DE112016003823B4 - Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung und Mustermessvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung, enthaltend eine Abtastungs-Ablenkvorrichtung (4, 1006) für eine Abtastung mit einem aus einer Ladungsteilchenquelle (1) emittierten Ladungsteilchenstrahl (2), einen Detektor (8, 1007) zum Erfassen des auf der Grundlage der Abtastung mit dem Ladungsteilchenstrahl (2) bezüglich einer Probe (6) erhaltenen Ladungsteilchens und eine Berechnungsvorrichtung (1009) zum Erzeugen einer Signalkurve auf der Grundlage einer Ausgabe des Detektors (8) und zum Berechnen einer auf der Probe (6) gebildeten Musterabmessung unter Verwendung der Signalkurve, wobei die Berechnungsvorrichtung (1009) einen sich auf ein auf der Probe (6) gebildetes Muster beziehenden Indexwert aus mindestens einem ersten, durch die Abtastung mit dem Ladungsteilchenstrahl (2) einer ersten Auftreffenergie erhaltenen Messergebnis und einem zweiten, durch die Abtastung mit dem Ladungsteilchenstrahl (2) einer zweiten Auftreffenergie erhaltenen Messergebnis berechnet, das erste Messergebnis und das zweite Messergebnis sich auf das Muster beziehende Abmessungswerte sind und die Berechnungseinheit (1009) einen Randabmessungswert bei einer dritten, von der ersten Auftreffenergie und der zweiten Auftreffenergie verschiedenen Auftreffenergie durch Extrapolation berechnet, und die dritte Auftreffenergie null ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung und eine Mustermessvorrichtung und spezieller eine Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung und eine Mustermessvorrichtung zum Ausführen einer Mustermessung auf der Grundlage einer Vielzahl von durch eine Abtastung mit Strahlen unter verschiedenen Bedingungen erhaltenen Signalen.
  • Stand der Technik
  • Einhergehend mit der Miniaturisierung und der dreidimensionalen Strukturierung eines Halbleitermusters wirkt sich ein geringer Formunterschied auf ein Betriebsverhalten einer Vorrichtung aus und nehmen die Anforderungen an das Formmanagement zu. Aus diesem Grund sind in dem zur Prüfung und Vermessung von Halbleitern verwendeten Rasterelektronenmikroskop (REM) hohe Empfindlichkeit und hohe Genauigkeit zunehmend erforderlich.
  • Um eine Form des Musters genau zu ermitteln, ist ein Verfahren zum Vermessen einer dreidimensionalen Form des Musters bekannt. In PTL 1 ist ein Verfahren zum Schätzen einer Abschrägungsneigung durch Erfassen eines Sekundärelektronenbilds beziehungsweise eines Rückstreuelektronenbilds an einem Betrachtungsort und Durchführen eines Vergleichs mit einem Sekundärelektronenbild und einem Rückstreuelektronenbild, welche in einem Referenzmuster erfasst wurden, offenbart. In PTL 2 ist ein Verfahren zum Erfassen eines Sekundärelektrons für jeden Emissionswinkel und für jede Energie und zum Schätzen einer Struktur in einer Tiefenrichtung, um die Information über die Tiefenrichtung zu erhalten, offenbart. In PTL 3 ist ein Verfahren zum Schätzen der Tiefe eines Musters aus einer Helligkeitsänderung an dem Grund bei Änderung einer Beschleunigungsspannung bezüglich eines Materials mit tiefen Löchern und tiefen Rillen offenbart. Als ein Verfahren zum Schätzen einer Querschnittsform unter Verwendung des REM gibt es ein auf eine modellbasierte Bibliothek gestütztes Verfahren (MBL-Verfahren). Bei dem MBL-Verfahren wird eine Querschnittsform einer dreidimensionalen Struktur durch Vergleichen einer durch Abtasten einer Probe mit einem Primärelektronenstrahl erhaltenen Sekundärelektronenerfassungssignalstärkeverteilung mit einer durch Berechnen im Voraus für verschiedene Querschnittsformen erhaltenen Sekundärelektronensignalstärkeverteilung geschätzt. Eine Beschreibung des MBL-Verfahrens steht zum Beispiel in PTL 4. PTL 5 zeigt ein Verfahren zum Auswählen eines Musters unter Bezugnahme auf Wellenforminformationen, die durch Abtasten eines geladenen Teilchenstrahls auf eine Probe erhalten wurden, wobei das Verfahren das Erhalten mehrere Teile von Wellenforminformationen unter einer Vielzahl von Wellenform-Erfassungsbedingungen, basierend auf der Strahlung eines geladenen Teilchenstrahls auf die Probe, umfasst. PTL 6 offenbart ein Verfahren zum Bestimmen einer Leistung einer photolithographischen Maske bei einer Belichtungswellenlänge, umfassend: Abtasten mindestens eines Elektronenstrahls über mindestens einen Teil der photolithographischen Maske; messen von Signalen, die von dem mindestens einen Elektronenstrahl erzeugt werden, der mit dem mindestens einen Teil der photolithographischen Maske interagiert; und bestimmen der Leistung des mindestens einen Teils der photolithographischen Maske bei der Belichtungswellenlänge basierend auf den gemessenen Signalen.
  • Drucksch riftenverzeich n is
  • Patentliteratur
    • PTL 1: JP 2001 - 272 219 A
    • PTL 2: JP 2013 - 219 031 A (entsprechend US 8 586 921 B2 )
    • PTL 3: JP 2015 - 106 530 A
    • PTL 4: JP 2007 - 227 618 A (entsprechend US 8 356 260 B2 )
    • PTL 5: US 2012/0126116 A1
    • PTL 6: US 2013/0126728 A1
  • Kurzbeschreibung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Andererseits wird es infolge der Miniaturisierung des Musters schwierig, die dreidimensionale Form genau zu ermitteln, einen Musterabschnitt genau anzugeben und eine hochgenaue Vermessung des Musters durchzuführen und dergleichen. Selbst wenn die Muster infolge der Miniaturisierung zeitweilig verschiedene Formen haben, wird der Unterschied in dem REM-Bild schwierig zu erkennen. Außerdem besteht infolge des Einflusses einer Aufladung oder dergleichen eine Möglichkeit, dass eine von der ursprünglichen Messreferenz verschiedene Position als ein Messziel angenommen wird. Gemäß dem in PTL 1 offenbarten Verfahren kann, obwohl die ungefähre Neigung der Abschrägung geschätzt werden kann, in manchen Fällen infolge des Einflusses einer bei Bestrahlung einer Probe mit dem Elektronenstrahl an der Probe anhaftenden Ladung eine hochgenaue Schätzung nicht durchgeführt werden. Dies gilt auch für PTL 2, 3 und 4, welche durch Bestrahlen der Probe mit dem Elektronenstrahl erhaltene Signalkurven und dergleichen erfassen.
  • Im Folgenden werden eine Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung und eine Mustermessvorrichtung, welche eine Aufgabe haben, eine hochgenaue Mustermessung, eine Musteridentifikation und dergleichen ungeachtet des Einflusses einer Aufladung und dergleichen durchzuführen, vorgeschlagen.
  • Problemlösung
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden, um die oben beschriebene Aufgabe zu erfüllen, eine Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung vorgeschlagen, welche eine Abtastungs-Ablenkvorrichtung für die Abtastung mit einem aus einer Ladungsteilchenquelle emittierten Ladungsteilchenstrahl, einen Detektor zum Erfassen des auf der Grundlage der Abtastung mit dem Ladungsteilchenstrahl bezüglich einer Probe erhaltenen Ladungsteilchens und eine Berechnungsvorrichtung zum Erzeugen einer Signalkurve auf der Grundlage einer Ausgabe des Detektors und Berechnen einer auf der Probe gebildeten Musterabmessung unter Verwendung der Signalkurve enthält und in welcher die Berechnungsvorrichtung einen sich auf ein auf der Probe gebildetes Muster beziehenden Indexwert mindestens aus einem ersten, durch die Abtastung mit dem Ladungsteilchenstrahl einer ersten Auftreffenergie erhaltenen Messergebnis und einem zweiten, durch die Abtastung mit dem Ladungsteilchenstrahl einer zweiten Auftreffenergie erhaltenen Messergebnis berechnet.
