JP5683907B2 - 走査型電子顕微鏡および該装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、走査型電子顕微鏡および該装置の制御方法に関する。

半導体ウェーハに配線パターンを形成するには、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、レジストを感光する方法が採用されている。このようにして得られた配線パターンの出来栄えを検査するには、走査型電子顕微鏡（以下、「ＳＥＭ」という）が広く用いられている。半導体パターン上で検査を要するポイントを評価ポイント（以下、「ＥＰ」という）としてＳＥＭにて画像を取得し、その画像からパターンの配線幅などの各種寸法値を計測し、これらの寸法値からパターンの出来栄えを評価している。

ＥＰを撮像する前に、アドレッシングポイント（以下、「ＡＰ」という）、オートフォーカスポイント（以下、「ＡＦ」という）、オートスティグマポイント（以下、「ＡＳＴ」という）、およびオートブライトネス・コントラストポイント（以下、「ＡＢＣＣ」という）の一部又は全てのポイントを必要に応じて設定する。これらは調整ポイントと呼ばれ、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・コントラスト調整が行われる。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。

特に、ＥＰにおいて高精度な画像を撮像するには、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（実撮像テンプレート）とをマッチングし、マッチングのずれ量を撮像位置のずれ量として補正する必要がある。

近年、半導体パターンの微細化に伴い、同じ幅を有する配線とスペースが並んだ箇所をＡＰに設定した場合、配線かスペースかの区別が難しく、マッチングに失敗することがある。したがって、マッチング精度を向上するには、ＡＰの観察領域（Ｆｉｅｌｄ Ｏｆ Ｖｉｅｗ、以下「ＦＯＶ」という）にマッチングしやすいパターンを含ませることが望ましい。

そこで、特許文献１では、Ｘ、Ｙ両方向に対し、配線幅とスペース幅が異なるパターンがＡＰのＦＯＶに含まれるようにすることで、アドレッシング精度の要求値を満たす撮像レシピを自動生成する半導体検査システムが開示されている。

特開２００８−１４７１４３号公報

しかしながら、特許文献１では、ＡＰのマッチングがより容易になる図形をＡＰのＦＯＶに効率よく含ませることができない。ＡＰのマッチングをより容易にするには、フラットな配線パターンだけでなく、閉図形、折れ曲がり（頂点）を多く有する配線パターン等の特異性を有するパターンをＡＰのＦＯＶに含ませることが望ましい。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、マッチング精度がより向上するＡＰを自動的に設定可能な走査型電子顕微鏡を提供する。

上記課題を解決するために本発明は、特異性をもつパターンがより多く含む箇所にＡＰを配置する。すなわち、閉図形を含む位置、または閉図形の頂点座標をより多く含む位置にＡＰを配置する。また、本発明は、閉図形がＡＰ及びその周辺に存在しない場合は、少なくとも１つの端部（平行に延在する２本の境界線とこれらと直交する１本の境界線で囲まれた部分）を有する位置にＡＰを配置する。

したがって、本発明に係る走査型電子顕微鏡は、試料上のＥＰを観察する前に位置決め用として前記ＥＰ周辺に設定されたＡＰに関する情報を含む撮像レシピに基づき、ＥＰの画像を取得する走査型電子顕微鏡であって、前記ＡＰの位置と前記試料の設計データを含む情報を取得する情報取得部と、前記情報を基に、前記ＡＰのＦＯＶに含まれるパターンが閉図形であるか否かを判定するパターン解析部と、前記ＡＰのＦＯＶに含まれるパターンが閉図形の場合、該閉図形を包含する矩形領域が前記ＡＰのＦＯＶに収まる場合は頂点数を最も多く有する閉図形が前記ＡＰの中心になるように前記ＡＰを移動するか、または前記矩形領域が前記ＡＰのＦＯＶに収まらない場合は前記閉図形の頂点数が最も多くなる位置に前記ＡＰを移動する位置調整部と、前記最適化したＡＰの位置を撮像レシピに登録する撮像レシピ登録部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、ＳＥＭに関する特別な知識を必要とせず、自動でマッチング精度が向上するＡＰを設定することができる。上記した以外の、課題、構成および効果は、以下の実施形態により明らかにされる。

