JP3265724B2 - 荷電粒子線装置 - Google Patents
荷電粒子線装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウェーハ上に形
成されたコンタクトホールパターン（以下、ホールパタ
ーンと略す。）を、例えば電子顕微鏡で検知し、これを
ＣＲＴ上に拡大表示して、前記ホールパターンのさまざ
まな角度の直径値、あるいは半径値を計測するホールパ
ターン形状評価装置に関する。
成されたコンタクトホールパターン（以下、ホールパタ
ーンと略す。）を、例えば電子顕微鏡で検知し、これを
ＣＲＴ上に拡大表示して、前記ホールパターンのさまざ
まな角度の直径値、あるいは半径値を計測するホールパ
ターン形状評価装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウェーハの製造プロセスにおい
て、マスク工程を経て形成されたコンタクトホールパタ
ーンが、所定の直径値あるいは、半径値を有するか否か
の検査が行われている。この場合従来にあっては、ホー
ルパターンの拡大像からオペレータが手動によりそのホ
ールパターンを計測していた。また、自動的にホールパ
ターンを計測する方法としては、特開昭61−124810号公
報に示されるように前記ウェーハの表面パターンを電子
顕微鏡で検知し、その拡大表示されたホールパターンの
画像をあるしきい値を境として２値化に変換し、そのホ
ールパターン部分に相当する画素を計数することによっ
てそのホールパターンの面積を測定していた。あるい
は、特開昭61−265517号公報に示されるように、そのホ
ールパターンの表示面に対して水平方向の直径値のみを
測長していた。この方法は、ほぼ垂直方向に平行な２本
の直線から成る線パターンのような画像において、その
水平方向の幅を測長する装置をホールパターンに使用し
たものである。
て、マスク工程を経て形成されたコンタクトホールパタ
ーンが、所定の直径値あるいは、半径値を有するか否か
の検査が行われている。この場合従来にあっては、ホー
ルパターンの拡大像からオペレータが手動によりそのホ
ールパターンを計測していた。また、自動的にホールパ
ターンを計測する方法としては、特開昭61−124810号公
報に示されるように前記ウェーハの表面パターンを電子
顕微鏡で検知し、その拡大表示されたホールパターンの
画像をあるしきい値を境として２値化に変換し、そのホ
ールパターン部分に相当する画素を計数することによっ
てそのホールパターンの面積を測定していた。あるい
は、特開昭61−265517号公報に示されるように、そのホ
ールパターンの表示面に対して水平方向の直径値のみを
測長していた。この方法は、ほぼ垂直方向に平行な２本
の直線から成る線パターンのような画像において、その
水平方向の幅を測長する装置をホールパターンに使用し
たものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記表示手段
に対して水平方向の幅を測定する従来の装置において
は、ホールパターンの一方向の直径値しか測長できない
ため、例えばホールパターンが楕円のような場合には、
ホールパターンの向きによって測長値が異なり、ホール
パターン全体の形状を反映する情報を得ることが困難で
あった。また、ホールパターンが表示された画像を２値
化に変換し、ホールパターン部分に相当する画素を計数
することによって、そのホールパターンの面積を算出す
る装置においては、そのホールパターンのさまざまな角
度の直径値や半径値を測長することはできないので、面
積値のみからそのホールパターンの形状を判断すること
しか出来なかった。半導体のホールパターンにおいて
は、ホールパターンは真円ではなく、楕円形や四角形な
どの形として前記表示手段に表示されることもある。そ
のような場合、面積のみならず、そのホールパターン全
体の形状を反映する情報として、さまざまな角度の半径
値、及び直径値が必要である。
に対して水平方向の幅を測定する従来の装置において
は、ホールパターンの一方向の直径値しか測長できない
ため、例えばホールパターンが楕円のような場合には、
ホールパターンの向きによって測長値が異なり、ホール
パターン全体の形状を反映する情報を得ることが困難で
あった。また、ホールパターンが表示された画像を２値
化に変換し、ホールパターン部分に相当する画素を計数
することによって、そのホールパターンの面積を算出す
る装置においては、そのホールパターンのさまざまな角
度の直径値や半径値を測長することはできないので、面
積値のみからそのホールパターンの形状を判断すること
しか出来なかった。半導体のホールパターンにおいて
は、ホールパターンは真円ではなく、楕円形や四角形な
どの形として前記表示手段に表示されることもある。そ
のような場合、面積のみならず、そのホールパターン全
