KR20210060564A - 전자빔 관찰 장치, 전자빔 관찰 시스템, 전자빔 관찰 장치에 있어서의 화상 보정 방법 및 화상 보정을 위한 보정 계수 산출 방법 - Google Patents

Abstract

화상 보정에 의해 정밀하게 전자빔 관찰 장치의 기차를 저감시킨다. 전자빔을 시료에 주사하는 것에 의해 화상을 생성하는 전자빔 관찰 장치에서, 복수의 전자빔 관찰 장치간에서의 화상을 보정하기 위한 보정 계수 산출 방법으로서, 제1 전자빔 관찰 장치가, 제1 패턴 및 제1 패턴과는 형상 또는 크기가 다른 제2 패턴을 갖는 시료, 혹은 제1 패턴을 갖는 제1 시료 및 제2 패턴을 갖는 제2 시료에서, 제1 및 제2 패턴에 제1 전자빔을 주사해 제1 화상을 생성하는 스텝과, 제2 전자빔 관찰 장치가, 제1 및 제2 패턴에 제2 전자빔을 주사해 제2 화상을 생성하는 스텝과, 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치가, 제1 및 제2 화상에 의거하여 산출한 제1 및 제2 주파수 특성으로부터 선택적으로 추출한 피크 주파수에서의 보정 계수를 산출하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전자빔 관찰 장치, 전자빔 관찰 시스템, 전자빔 관찰 장치에 있어서의 화상 보정 방법 및 화상 보정을 위한 보정 계수 산출 방법

본 발명은, 전자빔을 사용해서 검사 또는 계측을 행하는 전자빔 관찰 장치에 관한 것이다.

전자빔을 사용한 시료의 관찰이나 검사 혹은 계측에 사용되는 주사 전자현미경(SEM) 등의 전자빔 관찰 장치는, 전자원으로부터 방출된 전자를 가속하고, 정전렌즈나 전자렌즈에 의해 시료 표면 상에 수속(收束)시켜서 조사한다. 이것을 일차전자라 부르고 있다.

일차전자의 입사에 의해 시료로부터는 이차전자(저에너지의 전자를 이차전자, 고에너지의 전자를 반사 전자로 나눠서 부르는 경우도 있음)가 방출된다. 이러한 이차전자를, 전자빔을 편향시켜 주사하면서 검출함으로써 시료 상의 미세 패턴이나 조성 분포의 주사 화상을 얻을 수 있다. 또한, 시료에 흡수되는 전자를 검출함으로써 흡수 전류상(電流像)을 형성하는 것도 가능하다.

일본국 공개특허 제2017-27829호 공보(대응 미국 특허공개공보 US2012/0290990) 일본국 특허 제5596141호 공보(대응 미국 특허 제9702695호)

전자빔 관찰 장치 중, 취득한 화상으로부터 반도체 등의 미세 패턴의 치수를 측정하는 측장(測長) SEM(CD-SEM : Critical Dimension-Scanning Electron Microscope) 장치에 있어서는, 복수 장치간의 측장값의 차(기차(機差))가 작은 것이 바람직하다. 지금까지 하드웨어적 또는 소프트웨어적인 조정에 의해 기차를 허용 가능한 범위로까지 작게 하는 대책이 행해져 왔지만, 반도체 등의 패턴의 향상된 미세화에 수반해 기존의 기차 저감 방법이 한계에 다다르고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에서는, 일차전자빔의 프로파일을 추정하고, 그것을 기초로 화상의 첨예화 처리를 실행해 고정밀도의 치수 계측을 행하는 방법이 개시되어 있다.

그러나, 특허문헌 1에 나타내는 종래예에서는, 보정에 사용하는 일차전자빔의 강도 분포를 정확히 구하는 방법이 명확하게 되어 있지 않다. 종래의 주사 전자현미경은 전자원의 상을 시료 상에 형성하기 위해, 일차전자빔의 강도 분포는 전자원상, 광학 수차(收差), 빔 진동 등에 의해 결정하게 된다. 또한 취득 화상에는 시료 내에서의 전자빔 산란의 영향도 나타난다.

또한, 특허문헌 2에서는, 측장 전자현미경의 계측 정밀도를 모니터링해, 반도체 제조라인에서 사용하는 모든 장치에서 항상 같은 정밀도의 측정 결과가 나오도록, 장치의 조정이나 구성을 실시할 필요가 있는 취지가 기술되어 있다. 그러나, 동 문헌에서는, 전자빔의 형상차 등에 의해 생기는 복수의 장치간의 기차(화상차)를 해결하는 수단에 대해서는 꼭 명확하게 되어 있는 것은 아니다.

전자빔의 형상을 정확히 파악하는 것은 극히 곤란하므로, 추정한 전자빔의 프로파일을 사용한 화상 보정에 의해 정밀하게 기차를 저감시키는 것은 어렵다. 한편, 장치 사용 후의 경년(經年) 변화나 사용 환경 등의 영향에 의해 근소한 전자빔의 형상 변화 등이 생겨, 허용 가능한 범위 이상의 기차(화상차)가 생겨 버리는 경우가 있다. 또한, 멀티빔 장치나 멀티 칼럼 장치에 있어서도, 장치 사용 후의 경년 변화나 사용 환경 등의 영향에 의해, 근소한 전자빔차(화상차)가 생겨 버리는 경우가 있다. 본 발명은 이러한 과제를 해결해 정밀하게 기차를 저감시키는 방법을 제안한다.

본원에 있어서 개시되는 발명 중, 대표적인 것의 개요를 간단히 설명하면 다음과 같다.

(1) 전자빔을 시료에 주사하는 것에 의해 화상을 생성하는 전자빔 관찰 장치에서, 복수의 상기 전자빔 관찰 장치간에서의 화상을 보정하기 위한 보정 계수 산출 방법으로서, 제1 전자빔 관찰 장치가, 제1 패턴 및 상기 제1 패턴과는 형상 또는 크기가 다른 제2 패턴을 갖는 시료, 혹은 상기 제1 패턴을 갖는 제1 시료 및 상기 제2 패턴을 갖는 제2 시료에서, 상기 제1 및 제2 패턴에 제1 전자빔을 주사해 제1 화상을 생성하는 스텝과, 제2 전자빔 관찰 장치가, 상기 제1 및 제2 패턴에 제2 전자빔을 주사해 제2 화상을 생성하는 스텝과, 상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치가, 상기 제1 및 제2 화상에 의거하여 산출한 제1 및 제2 주파수 특성으로부터 선택적으로 추출한 피크 주파수에서의 보정 계수를 산출하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 장치에서의 화상 보정을 위한 보정 계수 산출 방법이다.

(2) 전자빔을 시료에 주사하는 것에 의해 화상을 생성하는 전자빔 관찰 장치에서, 복수의 상기 전자빔 관찰 장치간에서의 화상을 보정하는 방법으로서, 제1 전자빔 관찰 장치가, 제1 패턴 및 상기 제1 패턴과는 형상 또는 크기가 다른 제2 패턴을 갖는 시료, 혹은 상기 제1 패턴을 갖는 제1 시료 및 상기 제2 패턴을 갖는 제2 시료에서, 상기 제1 및 제2 패턴에 제1 전자빔을 주사해 제1 화상을 생성하는 스텝과, 제2 전자빔 관찰 장치가, 상기 제1 및 제2 패턴에 제2 전자빔을 주사해 제2 화상을 생성하는 스텝과, 상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치가, 상기 제1 및 제2 화상에 의거하여 산출한 제1 및 제2 주파수 특성으로부터 선택적으로 추출한 피크 주파수에서의 보정 계수를 산출하는 스텝과, 상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치가, 상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치에서 취득한 제3 화상을 상기 보정 계수로 보정하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 장치에서의 화상 보정 방법이다.

(3) 전자빔을 시료에 주사하는 것에 의해 화상을 생성하는 전자빔 관찰 장치를 복수 대 구비한 전자빔 관찰 시스템으로서, 제1 전자빔 관찰 장치는, 제1 패턴 및 상기 제1 패턴과는 형상 또는 크기가 다른 제2 패턴을 갖는 시료, 혹은 상기 제1 패턴을 갖는 제1 시료 및 상기 제2 패턴을 갖는 제2 시료에서, 상기 제1 및 제2 패턴에 제1 전자빔을 주사해 제1 화상을 생성하는 제1 컴퓨터 시스템을 구비하고, 제2 전자빔 관찰 장치는, 상기 제1 및 제2 패턴에 제2 전자빔을 주사해 제2 화상을 생성하는 제2 컴퓨터 시스템을 구비하고, 상기 제1 또는 제2 컴퓨터 시스템은, 상기 제1 및 제2 화상에 의거하여 산출한 제1 및 제2 주파수 특성으로부터 선택적으로 추출한 피크 주파수에서의 보정 계수를 산출하고, 상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치에서 취득한 제3 화상을 상기 보정 계수로 보정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 시스템이다.

(4) 전자빔을 시료에 주사하는 것에 의해 화상을 생성하는 전자빔 관찰 장치에서, 복수의 상기 전자빔 관찰 장치간에서의 화상을 보정하기 위한 보정 계수 산출 방법으로서, 제1 전자빔 관찰 장치가, 제1 패턴 및 상기 제1 패턴과는 형상 또는 크기가 다른 제2 패턴을 갖는 시료, 혹은 상기 제1 패턴을 갖는 제1 시료 및 상기 제2 패턴을 갖는 제2 시료에서, 상기 제1 및 제2 패턴에 제1 전자빔을 주사해 제1 화상을 생성하는 스텝과, 상기 제1 전자빔 관찰 장치가, 상기 제1 화상에 의거하여서 제1 주파수 특성을 산출하는 스텝과, 제2 전자빔 관찰 장치가, 상기 제1 및 제2 패턴에 제2 전자빔을 주사해 제2 화상을 생성하는 스텝과, 상기 제2 전자빔 관찰 장치가, 상기 제2 화상에 의거하여서 제2 주파수 특성을 산출하는 스텝과, 상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치가, 상기 제1 및 제2 주파수 특성으로부터 선택적으로 추출한 피크 주파수에서의 보정 계수를 산출하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 장치에서의 화상 보정을 위한 보정 계수 산출 방법이다.

(5) 전자빔을 시료에 주사하는 것에 의해 화상을 생성하는 전자빔 관찰 장치에서, 복수의 상기 전자빔 관찰 장치간에서의 화상을 보정하는 방법으로서, 제1 전자빔 관찰 장치가, 제1 패턴 및 상기 제1 패턴과는 형상 또는 크기가 다른 제2 패턴을 갖는 시료, 혹은 상기 제1 패턴을 갖는 제1 시료 및 상기 제2 패턴을 갖는 제2 시료에서, 상기 제1 및 제2 패턴에 제1 전자빔을 주사해 제1 화상을 생성하는 스텝과, 상기 제1 전자빔 관찰 장치가, 상기 제1 화상에 의거하여 제1 주파수 특성을 산출하는 스텝과, 제2 전자빔 관찰 장치가, 상기 제1 및 제2 패턴에 제2 전자빔을 주사해 제2 화상을 생성하는 스텝과, 상기 제2 전자빔 관찰 장치가, 상기 제2 화상에 의거하여 제2 주파수 특성을 산출하는 스텝과, 상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치가, 상기 제1 및 제2 주파수 특성으로부터 선택적으로 추출한 피크 주파수에서의 보정 계수를 산출하는 스텝과, 상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치가, 상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치에서 취득한 제3 화상을 상기 보정 계수로 보정하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 장치에서의 화상 보정 방법이다.

(6) 전자빔을 시료에 주사하는 것에 의해 화상을 생성하는 전자빔 관찰 장치를 복수 대 구비한 전자빔 관찰 시스템으로서, 제1 전자빔 관찰 장치는, 제1 패턴 및 상기 제1 패턴과는 형상 또는 크기가 다른 제2 패턴을 갖는 시료, 혹은 상기 제1 패턴을 갖는 제1 시료 및 상기 제2 패턴을 갖는 제2 시료에서, 상기 제1 및 제2 패턴에 제1 전자빔을 주사해 제1 화상을 생성하고, 상기 제1 화상에 의거하여 제1 주파수 특성을 산출하는 제1 컴퓨터 시스템을 구비하고, 제2 전자빔 관찰 장치는, 상기 제1 및 제2 패턴에 제2 전자빔을 주사해 제2 화상을 생성하고, 상기 제2 화상에 의거하여 제2 주파수 특성을 산출하는 제2 컴퓨터 시스템을 구비하고, 상기 제1 또는 제2 컴퓨터 시스템은, 상기 제1 및 제2 주파수 특성으로부터 선택적으로 추출한 피크 주파수에서의 보정 계수를 산출하고, 상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치에서 취득한 제3 화상을 상기 보정 계수로 보정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 시스템이다.

(7) 전자빔을 시료에 주사하는 것에 의해 화상을 생성하는 전자빔 관찰 장치와, 복수의 상기 전자빔 관찰 장치간에서의 화상차를 관리하는 컴퓨터 시스템을 구비한 전자빔 관찰 시스템에서, 복수의 상기 전자빔 관찰 장치간에서의 화상을 보정하기 위한 보정 계수 산출 방법으로서, 제1 전자빔 관찰 장치가, 제1 패턴 및 상기 제1 패턴과는 형상 또는 크기가 다른 제2 패턴을 갖는 시료, 혹은 상기 제1 패턴을 갖는 제1 시료 및 상기 제2 패턴을 갖는 제2 시료에서, 상기 제1 및 제2 패턴에 제1 전자빔을 주사해서 화상을 생성하는 스텝과, 제2 전자빔 관찰 장치가, 상기 제1 및 제2 패턴에 제2 전자빔을 주사해 제2 화상을 생성하는 스텝과, 상기 컴퓨터 시스템이, 상기 제1 및 제2 화상에 의거하여 산출한 제1 및 제2 주파수 특성으로부터 선택적으로 추출한 피크 주파수에서의 보정 계수를 산출하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 시스템에서의 화상 보정을 위한 보정 계수 산출 방법이다.

(8) 전자빔을 시료에 주사하는 것에 의해 화상을 생성하는 전자빔 관찰 장치와, 복수의 상기 전자빔 관찰 장치간에서의 화상차를 관리하는 컴퓨터 시스템을 구비한 전자빔 관찰 시스템에서, 복수의 상기 전자빔 관찰 장치간에서의 화상을 보정하는 방법으로서, 제1 전자빔 관찰 장치가, 제1 패턴 및 상기 제1 패턴과는 형상 또는 크기가 다른 제2 패턴을 갖는 시료, 혹은 상기 제1 패턴을 갖는 제1 시료 및 상기 제2 패턴을 갖는 제2 시료에서, 상기 제1 및 제2 패턴에 제1 전자빔을 주사해서 화상을 생성하는 스텝과, 제2 전자빔 관찰 장치가, 상기 제1 및 제2 패턴에 제2 전자빔을 주사해 제2 화상을 생성하는 스텝과, 상기 컴퓨터 시스템이, 상기 제1 및 제2 화상에 의거하여 산출한 제1 및 제2 주파수 특성으로부터 선택적으로 추출한 피크 주파수에서의 보정 계수를 산출하는 스텝과, 상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치가, 상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치에서 취득한 제3 화상을 상기 보정 계수로 보정하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 시스템에서의 화상 보정 방법이다.

(9) 전자빔을 시료에 주사하는 것에 의해 화상을 생성하는 전자빔 관찰 장치와, 복수의 상기 전자빔 관찰 장치간에서의 화상차를 관리하는 제3 컴퓨터 시스템을 구비한 전자빔 관찰 시스템으로서, 제1 전자빔 관찰 장치는, 제1 패턴 및 상기 제1 패턴과는 형상 또는 크기가 다른 제2 패턴을 갖는 시료, 혹은 상기 제1 패턴을 갖는 제1 시료 및 상기 제2 패턴을 갖는 제2 시료에서, 상기 제1 및 제2 패턴에 제1 전자빔을 주사해서 화상을 생성하는 제1 컴퓨터 시스템을 구비하고, 제2 전자빔 관찰 장치는, 상기 제1 및 제2 패턴에 제2 전자빔을 주사해 제2 화상을 생성하는 제2 컴퓨터 시스템을 구비하고, 상기 제3 컴퓨터 시스템은, 상기 제1 및 제2 화상에 의거하여 산출한 제1 및 제2 주파수 특성으로부터 선택적으로 추출한 피크 주파수에서의 보정 계수를 산출하고, 상기 제1 또는 제2 컴퓨터 시스템은, 상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치에서 취득한 제3 화상을 상기 보정 계수로 보정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 시스템이다.

