JPH04253352A - 電子ビーム装置及びその画像処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】〔目次〕 産業上の利用分野 従来の技術（図７，図８） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（図１，図２）作用 実施例（図３〜図６） 発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、電子ビーム装置及びそ
の画像処理方法に関するものであり、更に詳しく言えば
、ＬＳＩ設計モニタ画像（以下レイアウト画像ともいう
）を利用して被照射対象物の電圧測定やＳＥＭ像の観測
をする装置及びその画像表示方法に関するものである。

【０００３】近年、高集積，超微細化する半導体集積回
路装置（以下ＬＳＩという）等の被照射対象物に電子ビ
ームを偏向走査して画像取得をし、その画像解析をする
電子顕微鏡，電子ビーステスタ等の電子ビーム装置が使
用されつつある。

【０００４】例えば、ＣＡＤ設計データベースに基づい
て製造されたＬＳＩを電子ビーム装置を用いて、その試
験や故障診断をする場合、観測者が被試験ＬＳＩのＳＥ
Ｍ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏ
ｓｃｏｐｅ　）像とそのレイアウト画像とを一つのＣＲ
Ｔ装置に領域区分表示をしている。

【０００５】このため、一つのＣＲＴ装置の画面中に、
被試験ＬＳＩのレイアウト画像とそのＳＥＭ像とが並行
表示されることから単位面積当たりの表示画面が小さく
なり、該表示画像が見づらくなっている。

【０００６】また、レイアウト画像に観測点を設定して
その電圧測定等を行う場合、被試験ＬＳＩのレイアウト
画像の観測点とＳＥＭ像の下層配線とを観測者が見比べ
ながら電子ビームを位置決めをしている。

【０００７】このため、被試験ＬＳＩの下層配線に係る
ＳＥＭ像が最上層の配線のＳＥＭ像に比べて電位コント
ラストが悪く解像度が劣ることから電子ビームの正確な
位置決めの妨げとなっている。

【０００８】そこで、被試験ＬＳＩのＣＡＤレイアウト
画像とそのＳＥＭ像とをＣＲＴ装置に重畳して、その表
示可能領域の単位面積当たりの表示画面を大きくし、Ｃ
ＲＴ装置の画面を見やすくすること、及び電子ビームを
下層配線等に正確に位置決めをすることができる装置と
その画像表示方法が望まれている。

【０００９】

【従来の技術】図７，８は、従来例に係る説明図である
。図７は、従来例に係る電子ビーム装置の構成図を示し
ている。

【００１０】図７において、レイアウト画像を参照しな
がら被試験ＬＳＩ８の電圧測定やＳＥＭ像の観測をする
電子ビーム装置は、鏡筒内に電子銃１，走査偏向器２，
検出器３及びＸＹステージ７が設けられている。また、
その外部に、ＣＲＴ装置（ディスプレイ）４，制御計算
機５，フレーム・グラバー５Ａ，フレーム・メモリ５Ｂ
及びマウス６が具備されている。

【００１１】該装置の機能は、まず、電子銃１から電子
ビーム１ａが出射されると、該電子ビーム１ａが走査偏
向器２により偏向され、それが被試験ＬＳＩ８に照射さ
れる。また、被試験ＬＳＩ８から反射電子や二次電子１
ｂが検出器３により検出され、該検出器３からの二次電
子検出信号Ｓがアナログ／デジタル変換処理される。な
お、アナログ／デジタル変換された被試験ＬＳＩ８のＳ
ＥＭ像表示データＤ１がフレーム・グラバー５Ａに格納
され、制御計算機５からのクロック信号ＣＬＫに基づい
てＣＲＴ装置（ディスプレイ）４に読み出される。

【００１２】一方、フレーム・メモリ５Ｂに記憶されて
いるレイアウト画像表示データＤ２がクロック信号ＣＬ
Ｋに基づいてＣＲＴ装置４に出力される。この際に、観
測者はマウス６等によりレイアウト画像Ｂの観測領域を
指定し、被試験ＬＳＩ８を載置したＸＹステージ７を意
図する特定観測領域に移動し、該被試験ＬＳＩ８の特定
観測領域に係るＳＥＭ像Ａと観測しようとする被試験Ｌ
ＳＩ８のレイアウト画像ＢとをＣＲＴ装置４の一つの画
面中に表示する。これにより、先のＳＥＭ像表示データ
Ｄ１に基づく被試験ＬＳＩ８のＳＥＭ像Ａが，例えば、
ＣＲＴ装置４の左半分の画像表示領域に表示され、その
レイアウト画像（ネットリスト図及び論理回路図を含む
）Ｂが該ＣＲＴ装置４の右半分の画像表示領域に表示（
以下領域区分表示という）される。

