特許 7600046 形状計測方法、形状計測装置、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-06

(45)【発行日】2024-12-16

(54)【発明の名称】形状計測方法、形状計測装置、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G01B 15/04 20060101AFI20241209BHJP

【ＦＩ】

G01B15/04 A

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021115748

(22)【出願日】2021-07-13

(65)【公開番号】P2023012227

(43)【公開日】2023-01-25

【審査請求日】2024-03-11

(73)【特許権者】

【識別番号】318010018

【氏名又は名称】キオクシア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】萩原 一希

【審査官】山▲崎▼ 和子

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－０２０４５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１９８３３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２５８２４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／０５１４５６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平１０－１４６６９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－１５２３２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／００８９５７４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ １／００－２１／３２

Ｇ０１Ｎ １／００－３７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１装置から所定のパターンを有する基板に照射された電磁波の散乱強度に関する散乱強度プロファイルを取得する工程と、
注目パラメータを含む複数のパラメータからなる第１パラメータ群に基づいて構成される第１仮想構造に対する第１シミュレーションにより演算される散乱強度に関する第１予想散乱強度プロファイルを取得する工程と、
前記散乱強度プロファイルと前記第１予想散乱強度プロファイルとを用いた第１フィッティング処理により前記第１パラメータ群に含まれるパラメータの収束値を演算する工程と、
前記注目パラメータを含む複数のパラメータからなる第２パラメータ群に基づいて構成され前記注目パラメータに前記収束値が定数として設定された第２仮想構造に対する第２シミュレーションにより演算される散乱強度に関する第２予想散乱強度プロファイルを取得する工程と、
前記散乱強度プロファイルと前記第２予想散乱強度プロファイルとを用いた第２フィッティング処理により前記第２パラメータ群に含まれるパラメータの収束値を演算する工程と、
を含む形状計測方法。

【請求項2】

前記第１装置とは異なる第２装置を用いて計測された前記注目パラメータの値である基準値に基づいて、前記第１フィッティング処理により演算された前記注目パラメータの収束値を補正する工程、
を更に含む請求項１に記載の形状計測方法。

【請求項3】

前記第２装置は、前記第１装置から照射される前記電磁波とは異なる波長を有する電磁波を用いて前記基準値を計測する、
請求項２に記載の形状計測方法。

【請求項4】

前記第２装置は、ＣＤ－ＳＥＭである、
請求項２に記載の形状計測方法。

【請求項5】

前記第２装置は、前記パターンを有し前記基板とは異なるサンプル基板に対する破壊検査により前記基準値を計測する、
請求項２に記載の形状計測方法。

【請求項6】

前記第２装置は、Ｘ－ＳＥＭ又はＸ－ＴＥＭである、
請求項５に記載の形状計測方法。

【請求項7】

第１装置から所定のパターンを有する基板に照射された電磁波の散乱強度に関する散乱強度プロファイルを取得する散乱強度プロファイル取得部と、
注目パラメータを含む複数のパラメータからなる第１パラメータ群に基づいて構成される第１仮想構造に対する第１シミュレーションにより演算される散乱強度に関する第１予想散乱強度プロファイルを取得する第１シミュレーション部と、
前記散乱強度プロファイルと前記第１予想散乱強度プロファイルとを用いた第１フィッティング処理により前記第１パラメータ群に含まれるパラメータの収束値を演算する第１フィッティング部と、
前記注目パラメータを含む複数のパラメータからなる第２パラメータ群に基づいて構成され前記注目パラメータに前記収束値が定数として設定された第２仮想構造に対する第２シミュレーションにより演算される散乱強度に関する第２予想散乱強度プロファイルを取得する第２シミュレーション部と、
前記散乱強度プロファイルと前記第２予想散乱強度プロファイルとを用いた第２フィッティング処理により前記第２パラメータ群に含まれるパラメータの収束値を演算する第２フィッティング部と、
を含む形状計測装置。

