JP2507566B2 - 電子ビ―ム測長方法および装置 - Google Patents

電子ビ―ム測長方法および装置

Info

Publication number
JP2507566B2
JP2507566B2 JP29779188A JP29779188A JP2507566B2 JP 2507566 B2 JP2507566 B2 JP 2507566B2 JP 29779188 A JP29779188 A JP 29779188A JP 29779188 A JP29779188 A JP 29779188A JP 2507566 B2 JP2507566 B2 JP 2507566B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
electron beam
phase difference
memory
scanning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP29779188A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH02143106A (ja
Inventor
敏弘 浅利
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jeol Ltd
Original Assignee
Nihon Denshi KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nihon Denshi KK filed Critical Nihon Denshi KK
Priority to JP29779188A priority Critical patent/JP2507566B2/ja
Publication of JPH02143106A publication Critical patent/JPH02143106A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2507566B2 publication Critical patent/JP2507566B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、半導体デバイス等の製作の過程でシリコン
ウエハ等の上に形成されたパターンの幅等を電子ビーム
を利用して測長するようにした電子ビーム測長方法およ
び装置に関する。
(従来の技術) 電子ビーム測長装置では、試料上の測長すべきパター
ンを横切って電子ビームを直線状に走査し、この走査に
伴って得られた反射電子等の情報信号を検出し、検出信
号に基づいてパターンの幅を測長している。通常、検出
信号のSN比を高めるために直線状の電子ビーム走査を多
数回行い、得られた多数の検出信号を加算するようにし
ている。この場合、電子ビーム照射による試料のダメー
ジを小さくし、コンタミネーションの発生の防止やチャ
ージアップによる電子ビームのゆらぎの影響を少なくす
るために、移動加算測長方式が採用されている。第3図
はこの方式を示しており、被測長パターンPを横切って
電子ビームの直線状走査S1〜Snが行われる。この電子ビ
ームの直線状走査は少しずつ走査位置を、ずらしながら
行われ、各走査に基づいて検出された、例えば、反射電
子信号は加算される。第4図は検出信号強度を示してお
り、D1は走査S1に対応したもの、D2は走査S1とS2に基づ
く検出信号を加算したもの、Dnはn回の走査に基づいて
得られた検出信号を加算したものである。この加算信号
Dnに基づいてパターンPの幅が測長される。
このように、移動加算測長方式では、試料の同一位置
で多数回の電子ビームの走査が行われないので、試料の
ダメージを少なくでき、又、コンタミネーションの発生
を防止でき、更に、試料がチャージアップすることも防
止できる。
(発明が解決しようとする課題) ところで、第5図に示すように、線パターンPが電子
ビームの走査方向に対して傾斜している場合、次の問題
点が生じる。すなわち、第1回目の走査S1に基づく検出
信号は、第6図(a)に示すようになるのに対し、第k
回目の走査Skに基づく検出信号は、第6図(b)に示す
ように、第6図(a)の信号に比べてピームの位置がシ
フトする。このような検出信号を加算すると、第6図
(c)に示すように、ピークがブロードとなってしま
い、このような加算手段に基づいて測定されたパターン
の幅は、正確とならず、測定精度が悪化する。
更に、各走査の結果得られた検出信号を全て単純に加
算しているので、パターンPの傾斜角θを計算すること
ができず、その結果、パターンPの線分方向に垂直な幅
をWとすると、求められる幅は、W/cosθとなる。
本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、その
目的は、パターンが傾斜していても、高精度でパターン
の幅等の測長を行うことができる電子ビーム測長方法お
よび装置を実現することにある。
(課題を解決するための手段) 請求項1の発明に基づく電子ビーム測長方法は、電子
ビームを試料上で被測長パターンを横切って直線状に走
査すると共に、試料上の直線状走査位置をずらしながら
多数回走査を行い、各走査に応じて試料から得られた信
号を検出し、各走査毎の検出信号を加算し、加算結果に
基づいてパターンの測長を行うようにした電子ビーム測
長方法において、新たな1回の直線状走査によって得ら
れた検出信号と、それ以前に得られた信号の位相差を求
め、この位相差に応じて、新たに得られた検出信号をア
ドレスをシフトし、その後、両信号の加算を行うように
したことを特徴としている。
請求項2の発明に基づく電子ビーム測長方法は、請求
項1の発明に加えて、各直線状走査によって得られた検
出信号とそれ以前に加算された信号との位相差により、
電子ビームの走査方向に対するパターンの傾斜角度を求
めるようにしたことを特徴としている。
請求項3の発明に基づく電子ビーム測長装置は、電子
ビームを試料上で直線状に走査すると共に、試料上の直
線状走査位置をずらすための手段と、試料上での電子ビ
ームの走査に伴って得られた信号を検出する検出器と、
各走査毎の検出信号を加算する加算手段とを設け、加算
手段からの加算信号に基づいてパターンの測長を行うよ
うにした電子ビーム測長装置いおいて、加算信号を格納
する第1のメモリと、1回の直線状走査による検出器の
出力信号を格納する第2のメモリと、第1のメモリと第
2のメモリに格納された2種の信号波形の位相差を求め
るユニットと、第2のメモリに格納された信号を求めら
れた位相差分アドレスをシフトして加算手段に転送する
ユニットとを備えたことを特徴としている。
(作用) 請求項1の発明では、移動加算測長方式において、電
子ビームの任意の1回の直線状走査に基づいて得られた
検出信号をそれまでに加算した信号と加算するに際し、
既に加算された信号と任意の直線状走査によって得られ
た信号との位相差を求め、新たな信号の加算は、位相差
分信号のアドレスをシフトして行う。
請求項2の発明では、請求項1の発明に加えて、各直
線状走査によって得られた検出信号の位相差に基づいて
パターンの傾斜角を求める。
請求項3の発明では、加算信号を格納する第1のメモ
リと、任意の1回の直線状走査に基づいて得られた検出
信号を格納する第2のメモリと、2つのメモリに格納さ
れた信号の位相差を求めるユニットと、求められた位相
