(57)【要約】【課題】本発明は、シピファイルによる自動化を支援するための、試料観察装置用のテンプレート作成装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、荷電粒子線を試料上で走査して前記試料の撮像画像を取得する試料観察装置用のテンプレート作成装置である。テンプレート作成装置は、テンプレート作成装置は、前記試料観察装置によって観察を行うときのパラメータ情報及び第１のテンプレート画像を含むレシピファイル情報と、前記試料観察装置から取得した複数の撮像画像とを格納する記憶部と、前記複数の撮像画像からテンプレート作成用画像を選択し、前記テンプレート作成用画像を平均化した第２のテンプレート画像を作成する演算処理部と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子線を試料上で走査して前記試料の撮像画像を取得する試料観察装置用のテンプレート作成装置であって、
前記試料観察装置によって観察を行うときのパラメータ情報及び第１のテンプレート画像を含むレシピファイル情報と、前記試料観察装置から取得した複数の撮像画像とを格納する記憶部と、
前記複数の撮像画像からテンプレート作成用画像を選択し、前記テンプレート作成用画像を平均化した第２のテンプレート画像を作成する演算処理部と、
を備えることを特徴とするテンプレート作成装置。
【請求項２】
請求項１に記載のテンプレート作成装置において、
前記演算処理部は、前記第１のテンプレート画像と前記撮像画像とのマッチング処理を実行するマッチング実行部を備え、
前記演算処理部は、前記マッチング処理から求めたスコアが第１の閾値以上の場合、前記撮像画像を前記テンプレート作成用画像として選択することを特徴とするテンプレート作成装置。
【請求項３】
請求項２に記載のテンプレート作成装置において、
前記演算処理部は、前記第１のテンプレート画像のユニーク度が第２の閾値以上の場合、前記撮像画像を前記テンプレート作成用画像として選択することを特徴とするテンプレート作成装置。
【請求項４】
請求項３に記載のテンプレート作成装置において、
前記ユニーク度は、前記第１のテンプレート画像と第１の撮像画像との間の前記マッチング処理による第１のスコアと、前記第１のテンプレート画像と第２の撮像画像との間の前記マッチング処理による第２のスコアとの比であることを特徴とするテンプレート作成装置。
【請求項５】
請求項２に記載のテンプレート作成装置において、
前記記憶部は、前記マッチング処理から求めたスコアと前記撮像画像を関連付けて格納しており、
前記演算処理部は、前記複数の撮像画像において同一あるいは類似するパターンの撮像画像間の前記スコアの差分を求め、
前記演算処理部は、前記スコアの差分が第３の閾値以下の場合、前記撮像画像を前記テンプレート作成用画像として選択することを特徴とするテンプレート作成装置。
【請求項６】
請求項２に記載のテンプレート作成装置において、
前記演算処理部は、前記スコアと、前記マッチング処理前後での前記試料観察装置におけるフォーカスの差分との相関関係が所定の範囲内の場合、前記撮像画像を前記テンプレート作成用画像として選択することを特徴とするテンプレート作成装置。
【請求項７】
請求項６に記載のテンプレート作成装置において、
前記フォーカスの差分は、前記試料観察装置の電子光学系に励磁をかけたときのフォーカスの差分、あるいは、前記試料に電圧を印加したときのフォーカスの差分であることを特徴とするテンプレート作成装置。
【請求項８】
請求項２に記載のテンプレート作成装置において、
前記演算処理部は、前記マッチング処理によって得られた検出位置が前記試料観察装置の視野内の場合、前記撮像画像を前記テンプレート作成用画像として選択することを特徴とするテンプレート作成装置。
【請求項９】
請求項２に記載のテンプレート作成装置において、
前記試料は、半導体ウェーハであり、
前記記憶部は、前記複数の撮像画像を前記半導体ウェーハ上のチップ毎に格納しており、
前記演算処理部は、
対象となるチップの全ての撮像画像を平均化した画像を前記第２のテンプレート画像として作成する処理、
前記チップ毎に撮像画像を平均化した画像を前記第２のテンプレート画像として作成する処理、及び
前記マッチング処理においてエラーが発生したチップの撮像画像を平均化した画像と、前記エラーが発生しなかったチップの撮像画像を平均化した画像とを前記第２のテンプレート画像として作成する処理
のいずれかを実行することを特徴とするテンプレート作成装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のテンプレート作成装置において、
前記演算処理部は、前記レシピファイル情報を用いて前記試料観察装置の観察を実行している間に、前記第２のテンプレート画像をオンラインで作成することを特徴とするテンプレート作成装置。
【請求項１１】
請求項２に記載のテンプレート作成装置において、
前記演算処理部は、前記スコアが前記第１の閾値より小さい場合、前記第２のテンプレート画像を前記レシピファイル情報へオンラインで登録することを特徴とするテンプレート作成装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のテンプレート作成装置において、
前記演算処理部は、
前記マッチング処理においてエラーが発生した前記試料上の部分に関して前記第２のテンプレート画像を前記レシピファイル情報へ登録するか、あるいは、
前記マッチング処理におけるエラーに関係なく、前記第２のテンプレート画像を前記レシピファイル情報へ登録するかを設定可能であることを特徴とするテンプレート作成装置。
【請求項１３】
請求項２に記載のテンプレート作成装置において、
前記演算処理部は、前記スコアが前記第１の閾値より小さい場合、前記撮像画像のフレーム（Ｆｒａｍｅ）数を増やして、前記撮像画像を再度取得することを特徴とするテンプレート作成装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載のテンプレート作成装置において、
前記演算処理部は、前記フレーム数を８から６４の間で増加させることを特徴とするテンプレート作成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料観察装置用のテンプレート作成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体ウェーハ、フォトマスク、磁気デバイス、液晶基板等といった観察対象物に対して検査あるいは観察処理を行うための試料観察装置が使用されている。例えば、半導体製造プロセス管理において、パターン寸法を高精度に測長する為、試料観察装置（検査／観察システム）として電子線自動測長装置が使用されている。
【０００３】
近年、デジタル家電の高機能化により半導体の微細化が進み、集積回路内のパターンが複雑化している。これに伴い、半導体製造プロセスにおける測長点も増加傾向にあり、電子線自動測長装置には高いスループット及び測長精度が求められている。さらに、製造面では、コスト低減、短ＴＡＴ(Turn-around time)及び高品質化を目的に、自動化による高効率生産が求められている。
