JP5777967B2 - 荷電粒子線装置及び計測方法 - Google Patents
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Description
(SEM筐体)
SEM筐体1は、電子源11、第1コンデンサレンズ12、絞り13、プローブ電流計測部14、第2コンデンサレンズ15、変換板16、偏向器17、対物レンズ18、高さセンサ19で構成される。電子源11より放出された電子線は、一次電子線20として第1コンデンサレンズ12で収束されてから、プローブ電流を制限する絞り13に照射される。絞り13を通過し、プローブ電流を制限された一次電子線20は、変換板16の中央に設けられた穴を通過するよう、第2コンデンサレンズ15で再度収束される。変換板16を通過した一次電子線20は、試料21上の所望の領域を2次元的に走査するよう偏向器17で軌道を変えられてから対物レンズ18で試料21上に収束して照射される。ここで、試料室2に設置された試料21には、一次電子線20を減速させる電圧が印加されており、試料21から放出された信号電子22は試料21に印加された電圧に応じたエネルギーまで加速される。加速された信号電子22は対物レンズ18、偏向器17を通過し変換板16に衝突してから、信号電子22を引き込むよう高電圧が印加された検出器23で補足される。上記は、SEM筐体の一般的な構成だが、本実施例では走査方向が約180度異なる2枚の走査像を比較するため、2枚の走査像で走査信号が正確に反転している必要がある。走査信号の周波数が遅い場合は、偏向器17に電磁方式を用いても良いが、周波数が早くなると、SEM筐体で交流磁場による渦電流が発生し、走査信号を正確に反転させるのが難しくなる。走査信号の周波数が遅い場合、1画素あたりの信号電子が増えるため、高いS/Nの走査像を得ることができる。しかし、その反面、一次電子の照射時間が長くなるため、試料21の帯電が像障害を引き起こす場合がある。このような場合は、上記の偏向器17に静電方式を採用するだけで、幅広い周波数帯の走査が可能になり、試料21の帯電による像障害を低減することができる。その結果、帯電による像障害が発生しやすい絶縁体の試料においても、本実施例を適用することができる。
(試料室、ステージ制御部、並びにウェーハ搬送部)
試料室2はステージ24、絶縁体25、試料フォルダ26、ミラー27で構成される。試料フォルダ26と接地されたステージ24とは、絶縁材25で電気的に絶縁されており、試料21、ミラー27は、試料フォルダ26に対し電気的に接地されており、試料フォルダ26には試料室2の外部からフィードスルーを介し高電圧を印加することができる。試料フォルダ26にリターディング電源28から高電圧を印加することで、試料21に高電圧が印加され、試料21に入射する一次電子線20のエネルギーを任意に調整することができる。
(筺体制御部)
筐体制御部3は、コンソール6から送られる制御信号に基づき、SEM筐体1に含まれる電子源11や各種レンズを動作させる。筺体制御部3は電子銃電源31、筺体制御電源32、プローブ電流計測装置33、リターディング電源28で構成され、電子銃電源31は電子源11に陰極電圧を印加し、電子が安定して放出されるよう電子源11を動作させる。また、筺体制御電源32は第1コンデンサレンズ12、第2コンデンサレンズ15、対物レンズ18各々に電流を供給し、コンソール6からの制御信号に基づき各レンズに供給する電流を設定することができる。プローブ電流計測装置33はプローブ電流計測部14で検出した一次電子線20のプローブ電流を計測することができる。リターディング電源28は、コンソール6からの制御信号に基づき、前述に従い試料フォルダ26に高電圧を印加することができる。
(ビーム制御回路、並びに信号処理部)
ビーム制御回路34、並びに信号処理部4は、コンソール6から送られる制御信号に基づき、試料21の走査像を形成する。走査像を形成するため、ビーム制御回路34は偏向器17に走査信号を送り、信号処理部4は検出器23で取り込んだ信号電子22を走査信号に同期させてサンプリングする。なお、符号39はレベル調整回路、符号41はAD変換部を示す。
