(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
評価パターンを撮像して得た複数の画像に含まれる、隣接する第一の画像と第二の画像との間の距離の許容値である距離許容値を指定する距離許容値指定ステップと、
少なくとも該評価パターンの一部を含み、かつ、隣接する画像同士が前記距離許容値指定ステップにて指定した距離許容値を満たすような撮像領域を決定する撮像領域決定ステップと、
前記撮像領域決定ステップにて決定した撮像領域にて該評価パターンを撮像し、複数の画像を取得する撮像ステップと、を備える回路パターン評価方法。
【請求項２】
請求項１記載の回路パターン評価方法であって、
さらに、半導体ウェーハの上に形成された回路パターンから、特定の回路パターンである評価パターンを決定する評価パターン決定ステップを備えることを特徴とする回路パターン評価方法。
【請求項３】
請求項１に記載の回路パターン評価方法であって、
前記撮像領域決定ステップでは、少なくとも該評価パターンを含む回路パターンの設計データを基に撮像領域を決定することを特徴とする回路パターン評価方法。
【請求項４】
請求項１に記載の回路パターン評価方法であって、
前記撮像領域決定ステップでは，予め走査荷電粒子顕微鏡または光学顕微鏡を用いて少なくとも該評価パターンを含む領域を、前記撮像ステップにおける撮像倍率よりも低い撮像倍率で撮像した低倍像を取得し、該低倍像を基に該撮像領域を決定することを特徴とする回路パターン評価方法。
【請求項５】
請求項１に記載の回路パターン評価方法であって、
前記撮像ステップでは、ｍ番目に撮像した画像を基に該ｍ番目に撮像した画像の撮像位置を推定し、該推定した撮像位置を基にｎ番目（ｎ＞ｍ）に撮像する画像の撮像位置へのステージシフト量あるいはイメージシフト量を調整することを特徴とする回路パターン評価方法。
【請求項６】
請求項１に記載の回路パターン評価方法であって、
前記撮像領域決定ステップでは、該撮像領域を撮像するための撮像シーケンスを決定し、該撮像シーケンスを撮像レシピとして保存することを特徴とする回路パターン評価方法。
【請求項７】
請求項２に記載の回路パターン評価方法であって、
前記評価パターン決定ステップでは、該半導体ウェーハに形成されたコンタクトホールの位置を基に電気的繋がりのある複数のパターンを特定し、該複数のパターンを評価パターンとすることを特徴とする回路パターン評価方法。
【請求項８】
請求項１に記載の回路パターン評価方法であって、
前記撮像領域決定ステップでは、該評価パターンの各部位における属性情報を考慮して撮像領域を決定することを特徴とする回路パターン評価方法。
【請求項９】
請求項８記載の回路パターン評価方法であって、
該属性情報にはパターンの変形しやすさを含むことを特徴とする回路パターン評価方法。
【請求項１０】
請求項１記載の回路パターン評価方法であって、
前記撮像ステップでは、半導体ウェーハの第一の撮像領域を撮像して得られた第一の画像を基に該第一の撮像領域以外の領域に存在する評価パターンの位置を推定し、
前記撮像領域決定ステップでは、該推定した評価パターンを撮像するように第二の撮像領域を設定することを特徴とする回路パターン評価方法。
【請求項１１】
評価パターンを撮像して得た複数の画像に含まれる、隣接する第一の画像と第二の画像との間の距離の許容値である距離許容値を指定する距離許容値指定部と、
少なくとも該評価パターンの一部を含み、かつ、隣接する画像同士が前記距離許容値指定部にて指定した距離許容値を満たすような撮像領域を決定する撮像領域決定部と、
前記撮像領域決定部にて決定した撮像領域にて該評価パターンを撮像し、複数の画像を取得する撮像部と、を備える回路パターン評価装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の回路パターン評価装置であって、
さらに、半導体ウェーハの上に形成された回路パターンから、特定の回路パターンである評価パターンを決定する評価パターン決定部を備えることを特徴とする回路パターン評価装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の回路パターン評価装置であって、
前記撮像領域決定部では、少なくとも該評価パターンを含む回路パターンの設計データを基に撮像領域を決定することを特徴とする回路パターン評価装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載の回路パターン評価装置であって、
前記撮像領域決定部では，予め走査荷電粒子顕微鏡または光学顕微鏡を用いて少なくとも該評価パターンを含む領域を、前記撮像部における撮像倍率よりも低い撮像倍率で撮像した低倍像を取得し、該低倍像を基に該撮像領域を決定することを特徴とする回路パターン評価装置。
【請求項１５】
請求項１１に記載の回路パターン評価装置であって、
前記撮像部では、ｍ番目に撮像した画像を基に該ｍ番目に撮像した画像の撮像位置を推定し、該推定した撮像位置を基にｎ番目（ｎ＞ｍ）に撮像する画像の撮像位置へのステージシフト量あるいはイメージシフト量を調整することを特徴とする回路パターン評価装置。
【請求項１６】
請求項１１に記載の回路パターン評価装置であって、
前記撮像領域決定部では、該撮像領域を撮像するための撮像シーケンスを決定し、該撮像シーケンスを撮像レシピとして保存することを特徴とする回路パターン評価装置。
【請求項１７】
請求項１２に記載の回路パターン評価装置であって、
前記評価パターン決定部では、該半導体ウェーハに形成されたコンタクトホールの位置を基に電気的繋がりのある複数のパターンを特定し、該複数のパターンを評価パターンとすることを特徴とする回路パターン評価装置。
【請求項１８】
請求項１１に記載の回路パターン評価装置であって、
前記撮像領域決定部では、該評価パターンの各部位における属性情報を考慮して撮像領域を決定することを特徴とする回路パターン評価装置。
【請求項１９】
請求項１８記載の回路パターン評価装置であって、
該属性情報にはパターンの変形しやすさを含むことを特徴とする回路パターン評価装置。
【請求項２０】
請求項１１記載の回路パターン評価装置であって、
前記撮像部では、半導体ウェーハの第一の撮像領域を撮像して得られた第一の画像を基に該第一の撮像領域以外の領域に存在する評価パターンの位置を推定し、
前記撮像領域決定部では、該推定した評価パターンを撮像するように第二の撮像領域を設定することを特徴とする回路パターン評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
回路パターンを走査荷電粒子顕微鏡を用いて効率的に検査する方法および装置を提供する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハに回路パターンを形成するに際しては，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，レジストの上に回路パターンの露光用マスク（レチクル）を重ねてその上から可視光線，紫外線あるいは電子ビームを照射し，レジストを感光（露光）して現像することによって半導体ウェーハ上にレジストによる回路パターンを形成し，このレジストの回路パターンをマスクとして半導体ウェーハをエッチング加工することにより回路パターンを形成する方法等が採用されている。
【０００３】
半導体デバイスの設計・製造においては，露光・エッチング装置等の製造装置における発塵管理や，ウェーハ上に形成された回路パターン形状評価が重要であるが，回路パターンは微細であるため，撮像倍率の高い走査荷電粒子顕微鏡を用いた画像撮像ならびに検査が行われる。
【０００４】
走査荷電粒子顕微鏡としては，走査電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope：ＳＥＭ），走査型イオン顕微鏡（Scanning Ion Microscope：ＳＩＭ）等が挙げられる。更に，ＳＥＭ式の画像撮像装置としては，測長用の走査電子顕微鏡（Critical Dimension Scanning Electron Microscope：ＣＤ−ＳＥＭ）や欠陥レビュー用の走査電子顕微鏡（Defect Review Scanning Electron Microscope：ＤＲ−ＳＥＭ）が挙げられる。
【０００５】
パターン形状の評価のため，走査荷電粒子顕微鏡を用いて撮像を行う領域を評価ポイントと呼び，以降，ＥＰ（Evaluation Point）と略記する。ＥＰを少ない撮像ずれ量で，かつ高画質で撮像するため，アドレッシングポイント（以降，ＡＰと呼ぶ）あるいはオートフォーカスポイント（以降，ＡＦと呼ぶ）あるいはオートスティグマポイント（以降，ＡＳＴと呼ぶ）あるいはオートブライトネス・コントラストポイント（以降，ＡＢＣＣと呼ぶ）の一部又は全ての調整ポイントを必要に応じて設定し，それぞれの調整ポイントにおいて，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行った後，ＥＰを撮像する。前記アドレッシングにおける撮像ずれ量は，事前に登録テンプレートとして登録された座標既知のＡＰにおけるＳＥＭ画像と，実際の撮像シーケンスにおいて観察されたＳＥＭ画像とをマッチングし，前記マッチングのずれ量を撮像位置のずれ量として補正している。前記評価ポイント（ＥＰ），調整ポイント（ＡＰ，ＡＦ，ＡＳＴ，ＡＢＣＣ）をまとめて撮像ポイントと呼ぶ。ＥＰのサイズ・座標，撮像条件，ならびに各調整ポイントの撮像条件，調整方法，ならびに各撮像ポイントの撮像順，ならびに前記登録テンプレートは撮像レシピとして管理され，走査荷電粒子顕微鏡は前記撮像レシピに基づき，ＥＰの撮像を行う。
【０００６】
従来，撮像レシピの生成はオペレータがマニュアルで行っており，労力と時間を要する作業であった。これに対し，例えばＧＤＳII形式で記述された半導体の回路パターンの設計データを基にＡＰを決定し，さらに設計データからＡＰにおけるデータを切り出して前記登録テンプレートとして撮像レシピに登録することで撮像レシピ生成の負担を軽減する半導体検査システムが開示されている（特許文献１：特開２００２−３２８０１５号公報）。
【０００７】
また，走査荷電粒子顕微鏡を用いて広視野な画像を得る手段として，分割して撮像した複数枚の画像を繋ぎ合わせて一枚のシームレスな画像を生成する「パノラマ合成技術」が開示されている（特許文献２：特開２０１０−０６７５１６号公報）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３２８０１５号公報
【特許文献２】特開２０１０−０６７５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来，定点検査によりウェーハ上のある領域を評価ポイント（ＥＰ）として撮像し，前記ＥＰにおける回路パターンのできばえを評価していた。しかしながら，ＥＰ座標が定点で与えられない場合において，電気不良を引き起こす可能性のある回路パターンの断線や形状不良を走査荷電粒子顕微鏡を用いて効率的に検査することは容易ではなかった。例えば，ある二箇所の回路パターンにプローバをあてて通電試験を行い，断線等の電気的不良が判明しても，その間のどこで問題が発生しているのか厳密に問題箇所を特定することは容易ではなかった。あるいは，不良の有無は不明であるが，ある同電位の回路パターンについて，不良がないか検査したい場合も同様である。これは，電気不良の原因となりうる検査領域の決定が困難であること，検査領域は一般に広域であり，走査荷電粒子顕微鏡の視野に収まらないことによる。後者については，特許文献１で述べたパノラマ合成技術により視野の拡大は期待できるが，撮像回数の観点から効率的な検査を行うことは困難である。また，低い撮像倍率で撮像することにより，ある程度，視野を拡大することはできるが，画像分解能は下がるため，検査性能が低下する危険性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は，電気不良を引き起こす可能性のある回路パターンの断線や形状不良を走査荷電粒子顕微鏡を用いて効率的かつ自動で検査する方法を提供する。本課題を解決するために，本発明は，以下の特徴を有する回路パターン評価方法ならびにその装置とした。
【００１１】
評価パターンを撮像して得た複数の画像に含まれる、隣接する第一の画像と第二の画像との間の距離の許容値である距離許容値を指定する距離許容値指定ステップと、少なくとも該評価パターンの一部を含み、かつ、隣接する画像同士が前記距離許容値指定ステップにて指定した距離許容値よりも小さくなるような撮像領域を決定する撮像領域決定ステップと、前記撮像領域決定ステップにて決定した撮像領域にて該評価パターンを撮像し、複数の画像を取得する撮像ステップと、を備える回路パターン評価方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、回路パターンの検査するープットを向上させるパターン検査装置およびパターン検査方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明における撮像シーケンスの代表例を示す図である。
【図２】本発明を実現するためのＳＥＭ装置の構成を示す図である。
【図３】半導体ウェーハ上から放出される電子の信号量を画像化する方法を示す図である。
【図４】ＳＥＭ装置における撮像シーケンスを示す図である。
