JP6133725B2 - パターン測長装置及びパターン測長方法 - Google Patents
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Description
(装置構成)
図3に、本実施例に係るパターン測長装置の概略構成を示す。本実施例の場合、電子源301で生成された一次電子線201は、その非点収差を補正する非点収差補正器302を通過した後、反射板A 303及び反射板B 304を順に通過し、更に偏向器305で偏向された後、対物レンズ306で細く絞られてウェハ307に入射する。
次に、本実施例に係るパターン測長装置による自動測長方法を説明する。自動測長は、オペレータの操作による「測長レシピの作成工程」と、作成されたレシピを用いた「自動測長工程」とに分かれる。以下、それぞれの工程について説明する。
図4を用い、測長レシピの作成工程を説明する。
(ステップ401)
ウェハ307上に作製されたパターンの測長を行おうとするオペレータは、まず、測長対象であるウェハ307の情報を入力する。具体的には、ウェハ及びチップの大きさ、パターンレイアウト等を入力する。
次に、オペレータは、測長時に用いる光学条件を選定する。光学条件のパラメータは、例えばウェハ307に入射する一次電子線201のプローブ電流又は入射エネルギーの大きさ、撮像時の視野、一次電子線201の走査速度である。SEM画像の取得では、「フレーム加算等による複数回の画像取得によってSEM画像の品質の劣化」や「測長時の弊害となる明るさムラ等の異常コントラスト」が発生しないよう決める。この作業は、オペレータが光学条件を任意に選んでも良いし、装置出荷時に製造元が推奨条件を決め、それを用いても良い。
次に、ステージ310の座標とウェハ307上のパターンの座標との位置関係を正確に計測する。この位置関係を計測する工程をアライメント工程とする。ここでは、光学画像上及びSEM画像上で認識可能なウェハ307上のパターンの画像を、テンプレートとして登録する。このテンプレートには、光学画像とSEM画像の2種類を登録することができる。光学画像のテンプレートは第1のアライメント工程に用いられ、SEM画像のテンプレートは第2のアライメント工程に用いられる。通常、精度の低い第1のアライメント工程を経てから高精度な第2のアライメント工程を行う手順となる。
ステージ310の座標とウェハ307上に形成されたパターンの座標との位置関係を正確に補正するためには、最低2つの場所でアライメント工程を行う必要がある。アライメントを行う場所(アライメント位置)は、オペレータが選択する。
アライメント位置の登録後、アライメント位置で撮像した光学画像及びSEM画像の画像と対応するテンプレートとの比較からステージ310の座標とウェハ307のパターンの座標の位置関係を計測する。
次に、測長対象とするパターンの近傍に、測定する場所を探すための位置検索用テンプレートを登録する。登録作業自体は、アライメント用のテンプレートの登録時と同様に行う。テンプレートとして登録する情報は、低倍のSEM画像とステージ座標である。測定する箇所を探す工程では、登録したステージ座標に移動した後、低倍のSEM画像を撮像し、登録した画像とパターンマッチングを行うことで位置を決定する。
測定位置検索用のテンプレートの登録後、測長点のテンプレートを登録する。ここで、テンプレートとして登録されるSEM画像は、パターンの寸法を測定するときのSEMの撮像倍率とほぼ同じ倍率の画像を登録する。登録時に実行する作業は、アライメント用のテンプレート及び測定位置検索用のテンプレートの登録作業と同じである。
次に、測長点のテンプレート画像よりパターンの凹凸判定が必要か否かをオペレータが判断する。必要と判断された場合、凹凸を判定する工程(ステップ409)に進む。パターンの凹凸判定工程の詳細は後述する。一方、凹凸判定が不要と判断された場合、オペレータは、測長工程(ステップ410)に進む。
ここでは、オペレータがテンプレート画像の凹部と凸部を判断する。
(ステップ410)
パターンの凹凸判定後、オペレータは、パターンの測長を行う。ここで、パターンの凹部又は凸部のどちらを測長対象とするかは、オペレータが決定する。また、ステップ408で凹凸判定が不要と判断した場合、オペレータは、凹凸判定を実施することなく、パターンの測長工程を行う。
