KR20240031356A - 하전 입자선 장치 - Google Patents

Abstract

촬상 장치는, 시료를 적어도 2개의 구동축으로 이동시키는 것이 가능하게 구성되고, 또한 컴퓨터 시스템이 구하는 시료의 위치 정보에 대응시켜 촬상 시야를 이동시킬 수 있는 시료 스테이지를 구비한다.　상기 컴퓨터 시스템은, 시료가 하전 입자선에 대하여 경사진 상태에서 촬상된 틸트 화상의 화상 데이터의 입력에 대하여, 당해 틸트 화상 상에 1개 또는 복수 존재하는 특징부의 위치 정보를 출력하는 식별기를 구비한다.　당해 식별기는, 틸트 화상의 화상 데이터를 입력으로 하고, 특징부의 위치 정보를 출력으로 하는 교사 데이터를 사용하여 미리 학습이 실시되어 있고, 상기 컴퓨터 시스템은, 식별기에 대하여 입력된 신규한 틸트 화상 데이터에 대하여, 특징부의 위치 정보를 출력하는 처리를 실행한다.

Description

하전 입자선 장치

본 발명은 하전 입자선 장치에 관한 것이다.

근년의 반도체 디바이스의 진화에 수반하여, 그 디바이스 구조가 복잡화되고 있다.　선단 디바이스를 제조하는 반도체 메이커에 있어서는, 그러한 디바이스의 프로세스를 어떻게 신속 또한 효율적으로 개발할지가 중요한 과제이다.　반도체 프로세스 개발에서는, 실리콘(Si) 웨이퍼 상에 성막·적층한 재료를 설계대로의 형상으로 가공하기 위한 조건 최적화가 필수이며, 그 때문에 단면의 패턴 가공 형상 관찰이 필요하게 된다.

선단 반도체 디바이스의 가공 패턴은 나노미터 레벨의 미세 구조이기 때문에, 단면의 패턴 가공 형상 관찰에는, 투과형 전자 현미경(TEM: Transmission Electron Microscope)이나, 고분해능의 주사형 전자 현미경(SEM: Scanning Electron Microscope)과 같은 하전 입자선 장치가 사용된다.

하전 입자선 장치를 사용한 웨이퍼 단면의 가공 형상 관찰은, 현 상황, 사람에 의한 작업에 맡겨져 있어, 관찰 시야의 탐색과 촬상 작업에 많은 수고와 시간을 요하고 있다.　따라서, 반도체 프로세스 개발의 신속화, 고효율화를 위해서는, 이 관찰 작업을 가능한 한 자동화하여, 대량의 관찰 데이터를 고속으로 또한 생인적(省人的)으로 취득할 수 있는 장치가 요구되고 있다.

또한, 금속 재료나 생체 시료와 같은 반도체 이외의 관찰 대상물에 대해서도, 머티리얼즈 인포메틱스 기술의 진전 등의 이유에 의해, 대량의 관찰 데이터를 고속으로 또한 생인적으로 취득할 수 있는 장치의 수요가 증대하고 있다.

상기의 과제에 대하여, 예를 들어 특허문헌 1에서는, 패턴 매칭 기술을 사용하여, SEM 관찰에 있어서의 관찰 시야의 위치를 자동 보정하는 방법이 개시되어 있다.　이에 의해, 조작자가 관찰 대상 위치에 시야를 맞출 때의 작업 부담이 경감된다.　그러나, 이 개시에 있어서는, 기판을 상면 방향에서 본 상(톱뷰)에서의 대상 패턴의 검출밖에 배려가 되어 있지 않다.

하전 입자선 장치를 사용한 관찰에 있어서는, 관찰 위치를 파악하기 위해, 시료 상에 존재하는 표식이 되는 형상이나 구조를 우선 찾아내어, 그 표식을 기준으로 하여 관찰하고자 하는 시야로 이동한다.　그러나, 목적으로 하는 관찰 개소가 시료 단면일 경우, 톱뷰의 화상으로부터는 최종 관찰 개소와 표식의 위치 관계를 파악하기 어렵다.　따라서 특허문헌 1에 개시된 방법에서는, 표식이 되는 패턴을 검출할 수 없거나, 혹은 관찰 시야가 잘못된 위치로 설정되는 것과 같은 상황이 발생할 수 있다.　또한 눈으로 보는 시야 찾기는 시간을 요하기 때문에, 대량의 관찰 데이터를 고속으로 또한 생인적으로 취득한다는 요구에 부응할 수 없다.

일본 특허 공개 제2011-129458호 공보

본 개시는, 하전 입자선 장치를 사용한 시료 단면의 관찰에 있어서, 표식 패턴을 자동 인식하는 기능을 구비하는 하전 입자선 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

하전 입자선 화상의 시야 찾기에 있어서는, 시료 단면을 하전 입자선에 정면 대향시킨 관찰상(정면 대향상)보다, 시료 상면과 단면의 양쪽이 보이도록 시료를 기울어지게 하여 관찰하는 「틸트상」 쪽이 표식을 찾기 쉬운 경우가 많다.　예를 들어 피관찰 시료가, 패턴이 형성된 반도체 웨이퍼나 당해 반도체 웨이퍼를 분할 절단한 쿠폰 등일 경우, 시료의 표면 내 방향을 XY 방향, 시료 두께 방향을 Z 방향으로 하면, Z 방향의 가공 패턴 스케일에 비해, XY 방향의 패턴 스케일이 훨씬 크다.　따라서 스케일이 큰 형상이나 구조가 존재할 확률이 높아, 저배율 화상에서도 시인성이 높은 표식을 찾기 쉽다.　따라서, 저배율 화상에 있어서의 관찰 개소의 시야 탐색에 있어서, 톱뷰의 화상이 아니라 틸트상을 사용하면 시야의 특정이 종래 기술과 비교하여 용이해질 것으로 생각된다.

본 개시의 예시적인 하전 입자선 장치는, 틸트 화상을 사용한 기계 학습 모델 또는 템플릿 매칭에 의해 관찰 위치의 기준이 되는 표식을 자동 인식하고, 그것을 기점으로 하여 소정의 관찰 위치로 시야를 이동하여, 단면 관찰을 실시한다.　상기 기계 학습 모델은, 실제의 관찰상을 기초로 생성되거나, 혹은, 설계 데이터 등의 이차원 레이아웃 데이터로부터 생성된, 단면을 포함한 삼차원 모델에 기초하여 생성된다.　구체적으로는, 본 개시의 예시적인 하전 입자선 장치는, 시료에 하전 입자선을 조사함으로써, 당해 시료의 화상 데이터를 소정 배율로 취득하는 촬상 장치와, 상기 화상 데이터를 취득할 때의 시야 찾기의 연산 처리를, 상기 화상 데이터를 사용하여 실행하는 컴퓨터 시스템과, 상기 시야 찾기를 위한 설정 파라미터를 입력하기 위한 그래픽 유저 인터페이스(GUI)가 표시되는 표시 유닛을 구비한다.　상기 촬상 장치는, 상기 시료를 적어도 2개의 구동축으로 이동시키는 것이 가능하게 구성되고, 또한 상기 컴퓨터 시스템이 구하는 상기 시료의 위치 정보에 대응시켜 촬상 시야를 이동시킬 수 있는 시료 스테이지를 구비한다.　상기 컴퓨터 시스템은, 상기 시료가 상기 하전 입자선에 대하여 경사진 상태에서 촬상된 틸트 화상의 화상 데이터의 입력에 대하여, 당해 틸트 화상 상에 1개 또는 복수 존재하는 특징부의 위치 정보를 출력하는 식별기를 구비한다.　당해 식별기는, 상기 틸트 화상의 화상 데이터를 입력으로 하고, 상기 특징부의 위치 정보를 출력으로 하는 교사 데이터를 사용하여 미리 학습이 실시되어 있고, 상기 컴퓨터 시스템은, 상기 식별기에 대하여 입력된 신규한 틸트 화상 데이터에 대하여, 상기 특징부의 위치 정보를 출력하는 처리를 실행한다.

본 개시의 실시 형태에 따르면, 시료 단면의 관찰 시에 있어서의 시야 탐색의 시간과 노동력을 대폭으로 삭감할 수 있고, 또한 단면 화상의 자동 촬상이 가능한 하전 입자선 장치를 실현하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 제1 실시 형태의 하전 입자선 장치의 구성도이다.
도 2a는 제1 실시 형태의 시료(20)의 경사축과의 상대 위치 관계를 나타내는 모식도이다.
도 2b는 제1 실시 형태의 시료 스테이지(17)를 나타내는 모식도이다.
도 3은 제1 실시 형태의 특징 식별기(45)의 학습 수순을 나타내는 도면이다.
도 4a는 제1 실시 형태의 하전 입자선 장치가 구비하는 주 GUI를 나타내는 모식도이다.
도 4b는 특징 식별기(45)의 구축 시에 사용되는 GUI를 나타내는 도면이다.
도 5a는 제1 실시 형태의 자동 촬상 시퀀스를 나타내는 흐름도이다.
도 5a의 스텝 S502의 상세를 나타내는 흐름도이다.
도 5a의 스텝 S505의 상세를 나타내는 흐름도이다.
도 5a의 스텝 S508의 상세를 나타내는 흐름도이다.
도 6a는 시야 탐색 시에 사용하는 GUI와 동시 표시되는 주 GUI를 나타내는 도면이다.
도 6b는 자동 촬상 시퀀스의 실행을 지시하는 GUI를 나타내는 도면이다.
도 7은 고배율에서의 시료 단면 관찰 결과를 나타내는 모식도이다.
도 8a는 제2 실시 형태의 하전 입자선 장치의 시료 스테이지(17)의 동작을 나타내는 모식도이다.
도 8b는 Z축 주위로 90도 회전한 상태의 도 8a의 시료 스테이지(17)를 나타내는 모식도이다.
도 9는 제3 실시 형태의 자동 촬상 시퀀스를 나타내는 흐름도이다.
도 10은 제4 실시 형태의 하전 입자선 장치의 구성도이다.
도 11은 제4 실시 형태의 특징 식별기(45)의 구축에서 사용되는 GUI와, 구축 과정에서 실행되는 처리를 나타내는 개념도이다.
도 12는 제4 실시 형태의 교사 데이터의 생성 과정을 설명하는 개념도이다.
도 13은 제6 실시 형태의 GUI 화면을 나타내는 모식도이다.
도 14a는 제7 실시 형태의 레이아웃 데이터의 조작 설명도이다.
도 14b는 제7 실시 형태의 좌표 매칭에서 사용되는 실제 화상의 취득 동작을 설명하는 개념도이다.
도 14c는 제7 실시 형태의 좌표 매칭을 나타내는 개념도이다.
도 15는 제7 실시 형태의 효과를 나타내는 GUI 화면의 일례이다.
도 16은 제7 실시 형태의 좌표 매칭을 적용한 시야 탐색 시퀀스를 나타내는 흐름도이다.
도 17a는 제8 실시 형태의 특징 식별기의 구축 방법을 나타내는 개념도이다.
도 17b는 제8 실시 형태의 시야 탐색 결과를 나타내는 모식도이다.
도 17c는 제8 실시 형태의 하전 입자선 장치가 구비하는 GUI를 나타내는 모식도이다.
도 18은 제9 실시 형태의 하전 입자선 장치의 구성도이다.

이하, 본 개시의 실시 형태를 각 실시 형태에 의해 상세하게 설명하지만, 각 실시 형태의 개시 내용은 실시예의 기재에만 한정되는 것은 아니며, 각 실시 형태의 개시 또는 교사하는 요소 기술을 당업자의 지견의 범위 내에서 적절히 조합한 구성도, 본 실시 형태의 범주에 포함된다.

[제1 실시 형태]

제1 실시 형태는, 주사 전자 현미경(SEM)이 촬상 장치인 하전 입자선 장치에 있어서, 관찰 대상의 시야를 자동 인식하는 기능을 실현하고, 그것을 사용하여 시료의 자동 관찰 방법을 제안한다.

도 1에, 제1 실시 형태의 주사 전자 현미경의 구성도를 나타낸다.　제1 실시 형태의 주사 전자 현미경(10)은, 일례로서, 전자총(11), 집속 렌즈(13), 편향 렌즈(14), 대물 렌즈(15), 2차 전자 검출기(16), 시료 스테이지(17), 상형성부(31), 제어부(33), 표시 유닛(35), 입력부(36)를 구비하고, 나아가 본 실시 형태의 시야 탐색 기능에 필요한 연산 처리를 실행하는 컴퓨터 시스템(32)을 구비한다.　이하, 각 구성 요소에 대하여 설명한다.

전자총(11)은, 소정의 가속 전압에 의해 가속된 전자선(12)을 방출하는 선원을 구비한다.　방출된 전자선(12)은, 집속 렌즈(13) 및 대물 렌즈(15)에 의해 집속되어, 시료(20) 상에 조사된다.　편향 렌즈(14)는, 자장이나 전기장에 의해 전자선(12)을 편향하고, 이에 의해 시료(20)의 표면이 전자선(12)으로 주사된다.

시료 스테이지(17)는, 촬상 장치(10)의 촬상 시야를 이동시키기 위해, 시료(20)를 소정의 구동축을 따라 이동 혹은 소정의 구동축 주위로 경사, 회전시키는 기능을 갖고, 이를 위한 모터나 피에조 소자 등의 액추에이터를 구비한다.

2차 전자 검출기(16)는, 신틸레이터·라이트 가이드·광전자 증배관으로 구성되는 E-T 검출기나 반도체 검출기 등이며, 전자선(12)이 조사되는 시료(20)로부터 방출되는 2차 전자(100)를 검출한다.　2차 전자 검출기(16)로부터 출력되는 검출 신호는 상형성부(31)에 송신된다.　또한 2차 전자 검출기(16)와 함께, 반사 전자를 검출하는 반사 전자 검출기나 투과 전자를 검출하는 투과 전자 검출기가 구비되어도 된다.

