CN110024074B - 电子显微镜装置及使用其的倾斜孔的测量方法 - Google Patents

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Abstract

目的是即使在半导体图案的孔的底的轮廓被试料表面遮蔽的情况下也能够用电子显微镜装置测量正确的倾斜状态。将电子显微镜装置构成为，具备：第1检测机构，以高仰角配置，检测相对低能量的电子；第2检测机构，以低仰角配置，检测相对高能量的电子；根据由第1检测器得到的第1图像、在预先设定的区域内确定半导体图案的孔区域的机构；在由第2检测器得到的第2图像中、基于孔区域的外周、和从外周到在孔中心方向上所检测到的孔底为止的距离、按照各孔计算关于倾斜方位及倾斜角的指标的机构；以及基于按照计测对象图像中所包含的各孔所测量的结果、计算计测对象图像的作为代表值的关于孔的倾斜方位及孔的倾斜角的指标的机构。

Description

电子显微镜装置及使用其的倾斜孔的测量方法
技术领域
本发明涉及对形成于半导体晶片的图案(pattern)进行计测的电子显微镜装置及使用了电子显微镜装置的倾斜孔的测量方法，尤其涉及对形成于半导体晶片的孔图案的倾斜进行测量的电子显微镜装置及使用了电子显微镜装置的倾斜孔的测量方法。
背景技术
作为半导体晶片的加工装置的干式蚀刻装置，是通过气体腔室内的平行平板电容器间的电场使离子化的气体分子对晶片表面作用而进行加工的装置，但晶片固定夹具在该加工中随着时间而受到损伤，在晶片外周部电场紊乱，不再能够对于晶片垂直地加工。在DRAM(Dynamic Random Access Memory)或3D－NAND(3－Dimension NAND type flushmemory)中被加工的高纵横比的孔(穴)中，带来孔的倾斜，成为成品率下降的原因。
在专利文献1中，公开了以形成于基板的孔图案的检查为目的而取得孔图案的图像、根据图像求出孔图案的上表面形状和下表面形状、检测孔图案的上表面和下表面间的位置偏离的方法。在专利文献1的图2中，表示了该位置偏离起因于孔的倾斜。
专利文献2公开了一种计测基板上的孔图案的电子线显微镜系统，分别取得后方散射电子和二次电子的图像，根据二次电子像检测孔的顶轮廓，根据后方散射电子像检测孔的底轮廓，通过评价各轮廓的中心的偏离，能够判别孔没有垂直地开设。
专利文献3公开了一种方法，在计测基板上的孔图案的重叠(overlay)的电子线显微镜系统中，将按照工序形成的电路图案区域分开识别，对于各图案将基准图像与计测图像间的差异通过图像处理进行定量化，根据差异的定量化结果来计算重叠(overlay)。
专利文献4公开了一种方法，在用于基板上的孔图案的计测的电子线显微镜系统中，设置有将以高加速电压加速后的一次电子线向试料照射的机构、以及低角(小角)的后方散射电子的检测机构，通过进行透过了试料的从孔底释放的电子的检测，来计测孔的深度、孔底的直径。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001－110862号公报
专利文献2：日本特开2015－106530号公报
专利文献3：日本特开2013－168595号公报
专利文献4：日本特开2015－106530号公报
发明内容
发明要解决的课题
在被加工的孔是正常的情况下，越是朝向底则其直径越小。如果垂直地加工，则在以从晶片的正上方摄像的图像(顶视图图像)观察的情况下，孔底的轮廓包含在孔顶的轮廓的内侧，孔底的轮廓不会被试料表面遮蔽。但是，在DRAM或3D－NAND中被观察的高纵横比的孔中，如果孔发生倾斜，则在顶视图图像中，孔底的轮廓根据倾斜的程度而被试料表面遮蔽。因此，对于DRAM及3D－NAND中的高纵横比孔中的倾斜孔测量，在专利文献1及2中公开的技术具有以下的课题。
即，在专利文献1及2中，公开了能够根据孔的顶轮廓与底轮廓的中心的偏离来测量孔的倾斜，但在孔底的轮廓被试料表面遮蔽的情况下，不能正确地检测到孔底的中心，由顶轮廓和底轮廓的中心的偏离表示的孔的倾斜比实际小，不能测量正确的倾斜状态。
本发明的目的是提供一种对于DRAM或3D－NAND的高纵横比孔的孔倾斜，通过顶视图图像、即使在孔倾斜而孔的底部分被表面层遮蔽的情况下也能够测量其倾斜程度的电子显微镜装置及使用了电子显微镜的倾斜孔的测量方法。
用来解决课题的手段
为了解决上述课题，在本发明中，将电子显微镜装置构成为，具备：第1检测部，以高仰角配置，检测通过在形成有孔的半导体晶片上照射1次电子束而从半导体晶片产生的电子之中的相对低能量的电子；第2检测部，以低仰角配置，检测通过在半导体晶片上照射1次电子束而从半导体晶片产生的电子之中的相对高能量的电子；孔区域确定部，对根据来自检测到相对低能量的电子的第1检测部的输出信号得到的第1图像进行处理，在预先设定的区域内确定半导体图案的孔区域；倾斜信息计算部，对根据来自检测到相对高能量的电子的第2检测部的输出信号得到的第2图像进行处理，基于由上述孔区域确定部确定的孔区域的外周、和从外周向孔区域的中心方向至所检测出的孔区域的孔底为止的距离，对于第2图像中所包含的多个孔区域，按照各孔计算关于孔区域的倾斜方位及孔区域的倾斜角的指标；以及指标值计算部，根据由倾斜信息计算部按照各孔区域计算出的结果，计算关于孔区域的倾斜方位及孔区域的倾斜角的指标值作为第2图像中的多个孔区域的代表值。
发明效果
根据本发明，通过具有高纵横比的孔的顶视图图像，即使在孔倾斜而孔的底部分被表面层遮蔽的情况下，也能够测量其倾斜程度。
附图说明
图1是表示有关本发明的实施例1的电子线显微镜的结构的框图。
图2是表示有关本发明的实施例1的在计测对象试料的孔底有插塞的孔的正常及倾斜状态的顶视图图像(上侧)和孔剖视图(下侧)。
图3是表示有关本发明的实施例1的在计测对象试料的孔底没有插塞的孔的正常及倾斜状态的顶视图图像(上侧)和孔剖视图(下侧)。
图4是有关本发明的实施例1的作为计测对象试料的倾斜孔的顶视图图像的示意图(上侧)、和示意地表示示意图上的线A－B上的浓淡值的变化的曲线图(下侧)。
图5是有关本发明的实施例1的求出孔的倾斜方位和倾斜长的倾斜计测的处理流程图。