  • Das erste Messergebnis und das zweite Messergebnis sind sich auf ein Muster beziehende Abmessungswerte, und ein Randabmessungswert bei einer dritten, von der ersten Auftreffenergie und der zweiten Auftreffenergie verschiedenen Auftreffenergie wird durch Extrapolation berechnet. Die dritte Auftreffenergie ist zum Beispiel auf null eingestellt.
  • Ferner wird als ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung zum Erfüllen der oben beschriebenen Aufgabe eine Mustermessvorrichtung vorgeschlagen, welche eine Berechnungsvorrichtung zum Erzeugen einer Signalkurve auf der Grundlage eines mittels einer Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung erhaltenen Erfassungssignals und zum Berechnen der Abmessung eines auf einer Probe gebildeten Musters unter Verwendung der Signalkurve enthält und in welcher die Berechnungsvorrichtung einen sich auf das auf der Probe gebildete Muster beziehenden Indexwert mindestens aus einem ersten, durch die Abtastung mit dem Ladungsteilchenstrahl einer ersten Auftreffenergie erhaltenen Messergebnis und einem zweiten, durch die Abtastung mit dem Ladungsteilchenstrahl einer zweiten Auftreffenergie erhaltenen Messergebnis berechnet.
  • Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
  • Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration ist es möglich, eine hochgenaue Mustermessung, eine Musteridentifikation und dergleichen ungeachtet des Einflusses von Ladungen oder dergleichen durchzuführen.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Zeichnung, welche Grundzüge eines Rasterelektronenmikroskops veranschaulicht.
    • 2 ist ein Schaubild, welches Signalkurven von Rückstreuelektronen bei Abtastung von Leitungsmustern verschiedener Formen veranschaulicht.
    • 3 ist ein Schaubild, welches eine Winkel- (Elevationswinkel-) Verteilung aus einem Leitungsmuster emittierter Rückstreuelektronen veranschaulicht.
    • 4 ist ein Schaubild, welches Signalkurven von Rückstreuelektronen bei Änderung einer Beschleunigungsspannung veranschaulicht.
    • 5 ist ein Ablaufplan, welcher einen Ablauf zum Extrahieren einer Merkmalsmenge einer dreidimensionalen Struktur veranschaulicht.
    • 6 ist ein Schaubild, welches Signalkurven von Rückstreuelektronen in einem abschrägungsförmigen Muster und die Ableitung einer Abschrägungsbreite durch Extrapolation veranschaulicht.
    • 7 ist ein Schaubild, welches Signalkurven eines Rückstreuelektrons in einem rund geformten Muster und eine Steigung der Helligkeit veranschaulicht.
    • 8 ist ein Ablaufplan, welcher die Extraktionsverarbeitung von Positionen einer Abschrägung und einer Rundung eines Leitungsmusters und einen Ablauf der Konstruktion einer dreidimensionalen Struktur veranschaulicht.
    • 9 ist ein Schaubild, welches ein Beispiel von Signalkurven von Rückstreuelektronen bei Abtastung eines Leitungsmusters mit einer rückwärtsgerichteten Abschrägung veranschaulicht.
    • 10 ist eine Zeichnung, welche ein Beispiel eines ein Rasterelektronenmikroskop enthaltenden Halbleitervermessungssystems veranschaulicht.
    • 11 ist eine Zeichnung, welche ein Beispiel eines Grafikbenutzeroberflächen-Bildschirms zum Einstellen einer Betriebsbedingung eines REM veranschaulicht.
    • 12 ist eine Zeichnung, welche ein Beispiel eines mittels SADP erzeugten Musters veranschaulicht.
    • 13 ist ein Schaubild zur Erläuterung eines Beispiels des Ermittelns eines sich auf ein Muster beziehenden Indexwerts auf der Grundlage einer Vielzahl durch Ändern der Auftreffenergie erhaltener Messwerte.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Einhergehend mit einer höheren Integration von Halbleitervorrichtungen kommt es zu einem zunehmenden Bedarf an dreidimensionaler Strukturierung von Halbleitervorrichtungen. In einer Vorrichtung mit einer dreidimensionalen Struktur nimmt die Anzahl Vorrichtungseigenschaften wie einen Abschrägungswinkel und eine Form eines Eckabschnitts einer Leitung beeinflussender Teile zu und besteht ein anderer Bedarf an Abmessungsmanagement (Dreidimensionale-Form-Management) als derjenige beim Stand der Technik.
  • Ein Rasterelektronenmikroskop (REM) ist eine Vorrichtung zum Erfassen aus einer Probe emittierter Elektronen und dergleichen, erzeugt durch Erfassen solcher Elektronen eine Signalkurve und misst zum Beispiel einen Abstand zwischen Spitzen (Musterrändern).
  • Von den aus der Probe emittierten Elektronen werden energiearme Sekundärelektronen leicht durch Aufladen der Probe beeinflusst. In den letzten Jahren wurde der Einfluss einer Ladung infolge der Miniaturisierung von Mustern und der Verwendung von Werkstoffen mit niedriger Dielektrizitätszahl wie Low-k offensichtlich. Zum Beispiel kann in einem Fall, in welchem ein zu vermessendes Muster von einem Dielektrikum umgeben ist, durch die Abtastung mit dem Elektronenstrahl eine Aufladung auftreten und kann sich eine Signalkurven-Form ändern. Das heißt, eine hochgenaue Messung kann infolge einer durch eine Aufladung verursachten Verformung der Signalkurve schwierig sein. Eine Flugbahn des energiearmen Elektronenstrahls wird durch eine Aufladung der Probe abgelenkt, und es kann schwierig sein, den Strahl an der gewünschten Position auftreffen zu lassen.
  • Wie oben beschrieben, kann es infolge des durch Aufladung der Probe verursachten Einflusses schwierig sein, eine hochgenaue Messung, eine Musteridentifikation unter Verwendung von Signalkurven durchzuführen oder mit Referenzinformationen zu vergleichen. In der unten beschriebenen Ausführungsform wird eine Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung beschrieben, welche fähig ist, eine hochgenaue Mustermessung, eine Musteridentifikation oder dergleichen vor allem unter Verwendung einer Vielzahl von Informationselementen verschiedener Auftreffenergien eines Elektronenstrahls (Ladungsteilchenstrahls) bezüglich einer Probe oder einer Mustermessvorrichtung durchzuführen.
  • Speziell wird eine Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung beschrieben, welche zum Beispiel eine Ladungsteilchenquelle, eine Ablenkvorrichtung, welche eine Probe mit einem aus der Ladungsteilchenquelle emittierten Ladungsteilchenstrahl abtastet, einen Detektor zum von Sekundärelektronen getrennten Erfassen von Rückstreuelektronen, welche einen geringen Winkel (horizontale Richtung) haben und durch die Abtastung mit dem Ladungsteilchenstrahl bezüglich der Probe emittiert werden, einen Bildspeicher zum Speichern eines durch die Abtastung mit dem Ladungsteilchenstrahl bezüglich der Probe erhaltenen Signals und eine Berechnungsvorrichtung zum Messen einer Abmessung des auf der Probe gebildeten Musters auf der Grundlage einer Bestrahlung mit dem Ladungsteilchenstrahl enthält und in welcher die Berechnungsvorrichtung einen ersten Abstand zwischen einer Spitze und einer Grundlinie einer ersten, auf der Grundlage einer Bestrahlung mit dem Ladungsteilchenstrahl einer ersten Auftreffenergie erhaltenen Signalkurve und einen zweiten Abstand zwischen einer Spitze und einer Grundlinie einer zweiten, auf der Grundlage einer Bestrahlung mit dem Ladungsteilchenstrahl einer von der ersten Auftreffenergie verschiedenen zweiten Auftreffenergie erhaltenen Signalkurve berechnet und einen Abstand zwischen der Spitze und der Grundlinie bei einer von der ersten und der zweiten Auftreffenergie verschiedenen Auftreffenergie auf der Grundlage einer Extrapolation des ersten Abstands und des zweiten Abstands berechnet. Gemäß einer solchen Konfiguration ist es möglich, unter Verwendung der Rückstreuelektronen bei gleichzeitigem Unterdrücken des Einflusses einer Aufladung eine Schätzung einer dreidimensionalen Struktur des Musters durchzuführen.
