JP3292159B2 - Film thickness measuring device and film thickness measuring method - Google Patents

Film thickness measuring device and film thickness measuring method

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JP3292159B2
JP3292159B2 JP35192898A JP35192898A JP3292159B2 JP 3292159 B2 JP3292159 B2 JP 3292159B2 JP 35192898 A JP35192898 A JP 35192898A JP 35192898 A JP35192898 A JP 35192898A JP 3292159 B2 JP3292159 B2 JP 3292159B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビームを用い
た薄膜の膜厚測定装置および膜厚測定方法に関するもの
である。
The present invention relates to an apparatus and a method for measuring the thickness of a thin film using an electron beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】薄膜の膜厚を知る方法として、多重反射
干渉法や偏光分光法が一般的に利用されている。多重反
射干渉法は、単色光を薄膜にあて単色光の繰り返し反射
干渉を利用して干渉縞を作り干渉縞のずれから厚さを決
定する方法である。また、偏光分光法は、偏光を薄膜に
当てて、反射光の偏光の状態を観察する事により厚さを
決定する方法である。
2. Description of the Related Art Multiple reflection interferometry and polarization spectroscopy are generally used as methods for determining the thickness of a thin film. The multiple reflection interferometry is a method in which a monochromatic light is applied to a thin film to form an interference fringe using repetitive reflection interference of the monochromatic light, and a thickness is determined from a shift of the interference fringe. Polarization spectroscopy is a method of determining the thickness by applying polarized light to a thin film and observing the state of polarization of reflected light.

【0003】しかしながら、薄膜の光学的性質を利用す
る方法では薄膜に入射する光線の径が数十ミクロンから
数百ミクロンと大きいため、被測定薄膜の領域が小さい
場合には測定が出来なかった。それを克服する手法とし
て、特開昭63−9807号に開示されているように、
薄膜に電子ビームを照射して薄膜内から放出される二次
電子を捕集し、捕集された二次電子量と薄膜の厚さとの
相関関係から基板上の薄膜の厚みを測定する手法が知ら
れている。
However, in the method utilizing the optical properties of a thin film, the diameter of a light beam incident on the thin film is as large as several tens of microns to several hundreds of microns, so that measurement cannot be performed when the area of the thin film to be measured is small. As a method for overcoming this, as disclosed in JP-A-63-9807,
A method of irradiating a thin film with an electron beam to collect secondary electrons emitted from the thin film and measuring the thickness of the thin film on the substrate from the correlation between the amount of collected secondary electrons and the thickness of the thin film is known. Are known.

【0004】第19図に従来例の膜厚測定装置を示し
た。この膜厚測定装置では、薄膜試料194に電子ビー
ム192を照射する電子銃191と、基板193および
薄膜試料194から放出される二次電子195を捕集す
る二次電子検出器(二次電子検出手段)196とその信
号を増幅する増幅回路197、電子ビームを走査するた
めの偏向電極198および走査信号を発生する走査回路
199、前記増幅器からの信号をデジタル信号に変換す
るA/D変換器200、そのデータを記憶する記憶装置
201、および一連の処理を自動的に行うための制御を
行うCPU202から成っている。
FIG. 19 shows a conventional film thickness measuring apparatus. In this film thickness measuring device, an electron gun 191 for irradiating the thin film sample 194 with an electron beam 192 and a secondary electron detector (secondary electron detection) for collecting secondary electrons 195 emitted from the substrate 193 and the thin film sample 194 are provided. Means) 196, an amplification circuit 197 for amplifying the signal, a deflection electrode 198 for scanning an electron beam, a scanning circuit 199 for generating a scanning signal, and an A / D converter 200 for converting a signal from the amplifier into a digital signal. , A storage device 201 for storing the data, and a CPU 202 for performing control for automatically performing a series of processes.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】近年、半導体の微細加
工技術の進歩により極薄膜が形成される場所は必ずしも
基板の平坦な面では無くなってきている。つまり、非常
にアスペクトレシオの大きなコンタクトホール内部にあ
るシリコン酸化膜とか金属膜あるいは有機膜などの膜厚
を測定する必要性が高まってきている。しかし、従来技
術では基板表面から発生する二次電子を全て捕集する必
要があるため、アスペクトレシオが大きな構造体の底で
発生した二次電子を正確に捕集することは困難であり、
測定することが不可能であるといった課題があった。
In recent years, the place where an ultra-thin film is formed is not necessarily a flat surface of a substrate due to the progress of semiconductor fine processing technology. In other words, there is an increasing need to measure the thickness of a silicon oxide film, a metal film, an organic film, or the like inside a contact hole having a very large aspect ratio. However, in the prior art, it is necessary to collect all the secondary electrons generated from the substrate surface, and it is difficult to accurately collect the secondary electrons generated at the bottom of the structure having a large aspect ratio.
There was a problem that it was impossible to measure.

【0006】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
もので、薄膜の膜厚、特に極薄薄膜の膜厚を正確に測定
でき、また、アスペクトレシオの大きなコンタクトホー
ル内部にある薄膜の膜厚も測定でき、複数の膜からなる
多層膜の最表面の膜厚も測定できる膜厚測定装置および
膜厚測定方法をを提供する事を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and can accurately measure the thickness of a thin film, particularly, the thickness of an ultrathin thin film, and has a thin film within a contact hole having a large aspect ratio. It is an object of the present invention to provide a film thickness measuring device and a film thickness measuring method capable of measuring the thickness and also measuring the film thickness of the outermost surface of a multilayer film composed of a plurality of films.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、以下の構成を採用した。請求項1に記載の
膜厚測定装置は、基板上の薄膜に一定の加速電圧かつ一
定量の電子ビームを前記薄膜表面に対して垂直に照射す
る電子ビーム照射手段と、前記薄膜に照射された電子ビ
ーム量から、前記薄膜により放出される二次電子放出量
を差し引いた値を前記基板に流れる電流の電流値とし
て、前記基板に接触して配置された電極を介して前記電
流を検出する電流検出手段と、前記薄膜と同一材料の標
準試料についての前記電流と膜厚の相関データから、前
記電流検出手段によって検出された前記電流を前記薄膜
の膜厚に換算する膜厚換算手段とを備えたことを特徴と
する。
To achieve the above object, the present invention employs the following constitution. The film thickness measuring device according to claim 1 applies a constant acceleration voltage and a constant voltage to the thin film on the substrate.
Irradiate a fixed amount of electron beam perpendicular to the thin film surface
An electron beam irradiating means, and an electron beam irradiating the thin film.
The amount of secondary electrons emitted by the thin film
Is the current value of the current flowing through the board.
The electrode through an electrode arranged in contact with the substrate.
A current detecting means for detecting a current, and a film thickness for converting the current detected by the current detecting means into a film thickness of the thin film from correlation data between the current and the film thickness for a standard sample of the same material as the thin film. Conversion means.

【0008】[0008]

【0009】請求項2に記載の膜厚測定装置は、請求項
1に記載の膜厚測定装置において、前記電流検出手段
が、前記電流以外の漏れ電流によるオフセット電圧を取
り除くための差動増幅器を備えたことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the film thickness measuring apparatus according to the first aspect, the current detecting means includes a differential amplifier for removing an offset voltage due to a leakage current other than the current. It is characterized by having.

【0010】請求項3に記載の膜厚測定装置は、請求項
1から2に記載の膜厚測定装置において、前記薄膜上で
前記電子ビームを走査するための電子ビーム走査手段
と、前記薄膜上での前記電子ビームの走査位置と該走査
位置での前記電流を記憶する位置電流記憶手段とを備え
たことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a film thickness measuring apparatus according to the first or second aspect, wherein the electron beam scanning means for scanning the electron beam on the thin film; And a position current storage means for storing the current at the scanning position.

【0011】請求項4に記載の膜厚測定方法は、基板上
の薄膜に一定の加速電圧かつ一定量の電子ビームを前記
薄膜表面に対して垂直に照射し、前記薄膜に照射された
電子ビーム量から、前記薄膜により放出される二次電子
放出量を差し引いた値を前記基板に流れる電流の電流値
として、前記基板に接触して配置された電極を介して前
記電流を検出し、前記電流を、前記薄膜と同一材料の標
準試料についての前記電流と膜厚との相関データから前
記薄膜の膜厚に換算することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the film thickness measuring method, a constant acceleration voltage and a constant amount of an electron beam are applied to a thin film on a substrate.
Irradiated perpendicular to the thin film surface, the thin film was irradiated
From the electron beam amount, the secondary electrons emitted by the thin film
The value obtained by subtracting the emission amount is the current value of the current flowing through the substrate.
As before through an electrode arranged in contact with the substrate
The current is detected, and the current is converted into a film thickness of the thin film from correlation data between the current and the film thickness of a standard sample made of the same material as the thin film.