图6是说明有关本发明的实施例1的孔的倾斜计测中的方位和位置的BSE图像的示意图。
图7是说明有关本发明的实施例1的孔在计测对象图像内有多个的情况下的代表值的求出方式的处理流程图。
图8是表示有关本发明的实施例1的对于计测对象图像的处理区域的设定例的包括孔的图像的示意图。
图9是有关本发明的实施例1的增加了无倾斜判定后的孔的倾斜计测的处理流程图。
图10是有关本发明的实施例1的对于孔在图像内有多个的情况下的代表值的求出方式增加了无倾斜的判定处理后的计算计测对象图像的代表计测值的处理的流程图。
图11是对有关本发明的实施例1的在孔底有插塞的情况下的倾斜方位的检测方法进行说明的图，是孔底有插塞、重合偏离较少的孔的说明图。
图12是孔底有插塞、在与侧壁倾斜相反方向上有重合偏离的孔的顶视图图像示意图(a)和表示线A－B上的图像浓淡值的波形的曲线图。
图13是对有关本发明的实施例1的在孔底有插塞的情况下的倾斜方位的检测方法进行说明的图，是孔底有插塞、在与侧壁倾斜相同方向上有重合偏离的孔的顶视图图像示意图(a)和表示线A－B上的图像浓淡值的波形的曲线图。
图14是对有关本发明的实施例1的在孔底有插塞的情况下的倾斜方位的检测方法进行说明的图，是在孔底有插塞、重合偏离较少的孔的顶视图图像示意图(a)、表示对检测方位和各检测方位下的侧壁端检测位置进行显示的图像的视野的示意图(b)、和将各方位下的孔外周点与侧壁端检测位置的距离d标绘的曲线图(c)。
图15是对有关本发明的实施例1的在孔底有插塞的情况下的倾斜方位的检测方法进行说明的图，是孔底有插塞、在与侧壁倾斜相反方向上有重合偏离的孔的顶视图图像示意图(a)、表示对检测方位和各检测方位下的侧壁端检测位置进行显示的图像的视野的示意图(b)、和将各方位下的孔外周点与侧壁端检测位置的距离d标绘的曲线图(c)。
图16是对有关本发明的实施例1的在孔底有插塞的情况下的倾斜方位的检测方法进行说明的图，是孔底有插塞、在与侧壁倾斜相同方向上有重合偏离的孔的顶视图图像示意图(a)、表示对检测方位和各检测方位下的侧壁端检测位置进行显示的图像的视野的示意图(b)、和将各方位下的孔外周点与侧壁端检测位置的距离d标绘的曲线图(c)。
图17是使用了有关本发明的实施例1的电子线显微镜装置的计测的动作流程图。
图18是在使用了有关本发明的实施例1的电子线显微镜装置的计测的动作流程中、除了孔倾斜测量还进行重合测量时的处理流程图。
图19是在使用了有关本发明的实施例1的电子线显微镜装置的计测的动作流程中、基于孔倾斜测量进行波束倾斜而进行重合测量时的处理流程图。
图20是在使用了有关本发明的实施例1的电子线显微镜装置的计测的动作流程中、在孔倾斜测量后进行基于波束倾斜的重合测量时的装置动作流程图。
图21是表示使用了有关本发明的实施例1的电子线显微镜装置的孔倾斜的计测结果的图像显示例的画面的正视图。
图22是表示使用了有关本发明的实施例1的电子线显微镜装置的正常孔多的孔倾斜计测结果的图像显示例的画面的正视图。
图23是表示使用了有关本发明的实施例1的电子线显微镜装置的正常孔多、但在全部的孔中测量出了较小的倾斜量的孔倾斜的计测结果的图像显示例的画面的正视图。
具体实施方式
本发明，在电子线显微镜装置中，向形成有拥有高纵横比的孔的试料照射聚束的电子束，将从试料产生的能量比较低的二次电子和能量比较高的反射电子用不同的检测器同时检测，生成二次电子像和反射电子像，利用在反射电子像中孔底能够显现化的特性，通过将二次电子像与从反射电子像得到的信息进行比较，来测量孔的倾斜。
以下，使用附图说明本发明的实施例。
实施例1
图1是表示应用了本发明的扫描型电子显微镜装置(以下记作电子显微镜装置)100的基本结构的图。电子显微镜装置100具备：电子枪101，发射一次电子束102；电容器透镜103，使一次电子束102聚束；偏光透镜104，使一次电子束102偏转；物镜105，使一次电子束102聚束；台108，搭载试料117，且能够在平面内移动；环状闪烁器106，检测从被照射了一次电子束102的试料117产生的反射电子110；光纤111，传递从环状闪烁器106输出的光信号；光电子增倍管112，输入从光纤111送来的光信号；BSE像生成部113，将从光电子增倍管112输出的信号处理而生成图像；E×B偏向器107，改变从被照射了一次电子束102的试料117产生的二次电子114的轨迹；光电子增倍管115，检测由E×B偏向器107改变了轨迹的二次电子；SE像生成部116，对从光电子增倍管115输出的信号进行处理而生成图像；存储部118，存储数据；运算部119；输入输出部109；以及控制部120，对整体进行控制。
另外，设110为反射电子、114为二次电子，但即使反射电子110为拥有相对高能量的电子、二次电子114为拥有相对低的能量的电子，也不损害本公开技术提供的功能的本质。
用来发射的电子枪101、电容器透镜103、偏光透镜104、物镜105、台108、环状闪烁器106、光纤111、光电子增倍管112及光电子增倍管115被设置在未图示的、内部能够被真空排气的柱中。
在这样的结构中，由电子枪101产生的高加速电压(例如15千伏以上)的一次电子束102被电容器透镜103聚焦，进而被物镜105向试料117的表面聚焦，通过偏光透镜104在试料上被二维地扫描。本发明作为对象的试料，是相对于孔的直径为几十nm左右而深度为几微米左右的纵横比高的孔图案(hole pattern)。
从被照射了一次电子束102的试料117释放出的反射电子(BSE)110被环状闪烁器106检测并被变换为光信号，被光纤111向光电子增倍管112引导，根据从光电子增倍管112输出的信号，由BSE像生成部113形成数字图像。作为检测反射电子的环状闪烁器106，可以采用环状的YAG闪烁器、环状的半导体检测器或罗宾逊型检测器。此外，也可以是代替环状而在多个方位配置检测器那样的结构。
从被照射了一次电子束102的试料117释放出的二次电子(SE)114被E×B偏向器107改变轨迹并向光电子增倍管115引导，根据从光电子增倍管115输出的信号由SE像生成部116形成数字图像。试料117上的同一部位的BSE像和SE像被同时摄像是本结构的特征。通过将台108移动，在试料117的任意的位置将图像摄像。将摄像的图像向存储部118保存。
