KR20190138736A - 패턴 측정 방법, 패턴 측정 툴, 및 컴퓨터 가독 매체 - Google Patents

패턴 측정 방법, 패턴 측정 툴, 및 컴퓨터 가독 매체 Download PDF

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Abstract

[과제] 본 개시는, 고(高)어스펙트의 패턴의 높이나 깊이를 적정히 측정하는 것을 목적으로 하는 패턴 측정법에 관한 것이다.
[해결 수단] 웨이퍼 위에 형성된 하나의 패턴과 다른 패턴 사이의 폭의 측정(S102)과, 상기 웨이퍼로부터 방출되는 신호의 방위각에 관한 값의 산출(S104)을 행하고, 측정된 패턴간의 폭(L), 방위각에 관한 값(φ), 앙각에 관한 값(θ), 및 이들의 관계 정보에 의거하여, 상기 하나의 패턴과 다른 패턴 사이의 부분과, 패턴 상부까지의 높이 정보(H)를 산출하는(S106) 패턴 측정법을 제안한다.

Description

패턴 측정 방법, 패턴 측정 툴, 및 컴퓨터 가독 매체{PATTERN MEASUREMENT METHOD, PATTERN MEASUREMENT TOOL, AND COMPUTER READABLE MEDIUM}
본 개시는, 패턴의 높이를 측정하는 방법, 장치에 관한 것이며, 특히 오목부의 폭 정보와 신호량에 의거하여 패턴의 높이를 측정하는 방법, 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 시료 위에 형성된 패턴의 높이를, 시료에 대한 전자빔의 조사에 의해 얻어지는 이차 전자를 검출함으로써, 측정하는 패턴 높이 측정 장치가 개시되어 있다. 특허문헌 1에는, 높이(H)＝패턴 옆에 나타나는 그림자의 길이(L)×시료 표면에 대한 검출기의 외관상의 각도(θ)를 푸는 것에서 있어서 패턴 높이(H)를 구하는 연산법이 설명되어 있다.
또한, 특허문헌 2에는, 기지(旣知) 형상의 시료에 대한 경사 방향으로부터의 전자빔 조사에 의거하여, 화상을 생성하고, 화상에 포함되는 기지 형상의 기하학적인 변형을 바탕으로 전자선의 입사 방향을 추정하고, 추정한 전자선의 입사 방향의 정보를 이용하여 관찰 대상 시료의 3차원 형상을 구하는 방법이 설명되어 있다.
일본국 특개2012-177654호 공보(대응 미국특허 USP8,604,431) 일본국 특개2013-069693호 공보(대응 미국특허 USP7,164,128)
최근, 반도체 디바이스의 미세화와 집적화에 의해, 패턴간의 간격은 보다 좁아져, 고(高)어스펙트화의 경향이 있다. 특허문헌 1과 같이 그림자의 길이를 이용하는 방법으로는, 홈 등의 폭이 그림자의 길이보다 좁으면 측정을 행하는 것이 곤란해진다. 또한, 특허문헌 2와 같이 경사빔을 이용할 경우, 인접하는 패턴에 의해 패턴 저부(底部)에의 빔의 도달이 차단되어 버리기 때문에, 역시 고어스펙트의 패턴의 높이 측정을 행하는 것은 곤란하다.
이하에, 고어스펙트의 패턴의 높이나 깊이를 적정히 측정하는 것을 목적으로 하는 패턴 측정 방법, 패턴 측정 툴, 및 컴퓨터 가독 매체에 대해서 설명한다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 태양으로서, 패턴 측정 툴을 이용하여 웨이퍼에 빔 조사함으로써 얻어지는 신호를 수취하고, 신호의 수취에 의거하여, 상기 웨이퍼 위에 형성된 하나의 패턴과 다른 패턴 사이의 폭의 측정과, 하나의 패턴과 다른 패턴 사이의 신호량에 따른 값의 특정을 행하고, 상기 측정된 패턴간의 폭과, 상기 하나의 패턴과 다른 패턴 사이의 신호량에 따른 값에 의거하여, 상기 하나의 패턴과 다른 패턴 사이의 부분으로부터, 패턴 상부까지의 높이 정보를 산출하는 패턴 측정 방법, 패턴 측정 툴, 및 컴퓨터 가독 매체에 대해서 설명한다.
상기 구성에 따르면, 고어스펙트 패턴의 높이나 깊이를 적정히 측정하는 것이 가능해진다.
도 1은 패턴 높이 측정 공정을 나타내는 플로우 차트.
도 2는 주사 전자 현미경(빔 조사 서브시스템)의 일례를 나타내는 도면.
도 3은 홈 형상의 패턴에 빔을 조사했을 때의 신호 전자의 궤도를 나타내는 도면.
도 4는 신호 전자의 방위각(φ)과 앙각(θ)과의 관계를 설명하는 도면.
도 5는 기지의 높이를 가지는 패턴에 빔을 조사했을 때에 얻어지는 화상의 일례를 나타내는 도면.
도 6은 피라미드 샘플에 빔을 조사했을 때에 얻어지는 화상의 일례를 나타내는 도면.
도 7은 패턴 높이에 따라 신호 전자의 방위각(φ)이 변화하는 형태를 설명하는 도면.
도 8은 장치 조건과 앙각(θ)과의 관계를 기억하는 데이터베이스의 형성 공정을 나타내는 플로우 차트.
도 9는 방위각(φ)에 관한 값을 구하기 위한 기준 신호를 취득하는 공정을 나타내는 플로우 차트.
도 10은 패턴 높이 측정 조건을 설정하는 GUI 화면의 일례를 나타내는 도면.
도 11은 패턴 측정 툴의 컴퓨터 시스템상에서 실행 가능한 프로그램 명령을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체의 일 실시형태를 나타내는 블록도.
도 12는 복수의 분할 검출면을 가지는 검출기의 일례를 나타내는 도면.
도 13은 분할 검출면에서 검출된 신호 강도 분포를 나타내는 도면.
도 14는 패턴 높이 측정 공정을 나타내는 플로우 차트.
도 15는 시료와 검출면 사이에 배치되는 가동(可動) 조리개의 일례를 나타내는 도면.
도 16은 가동 조리개의 개방각과 신호량과의 관계를 나타내는 그래프.
도 17은 가동 조리개 기구를 구비한 주사 전자 현미경의 일례를 나타내는 도면.
도 18은 패턴 높이 측정 공정을 나타내는 플로우 차트.
