JP2001147112A - 走査電子顕微鏡 - Google Patents
走査電子顕微鏡Info
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- JP2001147112A JP2001147112A JP33164499A JP33164499A JP2001147112A JP 2001147112 A JP2001147112 A JP 2001147112A JP 33164499 A JP33164499 A JP 33164499A JP 33164499 A JP33164499 A JP 33164499A JP 2001147112 A JP2001147112 A JP 2001147112A
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Abstract
もので、微小な素子であるにも関わらず、離間している
が故に倍率を低くして寸法測定を行わざるを得ない対象
試料の測長を高精度に行うことを目的とするものであ
る。 【解決手段】本発明によれば、上記目的を達成するため
に第1に、電子線を試料上で走査し、当該試料で得られ
た二次信号に基づいて試料像を形成し、当該試料像に基
づいて二点間の寸法測定を行う走査電子顕微鏡におい
て、前記二点を結ぶ直線に対し、垂直な方向に前記試料
像を伸ばして形成する手段を備えたことを特徴とする走
査電子顕微鏡を提供する。
Description
係り、特に離間した素子間の測長を行うのに好適な走査
電子顕微鏡に関する。
収束レンズおよび対物レンズにより細く絞られた電子線
を偏向器を用いて試料上で走査し、電子線照射によって
試料から発生する二次信号(二次電子や反射電子)を二
次信号検出器により検出し、その検出信号を電子線の走
査と同期して処理することで試料像を形成する装置であ
る。
向と横方向の像倍率がなるべく高精度に一致するように
設計されている。また、試料を傾斜して観察する場合に
は、一次ビームの走査領域の縦横倍率比が一致している
と、試料傾斜方向に対応する試料上の寸法が縮んで見え
るため、縦方向と横方向の一次ビーム走査範囲を変更し
て、傾斜した試料に対して、試料像の縦方向と横方向の
倍率が同じになるような機能(傾斜倍率補正)を設けて
いる。
微鏡において、離間した位置に(例えば100μm)存
在する2つの微小な部位(例えば1μm)間の距離を測
定する場合、2つの部位が同じ画面内に入るように倍率
を設定すると、微小な部位は試料像中の極限られた領域
に点在することになる。
鏡がデバイスの寸法測定手段として用いられるようにな
って久しい。これまでは、近接するパターンのピッチや
パターン幅だけの寸法測定に走査電子顕微鏡が用いられ
ていたが、近年、デバイスの形状が複雑になるにつれ
て、寸法測定を行うべき素子が互いに離れて存在するケ
ースが考えられるようになってきた。
被測定対象が、縦方向に互いに離れて存在し、かつ被測
定対象の縦方向の距離が横方向の微細寸法に比較して極
めて大きい状況が生まれてきた。このようなデバイス構
造の横方向の微細寸法とデバイス間の縦方向の距離を同
時に測定するには、縦横倍率の等しい従来の走査電子顕
微鏡では、距離の長い縦方向を基準に像倍率を設定し
て、試料像を得る必要がある。
るには、試料像の測定範囲における画素数を計測し、こ
の画素数に像倍率で決まる係数を掛けて寸法に換算す
る。このとき、測定範囲における画素数が少ないと当然
のことながら、精度の高い寸法測定は望めない。上述の
例のように、縦方向と横方向の寸法が大きく異なるよう
な状況においては、測定範囲における縦方向の画素数は
十分得られるが、横方向の微細寸法範囲においては、極
わずかの画素数で画像を形成せざるを得ないため、高い
精度の寸法測定を行うことができないという問題があっ
た。
れたもので、微小な素子であるにも関わらず、離間して
いるが故に倍率を低くして寸法測定を行わざるを得ない
対象試料の測長を高精度に行うことを目的とするもので
ある。
的を達成するために第1に、電子線を試料上で走査し、
当該試料で得られた二次信号に基づいて試料像を形成
し、当該試料像に基づいて二点間の寸法測定を行う走査
電子顕微鏡において、前記二点を結ぶ直線に対し、垂直
な方向に前記試料像を伸ばして形成する手段を備えたこ
とを特徴とする走査電子顕微鏡を提供する。
が離間し試料像を低倍率にせざるを得ない場合であって
も、試料像上で測長の基準となる素子の存在を明確にす
ることが可能になる。
子線を試料上で走査し、当該試料で得られた二次信号に
基づいて試料像を形成する走査電子顕微鏡において、前