【請求項8】

コンピュータに、
第１装置から所定のパターンを有する基板に照射された電磁波の散乱強度に関する散乱強度プロファイルを取得する処理と、
注目パラメータを含む複数のパラメータからなる第１パラメータ群に基づいて構成される第１仮想構造に対する第１シミュレーションにより演算される散乱強度に関する第１予想散乱強度プロファイルを取得する処理と、
前記散乱強度プロファイルと前記第１予想散乱強度プロファイルとを用いた第１フィッティング処理により前記第１パラメータ群に含まれるパラメータの収束値を演算する処理と、
前記注目パラメータを含む複数のパラメータからなる第２パラメータ群に基づいて構成され前記注目パラメータに前記収束値が定数として設定された第２仮想構造に対する第２シミュレーションにより演算される散乱強度に関する第２予想散乱強度プロファイルを取得する処理と、
前記散乱強度プロファイルと前記第２予想散乱強度プロファイルとを用いた第２フィッティング処理により前記第２パラメータ群に含まれるパラメータの収束値を演算する処理と、
を実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、形状計測方法、形状計測装置、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造プロセスにおいて、基板に形成されたパターンの形状を計測する技術として、微小角入射Ｘ線小角散乱法（Grazing Incidence Small Angle X-ray Scattering；以下、ＧＩＳＡＸＳという）が利用されている。ＧＩＳＡＸＳにおいて、パターンの形状的特徴を示す複数のパラメータに基づいて仮想構造を想定し、仮想構造に対するシミュレーションやフィッティング処理により各パラメータの収束値を演算することにより、パターンの形状を計測する技術が利用されている。仮想構造を構成する複数のパラメータには、収束値を正確に演算することが困難なパラメータが含まれる場合がある。パラメータの収束値の精度低下は、パターンの形状の計測精度を低下させる要因となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－５３８２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の一つの実施形態は、パターンの形状を高精度に計測可能な形状計測方法、形状計測装置、及びプログラムを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一つの実施形態によれば、形状計測方法が提供される。形状計測方法では、第１装置から所定のパターンを有する基板に照射された電磁波の散乱強度に関する散乱強度プロファイルが取得される。また、注目パラメータを含む複数のパラメータからなる第１パラメータ群に基づいて構成される第１仮想構造に対する第１シミュレーションにより演算される散乱強度に関する第１予想散乱強度プロファイルが取得される。また、散乱強度プロファイルと第１予想散乱強度プロファイルとを用いた第１フィッティング処理により第１パラメータ群に含まれるパラメータの収束値が演算される。また、注目パラメータを含む複数のパラメータからなる第２パラメータ群に基づいて構成され注目パラメータに収束値が定数として設定された第２仮想構造に対する第２シミュレーションにより演算される散乱強度に関する第２予想散乱強度プロファイルが取得される。また、散乱強度プロファイルと第２予想散乱強度プロファイルとを用いた第２フィッティング処理により第２パラメータ群に含まれるパラメータの収束値が演算される。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】図１は、第１実施形態にかかる形状計測装置の構成の一例を示す図である。

【図2】図２は、第１実施形態にかかる基板のパターンの一例を示す上面図である。

【図3】図３は、第１実施形態にかかる制御部及び演算部のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

【図4】図４は、第１実施形態に係る演算部の機能構成の一例を示すブロック図である。

【図5】図５は、第１実施形態に係る散乱強度プロファイルの一例を示すグラフである。

【図6】図６は、第１実施形態に係る第１仮想構造の一例を示す図である。

【図7】図７は、第１実施形態に係る第２仮想構造の一例を示す図である。

【図8】図８は、第１実施形態にかかる形状計測装置において形状情報を生成する際の処理の一例を示すフローチャートである。

【図9】図９は、第２実施形態に係る演算部の機能構成の一例を示すブロック図である。

【図10】図１０は、第２実施形態において基準値と補正前の注目パラメータの収束値との関係の一例を示すグラフである。

【図11】図１１は、第２実施形態において基準値と補正後の注目パラメータの収束値との関係の一例を示すグラフである。

【図12】図１２は、第２実施形態において注目パラメータの収束値を補正する処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下に添付図面を参照して、実施形態にかかる形状計測方法および形状計測装置を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。

【0008】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態にかかる形状計測装置１の構成の一例を示す図である。以下では、形状計測装置１がＧＩＳＡＸＳである場合を例示する。

【0009】

形状計測装置１は、ステージ１１、Ｘ線管球１２（第１装置の一例）、発散スリット１３、二次元検出器１４、制御部２０、及び演算部３０を備える。

【0010】

ステージ１１は、計測対象の基板４０が載置されるユニットである。ステージ１１は、適宜な駆動機構によって基板１０が載置される載置面に平行な方向に移動可能であるとともに、載置面に平行な面内で回転可能である。

