JP5236615B2 - エッジ部分検出方法、測長方法、荷電粒子線装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体パターンのエッジ部分検出方法、半導体パターン間隔の測長方法、これらの方法を実行する荷電粒子線装置に関するものである。

半導体デバイスの半導体形成パターンを検査する際には、半導体デバイスに荷電粒子を照射して観察画像を取得し、その画像を解析することにより検査を行う。半導体パターンの検査項目の１つとして、半導体パターン間の間隔を測定する検査がある。下記特許文献１には、荷電粒子ビームを用いて測長を行う技術が記載されている。

特開２００８−２１５８２４号公報

半導体パターン間の間隔を測定する際には、測定対象領域を測定者が判断し、その領域を走査して観察画像の輝度変化を検出することにより、半導体パターンのエッジ部分を検出し、そのエッジ部分を用いて間隔を測定する。このとき、観察画像上のパターンのサイズと測定対象領域のサイズが大きく乖離していると、走査線上でノイズなどの雑信号を多く検出し、パターンのエッジ部分を識別することが難しくなる。

例えば、ＦＥＭ（Ｆｏｃｕｓ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｍａｔｒｉｘ）ウェハのように１枚のウェハ内でパターン形状が大きく変化する場合、測定対象領域のサイズに対して半導体パターン幅が小さすぎるなどの状況が発生する。この場合、上記のような状況が発生しやすくなる。その他、ＯＰＣ（Ｏｐｔｉｃｓ Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）設計のために用いられるテスト用の半導体パターンには、ラインエンドパターンが多く含まれるため、上記のような状況が発生しやすい。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、測定対象領域のサイズを動的に設定し、半導体パターンのエッジ部分を精度良く検出する技術を提供することを目的とする。

本発明に係るエッジ部分検出方法では、観察画像のうち半導体パターンのエッジ部分を含む大きめの画像領域を走査することにより、検出対象のエッジ部分と直交する第２エッジ部分を検出し、最終的な走査範囲を第２エッジ部分よりも内側に設定する。

本発明に係るエッジ部分検出方法によれば、エッジ部分を検出するための走査範囲サイズを、エッジ部分の幅よりもやや小さいサイズに設定することができる。これにより、パターンのサイズと走査範囲のサイズが大きく乖離する状況を発生しにくくし、エッジ部分の検出精度を高めることができる。

半導体パターン１１０の観察画像１００を示す図である。 測長カーソル１２０内の画像輝度を走査している様子を示す図である。 半導体パターン１１０のエッジ部分のサイズよりも測長カーソルのサイズが大幅に大きい例を示す図である。 図３の測長カーソル１２０内の画像輝度を走査している様子を示す図である。 エッジ部分を包含するＦＯＶ領域を設定した様子を示す図である。 ＦＯＶ内を走査している様子を示す図である。 ＦＯＶ内を逆方向に走査している様子を示す図である。 ステップ２〜ステップ３の検出結果をグラフ上にプロットした様子を示す図である。 測長カーソル１２０のｙ座標とサイズを定める様子を示す図である。 測長カーソル１２０のｘ座標とサイズを定めた様子を示す図である。 ステップ４で検出した、ｘ軸に沿ったエッジ部分の形状を多項式で近似した様子を示す図である。 測長カーソル１２０のｙ座標とサイズを定めた様子を示す図である。 測長カーソル１２０のｘ座標とサイズが不適切である例を示す図である。 測長カーソル１２０のｘ座標とサイズを定める様子を示す図である。 実施の形態３のステップ６においてエッジ部分を検出する別手法を説明する図である。 ２つの対向する測長カーソル１２０が重なっている様子を示す図である。 測長カーソル１２０の位置とサイズを再調整した後の様子を示す図である。 測長カーソル１２０が観察画像１００の外に突出している様子を示す図である。 測長カーソル１２０の位置とサイズを再調整した後の様子を示す図である。 実施の形態８に係る荷電粒子線装置２００の構成を示す模式図である。

