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WO2024134743A1 - 試料の特徴量導出方法、信号処理システムを調整する調整方法、および計測システム - Google Patents

試料の特徴量導出方法、信号処理システムを調整する調整方法、および計測システム Download PDF

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Publication number
WO2024134743A1
WO2024134743A1 PCT/JP2022/046763 JP2022046763W WO2024134743A1 WO 2024134743 A1 WO2024134743 A1 WO 2024134743A1 JP 2022046763 W JP2022046763 W JP 2022046763W WO 2024134743 A1 WO2024134743 A1 WO 2024134743A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sample
detector
amount
information
computer system
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/046763
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
健人 牧
一史 谷内
慎 榊原
一雄 大津賀
Original Assignee
株式会社日立ハイテク
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社日立ハイテク filed Critical 株式会社日立ハイテク
Priority to PCT/JP2022/046763 priority Critical patent/WO2024134743A1/ja
Priority to TW112149655A priority patent/TW202427527A/zh
Publication of WO2024134743A1 publication Critical patent/WO2024134743A1/ja

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/244—Detectors; Associated components or circuits therefor

Definitions

  • the present disclosure relates to a method for deriving features of a sample, a method for adjusting an apparatus suitable for deriving features of a sample, and a system, and, for example, to a method and system for deriving features based on detection of electrons obtained by irradiating a sample with a charged particle beam.
  • An electron microscope which is a type of charged particle beam device, is a device that uses a detector to detect secondary electrons and other electrons obtained by irradiating a sample with an electron beam. The electrons detected by the detector are converted into electrical signals, and image formation and luminance information derivation are performed based on these electrical signals.
  • Patent Document 1 discloses that the signal waveform output from the signal processing unit of a scanning electron microscope is calibrated using characteristic data that indicates the relationship between the probe current and the gradation value, which is prepared according to the gain and offset of the signal processing unit (see Figure 12 of Patent Document 1).
  • Patent No. 5777967 Japanese Patent No. 6937254 (corresponding U.S. Patent USP 10,943,762)
  • the output of a detector included in an electron microscope or the like becomes a brightness signal of an image, etc., after gain and offset are adjusted by an amplifier installed downstream of the detector output. Usually, the gain and offset are adjusted so that the brightness and contrast of the entire image are appropriate. Meanwhile, there is a method for evaluating the electrical characteristics of an element to be evaluated by evaluating the brightness of a specific element of a semiconductor device, or the amount of variation in brightness (see Patent Document 2). When evaluating the characteristics of a specific element based on brightness information in this way, if gain and offset adjustments are made with the aim of improving the brightness distribution and contrast of the entire image, the brightness of the element will change, which may make it difficult to properly evaluate the characteristics.
  • the present disclosure proposes a method for deriving a feature quantity of a sample based on detection by a detector of charged particles obtained by irradiating a beam on the sample, the method receiving a model showing the relationship between the detector output information and the feature quantity corresponding to the amount of charged particles emitted from the sample, and inputting the detector output information into the model, thereby deriving the feature quantity corresponding to the amount of charged particles emitted from the sample, and a system for realizing the method.
  • the present disclosure proposes a method for adjusting a signal processing system that processes an output signal from a detector that detects charged particles obtained by irradiating a sample with a beam, the method receiving information relating to the beam conditions and the detector output information as reference information, and adjusting the gain and offset of the signal processing system using the received reference information, as well as a system for implementing the method.
  • the technology disclosed herein makes it possible to stably obtain feature quantities that can quantitatively evaluate electrical characteristics, etc.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an electron microscope 1, which is an example of a charged particle beam device (charged particle beam system) common to each embodiment.
  • 10 is a flowchart illustrating a process for acquiring the amount of secondary electrons of a sample 1009 based on appropriate adjustment of the gain and offset of a detector output according to the first embodiment.
  • FIG. 3 shows an example of a curve of change in the amount of secondary electrons with respect to the interruption time of the pulsed electron beam irradiated to the sample 1009.
  • 10 is a flowchart for explaining a process for correcting an inter-apparatus difference according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining the details of the process for acquiring the relational expression (relationship information) between the electron beam amount and the output signal amount and the target output signal amount described in FIG. 5 is a flowchart for explaining details of the adjustment process of the gain and offset of the second device shown in S0403 to S0405 of FIG. 4.
  • 70 is a diagram showing an example of the configuration of a measurement/inspection system in which multiple electron microscopes are connected to one or more computer systems 7004 via a wired or wireless network.
  • FIG. 13 is a diagram showing the relationship between beam conditions and detector output.
  • 9 is a diagram showing the relationship between a first relational expression 9001 of a first device and a second relational expression 9002 of a second device.
  • the amount of electron beam irradiation on a sample can be changed by settings, but variations occur due to instability in beam irradiation. If the beam irradiation fluctuates, the amount of charged particles emitted from the sample also fluctuates, so when deriving the amount of emitted charged particles, it is necessary to take into account not only the amount of detection signal and the state of the device but also the amount of beam irradiation on the sample.
  • the following embodiment describes a method, system, etc. for deriving an accurate amount of emitted charged particles regardless of fluctuations in the beam irradiation amount, etc.
  • a reference sample in which the amount of emitted charged particles relative to the amount of electron beam irradiation is known is used to obtain relationship information between the amount of detected signal and the amount of electron beam irradiation, and the relationship information between the amount of emitted charged particles and the amount of detected signal is derived.
  • the signal processing device adjusts the gain and offset so that the change is cancelled out.
  • the amount of emitted charged particles of the sample to be inspected is derived from the relationship information between the amount of emitted charged particles and the amount of detected signal and the amount of detected signal of the sample to be inspected.
  • the effects of hardware changes are acquired and corrected.
  • the relational equation between the corrected amount of emitted charged particles and the amount of detected signal is output, and the amount of emitted charged particles can be derived by combining the output relational equation with the data on the amount of detected signal.
  • a method for adjusting a charged particle beam device and a charged particle beam device will be described with reference to the attached drawings.
  • a method that enables appropriate evaluation of the amount of charged particles emitted from a sample and the amount of charged particles detected by a detector, regardless of differences between multiple devices or changes in the device over time a computer-readable medium storing a program that enables the method, and a system will be described.
  • the electron microscope described below is controlled by, for example, one or more computer systems.
  • the first embodiment discloses a method for acquiring the amount of secondary electrons of an inspection sample and evaluating the characteristics of the sample.
  • the amount of secondary electrons of the inspection sample is acquired, but it is also possible to acquire backscattered electrons generated by irradiating an electron beam, or to acquire an amount of electrons that is a mixture of secondary electrons and backscattered electrons.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the schematic configuration of an electron microscope 1, which is an example of a charged particle beam device (charged particle beam system) common to all of the embodiments.
  • the electron microscope 1 is a device that generates an observation image by irradiating a sample with an electron beam.
  • the electron microscope 1 includes a lens barrel section 1000, an image forming system 1100, a computer system 1200, a control system 1300, an input device 1401, and an output device 1402.
  • An electron gun 1002 that generates an electron beam 1001 is disposed within the lens barrel 1000.
  • the electron beam 1001 is accelerated by an acceleration voltage applied to an acceleration electrode 1003, and is focused by a condenser lens 1004.
  • the electron beam 1001 that passes through the condenser lens 1004 is focused on a sample 1009 by an objective lens 1008.
  • the electron beam 1001 is scanned over the sample 1009 by a deflector 1007.
  • the deflector 1007 is configured to scan the electron beam 1001 one-dimensionally or two-dimensionally.
  • the deflector 1007 may also deflect the beam in order to pinpoint the desired semiconductor element (such as a plug) or coordinates.
  • the detector 1006 By irradiating the sample 1009 with the electron beam 1001, charged particles (signal electrons 1005) such as secondary electrons and backscattered electrons are emitted from the sample 1009, and the charged particles are detected by the detector 1006.
  • the detector 1006 outputs a detection signal that represents the intensity of the signal electrons 1005.
  • the stage 1010 holds the sample 1009 and also moves the area to be observed within the sample 1009 under the electron beam 1001.
  • a circuit breaker 1011 is installed within the microscope tube 1000, which prevents the electron beam 1001 from being irradiated onto the sample 1009.
  • the circuit breaker 1011 may block the electron beam 1001 by inserting an obstacle in the path of the electron beam 1001, or may block the electron beam 1001 by deflecting it away from the sample 1009 using at least one of an electric field and a magnetic field.
  • a Faraday cup (not shown) may be placed near the orbit of the electron beam 1001 and the beam may be injected into the Faraday cup, thereby making it possible to measure the beam current.
  • the Faraday cup is placed, for example, near the crossover of the electron beams, and is configured to be able to measure the beam current by deflecting the beam toward the Faraday cup using a deflector as necessary.
  • the image forming system 1100 comprises a signal conversion unit 1101 that converts the signal electrons 1005 into an electrical signal or the like, and a signal amplification unit 1102 that amplifies the converted signal.
  • the amplification gain of the signal amplification unit 1102 is adjusted by the action of an amplification gain adjustment unit based on an instruction value specified by an amplification gain instruction unit 1103.
  • the image forming system 1100 may also be used for processing to selectively amplify the luminance signal of a specific element, for example. For this reason, in this specification, the image forming system 1100 is also sometimes referred to as a signal processing system.
  • the offset of the signal amplifier 1102 is adjusted by the offset adjustment unit 1105.
  • Typical examples of the signal converter 1101 include, but are not limited to, a scintillator, a semiconductor detector, a solid-state electron multiplier (Silicon Photo Multiplier), and an MCP (Micro Channel Plate).
  • the signal amplifier 1102 is determined by the type of the signal converter 1101. For example, when a scintillator is used as the signal converter 1101, a photomultiplier tube is used as the signal amplifier 1102. Also, when a semiconductor detector is used as the signal converter 1101, a preamplifier circuit is used as the signal amplifier 1102. For a solid-state electron multiplier tube and an MCP, the signal converter 1101 may include the signal amplifier 1102.