(10) 전자빔을 시료에 주사하는 것에 의해 화상을 생성하는 전자빔 관찰 장치와, 복수의 상기 전자빔 관찰 장치간에서의 화상차를 관리하는 컴퓨터 시스템을 구비한 전자빔 관찰 시스템에서, 복수의 상기 전자빔 관찰 장치간에서의 화상을 보정하기 위한 보정 계수 산출 방법으로서, 제1 전자빔 관찰 장치가, 제1 패턴 및 상기 제1 패턴과는 형상 또는 크기가 다른 제2 패턴을 갖는 시료, 혹은 상기 제1 패턴을 갖는 제1 시료 및 상기 제2 패턴을 갖는 제2 시료에서, 상기 제1 및 제2 패턴에 제1 전자빔을 주사해서 화상을 생성하는 스텝과, 상기 제1 전자빔 관찰 장치가, 상기 제1 화상에 의거하여 제1 주파수 특성을 산출하는 스텝과, 제2 전자빔 관찰 장치가, 상기 제1 및 제2 패턴에 제2 전자빔을 주사해 제2 화상을 생성하는 스텝과, 상기 제2 전자빔 관찰 장치가, 상기 제2 화상에 의거하여 제2 주파수 특성을 산출하는 스텝과, 상기 컴퓨터 시스템이, 상기 제1 및 제2 주파수 특성에 의거하여 기준 주파수 특성을 특정하는 스텝과, 상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치가, 상기 기준 주파수 특성 및 상기 제1 또는 제2 주파수 특성으로부터 선택적으로 추출한 피크 주파수에서의 보정 계수를 산출하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 시스템에서의 화상 보정을 위한 보정 계수 산출 방법이다.

(11) 전자빔을 시료에 주사하는 것에 의해 화상을 생성하는 전자빔 관찰 장치와, 복수의 상기 전자빔 관찰 장치간에서의 화상차를 관리하는 컴퓨터 시스템을 구비한 전자빔 관찰 시스템에서, 복수의 상기 전자빔 관찰 장치간에서의 화상을 보정하는 방법으로서, 제1 전자빔 관찰 장치가, 제1 패턴 및 상기 제1 패턴과는 형상 또는 크기가 다른 제2 패턴을 갖는 시료, 혹은 상기 제1 패턴을 갖는 제1 시료 및 상기 제2 패턴을 갖는 제2 시료에서, 상기 제1 및 제2 패턴에 제1 전자빔을 주사해서 화상을 생성하는 스텝과, 상기 제1 전자빔 관찰 장치가, 상기 제1 화상에 의거하여 제1 주파수 특성을 산출하는 스텝과, 제2 전자빔 관찰 장치가, 상기 제1 및 제2 패턴에 제2 전자빔을 주사해 제2 화상을 생성하는 스텝과, 상기 제2 전자빔 관찰 장치가, 상기 제2 화상에 의거하여 제2 주파수 특성을 산출하는 스텝과, 상기 컴퓨터 시스템이, 상기 제1 및 제2 주파수 특성에 의거하여 기준 주파수 특성을 특정하는 스텝과, 상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치가, 상기 기준 주파수 특성 및 상기 제1 또는 제2 주파수 특성으로부터 선택적으로 추출한 피크 주파수에서의 보정 계수를 산출하는 스텝과, 상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치가, 상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치에서 취득한 제3 화상을 상기 보정 계수로 보정하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 시스템에서의 화상 보정 방법이다.

(12) 전자빔을 시료에 주사하는 것에 의해 화상을 생성하는 전자빔 관찰 장치와, 복수의 상기 전자빔 관찰 장치간에서의 화상차를 관리하는 제3 컴퓨터 시스템을 구비한 전자빔 관찰 시스템에서, 복수의 상기 전자빔 관찰 장치간에서의 화상을 보정하는 방법으로서, 제1 전자빔 관찰 장치는, 제1 패턴 및 상기 제1 패턴과는 형상 또는 크기가 다른 제2 패턴을 갖는 시료, 혹은 상기 제1 패턴을 갖는 제1 시료 및 상기 제2 패턴을 갖는 제2 시료에서, 상기 제1 및 제2 패턴에 제1 전자빔을 주사해서 화상을 생성하고, 상기 제1 화상에 의거하여 제1 주파수 특성을 산출하는 제1 컴퓨터 시스템을 구비하고, 제2 전자빔 관찰 장치는, 상기 제1 및 제2 패턴에 제2 전자빔을 주사해 제2 화상을 생성하고, 상기 제2 화상에 의거하여 제2 주파수 특성을 산출하는 제2 컴퓨터 시스템을 구비하고, 상기 제3 컴퓨터 시스템은, 상기 제1 및 제2 주파수 특성에 의거하여 기준 주파수 특성을 특정하고, 상기 제1 또는 제2 컴퓨터 시스템은, 상기 기준 주파수 특성 및 상기 제1 또는 제2 주파수 특성으로부터 선택적으로 추출한 피크 주파수에서의 보정 계수를 산출하고, 상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치에서 취득한 제3 화상을 상기 보정 계수로 보정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 시스템이다.

(13) 복수의 전자빔을 시료에 주사하는 것에 의해 화상을 생성하는 전자빔 관찰 장치에서, 화상을 보정하기 위한 보정 계수 산출 방법으로서, 상기 전자빔 관찰 장치가, 제1 패턴 및 상기 제1 패턴과는 형상 또는 크기가 다른 제2 패턴을 갖는 시료, 혹은 상기 제1 패턴을 갖는 제1 시료 및 상기 제2 패턴을 갖는 제2 시료에서, 상기 제1 및 제2 패턴에 제1 전자빔을 주사해 제1 화상을 생성하는 스텝과, 상기 제1 및 제2 패턴에 제2 전자빔을 주사해 제2 화상을 생성하는 스텝과, 상기 제1 및 제2 화상에 의거하여 산출한 제1 및 제2 주파수 특성으로부터 선택적으로 추출한 피크 주파수에서의 보정 계수를 산출하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 장치에서의 화상 보정을 위한 보정 계수 산출 방법이다.

(14) 복수의 전자빔을 시료에 주사하는 것에 의해 화상을 생성하는 전자빔 관찰 장치에서, 화상을 보정하는 방법으로서, 상기 전자빔 관찰 장치가, 제1 패턴 및 상기 제1 패턴과는 형상 또는 크기가 다른 제2 패턴을 갖는 시료, 혹은 상기 제1 패턴을 갖는 제1 시료 및 상기 제2 패턴을 갖는 제2 시료에서, 상기 제1 및 제2 패턴에 제1 전자빔을 주사해 제1 화상을 생성하는 스텝과, 상기 제1 및 제2 패턴에 제2 전자빔을 주사해 제2 화상을 생성하는 스텝과, 상기 제1 및 제2 화상에 의거하여 산출한 제1 및 제2 주파수 특성으로부터 선택적으로 추출한 피크 주파수에서의 보정 계수를 산출하는 스텝과, 상기 전자빔 관찰 장치에서 취득한 제3 화상을 상기 보정 계수로 보정하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 장치에서의 화상 보정 방법이다.

(15) 복수의 전자빔을 시료에 주사하는 것에 의해 화상을 생성하는 전자빔 관찰 장치로서, 상기 전자빔 관찰 장치는, 제1 패턴 및 상기 제1 패턴과는 형상 또는 크기가 다른 제2 패턴을 갖는 시료, 혹은 상기 제1 패턴을 갖는 제1 시료 및 상기 제2 패턴을 갖는 제2 시료에서, 상기 제1 및 제2 패턴에 제1 전자빔을 주사해 제1 화상을 생성하고, 상기 제1 및 제2 패턴에 제2 전자빔을 주사해 제2 화상을 생성하고, 상기 제1 및 제2 화상에 의거하여 산출한 제1 및 제2 주파수 특성으로부터 선택적으로 추출한 피크 주파수에서의 보정 계수를 산출하고, 상기 전자빔 관찰 장치에서 취득한 제3 화상을 상기 보정 계수로 보정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 장치이다.

본 발명에 의해, 전자빔의 형상차 등에 의해 생기는 복수의 장치간의 기차(화상차)나 멀티빔 장치나 멀티 칼럼 장치에 있어서의 전자빔차(화상차)를, 촬상(撮像) 후의 화상 처리에 의해 저감하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 실시예 1을 나타내며, 전자빔 관찰 장치의 일례를 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예 1을 나타내며, 주파수 특성으로부터 보정 계수를 산출하는 처리의 일례를 나타내는 플로차트.
도 3은 본 발명의 실시예 1을 나타내며, 화상 보정 방법의 일례를 나타내는 설명도.
도 4a는 본 발명의 실시예 2를 나타내며, 장치 A의 주파수 특성을 나타내는 그래프.
도 4b는 본 발명의 실시예 2를 나타내며, 장치 B의 주파수 특성을 나타내는 그래프.
도 5는 본 발명의 실시예 1의 변형예를 나타내며, 주파수 특성으로부터 보정 계수를 산출하는 처리의 일례를 나타내는 플로차트.
도 6은 본 발명의 실시예 7을 나타내며, 주파수 특성으로부터 보정 계수를 산출하는 처리의 일례를 나타내는 플로차트.
도 7은 본 발명의 실시예 8을 나타내며, 화상 보정 방법의 일례를 나타내는 설명도.
도 8은 본 발명의 실시예 10을 나타내며, 데이터 갱신의 일례를 나타내는 플로차트.
도 9는 본 발명의 실시예 1을 나타내며, 화상 보정의 설정 화면의 일례를 나타내는 GUI 개략도.
도 10은 본 발명의 실시예 2를 나타내며, 복수의 전자빔 관찰 장치를 관리하는 전자빔 관찰 시스템의 일례를 나타내는 구성도.
도 11은 제16 실시예에 따른 전자빔 관찰 장치의 일례를 나타내는 블록도.
도 12는 제16 실시예에 따른 전자빔차 저감용 보정 계수를 취득하기 위한 플로차트.
도 13은 제16 실시예에 따른 전자빔차 저감용 보정 계수를 취득하기 위한 화면의 일례를 나타내는 도면.
도 14는 본 발명의 실시예 11을 나타내며, 보정 계수의 일례를 나타내는 설명도.
도 15는 본 발명의 실시예 11을 나타내며, 주파수 특성으로부터 보정 계수를 산출하는 처리의 일례를 나타내는 플로차트.
도 16은 본 발명의 실시예 12를 나타내며, 화상 보정 방법의 일례를 나타내는 설명도.
도 17은 본 발명의 실시예 13을 나타내며, 보정 계수를 산출하는 처리의 일례를 나타내는 설명도.
도 18은 본 발명의 실시예 14을 나타내며, 보정 계수의 평활화 처리의 일례를 나타내는 설명도.
도 19는 본 발명의 실시예 15을 나타내며, 전자빔 관찰 시스템의 일례를 나타내는 설명도.
도 20은 본 발명의 실시예 1을 나타내며, 화상 보정 방법의 일례를 나타내는 플로차트.
도 21은 본 발명의 실시예 2를 나타내며, 화상 보정 방법의 일례를 나타내는 플로차트.
도 22는 본 발명의 실시예 3을 나타내며, 화상 보정 방법의 일례를 나타내는 플로차트.
도 23은 본 발명의 실시예 13을 나타내며, 보정 계수를 산출하는 처리의 일례를 나타내는 플로차트.
도 24는 본 발명의 실시예 15을 나타내며, 화상 보정 방법의 일례를 나타내는 플로차트.
도 25는 본 발명의 실시예 1을 나타내며, 주파수 특성으로부터 보정 계수를 산출하는 처리의 일례를 나타내는 플로차트.

이하, 도면을 참조해서 본 발명의 실시형태를 설명한다. 이하에서는 전자빔 관찰 장치의 일례로서 주사 전자현미경을 예로 들어 설명하지만, 본 발명은 주사 전자현미경 이외의 전자빔 관찰 장치에도 적용 가능하다.

[실시예 1]

도 1은, 실시예 1에 따른 전자빔 관찰 장치(주사 전자현미경)의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 도시한 예는, 데이터 버스나 네트워크 등의 통신 수단(121)을 통해서, 전자빔 관찰 장치(1-A)에 전자빔 관찰 장치(1-B)가 접속된 전자빔 관찰 시스템을 나타낸다. 전자빔 관찰 장치(1-A)와 전자빔 관찰 장치(1-B)는, 통신 수단(121)을 통해서 서로 데이터의 송수신이 가능하도록 구성되어 있다. 또, 전자빔 관찰 장치(1-A)와 전자빔 관찰 장치(1-B)의 구성은 같으므로, 전자빔 관찰 장치(1-A)만에 대해 설명한다. 또, 전자빔 관찰 장치(1-A, 1-B)를 특정하지 않을 경우에는, 「-」 이후를 생략한 부호 「1」을 사용한다.

우선, 장치 구성에 대해 설명한다. 전자원(전자총)(101)으로부터 전자빔(전자선)(102)이 조사되는 하류 방향(도면 중 아래쪽)에는, 변형 조명 조리개(103)와, 개구판(154)과, 검출기(104)와, 주사편향용 편향기(105)와, 대물렌즈(106)가 배치되어 있다. 또한, 전자 광학계에는, 도시는 하지 않지만 일차빔의 중심축(광축) 조정용 얼라이너와, 수차 보정기 등도 부가되어 있다.

또, 본 실시예 1에 있어서의 대물렌즈(106)는 여자(勵磁) 전류에 의해 포커스를 제어하는 전자렌즈인 예를 나타내지만, 정전렌즈 또는 전자렌즈와 정전렌즈의 복합이어도 된다.

컴퓨터 시스템(116)은, 시스템 제어부(110)와, 제어 장치(109)와, 입출력부(113)로 구성되어 있다.

스테이지(107)는 위에 웨이퍼, 즉 시료(108)를 재치(載置)하여 이동하는 구성으로 되어 있다. 전자원(101)과, 검출기(104)와, 주사편향용 편향기(105)와, 대물렌즈(106)와, 스테이지(107)의 각 부는 제어 장치(109)에 접속되며, 또한 제어 장치(109)에는 시스템 제어부(110)가 접속되어 있다.

시스템 제어부(110)는, 기능적으로는 기억 장치(111)와, 연산부(112)가 배치되며, 화상 표시 장치를 포함하는 입출력부(113)가 접속되어 있다. 또한, 도시는 하고 있지 않지만, 제어계, 회로계 이외의 구성 요소는 당연히 진공 용기 내에 배치되어 있고 진공 배기해서 동작시키고 있다. 또한, 진공 외에서 웨이퍼를 스테이지(107) 상에 배치하는 웨이퍼 반송계가 구비되어 있는 것도 당연하다.

또, 시스템 제어부(110)는, 보다 구체적으로는, 연산부(112)인 중앙 처리부나 기억 장치(111)인 기억부를 갖는 구성으로 하고, 이 중앙 처리부를 전술한 연산부(112)로 해서 기억 장치(111)에 기억된 제어 프로그램(120)이나 화상 처리부(148) 등을 실행시키는 것에 의해, 결함 검사나 치수 계측에 관한 화상 처리, 혹은 제어 장치(109) 등의 제어를 행할 수 있다. 또, 화상 처리부(148)는 SEM 화상을 처리하는 프로그램이다.

본 실시예 1에 있어서, 이 시스템 제어부(110)와, 입출력부(113)와, 제어 장치(109) 등도 포함해 제어부로 총칭하는 경우가 있다. 또한, 입출력부(113)는, 키보드나 마우스 등의 입력 수단과 액정 표시 디바이스 등의 표시 수단이 입력부, 출력부로서 다른 구성으로 되어 있어도 되고, 터치 패널 등을 이용한 일체형의 입출력 수단으로 구성되어 있어도 된다.

본 실시예 1의 장치를 사용해서 실시되는 화상 관찰에 관해 설명한다. 전자원(101)으로부터 방출된 전자빔(102)은 대물렌즈(106)에 의해 포커스가 제어되어, 시료(108) 상에 빔 직경이 극소해지도록 집속된다.

주사편향용 편향기(105)는 전자빔(102)이 시료(108)의 소정의 영역을 주사하도록 제어 장치(109)에 의해 제어된다. 시료(108)의 표면에 도달한 전자빔(102)은 표면 부근의 물질과 상호 작용한다. 이것에 의해, 반사 전자, 이차전자, 오제 전자 등의 이차적인 전자가 시료로부터 발생해, 취득해야 할 신호로 된다.

본 실시예 1에 있어서는 신호가 이차전자인 경우에 대해 나타낸다. 전자빔(102)이 시료(108)에 도달한 위치에서 발생한 이차전자(114)는 검출기(104)에 의해 검출된다. 이차전자(114)를 검출하는 검출기(104)의 출력 신호의 신호 처리가, 제어 장치(109)로부터 주사편향용 편향기(105)에 보내지는 주사 신호와 동기해서 행해지는 것에 의해 화상(SEM 화상)이 생성되어, 시료(108)의 관찰이 실시된다. 또, 당해 화상(SEM 화상) 대신에, 검출기(104)의 출력 신호로부터 신호 파형(예를 들면, 시료(108)의 표면 상의 위치와, 당해 위치에 대응해서 검출기(104)가 검출한 이차전자(114)의 양의 관계를 나타내는 신호 프로파일)을 생성하는 것도 가능하다.

또, 생성된 화상은 기억 장치(111)나 불휘발성 기억 장치(도시생략)에 저장할 수 있다. 기억 장치(111)나 불휘발성 기억 장치 등의 기억부에 저장된 화상은 후술하는 화상 처리부(148)에 의해서 처리된다.

또, 본 실시예 1에 있어서는, 검출기(104)는 대물렌즈(106)나 주사편향용 편향기(105)보다 상류에 배치했지만, 배치 순서는 바뀌어도 된다. 또한, 도시는 하지 않지만 전자원(101)과 대물렌즈(106) 사이에는 전자빔(102)의 광축을 보정하는 얼라이너가 배치되어, 전자빔(102)의 중심축이 조리개나 전자 광학계에 대해 어긋나 있을 경우에 보정할 수 있는 구성으로 되어 있다.

