タイトル: | 特許公報(B2)_限界寸法の測定、及び、製造均一性を監視する方法とシステム |
出願番号: | 2012010467 |
年次: | 2014 |
IPC分類: | H01L 21/66,G01N 23/225,G01B 15/00 |
ウェイ ファン ホン シャオ ジャック ジョウ JP 5614596 特許公報(B2) 20140919 2012010467 20120120 限界寸法の測定、及び、製造均一性を監視する方法とシステム 漢民微測科技股▲ふん▼有限公司 504183849 HERMES MICROVISION, INC. ▲吉▼川 俊雄 100091683 ウェイ ファン ホン シャオ ジャック ジョウ US 13/032,105 20110222 20141029 H01L 21/66 20060101AFI20141009BHJP G01N 23/225 20060101ALI20141009BHJP G01B 15/00 20060101ALI20141009BHJP JPH01L21/66 JG01N23/225G01B15/00 B H01L 21/66 G01B 15/00 G01N 23/225 特開2010−169661(JP,A) 7 2012175101 20120910 15 20120120 溝本 安展 本発明は、限界寸法の測定、及び、製造均一性を監視する方法とシステムに関するものであって、特に、低解像度の走査像中で、限界寸法を測定、及び、製造均一性を監視する方法とシステムに関するものである。ウェハ全体中の限界寸法(critical dimension,CD)の分布によって、半導体製造の均一性は、製造歩留まりに関係していることが分かるようになる。よって、半導体製造プロセスにとって、限界寸法は重要な特徴である。近年、線幅は、限界寸法の1つのタイプとなり、且つ、半導体プロセスの継続的縮小は、線幅の測定がますます難しくする。過去には、CD−走査型電子顕微鏡(CD−scanning electron microscope,CD−SEM)を利用して、ダイの線幅を測定していた。超高解像度の走査像を提供するため、CD−SEMのプローブスポット(probe spot)は極小でなければならない。よって、CD−SEMにより提供される一次ビームとしても知られる電子流は非常に小さく、電子間の電荷反発力を減少させる必要がある。しかし、撮像するために、十分な二次電子としても知られる信号電子がCD−SEMの検出器により収集されなければならず、スキャン速度が非常に遅くなってしまう。半導体製造速度の要求下で、CD−SEM の検査速度は、検査できるダイ数量を制限するので、現在のCD測定方法で、65nm製造工程の12”ウェハ中から5個のダイだけが限界寸法の測定に選択されて、ウェハ全体の製造均一性を表す。しかし、半導体製造工程が32nm以下の製造工程の18”ウェハに発展する時、5個のダイの限界寸法は18”ウェハ全体の製造均一性を表すことが出来ないだけでなく、5個のダイは更に多くの検査時間を費やす。よって、どのようにして、快速に限界寸法を測定し、製造均一性を監視するかが課題である。本発明は、限界寸法の測定、及び、製造均一性を監視する方法とシステムを提供し、上述の問題を解決することを目的とする。E−ビーム検査具を用いて、走査像のダイ中の1つ、または、複数の注目重複パターンの境界間の特定距離を統計的に平均化し、注目のCDを得る。ウェハの異なるダイ中のCD分布が得られ、その後、ウェハの製造均一性を監視する。よって、本発明は、限界寸法を測定し、製造均一性を監視する方法とシステムを提供し、低解像度の走査像からレイアウトパターンの境界を識別し、その後、境界から測定される距離を統計的に処理して、限界寸法を得る。これにより、本発明は、相対して速いスキャン速度のダイをスキャンして、低解像度の走査像を得て、ダイの限界寸法を測定、及び/又は、ウェハの製造均一性を監視することができる。第一実施例中、限界寸法の測定方法は、ダイの少なくとも1つの注目領域をスキャンして、少なくとも1つの走査像を得るステップと、走査像と少なくとも1つの設計レイアウトパターンを照準させて、走査像中の複数の境界を識別するステップと、設計レイアウトパターンに対応する特定形式の限界寸法に関連するパターンの1つ、又は、複数の境界からそれぞれ測定される距離を平均化して、ダイの限界寸法値を得るステップと、を含む。