  • the indicated value specified by the amplification gain indicator 1103 does not necessarily match the amplification gain.
  • the indicated value is the voltage value applied to the photomultiplier tube, and the amplification gain has the characteristic of exponentially increasing with the applied voltage.
  • the computer system 1200 includes a storage 1201, a processor 1202, and a memory 1203.
  • the storage 1201 and the memory 1203 store data used by the processor 1202.
  • the processor 1202 acquires a detection signal of the detector 1006 from the image forming system 1100 and uses the signal to generate an observation image of the sample 1009.
  • the memory 1203 included in the computer system 1200 is a computer-readable medium, and is a non-transitory computer-readable medium that stores program instructions executable on the computer system 1200.
  • the computer-readable medium may be a storage medium such as a magnetic or optical disk, a magnetic tape, or any other suitable non-transitory computer-readable medium known in the art.
  • the computer-implemented method may include any step of any method described herein.
  • the control system 1300 includes an electron optical system control unit 1301 that controls the lens barrel unit 1000, and a stage control unit 1302 that controls the operation of the stage 1010.
  • an electron microscope 1 is used as an example of a charged particle beam device, but this is not limited to this, and other charged particle beam devices, such as a focused ion beam device, may be used as the image forming device or brightness information acquisition device.
  • the electron microscope 1 is a device that displays on a display device a bright and dark image that corresponds to the amount of secondary electrons emitted from the sample 1009 when irradiated with the electron beam 1001.
  • the gain and offset of the amplifier that amplifies the detector output are adjusted to improve the appearance (image quality) of the image.
  • the gain and offset are adjusted, and measurements and inspections are performed using images with clear contrast.
  • a CD-SEM Cross Dimension Scanning Electron Microscope
  • gain and offset adjustments are usually made with a priority on the appearance of the image (good image quality).
  • the gain or offset is adjusted to emphasize pattern edges, etc., the detector output will change depending on the sample shape in the irradiated area, even for the same element (measurement/inspection target).
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a process for acquiring the amount of secondary electrons of the sample 1009 based on appropriate adjustment of the gain and offset of the detector output according to the first embodiment.
  • a user prepares a reference sample having a known amount of secondary electrons emitted by irradiation with the electron beam 1001.
  • the reference sample may be a calibration sample having a known amount of secondary electrons relative to the amount of electron beam detected by the detector 1006, or a calibration sample having a known ratio of the amount of secondary electrons to the amount of electron beam irradiation.
  • a sample (reference sample) for which the relationship ( ⁇ in formula (1)) between the beam current (Ip) and the amount of secondary electrons (Ise) is known is prepared, and the sample is introduced into a vacuum chamber that is the sample chamber of the electron microscope 1.
  • the computer system 1200 controls the electron microscope 1, irradiates the reference sample with the electron beam 1001, and obtains the amount of the detection signal.
  • the detection signal may be obtained by using the luminance value of an image generated using the detection signal, a luminance histogram, or the like, or may be waveform data instead of the amount of signal. If the amount of the detection signal is the luminance (GL: Gray Level), the computer system 1200 obtains, for example, the luminance (GL1, GL2) when the beam is irradiated under at least two conditions (Ip1, Ip2).
  • the computer system 1200 derives relationship information between the beam condition and the amount of detected signal based on the information (acquired information) acquired in S0202. Specifically, the computer system 1200 derives the relationship information between the two based on the acquired luminance information and beam amount.
  • the computer system 1200 obtains coefficients such as ⁇ and ⁇ from the relational equation (2) below, for example, by solving simultaneous equations or regression equations.
  • the computer system 1200 derives the amount of secondary electrons and the amount of detected signal (Ise-GL relationship information) based on the relationship information between the amount of beam and the amount of detected signal obtained as described above (e.g., Ip-GL relationship information) and the relationship information between the amount of beam and the amount of secondary electrons of the reference sample (e.g., Ip-Ise relationship information).
  • the computer system 1200 controls the electron microscope 1 to irradiate a beam onto a predetermined target (for example, a region or a location) on the sample 1009 introduced into the sample chamber.
  • the electron beam conditions at this time may be any current amount and irradiation time.
  • S0206 The computer system 1200 acquires the amount of detection signal (GL_inspection) under the electron beam conditions in S0205.
  • the amplification gain of the amplification gain adjustment unit 1104 and the offset amount of the offset adjustment unit 1105 when acquiring GL_inspection are the same as in S0203 (the same as the process for deriving the calibration information).
  • the computer system 1200 derives Ise by substituting GL_inspection obtained in S0206 into GL in formula (3), for example.
  • the computer system 1200 stores the Ise-GL relationship information for each device condition, such as the acceleration voltage of the electron beam, and reads out the relationship information corresponding to the device condition from the memory 1203 to derive Ise.
  • the computer system 1200 derives the characteristics of the target from the derived I. For example, the charged state of the sample 1009 is changed by irradiating the beam in a pulsed manner and gradually increasing the non-irradiation time (blocking time), and the change curve of the signal amount obtained at that time is obtained, so that the electrical characteristics of the target can be evaluated.
  • Figure 3 shows an example of a curve showing the change in the amount of secondary electrons versus the interruption time of the pulsed electron beam irradiated onto the sample 1009.
  • the pulsed electron beam is a pulsed version of the electron beam 1001 emitted from the electron gun 1002.
  • the interruption time refers to the time between irradiations of the pulsed electron beam.
  • Another possibility is to store the association information between Ise and the sample shape (hole depth, etc.) in advance, and to estimate the sample shape by substituting Ise for the association information. Also, a database showing the association between Ise and material information may be created in advance, and material information may be output by inputting Ise into the database.
  • the characteristics are evaluated based on the amount of secondary electrons, which directly indicates the characteristics of the sample, rather than on information that is processed within the image forming system 1100, such as brightness information. This makes it possible to obtain stable measurement and inspection results, regardless of differences between devices or changes in device conditions over time.
  • a reference sample is used to derive the relationship information between the beam amount and the detection signal amount, but this is not limited to the above.
  • a voltage (Vr) higher than the beam acceleration voltage (Vacc) may be applied to the sample or stage (
  • Computer system 1200 derives related information between the amount of secondary electrons (Ise) and the amount of detected signal (GL) using a reference sample, and derives at least one of the amount of secondary electron signal, electrical characteristics, material information, and shape information in the depth direction (Z direction (beam irradiation direction)) from the related information and the amount of detected signal obtained from the sample to be measured or inspected.
  • the electrical characteristics are, for example, the resistance and capacitance of an element included in a semiconductor device.
  • processor 1202 can derive information relating to the resistance and capacitance based on the input (reception) of the related information and the derived Ise.
  • information relating to the relationship between material type and Ise may be stored in memory 1203 in advance, and processor 1202 may derive information relating to material type based on the input of the related information and the derived Ise.
  • the Ise-GL related information is described as a mathematical model defined in, for example, formula (3). However, it may be a trained model trained by machine learning.
  • the model may be a model that inputs output information from the detector 1006 (such as the signal intensity or brightness of a specific pixel) and outputs a feature quantity corresponding to the amount of charged particles emitted, such as the amount of electrons emitted from the sample 1009 or the amount of electrons emitted from the sample 1009 and detected by the detector 1006. It may also be a model that outputs a feature quantity of the sample, such as electrical characteristics, that has been appropriately corrected based on the Ise-GL related information.
  • Second embodiment In the first embodiment, the relationship between the amount of secondary electrons (e.g., Ise) and the amount of inspection signal (e.g., GL) when inspecting an inspection sample is derived, and the amount of secondary electrons is obtained from the amount of detection signal of the inspection sample.
  • the relationship between the amount of secondary electrons (Ise) and the amount of detection signal (GL) differs from device to device, so that the amount of detection signal may saturate under specific electron beam conditions, making it impossible to obtain a desired amount of secondary electrons.
  • a method for aligning the relationship between the amount of secondary electrons input to the detector and the amount of detection signal output from the detector between multiple devices is described.
  • Example of inspection system configuration> 7 is a diagram showing an example of the configuration of a measurement/inspection system in which multiple electron microscopes are connected to one or more computer systems 7004 via a wired or wireless network.
  • a non-transitory computer-readable medium 7002 includes program instructions 7003 executable on the computer system 7004.
  • the computer system 7004 processes output information output from the electron microscopes 1 and 7001 in accordance with the program instructions 7003, and transmits necessary information to the electron microscopes 1 and 7001 in accordance with the program instructions 7003.
  • the method implemented by the computer may include any step(s) of any method(s) described herein.
  • FIG. 4 is a flow chart for explaining a process for correcting differences between devices according to the second embodiment.
  • a process for adjusting gain and offset so that changes in the amount of detected signal accompanying changes in beam conditions are consistent will be explained.
  • the computer system 7004 acquires characteristic information of the electron microscope 1 (first apparatus). Note that the processing described below may be performed by a computer system (not shown) provided in the electron microscope 7001 (second apparatus) instead of the computer system 7004.
  • the user When acquiring characteristic information, first, the user (operator) introduces a reference sample into the electron microscope 1. Then, the reference sample is irradiated with an electron beam 1001. Signal electrons 1005 emitted from the reference sample by the beam irradiation are detected by the detector 1006, passed through the signal conversion unit 1101, amplified by the signal amplification unit 1102, and added by the offset adjustment unit 1105 to obtain the output signal amount.
  • the characteristic information is, for example, a function indicating the amount of change in the detector output (GL) when the beam conditions (e.g., beam current) are changed.
  • the characteristic information of the output signal amount can be obtained by acquiring the output signal amount (GL) while changing the electron beam amount (Ip) and the indication value (gain value) specified by the amplification gain indication unit 1103.
  • the computer system 7004 etc. may derive the characteristic information by, for example, finding a regression line from the three-dimensional space of Ip, gain value, and GL.
