JPH0125004B2 - - Google Patents
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- JPH0125004B2 JPH0125004B2 JP8633182A JP8633182A JPH0125004B2 JP H0125004 B2 JPH0125004 B2 JP H0125004B2 JP 8633182 A JP8633182 A JP 8633182A JP 8633182 A JP8633182 A JP 8633182A JP H0125004 B2 JPH0125004 B2 JP H0125004B2
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- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 13
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 7
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
- H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B15/00—Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons
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- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は荷電粒子ビームによる測長方法に関す
る。
る。
LSI素子や超LSI素子の製作過程において、材
料上に作成したパターン等の線幅や線間隔の測長
等のパターン検査が行なわれる。これらのパター
ンの線幅等はサブミクロン単位にも達しているの
で光学的に測長することは不可能である。
料上に作成したパターン等の線幅や線間隔の測長
等のパターン検査が行なわれる。これらのパター
ンの線幅等はサブミクロン単位にも達しているの
で光学的に測長することは不可能である。
そこで、電子ビームやイオンビームを使つて線
幅等の測長を行なうことが考えられる。即ち、何
れかの荷電ビームを材料上でデジタル的に走査
し、該材料上から発せられる反射電子等を捕える
ことにより測定しようとする線のエツジや凹凸の
位置を検出し、この検出を前記デジタル的走査に
関係付けて、線幅や線間隔を測定するのである。
しかし、一般に材料自身に反りや凹凸等の変位が
あり、又材料ステージにも同様な変位や水平移動
時のがた等があるので、同一材料中や材料毎にワ
ークデスタンスの異なりが生じ、その結果、誤つ
た測長が行なわれてしまう。第１図ａ及びｂは、
ワークデスタンスの異なる材料Ｍ，M′のパター
ン線幅を測長する例を示しており、ワークデスタ
ンスＤの材料Ｍに形成されたパターンＰの線幅
と、ワークデスタンスD′の材料M′に形成された
前記パターンＰと同じ線幅のパターンP′の線幅
を、偏向器DFによりビームＢを矢印Ｑ方向にデ
ジタル走査し各々の線幅を測長すると、パターン
Ｐの線幅は該パターンＰのエツジからエツジまで
のビームの移動（偏向）角度αに対応した値が得
られ、パターンP′の線幅はα′（＜α）に対応した
値が得られる。しかし、α、α′を知ることは出来
ても、ワークデスタンスＤ，D′が既知でなけれ
ば線幅を算出することは出来ない。又、ワークデ
スタンスＤ，D′は一般的に高精度に決定するこ
とは困難である。従つて、結果的に、同じ線幅を
測長しているのに（α−α′）に対応した測定誤差
が生じてしまう。この誤差はサブミクロン単位を
問題にしている線幅等の測長においてはゆゆしき
問題である。
幅等の測長を行なうことが考えられる。即ち、何
れかの荷電ビームを材料上でデジタル的に走査
し、該材料上から発せられる反射電子等を捕える
ことにより測定しようとする線のエツジや凹凸の
位置を検出し、この検出を前記デジタル的走査に
関係付けて、線幅や線間隔を測定するのである。
しかし、一般に材料自身に反りや凹凸等の変位が
あり、又材料ステージにも同様な変位や水平移動
時のがた等があるので、同一材料中や材料毎にワ
ークデスタンスの異なりが生じ、その結果、誤つ
た測長が行なわれてしまう。第１図ａ及びｂは、
ワークデスタンスの異なる材料Ｍ，M′のパター
ン線幅を測長する例を示しており、ワークデスタ
ンスＤの材料Ｍに形成されたパターンＰの線幅
と、ワークデスタンスD′の材料M′に形成された
前記パターンＰと同じ線幅のパターンP′の線幅
を、偏向器DFによりビームＢを矢印Ｑ方向にデ
ジタル走査し各々の線幅を測長すると、パターン
