(57)【要約】【課題】ステージ傾斜角測定用のセンサーや校正サンプルを使用することなく、正確な傾斜角度を取得する。【解決手段】走査型電子顕微鏡１は、設計データに基づいて作成される試料であって、設計データにおいて距離計測の基準となる特徴点が直交する２方向に分布したパターンが形成される試料を撮像し（ステップＳＴ２）、撮像した現在視野画像中の傾斜方向と直交する方向に配置された特徴点間の距離と、当該特徴点間の設計データ上の距離とに基づいて、現在視野画像の倍率変化を求め（ステップＳＴ５）、前記現在視野画像中で傾斜方向に沿って配置される特徴点間の距離と、当該特徴点間の設計データ上の距離と、前記画像の倍率変化とに基づいて前記傾斜角を求める（ステップＳＴ６）。【選択図】図３
2011150840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料に対して所定の角度だけ傾斜した方向から電子線を照射して、この電子線の照射によって前記試料から発生する２次電子又は反射電子を検出して画像を取得するに際して前記電子線と試料との角度を測定する走査型電子顕微鏡の傾斜角度測定方法において、
設計データに基づいて作成される試料であって、設計データにおいて距離計測の基準となる特徴点が直交する２方向に分布したパターンが形成される試料を撮像し、
撮像した現在視野画像中の傾斜方向と直交する方向に配置された特徴点間の距離と、当該特徴点間の設計データ上の距離とに基づいて、現在視野画像の倍率変化を求め、
前記現在視野画像中で傾斜方向に沿って配置される特徴点間の距離と、当該特徴点間の設計データ上の距離と、前記画像の倍率変化とに基づいて前記傾斜角を求めることを特徴とする走査型電子顕微鏡における傾斜角測定方法。
【請求項２】
前記試料に作成されるパターンは繰り返し現れる模様であり、前記特徴点として前記模様の端縁を選択し、隣接する２つの模様の端縁の間隔寸法を前記特徴点間の距離とすることを特徴とする請求項１に記載の走査型電子顕微鏡における傾斜角測定方法。
【請求項３】
前記走査型電子顕微鏡は、傾斜動作可能な試料台を備え、前記試料台を傾斜させて試料に対して傾斜方向から電子線を照射することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の走査型電子顕微鏡における傾斜角測定方法。
【請求項４】
前記走査型電子顕微鏡は電子線を傾斜方向から試料に照射する電子線傾斜手段を備え、前記電子線傾斜手段を動作させて試料に対して傾斜方向から電子線を照射することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の走査型電子顕微鏡における傾斜角測定方法。
【請求項５】
試料に対して所定の角度だけ傾斜した方向から電子線を照射して、この電子線の照射によって前記試料から発生する２次電子又は反射電子を検出して画像を取得する走査型電子顕微鏡において、
設計データに基づいて作成され、前記設計データにおいて距離計測の基準となる特徴点が直交する２方向に分布したパターンが形成される試料を撮像した現在視野画像中の傾斜方向と直交する方向に配置された特徴点間の距離と、当該特徴点間の設計データ上の距離とに基づいて、現在視野画像の倍率変化を求める倍率変化取得手段と、
前記現在視野画像中で傾斜方向に沿って配置される特徴点間の距離と、当該特徴点間の設計データ上の距離と、前記画像の倍率変化とに基づいて前記傾斜角を求める傾斜角算出手段と、を備えることを特徴とする走査型電子顕微鏡。
【請求項６】
前記試料に作成されるパターンは繰り返し現れる模様であり、前記特徴点として前記模様の端縁を選択し、隣接する２つの模様の端縁の間隔寸法を前記特徴点間の距離とすることを特徴とする請求項５に記載の走査型電子顕微鏡。
【請求項７】
傾斜動作可能な試料台を備え、前記試料台を傾斜させて試料に対して傾斜方向から電子線を照射することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の走査型電子顕微鏡。