최근, 반도체 디바이스의 집적화를 위해, 제조 공정에 있어서 멀티 패터닝이나 EUV 노광을 이용하여 웨이퍼 표면에 미세한 패턴을 형성하는 기술이 적용되고 있다. 수 10㎚ 이하의 미세 패턴의 형상을 인라인으로 검사·계측하기 위해, 하전 입자선 응용 장치인 CD-SEM(Critical-Dimension Scanning Electron Microscope)이 이용되고 있다.
한편, 프로세스의 복잡화에 수반하여 패턴의 높이 방향에 대한 치수 계측도 중요해져 왔다. CD-SEM 등으로 높이 방향의 치수 계측을 실현하기 위해서는, 예를 들면 일차 전자를 경사시킨 상태에서 빔을 조사함으로써, 높이 방향의 정보를 가시화(可視化)하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 패턴의 높이(깊이)에 대하여, 인접하는 패턴과의 간격이 상대적으로 좁은 고어스펙트의 홈에 인접하는 패턴일 경우, 경사빔을 홈의 바닥에 도달시키는 것이 곤란하며, 높이 측정에 필요한 정보를 얻는 것이 어렵다.
이하에 설명하는 실시예에서는, 주로 패턴의 입체 형상의 높이에 따라 양이 변화하는 신호로부터, 기하학적으로 패턴의 높이를 산출하는 방법, 장치, 및 상기방법을 컴퓨터에 실행시키는 프로그램 명령을 저장하는 비일시적인 컴퓨터 가독 매체에 대해서 설명한다. 예를 들면 홈 형상 패턴 저부로부터의 신호(예를 들면 이차 전자)는 홈 형상의 깊이에 따라, 홈으로부터 탈출 가능한 전자의 방위각이 변화한다. 환언하면, 홈이 깊어질수록, 탈출 가능한 신호의 방위각이 제한된다(방위각이 좁아진다). 시료로부터 방출된 전자의 양(신호량)은 방위각의 방향에 따른 불균일을 가지지 않기 때문에, 홈 등의 깊이와 신호량은 특정한 상관이 있다. 그러므로, 신호량의 평가에 의해 패턴의 높이(패턴간에 형성된 홈의 깊이)의 계측에 이용할 수 있다.
신호량의 특정에 의거하여 패턴 높이를 평가하는 방법에 의하면, 패턴간의 간격이 좁고, 화상 처리에 의한 평가가 곤란할 경우여도, 적정히 계측하는 것이 가능해진다.
본 실시예는, 패턴 측정 툴에 관한 것이다. 패턴 측정 툴은, 시료에 대하여 빔을 조사함으로써 얻어지는 신호를 검출하고, 당해 검출에 따른 출력을 생성하도록 구성된 빔 조사 서브시스템을 포함하고 있다. 예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같이, 패턴 측정 툴은 빔 조사 서브시스템(주사 전자 현미경(120))을 포함하고 있다. 전자원(101)으로부터 방출된 전자는, 도시하지 않은 가속 전극에 의해 가속되고, 일차 전자선(102)(전자빔)으로서 시료(106)(예를 들면 패턴이 형성된 웨이퍼)에 조사된다. 전자빔은, 집속(集束) 렌즈(103 및 104)에 의해 축소되고, 대물 렌즈(105)에 의해 시료(106) 위에서 미소(微小) 스폿을 형성하도록 집속된다.
일차 전자선(102)은, 편향기(107)에 의해 시료 위의 관찰 영역(시야)을 주사된다. 그 결과, 시료(106)로부터 이차 전자(Secondary Electron: SE)나 후방 산란 전자(Backscattered Electron; BSE) 등의 신호 전자(108)가 방출된다. 신호 전자(108)는 검출판(110)에 충돌함으로써 검출되고, SEM 화상을 형성한다. 검출판(110)의 검출면에는 예를 들면 신틸레이터가 배치되고, 당해 신틸레이터에 의해 생성된 광은 라이트 가이드 등에 의해 안내되고, 광전자 증배관을 거쳐 다시 전자로 변환, 증폭되어 전기 신호가 된다. 이 전기 신호는 도시하지 않은 표시 장치나 프레임 메모리에 보내져, 표시, 혹은 기억된다. 표시 장치의 주사와 편향기(107)의 주사는 동기(同期)하고 있기 때문에, 표시 장치 위에는 신호 전자의 양에 따른 밝기의 변화가 나타나, SEM상이 표시된다.
또한, 검출기로서 시료로부터 방출된 신호 전자를 직접 검출하는 검출기를 대신하여, 신호 전자의 충돌에 의해 이차 전자를 발생하는 변환 전극을, 신호 전자의 궤도 위에 배치하고, 변환 전극에 의해 변환된 이차 전자를 끌어들여 검출하는 검출기를 채용하도록 해도 된다.
주사 전자 현미경(120)의 각 구성 요소는, 컨트롤 시스템(201)에 의해 제어된다. 컨트롤 시스템(201)은, 도 11에 예시하는 컴퓨터 가독 매체(1101)에 기억된 프로그램 명령(1102)에 따라서, 주사 전자 현미경의 각 구성 요소를 제어한다.
또한, 주사 전자 현미경(120)은, 컴퓨터 시스템(202)(컴퓨터 서브시스템)에 하나 이상의 전달 매체에 의해 결합되고, 검출판(110)의 출력은, 당해 전달 매체를 통해 전기 신호, 신호 데이터, 화상 데이터 등의 임의의 적절한 출력 신호로서, 컴퓨터 시스템(202)에 전송된다. 출력 신호는, 프로그램 명령(1102), 및 입출력 장치(1104)로부터 입력된 처리 명령의 적어도 한쪽에 따라서 가공되고, 가공 후의 데이터는 메모리(1103)에 기억되어, 입출력 장치(1104)의 도시하지 않은 표시 장치 등에 표시된다.
컴퓨터 시스템은, PC 시스템, 화상 컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터 시스템, 워크스테이션, 네트워크 기기, 인터넷 기기, 또는 다른 기기를 포함하는 다양한 형태를 취할 수 있다.
컨트롤 시스템(201), 컴퓨터 시스템(202)은, 프로그램 명령(1102)을 실행함으로써, 후술하는 스텝에 따라서, 패턴의 측정을 행한다.
