JPH0479140A - 荷電粒子ビーム装置及びその画像処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術（第８図） 発明が解決しようとする課題（第９図）課題を解決する
ための手段（第１．第２図）作用 実施例（第３〜第７図） 発明の効果 〔概要］ 荷電粒子ビーム装置、特に設計モニタ画像を参照しなが
ら被照射対象物に電子ビームを照射し、その画像取得処
理に基づいて該対象物の電圧測定やＳＥＭ像の観測をす
る装置の画像取得機能の向上に関し、 該被照射対象物の画像取得領域の観測倍率や取得位置に
応して設計モニタ画像の表示変更処理をすることなく、
該設計モニタ画像と該対象物のＳＥＭ像間でデータ変換
処理をし、該設計モニタ画像上で特定した画像表示領域
のＳＥＭ像を取得処理すること、及び画像取得系が取得
している被照射対象物の画像取得領域を設計モニタ画像
に表示処理することを目的とし、 その装置は、被照射対象物に荷電粒子ビームを出射する
荷電粒子発生源と、前記荷電粒子ビームを偏向走査する
偏向手段と、前記荷電粒子ビームの偏向走査に基づいて
前記被照射対象物の二次元画像を取得する画像取得手段
と、前記二次元画像を表示する第１の表示手段と、前記
被照射対象物の移動をする移動手段と、前記被照射対象
物の設計データに基づいて設計画像を表示する第２の表
示手段と、前記荷電粒子発生源、偏向手段２画像取得手
段、第１．第２の表示手段、移動手段の入出力を制御す
る制御手段とを具備し、前記制御手段が前記被照射対象
物の二次元画像に係る取得位置データ及び画像取得領域
データと、前記設計画像の画像表示データとに基づいて
該データ相互間の変換処理をすることを含各構成し、 前記装置において、前記第１の表示手段に表示される二
次元画像の画像取得領域が前記第２の表示手段に表示領
域枠として前記設計画像に合成表示され、かつ、前記制
御手段のデータ相互の変換処理に基づいて拡大・縮小変
化することを含み構成する。 〔産業上の利用分野〕 本発明は、荷電粒子ビーム装置及びその画像処理方法に
関するものであり、更に詳しく言えば、ＬＳＩ設計モニ
タ画像を参照しながら被照射対象物の電圧測定やＳＥＭ
像の観測をする装置の画像取得領域の探索機能及びその
制御処理方法に関するものである。 近年、高集積、超微細化する半導体集積回路装置（以下
ＬＳＩという）等の被照射対象物に両型粒子ビームを偏
向走査して画像取得をし、その画像解析をする電子顕微
鏡、電子ピーステスタ及び収束イオンビーム装置等の荷
電粒子ビーム装置が使用されつつある。 例えば、ＣＡＤ設計設計データメースづいて作成された
ＬＳＩを電子ビーム装置を用いて、その試験や故障診断
をする場合、観測者が被試験ＬＳＩ　の　Ｓ　　ＥＭ　
　　（Ｓｃａｎｎｉｎｇ　　　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　　　
Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）像の観測しようとする特定観測
領域の設定処理をし、そのマスク全体図から観測しよう
とする特定観測領域に係るマスク図表示画面のみを設計
画像モニタに表示している。 このため、マスク全体図を設計画像モニタに表示してか
ら特定観測領域に係るマスク図表示画面のみに画面を書
き換え変更表示する間の処理時間（数秒単位）が多く占
有することがある。また、ＳＥＭ像モニタに表示された
画面観測中に、観測者が不良箇所を発見し、それを観測
倍率を上げて確認をしようとした場合、再現性良く、そ
の不良箇所を先のマスク図表示画面中に、特定すること
が困難となる場合がある。 そこで、照射対象物の画像取得ｆＪ域の倍率や取得位置
に応じて設計モニタ画像の表示変更処理をすることなく
、該設計モニタ画像と該対象物のＳＥＭ像間でデータ変
換処理をし、該設計モニタ画像上で特定した画像表示領
域のＳＥＭ像を取得処理すること、及び画像取得系が取
得している被照射対象物の画像取得傾城を設計モニタ画
像に表示処理することができる装置とその方法が望まれ
ている。 ［従来の技術〕 第８．９図は、従来例に係る説明図である。 第８図は、従来例の電子ビーム装置に係る構成図を示し
ている。 図において、ＬＳＩ設計モニタ画像（以下マスク図表示
画面ともいう）を参照しながら被試験ＬＳＩ９の電圧測
定やＳＥＭ像の観測をする電子ビームテスタや走査型電
子顕微鏡等の電子ビーム装置は、鏡筒内に電子銃１．偏
向器２．二次電子検出器３及びＸＹステージ５ａが設け
られている。 また、その外部に、ＳＥＭ像取得表示制御回路３ｂ、第
１．第２のモニタ４．６．ステージ制御回路５ｂ、キー