【請求項８】
電子線を傾斜方向から試料に照射する電子線傾斜手段を備え、前記電子線傾斜手段を動作させて試料に対して傾斜方向から電子線を照射することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の走査型電子顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は走査型電子顕微鏡における傾斜角度測定方法及び走査型電子顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の観察方法の１つとして、試料を斜めから観察することがある。このように試料を斜めから観察して得た画像と他の方向からの画像とを用いて試料の立体情報を得ることができる。このような観察を行うには、試料を載置したステージを傾斜させ電子線を電子光軸に沿って観察する方法及び電子ビームを傾斜させて試料に照射して観察する方法がある。
【０００３】
特許文献１には、電子線を放射する電子線源と、電子線を試料に照射する電子光学系と、試料を保持する試料ホルダと、試料ホルダと照射電子線とを相対的に傾斜させる試料傾斜部と、試料から出射される電子線を検出する電子線検出部と、試料ホルダと照射電子線とを相対的に傾斜させた際のステレオの検出データを所定の関係にデータ修正するデータ修正部とを備えているものが記載されている。
【０００４】
特許文献２には、試料傾斜時における観察対象領域の位置ずれの補正を精密かつ自動的に行うことができるようにするため、試料傾斜時に発生する観察対象領域の位置ずれの補正信号を生成するための手段を試料移動機構制御手段に配備し、試料移動機構は、この位置補正信号を受けて動作し、観察対象領域が試料傾斜前の空間位置に戻るように試料位置を補正するものが記載されている。
【０００５】
特許文献３には、形状既知の試料に収束電子線を照射し、前記試料表面から放出される電子を検出し、前記検出した電子の強度を画像化した画像を用い、前記形状既知の試料の画像上での幾何学的な変形をもとに収束電子線の入射方向を推定し、この推定した集束電子線の入射方向の情報を用いて観察対象試料のＳＥＭ画像から観察対象試料の３次元形状又は断面形状を求めるようにしたものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２７０１２６公報
【特許文献２】特開平８−１０６８７３号公報
【特許文献３】特開２００５−１８３３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで従来上述した傾斜角度の正確な値を得にくいという問題があり、不正確な角度のまま観察を行ってしまうことがある。これに対処するため、ステージを傾斜させて電子線を試料に対して傾斜させる場合には、ステージの傾斜角を測定するセンサーを配置することが行われる。しかし、このような場合には、センサーを追加しなければならない他、センサーの制御系の安定性を担保しなければならず、必ずしも正確な測定が行なえないという問題がある。
【０００８】
また、電子ビームを傾斜させて入射させる場合には、校正サンプルを撮像し、得られた画像から傾斜角を測定するなどの対策がとられてきた（特許文献３参照）。しかし、この方法では、制御系の安定度や試料の帯電による影響などを加味することができず、得られる値が正確ではない場合がある。
【０００９】
これらのように得られる傾斜の値が正確でないと、試料の立体情報が不正確となり、例えばバンプの高さ寸法や、ホールの深さ寸法等を正確に計測することができなくなる。このような傾向は試料のパターンが小さくなるほど顕著となる。
【００１０】
