特開 2023-150979 処理システムおよび荷電粒子ビーム装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023150979

(43)【公開日】2023-10-16

(54)【発明の名称】処理システムおよび荷電粒子ビーム装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/28 20060101AFI20231005BHJP

   H01L 21/66 20060101ALI20231005BHJP

【ＦＩ】

H01J37/28 B

H01L21/66 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022060349

(22)【出願日】2022-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】501387839

【氏名又は名称】株式会社日立ハイテク

(74)【代理人】

【識別番号】110002572

【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】後藤 聖也

(72)【発明者】

【氏名】酒井 計

(72)【発明者】

【氏名】山口 聡

(72)【発明者】

【氏名】角田 純一

【テーマコード（参考）】

4M106

5C101

【Ｆターム（参考）】

4M106AA01

4M106AA10

4M106BA02

4M106CA39

4M106DB05

4M106DB20

4M106DJ27

5C101AA03

5C101EE48

5C101FF02

5C101HH11

5C101HH15

5C101HH19

5C101HH36

5C101HH38

(57)【要約】

【課題】インナースペーサーとインナースペーサーとの間のような溝あるいは孔の画像から、溝や孔内に成長したエピタキシャル層の成長度合いまたは欠陥の有無を判定することを目的とした、処理システムおよび荷電粒子ビーム装置を提案する。
【解決手段】コンピュータシステムを備えた処理システムにおいて、前記コンピュータシステムは、複数の構造体の間の層に電子ビームを照射することによって得られた、前記層に係る２次元平面上の一方向に応じた信号プロファイルから、前記層に係る距離および輝度値を算出し、前記距離および前記輝度値に基づいて、前記層の状態を判定または出力する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンピュータシステムを備えた処理システムであって、
前記コンピュータシステムは、
複数の構造体の間の層に電子ビームを照射することによって得られた、前記層に係る２次元平面上の一方向に応じた信号プロファイルから、前記層に係る距離および輝度値を算出し、
前記距離および前記輝度値に基づいて、前記層の状態を判定または出力する、
処理システム。

【請求項2】

前記構造体は、インナースペーサーである、請求項１に記載の処理システム。

【請求項3】

前記コンピュータシステムは、
前記信号プロファイルに基づき、前記複数の構造体の領域に係る複数の第１位置を特定し、
前記複数の第１位置に基づき、前記層に係る第２位置を特定し、
所定の閾値および前記第２位置に基づき、前記層に係る複数の第３位置を特定し、
前記複数の第３位置に基づいて前記層に係る距離を算出する、
請求項１に記載の処理システム。

【請求項4】

前記コンピュータシステムは、前記複数の第１位置間における前記輝度値が前記閾値以上であるか、または、前記複数の第１位置間における前記輝度値が前記閾値を超えている場合には、前記距離を、前記複数の第３位置に代えて前記複数の第１位置に基づいて算出する、
請求項３に記載の処理システム。

【請求項5】

前記第２位置は、２つの第１位置間の中央位置であり、
前記コンピュータシステムは、前記中央位置から前記信号プロファイルの両側に向かって探索することによって、前記複数の第３位置を特定する、
請求項３に記載の処理システム。

【請求項6】

前記層はエピタキシャル成長層であり、
前記層の状態は、前記層の成長度合いまたは欠陥の有無を含む、請求項１に記載の処理システム。

【請求項7】

前記処理システムは複数の前記閾値を記憶し、前記層の種類に応じて前記閾値を選択する、請求項３に記載の処理システム。

【請求項8】

前記処理システムは、前記層における所定の輝度範囲を有する面積に基づいて、前記層の状態を判定または出力する、請求項１に記載の処理システム。

【請求項9】

前記コンピュータシステムは、前記層に係る前記距離を、前記信号プロファイルにおいて信号が最小値となる位置に基づいて算出する、請求項１に記載の処理システム。

【請求項10】

請求項１に記載の処理システムを備える荷電粒子ビーム装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は処理システムおよび荷電粒子ビーム装置に関する。