【図５】評価ポイント（ＥＰ）間の距離のバリエーションを示す図である。
【図６】オフライン決定モードによる撮像シーケンスの決定を含む本発明の処理シーケンスを示す図である。
【図７】撮像シーケンスのバリエーションを示す図である。
【図８】分岐をもつパターンの撮像方法とＥＰ撮像範囲のバリエーションを示す図である。
【図９】多層配線において電気的パスの追跡撮像を示す図である。
【図１０】多層配線において電気的パスの追跡撮像を示す図である。
【図１１】属性情報を加味した撮像シーケンスの決定方法を示す図である。
【図１２】オンライン決定モードによる撮像シーケンスの決定を含む本発明の処理シーケンスを示す図である。
【図１３】オンライン決定モードによる撮像シーケンスの決定方法を示す図である。
【図１４】混合決定モードによる撮像シーケンスの決定方法を示す図である。
【図１５】本発明を実現するための装置システムの構成を示す図である。
【図１６】本発明のＧＵＩを示す図である。
【図１７】本発明のＧＵＩを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は，半導体デバイスの設計あるいは製造過程において，ウェーハ上に形成された回路パターンを画像撮像装置である走査荷電粒子顕微鏡を用いて撮像し，電気不良を引き起こす可能性のある回路パターンの断線や形状不良を効率的に検査する装置および方法を提供する。以下，本発明に係る実施の形態を，前記走査荷電粒子顕微鏡の一つである走査電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope：ＳＥＭ）を例に説明するが，本発明はこれに限定されるものではなく，走査型イオン顕微鏡（Scanning Ion Microscope：ＳＩＭ）等の走査荷電粒子顕微鏡に対しても適用可能である。また，本発明は半導体デバイスに限らず，撮像・評価が必要なパターンを有する試料の検査に適用することが可能である。
1. 画像撮像装置 
1.1 ＳＥＭ構成要素
本発明における検査システムの一例を図２に示す。図２は検査を行う試料を撮像する走査荷電粒子顕微鏡の例としてＳＥＭを用いた実施例であり，試料の二次電子像（Secondary Electron：ＳＥ像）あるいは反射電子像（Backscattered Electron：ＢＳＥ像）を取得するＳＥＭの構成概要のブロック図を示す。また，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電子ビームを照射して得られたトップダウン画像，あるいは任意の傾斜させた方向から電子ビームを照射して得られたチルト像の一部または全てを含む。
【００１５】
電子光学系２０２は内部に電子銃２０３を備え，電子線２０４を発生する。電子銃２０３から発射された電子線はコンデンサレンズ２０５で細く絞られた後，ステージ２２１上におかれた試料である半導体ウェーハ２０１上において電子線が焦点を結んで照射されるように，偏向器２０６および対物レンズ２０８により電子線の照射位置と絞りとが制御される。電子線を照射された半導体ウェーハ２０１からは，２次電子と反射電子が放出され，ExB偏向器２０７によって照射電子線の軌道と分離された２次電子は２次電子検出器２０９により検出される。一方，反射電子は反射電子検出器２１０および２１１により検出される。反射電子検出器２１０と２１１とは互いに異なる方向に設置されている。２次電子検出器２０９および反射電子検出器２１０および２１１で検出された２次電子および反射電子はA/D変換機２１２，２１３，２１４でデジタル信号に変換され，処理・制御部２１５に入力されて，画像メモリ２１７に格納され，ＣＰＵ２１６で目的に応じた画像処理が行われる。図２では反射電子像の検出器を２つ備えた実施例を示したが，前記反射電子像の検出器をなくすことも，数を減らすことも，数を増やすことも，検出方向を変えることも可能である。
【００１６】
図３に半導体ウェーハ３０７上に電子線を走査して照射した際，半導体ウェーハ上から放出される電子の信号量を画像化する方法を示す。電子線は，例えば図３左に示すようにｘ，ｙ方向に３０１〜３０３又は３０４〜３０６のように走査して照射される。電子線の偏向方向を変更することによって走査方向を変化させることが可能である。ｘ方向に走査された電子線３０１〜３０３が照射された半導体ウェーハ上の場所をそれぞれＧ1〜Ｇ3で示す。同様にｙ方向に走査された電子線３０４〜３０６が照射された半導体ウェーハ上の場所をそれぞれＧ4〜Ｇ6で示す。前記Ｇ1〜Ｇ6において放出された電子の信号量は，それぞれ図３右に示した画像３０９における画素Ｈ1〜Ｈ6の明度値になる（Ｇ，Ｈにおける添字1〜6は互いに対応する）。３０８は画像上のｘ，ｙ方向を示す座標系である（Ｉｘ-Ｉｙ座標系と呼ぶ）。このように視野内を電子線で走査することにより，画像フレーム３０９を得ることができる。また実際には同じ要領で前記視野内を電子線で何回か走査し，得られる画像フレームを加算平均することにより，高S／Nな画像を得ることができる。加算フレーム数は任意に設定可能である。
【００１７】
図２中の処理・制御部２１５は，ＣＰＵ２１６と画像メモリ２１７を備えたコンピュータシステムであり，撮像レシピを基に評価対象となる回路パターンを含む領域を評価パターンとして撮像するため，ステージコントローラ２１９や偏向制御部２２０に対して制御信号を送る，あるいは半導体ウェーハ２０１上の任意の評価パターンの撮像画像に対し計測レシピを基に各種画像処理を行う等の処理・制御を行う。
【００１８】
前記撮像レシピの詳細については後述する。前記計測レシピとは，撮像したＳＥＭ画像における欠陥検出，パターン形状計測等の評価を行うための画像処理アルゴリズムや処理パラメータを指定するファイルであり，ＳＥＭは前記計測レシピに基づいてＳＥＭ画像を処理することによって，検査結果を得る。具体的には，評価パターンの部位ごとのパターン形状の測長値，パターン輪郭線，パターンを評価する画像特徴量，パターン形状の変形量，それらに基づくパターン形状の正常度あるいは異常度等の算出方法である。露光条件の変化や光近接効果（Optical Proximity Effect：ＯＰＥ），エレクトロマイグレーション（Electromigration）等に伴うパターンの形状あるいはテクスチャの変化，製造装置等から発塵した異物の付着有無や付着位置（付着位置によってパターン変形や断線，配線間のショートを引き起こす）等を捉えることによって電気不良の有無や，電気不良に至らないまでもその危険の度合いを定量的に把握することができる。
【００１９】
また，処理・制御部２１５は処理端末２１８（ディスプレイ，キーボード，マウス等の入出力手段を備える）と接続されており，ユーザに対して画像等を表示する，あるいはユーザからの入力を受け付けるＧＵＩ（Graphic User Interface）を備える。２２１はＸＹステージであり，半導体ウェーハ２０１を移動させ，前記半導体ウェーハの任意の位置の画像撮像を可能にしている。ＸＹステージ２２１により撮像位置を変更することをステージシフト，例えば偏向器２０６により電子線を偏向することにより観察位置を変更することをイメージシフトと呼ぶ。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く，逆にイメージ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。
【００２０】
図２中のレシピ生成部２２２は，撮像レシピ作成装置２２３，計測レシピ作成装置２２４を備えたコンピュータシステムである。レシピ生成部２２２は処理端末２２５と接続されており，生成したレシピをユーザに表示する，あるいはユーザからの撮像やレシピ生成に関する設定を受け付けるＧＵＩを備える。
前述の処理・制御部２１５，レシピ生成部２２２はネットワーク２２８を介して情報の送受信が可能である。ネットワークにはストレージ２２７を有するデータベースサーバ２２６が接続されており，（ａ）設計データ（マスク用の設計データ（光近接効果補正（Optical Proximity Correction：ＯＰＣ）なし／あり），ウェーハ転写パターンの設計データ），（ｂ）前記マスク用の設計データからリソシミュレーション等により推定した実パターンのシミュレーション形状，（ｃ）生成した撮像・計測レシピ，（ｄ）撮像した画像（ＯＭ像，ＳＥＭ画像），（ｅ）撮像・検査結果（評価パターンの部位ごとのパターン形状の測長値，パターン輪郭線，パターンを評価する画像特徴量，パターン形状の変形量，パターン形状の正常度あるいは異常度等），（ｆ）撮像・計測レシピの決定ルールの一部または全てを，品種，製造工程，日時，データ取得装置等とリンクさせて保存・共有することが可能である。２１５，２２２，２２６で行われる処理は，任意の組合せで複数台の装置に分割，あるいは統合して処理させることが可能である。
1.2 撮像レシピ
撮像レシピとは，ＳＥＭの撮像シーケンスを指定するファイルである。すなわち，評価対象として撮像すべき撮像領域（評価ポイント（ＥＰ）と呼ぶ）の座標や，前記ＥＰを位置ずれなく，かつ高精細に撮像するための撮像手順を指定する。ＥＰは1ウェーハ上に複数存在する場合もあるし，ウェーハの全面検査であればＥＰがウェーハを埋め尽くすということになる。図４（ａ）にＥＰを撮像するための代表的な撮像シーケンスのフロー図，図４（ｂ）に前記代表的な撮像シーケンスに対応する撮像箇所を示す。以後，図４（ａ）（ｂ）を対応させながら，撮像シーケンスについて説明する。
【００２１】
まず図４（ａ）のステップ４０１において試料である半導体ウェーハ（図２では２０１，図４（ｂ）では４１６）をＳＥＭ装置のステージ２２１上に取り付ける。図４（ｂ）においてウェーハ４１６内に描かれた４１７〜４２０に代表される四角い枠はチップを表しており，４２１はチップ４１８を拡大したものである。また，４２５はチップ４２１の一部をあるＥＰ４３３を中心に拡大したものである。
ステップ４０２においてステージシフトにより，予め指定したウェーハ上のアライメントパターンにＳＥＭに取り付けられた光学顕微鏡（図２に図示せず）の視野を移動し，前記ウェーハ上のアライメントパターンを前記光学顕微鏡で観察しＯＭ像を得る。予め用意した前記アライメントパターンにおけるマッチング用データ（テンプレート）と前記ＯＭ像をマッチングすることによりウェーハのずれ量を計算する。図４（ｂ）において前記アライメントパターンの撮像範囲を太枠４２２で示す。
【００２２】
ステップ４０２におけるＯＭ像の撮像倍率は低倍であるため，マッチングにより求めたずれ量の精度が十分でない場合がある。そこで，ステップ４０３において電子線２０４の照射によるＳＥＭ画像の撮像を行い，前記ＳＥＭ画像を用いたアライメントを行う。ＳＥＭのＦＯＶは光学顕微鏡のＦＯＶに比べて小さく，ウェーハのずれ量によっては撮像しようとするパターンがＦＯＶの外になってしまう危険性があるが，ステップ４０２によりおおよそのずれ量は分かっているため，前記ずれ量を考慮して電子線２０４の照射位置を移動する。具体的にはまず，ステップ４０４においてＳＥＭの撮像位置をアライメントパターン撮像用オートフォーカスパターン４２３に移動して撮像し，オートフォーカス調整のパラメータを求め，該求められたパラメータに基づいてオートフォーカス調整を行う。次にステップ４０５においてＳＥＭの撮像位置をアライメントパターン４２４に移動して撮像し，予め用意した前記アライメントパターン４２４におけるマッチング用データ（テンプレート）とＳＥＭ画像とをマッチングすることによって，より正確なウェーハのずれ量を計算する。図４（ｂ）に光学顕微鏡用アライメントパターン４２２，ＳＥＭ用アライメントパターン撮像用オートフォーカスパターン４２３，ＳＥＭ用アライメントパターン４２４の撮像位置の一例を示す。これらの撮像位置の選択においてはアライメントあるいはオートフォーカスを行うのに適したパターンが含まれるか考慮する必要がある。
【００２３】
ステップ４０２，４０３の光学顕微鏡とＳＥＭを用いたアライメントをウェーハ上の複数箇所で行い，前記複数箇所で求めた位置ずれ量を基にウェーハの大きな原点ずれやウェーハの回転を計算する（グローバルアライメント）。図４（ａ）においてアライメントはＮａ箇所で行っており（ステップ４０２〜４０６），図４（ｂ）ではチップ４１７〜４２０の四箇所で行う例を示している。以降，所望の座標へ視野移動する際には，ここで求めた原点ずれ・回転をキャンセルするように移動を行う。
【００２４】
