DE69422539T2

DE69422539T2 - Bestimmung einer Verschiebung zwischen IC-Bildern

Info

Publication number: DE69422539T2
Application number: DE69422539T
Authority: DE
Inventors: Richard D. Barnard
Original assignee: Schlumberger Technologies Inc
Current assignee: Schlumberger Technologies Inc
Priority date: 1993-03-15
Filing date: 1994-03-07
Publication date: 2000-08-10
Anticipated expiration: 2014-03-08
Also published as: JPH076230A; EP0619551B1; EP0619551A3; US5604819A; DE69422539D1; EP0619551A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine im Automatikbetrieb von Ladungsträgerstrahlsystemen verwendbare Bestimmung des Versatzes zwischen Bildern wie etwa zwischen Bildern einer integrierten Schaltungsvorrichtung.

2. Stand der Technik

Ladungsträgerstrahlsysteme werden bei der Nachprüfung, bei der Kennzeichnung, bei der Entwurfsaustestung und bei der Modifizierung von Vorrichtungen wie etwa von ICs verwendet. Elektronenstrahlsysteme (E-Strahlsysteme) werden zum Erfassen und Beobachten von Signalformen an inneren Knoten einer Vorrichtung beim Prüfen der Vorrichtung und zum Erzeugen von Spannungs-Kontrast-Bildern verwendet. Systeme mit fokussiertem Ionenstrahl (FIB-Systeme) werden üblicherweise (1) zum Ätzen/Fräsen etwa von Schnittmetalleitungen und Bohrlöchern, (2) zum Abscheiden von Material wie etwa zum Bilden von Metallverbindern und Pads und (3) für die Rasterionenmikroskop-Beobachtung (SIM- Beobachtung) verwendet.
Fig. 1 zeigt drei Hauptelemente eines Ladungsträgerstrahlsystems 110: den Elektronenstrahl- oder FIB-Abtaster 112, das Schaltungsprüfsystem 114 und das Datenverarbeitungssystem 116 mit dem Anzeigeterminal 118. Das Datenverarbeitungssystem 116 weist einen Prozessor P mit einem Speicher M und mit einer Datenablage D auf. Das Schaltungsprüfsystem 114 legt über den Bus 124 ein Testvektormuster an die Vorrichtung 126 in der Vakuumkammer 128 an. Der Strahl wird unter der Steuerung der über den Bus 122 durch das Datenverarbeitungssystem 116 an den Abtaster 112 gesendeten Datenverarbeitungssystemdaten auf die Orte der Vorrichtung 126 gerichtet. Das System 110 wird durch Befehle gesteuert, die über das Anzeigeterminal 118 eingegeben werden.
Fig. 2 zeigt einen Testabtaster 112 des Standes der Technik mit drei an der Fläche 225 angebrachten Elementen: einem Objekttisch 226, einer Tastkarte 228 und einer Säule 229 für den fokussierten Strahl. Die Säule 229 erzeugt einen längs der Achse 236 gerichteten Ladungsträgerstrahl. Der Strahl wird durch die Öffnungen in der Fläche 225 und in der Tastkarte 228 geleitet. Der Punkt, an dem der Strahl auf die (als Wafer gezeigte) Vorrichtung 126 auftrifft, ist durch die (mittels eines x-y-Objekttischs 240 steuerbare) Position der Säule 229 und durch die (mittels der x-y-Ablenkspulen 241 steuerbare) Ablenkung des Strahls bestimmt.
Solche Systeme verbinden die Anzeige eines Stromlaufplans, der Layoutmaskendaten und eines direkten Rasterelektronenmikroskopbildes (SEM-Bildes) oder Rasterionenmikroskopbildes (SIM-Bildes) des Chips gemeinsam mit der Anzeige der analogen und/oder digitalen Signalform. Die Anzeigen des SEMs (oder SIMs), des Layouts und des Stromlaufplans werden miteinander verknüpft, um die Navigation überall auf dem IC-Chip zu erleichtern. Wenn der Anwender eine der verknüpften Anzeigen schwenkt (seitlich bewegt) oder zoomt (die Vergrößerung ändert), schwenken oder zoomen die anderen entsprechend. Wenn der Anwender auf einer der verknüpften Anzeigen ein Tastpiktogramm an einem Punkt plaziert, können die erwarteten Signalformen und die tatsächlich gemessenen Signalformen an diesem Punkt zum Vergleich angezeigt werden.
Das SEM- (oder SIM-)Bild steht mit dem Layoutbild im wesentlichen in der gleichen Verbindung wie ein Luftbild mit einer topographischen Karte oder Reliefkarte des gleichen Geländes. Das SEM- (oder SIM-)Bild ist das "Luftbild" des Chips, während das Layoutbild die "topographische Karte" ist. Ein qualitativer Unterschied besteht in der Kausalität: Eine topographische Karte wird wahrscheinlich aus dem Luftbild hergestellt, während der IC-Chip gemäß den Layoutmasken hergestellt wurde.
Fig. 3 zeigt die mit einer für ein breites Gesichtsfeld eingestellten Vergrößerung erzeugten, verknüpften Stromlaufplan-, Layout- und SEM-Bilder. Um zusätzliche Informationen zu zeigen, etwa die Schicht oder das Netz, zu der bzw. zu dem ein angezeigtes Merkmal gehört, erfolgt die Anzeige normalerweise farbig. Das Stromlaufplanbild 310 stellt einen Abschnitt einer Schaltung dar. Das Layoutbild 320 und das SEM-Bild 330 stellen ungefähr den gleichen Abschnitt der Schaltung dar. Auf dem Layoutbild 320 und auf dem SEM-Bild 330 sind Kästen überlagert, die ein Layoutfenster 340 und ein SEM-Fenster 350 darstellen, welche das Gesichtsfeld des Abtasters für eine gegebene Position des Objekttischs mit einem vergrößerten Vergrößerungsgrad begrenzen. Das heißt, das Gesichtsfeld wird heran- und weggezoomt, wobei die angezeigten Bilder entsprechend heran- und weggezoomt werden. Nachdem die Bilder verknüpft wurden, stellen das Layoutfenster 340 und das SEM-Fenster 350 ungefähr das gleiche Gesichtsfeld der Vorrichtung dar.
Der Strahl kann auf irgendeinen Ort auf der Vorrichtung in dem Gesichtsfeld gerichtet werden. Um einen Ort auf der Vorrichtung anzugeben, auf den der Strahl gerichtet werden soll, positioniert der Anwender typischerweise ein Piktogramm auf einem Stromlaufplan oder Layoutbild. Fig. 4A zeigt ein aus CAD-Daten, die den IC beschreiben, erzeugtes synthetisches Bild ("Layoutbild") 400. Fig. 4B zeigt ein SEM-Bild 405 eines Abschnitts einer integrierten Schaltung. Das Gesichtsfeld (FOV) aus Fig. 4A entspricht dem FOV aus Fig. 4B. In Fig. 4A gibt es ein Piktogramm 410, das einen Ort darstellt, auf den der Strahl gerichtet werden soll. Das Piktogramm 415 kennzeichnet den entsprechenden Ort in Fig. 4B. Um den Strahl auf den ausgewählten Ort zu lenken, verwendet das Datenverarbeitungssystem 116 die Beziehung zwischen den Informationen des verknüpften Stromlaufplan/Layout-Bildes zum Steuern des x-y-Objekttischs 226 und/oder 240 und der Strahlablenkspulen 241.
Das Richten eines fokussierten Strahls auf ein einzelnes Vorrichtungsmerkmal mit einer Abmessung von ≤ 1 um hat zur Verwendung von Präzisions-x-y-Objekttischen und -Interferometern zur Positionierung geführt. Die genaue Positionierung des Strahls kann schwierig und zeitaufwendig sein. Während die Geometrien der Schaltungen kleiner werden, wird es schwieriger, die CAD-Layoutinformationen auf das SEM-Bild (oder SIM-Bild) ausgerichtet zu halten. Dies ist vorrangig eine Folge von Fehlern beim Bewegen des Objekttischs und von Feldeffekten, die sich aus Translationsfehlern ergeben. Die Feldeffekte können global und/oder lokal sein. Globale Feldeffekte führen zur Strahlablenkung wegen sich über eine große Fläche der Vorrichtung wie etwa über einen großen Zuleitungsrahmen oder über eine große Grundplatte ändernden elektrischen Feldern. Lokale Feldeffekte führen zur Ablenkung des Strahls wegen sich ändernden elektrischen Feldern in einer örtlichen Fläche wie etwa in einer Fläche mit zwischengespeicherten Daten oder in einer Fläche, die schnell zwischen Spannungspegeln übergeht. Solche Fehler können zusätzliche Eingaben durch den Betreiber erfordern, die nach Abschluß der automatischen Positionierung eine Feineinstellung der Strahlposition relativ zu einem ausgewählten Vorrichtungsmerkmal bewirken. Diese Notwendigkeit eines Eingreifens des Betreibers beschränkt die Fähig keit zum Automatisieren wiederholter Operationen.
Vorrichtungen und Verfahren zur Deckungsherstellung von Bildern sind im Gebiet bekannt. Ein Verfahren zur Deckungsherstellung von Mehrsensorbildern wurde vorgeschlagen in A. Semino u. a., Image Registration by a Region-based Approach and by Correction of Elastic Deformations, Signal Processing VI. Theories and Applications. Proceedings of EUSIPCO-92, 6th European Signal Processing Conference, Brussels, Belgium, 24.-27. August 1992, S. 1441-1444, Bd. 3. Es wurde ein Binokular-Stereo-Verfahren zur Deckungsherstellung eines SEM-Bildes einer integrierten Schaltung mit einem synthetischen Bild vorgeschlagen, das aus einer Datenbank erzeugt wird, die die physikalischen Anschlüsse der integrierten Schaltung beschreibt. Das Verfahren ist beeinflußt von der Marr-Poggio-Nulldurchgangstheorie, verwendet jedoch den Laplace-Operator der Gauß-Faltungs- Vorzeichendarstellung mit der Autokorrelationsfunktion zum Bestimmen der Verschiedenheit zwischen zwei Stereobildern. Es werden die folgenden Schritte vorgeschlagen:
- Falten der Grau-Bilder mit einer digitalen Approximation des Laplace- Operators, gefolgt von einer Faltung mit einem Gauß-Glättungsoperator;
- Binarisieren auf der Faltung des Vorzeichens;
- Korrelieren von Gebieten der Binärbilder mit einer pixelweisen Exklusiv- ODER-Funktion (EXOR-Funktion) über einen Bereich möglicher Verschiebungswerte in x und y und Berichten der Verschiebungswerte, an denen die höchste Flächenkorrelation gemessen wurde.
Dieser Zugang ist beschrieben im US-Patent Nr. 5.109.430, erteilt am 28. April 1992 an H. K. Nishihara u. a. und in H. NISHIHARA, Practical real-time imaging stereo matcher, OPTICAL ENGINEERING 23(5), September/Oktober 1984, S. 536-545, und in H. K. NISHIHARA u. a., Measuring Photolithographic Overlay Accuracy and Critical Dimensions by Correlating Binarized Laplacian of Gaussian Convolutions, IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, Januar 1988, Bd. 10, Nr. 1, S. 17-30. Wegen der zum Ausführen der Bilddeckungsherstellung mit Universal-Digitalprozessoren erforderlichen unerwünscht langen Rechenzeiten betrachten die Offenbarungen von Nishihara u. a. zur Realisierung des Verfahrens Spezial-Bildverarbeitungshardware.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung schafft ein in Anspruch 1 dargelegtes Verfahren und eine in Anspruch 10 dargelegte Vorrichtung zum schnellen Bestimmen des Versatzes zwischen Bildern wie etwa zwischen einem CAD-Layoutbild einer IC- Vorrichtung und einem SEM-Bild der Vorrichtung. Der Versatz wird mit Parallelverarbeitungsverfahren in einem seriellen Universaldigitalprozessor bestimmt. Die Verfahren sind zuverlässig und rauschtolerant.
Jedes Bild eines Bildpaars ist durch die gespeicherten Pixeldaten definiert, die eine entsprechende Mehrzahl von Pixeln beschreiben. Jedes Pixel ist durch einen Ort in einem x-y-Gitter und durch einen Intensitätswert definiert. Für jedes Bild wird ein Bereich von Pixeln ausgewählt und mit einem Laplace-Kern gefaltet. Das Ergebnis wird sowohl in x- als auch in y-Richtung mit einem Gauß-Kern gefaltet, um ein Deckungsbild zu erzeugen. Die Deckungsbilder werden binarisiert, bitgepackt und durch Ausführen einer EXOR-Operation für jeden Pixelort an jedem von einer Mehrzahl von relativen Versätzen der Bilder miteinander korreliert. Die Ergebnisse der EXOR-Operation werden summiert, um für jeden relativen Versatz einen Bildkorrelationswert zu erzeugen. Diejenige Bildkorrelation, die die höchste Korrelation angibt, bestimmt den relativen Versatz der Bilder. Der bestimmte Versatz kann dazu verwendet werden, die Bilder miteinander zur Deckung zu bringen oder einen Ort in einem Bild zu identifizieren, der einem ausgewählten Ort des anderen Bildes entspricht.
Die Verfahren können für eine Vielzahl von Zielen bei der automatischen Steuerung von E-Strahl- und FIB-Systemen wie etwa zum Kompensieren von Objekttisch-Positionierungsfehlern und von Feldeffekten beim Positionieren eines E-Strahlabtasters verwendet werden. Zum Beispiel wird aus einem CAD-Layoutbild eines IC ein Tastort wie etwa eine x-y-Koordinate ausgewählt. Hierauf wird ein Bereich des Layoutbildes mit der x-y-Koordinate verarbeitet, um ein erstes Deckungsbild zu erzeugen. Der SEM-Positionierungsobjekttisch wird bewegt, um in einem Gesichtsfeld mit der ausgewählten Koordinate ein SEM-Bild des IC zu erfassen. Das SEM-Bild wird verarbeitet, um ein zweites Deckungsbild zu erzeugen. Die Deckungsbilder werden binarisiert, bitgepackt und korreliert, um den Versatz zwischen dem Layoutbild und dem SEM-Bild zu bestimmen. Der bestimmte Versatz wird dazu verwendet, eine dem von dem Layoutbild ausgewählten Ort entsprechende korrigierte Koordinate zum Plazieren des E-Strahlabtasters an einem Ort auf dem IC zu bestimmen.
Weitere Merkmale und Anwendungen der Erfindung werden für den Fachmann auf dem Gebiet aus der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die Zeichnung offensichtlich.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 ist ein Blockschaltplan eines Ladungsträger-Tastsystems des Standes der Technik;
Fig. 2 zeigt einen Elektronenstrahl-Testabtaster des Standes der Technik, der einen Teil eines Systems der in Fig. 1 gezeigten Art bildet;
Fig. 3 zeigt ein Beispiel von verknüpften Stromlaufplan-, Layout- und SEM-Bildern mit auf dem Layout- und auf dem SEM-Bild überlagerten Gesichtsfeldfenstern;
Fig. 4A zeigt ein aus computergestützten Entwurfsdaten erzeugtes synthetisches Bild eines Abschnitts einer integrierten Schaltung;
Fig. 4B zeigt ein SEM-Bild eines dem synthetischen Bild aus Fig. 4A entsprechenden Abschnitts einer integrierten Schaltung;
Fig. 5 ist ein Ablaufplan, der die Hauptschritte eines Tastplazierungsverfahrens gemäß der Erfindung zeigt;
Fig. 6 zeigt ein SEM-Bild und veranschaulicht die gewünschte Taststrahlplazierung relativ zu dem Leiter gemäß der Erfindung;
Fig. 7 zeigt ein Layoutbild eines Abschnitts einer integrierten Schaltung;
Fig. 8 zeigt ein SEM-Bild eines Abschnitts einer integrierten Schaltung;
Fig. 9A zeigt bevorzugte Kernkoeffizienten für die Laplace-Faltung;
Fig. 9B zeigt ein Verfahren zum Falten eines Bildes mit einem Laplace- Kern;
Fig. 10A zeigt einen Bereich des Layoutbildes aus Fig. 7;
Fig. 10B zeigt ein aus der Faltung des Bereichs aus Fig. 10A mit dem Laplace-Kern aus Fig. 9A herrührendes Laplace-Bild;
Fig. 11A zeigt einen Bereich des SEM-Bildes aus Fig. 8;
Fig. 11B zeigt ein aus der Faltung des Bereichs aus Fig. 11A mit dem Laplace-Kern aus Fig. 9A herrührendes Laplace-Bild;
Fig. 12 zeigt ein Beispiel der Koeffizienten für einen Gauß-Faltungskern;
Fig. 13 zeigt die Verschiebungs- und Additionsoperationen zum Faktorisie ren und zum Erzeugen von Multiplikatorbildern beim Ausführen der Gauß-Faltung;
Fig. 14 zeigt den ersten Schritt der x-Achsen-Gauß-Faltung;
Fig. 15 zeigt den zweiten Schritt der x-Achsen-Gauß-Faltung;
Fig. 16 zeigt den ersten Schritt der y-Achsen-Gauß-Faltung;
Fig. 17 zeigt den zweiten Schritt der y-Achsen-Gauß-Faltung;
Fig. 18A zeigt einen Layoutbildbereich;
Fig. 18B zeigt ein gemäß der Erfindung durch Faltung des Layoutbildbereichs aus Fig. 18A mit dem Laplace- und Gauß-Operator erzeugtes Deckungsbild;
Fig. 19A zeigt einen SEM-Bildbereich;
Fig. 19B zeigt ein gemäß der Erfindung durch Falten des SEM-Bildbereichs aus Fig. 19A mit dem Laplace- und Gauß-Operator erzeugtes Deckungsbild;
Fig. 20 zeigt ein Beispiel der Koeffizienten für einen Gauß-Faltungskern;
Fig. 21 zeigt eine Reihe von Bildern, die nebeneinander gestellt wurden, um die erfindungsgemäße Autokorrelation zu zeigen, wobei (a) ein CAD-Layoutbildbereich, (b) ein gemäß der Erfindung aus dem Layoutbildbereich vorbereitetes Deckungsbild, (c) ein SEM-Bildbereich, (d) ein aus dem SEM-Bildbereich gemäß der Erfindung vorbereitetes Deckungsbild, (e) und (g) Abschnitte des Layoutbildbereichs, (f) eine Überlagerung des SEM-Deckungsbildes und des Layoutdeckungsbildes und (h) eine Überlagerung des SEM-Deckungsbildes und des Layoutdeckungsbildes mit in Schwarz gezeigten nicht übereinstimmenden Pixeln und mit in Weiß gezeigten übereinstimmenden Pixeln ist;
Fig. 22A ist eine durch Abbilden von Werten für die Autokorrelation der Bilder (d) und (b) aus Fig. 21 erzeugte Autokorrelationsfläche;
Fig. 22B zeigt die Autokorrelationswerte einer x-z-Ebene, die die Korrelationsspitze der Fläche aus Fig. 22A schneidet, längs der x-Achse;
Fig. 22C zeigt die Autokorrelationswerte mehrerer y-z-Ebenen, die die Fläche aus Fig. 22A schneiden, längs der y-Achse;
Fig. 23 zeigt das Bitpacken der Deckungsbilder;
Fig. 24 zeigt eine Auswahl von Korrelationsbereichen von einem Deckungsbild zur automatischen Autokorrelation;
Fig. 25 zeigt ein Verfahren zur optimierten Autokorrelation;
Fig. 26 zeigt ein Verfahren zum Vorbereiten eines Stapels von Differenzbildern zur IC-Fehlerdiagnose;
Fig. 27 zeigt ein Verfahren zur automatischen Reparatur eines Satzes von IC-Vorrichtungen;
Fig. 28 zeigt ein Verfahren zum Kalibrieren des Bildversatzes beim Ändern des Strahlstroms;
Fig. 29 zeigt ein Verfahren zur Langzeit-Signalformerfassung.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die Bilddeckungsverfahren gemäß der Erfindung werden zunächst mit Bezug auf ein spezifisches Beispiel beschrieben, das den Betrieb eines E-Strahlabtastsystems wie etwa des Schlumberger-Systems "IDS 5000TM" betrifft.
Es soll ein IC an einem ausgewählten physikalischen Ort mit einem E- Strahl-Abtaster abgetastet werden. Der Ort wird mit Bezug auf ein Layoutbild ausgewählt. Fig. 4A zeigt das Layoutbild 400 und den ausgewählten Ort 410. Das Tastsystem verwendet verknüpfte Layout- und SEM-Daten zur Bestimmung eines Gesichtsfelds, das den ausgewählten Ort umfaßt. Es wird das Gesichtsfeld eingestellt, ein den ausgewählten Ort umfassendes SEM-Bild erfaßt und der Taststrahl in dem Gesichtsfeld positioniert. Fig. 4B zeigt ein SEM-Bild und den gewünschten Tastort 415. Die tatsächliche Plazierung des Abtasters unter Verwendung von Tastsystemen des Standes der Technik stimmt wegen Objekttischfehlern, Feldwirkungen oder anderen Ursachen möglicherweise nicht mit der gewünschten Plazierung überein.
Die Tastplazierung kann durch Bestimmen eines Versatzes zwischen dem Layoutbild und dem SEM-Bild ohne menschliches Eingreifen korrigiert werden. Fig. 5 zeigt die Hauptschritte eines Taststrahl-Plazierungsverfahrens gemäß der Erfindung:
500. Bestimmen und Einstellen der SEM-Vergrößerung und Beginnen der Objekttischbewegung zum Positionieren des SEMs, so daß das Gesichtsfeld des SEM-Bildes den gewünschten Ort umfaßt.
510. Vorbereiten eines ersten Deckungsbildes wie etwa durch Verarbeiten eines CAD-Layoutbildes oder durch Indizieren eines zuvor bearbeiteten Layoutbildes, während der Objekttisch in Bewegung ist.
520. Warten darauf, daß die Bewegung des x-y-Objekttischs aufhört.
530. Erfassen eines SEM-Bildes, wenn der Objekttisch den gewünschten Ort erreicht hat.
540. Vorbereiten eines zweiten Deckungsbildes von dem neu erfaßten SEM- Bild durch Falten und Binarisieren eines Bereichs des SEM-Bildes.
550. Bestimmen des Versatzes zwischen dem ersten und dem zweiten Deckungsbild mit einem Autokorrelationsprozeß. Beim Plazieren des Taststrahls ist der Versatz anzuwenden.
560. Plazieren des Taststrahls unter Berücksichtigung des bestimmten Versatzes.