  • characteristic information on the output signal amount when the electron beam amount and the amplification gain indicator 1103 are changed is obtained, but characteristic information may be derived based on the output signal amount (GL) when other parameters are changed, such as the acceleration voltage set by the electron optical system controller 1301, the offset amount of the offset adjuster 1105, and other adjustment values (adjustment amounts) by the control system 1300.
  • the computer system 7004 acquires a first relational equation (e.g., a function (Ip-GL characteristic) with IP as an independent variable and GL as a dependent variable) between the electron beam amount (Ip) and the output signal (GL) in the first device, and a first target output signal amount (GL_goal).
  • a first relational equation e.g., a function (Ip-GL characteristic) with IP as an independent variable and GL as a dependent variable
  • the Ip-GL characteristic is related information between the beam conditions and the detector output information.
  • the first relational expression is expressed, for example, as shown in Figure 8.
  • the first target output signal amount is the detector output information under certain beam conditions (Ip_goal) at a certain time of the first device.
  • the first relational expression and the method of obtaining the first target output signal amount will be described further below.
  • FIG. 9 is a diagram showing the relationship between a first relational expression 9001 of the first apparatus and a second relational expression 9002 of the second apparatus. It can be seen from FIG. 9 that even if the beam condition, which is one of the apparatus conditions, is Ip_goal in the second apparatus, the output signal amount does not become GL_goal. In other words, if the apparatus is different, the output signal amount may differ even if the beam condition is the same.
  • the image forming system of the second device is adjusted so that the output signal amount under certain device conditions is the same between multiple devices, and so that the change in the output signal amount associated with changes in device conditions is the same.
  • the computer system 7004 adjusts the gain and offset in the image forming system of the electron microscope 7001 so that the second device (electron microscope 7001) can obtain the first target output signal amount (GL_goal). The method of adjusting the gain and offset will be described later.
  • the computer system 7004 obtains a second relational expression (Ip-GL characteristics) between the electron beam amount and the output signal amount due to the adjusted gain and offset, and stores the information as an apparatus condition in the computer-readable medium 7002.
  • the second relational expression may be obtained by adding an offset amount obtained by correcting the difference between the electron beam amount when the first relational expression is obtained and the electron beam amount when the second relational expression is obtained, or may be obtained from the output signal amount when the electron beam is blocked.
  • the computer system 7004 can derive the relationship between the amount of secondary electrons and the output signal, such as the above-mentioned equation (3).
  • Fig. 5 is a flow chart for explaining the details of the process for acquiring the relational expression (relationship information) between the electron beam amount and the output signal amount and the target output signal amount, which are explained in Fig. 4. Each step in Fig. 5 will be explained below. Here, the specific process contents of S0401 and S0402 exemplified in Fig. 4 will mainly be explained.
  • the computer system 7004 starts up the control system 1300 and other components to prepare for the start of processing.
  • the first inspection specimen is, for example, a specimen to be actually measured or inspected.
  • the computer system 7004 acquires characteristic information (Ip-GL characteristic information) of the first apparatus.
  • the Ip-GL characteristic information can be obtained by deriving at least the slope ( ⁇ 1) and intercept ( ⁇ 1) based on two or more Ips (Ip_1 and Ip_2 in the example of FIG. 8) and the corresponding GLs (GL_1 and GL_2), as shown in FIG. 8.
  • the slope is the rate of change between the beam conditions and the detector output information.
  • the computer system 7004 acquires an actual measurement value of the amount of the electron beam irradiated to the sample.
  • the amount of the electron beam can be measured by actually measuring the beam current, for example, using the above-mentioned Faraday cup or the like.
  • the computer system 7004 derives a difference ⁇ Ip between a set value Ip_s of the beam current and an actual measurement value Ip_a, and can use this difference as a correction value when acquiring characteristic information described later.
  • the computer system 7004 moves the electron beam irradiation position to a region of interest of the first sample (e.g., a plug that is conductive to an element whose electrical characteristics are to be evaluated, etc.), and determines a first gain and a first offset.
  • the gain and offset are adjusted, for example, so that the contrast of the plug is clear, and the offset is adjusted so that the brightness of the plug is appropriate.
  • the gain and offset may be set by the user, or may be automatically set on the computer system 7004.
  • the computer system 7004 derives a first target output signal amount (GL_goal) from the characteristic information (Ip-GL characteristic information) of the first device and the first probe current amount (Ip_goal).
  • Equation (4) is a relational equation that includes a coefficient ( ⁇ 1) corresponding to the gain when the beam is irradiated onto the first inspection sample, and a constant ( ⁇ 1) corresponding to the offset.
  • the relational equation shown in equation (4) is obtained by deriving the slope ( ⁇ 1) and intercept ( ⁇ 1) from at least two beam current amounts (Ip_1, Ip_2) and the corresponding brightness information (GL_1, GL_2). It may also include a state in which the beam current is zero (Ip_0).
  • the computer system 7004 can determine the first relational equation 8001 by solving simultaneous equations or a regression equation.
  • the computer system 7004 determines whether or not to update the characteristic information acquired before executing the process of the flowchart as exemplified in FIG. 5 with newly acquired characteristic information (including a characteristic line or a characteristic curve). For example, the decision as to whether or not to update may be based on a user's selection using a GUI (not shown). More specifically, a GUI that allows the selection of an update period, an update time, etc. may be provided, and the computer system may perform an update process when the time set by the selection is reached. In addition, the update may be performed in conjunction with an update of a recipe, which is an operating program that operates the electron microscope, or a change of a sample to be measured. Furthermore, the trend of the output result of the electrical characteristics, etc. may be monitored, and an update may be performed when a sudden change occurs.
  • a recipe which is an operating program that operates the electron microscope, or a change of a sample to be measured.
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining the details of the adjustment process of the gain and offset of the second device (electron microscope 7001) shown in S0403 to S0405 in FIG.
  • the computer system 7004 starts up the control system 1300 and other components to prepare for the start of processing.
  • the second inspection specimen may be, for example, the same as the first inspection specimen introduced into the first device, or one of the same quality.
  • the computer system 7004 acquires the characteristic information (Ip-GL characteristic information) of the second device (electron microscope 7001).
  • the reference sample when acquiring the characteristic information of the second device may be the first reference sample, or another sample equivalent (of the same material) to the first reference sample.
  • the computer system 7004 receives at least two beam current amounts (Ip_1, Ip_2) and corresponding brightness information (GL_1', GL_2') from the second device (electron microscope 7001) as illustrated in FIG. 9, and obtains the slope ( ⁇ 2) and intercept ( ⁇ 2).
  • the second relational information can be defined, for example, as in Equation (5), and can be expressed as a second relational equation 9002 as illustrated in FIG. 9.
  • GL ⁇ 2 ⁇ Ip+ ⁇ 2... (5)
  • the computer system 7004 acquires actual measurement data of the amount of electron beam in the second device (electron microscope 7001).
  • the amount of electron beam can be measured using a Faraday cup provided in the electron microscope 7001.
  • the computer system 7004 calculates the variation in the amount of electron beam ( ⁇ Ip).
  • the variation in the amount of electron beam can be calculated, for example, by determining the difference between a set value and an actual measured value, or the difference in the amount of beam between a plurality of devices when the same set value is set.
  • the computer system 700 reads out the first relational expression (Ip-GL characteristics) from the computer-readable medium 7002 and compares it with the second relational expression (the relational expression between the electron beam amount and the output signal amount due to the adjusted gain and offset: Ip-GL characteristics) to derive the target output signal amount.
  • the target output signal amount is, for example, GL corresponding to Ip_goal+ ⁇ Ip (GL_goal in FIG. 9 if the variation is zero).
  • the computer system 7004 or the computer system installed in the electron microscope 7001 derives a gain amount so as to match the slope ( ⁇ ) of the Ip-GL characteristics of the second relational expression 9002 with that of the first relational expression 8001.
  • the computer system 7004 can also determine the slope difference (gain adjustment amount) by solving simultaneous equations or regression equations, as described in the first embodiment.
  • the gain and offset are adjusted to obtain the same detection signal between different devices. Similar adjustments may be used to adjust the variation in detection signal at different points in time of the same device.
  • the first device in the second embodiment may be read as the first point in time of the same device, and the second device may be read as the second point in time of the same device.
  • timing at which the computer system 1200 acquires the characteristic information may be automatically acquired at typical time intervals at which the characteristic information changes over time, or may be acquired at a timing selected by the user.
  • the amount of secondary electrons emitted varies not only with the beam current Ip but also with other beam conditions, such as the energy of the electron beam 1001 reaching the sample 1009. Therefore, it is desirable to use a sample for which the relationship between the amount of secondary electrons and beam conditions, including conditions other than the beam current, is known, as the reference sample.
  • the signal electrons (secondary electrons) 1005 emitted from the sample 1009 include electrons that collide with structures inside the electron microscope 1 after emission and do not reach the detector 1006.
  • the amount of these undetected electrons varies depending on the arrangement conditions of the structures inside the electron microscope 1. For this reason, a reference sample in which the relationship between the beam conditions and the amount of secondary electrons (the number of electrons incident on the detector) is known for each structure and type of device may be used.
  • the ratio of the amount of secondary electrons emitted from the irradiated portion to the amount of incident electrons depends on the type of material. Therefore, a sample with a known secondary electron emission efficiency ⁇ may be used as a reference sample.
  • the reference sample may be of any type so long as the parameters relating to the beam conditions and the amount of emitted electrons are known.
  • a storage medium on which the program code is recorded is provided to a system or device, and the computer (or CPU or MPU) of the system or device reads the program code stored in the storage medium.
  • the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-mentioned embodiments, and the program code itself and the storage medium on which it is stored constitute the present disclosure.