本発明の実施形態に係る走査型電子顕微鏡を備えるシステムの概略構成図である。 処理・制御部の内部構成図である。 図３（ａ）は、任意のＥＰを観察するための代表的な撮像シーケンスを示すフローチャートである。図３（ｂ）は、低倍像で取得したＳＥＭ画像におけるそれぞれの撮像ポイントを示す図である。 ＡＰを設定する処理の流れを示すフローチャートである。 ＡＰの位置を最適化する処理の流れを示すフローチャートである。 閉図形が無い場合のＡＰ周辺パターンを探索する処理Ａの流れを示すフローチャートである。 ＡＰの位置を最適化する処理（図５）のイメージ図である。 閉図形が無い場合のＡＰ周辺パターンを探索する処理Ａ（図６）のイメージ図である。

本発明は、撮像レシピおよび計測レシピを自動生成する走査型電子顕微鏡および該装置の制御方法に関する。以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。ただし、本実施形態は、本発明を実施するための一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではないことに注意すべきである。また、各図において共通の構成には同一の参照番号が付されている。

＜装置構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る走査型電子顕微鏡を備えるシステムの概略構成図である。本発明の走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＳＥＭ）では、試料の二次電子像（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ：ＳＥ像）あるいは反射電子像（Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｅｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ：ＢＳＥ像）を取得する。ＳＥ像と ＢＳＥ像を総称して ＳＥＭ画像という。また、ここで取得される画像は測定対象を垂直方向から観察したトップダウン画像、あるいは任意の傾斜角方向から観察したチルト画像の一部または全てを含む。また、本発明のＳＥＭは、測長ＳＥＭも含む。

電子光学系１０２は、電子線１０４を発生する電子銃１０３、電子線を集束するコンデンサレンズ１０５、電子線の照射位置と絞りとを調整する偏向器１０６および対物レンズ１０８、ステージチルト角１１８を付けて半導体ウェーハ１０１をＸＹ方向に移動するステージ１１７、半導体ウェーハ１０１からの反射電子を検出する反射電子検出器１１０および１１１、半導体ウェーハ１０１からの二次電子を電子線の軌道と分離するＥｘＢ偏向器１０７、および二次電子を検出する二次電子検出器１０９を有する。反射電子検出器１１０および１１１は、互いに異なる方向に設置されている。電子光学系の制御系として、ステージ１１７を制御するステージコントローラ１１９、対物レンズを制御する偏向制御部１２０、二次電子検出器１０９、反射電子検出器１１０および１１１で検出された二次電子および反射電子をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換機１１２〜１１４、Ａ／Ｄ変換機１１２〜１１４の信号を処理する処理・制御部１１５を有する。処理・制御部１１５は、撮像レシピを作成し、このレシピに基づき電子光学系１０２を制御し、画像処理を行うＣＰＵ１２１、ＣＰＵ１２１が作成した画像等を格納するメモリ１２２を有する。また、処理・制御部１１５には、ディスプレイ１１６が接続されており、ユーザはディスプレイ１１６からＧＵＩを通して電子光学系１０２に指示をする。

半導体ウェーハ１０１上の観察位置は、ステージ１１７および偏向器１０６によって、変更可能である。ステージ１１７により観察位置を変更することをステージシフト、偏向器１０６により電子線を偏向して観察位置を変更することをビームシフトと呼ぶ。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、逆にビームシフトは、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。

なお、図１では反射電子検出器を２つ備える構成を示したが、反射電子検出器の数を減らすこともあるいは増やすことも可能である。また、処理・制御部１１５は、処理・制御の一部又は全てを異なる複数台の処理端末に割り振ることも可能である。また、図１に示すシステムを用いて半導体ウェーハ１０１を任意の傾斜角方向から観察したチルト画像を得る方法としては（１）電子光学系より照射する電子線を偏向し、電子線の照射角度を傾斜させて傾斜画像を撮像する方式（例えば特開２０００−３４８６５８号公報）、（２）半導体ウェーハを移動させるステージ１１７自体を傾斜させる方式（図 1においてはステージチルト角１１８でステージが傾斜している）、（３）電子光学系自体を機械的に傾斜させる方式等がある。