記試料像上で任意の縦横比を持つ矩形領域を指定する手
段と、当該矩形領域の任意の一方向を広げて表示する手
段を備えたことを特徴とする走査電子顕微鏡を提供す
る。
長を実施すべき2つの素子を含むように上記矩形領域を
設定することによって、測長の基準となる素子を一画面
上に配置しつつ、当該素子を試料像上で明確にすること
ができる。
面図である。陰極1と第一陽極2の間には、マイクロプ
ロセッサ(CPU)30で制御される高電圧制御電源2
2により電圧が印加され、所定のエミッション電流が陰
極1から引き出される。陰極1と第二陽極3の間にはC
PU30で制御される高電圧制御電源22により加速電
圧が印加されるため、陰極1から放出された一次電子線
4は加速されて後段のレンズ系に進行する。一次電子線
4は、レンズ制御電源23で制御された収束レンズ5で
収束され、絞り板9で一次電子線4の不要な領域が除去
される。その後、対物レンズ制御電源24で制御された
対物レンズ7により試料8に微小スポットとして収束さ
れ、偏向コイル11で試料上を二次元的に走査される。
偏向コイル11の走査信号は、観察倍率に応じて偏向コ
イル制御電源25により制御される。また、試料8は二
次元的に移動可能で、一次電子線4に対し傾斜可能なス
テージ5上に固定されている。ステージ5はステージ制
御電源26により移動が制御される。一次電子線4の照
射によって試料8から発生した二次電子10は二次電子
検出器6により検出され、その検出信号を一次電子線4
の走査と同期してCPU30にて処理し、像表示装置1
2に試料像14aとして表示する。
13を示した一例である。CRT画面13に表示された
試料像14aにおいて、距離の測定を行いたい部位16
aと16bは、両方がCRT画面13内に入る像倍率で
は小さくなってしまってわかりにくい。そこで、画像範
囲15を選択し、偏向コイル制御電源25により偏向コ
イル11の走査信号を制御して画像範囲15に対応する
試料8上に一次電子線4を走査させると、図2(b)に
示されるような、試料像14aの縦方向が拡大された試
料像14bが得られる。この試料像14bにより、部位
16aと16bの距離を測定することで、試料像14a
にて測定するよりも、より精度の良い測定を行うことが
できる。また本実施例の構成によれば、測長とは関係の
ない素子を測長対象として取り違えるような事態を防ぐ
ことができる。
ても良い。試料像14aにおいて測定部位16aと16
bの近傍に形状が特徴的なパターン40が存在している
ような場合、パターン40を画像パターン41として図
3のように抜き出して予め登録する。画像パターン41
と共に画像パターン41に対応する測定個所16a,1
6bと測定個所を含むような画像範囲15を登録してお
く。試料像14aを取得した後、試料像14aにおいて
画像パターン41を用いパターン認識を行い、試料像1
4aにおける画像範囲15を自動で選択することができ
る。画像範囲15を選択した後、偏向コイル制御電源2
5により偏向コイル11の走査信号を制御して画像範囲
15に対応する試料8上に一次電子線4を走査させ、図
2(b)に示されるような試料像14bを得ることができ
る。
に、細く長いパターン17の幅を測定したい場合には、
画像選択範囲15を縦に長い長方形として試料像14b
を取得し、図4(b)に示されるように、横方向が拡大
された試料像14bにて測定を行うことで、精度良く測
定できる。
を表示させ、測定したい場所へ移動することで試料像1
4bの横方向の像倍率より、測定値21をCRT画面1
3へ表示させる。
ッジラフネスが局所的に形成されている場合があるの
で、画像選択範囲15をパターン17の長手方向にでき
るだけ大きく設定することで、局所的なエッジラフネス
に基づく測長誤差を低減することができる。また反対に
パターン17に対し、画像選択範囲15を局所的に設定
することによって、当該部分の正確な測長を行うことも
可能になる。
ソル線19に挟まれた区間の水平方向の信号強度のプロ
ファイルを垂直方向に加算平均を行ったプロファイル2
0を表示させ、そのプロファイル20から測定範囲を検
出し、測定値21をCRT画面13に表示させても良
い。このような表示を行うことによって、測長範囲の選
択が適当であったか否かの判断が容易になる。
測定を行い、その測定値の平均を寸法の測定値としてC
RT画面13に表示させても良い。
し、測定値21をCRT画面13に表示させる手順を示
すフローチャートである。図に示すように、ステップ1
0において試料像14a上にて画像範囲15を選択し、
ステップ11において選択した画像範囲15の試料8に
対応する位置および大きさを計算する。
囲に一次電子線4を走査させるように偏向コイル制御電