【背景技術】

【0002】

昨今の半導体デバイスは微細化が進み、それに伴いエピタキシャル成長のプロセスウィンドウも狭くなっている。それに伴い、エピタキシャル層を詰めて配置する際にエピタキシャル層同士が結合しないようにするためにインナースペーサーが使用されている。一方、半導体デバイスの製造プロセスを管理するために、走査電子顕微鏡等の荷電粒子ビーム装置が用いられている。走査電子顕微鏡(Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＳＥＭ)は、集束した電子ビームを微細パターン上で走査することによって、パターンの画像や信号波形を取得する装置であり、微細なパターンの走査や検査が可能な装置である。しかしながら、エピタキシャル層から放出される電子は、試料表面に放出される前にインナースペーサーやダミーゲートなどの側壁に衝突してしまうものがあるため、検出効率が低く、結果としてエピタキシャル層の高精度な測定は困難である。

【0003】

特許文献1には、下層の欠陥を検査するためのパターン画像を改善する走査電子顕微鏡が開示されている。より具体的には、加速電圧によるサンプルへの電子の侵入長の違いを利用し、２種類の加速電圧を使用してそれぞれ画像を取得し、それらの差分を取ることで下層パターンを強調する手法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１０／０１３６７１７号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

加速電圧が変更されると、検出効率が異なるためにインナースペーサーとインナースペーサーとの間のような溝部のエピタキシャル層だけではなく、生成されるＳＥＭ画像自体が大きく異なる。また、エピタキシャル層部に電子が届いたとしても、二次電子が側壁に衝突し検出効率が低くなることに違いはない。特許文献１に開示されているように、加速電圧を変更して再撮像しても、インナースペーサーとインナースペーサーとの間の溝部のエピタキシャル層のみを強調できず、高精度測定は困難となる。

【0006】

一方、最近の半導体デバイスでは、トランジスタのオン電流を上昇させるために、Ｓｉに対しＳｉＧｅなど、格子定数の異なる材料をエピタキシャル成長することによって、格子歪による移動度向上が行われている。エピタキシャル層が薄すぎるとソースドレイン間の抵抗が大きく十分なトランジスタのオン電流を得ることができず、厚すぎるとスペーサ部やハイＫ（Ｈｉｇｈ－Ｋ）膜への接触が増加するため、静電容量が増加しトランジスタの応答性能が低下する。そのため、適切にエピタキシャル層の成長管理が必要である。また、エピタキシャル成長の結果は、Ｎ型やＰ型の違い、ウェーハ面内、インナースペーサーとインナースペーサーの間の距離によっても異なるため、観察、計測する必要がある。

【0007】

計測には、微細パターンの測定や検査が可能な電子顕微鏡を用いることが望ましいが、エピタキシャル層の二次電子検出量はインナースペーサーなどのその他領域より低く、エピタキシャル層の観察は非常に困難である。更に、昨今の半導体プロセス管理において、測定や検査の効率化の要求は高く、自動化が求められている。

【0008】

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、以下に、インナースペーサーとインナースペーサーとの間のような溝あるいは孔の画像から、溝や孔内に成長したエピタキシャル層の成長度合いまたは欠陥の有無を判定することを目的とした、処理システムおよび荷電粒子ビーム装置を提案する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係る処理システムの一例は、
コンピュータシステムを備えた処理システムであって、
前記コンピュータシステムは、
複数の構造体の間の層に電子ビームを照射することによって得られた、前記層に係る２次元平面上の一方向に応じた信号プロファイルから、前記層に係る距離および輝度値を算出し、
前記距離および前記輝度値に基づいて、前記層の状態を判定または出力する。

【0010】

本発明に係る荷電粒子ビーム装置の一例は、上述の処理システムを備える。

【発明の効果】

【0011】

上記構成によれば、インナースペーサーとインナースペーサーとの間の溝あるいは孔の画像から、溝や孔内に成長したエピタキシャル層の成長度合いの計測または欠陥の有無の判定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本開示の実施例１に係る走査電子顕微鏡を示す全体概略図。