【０００４】
電子線自動測定装置で観察対象物を自動で測定するためにはレシピファイルを作成する必要がある。このレシピファイルは、試料のサイズ、デバイスパターンのサイズ情報や、欠陥の検出や線幅の計測等といった検査あるいは観察処理を行う際の各種パラメータ等を設定した条件設定ファイルである。レシピファイルは、デバイスの品種あるいは製造工程ごとに作成され、システム上に保存されている。このレシピファイルを用いることにより、試料観察装置によって自動で欠陥の検出や線幅の計測等の検査あるいは観察処理が行える。
【０００５】
レシピファイルの実行中に高精度でパターン位置を検出するため、現在ではテンプレートマッチング法での位置決めが主流となっている。テンプレートマッチング法について図１２を用いて説明する。図１２は、テンプレートマッチングの模式図である。
【０００６】
テンプレートマッチングでは、試料座標系上で既知の座標上の画像、若しくはアライメント座標に対して相対的な位置関係が明らかな画像を、テンプレート１２００として予め登録しておく。テンプレートは、電子ビームの走査本数２５６本から２０４８本、近年では撮像画像のみ４０９６本で画像の１Ｆｒａｍｅを形成する。パターンのコントラストが低い場合には、走査本数或いはＦｒａｍｅ数を増やすことでより鮮明な画像を得ることができる。
【０００７】
試料観察装置に設けられているステージ上に、観察対象物である試料を位置決めして載置する。そして、試料座標系上で既知の座標上の撮像画像１２０１、あるいはアライメント座標に対して相対的な位置関係が明らかな撮像画像１２０１を取得する。そして、テンプレート１２００と、取得した撮像画像１２０１とをラスタースキャンで重ね合わせ、最も類似している個所を特定する。これにより、試料観察装置のステージ座標系上での位置を特定する。また、マッチング精度を向上させるため、特許文献１に記載されている手法も用いられている。
【０００８】
ところで、テンプレート１２０２を用いてテンプレートマッチングによって座標を特定するとき、正確な位置検出ができない場合がある。これは、テンプレート１２０２内のパターンと類似している個所が撮像画像１２０１上に複数存在するためであり、撮影画像１２０１上における類似部分若しくは相違部分を判定できないためである。
【０００９】
また、実際にレシピファイルを自動実行させた場合、プロセスの変動等により、テンプレートとして登録した画像と撮像画像との間の類似度あるいは相違度等が低下する場合がある。テンプレートと撮像画像との類似度あるいは相違度が低下すると、所望のパターン位置が検出できずにエラーとなるケースが増える。このようなエラーの増加は、結果として、レシピファイルによる自動実行の妨げになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−１９０２０１号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】S. M. Smith and J. M. Brady, "SUSAN-a new approach to low level image processing", Int. J. Compt. Vis., vol.23, no.1, pp.45-78, May1997.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
一般に、レシピファイルはデバイスの開発段階で作成される為、デバイスの量産段階ではテンプレート画像の見え方が若干異なる。したがって、一度作成したレシピファイルでも長期に渡り運用した場合、プロセスの影響等により、登録したテンプレート画像と撮像画像の見え方が時間の経過とともに異なる場合がある。これにより、テンプレートマッチングしたときにスコアが低下し、所望のパターン位置が検出できずにエラーとなるケースが生じていた。
【００１３】
本発明は、これらのテンプレートマッチングに係る課題を鑑みてなされたものであり、レシピファイルによる自動化を支援するための、試料観察装置用のテンプレート作成装置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】
【００１４】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、荷電粒子線を試料上で走査して前記試料の撮像画像を取得する試料観察装置用のテンプレート作成装置が提供される。当該テンプレート作成装置は、前記試料観察装置によって観察を行うときのパラメータ情報及び第１のテンプレート画像を含むレシピファイル情報と、前記試料観察装置から取得した複数の撮像画像とを格納する記憶部と、前記複数の撮像画像からテンプレート作成用画像を選択し、前記テンプレート作成用画像を平均化した第２のテンプレート画像を作成する演算処理部と、を備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、撮像画像から自動で画像を選択し、選択された撮像画像から平均的な画像をテンプレート画像として生成することができる。このテンプレート画像をレシピファイルに登録することにより、レシピファイルによる自動化処理を支援することができる。
【００１６】
本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の、課題、構成および効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の概略構成図である。
【図２】ＳＥＭを含む検査／観察システムのシステム構成図である。
【図３Ａ】テンプレート画像を作成するためのテンプレート作成用画像を自動で選択する処理を説明するフローチャートである。
【図３Ｂ】図３Ａの処理の後に実行される処理を説明するフローチャートである。
【図４】撮像条件の見直しの際に実行される処理を説明するフローチャートである。
【図５】スコア一覧の一例である。
【図６Ａ】スコアのデータを日付毎に表示した例である。
【図６Ｂ】スコアのデータをプロセスナンバー（ＰＮｏ）毎に表示した例である。
【図７】フォーカス差分ΔＯＢＪとスコアの相関図の一例である。
【図８】テンプレートマッチングを実行後、保存された撮像画像の検出位置（ＦＯＶ：×２００k）を示した図である。
【図９Ａ】レシピファイル情報を作成する際のＧＵＩ画面の一例である。
【図９Ｂ】テンプレート画像生成画面の一例である。
【図１０Ａ】ウェーハマップの一例である。
【図１０Ｂ】テンプレート画像の自動生成を項目（Ａｖｅｒｅｇｅ、ＣｈｉｐＮｏ、ＳｅｌｅｃｔＣｈｉｐ）毎に示した図である。
【図１１】テンプレート画像作成機能をレシピファイルに設定するための画面の一例である。
【図１２】テンプレートマッチングの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例について説明する。なお、添付図面は本発明の原理に則った具体的な実施例を示しているが、これらは本発明の理解のためのものであり、決して本発明を限定的に解釈するために用いられるものではない。