【００１３】図８は、従来例に係る電子ビームの位置決
め方法の説明図を示している。図８において、例えば、
レイアウト画像Ｂの最上層の下の配線Ｂ２に観測点ｐｂ
を設定してその電圧測定等を行う要求があった場合、観
測者は被試験ＬＳＩ８のレイアウト画像Ｂの最上層の下
の配線Ｂ２に指定された観測点ｐｂとＳＥＭ像Ａで見え
る最上層の下の配線Ａ２とを見比べながら電子ビーム１
ａを電子ビーム照射位置ｐａに位置決めを行っていた。 なお、被試験ＬＳＩ８のＳＥＭ像Ａにおいて、最上層の
下の配線Ａ２に係るＳＥＭ像は最上層の配線Ａ１に比べ
て電位コントラストが低いため解像度が劣っている。

【００１４】これにより、レイアウト画像を参照しなが
ら被試験ＬＳＩ８の電圧測定やＳＥＭ像Ａの観測をして
いる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来例によ
れば、ＣＡＤ設計データベースに基づいて製造されたＬ
ＳＩの試験や故障診断をする場合、一つのＣＲＴ装置４
に被試験ＬＳＩ８のＳＥＭ像Ａとレイアウト画像Ｂとを
領域区分表示している。

【００１６】このため、一つのＣＲＴ装置４の画面中に
、被試験ＬＳＩ８のレイアウト図，ネットリスト図及び
論理回路図等から成るレイアウト画像ＢにそのＳＥＭ像
Ａが並行表示されることからその単位面積当たりのレイ
アウト画像Ｂ又はＳＥＭ像Ａの表示面積が小さくなり、
該表示画像が非常に見づらくなるという第１の問題があ
る。

【００１７】また、レイアウト画像Ｂに観測点ｐｂを設
定してその電圧測定等を行う場合、観測者は被試験ＬＳ
Ｉ８のレイアウト画像Ｂの観測点ｐｂとＳＥＭ像Ａで見
える最上層の下の配線Ａ２とを見比べながら電子ビーム
１ａを電子ビーム照射位置ｐａに移動することにより、
その位置決めを行っている。

【００１８】このため、被試験ＬＳＩ８のＳＥＭ像Ａに
おいて、最上層の下の配線Ａ２に係るＳＥＭ像は最上層
の配線Ａ１に比べて電位コントラストが悪く、その解像
度が劣ることから電子ビームの位置決め精度が低下をす
るという第２の問題がある。

【００１９】これにより、ＣＡＤ設計データベースに基
づいて作成されたＬＳＩの試験や故障診断をする電子ビ
ーム装置の機能向上の妨げとなっている。

【００２０】本発明は、かかる従来例の問題点に鑑み創
作されたものであり、被照射対象物のレイアウト画像や
そのＳＥＭ像を一つのＣＲＴ装置に領域区分表示するこ
となく、該ＣＲＴ装置に両画像の重畳表示をして、その
表示可能領域の単位面積当たりの表示画面を大きくしＣ
ＲＴ装置の画面を見やすくすること、及び電子ビームを
下層配線等に正確に位置決めをすることが可能となる電
子ビーム装置及びその画像処理方法の提供を目的とする
。

【００２１】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明に係る電
子ビーム装置の原理図であり、図２は、本発明に係る電
子ビーム装置の画像処理方法の原理図をそれぞれ示して
いる。

【００２２】本発明の電子ビーム装置は図１に示すよう
に、被照射対象物１７に電子ビーム１１ａを出射する電
子発生源１１と、前記電子ビーム１１ａを偏向走査する
偏向手段１２と、前記電子ビーム１１ａの偏向走査に基
づいて前記被照射対象物１７の二次元画像Ａを取得する
画像取得手段１３と、前記二次元画像Ａと前記被照射対
象物１７の設計画像Ｂとを重畳表示する重畳表示手段１
４と、前記電子発生源１１，偏向手段１２，画像取得手
段１３及び重畳表示手段１４の入出力を制御する制御手
段１５とを具備することを特徴とする。

【００２３】また、前記装置において、前記被照射対象
物１７の二次元画像Ａと設計画像Ｂとの整合調整をする
画像整合手段１６が設けられていることを特徴とし、前
記重畳表示手段１４が前記被照射対象物１７の二次元画
像Ａに係る画像取得データＤ１及び設計画像Ｂに係る設
計データＤ２を合成処理した重畳画像データＤ３と前記
画像整合手段１６からの画像整合データＤ４に基づいて
画像表示をすることを特徴とする。

【００２４】さらに、前記装置において、前記被照射対
象物１７の画像取得データＤ１を記憶する第１の記憶手
段１５Ａと、前記被照射対象物１７の設計データＤ２を
記憶する第２の記憶手段１５Ｂとが設けられ、前記制御
手段１５が前記被照射対象物１７の二次元画像Ａと設計
画像Ｂとの切換表示をすることを特徴とする。