(ステップ411)
最後に、以上の工程で作成されたレシピファイルを不図示の記憶部(例えば画像処理部324)に保存し、一連のレシピ作成工程を終了する。
ここでは、前述の凹凸判定(ステップ409)から測長の実施(ステップ410)までの工程について、図5及び図6を用いて詳細に説明する。
(ステップ501)
オペレータより凹凸判定が必要と判断された場合、画像処理部324又は不図示の制御部は、第1の電極314及び第2の電極315の両方に正極性の電圧を印加する。
次に、画像処理部324は、測長点についてSEM画像を取得する。ここでは、第1の検出器313から取得される画像をSEM画像A 601、第2の検出器318から取得される画像をSEM画像B 602とする。SEM画像A 601とSEM画像B 602は、一次電子線201の同じ走査で(すなわち、同時に)取得される。画像処理部324は、取得されたSEM画像A 601とSEM画像B 602のデータファイルを不図示の記憶部(例えば半導体メモリ、ハードディクスドライブ等)に保存する。
次に、画像処理部324は、SEM画像A 601についてy方向に輝度値を積算し、ラインプロファイルA 603を作成する。パターンのエッジからは二次電子が多く放出される。このため、ラインプロファイルA 603に示すように、パターンのエッジ位置にピークが表れる。
(ステップ504)
画像処理部324は、ラインプロファイルA 603に現れる全てのピークについて高さ(最大明度)を求める。
本実施例では、パターンの右側に放出された二次電子A 203を概ね検出するため(第1の検出器313が一次電子線201の光軸に対して右側に配置されているため)、凹凸のあるパターンを観察すると、ラインプロファイルA 603に示すようにピークの高さに大小が表れる。
凹凸の判定後、画像処理部324は、SEM画像B 602を用い、凹部又は凸部の寸法を計測する。凹部及び凸部のいずれの寸法を計測するかは、オペレータがステップ505の判定結果に基づいて決定する。なお、SEM画像B 602は、おおよそ全ての方位角の二次電子A 203を検出して作成される。このため、SEM画像B 602のコントラストは、SEM画像A 601のコントラストより高くなるが、そのラインプロファイルB 604に現れるピークの高さはほとんど同じであり、大小関係はほとんど現れない特徴がある。
以上の処理動作により、画像処理部324(パターン測長装置)は、第1の検出器313及び第2の検出器318の2つの検出器だけで、一度の一次電子線201の走査によりパターンの凹凸判定と測長とを実施することができる。
図7を用い、自動測長工程を説明する。
(ステップ701)
画像処理部324は、前述の「測長レシピの作成工程」で作成され保存されたレシピを読み出す。
(ステップ702)
画像処理部324は、保存されたレシピの内容に従い、アライメントを実行する。
画像処理部324は、保存されたレシピの内容に従い、測長位置に移動する。
(ステップ704)
次に、画像処理部324は、凹凸判定の要否を判定する。保存されたレシピの内容に従い、凹凸判定が必要であればステップ705に進み、凹凸判定が不要であればステップ706に進む。
凹凸判定が必要であった場合、画像処理部324は、前述のステップ505と同様、SEM画像A 601に含まれるパターンの凹部と凸部を判定する。
(ステップ706)
画像処理部324は、保存されたレシピで指定されている凹部又は凸部の寸法を測長する。
最後に、画像処理部324は、不図示の表示部に測長結果を表示し、自動測長工程を終了する。以上の工程により、オペレータが何らパターン測長装置を操作しなくても、パターンを自動的に測長することができる。
以上説明したように、本実施例に係るパターン測長装置を用いれば、第1及び第2の検出器313及び318の2つだけで(従来方式は3つ必要)、パターンの凹凸判定と測長とを一次電子線201の1回の走査で実現することができる。この結果、単位時間当たりに処理可能なウェハの枚数を従来装置に比して増加させることができる。
本実施例に係るパターン測長装置の基本構成は、図3に示す構成のパターン測長装置と同じである。ただし、本実施例においては、第1の電極314及び第2の電極315がそれぞれ複数のサブ電極に分割された構成を有する場合について説明する。以下に、本実施例の構成が求められる理由を説明する。