전자빔 관찰 장치(1-A, 1-B)(이후, 장치 A, 장치 B)에 있어서, 취득한 화상으로부터 시료(108)의 패턴 치수를 측정할 경우에 있어서는, 복수 장치간의 측장값의 차(기차)가 작은 것이 바람직하다.

종래예에서는, 도 1에 기재한 각 구성 요소의 하드웨어적인 조정이나 소프트웨어적인 조정에 의해, 기차를 허용 가능한 범위로까지 작게 하는 대책이 행해져왔다. 그러나, 장치 A, B 사용 후의 경년 변화나 사용 환경 등의 영향에 의해, 근소한 전자빔의 형상차 등이 생겨 허용 가능한 범위 이상의 측장값의 차(기차)가 생겨 버리는 경우가 있다.

본 실시예 1에 있어서는 장치 A와 장치 B의 기차를 도 1에 있어서의 화상 처리부(148)에 있어서의 화상 처리로 저감하는 방법을 제안한다. 본 실시예 1에서는 장치 A와 장치 B의 기차를 저감시키는 처리에 대하여 설명한다.

본 실시예 1에서는, 장치 A를 기준 장치로 해서 장치 B의 촬상 화상을 장치 A와 같은 주파수 특성이 되도록 장치 B로 촬상된 화상을 보정하는 예를 나타낸다. 장치 A와 장치 B는 다른 장치로서 설명하지만, 장치 A와 장치 B는 같아도 상관없다. 이 경우, 장치 A가 시간 변화에 따라 장치 B로 된 것으로 취급하는 경우나, 장치 A에 있어서 개구판(154)의 형상을 변화시킨 경우 등에 대응 가능하다.

화상 처리부(148)에 의한 화상의 보정은, 장치 A와 장치 B에 의해 촬상된 각각의 화상으로부터 보정 계수를 산출하고, 산출된 보정 계수에 의거하여 행해진다.

도 2는 보정 계수를 산출하는 수순의 일례를 나타내는 플로차트이다.

기준 장치로 되는 장치 A가 특정 패턴의 시료(기준 시료)(108)의 SEM 화상을 촬상한다(301). 장치 A는 촬상한 화상을 푸리에 변환 등을 하는 것에 의해, 화상의 주파수 특성 A를 산출해서 보존한다(302).

주파수 특성의 산출은 화상을 주파수 공간 화상으로 변환했을 때에 생성되는 계수의 각각에 대해 계수의 곱셈 또는 나눗셈으로 행할 수 있다.

마찬가지로 장치 B는 특정 패턴의 시료(기준 시료)(108)의 SEM 화상을 촬상한다(303). 장치 A는 촬상한 화상을 푸리에 변환 등을 하는 것에 의해, 화상의 주파수 특성 B를 산출해서 보존한다(304). 또, 특정 패턴의 시료는 동일한 시료가 바람직하다. 또한, 특정 패턴의 시료로서는, 비교적 넓은 주파수 대역에서 피크 주파수를 추출할 수 있는 블랙 실리콘 등을 사용하는 것이 바람직하다.

장치 A를 기준 장치로 해서 장치 B를 장치 A에 맞추는 것을 고려하면, 보정 계수는,

보정 계수=장치 A의 주파수 특성 A/장치 B의 주파수 특성 B………(식 1)

로서 산출한다. 장치 A는 당해 (식 1)을 사용해서 주파수 특성 A와 주파수 특성 B로부터 보정 계수를 산출한다(305). 이 보정 계수는 화상을 주파수 영역으로 변환한 후의 각 화소에 대해 산출한다.

도 2에서는 장치 A가 장치 B의 주파수 특성 B를 취득해서 보정 계수를 산출하는 예를 나타냈다.

도 25에서는 장치 A가 장치 B로 촬상한 화상의 주파수 특성 B를 연산하도록 한 경우에 있어서의 플로차트의 일례를 나타낸다.

기준 장치로 되는 장치 A가 특정 패턴의 시료(기준 시료)(108)의 SEM 화상을 촬상한다(301). 마찬가지로 장치 B는 특정 패턴의 시료(기준 시료)(108)의 SEM 화상을 촬상한다(303).

다음으로, 장치 A는, 장치 A로 촬상한 화상으로부터 주파수 특성 A를 산출해 보존하고, 장치 B로 촬상한 화상으로부터 주파수 특성 B를 산출해 보존한다(2503). 장치 A는 당해 주파수 특성 A와 주파수 특성 B로부터 (식 1)을 사용해 보정 계수를 산출한다(305).

주파수 특성은 1매의 화상으로부터도 취득할 수 있지만, 노이즈 등에 의한 값의 불균일 등의 영향을 저감하기 위해, 복수의 촬상 화상의 주파수 특성을 평균해서 사용해도 된다. 또한, 주파수 특성의 노이즈 등에 의한 값의 불균일을 저감하기 위해, 산출된 주파수 특성에 대해 평활화 처리를 행해도 된다. 도 2 및 도 25는 1매의 화상으로부터 주파수 특성을 취득하는 예이지만, 복수 매의 화상을 사용하는 경우는 도 5에 나타내는 바와 같은 처리 수순으로 된다.

도 5는 실시예 1의 변형예를 나타내며, 복수의 주파수 특성으로부터 보정 계수를 산출하는 처리의 일례를 나타내는 플로차트이다.

장치 A에서는, 특정 패턴의 시료(기준 시료)(108)의 SEM 화상을 촬상하고(301), 화상으로부터 주파수 특성 A를 산출하는 처리(601)를 N회 반복하고 나서(310), N개의 주파수 특성 A으로부터 평균 주파수 특성 A를 산출한다(602).

장치 B에서도 마찬가지로 해서, 특정 패턴의 시료(108)의 SEM 화상을 촬상하고(303), 화상으로부터 주파수 특성 B를 산출하는 처리(603)를 M회 반복하고 나서(311), M개의 주파수 특성 B로부터 평균 주파수 특성 B를 산출한다(604).

장치 A에 있어서 N매, 장치 B에 있어서 M매의 화상을 각각 촬상하고, 각각의 장치 A, B에 있어서의 평균 주파수 특성 A, B(602, 604)를 얻는다. 또, N과 M은 각각 미리 설정된 1 이상의 정수값이다.

주파수 특성의 평균이란, 각 주파수에 있어서의 진폭 특성의 평균을 의미한다. 보정 계수의 산출(306) 방법은 후술하는 도 3의 처리 수순과 같다.

도 20에, 장치 B가, 전술한 장치 A에서 산출한 보정 계수(306, 2505)를 사용해서 장치 B로 촬상된 화상으로 보정을 실시하고, 장치 A와 같은 주파수 특성으로 변환하는 플로차트의 일례를 나타낸다.

장치 B는 장치 A에서 산출된 보정 계수(306)를 취득한다(2001). 장치 B는, 장치 B로 촬상한 실공간의 화상을 주파수 공간의 화상으로 변환하고(2002), 주파수 공간의 화상의 각 화소에 대해 보정 계수(306)를 곱셈한다(2003). 장치 B는, 보정 계수(306)가 곱셈된 주파수 공간의 화상을 이차원 역 FFT(푸리에 변환) 등의 방법을 사용해서 다시 실공간의 화상으로 변환하고(2004), 보정 후의 화상으로서 출력한다(2005). 보정 후의 화상은 장치 A와 같은 주파수 특성이 되도록 보정되어 있는 것으로 되기 때문에, 장치 B와 장치 A의 기차가 저감된다.

촬상한 실공간의 화상으로부터 보정 후의 실공간의 화상을 얻는 프로세스의 일례를 블록도로 나타내면 도 3과 같이 된다. 촬상된 실공간의 화상(401)은 푸리에 변환 등의 방법을 사용해서 주파수 공간의 화상으로 변환된다(402). 다음으로, 주파수 공간의 화상의 각 화소에 대해 보정 계수가 곱셈된다(403). 보정 계수가 곱셈된 주파수 공간의 화상은, 이차원 역 FFT(푸리에 변환) 등의 공지 또는 주지의 방법에 의해 다시 실공간의 화상으로 변환되고(404), 보정 후의 실공간의 화상(405)으로서 출력된다.

또, 도 20의 플로차트에서는, 장치 B가, 장치 A에서 산출한 보정 계수(306)를 사용해서 장치 B로 촬상된 화상을 보정하는 예를 나타냈지만, 장치 A가, 장치 A에서 산출한 보정 계수(306)를 사용해서 장치 B로 촬상된 화상을 보정하도록 구성해도 된다. 또한, 장치 A가, 장치 A에서 산출한 보정 계수(306)를 사용해서 장치 A로 촬상된 화상을 보정하도록 구성해도 된다.

화상 보정의 환경 설정을 행하는 GUI(Graphical User Interface)의 일례를 도 9에 나타낸다. 도 9는 입출력부(113)의 화상 표시 장치에 출력되는 환경 설정 화면(600)의 일례를 나타내는 도면이다. 설정 화면(600)은, 기차의 보정을 행할지의 여부를 ON 또는 OFF에 의해 설정하는 스위치(610)와, 보정 대상의 장치를 설정하는 보정 타깃(620)을 포함한다.

촬상 시에 화상 보정(기차 보정)을 실행할지 하지 않을지를 스위치(610)에 의해 설정한다. 이때, 어느 장치의 주파수 특성에 맞출지를 보정 타깃(620)으로 해서 파일을 지정할 수 있다.

환경 설정 화면(600)에서 지정하는 보정 타깃(620)은 보정 대상의 주파수 특성을 기록한 파일을 상정하고 있다. 본 실시예 1에서 설명하는 바와 같은 환경 설정 화면(600)을 제공하는 것에 의해 화상 보정의 유무와 보정 타깃을 임의로 설정하는 것이 가능해진다. 또, GUI로서 입출력부(113)의 표시부를 공용할 수 있다.

이상과 같이 도 5의 실시에 따르면, 기준이 되는 장치 A로 특정 패턴의 시료를 복수 매 촬상해 복수의 화상을 취득한다. 이들 화상 1매 1매의 공간 주파수 특성을 푸리에 변환 등을 이용해서 취득하고, 그들을 통계 처리함으로써 장치 A로서의 공간 주파수 특성 A를 얻는다.

다음으로, 다른 장치 B로, 상기 장치 A에서 사용한 것과 같은 패턴의 시료를 복수 매 촬상해 복수의 화상을 취득한다. 이들 화상을 1매 1매의 공간 주파수 특성을 푸리에 변환 등을 이용해서 취득하고, 이들을 통계 처리함으로써 장치 B의 공간 주파수 특성 B를 얻는다.

공간 주파수 특성 A와 공간 주파수 특성 B를 비교함으로써 화상을 주파수적으로 보정하기 위한 보정 계수를 산출한다. 공간 주파수 특성 A와 공간 주파수 특성 B의 차가 생기지 않도록, 어느 하나의 장치의 촬상 화상을 보정함으로써 장치 A와 장치 B의 기차를 저감시킨다. 장치간의 주파수 특성을 같은 특성에 맞춤으로써, 측장값차가 저감 가능한 것은 실험에 의해 판명되어 있다. 복수 장치간의 기차를 저감하는 것이 가능해져 복수 장치를 갖는 사이트에서의 운용 관리를 정확히 행하는 것이 가능해진다.

상기, 같은 패턴이라고 기재한 시료(108)는, 실제로 측장 처리를 실시하는 시료인 것이 바람직하지만, 화상에 포함되어 있는 주파수 성분이 측장 처리에 사용하는 화상과 비슷한 것이면 다른 패턴이어도 상관없다. 또한, 상기 보정 계수를 산출하기 위해 사용한 시료와 측장에 사용하는 시료는 동일해도 되고 달라도 상관없다.

[실시예 2]

실시예 1에 있어서는 2대의 장치 A, 장치 B의 기차를 저감하는 방법에 관해 기재했지만, 기준이 되는 장치 A의 화상에는 가능한 높은 주파수의 성분이 포함되어 있는 것이 바람직하다.

화상에 높은 주파수 성분이 포함되어 있지 않다는 것은 화상이 흐릿한 것을 의미하고, 반대로 화상에 높은 주파수 성분이 많이 포함되어 있다는 것은 화상이 선명한 것을 의미하기 때문이다. 따라서, 복수 대의 장치로 같은 패턴(시료(108))의 화상을 촬상하고, 각각의 화상의 주파수 성분을 비교해서, 높은 주파수 성분이 가장 많이 포함되어 있는 장치를 기준 장치로 함으로써, 다른 장치로 촬상한 화상을 보다 선명한 화상으로 보정해서 기차를 저감하는 것이 가능해진다.

도 4a, 도 4b는 주파수 특성의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 4a는 장치 A의 주파수 특성 A를 나타내는 그래프이고, 도 4b는 장치 B의 주파수 특성 B를 나타내는 그래프이다. 도시한 예의 주파수 특성 A, B는 주파수와 파워(진폭)의 관계를 나타내지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.

도 4a, 도 4b에서는 설명을 위해 수평 주파에 대한 파워만 나타낸다. 이 도면들과 같이, 장치 A에서 취득한 화상에 대해, 장치 B에서 취득한 화상 쪽이 주파수가 높은 부분에 파워가 남아 있을 경우, 장치 B를 기준 장치로 하고, 장치 A를 장치 B에 맞추는 화상 처리를 행하면 된다.

주파수가 높은 영역에 파워가 있는지의 여부는, 예를 들면 주파수 특성으로서 높은 부분의 파워의 크기로 판단 가능하며, 또한 바이패스 필터의 출력의 크기를 비교하는 등, 기존의 방법으로 판단 가능하다.

도 10은 실시예 2에 따른 전자빔 관찰 시스템의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 컴퓨터 시스템(관리 시스템)(1001)에는, 데이터 버스나 네트워크 등의 통신 수단(1002)을 통해서 K대(K≥2)의 도 1에 나타내는 전자빔 관찰 장치가 접속되어 있다. 컴퓨터 시스템(1001)은 주파수 특성에 관한 처리를 실행하고, 주파수 특성과 그에 부수하는 정보를 보존하는 주파수 특성 처리부(1003)와, 입출력부(1004)나 통신 수단(1002)을 통한 주파수 특성의 데이터 전송을 위한 입출력 I/F부(1005), 각 전자빔 관찰 장치의 제어도 가능한 전체 제어부(1006)를 적절히 사용해서 구성된다.

주파수 특성 처리부(1003)는, 주파수 특성에 관한 연산을 실행하는 연산부(1007)와, 정보를 보존하는 기억부(1008)를 갖는다. 기억부(1008)는, 각 전자빔 관찰 장치에서 얻어진 주파수 특성을 기억하는 주파수 특성 기억부(1011)와, 주파수 특성과 함께 각 전자빔 관찰 장치로부터 얻어지는 촬상 조건 등의 부수 정보를 주파수 특성마다 기억하는 부수 정보 기억부(1012)를 적절히 사용해서 구성된다. 연산부(1007)는, 각 전자빔 관찰 장치에서 얻어진 주파수 특성이나 주파수 특성 기억부(1011)에 기억되어 있는 주파수 특성에 대해 연산을 행하는 주파수 특성 연산부(1009)와, 이들의 주파수 특성을 해석하는 주파수 특성 해석부(1013)와, 기차를 조정하기 위한 기준이 되는 주파수 특성을 특정하는 기준 주파수 특성 특정부(1010)를 적절히 사용해서 구성된다.

컴퓨터 시스템(1001)은, 복수 대의 전자빔 관찰 장치에서 얻어진 주파수 특성의 입력을 받아, 주파수 특성의 연산 결과나 기준이 되는 주파수 특성 등을 입출력부(1004)에 출력하는 기능을 갖는다. 입출력부(1004)는, 조작자에 대한 데이터의 표시 및 조작자로부터의 입력을 받아들이기 위한 키보드·마우스·디스플레이 장치 등을 사용해서 구성된다.

이 컴퓨터 시스템(1001)은, 본 발명을 사용해서 기차를 조정하기 위한 기준이 되는 주파수 특성을 기억부(1008)에 유지하는 것이 가능하고, 각 장치(1-1∼1-K)로부터의 요구에 따라, 당해 기준 주파수 특성을 각 장치에 전송할 수 있다. 또한, 각 장치(1-1∼1-K)는, 각 장치로 촬상한 화상의 주파수 특성 중, 임의의 주파수 특성을 컴퓨터 시스템(1001)에 전송할 수 있다. 또한, 컴퓨터 시스템(1001)은, 통신 수단(1002)을 통해 각 장치가 보유하는 임의의 주파수 특성을 취득할 수 있으며, 당해 각 장치의 주파수 특성 중에서 기준으로 해야 할 주파수 특성을 특정할 수 있다. 각 장치에 있어서는 이 기준 주파수 특성에 촬상 화상의 주파수 특성을 맞추는 처리를 행한다.

각 장치(1-1∼1-K)에서는, 컴퓨터 시스템(1001)으로부터 취득한 기준이 되는 주파수 특성과, 각 장치(1-1∼1-K)로 촬상한 화상의 주파수 특성으로부터 보정 계수를 산출하고, 당해 보정 계수로 화상을 보정한다. 이 경우, 장치(1-K)에 있어서의 보정 계수는,

보정 계수=기준이 되는 주파수 특성/장치(1-K)의 주파수 특성………(식 2)

으로서 산출할 수 있다.