第二実施例中、製造均一性の監視方法は、ウェハの少なくとも1つの注目領域をスキャンして、少なくとも1つの走査像を得るステップと、走査像を少なくとも1つの設計レイアウトパターンに照準させて、走査像中の複数の境界を識別するステップと、設計レイアウトパターンに対応する特定形式の限界寸法に関連するパターンの1つ、又は、複数の境界からそれぞれ測定される距離を平均化し、ウェハ全体の各ダイの限界寸法値を得るステップと、を含む。第三実施例中、製造均一性の監視方法は、グラフィックデータシステム(Graphic Data System、GDS)、又は、オープンアートワークシステムインターチェンジスタンダード(Open Artwork System Interchange Standard、OASIS)を含む、又は、直接描かれる設計レイアウトパターンにより、ウェハのダイ内の複数のレイアウトパターンを定義するステップと、測定したいレイアウトパターンの特定形式の限界寸法、及び、対応する演算子を選択するステップと、E−ビーム検査具を利用して、ウェハの少なくとも1つの注目領域をスキャンして、少なくとも1つの走査像を得るステップと、走査像をレイアウトパターンに照準させて、走査像中の複数の境界を識別するステップと、走査像から、特定形式の限界寸法に関連するパターンの1つ、又は、複数の境界からそれぞれ測定される距離を計算するステップと、距離を平均化して、ウェハ全体の各ダイの限界寸法値を得るステップと、を含む。第四実施例中、コンピュータ可読な媒体に記録されるコンピュータプログラムにより実現する製造均一性の監視方法であり、本方法は、ウェハの少なくとも1つの注目領域をスキャンして、少なくとも1つの走査像を得るステップと、走査像を少なくとも1つの設計レイアウトパターンに照準させて、走査像中の複数の境界を識別するステップと、設計レイアウトパターンに対応する特定形式の限界寸法に関連するパターンの1つ、又は、複数の境界からそれぞれ測定される距離を平均化して、ウェハ全体の各ダイの限界寸法値を得るステップと、を含む。第五実施例中、製造均一性の監視システムは、荷電粒子ビームプローブ生成器、荷電粒子ビーム偏向モジュール、イメージ形成装置、及び、監視モジュールを含む。荷電粒子ビームプローブ生成器は、荷電粒子ビームプローブを生成するために設置される。荷電粒子ビーム偏向モジュールは、ウェハの少なくとも1つの注目領域の表面で、荷電粒子ビームプローブをスキャンするために設置される。イメージ形成装置は、荷電粒子ビームプローブにより衝突される注目領域の表面から発光される二次荷電粒子を検出し、少なくとも1つの走査像を形成するために設置される。監視モジュールはイメージ形成装置に結合され、コンピュータプログラムにより、製造均一性の監視方法を実現する。本監視方法は、走査像と少なくとも1つの設計レイアウトパターンを照準させ、走査像中の複数の境界を識別するステップと、設計レイアウトパターンに対応する特定形式の限界寸法に関連するパターンの1つ、又は、複数の境界からそれぞれ測定される距離を平均化し、ウェハ全体の各ダイの限界寸法値を得るステップと、を含む。本発明は、相対して速いスキャン速度のダイをスキャンして、低解像度の走査像を得て、ダイの限界寸法を測定、及び/又は、ウェハの製造均一性を監視することができる。本発明の実施例による限界寸法の測定方法のフローチャートである。走査像上で描かれるレイアウトパターンを示す図である。境界を跨ぐグレイレベルの変化を示す曲線図である。境界を跨ぐグレイレベルの変化を示す曲線図である。境界を跨ぐグレイレベルの変化を示す曲線図である。各種限界寸法を示す図である。本発明の実施例による製造均一性の監視方法のフローチャートである。ウェハの製造均一性を示す図である。本発明の別の実施例による製造均一性の監視方法のフローチャートである。本発明の実施例による製造均一性の監視システムを示す図である。E−ビーム検査具もプローブを使用して、ウェハを検査するが、しかし、CD−SEMと比較すると、電子流が非常に大きく、プローブスポットは、検査速度を非常に速くするのに十分大きい。CD−SEMと比較すると、大きいプローブスポットは解像度が制限を受ける。これにより、E−ビーム検査具は、現在、CD測定ツールとして用いることができない。本発明中、E−ビーム検査具もCD測定に用いられる。半導体製造工程は、ウェハ中で、トポグラフィ上の分布、又は、差異を有する。