そこで本発明は、ステージ傾斜角測定用のセンサーや校正サンプルを使用することなく、正確な傾斜角度を取得することができる走査型電子顕微鏡における傾斜角度測定方法及び走査型電子顕微鏡を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明は、試料に対して所定の角度だけ傾斜した方向から電子線を照射して、この電子線の照射によって前記試料から発生する２次電子又は反射電子を検出して画像を取得するに際して前記電子線と試料との角度を測定する走査型電子顕微鏡の傾斜角度測定方法において、設計データに基づいて作成される試料であって、設計データにおいて距離計測の基準となる特徴点が直交する２方向に分布したパターンが形成される試料を撮像し、撮像した現在視野画像中の傾斜方向と直交する方向に配置された特徴点間の距離と、当該特徴点間の設計データ上の距離とに基づいて、現在視野画像の倍率変化を求め、前記現在視野画像中で傾斜方向に沿って配置される特徴点間の距離と、当該特徴点間の設計データ上の距離と、前記画像の倍率変化とに基づいて前記傾斜角を求めることを特徴とする走査型電子顕微鏡における傾斜角測定方法である。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１に記載の走査型電子顕微鏡における傾斜角測定方法において、前記試料に作成されるパターンは繰り返し現れる模様であり、前記特徴点として前記模様の端縁を選択し、隣接する２つの模様の端縁の間隔寸法を前記特徴点間の距離とすることを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の走査型電子顕微鏡における傾斜角測定方法において、前記走査型電子顕微鏡は、傾斜動作可能な試料台を備え、前記試料台を傾斜させて試料に対して傾斜方向から電子線を照射することを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１又は請求項２に記載の走査型電子顕微鏡における傾斜角測定方法において、前記走査型電子顕微鏡は電子線を傾斜方向から試料に照射する電子線傾斜手段を備え、前記電子線傾斜手段を動作させて試料に対して傾斜方向から電子線を照射することを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明は、試料に対して所定の角度だけ傾斜した方向から電子線を照射して、この電子線の照射によって前記試料から発生する２次電子又は反射電子を検出して画像を取得する走査型電子顕微鏡において、設計データに基づいて作成され、前記設計データにおいて距離計測の基準となる特徴点が直交する２方向に分布したパターンが形成される試料を撮像した現在視野画像中の傾斜方向と直交する方向に配置された特徴点間の距離と、当該特徴点間の設計データ上の距離とに基づいて、現在視野画像の倍率変化を求める倍率変化取得手段と、前記現在視野画像中で傾斜方向に沿って配置される特徴点間の距離と、当該特徴点間の設計データ上の距離と、前記画像の倍率変化とに基づいて前記傾斜角を求める傾斜角算出手段と、を備えることを特徴とする走査型電子顕微鏡である。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項５に記載の走査型電子顕微鏡において、前記試料に作成されるパターンは繰り返し現れる模様であり、前記特徴点として前記模様の端縁を選択し、隣接する２つの模様の端縁の間隔寸法を前記特徴点間の距離とすることを特徴とする。
【００１７】
請求項７の発明は、請求項５又は請求項６に記載の走査型電子顕微鏡において、傾斜動作可能な試料台を備え、前記試料台を傾斜させて試料に対して傾斜方向から電子線を照射することを特徴とする。
【００１８】