【図2】実施例１のレシピ登録時のフロー。

【図3】実施例１のエピタキシャル成長後の断面図と上面図とプロファイルの関係。

【図4】実施例１において閾値を決定するためのＧＵＩの例。

【図5】実施例１のレシピ実行のフロー。

【図6】実施例１において閾値以下の輝度があった場合にエピタキシャル部の幅を計測する例。

【図7】実施例１において閾値以下の輝度がなかった場合にインナースペーサー間の距離を計測する例。

【図8】本開示の実施例２において閾値を決定するためのＧＵＩの例。

【図9】本開示の実施例３において閾値を決定するためのＧＵＩの例。

【図10】実施例３のレシピ実行のフロー。

【図11】実施例４のインナースペーサーがないまたは信号が弱い場合の例。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本開示の実施例を添付図面に基づいて説明する。
［実施例１］
図１は、本開示の実施例１に係る走査電子顕微鏡（荷電粒子ビーム装置）を示す全体概略図である。図１の装置構成について説明する。電子源１０１から電子ビーム１０２が引出される下流方向には、変形照明絞り１０３、検出器１０４、走査偏向用偏向器１０５、対物レンズ１０６が配置されている。更に、電子光学系には、一次ビームの中心軸（光軸）調整用アライナ、収差補正器等も付加されている（図示せず）。

【0014】

なお、本実施例における対物レンズ１０６は励磁電流によってフォーカスを制御する電磁レンズである例を示すが、静電レンズまたは電磁レンズと静電レンズの複合であってもよい。ステージ１０７は上にウェハ、すなわち試料１０８を載置して移動する構成となっている。

【0015】

電子源１０１、検出器１０４、走査偏向用偏向器１０５、対物レンズ１０６、ステージ１０７の各部には制御装置１０９が接続し、さらに制御装置１０９にはシステム制御部１１０が接続している。

【0016】

システム制御部１１０は、コンピュータシステムを備え、本実施例に係る処理システムとして機能する。システム制御部１１０の動作は、このコンピュータシステムによって実現される。システム制御部１１０のコンピュータシステムは、機能的には記憶装置１１１、演算部１１２が配置され、画像表示装置を備えた入出力部１１３が接続されている。

【0017】

図示していないが、システム制御部１１０の制御系、回路系以外の構成要素は真空容器内に配置されており、真空排気して動作させている。また、真空外からウェハをステージ上に配置するウェハ搬送系が具備されている。

【0018】

なお、システム制御部１１０は、より具体的には、演算部１１２である中央処理部と、記憶装置１１１である記憶部とを備えた構成である。この中央処理部を上述の演算部１１２として記憶装置１１１に記憶されたプログラム等を実行させることにより、欠陥検査や寸法計測にかかわる画像処理、あるいは制御装置１０９等の制御を行うことができる。

【0019】

本明細書において、このシステム制御部１１０、入出力部１１３、制御装置１０９等をも含め、制御部と総称する場合がある。更に、入出力部１１３は、キーボードやマウス等の入力手段と、液晶表示デバイスなどの表示手段が、入力部、出力部として別構成とされていても良いし、タッチパネルなどを利用した一体型の入出力手段で構成されていても良い。

【0020】

装置を用いて実施される画像観察に関して説明する。電子源１０１から放出された電子ビーム１０２は対物レンズ１０６によってそのフォーカスを制御され、試料１０８上にビーム径が極小になるように集束される。走査偏向用偏向器１０５は電子ビーム１０２が試料１０８の定められた領域を走査するように制御装置１０９により制御される。

【0021】

試料１０８の表面に到達した電子ビーム１０２は、表面付近の物質と相互に作用する。これにより、後方散乱電子、二次電子、オージェ電子等の二次的な電子が試料から発生し、取得すべき信号となる。本実施例においては信号が二次電子である場合について示す。