Einstellen der Vergrößerung

Die Vergrößerung eines SEMs oder SIMs kann durch Steuern der Magnetfelder der Strahloptiksäule ähnlich zu der Vergrößerung eines optischen Mikroskops gesteuert werden. Die Vergrößerung der zur Deckung zu bringenden Bilder wird bevorzugt in der Weise eingestellt, daß sie die Suchfläche für die Autokorrelation minimiert und somit die Verarbeitungszeit minimiert. Die Wahl der Vergrößerung mit Bezug auf die Größe des kleinsten während der Autokorrelation anzupassenden Merkmals beschränkt die zum Kompensieren des Objekttischfehlers und von Feldeffekten erforderliche Suchfläche. Dies erhöht die Geschwindigkeit der Autokorrelation und bringt mehr Strukturen in das anzupassende Gesichtsfeld.
In diesem Beispiel ermöglicht das Bestimmen des Versatzes das genaue Plazieren des Taststrahls auf einem Leiter des IC. Der Rand eines Leiters gilt allgemein nicht als guter Tastort. Für dieses Beispiel wird angenommen, daß der Abtaster innerhalb eines Drittels des Rands der Leiterbreite (d. h. nicht weniger als ein Drittel der Breite des Leiters vom Rand des Leiters entfernt) plaziert wird. Die Autokorrelation der verarbeiteten Bilder wird pixelweise ausgeführt, was sicherstellt, daß der Versatz zwischen den Bildern innerhalb ± 1 Pixel bestimmt wird.
Die Vergrößerung kann in diesem Beispiel in der Weise eingestellt werden, daß das kleinste während der Autokorrelation anzupassende Merkmal eine Breite von ungefähr sieben Pixeln besitzt. Mit Bezug auf Fig. 6 soll ein Leiter 610 in dem SEM-Bild 405 abgetastet werden. Falls die Vergrößerung so eingestellt wird, daß der Leiter 610, wie durch das Band der sieben Pixelorte (Quadrate) 620 gezeigt ist, in dem SEM-Bild eine Breite von sieben Pixeln hat, ist erwünscht, die Mitte des durch den Punkt 630 dargestellten Taststrahls an einem Ort anzuordnen, der dem Ort 640 des mittleren Pixels entspricht. Da der Versatz zwischen den Bildern innerhalb ± 1 Pixel bestimmt ist, kann die Plazierung des Taststrahls innerhalb ± 1 Pixel, d. h. an einem der drei in dem Mittelabschnitt des Bands 620 durch den Pfeil 650 gezeigten Pixelorte, sichergestellt werden. Das Plazieren des Taststrahls an einem der durch den Pfeil 660 oder durch den Pfeil 670 gezeigten Pixelorte ist unerwünscht, da diese den Rand des Leiters darstellen.