請求項８の発明は、請求項５又は請求項６に記載の走査型電子顕微鏡において、電子線を傾斜方向から試料に照射する電子線傾斜手段を備え、前記電子線傾斜手段を動作させて試料に対して傾斜方向から電子線を照射することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、設計データに基づいて作成される試料であって、設計データにおいて距離計測の基準となる特徴点が直交する２方向に分布したパターンが形成される試料を撮像し、撮像した現在視野画像中の傾斜方向と直交する方向に配置された特徴点間の距離と、当該特徴点間の設計データ上の距離とに基づいて、現在視野画像の倍率変化を求め、前記現在視野画像中で傾斜方向に沿って配置される特徴点間の距離と、当該特徴点間の設計データ上の距離と、前記画像の倍率変化とに基づいて前記傾斜角を求めるので、傾斜センサーや構成サンプルを使用することなく試料観察時における試料に対する電子線の傾斜角度を正確に取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例に係る走査型電子顕微鏡の顕微鏡本体の一例を示す模式図である。
【図２】走査型電子顕微鏡の制御系を示すブロック図である。
【図３】走査型電子顕微鏡の傾斜角度測定手順を示すフローチャートである。
【図４】（ａ）は走査型電子顕微鏡で取得した垂直入射画像を示す模式図、（ｂ）は（ａ）中のＢ−Ｂ線に相当する試料の断面図を示す模式図である
【図５】走査型電子顕微鏡で取得した傾斜画像を示す模式図である。
【図６】倍率の変化量を求める処理を示す模式図である。
【図７】試料と画像とを対照するものであり、（ａ）は垂直照射の場合を示す模式図、（ｂ）は傾斜照射の場合を示す模式図である。
【図８】傾斜角度を求める傾斜画像と設計データ比較状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係る走査型電子顕微鏡における傾斜角測定方法は、試料に対して所定の角度だけ傾斜した方向から電子線を照射して、この電子線の照射によって前記試料から発生する２次電子又は反射電子を検出して画像を取得するに際して前記電子線と試料との角度を測定する走査型電子顕微鏡の傾斜角度測定方法において、設計データに基づいて作成される試料であって、設計データにおいて距離計測の基準となる特徴点が直交する２方向に分布したパターンが形成される試料を撮像し、撮像した現在視野画像中の傾斜方向と直交する方向に配置された特徴点間の距離と、当該特徴点間の設計データ上の距離とに基づいて、現在視野画像の倍率変化を求め、前記現在視野画像中で傾斜方向に沿って配置される特徴点間の距離と、当該特徴点間の設計データ上の距離と、前記画像の倍率変化とに基づいて前記傾斜角を求めるものである。
【００２２】
また、本発明に係る走査型電子顕微鏡における傾斜角測定方法は、前記試料に作成されるパターンは繰り返し現れる模様であり、前記特徴点として前記模様の端縁を選択し、隣接する２つの模様の端縁の間隔寸法を前記特徴点間の距離とすることができる。
【００２３】
また、本発明に係る走査型電子顕微鏡における傾斜角測定方法は、前記走査型電子顕微鏡は、傾斜動作可能な試料台を備え、前記試料台を傾斜させて試料に対して傾斜方向から電子線を照射するものとできる。
【００２４】
また、本発明に係る走査型電子顕微鏡における傾斜角測定方法は、前記走査型電子顕微鏡は電子線を傾斜方向から試料に照射する電子線傾斜手段を備え、前記電子線傾斜手段を動作させて試料に対して傾斜方向から電子線を照射するものとできる。
【００２５】
また、本発明に係る走査型電子顕微鏡は、試料に対して所定の角度だけ傾斜した方向から電子線を照射して、この電子線の照射によって前記試料から発生する２次電子又は反射電子を検出して画像を取得する走査型電子顕微鏡において、設計データに基づいて作成され、前記設計データにおいて距離計測の基準となる特徴点が直交する２方向に分布したパターンが形成される試料を撮像した現在視野画像中の傾斜方向と直交する方向に配置された特徴点間の距離と、当該特徴点間の設計データ上の距離とに基づいて、現在視野画像の倍率変化を求める倍率変化取得手段と、前記現在視野画像中で傾斜方向に沿って配置される特徴点間の距離と、当該特徴点間の設計データ上の距離と、前記画像の倍率変化とに基づいて前記傾斜角を求める傾斜角算出手段と、を備えるものである。