しかし、現今の半導体製造プロセスにおいて、1つのダイのトポグラフィは均一である。E−ビーム検査プロセスにより監視される一定環境において、統計方法とアルゴリズムを利用して、高解像度の検査が達成される。統計的平均を利用して、ぼやけた画像を尽きさせ、特定のパターンのシャープな境界を得る。特定のパターンの境界はユーザーにより定義されるか、又は、境界演算子は、パターンの境界を定義することができる。よって、E−ビーム検査具を利用して、CDが得られる。全ダイ中のCD分布は、即ち、CD均一性、又は、CDU(CDuniformity)で、ウェハの製造均一性を監視することができる。走査像はCD測定に限定されず、従来の再検査(review inspection)、又は、VC(voltage contrast)検査にも応用できる。E−ビーム検査具は、数時間内に、全65nm 製造工程の12”ウェハを検査することができるので、ウェハ全体の各ダイのCDは、CD均一性を出力して、半導体製造の均一性を確認することができる。従来の CD−SEM 測定方法は、同一検査時間内で、ウェハ全体の5個のダイから5個のCDだけを獲得する。よって、これらの5個のCDは、半導体製造プロセス中のウェハ全体の特徴は多かれ少なかれ制限を受ける。本発明中、CD(Critical Dimension)(限界寸法)という用語は、線幅と解釈されるだけでなく、1つのパターンや複数のパターンの境界間の距離とも解釈される。境界(border)という用語は、レイアウトパターンのへり(rim)や縁(edge)の部分を意味し、複数の境界はレイアウトパターンを構築する。図1を参照すると、本発明の実施例による限界寸法の測定方法は以下のステップを含む。まず、ダイの少なくとも1つの注目領域がスキャンされて、少なくとも1つの走査像を得る(S11)。1つの実施例中、E−ビーム検査具を利用して、走査像を得て、ダイの表面をスキャンする。CD−SEMと比較すると、E−ビーム検査具は、電子ビームの電子流とプローブスポットが大きいという特徴を有し、よって、短い時間でスキャン、撮像する。その後、ステップS11で得られる走査像が少なくとも1つの設計レイアウトパターンに照準されて、走査像中の複数の境界を識別する(S12)。最後に、設計レイアウトパターンに対応する特定形式の限界寸法に関連するパターンの1つ、又は、複数の境界からそれぞれ測定される距離が平均化されて、ダイの限界寸法値を得る(S13)。1つの実施例中、設計レイアウトパターンは、グラフィックデータシステム(Graphic Data System、GDS)、又は、オープンアートワークシステムインターチェンジスタンダード(Open Artwork System Interchange Standard、OASIS)である。又は、設計レイアウトパターンは、直接、走査像上に描かれる。例えば、図2は、メモリモジュールのイメージの一部を示す図で、標記Gは金属酸化膜半導体(metal oxide semiconductor、MOS)のゲート電極を示す。標記NはMOSのn−型電極を示す。標記PはMOSのp−型電極を示す。メモリモジュールは、同じ、及び/又は、周期性重複パターンを含み、重複パターンの1つの周期は、点線で囲まれる領域として表示され、よって、同じ特徴を有するレイアウトパターンDPが予測でき、並びに、走査像上で描かれ、走査像中の対応するレイアウトパターンを識別する。図3a、図3b、及び、図3cは、走査像中で境界を定義する方法を示す図である。図3a〜図3cは、境界を跨ぐ画素のグレイレベルの変化を示す。走査像を設計レイアウトパターンに対応させることにより、設計レイアウトパターンに近接する周辺領域は走査像中で識別することができ、周辺領域は、グレイレベルが基準値REFより大きい複数の画素を含む。図3aで示されるように、周辺領域中、グレイレベルがピークの特定画素PXL1は境界−画素として定義され、レイアウトパターンの境界は複数の境界−画素から構成される。1つの実施例中、図3bを参照すると、グレイレベルがグレイレベルの平均値AVGに等しい特定画素PXL2、PXL3の1つも境界−画素として定義され、平均値AVGは、周辺領域中で、基準値REFより大きい複数の画素のグレイレベルを平均化することにより得られる。注意すべきことは、同じ処理工程中、対応する特定画素PXL2、又は、特定画素PXL3を選択して、境界−画素として定義することである。