図9に、本実施例で使用する第1の電極314及び第2の電極315の構成を示す。本実施例の場合、第1の電極314及び第2の電極315は、いずれも3つのサブ電極に分割されている。図9の場合、第1の電極314を構成するサブ電極A 901、サブ電極B 902、サブ電極C 903には電極電源A 316が接続される。また、第2の電極315を構成するサブ電極A 904、サブ電極B 905、サブ電極C 906には電極電源B 317がそれぞれ接続される。
本実施例に係るパターン測長装置の基本構成は、図3に示す構成のパターン測長装置と同じである。ただし、本実施例に係るパターン測長装置においては、反射板B 304の孔径を可変可能な構成を有する場合について説明する。以下に、本実施例の構成が求められる理由を説明する。
ここで、パターン測長装置には、パターン寸法を精度よく計測することが第一に求められるので、凹凸判定が可能な最低限のSN比をSEM画像A 601で確保した上で、できるだけSEM画像B 602のSN比を向上することが望ましい。
本実施例では、“真の”二次電子1001で測長に用いるSEM画像B 602、後方散乱電子1002で凹凸判定に用いるSEM画像A 601をそれぞれ形成するための方法について説明する。
まず、画像処理部324は、第1の電極314及び第2の電極315の両方に正極性の電圧を印加し、第1の検出器313で円形パターンのSEM画像A 601を取得する(図12(b))。この場合、エッジ位置の違いにより検出率に差が生じ、図に示すように円周に沿って濃淡が表れる。
次に、画像処理部324は、各θについて作成されたラインプロファイルA 603について、左右のピークの高さの差Cを求め、最もCの大きいθ(以下θmax)を求める。
なお、真の”二次電子1001は、後方散乱電子1002よりもエネルギーが低いため、対物レンズ306の磁場やパターンの帯電の変化による軌道変化が大きくなるという特徴がある。そこで、非帯電のパターンを用いて反射板B 304の孔径を決定する場合であれば、ある孔径に対し、一次電子線201の入射エネルギーを変えながら複数枚のSEM画像A 601を取得し、各SEM画像A 601について前記のθmaxをそれぞれ求めることで最適な孔径を決定する。また、帯電するパターンを用いて孔径を決定する場合であれば、ある孔径に対し、一次電子線201の走査速度又はプローブ電流を変えながら複数枚のSEM画像A 601を取得し、各SEM画像A 601について、前記のθmaxを求めることで最適な孔径を決定する。
本実施例に係るパターン測長装置の基本構成は、図3に示す構成のパターン測長装置と同じである。ただし、本実施例に係るパターン測長装置は、SEM画像A 601のSN比が低い場合にも、効果的にパターンの凹凸を判定するための機能を搭載する。以下で説明する凹凸判定及びパターンの測長は、画像処理部324が実施する。
(ステップ1301)
まず、画像処理部324は、第1の電極314及び第2の電極315の両方に正極性の電圧を印加する。
(ステップ1302)
次に、画像処理部324は、測長点について、SEM画像A 601及びSEM画像B 602を取得する。このとき、SEM画像A 601及びSEM画像B 602は、同一の一次電子線201の走査で取得される。
次に、画像処理部324は、SEM画像B 602においてy方向に輝度値を積算し、ラインプロファイルB 604を作成する。SEM画像B 602を用いる点が、図5を用いて説明した凹凸判定との1つ目の違いである。
(ステップ1304)
次に、画像処理部324は、ラインプロファイルB 604のピーク位置のx座標を求める。基本的にラインプロファイルB 604では、各エッジに対応するピークの高さに違いは生じないが、エッジ位置は正確に特定できる。ラインプロファイルB 604を用いる点が、図5を用いて説明した凹凸判定との2つ目の違いである。
画像処理部324は、SEM画像A 601について、前ステップで求めたx座標における明度を求める。この処理から、処理対象はSEM画像A 601に切り替わり、図5を用いて説明した凹凸判定と同じ処理に戻る。