(レシピ作成の手順)
図9を用いて本実施例に係るSEM式半導体計測装置におけるレシピ作成の手順を示す。パターンの寸法を計測するオペレータは、工程1で計測する試料の基本情報を入力する。例えば試料が半導体ウェーハの場合は、ウェーハの品種、製造工程の名称が前述の基本情報に相当し、これらは複数存在するレシピを分類し管理するために用いられる。次に、工程2で計測に用いる光学条件を選定する。光学条件のパラメータは、試料に入射するプローブ電流、入射エネルギーであり、これらのパラメータは走査像の取得で、「複数回の画像取得で画質が劣化」「計測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られる。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決めた推奨条件をそのまま用いても良い。半導体ウェーハ等のパターンが形成された試料では、試料を動かすステージの座標と試料上に形成されたパターンの座標との位置関係を正確に計測する必要がある。本実施例では、この位置関係を計測する工程をアライメント工程(工程5)とする。工程3では、光学画像上及び走査像上で認識可能な試料上のパターンの画像を、テンプレートとしてコンソール6に登録する。このテンプレートには、光学画像と走査像の2種類を登録することができ、光学画像のテンプレートは第1のアライメント工程、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。登録作業は、例えばコンソールのモニタ上に表示される光学画像と走査像とを、ユーザがストレージ媒体7に記憶させることで実行される。(工程3)ステージの座標と試料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。工程4では、アライメントを行う場所を登録する。登録は、例えば、モニタに表示される走査像上で適当な位置を、ユーザがコンソールを介して指定することにより実行される。工程5では、テンプレートと上記で登録した場所で撮像した光学画像の比較(第1のアライメント工程)及び走査像の比較(第2のアライメント工程)からステージの座標と試料のパターンの座標の位置関係を計測する。そして、計測した結果をストレージ媒体7に記憶させる。
(GUI画面)
図11は図10で示したレシピ作成手順をオペレータが操作する際、コンソール6のモニタ上に表示されるGUI画面の模式図である。GUI画面はコンソール6から計測装置全般の動作を指示する総合画面52と、走査像を表示する画像表示画面53、検出した信号のレベルを調整するゲイン調整画面54、本実施例で示した信号波形の処理及び計測アルゴリズムを選択する測長条件調整画面55で構成される。このGUI画面は、図9に示したレシピ作成の手順で、工程6の測定位置検索用のテンプレートを登録した後、自動的にコンソール6上のモニタに表示され、オペレータはそのまま測定位置のテンプレート登録(工程7)以降を設定することができる。
実施例1では、高アスペクト構造の底の寸法計測に適したSEM式半導体計測装置の1構成例について説明した。半導体装置の製造工場では、1つのラインに複数のSEM式半導体計測装置を設置する場合が多く、複数の計測装置で同じレシピを用いた自動計測が行われる。このようにSEM式半導体計測装置を用いる場合、計測装置間の個体差(機差)が問題となり、機差の校正が不可欠となる。本実施例2では、高アスペクト構造の底の寸法計測に適したSEM式半導体計測装置における機差の校正について説明する。先の実施例1でも説明したように、高アスペクト構造の底の寸法計測には、信号電子の検出系に4桁(14bit)以上のダイナミックレンジと精度が要求される。本実施例では、SEM式半導体計測装置に検出系の個体差を校正するため、検出した信号電子の強度を信号電流に換算する機能を備えていることを特徴とする。ここで、信号電流とは試料21から放出される信号電子22の量を定量化できる物理量であり、本実施例では既知のプローブ電流で観測される試料の明度を信号電流の一例として示した。同じプローブ電流であっても、信号電流は試料によって異なるが、同一の試料に対し、プローブ電流を変えて取得した、プローブ電流と明度の特性データは、測定した検出系の特性を示すため、検出系の固体差を含んだ信号電子の強度を信号電子22の量に換算することができる。