【００１９】
試料観察装置としては、荷電粒子線（例えば、電子）を試料表面で走査して、二次的に発生する電子を用いる荷電粒子線装置がある。荷電粒子線装置は、電子や陽イオンなどの電荷をもつ粒子（荷電粒子）を電界で加速し、試料に照射する装置である。荷電粒子線装置は、試料と荷電粒子との相互作用を利用して、試料の観察、分析、加工などを行う。本発明は、走査電子顕微鏡、走査透過電子顕微鏡、透過電子顕微鏡、イオン顕微鏡、集束イオンビーム装置、これらと試料加工装置との複合装置、またはこれらを応用した検査／観察装置にも適用可能である。
【００２０】
以下では、荷電粒子線装置の代表的な例として、走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope：ＳＥＭ）について説明する。走査型電子顕微鏡は、電子ビームによって試料上の微細パターンを走査し、その試料から発生した二次電子を検出器に検出することにより撮像画像を得るものである。走査型電子顕微鏡は、取得された撮像画像とテンプレート画像との間のテンプレートマッチング処理を実行し、所望のパターンの位置を検出することも可能である。
【００２１】
ＡｒＦレジストのような微細パターン形成の要求に応じて、昨今用いられるレジストは、電子ビームの照射条件によっては、レジストパターンが収縮する（シュリンクする）可能性がある。レシピファイルを作成する際、シュリンクしたパターンをテンプレート画像として登録すると、パターンマッチング時のスコアが低下して閾値以下となり、正確な位置情報を得ることができない。また、前工程でプロセス条件が変化した場合でも同様にして撮像画像とテンプレート画像の見え方に違いが生じて、パターンマッチングエラーを招いていた。そこで、以下では、テンプレートマッチングエラーが生じた場合に、テンプレート画像を自動的に作成及び登録する装置について説明する。
【００２２】
図１は、試料観察装置の一態様であるＳＥＭの概要を示す図である。走査電子顕微鏡は、電子源から放出される電子ビームを試料上に照射する電子光学系と、電子光学系を排気するための真空排気構造とを備える。走査電子顕微鏡では、鏡体内の電子源から照射された一次電子線が試料に照射され、それにより発生した二次電子線を検出器にて検出することにより、試料の観察を行う。
【００２３】
詳細には、鏡体１００内の電子源１０１から引出電極１０２によって引き出され、図示しない加速電極によって加速された電子ビーム１０３は、集束レンズの一形態であるコンデンサレンズ１０４によって絞られる。そして、絞られた電子ビーム１０３は、走査偏向器１０５により、試料室１１４内の試料１０６上を一次元的、あるいは二次元的に走査される。
【００２４】
電子ビーム１０３は、試料ステージ１０７に内蔵された電極（図示せず）に印加された負電圧により減速されると共に、対物レンズ１０８のレンズ作用によって集束されて試料１０６上に照射される。
【００２５】
電子ビーム１０３が試料１０６に照射されると、当該照射個所から二次電子１０９あるいは後方散乱電子のような電子が放出される。放出された電子は、試料１０６に印加される負電圧に基づく加速作用によって、電子源方向に加速され、変換電極１１０に衝突し、二次電子１０９を生じさせる。
【００２６】
変換電極１１０から放出された二次電子１０９は、検出器１１１によって捕捉され、捕捉された二次電子量によって、検出器１１１の出力が変化する。制御装置２１０は、この電子の出力を電気信号へ変換し、多段階調で示す白黒の濃淡を表示した画像を出力する。例えば二次元像を形成する場合には、走査偏向器１０５への偏向信号と、検出器１１１の出力との同期をとることで、走査領域の画像を形成する。
【００２７】
また、図１に例示する走査電子顕微鏡は、電子ビーム１０３の走査領域を移動する偏向器（図示せず）を備えている。この偏向器は、異なる位置に存在する同一形状のパターンの画像等を形成するために用いられる。この偏向器は、イメージシフト偏向器とも呼ばれ、試料ステージ１０７による試料移動等を行うことなく、電子顕微鏡の視野位置の移動を可能とする。なお、イメージシフト偏向器と走査偏向器１０５を共通の偏向器として構成し、イメージシフト用の信号と走査用の信号を重畳して、偏向器に供給するようにしても良い。
【００２８】
なお、鏡体１００が、上記したもの以外に他のレンズや電極、検出器を含んでもよいし、一部が上記と異なっていてもよく、電子光学系の構成はこれに限られない。図１の例では試料１０６から放出された電子を変換電極１１０にて一端変換して検出する例について説明しているが、無論このような構成に限られることはなく、例えば加速された電子の軌道上に、電子倍像管や検出器の検出面を配置するような構成とすることも可能である。
【００２９】
試料１０６は、ミニエン１１２を介して、ロードロック室１１３に搬入され、その後、試料室１１４に搬入される。ロードロック室１１３には、ゲートバルブ１１５、１１６が設けられおり、ロードロック室１１３内の真空排気が可能なように構成されている。
【００３０】
図２は、ＳＥＭを含む検査／観察システムの詳細説明図である。本システムは、ＳＥＭ本体２０１と、ＳＥＭ本体２０１を制御するための制御装置２１０と、演算処理装置２２０とを備える。ＳＥＭ本体２０１は、図１に示したものである。また、制御装置２１０は、ＳＥＭ本体２０１の各構成要素を制御するものである。また、制御装置２１０は、検出された電子に基づいて画像を形成する画像形成部と、ラインプロファイルと呼ばれる検出電子の強度分布に基づいて試料１０６上に形成されたパターンのパターン幅を測定する測定部とを備えてもよい。
【００３１】
演算処理装置２２０は、汎用のコンピュータを用いて実現してもよい。例えば、演算処理装置２２０は、中央演算処理装置と、補助記憶装置と、主記憶装置とを備えている。例えば、中央演算処理装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、あるいはＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等の画像処理ハードウェアで構成されている。例えば、補助記憶装置はハードディスクであり、主記憶装置はメモリである。
【００３２】
以下で説明する演算処理装置２２０の処理部は、コンピュータ上で実行されるプログラムの機能として実現してもよい。すなわち、以下で説明する処理を、プログラムコードとしてメモリに格納して、ＣＰＵが各プログラムコードを実行することによって実現されてもよい。また、以下で説明する処理部を例えば、集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。
【００３３】