【0022】

電子ビーム１０２が試料１０８に到達した位置から発生した二次電子１１４は検出器１０４により検出される。検出器１０４から検出される二次電子１１４の信号処理が、制御装置１０９から走査偏向用偏向器１０５に送られる走査信号と同期して行われることによりＳＥＭ画像が形成され、試料１０８の観察が実施される。なお、本実施例においては、検出器１０４は対物レンズ１０６や走査偏向用偏向器１０５より上流に配置したが、配置の順序は入れ替わっていてもよい。

【0023】

本実施例では、輝度プロファイルを用いたレシピ登録および実行について説明する。図２にレシピ登録のフローを、図３にエピタキシャル成長後の断面図と上面図とプロファイルの関係を、図４に閾値を決定するためのＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）の例を示す。

【0024】

図２の処理は、システム制御部１１０によってその実行が制御される。図２において、まず輝度値の比較を行うために、検出器の機差および経時変化を補正する（２０１）。例えば、検出器にかける電圧による輝度増幅率の特性曲線を取得し補正を行ってもよいし、同一パターンの輝度のオフセットより補正してもよい。

【0025】

次に、計測対象である試料１０８のパターンを撮像し、撮像時の検出器パラメータを記憶する（２０２）。撮像した画像には輝度補正分のオフセットを入れてもよい。

【0026】

エピタキシャル成長が不十分な領域では、エピタキシャル部以外の領域（たとえばインナースペーサー）や十分に成長したエピタキシャル部に比べて輝度が暗くなる。これについて、図３を用いて説明する。

【0027】

図３（ａ）はエピタキシャル成長が十分な場合の断面図であり、図３（ｂ）はエピタキシャル成長が不十分な場合の断面図である。基板３０３上において、２つのインナースペーサー３０１の間にエピタキシャル部３０２（エピタキシャル成長層）が成長しているが、図３（ｂ）ではエピタキシャル部３０２の成長度合いが図３（ａ）に比べて小さい。

【0028】

図３（ｃ）は、エピタキシャル成長が十分な場合の上面図であり、図３（ａ）に対応する。図３（ｄ）は、エピタキシャル成長が不十分な場合の上面図であり、図３（ｂ）に対応する。矢印は荷電粒子ビームの走査方向すなわち信号プロファイルの時間軸方向を表す。この方向は、エピタキシャル成長層に係る２次元平面上の一方向であり、信号プロファイルはこの方向に応じて生成される。エピタキシャル部３０２の両端の領域の輝度は、図３（ｄ）では図３（ｃ）に比べて小さい。

【0029】

図３（ｅ）は、エピタキシャル成長が十分な場合の画像のプロファイル（信号プロファイル）であり、図３（ｆ）は、エピタキシャル成長が不十分な場合の画像のプロファイル（信号プロファイル）である。

【0030】

なおインナースペーサー（構造体）は、たとえば半導体フィン型ゲート層とすることができる。このようにすると、具体的な構造を有する半導体デバイスにおいて適切な処理を行うことができる。

【0031】

図２において、ステップ２０２の後に、エピタキシャル部の成長度合いを判定するための閾値（たとえば％単位）が入力され、レシピパラメータとして記憶される（２０３）。

【0032】

例えば、エピタキシャル部において、または、２つのインナースペーサーの間において、ある領域の輝度がエピタキシャル部の最大輝度の３０％以下である場合には、その領域ではエピタキシャル成長が不十分であると定義する。その値「３０％」をレシピの情報として記録する。また、輝度値そのものである「３０００」を閾値としてもよい。

【0033】

たとえば図４に示すＧＵＩにおいて、ユーザが判断して閾値を決定し、たとえば閾値入力欄４０１に入力する。この例では３０％である。システム制御部１１０はこの閾値を受け付けて記憶する。

【0034】

図５にレシピ実行のフローを示す。図５の処理は、システム制御部１１０によってその実行が制御される。まずレシピ登録時同様、輝度値の比較を行うために、検出器の機差および経時変化を補正する（５０１）。

