(57)【要約】【課題】  種々の微細な穴パターンを備えた半導体装置の観察に有効な荷電粒子線照射方法を提供すること。【解決手段】  荷電粒子線照射方法は、観察の対象となる対象パターンを含む試料に対して、前記対象パターンを含む観察領域を設定する工程Ｓ１と、前記試料に対して、前記観察領域を含み、かつ、前記観察領域よりも広い、荷電粒子線が照射される照射領域を設定する工程Ｓ２と、前記照射領域内に前記荷電粒子線を照射しない非照射領域に設定する工程Ｓ２と、前記非照射領域以外の前記照射領域に前記荷電粒子線を照射する工程Ｓ３と、前記照射領域に前記荷電粒子線を照射する工程の後に、前記観察領域に荷電粒子線を照射する工程Ｓ４とを含む。【選択図】      図１
2008034750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察の対象となる対象パターンを含む試料に対して、前記対象パターンをを含む観察領域を設定する工程と、
前記試料に対して、前記観察領域を含み、かつ、前記観察領域よりも広い、荷電粒子線が照射される照射領域を設定する工程と、
前記照射領域内に前記荷電粒子線を照射しない非照射領域を設定する工程、
前記非照射領域以外の前記照射領域に前記荷電粒子線を照射する工程と、
前記照射領域に前記荷電粒子線を照射する工程の後に、前記観察領域に荷電粒子線を照射する工程と
を含むことを特徴とする荷電粒子線照射方法。
【請求項２】
前記非照射領域は、第２の領域をさらに含み、
前記第２の領域は、前記非照射領域以外の前記照射領域に前記荷電粒子線を照射する工程において、前記照射領域内における前記荷電粒子線の均一性および対称性が、前記第２の領域に前記荷電粒子線を照射しない場合よりも高くなるように選ばれることを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子線照射方法。
【請求項３】
前記非照射領域は前記荷電粒子線を照射しない非照射パターンを含み、前記非照射領域を設定する工程において、前記非照射パターンの形状の特徴を規定する特徴量を設定する工程と、前記照射領域内に存在する前記対象パターン以外のパターンの中から、前記特徴量を有するパターンを抽出する工程とを含む工程により、前記非照射パターンを抽出することを特徴とする請求項１または２に記載の荷電粒子線照射方法。
【請求項４】
前記観察領域に前記荷電粒子線を照射する工程における前記荷電粒子線の照射条件は、前記照射領域に前記荷電粒子線を照射する工程における前記荷電粒子線の照射条件よりも高倍率であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の荷電粒子線照射方法。
【請求項５】
測定の対象となる対象パターンを含む試料を用意する工程と、
請求項１ないし４のいずれか１項の荷電粒子線照射方法を用いて、前記試料に荷電粒子線を照射した後、前記対象パターンを観察することにより、前記対象パターンの良否の判断に使用される測定項目を測定する工程と、
前記測定項目の測定値が所定の範囲内に収まっているか否かを判断する工程と、
前記測定項目の測定値が所定の範囲内に収まっている場合には次の工程に進み、前記観察測定値が所定の範囲内に収まっていない場合には前記対象パターンを修復するかまたは前記試料を処分する工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料の観察に使用される荷電粒子線照射方法および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体パターンを観察する装置として、電子顕微鏡が一般に使われている。特に製造プロセス中にインラインでパターンを観察および寸法／形状を計測する用途では、自動計測機能を搭載したＣＤ−ＳＥＭ（Critical Dimension - Scanning Electron Microscopy）が広く用いられている。
【０００３】
上記ＣＤ−ＳＥＭは、半導体素子の微細化と共に電子ビームのビーム径は絞られ高分解能化されている。さらに、寸法測定機能や焦点調整機能の発達に伴い測定精度は大きく向上した。そのため、上記ＣＤ−ＳＥＭは、局所的なパターン形状や寸法のばらつきを観察する上で重要なツールの一つとなっている。