Auswahl eines "Bereichs" aus dem ersten Bild

Während der SEM-Objekttisch in Bewegung ist, wird aus dem ersten Bild (z. B. aus dem Layoutbild) ein erstes Deckungsbild vorbereitet. Fig. 7 zeigt ein erstes Bild (Layoutbild) 700. Obgleich das gesamte Bild 700 zur Verwendung bei der Autokorrelation verarbeitet werden könnte, wird zur Minimierung der Verarbeitungszeit bevorzugt nur ein Abschnitt (ein "Bereich" 710) des Bildes verarbeitet. Der Bereich umfaßt den ausgewählten Ort für den Tastplazierungsort. Für Erläuterungszwecke ist der "Bereich" 710 in Fig. 7 als Ausschnitt aus dem Bild 700 gezeigt.
Der abzutastende ausgewählte x-y-Ort liegt in einem in Fig. 7 von Strichlinien umrissenen Gebiet 720. Das Gebiet 720 ist groß genug, um sicherzustellen, daß die volle Breite des abzutastenden Leiters in dem Gebiet liegt. Falls die Vergrößerung z. B. in der Weise eingestellt wird, daß das kleinste abzutastende Merkmal (z. B. ein 1 Mikrometer breiter Leiter) eine Breite von 7 Pixeln hat, kann das Gebiet 720 in der Größenordnung von 100 · 100 Pixeln liegen.
Die Größe des Bereichs 710 wird aus der Größe des Gebiets 720 und aus dem maximal zu erwartenden Versatzfehler sowohl in x- als auch in y-Richtung bestimmt. Falls der maximal zu erwartende Versatzfehler (z. B. wegen des Objekttischfehlers und wegen der Feldeffekte) ± 2 Mikrometer beträgt (wobei 1 Mikrometer durch 7 Pixel dargestellt wird), ist es ausreichend, wenn der Bereich 720 sowohl in x- als auch in y-Richtung um einen doppelt so großen Betrag wie der maximal zu erwartende Versatzfehler (z. B. 2 · 2 Mikrometer oder 28 Pixel) größer als das Gebiet 710 ist. Falls das Gebiet 720 durch 100 · 100 Pixel dargestellt wird, und falls der maximal zu erwartende Versatzfehler durch 14 Pixel dargestellt wird, kann der Bereich 710 somit eine Abmessung von 128 · 128 Pixeln haben.
Das erste Deckungsbild wird wie unten beschrieben durch Verarbeiten der Pixel des Bereichs 710 vorbereitet. Während der Autokorrelation wird das erste Deckungsbild als "Suchfläche" verwendet.

Auswahl eines "Bereichs" aus dem zweiten Bild

Wenn die Objekttischbewegung abgeschlossen ist, wird an der neuen Stelle des Objekttischs ein zweites Bild (z. B. SEM-Bild) erfaßt. Fig. 8 zeigt ein solches SEM-Bild 800. Das Gesichtsfeld des SEM-Bildes 800 ist durch die wie oben beschrieben eingestellte Vergrößerung bestimmt. Ein für Veranschaulichungszwecke ausgeschnitten gezeigter "Bereich" 810 des SEM-Bildes wird zur Verarbeitung ausgewählt. Die Größe des Bereichs 810 ist bevorzugt etwa gleich der des Bereichs 720 in Fig. 7. Die Stelle der zum Abtasten ausgewählten x-y- Koordinate liegt in dem Bereich 810. Da der Versatz zwischen den entsprechenden Koordinatensystemen des verknüpften Layoutbildes und des SEM-Bildes (z. B. wegen der Objekttischpositionierung und wegen der Feldeffektfehler) bisher unbekannt ist, stimmt die ausgewählte x-y-Koordinatenstelle auf dem SEM-Bild möglicherweise nicht mit dem abzutastenden Merkmal überein.
Der Bereich 810 wird wie unten beschrieben verarbeitet, um ein zweites, zum Ausführen der unten beschriebenen Autokorrelation verwendetes Deckungsbild vorzubereiten. Obgleich das gesamte SEM-Bild verarbeitet werden könnte, verringert das Verarbeiten nur eines Bereichs die Zeit zum Erzeugen des zweiten Deckungsbildes und zum Ausführen der Autokorrelation. Obgleich große Bereichsgrößen nicht nur mehr anzupassende Flächentopologie, sondern auch mehr Rauschen hereinbringen, wächst die Zuverlässigkeit des Autokorrelationsergebnisses allgemein mit der Größe der Deckungsbilder. Die Auswahl der Bereichsgrößen ist somit ein Gleichgewicht zwischen der Verarbeitungszeit und der Zuverlässigkeit. In diesem Beispiel wird ein Bereich 810 von 100 · 100 Pixeln als ein Gleichgewicht zwischen der Verarbeitungszeit und der Autokorrelationszuverlässigkeit ausgewählt. Größere Bereichsgrößen, z. B. 128 · 128 oder 256 · 256, wurden ebenfalls erfolgreich verwendet. Für einige Anwendungen wie etwa für genaue FIB-Operationen kann die Auswahl einer hohen Vergrößerung und einer verhältnismäßig großen Bereichsgröße erwünscht sein.

Vorbereitung der Deckungsbilder

Der erste und der zweite Bildbereich (z. B. 710 und 810) werden verarbeitet, um das erste und das zweite Deckungsbild zu erzeugen. Gemäß der Erfin dung erfolgt dies durch Ausführen einer Laplace-Faltung mit einer nachfolgenden Gauß-Glättung.
Fig. 9A zeigt die bevorzugten Koeffizienten eines Laplace-Kerns 900 für die Laplace-Faltung. Zu den Vorteilen der Laplace-Faltung gehören die Unabhängigkeit von der absoluten Helligkeit und ein Ergebnisbild mit Null-Mittelwert, was einen Ganzzahlüberlauf beim Ausführen der Gauß-Faltung zu verhindern hilft.
Fig. 10A zeigt erneut den Layout-Bereich 710. Fig. 10B zeigt einen aus der Faltung des Bereichs 710 mit dem Laplace-Kern aus Fig. 9A resultierenden Laplace-Bildbereich 1010. Ein Vergleich der Fig. 10A und 108 offenbart, daß die Laplace-Faltung die "Ränder" in dem Bildmuster erfaßt.
Fig. 11A zeigt erneut den SEM-Bildbereich 810. Fig. 11B zeigt einen Laplace-Bildbereich 1110, der sich aus der Faltung des Bereichs 810 mit dem Laplace-Kern aus Fig. 9A ergibt. Der Vergleich der Fig. 11A und 11B offenbart, daß die Anwendung des Laplace-Operators auf ein SEM-Bild das Rauschen in dem SEM-Bild verstärkt. Dieses Rauschen wird durch die Gauß-Faltung geglättet. Die Gauß-Faltung schafft eine Toleranz von Bildern mit einem niedrigen Kontrast, mit einem verrauschten Hintergrund, mit beschädigten Mustern und mit Hintergrunddefekten. Die Breite des Gauß-Faltungskerns ermöglicht die Steuerung der Größe der zu korrelierenden Merkmale.
Die Laplace-Faltung wird in einer engen, einmal durchlaufenen Verarbeitungsschleife realisiert. Mit Bezug auf Fig. 9A wird der Intensitätswert eines Pixels des ursprünglichen Bildbereichs mit dem mittleren Kernkoeffizienten 910 (mit einem Wert von 4) multipliziert. Das nördliche, südliche, östliche, westliche Nachbarpixel wird jeweils mit dem entsprechenden Kernkoeffizienten (mit einem Wert von -1) multipliziert. Die Summe der Produkte wird als der Intensitätswert für ein Pixel des Laplace-Bereichs an einem dem x-y-Ort des Pixels des ursprünglichen Bildbereichs entsprechenden x-y-Ort verwendet. Zum Erzeugen des Laplace-Bereichs wird das Verfahren für jedes Pixel des ursprünglichen Bildbereichs wiederholt.
Der ursprüngliche Bildbereich liegt bevorzugt im Speicher, wobei anstelle der Multiplikation Schiebeoperationen verwendet werden. Die Versätze zu den Nachbarpixeln werden im voraus bestimmt. Zum Optimieren der Leistung werden die Daten- und Adressenregister des Mikroprozessors verwendet. Fig. 9B zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Falten eines Bildes mit einem Laplace-Kern gemäß der Erfindung. Die Pixelintensitätswerte des zu faltenden Bildbereichs sind in ei nem Speicher 920 gespeichert. Für einen gegebenen Pixelort 925 im Speicher werden die Nachbarpixel-Intensitätswerte bei 930, 935, 940 und 945 (nördlich, südlich, östlich bzw. westlich) im Akkumulator 950 summiert, wobei der Pixelintensitätswert am Ort 925 um zwei Stellen nach links verschoben und von der Summe in dem Akkumulator subtrahiert wird. Der resultierende Wert in dem Akkumulator wird an der Stelle Ort 955 im Speicher 960 gespeichert. Der an der Stelle 950 gespeicherte Wert wird als der Intensitätswert eines Pixels des Laplace-Ergebnisbildes verwendet. Hierauf wird die Pixeladresse inkrementiert und das Verfahren wiederholt.
Fig. 12 zeigt die Koeffizienten eines bevorzugten Gauß-Faltungskerns 1200. Der Laplace-Bereich wird zum Erzeugen eines Deckungsbildes sowohl in x- als auch in y-Richtung mit dem Kern 1200 gefaltet. Begrifflich ist der Intensitätswert für einen gegebenen Pixelort des Deckungsbildes wie folgt zu bestimmen. Der Intensitätswert eines Pixels an dem entsprechenden Ort des Laplace-Bereichs wird mit dem mittleren Koeffizienten 1210 (mit einem Wert von 20) multipliziert. Der Intensitätswert des Nachbarpixels des Laplace-Bereichs in Nord-, Süd-, Ost- und West-Richtung wird jeweils mit dem nächsten Nachbarkoeffizienten 1220, 1230 usw. (mit einem Wert von 15) multipliziert. Der Intensitätswert des nächstfolgenden Pixels des Laplace-Bereichs in Nord-, Süd-, Ost- und West-Richtung wird jeweils mit dem nächsten entsprechenden Koeffizienten 1240, 1250 usw. (mit einem Wert von 6) multipliziert. Der Intensitätswert des nächstfolgenden Pixels des Laplace-Bereichs in Nord-, Süd-, Ost- und West-Richtung wird jeweils mit dem nächsten entsprechenden Koeffizienten 1260, 1270 usw. (mit einem Wert von 1) multipliziert. Die Summe der Produkte wird als der intensitätswert für den gegebenen Pixelort des Deckungsbildes angesehen. Auf diese Weise kann der Intensitätswert für jeden Pixelort des Deckungsbildes bestimmt werden.
Die vorliegende Erfindung bietet jedoch effizientere Verfahren zum Erreichen des gleichen Ergebnisses. Um den Rechenaufwand zu minimieren, wird die Gauß-Faltung für jeden Pixelort als zwei eindimensionale Faltungen (z. B. als eine Faltung in x-Richtung, auf die eine Faltung in y-Richtung folgt) ausgeführt. Dies approximiert eine kreisförmige Gauß-Glättungsfunktion. Jede eindimensionale Faltung wird in zwei weitere Schritte zerlegt, die so beschaffen sind, daß die Anzahl der mathematischen Operationen verringert wird.
Die Fig. 13 und 14 zeigen den ersten Schritt der x-Achsen-Gauß-Faltung. Mit Bezug auf Fig. 14 wird zum Erzeugen der Multiplikatorbilder 1410, 1420 und 1430 das Laplace-Bild 1400 mit Null-Mittelwert verwendet, wobei jedes dieser Multiplikatorbilder das mit einem entsprechenden Gauß-Kern-Koeffizienten 6, 15 und 20 multiplizierte Laplace-Bild darstellt. Das Laplace-Bild 1400 kann als ein Multiplikatorbild betrachtet werden, das das mit dem Gauß-Kern-Koeffizienten 1 multiplizierte Laplace-Bild 1400 darstellt.
Wiederholte Multiplikationsoperationen bei der Vorbereitung der Multiplikatorbilder werden durch Bitverschiebung der Pixelintensitätswerte und durch Faktorisieren der Gauß-Kern-Werte vermieden. Mit Bezug auf Fig. 13 wird der Intensitätswert eines Pixels über eine Reihe von Verschiebe-, Additions- und Subtraktionsoperationen effektiv mit jedem Gauß-Kern-Koeffizienten multipliziert. Der Intensitätswert eines Pixels des Laplace-Bildes 1400 wird als ein Binärwert θ in einem Register A gespeichert. Der gespeicherte Wert wird um eine Stelle nach links verschoben, was zu einer Multiplikation mit 2 führt, und als Binärwert 2 θ in einem Register B gespeichert. Der im Register B gespeicherte Wert wird um eine Stelle nach links verschoben, was zu einer Multiplikation mit 2 führt, und als Binärwert 4 θ in einem Register C gespeichert. Der im Register C gespeicherte Wert wird um zwei Stellen nach links verschoben, was zu einer Multiplikation mit 4 führt, und als Binärwert 16 θ in einem Register D gespeichert. Die in den Registern B und C gespeicherten Werte werden addiert und als Binärwert 6 θ in einem Hardware-Register E gespeichert. Der in einem Register A gespeicherte Wert 2 θ wird von dem im Register D gespeicherten Wert 16 θ subtrahiert, wobei der resultierende Wert 15 θ in einem Hardwareregister F gespeichert wird. Die in den Hardwareregistern C und D gespeicherten Werte werden addiert und als Binärwert 20 θ in einem Hardwareregister G gespeichert. Die Register A, E, F und G enthalten den Intensitätswert θ des Laplace-Bild-Pixels, jeweils multipliziert mit den Gauß-Kern-Werten 1, 6, 15 und 20. Das Verfahren wird für jedes Pixel des Laplace-Bildes wiederholt, um für jeden Wert des Gauß-Kerns ein Multiplikatorbild zu erzeugen.
Um die Anzahl der erforderlichen Register zu minimieren, können die Multiplikatorbilder (1400, 1410, 1420 und 1430) mit Bezug auf Fig. 15 als eine einzige Datenstruktur 1500 gespeichert werden. Versätze in der Struktur weisen auf den Beginn jedes getrennt multiplizierten Bildes. Die Datenstruktur 1500 umfaßt die Pixelintensitätswerte des Laplace-Bildes (1400), die Pixelwerte des mit 6 multiplizierten Laplace-Bildes (1410), die Pixelwerte des mit 15 multiplizierten Laplace-Bildes (1420) und die Pixelwerte des mit 20 multiplizierten Laplace-Bildes (1430).
Der zweite Schritt der x-Achsen-Gauß-Faltung ist ebenfalls in Fig. 15 dargestellt. Der Intensitätswert für jedes Pixel eines Ergebnisbildes 1510 wird dadurch abgeleitet, daß ausgewählte Pixelintensitätswerte aus der Datenstruktur 1500 zueinander addiert werden. Das heißt, der Intensitätswert für einen gegebenen Pixelort 1520 des Ergebnisbildes wird dadurch bestimmt, daß die folgenden Werte zueinander addiert werden:
- Die Werte der zwei Pixel 1525 und 1530 von dem Eins-Multiplikator-Laplace-Bild 1400, wobei die Orte der Pixel 1525 und 1530 in x-Richtung um drei Pixelorte gegenüber dem Pixelort des Laplace-Bildes 1400, der dem Pixelort 1520 entspricht, versetzt sind und
- die Werte zweier Pixel 1535 und 1540 von dem Sechs-Multiplikatorbild 1410, wobei die Orte der Pixel 1535 und 1540 in x-Richtung um zwei Pixelorte gegenüber dem Pixelort des 6-Multiplikatorbildes 1410, der dem Pixelort 1520 entspricht, versetzt sind und
- die Werte zweier Pixel 1545 und 1550 von dem Fünfzehn-Multiplikatorbild 1420, wobei die Orte der Pixel 1545 und 1550 in x-Richtung um einen Pixelort gegenüber dem Pixelort des 15-Multiplikatorbildes 1420, der dem Pixelort 1520 entspricht, versetzt sind und
- der Wert eines Pixels 1560 von dem Zwanzig-Multiplikatorbild 1430, wobei der Ort des Pixels 1560 dem Pixelort 1520 entspricht.
Die Summen werden fertiggestellt, um einen Intensitätswert für jeden Pixelort des Ergebnisbildes 1510 zu erzeugen, so daß das Ergebnisbild 1510 die Faltung des Laplace-Bildes 1400 mit dem Gauß-Kern 1200 in x-Richtung darstellt.
Die Fig. 13 und 16 erläutern den ersten Schritt der y-Achsen-Gauß-Faltung. Mit Bezug auf Fig. 16 wird das Ergebnisbild 1510 zum Erzeugen der Multiplikatorbilder 1610, 1620 und 1630 verwendet, wobei jedes dieser Multiplikatorbilder das mit einem entsprechenden Gauß-Kern-Koeffizienten 6, 15 und 20 multiplizierte Ergebnisbild darstellt. Das Ergebnisbild 1510 kann als ein Multiplikatorbild verwendet werden, das das mit dem Gauß-Kern-Koeffizienten 1 multiplizierte Ergebnisbild 1510 darstellt. Die Multiplikatorbilder werden (mit Ausnahme dessen, daß anstelle der Pixel des Laplace-Bildes diesmal die Pixel des Ergebnisbildes verarbeitet werden) mit dem mit Bezug auf Fig. 13 beschriebenen Verfahren vorbereitet. Um die Anzahl der erforderlichen Register zu minimieren, können diese Multiplikatorbilder (1510, 1610, 1620 und 1630) als eine einzige Datenstruktur gespeichert werden. Versätze in der Struktur zeigen auf den Beginn jedes getrennt multiplizierten Bildes. Wie in Fig. 17 gezeigt ist, umfaßt die Datenstruktur 1700 die Pixelwerte des mit 1 multiplizierten Ergebnisbildes (1510), die Pixelwerte des mit 6 multiplizierten Ergebnisbildes (1610), die Pixelwerte des mit 15 multiplizierten Ergebnisbildes (1620) und die Pixelwerte des mit 20 multiplizierten Ergebnisbildes (1630).
Mit Ausnahme dessen, daß die Pixelwerte der Ergebnisbild-Datenstruktur summiert werden, um die Werte für die Pixel des Deckungsbildes zu erzeugen, sowie mit Ausnahme dessen, daß die zu summierenden ausgewählten Pixelwerte der Datenstruktur in y-Richtung gegenüber dem entsprechenden Pixelort des Deckungsbildes versetzt sind, ist der zweite Schritt der y-Achsen-Gauß-Faltung ähnlich zu dem zweiten Schritt der x-Achsen-Gauß-Faltung.
Der zweite Schritt der x-Achsen-Gauß-Faltung ist in Fig. 17 gezeigt. In diesem Schritt wird der Wert für einen gegebenen Pixelort 1720 des Ergebnisbildes dadurch bestimmt, daß die folgenden Werte zueinander addiert werden:
- Die Werte der zwei Pixel 1725 und 1730 von dem Ergebnisbild 1510, wobei die Orte der Pixel 1725 und 1730 in y-Richtung um drei Pixelorte gegenüber dem Pixelort des Ergebnisbildes 1510, der dem Pixelort 1720 entspricht, versetzt sind, und
- die Werte der Pixel 1735 und 1740 von dem Sechs-Multiplikatorbild 1610, wobei die Orte der Pixel 1735 und 1740 in y-Richtung um zwei Pixelorte gegenüber dem Pixelort des 6-Multiplikatorbildes 1610, der dem Pixelort 1720 entspricht, versetzt sind, und
- die Werte der zwei Pixel 1745 und 1750 von dem Fünfzehn-Multiplikatorbild 1620, wobei die Orte der Pixel 1745 und 1750 in y-Richtung um einen Pixelort gegenüber dem Pixelort des 15-Multiplikatorbildes 1420, der dem Pixelort 1720 entspricht, versetzt sind, und
- der Wert eines Pixels 1760 von dem Zwanzig-Multiplikatorbild 1630, wobei der Ort des Pixels 1760 dem Pixelort 1720 entspricht.
Die Summen werden fertiggestellt, um für jedes Pixel des Deckungsbildes 1710 einen Wert zu erzeugen, so daß das Deckungsbild 1710 die Faltung des Ergebnisbildes 1510 mit dem y-Achsen-Gauß-Kern darstellt.
Fig. 18A zeigt erneut den Layoutbildbereich 710. Fig. 18B zeigt ein durch die eben beschriebene Faltung des Layoutbildbereichs 710 mit dem Laplace- und Gauß-Operator erzeugtes Deckungsbild 1810. Der Vergleich der Fig. 18A und 18B zeigt, daß die Ränder und Ecken des Layoutbildbereichs durch die Faltungsverarbeitung geglättet werden.
Fig. 19A zeigt wieder den SEM-Bildbereich 810. Fig. 19B zeigt ein durch die eben beschriebene Faltung des SEM-Bildbereichs 810 mit dem Laplace- und Gauß-Operator und ferner durch die Faltung mit einem in Fig. 20 gezeigten zweiten Gauß-Kern 2000 mit spärlichen Operatoren erzeugtes Deckungsbild 1910. Die erste Gauß-Faltung (unter Verwendung des Kerns aus Fig. 12) glättet das hochfrequente Schrotrauschen und verhindert die Faltungsverzerrung. Die zweite Gauß-Faltung beseitigt Spannungs-Kontrast-Schwebungsmuster in dem SEM- Bildbereich. Der Spannungs-Kontrast ist die Differenz der Bildhelligkeit, die durch verschiedene Spannungspotentiale an Merkmalen der mit dem SEM abgebildeten integrierten Schaltungsvorrichtung hervorgerufen wird. Die zweite Gauß-Faltung wird in der obenbeschriebenen Weise ausgeführt, wobei die Verwendung von Nullen zwischen jedem Koeffizienten (Fig. 20) die Gauß-Kern-Spreizung sowohl in x- als auch in y-Richtung von sieben Pixeln auf dreizehn Pixel ändert. Dies erhöht die effektive Kerngröße und glättet Hochfrequenzmuster wie etwa das Spannungs- Kontrast-Schwebungsmuster. Der Vergleich der Fig. 19A und 19B zeigt, daß die Merkmale des SEM-Bildes verbessert werden, während das in Fig. 11B sichtbare Rauschen geglättet wird.
Der Fachmann auf dem Gebiet erkennt, daß die zweite Gauß-Faltung nicht in allen Fällen erforderlich ist. Zum Beispiel ist für die beschriebene Verarbeitung des Layout-Bereichs 710 eine einzige Gauß-Faltung angemessen. Es können andere geeignete Gauß-Kerne zur Verarbeitung verwendet werden.
Dies schließt die Vorbereitung der Deckungsbilder ab. Das Layoutdeckungsbild 1810 dient als erstes Deckungsbild für die Autokorrelation, während das SEM-Deckungsbild 1910 als zweites Deckungsbild für die Autokorrelation dient.