源25にとり偏向コイル11の走査信号を制御して、ス
テップ13にて画像選択範囲15の試料像14bを取得
する。
を選択し、任意の点を指定する場合はステップ15にて
測定点の指定を行い、ステップ20にて指定された点間
の試料8上の寸法を計算する。
は、ステップ16にて水平カーソル19を用い測定範囲
の指定を行い、ステップ17において測定範囲のプロフ
ァイル20の取得を行う。ステップ18にて得られたプ
ロファイル20から寸法測定範囲を検出し、ステップ2
0にて検出した寸法測定範囲の寸法を計算する。
る場合には、ステップ19にて測定する場所をカーソル
にて指定し、ステップ20にて指定したカーソル間の試
料8上の寸法を計算する。
された測定値21をCRT画面13へ表示させる。
を自動にて行う場合の手順をフローチャートにしたもの
を図8に示す。ステップ101において、予め特徴的な
画像パターン41と画像パターン41に対応する測定個
所と画像範囲15を登録する。ステップ102にて測定
個所近傍の試料像14aを取得する。ステップ103で
は、取得した試料像14aにおいて画像パターン41に
よるパターン認識を行う。
るパターン認識により取得した試料像14aに画像パタ
ーン41は存在していたかどうかを判断し、存在してい
ると判断した場合はステップ105へ進む。
応した画像範囲15を選択し、図7のステップ11へ進
む。
場合には、ステップ106へ進み、エラーメッセージを
表示させる。
せた試料像において寸法の測定を行うことができるの
で、寸法測定の像倍率では見えにくい部分を拡大し、精
度良く寸法の測定ができる効果がある。
例を示す概略図。
施例を示す概略図。
施例を示す概略図。
施例を示す概略図。
すフローチャート。
ーチャート。
線、5…収束レンズ、6…二次電子検出器、7…対物レ
ンズ、8…試料、9…絞り板、10…二次電子、11…
偏向コイル、12…像表示装置、13…CRT画面、1
4a…試料像、14b…選択範囲の試料像、15…画像
選択範囲、16a,16b…測定部位、17…測定パタ
ーン、18…垂直カーソル線、19…水平カーソル線、
20…プロファイル、21…測定値、22…高電圧制御
電源、23…収束レンズ制御電源、24…対物レンズ制
御電源、25…偏向コイル制御電源、26…ステージ制
御電源、30…制御CPU、40…特徴的なパターン、
41…画像パターン。
Claims (9)
- 【請求項1】電子線を試料上で走査し、当該試料で得ら
れた二次信号に基づいて試料像を形成し、当該試料像に
基づいて二点間の寸法測定を行う走査電子顕微鏡におい
て、前記二点を結ぶ直線に対し、垂直な方向に前記試料
像を伸ばして形成する手段を備えたことを特徴とする走
査電子顕微鏡。 - 【請求項2】請求項1において、 前記試料像を伸ばして形成する手段は、前記試料像上で
任意の矩形領域を指定する手段と、前記指定領域の縦横
比を変えて表示する手段を含むことを特徴とする走査電
子顕微鏡。 - 【請求項3】請求項1において、 前記試料像上に、2以上のカーソルを重畳させる手段
と、当該カーソルを前記試料像上で移動させる手段と、
当該カーソルの指定位置に基づいて前記二点間の寸法を
測定する手段を備えたことを特徴とする走査電子顕微
鏡。 - 【請求項4】請求項1において、 前記カーソルを横切る方向の信号強度に基づいて複数の
ラインプロファイルを取得する手段を備え、当該手段に
よって取得された複数のラインプロファイルを加算平均
する手段を備えたことを特徴とする走査電子顕微鏡。 - 【請求項5】電子線を試料上で走査し、当該試料で得ら
れた二次信号に基づいて試料像を形成する走査電子顕微
鏡において、前記試料像上で任意の縦横比を持つ矩形領
域を指定する指定手段と、当該矩形領域の任意の一方向
を広げて表示する手段を備えたことを特徴とする走査電
子顕微鏡。 - 【請求項6】請求項5において、 前記指定される矩形領域に基づいて、前記試料に対する
前記電子線の走査領域が決定されることを特徴とする走
査電子顕微鏡。 - 【請求項7】請求項5において、 前記試料像上に、2以上のカーソルを重畳させる手段
と、当該カーソルを前記試料像上で移動させる手段と、
当該カーソルの指定位置に基づいて前記二点間の寸法を
測定する手段を備えたことを特徴とする走査電子顕微
鏡。 - 【請求項8】請求項5において、 前記試料像上に2以上のカーソルを重畳する手段と、当
該2つのカーソル間の信号強度のラインプロファイルを
複数取得する手段と、当該複数のラインプロファイルを
加算平均して、前記2つのカーソル間の寸法を測長する
手段を備えたことを特徴とする走査電子顕微鏡。 - 【請求項9】請求項5において、 前記試料を傾斜する手段と、当該手段の傾斜角を入力す