体の形状を反映する情報として、さまざまな角度の半径
値、及び直径値が必要である。
【０００４】また、例えば電子顕微鏡による像はノイズ
が多く、エッジ検出がノイズにより正確に行えない場合
がある。
が多く、エッジ検出がノイズにより正確に行えない場合
がある。
【０００５】このことから本発明の目的は、微細ホール
パターンの形状をノイズに影響されず、細部に至るまで
高精度に評価できるホールパターン形状評価装置を提供
することにある。
パターンの形状をノイズに影響されず、細部に至るまで
高精度に評価できるホールパターン形状評価装置を提供
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かかる目的は、前記表示
手段の像表示面に一点を指定する手段と、その表示手段
に表示された前記ホールパターンの像の中心に前記一点
を前記手段により指定した場合、前記ホールパターンの
像を前記一点を中心として極座標展開する手段と、その
極座標展開画像上で前記ホールパターンのエッジを任意
の測定点数分等間隔に検出する手段と、この手段により
検出された前記測定点数分のエッジの情報をもとに前記
ホールパターンの各角度方向の測定半径値、あるいは測
定直径値を算出する演算手段と前記極座標展開画像上で
角度座標方向にそって、指定された幅の画像データを加
算する手段とを提供することで達成される。
手段の像表示面に一点を指定する手段と、その表示手段
に表示された前記ホールパターンの像の中心に前記一点
を前記手段により指定した場合、前記ホールパターンの
像を前記一点を中心として極座標展開する手段と、その
極座標展開画像上で前記ホールパターンのエッジを任意
の測定点数分等間隔に検出する手段と、この手段により
検出された前記測定点数分のエッジの情報をもとに前記
ホールパターンの各角度方向の測定半径値、あるいは測
定直径値を算出する演算手段と前記極座標展開画像上で
角度座標方向にそって、指定された幅の画像データを加
算する手段とを提供することで達成される。
【０００７】
【作用】以上のように、本発明によればホールパターン
が真円ではなく、楕円形や四角形などの場合において
も、そのホールパターンの中心を指定するだけで、さま
ざまな角度の半径値，直径値を得ることができ、その微
細ホールパターンの形状をノイズに影響されず、細部に
至るまで高精度に評価することができる。
が真円ではなく、楕円形や四角形などの場合において
も、そのホールパターンの中心を指定するだけで、さま
ざまな角度の半径値，直径値を得ることができ、その微
細ホールパターンの形状をノイズに影響されず、細部に
至るまで高精度に評価することができる。
【０００８】
【実施例】以下、図面に基づき本発明の実施例を説明す
る。図１は、本発明によるホールパターン形状評価装置
の一実施例を示す概略システム図である。電子銃１より
放射された電子ビーム２は、対物レンズ５により細く絞
られ試料６（ホールパターンを有した半導体ウェーハ）
に照射される。対物レンズ５は対物レンズ電源１４によ
り励磁される。また、偏向信号発生器１２によって発生
する偏向信号は偏向増幅器１３によって偏向コイル４を
励磁し、電子ビーム２を試料６上で二次元走査する。
る。図１は、本発明によるホールパターン形状評価装置
の一実施例を示す概略システム図である。電子銃１より
放射された電子ビーム２は、対物レンズ５により細く絞
られ試料６（ホールパターンを有した半導体ウェーハ）
に照射される。対物レンズ５は対物レンズ電源１４によ
り励磁される。また、偏向信号発生器１２によって発生
する偏向信号は偏向増幅器１３によって偏向コイル４を
励磁し、電子ビーム２を試料６上で二次元走査する。
【０００９】また、試料６に入射した電子ビーム２によ
り発生した信号（二次電子信号，反射電子信号など）
は、検出器８により電気信号に変換されＡ／Ｄ変換器９
によってアナログ信号からディジタル信号に変換され、
画像メモリ１０に記憶される。この画像メモリ１０の内
容は、Ｄ／Ａ変換器１１によりディジタル信号からアナ
ログ信号に変換され、画像表示用ＣＲＴ（陰極線管）２
０の輝度信号としてグリッドに引加される。この時、Ａ
／Ｄ変換器９，画像メモリ１０，Ｄ／Ａ変換器１１は、
Ａ／Ｄ変換して記憶し、更にＤ／Ａ変換して画像表示す
るためのタイミング信号を偏向信号発生器１２より受け
取る。画像表示用ＣＲＴ２０の偏向コイル１９は、偏向
信号発生器１２の偏向信号をもとにＣＲＴ用偏向増幅器
２１によって励磁される。
り発生した信号（二次電子信号，反射電子信号など）
は、検出器８により電気信号に変換されＡ／Ｄ変換器９
によってアナログ信号からディジタル信号に変換され、
画像メモリ１０に記憶される。この画像メモリ１０の内
容は、Ｄ／Ａ変換器１１によりディジタル信号からアナ
ログ信号に変換され、画像表示用ＣＲＴ（陰極線管）２
