(57)【要約】【課題】特定の検出器でしか撮像できない異物、またはパターンが複数存在し、それらが独立に含まれる場合、一つの検出器の画像では正確な自動フォーカス調整を行うことが可能な技術を提供する。【解決手段】電子線を試料に照射して試料から発生する二次信号を検出する複数の検出器と、該検出器で得られた信号を合成する演算手段とを備え、検出器のうちの少なくとも２つは電子線に対して軸対称に配置されており、該検出器それぞれの信号または合成した信号に基づいて電子線の焦点を調整する構成とする。【選択図】図１
2008159574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子源から放出された電子線を試料上に収束させる電子レンズと、
前記電子線の照射によって前記試料から発生した二次信号を検出する検出器であって、所定の間隔をおいて設けられた一対の第１および第２の検出器と、第３の検出器と、
前記試料に対する前記電子線の焦点を複数回変化させ、それぞれの焦点において前記第１、第２、および第３の検出器で検出された二次信号から第１、第２、および第３の二次信号データを生成し保存する保存手段と、
それぞれの焦点における前記第１、第２、および第３の二次信号データを合成する合成演算処理を行うデータ演算手段と、
前記合成演算処理されたそれぞれの焦点における二次信号データに所定のデータ変換処理を施して得られた強度信号に基づき評価値を算出し、それぞれの焦点に対応した前記評価値に基づき算出された焦点を用いて、前記試料に対する前記電子線の焦点を調整する焦点調整手段とを有することを特徴とする走査型電子顕微鏡。
【請求項２】
請求項１の記載において、
前記合成演算処理は、予め設定された計算式に基づいて、前記電子線の焦点における前記第１、第２、および第３の二次信号データの合成を行うことを特徴とする走査型電子顕微鏡。
【請求項３】
請求項２の記載において、
前記計算式は、下記の数式１であることを特徴とする走査型電子顕微鏡。
数式１：αＳＥ＋βＬ＋γＲ
（ここで、α、β、γは係数を示し、Ｌ、Ｒ、ＳＥはそれぞれ前記第１、第２、および第３の二次信号データを示す。）
【請求項４】
請求項３の記載において、
前記係数α、β、γは、入力手段を用いて所望の値を指定できることを特徴とする走査型電子顕微鏡。
【請求項５】
請求項１の記載において、
前記合成演算処理は、それぞれの焦点における前記第３の二次信号データに、所定の比率でそれぞれの焦点に対応した前記第１の二次信号データと前記第２の二次信号データとの差を加算することを特徴とする走査型電子顕微鏡。
【請求項６】
請求項１の記載において、
前記焦点調整手段は、前記合成演算処理されたそれぞれの焦点における二次信号データに対して微分演算を施して画素値を算出し、該画素値の合計に基づいて評価値を算出し、該評価値の最大値に基づき算出された焦点を用いて、前記試料に対する前記電子線の焦点を調整することを特徴とする走査型電子顕微鏡。
【請求項７】
請求項６の記載において、
前記焦点調整手段は、前記評価値の最大値に基づき算出された焦点に基づいて前記電子レンズを制御することを特徴とする走査型電子顕微鏡。
【請求項８】
請求項１の記載において、
前記焦点調整手段は、前記合成演算処理されたそれぞれの焦点における二次信号データに対して微分演算を施して画素値を算出し、該画素値の合計に基づいて評価値を算出し、該評価値に当てはまるフィッティング関数を決定し、該フィッティング関数のピーク値を与える焦点を用いて、前記試料に対する前記電子線の焦点を調整することを特徴とする走査型電子顕微鏡。
【請求項９】
請求項８記載において、
前記焦点調整手段は、前記フィッティング関数に対する誤差を算出し、該誤差が所定の基準誤差範囲内である場合は、前記フィッティング関数のピーク値を与える焦点を用いて、前記試料に対する前記電子線の焦点を調整することを特徴とする走査型電子顕微鏡。
【請求項１０】
請求項９の記載において、
前記誤差が所定の基準誤差範囲外である場合は、前記試料に対する前記電子線の焦点を維持することを特徴とする走査型電子顕微鏡。
【請求項１１】
電子源から放出された電子線を試料上に収束させる電子レンズと、
前記電子線の照射によって前記試料から発生した二次信号を検出する検出器であって、所定の間隔をおいて設けられた一対の第１および第２の検出器と、第３の検出器と、