図２は、処理・制御部１１５の内部構成図である。ＣＰＵ１２１は、メモリ１２２にアクセスして情報を取得する情報取得部２０１、情報取得部２０１が取得した情報に基づきパターン解析をするパターン解析部２０２、撮像ポイントの位置を最適化する位置調整部２０３、撮像レシピに情報を登録する撮像レシピ登録部２０４、撮像ポイントの位置が適切でない場合に警告をする警告部２０５を備える。メモリ１２２は、試料の設計データ２０６、撮像ポイントの位置に関する情報を有する撮像ポイント情報２０７、走査型電子顕微鏡を自動制御する際に用いる撮像レシピ２０８、取得したＳＥＭ画像２０９を備える。各手段の一部又は全部は、ハードウエアとして実現可能である。また、各手段はプログラム処理を通じて実現される。

＜装置の撮像シーケンス＞
図３（ａ）は、任意のＥＰを観察するための代表的な撮像シーケンスを示すフローチャートである。撮像シーケンスにおける撮像ポイント・撮像順序・撮像条件は、撮像レシピにより指定し、電子光学系１０２はこのレシピに基づき以下の観察を行う。

Ｓ３０１では、半導体ウェーハをステージ１１７上に取り付ける。

Ｓ３０２では、光学顕微鏡等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。

Ｓ３０３では、ステージシフトにより撮像位置をＡＰに移動した後、ＡＰのＦＯＶを撮像し、ＡＰにおいてアドレッシングを行う。

Ｓ３０４では、ビームシフトにより撮像位置をＡＦに移動した後、ＡＦのＦＯＶを撮像し、オートフォーカス調整を行う。

Ｓ３０５では、ビームシフトにより撮像位置をＡＳＴに移動した後、ＡＳＴのＦＯＶを撮像し、オートスティグマ調整を行う。

Ｓ３０６では、ビームシフトにより撮像位置をＡＢＣＣに移動した後、ＡＢＣＣのＦＯＶを撮像し、オートブライトネス・コントラスト調整を行う。

Ｓ３０７では、ビームシフトにより撮像位置をＥＰに移動した後、ＥＰのＦＯＶを撮像し、設定した測長条件でパターンの測長等を行う。ＥＰにおいて撮像したＳＥＭ画像と事前に撮像レシピに登録されたＥＰ位置に対応する登録テンプレートとを用いてマッチングを行い、撮像位置ずれを検出することもある。

なお、前述したＳ３０３〜３０６におけるＡＰ、ＡＦ、ＡＳＴ、およびＡＢＣＣの撮像は、一部もしくはすべてが省略される場合、順番が任意に入れ替わる場合、またはＡＰ、ＡＦ、ＡＳＴ、もしくはＡＢＣＣの範囲が重複する場合（例えばオートフォーカスとオートスティグマを同一箇所で行う）がある。

図３（ｂ）は、低倍像で取得したＳＥＭ画像３０８におけるそれぞれの撮像ポイントを示す図である。ＥＰ３０９、ＡＰ３１０、ＡＦ３１１、ＡＳＴ３１２、およびＡＢＣＣ３１３のＦＯＶの一例を点線枠で表示する。なお、「ＡＰ」とはＡＰのＦＯＶの中心を意味し、「ＡＰのＦＯＶ」と区別する。他の撮像ポイントも同様である。