０の輝度信号としてグリッドに引加される。この時、Ａ
／Ｄ変換器９，画像メモリ１０，Ｄ／Ａ変換器１１は、
Ａ／Ｄ変換して記憶し、更にＤ／Ａ変換して画像表示す
るためのタイミング信号を偏向信号発生器１２より受け
取る。画像表示用ＣＲＴ２０の偏向コイル１９は、偏向
信号発生器１２の偏向信号をもとにＣＲＴ用偏向増幅器
２１によって励磁される。
【００１０】一方、試料６（コンタクトホールパターン
の形成された半導体ウェーハ）を載せているステージ７
は、ステージ駆動回路１６により移動され、それによっ
て電子ビーム２の試料６上の走査位置が変化し画像表示
用ＣＲＴ２０の視野が移動する。同様の視野移動は、イ
メージシフト制御回路１５によってイメージシフトコイ
ル３が励磁され、電子ビーム２の試料６上の走査位置が
オフセットされることによっても行える。これらの視野
移動の移動量は、コンピュータ２３によって制御され
る。
の形成された半導体ウェーハ）を載せているステージ７
は、ステージ駆動回路１６により移動され、それによっ
て電子ビーム２の試料６上の走査位置が変化し画像表示
用ＣＲＴ２０の視野が移動する。同様の視野移動は、イ
メージシフト制御回路１５によってイメージシフトコイ
ル３が励磁され、電子ビーム２の試料６上の走査位置が
オフセットされることによっても行える。これらの視野
移動の移動量は、コンピュータ２３によって制御され
る。
【００１１】また、カーソル信号発生器１７の信号は、
ポインティングデバイス１８（例えばトラックボール）
またはコンピュータ２３からの信号によって変化し、画
像表示用ＣＲＴ２０上に表示されるカーソルの表示位置
を変化させる。コンピュータ２３は、カーソル信号発生
器１７の状態から画像表示用ＣＲＴ２０上のカーソルの
位置情報を（Ｘ，Ｙ）座標値として取得できる。さらに
操作盤２２によりコンピュータ２３にデータの入力を行
う。
ポインティングデバイス１８（例えばトラックボール）
またはコンピュータ２３からの信号によって変化し、画
像表示用ＣＲＴ２０上に表示されるカーソルの表示位置
を変化させる。コンピュータ２３は、カーソル信号発生
器１７の状態から画像表示用ＣＲＴ２０上のカーソルの
位置情報を（Ｘ，Ｙ）座標値として取得できる。さらに
操作盤２２によりコンピュータ２３にデータの入力を行
う。
【００１２】ところで、コンピュータ２３は画像表示用
ＣＲＴ２０の中心座標(Ｏｘ，Ｏｙ)から距離（Ｒ）内に
存在する座標の画像データを画像メモリ１０から読み取
り、中心位置を（Ｏｘ，Ｏｙ）として読み取った画像デ
ータを極座標展開し、展開された画像をコンピュータ２
３内のメモリに記憶するという機能も有する。ただし、
（Ｒ）値は、座標（Ｏｘ，Ｏｙ）位置からモニタのどの
周囲部分までの距離よりも小さい値である。
ＣＲＴ２０の中心座標(Ｏｘ，Ｏｙ)から距離（Ｒ）内に
存在する座標の画像データを画像メモリ１０から読み取
り、中心位置を（Ｏｘ，Ｏｙ）として読み取った画像デ
ータを極座標展開し、展開された画像をコンピュータ２
３内のメモリに記憶するという機能も有する。ただし、
（Ｒ）値は、座標（Ｏｘ，Ｏｙ）位置からモニタのどの
周囲部分までの距離よりも小さい値である。
【００１３】このようなシステム構成を有するホールパ
ターン形状評価装置において、ホールパターンの計測方
法を以下に説明する。
ターン形状評価装置において、ホールパターンの計測方
法を以下に説明する。
【００１４】先ず、操作盤２２により、画像加算角度
（Ｓ）及び測定点数（Ｎ）を設定する。（Ｓは０から３
６０までの整数値をとる。また、Ｎは偶数値をとり、Ｎ
／２は測長される直径数を表す。）コンクトホールパタ
ーン像２４が画像表示用ＣＲＴ２０に表示された状態を
図２に示す。図２において、コンタクトホールパターン
像２４と同時に十字カーソル２５が表示されており、コ
ンタクトホールパターン像２４のほぼ中心位置にポイン
ティングデバイス１８からの操作により十字カーソル２
５を配置し、操作盤２２から計測の開始を指示する。以
後の動作は全て自動的に行われる。
（Ｓ）及び測定点数（Ｎ）を設定する。（Ｓは０から３
６０までの整数値をとる。また、Ｎは偶数値をとり、Ｎ
／２は測長される直径数を表す。）コンクトホールパタ
ーン像２４が画像表示用ＣＲＴ２０に表示された状態を
図２に示す。図２において、コンタクトホールパターン
像２４と同時に十字カーソル２５が表示されており、コ
ンタクトホールパターン像２４のほぼ中心位置にポイン
ティングデバイス１８からの操作により十字カーソル２
５を配置し、操作盤２２から計測の開始を指示する。以
後の動作は全て自動的に行われる。
【００１５】コンピュータ２３は十字カーソル２５の座
標を（Ｘ，Ｙ）として読み込み、この値と画像表示用Ｃ
ＲＴ２０の中心座標（Ｏｘ，Ｏｙ）の値から、十字カー
ソルで指定した位置を画像表示用ＣＲＴ２０の中心位置