  • In der unten beschriebenen Ausführungsform wird eine Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung zum Schätzen einer dreidimensionalen Struktur eines Musters vor allem unter Verwendung von Rückstreuelektronen oder stark beschleunigter Sekundärelektronen beschrieben. Die Rückstreuelektronen und die stark beschleunigten Sekundärelektronen können mittels selektiver Erfassung unter Verwendung eines Energiefilters oder eines beim Ablenken aus der Probe emittierter Elektronen erzeugten Flugbahnunterschieds erfasst werden. Die Rückstreuelektronen oder stark beschleunigten Sekundärelektronen können mit einer Sekundärelektronen-Umwandlungselektrode zusammenstoßen und nach Umwandlung in Sekundärelektronen erfasst werden.
  • In der unten beschriebenen Ausführungsform wird zum Beispiel eine Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung beschrieben, welche ein Objektiv zum Konvergieren eines aus einer Ladungsteilchenquelle emittierten Ladungsteilchenstrahls, eine Ablenkvorrichtung zum Ändern einer Abtastposition des Ladungsteilchenstrahls, eine Steuervorrichtung zum Steuern der Abtastungs-Ablenkvorrichtung, einen Probentisch zum Befestigen einer Probe und einen Detektor zum Trennen von Sekundärelektronen und Rückstreuelektronen von den aus der Probe emittierten geladenen Teilchen und zum ausschließlichen Erfassen von Rückstreuelektronen enthält und eine Rundungsbreite und eine Abschrägungsbreite bei einer Beschleunigung = 0 V auf der Grundlage einer Änderung eines Abschrägungsabstands und eines Rundungsabstands des Musters auf der Grundlage des aus zwei oder mehr Beschleunigungsbedingungen erhaltenen REM-Bilds schätzt.
  • 1 ist eine schematische Ansicht eines Rasterelektronenmikroskops, welches eine Art von Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung ist. Ein durch eine Elektronenkanone 1 erzeugter Elektronenstrahl 2 (Elektronenstrahl) wird durch eine Kondensorlinse 3 konvergiert und schließlich durch ein Objektiv 5 auf eine Probe 6 konvergiert. Der Elektronenstrahl 2 tastet das Elektronenstrahl-Abtastungsgebiet der Probe mittels der Ablenkvorrichtung 4 (Abtastungs-Ablenkvorrichtung) ab (im Folgenden auch als Abtastung bezeichnet). Primärelektronen werden zweidimensional abgetastet und in der Probe durch Bestrahlung angeregt, Rückstreuelektronen 7 und aus der Probe emittierte Sekundärelektronen werden durch den Detektor 8 erfasst und Signale der Elektronen werden in ein Bild umgewandelt, wodurch eine Betrachtung und Vermessung der Probe erfolgt. Das Rasterelektronenmikroskop in 1 verfügt über eine Steuervorrichtung (nicht gezeigt), und die Steuervorrichtung steuert jedes optische Element des Elektronenmikroskops. Eine Spannungsquelle zum Anlegen einer negativen Spannung (nicht gezeigt) ist an den Probentisch zum Befestigen der Probe 6 angeschlossen, und die Steuervorrichtung steuert die Auftreffenergie des Elektronenstrahls auf die Probe, indem sie die Spannungsquelle zum Anlegen einer negativen Spannung steuert. In der folgenden Beschreibung geht es um ein Beispiel, in welchem die Auftreffenergie des Elektronenstrahls durch Steuern der an die Probe angelegten Spannung gesteuert wird, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt und die Auftreffenergie des Elektronenstrahls auf die Probe kann auch durch Steuern einer zwischen eine Elektronenquelle und eine Beschleunigungselektrode zum Beschleunigen des Elektronenstrahls geschaltete Beschleunigungsspannungsquelle gesteuert werden. Das in 1 gezeigte REM enthält einen Bildspeicher, welcher ein Erfassungssignal für jedes Pixel speichert, und das Erfassungssignal wird in dem Bildspeicher gespeichert.
  • Ferner verfügt das in 1 beispielhaft gezeigte Rasterelektronenmikroskop über eine Berechnungsvorrichtung (nicht gezeigt). Die Berechnungsvorrichtung führt eine Vermessung des Musters auf der Grundlage in dem Bildspeicher gespeicherter Bilddaten durch. Spezieller wird auf der Grundlage für jedes Pixel gespeicherter Helligkeitsinformationen eine Profilkurve gebildet und wird eine Vermessung des Musters auf der Grundlage von Abstandsinformationen zwischen einer Spitze und einer weiteren Spitze der Profilkurve oder zwischen einer Spitze und dem Anfangspunkt der Spitze durchgeführt.
  • In einem Fall, in welchem die Probe ein Dielektrikum ist, wird während der REM-Betrachtung eine zweidimensionale Ladungsverteilung in einem Abtastgebiet (Sichtfeld) gebildet. Da die durch das REM vorwiegend erfassten Elektronen Sekundärelektronen mit einer großen Emissionsmenge und einer geringen Energie (≈ einige eV) sind, werden die Sekundärelektronen leicht durch eine auf der Oberfläche gebildete geringe Aufladung beeinflusst. Aus diesem Grund verändert sich ein erhaltenes Bild bei der REM-Betrachtung einer aufgeladenen Probe je nachdem, welche Ladungsverteilung bei der Bestrahlung gebildet wird. Als Parameter, welche die Ladungsverteilung einer Oberfläche bestimmen, zusätzlich zu der Energie der Primärelektronen, welche die Emissionsmenge von Sekundärelektronen beeinflusst, eine elektrische Stromstärke, eine Elektronenstrahl-Abtastreihenfolge und -Abtastgeschwindigkeit, und selbst wenn eine Vorrichtungsseite die gleiche Bedingung aufweist, ändert sich eine Aufladung wegen der Unterschiede in Materialeigenschaften und Form.