（ＡＰについて）
ステージシフトによりＥＰを観察しようとすると、ステージの位置決め精度によってはＥＰがずれてしまう危険性がある。そこで、ＥＰ観察前に、あらかじめ登録されたＡＰの登録テンプレートと、ステージシフトで移動して実際に撮像したＡＰの実撮像テンプレート（ＳＥＭ画像）をマッチングすることにより、ＡＰの位置ずれ量を計算することができる。登録テンプレートとは、予め正確なＡＰの位置において撮影されたパターンであり、撮像レシピに登録されたものである。ＡＰおよびＥＰの座標値は既知であるのでＡＰ−ＥＰ間の相対変位量（理論値）を求め、この相対変位量からマッチングにより計算したＡＰにおける位置ずれ量を差し引くことにより、実際に移動すべきＡＰからＥＰまでの相対変位量が分かる。ステージシフトよりも位置決め精度の高いビームシフトによりＡＰからＥＰへ求めた相対変位量分だけ移動すれば、高い位置決め精度でＥＰを撮像することが可能となる。

そのため、（１）ＡＰはＥＰからビームシフトにより移動可能な範囲であること、（２）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すべて視野内になるようにＡＰの撮像倍率はＥＰの撮像倍率よりも低いこと、（３）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ようにＡＰのＦＯＶに含まれるパターンは形状あるいは明度が特徴的であること（フラットなパターンよりも閉図形および多数の頂点を持つパターンであること）、等の条件を満たしていることが望ましい。

なお、ＥＰにおけるコンタミネーションの発生を抑えるためＡＰのＦＯＶにＥＰのＦＯＶを含まないことを条件とする場合もある。また、一般的に電子線が試料に垂直に入射する座標（原点）はＥＰの中心座標に設定されるため、電子線の原点がＥＰの中心座標と同じ場合、ＡＰはＥＰを中心としたビームシフト可動範囲となる。ただし、電子線の原点がＥＰの中心座標と異なる場合、ＡＰは電子線の原点を中心としたビームシフト可動範囲となるので、範囲が小さくなることがある。またＡＰに対する電子線の入射角によっても、ＥＰを中心としたビームシフト可動範囲より小さくなることがある。これらは以下で説明する他のテンプレートについても同様である。

（ＡＦについて）
ＥＰ撮像時に鮮明な画像を取得するためオートフォーカスを行うが、その際試料に電子線を照射することで試料にコンタミネーションが付着することがある。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、ＥＰ周辺に設定したＡＦを観察し、オートフォーカスのパラメータを求めてから、そのパラメータを用いてＥＰを観察する。

そのため、（１）ＡＦはＡＰおよびＥＰからビームシフトにより移動可能な範囲であること、かつＡＦのＦＯＶにＥＰのＦＯＶを含まないこと、（２）ＥＰ用のＡＦの撮像倍率はＥＰの撮像倍率と同程度であること、（３）オートフォーカスしやすいようにＡＦのＦＯＶに含まれるパターンは形状が特徴的であること（フォーカスずれに起因する像のぼけを検出し易いパターンであること）、等の条件を満たしていることが望ましい。

なお、ＡＰ用のＡＦの撮像倍率はＡＰの撮像倍率と同程度であることとする。以下で説明するＡＳＴ、ＡＢＣＣについても同様である。

（ＡＳＴについて）
ＥＰ撮像時に歪みのない画像を取得するため非点収差補正を行うが、その際試料に電子線を照射することで試料にコンタミネーションが付着することがある。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、ＥＰ周辺に設定したＡＳＴを観察し、非点収差補正のパラメータを求めてから、そのパラメータを用いてＥＰを観察する。

そのため、（１）ＡＳＴはＡＰおよびＥＰからビームシフトにより移動可能な範囲であること、かつ、ＡＳＴのＦＯＶにＥＰのＦＯＶを含まないこと、（２）ＡＳＴの撮像倍率はＥＰの撮像倍率と同程度であること、（３）非点収差補正し易いようにＡＳＴのＦＯＶに含まれるパターンは形状が特徴的であること（非点収差に起因する像のぼけを検出し易いパターンであること）、等の条件を満たしていることが望ましい。