【0035】

その後、画像を撮像する（５０２）。撮像した画像には輝度補正分のオフセットを入れてもよい。

【0036】

次に、インナースペーサー・インナースペーサー間の領域を特定する（５０３）。本明細書において、「インナースペーサー・インナースペーサー間」とは、２つのインナースペーサーの間を意味する。具体例として、信号プロファイルに基づき、複数の構造体（本実施例では２つのインナースペーサー）の領域に係る複数の第１位置を特定し、それらの第１位置の間の領域を特定する。

【0037】

図６および図７を用いてこの処理の例を説明する。図６は、エピタキシャル成長が不十分な場合の画像のプロファイルの例であり、図７は、エピタキシャル成長が不十分な場合の画像のプロファイルの例である。

【0038】

図６（ａ）および図７（ｂ）はそれぞれの信号プロファイルを示し、閾値６０１および閾値７０１は、レシピに登録された閾値（たとえば図４のＧＵＩに入力されたもの）を表す。図６（ｂ）および図７（ｂ）は、インナースペーサー位置６０２（第１位置）およびインナースペーサー位置７０２（第１位置）の例を示す。

【0039】

インナースペーサー位置は、たとえば信号プロファイルのピーク位置として特定されるが、他の特定方法を用いてもよい。より具体的には、２値化やプロファイルの１次微分のゼロクロス、２次微分のピーク値や他の方法で検出してもよい。

【0040】

図５において、次に、インナースペーサー・インナースペーサー間中央から左右（または両側）のインナースペーサーに向けてレシピ登録時に記憶した閾値以下の輝度を探す（５０４）。たとえば、上記複数の第１位置に基づいて、エピタキシャル成長層に係る第２位置を特定する。具体例として、第２位置は、２つの第１位置間の中央位置、すなわちインナースペーサー・インナースペーサー間の中央位置６０３および中央位置７０３として特定される。別の具体例として、第２位置は、インナースペーサー・インナースペーサー間のピーク位置として特定される。

【0041】

そして、この中央位置と、レシピに登録された閾値とに基づいて、左右のインナースペーサーに向けて閾値以下の輝度を探すことにより、エピタキシャル成長層に係る複数のエッジ位置（第３位置）を特定する。たとえば、システム制御部１１０は、図６（ｂ）および図７（ｂ）に示すように、中央位置６０３および中央位置７０３から信号プロファイルの両側に向かって探索することによって、複数のエッジ位置を特定する。このようにすると、中央位置の両側でそれぞれエッジ位置を特定することができる。

【0042】

次に、システム制御部１１０は、エッジ位置を特定する（５０５）。図６（ｃ）のように閾値以下の輝度があった場合には、その輝度の位置（より具体的な例として、それぞれの探索方向で最初に発見された閾値以下の輝度の位置）を、エピタキシャル部のエッジ位置６０４（第３位置）とする。一方、図７（ｃ）のように閾値以下の輝度がなかった場合には、インナースペーサーの端部をエッジ位置７０４（第３位置）とする。インナースペーサーの端部は、たとえばインナースペーサー・インナースペーサー間で輝度が極小になる点として特定される。

【0043】

ここで、本実施例では「閾値以下」の輝度を探索するが、「閾値未満」の輝度を探索してもよい。すなわち、システム制御部１１０は、２つのインナースペーサー間における輝度値のすべてが閾値以上であるか、または、２つのインナースペーサー間における輝度値のすべてが閾値を超えている場合には、エピタキシャル成長層に係る距離を、エッジ位置に代えて両側のインナースペーサー位置に基づいて算出する。このようにすると、輝度に応じ、適切に場合分けを行って距離を算出することができる。

【0044】

さらなる変形例として、２つのインナースペーサー間における輝度値の「すべて」について閾値以上（または閾値を超える）か否かを判定するのではなく、２つのインナースペーサー間における輝度値の「一部」について閾値以上（または閾値を超える）か否かを判定してもよい。