以下では、まず初めに半導体ラインパターンのエッジ部分を検出するための一般的な手法を説明するとともに、エッジ部分の検出精度が低下する状況について説明する。その後、本発明に係るエッジ部分検出方法を説明する。

図１は、半導体パターン１１０の観察画像１００を示す図である。ここでは２つの半導体ラインパターンのエッジ部分が対向して配置されている例を示した。図１において、観察画像１００は、例えば荷電粒子ビームを半導体デバイスに照射することによって得られる。ＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）観察画像などがこれに相当する。観察画像を取得する手法は任意でよく、ＳＥＭ観察像以外の観察画像を用いることもできる。

図１において、半導体パターン１１０間の距離を測定対象とする。半導体パターン１１０間の間隔を測定するためには、各半導体パターン１１０が対向しているエッジ部分を検出する必要がある。そこで、測長カーソル１２０を観察画像１００上のエッジ部分近傍に配置し、輝度走査を行う。

図２は、測長カーソル１２０内の画像輝度を走査している様子を示す図である。半導体パターン１１０のエッジ部分に沿って走査位置を変化させながら画像輝度を取得すると、エッジ部分で画像輝度が大きく変化する。この輝度変化に基づき、エッジ部分の位置を検出することができる。

図３は、半導体パターン１１０のエッジ部分のサイズよりも測長カーソルのサイズが大幅に大きい例を示す図である。図３において、半導体パターン１１０は図１よりも細い形状を有しており、エッジ部分の幅が測長カーソルの幅よりも大幅に狭い。

図４は、図３の測長カーソル１２０内の画像輝度を走査している様子を示す図である。図３のように測長カーソル１２０の幅が半導体パターン１１０のエッジ部分の幅よりも大幅に広い場合、エッジ部分と交差しない走査線が多く存在することになる。この場合、エッジ部分と交差しない走査線が観察画像１００上のノイズを多く検出し、エッジ部分の輝度とノイズの輝度の区別をつけにくくなる。そのため、エッジ部分の検出精度が低下する傾向がある。

ノイズをできる限り検出しないようにするためには、エッジ部分と交差しない走査線ができる限り少なくなることが望ましい。

以上説明した理由から、半導体パターン１１０のエッジ部分を精度良く検出するためには、測長カーソル１２０のエッジ幅方向（図１の縦方向）のサイズを、エッジ幅よりもやや小さく設定することが望ましいといえる。

＜実施の形態１＞
以下、測長カーソル１２０のエッジ幅方向のサイズを望ましいサイズに設定して測長を行う手法を、下記（ステップ１）〜（ステップ６）で説明する。

（ステップ１：ＦＯＶの設定）
図５は、エッジ部分を包含するＦＯＶ（Ｆｉｅｌｄ Ｏｆ Ｖｉｅｗ）領域を設定した様子を示す図である。ＦＯＶは、半導体パターン１１０のエッジ部分の幅を測定するため観察画像１００上に設定される領域である。ＦＯＶは、本発明における「エッジ部分を包含する画像領域」に相当する。ＦＯＶは、半導体パターン１１０のエッジ部分を内部に包含する程度のサイズと位置に設定される。ＦＯＶのサイズは、測長カーソル１２０よりも大きめに設定される。ＦＯＶのサイズと位置を設定する手法として、例えば以下のようなものが考えられる。

（ステップ１：ＦＯＶの設定：例１）
測定者が画面上で観察画像１００を目視確認しながら、半導体パターン１１０のエッジ部分を包含する好適な位置とサイズでＦＯＶを手動設定する。

（ステップ１：ＦＯＶの設定：例２）
荷電粒子線装置が備える演算装置または外部のコンピュータは（以下記載の便宜上、演算装置についてのみ述べる）、半導体パターン１１０の設計データをあらかじめ取得しておく。演算装置は、設計データ上で定義されているエッジ部分をＦＯＶの中央に設定し、ＦＯＶのサイズは、半導体パターン１１０の設計データ上の幅よりも十分大きなサイズ（例えば２倍の幅）とする。

