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미세 구조체 검사 방법, 미세 구조체 검사 장치, 및 미세 구조체 검사 프로그램 기록 매체{MICROSTRUCTURE INSPECTION METHOD, MICROSTRUCTURE INSPECTION APPARATUS, AND MICROSTRUCTURE INSPECTION PROGRAM STORAGE MEDIUM}
본 발명은, 미세 구조체 검사 장치, 미세 구조체 검사 프로그램, 및 미세 구조체 검사 방법에 관한 것으로, 특히, 미세 구조 패턴의 측벽 각도를 검사하는 미세 구조체 검사 장치, 미세 구조체 검사 프로그램, 및 미세 구조체 검사 방법에 관한 것이다. 본원은, 2008년 3월 19일에, 일본에 출원된 특원 제2008-071312호, 2008년 3월 19일에, 일본에 출원된 특원 제2008-071315호, 2008년 9월 18일에, 일본에 출원된 특원 제2008-239205호, 2009년 1월 14일에, 일본에 출원된 특원 제2009-005495호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
최근, 다양한 형상의 미세 구조체가, 광범위하게 이용되고 있다. 예를 들면, 반도체 디바이스, 광학 소자, 배선 회로, 기록 디바이스(하드 디스크나 DVD 등), 의료 검사용 칩(DNA 분석 용도 등), 디스플레이 패널, 마이크로 유로, 마이크로 리액터, MEMS 디바이스, 임프린트 몰드, 포토마스크 등을 들 수 있다. 이와 같은 미세 구조체에서는, 패턴의 2차원적인 선폭이나 형상뿐만 아니라, 엣지 부분의 측벽 각도도 중요시되고 있다. 예를 들면, 차세대의 마스크로서 기대되고 있는 EUV 포토 마스크는, 종래의 투과형의 포토마스크와는 다른 반사형의 마스크이므로, 패턴 엣지의 측벽을 가능한 한 수직에 가깝게 하는 것이 요구되고 있고, 그 각도를 측정하는 것이 요구되고 있다. 종래, 이와 같은 미세 구조체의 측벽 각도를 측정하는 방법으로서, 샘플을 재단하여 단면을 주사 전자 현미경(SEM) 등으로 관찰하여 평가하는 것이 제안되어 있다. 또한, 이와 같은 미세 구조체의 측벽 각도를 측정하는 방법으로서, 원자간력 현미경(AFM)을 이용하여 캔틸레버의 바늘의 형상이나, 측정 방법을 고안함으로써 측벽 각도를 계측하는 것이 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 한편, 패턴의 2차원적인 선폭이나 형상을 확인하는 방법으로서, 길이 측정 SEM(CD-SEM)을 이용하는 것이 알려져 있다. CD-SEM에서는 전자총으로부터 조사된 전자 빔이, 컨덴서 렌즈에 의해 수속되고, 어퍼쳐를 통하여, 측정 대상 패턴 상에 충돌한다. 이 때에 방출되는 2차 전자를 디텍터로 포착함으로써 전기 신호로 변환하여, 2차원 화상이 취득된다. 이 2차원 화상의 정보를 바탕으로 측정 대상 패턴의 치수 등을 고정밀도로 측정할 수 있다. SEM은, 전자선을 수속하여 전자 빔으로 하여 대상에 조사하고, 대상물로부터 방출되는 2차 전자, 반사 전자, 투과 전자, X선, 캐소드 루미네센스(형광), 내부 기전력 등을 검출함으로써 대상을 관찰한다. 이 때, 대상물인 시료로부터 발하여지는 이들의 신호는 검출기에 의해 검출되고, 신호를 증폭하거나 변조하거나 하여 SEM 사진으로서 표시된다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 평10-170530호 공보
최근, 미세 구조체의 측벽 각도를 측정하는 장치 및 방법이 요구되고 있다. 그러나, 종래의 샘플을 재단하여 단면 SEM 등으로 관찰하는 방법은, 파괴 검사이다. 이 때문에 당연이 그 샘플은 제품으로서 사용할 수 없게 된다. 또한, 측벽 각도의 평가 실험용의 별도의 샘플을 준비하는 방법이 있지만, 이 경우에는 실제 샘플과 평가용 샘플이 완전히 동일한 것이라고 하는 보증을 할 수 없다고 하는 문제가 있다. 또한, AFM에서는, 실제 샘플 그 자체를 비파괴로 측정하는 것이 가능하다. 그러나, 물리적으로 바늘을 스캔시키면서 측정하기 때문에, 스루풋이 매우 느리다고 하는 과제가 있다. 또한, 측정 횟수에 따라서 바늘이 조금씩 마모되어 측정값이 부정확하게 된다. 따라서, 많은 패턴의 측벽 각도를 측정하고자 하는 경우에는 부적합하다고 하는 문제가 있다. 또한, 측정 대상 패턴의 측벽 각도가 역 테이퍼인 경우, AFM의 바늘을 역 테이퍼의 경사를 따라서 따라가게 하는 것이 곤란하므로, 측벽 각도를 측정하는 것이 곤란하다. 따라서, 본 발명의 일 양태는, 상술한 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 바람직하게는 미세 구조체의 측벽 각도를 측정할 수 있는 미세 구조체 검사 장치, 미세 구조체 검사 프로그램, 및 미세 구조체 검사 방법을 제공하는 것을 하나의 목적으로 한다.