【００２６】
また、本発明に係る走査型電子顕微鏡は、前記試料に作成されるパターンは繰り返し現れる模様であり、前記特徴点として前記模様の端縁を選択し、隣接する２つの模様の端縁の間隔寸法を前記特徴点間の距離とすることができる。
【００２７】
さらに、本発明に係る走査型電子顕微鏡は、傾斜動作可能な試料台を備え、前記試料台を傾斜させて試料に対して傾斜方向から電子線を照射するものとできる。
【００２８】
そして、本発明に係る走査型電子顕微鏡は、電子線を傾斜方向から試料に照射する電子線傾斜手段を備え、前記電子線傾斜手段を動作させて試料に対して傾斜方向から電子線を照射するものとできる。
【実施例】
【００２９】
以下本発明の実施例に係る走査型電子顕微鏡について説明する。図１は実施例に係る走査型電子顕微鏡の顕微鏡本体の一例を示す模式図、図２は走査型電子顕微鏡の制御系を示すブロック図である。である。走査型電子顕微鏡１の顕微鏡本体１０は、図１に示すように、鏡筒１１内上部の電子線源１２から発生した電子線１３を、アライメントコイル１４（走査手段）、スティグコイル１５（第２走査補正手段）で補正し、対物レンズコイル１６（収束手段）でフォーカスを調整し、試料室１７に配置された試料１８に走査する。試料１８から発生する二次電子、反射電子などの荷電粒子１９は検出器２０で検出され、モニター等の画像表示手段２２（図２参照）で試料像を表示される。
【００３０】
本例では、設計データに基づいて作成される試料であって、設計データにおいて距離計測の基準となる特徴点が直交する２方向に分布したパターンが形成される試料、例えば集積回路のパターンが形成されたシリコンウエハーや、パターン形成用のマスクが試料として好適である。特徴点としてはパターンの特徴部分、例えばパターンの端縁部などを利用することができる。
【００３１】
本発明においては、走査型電子顕微鏡１は、図２に示すように、従来の走査型電子顕微鏡が備えるオートフォーカス装置２１、液晶表示装置等の画像表示手段２２及びキーボード、マウス等の入力手段２３、顕微鏡本体１０のアライメントコイル１４、スティグコイル１５を制御して電子線を傾斜させて試料に入射させる電子線傾斜制御部２４を備える他、顕微鏡本体１０内に配置される試料１８の設計データが入力格納されている設計データ格納部２５、顕微鏡本体１０で取得した画像データと設計データ格納部２５が格納している試料の設計データから傾斜角を算出する傾斜算出手段２６を備えている。ここで、オートフォーカス装置２１、設計データ格納部２５、傾斜算出手段２６は、ＣＰＵ、ＨＤＤ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ装置等を備えたコンピュータとして構成でき、このコンピュータに本発明に係るコンピュータプログラムを格納した記録媒体例えばＣＤ−ＲＯＭを収納して、所定の手法で実行することにより走査型電子顕微鏡１の各装置１２，１４，１５、１６の制御、オートフォーカス装置２１，傾斜算出手段２６における処理機能を実現する。
【００３２】
本実施例では上記構成により、以下の手順で傾斜角度を測定する。図３は実施例に係る走査型電子顕微鏡の傾斜角度測定手順を示すフローチャートである。まず、電子線を傾斜させず、即ち垂直入射させて撮像を行い現在視野における画像（垂直画像）を取得しこれに基づいて撮像する個所の位置合せを行う（ステップＳＴ１）。次いで得られた画像に基づいて設計データ格納部２５から当該個所の設計データを取得する。そして、電子線傾斜制御部２４でのアライメントコイル１４、スティグコイル１５を制御して電子線を傾斜させ（ステップＳＴ３）撮像を実行し、傾斜画像を取得する（ステップＳＴ４）。
【００３３】
次に傾斜算出手段２６によって、前記設計データ及び前記傾斜画像に基づいて電子線傾斜に起因する画像の変化（倍率）を算出する（ステップＳＴ５）。そして、前記設計データ、傾斜画像及び前記倍率に基づいて傾斜角度（θ）を算出する。