ボード８及び制御計算機７が設けられている。 該装置の機能は、まず、電子銃１から電子ビーム１ａが
出射されると、該電子ビーム１ａが偏向器２により偏向
され、それが被試験ＬＳＩ９に照射される。また、被試
験ＬＳＩ９から反射電子や二次電子１ｂが二次電子検出
器３により検出され、その検出器３からの検出信号がＳ
ＥＭ像取得表示制御回路３ｂにより画像処理される。な
お、ＳＥＭ像取得表示制御回路３ｂからの画像取得デー
タＤ１５は制御計算機を介してＳＥＭ画像表示データＤ
１３として第１のモニタ４に転送される。これにより、
画像処理されたＳＥＭ像が第１のモニタ４に表示される
。 一方、設計表示データＤ１１に基づいてマスク図表示画
面が第２のモ５ニタ６に表示される。この際のマスク図
表示画面は、予め、観測者が被試験しＳＩ９のＳＥＭ像
の観測しようとする特定観測領域のマスク図表示画面の
みが第２のモニタ６に表示される。例えば、その特定観
測領域の設定処理は、観測者がキーボード８により制御
命令データＤ１６を入力することにより行われる。 なお、特定観測領域に係る制御命令データＤ１６は、第
９図の破線内の制御フローチャートに示すよう−に、ま
ず、ステップＰ１で制御計算機７により特定観測領域の
認識・記憶処理され、ステップＰ２で該制御命令データ
Ｄ１６に基づいてステージ移動データＤ１２と画像表示
データＤ１４とがメモリ７ａ等から読出し処理され、ス
テップＰ３．Ｐ４で該データＤＩ２がステージ制御回路
５ｂに、該データＤ１４が第２のモニタ６にそれぞれ転
送処理される。 この移動データＤＩ２により、被試験ＬＳＩ９を載置し
たｘＹステージ５ａが観測者の意図する特定観測領域に
係るステージ位置に移動され、該被試験ＬＳＩ９の特定
観測領域に係るＳＥＭ像が第１のモニタ４に表示される
。また、画像表示データＤ１４により、観測者が観測し
ようとする被試験ＬＳＩ９のマスク図表示画面のみが第
２のモニタ６に表示される。 これにより、ＬＳＩ設計モニタ画像（マスク図表示画面
）を参照しながら被試験ＬＳＩ９の電圧測定やＳＥＭ像
の観測をすることができる。 〔発明が解決しようとする課題］ ところで、従来例によれば、ＣＡＤ設計データベースに
基づいて作成されたＬＳＩの試験や故障診断をする場合
、まず、観測者が被試験ＬＳＩ９のＳＥＭ像の観測しよ
うとする特定観測領域の設定処理をする。この際に、第
９図（ａ）に示すように被試験ＬＳＩ９のマスク全体図
１０から観測しようとする特定観測領域を設定し、その
マスク図表示画面のみを第２のモニタ６に表示している
。 このため、同図（ａ）のマスク全体図１０を第２のモニ
タ６に表示する第１の画像処理から同図（ｂ）の特定観
測領域に係るマスク図表示画面のみに画面を書き換え変
更表示する第２の画像処理に至る間２例えば、画像表示
データのメモリ書込み／読み出し等の処理時間（数秒単
位）が多く占有するという第１の問題がある。 また、特定観測領域の設定処理に基づいて第１のモニタ
４に表示されたＳＥＭ像１０Ａを観測中に、観測者が同
図破線円内に不良箇所１０Ｂと思われる部分を発見し、
それを同図（ｃ）のうように観測倍率を上げて確認を、
しようとした場合、再現性良く不良箇所１０Ｂを先のマ
スク図表示画面中に、実時間的（リアルタイム）に特定
することが困難となる場合がある。 これは、特定観測領域の観測倍率を上げた際に、当然の
ことながら第１のモニタには、特定観測領域の観測倍率
が上げられた５２Ｍ拡大像１０ｃが表示され、その中に
見出した１例えば、不良粒２１０Ｄを第２のモニタに表
示されるマスク図表示画面中に、フィードバンクするこ
とが困難になるため、しばしば、目的とする不良位置１
０Ｄを見失うことによる。 このような場合、第１のモニタに表示される特定Ｉｉ！
測領域の観測倍率に応して第２のモニタに表示されるマ
スク図表示画面を書換え変更表示することも考えられる
が、第１の問題のように、その処理時間を多く要するこ
とになる。仮に、高速に書換え変更表示処理ができたと
しても、結果として同１ｆｆｌ（ａ）のマスク全体図１
０のどの位置に、不良粒ＷＩＯＤが発生しているか否の
認定をすることがが困難となるという第２の問題がある
。 これにより、ＣＡＤ設計設計データメースづいて作成さ
れたＬＳＩを荷電粒子ビーム装置を用いて、試験や故障
診断をする際のもう一歩の便利性を欠く原因となってい
る。 本発明は、かかる従来例の問題点に鑑み創作されたもの
であり、照射対象物の画像取得領域の観測倍率や取得位
置に応じて設計モニタ画像の表示変更処理をすることな
く、該設計モニタ画像と該対象物のＳＥＭ像間でデータ
変換処理をし、該設計モニタ画像上で特定した画像表示
領域のＳＥＭ像を取得処理すること、及び画像取得系が
取得している被照射対象物の画像取得領域を設計モニタ