도 1은, 신호 전자의 검출에 의거하여 패턴의 높이(패턴 윗면으로부터 저부까지의 깊이)를 측정하는 공정을 나타내는 플로우 차트이다. 컨트롤 시스템(201)은, 주사 전자 현미경(120)에 도입된 시료(106)의 측정 대상이 되는 패턴 위치가, 주사 전자 현미경(120)의 시야 위치에 일치하도록, 시료 스테이지(111) 등을 제어하고, SEM 화상을 취득한다(스텝 101). 또한, 시야 위치 조정을 행하기 위해, 도시하지 않은 시야 이동용 편향기를 이용하여 빔의 조사 위치를 조정하도록 해도 된다. 컴퓨터 시스템(202)은, 검출판(110)의 출력 신호에 의거하여, 프로파일 파형을 생성함으로써, 도 3의 (d)에 예시하는 바와 같이 홈의 폭(L)을 측정한다(스텝 102). 도 3은 라인 패턴간에 형성된 홈의 깊이가 깊은 시료(도 3의 (a))와, 홈의 깊이가 얕은 시료(도 3의 (b))의 일례를 나타내는 도면이며, 도 3의 (c)는 도 3의 (a), (b)에 예시하는 홈 형상 패턴의 전자 현미경상의 일례를 나타내는 도면이다.
컴퓨터 시스템(202)은, 측정 대상이 되는 패턴(도 3의 (a)에서는 적어도 두 개의 라인 패턴(301))의 에지와 직교하는 라인을 따른 이차 전자의 강도 분포(라인 프로파일)를 추출함으로써, 상기 측정을 실행한다. 또한, 한 개의 라인 프로파일만으로는, 패턴의 에지의 국소적인 변동 등의 영향을 받을 가능성이 있다. 그래서, 보다 높은 정밀도가 필요해질 경우에는, 복수의 라인을 따른 이차 전자의 강도 분포를 구하고, 이들을 평균화함으로써 라인 프로파일을 구해도 된다. 이 라인 프로파일에 의거하여 홈폭(L)을 산출한다. 홈폭은 라인 프로파일의 피크 위치를 임계값법 등에 의해 특정하고, 피크간의 치수를 측정함으로써 측정한다.
다음으로, 컴퓨터 시스템(202)은, 홈 바닥의 신호량(b)과 패턴 윗면(시료 윗면)의 신호량(a)을 산출한다(스텝 103). 도 3의 (d)에 예시하는 바와 같이, 프로파일 파형의 홈 바닥에 상당하는 위치의 신호량과, 패턴 윗면에 상당하는 위치의 신호량을 구한다. 패턴 등의 장해물에 충돌하지 않고, 신호 전자를 검출할 수 있는 상태와, 홈 바닥으로부터 방출되는 신호 전자이기 때문에, 패턴 측벽에 신호 전자가 충돌하여, 그만큼 검출량이 저하되는 상태를 비교함으로써 신호량을 정규화한다.
도 3의 (a), (b)에 예시하는 바와 같이, 같은 방향으로 방출되는 전자(화살표(301))여도, 패턴의 높이가 낮으면(도 3의 (b)) 외부로 탈출할 수 있지만, 패턴의 높이가 높으면(도 3의 (a)) 패턴 측벽에 충돌하여, 외부로 탈출할 수 없다.
보다 구체적으로는, 도 7에 예시하는 바와 같이, 패턴 높이(H1, H2, H3)(H3＞H2＞H1)의 시료의 각각의 홈 부분에, 빔을 조사하면, 홈 바닥으로부터 홈의 외측으로 탈출할 수 있는 신호 전자로서, 특정 앙각의 신호 전자 방출 방향의 확대를 나타내는 방위각이, 패턴 높이에 따라 변화함을 알 수 있다. 도 7에 예시하는 바와 같이, 패턴 높이가 높을수록, 방위각이 좁아짐(H3＞H2＞H1일 때, φ1＞φ2＞φ3)을 알 수 있다.
본 예에서는, 패턴 높이에 따라 검출 가능한 전자의 양(신호량)이 변화하기 때문에, 신호량의 특정에 의거하여, 패턴 높이를 추정한다. 본 예에서는, 또한 신호량을 정규화하기 위해, 신호량이 패턴에 의해 제한되지 않는 상태의 신호량(φ＝90°일 때의 신호량)을 취득하고, 신호량(a)과 신호량(b)의 비교에 의거하여, 방위각(φ)에 관한 정보를 산출한다(스텝 104). 구체적으로는, 패턴 윗면에 빔을 조사했을 때에 얻어지는 신호량을 기준 신호량(a), 깊은 홈의 바닥에 빔을 조사했을 때에 얻어지는 신호량을 측정 신호량(b)으로 하고, 측정 신호량(b)／기준 신호량(a)의 연산에 의거하여, 방위각(φ)에 관한 정보를 취득한다.
본 예에서는 패턴의 높이가 높아질수록 방위각(φ)이 좁아지고, 신호량이 줄어들기 때문에, b／a의 해(解)를 φ라고 정의하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 다른 변동 요인 등을 포함한 b와 φ에 관한 파라미터의 함수에 의거하여, 방위각(φ), 혹은 방위각에 따라 변화하는 신호량의 정도를 나타내는 값을 산출하도록 해도 된다. 신호량(b)은, 홈의 깊이가 깊어질수록 작아지며, 또한 홈의 폭이 커질수록 커지기 때문에, 본 실시예에서는, 홈의 신호량에 따라 변화하는 값(신호량에 따른 값, 예를 들면 b／a)의 특정과, 홈폭의 치수값의 측정에 의거하여, 패턴의 높이에 관한 값을 산출한다. 또한, 본 실시예에서는 높이 정보로서, 실제의 치수값을 산출하는 예에 대해서 설명하지만, 이에 한정하지 않고, 예를 들면, 높이 1, 높이 2, 높이 3…과 같이, 높이의 상대적인 정도를 나타내는 값을, 높이 정보로서 출력하도록 해도 된다. 이 경우, 후술하는 연산식으로 구해지는 값과, 높이의 정도를 나타내는 값을 관련지어 기억하는 테이블을 준비해 두고, 당해 테이블에 연산식에 의해 구해지는 값을 참조함으로써, 높이 정보를 구하도록 해도 된다.
또한, 상술한 바와 같이, 신호량(b)과 홈의 폭(L)은, 모두 패턴의 높이에 따라 변화하는 파라미터이기 때문에, L／b를 푸는 것만으로, 어느 정도, 패턴 높이의 상황을 파악할 수 있다. 예를 들면, 주사 전자 현미경의 장치 조건이 같은 전제로, 2개의 홈에 대해서 L／b를 풀었을 때에, 값이 서로 다르면, 2개의 홈의 깊이가 서로 다름을 알 수 있다. 또한, 그 값이 큰 쪽이 홈의 깊이가 얕고, 값이 작은 쪽이, 홈이 깊음을 알 수 있다. 이와 같이 복수의 패턴의 깊이(높이)의 차이나, 어느 쪽이 보다 깊은지(얕은지)를, 높이 정보로서 출력하도록 해도 된다.