演算処理装置２２０は、制御装置２１０に所定の制御信号を供給する演算処理部２３０と、ＳＥＭ本体２０１によって取得された画像情報（撮像画像）及びレシピファイル情報を記憶するメモリ２４０と、入出力装置２５０とを含む。ここで、レシピファイル情報は、試料のサイズ、デバイスパターンのサイズ情報、欠陥の検出や線幅の計測等といった検査あるいは観察処理を行う際の各種パラメータなどの情報を含む。レシピファイル情報は、デバイスの品種あるいは製造工程ごとに作成され、メモリ２４０に保存されてもよい。
【００３４】
試料１０６から放出された電子は、検出器１１１にて捕捉され、制御装置２１０に内蔵されたＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換される。そして、演算処理装置２２０に内蔵されるＣＰＵ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等の画像処理ハードウェアは、目的に応じた画像処理を実行する。
【００３５】
演算処理部２３０は、ステージ制御部２３１と、マッチング実行部２３２と、視野移動制御部２３３と、寸法測定部２３４と、テンプレート自動生成部２３５とを備える。
【００３６】
ステージ制御部２３１は、試料１０６を配置した試料ステージ１０７の移動条件を設定するものである。また、マッチング実行部２３２は、取得された撮像画像とテンプレート画像とのテンプレートマッチングを実行するものである。このテンプレート画像は、レシピファイル情報に予め登録されている。テンプレートマッチングは、位置合わせの対象となる撮像画像と、テンプレート画像が一致する個所を、正規化相関法等を用いた類似度判定に基づいて特定する手法である。マッチング実行部２３２は、類似度をマッチングのスコアとして出力する。なお、テンプレートマッチングは、この手法に限定されず、既存の他の手法を用いてもよい。
【００３７】
マッチング実行部２３２は、類似度判定に基づいて、撮像画像の所望の位置を特定する。例えば、レシピファイル実行時に、撮像画像の位置の特定は、以下の３回行われる。
（１）試料１０６の下地に形成されたショットマトリクスの回転、倍率を算出し、試料ステージ１０７の座標系に合わせ込みを行うＳＥＭアライメント実行時
（２）測長位置のおおよその位置を認識する為、測長位置から数μｍ離れた位置で電子顕微鏡の視野倍率×１０ｋ倍程度でパターンマッチングを実行する時（以下、アドレッシング）
（３）正確な測長位置を認識する為、測長位置あるいはその近傍で電子顕微鏡の視野倍率×２００ｋ倍程度でパターンマッチングを実行する時
【００３８】
視野移動制御部２３３は、イメージシフト用偏向器の偏向条件を設定するものである。ステージ制御部２３１と視野移動制御部２３３は、いずれも電子ビーム１０３の走査位置を決定するためのものであり、制御装置２１０は、これらの制御部２３１、２３３によって設定された設定情報に基づいて走査位置の制御を行う。
【００３９】
また、寸法測定部２３４は、得られた検出信号（例えば、ラインプロファイル）に基づいて、試料１０６上のパターン寸法を測定するものである。この寸法測定部２３４により、正確なパターン寸法を算出することができる。
【００４０】
テンプレート自動生成部２３５は、メモリ２４０に保存されている複数の撮像画像の中から、テンプレート画像を生成するための撮像画像（テンプレート作成用画像）を自動で選択する。さらに、テンプレート自動生成部２３５は、撮像画像を選択した後、選択された複数の撮像画像から平均的な画像をテンプレートとして作成する。その後、テンプレート自動生成部２３５は、テンプレート画像をメモリ２４０に保存する。
【００４１】
レシピファイルを実行している間、テンプレート自動生成部２３５は、パターンマッチングエラーが発生した場合に、選択された複数の撮像画像から平均的な画像をテンプレート画像として作成し、そのテンプレート画像をレシピファイルへオンラインで自動的に登録する。そして、検査／観察システムは、再度レシピファイルを実行する。
【００４２】
なお、テンプレート自動生成部２３５は、後述するテンプレート画像設定画面（図９Ａ及び図９Ｂ参照）において設定された条件に従って、撮像画像を選択し、選択された複数の撮像画像からテンプレート画像を作成する。
【００４３】
また、入出力装置２５０は、キーボード、ポインティングデバイス（マウスなど）などの入力部、及び、ディスプレイ、ＬＡＮポート、ＵＳＢポート等の出力部を備える。入出力装置２５０に設けられたディスプレイ（表示部）には、操作者に対して画像や検査結果等を表示するＧＵＩ（Graphical User Interface）等が表示される。また、入出力装置２５０は、検査等に必要とされる電子デバイスの座標、位置決めに利用するパターンマッチング用のテンプレート、及び、撮影条件等を含むレシピファイルを作成するための撮像レシピファイル作成装置としても機能する。
【００４４】
次に、レシピファイルに登録するテンプレート画像の自動生成の処理について説明する。以下に説明する実施例では、テンプレート画像と撮像画像との間でのマッチングのスコアが低下してエラーが発生した際、テンプレート画像を作成するためのテンプレート作成用画像を自動で選択する処理を説明する。また、テンプレート作成用画像からテンプレート画像を作成し、そのテンプレート画像をレシピファイルへオンラインで登録する処理についても説明する。
【００４５】
図３Ａは、テンプレート画像を作成するためのテンプレート作成用画像を自動で選択する処理を説明するフローチャートである。図３Ａの処理の主体は、演算処理装置２２０である。本実施例は、走査電子顕微鏡を用いた測長時に実施されるフローであるが、テンプレートマッチングにより位置検出を実施しているＳＥＭアライメント、アドレッシングに付いても以下の例を適用することが可能である。
【００４６】
テンプレート画像を自動で生成する場合、パターン寸法やコントラストが多少変化した場合でもエラーを起こさず、よりロバスト性が高い画像であることが望ましい。また、長期的にエラー無く安定していることが必要である。その為、ある程度の期間で実際にレシピファイルを実行し、撮像した画像から実情に合致した高精度なテンプレート画像を作成する必要がある。
【００４７】
ステップＳ３０１において、ＳＥＭによる測長を実施するために、メモリ２４０に保存されているレシピファイル情報を実行する。レシピファイル情報は、撮像対象物である試料のサイズ、試料上に形成されたデバイスパターンのピッチ、配列情報、測長位置等のパラメータを含む。レシピファイル情報は、各製品の品種あるいは工程毎に作成されており、各製品や工程に対応するレシピファイル情報が実行される。演算処理部２３０の各制御部は、レシピファイル情報を実行する際、レシピファイル情報の各種パラメータに従って制御装置２１０に制御信号を送信する。制御装置２１０は、その制御信号に従ってＳＥＭ本体２０１の各構成要素を制御する。
【００４８】
ステップＳ３０２において、レシピファイル情報を実行することにより得られた各種情報がメモリ２４０に格納される。詳細には、演算処理装置２２０が、撮像対象物である試料１０６の撮像画像、測長結果、及び、フォーカス結果などが格納されたＭＳＲファイルをメモリ２４０に格納する。ここで、ＭＳＲファイルとは、ＳＥＭ本体２０１の撮像条件、試料１０６の撮像画像、及び、測長結果を含むファイルである。なお、撮像画像には、付帯情報として製品あるいは工程の情報が付加される。