  • Examples of storage media for supplying such program code include flexible disks, CD-ROMs, DVD-ROMs, hard disks, optical disks, magneto-optical disks, CD-Rs, magnetic tapes, non-volatile memory cards, ROMs, etc.
  • an operating system (OS) running on a computer may perform all or part of the actual processing based on the instructions of the program code, and the functions of the above-mentioned embodiments may be realized by this processing.
  • OS operating system
  • a CPU of the computer may perform all or part of the actual processing based on the instructions of the program code, and the functions of the above-mentioned embodiments may be realized by this processing.
  • the program code of the software that realizes the functions of each embodiment may be distributed over a network and stored in a storage means such as a hard disk or memory of a system or device, or in a storage medium such as a CD-RW or CD-R, and when used, the computer (or CPU or MPU) of the system or device may read and execute the program code stored in the storage means or storage medium.
  • a storage means such as a hard disk or memory of a system or device
  • a storage medium such as a CD-RW or CD-R
  • control lines and information lines are those considered necessary for the explanation, and not all control lines and information lines in the product are necessarily shown. All components may be interconnected.
  • Electron microscope 1000 Column section 1001 Electron beam 1002 Electron gun 1003 Acceleration electrode 1004 Condenser lens 1005 Signal electrons 1006 Detector 1007 Deflector 1008 Objective lens 1009 Sample 1010 Stage 1011 Circuit breaker 1100 Image forming system 1101 Signal conversion section 1102 Signal amplification section 1103 Amplification gain instruction section 1104 Amplification gain adjustment section 1105 Offset adjustment section 1200, 7004 Computer system 1201 Storage 1202 Processor 1203 Memory 1300 Control system 1301 Electron optical system control section 1302 Stage control section 1401 Input device 1402 Output device 7002 Computer readable medium

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Abstract

装置条件の経時変化や機差等によらず、高精度に特性評価を行うことを可能にする。このため、本開示は、試料に対するビーム照射に基づいて得られる荷電粒子の検出器による検出に基づいて、試料の特徴量を導出する方法であって、検出器の出力情報と、試料から放出される荷電粒子量に対応する特徴量との関連を示すモデルを受け取り、当該モデルに前記検出器の出力情報を入力することによって、試料から放出される荷電粒子量に対応する特徴量を導出することを提案する（図２参照）。

Description

試料の特徴量導出方法、信号処理システムを調整する調整方法、および計測システム
　本開示は、試料の特徴量導出方法、試料の特徴量導出に適した装置の調整方法、及びシステムに係り、例えば、荷電粒子ビームの試料への照射によって得られる電子の検出に基づいて、特徴量を導出する方法、およびシステムに関する。
　荷電粒子ビーム装置の一種である電子顕微鏡は、試料に対して電子ビームを照射することによって得られる２次電子等を検出器によって検出する装置である。検出器によって検出された電子は電気信号に変換され、当該電気信号に基づいて画像形成や輝度情報の導出などが行われる。特許文献１には走査電子顕微鏡の信号処理部から出力された信号波形を、信号処理部のゲインやオフセットに応じて用意されたプローブ電流と階調値の関係を示す特性データを用いて校正することが開示されている（特許文献１の図１２参照）。
特許第５７７７９６７号公報 特許第６９３７２５４号公報（対応米国特許ＵＳＰ１０，９４３，７６２）
　電子顕微鏡等に含まれる検出器の出力は、検出器出力後段に設けられたアンプによってゲインやオフセットが調整された上で、画像等の輝度信号となる。通常、ゲインとオフセットの調整は、画像全体の輝度とコントラストが適切になるように調整される。一方、半導体デバイスの特定の素子の輝度、或いは輝度の変動量を評価することによって、評価対象素子の電気特性等を評価する手法がある（特許文献２参照）。このように輝度情報に基づいて、特定の素子の特性を評価する場合、画像全体の輝度分布やコントラストの向上を目的としたゲイン、オフセット調整を行ってしまうと、素子の輝度が変化してしまうことになり、適切な特性評価が困難となることが考えられる。
　また、電気特性等を安定して計測するためには、同じ特性を持つ素子に同じ条件のビームを照射したとき、異なるタイミングや異なる装置でのビーム照射であっても、同じ検出器出力となることが望ましいが、そのように検出器出力を調整することや、検出器出力の補正法について、特許文献１および２には言及がない。
　本開示は、このような状況に鑑み、装置条件の経時変化や機差等によらず、高精度に特性評価を行うことを可能にする技術を提案する。
　上記目的を達成するための一態様として、本開示は、試料に対するビーム照射に基づいて得られる荷電粒子の検出器による検出に基づいて、試料の特徴量を導出する方法であって、検出器の出力情報と、試料から放出される荷電粒子量に対応する特徴量との関連を示すモデルを受け取り、当該モデルに検出器の出力情報を入力することによって、試料から放出される荷電粒子量に対応する特徴量を導出する方法、及び当該方法を実現するシステムを提案する。
　また、上記目的を達成するための他の一態様として、本開示は、試料にビームを照射することによって得られる荷電粒子を検出する検出器の出力信号を処理する信号処理システムを調整する調整方法であって、参照情報となるビーム条件と検出器の出力情報との関連情報を受け取り、当該受信した参照情報を用いて信号処理システムのゲインとオフセットの調整する方法、及び当該方法を実現するためのシステムを提案する。
　本開示に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、本開示の態様は、要素及び多様な要素の組み合わせ及び以降の詳細な記述と添付される請求の範囲の様態により達成され実現される。
　本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、本開示の請求の範囲又は適用例を如何なる意味においても限定するものではない。
　本開示の技術によれば、電気特性などを定量的に評価できる特徴量を安定して取得することが可能となる。
各実施形態に共通の、荷電粒子ビーム装置（荷電粒子ビームシステム）の一例である電子顕微鏡１の概略構成例を示す図である。 第１の実施形態による、適切な検出器出力のゲインとオフセットの調整に基づいて、試料１００９の二次電子量を取得する処理を説明するフローチャートである。 図３は、試料１００９に照射するパルス電子ビームの遮断時間に対する二次電子量の変化曲線の例である。 第２の実施形態による、装置間の機差を補正する処理を説明するためのフローチャートである。 図５は、図４で説明した電子ビーム量と出力信号量の関係式（関係情報）及び目標出力信号量を取得する処理の詳細を説明するためのフローチャートである。 図４のＳ０４０３～Ｓ０４０５で示した第２装置のゲインとオフセットの調整処理の詳細を説明するためのフローチャートである。 複数の電子顕微鏡が有線または無線ネットワークを介して、１以上のコンピュータシステム７００４に接続された計測／検査システムの構成例を示す図である。 ビーム条件と検出器出力の関係を示す図である。 第１装置の第１の関係式９００１と第２装置の第２の関係式９００２との関係を示す図である。
　荷電粒子ビーム装置において、試料に対する電子ビーム照射量は設定により変更可能であるが、ビーム照射の不安定性によりばらつきが発生する。ビーム照射が変動すると試料から放出される荷電粒子量も変動するため、放出荷電粒子量を導出するうえでは検出信号量や装置の状態だけでなく試料に対するビーム照射量も加味する必要がある。以下の実施形態は、ビーム照射量等の変動によらず、正確な放出荷電粒子量を導出する方法、システム等について説明する。