控制部120控制向电子枪101周边施加的电压、电容器透镜103及物镜105的焦点调整、由偏光透镜104进行的一次电子束102的试料117表面上的扫描、台108的移动、BSE像生成部113、SE像生成部116的动作定时、以及经由输入输出I/F(未图示)的与外部的数据收发等。在运算部119中，进行由BSE像生成部113、SE像生成部116所生成的图像的处理、数值运算。试料信息的输入、摄像条件的输入、检查结果的输出等通过输入输出部109来进行。
在图2、图3中，说明作为计测的对象的孔图案(以下记作孔)的摄像图像例与器件的截面的关系。图2是上层201被层叠在下层203之上、在孔底插塞202被形成在下层的事例。图2中(a)是正常的孔的例子，图2中(b)、(c)是倾斜的孔的例子。图2的上方的列是将对象从正上方摄像的顶视图图像210、211、212的例子，下方的列是器件的孔截面220、221、222。
在图2中(a)的正常事例的情况下，在顶视图图像210中插塞202被包含在孔区域200的内侧，在插塞202的周边可观察到下层203。将上层表面中的孔开口部称作孔顶，将下层203上的孔区域称作孔底。在顶视图图像210中，与上层201相比，下层203变暗。在图2中(a)的孔截面中，开口部垂直地描绘，但实际上随着朝向孔的下部而直径变小。因此，在顶视图图像210中，从上层201朝向下层203的部分其从上层201的明亮度向下层203的明亮度不是分步地变化而是连续地变化。此外，反映了对于插塞202和上层201、下层203赋予的阴影的浓淡的明暗并不一定与实际对应。特别是，由于插塞202是金属材料所以明亮，根据电子线的照射条件，也有具有与上层201同样的明亮度的情况。
图2中(b)是倾斜孔的事例。在顶视图图像211中，在孔区域200之中观察到侧壁204。图2中(b)表示插塞202整齐排列于孔底的情况，在顶视图图像211中，插塞202的右侧被上层201遮蔽。
图2中(c)是孔的顶轮廓与插塞202的重合不同于图2中(b)的倾斜孔的事例。在顶视图图像212中，插塞202的左侧被侧壁204遮蔽，在插塞202的右侧能观察到下层203。
图3是在孔底没有形成插塞的工序的事例，上层301被层叠在下层302之上。图3中(a)是正常的孔的例子，图3中(b)是倾斜的孔的例子。
在图3中(a)的正常事例的情况下，在顶视图图像310中，与上层301相比下层302变暗。在图3中(a)的孔截面320中开口部垂直地描绘，但实际上随着朝向孔的下部而直径变小。因此，在顶视图图像310中从上层301朝向下层302的部分其从上层301的明亮度向下层302的明亮度不是分步地变化而是连续地变化。
图3中(b)是在孔截面321中表示的倾斜孔的事例。在顶视图图像311中，在孔区域300之中观察到侧壁303。
首先，以在图3的孔底没有插塞的情况为例，以下使用图4至图9进行说明。
图4的上方是倾斜孔的顶视图图像的示意图，下方边缘是示意地表示上方的示意图上的线A－B上的浓淡值的变化的曲线图。图4的上方的图像示意图的坐标系x、y表示图像坐标系。
孔顶外周400是上层部中的孔的轮廓。在孔内部有侧壁401及下层402。将侧壁401与下层(或者孔底)402的边界称作侧壁边缘(或侧壁端)403。
倾斜长404，是从孔顶外周400到侧壁边缘403的顶视图图像上的距离最大值，设带来距离最大的方位为倾斜方位405。将从孔顶外周400朝向侧壁边缘403的方向定义为倾斜方位，但也可以定义为从侧壁边缘403朝向孔顶外周400的方向。此外，也有采取从孔顶外周400到孔底这种表现的情况，但与从孔顶外周400到侧壁边缘403意义是相同的。
倾斜长L：404是从顶上观察的侧壁401的长度，如果通过上层的膜厚的工艺数据等知道孔的深度D的设计值，则孔的倾斜角度θ能够通过下式得到，因此，倾斜长L：404能够作为倾斜角的指标。
θ＝atan(L/D)…(数式1)
线A－B上的浓淡值在孔外周位置406取最大值Max，朝向侧壁边缘位置407而减小，在下层402内的位置408成为最小值Min。根据最大值Max和最小值Min，使用预先设定的参数α(0≦α≦1)，通过由下式所确定的阈值th，由此能够决定侧壁边缘位置407或其附近。或者，由于侧壁边缘位置407附近的浓淡变化较大，所以也可以计算浓淡变化的微分值，求出除了孔外周位置406附近以外、在从A向B的方向上最先出现的局部的微分最大值位置。
th＝α×(Max－Min)+Min…(数式2)
使用图5及图6说明倾斜长及倾斜方位的求出方法。图6是关于在图5的流程图中得出的方位及位置的说明图。
首先，在从SE生成部115所得到的SE图像中检测孔区域(S500)。在SE像中，由于上层301和下层302的对比度较高，所以通过预先设定的阈值或最大类间方差法等动态决定的阈值，将SE像的上层区域和孔区域切分。在切分后，生成将上层区域设为0、将孔区域设为1的上层掩膜图像，确定孔区域。
接着，将从BSE像生成部113得到的BSE图像通过上述的上层掩膜图像进行掩膜，制作仅BSE图像的孔区域拥有非零的像素值的图像(S501)。在S503中，将在处理中使用的变量k、max初始化为0，并设置方位数N。N为偶数。如图6所示，N是用以将图像的(x，y)＝(0，－1)的方向设为方位0而等角度地决定N个方位的方位数。
设定从孔区域中心处于方位k的方向的孔区域的外周上的位置p(k)(S504)，在从BSE像生成部113得到的BSE图像中在从位置p(k)向方位((k+N/2)mod N)的方向上探索图像浓淡值，通过在图4中说明的方法等检测侧壁边缘的位置e(k)(S505)。这里，A mod B表示余数运算，是将A用B除时的余数。
计算所得到的e(k)与p(k)的距离d(k)(S506)，与变量max进行比较(S507)。如果d(k)较大，则将max用值d(k)表示，将maxk更新为值k(S508)。如果使变量k增加1(S509)，则若k比N小则回到S504，如果是N以上则向S511前进(S510)。计算最终得到的maxk作为倾斜方位，max作为倾斜长。