ウェーハレベルでのアライメントが終わったら，ステップ４０７において評価パターン（ＥＰ）毎にさらに精度の高い位置決め（アドレッシング）や画質調整を行い，ＥＰを撮像する。前記アドレッシングは各ＥＰへの視野移動の際に発生するステージシフト誤差をキャンセルするために行う。具体的には，まずＥＰ４３３にステージシフトする。すなわち，電子線２０４の垂直入射位置がＥＰ中心になるようにステージ２２１を移動する。電子線の垂直入射位置はＭｏｖｅ座標（以降，ＭＰ）と呼ばれ，十字マーク４２６で示している。ここではＭＰをＥＰの中心位置に設定する例で説明するが，ＭＰをＥＰの周囲に設定する場合もある。ＭＰ４２６が決まると，そこからステージを動かさず，イメージシフトのみで視野移動可能な範囲４２７（点線枠）が決定する。もちろん，ＭＰにステージシフトしても，実際の実際にはステージシフトの停止誤差分だけずれている。次にステップ４０８においてＳＥＭの撮像位置をアドレッシングパターン撮像用オートフォーカスパターン４２８（以降，ＡＦ）にイメージシフトして撮像し，オートフォーカス調整のパラメータを求め，該求められたパラメータに基づいてオートフォーカス調整を行う。次にステップ４０９においてＳＥＭの撮像位置をアドレッシングパターン４２９（以降，ＡＰ）に移動して撮像し，予め用意した前記ＡＰ４２４におけるマッチング用データ（テンプレート）とＳＥＭ画像とをマッチングすることによって，よりステージシフト誤差を計算する。以降のイメージシフトでは，前記計算したステージシフト誤差をキャンセルするように視野移動する。次にステップ４１０においてＳＥＭの撮像位置をＥＰ撮像用ＡＦ４３０にイメージシフトして撮像し，オートフォーカス調整のパラメータを求め，該求められたパラメータに基づいてオートフォーカス調整を行う。次にステップ４１１においてＳＥＭの撮像位置をオートスティグマパターン４３１（以降，ＡＳＴ）にイメージシフトして撮像し，オートスティグマ調整のパラメータを求め，該求められたパラメータに基づいてオートスティグマ調整を行う。前記オートスティグマとは，ＳＥＭ撮像時に歪みのない画像を取得するため，収束させた電子線の断面形状をスポット状になるように非点収差補正することを指す。次にステップ４１２においてＳＥＭの撮像位置をオートブライトネス＆コントラストパターン４３２（以降，ＡＢＣＣ）にイメージシフトして撮像し，オートブライトネス＆コントラスト調整のパラメータを求め，該求められたパラメータに基づいてオートブライトネス＆コントラスト調整を行う。前記オートブライトネス＆コントラストとは，ＥＰ撮像時に適切な明度値及びコントラストをもつ鮮明な画像を取得するため，例えば二次電子検出器２０９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とよって，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あるいはそれに近いコントラストになるように設定することを指す。前記ＡＰ用のＡＦや，ＥＰ用のＡＰ，ＡＦ，ＡＳＴ，ＡＢＣＣへの視野移動はイメージシフトにより行うため，前記イメージシフト可能範囲４２７内で設定する必要がある。
【００２５】
ステップ４０７におけるアドレッシングや画質調整を行った後，ステップ４１３においてイメージシフトにより撮像箇所をＥＰに移動して撮像を行う。
【００２６】
Ｎｂ個あるＥＰ全ての撮像が終わったら（ステップ４１４），ステップ４１５においてウェーハをＳＥＭ装置から取り出す。
【００２７】
なお，前述したステップ４０４，４０５，４０８〜４１２におけるアライメントや画質調整は場合によって，一部が省略される，あるいは順番が入れ替わる場合がある。
【００２８】
なお，電子線照射による試料上へ汚染物質の付着（コンタミネーション）の問題から，調整ポイント（ＡＰ，ＡＦ，ＡＳＴ，ＡＢＣＣ）は一般にＥＰと撮像領域が重複しないように設定する。同じ領域を2回撮像すると，2回目の画像においてはコンタミネーションの影響で，画像が黒ずんだり，パターンの線幅が変化するといった現象がより強く現れることがある。そのため，評価パターンの評価に用いるＥＰでのパターン形状精度を保つため，各種調整はＥＰ周辺のパターンを用いて行い，調整後パラメータでＥＰを撮像することで，ＥＰへの電子線照射を最小限に抑える。
【００２９】
このように撮像シーケンスには，各種撮像パターン（ＥＰ，ＡＰ，ＡＦ，ＡＳＴ，ＡＢＣＣ）の座標，サイズ（視野あるいは撮像倍率），撮像順序（各撮像パターンへの視野移動手段（ステージシフトあるいはイメージシフト）を含む），撮像条件（プローブ電流，加速電圧，電子ビームの走査方向等）が含まれる。撮像シーケンスは撮像レシピにより指定する。また，アライメントやアドレッシングに用いたマッチング用データ（テンプレート）も撮像レシピに登録される。さらに，アライメントやアドレッシングにおけるマッチングアルゴリズム（画像処理方法や画像処理パラメータ）も撮像レシピに登録することができる。ＳＥＭは前記撮像レシピに基づきＥＰを撮像する。
2. 回路パターンの撮像・評価方法 
2.1 概要
図１に本発明における撮像方法の概要を示す。本発明はＳＥＭを用いて半導体ウェーハ上に形成された特定の回路パターン（評価パターン）を撮像位置をずらしながら複数回に分けて撮像した画像群を用いて前記評価パターンを評価する方法であって，回路パターンの中から前記評価パターンを決定する評価パターン決定ステップと，前記画像群に含まれる任意の隣接する第一の画像と第二の画像間の距離の許容値（距離許容値）を指定する距離許容値指定ステップと，撮像領域内に少なくとも前記評価パターンの一部を含みかつ隣接する画像同士が前記距離許容値を満たすように前記画像群の撮像領域を決定する撮像領域決定ステップと，前記決定した画像群の撮像領域を撮像して評価パターンの画像群を取得する撮像ステップを含むことを特徴とする。
【００３０】
図1（ａ）はウェーハ上に形成された複数の回路パターンの中から評価すべき回路パターン１００（評価パターン）を決定する様子を示す。評価パターン以外の回路パターンは図示していないが，一般に評価パターンの周囲にも回路パターンは存在する。評価パターンとして選ばれるパターンは，（１）通電試験等によって判明した電気的不良が発生しているパターン，（２）リソシミュレーション等によって不良が発生する可能性が高いと推測されるパターン，（３）回路的に重要な配線であり，できばえについて特に慎重に検査すべきパターン等が挙げられ，これらの基準に基づき評価パターンを自動で決定することも，ユーザが指定することもできる。ユーザの指定方法としては図1（ａ）に示すように，例えば画面に表示された回路パターンの設計データや撮像画像（光学顕微鏡の画像，あるいはＳＥＭを用いて低倍率もしくは高倍率で撮像した画像）に対して，マウス等の入力手段を用いてマウスカーソル１０１のように評価パターンとしたいパターン１００を指定する。また，評価パターンはパターン輪郭線により表現される閉図形全てではなく，その一部であってもよい。すなわち，評価パターンとしたいパターンの一部を指してそのパターン全てを評価パターンとしてもよいし，評価パターンとしたい部位の始点，終点をそれぞれマウスカーソル１０１，１０２のように指定して，その間を評価パターンとしてもよい（後者の場合，パターン１００から部位１２０を除いた部分のみが評価パターンとなる）。
【００３１】
回路パターンを効率的に検査するために，前述のように評価パターンを決定することで前記評価パターンの位置や形状を認識し，少なくとも前記評価パターンの一部を視野に含むように複数回に分けて画像撮像を行う。この際，任意の隣接する第一の画像と第二の画像間の距離許容値を設定することで効率的な撮像を行うことができる。
【００３２】
隣接画像間の距離について説明する。画像間の距離は，例えば，隣接画像中心間の距離としても良いし，隣接画像端間の距離としても良いし，隣接画像間の重複領域あるいは隣接画像間のスペースに含まれる評価パターンの長さとしても良い。図５（ａ）〜（ｅ）を用いて複数通り存在する距離の定義について説明する。
【００３３】
図５（ａ）は２つのＥＰ５００，５０１間の距離を，それぞれの撮像範囲の中心５０２，５０３間の距離として与えた場合である。中心間のＸ，Ｙ方向の距離Ａｘ，Ａｙはそれぞれ５０４，５０５で与えられ，例えば距離Ａｘ，Ａｙ，ＭＡＸ（Ａｘ，Ａｙ），ＭＩＮ（Ａｘ，Ａｙ），ＳＱＲＴ（Ａｘ＾２＋Ａｙ＾２）等が前記距離許容値を満たすようにＥＰを決定する。ただし，ＭＡＸ（ａ，ｂ），ＭＩＮ（ａ，ｂ）はそれぞれａ，ｂの最大値，最小値，ＳＱＲＴ（ａ）はａの平方根を返す関数である。
【００３４】
図５（ｂ）はＥＰ５０６，５０７間の距離を，両者の撮像領域の重複領域の幅として与えた場合である。前記重複領域のＸ，Ｙ方向の幅Ｂｘ，Ｂｙはそれぞれ５０８，５０９で与えられる。図５（ｂ）は２つのＥＰが重複する場合であるが，重複しない場合は図５（ｃ）のようにＥＰ５１０，５１１間の距離を，両者のずれ幅として与えることもできる。Ｘ，Ｙ方向のずれ幅Ｃｘ，Ｃｙはそれぞれ５１２，５１３で与えられる。
【００３５】
図５（ｄ）はＥＰ５１４，５１５間の距離を，両者の撮像領域の重複領域に含まれる評価パターン５１６の長さＤ（５１７）で与えた場合である。図５（ｄ）は２つのＥＰが重複する場合であるが，重複しない場合は図５（ｅ）のようにＥＰ５１８，５１９間の距離を，両者の撮像領域間のスペースに含まれる評価パターン５２０の長さＥ（５２１）で与えることができる。
【００３６】
評価パターンを効率的に撮像するためには，図５（ａ）〜（ｅ）に示すような距離が前記距離許容値で与える条件を満たし，評価パターンを適切な間隔で撮像することが有効である。例えばＥＰどうしを近づけたい場合，ＥＰ間の距離を前述のＭＡＸ（Ａｘ，Ａｙ）（図５（ａ）の場合，５０５）で与えるのであれば，その距離許容値を小さく設定する必要があるし，ＭＩＮ（Ｂｘ，Ｂｙ）（図５（ｂ）の場合，５０９）で与えるのであれば，その距離許容値を大きく設定する必要がある。距離の定義はいずれを用いることも可能であるが，定義の仕方によって値の大小の意味が変わってくる。そこで，以降の説明においてＥＰ間の距離は画像中心間の距離ＳＱＲＴ（Ａｘ＾２＋Ａｙ＾２）（図５（ａ）の５２２）として説明する。この距離では，値が小さいほどＥＰどうしが近づき，値が大きいほどＥＰどうしが離れる。
【００３７】
隣接画像間の距離の許容値（距離許容値）について説明する。前記距離許容値は一つの値で与えても良いし，範囲（最小値，最大値）で与えても良い。前記距離許容値は，その大きさによって次の二つに大別される。
（条件１）前記隣接する第一の画像と第二の画像の撮像領域が重複する距離許容値
（条件２）前記隣接する第一の画像と第二の画像の撮像領域が重複しない距離許容値
図１（ｂ）は，評価パターン（パターン１００から部位１２０を除いた部分）に対して隣接画像間の距離が（条件１）の距離許容値を満たすようにＥＰを決定した例である。同図には点線枠１０３〜１１１で示される９つのＥＰ（順にＥＰ1〜ＥＰ９と呼ぶ）が配置されており，例えばＥＰ１（１０３）とＥＰ２（１０４）の中心座標（十字マークで表示）間の距離１１２に代表される任意の隣接ＥＰ間の距離が（条件１）の距離許容値を満たし，隣接ＥＰ間に重複領域ができるようにＥＰ座標やＥＰ数が決定されている。（条件１）の場合の距離許容値として，隣接画像間の距離の最小値を設けた場合，前記最小値より隣接画像どうしが近づくことはないので，重複して撮像される評価パターンの長さもある程度に抑えられ，効率的に評価パターンを撮像することができる。また，最大値を設けた場合，少なくとも隣接画像間には重複領域が存在するため，評価パターンの任意の部位はいずれかの撮像画像に含まれる可能性が高く，検査漏れを防ぐことができる。
【００３８】
図１（ｃ）は，評価パターン（パターン１００から部位１２０を除いた部分）に対して隣接画像間の距離が（条件２）の距離許容値を満たすようにＥＰを決定した例である。同図には点線枠１１３〜１１８で示される６つのＥＰ（順にＥＰ1〜ＥＰ６と呼ぶ）が配置されており，例えばＥＰ１（１１３）とＥＰ２（１１４）の中心座標（十字マークで表示）間の距離１１９に代表される任意の隣接ＥＰ間の距離が（条件２）の距離許容値を満たし，隣接ＥＰ間にスペースができるようにＥＰ座標やＥＰ数が決定されている。（条件２）の場合，隣接画像間にスペースができるため，そのスペースに存在する撮像されなかった評価パターンの部位において検査漏れが発生する危険性がある。しかしながら，距離許容値として隣接画像間の距離の最小値や最大値を設けることにより，評価パターンを一定の割合でサンプリングして検査することができ，検査箇所の偏りなく，できばえの全体傾向を捉えることができる。
【００３９】
（条件１）（条件２）において，最大値，最小値は，どちらか一方を設けても良いし，両方設けてもよい。
【００４０】
また（条件１）（条件２）を共に含む実施例として，距離許容値を範囲（最小値，最大値）として与え，最小値は隣接画像が重複する距離，最大値は隣接画像間にスペースができる距離としてもよい。
【００４１】
こうして与えた距離許容値をなるべく満たすように複数の評価ポイント（ＥＰ）の位置を最適化し，撮像したＥＰの画像群を基に前記評価パターンを検査することができる。
【００４２】
本発明における撮像シーケンスの決定のバリエーションは，次の3つのモードに大別される。
（モード１）設計データ等を用いて事前に評価パターンの位置や形状を認識して撮影前に撮像シーケンスを決定（オフライン決定モードと呼ぶ）。
（モード２）撮影を繰り返す中で，撮影した画像を基に撮像シーケンスを決定（オンライン決定モードと呼ぶ）。
（モード３）前記オフライン決定モードと前記オンライン決定モードを両方用いる（混合決定モードと呼ぶ）。
【００４３】
これら3つのモードはＧＵＩ等で切り替えて実行することができる。以下，順に詳細を説明する。
2.2 撮像シーケンスのオフライン決定モード（モード１） 
2.2.1 評価パターン決定および撮像シーケンス決定