　上記課題の解決手段として、本実施形態では、電子ビーム照射量に対する放出荷電粒子量が既知である基準試料を用いて、電子ビーム照射量に対する検出信号量の関係情報が取得され、放出荷電粒子量と検出信号量の関係情報が導出される。例えば、放出荷電粒子量と検出信号量の関係情報が機差や経時変化等で変化した場合、変化分が打ち消されるように信号処理装置においてゲインとオフセットで調整される。その後、上記放出荷電粒子量と検出信号量の関係情報と検査対象の試料の検出信号量から、検査対象の試料の放出荷電粒子量が導出される。
　ハードウェアの変更(経時変化や装置の変更、プローブ電流の変動)による影響が取得および補正される。補正した放出荷電粒子量と検出信号量の関係式が出力され、出力された関係式と検出信号量のデータを組み合わせることで放出荷電粒子量を導出することができる。
　以下、添付図面を参照して、荷電粒子ビーム装置の調整方法、および荷電粒子線装置について説明する。特に、複数装置間の機差や装置の経時変化によらず、試料から放出される荷電粒子量、検出器によって検出される荷電粒子量の適切な評価を可能とする方法、当該方法を可能とするプログラムが記憶されたコンピュータ可読媒体、及びシステムについて説明する。後述する電子顕微鏡は、例えば、１以上のコンピュータシステムによって制御される。
（１）第１の実施形態
　＜荷電粒子ビーム装置（荷電粒子ビームシステム）の構成例＞
　第１の実施形態は、検査試料の二次電子量を取得し、試料の特徴を評価する方法について開示する。本実施形態では検査試料の二次電子量を取得するが、電子ビームを照射したことで発生する後方散乱電子を取得してもよいし、二次電子と後方散乱電子が混合された電子量を取得してもよい。
　図１は、各実施形態に共通の、荷電粒子ビーム装置（荷電粒子ビームシステム）の一例である電子顕微鏡１の概略構成例を示す図である。電子顕微鏡１は、試料に対して電子ビームを照射することにより観察画像を生成する装置である。電子顕微鏡１は、鏡筒部１０００と、画像形成システム１１００と、コンピュータシステム１２００と、制御システム１３００と、入力装置１４０１と、出力装置１４０２と、を備える。
　鏡筒部１０００内には、電子ビーム１００１を発生する電子銃１００２が配置されている。電子ビーム１００１は、加速電極１００３に印加される加速電圧によって加速され、コンデンサレンズ１００４によって集束される。コンデンサレンズ１００４を通過した電子ビーム１００１は、対物レンズ１００８によって試料１００９上にフォーカスされる。電子ビーム１００１は、偏向器１００７によって試料１００９上を走査される。偏向器１００７は、電子ビーム１００１を一次元的、或いは二次元的に走査するように構成されている。また、所望の半導体素子（プラグなど）や座標にピンポイントでビーム照射するために、偏向器１００７によるビーム偏向を行うようにしても良い。試料１００９に電子ビーム１００１を照射することによって、２次電子や後方散乱電子などの荷電粒子（信号電子１００５）が試料１００９から放出され、当該荷電粒子が検出器１００６によって検出される。検出器１００６は、信号電子１００５の強度を表す検出信号を出力する。
　ステージ１０１０は、試料１００９を保持するとともに、試料１００９内の被観察領域を、電子ビーム１００１の下に移動させる役割を持つ。鏡筒部１０００内には遮断器１０１１が設置され、これにより電子ビーム１００１が試料１００９に照射されないようにすることができる。遮断器１０１１は、電子ビーム１００１経路上に障害物を挿入することによって電子ビーム１００１を遮断してもよいし、電場あるいは磁場の少なくとも一方を用いることによって電子ビーム１００１を偏向して試料１００９から退避させることにより遮断してもよい。
　なお、電子ビーム１００１のビーム電流（Ｉｐ）を計測するために、電子ビーム１００１の軌道近傍にファラデーカップ（図示せず）を配置し、当該ファラデーカップにビームを入射することによって、ビーム電流の計測を可能とするようにしてもよい。ファラデーカップは、例えば、電子ビームのクロスオーバ近傍に配置しておき、必要に応じて偏向器によってファラデーカップに向かってビームを偏向することで、ビーム電流を計測できるように構成される。
　画像形成システム１１００は、信号電子１００５を電気信号等に変換する信号変換部１１０１と、変換された信号を増幅する信号増幅部１１０２と、を備える。信号増幅部１１０２の増幅ゲインは、増幅ゲイン指示部１１０３が指定する指示値に基づき、増幅ゲイン調整部の作用によって調節される。画像形成システム１１００は、画像を形成しない場合、例えば特定の素子の輝度信号を選択的に増幅する処理にも用いられることがある。このため、本明細書では画像形成システム１１００を信号処理システムと称することもある。
　信号増幅部１１０２のオフセットはオフセット調整部１１０５によって調整される。信号変換部１１０１としては、シンチレータ、半導体検出器、固体電子増倍素子（Silicon Photo Multiplier）、ＭＣＰ（Micro Channel Plate）などが代表的な例であるが、これらには限定されない。信号増幅部１１０２は、信号変換部１１０１の種類によって決まる。例えば、信号変換部１１０１としてシンチレータが用いられる場合には信号増幅部１１０２として光電子増倍管が用いられる。また、信号変換部１１０１として半導体検出器が用いられる場合には信号増幅部１１０２としてプリアンプ回路が用いられる。固体電子増倍管とＭＣＰついては、信号変換部１１０１が信号増幅部１１０２を含む場合もある。増幅ゲイン指示部１１０３が指定する指示値は、必ずしも増幅ゲインと一致するものではない。例えば光電子増倍管について、指示値は光電子増倍管に印可する電圧値を用いるのであって、増幅ゲインは、印可電圧に対して指数的に増大する特性を有する。
　コンピュータシステム１２００は、ストレージ１２０１と、プロセッサ１２０２と、メモリ１２０３と、を備える。ストレージ１２０１とメモリ１２０３は、プロセッサ１２０２が用いるデータを格納する。プロセッサ１２０２は、画像形成システム１１００から検出器１００６の検出信号を取得し、これを用いて試料１００９の観察画像を生成する。コンピュータシステム１２００に内蔵されているメモリ１２０３はコンピュータ可読媒体であり、コンピュータシステム１２００上で実行可能なプログラム命令を格納する非一時的コンピュータ可読媒体である。コンピュータ可読媒体は、磁気または光ディスク、磁気テープ、または当技術分野で知られている任意の他の適切な非一時的コンピュータ可読媒体などの記憶媒体であってもよい。コンピュータに実装される方法は、本明細書で説明される任意の方法の任意のステップを含むことができる。
　制御システム１３００は、鏡筒部１０００を制御する電子光学系制御部１３０１と、ステージ１０１０の動作を制御するステージ制御部１３０２と、を備える。
　なお、本実施形態では荷電粒子ビーム装置の一例として、電子顕微鏡１を例示しているが、これに限られることはなく、集束イオンビーム装置など、他の荷電粒子ビーム装置を画像形成装置、或いは輝度情報取得装置とするようにしても良い。
　電子顕微鏡１は、電子ビーム１００１の照射によって試料１００９から放出される二次電子の量に応じた明暗像を表示装置に表示させる装置である。通常、画像の見栄え（画質）を良くするために検出器出力を増幅する増幅器のゲインやオフセットが調整される。半導体デバイスの計測や検査を行う装置では、ゲインやオフセットが調整され、コントラストが明確になった画像を用いて計測や検査が行われる。例えば、パターンの線幅等を計測するＣＤ－ＳＥＭ（Critical Dimension Scanning Electron Microscope）は、ゲインやオフセットの調整によって、パターンエッジに対応する部分の輝度を際立たせ、輝度ピーク間の距離を計測することによって、高精度な計測を可能とする装置である。
　以上のように、画像を形成する荷電粒子線装置では、通常、画像の見栄え（画質の良さ）を優先したゲインやオフセットの調整が行われる。一方、パターンエッジ等を強調するようにゲインやオフセットを調整すると、同じ素子（計測・検査対象）であっても照射領域内の試料形状等によって、検出器出力が変化してしまう。
　試料１００９から放出される荷電粒子（二次電子）の量を評価することによって半導体デバイスの電気特性、材料特性、或いは形状の評価を行う場合、検出器１００６で検出される荷電粒子量と検出器出力の関係が不安定であると、同じ試料に同じ条件でビームを照射したとしても得られる荷電粒子量が異なることになり、適正な特性評価等ができなくなる。
　以下に機差や経時変化等によらず、試料から放出される荷電粒子量（或いは検出器の検出量）と検出器出力との関係を適切に保つことによって、特性評価等を高精度に行い得る方法、及びシステムについて説明する。
　＜試料の電気特性の解析＞
　図２は、第１の実施形態による、適切な検出器出力のゲインとオフセットの調整に基づいて、試料１００９の二次電子量を取得する処理を説明するフローチャートである。
（i）Ｓ０２０１
　ユーザ（オペレータ）は、電子ビーム１００１の照射によって放出される二次電子量が既知の基準試料を用意する。当該基準試料は、検出器１００６によって検出される、電子ビーム量に対する二次電子量が既知である校正用試料でもよいし、電子ビーム照射量と二次電子量の比率が既知である校正用試料でもよい。
　より具体的には、例えば、ビーム電流（Ｉｐ）と二次電子量（Ｉｓｅ）との関係（式（１）のγ）が既知である試料（基準試料）を準備し、当該試料を電子顕微鏡１の試料室である真空チャンバに導入する。このような校正用試料を試料室内のステージ上に予め設置しておくようにしても良い。
　　　Ｉｓｅ＝γ×Ｉｐ　・・・　（１）
（ii）Ｓ０２０２
　コンピュータシステム１２００は、検出信号取得の指示（ユーザによって入力される）に応答して、電子顕微鏡１を制御し、基準試料へ電子ビーム１００１を照射し、検出信号量を取得する。検出信号の取得においては、検出信号を用いて生成する画像の輝度値あるいは輝度のヒストグラム等でもよいし、信号量ではなく波形データであってもよい。検出信号量を輝度（ＧＬ：Gray Level）とした場合、コンピュータシステム１２００は、例えば、少なくとも２つの条件（Ｉｐ１，Ｉｐ２）でビームを照射したときの輝度（ＧＬ１，ＧＬ２）を取得する。
（iii）Ｓ０２０３
　コンピュータシステム１２００は、Ｓ０２０２で取得した情報（取得情報）に基づいて、ビーム条件と検出信号量との関係情報を導出する。具体的に、コンピュータシステム１２００は、得られた輝度情報とビーム量に基づいて、両者の関係情報を導出する。コンピュータシステム１２００は、例えば以下の式（２）の関係式からα、βのような係数を、連立方程式や回帰式などを解くことによって求める。なお、関係情報を取得する際のビーム条件は３以上の複数条件であっても良いし、ビームを照射しない条件（Ｉｐ＝０のときのＧＬ）が含まれていても良い。