在以上的处理中，将由SE像生成部116生成的SE图像及由BSE像生成部113生成的BSE图像存储到存储部118中，通过运算部119读出而进行图像处理。将图像处理的结果得到的数值也存储到存储部118中，通过运算部119读出而进行处理。孔区域确定机构、倾斜方位(maxk)、倾斜长(max)的计算机构包含在运算部119中。
图7是孔在计测对象图像内有多个的情况下的代表值的求出方式的处理流程图。设计测对象图像中的处理对象孔数为M(S700)。将计数器k初始化为0(S701)，测量第k个孔的倾斜方位D(k)、倾斜长L(k)(S702)。将k加1，如果k比M小则向S702返回，如果是M以上，则根据D(k)、L(k)(k＝0，…，M－1)计算计测对象图像的D、L代表值(S705)。
代表值可以考虑：(1)方位及倾斜长的平均值；(2)方位的中央值、以及处于与方位的中央值的差为一定范围内的方位的倾斜长L(k)的平均值；(3)方位的众数、以及处于与方位的众数的差为一定范围内的方位的倾斜长的平均值；(4)倾斜长的中央值、以及与倾斜长的中央值的差处于一定范围内的倾斜长的方位(k)的平均值；(5)倾斜长的众数、以及与倾斜长的众数的差处于一定范围内的倾斜长的方位(k)的平均值等。设定为一定范围的值只要预先设定就可以。
另外，假设计算孔的倾斜方位D和倾斜长L(关于倾斜角的指标)作为计测对象图像的代表值的机构包含在运算部119中。
在有选择地测量图像内的孔的情况下，预先设定由图8的斜线表示那样的处理区域。图8中(a)是将图像内的孔全部测量的情况，但限定了处理区域801以不测量与图像的边缘有关的孔。图8中(b)是有选择地测量图像内的孔的情况。除了按照每列以外，在选择中也可以考虑其他方法，在选择区域802和非选择区域803由不同的工艺形成的情况下，也有孔的形成状态不同的情况，所以分别地测量是有效的。
图9是对图5中所示出的孔倾斜的测量处理追加了无倾斜的判定的流程图，图9的从S500到S510的处理与在图5中说明的处理相同，在处理前进到S900的时点，求出从方位0向N－1处的从孔区域外周点p(k)到侧壁边缘e(k)的距离d(k)。
在S900中，将处理变量k和count初始化。求出△d(S901)，△d是以方位k求出的距离d(k)与以对置于方位k的方位(k+N/2)得到的距离d(k+N/2)的差的绝对值。将预先决定的阈值TH1与△d进行比较(S902)，如果△d较小则将变量count仅增加1(S903)。将变量k增加1(S904)，将k与N进行比较(S905)，如果k比N/2小，则向S901返回，重复处理。
如果k是N/2以上，则向S906前进，将预先决定的阈值TH2与count进行比较(S906)。在count比预先决定的阈值TH2大的情况下，表示对置的距离d(k)与距离d(k+N/2)的差较小的方位较多，例如如果count等于N/2，则在全部的方位中从孔外周到侧壁端的距离是相同程度，这意味着没有观察到因孔倾斜的侧壁(S907)。count的值越是接近于N/2，越是可以认为没有孔的倾斜。在count为预先决定的阈值TH2以下的情况下，与图5的S511同样地输出倾斜方位和倾斜长(S908)。
图10是对于图7中所说明的孔在图像内有多个的情况下的代表值的求出方式追加了无倾斜的判定处理的情况下的流程图。首先，将图像中的处理对象孔数设为M(S1000)。将变量k及count和标志排列FLAG(k)初始化为0(S1001)，以图9的处理流程所示的那样的次序进行第k个孔的测量(S1002)。接着，判定测量对象孔的倾斜的有无(S1003)，如果有倾斜(S1003中为是的情况下)，将第k个孔的倾斜方位设为D(k)，将倾斜长设为L(k)(S1004)，如果没有倾斜(S1003中为否的情况下)，将变量count增加1，将FLAG(k)设为1。接着，将变量k增加1(S1006)，将变量k与M进行比较(S1007)，如果变量k比M小(S1007中为是的情况下)，则向S1002返回而重复处理。
如果变量k是M以上(S1007中为否的情况下)，则将预先设定的阈值TH3与count进行比较(S1008)，如果count是TH3以下(S1008中为否的情况下)，则根据FLAG(k)为0时的k(其中，k∈(0，…，M－1))，计算D(k)、L(k)的代表值(S1009)。代表值的计算方法如上述那样。如果count比TH3大(S1008中为是的情况下)，则认为计测对象图像无孔倾斜(S1010)。
通过图11至图16，对孔底有插塞的情况下的倾斜方位的检测方法进行说明。
图11中(a)是孔倾斜较少、插塞的偏离也较少的孔的顶视图图像示意图，图11中(b)是表示图11中(a)的线A－B上的图像浓淡值的浓淡值波形1110。图11中(a)以水平实线施以了阴影的区域1100是侧壁，以向右斜下的实线斜线施以了阴影的区域1101是下层，以水平虚线施以了阴影的区域1102是插塞。另外，图12至图16的孔顶视图图像示意图中的各区域的阴影与图11同样，水平实线表示侧壁，向右斜下的实线斜线表示下层，水平实线表示侧壁，水平虚线表示插塞。
图11中(b)的浓淡值波形1110从A朝向B的方向而在孔外周1103开始减小，在侧壁边缘1104达到下层1101的较暗的部分。设孔顶外周(孔外周)1103的浓淡值为Max，设从孔外周1103在从A向B的方向上最先出现的局部最小浓淡值为Min，根据(数式2)求出阈值th，能够求出侧壁边缘1104的位置及其附近位置。在局部最小浓淡值检测时，如探索相比浓淡值Max有一定以上差的值那样降低感度以免获取到图像噪声等，更能够得到好的结果。
图12中(a)的孔的顶视图图像示意图是通过孔倾斜而可看到侧壁1200、并且插塞1202向侧壁1200的相反侧偏离而插塞1202被部分地观察到的情况。在图12中(b)中表示插塞1202以与表面层相同程度明亮的情况下的浓淡值波形1210。即使从孔外周1203朝向B的方向，在插塞1202的部分，浓淡值也不减小，在作为插塞1202与下层1201的边界的插塞端1204附近，浓淡值减小。因此，如果应用在图11中说明的侧壁边缘1104的检测法，则将插塞端1204误检测为侧壁边缘。
