(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子線装置における撮像範囲間の重なりの有無を、コンピュータによる演算処理を通じて判定する方法であって、
各撮像範囲を構成する四角形の４つの頂角を求める処理と、
評価点に対応する撮像範囲を構成する四角形の４つの頂角のうち隣り合う関係にある４組の２つの頂角と、他の１つの撮像ポイントに対応する撮像範囲を構成する四角形を構成する４つの頂角のうちの１つの頂角とによって形成される４つの三角形の面積の総和を計算する処理と、
前記三角形の面積の総和と、前記評価点に対応する撮像範囲の面積とを比較する処理と、
前記他の１つの撮像ポイントに対応する撮像範囲を構成する４つの頂角のうち、前記三角形の面積の総和と前記評価点に対応する撮像範囲の面積が一致する判定結果が得られる頂角が１つでも存在する場合、評価点に対応する撮像範囲と前記他の１つの撮像ポイントに対応する撮像範囲が重なると判定する処理と、
前記他の１つの撮像ポイントに対応する撮像範囲を構成する四角形の４つ全ての頂角について、前記三角形の面積の総和と前記評価点に対応する撮像範囲の面積が一致する判定結果が得られない場合、評価点に対応する撮像範囲と前記他の１つの撮像ポイントに対応する撮像範囲が重ならない可能性があると判定する処理と
を有する撮像範囲間の重なり判定方法。
【請求項２】
前記他の１つの撮像ポイントに対応する撮像範囲を構成する四角形の４つ全ての頂角について、前記三角形の面積の総和と前記評価点に対応する撮像範囲の面積が一致する判定結果が得られなかった場合、
前記評価点に対応する撮像範囲の対角線が、前記他の１つの撮像撮像範囲の対角線のいずれかと交差するか否かを判定する処理を更に実行し、
対角線の交差が１つでも検出された場合、前記評価点に対応する撮像範囲と前記他の１つの撮像ポイントに対応する撮像範囲が重なると判定し、対角線の交差が検出されなかった場合、前記評価点に対応する撮像範囲と前記他の１つの撮像ポイントに対応する撮像範囲が重ならないと判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像範囲間の重なり判定方法。
【請求項３】
評価点又は当該評価点に付随する撮像ポイントに対応する撮像範囲のいずれかが隣接する他のチップにはみ出るか否かを判定し、はみ出ると判定された場合には、はみ出る方向のチップ上に存在する他の１つの撮像ポイントに対応する撮像範囲との間で撮像範囲同士が重なるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像範囲間の重なり判定方法。
【請求項４】
評価点又は当該評価点に付随する撮像ポイントに対応する撮像範囲のいずれかが隣接する他のチップにはみ出る可能性のある場合、前記評価点を含むチップを構成する四角形の４つの頂角のうち原点に設定された１つの頂角から隣接する他のチップの各原点までの距離を算出する処理と、
算出された前記距離がチップの対角線長と同じ又はより小さくなる位置のチップを、撮像範囲の重なり判定の対象として選択する処理と、
算出された前記距離がチップの対角線長より大きくなる位置のチップを、撮像範囲の重なり判定の対象から除外する処理と
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像範囲間の重なり判定方法。
【請求項５】
荷電粒子線装置における撮像範囲間の重なりの有無を、コンピュータによる演算処理を通じて判定する方法であって、
評価点に対応する撮像ポイントの撮像範囲に外接する第１の外接円を求める処理と、
前記評価点に付随する１つ又は複数の撮像ポイントに対応する撮像範囲に外接する第２の外接円をそれぞれ求める処理と、
前記評価点を中心として、前記第２の外接円のそれぞれに外接する第３の外接円を、前記１つ又は複数の撮像ポイントについてそれぞれ求める処理と、
前記第３の外接円のうち半径が最も小さい外接円を特定する処理と、
特定された外接円の半径が前記第１の外接円の半径より大きい場合、前記評価点の撮像範囲と当該評価点に付随する１つ又は複数の撮像ポイントに対応する撮像範囲とは重ならないと判定する処理と、
特定された外接円の半径が前記第１の外接円の半径と同じか小さい場合、前記評価点の撮像範囲と当該評価点に付随する１つ又は複数の撮像ポイントに対応する撮像範囲とが重なる可能性があると判定して、詳細な重なり判定処理を実行する処理と
を有する撮像範囲間の重なり判定方法。
【請求項６】
前記詳細な重なり判定処理は、
各撮像範囲を構成する四角形の４つの頂角を求める処理と、
評価点に対応する撮像範囲を構成する四角形の４つの頂角のうち隣り合う関係にある４組の２つの頂角と、他の１つの撮像ポイントに対応する撮像範囲を構成する４つの頂角のうちの１つの頂角とによって形成される４つの三角形の面積の総和を計算する処理と、
前記三角形の面積の総和と、前記評価点に対応する撮像範囲の面積とを比較する処理と、
前記他の１つの撮像ポイントに対応する撮像範囲を構成する４つの頂角のうち、前記三角形の面積の総和と前記評価点に対応する撮像範囲の面積が一致する判定結果が得られる頂角が１つでも存在する場合、評価点に対応する撮像範囲と前記他の１つの撮像ポイントの撮像範囲とが重なると判定する処理と、
前記他の１つの撮像ポイントに対応する撮像範囲を構成する四角形の４つ全ての頂角について、前記三角形の面積の総和と前記評価点に対応する撮像範囲の面積が一致する判定結果が得られない場合、評価点に対応する撮像範囲と前記他の１つの撮像ポイントに対応する撮像範囲が重ならない可能性があると判定する処理と
を有することを特徴とする請求項５に記載の撮像範囲間の重なり判定方法。
【請求項７】
荷電粒子線を照射する荷電粒子線装置における撮像範囲間の重なりの有無を、コンピュータによる演算処理を通じて判定する方法であって、
評価点に付随する１つ又は複数の撮像ポイントに対応する撮像範囲に外接する第１の外接円をそれぞれ求める処理と、
前記評価点を中心とする、前記第１の外接円のそれぞれと内接する第１の内接円を、前記１つ又は複数の撮像ポイントについてそれぞれ求める処理と、
前記第１の内接円のうち半径が最大となる内接円の半径と、他の１つの評価点に対応する撮像範囲に外接する第２の外接円の半径との和を算出する処理と、
前記評価点と前記他の１つの評価点との間の距離を算出する処理と、
前記半径の和が前記距離と同じか小さい場合、評価点に対応する撮像範囲と前記他の１つの評価点に対応する撮像範囲とは重ならないと判定する処理と、
前記半径の和が前記距離より大きい場合、評価点に対応する撮像範囲と前記他の１つの評価点に対応する撮像範囲とが重なる可能性があると判定して、詳細な重なり判定処理を実行する処理と
を有する撮像範囲間の重なり判定方法。
【請求項８】
前記詳細な重なり判定処理は、
各撮像範囲を構成する四角形の４つの頂角を求める処理と、
評価点に対応する撮像範囲を構成する四角形の４つの頂角のうち隣り合う関係にある４組の２つの頂角と、他の１つの撮像ポイントに対応する撮像範囲を構成する４つの頂角のうちの１つの頂角とによって形成される４つの三角形の面積の総和を計算する処理と、
前記三角形の面積の総和と、前記評価点に対応する撮像範囲の面積とを比較する処理と、
前記他の１つの撮像ポイントに対応する撮像範囲を構成する４つの頂角のうち、前記三角形の面積の総和と前記評価点に対応する撮像範囲の面積が一致する判定結果が得られる頂角が１つでも存在する場合、評価点に対応する撮像範囲と前記他の１つの撮像ポイントに対応する撮像範囲が重なると判定する処理と、
前記他の１つの撮像ポイントに対応する撮像範囲を構成する四角形の４つ全ての頂角について、前記三角形の面積の総和と前記評価点に対応する撮像範囲の面積が一致する判定結果が得られない場合、評価点に対応する撮像範囲と前記他の１つの撮像ポイントに対応する撮像範囲が重ならない可能性があると判定する処理と
を有することを特徴とする請求項７に記載の撮像範囲間の重なり判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線装置における撮像範囲（Field of view：ＦＯＶ）間の重なりを演算処理により判定する方法に関する。具体的には、検査を要する半導体パターンの撮像範囲と、それを取得するために必要なアドレッシング、オートフォーカス調整、オートスティグマ調整、オートブライトネス・コントラスト調整等に使用する撮像範囲間での重なりの有無を判定する方法に関する。また、本発明は、撮像範囲間の重なり判定処理を実行するチップを選択する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下では、走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope：ＳＥＭ）装置を例として従来技術を説明する。半導体ウェーハに配線パターンを形成する場合、半導体ウェーハ上にレジストと呼ばれる塗布材を塗布し、レジスト上に配線パターンの露光用マスク（レチクル）を重ね、その上から可視光線・紫外線又は電子ビームを照射する。次に、レジストを感光し、半導体ウェーハ上に配線パターンを形成する。この際、配線パターンの形状は、照射する可視光線・紫外線又は電子ビームの強度や絞りにより変化する。このため、高精度の配線パターンを形成するにはパターンの出来栄えを検査する必要がある。
【０００３】
検査には、測長走査型電子顕微鏡（Critical Dimension Scanning Electron Microscope：ＣＤ−ＳＥＭ）装置が広く用いられている。検査は、評価ポイント（以下、「ＥＰ」という。）と呼ぶ半導体パターン上の危険ポイントをＣＤ−ＳＥＭ装置で観察することにより行う。観察画像からパターンの配線幅などの各種寸法値を計測し、これらの寸法値からパターンの出来栄えを評価する。従って、ＥＰを位置ずれなく、かつ、高画質で撮像する必要がある。
【０００４】