（ＡＢＣＣについて）
ＥＰ撮像時に適切な明度値及びコントラストを有する鮮明な画像を取得するためオートブライトネス・コントラストを行うが、その際試料に電子線を照射することで試料にコンタミネーションが付着することがある。オートブライトネス・コントラストは、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し、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。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、いったんＥＰ周辺に設定したＡＢＣＣを観察し、オートブライトネス・コントラスト調整のパラメータを求めてから、そのパラメータを用いてＥＰを観察する。

そのため、（１）ＡＢＣＣは、ＡＰおよびＥＰからビームシフトにより移動可能な範囲であること、かつ、ＡＢＣＣのＦＯＶにＥＰのＦＯＶを含まないこと、（２）ＡＢＣＣの撮像倍率はＥＰの撮像倍率と同程度であること、（３）ＡＢＣＣにおいて最適化したパラメータを用いてＥＰを観察するため、ＡＢＣＣのＦＯＶに含まれるパターンはＥＰのＦＯＶに含まれるパターンに類似すること、等の条件を満たしていることが望ましい。

＜ＡＰ最適化処理＞
前述の図３（ａ）を用いた撮像シーケンスでは、撮像レシピに登録すべき情報の一例として一組のＥＰ、ＡＰ、ＡＦ、ＡＳＴ、およびＡＢＣＣに関して説明した。これらの撮像ポイントのうち、本発明のＡＰの位置の設定方法について説明するが、他の撮像ポイントについても同様に適用可能である。

図４は、ＡＰを設定する処理の流れを示すフローチャートである。

Ｓ４０１および４０２では、情報取得部２０１が、ＡＰの位置と設計データを取得する。ＡＰの位置は、例えば特許文献１でアドレッシング評価ステップにて求められた結果として与えられる。設計データは、例えばＧＤＳＩＩ形式及び、ＯＡＳＩＳ形式で記述された半導体の回路パターンである。

Ｓ４０３では、パターン解析部２０２が、Ｓ４０１及び４０２の情報を基に、ＡＰの周辺パターンを解析する。ここでは、閉図形であるか又は少なくとも１つの端部が閉じた形状であるかを判定する。

Ｓ４０４では、位置調整部２０３が、Ｓ４０３の結果を基に、Ｓ４０１で読み込んだＡＰの位置を最適なＡＰの位置へ調整する。

Ｓ４０５では、撮像レシピ登録部２０４が、Ｓ４０４で最適化したＡＰの位置を撮像レシピとして登録する。

試料上に観察すべきＥＰが複数存在する場合は、それぞれのＥＰに応じて複数のＡＰを設定し、撮像レシピに登録する。

図５は、上述のＳ４０３および４０４でＡＰの位置を最適化する処理の流れを示すフローチャートである。ＡＰの位置を最適化することで、試料上に存在する複数のＥＰを、順次、高精度に撮像することが可能となる。以下の処理の動作主体は、Ｓ５０１および５０２は情報取得部２０１、Ｓ５０３〜５０５はパターン解析部２０２、Ｓ５０７〜５１３は位置調整部２０３、Ｓ５１４は撮像レシピ登録部２０４である。Ｓ５０６の動作主体は、後述する（図６）。

Ｓ５０１では、仮のＡＰの位置として、ＡＰ座標を取得する。この座標は、Ｓ４０１で前述したように、例えば特許文献１のアドレッシング評価ステップにて求められる。

Ｓ５０２では、Ｓ５０１で取得したＡＰのＦＯＶに含まれるパターンの設計データを取得し、その設計データからＡＰのＦＯＶに含まれるパターンの頂点座標を取得する。

Ｓ５０３では、ＡＰのＦＯＶに含まれるパターンの頂点の有無を判定する。例えば、ＡＰに端部を全く持たない横線分、縦線分、又は斜め線分のパターンしか存在しない場合は、ＡＰのＦＯＶに頂点は無いと判定する。その場合はＡＰの位置を設計データから最適化することができないため、Ｓ５１４へ移動し、そのままのＡＰの位置を撮像レシピとして登録する。