도 21에, 실시예 2에 있어서의 플로차트의 일례를 나타낸다. 각 장치(1-1∼1-K)는, 특정 패턴의 시료(기준 시료)의 SEM 화상을 촬상하고(2101), 연산부(112)나 화상 처리부(148)를 통해 당해 촬상 화상으로부터 각각의 주파수 특성을 취득하고, 기억부(111)에 보존한다(2102). 다음으로, 각 장치(1-1∼1-K)가 당해 각각의 주파수 특성을 컴퓨터 시스템(1001)에 전송한다(2103). 이 경우, 컴퓨터 시스템(1001)이 각 장치의 기억부(111)에 보존되어 있는 원하는 주파수 특성을 취득하도록 해도 된다(2103). 컴퓨터 시스템(1001)은, 당해 각각의 주파수 특성을 부수 정보와 함께, 주파수 특성 기억부(1011), 부수 정보 기억부(1012)에 보존한다(2108). 컴퓨터 시스템(1001)의 연산부(1007)의 기준 주파수 특성 특정부(1010)는 기억부(1008)에 보존된 주파수 특성 중에서 기준이 되는 주파수 특성을 특정한다(2104). 기준이 되는 주파수 특성은, 가능한 한 높은 주파수의 성분이 포함되어 있는 주파수 특성이 바람직하다. 이러한 주파수 특성의 해석은, 주파수 특성 해석부(1013)에서 행하는 것이 가능하다. 컴퓨터 시스템(1001)은, 특정한 기준이 되는 주파수 특성을 각 장치(1-1∼1-K)에 전송한다(2105). 이 경우, 각 장치가, 컴퓨터 시스템(1001)으로부터 당해 기준이 되는 주파수 특성을 취득하도록 해도 된다(2105). 각 장치는, 당해 기준이 되는 주파수 특성과 각 장치로 촬상한 특정 패턴의 시료(기준 시료)의 화상의 주파수 특성으로부터 (식 2)를 사용해 보정 계수를 산출한다(2106). 각 장치에 있어서, 당해 보정 계수를 사용해 각 장치로 촬상한 화상의 보정을 행한다(2107).

본 실시예 2에 따르면, 복수의 장치(1)간의 기차를 저감하는 것이 가능해져, 복수의 장치(1)를 갖는 전자빔 관찰 시스템에서의 운용 관리를 정확히 행하는 것이 가능해진다.

또한, 장치(1-1∼1-K)마다 주파수 특성을 표현하는 수치열을 산출해서 유지하도록 해도 된다. 주파수 특성을 표현하는 수치열로서는, 예를 들면 이차원 FFT의 진폭 등을 사용할 수 있다.

[실시예 3]

본 발명에 있어서는, 특정의 1대를 기준 장치로 하여 기차를 맞추는 것은 필수가 아니다. 기차의 저감에 필요한 것은 화상의 주파수 특성뿐이므로, 복수 대의 장치로 특정 패턴(기준 시료)을 촬상하고, 각각의 화상의 주파수 특성의 평균값을 기준이 되는 주파수 특성으로 하고, 당해 기준의 주파수 특성을 사용해서 보정 계수를 산출하는 것도 가능하다.

본 실시예 3에서는, 도 10에 나타낸 전자빔 관찰 장치의 컴퓨터 시스템에 있어서, 컴퓨터 시스템(1001)이 각 장치의 주파수 특성을 사용해 주파수 특성의 평균값(평균 주파수 특성)을 산출한다. 이 경우, 장치(1-K)에 있어서의 보정 계수는,

보정 계수=기준이 되는 주파수 특성/장치(1-K)의 주파수 특성

=각 장치의 주파수 특성의 평균값(평균 주파수 특성)/장치(1-K)의 주파수 특성………(식 3)

으로서 산출한다.

도 22에 본 실시예에 있어서의 플로차트의 일례를 나타낸다. 컴퓨터 시스템(1001)은, 각 장치의 주파수 특성을 기억부(1008)에 보존한 후(2108), 연산부(1007)의 주파수 특성 연산부(1009)는, 각 장치의 주파수 특성의 평균값(평균 주파수 특성)을 산출하고, 당해 평균 주파수 특성을 기준이 되는 주파수 특성으로서 특정한다(2201). 각 장치는, 당해 기준이 되는 주파수 특성과 각 장치로 촬상한 특정 패턴의 시료(기준 시료)의 화상의 주파수 특성으로부터 (식 3)을 사용해서 보정 계수를 산출한다(2202). 다른 스텝은, 도 21과 같다.

본 실시예 3에 따르면, 복수의 장치(1)간의 기차를 저감하는 것이 가능해져, 복수의 장치(1)를 갖는 전자빔 관찰 시스템에서의 운용 관리를 정확히 행하는 것이 가능해진다. 또한, 각 장치의 주파수 특성의 평균값(평균 주파수 특성)을 기준 주파수 특성으로 함으로써, 복수 대의 장치를 기준 장치군으로서 취급할 수 있어, 전자빔 관찰 시스템의 기차 보정(화상차 보정)에 있어서의 플렉서블한 운용 관리가 가능해진다.

[실시예 4]

실시예 3에서 나타낸 바와 같이, 기차의 저감에 필요한 것은 화상의 주파수 특성뿐이므로, 화상을 촬영하는 장치는 서로 다른 구조를 갖는 전자빔 관찰 장치(1)여도 상관없다. 각각의 장치로 특정 패턴의 시료(108)를 촬상하고, 화상의 주파수 특성을 기초로 보정 계수를 산출하면 된다.

또한, 화상의 주파수 특성을 보존해둠으로써, 같은 장치여도 전자빔의 시간 변화(경년 변화)를 검출할 목적으로 사용하는 것도 가능해지고, 전자빔의 시간 변화를 화상의 보정에 의해 저감하는 것이 가능해진다. 또한, 메인터넌스에 수반해 부품을 교환하는 경우에 대해서도, 예를 들면 개구판(154)이나 전자원(101)의 교환에 의한 전자빔 형상의 변화를 화상 보정으로 저감하는 것도 가능하다.

[실시예 5]

실시예 1에 있어서, 촬상 화상으로부터 취득한 화상의 주파수 특성을 기초로, 전자빔의 형상 차가 화상에 미치는 영향을 저감할 수 있는 것을 나타냈다. 실시예 1에 있어서는, 장치간의 기차를 저감할 목적으로 화상 보정을 행했지만, 그 이외에도, 같은 장치에 있어서 개구판(154)을 복수 가져 복수의 개구판(154)을 전환해서 사용할 경우에, 특정의 개구판(154)에서 촬상한 화상의 주파수 특성에, 다른 개구판(154)에서 촬상한 화상의 주파수 특성을 맞출 목적으로도 활용할 수 있다.

본 명세서에 있어서, 조리개 형상을 포함하는 전자빔의 시료 도달 에너지나, 시료(108) 상의 열림각이나, 시료 조사 전류량, 광학 배율 등, 시료(108)에 조사하는 전자빔 형상을 결정하는 모든 설계, 설정 조건을 광학 조건으로 한다. 본 실시예 5에서는 조리개 형상만을 전환한 예에 대해 설명한다.

이것은, 예를 들면 분해능을 우선한 조리개 형상과, 깊은 홈을 갖는 시료(108)를 촬상하는데 적합한 조리개 형상이 서로 다른 경우 등에 활용할 수 있다. 분해능을 우선한 조리개 형상으로, 1매 이상의 복수의 화상을 촬상하는 것에 의해, 그 조리개를 사용한 경우의 화상의 주파수 특성을 취득해 둔다. 같은 패턴을 깊은 홈 촬상용의 조리개로 변경한 후에, 1매 이상의 복수의 화상을 촬상하는 것에 의해 화상의 주파수 특성을 취득해 둔다.

실시예 1과 마찬가지로 이러한 화상들로부터 취득한 주파수 특성의 차를 저감시키는 보정 계수를 산출해두면, 그 후의 촬상에 있어서는, 한쪽의 조리개로 촬상한 화상의 주파수 특성을, 다른 한쪽의 조리개로 촬상한 화상의 주파수 특성으로 보정하는 것이 가능해진다.

[실시예 6]

전자빔 관찰 장치(1)의 확대율(배율)은 보정 계수의 산출 시와 화상의 보정 시에 달라도 상관없다. 보정 계수는, 주파수마다의 계수를 갖고 있기 때문에, 보정 계수의 산출 시의 배율과 화상의 보정 시의 배율의 비에 맞춰서, 적절히 보정 계수의 주파수 방향의 스케일링을 행한 후에 화상 보정을 행하면 된다.

또, 주파수마다의 계수는, 화소마다 주파수와 강도(진폭 또는 파워)와 위상을 포함하고 있고, 본 실시예 6에서는 위상을 사용하지 않으므로, 위상을 배제할 수 있다.

[실시예 7]

본 실시예 7에서는, 보정 계수를 복수 산출하고, 복수의 보정 계수를 평균화하는 예에 대해 설명한다.

상기 실시예 5에 있어서는, 특정의 조리개 형상(조리개 형상A라 함)을 촬상한 화상의 주파수 특성을, 다른 조리개 형상(조리개 형상B라 함)으로 촬상한 화상의 주파수 특성으로 보정하기 위한 보정 계수를 산출하는 예를 나타냈다.

본 실시예 7에서는, 노이즈 등에 의한 값의 불균일의 영향을 저감하기 위해, 복수의 보정 계수를 준비해서 평균화해도 되며, 그 방법은 도 6에 나타내는 바와 같은 처리 수순이 된다.

도 6은 주파수 특성으로부터 보정 계수를 산출하는 처리의 일례를 나타내는 플로차트이다. 장치 A는, 조리개 형상A로 특정 패턴의 시료(108)의 SEM 화상을 촬상하고(701), 화상으로부터 주파수 특성 A를 산출(702)한다.

장치 B는, 조리개 형상B로 특정 패턴의 시료(108)의 SEM 화상을 촬상하고(703), 화상으로부터 주파수 특성 B를 산출(704)한다.

장치 A는, 장치 B의 주파수 특성 B를 취득해서 보정 계수를 상기 실시예 1과 마찬가지로 산출한다(306). 상기 스텝701∼704 및 스텝306을 소정의 L회 반복하고 나서(312), 상기 스텝306에서 산출된 보정 계수의 평균값을 평균 보정 계수로서 산출한다(707).

전술한 실시예 1의 도 5와의 차이는, 장치 A, 장치 B가 조리개 형상A와 조리개 형상B에서 차이가 있는 것과, 보정 계수를 산출하고 나서 평균화하는 점이다. 보정 계수의 산출(306)을 L회 반복한 평균값을, 조리개 형상A와 조리개 형상B의 평균 보정 계수(707)로 함으로써 값의 불균일의 영향을 억제할 수 있다.

[실시예 8]

본 실시예 8에서는 같은 장치, 같은 조리개 형상에 있어서, 복수의 조리개 형상 이외의 광학 조건에서 촬상한 화상의 주파수 특성으로부터 보정 계수를 산출하는 예에 대하여 설명한다.

전술한 실시예 5에서는, 한쪽의 조리개 형상으로 촬상한 화상의 주파수 특성을 다른 한쪽의 조리개 형상으로 촬상한 주파수 특성으로 보정할 수 있는 것을 나타냈지만, 같은 장치, 같은 조리개 형상에 있어서, 어느 광학 조건에서 촬상한 화상의 주파수 특성을 다른 광학 조건에서 촬상한 화상의 주파수 특성으로 보정하는 것도 가능하다.

예를 들면, 같은 장치, 같은 조리개 형상으로, 조사 전류보다도 분해능을 우선한 광학 조건(소전류 모드)과, 분해능보다도 조사 전류가 큰 것을 우선한 광학 조건(대전류 모드)에서 촬상한 화상의 주파수 특성에 대해, 실시예 5와 마찬가지로, 같은 패턴의 화상을 소전류 모드와 대전류 모드로 취득하고, 보정 계수를 취득함으로써, 대전류 모드로 촬상한 화상의 주파수 특성을 고분해능 모드로 취득한 화상의 주파수 특성으로 보정할 수 있다.

상기 광학 조건을 변경한 경우의 보정 처리에 있어서, 광학 조건마다의 화상의 주파수 특성을, 도 7에 나타내는 바와 같이 광학 조건(710)에 관련지어서 데이터베이스(700)로서 장치 내에 보유해둠으로써, 장치(1)는, 보정할 화상의 주파수 특성의 광학 조건(710)과 보정 후의 화상의 주파수 특성의 광학 조건(710)에 대응하는 데이터를 데이터베이스(700)로부터 읽어내 보정 계수를 산출하고, 화상의 주파수 특성의 보정을 행할 수 있다.

데이터베이스(700) 내에 존재하지 않는 광학 조건의 화상을 보정하는 경우에 대해서는, 촬상전에 보정 계수를 산출해 데이터베이스(700)에 저장해도 되고, 가까운 광학 조건(710)의 화상 주파수 특성으로부터 대응하는 보정 계수를 추측하는 것이어도 된다. 이 화상들의 패턴은 같고, 촬상 조건 혹은 화상의 도스량이 동등한 조건에서 취득한 것이다. 데이터베이스(700) 내의 데이터는 보정 계수로서 보유하는 것이어도 된다.

[실시예 9]

전술한 실시예 8에서는, 복수의 광학 조건에서 촬상한 화상의 주파수 특성에 대해서도 보정 계수를 산출해 보정 가능한 것을 나타냈다. 광학 조건마다 화상의 밝기나 SN비가 서로 다르기 때문에, 보정 계수의 산출에 사용하는 화상에 대해 기준(촬상 조건)을 설정해도 된다.

촬상 조건이란, 촬상하는 화상의 크기나, 복수의 촬상 화상을 적산해서 1매의 화상을 형성하는 경우의 프레임 적산수나, 주사 스피드 등 촬상할 때에 설정되는 조건인 것으로 한다.

예를 들면, 어떠한 광학 조건에 있어서도 보정 계수를 산출할 때에 사용하는 화상은 화상의 총 도스량이 미리 설정해 둔 기준 범위 내라고 한다면, 소전류 모드에서 1화소당 조사 전류량이 적기 때문에, 프레임 적산수를 증가시키고, 반대로 대전류 모드의 경우는 1화소당 조사 전류량은 많지만 시료(108)의 표면에의 조사 컨테미네이션 부착에 의한 패턴 형상 변화의 리스크가 높기 때문에, 프레임 적산수를 적게 해서 촬상하면 된다.

본 실시예 9에서는 촬상전에 설정된 광학 조건으로부터 기준의 도스량을 만족하는 촬상 조건을 선택하는 것을 전제로 설명했지만, 임의의 촬상 조건에서 촬상 후, 기준 범위에 미달하는 화상은 보정 계수 산출에 사용하지 않는 것으로 판단하는 것으로 해도 된다.

[실시예 10]

전술한 실시예 8에 있어서, 광학 조건마다의 화상의 주파수 특성을 데이터베이스(700)로서 보존하는 예를 나타냈다. 본 실시예 10에서는, 데이터베이스(700)에 보존하는 화상에 대하여, 에러 화상을 판정해서 제외하는 예에 대해 나타낸다.

도 8은, 장치 A가 데이터를 갱신하는 처리의 일례를 나타내는 플로차트이다. 데이터베이스(700) 내의 데이터는 광학 조건을 변경할 때마다 갱신해도 된다. 이때, 노이즈나 외란 등의 영향으로 왜곡된 화상을 취득한 경우에 대해서는, 예를 들면 과거의 데이터를 축적해서 주파수 특성의 평균값을 기준값으로서 보유해두고, 금회 취득한 주파수 특성(901)이 기준값으로 되는 표준 편차의 3σ로부터 벗어나는지의 여부를 판정(902)하고, 범위 내이면 데이터를 갱신하고(903), 범위 밖이면 갱신 대상외로서 제외한다(904). 또, 판정의 기준값은 이 예로 한정되는 것은 아니다.

[실시예 11]

본 실시예에서는, 패턴 형상이나 패턴 사이즈 등이 서로 다른 복수의 시료에 있어서도 공통으로 이용할 수 있는 보정 계수를 산출하는 방법을 설명한다. 일례로서, 도 14의 (A)에, 패턴폭 W1 및 패턴폭 W2로 시료 상에 형성된 복수의 라인 패턴의 이차전자 화상을 취득한 경우에 있어서, 라인 패턴의 신장(伸長) 방향에 대해 수직인 방향으로 일차전자빔을 주사했을 때에 얻어지는 이차전자의 신호 프로파일(신호 파형)을 나타낸다. 또한, 도 14의 (B)에, 상기 라인 패턴(시료)의 이차전자 화상에 있어서의 주파수 특성과, 상기 라인 패턴(시료)에 대해 도 2 등에 나타내는 플로차트에 의해 구한 보정 계수의 주파수 특성을 나타냈다. 도 14의 (B)에 나타내는 바와 같이, 라인 패턴의 패턴폭이 다를 경우, 패턴에 대해 전자빔을 주사해서 얻어진 신호의 주파수 특성이 다르기 때문에, 보정해야 할 주파수(피크 주파수)가 달라진다. 따라서, 패턴폭 W1의 라인 패턴이 형성된 시료에서 산출한 보정 테이블을, 패턴폭 W2의 라인 패턴이 형성된 시료에 적용했다고 해도, 패턴 W2에만 존재하는 주파수 피크에 대응하는 성분은 보정할 수 없다는 문제(과제)가 생긴다. 이러한 문제는, 라인 패턴의 패턴폭에 한하지 않고, 패턴의 사이즈(크기)가 다를 경우에 생긴다. 이상적으로는, 주파수 대역 전체에서 신호가 존재하는 패턴으로 보정 계수표를 작성하는 것이 바람직하지만, 실제 시료의 반도체 패턴은 특정의 주기 구조를 지닌 라인 & 스페이스 또는 홀 패턴 등으로 형성되어 있고, 주파수 공간 상에서는 패턴의 형상을 나타내는 주파수에만 피크가 나타나기 때문에, 주파수 대역 전체를 보정하는 이상적인 보정 계수표의 작성은 곤란하다. 그러나, 패턴 형상에 의존하지 않는 기차 성분만을 추출할 수 있으면, 주파수 특성이 상이한 다른 패턴의 촬상 화상에 있어서도 보정하는 것이 가능해진다.

도 15의 플로차트를 사용해서, 이러한 패턴 사이즈가 서로 다른 복수의 패턴(시료)에 대해서도 공통으로 이용할 수 있는 보정 계수표 또는 보정 계수 함수를 산출하는 방법의 일례를 설명한다.

기준 장치로 되는 장치 A가, 패턴폭 W1의 라인 패턴의 시료(기준 시료)(108)의 SEM 화상을 복수 매(1매 이상) 촬상한다(1501). 장치 A는, 촬상한 각 화상을 푸리에 변환 등을 하는 것에 의해 화상의 주파수 특성 A를 산출해 보존한다(1502). 마찬가지로 장치 B는 패턴폭 W1의 라인 패턴의 시료(기준 시료)(108)의 SEM 화상을 복수 매(1매 이상) 촬상한다(1503). 장치 A는 촬상한 각 화상을 푸리에 변환 등을 하는 것에 의해 화상의 주파수 특성 B를 산출해 보존한다(1504). 또, 패턴폭 W1의 라인 패턴의 시료는 동일한 시료가 바람직하다.

다음으로, 주파수 특성 A, B에 있어서의 피크 주파수를 추출한다(1505). 피크 주파수의 추출은, 특정 대역의 주파수 성분의 최대값, 혹은 주파수 성분이 소정의 문턱값 이상으로 되는 주파수로부터 선택적으로 추출할 수 있다.

다음 스텝에서는, 각각의 피크 주파수에 있어서의 보정 계수를 산출한다(1506). 여기에서, 장치 A를 기준 장치로 해서 장치 B를 장치 A에 맞추는 것을 고려하는 경우는, 각 피크 주파수에 있어서의 보정 계수는 (식 1)을 사용해서 산출한다.

그 후, 산출한 각 피크 주파수에 있어서의 보정 계수를 사용해서, 피크 주파수간의 보정 계수를 보간(補間)한 보정 계수표, 혹은 주파수 공간 전체에 있어서 직선 또는 곡선 근사한 보정 계수 함수를 작성한다(1507). 피크 주파수만에 있어서의 보정 계수로서는, 패턴폭 W1의 패턴 형상밖에 보정할 수 없지만, 각 피크 주파수 사이의 보정 계수를 보간, 또는 피크 주파수에 있어서의 보정 계수로 주파수 공간 전체에 있어서의 보정 계수를 직선 또는 곡선 근사한 보정 계수 함수를 작성함으로써, 전자빔 형상의 변화를 주파수 공간 전체에서 표현하는 것이 가능해진다. 당해 보정 계수표 또는 보정 계수 함수를 사용해 원하는 화상을 보정함으로써, 패턴 형상이나 패턴 사이즈에 상관없이 장치간의 기차(화상차)나 멀티빔 장치 또는 멀티 칼럼 장치에 있어서의 전자빔차(화상차)를 저감할 수 있다.

본 실시예 11에서는, 장치 A가 장치 B의 주파수 특성 B를 취득해서 보정 계수를 산출하는 예를 나타냈지만, 장치 A가 장치 B로 촬상한 화상의 주파수 특성 B를 연산하도록 해도 된다. 주파수 특성은, 1매의 화상으로부터도 취득할 수 있지만, 노이즈 등에 의한 값의 불균일 등의 영향을 저감하기 위해, 복수의 촬상 화상의 주파수 특성을 평균해서 사용해도 된다. 또한, 주파수 특성의 노이즈 등에 의한 값의 불균일을 저감하기 위해, 산출된 주파수 특성에 대해서 평활화 처리를 행해도 된다. 또한, 보정 계수의 산출에 있어서는, 도 5의 플로와 같이 복수 매의 화상을 사용해도 되고, 도 6의 플로와 같이 다른 조리개 형상에 있어서의 보정 계수의 평균값을 적용해도 된다. 마찬가지로, 보정 계수의 산출에 있어서는, 도 10에 나타내는 바와 같이 컨트롤러(1001)와 접속된 전자빔 관찰 시스템을 구성해도 되고, 도 19에 나타내는 바와 같이 화상 처리 장치(1901)와 접속한 전자빔 관찰 시스템을 구성해도 된다. 마찬가지로, 보정 계수의 산출에 있어서는, 도 11 내지 13에 나타내는 바와 같은 멀티빔 장치 혹은 멀티 칼럼 장치에 본 실시예 11을 적용해도 된다. 또한, 이들에 한하지 않고, 본 실시예 11과 이미 기술한 실시예 1∼10 혹은 후술하는 본 실시예 12∼14을 조합시킨 형태로 실시해도 된다. 또한, 보정 계수의 보간에는 단순히 전후 2점에서 직선을 구하는 등의 보간을 해도 되고, 직선 또는 곡선 근사에는 전자빔 형상의 변화를 모델화한 지수 함수 등의 식을 사용해도 된다. 기준 장치와 보정 대상의 장치의 불선명도의 차이가, 전자빔의 가우시안 형상의 폭의 차이에 기인하는 것이면, 지수 함수로 근사하는 것이 가능하다.

[실시예 12]

본 실시예 12에서는, 도 16을 사용해서 화상의 보정 처리의 일례에 대해 설명한다. 앞서 기술한 바와 같이, 패턴을 주사해서 얻어진 신호를 주파수 공간으로 표현했을 때, 라인 & 스페이스나 홀과 같은 패턴의 형상 정보는, 주로 주파수 피크에 있어서의 주파수 정보로 표현된다. 환언하면, 주파수 피크 이외의 주파수 대역은, 거의 패턴의 형상 정보가 포함되어 있지 않다고도 할 수 있다. 이 경우, 피크 주파수만 혹은 피크 주파수를 포함하는 근방의 주파수 대역에서만 보정 계수를 사용해서 촬상 화상을 보정하면, 다른 주파수 대역에 관해서는 보정을 행하지 않아도, 기차나 빔차에 의한 화상차를 저감하는 것이 가능해진다. 도 16의 (A)에 패턴폭 W1로 시료 상에 형성된 복수의 라인 패턴의 이차전자 화상의 주파수 특성을, 도 16의 (B) 및 도 16의 (C)에 기준 장치와 보정 대상 장치로 촬상한 폭 W1 및 W2의 라인 패턴 화상으로부터 산출한 피크 주파수에 있어서의 보정 계수 및 당해 보정 계수에 대해 곡선 근사한 보정 계수 함수를 나타낸다. 폭 W1의 라인 패턴의 형상 정보는, 도 16의 (B)의 검은 동그라미로 나타내는 피크 주파수 및 피크 주파수 근방의 주파수 대역만에 의해 표현되어 있기 때문에, 곡선 근사해서 보정 계수 함수를 구하지 않고 화상차의 보정이 가능하다. 도 16의 (A)의 피크 주파수는 실시예 11에서 설명한 방법으로 추출할 수 있고, 그 피크 주파수 또는 피크 주파수를 포함하는 그 근방 대역에서만 보정 계수를 적용한다. 본 실시에 따르면, 곡선 근사한 보정 계수 함수를 작성해서 주파수 공간 전체에 보정 계수를 적용할 필요가 없기 때문에, 보정 처리의 부하를 경감할 수 있어 보정 처리 시간을 단축할 수 있다. 또한, 도 16의 (B)와 도 16의 (C)를 비교하면, 도 16의 (C)에는 도 16의 (B)에서는 볼 수 없는 피크 주파수가 복수 존재한다. 화상의 패턴 형상에 따라서, 도 16의 (B) 혹은 도 16의 (C)의 보정 계수 함수를 구분해 사용함으로써 화상차를 보다 저감하는 것도 가능하다.

[실시예 13]

본 실시예에서는, 패턴 사이즈가 다른 2개 이상의 시료를 사용해서 보정 계수표 또는 보정 계수 함수를 산출하는 방법을 설명한다. 도 17의 (A)에, 패턴폭 W1, W2의 라인 패턴에 대한 일차전자빔 주사로 얻어진 이차전자의 신호 프로파일과, 패턴폭 W1, W2의 라인 패턴의 이차전자 화상의 주파수 특성 및 추출한 피크 주파수와, 기준 장치와 보정 대상 장치로 촬상한 폭 W1, W2의 라인 패턴 화상으로부터 산출한 피크 주파수에 있어서의 보정 계수를 나타낸다. 예를 들면, 시료의 패턴에 포함되는 주파수 피크수가 적을 경우, 피크 주파수에 있어서의 신호만으로 일차전자빔 형상의 변화를 안정되게 파악하는 것이 곤란해진다. 이러한 경우, 패턴 사이즈 등이 다른 복수의 패턴(시료)에 있어서의 각각의 주파수 특성의 피크 주파수를 추출함으로써, 보정 계수의 보간이나 근사에 이용하는 주파수를 증가시킬 수 있다.

도 23에 본 실시예에 있어서의 플로차트의 일례를 나타낸다.

기준 장치로 되는 장치 A가, 패턴폭 W1의 라인 패턴의 시료(기준 시료)의 SEM 화상을 복수 매(1매 이상) 촬상한다(2301). 다음으로, 장치 A가, 패턴폭 W2의 라인 패턴의 시료(기준 시료)의 SEM 화상을 복수 매(1매 이상) 촬상한다(2302). 마찬가지로 장치 B는, 패턴폭 W1의 라인 패턴의 시료(기준 시료)와 패턴폭 W2의 라인 패턴의 시료(기준 시료)의 SEM 화상을 복수 매(1매 이상) 촬상한다(2303, 2304). 이 경우, 장치 A와 장치 B로 촬상하는 패턴폭 W1의 라인 패턴의 시료는 동일한 시료인 것이 바람직하고, 장치 A와 장치 B로 촬상하는 패턴폭 W2의 라인 패턴의 시료도 동일한 시료인 것이 바람직하다. 또한, 패턴폭 W1의 라인 패턴과 패턴폭 W2의 라인 패턴은, 동일한 시료(기준 시료) 상에 있어서 서로 다른 위치에 형성되어 있어도 된다.

장치 A는, 촬상한 폭 W1, W2의 라인 패턴 화상을 푸리에 변환 등을 하는 것에 의해 주파수 특성 A_W1, A_W2를 산출해 보존한다(2305). 마찬가지로 장치 B는, 촬상한 폭 W1, W2의 라인 패턴 화상을 푸리에 변환 등을 하는 것에 의해 주파수 특성 B_W1, B_W2를 산출해 보존한다(2306). 다음으로, 주파수 특성 A_W1, B_W1에 있어서의 피크 주파수를 추출한다(2307). 마찬가지로, 주파수 특성 A_W2, B_W2에 있어서의 피크 주파수를 추출한다(2307). 피크 주파수의 추출은, 특정 대역의 주파수 성분의 최대값, 혹은 주파수 성분이 소정의 문턱값 이상으로 되는 주파수로부터 선택적으로 추출할 수 있다.

다음의 스텝에서는, 각각의 피크 주파수에 있어서의 보정 계수를 산출한다(1506). 여기에서, 장치 A를 기준 장치로 해서 장치 B를 장치 A에 맞추는 것을 고려하는 경우는, 각 피크 주파수에 있어서의 보정 계수는 (식 1)을 사용해서 산출한다.

그 후, 산출한 각 피크 주파수에 있어서의 보정 계수를 사용해서, 피크 주파수간의 보정 계수를 보간한 보정 계수표, 혹은 주파수 공간 전체에 있어서 직선 또는 곡선 근사한 보정 계수 함수를 작성한다(1507).

우선, 폭 W1의 라인 패턴을 주사해서 얻어진 이차전자 화상의 주파수 특성으로부터 피크 주파수를 추출하고, 피크 주파수에서의 보정 계수를 산출한다. 폭 W2의 라인 패턴에 대해서도 마찬가지로 보정 계수를 산출한다. 다음으로, 폭 W1, W2의 라인 패턴 화상으로부터 산출한 피크 주파수에 있어서의 보정 계수를 사용해서, 앞선 실시예 11에서 기술한 방법에 의해 보정 계수표 또는 보정 계수 함수를 작성한다. 도 17의 (B)에 곡선 근사한 보정 계수 함수의 예를 나타낸다. 이와 같이 패턴폭이 서로 다른 2개의 라인 패턴의 시료를 사용함으로써, 보정 계수표 또는 보정 계수 함수를 작성할 때의 피크 주파수의 수를 증가시킬 수 있기 때문에, 화상차의 저감 효과가 보다 높은 보정 계수표 또는 보정 계수 함수를 작성하는 것이 가능해진다.

전술한 처리는, 3개 이상의 시료에서도 마찬가지로 실행 가능하다. 주파수 특성(피크 주파수)이 다른 패턴(시료)을 다수 사용해 보다 범용성이 높은 보정 계수표나 보정 계수 함수를 작성함으로써, 주파수 특성이 다른 각종 패턴의 촬상 화상에 있어서도 화상차의 보정이 가능해진다. 이 경우, 범용성이 보다 높고 화상차 저감 효과가 보다 높은 보정 계수표나 보정 계수 함수를 작성는데 있어서, 비교적 넓은 주파수 대역에서 피크 주파수를 추출할 수 있는 블랙 실리콘을 시료(기준 시료)로서 사용함으로써, 시료(기준 시료)의 수를 적게 하는 것이 가능하다. 또한, 본 실시예에서는, 패턴의 이차전자 화상으로부터 주파수 특성을 구해 피크 주파수의 추출을 행하고 있지만, 이차전자의 신호 프로파일로부터 주파수 특성을 구해 피크 주파수의 추출을 행해도 된다. 예를 들면, 홀 패턴에서는 화상으로부터 주파수 특성을 구하는 편이 바람직하지만, 라인 패턴에서는 신호 프로파일로부터 주파수 특성을 구해 피크 주파수의 추출을 행해도 화상의 보정에 대해 동등한 효과를 얻을 수 있다.

[실시예 14]

본 실시예에서는 보정 계수의 평활화 방법에 대해 설명한다. 패턴 구조(패턴의 형상이나 패턴 배열의 피치)가 랜덤인 시료를 촬상한 화상의 주파수 특성에 있어서는, 특징적인 주파수 피크가 나타나지 않는 경우가 있어, 앞선 실시예에서 기술한 방법에 의해 산출한 피크 주파수에 있어서의 보정 계수로는 최적인 화상차의 보정을 할 수 없는 경우가 있다. 환언하면, 이러한 경우, 기준 장치와 보정 대상 장치에서 취득한 화상의 주파수 특성으로부터 산출한 보정 계수표 혹은 보정 계수 함수는 노이즈의 영향을 받기 쉬워, 원하는 화상의 보정을 행했을 때에 특정의 주파수만 과도 보정 혹은 보정 부족이 된다는 문제를 일으킨다. 이러한 문제를 해결하기 위해(과도 보정 또는 보정 부족의 영향을 경감하기 위해), 이하, 보정 계수표나 보정 계수 함수를 평활화하는 처리의 흐름에 대해 설명한다. 도 18에, 기준 장치와 보정 대상 장치에 있어서 패턴 구조(패턴의 형상이나 패턴 배열의 피치)가 랜덤인 시료를 촬상했을 때의 주파수 특성, 당해 주파수 특성을 사용해서 산출한 보정 계수맵, 당해 보정 계수맵을 각도 방향으로 전개한 보정 계수와 그 프로파일, 또한 보정 계수를 각도 방향으로 평활화해서 얻어진 평활화 보정 계수맵, 당해 평활화 보정 계수맵을 각도 방향으로 전개한 보정 계수와 그 프로파일에 대해, 처리의 흐름에 따라 화살표로 나타냈다. 우선, 패턴 구조가 랜덤인 시료를 기준 장치로 촬상한 화상의 주파수 특성(1801)과, 동 시료를 보정 대상 장치로 촬상한 화상의 주파수 특성(1802)을 사용해서 보정 계수를 산출하고(1803), 보정 계수맵을 작성한다(1804). 기준 장치와 보정 대상 장치의 기차에 의한 빔 형상의 변화는 보정 계수맵(1504) 상에서 이차원의 분포로서 나타난다. 보정 계수맵(1804)의 이차원 분포의 중심(주파수 공간의 직류 성분)을 기준으로 해서 극좌표로 전개하고(1805), 각도 방향으로 공간 필터에 의한 평활화 처리를 행해서(1807), 극좌표 전개한 평활화 보정 계수(1508)를 생성한다. 평활화 처리를 행하기 전의 보정 계수 프로파일(1806)과 비교해서, 평활화 후에는 노이즈가 적은 보정 계수 프로파일이 얻어진다(1810). 그 후, 당해 평활화 보정 계수맵(1808)을 이차원 좌표(x-y좌표)로 변환해서 평활화 보정 계수맵(1809)을 구한다. 보정 계수맵(1804)을 극좌표 전개한 후에 각도 방향으로 평활화 처리를 행함으로써, 공간 필터의 필터 사이즈를 비교적 크게 한 경우여도 보정 계수를 과도하게 초과시키는 일이 없기 때문에, 일정한 보정 효과를 얻을 수 있다. 또한, 상기 방법에 한하지 않고, 이동 평균에 의한 노이즈 제거나, 각도 방향으로 주파수 특성을 산출해서 로우 패스 필터에 의해 평활화를 행하는 것도 가능하다. 이렇게 해서 평활화를 행한 보정 테이블을 보정에 이용함으로써, 노이즈의 영향을 억제해 특정 주파수의 과도 보정이나 보정 부족과 같은 과제를 해결할 수 있다.

[실시예 15]

도 19는, 실시예 15에 따른 전자빔 관찰 시스템의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 컴퓨터 시스템(관리시스템)(1901)에는, 통신 수단(1002)을 통해 K대(K≥2)의 도 1에 나타낸 구성의 전자빔 관찰 장치가 접속되어 있다. 컴퓨터 시스템(1901)은, 화상이나 보정 계수 등에 관한 처리를 실행하고, 화상이나 보정 계수 등과 그들에 부수하는 정보를 보존하는 보정 계수 처리부(1902)와, 입출력부(1004)나 통신 수단(1002)을 통한 화상 및 이차신호 프로파일의 데이터 전송을 위한 입출력 I/F부(1005), 각 전자빔 관찰 장치의 제어도 가능한 전체 제어부(1006)를 적절히 사용해서 구성된다.

보정 계수 처리부(1902)는, 보정 계수 등에 관한 연산을 실행하는 연산부(1903)와, 정보를 보존하는 기억부(1904)를 갖는다. 기억부(1904)는, 각 전자빔 관찰 장치에서 얻어진 화상을 기억하는 화상 기억부(1909)와, 각 전자빔 관찰 장치에서 얻어진 이차신호 프로파일을 기억하는 신호 파형 기억부(1910)와, 화상이나 이차신호 프로파일과 함께 각 전자빔 관찰 장치로부터 얻어지는 촬상 조건 등의 부수 정보를 화상이나 이차신호 프로파일마다 기억하는 부수 정보 기억부(1012)와, 연산부(1903)에서 처리된 주파수 특성을 기억하는 주파수 특성 기억부(1011)와, 연산부(1903)에서 처리된 보정 계수를 기억하는 보정 계수 기억부(1911)를 적절히 사용해서 구성된다. 연산부(1903)는, 각 전자빔 관찰 장치에서 얻어진 화상으로부터 주파수 특성을 산출하는 화상 연산부(1905), 각 전자빔 관찰 장치에서 얻어진 이차신호 프로파일로부터 주파수 특성을 산출하는 신호 파형 연산부(1906), 화상 연산부(1905)나 신호 파형 연산부(1906)에서 산출된 주파수 특성(주파수 특성 기억부(1011)에 기억되어 있는 주파수 특성이어도 됨)에 대해 연산을 행하는 주파수 특성 연산부(1009)와, 이들 주파수 특성을 해석하는 주파수 특성 해석부(1013)와, 복수의 주파수 특성으로부터 보정 계수를 산출하는 보정 계수 연산부(1907)와, 기차를 조정하기 위한 기준이 되는 보정 계수를 특정하는 기준 보정 계수 특정부(1908)를 적절히 사용해서 구성된다.

컴퓨터 시스템(1901)은, 복수 대의 전자빔 관찰 장치에서 얻어진 화상 또는 이차신호 프로파일의 입력을 받아, 화상이나 이차신호 프로파일, 주파수 특성뿐만 아니라, 보정 계수의 연산 결과나 기준이 되는 보정 계수 등의 데이터를 입출력부(1004)에 출력하는 기능을 갖는다.

컴퓨터 시스템(1901)은, 각 장치(1-1∼1-K)에서 취득한 화상 또는 이차신호 프로파일을 사용해서, 그들의 주파수 특성으로부터 선택적으로 피크 주파수를 추출하고, 피크 주파수에 있어서의 보정 계수를 산출한다. 또한, 컴퓨터 시스템(1901)은, 화상차를 조정하기 위한 기준이 되는 보정 계수를 기억부(1903)에 유지하고, 당해 보정 계수로 각 장치(1-1∼1-K)로 별도 촬상된 화상의 보정 처리를 행해, 입출력부(1004)에 보정 전후의 화상을 표시하는 것이 가능하다. 또한, 컴퓨터 시스템(1901)은, 각 장치(1-1∼1-K)로부터의 요구에 따라, 기준이 되는 보정 계수 혹은 보정 처리 후의 화상을 각 장치에 전송한다. 각 장치에 있어서는, 당해 기준이 되는 보정 계수를 사용해서 추가로 다른 화상을 보정해도 되고, 전송된 보정 처리 후의 화상을 표시해도 된다.

도 24에 본 실시예에 있어서의 플로차트의 일례를 나타낸다. 각 장치(1-1∼1-K)는, 특정 패턴의 시료(기준 시료)의 SEM 화상 또는 이차신호 프로파일을 취득하고 기억부(111)에 보존한다(2401). 각 장치(1-1∼1-K)는 당해 각각의 화상 또는 이차신호 프로파일을 화상 처리 장치(1901)에 전송한다(2402). 이 경우, 컴퓨터 시스템(1901)이 각 장치의 기억부(111)에 보존되어 있는 원하는 주파수 특성을 취득하도록 해도 된다(2402). 컴퓨터 시스템(1901)은, 당해 각각의 화상이나 이차신호 프로파일을 부수 정보와 함께, 주파수 특성 기억부(1011), 부수 정보 기억부(1012)에 보존한다(2403). 컴퓨터 시스템(1901)의 연산부(1903)의 화상 연산부(1905)나 신호 파형 연산부(1906)는, 당해 각각의 화상 또는 이차신호 프로파일로부터 각각의 주파수 특성을 취득하고, 기억부(1904)의 화상 기억부(1909)나 신호 파형 기억부(1910)에 보존한다(2404). 컴퓨터 시스템(1901)의 연산부(1903)의 주파수 특성 해석부(1013)는, 각각의 주파수 특성으로부터 피크 주파수를 추출한다(2405). 그 후, 컴퓨터 시스템(1901)의 보정 계수 연산부(1907)가 각 피크 주파수에 있어서의 보정 계수를 산출하고, 기억부(1904)의 보정 계수 기억부(1911)에 보존한다(2406). 이 경우, 보정 계수 연산부(1907)는, 당해 보정 계수에 의거하여 보정 계수표 또는 보정 계수 함수를 작성해 보정 계수 기억부(1911)에 보존해도 된다. 컴퓨터 시스템(1901)의 연산부(1903)의 기준 보정 계수 특정부(1908)는, 보정 계수 기억부(1907)에 보존된 보정 계수 중에서 기준이 되는 보정 계수를 특정한다(2407). 이 경우, 기준 보정 계수 특정부(1908)는 기준이 되는 보정 계수표 또는 보정 계수 함수를 특정해도 된다. 컴퓨터 시스템(1901)은 특정한 기준이 되는 보정 계수를 각 장치(1-1∼1-K)에 전송한다(2408). 이 경우, 각 장치가 컴퓨터 시스템(1901)으로부터 당해 기준이 되는 보정 계수를 취득하도록 해도 된다(2408). 각 장치는, 당해 기준이 되는 보정 계수(보정 계수표 또는 보정 계수 함수여도 됨)와 (식 3)을 사용해 각 장치에서 취득한 임의의 화상에 대해 보정을 행한다(2409).

본 실시예 15에 따르면, 복수의 장치(1)간의 기차를 저감하는 것이 가능해져 복수의 장치(1)를 갖는 전자빔 관찰 시스템에서의 운용 관리를 정확히 행하는 것이 가능해진다. 또한, 컴퓨터 시스템(1901)이, 각각의 전자빔 관찰 장치에서 취득한 화상이나 이차신호 프로파일을 부수 정보와 함께 기억부(1904)에 보존함으로써, 각 장치의 측정 데이터의 일원(一元) 관리가 가능해지는 점에서 전자빔 관찰 시스템에 있어서의 데이터 관리가 용이해진다.

[실시예 16]

실시예 1∼15에 있어서는, 전자빔 관찰 장치 내의 전자빔이 1개인 소위 싱글 빔 장치에 있어서의 예를 나타냈다. 실시예 11에 있어서는, 도 11과 같이 전자빔 관찰 장치 내의 전자빔이 2개 이상인, 소위 멀티빔 장치 혹은 멀티 칼럼 장치에 있어서 본 발명을 적용한 예에 대해 나타낸다.

멀티빔 장치 혹은 멀티 칼럼 장치에 있어서는, 장치 내를 통과하는 복수의 전자빔의 각각에서 취득한 화상의 분해능이나, 그 화상을 사용한 시료 패턴의 측장 결과가 불균일해지는 경우가 있다. 이것은, 빔 전류나 렌즈에 의해 받는 수차(收差) 등이 전자빔마다 서로 다르기 때문이다. 여기에서, 실시예 1∼15에 있어서 설명해온 바와 같이, 복수 장치간의 분해능이나 측장값의 차(기차)는 작은 것이 바람직하다. 이것은 멀티빔 장치 혹은 멀티 칼럼 장치에 있어서의 각 전자빔간의 분해능이나 측장값의 차(전자빔차)에 있어서도 마찬가지이다. 따라서, 실시예 1∼15에 나타낸 복수 장치에서 취득한 화상에 적용하는 본 발명 방법을, 1대의 멀티빔 장치 혹은 멀티 칼럼 장치 내의 복수의 전자빔으로 취득한 화상에 적용함으로써, 멀티빔 장치 혹은 멀티 칼럼 장치에 있어서의 전자빔차를 저감하는 것이 가능하다.

본 실시예에 있어서는, 대표적으로 실시예 1에 있어서 복수 장치간을 복수 전자빔간으로 치환한 내용에 대해 나타낸다. 실시예 2∼15에 있어서도 마찬가지로, 복수 장치간을 복수 전자빔간으로 치환함으로써, 멀티빔 장치 또는 멀티 칼럼 장치에 있어서의 전자빔차의 저감의 내용이지만, 여기에서는 기재를 생략한다.

이하, 본 실시예에 있어서는 전자빔 관찰 장치가 멀티빔 장치인 예를 나타내지만, 동일 장치 중에 복수의 칼럼이 존재하는 멀티 칼럼 장치여도 마찬가지이다.

도 11은 실시예 11에 따른 전자빔 관찰 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 우선, 장치 구성에 대하여 설명한다. 전자원(전자총)(1101)으로부터 전자빔(전자선)(1102)이 조사되는 하류 방향(도면 중 아래쪽)에는, 렌즈(1103)와, 멀티빔 형성부(1104)와, 검출기 어레이(1106)와, 빔 세퍼레이터(1107)와, 주사편향용 편향기(1108)가 배치되어 있다. 전자 광학계에는, 도시는 하지 않지만 일차빔의 중심축(광축) 조정용 얼라이너와, 수차 보정기 등도 더 부가되어 있다. 렌즈(1103)는 여자 전류에 의해서 포커스를 제어하는 전자렌즈, 정전렌즈, 또는 그 복합 중 어느 하나여도 된다. 또한, 본 실시예에 있어서는, 멀티빔 형성부(1104)는 개구 어레이와 렌즈 어레이의 조합으로 했지만, 본 발명의 범위는 그것으로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 실시예에 있어서는, 전자원은 전자원(1101) 단일로 했지만, 멀티빔의 각 전자빔에 대응하도록 전자원이 복수 존재하는 경우에 있어서도 본 발명은 효과를 잃지 않는다. 또한, 검출기 어레이(1106)는 그 내부에 복수의 검출기(1106a∼e)를 포함한다.

컴퓨터 시스템(116)은, 시스템 제어부(110)와, 제어 장치(109)와, 입출력부(113)로 구성되어 있다.

스테이지(1109)는 위에 웨이퍼, 즉 시료(1110)를 재치해서 이동하는 구성으로 되어 있다. 전자원(1101), 렌즈(1103), 멀티빔 형성부(1104), 검출기 어레이(1106), 빔 세퍼레이터(1107), 주사편향용 편향기(1108), 스테이지(1109)의 각 부는 제어 장치(109)에 접속되며, 또한 제어 장치(109)에는 시스템 제어부(110)가 접속되어 있다.

시스템 제어부(110)에는, 기능적으로는 기억 장치(111)와, 연산부(112)가 배치되고, 화상 표시 장치를 포함하는 입출력부(113)가 접속되어 있다. 또한, 도시는 하고 있지 않지만, 제어계, 회로계 이외의 구성 요소는 당연히 진공 용기 내에 배치되어 있고 진공 배기해서 동작시키고 있다. 또한, 진공 외에서 웨이퍼를 스테이지(1109)상에 배치하는 웨이퍼 반송계가 구비되어 있는 것도 당연하다.

또, 시스템 제어부(110)는, 보다 구체적으로는, 연산부(112)인 중앙 처리부나 기억 장치(111)인 기억부를 갖는 구성으로 하고, 이 중앙 처리부를 전술한 연산부(112)로 해서 기억 장치(111)에 기억된 제어 프로그램(120)이나 화상 처리부(148) 등을 실행시키는 것에 의해, 결함 검사나 치수 계측에 관한 화상 처리, 혹은 제어 장치(109) 등의 제어를 행할 수 있다. 또, 화상 처리부(148)는 SEM 화상을 처리하는 프로그램이다.

본 실시예에 있어서, 이 시스템 제어부(110)와, 입출력부(113)와, 제어 장치(109) 등도 포함해 제어부로 총칭하는 경우가 있다. 또한, 입출력부(113)는, 키보드나 마우스 등의 입력 수단과 액정 표시 디바이스 등의 표시 수단이 입력부, 출력부로서 별도 구성으로 되어 있어도 되고, 터치패널 등을 이용한 일체형의 입출력 수단으로 구성되어 있어도 된다.

본 실시예의 장치를 사용해서 실시되는 화상 관찰에 관해 설명한다. 전자원(1101)으로부터 방출된 전자빔(1102)은 렌즈(1103)에 의해 대략 평행빔으로 조정되어 멀티빔 형성부(1104)에 입사해 멀티빔(1105a∼e)으로 된다. 또, 본 실시예에 있어서는 멀티빔의 개수가 5개(1105a∼e)인 예를 나타냈지만, 빔의 개수는 그 이상이어도 그 이하여도 본 발명의 효과는 상실되지 않는다. 멀티빔으로 된 전자빔(1105a∼e)은 빔 세퍼레이터(1107)를 통과한 후 주사편향용 편향기(1108)에 의해 편향 작용을 받으면서 시료(1110) 상에 빔 직경이 극소해지도록 집속된다.

주사편향용 편향기(1108)는 멀티빔으로 된 전자빔(1105a∼e)의 각각이 시료(1110)의 소정의 영역을 주사하도록 제어 장치(109)에 의해 제어된다. 시료(1110)의 표면에 도달한 멀티빔으로 된 전자빔(1105a∼e)은 표면 부근의 물질과 상호 작용한다. 이것에 의해, 반사 전자, 이차전자, 오제 전자 등의 이차적인 전자가 시료로부터 발생해 취득해야 할 신호가 된다. 본 실시예에 있어서는 신호가 이차전자인 경우에 대해 나타낸다. 멀티빔으로 된 전자빔(1105a∼e)이 시료(1110)에 도달한 위치에서 발생한 이차전자(1111a∼e)는 빔 세퍼레이터(1107)에 의해 멀티빔으로 된 전자빔(1105a∼e)과는 궤도 분리되고, 검출기 어레이(1106) 중의 복수의 검출기(1106a∼e)의 각각에 의해 검출된다. 검출기 어레이(1106a∼e)로부터 검출되는 이차전자(1111a∼e)의 신호 처리가, 제어 장치(109)로부터 주사편향용 편향기(1108)에 보내지는 주사 신호와 동기해서 행해지는 것에 의해 화상(SEM 화상)이 생성되고 시료(1110)의 관찰이 실시된다.

또, 생성된 화상은, 기억 장치(111)나 불휘발성 기억 장치(도시생략)에 저장할 수 있다. 기억 장치(111)나 불휘발성 기억 장치 등의 기억부에 저장된 화상은, 후술하는 화상 처리부(148)에 의해서 처리된다.

또, 본 실시예에 있어서 나타낸, 렌즈(1103), 멀티빔 형성부(1104), 검출기 어레이(1106), 빔 세퍼레이터(1107), 주사편향용 편향기(1108)의 배치 순서는 바뀌어도 되고, 도 11에 나타내는 이외의 전자 광학 소자 등을 포함하고 있어도 된다. 또한, 도시는 하지 않지만 전자원(1101)에서부터 시료(1110)의 사이에는 전자빔(1102) 혹은 멀티빔으로 된 전자빔(1105a∼e)의 위치나 각도를 조정하기 위한 얼라이너가 배치되고, 전자빔(1102) 혹은 멀티빔으로 된 전자빔(1105a∼e)의 중심축이 각종 전자 광학 소자에 대해 어긋나 있을 경우에 보정할 수 있는 구성으로 되어 있다.

여기에서, 멀티빔으로 된 전자빔(1105a∼e)을 사용해서 취득한 화상으로부터 시료(1110)의 패턴 치수를 측정하는 경우에 있어서는, 복수의 전자빔간에 있어서의 분해능이나 프로브 전류량, 측장값 등의 차(전자빔차)가 작은 것이 바람직하다. 종래예에서는, 도 11에 기재한 각 구성 요소의 하드웨어적인 조정이나 소프트웨어적인 조정에 의해 전자빔차를 허용 가능한 범위로까지 작게 하는 대책이 행해져왔다. 그러나, 장치 사용 후의 경년 변화나 사용 환경 등의 영향에 의해, 근소한 전자빔의 형상차 등이 생겨 허용 가능한 범위 이상의 전자빔차가 생겨 버리는 경우가 있다.

본 실시예에 있어서는, 멀티빔으로 된 전자빔(1105a∼e)의 전자빔차를 도 11에 있어서의 화상 처리부(148)에 있어서의 화상 처리로 저감한다. 즉, 어느 전자빔을 기준의 전자빔으로 결정하고, 전자빔차를 저감하고자 하는 전자빔에서 취득한 화상을 보정한다.

여기에서, 실시예 1에 있어서는 도 2 또는 도 5의 플로차트를 사용해, 장치 A를 기준 장치로 해서 장치 B를 장치 A에 맞추기 위해 보정 계수를 산출하는 예를 나타냈다. 본 실시예에 있어서는, 이들의 플로차트에 있어서의 「장치 A 또는 B에서 취득한 화상」을 「전자빔(1105a∼e) 중 어느 하나의 취득한 화상」으로 치환해서 생각함으로써 전자빔차를 저감하는 것이 가능하다. 그 이외에 관해서는 실시예 1에서 설명한 내용과 모두 동일하기 때문에 여기에서는 설명을 할애한다.

즉, 전자빔(1105a)을 기준의 전자빔으로 하고, 전자빔(1105b)에서 취득한 화상의 기준의 전자빔에 대한 전자빔차를 저감할 경우, 장치 A에서 취득한 화상으로서 전자빔(1105a)에서 취득한 화상을 적용하고, 장치 B에서 취득한 화상으로서 전자빔(1105b)에서 취득한 화상을 적용함으로써, 전자빔차를 저감하기 위한 보정 계수를 산출할 수 있다(306). 전자빔(1105c∼e)에 관해서도 마찬가지로 해서 보정 계수를 산출함으로써, 해당되는 전자빔 관찰 장치 내의 모든 멀티빔으로 된 전자빔(1105a∼e)의 전자빔차을 저감할 수 있다.

또, 실시예 1과 마찬가지로, 본 실시예에 있어서도 동일한 전자빔(예를 들면 1105a)에서 취득한 화상끼리에서의 차이의 저감을 행하는 것은 당연히 발명의 범위에 포함된다. 예를 들면 전자빔(1105a)이 시간 변화에 따라 변화한 것으로서 취급하는 경우 등에 대응 가능하다.

또한, 해당 전자빔 관찰 장치 이외의 전자 장치로 촬상한 화상을 기준의 전자빔으로 정의하고, 멀티빔으로 된 전자빔(1105a∼e)의 모두에 관해 기준이 되는 전자빔에 대한 보정 계수를 구하고, 모든 화상을 보정하는 경우여도 발명의 효과를 잃지 않는다.

또, 반복이 되지만, 본 실시예에 있어서는, 화상 처리부(148)에 의한 화상의 보정은, 멀티빔으로 된 전자빔(1105a∼e)에 의해 촬상된 각각의 화상으로부터 보정 계수를 산출하고, 산출된 보정 계수에 의거하여 행해진다.

화상 보정 처리 방법에 관해서는, 실시예 1과 마찬가지로, 예를 들면 도 3에 나타내는 설명도에 따르면 된다.

다음으로, 멀티빔의 전자빔차를 저감하기 위해 보정 계수를 취득하는 수순에 관해 도 12 및 13을 사용해서 설명한다. 도 12는 전자빔차 저감용 보정 계수를 취득하기 위한 플로차트이다. 오퍼레이터는, 화상 표시 장치를 구비한 입출력 장치(113)를 통해 전자빔차 저감용 보정 계수 취득을 개시한다(도 12 중 스텝S1201). 화상 표시 장치에는 도 13에 나타내는 멀티빔 전자빔차 저감 화면이 나타난다. 이하, 달리 언급이 없는 경우는 도 13을 참조한다. 오퍼레이터가 조건 선택부(1301)의 풀다운으로부터 전자빔차를 저감하는 광학 조건을 선택하면, 기억 장치(111)에 미리 보존되어 있던 가속 전압, 열림각, 빔 전류나 빔간 거리 등의 조건이 화상 표시 장치에 반영된다. 또, 이러한 광학 조건들은 어디까지나 일례에 지나지 않으며, 이들이 광학 조건에 반드시 포함되는 것으로 한정되지 않고, 그 이외의 광학 조건이 설정되어도 상관없다. 오퍼레이터는 조건 호출 버튼(1302)을 눌러 광학 조건을 결정한다(스텝S1202). 본 실시예에 있어서는 광학 조건을 풀다운으로부터 선택하는 예에 대해 나타냈지만 직접 입력하도록 해도 된다. 또한, 광학 조건은, 렌즈의 포커스 조건이나 전자빔의 빔 전류, 열림각, 가속 전압, 및 광축 조정의 결과 등을 정리한 것이고, 사전에 조정, 설정된 결과가 기억 장치(111)에 보존되어 있다. 조건이 선택되면, 시스템 제어부(110)로부터 제어 장치(109)를 통해 장치에 제어 신호가 보내져 원하는 광학 조건이 설정된다.

조건 설정이 완료되면, 오퍼레이터는 전자빔차 저감을 위한 준비로서, 기준 전자빔 선택부(1303)에서 기준이 되는 전자빔을 선택해 기준 전자빔 설정 버튼을 누른다(도 12 중 스텝S1203). 본 실시예에 있어서는, 기준이 되는 전자빔으로서 전자빔(1105a)을 선택한 경우를 나타냈다. 이미 설명한 바와 같이, 기준이 되는 전자빔으로서는, 해당 전자빔 관찰 장치 중 어느 하나의 전자빔을 선택해도 되고, 해당 이외의 전자빔 관찰 장치의 전자빔을 선택해도 되고, 과거에 촬상한 화상을 취득했을 때에 사용한 전자빔을 선택해도 된다. SEM 화상 표시부(1304)에는 수시 갱신된 SEM 화상이 표시되고, 또한, 갱신 버튼(1305)을 누를 때마다 새로이 화상이 촬상되어 갱신된다. 본 실시예에 있어서는, 이 SEM 화상으로서, 기준 전자빔을 사용해서 촬상된 SEM 화상, 오퍼레이터가 표시 전자빔 선택부(1306)를 통해 선택한 전자빔을 사용해서 촬상된 SEM 화상, 및 본 발명의 방법에 의해 전자빔차가 저감된 SEM 화상의 3종류가 표시되는 예를 나타냈다. 전자빔차가 저감된 SEM 화상에 관해서는 후술한다. 또, 표시 전자빔 선택부(1306)에서 선택되지 않은 전자빔에 대해서도 SEM 화상은 취득되어 있고, 화면 구성에 따라서는 모든 전자빔에 의해 촬상된 SEM 화상을 표시하는 예도 생각할 수 있다.

다음으로 오퍼레이터는, 보정 계수 산출 버튼(1307)을 누르면 보정 계수 산출이 행해진다(스텝S1204). 본 스텝에 있어서는, 이미 설명한 바와 같이, 기억 장치(111) 내에 보존되어 있는 도 2 혹은 도 5의 플로차트에 따라 연산부(112), 화상 처리부(148)를 통해 각종 연산 처리가 실시됨으로써 멀티빔인 각 전자빔에 관한 보정 계수가 각각 산출되고, 기억 장치(111)에 일시적으로 보존된다. 또, 본 실시예에 있어서는, 모든 전자빔이 동시에 SEM 화상을 취득하고, 보정 계수도 병렬적으로 산출되는 예를 나타내지만, 연산부(112)의 스펙이나, 혹은 기준 시료(108)의 스펙에 따라서는, 각 빔의 보정 계수를 별도로 취득해도 된다. 또, 이 플로에 있어서는 시료에 관해 특별히 기술하고 있지 않지만, 전용의 시료를 장치 내에 상비하고, 도 13의 멀티빔 전자빔차 저감 화면을 호출함으로써 자동적으로 스테이지가 해당 시료 위치에 이동하도록 해도 된다.

보정 계수의 산출이 끝나면, 전자빔차 표시부(1308)에, 전술한 보정 계수를 기초로 도 3에 의거한 방법에 의해 화상 처리를 실시한 후의 전자빔차를 저감한 후의 전자빔차가 표시된다. 본 실시예에 있어서는, 이 전자빔차를 나타내는 지표로서 분해능 및 측장값을 적용하고, 각각의 값이 기준이 되는 전자빔의 SEM 화상의 값에 대해 몇 배인지를 표시하는 예로 했다. 전술한 지표는 전자빔차를 나타내는 것이면 무엇이어도 되며, 분해능, 측장값 이외의 것이어도 본 발명의 효과는 상실되지 않는다. 또한, 기준에 대한 비율로 표시하는 예를 나타냈지만, 절대값의 비교 등, 다른 형태를 취하는 경우여도 본 발명의 효과는 상실되지 않는다. 또한, 본 실시예에 있어서는, 이 시점에서 SEM 화상 표시부(1304)는 갱신된다. 전자빔차가 저감된 SEM 화상에 관해서는 전술한 보정 계수를 기초로 도 3에 의거한 방법에 의해 화상 처리를 실시한 것이 표시된다. 또, 본 실시예에 있어서는 명기하고 있지 않지만, 전회 취득된 보정 계수가 전자빔차 저감용의 보정 계수의 테이블로서 기억 장치(111)에 보존되어 있고, 기준 전자빔 선택 스텝에 있어서 이것이 호출되어 전자빔차 표시부(1308)의 값이 갱신되는 구성으로 해도 된다. 이상의 플로에 의해 전자빔차의 저감을 확인한 후에 오퍼레이터가 완료 버튼(1309)을 누르면, 전자빔차 저감용의 보정 계수의 테이블이 갱신되고 멀티빔의 전자빔차 저감을 완료한다(S1205).

이상과 같이 해서 미리 멀티빔의 전자빔차 저감용의 보정 계수의 테이블을 작성해둠으로써, 시료의 관찰이나 그것에 의거한 계측, 검사를 행할 때에는 도 3의 방법으로 화상 처리를 행하는 것이 가능해져, 리얼 타임, 혹은, 사후 처리에 의해 전자빔차가 저감된 화상을 취득하는 것이 가능해졌다.

이상으로부터, 멀티빔 장치 또는 멀티 칼럼 장치에 있어서의 전자빔차를 저감할 수 있게 되었다.

<정리>

본 발명의 효과는 장치간의 기차 저감이나 빔 형상의 변환에 한정되지 않고, 촬상 화상을 기초로 해서 화상을 주파수 공간에서 보정할 때에 널리 유효한 발명이다.

또, 본 발명은 상기한 실시예로 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형예가 포함된다. 예를 들면, 상기한 실시예는 본 발명을 알기 쉽게 설명하기 위해 상세히 기재한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것으로 한정되는 것은 아니다. 또한, 어느 실시예의 구성의 일부를 다른 실시예의 구성으로 치환하는 것이 가능하며, 또한, 어느 실시예의 구성에 다른 실시예의 구성을 추가하는 것도 가능하다. 또한, 각 실시예의 구성의 일부에 대해 다른 구성의 추가, 삭제, 또는 치환 전부가 단독 또는 조합해서 적용 가능하다.

또한, 상기한 각 구성, 기능, 처리부, 및 처리 수단 등은 그들의 일부 또는 전부를, 예를 들면 집적 회로로 설계하는 등에 의해 하드웨어로 실현해도 된다. 또한, 상기한 각 구성, 및 기능 등은 프로세서가 각각의 기능을 실현하는 프로그램을 해석하고 실행하는 것에 의해 소프트웨어로 실현해도 된다. 각 기능을 실현하는 프로그램, 테이블, 파일 등의 정보는 메모리나 하드디스크, SSD(Solid State Drive) 등의 기록 장치, 또는 IC 카드, SD 카드, DVD 등의 기록 매체에 설치할 수 있다.

또한, 제어선이나 정보선은 설명상 필요할 것으로 생각되는 것을 나타내고 있으며, 제품상 반드시 모든 제어선이나 정보선을 나타내고 있는 것으로 한정되지 ?榜쨈?. 실제로는 거의 모든 구성이 상호 접속되어 있는 것으로 생각해도 된다.

101 : 전자원
102 : 전자빔
103 : 변형 조명 조리개
104 : 검출기
105 : 주사편향용 편향기
106 : 대물렌즈
107 : 스테이지
108 : 시료
109 : 제어 장치
110 : 시스템 제어부
111 : 기억 장치
112 : 연산부
113 : 입출력부
114 : 이차전자
115 : 광축
116 : 컴퓨터 시스템
120 : 제어 프로그램
121 : 통신 수단
148 : 화상 처리부
154 : 개구판

Claims (20)

1. 전자빔을 시료에 주사하는 것에 의해 화상을 생성하는 전자빔 관찰 장치에서, 복수의 상기 전자빔 관찰 장치간에서의 화상을 보정하기 위한 보정 계수 산출 방법으로서,
   제1 전자빔 관찰 장치가,
   제1 패턴 및 상기 제1 패턴과는 형상 또는 크기가 다른 제2 패턴을 갖는 시료, 혹은 상기 제1 패턴을 갖는 제1 시료 및 상기 제2 패턴을 갖는 제2 시료에서, 상기 제1 및 제2 패턴에 제1 전자빔을 주사해 제1 화상을 생성하는 스텝과,
   제2 전자빔 관찰 장치가,
   상기 제1 및 제2 패턴에 제2 전자빔을 주사해 제2 화상을 생성하는 스텝과,
   상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치가,
   상기 제1 및 제2 화상에 의거하여 산출한 제1 및 제2 주파수 특성으로부터 선택적으로 추출한 피크 주파수에서의 보정 계수를 산출하는 스텝
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 장치에서의 화상 보정을 위한 보정 계수 산출 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 주파수 특성은, 상기 제1 및 제2 화상을 주파수 공간 화상으로 변환했을 때의 진폭을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 장치에서의 화상 보정을 위한 보정 계수 산출 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 주파수 특성의 산출은, 상기 제1 및 제2 화상을 주파수 공간 화상으로 변환했을 때에 생성되는 계수의 각각에 대해 계수의 곱셈 또는 나눗셈으로 행하는 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 장치에서의 화상 보정을 위한 보정 계수 산출 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치가,
   상기 산출한 보정 계수에 의거하여 보정 계수표 또는 보정 계수 함수를 작성하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 장치에서의 화상 보정을 위한 보정 계수 산출 방법.
5. 전자빔을 시료에 주사하는 것에 의해 화상을 생성하는 전자빔 관찰 장치에서, 복수의 상기 전자빔 관찰 장치간에서의 화상을 보정하는 방법으로서,
   제1 전자빔 관찰 장치가,
   제1 패턴 및 상기 제1 패턴과는 형상 또는 크기가 다른 제2 패턴을 갖는 시료, 혹은 상기 제1 패턴을 갖는 제1 시료 및 상기 제2 패턴을 갖는 제2 시료에서, 상기 제1 및 제2 패턴에 제1 전자빔을 주사해 제1 화상을 생성하는 스텝과,
   제2 전자빔 관찰 장치가,
   상기 제1 및 제2 패턴에 제2 전자빔을 주사해 제2 화상을 생성하는 스텝과,
   상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치가,
   상기 제1 및 제2 화상에 의거하여 산출한 제1 및 제2 주파수 특성으로부터 선택적으로 추출한 피크 주파수에서의 보정 계수를 산출하는 스텝과,
   상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치가,
   상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치에서 취득한 제3 화상을 상기 보정 계수로 보정하는 스텝
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 장치에서의 화상 보정 방법.
6. 전자빔을 시료에 주사하는 것에 의해 화상을 생성하는 전자빔 관찰 장치를 복수 대 구비한 전자빔 관찰 시스템으로서,
   제1 전자빔 관찰 장치는,
   제1 패턴 및 상기 제1 패턴과는 형상 또는 크기가 다른 제2 패턴을 갖는 시료, 혹은 상기 제1 패턴을 갖는 제1 시료 및 상기 제2 패턴을 갖는 제2 시료에서, 상기 제1 및 제2 패턴에 제1 전자빔을 주사해 제1 화상을 생성하는 제1 컴퓨터 시스템을 구비하고,
   제2 전자빔 관찰 장치는,
   상기 제1 및 제2 패턴에 제2 전자빔을 주사해 제2 화상을 생성하는 제2 컴퓨터 시스템을 구비하고,
   상기 제1 또는 제2 컴퓨터 시스템은,
   상기 제1 및 제2 화상에 의거하여 산출한 제1 및 제2 주파수 특성으로부터 선택적으로 추출한 피크 주파수에서의 보정 계수를 산출하고,
   상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치에서 취득한 제3 화상을 상기 보정 계수로 보정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 시스템.
7. 전자빔을 시료에 주사하는 것에 의해 화상을 생성하는 전자빔 관찰 장치에서, 복수의 상기 전자빔 관찰 장치간에서의 화상을 보정하기 위한 보정 계수 산출 방법으로서,
   제1 전자빔 관찰 장치가,
   제1 패턴 및 상기 제1 패턴과는 형상 또는 크기가 다른 제2 패턴을 갖는 시료, 혹은 상기 제1 패턴을 갖는 제1 시료 및 상기 제2 패턴을 갖는 제2 시료에서, 상기 제1 및 제2 패턴에 제1 전자빔을 주사해 제1 화상을 생성하는 스텝과,
   상기 제1 전자빔 관찰 장치가,
   상기 제1 화상에 의거하여 제1 주파수 특성을 산출하는 스텝과,
   제2 전자빔 관찰 장치가,
   상기 제1 및 제2 패턴에 제2 전자빔을 주사해 제2 화상을 생성하는 스텝과,
   상기 제2 전자빔 관찰 장치가,
   상기 제2 화상에 의거하여 제2 주파수 특성을 산출하는 스텝과,
   상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치가,
   상기 제1 및 제2 주파수 특성으로부터 선택적으로 추출한 피크 주파수에서의 보정 계수를 산출하는 스텝
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 장치에서의 화상 보정을 위한 보정 계수 산출 방법.
8. 전자빔을 시료에 주사하는 것에 의해 화상을 생성하는 전자빔 관찰 장치에서, 복수의 상기 전자빔 관찰 장치간에서의 화상을 보정하는 방법으로서,
   제1 전자빔 관찰 장치가,
   제1 패턴 및 상기 제1 패턴과는 형상 또는 크기가 다른 제2 패턴을 갖는 시료, 혹은 상기 제1 패턴을 갖는 제1 시료 및 상기 제2 패턴을 갖는 제2 시료에서, 상기 제1 및 제2 패턴에 제1 전자빔을 주사해 제1 화상을 생성하는 스텝과,
   상기 제1 전자빔 관찰 장치가,
   상기 제1 화상에 의거하여 제1 주파수 특성을 산출하는 스텝과,
   제2 전자빔 관찰 장치가,
   상기 제1 및 제2 패턴에 제2 전자빔을 주사해 제2 화상을 생성하는 스텝과,
   상기 제2 전자빔 관찰 장치가,
   상기 제2 화상에 의거하여 제2 주파수 특성을 산출하는 스텝과,
   상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치가,
   상기 제1 및 제2 주파수 특성으로부터 선택적으로 추출한 피크 주파수에서의 보정 계수를 산출하는 스텝과,
   상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치가,
   상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치에서 취득한 제3 화상을 상기 보정 계수로 보정하는 스텝
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 장치에서의 화상 보정 방법.
9. 전자빔을 시료에 주사하는 것에 의해 화상을 생성하는 전자빔 관찰 장치를 복수 대 구비한 전자빔 관찰 시스템으로서,
   제1 전자빔 관찰 장치는,
   제1 패턴 및 상기 제1 패턴과는 형상 또는 크기가 다른 제2 패턴을 갖는 시료, 혹은 상기 제1 패턴을 갖는 제1 시료 및 상기 제2 패턴을 갖는 제2 시료에서, 상기 제1 및 제2 패턴에 제1 전자빔을 주사해 제1 화상을 생성하고, 상기 제1 화상에 의거하여 제1 주파수 특성을 산출하는 제1 컴퓨터 시스템을 구비하고,
   제2 전자빔 관찰 장치는,
   상기 제1 및 제2 패턴에 제2 전자빔을 주사해 제2 화상을 생성하고, 상기 제2 화상에 의거하여 제2 주파수 특성을 산출하는 제2 컴퓨터 시스템을 구비하고,
   상기 제1 또는 제2 컴퓨터 시스템은,
   상기 제1 및 제2 주파수 특성으로부터 선택적으로 추출한 피크 주파수에서의 보정 계수를 산출하고,
   상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치에서 취득한 제3 화상을 상기 보정 계수로 보정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 시스템.
10. 전자빔을 시료에 주사하는 것에 의해 화상을 생성하는 전자빔 관찰 장치와, 복수의 상기 전자빔 관찰 장치간에서의 화상차를 관리하는 컴퓨터 시스템을 구비한 전자빔 관찰 시스템에서, 복수의 상기 전자빔 관찰 장치간에서의 화상을 보정하기 위한 보정 계수 산출 방법으로서,
    제1 전자빔 관찰 장치가,
    제1 패턴 및 상기 제1 패턴과는 형상 또는 크기가 다른 제2 패턴을 갖는 시료, 혹은 상기 제1 패턴을 갖는 제1 시료 및 상기 제2 패턴을 갖는 제2 시료에서, 상기 제1 및 제2 패턴에 제1 전자빔을 주사해 화상을 생성하는 스텝과,
    제2 전자빔 관찰 장치가,
    상기 제1 및 제2 패턴에 제2 전자빔을 주사해 제2 화상을 생성하는 스텝과,
    상기 컴퓨터 시스템이,
    상기 제1 및 제2 화상에 의거하여 산출한 제1 및 제2 주파수 특성으로부터 선택적으로 추출한 피크 주파수에서의 보정 계수를 산출하는 스텝
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 시스템에서의 화상 보정을 위한 보정 계수 산출 방법.
11. 전자빔을 시료에 주사하는 것에 의해 화상을 생성하는 전자빔 관찰 장치와, 복수의 상기 전자빔 관찰 장치간에서의 화상차를 관리하는 컴퓨터 시스템을 구비한 전자빔 관찰 시스템에서, 복수의 상기 전자빔 관찰 장치간에서의 화상을 보정하는 방법으로서,
    제1 전자빔 관찰 장치가,
    제1 패턴 및 상기 제1 패턴과는 형상 또는 크기가 다른 제2 패턴을 갖는 시료, 혹은 상기 제1 패턴을 갖는 제1 시료 및 상기 제2 패턴을 갖는 제2 시료에서, 상기 제1 및 제2 패턴에 제1 전자빔을 주사해 화상을 생성하는 스텝과,
    제2 전자빔 관찰 장치가,
    상기 제1 및 제2 패턴에 제2 전자빔을 주사해 제2 화상을 생성하는 스텝과,
    상기 컴퓨터 시스템이,
    상기 제1 및 제2 화상에 의거하여 산출한 제1 및 제2 주파수 특성으로부터 선택적으로 추출한 피크 주파수에서의 보정 계수를 산출하는 스텝과,
    상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치가,
    상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치에서 취득한 제3 화상을 상기 보정 계수로 보정하는 스텝
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 시스템에서의 화상 보정 방법.
12. 전자빔을 시료에 주사하는 것에 의해 화상을 생성하는 전자빔 관찰 장치와, 복수의 상기 전자빔 관찰 장치간에서의 화상차를 관리하는 제3 컴퓨터 시스템을 구비한 전자빔 관찰 시스템으로서,
    제1 전자빔 관찰 장치는,
    제1 패턴 및 상기 제1 패턴과는 형상 또는 크기가 다른 제2 패턴을 갖는 시료, 혹은 상기 제1 패턴을 갖는 제1 시료 및 상기 제2 패턴을 갖는 제2 시료에서, 상기 제1 및 제2 패턴에 제1 전자빔을 주사해 화상을 생성하는 제1 컴퓨터 시스템을 구비하고,
    제2 전자빔 관찰 장치는,
    상기 제1 및 제2 패턴에 제2 전자빔을 주사해 제2 화상을 생성하는 제2 컴퓨터 시스템을 구비하고,
    상기 제3 컴퓨터 시스템은,
    상기 제1 및 제2 화상에 의거하여 산출한 제1 및 제2 주파수 특성으로부터 선택적으로 추출한 피크 주파수에서의 보정 계수를 산출하고,
    상기 제1 또는 제2 컴퓨터 시스템은,
    상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치에서 취득한 제3 화상을 상기 보정 계수로 보정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 시스템.
13. 전자빔을 시료에 주사하는 것에 의해 화상을 생성하는 전자빔 관찰 장치와, 복수의 상기 전자빔 관찰 장치간에서의 화상차를 관리하는 컴퓨터 시스템을 구비한 전자빔 관찰 시스템에서, 복수의 상기 전자빔 관찰 장치간에서의 화상을 보정하기 위한 보정 계수 산출 방법으로서,
    제1 전자빔 관찰 장치가,
    제1 패턴 및 상기 제1 패턴과는 형상 또는 크기가 다른 제2 패턴을 갖는 시료, 혹은 상기 제1 패턴을 갖는 제1 시료 및 상기 제2 패턴을 갖는 제2 시료에서, 상기 제1 및 제2 패턴에 제1 전자빔을 주사해 화상을 생성하는 스텝과,
    상기 제1 전자빔 관찰 장치가,
    상기 제1 화상에 의거하여 제1 주파수 특성을 산출하는 스텝과,
    제2 전자빔 관찰 장치가,
    상기 제1 및 제2 패턴에 제2 전자빔을 주사해 제2 화상을 생성하는 스텝과,
    상기 제2 전자빔 관찰 장치가,
    상기 제2 화상에 의거하여 제2 주파수 특성을 산출하는 스텝과,
    상기 컴퓨터 시스템이,
    상기 제1 및 제2 주파수 특성에 의거하여 기준 주파수 특성을 특정하는 스텝과,
    상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치가,
    상기 기준 주파수 특성 및 상기 제1 또는 제2 주파수 특성으로부터 선택적으로 추출한 피크 주파수에서의 보정 계수를 산출하는 스텝
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 시스템에서의 화상 보정을 위한 보정 계수 산출 방법.
14. 제13항에 있어서,
    상기 기준 주파수 특성은, 상기 제1 주파수 특성 또는 상기 제2 주파수 특성인 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 장치에서의 화상 보정을 위한 보정 계수 산출 방법.
15. 제13항에 있어서,
    상기 기준 주파수 특성은 복수의 주파수 특성의 평균값이고, 상기 복수의 주파수 특성에는 상기 제1 및 제2 주파수 특성이 포함되는 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 시스템에서의 화상 보정을 위한 보정 계수 산출 방법.
16. 전자빔을 시료에 주사하는 것에 의해 화상을 생성하는 전자빔 관찰 장치와, 복수의 상기 전자빔 관찰 장치간에서의 화상차를 관리하는 컴퓨터 시스템을 구비한 전자빔 관찰 시스템에서, 복수의 상기 전자빔 관찰 장치간에서의 화상을 보정하는 방법으로서,
    제1 전자빔 관찰 장치가,
    제1 패턴 및 상기 제1 패턴과는 형상 또는 크기가 다른 제2 패턴을 갖는 시료, 혹은 상기 제1 패턴을 갖는 제1 시료 및 상기 제2 패턴을 갖는 제2 시료에서, 상기 제1 및 제2 패턴에 제1 전자빔을 주사해 화상을 생성하는 스텝과,
    상기 제1 전자빔 관찰 장치가,
    상기 제1 화상에 의거하여 제1 주파수 특성을 산출하는 스텝과,
    제2 전자빔 관찰 장치가,
    상기 제1 및 제2 패턴에 제2 전자빔을 주사해 제2 화상을 생성하는 스텝과,
    상기 제2 전자빔 관찰 장치가,
    상기 제2 화상에 의거하여 제2 주파수 특성을 산출하는 스텝과,
    상기 컴퓨터 시스템이,
    상기 제1 및 제2 주파수 특성에 의거하여 기준 주파수 특성을 특정하는 스텝과,
    상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치가,
    상기 기준 주파수 특성 및 상기 제1 또는 제2 주파수 특성으로부터 선택적으로 추출한 피크 주파수에서의 보정 계수를 산출하는 스텝과,
    상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치가,
    상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치에서 취득한 제3 화상을 상기 보정 계수로 보정하는 스텝
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 시스템에서의 화상 보정 방법.
17. 전자빔을 시료에 주사하는 것에 의해 화상을 생성하는 전자빔 관찰 장치와, 복수의 상기 전자빔 관찰 장치간에서의 화상차를 관리하는 제3 컴퓨터 시스템을 구비한 전자빔 관찰 시스템에서, 복수의 상기 전자빔 관찰 장치간에서의 화상을 보정하는 방법으로서,
    제1 전자빔 관찰 장치는,
    제1 패턴 및 상기 제1 패턴과는 형상 또는 크기가 다른 제2 패턴을 갖는 시료, 혹은 상기 제1 패턴을 갖는 제1 시료 및 상기 제2 패턴을 갖는 제2 시료에서, 상기 제1 및 제2 패턴에 제1 전자빔을 주사해 화상을 생성하고, 상기 제1 화상에 의거하여 제1 주파수 특성을 산출하는 제1 컴퓨터 시스템을 구비하고,
    제2 전자빔 관찰 장치는,
    상기 제1 및 제2 패턴에 제2 전자빔을 주사해 제2 화상을 생성하고, 상기 제2 화상에 의거하여 제2 주파수 특성을 산출하는 제2 컴퓨터 시스템을 구비하고,
    상기 제3 컴퓨터 시스템은,
    상기 제1 및 제2 주파수 특성에 의거하여 기준 주파수 특성을 특정하고,
    상기 제1 또는 제2 컴퓨터 시스템은,
    상기 기준 주파수 특성 및 상기 제1 또는 제2 주파수 특성으로부터 선택적으로 추출한 피크 주파수에서의 보정 계수를 산출하고,
    상기 제1 또는 제2 전자빔 관찰 장치에서 취득한 제3 화상을 상기 보정 계수로 보정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 시스템.
18. 복수의 전자빔을 시료에 주사하는 것에 의해 화상을 생성하는 전자빔 관찰 장치에서, 화상을 보정하기 위한 보정 계수 산출 방법으로서,
    상기 전자빔 관찰 장치가,
    제1 패턴 및 상기 제1 패턴과는 형상 또는 크기가 다른 제2 패턴을 갖는 시료, 혹은 상기 제1 패턴을 갖는 제1 시료 및 상기 제2 패턴을 갖는 제2 시료에서, 상기 제1 및 제2 패턴에 제1 전자빔을 주사해 제1 화상을 생성하는 스텝과,
    상기 제1 및 제2 패턴에 제2 전자빔을 주사해 제2 화상을 생성하는 스텝과,
    상기 제1 및 제2 화상에 의거하여 산출한 제1 및 제2 주파수 특성으로부터 선택적으로 추출한 피크 주파수에서의 보정 계수를 산출하는 스텝
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 장치에서의 화상 보정을 위한 보정 계수 산출 방법.
19. 복수의 전자빔을 시료에 주사하는 것에 의해 화상을 생성하는 전자빔 관찰 장치에서, 화상을 보정하는 방법으로서,
    상기 전자빔 관찰 장치가,
    제1 패턴 및 상기 제1 패턴과는 형상 또는 크기가 다른 제2 패턴을 갖는 시료, 혹은 상기 제1 패턴을 갖는 제1 시료 및 상기 제2 패턴을 갖는 제2 시료에서, 상기 제1 및 제2 패턴에 제1 전자빔을 주사해 제1 화상을 생성하는 스텝과,
    상기 제1 및 제2 패턴에 제2 전자빔을 주사해 제2 화상을 생성하는 스텝과,
    상기 제1 및 제2 화상에 의거하여 산출한 제1 및 제2 주파수 특성으로부터 선택적으로 추출한 피크 주파수에서의 보정 계수를 산출하는 스텝과,
    상기 전자빔 관찰 장치에서 취득한 제3 화상을 상기 보정 계수로 보정하는 스텝
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 장치에서의 화상 보정 방법.
20. 복수의 전자빔을 시료에 주사하는 것에 의해 화상을 생성하는 전자빔 관찰 장치로서,
    상기 전자빔 관찰 장치는,
    제1 패턴 및 상기 제1 패턴과는 형상 또는 크기가 다른 제2 패턴을 갖는 시료, 혹은 상기 제1 패턴을 갖는 제1 시료 및 상기 제2 패턴을 갖는 제2 시료에서, 상기 제1 및 제2 패턴에 제1 전자빔을 주사해 제1 화상을 생성하고,
    상기 제1 및 제2 패턴에 제2 전자빔을 주사해 제2 화상을 생성하고,
    상기 제1 및 제2 화상에 의거하여 산출한 제1 및 제2 주파수 특성으로부터 선택적으로 추출한 피크 주파수에서의 보정 계수를 산출하고,
    상기 전자빔 관찰 장치에서 취득한 제3 화상을 상기 보정 계수로 보정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전자빔 관찰 장치.

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