図６にオフライン決定モードの全体処理フローを示す。四角い枠６００〜６０４は処理内容，角が丸い枠６０５〜６１２は前記処理に用いられる情報を示す。まず，評価パターンを決定するにはウェーハ上のパターンのレイアウト情報を用いることが有効である。また，評価パターンを含むように撮像領域（ＥＰ）を決定するには，前記評価パターンの位置や形状を認識しなければならない。さらに，撮像シーケンスの決定においては，ＥＰや各種調整ポイント（ＡＰ，ＡＦ，ＡＳＴ，ＡＢＣＣ）の撮像位置，撮像条件，撮像順，各種調整方法等の一部または全てを決定する必要があり，評価パターン周辺のパターン情報も必要である。そのため，評価パターン決定（ステップ６００），撮像シーケンス決定（ステップ６０１）は，少なくとも評価パターンを含む回路パターンの設計データ（６０５）を基に行うことを特徴とする。前記設計データとしては，マスク用の設計データ（光近接効果補正（Optical Proximity Correction：ＯＰＣ）なし／あり），ウェーハ転写パターンの設計データ等を用いても良いし，これらは実際のパターン形状との乖離か大きい場合があるため，前記マスク用の設計データからリソシミュレーション等により推定した実パターンのシミュレーション形状を用いてもよい。
【００４４】
あるいは設計データの代わりに，事前に走査荷電粒子顕微鏡あるいは光学顕微鏡を用いて少なくとも評価パターンを含む広域をＥＰの撮像倍率よりも低倍率で撮像した低倍像を取得し，前記低倍像を基にステップ６００，６０１を行う（６０６）ことを特徴とする。検査漏れを防ぐため，評価パターンの検査に用いるＥＰ画像には高い画像分解能が要求される。一方，評価パターンの認識に用いるのであれば，ある程度の画像分解能があれば十分である。また，低倍像は一般に視野が広く，評価パターンの認識には都合が良い。
【００４５】
ステップ６００，６０１では設計データ，低倍像，あるいはその両方を用いることが可能であるが，以下の説明では特に設計データを用いた場合について説明する。ステップ６００では，図１（ａ）に示すように設計データを画面に表示して，評価パターンを指定することができる。
【００４６】
ステップ６０１では，設計データ等から得られるパターンのレイアウト情報の他，隣接画像（ＥＰ）間の距離許容値６０７，ＥＰの視野あるいは撮像倍率６０８，ＥＰの許容撮像ずれ量６０９を入力として，撮像シーケンスを決定する。撮像条件の一つである前記ＥＰの視野あるいは撮像倍率は例えば１um〜2umのように範囲で与えることもできる。ＥＰ間の距離，ＥＰの視野，ＥＰの許容撮像ずれ量等に関する制約条件を満足するように計算機内で撮像シーケンスを最適化し，自動で撮像シーケンスを決定することができる。
【００４７】
図７を用いて撮像シーケンスの一例を説明する。図７（ａ）は評価パターン７００を撮像するための撮像シーケンスであり，許容撮像ずれ量を考慮せずに決定した撮像シーケンスとそのためアドレッシングを行わずに撮像した撮像位置を示す。本例はあるＥＰ間の距離許容値を満たすように配置した４つのＥＰ（ＥＰ１〜ＥＰ４）を番号順に撮像する様子を示す。撮像位置の移動はステージシフトあるいはイメージシフトにより行われるが，いずれも位置決め精度には限界があるため，撮像シーケンス決定時に定めたＥＰ１〜ＥＰ４の設定撮像位置７０１〜７０４に対して，実際の撮像位置は例えば太枠７１７〜７２０のようにずれる可能性がある。ステージシフト，イメージシフトのそれぞれにおいて発生しうる最大の撮像ずれ量（最大撮像ずれ量）は見積もることができる。そこで，各ＥＰへの視野移動手段（ステージシフト，イメージシフト）を基に，ＥＰ１〜ＥＰ４において発生しうる最大の撮像ずれ範囲（最大撮像ずれ範囲）を予想して表示したものが点線枠７０５〜７０８である。設定撮像位置７０１〜７０４からのＸ方向の最大撮像ずれ量Ｇｘはそれぞれ７０９〜７１２，Ｙ方向の最大撮像ずれ量Ｇｙはそれぞれ７１３〜７１６で表される。すなわち，設定撮像位置から実際の撮像位置は±Ｇｘ，±Ｇｙだけずれる可能性があり，実際の撮像位置７１７〜７２０は対応する点線枠７０５〜７０８内には収まるが，そのどこになるかは分からない。視野移動を繰り返すたびに撮像ずれは積算されるため，最大撮像ずれ範囲はＥＰ撮像回数に伴い大きくなっており，ＥＰの許容撮像ずれ量を満たさなくなる可能性が高くなる。ＥＰ４に対する実際の撮像位置７２０は一例ではあるが，設定撮像位置７０４から大きくずれており，評価パターンを画像中心付近に捉えることができていない。
【００４８】
そこで同じく評価パターン７００を撮像するために，許容撮像ずれ量（６０９）を考慮して決定した撮像シーケンスとアドレッシングを行った撮像位置を図７（ｂ）に示す。ＥＰ１〜ＥＰ４に対応する設定撮像位置は７２２〜７２５，最大撮像ずれ範囲は７２７〜７３０，Ｘ方向の最大撮像ずれ量Ｇｘは７３２〜７３５，Ｙ方向の最大撮像ずれ量Ｇｙは７３７〜７４０，実際の撮像位置は７４２〜７４５である。ＥＰの撮像ずれを小さくするための方法として，図４（ｂ）に示したようにＥＰ撮像前に位置決め用パターンであるアドレッシングポイント（ＡＰ）４２９を撮像し，位置ずれを補正することが考えられるが，このようなアドレッシングには以下の課題がある。
【００４９】
（ａ）ＡＰを予め与える必要がある。（ｂ）ＥＰの周囲に適切なＡＰがあるとは限らない。（ｃ）ＡＰの撮像と撮像ずれの推定に時間を要する分，スループットが低下する。
【００５０】
そこで本発明では，ＥＰ群の中でｍ番目に撮像したＥＰを基に前記ｍ番目に撮像したＥＰの実際の撮像位置を推定し，前記推定した実際の撮像位置を基にｎ番目（ｎ＞ｍ）に撮像するＥＰの撮像位置へのステージシフト量あるいはイメージシフト量を調整することを特徴とする。すなわち，ＥＰ画像から，前記ＥＰにおいて発生した撮像ずれ量を推定し，次に撮像するＥＰへのステージシフト量あるいはイメージシフト量を前記撮像ずれ量をキャンセルするように決定する。これにより，視野移動を繰り返すたび，撮像ずれ量が積算されるのを防ぐことができる。また，アドレッシングのためだけにＡＰのような画像撮像をする必要がない。ＥＰでの撮像ずれは，実際に撮像したＥＰ画像と，ＥＰの設定撮像位置における設計データや低倍像とをマッチングすることにより推定できる。また，撮像シーケンスの決定において評価パターンがＥＰ画像の視野の中心にくる等の配置ルールに従ってＥＰを決定していた場合，実際に撮像したＥＰ画像中における評価パターンの位置を認識し，前記評価パターンの画像中心からずれを検出することにより撮像ずれを推定することができる。図７（ｂ）ではまず設定撮像位置が７２２で与えられるＥＰ１を撮像し，ＥＰ１画像を用いて前述の方法によりＥＰ１において発生した撮像ずれ量を推定する。ＥＰ1画像７４２においてはＸ，Ｙ両方向に変化するパターンエッジを含むため，Ｘ，Ｙ両方向の位置ずれ量を推定することができる。次にＥＰ１の撮像ずれ量をキャンセルするようにＥＰ２に視野移動し，撮像する。ＥＰ２への視野移動においても撮像ずれが発生するため，予想される最大撮像ずれ範囲７２8はある幅をもつが，ＥＰ１における撮像ずれが積算されることはないので，図７（ａ）におけるＥＰ２の最大撮像ずれ範囲７０６に対しては小さくすることができる。同様にＥＰ２画像を用いてＥＰ２において発生した撮像ずれ量を推定する。ただし，ＥＰ２画像７４３においてはＹ方向に変化するパターンエッジしか含まないため，Ｙ方向の位置ずれ量しか推定することができない。そのため，ＥＰ２のＹ方向の撮像ずれ量のみキャンセルするようにＥＰ３に視野移動することしかできず，Ｘ方向については撮像ずれが積算され，ＥＰ３の最大撮像ずれ範囲７２９はＸ方向に  広がった範囲となる（Ｇｘ（７３４）＞Ｇｙ（７３９））。ＥＰ３画像７４４においてもＹ方向に変化するパターンエッジしか含まないため，このままでは次のＥＰ４撮像時にはＸ方向の撮像ずれが更に増す。もし，条件として与えた許容撮像ずれ量（６０９）とＥＰ３におけるＸ方向の最大撮像ずれ量７３４とが近い値であった場合，これ以上撮像ずれが大きくなると要求を満たさなくなってしまう。このような場合は，従来のＡＰを用いたアドレッシングを組み合わせることができる。すなわち，ＥＰ３撮像後に，位置ずれ量を推定可能な特異的なパターンをＡＰとして撮像して撮像ずれ量を推定した後，ＡＰにおける撮像ずれ量をキャンセルするようにＥＰ４に視野移動する。図７（ｂ）の例では前記特異的なパターンとして７２１を選択し，パターン７２１を含むＡＰ７２６を設定している。ＡＰの最大撮像ずれ範囲７３１はＥＰ３の最大撮像ずれ範囲７２９に対してさらにＸ方向の撮像ずれが積算��れて大きくなっているが，例えばＸ方向の最大撮像ずれ量Ｇｘ（７３６）分だけ撮像位置がずれても撮像範囲内に位置合せに必要なパターンエッジを含むため，アドレッシングに失敗することはない。また，そうなるように，ＡＰの位置やサイズを決定する。ＡＰでのアドレッシングにより，ＥＰ４の最大撮像ずれ範囲７３０は小さくなり，許容撮像ずれ量を満たすことができる。このようにＡＰを設けることで前述の通り多少スループットは低下するが，最大撮像ずれ量の推定，およびＥＰでのアドレッシングと組み合わせることで，その回数は必要最小限に抑えることができる。
【００５１】
また，このような撮像ずれを考慮してＥＰの位置やサイズを決定することもできる。図７（ｃ）は評価パターン７４７を撮像するためのＥＰ群の一つであるＥＰ１（７４８）を示している（他のＥＰは図示せず）。ＥＰ１は評価パターンの形状や他のＥＰとの距離許容値等を加味して決定されたが，ＥＰ１においてはＹ方向に変化するパターンエッジしか含まないため，Ｘ方向の位置合せが困難である。もし，ＥＰ１の次に撮像されるＥＰ２（図示せず）において発生しうるＸ方向の撮像ずれが許容撮像ずれ量を満たさない場合，前記ＥＰ２撮像前にＸ方向のアドレッシングを行う必要がある。その手段として，図７（ｂ）中のＡＰ７２６のように周囲に存在するパターンでアドレッシングを行うという選択肢の他に，次の二つの選択肢を用いることができる。一つは，もしＥＰ１の近傍にＸ方向に位置合せ可能なパターンが存在していた場合，ＥＰ１をずらし，前記位置合せ可能なパターンを含む領域をＥＰ１として再設定する（ＥＰ１―２と呼び，７４９で与えられる）。その場合，例えばＥＰ間の距離許容値を満たすため必要に応じて他のＥＰの撮像位置もずらしてもよい。もう一つは，同じくＥＰ１の近傍にＸ方向に位置合せ可能なパターンが存在しており，かつ撮像条件の一つであるＥＰの視野あるいは撮像倍率（６０８）が１um〜2umのように範囲で与えられていた場合，前記範囲内でＥＰ１の視野を拡大し，前記位置合せ可能なパターンを含む領域をＥＰ１として再設定する（ＥＰ１―３と呼び，７５０で与えられる）。ＥＰ１―２，ＥＰ１―３共にそれぞれＥＰ１―２，ＥＰ１―３における最大撮像ずれ範囲を考慮し，撮像ずれに対しても前記位置合せ可能なパターンが視野内に含まれるようにＥＰの位置やサイズを決定する必要がある。
【００５２】
図７に示したのは撮像シーケンスの一例である。このようにＥＰにおける撮像ずれを推測し，ＥＰ間の距離，ＥＰの視野，ＥＰの許容撮像ずれ量等に関する制約条件をなるべく満足するように計算機内で撮像シーケンスを最適化し，自動で撮像シーケンスを決定することを特徴とする。この撮像シーケンス決定においてはＡＰの挿入タイミング・位置・サイズやＥＰ位置・サイズの最適化も含まれる。また，図７では示さなかったが，ＡＰ以外の調整ポイント（ＡＦ，ＡＳＴ，ＡＢＣＣ）の挿入タイミング・位置・サイズの最適化も必要に応じて含まれる。また，決定した撮像シーケンスにおける各ＥＰでの最大撮像ずれ量や前記制約条件の満足度をユーザに提示することができる。条件によっては理論的に全ての制約条件を満たす撮像シーケンスが存在しない場合もあるため，例えばトレードオフ関係にある複数の撮像シーケンスの選択や撮像シーケンスの修正をユーザに促すＧＵＩが有効である。
2.2.2 撮像レシピ生成および撮像・検査 
図６のステップ６０２では，前述のようにステップ６０１で決定した撮像シーケンスから撮像レシピを生成し保存することを特徴とする。一旦，撮像レシピを生成すると，同じ回路パターンのウェーハに対しては何度も検査を自動で行うことができる。更に複数台の走査荷電粒子顕微鏡で前記レシピを共有することで，複数のウェーハを並行して検査することができる。更に，類似のウェーハに対しては前記撮像レシピを多少修正することにより，短時間で撮像レシピ（６１０）を生成することができる。また，ステップ６０２においては，撮像したＥＰ画像における欠陥検出，パターン形状計測等の評価を行うための画像処理アルゴリズムや処理パラメータを指定する計測レシピを生成し，同様に保存することができる。本明細書では前述のような切り分けで撮像レシピ，計測レシピを説明したが，前記撮像レシピ，計測レシピでの設定項目は一実施例であり，各レシピで指定される各設定項目は，任意の組み合わせで管理することができる。また，前記撮像レシピ，計測レシピを特に区別せず，両者を合わせて一つのレシピとして管理することもできる。
【００５３】
ステップ６０３では，前記撮像レシピ（６１０）に従って画像を撮像し，ＥＰにおける撮像画像６１１を得る。ステップ６０４では前記計測レシピに基づいて撮像画像を画像処理することによって評価パターンの検査結果６１２を得る。検査結果には，評価パターンの部位ごとのパターン形状の測長値，パターン輪郭線，パターンを評価する画像特徴量，パターン形状の変形量の一部または全てが含まれる。また，これらの情報に基づくパターン形状の正常度あるいは異常度が含まれる。これらを基にユーザは，評価パターンにおける欠陥発生箇所や危険箇所の特定，あるいは評価パターンのできばえについてモニタリングすることができる。
なお，ＥＰの撮像が複数回行われる場合，ステップ６０３の画像撮像とステップ６０４の評価パターン検査のタイミングは任意に変更することができる。すなわち，例えばＥＰ１を撮像した後すぐにＥＰ１における評価パターンの検査を行い，その間に次のＥＰ２を撮像するというように撮像と検査を交互に行っても良いし，全ＥＰを撮像した後，全ＥＰにおける評価パターンの検査を行いまとめて行っても良い。
2.2.3  バリエーション１：パターンの分岐，撮像範囲
