JP4511303B2 - 荷電粒子線装置および寸法測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子線やイオン線等の荷電粒子線を用いる荷電粒子線装置に係り、特に、視野内に高低差があっても指定領域の寸法を高精度に測定するのに好適な荷電粒子線装置及び寸法測定方法に関する。

走査電子顕微鏡に代表される荷電粒子線装置では、細く集束された荷電粒子線を試料上で走査して試料から所望の情報（例えば試料像）を得る。このような荷電粒子線装置は、年々高分解能化が進んでいる。荷電粒子線装置の中で特に電子線装置では、電子の回折現象が支配的なため、高分解能化に伴う焦点深度の低下が原理的に避けられない。一方、こうした状況下において、より高精度で信頼性の高い寸法測定が必要とされており、特に複数の測定部位が電子線に対して高低差を伴うような状況では、信頼性の高い測定が困難になる。

従来、寸法測定を自動で行うために、寸法測定領域を含む視野内全体のコントラストから最もフォーカスの合う条件を見つけてフォーカスを設定後、このフォーカス条件で改めて取得したＳＥＭ像から所定の領域の寸法を測定する方法が一般的に用いられている。また、凹凸や高低差が伴う試料に対して、深い焦点深度のＳＥＭ像を取得する技術として、フォーカスの異なる複数のＳＥＭ像を取得する技術が特開２００２−７５２６３号公報に開示されている。特開２００２−７５２６３号公報では、これらのＳＥＭ像からそれぞれ最もピントのあった画像領域を抽出して一枚の画像に合成して焦点深度の深い画像を得る方法を示している。特開平１１−２６４７２６号公報では、フォーカスの異なる複数のＳＥＭ像を取得し、各々のＳＥＭ像における測長領域で寸法測定を行い、フォーカス変化に対して得られた測定結果の変化が最も小さくなるときの測定値を寸法の真値とする方法が示されている。

特開２００２−７５２６３号公報 特開２００２−７５２６３号公報 特開平１１−２６４７２６号公報

上記従来技術は、いずれも次のような問題点を有する。視野内に電子光学系の焦点深度を上回る高低差があった状態で自動フォーカス調整を行うと、視野内の構造が密の領域のフォーカスに全体のフォーカス条件が偏ってしまう問題がある。したがって、構造が密の領域外に寸法測定領域が存在する場合には、適切なフォーカス条件から外れた条件で測長を行うことになり、測長値の精度や信頼性が低下する。また、レンズの磁気的ヒステリシスの影響により、フォーカスサーチで見つけた最適フォーカス条件と実際の最適フォーカス条件との不一致が避けられないため、自動フォーカス合わせにはある程度の誤差が発生し、焦点深度の低下に伴い、このフォーカス誤差が測長値に対する信頼性低下の一因になってくる。

特開２００２−７５２６３号公報に開示の技術においては、各画像から検出される最も鮮鋭度の高い領域を組み合わせて一枚のＳＥＭ像を形成するが、この処理過程でノイズの影響により画像合成に失敗する可能性があり、信頼性の高い寸法測定への適用が困難な場合がある。特開平１１−２６４７２６号公報に開示の技術では、電子光学系の焦点深度が考慮されていないため、確実な寸法測定を行うために必要以上に細かいステップでフォーカスを変化させて多数の画像を取得する必要がある。しかし、有機材料のようにビームダメージに弱い物質を測定するには、できるだけ少ないビーム照射量で計測を完了させることが望ましい。電子線ダメージを受けやすい材料は多量のビーム照射を受けるとシュリンクするため、正確な寸法が測定できなくなるためである。したがって、特開平１１−２６４７２６号公報の方法では、試料の構成材料によってはビームダメージの問題が顕著になる。