図3cを参照すると、周辺領域中、グレイレベルが基準値REFに等しい特定画素PXL4、PXL5の1つも境界−画素として定義される。同様に、同じ処理工程中、対応する特定画素PXL4、又は、特定画素PXL5を選択して、境界−画素として定義する。注意すべきことは、境界−画素は、特定画素PXL1〜PXL5から所定値をシフトすることである。例えば、特定画素PXL5右側の第三画素は、境界−画素として定義される。図4を参照すると、単一ダイ、又は、注目領域は、多種形式の測定される限界寸法を含む。例えば、限界寸法の形式は、トレース41と41’の線幅CD1とCD1’、線間隔CD2,CD2’、コーナー幅CD3、CD3’、導電コンタクト42の短軸幅CD4、導電コンタクト42の長軸幅CD5、導電コンタクト42の直径CD6、導電コンタクト42間の間隔CD7、又は、トレース41と導電コンタクト42間の間隔CD8である。各タイプの限界寸法は対応する演算子(operator)により処理される。図5を参照すると、本発明の実施例による製造均一性の監視方法は以下のステップを含む。まず、ウェハの少なくとも1つの注目領域がスキャンされて、少なくとも1つの走査像を得る(S51)。例えば、走査像は、E−ビーム検査具を利用して、ウェハの表面をスキャンすることにより得られる。E−ビーム検査具の特徴は前述のようであり、ここで詳述しない。その後、ステップS51で得られる走査像は、少なくとも1つの設計レイアウトパターンに照準されて、走査像中の複数の境界を識別する(S52)。最後に、設計レイアウトパターンに対応する特定形式の限界寸法に関連するパターンの1つ、又は、複数の境界からそれぞれ測定される距離が平均化されて、ウェハ全体の各ダイの限界寸法値を得る(S53)。上述から分かるように、本発明は、ウェハ全体の各ダイの限界寸法値を得て、ウェハ全体の半導体製造プロセスの均一性を表し、数個のダイの限界寸法値を表すのではない。これにより、本発明を利用して、更に精確に、図6で示される半導体製造プロセスの均一性を知ることができ、標記60はウェハを示す。標記61はダイを示す。標記62は各種大小の限界寸法の範例を示す。例えば、従来の限界寸法検査中、ウェハ全体の5個のダイから5個の限界寸法値だけを獲得し、図6の円で示される。図6で示される限界寸法検査結果によると、1個のダイの限界寸法値が所定値と異なるので、ウェハ全体の半導体製造プロセスの均一性は受け入れ可能に思われる。しかし、本発明の方法に基づくと、ユーザーは、ウェハ全体60中の限界寸法分布を得て、製造パラメータを調整する。例えば、図6で示される限界寸法分布から分かるように、ウェハ60の左側の限界寸法値は所定値より小さく、右側の限界寸法値は所定値より大きい。ユーザーは、分布趨勢に基づいて、トラブルシューティングを実行し、製造プロセスを改善することができる。これにより、5個の限界寸法値は、従来の半導体製造プロセスのウェハ全体の特徴は多かれ少なかれ制限を受ける。図7を参照すると、本発明の別の実施例による製造均一性の監視方法は以下のステップを含む。まず、GDS、又は、OASISを含む、又は、直接描かれる設計レイアウトパターンにより、ウェハのダイ中の複数のレイアウトパターンが定義される(S71)。その後、ユーザーは、レイアウトパターン中、測定したい特定形式の限界寸法、例えば、線幅、線間隔、及び、導電コンタクトのサイズ、及び、対応する演算子を選択する(S72)。その後、E−ビーム検査具を利用して、ウェハの少なくとも1つの注目領域をスキャンし、少なくとも1つの走査像を得て(S73)、走査像がレイアウトパターンに照準されて、走査像中の複数の境界を識別する(S74)。最後に、走査像中の特定形式の限界寸法に関連するパターンの1つ、又は、複数の境界からそれぞれ測定される距離が計算され(S75)、その後、距離が平均化されて、ウェハ全体の各ダイの限界寸法値を得る(S76)。本発明の実施例によるコンピュータ可読な媒体はコンピュータプログラムを記録する、そのコンピュータプログラムは図5で示される製造均一性の監視方法を実行する。本発明の方法の実行ステップの詳細は前述のようであり、詳細を省略する。図8は、本発明の実施例による製造均一性を監視するシステム8を示す図である。システム8は、サンプルステージ88上のサンプル90(例えば、ウェハ)を検査し、荷電粒子ビーム生成器81、集光レンズモジュール82、プローブ形成対物レンズモジュール83、荷電粒子ビーム偏向モジュール84、二次荷電粒子検出器モジュール85、画像形成モジュール86、及び、監視モジュール87を含む。