この目的のため、一般には、ＥＰの周辺に、アドレッシング用の撮像ポイント（以下、「ＡＰ」という。）、オートフォーカス調整用の撮像ポイント（以下、「ＡＦ」という。）、オートスティグマ調整用の撮像ポイント（以下、「ＡＳＴ」という。）、オートブライトネス・コントラスト調整用の撮像ポイント（以下、「ＡＢＣ」という。）等が設定される。ＥＰの観察時には、これら撮像ポイントの一部又は全てを使用してアドレッシング、オートフォーカス調整、オートスティグマ調整、オートブライトネス・コントラスト調整を実行し、その後、本来の目的であるＥＰを撮像する手順が実行される。
【０００５】
なお、アドレッシングにおける撮像位置のずれ量は、既知座標のＡＰについて観察されたＳＥＭ画像と、実際の撮像シーケンスで観察されたＳＥＭ画像（実撮像テンプレート）とのマッチングにより推定される。この明細書では、ＡＰ、ＡＦ、ＡＳＴ、ＡＢＣだけでなく、前述したＥＰも含めて撮像ポイントという。撮像ポイントの一部又は全てを含むポイントの座標、サイズ、形状、撮像シーケンス、撮像条件及び登録テンプレートは、撮像レシピとして管理される。
【０００６】
ところで、撮像レシピの生成は、ＳＥＭオペレータが手動で行っている。加えて、パターンの微細化に伴うＯＰＣ（Optical Proximity Correction）技術等の導入により、評価を要するＥＰの点数は爆発的に増加する傾向にある。さらに近年では、半導体製造工程のスループット向上のために、露光感度の高いフォトレジストを利用する機会が増えている。しかし、露光感度が高いフォトレジストは、ビーム照射に対する耐性が低く、ＥＰ撮像時のビーム照射によっても大きな影響を受ける。なお、ＡＰ、ＡＦ、ＡＳＴ、ＡＢＣ等の撮像範囲及び時間は一定でない。ＡＰポイント等の撮像範囲とＥＰポイントの撮像範囲とが重なる場合、重なり部分の露光量が増えすぎ、測長再現性の低下や機差の要因となり、
安定した評価が行えない問題がある。
【０００７】
特許文献１には、以下の（ａ１）〜（ａ７）に示す撮像パラメータの一部又は全てと、ＡＰテンプレートその他のテンプレートとを撮像レシピに登録する半導体検査システムが開示されている。
【０００８】
なお、（ａ１）〜（ａ７）は、いずれも低倍率視野でのウェーハ上のパターンの設計情報である半導体の回路設計データ（以下、「ＣＡＤデータ（Computer Aided Design）」という。）に基づいて設定されるＥＰを観察するための撮像ポイント（ＡＰ、ＡＦ、ＡＳＴ、ＡＢＣ）を与えるパラメータである。
（ａ１）点数
（ａ２）座標
（ａ３）サイズ・形状
（ａ４）撮像シーケンス（ＥＰや撮像ポイントの撮像順序、電子ビームの垂直入射座標を含む）
（ａ５）撮像位置変更方法（ステージシフト、ビームシフト）
（ａ６）撮像条件（プローブ電流、加速電圧、電子ビームのスキャン方向等）
（ａ７）撮像シーケンス又はテンプレートの評価値又は優先順位
【０００９】
また、特許文献１には、以下の（ｂ１）〜（ｂ５）に示すパラメータのいずれかを入力情報とする半導体検査システムが開示されている。
（ｂ１）評価ポイント情報（ＥＰの座標、サイズ・形状、撮像条件）
（ｂ２）設計パターン情報（ＥＰ周辺のＣＡＤデータ（レイヤー情報を含む）、マスクデータのパターン抜き残し情報、パターンの線幅情報、撮像するウェーハの品種、工程、パターンや下地の材質情報）
（ｂ３）撮像レシピ自動生成エンジンの処理パラメータ（撮像ポイント（ＡＰ、ＡＦ、ＡＳＴ、ＡＢＣ）の探索範囲、撮像ポイントが満たすべき選択要素指標値の必要条件（指標値のしきい値等）、選択要素指標優先順位（指標値間の重み等）、撮像ポイントとして選択してはならない禁止領域、設計パターンと実パターンとの形状乖離推定量、装置条件（ステージシフト範囲、ステージシフト／ビームシフト推定誤差））
（ｂ４）ユーザ要求仕様（各撮像ポイントに対する撮像位置の要求位置決め精度、要求画質（フォーカス調整、スティグマ調整、ブライトネス・コントラスト調整、コンタミネーションに関する要求やＥＰにおける許容電子ビーム入射角に関する要求を含む）、要求撮像時間）
（ｂ５）履歴情報（過去に成功したまたは失敗した撮像ポイントの情報など）
【００１０】
更に、特許文献１は、前述した入力情報（（ｂ１）〜（ｂ５））に加え、前述した出力情報（（ａ１）〜（ａ７））の一部又はデフォルト値・設定可能範囲を入力情報とする機能を開示する。すなわち、特許文献１に示す半導体検査システムは、前述した（ａ１）〜（ａ７）に示すパラメータと（ｂ１）〜（ｂ５）から任意に選択したパラメータとの組み合わせを入力情報とし、（ａ１）〜（ａ７）の任意のパラメータの組み合わせを出力情報として記録する機能を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−２５０５２８号公報
【特許文献２】特開２０００−３４８６５８号公報
【特許文献３】特開２００２−３２８０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、撮像レシピの生成には、次のような課題がある。半導体製品の製造現場では、製品の小規模な変更が頻繁に行われている。このため、オペレータは、ＣＤ−ＳＥＭ装置の生産寄与率が低下しないように、撮像レシピの作成時間の最短に努めている。具体的には、新規に撮像レシピを作成するのではなく、変更実施前の製品に使用していた撮像レシピをコピーし、必要最低限の変更を加えて利用している。
【００１３】
昨今の半導体製品では、集積度を高くするために、従来は垂直又は水平に形成されていた配線パターンを斜め方向に配置することがある。ＣＤ−ＳＥＭ装置は、ビームが配線パターンに対して直角に交差する方向に走査する場合に、評価画像を最も鮮鋭に撮像することができる。このため、撮像時の撮像範囲を配線パターンの向きに合わせて回転させる必要がある。なお、ＡＰ、ＡＦ、ＡＳＴ、ＡＢＣの各撮像ポイントは、ＥＰの撮像を最適化するために、ＥＰの近傍に配置されることが多い。ところが、ＡＰ等がＥＰの近傍に配置されているため、ＡＰ等の撮像範囲の回転により、ＥＰの撮像範囲と重なることがある。
【００１４】
多くのＥＰ点が登録された撮像レシピでは、その実行前に全てのＥＰ点について他の撮像範囲との重なりをオペレータが目視で確認することは事実上不可能である。また、特許文献１が開示する撮像レシピの自動生成機能は、ＣＤ−ＳＥＭ装置上の撮像レシピ編集における撮像範囲の重なりを回避する手段とはならない。
【００１５】
そこで、本発明は、荷電粒子線装置において撮像レシピを実行する前に、評価ポイントの撮像範囲と、その周辺に位置する他の撮像ポイント（評価ポイントも含む）の撮像範囲との重なりを自動的に検出できる仕組みを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この目的の実現のため、本発明は、荷電粒子線装置における撮像範囲間の重なりを、コンピュータによる演算処理を通じて判定できるようにする。１つの発明は、評価点に対応する撮像範囲を構成する四角形の４つの頂角のうち隣り合う関係にある４組の２つの頂角と、他の１つの撮像範囲を構成する４つの頂角のうちの１つの頂角とによって形成される４つの三角形の面積の総和と、評価点に対応する撮像範囲の面積とを比較することにより、撮像範囲間の重なりを判定する。
【００１７】
１つの発明は、評価点に対応する撮像ポイントの撮像範囲に外接する第１の外接円の半径と、評価点に付随する１つ又は複数の撮像ポイントの撮像範囲に外接する第２の外接円と外接する評価点を中心点とする第３の外接円のうち最も小さい円の半径とを比較することにより、撮像範囲間の重なりを判定する。
【００１８】
１つの発明は、評価点に付随する各撮像範囲の第１の外接円に内接する評価点を中心とした第１の内接円のうち最も大きい内接円の半径と、他の１つの評価点に対応する撮像範囲の第２の外接円の半径との和が、評価点と他の１つの評価点との距離を比較することにより、撮像範囲間の重なりを判定する。
【００１９】
１つの発明は、評価点又は当該評価点に付随する撮像ポイントの撮像範囲がチップ外にはみ出す可能性のある場合、当該評価点に対応するチップを構成する撮像範囲の４つの頂角のうち原点に設定された１つの頂角から隣接する他のチップの各原点までの距離とチップの対角線長との比較により、重なり判定を実行するチップを選択する。
【発明の効果】
【００２０】
１つの発明によれば、評価点に対応する撮像範囲とその周辺に位置する他の撮像ポイントに対応する撮像範囲との重なりを撮像レシピの実行前に判定することができる。また、
１つの発明によれば、評価点の数が多くても、重なり判定を短時間に実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態に係るＳＥＭ装置の概略構成を説明する図である。
【図２】半導体ウェーハに対する電子線の照射と半導体ウェーハから放出される電子を検出した画素の状態を説明する図である。
【図３】撮像シーケンスを示すフローと低倍画像上のテンプレート位置の一例を示す図である。
【図４】重なり判定条件を説明する図である。
【図５】重なり判定条件を説明する図である。
【図６】重なり判定条件を説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る入出力情報の一覧を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る処理手順の全体を示すフローチャートである。
【図９】処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１０】ある評価ポイントとその周辺に配置される撮像ポイント間での撮像範囲の重なり判定を説明する図である。
【図１１】ある評価ポイントと当該評価ポイントに付随する撮像ポイント間での撮像範囲の重なり判定で使用する処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１２】ある評価ポイントと他の評価ポイント又は他の評価ポイントに付随する撮像ポイント間での撮像範囲の重なり判定を説明する図である。