画像に表示処理することが可能となる荷電粒子ビーム装
置及びその画像処理方法の掃供を目的とする。 ［課題を解決するための手段］ 第１図は、本発明に係る荷電粒子ビーム装置の原理図、
第２図は、本発明に係る荷電粒子ビーム装置の画像処理
方法の原理図をそれぞれ示している。 その装置は、第１図において、被照射対象物１８に荷電
粒子ビーム１１ａを出射する荷電粒子発生源ｌ】と、前
記荷電粒子ビーム１１ａを偏向走査する偏向手段１２と
、前記荷電粒子ビーム１１ａの偏向走査に基づいて前記
被照射対象物１８の二次元両像Ａを取得する画像取得領
域工３と、前記二次元画像Ａを表示する第１の表示手段
１４と、前記被照射対象物１８の移動をする移動手段１
５と、前記被照射対象物１８の設計データＤ１に基づい
て設計画像Ｂを表示する第２の表示手段１６と、前記荷
電粒子発生源１１．偏向手段１２２画像取得手段１３．
第１．第２の表示手段１４．１６移動手段１５０入出力
を制御する制御手段１７とを具備し、前記制御手段１７
が前記被照射対象物１８の二次元画像Ａに係る取得位置
データＤ２及び画像取得領域データＤ３と、前記設計画
像Ｂの画像表示データＤ４とに基づいて該データ相互間
の変換処理をすることを特徴とし、 前記装置において、前記第１の表示手段１４に表示され
る二次元画像Ａの画像取得領域が前記第２の表示手段１
６に表示領域枠Ｆｍとして前記設計画像Ｂに合成表示さ
れ、かつ、前記制御手段１７のデータ相互の変換処理に
基づいて拡大・縮小変化することを特徴とし、 その方法は、第２図において、まず、ステップＰ１で被
照射対象物１８に荷電粒子ビーム１１ａを照射偏向処理
をし、次に、ステップＰ２で前記照射偏向処理に基づい
て前記被照射対象物１８の一次元画像への取得処理をし
、次いで、ステップＰ３で前記取得処理に基づいて二次
元画像Ａを表示する第１の表示処理をし、併せて、ステ
ップＰ４で前記被照射対象物１８の設計データＤ１に基
づいて設計画像Ｂを表示する第２の表示処理をし、その
後、ステップＰ５で前記第１の表示処理に係る二次元画
像Ａの画像取得領域を前記第２の表示処理に係る設計画
像Ｂの画像表示領域に特定表示する第３の表示処理をす
ることを特徴とし、前記方法であって、ステップＰ３．
Ｐ４で前記第１．２の表示処理をした後に、さらに、ス
テップＰ６で前記第２の表示処理に係る設計画像Ｂに特
定された西像表示顕城に基づいて前記被照射対象物１８
の画像取得領域の変更処理をし、その後、ステップＰ７
で前記変更処理に基づいて前記被照射対象物１８の二次
元画像Ａを取得表示する第４の表示処理をすることを特
徴とし、上記目的を達成する。 ［作用〕 本発明の装置によれば、第１図に示すように被照射対象
物１８の二次元画像Ａに係る取得位置データＤ２及び画
像取得領域データＤ３と、設計画像Ｂの画像表示データ
Ｄ４とに基づいて該データ相互間の変換処理をする制御
手段１７が設けられている。 例えば、荷電粒子発生源から被照射対象物１８に荷電粒
子ビーム１１ａが出射されると、偏向手段１２により荷
電粒子ビーム１１ａが偏向走査される。 また、荷電粒子ビーム１１ａの偏向走査に基づいて画像
取得手段１３により被照射対象物１８の二次元画像Ａが
取得され、該二次元画像Ａが第１の表示手段１４に表示
される。一方、被照射対象物１８の設計データＤ１に基
づいて設計画像Ｂが第２の表示手段１６に表示される。 この際の設計画像Ｂは、ＣＡＤ設計データベースに基づ
いて作成されたＬＳＩのマスク全体図等であり、該全体
図に、先の二次元画像Ａの画像取得領域が表示領域枠Ｆ
ｍとして合成表示されている。 このため、被照射対象物１８の画像取得領域の観測倍率
が変更されたり、移動手段１５により該対象物１８が移
動された場合に、制御手段１７により二次元画像Ａに係
る被照射対象物１８の取得位置データＤ２及び画像取得
領域データＤ３に基づいて表示領域枠Ｆｍに係る設計画
像Ｂの画像表示データＤ４を変更するデータ変換処理が
される。 このことで、被照射対象物１８の特定観測領域の変更に
基づいて表示領域枠Ｆｍの拡大・縮小表示をすることが
できる。 また、設計画像Ｂの特定観測ｆｉＩ［の変更要求に基づ
いて表示領域枠Ｆｍの拡大・縮小をした場合に、該表示
領域枠Ｆｍに係る設計画像Ｂの画像表示データＤ４に基
づいて、取得位置データＤ２及び画像′取得領域データ
Ｄ３を変更するデータ変換処理がされる。このことで、
設計画像Ｂの表示領域枠Ｆｍの変更に基づいて被照射対
象物１８の画像取得領域の観測倍率の変更処理や該対象
物１８の移動処理をすることが可能となる。 これにより、画像取得系が取得している被照射対象物１
８の画像取得領域を第２の表示手段１６に表示処理する
こと、及び該第２の表示手段１６の画像上で特定した画