また、フォーカスに依存した寸法計測値の変化は、エッジ検出時のしきい値で変化する。この理由を図２により説明する。図２は、フォーカスが適正な条件とデフォーカス条件で取得したパターン（ＳＥＭ像）のラインプロファイル（パターン全体、左エッジ部、右エッジ部）を示している。図２の例では、例えば、画素の明るさ１００をしきい値とすると、パターン幅はフォーカスの違いでほとんど変化しないが、画素の明るさ６０をしきい値とすると、パターン幅はフォーカスの違いで比較的大きく変化する。このように、寸法測定値は、ラインプロファイルのしきい値によってフォーカス依存性が異なり、フォーカスの異なる複数の画像の寸法測定結果から寸法真値を予測しても、そのときの画像が適切なフォーカス条件になっているとは限らない。そのため、必要最小限のビーム照射量で信頼性の高い寸法測定値を得る実用的な方法が望まれていた。

本発明の目的は、同一視野内に高低差を有する場合、あるいは焦点深度が非常に浅くてフォーカス精度が不十分な場合でも、寸法測定領域における最適なフォーカス条件で信頼性の高い寸法測定値が得られる荷電粒子線装置及び寸法測定方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、電子光学系の焦点深度の値と実質的に同等の変化幅でフォーカスを変化させながら複数のＳＥＭ像を取得し、取得したＳＥＭ像の寸法測定領域を含む部分領域の画像鮮鋭度を評価する。そして、部分領域の画像鮮鋭度が最も優れたＳＥＭ像を選んで、そのＳＥＭ像を用いて寸法測定する。なお、同一視野内に複数の測定箇所がある場合には、測定箇所毎に対応する部分領域を設定して画像の鮮鋭度を評価する。また、予めビーム収束させる範囲を設定する入力手段と電子光学系の焦点深度の値を算出する手段を設けることで、適切な画像枚数でマルチフォーカスのＳＥＭ像を取得することができる。

これにより、ビームダメージに弱い試料に対しても、最小のビーム照射量で画像の取り込みを行うことができる。さらに、フォーカスの再設定を行わずに、異なるフォーカス条件で得られた複数のＳＥＭ像そのものを用いて画像鮮鋭度の評価と寸法測定を行うため、フォーカスを改めて再設定するときに発生するフォーカス誤差を回避することができ、測定の精度と信頼性を高めることができる。

本発明によれば、焦点深度が浅い高分解能ＳＥＭを用いて、視野内に多少の高低差があっても指定領域の寸法を高い信頼性と精度で測定できる。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一例である走査電子顕微鏡の概略構成図である。陰極１と第一陽極２の間には、コンピュータ４０で制御される高圧制御電源２０により電圧が印加され、所定のエミッション電流で一次電子線４が陰極１から引き出される。陰極１と第二陽極３の間には、コンピュータ４０で制御される高圧制御電源２０により加速電圧が印加され、陰極１から放出された一次電子線４が加速されて後段のレンズ系に進行する。一次電子線４は、レンズ制御電源２１で制御された集束レンズ５で集束され、絞り板８で一次電子線の不要な領域が除去された後に、レンズ制御電源２２で制御された集束レンズ６、および対物レンズ制御電源２３で制御された対物レンズ７により、試料１０に微小スポットとして集束される。対物レンズ７は、インレンズ方式、アウトレンズ方式、およびシュノーケル方式（セミインレンズ方式）など、種々の形態をとることができる。また、試料に負の電圧を印加して一次電子線を減速させるリターディング方式も可能である。さらに、各々のレンズは、複数の電極で構成される静電型レンズで構成してもよい。

一次電子線４は、走査コイル制御電源２４によって制御される走査コイル９で試料１０上を二次元的に走査される。一次電子線の照射で試料１０から発生した二次電子等の二次信号１２は、対物レンズ７の上部に進行した後、二次信号分離用の直交電磁界発生装置１１により、一次電子と分離されて二次信号検出器１３に検出される。二次信号検出器１３で検出された信号は、信号増幅器１４で増幅された後、画像メモリ２５に転送されて像表示装置２６に試料像として表示される。

試料ステージ１５は、試料１０を少なくとも一次電子線と垂直な面内の２方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に移動することができる。入力装置４２からは、画像の取り込み条件（走査速度、加速電圧など）や画像の出力や記憶装置４１への保存などを指定することができる。また、測長領域の指定も入力装置４２から行うことができる。