第1の検出器313がパターンの右側に放出された二次電子A 203を概ね検出する構成である場合、画像処理部324は、ステップ1305で求められた明度を比較し、左から見て明度が低→高(「低」から「高」)の組み合わせで与えられる2つのエッジの間を凸部と判定し、高→低(「高」から「低」)の組み合わせで与えられる2つのエッジの間を凹部と判定する。
凹凸判定の後、画像処理部324は、SEM画像B 602の画像を用い、凹部又は凸部の寸法を計測する。凹部と凸部のどちらの寸法を計測するかは、オペレータが前ステップの結果をもとに決定する。
本実施例で開示した手法により、SEM画像A 601のSN比が低い場合でもパターンエッジ位置の明度を比較して凹凸判定を実施することが可能となり、パターンの測長を行うことが可能になる。
本実施例では、前述した実施例1〜4とは異なり、1つの検出器だけを用いて、パターンの凹凸判定と測長を実行するパターン測長装置について説明する。図14に、本実施例に係るパターン測長装置の概略構成を示す。図4には、図3との対応部分に同一符号を付して示す。
本発明は、上述した実施例の構成に限定されるものでなく、様々な変形例を含んでいる。例えば上述した実施例は、本発明を分かりやすく説明するために、一部の実施例について詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備える必要は無い。例えば前述の実施例で説明した数値はほんの一例であり、当該数値に限定されるものではない。また、ある実施例の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成に他の構成を追加し、又は、各実施例の一部構成を他の構成で置換し、又は各実施例の一部構成を削除することも可能である。
102…SEM画像
103…ラインプロファイル
201…一次電子線
202…一次電子線の走査経路
203…二次電子A
204…左検出器
205…右検出器
301…電子源
302…非点収差補正器
303…反射板A
304…反射板B
305…偏向器
306…対物レンズ
307…ウェハ
308…ウェハホルダ
309…リターディング電源
310…ステージ
311…絶縁材
312…二次電子B
313…第1の検出器
314…第1の電極
315…第2の電極
316…電極電源A
317…電極電源B
318…第2の検出器
319…光学顕微鏡
320…二次電子C
321…第3の電極
322…第4の電極
323…電極電源C
324…画像処理部
601…SEM画像A
602…SEM画像B
603…ラインプロファイルA
604…ラインプロファイルB
801…反射板Bの孔
802…入射エネルギーが低い場合の二次電子到達位置
803…入射エネルギーが高い場合の二次電子到達位置
901…サブ電極A(第1の電極314)
902…サブ電極B(第1の電極314)
903…サブ電極C(第1の電極314)
904…サブ電極A(第2の電極315)
905…サブ電極B(第2の電極315)
906…サブ電極C(第2の電極315)
907…スイッチA
908…スイッチB
909…スイッチC
910…スイッチD
911…ExBコイル
1001…“真の”二次電子
1002…後方散乱電子
1101…孔径切り替え機構
1102…x方向微調整機構
1103…y方向微調整機構
Claims (17)
- 一次電子線を生成する電子源と、
前記電子源から放出される前記一次電子線を偏向する偏向器と、
前記偏向器によって偏向された前記一次電子線を集束する集束レンズと、
試料に照射される前記一次電子線を減速する減速手段と、
前記電子源と前記集束レンズの間に位置し、前記一次電子線の照射によって前記試料から発生する電子の一部の方位角の電子を検出する第1の検出器であって、前記試料から発生する電子を衝突させる反射面と、前記一次電子線を通過させる孔とを有する反射板と、
前記反射板から発生する電子を検出する検出素子とを有する第1の検出器と、
前記電子源と前記第1の検出器の間に位置し、前記試料から発生する電子のおおよそ全ての方位角の電子を検出する第2の検出器と、
前記反射板と前記検出素子の間に位置する第1の電極と、
前記一次電子線の光軸を挟んで前記第1の電極の反対側に位置する第2の電極と
を有するパターン測長装置。 - 請求項1に記載のパターン測長装置において、