【０００４】
半導体パターンには様々な種類のパターンが存在しているが、半導体デバイスの性能や生産の歩留まりを向上する上で重要なのが穴パターンである。穴パターンには、Ｓｉ基板への導通を取るためのコンタクトホールパターンや、配線間を接続するビアホールパターンなどがある。この種の穴パターンにおいては、穴の寸法および形状が適正であることが重要である。
【０００５】
近年、微細化と共に穴径が小さくなると共に深さが深くなっているため、より穴径と深さの比、つまり、アスペクト比は非常に高くなっている。高アスペクトの穴パターンの形成には、難しい加工条件が選択されため、適正な穴パターンが形成されたかどうか、高精度に計測・管理することが求められている。
【０００６】
従来、ＣＤ−ＳＥＭで高アスペクトな穴パターンを観察することは困難であった。これは、穴底から発生した二次電子が穴パターンの側壁に衝突するなどして電子光学系内の二次電子検出器まで到達しないためである。
【０００７】
穴底を明るく観察する手法として、穴パターンを高倍率で観察する直前に、観察倍率よりも低倍率で電子ビームを照射する手法が提案された（非特許文献１）。高倍率の条件は例えば照射領域の面積が１．０μｍ□、低倍率の条件は例えば照射領域の面積が１００μｍ□である。これは広い領域に電子ビームを照射することで、この広い領域の試料表面の方が狭い領域（穴パターン）よりも多く正帯電する現象を利用して、穴底の二次電子を検出器側へ引き出す効果を用いた手法である。この手法を用いることで、穴パターンの底の形状を観察、さらには穴底の寸法を測定することが可能となった。
【０００８】
しかしながら、上記照射方法を実際の種々の微細な穴パターンを備えた半導体装置の観測に適用する例は報告されておらず、その有効性も明らかになっていない。
【非特許文献１】Y. Ose, M. Ezumi, H. Todokoro, “Improved CD-SEM Optics with Retarding and Boosting Electric Field”, Proc. SPIE 3677, pp. 930-939 (1999)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、種々の微細な穴パターンを備えた試料の観察に有効な荷電粒子線照射方法および半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る荷電粒子線照射方法は、観察の対象となる対象パターンを含む試料に対して、前記対象パターンをを含む観察領域を設定する工程と、前記試料に対して、前記観察領域を含み、かつ、前記観察領域よりも広い、荷電粒子線が照射される照射領域を設定する工程と、前記照射領域内に前記荷電粒子線を照射しない非照射領域を設定する工程、前記非照射領域以外の前記照射領域に前記荷電粒子線を照射する工程と、前記照射領域に前記荷電粒子線を照射する工程の後に、前記観察領域に荷電粒子線を照射する工程とを含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、測定の対象となる対象パターンを含む試料を用意する工程と、本発明に係る荷電粒子線照射方法を用いて、前記試料に荷電粒子線を照射した後、前記対象パターンを観察することにより、前記対象パターンの良否の判断に使用される測定項目を測定する工程と、前記測定項目の測定値が所定の範囲内に収まっているか否かを判断する工程と、前記測定項目の測定値が所定の範囲内に収まっている場合には次の工程に進み、前記観察測定値が所定の範囲内に収まっていない場合には前記対象パターンを修復するかまたは前記試料を処分する工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、種々の微細な穴パターンを備えた試料の観察に有効な荷電粒子線照射方法および半導体装置の製造方法を実現できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