　　　ＧＬ＝α×Ｉｐ＋β　・・・（２）
（iv）Ｓ０２０４
　コンピュータシステム１２００は、以上のようにして得られたビーム量と検出信号量との関係情報（例えばＩｐ－ＧＬ関係情報）と、基準試料のビーム量と２次電子量との関係情報（例えばＩｐ－Ｉｓｅ関係情報）に基づいて、二次電子量と検出信号量（Ｉｓｅ－ＧＬ関係情報）を導出する。例えば、Ｉｓｅ－ＧＬ関係情報は、式（３）のように表される。
　　　Ｉｓｅ＝γ（ＧＬ－β）／α　・・・　（３）
　ここまでが装置の校正情報を導出するための処理である。このような校正情報を用いて実際のターゲットの計測や検査を行う処理についてはＳ０２０５からＳ０２０８で説明する。
（v）Ｓ０２０５
　コンピュータシステム１２００は、電子顕微鏡１を制御し、試料室に導入された試料１００９における所定のターゲット（例えば、領域や箇所）にビーム照射を行う。このときの電子ビーム条件は任意の電流量、照射時間でよい。
（vi）Ｓ０２０６
　コンピュータシステム１２００は、Ｓ０２０５における電子ビーム条件での検出信号量（ＧＬ_ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ）を取得する。ＧＬ_ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎを取得するときの増幅ゲイン調整部１１０４の増幅ゲインと、オフセット調整部１１０５のオフセット量を、Ｓ０２０３のときと同じ（校正情報を導出するための処理と同じ）としておくことによって、上記校正情報に基づく校正が可能となる。
（vii）Ｓ０２０７
　コンピュータシステム１２００は、Ｓ０２０６で得られたＧＬ_ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎを、例えば式（３）のＧＬに代入することによって、Ｉｓｅを導出する。コンピュータシステム１２００は、電子ビームの加速電圧等の装置条件毎に、上記Ｉｓｅ－ＧＬ関係情報を記憶しておき、装置条件に応じた関係情報をメモリ１２０３から読み出し、Ｉｓｅを導出する。
（viii）Ｓ０２０８
　コンピュータシステム１２００は、導出されたＩｓｅからターゲットの特性を導出する。例えば、パルス状にビームを照射すると共に、その非照射時間（遮断時間）を徐々に増加させることで試料１００９の帯電状態を変化させ、そのときに得られる信号量の変化曲線を取得することで、ターゲットの電気特性を評価することができる。
　図３は、試料１００９に照射するパルス電子ビームの遮断時間に対する二次電子量の変化曲線の例である。パルス電子ビームとは、電子銃１００２から放出された電子ビーム１００１をパルス化したビームである。また、遮断時間とは、パルス電子ビームでの照射と照射の間の時間のことである。遮断時間によって変化する二次電子量をシミュレーション結果とフィッティングすることで電気特性の物理量を導出することができる。試料の特性評価については電気特性に限らず、材料、構造、形状の測定・導出を行うことも可能である。
　他にもＩｓｅと試料形状（ホールの深さ等）との関連情報を予め記憶しておき、関連情報にＩｓｅを代入することで、試料形状を推定することが考えられる。また、Ｉｓｅと材料情報の関連を示すデータベースを予め作成しておき、当該データベースにＩｓｅを入力することによって、材料情報を出力するようにしても良い。
　第１の実施形態では、輝度情報のような画像形成システム１１００内での処理を介した情報ではなく、試料の特性を直接的に示す二次電子量に基づいて、特性評価を行っている。このため、装置間の機差や装置コンディションの経時的な変化に依らず、安定した計測、検査結果を得ることができる。
　なお、第１の実施形態では基準試料を用いてビーム量と検出信号量との関係情報を導出したが、これに限られることはなく、例えば基準試料を用いるのではなく、ビームの加速電圧（Ｖａｃｃ）より試料或いはステージに高い電圧（Ｖｒ）を印加する（｜Ｖｒ｜＞｜Ｖａｃｃ｜）ことによって、試料等に到達することなく反射したミラー電子の検出量に基づいて、ビーム量と検出信号量との関係情報を導出するようにしても良い。
　図２に例示するような処理を経て導出されたＩｓｅとＧＬの関係情報は、コンピュータシステム１２００のメモリ１２０３に記憶され、その後の検査或いは計測に用いられる。コンピュータシステム１２００は、基準試料を用いて２次電子量（Ｉｓｅ）と検出信号量（ＧＬ）の関連情報を導出し、当該関連情報と、計測或いは検査対象となる試料から得られた検出信号量から、２次電子信号量、電気特性、材料情報、及び深さ方向（Ｚ方向（ビームの照射方向））の形状情報の少なくとも１つを導出する。
　ここで、電気特性とは、例えば半導体デバイスに含まれる素子の抵抗や静電容量である。メモリ１２０３に、Ｉｓｅと抵抗や静電容量との関連情報を予め記憶しておくことで、プロセッサ１２０２は、当該関連情報と導出されたＩｓｅの入力（受け取り）に基づいて、抵抗や静電容量の関連情報を導出することができる。また、予め材料の種類とＩｓｅとの関係情報をメモリ１２０３に記憶しておき、プロセッサ１２０２によって、当該関連情報と導出されたＩｓｅの入力に基づいて、材料の種類に関する情報を導出するようにしても良い。
　さらに、深孔や深溝などの底部から放出される２次電子には、深孔や深溝の側壁に衝突するものがある。この衝突する２次電子の量は、孔や溝が深い程、増加する。よって、孔や溝の深さと放出される２次電子量との関係情報を、メモリ１２０３等に予め記憶しておき、当該関係情報にＩｓｅを代入することによって、深孔や深溝のＺ方向の寸法等を導出することができる。
　なお、第１の実施形態では、Ｉｓｅ－ＧＬの関連情報は、例えば式（３）に定義されるような数理モデルとして説明されている。しかし、機械学習によって学習が施された学習済モデルなどであっても良い。当該モデルは、例えば検出器１００６の出力情報（特定画素の信号強度や輝度など）を入力、試料１００９から放出される電子量、或いは試料１００９から放出され検出器１００６によって検出される電子量のような、放出される荷電粒子量に対応する特徴量を出力とするモデルであっても良い。また、Ｉｓｅ－ＧＬの関連情報に基づいて適切に補正された電気特性等の試料の特徴量を出力とするようなモデルであっても良い。
（２）第２の実施形態
　第１の実施形態では検査試料を検査するときの二次電子量（例えばＩｓｅ）と検査信号量（例えばＧＬ）の関係を導出することで、検査試料の検出信号量から二次電子量を取得することを説明した。しかし、複数の装置で試料の特性を解析する場合、二次電子量（Ｉｓｅ）と検出信号量（ＧＬ）の関係は装置ごとに異なるため、特定の電子ビーム条件において検出信号量が飽和し、所望の二次電子量を取得できない場合がある。第２の実施形態では、複数の装置間で検出器の入力となる二次電子量と検出器の出力となる検出信号量との関係を揃える手法について説明する。
　＜検査システムの構成例＞
　図７は、複数の電子顕微鏡が有線または無線ネットワークを介して、１以上のコンピュータシステム７００４に接続された計測／検査システムの構成例を示す図である。非一時的コンピュータ可読媒体７００２は、コンピュータシステム７００４上で実行可能なプログラム命令７００３を含んでいる。コンピュータシステム７００４は、電子顕微鏡１および７００１から出力される出力情報を、プログラム命令７００３に従って処理し、プログラム命令７００３に従って電子顕微鏡１および７００１に必要な情報を伝達する。コンピュータによって実行される方法は、本明細書で説明される任意の方法（複数あっても良い）の任意のステップ（複数あっても良い）を含んでもよい。
　＜装置間の機差補正処理＞
　図４は、第２の実施形態による、装置間の機差を補正する処理を説明するためのフローチャートである。本実施形態では、ビーム条件の変化に伴う検出信号量の変化が一致するように、ゲインとオフセットを調整する処理について説明する。輝度情報を用いた試料の特性評価を行う場合、同じビーム条件でターゲットにビームを照射したときには同じ検出信号量となり、且つ特性の変化に応じた検出信号量の変化が同じになることが望ましい。図４に例示する処理を経た調整を行うことによって、輝度計測に基づく特性評価に適した装置調整が可能となる。
（i）Ｓ０４０１
　コンピュータシステム７００４は、電子顕微鏡１（第１装置）の特性情報を取得する。なお、後述するような処理をコンピュータシステム７００４ではなく、電子顕微鏡７００１（第２装置）に設けられたコンピュータシステム（図示せず）等で行うようにしても良い。
　特性情報を取得する場合、まず、ユーザ（オペレータ）が電子顕微鏡１に基準試料を導入する。そして、当該基準試料には電子ビーム１００１が照射される。ビーム照射によって基準試料から放出された信号電子１００５は、検出器１００６により検出され、信号変換部１１０１を経由して信号増幅部１１０２により増幅され、オフセット調整部１１０５により加算されて出力信号量が得られる。
　特性情報は、例えば、ビーム条件（例えばビーム電流）を変化させたときの検出器出力（ＧＬ）の変化量を示す関数である。このとき、電子ビーム量（Ｉｐ）及び増幅ゲイン指示部１１０３の指定する指示値（ゲイン値）を変化させながら出力信号量（ＧＬ）を取得することで、出力信号量の特性情報を取得することができる。この場合、コンピュータシステム７００４等は、例えばＩｐ、ゲイン値、及びＧＬの３次元空間から回帰直線を求めることで、特性情報を導出するようにしても良い。
　本実施形態では電子ビーム量及び増幅ゲイン指示部１１０３を変化させたときの出力信号量の特性情報を取得したが、電子光学系制御部１３０１による設定加速電圧、オフセット調整部１１０５のオフセット量、及び制御システム１３００による他の調整値（調整量）等、他のパラメータを変化させたときの出力信号量（ＧＬ）に基づいて、特性情報を導出するようにしても良い。
（ii）Ｓ０４０２
　コンピュータシステム７００４は、第１装置で電子ビーム量（Ｉｐ）と出力信号（ＧＬ）の第１関係式（例えばＩＰを独立変数、ＧＬを従属変数とする関数（Ｉｐ－ＧＬ特性））、及び第１目標出力信号量（ＧＬ_ｇｏａｌ）を取得する。
　Ｉｐ－ＧＬ特性は、ビーム条件と検出器の出力情報の関連情報である。第１関係式は例えば図８のように表現される。第１目標出力信号量は、第１装置の或るときの或るビーム条件（Ｉｐ_ｇｏａｌ）における検出器出力情報である。なお、第１関係式及び第１目標出力信号量の取得方法については更に後述する。
（iii）Ｓ０４０３