前記第1の検出器から取得される第1の画像に基づいて、前記試料に形成されたパターンのエッジの明度を求める処理と、前記エッジの明度の大小変化に基づいて前記パターンの凹部と凸部を判定する処理と、前記凹部又は前記凸部の寸法を、前記第2の検出器から取得される第2の画像から計測する処理とを実行する画像処理部を更に有する
ことを特徴とするパターン測長装置。 - 請求項1に記載のパターン測長装置において、
前記反射板の孔の直径を変更する機構を更に有する
ことを特徴とするパターン測長装置。 - 請求項1に記載のパターン測長装置において、
前記第1の電極に電圧を印加する第1の電圧源と、
前記第2の電極に電圧を印加する第2の電圧源と、
前記第1及び第2の電極に印加する電圧を個別に制御する制御部と
を更に有することを特徴とするパターン測長装置。 - 請求項1に記載のパターン測長装置において、
前記第1の電極を構成する複数のサブ電極に選択的に電圧を印加する第1の電圧源と、
前記第2の電極を構成する複数のサブ電極に選択的に電圧を印加する第2の電圧源と、
前記第1及び第2の電極に印加する電圧を、前記一次電子線の入射条件ごとに個別に制御する制御部と
を更に有することを特徴とするパターン測長装置。 - 請求項3に記載のパターン測長装置において、
前記反射板と前記試料の距離、前記反射板の孔径、前記減速手段の作動条件、及び前記集束レンズの作動条件のうち少なくとも1つを制御することにより、前記試料から発生する電子のうち、エネルギーが50 [eV]以下の二次電子の大部分は前記反射板の孔を通過し、前記反射板に衝突する電子の大部分はエネルギーが50 [eV]以上、かつ、前記一次電子線のエネルギー以下の後方散乱電子となるように設定する制御部
を更に有することを特徴とするパターン測長装置。 - 請求項1に記載のパターン測長装置において、
前記第2の検出器から取得される第2の画像に基づいて、前記試料に形成されたパターンのエッジ位置を求める処理と、前記第1の検出器から得られる第1の画像における前記エッジ位置の明度を求める処理と、前記エッジの明度の大小変化に基づいて前記パターンの凹部と凸部を判定する処理と、前記凹部又は前記凸部の寸法を、前記第2の検出器から取得される前記第2の画像から計測する処理とを実行する画像処理部
を更に有することを特徴とするパターン測長装置。 - 請求項3に記載のパターン測長装置において、
前記反射板の孔径と前記一次電子線の前記試料への入射エネルギーの組み合わせを変えながら前記第1の検出器から第1の画像を取得する処理と、前記第1の画像に含まれるパターンのエッジの明度差が最大となる方向を求める処理と、前記入射エネルギーに依存した前記明度差が最大となる方向の変化が最小となるように前記反射板の孔径を設定する処理とを実行する制御部
を更に有することを特徴とするパターン測長装置。 - 請求項3に記載のパターン測長装置において、
前記反射板の孔径と前記一次電子線の走査速度又は照射電流量とを変えながら、絶縁体で構成された前記試料に前記一次電子線を照射する処理と、前記第1の検出器で取得された第1の画像に含まれるパターンのエッジの明度差が最大となる方向を求める処理と、前記一次電子線の走査速度又は照射電流量に依存した前記明度差が最大となる方向の変化が最小となるように前記反射板の孔径を設定する処理とを実行する制御部
を更に有することを特徴とするパターン測長装置。 - 一次電子線を生成する電子源と、
前記電子源から放出される一次電子線を偏向する偏向器と、
前記偏向器によって偏向された前記一次電子線を集束する集束レンズと、
試料に照射される前記一次電子線を減速する減速手段と、
前記電子源と前記集束レンズの間に位置し、前記一次電子線の照射によって前記試料から発生する電子が衝突する反射板と、
前記反射板で発生した電子を検出する第1の検出器と、
前記反射板と前記第1の検出器の間に位置する第1の電極と、
前記一次電子線の光軸を挟んで前記第1の電極の反対側に位置する第2の電極と、
前記第1の電極と前記第2の電極のそれぞれに印加する電圧の大きさを制御し、前記反射板で発生される電子の検出率を制御する制御部と
を有するパターン測長装置。 - 請求項10に記載のパターン測長装置において、
前記第1の電極と前記第2の電極にそれぞれ正極性の電圧を印加した際に前記第1の検出器から取得される第1の画像に基づいて前記試料の凹部と凸部を判定する処理と、前記第1の電極に正極性の電圧を印加する一方、前記第2の電極に接地電位又は負極性の電圧を印加した際に前記第1の検出器から取得される第2の画像から前記凹部又は前記凸部の寸法を計測する処理とを実行する制御部