(信号波形の校正処理)
図12は、本実施例における検出系の校正方法の概要を示しており、図1中で校正処理に関係する、信号処理部4とコンソール6並びにストレージ媒体7を抜粋してある。検出した信号電子の強度を信号電流に換算するためには、検出系の特性を測定した特性データ63の集合体であるデータシート62が必要であり、このデータシート62はストレージ媒体7に記憶されている。コンソール6は、図1中のレベル調整回路39に指示した調整値に相当する特性データ63をデータシート62から読み出し、特性データ63を用いて信号処理部4から送られる信号波形の強度を信号電流に換算する。そして、コンソール6は、信号電流に換算した信号波形と、その波形から計測した結果をストレージ媒体7に記憶させる。ここで、特性データ63の集合体であるデータシート62は、計測装置の出荷時、あるいは装置の定期的なメンテナンスの際、計測装置の製造元あるいはオペレータが作成するものであり、必要に応じて特性データ63、並びにデータシート62を更新することができる。以上に示した方法でAD変換部41より前段の検出系の個体差を校正することができる。なお、上述の特性データ63、並びにデータシート62を作成する手順は、後の(データシートの作成手順)で説明する。
(プローブ電流計測装置)
プローブ電流と明度の特性データを正確に取得するためには、SEM式半導体計測装置に一次電子線のプローブ電流を計測する機能が必要になる。図13はプローブ電流を計測する装置の構成を示しており、図1中のSEM筐体1の一部と、プローブ電流計測装置33、コンソール6を示している。SEM筐体1に含まれるプローブ電流計測部14は、一次電子線20を偏向するブランキング装置64と、プローブ電流を検知するファラデーカップ65、そしてファラデーカップ65とSEM筐体1を電気的に絶縁する絶縁体25で構成されている。また、プローブ電流計測装置33は、一次電子線20を偏向させる定電圧回路66と、ファラデーカップ65が検知したプローブ電流を電圧信号に変換、且つ増幅させる増幅器38、並びに増幅された電圧信号をデジタル信号に変換するAD変換部41で構成されている。ここで、ブランキング装置64と定電圧回路66、並びにファラデーカップ65と増幅器38は、図中には示していないSEM筐体1の真空を維持するフィードスルー端子で電気的に接続されている。そのため、コンソール6からの制御信号に基づき、定電圧回路66はブランキング装置64に定電圧を印加し、ファラデーカップ65でプローブ電流が検知できる構成になっている。なお、ファラデーカップ65には、一次電子線20が通過する穴が設けられており、ブランキング装置64で一次電子線20が偏向されたとき、初めてファラデーカップ65に一次電子線20が捕捉され、プローブ電流が検知できる仕組みになっている。
(データシートの作成手順)
検出系のデータシート62を作成するには、検出系のレベル調整回路39の回路定数を固定し、既知のプローブ電流で試料の明度を計測し、プローブ電流(信号電流)と画像明度の関係を求める必要がある。図14は、データシート62を作成する手順を示しており、手順は大きく2つの工程に分かれている。1つは、一次電子線20を試料21に照射せず、レベル調整回路39の回路定数を段階的に変えながら、画像の明度を測定する暗レベルの測定と、もう1つは、プローブ電流とレベル調整回路39の回路定数を各々段階的に変えながら、信号電流と画像明度の関係を求める検出系特性の測定である。以下、手順に沿って各工程を説明する。まず、暗レベルの測定は、第1の工程で一次電子線20が試料21に照射されないようプローブ電流がゼロになる設定をする(ビームオフ)。この設定は、電子源11から電子が放出されないよう、コンソール6から電子銃電源31を制御しても良いし、SEM筐体1の中にバルブがある場合は、そのバルブを閉めるだけでも良い。次の第2の工程で検出系の回路定数を設定し、第3の工程で走査像の明度を計測する。検出系の回路定数を段階的に変えながら、第2−第4の工程を繰り返すことで、暗レベルを測定することができる。