この走査電子顕微鏡は、また、焦点ずらし量決定部５１、ＳＥＭ像連続取得部５２、画像処理部５３を備える。画像処理部５３は、画像鮮鋭度評価部５４と測長部５５を有する。

焦点ずらし量決定部５１は、走査電子顕微鏡の像形成条件に基づいて焦点深度を計算等により求め、取得すべき複数のＳＥＭ像の間の焦点ずらし量を計算する。ＳＥＭ像連続取得部５２は、焦点ずらし量決定部５１によって決定された焦点ずらし量だけフォーカスのずれた一連のＳＥＭ像を取得し、保存する。画像処理部５３の画像鮮鋭度評価部５４は、取得した一連のＳＥＭ像に対して、入力装置４２によって指定された測長領域を含む部分領域の鮮鋭度を評価し、最も鮮鋭度の高いＳＥＭ像を決定する。測長部５５は、最も鮮鋭度が高いとされたＳＥＭ像に対して、図２に示したような既知の方法により指定されたパターンの寸法測定を行う。

なお、焦点ずらし量決定部５１、ＳＥＭ像連続取得部５２、画像処理部５３は、コンピュータ４０の外部に設けても良いし、コンピュータ４０上で動作するソフトウェアによって実現しても良い。
本実施例における処理の詳細を図３により説明する。

(1) Ｓ１１
この処理では、寸法測定領域を含む視野とフォーカス条件の初期値を設定する。寸法測定領域は、予め登録した座標やテンプレートとのマッチングで位置決めされる。また、フォーカス条件は、一旦、画像全体の鮮鋭度でフォーカス探索を行い、この探索結果に対して予め決めた所定値だけデフォーカスしたところを初期値として決める。異なるステージ座標、あるいは異なる視野毎にフォーカス測定を行って、ステージ座標あるいは視野とフォーカスとを関連付けたフォーカスマップを予め作っておき、そのフォーカスマップに基づいてステージ座標、もしくは視野毎に所定のフォーカス値（初期値）を決めることもできる。

(2) Ｓ１２
この処理では、電子光学系の焦点深度に対応する対物レンズの電流変化幅を決めて、所定枚数のマルチフォーカスＳＥＭ像を取得する。ＳＥＭ像の焦点深度の値は、取り込み画像の画素サイズや倍率、加速電圧、分解能など種々の要因に依存して変化し、これらの要因を考慮したデフォーカス特性（フォーカス変化に対する画像のぼけ量を表す関係）の計算から定義することができる。

図４にデフォーカス特性を模式的に示す。図４の縦軸は最適フォーカス条件を基準にしたときのＳＥＭ像の分解能相対値を表している。この図から、例えば、分解能相対値が最適フォーカス条件に対して１０％劣化する範囲を焦点深度の値として定義することができる。測定条件が固定している場合には、ＳＥＭの焦点深度を予め計算して、対応する焦点変化幅（対物レンズ電流の変化幅）を予め登録しておくことも可能である。

フォーカス条件が一定な一枚の走査像の焦点深度ｆdは、観察倍率が低い場合、次式〔１〕で表される。
ｆd＝Ａ１×(ｄpix／Ｍ)×Ｒ×√Ｖacc …〔１〕

ここで、Ａ１は定数、ｄpixは画素サイズ、Ｍは観察倍率、Ｒはビーム分解能（ビーム径で決まる分解能）、Ｖaccは加速電圧である。

観察倍率が高くなると、走査像の解像度はビーム分解能Ｒに制限されるようになり、このときの焦点深度ｆdは次式〔２〕で表される。
ｆd＝Ａ２×Ｒ²×√Ｖacc／√(１＋０.７３×(Ｉp／Ｂ０) ×１０¹⁴)…〔２〕