Ｐの線幅は該パターンＰのエツジからエツジまで
のビームの移動（偏向）角度αに対応した値が得
られ、パターンP′の線幅はα′（＜α）に対応した
値が得られる。しかし、α、α′を知ることは出来
ても、ワークデスタンスＤ，D′が既知でなけれ
ば線幅を算出することは出来ない。又、ワークデ
スタンスＤ，D′は一般的に高精度に決定するこ
とは困難である。従つて、結果的に、同じ線幅を
測長しているのに（α−α′）に対応した測定誤差
が生じてしまう。この誤差はサブミクロン単位を
問題にしている線幅等の測長においてはゆゆしき
問題である。
本発明はこの様な点に鑑みてなされたもので、
ワークデスタンスを知ることなくパターンの線幅
や線間隔を精確に測長出来るようにした新規な測
長方法に関している。
ワークデスタンスを知ることなくパターンの線幅
や線間隔を精確に測長出来るようにした新規な測
長方法に関している。
即ち、本発明は光軸上に２つ以上の孔を有する
板、縮小レンズ及び投影レンズを配置し、前記板
の孔を通過した荷電粒子ビームが材料上で作る孔
の像がジヤストフオーカスする様に前記投影レン
ズの励磁を可変し、且つ該可変により前記像の倍
率が設定した値から変化しない様に前記縮小レン
ズの励磁をコントロールして前記板の孔を通過し
た荷電粒子ビームを材料上でデジタル的に走査さ
せ、該デジタル的走査により材料上から検出され
た信号に基づいて材料上の特定部分の長さを測定
する様にした新規な測長方法を提供するものであ
る。
板、縮小レンズ及び投影レンズを配置し、前記板
の孔を通過した荷電粒子ビームが材料上で作る孔
の像がジヤストフオーカスする様に前記投影レン
ズの励磁を可変し、且つ該可変により前記像の倍
率が設定した値から変化しない様に前記縮小レン
ズの励磁をコントロールして前記板の孔を通過し
た荷電粒子ビームを材料上でデジタル的に走査さ
せ、該デジタル的走査により材料上から検出され
た信号に基づいて材料上の特定部分の長さを測定
する様にした新規な測長方法を提供するものであ
る。
第２図は本発明の一実施例を示したものであ
る。図中１は電子銃で、該電子銃から射出された
電子ビームは照射レンズにより、距離Ｓ隔つ様に
２つの帯状の孔３Ｈ，３H′が開けられた金属板
４に照射される。該孔を通過したビームは縮小レ
ンズ５及び投影レンズ６により材料７上に集束さ
れる。８は偏向器で、通常はＸ方向走査用のもの
とＹ方向走査用のもの２対が設けられる。該偏向
器８は中央処理装置（CPUと称す）９の指令に
より作動するデジタル走査信号発生回路１０から
送られて来るデジタル走査信号により作動し、電
子ビームを材料上で走査させる。１１は反射電子
検出器で、該走査により材料７上から発生した反
射電子を検出する。１２は陰極線管で、前記デジ
タル走査信号発生回路１０から前記偏向器８への
走査信号と同期した走査信号と、前記反射電子検
出器１１からの出力が送られて来る。１３，１４
は各々励磁信号発生回路で、DA変換器１５，１
６を介して送られて来る前記CPU９の指令によ
りコントロールされる。
る。図中１は電子銃で、該電子銃から射出された
電子ビームは照射レンズにより、距離Ｓ隔つ様に
２つの帯状の孔３Ｈ，３H′が開けられた金属板
４に照射される。該孔を通過したビームは縮小レ
ンズ５及び投影レンズ６により材料７上に集束さ
れる。８は偏向器で、通常はＸ方向走査用のもの
とＹ方向走査用のもの２対が設けられる。該偏向
器８は中央処理装置（CPUと称す）９の指令に
より作動するデジタル走査信号発生回路１０から
送られて来るデジタル走査信号により作動し、電
子ビームを材料上で走査させる。１１は反射電子
検出器で、該走査により材料７上から発生した反
射電子を検出する。１２は陰極線管で、前記デジ
タル走査信号発生回路１０から前記偏向器８への
走査信号と同期した走査信号と、前記反射電子検
出器１１からの出力が送られて来る。１３，１４
は各々励磁信号発生回路で、DA変換器１５，１
６を介して送られて来る前記CPU９の指令によ
りコントロールされる。
さて、第２図の実施例を次の様に動作させる。
先ず、前記金属板４の２つの孔３Ｈ，３H′の
電子ビーム像を材料７上でデジタル走査させる。
この走査によりビームは材料上に形成されている
パターン等を横切るので、陰極線管１２の画面上
にはパターン像が表示される。オペレータは該パ
ターンの像を見乍ら、該像のピントが合う様に、
CPU９を介して励磁信号発生回路１４をコント
ロールして投影レンズ６の励磁を可変する。この
励磁信号値（励磁電流値）から、第３図に示す投
影レンズ６の像面距離L4が決る。さて、本願発
明は、前記金属板４の孔３Ｈ，３H′の材料７上
での結像倍率ｍが材料毎に異なることなく常に予
め設定した一定値になる様にし、前記孔のビーム