또한, 홈 부분의 선택적인(에지 부분이나 패턴 상부를 포함하지 않는) 신호량을 특정하기 위해, 화상 내에 ROI(Region Of Interest)를 홈 부분에 선택적으로 설정하도록 해도 되고, 신호 프로파일로부터 홈에 상당하는 부분의 신호량을 특정하도록 해도 된다.
φ는, 홈으로부터 신호가 탈출할 수 있는 정도를 나타내는 파라미터가 된다. 또한, 도 3에서는 패턴 상부에 대한 빔 조사에 의거하여, 기준 신호량(a)을 취득하는 예에 대해서 설명했지만, 다른 장소에서 미리 기준 신호량(a)을 취득하여, 메모리(1103) 등에 기억해 두고, 패턴 높이 계측시에 판독하도록 해도 된다. 도 9는 기준 신호량(a)을 취득하는 공정을 나타내는 플로우 차트이다. 우선, 주사 전자 현미경(120)에 웨이퍼를 도입(스텝 901)하고, 시료 위의 평탄한 부분(기준 데이터 취득 부분)으로 시야 이동을 행한다(스텝 902). 또한, 패턴 높이 측정시에 적정한 정규화를 가능하게 하기 위해, 높이 측정을 행하는 홈의 저부의 재질과 기준 데이터 취득 부분의 재질은 일치시켜 두는 것이 바람직하다. 또한, 빔 조사시의 광학 조건도 일치시켜 두는 것이 바람직하다.
다음으로 빔 주사에 의거하여 화상을 생성하고, 기준 데이터 취득 부분의 신호량 평가를 행한다(스텝 903, 904). 이 평가값(휘도값)을 기준 신호량으로서 메모리(1103) 등에 등록한 후, 시료를 주사 전자 현미경(120)으로부터 취출한다(스텝 905, 906). 이와 같이 미리 기준 데이터(기준 신호량)를 구해, 높이 측정시의 연산에 제공할 수도 있다.
도 1에 예시하는 높이 측정 공정에서는, 스텝 104 후, 미리 메모리(1103) 등에 기억된 주사 전자 현미경의 광학 조건에 따른 앙각(θ)(앙각(θ)에 관한 파라미터)을 판독한다(스텝 105). 또한, 앙각에 관한 파라미터를 판독해 둔 후에, 홈(L)을 측정하거나, φ에 관한 파라미터를 산출하도록 해도 된다.
또한, 측정 대상이 되는 패턴은 앙각에 따라 패턴 외로의 신호 전자의 탈출량이 변화하고, 검출되는 신호량이 변화하는 것이면 어떤 형상이어도 된다.
앙각(θ)은 미리 시뮬레이션, 혹은 기지 형상 패턴에 대한 빔 조사에 의거하여 산출해 두고, 메모리(1103) 등에 등록해 둔다. 시뮬레이션으로 구할 경우에는, 전자 현미경의 구성(검출기의 위치나 크기, 그 밖의 광학 소자의 배치 조건 등), 광학 조건(시료에의 전자빔의 도달 에너지(가속 전압), 빔 전류 등)과 같은 장치 조건, 및 측정 대상 패턴의 재질과 형상 등의 적어도 1개를 포함하는 계측 조건을 파라미터로 한 시뮬레이션을 행함으로써, 시료로부터 방출되는 전자의 궤도를 계산하고, 전자 현미경 내에 배치된 검출기에서 검출되는 신호 전자의 앙각(θ)을 계산한다. 앙각(θ)은 검출기의 형상 및 위치에 따라 변화하는 값이다.
또한, 기지 형상 패턴에 대한 빔 조사에 의거하여 앙각을 구할 경우에는, 예를 들면 이하의 방법을 채용한다. 본 예에서는, 얻어진 SEM 화상 위에 나타나는 그림자의 길이를 측정함으로써 앙각(θ)을 산출한다. 도 5는 기지의 높이(깊이)를 가지는 패턴에 대하여, 빔 조사를 행함으로써, 설정된 장치 조건에 있어서의 앙각(θ)을 구하는 방법을 설명하는 도면이다. 도 5의 (a)에 예시하는 바와 같이, 높이(h1)의 패턴의 에지를 포함하는 영역에 빔을 주사하면, 도 5의 (b)에 나타내는 SEM상을 얻을 수 있다. SEM상을 보면 다른 부분에 대하여 상대적으로 어두운 그림자 부분이 포함되어 있음을 알 수 있다. 이것은 앙각이 θ로서, 패턴(502)의 측벽(503)(에지)으로부터 l(＝h1／tanθ) 미만의 거리 범위의 영역으로부터 방출되는 신호 전자는, 측벽(503)에 충돌하여, 홈 외로 탈출할 수 없기 때문이며, 다른 부분에 대하여 상대적으로 어두워진다.
그러므로, 이 현상을 이용하여 어떤 장치 조건일 때의 신호 전자의 앙각(θ)을 구한다. 구체적으로는 프로파일(504)을 이용하여 그림자의 길이(l)를 측정하고, tan-1(l／h)을 풂으로써, 앙각(θ)을 구한다. 도 5의 (c)에 예시하는 홈 형상의 패턴에서도 마찬가지이며, 도 5의 (d)에 예시하는 SEM 화상을 취득한 다음에, 그림자의 길이(l)를 측정하고, 앙각(θ)을 산출한다.
또한, 도 6에 예시하는 오목 피라미드 형상의 샘플을 이용하여 앙각(θ)을 계측할 수 있다. 이러한 샘플은 예를 들면 실리콘 기판 위에서 결정(結晶) 이방성 에칭을 행함으로써 형성할 수 있고, 정확한 기지 경사각(θS)을 형성할 수 있기 때문에, 앙각(θ)의 고정밀도 측정에 이용할 수 있다. 피라미드 형상의 샘플을 이용하여, 앙각(θ)을 구할 경우, 샘플에 빔을 주사함으로써 얻어지는 SEM 화상으로부터 그림자의 길이(l)(피라미드의 에지를 기점으로 한 그림자(저휘도 부분)의 길이)와 깊이(d)(그림자의 단부(端部)의 깊이)를 측정하고, tan-1(d／l)을 풂으로써 구할 수 있다. d는 예를 들면 l2×tanθS를 풂으로써 구할 수 있다.