【図１３】重なり判定を行う対象チップの選択方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態に係る荷電粒子線装置に使用して好適な撮像範囲の重なり判定の仕組みについて説明する。なお、本発明の実施の形態における説明や図面は、専ら発明を説明することを目的としたものであり、既知の技術との組み合わせや置換も可能である。
【００２３】
（１）ＳＥＭ装置の構成
（１−１）構成要素
図１に、ＳＥＭ装置の概要構成を示す。なお、本発明の実施の形態に係るＳＥＭ装置は、試料の二次電子像（Secondary Electron：ＳＥ像）又は反射電子像（Backscattered Electron：ＢＳＥ像）を取得する。なお、この明細書においては、ＳＥ像とＢＳＥ像を総称してＳＥＭ画像と呼ぶ。また、ここで取得される画像は測定対象を垂直方向から観察したトップダウン画像又は任意の傾斜角方向から観察したチルト画像の一部又は全てを含む。
【００２４】
ＳＥＭ装置は、電子光学系１０２、ステージ機構系を備える真空室（図示せず）、ウェーハ搬送系（図示せず）、真空排気系（図示せず）、処理・制御部１１５等で構成される。電子光学系１０２では、電子銃１０３が一次電子線１０４を発生する。一次電子線１０４は、コンデンサレンズ１０５により集束される。一次電子線１０４の通過経路上には偏向器１０６及び対物レンズ１０８が配置される。偏向器１０６及び対物レンズ１０８は、ＸＹステージ１１７に載置された半導体ウェーハ１０１の任意の位置に一次電子線１０４が焦点を結ぶように一次電子線１０４の照射位置と絞りを制御する。一次電子線１０４が照射された半導体ウェーハ１０１の表面からは２次電子と反射電子が放出される。２次電子は、ＥｘＢ偏向器１０７によって一次電子線の照射軌道から分離される。分離された２次電子は、２次電子検出器１０９により検出される。一方、反射電子は、反射電子検出器１１０及び１１１により検出される。反射電子検出器１１０と反射電子検出器１１１は互いに異なる方向に設置されている。２次電子検出器１０９で検出された２次電子はＡ／Ｄ（Analog to Digital）変換器１１２でデジタル信号に変換され、処理・制御部１１５に出力される。また、反射電子検出器１１０及び１１１で検出された反射電子は、それぞれＡ／Ｄ変換機１１３及び１１４でデジタル信号に変換され、処理・制御部１１５に出力される。なお、図１には、反射電子検出器を２つ配置しているが、反射電子検出器の数は１個でも良いし、３個以上でも良い。
【００２５】
処理・制御部１１５はコンピュータシステムであり、ＣＰＵ１２１と画像メモリ１２２で構成される。処理・制御部１１５は、ＣＰＵ１２１と画像メモリ１２２を使用し、目的に応じた画像処理や制御処理を実行する。例えば処理・制御部１１５は、後述する方法により撮像レシピを生成し、生成された撮像レシピに基づいてステージコントローラ１１９や偏向制御部１２０等を制御する。また例えば処理・制御部１１５は、半導体ウェーハ１０１上の任意の撮像ポイントについて撮像された撮像画像に対する各種の画像処理を実行する。ここでの撮像ポイントにはＡＰ、ＡＦ、ＡＳＴ、ＡＢＣ、ＥＰの一部又は全てが含まれる。ここでの画像処理には、撮像範囲（ＦＯＶ）の重なり判定も含まれる。もっとも、撮像範囲（ＦＯＶ）の判定処理については、ＳＥＭ装置から独立したコンピュータその他の情報処理装置において実行することもできる。なお、前述した画像処理や制御処理の一部又は全てを異なる複数台の処理端末に割り振ることもできる。この他、図１に示す処理・制御部１１５は、ディスプレイ１１６にユーザ操作に適した画像を表示する機能、すなわちＧＵＩ（Graphic User Interface）機能を有する。処理・制御部１１５は、不図示の入力装置を通じた操作入力に基づいて撮像レシピの設定等も実行する。
【００２６】
ＸＹステージ１１７は、ステージコントローラ１１９の制御に基づいて半導体ウェーハ１０１をｘｙ平面内で移動させる。これにより、半導体ウェーハ上の任意の位置の画像を撮像することができる。この明細書においては、ＸＹステージ１１７による観察位置の変更をステージシフトと呼び、偏向器１０６を用いた一次電子線の偏向による観察位置の変更をビームシフトと呼ぶ。一般にステージシフトは、可動範囲は広いが撮像位置の位置決め精度が低いのに対し、ビームシフトは、可動範囲は狭いが撮像位置の位置決め精度が高いという性質がある。
【００２７】
また、図１に示すＳＥＭ装置では、測定対象である半導体ウェーハ１０１を任意の傾斜角方向から観察したチルト画像を得ることができる。チルト画像を得る方法には（１）電子光学系１０２より照射される一次電子線１０４を偏向し、一次電子線１０４の照射角度を傾斜させて傾斜画像を撮像する方式（例えば特許文献２を参照。）、（２）半導体ウェーハを移動させるＸＹステージ１１７を不図示のチルト機構で傾斜させる方式（図１は、ステージチルト角１１８でＸＹステージ１１７が傾斜した状態を表している。）、（３）電子光学系自体を機械的に傾斜させる方式等がある。
【００２８】
（１−２）一次電子線の照射位置の走査による画像の撮像
図２を使用し、半導体ウェーハ１０１上における一次電子線１０４の照射位置の走査と、照射位置から放出される電子の信号量とによって撮像範囲を画像化できることを説明する。図２（ａ）は、半導体ウェーハ２０７に一次電子線２０１〜２０６を照射している状態を説明する図である。２０１〜２０３はｘ方向に走査される一次電子線であり、２０４〜２０６はｙ方向に走査される一次電子線である。図２（ｂ）は、一次電子線の照射により半導体ウェーハ２０７から放出された電子を検出した画像の各画素の状態を示す図である。走査方向は、一次電子線の偏向方向を変更することにより変化させることができる。図２（ａ）では、ｘ方向に走査された一次電子線２０１〜２０３が照射された半導体ウェーハ上の場所をそれぞれＧ１〜Ｇ３で示している。同様に、ｙ方向に走査された一次電子線２０４〜２０６が照射された半導体ウェーハ上の場所をそれぞれＧ４〜Ｇ６で示している。Ｇ１〜Ｇ６において放出された電子の信号量は、それぞれ図２（ｂ）内に示した画像２０９における画素Ｈ１〜Ｈ６の明度値になる。なお、符号Ｇの添え字１〜６と符号Ｈの添え字１〜６は互いに対応する。また、図２（ｂ）には、画像上におけるｘ方向とｙ方向
を示す座標系２０８も示している。
【００２９】
（２）ＳＥＭ撮像シーケンス
図３（ａ）に、任意の評価ポイントＥＰを観察するために使用される代表的な撮像シーケンスを示す。なお、撮像シーケンスにおける撮像ポイント、撮像順序、撮像条件等は、撮像レシピにより指定する。
【００３０】
まず、ステップ３０１において、試料である半導体ウェーハ１０１が、ＳＥＭ装置のＸＹステージ１１７上に取り付けられる。次のステップ３０２では、光学顕微鏡等で半導体ウェーハ１０１上のグローバルアライメントマークが観察され、半導体ウェーハ１０１の原点ずれや半導体ウェーハ１０１の回転が補正される。
【００３１】
続いて、ステップ３０３が実行される。ステップ３０３では、処理・制御部１１５の制御に基づいてＸＹステージ１１７が移動され、撮像位置が撮像ポイントＡＰに移動される。この後、撮像ポイントＡＰの撮像画像と登録画像とに基づいてアドレッシング用の調整パラメータが求め、この調整パラメートと既知のパラメータとに基づいてアドレッシングを実行する。
【００３２】
ここで、ＡＰについての説明を追加する。評価ポイントＥＰを観察する場合、ステージシフトにより評価ポイントＥＰを直接観察しようとするとステージの位置決め精度により大きく撮像ポイントがずれてしまう危険性がある。そこで、位置決め用として予め撮像ポイントの座標値とテンプレート（撮像ポイントのパターン）が与えられたＡＰを一旦観察する。テンプレートは撮像レシピに登録されるので、以降、登録テンプレートと呼ぶ。ＡＰは評価ポイントＥＰの近傍（最大でもビームシフトにより移動可能な範囲）から選択する。また、ＡＰは評価ポイントＥＰに対して一般に低倍視野である。このため、多少の撮像位置のずれに対しても撮像したいパターンの全てが視野外になる可能性は低い。そこで、予め登録されたＡＰの登録テンプレートと実際に撮像されたＡＰのＳＥＭ像（実撮像テンプレート）とのマッチングにより、ＡＰにおける撮像ポイントの位置ずれ量を推定する。
【００３３】
ＡＰとＥＰの座標値はそれぞれ既知である。従って、ＡＰ−ＥＰ間の相対変位量を求めることができる。また、ＡＰにおける撮像ポイントの位置ずれ量も前述のマッチングにより推定できる。このため、相対変位量から推定された位置ずれ量を差し引くことにより、ＡＰの撮像位置からＥＰに実際に移動する際の相対変位量が分かる。相対変位量分だけ位置決め精度の高いビームシフトによって移動することにより高い座標精度で評価ポイントＥＰを撮像することが可能となる。
【００３４】
そのため、登録されるＡＰは、以下に示す（１）〜（３）等の条件を満たしていることが望ましい。
（１）ＥＰからビームシフトにより移動可能な距離に存在するパターンである。ＥＰにおけるコンタミネーションの発生を抑えるため、ＡＰの撮像範囲とＥＰの撮像範囲は重ならない。
（２）ＡＰの撮像倍率は、ステージの位置決め精度を加味してＥＰの撮像倍率よりも低い。
（３）パターン形状又は明度パターンが特徴的であり、登録テンプレートと実撮像テンプレートとのマッチングが容易である。
【００３５】
なお、登録するＡＰの画像テンプレートは、ＣＡＤ（Computer Aided Design）画像やＳＥＭ画像を用いることができる。この他、特許文献３に開示されているように、画像テンプレートの登録のためだけに撮像を行うのを避けるため、一旦はＣＡＤ画像をＣＡＤ画
像テンプレートとして登録しておき、実際の撮像時に得たＡＰのＳＥＭ画像をＳＥＭ画像テンプレートとして再登録する等のバリエーションも考えられる。
【００３６】
前述したＡＰの選択範囲について補足する。一般的に電子ビームの垂直入射座標は、評価ポイントＥＰの中心座標に設定される。このため、前述の説明では、ＡＰの選択範囲を、最大でも評価ポイントＥＰを中心としたビームシフト可動範囲とした。しかし、電子ビームの垂直入射座標が評価ポイントＥＰの中心座標と異なる場合には、電子ビームの垂直入射座標からビームシフト可動範囲がＡＰの選択範囲となる。また、撮像ポイントに要求される許容電子ビームの入射角によっては、電子ビームの垂直入射座標からの探索範囲もビームシフト可動範囲より小さくなることがある。これらは他のテンプレートについても同様である。