上述した手法、つまり、穴パターンを高倍率（観察倍率）で観察する直前に、観察倍率よりも低倍率で電子ビームを照射する手法は、半導体パターンのレイアウトなどが複雑になるに従い、従来知られていない問題があることが、本発明者により明らかになった。以下、この点についてさらに説明する。
【００１４】
まず、低アスペクトの穴パターンと高アスペクトの穴パターンとが混在したレイアウトの場合、高アスペクトパターンの穴底を明るく観察することが困難である。低倍率で観察する照射領域内に二つのパターンが存在すると、まず低アスペクトの穴パターンが先に明るくなり、その後高アスペクトの穴パターンが明るく観察される。例えば、穴の深さが２倍ほど違うと、明るさには差が生じる。具体的には、ホールパターンの直径が１００ｎｍの場合、深さが５００ｎｍでは、数秒で明るく観察することが可能であり、また、深さが１０００ｎｍでは、１０秒以上照射しないと明るく観察することは不可能である。
【００１５】
しかし、高アスペクトの穴パターンの底を明るく観察できるまで低倍率で電子ビームを照射し続けると、低アスペクトの穴パターンの底から過大な二次電子量が引き出されて、穴底は極端に明るくなってしまう。さらに照射していると、試料表面と穴底との間、または対物レンズと穴底との間などで放電が発生し、試料は静電破壊してしまう。したがって、電子ビームを照射する同一領域内に、上記のような直径が同じで深さ（アスペクト比）の異なるパターン（深さ５００ｎｍ，１０００ｎｍ）が存在すると、浅いホールの方が早く明るくなり、深いホールを観察しようとすると浅いホールで試料が破壊される可能性がある。
【００１６】
これを防ぐためには低アスペクトに適した照射条件が求められるが、高アスペクトの穴パターンの底を明るく観察することができない。低倍率での照射条件が異なるのはアスペクト比だけではなく、穴径や穴の形状、穴の側壁や穴底の材質などの影響が考えられる。
【００１７】
次に、他の問題点について説明する。パターンのレイアウトによっては表面の帯電が照射領域内で不均一となる。この場合、電子ビームが試料表面に形成される電界の影響を受けて、電子ビームが斜めに入射したり、電子ビーム像が徐々に移動（ドリフト）する現象が発生する。その結果、パターンの観察および測定を適正に行うことが困難となる。
【００１８】
以下、上記事情を考慮した実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００１９】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の電子ビーム照射方法を含む処理方法の流れを示す図である。
【００２０】
［ステップＳ１］
まず、検査の対象となる対象パターン１を含む試料に対して、対象パターン１を含む観察領域（倍率、視野など）２を設定する。本実施形態では、対象パターン１は穴パターンとして説明する。そのために、穴底の観察および測定となる対象の対象パターン１が含まれる設計データ（ＣＡＤデータ）を用意し、設計データ上で対象パターン１の位置と観察領域２を設定する。
【００２１】
対象パターン１の位置の設定は、ＧＵＩに表示された設計データ上を指し示してもよいし、対象パターン１の座標が既知であれば、座標の数字データを用いても良い。
【００２２】
観察領域２は所望の分解能や測定精度に応じて設定するが、ＣＤ−ＳＥＭの分解能を活かすにはビーム径とＳＥＭ像のピクセルサイズとが一致する領域の大きさが好ましい。
【００２３】
［ステップＳ２］
次に、試料に対して、低倍率での照射条件（照射時間など）で電子ビームが照射される照射領域４を設定する。照射領域４および照射時間などの電子ビームの照射条件は、対象パターン１の穴径やアスペクト比、材質などにより決定される。照射領域４は、観察領域２よりも広範囲である必要がある。
【００２４】
照射領域４を観察領域２よりも広範囲にする理由は、以下の事実に基づいている。
【００２５】
従来のＣＤ−ＳＥＭを用いた方法は、穴底から発生した二次電子が穴パターンの側壁に衝突するなどして電子光学系内の二次電子検出器まで到達しないため、高アスペクトな穴パターンを観察することは困難であった。穴底を明るく観察する手法として、穴パターンを高倍率で観察する直前に観察倍率よりも低倍率で、電子ビームを照射する手法が提案されている。これは、広い領域に電子ビームを照射することで、狭い領域よりも試料表面が正帯電する現象を利用して、穴底の二次電子を検出器側へ引き出す効果を用いている。この手法を用いることで、穴パターンの底の形状を観察、さらには穴底の寸法を測定することが可能となる。
