(57)【要約】【課題】高精度にパターンの位置を計測すること。【解決手段】パターン計測装置は、走査制御部と、集束制御部と、ステージと、検出部と、信号処理部と、計測部と、を含む。走査制御部は、電子線の走査方向を制御する。集束制御部は、電子線の集束位置を制御する。ステージは、パターンが設けられた基板を載置する。検出部は、パターンに照射された電子線による二次電子を検出する。信号処理部は、検出部で検出した信号を処理する。信号処理部は、第１信号と、第２信号と、から第３信号を求める。第１信号は、走査制御部により電子線を第１方向に走査して検出部で得た少なくとも１つの信号である。第２信号は、走査制御部により電子線を第１方向とは反対の第２方向に走査して検出部で得た少なくとも１つの信号である。第３信号は、電子線の走査方向に起因する信号の相違を抑制した少なくとも１つの信号である。計測部は、第３信号からパターンの位置を計測する。【選択図】図１
2015052573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線の走査方向を制御する走査制御部と、
前記電子線の集束位置を制御する集束制御部と、
パターンが設けられた基板を載置するステージと、
前記パターンに照射された前記電子線による二次電子を検出する検出部と、
前記検出部で検出した信号を処理する信号処理部であって、
前記走査制御部により前記電子線を第１方向に走査して前記検出部で得た少なくとも１つの第１信号と、前記走査制御部により前記電子線を前記第１方向とは反対の第２方向に走査して前記検出部で得た少なくとも１つの第２信号と、を平均して、前記電子線の走査方向に起因する信号の相違を抑制した少なくとも１つの第３信号を求める信号処理部と、
前記第３信号から前記パターンの位置を計測するとともに、前記第３信号から前記パターンの非対称性の度合いを求める計測部と、
を備えたパターン計測装置。
【請求項２】
電子線の走査方向を制御する走査制御部と、
前記電子線の集束位置を制御する集束制御部と、
パターンが設けられた基板を載置するステージと、
前記パターンに照射された前記電子線による二次電子を検出する検出部と、
前記検出部で検出した信号を処理する信号処理部であって、
前記走査制御部により前記電子線を第１方向に走査して前記検出部で得た少なくとも１つの第１信号と、前記走査制御部により前記電子線を前記第１方向とは反対の第２方向に走査して前記検出部で得た少なくとも１つの第２信号と、から前記電子線の走査方向に起因する信号の相違を抑制した少なくとも１つの第３信号を求める信号処理部と、
前記第３信号から前記パターンの位置を計測する計測部と、
を備えたパターン計測装置。
【請求項３】
前記第３信号は、前記第１信号と前記第２信号とを平均した信号である請求項１記載のパターン計測装置。
【請求項４】
前記計測部は、前記第３信号から前記パターンの非対称性の度合いを求める請求項２または３に記載のパターン計測装置。
【請求項５】
前記計測部は、信号強度についての複数の閾値を設定し、前記第３信号に対して前記複数の閾値による複数の中心位置を求め、前記複数の中心位置に基づき前記パターンの位置を求める請求項２〜４のいずれか１つに記載のパターン計測装置。
【請求項６】
前記画像処理部は、前記電子線の互いに異なる複数の照射条件によって得た複数の前記第１信号及び複数の前記第２信号から、複数の前記第３信号を求める請求項２〜５のいずれか１つに記載のパターン計測装置。
【請求項７】
電子線の走査方向を制御する走査制御部と、
前記電子線の集束位置を制御する集束制御部と、
パターンが設けられた基板を載置するステージと、
前記パターンに照射された前記電子線による二次電子を検出する検出部と、
前記検出部で検出した信号を処理する信号処理部であって、
電子線をパターンに照射して前記電子線による二次電子を検出し、検出した信号に基づき前記パターンの位置を計測するパターン計測方法であって、
電子線を第１方向に走査してパターンに照射することで得られる二次電子に基づく少なくとも１つの第１信号を得る工程と、
前記電子線を前記第１方向とは反対の第２方向に走査して前記パターンに照射することで得られる二次電子に基づく少なくとも１つの第２信号を得る工程と、
