(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子源から放出された荷電粒子ビームを、当該荷電粒子ビームの光軸から離軸するように偏向して、当該光軸に対して前記荷電粒子ビームを傾斜して照射する偏向器、及び傾斜ステージの少なくとも１つを備えた荷電粒子線装置のビーム照射条件を設定する演算装置を備えたビーム条件設定装置において、
前記荷電粒子ビームによる観察点、前記荷電粒子ビームの傾斜角度、及び当該傾斜した荷電粒子ビームの照射方向を設定する情報設定部を備え、
前記演算装置は、試料の設計データを参照して、前記観察点、前記荷電粒子ビームの傾斜角度、及び前記傾斜した荷電粒子ビームの照射方向に基づいて設定されるビーム照射軌道が、前記試料上に形成されているパターンに遮蔽されるか否かを判定し、前記パターンに遮蔽されない前記荷電粒子ビームの傾斜角度、及び前記照射方向の少なくとも１つを演算するものであって、且つ、前記演算装置は、前記試料の設計データに基づいて、前記試料上に形成されたパターンの三次元モデルを構築し、当該三次元モデルを用いて、前記パターンに遮蔽されない前記荷電粒子ビームの傾斜角度、及び前記照射方向の少なくとも１つを演算することを特徴とするビーム条件設定装置。
【請求項２】
請求項１に記載のビーム条件設定装置おいて、
前記演算装置は、前記観察点を含む所定領域の大きさが、最も大きい、或いは所定の閾値以上の面積となる前記荷電粒子ビームの傾斜角度、及び照射方向を選択することを特徴とするビーム条件設定装置。
【請求項３】
荷電粒子源から放出された荷電粒子ビームを、当該荷電粒子ビームの光軸から離軸するように偏向して、当該光軸に対して前記荷電粒子ビームを傾斜して照射する偏向器、及び傾斜ステージの少なくとも１つを備え、当該偏向器、及び傾斜ステージの少なくとも１つの条件を演算する演算装置を備えた荷電粒子線装置において、
前記荷電粒子ビームによる観察点、前記荷電粒子ビームの傾斜角度、及び当該傾斜した荷電粒子ビームの照射方向を設定する情報設定部を備え、
前記演算装置は、試料の設計データを参照して、前記観察点、前記荷電粒子ビームの傾斜角度、及び前記傾斜した荷電粒子ビームの照射方向に基づいて設定されるビーム照射軌道が、前記試料上に形成されているパターンに遮蔽されるか否かを判定し、前記パターンに遮蔽されない前記荷電粒子ビームの傾斜角度、及び前記照射方向の少なくとも１つを演算するものであって、且つ、前記演算装置は、前記試料の設計データに基づいて、前記試料上に形成されたパターンの三次元モデルを構築し、当該三次元モデルを用いて、前記パターンに遮蔽されない前記荷電粒子ビームの傾斜角度、及び前記照射方向の少なくとも１つを演算することを特徴とする荷電粒子線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子ビームのビーム照射条件設定装置、及び荷電粒子線装置に係り、特に、ビームを傾斜して照射する際のビーム照射条件の設定が可能なビーム条件設定装置、及び荷電粒子線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体開発及び製造プロセスでは、ＦｉｎＦＥＴ等の三次元構造の半導体デバイスの出来栄えの高精度な測定や検査が求められている。三次元構造の半導体デバイスは、回路パターンの側壁や下部の形成状態が電気特性に影響を及ぼすため、これらの部位を正確に検査する仕組みが必要であり、回路パターンの側壁を撮影可能な機構を搭載した走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＳＥＭ）が利用されている。回路パターンの側壁を撮影するための機構として、ＳＥＭの電子線を偏向光照射させる機構（ビームチルト機構）や、被写体を乗せたステージを傾けてＳＥＭの電子線を回路パターンの側壁に照射させる機構(ステージ傾斜機構)等があげられる。これらの機構はユーザが設定した傾斜観察条件（傾斜角度、傾斜方向）によって制御される。
【０００３】
特許文献１には、検査対象となる欠陥を検査するためのビーム走査を行う際に、欠陥が配線パターンの死角に入らないように、配線パターンと反対の方向からビームを照射する検査法が説明されている。また、特許文献２には、回路パターンの設計データから仮想的な回路の三次元構造を生成して検査装置のディスプレイに表示し、ユーザに適切な傾斜観察条件を決定させるという方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１１４３９８号公報（対応米国特許公開公報ＵＳ２００５／００８７６８９）
【特許文献２】特開２０１０−９２８６９号公報（対応米国特許ＵＳＰ７，１６４，１２８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示の手法によれば、欠陥検査の際に、欠陥外から観察することができるが、実際に画像を取得した上で、画像を解析する必要がある。半導体デバイスの微細化に伴い、測定、或いは検査すべき点も増加する傾向にあり、各点について画像の解析を行うと、手間と時間を要する。更に、得られた画像の画質によっては、適正な条件設定ができない可能性もある。また、特許文献２についてもオペレータは各点について、それぞれ適正なビーム条件をマニュアルで設定する必要があり、特許文献１と同様に、手間と時間を要する。更に、オペレータのスキルによって測定、検査条件が変化することもある。
【０００６】
以下に、オペレータのスキルレベルや画質等に依らず、適正な傾斜ビームの照射条件を設定することを目的とするビーム条件設定装置、及び荷電粒子線装置を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための一態様として、荷電粒子源から放出された荷電粒子ビームを、当該荷電粒子ビームの光軸から離軸するように偏向して、当該光軸に対して前記荷電粒子ビームを傾斜して照射する偏向器、及び傾斜ステージの少なくとも１つを備えた荷電粒子線装置のビーム照射条件を設定する演算装置を備えたビーム条件設定装置であって、前記荷電粒子ビームによる観察点、前記荷電粒子ビームの傾斜角度、及び当該傾斜した荷電粒子ビームの照射方向を設定する情報設定部を備え、前記演算装置は、試料の設計データを参照して、前記観察点、前記荷電粒子ビームの傾斜角度、及び前記傾斜した荷電粒子ビームの照射方向に基づいて設定されるビーム照射軌道が、前記試料上に形成されているパターンに遮蔽されるか否かを判定し、前記パターンに遮蔽されない前記荷電粒子ビームの傾斜角度、及び前記照射方向の少なくとも１つを演算するものであって、且つ、前記演算装置は、前記試料の設計データに基づいて、前記試料上に形成されたパターンの三次元モデルを構築し、当該三次元モデルを用いて、前記パターンに遮蔽されない前記荷電粒子ビームの傾斜角度、及び前記照射方向の少なくとも１つを演算するビーム条件設定装置、及び荷電粒子線装置を提案する。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成によれば、パターンの高さや大きさの情報を持った設計データを参照しているため、オペレータのスキルレベルや、画質等の変動に依らず、設定したビーム条件の正確な判定、或いは適正な光学条件の設定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】傾斜観察条件を設定する手順を示すフローチャートである。