に移動させる移動量（ｄｘ，ｄｙ）を次式により求め
る。
標を（Ｘ，Ｙ）として読み込み、この値と画像表示用Ｃ
ＲＴ２０の中心座標（Ｏｘ，Ｏｙ）の値から、十字カー
ソルで指定した位置を画像表示用ＣＲＴ２０の中心位置
に移動させる移動量（ｄｘ，ｄｙ）を次式により求め
る。
【００１６】 ｄｘ＝Ｏｘ−Ｘ …（１） ｄｙ＝Ｏｙ−Ｙ …（２） 求められた移動量は、視野移動信号としてステージ駆動
回路１６、あるいはイメージシフト制御回路１５に送ら
れ、ホールパターン像２４の中心が（Ｏｘ，Ｏｙ）に一
致するように視野が移動する。次に、コンピュータ２３
は座標（Ｏｘ，Ｏｙ）から距離（Ｒ）内に存在する座標
の画像データを画像メモリ１０から読み取り、中心位置
を（Ｏｘ，Ｏｙ）として画像データを極座標展開し、展
開された画像データをコンピュータ２３内のメモリに記
憶する。図３は、極座標展開された画像を示す。横軸が
座標（Ｏｘ，Ｏｙ）を中心とする半径座標２６を、縦軸
が座標（Ｏｘ，Ｏｙ）を中心とする角度座標２７を示
す。ホールパターン像２４のエッジ（輪郭線）は、極座
標展開画像上では直線に近い形状のエッジ(輪郭線)２８
となる。このエッジ２８は、極座標展開中心とホールパ
ターン中心の位置関係によって半径方向の座標が変化す
るので、例えば極座標展開中心とホールパターン中心を
一致させるための指標とすることができる。この一致に
基づいて複数方向へのホールパターンの測長を行えば、
ホールパターンを高精度に評価することができる。ま
た、極座標展開画像上で従来の技術と同様に一方向のエ
ッジ検出を行えば、容易にホールパターン像２４のエッ
ジを放射状に検出することができる。
回路１６、あるいはイメージシフト制御回路１５に送ら
れ、ホールパターン像２４の中心が（Ｏｘ，Ｏｙ）に一
致するように視野が移動する。次に、コンピュータ２３
は座標（Ｏｘ，Ｏｙ）から距離（Ｒ）内に存在する座標
の画像データを画像メモリ１０から読み取り、中心位置
を（Ｏｘ，Ｏｙ）として画像データを極座標展開し、展
開された画像データをコンピュータ２３内のメモリに記
憶する。図３は、極座標展開された画像を示す。横軸が
座標（Ｏｘ，Ｏｙ）を中心とする半径座標２６を、縦軸
が座標（Ｏｘ，Ｏｙ）を中心とする角度座標２７を示
す。ホールパターン像２４のエッジ（輪郭線）は、極座
標展開画像上では直線に近い形状のエッジ(輪郭線)２８
となる。このエッジ２８は、極座標展開中心とホールパ
ターン中心の位置関係によって半径方向の座標が変化す
るので、例えば極座標展開中心とホールパターン中心を
一致させるための指標とすることができる。この一致に
基づいて複数方向へのホールパターンの測長を行えば、
ホールパターンを高精度に評価することができる。ま
た、極座標展開画像上で従来の技術と同様に一方向のエ
ッジ検出を行えば、容易にホールパターン像２４のエッ
ジを放射状に検出することができる。
【００１７】以下、画像データの加算方法について説明
する。コンピュータ２３は、前記測定点数（Ｎ）を用い
て間隔角度（Ｄ）を次式により算出する。
する。コンピュータ２３は、前記測定点数（Ｎ）を用い
て間隔角度（Ｄ）を次式により算出する。
【００１８】 Ｄ＝３６０／Ｎ …（３） 次に、前記極座標展開画像において、角度座標２７の方
向に沿って前記画像加算角度（Ｓ）で示される幅の領域
（例えば図３の斜線部領域２９）をライン加算し、一次
元の信号を得る。前記領域を前記間隔角度（Ｄ）ずつ合
計Ｎ回ずらしながら、同様の処理によって合計Ｎ個の一
次元の信号を得る。以上のライン加算の処理は、極座標
展開される前の元の画像上においては、中心を（Ｏｘ，
Ｏｙ）として半径を（Ｒ）、中心角を（Ｓ）で示す扇型
の領域の画像を前記間隔角度(Ｄ)ずつずらしながら加算
することに相当する。画像のライン加算は、一次元信号
のノイズを少なくするために行うが、極座標展開する前
の元の画像上で水平あるいは垂直方向にライン加算を行
うと、ホールパターンのように曲率をもったエッジ（輪
郭線）の場合は、一次元データにエッジの情報が正確に
反映されない。画像データを上記のように扇型に加算す
ると、エッジの曲率に沿って加算することになる。次
に、それぞれの一次元の信号に対する信号処理によって
個々のエッジ位置が検出される。以下、そのエッジ検出
の方法を説明する。
向に沿って前記画像加算角度（Ｓ）で示される幅の領域
（例えば図３の斜線部領域２９）をライン加算し、一次
元の信号を得る。前記領域を前記間隔角度（Ｄ）ずつ合
計Ｎ回ずらしながら、同様の処理によって合計Ｎ個の一
次元の信号を得る。以上のライン加算の処理は、極座標
展開される前の元の画像上においては、中心を（Ｏｘ，
Ｏｙ）として半径を（Ｒ）、中心角を（Ｓ）で示す扇型
の領域の画像を前記間隔角度(Ｄ)ずつずらしながら加算
することに相当する。画像のライン加算は、一次元信号