前記第１信号と前記第２信号とから、前記電子線の走査方向に起因する信号の相違を抑制した少なくとも１つの第３信号を求める工程と、
前記第３信号から前記パターンの位置を計測する工程と、
を備えたパターン計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、パターン計測装置及びパターン計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置等の製造において行われるリソグラフィ工程では、予めウェーハ等に形成されたパターン（例えば、重ね合わせ用マーク）を基準にして高精度な位置合わせを行い、上層のパターンを形成する。パターンの重ね合わせ精度は、製造される装置の特性に影響を与える。そこで、リソグラフィ工程を行った後、パターンの重ね合わせ誤差を計測し、リソグラフィ工程にフィードバックしている。
【０００３】
パターンの重ね合わせ誤差を計測するには、通常の回路パターンとは異なる寸法で形成された専用のパターンの位置を計測することで行われる。このようなパターンの計測において、光学顕微鏡よりも分解能が高い走査型電子顕微鏡を用いれば、より高精度な計測が可能になる。走査型電子顕微鏡を用いたパターンの計測においては、さらなる高精度化が重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１３／００３５８８８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の実施形態は、走査型電子顕微鏡で得た信号に基づき高精度にパターンの位置を計測するパターン計測装置及びパターン計測方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態に係るパターン計測装置は、走査制御部と、集束制御部と、ステージと、検出部と、信号処理部と、計測部と、を含む。
前記走査制御部は、電子線の走査方向を制御する。
前記集束制御部は、前記電子線の集束位置を制御する。
前記ステージは、パターンが設けられた基板を載置する。
前記検出部は、前記パターンに照射された前記電子線による二次電子を検出する。
前記信号処理部は、前記検出部で検出した信号を処理する。前記信号処理部は、第１信号と、第２信号と、から第３信号を求める。
前記第１信号は、前記走査制御部により前記電子線を第１方向に走査して前記検出部で得た少なくとも１つの信号である。
前記第２信号は、前記走査制御部により前記電子線を前記第１方向とは反対の第２方向に走査して前記検出部で得た少なくとも１つの信号である。
前記第３信号は、前記電子線の走査方向に起因する信号の相違を抑制した少なくとも１つの信号である。
前記計測部は、前記第３信号から前記パターンの位置を計測する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るパターン計測装置の構成を例示する模式図である。
【図２】図２（ａ）〜図２（ｄ）は、パターンの画像信号について例示する模式図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｄ）は、信号処理について例示する模式図である。
【図４】図４（ａ）及び図４（ｂ）は、パターン形状に基づく計測について例示する図である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｃ）は、変形したパターンによる信号処理について例示する模式図である。
【図６】図６は、パターンの位置の計測について例示する模式図である。
【図７】図７は、パターンの非対称性の度合いについて例示する図である。
【図８】図８は、第２の実施形態に係るパターン計測方法を例示するフローチャートである。
【図９】図９は、コンピュータのハードウェア構成を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るパターン計測装置の構成を例示する模式図である。
図１に表したように、本実施形態に係るパターン計測装置１１０は、走査制御部２２と、集束制御部２３と、ステージ１６と、検出部１５と、信号処理部３１と、計測部５１と、を備える。