像表示領域のＳＥＭ像を取得処理することが可能となる
。 また、本発明の画像処理方法によれば、第２図に示すよ
うに、ステップＰ３で第１の表示処理をし、併せて、ス
テップＰ４で第２の表示処理をし、その後、ステップＰ
５で第３の表示処理をするか、もしくは、ステップＰ３
．Ｐ４の後に、ステップＰ６で画像取得手段の変更処理
をし、ステップＰ７で第４の表示処理をしている。 このため、ＣＡＤ設計データベースに基づいて作成され
たＬＳＩの試験や故障診断をする場合、まず、ステップ
Ｐ１〜Ｐ３の第１の表示処理により任意の位置、観測倍
率における被照射対象物１８のＳＥＭ像が取得表示され
、その任意の観測領域は、ステップＰ５の第３の表示処
理により表示領域枠Ｆｍを介して設計画像Ｂに表示する
ことができる。この際に、ステップＰ４の第２の表示処
理により、例えば、被試験ＬＳＩのマスク全体図を表示
しておくものとする。 また、ステップＰ６の変更処理により設計画像Ｂ上で表
示領域枠Ｆｍにより特定観測領域を設定することにより
、ステップＰ７の第４の表示処理により被試験ＬＳＩ９
の観測しようとする特定観測領域のＳＥＭ像のみを観測
することができる。 このことで、ステップＰ４の第２の表示処理により表示
された被試験ＬＳＩのマスク全体図を書き換えることな
く、かつ、ＬＳＩの特定観測ＳＪ［の変更処理及び観測
倍率の変更処理をしながら再現性良（不良箇所等を先の
マスク図表示画面中に、実時間的（リアルタイム）に特
定することが可能となる。 これにより、従来例のようなモニタ画面の書き換え変更
表示等の処理時間が大幅ムこ短縮され、高速画像処理を
すること、及び不良位置の認定処理を精度良く行うこと
が可能となる。 〔実施例］ 次に図を参照しながら本発明の実施例について説明する
。 第３〜第７図は、本発明の実施例に係る荷電粒子ビーム
装置及びその画像処理方法を説明する図であり、第３図
は、本発明の実施例に係る電子ビーム装置の構成図を示
している。 図において、設計ＬＳＩのマスク図表示画面を参照しな
がら被試験ＬＳＩ２Ｂの電圧測定やＳＥＭ像の観測をす
る電子ビームテスタや走査型電子顕微鏡等の電子ビーム
装置は、鏡筒２０内に電子銃２１．偏向系２２Ａ〜２２
Ｃ２二次電子検出器２３Ａ及びＸＹステージ２５ａが設
けられている。また、その外部に、ＳＥＭ像取得表示制
御回路２３Ｂ、第１、第２のモニタ２４．２６．ステー
ジ制御回路２５ｂ、キーボード２９．ＣＡＤデータ表示
制御回路３０及び制御計算機２７が設けられている。 すなわち、電子銃２１は荷電粒子発生源１１の一実施例
であり、荷電粒子ビーム１１ａの一例となる電子ビーム
２１ａを被照射対象物１８の一例となる被試験ＬＳＩ２
８に出射するものである。２２Ａ〜２２Ｃは偏向手段１
２の一実施例となる偏向系であり、電子ビーム２１ａを
被試験ＬＳＩ２８に偏向走査するための電磁偏向器、静
電偏向器及び電子レンズ等である。 また、２３Ａ、２３Ｂは画像取得手段１３の一実施例と
なる二次電子検出器及びＳＥＭ像取得表示制＃１回路で
ある。二次電子検出器２３Ａは、被試験ＬＳＩ２Ｂから
の二次電子２１ｂを検出して該表示制御回路２３Ｂに二
次電子検出信号を出力するものである。ＳＥＭ像取得表
示制御回路２３Ｂは、二次電子検出信号を信号処理して
被試験ＬＳＩ２Ｂの二次元画像Ａの一例となるＳＥＭ像
を表示するための画像取得データＤ１５を制御計算機２
７に出力するものである。 ２４は第１の表示手段１４の一実施例となる第１のモニ
タであり、制御計算機２７からの画像領域取得データＤ
３の一例となるＳＥＭ画像表示データＤ１３に基づいて
、被試験ＬＳＩ２８のＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ　）像を表示する
ものである。 ２５ａ、２５ｂは移動手段１５の一実施例となるＸＹス
テージ及びステージ制御回路であり、ＸＹステージ２５
ａは被試験ＬＳＩ２８載置するものである。ステージ制
御回路２５ｂは制御計算Ｉ！２７からの取得位置データ
Ｄ２の一例となるステージ座標データＤＩ２に基づいて
該χＹステージ２５ａを移動するものである。 ２６は第２の表示手段１６の一実施例となる第２のモニ
タであり、制御計算機２７からの画像表示データＤ４に
基づいて、被試験ＬＳＩ２８の設計画像Ｂの一例となる
設計ＬＳＩのマスク全体図を画面表示するものである。 なお、本発明の実施例では、第２のモニタの画面中に、
同図設計画像Ｂを破線で囲んであるような表示領域枠（
以下フレームという）Ｆｍが合成表示されるものである
。 また、フレームＦｍは、第１のモニタ２４に表示される
二次元画像Ａの画像取得領域を示すものであり、制御計
算機２７のデータ相互の変換処理に基づいて拡大・縮小