도 8은 앙각(θ)의 데이터베이스를 생성하는 공정을 나타내는 플로우 차트이다. 우선, 전자 현미경의 장치 조건을 설정하고, 피라미드 샘플 등의 기지의 치수, 기지의 경사각을 가지는 시료에 빔을 주사하여 SEM 화상을 생성하고, 예를 들면 그림자의 길이를 측정한다(스텝 801, 802). 다음으로, 상술한 바와 같은 연산을 행함으로써, 앙각(θ)에 관한 정보(도수(度數)법, 호도(弧度)법 등에 의해 나타나는 앙각의 정도를 나타내는 값, 혹은 각도의 정도를 나타내는 값)를 산출한다(스텝 803). 이 앙각에 관한 정보의 산출을 복수의 장치 조건에 대해서 행하고, 장치 조건과 앙각과의 관계를 나타내는 데이터베이스를 구축한다(스텝 804). 구축된 데이터베이스를 소정의 기억 매체에 기억시킴으로써(스텝 805), 앙각에 관한 정보의 수집이 종료된다.
앙각(θ)을 구할 때에 사용하는 패턴은, 사용하는 패턴 형상이 기지이고 그림자의 길이와 패턴 형상, 앙각의 관계성이 기하학적으로 구해지는 것이면, 다른 형상의 패턴을 이용해도 된다.
미리 데이터베이스를 구축함으로써, 패턴 높이 측정시에 앙각(θ)을 판독할 수 있고, 앙각(θ), 방위각(φ), 및 홈폭(L)으로부터 패턴의 높이(H)를 구할 수 있다(스텝 107).
도 6에 예시하는 피라미드 샘플을, 주사 전자 현미경(120)의 시료 스테이지 위에 표준 시료로서 탑재해 두고, 실제의 패턴 높이 측정시에, 높이 측정의 대상이 되는 패턴과 같은 광학 조건으로 빔을 조사함으로써 앙각(θ)에 관한 정보를 구하도록 해도 된다. 이러한 방법에 의하면, 사전에 데이터베이스 등을 구축하지 않고, 높이 측정에 필요한 정보를 취득할 수 있다.
또한, 패턴의 높이를 구하기 위해, 광학 조건 등에 의해 변화하는 앙각(θ)에 관한 값을 미리 구해 두고, 홈폭(L) 및 방위각(φ)에 관한 값을 측정함으로써, 패턴 높이가 구해지는 이유에 대해서, 도 4를 이용하여 설명한다. 도 4의 (a)는 라인 패턴(301)을 측방에서 본 도면이며, 도 4의 (b)는 앙각(θ)에 평행한 방향(도 4의 (a)의 A-A' 방향)으로 패턴을 절단했을 때의 단면도이다. 우선, 패턴의 높이(H)와 앙각(θ)과의 관계식을 수식 1로서 정의한다.
[수식 1]
h＝H／sinθ
h는, 빔 조사점(401)으로부터 방위각(φ)의 기준선(402) 방향을 향하는 전자가 홈 외로 탈출할 때까지의 거리를 나타내고 있다.
다음으로, h와 방위각(φ)과의 관계식으로서 수식 2를 정의한다.
[수식 2]
tanφ＝L／2h
L은 프로파일 취득에 의해 얻어지는 홈폭이다. 그리고, 수식 1에 수식 2를 대입하여, 패턴 높이(H)를 해로 하는 연산식으로 하면 수식 3과 같이 된다.
[수식 3]
H＝L·sinθ／2tanφ
수식 3은 홈폭(L), 방위각(φ), 및 앙각(θ)과, 패턴 높이(H)의 관계식이며, 이러한 관계식이나, 테이블 등의 파라미터의 관련 정보를 미리 소정의 기억 매체에 기억해 두고, 연산 처리가 가능한 프로세서를 구비한 컴퓨터 시스템에 의해, 이들 정보를 수령하여, 패턴 높이 측정을 실시할 수 있다.
이상과 같이 해서 산출된 패턴 높이(H)를 높이 정보로서, 입출력 장치(1103) 등에 마련된 표시 장치 등에 출력한다(스텝 107).
이상과 같은 처리를 행하는 방법, 컴퓨터 시스템에 의하면, 인접 패턴간의 간격이 좁아, 경사빔의 입사가 곤란하거나, 단순한 화상 처리로는 충분한 정보가 얻어지지 않을 경우여도, 패턴 높이의 측정을 행하는 것이 가능해진다.
또한, 사용하는 광학 조건에 따라 시료로부터 방출되는 이차 전자의 에너지가 변화하고, 이차 전자의 에너지의 변화에 따라 앙각도 변화한다. 그러므로, 이차 전자 에너지, 앙각(θ), 및 방위각(φ)을 파라미터로 하고, 사용하는 장치 구성에 있어서 시뮬레이션을 행한다. 그 장치에서 사용하는 광학 조건과 앙각(θ)의 관계를 데이터베이스화한다. 높이 계측을 행할 때, 홈 등의 오목부의 치수값(L)과 방위각(φ)을 계측하고, 앙각(θ)을 데이터베이스로부터 인용함으로써 높이(H)를 산출한다.
다음으로, 방위각(φ)을 구하는 다른 예에 대해서 설명한다. 도 12는, 복수의 분할 검출면(1201)을 갖는 검출면(110)의 일례를 나타내는 도면이다. 도 12는, 검출면(110)을 시료측에서 보았을 때의 검출면(110)의 형상을 나타내고 있다. 이들 분할 검출면(1201)은, 전자빔 통과 개구(1202)(전자빔의 이상(理想) 광축)에 대해서 축대칭으로 배열되어 있고, 복수의 방향으로 비산(飛散)하는 전자를 각도 변별하여 검출하기 위해 마련되어 있다. 도 13은 각 분할 검출면(1201)의 각각의 출력(신호 강도)을 나타내는 그래프이다. 상술한 바와 같이, 구멍 바닥이나 홈 바닥으로부터 방출되는 전자는, 패턴의 높이(깊이)에 따라 방출 방향의 방위각이 제한된다. 그러므로, 소정값 이상의 신호를 출력하는 분할 검출면(1201)의 범위를 특정할 수 있으면, 방위각을 특정할 수 있다.
도 13은, 도 7에 예시하는 라인 패턴에 끼워진 스페이스 부분에 전자빔을 조사했을 때에 얻어지는 신호 강도 분포예를 나타내고 있다. 라인 패턴에 끼워진 스페이스의 경우, 라인 패턴의 에지에 평행한 방향으로 많은 전자가 방출된다. 도 13의 예에서는, 90° 방향과 그 반대인 180° 방향의 분할 검출면에서 신호 강도의 피크가 나타나 있다. 예를 들면 소정의 임계값 이상의 신호 강도를 나타내는 검출면을 특정하면, 패턴에 의해 막히는 일 없이, 홈을 탈출한 방출 전자의 방위각을 구할 수 있다.