のノイズを少なくするために行うが、極座標展開する前
の元の画像上で水平あるいは垂直方向にライン加算を行
うと、ホールパターンのように曲率をもったエッジ（輪
郭線）の場合は、一次元データにエッジの情報が正確に
反映されない。画像データを上記のように扇型に加算す
ると、エッジの曲率に沿って加算することになる。次
に、それぞれの一次元の信号に対する信号処理によって
個々のエッジ位置が検出される。以下、そのエッジ検出
の方法を説明する。
【００１９】図４は、ライン加算によって得られる典型
的な信号波形を示す。この信号波形でホールパターン２
４のエッジ位置をＥで表す。Ｅより左側の領域はホール
パターン２４の中心よりの領域を、逆にＥより右側の領
域は外側の領域を示す。次にコンピュータ２３は、前記
信号波形を微分し、微分信号の最大値の位置を検出す
る。得られる微分信号波形を図５に示す。微分信号波形
上で最大値の位置が図４の信号波形上のＥの位置に一致
する。上記のようにしてｉ番目（ただし、ｉは１からＮ
までの整数値）の信号波形より検出されたエッジ位置の
半径座標を(ｒｉ)、角度座標を（θｉ）とする。（θ
ｉ）は、ライン加算された幅の中間の位置とするので、
次式のように表される。
的な信号波形を示す。この信号波形でホールパターン２
４のエッジ位置をＥで表す。Ｅより左側の領域はホール
パターン２４の中心よりの領域を、逆にＥより右側の領
域は外側の領域を示す。次にコンピュータ２３は、前記
信号波形を微分し、微分信号の最大値の位置を検出す
る。得られる微分信号波形を図５に示す。微分信号波形
上で最大値の位置が図４の信号波形上のＥの位置に一致
する。上記のようにしてｉ番目（ただし、ｉは１からＮ
までの整数値）の信号波形より検出されたエッジ位置の
半径座標を(ｒｉ)、角度座標を（θｉ）とする。（θ
ｉ）は、ライン加算された幅の中間の位置とするので、
次式のように表される。
【００２０】 θｉ＝Ｄ×（ｉ−１）＋Ｓ／２ …（４） 画像表示用ＣＲＴ１０上でのそれぞれＮ個のエッジ位置
（ｘｉ，ｙｉ）は、次式のように表される。
（ｘｉ，ｙｉ）は、次式のように表される。
【００２１】 ｘｉ＝ｒｉ×cos（θｉ）＋Ｏｘ …（５） ｙｉ＝ｒｉ×sin（θｉ）＋Ｏｙ …（６） なお、（ｘｉ，ｙｉ）は、整数値となるように四捨五入
する。コンピュータ２３は、画像表示用ＣＲＴ２０上の
（ｘｉ，ｙｉ）の座標位置にホールパターン像２４と重
ねて、小さなクロスマーク３０をＮ個表示する。図６
は、Ｎが８の場合の表示例を示す。
する。コンピュータ２３は、画像表示用ＣＲＴ２０上の
（ｘｉ，ｙｉ）の座標位置にホールパターン像２４と重
ねて、小さなクロスマーク３０をＮ個表示する。図６
は、Ｎが８の場合の表示例を示す。
【００２２】以下に、上記のようにエッジ検出されたホ
ールパターン像２４の画素単位の個々のＮ個の半径値，
個々の（Ｎ／２）個の直径値，面積値（ＡＲＥ）及び、
平均半径値（ＲＡＤ）の算出方法を説明する。
ールパターン像２４の画素単位の個々のＮ個の半径値，
個々の（Ｎ／２）個の直径値，面積値（ＡＲＥ）及び、
平均半径値（ＲＡＤ）の算出方法を説明する。
【００２３】まず、Ｎ個の半径値は、ｒｉ（ｉは１から
Ｎまでの整数値）で表される。Ｎ／２個の直径値は、互
いに反対方向の半径値を足した値、すなわち（ｒｉ＋ｒ
ｊ）（ただし、ｉは１からＮ／２までの整数値、ｊ＝ｉ
＋Ｎ／２）で表される。また、平均半径値（ＲＡＤ）に
ついてであるが、前記ホールパターンの面積を前記間隔
角度Ｄで区切られた三角形の面積（例えば図７の斜線部
分の三角形の領域）の合計値と近似的にみなすと、近似
面積は、次式のようになる。
Ｎまでの整数値）で表される。Ｎ／２個の直径値は、互
いに反対方向の半径値を足した値、すなわち（ｒｉ＋ｒ
ｊ）（ただし、ｉは１からＮ／２までの整数値、ｊ＝ｉ
＋Ｎ／２）で表される。また、平均半径値（ＲＡＤ）に
ついてであるが、前記ホールパターンの面積を前記間隔
角度Ｄで区切られた三角形の面積（例えば図７の斜線部
分の三角形の領域）の合計値と近似的にみなすと、近似
面積は、次式のようになる。
【００２４】 Σｒｉ2×（sinＤ）／２（ｉ＝１，２，…，Ｎ） …（７） 一方、平均半径値（ＲＡＤ）を使って上記と同様に計算
した近似面積は、次式のようになる。
した近似面積は、次式のようになる。
【００２５】 Ｎ×(ＲＡＤ)2(sinＤ)／２ …（８） これら両者（（７）と（８））の近似面積がほぼ等しい
とおく。
とおく。
【００２６】 ＲＡＤ2＝Σｒｉ2／Ｎ …（９） （９）式のように、（ＲＡＤ）は、等角度（Ｄ）ずつず
れた方向のそれぞれの半径値（ｒｉ）を二乗した値の相
加平均を求め、その値の平方根をとった値に近似的に等
しい。さらに前記ホールパターンの面積は、近似的に次
式によって求められる。
れた方向のそれぞれの半径値（ｒｉ）を二乗した値の相
加平均を求め、その値の平方根をとった値に近似的に等