【００３７】
次に、ステップ３０４に進む。ステップ３０４では、処理・制御部１１５の制御に基づくビームシフトにより撮像位置が撮像ポイントＡＦに移動される。この後、撮像ポイントＡＦの撮像画像に基づいてオートフォーカス用の調整パラメータが求められ、この調整パラメータと既知のパラメータとに基づいてオートフォーカスの調整が行われる。
【００３８】
ここで、ＡＦについての説明を追加する。撮像ポイントから鮮明な画像を取得できるように、ＳＥＭ装置にはオートフォーカス機能が搭載されている。しかし、試料に一次電子線を長く照射すると、汚染物質が試料に付着してしまう。そこで、評価ポイントＥＰへの汚染物質の付着を抑える目的で、ＥＰ周辺の座標をＡＦとして一旦観察することによりオートフォーカス用の調整パラメータを求め、その後、この調整パラメータと既知のパラメータとに基づいて評価ポイントＥＰを観察するという手法を採用する。
【００３９】
本発明の実施の形態の場合、登録されるＡＦは、以下に示す（１）〜（３）等の条件を満たしていることが望ましい。
（１）ＡＰ、ＥＰからビームシフトにより移動可能な距離に存在するパターンである。ＡＦの撮像範囲とＥＰの撮像範囲は重ならない。
（２）ＡＦの撮像倍率はＥＰの撮像倍率と同程度である。ただし、これはＥＰ用のＡＦの場合であり、ＡＰ用のＡＦの場合はＡＰの撮像倍率と同程度の撮像倍率でＡＦを撮像する。後述するＡＳＴ、ＡＢＣに関しても同様である。
（３）オートフォーカスをかけやすいパターン形状をもつ。フォーカスずれに起因する像のボケの検出を容易にするためである。
【００４０】
続く、ステップ３０５では、処理・制御部１１５の制御に基づくビームシフトにより撮像位置が撮像ポイントＡＳＴに移動される。この後、撮像ポイントＡＳＴの撮像画像に基づいてオートスティグマ用の調整パラメータが求められ、この調整パラメータと既知のパラメータとに基づいてオートスティグマの調整が行われる。
【００４１】
ここで、ＡＳＴについて説明を追加する。撮像時には、歪みのない画像を取得するために非点収差補正が行われる。しかし、ＡＦの場合と同様に、試料に電子線を長く照射すると汚染物質が試料に付着してしまう。そこで、評価ポイントＥＰへの汚染物質の付着を抑える目的で、ＥＰ周辺の座標をＡＳＴとして一旦観察することにより非点収差補正の調整パラメータを求め、その後、この調整パラメータと既知のパラメータとに基づいて評価ポイントＥＰを観察するという手法を採用する。
【００４２】
そのため、登録されるＡＳＴは、以下に示す（１）〜（３）等の条件を満たしていることが望ましい。
（１）ＡＰ、ＥＰからビームシフトにより移動可能な距離に存在するパターンである。ＡＳＴの撮像範囲とＥＰの撮像範囲は重ならない。
（２）ＡＳＴの撮像倍率は、ＥＰの撮像倍率と同程度である。
（３）非点収差補正をかけ易いパターン形状をもつ。非点収差に起因する像のぼけの検出を容易にするためである。
【００４３】
次のステップ３０６では、処理・制御部１１５の制御に基づくビームシフトにより撮像位置が撮像ポイントＡＢＣに移動される。この後、撮像ポイントＡＢＣの撮像画像に基づいてブライトネス・コントラスト用の調整パラメータが求められ、この調整パラメータと既知のパラメータとに基づいてオートブライトネス・コントラストの調整が行われる。
【００４４】
ここで、ＡＢＣについて説明を追加する。撮像時には、適切な明度値及びコントラストを有する鮮明な画像が取得されるように、例えば二次電子検出器１０９におけるフォトマル（光電子増倍管）の電圧値等のパラメータを調整する。この調整では、例えば画像信号の最も高い部分と最も低い部分とがフルコントラスト又はそれに近いコントラストになるように電圧値等を設定する。しかし、ＡＦの場合と同様に、試料に電子線を長く照射すると汚染物質が試料に付着してしまう。そこで、評価ポイントＥＰへの汚染物質の付着を抑える目的で、ＥＰ周辺の座標をＡＢＣとして一旦観察する。この観察により、ブライトネス・コントラスト用の調整パラメータを求め、この調整パラメータと既知のパラメータとに基づいて評価ポイントＥＰを観察するという手法を採用する。
【００４５】
そのため、登録されるＡＢＣは、以下に示す（１）〜（３）等の条件を満たしていることが望ましい。
（１）ＡＰ、ＥＰからビームシフトにより移動可能な距離に存在するパターンであり、かつ、ＡＢＣの撮像範囲とＥＰの撮像範囲は含まれない。
（２）ＡＢＣの撮像倍率はＥＰの撮像倍率と同程度である。
（３）ＡＢＣにおいて調整したパラメータを用いて評価ポイントＥＰを撮像した際に得られる画像のブライトネスやコントラストが良好であるように、ＡＢＣは評価ポイントＥＰにおけるパターンに類似したパターンである。
【００４６】
なお、前述したステップ３０３、３０４、３０５、３０６におけるＡＰ、ＡＦ、ＡＳＴ、ＡＢＣの撮像は、場合により一部又は全てが省略されることがあり得る。また、ステップ３０３、３０４、３０５、３０６の順番が任意に入れ替わることがあり得る。また、ＡＰ、ＡＦ、ＡＳＴ、ＡＢＣの座標が互いに重複することもあり得る。例えばオートフォーカスとオートスティグマを同一箇所で行うことがある。このように様々なバリエーションが考えられる。
【００４７】
最後に、ステップ３０７では、処理・制御部１１５の制御に基づくビームシフトにより撮像位置が評価ポイントＥＰに移動される。この後、評価ポイントＥＰについて、例えば設定した測長条件によるパターンの測長等が実行される。なお、評価ポイントＥＰにおいても、撮像したＳＥＭ画像と事前に撮像レシピに登録しておいた対応位置の登録テンプレート等とのマッチングにより、計測位置のずれを検出することがある。撮像レシピには、前述の撮像ポイント（ＥＰ、ＡＰ、ＡＦ、ＡＳＴ、ＡＢＣ）の各座標、撮像シーケンス、撮像条件等の情報が書き込まれている。ＳＥＭ装置は、この撮像レシピに基づいて評価ポイントＥＰを観察する。
【００４８】
図３（ｂ）に、低倍像３０８上におけるＥＰ３０９、ＡＰ３１０、ＡＦ３１１、ＡＳＴ３１２、ＡＢＣ３１３のテンプレート位置の一例を点線枠で図示する。ＥＰの位置等は、従来、ＳＥＭオペレータが手動で設定している。このため、これらの間に、重なりが発生することがあり得る。
【００４９】
（３）撮像ポイント間における撮像範囲の重なり検出
（３−１）重なり検出に要求される条件
以下では、前述した撮像ポイント（ＥＰ、ＡＰ、ＡＦ、ＡＳＴ、ＡＢＣ）における撮像範囲（ＦＯＶ）の重なりを検出する方法について説明する。なお、この検出は、従来装置では行われていない機能である。本発明の実施の形態では、撮像レシピを実行する前に、撮像ポイント（ＥＰ、ＡＰ、ＡＦ、ＡＳＴ、ＡＢＣ）における撮像範囲（ＦＯＶ）の重なり判定を実行し、評価ポイントＥＰに対応する撮像範囲と他の撮像ポイントについての撮像範囲との間に重なりがある場合にはこれを警告する。これにより、例えば測長時の再現性の低下を防ぎ、ＣＤ−ＳＥＭ装置間の機差を低く抑えることが可能となる。
【００５０】
本発明の実施の形態例の場合、撮像範囲の重なり判定の一つでは、複数回の面積計算を必要とする。詳細は後述する。各評価ポイントＥＰには、それぞれに付随するＡＰ、ＡＦ、ＡＳＴ、ＡＢＣがある。例えば１つのＥＰに対して４つの撮像ポイントが付属する。このため、撮像レシピに登録された全てのＥＰ点において、他の撮像ポイントの間での撮像範囲の重なりを判定するには多くの面積計算が必要となる。
【００５１】
前記の通り、近年の撮像レシピは、評価を要するＥＰの点数が著しく増加する傾向にある。このため、撮像範囲の重なり判定処理において、計算量の低減を図った方式を考案しなければ、ＥＰの点数増加と共に処理時間が増大し、現実的な処理時間を維持できなくなる。本発明の実施の形態では、後述する方法の採用により、コンピュータの計算負荷を軽減し、ＥＰ点の増加に対して処理性能の低下の軽減を図っている。
以下では、図４〜図６を用い、撮像範囲の重なり判定処理の基本的手順を説明する。
【００５２】
（３−２）撮像範囲の重なり判定機能の基本手順
（３．２．１）重なりの粗判定条件
図４（ａ）は、お互いに重ならない２つの撮像範囲とそれぞれの頂角を通る円（すなわち、撮像範囲の外接円）との位置関係を示す。符号４０１と４０３は、それぞれ撮像範囲を示す。符号４０２と４０４は、それぞれの撮像範囲の外接円を示す。符号４０５は、撮像範囲４０３におけるビームの走査方向を示す。符号４０６は、２つの撮像範囲の中心間の距離を示す。撮像範囲は、撮像時の倍率を得ることにより算出することができる。撮像範囲の外接円は、撮像範囲となる四角形の対角線を直径とし、２つの対角線の交点を中心とする円となる。図４（ａ）に示すように、撮像範囲がお互いに重ならない場合、双方の外接円の半径の総和と、撮像範囲の中心間の距離は、必ず以下の式を満足する。
外接円半径の総和≦撮像中心間距離                        …（条件１）
【００５３】
図４（ｂ−１）と図４（ｂ−２）は、いずれも条件１を満足しないが（すなわち、２つの外接円４０８と４１０が重なるが）、双方の撮像範囲４０７と４０９が重ならない場合の例である。なお、符号４１１は撮像範囲４０９におけるビームの走査方向であり、符号４１２は２つの撮像範囲の中心間の距離である。この図４（ｂ−１）は、図４（ａ）よりも双方の撮像範囲が近接した場合を示している。ただし、撮像範囲は重なっていない。
【００５４】
同様に、図４（ｂ−２）は、図４（ｂ−１）の一方の配線パターンが９０度回転して水平になった場合を示す。図中、符号４１３と４１５はそれぞれ撮像範囲を示し、符号４１４と４１６は各撮像範囲の外接円を示す。また、符号４１７は撮像範囲４１５におけるビームの走査方向を示し、符号４１８は２つの撮像範囲の中心間の距離を示す。図４（ｂ−２）の場合、撮像範囲４１５は、撮像範囲４０９を９０度回転させた関係にある。しかし、図に示すように、やはり撮像範囲は重ならない。