【0012】請求項5に記載の膜厚測定方法は、基板上
に形成された薄膜上で電子ビームを走査し、該電子ビー
ムの複数の走査位置において、前記薄膜表面に対して垂
直に照射された電子ビーム量から、前記薄膜により放出
される二次電子放出量を差し引いた値を前記基板に流れ
る電流の電流値として、前記基板に接触して配置された
電極を介して前記電流を検出し、前記複数の走査位置に
おける位置情報と前記電流を対応させて記憶し、それぞ
れの前記電流を、前記薄膜と同一材料の標準試料につい
ての前記電流と膜厚との相関データから膜厚に換算し
て、前記薄膜の膜厚分布を求めることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a film thickness measuring method, wherein an electron beam is scanned on a thin film formed on a substrate, and a plurality of scanning positions of the electron beam are perpendicular to the thin film surface.
Emitted by the thin film from the amount of electron beam directly irradiated
The value obtained by subtracting the amount of secondary electron emission
The current value of the current
Detecting the current through the electrodes, and
The position information and the current in the memory are stored in association with each other, and each of the currents is converted into a film thickness from correlation data between the current and the film thickness for a standard sample of the same material as the thin film, and the film of the thin film is formed. It is characterized in that a thickness distribution is obtained.

【0013】[0013]

【0014】[0014]

【0015】本発明の膜厚測定装置および膜厚測定方法
は、基板表面から飛び出した二次電子を測定するのでは
なく、従来とは全く逆に被測定薄膜を貫通し基板に到達
する電子ビーム量を測定することに特徴がある。薄膜を
貫通して基板に達する電子量は、試料に当てた電子ビー
ム量と基板表面から飛び出た二次電子の関数であるが、
基板表面から四方に発散する二次電子を全て捕集するこ
とが困難であるのに比較して、貫通電流は測定対象物の
形状に関わらず被測定対象部を通過したすべての電子の
集合体からなるので、薄膜部の情報を定量的に捕らえる
事が出来る。
The film thickness measuring apparatus and the film thickness measuring method of the present invention do not measure the secondary electrons jumping out of the substrate surface, but the electron beam penetrating the thin film to be measured and reaching the substrate in a completely reverse manner to the conventional one. It is characterized by measuring the amount. The amount of electrons that penetrate the thin film and reach the substrate is a function of the amount of electron beam applied to the sample and the secondary electrons that jump out of the substrate surface.
In contrast to the difficulty in collecting all secondary electrons diverging from the substrate surface in all directions, the through current is the aggregate of all electrons that have passed through the part to be measured, regardless of the shape of the object to be measured. , It is possible to quantitatively capture information on the thin film portion.

【0016】第17図に、本発明の測定原理を示す。本
原理図では、シリコン基板171の上にナノメートルオ
ーダーのシリコン酸化膜172が形成されている場合を
用いて説明する。先ず、電子銃から一定の電子量となる
ように制御された電子ビームを被測定対象である薄膜試
料に照射する。試料から放出される二次電子の量は照射
される電子ビームの軸の傾斜の影響を受けるので、電子
ビームの軸は試料表面に対して一定傾斜を持つように調
節する。広い範囲の測定を行う場合もその範囲で電子ビ
ームが一定の傾斜角度を持つように調節する。一般に、
電子銃から真空に放出される電子ビーム173はインピ
ーダンスが非常に高いので、電子ビーム量は電子銃のフ
ィラメント電圧および加速電圧等の制御条件を一旦定め
ると、測定対象物の電気インピーダンスに無関係にほぼ
一定となる。電子銃から放出された電子ビームの量は既
知である必要があるが、それは予めファラデーカップ等
を用いて測定する方法、あるいはビーム近傍に発生する
電磁場の強さから測定する方法、電子銃に流れ込む電流
を直接測定するなどの方法、あるいは貫通電流と二次電
子を同時に測定してその両者の差から演算によって求め
る方法などがある。それぞれの値は加速電圧に依存する
ので、電子銃の制御パラメータを変更するたびに測定す
る。一定の電子ビーム注入電流Iinに対する二次電子放
出量Isは、二次電子の脱出深さ以内に存在するシリコン
膜から放出される2次電子Is(Si)とシリコン酸化膜から
放出される2次電子Is(O)との合計で与えられる。支持
基板上に設けられたシリコン酸化膜の膜厚をdとして貫
通電流Ipは、式(1)で与えられる。ここでは、シリコ
ンおよびシリコン酸化膜の2次電子放出比をそれぞれSE
C(Si)とSEC(O)、2次電子の脱出深さをLとする。
FIG. 17 shows the measurement principle of the present invention. In this principle diagram, a case where a silicon oxide film 172 on the order of nanometers is formed on a silicon substrate 171 will be described. First, an electron beam controlled from the electron gun so as to have a constant amount of electrons is applied to a thin film sample to be measured. Since the amount of secondary electrons emitted from the sample is affected by the inclination of the axis of the irradiated electron beam, the axis of the electron beam is adjusted to have a constant inclination with respect to the sample surface. Even when a wide range of measurement is performed, the electron beam is adjusted so as to have a constant inclination angle in that range. In general,
Since the electron beam 173 emitted from the electron gun into a vacuum has a very high impedance, once the control conditions such as the filament voltage and the acceleration voltage of the electron gun are determined, the amount of the electron beam is almost independent of the electric impedance of the object to be measured. It will be constant. The amount of the electron beam emitted from the electron gun needs to be known, but it can be measured in advance using a Faraday cup or the like, or measured from the intensity of the electromagnetic field generated near the beam, or injected into the electron gun. There are a method of directly measuring the current, a method of simultaneously measuring the through current and the secondary electrons, and a method of calculating the difference between the two by calculation. Since each value depends on the acceleration voltage, it is measured each time the control parameter of the electron gun is changed. The secondary electron emission amount I s for a given electron beam injection current I in is the secondary electron I s (Si) emitted from the silicon film existing within the escape depth of the secondary electrons and the secondary electron emission s from the silicon oxide film. And the sum of the secondary electrons I s (O). The through current Ip is given by equation (1), where d is the thickness of the silicon oxide film provided on the supporting substrate. Here, the secondary electron emission ratio of silicon and silicon oxide film is SE
Let L be the escape depth of C (Si) and SEC (O) and secondary electrons.

【数1】 (Equation 1)

【0017】第18図に示したように、シリコン酸化膜
172は二次電子放出比が大きいので、電子を照射する
と注入した以上の電子が二次電子としてシリコン酸化膜
表面から飛び出すため、試料に電子ビームを注入してい
るのも関わらず、貫通電流174は電子が電流アンプ
(電流増幅器)175からシリコン基板171に吸い込
まれるような実験結果を与える。第18図では、電子が
シリコン基板裏面から電流アンプに向かって出て行く場
合を正として表示している。酸化膜の膜厚が0の時は、
シリコン基板に電子が実質的に注入される正の貫通電流
が観測される。酸化膜の膜厚が0から増加すると、二次
電子放出量が増加するので貫通電流は膜厚dに比例して
負の方に増加する。一方、dが脱出深さよりも厚い場合
は、試料貫通電流は、脱出深さ以内にあるシリコン酸化
膜172のニ次電子放出比のみで決定されるため、ほぼ
一定の値に観測される電流値が飽和する。また、酸化膜
が非常に厚いときは、電流が0となり、酸化膜が非常に
薄く残っている場所および抜けている場所とは異なる電
流値を示すのでそれぞれ区別される。電子ビーム加速電
圧が一定のとき、シリコン酸化膜の膜厚に対する貫通電
流の比率は一定であるので、検量線を予め作成しておい
てそのデータを記憶装置11(図1参照)に記憶してお
き、未知の測定対象を同様の方法で測定した後に、両者
を比較換算する事により試料を貫通した電流から試料表
面にある薄膜の膜厚を定量的に求める事ができる。ま
た、一般に、二次電子放出比は元素に固有の値であり、
特定の加速電圧に対する二次電子放出比は元素ごとに異
なった値をとる。従って、加速電圧を色々変えて同一の
薄膜試料の貫通電流を測定することによって元素の種類
を推定出来る。
As shown in FIG. 18, since the silicon oxide film 172 has a large secondary electron emission ratio, when the electrons are irradiated, more electrons than the injected electrons fly out of the surface of the silicon oxide film as secondary electrons. Despite the injection of the electron beam, the through current 174 gives an experimental result that electrons are sucked into the silicon substrate 171 from the current amplifier (current amplifier) 175. In FIG. 18, the case where electrons exit from the back surface of the silicon substrate toward the current amplifier is indicated as positive. When the thickness of the oxide film is 0,
A positive through current, in which electrons are substantially injected into the silicon substrate, is observed. When the thickness of the oxide film increases from 0, the amount of secondary electrons increases, so that the through current increases in the negative direction in proportion to the thickness d. On the other hand, when d is greater than the escape depth, the through-sample current is determined only by the secondary electron emission ratio of the silicon oxide film 172 within the escape depth, and therefore, the current value observed at a substantially constant value is determined. Saturates. Further, when the oxide film is very thick, the current becomes 0, and the current value is different from the places where the oxide film remains very thin and the places where the oxide film is left out, so that they are distinguished from each other. When the electron beam acceleration voltage is constant, the ratio of the through current to the thickness of the silicon oxide film is constant. Therefore, a calibration curve is created in advance, and the data is stored in the storage device 11 (see FIG. 1). After measuring the unknown measurement object by the same method, the two can be compared and converted to obtain the film thickness of the thin film on the sample surface from the current penetrating the sample. In general, the secondary electron emission ratio is a value specific to an element,
The secondary electron emission ratio for a specific acceleration voltage takes a different value for each element. Therefore, the kind of element can be estimated by measuring the through current of the same thin film sample while changing the acceleration voltage in various ways.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して詳細に説明する。尚、図において、同等
の要素に対しては同符号を付してその説明を省略する。
第1図に、本発明の膜厚測定装置の第一の実施形態を示
す。第一の実施形態では、薄膜試料1に加速電圧と電流
量が既知の電子ビーム2を注入するための電子銃(電子
ビーム照射手段)3、薄膜試料が固定された基板4の下
部に接触配置された電極5、その電極5に集められた微
少な電流を増幅するための電流増幅器(電流検出手段)
6、および測定装置のオフセットを取り除き測定系を安
定させるための差動増幅器(電流検出手段)7、また、
その結果を途中でモニターするためのデジタルマルチメ
ーター8、差動増幅器の出力をコンピュータで扱えるよ
うにするためのA/D変換器(電流検出手段)9、およ
びその変換されたデジタルデータを記憶するための記憶
装置(電流検出手段)10、既存の標準試料を用いて測
定した検量線データを記憶している記憶装置(膜厚換算
手段)11およびそのデータと測定データを比較するた
めの比較装置(膜厚換算手段)12、これらの作業を自
動的に行うためのCPU13、および計算結果を表示す
るためのディスプレイ14からなる。薄膜試料1は、10
-4mb以下の真空に置かれている。
Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
FIG. 1 shows a first embodiment of the film thickness measuring apparatus of the present invention. In the first embodiment, an electron gun (electron beam irradiation means) 3 for injecting an electron beam 2 having a known acceleration voltage and a current amount into a thin film sample 1, and a contact arrangement below a substrate 4 on which the thin film sample is fixed. Electrode 5 and a current amplifier (current detecting means) for amplifying a very small current collected by the electrode 5
6, and a differential amplifier (current detecting means) 7 for removing the offset of the measuring device and stabilizing the measuring system;
A digital multimeter 8 for monitoring the result on the way, an A / D converter (current detecting means) 9 for enabling the output of the differential amplifier to be handled by a computer, and storing the converted digital data. Storage device (current detection means) 10, storage device (film thickness conversion means) 11 for storing calibration curve data measured using an existing standard sample, and a comparison device for comparing the data with measured data (Thickness conversion means) 12, a CPU 13 for automatically performing these operations, and a display 14 for displaying calculation results. Thin film sample 1
It is placed in a vacuum of -4 mb or less.