しい。さらに前記ホールパターンの面積は、近似的に次
式によって求められる。
【００２７】 ＡＲＥ＝π×ＲＡＤ2 …（１０） 面積値（ＡＲＥ），平均半径値（ＲＡＤ）は、前記測定
点数（Ｎ）が大きいほど真値に近くなる。前記十字カー
ソル２５の配置位置が前記コンタクトホールパターン２
４の真の中心位置からずれていても、単に測定された前
記Ｎ個の半径値（ｒｉ）の平均をとるのではなく、近似
面積から平均半径値（ＲＡＤ）を導くので、十字カーソ
ル２５の位置による平均半径値（ＲＡＤ）の誤差は小さ
い。よって、平均半径値あるいは、平均直径値のみを必
要とする場合は、中心の指定を正確に行う必要はない。
また、平均半径値（ＲＡＤ）を２倍すると平均直径値が
算出される。
点数（Ｎ）が大きいほど真値に近くなる。前記十字カー
ソル２５の配置位置が前記コンタクトホールパターン２
４の真の中心位置からずれていても、単に測定された前
記Ｎ個の半径値（ｒｉ）の平均をとるのではなく、近似
面積から平均半径値（ＲＡＤ）を導くので、十字カーソ
ル２５の位置による平均半径値（ＲＡＤ）の誤差は小さ
い。よって、平均半径値あるいは、平均直径値のみを必
要とする場合は、中心の指定を正確に行う必要はない。
また、平均半径値（ＲＡＤ）を２倍すると平均直径値が
算出される。
【００２８】以上のようにホールパターンを指定された
一点を中心として放射状にエッジ検出すると、ホールパ
ターンの水平あるいは垂直方向の測長値だけでなく、さ
まざまな角度方向の測長値を知ることができる。また、
いろいろな角度方向の測長値からそのホールパターンの
全体形状を評価することができる。さらに、例えば楕円
形のようなホールパターン像を画像表示用ＣＲＴに対し
て一方向のみ測長する場合は、そのホールパターン像の
向きによって測長値が異なるが、そのホールパターンの
面積値や平均直径値及び平均半径値は一定である。
一点を中心として放射状にエッジ検出すると、ホールパ
ターンの水平あるいは垂直方向の測長値だけでなく、さ
まざまな角度方向の測長値を知ることができる。また、
いろいろな角度方向の測長値からそのホールパターンの
全体形状を評価することができる。さらに、例えば楕円
形のようなホールパターン像を画像表示用ＣＲＴに対し
て一方向のみ測長する場合は、そのホールパターン像の
向きによって測長値が異なるが、そのホールパターンの
面積値や平均直径値及び平均半径値は一定である。
【００２９】前記実施例において、画像表示用ＣＲＴ２
０に十字カーソル２５を指定する手段は、例えばトラッ
クボールのようなポインティングデバイス１８であった
が、これは、マウスや矢印キーなどでも良い。また、十
字カーソル２５や検出されたエッジ位置を表示するクロ
スマーク３０の代わりに矢印や点でもよい。また、ホー
ルパターン２４の中心位置を十字カーソル２５で指定し
た後、その位置が画像表示用ＣＲＴ２０の中心座標（Ｏ
ｘ，Ｏｙ）に一致するようにイメージシフトしている
が、イメージシフトせずに指定された位置座標を中心と
してコンピュータ２３により極座標展開を行ってもよ
い。しかしその場合、極座標展開する範囲の半径値
（Ｒ）の値を調整するなどの工夫により展開範囲が画像
表示用ＣＲＴ２０の範囲を越えないようにしなければな
らない。
０に十字カーソル２５を指定する手段は、例えばトラッ
クボールのようなポインティングデバイス１８であった
が、これは、マウスや矢印キーなどでも良い。また、十
字カーソル２５や検出されたエッジ位置を表示するクロ
スマーク３０の代わりに矢印や点でもよい。また、ホー
ルパターン２４の中心位置を十字カーソル２５で指定し
た後、その位置が画像表示用ＣＲＴ２０の中心座標（Ｏ
ｘ，Ｏｙ）に一致するようにイメージシフトしている
が、イメージシフトせずに指定された位置座標を中心と
してコンピュータ２３により極座標展開を行ってもよ
い。しかしその場合、極座標展開する範囲の半径値
（Ｒ）の値を調整するなどの工夫により展開範囲が画像
表示用ＣＲＴ２０の範囲を越えないようにしなければな
らない。
【００３０】
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれば
ホールパターンが真円ではなく、楕円形や四角形などの
場合においても、さまざまな角度の半径値，直径値をノ
イズに影響されずに得ることができ、その微細ホールパ
ターンの形状を細部に至るまで高精度に評価することが
できる。
ホールパターンが真円ではなく、楕円形や四角形などの
場合においても、さまざまな角度の半径値，直径値をノ
イズに影響されずに得ることができ、その微細ホールパ
ターンの形状を細部に至るまで高精度に評価することが
できる。
【図１】本発明によるホールパターン形状評価装置の一
実施例を示す概略システム図である。
実施例を示す概略システム図である。
【図２】画像表示用ＣＲＴに表示されたホールパターン