【図２】半導体計測システムの構成を示す図である。
【図３】設計データと傾斜観察条件の関係を示す図である。
【図４】検査対象と傾斜観察条件の関係を示す図である。
【図５】半導体計測システムの詳細構成を示す図である。
【図６】検査手順を示すフローチャートである。
【図７】撮影レシピ生成手順を示すフローチャートである。
【図８】設計データ上の傾斜観察条件を説明する図である。
【図９】傾斜観察条件を決定する手順の一例を示すフローチャートである。
【図１０】傾斜観察条件を決定する手順の一例を示すフローチャートである。
【図１１】三次元構造の設計パターンと傾斜観察条件の関係を示す図である。
【図１２】傾斜観察条件を決定する手順の一例を示すフローチャートである。
【図１３】傾斜観察条件の過去データの一例を示す図である。
【図１４】過去データとのマッチングを説明するための図である。
【図１５】傾斜観察条件に関する情報を表示するディスプレイを示す図である。
【図１６】対物レンズの振り戻し作用を利用してビーム傾斜を行う電子ビーム光学系の一例を示す図。
【図１７】視野位置を変化させるイメージシフト偏向器を用いて、ビーム傾斜を行う電子ビーム光学系の一例を示す図。
【図１８】傾斜ビームのビーム条件を設定するＧＵＩ画面の一例を示す図。
【図１９】設計データから所望のパターンを探索するためのテンプレートの
【図２０】観察点が登録されたテンプレートの一例を示す図。
【図２１】所望のビーム条件で観察が可能な部位を自動的に探索する手順を示すフローチャート。
【図２２】プロセスウィンドウの解析工程を示すフローチャート。
【図２３】垂直ビームと傾斜ビームによるパターン測定の概要を示す図。
【図２４】複数の良品ウィンドウに基づいて形成されるプロセスウィンドウの一例を示す図。
【図２５】パターン測定に基づいて、パターンの良品／異常を判定する工程を示すフローチャート。
【図２６】垂直ビームと傾斜ビームを用いた測定に基づいて、プロセスウィンドウ解析を行う工程を示すフローチャート。
【図２７】所望の観察点を検出するためのテンプレート例を示す図。
【図２８】三次元モデルから、テンプレートと一致する個所を抽出した例を示す図。
【図２９】テンプレートを用いた観察点抽出工程を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
三次元構造デバイスの適用拡大によって、大量の回路パターンを正確かつ短時間で測定、或いは検査する必要性が高まっている。また、回路パターンの高密度化、複雑化は今後も継続する見込みである。
【００１１】
以下に説明する実施例では、主に、回路パターンの設計データを分析し、測定、或いは検査目的の回路パターンの部位が正確に検査できるような傾斜観察条件を自動的に設定し、検査することを目的とする半導体計測システムを説明する。
【００１２】
以下に説明する実施例によれば、非観察対象の回路パターンの遮蔽が無く、観察対象が良好に撮影できる観察点を電子デバイスの設計データから導出することで、傾斜撮影条件の正確かつ自動的な設定を実現できる。
【００１３】
以下、半導体デバイスの設計パターンの分析によって傾斜観察条件を設定する半導体計測システムについて、説明する。
【実施例１】
【００１４】
以下、図面を用いて半導体計測システムの具体例について説明する。
【００１５】
図２は半導体計測システムの概要を示す図である。半導体計測システムは回路パターンの画像データを取得する走査型電子顕微鏡２０１（ＳＣＡＮＮＩＮＧ  ＥＬＥＣＴＲＯＮ  ＭＩＣＲＯＳＣＯＰＥ：ＳＥＭ）と画像データの分析によって回路パターンを検査する制御装置２１４と、SEMの撮影条件等を含む撮像レシピを電子デバイスの設計データ２１３やデバイス情報２１５を活用して作成する撮像レシピ作成装置２１２とで構成される。
【００１６】
ＳＥＭ２０１は電子デバイスが製造されたウエハ等の試料２０３に電子線２０２を照射し，試料２０３から放出された電子を二次電子検出器２０４や反射電子検出器２０５，２０６で捕捉し，Ａ／Ｄ変換器２０７でデジタル信号に変換する。デジタル信号は制御装置２１４に入力されてメモリ２０８に格納され，ＣＰＵ２０９やＡＳＩＣやＦＰＧＡ等の画像処理ハードウェア２１０で目的に応じた画像処理が行われ，回路パターンが検査される。
【００１７】
回路パターンの側壁部や回路パターンの低部を検査する場合は、傾斜用偏光器２６１を制御し、電子線に傾斜をつけて回路パターンの目的の部位に電子線を照射し、傾斜画像を取得する。傾斜用偏光器２６１を制御するための傾斜観察条件は撮像レシピ作成装置２１２で設定される。電子線傾斜経路２６２は傾斜用偏向器２６１によって偏向された電子線の経路を示している。
【００１８】
なお、回路パターンの側壁を撮影する手段としては、電子線の照射角を制御する方法(チルト制御)の他に、傾斜撮影条件に基づき、試料２０３を乗せたステージ２６０を傾斜させ、回路パターンの目的の部位に電子線を照射させる手段(ステージ制御)もある。本実施例では、電子線の照射点と回路パターンの観察点を示す傾斜観察条件を設計パターンの分析に基づいて設定するものであり、傾斜撮影の手段についてはこれを限定しない。但し、ステージを傾斜させる場合、対物レンズと試料との間に、相応の空間を設ける必要があり、試料と対物レンズとの距離（ワーキングディスタンス）が大きくなってしまうため、高分解能装置に適用する場合には、電子ビームを傾斜させることが望ましい。
【００１９】
電子ビームを傾斜するためには例えば、図１６に例示するように、電子ビームの理想光軸１６０２（ビームを偏向しないときのビーム軌道）に対し、ビームを傾斜して照射するためのビーム傾斜用偏向器１６０４を設けることが考えられる。ビーム傾斜用偏向器１６０４は、対物レンズ１６０５の物点１６０３にて電子ビーム１６０１を偏向することによって、電子ビーム１６０１の試料１６０６への到達角度を変化させるためのものである。
【００２０】
ビーム傾斜用偏向器１６０４によって紙面右側に偏向された電子ビーム１６０１は、対物レンズ１６０５の振り戻し作用によって、再度理想光軸１６０２に向かって偏向される。物点１６０３を偏向支点とすることによって、偏向角θの大きさによらず、試料１６０６表面と理想光軸１６０２の交点に電子ビーム１６０１を照射することが可能となる。