(1) 본 발명의 일 양태는, 이하의 방법을 제공한다. 샘플 미세 구조 패턴의 측벽 각도를 검사하는 미세 구조체 검사 방법으로서, 복수의 SEM 조건 하에서 상기 샘플 미세 구조 패턴의 SEM 사진을 촬상하는 공정과, 상기 SEM 사진에서의 상기 샘플 미세 구조 패턴의 엣지 부위의 화이트 밴드 폭을 측정하는 공정과, 상기 복수의 SEM 조건간의 변화에 수반하는 상기 화이트 밴드 폭의 변화량에 기초하여, 상기 샘플 미세 구조 패턴의 측벽 각도를 산출하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 미세 구조체 검사 방법. (2) 상기의 미세 구조체 검사 방법은, 이하와 같이 행하여도 된다. 상기 복수의 SEM 조건은, 서로 다른 전자 빔의 전류값을 갖는다. (3) 상기의 미세 구조체 검사 방법은, 이하와 같이 행하여도 된다. 상기 복수의 SEM 조건은, 서로 다른 광 전자 증배관의 증폭값을 갖는다. (4) 상기의 미세 구조체 검사 방법은, 이하와 같이 행하여도 된다. 기지의 측벽 각도를 갖는 복수의 표준 미세 구조 패턴의 SEM 사진을 촬상하고, 이에 의해, 단위 도수의 측벽 각도당의 화이트 밴드 폭의 변화량인 기준 변화량을 산출하는 공정을 더 구비한다. (5) 상기의 미세 구조체 검사 방법은, 이하와 같이 행하여도 된다. SEM 시뮬레이터를 이용하여, 단위 도수의 측벽 각도당의 화이트 밴드 폭의 변화량인 기준 변화량을 산출하는 공정을 더 구비한다. (6) 상기의 미세 구조체 검사 방법은, 이하와 같이 행하여도 된다. 상기 샘플 미세 구조 패턴의 상기 화이트 밴드 폭의 변화량이, 소정의 값보다도 작은 경우, 전자 빔과 시료를 상대적으로 틸트시켜, SEM 사진의 촬상을 반복하는 공정과, 산출된 상기 샘플 미세 구조 패턴의 상기 측벽 각도에 대해, 틸트시킨 각도분에 상당하는 보정을 행하는 공정을 더 구비한다. (7) 상기의 미세 구조체 검사 방법은, 이하와 같이 행하여도 된다. 상기 기준 변화량을 산출하는 공정은, 2종류의 SEM 조건 하에서 기지의 측벽 각도를 갖는 표준 미세 구조 패턴 A의 SEM 사진을 촬상하고, 상기 표준 미세 구조 패턴 A의 SEM 사진에서의 엣지 부위의 화이트 밴드 폭을 측정하고, 상기 2종류의 SEM 조건간의 상기 표준 미세 구조 패턴 A의 화이트 밴드 폭의 차 ΔW A 를 산출하고, 상기 2종류의 SEM 조건 하에서, 미세 구조 패턴 A와는 다른 기지의 측벽 각도를 갖는 표준 미세 구조 패턴 B의 SEM 사진을 촬상하고, 상기 표준 미세 구조 패턴 B의 SEM 사진에서의 엣지 부위의 화이트 밴드 폭을 측정하고, 상기 2종류의 SEM 조건간의 표준 미세 구조 패턴 B의 상기 화이트 밴드 폭의 차 ΔW B 를 산출하고, 상기 기준 변화량을, 이하의 식으로부터 산출한다. 기준 변화량=|ΔW A -ΔW B |/|미세 구조 패턴 A의 측벽 각도-미세 구조 패턴 B의 측벽 각도| (8) 상기의 미세 구조체 검사 방법은, 이하와 같이 행하여도 된다. 상기 샘플 미세 구조 패턴의 측벽 각도를 산출하는 공정은, 상기 2종류의 SEM 조건 하에서, 미지의 측벽 각도를 갖는 상기 샘플 미세 구조 패턴의 SEM 사진을 촬상하고, 상기 샘플 미세 구조 패턴의 SEM 사진에서의 엣지 부위의 화이트 밴드 폭을 측정하고, 상기 2종류의 SEM 조건간의 상기 화이트 밴드 폭의 차 ΔW를 산출하고, 상기 기준 변화량, 상기 패턴 B의 측벽 각도, 상기 ΔW B , 및 상기 ΔW를 이용하여, 상기 미세 구조 패턴의 측벽 각도를, 이하의 식으로부터 산출한다. 미세 구조 패턴의 측벽 각도=패턴 B의 측벽 각도+(ΔW B -ΔW)/기준 변화량 (9) 상기의 미세 구조체 검사 방법은, 이하와 같이 행하여도 된다. 상기 미세 구조 패턴의 SEM 사진을 촬상하는 공정에서, 상기 화이트 밴드의 길이 방향을 따라서, 소정의 폭 내의 측정 영역을 정하고, 측정 영역 내의 화이트 밴드 폭의 분포를 측정한다. (10) 본 발명의 일 양태는, 이하의 구성을 제공한다. 미세 구조 패턴의 측벽 각도를 검사하는 미세 구조체 검사 장치로서, 측정 대상 패턴을 구비한 시료를 고정하는 시료 유지 기구와, 복수의 SEM 조건 하에서 상기 측정 대상 패턴의 SEM 사진을 촬상하는 CD-SEM 기구와, 상기 SEM 사진으로부터 상기 측정 대상 패턴의 엣지 부위의 화이트 밴드 폭을 취득하는 화상 처리 기구와, 상기 측정 대상 패턴의 상기 측벽 각도를 산출하는 계산 기구를 구비하고, 상기 계산 기구는, 상기 복수의 SEM 조건간의 변화에 수반하는 상기 화이트 밴드 폭의 변화량을 이용하여, 상기 측정 대상 패턴의 측벽 각도를 산출하는 것을 특징으로 하는 미세 구조체 검사 장치. (11) 상기의 미세 구조체 검사 장치는, 이하와 같이 구성되어도 된다. 상기 복수의 SEM 조건은, 서로 다른 전자 빔의 전류값을 갖는다. (12) 상기의 미세 구조체 검사 장치는, 이하와 같이 구성되어도 된다. 상기 복수의 SEM 조건은, 서로 다른 광 전자 증배관의 증폭값을 갖는다. (13) 상기의 미세 구조체 검사 장치는, 이하와 같이 구성되어도 된다. 상기 시료 유지 기구는, SEM 사진 촬상 시의 전자 빔이 측정 대상 패턴에 대해 입사하는 상대적 각도를 변화 가능하게 시료를 유지한다. (14) 상기의 미세 구조체 검사 장치는, 이하와 같이 구성되어도 된다. 상기 계산 기구는, 단위 도수의 측벽 각도당의, 상기 복수의 SEM 조건간의 변화에 수반하는 화이트 밴드 폭의 변화량인 기준 변화량을 산출하는 SEM 시뮬레이터를 더 구비한다. (15) 본 발명의 일 양태는, 이하의 프로그램을 제공한다. 미세 구조 패턴의 측벽 각도를 검사하는 미세 구조체 검사 프로그램으로서, 복수의 SEM 조건 하에서 촬상된 상기 미세 구조 패턴의 SEM 사진을 취득하는 루틴과, 상기 SEM 사진에서의 상기 미세 구조 패턴의 엣지 부위의 화이트 밴드 폭을 측정하는 루틴과, 상기 복수의 SEM 조건간의 변화에 수반하는 상기 화이트 밴드 폭의 변화량을 이용하여, 상기 미세 구조 패턴의 측벽 각도를 산출하는 루틴을 구비하는 것을 특징으로 하는 프로그램.
본 발명의 일 양태에 따른 미세 구조체 검사 장치, 및 방법은, 복수의 SEM 조건에서의 SEM 사진을 촬영하고, 이 SEM 사진의 화이트 밴드 폭으로부터, 미세 구조 패턴의 측벽 각도를 산출하는 것을 특징으로 한다. 본 발명자들은 예의 검토한 결과, 미세 구조 패턴의 측벽 각도는, SEM 사진촬영 시의 전자 빔의 전류값과, SEM 사진의 화이트 밴드 폭에 상관이 있는 것을 발견하였다. 이 점으로부터, SEM 사진 촬영 시의 전자 빔의 전류값과, SEM 사진의 화이트 밴드 폭의 값을 취득함으로써, 미세 구조 패턴의 측벽 각도를 산출할 수 있다. 또한, 본 발명자들은 예의 검토한 결과, 미세 구조 패턴의 측벽 각도는, SEM 사진 촬영 시의 2차 전자 검출기에서의 광 전자 증배관의 증폭값과, SEM 사진의 화이트 밴드 폭에 상관이 있는 것을 발견하였다. 이 점으로부터, SEM 사진 촬영 시의 상기 증폭값과, SEM 사진의 화이트 밴드 폭의 값을 취득함으로써, 미세 구조 패턴의 측벽 각도를 산출할 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태에 따른, 화이트 밴드 폭의 기준 변화량을 산출하는 플로우도.