（ステップ２：ＦＯＶ内を走査する）
図６は、ＦＯＶ内を走査している様子を示す図である。演算装置は、ステップ１で設定したＦＯＶ内を、半導体パターン１１０のエッジ部分と平行な座標軸方向（図６のｙ軸方向）に順次走査する。ｘ軸方向の走査位置は、ｘ座標が小さいほうから大きいほうに向かって順次変化させる。ｙ軸方向の走査は、ｙ座標が大きいほうから小さいほうに向かう。演算装置は、各走査線上の画像輝度値を取得する。

（ステップ３：ＦＯＶ内を逆方向に走査する）
図７は、ＦＯＶ内を逆方向に走査している様子を示す図である。演算装置は、ステップ２とは逆方向にＦＯＶ内を走査する。ｘ軸方向の走査位置は、ｘ座標が大きいほうから小さいほうに向かって順次変化させる。ｙ軸方向の走査は、ｙ座標が小さいほうから大きいほうに向かう。演算装置は、各走査線上の画像輝度値を取得する。

（ステップ４：ｘ軸に沿ったエッジ部分を検出する）
図８は、ステップ２〜ステップ３の検出結果をグラフ上にプロットした様子を示す図である。図８の左半分はステップ２の検出結果、図８の右半分はステップ３の検出結果を示す。演算装置は、走査線上で最初に輝度値のピークを検出した位置を、図８のようなグラフ上にプロットする。実際に画面上にグラフを表示する必要はなく、内部的にプロットと同等の処理を実行すればよい。以後のステップおよび実施形態でも同様である。演算装置は、プロットした点が連続している部分に、ｘ軸に沿ったエッジ部分が存在していると判断する。

（ステップ４：ｘ軸に沿ったエッジ部分を検出する：補足）
演算装置は、走査線上で最初に輝度値のピークを検出した位置を図８のようにプロットするため、半導体パターン１１０が存在しない部分では、ノイズを検出してプロットすることになる。ノイズはＦＯＶ内全体にわたって存在しているため、半導体パターン１１０が存在しない部分では、走査を開始してすぐにピークを検出することになる。したがってｘ軸方向の走査位置がｙ軸に沿ったエッジ部分を通過する前後で、ピークを検出する位置が大きく異なる。演算装置は、このことを利用して、半導体パターン１１０のｘ軸に沿ったエッジ部分を検出することができる。

（ステップ５：測長カーソル１２０のｙ座標とサイズを定める）
図９は、測長カーソル１２０のｙ座標とサイズを定める様子を示す図である。演算装置は、ステップ４で検出したｘ軸沿いのエッジ部分よりも若干内側の位置をそれぞれのエッジ部分について設定する。演算装置は、２つの位置のｙ座標の中央を、測長カーソル１２０の中心ｙ座標として設定する。また、２つの位置のｙ軸方向の間隔を、測長カーソル１２０のｙ軸方向サイズとする。

（ステップ５：測長カーソル１２０のｙ座標とサイズを定める：補足）
本ステップでいう内側とは、ｘ軸沿いのエッジ部分よりも半導体パターン１１０の内部寄りの方向をいう。エッジ部分よりも内側の位置を基準として測長カーソル１２０のｙ軸方向サイズを設定することにより、半導体パターン１１０のｙ軸方向幅よりもやや小さい幅を有する測長カーソル１２０を生成することができる。すなわち、測長カーソル１２０のｙ軸方向サイズと、半導体パターンのｙ軸方向幅とが、大きく乖離しないようにすることができる。

（ステップ６：測長カーソル１２０のｘ座標とサイズを定める）
図１０は、測長カーソル１２０のｘ座標とサイズを定めた様子を示す図である。演算装置は、測長カーソル１２０のｘ座標とサイズを、設計データに基づき定める。例えば、設計データ上における半導体パターン１１０のｙ軸方向に沿ったエッジ部分のｘ座標を、測長カーソル１２０の中心ｘ座標として設定する。ｘ軸方向のサイズは、ステップ５で定めたｙ軸方向のサイズｙ１の定数倍、例えば２倍の２ｙ１とする。