【００２１】
更に、試料の照射対象個所が、ビームの理想光軸１６０２下にない場合には、図１７に例示するように、ビームの走査位置（視野）を移動するための偏向器１７０１、１７０２を用いて、対物レンズ１６０５と理想光軸１６０２の交点１７０３を偏向支点として、視野位置を移動させると共に、その際のビームの照射状態を利用して、ビームの傾斜照射を行うようにしても良い。
【００２２】
図４を用いて傾斜観察条件を説明する。図４は試料４００上の回路パターンの観察点４０２と傾斜撮影するために制御された電子線の照射位置４０１の相対関係を示した図である。図４（ａ）は試料を斜め方向から見た図、図４（ｂ）は試料を真上から見た図、図４（ｃ）は試料を真横から見た図である。傾斜撮影の際の重要なパラメータは観察方向４０４と傾斜角４０５であり、この２つのパラメータを傾斜観察条件とする。
【００２３】
観察方向は試料をどの方向から観察するかのパラメータであり、傾斜角度は試料をどの角度で観察するかのパラメータである。照射長４０３は照射位置４０１と観察点４０２の位置関係を示すものである。これら観察方向と傾斜角が適切に設定されないと、非検査対象の回路の遮蔽を受けて、正確な観察点の撮影及び検査が困難になる。
【００２４】
更に制御装置２１４は，入力手段を備えたディスプレイ２１１と接続され，ユーザに対して画像や検査結果等を表示するＧＵＩ（ＧＲＡＰＨＩＣＡＬ  ＵＳＥＲ  ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ）  等の機能を有する。なお，制御装置２１４における制御の一部又は全てを，ＣＰＵや画像の蓄積が可能なメモリを搭載した電子計算機等に割り振って処理・制御することも可能である。
【００２５】
撮像レシピ作成装置２１２は，制御装置２１４にネットワークまたはバス等を介して接続され、ユーザが決定した所定の検査条件に基づき、検査に必要とされる電子デバイスの座標，検査位置決めに利用するパターンマッチング用のテンプレート，傾斜観察条件等の撮影条件を含む撮像レシピを電子デバイスの設計データ２１３、デバイス情報２１５を利用して作成する。
【００２６】
図５は、制御部２１４に内蔵される演算処理装置をより詳細に示した図である。図５に例示する半導体計測システムは、走査型電子顕微鏡本体５０１、走査電子顕微鏡本体を制御する制御装置５０４、制御装置５０４へ所定の動作プログラム（レシピ）に基づいて制御信号を伝達すると共に、走査電子顕微鏡の上面撮影や傾斜撮影によって得られた信号（二次電子や後方散乱電子等）からパターンの検査を実行する演算処理装置５０５、半導体デバイスの設計データが格納された設計データ記憶媒体５１５、設計データの作成やシミュレーションを用いた設計データの修正等を行う設計装置５１６、及び所定の半導体検査条件を入力したり、検査結果や撮影画像を出力したりする入出力装置５１７が含まれている。
【００２７】
演算処理装置５０５は、得られた画像からパターンを検査するためのデータ処理装置として機能する。制御装置５０４は、レシピ実行部５０６からの指示に基づいて、走査電子顕微鏡本体５０１内の試料ステージ２６０や傾斜角偏向器２６１を制御し、所望の位置への走査領域（視野）の位置づけを実行する。
【００２８】
制御装置５０４からは設定倍率や視野の大きさに応じた走査信号が走査偏向器５０２に供給される。走査偏向器５０２は、供給される信号に応じて、所望の大きさに視野の大きさ（倍率）を変化させる。
【００２９】
演算処理装置５０５に含まれる画像処理部５０７は、走査偏向器５０２の走査と同期して、検出器５０３による検出信号を配列することによって得られる画像を処理する画像処理部５０７を備えている。また、演算処理装置５０５には、必要な動作プログラムや画像データ、測定結果等が記憶されるメモリ５０９が内蔵されている。
【００３０】
また、演算処理装置５０５には、予め記憶されたテンプレートを用いて画像内の評価対象を特定するためのマッチング処理部５１０、画像の測定や欠陥を判定する画像解析部５１１が含まれている。
【００３１】
試料から放出された電子は、検出器５０３にて捕捉され、制御装置５０４に内蔵されたＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換される。画像処理部２０７に内蔵されるＣＰＵ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等の画像処理ハードウェアによって、目的に応じた画像処理が行われる。
【００３２】
演算処理装置５０５は、入出力装置５１７と接続され、当該入出力装置５１７に設けられた表示装置に、操作者に対して画像や検査結果等を表示するＧＵＩ（ＧＲＡＰＨＩＣＡＬ  ＵＳＥＲ  ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ）等の機能を有する。また，入出力装置５１７は，検査に必要とされる電子デバイスの座標，位置決めに利用するパターンマッチング用のテンプレート、撮影条件等を含む撮像レシピを手動もしくは，電子デバイスの設計データ記憶媒体５１５に記憶された設計データや観察対象となるデバイスの情報を活用して作成する撮像レシピ作成装置としても機能する。
【００３３】
入出力装置５１７は、設計データに基づいて形成される線図画像の一部を切り出して、テンプレートとするテンプレート作成部を備えており、マッチング処理部５１０におけるテンプレートマッチングのテンプレートとして、メモリ５０９に登録される。テンプレートマッチングは、位置合わせの対象となる撮像画像と、テンプレートが一致する個所を、正規化相関法等を用いた一致度判定に基づいて特定する手法であり、マッチング処理部５１０は、一致度判定に基づいて、撮像画像の所望の位置を特定する。
【００３４】
なお、本実施例では、テンプレートと画像との一致の度合いを一致度や類似度という言葉で表現するが、両者の一致の程度を示す指標という意味では同じものである。また、不一致度や非類似度も一致度や類似度の一態様である。
【００３５】
また、画像処理部５０７には、ＳＥＭによって得られた信号を積算して積算画像を形成する画像積算部５０８が内蔵されている。電子を補足する検出器５０３が複数あるようなケースでは、複数の検出器によって得られた複数の信号を組み合わせた画像を作成する。これにより、検査の目的に応じた像を生成することができる。また、一つの検出器で得られた複数の画像を積算することで個々の画像に含まれるノイズを抑えた画像を生成できる。
【００３６】
図６は、半導体パターンの測定、或いは検査手順を示すフローチャートである。本実施例では、外観検査装置や半導体のプロセスシミュレーションの評価等で予め特定されたウエハ上の欠陥可能性部位の検査に半導体計測を適用する例を説明する。欠陥可能性部位とは、欠陥の発生が予測される部位である。