ここで、Ａ２は定数、Ｉpはプローブ電流、Ｂ０は１Ｖ当りに換算した電子銃の輝度である。輝度Ｂ０が非常に高い電界放出型電子源の場合には、式〔２〕の（Ｉp／Ｂ０）の項が非常に小さくなるため、高倍率領域の焦点深度を、実用上次式〔３〕と表すことができる。
ｆd＝Ａ２×Ｒ²×√Ｖacc …〔３〕

なお、式〔１〕から式〔３〕において、ビーム分解能Ｒは、次式〔４〕の関係で表すことができるため、式〔１〕〜〔３〕のビーム分解能Ｒを式〔４〕の第２項、または、第３項に置き換えて表すことができる。なお、λは電子の波長、αは１次ビームの収束角度（半角）を表す。
Ｒ＝０.６１λ／α＝０.７５／(α×√Ｖacc) …〔４〕

フォーカスの異なる複数の画像を取得する場合、画像間の焦点ずらし量を式〔１〕〜〔３〕で表される値と同等か若干小さめにすることにより、最小の画像数で、最大の焦点深度拡大効果を得ることができる。

焦点ずらし量決定部５１では、加速電圧や電子源輝度、プローブ電流、画素数、倍率、ビーム分解能などの像形成条件から、式〔１〕〜〔３〕の計算に基づいて、最適な焦点ずらし量を計算する。焦点ずらし量決定部５１では、これらの計算結果を予めテーブルに記載し、像形成条件から対応する焦点ずらし量をテーブルを参照して決定することも可能である。

焦点ずらし量の設定値に基づき、ＳＥＭ像連続取得部５２は、１画像取り込み毎にフォーカスを変更し、フォーカス制御と画像取り込みを連続して行い、フォーカスの異なる一連のＳＥＭ像を保存する。このときのフォーカス制御は、現在のフォーカス条件を中心にしてフォーカスを制御したり、現在のフォーカスを端点としてフォーカスを制御したり、あるいは、予め設定されたフォーカス範囲で制御するなど、種々の制御形態が可能である。

(3) Ｓ１３
この処理では、Ｓ１２の処理で取得したフォーカス条件の異なる各ＳＥＭ像に対して、測長領域を含む部分領域の鮮鋭度を評価し、最も鮮鋭度の高いＳＥＭ像を決定する。この処理は画像鮮鋭度評価部５４によって行われる。本実施例では、鮮鋭度を指定領域の最大コントラスト勾配で評価する。コントラスト勾配とは、画像の明るさ分布に対して、隣接する画素間での明るさの変化率を表している。すなわち、シャープな画像ほどエッジ部で急峻な明るさの変化を伴うので、コントラスト勾配（明るさの変化率）は大きなものになる。

ただし、鮮鋭度は最大コントラスト勾配以外にも種々の方法で評価することができる。例えば、微分フィルタと呼ばれる空間フィルタを評価する部分領域に施して、その部分領域の画素値の統計量で鮮鋭度を評価する方法がある。この場合、微分フィルタとしては、１次微分フィルタとしてのソーベルフィルタ、２次微分フィルタとしてのラプラシアンフィルタ等が知られているが、それらの空間フィルタもしくはその変形手法を用いることもできる。統計量としては、部分領域全体の画素値総和、平均値、分散値、標準偏差値等を用い、その値が最大となった画像が最大鮮鋭度を持つ画像とする。

また、本発明では、寸法測定領域の構造に適した画像鮮鋭度評価法を同一視野内の領域毎に指定することもできる。寸法測定領域の指定や画像鮮鋭度評価法の指定、評価パラメータの指定は入力装置４２を用いて行うことができる。同一視野内の複数の寸法測定領域毎に独立した鮮鋭度評価法を用いる場合について、図５を用いて説明する。