  • Aus diesem Grund wird es als wirkungsvoll angesehen, die ursprüngliche Form aus einem auf der Grundlage emittierter energiereicher Elektronen erzeugten elektronischen Bild zu schätzen, welches durch eine Aufladung kaum beeinflusst wird. Aus der Probe emittierte energiereiche Elektronen sind Rückstreuelektronen, welche Primärelektronen innerhalb der Probe gestreut werden und unverändert emittiert werden, aber da die Rückstreuelektronen in einem weiten Bereich bezüglich der Sekundärelektronen gestreute Elektronen sind, besteht ein Problem, dass die räumliche Auflösung niedrig ist. Andererseits weisen Elektronen eines bestimmten Winkels selbst bei schräg auf das Muster auftreffenden Rückstreuelektronen eine Empfindlichkeit gegenüber einer Form auf. Zum Beispiel zeigt 2 ein durch Simulation eines Profils von Rückstreuelektronen bei Bestrahlung von vier Arten verschiedener Leitungsmuster mit Primärelektronen erhaltenes Ergebnis. In Eckabschnitten (im Folgenden als „Ränder“ bezeichnet) des Musters ist die Form des Profils anders, und es ist ersichtlich, dass die Form ermittelt werden kann. In diesem Fall ist die Winkel- (Elevationswinkel-) Verteilung von jedem Ort emittierter Elektronen in 3 dargestellt. Anhand des Auftragens der Verteilung von Winkeln bezüglich der optischen Achse, wobei die vertikale Richtung gleich 0 Grad ist, versteht es sich, dass zu dem Formunterschied beitragende Elektronen in der horizontalen Richtung emittierte Elektronen mit einem Elevationswinkel größer als oder gleich 50 Grad sind. Durch Erfassen dieser Elektronen ist es möglich, den Formunterschied zu identifizieren. In dem Fall der Abschrägung zeigt eine Abweichung der Spitzenposition das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der Abschrägung an, und in dem Fall der Rundung zeigt eine Ausbreitung der Spitze das Maß der Rundung an. Wie oben beschrieben, gibt es selbst bei Rückstreuelektronen eine Formempfindlichkeit je nach den erfassten Elektronen und ist es möglich, eine grobe Formermittlung vorzunehmen. Andererseits haben die Rückstreuelektronen einen weiteren Streubereich innerhalb der Probe als die Sekundärelektronen und wird die Spitzenposition des Profils keine Randposition des Musters und ist es folglich schwierig, eine Musterstruktur aus dem Profil eines einzigen Bilds zu schätzen.
  • Aus diesem Grund wird in der vorliegenden Ausführungsform ein Verfahren zum Schätzen einer wahren Randposition aus einem unter einer Vielzahl von Beschleunigungsbedingungen erfassten Rückstreuelektronenbild vorgeschlagen. 4 zeigt ein Profil bei einer Änderung der Beschleunigungsspannung (Auftreffenergie des Primärelektrons auf die Probe) bezüglich desselben Musters. Die Spitzenposition des Profils ändert sich durch Ändern der Beschleunigungsspannung. Da die Spitzenposition durch eine Größenordnung der innerhalb des Musters gestreuten Primärelektronen ermittelt wird, verschiebt sich die Spitzenposition bei zunehmender Beschleunigung (weiter werdendem Streubereich) ins Innere des Musters. Daraus lässt sich schätzen, dass die Spitzenposition in dem Zustand, in welchem ein Streubereich minimiert ist (Auftreffenergie ≈ 0 V), die Randposition eines tatsächlichen Musters ist. Aus den wie oben beschriebenen Aspekten erhält man die Randposition durch Schätzen eines Abschrägungsabstands aus einer Extrapolation eines Grundlinie-Spitze-Abstands von zwei oder mehr Beschleunigungsspannungen. Der Zustand, in welchem die Auftreffenergie gleich 0 V ist, ist ein Zustand, in welchem es beim Auftreffen des Elektronenstrahls auf die Probe keine Streuung in der Probe gibt. Das heißt, da eine Bestrahlungsposition des Elektronenstrahls in dem Streubereich liegt, kann ein erfasster Messwert als in einem Zustand, in welchem es in diesem Zustand keinen Einfluss von Elektronenstrahlstreuung gibt, erfasst angesehen werden. Ursprünglich wird er bei Bestrahlung mit energiearmen Elektronen (≈ 0 V) durch eine Aufladung der Probe beeinflusst, aber der Einfluss der Aufladung kann durch Schätzen eines Abmessungswerts aus einer Extrapolation des Messergebnisses energiereicher Elektronen beseitigt werden. Gemäß dem in der vorliegenden Ausführungsform beispielhaft gezeigten Verfahren ist es möglich, auf der Grundlage eines durch Bestrahlen mit einem Elektronenstrahl erhaltenen Erfassungssignals von der Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl unbeeinflusste Informationen zu erfassen.
  • 5 zeigt einen Ablauf zum Extrahieren einer Merkmalsmenge gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Zuerst wird eine Beschleunigungsbedingung zum Erzielen eines Rückstreuelektronenbilds eingestellt. Dabei werden mindestens zwei oder mehr einzustellende Beschleunigungsbedingungen eingestellt. In einem Fall, in welchem ein Energiefilter zum Unterscheiden erfasster Elektronen anhand der Elektronenenergie in der vorderen Stufe des Detektors vorgesehen ist, ist die Energie der zu erfassenden Elektronen in dem Energiefilter eingestellt. Dann wird auf der Grundlage der eingestellten Bedingungen ein Bild erfasst. Hier kann das Bild unter den eingestellten Bedingungen durch Kombinieren mit einer Prozedur und dergleichen automatisch erfasst werden.
  • Wenn eine Bedingungsnummer, für welche das Bild erfasst wird, mit der Einstellbedingung übereinstimmt, fährt die Verarbeitung mit dem nächsten Schritt fort. Bei Vorliegen einer noch nicht erfassten Bedingung wird die Beschleunigungsspannung geändert und wird erneut eine Bilderfassung durchgeführt. Aus einem erhaltenen Rückstreuelektronenbild werden die Abschrägungsposition und die Rundungsposition extrahiert. Eine hier durchzuführende Verarbeitung wird später beschrieben. Eine Extrapolation aus dem für jede Beschleunigung erhaltenen Abschrägungs- und Rundungsbreitenwert wird durchgeführt, und die Abschrägungsbreite bei der Beschleunigung 0 V wird geschätzt (berechnet). In diesem Fall ist durch Einsetzen in einen linearen Ausdruck, einen Polynomausdruck oder dergleichen eine Extrapolation möglich und wählt ein Bediener eine optimale Funktion aus. Eine dreidimensionale Struktur wird unter Verwendung der Abschrägungsbreite und der Rundungsform, welche man bei der Beschleunigung 0 V erhalten hat, konstruiert. Die Information über die Tiefenrichtung kann aus der Helligkeit des Grunds geschätzt werden. Bei einer geschätzten Struktur kann der Bediener die Form bei Bedarf in der grafischen Benutzeroberfläche anzeigen.
  • Die Extraktionsverarbeitung der Abschrägungs- und der Rundungsposition wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. 6 zeigt ein die Abschrägungsform aufweisendes Profil von Rückstreuelektronen. Hinsichtlich der Abschrägung ist ein Abstand dt zwischen der Grundposition und der Spitzenposition als eine Abschrägungsbreite bei jeder Beschleunigung definiert, erhält man den Wert für jede Beschleunigung (Auftreffenergie), und erhält man die Abschrägungsbreite bei der Beschleunigung 0 V mittels eines Extrapolationsverfahrens (6(b)).
  • Andererseits ist es hinsichtlich der Rundungsform schwierig, zu unterscheiden, ob eine zuerst erscheinende Spitze das die Abschrägung oder die Rundung widerspiegelnde Ergebnis ist. Aus diesem Grund erfolgt eine Trennung zwischen der Abschrägung und der Rundung auf der Grundlage der Steigung (des Differentialwerts) der Helligkeit. 7 zeigt (a) ein Profil einer Rundungsform (keine Abschrägung) und (b) eine Differentialkurve der Helligkeit. Die Differentialkurve (b) zeigt zum Vergleich außerdem das Ergebnis einer geraden Form (eines Musters, bei welchem der Rand vertikal ansteigt wie in 2(a) gezeigt).
  • Da die Kurve der in 7(b) beispielhaft gezeigten geraden Form eine Differentialkurve ist, ist ein dem Spitzenwert einer Helligkeitssignalkurve entsprechender Kurvenwert der Differentialkurve gleich null und ist das Vorzeichen des Kurvenwerts auf der linken und der rechten Seite desselben umgekehrt. Andererseits tritt in der Differentialkurve mit der Rundungsform eine Änderung der Steigung an einem Punkt (einer Position in der X-Achsen-Richtung) R1 auf, wo die Differentialkurve der geraden Form null erreicht. Diese Position ist als eine Abschrägungsposition definiert, und den Abstand dt von dem Grund erhält man für jede Beschleunigung.