図８（ａ）を用いてパターンが分岐していた場合の処理について説明する。同図は分岐したパターンの内，評価する必要のない部位を指定し，前記部位を評価パターンから除外する例である。前記評価する必要のない部位の指定方法の一つとして，例えばマウスカーソル８０１，８０２により，評価パターンから除外したいパターン８００の部位８０３，８０４（黒く塗りつぶされた部位）を指定し，ハッチングされた領域のみを評価パターンとする。あるいは，評価パターンの始点，終点をそれぞれマウスカーソル８２０，８２１のように指定して，その間を評価パターンとしてもよい。この場合も同様にハッチングされた領域のみが評価パターンとなる。指定した評価パターンに対し，距離許容値をＥＰ間に少しスペースができるように設定すると，例えば５つのＥＰ（ＥＰ１（８０５）〜ＥＰ５（８０９））が配置される。
【００５４】
これに対し，部位８０３，８０４のように評価パターンから除外する部位を指定せず，パターン８００の全てを評価パターンとする実施例について図８（ｂ）に示す。距離許容値をＥＰ間に少しスペースができるように設定すると，分岐したパターンを含め，例えば７つのＥＰ（ＥＰ１（８１０）〜ＥＰ７（８１６））が配置される。
【００５５】
また，図８（ｃ）にＥＰ撮像領域形状のバリエーションを示す。同図において評価パターンは図８（ａ）と同様にハッチングされた領域とする。ＳＥＭにはＥＰにおける電子ビームの走査範囲を長方形領域に引き伸ばす「Rectangularスキャンモード」が搭載されているものがある。今までの説明においてＥＰの撮像領域は正方領域であったが（例えば，図８（ａ）における点線枠８０５），これを長方形領域にすることもできる（例えば，図８（ｃ）における点線枠８１７）。距離許容値をＥＰどうしを少し重複させるように設定し，かつＥＰの撮像モードをRectangularスキャンモードとしてＥＰを決定すると，例えば図８（ｃ）に示すように３つのＥＰ（ＥＰ１（８１７）〜ＥＰ３（８１９））が配置される。
2.2.4 バリエーション２：電気的パスの追跡
本発明においては，コンタクトホールの位置を基に電気的繋がりのある複数のパターンを特定し，前記複数のパターンを評価パターンとすることを特徴とする。
例えば，断線等の電気的不良が判明した際の問題箇所の特定においては，単に一つの閉図形として表現される回路パターンのみを評価パターンとして検査するのではなく，前記回路パターンと電気的繋がりのあるパターンも評価パターンに含めて検査することを特徴とする。この際，ウェーハにおける回路パターンの積層レイヤに関して，それぞれ異なるレイヤに存在する二つのパターン間の電気的な連結関係は判定が困難である。そこで，レイヤ間のパターンを繋ぐコンタクトホールの位置を基に前記連結関係を判定する。コンタクトホールの位置は，設計データ，あるいは撮影した画像等から判断することができる。
【００５６】
図９（ａ）に，Ｚ軸方向に積層された積層レイヤの中で二層（上層，下層と呼ぶ）に跨る電気的パスを検査する具体例を示す。同図においては２つの上層パターン９００，９０１（右上から左下へのハッチングパターンで表示），２つの下層パターン９０２，９０３（左上から右下へのハッチングパターンで表示），上層と下層を電気的に繋ぐ２つのコンタクトホール９０４，９０５（白い四角で表示）が存在している。これらの表示は例えば設計データを描画することによって行う。これに対し，マウスカーソル９０６，９０７で指定した箇所を始点，終点として，この間の電気的パスを評価パターンとして検査することを考える。例えば，上層パターン９００と下層パターン９０２はＸＹ平面では交差して見えるが，コンタクトホールは存在しないことから，層間は絶縁されており電気的な繋がりはない。一方，例えば上層パターン９００と下層パターン９０３はコンタクトホール９０４で接続されており，電気的な繋がりがある。以上を踏まえると，始点９０６から終点９０７までの電気的パスは太矢印９３０と特定され，前記太矢印９３０が通過するパターンの部位を評価パターンとして設定する。距離許容値をＥＰどうしを少し重複させるように設定し，かつＥＰの撮像モードをRectangularスキャンモードとしてＥＰを決定すると，前記評価パターンを検査するためのＥＰは例えば，９つのＥＰ（ＥＰ１（９０８）〜ＥＰ９（９１６））のように配置される。図９（ｂ）は図９（ａ）で決定したＥＰ１〜ＥＰ９をＳＥＭを用いて実際に撮像した撮像画像（順に９２１〜９２９）を対応する位置に配置して表示したものである。表示上，上層パターンを薄い灰色，下層パターンを濃い灰色で示している。設計データにおけるパターン９００〜９０３に対応する撮像画像上のパターンは順に９１７〜９２０となる。撮像画像におけるパターンの輪郭はラインエッジラフネス（Line Edge Roughness：ＬＥＲ）や光近接効果（Optical Proximity Effect：ＯＰＥ）等により図９（ａ）に示した設計データに対して凸凹があったり，角が丸まったりしているが，撮像画像におけるこのような形状を評価することによって，電気的パスにおけるパターンの危険度を評価することができる。
【００５７】
図９はＳＥＭ撮像において下層パターンも観察可能な場合における実施例であった。しかし，レイヤの膜厚や材質，ＳＥＭの撮像条件等によっては下層パターンがＳＥＭ画像において観察できない場合があり，この場合はＳＥＭにおいて観察可能なパターンのみを評価パターンとすることもできる。この場合の実施例を図１０に示す。図１０（ａ）は図９（ａ）と同じくパターン群９００〜９０３に対して始点９０６，終点９０７を与えた例であり，電気的パスは同一である。しかし，本例ではＳＥＭ画像において下層パターンを観察できないとする。この場合，図９（ａ）中の９３０で与えられた電気的パスから下層パターン９０３上のパスを除外した太矢印１０１５および１０１６を検査すべき電気的パスとして，前記太矢印１０１５，１０１６が通過するパターンの部位のみを評価パターンとして設定することができる。前記評価パターンを検査するためのＥＰは例えば，７つのＥＰ（ＥＰ１（１００１）〜ＥＰ７（１００７））のように配置される。図１０（ｂ）は図１０（ａ）で決定したＥＰ１〜ＥＰ７をＳＥＭを用いて実際に撮像した撮像画像（順に１００８〜１０１４）を対応する位置に配置して表示したものである。勿論，前記撮像画像において下層パターンは観察されないために下層パターンについては評価を行うことができない。一方，このような手段により観測可能なパターンについては漏れなく評価することができ，かつ撮像しても評価すべきパターンが写っていない無駄な画像撮像を省くことができる。
図９，１０のように設計データと始点，終点を入力として，電気的パスおよび評価パターンおよびＥＰ配置を計算機により自動で決定することが可能である。また，ＳＥＭ画像でのパターンの観察可否についてはユーザが与えることもできるし，ＳＥＭ画像から自動で判定することもできる。さらに，評価パターンの指定においてマウスカーソル９０６により始点のみ指定し，電気的パスを追跡させることもできる。その際，例えばコンタクトホール９０６から下層パターン９０３上を左右どちらに追跡するのか，あるいは両方追跡するのかは分岐ごとに指定することができる。
2.2.5 バリエーション３：属性情報を考慮したＥＰ決定
本発明においては，評価パターンの各部位における属性情報を考慮して撮像領域（ＥＰ）を決定することを特徴とする。前記属性情報とは，パターンの変形しやすさ等，検査の優先度を判断する情報である。すわなち，ＥＰの決定基準としては，先に述べたように評価パターンの位置や形状，ＥＰ間の距離，ＥＰの視野，ＥＰの許容撮像ずれ量等に関する制約条件が挙げられるが，これらの基準に加え，ＥＰ内の評価パターンについて例えばパターンの変形しやすさ等の属性情報を加味することができる。前記パターンの変形しやすさは，例えばＥＤＡ（Electronic Design Automation）ツールに搭載された回路パターン形状のリソシミュレーション等により予測することができる。また，「パターンのコーナは丸まる危険がある」「孤立パターンは細る危険がある」「ラインエンドは後退する危険がある」等，パターン形状変形に関する知識を導入して，パターン形状からパターンの変形しやすさに関する属性情報を算出することもできる。例えば図６中の６０７で入力した隣接ＥＰ間の距離許容値で与えられるＥＰ決定基準は，重複し過ぎて無駄な撮像をしない，撮像箇所に偏りをもたせない等の観点である。一方，ここで述べた評価パターンの変形しやすさ等の属性情報に基づくＥＰ決定基準は，欠陥が発生する可能性が高い場所を優先的に撮像するという観点である。ＥＰ決定においては，これらの基準のいずれかを用いてもよいし，両者を用いてもよい。
【００５８】
図１１を用いて属性情報を加味したＥＰの決定について具体例を説明する。同図には３つのパターン１１００〜１１０２が表示されており，評価パターンはパターン１１０１とする。ＥＰ間の距離許容値のみ考慮してＥＰを決定した結果を図１１（ｂ）に示す。距離許容値をＥＰ間に少しスペースができるように設定しており，８つのＥＰ（ＥＰ１（１１０９）〜ＥＰ８（１１１６））が配置されている。各ＥＰの中心を十字マークで示しており，隣接するＥＰについて中心間の距離１１１７〜１１２３が前記距離許容値に近くなるようにＥＰ配置が決定されている。
【００５９】
ここで，図１１（ａ）を用いて評価パターン１１０１について前述のパターン形状変形に関する知識の例を説明する。点線枠１１０３，１１０４等で与えられるコーナ部は一般にパターン形状の変形が発生しやすい。また，同様に長く延びた直線部１１０７，１１０８を比較すると，直線部１１０７は周囲にパターン１１００，１１０２が存在するが，１１０８は孤立パターンであり，点線枠１１０５等において細りが発生しやすいことが予想される。またラインエンド１１０６は後退する恐れもある。このようにパターンの変形のしやすさを定量化し，属性情報として部位ごとに算出する。
【００６０】
図１１（ｃ）にこの属性情報も加味したＥＰの決定例を示す。同図には７つのＥＰ（ＥＰ１（１１２４）〜ＥＰ７（１１３０））が配置されているが，パターン変形が比較的発生しにくい属性情報が得られた図１１（ａ）中の部位１１０７におけるＥＰ間の間隔１１３１，１１３２は広い。一方，パターン変形が比較的発生しやすい属性情報が得られた図１１（ａ）中の部位１１０３，１１０４，１１０６，１１０８におけるＥＰ間の間隔１１３３〜１１３６は狭い。このようにパターンが変形しにくい部位では粗に，変形しやすい部位では密にＥＰをサンプリングすることによって，検査の効率化を図ることができる。また，このような属性情報に応じて異なる距離許容値を段階的に与えることもできる。
2.3 撮像シーケンスのオンライン決定モード（モード２）
設計データ等の情報が利用できず，事前に評価パターンの位置や形状を認識できない場合の実施例として，第一の撮像領域を撮像して得られた第一の画像を基に第一の撮像領域外に存在する評価パターンの位置を推定し，前記推定した評価パターンを撮像するように第二の撮像領域を設定することを特徴とする。すなわち，撮影した画像から，前記画像内に含まれる評価パターンを認識し，前記評価パターンが画像外に続いていると判断される場合は，画像外の評価パターンが視野に含まれるように，次の撮像位置を決定し，撮像する。これを繰り返すことによって評価パターンを追跡しながら撮像することができる。また，ここで撮影しながら決定していった撮像シーケンスは記録可能であり，前記撮像シーケンスは撮像レシピとして保存することができる。このような撮像シーケンスの決定モードをオンライン決定モードと呼ぶ。
【００６１】
図１２にオンライン決定モードの全体処理フローを示す。四角い枠１２０１〜１２０４は処理内容，角が丸い枠１２０５〜１２１０は前記処理に用いられる情報を示す。以降，図１２と図１３を用いてオンライン決定モードについて説明する。
本モードにおいてもオフライン決定モードと同様に隣接画像（ＥＰ）間の距離許容値１２０５，ＥＰの視野あるいは撮像倍率１２０６，ＥＰの許容撮像ずれ量１２０７を入力として，撮像シーケンスを決定することができる（図６においてはそれぞれ６０７〜６０９に対応）。以下，前記距離許容値をＥＰ間に少しスペースができるようにＥＰサイズの1.5倍で与えた場合を例に説明する。オフライン決定モードでは事前に設計データ等から得られるパターンのレイアウト情報から撮像シーケンスを決定し，撮像レシピを準備することができた。オンライン決定モードでは事前にパターンのレイアウト情報を与えられないため，撮像しながら撮像シーケンスを決定していくことになる。ここで決定した撮像シーケンスは，撮像レシピ１２０８として保存することができる。
まずＥＰの通し番号ｍを1として，ｍ＝1でのステップ１２０１において撮像開始点の撮像位置を決定する（ｍ＝1のＥＰをＥＰ１と表記する）。
【００６２】
ｍ＝1でのステップ１２０２においてＥＰ１を撮像する。具体例を図１３に示す。図１３（ａ）は評価パターン１３００全体，図１３（ｂ）〜（ｄ）は前記評価パターン１３００を撮像したいくつかのＥＰの撮像画像を示す。ＥＰ１画像の中から評価パターンとするパターンを指定し，以降，前記評価パターンを追跡しながら撮像していく。具体的な例として図１３（ｂ）のＥＰ１には図１３（ａ）に示したパターン１３００の一部であるパターン１３１０が写っており，１３１０を評価パターンの一部として指定することで，以降，評価パターン１３００全体を追跡しながら撮像していく。評価パターンの決定は，ＥＰ１画像中のパターンを自動で認識して評価パターンとしてもよいし，ＥＰ１画像中のパターンから評価パターンをユーザが指定してもよい。本例はＥＰ１画像内にパターンが一つしか存在しない例であるが，複数のパターンが写っている場合は前記複数のパターンの中から評価パターンとすべきパターンを一つあるいは複数選択することができる。