る手段と、当該入力手段により入力された傾斜角度と前
記指定手段によって指定された試料像情報に基づいて、
前記試料上の寸法を測定することを特徴とする走査電子
顕微鏡。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33164499A JP2001147112A (ja) | 1999-11-22 | 1999-11-22 | 走査電子顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33164499A JP2001147112A (ja) | 1999-11-22 | 1999-11-22 | 走査電子顕微鏡 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001147112A true JP2001147112A (ja) | 2001-05-29 |
Family
ID=18245979
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33164499A Pending JP2001147112A (ja) | 1999-11-22 | 1999-11-22 | 走査電子顕微鏡 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001147112A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003021186A1 (fr) * | 2001-08-29 | 2003-03-13 | Hitachi, Ltd. | Procede pour mesurer les dimensions d'un echantillon et microscope electronique a balayage |
US7045782B2 (en) | 2003-12-15 | 2006-05-16 | Hitachi High-Technologies Corporation | Method of measurement accuracy improvement by control of pattern shrinkage |
JP2006138864A (ja) * | 2001-08-29 | 2006-06-01 | Hitachi Ltd | 試料寸法測定方法及び走査型電子顕微鏡 |
JP2007003535A (ja) * | 2001-08-29 | 2007-01-11 | Hitachi Ltd | 試料寸法測定方法及び走査型電子顕微鏡 |
-
1999
- 1999-11-22 JP JP33164499A patent/JP2001147112A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003021186A1 (fr) * | 2001-08-29 | 2003-03-13 | Hitachi, Ltd. | Procede pour mesurer les dimensions d'un echantillon et microscope electronique a balayage |
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JP2007003535A (ja) * | 2001-08-29 | 2007-01-11 | Hitachi Ltd | 試料寸法測定方法及び走査型電子顕微鏡 |
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US8080789B2 (en) | 2001-08-29 | 2011-12-20 | Hitachi, Ltd. | Sample dimension measuring method and scanning electron microscope |
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US7288763B2 (en) | 2003-12-15 | 2007-10-30 | Hitachi High-Technologies Corporation | Method of measurement accuracy improvement by control of pattern shrinkage |
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