【００１０】
本実施形態に係るパターン計測装置１１０は、走査型電子顕微鏡１０を構成する部分と、画像信号処理部２０を構成する部分と、を備える。走査制御部２２、集束制御部２３、ステージ１６及び検出部１５は、走査型電子顕微鏡１０に含まれる。信号処理部３１及び計測部５１は、画像信号処理部２０に含まれる。
【００１１】
走査型電子顕微鏡１０は、さらに、電子銃１１と、集束レンズ１２と、対物レンズ１３と、走査コイル１４と、を備える。電子銃１１は、タングステン等のフィラメントを備える。電子銃１１は、フィラメントから電子を放出する。
【００１２】
集束レンズ１２及び対物レンズ１３は、電子レンズである。集束レンズ１２は、電子銃１１から放出された電子を集束させる。対物レンズ１３は、集束レンズ１２で集束された電子をさらに集束させて、計測対象物上の所定位置に焦点を合わせる役目を果たす。走査コイル１４は、電子を所定の方向に走査させる。本実施形態では、電子を走査する所定の一方向を第１方向、第１方向とは反対の方向を第２方向ということにする。また、本実施形態では、電子の走査方向をｘ方向、電子の走査方向と直交する方向をｙ方向とする。
【００１３】
走査型電子顕微鏡１０は、各部を制御する装置制御部２１を備える。装置制御部２１は、コンピュータによって実現されていてもよい。装置制御部２１は、走査制御部２２、集束制御部２３及びステージ制御部２４を含む。
【００１４】
走査制御部２２は、電子線の走査方向を制御する。走査制御部２２は、走査コイル１４に流す電流を制御して、電子銃１１から放出される電子（電子線）の走査方向を制御する。集束制御部２３は、電子線の集束位置を制御する。集束制御部２３は、対物レンズ１３に流す電流を制御して、電子線の集束位置を制御する。
【００１５】
ステージ制御部２４は、ステージ１６の位置を制御する。ステージ１６には駆動機構（図示せず）が設けられる。駆動機構は、ステージ１６を、例えばｘ軸、ｙ軸及びｚ軸（ｘ軸及びｙ軸と直交する軸）に沿って駆動する機構である。ステージ制御部２４は、駆動機構に制御信号を与えてステージ１６のｘ、ｙ、ｚ軸の位置を制御する。
【００１６】
ステージ１６は、パターンが設けられたウェーハＷ等の基板を載置する。検出部１５は、パターンに照射された電子線による二次電子を検出する。検出部１５は、検出した二次電子の量に応じた電気信号を出力する。本実施形態に係るパターン計測装置１１０では、検出部１５は、後述する第１信号４１と、第２信号４２とを出力する。
【００１７】
信号処理部３１は、検出部１５から出力された第１信号４１及び第２信号４２を受けて、所定の信号処理を行う。第１信号４１は、走査制御部２２により電子線を第１方向に走査して検出部１５で得た少なくとも１つの信号である。第１信号４１は、電子線を第１方向に走査したときに得られる二次元画像信号の一部である。例えば、第１信号４１は、二次元画像信号のうち、ｘ方向の所定の１ラインにおける強度を表す信号である。
【００１８】
第２信号４２は、走査制御部２２により電子線を第１方向とは反対の第２方向に走査して検出部１５で得られた少なくとも１つの信号である。第２信号４２は、電子線を第２方向に走査したときに得られる二次元画像信号の一部である。例えば、第２信号４２は、二次元画像信号のうち、ｘ方向の所定の１ラインにおける強度を表す信号である。
【００１９】
第１信号４１及び第２信号４２は、それぞれ異なる電子の照射条件によって得た複数の信号であってもよい。例えば、電子の集束位置を複数設定し、各集束位置によって得た複数の第１信号４１と、複数の第２信号４２とを得るようにしてもよい。
【００２０】
信号処理部３１は、例えば、第１信号４１と、第２信号４２と、を平均した第３信号４３を求める。第３信号４３は、電子線の走査方向に起因する第１信号４１と第２信号４２との相違を抑制した少なくとも１つの信号である。複数の第１信号４１及び複数の第２信号４２から第３信号４３を求める場合には、複数の第３信号４３が求められる。
【００２１】
