電子顕微鏡で表面にパターンが形成された試料を撮像するための撮像レシピを作成する撮像レシピ作成方法と、
   該撮像レシピ作成方法で作成した撮像レシピに基づいて前記走査型電子顕微鏡で前記試料を撮像して得た該試料の画像を処理する画像処理方法と、
   前記走査型電子顕微鏡と前記撮像レシピ作成方法と前記画像処理方法とを制御する制御方法とを備えた撮像方法であって、
   前記撮像レシピ作成方法は、ユーザにより指定された高倍率画像取得領域の設計情報を用いて該指定された高倍率画像取得領域を複数の局所撮像領域に分割したときに前記複数の局所撮像領域の画像のうち隣接する局所撮像領域の画像間の繋ぎ合せの可否または繋ぎ合せ易さを示す指標値として任意の隣接する二つの局所撮像領域間の重複領域に含まれるパターンを基に該任意の隣接する二つの局所撮像領域間の繋ぎ合わせ可否または繋ぎ合せ易さを示す指標値（隣接リンク情報）と，該繋ぎ合わせ可否または繋ぎ合せ易さを示す指標値を基に任意の二つの局所撮像領域間の繋ぎ合わせ可否または繋ぎ合せ易さを示す指標値（任意リンク情報）とを含む指標値を算出し、該算出した指標値を用いて撮像レシピを作成する方法を有し、
   前記制御方法は、前記撮像レシピ作成方法で作成した撮像レシピに基づいて前記走査型電子顕微鏡を制御して前記各局所撮像領域を高倍率で撮像させる方法を有し、前記画像処理方法は、前記走査型電子顕微鏡で撮像して得た各局所撮像領域の高倍率の画像を繋ぎ合わせた高倍率の広域画像を作成する方法を有することを特徴とする走査型電子顕微鏡装置を用いたパターン撮像方法。
2. 前記撮像レシピ作成方法においての複数の領域に分割する方法は前記高倍率画像取得領域を複数の領域に分割することを複数のケースについて求めることを含み、前記制御方法は前記ユーザにより指定された分割のケースに基づいて前記走査型電子顕微鏡を制御して前記分割された各領域を撮像させることを特徴とする請求項１記載の走査型電子顕微鏡装置を用いたパターン撮像方法。
3. 前記撮像レシピ作成方法は、前記ユーザにより指定された高倍率画像取得領域の画像情報と該指定された高倍率画像取得領域の設計情報とを用いて該指定された高倍率画像取得領域を隣接する領域同士が互いに前記パターンのエッジの一部を含んで重なり合うようにして複数の領域に分割することを特徴とする請求項１記載の走査型電子顕微鏡装置を用いたパターン撮像方法。

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