도 2는 측정 대상 패턴의 측벽 각도를 측정하는 플로우도.
도 3은 실시예 1을 나타내는 SEM 화상과 화이트 밴드 폭의 측정 결과.
도 4는 화이트 밴드 폭의 변동량과 측벽 각도의 관계를 나타내는 그래프.
도 5는 제2 실시 형태에 따른, 측정 대상 패턴의 측벽 각도의 분포를 산출하는 수순을 나타낸 플로우도.
도 6A는 실시예 2의 통상의 직선 패턴을 나타내는 SEM 화상과, 측벽 각도의 분포를 나타내는 도면.
도 6B는 실시예 2의 러프니스(roughness)가 큰 패턴을 나타내는 SEM 화상과, 측벽 각도의 분포를 나타내는 도면.
도 7은 제3 실시 형태에 따른, 미세 구조체 검사 방법의 실시예를 나타내는 SEM 화상과 그 SEM 화상의 화이트 밴드 폭의 측정 결과.
도 8은 상기 실시예에서의 화이트 밴드 폭의 변동량과 측벽 각도의 관계를 나타내는 그래프.
도 9는 광 전자 증배관의 증폭값을 다른 변화 폭으로 변화시켰을 때의, 화이트 밴드 폭의 변동량과, 측벽 각도와의 관계를 나타내는 그래프.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 미세 구조체 검사 장치의 개략 구성도.
<제1 실시 형태> 이하에 설명하는 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 미세 구조체 검사 장치 및 방법은, SEM 사진 촬영 시의 전자 빔의 전류값과, SEM 사진의 화이트 밴드 폭으로부터, 미세 구조 패턴의 측벽 각도를 산출한다. 일반적으로, CD-SEM으로 미세 구조체 패턴을 관찰하면, 미세 구조체 패턴의 엣지 부분으로부터 2차 전자가 많이 방출되기 때문에, 엣지 부분이 밝게 보인다. 본원 명세서에서는, 이 밝게 보이는 엣지 부분을 화이트 밴드라고 호칭한다. 패턴의 엣지 부분의 화이트 밴드의 폭은, 패턴 엣지의 테이퍼 기울기가 완만하게 될수록 굵어지기 때문에, 패턴의 두께와 화이트 밴드 폭으로부터 측벽 각도를 어느 정도, 추정하는 것이 가능하다. 그러나, 측벽 각도가 어느 정도 급준하게 되면 화이트 밴드 폭이 변하지 않게 되는 것을 알 수 있다. 한편, CD-SEM의 전자 빔의 전류값을 변경하면, 전류값에 비례하여 패턴의 엣지 부분으로부터 방출되는 2차 전자의 양이 증가한다고 생각된다. 우리들의 조사 결과로부터, 패턴 엣지의 측벽 각도에 의해서, 전자 빔의 전류값에 따라서 화이트 밴드의 폭이 변화하는 것을 알았다. 본 발명은 이 현상을 이용한다. 또한, 화이트 밴드 폭 외에, 화이트 밴드의 신호 강도를 해석에 이용하여도 된다. 이 때문에, 본 발명의 미세 구조체 검사 장치 및 방법은, 측정 대상 패턴의 측벽 각도가 90° 근방이어도, 바람직하게 측벽 각도를 검사할 수 있다. 본 발명자들은 예의 검토한 결과, 미세 구조 패턴의 측벽 각도는, SEM 사진 촬영 시의 전자 빔의 전류값과, SEM 사진의 화이트 밴드 폭에, 상관이 있는 것을 발견하였다. 이 점으로부터, SEM 사진 촬영 시의 전자 빔의 전류값과, SEM 사진의 화이트 밴드 폭의 값을 취득함으로써, 미세 구조 패턴의 측벽 각도를 산출할 수 있다. 이 방법에서는, SEM 사진의 촬영 결과로부터 미세 구조 패턴의 측벽 각도를 산출한다. 따라서, 측정 대상 패턴을 비파괴로 검사할 수 있다. 또한, SEM 사진의 화상 처리를 이용하여 측벽 각도를 산출하므로, 측정 대상 패턴의 측벽 각도의 다점(多点) 측정이 용이하다. 따라서, AFM과 비교하여 스루풋을 향상시켜 검사할 수 있다. 이하, 구체적으로, 본 발명의 미세 구조체 검사 장치에 대해서 설명한다. 본 발명의 미세 구조체 검사 장치는, 일례로서, 도 10에 도시한 구성을 갖는다. <시료 유지 기구> 시료 유지 기구는, 측정 대상 패턴을 구비한 시료를 고정한다. 시료 유지 기구는, 측정 대상 패턴이 형성된 구조체의 형상/용도에 따라서, 적절히 바람직하게 고정할 수 있는 형상/기능을 구비하고 있다. 또한, 시료 유지 기구는, SEM 사진 촬상 시의 전자 빔이 측정 대상 패턴에 대해 상대적으로 임의의 각도를 갖고 입사하도록 시료를 유지하는 것이 바람직하다. 전자 빔과 측정 대상 패턴이 상대적으로 임의의 각도를 갖도록 유지함으로써, 측정 대상 패턴의 측벽 각도가 역 테이퍼인 경우라도, 전자 빔을 측정 대상 패턴의 측벽에 대응하는 위치에 조사할 수 있어, 화이트 밴드를 갖는 SEM 사진을 취득할 수 있다. 이 때, 전자 빔과 측정 대상 패턴이 상대적으로 임의의 각도를 갖도록 유지하는 기구이면 충분하다. 실제의 장치에서 경사(틸트)를 행하는 것은, 시료를 고정한 스테이지, 전자 빔 중 어느 것이어도 된다. 이에 의해, 측정 대상 패턴의 측벽 각도가 역 테이퍼인 경우라도 본 발명 미세 구조체 검사 장치는 바람직하게 측벽 각도를 측정할 수 있다. <CD-SEM 기구> CD-SEM 기구는, 측정 대상 패턴의 SEM 사진을 촬상한다. CD-SEM에서는 전자총으로부터 조사된 전자 빔이, 컨덴서 렌즈에 의해 수속되고, 어퍼쳐를 통하여, 측정 대상 패턴 상에 충돌한다. 이 때에 방출되는 2차 전자가 디텍터에 의해 포착됨으로써 전기 신호로 변환되어, 2차원 화상(SEM 사진)이 취득된다. <화상 처리 기구> 화상 처리 기구는, CD-SEM 기구로 촬상한 SEM 사진으로부터 측정 대상 패턴의 엣지 부위의 화이트 밴드 폭을 취득한다. 화이트 밴드 폭의 검출 방법은, 적절히 공지의 화상 처리 기술을 이용하여도 된다. 예를 들면, 화이트 밴드는 주위보다도 밝게 보이므로, SEM 사진의 콘트라스트로부터, 화이트 밴드를 검출하여, 측정하여도 된다. <계산 기구> 계산 기구는, SEM 사진 촬영 시의 전자 빔의 전류값과, 상기 화이트 밴드 폭으로부터, 측정 대상 패턴의 측벽 각도를 산출한다. 