Ｓ５０４では、（Ｓ５０３でＡＰのＦＯＶに頂点が有ると判定された場合は、）設計データを探索し、その頂点を含む図形を特定する。ＡＰのＦＯＶに図形が複数存在する場合は、ＡＰのＦＯＶに存在する図形の頂点から設計データを探索し、一つの図形を構成する頂点群からその頂点を含む図形をすべて特定する。

Ｓ５０５では、Ｓ５０４で特定した図形が閉図形か否かの判定を行なう。閉図形か否かの判断は、ＡＰのＦＯＶに含まれる図形の全ての端部がＡＰのＦＯＶを超えていなければ閉図形、少なくとも１つの端部が超えていれば非閉図形とする。

Ｓ５０６では、（Ｓ５０５で閉図形でないと判定された場合は、）ＡＰ周辺のパターンを条件を変えて再探索する。ここでの処理を処理Ａとし、詳細は後述する。

Ｓ５０７では、（Ｓ５０５で閉図形であると判定された場合は、）その閉図形を包含するような矩形領域を算出する。閉図形が複数存在する場合は、全ての矩形領域を算出する。

Ｓ５０８では、Ｓ５０７で算出した矩形領域がＡＰのＦＯＶに収まるか否かを判定する。

Ｓ５０９では、（Ｓ５０８でＡＰのＦＯＶに収まらないと判定された場合は、）図形の頂点を最も多く含む位置を探索し、ＡＰの位置として決定する。

Ｓ５１０では、（Ｓ５０８でＡＰのＦＯＶに収まると判定された場合は、）ＡＰのＦＯＶに含まれる図形が２つ以上か否かの判定を行なう。

Ｓ５１１では、（Ｓ５１０で図形が２つ以上であると判定された場合は、）頂点を最も多く含む図形を探索する。

Ｓ５１２では、Ｓ５１０における１つの図形又はＳ５１１で頂点を最も多く含む図形の矩形領域の中心座標を算出する。

Ｓ５１３および５１４では、矩形領域の中心座標を最終的なＡＰの位置として決定し、ＡＰの位置を撮像レシピに登録する。

図６は、前述のＳ５０６において説明した、閉図形が無い場合のＡＰ周辺のパターンを探索する処理Ａの流れを示すフローチャートである。以下の処理の動作主体は、Ｓ５０３〜５０５はパターン解析部２０２、Ｓ５０７〜５１３は位置調整部２０３、Ｓ５１４は撮像レシピ登録部２０４である。

Ｓ６０１では、パターン解析部２０２が、再度ＡＰのＦＯＶに含まれるパターンに頂点があることを確認する。ここでの処理はＳ５０３にて判定済みであるため、以降の処理ではＦＯＶに端部を全く持たない横線分、縦線分、又は斜め線分のみしか存在しない場合は無いことを前提としている。

Ｓ６０２では、パターン解析部２０２が、ＡＰのＦＯＶに含まれるパターンの全ての端部がＦＯＶを超えているか否かを判定する。全ての端部がＡＰのＦＯＶを超えていれば、図形は折れ曲がりを有する形状であると推測される。超えていなければ、少なくとも１つの端部が閉じた形状であると推測される。

Ｓ６０３では、（Ｓ６０２でＦＯＶを超えていないと判定された場合は、）少なくとも１つの端部が閉じた形状であるので、位置調整部２０３が、端部の頂点がＡＰのＦＯＶの中心になるようにＡＰのＦＯＶを移動する。端部が複数ある場合、または端部の頂点が複数ある場合は、全ての端部の全ての頂点座標の中からｘ座標およびｙ座標の最大値および最小値を抽出し、それぞれの最大値と最小値の中点の座標がＦＯＶの中心になるようにＡＰを移動する。

Ｓ６０４では、パターン解析部２０２が、少なくとも１つの端部の閉じた形状が特異性を持つか否かを判定する。特異性を持つとは、フラットな形状ではなく、折れ曲がりを持つ形状であるという意味である。