【００４９】
ステップＳ３０３において、演算処理装置２２０のマッチング実行部２３２が、製品の品種あるいは工程毎に得られた撮像画像に対して、レシピファイルに予め登録されているテンプレート画像を用いてテンプレートマッチングを実行する。撮像画像とテンプレート画像との間のマッチングのスコアは、撮像画像に関連付けてメモリ２４０に保存される。
【００５０】
以下では、メモリ２４０に保存された複数の撮像画像からテンプレート作成用画像を選択する処理について説明する。ステップＳ３０４において、テンプレート自動生成部２３５が、ステップＳ３０３において求められたスコアが閾値以上であるかを判定する。ここで、スコアが閾値未満である場合、ステップＳ３１１に進み、撮像条件の見直しを行う。一方、スコアが閾値以上である場合、ステップＳ３０５に進む。
【００５１】
ステップＳ３０５において、テンプレート自動生成部２３５が、テンプレート画像のユニーク度が閾値以上であるかを判定する。このような判定を行う理由は、ユニーク度が高いほど、スコアの信頼性が高いと考えられるためである。ユニーク度の算出手法として、撮像画像上で最もテンプレート画像に近いとされた撮像画像と、撮像画像上で２番目にテンプレート画像と近いとされた撮像画像のそれぞれの類似度（スコア）あるいは相違度等の指標の比を用いる手法がある。なお、ユニーク度の算出手法は、この手法に限定されず、既存の他の手法を用いてもよい。ここで、ユニーク度が閾値未満である場合、ステップＳ３１１に進み、撮像条件の見直しを行う。一方、ユニーク度が閾値以上である場合、ステップＳ３０６に進む。なお、本例ではスコア及びユニーク度を用いているが、これらの閾値は任意に設定することができる。
【００５２】
ステップＳ３０６において、テンプレート自動生成部２３５が、メモリ２４０に保存された複数の撮像画像間のスコアを比較し、スコアの差分が閾値以下であるかを判定する。スコアの比較は、パターンが同一あるいは類似する撮像画像に関して行う。
【００５３】
図５は、メモリ２４０に格納されているスコアの一覧の例である。演算処理装置２２０のメモリ２４０には、製品の品種あるいは工程別に撮像画像が保存されている。撮像画像のデータは、レシピファイル情報を実行した処理回数分保存される。撮像画像には、付帯情報として撮像画像を取得した日付及びスコアが関連付けられて保存される。図５のスコア一覧は、ある試料に対して測長数が５つであり（測長数５ポイント／試料）、１日で各測長ポイントについて２枚の撮像画像を取得し（２枚／日）、撮像画像を３日間の期間で取得した例である。なお、スコアの一覧は、製品の品種、工程などの項目も含む。このように、スコアは、製品の品種、工程などと関連付けて保存されてもよい。
【００５４】
なお、図５のスコア一覧のデータは、入出力装置２５０のディスプレイ上で視覚的に確認することが可能である。なお、スコア一覧は、図６Ａ及び図６Ｂの形式で入出力装置２５０のディスプレイ上に表示することも可能である。図６Ａは、保存された全てのスコアのデータを日付毎に表示した例である。また、図６Ｂは、チップ内で複数箇所を測長する際に測長パターン毎に割り当てられるプロセスナンバー（ＰＮｏ）毎に表示した例である。なお、撮像画像を取得する期間は、任意に入出力装置２５０上のＧＵＩ画面上で設定することができる。
【００５５】
図５で示すように、パターンマッチングのスコアは、同一あるいは類似する撮像画像関して蓄積されているため、この蓄積された情報を用いてスコアの差分を判定することができる。このような判定を行う理由は、スコアの差分が大きいほど、これまで蓄積されてきた撮像画像との類似性が低いということを意味し、テンプレート画像を作成するためのテンプレート作成用画像の候補としては適切でない可能性があるためである。これにより、不適切な撮像画像をテンプレート作成用画像の候補から除外し、高精度なテンプレート画像の候補を選択することができる。ステップＳ３０６において、スコアの差分が閾値以下である場合は、ステップＳ３０７に進む。一方、スコアの差分が閾値より大きい場合は、ステップＳ３１２に進み、撮像画像をテンプレート作成用画像の候補から除外する。なお、差分の閾値に対しても任意に設定することができる。
【００５６】
ステップＳ３０７において、テンプレート自動生成部２３５が、対物レンズ１０８のフォーカス差分ΔＯＢＪとスコアの相関について判定を行う。また、ステップＳ３０８において、テンプレート自動生成部２３５が、リターディング電圧のフォーカス差分ΔＯＢＪとスコアとの相関について判定を行う。通常、テンプレートマッチングを行う前後で、測長パターン近傍で焦点合わせを実施する。焦点合わせの手法としては、以下の２つがある。
（１）対物レンズ１０８に励磁をかける方法
（２）試料１０６に電圧を印加（リターディング電圧）する方法
ここで、フォーカス差分ΔＯＢＪとは、テンプレートマッチング前後で行われるフォーカスの差分である。
【００５７】
試料１０６に応じて、（１）あるいは（２）のモードを選択し、より高精度に焦点合わせを行う。なお、図３Ａでは、ステップＳ３０７、Ｓ３０８の両方のステップを記載しているが、選択したモードに応じていずれかのステップを実行するようにすればよい。
【００５８】
テンプレートマッチング前後のフォーカス値は、測長結果が格納された撮像画像及びＭＳＲファイルに格納されている。テンプレート自動生成部２３５は、保存されているフォーカス値を用いて、フォーカス差分ΔＯＢＪを計算する。スコアとフォーカス差分ΔＯＢＪとの相関関係は、入出力装置２５０のディスプレイ上に出力される。これにより、テンプレートマッチング前後で行われるフォーカスの差分ΔＯＢＪとスコアの相関をＧＵＩ上で確認することができる。
【００５９】
図７は、スコアとフォーカス差分ΔＯＢＪとの相関図の一例を示す。図７のグラフでは、横軸にスコア、縦軸にΔＯＢＪとする。ΔＯＢＪが大きい場合、スコアが低くなる傾向にあり、逆にΔＯＢＪが小さい場合は、スコアが大きくなる傾向がある。より高精度なテンプレート画像を作成するため、スコアとフォーカス差分ΔＯＢＪとの相関関係が所定の範囲（図７の点線の範囲）に該当するものを、テンプレート作成用画像として残す。ΔＯＢＪが小さく且つスコアが高い画像が選択できるように、スコアの閾値とΔＯＢＪの閾値は、任意に設定することができる。
【００６０】
ステップＳ３０７、Ｓ３０８において、テンプレート自動生成部２３５は、ΔＯＢＪとスコアの相関関係が所定の範囲内に該当する場合には、ステップＳ３０９に進む。そうでない場合は、ステップＳ３１２に進み、撮像画像をテンプレート作成用画像の候補から除外する。
【００６１】