  • Da die Ergebnisse in 7(b) die Formen ohne Abschrägung (mit Abschrägungsbreite null) sind, wird die gleiche Position wie diejenige der geraden Form als R1 (Rundungsform-Startpunkt) abgeleitet. Andererseits erhält man hinsichtlich der Rundungsbreite für jede Beschleunigung einen Abstand dr zwischen R1 und einer Spitzenposition R2. Wie oben beschrieben, wird zuerst die Abschrägungsposition R1 geschätzt und erhält man dann die Rundungsbreite, wenn die Rundungsform vorhergesagt wird. Außerdem wird für dt und dr ein Wert bei der Beschleunigung 0 V durch Extrapolation aus der Änderung des Werts bezüglich der Beschleunigung abgeleitet.
  • 8 zeigt einen Ablauf der Extraktionsverarbeitung der Abschrägungsposition und der Rundungsposition und der Konstruktion einer dreidimensionalen Struktur. Das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Rundung wird aus einem Profil des Musters anhand der Anzahl von Spitzen und der Breite der Spitze ermittelt. In einem Fall, in welchem eine Rundungsform vorliegt, ist die Spitze eines seitlichen Rands abgetrennt oder ist die Spitzenbreite vergrößert wie in dem in 2 veranschaulichten Profil gezeigt. Demgemäß wird ermittelt, ob es mehr als 1 Spitze an 1 Randposition gibt und ob die Spitzenbreite eine vordefinierte Schwelle überschreitet, und in einem Fall, in welchem es kein solches Merkmal in dem Profil gibt, fährt die Verarbeitung in der Annahme, dass keine Rundung vorliegt, damit fort, die Abschrägungsbreite zu ermitteln. Als die Schwelle beim Ermitteln ist es wünschenswert, eine Beziehung zwischen der Form und der Spitze im Voraus durch Simulation oder dergleichen für die Rundungsform, die Spitzenbreite und dergleichen zu ermitteln und einen optimalen Wert gemäß den Managementanforderungen einzustellen.
  • In einem Schritt zur Ermittlung der Abschrägungsbreite wird die Abschrägungsbreite durch die in 6 gezeigte Verarbeitung abgeleitet. In einem Fall, in welchem ermittelt wird, dass eine Rundung vorliegt, wird ein Abschrägungspunkt R1 aus dem Profil definiert, werden Werte von dt beziehungsweise dr für jede Beschleunigung abgeleitet und erhält man einen Wert bei der Beschleunigung 0 V. Die wie oben beschrieben erhaltene Form spiegelt eine Form in der horizontalen Richtung wider, und die Information über die Tiefenrichtung ist erforderlich, um die dreidimensionale Struktur vorherzusagen. Hinsichtlich der Vorhersage der Tiefeninformation gibt es ein Verfahren zum Ableiten der Tiefe aus der Helligkeit des Grunds des Musters und kann man die Tiefeninformation durch Verwenden dieses Verfahrens erhalten. Spezieller wird es für aus dem Grund eines tiefen Lochs oder dergleichen emittierte Elektronen allgemein schwierig, zu einer Oberfläche der Probe zu entkommen, wenn das Loch tiefer ist, und je tiefer das Loch ist, desto niedriger ist die Helligkeit des Grundabschnitts gegenüber einem Fall geringer Tiefe. Demgemäß ist es denkbar, eine Datenbank, welche die Beziehung zwischen der Helligkeit des Grundabschnitts und der Tiefeninformation speichert, oder einen relationalen Ausdruck zu erstellen und die Tiefeninformation durch Bezugnahme auf die Helligkeit des Grundabschnitts, welche man tatsächlich erhält, zu erhalten.
  • Ein Fall, in welchem dieser Ablauf auf ein Muster einer rückwärtsgerichteten Abschrägungsstruktur angewendet wird, wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. 9 zeigt ein Muster mit einer rückwärtsgerichteten Abschrägungsstruktur und ein Profil von Rückstreuelektronen. Der Unterschied zu der oben beschriebenen vorwärtsgerichteten Abschrägung ist der Punkt, an welchem die Grundposition sich wegen einer Erhöhung der Beschleunigungsspannung ändert. Das liegt daran, dass die Probe durchdringende Elektronen infolge der Erhöhung der Beschleunigungsspannung zunehmen und, je höher die Beschleunigung ist, desto mehr die tatsächliche Grundposition widergespiegelt wird. Wenn der Abstand zwischen den Grundabschnitten der Muster berechnet wird und dieser Abstand wegen einer Erhöhung der Beschleunigungsspannung kurz wird, kann er als das Muster mit rückwärtsgerichteter Abschrägung ermittelt werden. Mit zunehmender Beschleunigung läuft die Veränderung der Grundposition auf ein Stadium zu, in welchem alle Elektronen das Muster durchdringen, und wird der Wert zu dieser Zeit die wahre Grundposition. Andererseits kann hinsichtlich der Randposition der Musteroberfläche, ähnlich wie bei der vorwärtsgerichteten Abschrägung, die Position bei einer Beschleunigung von 0 V aus der Spitzenposition, welche sich infolge der Beschleunigung ändert, berechnet werden.
  • Nun wird ein Verarbeitungsschritt des Identifizierens der Art des Musters oder des Extrahierens des zu vermessenden Rands aus einer Vielzahl von Rändern auf der Grundlage durch Ändern der Auftreffenergie erhaltener Informationen anstelle des Ermittelns, ob die rückwärtsgerichtete Abschrägungsstruktur vorliegt, und des Durchführens der Messung beschrieben. 12 zeigt eine Schnittansicht eines mittels eines „Self-Aligned-Double-Patterning“- (SADP-) Verfahrens gebildeten Musters und ein Beispiel eines Elektronenmikroskop-Bilds. Gemäß dem SADP-Verfahren wird, wie in 12 gezeigt, eine Gruppe von Mustern erzeugt, in welcher Muster 1204, deren Formen des linken und des rechten Rands verschieden sind, sich abwechselnd in der Ausrichtung ändern. Ein zwischen steil ansteigenden Rändern 1205 (Rand A) liegender Raum wird als Kernzwischenraum 1202 bezeichnet. und ein zwischen aus sanft geneigten Flächen bestehenden Rändern 1206 (Rand B) liegender Raum wird als Abstandszwischenraum 1203 bezeichnet. Da der Kernzwischenraum 1202 und der Abstandszwischenraum 1203 jeweils durch verschiedene Herstellungsprozesse gebildet werden, um das Schrittmanagement des Halbleiterprozesses richtig durchzuführen, ist es erforderlich, sowohl den Kernzwischenraum 1202 als auch den Abstandszwischenraum 1203 zu identifizieren und den durch den zu beurteilenden Herstellungsprozess erzeugten Zwischenraum oder einen an den Zwischenraum angrenzenden Rand anzugeben. Jedoch können, wie in der unteren Zeichnung von 12 gezeigt, der Kernzwischenraum und der Abstandszwischenraum in einem Elektronenmikroskop-Bild 1201 gleich aussehen und kann das Identifizieren schwierig sein. Außerdem ist es, da der Unterschied der Randform als ein Unterschied der Signalkurven-Form erscheinen kann, denkbar, durch Beurteilen der Spitzenform der dem Rand entsprechenden Kurve zwischen dem Kernzwischenraum und dem Abstandszwischenraum zu unterscheiden, aber dieser Unterschied wird infolge der Miniaturisierung von Mustern ein geringer Unterschied, und zum Beispiel besteht auch eine Möglichkeit, dass die Ermittlung infolge des Einflusses einer Aufladung falsch wird.