像の中心位置にポインティングデバイスからの操作によ
り十字カーソルを配置した場合の画面図である。
像の中心位置にポインティングデバイスからの操作によ
り十字カーソルを配置した場合の画面図である。
【図３】極座標展開された画像を示す図である。
【図４】ライン加算によって得られる典型的な信号波形
図である。
図である。
【図５】図４の信号波形を微分した信号の波形図であ
る。
る。
【図６】画像表示用ＣＲＴにホールパターン像と同時に
検出されたエッジ位置を小さなクロスマークで表示した
画面図である。
検出されたエッジ位置を小さなクロスマークで表示した
画面図である。
【図７】隣合う半径で囲まれた三角形の領域を示す図で
ある。
ある。
１８…ポインティングデバイス、２３…コンピュータ、
２４…ホールパターン像、２５…十字カーソル。
２４…ホールパターン像、２５…十字カーソル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−156828（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−170140（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−18361（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−109096（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 15/00 - 15/06
Claims (5)
- 【請求項１】荷電粒子銃から放出された荷電粒子線を加
速する手段と、その加速された荷電粒子線をコンタクト
ホールパターンが形成された半導体ウェーハ上で収束さ
せる手段と、その収束された荷電粒子線を前記半導体ウ
ェーハのコンタクトホールパターンが存在する領域上で
走査する手段と、走査することにより前記半導体ウェー
ハ上から発生する検出信号を検出するための検出器と、
その検出器の信号を像として表示する表示手段を備えた
荷電粒子線装置において、 前記表示手段の像表示面に一点を指定する手段と、その
表示手段に表示された前記コンタクトホールパターンの
像の中心に前記一点を前記手段により指定した場合、前
記コンタクトホールパターンの像を前記一点を中心とし
て極座標展開する手段と、その極座標展開画像上で前記
ホールパターンのエッジを任意の測定点数分等間隔に検
出する手段と、その手段により検出された前記測定点数
分のエッジの情報をもとに前記ホールパターンの各角度
方向の測定半径値、あるいは測定直径値を算出する演算
手段とを備えたことを特徴とする荷電粒子線装置。 - 【請求項２】前記極座標展開画像上で角度座標方向にそ
って、指定された幅の画像データを加算する手段を備え
たことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子線装置。 - 【請求項３】荷電粒子銃から放出された荷電粒子線を試
料上で走査することによって、試料から放出される検出
信号に基づいて、試料像を表示する表示手段を備えたホ
ールパターン形状評価装置において、 前記表示手段に表示された画面上でホールパターンを指
定する指定手段と、 当該指定手段の指定に基づいて前記ホールパターン中の
一点を中心として極座標展開し、当該極座標展開された
前記ホールパターンの複数角度方向のエッジを検出し、
当該検出されたエッジの情報をもとに前記ホールパター
ンの複数角度方向の測定半径値，測定直径値、或いは前
記複数の角度内の面積を算出する演算手段を備えたこと
を特徴とするホールパターン形状評価装置 。 - 【請求項４】荷電粒子銃から放出された荷電粒子線を試
料上で走査することによって、試料から放出される検出
信号に基づいて、ホールパターンのエッジ間の距離を測
長するパターン形状評価装置において、 前記ホールパターンを指定する指定手段と、 当該指定手段の指定に基づいて前記ホールパターンの一
点を中心として極座標展開し、当該極座標展開された画
像を、前記ホールパターンの半径方向の座標軸と角度座
標軸からなる画像として表示、或いは画像メモリに記憶
し、前記ホールパターンの複数角度方向のエッジを検出
し、当該検出されたエッジの情報をもとに前記ホールパ
ターンの複数角度方向の測定半径値、あるいは測定直径
値を算出する演算手段とを備えたことを特徴とするホー
ルパターン形状評価装置 。 - 【請求項５】 荷電粒子銃から放出された荷電粒子線を試
料上で走査し、試料から放出される検出信号に基づい
て、ホールパターンのエッジ間の距離を測長するパター
ン形状評価方法において、 ホールパターンの一点を中心として極座標展開し、当該
極座標展開された画像を、前記ホールパターンの半径方