前記試料に対する前記電子線の焦点を複数回変化させ、それぞれの焦点において前記第１、第２、および第３の検出器で検出された二次信号から第１、第２、および第３の二次信号データを生成し保存する保存手段と、
それぞれの焦点における前記第１、第２、および第３の二次信号データを演算処理するデータ演算手段と、
前記データ演算手段における演算処理に必要なデータが外部より入力される入力手段と、
前記データ演算手段で実行された前記演算処理の結果、前記入力手段からの入力データおよび前記データ演算手段で実行された前記演算処理の内容を示すためのコマンドメニューを表示する画像表示手段と、
前記データ演算手段で実行された前記演算処理されたそれぞれの焦点における二次信号データに所定のデータ変換処理を施して得られた強度信号に基づき評価値を算出し、それぞれの焦点に対応した前記評価値に基づき算出された焦点を用いて、前記試料に対する前記電子線の焦点を調整する焦点調整手段とを有することを特徴とする走査型電子顕微鏡。
【請求項１２】
請求項１１の記載において、
前記データ演算手段で実行される前記演算処理は、予め設定された計算式に基づいて、前記電子線の焦点における前記第１、第２、および第３の二次信号データの合成を行うものであることを特徴とする走査型電子顕微鏡。
【請求項１３】
請求項１２の記載において、
前記入力手段により、前記計算式に予め設定された係数を変更するためのデータが入力されることを特徴とする走査型電子顕微鏡。
【請求項１４】
請求項１３の記載において、
前記計算式の係数を記憶する記憶手段を有し、該係数が変更された場合は、該変更された係数が前記記憶手段に追加されることを特徴とする走査型電子顕微鏡。
【請求項１５】
請求項１４の記載において、
前記記憶手段に記憶された前記係数から、前記電子線の焦点の調整に用いられた回数が多い値が選択されることを特徴とする走査型電子顕微鏡。
【請求項１６】
請求項１５の記載において、
前記入力手段により、前記記憶手段に記憶された前記係数または前記回数が消去されることを特徴とする走査型電子顕微鏡。
【請求項１７】
電子線を試料に照射して試料から発生する二次信号を検出する複数の検出器と、該検出器で得られた信号を合成する演算手段とを備えた走査型電子顕微鏡であって、前記検出器のうちの少なくとも２つは前記電子線に対して軸対称に配置されており、該検出器それぞれの信号または合成した信号に基づいて前記電子線の焦点を調整することを特徴とする走査型電子顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査型電子顕微鏡に関し、特に、特徴の異なる複数種の画像を自動フォーカス調整する走査型電子顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの歩留まり向上には検査工程は欠かせなく、歩留まり低下の原因を突き止めて生産効率を向上させるには、ウェーハの異常を検査し、特定するための電子顕微鏡はもはや必要不可欠なものとなっている。また、効率のよい検査のためには検査のスピード向上が必須であり、短時間で数多くのポイントを検査可能であることが望まれている。
【０００３】
その要素の一つとして、電子顕微鏡における画像のフォーカスを調整する自動焦点調整機能は、鮮明な画像を撮像するためには必須の機能であり、これは以下に示す特許文献１に記載の方法をはじめとした、精度のよい自動調整を行う方法が試みられている。上記特許文献１に記載のフォーカス自動調整機能は、焦点を変化させながら複数枚の画像を取得し、それらの画像の高周波レスポンスを算出し、もっともレスポンスが大きくなる焦点を算出し、自動調節を行う方法が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３３２５９３号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半導体ウェーハの場合、デバイスの動作不良となる異物、欠陥にはさまざまな種類がある。例えば、パターンのエッジなどのような比較的観察しやすいもの、あるいは、薬品の除去残りのような高さのないしみ状の異物、あるいは研磨加工時に生じる引っかき傷のような薄い凹凸、あるいは薄膜を形成するときに、すでにウェーハ上に異物が含まれている上に薄膜を形成することから生じる薄い半球状の凹凸など、観察を行い難いものまで存在する。このような異物、欠陥を検査する顕微鏡を含めた装置には複数の検出器を用いて物理特性の異なる複数の画像を取得可能なものが存在し、異物、欠陥の特徴にあわせて画像を撮像することが行われている。しかし、各検出器の画像にしか写らない異物、欠陥が複数種類存在する場合、前記の自動焦点調整機能では対応できない場合が存在する。