【００２５】本発明の電子ビーム装置の画像処理方法は
図２のフローチャートに示すように、まず、ステップＰ
１で被照射対象物１７に電子ビーム１１ａの照射偏向処
理をし、次に、ステップＰ２で前記照射偏向処理に基づ
いて前記被照射対象物１７の二次元画像Ａの取得処理を
し、次いで、ステップＰ３で前記二次元画像Ａと被照射
対象物１７の設計画像Ｂとの重畳表示処理をすることを
特徴とする。

【００２６】なお、前記重畳表示処理は前記被照射対象
物１７の二次元画像Ａに係る第１の画素データｐ１と前
記被照射対象物１７の設計画像Ｂに係る第２の画素デー
タｐ２とを関数とする合成関数データｐ３＝ｆ〔ｐ１，
ｐ２〕の演算処理に基づいて行うことを特徴とし、前記
重畳表示処理の際に前記被照射対象物１７の二次元画像
Ａと設計画像Ｂとの整合調整処理をすることを特徴とす
る。

【００２７】また、前記整合調整処理は前記被照射対象
物１７の二次元画像Ａに設計画像Ｂを重畳するか又は、
前記被照射対象物１７の設計画像Ｂに二次元画像Ａを重
畳することを特徴とする。

【００２８】

【作用】本発明の電子ビーム装置によれば、図１に示す
ように電子発生源１１，偏向手段１２，画像取得手段１
３，重畳表示手段１４及び制御手段１５が具備されてい
る。

【００２９】例えば、制御手段１５を介して電子発生源
１１から被照射対象物１７に電子ビーム１１ａが出射さ
れると、該電子ビーム１１ａが偏向手段１２により偏向
走査され、該電子ビーム１１ａの偏向走査に基づいて被
照射対象物１７の二次元画像Ａに係る二次電子１１ｂが
画像取得手段１３により取得される。この際に、二次元
画像Ａに係る画像取得データＤ１が第１の記憶手段１５
Ａに格納される。

【００３０】また、二次元画像Ａと被照射対象物１７の
設計画像Ｂとが重畳表示手段１４により重畳表示される
。例えば、被照射対象物１７の画像取得データＤ１が第
１の記憶手段１５Ａから読み出され、また、被照射対象
物１７の設計データＤ２が第２の記憶手段１５Ｂから読
み出され、制御手段１５が被照射対象物１７の二次元画
像Ａと設計画像Ｂとの切換表示制御をする。

【００３１】これにより、被照射対象物１７の二次元画
像Ａに係る画像取得データＤ１と設計画像Ｂに係る設計
データＤ２とが合成処理された重畳画像データＤ３と画
像整合手段１６からの画像整合データＤ４とに基づく重
畳画像が重畳表示手段１４に表示される。この際に、被
照射対象物１７の二次元画像Ａと設計画像Ｂとが画像整
合手段１６により整合調整される。

【００３２】このため、従来例のように一つのＣＲＴ装
置等の画面中に、被照射対象物１７のレイアウト図，ネ
ットリスト図及び論理回路図等から成る設計画像Ｂとそ
の二次元画像Ａが並行表示されない。このことから重畳
表示手段１４での単位面積当たりの表示画面を従来例に
比べて大きくすることができる。このことで、被照射対
象物１７の個々の表示画像を従来例に比べて見やすくす
ることが可能となる。

【００３３】これにより、ＣＡＤ設計データベースに基
づいて作成されたＬＳＩの試験や故障診断をする電子ビ
ーム装置の機能向上を図ることが可能となる。

【００３４】また、本発明の電子ビーム装置の画像処理
方法によれば、図２のフローチャートに示すように、ス
テップＰ１，Ｐ２で電子ビーム１１ａの照射偏向処理に
基づいて被照射対象物１７の二次元画像Ａの取得処理を
し、その後、ステップＰ３で二次元画像Ａと被照射対象
物１７の設計画像Ｂとの重畳表示処理をしている。

【００３５】このため、設計画像Ｂに観測点を設定して
その電圧測定等を行う場合であっても、観測者が従来例
のように被照射対象物１７の該設計画像Ｂの観測点と二
次元画像Ａで見える最上層の下の配線等とを見比べるこ
となく、電子ビームを下層配線等に自動位置決めをする
ことが可能となる。例えば、電子ビームの位置決め等の
重畳表示処理は、被照射対象物１７の二次元画像Ａに係
る第１の画素データｐ１と被照射対象物１７の設計画像
Ｂに係る第２の画素データｐ２とを関数とする合成関数
データｐ３＝ｆ〔ｐ１，ｐ２〕の演算処理に基づいて行
われる。また、重畳表示処理の際に、例えば、被照射対
象物１７の二次元画像Ａに設計画像Ｂが重畳されるか又
は、被照射対象物１７の設計画像Ｂに二次元画像Ａが重
畳される。

【００３６】このことで被照射対象物１７の二次元画像
Ａにおいて、最上層の下の配線に係るＳＥＭ像が最上層
の配線に比べて電位コントラストが悪く、その解像度が
劣る場合であっても、電子ビームの位置決めを正確に、
かつ、精度良く行うことが可能となる。

【００３７】これにより、ＣＡＤ設計データベースに基
づいて作成されたＬＳＩの試験や故障診断をする電子ビ
ーム装置の機能向上を図ることが可能となる。

【００３８】

【実施例】次に図を参照しながら本発明の実施例につい
て説明する。図３〜図６は、本発明の実施例に係る電子
ビーム装置及びその画像処理方法を説明する図であり、
図３は、本発明の実施例に係る電子ビーム装置の構成図
を示している。

【００３９】図３において、設計ＬＳＩのＣＡＤレイア
ウト画像を参照しながら被試験ＬＳＩ２７の電圧測定や
ＳＥＭ像の観測をする電子ビーム装置は、鏡筒２０内に
電子銃２１，走査偏向器２２，検出器２３Ａ及びＸＹス
テージ２８が設けられている。また、その外部に、信号
処理回路２３Ｂ，ＣＲＴ装置２４，制御計算機２５及び
ポインティングデバイス２６Ａが設けられている。

【００４０】すなわち、電子銃２１は電子発生源１１の
一実施例であり、電子ビーム２１ａを被照射対象物１７
の一例となる被試験ＬＳＩ２７に出射するものである。 走査偏向器２２は偏向手段１２の一実施例であり、電子
ビーム２１ａを被試験ＬＳＩ２７に偏向走査するための
電磁偏向器，静電偏向器及び電子レンズ等である。

【００４１】また、検出器２３Ａ及び信号処理回路２３
Ｂは画像取得手段１３の一実施例であり、該検出器２３
Ａは被試験ＬＳＩ２７からの二次電子２１ｂを検出して
信号処理回路２３Ｂに二次電子検出信号Ｓを出力するも
のである。 信号処理回路２３Ｂは、二次電子検出信号Ｓをアナログ
／デジタル変換をして画像取得データＤ１の一例となる
二値化ビデオ信号Ｓｉｎを制御計算機２５に出力するも
のである。

【００４２】ＣＲＴ装置（ビットマップディスプレイ）
２４は重畳表示手段１４の一実施例であり、制御計算機
２５から重畳画像データＤ３の一例となる重畳ビデオ信
号Ｓｏｕｔ　に基づいて、被試験ＬＳＩ２７のＳＥＭ（
Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃ
ｏｐｅ　）像Ａとその設計画像Ｂの一例となるＣＡＤレ
イアウト画像との重畳表示をするものである。例えば、
ビットマップディスプレイ２４の矩形領域にＳＥＭ像Ａ
とＣＡＤレイアウト画像Ｂとが重畳表示される。

【００４３】制御計算機２５は制御手段１５の一実施例
であり、電子銃２１，走査偏向器２２，信号処理回路２
３Ｂ，ＣＲＴ装置２４，ＸＹステージ２８及びポインテ
ィングデバイス２６Ａの入出力を制御するものである。 例えば、制御計算機２５は被試験ＬＳＩ２７のＳＥＭ像
ＡとＣＡＤレイアウト画像ＢとをＣＲＴ装置２４の画面
上において切換表示をする。なお、当該制御計算機２５
の内部構成については、図４において詳述する。

【００４４】また、ポインティングデバイス（マウス）
２６Ａは画像整合手段１６の一実施例であり、制御計算
機２５に測定点や特徴点等を指定する画像整合データＤ
４を出力するものである。例えば、観測者がＣＲＴ装置
２４に重畳表示するＣＡＤレイアウト画像ＢとＳＥＭ像
Ａとを移動操作するものである。これにより、ＣＲＴ装
置２４では重畳ビデオ信号Ｓｏｕｔ　とポインティング
デバイス２６からの画像整合データＤ４に基づいて被試
験ＬＳＩ２７のＳＥＭ像ＡとＣＡＤレイアウト画像Ｂと
の重畳表示をすることができる。

【００４５】ＸＹステージ２８は被試験ＬＳＩ２７を載
置するものであり、制御計算機２５により移動制御され
る。

【００４６】図４は、本発明の実施例に係る制御計算機
の内部構成図を示している。図４において、制御計算機
２５はフレーム・グラバー５１，ＣＡＤフレーム・バッ
ファ５２，イメージプロセッサ５３，ＣＡＤデータベー
ス５４，ハードディスク５５，他のＩ／Ｏポート５６，
他の制御回路５７，ＣＰＵボード５８，システムバス５
９Ａ及びビデオバス５９Ｂ，５９Ｃから成る。

【００４７】すなわち、フレーム・グラバー５１は第１
の記憶手段１５Ａの一実施例であり、被試験ＬＳＩ２７
の二値化ビデオ信号Ｓｉｎを記憶するものである。ＣＡ
Ｄフレーム・バッファ５２は第２の記憶手段１５Ｂの一
例であり、一画面表示に必要な設計ＬＳＩの設計データ
Ｄ２を記憶するものである。

【００４８】また、イメージプロセッサ５３はフレーム
・グラバー５１，ＣＡＤフレーム・バッファ５２からビ
デオバス５９Ｂ，５９Ｃを介してそれぞれ伝送される二
値化ビデオ信号Ｓｉｎと設計データＤ２とを画像合成処
理してＣＲＴ装置２４に重畳ビデオ信号Ｓｏｕｔ　を出
力するものである。

【００４９】ＣＡＤデータベース５４は設計ＬＳＩのＣ
ＡＤ設計データを記憶するものである。ハードディスク
５５はフレーム・グラバー５１，ＣＡＤフレーム・バッ
ファ５２，イメージプロセッサ５３及びＣＡＤデータベ
ース５４等の入出力動作をサポートするものである。他
のＩ／Ｏポート５６や他の制御回路５７は電子銃２１や
走査偏向器２２の入出力を制御するものである。ＣＰＵ
ボード５８はフレーム・グラバー５１，ＣＡＤフレーム
・バッファ５２，イメージプロセッサ５３，ＣＡＤデー
タベース５４，ハードディスク５５等の入出力を制御す
るものである。

【００５０】システムバス５９は、フレーム・グラバー
５１，ＣＡＤフレーム・バッファ５２，イメージプロセ
ッサ５３，ＣＡＤデータベース５４，ハードディスク５
５，他のＩ／Ｏポート５６，他の制御回路５７，ＣＰＵ
ボード５８及びシステムバス５９Ａを接続して各種デー
タを伝送するものである。

【００５１】なお、２６Ｂはジョイスティックであり、
画像整合手段１６の他の実施例であり、ＣＲＴ装置２４
に重畳表示するＣＡＤレイアウト画像ＢとＳＥＭ像Ａと
が同倍率のときに初めに重合わせた表示画面のずれ量を
微調整するものである。

【００５２】このようにして、本発明の実施例に係る電
子ビーム装置によれば、図３，４に示すように電子銃２
１，走査偏向器２２，検出器２３Ａ，信号処理回路２３
Ｂ，ＣＲＴ装置２４及び制御計算機２５等が具備されて
いる。

【００５３】このため、制御計算機２５を介して電子銃
２１から被試験ＬＳＩ２７に電子ビーム２１ａが出射さ
れると、該電子ビーム２１ａが走査偏向器２２により偏
向走査される。また、該電子ビーム２１ａの偏向走査に
基づいて二次電子２１ｂが検出器２３Ａにより検出され
、被試験ＬＳＩ２７のＳＥＭ像Ａの表示に要する二値化
ビデオ信号Ｓｉｎが信号処理回路２３Ｂから出力される
。この際に、二値化ビデオ信号Ｓｉｎがフレーム・グラ
バー５１に格納される。

【００５４】また、ＳＥＭ像Ａと被試験ＬＳＩ２７のＣ
ＡＤレイアウト画像ＢとがＣＲＴ装置２４により重畳表
示される。例えば、被試験ＬＳＩ２７の二値化ビデオ信
号Ｓｉｎがフレーム・グラバー５１から読み出され、ま
た、被試験ＬＳＩ２７の設計データＤ２がＣＡＤフレー
ム・バッファ５２から読み出され、制御計算機２５が被
試験ＬＳＩ２７のＳＥＭ像ＡとＣＡＤレイアウト画像Ｂ
との切換表示制御をする。

【００５５】これにより、被試験ＬＳＩ２７のＳＥＭ像
Ａに係る二値化ビデオ信号ＳｉｎとＣＡＤレイアウト画
像Ｂに係る設計データＤ２とがイメージプロッセサ５３
により合成処理され、その重畳ビデオ信号Ｓｏｕｔ　と
マウス２６Ａ，ジョイスティック２６Ｂからの画像整合
データＤ４とに基づく重畳画像がＣＲＴ装置２４に表示
される。この際に、被試験ＬＳＩ２７のＳＥＭ像ＡとＣ
ＡＤレイアウト画像Ｂとがマウス２６Ａ，ジョイスティ
ック２６Ｂにより整合調整される。

【００５６】このことで、従来例のように一つのＣＲＴ
装置等の画面中に、被試験ＬＳＩ２７のレイアウト図，
ネットリスト図及び論理回路図等から成るＣＡＤレイア
ウト画像ＢとそのＳＥＭ像Ａが並行表示されない。この
ことからＣＲＴ装置２４での単位面積当たりの表示画面
を従来例に比べて大きくすることができる。従って、被
試験ＬＳＩ２７の個々の表示画像を従来例に比べて見や
すくすることが可能となる。

【００５７】これにより、ＣＡＤ設計データベースに基
づいて作成されたＬＳＩの試験や故障診断をする電子ビ
ーム装置の機能向上を図ることが可能となる。

【００５８】次に、本発明の実施例に係る電子ビーム装
置の画像処理方法について当該装置の動作を補足しなが
ら説明をする。

【００５９】図５は、本発明の実施例に係る電子ビーム
装置の画像処理方法のフローチャートであり、図６はそ
の補足説明図を示している。

【００６０】図５において、例えば、設計ＬＳＩのＣＡ
Ｄレイアウト画像Ｂを参照しながら被試験ＬＳＩ２７の
ＳＥＭ像Ａに電子ビーム２１ａの位置決めをする場合、
まず、ステップＰ１でＣＡＤレイアウト画像Ｂ上で電子
ビーム照射位置ｐｉ〔Ｘ，Ｙ〕の指定処理をする。この
際に、マウス等のポインティングデバイス２６Ａにより
該位置ｐｉ〔Ｘ，Ｙ〕を指定する（図６（ａ）参照）。

【００６１】次いで、ステップＰ２でＣＡＤレイアウト
画像を消去して同じ画像表示領域にＳＥＭ像Ａの表示処
理をする。この際に、被試験ＬＳＩ２７に電子ビーム２
１ａが照射偏向処理され、これに基づいて該ＬＳＩ２７
のＳＥＭ像Ａに係る二次電子２１ｂが取得される。

【００６２】その後、ステップＰ３でＳＥＭ像Ａ上で電
子ビーム照射位置ｐｉ〔Ｘ，Ｙ〕の対応点の指定処理を
する。この際に、ポインティングデバイス２６Ａにより
該位置ｐｉ〔Ｘ，Ｙ〕の対応点を指定する。

【００６３】さらに、ステップＰ４で制御計算機２５に
よりＣＡＤレイアウト画像ＢとＳＥＭ像Ａとの画像全体
の対応処理をする。この際に、ＣＡＤレイアウト画像Ｂ
の電子ビーム照射位置ｐｉ〔Ｘ，Ｙ〕からＳＥＭ像Ａへ
の対応点が演算処理される。

【００６４】これにより、ＣＡＤレイアウト画像ＢとＳ
ＥＭ像Ａ上で指定した点がＣＲＴ装置２４の画面上の指
定座標（ウィンドウ座標）としてイメージプロッセサ５
３に取り込まれる。

【００６５】そして、ステップＰ５で両者の重畳表示処
理をする。この際の重畳表示処理は被試験ＬＳＩ２７の
ＳＥＭ像Ａに係る第１の画素データｐ１とそのＣＡＤレ
イアウト画像Ｂに係る第２の画素データｐ２とを関数と
する合成関数データｐ３＝ｆ〔ｐ１，ｐ２〕の演算処理
に基づいて行う。また、合成関数データｐ３＝ｆ〔ｐ１
，ｐ２〕はビット境界ブロック転送によるラスタ演算処
理やルックアップテーブル（メモリテーブル内容参照演
算処理）により行う。例えば、図６（ｂ）に示すように
、両者ｐ１，ｐ２の重なり部分がハイライト（最大輝度
）表示される。すなわち、その関数例としては、二つの
画像Ａ，Ｂにおいて，例えば、最上層の下の配線が重な
っている部分を最も明るい輝度で表示をするか又は、そ
の部分を特定の模様で表示をすることにより行う。

【００６６】その後、ステップＰ６で両者がぴったり重
なっているか否の判断処理をする。この際に、両者がぴ
ったり重なっている場合（ＹＥＳ）には、画像表示制御
処理を終了する。また、それがぴったり重なっていない
場合（ＮＯ）には、ステップＰ７に移行する。ここで、
両者の位置ずれが制御計算機２５のＣＰＵボード５８等
により計算される。例えば、被試験ＬＳＩ２７のＳＥＭ
像ＡにＣＡＤレイアウト画像Ｂを重畳する場合であって
、両者の倍率が異なる場合のずれ量の関係式は、ＣＡＤ
レイアウト画像Ｂ上で指定した指定座標Ｘ，Ｙ，例えば
、電子ビーム照射位置ｐｉは次式により与えられる。Ｙ
座標については、 　　［（ｘ１−ｘ２）／（Ｘ１−Ｘ２）］×（Ｘ−Ｘ１
）＋ｘ１，Ｙ座標については、 　　［（ｘ１−ｘ２）／（Ｘ１−Ｘ２）］×（Ｙ−Ｙ１
）＋ｙ１となる。

【００６７】なお、〔Ｘ１，Ｙ１〕，〔Ｘ２，Ｙ２〕は
、ＣＡＤレイアウト画像Ｂ上で選択された二カ所の対応
点であり、また、（ｘ１−ｘ２）／（Ｘ１−Ｘ２）はＣ
ＡＤレイアウト画像ＢとＳＥＭ像Ａの表示画面の大きさ
の比である。なお、表示画面に歪みが無く縦横比が同じ
場合には、Ｘ方向，Ｙ方向とも（ｘ１−ｘ２）／（Ｘ１
−Ｘ２）が用いられる。

【００６８】ここで、同じ倍率の場合には初めに重合わ
せた図からずれている量だけジョイスティック２６Ｂに
より移動させて整合させる。これにより、両者の微調整
が行われる。この際に、ずれ量はＣＰＵボード５８を介
してイメージプロッセサ５３の画像スクロール用のレジ
スタに転送される。これにより、片方の画像をスクロー
ル処理しながら整合表示調整をすることができる。

【００６９】従って、ステップＰ７ではＣＡＤレイアウ
ト画像ＢとＳＥＭ像Ａとの対応点の指定処理をする。こ
の際に、イメージプロッセサ５３ではＣＡＤレイアウト
画像ＢとＳＥＭ像Ａとが１フレーム走査される毎に切り
換えられる。

【００７０】これにより、両者間のずれ量だけ該画像Ｂ
が移動処理され、電子ビーム照射位置ｐｉ〔Ｘ，Ｙ〕が
被試験ＬＳＩ２７のＳＥＭ像Ａに指定され、その被照射
領域に電子ビーム２１ａが位置合わせされる。

【００７１】このようにして、本発明の実施例に係る電
子ビーム装置の画像処理方法によれば、図５のフローチ
ャートに示すように、ステップＰ２，Ｐ３で電子ビーム
２１ａの照射偏向処理に基づいて被試験ＬＳＩ２７のＳ
ＥＭ像Ａの取得処理をし、その後、ステップＰ４〜Ｐ７
でＳＥＭ像Ａと被試験ＬＳＩ２７のＣＡＤレイアウト画
像Ｂとの重畳表示処理をしている。

【００７２】このため、ＣＡＤレイアウト画像Ｂの観測
点に電子ビーム照射位置ｐｉを設定してその電圧測定等
を行う場合であっても、観測者が従来例のように被試験
ＬＳＩ２７の該ＣＡＤレイアウト画像Ｂの観測点とＳＥ
Ｍ像Ａで見える最上層の下の配線等とを見比べることな
く、電子ビーム２１ａを下層配線等に自動位置決めをす
ることが可能となる。例えば、電子ビームの位置決め等
の重畳表示処理は、被試験ＬＳＩ２７のＳＥＭ像Ａに係
る第１の画素データｐ１と被試験ＬＳＩ２７のＣＡＤレ
イアウト画像Ｂに係る第２の画素データｐ２とを関数と
する合成関数データｐ３＝ｆ〔ｐ１，ｐ２〕の演算処理
に基づいて行われ、また、重畳表示処理の際に、被試験
ＬＳＩ２７のＳＥＭ像ＡにＣＡＤレイアウト画像Ｂが重
畳される。

【００７３】このことで被試験ＬＳＩ２７のＳＥＭ像Ａ
において、最上層の下の配線に係るＳＥＭ像が最上層の
配線に比べて電位コントラストが悪く、その解像度が劣
る場合であっても、電子ビームの位置決めを正確に、か
つ、精度良く行うことが可能となる。

【００７４】これにより、ＣＡＤ設計データベースに基
づいて作成されたＬＳＩの試験や故障診断をする電子ビ
ーム装置の機能向上を図ることが可能となる。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の装置によ
れば電子発生源，偏向手段，画像取得手段，重畳表示手
段及び制御手段が具備され、電子ビームの偏向走査に基
づいて取得された被照射対象物の二次元画像とその設計
画像とが重畳表示されている。

【００７６】このため、従来例のように一つのＣＲＴ装
置等の画面中に、被試験ＬＳＩ等の設計画像とその二次
元画像が並行表示されない。このことから重畳表示手段
での単位面積当たりの表示画面を従来例に比べて大きく
することができる。このことで、被照射対象物の個々の
表示画像を従来例に比べて見やすくすることが可能とな
る。

【００７７】また、本発明の電子ビーム装置の画像処理
方法によれば、電子ビームの照射偏向処理に基づいて被
照射対象物の二次元画像の取得処理をし、その後、二次
元画像と被照射対象物の設計画像との重畳表示処理をし
ている。