次に、ステップＳ３０９において、テンプレート自動生成部２３５は、撮像画像に対し、パターン検出位置が電子顕微鏡の視野（Field Of View：ＦＯＶ）内であるか否かを判定する。この判定については、図８を用いて説明する。図８は、ＦＯＶが×２００ｋ倍でパターンマッチングを実施した時のパターン検出位置を示す。図８では、ＦＯＶの範囲外でパターン検出が実施されている部分が１箇所存在する。このＦＯＶの範囲外の画像は、テンプレート作成用画像としては不適切であると考えられる。したがって、テンプレート作成用画像の候補から除外する。これにより、より高精度なテンプレート画像を作成することができる。パターン検出位置がＦＯＶ内である場合は、ステップＳ３１０に進む。一方、そうでない場合は、ステップＳ３１２に進み、撮像画像をテンプレート作成用画像の候補から除外する。
【００６２】
ステップＳ３１０において、テンプレート自動生成部２３５は、以上のステップで除外されなかった撮像画像をテンプレート作成用画像としてメモリ２４０に保存する。テンプレート自動生成部２３５は、テンプレート作成用画像の各画像の位置合わせを行い、画像平均化処理により平均的な画像を作成する。なお、設定に応じて、異なるテンプレート画像が作成される。テンプレート画像の作成の詳細については、図１０Ａ及び図１０Ｂを用いて後述する。テンプレート自動生成部２３５は、作成された画像をテンプレート画像としてメモリ２４０に保存する。
【００６３】
なお、撮像画像を取得する期間は、任意に指定が可能であり、高精度なテンプレート画像は日々生成され、更新される。テンプレート画像は、ＰＮｏ毎に生成されて保存される。
ここで、ＰＮｏは、チップ内で複数箇所を測長する際、測長パターン毎に割り当てられるプロセスナンバーである。なお、テンプレート作成用画像として選択される撮像画像は、試料１０６内の全ポイント或いはチップ単位にするかを任意に指定してもよい。また、前工程の影響により試料１０６の一部のチップ箇所が他のチップ箇所に比べ撮像画像が異なった場合、テンプレート自動生成部２３５は、試料１０６の特定箇所の平均画像とそれ以外の箇所での平均画像とを生成することができる。
【００６４】
次に、図３ＡにおいてステップＳ３１１に進んだ場合の処理について説明する。図４は、撮像条件の見直しの際に実行される処理を説明するフローチャートである。図４の処理の主体は、演算処理装置２２０である。
【００６５】
ステップＳ４０１において、電子ビーム１０３で試料１０６上の測長パターンを走査するときのフレーム（Ｆｒａｍｅ）数が６４以上であるかを判定する。例えば、パターンのコントラストが低い場合、Ｆｒａｍｅ枚数を増やすことでコントラスト情報が増え、より鮮明な撮像画像を得ることができる。しかし、画像を取得する際のピクセル数が１０２４、２０４８、４０９６と多い場合、測長パターンに対して電子ビーム１０３を走査する本数が増えて、単位面積当たりのドーズ量が増大する。このため、パターンへ与えるダメージが大きくなる。さらに、処理時間も増加する。これらを考慮して、通常、Ｆｒａｍｅ枚数は、８以上６４以下の範囲に設定されている。
【００６６】
ステップＳ４０１では、Ｆｒａｍｅ数が６４以下の場合は、ステップＳ４０２に進む。一方、Ｆｒａｍｅ数が６４より大きい場合は、ステップＳ４０５に進む。ステップＳ４０５に進んだ場合は、テンプレート画像あるいは撮像画像のパターンを変更して、再度、図３ＡのステップＳ３０１に戻る。
【００６７】
ステップＳ４０２に進んだ場合、演算処理装置２２０内で現状設定しているＦｒａｍｅ枚数に８を加算する。なお、加算するＦｒａｍｅ枚数は任意に指定することができる。次に、ステップＳ４０３において、ステップＳ４０２で設定したＦｒａｍｅ枚数で撮像画像を取得するようにレシピファイル情報を再度実行し、制御装置２１０に信号を送信する。これにより、再度撮像画像を取得する。
【００６８】
次に、ステップＳ４０４において、演算処理装置２２０のマッチング実行部２３２が、ステップＳ４０３において取得された撮像画像に対して、テンプレート画像を用いてテンプレートマッチングを実行し、スコアがある閾値以上であるかを判定する。スコアが閾値より小さい場合、再度ステップＳ４０１に戻って、Ｓ４０１〜Ｓ４０４を繰り返し実行する。この場合、Ｆｒａｍｅ枚数を６４以下の範囲で加算し、スコアが閾値以上になるまで繰り返しレシピファイルが実行される。一方、スコアが閾値以上の場合、ステップＳ４０６に進み、再度、図３ＡのステップＳ３０１に戻る。
【００６９】
図３Ｂは、図３Ａの処理の後に実行される処理を説明するフローチャートである。図３Ｂの処理の主体は、演算処理装置２２０である。ステップＳ３２１において、レシピファイル情報を用いてＳＥＭの観察を実行する。
【００７０】
次に、ステップＳ３２２において、演算処理装置２２０のマッチング実行部２３２が、テンプレート画像を用いてテンプレートマッチングを実行し、スコアがある閾値以上であるかを判定する。スコアが閾値より小さい場合、ステップＳ３２３に進む。一方、スコアが閾値以上の場合、ステップＳ３２４に進み、次の測長ラインプロファイルによる測長へ進む。
【００７１】
次に、ステップＳ３２３に進んだ場合、新しいテンプレート画像をレシピファイルにオンラインで登録する。これにより、レシピファイルを実行している間に、オンラインでテンプレート画像を更新し、自動でレシピファイルが完遂することができる。なお、登録するテンプレート画像の種類については、図１０Ａ及び図１０Ｂを用いて後述する。テンプレート画像を新たに更新した後、ステップＳ３２１に戻り、レシピファイル情報を再度実行する。図３Ｂの処理は、スコアが閾値以上になるまで繰り返し実行される。
【００７２】
図９Ａは、レシピファイル情報を作成する際のＧＵＩ画面の一例を示す。図９Ａは、レシピファイルのシーケンスの設定画面（Ｓｅｑｕｅｎｓｅ  Ｅｄｉｔｏｒ）であり、入出力装置２５０のディスプレイ上に表示される。以下では、特に、テンプレート画像の生成に関する項目についてのみ説明する。
【００７３】
画面９０１は、項目（Ｔ．Ｐ  Ｉｍａｇｅ）９０２を備える。画面９０１の項目（Ｔ．Ｐ  Ｉｍａｇｅ）９０２をＯＮすることにより、演算処理装置２２０のメモリ２４０に撮像画像を保存する設定となる。撮像画像は、各製品の品種あるいは工程毎にメモリ２４０に保存される。また、項目（Ｔ．Ｐ  Ｉｍａｇｅ）９０２の横にあるボタン９０３を押すことにより、図９Ｂのテンプレート画像生成画面が表示される。
【００７４】
図９Ｂは、テンプレート画像生成画面の一例である。テンプレート画像生成画面９１１は、テンプレート画像生成の対象となる期間を設定するための第１項目（Ｄａｔｅ）９１２と、ΔＯＢＪ及びスコアの閾値を設定するための第２項目（ΔＯＢＪ  ｖｓ  Ｓｃｏｒｅ）９１３と、テンプレート画像の作成手法を設定するための第３項目（Ｉｍａｇｅ）９１４と、テンプレート画像を作成する対象を設定するための第４項目（Ｉｍａｇｅ  Ｃｈａｎｇｅ）９１５とを備える。
【００７５】
第１項目９１２では、テンプレート画像生成の対象となる期間として、ロットの処理枚数に応じて、Ｗｅｅｋ、Ｍｏｎｔｈなどの任意の期間を設定できる。また、第２項目９１３では、フォーカス差分ΔＯＢＪの閾値（ΔＯＢＪ  Ｔ．Ｈ）及びスコアの閾値（Ｓｃｏｒｅ  Ｔ．Ｈ）などを設定することができる。これにより、テンプレートマッチングによる判定や、フォーカス差分ΔＯＢＪとスコアとの相関関係の判定を行うことが可能となる。なお、ここでは図示していないが、ユニーク度の閾値などを設定する項目を設けてもよい。また、閾値は、製品の品種や工程別に設定できるようにしてもよい。