Autokorrelation

Die Autokorrelation der Deckungsbilder 1810 und 1910 wird ausgeführt, um denjenigen x-Achsen- und y-Achsen-Versatz zu bestimmen, der erforderlich ist, um ein Bild am besten mit dem anderen zur Deckung zu bringen. Die Deckungsherstellung auf der Vorzeichendarstellung der Faltung erhöht die Stabilität und macht das Deckungsherstellungsverfahren wesentlich rauschtoleranter. An statt diejenigen Punkte anzupassen, wo die Gauß-geglätteten Laplace-Bilder einen Nulldurchgang haben, werden einfach gesagt die positiven Flächen eines ersten Deckungsbildes mit den positiven Flächen eines zweiten Deckungsbildes zur Deckung gebracht, während die negativen Flächen des ersten Deckungsbildes mit den negativen Flächen des zweiten Deckungsbildes zur Deckung gebracht werden. Zu diesem Zweck werden die Deckungsbilder vor der Korrelation anhand des Vorzeichens der Faltung binarisiert. Das heißt, jedem Pixel eines Deckungsbildes wird ein von dem (positiven oder negativen) Vorzeichen des Pixelwerts abhängiger Binärwert (null oder eins) zugeordnet. Die Autokorrelation verwendet die Exklusiv-ODER-Funktion (EXOR-Funktion), um die Pixel mit gleichem (positivem oder negativem) Vorzeichen in einer pixelweisen Operation zur Deckung zu bringen.
Fig. 21 zeigt verschiedene Bilder, die nebeneinander gestellt wurden, um die Aufgabe der Autokorrelation zu erläutern. Ein CAD-Entwurfsbildbereich (a) wird wie oben beschrieben gefaltet, um ein Layoutdeckungsbild (b) mit 178 · 178 zu erzeugen, und binarisiert. Ein SEM-Bildbereich (c) wird wie oben beschrieben gefaltet, um ein SEM-Deckungsbild (d) mit 128 · 128 Pixeln zu erzeugen, und binarisiert. Das Bild (b) wird als die Suchfläche verwendet. Das Bild (d) wird als ein bewegter Bereich verwendet. Das Autokorrelationsverfahren findet eine relative x- y-Versatzposition zwischen den Bildern, bei der das Bild (d) am besten mit dem Bild (b) übereinstimmt.
Die Autokorrelation beginnt durch Ausrichten des linken oberen Pixels des SEM-Deckungsbildes (d) auf das linke obere Pixel der Layout-Deckung (b), so daß die 128 · 128 Pixelorte des Bildes (d) jeweils auf die linken oberen 128 · 128 Pixelorte des Bildes (b) ausgerichtet sind. Für jeden der 128 · 128 Pixelorte wird ein EXOR zwischen den binarisierten Intensitätswerten des Bildes (d) und des Bildes (b) ausgeführt. Die resultierenden 128 · 128 Binärwerte (Pixelkorrelationswerte) werden summiert, wobei die Summe als ein Bildkorrelationswert für diese relativen Versatzposition der Bilder (d) und (b) verwendet wird. Hierauf wird das Bild (d) um einen Pixelort relativ zu dem Bild (b) verschoben, die EXOR-Operation ausgeführt und die Summe der EXOR-verknüpften Pixel als ein Korrelationswert für diese neue relative Versatzposition genommen. Bevorzugt wird das Verfahren wiederholt, um für jede mögliche Position des SEM-Deckungsbildes (d) relativ zu dem Layoutdeckungsbild (b) einen Korrelationswert zu erzeugen.
Die Signifikanz der Korrelationswerte ist aus Fig. 22A ersichtlich, in der die Korrelationswerte zum Erzeugen einer Autokorrelationsfläche für sämtliche mögliche Versatzpositionen des Bildes (d) gegenüber dem Bild (b) abgebildet sind. Die höchste Spitze (die Korrelationsspitze 2200) der Autokorrelationsfläche stellt einen relativen x-y-Versatz zwischen den Bildern dar, bei dem die zwei Bilder am besten übereinstimmen.
Das Bild (e) aus Fig. 21 ist ein Bereich aus dem Bild (b), von dem festgestellt wurde, daß er am besten mit dem Bild (d) übereinstimmt. Das Bild (e) ist rechts vom Bild (d) gezeigt, um die Ausrichtung horizontal übereinstimmender Merkmale zu zeigen. Das Bild (g) ist das gleiche Bild wie das Bild (e), wobei es unter dem Bild (d) gezeigt ist, um die Ausrichtung der vertikal übereinstimmenden Merkmal zu zeigen. Fig. 22B zeigt die Autokorrelationswerte einer x-z-Ebene, die die Korrelationsspitze 2200 schneidet, längs der x-Achse. Fig. 22C zeigt die Autokorrelationswerte mehrerer y-z-Ebenen einschließlich einer y-z-Ebene, die die Korrelationsspitze 2200 schneidet, längs der y-Achse. Falsche Korrelationsspitzen sind bei 2210, 2220 und 2230 zu sehen.
In diesem Beispiel, in dem eine 178 · 178-Suchfläche und ein 128 · 128- Bewegungsbereich verwendet werden, wird der Versatz der Bilder bis auf ±25 Pixel auf der x-Achse und bis auf ±25 Pixel auf der y-Achse bestimmt. Das Ausführen der Autokorrelation in der eben beschriebenen Weise erfordert den Abschluß von 42.614.784 (128 · 128 · 51 · 51) Iterationen.

