JP7232326B2 - 粒子顕微鏡を用いる画像記録方法 - Google Patents
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Description
本願は、2018年10月2日に出願された独国特許出願第10 2018 124 401.0号及び2019年8月19日に出願された米国仮特許出願第62/888,866号の優先権を主張する。これらの出願の全開示を参照によって本願に援用する。
粒子顕微鏡を用いた画像記録方法において、
前記粒子顕微鏡を用いて対象の複数の画像を記録することであって、
各記録画像は画像データに関連付けられ、
前記画像データの各々は複数の輝度値を含み、
各輝度値は、前記記録画像の座標系内の位置及び前記対象上の位置に関連付けられる、という記録することと、
複数の関心領域を特定することであって、
各関心領域は、前記対象の少なくとも1つの位置に関連付けられる、という特定することと、
前記記録画像の各々において複数の画像領域を特定することであって、
前記複数の画像領域の各画像領域は、前記複数の関心領域のうちの1つの関心領域に関連付けられ、
各画像領域は、前記対象のその位置の、同じく前記画像領域に関連付けられる前記関心領域に関連付けられる近隣における位置に関連付けられる輝度値を含む、という特定することと、
複数の変位ベクトルを特定することであって、
前記複数の変位ベクトルの各変位ベクトルは、前記複数の画像領域のうちの一定の画像領域に関連付けられ、
前記一定の画像領域は、前記複数の関心領域のうちの一定の関心領域に関連付けられ、
前記一定の画像領域に関連付けられる前記変位ベクトルは、前記一定の画像領域に関連付けられる前記画像データを、同じく前記一定の関心領域に関連付けられる他の画像領域の画像データと相関させることによって特定される、という特定することと、
前記記録画像の前記画像データと前記特定された変位ベクトルに基づいて画像歪みを特定することと、
を含む方法。
[当初請求項2]
前記記録画像の前記画像データ及び前記特定された画像歪みに基づいて結果の画像を生成することをさらに含む、当初請求項1に記載の方法。
[当初請求項3]
前記結果の画像を生成することにおいて、前記一定の記録画像のうちの一定の画像領域の少なくとも1つの輝度値は、前記結果の画像の座標系内の位置に関連付けられ、前記結果の画像の座標系内の前記位置は、前記一定の画像領域に関連付けられた前記変位ベクトルに基づいて特定される、当初請求項2に記載の方法。
[当初請求項4]
前記記録画像の前記画像領域に対応付けられる前記変位ベクトルは相互に異なることができる、当初請求項1~3のいずれか1項に記載の方法。
[当初請求項5]
第一の変位ベクトルは、一定の記録画像の第一の画像領域に関連付けられ、
前記記録画像の前記第一の画像領域内の第一の位置に関連付けられる少なくとも1つの輝度値は、前記結果の画像の座標系内の前記結果の画像の第一の位置に関連付けられ、
第二の変位ベクトルは、前記一定の記録画像の第二の画像領域に関連付けられ、
前記第二の変位ベクトルは前記第一の変位ベクトルとは異なり、
前記記録画像の前記第二の画像領域内の第二の位置に関連付けられる少なくとも1つの輝度値は、前記結果の画像の座標系内の前記結果の画像内の第二の位置に関連付けられ、
この輝度値は、前記記録画像の前記第二の画像領域内の第二の位置に対応付けられ、
以下の関係が満たされる:
B2-B1=O2+V2-O1-V1;
ただし、
B1は前記結果の画像の座標系内の前記第一の位置の座標ベクトルを表し、
B2は前記結果の画像の座標系内の前記第二の位置の座標ベクトルを表し、
O1は前記一定の記録画像の座標系内の前記第一の位置の座標ベクトルを表し、
O2は前記一定の記録画像の座標系内の前記第二の位置の座標ベクトルを表し、
V1は前記第一の変位ベクトルを表し、
V2は前記第二の変位ベクトルを表す、
当初請求項1~4のいずれか1項に記載の方法。
[当初請求項6]
第三の変位ベクトルは、前記一定の記録画像の第三の画像領域に対応付けられ、
前記第三の画像領域は、前記第一の画像領域と前記第二の画像領域との間に位置し、
前記少なくとも1つの輝度値は、前記結果の画像の座標系内の前記結果の画像の第三の位置に関連付けられ、
この輝度値は、前記記録画像の前記第三の画像領域内の第三の位置に関連付けられ、
以下の関係が満たされる:
|(O2-O1)i|>|(O3-O1)i|,