【0011】

基板４０には、所定のパターンが形成されている。パターンは、凹部又は凸部により構成される単位構造が周期的に繰り返される構造を含み、例えば半導体記憶装置のラインアンドスペースパターン、ホールパターン（メモリホール）、ピラーパターン等であり得る。

【0012】

図２は、第１実施形態にかかる基板４０のパターンＰの一例を示す上面図である。図中、ＸＹ平面はステージ１１の載置面に平行な面であり、Ｚ軸はＸＹ平面に垂直な方向である。ここで例示するパターンＰは、ラインアンドスペースパターンであり、第１スペース部４１、第２スペース部４２、及びライン部４５を含む。第１スペース部４１及び第２スペース部４２は、Ｙ軸に沿って基板４０の表面から基板４０の内部（Ｚ軸の負方向）に掘り下げられた凹部である。第２スペース部４２のＸ方向の幅は、第１スペース部４１のＸ方向の幅より大きくなっている。ライン部４５は、第１スペース部４１と第２スペース部４２との間に形成される凸部である。１つの第１スペース部４１と１つの第２スペース部４２と２つのライン部４５とにより単位構造Ｃが構成され、単位構造Ｃが上面視において二次元的且つ周期的に配置されている。本実施形態では、図２において、第１スペース部４１の左側に隣接するライン部４５のＸ軸方向の中間部から第２スペース部４２の右側に隣接するライン部４５のＸ軸方向の中間部までを１つの単位構造Ｃとしているが、単位構造Ｃの区切り方はこれに限定されるものではない。なお、図２に示すパターンＰは例示であり、基板４０に形成されるパターンはラインアンドスペースパターンに限定されるものではない。

【0013】

Ｘ線管球１２は、所定の波長のＸ線（電磁波の一例）を発生させる光源、凹面鏡等を含むユニットである。光源は、Ｘ線を発生させるものであれば特に限定されないが、例えばＣｕのＫα線を発生させるもの等であり得る。Ｘ線管球１２は、制御部２０からの制御信号に応じて、例えば１ｎｍ以下の波長の入射Ｘ線Ｌｉを発生させる。入射Ｘ線Ｌｉは、Ｘ線管球１２内の凹面鏡によって光路が調整され、所望の入射角度αで基板４０に照射される。入射Ｘ線Ｌｉが基板４０上のパターンＰにより散乱されることにより、散乱Ｘ線Ｌｏが発生する。散乱Ｘ線Ｌｏは、パターンＰの形状に応じて様々な射出角度βで基板４０から散乱する。

【0014】

発散スリット１３は、入射Ｘ線Ｌｉの幅を調整するためのスリットである。入射Ｘ線Ｌｉの強度を上げたい場合には、制御部２０からの制御信号に応じて発散スリット１３の幅が広くされる。

【0015】

二次元検出器１４は、基板４０（パターンＰ）から十分に離れた位置に配置され、散乱Ｘ線Ｌｏを受光素子で検出し、散乱Ｘ線Ｌｏの強度（散乱強度）を測定する。二次元検出器１４は、受光素子が二次元的に配置された受光部を有する。各受光素子は、散乱Ｘ線Ｌｏの強度を測定する。各受光素子により測定された散乱強度と各受光素子の位置とを対応付けることにより、散乱強度の分布を示す二次元画像を生成できる。二次元検出器１４は、散乱強度の検出結果を示す検出データ（例えば上記二次元画像を示すデータ等）を演算部３０に出力する。

【0016】

制御部２０は、ステージ１１、Ｘ線管球１２、発散スリット１３等を制御するための処理を行う情報処理装置である。制御部２０は、ステージ１１を変位させることにより、入射Ｘ線Ｌｉが入射される基板４０の位置等を調整する。また、制御部２０は、基板４０に対する入射Ｘ線Ｌｉの入射角度α、入射Ｘ線Ｌｉの出力等を制御する。また、制御部２０は、発散スリット１３の幅を制御して入射Ｘ線Ｌｉの照射面積を調整する。また、制御部２０は、ステージ制御部２１、光源制御部２２、スリット幅制御部２３、及び演算部３０に、基板４０を計測する際の測定条件を設定する。測定条件には、例えば入射角度α、スリット幅、ステージ１１の回転速度等が含まれる。