图13中(a)的孔的顶视图图像示意图是孔倾斜而可看到侧壁1300、并且插塞1302向与侧壁1300相同侧偏离而被观察到的情况。在插塞1302以与表面层相同程度明亮的情况下，浓淡值波形1310如图13中(b)所示，从孔外周1303到侧壁端1304，浓淡值没有充分减小，在作为插塞1302与下层1301的边界的插塞端1305附近，浓淡值减小。因此，在由图11说明的侧壁边缘1104的检测法中，由于将感度某种程度降低来探索局部最小值，所以如果应用图11的方法，则有可能将插塞端1305误检测为侧壁边缘。
图14中(a)是与图11中(a)所表示的孔同样的状态、即插塞1402的偏离较少且插塞1402的端部与孔外周不接触的情况下的孔的顶视图图像示意图。
图14中(b)表示以等角度的16方位检测作为侧壁1400与下层1401的边界的侧壁端1403的结果。带有圈的号码表示方位号码，由圈包围的数字的位置表示侧壁端1403的检测位置。放射状的直线1404表示等角度的16方位，将孔外周1405用细实线的圆、将侧壁端1403用粗实线的圆、将插塞1402的外周1406用虚线的圆表示。
图14中(c)是将各方位(放射状的直线1404)处的孔外周1405的点与侧壁端1403的检测位置的距离d标绘的图，纵轴是距离d，横轴是与图14中(b)中带有圈的数字对应的各方位。距离d在方位12：1407为最大，由此，倾斜方位12，倾斜长为方位12处的d。
图15中(a)是与图12中(a)所表示的孔同样的状态、即通过孔倾斜能看到侧壁1500、并且插塞1502向侧壁1500的相反侧偏离而插塞1502被部分地观察到的情况下的孔的顶视图图像示意图。
图15中(b)表示以等角度的16方位检测作为侧壁1500与下层1501的边界的侧壁端1503的结果。带有圈的号码表示方位号码，由圈包围的数字的位置表示侧壁端1503的检测位置。放射状的直线1504表示等角度的16方位，将孔外周1505用细实线的圆、将侧壁端1503用粗实线的圆、将插塞1502的外周(插塞端)1506用虚线的圆表示。以方位2、3、4检测插塞端1506。
图15中(c)是标绘了各方位(放射状的直线1504)处的孔外周1505的点与侧壁端1503的检测位置的距离d的图，纵轴是距离d，横轴是与图15中(b)中带有圈的数字对应的各方位。由椭圆1508包围的方位2、3、4的距离d呈现与检测到侧壁端1503的其他方位不同的图案(pattern)。作为检测由椭圆1508包围的部分的方法，只要调查相互相邻的方位的距离d，检测在两端拥有预先设定的阈值以上的d的区间中、并且与该区间的外侧相邻的方位的d比各自的两端的方位的d小的区间就可以。在除了检测出的区间以外的各方位处检测带来最大距离d的方位。图15中(c)中，在方位13：1507为最大，由此，倾斜方位13，倾斜长为方位13处的d。
图16中(a)是与图13中(a)所表示的孔同样的状态、即孔倾斜而能看到侧壁1600、并且插塞1602向与侧壁1600相同侧偏离而被观察到的情况下的孔的顶视图图像示意图。
图16中(b)表示以等角度的16方位检测到作为侧壁1600与下层1601的边界的侧壁端1603的结果。带有圈的号码表示方位号码，由圈包围的数字的位置表示侧壁端1603的检测位置。放射状的直线1604表示等角度的16方位，将孔外周1605用细实线的圆、将侧壁端1603用粗实线的圆、将插塞1602的外周(插塞端)1606用虚线的圆表示。以方位6到13检测插塞端1606。
图16中(c)是标绘了各方位(放射状的直线1604)处的孔外周1605的点与侧壁端1603的检测位置的距离d的图，纵轴是距离d，横轴是与图16中(b)中带有圈的数字对应的各方位。如由椭圆1607包围的区域所示，方位6至13的距离d表示与检测到侧壁端1603的其他方位不同的图案。由椭圆1607表示的部分可以用与图15中所说明的方法同样的方法检测。
在图16中(b)所示的情况下，孔外周1605与实际的侧壁端1603的距离为最大的部分由于插塞1602而不能检测到，所以在除了侧壁端1603的部分以外的各方位中检测带来最小距离d的方位1608(方位2)。带来实际的最大距离d的方位成为带来最小距离d的方位的180度相反侧，由此倾斜方位1609(方位10)被确定。侧壁端1603从方位10的孔外周1605的点向孔中心方向通过提高感度而检测浓淡值的局部最小值(图13中(b)的为局部最小的位置：能够检测侧壁端1304的感度)。
图17表示计测时的整体流程图。首先，将作为观察对象的晶片装载于图1中表示的电子显微镜装置100的台108(S1700)。接着，将由计测点数N构成的计测位置坐标数据经由控制部120的外部输入输出I/F(未图示)读入(S1701)。同样，将处理中需要的上述阈值及参数读入(S1702)。接着，进行晶片的校准(S1703)。这是当基于晶片上的用坐标记述的计测位置坐标的位置来移动台108时，由于使得作为目标的计测点来到视野的中央，所以将晶片上的坐标使用已知的晶片上的定位标记，将晶片坐标与台坐标建立关联。
以后，对于全部的计测点、或者虽然没有图示但被选择的计测点，依次重复由S1705到S1708所示的一系列的次序，进行孔的倾斜测量。首先，将台移动到第n个计测点位置(S1705)。虽然在图中没有表示，但也可以在台移动到计测点附近而进行详细的坐标修正后，通过波束移动来进行计测点的视野现出。接着，在计测点将SE图像和BSE图像摄像(S1706)。伴随着SE图像和BSE图像的摄像的装置控制如图1中说明那样的。
接着，进行孔的倾斜测量处理(S1707)。S1707的处理内容是使用图4至图16说明的内容，处理由图1的运算部119执行。此外，由S1707计算的孔倾斜的方位及倾斜长的代表值(参照图7的S705或图10的S1009)被存储到图1的存储部118中，由控制部120经由输入输出I/F(未图示)向外部输出。