【0019】本装置は、次のように動作する。電子銃3
から数ピコアンペアから数マイクロアンペアの電子ビー
ムが試料に向かって放出される。放出された電子ビーム
2は、薄膜試料1を貫通して基板4に達する。基板表面
にある薄膜に当ると薄膜材料特有の二次電子放出比で決
まる割合の二次電子を放出する。照射電子ビームの内、
その残りが薄膜を貫通して基板へ到達して貫通電流とな
り最終的に電極5に集められる。照射する電子ビーム電
流が例えば100pAのとき、貫通電流はそれと同じあるい
は1桁程度大きいものが得られる。集められた電流はお
よそ10の7乗倍、電流増幅器6にて増幅される。測定
される電流は極めて小さいので、測定対象薄膜を貫通し
た電流以外の配線間漏れ電流も存在する。そのため、オ
フセット調節機能のある差動増幅器7に入力され漏れ電
流からなるオフセット電圧を取り除くとともに約10倍の
増幅を行う。オフセット電圧の補正は電子ビームを照射
していないときの電流と電子ビームを照射しているとき
の差を利用して行う。一般に、電流増幅器は速度が遅く
発振を起こしやすいので、高い倍率の増幅を行う場合に
は、電流増幅器とその出力電圧をさらに増幅する高速の
電圧増幅器の2段で増幅すると測定系が安定となる。増
幅結果は、A/D変換器9によってデジタル信号に変換
され記憶装置10に記憶される。一方、被測定対象薄膜
と同じ構成材料からなる既知膜厚の薄膜部を持つ標準試
料を用いて、薄膜の膜厚と貫通電流の関係を予め実験し
て求めておき、その対応関係を表す検量線データが記憶
装置11に貯えられている。先ほど記憶装置10に貯え
られたデータと比較装置12を用いて両者の比較を行
う。この比較により電流データは薄膜の膜厚へと換算さ
れる。これら一連の動作は、CPU13およびそれを動
かすための一般に知られたC等の高級言語あるいは機械
語等による直接制御を指示する制御プログラム15によ
って行われ、換算結果がディスプレイ14に示される。
This device operates as follows. Electron gun 3
An electron beam of several picoamps to several microamps is emitted toward the sample. The emitted electron beam 2 reaches the substrate 4 through the thin film sample 1. When it hits a thin film on the substrate surface, it emits secondary electrons at a ratio determined by the secondary electron emission ratio specific to the thin film material. Of the irradiated electron beam,
The remaining part penetrates the thin film and reaches the substrate to form a through current, which is finally collected on the electrode 5. When the electron beam current to be irradiated is, for example, 100 pA, the through current is the same or about one digit larger. The collected current is amplified by the current amplifier 6 by a factor of about 10 7. Since the measured current is extremely small, there is also a leakage current between wirings other than the current penetrating the thin film to be measured. Therefore, the offset voltage which is input to the differential amplifier 7 having the offset adjusting function and is composed of the leakage current is removed, and the amplification is performed about 10 times. The offset voltage is corrected using the difference between the current when the electron beam is not irradiated and the current when the electron beam is irradiated. In general, a current amplifier is slow and easily oscillates. Therefore, when amplifying at a high magnification, the measurement system becomes stable when the current amplifier and a high-speed voltage amplifier that further amplifies the output voltage are amplified in two stages. . The amplification result is converted into a digital signal by the A / D converter 9 and stored in the storage device 10. On the other hand, the relationship between the thickness of the thin film and the through-current was determined in advance by using a standard sample having a thin film part of a known thickness made of the same constituent material as the thin film to be measured. Line data is stored in the storage device 11. The data stored in the storage device 10 and the comparison device 12 are compared with each other. By this comparison, the current data is converted into a thin film thickness. A series of these operations are performed by the CPU 13 and a control program 15 for instructing direct control in a high-level language such as C or a machine language for operating the CPU 13 and a conversion result is shown on the display 14.

【0020】第2図は、実際にp型シリコン基板上に0.
9nmから12nmの膜厚を持つシリコン酸化膜を設けて電子
ビームを当て、その時に生じた貫通電流を測定したもの
である。シリコン酸化膜の膜厚は、予めエリプソメトリ
ーを用いて測定してある。シリコン酸化膜の膜厚が0か
ら増加していくに連れて、貫通電流は負側に増加する。
おおよそシリコン酸化膜の脱出深さといわれる10nm当た
りで飽和が見られる。加速電圧を変えると、シリコン酸
化膜厚みと貫通電流の比率が変化する。脱出深さは、二
次電子のエネルギーで決まるため加速電圧の影響は余り
うけない。実験結果では、加速電圧が0.5kVの加速電圧
よりも1.2kVの場合に、より大きな傾斜が得られ、膜厚
変化に対する電流の変化量が大きく検出感度が高くな
る。これらの測定データより、例えば、膜厚を電流量x
係数+定数のような近似式等を用いて直線部分を解析的
に扱えるようにして検量線データとする。この検量線デ
ータより、例えば未知の試料に1kVの電子ビームを当て
た際に観測された貫通電流が-3500pAである場合、その
試料の酸化膜厚みは6nmであるとわかる。
FIG. 2 shows that the P.O.
A silicon oxide film having a thickness of 9 nm to 12 nm was provided and irradiated with an electron beam, and a through current generated at that time was measured. The thickness of the silicon oxide film is measured in advance using ellipsometry. As the thickness of the silicon oxide film increases from 0, the through current increases to the negative side.
Saturation is observed at about 10 nm, which is called the escape depth of the silicon oxide film. When the acceleration voltage is changed, the ratio between the thickness of the silicon oxide film and the through current changes. Since the escape depth is determined by the energy of the secondary electrons, the influence of the acceleration voltage is not so large. According to the experimental results, when the accelerating voltage is 1.2 kV than the accelerating voltage of 0.5 kV, a larger slope is obtained, the amount of change in current with respect to the change in film thickness is large, and the detection sensitivity is increased. From these measurement data, for example, the film thickness is calculated as the current amount x
Using an approximate expression such as a coefficient + constant or the like, the straight line portion is analytically treated as calibration curve data. From the calibration curve data, for example, if the penetration current observed when an unknown sample is irradiated with an electron beam of 1 kV is -3500 pA, the oxide film thickness of the sample is 6 nm.