상형성부(31)는, 2차 전자 검출기(16)로부터 송신되는 검출 신호를 디지털 신호로 변환하는 AD 변환기와, 당해 AD 변환기가 출력하는 디지털 신호에 기초하여 시료(20)의 관찰상을 형성하는 연산기 등(어느 것도 도시하지 않음)에 의해 구성된다.　연산기로서는, 예를 들어 MPU(Micro Processing Unit)나 GPU(Graphic Processing Unit) 등이 사용된다.　상형성부(31)에 의해 형성된 관찰상은, 표시 유닛(35)에 송신되어 표시되거나, 연산 처리부(32)에 송신되어 다양한 처리가 실시되거나 한다.

컴퓨터 시스템(32)은, 외부와 데이터나 커맨드의 입출력을 행하는 인터페이스부(900), 주어진 정보에 대하여 각종 연산 처리를 실행하는 프로세서 또는 CPU(Central Processing Unit)(901), 메모리(902), 스토리지(903)를 포함하여 구성된다.

스토리지(903)는, 예를 들어 HDD(Hard Disk Drive)나 SSD(Solid State Drive) 등에 의해 구성되며, 본 실시 형태의 시야 탐색 툴을 구성하는 소프트웨어(904), 교사 데이터 DB(데이터베이스)(44)가 저장된다.　본 실시 형태의 소프트웨어(시야 탐색 툴)(904)는, 일례로서, 입력된 화상 데이터로부터 시야 탐색을 위한 표식 패턴(23)의 추출을 행하는 특징 식별기(45)와, 검출한 표식 패턴의 화상 상의 위치로부터, 시료 스테이지(17)의 위치 정보를 참조하여 표식 패턴(23)의 위치 좌표를 계산하는 화상 처리부(34)를, 기능 블록으로서 포함하여 구성될 수 있다.

도 1에 나타내는 메모리(902)는, 소프트웨어(904)를 구성하는 각 기능 블록이 메모리 공간 상에 전개된 상태를 나타내고 있다.　소프트웨어(904)의 실행 시에는, CPU(901)가 메모리 공간 내에 전개된 각 기능 블록을 실행한다.

특징 식별기(45)는, 기계 학습 모델이 실장된 프로그램이며, 교사 데이터 DB(44)에 저장된 표식 패턴(23)의 화상 데이터를 교사 데이터로 하여 학습이 행해진다.　학습 완료된 특징 식별기(45)에 신규한 화상 데이터를 입력하면, 화상 데이터 상에서 학습한 표식 패턴의 위치를 추출하여, 당해 신규한 화상 데이터에 있어서의 표식 패턴의 중심 좌표를 출력한다.　출력된 중심 좌표는 시야 탐색 시의 ROI(Region Of Interest; 관심 영역)의 특정 외에, 중심 좌표로부터 계산되는 각종 위치 정보가 제어부(33)에 송신되어, 시료 스테이지(17)의 구동 제어에 사용된다.

화상 처리부(34)는, 시료 단면을 시야에 정면 대향시킨 단면상에 있어서, 화상 처리에 기초한 웨이퍼 표면의 에지 라인 검출이나, 포커스 조정이나 비점수차 보정 등을 자동 실행할 때의 화상 선예도의 산출·평가 등의 처리를 행한다.

제어부(33)는, 각 부를 제어함과 함께, 각 부에서 형성되는 데이터를 처리하거나 송신하거나 하는 연산기이며, 예를 들어 CPU나 MPU 등이다.　입력부(36)는, 시료(20)를 관찰하기 위한 관찰 조건을 입력하거나, 관찰의 실행이나 정지 등의 명령을 입력하는 장치이며, 예를 들어 키보드, 마우스, 터치 패널, 액정 디스플레이, 또는 그것들의 조합에 의해 구성될 수 있다.　표시 유닛(35)에는, 조작자의 조작 화면을 구성하는 GUI(Graphical User Interface)나, 촬상된 화상이 표시된다.

다음으로 도 2a를 사용하여, 관찰 대상의 시료(20)와 시료 스테이지(17)의 구동축의 상대 위치 관계에 대하여 설명한다.　도 2a는 본 실시 형태의 하전 입자선 장치의 관찰 대상물의 일례인 웨이퍼 시료의 사시도이다.

도 2a에 있어서, 시료(20)는 웨이퍼를 분할 절단한 쿠폰 시료이며, 분할 절단면(21)과 가공 패턴이 형성된 상면(22)을 갖는다.　시료(20)는 반도체 디바이스의 제조 공정이나 프로세스 개발 공정을 거쳐 제작된 것이며, 분할 절단면(21)에는 미세 구조가 형성되어 있다.　많은 경우, 하전 입자선 장치의 조작자가 의도하는 촬상 개소는 분할 절단면(21)에 존재한다.

상면(22)에는, 상술한 미세 구조와 비교하여 사이즈가 큰 형상이나 구조, 즉 시야 탐색 시의 표식으로서 이용할 수 있는 표식 패턴(23)이 형성된다.　표식 패턴(23)으로서는, 예를 들어 웨이퍼 상의 칩 가공 영역을 식별하기 위한 특징적인 형상 마커나, 라벨 정보를 포함하는 가공 패턴 등을 이용할 수 있다.

도 2a의 우측 상단에 도시되는 XYZ의 직교축은, 시료(20)의 전자선(12)에 대한 상대 위치 관계를 나타내는 좌표축이며, 전자선(12)의 진행 방향이 Z축, 시료 스테이지(17)의 제1 경사축(61)에 평행한 방향이 X축, 제2 경사축(62)에 평행한 방향이 Y축이다.　본 실시 형태에 있어서는, 시료(20)는 길이 방향이 X축과 평행해지도록 시료 스테이지(17) 상에 적재되어 있다.

분할 절단면(21)의 미세 형상을 관찰할 때에는, 전자선(12)은 분할 절단면(21)에 대하여 대략 수직 방향으로부터 조사되어, 단면 관찰 시야(24)의 영역이 관찰된다.　그러나, 수동으로 분할 절단된 분할 절단면(21)은, 상면(22)과 완전히 직교하지는 않는 경우가 많아, 조작자가 시료 스테이지(17)에 시료(20)를 설치할 때에도 설치 각도가 매번 동일해지는 것만은 아니다.

그 때문에, 분할 절단면(21)을 전자선(12)에 직교시키기 위한 각도 조정축으로서, 제1 경사축(61), 제2 경사축(62)이 시료 스테이지(17)에 마련된다.　제1 경사축(61)은 시료(20)를 YZ면 내에서 회전시키기 위한 구동축이다.　분할 절단면(21)의 길이 방향이 X축 방향이기 때문에, 시료(20)를 경사 방향으로부터 기울어지게 하여 관찰하는 소위 틸트상의 경사각을 조정하는 경우에는 제1 경사축(61)의 회전각을 조정한다.　마찬가지로, 제2 경사축(62)은, 시료(20)를 XZ면 내에서 회전시키기 위한 구동축이다.　시야가 분할 절단면(21)에 대하여 정면 대향 위치에 있는 경우, 제2 경사축(62)의 회전각을 조정함으로써, 시야 중심을 지나는 상하 방향의 축을 중심으로 하여 화상을 회전시킬 수 있다.

도 2b를 사용하여, 시료 스테이지(17)의 구성을 설명한다.　도시한 바와 같이, 시료(20)는 시료 스테이지(17)에 보유 지지·고정된다.　시료 스테이지(17)에는, 시료(20)의 적재면을 제1 경사축(61) 또는 제2 경사축(62) 주위로 회전시키는 기구가 구비되어 있고, 회전 각도는 제어부(33)에 의해 제어된다.　또한 도시는 생략했지만, 도 2b에 도시되는 시료 스테이지(17)는, 시료 적재면을 XYZ 방향으로 각각 독립적으로 이동시키기 위한 X 구동축, Y 구동축 및 Z 구동축, 또한 시료 적재면을 Z 구동축 주위로 회전시키는 회전축도 구비하고 있고, 전자선(12)의 주사 영역(즉 시야)을 시료(20)의 길이 방향, 짧은 방향 및 높이 방향으로 이동하여, 더 회전시킬 수 있다.　X 구동축, Y 구동축 및 Z 구동축의 이동 거리도 제어부(33)에 의해 제어된다.

다음으로, 도 3, 도 4a는 도 4b를 사용하여, 본 실시 형태의 특징 식별기(45)에 있어서의 학습의 수순을 설명한다.

본 실시 형태의 시야 탐색을 자동 실행시키기 위해서는, 시료 관찰 전에, 미리 표식 패턴(23)을 검출하기 위한 특징 식별기(45)를 구축할 필요가 있다.　도 3의 흐름도는, 특징 식별기(45)를 구축할 때 조작자가 실시하는 워크플로를 나타내고 있다.

처음에, 시료(20)를 도 1에 나타낸 하전 입자선 장치 내의 시료 스테이지(17)에 적재한다(스텝 S301).　다음으로, 가속 전압이나 배율 등, 교사 데이터가 되는 화상을 촬상하기 위한 광학 조건을 설정한다(스텝 S302).　그 후, 시료 스테이지(17)의 틸트각을 설정하여(스텝 S303), 촬상을 행한다(스텝 S304).　스텝 S304의 실행에 의해, 교사 데이터의 재료가 되는 틸트 화상의 화상 데이터가 취득되며, 취득된 화상 데이터는 스토리지(903)에 저장된다.

도 4a는 본 실시 형태의 하전 입자선 장치의 표시 유닛(35)에 표시되는 주 GUI와, 주 GUI 상에 표시되는 틸트 화상의 일례를 나타낸다.　도 4a에 도시되는 주 GUI는, 일례로서, 주 화면(401), 하전 입자선 장치의 가동 개시·정지를 지시하는 가동 개시·정지 버튼(402), 관찰 배율을 표시·조정하는 배율 조정란(403), 촬상 조건의 설정 항목을 선택하기 위한 항목 버튼이 표시되는 셀렉트 패널(404), 화질이나 스테이지의 조정을 행하는 오퍼레이션 패널(405), 그 외의 조작 기능을 호출하기 위한 「Menu」 버튼(406), 주 화면(401)보다 넓은 시야의 화상을 표시하는 서브 화면(407), 촬상한 화상을 섬네일 표시하는 이미지 리스트 영역(408)을 포함한다.　이상 설명한 GUI는 어디까지나 일 구성 예이며, 상기 이외의 항목을 추가하거나, 다른 항목으로 치환하거나 한 GUI를 채용 가능하다.

취득된 틸트 화상은 주 화면(401) 상에 표시된다.　틸트 화상에는 분할 절단면(21), 상면(22) 및 표식 패턴(23)이 포함된다.　도 3의 스텝 S302에 있어서, 조작자는 표식 패턴(23)이 시야 내에 포함되는 정도의 배율(목적 패턴이 복수이면 복수의 패턴이 포함되는 정도의 배율)로 하전 입자선 장치의 광학 조건을 설정하고, 또한 스텝 S303에 있어서, 표식 패턴(23)이 시야 내에 포함되는 정도의 각도로 틸트각을 설정한다.

도 3의 설명으로 되돌아간다.　조작자는 스텝 S305에서 ROI를 선택하고, 교사 데이터용의 화상으로서 잘라낸다.　주 화면(401)에는 틸트 화상이 표시되어 있고, 조작자는 특징 식별기(45)에게 자동 검출시키고 싶은 표식 패턴(23)을 포함하는 영역을 포인터(409)와 선택 툴(410)로 선택한다.　화상의 선택이나 편집을 행하는 경우, 조작자는, 도 4a에 도시되는 GUI에서 오퍼레이션 패널(405) 중의 「Edit」 버튼을 누른다.　이 버튼을 누르면 「Cut」이나 「Copy」, 혹은 「Save」와 같은 화상 데이터의 편집 툴이 화면 표시되고, 또한 주 화면(401) 중에 포인터(409)와 선택 툴(410)이 표시된다.

도 4a는 하나의 ROI를 선택한 상태를 나타내고 있고, ROI를 나타내는 마커(25)가 주 화면(401)에 표시되어 있다.　조작자는 이들 편집 툴을 사용하여, 틸트상의 화상 데이터로부터 선택 영역을 잘라내어, 화상 데이터로서 스토리지에 보존한다(스텝 S306).　보존된 화상 데이터가 기계 학습에 사용하는 교사 데이터가 된다.　도 4a에서는 하나의 ROI밖에 선택하고 있지 않지만, ROI를 복수 선택해도 상관없다.　또한, 보존 시에는 화상 데이터뿐만 아니라, 예를 들어 배율이나 주사 조건 등의 촬상 시의 광학 조건이나 스테이지 조건(시료 스테이지(17)의 설정에 관한 조건) 등의 메타 정보도 스토리지(903)에 보존하는 것이 가능하다.

스텝 S307에 있어서, 조작자는, 취득된 교사 데이터를 특징 식별기(45)에 입력하여 학습을 행한다.　도 4b에 학습 시에 조작자가 사용하는 GUI 화면의 구성 예를 나타낸다.　도 4b에 나타내는 GUI 화면은, 학습 시에 사용하는 학습 화면과, 시야 탐색 시에 사용하는 화면 및 고배율 화상의 자동 캡처(자동 촬상) 시에 사용하는 화면이 탭으로 전환 가능하게 구성되어 있고, 「train」이라고 표시된 학습 탭(411)을 선택하면 본 화면이 표시된다.　화면이 표시되어 있지 않은 상태로부터 도 4b의 GUI를 표시시키는 경우, 도 4a의 「Menu」 버튼(406)을 눌러 표시되는 셀렉트 버튼으로부터 「Auto FOV search」를 선택하면, 도 4b에 나타내는 시야 탐색 툴 화면이 팝업 표시된다.

도 4b에 나타내는 시야 검색 툴 화면의 상단에는, 스토리지(903)에 저장된 교사 데이터를 폴더 단위로 특징 식별기(45)에 입력하는 폴더 단위 일괄 입력 모드를 실행하기 위한 조작 버튼군이 배치되어 있다.　한편, 시야 검색 툴 화면의 하단에는 교사 데이터를 개별적으로 선택·표시하여 특징 식별기(45)에 입력하는 개별 입력 모드의 실행을 위한 조작 버튼군이 배치되어 있다.　시야 검색 툴 화면의 하단은, 교사 데이터의 표시 화면(418)을 포함하고 있다.　폴더 단위 일괄 입력 모드와 개별 입력 모드의 전환은, 「Folder」라고 표시된 탭(417)을 선택함으로써 행한다.

폴더 단위 일괄 입력 모드를 실행하는 경우에는, 먼저, 학습 데이터를 저장하고 있는 폴더를 지정하기 위해, 입력 버튼(412)을 누른다.　지정한 폴더명은 폴더명 표시란(413)에 표시된다.　지정한 폴더명을 변경하기 위해서는, 클리어 버튼(414)을 누른다.　모델의 학습을 개시할 때는 학습 개시 버튼(415)을 누른다.　학습 개시 버튼(504)의 옆에는, 상태를 나타내는 상태 표시란(416)이 표시된다.　상태 표시란(416)에 「Done」이 표시되면 스텝 S307의 학습 스텝은 종료된다.

개별 입력 모드에서 학습을 행하는 경우에는, 조작자는 입력 버튼(412)을 눌러 폴더를 지정한 후, 「Folder」 탭(417)을 선택하여 하단 화면을 액티베이트한다.　하단 화면이 액티베이트되면, 지정 폴더에 저장되어 있는 교사 데이터(43)가 교사 데이터 표시 화면(418)에 섬네일 표시된다.　조작자는, 섬네일 화상 중에 표시되는 체크 마크 입력란(420)에 체크 마크를 적절히 입력한다.　또한, 클리어 버튼(423)을 누름으로써, 선택 결과를 취소할 수 있다.　부호(421)는, 체크 마크 입력 후의 체크 마크 입력란이다.　표시되는 섬네일 화상은, 화면 양단에 표시되는 스크롤 버튼(419)을 조작함으로써 변화시킬 수 있다.

교사 데이터의 개별 선택이 종료되면, 조작자는 확정 버튼(422)을 눌러 입력 결과를 확정한다.　확정 후, 학습 개시 버튼(424)을 눌러 학습을 개시시킨다.　학습 개시 버튼(424)의 옆에는, 상태를 나타내는 상태 표시란 셀(425)이 표시되어 있고, 상태 표시란 셀(425)에 「Done」이 표시되면, 개별 입력 모드에서의 학습 스텝은 종료된다.

학습이 어느 정도 끝나면, 학습이 완료되었는지 여부를 확인하기 위한 확인 작업이 실행된다(스텝 S308).　확인 작업은, 치수가 이미 알려진 패턴 화상을 특징 식별기(45)에 입력하여 치수를 추정시키고, 정답율이 소정의 역치를 상회했는지 여부를 판정함으로써 실행할 수 있다.　정답율이 역치를 하회하고 있는 경우, 교사 데이터의 추가 작성이 필요한지 여부, 바꾸어 말하면 미사용된 교사 데이터가 스토리지(903)에 저장되어 있는지 여부가 판단된다(스텝 S309).　교사 데이터의 스톡이 있고, 또한 그것이 학습에 적합한 교사 데이터이면, 스텝 S307로 되돌아가서 특징 식별기(45)의 추가 학습을 행한다.　교사 데이터의 스톡이 없으면, 교사 데이터의 신규 작성이 필요하다고 판단하고, 스텝 S301로 되돌아가서 도 3의 플로를 다시 실행한다.　정답율이 역치를 상회하고 있으면 학습은 완료된 것이라고 판단하고, 조작자는 도 3의 플로를 종료한다.

기계 학습의 방법으로서는, 딥 뉴럴 네트워크(DNN)를 사용한 물체 검출 알고리즘이나, 캐스케이드 분류기를 사용할 수 있다.　캐스케이드 분류기를 사용할 때에는, 교사 데이터(43)에는, 표식 패턴(23)을 포함하는 정 화상과, 표식 패턴(23)을 포함하지 않는 부정 화상의 양쪽이 설정되며, 그러한 교사 데이터에 의해, 도 3의 스텝 S307이 실행된다.

다음으로, 학습 완료 후의 시야 탐색 시퀀스에 대하여, 도 5a 내지 도 7을 사용하여 설명한다.　도 5a는 시야 탐색의 시퀀스 전체를 나타내는 흐름도이다.　처음에, 신규한 관찰 시료(20)를 시료 스테이지(17)에 적재하고(스텝 S501), 다음으로, 시야 탐색 시의 조건 설정을 행한다(스텝 S502).

스텝 S502의 시야 탐색 시의 조건 설정 스텝은, 도 5b에 나타내는 바와 같이, 시야 탐색 시의 광학 조건 설정 스텝(스텝 S502-1), 시야 탐색 시의 스테이지 조건 설정 스텝(스텝 S502-2)을 포함하여 구성된다.　이 스텝에서는, 도 6a에 나타내는 GUI(600)와 GUI(400)를 사용하여 조작을 행하지만, 상세는 후술한다.

시야 탐색의 조건 설정이 끝나면, 시야 탐색의 테스트 런(스텝 S503)을 실행한다.　테스트 런은, 미리 설정한 배율로 시료(20)의 틸트 화상을 취득하고, 특징 식별기(45)로부터의 표식 패턴의 중심 좌표의 출력을 확인하는 스텝이다.　시료 단면의 틸트 화상은, 목적으로 하는 촬상 개소의 수나 설정 배율에 의해, 1매의 화상에 들어가는 경우도 있으면 복수매의 화상을 촬상해야 하는 경우도 있다.　복수매의 화상을 촬상하는 경우, 컴퓨터 시스템(32)이 자동으로 시료 스테이지(17)를 x축 방향으로 일정 거리 이동시킨 후, 화상을 취득하고, 일정 거리 시료 스테이지(17)를 더 이동시킨 후, 화상의 취득을 반복한다.　이와 같이 취득한 복수의 틸트 화상에 대하여, 특징 식별기(45)를 동작시켜, 표식 패턴(23)을 검출한다.　검출 결과는, ROI를 나타내는 마커와 취득 화상의 중첩 표식의 형태로 주 GUI(400)에 표시된다.　조작자는 얻어진 출력 결과로부터, 화상 내에 포함되는 표식 패턴의 ROI를 올바르게 추출할 수 있었는지 여부를 확인한다.

테스트 런의 결과, 불량이 발생한 경우에는, 스텝 S504-2에서 작동 불량의 해소 처리를 행한다.　일어날 수 있는 불량으로서는, 예를 들어 특징 식별기(45)를 동작시켜도 시야 내의 표식 패턴(23)이 발견되지 않아 표식 패턴(23)의 중심 좌표를 출력할 수 없는 경우나, 표식 패턴(23) 이외의 영역을 표식 패턴(23)으로 오인식하여, 잘못된 중심 좌표를 출력하는 경우 등이 있다.　광학계의 이상 등, 촬상 장치나 장치 전체 관계되는 불량이 발생한 경우에는 테스트 런의 실행 처리가 일시 중단된다.

불량이 발생하지 않고 테스트 런이 잘 된 경우에는, 화상 오토 캡처, 즉 고배율 화상에서의 화상 취득 조건의 설정이 행해진다(스텝 S505).　또한, 테스트 런의 스텝 S503 및 작동 불량의 확인 스텝 S504는 생략하는 것도 가능하고, 시야 탐색 시의 조건 설정(스텝 S502) 후, 화상 오토 캡처의 조건 설정 스텝(스텝 S505)으로 진행하여, 갑자기 본 작업을 시작해도 된다.

스텝 S505는, 도 5c에 나타내는 바와 같이, 고배율 촬상 시의 광학 조건 설정 스텝(스텝 S505-1), 정면 대향 조건의 스테이지 조건 설정 스텝(스텝 S505-2) 및 최종 관찰 위치의 설정 스텝(스텝 S505-3)을 포함하여 구성된다.

여기서, 도 5b 및 도 5c의 흐름도 실행 시에 사용되는 GUI에 대하여 설명한다.　도 6a는 시야 탐색의 조건 설정 시(스텝 S502)에 조작자가 사용하는 GUI(600)와 주 화면인 주 GUI(400)의 일례를 나타내고 있다.

주 GUI(400)는, 도 4a에서 설명한 GUI와 동일한 것이다.　전술한 바와 같이, 조작자가 「Menu」 버튼(406)을 눌러 표시되는 셀렉트 버튼으로부터 시야 탐색 버튼을 선택하면, 도 6a 상단에 나타내는 화면이 팝업 표시된다.　만약 도 6a 상단에 나타내는 GUI가 표시되지 않은 경우에는, 시야 탐색 탭(601)으로부터 「FOV search」라고 표시된 탭을 선택하면, 화면이 도 6a 상단에 나타내는 GUI로 전환된다.

도 6a에 나타내는 GUI(600)는, 시야 탐색 시와 고배율 화상의 자동 촬상 시의 촬상 조건의 양자를 설정할 수 있고, 「FOV search」 난(602) 또는 「High magnification capture」 난(603)의 어느 라디오 버튼을 누름으로써 양쪽의 설정 화면을 전환하는 것이 가능하다.　라디오 버튼 하부에는 촬상 조건의 각종 설정 항목의 설정 패널이 표시되고, 예를 들어 도 6a의 경우, 스테이지 상태 설정 패널(604), 배율 설정 패널(605), ROI 사이즈 설정 패널(606) 및 최종 관찰 위치 설정 패널(607) 등이 표시되어 있다.　설명을 위해, 도 6a에는 「FOV search」와 「High magnification capture」 양쪽의 화면에 표시되는 설정 패널의 구성 예를 나타내고 있지만, 실제로는 각 화면에는 필요한 설정 패널밖에 표시되지 않는다.

스테이지 상태 설정 패널(604)은, 시료 스테이지(17)의 XYZ의 각 좌표 정보, 제1 틸트각(도 2b의 제1 경사축(61) 주위의 회전각) 및 제2 틸트각(도 2b의 제2 경사축(62) 주위의 회전각)을 컴퓨터 시스템(32)에 등록하기 위한 설정란이다.　주 GUI(400)의 주 화면(401)에 시료 단면의 틸트 화상이 표시되어 있지만, 스테이지 상태 설정 패널(604)의 X 좌표 정보, Y 좌표 정보, Z 좌표 정보, 제1 틸트각(도 2b의 제1 경사축(61)) 및 제2 틸트각(도 2b의 제2 경사축(62))의 각 표시란에는, 주 화면(401)에 표시된 화상의 상태 스테이지 정보가 표시된다.　이 상태에서, 등록 버튼(Register)(612)이 눌리면, 현재의 스테이지 상태(구동축의 상태)가 컴퓨터 시스템(32)에 등록된다.

등록은 클리어 버튼(Clear)(613)을 누르면 캔슬할 수 있다.　등록 버튼(612) 및 클리어 버튼(613)의 동작은 이하의 설명에서 공통이다.　또한, 실행 버튼(Run)(614)은 컴퓨터 시스템(32)에 대하여 시야 탐색 개시를 지시하기 위한 버튼이며, 이 버튼을 누름으로써 도 5a의 스텝 S503(테스트 런)을 개시시킬 수 있다.　레주메 버튼(Resume)(615)은, 도 5a의 스텝 S504에서 작동 불량 때문에 플로가 자동 정지된 경우에, 플로를 재개하기 위한 버튼이며, 스텝 S504-2의 처리 후, 불량 원인이 해소된 후에 이 버튼을 누르면, 플로가 자동 정지된 스텝으로부터 테스트 런의 플로를 재개할 수 있다.　스톱 버튼(Stop)(616)을 누르면, 실행 중인 시야 탐색을 도중에 멈출 수 있다.

틸트 화상의 시야를 미세 조정하고자 하는 경우에 조정 버튼(609)을 누르면, 시료 스테이지(17)의 XYZ의 각 좌표 혹은 틸트각이 플러스 또는 마이너스의 방향으로 변화한다.　변화 후의 화상은 주 화면(401)에 실시간으로 표시되고, 조작자는 화상을 보면서 가장 적절하다고 판단되는 시야가 얻어지는 시료 스테이지(17)의 상태를 등록한다.　또한 「High magnification capture」를 선택한 상태에서, 분할 절단면(21)의 정면 대향 화상이 주 화면(401)에 비치도록 시야를 조정하면, 그 상태에서의 스테이지 조건이 정면 대향 조건이 되는 스테이지 조건이다.　이것을 컴퓨터 시스템(32)에 등록함으로써, 도 5c의 스텝 S505-2를 실행할 수 있다.

또한, 스테이지 정면 대향 조건의 설정· 등록은, 이상 설명한 매뉴얼에서의 조정 외에, 소정의 알고리즘에 기초하여 자동으로 조정해도 된다.　시료(20)의 경사 각도 조정의 알고리즘으로서는, 다양한 경사 각도에서 틸트상을 취득하고, 화상으로부터 추출한 웨이퍼의 에지선 등을 기초로 수치 계산에 의해 경사 각도를 산출하는 알고리즘이 채용될 수 있다.

배율 설정 패널(605)은, 고배율 촬상 시의 최종 배율과, 시야 탐색 시의 촬상 배율로부터 최종 배율까지 배율을 확대시켜 갈 때의 도중 배율을 설정하기 위한 설정란이다.　「Current」라고 표시된 개소의 우측 난에는 주 화면(401)에 현재 표시되어 있는 틸트 화상의 촬상 배율이 표시된다.　중단의 「Final」의 우측은 최종 배율을 설정하기 위한 설정란이며, 스테이지 상태 설정 패널(604)과 마찬가지의 조정 버튼으로 최종 배율을 선택한다.　하단 「Step*」은 도중 배율이 틸트 화상의 촬상 배율로부터 몇 스텝째인지를 설정하는 설정란이며, 설정란 우측의 조정 버튼을 조작하면 「*」의 난에 숫자가 표시된다.　예를 들어, 「Step1」, 「Step2」 ... 등의 요령이다.　설정란 우측의 조정 버튼의 더 우측에는, 각 스텝에 있어서의 촬상 배율을 설정하기 위한 배율 설정란이 표시되어 있다.　동일하게 조정 버튼을 조작하여 도중 배율을 설정한다.　설정 종료 후에는, 동일하게 등록 버튼(612)을 누르면, 설정한 최종 배율과 도중 배율이 컴퓨터 시스템(32)에 등록된다.

ROI 사이즈 설정 패널(606)은 ROI의 사이즈를 등록하기 위한 설정란이다.　ROI 사이즈 설정 패널(606)에서 픽셀 수를 설정하면, 특징 식별기(45)가 출력하는 ROI의 중심 좌표를 중심으로 하여 상하 좌우 방향으로 설정 픽셀분의 범위가 촬상된다.　조정 버튼을 조작하여 적절한 픽셀 수를 설정한 후 등록 버튼(612)을 누르면, 설정한 픽셀 수가 컴퓨터 시스템(32)에 등록된다.

최종 관찰 위치 설정 패널(607)은, 최종 배율로 촬상을 행할 때의 시야 중심 위치를 표식 패턴(23)로부터의 거리로 설정하기 위한 설정란이다.　주 화면(401)에는, 시료 단면의 틸트 화상이 표식 패턴 설정용의 ROI(25)와 함께 나타내어져 있지만, 조작자는, 포인터(409)를 조작하여 선택 툴(410)을 원하는 최종 관찰 위치(426)까지 드래그 앤 드롭함으로써, 표식 패턴(23)에 대한 최종 관찰 위치의 상대 위치 정보를 설정할 수 있다.　최종 관찰 위치 설정 패널(607)에는, ROI(25)의 중심 좌표로부터의 X 방향의 거리가 「Left」 표시란 또는 「Right」 표시란 중 어느 것에 표시되고, Z 방향의 거리가 「Above」 표시란 또는 「Bellow」 표시란 중 어느 것에 표시된다.

최종 관찰 위치를 복수 설정하는 경우, 선택 툴(410)의 드래그 앤 드롭을 반복함으로써 설정한다.　또한 후술하는 바와 같이, 입력부(36)에 구비된 키보드나 텐키 등을 사용하여 「Left」 「Right」 「Above」 「Bellow」의 각 표시란에 수치를 직접 입력해도 된다.　이 방식은, 예를 들어 표식 패턴(23)으로부터 소정 거리만큼 이격된 위치를 기준으로 하여, 당해 기준 위치로부터 결정된 간격(예를 들어 등간격 피치)으로 복수매의 화상을 촬상하는 경우 등에, 조작자의 편리성이 높다.

시야 탐색 시 및 고배율 화상 촬상 시의 광학 조건의 설정은, 주 GUI인 GUI(400)를 사용하여 행한다.　GUI(600)를 표시시킨 상태에서, GUI(400)의 셀렉트 패널(404)이나 오퍼레이션 패널(405)의 광학 조건에 관련되는 버튼을 누르면 광학 조건의 설정 화면이 표시된다.　예를 들어, 「Scan」 버튼(427)을 누르면, 주사 속도 설정 패널(608)이 표시되고, 조작자는 인디케이터(610)를 보면서 설정 노브(611)를 조작하여, 촬상 시의 주사 속도를 적절한 값으로 설정한다.　설정 후, 등록 버튼(612)을 누르면, 설정한 주사 속도가 컴퓨터 시스템(32)에 등록된다.　이상의 요령으로, 가속 전압이나 빔 전류값 등의 광학 조건을 「FOV search」와 「High magnification capture」를 전환하여 설정하여 컴퓨터 시스템(32)에 등록함으로써, 도 5b의 스텝 S502-1이나 도 5c의 스텝 S505-1을 실행할 수 있다.　또한, 틸트 화상의 촬상 시의 주사 속도는, 최종 배율에서의 화상의 주사 속도보다 크게 설정할 수 있다.　또한, 촬상 장치(10)는, 설정된 속도에 따라 주사 속도를 전환 가능하게 되어 있다.

또한, 이상의 도 6a의 설명에 있어서, 각 설정 패널(604 내지 607)에 마련된 표시란에의 수치 입력은 조정 버튼(609)을 사용하여 행할 수 있지만, 이 대신에 또는 이에 더하여, 입력부(36)에 구비된 키보드나 텐키 등을 사용하여 수치를 직접 입력하는 것도 가능하다.

도 5a로 되돌아가서, 흐름도의 설명을 재개한다.　스텝 S505에 있어서 화상 오토 캡처의 조건 설정이 끝나면, 본 작업의 시야 탐색의 실행이 개시된다(스텝 S506).　도 6b는 도 5a의 스텝 S506 이후의 수순으로 도시되는 본 작업의 시야 탐색의 실행 시에 조작자가 사용하는 GUI의 구성 예를 나타내고 있다.　조작자가 주 GUI(400)에 도시되는 「Menu」 버튼(406)으로부터 선택하거나, 또는 도 6a의 GUI의 시야 탐색 탭(601)으로부터 「Auto Capture」 탭(619)을 선택함으로써, 화면이 도 6b의 GUI로 전환된다.　조작자가 스타트 버튼(617)을 누르면, 도 5a의 스텝 S506 이후의 수순이 개시된다.

이 스텝에서는, 소정 범위의 시료 단면의 틸트 화상이 촬상된다.　촬상된 화상으로부터 얻어지는 화상 데이터가 순차적으로 특징 식별기(45)에 입력되고, 표식 패턴의 중심 좌표 데이터가 출력된다.　출력된 중심 좌표 데이터에는, ROI1, ROI2 등과 같은 시리얼 넘버가 부여되어, 전술한 메타 정보와 함께 스토리지(903)에 저장된다.

시야 탐색이 종료되면, 현재의 스테이지 위치 정보와 각 ROI의 중심 좌표 데이터로부터, 제어부(33)에 의해 시료 스테이지(17)의 이동량이 계산되어, 표식 패턴 위치(23)로의 시야 이동이 실행된다(스텝 S507).　시야 이동 후, 스텝 S506에서 설정한 고배율에서의 화상 오토 캡처 조건에 따라, 최종 관찰 위치에서의 고배율 화상이 취득된다(스텝 S508).　이하, 도 5d를 사용하여 스텝 S508의 상세에 대하여 설명한다.

도 5a의 스텝 S507에서 표식 패턴(23)의 위치로의 시야 이동을 행한 후, 제어부(33)에 의해, 도 6a의 최종 관찰 위치 설정 패널(607)에서 설정한 상대 위치 정보에 따라 최종 관찰 위치로의 시야 이동이 실행된다(스텝 S508-1).　다음으로 스텝 S508-2에서, 스테이지 조건을 정면 대향 조건으로 조정한다.　이 스텝에서는, 도 6a의 「High magnification capture」로 설정한 스테이지 조건과, 스텝 S508-1 종료 시점에서의 스테이지 조건(또는 「FOV search」로 설정한 스테이지 조건)의 차분으로부터, 제어부(33)가 스테이지 이동량을 계산하여, 스테이지(17)를 동작시킨다.

스텝 S508-1과 스텝 S508-2의 실행에 의해, 관찰 시야가 최종 관찰 위치로 이동하고, 또한 시료 단면에 대하여 정면 대향 조건이 되므로, 그 시야에서 배율을 확대한다(스텝 S508-3).　배율은 도 6a의 배율 설정 패널(605)에서 설정한 도중 배율을 따라 확대된다.

스텝 S508-4에서, 컴퓨터 시스템(32)은 포커스 조정과 비점수차의 보정 처리를 행한다.　보정 처리의 알고리즘으로서는, 대물 렌즈나 수차 보정 코일의 전류값을 소정의 범위 내에서 소인하면서 화상을 취득하고, 취득 화상에 대하여 고속 푸리에 변환(FFT)이나 Wavelet 변환을 행하여 화상 선예도를 평가하여, 스코어가 높은 설정 조건을 도출하는 방법 등이 사용될 수 있다.　필요에 따라 다른 수차의 보정 처리를 포함해도 된다.　스텝 S508-5에서, 컴퓨터 시스템(32)은 확대 후의 배율로 촬상을 행하여, 현재의 시야에서의 화상 데이터를 취득한다.

스텝 S508-6에서, 컴퓨터 시스템(32)은, 제1 시야 어긋남 보정을 행한다.　본 실시 형태의 제1 시야 어긋남 보정에는, 화상의 수평선의 보정 처리와 시야 중심의 위치 어긋남 보정 처리가 포함되지만, 배율에 따라 그 외 필요한 시야 어긋남 보정 처리를 행해도 된다.

먼저, 수평선의 보정 처리에 대하여 설명한다.　도 2a에서 나타낸 바와 같이 본 실시 형태에서의 관찰 시료는 쿠폰 시료이며, 표식 패턴(23)이 형성된 쿠폰 시료 상면(22)(웨이퍼 표면)과 분할 절단면(21)이 존재한다.　스테이지 정면 대향 조건에서의 분할 절단면(21)의 단면상에 있어서, 쿠폰 시료 상면(22)은 에지 라인으로서 시인된다.　그래서 본 스텝에서는, 스텝 S508-5에서 취득된 화상 데이터로부터 에지 라인을 자동으로 검출하고, 당해 에지 라인이 화상 내에서 수평선(시야 중심을 지나는 가상적인 수평 방향의 기준선)과 일치하도록 취득 화상의 XZ면 내에서의 시야 어긋남을 보정한다.　구체적으로는, 에지 라인의 화상 상의 위치 정보와 시료 스테이지(17)의 위치 정보로부터, 프로세서(901)에 의해 에지 라인의 실제 위치 좌표를 도출하고, 제어부(33)에 의해 제1 경사축의 회전각을 조정하여, 시야의 중앙에 에지 라인이 위치하도록 시야를 이동한다.　에지 라인을 검출하기 위한 화상 처리 알고리즘으로서는, Hough 변환에 의한 직선 검출 등이 사용될 수 있다.　또한, 보다 검출 정밀도를 높이기 위해, Sobel 필터 등의 처리를 실시하여, 에지 라인을 강조시키는 전처리를 행해도 된다.

다음으로, 시야 중심의 위치 어긋남 보정 처리에 대하여 설명한다.　스텝 S508-1의 시야 이동 직후에는, 도 6a의 최종 관찰 위치 설정 패널(607)에서 설정한 위치가 시야 중심에 위치하고 있지만, 스텝 S508-3에서 관찰 배율을 확대하면 시야 중심이 어긋나는 경우가 있다.　그래서 컴퓨터 시스템(32)은, 배율 확대 전의 화상으로부터 시야 중심의 주위에서 적당한 픽셀 수분의 화상 데이터를 발출하고, 이 화상 데이터를 템플릿으로 하여 스텝 S508-5에서 취득된 화상 데이터 상에서 패턴 매칭을 실행한다.　매칭에서 검출된 영역의 중심 좌표가 본래의 시야 중심이며, 컴퓨터 시스템(32)은, 당해 검출 영역의 중심 좌표와 스텝 S508-5에서 취득된 화상 데이터의 시야 중심의 좌표의 차분을 계산하여, 제어부(33)에 스테이지(17)의 제어량으로서 송신한다.　제어부(33)는, 수신한 제어량에 따라 X 구동축 또는 Y 구동축, 배율에 따라서는 제2 경사축을 움직여, 시야 중심의 어긋남을 보정한다.

또한, 컴퓨터 시스템(32)이, 배율 확대의 과정에서 얻어지는 화상을 교사 데이터로 하여 학습시킨 다른 특징 식별기를 구비하고 있으면, 템플릿 매칭을 사용하지 않고도, 스텝 S508-5에서 취득된 화상 데이터를 당해 다른 특징 식별기에 직접 입력함으로써 시야 중심의 좌표 데이터를 얻을 수 있다.

또한 본 스텝의 시야 어긋남 보정은, 시료 스테이지(17)의 조정이 아니라 이미지 시프트에 의해 실행해도 된다.　그 경우, 시야 어긋남의 조정량이 컴퓨터 시스템(32)에 의해 전자선의 XY 방향의 주사 범위에 관한 제어 정보로 변환되어, 제어부(33)에 보내진다.　제어부(33)는, 수취한 제어 정보를 기초로 편향 렌즈(14)를 제어하여, 이미지 시프트에 의한 시야 어긋남 조정을 실행한다.

스텝 S508-7에서는, 스텝 S508-6에서 실행한 제1 시야 어긋남 보정의 조정량이 타당인지 여부의 판단이 행해진다.　도 2b에 있어서, 시료(20)의 높이(도 2a에 있어서, 분할 절단면(21)과 그 대항면의 거리)는 이미 알려져 있으므로, 제2 경사축(62)의 회전 중심과 분할 절단면(21)의 거리 R도 이미 알려져 있다.　스텝 S508-6에서 제2 경사축(62)을 사용한 시야 어긋남 보정을 행하는 경우, 원리적으로는, 제2 경사축(62)의 회전각 θ와 거리 R의 곱 Rθ가, 화상 상에서의 시야 이동량과 동등해지도록 θ를 조정한다.　그러나, 시료 스테이지(17)의 웨이퍼 적재면의 수평 정밀도나 분할 절단면(21)의 기울기(시료 형상에 기인) 등, 다양한 이유에 의해 R을 엄밀하게 올바르게 계측하는 것은 곤란하다.　따라서, 제1 시야 어긋남 보정 스텝에서 계산된 회전각 θ가 R의 정밀도에 기인하여 부족 또는 과잉일 경우가 있다.　또한, X 구동축 또는 Y 구동축의 조정에 의한 시야 어긋남 보정이어도, 기계 정밀도의 문제 등으로부터, 시야 어긋남 보정 후의 화상에 있어서 본래의 시야 중심이 시야 중심에 위치하지 않는 경우도 발생할 수 있다.　타당하지 않은 경우에는, 스텝 S508-8로 진행하고, 타당한 경우에는 스텝 S508-9로 진행한다.

스텝 S508-8에서는, 제2 시야 어긋남 보정을 실행한다.　제2 시야 어긋남 보정에서는, 화상 처리에 의해 부족분 또는 과잉분의 회전각 θ의 조정량 또는 구동축·Y 구동축의 조정량을 구하여, 스테이지(17)를 재조정한다.　본래의 시야 중심이 시야 중심에 위치하지 않는 경우, 스텝 S508-8에서, 지정 거리 이동의 실행 전의 화상과, 이동 실행 후의 화상을 비교하여, 실제 이동한 거리를 계측하고 부족분을 추가하여 보정한다.　시야 중에 상기 처리하기 위한 대상물이 없는 경우에는 배율을 저배율 측으로 변경하고, 화상 식별 가능한 대상물을 시야 내에 넣은 후 상기 처리를 행한다.

또한, 본 스텝의 제2 시야 어긋남 보정은, 시료 스테이지(17)의 조정이 아니라 이미지 시프트를 사용하여 실행해도 된다.　이상 설명한 제1 시야 어긋남 보정 처리와 제2 시야 어긋남 보정 처리를 합쳐서 「fine adjustment」라고 칭하는 경우도 있다.

스텝 S508-9에서는, 현재의 촬상 배율이 도 6a의 배율 설정 패널(605)에서 설정한 최종 관찰 배율과 일치하고 있는지 여부의 판정을 행하고, 일치하고 있으면 다음 스텝 S508-10으로 진행한다.　일치하고 있지 않으면, 스텝 S508-3으로 되돌아가서, 스텝 S508-3으로부터 스텝 S508-8까지의 처리를 반복한다.

스텝 S508-10에서는, 도 6a의 GUI(400)에서 설정한 고배율 화상 촬상 시의 광학 조건으로 변경하고, 스텝 S508-11에서 당해 광학 조건에 따라 촬상을 행한다.　이상으로 스텝 S508은 종료되고, 도 5a의 스텝 S509로 진행한다.

스텝 S509에서는, 스텝 S508에서 촬상한 ROI의 시리얼 넘버로부터, 시야 탐색에서 추출된 전체 ROI에 대하여 최종 관찰 위치에서의 촬상이 종료되었는지 여부의 판단이 행해지고, 종료되지 않았으면, 스텝 S507로 되돌아가서 다음 ROI로의 시야 이동을 행한다.　종료되었으면, 본 실시 형태의 자동 촬상 처리를 종료한다(스텝 S510).

자동 촬상 처리의 실행 중, 도 6b에 나타내는 GUI에는 자동 촬상 처리의 상태가 표시된다.　상태 바(618)에는 전체 ROI 수에 대한 촬상 완료 ROI의 비율이 표시되고, 또한 촬상 완료 화상의 명세란(619)에는, 촬상 완료 내지 촬상 중인 화상의 시리얼 넘버, 좌표(스테이지 조건)와, 각 촬상 개소의 표식 패턴에 대응하는 ROI의 시리얼 넘버가 표시된다.

도 7에는, 자동 촬상 처리의 시퀀스 종료 후의 주 GUI(400)의 모습을 나타낸다.　주 화면(401)에는 촬상된 고배율 화상이 표시되고, 서브 화면(407)에는, 주 화면(401)보다 넓은 시야로 분할 절단면(21)의 틸트 화상이 표시되어 있다.　이미지 리스트 영역(408)에는 각 촬상 개소의 고배율 화상이 섬네일 표시되어 있다.　주 화면(401)에 표시된 고배율 화상은, 웨이퍼 상에 형성된 가공 패턴(26)의 형상을 확인할 수 있을 정도의 고배율 단면상이며, 배율 조정란(403)에 표시된 바와 같이 확대 배율은 Х200k이다.　또한 고배율 화상의 촬상 개소를 강조 표시하기 위해, 서브 화면(407)에는 표식 패턴과 최종 촬상 위치를 나타내는 마커(428)가 표시되어 있다.

이상, 250매 세트의 교사 데이터와 캐스케이드 분류기를 사용하여 표식 패턴(23)의 특징 식별기(45)를 구축하고, 도 5a 내지 도 5d의 플로를 자동 촬상 시퀀스로서 장치 실장한 결과, 양호한 자동 단면 관찰 동작이 확인되었다.

[제2 실시 형태]

다음으로, 제2 실시 형태에 관한 주사형 전자 현미경을 설명한다.　제2 실시 형태는, 제1 실시 형태와는 다른 구조의 시료 스테이지(17)를 구비한 주사형 전자 현미경을 제안하는 것이다.　대상 시료나, 자동 촬상의 플로나 시야 인식 기능의 구축 방법은 제1 실시 형태와 동일하고, 시료 스테이지(17)의 구성이 상이하다.　도 8a에, 시료 스테이지(17)의 모식도를 나타낸다.　본 실시 형태에서는, 제2 경사축(62)은 도면 중 Z 방향을 따라 마련되어 있다.　또한, 제1 경사축(61)은 제2 경사축(62)이 구비된 시료 스테이지(17)의 하측의 기대(17X)에 설치된다.　고정 지그에 의해, 시료(20)의 상면(22)은 시료 스테이지(17)의 상면과 직교하도록 고정된다.

도 8a의 상태(X-Z 평면이 지면)로부터, 제2 경사축(62)을 90° 회전시킨 후의 상태(Y-Z 평면이 지면)를 도 8b에 나타낸다.　이 배치에서는, 시료(20)의 상면(22)과 제2 경사축(62)이 직교하고, 제1 실시 형태의 도 2b와 마찬가지의 상태로 된다.　이 상태로부터 제1 경사축(61)을 회전시킴으로써, 전자선(12)에 대하여 분할 절단면(21)의 기울기를 조정할 수 있다.　또한, 표식 패턴(23)의 탐색을 위해 틸트상을 취득할 때는, 도 8a의 상태로 되돌리고 나서, 제1 경사축(61)을 회전시킴으로써 틸트상을 관찰할 수 있다.　또한, 도시하고 있지는 않지만, 본 실시 형태의 시료 스테이지는, 시료 적재면을 XY 방향으로 각각 독립적으로 이동시키기 위한 X 구동축, Y 구동축을 구비하고 있고, 관찰 시야를 시료의 길이 방향으로 평행 이동시킬 수 있다.

[제3 실시 형태]

다음으로, 제3 실시 형태에 관한 주사형 전자 현미경을 설명한다.　제3 실시 형태에서는, 제1 실시 형태에서 설명한 자동 촬상 시퀀스보다 전체의 실행 시간을 단축시킬 수 있는 시퀀스에 대하여 설명한다.　제3 실시 형태의 자동 촬상 시퀀스가 실행되는 하전 입자선 장치의 전체 구성이나, 조작자가 사용하는 GUI는 제1 실시 형태와 마찬가지이기 때문에, 이하의 설명에 있어서는 중복되는 설명은 생략한다.　필요에 따라 도 1, 도 4a 내지 도 4b, 도 6a 내지 도 6b를 적절히 인용하면서, 상위점을 중심으로 설명한다.

도 9의 흐름도를 참조하여, 제3 실시 형태에서의 자동 촬상 시퀀스의 주요부의 흐름도를 나타낸다.　자동 촬상 시퀀스의 전체 플로는 도 5a에 나타내는 플로와 마찬가지이지만, 스텝 S508의 최종 관찰 위치에서의 고배율 촬상 시에 실행되는 처리가, 도 5d에 나타내는 제1 실시 형태의 처리와는 다르다.

도 9의 흐름도에 있어서, 스텝 S508-1로부터 스텝 S508-5까지의 처리는 도 5d의 흐름도와 같다.　스텝 S508-5에서 확대 후의 배율에서의 화상을 취득 후, 스텝 S508-6-1에서, 소정의 화상 처리 알고리즘을 사용하여 에지 라인의 검출 처리가 실행된다.　검출 처리의 실행 후, 스텝 S508-6-2에서 검출이 성공했는지 여부의 판정 처리가 행해진다.　에지 라인을 검출하지 못한 경우에는 스텝 S508-6-3으로 진행하여, 동일 시야·동일 배율로 촬상한 화상 데이터를 사용하여 포커스 조정과 비점수차 보정이 실행된다.　에지 라인이 검출된 경우에는 스텝 S508-6-4의 판정 스텝으로 진행한다.

스텝 S508-6-4에서는, 스텝 S508-6-5로부터 S508-6-8까지의 처리를 스킵할지 하지 않을지의 판정 처리가 행해진다.　그 판정 기준은, 현재의 배율이 미리 정해진 역치보다 큰지 작은지이다(역치 이상인지 여부를 판정하는 것으로 해도 된다).　이것은, 배율이 작으면 배율 확대에 수반되는 화상 상에서의 시야 중심의 어긋남양이 작다(본래의 시야 중심이 시야로부터 벗어날 가능성이 낮다)는 이유 때문이다.　경험적으로는, 배율이 Х50k 내지 Х100k 정도가 되면, 시야 중심의 어긋남양이 시야로부터 벗어나 버릴 정도로 커지는 것을 알고 있다.　또한, 시야 탐색 시의 촬상 배율로부터 최종적인 관찰 배율까지 배율을 확대할 때는, 시야 벗어남이 발생하지 않도록, 단계적으로 배율을 확대하는 것이 바람직하다.　도 6a의 GUI에서의 도중 배율은 적어도 4단계 정도 이상으로 나누어 배율 설정을 행하는 것이 바람직하다.

스텝 S508-6-4에서 현재 배율이 역치보다 크다고 판정된 경우, 스텝 S508-6-5의 시야 중심의 어긋남 보정이 실행된다.　이 처리는 도 5d의 스텝 S508-6 「제1 시야 어긋남 보정」에 포함되는 시야 중심의 어긋남 보정의 처리와 마찬가지이므로 설명은 생략한다.　이하, 도 5d의 수순과 동일한 요령으로 스텝 S508-7, S508-8이 실행되고, 실행되면 다음 스텝의 S508-9로 진행한다.　한편, 스텝 S508-6-4에서 현재 배율이 역치 이하로 판정된 경우, 스텝 S508-6-5 내지 S508-6-8의 처리를 생략하여 스텝 S508-9로 진행한다.

이하, 스텝 S508-9의 판정 스텝, S508-10의 광학 조건 변경 스텝을 거쳐, 스텝 S508-11에서 목적으로 하는 고배율 화상이 취득된다.　이들 스텝에서의 처리에 대해서는 제1 실시 형태에서 설명 완료되었으므로, 설명은 생략한다.

제3 실시 형태의 자동 촬상 시퀀스에 의하면, 배율 확대 과정에서의 포커스 조정 및 비점수차 보정, 또한 제1 시야 어긋남 보정 및 제2 시야 어긋남 보정을, 상황에 따라 생략할 수 있다.　포커스 조정 및 비점수차 보정과 같은 소요 시간이 큰 광학 조정과, 제1 시야 어긋남 보정 및 제2 시야 어긋남 보정과 같은 소요 시간이 큰 화상 처리를 스킵할 수 있기 때문에, 일련의 관찰 플로에 요하는 총 소요 시간이 삭감될 수 있다.　그리고, 그 삭감 효과는, 시료 상의 촬상 점수가 증가할수록 커진다.　또한, 스텝 S508-6-2와 S508-6-4의 판정 스텝은, 어느 한쪽만 채용하여 플로를 구성(즉, 포커스 조정 및 비점수차 보정과 제1 시야 어긋남 보정 및 제2 시야 어긋남 보정 중 어느 한쪽만을 스킵하는 플로로 함)해도 되고, 그 경우에도 총 소요 시간의 삭감 효과를 얻는 것은 가능하다.　이상, 이 제3 실시 형태의 자동 촬상 시퀀스에 의하면, 단면 화상에 대하여 큰 촬상 스루풋을 갖는 하전 입자선 장치가 실현 가능하게 된다.

[제4 실시 형태]

다음으로, 제4 실시 형태에 관한 주사형 전자 현미경을 설명한다.　제4 실시 형태의 주사형 전자 현미경은, 표식 패턴(23)의 특징 식별기(45)를 구축할 때 설계 데이터 등의 레이아웃 데이터를 사용하는 점에서, 전술한 실시 형태와 다르다.

도 10에, 제4 실시 형태에 적합한 주사형 전자 현미경(10)의 구성 예를 나타낸다.　기본적인 구성은 제1 실시 형태와 마찬가지이지만, 제4 실시 형태에서는, 컴퓨터 시스템(32)의 구성이 상이하다.　제4 실시 형태의 주사형 전자 현미경(10)이 구비하는 컴퓨터 시스템(32)에서는, 스토리지(903)에 레이아웃 데이터(40)가 저장되어 있다.　또한, 이 컴퓨터 시스템(32)은, 시야 탐색 툴(904)의 기능 블록으로서, 단면 3D 화상 데이터 생성부(41) 및 유사 화상 데이터 생성부(42)를 구비하고 있다.

외장 서버(905)는, 컴퓨터 시스템(32)에 직접 혹은 네트워크를 통하여 접속된다.　도 10에서는, 각종 기능 블록이 메모리(902)의 메모리 공간 상에 전개된 모습이 도시되어 있다.　이하, 단면 3D 화상 데이터 생성부(41), 유사 화상 데이터 생성부(42) 각각의 기능에 대하여 설명한다.

도 11을 참조하여, 제4 실시 형태에 있어서의, 특징 식별기(45)의 구축 수순을 설명한다.　도 11의 상단에 도시되는 도면은 설계 데이터 상에서 ROI를 설정하기 위한 GUI의 구성 예이다.　조작자가 오퍼레이션 패널(405)의 「CAD」 버튼(430)을 누르면, 도시된 조작 버튼이 표시된다.　조작자가 CAD 파루명 표시란(431)에 표시되는 CAD 파일(레이아웃 데이터)로부터 원하는 레이아웃 데이터를 선택하여 「Load」 버튼을 누르면, 스토리지(903)에 저장된 레이아웃 데이터가 메모리(902)에 읽어 들여진다.　조작자는, 주 GUI(400)에 표시되는 레이아웃 데이터(40)를 참조하면서, 포인터(409)를 사용하여 분할 절단선(71)을 설정하고, 「Register」 버튼(432)을 눌러 분할 절단선(71)을 컴퓨터 시스템(32)에 등록한다.　여기서 분할 절단선(71)은, 실제의 시료(20)를 분할 절단한 장소에 상당한다.　「Clear」 버튼(433)을 누르면 등록을 취소할 수 있다.

레이아웃 데이터(40)는, CAD 등의 디바이스 설계 데이터이지만, 그 외에도, 설계 데이터로부터 생성한 이차원 화상이나, 광학 현미경 등으로 관찰한 사진 등을 사용해도 된다.　이 레이아웃도에서는, 부호(70)로 나타낸 영역이 관찰 시료로서 남겨지는 측에 대응한다.

이어서 조작자는, 관찰 중에 자동 검출시키고 싶은 표식 패턴(23)이 포함되는 관심 영역(ROI)(25)을, 포인터(409)와 선택 툴(410)을 사용하여 레이아웃 데이터(40) 상에서 설정한다.　설정 후, 조작자는 등록 버튼(432)을 누르고, 이에 의해 관심 영역(ROI)(25)을 컴퓨터 시스템(32)에 등록한다.

분할 절단선(71)과 ROI(25)의 설정 후, 조작자의 지시에 의해, 단면 3D 화상 데이터 생성부(41)가 레이아웃 데이터(40)로부터 3D 기하 화상(72)(의사 틸트 화상)을 생성하는 처리를 개시한다.　조작자에 의한 지시의 방식으로서는, 예를 들어 조작자가 GUI(도시는 생략) 상에서 레이아웃 데이터로부터의 교사 데이터 생성 처리의 개시 버튼을 누르는 등의 방법에 의한다.　개시 버튼이 눌리면, 프로세서(901)가 단면 3D 화상 데이터 생성부(41)의 프로그램을 실행함으로써, ROI(25)에 대응하는 레이아웃 데이터를 기초로 하여 삼차원 모델이 컴퓨터 시스템(32) 상에 구축된다.　프로세서(901)는 또한, 가상 공간 상에서 삼차원 모델의 경사 각도나 관찰 스케일을 변경함으로써, 관찰 조건이 상이한 다수의 3D 기하 화상(72)을 자동적으로 생성한다.　도 11의 2단째에는, 컴퓨터 시스템(32)에서 생성된 틸트각이 상이한 3D 기하 화상(72)을 3가지 예 정도 나타내고 있다.　생성된 3D 기하 화상(72)에는, 도 11에 나타낸 바와 같이 웨이퍼의 분할 절단면(21)과 관심 영역(ROI)(25)이 포함된다.

프로세서(901)는, 주 GUI(400) 상에서 지정된 ROI(25)의 좌표 정보를 사용하여, 3D 기하 화상(72) 상에서 ROI를 포함하는 영역을 오려 내는 화상의 오려 냄 처리를 자동으로 행하여, 3D 틸트 화상(73)을 생성한다.　도 11의 3단째에는, 3D 기하 화상(72)으로부터 생성되는 3D 틸트 화상(73)의 모식도를 3가지 예시하고 있다.　ROI의 오려 냄 영역 사이즈는, ROI와 분할 절단면(21)을 포함하면서, ROI의 면적의 2 내지 4배 정도의 사이즈로 설정한다.　유사 화상 데이터 생성부(42)에서는, 3D 틸트 화상(73)에 기초하여, 소정의 알고리즘에 기초하여, SEM 관찰상과 유사한 유사 화상 데이터(74)를 생성한다.　이상의 요령으로 자동 생성된 유사 화상(74)은, 특징 식별기(45)의 교사 데이터로서 사용할 수 있다.

상술한 유사 화상 데이터(74)의 생성 방법에 대하여 상세하게 설명한다.　도 12에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 3D 틸트 화상(73)으로부터 유사 화상 데이터(74)를 생성할 때 화풍 변환 모델(46)을 사용하고 있다.　화풍 변환 모델(46)은, 구조 화상인 3D 틸트 화상(73)에 대하여, 스타일 화상(75)에 포함되는 화풍 정보를 반영시킴으로써 유사 화상(74)을 생성하는 화풍 변환 알고리즘이며, 유사 화상 생성부(42)에 내장되어 있다.　스타일 화상(75)으로부터 추출된 화풍 정보가 반영되어 있기 때문에, 유사 화상(74)은 3D 틸트 화상(73)보다 실제의 SEM 관찰 화상(실제 화상)과 유사하도록 구성되어 있다.

화풍 변환 모델(46)은, 예를 들어 뉴럴 네트워크로 구성된다.　이 경우, 실제 샘플의 화상이나 레이아웃 데이터(40)를 사용하지 않고도, 화상 인식 모델 학습용의 데이터 세트로 학습을 실시할 수 있다.　대상으로 하는 생성 화상과 유사한 구조 화상 및 실제 화상(3D 틸트 화상(73)에 대응하는 실제의 SEM 관찰 화상)의 데이터 세트가 있는 경우에는, 그 데이터 세트를 사용하여 화풍 변환 모델을 학습시킬 수 있다.　이 경우, 화풍 변환 모델은 입력된 3D 틸트 화상으로부터 직접 유사 화상을 출력할 수 있기 때문에, 3D 틸트 화상(73)으로부터 유사 화상(74)을 생성할 때 스타일 화상이 불필요하게 된다.　또한 화풍 변환 모델(46) 대신에 전자선 시뮬레이터를 사용하여 유사 화상(74)을 생성할 수도 있다.

또한, 단면 3D 화상 데이터 생성부(41)와 유사 화상 생성부(42)는, 도 10에 나타내는 바와 같이 외장 서버(905) 상에서 동작시켜, 스토리지(906) 내에 유사 화상(74)을 저장해도 된다.　이 경우, 촬상 장치(주사형 전자 현미경)(10)에 직접 접속된 컴퓨터 시스템(32)에 단면 3D 화상 데이터 생성부(41)와 유사 화상 생성부(42)를 마련할 필요는 없고, 특징 식별기(45)의 학습 시에는 스토리지(906) 내에 보존된 유사 화상(74)을 컴퓨터 시스템(32)에 카피하여 사용한다.　또한, 외장 서버(905)를 특징 식별기(45)의 학습용 화상 데이터의 작성용 계산기로서 사용함으로써 하전 입자선 장치(10)는 촬상에 전념할 수 있기 때문에, 촬상 대상이 되는 시료가 바뀌었을 때에도 끊김 없이 촬상을 계속할 수 있는 장점이 있다.

이상의 요령으로 생성된 유사 화상(74)은, 스토리지(903) 내의 교사 데이터 DB(44)에 저장된다.　생성된 유사 화상(74)을 사용하여 특징 식별기(45)를 학습시키는 경우, 제1 실시 형태의 도 4b에서 설명한 조작과 동일한 요령으로, 교사 데이터 DB(44)로부터 유사 화상(74)이 저장된 폴더를 선택하거나, 또는 적당한 유사 화상(74)을 개별적으로 선택하고, 학습 개시 버튼(415 또는 424)을 누르면 자동적으로 학습이 개시된다.

이 제4 실시 형태에서 설명한 하전 입자선 장치에서는, 특징 식별기(45)의 구축 시에 조작자가 대량의 SEM 화상을 촬상하여 교사 데이터(43)를 준비할 필요가 없다.　조작자는, 레이아웃 데이터(40)를 참조하면서 분할 절단선(71), 관심 영역(ROI)(25)을 설정하는 것만으로, 교사 데이터가 자동적으로 교사 데이터 DB(44)에 등록되어, 특징 식별기(45)를 구축할 수 있다.　이것은, 본 실시예의 하전 입자선 장치에서는 도 3의 스텝 S301 내지 S306의 공정을 실질적으로 생략할 수 있다는 것을 의미하고 있고, 조작자의 작업 부담이 대폭으로 경감되는 것은 용이하게 이해된다.

[제5 실시 형태]

다음으로, 제5 실시 형태에 관한 주사형 전자 현미경을 설명한다.　제5 실시 형태는, 제4 실시 형태의 방법으로 생성된 유사 화상(74)을 사용하여 시야 탐색(표식 패턴(23)의 자동 검출)을 행하는 방법에 대하여 설명한다.　본 실시 형태에서는, 표식 패턴(23)의 검출에는 기계 학습에 의한 특징 식별기(45)가 아니라, 패턴 매칭을 사용한다.

제4 실시 형태와 마찬가지의 방법으로, 레이아웃 데이터(40)로부터, 3D 틸트 화상(73), 유사 화상(74)을 생성한다.　종래의 패턴 매칭법에서는, 상술한 과제에서 기술한 바와 같이, 매칭의 기준 화상은 실제의 관찰상을 다양한 조건에서 대량으로 취득할 필요가 있어, 실용성에 문제가 있었다.　그에 반해, 본 실시 형태의 방법에서는, 레이아웃 데이터(40)로부터 생성하는 유사 화상(74)을, 기계적으로 출력할 수 있으므로, 사람의 노동력을 들이지 않고, 패턴 매칭용의 기준 화상을 대량으로 준비할 수 있다.　이에 의해, 종래에는 곤란했던, 틸트상으로부터의 패턴 매칭도 실현 가능하게 된다.

[제6 실시 형태]

다음으로, 제6 실시 형태에 관한 주사형 전자 현미경을 설명한다.　제6 실시 형태는, 조작자에 의한 관찰 작업의 일부를 보조적으로 지원하는 구성을 제안하는 것이다.　제6 실시 형태에서는, 제1 실시 형태 내지 제4 실시 형태에 기재한 어느 방법에 의해, 표식 패턴(23)의 특징 식별기(45)를 구축한다.　그 후, 조작자가 SEM을 관찰 중에 특징 식별기(45)를 동작시켜, 실시간으로 표식 패턴(23)을 검출한다.　동시에, 검출한 표식 패턴(23)을 포함하는 관심 영역(ROI)(25)을, 표시 유닛(35)의 GUI(50) 상에 표시하는 기능을 구비한다.

도 13에, 제6 실시 형태의 하전 입자선 장치가 구비하는 GUI 화면의 구성 예를 나타낸다.　주 화면(401)에는, 관찰 화상이나 각종 조작 메뉴가 표시된다.　조작자가 「Menu」 버튼(403)을 누르면 셀렉트 버튼(434)이 표시되고, 「Marker」 버튼을 선택하면, 주 화면(401)에 표시되어 있는 SEM 화상에, 특징 식별기(45)가 추출한 ROI를 나타내는 마커(50)가 중첩되어 표시된다.　특징 식별기(45)가 추출한 ROI가 모두 표시되기 때문에, 도 13에서는 마커(50)가 복수의 ROI에 중첩 표시되어 있다.　본 실시 형태의 마커 표시 기능에 의해, 조작자는 어디를 관찰하고 있는지를 일견하여 판단할 수 있고, 이에 의해 관찰 작업의 효율이 향상되는 효과가 있다.　본 기능은 특히, 매뉴얼로 시야 탐색을 행하는 경우에 유용하다.

[제7 실시 형태]

다음으로, 제7 실시 형태에 관한 주사형 전자 현미경을 설명한다.　제7 실시 형태는, 설계 데이터 등의 레이아웃 데이터와, 실제의 SEM 관찰 중에 있어서의 시료 위치의 자동 얼라인먼트를 실현하는 구성 예이다.　또한, 컴퓨터 시스템(32)의 특징 식별기(45)는, 실제 화상 혹은 의사 SEM 화상에 의해 이미 학습 완료된 것으로 한다.

도 14a를 사용하여, 제7 실시 형태의 레이아웃 데이터 상의 조작을 설명한다.　도 14a는 제7 실시 형태에서의 관찰 대상을 나타내고, 시료(20) 상에 유사한 형상의 표식 패턴(23)이 복수 형성되어 있다.　도 14a는 시료(20)의 모식도만 도시되어 있지만, 실제로는 도 4a는 도 11 혹은 도 13 등과 마찬가지의 GUI 상에 표시되어 있다.