差に応じて第2のメモリに格納された信号のアドレスを
シフトして転送するユニットとを設け、第1のメモリと
第2のメモリの信号の位相を一致させて加算を行う。
(実施例) 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。第1図は本発明に基づく電子ビーム測長装置の一実
施例を示しており、電子ビームEBは、集束レンズ1によ
ってパターンPが形成された被測長試料2上に細く集束
されると共に、電子ビームEBの照射位置は、静電偏向器
3によって変えられる。静電偏向器3には、偏向器制御
ユニット4から電子ビーム走査信号が供給されるが、偏
向器制御ユニット4は、コンピュータ5によって制御さ
れる。
試料2への電子ビームEBの照射に基づいて発生した反
射電子は、反射電子検出器6によって検出される。検出
器6の検出信号は、増幅器7によって増幅され、A−D
変換器8を介して、1回の直線状走査によって得られた
信号を格納するバッファメモリ9に供給される。バッフ
ァメモリ9に格納された信号は、位相補正転送ユニット
10と、位相差検出ユニット11に供給される。位相補正転
送ユニット10から転送された信号は、累計加算メモリ12
に供給されて加算され記憶されるが、累計加算メモリ12
によって加算され記憶された値は、コンピュータ5と位
相差検出ユニット11に供給される。
このような構成の装置の動作は次の通りである。ま
ず、コンピュータ5から偏向器制御ユニット4に走査開
始信号が出力され、この信号に基づいて偏向器制御ユニ
ット4は試料2上のパターンPを横切って多数回、電子
ビームEBを直線状に走査する走査信号を発生し、偏向器
3に供給する。この結果、第5図に示すように、走査位
置を移動させながらの電子ビームEBの直線状走査が行わ
れる。
1回目の電子ビームの直線状走査に基づいて検出器6
から得られた信号は、増幅器7によって増幅され、A−
D変換器8によってディジタル信号に変換されてバッフ
ァメモリ9に格納される。この時、まだ累計ユニット12
にはデータが格納されていないので、位相差検出ユニッ
ト11によって求められる位相差は0となり、バッファメ
モリ9に格納された信号は、何等のアドレスシフトが行
われずに累計加算メモリ12に転送され、格納される。
次に、2回目の電子ビームの直線状走査が行われる
と、この走査に基づいて得られた検出信号は、バッファ
メモリ9に格納される。位相差検出ユニット11は、バッ
ファメモリ9に格納された信号波形と、累計加算メモリ
12に格納された信号波形との位相差Δxを求めている。
この位相差Δxを求める方法については、種々用いるこ
とができるが、例えば、次のような原理を用いることが
できる。
バッファメモリ9に格納された、1回の電子ビームの
直線状走査に基づく検出信号波形のデータをf(i)、
累計加算メモリ12において累計加算されて記憶されてい
る信号の波形をg(i)とし、メモリの最大アドレスを
mとする。f(x),g(x)のアドレスをiだけずらし
て乗算し、その値を幅nに対して加算した値をR(i)
とすると、このR(i)は次のように表わすことができ
る。
なお、 i=−(m−n),…,0,1,…(m−n) である。
今、iを−(m−n)から(m−n)まで変化させ、
それぞれについてR(i)を求めると、R(i)が最大
値をとる時、f(x)とg(x+i)の位置が一番一致
する時である。位相差検出ユニット11では、R(i)
を、 i=−(m−n),…,0,1,…(m−n)について算出
しており、算出されたR(i)の値が最大の時のiがΔ
X、すなわち両信号波形の位相差となる。
このようにして求められた位相差Δxは、位相補正転
送ユニット10に供給される。位相補正転送ユニット10
は、バッファメモリ9に格納された信号のアドレスを位
相差Δx分シフトし、累計加算メモリ12に供給する。累
計加算メモリ12は、既に記憶されている信号と、位相補
正転送ユニット10から転送された信号の加算を行って記
憶する。
第2図(a)は、1回目の電子ビームの直線状走査に
よって得られた検出信号波形を示しており、第2図
(b)は、2回目の検出信号波形を示している。なお、
この図において縦軸は信号強度、横軸は電子ビームの走
査位置(メモリのアドレス)である。両信号波形は、パ
ターンPが電子ビームの走査方向に対して傾斜している
ことから、位相差Δxを有している。位相差検出ユニッ
ト10は、第2図(b)の実線の信号を点線の信号のよう
に、位相差Δx分アドレスをシフトし、累計加算メモリ
12に転送する。累計加算メモリ12では、第2図(a)の
信号と、第2図(b)の点線の信号を加算して記憶す
る。
上述した検出信号の位相差の検出と検出信号のアドレ
スをシフトさせての転送は、各直線状走査に基づく検出
信号に対して行われる。所定回数の全ての直線状走査が
終了し、この走査に基づく信号の加算が行われた後、コ
ンピュータ5は、累計加算メモリ12に記憶されている信
号を読み出し、この信号に基づいてパターンPの幅の測
長を行う。累計加算メモリ12に記憶されている加算信号
は、パターンPの傾斜による検出信号の位相差が補正さ
れた信号を加算することによって得られたものであり、
パターン端部による信号のピークはシャープとなり、こ
のような信号によって測長された幅は極めて正確なもの
となる。
なお、累計加算メモリ12に記憶された信号に基づいて
得られたパターンの幅は、パターンが角度θ傾斜してい
る場合には、W/cosθとなる。このため、位相差検出ユ
ニット10において求められた各直線状走査に基づく検出
信号の位相差Δxは、コンピュータ5に供給されてお
り、コンピュータ5は、供給された各走査毎の位相差に
基づいてパターンの電子ビーム走査方向に対する傾斜角
θを求める。更に、コンピュータ5は、累計加算された
信号により求められた幅W/cosθと、各位相差Δxに基
づいて得られた角度θとから、パターンPの長さ方向に
対して垂直な幅Wを演算して求めている。
以上本発明を説明したが、本発明はこの実施例に限定
されない。例えば、位相差Δxを求める方法は、前記し
た方法に限らず、他の方法を用いても良い。例えば、任
意の1回の直線状走査に基づいて得られた検出信号のピ
ークの位置と、加算された信号のピークの位置を求め、
その差を比べて、位相差Δxを求めるようにしても良
い。
(発明の効果) 以上説明したように、請求項1および3の発明では、
直線状走査に基づく検出信号の位相差を求め、この位相
差に応じて検出信号のアドレスをシフトさせて加算する
ようにしているので、加算信号のピークをシャープな波
形とすることができ、高精度の測長を行うことができ
る。
又、請求項2の発明では、各検出信号の位相差から電
子ビームの走査方向に対する傾斜角を求めており、この
傾斜角を求めることにより、パターンの長さ方向に通し
て垂直な方向の幅を求めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例である電子ビーム測長装置
を示す図、第2図は、検出信号波形を示す図、第3図
は、移動加算測長方式を説明するための図、第4図は、
加算信号を示す図、第5図は、傾斜したパターンに対す
る電子ビームの走査の様子を示す図、第6図は、第5図
の走査による検出信号波形を示す図である。 1……集束レンズ、2……試料 3……偏向器 4……偏向器制御ユニット 5……コンピュータ、6……検出器 7……増幅器、8……A−D変換器 9……バッファメモリ 10……位相補正転送ユニット 11……位相差検出ユニット 12……累計加算メモリ