(GUI画面)
次に、図14に示した手順でデータシート62を作成する際、コンソール6のモニタに表示されるGUI画面を説明する。図15は、検出系の特性を測定する際、コンソール6のモニタ上に表示されるGUI画面の模式図で、GUI画面はコンソール6から計測装置全般の動作を指示する総合画面52と、メンテナンスする項目を選択するメンテナンス画面67、検出系の特性を自動で測定する検出特性測定画面68で構成される。
本実施例によれば、実施例1と同様の効果が得られる。また、検出した信号荷電粒子の強度を信号電流に換算する機能を備えることにより、複数の荷電粒子線装置の検出系の個体差を校正することができる。
実施例1では、高アスペクト構造の底の寸法計測に適したSEM式半導体計測装置の1構成例について説明し、計測に用いる信号波形とコンソール6のモニタに表示する走査像を独立のデータにすることで、必要最小限のデータサイズで高精度な計測を実現することができることを示した。本実施例3では、この利点を積極的に活用できるSEM式半導体計測装置の1構成例について説明する。本実施例ではSEM式半導体計測装置の概略構成は図1と同じだが、信号処理部の構成が大きく異なる。以下、本実施例の特徴である信号処理部4について詳細に説明する。
(信号処理部)
図16は信号処理部4の概略構成図であり、信号処理部4は、切り替え回路A 42、メモリA 43、メモリB 44、メモリC 69、画像処理回路46、比較演算回路47、信号処理回路48で構成される。信号処理部4は、レベル調整回路39及びAD変換部41を介して検出器23に、またコンソール6に電気的な配線で接続され、コンソール6からの制御信号に基づき、検出器23からの信号を処理し、コンソール6へ出力する。コンソール6からの制御は、レベル調整回路39で検出器23から送られる信号の増幅、オフセットを調整し、AD変換部41で、走査信号に同期させデジタル信号に変換する。そして、デジタル信号を、切り替え回路A 42を介し、信号波形はメモリA 43またはメモリB 44に、走査像はメモリC 69にそれぞれ格納する。この後に続く信号波形を処理する比較演算回路47並びに信号処理回路48、そして走査像を処理する画像処理回路46の動作は、図5と同じである。
(レシピ作成の手順)
図17は本実施例で示した信号処理を自動で実施させるレシピの作成手順を説明したもので、実施例1で示した図9中の工程7と工程8のみを抜粋して示している。工程7では、計測する位置をテンプレートとして登録するが、実施例1と異なり走査像は信号処理部4内の専用のメモリC 69に格納される。それ以外は、工程7−1から工程7−3まで図10の説明と同じ手順でレシピを作成する。次に、工程8ではテンプレートとして登録したパターンを計測するが、工程8−1の信号波形の取得条件の設定だけが図10と異なり、それ以降は図10の説明と同じ手順でレシピを作成する。オペレータは、工程8−1で計測する位置に相当するカーソルの範囲を走査方向に対し直行する方向(走査の送り方向)に走査線を何本配置するか決め、その後走査線の積算回数を決める。図17の(b)は、信号波形の取得条件を説明した図であり、図ではカーソルの範囲にN本の走査線を配置している。ここで走査線の積算回数をMとしたとき、走査線の本数Nと積算回数Mの積が、走査像の積算回数と比較し約10000倍になるよう信号波形の取得条件を設定する。その後、オペレータは工程8−1で決めた信号波形の取得条件に従い、工程8−2で走査方向が異なる2つの信号波形をメモリA 43、メモリB 44にそれぞれ格納することで信号波形を取得することができる。