본 발명자들은 예의 검토한 결과, 미세 구조 패턴의 측벽 각도는, SEM 사진 촬영 시의 전자 빔의 전류값과, SEM 사진의 화이트 밴드 폭에 상관이 있는 것을 발견하였다. 이 점으로부터, SEM 사진 촬영 시의 전자 빔의 전류값과, SEM 사진의 화이트 밴드 폭의 값을 취득함으로써, 미세 구조 패턴의 측벽 각도를 산출할 수 있다. 또한, 계산 기구는, 단위 각도당의 전자 빔의 전류값의 변화에 수반하는 화이트 밴드 폭의 변화량인 기준 변화량을 SEM 시뮬레이터에 의해 산출하는 기능을 구비하는 계산 기구인 것이 바람직하다. 여기서, SEM 시뮬레이터라 함은, CD-SEM의 전자총으로부터 방출된 전자 빔이 패턴에 조사되었을 때에 방출되는 2차 전자의 거동을, 몬테카를로법 등으로 계산함으로써, 패턴의 SEM 화상이나 2차 전자의 휘도 분포를 예측하는 소프트웨어이다. 시뮬레이션에서는, 당연이 전자 빔의 조건(가속 전압, 전류값 등)을 임의로 변경할 수 있다. 또한, 미세 구조 패턴의 재료를 임의로 설정할 수 있는 것에 수반하여, 패턴의 3차원 형상도 임의로 설계하는 것이 가능하다. 이 때문에, SEM 시뮬레이터로 얻어진 화상이나 휘도 분포로부터, 화이트 밴드 폭을 측정할 수 있다. 이에 의해, 「미세 구조 패턴의 측벽 각도와, SEM 사진 촬영 시의 전자 빔의 전류값과, SEM 사진의 화이트 밴드 폭과의 사이의 상관」을 바람직하게 파악할 수 있다. 이하, 구체적으로, 본 발명의 미세 구조체 검사 프로그램 및 방법에 대해서 설명을 행한다. 또한, 본 발명의 미세 구조체 검사 프로그램 및 방법은, 「미세 구조 패턴의 측벽 각도가, SEM 사진 촬영 시의 전자 빔의 전류값과, SEM 사진의 화이트 밴드 폭에 상관이 있는 것」을 이용한다. 본원의 내용은 하기 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. <기준 변화량을 산출하는 스텝> 우선, 측벽 각도가 기지의 미세 구조 패턴을 측정한다. 그리고, 전자 빔의 전류값의 변화에 수반하는 화이트 밴드 폭의 변화량과 기지의 측벽 각도로부터 단위 각도당의 화이트 밴드 폭의 변화량인 기준 변화량을 산출한다. 기준 변화량은, 「미세 구조 패턴의 측벽 각도와, SEM 사진 촬영 시의 전자 빔의 전류값과, SEM 사진의 화이트 밴드 폭과의 사이의 상관」을 파악하기 위해, 복수의 측벽 각도가 기지의 미세 구조 패턴을 측정하고, 통계학적 처리를 행하여 결정하면 된다. 구체적으로는, 측벽 각도가 기지의 미세 구조 패턴을 준비하고, 미세 구조 패턴을 CD-SEM으로 촬영할 때의 전자 빔의 전류값을 변경하고, SEM 사진에서의 미세 구조 패턴의 엣지 부위의 화이트 밴드 폭을 측정하고, 전자 빔의 전류값의 변화에 수반하는 화이트 밴드 폭의 변화량과 기지의 측벽 각도로부터 산출하여도 된다. 또한, 기준 변화량은 SEM 시뮬레이터를 이용하여 산출하여도 된다. 여기서, SEM 시뮬레이터라 함은, CD-SEM의 전자총으로부터 방출된 전자 빔이 패턴에 조사되었을 때에 방출되는 2차 전자의 거동을, 몬테카를로법 등으로 계산함으로써, 패턴의 SEM 화상이나 2차 전자의 휘도 분포를 예측하는 소프트웨어이다. 시뮬레이션에서는, 당연이 전자 빔의 조건(가속 전압, 전류값 등)을 임의로 변경할 수 있다. 또한, 패턴의 재료를 임의로 설정할 수 있는 것에 수반하여, 패턴의 3차원 형상도 임의로 설계하는 것이 가능하다. 이 때문에, SEM 시뮬레이터로 얻어진 화상이나 휘도 분포로부터, 화이트 밴드 폭을 측정할 수 있다. 이하, 일례로서, 측벽 각도가 다른 샘플을 2개 준비하고, 전자 빔의 전류값을 바꾼 조건을 2종류 설정한 경우의 기준 변화량의 산출을 설명한다. 우선, 측벽 각도의 측정 대상 샘플의 재료와 동일한 재료(레지스트, 크롬 등)로 측벽 각도가 다른 패턴을 2개 작성한다(이하, 각각, 패턴 A, 패턴 B로 함). 패턴 A, 패턴 B의 측벽 각도는 단면 SEM이나 AFM(원자간력 현미경) 등을 이용하여 미리 측정한다. 또한, 패턴 A, 패턴 B의 측벽 각도의 값은 가능한 한 떨어져 있는 쪽이 바람직하다. 예를 들면 한쪽의 패턴은 거의 수직으로 가깝고, 다른 한쪽의 패턴은 70° 정도의 테이퍼 형상으로 되어 있는 것이 좋다. 다음으로, CD-SEM에서의 측정 조건으로서, 전자 빔의 전류값을 바꾼 조건을 2종류 설정한다(이하, SEM 조건 1, SEM 조건 2로 함). 도 1은, 측벽 각도 1°당의 화이트 밴드 폭의 기준 변화량을 산출하는 수순을 나타내는 플로우도이다. 또한, 본예에서의 기준 변화량의 차원은 [길이/각도]이다. 우선, CD-SEM 기구를 패턴 A로 이동(S1)하여 SEM 조건 1에서 엣지의 화이트 밴드 폭을 측정(S2)한다. 다음으로, SEM 조건 2에서 엣지의 화이트 밴드 폭을 측정(S3)한다. S2와 S3의 결과로부터 화이트 밴드 폭의 변화량 ΔW A 를 산출(S4)한다. 다음으로, CD-SEM 기구를 패턴 B로 이동(S5)하여 SEM 조건 1에서 엣지의 화이트 밴드 폭을 측정(S6)한다. 다음으로, SEM 조건 2에서 엣지의 화이트 밴드 폭을 측정(S7)한다. S6과 S7의 결과로부터 화이트 밴드 폭의 변화량 ΔW B 를 산출(S8)한다. 