  • In Anbetracht einer solchen Situation erfolgt in der vorliegenden Ausführungsform die Identifikation eines entsprechenden Musters oder die Angabe eines zu vermessenden Rands durch Erzeugen einer Signalkurve vor und nach Änderung der Auftreffenergie und Ermitteln eines Differenzwerts oder dergleichen der Merkmalsmenge (zum Beispiel einer Abschrägungsbreite) des Rands. 13 ist ein Schaubild zur Erläuterung eines Beispiels, in welchem Spitzenbreiten des Rands 1205 und des Rands 1206 auf der Grundlage einer Bestrahlung mit Strahlen verschiedener Auftreffenergien zweimal an demselben Rand gemessen werden. Wenn die Auftreffenergie des Elektronenstrahls V1 ist, lauten die Ergebnisse des Vermessens der Spitzenbreiten der Ränder 1205 und 1206 dA1 beziehungsweise dB1, und wenn die Auftreffenergie des Elektronenstrahls V2 ist, lauten die Ergebnisse des Vermessens der Spitzenbreiten der Ränder 1205 und 1206 dA2 beziehungsweise dB2.
  • Eine Spitzenbreite des Rands 1205 bei der Auftreffenergie null wird auf der Grundlage einer Extrapolation unter Verwendung von dA1 und dA2, welche wie oben ermittelt wurden, berechnet, eine Spitzenbreite des Rands 1206 bei der Auftreffenergie null wird auf der Grundlage einer Extrapolation unter Verwendung von dB1 und dB2 berechnet, und die Art des Rands wird auf der Grundlage des Vergleichs der Spitzenbreiten ermittelt. Da man davon ausgeht, dass die Spitzenbreite des gegenüber dem Kernzwischenraum 1202 gebildeten Rands schmaler als die Spitzenbreite des gegenüber dem Abstandszwischenraum 1203 gebildeten Rands ist, ist es möglich, den auf der Seite des Kernzwischenraums gebildeten Rand und den auf der Seite des Abstandszwischenraums gebildeten Rand mittels des Vergleichs der Spitzenbreiten zu bestimmen. Zum Beispiel ist es in einem Fall, in welchem die Breite des Kernzwischenraums gemessen wird, möglich, eine Messung durchzuführen, nachdem ein gewünschtes zu vermessendes Objekt genau bestimmt wurde, indem die Messung auf der Grundlage der obigen Angabe durchgeführt wird. Da die auf der Seite des Kernzwischenraums gebildeten Ränder und die auf der Seite des Abstandszwischenraums gebildeten Ränder abwechselnd paarweise auftreten, ist es möglich, Ränder und Muster zu identifizieren, während gleichzeitig der Einfluss von Rauschen und dergleichen unterdrückt wird, indem eine Additions-Mittelwertbildung für jede Art durchgeführt wird.
  • In dem oben beschriebenen Beispiel ist es, obwohl ein Beispiel beschrieben ist, in welchem der Rand und das Muster ermittelt werden, nachdem die Spitzenbreite ohne den Einfluss der Aufladung durch Extrapolation theoretisch berechnet wurde, zum Beispiel in dem Fall, in welchem es eine vordefinierte Beziehung zwischen den Differenzen (ΔdA, ΔdB1 ) der mit zwei oder mehr Auftreffenergien erhaltenen Spitzenbreiten oder der Steigungen (ΔdA/(V2 - V1)), (ΔdB/(V2 - V1)) der auf der Grundlage der Messergebnisse zweier Spitzenbreiten erhaltenen Funktion gibt, möglich, die Ränder und dergleichen unter Verwendung der Beziehung zu identifizieren. Zum Beispiel ist es, wenn im Voraus bekannt ist, dass Δd des Abstandszwischenraums größer als Δd des Kernzwischenraums ist, möglich, durch Erstellen eines Algorithmus, welcher einen Rand mit dem größeren Spitzenbreiten-Unterschied als den dem Abstandszwischenraum gegenüberliegenden Rand ermittelt und ein von den Rändern umgebenes Gebiet als den Abstandszwischenraum ermittelt, eine automatische Identifikation und eine automatische Vermessung des Musters unter Verwendung des erhaltenen elektronenmikroskopischen Bilds durchzuführen.
  • Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ist es, selbst wenn es einen geringen Unterschied in dem Bild gibt, möglich, auf der Grundlage einer genauen Identifikation von Mustern und Rändern und einer genauen Identifikation durch Ändern der Auftreffenergie und Verdeutlichen des Unterschieds zu vermessender Objekte eine hochgenaue Messung durchzuführen. Selbst wenn in einem REM-Bild ein geringer Unterschied vorliegt, wird es, da der Unterschied durch Ändern der Auftreffenergie geklärt werden kann, möglich, mühelos ein schwer zu identifizierendes Muster zu identifizieren und einen zu vermessenden, schwer zu identifizierenden Rand zu bestimmen.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist es, da das Muster und der Rand mittels des aus mindestens zwei bei einer Änderung der Auftreffenergie des Elektronenstrahls erhaltenen Messwerten erhaltenen Indexwerts (Messwert, erhalten bei einer auf der Grundlage einer Extrapolation erhaltenen Auftreffenergie von null, Differenzwert, Steigung und dergleichen, berechnet aus einer Vielzahl von Messwerten bei Änderung der Auftreffenergie auf zwei oder einen größeren Wert) identifiziert und vermessen werden, möglich, eine genauere Messung durchzuführen. Insbesondere ist der durch Extrapolation erhaltene Messwert bei der Auftreffenergie null ein in einem Zustand, in welchem keine Streuung des Elektronenstrahls vorliegt, theoretisch gemessenes Messergebnis und ist es möglich, eine hochgenaue Messung ohne den Einfluss einer Aufladung durchzuführen.
  • Ferner kann ein Messwert bei einer gewünschten Auftreffenergie durch Interpolation statt durch Extrapolation berechnet werden. Zum Beispiel kann man ein bei Abtastung mit dem Elektronenstrahl der Auftreffenergie Vm, dessen Sekundärelektronenemissionseffizienz δ (= Menge aus der Probe emittierter Elektronen/Menge auf die Probe auftreffender Elektronen) gleich 1,0 ist, erhaltenes Messergebnis CDm aus einem Messergebnis CDI, welches man bei Abtastung mit dem Elektronenstrahl der Auftreffenergie VI (< Vm (zum Beispiel einem negativ geladenen Elektronenstrahl)) erhält, und einem Messergebnis CDn, welches man bei Abtastung mit dem Elektronenstrahl der Auftreffenergie Vn (> Vm (zum Beispiel einem positiv geladenen Elektronenstrahl)) erhält, erhalten. Die Tatsache, dass die Sekundärelektronenemissionseffizienz δ gleich 1,0 ist, besagt, dass die auf die Probe auftreffende negative Ladung und die emittierte negative Ladung in demselben Zustand sind und es ein Zustand ist, in welchem die Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl keine Aufladung verursacht. Es ist möglich, das Messergebnis, welches man beim Abtasten mit einem solchen Elektronenstrahl erhält, durch Interpolation von zwei oder mehr unter Verwendung mindestens zwei verschiedener Auftreffenergien erhaltenen Messergebnissen zu erhalten. Dieses Verfahren ist in einem Fall, in welchem es unter bestimmten Umständen nicht möglich ist, einen Elektronenstrahl der Auftreffenergie Vm zu verwenden, und wenn eine Messung unter Verwendung von Elektronenstrahlen von VI und Vn möglich ist, besonders wirkungsvoll.
  • Ferner kann in dem oben beschriebenen Beispiel, obwohl ein Beispiel, in welchem eine Vielzahl von Messungen durch die Abtastung mit Elektronenstrahlen verschiedener Auftreffenergien bezüglich desselben Musterrands (derselben Sichtfeld-Position) durchgeführt wird und die Messwertschätzung durch Extrapolation oder Interpolation nach Durchführung der Messung erfolgt, wenn die Zusammensetzung und die Struktur gleich sind, die Messung durch Ändern der Sichtfeldposition (des zu vermessenden Rands) auch in einem anderen Muster oder an einer anderen Position durchgeführt werden.