変化することを特徴としている。 ２７は制御手段１７の一実施例となる制御計算機であり
、電子銃２１．偏向系２２Ａ〜２２Ｃ，ＳＥＭ像取得表
示制御回路２３Ｂ、第１．第２のモニタ２４．２６．ス
テージ制御回路２５ｂ、キーボード２９及びＣＡＤデー
タ表示制御回Ｂ３０の入出力を制御するものである。ま
た、本発明の実施例では、該制御計算機２７にデータ変
換回路２７ａが設けられ、二次元画像Ａを取得した際の
被試験ＬＳＩ２Ｂのステージ座標データＤ１２及びＳＥ
Ｍ画像表示データＤ１３と、設計画像Ｂの画像表示デー
タＤ４とに基づいて該データ相互間の変換処理をするこ
とを特徴としている。なお、当該制御処理については、
第４．第５図において詳述する。 なお、２９はキーボードであり、制御計算機２７に制御
命令データＤ１６を入力するものであり、例えば、観測
者が第２のモニタ２６に表示するマスク回の選択をした
り、表示画面中のフレームＦｍを移動操作するものであ
る。これにより、観測者は、被試験ＬＳＩ９のＳＥＭ像
の観測しようとする特定観測領域を指定することができ
る。 また、ＣＡＤデータ表示制御回路３０は、ＬＳＩのＣＡ
Ｄデータヘースに係る設計データＤ１を入力して設計表
示データＤ１１を制御計算機２７に出力するものである
。 第４図は、本発明の実施例に係る制御計算ｊｉ１２７の
制御処理（ＣＡＤ−＋ＥＢ）フローチャートを示してい
る。 回において、設計ＬＳＩのマスク図表示画面を参照しな
がら被試験ＬＳＩ２８のＳＥＭ像の観測をする場合、ま
ず、ステップＰ１でフレームＦｍの移動操作要求の入力
処理をする。この際に、観測者が第２のモニタ２６に表
示するマスク閲の選択をしたり、表示画面中のフレーム
Ｆｍを移動操作するためにキーボード２９が操作され、
これによる制御命令データＤ１６が制御計算機２７に認
識される。 次いで、ステップＰ２でＣＡＤデータ表示制御回路３０
により制御計算機２７のデータ変換処理回路２７ａに画
像表示データＤ４の中のフレームＦｍ（７）移動に係る
コーナ座標データ（Ｓ　１１ｘ、　Ｓ　ｌ１ｙＳ　ｕｒ
ｘ、　Ｓ　ｕｒｙ　：ｌを転送処理する。ここで、コー
ナ座標データとは、フレームＦｍの四隅の座標５１１ｘ
Ｓ　ＩＩｙ＋　Ｓ　ｕｒｘ＋　Ｓ　ｕｒｙをいうもので
ある。これにより、データ相互の変換処理に基づいてコ
ーナ座標データが変化するためフレームＦｍが拡大・縮
小変化するものである。 次に、ステップＰ３でコーナ座標データ［Ｓ　１１Ｘ５
　１１ｙ、　Ｓ　ｕｒＸＩ　Ｓ　ｕｒｙ　］からステー
ジ座標データ〔ｓｔｘ、　　５ｔｙ）　、　Ｗｉ像取得
領域データ（ｆ　５ｘｆｓｙ）の演算処理をする。この
際の演算式は、ｓ　ｔｘ＝　（５１１ｘ　＋５ｕｒｘ　
）　ＸＩ／２ｓ　ｔｙ＝　（５１１ｙ　＋５ｕｒｙ　）
　ＸＩ／２ｆａｘ＝　（Ｓ１１ｘ　−５ｕｒｘ　）ｆｓ
ｙ＝　（Ｓ１１ｙ　−３ｕｒｙ　）に基づいて、データ
変換処理口ｊｉ＠２７ａにより実行される。 さらに、ステップＰ４で第１のモニタ２４のフィールド
サイズの制御処理や偏向系２２Ａ〜２２Ｃの駆動制御を
する。これに併せて、ステップＰ５でステージ制御回路
２５ｂにステージ座標データＤ２＝　（ｓｔｘ、　　５
ｔｙ）の転送処理をする。これにより、第１のモニタ２
４には、ステップＰ１でフレームＦｍで囲まれた被試験
ＬＳＩ２８のＳＥＭ像の観測をすることができる。 その後、ステップＰ６で移動操作の判断をし、制御処理
を継続する。 第５図は、本発明の実施例に係る制御計算機２７の制御
処理（ＥＢ→ＣＡＤ）フローチャートを示している。 図において、設計ＬＳＩのマスク図表示画面を参照しな
がら被試験ＬＳＩ２ＢのＳＥＭ像のｖｉ測をする場合で
あって、そのＳＥＭ像中に不良箇所等を見出しその観測
倍率や画像取得領域の変更処理があった場合、まず、ス
テップＰ１で観測領域の変更要求の入力処理をする。こ
の際に、観測者が第１のモニタ２４に表示された被試験
ＬＳＩ２８のＳＥＭ像を拡大したり、検索処理をする。 次いで、ステップＰ２でステージ制御回路２５ｂから制
御計算機２７にステージ座標データＤ２＝（ｓ　ｂ＋、
　　ｓ　ｔｙ）の転送処理をする。これに併せて、ステ
ップＰ３で第１のモニタ２４のフィールドサイズに係る
画像取得領域データ（ｆｓｘ、　　ｆｓｙ）を制御計算
Ｉ！２７に転送処理する。 次に、ステップＰ４でステージ座標データ（ｓｔｘ、　
　５ｔｙ）　、画像取得領域データ（ｆ　５ｘｆｓｙｌ
からコーナ座標データ（Ｓ　Ｈｘ、　Ｓ　ｆｌｙＳ　ｕ
ｒｘ、　Ｓ　ｕｒｙ　）の演算処理をする。この際の演
算式は、 Ｓ　１１ｘ　＝　ｓ　ｔｘ　−ｆ　５ｘＸ１／２Ｓ　１
１ｙ　＝　ｓ　ｔｙ　−ｆ　５ｙＸ１／２Ｓｕｒｘ　＝
　ｓ　ｔｘ十ｆ　５ｘＸ１／２Ｓｕｒｙ　＝　ｓ　ｔｙ