　コンピュータシステム７００４は、第２装置（電子顕微鏡７００１）の特性情報(Ｉｐ－ＧＬ特性)を取得する。第２装置の特性情報の取得方法は、第１の特性情報の取得と同様である。ここで、図９は、第１装置の第１の関係式９００１と第２装置の第２の関係式９００２との関係を示す図である。図９からは、第２装置で装置条件の１つであるビーム条件をＩｐ_ｇｏａｌとしても、出力信号量がＧＬ_ｇｏａｌとならない状態であることが分かる。つまり、装置が異なればビーム条件が同一でも出力信号量が異なる場合があるということである。
　そのため、第２の実施形態では、複数装置間で或る装置条件における出力信号量が同じとなるように、且つ装置条件の変化に伴う出力信号量の変化が同じとなるように、第２装置の画像形成システムを調整することとしている。
（iv）Ｓ０４０４
　コンピュータシステム７００４は、第２装置（電子顕微鏡７００１）で第１目標出力信号量（ＧＬ_ｇｏａｌ）が取得できるように、電子顕微鏡７００１の画像形成システムにてゲインとオフセットを調整する。なお、ゲインとオフセットの調整方法については後述する。
（v）Ｓ０４０５
　コンピュータシステム７００４は、調整したゲインとオフセットによる電子ビーム量と出力信号量の第２関係式（Ｉｐ－ＧＬ特性）を取得し、その情報を装置条件としてコンピュータ可読媒体７００２に保存する。第２関係式の取得方法は、第１関係式取得時の電子ビーム量と第２関係式取得時の電子ビーム量の差分を補正したオフセット分を加算して計算してもよいし、電子ビームを遮断したときの出力信号量から計算してもよい。
　なお、コンピュータシステム７００４は、基準試料のビーム条件（Ｉｐなど）と、放出される二次電子量の関係が既知である場合、上述の式（３）のような二次電子量と出力信号の関係式を導出することができる。
　＜関係情報および目標出力信号量取得処理の詳細＞
　図５は、図４で説明した電子ビーム量と出力信号量の関係式（関係情報）及び目標出力信号量を取得する処理の詳細を説明するためのフローチャートである。以下、図５の各ステップについて説明する。ここでは主に、図４に例示したＳ０４０１とＳ０４０２の具体的な処理内容について説明する。
（i）Ｓ０５０１
　ユーザ（オペレータ）が第１装置（電子顕微鏡１）に第１検査試料をロードし、処理開始を指示すると、コンピュータシステム７００４は、制御システム１３００などを起動させ、処理開始の準備を行う。ここで、第１検査試料は、例えば実際の計測、或いは検査対象となる試料である。
（ii）Ｓ０５０２
　コンピュータシステム７００４は、第１検査試料の画像を取得するための光学条件を設定する。
（iii）Ｓ０５０３
　コンピュータシステム７００４は、第１装置の特性情報（Ｉｐ－ＧＬ特性情報）を取得する。Ｉｐ－ＧＬ特性情報は、例えば図８に例示するように、２以上のＩｐ（図８の例ではＩｐ_１とＩｐ_２）と対応するＧＬ（ＧＬ_１とＧＬ_２）に基づいて、少なくとも傾き（α１）と切片（β１）を導出することにより得られる。ここで、傾きとは、ビーム条件と検出器の出力情報との変化の割合である。
（iv）Ｓ０５０４
　コンピュータシステム７００４は、試料へ照射する電子ビーム量の実測値を取得する。電子ビーム量は、例えば、上述したファラデーカップ等を用いて、実際にビーム電流を計測することにより実測することができる。さらに、コンピュータシステム７００４は、ビーム電流の設定値Ｉｐ_ｓと実測値Ｉｐ_ａの差分ΔＩｐを導出し、後述する特性情報を取得する際の補正値とすることができる。
（v）Ｓ０５０５
　コンピュータシステム７００４は、第１試料の関心領域（例えば電気特性を評価する素子に導通するプラグ等）に電子ビーム照射位置を移動させ、第１ゲインおよび第１オフセットを決定する。ゲインとオフセットの調整は、例えばプラグのコントラストが明確になるようにゲインが調整され、プラグの明るさが適切になるようにオフセットを調整する。ここでゲインとオフセットはユーザが設定してもよいし、コンピュータシステム７００４上で自動に設定されたものを用いてもよい。
（vi）Ｓ０５０６
　コンピュータシステム７００４は、第１装置の特性情報（Ｉｐ－ＧＬ特性情報）と、第１プローブ電流量（Ｉｐ_ｇｏａｌ）から第１目標出力信号量（ＧＬ_ｇｏａｌ）を導出する。
（vii）Ｓ０５０７
　コンピュータシステム７００４は、例えば、以下の式（４）で示される関係情報（関係式）を取得（演算）し、コンピュータ可読媒体７００２に記憶させる。
　　　ＧＬ＝α１×Ｉｐ＋β１　・・・　（４）
　式（４）は、第１検査試料にビームを照射したときのゲインに対応する係数（α１）と、オフセットに対応する定数（β１）を含む関連式である。式（４）で示される関係式は、図８に例示するように、少なくとも２つのビーム電流量（Ｉｐ_１，Ｉｐ_２）とそれに対応する輝度情報（ＧＬ_１，ＧＬ_２）から、その傾き（α１）と切片（β１）を導出することによって得られる。ビーム電流がゼロ（Ｉｐ_０）の状態を含むようにしても良い。コンピュータシステム７００４は、第１関係式８００１を連立方程式や回帰式を解くことによって求めることができる。
（viii）Ｓ０５０８
　コンピュータシステム７００４は、図５に例示するようなフローチャートの処理を実行する以前に取得した特性情報を、新たに取得した特性情報（特性直線、或いは特性曲線を含む）によって更新するか否かを決定する。更新するか否かは、例えば、図示しないＧＵＩを用いたユーザの選択に基づいて行うようにしてもよい。さらに具体的には、更新周期、更新時間などの選択を可能とするＧＵＩを用意し、コンピュータシステムは当該選択によって設定された時間に達したときに更新処理を行うようにしてもよい。他にも電子顕微鏡を動作させる動作プログラムであるレシピの更新や、計測対象となる試料の切り替えに併せて更新を行うようにしてもよい。更に、電気特性等の出力結果のトレンドをモニタしておき、突発的な変動があったときなどに、更新を行うようにしてもよい。
　＜第２装置のゲインとオフセットを調整する処理の詳細＞
　図６は、図４のＳ０４０３～Ｓ０４０５で示した第２装置（電子顕微鏡７００１）のゲインとオフセットの調整処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
（i）Ｓ０６０１
　ユーザ（オペレータ）が第２装置（電子顕微鏡７００１）に第２検査試料をロードし、処理開始を指示すると、コンピュータシステム７００４は、制御システム１３００などを起動させ、処理開始の準備を行う。ここで、第２検査試料としては、例えば第１装置に導入した第１検査試料と同じもの、或いは同質のものを用いることができる。
（ii）Ｓ０６０２
　コンピュータシステム７００４は、第２装置（電子顕微鏡７００１）で第２検査試料の画像を取得するための光学条件を設定する。
（iii）Ｓ０６０３
　コンピュータシステム７００４は、第２装置（電子顕微鏡７００１）の特性情報（Ｉｐ－ＧＬ特性情報）を取得する。第２装置の特性情報を取得時の基準試料は、第１基準試料を用いてもよいし、第１基準試料と同等（同じ材質）の別の試料を用いてもよい。例えば、第２装置（電子顕微鏡７００１）の関係情報を導出するために、コンピュータシステム７００４は、図９に例示するように少なくとも２つのビーム電流量（Ｉｐ_１，Ｉｐ_２）とそれに対応する輝度情報（ＧＬ_１´，ＧＬ_２´）を第２装置（電子顕微鏡７００１）から受け取り、その傾き（α２）と切片（β２）を求める。第２の関係情報は、例えば、式（５）のように定義することができ、図９に例示するように第２関係式９００２と表すことができる。
　　　ＧＬ＝α２×Ｉｐ＋β２　・・・　（５）
（iv）Ｓ０６０４
　コンピュータシステム７００４は、第２装置（電子顕微鏡７００１）において電子ビーム量の実測データを取得する。例えば、電子顕微鏡７００１内に設けられたファラデーカップを用いて電子ビーム量を計測することができる。
（v）Ｓ０６０５
　コンピュータシステム７００４は、電子ビーム量のばらつき（ΔＩｐ）を計算する。当該電子ビーム量のばらつきは、例えば、設定値と実測値との差分、或いは同じ設定値を設定したときの複数装置間のビーム量の差分を求めることによって計算することができる。
（vi）Ｓ０６０６
　コンピュータシステム７００４は、例えば、第１関係式（Ｉｐ－ＧＬ特性）をコンピュータ可読媒体７００２から読み出し、これを第２関係式（調整したゲインとオフセットによる電子ビーム量と出力信号量の関係式：Ｉｐ－ＧＬ特性）と比較することで、目標出力信号量を導出する。目標出力信号量とは、例えばＩｐ_ｇｏａｌ＋ΔＩｐに対応するＧＬ（ばらつきがゼロであれば図９のＧＬ_ｇｏａｌ）である。
（vii）Ｓ０６０７
　コンピュータシステム７００４は、目標出力信号量（或いは差分）、第１関係式、および第２関係式に基づいて、ゲインの調整量を導出する。
　具体的に、コンピュータシステム７００４、或いは電子顕微鏡７００１に搭載されたコンピュータシステムは、例えば、第２の関係式９００２のＩｐ－ＧＬ特性の傾き（α）を、第１の関係式８００１のそれに合わせるように、ゲイン量を導出する。コンピュータシステム７００４は、傾きの差分（ゲイン調整量）は第１の実施形態で述べたように、連立方程式や回帰式などを解くことによって求めることもできる。
（viii）Ｓ０６０８
　コンピュータシステム７００４、或いは電子顕微鏡７００１に搭載されたコンピュータシステムは、第１関係式と第２関係式のＩｐ_ｇｏａｌ＋ΔＩｐ（特定のビーム条件）に対応するＧＬの差分（ばらつきがゼロの場合は図９のΔＧ）を導出する。そして、コンピュータシステム７００４等は、ΔＧをゼロ、或いはゼロに近づくように、オフセット（バイアス）量を導出する。
（ix）Ｓ０６０９
　電子顕微鏡７００１に搭載されたコンピュータシステムは、導出されたゲイン量、およびオフセット量を読み込み、検出器出力の増幅器のゲインとオフセットを調整する。
（３）第３の実施形態
　第２の実施形態では異なる装置間で同じ検出信号を得るためにゲイン及びオフセットを調整することを説明した。同様の調整は同一装置の異なる時点における検出信号のばらつきを調整するために用いてもよい。第２の実施形態における第１装置を同一装置の第１時点、第２装置を同一装置の第２時点と読み替えればよい。
　また、コンピュータシステム１２００が特性情報を取得するタイミングについては、特性情報が経時変化する典型的な時間間隔で自動取得してもよいし、ユーザの任意のタイミングで取得してもよい。
（４）第４の実施形態
　第１から第３の実施形態では、主にビーム電流Ｉｐと、当該ビーム電流のビームを照射したときに試料から放出される２次電子の量が既知の試料を基準試料（或いは標準試料）として、装置の校正を行う例について説明した。
　一方で、２次電子の放出量は、ビーム電流Ｉｐだけではなく、試料１００９に対する電子ビーム１００１の到達エネルギー等、他のビーム条件によっても変化する。よって、ビーム電流以外の他の条件も含めたビーム条件と、２次電子量の関係が既知である試料を基準試料とすることが望ましい。