を更に有することを特徴とするパターン測長装置。 - 請求項4、5、及び10のいずれか一項に記載のパターン測長装置において、
前記第1の電極又は前記第2の電極に印加する電圧の大きさに応じ、前記一次電子線の非点収差を補正するための非点補正器の設定値を変化させる制御部
を有することを特徴とするパターン測長装置。 - 請求項1に記載のパターン測長装置において、
前記第1の検出器から取得される第1の画像に含まれるパターンのエッジの明度差が最大となる方向が、前記一次電子線のスキャン方向に対して45°回転した方向となるように前記第1の検出器、前記第1の電極及び前記第2の電極を配置した
ことを特徴とするパターン測長装置。 - パターン測長装置を用い、試料に形成されたパターンを測長する方法において、
前記パターン測長装置は、一次電子線を生成する電子源と、前記電子源から放出される前記一次電子線を偏向する偏向器と、前記偏向器によって偏向された前記一次電子線を集束する集束レンズと、前記試料に照射される前記一次電子線を減速する減速手段と、前記電子源と前記集束レンズの間に位置し、前記一次電子線の照射によって前記試料から発生する電子の一部の方位角の電子を検出する第1の検出器と、前記電子源と前記第1の検出器の間に位置し、前記試料から発生する電子のおおよそ全ての方位角の電子を検出する第2の検出器と、前記パターンの測長処理を実行する画像処理部とを有し、
前記画像処理部の処理として、
前記第1の検出器から取得される第1の画像に基づいて、前記試料に形成されたパターンのエッジの明度を求める処理と、
前記エッジの明度の大小変化に基づいて前記パターンの凹部と凸部を判定する処理と、
前記凹部又は前記凸部の寸法を、前記第2の検出器から取得される第2の画像から計測する処理と
を有し、
前記第1の検出器が、前記試料から発生する電子を衝突させる反射面と前記一次電子線を通過させる孔とを有する反射板と、前記反射板から発生する電子を検出する検出素子とを有し、
前記パターン測長装置が、前記反射板と前記検出素子の間に位置する第1の電極と、前記一次電子線の光軸を挟んで前記第1の電極の反対側に位置する第2の電極と、前記第1の電極を構成する複数のサブ電極に選択的に電圧を印加する第1の電圧源と、前記第2の電極を構成する複数のサブ電極に選択的に電圧を印加する第2の電圧源とを有する場合に、前記第1及び第2の電極に印加する電圧を、前記一次電子線の入射条件ごとに個別に制御する処理を更に有する、パターン測長方法。 - パターン測長装置を用い、試料に形成されたパターンを測長する方法において、
前記パターン測長装置は、一次電子線を生成する電子源と、前記電子源から放出される前記一次電子線を偏向する偏向器と、前記偏向器によって偏向された前記一次電子線を集束する集束レンズと、前記試料に照射される前記一次電子線を減速する減速手段と、前記電子源と前記集束レンズの間に位置し、前記一次電子線の照射によって前記試料から発生する電子の一部の方位角の電子を検出する第1の検出器と、前記電子源と前記第1の検出器の間に位置し、前記試料から発生する電子のおおよそ全ての方位角の電子を検出する第2の検出器と、前記パターンの測長処理を実行する画像処理部とを有し、
前記画像処理部の処理として、
前記第1の検出器から取得される第1の画像に基づいて、前記試料に形成されたパターンのエッジの明度を求める処理と、
前記エッジの明度の大小変化に基づいて前記パターンの凹部と凸部を判定する処理と、
前記凹部又は前記凸部の寸法を、前記第2の検出器から取得される第2の画像から計測する処理と
を有し、
前記第1の検出器が、前記試料から発生する電子を衝突させる反射面と前記一次電子線を通過させる孔とを有する反射板と、前記反射板から発生する電子を検出する検出素子とを有し、前記パターン測長装置が、前記反射板と前記検出素子の間に位置する第1の電極と、前記一次電子線の光軸を挟んで前記第1の電極の反対側に位置する第2の電極と、前記反射板の孔の直径を変更する機構を更に有する場合に、