【００３７】
最初にオペレータがレシピ作成装置２１２を利用してウエハ上の回路パターンを撮影、検査するための検査条件を設定する（ステップ６０１）。検査条件とは，ＳＥＭ２０１の撮影倍率や検査対象となる回路パターンの座標（以下、検査座標とする）、傾斜観察の有無等である。
【００３８】
次に設定された検査条件に基づき、撮影レシピを生成する（ステップ６０２）。撮影レシピはＳＥＭ２０１を制御するためのデータであり，検査オペレータが設定した検査条件や，撮影画像から検査位置を特定するためのテンプレート、回路パターンの観察点を傾斜撮影するための傾斜観察条件が定義される。次にレシピに基づき，ＳＥＭ２０１で回路パターンを撮影し、位置決め用のテンプレートを用いてパターンマッチングを行って，撮影画像内の検査ポイントを特定する（ステップ６０３）。
【００３９】
次に回路パターンの寸法を計測したり、設計パターン等との形状乖離量を計測したり、欠陥の有無を検査したりする（ステップ６０４）。計測の対象となる画像は前述したように複数の検出器から得られた信号の組み合わせによって生成された画像でもよいし、一つの検出器から得られた画像の積算によって生成された画像でもよい。最後に回路パターンの検査結果をメモリ５０９に書き出す（６０５）。
【００４０】
以下、撮影レシピ生成（ステップ６０２）の詳細を説明する。図７は、撮影レシピ生成の手順を示すフローチャートであり、特にビーム傾斜照射時のビーム条件を設定する工程を示すものである。欠陥可能性部位の観察座標全てにおいて、７０１〜７０５の手順を実施する。最初に、試料上の観察座標情報を入力する（ステップ７０１）。次にＳＥＭの撮影条件を設定する（ステップ７０２）。ＳＥＭの撮影条件とは、ＳＥＭの加速電圧や電流値等であり、所定のルールに基づいて観察点毎に代えても良いし、同一でも良い。次に撮影画像からの検査位置を特定するためのテンプレートを設定する（ステップ７０３）。次に傾斜撮影を行う場合は傾斜観察条件を設定する（ステップ７０４）。最後に７０１〜７０４の情報を撮影レシピに書き込む（ステップ７０５）。傾斜撮影の有無は観察対象毎にユーザが設定してもよいし、所定のルールに基づいて観察点毎に変えることもできる。例えば観察点の座標から、検査対象のデバイスの情報が参照できる場合は、ＦＩＮＦＥＴの回路パターンのみ傾斜観察するといったルールが適用できる。また、検査対象のレイヤー情報が参照できる場合は、デバイスの1層〜３層目までの検査は必ず傾斜観察するといったルールも適用できる。さらに、側壁部に欠陥が生じやすい回路が存在している試料上の位置が参照できれば、その位置に相当する観察点は傾斜観察するといったルールも適用できる。
【００４１】
次に傾斜観察条件の設定手順を詳細に説明する。図１は傾斜観察条件の設定手順の一例を示すフローチャートである。
【００４２】
最初に観察点の座標情報と、その観察点を中心とした局所的な回路パターンの設計データと、そのデバイスに関する情報を入力する（ステップ１０１）。観察点の座標は試料面に対するｘ，ｙ座標と高さ方向のｚ座標である。デバイスに関する情報とは、デバイスの高さの情報や、回路パターンの凹凸の情報、回路パターンの種類を識別するための情報等である。次に設計パターン等の情報を分析して傾斜観察の観察方向と傾斜角を決定する（ステップ１０２）。最後に傾斜角観察情報を撮影レシピ作成装置２１２や入出力装置５１７に出力する。
【００４３】
図３は設計データ上の設計パターン３０１と観察点３０２および傾斜観察条件(観察方向を示す角度３０３)の関係を示した図である。設計パターンを示す線分の境界が回路パターンの凹凸の境界に対応する。設計データのハッチング領域は回路パターンの溝（凹）の部分を示しており、その他の領域は突起（凸）している部分である。設計データは閉図形部と開図形部で構成されており、閉図形部＝凹部、開図形部＝凸部といった情報によって、設計データ上の溝部分を識別することができる。観察点３０２は回路パターンの入り組んだ部位にあり、傾斜撮影の観察方向３０３を適切に設定しないと目的の部位が正確に撮影できない。このようなケースで本実施例で説明するような手法は特に有効である。
【００４４】
図９は傾斜観察情報の分析手順の一例を示すフローチャートである。図８の設計データの例を利用して説明する。まず、予め設定されている観察点に隣接している設計パターンの溝の領域８０３に、電子線の照射長を考慮した仮想視点を設定する（ステップ９０１）。図８(ａ)のように観察点が回路パターンのコーナー部に存在する場合は、コーナーを中心として左右に伸びるエッジとの間隔８０４，８０５が均等になるように仮想視点８０２を設定する。また、図８（ｂ）のように回路パターンの直線部に観察点８０６が隣接している場合は、回路パターンのエッジ方向に対し垂直方向に仮想視点８０７を設定する。
【００４５】
次に仮想視点と観察点を結ぶ直線上に他回路パターンの遮蔽があるか否かを判定する（ステップ９０２）。遮蔽の有無は図８（ｃ）のように仮想視点が回路パターンの溝部に存在するか否かで簡易的に確認できる。すなわち、図８（ａ）（ｂ）のように仮想視点が溝部に存在する場合は遮蔽が無く、図８（ｂ）（ｄ）のように仮想視点が非溝部に存在する場合は遮蔽が有るとみなす。ただし、図８（ｂ）（ｄ）のような仮想視点の位置でも、回路パターンの高さや、傾斜角によって回路パターンの遮蔽を受けない可能性はある。
【００４６】
回路パターンの高さ情報を活用して遮蔽状態の有無を詳細に確認する場合は、デバイスの高さ情報、電子線の観察角、照射長の情報を活用する。図８（ｄ）を用いて具体例を説明する。観察点８１１に基づき設定した仮想視点８１２が回路パターンの非溝部８１９に設定された場合、非溝部のデバイスの高さ情報８１５と、電子線の観察角８１４、照射長に基づく仮想視点８１６、観察点８１８の高さ情報８１７の関係から遮蔽の有無を確認する。観察角８１４の場合は、仮想視点８１６と観察点８１８の間に回路パターンがかかり、遮蔽が発生する可能性があることが分かる。一方、観察角８１３の場合は、仮想視点８１６と観察点８１８の間に回路パターンがかからないため、遮蔽が発生しない可能性が高いことが分かる。
【００４７】
仮想視点で遮蔽が確認された場合の対策の選択肢は２つある。一つは図８（ｃ）のように回路パターンの溝部に仮想視点を移動させ最終的な視点８１０を決定することである（ステップ９０５）。もう一つは図８（ｄ）のように傾斜角度を変更して最終的な観察視点８１７を決定することである（ステップ９０４）。どちらの手段で観察視点を調整するかの選択はユーザの指示や所定のルールに従って自動的に行うことができる（ステップ９０３）。
【００４８】