本実施例によれば、上記実施例と同様の効果が得られる。また、信号波形用のメモリと走査像用のメモリとを分割することにより、走査像自体の積算回数を必要以上に増やす必要がなく、必要最小限の時間で計測することができる。
実施例1から実施例3で、高アスペクト構造の底の寸法計測に適したSEM式半導体計測装置の例を示してきたが、これまではSEM筐体1に設けられた1つの検出器23で信号電子を検出し走査像と信号波形を形成していた。しかし、1つの検出系で4桁のダイナミックレンジを保障するには、検出した信号のレベルを調整するレベル調整回路39に5桁以上のダイナミックレンジが必要になり、実現が困難な場合がある。本実施例4では、この課題を改善するSEM式半導体計測装置の1構成例について説明する。本実施例では検出器からデータを格納するメモリまでの部位を複数設け、信号電子22の量に応じて検出系を使い分ける構成とした。この構成を用いることで、1つの検出系に要求されるダイナミックレンジを狭めることができ、レベル調整回路39の設計が容易になる。以下、本実施例について図を用いて詳細に説明する。
(SEM筐体)
SEM筐体1では、試料21で発生した信号電子22を、2つの検出器(検出器A 70と検出器B 71)で捕捉することが実施例1と異なり、図18では検出器A 70と検出器B 71で信号電子22を同時に捕捉する構成を示している。検出器を複数用いる場合、図18のように信号電子22を複数の検出器で同時に補足しても良いが、信号電子22の軌道を変え、各検出器で個別に信号電子22を捕捉しても良い。
(信号処理部)
図20は本実施例における図18、並びに図19の信号処理部4の概略構成図であり、検出器が2つあるため、それより後段のレベル調整回路からメモリまでが2系統あり、かつ各々の検出器の信号を合成する合成部77が新規に設けられている。信号処理部4は2つの検出器70、71とコンソール6に電気的な配線で接続され、コンソール6からの制御信号に基づき、検出器からの信号を処理し、コンソール6へ出力する。コンソール6からの制御は、レベル調整回路39、39’で検出器から送られる信号の増幅、オフセットを調整し、AD変換部41、41’で、走査信号に同期させデジタル信号に変換する。そして、デジタル信号は切り替え回路42、45を介し、各々のメモリ43、44、69、80に走査像として格納される。この検出器からメモリまでの信号処理は図5と同じだが、信号電子22の量に応じて、各々の系統でレベル調整回路39、39’の増幅、オフセット調整を変えている。そのため、メモリに格納される走査像の明度は、各々の系統で異なり、新規に設けた合成部77は、各メモリに格納されている走査像、並びに走査像から抽出された信号波形を合成する役割を果たす。
(GUI画面)
図22は、レシピ作成でオペレータが信号波形を合成する際、コンソール6のモニタに表示されるGUI画面の模式図である。GUI画面はコンソール6から計測装置全般の動作を指示する総合画面52と、走査像を表示する画像表示画面53、検出した信号のレベルを調整するゲイン調整画面54、本実施例で示した合成処理のパラメータを調整する合成処理調整画面78で構成される。このGUI画面は、図9に示したレシピ作成の手順で、工程7の測定位置のテンプレートを登録した後に、自動的にコンソール6上のモニタに表示される。
本実施例によれば、上記実施例と同様の効果が得られる。また、複数の検出器を備え、試料から放出される信号電子の量に応じて、複数ある検出器を使い分けることにより、1つの検出系に要求されるダイナミックレンジを狭めることができる。
実施例4では、SEM式半導体計測装置で、試料から放出される信号電子の量に応じて、複数ある検出器を使い分ける例を示したが、レベル調整回路39のダイナミックレンジが多段階に設定できる場合、1つの検出器でも実施例4と同様の機能を実現することができる。本実施例では多段階にダイナミックレンジを設定できるレベル調整回路39を備えたSEM式半導体計測装置の構成について説明する。この場合、実施例4と比較し、検出系の系統数が少なくなるため、計測装置の製造原価が低減し、今まで説明した機能を安価に実現することができる。以下、本実施例について図を用いて詳細に説明する。