  • Zusammenwirken mit Entwurfsdaten
  • Die Steuervorrichtung des Rasterelektronenmikroskops steuert jede Konfiguration des Rasterelektronenmikroskops und hat außerdem eine Funktion des Bildens eines Bilds auf der Grundlage der erfassten Elektronen und eine Funktion des Ableitens eines Merkmalspunkts wie einer Abschrägung oder einer Rundung auf der Grundlage einer Intensitätsverteilung der erfassten Elektronen. 10 zeigt ein Beispiel eines eine Betriebsverarbeitungsvorrichtung 1003 enthaltenden Mustermesssystems.
  • Dieses System enthält ein mit einem REM-Hauptteil 1001, einer Steuervorrichtung 1002 des REM-Hauptteils und der Betriebsverarbeitungsvorrichtung 1003 gebildetes Rasterelektronenmikroskop-System. In die Betriebsverarbeitungsvorrichtung 1003 sind eine Betriebsverarbeitungseinheit 1004, welche ein vordefiniertes Steuersignal an die Steuervorrichtung 1002 liefert und eine Signalverarbeitung des mittels des REM-Hauptteils 1001 erhaltenen Signals durchführt, und ein Speicher 1005 zum Speichern erhaltener Bildinformationen und Prozedurinformationen eingebaut. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Steuervorrichtung 1002 und die Betriebsverarbeitungsvorrichtung 1003 als separate Einheiten beschrieben, können sie aber auch eine vereinte Steuervorrichtung sein.
  • Infolge der Strahlabtastung mittels einer Ablenkvorrichtung 1006 aus der Probe emittierte Elektronen oder in der Umwandlungselektrode erzeugte Elektronen werden durch einen Detektor 1007 erfasst und durch einen in die Steuervorrichtung 1002 eingebauten A/D-Wandler in digitale Signale umgewandelt. Eine dem Zweck entsprechende Bildverarbeitung wird durch in die Betriebsverarbeitungsvorrichtung 1003 eingebaute Bildverarbeitungs-Hardware wie eine CPU, ein ASIC und ein FPGA durchgeführt.
  • In die Betriebsverarbeitungseinheit 1004 sind eine Messbedingungs-Einstelleinheit 1008 zum Einstellen von Messbedingungen wie Abtastbedingungen der Ablenkvorrichtung 1006 auf der Grundlage über eine Eingabevorrichtung 913 eingegebener Messbedingungen und dergleichen und eine Bildmerkmalsmengen-Berechnungseinheit 1009 zum Ermitteln eines Profils in einer über die Eingabevorrichtung 1013 eingegebenen „Region of interest“ (ROI) aus den erhaltenen Bilddaten eingebaut. In die Betriebsverarbeitungseinheit 1004 ist außerdem eine Entwurfsdatenextraktionseinheit 1010 eingebaut, welche Entwurfsdaten aus einem Entwurfsdaten-Speichermedium 1012 gemäß den über die Eingabevorrichtung 1013 eingegebenen Bedingungen liest und die Entwurfsdaten nach Bedarf von Vektordaten in Layout-Daten umwandelt. Eine Mustermesseinheit 1011 zum Messen der Abmessung der Abschrägung und der Rundung des Musters auf der Grundlage der erfassten Signalkurve ist darin eingebaut. In der Mustermesseinheit 1011 wird eine Messung von dt und dr bezüglich des mittels der Bildmerkmalsmengen-Berechnungseinheit 1009 erhaltenen ROI-Profils durchgeführt und erhält man dt und dr bei der Beschleunigung 0 V durch Extrapolation. Ferner wird dem Bediener an einer in der über ein Netz mit der Betriebsverarbeitungsvorrichtung 1003 verbundenen Eingabevorrichtung 1013 vorgesehenen Anzeigevorrichtung eine grafische Benutzeroberfläche zum Anzeigen eines Bilds, eines Prüfergebnisses und dergleichen angezeigt. Zum Beispiel ist es auch möglich, Bilddaten, Entwurfsdaten und Betrachtungsergebnisse, welche als eine Karte anzuzeigende Informationen über die Abschrägung und die Rundung sind, zu überlagern.
  • Es ist auch möglich, die Verarbeitung oder Steuerung durchzuführen, indem die Steuerung und Verarbeitung in der Betriebsverarbeitungsvorrichtung 1003 teilweise oder ganz einer CPU, einem Computer oder dergleichen, welche/welcher über einen zum Speichern von Bildern und dergleichen fähigen Speicher verfügt, zugewiesen wird. Die Steuervorrichtung 1002 und die Betriebsverarbeitungsvorrichtung 1003 können als eine einzige Betriebsvorrichtung konfiguriert sein. Die Eingabevorrichtung 1013 fungiert außerdem als eine Bilderzeugungsprozedur-Erstellungsvorrichtung, welche die Messbedingungen einschließlich der Koordinaten einer zur Prüfung erforderlichen elektronischen Vorrichtung und dergleichen, einer Art des Musters, einer Fotografierbedingung (optischen Bedingung und Tischbewegungsbedingung) als eine Bilderzeugungsprozedur einstellt. Die Eingabevorrichtung 1013 hat außerdem eine Funktion des Vergleichens eingegebener Koordinateninformationen und Informationen über die Art eines Musters mit Layer-Informationen aus den Entwurfsdaten und Musteridentifikations-Informationen und des Lesens erforderlicher Informationen aus dem Entwurfsdaten-Speichermedium 1012.
  • Die in dem Entwurfsdaten-Speichermedium 1012 gespeicherten Entwurfsdaten liegen in einem GDS-Format, einem OASIS-Format oder dergleichen vor und sind in einem vordefinierten Format gespeichert. Die Entwurfsdaten können von beliebiger Art sein, solange eine Software zum Anzeigen der Entwurfsdaten das Format der Entwurfsdaten anzeigen kann und die Entwurfsdaten als Grafikdaten behandeln kann. Statt eine ideale Form eines auf der Grundlage von Entwurfsdaten gebildeten Musters angebender Leitungsabschnitts-Bildinformationen können die Grafikdaten Leitungsabschnitts-Bildinformationen sein, welche durch Durchführen einer Belichtungssimulation einer Verformungsverarbeitung unterzogen wurden, um dem tatsächlichen Muster nahe zu sein.
  • Die Messbedingungs-Einstelleinheit 1008 stellt durch die in 5 gezeigten Schritte einzustellende Betrachtungsbedingungen ein. Zum Beispiel wird die Betriebsbedingung der Vorrichtung durch Einstellen der Größe des Sichtfelds, der Position (Koordinaten) des Sichtfelds, der Größe der ROI und der Position der ROI in den durch die Entwurfsdatenextraktionseinheit 1010 extrahierten Layout-Daten in der Nähe des Messziel-Musters über die Eingabevorrichtung 1013 automatisch eingestellt. Die Entwurfsdatenextraktionseinheit 1010 liest die Entwurfsdaten gemäß den über die Eingabevorrichtung 1013 eingegebenen Bedingungen aus dem Entwurfsdaten-Speichermedium 1012 und wandelt die Entwurfsdaten nach Bedarf von Vektordaten in die Layout-Daten um, so dass das Sichtfeld und die ROI in den Layout-Daten eingestellt werden können.