【０００６】
一例として、以下の場合を考える。図１は、電子顕微鏡の概略断面図であり、説明に必要な部分のみを記載している。本図中の符号１２２〜１２３は検出器であり、この検出器は、１０１の電子銃から電子をウェーハに照射して発生した２次信号である２次電子や反射電子を検出する役目をもつ。この検出器の検出した信号を、電子銃からの電子ビームのスキャンと、像を確認するためのモニタ１１７のスキャン信号と同期させることで像を確認することができる。
【０００７】
一般に、電子ビームの照射によって試料から発生する２次電子は、エネルギーが５０ｅＶ以下の電子として定義され、試料によって発生効率が異なり、画面上では白黒の濃淡で表現される。また、パターンのエッジのような角の部分では、同じ物質でも他の平面上の部分よりも２次電子量の発生が多いという特徴をもつ。一方、電子ビームの照射によって試料から発生する反射電子は、エネルギーが５０ｅＶ以上の電子として定義され、照射された材料の形状を反映する性質があり、検出器の設置方向によって収量が変化する。たとえば浅い穴の部分については検出器に面した部分は明るく写り、検出器に反する部分は暗く写る。この性質を利用し、たとえば検出器を向かい合わせの方向に設置することで、影のつき方が相異なる１対の陰影像を取得することができる。試料から発生する２次電子や反射電子の挙動は物理的条件や試料から検出器までの電界によって様々に変化するので、それぞれの検出器で２次電子と反射電子とを分別して検出することは困難であるが、検出器の配置や電界の制御によって、ある程度の収率を満たすことは可能である。
【０００８】
従来、焦点調整を行う場合には、２次電子検出器で捕捉した２次信号から生成された画像、または反射電子検出器で捕捉した２次信号から生成された画像のいずれかを使用して、フォーカス調整を行っていた。ただし、この場合すべての場面で適切な自動調整を行うことが難しい場合がある。たとえば、パターンが何もないところに厚みの無いしみ状の異物が含まれる場合と、高低差の小さい凹凸が含まれる場合を考える。前者は２次電子像にはよく写り、逆に厚みがないため反射電子像にはほとんど写らない。一方、凹凸は反射電子像にはよく写るが、２次電子像には材料の違いもなく、エッジも含まれないため、よく映らない。このため、２次電子を検出する検出器による画像（以下、２次電子像とする）で検出を行うと、反射電子を検出する検出器による画像（以下、反射電子像とする）に写る欠陥を含む画像の場合、自動調整が正しく行えず、フォーカスがボケた画像になる場合がある。逆の場合も同様である。異物の周囲に回路パターンなどが含まれる場合、その画像を手がかりに調整することができるが、周囲に何もない場合ではそれを行うことができない。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、特定の検出器でしか撮像できない異物、またはパターンが複数存在し、それらが独立に含まれる場合、一つの検出器の画像では正確な自動フォーカス調整を行うことが可能な技術を提供することである。
【００１０】
また、凹凸像のようなコントラストの弱い画像は、撮像可能であるがフォーカス位置がわかりづらい場合でも、自動調整が可能な技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の実施態様は、電子線を試料に照射して試料から発生する二次信号を検出する複数の検出器と、該検出器で得られた信号を合成する演算手段とを備え、検出器のうちの少なくとも２つは電子線に対して軸対称に配置されており、該検出器それぞれの信号または合成した信号に基づいて電子線の焦点を調整する構成としたものである。
【００１２】
また、電子源から放出された電子線を試料上に収束させる電子レンズと、電子線の照射によって試料から発生した二次信号を検出する検出器であって、所定の間隔をおいて設けられた一対の第１および第２の検出器と、第３の検出器と、試料に対する電子線の焦点を複数回変化させ、それぞれの焦点において第１、第２、および第３の検出器で検出された二次信号から第１、第２、および第３の二次信号データを生成し保存する保存手段と、それぞれの焦点における第１、第２、および第３の二次信号データを合成する合成演算処理を行うデータ演算手段と、合成演算処理されたそれぞれの焦点における二次信号データに所定のデータ変換処理を施して得られた強度信号に基づき評価値を算出し、それぞれの焦点に対応した評価値に基づき算出された焦点を用いて、試料に対する電子線の焦点を調整する焦点調整手段とを有する構成としたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、特定の検出器にしか写らないパターン、あるいは、異物が複数独立に含まれる場合、あるいは、低コントラストでフォーカス調整が困難な画像にも安定して自動フォーカス調整を実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を用いて本発明の実施態様を説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１に示す走査型電子顕微鏡は、電子銃１０１、レンズ１０２、偏向器１０３、対物レンズ１０４、試料台１０６、レンズ制御回路１１０、偏向制御回路１１１、対物レンズ制御回路１１２、アナログ／デジタル変換器１１３、アドレス制御回路１１４、画像メモリ１１５、制御手段１１６、ディスプレイ１１７、コンピュータ１１８、画像処理手段１１９、キーボード１２０、マウス１２１、二次粒子検出器１２２、反射電子検出器対１２３、移動ステージ１２４の入力手段等で構成されている。その他、１０５は試料、１０７は電子ビーム、１０８は二次電子、１０９は反射電子を示す。なお、図では真空に維持するためのカラムは省略されている。反射電子検出器対１２３は双対な陰影像を撮像するために互いに直線上に、向かい合わせの位置に設置されているが、配置は図の場合に限定しない。
【００１６】
電子銃１０１から放射された電子ビーム１０７は、レンズ１０２で収束され、偏向器１０３で２次元的に走査偏向された後、対物レンズ１０４で収束されて試料１０５に照射される。試料１０５に電子ビーム１０７が照射されると、試料の形状や材質に従った二次電子１０８や反射電子１０９が発生する。これら１０８や１０９を検出器１２２または１２３で検出、増幅し、アナログ／デジタル変換器１１３でデジタル値に変換する。検出器対１２３からの信号は、反射電子像であるＬ像およびＲ像の形成に用いられ、検出器１２２からの信号は、２次電子像であるＳ像の形成に用いられる。デジタル値に変換されたデータは画像メモリ１１５に記憶される。この時の画像メモリ１１５のアドレスとして、アドレス制御回路１１４が電子線の走査信号に同期したアドレスを生成する。また、画像メモリ１１５は、記憶したＳＥＭ像の画像データを随時、コンピュータ１１８に転送する。コンピュータ１１８では、画像からフォーカスの評価値の算出、評価値への関数フィッティング、フィッティング関数のピーク算出を行い、フォーカス調整信号を対物レンズ制御回路１１２に送り、対物レンズを制御してフォーカスを調整する、などの処理を行う。また、１１２では、オートフォーカス処理において、焦点の位置を調整しながら画像を撮像する際のフォーカス調整にも使用される。画像処理手段１１９は、画像メモリ１１５の画像データを読み出し、演算を実行する。この画像処理手段は複数の機能を備えていても良いが、少なくとも画像を加減算する機能と、一定値を乗算する機能を有する必要がある。
【００１７】
走査型電子顕微鏡で観察される試料１０５は、試料台１０６によって保持されている。また、移動ステージ１２４は制御装置１１６からの制御信号により試料台を２次元的に平行移動させることができ、それにより試料１０５に対する電子ビーム１０７が走査する位置を変えることができる。
【００１８】
図２は、フォーカス調整手順を示すフローチャートである。図２において、上記の装置構成で、２０１から２０９の手順に従い、フォーカス調整を実施する。初めに２０２において、対物レンズ制御回路１１２により焦点位置をずらしながら、各焦点位置での各検出器の画像を撮像する。この工程で、フォーカスの状態が焦点位置の移動に伴い徐々に変化する画像セットを得ることができる。
【００１９】
次に、２０３で画像を合成する。２０２で取得した画像を画像処理手段１１９であらかじめ登録している数式に基づき演算する。
【００２０】
図３は、２０３の処理内容を説明する説明図である。２０２で検出器ごとに焦点位置を変化させながら画像を撮像する。３０１、３０２、３０３はそれぞれ２次電子、反射電子（Ｌ）、反射電子（Ｒ）の検出器からの画像群である。なお、ここで、反射電子（Ｌ）とは、図１の検出器１２３の一方で検出される電子を示し、反射電子（Ｒ）とは、前記検出器１２３の他方で検出される電子を示す。縦方向は高さ方向を表し、フォーカスの状態が焦点位置の移動に伴い徐々に変化する。これらの画像を用いて、同じ焦点位置で撮像した画像同士（３０４、３０５、３０６）について、下記の数式１により演算し、合成画像３０８を作成する。
【００２１】
【数１】
2008159574.tif 000003
なお、この式において、ＳＥ、Ｌ及びＲは、それぞれ２次電子像、反射電子像であるＬ像およびＲ像の加算要素を示し、α、β及びγは、それぞれＳＥ、Ｌ及びＲに対する係数を示す。
【００２２】
このようにして３０１〜３０３の各画像について合成画像を計算し、３０７の画像群を作成する。上記の数式１は、２次電子像に特定の割合で反射電子像の差を加算した画像が出力され、陰影のコントラストが増強された２次電子像を得ることができる。上記の数式１はこの内容に限らず、加算要素や係数などはこの例に限定しない。
【００２３】
次に、２０３でフォーカスの状態を評価する評価値を算出する。評価値は画像の微分値を元に算出する。パターンエッジなどがわかりやすいが、フォーカスがあった状態では、ボケた状態に比べ、画像の輪郭部などで濃淡の変化量が大きい。このことから、画像を微分した後の画素値の合計を計算し、その値を評価値とする。評価値が最大となるところが、合焦点位置に等しいと考えられる。具体的には、画像データにラプラシアンなどの微分フィルタをかけ、その結果の画素値の合計を算出する。
【００２４】
この評価値について、図５に示すような評価値を縦軸とし、焦点位置（Ｚ）を横軸としたグラフを考えた場合、合焦点位置での評価値を最大とした曲線で近似することが可能である。なお、このときの曲線、すなわちフィッティング関数は、放物曲線、多項式曲線などが用いられる。このため、評価値のデータに上記フィッティング関数を当てはめることで、そのピーク位置から合焦点位置を見つけることができる。
【００２５】
このとき、算出したフィッティング関数について、元データとの乖離を評価し、算出したフィッティング関数と、元データとの誤差が大きくなければ合焦点位置の算出に耐えうるデータと判定でき、フィッティング関数のピーク位置を求めて合焦点位置に焦点を調整するための対物レンズの制御量を算出することができる。
【００２６】
もし、誤差が大きい場合、フィッティング関数との乖離が大きいため、正しいピーク位置を算出できない場合がある。たとえば、同じ場所で一方の検出器では画像のＳ／Ｎが十分であり、もう一方の検出器ではＳ／Ｎが十分でない場合を考える。前者の場合、評価値のグラフは図４に示すようになる。このグラフの横軸はフォーカス位置（Ｚ）、縦軸は評価値であり、黒丸４０１は各画像から評価値をプロットしたものである。Ｓ／Ｎが十分な場合、一定のフィッティング関数４０２に従うため、フィッティング関数のピーク位置４０３を求めることで、ジャストフォーカス位置を正しく算出することができる。しかし、検出器の選択が適切でなく、パターンなどのＳ／Ｎが良好でない後者の場合はノイズ成分が多くなり、白丸５０１のように評価値が正常な場合の黒丸４０１に比べて誤差の大きい値となる。この状態でフィッティングを行っても、正しいジャストフォーカスを示すフィッティング関数４０２のピーク位置４０３を指さず、ピーク位置５０３のように誤った位置をピークとして判定しやすい。
【００２７】
このように、規定のフィッティング関数でフィッティングを行い、その関数と評価値との誤差が、選択した画像が自動フォーカス調整に適しているかの一定の指針となる。一定誤差以下のデータの場合にはステップ２０６に移動し、同じデータを用いて焦点位置の算出を行う。不適の場合にはステップ２０８に移り、フォーカスの算出を行わずに対物レンズなどの状態を開始前の状態に戻し、ステップ２０９に移動して自動フォーカス調整処理を終了する。
【００２８】
ステップ２０６でピーク位置を算出したのちにステップ２０７に進み、合焦点位置にフォーカスが調整されるように対物レンズ制御回路１１２に信号を送り、フォーカスを調整する。評価値のグラフのピーク位置、図４で言うピーク位置４０３がジャストフォーカスの位置に相当するため、この位置に相当する制御量を送信する。調整終了後、ステップ２０９に移り、自動フォーカス調整処理を終了する。
【実施例２】
【００２９】
図７に本実施例２のフローチャートを示す。実施例２では、実施例１の内容に加え、演算内容を使用者が設定できる例を示す。実施例１と異なるのは図７に示すステップ７０１の段階、つまり自動フォーカス調整実行直前に、演算内容を使用者が設定し、その設定された演算内容に基づき、合成画像を算出する。この演算内容は図６のようなＧＵＩに示す内容で使用者が指定できる。
【００３０】
図６に示す画面６０１は、前述の数式１のそれぞれの検出器に対する係数（すなわち、画像の加算割合）を設定するＧＵＩである。このＧＵＩにより、数式１の各画像の混合割合を独自に設定することができ、画像に応じてフォーカス精度を高めることができる。ここではスライドバー６０５，６０６，６０７をマウス１２１を用いて調節し設定できる例を示しているが、キーボード１２０の入力手段を用いて直接数値を入力するなど、設定方法はこの画面例、手段に限定されない。また、ボタン６０２，６０３，６０４により、混合する画像を指定することもできる。この例の場合、検出器１と検出器２を演算に使用する設定を示しているが、表示方法、設定方法はこの例に限定しない。その他、各画像の混合割合を個別に設定する代わりに、複数の選択肢から選択できるようにしてもよい。たとえば領域６１０をクリックすると、画面６１１が表示され、目的に応じた選択肢６１２，６１３，６１４をあらかじめ設定しておき、使用者はそれらより目的に応じた項目を選択できるようにしておく。選択肢６１２を選択すると画面６１５が表示される。実際の計算は、各選択肢の示す内容に対応した混合比率をプリセットとして設定しておき、その値を使用する。この場合、用途ごとに目的の手段を選択しやすいため、装置に不慣れな使用者でも設定しやすい。画面６１１の表示、選択手段はこの画面に限定しない。また、検出器の自動選択設定ボタン６０９の機能については、実施例３で説明する。
【００３１】
なお、これらの設定の際に、画面６０８のように、演算したあとの画像例を表示すると、確認が容易である。このとき表示する画像は現在撮像している画像を用いてもよいし、使用者が保存した画像を用いてもよい。画像の保存方法については、画像を保存できるボタンを用意して、使用者が任意のタイミングで画像を保存できるようにしてもよい。その他、あらかじめ画像を用意しておく、他の作業で保存された画像を用いるなど、撮像の方法は上記実施例に限定しない。また、画面表示は特に必須ではない。その他、ステップ７０２以降の過程は、実施例１のステップ２０２以降と同様であるため、詳細は省略する。
【実施例３】
【００３２】
図８に本実施例３のフローチャートを示す。この図は、基本的には実施例２とほぼ同じであるが、画像合成式、パラメータの選択方法が異なる。この部分は画像を取得する検出器を自動で設定する機能である。また、図９は、本実施例３の演算方法選択処理で用いられるパラメータを説明する図である。
【００３３】
図６の検出器の自動選択設定ボタン６０９を選択した場合、オートフォーカスを実行するたびに、図９の機能図９０１に示すようなパラメータセット９０３，９０４，９０５をコンピュータ１１８に記憶する。また、ステップ８１０を設けることにより、図９の機能図９０２に示すように、画像演算の前に、数式、パラメータを決定する。決定方法は、先に記憶した履歴データより、最も実行回数の多い数式、パラメータを設定する。これにより、フォーカス調整に有効な画像を的確に合成することができ、効率よくフォーカス調整を行うことができる。ステップ８０１から８０９のその他の過程は、実施例２の該当箇所であるステップ７０１から７０９と同じのため、詳細説明は省略する。
【００３４】
なお、ステップ８０５でフィッティング関数との誤差が大きく、評価に適当でない場合は、ステップ８１１に移動し、別の演算方式での評価を実行する。ステップ８１１でステップ９０３，９０４，９０５のうち、まだ実行していない演算方式がある場合、ステップ８１０でその演算方式を再設定し、評価を実行する。もしすべての演算方式で確認済みの場合、ステップ８０８に移動し、自動フォーカス調整は実行せずにステップ８０９で処理を終了する。ステップ８１１で演算方法を再設定する方法は、順序に従い選択してもよいが、以下に挙げる演算方式の切り替え方式から、優先順位を設定して選択できるようにしてもよい。
【００３５】
演算方式の切り替えについては、上に挙げた例に限定せず、一定数同じ演算方式で実行されれば、その演算方式を標準として判定を行わないようにするなど、確率、統計に基づいた処理を行ってもよい。また、チップ内の座標、チップの位置などウェーハに関する情報、ウェーハの通って来た工程、検査装置などの情報による判定処理を行ってもよい。たとえば、特定の工程を通過したウェーハについて、チップ内の特定の部分ではパラメータ９０３の条件で合成した画像が特に有効な場合、その座標範囲では初めからパラメータ９０３を設定することで、効率よく自動フォーカス調整を実行できる。また、これらの判定基準となるデータはウェーハ観察中に収集したデータを用いてもよく、あらかじめ用意したデータを用いてもよい、また併用してもよい。また履歴情報は、図６の履歴の消去ボタン６１７のように、使用者の指定に応じ、消去できる機能を設定しておくこともできる。
【００３６】
これらの処理を使用者が設定する際には、先に挙げた図６の自動設定ボタン６０９のように、検出器を設定するＧＵＩに設定の一つとして自動設定の項目を設け、設定できるようにすることができるが、あくまで一例であり、この部分に限らない。たとえば自動フォーカス調整全体の、または自動フォーカス調整の設定以外の部分で、図６の選択肢６１２のように、自動設定の項目を設け、それを選択すると連動して、演算方式が上記の処理により自動的に選択されるようにすることができる。また、ＧＵＩには設定項目を表示しないが、ボタン６０２，６０３，６０４内の検出器がどれも選択されていない場合には、同様に検出器が自動的に選択されるようにしてもよい。
【００３７】
以上述べたように、本発明の実施態様によれば、特定の検出器でのみ撮像可能な画像が混在する場合に、安定した焦点自動調整を行う目的を、複数の検出器を持つ電子顕微鏡により、フォーカス位置（Ｚ）を変化させながら検出器ごとに画像を撮像し、その一部または複数の画像を用いて合成画像を作成し、その画像を評価することで、単一画像での自動フォーカス調整が難しい場合にも、ジャストフォーカス位置を検出することができた。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例１、２、３の走査型電子顕微鏡の構成図。
【図２】本発明の実施例１の処理内容を説明するフローチャート。
【図３】本発明の実施例１の自動フォーカス機能における画像取得および演算対象を説明した図。
【図４】本発明の実施例１の評価値の取る正常プロファイルグラフ。
【図５】本発明の実施例１の評価値の取る異常プロファイルグラフ。
【図６】本発明の実施例２の演算内容を設定するＧＵＩを示す図。
【図７】本発明の実施例２の処理内容を説明するフローチャート。
【図８】本発明の実施例３の処理内容を説明するフローチャート。
【図９】本発明の実施例３の演算方法選択処理で用いられるパラメータを説明する図。
【符号の説明】
【００３９】
１０１…電子銃、１０２…コンデンサレンズ、１０３…偏向器、１０４…対物レンズ、１０５…試料、１０６…試料台、１０７…電子ビーム、１０８…２次電子、１０９…反射電子、１１０…レンズ制御回路、１１１…偏向制御回路、１１２…対物レンズ制御回路、１１３…アナログ／デジタル変換器、１１４…アドレス制御回路、１１５…画像メモリ、１１６…制御手段、１１７…ディスプレイ、１１８…コンピュータ、１１９…画像処理手段、１２０…キーボード、１２１…マウス、１２２…二次粒子検出器、１２３…反射電子検出器対、１２４…移動ステージ。
【図１】
2008159574.tif 000004
【図２】
2008159574.tif 000005
【図３】
2008159574.tif 000006
【図４】
2008159574.tif 000007
【図５】
2008159574.tif 000008
【図６】
2008159574.tif 000009
【図７】
2008159574.tif 000010
【図８】
2008159574.tif 000011
【図９】
2008159574.tif 000012