KR20240035886A - 컴퓨터 시스템 및 해석 방법 - Google Patents

Abstract

관찰 화상 내의 유사한 셀 구조간의 비교에 의한 이상의 판정·검출을 용이·효율적으로 실현할 수 있는 기술을 제공한다. 본 컴퓨터 시스템은, 하전 입자 빔 장치에 의한 시료의 관찰 화상을 해석한다. 본 컴퓨터 시스템은, 관찰 화상 중에서, 유저가 지정한 또는 자동적으로 설정한, 제1 셀 영역을 기준 화상으로 하고, 기준 화상과 유사한 다른 1개 이상의 제2 셀 영역을 유사 화상으로서 추출하는 추출 처리(스텝 S3)와, 기준 화상과 추출된 유사 화상에 있어서, 기준 화상에 포함되어 있는 복수의 관심 영역(ROI)의 관계성이 규정된 룰에 기초하여, 복수의 ROI를 비교함으로써, 이상 유무를 판정하는 판정 처리(스텝 S6)와, 판정 결과로서 각 셀 영역의 위치 및 이상 유무를 유저에 대해서 출력시키는 출력 처리(스텝 S7)를 행한다.

Description

컴퓨터 시스템 및 해석 방법

본 발명은, 하전 입자 빔 장치 등의 기술에 관한 것으로, 특히, 관찰 화상의 해석 처리에 관한 것이다.

주사형 전자 현미경(SEM) 등의 하전 입자 빔 장치는, 시료에 대한 빔·광 등의 주사에 기초하여, VC(Voltage Contrast) 화상 등의 화상을 관찰 화상으로서 얻을 수 있다. 하전 입자 빔 장치에 접속되는 컴퓨터 시스템은, 그 관찰 화상에 기초하여, 예를 들어 이상·불량 등(이하에서는 이상이라고 총칭함)을 검출하기 위한 해석 처리를 행한다.

시료로서 로직 디바이스 등의 반도체 디바이스의 불량 해석에는, 예를 들어 VC 관찰 방법이 사용되고 있다. SEM에 의한 VC 관찰 화상에서는, VC의 차이가 휘도로서 나타난다. VC는, 시료의 대전 표면에 발생하는 전위차에 의해 2차 전자의 방출 효율이 변화함으로써 생긴다. 이 방법에서는, 관찰 화상 내의 휘도를 해석함으로써 이상이 판정된다.

선행 기술예로서는, 일본 특허 공개 제2010-25836호 공보(특허문헌 1)를 들 수 있다. 특허문헌 1에는, 반도체 디바이스의 복잡한 구조의 변동을 직감적이면서 또한 정량적으로 평가할 수 있는 외관 검사 장치를 제공하는 취지가 기재되어 있다. 특허문헌 1에는, 템플릿 화상과의 비교에서 휘도 및 형상을 비교하는 취지가 기재되어 있다.

일본 특허 공개 제2010-25836호 공보

종래 기술에서는, 로직 디바이스 등의 불량 해석 시에, SEM 등의 하전 입자 빔 장치에 의해 얻은 VC 관찰 화상에 대해서, 사람에 의한 육안 관찰로, 셀 구조간에서 휘도를 비교함으로써, 이상 유무를 판정하고 있다. 셀 구조 내에는, 트랜지스터 등의 디바이스를 구성하는 요소인 플러그 영역 등이 포함되어 있다. 그러나, 이와 같은 종래 기술에서는, 다수의 동일하거나 또는 유사한 셀 구조가 배열되어 있는 관찰 화상에 있어서, 예를 들어 동일한 위치 관계를 갖는 플러그 영역간에서 휘도값을 비교하는 것은 곤란하며, 가능하다고 해도 매우 수고·시간이 걸린다. 또한, 이러한 관찰 화상에 있어서, 어떤 셀 구조에서의 복수의 플러그 영역이, 상하 반전이나 좌우 반전 등의 반전된 관계로 상으로서 분포하고 있는 경우도 있다. 그 경우에는, 그러한 상에 대해서도 판별할 필요가 있는데, 육안 관찰로는 매우 곤란해서 수고·시간이 걸린다.

본 개시의 목적은, 하전 입자 빔 장치에 의해 얻은 관찰 화상의 해석 등을 행하는 컴퓨터 시스템 등의 기술에 관해서, 관찰 화상 내의 동일 또는 유사한 셀 구조간의 비교에 의한 이상의 판정·검출을, 육안 관찰에 따르지 않고, 어느 정도 이상 자동적으로 해서, 용이·효율적으로 실현할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.

본 개시 중 대표적인 실시 형태는 이하에 나타내는 구성을 갖는다. 실시 형태는, 하전 입자 빔 장치에 의한 시료의 관찰 화상을 해석하는 컴퓨터 시스템이며, 상기 관찰 화상은, 복수의 셀 영역을 포함하고, 각각의 셀 영역은, 당해 셀 영역을 구성하는 요소인 복수의 영역을 포함하는 경우가 있고, 상기 컴퓨터 시스템은, 상기 관찰 화상 중에서, 유저가 지정한 또는 자동적으로 설정한, 제1 셀 영역을 기준 화상으로 하고, 상기 기준 화상과 유사한 다른 1개 이상의 제2 셀 영역을 유사 화상으로서 추출하는 추출 처리와, 상기 기준 화상과, 추출된 상기 유사 화상에 있어서, 상기 기준 화상에 포함되어 있는 복수의 관심 영역의 관계성이 규정된 룰에 기초하여, 상기 복수의 관심 영역을 비교함으로써, 상기 유사 화상의 셀 영역의 이상 유무를 판정하는 판정 처리와, 판정 결과로서 각 셀 영역의 위치 및 이상 유무를 유저에 대해서 출력시키는 출력 처리를 행한다.

본 개시 중 대표적인 실시 형태에 의하면, 하전 입자 빔 장치에 의해 얻은 관찰 화상의 해석 등을 행하는 컴퓨터 시스템 등의 기술에 관해서, 관찰 화상 내의 동일 또는 유사한 셀 구조간의 비교에 의한 이상의 판정·검출을, 육안 관찰에 따르지 않고, 어느 정도 이상 자동적으로 해서, 용이·효율적으로 실현할 수 있다. 상기한 것 이외의 과제, 구성 및 효과 등에 대해서는, 발명을 실시하기 위한 형태에서 나타내진다.

도 1은 실시 형태 1의 컴퓨터 시스템을 포함하여 구성되는 하전 입자 빔 장치의 구성예를 나타낸다.
도 2는 실시 형태 1의 컴퓨터 시스템에 의한 주된 처리의 플로를 나타낸다.
도 3은 시료(시료 A)의 관찰 화상의 예를 나타낸다.
도 4는 시료(시료 B)의 관찰 화상의 예를 나타낸다.
도 5는 시료(시료 A)의 관찰 화상의 기준 화상의 예를 나타낸다.
도 6은 시료(시료 B)의 관찰 화상의 기준 화상의 예를 나타낸다.
도 7은 실시 형태 1에서, 추출 처리 결과예(시료 A의 경우)를 나타낸다.
도 8은 실시 형태 1에서, 추출 처리 결과예(시료 B의 경우)를 나타낸다.
도 9는 실시 형태 1에서, 화상 입력의 화면예를 나타낸다.
도 10은 실시 형태 1에서, 기준 화상 설정의 화면예를 나타낸다.
도 11은 실시 형태 1에서, 유사 화상 추출의 화면예를 나타낸다.
도 12는 실시 형태 1에서, ROI 설정의 화면예를 나타낸다.
도 13은 실시 형태 1에서, 데이터 보존의 화면예를 나타낸다.
도 14는 실시 형태 1에서, 판정 룰 설정(제1 종류)의 화면예를 나타낸다.
도 15는 실시 형태 1에서, 판정 룰 설정(제2 종류)의 화면예를 나타낸다.
도 16은 실시 형태 1에서, 판정 룰 설정(제3 종류)의 화면예를 나타낸다.
도 17은 실시 형태 1에서, 판정 결과(시료 A의 경우)의 화면예를 나타낸다.
도 18은 실시 형태 1에서, 판정 결과(시료 B의 경우)의 화면예를 나타낸다.
도 19는 실시 형태 1에서, 복수 판정의 화면예를 나타낸다.
도 20은 실시 형태 1에서, 맵 표시의 화면예를 나타낸다.
도 21은 실시 형태 1에서, 기준 셀 영역을 자동적으로 설정하는 방법의 설명도를 나타낸다.
도 22는 실시 형태 1의 변형예에서의 처리 플로를 나타낸다.
도 23은 실시 형태 1의 변형예에서의 판정 룰의 설정예를 나타낸다.

이하, 도면을 참조하면서 본 개시의 실시 형태를 상세하게 설명한다. 도면에 있어서, 동일부에는 원칙적으로 동일 부호를 붙이고, 반복 설명을 생략한다. 도면에 있어서, 각 구성 요소의 표현은, 발명의 이해를 용이하게 하기 위해서, 실제의 위치, 크기, 형상 및 범위 등을 나타내고 있지 않은 경우가 있다.

설명상, 프로그램에 의한 처리에 대해서 설명할 경우에, 프로그램이나 기능이나 처리부 등을 주체로 해서 설명하는 경우가 있는데, 그것들에 관한 하드웨어로서의 주체는, 프로세서, 혹은 그 프로세서 등을 포함하는 컨트롤러, 장치, 계산기, 시스템 등이다. 계산기는, 프로세서에 의해, 적절하게 메모리나 통신 인터페이스 등의 자원을 사용하면서, 메모리 상에 판독된 프로그램에 따른 처리를 실행한다. 이에 의해, 소정의 기능이나 처리부 등이 실현된다. 프로세서는, 예를 들어 CPU나 GPU 등의 반도체 디바이스 등을 포함한다. 프로세서는, 소정의 연산이 가능한 장치나 회로를 포함한다. 처리는, 소프트웨어 프로그램 처리에 한정되지 않고, 전용 회로이어도 실장 가능하다. 전용 회로는, FPGA, ASIC, CPLD 등이 적용 가능하다.

프로그램은, 대상 계산기에 미리 데이터로서 인스톨 되어 있어도 되고, 프로그램 소스로부터 대상 계산기에 데이터로서 배포되어 인스톨되어도 된다. 프로그램 소스는, 통신망 상의 프로그램 배포 서버이어도 되고, 비일과성의 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체(예를 들어 메모리 카드)이어도 된다. 프로그램은, 복수의 모듈을 포함해도 된다. 컴퓨터 시스템은, 복수대의 장치를 포함해도 된다. 컴퓨터 시스템은, 클라이언트 서버 시스템, 클라우드 컴퓨팅 시스템 등을 포함해도 된다. 또한, 각종 데이터나 정보는, 예를 들어 테이블이나 리스트 등의 구조로 표현·실장되지만, 이것에 한정되지 않는다. 또한, 식별 정보, 식별자, ID, 이름, 번호 등의 표현은 서로 치환 가능하다.