도 14는, 분할 검출면(1201)을 가지는 검출기를 구비한 주사 전자 현미경을 이용하여, 패턴의 높이를 측정하는 공정을 나타내는 플로우 차트이다. 분할 검출면(1201)에서 검출된 전자에 의거하여 SEM 화상을 생성하고, SEM 화상을 이용하여 홈폭(L)을 산출한다(스텝 1401, 1402). 또한, 홈폭을 측정하기 위한 파형 프로파일을 형성할 경우, S／N을 향상시키기 위해 복수의 분할 검출면에서 얻어진 신호를 합성하여 프로파일을 생성하도록 해도 되고, 그 외에 검출기를 구비하여, 당해 검출기에서 검출된 신호에 의거하여 프로파일을 생성하도록 해도 된다.
다음으로, 컴퓨터 시스템(202)은, 미리 설정된 임계값 이상의 신호량을 출력하는 분할 검출면을 특정하고, 방위각(φ)을 특정한다(스텝 1403, 1404). 이 경우, 미리 분할 검출면마다 방위각 정보를 관련지어 기억해 두고, 임계값 이상의 신호량을 출력하는 분할 검출면의 방위각의 가산값을, 방출 전자의 방위각으로서 특정하도록 하면 된다. 또한, 임계값 판정을 행하는 것이 아니고, 분할 검출면이 출력하는 각도마다 신호 강도의 분포 정보를, 미리 방위각 정보와 신호 강도의 분포 정보가 관련지어 기억된 테이블에 참조하여, 방위각을 산출하도록 해도 된다.
이후의 처리는 도 1의 플로우 차트와 같으며, 주어진 정보에 의거하여 패턴 높이(H)를 연산하고, 출력한다. 또한, 도 12의 예에서는 복수의 부채형 분할 검출면을 마련함으로써 방위각을 특정했지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들면, 검출면(110)의 위치에 매트릭스 형상으로 검출면을 배치하고, 당해 검출면에 신틸레이터 등의 발광 소자를 구비함과 함께, 각각의 신틸레이터에서 얻어진 광신호를 안내하는 복수의 라이트 가이드를 마련함으로써, 방위각을 특정하도록 해도 된다. 또한, 반도체 검출기 등, 다른 검출 소자를 이용하는 것도 가능하다.
다음으로, 검출면(110)에 도달하는 전자의 방위각을 제한하는 가동 조리개를, 시료와 검출면(110) 사이에 배치함으로써, 홈 바닥으로부터 방출되는 전자의 방위각을 구하는 예에 대해서 설명한다.
도 15는, 전자빔 통과 개구(1501)를 갖는 가동 조리개(1500)의 일례를 나타내는 도면이다. 도 15에 예시하는 가동 조리개(1500)는, 검출면(110)과 시료(106) 사이에 배치되어, 검출면에 도달하는 방출 전자의 방위각을 제한한다. 가동 조리개(1500)는 빔 광축(1502)을 회전 중심으로서 회전하는 4매의 조리개 블레이드(1503∼1506)를 구비하고 있다. 4매의 조리개 블레이드는 광축 방향의 서로 다른 높이에 설치되어 있고, 전자원(101)에서 볼 때 조리개 블레이드끼리 겹치는 것이 가능하도록 구성되어 있다. 각 조리개 블레이드는, 전자원(101)측에서 볼 때 부채형으로 형성되고, 전자빔 통과 개구(1501)를 형성하는 통 형상체에 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 각 조리개 블레이드는, 도시하지 않은 회전 기구에 의해, 빔 광축(1502)을 회전 중심으로 하여 회전하고, 회전 기구는 컨트롤 시스템(201)의 지시에 따라, 임의의 위치에 임의의 개방각(φ4)의 간극이 생기도록 제어된다.
도 17은, 제2 검출기(1702), 제2 검출기(1702)를 향하여 신호 전자를 편향하는 편향기(1701), 및 도 15에 예시한 가동 조리개(1500)를 구비한 주사 전자 현미경의 개요를 나타내는 도면이다. 그 밖의 구성은 도 1과 같다.
도 18은, 도 17에 예시한 주사 전자 현미경을 이용하여, 방출 전자의 방위각을 산출함과 함께, 산출된 방위각에 의거하여, 패턴 높이를 계측하는 공정을 나타내는 플로우 차트이다. 우선, 스테이지(1702)나 도시하지 않은 시야 이동용 편향기를 이용하여, 측정 대상 개소에 시야를 위치 부여한다(스텝 1801). 다음으로, 가동 조리개의 개방각을 φ1로 설정하여 빔 주사를 행하고, 검출면(110)의 검출 신호에 의거하여, 홈 형상 패턴의 홈 부분의 신호 강도를 검출하고, 제2 검출기(1702)의 출력에 의거하여, 홈폭(L)을 측정하기 위한 화상, 혹은 휘도 프로파일을 생성한다(스텝 1802, 1803).
이때, 검출면(110)의 출력 신호(신호 강도)가 소정의 조건을 만족시키지 않을 경우에는, 스텝 1801로 돌아가고, 소정의 조건을 만족시킬 때까지 시야 이동과 가동 조리개의 조건 변경을 반복한다. 이러한 공정을 거쳐, 방위각(φ)을 특정한다. 도 16에 예시하는 바와 같이 조리개의 개방각이 커질수록, 검출면(110)에서 검출되는 신호량이 늘어나지만, 방위각(φ) 이상으로 가동 조리개의 개방각이 확대되어도, 그 이상, 신호 강도는 상승하지 않으므로, 신호 강도의 상승이 멈추는 조리개의 개방각(φn)을, 방위각(φ)으로 정의할 수 있다. 컴퓨터 시스템(202)에서는, 도 18의 플로우 차트를 따라, 개방각(φ)을 자동 판정한다.
또한, 본 실시예에서는 복수의 설계 데이터상, 같은 라인 패턴이 배열된 라인 앤드 스페이스 패턴을 대상으로 하고 있다. 시야 이동시에는, 실질적으로 같은 조건으로 생성된 패턴에 시야를 위치 부여함으로써, 특정 개소에 연속하여 빔을 계속해서 조사하는 것에 의한 대전(帶電)의 축적을 억제하고 있지만, 대전의 영향을 고려할 필요가 없는 것이면, 스텝 1802, 1803을 반복함으로써, 소정의 기준을 만족시키는 방위각(φ)을 특정하도록 해도 된다.