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電子ビームを試料上で被測長パターンを横
    切って直線状に走査すると共に、試料上の直線状走査位
    置をずらしながら多数回走査を行い、各走査に応じて試
    料から得られた信号を検出し、各走査毎の検出信号を加
    算し、加算結果に基づいてパターンの測長を行うように
    した電子ビーム測長方法において、新たに1回の直線状
    走査によって得られた検出信号と、それ以前に得られた
    信号の位相差を求め、この位相差に応じて、新たに得ら
    れた検出信号のアドレスをシフトし、その後、両信号の
    加算を行うようにしたことを特徴とする電子ビーム測長
    方法。
  2. 【請求項2】各直線状走査によって得られた検出信号と
    それ以前に加算された信号との位相差により、電子ビー
    ムの走査方向に対するパターンの傾斜角度を求めるよう
    にした請求項1記載の電子ビーム測長方法。
  3. 【請求項3】電子ビームを試料上で直線状に走査すると
    共に、試料上の直線状走査位置をずらすための手段と、
    試料上での電子ビームの走査に伴って得られた信号を検
    出する検出器と、各走査毎の検出信号を加算する加算手
    段とを設け、加算手段からの加算信号に基づいてパター
    ンの測長を行うようにした電子ビーム測長装置におい
    て、加算信号を格納する第1のメモリと、1回の直線状
    走査による検出器の出力信号を格納する第2のメモリ
    と、第1のメモリと第2のメモリに格納された2種の信
    号波形の位相差を求めるユニットと、第2のメモリに格
    納された信号を求められた位相差分アドレスをシフトし
    て加算手段に転送するユニットとを備えたことを特徴と
    する電子ビーム測長装置。
JP29779188A 1988-11-25 1988-11-25 電子ビ―ム測長方法および装置 Expired - Fee Related JP2507566B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29779188A JP2507566B2 (ja) 1988-11-25 1988-11-25 電子ビ―ム測長方法および装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29779188A JP2507566B2 (ja) 1988-11-25 1988-11-25 電子ビ―ム測長方法および装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02143106A JPH02143106A (ja) 1990-06-01
JP2507566B2 true JP2507566B2 (ja) 1996-06-12