조작자는, 제4 실시 형태와 동일한 요령으로 원하는 레이아웃 데이터(40)를 GUI 상에 읽어 내고, 레이아웃 데이터(40)를 참조하면서 시료의 분할 절단선(71)과 검출 대상의 표식 패턴(23)의 위치(X 좌표)를 GUI 상에서 설정한다.　분할 절단선(71)과 표식 패턴(23)의 위치 설정은, 도 11과 마찬가지로, 포인터(409)와 선택 툴(410)을 사용하여 행한다.

이 작업을 거쳐, 레이아웃 데이터 상의 표식 패턴(23)의 각각의 X 좌표가 컴퓨터 시스템(32)에 등록되어, 레이아웃 상의 X 좌표 리스트(77)가 얻어진다.　이어서, 시료 스테이지(17)를 스텝&리피트 방식으로 X축 방향으로 이동시키면서, 저배율의 틸트상을 취득한다.　이 촬상 처리를 시료(20)의 X 방향의 좌측 단부가 시야에 들어가는 위치로부터 우측 단부가 시야에 들어가는 위치까지 행하고, 그 과정에 있어서, 도 14b에 나타내는 바와 같이, 특징 식별기(45)에 의해 자동 검출된 표식 패턴(23)의 관심 영역(ROI)(25)의 중심의 X 위치 좌표가 데이터로서 보존된다.　이상에 의해, 실공간에 있어서의 X 좌표 리스트(78)가 얻어진다.

상기의 방법에 의해, 도 14c에 나타내는 바와 같이, 레이아웃 상의 X 좌표 리스트(77)와, 실공간의 X 좌표 리스트(78)가 얻어지고, 양자를 대조함으로써, 레이아웃 상의 좌표와 실공간 좌표를 대응짓기 위한 변환 데이터가 생성되어, 레이아웃 공간과 실공간의 좌표 얼라인먼트가 실현된다.　생성된 변환 데이터는, 컴퓨터 시스템(32)의 스토리지(903)뿐만 아니라, 외장 서버(905)에 저장해도 된다.

도 15는 좌표 얼라인먼트 처리의 실행 후에, 이미지 리스트 영역(408)에 표시된 섬네일 화상 중 하나를 선택한 상태의 GUI를 나타내는 도면이다.　관찰상(51)(여기서는 틸트 화상)과 나란히, 서브 화면(407)에 레이아웃 데이터(40)가 표시되고, 상기의 변환 데이터(80)에 의해 관찰상의 위치가 레이아웃 데이터(40)에 반영된다.　이에 의해 조작자는, 어느 위치를 관찰하고 있는지를 레이아웃 데이터(40) 상에서 확인할 수 있어, 조작 작업성이 향상된다.　또한, 동시에 레이아웃 데이터(40) 상에서 지정한 관찰 위치로 관찰 시야를 이동시키는 것도 용이하게 실현할 수 있다.　이것은 표시 화상이 최종 배율로 촬상된 고배율 화상이어도 마찬가지이다.

다음으로, 본 실시 형태의 좌표 얼라인먼트를, 제4 실시 형태의 유사 화상을 사용하여 특징 식별기를 구축한 경우에 있어서의 시야 탐색에 적용한 사례에 대하여, 도 16을 사용하여 설명한다.　스텝 S502 이외의 처리는 제1 실시 형태(도 5a)와 마찬가지이므로, 이하에서는 스텝 S502에 대하여 설명한다

도 16은 스텝 S502의 상세를 나타내는 흐름도이다.　조작자는, 먼저 스텝 S501-1과 S502-2에서 시야 탐색 시의 광학 조건과 스테이지 조건을 설정한다.　다음으로 스텝 S502-3에서, 조작자는 상술한 도 11 및 도 14a에서 설명한 요령으로 레이아웃 패턴 상에서의 ROI의 설정을 행한다.　그 후, 조작자가 도 15의 오퍼레이션 패널(405)에 도시되는 「Align」 버튼(435)을 누르면, 컴퓨터 시스템(32)은 얼라인먼트 처리의 지시 버튼류를 오퍼레이션 패널(405)에 표시시킨다.　「Start」 버튼이 눌리면, 컴퓨터 시스템(32)은 스텝 S502-4의 틸트상의 촬상을 개시한다.

촬상된 틸트 화상의 화상 데이터는 순차적으로 스토리지(903)에 저장되고, 시료(20)의 X 방향의 선단으로부터 종단까지의 촬상이 종료되면 촬상 스텝은 종료된다.　다음으로 스텝 S502-5에서, 프로세서(901)에 의해 도 14c의 X 좌표 리스트(77) 및 X 좌표 리스트(78)의 대조 처리와 상술한 변환 데이터의 생성 처리가 실행되고, 이에 의해 레이아웃과 실공간의 좌표 얼라인먼트가 행해진다.　생성된 변환 데이터는, 도 5a의 스텝 S503의 시야 탐색 테스트 런 혹은 스텝 S507의 목적 패턴으로의 시야 이동 시, 다음에 이동할 ROI의 중심 좌표를 설정하기 위해 사용되고, 스테이지(17)의 이동량도 이 값을 사용하여 계산된다.　이에 의해, 실제 화상을 사용하지 않고 레이아웃 데이터만을 사용한 시야 탐색 기능을 구비한 하전 입자선 장치가 실현 가능하게 된다.

또한, 레이아웃 공간과 실공간 좌표를 대응짓기 위한 변환 데이터는, 표식 패턴의 탐색 시뿐만 아니라 최종 관찰 위치로의 시야 이동 시에도 활용할 수 있다.　레이아웃 데이터는 확대 표시해도 좌표 어긋남이 발생하지 않으므로, GUI 상에 레이아웃 데이터를 확대 표시함으로써, 조작자는 레이아웃 데이터 상에서의 최종 관찰 위치를 최종 관찰 배율 상당의 분해능으로 정확으로 지정할 수 있다.　한편, 컴퓨터 시스템(32)도 변환 데이터에 의해 실공간에서의 최종 관찰 위치의 좌표를 정확하게 파악할 수 있기 때문에, 배율 확대에 수반되는 시야 어긋남이 원리적으로는 없어진다(실제로는, 변환 데이터에 포함되는 오차 때문에 시야 어긋남은 발생함).　이 효과는, 실제 화상을 교사 데이터로서 사용하여 특징 식별기(45)를 구축한 경우에도 마찬가지이다.

또한, 이상의 설명에서는, 실공간에서의 표식 패턴의 좌표 데이터를 사용하여 스테이지 의료량을 계산하고 있지만, 표식 패턴의 패턴 피치 정보를 사용하여 스테이지 이동량을 계산해도 된다.

[제8 실시 형태]

다음으로, 제8 실시 형태에 관한 주사형 전자 현미경을 설명한다.　제8 실시 형태에서는, 반도체 시료가 아니라 금속 재료 조직의 관찰에 본 개시를 적용한 구성 예에 대하여 설명한다.　금속 재료 조직의 단면에 있어서는, 포정 조직(包晶組織)이나, 공정 조직(共晶組織)과 같은 특징적인 조직이 나타나고, 조작자는 그것들에 주목한 시야 관찰이나 원소 분석 등의 상세 해석을 행한다.　이하, 본 실시 형태를 설명하지만, 전제로 하는 장치 구성은 도 1 또는 도 10이며, 상술한 실시 형태와 동일하다.

도 17a에 나타내는 포정 조직에는 A상, B상, C상이 포함되고, 공정 조직에는 D상과 E상이 포함되어 있다.　본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 미리 취득한 관찰상으로부터 생성한 교사 데이터(43)를 준비하고, 그것을 기초로 특징 식별기(45)를 구축한다.　도 17a에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 특징 식별기는 복수 존재해도 되고, 도 17a의 경우에는, 포정 조직(제1 특징부), 공정 조직(제2 특징부)의 각각에 대응하는 특징 식별기 A(45a)와, 특징 식별기 B(45b)를 구축하고 있다.　특징 식별기 A(45a) 및 특징 식별기 B(45b)는, 제1 배율로 촬상된 화상 데이터를 입력으로 하고, 포정 조직 또는 공정 조직의 위치 정보를 출력으로 하는 교사 데이터를 사용하여 미리 학습이 실시되어 있다.

구축된 특징 식별기 A(45a)와 특징 식별기 B(45b)에, 촬상 장치로 취득된 금속 조직 표면의 화상 데이터를 입력하면, 도 17b에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 각각의 특징 조직에 대응한 관심 영역(ROI)(90, 91)의 중심 좌표가 자동 추출된다.　컴퓨터 시스템(32)은, 자동 추출된 중심 좌표에 촬상 장치의 시야 중심을 이동시키도록 제어부(33)에 지시하고, 제어부(33)는 컴퓨터 시스템(32)의 지시에 따라 시료 스테이지(17)의 이동을 제어한다.

도 17c에는, 제8 실시 형태에서 실행되는 원소 분석의 자동 실행 처리 시에 사용되는 GUI의 구성 예를 나타내고 있다.　조작자가 도 13에 도시되는 셀렉트 버튼(434)으로부터 「Elementary Analysis」 버튼을 선택하면, 도 17c의 GUI가 표시된다.　조작자는, 이 화면을 사용하여 전술한 포정 조직이나 공정 조직에 대하여 실시하는 분석의 종류를 설정할 수 있다.

도 17c의 GUI는, 분석 대상의 상이나 물질을 입력하는 목표 타깃 입력란(1701)을 갖는다.　조작자는 도 1이나 도 10에 도시되는 입력부(36) 등을 사용하여 입력을 행한다.　또한, 도 17c의 GUI는, 실행하는 분석의 종류를 입력하는 분석종 입력란(1702)을 갖는다.　조작자는, 목표 타깃 입력란(1701)과 마찬가지로 입력부(36) 등을 사용하여 입력을 행한다.　입력 결과는 입력 결과 표시란(1703)에 일람 표시된다.

이상의 설정의 완료 후, 스타트 버튼(1704)을 누르면, 원소 분석의 자동 실행 플로가 개시되어, 새롭게 촬상한 금속 재료 조직의 화상 데이터가 특징 식별기 A(45a)와 특징 식별기 B(45b)에 입력되고, 금속 재료 조직에 포함되는 포정 조직, 공정 조직이 ROI로서 중심 좌표의 정보와 함께 추출된다.　추출된 ROI의 화상 데이터로부터, A상, B상, C상, D상 및 E상의 위치 정보가 콘트라스트 차를 이용하여 화소 단위로 구해진다.　각 상의 위치 정보의 검출에 있어서는 시맨틱 세그멘테이션 등, 기계 학습의 방법을 사용할 수도 있다.

그 후, 컴퓨터 시스템(32)과 제어부(33)의 연동에 의해, 각 ROI로의 시야 이동이 차례로 자동으로 실행되고, 고배율(제1 배율보다 높은 제2 배율)에서의 촬상 처리나 조작자에 의해 GUI에서 지정된 주력 시야의 원소 분석(EDX 매핑이나 EDS 등) 처리가 자동 실행된다.　이러한 실시 형태는 특히 머티리얼즈 인포메틱스와 같이 대량의 데이터를 고효율으로 취득하는 개발에는 매우 효과를 발휘한다.　또한, 지금까지의 실시 형태와 달리, 본 실시 형태의 경우에는, 특징 식별기의 학습에 틸트 화상을 사용할 필요는 없고, 시료 상방으로부터의 촬상 화상에 의해서도 특징 식별기의 학습이 가능하다.

[제9 실시 형태]

다음으로, 제9 실시 형태에 관한 주사형 전자 현미경을 설명한다.　제9 실시 형태는, FIB-SEM(Focused Ion Beam -Scanning Electron Microscope)을 촬상 장치로서 구비한 하전 입자선 장치에 본 개시의 기술을 적용한 예를 제안한다.

도 18에 본 실시 형태의 FIB-SEM의 구성을 나타낸다.　주사 전자 현미경(10)과 동일한 하우징에, FIB 하우징(18)이 설치되어, 시료를 절삭하면서 시료(20)의 단면을 형성하고, SEM에 의해 형상이나 조직 관찰을 행한다.　시야 인식에 관한 구성 요소는 제4 실시 형태와 마찬가지이다.　본 실시 형태에 있어서는, 컴퓨터 시스템(32)은 범용 프로세서와 메모리가 아니라, FPGA 등의 하드웨어로 각 기능 블록을 구성하고 있지만, 기능 및 동작은 지금까지의 실시 형태에서 설명해 온 내용과 마찬가지이다.　또한 본 실시 형태에서는, 특징 식별기(45)의 생성에 레이아웃 데이터를 사용하는 구성을 나타냈지만, 제1 실시 형태와 같이, 실제의 관찰에서 얻어진 화상 데이터를 교시 데이터로서 사용하는 구성에 적용해도 된다.

[제10 실시 형태]

이상 설명한 실시 형태 외에, 이하의 특징을 구비하는 구성 예도 적합하다.

1. 조작자의 지시에 기초하여 시야 탐색의 테스트 런을 실행하는 기능을 구비한 하전 입자선 장치 및 당해 기능을 실현하는 프로그램이 저장된 기록 매체.

2. 시야 탐색의 실행 중에 발생한 불량을 검출하고, 시야 탐색을 자동 정지하는 기능을 구비한 하전 입자선 장치 및 당해 기능을 실현하는 프로그램이 저장된 기록 매체.

3. 이전 항에 있어서, 자동 정지된 시야 탐색의 플로를 정지한 개소로부터 재개하는 기능을 구비한 하전 입자선 장치 및 당해 기능을 실현하는 프로그램이 저장된 기록 매체.