向の座標軸と角度座標軸からなる画像として表示、或い
は画像メモリに記憶し、前記ホールパターンの複数角度
方向のエッジを検出し、当該検出されたエッジの情報を
もとに前記ホールパターンの複数角度方向の測定半径
値、あるいは測定直径値を算出することを特徴とするホ
ールパターン形状評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17395293A JP3265724B2 (ja) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | 荷電粒子線装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17395293A JP3265724B2 (ja) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | 荷電粒子線装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001290530A Division JP3705179B2 (ja) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | ホールパターン形状評価装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0727548A JPH0727548A (ja) | 1995-01-27 |
| JP3265724B2 true JP3265724B2 (ja) | 2002-03-18 |
Family
ID=15970106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17395293A Expired - Lifetime JP3265724B2 (ja) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | 荷電粒子線装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3265724B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP4533563B2 (ja) * | 2001-07-13 | 2010-09-01 | 株式会社東芝 | パターン評価方法，位置合わせ方法、検査装置の検査方法，半導体製造工程の管理方法 |
| US6670612B1 (en) * | 2002-07-01 | 2003-12-30 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Undercut measurement using SEM |
| JP3944024B2 (ja) | 2002-08-20 | 2007-07-11 | 株式会社東芝 | 画像処理方法、半導体装置の製造方法、パターン検査装置およびプログラム |
| JP3819828B2 (ja) | 2002-10-21 | 2006-09-13 | 株式会社東芝 | 微細パターン測定方法 |
| WO2008032387A1 (fr) * | 2006-09-14 | 2008-03-20 | Advantest Corporation | Dispositif de mesure de dimension de motif et procédé de mesure de superficie de motif |
| JP2009014519A (ja) * | 2007-07-04 | 2009-01-22 | Horon:Kk | 面積測定方法および面積測定プログラム |
| JP2013037009A (ja) * | 2012-10-05 | 2013-02-21 | Horon:Kk | 輪郭線抽出方法、輪郭線抽出プログラム、および面積測定方法 |
| JP2017032365A (ja) | 2015-07-31 | 2017-02-09 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | パターンの計測方法および計測装置 |
| CN112577429B (zh) * | 2020-12-11 | 2022-12-23 | 博炯(上海)精密机械科技有限公司 | 一种工件加工用测量影像仪校准装置 |
-
1993
- 1993-07-14 JP JP17395293A patent/JP3265724B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0727548A (ja) | 1995-01-27 |
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