計測部５１は、信号処理部３１で求めた第３信号４３から、パターンの位置を計測する処理を行う。計測部５１は、第３信号４３から計測対象のパターンの中心位置の座標を求める。例えば、第３信号４３に対して所定のｙ方向の座標の閾値を設定し、その閾値と交差する第３信号のｘ方向の座標からパターンの中心位置のｘ座標を求める。計測部５１は、パターンの中心位置のｘ座標を位置計測値６１として出力する。
【００２２】
例えば、複数の第３信号４３が求められた場合、計測部５１は、複数の第３信号４３のそれぞれから得られたｘ座標の平均を求めて位置計測値６１としてもよい。
【００２３】
また、計測部５１は、第３信号４３から計測対象のパターンの非対称性の度合いを求めるようにしてもよい。計測部５１は、パターンの非対称性の度合いを、非対称性計測値６２として出力する。
【００２４】
本実施形態に係るパターン計測装置１１０では、電子線の走査方向に起因する検出部１５での検出信号の相違を抑制して、パターンの位置を高精度に計測することができるようになる。
【００２５】
次に、本実施形態に係るパターン計測装置１１０の動作について説明する。
先ず、走査型電子顕微鏡１０によってパターンの画像を取得する。パターン計測装置１１０では、走査制御部２２によって電子線の走査方向を制御し、互いに走査方向の異なる複数の画像を取得する。
【００２６】
図２（ａ）〜図２（ｄ）は、パターンの画像信号について例示する模式図である。
パターン計測装置１１０は、先ず、図２（ａ）に表したように、電子線を第１方向Ｄ１に走査してパターンＰに照射し、パターンＰの画像（第１画像Ｇ１）を取得する。図２（ｂ）には、第１画像Ｇ１の所定の１ラインにおける信号の強度が表される。
【００２７】
次に、パターン計測装置１１０は、図２（ｃ）に表したように、電子線を第１方向Ｄ１とは反対の第２方向Ｄ２に走査してパターンＰに照射し、パターンＰの画像（第２画像Ｇ２）を取得する。図２（ｄ）には、第２画像Ｇ２の所定の１ラインにおける信号の強度が表される。
【００２８】
走査型電子顕微鏡１０において電子線を走査して第１画像Ｇ１及び第２画像Ｇ２を取得する場合、電子線の走査方向（第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２）に起因した帯電の影響が発生する。帯電の影響は、第１画像Ｇ１及び第２画像Ｇ２に、実際のパターンＰには存在しない歪として現れる。
【００２９】
例えば、図２（ａ）に表した第１画像Ｇ１では、パターンＰの第１方向Ｄ１の下手側が上手側に比べて明るく表示される。図２（ｂ）に表したように、第１画像Ｇ１の所定の１ライン分の信号の強度（第１信号ＳＧ４１）では、パターンＰの右側の一部で強度が高くなっている。
【００３０】
また、図２（ｃ）に表した第２画像Ｇ２では、パターンＰの第２方向Ｄ２の下手側が上手側に比べて明るく表示される。図２（ｄ）に表したように、第２画像Ｇ２の所定の１ライン分の信号の強度（第２信号ＳＧ４２）では、パターンＰの左側の一部で強度が高くなっている。
【００３１】
すなわち、電子線の走査方向が１８０°異なると、図２（ａ）及び図２（ｂ）に表した第１画像Ｇ１及び第２画像Ｇ２のように、互いの画像の歪が反転して現れることになる。
【００３２】
次に、パターン計測装置１１０の信号処理部３１は、第１信号ＳＧ４１及び第２信号ＳＧ４２を処理して第３信号を求める。
図３（ａ）〜図３（ｄ）は、信号処理について例示する模式図である。
図３（ａ）には第１信号ＳＧ４１が表され、図３（ｂ）には第２信号ＳＧ４２が表される。
【００３３】
信号処理部３１は、例えば、第１信号ＳＧ４１と第２信号ＳＧ４２との平均を求めて第３信号を生成する。図３（ｃ）には、第３信号Ｇ４３が表される。第３信号Ｇ４３は、図３（ａ）に表した第１信号ＳＧ４１と、図３（ｂ）に表した第２信号ＳＧ４２と、を平均した信号である。第３信号ＳＧ４３では、第１信号ＳＧ４１及び第２信号ＳＧ４２に含まれる電子線の走査方向に起因した歪が抑制される。
【００３４】
すなわち、電子線の走査方向が互いに１８０°異なる第１信号ＳＧ４１及び第２信号ＳＧ４２は、パターンＰを中心としてほぼ線対称に現れる。この原理を利用して、第１信号ＳＧ４１及び第２信号ＳＧ４２の平均を求めると、第１信号ＳＧ４１及び第２信号ＳＧ４２の非対称な箇所が分散することになる。これにより、電子線の走査方向に起因する歪を抑制する。