像を材料上でデジタル走査させることに特徴を有
する。従つて、前述の如くL4を可変すると、結
像倍率ｍ（＝L2／L1×L4／L3、但し、L1、L2は
夫々縮小レンズ５の物面距離、像面距離、L3は
投影レンズ６の物面距離で、L1は一定である。）
が変化してしまう。そこで、CPU９は前記結像
倍率ｍ（＝L2／L1×L4／L3）が元の設定値になる
様に、励磁信号発生回路１３をコントロールして
縮小レンズ５の励磁信号（励磁電流）を可変す
る。この様に、フオーカスの合つた前記孔のビー
ム像１７Ｈ，１７H′を（これらのビーム像１７
Ｈ，１７H′の距離S0は２つの孔の距離Ｓと倍率
ｍの積である。）、偏向器８により、第４図に示す
様に材料７上でデジタル走査させる。この走査に
よりビーム像１７Ｈ，１７H′がパターンP″のエ
ツジを横切つた時、反射電子検出器１１を該エツ
ジの情報を持つた反射電子信号が前記CPU９へ
入る。該CPUは該信号を前記デジタル走査信号
に関係づけて、第５図に示す孔３Ｈ，３H′のビ
ーム像１７Ｈ，１７H′の距離S0とパターンP″の
線幅Ｌに対応したものを検出する。これらの距離
S0と線幅Ｌに対応した検出値は、デジタル走査の
ステツプの数で検出されたものである。そこで、
実際のパターンP″の線幅は、正確に分つている
前記孔３Ｈ，３H′の距離Ｓに倍率ｍを掛けたビ
ーム像１７Ｈ，１７H′の距離S0を、前記検出し
た線幅Ｌに対応したステツプ数L′と線幅に対応し
たステツプ数S0′の比L′／S0′に掛けて校正したも
のである。
電子ビーム像を材料７上でデジタル走査させる。
この走査によりビームは材料上に形成されている
パターン等を横切るので、陰極線管１２の画面上
にはパターン像が表示される。オペレータは該パ
ターンの像を見乍ら、該像のピントが合う様に、
CPU９を介して励磁信号発生回路１４をコント
ロールして投影レンズ６の励磁を可変する。この
励磁信号値（励磁電流値）から、第３図に示す投
影レンズ６の像面距離L4が決る。さて、本願発
明は、前記金属板４の孔３Ｈ，３H′の材料７上
での結像倍率ｍが材料毎に異なることなく常に予
め設定した一定値になる様にし、前記孔のビーム
像を材料上でデジタル走査させることに特徴を有
する。従つて、前述の如くL4を可変すると、結
像倍率ｍ（＝L2／L1×L4／L3、但し、L1、L2は
夫々縮小レンズ５の物面距離、像面距離、L3は
投影レンズ６の物面距離で、L1は一定である。）
が変化してしまう。そこで、CPU９は前記結像
倍率ｍ（＝L2／L1×L4／L3）が元の設定値になる
様に、励磁信号発生回路１３をコントロールして
縮小レンズ５の励磁信号（励磁電流）を可変す
る。この様に、フオーカスの合つた前記孔のビー
ム像１７Ｈ，１７H′を（これらのビーム像１７
Ｈ，１７H′の距離S0は２つの孔の距離Ｓと倍率
ｍの積である。）、偏向器８により、第４図に示す
様に材料７上でデジタル走査させる。この走査に
よりビーム像１７Ｈ，１７H′がパターンP″のエ
ツジを横切つた時、反射電子検出器１１を該エツ
ジの情報を持つた反射電子信号が前記CPU９へ
入る。該CPUは該信号を前記デジタル走査信号
に関係づけて、第５図に示す孔３Ｈ，３H′のビ
ーム像１７Ｈ，１７H′の距離S0とパターンP″の
線幅Ｌに対応したものを検出する。これらの距離
S0と線幅Ｌに対応した検出値は、デジタル走査の
ステツプの数で検出されたものである。そこで、
実際のパターンP″の線幅は、正確に分つている
前記孔３Ｈ，３H′の距離Ｓに倍率ｍを掛けたビ
ーム像１７Ｈ，１７H′の距離S0を、前記検出し
た線幅Ｌに対応したステツプ数L′と線幅に対応し
たステツプ数S0′の比L′／S0′に掛けて校正したも
のである。
例えば第１図ａ，ｂに示す様にワークデスタン
スがＤ，D′にあるパターンＰ，P′を測長する場合
を説明する。前述の様に、２つの孔のビーム像の
距離が変わらぬように（S0）し、該孔のビーム像
でデジタル走査すると、各々偏向角α、α′に対応
したところの、ビーム像１７Ｈ，１７H′の距離
S0とパターンＰ，P′の線幅に対応したものが検出
される。それらをそれぞれ、S1、S2、L5、L6と
すると、パターンＰとP′の像幅は等しいので、
L5／S1とL6／S6とは等しい。そして、実際の線
幅はこれらに正確に分つている孔のビーム像の距
離S0を掛けて（L5／S1×S0、L6／S2×S0）校正
したものである。
スがＤ，D′にあるパターンＰ，P′を測長する場合
を説明する。前述の様に、２つの孔のビーム像の
距離が変わらぬように（S0）し、該孔のビーム像
でデジタル走査すると、各々偏向角α、α′に対応
したところの、ビーム像１７Ｈ，１７H′の距離
S0とパターンＰ，P′の線幅に対応したものが検出
される。それらをそれぞれ、S1、S2、L5、L6と
すると、パターンＰとP′の像幅は等しいので、