(信号処理部)
図23は本実施例における信号処理部4の概略構成図であり、多段階にダイナミックレンジを設定できるレベル調整回路39を備えているため、その段数に応じた複数のメモリ43、44、69・・・90を備えている。信号処理部4は、レベル調整回路39とAD変換部41を介して検出器23に、またコンソール6に電気的な配線で接続され、コンソール6からの制御信号に基づき、検出器23からの信号を処理し、コンソール6へ出力する。コンソール6からの制御は、レベル調整回路39で検出器23から送られる信号の増幅、オフセットを調整し、AD変換部41で、走査信号に同期させデジタル信号に変換する。そして、デジタル信号は切り替え回路A 42を介し、各々のメモリに走査像として格納される。この検出器からメモリまでの信号処理は図5と同じだが、コンソール6からの制御信号に基づき、レベル調整回路39の増幅率、オフセットが多段階に設定され、その設定ごとに異なるメモリ43、44、69・・・90に走査像が格納されることが図5と異なる。各々のメモリには、左右が反転した一対の走査像が、レベル調整回路39の設定ごとに格納されており、これらを用いて合成部77は1つの信号波形並びに走査像を合成する。ここで、合成部77は各メモリの走査像から信号波形を抽出し、連続的になるよう信号波形を合成するが、本実施例では実施例4ほど難しい処理は必要ない。なぜなら、本実施例は多段階のダイナミックレンジをレベル調整回路39の設定だけで実現しているので、実施例2で示した手法を適用するだけで、連続的な信号波形を合成できる。ここでは、信号波形の合成について取り上げたが、走査像についてもほぼ同様の手順で合成することができる。合成した走査像は表示の目的で使われ、計測には用いないため、合成部77は合成した走査像が自然なコントラストになるよう、各メモリに格納されている走査像の階調を伸縮させるだけでよい。
本実施例によれば、上記実施例と同様の効果が得られる。また、多段階にダイナミックレンジを設定できるレベル調整回路を備えることにより、検出系の系統数が少なくなるため、計測装置の製造原価が低減することができる。
これまでは、高アスペクト構造としてラインアンドスペースのパターンを例に、走査方向が約180度異なる2枚の走査像に着目した信号処理を取り上げてきた。この信号処理で実施例の効果が説明できたのは、ラインアンドスペースではパターンのエッジが一方向にしかないためであり、エッジが全方位にあるコンタクトホールに対しては、今までの実施例では不十分である。本実施例では、エッジが全方位にあるコンタクトホールについて、高アスペクト構造の底の計測精度を改善するSEM式半導体計測装置を説明する。SEM式半導体計測装置の構成は、これまでの実施例と同じだが、信号波形、並びに走査像を再構築する処理が今までと異なる。以下に、本実施例の特徴である信号波形、並びに走査像を再構築する処理について説明する。
本実施例によれば、上記実施例と同様の効果が得られる。また、荷電粒子線を試料に対し複数方位に走査することにより、エッジが複数の方位に存在する複雑なパターンに対しても高精度に計測が可能となる。
Claims (14)
- 凹凸パターンが形成された試料の所定の領域に収束した荷電粒子線を走査させる偏向器と、前記荷電粒子線を前記試料の所定の領域に走査することにより前記試料から発生した荷電粒子を検出する検出器と、前記検出器で検出された荷電粒子信号に基づく走査像を処理する信号処理部とを備えた荷電粒子線装置において、
前記信号処理部は、
前記荷電粒子線が第1方向に走査されたときの前記試料の所定の領域からの荷電粒子信号に基づく第1走査像と、前記第1方向とは逆の第2方向に走査したときの前記試料の前記所定の領域からの荷電粒子信号に基づく第2走査像とを記録するメモリと、
前記メモリに記録された前記第1走査像と前記第2走査像との対応箇所を比較する比較演算回路と、