|(V2-V1)i|>|(V3-V1)i|,
ただし、
O3は前記一定の記録画像の座標系内の前記第三の位置の座標ベクトルを表し、
V3は前記第三の変位ベクトルを表し、
(O2-O1)iは差分ベクトル(O2-O1)のi番目の成分を表し、
(O3-O1)iは差分ベクトル(O3-O1)のi番目の成分を表し、
(V2-V1)iは差分ベクトル(V2-V1)のi番目の成分を表し、
(V3-V1)iは差分ベクトル(V3-V1)のi番目の成分を表す、
当初請求項5に記載の方法。
[当初請求項7]
前記画像領域に関連付けられる前記変位ベクトルは、相互に平行な向きとされる、当初請求項1~6のいずれか1項に記載の方法。
[当初請求項8]
前記対象の同じ位置の近隣における前記位置は、前記記録画像の座標系内の前記対象のこの位置から、前記記録画像の座標系内の前記記録画像の最大直径の0.1倍より小さい距離に配置される、当初請求項1~7のいずれか1項に記載の方法。
[当初請求項9]
各記録画像の前記画像領域の、前記記録画像の座標系内の任意の方向に測定される側方寸法は、前記各方向への前記記録画像の範囲の0.5倍よりそれぞれ小さい、当初請求項1~8のいずれか1項に記載の方法。
[当初請求項10]
前記対象の座標系内の前記関心領域の位置は事前に特定される、当初請求項1~9のいずれか1項に記載の方法。
[当初請求項11]
前記関心領域の位置は、前記記録画像の解析に基づいて特定される、当初請求項1~9のいずれか1項に記載の方法。
[当初請求項12]
前記複数の画像の記録中に前記対象を前記粒子顕微鏡に関して固定された位置に維持することをさらに含む、当初請求項1~11のいずれか1項に記載の方法。
[当初請求項13]
前記複数の画像の記録中に前記対象を前記粒子顕微鏡に関して変位させることをさらに含む、当初請求項1~11のいずれか1項に記載の方法。
[当初請求項14]
前記複数の画像の記録中に前記対象を前記粒子顕微鏡に関して、前記対象の表面に平行な方向に変位させることをさらに含む、当初請求項1~11のいずれか1項に記載の方法。
[当初請求項15]
前記複数の画像は次々に記録される、当初請求項1~14のいずれか1項に記載の方法。
[当初請求項16]
一定の画像を記録することは、前記一定の画像の前の画像を記録することが完了した後にのみ開始される、当初請求項1~15に記載の方法。
[当初請求項17]
前記画像を記録することは、少なくとも1つの粒子ビームで前記対象を走査することと、前記少なくとも1つの粒子ビームにより生成される信号を検出することと、を含み、
前記記録画像の前記輝度値は、前記検出信号に基づいて特定され、
前記輝度値に関連付けられる前記記録画像の座標系内の前記位置は、前記走査中に発生する前記少なくとも1つの粒子ビームの走査位置に基づいて特定される、
当初請求項1~16のいずれか1項に記載の方法。
[当初請求項18]
前記画像を記録することは、複数の粒子ビームで前記対象を走査することと、前記複数の粒子ビームにより生成された信号を検出することと、を含み、
前記複数の記録画像の各記録画像の前記輝度値は、前記複数の粒子ビームのうちの1つの粒子ビームにより生成される前記検出信号に基づいて特定される、
当初請求項1~17のいずれか1項に記載の方法。
[当初請求項19]
隣接する粒子ビームは隣接する対象領域を走査し、
前記隣接する対象領域のペアは一部が重複し、
複数の関心領域が、少なくとも2つの隣接する対象領域内にある前記対象上の位置に関連付けられる、
当初請求項16に記載の方法。
[当初請求項20]
特に当初請求項1~19のいずれか1項に記載の方法と組み合わせられるマルチビーム粒子顕微鏡を用いた画像記録方法において、
複数の粒子ビームの配列で対象の表面を走査して、前記対象に入射する前記粒子ビームの粒子により生成される信号を検出することであって、隣接する粒子ビームは隣接する対象領域を走査し、隣接する対象領域のペアは重複する、検出することと、
複数の画像を前記検出信号に基づいて生成し、各画像が前記複数の粒子ビームのうちの1つの粒子ビームにより生成される前記検出信号に基づくようにすることであって、各画像は対応する表面領域の画像である、生成することと、
各画像内の複数の画像領域を特定し、第一の画像の一定の画像領域へと画像化される前記対象の対象部分が第二の画像の画像領域にも画像化されるようにすることであって、前記第一及び第二の画像は、隣接する粒子ビームにより生成される検出信号に基づいて生成される、特定することと