Optimierung der Autokorrelation

Signifikante Zeit kann dadurch eingespart werden, daß das erste Deckungsbild (z. B. durch Falten und Bitpacken des Layoutbildbereichs 710) vorbereitet wird, während der Objekttisch an seine beste Approximation an die Ausrichtung verschoben wird (Fig. 5, Schritt 500). Wie nun beschrieben wird, kann eine zusätzliche Zeitersparnis durch Optimieren der Autokorrelation erhalten werden.
Ein zum Ausführen der Verfahren der Erfindung bevorzugter Mikroprozessor besitzt eine Wortbreite von 32 Bits. Die für ein Deckungsbild erforderlichen Daten umfassen z. B. 128 · 128 Wörter zu 32 Bits pro Wort. Wenn das Deckungsbild auf dem Vorzeichen der Faltung binarisiert wird, kann jeder binarisierte Intensitätswert als ein Bit eines 32 Bits-Worts dargestellt werden. Dies ist als die in Fig. 23 gezeigte Bitpackung bekannt. Die 128 · 128 · 32 Bits an Daten 2300, die das Deckungsbild beschreiben, werden somit auf eine Größe von 128 · 4 · 32 Datenbits 2310 bitgepackt. Mit den bitgepackten Daten können 32 EXOR-verknüpfte Pixeloperationen der Autokorrelation in einem einzigen Mikroprozessorbefehl ausgeführt werden. Das Ergebnis der EXOR-Operation ist ein 32 Bits-Wort. Hierauf wird ein Tabellennachschlagen zum Bestimmen der Anzahl der zur Übereinstimmung gebrachten Bits verwendet. Eine derartige parallele Verwendung eines seriellen Mikroprozessors verringert die Anzahl der Iterationen für die Autokorrelation eines 128 · 128-Bewegungsbereichs mit einem 178 · 178-Bild von 42614784 (128 · 128 · 51 · 51) auf 1331712 (128 · 4 · 51 · 51).
Weitere Zeit wird durch Verringern der Anzahl der bitweisen Verschiebeoperationen gespart. Zu diesem Zweck wird aus einem größeren binarisierten Deckungsbild für jeden möglichen Versatz entweder in x- oder in y-Richtung ein getrennter bitverschobener Bildstreifen ausgekoppelt. Zum Beispiel wird zur Autokorrelation eines 128 · 128-Bewegungsbereichs mit einem 178 · 178-Bild für jeden möglichen Versatz längs der x-Achse aus dem 178 · 178-Bild ein Streifen von 128 · 178 Pixeln ausgekoppelt. Fig. 24 zeigt vier solche aus einem Deckungsbild 2400 ausgekoppelte Streifen 2410, 2420, 2430, 2440. Zur Bestimmung des Versatzes innerhalb von ±25 Pixelorten werden 51 solche längs der x-Achse bitverschobene Bildstreifen erzeugt. Der zum Speichern dieser Bildstreifen erforderliche Speicher ist angemessen, da sie bitgepackt sind. Mit einer vernünftigen Auswahl der Größe des Bewegungsbereichs wie in diesem Beispiel treffen die Daten, die die Bildstreifen beschreiben, auf 32 Bit-Grenzen, so daß für vertikal verschobene Bilder keine Bitverschiebung erforderlich ist.
Nun wird die Aufmerksamkeit wieder auf das Taststrahl-Plazierungsbeispiel aus Fig. 5 gelenkt. Falls zur Bestimmung des Versatzes eines SEM-Bildes gegenüber einem Layoutbild die optimierte Autokorrelation verwendet wird, werden die Objekttischmotoren angehalten, wenn die Vorbereitung des bitverschobenen Layoutbildstreifens abgeschlossen ist. Falls die Motoren den Objekttisch weiter zu neuen Koordinaten bewegen, wartet das Deckungsverfahren. Wenn die Objekttischbewegung abgeschlossen ist (Fig. 5, Schritt 520) wird das SEM-Bild erfaßt und zur Vorbereitung des Bewegungsbereichs verwendet.
Nach der Vorbereitung der Bildstreifen und des Bewegungsbereichs wird die in Fig. 25 gezeigte optimierte Autokorrelation ausgeführt. Der Bewegungsbereich 2500 wird durch Ausführen der EXOR-Funktion für den gesamten Überschneidungsbereich von 128 · 128 Pixeln in einer einzigen Mikroprozessoropera tion mit dem ersten Bildstreifen an einer ersten Position (z. B. y-Versatz gleich null) korreliert. Das Ergebnis der EXOR-Operation wird zur Bestimmung eines Korrelationswerts für diesen Versatz (x = 0, y = 0) verwendet. Das SEM-Deckungsbild wird um eine Zeile nach unten verschoben (z. B. ist der y-Versatz gleich 1 Pixel), es wird die EXOR-Funktion ausgeführt und für diesen Versatz (0, 1) ein Korrelationswert bestimmt. Die Folge wird für jeden der 51 möglichen y-Versätze von jedem der 51 Bildstreifen wiederholt. Die auf diese Weise ausgeführte Autokorrelation profitiert von der Geschwindigkeit der Bitpackung, beseitigt aber die Notwendigkeit zum Ausführen von Bitverschiebungsoperationen während der Autokorrelation. Derjenige Bildstreifen, der die beste Übereinstimmung mit dem Bewegungsbereich erzeugt, bestimmt den Versatz des SEM-Bildes relativ zu dem Layoutbild längs der x-Achse. Die beste Übereinstimmung längs der Länge dieses Bildstreifens bestimmt den Versatz längs der y-Achse. Das optimierte Autokorrelationsverfahren erzeugt die gleichen Korrelationswerte, wie sie in den Fig. 22A-22C gezeigt sind, und wird unter Verwendung eines Universalprozessors effektiv ausgeführt.

Interpretation

Ein Maß der Autokorrelation ist der Korrelationskoeffizient. Mit Bezug auf Fig. 22A ist der Korrelationskoeffizient die Beziehung der Höhe der Korrelationsspitze 2200 zu der Korrelationsfläche. Bei der Deckungsherstellung eines SEM- Bildes mit einem anderen SEM-Bild gemäß der Erfindung wurden hohe Korrelationskoeffizienten erhalten. Wegen des Spannungskontrasts und der Abwesenheit von vergrabenen Leiterrändern neigen die bei der Deckungsherstellung eines SEM-Bildes mit einem CAD-Layoutbild erhaltenen Korrelationskoeffizienten dazu, niedriger zu sein. Zum Beispiel sind die in dem Layoutbild aus Fig. 7 gezeigten vertikalen rechteckigen Flächen 730 und 735 (die Strom- und Masseebenen des IC) in dem entsprechenden SEM-Bild aus Fig. 8 unsichtbar. Außerdem fehlen in dem gefalteten SEM-Bild aus Fig. 19B die zwei in dem Layoutbild aus Fig. 7 gezeigten mittigen horizontalen Leiter 740 und 745. Solche Merkmale werden in dem Bild als Rauschen behandelt; so lange genug von dem Bild intakt ist, wird eine richtige Deckungsherstellung ausgeführt.
Ein weiteres bei der Deckungsherstellung von Bildern dieser Art auftretendes Problem geht aus den wiederholten horizontalen und vertikalen Merkmalen hervor. Die in Fig. 22B gezeigte Korrelationsfläche zeigt die falschen Spitzen 2210, 2220 und 2230. Diese werden durch die teilweise Übereinstimmung verschiedener vertikaler Leiter verursacht. In Fig. 22B ist eine weitere Charakterisierung der durch eine Nichtübereinstimmung erzeugte Korrelationsfläche gezeigt. Die Differenz zwischen dem Korrelationskoeffizienten (z-Achsen-Wert) der Korrelationsspitze 2200 und dem der nächsthöchsten Spitze 2210 bestimmt eine durch die Strichlinie 2240 gezeigte Spitze-Spitze-Schwelle. Die Grundschwelle der falschen Spitze 2200 ist durch die Strichlinie 2250 gezeigt, während die Grundschwelle der Korrelationsspitze 2000 durch die Strichlinie 2260 gezeigt ist. Die Spitze-Spitze-Schwelle und die Masse jeder Spitze können zum Bestimmen der "Güte" der Deckung verwendet werden.
Außerdem kann die Autokorrelation durch ein Verständnis des Herstellungsverfahrens der IC-Vorrichtung verbessert werden. Mit Bezug auf Fig. 21 zeigt das Bild (f) eine Überlagerung des SEM-Deckungsbildes (d) und des Layoutdeckungsbildbereichs (e). Die grauen Flächen zwischen den schwarzen und weißen werden durch Größenunterschiede der Merkmale verursacht. Das Bild (h) aus Fig. 21 zeigt eine Überlagerung des SEM-Deckungsbildes (d) und des Layoutdeckungsbildbereichs (e), wobei übereinstimmende Pixel weiß und nicht übereinstimmende Pixel schwarz gezeigt sind. Die Umrisse der spezifischen Merkmale sind in Bild (h) offensichtlich. Dies ist eine Folge der Schwankungen der Linienbreite, die sich aus dem Halbleiterherstellungsverfahren ergeben.

Anwendungen

Der Fachmann auf dem Gebiet erkennt, daß die Verfahren der Erfindung in Verbindung mit Leitungsträgerstrahlsystemen, die Universalprozessoren verwenden, einschließlich der Schlumberger-Systeme "IDS 5000TM" und "IDS 7000 FIBstationTM" viele Anwendungen besitzen. Die relativen Bildversätze werden ohne Hinzufügung von Spezialverarbeitungshardware bestimmt, was die Automatisierung von Operationen ermöglicht, die zuvor einen wiederholten menschlichen Eingriff erforderten. Ohne den Umfang der Erfindung einzuschränken, der durch die Ansprüche definiert ist, folgenden einige solche Anwendungen.
1. Rückverfolgung eines fehlerhaften IC (Versatz des SEM-Bildes gegenüber dem Layoutbild).
Das mit Bezug auf Fig. 5 beschriebe Taststrahl-Plazierungsverfahren kann vorteilhaft beim Rückverfolgen eines fehlerhaften IC verwendet werden, um den Ursprung eines Fehlers aufzufinden.
Bei der herkömmlichen Rückverfolgung mit einem E-Strahlsystem wird z. B. durch Überprüfen der Vorrichtung und Erfassen eines unerwarteten Signals an einem fehlerhaften Ausgangspin ein fehlerhaftes Ausgangspin einer Vorrichtung identifiziert. Der Anwender oder ein automatisches Diagnosesoftwarepaket empfiehlt dann das Abtasten eines IC-Knotens mit einem Strahl. Die an diesem Knoten gemessenen Informationen werden dazu verwendet, eine Entscheidung über nachfolgende Stellen zum Erfassen von Messungen zu treffen. Die Rückverfolgung über die Schaltung durch Vornehmen aufeinanderfolgender Messungen kann schließlich zu einem Tastort führen, wo die gemessenen Daten mit den erwarteten Daten übereinstimmen, was zu einer Schlußfolgerung über den Ort eines fehlerhaften Elements in dem IC führt. Jedes Mal, wenn ein Netz zum Abtasten ausgewählt wird, verwendet das System die verknüpften Stromlaufplan/Layout-Daten, um das Netz auf eine spezifische Stelle auf einem spezifischen Halbleiter des IC abzubilden. Ein Fenster/Abtast-Lokalisiererprogramm, das die Leiterbreite, die Belichtung und das Übersprechen betrachtet, bestimmt die beste Taststelle als eine x-y-Koordinate in den CAD-Layoutdaten. Es werden ein entsprechendes Gesichtsfeld und ein entsprechender Tastort bestimmt und der Taststrahl entsprechend positioniert. Bei den Systemen des Standes der Technik können Objekttisch-Ausrichtungsfehler und Feldeffekte einen Eingriff des Betreibers erfordern, um die genaue Plazierung des Taststrahls an jedem Tastort sicherzustellen. Ohne genaue Plazierung des Taststrahls sind die durch das Diagnoseverfahren vorgenommenen Messungen möglicherweise ungültig. Das Vermeiden der Notwendigkeit solcher wiederholter Eingriffe durch den Betreiber gemäß der Erfindung kann wesentliche Zeit und Kosten sparen.