<실시 형태 1>

도 1 내지 도 21을 사용하여, 실시 형태 1의 컴퓨터 시스템에 대해서 설명한다. 실시 형태 1의 컴퓨터 시스템은, 하전 입자 빔 장치에 의해 시료(관찰 대상물)인 반도체 디바이스를 촬상한 VC 화상인 관찰 화상을 취득·입력하여, 관찰 화상을 해석하는 기능(해석 기능이라고 기재함)을 갖는다. 이 해석 기능(그것에 대응하는 소프트웨어)에서는, 관찰 화상에서의 비교를 위한 기준 화상(바꾸어 말하면 기준 영역)을, 유저의 조작 입력, 또는 자동적인 처리에 의해 설정한다. 소프트웨어는, 관찰 화상 내에서, 기준 화상에 대하여, 동일 또는 유사한 영역(셀 구조 등)을, 유사 화상(바꾸어 말하면 유사 영역)으로서 추출한다. 소프트웨어는, 기준 영역과, 추출된 유사 영역을 비교하여, 설정된 판정 룰에 기초해서 이상을 판정한다. 판정 룰은, 셀 영역 내에 포함되어 있는 복수의 플러그 영역을 복수의 관심 영역(ROI: Region On Interest)으로 해서, ROI간의 관계성(예를 들어 위치 관계나 사이즈 관계, 휘도 관계 등)을 규정한 룰이 있다. 유저는 화면에서 복수의 ROI를 포함하는 기준 셀 영역이나 판정 룰을 설정 가능하다. 소프트웨어는, 판정 결과로서, 각 셀 영역이나 이상 유무 등을 포함하는 판정 결과(바꾸어 말하면 이상 검출 결과)를 유저에 대해서 출력한다.

[하전 입자 빔 장치]

도 1은 실시 형태 1의 컴퓨터 시스템(1)을 포함하여 구성되는 시스템인 하전 입자 빔 장치(2)의 구성을 나타낸다. 실시 형태 1에서는, 하전 입자 빔 장치(2)는 SEM이지만, 이것에 한정되지 않는다. 하전 입자 빔 장치(2)의 본체(3)는, 관찰 화상을 촬상하는 촬상 장치로서 기능한다. 하전 입자 빔 장치(2)의 본체(3)에는, 신호선 등의 통신 수단을 통해서 컴퓨터 시스템(1)이 접속되어 있다. 컴퓨터 시스템(1)은, 하전 입자 빔 장치(2)를 제어하는 컨트롤러에 상당한다. 컴퓨터 시스템(1)은, 하전 입자 빔 장치(2)의 본체(3)에 대해서 외부 접속된 컴퓨터 시스템으로 해도 되고, 하전 입자 빔 장치(2)의 본체(3)에 내장된 컴퓨터 시스템으로 해도 된다. 컴퓨터 시스템(1)은, 예를 들어 PC나 서버 등을 포함해도 된다.

컴퓨터 시스템(1)에는, 입출력 인터페이스(205)를 통해서, 액정 디스플레이 등의 표시 장치(206)나, 키보드·마우스 등의 조작 입력 장치(207) 등의, 입출력 디바이스가 외부 접속되어 있다. 입출력 디바이스는, 컴퓨터 시스템(1)에 내장된 것으로 해도 된다. 유저는, 컴퓨터 시스템(1)을 조작·이용하는 오퍼레이터, 작업자 등의 사람이다. 유저는, 표시 장치(206)의 화면을 보면서, 조작 입력 장치(207)를 조작해서 지시나 정보를 입력한다. 유저는, 컴퓨터 시스템(1)을 통해서 하전 입자 빔 장치(2)를 조작한다.

본체(3)는, SEM을 구성하는 경통(바꾸어 말하면 하우징) 등을 포함한 부분이다. 도 1의 구성예에서는, 본체(3)는, 전자총(101), 집광 렌즈(102), 편향 코일(103), 대물 렌즈(104), 검출기(105), 스테이지(106), 진공 펌프(107), 시료실(110) 등을 구비한다. 시료실(110) 내에는, 시료대인 스테이지(106)를 갖고, 스테이지(106) 상에 시료(5)가 적재·보유 지지된다. 스테이지(106)는, 컨트롤러로부터의 구동 제어에 기초하여, 적어도 수평 방향(X, Y 방향)으로 이동 가능하며, 이에 의해 촬상의 시야를 변경 가능하다. 시료실(110) 내는, 진공 펌프(107)에 의해 진공 상태로 된다. 시료실(110)에는, 진공도, 온도, 진동, 전자파 등의 상태를 계측하는 센서를 구비해도 된다.

전자총(101)에 기초하여 연직 방향(Z 방향)으로 발생된 하전 입자 빔 b1은, 집광 렌즈(102), 편향 코일(103), 대물 렌즈(104) 등의 작용을 통해서, X, Y 방향으로 조사가 제어된다. 집광 렌즈(102)와 대물 렌즈(104)는, 하전 입자 빔 b1을 집광한다. 편향 코일(103)은, 하전 입자 빔 b1을 X, Y 방향으로 편향시킨다. 이에 의해, 하전 입자 빔 b1은, 시료(5)의 표면에서 X, Y 방향으로 주사되면서 조사된다. 하전 입자 빔 b1의 조사에 의해, 시료(5)의 표면으로부터는 2차 전자 b2 등이 발생한다. 시료(5)의 대전 표면에는, 전위차가 생기고, 전위차에 의해 2차 전자 b2의 방출 효율이 바뀐다. 이 전위차는, SEM의 관찰 화상(VC 화상)에서 휘도의 차로서 나타난다.

시료(5)의 표면으로부터 발생한 2차 전자 b2 등은, 검출기(105)에 의해 검출된다. 검출기(105)는, 예를 들어 촬상 소자가 배열된 디바이스이며, 2차 전자 b2 등을 전기 신호로 변환해서 검출한다. 검출기(105)는, 검출한 전기 신호를, 증폭 회로나 아날로그/디지털 변환 회로 등을 통해서 화상 신호(150)로서 출력한다. 화상 신호(150)는, 관찰 화상에 상당한다. 화상 신호(150)는, 신호선 등의 통신 수단 및 통신 인터페이스(204)를 통해서 컴퓨터 시스템(1)에 입력되어, 예를 들어 기억 장치(203) 내에 관찰 화상에 관한 데이터로서 저장된다. 프로세서(201)는, 그 관찰 화상의 데이터를 취득·참조하여, 메모리(202) 상에서 처리를 행하고, 처리 결과 데이터를 기억 장치(203)에 보존한다.

컴퓨터 시스템(1)의 프로세서(201)는, 본체(3)의 각 부에 대한 구동 제어 등을 행하여, 관찰 화상을 취득한다. 또한, 프로세서(201)는, 기억 장치(203)에 저장되어 있는 프로그램을 메모리(203)에 판독하고, 그 프로그램에 기초하여 프로그램 처리를 실행함으로써, 소정의 기능(해석 기능 등)을 실현한다.

컴퓨터 시스템(1)은, 프로세서(201), 메모리(202), 기억 장치(203), 통신 인터페이스(204), 입출력 인터페이스(205) 등을 구비하고, 그것들은 버스를 통해서 서로 접속되어 있다. 기억 장치(203)에는, 각종 프로그램이나 데이터·정보가 저장되어 있다.

프로세서(201)는, 해석 기능에 관한 그래피컬·유저·인터페이스(GUI)가 되는 화면을 생성하여, 표시 장치(206)의 표시 화면에 표시시킨다. 프로세서(201)는, 조작 입력 장치(207) 및 화면의 GUI를 통해서, 유저로부터의 입력을 접수한다. 프로세서(201)는, 도시하지 않은 스피커 등을 통해서, 유저·인터페이스가 되는 음성을 출력해도 된다.

프로세서(201)는, 본체(3)로부터 전송된 화상 신호(150)에 기초하여, 기억 장치(203) 또는 메모리(202)에, 2차원 화상인 관찰 화상을 제작한다. 관찰 화상은, 일시, 대상 시료 정보, 시야에 대응한 시료면의 위치 좌표 정보, 촬상 조건, 센서값 등의 관리용 정보나 관련 정보를 관련지어서 보존되어도 된다. 프로세서(201)는, 후술하는 바와 같이, GUI를 갖는 화면 내에 관찰 화상을 표시한다. 또한, 관찰 화상은, 실시 형태 1에서는, 시료(5)의 표면 관찰에 의해 표면의 이상 개소를 검출하기 위해서 사용되는 화상이다. 관찰 화상은, 목적에 따라, 검사 화상 등으로 불리는 경우도 있다.

도 1의 컴퓨터 시스템(1)의 구성에 한정되지 않고, 예를 들어 외부에 스토리지나 서버 등이 통신으로 접속되고, 그 외부의 장치에 필요한 데이터 등이 저장되어도 된다. 컴퓨터 시스템(1)은, 클라이언트 서버 시스템이나 클라우드 컴퓨팅 시스템을 포함해도 된다. 예를 들어, 유저는, 클라이언트 PC로부터 컴퓨터 시스템(1)의 서버에 액세스하여, 화면 등의 데이터(예를 들어 웹페이지)를 취득한다.

[시료]

실시 형태 1에서는, 관찰 화상을 취득하는 대상물인 시료(5)는, 예를 들어 제품으로서 로직 디바이스에 상당하는 반도체 디바이스이다. 제품의 제조 중 또는 제조 후에 있어서, 이 반도체 디바이스를 시료(5)로 해서 관찰 화상이 취득된다. 작업자인 유저는, 관찰 화상을 관찰하여, 컴퓨터 시스템(1)에 의한 해석 기능을 이용해서, 반도체 디바이스의 표면에서의 이상 유무를 확인한다. 해석 기능에 의하면, 유저에 의한 수동 작업을 최저한으로 해서, 거의 자동적(바꾸어 말하면 반자동적)으로, 이상 유무 등의 판정 결과를 생성·출력한다. 따라서, 유저는, 그 판정 결과를 확인하는 작업을 행하면 되며, 육안 관찰을 최저한으로 해서, 작업의 수고나 시간을 대폭 저감할 수 있다.

실시 형태 1에서는, 시료(5)인 반도체 디바이스의 표면에 있어서, 후술하지만(도 3 등), 동일하거나 또는 유사한 복수의 구조(바꾸어 말하면 패턴)가 배열되어 있고, 해석 기능에서는 및 설명상에서는, 각각의 구조 또는 패턴을, 셀 또는 셀 영역이라고 기재한다. 구체예로서는, 이 셀은, 트랜지스터 등의 디바이스(회로 소자)에 상당한다. 또한, 1개의 셀 영역 내에는, 복수의 플러그(콘택트 플러그)가 포함되어 있는 경우가 있다. 해석 기능은, 각각의 플러그를, 화상 처리를 위한 ROI(관심 영역)로서 설정할 수 있다. 구체예로서는, 이 플러그는, 트랜지스터 등의 디바이스를 구성하는 요소이며, 예를 들어 소스, 드레인, 게이트 등에 대응하는 영역이다. 이 플러그 영역은, 반도체의 적층 구조에 의해 형성되어 있고, 재질 등의 차이에 의해, 화상으로서 본 경우의 휘도에 차이가 나타난다.

[처리 플로]

도 2는, 실시 형태 1의 컴퓨터 시스템(1)(특히 해석 기능)에 의한 주된 처리의 플로를 나타내고, 스텝 S1 내지 S7을 갖는다. 스텝 S1에서, 컴퓨터 시스템(1)의 프로세서(201)는, 본체(3)로부터 관찰 화상을 입력해서 취득한다. 프로세서(201)는, 이미 기억 장치(203)에 저장되어 있는 관찰 화상 데이터를 취득해도 된다. 프로세서(201)는, 유저가 지정한 관찰 화상을 대상으로 해서, 이하와 같은 해석 처리를 행한다.