【0021】第3図から第15図は、測定試料例を示
す。第3図は、平坦なシリコン基板31の上に、厚みが
1nm以下のシリコン酸化膜32が形成された試料を示し
ている。この構造は、トランジスタ上のゲート酸化膜形
成後によく見られる構造である。シリコン酸化膜32側
から当てられた加速電圧が1kV程度の電子ビーム33
は、シリコン酸化膜32を貫通しシリコン基板31に達
する。前述したように、基板表面から放出される二次電
子量は、シリコン酸化膜32由来のものとシリコン基板
31由来のもの両者からなるが、シリコン基板よりもシ
リコン酸化膜の方が二次電子放出比が大きいため、シリ
コン酸化膜の膜厚に比例してシリコン酸化膜表面から放
出される二次電子量が増加し、その結果として、シリコ
ン基板を貫通して電極で集められる電流量が減少する。
この関係は、常に一定であるので、貫通電流量を測定す
ることにより、シリコン基板21上に設けられたシリコ
ン酸化膜22の膜厚を知る事が出来る。電子ビームを小
さな径に絞れば、100nm以下の小さな領域のシリコン酸
化膜厚みの測定に向く。電界放出型の電子銃を用いれ
ば、1kV程度の加速電圧でも数nm程度まで絞る事が出来
るので、その領域の厚みを知る事が出来る。逆にビーム
を広げれば、広い範囲の平均的な膜厚を知る事が出来
る。ビームを広げた場合にも、ビームを構成するそれぞ
れの部分の電子ビームが試料面に対して為す傾斜は同一
となるようにする。
3 to 15 show examples of measurement samples. FIG. 3 shows that a flat silicon substrate 31 has a thickness
This shows a sample on which a silicon oxide film 32 of 1 nm or less is formed. This structure is often seen after forming a gate oxide film on a transistor. An electron beam 33 having an acceleration voltage of about 1 kV applied from the silicon oxide film 32 side
Reaches the silicon substrate 31 through the silicon oxide film 32. As described above, the amount of secondary electrons emitted from the substrate surface includes both those derived from the silicon oxide film 32 and those derived from the silicon substrate 31. The silicon oxide film emits more secondary electrons than the silicon substrate. Since the ratio is large, the amount of secondary electrons emitted from the surface of the silicon oxide film increases in proportion to the thickness of the silicon oxide film, and as a result, the amount of current collected by the electrode through the silicon substrate decreases. .
Since this relationship is always constant, the thickness of the silicon oxide film 22 provided on the silicon substrate 21 can be known by measuring the amount of through current. If the electron beam is narrowed down to a small diameter, it is suitable for measuring the thickness of the silicon oxide film in a small area of 100 nm or less. If a field emission type electron gun is used, it is possible to narrow down to about several nm even with an acceleration voltage of about 1 kV, so that the thickness of the region can be known. Conversely, if the beam is expanded, the average film thickness over a wide range can be known. Even when the beam is expanded, the inclination of the electron beam of each part constituting the beam with respect to the sample surface is made the same.

【0022】第4図は、シリコン基板41上に設けられ
たシリコン酸化膜42に穴43が設けられており、その
穴の底にあるシリコン酸化膜44の膜厚を測定する場合
を示している。この構造はDRAM等でシリコン基板上
に設けられたトランジスタからコンタクトを取るコンタ
クトホールの構造と良く似ている。コンタクトホール
は、シリコン酸化膜を表面からRIE等でエッチングし
て作製するが、エッチングが何らかの原因で不足する
と、コンタクトホール底にシリコン酸化膜が残ったまま
となることがある。本実施例は、そのような残りシリコ
ン酸化膜44を検出する場合に相当する。SEMなど基
板表面から放出される二次電子量の変化を定性的に用い
て画像を形成する装置では、コントラストさえ得られれ
ば良いので、電子ビームの照射時の電子ビーム軸の傾斜
角度は特に一定となっておらず、試料の場所によって大
きく異なっている。そのため、試料中央部では電子ビー
ムは垂直に入射するが、試料周辺部ではかなり傾いた電
子ビームが試料に加えられている。本発明は、従来と異
なり、試料のどの部分にも垂直に電子ビームが照射され
ることに特徴がある。従来のようにビームが傾斜を持つ
と、入射電子ビームはコンタクトホールの側面に衝突し
て二次電子を発生しながら減速し、コンタクトホールの
底には直接当らない。特定加速電圧電子ビームに対する
検量線と良い一致がえられる貫通電流を得るには、照射
電子が直接コンタクトホール底のシリコン酸化膜に当る
必要がある。そこで、本実施例では電子ビーム45はシ
リコン酸化膜42に設けられた穴43の中にほぼ垂直入
射される。垂直入射した電子ビームは側面にある酸化膜
には当らずに、穴の底にあるシリコン酸化膜44に直接
当る。コンタクトホール底のシリコン酸化膜44に当っ
た電子ビームは酸化膜厚みに比例した二次電子を放出す
る。放出された電子は穴から外に出る場合もあれば、穴
を形成している酸化膜42に吸収される場合もある。し
かし、いずれにしろ穴の底にあるシリコン酸化膜44を
通過した電子ビームは底にある酸化膜の膜厚に逆比例し
た量になるため、その値を測定することによって穴の底
にある酸化膜の膜厚を知る事が出来る。
FIG. 4 shows a case in which a hole 43 is provided in a silicon oxide film 42 provided on a silicon substrate 41, and the thickness of the silicon oxide film 44 at the bottom of the hole is measured. . This structure is very similar to the structure of a contact hole that takes a contact from a transistor provided on a silicon substrate in a DRAM or the like. The contact hole is formed by etching the silicon oxide film from the surface by RIE or the like. However, if the etching is insufficient for some reason, the silicon oxide film may remain at the bottom of the contact hole. This embodiment corresponds to a case where such a remaining silicon oxide film 44 is detected. In an apparatus such as an SEM that forms an image by qualitatively using a change in the amount of secondary electrons emitted from the substrate surface, it is only necessary to obtain contrast, so the tilt angle of the electron beam axis during electron beam irradiation is particularly constant. , And greatly differs depending on the location of the sample. For this reason, the electron beam is vertically incident at the center of the sample, but a considerably inclined electron beam is applied to the sample at the periphery of the sample. The present invention is characterized in that, unlike the related art, any part of the sample is irradiated with the electron beam vertically. If the beam has a slope as in the prior art, the incident electron beam collides with the side surface of the contact hole, generates secondary electrons and decelerates, and does not directly hit the bottom of the contact hole. In order to obtain a through current that is in good agreement with the calibration curve for the specific acceleration voltage electron beam, it is necessary for the irradiated electrons to directly hit the silicon oxide film at the bottom of the contact hole. Therefore, in this embodiment, the electron beam 45 is substantially perpendicularly incident into the hole 43 provided in the silicon oxide film 42. The normally incident electron beam does not hit the oxide film on the side, but directly hits the silicon oxide film 44 at the bottom of the hole. The electron beam hitting the silicon oxide film 44 at the bottom of the contact hole emits secondary electrons proportional to the thickness of the oxide film. The emitted electrons may go out of the hole or may be absorbed by the oxide film 42 forming the hole. In any case, however, the amount of the electron beam passing through the silicon oxide film 44 at the bottom of the hole becomes inversely proportional to the thickness of the oxide film at the bottom. The thickness of the film can be known.

【0023】第5図は、金属配線51の上に設けられた
シリコン酸化膜52の厚みを測定する例を示している。
シリコン酸化膜52を貫通した電子ビーム53は、金属
配線51に達する。一般に、シリコン酸化膜は、1kV程
度の加速電圧の電子ビームを照射した場合に、2から3
の二次電子放出比を有するのに対して、アルミニウム等
の金属膜は1近傍の二次電子放出比を持つ。従って、電
子ビームをシリコン酸化膜の無い試料表面に当てると、
ほとんど貫通電流量がゼロとなり、最表面にあるシリコ
ン酸化膜厚みを増加するに連れて、厚みに比例した貫通
電流が得られる。この電流を検量線を用いてシリコン酸
化膜厚みに換算すれば、金属配線上にある酸化膜の膜厚
を知る事が出来る。一般に、下地となる材料から放出さ
れる二次電子は、最表面の薄膜が全く無いときのオフセ
ット電流として検出され、その値を貫通電流から引け
ば、殆どの場合、下地材料に依存しない最表面層を構成
する材料の検量線が得られる。
FIG. 5 shows an example in which the thickness of the silicon oxide film 52 provided on the metal wiring 51 is measured.
The electron beam 53 penetrating through the silicon oxide film 52 reaches the metal wiring 51. Generally, a silicon oxide film has a thickness of 2 to 3 when irradiated with an electron beam having an acceleration voltage of about 1 kV.
, Whereas a metal film such as aluminum has a secondary electron emission ratio near 1. Therefore, when the electron beam is applied to the sample surface without silicon oxide film,
The through-current amount becomes almost zero, and as the thickness of the silicon oxide film on the outermost surface increases, a through-current proportional to the thickness can be obtained. By converting this current into a silicon oxide film thickness using a calibration curve, the thickness of the oxide film on the metal wiring can be known. Generally, secondary electrons emitted from the underlying material are detected as an offset current when there is no thin film on the outermost surface, and when the value is subtracted from the through current, the outermost surface that does not depend on the underlying material is almost always detected. A calibration curve of the material constituting the layer is obtained.

【0024】第6図は、アルミニウム等の金属薄膜61
上にシリコン酸化膜62が設けられ、その一部に穴63
が開けられており、その穴の底のシリコン酸化膜65の
厚みを測定する場合を示している。穴63に垂直入射し
た電子ビーム64は、穴の底にあるシリコン酸化膜65
に当る。シリコン酸化膜に当った電子ビームは、シリコ
ン酸化膜の膜厚に比例した二次電子を放出する。放出さ
れた電子は、穴から外に出る場合もあれば、穴を形成し
ているシリコン酸化膜62に吸収される場合もある。し
かし、いずれにしろ穴の底にあるシリコン酸化膜65を
通過した電子ビームは、底にあるシリコン酸化膜の膜厚
に比例した量になるため、その値を測定することによっ
て穴の底にあるシリコン酸化膜の膜厚を知る事が出来
る。
FIG. 6 shows a thin metal film 61 made of aluminum or the like.
A silicon oxide film 62 is provided thereon, and a hole 63
Are shown, and the thickness of the silicon oxide film 65 at the bottom of the hole is measured. The electron beam 64 vertically incident on the hole 63 is applied to the silicon oxide film 65 at the bottom of the hole.
Hit. The electron beam hitting the silicon oxide film emits secondary electrons in proportion to the thickness of the silicon oxide film. The emitted electrons may go out of the hole or may be absorbed by the silicon oxide film 62 forming the hole. However, in any case, the amount of the electron beam that has passed through the silicon oxide film 65 at the bottom of the hole is proportional to the thickness of the silicon oxide film at the bottom. The thickness of the silicon oxide film can be known.