図５は、同一視野内においてパターンのライン幅６２とパターン間隔６４を測定する場合を示している。この場合、２つの鮮鋭度評価領域６１，６３を設定する。領域６１内では、画像パターンのエッジがｘ方向のみであるので、ｘ方向の微分フィルタで評価値を算出することが可能である。これに対して、領域６３内では、画像パターンのエッジが全角度方向を持つため、ｘ方向の微分フィルタ、もしくはｙ方向の微分フィルタで算出された評価値のみでは正しい鮮鋭度評価を行うことが出来ない。例えばこの場合は、ｘ方向の微分フィルタとｙ方向の微分フィルタの算出値の加算値や強度値（２乗和のルート）を鮮鋭度評価値とする方法をとる。このように同一視野内に複数の寸法測定領域を設定する場合には、その領域内の画像パターンの状況によって鮮鋭度評価法を独立に設定した方が良い場合がある。

さらに、複数のＳＥＭ像のシリーズに対して評価した画像鮮鋭度の最大値が極大となっているかどうかを判定する機能も付加することができる。この機能により、万一、測定領域に対する最適フォーカス条件がＳＥＭ像の中に含まれなかった場合の検出が可能になる。例えば、画像鮮鋭度が図６（ａ）のようにフォーカスの異なるＳＥＭ像のシリーズに対して極値を持つ場合には、鮮鋭度が最大のＳＥＭ像は確実に適切なフォーカス条件になっていることを示している。しかし、図６（ｂ）のように画像鮮鋭度がフォーカスの異なるＳＥＭ像のシリーズに対して極値をとらない場合には、フォーカス条件が不適切である可能性を示している。このような場合には、メッセージを表示したり、初期値を変更して再度Ｓ１２の処理に戻ることもでき、測定結果の信頼性を高めることができる。

(4) Ｓ１４
この処理では、Ｓ１３の処理で決定したＳＥＭ像に対して、既知の方法で所定領域の寸法測定を行う。寸法測定は、測長部５５によって行われる。

(5) Ｓ１５
同一視野に複数の測定箇所がある場合には、Ｓ１３とＳ１４の処理を繰り返して寸法測定を行う。この方法により、複数の測定箇所に高低差があっても、それぞれの測長領域に適切なフォーカス条件で測長が実行される。また、一度取り込んだ複数のＳＥＭ像を再利用するため、測定のための新たなビーム照射が必要なく、最小のビーム照射量で信頼性の高い寸法測定を行うことができる。

測定部位の高さが異なる試料に対する寸法測定の実施例を図７により説明する。図７は、ＳＥＭの焦点深度よりも深いホールを有する半導体のホール上部とホール底部を測定する例を示している。通常、デバイスの構造からホールの深さ（Ｈ）が既知であるので、この場合、相対的にＨだけフォーカス位置が異なる領域Ａと領域Ｂでそれぞれ、焦点深度の値に対応するフォーカスだけ変化させたＮ枚のＳＥＭ像を取得する。そして、ホールの上面の寸法を計測する場合には、領域ＡのＳＥＭ像から最も鮮鋭度の高い画像を選択して測定を行い、ホール底部の寸法を測定する場合には、領域ＢのＳＥＭ像から最も鮮鋭度の高い画像を選択して測定する。これにより、一度検出したフォーカス点を基準として、領域Ａと領域Ｂとを自動で決定して、フォーカス点の精度期待値に見合った画像枚数Ｎでフォーカス領域の拡大を行い、信頼性の高い寸法測定を行う。

図８は、電子ビームの焦点深度よりも高さのあるパターンに対して、ボトム直径とトップ直径を測定する場合の例を示す説明図である。この場合、図りたい領域によりピントの合った条件が異なるため、フォーカスの異なる複数の画像から指定された測定領域が最もシャープになる画像を選択して、正確な寸法を自動で測定することができる。