스텝 S2에서, 프로세서(201)는, 관찰 화상(전체 화상이라고도 기재함)에 있어서, 기준 화상(바꾸어 말하면 기준 셀 영역)을 설정한다. 기준 화상의 설정은, 후술하는 설정 화면(도 10)에서 가능하다. 기준 셀 영역의 설정에서는, 설정 완료인 기준 화상 설정 정보가 있는 경우에는 그것을 선택·판독해서 적용해도 된다.

스텝 S3에서, 프로세서(201)는, 관찰 화상으로부터, 기준 화상에 기초하여, 유사 화상(바꾸어 말하면 유사 셀 영역)을 추출한다. 이 추출 처리는, 소프트웨어에서의 커맨드의 하나로서 지정해서 실행 가능하다(후술하는 도 11).

스텝 S4에서, 프로세서(201)는, 기준 화상 및 추출한 복수의 유사 셀 영역을 사용하여, 기준 화상 내의 복수의 플러그에 대해서 복수의 ROI(관심 영역)를 설정한다. 복수의 ROI의 설정은, 후술하는 설정 화면에서 가능하다(후술하는 도 12). ROI의 설정에서는, 설정 완료인 ROI 설정 정보가 있는 경우에는 그것을 선택·판독해서 적용해도 된다.

실시 형태 1에서는, 구체적으로는, 프로세서(201)는, 추출 처리에서 추출된 복수의 유사 셀 영역을 사용해서, 통계 처리로서 예를 들어 플러그(셀 내의 동일한 배치 위치의 플러그)마다의 평균 휘도값 등을 산출하여, 기준 셀 영역의 복수의 ROI의 각 ROI에 그 평균 휘도값을 설정한다. 또한, ROI의 설정 등에 있어서, 프로세서(201)는, 디바이스 표면에서 가장 어두운 배경 영역의 휘도에 대해서, 소정의 휘도 역치 이상으로 되는 영역을 플러그 영역으로서 추출한다. 휘도값의 범위는, 예를 들어 0(흑색) 내지 255(백색)이다.

스텝 S5에서, 프로세서(201)는, 후술하는 설정 화면(도 14 등)에서의 유저의 조작이나 확인에 기초하여, 판정 룰(단순히 룰이라고 기재하는 경우도 있음)을 설정한다. 판정 룰은, 판정 처리 시에 적용하는 룰이다. 판정 룰은, 1개 이상 설정되고, 1개 이상이 적용 가능하다. 적용하는 판정 룰은, 이미 설정 완료인 판정 룰 설정 정보가 있는 경우에는 그것을 선택·참조하는 것으로 해도 된다.

스텝 S6에서, 프로세서(201)는, 적용하는 판정 룰에 기초하여, 기준 화상(기준 셀 영역)과 유사 화상(유사 셀 영역)의 사이의 비교로, 셀 영역(특히 ROI인 플러그)의 이상을 판정한다. 이상 판정은, 이상 유무 및 이상의 개소·위치의 판정을 포함한다. 또한, 실시 형태 1에서는, 단순하게 이상 유무의 이치 판정으로 하지만, 이에 한정하지 않고, 이상·불량 등의 정도나 가능성에 관한 다치 판정으로 해도 된다. 예를 들어, 복수의 역치를 사용하여 이상 정도를 복수로 구분하는 것도 가능하다.

스텝 S7에서, 프로세서(201)는, 판정 결과의 정보를, GUI를 갖는 화면에 표시하거나 하여, 유저에 대해서 출력한다. 상기와 같은 해석 기능의 처리에서 작성된 각종 데이터·정보는, 기억 장치(203) 내에 보존된다.

상기 실시 형태 1의 처리 플로는, 기준 셀 영역의 복수의 ROI(바꾸어 말하면 복수의 ROI를 포함하는 기준 셀 영역)로서 적합한 것을 컴퓨터 시스템(1)이 자동적으로 생성해서 제시하기 위해서, 스텝 S4 전에 스텝 S3의 추출 처리를 행하는 플로로 되어 있다. 추출된 유사 셀을 이용하여 생성된 적합한 기준 셀 영역이 제시되고, 유저가 그것을 확인하여, 기준 셀 영역으로서 확정할 수 있다.

[관찰 화상]

도 3은, 실시 형태 1에서, 어떤 시료(5)(시료 A로 함)의 관찰 화상(301)의 예를 나타낸다. 시료 A는, 표면(X-Y 평면)에 있어서, 동일하거나 또는 유사한 셀 구조가 배열되어 있다. 셀은, 1개 이상의 플러그의 배열을 포함한다. X 방향(X축)은 화상 내의 수평 방향, Y 방향(Y축)은 화상 내의 수직 방향으로 한다. 관찰 화상(301)은, 소정의 사이즈(X 방향의 화소수, Y 방향의 화소수)를 갖는 직사각형의 화상이다. 각 화소는, 시료(5)면에서의 위치 좌표 정보를 갖는다. 셀(302)은, 어떤 셀 영역의 예이다. 이 셀(302)은, 소정의 위치 관계로 배치된 예를 들어 3개의 플러그(311)(플러그 영역)가 포함되어 있고, 3개의 플러그(311)가 소정의 휘도 관계를 갖고 있으며, 본 예에서는 각 플러그(311)의 휘도가 다르게 되어 있다. 관찰 화상(301) 내에는, 셀(302)(그것에 대응하는 복수의 플러그)과 동일하거나 또는 유사한 셀(그것에 대응하는 복수의 플러그)이 배열되어 있다. 셀(303)이나 셀(304)은, 셀(302)과는 다른 구조의 셀의 예이며, 2개의 플러그가 포함되어 있다. 관찰 화상(301)의 배경 영역은, 가장 휘도가 낮아 흑색에 가까운 색으로 되어 있고, 각 플러그는 배경 영역보다 휘도가 높게 되어 있다. 유저는, 원하는 셀, 예를 들어 셀(302)을, 기준 화상(기준 셀 영역)으로서 설정할 수 있다. 그리고 그 셀(302) 내의 복수의 플러그를, 후술하는 ROI로서 설정할 수 있다.

도 4는, 실시 형태 1에서, 다른 시료(5)(시료 B로 함)의 관찰 화상(401)의 예를 나타낸다. 시료 B는, 시료 A와 마찬가지로, 표면(X-Y 평면)에 있어서, 동일하거나 또는 유사한 셀 구조가 배열되어 있고, 또한, 어떤 셀 구조에 관해서 각종 반전된 배치(패턴)를 포함하고 있는 예이다. 셀(402)은, 어떤 셀 영역의 예이다. 이 셀(402)은, 소정의 위치 관계로 배치된 예를 들어 4개의 플러그(411)(플러그 영역)가 포함되어 있고, 4개의 플러그(411)가 소정의 휘도 관계를 갖고 있으며, 본 예에서는 각 플러그(411)의 휘도가 다르게 되어 있다. 관찰 화상(401) 내에는, 셀(402)(그것에 대응하는 복수의 플러그)과 동일하거나 또는 유사한 셀(그것에 대응하는 복수의 플러그)이 배열되어 있다. 셀(403)이나 셀(404)은, 셀(402)과는 다른 구조의 셀의 예이며, 플러그의 수, 위치, 형상 또는 휘도 등이 다르게 되어 있다.

또한, 셀(405)은, 셀(402)과 동일한 복수의 플러그의 배치 셀의 예이며, 셀(406)은, 셀(402)에 대해서 좌우 반전, 셀(407)은, 셀(402)에 대해서 상하 반전, 셀(408)은, 셀(402)에 대해서 경사 반전된 복수의 플러그의 배치 셀의 예이다. 유저는, 원하는 셀, 예를 들어 셀(402)을, 기준 화상으로서 설정할 수 있다. 그리고 그 셀(402) 내의 복수의 플러그를 ROI로서 설정할 수 있다. 또한, 플러그(421)나 플러그(422)는, 휘도가 다른 플러그의 휘도보다 괴리되어 있는 예를 나타내며, 이러한 플러그(그것을 포함하는 셀)가, 후술하는 이상 판정에서 이상 있음으로서 판정된다.

또한, 관찰 화상의 데이터는, 화소 마다의 휘도값의 데이터뿐만 아니라, SEM에 의해 얻어지는 위치 좌표 정보를 갖는 데이터이다. 예를 들어, 관찰 화상은, 화소마다 위치 좌표 정보를 갖는다. 예를 들어, 관찰 화상의 좌측 상단 점과, 우측 하단 점의 위치 좌표 정보를 갖는다. 관찰 화상에 위치 좌표 정보를 가짐으로써, 후술하는 맵 표시도 가능해진다.

[기준 화상(기준 셀 영역)]

도 5는, 도 3의 시료 A의 관찰 화상(301)의 예에 대응한, 기준 셀 영역(기준 화상) 및 복수의 ROI(관심 영역)의 설정예를 나타낸다. 이러한 기준 화상(501)이, 유사한 셀 영역을 찾아서 추출하기 위한 기준, 및 이상 판정을 위한 기준으로서 설정된다. 도 3의 셀(302)에 대응해서 설정된 이 기준 화상(기준 셀 영역)(501)은, 플러그(511), 플러그(512) 및 플러그(513)의 3개의 플러그 영역을 포함하고 있다. 플러그 영역은 예를 들어 타원 형상을 갖는다. 또한 여기서는, 이해하기 쉽도록, 각 플러그 영역에는 후술하는 플러그 번호(#)를 부여해서 도시하고 있다. 3개의 플러그 영역은, 도시와 같은 소정의 위치 관계로 배치되어 있다. 예를 들어, 셀 영역의 무게 중심 또는 중심에 대해서, 좌측 상단에 플러그(511)가, 우측 상단에 플러그(512)가, 아래에 플러그(513)가 배치되어 있다. 기준 셀 영역(501)은, 후술하는 화면에서는, 소정의 표현(예를 들어 황색의 파선 프레임)으로 표시된다.

각 플러그 영역은, 휘도를 갖고, 플러그 영역간에서 휘도가 다르게 되어 있는 경우가 있다. 본 예의 3개의 플러그는, ROI 번호(#)=3의 플러그(513), #=1의 플러그(511), #=2의 플러그(512)의 순서로, 휘도가 고(백색)에서 저(흑색)로 되는 휘도 관계를 갖는다. 도 5의 하부에는, 기준 셀 영역(501)의 3개의 플러그의 휘도 관계를 나타낸다. 또한, 도면에서는 플러그 영역 및 휘도를 도트 패턴에 의해 모식으로 도시하고 있다. 또한, 배경 영역은 가장 어둡게 소정의 휘도값을 갖지만, 여기서는 백색으로 도시해서 제외하고 생각하고 있다. ROI 번호(#)=3의 플러그(513)는 제1 휘도값을 갖고, #=1의 플러그(511)는 제2 휘도값을 갖고, #=2의 플러그(512)는 제3 휘도값을 갖고, 제3 휘도값에서 제1 휘도값으로의 방향으로 휘도가 높아진다. 또한, 1개의 플러그 영역 내에서 휘도 분포가 있을 경우에는, 1개의 플러그 영역 내에서의 휘도 평균값 등을 산출해서 그 휘도 평균값 등을 플러그의 휘도값으로 해도 된다. 또한, 플러그의 에지와 중심부에서 휘도가 다른 경우가 있어, 이 경우는 에지 부분의 휘도만을 휘도 평균값으로 할 수도 있다. 유저는, 룰 설정 시에, 플러그 전체의 휘도 평균값을 채용할지, 플러그의 에지 부분의 휘도 평균값을 채용할지를 선택하는 것도 가능하다.