【００７６】
第３項目９１４では、テンプレート画像の作成手法として、「Ａｖｅｒａｇｅ」、「ＣｈｉｐＮｏ」、「ＳｅｌｅｃｔＣｈｉｐ」の３つから任意の手法を設定できる。「Ａｖｅｒａｇｅ」を選択した場合、保存された全ての撮像画像からＰＮｏ毎にテンプレート画像を生成する。試料内の測長箇所においてコントラストのばらつきが小さい場合には、ロバスト性が高い高精度なテンプレート画像が生成できる。
【００７７】
また、「ＣｈｉｐＮｏ」を選択した場合、チップ単位でＰＮｏ毎に期間内で保存された複数の撮像画像からテンプレート画像を作成する。テンプレート画像の登録は測長するチップ数及びＰＮｏにより増えるが、チップ毎に生成されたテンプレート画像とマッチングを行うため、試料内の測長箇所においてコントラストのばらつきが大きい場合でもマッチングエラーの発生を極力抑えることができる。
【００７８】
また、「ＳｅｌｅｃｔＣｈｉｐ」を選択した場合、エラーが発生したチップでＰＮｏ毎に期間内で保存された複数の撮像画像からテンプレート画像を作成し、且つ、その他のチップに対してはその他のチップの撮像画像から平均的なテンプレート画像を作成する。特定のチップにおいてパターンの形状、コントラスト等が異なる場合には、テンプレート画像を個別に作成することにより、高精度なテンプレート画像を生成することができる。
【００７９】
また、第４項目９１５では、テンプレート画像を作成する対象を設定する。第４項目９１５は、エラーの有無に関連してテンプレート画像を作成する対象を設定できる。「ＡＬＬＰＮｏ」を指定した場合、エラー発生の有無に関係なく全てのＰＮｏでテンプレート画像の登録を実施する。また、「ＥｒｒｏｒＰＮｏ」を指定した場合は、エラーが発生したＰＮｏのみでテンプレート画像の登録が行われる。
【００８０】
図１０Ａは、半導体ウェーハマップの一例である。図１０Ａは、ショットマトリクスが７×７、測長するチップが試料内に３カ所あり、測長するパターンがチップ内に２カ所あった場合の例を示す。試料内のチップの座標は、それぞれ、（１，４）、（４，４）、（４，１）とする。チップ内には、２つの測長パターン（ＰＮｏ１、ＰＮｏ２）があるとする。
【００８１】
図１０Ｂは、テンプレート画像の自動生成を項目（Ａｖｅｒｅｇｅ、ＣｈｉｐＮｏ、ＳｅｌｅｃｔＣｈｉｐ）毎に示した図である。テンプレート画像生成画面９１１において「Ａｖｅｒａｇｅ」を選択した場合、保存されている全ての撮像画像を対象として、ＰＮｏ毎で選別された撮像画像から２つの平均的なテンプレート画像が作成される（Ｐ１、Ｐ２）。
【００８２】
テンプレート画像生成画面９１１において「ＣｈｉｐＮｏ」を選択した場合、各（１，４）（４，４）（４，１）チップに関して保存された撮像画像から、ＰＮｏ毎に６つのテンプレート画像が作成される（Ｃ＿Ｐ１＿１−４  〜  Ｃ＿Ｐ１＿４−１及びＣ＿Ｐ２＿１−４  〜  Ｃ＿Ｐ２＿４−１）。ここで、各テンプレート画像には、どのチップで生成されたかを識別するためのチップＮｏが付属情報として付加される。
【００８３】
例えば、（４，４）のチップでテンプレートマッチングエラーが発生したと仮定する。この場合、テンプレート画像生成画面９１１において「ＳｅｌｅｃｔＣｈｉｐ」を選択した場合、テンプレートマッチングエラーが発生した（４，４）のチップで保存された撮像画像からＰＮｏ毎に２つのテンプレート画像が作成される（Ｓ＿Ｐ１＿４−４、Ｓ＿Ｐ２＿４−４）。また、それ以外の（１，４）（４，１）のチップで得られた撮像画像からＰＮｏ毎に２つの平均的なテンプレート画像が作成される（Ｓ＿Ｐ１、Ｓ＿Ｐ２）。
【００８４】
本例では、エラーが発生した箇所が１チップであるが、複数のチップで発生した場合には、各チップで保存された撮像画像よりテンプレート画面を各々作成し、且つエラーが発生していない箇所のチップで平均的な画像を作成する。なお、「ＣｈｉｐＮｏ」を選択した場合と同様に、テンプレート画像には、どのチップで生成されたかを識別するためのチップＮｏが付属情報として付加される。
【００８５】
図３ＡのステップＳ３１０では、設定（「Ａｖｅｒａｇｅ」、「ＣｈｉｐＮｏ」、「ＳｅｌｅｃｔＣｈｉｐ」）に応じて、異なるテンプレート画像が作成される。また、図３ＢのステップＳ３２３では、「Ａｖｅｒａｇｅ」、「ＣｈｉｐＮｏ」、「ＳｅｌｅｃｔＣｈｉｐ」毎でレシピファイルへのテンプレート画像の登録方法が異なる。
【００８６】
「Ａｖｅｒａｇｅ」を設定した場合、以下の処理となる。テンプレートマッチングエラーが発生した場合でも、エラーが発生したＰＮｏのテンプレート画像は、保存されている全ての撮像画像を対象として、ＰＮｏ毎で選別された撮像画像から平均的なテンプレート画像が作成される（Ｐ１、Ｐ２）。そして、テンプレート画像（Ｐ１、Ｐ２）が、レシピファイルへ登録される。
【００８７】
「ＣｈｉｐＮｏ」を設定した場合、以下の処理となる。各（１，４）（４，４）（４，１）チップに関して保存された撮像画像から、ＰＮｏ毎にテンプレート画像が作成される。そして、テンプレート画像（Ｃ＿Ｐ１＿１−４  〜  Ｃ＿Ｐ１＿４−１及びＣ＿Ｐ２＿１−４  〜  Ｃ＿Ｐ２＿４−１）が、レシピファイルへ登録される。
【００８８】
「ＳｅｌｅｃｔＣｈｉｐ」を設定した場合、以下の処理となる。エラーが（４，４）チップで発生した場合、テンプレートマッチングエラーが発生した（４，４）のチップで保存された撮像画像からＰＮｏ毎にテンプレート画像が作成される（Ｓ＿Ｐ１＿４−４、Ｓ＿Ｐ２＿４−４）。また、それ以外の（１，４）（４，１）のチップで得られた撮像画像からＰＮｏ毎に平均的なテンプレート画像が作成される（Ｓ＿Ｐ１、Ｓ＿Ｐ２）。そして、テンプレート画像（Ｓ＿Ｐ１＿４−４、Ｓ＿Ｐ２＿４−４、Ｓ＿Ｐ１、Ｓ＿Ｐ２）がレシピファイルへ登録される。
【００８９】
なお、全てのモードについて、エラーの有無と関連してテンプレート画像の登録処理を変更できる。テンプレート画像生成画面９１１において「ＡＬＬＰＮｏ」を指定した場合、エラー発生の有無に関係なく全てのＰＮｏでテンプレート画像の登録を実施する。また、「ＥｒｒｏｒＰＮｏ」を指定した場合は、エラーが発生したＰＮｏのみでテンプレート画像の登録が行われる。
【００９０】
図１１は、上述したテンプレート画像作成及び登録機能をレシピファイルに設定するための画面（Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ  Ｓｅｔｔｉｎｇ）の一例を示す。画面１１０１は、テンプレート画像作成及び登録機能を設定するための項目（ＲｅｔｒｙＰａｔｔｅｒｎＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ  ｗｉｔｈ  Ｔ．Ｐ  Ｉｍａｇｅ）１１０２を備える。項目１１０２を選択することにより、テンプレートマッチングエラーが発生した場合、図３Ａ及び図３Ｂの処理を実施することができる。
【００９１】