【００５５】
ＣＤ−ＳＥＭ装置は、ビームが配線パターンに対して直角に交差する方向に走査する場合に、最も鮮鋭な評価画像を得ることができる。このため、配線パターンが垂直又は水平に配置されている場合、条件１を満足しない場合でも、撮像範囲は重ならないケースがあ
る。
【００５６】
ところで、近年の半導体製品では、集積度を高めるために配線パターンが斜めに配置されることが増えつつある。斜めに配置された配線パターンを測長する場合、撮像範囲（ＦＯＶ）を配線パターンの向きに合わせて回転させなければならない。
【００５７】
図４（ｃ）は、このような場合の一例である。図４（ｃ）は、撮像範囲の１つが図４（ａ）の位置から時計方向に１０度だけ回転した場合に対応する。撮像範囲４２１は、撮像範囲４０３に対して時計方向に１０度だけ回転した例である。この場合、撮像範囲４２１におけるビームの走査方向は符号４２３となる。なお、符号４１９は他方の撮像範囲であり、符号４２０はその外接円である。また、符号４２２は撮像範囲４２１の外接円である。符号４２４は２つの撮像範囲の中心間の距離である。図４（ｃ）に示すように、撮像範囲の回転により２つの撮像範囲が互いに重なり合う場合までも考慮すると、撮像範囲間に重なりが発生しないためには、条件１を満足することが必要となる。
【００５８】
（３．２．２）重なりの詳細判定条件
ここでは、図５（ａ）〜（ｃ）及び図６（ａ）〜（ｂ）を使用して、２つの撮像範囲が互いに重なる可能性がある場合において、重なりの有無を判定するための処理手順の詳細を示す。
【００５９】
図５（ａ）は、任意の２つの撮像範囲（四角形）が重なる例を示す。この位置関係の場合、一方の撮像範囲５０１（四角形ＡＢＣＤ、頂角５０２〜５０５）と他方の撮像範囲５０６（四角形Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’、頂角５０７〜５１０）が重なっている。このうち、頂角Ｃ（５０４）と頂角Ｄ（５０５）が、それぞれ撮像範囲５０６の中に存在する。
【００６０】
図５（ｂ）は、一方の撮像範囲５１１（四角形ＡＢＣＤ、頂角５１２〜５１５）の頂角Ｃ（５１４）が他方の撮像範囲５１６（四角形Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’、頂角５１７〜５２０）の内側に位置する場合に、その頂角Ｃ（５１４）とそれを含む撮像範囲５１６の隣あう２つの頂点がなす三角形を示す図である。図の場合、４つの三角形が形成される。１つは、頂角Ｃ（５１４）と頂角Ａ’（５１７）と頂角Ｂ’（５１８）で形成される三角形である。１つは、頂角Ｃ（５１４）と頂角Ｂ’（５１８）と頂角Ｃ’（５１９）で形成される三角形である。１つは、頂角Ｃ（５１４）と頂角Ｃ’（５１９）と頂角Ｄ’（５２０）で形成される三角形である。１つは、頂角Ｃ（５１４）と頂角Ｄ’（５２０）と頂角Ａ’（５１７）で形成される三角形である。図５（ｂ）より、これら４つの三角形の面積の総和は、四角形Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’の面積と等しくなることが分かる。
三角形の面積の総和＝比較対象とする撮像範囲の面積        …（条件２）
【００６１】
続いて、図５（ｃ）を用いて、一方の撮像範囲５２１（四角形ＡＢＣＤ、頂角５２２〜５２５）の頂角Ａ（５２２）が他方の撮像範囲５２６（四角形Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’、頂角５２７〜５３０）の外側に位置する場合に、その頂角Ａ（５２２）と他方の撮像範囲５２６の隣あう２つの頂点がなす三角形を示す。この図の場合も、４つの三角形が形成される。１つは、頂角Ａ（５２２）と頂角Ａ’（５２７）と頂角Ｂ’（５２８）で形成される三角形である。１つは、頂角Ａ（５２２）と頂角Ｂ’（５２８）と頂角Ｃ’（５２９）で形成される三角形である。１つは、頂角Ａ（５２２）と頂角Ｃ’（５２９）と頂角Ｄ’（５３０）で形成される三角形である。１つは、頂角Ａ（５２２）と頂角Ｄ’（５３０）と頂角Ａ’（５２７）で形成される三角形である。ところで、これら４つの三角形の面積の総和は、四角形Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’の面積よりも大きくなり、条件２を満足しない。
【００６２】
以上より、２つの撮像範囲が重なる場合、１つの撮像範囲を与える４つの頂角のうち少なくとも一つについて条件２を満たす頂角が存在することが分かる。ただし、この条件２
は十分条件ではない。
【００６３】
図６（ａ）及び図６（ｂ）では、２つの撮像範囲が重なるにも関わらず、４つの頂点全てについて条件２を満たさない例を説明する。因みに、図６（ａ）の場合、一方の撮像範囲５３１（四角形ＡＢＣＤ、頂角５３２〜５３５）と他方の撮像範囲５３６（四角形Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’、頂角５３７〜５４０）が、互いに対向する２辺（辺Ａ−Ｄと辺Ｂ−Ｃ、辺Ａ’−Ｄ’と辺Ｂ’−Ｃ’）で交差するように重なっている。図６（ｂ）の場合、一方の撮像範囲５４１（四角形ＡＢＣＤ、頂角５４２〜５４５）と他方の撮像範囲５４６（四角形Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’、頂角５４７〜５５０）のうち一方は隣り合う２辺（辺Ａ−Ｄと辺Ｄ−Ｃ、）で他方の撮像範囲と交差し、他方は対向する２辺（辺Ａ’−Ｄ’と辺Ｂ’−Ｃ’）で一方の撮像範囲と交差するように重なっている。いずれの場合も、４つの頂角全てにおいて条件２を満たさない。
【００６４】
図６（ａ）及び（ｂ）に示すような撮像範囲の重なりを検出するためには、追加の条件を規定する必要がある。発明者は、撮像範囲の対角線に着目する。図６（ａ）の場合、一方の撮像範囲５３１の対角線ＡＣ（頂角Ａ（５３２）−頂角Ｃ（５３４）を結ぶ線分）及び対角線ＢＤ（頂角Ｂ（５３３）−頂角Ｄ（５３５）を結ぶ線分）と、他方の撮像範囲５３６の対角線Ａ’Ｃ’（頂角Ａ’（５３７）−頂角Ｃ’（５３９）を結ぶ線分）及び対角線Ｂ’Ｄ’（頂角Ａ’（５３８）−頂角Ｃ’（５４０）を結ぶ線分）は互いに交差する。この場合、それぞれの撮像範囲から何れの対角線を抽出した場合においても、それぞれ２つの交点が存在する。すなわち、２本の対角線に対して計４個の交点が存在する。
【００６５】
一方、図６（ｂ）の場合、一方の撮像範囲の２本の対角線のうち１本だけが、他方の撮像範囲の対角線と交差する例を表している。例えば撮像範囲５４１の対角線ＡＣ（頂角Ａ（５４２）−頂角Ｃ（５４４）を結ぶ線分）は、他方の撮像範囲５４６の対角線Ａ’Ｃ’（頂角Ａ’（５４７）−頂角Ｃ’（５４９）を結ぶ線分）及び対角線Ｂ’Ｄ’（頂角Ａ’（５４８）−頂角Ｃ’（５５０）を結ぶ線分）の何れとも交差しないが、対角線ＢＤ（頂角Ａ（５４３）−頂角Ｃ（５４５）を結ぶ線分）は、他方の撮像範囲５４６の対角線Ａ’Ｃ’（頂角Ａ’（５４７）−頂角Ｃ’（５４９）を結ぶ線分）と対角線Ｂ’Ｄ’（頂角Ａ’（５４８）−頂角Ｃ’（５５０）を結ぶ線分）と交差する。すなわち、交点が２つ存在する。この場合、２本の対角線に対して計２個の交点が存在する。
【００６６】
以上より、一方の撮像範囲の４つの頂角の全てが条件２を満たさない場合でも、その対角線に着目することで撮像範囲の重なりを検出することができる。なお、撮像範囲の対角線は、それぞれ撮像範囲を構成する４つの頂角の座標を用いた方程式として表すことができる。そこで、４つの対角線に対応する連立方程式を４組生成し、これらを解くことで対角線の交点の有無を判定する。対角線に交点が存在する場合、撮像範囲は重なると判断できる。
【００６７】
そこで、発明の実施の形態においては、以下の手順により、２つの撮像範囲の重なりの有無を判定する。
（１）２つの撮像範囲のうち一方の撮像範囲を構成する４つの頂角のそれぞれについて他方の撮像範囲に内在するか否か（すなわち、条件２を満足するか否か）を判定する。他方の撮像範囲に内在する頂角が見つかれば、一方の撮像範囲と他方の撮像範囲は重複していると判定する。
（２）全ての頂角について条件２を満足しない場合、一方の撮像範囲と他方の撮像範囲の対角線の間に交点が存在するか否かを判定する。交点が見つかれば一方の撮像範囲と他方の撮像範囲は重複していると判定し、交点が見つからなければ一方の撮像範囲と他方の撮像範囲は重複していないと判定する。
【００６８】
（４）撮像範囲の重なり判定機能
（４−１）入出力情報
図７に、発明の実施の形態における評価ポイントＥＰにおける撮像範囲（ＦＯＶ）の重なり判定に伴って入出力される情報を示す。なお、図中に示す撮像範囲重なり判定エンジン７０１は、処理・制御部１１５で実行されるプログラムの一つの機能として提供される。図中、情報７０２〜７２１は、撮像範囲重なり判定エンジン７０１に対する入力情報である。他方、情報７２３〜７２７は、撮像範囲重なり判定エンジン７０１から出力される出力情報を示している。従って、撮像範囲重なり判定エンジン７０１は、情報７０２〜７２１を入力して信号処理を実行し、情報７２３〜７２８を出力する。
【００６９】
入力情報は、（ａ）撮像ポイント情報７０３、（ｂ）撮像条件情報７１０、（ｃ）撮像シーケンス情報７１２、（ｄ）チップ配列情報７１６、（ｅ）ユーザ要求仕様７１９によって構成が必要となる。撮像範囲重なり判定エンジン７０１は、これらの情報に基づいて全ての撮像ポイントＥＰ、ＡＰ、ＡＦ、ＡＳＴ、ＡＢＣの撮像範囲（ＦＯＶ）を計算し、これらの重なりを判定する。
【００７０】
なお、前述した入力情報の全ては、予めユーザにより撮像レシピに設定されていなければならない。ユーザは、必ず前述した入力情報のとりうる値の範囲を設定する。撮像範囲重なり判定エンジン７０１は、入力された値の範囲内で入力情報が変化し得ることを前提に、各撮像ポイントについての撮像範囲（ＦＯＶ）の重なり情報を出力する。次に、入力情報７０２〜７２１の詳細を説明する。
【００７１】
（４．１．１）入力情報