【００３５】
なお、信号処理部３１は、第１信号ＳＧ４１と第２信号ＳＧ４２との差を求めてもよい。図３（ｄ）には、第１信号ＳＧ４１と第２信号ＳＧ４２との差分信号ＳＧ４０が表される。信号処理部３１及び計測部５１は、差分信号ＳＧ４０を用いて所望の処理を行ってもよい。
【００３６】
パターン計測装置１１０では、第１方向Ｄ１の第１画像Ｇ１及び第２方向Ｄ２の第２画像Ｇ２のそれぞれを取得して、第１信号ＳＧ４１及び第２信号ＳＧ４２から、電子線の走査方向に起因する歪を抑制した第３信号ＳＧ４３を求める。計測部５１は、この第３信号ＳＧ４３を用いてパターンの位置を計測することで、電子線の走査方向に起因する歪を抑制した精度の高いパターン計測ができるようになる。
【００３７】
次に、パターン形状に基づく計測誤差について説明する。
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、パターン形状に基づく計測について例示する図である。
図４（ａ）には、第１パターンＰ１及び第２パターンＰ２の模式的断面図が表される。図４（ｂ）には、パターンＰ１の信号ＳＧが例示される。
【００３８】
第１パターンＰ１は、第１層Ｌ１に設けられる。第１層Ｌ１は、例えばウェーハＷである。第１パターンＰ１は、例えばウェーハＷに設けられた位置合わせ用マークである。第２パターンＰ２は、第２層Ｌ２に設けられる。第２層Ｌ２は、例えばウェーハＷの上に形成された配線層である。第２パターンＰ２は、例えば配線層に設けられた位置合わせ用マークである。第１パターンＰ１及び第２パターンＰ２の画像を走査型電子顕微鏡１０で取得し、それぞれのパターンの位置を計測することにより、重ね合わせのずれが求められる。
【００３９】
図４（ａ）に表したように、第１パターンＰ１は、本来の第１パターンＰ１の形状とは異なる形状を有している。つまり、ウェーハＷに対してＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）などの処理工程を施すことで、本来は断面視矩形である第１パターンＰ１に非対称性が生じることがある。
【００４０】
このように変形した第１パターンＰ１の画像を走査型電子顕微鏡１０で取得し、この画像に基づく信号ＳＧから第１パターンＰ１の中心位置Ｃ１’を求めた場合、本来の第１パターンＰ１の中心位置Ｃ１と中心位置Ｃ１’との間に誤差が生じる。
【００４１】
図５（ａ）〜図５（ｃ）は、変形したパターンによる信号処理について例示する模式図である。
図５（ａ）には、電子線を第１方向Ｄ１に走査して得た第１信号Ｇ４１が表され、図５（ｂ）には、電子線を第２方向Ｄ２に走査して得た第２信号Ｇ４２が表される。第１信号ＳＧ４１には、第１パターンＰ１の形状の非対称性とともに、第１方向Ｄ１の走査方向に起因した歪が重畳される。また、第１信号ＳＧ４２には、第１パターンＰ１の形状の非対称性とともに、第２方向Ｄ２の走査方向に起因した歪が重畳される。
【００４２】
図５（ｃ）には、第１信号ＳＧ４１と第２信号ＳＧ４２との差を求めた差分信号ＳＧ４０が表される。本実施形態に係るパターン計測装置１１０では、信号処理部３１によって、第１信号ＳＧ４１及び第２信号ＳＧ４２に所定の信号処理を施すことで、第１信号ＳＧ４１及び第２信号ＳＧ４２に含まれる電子線の走査方向に起因した歪を抑制する。信号処理部３１は、差分信号ＳＧ４０を用いて電子線の走査方向に起因した歪を抑制する。また、信号処理部３１は、第１信号ＳＧ４１と第２信号ＳＧ４２との平均による第３信号ＳＧ４３を求めてもよい。
【００４３】
信号処理部３１によって電子線の走査方向に起因した歪が抑制された信号（例えば、第３信号ＳＧ４３）を用いることで、計測部５１は、高精度に第１パターンＰ１の位置を計測することができるようになる。
【００４４】
図５（ａ）及び（ｂ）に表した第１パターンＰ１のように、非対称な断面を有するパターンに電子線を走査して照射する場合、この断面の非対称性と、電子線の走査方向に起因する歪とで、走査型電子顕微鏡１０で取り込む信号には複雑な歪が含まれることになる。
【００４５】