【００６３】
ｍ＝1でのステップ１２０３において画像を計測レシピに基づいてＥＰ１画像を処理することによって評価パターンの検査結果１２１０を得る（オフライン決定モードにおけるステップ６０４，検査結果６１２と同様）。なお，オフライン決定モードのステップ６０３，６０４と同様に，ＥＰの撮像が複数回行われる場合，ステップ１２０２の画像撮像とステップ１２０３の評価パターン検査のタイミングは任意に変更することができる。すなわち，ＥＰ撮像ごとに前記ＥＰにおける評価パターンの検査を行ってもよいし（図１２はその例を図示），全ＥＰを撮像した後，全ＥＰにおける評価パターンの検査を行いまとめて行っても良い。
【００６４】
ｍ＝1でのステップ１２０４において，ＥＰ１画像中の評価パターンを認識し，もし評価パターンの全領域を撮像し終えたと判断された場合は処理を終了する。図１３（ｂ）に示したＥＰ１画像１３０１には評価パターンの一部であるラインエンドが撮像範囲の中央付近に写っているが，撮像範囲の下において評価パターンが画像の下端まできている。そのため，評価パターンは矢印１３１１の方向に続いていると予測できる。そこでｍ＝２としてステップ１２０１に再度進み，次のＥＰ（ＥＰ２）の撮像位置を決定する。この場合，評価パターンは矢印１３１１の方向に続いていると予測されるので，ＥＰ２は矢印１３１１の方向に距離許容値１３０９だけ進んだ場所１３０２と設定することができる。
【００６５】
以後，ステップ１２０１〜１２０４を前記距離許容値の間隔で評価パターン全体を撮像し終わるまで繰り返す。
【００６６】
次に，ｍ番目のＥＰからｍ＋１番目の撮像領域を決定する方法について更にいくつかの例を示す。
【００６７】
図１３においてＥＰ２（１３０２）からＥＰ３（１３０３）を推定する方法を示す。図１３（ｃ）においてＥＰ２には評価パターン１３００の一部であるパターン１３１２が写っている。評価パターンは画像の上端と下端で切れているが，ＥＰ１からＥＰ２への移動ベクトルは１３１３であるため，まだ撮像していない評価パターンは矢印１３１４の方向に続いていると予測できる。そのためＥＰ３は矢印１３１４の方向に距離許容値だけ進んだ場所１３０３と設定することができる。このような撮像済みのＥＰ1，ＥＰ２からの評価パターン形状予測によりＥＰ３がうまく設定される場合もあるが，所詮，撮像していない評価パターンの形状は未知であり，ＥＰ３の撮像位置が最適でない場合もありうる。図１３（ｄ）はその一例であり，ＥＰ３画像１３０３において評価パターン１３１５は画像端に位置しており線幅等の評価パターンの形状評価が困難である。また評価パターンの続く方向の推定も多少困難である。この場合，ＥＰ３付近で撮像位置を少しずらした場所をＥＰ４として撮像しても良いし，ＥＰ３から評価パターンの続く方向を可能な範囲で推測して撮像を継続してもよい。前者の場合，ＥＰ３画像に写った評価パターン１３１５から，ＥＰ３の撮像位置が少し下過ぎたこと，パターンは右側に続いていそうなことが推測されるため，例えば図１３（ａ）に示すように撮像位置１３０４をＥＰ４と設定して次に撮像する。この場合，例外的にＥＰ間の距離許容値を無効あるいは変更することができる。ＥＰ４に写った評価パターンから，評価パターンは右側に続いていると推測されるため，ＥＰ５の撮像位置は１３０５に設定される。後者の場合，ＥＰ３画像に写った評価パターン１３１５から，評価パターンを画像中央に捉えるには撮像範囲をもう少し上にした方がよいこと，評価パターンは右側に続いていそうなことが推測されるため，図１３（ｄ）の矢印１３１７に距離許容値だけ進んだ場所１３０５をＥＰ４と設定することができる（図１３（ａ）において１３０５はＥＰ５と書かれているが，本実施例では１３０４を撮像しないため，１３０５がＥＰ４となる）。
【００６８】
図１３においてＥＰ７（１３０７）から次の撮像シーケンスについて述べる。ＥＰ６（１３０６）より評価パターンは下に続いていると推測し，ＥＰ７を撮像したが，実際の評価パターンはＥＰ６―ＥＰ７間でラインエンドになっており，ＥＰ７に評価パターンは写っていない。この場合，ＥＰ７を撮像した時点で評価パターン全体を撮像し終えたと判断して処理を終了しても良いし（ステップ１２０４の判定をＹｅｓとする），例えばＥＰ６とＥＰ７の間にＥＰ８（１３０８）を設定して撮像を継続してもよい。後者の狙いは二つある。一つは，評価パターンの追跡に失敗するのを避けるためである。仮にＥＰ６とＥＰ７の間で評価パターンが右に折れ曲がって更に続いていた場合，評価パターンの追跡を途中で中断してしまったことになる。もう一つには，たとえＥＰ６とＥＰ７の間で評価パターンがラインエンドになっていたとしても（図１３はその例を図示），一般に形状変形しやすいラインエンドの形状評価をスキップしないためである。
【００６９】
なお，オンライン決定モードにおいてもオフライン決定モードと同様に以下の処理（Ａ）〜（Ｄ）を行うことができる。
【００７０】
（Ａ）図７に示したように，ＥＰでのアドレッシング（ＥＰでの撮像ずれ推定，次のＥＰでの最大撮像ずれ量の見積もり，撮像ずれ量をキャンセルするように次のＥＰへの視野移動量決定）を行うことができる。オンライン決定モードの場合，評価パターンがＥＰ画像の視野の中心にきた場合に撮像ずれがない等のルールに従って撮像ずれを推定することができる。また，撮像シーケンスの途中で必要に応じて調整ポイント（ＡＰ，ＡＦ，ＡＳＴ，ＡＢＣＣ）を挿入してもよい。例えば，ＥＰでのアドレッシングだけでは，どうしても撮像ずれが許容撮像ずれ量以上になってしまうときは，ＡＰを挿入する。ＡＰの位置はＥＰ画像に写った周囲パターンから選択しても良いし，適切なＡＰを探索する必要が発生した際に，途中で評価パターンの周囲を低倍率で画像撮像し，得られた画像に含まれるパターンからＡＰを選択してもよい。
【００７１】
（Ｂ）撮像したＥＰにおいて評価パターンが分岐していた場合は，図８（ａ）に示したように，追跡するパターンを選択的に指定してもよいし，図８（ｂ）に示したように，全てのパターンを追跡してもよい。
【００７２】
（Ｃ）図９に示したように，積層レイヤ間を跨って電気的パスが存在しており，かつＳＥＭ画像でパターンを観察することができる場合，積層レイヤ間を跨って電気的パスを追跡してもよい。
【００７３】
（Ｄ）図１１に示したように，撮像画像からパターンの属性情報を算出し，これを基に次のＥＰ撮像位置を制御してもよい。
2.4 撮像シーケンスの混合決定モード（モード３）
前記オフライン決定モードと前記オンライン決定モードを両方用いる実施例について述べる。このような撮像シーケンスの決定モードを混合決定モードと呼ぶ。本モードにおいては，まずオフライン決定モードに従い，設計データ等から得られるパターンのレイアウト情報を用いてオフラインで撮像シーケンスを決定するが，設計データ等は実際のパターン形状と乖離する場合があり，必ずしもオフラインで決定した通りにうまくいかないことがありうる。このような形状乖離に対して正しい撮像シーケンスを決定するため，前記レイアウト情報として設計データからリソシミュレーション等により推定した実パターンのシミュレーション形状を用いても良いが，それでも推定精度が十分でない場合もありうる。そこで，オフラインで決定した撮像シーケンスに従って撮像を行うが，撮像中の画像を基に判断し，必要に応じて撮像シーケンスを変更する。
【００７４】
図１４を用いて具体例を説明する。図１４（ａ）は評価パターン１４０１に対し，設計データ等から得られるパターンのレイアウト情報に基づきオフライン決定モードにより決定した撮像シーケンスである。パターン１４０１，１４０２は設計データを表示したものであり，同図では８つのＥＰ（ＥＰ１（１４０３）〜ＥＰ８（１４１０））と一つのＡＰ（１４１１）が配置されている。撮像シーケンスとしてはＥＰでのアドレッシングを行いながら，順にＥＰ１からＥＰ６まで撮像する。次にＡＰ１４１１でアドレッシングを行った後，ＥＰ７，ＥＰ８を撮像する。これは，ＥＰ５，ＥＰ６ではｙ方向のアドレッシングが難しいため，もしＡＰ１４１１でのアドレッシングを行わなかった場合，ＥＰ７ではｙ方向の撮像ずれが積算されて大きくなることが予想されるためである。例えば，評価パターンの周囲にパターン１４０２が存在していることは，別途，周囲のパターンを撮像しない限りオンライン決定モードでは知ることはできない。そのため，事前にレイアウト情報が与えられるケースにおいてはオフライン決定モードによる撮像シーケンス決定は有効である。そのため，混合決定モードにおいてもオフライン決定モードにより決定した撮像シーケンスを初期値とする。図１４（ｂ）に，実際のウェーハ上に形成されたパターン１４１２，１４１３に対し，オフライン決定モードにより決定した撮像位置を重ねて表示する。図１４（ｂ）中の実際のパターン１４１２，１４１３は図１４（ａ）中の設計データのパターン１４０１，１４０２にそれぞれ対応するが，パターン１４０１，１４０２はあくまで設計データであり，実際のパターン１４１２，１４１３とは形状乖離している。そのため，ＥＰ３（１４０５），ＥＰ４（１４０６），ＥＰ８（１４１０）において評価パターン１４１２をうまく視野におさめることができていない。このような問題を解決するため，混合決定モードでは撮像画像を基にオフライン決定モードによる撮像シーケンスをオンラインで変更する。混合決定モードでの撮像シーケンス例を図１４（ｃ）に示す。同図では８つのＥＰ（ＥＰ１’（１４１４）〜ＥＰ８’（１４２１））と一つのＡＰ’（１４２２）が配置されており，前記ＡＰ’でのアドレッシングはＥＰ５’とＥＰ６’の間で行われる。まず，ＥＰ１（１４０３），ＥＰ２（１４０４）と同一の撮像位置であるＥＰ１’（１４１４），ＥＰ２’（１４１５）を順に撮像する。ＥＰ２’（１４１５）の撮像画像より，パターン１４１２が画像の下の方で右に曲がっており，パターン形状が設計データから乖離し始めていることが分かる。そこで，ＥＰ２’画像からパターンの続いている方向を矢印１４２３と推測し，次のＥＰをオフライン決定モードで決定したＥＰ３（１４０５）からＥＰ３’（１４１６）に変更する。同様にＥＰ３’画像からパターンの続いている方向を矢印１４２４と推測し，次のＥＰをＥＰ４’（１４１７）とする。ＥＰ４’（１４１７）の撮像位置はオフライン決定モードで決定したＥＰ５（１４０７）と同一であり，かつＥＰ４’画像からパターンの続いている方向は設計データと同様に矢印１４２５と推測されるため，次のＥＰであるＥＰ５’（１４１８）はＥＰ６（１４０８）と同一とする。その後，ＡＰ’（１４２２），ＥＰ６’（１４１９），ＥＰ７’（１４２０）と順に撮像するが，ＥＰ７’画像において評価パターンが写っていないため，撮像位置をＥＰ６’側に少し戻し，ＥＰ８’（１４２１）として撮像することもできる。
3. システム構成
本発明におけるシステム構成の実施例を図１５を用いて説明する。
【００７５】
図１５（ａ）において１５０１はマスクパターン設計装置，１５０２はマスク描画装置，１５０３はマスクパターンのウェーハ上への露光・現像装置，１５０４はウェーハのエッチング装置，１５０５および１５０７はＳＥＭ装置，１５０６および１５０８はそれぞれ前記ＳＥＭ装置を制御するＳＥＭ制御装置，１５０９はＥＤＡ（Electronic Design Automation）ツールサーバ，１５１０はデータベースサーバ，１５１１はデータベースを保存するストレージ，１５１２は撮像・計測レシピ作成装置，１５１３は撮像・計測レシピサーバ，１５１４はパターン形状の計測・評価を行う画像処理装置画像処理サーバであり，これらはネットワーク１５１５を介して情報の送受信が可能である。データベースサーバ１５１０にはストレージ１５１１が取り付けられており，（ａ）設計データ（マスク用の設計データ（光近接効果補正（Optical Proximity Correction：ＯＰＣ）なし／あり），ウェーハ転写パターンの設計データ），（ｂ）前記マスク用の設計データからリソシミュレーション等により推定した実パターンのシミュレーション形状，（ｃ）生成した撮像・計測レシピ，（ｄ）撮像した画像（ＯＭ像，ＳＥＭ画像），（ｅ）撮像・検査結果（評価パターンの部位ごとのパターン形状の測長値，パターン輪郭線，パターンを評価する画像特徴量，パターン形状の変形量，パターン形状の正常度あるいは異常度等），（ｆ）撮像・計測レシピの決定ルールの一部または全てを，品種，製造工程，日時，データ取得装置等とリンクさせて保存・共有することが可能である。また，同図においては例として二台のＳＥＭ装置１５０５，１５０７がネットワークに接続されているが，本発明においては，任意の複数台のＳＥＭ装置において撮像・計測レシピをデータベースサーバ１５１１あるいは撮像・計測レシピサーバ１５１３により共有することが可能であり，一回の撮像・計測レシピ作成によって前記複数台のＳＥＭ装置を稼動させることができる。また複数台のＳＥＭ装置でデータベースを共有することにより，過去の前記撮像あるいは計測の成否や失敗原因の蓄積も早くなり，これを参照することにより良好な撮像・計測レシピ生成の一助とすることができる。
【００７６】
図１５（ｂ）は一例として図１５（ａ）上における１５０６，１５０８，１５０９，１５１０，１５１２〜１５１４を一つの装置１５１６に統合したものである。本例のように任意の機能を任意の複数台の装置に分割，あるいは統合して処理させることが可能である。
4. ＧＵＩ