台向下一个测量点的移动，也可以不等待孔的倾斜测量处理(S1707)结束便开始执行。如果在台向下一个测量点移动的时间内测量处理结束，则在移动中进行测量处理。在台向下一个测量点移动的时间内测量处理不能结束的情况下，只要将摄像和计测处理非同步化，将图像向存储部118存储而将摄像图像依次处理，或将摄像图像储存到其他的存储机构中而另外离线进行批处理就可以。在有下一个测量点的情况下向下一个测量点移动，重复S1705至S1708。如果结束了全部测量图像的取得，则将晶片从台108取下并结束。
在图2所示的有插塞202的孔工序中，正确地进行孔区域200的上层中的开口部(孔外周部)与插塞202的重合这一点很重要，也有进行重合的测量(重叠测量)的情况。但是，如果孔的倾斜较大，则正确的重合的测量变得困难。
图18表示根据孔的倾斜的程度来控制重合测量的可否的处理流程。首先，进行孔的倾斜测量处理(S1800)。S1800的处理内容是使用图4至图16所说明的内容。接着，进行重合测量(S1801)，将在孔倾斜测量处理中得到的倾斜长与预先设定的阈值TH4进行比较(S1802)，如果倾斜长是TH4以下(S1802中为否的情况下)则将重合测量值和孔倾斜值输出(S1803)，如果倾斜长比阈值TH4大(S1802中为是的情况下)，则仅输出孔倾斜值(S1804)。
在图17的装置动作整体的处理流程中，如果将孔倾斜测量S1707替换为从S1800到S1804，则能够根据孔的倾斜的程度来执行重合测量的可否判定。另外，即使在顶视图图像中孔底的插塞被侧壁或表面层在某种程度上遮蔽，只要通过例如专利文献3中所记载的在基准图像和计测图像间分层进行图像比较的方法也能够计测。
也可以代替S1801的重合测量而进行专利文献2中所记载的孔的深度测量及孔底尺寸的测量。或者，也可以进行重合测量、孔的深度测量、孔底尺寸的测量中的至少一个以上。在S1803中，进行与测量项目对应的输出。
图19表示根据孔的倾斜的程度使波束倾斜而进行摄像的处理流程。首先，进行孔的倾斜测量处理(S1900)。S1900的处理内容是使用图4至图16所说明的内容。
接着，将通过S1900的孔倾斜测量处理所得到的倾斜长换算为孔的倾斜角度，使1次波束倾斜(S1901)。1次波束的倾斜是将换算出的倾斜角度向图1的控制部120输入、控制部120控制偏光透镜104及物镜105来进行。
接着，在波束倾斜的状态下将图像摄像(S1902)。摄像出的图像为孔的上层开口部的中心和孔底的中心整齐排列的状态，所以是也适合于孔底的观察的图像，也可以将该图像作为观察图像存储到存储部118中而结束处理。当进行重合测量时，向下个步骤S1903前进。最后，输出重合测量值和孔倾斜值(S1904)。
在图17的装置动作整体的处理流程中，如果将孔倾斜测量S1707替换为从S1900到S1904，则能够遍及计测点全部的点来执行基于与孔的倾斜的程度对应的倾斜图像的重合测量。也可以代替S1903的重合测量而进行专利文献2中所记载的孔的深度测量及孔底尺寸的测量。或者，也可以进行重合测量、孔的深度测量、孔底尺寸的测量中的至少一个以上。在S1904中，进行与测量项目对应的输出。
图20表示将作为计测对象的孔的倾斜全部计测后、使波束倾斜而进行重合测量的流程。首先，将作为观察对象的晶片装载到图1所示的电子显微镜装置100的台108上(S2000)。接着，将由计测点数N构成的计测位置坐标数据经由控制部120的外部输入输出I/F(未图示)从外部的存储机构(未图示)读入(S2001)。同样，将处理所需要的上述阈值及参数读入(S2002)。接着，进行晶片的校准(S2003)。
以后，对于全部的计测点、或虽然没有图示但被选择的计测点，依次进行由S2005至S2008所示的一系列的次序，进行孔的倾斜测量。首先，将台移动到第n个计测点位置(S2005)。接着，在计测点将SE图像和BSE图像摄像(S2006)，由运算部119进行孔的倾斜测量处理(S2007)。在有下一个测量点的情况下向下一个测量点移动，重复S2005至S2008。接着，使用在孔的倾斜测量中得到的孔的倾斜角θ(n)、倾斜方位φ(n)，使波束倾斜而将图像摄像，进行重合测量。
以后，对于全部的计测点、或虽然没有图示但在S2004至S2009中被选择的计测点，依次重复由S2011至S2016所示的一系列的次序，进行孔的重合测量。首先，将台移动到第n个计测点位置(S2011)。接着，基于倾斜角θ(n)、倾斜方位φ(n)使1次波束倾斜(S2012)，在计测点中将SE图像和BSE图像摄像(S2013)，由运算部119进行孔的重合测量(S2014)。在有下一个测量点的情况下向下一个测量点移动，重复S2011至S2016。如果结束了全部测量图像的取得，则将晶片从台108取下并结束(S2017)。也可以代替S2014的重合测量而进行专利文献2中所记载的孔的深度测量及孔底尺寸的测量。或者，也可以进行重合测量、孔的深度测量、孔底尺寸的测量中的至少一个以上。
图20中，S2012按照每个测量点基于倾斜角θ(n)、倾斜方位φ(n)使1次波束倾斜(偏斜)，但在本实施例中并不限于此，也可以使用得到的全部的倾斜角θ(n)、倾斜方位φ(n)的平均值、或者中央值、或者众数，在全部的测量点以相同的倾斜状态的波束进行摄像。通过这样，能够使1次波束的倾斜控制进行1次，能够缩短测量时间。
在以上的说明中，对使用SE像和BSE像的两种图像而进行了说明，但如果通过某种图像能够摄像出上层图案与孔的对比度及孔底的对比度这两方都良好的图像，则也可以选择某1种图像来处理。
如果选择了BSE像，则SE像的取得并不一定是必要的，只要将图5至图20的SE像为处理对象的部分全部替换为BSE像而进行处理就可以。图1中的SE检测机构115、SE像生成部116作为构成本申请的公开功能的用途是不需要的。在日本特开2015－106530号公报中，记载了在孔的深度计测及孔底尺寸的测量中更优选的是使用BSE像。
或者，如果选择了SE像，则BSE像的取得并不一定是必要的，只要在图5至图20中将BSE像为处理对象的部分全部设为SE像就可以。
或者，如果通过将SE像与BSE像合成的1张图像，能够生成上层图案与孔的对比度及孔底的对比度这两方都良好的图像，则只要将SE像和BSE像摄像、对于从图5到图20的SE像及BSE像为处理对象的部分将处理对象替换为混合生成图像而进行处理就可以。