本実施形態に係るパターン計測装置１１０では、このような複雑な歪が含まれる信号から、電子線の走査方向に起因する歪を効果的に抑制する。したがって、断面の非対称性を十分に反映した信号が得られ、第１パターンＰ１の位置や、非対称の度合いを高精度に計測することができるようになる。
【００４６】
パターン計測装置１１０では、第１パターンＰ１の位置や、非対称の度合いの計測と同様に、第２パターンＰ２の位置や、非対称の度合いの計測を行う。そして、２つのパターンの位置のずれによって、第１層Ｌ１及び第２層Ｌ２の重ね合わせ誤差を検査してもよい。
【００４７】
図６は、パターンの位置の計測について例示する模式図である。
図６には、パターンＰの第３信号ＳＧ４３の例が表される。図６の横軸はｘ方向の位置、縦軸は信号の強度を示す。
【００４８】
図６に表したように、第３信号ＳＧ４３においては、電子線の走査方向に起因する歪が十分に抑制されている。計測部５１は、例えば、第３信号Ｇ４３に対して信号の強度の複数の閾値を設定する。図６に表した例では、３つの閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２及びＴｈ３が設定される。
【００４９】
計測部５１は、各閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２及びＴｈ３と、第３信号ＳＧ４３との２つの交点の中心位置ｘ１、ｘ２及びｘ３を求める。そして、各中心位置ｘ１、ｘ２及びｘ３の平均を求める。計測部５１は、この平均した中心位置をパターンＰの中心位置として出力する。
【００５０】
また、計測部５１は、電子線の走査方向に起因した歪が抑制された信号を用いることで、パターンＰの非対称性の度合いを高精度に計測することができるようになる。
【００５１】
図７は、パターンの非対称性の度合いについて例示する図である。
本実施形態に係るパターン計測装置１１０では、図７に表したように、電子線について複数の照射条件により画像を取得し、複数の第３信号を得る。図７では、電子銃１１の加速電圧、電流、集束レンズ１２による集束位置を照射条件としている。これらの照射条件について、第３信号に複数の閾値を適用してパターンの位置の座標を求める。
【００５２】
パターンの非対称性の度合いは、図７に表した照射条件及びパターンの位置のそれぞれの値に基づき、分散分析を利用して、例えば、次の式によって定量的に求められる。
Ｘｉｊｋｌｍ＝ａ×加速電圧ｉ＋ｂ×電流ｊ＋ｃ×集束ｋ＋ｄ×閾値ｌ＋ｅ×座標ｍ
ここで、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは係数である。
【００５３】
上記の式に基づけば、全ての計測条件での非対称性度合いを求めることができる。したがって、ある一つの計測条件に対して非対称度合いと、その時の計測値と、を用いれば、パターンの非対称性の影響を除外した高精度な計測値を得ることができるようになる。
【００５４】
なお、本実施形態に係るパターン計測装置１１０は、図１に表した画像信号処理部２０のみによって構成されていてもよい。画像信号処理部２０は、走査型電子顕微鏡１０によって取得した画像信号を取得する。画像信号は、走査型電子顕微鏡１０から画像信号処理部２０に直接送信されてもよいし、画像信号が蓄積されたサーバから送信されてもよい。また、画像信号は、ネットワークを介して画像信号処理部２０に送信されてもよい。
【００５５】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係るパターン計測方法について説明する。
図８は、第２の実施形態に係るパターン計測方法を例示するフローチャートである。
図８に表したように、本実施形態に係るパターン計測方法は、第１信号を得る工程（ステップＳ１０１）と、第２信号を得る工程（ステップＳ１０２）と、第３信号を算出する工程（ステップＳ１０３）と、パターンの位置を計測する工程（ステップＳ１０４）と、を備える。本実施形態に係るパターン計測方法は、先に説明した本実施形態に係るパターン計測装置１１０を用いてパターンの位置を計測する方法である。
【００５６】
ステップＳ１０１に表した第１信号の取得では、電子線を第１方向Ｄ１に走査してパターンＰに照射することで得られる二次電子に基づく少なくとも１つの第１信号を得る。