마지막으로 패턴 A, B의 측벽 각도차와 ΔW A -ΔW B 로부터 하기 식을 이용하여 기준 변화량을 산출(S9)한다. |ΔW A -ΔW B |/|미세 구조 패턴 A의 측벽 각도-미세 구조 패턴 B의 측벽 각도|=기준 변화량 또한, SEM 시뮬레이터를 이용하는 경우에는, 기준 변화량을 산출하기 위한 샘플 제작 및 SEM 조건 1, SEM 조건 2에서의 화이트 밴드 폭의 측정을 모두 컴퓨터 상의 계산에 의해 행하여도 된다. <변화량을 취득하는 스텝> 다음으로, 측벽 각도가 미지의 측정 대상 패턴을 준비하고, 미세 구조 패턴을 CD-SEM으로 촬영할 때의 전자 빔의 전류값을 변경하고(SEM 조건 1, SEM 조건 2), SEM 사진에서의 미세 구조 패턴의 엣지 부위의 화이트 밴드 폭을 측정하고, 전자 빔의 전류값의 변화에 수반하는 화이트 밴드 폭의 변화량을 취득한다. <측정 대상 패턴의 측벽 각도를 산출하는 스텝> 다음으로, 측벽 각도가 미지의 측정 대상 패턴에서의, 전자 빔의 전류값의 변화에 수반하는 화이트 밴드 폭의 변화량과 기준 변화량으로부터 측정 대상 패턴의 측벽 각도를 산출한다. 측정 대상 패턴의 측벽 각도의 산출은, 기준 변화량의 산출 방법에 따라서 행하면 된다. 이상의 방법에 의해, CD-SEM을 이용하여 측정 대상 패턴의 측벽 각도를 측정하는 것이 가능하게 된다. <실시예> 이하, 일례로서, 측벽 각도가 다른 샘플을 2개 준비하고, 전자 빔의 전류값을 바꾼 조건을 2종류 설정한 경우의 측정 대상 패턴의 측벽 각도의 산출을 설명한다. 또한, 이하에 도시한 예에서는, 측정 대상 패턴의 측벽 각도가 역 테이퍼인 경우에도 대응한다. 도 2는, 측정 대상 패턴의 측벽 각도를 측정하는(측정 대상 패턴의 측벽 각도가 역 테이퍼인 경우에도 대응함) 수순을 나타낸 플로우도이다. 우선, CD-SEM 기구를 측벽 각도가 미지의 측정 패턴으로 이동(S10)하여 SEM 조건 1에서 엣지의 화이트 밴드 폭을 측정(S11)한다. 다음으로, SEM 조건 2에서 엣지의 화이트 밴드 폭을 측정(S12)한다. 그리고, S11과 S12의 결과로부터 화이트 밴드 폭의 변화량 ΔW를 산출(S13)한다. 다음으로, 이 ΔW를 기준 변화량과 비교(S14)한다. 만약, ΔW가 기준 변화량보다 작은 경우는, 측정 패턴의 측벽이 역 테이퍼 형상으로 되어 있다고 생각된다. 이 경우는, 스테이지 또는 빔을 일정 각도 틸트시켜(S15), S11로 되돌아간다. 만약, S14에서 ΔW가 기준 변화량과 동등하거나 보다 커진 경우에는, 기준 변화량, 패턴 A(또는 패턴 B)의 측벽 각도, 및 화이트 밴드 폭의 변화량으로부터, 측정 패턴의 측벽 각도를 산출(S16)한다. 마지막으로, 스테이지 또는 빔을 틸트시킨 경우에는, 틸트분을 보정한 각도를 산출(S17)한다. 임의의 패턴의 측벽 각도를 산출하는 식을 하기에 나타낸다. 또한, 틸트를 행하지 않았던 경우, 틸트한 각도분의 보정량은 0°이다. 또한, 역 테이퍼 형상을 포함하는 패턴을 취급하지 않는 경우에는, S15나 틸트 기구를 생략하여도 된다. 측정 대상 패턴의 측벽 각도=틸트한 각도+패턴 A의 측벽 각도+(ΔW A -ΔW)/기준 변화량 ΔW A : 패턴 A의 화이트 밴드 폭의 변화량 ΔW : 측정 대상 패턴의 화이트 밴드 폭의 변화량 <실시예 1> 이하, 본 발명의 미세 구조체 검사 장치의 사용에 대해서 구체적인 실시예를 나타낸다. <기준 변동량의 산출> 측벽 각도 1°당의 기준 변동량을 산출하기 위해, 포토마스크 상의 Space 패턴을 2개 준비하였다. 각각의 패턴의 측벽 각도는 이미 AFM으로 측정되어 있고, 패턴 A의 좌측 엣지가 87°, 패턴 B의 좌측 엣지가 78°이었다. CD-SEM의 측정 조건은 다음과 같이 설정하였다. SEM 조건 1 : 빔 전류 5pA SEM 조건 2 : 빔 전류 10pA 우선, CD-SEM 기구를 패턴 A로 이동하고, SEM 조건 1에서 화상을 취득한다. 그리고, 화이트 밴드 폭을 측정하였다. 화이트 밴드 폭은, 19.9㎚이었다. 다음으로, 동일한 패턴 A에서, SEM 조건 2에서 화상을 취득한다. 그리고, 화이트 밴드 폭을 측정하였다. 화이트 밴드 폭은, 21.0㎚이었다. 따라서, 화이트 밴드 폭의 SEM 조건에 의한 변화량은 1.1㎚이다. 다음으로 CD-SEM 기구를 패턴 B로 이동하고, SEM 조건 1에서 화상을 취득하여 화이트 밴드 폭을 측정한 바, 25.7㎚이었다. 다음으로, 동일한 패턴에서, SEM 조건 2에서 화상을 취득하여 화이트 밴드 폭을 측정한 바, 29.7㎚이었다. 따라서, 화이트 밴드 폭의 SEM 조건에 의한 변화량은 4.0㎚이다. 패턴 A, 패턴 B의 각 SEM 조건에서의 패턴 화상을 도 3에 도시한다. 또한, 화이트 밴드의 변화량과 측벽 각도의 관계의 그래프를 도 4에 도시한다. 상기 패턴 A, B를 포함하는, 합계 7개의 패턴을, 상기의 측정 방법을 이용하여 측정한 결과를, 도 4에 도시한다. 도 4는, AFM에 의해 미리 측정한 각 패턴의 측벽 각도와, 화이트 밴드의 변화량을 플롯한 그래프이다. 이 플롯에 기초하여, 측벽 각도와, 화이트 밴드의 변화량과의 상관에 대해서, 1차의 선형 근사를 구하였다. 이 결과, 상관 계수 R의 제곱값은 0.94로 되고, 높은 상관 관계가 확인되었다. 패턴 A, B의 측벽 각도차(87°-78°=9°)와 화이트 밴드 폭의 변화량의 차(4.0-1.1=2.9㎚)로부터, 측벽 각도 1°당의 기준 변화량을 0.32[㎚/각도]로 하였다. <측정 대상 패턴의 측벽 각도의 산출> 다음으로, CD-SEM 기구를, 실제의 측정 대상인, 측벽 각도가 미지의 패턴으로 이동하고, SEM 조건 1 및 SEM 조건 2에서 화상을 취득하여 화이트 밴드 폭을 측정하였다. 그 결과, SEM 조건 1에서는 19.7㎚, SEM 조건 2에서는 21.5㎚로 되고, 변화량은 1.8㎚이었다. 다음으로, 하기 식으로부터 측벽 각도를 산출하였다. 