前述したように、撮像レシピ情報７０２には、撮像ポイント情報７０３、撮像条件情報７１０、撮像シーケンス情報７１２、チップ配列情報７１６、ユーザ要求仕様７１９が含まれる。撮像ポイント情報７０３は、ＥＰ[ｐ]のＩＤ７０４、ＥＰ[ｐ]の撮像情報７０５、ＡＰ[ｐ]の撮像情報７０６、ＡＦ[ｐ]の撮像情報７０７、ＡＳＴ[ｐ]の撮像情報７０８、ＡＢＣ[ｐ]の撮像情報７０９から構成される。ここで、配列番号ｐは、撮像レシピに登録された評価ポイントのＩＤを示している（ｐは１以上）。撮像条件情報７１０は、ＥＰ[ｐ]の撮像パラメータ７１１から構成される。撮像シーケンス情報７１２は、撮像ポイント、すなわちＭＰ[ｑ]のシーケンスＩＤ７１３、ＭＰ[ｑ]のチップ番号７１４、ＭＰ[ｑ]のチップ内座標７１５から構成される。ここで、配列番号ｑは、撮像レシピに登録された撮像シーケンスのＩＤを示している（ｑは１以上）。チップ配列情報７１６は、チップ配列数７１７、チップのサイズとピッチ７１８から構成される。ユーザ要求仕様７１９は、倍率閾値７２０、撮像範囲尤度７２１から構成される。これは、重なり判定対象とする撮像範囲（ＦＯＶ）の撮像時の倍率を指定する情報である。撮像範囲重なり判定エンジン７０１は、この閾値以上の倍率で撮像する撮像範囲（ＦＯＶ）を重なり判定の対象とする。また、撮像範囲尤度７２１は、ステージの停止精度及びビームの偏向精度を考慮した撮像範囲（ＦＯＶ）の位置ずれを考慮した寸法である。撮像範囲重なり判定エンジン７０１は、入力情報である撮像レシピ情報７０２より算出した全ての撮像ポイントＥＰ、ＡＰ、ＡＦ、ＡＳＴ、ＡＢＣの撮像範囲（ＦＯＶ）に撮像範囲尤度７２１を加算し、重なり判定に使用する撮像範囲（ＦＯＶ）を算出する。
【００７２】
（４．１．２）出力情報
一方、撮像範囲重なり情報７２３は、ＥＰ[ｐ]のシーケンスＩＤ７２４、ＥＰ[ｐ]の座標７２５、ＥＰ[ｐ]の撮像範囲情報７２６、ＥＰ[ｐ]の重なり情報７２７により構成される。
【００７３】
撮像範囲重なり情報７２３におけるＥＰ[ｐ]のシーケンスＩＤ７２４は、撮像順序が先の撮像範囲（ＦＯＶ）との間で撮像範囲の重なりが発生するＥＰのＩＤを示している（ｐ
は１以上）。ＥＰ[ｐ]の座標７２５は、撮像ポイントとしてのＥＰの撮像範囲（ＦＯＶ）の中心座標を示し、ＥＰ[ｐ]の撮像範囲情報７２６は、撮像範囲（ＦＯＶ）を構成する４つの頂角の座標を示す。ＥＰ[ｐ]の重なり情報７２７は、撮像範囲の重なりが検出されたＥＰとの間で撮像範囲の重なりが発生する他の撮像範囲（ＦＯＶ）を特定するシーケンスＩＤ、座標、撮像範囲情報等を含み、ユーザが撮像レシピを修正するうえで必要な情報である。
【００７４】
（４−２）撮像範囲の重なり判定シーケンス
（４．２．１）判定シーケンスの概要
図８に、撮像範囲重なり判定エンジン８０１による撮像範囲の重なり判定時に実行される処理手順例を示す。なお、図８における入力情報８１２（８１３〜８３１）は図７における入力情報７１２（７０３〜７２１）に対応し、図８における出力情報８３３（８３４〜８３７）は図７における出力情報７２３（７２４〜７２７）に対応する。
【００７５】
撮像範囲重なり判定エンジン８０１では、大きく分けて４つのステップにより処理が進行する。すなわち、ステップ８０２、８０５、８０６及び８０７に示す４つのステップにより処理が進行する。
【００７６】
ステップ８０２において、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、全ての撮像範囲の外接円を算出し（ステップ８０３）、それぞれがチップの外にはみ出すか否かを判定する（ステップ８０４）。ステップ８０５において、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、全てのＥＰについて、各ＥＰと付随する撮像ポイントＡＰ、ＡＦ、ＡＳＴ、ＡＢＣとの間で撮像範囲が重なるか否かを判定する。次のステップ８０６において、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、同一チップ内に存在するＥＰ相互において、一方のＥＰの撮像範囲と他方のＥＰの撮像範囲又はこれに付随する撮像ポイントＡＰ、ＡＦ、ＡＳＴ、ＡＢＣの各撮像範囲との間に重なりが発生するか否かを判定する。
【００７７】
最後に、ステップ８０７において、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、撮像範囲がチップからはみ出すＥＰ又はこれに付随する撮像ポイントＡＰ、ＡＦ、ＡＳＴ、ＡＢＣののうちチップ外にはみ出す撮像範囲（ＦＯＶ）を有するものについて、はみ出し先のチップに存在するＥＰとの間で重なりの判定を行う。
【００７８】
ステップ８０８〜８１１は、ユーザの作業である。ユーザは、ステップ８０８において撮像範囲重なり判定エンジン８０１により出力された撮像範囲重なり情報８３８を確認し、ステップ８０９において撮像レシピの修正有無の判定を行う。撮像レシピ情報８１２の修正が必要な場合、ユーザは撮像範囲重なり情報８３８を参照し、撮像レシピ情報８１２の修正を実施する（ステップ８１０）。ステップ８１１において、ユーザは、修正後の撮像レシピ情報８１２を再度の確認を実行するか否かを判定し、必要であれば再度、撮像範囲重なり判定エンジン８０１を利用して撮像範囲の重なりの有無を確認する。
【００７９】
（４．２．２）判定シーケンスの詳細
次に、撮像範囲重なり判定エンジン８０１で実行されるステップ８０２〜８０７の詳細を説明する。
ステップ８０２において、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、撮像範囲の重なり判定に必要な情報の収集と算出を行う。ステップ８０３において、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、撮像ポイント情報８１３、撮像条件情報８２０、撮像シーケンス情報８２２を収集する。この後、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、ＥＰ及びそれに付随するＡＰ、ＡＦ、ＡＳＴ、ＡＢＣに対応する撮像範囲を算出し、それぞれの撮像範囲に外接する円の半径を求める。ステップ８０４において、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、ＥＰに付随するＡＰ、ＡＦ、ＡＳＴ、ＡＢＣの各撮像範囲の外接円に対して、ＥＰの撮像
範囲（ＦＯＶ）の中心を基準とした内接円及び外接円の半径を求める。更に、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、算出された半径に基づいて、撮像範囲がチップ外にはみ出すか否かを判定し、はみ出す場合はそのはみ出し方向を求める。
【００８０】
図９に、図８のステップ８０２〜８０７の詳細動作を示す。ステップ９０１は、ステップ８０３（図８）に対応する。また、ステップ９１１は、ステップ８０４（図８）に対応する。
【００８１】
ステップ９０２において、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、撮像シーケンス情報８２２（図８）として、ＭＰ[ｑ]のシーケンスＩＤ８２３、チップ番号８２４、チップ内座標８２５（いずれも図８）を、撮像シーケンス情報ファイルから取得する。
【００８２】
ステップ９０３において、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、撮像ポイント情報８１３として、ＥＰ[ｐ]のＩＤ８１４、撮像情報８１５及びＡＰ[ｐ]、ＡＦ[ｐ]、ＡＳＴ[ｐ]、ＡＢＣ[ｐ]の撮像情報８１６〜８１９（いずれも図８）を、撮像ポイント情報ファイルから取得する。
【００８３】
ステップ９０４において、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、撮像条件情報８２０（図８）として、ＥＰ[ｐ]の測長パラメータ８２１（図８）を撮像条件ファイルから取得する。撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、これらの情報が全て揃わない場合、撮像範囲の重なり判定を行わない。
【００８４】
ステップ９０５において、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、ステップ９０２〜９０４で取得した情報に基づいて、ＡＰ[ｐ]の撮像範囲の４つの頂角の座標とその外接円の半径を求める。同様に、ステップ９０６〜９０９において、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、ＡＦ［ｐ］、ＡＳＴ［ｐ］、ＡＢＣ［ｐ］、ＥＰ［ｐ］の各撮像範囲の４つの頂角の座標とその外接円の半径を求める。ステップ９０２〜９０９は全てのＥＰ点に対して実行される（ステップ９１０）。
【００８５】
ステップ９１２〜９１６において、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、ＡＰ［ｐ］、ＡＦ［ｐ］、ＡＳＴ［ｐ］、ＡＢＣ［ｐ］に対応する各撮像範囲の外接円に対して、ＥＰ［ｐ］を中心とする内接円及び外接円の半径を求める。ステップ９１２〜９１６は、全てのＥＰ点に対して実行される（ステップ９１７）。
【００８６】
ステップ９１８において、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、ＥＰ［ｐ］とそれに付随するＡＰ［ｐ］、ＡＦ［ｐ］、ＡＳＴ［ｐ］、ＡＢＣ［ｐ］の撮像範囲の重なり判定を実行する。この判定処理では、前述した条件２と対角線を用いた重なり判定と共に、後述する内接円及び外接円を用いた重なり判定が実行される。
【００８７】
ステップ９１９において、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、同一チップ内に存在するＥＰ相互間における重なり判定を実行する。また、ステップ９２０において、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、チップ外にはみ出す撮像範囲を有するＥＰと、はみ出したチップに存在するＥＰ相互間で重なり判定を実行する。