＋　ｆ　５ｙＸ１／２に基づいて、データ変換処理回路
２７ａにより実行される。 さらに、ステップＰ５で制御計算機２７からのコーナ座
標データ（Ｓ１１ｘ、５１１ｙ、５ｕｒｘ、５ｕｒｙ　
〕をＣＡＤデータ表示制御回路３０に転送処理する。 これにより、ステップＰ１で観測領域の変更要求のあっ
た被試験ＬＳＩ２ＢのＳＥＭ像が第１のモニタ２４に画
像表示されると共に、第２のモニタ２６の設計ＬＳＩの
マスク全体図にそのフレームＦｍを画面表示することが
できる。 このようにして、本発明の実施例に係る装置によれば、
第３図に示すように被試験ＬＳＩ２８の二次元画像Ａに
係る取得位置データＤ２及び画像取得領域データＤ３と
設計画像Ｂの画像表示データＤ４とに基づいて該データ
相互間の変換処理をするデータ変換回路２７ａが制御計
算４１！２７に設けられている。 例えば、電子銃２１から被試験ＬＳＩ２Ｂに電子ビーム
２１ａが出射されると、偏向系２２Ａ〜２２Ｃにより電
子ビーム２１ａが偏向走査される。また、電子ビーム２
１ａの偏向走査に基づいてＳＥＭ像取得表示制御回路２
３Ａにより被試験ＬＳＩ２８の二次元画像Ａが取得され
、該二次元画像Ａが第１のモニタ２４に表示される。一
方、被試験ＬＳＩ２日の設計データＤＩに基づいて設計
画像Ｂが第２のモニタ２６に表示される。この際の設計
画像Ｂは、ＣＡＤ設計データベースに基づいて作成され
たＬＳＩのマスク全体図等であり、該全体図に、先の二
次元画像Ａの画像取得領域が表示領域枠Ｆｍとして合成
表示されている。 このため、被試験ＬＳＩ２Ｂの画像取得領域の観測倍率
が変更されたり、ＸＹステージ２５ｂ、ステージ制御回
路２５ａにより該ＬＳＩ２８が移動された場合に、制御
計算機２７により二次元画像Ａに係る被試験ＬＳＩ２Ｂ
の取得位置データ（ステージ座標データ）Ｄ２及び画像
取得領域データ（ＳＥＭ画像表示データ）Ｄ３に基づい
てフレームＦｍに係る設計画像Ｂの画像表示データＤ４
を変更するデータ変換処理がされる。このことで、被試
験ＬＳＩ２Ｂの特定観測領域の変更に基づいて表示領域
枠Ｆｍの拡大・縮小表示をすることができる。 また、設計画像Ｂの特定観測領域の変更要求に基づいて
フレームＦｍの拡大・縮小をした場合に、該フレームＦ
ｍに係る設計画像Ｂの画像表示データＤ４に重畳される
コーナ座標データ（Ｓ１１ｘ、５１１ｙ、　５ｕｒｘ、
　５ｕｒｙ　）に基づいて、取得位置データーステージ
座標データＤ２＝　（ｓｔｘ、　　５ｔｙ）画像取得領
域データＤ３＝　［ｆｒｖ、　　ｆｓｙ）からコーナ座
標データ（Ｓ　１１ｘ、　Ｓ　１１ｙ、　Ｓ　ｕｒｘ、
　Ｓ　ｕｒｙ　）の演算処理がされる。このことで、設
計画像ＢのフレームＦｍの変更に基づいて被試験ＬＳＩ
２Ｂの画像取得領域の観測倍率の変更処理や該ＬＳＩ２
８の移動処理をすることが可能となる。 これにより、画像取得系が取得している被試験ＬＳＩ２
８の画像取得領域を第２のモニタ２６に表示処理するこ
と、及び該第２のモニタ２６の画像上で特定した画像表
示頭載のＳＥＭ像を取得処理することが可能となる。 次に、本発明の実施例に係る画像処理方法について、当
該装置の動作を補足しながら説明する。 第６図は、本発明の実施例に係る電子ビーム装置の画像
処理方法のフローチャートであり、第７図はそれを補足
するマスク図とＳＥＭ像との関係図を示している。 第６図において、例えば、設計ＬＳＩのマスク図表示画
面を参照しながら被試験ＬＳＩ２ＢのＳＥＭ像の観測を
する場合に見立てて、第７図に示すようなローマ字ｒＡ
、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆ、について、フレームＦｍの移動
操作とＳＥＭ像との関係を説明する。 まず、ステップＰ１でローマ字ｒＡ、Ｂ、ＣＤＥ、ＦＪ
等が形成された被照射対象物２８に電子ビーム２１ａを
照射偏向処理をする。この際に、電子銃２１から被照射
対象物２８に電子ビーム２１ａが出射され、偏向系２２
Ａ〜２２Ｃにより電子ビーム２１ａが偏向走査される。 次に、ステ・７プＰ２で照射偏向処理に基づいて被照射
対象物２８の二次元画像Ａの取得処理をする。この際に
、電子ビーム２１ａの偏向走査に基づいてＳＥＭ像取得
表示制御回路２３Ａにより被照射対象物２８のローマ字
「Ａ」に係る二次元画像Ａが取得される。 次いで、ステップＰ３で取得処理に基づいて二次元画像
Ａを表示する第１の表示処理をする。この際に、例えば
、ローマ字「Ａ」に係る二次元画像Ａが第１のモニタ２
４に表示される。併せて、ステップＰ４で被照射対象物
２８の設計データＤ１に基づいてローマ字ｒＡ、Ｂ、Ｃ
，Ｄ、Ｅ、ＦＪを表示する第２の表示処理をする。 その後、ステップＰ５でＣＡＤ−＋ＥＢ又はＥＢ→ＣＡ
Ｄの判断に基づいて制御処理をする。この際に、ＣＡＤ