【0045】

このようにして両側（左右）のエッジを検出した後、エッジ位置に基づいてエピタキシャル成長層に係る距離を算出する（５０６）。たとえば、２つのエッジ位置の間の距離が算出される。具体例として、図６（ｃ）の例では距離６０５が算出され、図７（ｃ）の例では距離７０５が算出される。

【0046】

このようにして、システム制御部１１０は、２つのインナースペーサーの間のエピタキシャル成長層に電子ビームを照射することによって得られた、所定方向に応じた信号プロファイルから、エピタキシャル成長層に係る距離および輝度値を算出する。

【0047】

そして、計測された距離を出力する（５０７）。図６（ｃ）のように閾値以下の輝度があった場合には、エッジ間の距離はエピタキシャル部の幅として出力される。一方、図７（ｃ）のように閾値以下の輝度がなかった場合には、エッジ間の距離はインナースペーサー間の距離として出力される。

【0048】

ここで、エピタキシャル成長層に係る距離および輝度値に基づいて、エピタキシャル成長層の状態が判定または出力される。たとえば、エッジ間の距離は、エピタキシャル成長層の成長度合いを表す数値として出力することができる。また、閾値以下の輝度がなかった場合（図７）にはエピタキシャル成長層に欠陥がないということを示す情報を出力することができ、閾値以下の輝度があった場合（図６）にはエピタキシャル成長層に欠陥があるということを示す情報を出力することができる。

【0049】

このように、実施例１に係る走査電子顕微鏡およびシステム制御部１１０によれば、インナースペーサーとインナースペーサーとの間の溝あるいは孔の画像から、溝や孔内に成長したエピタキシャル層の成長度合いの計測または欠陥の有無の判定が可能となる。

【0050】

とくに、図６および図７に示すように、インナースペーサー位置６０２（第１位置）およびインナースペーサー位置７０２（第１位置）、中央位置６０３（第２位置）および中央位置７０３（第２位置）、エッジ位置６０４（第３位置）およびエッジ位置７０４（第３位置）に基づいて判定を行うので、明確な位置特定に基づく処理が可能である。

【0051】

［実施例２］
本実施例では、デバイスごとに閾値を設定して、レシピ登録する例について説明する。以下、実施例１と共通する部分については説明を省略する場合がある。

【0052】

図８にＰ型とＮ型で異なる閾値を登録するためのＧＵＩの例を示す。ＧＵＩ８０１ではＰ型デバイスに対する閾値として２０％が設定され、ＧＵＩ８０２ではＮ型デバイスに対する閾値として３０％が設定されている。

【0053】

システム制御部１１０は、これら２種類の閾値を記憶しておき、計測対象となるデバイスがＰ型かＮ型かを表す情報を取得して、この情報に応じて閾値を選択して使用する。このように、システム制御部１１０は複数の閾値を記憶し、層の種類に応じて閾値を選択する。層の種類を表す情報（たとえばデバイスがＰ型かＮ型かを表す情報）は、たとえば図示しないＧＵＩから入力することができるが、システム制御部１１０が自動的に取得してもよい。

【0054】

なお、本実施例ではＰ型とＮ型とで異なる閾値を用いるが、他の基準でデバイスの種類を分類してもよい。

【0055】

このように、デバイスの種類ごとに閾値を設定することによって、デバイスの種類に応じて適切な閾値を用いて成長度合いの計測または欠陥の有無を評価することができる。

【0056】

［実施例３］
本実施例では閾値以下の輝度の面積で判定する際のレシピ登録および実行について説明する。以下、実施例１または２と共通する部分については説明を省略する場合がある。

【0057】

図２（上述）にレシピ登録のフローを、図９にヒストグラムから閾値を決定するためのＧＵＩを示す。ステップ２０１および２０２の処理は実施例１と同様とすることができる。ステップ２０３では、ユーザがヒストグラムからエピタキシャル部の最大輝度（または実質的な最大輝度）を確認し、それより低い値を閾値として入力する。たとえば、最大輝度が１００００の場合に３０００が入力される。また、最大輝度値に対する割合を閾値としてもよい。図９の例では、閾値として３０００ＬＳＢ（Ｌｅａｓｔ Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ Ｂｉｔ）が入力されている。