【００２６】
次に、照射領域４内に存在する対象パターン１以外のパターン（非対象パターン）５の位置（座標）を全て設計データより抽出する。
【００２７】
このとき、照射領域４内の設計データに対して所望のパターンの特徴量で検索することが可能である。例えば、円パターンの場合は一辺の長さ（特徴量）をある閾値で区切ることで所望の閉図形で検索でき、また楕円の場合には長辺と短辺の長さを特徴量として用いれば検索が可能である。具体的には、設計寸法が１００ｎｍの穴パターンの場合は、１１０ｎｍ角の閉図形を抽出すればよい。
【００２８】
穴パターンと線パターンとが混在する場合には、非照射領域３を前記設定にすることで穴パターンのみを抽出することができる。
【００２９】
また、設計データの頂点の位置（座標）情報を特徴量として、頂点の位置関係を元に照射領域４内を探索して頂点同士が重なる領域を抽出する手法が可能である。この場合、頂点同士が一致していると判断する頂点間距離にある幅を持たせることで、似たようなパターン形状を抽出することが可能となる。
【００３０】
このようにパターン形状が様々に混在する場合でも、非照射パターンの特徴を規定する特徴量を（予め）設定し、照射領域内に存在する対象パターン以外のパターンの中から、前記特徴量を有するパターン（前記特徴量と一致するパターン）を抽出することにより、（所望の）非照射パターンを抽出することが可能となる。
【００３１】
次に、抽出した穴パターンに対して低倍率では電子ビームを照射しない領域、つまり、非照射領域３を設定する。
【００３２】
非照射領域３の大きさは穴パターンの大きさや周辺の穴パターンのレイアウトにより調整する。例えば、穴パターンが孤立に配置されている場合、非照射領域３を大きめ（例として穴径の２０倍など）に設定する。
【００３３】
逆に、穴パターンが非常に密集して配置されている場合、非照射領域３を大きくすると低倍率での照射面積が小さくなるので、非照射領域３は小さめ（例として穴径の５倍など）に設定する。
【００３４】
さらに、穴パターンが横一列に配置されている場合は、穴パターンごとに非照射領域３を設定するのではなく、一列全てを非照射領域にすることで電子ビーム照射を効率よく行うことが可能となる。
【００３５】
また、非照射領域３の配置する上で非照射領域３同士の間隔が非常に狭い場合が生じる可能性がある。その場合には、予め電子ビームを照射する最小間隔を設定しておき、その最小間隔よりも狭い場合は非照射領域３とする。
【００３６】
図２は、非照射領域同士の間隔が非常に狭い場合の非照射領域の配置の一例を示す図である。図２（ａ）は、横方向の隣り合う非照射領域３の間隔が最小間隔よりも狭い配置を示している。この場合、隣り合う非照射領域３の領域も非照射領域とする。その結果、図２（ａ）の非対象領域３は、図２（ｂ）の非対象領域３ａに変わる。これにより縦方向のみのブランキングで済む。このようにパターンレイアウトによって非照射領域を最適化することで、効率よく電子ビームを照射することが可能となる。
【００３７】
［ステップＳ３］
次に、低倍率で照射領域を電子ビームで照射する。
【００３８】
このとき、ステップＳ２で設定した照射条件に従って電子ビームを照射するが、非照射領域３には電子ビームを照射しない。
【００３９】
そのためには、例えば、試料上を電子ビームで走査する場合、ＳＥＭ像の横方向の水平走査信号と縦方向の垂直走査信号に鋸歯状の信号を電子光学系内の偏向器を制御する偏向制御部に入力することで電子ビームを偏向する。非照射領域３において電子ビームを走査しないため、走査用の偏向器とは別にブランキング用偏向器を設けておく。走査信号が非照射領域３の位置に設定されると、電子ビームを試料上に照射しないように非常に大きく偏向する（ブランキング）ようにブランキング用偏向器に設定される。
【００４０】
このようなブランキング動作をステップＳ２で抽出された穴パターン周辺の非照射領域３全てに対して行うことにより、非照射領域３には電子ビームが照射されずに、対象パターンを含む照射領域４内を電子ビームが走査する状態が得られる。