측정 대상 패턴의 측벽 각도=패턴 B의 측벽 각도+(ΔW B -ΔW)/기준 변화량 ΔW B : 패턴 B의 화이트 밴드 폭의 변화량 ΔW : 측정 대상 패턴의 화이트 밴드 폭의 변화량 따라서, 측정 대상 패턴의 측벽 각도는, 78°+(4.0-1.8)/0.32=84.9°로 되었다. 또한, AFM을 사용하여 이 패턴의 측벽 각도를 측정한 바 85°로 되어 있고, 본 발명 방법에 의한 측정 결과와 거의 일치하였다. <측정 대상 패턴의 측벽 각도의 산출(측벽 각도가 역 테이퍼인 경우)> 다음으로, CD-SEM 기구를 측벽 각도가 미지의 패턴으로 이동하고, SEM 조건 1 및 2에서 화상을 취득하여 화이트 밴드 폭을 측정하였다. 그 결과, SEM 조건 1에서는 19.2㎚, SEM 조건 2에서는 19.3㎚이었다. 화이트 밴드 폭의 변화량은 0.1㎚ 불과하여, 기준 변화량(0.32㎚)보다 작은 것이 판명되었다. 따라서, 이 측벽은 역 테이퍼라고 생각된다. 따라서, 패턴이 얹혀있는 스테이지를 5°만큼 틸트시켰다. 다시 한번, 각 SEM 조건에서 화이트 밴드 폭을 측정한 바, SEM 조건 1에서는 19.4㎚, SEM 조건 2에서는 20.3㎚이었다. 금회의 변화량은 0.9㎚로 기준 변화량보다 크다. 다음으로, 하기 식으로부터 측벽 각도를 산출하였다. 측정 대상 패턴의 측벽 각도=틸트한 각도분+패턴 B의 측벽 각도+(ΔW B -ΔW)/기준 변화량 ΔW B : 패턴 B의 화이트 밴드 폭의 변화량 ΔW : 측정 대상 패턴의 화이트 밴드 폭의 변화량 따라서, 측정 대상 패턴의 측벽 각도는, 5°+78°+(4.0-0.9)/0.32=92.7°로 되었다. 이상으로부터, 측벽 각도가 90°를 초과하는 역 테이퍼 형상이어도, 측벽 각도를 구할 수 있었다. <제2 실시 형태> 이하, 본 발명의 측정 방법의 제2 실시 형태를 설명한다. 제1 실시 형태와 공통의 부재, 공정에 대해서는 설명을 생략하고, 그들의 차이에 대해서 상세하게 설명한다. 본 실시 형태에 따른 미세 구조체 검사 방법은, 측벽 각도가 미지의 측정 대상 패턴에서의 전자 빔의 전류값의 변화에 수반하는 화이트 밴드 폭의 변화량과 기준 변화량으로부터 측정 대상 패턴의 측벽 각도를 산출하는 스텝에 있어서, 화이트 밴드 상에 측정 포인트를 설정하고, 상기 측정 포인트로부터의 거리인 측정 거리 폭을 설정하고, 상기 측정 거리 폭 내의 화이트 밴드를 측정 영역으로 한다. 측정 대상 패턴의 엣지 러프니스가 큰 경우, 측벽 각도는 부위에 따라서 변동하고 있다고 상정된다. 화이트 밴드 상에 측정 포인트를 설정하고, 측정 영역을 측정 포인트로부터의 거리인 측정 거리 폭 내에 구획함으로써, 측정 포인트마다 정해진 측정 영역마다 측벽 각도를 산출할 수 있다. 이 때문에, 측벽 각도가 측정 대상 패턴의 부위에 의해 변동하고 있어도, 측정 포인트마다 측벽 각도를 산출하므로, 측벽 각도의 변동의 분포를 얻을 수 있다. 또한, 이 때, 측정 포인트의 수, 및 측정 영역 폭을 제어함으로써, 측정 영역을 측정 대상 패턴의 임의의 부위에 설정할 수 있다. 이하, 일례로서, 측벽 각도가 다른 샘플을 2개 준비하고, 전자 빔의 전류값을 바꾼 조건을 2종류 설정한 경우의 측정 대상 패턴의 측벽 각도의 산출에 있어서, 측정 포인트를 설정하여 측정 대상 패턴의 측벽 각도의 분포를 얻는 실시 형태에 대해서 설명한다. 도 3은, 측정 대상 패턴의 측벽 각도의 분포를 산출하는 수순을 나타낸 플로우도이다. 엣지 러프니스가 큰 패턴의 측벽 각도를 평가하는 경우, 우선 최초로 측벽 각도를 측정하는 포인트수 N을 설정(S115)한다. 다음으로, 각 측정 포인트에서의 측정 영역의 폭을 설정(S116)한다. 이 때 측정 영역의 폭은, 양쪽의 측정 포인트에서의 측정 영역과 겹치지 않도록 한다. 모든 측정 포인트에 대해서, 이하를 실시한다. SEM 조건 1에서 엣지의 화이트 밴드 폭을 측정(S118)한 후, SEM 조건 2에서 엣지의 화이트 밴드 폭을 측정(S119)하고, 화이트 밴드 폭의 변화량 ΔW를 산출(S120)한다. 기준 변화량으로부터 측정 영역의 측벽 각도를 산출(S121)한다. 전체 측정 포인트의 측정이 종료된 후(S122), 그들의 데이터로부터 측벽 각도의 분포를 산출(S123)한다. <실시예 2> <측벽 각도 분포의 산출> 측정 포인트를 설정하여 측정 대상 패턴의 측벽 각도의 분포를 얻었다. 측벽 각도의 측정 포인트수는 한쪽의 엣지에 대해 5군데로 하였다. 또한, 각 측정 포인트에서의 측정 영역 폭을 50픽셀로 하였다. 실시예 1과 마찬가지로, SEM 조건 1 및 SEM 조건 2에서 각 측정 영역의 엣지의 화이트 밴드 폭을 측정하여, 화이트 밴드 폭의 변화량=ΔW를 산출하였다. 기준 변화량으로부터 각 측정 포인트에서의 측벽 각도를 산출하여, 각도의 분포를 평가하였다. 상술한 측정을, 통상의 직선 패턴과, 러프니스가 큰 패턴에 대해 행하였다. 도 6A, 도 6B에 패턴의 측벽 각도의 분포를 도시한다. 통상의 직선 패턴을 도 6A, 러프니스가 큰 패턴을 도 6B에 도시한다. 도 6A, 도 6B로부터, 직선 패턴의 경우는, 측벽 각도가 86°～90°에서 안정되어 있는 것, 및, 러프니스가 큰 패턴의 경우는 장소에 의해 측벽 각도가 45°～85°까지 변화하고 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 측정 포인트를 설정함으로써, 측벽 각도의 변동의 분포를 얻을 수 있었다. <제3 실시 형태> 이하, 본 발명의 측정 방법의 제3 실시 형태를 설명한다. 상기 제1, 제2 실시 형태에서는, SEM 조건 1 및 SEM 조건 2의 2종류의 SEM 조건을 설정하였다. 