2. IC-Fehlerdifferenzabbildung (Versatz von SEM-Bild gegenüber SEM- Bild)

Die Bestimmung des Bildversatzes gemäß der Erfindung kann zu der in Fig. 26 gezeigten Automatisierung der IC-Fehlererfassung verwendet werden. Gemäß einem Verfahren des Standes der Technik wird ein Ladungsträgerstrahl-Abbildungssystem wie etwa ein SEM zum Erfassen einer Reihe (eines "Stapels" 2600) von Spannungskontrastbildern eines bekannten guten IC verwendet, die bei einem festen Sichtwinkel aufgenommen werden. Jedes Bild wird zu einem diskreten Zeitpunkt während des Anlegens eines zyklischen Testmusters an den IC aufgenommen. Ein ähnlicher "Stapel" 2610 von Spannungskontrastbildern eines fehlerhaften IC wird in dem Testmusterzyklus bei ungefähr dem gleichen festen Gesichtsfeld und bei den gleichen diskreten Zeitpunkten aufgenommen. Hierauf wird ein Stapel von Differenzbildern vorbereitet, die jeweils zu einem gegebenen Zeitpunkt in dem Zyklus die Differenz zwischen einem Bild in dem "guten" Stapel und einem entsprechenden Bild des fehlerhaften "Stapels" darstellen. Da die Spannungen an den Leitern das Potential während des Testzyklus im Laufe der Zeit ändern, läßt sich der Ort und der Zeitpunkt in dem Zyklus, bei denen ein Fehler auftritt, leicht durch Untersuchen des "Differenz"-Stapels identifizieren. Da das Differenzbild durch pixelweises Subtrahieren der Intensitätswerte der Bilder vorbereitet wird, müssen die Bilder richtig ausgerichtet sein. In der Vergangenheit erforderte das Sicherstellen der Ausrichtung einen beträchtlichen menschlichen Eingriff.
Gemäß der Erfindung wird der Versatz zwischen einem Referenzbild 2620 des guten Stapels und einem entsprechenden Referenzbild 2630 des fehlerhaften Stapels bestimmt. Das heißt, jedes der Bilder 2620 und 2630 wird wiedergewonnen, gefaltet und als ein Binärbild bitgepackt. Die Binärbilder werden autokorreliert, um den Versatz zu bestimmen. Hierauf werden die Bilder 2620 und 2630 unter Verwendung des bestimmten Versatzes miteinander zur Deckung gebracht, wobei ein erstes Differenzbild vorbereitet wird. Falls sämtliche Bilder des guten Stapels bei einem festen Gesichtsfeld aufgenommen werden und sämtliche Bilder des fehlerhaften Stapels bei einem festen Gesichtsfeld aufgenommen werden, kann der für das erste Bild 2620 und für das entsprechende Bild 2630 bestimmte Versatz dazu verwendet werden, jedes Bild des guten Stapels mit einem entsprechenden Bild des fehlerhaften Stapels zur Deckung zu bringen. Zur optimalen Bestimmung des Versatzes gemäß der Erfindung werden die Referenzbilder des guten Stapels und des fehlerhaften Stapels vor oder nach dem Anlegen (nicht während des Anlegens) des Testmusters an den IC erfaßt.

3. Satz-IC-Reparatur (Versatz eines direkten SIM-Bildes gegenüber einem gespeicherten SIM-Bild)

FIB-Systeme werden üblicherweise zur Reparatur von IC-Vorrichtungen durch Schneiden und/oder Abscheiden von Material an ausgewählten Orten verwendet. Häufig ist es erwünscht, die gleiche Reparatur an jeder Vorrichtung aus einem Satz von IC-Vorrichtungen auszuführen. Wie in Fig. 27 gezeigt ist, kann das Reparaturverfahren gemäß der Erfindung für einen gesamten IC-Satz automatisiert werden.
Zum Beispiel wird eine erste IC-Vorrichtung in einem FIB-System plaziert. Über einem Gesichtsfeld, das ein ausgewähltes Gebiet enthält, in dem eine erste Operation ausgeführt werden soll, wird ein SIM-Bild erfaßt, und es werden die Parameter der Operation wie etwa der Strahlstrom, die Fräszeit, die Grenzen des ausgewählten Gebiets usw. definiert (Schritt 2710). Die Parameter werden zusammen mit den Objekttischkoordinaten für dieses Gesichtsfeld und mit dem SIM- Bild aufgezeichnet (Schritt 2720). Diese Schritte werden für jede der gewünschten Operationen wiederholt (Schritt 2725). Das Ergebnis ist ein aufgezeichnetes "Skript" zum Steuern des FIB-Systems zum Ausführen der Operationen, wobei das Skript für jede Objekttischposition wenigstens ein SIM-Referenzbild der Vorrichtung enthält. Das Skript kann aufgezeichnet werden, während die Reparaturoperationen an einer ersten Vorrichtung des Satzes ausgeführt werden, wobei die Effektivität der Reparatur vor der Verarbeitung weiterer Vorrichtungen des Satzes verifiziert werden kann.
Hierauf kann das Skript zum Steuern des FIB-Systems zur automatischen Reparatur einer weiteren Vorrichtung des Satzes verwendet werden. Jedes Mal, wenn der Objekttisch an einen neuen Koordinatenort bewegt wird, wird das entsprechende SIM-Referenzbild wiedergewonnen, gefaltet und bitgepackt, um ein erstes Binärbild zu erzeugen (Schritt 2730). Wenn der Objekttisch anhält (Schritt 2740), wird ein direktes SIM-Bild der Vorrichtung erfaßt, gefaltet und bitgepackt, um ein zweites Binärbild zu erzeugen (Schritt 2750). Das erste und das zweite Binärbild werden autokorreliert, um den Versatz zwischen dem SIM-Referenzbild und dem direkten SIM-Bild zu bestimmen (Schritt 2760). Der bestimmte Versatz wird hierauf beim Ausführen der Skriptoperation als Korrektur beim Positionieren des FIBs relativ zu der Vorrichtung verwendet (Schritt 2770). Somit werden Variablen wie etwa der Objekttisch-Positionierungsfehler und die Feldeffekte automatisch kompensiert. Hierauf wird die FIB-Fräse/Abscheide-Operation gemäß dem Skript ausgeführt (Schritt 2780). Die Schritte 2730-2780 können für irgendeine Anzahl von Skriptoperationen wiederholt werden (Schritt 2790).

4. Autokalibrierung von Ladungsträgerstrahlsystemen (Versatz des SEM- Bildes gegenüber einem SEM-Bild oder eines SIM-Bildes gegenüber einem SIM- Bild)

Die Bestimmung des Versatzes zwischen Bildern kann bei der Eichung von E-Strahl- und FIB-Systemen verwendet werden. Zum Beispiel werden in verschiedenen FIB-Operationen verschiedene Strahlströme verwendet. Im allgemeinen werden zum Fräsen höhere Strahlströme verwendet, um das Material mit einer schnellen Rate zu entfernen, während zum Abbilden niedrigere Strahlströme verwendet werden, um Bilder mit einer höheren Auflösung zu erhalten. Eine Änderung des Strahlstroms führt typischerweise zu einem leichten Bildversatz, was z. B. dazu führen kann, daß eine Fläche gefräst wird, die gegenüber der Fläche, die gefräst werden soll, etwas versetzt ist.
Fig. 28 zeigt ein Verfahren zum Eichen des Bildversatzes, wenn der Strahlstrom zwischen einem verhältnismäßig niedrigen Strahlstrom (z. B. 50 pA) und einem verhältnismäßig hohen Strahlstrom (z. B. 200 pA) geändert wird. Es wird ein erstes Bild 2810 bei einem ersten Strahlstrom (z. B. bei dem niedrigen Strom) erfaßt und das Bild oder ein Bereich des Bildes als eine Suchfläche, d. h. zum obenbeschriebenen Vorbereiten eines ersten Deckungsbildes, verarbeitet (Schritt 2815). Wenn der Strahlstrom auf einen zweiten Pegel (z. B. auf einen hohen Strom) geändert wird, wird ein zweites Bild 2820 erfaßt und das Bild oder ein Bereich des Bildes verarbeitet, um ein zweites Deckungsbild vorzubereiten (Schritt 2825). Das erste und das zweite Deckungsbild werden autokorreliert, wobei der Versatz zwischen den Bildern wie oben beschrieben bestimmt wird (Schritt 2830). Der bestimmte Versatz kann im Speicher gespeichert und jedesmal, wenn der Strahlstrom zwischen den zwei Werten umgeschaltet wird, zum Versetzen des Strahlabtasters verwendet werden (Schritt 2835), oder der Versatz kann bei jedem Umschalten des Strahlstroms neu bestimmt werden. Ähnlich kann das Verfahren zum Kalibrieren des Versatzes zwischen Bildern für andere veränderliche Systemparameter wie etwa zum Kalibrieren des Strahlabtastungsversatzes oder des Objekttischbewegungs-Versatzes verwendet werden.

5. Langzeit-Signalformerfassung (Versatz von SEM-Bild gegenüber SEM-Bild)

E-Strahlsysteme werden üblicherweise nicht nur zum Erfassen eines SEM-Bildes einer Vorrichtung, sondern außerdem zum Erfassen einer Signalform auf einem Halbleiter der Vorrichtung verwendet. Die Bilderfassung und die Signalformerfassung werden multiplexiert - das Bild wird durch Abtasten des Strahls über einem Gebiet der Vorrichtung während der ersten wiederholten Zeitintervalle erfaßt, während die Signalform durch Richten des Strahls auf einen interessierenden Tastort auf dem Halbleiter während der zweiten wiederholten Zeitintervalle erfaßt wird, die sich mit den ersten Zeitintervallen abwechseln. Da der Strahl dazu neigt, wegen Änderungen in dem Glühfaden der Elektronenkanone und/oder wegen anderer Ursachen von dem beabsichtigten Tastort wegzulaufen, kann die Erfassung einer langen Signalform (z. B. > 2 Sekunden) unvollständig oder ungenau sein.
Gemäß der Erfindung kann das Weglaufen des Strahls korrigiert werden, um ein vollständiges und genaues Erfassen einer langen Signalform sicherzustellen. Während des Erfassens der Signalform wird von Zeit zu Zeit ein SEM-Bild erfaßt, der Versatz zwischen dem letzten SEM-Bild und einem vorausgehenden SEM-Bild bestimmt und die Taststrahlpositionierung unter Verwendung des bestimmen Versatzes angepaßt. Zum Beispiel wird zum Erfassen einer langen Signalform folgendes ausgeführt:
a. Einrichten der Anfangskoordinaten für den gewünschten Tastort z. B. durch Plazieren eines Tastpiktogramms in der Mitte eines auf einem angezeigten SEM-Bild der Vorrichtung erscheinenden Leiters,
b. Erfassen eines Referenz-SEM-Bildes, das den Tastort enthält,
c. Beginnen der Signalformerfassung durch Richten des Taststrahls unter Verwendung der Anfangskoordinaten des Tastorts,
d. Multiplexieren der SEM-Bilderfassung mit der Signalformerfassung zum Erfassen eines aktualisierten SEM-Bildes,
e. Bestimmen des Versatzes zwischen dem aktualisierten SEM-Bild und dem Referenz-SEM-Bild durch Falten und Autokorrelieren der Bilder,
f. Vorbereiten von aktualisierten Koordinaten für den Tastort durch Anpassen der Anfangskoordinaten mit dem bestimmten Versatz,
g. weitere Signalformerfassung durch Richten des Taststrahls mit den aktualisierten Koordinaten des Tastorts, und
h. falls gewünscht, Wiederholen der Schritte d. bis g. von Zeit zu Zeit, bis die Signalformerfassung abgeschlossen ist.
Fig. 29 zeigt ein bevorzugtes Verfahren zur Langzeit-Signalformerfassung. Es wird ein SEM-Bild 2910 eines Abschnitts eines IC erfaßt und ein Tastpiktogramm 2905 auf dem Bild plaziert. Ein Bereich des ersten Bildes wird als ein erstes Deckungsbild zur Verwendung als Suchbereich verarbeitet (Schritt 2915). Nach Ausführen der Signalformerfassung während einer Zeitdauer wird ein zweites SEM-Bild 2920 erfaßt und als ein zweites Deckungsbild zur Verwendung als ein beweglicher Bereich verarbeitet (Schritt 2925). Das erste und das zweite Deckungsbild werden autokorreliert und es wird ein Tastversatz bestimmt (Schritt 2930). Der bestimmte Versatz wird zum Neupositionieren des Abtasters zum Kompensieren des Weglaufens des Strahls verwendet (Schritt 2935). Durch Bestimmen eines neuen Versatzes mit einem neu erfaßten zweiten Bild kann die Tastpositionierung von Zeit zu Zeit aktualisiert werden.
Die vorstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung soll lediglich zur Erläuterung, nicht aber zur Beschränkung der Erfindung dienen, die durch die folgenden Ansprüche definiert wird. Der Fachmann auf dem Gebiet erkennt viele Modifikationen, die an den bevorzugten Ausführungsformen vorgenommen werden können.
Bei den meisten FIB-Operationen wird wegen der Notwendigkeit der genauen Ausrichtung des Strahls auf die zu fräsende Vorrichtungsstruktur eine hohe Auflösung gewählt. Falls dies erwünscht ist, kann mit einer verhältnismäßig niedrigen Auflösung begonnen werden, der Versatz (z. B. zwischen einem Layoutbild, auf dem die zu fräsende Fläche markiert ist, und einem SEM-Bild der Vorrichtung) bestimmt werden und hierauf zu einer höheren Auflösung gewechselt und der Versatz erneut bestimmt werden.