  • 11 veranschaulicht ein Beispiel eines Grafikbenutzeroberflächen-Bildschirms zum Einstellen von Betriebsbedingungen des REM. Die Festlegung der ROI erfolgt in einem Bild, welches (oder in Layout-Daten, welche) zuvor erfasst wurde(n). Die ROI wird durch Festlegen eines zweidimensionalen Gebiets in dem Bild 1102 mittels einer Maus oder dergleichen eingestellt. Insbesondere enthält der in 11 gezeigte Grafikbenutzeroberflächen-Bildschirm ein Spannungs- (Vacc-) Einstellfenster 1101 zum Einstellen einer Vielzahl von Beschleunigungsbedingungen. In dem Beispiel in 11 ist es möglich, beim Einteilen von Ort (Koordinate), Musterart (Art eines Musters), Vacc (Strahlbeschleunigungsspannung), Anzahl der Einzelbilder (Anzahl integrierter Einzelbilder), Sichtfeld (Größenordnung des Sichtfelds), Sondenstrom (Strahlstrom), Drehwinkel (Abtastrichtung), Abschrägung und Rundung Schwellenwerte einzustellen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Elektronenquelle
    2
    Elektronenstrahl
    3
    Kondensorlinse
    4
    Ablenkvorrichtung
    5
    Objektiv
    6
    Probe
    7
    Sekundärelektron
    8
    Detektor
    1001
    REM-Hauptteil
    1002
    Steuervorrichtung
    1003
    Betriebsverarbeitungsvorrichtung
    1004
    Betriebsverarbeitungseinheit
    1005
    Speicher
    1006
    Ablenkvorrichtung
    1007
    Detektor
    1008
    Messbedingungs-Einstelleinheit
    1009
    Bildmerkmalsmengen-Berechnungseinheit
    1010
    Entwurfsdatenextraktionseinheit
    1011
    Mustermesseinheit
    1012
    Entwurfsdaten-Speichermedium
    1013
    Eingabevorrichtung
    1101
    Betrachtungsbedingungs-Einstellfenster
    1102
    ROI-Festlegungsgebiet

Claims (10)

  1. Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung, enthaltend eine Abtastungs-Ablenkvorrichtung (4, 1006) für eine Abtastung mit einem aus einer Ladungsteilchenquelle (1) emittierten Ladungsteilchenstrahl (2), einen Detektor (8, 1007) zum Erfassen des auf der Grundlage der Abtastung mit dem Ladungsteilchenstrahl (2) bezüglich einer Probe (6) erhaltenen Ladungsteilchens und eine Berechnungsvorrichtung (1009) zum Erzeugen einer Signalkurve auf der Grundlage einer Ausgabe des Detektors (8) und zum Berechnen einer auf der Probe (6) gebildeten Musterabmessung unter Verwendung der Signalkurve, wobei die Berechnungsvorrichtung (1009) einen sich auf ein auf der Probe (6) gebildetes Muster beziehenden Indexwert aus mindestens einem ersten, durch die Abtastung mit dem Ladungsteilchenstrahl (2) einer ersten Auftreffenergie erhaltenen Messergebnis und einem zweiten, durch die Abtastung mit dem Ladungsteilchenstrahl (2) einer zweiten Auftreffenergie erhaltenen Messergebnis berechnet, das erste Messergebnis und das zweite Messergebnis sich auf das Muster beziehende Abmessungswerte sind und die Berechnungseinheit (1009) einen Randabmessungswert bei einer dritten, von der ersten Auftreffenergie und der zweiten Auftreffenergie verschiedenen Auftreffenergie durch Extrapolation berechnet, und die dritte Auftreffenergie null ist.
  2. Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei man das erste Messergebnis und das zweite Messergebnis auf der Grundlage einer Breite einer Spitze der Signalkurve erhält.
  3. Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das erste Messergebnis und das zweite Messergebnis sich auf eine Abschrägung des Musters beziehende Abmessungswerte sind.
  4. Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Berechnungsvorrichtung (1009) einen Abschrägungswinkel des Musters aus der Änderung einer Position eines Grundendes des Musters bei Abtastung mit verschiedenen Auftreffenergien schätzt.
  5. Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Berechnungsvorrichtung (1009) einen Abschrägungsabstand und ein Rundungsgebiet des Musters, welche auf der Grundlage einer Extrapolation des ersten Messergebnisses und des zweiten Messergebnisses ermittelt wurden, als eine dreidimensionale Struktur anzeigt.
  6. Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Berechnungsvorrichtung (1009) einen Abschrägungsbetrag und einen Rundungsbetrag eines in einem Bild enthaltenen Musters in Form einer Karte an einer Anzeigevorrichtung anzeigt.
  7. Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Berechnungsvorrichtung (1009) eine Höheninformation des Musters aus einem Signalbetrag des Grunds des Musters schätzt und die dreidimensionale Struktur in Verbindung mit einer Abschrägungsform und einer Rundungsform des Musters schätzt und anzeigt.
  8. Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Berechnungsvorrichtung (1009) das Muster oder eine Art eines Rands des Musters auf der Grundlage des Indexwerts identifiziert.
  9. Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung, enthaltend eine Ladungsteilchenquelle (1), eine Ablenkvorrichtung (4, 1006) für eine Abtastung mit einem aus der Ladungsteilchenquelle (1) auf eine Probe (6) emittierten Ladungsteilchenstrahl (2), einen Detektor (8, 1007) zum Erfassen aus der Probe (6) emittierter Elektronen durch die Abtastung mit dem Ladungsteilchenstrahl (2) bezüglich der Probe (6), einen Bildspeicher (1005) zum Speichern eines durch den Detektor (8, 1007) erhaltenen Signals, eine Steuervorrichtung (1002) zum Steuern der Ablenkvorrichtung (4, 1006), wobei die Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung enthält: eine Berechnungsvorrichtung (1009) zum Messen einer Abmessung eines auf einer Probe (6) gebildeten Musters auf der Grundlage einer Bestrahlung mit dem Ladungsteilchenstrahl (2), wobei die Berechnungsvorrichtung (1009) einen ersten Abstand zwischen einer Spitze und einer Grundlinie einer ersten, auf der Grundlage einer Bestrahlung mit einem Ladungsteilchenstrahl (2) einer ersten Auftreffenergie erhaltenen Signalkurve und einen zweiten Abstand zwischen einer Spitze und einer Grundlinie einer zweiten, auf der Grundlage einer Bestrahlung mit einem Ladungsteilchenstrahl (2) einer von der ersten Auftreffenergie verschiedenen zweiten Auftreffenergie erhaltenen Signalkurve ermittelt und einen Abstand zwischen der Spitze und der Grundlinie bei einer dritten, von der ersten und der zweiten Auftreffenergie verschiedenen, Auftreffenergie auf der Grundlage einer Extrapolation des ersten Abstands und des zweiten Abstands ermittelt, wobei die dritte Auftreffenergie null ist.
  10. Mustermessvorrichtung mit einem Programm, enthaltend eine Berechnungsvorrichtung (1009) zum Erzeugen einer Signalkurve auf der Grundlage eines durch eine Ladungsteilchenstrahl-Vorrichtung erhaltenen Erfassungssignals und zum Berechnen der Abmessung eines auf einer Probe (6) gebildeten Musters unter Verwendung der Signalkurve, wobei die Berechnungsvorrichtung (1009) einen sich auf das auf der Probe (6) gebildete Muster beziehenden Indexwert mindestens aus einem ersten, durch eine Abtastung mit dem Ladungsteilchenstrahl (2) einer ersten Auftreffenergie erhaltenen Messergebnis und einem zweiten, durch die Abtastung mit dem Ladungsteilchenstrahl (2) einer zweiten Auftreffenergie erhaltenen Messergebnis berechnet, das erste Messergebnis und das zweite Messergebnis sich auf das Muster beziehende Abmessungswerte sind und die Berechnungseinheit (1009) einen Randabmessungswert bei einer dritten, von der ersten Auftreffenergie und der zweiten Auftreffenergie verschiedenen Auftreffenergie durch Extrapolation berechnet, und die dritte Auftreffenergie null ist.
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