【００３４】
以下傾斜角度算出の詳細について説明する。図４（ａ）は走査型電子顕微鏡で取得した傾斜画像を示す模式図、図４（ｂ）は図４(ａ)中のＢ−Ｂ船に相当する断面図である。試料３０は、基板３１上に縦方向（Ｙ）及びこれに直交する横方向（Ｘ）に規則的な繰り返しパターン３２が形成されている。本実施例に係る走査型電子顕微鏡１は試料３０のうち、このような繰り返しパターン３２が現れる個所を撮像することにより電子線の傾斜角度を測定する。ここで、この試料３０は、設計データに基づいて作成されたものであり、設計データでは、各パターンのピッチ寸法、即ち縦ピッチ寸法（図４（ａ）中Ｐｙに相当）及び横ピッチ寸法（同ｘに相当）が与えられ、前記設計データ格納部２５に格納されている。また、図４中パターン３２は凸部として立体的に形成されており、パターン３２には、図４（ｂ）に示すように、底面周縁３２ａ、頂面周縁３２ｂが現れている。なお、設計データと実際に作成された試料とではパターンの寸法（例えばパターン自体のｘ，ｙ方向の寸法（Ｄｘ，ＤＹ））が一致しない場合がある。しかし、ピッチ寸法については設計データと試料とは一致することになる。
【００３５】
ここで、撮像したい角度にステージもしくは電子ビームを傾斜させる状態で、ステージ制御の精度誤差もしくは電子ビームの電気的誤差により、指定の傾斜角度からずれが生じている。
【００３６】
そこで、本例では、まず傾斜画像と設計データとに基づいて取得された画像の倍率を算出する。得られた傾斜画像は画像全体の倍率の変化と、傾斜に起因する縦横の倍率の相違とにより、垂直入射時の画像に比して、傾斜方向に縮んだ状態に画像が一様に変化してしまうからである。
【００３７】
図５は走査型電子顕微鏡で取得した傾斜画像を示す模式図である。試料３０の傾斜画像４０にはパターン像４２が表示され、パターン像４２は底面周縁像４２ａ及び頂面周縁像４２ｂを備えている。ここで、傾斜方向に垂直な方向の倍率誤差をＭａｇＶとすると、傾斜方向に沿う方向の誤差（ＭａｇＨ）は、
ＭａｇＶ＊傾斜誤差  …式１
となる。まず、この倍率誤差（ＭａｇＶ）を求める。
【００３８】
図６は倍率の変化量を求める処理を示す模式図、図７は試料と画像とを対照するものであり、（ａ）は垂直照射の場合を示す模式図、（ｂ）は傾斜照射の場合を示す模式図、図８は傾斜角度を求める傾斜画像と設計データ比較状態を示す模式図である。ここで、設計データ５０にはパターン５２が配置されている。この処理では、傾斜画像４０（図６（ａ））と設計データ５０（図６（ｂ））とを比較する（図６（ｃ））。そして、傾斜に垂直な方向のピッチＰｙにおいて、傾斜画像の値と、このパターンを示す設計データの値との比率が像全体に対する倍率の変化量となる。
【００３９】
傾斜画像の幅をＢＶＳ、設計データの幅をＢＶＣ、倍率の変化量（傾斜方向に垂直な誤差）をＭａｇＶとすると、倍率の変化量は以下のように求められる。図６中傾斜画像の傾斜方向に対して垂直な方向のピッチＰｙはＢＶＳ１、水平方向のピッチＰｘはＢＨＳ１となる。これに対応する設計データ５０におけるパターン５２のピッチＰｙ、Ｐｘは、それぞれＢＶＣ１、ＢＨＣ１となる。
【００４０】
すると、
ＢＶＳ＝倍率誤差（ＭａｇＶ）＊ＢＶＣ  …式２
であるから、
倍率誤差は、前記式１と、式２とから、
倍率誤差（ＭａｇＶ）＝ＢＶＳ／ＢＶＣ  …式３
として求まる。
【００４１】
次に求まった倍率誤差と傾斜画像及び設計データとに基づいて傾斜角度（θ）を算出する。走査型電子顕微鏡で得られる画像は、平行投影で得られたものであるため、図７に示すように、傾斜画像は傾斜方向に対して垂直画像に比して一様な縮みが発生している。
【００４２】