荷電粒子ビーム生成器81は、一次荷電粒子ビーム801の生成に用いられる。集光レンズモジュール82は、生成された一次荷電粒子ビーム801の収集に用いられる。プローブ形成対物レンズモジュール83は、収集された一次荷電粒子ビームを荷電粒子ビームプローブ802に焦点を合わせるのに用いられる。荷電粒子ビーム偏向モジュール84は、サンプルステージ88上に固定されたサンプル90上の注目領域表面で、形成された荷電粒子ビームプローブ802をスキャンするのに用いられる。1つの実施例中、荷電粒子ビーム生成器81、集光レンズモジュール82、及び、プローブ形成対物レンズモジュール83、又は、それらの均等な設計、代替物、又は、それらの組み合わせは、共同で、荷電粒子ビームプローブ生成器を形成し、スキャン用の荷電粒子ビームプローブ802を生成する。二次荷電粒子検出器モジュール85は、荷電粒子ビームプローブ802により衝突され、サンプル表面から発光する二次荷電粒子803(サンプル表面から反射、又は、散乱する別の荷電粒子が伴う可能性がある)を検出して、二次荷電粒子検出信号804を生成するのに用いられる。画像形成モジュール86は、二次荷電粒子検出器モジュール85に結合されて、二次荷電粒子検出器モジュール85から、二次荷電粒子検出信号804を受信し、少なくとも1つの走査像を形成する。画像形成モジュール86は、メインフレームホスト、端末機、パソコン、あらゆる種類の携帯型コンピュータデバイス、又は、それらの組み合わせである。この他、画像形成モジュール86は、以下から選択される媒体により、二次荷電粒子検出器モジュール85に接続される。ケーブルワイヤ、光ファイバーケーブル、携帯ストレージメディア、IR(infrared)、ブルートゥース、イントラネット、インターネット、ワイヤレスネットワーク、無線高周波、及び、それらの組み合わせである。1つの実施例中、二次荷電粒子検出器モジュール85と画像形成モジュール86、又は、それらの均等な設計、代替物、又は、それらの組み合わせは、共同でイメージ形成装置を形成し、荷電粒子ビームプローブ802により衝突され、サンプル90から発光される検出された二次荷電粒子から、走査像を形成する。システムの上述の素子は、当業者によく知られており、且つ、本発明の範囲を限定するものではない。これらの素子の代替物、均等物、及び、修正は、本発明の開示に属すると解釈される。監視モジュール87は、イメージ形成装置の画像形成モジュール86に結合されて、画像形成モジュール86から受信される走査像中、サンプル90の製造均一性を監視する。1つの実施例中、監視モジュール87は、以下から選択される媒体により、イメージ形成装置に接続、アクセスされる。ケーブルワイヤ、光ファイバーケーブル、携帯ストレージメディア、IR(infrared)、手動入力、ブルートゥース、イントラネット、インターネット、ワイヤレスネットワーク、無線高周波、及び、それらの組み合わせ。更に、監視モジュール87は、以下から選択される1つにより実現される。メインフレームホスト、端末機、パソコン、携帯型コンピュータデバイス、及び、それらの組み合わせ。1つの実施例中、製造均一性を監視するコンピュータプログラムは、監視モジュール87中のコンピュータ可読な媒体に記録され、監視モジュール87は、図5で示される製造均一性を監視するステップを実行することができ、製造均一性を監視するステップの詳細は上述のとおりである。総合すると、本発明の限界寸法を測定し、製造均一性を監視する方法とシステムは、低解像度の走査像からレイアウトパターンの境界を識別し、境界から測定される距離を統計的に処理して、限界寸法を得る。これにより、本発明の方法とシステムは、以下の長所を達成する:1)低解像度の走査像から限界寸法情報が得られるので、速いスキャン速度の検査具を利用することができるため、スループットを大幅に増加する;2)ウェハ全体の限界寸法情報と製造均一性が得られる;3)欠陥検査プロセスにより、限界寸法情報が得られる;4)CD−SEMが線幅の限界寸法だけ測定することができるのとは異なり、本発明は、ユーザーの選択により、制限を受けずに、あらゆる形式のパターンの限界寸法を測定することができる。本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。