Ｓ６０５では、パターン解析部２０２が、ＡＰのＦＯＶに含まれる配線幅とスペース幅は同じか否かを判定する。このため、Ｓ５０１で設計データおよびＡＰの位置を取得する際に、あらかじめ配線幅とスペース幅の寸法も取得しておく。

Ｓ６０６では、警告部２０５が、ＡＰのＦＯＶに頂点を有するが閉じた形状を有さない場合、及び少なくとも１つの端部の閉じた形状であってフラットな形状である場合、配線幅とスペース幅が同一寸法の場合はマッチングに失敗する可能性があるため警告をする。

Ｓ６０７では、位置調整部２０３が、少なくとも１つの端部が閉じ、かつ特異性を持つ形状、または全ての端部が閉じていないが折れ曲がりを有し、配線幅とスペース幅が異なる形状を最終的なＡＰの位置として決定する。これにより、ＡＰのＦＯＶに閉図形を配置できない場合であっても、マッチングしやすいパターンを設定することができる。

図７（ａ）〜（ｆ）は、ＡＰの位置を最適化する処理（図５）のイメージ図である。

図７（ａ）〜（ｃ）は、ＡＰのＦＯＶが、Ｓ５０７で算出した閉図形を包含する矩形領域以上の場合のイメージ図である。図７（ａ）では、Ｓ５０１で算出されたＡＰのＦＯＶ７０１と、ＦＯＶ７０１よりも小さい図形パターン７０２および７０３の状態を示す。ＦＯＶ７０１は、図形パターン７０２および７０３の頂点を含んでいる。図７（ｂ）では、Ｓ５０７で設定した図形パターン７０２および７０３を包含する矩形領域７０４および７０５を示す。図７（ｃ）では、Ｓ５１１〜５１３でＦＯＶ７０１に含まれる図形パターン７０２および７０３のうち、頂点を最も多く含む図形７０３と、図形７０３の矩形領域７０５の中心座標に決定したＡＰの位置を示す。

図７（ｄ）〜（ｆ）はＡＰのＦＯＶが矩形領域よりも小さい場合のイメージ図である。図７（ｄ）では、Ｓ５０１で算出されたＡＰのＦＯＶ７０７と、ＦＯＶ７０７よりも大きい図形パターン７０８の状態を示す。ＦＯＶ７０７は、図形パターン７０８の頂点を含んでいる。図７（ｅ）では、Ｓ５０７で設定した図形パターン７０８を包含する矩形領域７０９を示す。図７（ｆ）は、Ｓ５０９でＦＯＶ７０７に含まれる図形パターン７０８の頂点が最も多く含まれる位置に決定したＡＰの位置を示す。

図８は、閉図形が無い場合のＡＰ周辺のパターンを探索する処理Ａ（図６）のイメージ図である。

図８（ａ）では、設計データ８０１に設定した、ＥＰのＦＯＶ８０３、およびＡＰのＦＯＶ８０４を示す。設計データ８０１およびＡＰのＦＯＶ８０４は、図４のＳ４０２および４０１で取得するデータである。ここでは、ＥＰのＦＯＶを８０３に設定した場合、Ｓ４０１で説明した特許文献１のＡＰ設定方法により、ＡＰのＦＯＶ８０４が設定されるとする。

図８（ｂ）では、ＡＰのＦＯＶ８０４に少なくとも１つの端部を有する図形８０５が含まれていることを示す。この図形８０５は、Ｓ６０２の判定により、ＡＰのＦＯＶ８０４に含まれる図形のうち、少なくとも１つの端部がＡＰのＦＯＶを超えていない図形であると認識されたものである。

図８（ｃ）では、Ｓ６０３で少なくとも１つの端部を有する図形８０５の頂点がＡＰのＦＯＶの中心になるように移動した後のＡＰのＦＯＶ８０７を示す。このＦＯＶ８０７の少なくとも１つの端部を有する図形はフラットな形状であるため、Ｓ６０４および６０５で図形に特異性が無いと判定される。また、Ｓ６０５でＦＯＶ８０７に含まれる配線幅とスペース幅は同じと判定される。したがって、このＦＯＶ８０７は、Ｓ６０６で警告されることになる。