　或るビーム条件と２次電子量の関係が分かっている場合、或るビーム条件を変化させたときの検出器出力（ＧＬ）の変化をプロットし、関係式を導出することによって、ビーム条件と２次電子量の関連情報を抽出するようにしても良い。
　また、試料１００９から放出された信号電子（２次電子）１００５には、放出後、電子顕微鏡１内の構造物に衝突する等して、検出器１００６に到達しないものが含まれる。この検出されない電子の量は、電子顕微鏡１内の構造物の配置条件等によって変化する。このため、装置の構造や種類ごとに、ビーム条件と２次電子量（検出器に入射する電子の数）との関係が既知である基準試料を用いるようにしても良い。
　さらに、電子ビーム１００１を照射したときに、その照射個所から放出される２次電子と入射する電子の量の比率（２次電子放出効率δ）は材料の種類に依存する。よって、２次電子放出効率δが既知である試料を基準試料とするようにしても良い。
　基準試料は、ビーム条件と放出電子量に関するパラメータが既知の試料であれば、その種類は問わない。
（５）その他
　上述の各実施形態が開示する機能は、ソフトウェアのプログラムコードによっても実現できる。この場合、プログラムコードを記録した記憶媒体をシステム或は装置に提供し、そのシステム或は装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそれを記憶した記憶媒体は本開示を構成することになる。このようなプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどが用いられる。
　また、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現されるようにしてもよい。さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータ上のメモリに書きこまれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータのＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現されるようにしてもよい。
　さらに、各実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを、ネットワークを介して配信することにより、それをシステム又は装置のハードディスクやメモリ等の記憶手段又はＣＤ－ＲＷ、ＣＤ－Ｒ等の記憶媒体に格納し、使用時にそのシステム又は装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が当該記憶手段や当該記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行するようにしてもよい。
　ここで述べたプロセス及び技術は本質的にいかなる特定の装置に関連することはなく、各コンポーネントの組み合わせによって実装することもできる。また、汎用目的の多様なタイプのデバイスも追加可能である。各実施形態の機能を実行するために、専用の装置を構築してもよい。また、各実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより、種々の機能を形成することもできる。例えば、各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し、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。
　本開示においては、具体的な実施形態を記述しているが、これらは、すべての観点において限定のためではなく説明（本開示の技術の理解）のためである。本技術分野の通常の知識を有する者であれば、本開示の技術を実施するのに相応しいハードウェア、ソフトウェア、及びファームウエアの多数の組み合わせがあることが理解できるものと考えられる。例えば、記述したソフトウェアは、アセンブラ、Ｃ／Ｃ＋＋、ｐｅｒｌ、Ｓｈｅｌｌ、ＰＨＰ、Ｊａｖａ（登録商標）等の広範囲のプログラム又はスクリプト言語で実装できる。
　さらに、上述の実施形態において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。全ての構成が相互に接続されていても良い。
　加えて、本技術分野の通常の知識を有する者であれば、本開示のその他の実装について各実施形態の考察から明らかにすることができる。明細書と具体例は典型的なものに過ぎず、本開示の技術の範囲と精神は後続する請求範囲で示される。
１、７００１　電子顕微鏡
１０００　鏡筒部
１００１　電子ビーム
１００２　電子銃
１００３　加速電極
１００４　コンデンサレンズ
１００５　信号電子
１００６　検出器
１００７　偏向器
１００８　対物レンズ
１００９　試料
１０１０　ステージ
１０１１　遮断器
１１００　画像形成システム
１１０１　信号変換部
１１０２　信号増幅部
１１０３　増幅ゲイン指示部
１１０４　増幅ゲイン調整部
１１０５　オフセット調整部
１２００、７００４　コンピュータシステム
１２０１　ストレージ
１２０２　プロセッサ
１２０３　メモリ
１３００　制御システム
１３０１　電子光学系制御部
１３０２　ステージ制御部
１４０１　入力装置
１４０２　出力装置
７００２　コンピュータ可読媒体

Claims (15)

  1. 　試料にビームを照射することによって得られる荷電粒子を検出する検出器の出力に基づいて、コンピュータシステムにおいて前記試料の特徴量を導出する特徴量導出方法であって、
    　前記コンピュータシステムが、前記検出器の出力情報と、前記試料から放出される荷電粒子量に対応する特徴量との関連を示すモデルを取得することと、
    　前記コンピュータシステムが、前記モデルに前記検出器の出力情報を入力することによって、前記試料から放出される荷電粒子量に対応する特徴量を導出することと、
    を含む、特徴量導出方法。
  2. 　請求項１において、
    　前記モデルは、前記試料に対するビーム照射の条件と、当該条件でビームを照射したときに前記試料から放出される荷電粒子量との関係が既知である試料にビームを照射したときの検出器の出力に基づいて導出された関係情報である、特徴量導出方法。
  3. 　請求項１において、
    　前記モデルは、前記検出器の出力情報（ＧＬ）と、試料から放出される荷電粒子量（Ｉｓｅ）との関係を示す数理モデルである、特徴量導出方法。
  4. 　請求項３において、
    　前記コンピュータシステムは、前記ビームの条件（Ｉｐ）と前記試料から放出される荷電粒子量（Ｉｓｅ）との関係（γ）が既知である基準試料に、ビームを照射するときによって得られる前記検出器の出力情報（ＧＬ）に基づいて、前記モデルを生成する、特徴量導出方法。
  5. 　請求項４において、
    　前記コンピュータシステムは、前記基準試料に前記ビームを照射することによって得られる検出器出力に基づいて、前記試料から放出される荷電粒子に対応する特徴量と、検出器の出力情報との関係式に含まれる未知数を導出することによって、前記モデルを生成する、特徴量導出方法。
  6. 　試料に対するビームの照射に基づいて得られる荷電粒子を検出する検出器を備えた荷電粒子線装置と、当該荷電粒子線装置に通信可能に結合されるように構成される１以上のコンピュータシステムと、を備え、
    　前記コンピュータシステムは、
    　　前記検出器の出力情報と、試料から放出される荷電粒子量に対応する特徴量との関連を示すモデルを取得する処理と、
    　　前記モデルに前記検出器の出力情報を入力することによって、前記試料から放出される荷電粒子量に対応する特徴量を導出する処理と、
    を実行する計測システム。
  7. 　請求項６において、
    　前記モデルは、試料へのビーム条件と、当該ビーム条件でビームを照射したときに試料から放出される荷電粒子量との関係が既知である試料にビームを照射したときの検出器の出力に基づいて導出された関係情報である、計測システム。
  8. 　試料にビームを照射することによって得られる荷電粒子を検出する検出器の出力信号を処理する信号処理システムをコンピュータシステムによって調整する調整方法であって、
    　前記コンピュータシステムが、参照情報となるビーム条件と前記検出器の出力情報との関連情報を取得することと、
    　前記コンピュータシステムが、前記取得した参照情報を用いて、前記信号処理システムのゲインとオフセットの調整することと、
    を含む調整方法。
  9. 　請求項８において、
    　前記関連情報は、前記ビーム条件と前記検出器の出力情報の関数である、調整方法。
  10. 　請求項８において、
    　前記コンピュータシステムは、前記参照情報の前記ビーム条件と前記検出器の出力情報との変化の割合に合うように前記ゲインを調整する、調整方法。
  11. 　請求項１０において、
    　前記コンピュータシステムは、計測対象となる前記試料に前記ビームを照射することによって得られる前記ビーム条件と前記検出器の出力情報との変化の割合が、前記参照情報の前記ビーム条件と前記検出器の出力情報の変化の割合に合うように前記ゲインを調整する、調整方法。
  12. 　請求項８において、
    　前記コンピュータシステムは、特定のビーム条件で前記参照情報に、前記検出器の出力情報が合うように、前記オフセットを調整する、調整方法。
  13. 　請求項１２において、
    　前記コンピュータシステムは、計測対象となる前記試料に前記ビームを照射することによって得られる特定のビーム条件での前記検出器の出力情報が、前記参照情報における前記検出器の出力情報に合うように、前記オフセットを調整する、調整方法。
  14. 　ビーム源から放出されたビームの試料への照射に基づいて得られる荷電粒子を検出する検出器と、当該検出器の出力を処理する信号処理システムと、当該信号処理システムの出力を受け取る１以上のコンピュータシステムと、を備え、
    　前記１以上のコンピュータシステムは、
    　参照情報となる前記ビームの条件と前記検出器の出力情報との関連情報を取得する処理と、
    　前記取得した参照情報を用いて、前記信号処理システムにゲインとオフセットを調整させる処理と、
    を実行する、計測システム。
  15. 　請求項１４において、
    　前記関連情報は、前記ビームの条件と前記検出器の出力情報の関数である、計測システム。
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