한편, 방위각(φ)의 판정에 아울러, 검출기(2)의 출력에 의거하여, 화상이나 신호 프로파일을 생성하고, 홈폭(L)을 측정한다(스텝 1804). 또한, 스텝 1801∼1803의 공정을 반복할 경우, 검출기(2)에 의해 복수회 신호를 검출하는 것이 되기 때문에, 그 신호를 가산 평균함으로써, S／N을 향상시켜, 홈폭(L)의 측정 정밀도를 높이도록 해도 된다.
다음으로, 기억 매체 등으로부터 앙각(θ)을 판독하고(스텝 1805), 앙각(θ), 방위각(φ), 및 홈폭(L)을 [수식 3]에 대입함으로써, 높이(H)를 산출하고, 그 높이 정보를 출력한다(스텝 1806, 1807).
또한, 가동 조리개(1500)가 시료(106)와 검출면(110) 사이에 있으면, 신호 전자의 검출 효율이 저하되기 때문에, 예를 들면 검출기(검출면)가 1개밖에 없는 장치 등에서는, 높이 측정을 행하지 않을 경우에는, 시료(106)와 검출면(110) 사이로부터 퇴피시키는 구동 기구를 구비해도 된다.
도 10은, 높이 측정의 조건을 설정하는 GUI(Graphical User Interface) 화면의 일례를 나타내는 도면이다. 이러한 GUI 화면은 입출력 장치(1103) 등에 구비된 표시 장치에 표시되고, 포인팅 디바이스나 키보드 등의 입력 장치에 의해, 측정 조건을 입력할 수 있다. GUI 화면에서 설정된 정보에 의거하여, 컴퓨터 시스템(202)에서는, 주사 전자 현미경을 가동시키기 위한 동작 프로그램(레시피)을 작성하고, 소정의 기억 매체에 기억한다.
레시피 설정 화면(1001)에는, 높이 측정의 대상이 되는 패턴(타깃)의 식별 정보를 입력하는 입력 윈도우(1002), 주로 주사 전자 현미경의 광학 조건을 설정하는 SEM 조건 설정 윈도우(1003), 및 얻어진 신호 전자로부터 패턴의 치수를 측정하는 측정 조건을 설정하는 측정 조건 설정 윈도우(1004)가 포함되어 있다.
입력 윈도우(1002)에는, 측정 대상이 되는 패턴의 명칭, 좌표(X, Y 좌표)를 입력하는 입력 프레임과 함께, 앙각(Elevation Angle: EA) 정보의 등록 상황을 나타내는 표시 프레임(1005)이 마련되어 있다. 도 10의 예에서는 앙각 정보가 등록되어 있지 않은 상태를 나타내고 있다. 컴퓨터 시스템(202)은, SEM 조건 설정 윈도우(1003)에서 설정된 광학 조건(가속 전압이나 랜딩 에너지 등)에 대응하는 앙각 정보가 등록되어 있는지의 여부를, 메모리(1103) 등에 등록되어 있는 데이터베이스의 인덱스를 참조하여 판단하고, 등록되어 있지 않을 경우에는, 예를 들면 「N／A」라고 표시하고, 등록되어 있을 경우에는 「reg」와 같이 표시한다.
SEM 조건 설정 윈도우(1003)에서는, 예를 들면 시야(Field Of View: FOV)의 크기, 가속 전압(Vacc), 빔 전류(Iprobe), 화상 생성에 제공하는 프레임 수(적산 매수) 등의 입력 프레임이 마련되어 있다. 컴퓨터 시스템(202)은, SEM 조건 설정 윈도우(1003)로부터 입력된 정보에 의거하여, 주로 전자 현미경의 시료 스테이지나 전자 현미경의 광학 소자를 제어하는 제어 프로그램을 설정한다.
측정 조건 설정 윈도우(1004)에서는, 예를 들면 측정법, 패턴의 방향, 측정 알고리즘, 화면 내에 나타나는 에지의 수 등의 입력 프레임이 마련되어 있다. 이들 입력 프레임에의 정보 입력에 의거하여, 컴퓨터 시스템(202) 내에서의 신호 처리 조건이나 연산 처리 조건의 설정을 행한다. 또한, 측정 조건 설정 윈도우(1004)에는, 앙각(θ)과 같은 높이 측정의 연산에 이용되는 파라미터로서, 높이 측정의 대상이 되는 패턴의 측정에서는 얻어지지 않는 값을 어떻게 취득할지를 선택하는 선택 프레임(1006)이 마련되어 있다.
도 10에 예시하는 선택 프레임(1006)에서는, ADA(Automatic Data Acquisition)가 선택되어 있다. 이러한 설정이 되어 있을 경우, 컴퓨터 시스템(202)은, 높이 측정 대상이 되는 패턴이 형성된 웨이퍼의 주사 전자 현미경에의 도입 전, 혹은 도입 후에, 시료 스테이지 위에 배치된 표준 시료(예를 들면 도 6에 예시하는 피라미드 샘플)가 빔의 조사 위치에 위치 부여되도록, 시료 스테이지를 동작시켜, 도 8의 스텝 801∼803을 실행하는 동작 프로그램을 설정한다. 계측에 의해 얻어진 앙각 정보는, 도 1에 예시하는 높이 측정 처리를 위해 메모리(1103) 등에 기억된다.
101: 전자원 102: 일차 전자선
103: 집속 렌즈 104: 집속 렌즈
105: 대물 렌즈 106: 시료
107: 편향기 110: 검출판
120: 주사 전자 현미경 201: 컨트롤 시스템
202: 컴퓨터 시스템

Claims (19)

  1. 패턴 측정 방법으로서,
    패턴 측정 툴을 이용하여 웨이퍼에 빔 조사함으로써 얻어지는 신호를 수취하고,
    신호의 수취에 의거하여, 상기 웨이퍼 위에 형성된 하나의 패턴과 다른 패턴 사이의 폭의 측정과, 하나의 패턴과 다른 패턴 사이의 신호량에 따른 값의 특정을 행하고,
    상기 측정된 패턴간의 폭과, 상기 하나의 패턴과 다른 패턴 사이의 신호량에 따른 값에 의거하여, 상기 하나의 패턴과 다른 패턴 사이의 부분으로부터, 패턴 상부까지의 높이 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 패턴 측정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호의 수취에 의거하여, 상기 하나의 패턴과 다른 패턴 사이로부터 방출된 신호량을 측정하고, 당해 측정 신호량과 기준 신호량과의 비교에 의거하여, 상기 높이 정보의 산출을 행하는 것을 특징으로 하는 패턴 측정 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 신호량에 따른 값(φ)은,
    φ＝b／a
    a: 패턴 상부로부터 방출되는 기준 신호량
    b: 측정 신호량
    에 의거하여 산출되는 것을 특징으로 하는 패턴 측정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 높이 정보는,
    H＝L·sinθ／2tanθ
    H: 높이 정보
    L: 하나의 패턴과 다른 패턴 사이의 폭
    θ: 검출기의 형상 및 위치에 따라 변화하는 값
    φ: 신호량에 따른 값
    에 의거하여 산출되는 것을 특징으로 하는 패턴 측정 방법.