【００４１】
［ステップＳ４］
次に、観察領域のＳＥＭ像６（観察パターンの寸法）の取得を行う。そのために、予め設定した低倍率での照射条件が完了した後、観察領域２内を電子ビームで照射して対象パターンを観察して、対象パターンの寸法を取得する。
【００４２】
ここで、照射領域の照射は、試料表面を正帯電することが目的である。そのため、照射領域の照射条件は、一般には、加速電圧や試料電流を変えて高速に試料を正帯電できる条件が選ばれる。一方、観察領域の照射は、観察パターンを高分解能に観察することが目的である。そのため、観察領域の照射条件は、一般には、観察パターンを詳細に且つ安定して観察できる条件が選ばれる。一般には、照射領域の照射条件と観察領域の照射条件とは異なるが、上記二つの条件を満たす条件を設定できる場合には、照射領域の照射条件と観察領域の照射条件とは同じでも構わない。照射領域および観察領域の照射条件は、試料の材質やパターンサイズなどに依存して変わる。
【００４３】
ステップＳ４では、対象パターン１は適正な観察条件（高倍率）で広範囲を電子ビームで照射しているので、穴底を明るく観察することができる。一方、対象パターン１以外の穴パターンについては、電子ビームを低倍率で照射していないので穴底から二次電子は大量には放出されず、穴底からの二次電子の大量放出など試料表面を不安定状態にする要因は抑えられる。
【００４４】
ＳＥＭ像を取得する手法以外の手法で観察領域を観察し、対象パターンの寸法を取得しても構わない。
【００４５】
ステップＳ１とステップＳ２とでは、設計データ（ＣＡＤデータ）を用いた対象パターン設定および照射領域内の穴パターン抽出を行ったが、設計データを使わずに事前にＣＤ−ＳＥＭを用いて穴パターンの位置を抽出することも可能である。これは同様のパターンレイアウトを有する別箇所において、照射領域４を低倍率で観察した際に穴パターンをＳＥＭ像から画像処理などを用いて抽出し、さらに座標を算出することで実現できる。また、放電しない程度の倍率かつ観察倍率よりも低倍率な条件で、照射領域４内のＳＥＭ像を順番に取得することでも可能である。
【００４６】
また、本実施形態は電子ビームを例として挙げたが、他にもイオンビームや陽電子などの荷電粒子線の照射方法、さらにはＸ線の照射方法としても適用することができる。
【００４７】
また、低倍率で電子ビームを照射することで試料表面の帯電状態が変動しやすいパターンとして穴パターンを例として挙げたが、溝パターン（例えばダマシンタイプの配線パターン）や複雑な形状を有するパターンなど、パターンレイアウト（パターンが形成される膜（以下、上層膜という）の被覆率）によって帯電電荷が変動しやすい他のパターンにも本実施形態は適用可能である。
【００４８】
パターンレイアウト（上層膜の被覆率）によってとは、例えば、溝パターンの場合であれば、図３に示すように、溝２１の密度が高い溝パターン（パターンレイアウト３１）と、溝２１の密度が低い溝パターン（パターンレイアウト３２）とがあることである。パターンレイアウト３１は、パターンレイアウト３２に比べて、上層膜２０（ここでは絶縁膜）の表面に占める溝２１の割合（被覆率）が大きい。パターンレイアウト３１は、パターンレイアウト３２に比べて、帯電電荷が変動しにくい。これは、パターンレイアウト３１の方が、パターンレイアウト３２よりも、溝２１の外側には帯電する正電荷＋の量が少ないからである。
【００４９】
また、本実施形態では穴底を明るく観察する手法として、観察の前に低倍率で電子ビームを照射する手法について述べたが、本実施形態は前記照射手法に限定したものではなく、穴底を明るく観察する全ての手法（例えば、イオンビームや陽電子などの荷電粒子線を照射する手法、Ｘ線を照射する手法）にも適用可能である。
【００５０】
（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態の電子ビーム照射方法を含む処理方法の流れを示す図である。
【００５１】
第１の実施形態では、対象パターンを含む観察領域を除いた領域を、低倍率で電子ビームを照射しない非照射領域として設定を行った。
【００５２】