【0025】第7図は、先ほどの実施例とは逆に、SO
I基板の上のように絶縁膜であるシリコン酸化膜73の
上にナノメートルオーダーの厚みを持つ金属薄膜72が
設けられた場合の測定を示している。金属薄膜72を貫
通した電子ビームは、シリコン酸化膜73に達する。シ
リコン酸化膜は2から3の二次電子放出比を有し、アル
ミニウム膜等の金属薄膜72は1近傍の二次電子放出比
を持つため、両者の二次電子放出比は大きく異なる。従
って、金属膜の膜厚に比例した貫通電流が得られる。こ
の電流を金属膜の膜厚に換算する検量線を用いて換算す
れば、シリコン酸化膜の上にある極薄の金属薄膜の膜厚
を知る事が出来る。一般に、シリコン酸化膜に比べて金
属の二次電子放出比は小さいので、この検量線は、金属
薄膜の膜厚が増加するに連れて貫通電流量が正側に増え
る右肩上がりの検量線となる。
FIG. 7 shows the reverse of the previous embodiment.
The measurement shows a case where a metal thin film 72 having a thickness on the order of nanometers is provided on a silicon oxide film 73 as an insulating film as on an I substrate. The electron beam penetrating the metal thin film 72 reaches the silicon oxide film 73. Since the silicon oxide film has a secondary electron emission ratio of 2 to 3, and the metal thin film 72 such as an aluminum film has a secondary electron emission ratio of around 1, the two secondary electron emission ratios are significantly different. Therefore, a through current proportional to the thickness of the metal film can be obtained. By converting this current using a calibration curve that converts the current to the thickness of the metal film, it is possible to know the thickness of the extremely thin metal thin film on the silicon oxide film. In general, since the secondary electron emission ratio of metal is smaller than that of silicon oxide film, this calibration curve is similar to the calibration curve that rises to the right where the amount of through current increases to the positive side as the thickness of the metal thin film increases. Become.

【0026】第8図は、シリコン酸化膜83上に金属
(例えば、アルミニウム)薄膜82が設けられ、その一
部に穴85が開けられており、その穴の底の金属(例え
ば、アルミニウム)薄膜84の膜厚を測定する場合を示
している。垂直入射した電子ビーム81は、穴の底にあ
る金属薄膜84に当る。金属薄膜に当った電子ビーム
は、金属膜の膜厚に比例した二次電子を放出する。放出
された電子は、穴から外に出る場合もあれば、穴を形成
している金属膜に吸収される場合もある。しかし、いず
れにしろ穴の底にある金属膜を通過した電子ビームは、
底にある金属膜の膜厚に比例した量になるため、その値
を測定することによって穴の底にある金属膜の膜厚を知
る事が出来る。
FIG. 8 shows that a metal (for example, aluminum) thin film 82 is provided on a silicon oxide film 83, and a hole 85 is formed in a part thereof, and a metal (for example, aluminum) thin film at the bottom of the hole is formed. 84 shows a case where the film thickness is measured. The normally incident electron beam 81 strikes the metal thin film 84 at the bottom of the hole. The electron beam hitting the metal thin film emits secondary electrons in proportion to the thickness of the metal film. The emitted electrons may go out of the hole or may be absorbed by the metal film forming the hole. However, in any case, the electron beam passing through the metal film at the bottom of the hole,
Since the amount is proportional to the thickness of the metal film at the bottom, the thickness of the metal film at the bottom of the hole can be known by measuring the value.

【0027】第9図は、シリコン基板91上に設けられ
たシリコン酸化膜92からなるパターンの膜厚分布を測
定する膜厚測定装置および膜厚測定方法の第二の実施形
態を示している。電子ビーム93自身を走査あるいは基
板を可動ステージ(電子ビーム走査手段)等で移動し
て、電子ビームが照射されている測定部94の位置を変
える。測定部の位置情報(X,Y)と貫通電流95を対
応させて記憶装置(位置電流記憶手段)10に記憶す
る。貫通電流量は、検量線データ11と比較器12によ
って比較され、貫通電流からシリコン酸化膜の膜厚に変
換される。特に、検量線データは直線性が良いので、1
次式あるいは2次式程度で表して、その係数を記憶する
ようにして、必要とされる換算値を近似式より計算で求
める。本装置からは、シリコン酸化膜の膜厚分布が分か
ると同時に、シリコン酸化膜パターン幅96も測定する
事が出来る。構成元素が一定でない薄膜や二次電子放出
比が異なる材料が、被測定対象の薄膜中に含まれている
とそれらは異なった膜厚領域として検出できる。
FIG. 9 shows a second embodiment of a film thickness measuring device and a film thickness measuring method for measuring the film thickness distribution of a pattern comprising a silicon oxide film 92 provided on a silicon substrate 91. The position of the measurement section 94 irradiated with the electron beam is changed by scanning the electron beam 93 itself or moving the substrate by a movable stage (electron beam scanning means) or the like. The position information (X, Y) of the measuring section and the through current 95 are stored in the storage device (position current storage means) 10 in association with each other. The amount of the through current is compared with the calibration curve data 11 by the comparator 12, and the through current is converted into the thickness of the silicon oxide film. In particular, since the calibration curve data has good linearity,
It is expressed by the following equation or quadratic equation, the coefficient is stored, and the required conversion value is calculated by an approximate equation. With this apparatus, the film thickness distribution of the silicon oxide film can be determined, and at the same time, the silicon oxide film pattern width 96 can be measured. If a thin film having non-constant constituent elements or a material having a different secondary electron emission ratio is contained in the thin film to be measured, they can be detected as different thickness regions.

【0028】第10図は、シリコン基板101上に設け
られたシリコン酸化膜102に穴103が設けてあり、
その穴の中にあるシリコン酸化膜104の厚みプロファ
イルを測定する場合を示している。穴を通過する程度に
垂直にビーム軸を立てられた電子ビーム105を利用
し、穴の中に電子ビームを注入する。穴の底にあるシリ
コン酸化膜104に当った電子ビームは、シリコン酸化
膜厚みに比例した二次電子を放出する。放出された電子
は、穴103から外に出る場合もあれば、穴を形成して
いるシリコン酸化膜102に吸収される場合もある。し
かし、いずれにしろ穴の底にあるシリコン酸化膜104
を通過した電子ビームは、底にあるシリコン酸化膜の膜
厚に比例した量になるため、その値を測定することによ
って穴の底にあるシリコン酸化膜の膜厚を知る事が出来
る。貫通電流量は、検量線データと比較装置によって比
較され、貫通電流からシリコン酸化膜の膜厚に変換され
る。特に、検量線データは直線性が良いので、1次式あ
るいは2次式程度で表しておき、近似式を用いて中間の
値を計算する。本測定方法で穴や溝の中にあるシリコン
酸化膜の厚みが分かると同時にシリコン酸化膜パターン
の幅も測定する事が出来る。この場合、電子ビーム全体
が穴の中に入ってしまうほど絞られている必要は必ずし
も無く、ビームの形状が平坦であれば、ビームエッジの
移動によって生じる電流量の変化を用いて穴底の形状を
求める事が出来る。図では、酸化膜が残っている場合を
示しており、電流がマイナス側に観察されているが、シ
リコン膜が露出している領域ではプラス側に電流が観察
され、両者は分離される。具体的な応用例としては、エ
ッチング終了後のコンタクトホール底形状の測定があ
る。アスペクト比率の高いコンタクトホールでは、開口
部の大きさと底の大きさが一般的に異なっており、特に
シリコン基板が露出しているコンタクトホール底の大き
さを知る事が重要である。本手法をコンタクトホールに
適用すれば、コンタクトホール底の形状を測定したり、
底に出ているシリコン領域の幅や面積および形状を知る
事が出来る。
FIG. 10 shows that a hole 103 is provided in a silicon oxide film 102 provided on a silicon substrate 101.
The case where the thickness profile of the silicon oxide film 104 in the hole is measured is shown. The electron beam is injected into the hole by using the electron beam 105 whose beam axis is vertically set so as to pass through the hole. The electron beam hitting the silicon oxide film 104 at the bottom of the hole emits secondary electrons proportional to the thickness of the silicon oxide film. The emitted electrons may go out of the hole 103 or may be absorbed by the silicon oxide film 102 forming the hole. However, in any case, the silicon oxide film 104
Since the amount of the electron beam passing through the hole becomes proportional to the thickness of the silicon oxide film at the bottom, the thickness of the silicon oxide film at the bottom of the hole can be known by measuring the value. The amount of the through current is compared with the calibration curve data by the comparator, and the through current is converted into the thickness of the silicon oxide film. Particularly, since the calibration curve data has good linearity, it is represented by a linear expression or a quadratic expression, and an intermediate value is calculated using an approximate expression. With this measurement method, the thickness of the silicon oxide film in the hole or groove can be determined, and at the same time, the width of the silicon oxide film pattern can be measured. In this case, it is not necessary that the entire electron beam is narrowed so as to enter the hole. If the beam shape is flat, the shape of the hole bottom is determined using the change in the amount of current caused by the movement of the beam edge. Can be requested. The figure shows the case where the oxide film remains, and the current is observed on the minus side, but in the region where the silicon film is exposed, the current is observed on the plus side, and the two are separated. As a specific application example, there is a measurement of a bottom shape of a contact hole after etching is completed. In a contact hole having a high aspect ratio, the size of the opening and the size of the bottom are generally different. In particular, it is important to know the size of the bottom of the contact hole where the silicon substrate is exposed. If this method is applied to contact holes, the shape of the contact hole bottom can be measured,
The width, area and shape of the silicon region at the bottom can be known.