4. 관찰 대상 시료의 설계 데이터를 표시하는 GUI와, 당해 설계 데이터 상에서 조작자가 설정한 ROI의 좌표 정보와, 관찰 대상 시료의 실공간에 있어서의 좌표 정보를, 촬상 장치에 의해 취득된 실제 화상 데이터에 기초하여 매칭시키는 처리와, 당해 매칭에 의해 얻어진 상기 ROI의 실공간에서의 좌표 정보에 기초하여 시료 스테이지의 이동량을 계산하는 컴퓨터 시스템과, 당해 계산된 스테이지 이동량에 기초하여 동작하는 스테이지를 구비한 하전 입자선 장치 및 상기의 처리를 실행하는 프로그램이 저장된 기록 매체.

5. 상기 하전 입자선 장치에 있어서, 상기 설계 데이터 상에서 조작자가 설정한 최종 관찰 위치의 좌표 정보에 기초하여, 실공간에서의 시야 이동을 실행하는 기능을 구비한 하전 입자선 장치 및 당해 기능을 실현하는 프로그램이 저장된 기록 매체.

6. 촬상 장치와, 제1 형상을 포함하는 실제 화상 데이터를 사용하여 학습된 제1 특징 식별기와 제2 형상을 포함하는 실제 화상 데이터를 사용하여 학습된 제2 특징 식별기가 저장된 컴퓨터 시스템과, 상기 제1 특징 식별기 및 제2 특징 식별기에 신규한 화상 데이터를 입력함으로써 출력되는 제1 좌표 및 제2 좌표에 대응하는 시료 상의 영역에 하전 입자선을 조사하여 원소 분석을 자동 실행하는 것을 특징으로 하는 하전 입자선 장치 및 당해 자동 실행 처리를 실현하는 프로그램이 저장된 기록 매체.

7. 상기 하전 입자선 장치에 있어서, 상기 제1 형상 및 제2 형상에 대하여 각각 실행하는 원소 분석의 종류를 설정하기 위한 GUI를 구비하고, 상기 제1 좌표 및 제2 좌표에 대응하는 시료 상의 영역에 하전 입자선을 조사하여 상기 GUI에서 설정된 종류의 원소 분석을 자동 실행하는 하전 입자선 장치 및 당해 자동 실행 처리를 실현하는 프로그램이 저장된 기록 매체.

또한, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형예가 포함된다.　예를 들어, 상기 실시 형태는 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위해 상세하게 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것으로 한정되는 것은 아니다.　또한, 어떤 실시 형태의 구성의 일부를 다른 실시예의 구성으로 치환하는 것이 가능하고, 어떤 실시 형태의 구성에 다른 실시 형태의 구성을 추가하는 것도 가능하다.　또한, 각 실시 형태의 구성의 일부에 대하여, 다른 구성의 추가·삭제·치환을 하는 것이 가능하다.　또한, 상기의 각 구성, 기능, 처리부, 처리 수단 등은, 그것들의 일부 또는 전부를, 예를 들어 집적 회로로 설계하는 등에 의해 하드웨어로 실현해도 된다.

10: 전자 현미경
11: 전자총
12: 전자선
13: 집속 렌즈
14: 편광 렌즈
15: 대물 렌즈
16: 2차 전자 검출기
17: 시료 스테이지
18: FIB 하우징
20: 시료
21: 시료 분할 절단면
22: 시료 상면
23: 표식 패턴
24: 단면 관찰 시야
25: 표식 패턴의 ROI
26: 가공 패턴
31: 상형성부
32: 컴퓨터 시스템
33: 제어부
34: 화상 처리부
35: 표시 유닛
36: 입력부
40: 레이아웃 데이터
41: 단면 3D 화상 데이터 생성부
42: 유사 화상 데이터 생성부
43: 교사 데이터
44: 교사 데이터 DB
45: 특징 식별기
46: 화풍 변환 모델
50: GUI
51: 관찰 화상
61: 제1 경사축
62: 제2 경사축
70: 관찰 대상측
71: 분할 절단선
72: 3D 기하 화상
73: 3D 틸트 화상
74: 유사 화상
75: 스타일 화상
76: 표식 패턴의 좌표
77: 레이아웃 데이터 상의 X 좌표
78: 시료대의 X 좌표 리스트
79: 관찰 위치의 표시
80: 좌표 변환 데이터
90: 포정 조직의 ROI
92: 공정 조직의 ROI
100: 2차 전자
900: 인터페이스
901: 프로세서
902: 메모리
903: 스토리지
904: 시야 탐색 툴
905: 외장 서버
906: 스토리지

Claims (18)

1. 시료에 하전 입자선을 조사함으로써, 당해 시료의 화상 데이터를 소정 배율로 취득하는 촬상 장치와,
   상기 화상 데이터를 취득할 때의 시야 찾기의 연산 처리를, 상기 화상 데이터를 사용하여 실행하는 컴퓨터 시스템과,
   상기 시야 찾기를 위한 설정 파라미터를 입력하기 위한 그래픽 유저 인터페이스(GUI)가 표시되는 표시 유닛을
   구비하고,
   상기 촬상 장치는,
   상기 시료를 적어도 2개의 구동축으로 이동시키는 것이 가능하게 구성되고, 또한 상기 컴퓨터 시스템이 구하는 상기 시료의 위치 정보에 대응시켜 촬상 시야를 이동시킬 수 있는 시료 스테이지를 구비하고,
   상기 컴퓨터 시스템은,
   상기 시료가 상기 하전 입자선에 대하여 경사진 상태에서 촬상된 틸트 화상의 화상 데이터의 입력에 대하여, 당해 틸트 화상 상에 1개 또는 복수 존재하는 특징부의 위치 정보를 출력하는 식별기를 구비하고,
   당해 식별기는,
   상기 틸트 화상의 화상 데이터를 입력으로 하고, 상기 특징부의 위치 정보를 출력으로 하는 교사 데이터를 사용하여 미리 학습이 실시되어 있고,
   상기 컴퓨터 시스템은, 상기 식별기에 대하여 입력된 신규한 틸트 화상 데이터에 대하여, 상기 특징부의 위치 정보를 출력하는 처리를 실행하는
   것을 특징으로 하는 하전 입자선 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 GUI에는, 상기 특징부에 대한 최종 관찰 위치의 상대 위치 정보를 설정하기 위한 제1 설정란이 표시되고,
   상기 시료 스테이지가, 당해 제1 설정란에서 설정된 상대 위치 정보에 따라, 상기 촬상 장치의 시야를 최종 관찰 위치로 이동시키도록 제어되는 것을 특징으로 하는 하전 입자선 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 GUI에는, 상기 시료의 단면이 상기 하전 입자선에 대하여 정면 대향 위치가 되는 상기 구동축의 상태를 등록하는 등록 버튼이 표시되고,
   상기 시료 스테이지가, 상기 최종 관찰 위치로의 시야 이동 후, 당해 등록된 정면 대향 위치의 상태로 상기 구동축을 조정하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 하전 입자선 장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 GUI에는, 취득 화상의 최종 배율을 설정하기 위한 제2 설정란이 표시되고,
   상기 촬상 장치가, 당해 제2 설정란에서 설정된 최종 배율에 따라, 상기 최종 관찰 위치에 있어서 화상 데이터를 취득하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 하전 입자선 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 촬상 장치가, 상기 틸트 화상을 촬상할 때의 배율로부터 상기 최종 배율까지 단계적으로 배율을 높여서 촬상을 행하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 하전 입자선 장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 컴퓨터 시스템은, 배율을 높여서 촬상된 화상에 대하여, 상기 시료의 단면에 포함되는 에지 라인의 검출 처리를 사용한 수평선의 보정 처리를 실행함으로써 화상의 회전 어긋남양을 구하고,
   상기 촬상 장치는, 상기 시료 스테이지의 조정 또는 이미지 시프트에 의해 상기 화상의 회전 어긋남에 수반되는 시야 어긋남 보정을 행하는 것을 특징으로 하는 하전 입자선 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 컴퓨터 시스템은, 상기 배율의 확대 전후에서의 시야 중심의 어긋남양을 구하고,
   상기 촬상 장치는, 상기 시료 스테이지의 조정 또는 이미지 시프트에 의해 시야 어긋남 보정을 행하는 것을 특징으로 하는 하전 입자선 장치.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
   상기 시야 어긋남 보정의 보정량이 적절한지 여부를 판정하고, 보정량의 과부족에 따라 상기 시료 스테이지를 재조정 또는 상기 이미지 시프트를 재실행하는 것을 특징으로 하는 하전 입자선 장치.
9. 제5항에 있어서,
   상기 촬상 장치는, 상기 배율을 높일 때마다, 초점 조정 및 비점 보정을 실행하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 하전 입자선 장치.
10. 제5항에 있어서,
    상기 컴퓨터 시스템은, 상기 배율을 높인 촬상에 의해 얻어진 화상 데이터에 대하여, 상기 시료의 단면에 포함되는 에지 라인의 검출 처리를 실행하고,
    상기 촬상 장치는, 상기 에지 라인이 검출된 경우에는, 초점 조정 및 비점 보정을 실행하지 않고 배율을 높여, 다음 배율에서의 촬상을 실행하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 하전 입자선 장치.
11. 제4항에 있어서,
    상기 촬상 장치는, 상기 하전 입자선을 적어도 제1 주사 속도 및 당해 제1 주사 속도보다 고속인 제2 주사 속도로 주사할 수 있는 주사 수단을 구비하고,
    상기 틸트 화상을 상기 제2 주사 속도로 촬상하고,
    상기 최종 배율에서의 화상을 상기 제1 주사 속도로 촬상하는 것을 특징으로 하는 하전 입자선 장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 식별기가, 상기 교사 데이터 대신에, 상기 시료의 레이아웃 패턴 데이터로부터 생성된 의사 틸트 화상을 입력으로 하고, 당해 의사 틸트 화상 상에 존재하는 특징부의 위치 정보를 출력으로 하는 교사 데이터에 의해 학습된 것을 특징으로 하는 하전 입자선 장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 의사 틸트 화상은, 상기 레이아웃 패턴 데이터로부터 생성된 임의의 단면을 포함하는 삼차원 모델에 대하여, 당해 삼차원 모델에 대응하는 개소의 실제 화상 데이터로부터 추출되는 화풍 정보를 사용한 화풍 변환 처리를 실행함으로써 생성된 것을 특징으로 하는 하전 입자선 장치.
14. 제1항에 있어서,
    상기 컴퓨터 시스템은,
    상기 시야 탐색의 과정에 있어서, 상기 하나 또는 복수의 특징부를 시야에 포함하는 복수의 틸트 화상을 상기 GUI에 표시하는 처리와,
    또한, 상기 특징부를 강조하기 위한 마커를 당해 복수의 틸트 화상에 중첩하여 표시하는 처리를 실행하는 것을 특징으로 하는 하전 입자선 장치.
15. 제12항에 있어서,
    상기 컴퓨터 시스템은,
    촬상된 틸트 화상을 상기 식별기에 입력함으로써 출력되는 상기 특징부의 위치 정보와, 상기 레이아웃 패턴 데이터로부터 얻어지는 상기 특징부의 위치 정보를 링크시킴으로써, 상기 틸트 화상과 상기 레이아웃 패턴 데이터의 좌표 얼라인먼트를 실행하는 것을 특징으로 하는 하전 입자선 장치.
16. 제15항에 있어서,
    상기 틸트 화상은, 시료 단면의 좌측 단부가 시야에 들어가는 위치로부터 우측 단부가 시야에 들어가는 위치까지 상기 시료 스테이지를 이동시켜 얻어진 것을 특징으로 하는 하전 입자선 장치.
17. 시료에 하전 입자선을 조사함으로써, 당해 시료의 화상 데이터를 소정 배율로 취득하는 촬상 장치와,
    상기 화상 데이터를 취득할 때의 시야 찾기의 연산 처리를, 상기 화상 데이터를 사용하여 실행하는 컴퓨터 시스템과,
    상기 시야 찾기를 위한 설정 파라미터를 입력하기 위한 그래픽 유저 인터페이스(GUI)가 표시되는 표시 유닛을
    구비하고,
    상기 촬상 장치는,
    상기 시료를 적어도 2개의 구동축으로 이동시키는 것이 가능하게 구성되고, 또한 상기 컴퓨터 시스템이 구하는 상기 시료의 위치 정보에 대응시켜 촬상 시야를 이동할 수 있는 시료 스테이지를 구비하고,
    상기 컴퓨터 시스템은,
    상기 화상 데이터에 1개 또는 복수 존재하는 제1 특징부의 위치 정보를 출력하는 제1 식별기와,
    상기 화상 데이터에 1개 또는 복수 존재하는 제2 특징부의 위치 정보를 출력하는 제2 식별기를
    구비하고,
    상기 제1 식별기 및 제2 식별기는, 제1 배율로 촬상된 화상 데이터를 입력으로 하고, 상기 제1 특징부 또는 상기 제2 특징부의 위치 정보를 출력으로 하는 교사 데이터를 사용하여 미리 학습이 실시되어 있고,
    상기 촬상 장치는,
    상기 시료 스테이지에 의해 이동된, 상기 제1 특징부를 포함하는 시야 및 제2 특징부를 포함하는 시야에 있어서, 상기 제1 배율보다 큰 제2 배율로 시야를 확대하는 처리와,
    당해 제2 배율로 확대된 시야 내에서, 상기 제1 특징부 또는 상기 제2 특징부에 상기 하전 입자선을 조사하여, 순차적으로 원소 분석을 실행하는 처리를
    실행하는
    것을 특징으로 하는 하전 입자선 장치.
18. 제17항에 있어서,
    상기 컴퓨터 시스템은, 상기 제1 배율로부터 상기 제2 배율로의 확대에서의 시야 중심의 어긋남양을 구하고,
    상기 촬상 장치는, 상기 시료 스테이지의 조정 또는 이미지 시프트에 의해 시야 어긋남 보정을 행하는 것을 특징으로 하는 하전 입자선 장치.

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