ここで、傾斜に沿う方向（図中左右方向）についてみると、パターン３２の垂直画像６０でのパターン像６２の間隔（ピッチ）はＷ（図７（ａ）参照）、傾斜画像４０でのパターン像４２のピッチはＷｄ（図８（ｂ）参照）であり、試料を傾けた分だけピッチ間の寸法は均等に小さくなる。なお、図７中、では図示し易くするため、間に１つパターンを挟んだ２つのパターン間の距離Ｗ，Ｗｄを示している。また、パターン像６２は底面周縁像６２ａ、頂面周縁像６２ｂを備えている。
【００４３】
例えば、指定された傾斜が５度で実際の傾斜が４度だった場合、垂直入射での幅をＢ０とすると、指定傾斜での幅寸法をＢ５、真の傾斜での幅をＢ４は以下のようになる。
Ｂ５＝Ｂ０＊ｃｏｓ（５）
Ｂ４＝Ｂ０＊ｃｏｓ（４）
また、５度、４度での誤差を、それぞれＭａｇ５、Ｍａｇ４とすると、以下のような値となる。
Ｍａｇ５＝Ｂ５／Ｂ０＊１００＝９９．６２（％）
Ｍａｇ４＝Ｂ４／Ｂ０＊１００＝９９．７６（％）
結果、４度と５度の場合で０．１％程度の違いしかない。そのため、計測する幅にはある程度大きな距離が必要となる。
【００４４】
そして、傾斜画像と設計データとに基づいて傾斜方向に平行（Ｘ方向）の幅寸法を求める。この処理では、この幅寸法が一致する設計データの倍率が像全体に対する倍率の変化量と傾斜方向に対する縦横比の変化量を乗算したものとなる。この処理では、この縦横比の変化量から傾斜角を求める。
【００４５】
傾斜算出手段２６は、傾斜ＳＥＭ像から寸法ＢＨＳを取得し、設計データ格納部２５から設計データから幅寸法ＢＨＣを取得し、傾斜に起因する誤差をＭａｇＨとし、以下の計算でＭａｇＨを求める。
【００４６】
即ち、ＢＨＳ＝ＭａｇＨ＊ＢＨＣ  …式４
であるから、
ＭａｇＨ＝ＢＨＳ／ＢＨＣ  …式５
となり、
傾斜角（θ）は以下の計算で求まる。
【００４７】
ＭａｇＨ＝ＭａｇＶ＊ｃｏｓ（θ）  …式６
ｃｏｓ（θ）＝ＭａｇＨ／ＭａｇＶ  …式７
であるから、
θ＝ａｒｃｃｏｓ（ＭａｇＨ／ＭａｇＶ）  …式８
として求めることができる。
【００４８】
以上のように本発明によれば、傾斜センサーや構成サンプルを使用することなく試料観察時における試料に対する電子線の傾斜角度を正確に取得することができ、得られた傾斜角度の値に基づいて立体情報の処理及び評価、各種制御電圧の制御等様々な処理に使用することができる。また、本例に係る走査型電子顕微鏡における処理は簡単な計算であるため簡単な装置で高速に処理することができ、コストの上昇や処理の遅延を招くこともない。
【００４９】
なお、上記例では電子線を傾斜させて試料に入射して撮像する場合について説明したが、本発明は、試料を載置したステージを傾斜させる構成を備える走査型電子顕微鏡にも同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１  走査型電子顕微鏡
１０  顕微鏡本体
１１  鏡筒
１２  電子線源
１３  電子線
１４  アライメントコイル
１５  スティグコイル
１６  対物レンズコイル
１７  試料室
１８  試料
１９  荷電粒子
２０  検出器
２１  オートフォーカス装置
２２  画像表示手段
２３  入力手段
２４  電子線傾斜制御部
２５  設計データ格納部
２６  傾斜算出手段
３０  試料
３１  基板
３２  パターン
３２ａ  底面周縁
３２ｂ  頂面周縁
４０  傾斜画像
４２  パターン像
４２ａ  底面周縁像
４２ｂ  頂面周縁像
５０  設計データ
５２  パターン
５２ａ  底面周縁像
５２ｂ  頂面周縁像
６０  垂直画像
６２  パターン像
６２ａ  底面周縁像
６２ｂ  頂面周縁像
【図１】
2011150840.tif 000003
【図２】
2011150840.tif 000004
【図３】
2011150840.tif 000005
【図４】
2011150840.tif 000006
【図５】
2011150840.tif 000007
【図６】
2011150840.tif 000008
【図７】
2011150840.tif 000009
【図８】
2011150840.tif 000010