【0029】第11図は、本発明の第11の実施例を示
している。本実施例では、電子銃あるいは被測定対象を
2次元に移動させて、2次元の膜厚分布測定を行う方法
を示している。電子銃は、試料が平坦である場合には、
被測定面に対して必ずしも垂直である必要はないが、測
定範囲において、どの部分にも同じ角度で電子ビームが
照射されるようにする。穴や溝の底にある薄膜の膜厚を
測定する場合には、穴の底に電子ビームが十分に直接届
くように電子ビームを垂直に保つ。電子ビームの走査
は、電子ビーム自身に偏向電圧をかけて左右に曲げる事
は行わず、電子ビーム照射は、軸が垂直になるように二
次元に電子ビームを走査するあるいは電子ビーム軸を垂
直に保ったまま電子銃を移動させて行う。電子銃の電子
ビーム放出軸を固定して、試料を二次元に移動させても
よい。以上の状態で、電子ビーム照射場所の二次元座標
112と貫通電流113の関係を記憶しながら、順次測
定位置を移動して、試料全体の測定を行い、貫通電流か
らシリコン酸化膜の膜厚へ変換を行い、二次元座標11
2に垂直に取った軸にシリコン酸化膜の膜厚をプロット
すれば、薄膜の二次元膜厚分布が得られる。
FIG. 11 shows an eleventh embodiment of the present invention. In the present embodiment, a method is described in which an electron gun or an object to be measured is moved two-dimensionally and a two-dimensional film thickness distribution measurement is performed. The electron gun can be used when the sample is flat
Although not necessarily perpendicular to the surface to be measured, the electron beam is irradiated at the same angle to any part in the measurement range. When measuring the thickness of the thin film at the bottom of a hole or groove, the electron beam is kept vertical so that the electron beam reaches the bottom of the hole directly. Electron beam scanning does not apply a deflection voltage to the electron beam itself and does not bend it to the left or right.Electron beam irradiation scans the electron beam two-dimensionally so that the axis is vertical, or vertically sets the electron beam axis. Move the electron gun while keeping it. The sample may be moved two-dimensionally with the electron beam emission axis of the electron gun fixed. In the above state, while measuring the relationship between the two-dimensional coordinates 112 of the electron beam irradiation location and the through current 113, the measurement position is sequentially moved to measure the entire sample, and from the through current to the thickness of the silicon oxide film. Perform transformation to obtain two-dimensional coordinates 11
If the film thickness of the silicon oxide film is plotted on an axis perpendicular to 2, a two-dimensional film thickness distribution of the thin film can be obtained.

【0030】第12図は、最表面にシリコン酸化膜12
1、2層目にアルミニウム122等の金属薄膜、そして
その下にシリコン基板123等の支持基板からなる多層
膜の測定を示している。電子ビーム124を試料表面か
ら1kV程度の加速電圧で加速された電子ビームを照射す
ると、表面から50nm程度までの深さに電子ビームが到達
する。しかし、前述したように、貫通電流に影響を及ぼ
すのは表面から10nm以内にある物質の二次電子放出比で
ある。表面から1層および2層を構成するシリコン酸化
膜121とアルミ122は二次電子放出比が異なるた
め、第1層の膜厚に比例した二次電子が放出され、貫通
電流もそれにしたがって変化する。しかし、表面から第
3層までの距離が10nm以上であれば、観測される貫通電
流の大きさは、第3層からの影響を受けないため、第1
層と第2層を構成するシリコン酸化膜とアルミの二次電
子放出効果を反映した検量線データを用いる事で、最表
面のシリコン酸化膜の膜厚を知る事が出来る。
FIG. 12 shows a silicon oxide film 12 on the outermost surface.
Measurements of a multilayer film composed of a metal thin film such as aluminum 122 as the first and second layers and a supporting substrate such as a silicon substrate 123 thereunder are shown. When the electron beam 124 is irradiated from the sample surface with an electron beam accelerated at an acceleration voltage of about 1 kV, the electron beam reaches a depth of about 50 nm from the surface. However, as described above, what affects the through current is the secondary electron emission ratio of a substance within 10 nm from the surface. Since the silicon oxide film 121 and the aluminum 122 constituting the first and second layers have different secondary electron emission ratios from the surface, secondary electrons are emitted in proportion to the thickness of the first layer, and the through current changes accordingly. . However, if the distance from the surface to the third layer is 10 nm or more, the magnitude of the observed through current is not affected by the third layer.
The thickness of the silicon oxide film on the outermost surface can be known by using the calibration curve data reflecting the secondary electron emission effect of the silicon oxide film and aluminum constituting the layer and the second layer.

【0031】第13図は、シリコン基板131上に設け
られたアルミ配線132上に、更にシリコン酸化膜13
3が形成され、その一部分に穴134が設けられてお
り、その底にあるシリコン酸化膜135の膜厚を測定す
る場合を示している。穴134に電子ビーム136を垂
直入射する。電子ビームは穴の底のシリコン酸化膜に当
り、シリコン酸化膜の膜厚に比例した二次電子を放出す
る。その放出した電子は穴から外に出る場合もあれば、
穴を形成しているシリコン酸化膜133に吸収される場
合もある。しかし、いずれにしろ、穴の底にあるシリコ
ン酸化膜を通過した電流は、金属配線132の膜厚が10
nmよりも厚い場合は、穴の底にあるシリコン酸化膜13
5の膜厚に比例した量になるため、その値を測定するこ
とによって、穴の底にあるシリコン酸化膜の膜厚を知る
事が出来る。金属配線の膜厚が10nmよりも薄い場合に
は、配線の下にあるシリコン基板131からの二次電子
放出も貫通電流に影響を与えるため、その場合には、シ
リコン基板131を含めた検量線を予め作る事によっ
て、穴の底のシリコン酸化膜の膜厚を精密に測定でき
る。
FIG. 13 shows that an aluminum wiring 132 provided on a silicon substrate 131 is further covered with a silicon oxide film 13.
3 is formed, a hole 134 is provided in a part thereof, and the thickness of the silicon oxide film 135 at the bottom is measured. The electron beam 136 is vertically incident on the hole 134. The electron beam hits the silicon oxide film at the bottom of the hole and emits secondary electrons in proportion to the thickness of the silicon oxide film. The emitted electrons may go out of the hole,
In some cases, it is absorbed by the silicon oxide film 133 forming the hole. However, in any case, the current that has passed through the silicon oxide film at the bottom of the hole has a thickness of 10
If the thickness is larger than nm, the silicon oxide film 13
Since the amount is proportional to the film thickness of No. 5, the thickness of the silicon oxide film at the bottom of the hole can be known by measuring the value. When the thickness of the metal wiring is thinner than 10 nm, secondary electron emission from the silicon substrate 131 below the wiring also affects the through current. In this case, the calibration curve including the silicon substrate 131 is used. The thickness of the silicon oxide film at the bottom of the hole can be accurately measured by forming the silicon oxide film in advance.

【0032】第14図は、最表面にシリコン酸化膜14
1、2層目に窒化膜142そしてその下にシリコン基板
143等の支持基板からなる多層膜の測定を示してい
る。電子ビーム144を試料表面から1kV程度の加速
電圧で加速された電子ビームを照射すると、表面から50
nm程度までの深さに電子ビームが到達する。しかし、前
述したように、貫通電流に影響を及ぼすのは、表面から
10nm以内にある物質の二次電子放出比である。表面から
1層および2層を構成するシリコン酸化膜141と窒化
膜142は二次電子放出比が異なるため、第1層の膜厚
に比例した二次電子が放出され、貫通電流もそれにした
がって変化する。しかし、表面から第3層までの距離が
10nm以上であれば、観測される貫通電流の大きさは
第3層からの影響を受けないため、第1層と第2層を構
成するシリコン酸化膜と窒化膜の二次電子放出効果を反
映した検量線データを用いる事で、最表面のシリコン酸
化膜の膜厚を知る事が出来る。
FIG. 14 shows a silicon oxide film 14 on the outermost surface.
A measurement of a multilayer film composed of a nitride film 142 as the first and second layers and a supporting substrate therebelow such as a silicon substrate 143 is shown. When the electron beam 144 is irradiated with an electron beam accelerated from the sample surface at an acceleration voltage of about 1 kV, 50
The electron beam reaches a depth of about nm. However, as mentioned above, the influence on the through current is from the surface
This is the secondary electron emission ratio of a substance within 10 nm. Since the silicon oxide film 141 and the nitride film 142 constituting the first and second layers have different secondary electron emission ratios from the surface, secondary electrons are emitted in proportion to the thickness of the first layer, and the through current changes accordingly. I do. However, if the distance from the surface to the third layer is 10 nm or more, the magnitude of the observed through current is not affected by the third layer, so that the silicon oxide film forming the first and second layers is not affected. By using the calibration curve data reflecting the secondary electron emission effect of the nitride film, the thickness of the silicon oxide film on the outermost surface can be known.