【0017】

演算部３０は、二次元検出器１４から出力される検出データに基づいて、基板４０に形成されたパターンＰの形状を計測するための処理を行う情報処理装置である。演算部３０の機能については後述する。

【0018】

図３は、第１実施形態にかかる制御部２０及び演算部３０のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。ここで例示する制御部２０及び演算部３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１、ＲＯＭ（Read Only Memory）５２、ＲＡＭ（Random Access Memory）５３、外部記憶装置５４、出力装置５５、入力装置５６等がバス５７を介して接続されたマイクロコンピュータ（プロセッサ）を含む。ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２、外部記憶装置５４等に記憶されたプログラムに従って各種演算処理を実行する。ＲＡＭ５３は、ＣＰＵ５１の作業領域等として使用される。出力装置５５は、例えばディスプレイ、スピーカ等であり得る。入力装置５６は、例えばキーボード、タッチパネル機構、ポインティングデバイス等であり得る。なお、制御部２０及び演算部３０のハードウェア構成は上記に限られるものではなく、例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のデバイスを利用して構成されてもよい。

【0019】

図４は、第１実施形態に係る演算部３０の機能構成の一例を示すブロック図である。演算部３０は、散乱強度プロファイル取得部１０１、第１シミュレーション部１０２、第１フィッティング部１０３、第２シミュレーション部１０４、第２フィッティング部１０５、及び形状情報生成部１０６を有する。これらの機能的構成要素１０１～１０６は、例えば図３に示すようなハードウェアとソフトウェア（プログラム）との協働により実現され得る。

【0020】

散乱強度プロファイル取得部１０１は、基板４０に照射された電磁波の散乱強度に関する散乱強度プロファイルを取得する。本実施形態に係る散乱強度プロファイル取得部１０１は、二次元検出器１４から出力された検出データに基づいて、実際の基板４０に入射Ｘ線Ｌｉを照射した場合の散乱強度に関する散乱強度プロファイルを取得（生成）する。

【0021】

図５は、第１実施形態に係る散乱強度プロファイルの一例を示すグラフである。ここで例示する散乱強度プロファイルは、散乱Ｘ線Ｌｏの射出角度β（横軸）と散乱Ｘ線Ｌｏの強度（縦軸）との関係を示すものである。

【0022】

第１シミュレーション部１０２（図４）は、第１パラメータ群に基づいて構成される第１仮想構造に対して第１シミュレーションを実行することにより第１予想散乱プロファイルを取得する。第１パラメータ群は、計測対象となるパターンＰの形状的特徴を示す複数のパラメータからなる群であり、注目パラメータを含む。注目パラメータは、複数のパラメータの中から予め選択されたパラメータであり、例えば最終的なフィッティング処理（後述する第２フィッティング処理）による収束値の演算が比較的困難なパラメータ等であり得る。第１仮想構造は、上記のような第１パラメータ群に基づいて構成される仮想構造である。

【0023】

図６は、第１実施形態に係る第１仮想構造Ｍ１の一例を示す図である。ここで例示する第１仮想構造Ｍ１は、図２に例示するパターンＰの単位構造Ｃの形状的特徴を簡略的に表現するものであり、高さＨ、第１幅Ｓ１、第２幅Ｓ２、ライン幅ＣＤ、及び幅差ｄｓをパラメータとするものである。

【0024】

高さＨは、第１スペース部４１及び第２スペース部４２の底部から上端部までの高さ（深さ）を示している。第１幅Ｓ１は、第１スペース部４１が全高さに渡って一定の幅を有すると仮定したときの第１スペース部４１のＸ軸方向の幅を示している。第２幅Ｓ２は、第２スペース部４２が全高さに渡って一定の幅を有すると仮定したときの第２スペース部４２のＸ軸方向の幅を示している。ライン幅ＣＤは、第１スペース部４１及び第２スペース部４２が全高さに渡ってそれぞれ一定の幅を有すると仮定したときの第１スペース部４１と第２スペース部４２との間の距離を示している。幅差ｄｓは、第１幅Ｓ１と第２幅Ｓ２との差（Ｓ２－Ｓ１）を示している。本実施形態においては、幅差ｄｓが注目パラメータとして設定される。