１１５…処理・制御部、１２１…ＣＰＵ、１２２…メモリ、２０１…情報取得部、２０２…パターン解析部、２０３…位置調整部、２０４…撮像レシピ登録部、２０５…警告部、２０６…設計データ、２０７…撮像ポイント情報、２０８…撮像レシピ、２０９…ＳＥＭ画像

Claims (5)

1. 試料上のＥＰを観察する前に位置決め用として前記ＥＰ周辺に設定されたＡＰに関する情報を含む撮像レシピに基づき、ＥＰの画像を取得する走査型電子顕微鏡であって、
   前記ＡＰの位置と前記試料の設計データを含む情報を取得する情報取得部と、
   前記情報を基に、前記ＡＰのＦＯＶに含まれるパターンが閉図形であるか否かを判定するパターン解析部と、
   前記閉図形を包含する矩形領域が前記ＡＰのＦＯＶに収まる場合は頂点数を最も多く有する閉図形が前記ＡＰの中心になるように前記ＡＰを移動し、前記矩形領域が前記ＡＰのＦＯＶに収まらない場合は前記閉図形の頂点数が最も多くなる位置に前記ＡＰを移動する位置調整部と、
   最適化したＡＰの位置を撮像レシピに登録する撮像レシピ登録部と
   を備えることを特徴とする走査型電子顕微鏡。
2. 前記位置調整部は、前記ＡＰのＦＯＶに含まれるパターンが閉図形ではなく、かつ少なくとも１つの端部（平行に延在する２本の境界線とこれらと直交する１本の境界線で囲まれた部分）を有する形状である場合、前記端部の全ての頂点座標の中からｘ座標およびｙ座標の最大値および最小値を抽出し、該最大値と最小値の中点の座標が前記ＡＰのＦＯＶの中心になるように前記ＡＰを移動する
   ことを特徴とする請求項１記載の走査型電子顕微鏡。
3. 前記位置調整部は、前記少なくとも１つの端部を有する形状がフラットな形状で無い場合、前記移動後のＡＰの位置を最終的なＡＰの位置として決定し、
   前記パターン解析部は、
   前記少なくとも１つの端部を有する形状がフラットな形状である場合、または前記ＡＰのＦＯＶに含まれるパターンが頂点を有するが端部を有さない形状である場合、配線幅とスペース幅が同じか否かを判定し、
   配線幅とスペース幅が同じでない場合、前記移動後のＡＰの位置、または前記情報取得部が取得したＡＰの位置を最終的なＡＰの位置として決定する
   ことを特徴とする請求項２記載の走査型電子顕微鏡。
4. さらに、配線幅とスペース幅が同じである場合、表示装置に警告を表示する警告部を備える
   ことを特徴とする請求項３記載の走査型電子顕微鏡。
5. 試料上のＥＰを観察する前に位置決め用として前記ＥＰ周辺に設定されたＡＰに関する情報を含む撮像レシピに基づき、ＥＰの画像を取得する走査型電子顕微鏡の制御方法であって、
   情報取得部が、前記ＡＰの位置と前記試料の設計データを含む情報を取得するステップと、
   パターン解析部が、前記情報を基に、前記ＡＰのＦＯＶに含まれるパターンが閉図形であるか否かを判定するステップと、
   位置調整部が、前記閉図形を包含する矩形領域が前記ＡＰのＦＯＶに収まる場合、頂点数を最も多く有する閉図形が前記ＡＰの中心になるように前記ＡＰを移動し、前記矩形領域が前記ＡＰのＦＯＶに収まらない場合は前記閉図形の頂点数が最も多くなる位置に前記ＡＰを移動するステップと、
   撮像レシピ登録部が、最適化したＡＰの位置を撮像レシピに登録するステップと、
   を備えることを特徴とする走査型電子顕微鏡の制御方法。

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