前記反射板と前記試料の距離、前記反射板の孔径、前記減速手段の作動条件、及び前記集束レンズの作動条件のうち少なくとも1つを制御することにより、前記試料から発生する電子のうち、エネルギーが50 [eV]以下の二次電子の大部分は前記反射板の孔を通過し、前記反射板に衝突する電子の大部分はエネルギーが50 [eV]以上、かつ、前記一次電子線のエネルギー以下の後方散乱電子となるように設定する処理を更に有する
ことを特徴とするパターン測長方法。 - パターン測長装置を用い、試料に形成されたパターンを測長する方法において、
前記パターン測長装置は、一次電子線を生成する電子源と、前記電子源から放出される前記一次電子線を偏向する偏向器と、前記偏向器によって偏向された前記一次電子線を集束する集束レンズと、前記試料に照射される前記一次電子線を減速する減速手段と、前記電子源と前記集束レンズの間に位置し、前記一次電子線の照射によって前記試料から発生する電子の一部の方位角の電子を検出する第1の検出器と、前記電子源と前記第1の検出器の間に位置し、前記試料から発生する電子のおおよそ全ての方位角の電子を検出する第2の検出器と、前記パターンの測長処理を実行する画像処理部とを有し、
前記画像処理部の処理として、
前記第1の検出器から取得される第1の画像に基づいて、前記試料に形成されたパターンのエッジの明度を求める処理と、
前記エッジの明度の大小変化に基づいて前記パターンの凹部と凸部を判定する処理と、
前記凹部又は前記凸部の寸法を、前記第2の検出器から取得される第2の画像から計測する処理と
を有し、
前記第1の検出器が、前記試料から発生する電子を衝突させる反射面と前記一次電子線を通過させる孔とを有する反射板と、前記反射板から発生する電子を検出する検出素子とを有し、前記パターン測長装置が、前記反射板と前記検出素子の間に位置する第1の電極と、前記一次電子線の光軸を挟んで前記第1の電極の反対側に位置する第2の電極と、前記反射板の孔の直径を変更する機構を更に有する場合に、
前記反射板の孔径と前記一次電子線の前記試料への入射エネルギーの組み合わせを変えながら前記第1の検出器から前記第1の画像を取得する処理と、
前記第1の画像に含まれるパターンのエッジの明度差が最大となる方向を求める処理と、
前記入射エネルギーに依存した前記明度差が最大となる方向の変化が最小となるように前記反射板の孔径を設定する処理と
を更に有することを特徴とするパターン測長方法。 - パターン測長装置を用い、試料に形成されたパターンを測長する方法において、
前記パターン測長装置は、一次電子線を生成する電子源と、前記電子源から放出される前記一次電子線を偏向する偏向器と、前記偏向器によって偏向された前記一次電子線を集束する集束レンズと、前記試料に照射される前記一次電子線を減速する減速手段と、前記電子源と前記集束レンズの間に位置し、前記一次電子線の照射によって前記試料から発生する電子の一部の方位角の電子を検出する第1の検出器と、前記電子源と前記第1の検出器の間に位置し、前記試料から発生する電子のおおよそ全ての方位角の電子を検出する第2の検出器と、前記パターンの測長処理を実行する画像処理部とを有し、
前記画像処理部の処理として、
前記第1の検出器から取得される第1の画像に基づいて、前記試料に形成されたパターンのエッジの明度を求める処理と、
前記エッジの明度の大小変化に基づいて前記パターンの凹部と凸部を判定する処理と、
前記凹部又は前記凸部の寸法を、前記第2の検出器から取得される第2の画像から計測する処理と
を有し、
前記第1の検出器が、前記試料から発生する電子を衝突させる反射面と前記一次電子線を通過させる孔とを有する反射板と、前記反射板から発生する電子を検出する検出素子とを有し、前記パターン測長装置が、前記反射板と前記検出素子の間に位置する第1の電極と、前記一次電子線の光軸を挟んで前記第1の電極の反対側に位置する第2の電極と、前記反射板の孔の直径を変更する機構を更に有する場合に、
前記反射板の孔径と前記一次電子線の走査速度又は照射電流量とを変えながら、絶縁体で構成された前記試料に前記一次電子線を照射する処理と、
前記第1の検出器で取得された第1の画像に含まれるパターンのエッジの明度差が最大となる方向を求める処理と、
前記一次電子線の走査速度又は照射電流量に依存した前記明度差が最大となる方向の変化が最小となるように前記反射板の孔径を設定する処理と
を更に有することを特徴とするパターン測長方法。
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