【００５７】
ステップＳ１０２に表した第２信号の取得では、電子線を第１方向Ｄ１とは反対の第２方向Ｄ２に走査してパターンＰに照射することで得られる二次電子に基づく少なくとも１つの第２信号を得る。
【００５８】
ステップＳ１０３に表した第３信号の算出では、前記第１信号と前記第２信号とから、前記電子線の走査方向に起因する信号の相違を抑制した少なくとも１つの第３信号を求める。
【００５９】
ステップＳ１０４に表したパターンの位置の計測では、第３信号からパターンＰの位置を計測する。例えば、第１信号と第２信号とを平均して第３信号を求める。
【００６０】
また、本実施形態に係るパターン形成方法は、第３信号からパターンの非対称性の度合いを求める工程をさらに備えていてもよい。
【００６１】
また、ステップＳ１０４に表したパターンの位置の計測では、第３信号の信号強度についての複数の閾値を設定し、第３信号に対して複数の閾値による複数の中心位置を求め、複数の中心位置に基づきパターンの位置を求めてもよい。
【００６２】
また、ステップＳ１０３に表した第３信号を求める工程では、電子線の互いに異なる複数の照射条件によって得た複数の第１信号及び複数の第２信号から、複数の第３信号を求めてもよい。本実施形態に係るパターン計測方法では、この複数の第３信号からパターンの非対称性の度合いを求めてもよい。
【００６３】
ここで、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４までの処理は、図１に表した画像信号処理部２０で行われる。各ステップの処理は、先に説明した信号処理部３１及び計測部５１での処理と同様である。
【００６４】
上記説明したパターン計測方法は、コンピュータによって実行されるプログラム（パターン計測プログラム）として実現可能である。
図９は、コンピュータのハードウェア構成を例示する図である。
コンピュータ２００は、中央演算部２０１、入力部２０２、出力部２０３、記憶部２０４を含む。入力部２０２は、記録媒体Ｍに記録された情報を読み取る機能を含む。パターン計測プログラムは、中央演算部２０１で実行される。
【００６５】
パターン形成プログラムは、図８に表したステップＳ１０１〜ステップＳ１０４の処理をコンピュータ２００に実行させる。
【００６６】
パターン計測プログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録されていてもよい。記録媒体Ｍは、図８に表したステップＳ１０１〜ステップＳ１０４の処理をコンピュータ２００に読み取り可能な形式によって記憶している。記録媒体Ｍは、ネットワークに接続されたサーバ等の記憶装置であってもよい。また、パターン計測プログラムは、ネットワークを介して配信されてもよい。
【００６７】
以上説明したように、実施形態に係るパターン計測装置及びパターン計測方法によれば、走査型電子顕微鏡で得た信号に基づき高精度にパターンの位置を計測することができる。
【００６８】
なお、上記に本実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、各実施形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。
【００６９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７０】
１０…走査型電子顕微鏡、１１…電子銃、１２…集束レンズ、１３…対物レンズ、１４…走査コイル、１５…検出部、１６…ステージ、２０…画像信号処理部、２１…装置制御部、２２…走査制御部、２３…集束制御部、２４…ステージ制御部、３１…信号処理部、４１…第１信号、４２…第２信号、４３…第３信号、５１…計測部、６１…位置計測値、６２…非対称性計測値、１１０…パターン計測装置、２００…コンピュータ、２０１…中央演算部、２０２…入力部、２０３…出力部、２０４…記憶部、Ｄ１…第１方向、Ｄ２…第２方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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