도 6은, 도 4의 시료 B의 관찰 화상(401)의 예에 대응한, 기준 셀 영역(기준 화상) 및 복수의 ROI의 설정예를 나타낸다. 이러한 기준 화상(601)이, 유사한 셀 영역을 찾아서 추출하기 위한 기준, 및 이상 판정을 위한 기준으로서 설정된다. 도 4의 셀(402)에 대응해서 설정된 이 기준 화상(기준 셀 영역)(601)은, ROI 번호(#)=1부터 4까지로 나타내는 4개의 플러그 영역을 포함하고 있다. 4개의 플러그 영역은, 도시와 같은 소정의 위치 관계로 배치되어 있다. 예를 들어, 셀 영역의 무게 중심 또는 중심에 대해서, 무게 중심 또는 중심의 부근에 #=1의 플러그가 배치되고, 좌측 하단에 #=2의 플러그, 우측 상단에 #=3의 플러그, 좌측 상단에 #=4의 플러그가 각각 배치되어 있다.

도 6의 하부에는, 기준 셀 영역(601)의 4개의 플러그의 휘도 관계를 나타낸다. ROI 번호(#)=1의 플러그는 제1 휘도값을 갖고, #=2의 플러그는 제2 휘도값을 갖고, #=3의 플러그는 제3 휘도값을 갖고, #=4의 플러그는 제4 휘도값을 갖고, 제4 휘도값에서 제1 휘도값으로의 방향으로 휘도가 높아진다.

또한, 상술한 도 4와 같이, 어떤 셀 영역에 대해서, 좌우, 상하, 경사 등으로 반전된 배치 패턴의 셀 영역을 갖는다. 예를 들어 기준 셀 영역(601)을, 동일 배치(반전 없음)의 패턴 A로 한다. 패턴 A의 셀(기준 셀 영역(601))에 대해서, Y축에서 좌우 반전된 배치의 셀 영역(602)을 패턴 B로 한다. 패턴 A의 셀에 대해서, X축에서 상하 반전된 배치의 셀 영역(603)을 패턴 C로 한다. 패턴 A의 셀에 대해서, 경사 반전된 배치, 바꾸어 말하면, 좌우 반전이면서 또한 상하 반전된 배치의 셀 영역(604)을 패턴 D로 한다. 이들 각 종류의 배치 패턴의 셀 영역이 도 4의 관찰 화상(401) 내에는 포함되어 있다. 시료나 영역에 따라서는, 일부의 배치 패턴밖에 포함되어 있지 않은 경우도 있다.

기준 셀 영역(601)을 포함하는 각종 배치 패턴의 셀 영역은, 후술하는 화면(도 18)에서는, 배치 패턴에 따른 소정의 표현으로 구별해서 표시된다. 예를 들어 패턴 A의 기준 셀 영역(601)은 황색의 파선 프레임으로 표시되고, 패턴 B의 셀 영역(602)은 주황색의 실선 프레임으로 표시되고, 패턴 C의 셀 영역(603)은 녹색의 실선 프레임으로 표시되고, 패턴 D의 셀 영역(604)은 물색의 실 프레임으로 표시된다. 또한, 어떤 셀 영역이 기준 화상인지 아닌지(유사 화상)에 따라서 표현이 구별되어도 되고, 어떤 셀 영역이 이상 있음인지 없음 인지에 따라서 표현이 구별되어도 된다. 또한, 기준 셀 영역 등의 영역은, 효율적인 화상 처리를 위해서, 통상, 직사각형의 영역으로서 설정된다.

[추출 처리]

도 7은, 도 3의 시료 A의 관찰 화상(301)의 경우에 대응하며, 유사 화상의 추출 처리(도 2의 스텝 S3)에 의해 추출된 유사 셀 영역의 예를 나타낸다. 좌측 상단 부근의 1개의 셀 영역이 기준 화상(701)으로서 설정된 경우에, 관찰 화상(301) 내로부터 기준 화상(701)에 유사한 유사 셀 영역(702)이 추출되어 있다. 각 유사 셀 영역(702)이, 직사각형의 실선 프레임으로 둘러싸여 표시되어 있다. 또한, 미리 기준 화상이 설정되어 있는 경우는, 도 7에서 기준 화상(701)으로서 표시되어 있는 영역도, 유사 화상(702)으로서 추출된다. 또한, 여기서는, 배경 영역을 백색으로 해서 도시하고 있다.

도 8은, 도 4의 시료 B의 관찰 화상(401)의 경우에 대응하며, 유사 화상의 추출 처리(도 2의 스텝 S3)에 의해 추출된 유사 셀 영역의 예를 나타낸다. 좌측 상단 부근의 1개의 셀 영역이 기준 화상(801)으로서 설정된 경우에, 관찰 화상(401) 내로부터 기준 화상(801)에 유사한 유사 셀 영역(811, 812, 813, 814)이 추출되어 있다. 각 유사 셀 영역이, 직사각형의 실선 프레임으로 둘러싸여 표시되어 있다. 또한 여기서는, 배경 영역을 백색으로 해서 도시하고 있다. 또한, 도 6과 같은 각종 배치 패턴의 셀 영역이 추출되어 있어, 예를 들어 패턴마다 색을 바꾸거나, 혹은 패턴을 식별하는 문자나 마크를 부여하거나 하여, 구별해서 표시된다. 예를 들어, 유사 셀 영역(811)은, 동일 배치·반전 없음의 패턴 A의 셀이다. 유사 셀 영역(812)은, 좌우 반전의 패턴 B의 셀이다. 유사 셀 영역(813)은, 상하 반전의 패턴 C의 셀이다. 유사 셀 영역(814)은, 경사 반전의 패턴 D의 셀이다. 또한, 플러그(421)나 플러그(422)는, 이상 있음의 플러그의 예이다. 플러그(421)는, 기준 셀 영역(801) 내의 중심 플러그의 휘도에 대해서 낮게 되어 있다. 플러그(422)는, 기준 셀 영역(801) 내의 우측 상단 플러그의 휘도에 대해서 높게 되어 있다.

[GUI 화면]

이어서, 컴퓨터 시스템(1)의 해석 기능에 관한 GUI를 갖는 화면예에 대해서 설명한다. 각 화면은, 예를 들어 웹페이지로서 제공되어도 된다.

[화상 입력(스텝 S1)]

도 9는, 화상 입력(도 3에서는 스텝 S1)의 화면예를 나타낸다. 도 9의 화면은, 상부의 란(901)에, 작업에 관한 플로의 각 스텝에 대응한 버튼이 마련되어 있고, 버튼 등의 표시 상태에 따라 플로 스텝의 진척 상태가 나타내진다. 본 예에서는, 플로의 버튼으로서, 화상 입력("Open Image") 버튼(911), 기준 셀 설정("Set Reference Cell") 버튼(912), 관심 영역 설정("Set ROI") 버튼(913), 데이터("Data") 버튼(914), 판정 룰 설정("Set rule") 버튼(915), 판정 결과("Result") 버튼(916), 복수 판정("Multiply Result") 버튼(917)이 마련되어 있다. 버튼간은 화살표로 접속되어 있다.

먼저, 유저의 조작에 의해 화상 입력 버튼(911)이 눌리면, 화상 입력 버튼(911)이 눈에 띄는 표시로 되고, 하부의 란(902)에, 화상 입력을 위한, 관찰 화상 파일을 선택해서 열기 위한 GUI가 표시된다. 이 GUI에서, 유저는, 해석 대상으로 하는 관찰 화상 파일을 선택하고, 열기(Open) 버튼을 누른다. 그러면, 다음 스텝의 화면으로 천이된다.

[기준 화상 설정(스텝 S2)]

도 10은, 기준 화상 설정(도 2에서의 스텝 S2)의 화면예를 나타낸다. 기준 화상 설정 버튼(912)이 눌리면, 하부의 란에, 기준 화상(기준 셀 영역)의 설정을 위한 GUI가 표시된다. 이 란에서는, 대상의 관찰 화상(1001)이 표시된다. 본 예의 관찰 화상(1001)은, 도 3의 시료 A의 관찰 화상(301)에 상당한다. 유저는, 관찰 화상(1001)을 보고 확인하고, 조작에 의해, 원하는 셀 구조를 기준 화상(1002)으로서 설정한다. 예를 들어, 유저는, 관찰 화상(1001) 내로부터 마우스 등의 조작에 의해 원하는 영역을 직사각형으로서 둘러싸는 것이나, 직사각형의 시점과 종점의 지정에 의해, 기준 화상(1002)으로서 설정한다. 유저는, 다음 스텝으로 진행할 경우에는 다음(Next) 버튼을 누르고, 설정을 다시 할 경우에는 클리어(Clear) 버튼을 눌러서 다시 한다. 또한, 유저는, 추출 처리로 진행할 경우에는, 추출(Split) 버튼(1003)을 누른다. 미리 기준 화상이 준비되어 있을 경우는, 그 화상을 메모리(202)로부터 불러냄으로써, 적용하는 기준 화상으로서 설정할 수 있다.

[유사 셀 영역의 추출(스텝 S3)]

도 11은, 유사 셀 영역(유사 화상)의 추출 처리(도 2에서의 스텝 S3)의 화면예를 나타낸다. 추출 버튼(1003)이 눌리면, 하부의 란에, 관찰 화상(1001) 상에서의 유사 화상의 추출 결과(도 7에 상당)가 표시된다. 예를 들어 기준 셀 영역(1002)에 대한 각 유사 셀 영역(1101)이 직사각형의 실선 프레임으로 표시된다.

[관심 영역의 설정(스텝 S4)]

도 12는, 관심 영역(ROI)의 설정(도 2에서의 스텝 S4)의 화면예를 나타낸다. 관심 영역 설정 버튼(913)이 눌리면, 하부의 란(1201) 및 란(1202)에, 기준 셀 영역 내의 복수의 ROI(플러그)를 설정하기 위한 GUI가 표시된다. 좌측의 란(1201)에는, 설정 작업 중인 기준 셀 영역(1203) 및 그 중의 ROI(1204)가 표시된다. 우측의 란(1202)에는, 기준 셀 영역 내의 추출된 복수의 ROI에 관한 정보가, 예를 들어 표 형식으로 정리해서 표시된다. 이 표 1205에는, 예를 들어 ROI 번호, 「적용」 등의 항목을 갖고, 그 밖에는, 휘도값 등의 항목을 가져도 된다.

실시 형태 1에서는, 프로세서(201)는, 도 2의 스텝 S3의 추출 처리에 의해 추출된 복수의 유사 셀 영역을 사용하여, 적합한 기준 셀 영역(복수의 ROI의 휘도값의 설정을 포함함)을 자동적으로 생성하고, 생성한 기준 셀 영역을 란(1201)에 표시한다. 유저는, 란(1201)에서 이 생성된 기준 셀 영역(1203) 및 ROI(1204)를 확인하고, 그 내용으로 만족하면, 이 기준 셀 영역(1203) 및 ROI(1204)를 정식으로 설정한다. 즉, 란(1202)의 다음(Next) 버튼으로 다음 스텝으로 진행함으로써, 란(1201)의 기준 셀 영역(1203) 및 ROI(1204)가 설정 정보로서 설정된다.