しかし、パターンレイアウトによっては、第１の実施形態で規定した非照射領域の一部を照射した方が良い場合がある。例えば、パターン配置に粗密差が存在する場合には、第１の実施形態で規定した非照射領域の一部を照射した方が良い。具体的には、図４に示されるように、対象パターンが孤立の穴パターンであり、照射領域の左上部に穴パターンが密集している場合である。以下、本実施形態の電子ビーム照射方法についてさらに説明する。
【００５３】
［ステップＳ１］
まず、第１の実施形態と同様に、対象パターン１を含む観察領域２を設定する。
【００５４】
［ステップＳ２］
次に、第１の実施形態と同様に、照射領域４、非照射領域（第１の非照射領域）３を設定する。
【００５５】
［ステップＳ２’］
次に、非照射領域（第２の非照射領域）の追加を行う。そのために、ステップＳ２で設定した非照射領域３の配置位置および大きさ（ＸおよびＹの長さ、面積など）から、照射領域全体に電子ビームを照射した場合の照射量の均一性および対称性を計算する。
【００５６】
ここで、本実施形態の場合には、左上部に非照射領域が集まっているため、電子ビームの照射量は下側および右側に集中する傾向がある。
【００５７】
そこで、対象パターン位置を中心に照射量が均一かつ称性に、つまり非照射領域が照射領域全体で均一に配置されるような計算を行う。
【００５８】
上記計算は、例えば、対象パターンの位置と非照射領域の重心位置とが一致するように非照射領域を配置するなどが考えられる。この結果、パターンが存在しない照射領域の下側や右側に追加の非照射領域３’が配置されて、対象パターンの位置５から見て照射量が均一かつ対称に設定される。
【００５９】
［ステップＳ３］
次に、第１の実施形態と同様に、低倍率で照射領域（第１および第２の非照射領域以外の領域）を電子ビームで照射する。このとき、対象パターン位置を中心に照射量が均一かつ対称性になるように第２の非照射領域３’が設定されているため、照射領域内における電子ビームの均一性および対称性は、第２の非照射領域３’に電子ビームを照射しない場合よりも高くなる。
【００６０】
［ステップＳ４］
次に、第１の非照射領域と同様に、観察領域のＳＥＭ像（対象パターンの寸法）の取得を行う。
【００６１】
本実施形態によれば、照射領域内における電子ビームの均一性および対称性が高くなるように、パターンが存在しない箇所に第２の非照射領域３’をさらに配置することによって、電子ビームが試料表面に形成される電界の影響を小さくでき、これにより、電子ビームが斜めに入射したり、電子ビーム像が徐々に移動（ドリフト）する現象の発生を防止でき、もって、パターンの観察および測定を適正に行うことができるようになる。
【００６２】
なお、本実施形態でも第１の実施形態と同様に種々変形して実施できる。
【００６３】
（第３の実施形態）
次に、本実施形態の半導体装置の製造方法について説明する。本実施形態の半導体装置の製造方法は、半導体製造プロセス内のパターン寸法測定工程に、上記実施形態の電子ビーム照射方法を含む処理方法（ＥＢ照射パターン測定方法）を、適用した例である。
【００６４】
図５は、本実施形態の半導体装置の製造方法の流れを示す図である。
【００６５】
［ステップＳ１１］
まず、測定の対象（ここではパターン寸法測定の対象）となるパターン（測定対象パターン）を含む試料を用意する。
【００６６】
測定対象パターンとしては、リソグラフィ工程後のレジスト膜中に形成されたホールパターンや、Ｓｉ基板や酸化膜などをエッチング加工した後のホールパターンなどが挙げられる。以下の説明では、測定対象パターンをホールパターンとして説明するが、ホールパターン以外のパターンの場合も同様に実施できる。
【００６７】
［ステップＳ１２］
次に、実施形態のＥＢ照射パターン測定方法により、所望のホールパターンを含むウェハ（試料）にＥＢを照射し、上記所望のホールパターンの底からの二次電子信号を検出して、ホール底の状態を観察し、ホールパターンの寸法（対象パターンの良否の判断に使用される測定項目）を測定する。これは、ホールパターンの特徴量（例えば、ホールパターンの直径や面積、長径、短径など）を算出するシステムが搭載されたＣＤ−ＳＥＭを用いて行われる。
【００６８】