本発明における各種情報の入力，撮像レシピ生成・出力の設定あるいは表示，ＳＥＭ装置の制御を行うＧＵＩ例を図１６に示す。図１6中のウィンドウ１６０１内に描画された各種情報は一画面中，あるいは分割してディスプレイ等に表示することができる。
【００７７】
ウィンドウ１６０２は撮像シーケンスの生成・確認用の表示である。ウィンドウ１６０５内のチェックボックスで選択することによって，設計データや前記設計データからリソシミュレーション等により推定した実パターンのシミュレーション形状，回路図等を重ねて表示することができる。図例では設計データを表示している。ウィンドウ１６０２上でユーザは評価パターンをマウス，キーボード等を用いて指定することができる。また，以下で述べるオフライン決定モード，オンライン決定モード，混合決定モードにより決定した撮像シーケンスを表示することができる。
【００７８】
ウィンドウ１６０７はオフライン決定モードによる撮像シーケンス決定のための設定画面である。撮像シーケンス決定においては評価パターンあるいはその周辺パターンのレイアウト情報が必要であり，前記レイアウト情報として用いる情報をウィンドウ１６０８で指定する。選択肢としては，設計データやリソシミュレーションデータ，ＳＥＭあるいは光学顕微鏡による低倍像等が挙げられる。ウィンドウ１６０９は撮像シーケンス決定のための処理パラメータの指定画面である。処理パラメータの例である距離許容値，ＥＰサイズ，許容撮像ずれをそれぞれ１６１０，１６１１，１６１２で指定する。ＥＰ間の距離は図５で説明したとおり複数通りの定義が存在するため，前記距離許容値については前記複数通りの定義の中から希望の定義を距離指定方法として選択することができる。また，前記ＥＰサイズについては複数通りの選択肢を与えることができる。またＥＰサイズは撮像倍率で与えても良い。このような処理パラメータを設定した後，ボタン１６１３を押すことによって，撮像シーケンスを計算機内で自動生成することができる。また生成した撮像レシピはボタン１６１４を押すことによって，ウィンドウ１６０２に表示することができ，ユーザは同画面で必要に応じて，撮像シーケンスを修正することもできる。ウィンドウ１６０２にはレイアウト情報に重ねて，ＥＰ（例えばＥＰ１（１６０３））や調整ポイント（ＡＰ，ＡＦ，ＡＳＴ，ＡＢＣＣ等。図示せず）を表示することができる。また，ウィンドウ１６１９内のチェックボックス「撮像ずれ予想範囲」のチェックを入れることによって，ＥＰや調整ポイントにおいて予想される最大の撮像ずれ範囲（図７の点線枠７０５等）を表示することもできる（図示せず）。撮像シーケンスが決定したらボタン１６１５を押すことによって，前記撮像シーケンスの情報を撮像レシピとして保存することができる。
【００７９】
ウィンドウ１６２１はＳＥＭを用いた撮像方法の設定画面である。撮像方法ウィンドウ１６２２のラジオボタンで「撮像方法１」を選択し，ボックス１６２３で撮像レシピを指定することによって，前記レシピに基づいた撮像を行うことができる。ボックス１６２３に，ボタン１６１５を押して生成した撮像レシピを指定した場合はオフライン決定モードによる撮像シーケンスにより撮像することができる。更に，チェックボックス１６２４にチェックを入れることにより，図１４（ｃ）で説明した撮像シーケンスの混合決定モードで撮像することができる。また，撮像方法ウィンドウ１６２２のラジオボタンで「撮像方法２」を選択することで，図１３で説明した撮像シーケンスのオンライン決定モードで撮像することができる。この際の処理パラメータはウィンドウ１６２５で指定することができる（ウィンドウ１６２５の設定項目はウィンドウ１６０９内での設定項目と同様）。撮像方法を指定した後にボタン１６２６を押すことによって撮像が開始され，ボタン１６２７を押すことによって実際にＳＥＭで撮像した際の撮像シーケンスを撮像レシピとして保存することができる。
【００８０】
ウィンドウ１６１６は撮像画像の表示画面であり，ＥＰ群の撮像画像を表示することができる（例えばＥＰ１（１６１７））。また，調整ポイントの画像も表示することができる（図示せず）。表示方法を指定するウィンドウ１６２０内の項目の一つである「画像間の位置合せを行う」にチェックを入れることによりＥＰ画像群を重複領域で繋ぎ合わせて表示することができる。また，本図における表示例は設計データ等のレイアウト情報と撮像画像とを，それぞれ別のウィンドウ１６０２，１６１６で並べて表示しているが，表示方法を指定するウィンドウ１６０６内のラジオボックスを「並べて表示」から「重ねて表示」に切り替えると両ウィンドウを重ねて表示することができる。重ねて表示することで，例えば設計データと実パターンとの形状乖離を分かり易く可視化することができる。また本図における表示例のようにウィンドウ１６０２，１６１６を「並べて表示」した場合，ウィンドウ１６０６内のチェックボックス「撮像画像と表示位置を同期」のチェックを入れることによって，ウィンドウ１６０２あるいは１６１６の縦・横スクロールバーを動かしたとき，もう片方のウィンドウのスクロールバーも同期して動き，対応する画像を表示することができる。また，オンライン決定モードによる撮像時には，撮像した画像を逐次，ウィンドウ１６２１に表示することができ，必要に応じてユーザからの評価パターンの指定，分岐パターンを撮像した際の追跡パターンの指定，ＥＰの撮像領域を含む撮像シーケンスの指定等を受け付け，撮像に反映することができる。
【００８１】
また，ウィンドウ１６１９内のチェックボックス「欠陥候補」のチェックを入れることによって，枠１６０４や１６１８のように評価パターンにおいて欠陥である箇所，あるいは欠陥になりそうな箇所を表示することができる。これは計測レシピによるパターン評価結果に基づく。枠１６１８内の評価パターンは枠１６０４内の評価パターンに対して大きく細っており，欠陥となる可能性が高いことをユーザに示すことができる。また，ウィンドウ１６１９内のチェックボックス「パターン形状変形推定量」のチェックを入れることによって，評価パターン輪郭線上の各点において設計データとの乖離ベクトルを計算し，表示することができる。
【００８２】
ウィンドウ１６１６におけるパターン形状評価結果の表示バリエーションを図１７に示す。評価パターンの部位ごとのパターン形状の測長値，パターン輪郭線，パターンを評価する画像特徴量，パターン形状の変形量等を基に評価パターンの各部位における正常度あるいは異常度を計算し，濃淡あるいは数値で表示することができる。図１７は評価パターン１７００の部位ごとの評価結果を前者の濃淡で表示した例であり，ゲージ１７０１に示すとおりパターン形状の正常度が高ければ明るく，異常度が高ければ暗く表示している。特に点線枠１７０２で囲まれる部位は暗くなっているが，パターンが細り危険度が高いことがわかる。
【００８３】
本発明は以上の手段により，画像撮像装置を用いて，電気不良を引き起こす可能性のある回路パターンの断線や形状不良を効率的に検査することができる。これにより，電気テスト等により判明した不良原因の特定，あるいは電気不良に至らないまでもパターン形状の変形等によりプロセスウィンドウに影響を与える箇所の特定を迅速に行うことができる。また，この検査のための撮像レシピを，自動かつ高速に生成でき，検査準備時間（レシピ作成時間）の短縮や，オペレータスキルの不要化が期待できる。
【００８４】
以上、説明したように、本発明は以下の内容を特徴とするものである。
【００８５】
（１）走査荷電粒子顕微鏡を用いて半導体ウェーハ上に形成された特定の回路パターン（評価パターン）を撮像位置をずらしながら複数回に分けて撮像した画像群を用いて前記評価パターンを評価する方法であって，回路パターンの中から前記評価パターンを決定する評価パターン決定ステップと，前記画像群に含まれる任意の隣接する第一の画像と第二の画像間の距離の許容値（距離許容値）を指定する距離許容値指定ステップと，撮像領域内に少なくとも前記評価パターンの一部を含みかつ隣接する画像同士が前記距離許容値を満たすように前記画像群の撮像領域を決定する撮像領域決定ステップと，前記決定した画像群の撮像領域を撮像して評価パターンの画像群を取得する撮像ステップを含むことを特徴とする。
本特徴について補足する。回路パターンを効率的に検査するために，単に視野を拡大するのではなく，検査すべき回路パターンを評価パターンとして特定し，少なくとも前記評価パターンの一部を視野に含むように複数回に分けて画像撮像を行う。この際，任意の隣接する第一の画像と第二の画像間の距離許容値を設定することで効率的な撮像を行うことができる。
【００８６】
前記距離許容値は一つの値で与えても良いし，範囲（最小値，最大値）で与えても良い。また，前記距離許容値は，その大きさによって次の二つに大別される。
（ａ）前記隣接する第一の画像と第二の画像の撮像領域が重複する距離許容値
（ｂ）前記隣接する第一の画像と第二の画像の撮像領域が重複しない距離許容値
前記画像間の距離は，例えば，隣接画像中心間の距離としても良いし，隣接画像端間の距離としても良いし，隣接画像間の重複領域（（ａ）の場合）あるいは隣接画像間のスペース（（ｂ）の場合）に含まれる評価パターンの長さとしても良い。隣接画像間の距離の定義はいずれを採用することもできるが，以降の説明では画像中心間の距離で与えた場合について説明する。
【００８７】
まず（ａ）の場合の距離許容値として，隣接画像間の距離の最小値を設けた場合，前記最小値より隣接画像どうしが近づくことはないので，重複して撮像される評価パターンの長さもある程度に抑えられ，効率的に評価パターンを撮像することができる。また，最大値を設けた場合，少なくとも隣接画像間には重複領域が存在するため，評価パターンの任意の部位はいずれかの撮像画像に含まれる可能性が高く，検査漏れを防ぐことができる。
【００８８】
（ｂ）の場合，隣接画像間にスペースができるため，そのスペースに存在する撮像されなかった評価パターンの部位において検査漏れが発生する危険性がある。しかしながら，距離許容値として隣接画像間の距離の最小値や最大値を設けることにより，評価パターンを一定の割合でサンプリングして検査することができ，検査箇所の偏りなく，できばえの全体傾向を捉えることができる。
【００８９】
（ａ）（ｂ）において，最大値，最小値は，どちらか一方を設けても良いし，両方設けてもよい。
【００９０】
また（ａ）（ｂ）を共に含む実施例として，距離許容値を範囲（最小値，最大値）として与え，最小値は隣接画像が重複する距離，最大値は隣接画像間にスペースができる距離としてもよい。
【００９１】
こうして与えた距離許容値をなるべく満たすように複数の評価ポイント（ＥＰ）の位置を最適化し，撮像したＥＰの画像群を基に前記評価パターンを検査することができる。
【００９２】
（２）項目（１）記載の撮像領域決定ステップにおいては，少なくとも評価パターンを含む回路パターンの設計データを基に評価パターンの撮像領域を決定することを特徴とする。
【００９３】
評価パターンを含むように撮像領域（ＥＰ）を決定するには，まず前記評価パターンの位置や形状を認識しなければならない。そのための実施例として，ウェーハ上に形成された回路パターンのレイアウト情報である設計データを用いることによって評価パターンを認識する。また，設計データを用いることによって撮像シーケンスを決定すること特徴とする。撮像シーケンスには少なくとも前述のＥＰの撮像位置が含まれるが，その他にもＥＰや各種調整ポイント（ＡＰ，ＡＦ，ＡＳＴ，ＡＢＣＣ）の撮像位置，撮像条件，撮像順，各種調整方法等の一部または全てが含まれる。
【００９４】
（３）項目（１）記載の撮像領域決定ステップにおいては，事前に走査荷電粒子顕微鏡あるいは光学顕微鏡を用いて少なくとも評価パターンを含む広域を，項目（１）記載の撮像ステップにおける撮像倍率よりも低倍率で撮像した低倍像を取得し，前記低倍像を基に評価パターンの撮像領域を決定することを特徴とする
（２）と同様，評価パターンの位置や形状を認識するための実施例として，前記低倍画像を用いる。検査漏れを防ぐため，評価パターンの検査に用いる画像には高い画像分解能が要求される。一方，評価パターンの認識に用いるのであれば，ある程度の画像分解能があれば十分である。また，低倍像は一般に視野が広く，評価パターンの認識には都合が良い。また，（２）と同様に前記低倍画像を用いることによって撮像シーケンスを決定すること特徴とする。
【００９５】
（４）項目（１）記載の撮像ステップにおいては，前記画像群の中でｍ番目に撮像した画像を基に前記ｍ番目に撮像した画像の実際の撮像位置を推定し，前記推定した実際の撮像位置を基にｎ番目（ｎ＞ｍ）に撮像する画像の撮像位置へのステージシフト量あるいはイメージシフト量を調整することを特徴とする。
【００９６】
走査荷電粒子顕微鏡において任煮のＥＰに撮像位置を変更する手段として，ウェーハを取り付けたステージを移動させることにより荷電粒子の照射位置を変更するステージシフトと，偏向器により荷電粒子の軌道を変更することにより荷電粒子の照射位置を変更するイメージシフトが挙げられる。両者とも位置決め精度には限界があり，撮像ずれが発生する。通常，ＥＰにおける撮像ずれを低減するためには，アドレッシングポイント（ＡＰ）と呼ばれる座標とテンプレートが与えられた位置決め用パターンを一旦撮像して位置ずれ量を推定する必要がある。しかしながら，このようなアドレッシングには以下の課題がある。（ａ）ＡＰを予め与える必要がある。（ｂ）ＥＰの周囲に適切なＡＰがあるとは限らない。適切なＡＰとは，撮像ずれを推定するためパターン形状にユニーク性があることを指す。また，荷電粒子の照射による試料ダメージを低減するため，一般にＡＰはＥＰと重複しない領域から選択する必要がある（ｃ）ＡＰの撮像と撮像ずれの推定に時間を要する分，スループットが低下する。特に，本発明においては複数のＥＰを撮像するため，ＡＰの撮像回数も多くなる。この問題を解決するため，本発明では複数のＥＰを撮像することを利用して，ＡＰ撮像を不要とする，あるいはＡＰ撮像回数を低減する。すなわち，ＥＰ画像から，前記ＥＰにおいて発生した撮像ずれ量を推定し，次に撮像するＥＰへのステージシフト量あるいはイメージシフト量を前記撮像ずれ量をキャンセルするように決定する。これにより，視野移動を繰り返すたび，撮像ずれ量が積算されるのを防ぐことができる。また，アドレッシングのためだけにＡＰのような画像撮像をする必要がない。