본 예에서는, 먼저, 기준 셀 영역(1203) 내에, 추출되어 있는 3개의 플러그(#=1 내지 3)가 표시된다. 유저는, 좌측의 란(1201)에서 원하는 플러그 영역을 클릭 또는 둘러싸거나 하여 선택함으로써, ROI로서의 적용/비적용을 전환할 수도 있다. 또한, 우측의 란(1202)에서도, 원하는 ROI 번호(#)의 행의 「적용(Use)」 항목에서 체크 표시를 조작함으로써, ROI로서의 적용/비적용을 전환할 수 있다. 본 예에서는, #=1 내지 3의 3개의 플러그 영역이, 원 또는 타원의 파선 프레임(예를 들어 적색으로 표시)으로 둘러싸여 표시되어 있고, 모두를 ROI로서 적용한다고 설정되어 있다. 그 밖에도, 유저는, 추가(Add) 버튼 및 수동 조작에 의해, 기준 셀 화상(1203)에 다른 플러그를 ROI로서 추가할 수 있고, 삭제(Remove) 버튼에 의해, 기준 셀 화상(1203)으로부터 불필요한 플러그 부분 화상을 삭제할 수 있다(예를 들어 배경 영역과 동일한 휘도로 칠해짐). 유저가 수동으로 ROI를 설정하는 경우에는, 예를 들어 란(1201)에서, 마우스 조작 등에 의해, 원하는 형상·사이즈로의 타원 프레임을 지정함으로써, 그 타원 프레임을 ROI로서 설정해도 된다.

[데이터 확인·보존]

도 13은, 데이터 확인·보존의 화면예를 나타낸다. 데이터 버튼(914)이 눌리면, 지금까지(스텝 S1 내지 S4) 작성된 각종 데이터(설정 정보를 포함함)가 화면에 표시된다. 유저가 화면에서 그 데이터를 확인하고, 그 내용으로 만족하면, 보존(Save) 버튼을 누름으로써 보존할 수 있다. 설정 정보나 휘도에 관한 정보는 프로세서(201) 내부에 보유해 두고, 필요에 따라 표시시키는 것도 가능하다. 프로세서(201)는, 그러한 데이터·정보를 관련지어서, 기억 장치(203)에 보존한다. 설정 정보는, 기준 셀 영역 및 그 중의 복수의 ROI의 설정 정보이다. 유저는, 각 데이터에 이름을 붙여서 보존할 수 있다. 화면에는, 각 데이터의 파일명 등이 리스트로서 표시되어도 된다. 도 13의 화면예는, 데이터 예로서, 어떤 관찰 화상에서의 기준 화상(기준 셀 영역) 및 복수의 ROI에 관한 설정 정보를 확인해서 보존하는 예이다. 란(1301)에서는, 관찰 화상 상에, 설정된 기준 셀 영역 및 추출된 유사 셀 영역이 표시된다. 영역마다 영역 번호가 표시되어도 된다. 표 1302는, 영역 번호(#)로 식별되는 기준 화상(기준 셀 영역)마다, 그것을 구성하는 복수의 ROI의 각 ROI의 휘도값이 표시되어 있다. 보존(Save) 버튼을 누름으로써, 표 1302와 같은 설정 정보의 파일(형식은 예를 들어 csv)을 보존할 수 있다. 이에 한정하지 않고, 다른 데이터로서, 기준 화상의 각 ROI의 상대 위치 좌표 정보나, 각 ROI의 사이즈의 직경 등의 정보도 마찬가지로 확인·보존이 가능하다. 또한, 표 1302는, 기준 화상(기준 셀 영역)의 복수의 관심 영역의 배치 패턴에 대해서, 관심 영역간의 위치 관계를 규정한 데이터라고 할 수 있다.

[판정 룰의 설정(스텝 S5)]

도 14는, 판정 룰의 설정(도 2에서의 스텝 S5)의 화면예를 나타낸다. 판정 룰 설정 버튼(915)이 눌리면, 하부의 란(1401) 및 란(1402)에, 판정 룰의 설정을 위한 GUI가 표시된다. 란(1401)에는, 판정 룰과 관련지어지는, 설정된 기준 셀 영역(1403) 및 그 중의 복수의 ROI(1404)가 표시된다. 란(1402)에는, 먼저, 룰의 설정을 위한 템플릿(조건식 템플릿)(1405)이 표시된다. 템플릿(1405)은, 예를 들어 5개의 항목(버튼)(1406)을 포함하고 있다. 항목(버튼)(1406)으로서는, ROI 번호(#) 항목이나 기호 항목을 갖는다. 템플릿(1405)의 5개의 항목(1406)은, 예를 들어 좌측부터 순서대로, ROI 번호, 기호, ROI 번호, 기호, ROI 번호로 배열되어 있다. 유저는, 원하는 항목(1406)에서, ROI 번호나 기호를 선택해서 설정할 수 있다. ROI 번호(#) 항목은, 유저의 조작에 의해, 휘도값 항목(바꾸어 말하면 역치 항목)으로 변경할 수도 있다. ROI 번호(#) 항목은, ROI 번호를 설정하기 위한 항목이며, 휘도값 항목은, 휘도값을 설정하기 위한 항목이며, 기호 항목은, 기호(부등호 기호나 마이너스 기호 등. 예: <, >, ≤, ≥, -)를 설정하기 위한 항목이다.

유저가 템플릿(1405)의 항목(1406)을 조작함으로써, 조건식을 구성할 수 있다. 예를 들어, 상측의 행에서는, 조건식 1407로서, #2 <#1 <#3이 설정되어 있다. 이 조건식은, 기준 셀 영역(1403) 내의 각 ROI 번호의 ROI간의 휘도값의 대소 관계를 규정하고 있다. 구체적으로, 이 조건식 1407은, ROI 번호(#)가 1인 ROI는, #=2의 ROI보다 휘도값이 크고, #=3의 ROI보다 휘도값이 작다는 것을 규정하고 있다. 이 조건식이 판정 룰에 상당한다. 마찬가지로, 각 행에서 조건식을 설정할 수 있고, 또한, 행간의 AND/OR의 논리를 설정함으로써, 복수의 조건식을 AND/OR의 논리로 조합하여 이루어지는 조건식을, 판정 룰로서 구성할 수 있다.

이 란(1402)의 1페이지에서 1개의 판정 룰을 설정할 수 있다. 페이지 버튼(1408)의 조작에 의해 페이지를 전환할 수 있다. 다른 페이지에서는, 마찬가지로 다른 판정 룰을 설정할 수 있다. 또한, 추가(Add) 버튼에 의해 판정 룰의 추가가 가능하다. 삭제(Remove) 버튼에 의해 판정 룰의 삭제가 가능하다. 다음(Next) 버튼에 의해 다음 스텝으로 진행할 수 있다.

도 14 중의 조건식 1407의 판정 룰은, 제1 종류의 판정 룰의 예이다. 제1 종류의 판정 룰은, ROI간의 휘도 관계를 규정하는 룰이다. 이 판정 룰은, 조건식 1407을 충족하지 않는 경우에는 이상 있음으로 판정하는 것이다. 이러한 1개의 판정 룰만을 설정하여, 판정 룰 설정 스텝을 종료해도 된다. 이하에서는, 2개째 이후의 판정 룰도 설정하는 경우를 설명한다.

도 15는, 다른 종류로서 제2 종류의 판정 룰을 설정하는 경우의 화면예를 나타낸다. 본 예에서는, 마찬가지의 화면의 란(1402)에서, 제2 페이지(페이지 버튼(1408)의 수치가 2)에서, 제2 종류의 판정 룰을 2개째의 판정 룰로서 설정하는 경우를 나타낸다. 템플릿의 조작에 기초하여, 상측의 행에서는, 조건식 1501로서, #3-#1<50이 설정되어 있다. 이 조건식은, 기준 셀 영역(1403) 내에서의, 기준 ROI(제1 ROI)의 휘도값에 대한 대상 ROI(제2 ROI)의 휘도값의 차(바꾸어 말하면 괴리)에 관한 역치(바꾸어 말하면 휘도 역치)와의 관계를 규정하고 있다. 구체적으로, 이 조건식 1501은, ROI 번호(#)가 1인 ROI를 기준 ROI로 하고, #=3의 ROI를 대상 ROI로 하여, #=1의 기준 ROI에 대한 #=3의 대상 ROI의 휘도의 차가, 역치인 50보다 작다는 것을 규정하고 있다. 이 조건식 1501이, 2번째의 제2 종류의 판정 룰에 상당한다. 이 판정 룰은, 조건식 1501을 충족하지 않는 경우에는 이상 있음으로 판정하는 것이다.

본 예의 조건식 1501의 판정 룰은, ROI간의 휘도 괴리가 역치보다 작다는 룰이지만, 이에 한정하지 않고, ROI간의 휘도의 차가 역치보다 크다는 룰도 설정 가능하다.

도 16은, 다른 종류로서 제3 종류의 판정 룰을 설정하는 경우의 화면예를 나타낸다. 본 예에서는, 마찬가지의 화면의 란(1402)에서, 제3 페이지(페이지 버튼(1408)의 수치가 3)에서, 제3 종류의 판정 룰을 3개째의 판정 룰로서 설정하는 경우를 나타낸다. 템플릿의 조작에 기초하여, 상측의 행에서는, 조건식 1601로서, 100<#1<150이 설정되어 있다. 이 조건식은, 기준 셀 영역(1403) 내에서의, 대상 ROI의 휘도값과 역치(휘도 역치)의 범위의 관계를 규정하고 있다. 구체적으로, 이 조건식 1601은, ROI 번호(#)가 1인 ROI에 대해서, 이 ROI의 휘도가, 하한 역치인 100보다 크고 상한 역치인 150보다 작은 범위 내에 있다는 것을 규정하고 있다. 이 조건식 1601이, 3번째의 제3 종류의 판정 룰에 상당한다. 이 판정 룰은, 조건식 1601을 충족하지 않는 경우에는 이상 있음으로 판정하는 것이다.

또한, 각 종류의 판정 룰은, 조건식을 충족하는 경우에 이상 없음, 조건식을 충족하지 않는 경우에 이상 있음으로 판정하기 위한 룰로 하였지만, 이에 한정하지 않고, 반대로, 조건식을 충족하는 경우에 이상 있음, 조건식을 충족하지 않는 경우에 이상 없음으로 판정하기 위한 룰을 설정하는 형태도 가능하다. 상기 예의 3개의 판정 룰이 설정된 후, 다음 버튼이 눌리면, 다음 스텝(이상 판정)으로 진행한다. 또한, 화면에서 복수의 판정 룰이 설정된 경우에는, 자동적으로, 그러한 복수의 판정 룰이 이상 판정에 적용된다. 이상 판정 처리는, 판정 룰마다 행해지고, 판정 결과는, 판정 룰마다 생성된다.

상기한 바와 같이 판정 룰 설정 화면에서는, 각종 판정 룰을 유저가 확인·설정할 수 있다. 본 예에서는, 동일한 GUI에 기초하여 각종 판정 룰을 설정할 수 있는 경우를 나타냈다. 이에 한정하지 않고, 판정 룰의 종류마다, 다른 GUI에서 유저 설정할 수 있도록 해도 된다. 본 예에서는, 3종류의 판정 룰을 사용하여 3종류의 이상 판정을 행하는 경우를 나타냈지만, 상기 예의 3개의 판정 룰은 동시에 설정할 뿐만 아니라, 제2 종류 혹은 제3 종류만을 판정 룰로서 설정하는 것도 가능하며, 후술하는 바와 같이 랜덤인 2개를 조합해서 설정함으로 인한 이상 판정도 가능하다.

상술한 도 14 내지 도 16의 판정 룰의 설정예는, 기준 화상의 셀 영역에 포함되어 있는 복수의 관심 영역에 대해서, 관심 영역간의 휘도의 관계성(조건식 1407, 조건식 1501, 조건식 1601)이 설정되어 있다고 할 수 있다.