【００７８】このため、設計画像に観測点を設定してそ
の電圧測定等を行う場合であっても、観測者が従来例の
ように該観測点と二次元画像で見える最上層の下の配線
等とを見比べることなく、電子ビームを下層配線等に自
動位置決めをすることが可能となる。このことで最上層
の下の配線に係るＳＥＭ像が最上層の配線に比べて電位
コントラストが悪く、その解像度が劣る場合であっても
、電子ビームの位置決めを正確に、かつ、精度良く行う
ことが可能となる。

【００７９】これにより、電子ビーム照射の操作性の向
上が図られ、ＣＡＤ設計データベースに基づいて作成さ
れたＬＳＩの試験や故障診断をする電子ビーム装置の機
能向上に寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電子ビーム装置の原理図である。

【図２】本発明に係る電子ビーム装置の画像処理方法の
原理図である。

【図３】本発明の実施例に係る電子ビーム装置の構成図
である。

【図４】本発明の実施例に係る制御用計算機の内部構成
図である。

【図５】本発明の実施例に係る電子ビーム装置の画像処
理方法のフローチャートである。

【図６】本発明の実施例に係るフローチャートの補足説
明図である。

【図７】従来例に係る電子ビーム装置の構成図である。

【図８】従来例に係る電子ビームの位置決め方法の説明
図である。

【符号の説明】

１１…電子発生源、１２…偏向手段、１３…画像取得手
段、１４…重畳表示手段、１５…制御手段、１１ａ…電
子ビーム、１１ｂ…二次電子、Ｄ１…画像取得データ、
Ｄ２…設計データ、Ｄ３…重畳画像データ、Ｄ４…画像
整合データ、Ａ…二次元画像、Ｂ…設計画像。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　被照射対象物（１７）に電子ビーム（
   １１ａ）を出射する電子発生源（１１）と、前記電子ビ
   ーム（１１ａ）を偏向走査する偏向手段（１２）と、前
   記電子ビーム（１１ａ）の偏向走査に基づいて前記被照
   射対象物（１７）の二次元画像（Ａ）を取得する画像取
   得手段（１３）と、前記二次元画像（Ａ）と前記被照射
   対象物（１７）の設計画像（Ｂ）とを重畳表示する重畳
   表示手段（１４）と、前記電子発生源（１１），偏向手
   段（１２），画像取得手段（１３）及び重畳表示手段（
   １４）の入出力を制御する制御手段（１５）とを具備す
   ることを特徴とする電子ビーム装置。
2. 【請求項２】　　請求項１記載の電子ビーム装置におい
   て、前記被照射対象物（１７）の二次元画像（Ａ）と設
   計画像（Ｂ）との整合調整をする画像整合手段（１６）
   が設けられていることを特徴とする電子ビーム装置。
3. 【請求項３】　　請求項１記載の電子ビーム装置におい
   て、前記重畳表示手段（１４）が前記被照射対象物（１
   ７）の二次元画像（Ａ）に係る画像取得データ（Ｄ１）
   及び設計画像（Ｂ）に係る設計データ（Ｄ２）を合成処
   理した重畳画像データ（Ｄ３）と前記画像整合手段（１
   ６）からの画像整合データ（Ｄ４）に基づいて画像表示
   をすることを特徴とする電子ビーム装置。
4. 【請求項４】　　請求項１記載の電子ビーム装置におい
   て、前記被照射対象物（１７）の画像取得データ（Ｄ１
   ）を記憶する第１の記憶手段（１５Ａ）と、前記被照射
   対象物（１７）の設計データ（Ｄ２）を記憶する第２の
   記憶手段（１５Ｂ）とが設けられ、前記制御手段（１５
   ）が前記被照射対象物（１７）の二次元画像（Ａ）と設
   計画像（Ｂ）との切換表示をすることを特徴とする電子
   ビーム装置。
5. 【請求項５】　　被照射対象物（１７）に電子ビーム（
   １１ａ）の照射偏向処理をし、前記照射偏向処理に基づ
   いて前記被照射対象物（１７）の二次元画像（Ａ）の取
   得処理をし、前記二次元画像（Ａ）と被照射対象物（１
   ７）の設計画像（Ｂ）との重畳表示処理をすることを特
   徴とする電子ビーム装置の画像処理方法。
6. 【請求項６】　　請求項５記載の電子ビーム装置の画像
   処理方法であって、前記重畳表示処理は、前記被照射対
   象物（１７）の二次元画像（Ａ）に係る第１の画素デー
   タ（ｐ１）と前記被照射対象物（１７）の設計画像（Ｂ
   ）に係る第２の画素データ（ｐ２）とを関数とする合成
   関数データ（ｐ３＝ｆ〔ｐ１，ｐ２〕）の演算処理に基
   づいて行うことを特徴とする電子ビーム装置の画像処理
   方法。