すなわち、パターンのボトム直径を測長する場合には、図８（ａ）に示すように、フォーカス位置を変えて取得した複数のＳＥＭ像からボトム領域に最もフォーカスの合っている画像、すなわちボトムの寸法測定領域のコントラスト勾配が最大の画像を抽出し、ボトム直径ｄ１を測長する。この画像は、図８（ｂ）の断面模式図に示すように、電子ビームのフォーカス面がパターンのボトム領域に一致した状態の画像であり、ボトム領域の像は鮮明であるがパターントップの稜線はぼけている。また、パターンのトップ直径を測長する場合には、図８（ｃ）に示すように、フォーカス位置を変えて取得した複数のＳＥＭ像からトップ領域に最もフォーカスの合っている画像、すなわちトップの寸法測定領域のコントラスト勾配が最大の画像を抽出し、トップ直径ｄ２を測長する。この画像は、図８（ｄ）の断面模式図に示すように、電子ビームのフォーカス面がパターンのトップ領域に一致した画像であり、パターントップの像は鮮明であるがボトム領域の像はぼけている。

本発明の一例である走査電子顕微鏡の概略構成図。 同一のパターンをフォーカス条件の異なるビームで取得したＳＥＭ像の説明図。 本発明による処理フローの一例を示す図。 ＳＥＭ像のデフォーカス特性と焦点深度の模式図。 同一視野内の複数の寸法測定領域毎に独立した鮮鋭度評価法を用いる場合の説明図。 複数のＳＥＭ像に対する画像鮮鋭度の評価例を示す図。 高さの異なる試料（ホールの上部と底部）を測定するためのフォーカス変化範囲を示す説明図。 パターンのボトム直径とトップ直径の測定例を示す説明図。

符号の説明

１…陰極、２…第一陽極、３…第二陽極、４…一次電子線、５…第一集束レンズ、６…第二集束レンズ、７…対物レンズ、８…絞り板、９…走査コイル、１０…試料、１１…二次信号分離用直交電磁界（ＥｘＢ）発生器、１２…二次信号、１３…二次信号用検出器、１４…信号増幅器、１５…試料ステージ、２０…高圧制御電源、２１…第一集束レンズ制御電源、２２…第二集束レンズ制御電源、２３…対物レンズ制御電源、２４…走査コイル制御電源、２５…画像メモリ、２６…像表示装置、４０…コンピュータ、４１…記憶装置、４２…入力装置、５１…焦点ずらし量決定部、５２…ＳＥＭ像連続取得部、５３…画像処理部、５４…画像鮮鋭度評価部、５５…測長部

Claims (18)