対象パターンの良否の判断に使用される測定項目とは、対象パターンが複数の辺で構成される場合（例えば、長方形、正方形）には、特定の辺（例えば長方形であれば長辺・短辺、正方形であれば四辺のうちの一辺）の長さ（寸法）である。
【００６９】
また、対象パターンが閉じた曲線で構成される場合（例えば、楕円形や円）の場合に、該曲線を規定する特定箇所（例えば楕円であれば長辺・短辺、円であれば半径や直径）の長さ（寸法）である。
【００７０】
また、対象パターンに係るサイズは、面積であっても構わない。例えば、対象パターンが正方形や円の場合、該正方形や円の面積であっても構わない。
【００７１】
さらに、対象パターンが複数のパターンの場合（例えば、複数のラインパターン）には、対象パターンに係るサイズは、複数のパターンの間の寸法のばらつきであっても構わない。複数のラインパターンの場合であれば、長辺方向に沿った短辺の寸法のばらつきである。
【００７２】
［ステップＳ１３］
ＣＤ−ＳＥＭを用いたホールパターンの測定完了後に、測定結果（パターン寸法）を製造プロセス内の工程管理システムに送信する。
【００７３】
［ステップＳ１４］
工程管理システムには予めパターン寸法の許容範囲が設定されている。工程管理システムは、ＣＤ−ＳＥＭから送られた測定結果がパターン寸法の許容範囲内か否かを判断する。
【００７４】
［ステップＳ１５］
判断の結果、パターン寸法が許容範囲内ならば、ホールパターンの寸法は問題なしと判断され、次の製造プロセス（次工程）に進む。次工程は、例えば、ホールパターンがレジスト膜のホールパターンの場合であれば、上記ホールパターンを有するレジスト膜をマスクに用いたエッチングプロセスである。
【００７５】
［ステップＳ１６］
一方、判断の結果、パターン寸法が許容範囲外ならば、寸法異常を有するホールパターンと判断され、次の製造プロセスに進めずに処理を止める。
【００７６】
寸法異常を有するホールパターンがレジスト膜のホールパターンの場合、レジスト膜を除去し、再度リソグラフィによりホールパターンの形成を行う（リワーク）。この際に、所望のパターン寸法となるように、リソグラフィ装置の入力パラメータは調整される。
【００７７】
また、異常寸法を有するホールパターンが基板等の加工後のホールパターンの場合、リワークは不可能である。そのため、上記異常寸法を有するホールパターンを含むウェーハは処分（破棄）される。この際に、所望のパターン寸法に加工されるように、エッチング装置の入力パラメータは調整される。
【００７８】
このように本実施形態によれば、ＣＤ−ＳＥＭなどの寸法測定装置にて測定された測定値に基づいて、寸法異常の有り無しを判断し、さらに寸法異常が認められた場合には、適正なパターン寸法となるような製造プロセス装置の入力パラメータをフィードバック制御することで、安定した半導体製造を維持することが可能となる。
【００７９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、半導体装置の穴パターンではなく、フォトマスクなどの他の試料の穴パターンに対しても本発明は適用できる。また、穴パターン以外の対象パターンに対しても本発明は適用可能である。
【００８０】
さらに、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】第１の実施形態の電子ビーム照射方法を含む処理方法の流れを示す図。
【図２】非照射領域同士の間隔が非常に狭い場合の非照射領域の配置の一例を示す図。
【図３】レイアウト（上層膜の被覆率）によって帯電電荷が変動しやすいパターンの例を説明するための図。
【図４】第２の実施形態の電子ビーム照射方法を含む処理方法の流れを示す図。
【図５】第３の実施形態の半導体装置の製造方法の流れを示す図。
【符号の説明】
【００８２】
１…対象パターン、２…観察領域、３，３ａ，３’…非対象領域、４…照射領域、５…非対象パターン、６…ＳＥＭ像、２０…上層膜、２１…溝、３１，３２…パターンレイアウト。
【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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