以上、本実施の形態１において、演算装置が測長カーソル１２０の位置とサイズを自動的に設定する手法を説明した。

以上のように、本実施の形態１によれば、演算装置は、半導体パターン１１０のｙ軸に沿ったエッジ部分を包含するＦＯＶ領域を観察画像１００上で設定し、ＦＯＶ内をｙ軸に沿って走査してｘ軸に沿ったエッジ部分を検出する。ｘ軸に沿ったエッジ部分のｙ座標に基づき、測長カーソル１２０のｙ軸方向のサイズを、ｙ軸に沿ったエッジ幅よりも若干小さい幅に自動設定することができる。したがって、測長カーソル１２０のｙ軸方向のサイズと半導体パターン１１０のｙ軸方向のエッジ幅とが大きく乖離せず、エッジ部分を精度良く検出することができる。

＜実施の形態２＞
本発明の実施の形態２では、実施の形態１で説明したステップ５の変形例を説明する。その他のステップは実施の形態１と同様であるため、以下ではステップ５のみ説明する。本実施の形態２において、ステップ５はステップ５−１とステップ５−２の２段階で実行される。

（ステップ５−１：ｘ軸に沿ったエッジ部分の形状を近似する）
図１１は、ステップ４で検出した、ｘ軸に沿ったエッジ部分の形状を多項式で近似した様子を示す図である。ここで用いる近似式は、ｘ軸に沿ったエッジ部分の上下に２つ以上の極値が存在し、ｘ軸に沿ったエッジ部分をこれらの極値が間に挟むような形状を有する多項式を用いる。２つの極値がｘ軸に沿ったエッジ部分を挟む場合は、図１１の左半分に２つ、右半分に２つの合計４つの極値が存在することになるので、５次多項式を用いることができる。エッジ部分を極値で挟む理由は、次の図１２で説明する。

（ステップ５−２：測長カーソル１２０のｙ座標とサイズを定める）
図１２は、測長カーソル１２０のｙ座標とサイズを定めた様子を示す図である。演算装置は、ステップ５−１で定めた近似式のうち、半導体パターン１１０のｘ軸方向に沿ったエッジ部分よりも内側の極値点を２つ特定する。該当する極値が３つ以上ある場合は、ステップ２で検出したエッジ部分とステップ３で検出したエッジ部分それぞれに対応する極値を１つずつ任意に選択する。演算装置は、２つの極値点のｙ座標の中央を、測長カーソル１２０の中心ｙ座標として設定する。また、２つの極値点のｙ軸方向の間隔を、測長カーソル１２０のｙ軸方向サイズとする。

以上のように、本実施の形態２によれば、半導体パターンのｘ軸に沿ったエッジ部分を多項式で近似することにより、実施の形態１と同様の効果を発揮することができる。

＜実施の形態３＞
実施の形態１〜２のステップ６では、測長カーソル１２０のｘ座標を設計データに基づき定めることを説明した。本発明の実施の形態３では、ステップ６においてＦＯＶ内の走査結果に基づき測長カーソル１２０のｘ座標を定める手順を説明する。ステップ６以外のステップは実施の形態１〜２いずれかと同様であるため、以下ではステップ６のみ説明する。

図１３は、測長カーソル１２０のｘ座標とサイズが不適切である例を示す図である。図１３では、測長カーソル１２０が半導体パターン１１０のｙ軸方向に沿ったエッジ部分の内側に入り込んでしまい、測長カーソル１２０内でエッジ部分を走査することができない。

図１３のような状況を避けるため、測長カーソル１２０のｘ座標とサイズを適切に設定する必要がある。しかし、設計データに基づき測長カーソル１２０のｘ座標とサイズを定めた場合、設計データと実際の半導体パターン１１０が大きく乖離している可能性がある。この場合、測長カーソル１２０の位置が想定とずれてしまい、図１３のような状況が発生し得る。そこで本実施の形態３では、実際の観察画像１００を用いて、測長カーソル１２０のｘ座標とサイズを定める。以下、本実施の形態３におけるステップ６の内容を説明する。