【００８８】
ここでは、図１０（ａ）と図１０（ｂ）を用い、ステップ９１２〜９１６（図９）により求められる各撮像範囲の外接円と、ＥＰ点を中心としてそれらと内接する円（内接円）と外接する円（外接円）の算出方法を説明する。
【００８９】
図１０（ａ）は、ＥＰ１００１とそれに付随するＡＰ、ＡＳＴ、ＡＦ、ＡＢＣそれぞれの撮像範囲１００１、１００３、１００５、１００７、１００９と、対応する外接円１００２、１００４、１００６、１００８、１０１０と、各外接円に外接するＥＰを中心とした外接円１０１１、１０１２、１０１３、１０１４を示している。
【００９０】
なお、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、ＥＰ１００１の外接円１００２の半径を、ＥＰの撮像範囲の対角をなす頂点の距離を２分の１することによる求める。同様に、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、ＡＰの外接円１００４の半径と、ＡＳＴの外接円１００６の半径と、ＡＦの外接円１００８の半径と、ＡＢＣの外接円１０１０の半径を、それぞれの対角をなす頂点の距離を２分の１することにより求める。
【００９１】
更に、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、ＡＰの外接円１００４に外接するＥＰを中心とする外接円１０１１を、ＥＰとＡＰの撮像範囲（ＦＯＶ）の中心間距離からＡＰの外接円１００４の半径を減算することにより求める。同様に、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、ＡＳＴの外接円１００６に外接するＥＰを中心とする外接円１０１３、ＡＦの外接円に外接するＥＰを中心とする外接円１０１２、ＡＢＣの外接円に外接するＥＰを中心とする外接円１０１４も求める。
【００９２】
図１０（ｂ）は、ＥＰとそれに付随するＡＰ、ＡＳＴ、ＡＦ、ＡＢＣそれぞれの撮像範囲１０１５、１０１７、１０１９、１０２１と、その外接円１０１６、１０１８、１０２０、１０２２、１０２４と、各撮像範囲の外接円に外接するＥＰを中心とした外接円１０２５、１０２６、１０２７、１０２８の例を示している。
【００９３】
本発明の実施の形態において、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、ＡＰ、ＡＦ、ＡＳＴ、ＡＢＣの各撮像範囲の外接円１０１８、１０２０、１０２２、１０２４とこれらと外接するＥＰを中心とした外接円１０２５〜１０２８を、ＥＰとこれに付随する撮像ポイント間の距離に対して、各外接円１０１８、１０２０、１０２２、１０２４の半径を加算することにより求める。
【００９４】
撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、このようにして求めた外接円の半径とＥＰが使用するチップ配列情報とを利用し、撮像範囲がチップの外にはみ出すか否かを判定する。例えば撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、Ｘ−Ｙ座標のそれぞれについて、前述の手法により求めた外接円の半径と、撮像シーケンス情報８２２のチップ内座標８２５とを加算（又は減算）し、チップ配列情報８２６のチップサイズ８２８と比較する。このとき、演算により求められた値がチップのサイズよりも大きい（又は小さい）場合、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、チップ外へのはみ出しがあると判断する。チップ外へのはみ出しがある場合、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、演算により求められた値とＸ−Ｙ座標との比較結果に基づいて、チップからはみ出す方向を特定する。
【００９５】
この撮像範囲のはみ出しを、図１０（ｃ）を用いて説明する。図１０（ｃ）の場合、中央のチップに対して左上側に１つ目のチップ１０４３、上側に２つ目のチップ１０４４、右上側に３つ目のチップ１０４５、右側に４つ目のチップ１０４６、右下側に５つ目のチップ１０４７、下側に６つ目のチップ１０４８、左下側に７つ目のチップ１０４９、左側に８つ目のチップ１０５０がある。図１０（ｃ）より分かるように、外接円の半径が分かれば、ＥＰからチップ境界までの距離との比較によりチップ外にはみ出すか否かが分かる。図１０（ｃ）の場合は、上側のチップ１０４４の方向と右側のチップ１０４６の方向に撮像範囲がはみ出す可能性があることを判定できる。なお、はみ出し方向が分かることで、撮像範囲重なり判定エンジン８０１による撮像範囲の重なり判定は、はみ出し方向のチップに対してのみ実行すれば良い。このように、はみ出し方向の確認は、信号処理量の削減に有効である。
【００９６】
（４．２．３）ＥＰ毎の重なり判定
次に、同一チップ内にあるＥＰ同士の撮像範囲の重なり判定を実行する。図１０（ａ）及び図１１（ａ）を用い、ステップ９１８（図９）で実行される処理動作の詳細を説明する。
【００９７】
図１１（ａ）は、ＥＰの撮像範囲１００１とそれに付随するＡＰの撮像範囲１００３、ＡＳＴの撮像範囲１００５、ＡＦＣの撮像範囲１００７、ＡＢＣの撮像範囲１００９の重なり判定の手順を示している。ステップ１１０１において、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、ＥＰに付随する各撮像ポイントＡＰ、ＡＳＴ、ＡＦ、ＡＢＣに対応する撮像範囲の外接円とそれぞれ外接するＥＰを中心とする外接円１０１１、１０１２、１０１３、１０１４の中から最も半径の小さいものを取得する。図１０（ａ）の場合、ＡＰに対応する外接円１００４に外接する外接円１０１１の半径が最小となる。
【００９８】
ステップ１１０２において、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、取得した最小半径とＥＰの撮像範囲と外接する外接円１００２の半径の大きさを比較する。図１０（ａ）の場合、ステップ１１０２の条件を満足する。すなわち、外接円１００２の半径の方が、最小半径よりも大きくなる。
【００９９】
従って、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、ステップ１１０３に進む。ステップ１１０３において、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、最も重なる可能性の高いＥＰとＡＰに対して前述した「（３．２．２）重なりの詳細判定条件」に記述した手法を適用し、撮像範囲同士の重なり判定を実行する。具体的には、条件２が成立する頂角が１つでも存在するかの判定と、４つの頂角の全てについて条件２が成立しない場合には、追加的に撮像範囲の対角線同士が交差するか否か（交点が存在するか否か）を判定する。図１０（ａ）の場合は、ＥＰとＡＰとの間に撮像範囲の重なりがあるため、撮像範囲の重なりを示す警告が出力される。
【０１００】
この後、ステップ１１０４において、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、撮像範囲の重なりが判定されていない次に小さい外接円の有無を確認する。全ての外接円に関して重なり判定が実施されている場合、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、処理を終了する。一方、重なり判定が実行されていない外接円が他に存在する場合、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、ステップ１１０５において処理対象となる最小外接円のインデックスを更新し、ステップ１１０１に戻る。
【０１０１】
図１０（ａ）の場合、ステップ１１０５おけるインデックスの更新後に半径が最小となる円は、ＡＦに対応する外接円１００８との間で外接関係が成立する外接円１０１２となる。この後、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、ステップ１１０２において再度この外接円１０１２の半径とＥＰの外接円１００２の半径を比較する。この際は、ステップ１１０３の条件を満足しないため処理が終了となる。この一連の手順により、ＥＰと付属する撮像ポイントの間での撮像範囲の重複が判定される。しかも、この判定は、重なりが生じ易い順番に実行される。従って、撮像領域の重複が存在する場合には、その検出までに必要な演算量を少なくすることができる。
【０１０２】
（４．２．４）ＥＰ相互の重なり判定
次に、ステップ９１９（図９）において実行される処理動作の詳細を説明する。撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、撮像シーケンス情報８２２におけるＭＰ［ｑ］チップ番号８２４を参照し、同一チップ内に存在する他のＥＰとの間で撮像範囲の相互の重なりを判定する。ステップ９１９の詳細を、図１１（ｂ）及び図１２を用いて説明する。図１１（ｂ）は、ステップ９１９で実行される処理動作の詳細手順を示している。一方、図１２は、一方のＥＰ１２０１と、他方のＥＰ１２１４及びこれに付随するＡＰ１２１６、ＡＳＴ１２１８、ＡＦ１２２０、ＡＢＣ１２２２の一例を示している。
【０１０３】
まず、ステップ１１０６において、ＥＰ１２０１とＥＰ１２１４との間で相互間の距離を求める。この距離の算出では、中心座標間の距離が算出される。
【０１０４】
次のステップ１１０７では、ＥＰ１２１４に付随する撮像ポイントに対応する外接円とＥＰ１２１４を中心として各撮像ポイントの前記外接円に内接する内接円のうち半径が最も大きいものを取得する。ここでは、ＡＰ１２１６に対応する外接円１２１７に内接する内接円１２２４が取得される。
【０１０５】