[이상 판정 및 판정 결과 출력(스텝 S6, S7)]

도 17은, 이상 판정(도 2에서의 스텝 S6) 및 판정 결과의 출력(도 2에서의 스텝 S7)의 화면예를 나타낸다. 도 17의 예는, 시료 A의 관찰 화상에 대한 판정 결과의 예이다. 판정 결과 버튼(916)이 눌리면, 설정된 판정 룰에 기초하여 이상 판정이 실행되고, 하부의 란(1701)에 판정 결과가 표시된다. 본 예에서는, 전의 스텝에서 설정된 3개의 판정 룰을 사용하여, 판정 룰마다 이상 판정이 실행되고, 판정 룰마다의 판정 결과가 생성된다. 도 17의 화면예에서는, 란(1701)의 제1 페이지(페이지 버튼(1702)의 수치가 1)에서, 1번째의 판정 룰(도 14)을 사용한 판정 결과가 표시되어 있다. 또한, 본 화면에서는, 이들 3개의 판정 룰을 조합한 판정 결과를 표시하는 것도 가능하다.

란(1701)에서는, 대상의 관찰 화상(1703) 상에, 유사 셀 영역(1704)이 예를 들어 황색의 실선 프레임으로 표시되어 있다. 또한 관찰 화상(1703) 상에 기준 셀 영역이 구별해서 표시되어도 된다. 도시를 생략하였지만 다른 란에 기준 셀 영역의 내용이 표시되어도 된다. 또한, 판정 결과로서 이상 있음의 셀 영역이 검출되어 있는 경우에, 관찰 화상(1703) 상에 그 이상 있음의 셀 영역(1705)이, 예를 들어 적색의 실선 프레임(도면에서는 백색 프레임으로 도시)으로 구별해서 표시되어 있다. 이에 의해, 유저는, 관찰 화상 중의 어느 위치의 셀에 이상이 있는지를 확인할 수 있다. 또한, 셀 영역 단위에 한정되지 않고, 플러그 영역 단위로 이상 유무가 표시되어도 된다. 페이지 버튼(1702)이 조작되면, 다른 페이지로 천이하여, 다른 판정 결과를 마찬가지로 확인할 수 있다.

유저가, 이상 있음 또는 이상 없음의 원하는 셀 영역을 선택 조작하여, 화상(Image) 버튼을 누름으로써, 그 셀 영역을 확대 표시시켜 상세를 확인할 수도 있다. 또한, 그 때는, 화면 내에, 기준 셀 화상과 선택 셀 화상을 병렬 표시하여, 비교 확인을 가능하게 해도 된다. 또한, 유저가, 룰(Rule) 버튼을 누름으로써, 그 페이지의 판정 처리에 대응한 상술한 판정 룰의 내용을 표시시켜 확인할 수도 있다. 또한, 유저가, 전체 보존(All save) 버튼을 누름으로써, 모든 기준 화상, 유사 화상, 설정 룰, 판정 결과 등을 데이터로서 보존할 수 있다. 또한, 유저는, 화면에서 판정 결과를 확인한 결과, 선택한 판정 결과만을 보존할 수도 있다. 보존 조작이 이루어졌을 경우, 프로세서(201)는, 상술한 데이터 화면에서 보존한 각 데이터에, 판정 결과 데이터를 관련지어, 기억 장치(203) 내에 보존한다.

도 18의 화면예는, 마찬가지로, 시료 B의 관찰 화상의 경우에 대한 판정 결과의 예이다. 또한, 시료 A와 시료 B는, 다른 마찬가지의 플로에서의 처리로 된다. 란(1701)에 있어서, 대상의 관찰 화상(1801) 상에 판정 결과가 표시된다. 설정된 판정 룰에 기초하여 이상 판정이 실행되고, 판정 룰마다의 판정 결과가 생성된다. 또한, 도 18에서는, 보기 쉽도록 배경 영역의 휘도를 밝게 해서 도시하고 있다. 또한, 유저의 조작에 의해 배경 영역의 휘도를 원하는 휘도로 변경할 수 있도록 해도 된다.

본 예에서는, 란(1701)의 제1 페이지에 있어서, 1번째의 판정 룰을 사용한 판정 결과가 표시되어 있다. 이 판정 결과는, 도 8의 추출 결과와도 대응하고 있다. 판정 결과의 표시예로서는, 기준 셀 영역 및 각종 배치 패턴의 유사 셀 영역에 기초하여, 이상 없음의 셀 영역에 대해서는, 파선 프레임으로, 이상 없음을 나타내는 문자(OK)를 부여해서 표시되고, 이상 있음의 셀 영역에 대해서는, 실선 프레임으로, 이상 있음을 나타내는 문자(NG)를 부여해서 표시되어 있다. 또한, 셀 영역의 배치 패턴마다 색 구분해서 표시되어 있다. 상술(도 6이나 도 8)한 바와 같이, 예를 들어 패턴 A는 황색, 패턴 B는 주황색, 패턴 C는 녹색, 패턴 D는 물색으로 표시되어 있다.

이러한 식별 표시에 한정되지 않게 가능하다. 예를 들어, 기준 셀 영역과 그 이외의 유사 셀 영역이 구별해서 표시되어도 된다. 이상 있음 셀 영역을 적색 프레임 표시로 하고, 이상 없음 셀 영역을 소정 색 프레임 표시로 하고, 배치 패턴의 구별을 문자만으로 해도 된다. 도시하지 않은 버튼에 의해, 배치 패턴의 식별 표시의 온/오프를 전환되도록 해도 된다. 또한, 도시하지 않은 버튼에 의해, 유저가 특정 배치 패턴만을 선택하여, 특정 배치 패턴(예를 들어 패턴 A)의 셀 영역만을 표시할 수 있도록 해도 된다.

본 예에서는, 판정 결과로서, 셀(1811) 및 셀(1812)은, 이상 있음으로 판정되어 있고, 그들 셀 내의 일부 플러그(도 4나 도 8에서의 플러그(421, 422))는 이상 있음으로 판정되어 있다. 이와 같이, 이 해석 기능에서는, 셀의 복수의 플러그의 배치 패턴을, 반전 관계를 포함해서, 유사로서 자동적으로 판단·추출해서 표시할 수 있다. 유저는, 종래에는 곤란했던 육안 관찰에서의 반전 패턴의 판별 및 이상 판정을 용이하게 행할 수 있다.

또한, 복수의 종류의 판정 룰을 조합한 판정 룰을 설정해서 이상 판정에 적용하는 것도 가능하다. 예를 들어, 상술한 판정 룰 설정 화면에서의 어떤 페이지에 있어서, 제1행에서 제1 종류의 판정 룰에 대응한 제1 조건식을 설정하고, AND나 OR의 논리를 통해서, 제2행에 제2 종류의 판정 룰에 대응한 제2 조건식을 설정한다. 그렇게 하면, 제1 종류의 판정 룰과 제2 종류의 판정 룰을 조합해서 구성된 조건식에 의한 판정 룰을 설정할 수 있다.

[복수 판정]

도 19는, 복수 판정 버튼(917)이 눌렸을 경우의 복수 판정의 화면예를 나타낸다. 유저는, 도 18의 판정 결과의 확인까지로 작업을 종료할 수도 있지만, 또한, 도 19의 화면에서 복수 판정, 즉, 복수의 관찰 화상을 대상으로 해서, 동일한 판정 룰을 사용한, 일괄적인 이상 판정을 행하게 할 수도 있다. 이 화면에서는, 란(1901) 내에, 일괄적인 처리 대상으로 하는 관찰 화상 파일군을 선택하기 위한 GUI의 영역(1902)이 표시된다. 유저는, 이 GUI의 영역(1902) 내에, 일괄적인 처리 대상으로 하는 관찰 화상 파일군을 입력한다. 영역(1902) 내에는 관찰 화상 파일군의 파일명 등의 정보가 정리해서 표시된다. 선택(Select) 버튼으로는, 관찰 화상 파일을 선택할 수 있다. 폴더(Folder) 버튼으로는, 관찰 화상 파일군의 폴더를 선택할 수 있다. 실행(Execute) 버튼이 눌리면, 프로세서(201)는, 영역(1902) 내의 관찰 화상 파일군을 대상으로 해서, 전의 스텝에서 설정 완료인 판정 룰을 적용하여, 이상 판정을 실행하고, 관찰 화상 파일마다 판정 결과를 생성하여, 판정 결과 데이터를 보존한다. 관찰 화상 파일마다의 판정 결과는, 판정 결과 버튼(916)의 조작에 따라서 전의 판정 결과의 스텝으로 돌아가서 마찬가지의 화면에서 확인할 수 있다.

[맵 표시]

도 20은, 판정 결과 화면 혹은 복수 판정 결과 화면에서, 맵(Map) 버튼이 눌렸을 경우에 표시되는, 맵 표시의 화면예를 나타낸다. 본 예의 맵은, 시료(5)인 반도체 디바이스에 대해서, 복수의 관찰 화상(바꾸어 말하면 디바이스 영역)의 복수의 판정 결과를 하나로 통합함으로써 생성되어 있다. 란(2001) 내에, 시료(5)인 대상물(디바이스)의 정보와 함께, 맵(2002)이 표시된다. 맵(2002)은, 시료의 표면에 대응한, X축, Y축의 위치 좌표를 갖는 평면이며, 미리 좌표 원점(Origin of coordinate)이 설정되어 있다. 이 디바이스의 좌표 원점은, 바꾸어 말하면, 디바이스의 기준 좌표이다. 여기서 말하는 좌표는, 디바이스의 원점 좌표를 중심으로 한 디바이스 상의 상대 좌표 또는 SEM의 스테이지의 절대 좌표를 나타내고 있다.

맵(2002)의 평면 상에, 이상 판정 결과로서 검출되어 있는 이상 있음의 셀 영역이, 프레임 선, 색, 문자 또는 마크 등의 양태로 식별할 수 있도록 표시된다. 특히, 시료 B와 같이 반전의 배치 패턴을 포함하고 있을 경우에는, 각종 배치 패턴이 구별되어 표시된다. 또한, 이상 있음의 셀 영역은, 그 중의 이상 있음의 ROI(플러그)의 개소에 소정의 마크 등(본 예에서는 적색의 ×표)을 부여해서 표시된다. 또한, 이상 있음의 셀 영역은, 맵(2002)(즉 디바이스 표면)의 좌표계에서의 (X, Y)의 위치 좌표 정보도 표시된다. 이 위치 좌표 정보는, 디바이스 좌표 원점으로부터의 상대적인 위치, 혹은 SEM의 스테이지의 절대 위치이다. 이 위치 좌표 정보는, 본 예에서는, 상세하게는 당해 셀 영역 내의 이상 있음의 ROI(플러그)의 위치 좌표 정보로 하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 이상 있음의 ROI(플러그)를 갖는 셀 영역의 중심점 등의 위치 좌표 정보로 할 수도 있다.

유저는, 이러한 맵 표시를 봄으로써, 디바이스 전체에서의 이상 있음의 개소나 그 분포 등을 알기 쉽게 확인할 수 있다. 맵 중의 원하는 개소를 지정해서 상세를 표시하는 것도 가능하다. 또한, 페이지 버튼의 조작에 의해, 판정 룰마다의 맵 표시를 전환할 수 있다. 또한, 맵은, 확대나 축소의 표시, 스크롤 표시, 페이지 표시 등도 가능하다.