（ステップ６：測長カーソル１２０のｘ座標とサイズを定める）
図１４は、測長カーソル１２０のｘ座標とサイズを定める様子を示す図である。実施の形態１の図８で説明したように、走査線上の半導体パターン１１０が存在しない部分ではノイズを拾うため、輝度ピークを検出する位置がｘ軸に沿ったエッジ部分から大きく離れている。したがって、輝度ピークをプロットすると、エッジ部分とノイズ部分が非連続となる。演算装置は、この非連続部分を検出することにより、半導体パターン１１０のｙ軸に沿ったエッジ部分のｘ座標を検出することができる。演算装置は、このエッジ部分のｘ座標を測長カーソル１２０の中心ｘ座標とする。測長カーソル１２０のｘ軸方向サイズは、実施の形態１〜２と同様に定めればよい。

（ステップ６：測長カーソル１２０のｘ座標とサイズを定める：補足）
エッジ部分のｘ座標を定める処理は、ステップ２で検出したｘ軸沿いのエッジ部分またはステップ３で検出したｘ軸沿いのエッジ部分いずれかについてのみ行えばよい。すなわち、図１４に示すプロット結果の左右いずれか半分についてのみ実行すればよい。

以上のように、本実施の形態３によれば、観察画像１００上のＦＯＶを走査した結果に基づき、測長カーソル１２０のｘ座標とサイズを定めることができる。すなわち、実際の測定結果に基づき動的に測長カーソル１２０のｘ座標とサイズを定めることになる。したがって、設計データと実際の半導体パターン１１０が乖離していても、測長カーソル１２０のｘ座標とサイズを適切に定め、エッジ部分を測長カーソル１２０内に含めることができる。

＜実施の形態４＞
図１５は、実施の形態３のステップ６においてエッジ部分を検出する別手法を説明する図である。図１４において、走査線上の輝度ピークをプロットすると、ｘ軸沿いのエッジ部分とノイズ部分が非連続となることを説明した。この性質を利用して、統計処理的にエッジ部分を検出することができる。以下、本実施の形態４におけるステップ６の内容を説明する。その他のステップは実施の形態３と同様である。

（ステップ６：測長カーソル１２０のｘ座標とサイズを定める）
演算装置は、ＦＯＶ内を走査して得られた輝度ピークのｙ座標値を取得し、これらの平均値と分散値を図１５のようにプロットする。ｘ軸沿いのエッジ部分とノイズ部分の輝度ピークが非連続となることに起因して、ｙ軸沿いのエッジ部分のｘ座標に相当する位置で極値が得られる。演算装置は、この極値を特定することにより、ｙ軸沿いのエッジ部分のｘ座標を特定することができる。演算装置は、このエッジ部分のｘ座標を測長カーソル１２０の中心ｘ座標とする。測長カーソル１２０のｘ軸方向サイズは、実施の形態１〜２と同様に定めればよい。

以上のように、本実施の形態４によれば、走査線上の輝度ピークがｘ軸沿いのエッジ部分とノイズ部分で非連続となる性質を利用して、ｙ軸沿いのエッジ部分のｘ座標を統計処理的に検出することができる。これにより、実施の形態３と同様の効果を発揮することができる。

＜実施の形態５＞
本発明の実施の形態５では、測長カーソル１２０の位置とサイズを設定した後、他の測長カーソル１２０と重なってしまった場合の処理手順を説明する。

図１６は、２つの対向する測長カーソル１２０が重なっている様子を示す図である。図１６において、個々の測長カーソル１２０は半導体パターン１１０のエッジ部分を含んでおり、適正な位置とサイズに設定されているが、対向配置されている他の測長カーソル１２０と重なっている。

図１７は、測長カーソル１２０の位置とサイズを再調整した後の様子を示す図である。演算装置は、各測長カーソル１２０の位置とサイズに基づき、各測長カーソル１２０が重なっているか否かを判断することができる。いずれかの測長カーソル１２０が重なっている場合、演算装置は、重なっている部分の中央を中心として、重なっている各測長カーソル１２０の位置を移動させ、重複部分をなくす。このとき、測長カーソル１２０のサイズを適宜再設定してもよい。