ステップ１１０８において、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、取得した内接円１２２４の半径とＥＰ１２０１の外接円１２０２との半径の和を求める。
【０１０６】
ステップ１１０９において、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、先のステップ１１０８で求めた半径の和と双方の距離とを比較する。図１２の場合、ステップ１１０９の条件を満足する。すなわち、半径の和の方がＥＰ間の距離よりも長くなる。このことは、ＥＰ１２１４に付随する撮像ポイントの撮像範囲とＥＰ１２０１の撮像範囲が重なる可能性があることを意味する。
【０１０７】
撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、ステップ１１１０に進む。ステップ１１１０において、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、ＥＰ１２０１とＡＰ１２１６との間で、「（３．２．２）重なりの詳細判定条件」に記述した手法を適用し、撮像範囲同士の重なり判定を実行する。具体的には、条件２が成立する頂角が１つでも存在するかの判定と、４つの頂角の全てについて条件２が成立しない場合には、追加的に撮像範囲の対角線同士が交差するか否か（交点が存在するか否か）を判定する。図１２の場合、ＥＰ１２０１とＡＰ１２１６との間では、撮像範囲の重なりが無いため警告は出力されない。
【０１０８】
この後、ステップ１１１１において、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、撮像範囲の重なりが判定されていない次に大きい内接円の有無を確認する。全ての内接円に関して重なり判定が実施されている場合、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、処理を終了する。一方、重なり判定が実行されていない内接円が他に存在する場合、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、ステップ１１１２において処理対象となる最大内接円のインデックスを更新し、ステップ１１０６に戻る。
【０１０９】
図１２の場合、ステップ１１１２おけるインデックスの更新後に半径が最大となる円は、ＡＳＴ１２１８に対応する内接円１２２６である。この後、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、ステップ１１０７において再度この内接円１２２６の半径を求め、ステップ１１０８においてこの半径とＥＰの外接円１２０２の半径との和を算出する。次に、撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、ステップ１１０８で取得した半径の和と双方の距離とを比較する。この際は、ステップ１１０８の条件を満足しないため処理が終了となる。この一連の処理により、同じチップ内に位置する１つのＥＰと他の１つのＥＰとこれに付随する撮像ポイントの撮像範囲間における重なりが判定される。この判定動作の場合、円を利用した重なり判定を予め実施することにより、視覚的に重ならないと判断できる２つの撮像範囲に対して、面積計算をともなう詳細な重なり判定処理を行わずに済ませることが可能となる。また、重なりの可能性がある場合には、重なりが生じ易い順番に判定処理を実行する。従って、撮像領域の重複が存在する場合には、その検出までに必要な演算量を少なくすることができる。
【０１１０】
（４．２．５）ＥＰ相互の重なり判定における対象チップの選定
以上説明した２つの処理ステップにより、同一チップ内における各ＥＰと付随する撮像ポイント間の撮像範囲の重なり、同一チップ内にある２つのＥＰ間の撮像範囲の重なり、同一チップ内にある個々のＥＰと他のＥＰに付随する撮像ポイントについての撮像範囲の
重なりを検出することができる。
【０１１１】
しかし、前述したように、撮像範囲が他のチップにはみ出す場合がある。以下では、ステップ９２０（図９）において実行される処理動作の詳細を説明する。撮像範囲重なり判定エンジン８０１は、撮像シーケンス情報８２２におけるＭＰ［ｑ］チップ番号８２４と重なり判定のために算出したはみだし情報とに基づいて、チップ外にはみ出す撮像範囲を有するＥＰと、はみ出したチップに存在するＥＰ相互間での重なり判定を実行する。
【０１１２】
ステップ９１９との違は、ＥＰを抽出する際に対象とするチップの選択方法であり、重なり判定の方法についてはステップ９１９と同じ手法を適用する。従って、以下ではチップの選択方法についてのみ説明する。
【０１１３】
図１３では、半導体ウェーハ上に格子状に５×５の配列でチップが形成された４つの例を示す。なお、図１３（ａ）は、チップ１３０１を中心に、格子状に５×５の配列でチップが配置された例である。チップ１３０１を囲む四角形１３０２は、チップ１３０１内に存在するＥＰにおいて、そのＥＰ又はこれに付随するＡＰ、ＡＳＴ、ＡＦ、ＡＢＣの何れかの撮像範囲がはみ出した寸法をチップ１３０１に加算して形成したものである。
【０１１４】
チップ１３０３〜１３１０は、チップ１３０１との間で重なりが発生する可能性のあるチップである。はみ出し方向を考慮しない場合、チップ１３０１に存在するＥＰ又はそれに付随する撮像ポイントＡＰ、ＡＳＴ、ＡＦ、ＡＢＣの撮像範囲がはみ出すことにより、これらのチップに存在する他のＥＰとの間において撮像範囲の重なりが発生する可能性がある。
【０１１５】
因みに、円１３１１は、２×２のチップ配列に外接する円である。この円の中心をチップ１３０１の左下端（チップ原点）に配置したものが円１３１２であり、これを重なりチップの判定基準円とする。チップ１３０１重なり対象となるチップ１３０３〜１３１０のチップ原点は、全てこの円内又は円周上に位置している。すなわち、チップ１３０１のチップ原点を基準として、チップ原点の距離が円１３１２の半径以下であるチップは、チップ１３０１の重なり対象となるチップであり、下記の式を満足する。
チップ左下端間の距離≦基準円の半径                      …（条件３）
【０１１６】
ここで、円１３１３は半導体ウェーハを示している。チップ１３０３〜１３０５及び１３０７〜１３０９を含むチップ配列の行は、チップ１３０３及びチップ１３０９の左側に隣接するチップ、更にチップ１３０５及びチップ１３０７の右側に隣接するチップが半導体ウェーハからはみ出してしまい、これらのチップ配列行において合計４チップが無効チップとなってしまう。
【０１１７】
このような場合、半導体ウェーハ上のチップ配列をオフセットさせることにより、ウェーハ外にはみ出す無効チップの数を最小にすることがある。図１３（ｂ）にその例を示す。この場合、チップ１３１６、１３１７を含む配列行とチップ１３１９、１３２０を含むチップ配列行では、チップ１３１７及び１３１９の右側２つ目のチップのみがウェーハ外にはみ出すのみで、これらのチップ配列行における無効チップは２チップとなる。この場合においても、チップ１３１４の重なり対象となるチップは条件３を満足している。
【０１１８】
図１３（ｃ）は、図１３（ｂ）を基準にオフセット量を減らした場合、図１３（ｄ）は、図１３（ｂ）を基準にオフセット量を増やした場合の例である。図１３（ｃ）の場合、チップ１３２８とチップ１３３０は、チップ１３２４の重なり対象チップとなっているが、２×２のチップ配列に外接する円を基準円とした場合の条件３を満足しない。そこで円１３３５の半径にチップ１３２４おける撮像範囲のはみ出し量を加算し、重なりチップ判定用の基準円１３３５を形成すると、チップ１３２８及びチップ１３３０を含め、重なり対象となるチップのチップ原点は、この基準円１３３５内に存在し、条件３を満足することになる。
【０１１９】
同様に、図１３（ｄ）においてもチップ１３３８とチップ１３４４は、チップ１３３６の重なり対象チップとなっているが、２×２のチップ配列に外接する円を基準円とした場合の条件３を満足していない。この場合においても基準円１３４６の半径に撮像範囲のはみ出し量を加算した円１３４７を用いることで、重なり対象となるチップのチップ原点は全て条件３を満足する。前述の通り、２×２のチップ配列に外接する円に撮像範囲のはみ出し量を加算して、重なりチップ判定用の基準円を形成することにより、全ての場合において適切に重なり判定対象チップを選択することが可能となる。
【０１２０】
（５）その他
前述した発明の実施の形態の場合には、ＳＥＭ装置に重なり判定機能を搭載する場合について説明したが、いわゆるＳＥＭ装置やＣＤ−ＳＥＭ装置だけでなく、前述した重なり判定機能を搭載する撮像レシピ作成装置、撮像レシピ編集装置、ＣＡＤ装置、設計データ表示装置、画像演算装置にも応用することができる。
【０１２１】
また、前述した発明の実施の形態の場合には、撮像範囲間の重なりが検出された場合に、重なりの存在をユーザに警告して、重なりが解決されるようにユーザ操作を促す場合について説明した。しかしながら、撮像範囲間の重なりが検出された場合には、既存の撮像レシピや各撮像ポイントに要求される条件に基づいて自動的に撮像範囲（撮像ポイント）を修正しても良い。
【０１２２】
以上、撮像範囲の重なり判定とその計算量を軽減する方法を、発明の実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１２３】
１０１…半導体ウェーハ、１０２…電子光学系、１０３…電子銃、１０４…一次電子線、１０５…コンデンサレンズ、１０６…偏向器、１０７…ＥｘＢ偏向器、１０８…対物レンズ、１０９…２次電子検出器、１１０、１１１…反射電子検出器、１１２、１１３、１１４…Ａ／Ｄ変換器、１１５…処理・制御部、１１６…ディスプレイ、１１７…ＸＹステージ、１１８…ステージチルト角、１１９…ステージコントローラ、１２０…偏向制御部、１２１…ＣＰＵ、１２２…画像メモリ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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