[기준 셀 영역을 자동적으로 추출·설정하는 방법]

실시 형태 1에서는, 상술(스텝 S2 내지 S4)한 바와 같이, 유저가 지정한 셀 영역에 대한 유사 셀 영역의 추출(스텝 S3)에 기초하여, 적합한 기준 셀 영역의 복수의 ROI(특히 휘도 등)를 생성·제시해서 설정할 수 있다. 추출된 복수의 유사 셀 영역으로부터 통계 처리로 평균 휘도 등을 산출하여, 기준 셀 영역의 복수의 ROI의 휘도로서 설정할 수 있다. 자동적으로 생성·제시된 기준 셀 영역을 유저가 확인하여, 필요하면 유저가 변경해서 설정할 수도 있다. 이러한 방법에 관한 상세한 처리예를 이하에 설명한다.

도 21은, 실시 형태 1의 상세 처리예의 설명도로서, 기준 셀 영역을 설정할 때의 화면예의 일부를 나타낸다. 예를 들어, 란(2101)에서는, 유저가 기준 셀 영역을 확인·설정하기 위한 정보가 표시된다. 란(2102)에서는, 관찰 화상 상에서의 초기 기준 셀 영역이나 유사 셀의 추출 결과 등이 표시된다.

먼저, 유저가 화면에서, 관찰 화상 내에 초기의 기준 셀 영역을 지정한다. 또한, 이 초기 기준 셀 영역의 지정은 잠정적이며, 나중에 기준 셀 영역이 확정된다. 이 지정은, 예를 들어 관찰 화상으로부터의 영역을 둘러싸는 지정이어도 되고, 영역의 위치 좌표(예를 들어 직사각형의 좌측 상단점 및 우측 하단점)의 지정이어도 된다.

란(2101)에서는, 유저가 초기 기준 셀 영역(2103) 내에서의 복수의 ROI를 설정할 수 있다. 예를 들어 플러그 영역을 타원으로 둘러싸도록 해도 되고, 직사각형으로 둘러싸도록 해도 된다. 본 예는 타원의 파선 프레임으로 둘러싸는 경우를 나타낸다. 플러그를 둘러싸는 도형의 좌측 상단점과 우측 하단점의 위치 좌표를 지정해도 되고, 플러그를 둘러싸는 도형의 무게 중심이나 중심점의 위치 좌표를 지정해도 된다.

또한, 이 ROI의 지정은, 유저의 수동에 한정되지 않고, 프로세서(201)가 자동적인 처리를 행해서 지원해도 된다. 예를 들어, 프로세서(201)는, 유저가 지정한 초기 기준 셀 영역 내에서, 2치화 등의 화상 처리 기술을 사용해서 휘도 분포를 계산함으로써, 플러그 영역을 추정해서 추출하여, 추출한 플러그 영역을 ROI로 할지 여부를 유저에게 제시해도 된다.

프로세서(201)는, 초기 기준 셀 영역 내에 포함되어 있는 특정된 복수의 ROI의 위치 관계를 특정하고, 그 복수의 ROI를 포함하는 초기 기준 셀 영역을, 기준 셀 영역으로서 설정한다. 혹은, 그 특정 시에, 유저가 ROI간의 위치 관계를 설정해도 된다.

또한, 프로세서(201)는, 복수의 ROI를, 배경 영역(디바이스의 가장 어두운 영역)과 구별하기 위해서, 휘도값의 역치를 사용하여, 휘도값이 역치 이상인 영역을 ROI로 한다. 예를 들어, 란(2101)의 초기 기준 셀 영역(2104)에서는, 적색의 파선 프레임으로 둘러싸인 3개의 플러그가 지정되어 있다. 3개의 플러그가, 배경 영역과 분리되어 식별되고, 초기 기준 셀 영역에 포함되는 3개의 ROI로서 설정된다.

란(2101)의 초기 기준 셀 영역(2104)은, 복수의 ROI의 위치 관계를 특정하는 예를 나타낸다. 본 예에서는, 각 ROI의 위치 좌표로서, 플러그 영역의 타원의 중심의 위치 좌표가 지정되어 있다. 우측의 표에는, ROI 번호(#)마다 위치 좌표가 표시되어 있다. 이 ROI 위치 좌표는, 절대 위치 좌표로 해도 되고, 어떤 ROI를 기준 ROI로 한 상대 위치 좌표로 해도 된다. 다른 처리예로서는, ROI 위치 좌표간의 거리(선분으로 도시하고 있음)를 설정해도 된다. 다른 처리예로서는, 각 ROI의 사이즈, 예를 들어 직경(화살표로 도시하고 있음)을 설정해도 된다.

프로세서(201)는, 이와 같이 설정된 초기 기준 셀 영역 및 그것에 포함되는 복수의 ROI(초기 ROI)를 사용하여, 미리 설정된 조건(추출 조건이라고 기재함)에 기초해서, 전체 화상인 관찰 화상 중에서, 복수의 ROI를 포함하는 초기 기준 셀 영역에 유사한 영역을 유사 화상으로서 상술한 바와 같이 추출한다.

이 추출 처리 시에는, 추출 조건으로서 이하를 적용해도 된다. 예를 들어, 초기 기준 셀 영역 내에서의 각 ROI의 상대 위치 좌표와, 각 ROI의 사이즈(예를 들어 직경)를 미리 특정해 둔다. 프로세서(201)는, 이 기준 셀 영역(복수의 ROI)과 유사한 영역을, 전체 화상 중에서 순서대로 판정·특정하여, 유사 화상으로서 추출한다. 이 판정에서는, 기준 셀 영역에 포함되는 복수의 ROI의 관계성에 대해서 판정하기 위한 추출 조건이 사용된다.

이 추출 조건은, 예를 들어 ROI 상대 위치 좌표에 대응하는 거리, 혹은 ROI 절대 위치 좌표간의 차에 대응하는 거리가, 역치 범위 내인지 여부를 들 수 있다.

이 추출 조건에 있어서, 예를 들어 범위를 좁게 해 두면, 엄밀하게 다름의 판정이 가능하고, 범위를 넓게 해 두면, 느슨하게 판정이 가능하다.

또한, 이 추출 조건은, 이상 판정에서의 판정 룰과는 다른 것이다. 이 추출 조건을 사용한 판정에서는, 검사 대상(시료 5)의 모 집단을 형성할 필요가 있다. 검사 대상의 반도체 디바이스 자체에 이상이 있어도 모 집단에 포함시킬 필요가 있다. 또한, 검사 대상의 반도체 디바이스 중에서 검사 대상이 아닌 부분을 모 집단에 포함시켜서는 안된다. 즉, 엄밀한 판정에서는, 이상 부분을 포함하는 검사 영역이 누락되서는 안되며, 느슨한 판정에서는, 검사 대상이 아닌 부분을 포함시켜도 안된다.

실시 형태 1에서는, 모 집단의 형성을 먼저 확정시키기 위해서, 후의 이상 판정의 판정 룰의 설정보다 전에, 기준 셀 영역의 설정 및 기준 셀 영역에 포함되는 복수의 ROI의 설정을 위한 추출 처리(스텝 S3)를 행하고, 화면에서 확인하여, 복수의 ROI를 포함하는 기준 셀 영역을 확정한다. 이에 의해, 검사 대상(대상 영역)을 특정하는 확실성을 높여서, 그 후의 이상 판정을 고정밀도로 실시할 수 있다.

추출 조건은, 미리 이 컴퓨터 시스템(1)의 소프트웨어에 설계·설정되어 있다. 혹은, 이 소프트웨어의 유저 설정 기능을 사용하여, 화면에 추출 조건을 표시하고, 유저가 알고리즘이나 파라미터값을 선택, 변경하거나 하여 유저 설정을 가능하게 해도 된다. 고객마다나 대상 디바이스마다, 적용하는 추출 조건이나 설정 정보(복수의 ROI를 포함하는 기준 셀 영역, 판정 룰 등)를 용이하게 선택할 수 있도록, 미리 복수의 템플릿이 설정·준비되어 있어도 된다.

또한, 검사 대상의 특정을 먼저 실시할 필요성이 낮은 경우에는, 변형예로서, 후의 이상 판정의 판정 룰의 설정보다 후에, 기준 셀 영역 및 기준 셀 영역 내의 복수의 ROI의 설정을 위한 추출 처리를 자동적으로 행하는 형태로 해도 된다.

[효과 등]

이상과 같이, 실시 형태 1에 의하면, 하전 입자 빔 장치(SEM)에 의해 얻은 VC 화상(관찰 화상)의 해석을 행하는 컴퓨터 시스템(1)에 있어서, 관찰 화상 내의 동일 또는 유사한 구조간의 휘도 비교에 의한 이상의 판정·검출을, 육안 관찰에 따르지 않고, 어느 정도 이상 자동적으로 해서, 용이·효율적으로 실현할 수 있다. 실시 형태 1의 컴퓨터 시스템(1)의 해석 기능은, 관찰 화상 내의 셀 영역에 포함되어 있는 복수의 플러그(ROI)의 관계성에 기초해서, 유사 셀 영역을 추출하여, 셀 영역의 이상을 판정한다. 관계성으로서, ROI간의 위치 관계나 휘도 관계가 판정된다. 실시 형태 1에 의하면, 복잡한 구조를 갖는 시료(반도체 디바이스)의 VC 화상에서도, 용이하면서 또한 반자동적으로, 바꾸어 말하면 설정이나 지시 등의 일부 조작을 제외하고 주된 처리를 자동으로 해서, 이상의 개소 등을 특정·검출할 수 있다.

실시 형태 1에 의하면, 셀 내의 ROI간의 관계성을 규정하는 판정 룰의 설정에 따라, 다양한 판정이 가능하다. 실시 형태 1에 의하면, 셀 내의 ROI간의 상대적인 관계성을 규정해 두면, 상하 반전 등의 배치 패턴에는 상관없이 유사하다고 간주해서 추출할 수 있다. 그리고 그 유사한 패턴에 대해서, 판정 룰에 따른 이상 판정이 가능하다. 변형예로서는, 반전의 배치 패턴을 구별하여, 배치 패턴마다 이상 판정을 행하는 것도 가능하다. 예를 들어, 상술한 패턴 A만을 대상으로 해서, 이상 판정을 행하는 것도 가능하다.

[변형예 1: 처리 플로]

도 22는, 실시 형태 1의 변형예(변형예 1로 함)의 컴퓨터 시스템(1)(특히 해석 기능)에 의한 주된 처리의 플로를 나타내고, 스텝 S21 내지 S27을 갖는다. 도 22의 변형예의 플로는, 도 2의 플로와의 차이로서는, 먼저 통합해서 설정 처리를 행하고, 그 후에 추출 처리, 판정 처리 및 출력 처리를 행하는 것이다. 즉, 도 2의 스텝 S3을 스텝 S5의 뒤로 이동해서 처리를 실시하는 것과 동일하다.

스텝 S21에서, 컴퓨터 시스템(1)의 프로세서(201)는, 본체(3)로부터 관찰 화상을 입력해서 취득한다. 스텝 S22에서, 프로세서(201)는, 관찰 화상에 있어서, 기준 화상(기준 셀 영역)을 설정한다. 스텝 S23에서, 프로세서(201)는, 기준 화상 내의 복수의 ROI(관심 영역)를 설정한다. 변형예에서는, 구체적으로는, 유저가 수동으로 기준 화상 내의 복수의 ROI를 설정한다. 스텝 S24에서, 프로세서(201)는, 설정 화면에서의 유저의 조작이나 확인에 기초하여, 판정 룰을 설정한다.