图21是表示孔倾斜的测量结果的图像的画面2150的例子。2100、2103至2110这9个孔是测量对象。2101示意地表示侧壁端(侧壁边缘)。测量结果如2102所示那样表示孔的倾斜方向，表现为从孔2100的外周向侧壁边缘2101的矢量。2102的显示并不一定需要是矢量，例如也可以是将孔2100的外周与侧壁边缘2101连结的线段。或者，也可以在知道孔2100与矢量2102的对应的范围中，将2102的矢量的起点移动到任意的位置来描绘。在实际的测量中各个孔的倾斜程度不同的情况较多。
图21的2112表示测量结果的代表值的描画区域，矢量2111表示9个孔的测量结果的代表值。倾斜方位、倾斜长度的代表值也可以作为数值显示在显示区域2113中。在判定为无倾斜的情况下，例如数值显示只要设为“－”就可以。代表描画区域2112并不一定需要设在与测量孔不同的位置，虽然测量结果的辨识性受妨碍，但也可以重叠显示在测量孔2100、2013至2110的任一个上。
图22是显示正常孔较多的测量结果的图像的画面2250的例子。2200、2202至2209这9个孔是测量对象。2201的黑四方形标记表示判定为孔2200没有倾斜的结果。在图22的例子中的9个孔中，7个被判定为无倾斜。将1个图像中的无倾斜孔在计测对象孔数中所占的比率预先设定为阈值，在图像中的无倾斜孔的比率超过了该阈值的情况下，认为测量结果的代表值也是无倾斜。代表描画区域2210的黑四方形标记2211表示测量结果的代表值是无倾斜。2112是显示倾斜方位、倾斜长度的代表值的数值的显示区域，在被判定为无倾斜的情况下，例如数值显示为“－”。
图23是显示正常孔较多的测量结果的图像的画面2350的例子。2300至2208这9个孔是测量对象。该例是在全部的孔中测量出了较小的倾斜量的例子。由于大致没有倾斜，所以通过孔顶和孔底的稍稍的偏离，测量出的倾斜方位较大地离散。为了判定该状态，计算倾斜方位角的离差，预先设置对于离差的阈值TH5。在倾斜方位角的离差是设定的阈值以上的情况下，测量结果的代表值也为无倾斜。代表描画区域2309的黑四方形标记2310表示测量结果的代表值是无倾斜。显示区域2311是显示倾斜方位、倾斜长度的代表值的数值的区域，但也可以显示倾斜方位的离差。此外，也可以同时显示对于离差的阈值TH5。
根据本实施例，通过拥有较高的纵横比的孔的顶视图图像，即使在因孔倾斜而孔的底部分被表面层遮蔽的情况下，也能够测量其倾斜程度。此外，在与孔倾斜测量同时进行重合计测及深度计测、孔底尺寸的计测的情况下，还有在孔倾斜的程度较大的情况下能够停止重合计测、深度计测、孔底尺寸计测的计测结果的输出，抑制误计测结果的输出这样的效果。
以上，详细叙述了本申请的发明，但作为本说明书中所公开的，也包括电子显微镜装置及孔的测量方法，所述电子显微镜装置设置有：以计测图像为出发点，通过对计测对象进行计测所得到的图像，基于孔区域的外周和从该外周向孔中心方向上至所检测出的孔底为止的距离，按照孔单独计算关于倾斜方位及倾斜角的指标的机构；根据对计测对象图像中所包含的该孔单独地测量的结果，计算作为该计测对象图像的代表值的孔的倾斜方位、以及关于孔的倾斜角的指标的机构。
标号说明
100…电子显微镜装置；101…电子枪；102…一次电子束；103…电容器透镜；104…偏光透镜；105…物镜；106…环状闪烁器；107…E×B偏向器；108…台；109…输入输出部；110…反射电子；111…光纤；112…光电子增倍管；113…图像生成部；114…二次电子；115…光电子增倍管；116…图像生成部；117…试料；118…存储部；119…运算部；120…控制部；200…孔区域；201…上层；202…插塞；203…下层；204…侧壁；300…孔区域；301…上层；302…下层；303…侧壁；400…孔顶外周；401…侧壁；402…下层；403…侧壁边缘；404…倾斜长；405…倾斜方位；1100…侧壁；1101…下层；1102…插塞；1103…孔顶外周；1104…侧壁边缘；1200…侧壁；1201…下层；1300…侧壁；1301…下层；1302…插塞；1400…侧壁；1401…下层；1402…插塞；1500…侧壁；1501…下层；1502…插塞；1600…侧壁；1601…下层；1602…插塞。

Claims (18)

1.一种电子显微镜装置，测量形成在半导体晶片上的孔的倾斜，其特征在于，
具有：
第1检测部，以高仰角配置，检测通过照射在形成有孔的半导体晶片上的1次电子束而从上述半导体晶片产生的电子中的相对低能量的电子；
第2检测部，以低仰角配置，检测通过照射在上述半导体晶片上的上述1次电子束而从上述半导体晶片产生的电子中的相对高能量的电子；
孔区域确定部，对根据来自检测到上述相对低能量的电子的上述第1检测部的输出信号所得到的第1图像进行处理，在预先设定的区域内确定半导体图案的孔区域；
倾斜信息计算部，对根据来自检测到上述相对高能量的电子的上述第2检测部的输出信号所得到的第2图像进行处理，基于由上述孔区域确定部确定的上述孔区域的外周、和从上述外周到上述孔区域的中心方向上所检测到的上述孔区域的孔底为止的距离，针对上述第2图像中所包含的多个上述孔区域，按照每个上述孔区域计算关于上述孔区域的倾斜方位及上述孔区域的倾斜角的指标；以及
指标值计算部，根据上述倾斜信息计算部按照每个上述孔区域计算出的结果，计算上述第2图像中的作为多个上述孔区域的代表值的、关于上述孔区域的倾斜方位及上述孔区域的倾斜角的指标值。
2.如权利要求1所述的电子显微镜装置，其特征在于，
基于上述指标值计算部计算出的上述指标值，选择重合测量、孔底尺寸测量及孔的深度测量中的任一项或全部而进行处理。
3.如权利要求1所述的电子显微镜装置，其特征在于，
基于上述指标值计算部计算出的上述指标值，使上述1次电子束倾斜而照射至上述半导体晶片，由上述第1检测部和上述第2检测部检测从上述半导体晶片产生的电子。
4.如权利要求3所述的电子显微镜装置，其特征在于，
将由上述第1检测部和上述第2检测部检测而得到的信号进行处理，进行重合测量、孔底尺寸测量、孔的深度测量中的至少一项以上。