−ＥＢの制御処理をする場合（Ｙ　ＥＳ）には、ステッ
プＰ６に移行する。また、ＥＢ−ＣＡＤの制御処理をす
る場合（ＮＯ）には、ステップＰ７に移行する。　従っ
て、ステップＰ６ではフレームＦｍを任意に移動操作し
て各種ＳＥＭ像の取得処理をする。この際のＣＡＤ−Ｅ
Ｂの制御処理は、第４図のフローチャートに基づいて実
行され、第７図（ａ）〜（ｅ）に示すような第３の表示
処理をすることができる。 まず、第７図（ａ）において、第２のモニタ２６の画面
中のローマ字’Ａ」にフレームＦｍを指定することによ
り、第１のモニタ２４のＳＥＭ像’ＡＪの拡大像を表示
することができる。また、同図（ｂ）において、第２の
モニタ２６の画面中のローマ字ｒ　ｆ３　コに指定され
たフレームＦｍを同画面中のローマ字「Ｄ」に移動する
ことにより、第１のモニタ２４のＳＥＭ像ｒＢ」の拡大
像からＳＥＭ像ｒｐＪの拡大像に変更処理をすることが
できる。これにより、連続的に両画像の移動画面を把握
することが可能となる。 さらに、同図（Ｃ）において、第２のモニタ２６の画面
中のローマ字「ＤＪに指定されたフレームＦｍを拡大す
ることにより、第１のモニタ２４のＳＥＭ像「Ｄ」が拡
大像からＳＥＭ像「Ｄ」の縮小像に変更処理をすること
ができる。これにより、被照射対象物２日の周辺状況を
把握することが可能となる。 なお、同図（ｄ）、　　（ｅ）は、フレームＦｍを固定
し、マスク図表示画面を移動処理したり、それを拡大処
理した場合のＳＥＭ像の状態を示している。 また、ＥＢ→ＣＡＤの制御処理をする場合（ＮＯ）には
、ステップＰ７に移行する。この際のＥＢ−＋ＣＡＤの
制御処理は、第５図のフローチャートに基づいて実行さ
れる。 従って、ステップＰ７ではＸＹステージ２５ａや観測倍
率の変化させて、被照射対象物２８の探索処理をする。 次いで、探索処理に基づく被照射対象物２８のフレーム
Ｆｍを表示する第４の表示処理をする。 これにより、第７１ｆｆｌ（ａ）〜（ｅ）に示すような
第３の表示処理と逆の第４の表示処理をすることができ
る。 このようにして、本発明の実施例の画像処理方法によれ
ば、第６図に示すように、ステップＰ３で第１の表示処
理をし、併せて、ステップＰ４で第２の表示処理をし、
その後、ステップＰ５で第３の表示処理をするか、もし
くは、ステップＰ７で画像取得領域の変更処理をし、ス
テップＰ８で第４の表示処理をしている。 このため、ＣＡＤ設計データベースに基づいて作成され
たＬＳＩの試験や故障診断をする場合、まず、ステップ
Ｐ１〜Ｐ３の第１の表示処理により任意の位置、観測倍
率における被試験ＬＳＩ２８のＳＥＭ像が取得表示され
、その任意の観測領域は、ステップＰ６の第３の表示処
理によりフレームＦｍを介してマスク図全体画面（設計
画像）Ｂに表示することができる。この際に、ステップ
Ｐ４の第２の表示処理により、例えば、被試験ＬＳＩの
マスク全体図を表示しておくものとする。 また、ステップＰ７の変更処理により設計画像Ｂ上でフ
レームＦｍにより特定観測領域を設定することにより、
ステップＰ８の第４の表示処理により被試験ＬＳＩ２Ｂ
の観測しようとする特定観測領域のＳＥＭ像のみを観測
することができる。 このことで、ステップＰ４の第２の表示処理により表示
された被試験ＬＳＩのマスク全体図を書き換えることな
く、かつ、ＬＳＩの特定観測領域の変更処理及び観測倍
率の変更処理をしながら再現性良く不良箇所等を先のマ
スク図表示画面中に、実時間的（リアルタイム）に特定
することが可能となる。 これにより、従来例のようなモニタ画面の書き換え変更
表示等の処理時間が大幅に短縮され、高速画像処理をす
ること、及び不良位置の認定処理を精度良く行うことが
可能となる。 なお、本発明の実施例では、電子ビーム装置について説
明をしたが荷電粒子ビームにイオンビームを用いる収束
イオンビーム装置においても同様な効果を得ることがで
きる。 〔発明の効果］ 以上説明したように、本発明の装置によれば、被照射対
象物の二次元画像に係る取得位置データ及び画像取得領
域データと設計画像の画像表示データとに基づいて該デ
ータ相互間の変換処理をする制御手段が設けられている
。 このため、被照射対象物の画像取得領域の観測倍率が変
更されたり、移動手段により該対象物が移動された場合
に、制御手段により特定観測領域の変更に基づいて第２
の表示手段の画面上に表示領域枠（フレーム）の拡大・
縮小表示をすることができる。また、設計画像の特定観
測領域の変更要求に基づいて表示領域枠の拡大・縮小を
した場合に、設計画像の表示領域枠の変更に基づいて被
照射対象物の画像取得領域の観測倍率の変更処理や該対
象物の移動処理をすることが可能となる。 また、本発明の画像処理方法によれば、第１〜第４の表