이들 2종류의 SEM 조건간의 상위점은, 전자 빔의 전류값이다. 그리고, 이 2종류의 조건 하에서의 화이트 밴드 폭의 변화량을 측정하고, 이 결과를 바탕으로 측벽 각도를 산출하였다. 한편, 제3 실시 형태에서는, SEM 조건 1 및 SEM 조건 2의 사이에서, 전자 빔의 전류값을 동일하게 하고, 이에 대신하여, 2차 전자 검출기에서의 광 전자 증배관의 증폭값을 상위시킨다. 이와 같은 2개(또는 그 이상)의 SEM 조건에서, 각각 화이트 밴드 폭의 변화량을 측정하고, 그 결과를 바탕으로 측벽 각도를 산출한다. 다음으로 2차 전자 검출기에서의 광 전자 증배관의 증폭값에 대해서 구체적으로 설명한다. SEM은 시료로부터 방출된 2차 전자를 검출기에서 포집하고, 신틸레이터에 의해 광 신호로 변환하고, 그 광 신호를 광 전자 증배관을 이용하여 전기 신호로 변환ㆍ증폭함으로써 상을 형성하고 있다. 증폭값이란, 광 전자 증배관의 파라미터이며, SEM 사진 화상의 콘트라스트에 영향을 준다. 일반적으로, CD-SEM으로 미세 구조체 패턴을 관찰하면, 미세 구조체 패턴의 엣지 부분으로부터 2차 전자가 많이 방출되므로, 엣지 부분이 밝게 보인다. 본원 명세서에서는, 이 밝게 보이는 엣지 부분을 화이트 밴드라고 호칭한다. 패턴의 엣지 부분의 화이트 밴드의 폭은, 패턴 엣지의 테이퍼 기울기가 완만해질수록 굵어지기 때문에, 패턴의 두께와 화이트 밴드 폭으로부터 측벽 각도를 어느 정도, 추정하는 것이 가능하다. 그러나, 측벽 각도가 어느 정도 급준하게 되면 화이트 밴드 폭이 변하지 않게 되는 것을 알 수 있다. 한편, CD-SEM의 상기 증폭값을 변경하면, 증폭값에 비례하여 전기 신호로 변환되는 신호가 증가되므로, 패턴 엣지 부분의 밝게 보이는 영역이 보다 커진다고 생각된다. 이것은, 대상물로부터 방출되는 2차 전자의 분포는 미세 구조체의 표면 근방의 매우 미소한 단차가 영향을 미치고, 광 전자 증배관의 증폭값을 변경함으로써 SEM 사진에서의 2차 전자에 대한 감도가 변경되어, SEM 사진의 콘트라스트의 농담이 다르므로, 화이트 밴드의 폭이 변화한 것으로 생각된다. 우리들의 조사 결과에 의해, 패턴 엣지의 측벽 각도에 의해서, 증폭값에 따라서 화이트 밴드의 폭이 변화하는 것을 알 수 있다. 본 실시 형태는 이 현상을 이용한다. 이 때문에, 본 발명의 미세 구조체 검사 방법은, 측정 대상 패턴의 측벽 각도가 70° 이상, 보다 구체적으로는 80° 이상의 90° 근방의 급준한 각도를, 바람직하게 검사할 수 있다. 상기와 같이, 2차 전자 검출기에서의 광 전자 증배관의 증폭값을 변동시킨 2개(또는 그 이상의) SEM 조건간에서, 화이트 밴드 폭의 변동량을 측정함으로써, 측벽 각도를 검사할 수 있다. 이 때, SEM 조건간에서, 광 전자 증배관의 증폭값을 다른 폭으로 변화시키면, 이에 수반하는 화이트 밴드 폭의 변동량은, 서로 다른 결과로 된다. 도 10은 이 현상을 나타낸다. 도 10에 도시한 4계통의 실험에서는, 각각 2점의 SEM 조건간에서 화이트 밴드 폭의 변동량을 측정하였다. 제1 계통의 실험에서는, 2점의 SEM 조건의 광 전자 증배관의 증폭값 변동을 42-40으로 하였다(C42-40). 마찬가지로, 제2～4계통의 실험에서는, 증폭값 변동을 각각 46-40(C46-40), 50-40(C50-40), 54-40(C54-40)으로 하였다. 따라서, 제1～4 계통의 실험에서의 광 전자 증배관 증폭값의 변화 폭은, 각각, 2, 6, 10, 14로 된다. 이 조건에서, 복수 종류의 패턴을 이용하여, 화이트 밴드 폭의 변동량 측정을 행하였다. 이 결과, 제1, 제2 계통의 실험에서는, 측벽 각도가 약 75°～88°의 패턴을 검사하여도, 화이트 밴드 폭에 현저한 변동이 보이지 않았다. 이에 대해, 제3 계통의 실험에서는, 유의한 화이트 밴드 폭의 변동이 관찰되었다. 또한, 제4 계통의 실험에서는, 또한, 현저한 화이트 밴드 폭의 변동이 관찰되었다. 따라서, 광 전자 증배관의 증폭값을 변동시켜 검사를 행하는 것이 바람직하다. 본 발명자들은 예의 검토한 결과, 미세 구조 패턴의 측벽 각도는, SEM 사진 촬영 시의 상기 증폭값과, SEM 사진의 화이트 밴드 폭에, 상관이 있는 것을 발견하였다. 이 점으로부터, SEM 사진 촬영 시의 증폭값과, SEM 사진의 화이트 밴드 폭의 값을 취득함으로써, 미세 구조 패턴의 측벽 각도를 산출할 수 있다. 이 때, SEM 사진의 촬영으로부터 미세 구조 패턴의 측벽 각도를 산출하므로, 측정 대상 패턴을 비파괴로 검사할 수 있다. 또한, SEM 사진의 화상 처리를 이용하여 측벽 각도를 산출하므로, 측정 대상 패턴의 측벽 각도의 다점 측정이 용이하고, AFM과 비교해 스루풋을 향상하여 검사할 수 있다. 본 실시 형태의 미세 구조체 검사 방법은, SEM 조건 1 및 SEM 조건 2가 다른 것 이외는, 상기 제1 실시 형태에 따른 미세 구조체 검사 방법과 마찬가지의 공정으로 행해진다. 또한, 본 실시 형태의 미세 구조체 검사 방법은, 「미세 구조 패턴의 측벽 각도는, SEM 사진 촬영 시의 증폭값과, SEM 사진의 화이트 밴드 폭과, 상관이 있는 것」을 이용한다. 따라서, 그 검사 방법은 상기의 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 상기의 본 실시 형태에서는, 광 전자 증배관을 변화시켜, 복수의 SEM 사진 촬영을 행하였다. 그러나, 증폭값 이외의 다른 측정 파라미터를 변화시켜 복수의 SEM 사진 촬영을 행하여도 된다. 