前記画像の画像領域のペアの画像データを相関させることであって、画像領域の各ペアは、前記対象の同じ対象部分が前記画像領域のペアの両方の画像領域内に画像化されるように選択される、相関させることと、
前記複数の画像の画像歪みを、前記画像データの前記相関に基づいて特定することと、
を含む方法。
[当初請求項21]
組合せによる結果の画像を、前記複数の画像及び前記特定された画像歪みに基づいて生成することをさらに含む、当初請求項20に記載の方法。
[当初請求項22]
前記複数の画像及び前記特定された画像歪みに基づいて、前記複数の生成された画像のうちの少なくとも1つの画像データに対応する前記対象上の位置を特定することをさらに含む、当初請求項20に記載の方法。
[当初請求項23]
前記対象は半導体回路であり、前記対象上の前記位置は、前記半導体回路の欠陥を含む、当初請求項22に記載の方法。
[当初請求項24]
前記隣接する対象領域のペアの重複部分は、画像領域ペアに画像化された複数の重複する対象部分を含む、当初請求項20~23のいずれか1項に記載の方法。
[当初請求項25]
隣接する粒子ビームのペアにより走査され、画像領域のペアに画像化される複数の重複する対象部分の数は、5より多く、特に10より多い、当初請求項24に記載の方法。
[当初請求項26]
第一の画像領域ペアに画像化される第一の対象部分は、前記隣接する粒子ビームによって、第二の画像領域ペアに画像化される第二の対象部分が同じ隣接する粒子ビームにより走査される前に走査され、
前記第一の画像領域ペアの前記画像データを相関させることは、前記同じ隣接する粒子ビームによって、前記第二の画像領域ペアに画像化される前記対象部分を走査することの前に開始される、当初請求項20~25のいずれか1項に記載の方法。
[当初請求項27]
前記第一の画像領域ペアの前記画像データを相関させることは、前記同じ隣接する粒子ビームにより前記第二の画像領域ペアに画像化される前記対象部分を走査することの完了より前に完了される、当初請求項26に記載の方法。
本発明の実施形態を、下記のような図面を参照しながら説明する。
B2-B1=O2+V2-O1-V1
|(O2-O1)i|>|(O3-O1)i|。
ここで、(O2-O1)iと(O3-O1)iは、ベクトルの差(O2-O1)と(O3-O1)のi番目の成分を示す。ベクトルXiのi番目の成分は、Xi=X*eiとして計算されてよく、式中、eiは記録画像の座標系内のi番目の単位ベクトルを示し、”*”はスカラ積を示す。
B3-B1=O3+V3-O1-V1且つ
|(V2-V1)i|>|(V3-V1)i|、
式中、(V2-V1)iと(V3-V1)iは、それぞれベクトルの差(V2-V1)と(V3-V1)のi番目の成分である。
Claims (25)
- マルチビーム粒子顕微鏡を用いた画像記録方法において、
複数の粒子ビームで対象を走査することと、前記粒子ビームにより生成される信号を検出することとによって、対象の複数の画像を記録することであって、
各記録画像は画像データに関連付けられ、
前記画像データの各々は複数の輝度値を含み、
前記複数の記録画像の各記録画像の前記輝度値は、前記複数の粒子ビームのうちの1つの粒子ビームにより生成される前記検出信号に基づいて特定される、
各輝度値は、前記記録画像の座標系内の位置及び前記対象上の位置に関連付けられる、という記録することと、
複数の関心領域を特定することであって、
各関心領域は、前記対象の少なくとも1つの位置に関連付けられる、という特定することと、
前記記録画像の各々において複数の画像領域を特定することであって、
前記複数の画像領域の各画像領域は、前記複数の関心領域のうちの1つの関心領域に関連付けられ、
各画像領域は、前記対象のその位置の、同じく前記画像領域に関連付けられる前記関心領域に関連付けられる近隣における位置に関連付けられる輝度値を含む、という特定することと、
複数の変位ベクトルを特定することであって、
前記複数の変位ベクトルの各変位ベクトルは、前記複数の画像領域のうちの一定の画像領域に関連付けられ、
前記一定の画像領域は、前記複数の関心領域のうちの一定の関心領域に関連付けられ、
前記一定の画像領域に関連付けられる前記変位ベクトルは、前記一定の画像領域に関連付けられる前記画像データを、同じく前記一定の関心領域に関連付けられる他の画像領域の画像データと相関させることによって特定される、という特定することと、