以上、本実施例によれば、レシピファイルを実行時、テンプレートマッチングで類似度が低下してエラーになった場合、既に保存されている撮像画像からテンプレート作成用画像を自動で選択し、選択された複数のテンプレート作成用画像から平均的な画像をテンプレート画像として自動的に作成し、レシピファイルに登録することができる。これにより、オンラインでテンプレート画像を更新し、自動でレシピファイルが完遂することができる。
【００９２】
また、本実施例は、レシピファイル実行時の撮像画像が、任意の期間で保存できることを特徴とする。保存された撮像画像は、品種あるいは工程別に保存されている。撮像画像のスコアなどの閾値は、品種あるいは工程別に設定することができる。
【００９３】
また、本実施例によれば、ある対象期間内に保存された撮像画像からテンプレート画像を作成するモードとして、（１）対象となるチップ（撮像画像を取得したチップ）の全チップの平均的な画像、（２）チップナンバー毎の平均的な画像、（３）特定のチップ毎の平均的な画像、のいずれかを任意に選択できる。
【００９４】
また、テンプレートマッチング前に試料上に照射する電子ビームの正焦点位置を検出する方法として、Ｚセンサで高さを検出するあるいはパターン上に電子ビームを照射することにより正焦点を検出する方法がある。この検出した値で対物レンズコイルに励磁をかけることにより、焦点合わせを実施する。高精度にパターン位置の検出を行う場合には、更にテンプレートマッチング直前に測長位置近傍のパターンを利用してフォーカス調整を行う。本実施例は、フォーカス調整前後の差分ΔＯＢＪとスコアとの相関関係を用いて、テンプレート作成用画像を自動的に選択する機能を備える。
【００９５】
また、本実施例は、テンプレートマッチングにより検出した位置が電子顕微鏡の視野（Field Of View：ＦＯＶ）から外れている場合には、テンプレート作成用画像から除外する機能も備える。
【００９６】
本実施例の効果について説明する。レシピファイルは、欠陥の検出や線幅の計測等を行うデバイスの品種や、製造工程ごとに登録する必要がある。近年のデバイスの複雑化により、検査／観察処理を行う工程は１品種で１００工程にも及ぶ。したがって、レシピファイル作成には多大な時間を要し、オペレータに大きな負担をかける。レシピファイル作成の簡素化を図る為、テンプレート画像を保存し、他のデバイス製品のレシピファイルにコピー出来るような仕組みは有るが、それでも煩雑な為、設定ミス等も起こし自動化への妨げにもなっている。
【００９７】
また、従来より、保存された複数の撮像画像から平均的な画像を生成し、試料間のばらつき及びロット間のばらつきに対応したアベレージテンプレート作成機能がある。しかし、オフラインで撮像画像を任意に選択して位置合わせを実施した後にテンプレート画像としてレシピファイルに登録する処理となり、試料及び装置が占有されてしまう為、装置稼働率の低下を招いていた。
【００９８】
本実施例によれば、テンプレートマッチングエラーが発生した場合でも保存された撮像画像から自動的にテンプレート作成用画像が選択され、平均的な画像をテンプレート画像として作成できる。また、作成されたテンプレート画像を登録後、再度レシピファイルが実行される為、自動化率の向上が図れると同時に、オペレータの負担を軽減することができる。また、装置稼働率が向上し、コスト低減も可能となる。
【００９９】
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることがあり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【０１００】
例えば、自動的にテンプレート作成用画像を選択するという点においては、本装置は、図３ＡのステップＳ３０４〜３０９の少なくとも１つの処理を備えていればよい。本実施例では、図３ＡのステップＳ３０４〜３０９を備えているが、これはより好ましい形態であり、図３Ａの一部の処理を削除して本発明を構成することが可能である。
【０１０１】
また、上述したように、演算処理部２３０の各処理部は、実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードで実現してもよい。この場合、プログラムコードを記録した記憶媒体を情報処理装置に提供し、その情報処理装置（またはＣＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施例の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、およびそれを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。このようなプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどが用いられる。また、演算処理部２３０の各処理部は、それらの一部や全部を、例えば、集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。
【０１０２】
また、図面における制御線や情報線は、説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。全ての構成が相互に接続されていてもよい。
【符号の説明】
【０１０３】
１００    ：鏡体
１０１    ：電子源
１０２    ：引出電極
１０３    ：電子ビーム
１０４    ：コンデンサレンズ
１０５    ：走査偏向器
１０６    ：試料
１０７    ：試料ステージ
１０８    ：対物レンズ
１０９    ：二次電子
１１０    ：変換電極
１１１    ：検出器
１１２    ：ミニエン
１１３    ：ロードロック室
１１４    ：試料室
１１５、１１６    ：ゲートバルブ
２０１    ：ＳＥＭ本体
２１０    ：制御装置
２２０    ：演算処理装置
２３０    ：演算処理部
２３１    ：ステージ制御部
２３２    ：マッチング実行部
２３３    ：視野移動制御部
２３４    ：寸法測定部
２３５    ：テンプレート自動生成部
２４０    ：メモリ（記憶部）
２５０    ：入出力装置
【図１】
2015007587.tif 000003
【図２】
2015007587.tif 000004
【図３Ａ】
2015007587.tif 000005
【図３Ｂ】
2015007587.tif 000006
【図４】
2015007587.tif 000007
【図５】
2015007587.tif 000008
【図６Ａ】
2015007587.tif 000009
【図６Ｂ】
2015007587.tif 000010
【図７】
2015007587.tif 000011
【図８】
2015007587.tif 000012
【図９Ａ】
2015007587.tif 000013
【図９Ｂ】
2015007587.tif 000014
【図１０Ａ】
2015007587.tif 000015
【図１０Ｂ】
2015007587.tif 000016
【図１１】
2015007587.tif 000017
【図１２】
2015007587.tif 000018