示処理をしている。 コツタめ、ＣＡＤ設計データベースに基づいて作成され
たＬＳＩの試験や故障診断をする場合、第２の表示処理
により表示された被試験ＬＳＩのマスク全体図を書き換
えることなく、かつ、ＬＳＩの特定観測領域の変更処理
及び観測倍率の変更処理をしながら再現性良く不良箇所
等を先のマスク図表示画面中に、実時間的（リアルタイ
ム）に特定することが可能となる。 これにより、高集積、超微細化するＬＳＩの画像解析を
する走査型電子顕微鏡、電子ピーステスタ及び収束イオ
ンビーム装置等の荷電粒子ビーム装置の提供に寄与する
ところが大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る荷電粒子ビーム装置の原理図、 第２図は、本発明に係る荷電粒子ビーム装置の画像処理
方法の原理図、 第３図は、本発明の実施例に係る電子ビーム装置の構成
図、 第４図は、本発明の実施例に係る制御処理（ＣＡＤ−４
ＥＢ）フローチャート、 第５図は、本発明の実施例に係る制御処理（ＥＢ−ＣＡ
Ｄ）フローチャート、 第６図は、本発明の実施例に係る電子ビーム装置の画像
処理方法のフローチャート、 第７図は、本発明の実施例に係るマスク図とＳＥＭ像と
の関係図、 第８図は、従来例に係る電子ビーム装置の構成図、 第９図は、従来例に係る問題点を説明するマスク図とＳ
ＥＭ像との関係図である。 （符号の説明） １１・・・荷電粒子発生源、 １２・・・偏向手段、 １３・・・画像取得手段、 １４・・・第１の表示手段、 １５・・・移動手段、 １６・・・第２の表示手段、 １７・・・制御手段、 １１ａ・・・荷電粒子ビーム、 Ｆｍ・・・表示領域枠、 Ｄｌ・・・設計データ、 Ｄ２・・・取得位置データ、 Ｄ３・・・画像取得領域データ、 Ｄ４・・・画像表示データ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）被照射対象物（１８）に荷電粒子ビーム（１１ａ
   ）を出射する荷電粒子発生源（１１）と、前記荷電粒子
   ビーム（１１ａ）を偏向走査する偏向手段（１２）と、
   前記荷電粒子（１１ａ）の偏向走査に基づいて前記被照
   射対象物（１８）の二次元画像（Ａ）を取得する画像取
   得手段（１３）と、前記二次元画像（Ａ）を表示する第
   １の表示手段（１４）と、前記被照射対象物（１８）の
   移動をする移動手段（１５）と、前記被照射対象物（１
   ８）の設計データ（Ｄ１）に基づいて設計画像（Ｂ）を
   表示する第２の表示手段（１６）と、前記荷電粒子発生
   源（１１）、偏向手段（１２）、画像取得手段（１３）
   、第１、第２の表示手段（１４、１６）、移動手段（１
   ５）の入出力を制御する制御手段（１７）とを具備し、 前記制御手段（１７）が前記被照射対象物（１８）の二
   次元画像（Ａ）に係る取得位置データ（Ｄ２）及び画像
   取得領域データ（Ｄ３）と、前記設計画像（Ｂ）の画像
   表示データ（Ｄ４）とに基づいて該データ相互間の変換
   処理をすることを特徴とする荷電粒子ビーム装置。
2. （２）請求項１記載の荷電粒子ビーム装置において、前
   記第１の表示手段（１４）に表示される二次元画像（Ａ
   ）の画像取得領域が前記第２の表示手段（１６）に表示
   領域枠（Ｆｍ）として前記設計画像（Ｂ）に合成表示さ
   れ、かつ、前記制御手段（１７）のデータ相互の変換処
   理に基づいて拡大・縮小変化することを特徴とする荷電
   粒子ビーム装置。
3. （３）被照射対象物（１８）に荷電粒子ビーム（１１ａ
   ）を照射偏向処理をし、前記照射偏向処理に基づいて前
   記被照射対象物（１８）の二次元画像（Ａ）の取得処理
   をし、前記取得処理に基づいて二次元画像（Ａ）を表示
   する第１の表示処理をし、併せて、前記被照射対象物（
   １８）の設計データ（Ｄ１）に基づいて設計画像（Ｂ）
   を表示する第２の表示処理をし、前記第１の表示処理に
   係る二次元画像（Ａ）の画像取得領域を前記第２の表示
   処理に係る設計画像（Ｂ）の画像表示領域に特定表示す
   る第３の表示処理をすることを特徴とする荷電粒子ビー
   ム装置の画像処理方法。
4. （４）請求項３記載の荷電粒子ビーム装置の画像処理方
   法であって、前記第１、２の表示処理をした後に、前記
   第２の表示処理に係る設計画像（Ｂ）に特定された画像
   表示領域に基づいて前記被照射対象物（１８）の画像取
   得領域の変更処理をし、前記変更処理に基づいて前記被
   照射対象物（１８）の二次元画像（Ａ）を取得表示する
   第４の表示処理をすることを特徴とする荷電粒子ビーム
   装置の画像処理方法。