【0025】

第１シミュレーション部１０２（図４）は、上記のような第１仮想構造Ｍ１に対して第１シミュレーションを実行する。第１シミュレーションは、第１仮想構造Ｍ１に対して入射Ｘ線Ｌｉを所定の測定条件下で照射した場合の散乱強度を予想する処理である。このような第１シミュレーションにより、第１仮想構造Ｍ１に入射Ｘ線Ｌｉを照射した場合の散乱強度に関する第１予想散乱プロファイルが取得（生成）される。第１予想散乱プロファイルは、図５に例示する散乱強度プロファイルと同様に、散乱Ｘ線Ｌｏの射出角度βと散乱Ｘ線Ｌｏの強度との関係を示すものである。

【0026】

第１フィッティング部１０３は、散乱強度プロファイルと第１予想散乱強度プロファイルとを用いた第１フィッティング処理により第１パラメータ群に含まれるパラメータの収束値を演算する。第１フィッティング処理において、散乱強度プロファイルの散乱強度と、パラメータの値を変化させることにより得られる第１予想散乱強度プロファイルの散乱強度とを比較し、両散乱強度の差分が閾値以下となるときの第１パラメータ群に含まれるパラメータの値を収束値とする。

【0027】

第２シミュレーション部１０４は、第２パラメータ群に基づいて構成される第２仮想構造に対して第２シミュレーションを実行することにより第２予想散乱プロファイルを取得する。第２パラメータ群は、注目パラメータを含む複数のパラメータからなり、注目パラメータに第１フィッティング部１０３により演算された収束値（第１仮想構造Ｍ１を用いて演算された収束値）を定数として設定したものである。第２仮想構造は、このような第２パラメータ群に基づいて構成される仮想構造である。

【0028】

図７は、第１実施形態に係る第２仮想構造Ｍ２の一例を示す図である。ここで例示する第２仮想構造Ｍ２は、図２に例示するパターンＰの単位構造Ｃの形状的特徴を第１仮想構造Ｍ１より詳細に表現するものである。第２仮想構造Ｍ２は、高さＨ、第１幅Ｓ１、第２幅Ｓ２、ライン幅ＣＤ、第１底部曲率半径ＲＢ１、第２底部曲率半径ＲＢ２、第１上部曲率半径ＲＴ１、第２上部曲率半径ＲＴ２、第１スペース部傾斜角ＳＷＡ１、第２スペース部傾斜角ＳＷＡ２、及び幅差ｄｓをパラメータとし、注目パラメータである幅差ｄｓは、第１フィッティング部１０３により演算された収束値が定数Ｋとして設定されている。

【0029】

高さＨは、第１スペース部４１及び第２スペース部４２の底部（底部の中央部）から上端部までの高さ（深さ）を示している。第１幅Ｓ１は、第１スペース部４１のＨ／２の位置におけるＸ軸方向の幅を示している。第２幅Ｓ２は、第２スペース部４２がＨ／２の位置におけるＸ軸方向の幅を示している。ライン幅ＣＤは、Ｈ／２の位置における第１スペース部４１と第２スペース部４２との間の距離を示している。第１底部曲率半径ＲＢ１は、第１スペース部４１の底部の曲率半径を示している。第２底部曲率半径ＲＢ２は、第２スペース部４２の底部の曲率半径を示している。第１上部曲率半径ＲＴ１は、ライン部４５の第１スペース部４１側の部分の曲率半径を示している。第２上部曲率半径ＲＴ２は、ライン部４５の第２スペース部４２側の部分の曲率半径を示している。第１スペース部傾斜角ＳＷＡ１は、第１スペース部４１の側面の水平面（ＸＹ平面）に対する傾斜角度を示している。第２スペース部傾斜角ＳＷＡ２は、第２スペース部４２の側面の水平面に対する傾斜角度を示している。幅差ｄｓは、第１幅Ｓ１と第２幅Ｓ２との差（Ｓ２－Ｓ１）を示しており、定数Ｋ（第１フィッティング処理により演算された収束値）に固定されている。