例えば、遮蔽が確認された観察点は全て溝部に移動するモードや、遮蔽が確認された観察点は全て傾斜角を調整するといったモードをユーザに選択させることもできる。また、図８（ａ）で示した観察点と周辺の回路パターンとの間隔８０４，８０５に間隔長の制約を設け、観察点の溝部への移動によって、間隔長が制約よりも下回る場合は観察角を調整するといったルールで観察点を移動することもできる。これにより、遮蔽リスクの少ない傾斜画像の撮影が可能になる。
【００４９】
以上の手順による結果に基づき、傾斜角、観察方向を決定する（ステップ９０６）。
【００５０】
図１０は設計データの三次元データを活用して傾斜観察条件を設定する手順を示すフローチャートである。最初に設計データ、観察点、デバイスの高さ情報、観察エリアのサイズを入力する（１００１）。次に設計データとデバイスの高さ情報を用いて図１１に示すような設計データの三次元モデル１１０１を作成する（ステップ１００２）。次に観察点の座標情報（ｘ、ｙ、ｚ）１１０２に基づき、三次元モデル内に観察エリア１１０３を設定する（ステップ１００３）。観察エリアとは観察座標を中心とした局所領域である。観察エリアのサイズは例えば観察対象が欠陥の場合は、推測される欠陥の大きさを設定してもよいし、観察対象のサイズが不明の場合や、観察対象の位置が観察点からずれる可能性があると推測される場合は、それらを考慮した一定の大きさを設定することもできる。次に、図９の９０１で示した手順で三次元上の仮想観察点８１６を三次元モデル上に設定する（１００４）。次に３次元空間上に設定された仮想視点を移動させながら、画面の切り出し、観察エリアの算出を指定された範囲で行う（ステップ１００５〜１００８）。指定された範囲とは、傾斜角度の範囲や、倍率調整の範囲など、ＳＥＭの撮影が可能な条件に基づいて決定される。
【００５１】
図１１（ａ）の切り出し画面１１０４は、初期設定された仮想視点で切り出された画像である。また、図１１（ｂ）の切り出し画面１１０６は、仮想視点を移動した状態で切り出だされた画像である。このような仮想視点の移動と画像の切り出しを指定された範囲で実行する。次に切り出された各画像について、観察エリアの面積サイズを算出し、観察エリアの面積サイズが最も大きい仮想観察点での条件（観察方向、観察角）を傾斜観察条件として決定する（ステップ１００９）。また、最大の面積サイズではなく、所定の閾値以上の面積サイズのビーム条件を選択するようにしても良い。
【００５２】
図１１（ａ）の仮想視点での観察エリア１１０７と図１１（ｂ）の仮想視点での観察エリア１１０８を比較した場合、観察エリア１１０８の方が大きく、傾斜撮影画像を詳細解析する上で有利になる可能性が高い。このような観察対象がより大きく、詳細に観察できるようなルールに基づき傾斜観察条件を設定することで、検査の正確性を高めることができる。
【００５３】
このように、複数の仮想視点方向からの観察エリアの評価を伴うサーチを行うことによって、適正なビーム傾斜角度と照射方向を見極めることが可能となる。
【００５４】
図１２は過去設定された傾斜観察条件を利用して検査対象の傾斜観察条件を設定する手順を示すフローチャートである。最初に設計データ、観察座標等を入力する（ステップ１２０１）。次にこれらの情報と傾斜観察条件の過去データを比較する（ステップ１２０２）。図１３に過去の傾斜角参照データの例を示す。過去データには設計パターン、観察座標、傾斜観察条件が登録されているものとする。検査対象の観察座標と設計データとこれら過去データとのマッチングをとり、検査対象の観察座標や設計データと一致する管理Ｎｏを特定する。管理Ｎｏが特定された場合に、その傾斜観察条件を、検査に利用する（ステップ１０２５）。該当する管理Ｎｏが無い場合は図９や図１０で説明した手順で傾斜観察条件を決定する（ステップ１２０４）。
【００５５】
図１４（ａ）は検査対象の回路パターンの設計データと観察点１４０１を示したものであり、図１４（ｂ）、図１４（ｃ）は過去の検査において傾斜観察条件が設定された回路パターンの設計データと観察点１４０３，１４０４、観察視点１４０２，１４０５を示している。図１４（ａ）と図１４（ｂ）図１４（ｃ）をそれぞれ比較し、設計データや観察点の座標が一致している場合にその観察視点等の傾斜観察条件を検査に利用する。図１４の例では図１４（ａ）と図１４（ｃ）が一致しているので、図１４（ｃ）の傾斜観察条件が図１４（ａ）の検査に適用される。設計データの回路パターンの形状が一致しているか否かは正規化相関法等の公知技術を用いることによって、容易に判定できる。
【００５６】
図１５は上述した検査に用いるデータの情報をディスプレイ２１１に表示する例を示している。この表示プログラムもＣＰＵ２０９で実行される。このディスプレイ２１１には設計データウィンドウ１５０１と傾斜撮影条件ウィンドウ１５０２が表示される。設計データウィンドウ１５０１には２次元の設計データやデバイスの高さ情報に基づき構成された三次元の設計データ１５０３、設定された観察座標からの切り出し画面１５０４、観察エリア１５０６、観察点１５０５等が表示される。傾斜観察条件ウィンドウ１５０２には観察座標、決定、もしくは仮想的に設定された傾斜角、観察方向、観察エリアのサイズ等が表示される。ユーザはこのウィンドウを活用することによって、傾斜撮影条件の適切な設定や、自動設定された傾斜撮影条件の確認を迅速に行うことができる。
【００５７】
以上、観察エリアの大きさを評価指標として、ビームの傾斜角や傾斜方向を見出すためのサーチを行う例について説明したが、予めビームの傾斜角度と傾斜方向を記憶したテンプレートを用意し、設計データ上の各座標について、当該テンプレートを回転させる回転サーチを行うことによって、所望のビーム傾斜条件での観察が可能な個所を特定する例について以下に説明する。
【００５８】
図２７は、観察点を抽出するためのテンプレートの例を示す図である。例えば図２７（ａ）のテンプレートは、それぞれ直交する３本の直線の交点に、観察点２７０１が設定されたテンプレートであり、３本の直線間の全ての平面に対して、４５°の方向から観察を行うためのビームの傾斜角と照射方向の情報が併せて記憶されている。このようなテンプレートを用いて、設計データに基づいて構築されたパターンの三次元構造のエッジに沿って、当該テンプレートと同じ形状を検出するためのサーチを行い、所望の形状を持つ観察点が検出される。図２８に例示するような形状のパターンの場合、パターンのエッジに沿って、テンプレート２７０１と同じ形状を探索すると、部分２８０２、２８０３、２８０４、２８０５を発見することができる。なお、部分２８０６も図２７（ａ）と同じ形状であるが、視点がパターン２８０１の内部側となるため、検索の対象から除外する。
【００５９】
更に、部分２８０２、２８０３についても、仮想視点の方向が、パターンの下地側に位置することになるため、検索の対象から除外する。その結果、部分２８０４、２８０５が、観察点として抽出されることになる。