【0058】

図１０に、本実施例に係るレシピ実行のフローを示す。ステップ１００１～１００３は、図５のステップ５０１～５０３と同様とすることができる。

【0059】

ステップ１００３の後、インナースペーサー・インナースペーサー間の領域内において閾値以下の輝度を検出し、その面積を出力する（１００４）。この面積は、エピタキシャル成長層の成長度合いを表す（ただし値が大きいほど成長度が低い）。また、領域全体の面積に対する、閾値以下である輝度の面積の割合を、成長度合いとして出力してもよい。さらに、領域内において閾値以上の輝度の面積を成長度合いとして出力してもよく（この場合には値が大きいほど成長度が高い）、領域全体の面積に対する、閾値以上である輝度の面積の割合を成長度合いとして出力してもよい。

【0060】

さらに、レシピ登録の時点で（たとえば図２の処理において）、エピタキシャル成長が不十分（すなわち欠陥がある）と判定される面積の閾値、または割合の閾値を登録し、それらの閾値に基づいてエピタキシャル成長の成長度合い又は欠陥の有無を判定し、出力してもよい。

【0061】

このように、本実施例では、システム制御部１１０は、エピタキシャル層（本実施例では、インナースペーサー・インナースペーサー間の距離によって特定される層）における所定の輝度範囲を有する面積に基づいて、エピタキシャル層の状態を判定または出力する。このようにすると、たとえばノイズに強い判定を行うことができる。

【0062】

［実施例４］
図７はインナースペーサー信号がはっきりしている場合の例であるが、図１１のようにインナースペーサーがない場合やインナースペーサー信号がはっきりしていない場合１１０１、プロファイル波形は１１０２のようになる。この場合、計測するエピタキシャル成長部の左右のエピタキシャル成長部と信号が最小値となる位置１１０４の距離１１０５としてもよいし、あらかじめ決めた値を返すようにしてもよい。すなわち、システム制御部１１０は、エピタキシャル成長層に係る距離を、信号プロファイルにおいて信号が最小値となる位置に基づいて算出してもよいし、予め記憶した所定値として算出してもよい。このようにすると、インナースペーサーがない場合やインナースペーサー信号がはっきりしていない場合でも距離を出力することができる。

【0063】

［その他の実施例］
上記各実施例では、状態判定の対象となる層はエピタキシャル成長層であり、とくに、層の状態は、層の成長度合い（たとえば数値によって表される）および／または欠陥の有無（たとえば２値の情報によって表される）を含む。このようにすると、エピタキシャル成長層に特化して適切な判定を行うことができる。しかしながら、他の任意の種類の層を対象としてもよく、その場合には、層の状態の判定方法および表現方法は当業者が適宜設計可能である。

【符号の説明】

【0064】

１０１…電子源
１０２…電子ビーム
１０３…変形照明絞り
１０４…検出器
１０５…走査偏向用偏向器
１０６…対物レンズ
１０７…ステージ
１０８…試料
１０９…制御装置
１１０…システム制御部（処理システム）
１１１…記憶装置
１１２…演算部
１１３…入出力部
１１４…二次電子
３０１…インナースペーサー（構造体）
３０２…エピタキシャル部（層）
６０１…閾値
６０２…インナースペーサー位置（第１位置）
６０３…中央位置（第２位置）
６０４…エッジ位置（第３位置）
６０５…距離
７０１…閾値
７０２…インナースペーサー位置（第１位置）
７０３…中央位置（第２位置）
７０４…エッジ位置（第３位置）
７０５…距離
１１０１…インナースペーサーがない場合やインナースペーサー信号がはっきりしていない場合
１１０２…プロファイル波形
１１０４…最小となる位置
１１０５…距離

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】