【0030】

第２シミュレーション部１０４（図４）は、上記のような第２仮想構造Ｍ２に対して第２シミュレーションを実行する。第２シミュレーションは、第２仮想構造Ｍ２に対して入射Ｘ線Ｌｉを所定の測定条件下で照射した場合の散乱強度を予想する処理である。このような第２シミュレーションにより、第２仮想構造Ｍ２に入射Ｘ線Ｌｉを照射した場合の散乱強度に関する第２予想散乱プロファイルが取得（生成）される。第２予想散乱プロファイルは、図５に例示する散乱強度プロファイルと同様に、散乱Ｘ線Ｌｏの射出角度βと散乱Ｘ線Ｌｏの強度との関係を示すものである。

【0031】

第２フィッティング部１０５は、散乱強度プロファイルと第２予想散乱強度プロファイルとを用いた第２フィッティング処理により第２パラメータ群に含まれる各パラメータの収束値を演算する。本実施形態における第２パラメータ群に含まれるパラメータは、高さＨ、第１幅Ｓ１、第２幅Ｓ２、ライン幅ＣＤ、第１底部曲率半径ＲＢ１、第２底部曲率半径ＲＢ２、第１上部曲率半径ＲＴ１、第２上部曲率半径ＲＴ２、第１スペース部傾斜角ＳＷＡ１、第２スペース部傾斜角ＳＷＡ２、及び幅差ｄｓ（定数Ｋ）である。第２フィッティング処理において、散乱強度プロファイルの散乱強度と、パラメータを変化させることにより得られる第２予想散乱強度プロファイルの散乱強度とを比較し、両散乱強度の差分が閾値以下となるときの各パラメータの値を収束値とする。

【0032】

形状情報生成部１０６は、第２パラメータ群に含まれる各パラメータの収束値に基づいて計測対象のパターンＰの形状に関する形状情報を生成する。形状情報の利用方法は様々であるが、形状情報は例えば基板４０の品質評価、基板４０にパターンＰを形成する装置の制御等に利用され得る。

【0033】

図８は、第１実施形態にかかる形状計測装置１において形状情報を生成する際の処理の一例を示すフローチャートである。散乱強度プロファイル取得部１０１は、二次元検出器１４からの検出データに基づいて散乱強度プロファイルを取得する（Ｓ１０１）。第１シミュレーション部１０２は、注目パラメータ（例えば幅差ｄｓ）を含む第１パラメータ群に基づく第１仮想構造Ｍ１を設定し（Ｓ１０２）、第１仮想構造Ｍ１に対する第１シミュレーションを実行し、第１仮想散乱強度プロファイルを取得する（Ｓ１０３）。

【0034】

第１フィッティング部１０３は、散乱強度プロファイルと第１仮想散乱強度プロファイルとを用いた第１フィッティング処理により、第１パラメータ群に含まれるパラメータの収束値を演算する（Ｓ１０４）。第２シミュレーション部１０４は、注目パラメータが収束値（定数Ｋ）に固定された第２パラメータ群に基づく第２仮想構造Ｍ２を設定し（Ｓ１０５）、第２仮想構造Ｍ２に対する第２シミュレーションを実行し、第２仮想散乱強度プロファイルを取得する（Ｓ１０６）。

【0035】

第２フィッティング部１０５は、散乱強度プロファイルと第２仮想散乱強度プロファイルとを用いた第２フィッティング処理により、第２パラメータ群に含まれる各パラメータの収束値を演算する（Ｓ１０７）。形状情報生成部１０６は、第２パラメータ群の収束値に基づいてパターンＰの形状に関する形状情報を生成する（Ｓ１０８）。

【0036】

上記構成によれば、注目パラメータの収束値が比較的単純な仮想構造（第１仮想構造Ｍ１）を用いて演算される。これにより、複雑な仮想構造（第２仮想構造Ｍ２）を用いた処理（第２シミュレーション及び第２フィッティング処理）を行う際の処理負荷の軽減や、注目パラメータの誤った値への収束の回避を実現できる。これにより、パターンの形状を高精度に計測することが可能となる。

【0037】

以下に他の実施形態について図面を参照して説明するが、第１実施形態と同一又は同様の箇所については同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。

【0038】

（第２実施形態）
図９は、第２実施形態に係る演算部３０の機能構成の一例を示すブロック図である。本実施形態に係る演算部３０は、注目パラメータの収束値を補正する手段として、基準値取得部２０１及び補正部２０２を備える点で第１実施形態と異なっている。