41、41’ トレース42 導電コンタクト60 ウェハ61 ダイ62 範例8 製造均一性を監視するシステム801 一次荷電粒子ビーム802 荷電粒子ビームプローブ803 二次荷電粒子804 二次荷電粒子検出信号81 荷電粒子ビーム生成器82 集光レンズモジュール83 プローブ形成対物レンズモジュール84 荷電粒子ビーム偏向モジュール85 二次荷電粒子検出器モジュール86 画像形成モジュール87 監視モジュール88 サンプルステージ90 サンプルAVG 平均値CD1〜CD8 限界寸法DP レイアウトパターンG ゲートN n型電極P p型電極PXL1〜PXL5 特定画素REF 基準値S11〜S13 限界寸法の測定ステップS51〜S53 製造工程均一性の監視ステップS71〜S76 製造工程均一性の監視ステップ 限界寸法の測定方法であって、 ダイの少なくとも1つの注目領域をスキャンして、少なくとも1つの走査像を得るステップと、 前記走査像を、少なくとも1つの設計レイアウトパターンに照準させて、前記走査像内で複数の境界を識別するステップと、 前記設計レイアウトパターンの中の特定形状の限界寸法に関連する、繰り返しパターンの1つの境界、又は、繰り返しパターンの複数の境界からそれぞれ測定される距離を前記ダイ全体で平均化して、前記ダイの限界寸法値を得るステップと、を含むことを特徴とする方法。 前記走査像は、E−ビーム検査具を利用し、前記ダイの表面をスキャンすることにより得られることを特徴とする請求項1に記載の方法。 前記境界は、前記走査像の中に前記設計レイアウトパターンの周辺領域に近接する複数の境界−画素を含み、前記周辺領域はグレイレベルが基準値より大きい複数の画素を含み、前記境界−画素は、グレイレベルがピークの特定画素であり、グレイレベルが前記画素のグレイレベルの平均値より大きいな特定画素であり、グレイレベルが前記周辺領域中の前記基準値に等しい特定画素であり、又は、前記特定画素から所定値をシフトする画素であることを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。 製造均一性の監視方法であって、 ウェハの少なくとも1つの注目領域をスキャンして、少なくとも1つの走査像を得るステップと、 前記走査像を、少なくとも1つの設計レイアウトパターンに照準させて、前記走査像中、複数の境界を識別するステップと、 前記設計レイアウトパターンの中の特定形状の限界寸法に関連する、繰り返しパターンの1つの境界、又は、繰り返しパターンの複数の境界からそれぞれ測定される距離を前記ダイ全体で平均化して、前記ダイの限界寸法値を得るステップと、を含むことを特徴とする方法。 前記設計レイアウトパターンは、グラフィックデータシステム(GDS)、又は、オープンアートワークシステムインターチェンジスタンダード(OASIS)を含む、又は、直接、前記走査像に描かれることを特徴とする請求項4に記載の方法。 前記境界は、前記走査像の中に前記設計レイアウトパターンの周辺領域に近接する複数の境界−画素を含み、前記周辺領域はグレイレベルが基準値より大きい複数の画素を含み、前記境界−画素は、グレイレベルがピークの特定画素であり、グレイレベルが前記画素のグレイレベルの平均値より大きいな特定画素であり、グレイレベルが前記周辺領域中の前記基準値に等しい特定画素であり、又は、前記特定画素から所定値をシフトする画素であることを特徴とする請求項4又は5に記載の方法。 製造均一性の監視システムであって、 荷電粒子ビームプローブを生成する荷電粒子ビームプローブ生成器と、 ウェハの少なくとも1つの注目領域の表面で、荷電粒子ビームプローブをスキャンする荷電粒子ビーム偏向モジュールと、 荷電粒子ビームプローブにより衝突される前記注目領域の表面から発光される二次荷電粒子を検出し、少なくとも1つの走査像を形成するイメージ形成装置と、 前記イメージ形成装置に結合され、製造均一性の監視方法を実現するコンピュータプログラムを記録する監視モジュールと、を含み、前記監視方法は、 前記走査像を、少なくとも1つの設計レイアウトパターンに照準させ、前記走査像中、複数の境界を識別するステップと、 前記設計レイアウトパターンの中の特定形状の限界寸法に関連する、繰り返しパターンの1つの境界、又は、繰り返しパターンの複数の境界からそれぞれ測定される距離を前記ダイ全体で平均化して、前記ダイの限界寸法値を得るステップと、を含むことを特徴とするシステム。