스텝 S25에서, 프로세서(201)는, 관찰 화상으로부터, 기준 화상에 기초하여, 유사 화상(유사 셀 영역)을 추출한다. 스텝 S26에서, 프로세서(201)는, 적용하는 판정 룰에 기초하여, 기준 화상(기준 셀 영역)과 유사 화상(유사 셀 영역)의 사이의 비교로, 셀 영역(특히 ROI인 플러그)의 이상을 판정한다. 스텝 S27에서, 프로세서(201)는, 판정 결과를, GUI의 화면에 표시하거나 하여, 유저에 대해서 출력한다. 이러한 플로에 의한 변형예에서도, 실시 형태 1과 마찬가지·유사한 효과가 얻어진다.

상술한 도 2의 추출 처리의 스텝 S3, 도 22의 추출 처리의 스텝 S25에 의해, 추출 처리(S3, S25)는, 기준 화상의 복수의 관심 영역의 배치 패턴에 대해서, 관심 영역간의 위치 관계를 계산함으로써, 동일한 배치 패턴과, 각 종류의 반전된 배치 패턴을 포함해서 유사로서 추출하는 처리라고 할 수 있다.

[변형예 2: ROI사이즈]

다른 변형예(변형예 2로 함)에서는, 기준 화상 내의 복수의 ROI에 대해서, 사이즈를 판단한다. 판정 룰의 하나로서, ROI의 사이즈에 관한 관계를 설정 가능하게 한다. 프로세서(201)는, 그 판정 룰을 사용하여 이상 판정을 행한다.

도 23은, 이 변형예에서의, 판정 룰 설정의 화면예에서, ROI 사이즈에 관한 룰을 설정하는 예를 나타낸다. 유저는, 화면에서, 기준 셀 영역 내의 각 ROI의 사이즈에 관해서 비교하는 룰(각 ROI나 ROI간의 사이즈의 관계)을 조건식으로서 설정할 수 있다. 예를 들어, ROI 사이즈가 역치로 나타내는 일정 범위 밖(또는 범위 내)인 ROI를 이상으로서 판정하기 위한 룰을 설정 가능하다. 이 변형예에서는, 예를 들어 3행째의 템플릿(2303)에 나타내는 바와 같이, 템플릿의 항목에서, ROI의 사이즈도 선택·설정 가능하게 되어 있다.

도 23의 판정 룰의 설정예에서는, 1행째의 조건식 2301은, 기준 셀 영역 내의 각 ROI(#1, #2, #3)의 사이즈의 직경 비교에 의한 관계성을 설정하고 있다. 예를 들어, ROI 번호(#)=1의 ROI의 타원 영역의 직경(장축)이, #=2의 ROI의 직경보다 크고, #=3의 ROI의 직경보다 작은 것이 규정되어 있다. 본 예에서는, ROI 영역을 타원으로 해서, 사이즈로서 타원의 장축을 사용하고 있지만(도 21과 마찬가지임), 이에 한정하지 않고, 단축, 타원의 면적 등을 사용해도 된다.

2행째의 조건식 2302는, #=1의 ROI의 사이즈에 대해서, 역치(사이즈 역치)에 의한 범위가 설정되어 있다. 본 예에서는, 조건식 2301과 조건식 2302의 AND 조건으로 하고 있다. 예를 들어, #=1의 ROI의 직경(장축)이, 100(하한 역치)보다 크고 150(상한 역치)보다 작은 것이 규정되어 있다. 각 역치는 직경(장축)이다. 역치 범위를 좁게 하면, 엄밀하게 다름의 판정이 가능하다. 역치 범위를 넓게 하면, 느슨하게 판정이 가능하다.

다른 예로서, 직경을 작게 해서 부등식의 상한 역치를 없앴을 경우(예를 들어 10<#1), #=1의 ROI에 대해서, 다양한 사이즈를 허용하여 판정이 가능하다. 단, #=1의 ROI의 사이즈가 커지면, 1행째의 조건식 2301과의 관계(AND 조건)에서, #=3의 ROI와 #=1의 ROI의 사이의 사이즈 대비에 영향을 미친다. 이와 같이, 이 변형예에서는, 복수의 ROI의 사이즈에 관한 관계성을, 판정 룰로서 유연하게 설정 가능하다. 또한, 이러한 사이즈의 조건에 상술한 휘도 등의 조건을 조합한 판정 룰도 설정 가능하다.

상술한 도 23의 판정 룰의 설정은, 기준 화상의 셀 영역에 포함되어 있는 복수의 관심 영역에 대해서, 관심 영역간의 형상 또는 사이즈의 관계성(조건식 2301, 조건식 2302)이 설정되어 있다고 할 수 있다.

상술한 도 14 내지 도 16, 도 23의 판정 룰의 설정은, 기준 화상의 셀 영역에 포함되어 있는 복수의 관심 영역에 대해서, 관심 영역간의 관계성(휘도, 형상, 사이즈)이 설정되어 있다고 할 수 있다.

이상, 본 개시의 실시 형태를 구체적으로 설명하였지만, 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능하다. 상술한 실시 형태에 대해서, 필수 구성 요소를 제외하고, 구성 요소의 추가·삭제·치환 등이 가능하다. 각 실시 형태나 변형예를 조합한 형태도 가능하다.

또한, 상기 실시예에서는, 관찰 대상인 시료(5)를 반도체 디바이스의 관찰로서 설명하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 재료의 조성 관찰이나, 생물의 조직 관찰에 적용함으로써, 관찰 화상 중에서 유사한 구조 중에서, 복수의 관심 영역을 기준 셀 영역으로서 통합하고, 복수의 관심 영역의 관계성이 규정된 룰에 기초하여, 복수의 관심 영역의 관련성을 비교함으로써, 복잡한 구조를 갖는 시료의 화상에서도, 용이하면서 또한 반자동적으로, 바꾸어 말하면 설정이나 지시 등의 일부 조작을 제외하고 주된 처리를 자동으로 해서, 이상 개소 등을 특정·검출할 수 있다.

1: 컴퓨터 시스템
2: 하전 입자 빔 장치
3: 본체
5: 시료
150: 화상 신호(관찰 화상)
201: 프로세서
202: 메모리

Claims (8)

1. 하전 입자 빔 장치에 의한 시료의 관찰 화상을 해석하는 컴퓨터 시스템이며,
   상기 관찰 화상은, 복수의 셀 영역을 포함하고, 각각의 셀 영역은, 당해 셀 영역을 구성하는 요소인 복수의 영역을 포함하는 경우가 있고,
   상기 컴퓨터 시스템은,
   상기 관찰 화상 중에서, 유저가 지정한 또는 자동적으로 설정한, 제1 셀 영역을 기준 화상으로 하고, 상기 기준 화상과 유사한 다른 1개 이상의 제2 셀 영역을 유사 화상으로서 추출하는 추출 처리와,
   상기 기준 화상과, 추출된 상기 유사 화상에 있어서, 상기 기준 화상에 포함되어 있는 복수의 관심 영역의 관계성이 규정된 룰에 기초하여, 상기 복수의 관심 영역을 비교함으로써, 상기 유사 화상의 셀 영역의 이상 유무를 판정하는 판정 처리와,
   판정 결과로서 각 셀 영역의 위치 및 이상 유무를 유저에 대해서 출력시키는 출력 처리
   를 행하는, 컴퓨터 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 룰에는, 상기 기준 화상의 셀 영역에 포함되어 있는 상기 복수의 관심 영역에 대해서, 관심 영역간의 휘도의 관계성이 설정되어 있는, 컴퓨터 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 룰에는, 상기 기준 화상의 셀 영역에 포함되어 있는 상기 복수의 관심 영역에 대해서, 관심 영역간의 형상 또는 사이즈의 관계성이 설정되어 있는, 컴퓨터 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 기준 화상의 상기 복수의 관심 영역을, 유저의 조작 입력 또는 자동적인 처리에 기초하여 설정하는 설정 처리를 행하고,
   상기 추출 처리는, 상기 기준 화상의 상기 복수의 관심 영역의 배치 패턴에 대해서, 관심 영역간의 위치 관계를 계산함으로써, 동일한 배치 패턴과, 각 종류의 반전된 배치 패턴을 포함해서 유사로서 추출하는 처리이며,
   상기 판정 처리는, 각 종류의 배치 패턴을 갖는 상기 유사 화상에 대해서, 셀 영역 내의 관심 영역간의 휘도 관계를 계산함으로써, 이상 유무를 판정하는 처리이며,
   상기 출력 처리는, 추출된 각 종류의 배치 패턴마다 식별할 수 있는 양태로 상기 판정 결과를 출력시키는 처리인, 컴퓨터 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 기준 화상의 상기 복수의 관심 영역을, 유저의 조작 입력 또는 자동적인 처리에 기초하여 화면에서 설정하는 설정 처리를 행하고,
   상기 설정 처리는, 상기 룰로서, 상기 기준 화상의 제1 셀 영역 내의 복수의 관심 영역에 대해서, 관심 영역간의 휘도의 대소 관계를 규정하는 룰을 설정하는 처리를 포함하는, 컴퓨터 시스템.
6. 제1항에 있어서, 상기 기준 화상의 상기 복수의 관심 영역을, 유저의 조작 입력 또는 자동적인 처리에 기초하여 화면에서 설정하는 설정 처리를 행하고,
   상기 설정 처리는, 상기 룰로서, 상기 기준 화상의 제1 셀 영역 내의 복수의 관심 영역에 대해서, 지정한 제1 관심 영역에 대한 제2 관심 영역의 휘도 차가 역치 이상 또는 역치 이하인 경우에 이상 있음으로 규정하는 룰을 설정하는 처리를 포함하는, 컴퓨터 시스템.
7. 제1항에 있어서, 상기 기준 화상의 상기 복수의 관심 영역을, 유저의 조작 입력 또는 자동적인 처리에 기초하여 화면에서 설정하는 설정 처리를 행하고,
   상기 설정 처리는, 상기 룰로서, 상기 기준 화상의 제1 셀 영역 내의 복수의 관심 영역에 대해서, 지정한 관심 영역에 관한 휘도값이, 지정한 휘도 역치 범위 밖, 혹은 휘도 역치 범위 내인 경우에 이상 있음으로 규정하는 룰을 설정하는 처리를 포함하는, 컴퓨터 시스템.
8. 하전 입자 빔 장치에 의한 시료의 관찰 화상을 해석하는 컴퓨터 시스템에서의 해석 방법이며,
   상기 관찰 화상은, 복수의 셀 영역을 포함하고, 각각의 셀 영역은, 당해 셀 영역을 구성하는 요소인 복수의 영역을 포함하는 경우가 있고,
   상기 컴퓨터 시스템에 의해 실행되는 스텝으로서,
   상기 관찰 화상 중에서, 유저가 지정한 또는 자동적으로 설정한, 제1 셀 영역을 기준 화상으로 하고, 상기 기준 화상과 유사한 다른 1개 이상의 제2 셀 영역을 유사 화상으로서 추출하는 추출 처리 스텝과,
   상기 기준 화상과, 추출된 상기 유사 화상에 있어서, 상기 기준 화상에 포함되어 있는 복수의 관심 영역의 관계성이 규정된 룰에 기초하여, 상기 복수의 관심 영역을 비교함으로써, 상기 유사 화상의 셀 영역의 이상 유무를 판정하는 판정 처리 스텝과,
   판정 결과로서 각 셀 영역의 위치 및 이상 유무를 유저에 대해서 출력시키는 출력 처리 스텝
   을 갖는 해석 방법.

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