  5. 웨이퍼에 빔을 조사하도록 구성되고, 그것에 의해 웨이퍼로부터의 신호에 따른 출력을 발생하는 빔 조사 서브시스템과, 컴퓨터 서브시스템을 구비한 패턴 측정 툴로서,
    컴퓨터 서브시스템은,
    패턴 측정 툴을 이용하여 웨이퍼에 빔 조사함으로써 얻어지는 신호를 수취하고,
    신호의 수취에 의거하여, 상기 웨이퍼 위에 형성된 하나의 패턴과 다른 패턴 사이의 폭의 측정과, 하나의 패턴과 다른 패턴 사이의 신호량에 따른 값의 특정을 행하고,
    상기 측정된 패턴간의 폭과, 상기 하나의 패턴과 다른 패턴 사이의 신호량에 따른 값에 의거하여, 상기 하나의 패턴과 다른 패턴 사이의 부분으로부터, 패턴 상부까지의 높이 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 패턴 측정 툴.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 컴퓨터 시스템은, 상기 신호의 수취에 의거하여, 상기 하나의 패턴과 다른 패턴 사이로부터 방출된 신호량을 측정하고, 당해 측정 신호량과 기준 신호량과의 비교에 의거하여, 상기 높이 정보의 산출을 행하는 것을 특징으로 하는 패턴 측정 툴.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 컴퓨터 시스템은, 상기 신호량에 따른 값(φ)을,
    φ＝b／a
    a: 패턴 상부로부터 방출되는 기준 신호량
    b: 측정 신호량
    에 의거하여 산출하는 것을 특징으로 하는 패턴 측정 툴.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 컴퓨터 시스템은, 상기 높이 정보를,
    H＝L·sinθ／2tanθ
    H: 높이 정보
    L: 하나의 패턴과 다른 패턴 사이의 폭
    θ: 검출기의 형상 및 위치에 따라 변화하는 값
    φ: 신호량에 따른 값
    에 의거하여 산출하는 것을 특징으로 하는 패턴 측정 툴.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 θ를 기억하는 기억 매체를 구비하고,
    당해 기억 매체에는, 상기 빔 조사 서브시스템의 장치 조건에 따른 상기 θ가 기억되어 있는 것을 특징으로 하는 패턴 측정 툴.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 θ를 기억하는 기억 매체를 구비하고,
    상기 컴퓨터 시스템은, 기지(旣知)의 높이를 가지는 패턴에의 상기 빔의 조사에 의해 얻어지는 신호에 의거하여, 상기 기지의 높이를 가지는 패턴의 에지를 기점으로 한 그림자의 길이를 측정하는 것을 특징으로 하는 패턴 측정 툴.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 컴퓨터 시스템은,
    θ＝tan-1(l／h)
    l: 그림자의 길이
    h: 기지의 패턴 높이
    에 의거하여, 상기 θ를 산출하는 것을 특징으로 하는 패턴 측정 툴.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 θ를 기억하는 기억 매체를 구비하고,
    상기 컴퓨터 시스템은, 기지의 경사각을 가지는 패턴에의 상기 빔의 조사에 의해 얻어지는 신호에 의거하여, 상기 패턴의 에지를 기점으로 한 그림자의 길이를 측정하는 것을 특징으로 하는 패턴 측정 툴.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 컴퓨터 시스템은,
    θ＝tan-1(d／l)
    d: 기지의 경사각을 가지는 패턴의 그림자의 단부(端部)의 깊이
    l: 그림자의 길이
    에 의거하여, 앙각(θ)을 산출하는 것을 특징으로 하는 패턴 측정 툴.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 기지의 경사각을 가지는 패턴은 피라미드 형상인 것을 특징으로 하는 패턴 측정 툴.
  15. 제5항에 있어서,
    상기 빔 조사 서브시스템은, 상기 웨이퍼를 탑재하기 위한 스테이지를 구비하고, 당해 스테이지 위에는, 기지의 높이, 혹은 기지의 경사각을 가지는 패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 패턴 측정 툴.
  16. 웨이퍼 위에 형성된 패턴 측정을 위한 컴퓨터에서 실현되는 방법을 실행하기 위해, 패턴 측정 툴의 컴퓨터 시스템상에서 실행 가능한 프로그램 명령을 기억하는 비일시적인 컴퓨터 가독 매체로서,
    컴퓨터에 의해 실현되는 방법은,
    패턴 측정 툴을 이용하여 웨이퍼에 빔 조사함으로써 얻어지는 신호를 수취하고,
    신호의 수취에 의거하여, 상기 웨이퍼 위에 형성된 하나의 패턴과 다른 패턴 사이의 폭의 측정과, 하나의 패턴과 다른 패턴 사이의 신호량에 따른 값의 특정을 행하고,
    상기 측정된 패턴간의 폭과, 상기 하나의 패턴과 다른 패턴 사이의 신호량에 따른 값에 의거하여, 상기 하나의 패턴과 다른 패턴 사이의 부분으로부터, 패턴 상부까지의 높이 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 프로그램 명령을 기억하는 비일시적인 컴퓨터 가독 매체.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 신호의 수취에 의거하여, 상기 하나의 패턴과 다른 패턴 사이로부터 방출된 신호량을 측정하고, 당해 측정 신호량과 기준 신호량과의 비교에 의거하여, 상기 높이 정보의 산출을 행하는 것을 특징으로 하는 프로그램 명령을 기억하는 비일시적인 컴퓨터 가독 매체.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 신호량에 따른 값(φ)은,
    φ＝b／a
    a: 패턴 상부로부터 방출되는 기준 신호량
    b: 측정 신호량
    에 의거하여 산출되는 것을 특징으로 하는 프로그램 명령을 기억하는 비일시적인 컴퓨터 가독 매체.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 높이 정보는,
    H＝L·sinθ／2tanθ
    H: 높이 정보
    L: 하나의 패턴과 다른 패턴 사이의 폭
    θ: 검출기의 형상 및 위치에 따라 변화하는 값
    φ: 신호량에 따른 값
    에 의거하여 산출되는 것을 특징으로 하는 프로그램 명령을 기억하는 비일시적인 컴퓨터 가독 매체.
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