【0039】

基準値取得部２０１は、上述した散乱強度プロファイル（図５）を取得するための電磁波（入射Ｘ線Ｌｉ）を照射する装置（Ｘ線管球１２：第１装置）とは異なる装置（第２装置）を用いて計測された注目パラメータの値である基準値を取得する。第２装置は、例えば、入射Ｘ線Ｌｉとは異なる波長を有する電磁波を基板４０に照射して注目パラメータの値を計測するものであってもよい。この場合の第２装置は、例えばＣＤ－ＳＥＭ等であり得る。また、第２装置は、パターンＰを有し、実際に計測対象となっている（ステージ１１に載置されている）基板４０とは異なるサンプル基板に対する破壊検査により注目パラメータの値を計測するものであってもよい。この場合の第２装置は、例えばＸ－ＳＥＭ、Ｘ－ＴＥＭ等であり得る。

【0040】

補正部２０２は、基準値取得部２０１により取得された基準値（第２装置により計測された注目パラメータの値）に基づいて、第１フィッティング部１０３により演算された注目パラメータの収束値を補正する。補正部２０２は、第１フィッティング処理（第１フィッティング部１０３）により演算された注目パラメータの収束値と、基準値取得部２０１により取得された基準値との差に基づいて、当該収束値を補正するための補正係数を設定する。

【0041】

図１０は、第２実施形態において基準値と補正前の注目パラメータの収束値との関係の一例を示すグラフである。同グラフにおいて、横軸は基準値に対応し、縦軸は補正前の注目パラメータの収束値に対応している。本例では、基準値としてＸ－ＴＥＭにより計測された値が用いられている。線Ｌは、基準値と収束値との対応関係を示しており、両者に誤差がなければ傾きが１、オフセット（基準値が０の時の収束値の値）が０となるが、図１０に示す例では、傾きが０．５９９、オフセットが０．３８６となっている。補正部２０２は、このような傾き及びオフセットの誤差が閾値以下となるように補正係数を設定する。

【0042】

図１１は、第２実施形態において基準値と補正後の注目パラメータの収束値との関係の一例を示すグラフである。同グラフにおいて、横軸が基準値に対応し、縦軸が補正後の注目パラメータの収束値に対応している。図１１に示すように、補正後の線Ｌにおいては、傾きが１に近い値となり、オフセットが０に近い値となっている。

【0043】

図１２は、第２実施形態において注目パラメータの収束値を補正する処理の一例を示すフローチャートである。基準値取得部２０１は、第２装置により実際に計測対象となっている基板４０又はサンプル基板における注目パラメータの値を計測し、計測した値を基準値として取得する（Ｓ２０１）。補正部２０２は、第１フィッティング処理（第１フィッティング部１０３）により演算された注目パラメータの収束値と、基準値取得部２０１により取得された基準値との差に基づいて、収束値を補正するための補正係数を設定する（Ｓ２０２）。補正部２０２は、補正係数に基づいて収束値を補正し（Ｓ２０３）、補正後の収束値を注目パラメータの定数Ｋとして第２シミュレーション部１０４に出力する（Ｓ２０４）。

【0044】

本実施形態によれば、注目パラメータの収束値の演算精度を向上させることができ、パターンＰの形状の計測精度を向上させることができる。

【0045】

上述した実施形態により説明した各種処理や機能をコンピュータに実行させるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。また、プログラムをインターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供又は配布するように構成してもよい。また、プログラムをＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。

【0046】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0047】

１…形状計測装置、１１…ステージ、１２…Ｘ線管球、１３…発散スリット、１４…二次元検出器、２０…制御部、３０…演算部、４０…基板、４１…第１スペース部、４２…第２スペース部、１０１…散乱強度プロファイル取得部、１０２…第１シミュレーション部、１０３…第１フィッティング部、１０４…第２シミュレーション部、１０５…第２フィッティング部、１０６…形状情報生成部、２０１…基準値取得部、２０２…補正部、Ｃ…単位構造、ｄｓ…幅差（注目パラメータ）、Ｌｉ…入射Ｘ線、Ｌｏ…散乱Ｘ線、Ｍ１…第１仮想構造、Ｍ２…第２仮想構造、Ｐ…パターン、α…入射角度、β…射出角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】