以上のように、本実施の形態５によれば、演算装置は、測長カーソル１２０が重なっている部分がなくなるように、測長カーソル１２０の位置とサイズを調整する。これにより本来検出すべきでない他の半導体パターン１１０のエッジ部分を検出するなどの不都合を回避することができる。

＜実施の形態６＞
本発明の実施の形態５では、測長カーソル１２０の位置とサイズを設定した後、測長カーソル１２０が観察画像１００の外に突出してしまった場合の処理手順を説明する。

図１８は、測長カーソル１２０が観察画像１００の外に突出している様子を示す図である。図１８において、個々の測長カーソル１２０は半導体パターン１１０のエッジ部分を含んでおり、適正な位置とサイズに設定されているが、サイズが観察画像１００サイズに比して大きいため、観察画像１００の外まで突出してしまっている。

図１９は、測長カーソル１２０の位置とサイズを再調整した後の様子を示す図である。演算装置は、各測長カーソル１２０の位置とサイズに基づき、各測長カーソル１２０が観察画像１００の外に突出しているか否かを判断することができる。いずれかの測長カーソル１２０が観察画像１００の外に突出している場合、演算装置は、各測長カーソル１２０のサイズと位置を再調整して、突出部分をなくす。

以上のように、本実施の形態６によれば、演算装置は、測長カーソル１２０が観察画像１００の外に突出している部分がなくなるように、測長カーソル１２０の位置とサイズを調整する。これにより半導体パターン１１０が観察画像１００上で存在しない領域で走査処理を行うなどの不要な処理を行う必要がなくなり、また観察画像１００の外を走査することに起因する測定エラーを回避することができる。

＜実施の形態７＞
以上の実施の形態１〜６で説明した手法により、演算装置は半導体パターン１１０のエッジ部分を精度良く検出することができる。演算装置は、エッジ部分を検出した後、その検出結果を用いてその他の測定を行うこともできる。例えば対向する半導体パターン１１０間の間隔を測定する測長処理を実行することができる。

＜実施の形態８＞
図２０は、本発明の実施の形態８に係る荷電粒子線装置２００の構成を示す模式図である。本実施の形態８に係る荷電粒子線装置２００は、演算装置２７０を備える。演算装置２７０は荷電粒子線装置２００の全体動作を制御する。演算装置２７０はその他、実施の形態１〜６のいずれかで説明した半導体パターン１１０のエッジ部分を検出する方法、および実施の形態７で説明した半導体パターン１１０間の間隔を測定する方法の少なくともいずれかを実行する。以下図２０の各構成について説明する。

エミッタ２１１から放出された荷電粒子ビーム２１２は、静電レンズ２２１、２２２で集束され、試料ステージ２１４上の試料２１３上に照射される。試料２１３上での荷電粒子ビーム２１２の照射位置は、偏向器２３１および２３２で荷電粒子ビーム２１２を偏向することによって調整される。

試料２１３から発生した２次電子２１５は２次電子検出器２４０で検出され、その信号強度を偏向強度と対応させた２次電子観察像が演算装置２７０で形成される。ユーザは、演算装置２７０が出力する２次電子観察像をディスプレイなどの表示装置上で見ながら、測定結果を画面上で確認することができる。

静電レンズ２２１および２２２、ビーム制限絞り２２３、アライナー２２４を含むレンズ系２２０は、レンズ系制御器２５０で制御される。偏向器２３１、２３２を含む偏向系２３０は、偏向系制御器２６０で制御される。なお、各部のドライバを表すボックスの符号は省略してある。

本実施の形態８における「荷電粒子照射部」は、エミッタ２１１が相当する。「画像取得部」は、２次電子検出器２４０および演算装置２７０が相当する。

以上のように、本実施の形態８によれば、実施の形態１〜６のいずれかで説明した半導体パターン１１０のエッジ部分を検出する方法、および実施の形態７で説明した半導体パターン１１０間の間隔を測定する方法を、荷電粒子線装置２００が備える演算装置２７０を用いて実行することができる。なお演算装置２７０に代えて、外部のコンピュータなどを用いてもよい。