前記記録画像の前記画像データと前記特定された変位ベクトルに基づいて画像歪みを特定することと、
を含み、
前記複数の粒子ビームにおける隣接する粒子ビームは隣接する対象領域を走査し、
前記隣接する対象領域のペアは一部が重複し、
複数の関心領域が、それぞれ、少なくとも2つの隣接する対象領域の重複領域内にある前記対象上の位置に関連付けられる、
方法。 - 前記記録画像の前記画像データ及び前記特定された画像歪みに基づいて結果の画像を生成することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記結果の画像を生成することにおいて、前記一定の記録画像のうちの一定の画像領域の少なくとも1つの輝度値は、前記結果の画像の座標系内の位置に関連付けられ、前記結果の画像の座標系内の前記位置は、前記一定の画像領域に関連付けられた前記変位ベクトルに基づいて特定される、請求項2に記載の方法。
- 前記記録画像の前記画像領域に対応付けられる前記変位ベクトルは相互に異なることができる、請求項1~3のいずれか1項に記載の方法。
- 第一の変位ベクトルは、一定の記録画像の第一の画像領域に関連付けられ、
前記記録画像の前記第一の画像領域内の第一の位置に関連付けられる少なくとも1つの輝度値は、前記結果の画像の座標系内の前記結果の画像の第一の位置に関連付けられ、
第二の変位ベクトルは、前記一定の記録画像の第二の画像領域に関連付けられ、
前記第二の変位ベクトルは前記第一の変位ベクトルとは異なり、
前記記録画像の前記第二の画像領域内の第二の位置に関連付けられる少なくとも1つの輝度値は、前記結果の画像の座標系内の前記結果の画像内の第二の位置に関連付けられ、
この輝度値は、前記記録画像の前記第二の画像領域内の第二の位置に対応付けられ、
以下の関係が満たされる:
B2-B1=O2+V2-O1-V1;
ただし、
B1は前記結果の画像の座標系内の前記第一の位置の座標ベクトルを表し、
B2は前記結果の画像の座標系内の前記第二の位置の座標ベクトルを表し、
O1は前記一定の記録画像の座標系内の前記第一の位置の座標ベクトルを表し、
O2は前記一定の記録画像の座標系内の前記第二の位置の座標ベクトルを表し、
V1は前記第一の変位ベクトルを表し、
V2は前記第二の変位ベクトルを表す、
請求項1~4のいずれか1項に記載の方法。 - 第三の変位ベクトルは、前記一定の記録画像の第三の画像領域に対応付けられ、
前記第三の画像領域は、前記第一の画像領域と前記第二の画像領域との間に位置し、
前記少なくとも1つの輝度値は、前記結果の画像の座標系内の前記結果の画像の第三の位置に関連付けられ、
この輝度値は、前記記録画像の前記第三の画像領域内の第三の位置に関連付けられ、
以下の関係が満たされる:
|(O2-O1)i|>|(O3-O1)i|,
|(V2-V1)i|>|(V3-V1)i|,
ただし、
O3は前記一定の記録画像の座標系内の前記第三の位置の座標ベクトルを表し、
V3は前記第三の変位ベクトルを表し、
(O2-O1)iは差分ベクトル(O2-O1)のi番目の成分を表し、
(O3-O1)iは差分ベクトル(O3-O1)のi番目の成分を表し、
(V2-V1)iは差分ベクトル(V2-V1)のi番目の成分を表し、
(V3-V1)iは差分ベクトル(V3-V1)のi番目の成分を表す、
請求項5に記載の方法。 - 前記画像領域に関連付けられる前記変位ベクトルは、相互に平行な向きとされる、請求項1~6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記対象の同じ位置の近隣における前記位置は、前記記録画像の座標系内の前記対象のこの位置から、前記記録画像の座標系内の前記記録画像の最大直径の0.1倍より小さい距離に配置される、請求項1~7のいずれか1項に記載の方法。
- 各記録画像の前記画像領域の、前記記録画像の座標系内の任意の方向に測定される側方寸法は、前記各方向への前記記録画像の範囲の0.5倍よりそれぞれ小さい、請求項1~8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記対象の座標系内の前記関心領域の位置は事前に特定される、請求項1~9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記関心領域の位置は、前記記録画像の解析に基づいて特定される、請求項1~9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記複数の画像の記録中に前記対象を前記粒子顕微鏡に関して固定された位置に維持することをさらに含む、請求項1~11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記複数の画像の記録中に前記対象を前記粒子顕微鏡に関して変位させることをさらに含む、請求項1~11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記複数の画像の記録中に前記対象を前記粒子顕微鏡に関して、前記対象の表面に平行な方向に変位させることをさらに含む、請求項1~11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記複数の画像は次々に記録される、請求項1~14のいずれか1項に記載の方法。
- 一定の画像を記録することは、前記一定の画像の前の画像を記録することが完了した後にのみ開始される、請求項1~15のいずれか1項に記載の方法。
- 前記画像を記録することは、少なくとも1つの粒子ビームで前記対象を走査することと、前記少なくとも1つの粒子ビームにより生成される信号を検出することと、を含み、
前記記録画像の前記輝度値は、前記検出信号に基づいて特定され、
前記輝度値に関連付けられる前記記録画像の座標系内の前記位置は、前記走査中に発生する前記少なくとも1つの粒子ビームの走査位置に基づいて特定される、
請求項1~16のいずれか1項に記載の方法。 - マルチビーム粒子顕微鏡を用いた画像記録方法において、
複数の粒子ビームの配列で対象の表面を走査して、前記対象に入射する前記粒子ビームの粒子により生成される信号を検出することであって、隣接する粒子ビームは隣接する対象領域を走査し、隣接する対象領域のペアは重複する、検出することと、
複数の画像を前記検出信号に基づいて生成し、各画像が前記複数の粒子ビームのうちの1つの粒子ビームにより生成される前記検出信号に基づくようにすることであって、各画像は対応する表面領域の画像である、生成することと、
各画像内の複数の画像領域を特定し、第一の画像の一定の画像領域へと画像化される前記対象の対象部分が第二の画像の画像領域にも画像化されるようにすることであって、前記第一及び第二の画像は、隣接する粒子ビームにより生成される検出信号に基づいて生成される、特定することと
前記画像の画像領域のペアの画像データを相関させることであって、画像領域の各ペアは、前記対象の同じ対象部分が前記画像領域のペアの両方の画像領域内に画像化されるように選択される、相関させることと、
前記複数の画像の画像歪みを、前記画像データの前記相関に基づいて特定することと、
を含む方法。 - 組合せによる結果の画像を、前記複数の画像及び前記特定された画像歪みに基づいて生成することをさらに含む、請求項18に記載の方法。
- 前記複数の画像及び前記特定された画像歪みに基づいて、前記複数の生成された画像のうちの少なくとも1つの画像データに対応する前記対象上の位置を特定することをさらに含む、請求項19に記載の方法。
- 前記対象は半導体回路であり、前記対象上の前記位置は、前記半導体回路の欠陥を含む、請求項20に記載の方法。
- 前記隣接する対象領域のペアの重複部分は、画像領域ペアに画像化された複数の重複する対象部分を含む、請求項18~21のいずれか1項に記載の方法。
- 隣接する粒子ビームのペアにより走査され、画像領域のペアに画像化される複数の重複する対象部分の数は、5より多く、特に10より多い、請求項22に記載の方法。
- 第一の画像領域ペアに画像化される第一の対象部分は、前記隣接する粒子ビームによって、第二の画像領域ペアに画像化される第二の対象部分が同じ隣接する粒子ビームにより走査される前に走査され、
前記第一の画像領域ペアの前記画像データを相関させることは、前記同じ隣接する粒子ビームによって、前記第二の画像領域ペアに画像化される前記対象部分を走査することの前に開始される、請求項18~23のいずれか1項に記載の方法。 - 前記第一の画像領域ペアの前記画像データを相関させることは、前記同じ隣接する粒子ビームにより前記第二の画像領域ペアに画像化される前記対象部分を走査することの完了より前に完了される、請求項24に記載の方法。
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