L5／S1とL6／S6とは等しい。そして、実際の線
幅はこれらに正確に分つている孔のビーム像の距
離S0を掛けて（L5／S1×S0、L6／S2×S0）校正
したものである。
尚、前記実施例では孔の形を帯状にしたがスポ
ツト状のものでもよい。又、同時に２つの孔を通
過したビームで材料上を走査し測長したが、初め
一方の孔を通過したビームで走査し、次に他方の
孔を通過したビームで走査して行なつてもよい。
ツト状のものでもよい。又、同時に２つの孔を通
過したビームで材料上を走査し測長したが、初め
一方の孔を通過したビームで走査し、次に他方の
孔を通過したビームで走査して行なつてもよい。
本発明によれば、ワークデスタンスに拘わらず
常に２つの孔のビーム像の距離が常に一定になる
ようにし、該２つの孔のビーム像の走査により材
料上から検出された信号を正確に分つている前記
２つの孔のビーム像の距離で校正しているので、
精確な材料上のパターン測長が行なわれる。
常に２つの孔のビーム像の距離が常に一定になる
ようにし、該２つの孔のビーム像の走査により材
料上から検出された信号を正確に分つている前記
２つの孔のビーム像の距離で校正しているので、
精確な材料上のパターン測長が行なわれる。
又、本発明の方法は偏向器が縮小レンズの上に
配置しても、又前記実施例の如く投影レンズの下
に配置しても有効である（即ち、ワークデスタン
スの変化範囲が大きくても有効である。）。
配置しても、又前記実施例の如く投影レンズの下
に配置しても有効である（即ち、ワークデスタン
スの変化範囲が大きくても有効である。）。
第１図は材料上での電子ビーム走査による測長
方法を表わし、第２図は本願発明の一実施例を表
わし、第３図〜第５図は第２図に示した実施例の
動作の説明を補足する為に用いたものである。 ３Ｈ，３H′：孔、４：金属板、５：縮小レン
ズ、６：投影レンズ、７：材料、８：偏向器、
９：中央処理装置（CPU）、１０：デジタル走査
信号発生回路、１１：反射電子検出器、１２：陰
極線管、１３，１４：励磁信号発生回路。
方法を表わし、第２図は本願発明の一実施例を表
わし、第３図〜第５図は第２図に示した実施例の
動作の説明を補足する為に用いたものである。 ３Ｈ，３H′：孔、４：金属板、５：縮小レン
ズ、６：投影レンズ、７：材料、８：偏向器、
９：中央処理装置（CPU）、１０：デジタル走査
信号発生回路、１１：反射電子検出器、１２：陰
極線管、１３，１４：励磁信号発生回路。
Claims (1)
- １ 光軸上に２つ以上の孔を有する板、縮小レン
ズ及び投影レンズを配置し、前記板の孔を通過し
た荷電粒子ビームが材料上で作る孔の像がジヤス
トフオーカスする様に前記投影レンズの励磁を可
変し、且つ該可変により前記像の倍率が設定した
値から変化しない様に前記縮小レンズの励磁をコ
ントロールして前記板の孔を通過した荷電粒子ビ
ームを材料上でデジタル的に走査させ、該デジタ
ル的走査により材料上から検出された信号に基づ
いて材料上の特定部分の長さを測定した測長方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8633182A JPS58202808A (ja) | 1982-05-21 | 1982-05-21 | 測長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8633182A JPS58202808A (ja) | 1982-05-21 | 1982-05-21 | 測長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58202808A JPS58202808A (ja) | 1983-11-26 |
| JPH0125004B2 true JPH0125004B2 (ja) | 1989-05-16 |
Family
ID=13883849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8633182A Granted JPS58202808A (ja) | 1982-05-21 | 1982-05-21 | 測長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58202808A (ja) |
-
1982
- 1982-05-21 JP JP8633182A patent/JPS58202808A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58202808A (ja) | 1983-11-26 |
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