측정 파라미터의 변화에 따라서, 그 결과 계측된 화이트 밴드의 폭의 변화를 관찰할 수 있으면, 이 상관한 변화를 측벽 각도의 산출에 이용할 수 있다. <실시예 3> 이하, 본 실시 형태의 측벽 각도 측정 방법에 대해서 구체적인 실시예를 나타낸다. <기준 변동량의 산출> 측벽 각도 1°당의 기준 변동량을 산출하기 위해, 포토마스크 상의 Space 패턴을 2개 준비하였다. 각각의 패턴의 측벽 각도는 이미 AFM으로 측정되어 있고, 패턴 A의 좌측 엣지가 87°, 패턴 B의 좌측 엣지가 78°이었다. CD-SEM의 측정 조건은, 2조건 설정하고, 각각 SEM 조건 1, SEM 조건 2로 하였다. 증폭값은 SEM 조건 1에 비해, SEM 조건 2의 쪽이 큰 값으로 하였다. 또한, 본 실시예에서는 SEM 장치(윙스텍 세미콘덕터 시스템즈사제, 상품 번호:LWM9000SEM)를 이용하였다. 또한, SEM 조건 1에서의 광 전자 증배관의 증폭값의 설정은 상기 장치에서 40이며, SEM 조건 2에서의 광 전자 증배관의 증폭값의 설정은 60으로 하였다. 우선, 패턴 A로 이동하고, SEM 조건 1에서 화상을 취득하여 화이트 밴드 폭을 측정한 바, 18.1㎚이었다. 다음으로, 동일한 패턴 A에서, SEM 조건 2에서 화상을 취득하여 화이트 밴드 폭을 측정한 바, 18.7㎚이었다. 따라서, 화이트 밴드 폭의 SEM 조건에 의한 변화량은 0.6㎚이다. 다음으로 패턴 B로 이동하고, SEM 조건 1에서 화상을 취득하여 화이트 밴드 폭을 측정한 바, 25.7㎚이었다. 다음으로, 동일한 패턴에서, SEM 조건 2에서 화상을 취득하여 화이트 밴드 폭을 측정한 바, 28.9㎚이었다. 따라서, 화이트 밴드 폭의 SEM 조건에 의한 변화량은 3.2㎚이다. 패턴 A, 패턴 B의 각 SEM 조건에서의 패턴 화상을 도 7에 도시한다. 또한, 화이트 밴드의 변화량과 측벽 각도의 관계의 그래프를 도 8에 도시한다. 패턴 A, B의 측벽 각도차(87°-78°=9°)와 화이트 밴드 폭의 변화량의 차(3.2-0.6=2.6㎚)로부터, 측벽 각도 1°당의 기준 변화량을 0.29[㎚/각도]로 하였다. <측정 대상 패턴의 측벽 각도의 산출> 다음으로, 실제의 측정 대상인, 측벽 각도가 미지의 패턴으로 이동하고, SEM 조건 1 및 SEM 조건 2에서 화상을 취득하여, 화이트 밴드 폭을 측정하였다. 그 결과, SEM 조건 1에서는 20.6㎚, SEM 조건 2에서는 22.9㎚로 되고, 변화량은 2.3㎚이었다. 다음으로, 하기 식으로부터 측벽 각도를 산출하였다. 측정 대상 패턴의 측벽 각도=패턴 B의 측벽 각도+(△W B -△W)/기준 변화량 △W B : 패턴 B의 화이트 밴드 폭의 변화량 △W : 측정 대상 패턴의 화이트 밴드 폭의 변화량 따라서, 측정 대상 패턴의 측벽 각도는, 78°+(3.2-2.3)/0.29=81.1°로 되었다. 또한, AFM을 사용하여 이 패턴의 측벽 각도를 측정한 바 81.2°로 되어 있고, 본 실시 형태의 방법에 의한 측정 결과와 거의 일치하였다. 또한, 본 발명의 각 실시 형태에 따른 미세 구조체 검사의 기능을 실현하기 위한 컴퓨터 프로그램을 작성하여도 된다. 이와 같은 프로그램은, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되어도 된다. 상기 프로그램을 컴퓨터 시스템으로 실행함으로써, 미세 구조체 검사의 기능을 실행하여도 된다. 또한, 상기 컴퓨터 시스템은, 오퍼레이션 시스템이나, 실행에 필요한 하드웨어를 포함한다. 또한, 상기 기록 매체는, 자기 디스크, 하드디스크, 광 자기 디스크, CD-ROM 등을 포함한다.
본 발명의 일 양태에 따른 미세 구조체 검사 장치, 및 방법은, 복수의 SEM 조건에서의 SEM 사진을 촬영하고, 이 SEM 사진의 화이트 밴드 폭으로부터, 미세 구조 패턴의 측벽 각도를 산출하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 다양한 형상의 미세 구조체에서, 패턴의 엣지 부분의 측벽 각도를, 제도 좋게, 비파괴적으로, 높은 스루풋으로 측정할 수 있다.
S1 : 패턴 A로 이동함
S2 : SEM 조건 1에서 패턴 A의 엣지의 화이트 밴드 폭을 측정
S3 : SEM 조건 2에서 패턴 A의 엣지의 화이트 밴드 폭을 측정
S4 : 패턴 A의 화이트 밴드 폭의 변화량을 측정
S5 : 패턴 B로 이동함
S6 : SEM 조건 1에서 패턴 B의 엣지의 화이트 밴드 폭을 측정
S7 : SEM 조건 2에서 패턴 B의 엣지의 화이트 밴드 폭을 측정
S8 : 패턴 B의 화이트 밴드 폭의 변화량을 측정
S9 : 패턴 A, B의 측벽 각도차와 화이트 밴드 폭 변화량의 차로부터 기준 변화량을 측정
S10 : 측정 패턴으로 이동함
S11 : SEM 조건 1에서 측정 패턴의 엣지의 화이트 밴드 폭을 측정
S12 : SEM 조건 2에서 측정 패턴의 엣지의 화이트 밴드 폭을 측정
S13 : 측정 패턴의 화이트 밴드 폭의 변화량을 측정
S14 : ΔW와 기준 변화량과의 비교
S15 : 스테이지 또는 전자 빔을 일정 각도 틸트시킴
S16 : 기준 변화량으로부터 측정 패턴의 측벽 각도를 산출
S17 : 틸트분을 보정한 측벽 각도를 산출
S115 : 측정 포인트수 N을 설정
S116 : 측정 영역 폭을 설정
S117 : 측정 포인트 1～N까지 이하를 반복함
S118 : SEM 조건 1에서 엣지의 화이트 밴드 폭을 측정
S119 : SEM 조건 2에서 엣지의 화이트 밴드 폭을 설정
S120 : 화이트 밴드 폭의 변화량 ΔW를 산출
S121 : 기준 변화량으로부터 측정 영역의 측벽 각도를 산출
S122 : 전체 측정 포인트의 측정이 종료
S123 : 측벽 각도의 분포를 산출 |