１００：観察画像、１１０：半導体パターン、１２０：測長カーソル、２００：荷電粒子線装置、２１１：エミッタ、２１２：荷電粒子ビーム、２１３：試料、２１４：試料ステージ、２１５：２次電子、２２０：レンズ系、２２１、２２２：静電レンズ、２２３：ビーム制限絞り、２２４：アライナー、２３０：偏向系、２３１、２３２：偏向器、２４０：２次電子検出器、２５０：レンズ系制御器、２６０：偏向系制御器、２７０：演算装置。

Claims (8)

1. 半導体デバイスの半導体パターンのエッジ部分を検出する方法であって、
   前記半導体デバイスの観察画像を得るステップと、
   前記観察画像のうち前記エッジ部分を包含する画像領域を特定するステップと、
   前記画像領域を前記観察画像上における前記エッジ部分と平行な座標軸方向に走査して前記半導体パターンのうち前記エッジ部分と直交する座標軸方向に存在する第２エッジ部分を検出する直交エッジ検出ステップと、
   前記エッジ部分を検出するための走査範囲のうち前記エッジ部分と平行な座標軸方向の端部を前記第２エッジ部分よりも前記半導体パターン寄りに設定する走査範囲設定ステップと、
   前記走査範囲を走査して前記エッジ部分を検出するステップと、
   を有することを特徴とするエッジ部分検出方法。
2. 前記走査範囲設定ステップでは、
   前記第２エッジ部分よりも前記半導体パターン寄りに極値を有する多項式を用いて前記第２エッジ部分の形状を近似し、
   前記極値に対応する位置を前記走査範囲の前記エッジ部分と平行な座標軸方向の端部として設定する
   ことを特徴とする請求項１記載のエッジ部分検出方法。
3. 前記走査範囲設定ステップでは、
   前記第２エッジ部分の検出結果が非連続になっている部分が前記走査範囲に含まれるように、前記走査範囲の前記エッジ部分と直交する座標軸方向の端部を設定する
   ことを特徴とする請求項１記載のエッジ部分検出方法。
4. 前記走査範囲設定ステップでは、
   前記第２エッジ部分の検出結果が非連続になっている部分を、前記走査範囲のうち前記エッジ部分と直交する座標軸方向の中心座標とし、
   前記走査範囲のうち前記エッジ部分と直交する座標軸方向のサイズを、前記走査範囲のうち前記エッジ部分と平行な座標軸方向のサイズの定数倍に設定する
   ことを特徴とする請求項３記載のエッジ部分検出方法。
5. 前記走査範囲設定ステップでは、
   前記走査範囲が他のエッジ部分を検出するための走査範囲と重複する場合は、前記走査範囲の位置またはサイズを調整して重複を回避する
   ことを特徴とする請求項３記載のエッジ部分検出方法。
6. 前記走査範囲設定ステップでは、
   前記走査範囲が前記観察画像外に突出する場合は、前記走査範囲の位置またはサイズを調整して突出を回避する
   ことを特徴とする請求項３記載のエッジ部分検出方法。
7. 半導体デバイスの複数の半導体パターン間の間隔を測定する方法であって、
   請求項１記載のエッジ部分検出方法を用いて対向する前記複数の半導体パターンのエッジ部分を検出するステップと、
   前記エッジ部分の検出結果を用いて前記複数の半導体パターン間の間隔を測定するステップと、
   を有することを特徴とする測長方法。
8. 荷電粒子を測定対象に照射する荷電粒子照射部と、
   前記測定対象の観察画像を取得する画像取得部と、
   前記観察画像を用いて請求項１記載のエッジ部分検出方法および請求項７記載の測長方法の少なくともいずれかを実行する演算部と、
   を備えたことを特徴とする荷電粒子線装置。

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