前記第1走査像と前記第2走査像において、走査像の前記対応箇所の信号強度が小さい方を正しい値とし、前記正しい値に基づいて走査像を作成する信号処理回路と、を具備していることを特徴とした荷電粒子線装置。 - 請求項1記載の荷電粒子線装置において、
前記信号処理回路において作成された前記走査像は、前記試料の所定の領域に形成された凹凸パターン底部の寸法計測に用いられることを特徴とした荷電粒子線装置。 - 請求項1記載の荷電粒子線装置において、
走査される前記荷電粒子線は、電子線であることを特徴とした荷電粒子線装置。 - 請求項1記載の荷電粒子線装置において、
前記第1走査方向と前記第2走査方向は、約180度異なることを特徴とした荷電粒子線装置。 - 請求項1記載の荷電粒子線装置において、
前記比較演算回路は、前記第1走査像と前記第2走査像を比較して走査像同士の位置を合わせ、更に前記第1走査像と前記第2走査像から抽出した各々の信号波形を比較して信号波形同士の位置合わせを行うものであることを特徴とした荷電粒子線装置。 - 請求項1記載の荷電粒子線装置において、
前記検出器を含む検出系の特性から、前記検出器で検出された荷電粒子信号に基づく走査像の信号強度を校正する機能を更に具備したことを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項6記載の荷電粒子線装置において、
前記検出系の特性が、前記検出系の増倍率と信号強度の関係であることを特徴とした荷電粒子線装置。 - 請求項1記載の荷電粒子線装置において、
前記検出器は、複数であることを特徴とした荷電粒子線装置。 - 請求項8記載の荷電粒子線装置において、
前記信号処理回路は、前記複数の検出器で検出された荷電粒子信号に基づく各々の走査像から、1つの走査像を作成するものであることを特徴とした荷電粒子線装置。 - 請求項8記載の荷電粒子線装置において、
前記複数の検出器は、それぞれ検出感度が異なることを特徴とした荷電粒子線装置。 - 凹凸パターンが形成された試料に収束した荷電粒子線を走査させ、発生した信号荷電粒子を走査像として記憶する工程と、前記走査像を用いて前記試料の寸法を計測する工程を含む計測方法において、
第1走査方向に収束した荷電粒子線を走査させ、発生した信号荷電粒子を第1走査像として記憶する工程と、
前記試料の同一領域に対し、前記第1走査方向とは逆の第2走査方向に収束した荷電粒子線を走査させ、発生した信号荷電粒子を第2走査像として記憶する工程と、
前記第1走査像と前記第2走査像との対応箇所を比較し、走査像の信号強度が小さい方を真値とし、前記真値に基づいて走査像を作成する工程と、
前記作成した走査像を用いて前記試料に形成されたパターン底部の寸法を計測する工程を含むことを特徴とする計測方法。 - 請求項11記載の計測方法において、
前記第1走査像と前記第2走査像とを比較し、走査像の信号強度が小さい方を真値とし、走査像を作成する工程は、
前記第1走査像と前記第2走査像を比較する工程と、
比較した結果をもとに走査像同士の位置を合わせる工程と、
前記第1走査像、前記第2走査像から抽出した各々の信号波形を比較する工程と、
比較した結果をもとに信号波形同士の位置を合わせる工程と、
位置を合わせた信号波形の信号強度を比較し、信号強度が小さい方を真値とし、信号波形を作成する工程とを含むことを特徴とする計測方法。 - 請求項11記載の計測方法において、
前記発生した信号荷電粒子を検出する検出系の特性から、前記信号荷電粒子に基づく走査像の信号強度を校正する工程を更に有し、
前記試料の寸法を計測する工程は、前記信号強度を校正した走査像を用いることを特徴とする計測方法。 - 請求項11記載の計測方法において、
前記発生した信号荷電粒子を走査像として記憶する工程は、複数の検出器で取得した各々の走査像を記憶する工程であり、
前記信号波形を作成する工程は、前記記憶した複数の走査像から1つの走査像を作成する工程であることを特徴とする計測方法。
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