【0033】第15図は、シリコン基板151上に設け
られた窒化膜152上に更にシリコン酸化膜153が形
成され、その一部分に穴154が設けられており、その
底にあるシリコン酸化膜155の厚みを測定する場合を
示している。穴154に電子ビーム156を垂直入射す
る。電子ビームは穴の底のシリコン酸化膜に当りシリコ
ン酸化膜の膜厚に比例した二次電子を放出する。その放
出した電子は穴から外に出る場合もあれば、穴を形成し
ているシリコン酸化膜153に吸収される場合もある。
しかし、いずれにしろ穴の底にあるシリコン酸化膜を通
過した電流は、窒化膜152の膜厚が10nmよりも厚い場
合は、穴の底にあるシリコン酸化膜155の膜厚に比例
した量になるため、その値を測定することによって穴の
底にあるシリコン酸化膜の膜厚を知る事が出来る。窒化
膜152の膜厚が10nmよりも薄い場合には、配線の下に
あるシリコン基板151からの二次電子放出も貫通電流
に影響を与えるため、その場合には、シリコン基板15
1を含めた検量線を予め作る事によって、穴の底のシリ
コン酸化膜の膜厚を精密に測定できる。
FIG. 15 shows that a silicon oxide film 153 is further formed on a nitride film 152 provided on a silicon substrate 151, a hole 154 is provided in a part thereof, and a silicon oxide film 155 on the bottom thereof is formed. The case where thickness is measured is shown. An electron beam 156 is vertically incident on the hole 154. The electron beam hits the silicon oxide film at the bottom of the hole and emits secondary electrons proportional to the thickness of the silicon oxide film. The emitted electrons may go out of the hole or may be absorbed by the silicon oxide film 153 forming the hole.
However, in any case, the current passing through the silicon oxide film at the bottom of the hole is proportional to the thickness of the silicon oxide film 155 at the bottom of the hole when the thickness of the nitride film 152 is greater than 10 nm. Therefore, the thickness of the silicon oxide film at the bottom of the hole can be known by measuring the value. If the thickness of the nitride film 152 is smaller than 10 nm, secondary electron emission from the silicon substrate 151 under the wiring also affects the through current.
By preparing a calibration curve including 1 in advance, the thickness of the silicon oxide film at the bottom of the hole can be accurately measured.

【0034】第16図は、本発明の第三の実施形態を示
している。本実施形態では、貫通電流測定と二次電子測
定を組み合わせたことに特徴がある。第1図で示した構
成に、二次電子検出器(二次電子検出手段)162およ
びその信号を増幅する増幅器161がさらに加えられた
構成となっている。前述したように、特定の物質に一定
量の電子ビームを照射した場合、照射電子は、二次電子
と貫通電流の2つに分離し、その関係は式(1)で与え
られる。その分離の程度は、測定対象の二次電子放出比
および膜厚に固有である。従って、その両者を同時に測
定した検量線を用いれば、入射電子ビーム量、二次電子
放出量および貫通電流量からなる測定パラメータが一義
的に定まり、貫通電流のみを利用するより、正確に膜厚
を測定出来る。この場合は、二次電子放出比が正確に求
まるため、材料の二次電子放出比が正確に予め分かって
いる場合には材料分析を行う事も出来る。一方、二次電
子を用いて膜厚を測定する装置では、基板表面付近の電
位の影響を大きく受けるため、同じシリコン酸化膜の膜
厚の試料でも、周りにある物質による電位の状況によっ
て、回収される二次電子の量が変化するあるいは全ての
二次電子が二次電子検出器に回収されないため、他のデ
ータと比較したり出来るような真の意味での定量的測定
は出来ない。しかし、貫通電流をある少数サンプルに対
して予め測定を行ったのちに、その値を用いて二次電子
の捕集効率を求めて真の二次電子放出量に換算する事に
より、定量的な測定が可能となる。
FIG. 16 shows a third embodiment of the present invention. The present embodiment is characterized in that the through current measurement and the secondary electron measurement are combined. In the configuration shown in FIG. 1, a secondary electron detector (secondary electron detecting means) 162 and an amplifier 161 for amplifying the signal are further added. As described above, when a specific substance is irradiated with a certain amount of electron beam, the irradiated electrons are separated into two, a secondary electron and a through current, and the relationship is given by equation (1). The degree of the separation is specific to the secondary electron emission ratio and the film thickness of the object to be measured. Therefore, if a calibration curve measuring both of them is used at the same time, the measurement parameters consisting of the amount of incident electron beam, the amount of secondary electron emission, and the amount of through current are uniquely determined, and the film thickness can be accurately determined rather than using only the through current. Can be measured. In this case, since the secondary electron emission ratio is accurately obtained, the material analysis can be performed if the secondary electron emission ratio of the material is accurately known in advance. On the other hand, an apparatus that measures the film thickness using secondary electrons is greatly affected by the potential near the substrate surface. Since the amount of secondary electrons to be performed changes or all the secondary electrons are not recovered by the secondary electron detector, a true quantitative measurement that can be compared with other data cannot be performed. However, the through current is measured in advance for a small number of samples, and then the secondary electron collection efficiency is calculated using the measured value to convert it into a true secondary electron emission amount. Measurement becomes possible.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る膜厚測定装置または膜厚測定方法によれば、以下のよ
うな効果を奏する。従来では不可能であったナノメート
ルオーダーの極薄膜の膜厚を定量的に再現性良く測定で
きる。平坦な面に存在する薄膜の膜厚を定量的に知る事
が出来るばかりでなく、アスペクトレシオが5を超える
ような非常に高アスペクトレシオを有するコンタクトホ
ール底のような場所に存在する極薄膜の膜厚も測定する
ことができる。複数の膜からなる多層膜でも、最表面の
膜厚のみが測定可能である。また、膜の形成前の貫通電
流を測定して、膜形成後の貫通電流と比較する事によ
り、何層の膜を形成してもそれぞれの膜厚を知る事が出
来る。測定試料例では、材料としてシリコン、シリコン
酸化膜、アルミのみを用いて説明したが、本発明はそれ
に留まることなくW、Mo、Pt、Au、Cu、Ti、
シリサイド、窒化膜、強誘電体、ポリイミド、レジス
ト、フルオロカーボン、炭素、蛋白質、DNA等あらゆ
る材料の厚み測定に応用する事が出来る。穴の形状も二
次電子放出に十分な加速電圧を有した電子ビームが被測
定箇所に当りさえすればどのような開口形状を有してい
ても構わない。照射する電子ビームの加速電圧は、測定
試料の最表面である第1層と第2層の二次電子放出比が
最も大きく取れる電圧を選ぶ事が望ましい。測定箇所下
部に絶縁領域が存在する場合には、より高い加速電圧を
用いてその領域を貫通しても良い。また、加速電圧を変
えて測定しても良い。微小箇所の汚染材料の同定やその
膜厚などを知る事にも利用できるため、洗浄が終了した
か否かの判定に利用できる。適当な敷居値を用いて自動
判定すれば、エッチングが良好に行われたか否かを検査
する検査装置として利用できる。薄膜の貫通電流は、基
板の裏面から取り出した例を本実施例では示している
が、基板表面に裏面に貫通した電流を取りだすための電
極を設けても構わない。また、基板の裏面に絶縁膜があ
っても、本発明の測定方法は利用できる。
As described in detail above, the film thickness measuring apparatus or method according to the present invention has the following effects. It is possible to quantitatively measure the thickness of an ultrathin film on the order of nanometers, which was impossible in the past, with good reproducibility. Not only can you quantitatively know the thickness of the thin film that exists on a flat surface, but also the extremely thin film that exists in places such as the bottom of a contact hole that has an extremely high aspect ratio with an aspect ratio exceeding 5 The film thickness can also be measured. Even with a multilayer film composed of a plurality of films, only the thickness of the outermost surface can be measured. Also, by measuring the through current before forming the film and comparing it with the through current after forming the film, it is possible to know the film thickness of any number of films formed. In the measurement sample example, the description was made using only silicon, a silicon oxide film, and aluminum as materials. However, the present invention is not limited thereto, and W, Mo, Pt, Au, Cu, Ti,
It can be applied to the thickness measurement of any material such as silicide, nitride film, ferroelectric, polyimide, resist, fluorocarbon, carbon, protein, DNA and the like. The hole may have any opening shape as long as the electron beam having an accelerating voltage sufficient for secondary electron emission hits the location to be measured. As the acceleration voltage of the electron beam for irradiation, it is desirable to select a voltage at which the secondary electron emission ratio between the first layer and the second layer, which are the outermost surface of the measurement sample, can be maximized. If an insulating region exists below the measurement location, a higher acceleration voltage may be used to penetrate that region. Alternatively, the measurement may be performed while changing the acceleration voltage. Since it can be used to identify the contaminated material at a minute location and to know its film thickness, it can be used to determine whether or not cleaning has been completed. If the determination is made automatically using an appropriate threshold value, it can be used as an inspection device for inspecting whether or not etching has been performed satisfactorily. Although the present embodiment shows an example in which the through current of the thin film is extracted from the back surface of the substrate, an electrode for extracting the current penetrating to the back surface of the substrate may be provided on the front surface of the substrate. Further, the measurement method of the present invention can be used even if there is an insulating film on the back surface of the substrate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係る膜厚測定装置の第一の実施形態
を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic view showing a first embodiment of a film thickness measuring apparatus according to the present invention.