Claims

1. Verfahren zum Betreiben eines Prozessors, um den Versatz eines zweiten Bildes relativ zu einem ersten Bild zu bestimmen, wobei jedes Bild durch gespeicherte Pixeldaten definiert ist, die eine entsprechende Mehrzahl von Pixeln beschreiben, wovon jedes durch einen Ort in einem x-y-Gitter und einen Intensitätswert definiert ist, mit den folgenden Schritten:

a. Wiedergewinnen einer Menge von Daten, die einen ersten Bereich (710) beschreiben, der n · n Pixel aus einem ersten Bild (700) enthält, aus den gespeicherten Pixeldaten;

b. Vorbereiten von Daten, die einen ersten Laplace-Bereich (1010) definieren, durch Falten von Intensitätswerten von Pixeln des ersten Bereichs mit Werten eines Laplace- Kerns (900) mit Null-Mittelwert, wobei die den ersten Laplace-Bereich definierenden Daten mehrere Pixel beschreiben, wovon jedes durch einen Ort in einem x-y-Gitter und einen Intensitätswert mit Vorzeichen definiert ist;

c. Vorbereiten von Daten, die ein erstes Deckungsbild (1810) definieren, durch Falten von Intensitätswerten von Pixeln des ersten Laplace-Bereichs mit einem Gauß- Kern (1200) längs zweier Achsen eines x-y-Gitters, wobei der Gauß-Kern mehrere Gauß-Kern-Werte (z. B. 1, 6, 15, 20) besitzt, die so angeordnet werden können, daß eine Gaußsche Folge approximiert wird (z. B. 1, 6, 15, 20, 15, 6, 1), wobei die das erste Deckungsbild definierenden Daten mehrere Pixel (z. B. 1720) beschreiben, wovon jedes durch einen Ort in einem x-y-Gitter und einen Intensitätswert mit Vorzeichen definiert ist;

d. Vorbereiten von Daten, die ein ersten Binärbild definieren, durch Umsetzen von Intensitätswerten von Pixeln des ersten Deckungsbildes in entsprechende Binärwerte in Abhängigkeit vom Vorzeichen des Intensitätswerts, wobei die das erste Binärbild definierenden Daten mehrere Pixelorte in einem x-y-Gitter und einen Binärwert für jeden Pixelort beschreiben;

e. Wiedergewinnen einer Menge von Daten, die einen zweiten Bereich (810) aus m · m Pixeln aus einem zweiten Bild (800) beschreiben, wobei m ein Wert kleiner als n ist, aus den gespeicherten Pixeldaten;

f. Vorbereiten von Daten, die einen zweiten Laplace-Bereich (1110) definieren, durch Falten von Intensitätswerten von Pixeln des zweiten Bereichs mit Werten eines Laplace-Kerns (900) mit Null-Mittelwert, wobei die den zweiten Laplace-Bereich definierenden Daten mehrere Pixel beschreiben, wovon jedes durch einen Ort in einem x- y-Gitter und einen Intensitätswert mit Vorzeichen definiert ist;

g. Vorbereiten von Daten, die ein zweites Deckungsbild (1910) definieren, durch Falten von Intensitätswerten von Pixeln des zweiten Laplace-Bereichs mit einem Gauß- Kern (1200) längs zweier Achsen eines x-y-Gitters, wobei der Gauß-Kern mehrere Gauß-Kern-Werte (z. B. 1, 6, 15, 20) besitzt, die so angeordnet werden können, daß eine Gaußsche Folge (z. B. 1, 6, 15, 20, 15, 6, 1) approximiert wird, wobei die das zweite Deckungsbild definierenden Daten mehrere Pixel beschreiben, wovon jedes durch einen Ort in einem x-y-Gitter und einen Intensitätswert mit Vorzeichen definiert ist;

h. Vorbereiten von Daten, die ein zweites Binärbild definieren, durch Umsetzen von Intensitätswerten von Pixeln des zweiten Deckungsbildes in entsprechende Binärwerte in Abhängigkeit vom Vorzeichen des Intensitätswerts, wobei die das zweite Binärbild definierenden Daten mehrere Pixelorte in einem x-y-Gitter und einen Binärwert für jeden Pixelort beschreiben;

i. für jeden von mehreren möglichen Versätzen des zweiten Binärbildes relativ zum ersten Binärbild, für den m · m Pixel des zweiten Binärbildes auf m · m Pixel des ersten Binärbildes ausgerichtet sind,

(1) Ausführen einer Exklusiv-ODER-Operation für jeden der m · m Pixelorte zwischen dem Binärwert des ersten binären Deckungsbildes und dem Binärwert des zweiten binären Deckungsbildes, um einen binären Pixelkorrelationswert pro Pixelort zu erzeugen; und

(2) Bestimmen einer Summe der binären Pixelkorrelationswerte, um einen Bildkorrelationswert zu erhalten; und

j. Vergleichen der Bildkorrelationswerte, um einen Versatz des zweiten Binärbildes relativ zum ersten Binärbild zu identifizieren, der eine maximale Korrelation zwischen dem zweiten Binärbild und dem ersten Binärbild ergibt; und

k. Speichern einer Darstellung des identifizierten Versatzes, die einen Versatz des zweiten Bildes relativ zum ersten Bild angibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt c. die folgenden Schritte enthält:

(1) für jeden Gauß-Kern-Wert Multiplizieren der Intensitätswerte des ersten Laplace-Bereichs mit dem Gauß-Kern- Wert, um Daten vorzubereiten, die ein entsprechendes erstes Multiplikatorbild (z. B. 1400, 1410, 1420, 1430) definieren, derart, daß die ein erstes Multiplikatorbild für einen gegebenen Gauß-Kern-Wert definierenden Daten mehrere Pixel beschreiben, wovon jedes durch einen Ort in einem x-y-Gitter und einen Intensitätswert, der das Produkt aus dem gegebenen Gauß-Kern-Wert und einem entsprechenden Intensitätswert des ersten Laplace-Bereichs enthält, definiert ist;

(2) Summieren von Intensitätswerten, die aus Pixeln (z. B. 1525-1560) der ersten Multiplikatorbilder gewählt sind, um Daten vorzubereiten, die ein erstes Ergebnisbild (1510) definieren, derart, daß das erste Ergebnisbild eine Faltung des ersten Laplace-Bildes mit dem Gauß-Kern längs einer der zwei Achsen (z. B. der x-Achse) approximiert, wobei die das erste Ergebnisbild definierenden Daten mehrere Pixel (z. B. 1520) beschreiben, wovon jedes durch einen Ort in einem x-y-Gitter und einen Intensitätswert definiert ist;

(3) für jeden Gauß-Kern-Wert Multiplizieren der Intensitätswerte des ersten Ergebnisbildes mit dem Gauß-Kern-Wert, um Daten vorzubereiten, die ein entsprechendes zweites Multiplikatorbild (z. B. 1510, 1610, 1620, 1630) definieren, derart, daß die ein zweites Multiplikatorbild für einen gegebenen Gauß-Kern-Wert definierenden Daten mehrere Pixel beschreiben, wovon jedes durch einen Ort in einem x-y-Gitter und einen Intensitätswert, der das Produkt aus dem gegebenen Gauß-Kern-Wert und einem entsprechenden Intensitätswert des ersten Ergebnisbildes enthält, definiert ist;

(4) Summieren von Intensitätswerten, die aus Pixeln (z. B. 1725-1760) der zweiten Multiplikatorbilder gewählt sind, um die Daten vorzubereiten, die das erste Deckungsbild (1810) definieren, derart, daß das erste Deckungsbild eine Faltung des ersten Ergebnisbildes mit dem Gauß-Kern längs der anderen der Achsen (z. B. der y-Achse) approximiert.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem jedes Pixel des ersten Laplace-Bereichs einen Intensitätswert 9 besitzt, und bei dem der Schritt c.(1) für jedes Pixel des ersten Laplace-Bereichs enthält:

(a) Speichern einer Binärzahl, die den Intensitätswert θ des Pixels darstellt, in einem ersten Register, (b) Verschieben nach links der im ersten Register gespeicherten Binärzahl, um eine Binärzahl zu erzeugen, die einen Wert 2 θ darstellt, und Speichern der Binärzahl, die den Wert 2 θ darstellt, in einem zweiten Register,

(c) Verschieben nach links der Binärzahl, die im zweiten Register gespeichert ist, um eine Binärzahl zu erzeugen, die einen Wert 4 θ darstellt, und Speichern der Binärzahl, die den Wert 4 θ darstellt in einem dritten Register,

(d) Verschieben nach links der Binärzahl, die im dritten Register gespeichert ist, um eine Binärzahl zu erzeugen, die einen Wert 16 θ darstellt, und Speichern der Binärzahl, die den Wert 16 θ darstellt, in einem vierten Register,

(e) Summieren der Binärzahlen, die in den zweiten und dritten Registern gespeichert sind, um eine Binärzahl zu erzeugen, die einen Wert 6 θ darstellt, und Speichern der Binärzahl, die den Wert 6 θ darstellt, in einem fünften Register,

(f) Subtrahieren der Binärzahl, die im ersten Register gespeichert ist, von der Binärzahl, die im vierten Register gespeichert ist, um eine Binärzahl zu erzeugen, die einen Wert 15 θ darstellt, und Speichern der Binärzahl, die den Wert 15 θ darstellt, in einem sechsten Register,

(g) Summieren der Binärzahlen, die in den dritten und vierten Registern gespeichert sind, um eine Binärzahl zu erzeugen, die einen Wert 20 θ darstellt, und Speichern der Binärzahl, die den Wert 20 θ darstellt, in einem siebten Register, und

(h) Speichern der Binärzahlen, die die Werte θ, 6 θ, 15 θ und 20 θ darstellen, in einer Datenstruktur, derart, daß die Datenstruktur dann, wenn die Schritte c. i. (a) bis c. i. (h) für jedes Pixel des ersten Laplace- Bereichs abgeschlossen sind, Daten enthält, die ein erstes Multiplikatorbild für jeden Gauß-Kern-Wert beschreiben.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem:

der Schritt c. ferner das Speichern der das erste Deckungsbild definierenden Daten als eine Reihe von digitalen 2p- Bit-Wörtern enthält, worin jedes digitale Wort einen Intensitätswert eines entsprechenden Pixels des ersten Deckungsbildes enthält, und der Schritt d. ferner den Schritt des Speicherns der Binärwerte der das erste Binärbild definierenden Daten als ein einziges digitales 2p-Bit-Wort für jedes der 2p Pixel des ersten Binärbildes enthält;

der Schritt g. ferner das Speichern der das zweite Deckungsbild definierenden Daten als eine Reihe von digitalen 2p- Bit-Wörtern enthält, worin jedes digitale Wort einen Intensitätswert eines entsprechenden Pixels des zweiten Deckungsbildes enthält, und der Schritt d. ferner den Schritt des Speicherns der Binärwerte der das zweite Binärbild definierenden Daten als ein einziges digitales 2p-Bit-Wort für jedes der 2P Pixel des zweiten Binärbildes enthält;

der Schritt i. (1) für jeden Block aus 2P Pixelorten das Ausführen einer Exklusiv-ODER-Operation für jeden der 2p Pixelorte in einem einzigen Prozessorbefehl enthält, um dadurch ein digitales Übereinstimmungswort zu erzeugen, das die Korrelation des ersten Binärbildes und des zweiten Binärbildes über die 2p Pixelorte darstellt; und

der Schritt i. (2) für jeden Block aus 2p Pixelorten das Nachschlagen des digitalen Übereinstimmungswortes in einer gespeicherten Nachschlagtabelle, worin eine Summe aus binären Korrelationswerten aus 2P Pixelorten für jeden möglichen Wert des digitalen Übereinstimmungswortes vorgesehen ist, um dadurch einen Partialkorrelationswert zu erhalten, der die Summe binärer Korrelationswerte für 2P Pixelorte darstellt, und ferner das Summieren der Partialkorrelationswerte sämtlicher Blöcke von 2P Pixelorten, um den Bildkorrelationswert zu erhalten, enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die möglichen Versätze eine erste Mehrzahl möglicher Versätze längs der x- Achse und eine zweite Mehrzahl möglicher Versätze längs der y-Achse umfassen, wobei das Verfahren ferner den folgenden Schritt enthält:

Vorbereiten von Daten, die einen Streifen aus n · m Pixelorten des ersten Binärbildes definieren, aus den ein erstes Binärbild definierenden Daten für jeden möglichen Versatz längs der x-Achse und

bei dem der Schritt i. (1) für jeden derartigen Streifen aus n · m Pixelorten des ersten Binärbildes und für jeden möglichen Versatz längs der y-Achse das Ausführen einer Exklusiv- ODER-Operation für jeden von n · n-Pixelorten zwischen dem Binärwert des ersten Binärbildes und dem Binärwert des zweiten Binärbildes enthält.