5.如权利要求1所述的电子显微镜装置，其特征在于，
还具备显示部，该显示部将上述倾斜信息计算部对于上述第2图像在预先设定的区域内所计算出的、每个上述孔区域的关于倾斜方位及倾斜角的指标值在上述第2图像上进行线段显示，并且根据上述指标值计算部计算出的、每个上述孔区域的关于倾斜方位及倾斜角的指标值，将上述第2图像的作为代表值的关于倾斜方位及倾斜角的指标值在上述第2图像上用线段进行显示。
6.如权利要求5所述的电子显微镜装置，其特征在于，
上述倾斜信息计算部基于从上述孔区域的上述外周到在上述孔区域的中心方向上检测而得到的上述孔区域的侧壁端为止的距离信息，判别上述孔区域有无倾斜，对于被判别为上述孔区域不倾斜的无倾斜的孔区域，在上述显示部中不进行线段显示。
7.如权利要求6所述的电子显微镜装置，其特征在于，
在被判别为上述孔区域不倾斜的无倾斜的孔区域的个数相对于上述第2图像内的计测对象孔区域的数量超过了预先设定的一定的比例的情况下，或者在上述孔区域中测量出的倾斜方位的离差为预先设定的值以上的情况下，在上述显示部中不进行线段显示，而是将上述第2图像的倾斜测量值进行表示无倾斜的显示。
8.一种使用电子显微镜装置的倾斜孔的测量方法，用电子显微镜装置测量形成在半导体晶片上的孔的倾斜，该测量方法的特征在于，
具有：
由以高仰角配置的第1检测部检测通过照射在形成有孔的半导体晶片上的1次电子束而从上述半导体晶片产生的电子中的相对低能量的电子，从而生成第1图像的工序；
由以低仰角配置的第2检测部检测通过照射在上述半导体晶片上的上述1次电子束而从上述半导体晶片产生的电子中的相对高能量的电子，从而生成第2图像的工序；
孔区域确定工序，对于在生成上述第1图像的工序中所生成的上述第1图像进行处理，在预先设定的区域内确定半导体图案的孔区域；
倾斜信息计算工序，对于在生成上述第2图像的工序中所生成的上述第2图像进行处理，基于上述孔区域的外周、和从上述外周到上述孔区域的中心方向上所检测到的孔底为止的距离，按照各孔计算关于倾斜方位及倾斜角的指标值；以及
指标值计算工序，根据上述倾斜信息计算工序中所处理的、按照上述第2图像中所包含的每个上述孔区域测量出的结果，计算作为上述第2图像中所包含的多个上述孔区域的代表值的关于孔的倾斜方位及孔的倾斜角的指标值。
9.如权利要求8所述的使用电子显微镜装置的倾斜孔的测量方法，其特征在于，
还具备基于上述倾斜信息计算工序中计算出的上述指标值，选择重合测量、孔底尺寸测量及孔的深度测量中的任一项或全部而进行处理的测量工序。
10.如权利要求8所述的使用电子显微镜装置的倾斜孔的测量方法，其特征在于，
基于上述倾斜信息计算工序中计算出的上述指标值，使上述1次电子束倾斜而照射至上述半导体晶片，由上述第1检测部和上述第2检测部检测从上述半导体晶片产生的电子。
11.如权利要求10所述的使用电子显微镜装置的倾斜孔的测量方法，其特征在于，
基于上述倾斜信息计算工序中计算出的上述指标值，进行重合测量、孔底尺寸测量及孔的深度测量中的至少一项以上。
12.如权利要求8所述的使用电子显微镜装置的倾斜孔的测量方法，其特征在于，
具有：
将上述倾斜信息计算工序中对于上述第2图像在预先设定的区域内所计算出的、每个上述孔区域的关于倾斜方位及倾斜角的指标值在画面上线段显示到上述第2图像上的工序；以及
根据上述倾斜信息计算工序中对于上述第2图像在预先设定的区域内所计算出的、每个上述孔区域的关于倾斜方位及倾斜角的指标值，将上述第2图像的作为代表值的关于倾斜方位及倾斜角的指标值在上述画面上用线段进行显示的工序。
13.如权利要求12所述的使用电子显微镜装置的倾斜孔的测量方法，其特征在于，
具有在上述倾斜信息计算工序中、基于从上述孔区域的上述外周到在上述孔区域的中心方向上检测而得到的上述孔区域的侧壁端为止的距离信息、判别上述孔区域有无倾斜的工序；
对于在判别上述孔区域有无倾斜的工序中被判别为不倾斜的无倾斜的孔区域，在上述画面上不进行线段显示。
14.如权利要求13所述的使用电子显微镜装置的倾斜孔的测量方法，其特征在于，
在被判别为上述孔区域不倾斜的无倾斜的孔区域的个数相对于上述第2图像内的计测对象孔区域的数量超过了预先设定的一定的比例的情况下，或者在上述孔区域中测量出的倾斜方位的离差为预先设定的值以上的情况下，在上述画面上不进行线段显示，而是在上述画面上将上述第2图像的倾斜测量值进行表示无倾斜的显示。
15.一种电子显微镜装置，测量形成在半导体晶片上的孔的倾斜，其特征在于，
具有：
在检测通过照射在形成有多个孔的半导体晶片上的1次电子束而从上述半导体晶片产生的电子、从而得到的图像中，基于形成在上述半导体晶片上的上述孔的外周、和从该外周到在上述孔的中心方向上所检测到的孔底为止的距离，按照每个上述孔计算关于上述孔的倾斜方位及倾斜角的指标的机构；
基于按照上述图像中所包含的每个上述孔所测量的结果，计算作为上述图像中所包含的多个上述孔的代表值的关于上述孔的倾斜方位及上述孔的倾斜角的指标的机构。
16.如权利要求15所述的电子显微镜装置，其特征在于，
将对于上述图像在预先设定的区域内所计算出的、每个上述孔的关于倾斜方位及倾斜角的指标在上述图像上进行线段显示；
将根据按每个上述孔的关于倾斜方位及倾斜角的指标所求出的、作为上述图像中所包含的多个上述孔的代表值的关于倾斜方位及倾斜角的指标值、用线段进行显示；
将作为上述代表值的关于倾斜方位及倾斜角的指标值作为上述图像的测量输出。
17.如权利要求16所述的电子显微镜装置，其特征在于，
基于从上述孔的区域的上述外周到在上述孔的中心方向上所检测到的上述孔的侧壁端为止的距离，判别上述孔有无倾斜，对于被判别为无倾斜的孔，在上述图像中不进行线段显示。
18.如权利要求17所述的电子显微镜装置，其特征在于，
在上述被判别为无倾斜的孔的个数相对于上述图像内的计测对象孔的数量超过了一定的比例的情况下，或者在按照每个上述孔所测量的倾斜方位的离差为预先设定的值以上的情况下，不进行上述线段显示，而是将上述图像的倾斜测量值进行表示上述无倾斜的显示。
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