【００９７】
（５）項目（１）記載の撮像領域決定ステップにおいては，前記撮像領域を走査荷電粒子顕微鏡を用いて撮像するための撮像シーケンスを決定し，撮像レシピとして保存することを特徴とする。
【００９８】
撮像レシピとは，ＥＰを位置ずれなく，かつ高精細に撮像するための撮像シーケンスを指定するファイルであり，走査荷電粒子顕微鏡は前記撮像レシピに基づいて動作する。一旦，撮像レシピを生成すると，同じ回路パターンのウェーハに対しては何度も検査を自動で行うことができる。更に複数台の走査荷電粒子顕微鏡で前記レシピを共有することで，複数のウェーハを並行して検査することができる。更に，類似のウェーハに対しては前記撮像レシピを多少修正することにより，短時間で撮像レシピを生成することができる。
【００９９】
（６）項目（１）記載の評価パターン決定ステップにおいては，コンタクトホールの位置を基に電気的繋がりのある複数のパターンを特定し，前記複数のパターンを評価パターンとすることを特徴とする。
【０１００】
例えば，断線等の電気的不良が判明した際の問題箇所を特定においては，単に一つの閉図形として表現される回路パターンのみを評価パターンとして検査するのではなく，前記回路パターンと電気的繋がりのあるパターンも評価パターンに含めて検査することを特徴とする。この際，ウェーハにおける回路パターンの積層レイヤに関して，それぞれ異なるレイヤに存在する二つのパターン間の電気的な連結関係は判定が困難である。そこで，レイヤ間のパターンを繋ぐコンタクトホールの位置を基に前記連結関係を判定する。コンタクトホールの位置は，設計データ，あるいは撮影した画像等から判断することができる。
【０１０１】
（７）項目（１）記載の撮像領域決定ステップにおいては，評価パターンの各部位における属性情報を考慮して撮像領域を決定することを特徴とし，前記属性情報とは，パターンの変形しやすさ等，検査の優先度を判断する情報である。
すなわち，項目（１）で述べた隣接ＥＰ間の距離が指定した距離許容値を満たすというＥＰの決定基準に加え，ＥＰ内の評価パターンについて例えばパターンの変形しやすさを含む属性情報を加味することができる。前記パターンの変形しやすさは，例えばＥＤＡ（Electronic Design Automation）ツールに搭載された回路パターン形状のリソシミュレーション等により予測することができる。また，「パターンのコーナは丸まる危険がある」「孤立パターンは細る危険がある」「ラインエンドは後退する危険がある」等，パターン形状変形に関する知識を導入して，パターン形状からパターンの変形しやすさに関する属性情報を算出することもできる。
【０１０２】
項目（１）で述べた隣接ＥＰ間の距離が指定した距離許容値を満たすというＥＰ決定基準は，重複し過ぎて無駄な撮像をしない，撮像箇所に偏りをもたせない等の観点である。一方，項目（７）で述べた評価パターンの変形しやすさ等の属性情報に基づくＥＰ決定基準は，欠陥が発生する可能性が高い場所を優先的に撮像するという観点である。ＥＰ決定においては，これらの基準のいずれかを用いてもよいし，両者を用いてもよい。
【０１０３】
（８）項目（１）記載の撮像領域決定ステップと撮像ステップにおいては，第一の撮像領域を撮像して得られた第一の画像を基に第一の撮像領域外に存在する評価パターンの位置を推定し，前記推定した評価パターンを撮像するように第二の撮像領域を設定することを特徴とする。
【０１０４】
設計データ等の情報が利用できず，事前に評価パターンの位置や形状を認識できない場合の実施例として，撮影した画像から，前記画像内に含まれる評価パターンを認識し，前記評価パターンが画像外に続いていると判断される場合は，画像外の評価パターンが視野に含まれるように，次の撮像位置を決定し，撮像する。これを繰り返すことによって評価パターンを追跡しながら撮像することができる。また，ここで撮影しながら決定していった撮像シーケンスは記録可能であり，前記撮像シーケンスは撮像レシピとして保存することができる。
【０１０５】
撮像シーケンスの決定モードは，項目（２）（３）に述べたように，設計データ等を用いて事前に評価パターンの位置や形状を認識して撮影前に撮像シーケンスを決定するオフライン決定モードと，項目（８）に述べたように，撮影を繰り返す中で，撮影した画像を基に撮像シーケンスを決定していくオンライン決定モード，さらに前記オフライン決定モードと前記オンライン決定モードを両方用いる混合決定モードの三つに大別される。最後の混合決定モードについて補足する。本モードにおいては，まずオフライン決定モードに従い，設計データ等を用いてオフラインで撮像シーケンスを決定するが，設計データ等は実際のパターン形状と乖離する場合があり，必ずしもオフラインで決定した通りにうまくいかないことがありうる。そこで，オフラインで決定した撮像シーケンスに従って撮像を行うが，撮像中の画像を基に判断し，必要に応じて撮像シーケンスを変更する。これら3つのモードはＧＵＩ等で切り替えて実行することができる。
【０１０６】
本発明によれば，電気テスト等により判明した不良原因の特定，あるいは電気不良に至らないまでもパターン形状の変形等によりプロセスウィンドウに影響を与える箇所の特定を迅速に行うことができる。また，この検査のための撮像レシピを，自動かつ高速に生成でき，検査準備時間（レシピ作成時間）の短縮や，オペレータスキルの不要化が期待できる。なお，本発明は上記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，上記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可能であり，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。
【０１０７】
また、上記の各構成，機能，処理部，処理手段等は，それらの一部又は全部を，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。また，上記の各構成，機能等は，プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し，実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム，テーブル，ファイル等の情報は，メモリや，ハードディスク，ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置，または，ＩＣカード，ＳＤカード，ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
【０１０８】
また，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。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【０１０９】
100…回路パターン，101，102…マウスカーソル，103〜111，113〜118…評価ポイント（ＥＰ）の撮像範囲，112，119…ＥＰ間の距離，120…パターン100の部位，200…ｘ-ｙ-ｚ座標系（電子光学系の座標系），201…半導体ウェーハ，202…電子光学系，203…電子銃，204…電子線（一次電子），205…コンデンサレンズ，206…偏向器，207…ＥｘＢ偏向器，208…対物レンズ，209…二次電子検出器，210，211…反射電子検出器，212〜214，215…処理・制御部，216…ＣＰＵ，217…画像メモリ，218，225…処理端末，219…ステージコントローラ，220…偏向制御部，221…ステージ，222…レシピ作成部，223…撮像レシピ生成装置，224…計測レシピ生成装置，226…データベースサーバ，227…データベース（ストレージ），301〜306…収束電子線の入射方向，307…試料表面，308…Ｉx-Iy座標系（画像座標系），309…画像，416…ウェーハ，417〜420…アライメントを行うチップ，421…チップ，422…OMアライメントパターン撮像範囲，423…SEMアライメントパターン撮像用オートフォーカスパターン撮像範囲，424…ＳＥＭアライメントパターン撮像範囲，425…設計データの一部拡大範囲，426…ＭＰ，427…ＭＰからのイメージシフト可動範囲，428…ＡＦ，429…ＡＰ，430…ＡＦ，431…ＡＳＴ，432…ＡＢＣＣ，433…ＥＰ，500，501，506，507，510，511，514，515，518，519…EP，502，503…EP中心，504，505，508，509，512，513，517，521，522…ＥＰ間の距離，516，520…評価パターン，700，747…評価パターン，701〜704，722〜725，748〜750…ＥＰ（設定位置），705〜708，727〜730，731…最大撮像ずれ範囲，709〜712，732〜735，736…ｘ方向の最大撮像ずれ量，713〜716，737〜740，741…ｙ方向の最大撮像ずれ量，717〜720，742〜745…実際に撮像したＥＰ位置，726…ＡＰ（設定位置），746…実際に撮像したＡＰ位置，800…パターン，801，802，821…マウスカーソル，803，804…パターン800の部位，805〜819…ＥＰ，900，901，917，918…上層パターン，902，903，919，920…下層パターン，904，905…コンタクトホール，906，907…マウスカーソル，908〜916，921〜929…ＥＰ，930…マウスカーソル位置906から907の間の電気的パス，1001〜1014…ＥＰ，1015，1016…マウスカーソル位置906から907の間の電気的パス，1100〜1102…パターン，1103〜1108…パターン1101の部位，1109〜1116，1124〜1130…ＥＰ，1117〜1123，1131〜1136…ＥＰ間の距離，1300，1310，1312，1315…パターン，1301〜1308…ＥＰ，1309…ＥＰ間の距離，，1314，1317…予想されるパターンが続く方向，1313，1316…ＥＰ間の移動ベクトル，1401，1402…パターン，1403〜1410，1414〜1421…ＥＰ，1411，1422…ＡＰ，1423〜1425…予想されるパターンが続く方向，1501…マスクパターン設計装置，1502…マスク描画装置，1503…露光・現像装置，1504…エッチング装置，1505，1507…SEM装置，1506，1508…SEM制御装置，1509…EDAツールサーバ，1510…データベースサーバ，1511…データベース，1512…撮像・計測レシピ作成演算装置，1513…撮像・計測レシピサーバ，1514…画像処理サーバ（形状計測・評価）1515…ネットワーク，1516…EDAツール，データベース管理，撮像・計測レシピ作成，画像処理（形状計測・評価），撮像・計測レシピ管理，SEM制御用統合サーバ＆演算装置，1601…ＧＵＩウィンドウ，1602…パターンレイアウト，撮像シーケンス表示ウィンドウ，1603，1617…ＥＰ，1604，1618…評価パターン危険箇所，1605，1619…表示データ選択ウィンドウ，1606，1620…表示方法選択ウィンドウ，1607…オフライン決定モード設定ウィンドウ，1608…処理データ選択ウィンドウ，1609，1625…処理パラメータ設定ウィンドウ，1610…距離許容値設定ウィンドウ，611…ＥＰサイズ設定ボックス，1612…許容撮像ずれ量設定ボックス，1613…撮像シーケンス最適化実行ボタン，1614…撮像シーケンス確認ボタン，1615，1627…撮像レシピ保存ボタン，1616…撮像画像表示ウィンドウ，1621…撮像制御設定ウィンドウ，1622…撮像方法設定ウィンドウ，1623…撮像レシピ指定ボックス，1624…混合決定モード選択チェックボックス，1626…撮像開始ボタン，1700…パターン正常度，異常度を濃淡表示した評価パターン，1701…濃淡値のゲージ，1702…危険箇所
【図１】
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【図２】
0005783953.tif 000003
【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】
0005783953.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0005783953.tif 000014
【図１４】
0005783953.tif 000015
【図１５】
0005783953.tif 000016
【図１６】
0005783953.tif 000017
【図１７】
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