1. 荷電粒子源と、前記荷電粒子源から放出される一次荷電粒子線を収束して試料上で走査する荷電粒子光学系と、前記一次荷電粒子線の走査によって試料から発生する信号粒子を検出する検出手段を備え、前記信号粒子検出手段の信号を用いて試料像を取得する荷電粒子線装置において、
   寸法測定領域を含む視野に対してフォーカス条件の異なる複数の試料像を取得する手段と、
   前記取得した複数の試料像から、測定個所となるパターンの幅、或いはパターン間の間隔を含む部分領域の画像鮮鋭度を評価して画像鮮鋭度が最も高い試料像を決定する手段と、
   決定した試料像から所定領域の寸法を測定する手段とを有することを特徴とする荷電粒子線装置。
2. 請求項１に記載の荷電粒子線装置において、前記複数の試料像のフォーカス変化幅を試料像の焦点深度の値に対応して決めることを特徴とする荷電粒子線装置。
3. 請求項１に記載の荷電粒子線装置において、前記画像鮮鋭度は前記寸法測定領域の最大コントラスト勾配で評価することを特徴とする荷電粒子線装置。
4. 請求項１に記載の荷電粒子線装置において、視野内の複数の寸法測定領域毎に独立した画像鮮鋭度評価法もしくは評価パラメータを指定する手段を有することを特徴とする荷電粒子線装置。
5. 一次荷電粒子線の走査によって試料から発生した信号を用いて形成した試料像から寸法を測定する方法において、
   試料像の視野中に寸法測定領域を設定するステップと、
   試料像の視野全体に対する合焦位置を求め、それから所定量だけデフォーカスした位置を初期フォーカス位置とするステップと、
   前記初期フォーカス位置から所定量ずつフォーカスを変化させながら合焦位置の前後にフォーカスした複数の試料像を取得するステップと、
   前記複数の試料像について、測定個所となるパターンの幅、或いはパターン間の間隔を含む部分領域の画像鮮鋭度を評価して画像鮮鋭度が最も高い試料像を決定するステップと、
   決定した試料像を用いて寸法測定を行うステップと
   を有することを特徴とする寸法測定方法。
6. 請求項５に記載の寸法測定方法において、前記複数の試料像のフォーカス変化幅を試料像の焦点深度の値に対応して決めることを特徴とする寸法測定方法。
7. 請求項５に記載の寸法測定方法において、前記画像鮮鋭度は寸法測定領域の最大コントラスト勾配で評価することを特徴とする寸法測定方法。
8. 請求項５に記載の寸法測定方法において、視野内の複数の寸法測定領域毎に独立した画像鮮鋭度評価法もしくは評価パラメータを指定することを特徴とする寸法測定方法。
9. 荷電粒子源と、前記荷電粒子源から放出される一次荷電粒子線を収束して試料上で走査する荷電粒子光学系と、前記一次荷電粒子線の走査によって試料から発生する信号粒子を検出する検出手段を備え、前記信号粒子検出手段の信号を用いて試料像を取得する荷電粒子線装置において、
   寸法測定領域を含む視野に対してフォーカス条件の異なる複数の試料像を取得する手段と、
   前記取得した複数の試料像から、測定個所となるパターンのトップ或いはボトム、及びエッジを含む複数の部分領域の画像鮮鋭度をそれぞれ評価して画像鮮鋭度が最も高いそれぞれの試料像を決定する手段と、
   決定したそれぞれの試料像から所定領域の寸法を測定する手段とを有することを特徴とする荷電粒子線装置。
10. 請求項９に記載の荷電粒子線装置において、前記複数の試料像のフォーカス変化幅を試料像の焦点深度の値に対応して決めることを特徴とする荷電粒子線装置。
11. 請求項９に記載の荷電粒子線装置において、前記画像鮮鋭度は前記寸法測定領域の最大コントラスト勾配で評価することを特徴とする荷電粒子線装置。
12. 請求項９に記載の荷電粒子線装置において、視野内の複数の寸法測定領域毎に独立した画像鮮鋭度評価法もしくは評価パラメータを指定する手段を有することを特徴とする荷電粒子線装置。
13. 請求項９に記載の荷電粒子線装置において、前記複数の部分領域毎に、異なる方向に鮮鋭度評価を行うことを特徴とする荷電粒子線装置。
14. 一次荷電粒子線の走査によって試料から発生した信号を用いて形成した試料像から寸法を測定する方法において、
    試料像の視野中に寸法測定領域を設定するステップと、
    試料像の視野全体に対する合焦位置を求め、それから所定量だけデフォーカスした位置を初期フォーカス位置とするステップと、
    前記初期フォーカス位置から所定量ずつフォーカスを変化させながら合焦位置の前後にフォーカスした複数の試料像を取得するステップと、
    前記複数の試料像について前記寸法測定領域を含む部分領域の画像鮮鋭度を評価して画像鮮鋭度が最も高い試料像を決定するステップと、
    決定した試料像を用いて寸法測定を行うステップと、
    を有し、
    前記複数の試料像のフォーカス変化幅を試料像の焦点深度の値に対応して決めることを特徴とする寸法測定方法。
15. 請求項１４に記載の寸法測定方法において、前記複数の試料像のフォーカス変化幅を試料像の焦点深度の値に対応して決めることを特徴とする寸法測定方法。
16. 請求項１４に記載の寸法測定方法において、前記画像鮮鋭度は寸法測定領域の最大コントラスト勾配で評価することを特徴とする寸法測定方法。
17. 請求項１４に記載の寸法測定方法において、視野内の複数の寸法測定領域毎に独立した画像鮮鋭度評価法もしくは評価パラメータを指定することを特徴とする寸法測定方法。
18. 請求項１４に記載の寸法測定方法において、前記複数の部分領域毎に、異なる方向に鮮鋭度評価を行うことを特徴とする寸法測定方法。

Images