【図2】 シリコン酸化膜の膜厚と貫通電流の関係を示
す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a thickness of a silicon oxide film and a through current.

【図3】 本発明の膜厚測定装置で測定可能な試料の例
である。
FIG. 3 is an example of a sample that can be measured by the film thickness measuring device of the present invention.

【図4】 本発明の膜厚測定装置で測定可能な試料の例
である。
FIG. 4 is an example of a sample that can be measured by the film thickness measuring apparatus of the present invention.

【図5】 本発明の膜厚測定装置で測定可能な試料の例
である。
FIG. 5 is an example of a sample that can be measured by the film thickness measuring device of the present invention.

【図6】 本発明の膜厚測定装置で測定可能な試料の例
である。
FIG. 6 is an example of a sample that can be measured by the film thickness measuring device of the present invention.

【図7】 本発明の膜厚測定装置で測定可能な試料の例
である。
FIG. 7 is an example of a sample that can be measured by the film thickness measuring device of the present invention.

【図8】 本発明の膜厚測定装置で測定可能な試料の例
である。
FIG. 8 is an example of a sample that can be measured by the film thickness measuring apparatus of the present invention.

【図9】 本発明に係る膜厚測定装置の第二の実施形態
を説明するための概略図と、それにより測定可能な試料
の例である。
FIG. 9 is a schematic diagram for explaining a second embodiment of a film thickness measuring apparatus according to the present invention, and an example of a sample that can be measured by the schematic diagram.

【図10】 本発明に係る膜厚測定装置の第二の実施形
態を説明するための概略図と、それにより測定可能な試
料の例である。
FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a second embodiment of the film thickness measuring apparatus according to the present invention and an example of a sample that can be measured by the schematic diagram.

【図11】 本発明に係る膜厚測定装置の第二の実施形
態を説明するための概略図と、それにより測定可能な試
料の例である。
FIG. 11 is a schematic diagram for explaining a second embodiment of the film thickness measuring apparatus according to the present invention, and an example of a sample that can be measured by the schematic diagram.

【図12】 本発明の膜厚測定装置で測定する試料の例
である。
FIG. 12 is an example of a sample measured by the film thickness measuring device of the present invention.

【図13】 本発明の膜厚測定装置で測定する試料の例
である。
FIG. 13 is an example of a sample measured by the film thickness measuring device of the present invention.

【図14】 本発明の膜厚測定装置で測定する試料の例
である。
FIG. 14 is an example of a sample measured by the film thickness measuring device of the present invention.

【図15】 本発明の膜厚測定装置で測定する試料の例
である。
FIG. 15 is an example of a sample measured by the film thickness measuring apparatus of the present invention.

【図16】 本発明に係る膜厚測定装置の第三の実施形
態を示す概略図である。
FIG. 16 is a schematic view showing a third embodiment of the film thickness measuring apparatus according to the present invention.

【図17】 本発明の原理を説明するための図である。FIG. 17 is a diagram for explaining the principle of the present invention.

【図18】 シリコン酸化膜の膜厚と貫通電流の関係を
示す図である。
FIG. 18 is a diagram showing a relationship between a thickness of a silicon oxide film and a through current.

【図19】 従来の膜厚測定装置を示す図である。FIG. 19 is a view showing a conventional film thickness measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 薄膜試料(薄膜) 2 電子ビーム 3 電子銃(電子ビーム照射手段) 4 基板 5 電極 6 電流増幅器(電流検出手段) 7 差動増幅器(電流検出手段) 9 A/D変換器(電流検出手段) 10 記憶装置(電流検出手段) 11 検量線データ記憶装置(膜厚換算手段) 12 比較装置(膜厚換算手段) 95 貫通電流 162 二次電子検出器(二次電子検出手段) 195 二次電子 196 二次電子検出器(二次電子検出手段) Reference Signs List 1 thin film sample (thin film) 2 electron beam 3 electron gun (electron beam irradiation means) 4 substrate 5 electrode 6 current amplifier (current detection means) 7 differential amplifier (current detection means) 9 A / D converter (current detection means) Reference Signs List 10 storage device (current detection means) 11 calibration curve data storage device (thickness conversion means) 12 comparison device (thickness conversion means) 95 penetration current 162 secondary electron detector (secondary electron detection means) 195 secondary electron 196 Secondary electron detector (secondary electron detection means)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板上の薄膜に一定の加速電圧かつ一定
量の電子ビームを前記薄膜表面に対して垂直に照射する
電子ビーム照射手段と、前記薄膜に照射された電子ビーム量から、前記薄膜によ
り放出される二次電子放出量を差し引いた値を前記基板
に流れる電流の電流値として、前記基板に接触して配置
された電極を介して前記電流を検出する電流検出手段
と、 前記薄膜と同一材料の標準試料についての前記電流と膜
厚との相関データから、前記電流検出手段によって検出
された前記電流値を前記薄膜の膜厚に換算する膜厚換算
手段とを備えたことを特徴とする膜厚測定装置。
1. A constant acceleration voltage and a constant voltage applied to a thin film on a substrate.
And <br/> electron beam irradiation means for irradiating perpendicularly the amount of the electron beam to the thin film surface, the amount of the electron beam irradiated to the thin film, the thin film
The value obtained by subtracting the amount of secondary electrons emitted from the substrate
As the current value of the current flowing through the substrate
Current detecting means for detecting the current through a selected electrode
And a film thickness conversion means for converting the current value detected by the current detection means into a film thickness of the thin film from correlation data between the current and the film thickness for a standard sample of the same material as the thin film. A film thickness measuring device, characterized in that:
【請求項2】 請求項1に記載の膜厚測定装置におい
て、 前記電流検出手段が、前記電流以外の漏れ電流によるオ
フセット電圧を取り除くための差動増幅器を備えたこと
を特徴とする膜厚測定装置。
2. The film thickness measuring apparatus according to claim 1, wherein said current detecting means includes a differential amplifier for removing an offset voltage due to a leakage current other than said current. apparatus.
【請求項3】 請求項1から2に記載の膜厚測定装置に
おいて、 前記薄膜上で前記電子ビームを走査するための電子ビー
ム走査手段と、 前記薄膜上での前記電子ビームの走査位置と該走査位置
での前記電流を記憶する位置電流記憶手段とを備えたこ
とを特徴とする膜厚測定装置。
3. The film thickness measuring device according to claim 1, wherein: an electron beam scanning unit for scanning the electron beam on the thin film; a scanning position of the electron beam on the thin film; And a position current storage unit for storing the current at a scanning position.
【請求項4】 基板上の薄膜に一定の加速電圧かつ一定
量の電子ビームを前記薄膜表面に対して垂直に照射し、
前記薄膜に照射された電子ビーム量から、前記薄膜によ
り放出される二次電子放出量を差し引いた値を前記基板
に流れる電流の電流値として、前記基板に接触して配置
された電極を介して前記電流を検出し、前記電流を、前
記薄膜と同一材料の標準試料についての前記電流と膜厚
との相関データから前記薄膜の膜厚に換算することを特
徴とする膜厚測定方法。
4. A constant acceleration voltage and a constant voltage applied to a thin film on a substrate.
Irradiating an amount of electron beam perpendicular to the thin film surface;
From the amount of electron beam applied to the thin film,
The value obtained by subtracting the amount of secondary electrons emitted from the substrate
As the current value of the current flowing through the substrate
Detecting the current through the electrode, and converting the current to a film thickness of the thin film from correlation data between the current and the film thickness for a standard sample of the same material as the thin film. Thickness measurement method.
【請求項5】 基板上に形成された薄膜上で電子ビーム
を走査し、該電子ビームの複数の走査位置において、
記薄膜表面に対して垂直に照射された電子ビーム量か
ら、前記薄膜により放出される二次電子放出量を差し引
いた値を前記基板に流れる電流の電流値として、前記基
板に接触して配置された電極を介して前記電流を検出
し、前記複数の走査位置における位置情報と前記電流を
対応させて記憶し、それぞれの前記電流を、前記薄膜と
同一材料の標準試料についての前記電流と膜厚との相関
データから膜厚に換算して、前記薄膜の膜厚分布を求め
ることを特徴とする膜厚測定方法。
5. A scanning electron beam on a thin film formed on a substrate, a plurality of scan positions of the electron beams, before
The amount of electron beam irradiated perpendicular to the thin film surface?
Subtract the amount of secondary electrons emitted by the thin film
The value obtained as the current value of the current flowing through the substrate is
Detects the current through electrodes placed in contact with the plate
And the position information and the current at the plurality of scanning positions are
The current is stored in association with each other, and each of the currents is converted into a film thickness from correlation data between the current and the film thickness of a standard sample of the same material as the thin film, thereby obtaining a film thickness distribution of the thin film. Thickness measurement method.
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