6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das zweite Bild ein CAD-Layoutbild eines IC enthält und das erste Bild ein SEM-Bild eines IC enthält und bei dem der Schritt g. ferner das Vorbereiten von Daten, die ein zweites Deckungsbild definieren, durch Falten von Intensitätswerten von Pixeln des zweiten Laplace-Bereichs mit mehreren Gauß-Kernen enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das erste Bild ein Layoutbild eines IC und das zweite Bild ein SEM-Bild einer IC-Vorrichtung enthält, wobei das Verfahren ferner die Schritte des Auswählens einer ersten x-y-Koordinate, die einen ausgewählten Ort der IC-Vorrichtung darstellt, an der ein Taststrahl angeordnet werden soll, aus dem ersten Bild, des Vorbereitens einer zweiten x-y-Koordinate, die gegenüber der ersten x-y-Koordinate um den identifizierten Versatz verschoben ist, des Richtens eines Elektronenstrahls auf die IC-Vorrichtung in einer der zweiten x-y-Koordinate entsprechenden Richtung, des Erfassens von Sekundärelektronen, die von der IC emittiert werden, wenn der Elektronenstrahl auf die IC-Vorrichtung während eines ersten Zeitintervalls gerichtet wird, um dadurch einen ersten Abschnitt einer Signalform zu erfassen, die an dem ausgewählten Ort der IC Vorrichtung auftritt, des Erfassens eines aktualisierten SEM-Bildes der IC, des Ersetzens des zweiten Bildes durch das aktualisierte SEM-Bild, des Wiederholens der Schritte a bis k, um einen aktualisierten Versatz zu identifizieren, des Vorbereitens einer aktualisierten zweiten x-y-Koordinate, die gegenüber der ersten x-y-Koordinate um den aktualisierten Versatz verschoben ist, des Richtens des Elektronenstrahls auf die IC-Vorrichtung in einer der aktualisierten x-y-Koordinate entsprechenden Richtung während eines zweiten Zeitintervalls und des Erfassens von Sekundärelektronen, die von der IC emittiert werden, wenn der Elektronenstrahl auf die IC-Vorrichtung während des zweiten Zeitintervalls gerichtet wird, um dadurch einen zweiten Abschnitt einer Signalform zu erfassen, der an dem ausgewählten Ort der IC-Vorrichtung auftritt, enthält.

8. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das erste Bild ein SEM-Referenzbild eines ersten Stapels von Bildern, das eine korrekte Operation einer IC-Vorrichtung darstellt, enthält, und das zweite Bild ein SEM-Referenzbild eines zweiten Stapels von Bildern, das eine fehlerhafte Operation einer IC-Vorrichtung darstellt, enthält, und jedes Bild des zweiten Stapels einem Bild des ersten Stapels entspricht, wobei das Verfahren ferner die Schritte des Verschiebens des Bildes des zweiten Stapels relativ zum entsprechenden Bild des ersten Stapels um einen Betrag, der gleich dem identifizierten Versatz ist, und, für jedes Bild des ersten Stapels, des Vorbereitens eines Differenzbildes durch Bilden der Differenz zwischen den Intensitätswerten von Pixeln eines Bildes des ersten Stapels und den Intensitätswerten von Pixeln des verschobenen Bildes des zweiten Stapels enthält.

9. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das erste Bild ein SIM-Bild einer ersten IC-Vorrichtung enthält und das zweite Bild ein SIM-Bild einer zweiten IC-Vorrichtung ent hält, wobei das Verfahren ferner die Schritte des Auswählens einer ersten x-y-Koordinate, die einen Ort der zweiten IC- Vorrichtung darstellt, auf den ein FIB gerichtet wird, aus dem ersten Bild, des Vorbereitens einer zweiten x-y-Koordinate, die gegenüber der ersten x-y-Koordinate um den identifizierten Versatz verschoben ist, und des Richtens eines FIB auf die zweite IC-Vorrichtung in einer der zweiten x-y- Koordinate entsprechenden Richtung enthält.

10. Vorrichtung zum Bestimmen des Versatzes eines zweiten Bildes relativ zu einem ersten Bild, mit

a. einer Einrichtung zum Speichern des ersten Bildes (700) und des zweiten Bildes (800) als Pixeldaten, die eine entsprechende Mehrzahl von Pixeln beschreiben, wovon jedes durch einen Ort in einem x-y-Gitter und einen Intensitätswert definiert ist;

b. einer Einrichtung zum Wiedergewinnen einer Menge von Daten, die einen ersten Bereich (710) beschreiben, der n · n Pixel des ersten Bildes enthält, aus der Speichereinrichtung;

c. einer Einrichtung zum Vorbereiten von Daten, die einen ersten Laplace-Bereich (1110) definieren, durch Falten von Intensitätswerten von Pixeln des ersten Bereichs mit Werten eines Laplace-Kerns (900) mit Null-Mittelwert, wobei die den ersten Laplace-Bereich definierenden Daten mehrere Pixel definieren, wovon jedes durch einen Ort in einem x-y-Gitter und einen Intensitätswert mit Vorzeichen definiert ist;

d. einer Einrichtung zum Vorbereiten von Daten, die ein erstes Deckungsbild (1810) definieren, durch Falten von Intensitätswerten von Pixeln des ersten Laplace-Kerns mit einem Gauß-Kern (1200) längs zweier Achsen eines x- y-Gitters, wobei der Gauß-Kern mehrere Gauß-Kern-Werte (z. B. 1, 6, 15, 20) besitzt, die so angeordnet werden können, daß eine Gaußsche Folge (z. B. 1, 6, 15, 20, 15, 6, 1) approximiert wird, wobei die das erste Deckungs bild definierenden Daten mehrere Pixel (z. B. 1720) beschreiben, wovon jedes durch einen Ort in einem x-y-Gitter und einen Intensitätswert mit Vorzeichen definiert ist;

e. einer Einrichtung zum Vorbereiten von Daten, die ein erstes Binärbild definieren, durch Umsetzen von Intensitätswerten von Pixeln des ersten Deckungsbildes in entsprechende Binärwerte in Abhängigkeit vom Vorzeichen des Intensitätswerts, wobei die das erste Binärbild definierenden Daten mehrere Pixelorte in einem x-y-Gitter und einen Binärwert für jeden Pixelort beschreiben;

f. einer Einrichtung zum Wiedergewinnen einer Menge von Daten, die einen zweiten Bereich (810) von m · m Pixeln aus dem zweiten Bild beschreiben, wobei m ein Wert kleiner als n ist, aus den gespeicherten Pixeldaten;

g. einer Einrichtung zum Vorbereiten von Daten, die einen zweiten Laplace-Bereich (1110) definieren, durch Falten von Intensitätswerten von Pixeln des zweiten Bereichs mit Werten eines Laplace-Kerns (900) mit Null-Mittelwert, wobei die den zweiten Laplace-Bereich definierenden Daten mehrere Pixel beschreiben, wovon jedes durch einen Ort in einem x-y-Gitter und einen Intensitätswert mit Vorzeichen definiert ist;

h. einer Einrichtung zum Vorbereiten von Daten, die ein zweites Deckungsbild (1910) definieren, durch Falten von Intensitätswerten von Pixeln des zweiten Laplace-Bereichs mit einem Gauß-Kern (1200) längs zweier Achsen eines x-y-Gitters, wobei der Gauß-Kern mehrere Gauß- Kern-Werte (z. B. 1, 6, 15, 20) besitzt, die so angeordnet werden können, daß eine Gaußsche Folge (z. B. 1, 6, 15, 20, 15, 6, 1) approximiert wird, wobei die das zweite Deckungsbild definierenden Daten mehrere Pixel beschreiben, wovon jedes durch einen Ort in einem x-y- Gitter und einen Intensitätswert mit Vorzeichen definiert ist;

i. einer Einrichtung zum Vorbereiten von Daten, die ein zweites Binärbild definieren, durch Umsetzen von Intensitätswerten von Pixeln des zweiten Deckungsbildes in entsprechende Binärwerte in Abhängigkeit vom Vorzeichen des Intensitätswerts, wobei die das zweite Binärbild definierenden Daten mehrere Pixelorte in einem x-y-Gitter und einen Binärwert für jeden Pixelort beschreiben;

j. einer Einrichtung, die für jeden von mehreren möglichen Versätzen des zweiten Binärbildes relativ zum ersten Binärbild, für das m · m Pixel des zweiten Binärbildes auf m · m Pixel des ersten Binärbildes ausgerichtet sind, eine Exklusiv-ODER-Operation für jeden der m · m Pixelorte zwischen den Binärwert des ersten binären Deckungsbildes und dem Binärwert des zweiten binären Deckungsbildes ausführt, um einen binären Pixelkorrelationswert pro Pixelort zu erzeugen;

k. einer Einrichtung, die für jeden der möglichen Versätze des zweiten Binärbildes relativ zum ersten Binärbild, für den m · m Pixel des zweiten Binärbildes auf m · m Pixel des ersten Binärbildes ausgerichtet sind, eine Summe der binären Pixelkorrelationswerte bestimmt, um einen Bildkorrelationswert zu erhalten;

l. einer Einrichtung zum Vergleichen der Bildkorrelationswerte, um einen Versatz des zweiten Binärbildes relativ zum ersten Binärbild zu identifizieren, der eine maximale Korrelation zwischen dem zweiten Binärbild und dem ersten Binärbild ergibt; und

k. einer Einrichtung zum Speichern einer Darstellung des identifizierten Versatzes, wobei die gespeicherte Darstellung einen Versatz des zweiten Bildes relativ zum ersten Bild angibt.

11. Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zum Modifizieren einer IC-Vorrichtung, mit den folgenden Schritten:

a. Erfassen eines ersten SIM-Bildes einer IC-Vorrichtung in einem ausgewählten Gesichtsfeld; b. Speichern des ersten Bildes als eine Mehrzahl von Pixeln, wovon jedes durch einen Ort in einem x-y-Gitter und einen Intensitätswert definiert ist;

c. Speichern erster Koordinaten, die das ausgewählte Gesichtsfeld definieren;

d. Speichern von Operationsparametern, die eine an einer IC-Vorrichtung an einem ausgewählten Ort im ausgewählten Gesichtsfeld auszuführende FIB-Operation definieren;

e. Wiedergewinnen eines ersten Bereichs, der n · n Pixel des ersten Bildes enthält;

f. Vorbereiten eines ersten Laplace-Bereichs durch Falten von Intensitätswerten von Pixeln des ersten Bereichs mit Werten eines Laplace-Kerns mit Null-Mittelwert, wobei der erste Laplace-Bereich mehrere Pixel enthält, wovon jedes durch einen Ort in einem x-y-Gitter und einen Intensitätswert mit Vorzeichen definiert ist;

g. Vorbereiten eines ersten Deckungsbildes durch Falten von Intensitätswerten von Pixeln des ersten Laplace-Bereichs mit einem Gauß-Kern längs zweier Achsen eines x-y-Gitters, wobei das erste Deckungsbild mehrere Pixel beschreibt, wovon jedes durch einen Ort in einem x-y-Gitter und einen Intensitätswert mit Vorzeichen definiert ist;

h. Vorbereiten eines ersten Binärbildes durch Umsetzen von Intensitätswerten von Pixeln des ersten Deckungsbildes in entsprechende Binärwerte in Abhängigkeit vom Vorzeichen des Intensitätswerts, wobei die das erste Binärbild definierenden Daten mehrere Pixelorte in einem x-y-Gitter und einen Binärwert für jeden Pixelort beschreiben;

i. Erfassen eines zweiten SIM-Bildes einer zu modifizierenden IC-Vorrichtung ungefähr im ausgewählten Gesichtsfeld;

j. Wählen eines zweiten Bereichs, der m · m Pixel des zweiten Bildes enthält;

k. Vorbereiten eines zweiten Laplace-Bereichs durch Falten von Intensitätswerten von Pixeln des zweiten Bereichs mit Werten eines Laplace-Kerns mit Null Mittelwert, wo bei der zweite Laplace-Bereich mehrere Pixel enthält, wovon jedes durch einen Ort in einem x-y-Gitter und einen Intensitätswert mit Vorzeichen definiert ist;

k'. Vorbereiten eines zweiten Deckungsbildes durch Falten von Intensitätswerten von Pixeln des zweiten Laplace-Bereichs mit einem Gauß-Kern längs zweier Achsen eines x- y-Gitters, wobei das zweite Deckungsbild mehrere Pixel enthält, wovon jedes durch einen Ort in einem x-y-Gitter und einen Intensitätswert mit Vorzeichen definiert ist;

l. Vorbereiten eines zweiten Binärbildes durch Umsetzen von Intensitätswerten von Pixeln des zweiten Deckungsbildes in entsprechende Binärwerte in Abhängigkeit vom Vorzeichen des Intensitätswerts, wobei das erste Binärbild mehrere Pixelorte in einem x-y-Gitter und einen Binärwert für jeden Pixelort enthält;

m. für jede Mehrzahl von möglichen Versätzen des zweiten Binärbildes relativ zum ersten Binärbild, für den m · m Pixel des zweiten Binärbildes auf m · m Pixel des ersten Binärbildes ausgerichtet sind,

(2) Bestimmen einer Summe aus den binären Pixelkorrelationswerten, um einen Bildkorrelationswert zu erhalten;

n. Vergleichen der Bildkorrelationswerte, um einen Versatz des zweiten Binärbildes relativ zum ersten Binärbild zu identifizieren, der eine maximale Korrelation zwischen dem zweiten Binärbild und dem ersten Binärbild ergibt;

o. Vorbereiten korrigierter Operationsparameter durch Korrigieren der gespeicherten Operationsparameter in Übereinstimmung mit dem identifizierten Versatz; und p. Ausführen der FIB Operation, die durch die korrigierten Operationsparameter definiert ist.