【００６０】
図２９は、テンプレートを用いた観察点抽出工程を示すフローチャートである。サーチ開始後、エッジ上の開始点についてテンプレートと一致するか、一致度判定を行う（ステップ２９０１、２９０２）。なお、図２７（ａ）に例示するようなテンプレートが有する３本の線分のそれぞれに識別情報を付加しておき、形状と共に、その識別情報が一致した点を、観察点として抽出するようにしても良い。この場合の識別情報とは、例えば、設計データに予め記憶されたパターン線分の識別情報等であり、テンプレートの識別情報と、設計データに基づいて構築された三次元モデルの各線分が持つ識別情報が一致したときに、当該部分を観察点として抽出する。
【００６１】
テンプレートと被サーチエッジが一致しない場合には、テンプレートを移動させ、サーチを継続する（ステップ２９０３）。テンプレートと三次元モデルの一致が認められたら、観察点に対し、所定のビーム傾斜角、照射方向によるビーム照射が可能か（観察点と仮想視点との間に、遮蔽物が存在しないか）を判定し、遮蔽物があると判断される場合には、テンプレートに登録された、或いは関連付けて記憶されたビーム条件での観察ができないため、更にテンプレートを移動させ、観察点候補の検出を継続する。例えば、図２８の例では、部分２８０６は、仮想視点の方向がパターン内部となり、部分２８０２、２８０３は、仮想視点の位置が観察点よりパターン下地側となることから、いずれも観察点としては不適切であるため、観察点候補から除外する。また、部分２８０４、２８０５についても、所望の傾斜角／照射方向でビームを照射したときに、ビームがパターン２８０１に遮蔽されるか否かを判断し、遮蔽されるようであれば、観察点候補から除外する。
【００６２】
遮蔽物がないと判断された場合には、当該パターン位置を測定座標として設定し、テンプレートに関連付けて記憶されているビーム傾斜角／照射方向をビーム照射条件として、撮影レシピを作成する（ステップ２９０５、２９０６）。
【００６３】
以上のように三次元モデルをサーチすることによって、所望の観察条件と観察点の設定を自動で行うことが可能となる。なお、テンプレートに所望の傾斜角度範囲、照射方向範囲を設定しておき、当該範囲と観察が可能なビーム条件のアンドがとれる場合に、当該アンドがとれる傾斜角度と照射方向を設定するようにしても良い。
【００６４】
図２７（ｂ）（ｃ）はテンプレートの他の例を示す図である。図２７（ｂ）はＦｉｎ２７０２、ゲート２７０３、酸化膜２７０４からなるＦｉｎ−ＦＥＴであり、酸化膜２７０４とＦｉｎ２７０２の境界に、観察点２７０１が設定されている。テンプレートを構成する各部位はそれぞれ識別情報を持っており、三次元モデルと形状が一致し、且つ複数の部位の識別情報がいずれも一致する三次元モデル内の部位をサーチするのに用いられる。また、図２７（ｃ）のテンプレートは、観察点２７０１を包囲する３つの面（２７０５、２７０６、２７０７）が識別情報を持ち、三次元モデルの中で形状と各面の識別情報が一致する部位の探索に用いられる。このように、形状、ビーム遮蔽の有無だけではなく、パターン、或いはパターン部位の識別情報も用いたサーチを行うことによって、より観察を希望する個所をより高度な情報に基づいて絞り込むことができる。
【実施例２】
【００６５】
上述の実施例では、主に観察点（ビームを照射したい個所の位置情報）と、仮想視点情報（ビームの照射角度と照射方向）に関する情報を入力することによって、その設定された条件での観察が可能か否かの判定や、適正な照射角度や照射方向を求める例について説明した。より具体的には、仮想視点の設定により、ビーム照射角度と照射方向の２つの情報と、観察点の位置情報を併せた３つの情報の設定により、遮蔽の有無を判断し、必要に応じて自動的に光学条件を設定する例について説明した。一方、位置情報、ビームの角度情報、及びビームの照射方向情報の少なくとも２つを設定することによって、残りの１つの情報を求めたり、その設定条件で観察が可能か否かの可否判断を行うことも可能である。
【００６６】
以下に説明する実施例では、上記少なくとも２つの情報を情報設定部で設定することによって、その条件での観察が可能か否かの可否判断、或いは適正な条件設定を行うビーム条件設定装置、及び荷電粒子線装置について説明する。
【００６７】
図１８は、ビーム傾斜時のビーム照射条件を入力するＧＵＩ画面の一例を示す図であり、このようなＧＵＩ画面は、撮影レシピ作成装置２１２や入出力装置５１７の表示装置に表示される。図１８に例示するＧＵＩ画面には、パターン画像表示領域１８０１と、ビーム条件設定領域１８０２が設けられており、撮影レシピ作成装置２１２や入出力装置５１７では、これらの設定領域における条件設定に基づいて、ビーム条件を設定し、撮影レシピを作成する。ビーム条件設定領域１８０２には、パターン座標情報（Ｌｏｃａｔｉｏｎ）を入力するウィンドウ、所望の観察点（Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ  Ｐｏｉｎｔ）を入力するウィンドウ、パターンの種類（Ｐａｔｔｅｒｎ Ｔｙｐｅ）を入力するウィンドウ、ビームの傾斜角（Ｔｉｌｔ  Ａｎｇｌｅ）を入力するウィンドウ、及びビームの照射方向（Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）を入力するウィンドウが設けられている。
【００６８】
撮影レシピ作成装置２１２は、入力された座標情報に基づいて、設計データ２１３の入力座標情報に相当する領域の情報を読み出し、パターン画像表示領域１８０１にレイアウトデータとして表示する。
【００６９】
実施例１では、所望の観察点の設定、及び仮想視点の設定によるビームの傾斜角と照射方向の３つの条件設定により、遮蔽エッジが有るか否か（観察に適したビーム条件であるか否か）を判定し、適正な条件に調整する例について説明したが、本実施例では、これらの内、少なくとも２つの情報設定に基づいて、その条件設定の評価、及び残り１つの条件算出を行う例について説明する。
【００７０】
まず、観察点とビーム傾斜角の設定を行う例について説明する。パターン画像表示領域１８０１には、端部が屈曲したパターン１８０３が表示されている。このような画像上で観察点１８０４、及びビーム傾斜角度を設定する。観察点はカーソル１８１１を用いてクロスカーソル１８１２を移動させることによって設定しても良いし、設定ウィンドウへの数値（座標）入力によって設定するようにしても良い。
【００７１】
更に、ビーム傾斜角は設定ウィンドウの数値、或いは数値範囲（角度）入力によって設定するようにしても良いし、仮想視点１８０８の位置（観察点１８０４との相対位置）によって設定するようにしても良い。この場合、観察点と仮想視点１８０８のレイアウトデータ上の距離ｌと、対物レンズのレンズ主面と試料表面間の距離Ｄに基づいて、ａｒｃｔａｎ（Ｄ／ｌ）を求めることによって、角度を算出するようにしても良い。
【００７２】
撮像レシピ作成装置２１２（ビーム照射条件設定装置）では、少なくともこの２つのパラメータの入力によって、設定された設定条件を評価する。例えば図１８の例では、観察点１８０４とビーム傾斜角の設定により、観察可能な方向領域（境界線１８０２と１８１０の間の内角側領域）が表示されている。それ以外の領域は傾斜ビームがパターン１８０３に遮られて、観察点１８０４に到達できない照射方向範囲である。パターンの高さ情報は設計データに記憶されているので、設計データを参照することによって、傾斜ビーム軌道とパターン１８０３が干渉するか否かを判定することが可能となる。図１８の例では、このパターンと傾斜ビームの干渉評価を、複数方向（例えば１°ごと、３６０°）について行うことによって、設定傾斜角で観察可能な角度範囲を求める。
【００７３】
また、ある範囲の数値を入力した場合には、所定のビーム傾斜角度範囲で、観察可能なビーム照射方向範囲を表示するようにすると良い。例えば、図１８の例では、境界線１８０９と境界線１８１０に包囲された第１の範囲と、境界線１８０２と境界線１８０７に包囲された第２の範囲がある。第１の範囲におけるビーム傾斜可能範囲は、α°〜γ°の範囲であり、第２の範囲におけるビーム傾斜可能範囲はβ°〜γ°の範囲である（α＞β＞γの場合）。このような表示を行うことによって、所望のビーム傾斜角で見える範囲を特定することができ、結果として、適正なビーム条件設定を行うことが可能となる。
【００７４】
更に、観察点と照射方向を、それぞれ所望の観察点を入力するウィンドウや、ビームの照射方向を入力するウィンドウから入力することによって、照射可能なビーム傾斜角を演算、表示するようにしても良い。
【００７５】
観察点１８０４と仮想視点との間に形成される仮想直線であり、且つパターンのエッジに接する接線である直線のビーム光軸に対する相対角を演算し、当該角度を、ビームの傾斜角の限界角度として、傾斜角を入力するウィンドウに表示することによって、オペレータは、所望の照射方向について、傾斜可能な角度を認識することが可能となる。なお、仮想視点１８１３が示す照射方向では、傾斜ビームの照射はできないため、例えば図１８に例示するように、ビーム照射点１８１４（傾斜ビームがパターンによって遮断される点）を表示装置に表示させることによって、設定したビーム条件では観察ができないことを、オペレータに認識させるようにしても良い。仮想視点１８１３の照射方向からでは明らかに観察点１８０４にビーム照射を行うことはできないので、角度の情報がなくても観察不可能な状態を示す×印の表示が可能となる。
【００７６】
ビーム照射点１８１４、１８０６は、表示装置上で、仮想視点の移動に伴って移動させ、且つ仮想視点と観察点間にパターンが存在しなくなったときは表示装置上から消失させることで、オペレータは感覚的にどの程度、ビーム条件を変更すれば、観察が可能となるのか（どの程度、仮想視点を移動させれば×印がなくなるのか）、目視で判断することが可能となる。ビーム照射点１８０６、１８１４の位置は、パターンの位置情報、形状情報、仮想視点の位置情報、及び観察点の位置情報から求めることができる。
【００７７】
撮影レシピ作成装置２１２は、上述のような仮想視点の評価結果に基づいて、ビームが観察点に至るまでに、他のパターンに遮蔽されない照射条件を求める。更に、求められた照射条件（例えば、観察点へのビーム照射が可能な傾斜範囲）の中から、所定の条件に基づいて、傾斜角度を自動決定するようにしても良い。この場合、例えば、観察を希望する角度や、観察可能な角度範囲の中で最も傾斜角度が大きい角度を選択するという希望条件を予め設定しておき、観察可能な傾斜範囲の中で、希望条件に最も合致する傾斜角度を選択することによって、観察に要する傾斜角度を自動的に決定するようにしても良い。このようにして決定されたビーム条件を、撮影レシピに登録することによって、撮影レシピの自動生成が可能となる。
【００７８】
また、ビーム条件設定領域１８０２から、ビーム傾斜角と照射方向を入力することによって、当該ビーム条件で観察可能な試料上の位置（観察点）を特定するようにしても良い。更にこの際に、観察したいパターン形状に関する情報を併せて入力することによって、観察点候補を絞り込むようにしても良い。この場合、図１９に例示するようなテンプレートを用いて、レイアウトデータをサーチ（テンプレートマッチング処理）することによって、設定したビーム条件とパターン形状のアンドが取れる位置を観察位置、或いは観察位置候補として選択するようにしても良い。例えば、図１９（ｃ）のテンプレートを用いる場合は、図２０に例示するように、テンプレート上に所望の観察点を予め設定しておき、テンプレートマッチングによって特定された位置にて、上記ビーム条件での観察が可能か否かを判定する。
【００７９】
図２１は、レイアウトデータから、所望のビーム条件とパターン条件を持つ個所を自動選択する工程を示すフローチャートである。まず、撮像レシピ作成装置２１２等から、所望のパターン情報（形状、観察位置等）と、ビーム条件（ビームの傾斜角、照射方向）を設定する（ステップ２１０１、２１０２）。次に設定されたパターン情報（テンプレート）を用いて、レイアウトデータ上のサーチを行い、設定されたパターン情報を持つパターンを探索する（ステップ２１０３）。例えば、図２０に例示するようなテンプレートを用いて、パターンサーチを行う場合、当該テンプレートとの相関値が所定値より大きいレイアウトデータ上の位置を特定する。
【００８０】
レイアウトデータ上に、所定のパターン、或いはパターン部位が存在する場合、当該パターンの観察点（例えば観察点２００１）が設定されたビーム条件で観察可能か否かを判定（ステップ２１０４）し、設定された傾斜角や照射方向での観察が可能である場合には、当該部分を観察点として設定し、当該観察点の座標情報と共に、ビーム条件を撮像レシピとして登録する。
【００８１】
以上のような処理を所定のサーチ領域におけるサーチが終了するまで行うことによって、所望のパターン条件と所望のビーム条件での観察が可能なパターン、或いはパターン部位を特定することが可能となる。このような処理を自動で行うことによって、試料上に測定点が多数存在する場合において、その設定を容易に実現することが可能となる。
【実施例３】
【００８２】
図２２は、傾斜ビームを用いたパターンの側壁評価に基づいて、プロセスウィンドウの解析を行う工程を示すフローチャートである。図２４に例示するように、半導体製造装置の装置条件を決定する際には、半導体製造条件（露光装置のフォーカス、ドーズ）を変化させることによって得られるパターン出来栄えの指標値（例えば線幅）を求め、当該指標値が、所定の状態（例えば設計データに対するずれ量が所定値以下のもの）となる製造条件を選択する。この際、撮影レシピ作成装置２１２等では、座標情報と共に、荷電粒子ビームの照射条件（視野の大きさ、ビームの傾斜角度等）の設定に基づいて、撮影レシピを作成する。本実施例では、このような撮影レシピを用いた測定によって、４つのパターン評価値を算出する。図２３は、４つの指標値の測定法の概要を示す図である。
【００８３】
ＣＤ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）計測では、電子ビーム光軸に沿ってビーム照射すると共に、そのビームを走査することによって得られる波形信号に基づいて、エッジ間の寸法を測定する。ＥＰＥ（Ｅｄｇｅ  Ｐｌａｃｅｍｅｎｔ  Ｅｒｒｏｒ）計測では、基準パターン（例えば設計データ等）からのエッジのずれを波形信号等に基づいて算出する。側壁計測では、例えば図１６、図１７に例示したような傾斜状態にて、ビームを走査することによってパターンの側壁を計測する。このようにビームを傾斜して側壁を測定することによって、側壁の傾きの程度を評価することができる。例えば、パターン上部からパターン下部に向かってパターンが細くなっているような逆テーパーが形成されている場合、その状態を評価することが可能となる。逆テーパーが形成されている場合、そうでない場合と比較して、側壁幅が狭く見えるため、図２５に例示されているように、基準寸法に対し、寸法値が所定値以上乖離している場合に、異常パターンとして判断するようにすると良い。
【００８４】
側壁荒れ計測では、傾斜状態でビームを走査することによって得られる画像情報等から、側壁部の凹凸等に起因する荒れを計測する。より具体的には、図２５に例示されているように、側壁を構成するエッジ間領域の輝度分散値を求める。分散が大きいということは、側壁部の荒れの程度も大きいため、分散値が所定値を超えるような場合に、当該パターンを異常パターンとして判定する。
【００８５】
演算処理装置５０５等では、半導体デバイスの製造条件ごとに、上述の４つの指標値を求め、所定の閾値に基づいて分類する。良品として分類されたパターンの製造条件と、異常として分類されたパターンの製造条件に基づいて、両者の境界となるプロセスウィンドウを求める。
【００８６】
側壁の荒れは、露光装置のデフォーカス時に発生し、エッチング後に欠陥となる可能性があるため、側壁荒れの評価によって、欠陥の可能性を定量的に評価することが可能となる。特に、傾斜ビームは逆テーパーが形成されたパターンであっても、側壁荒れを顕在化することが可能となるため、エッチング時に発生する欠陥をより正確に特定することが可能となる。
【００８７】
ＣＤ計測やＥＰＥ計測は、パターンの大きさの評価であり、側壁幅や側壁荒れ測定は、エッチング時の欠陥発生可能性の評価であるため、両者に基づいて、複数のプロセスウィンドウを形成することによって、良品パターンを形成可能な製造条件をより高精度に絞り込むことが可能となる。また、逆テーパーが形成され、且つ側壁荒れが大きいパターンは、逆テーパーのみ、或いは側壁荒れのみが形成されたパターンと比較して、欠陥となる可能性が高いパターンであるため、両者のプロセスウィンドウを作成することによって、良品パターンの形成条件をより正確に絞り込むことが可能となる。
【００８８】
図２６は、シミュレーション等によって側壁に欠陥可能性があると評価されたパターンについて、選択的に傾斜ビームを用いた測定を行う工程を示すフローチャートである。このような判断工程を含めることによって、パターンの形成状態に応じた適正な測定条件を設定することが可能となる。
【００８９】
なお、通常はＣＤ計測やＥＰＥ計測を行い、必要なときに側壁測定を併せて行うようにしても良い。このような手法によれば、測定に要する電子ビーム照射の回数を抑制することができ、測定の効率化、及び不要なビームを試料に照射することによるダメージの低減が可能となる。また、上述したように、側壁荒れはフォーカス条件の大きな変動によって発生するものであるため、所定のフォーカス範囲を予め設定しておき、その範囲外のフォーカス条件のときに、選択的に傾斜ビームを用いた測定を行うようにしても良い。また、ＣＤ計測良品ウィンドウやＥＰＥ計測良品ウィンドウを先に特定し、ウィンドウ境界の所定の範囲の製造条件で作成されたパターンについて、選択的に傾斜ビームを用いた計測を行うようにしても良い。
【符号の説明】
【００９０】
２０１・・・ＳＥＭ，２０２・・・電子線，２０３・・・試料，２０４・・・二次電子検出器，２０５・・・反射電子検出器１，２０６・・・反射電子検出器２，２０７・・・Ａ／Ｄ変換器，２０８・・・メモリ，２０９・・・ＣＰＵ，２１０・・・ハードウェア，２１１・・・表示手段，２１２・・・レシピ生成システム，２１３・・・設計データ、２１４…制御装置、２１５・・・デバイス情報、２６１・・・傾斜角偏向器、２６２、電子線傾斜後の電子線の軌道、３０１・・・設計パターン、３０２・・・観察点、３０３・・・観察方向、４０１・・・観察視点、４０２・・・観察点、４０３・・・試料、４０４・・・観察方向を示す角度、４０５・・・傾斜角、５０１・・・走査電子顕微鏡本体、５０２・・・走査偏向器、５０３・・・検出器、５０４・・・制御装置、５０５・・・演算処理装置、５０６・・・レシピ実行部、５０７・・・画像処理部、５０８・・・画像積算部、５０９・・・メモリ、５１０・・・マッチング処理部、５１１・・・画像解析部、５１５・・・設計データ記憶媒体、５１６・・・設計装置、５１７・・・入出力装置、８０１・・・観察点、８０２・・・観察視点、８０３・・・回路パターンの溝部分、８０４・・・観察視点と回路パターンのエッジの間隔、８０５・・・観察視点と回路パターンのエッジの間隔、８０６・・・観察点、８０７・・・観察視点、８０８・・・観察点、８０９・・・仮想視点、８１０・・・移動後の観察視点、８１１・・・観察点、８１２・・・観察視点、８１３・・・観察角、８１４・・・観察角、８１５・・・回路パターンの高さ、８１６・・・観察視点、８１７・・・観察点の高さ、８１８・・・観察点、８１９・・・回路パターンの非溝部、１１０１、三次元構造の設計パターン、１１０２・・・観察点、１１０３・・・観察エリア、１１０４・・・切り出し画像、１１０６・・・切り出し画像、１１０７・・・切り出し画像内の観察エリア、１１０８・・・切り出し画像内の観察エリア、１４０１・・・観察点、１４０２・・・観察視点、１４０３・・・観察点、１４０４・・・観察点、１４０５・・・観察視点、１５０１・・・設計データウィンドウ、１５０２・・・傾斜観察条件ウィンドウ、１５０３・・・設計パターン、１５０４・・・切り出し画像、１５０５・・・観察点、１５０６・・・観察エリア
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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