Family

ID=17851220

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29779188A Expired - Fee Related JP2507566B2 (ja) 1988-11-25 1988-11-25 電子ビ―ム測長方法および装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2507566B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5468515B2 (ja) * 2010-10-15 2014-04-09 株式会社日立ハイテクノロジーズ 観察画像取得方法、走査型電子顕微鏡

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02143106A (ja) 1990-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6509966B2 (en) Optical system for detecting surface defect and surface defect tester using the same
US4766311A (en) Method and apparatus for precision SEM measurements
JPH0646550B2 (ja) 電子ビ−ム定位置照射制御方法および電子ビ−ム定位置照射制御装置
JP2840801B2 (ja) 座標変換係数の自動設定方法
US6115117A (en) Method and apparatus for surface inspection
JP2507566B2 (ja) 電子ビ―ム測長方法および装置
EP0130497B1 (en) Alignment technique for a scanning beam
US6978215B2 (en) Method of determining of true nonlinearity of scan along a selected direction X or Y in scan microscope
JP2708300B2 (ja) 電子線描画方法
US6836690B1 (en) High precision substrate prealigner
JPH08115959A (ja) 電子ビーム装置及び電子ビームを用いた測定方法
JPH0687011B2 (ja) 電子ビーム測長装置
JP2891515B2 (ja) 電子ビーム測長方法
JP3866782B2 (ja) 電子ビーム露光装置及び露光方法
JP2828320B2 (ja) 電子ビーム測長方法
JP2571110B2 (ja) 荷電ビームを用いたパタン寸法測定方法およびその装置
JPH0282515A (ja) 電子ビーム描画方法
JPH0887974A (ja) 試料の高さ変位の補正方法,試料の高さ測定方法,電子ビームの自動焦点合わせ方法
JPS61114116A (ja) 寸法測長装置
JP2726855B2 (ja) 焦点合わせ方法
JP3278969B2 (ja) 位置検出装置並びに重ね合わせ精度検出装置
JP3194986B2 (ja) マーク検出方法および装置並びにそれを用いた電子線描画方法およびその装置
US6596993B1 (en) Method of automatically correcting magnification and non-linearity of scanning electron microscope
JPS6316900B2 (ja)
JPH0724256B2 (ja) サイズ測定装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees