JPH01253143A - 走査型電子顕微鏡 - Google Patents
走査型電子顕微鏡Info
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- JPH01253143A JPH01253143A JP63078149A JP7814988A JPH01253143A JP H01253143 A JPH01253143 A JP H01253143A JP 63078149 A JP63078149 A JP 63078149A JP 7814988 A JP7814988 A JP 7814988A JP H01253143 A JPH01253143 A JP H01253143A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
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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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は２次電子検出装置に係り、特に半導体プロセス
における微細パターンのＩＩ及び副長に好適な２次電子
検出装置に関するものである。
における微細パターンのＩＩ及び副長に好適な２次電子
検出装置に関するものである。
従来のこの種装置は、特開昭６１−９７５０９号公報に
記載のように、試料は傾斜せずに電子ビーム源を試料に
垂直と傾斜の双方向を有し、かつ、２次電子検出器を２
対配置し、副長と形状ｗ１察が可能なように構成されて
いた。この場合には、試料は任意に傾斜できず、電子ビ
ーム源と試料との傾斜角でしかａｍできないという欠点
を有する。また、２次電子信号に偏りが生じて、対称性
のよい２次電子検出ができず、２対の２次電子検出器の
信号を信号処理しなければならないという欠点を有して
いた。
記載のように、試料は傾斜せずに電子ビーム源を試料に
垂直と傾斜の双方向を有し、かつ、２次電子検出器を２
対配置し、副長と形状ｗ１察が可能なように構成されて
いた。この場合には、試料は任意に傾斜できず、電子ビ
ーム源と試料との傾斜角でしかａｍできないという欠点
を有する。また、２次電子信号に偏りが生じて、対称性
のよい２次電子検出ができず、２対の２次電子検出器の
信号を信号処理しなければならないという欠点を有して
いた。
上記従来技術では、電子ビームを試料に垂直に入射させ
てパターンより発生する２次電子信号の対称性を確保す
ること、さらに電子ビームを傾斜させて、パターンを傾
斜した状態で観察及び４１す長するという双方を満足さ
せるために、電子光学系を２台装置しなければならず、
かつ、２次電子信号の対称性が確保されないため、信号
処理を必要とするという問題があった。
てパターンより発生する２次電子信号の対称性を確保す
ること、さらに電子ビームを傾斜させて、パターンを傾
斜した状態で観察及び４１す長するという双方を満足さ
せるために、電子光学系を２台装置しなければならず、
かつ、２次電子信号の対称性が確保されないため、信号
処理を必要とするという問題があった。
本発明の目的は、試料を傾斜させないで測長する場合に
おいても、パターンの凹凸による２次電子信号の対称性
を確保するとともに、試料を高角度に傾斜させても２次
電子の検出効率を失うことなく、対称性のよい２次電子
検出を可能とすることができる２次電子検出装置を提供
することにある。
おいても、パターンの凹凸による２次電子信号の対称性
を確保するとともに、試料を高角度に傾斜させても２次
電子の検出効率を失うことなく、対称性のよい２次電子
検出を可能とすることができる２次電子検出装置を提供
することにある。
上記目的は５対物レンズの下面に配置する一対の２次電
子検出器を電子ビーム側より見たときにこの電子ビーム
の照射点を通る試料表面上の直線を試料の傾斜軸とした
ときにこの傾斜軸と上記電子ビーム照射方向を含む面上
において上記照射点に対称に上記傾斜軸方向に０＝５°
〜３０°の範囲に装着する構成とすることにより達成す
るようにした。
子検出器を電子ビーム側より見たときにこの電子ビーム
の照射点を通る試料表面上の直線を試料の傾斜軸とした
ときにこの傾斜軸と上記電子ビーム照射方向を含む面上
において上記照射点に対称に上記傾斜軸方向に０＝５°
〜３０°の範囲に装着する構成とすることにより達成す
るようにした。
試料より放出される２次電子は、試料を傾斜した場合で
も、２つの２次電子検出器の電界が試料の傾斜方向に向
って形成されるので、試料を傾斜させても０＝５°〜３
０°の範囲で対称の位置に配置すれば、２次電子を効率
よく検出することができる。
も、２つの２次電子検出器の電界が試料の傾斜方向に向
って形成されるので、試料を傾斜させても０＝５°〜３
０°の範囲で対称の位置に配置すれば、２次電子を効率
よく検出することができる。
以下本発明を第１図〜第３図に示した実施例及び第４図
、第５図を用いて詳細に説明する。
、第５図を用いて詳細に説明する。
第１図は本発明の２次電子検出装置の一実施例を示す側
面図、第２図は第１図の平面図である。
面図、第２図は第１図の平面図である。
第Ｊ図、第２図において、１は対物レンズで、対物レン
ズ１に対して試料２が高角度に傾斜され、収束電子ビー
ム４で試料２上を走査する。このとき、試料２からは２
次電子５ａ、５ｂ （第３図参照）が放出される。試料
２はシリコンウェーハ上に形成されたレジストパターン
や半導体プロセス工程で作られた各種の微細パターンが
形成されており、収束電子ビーム４は、ウェーハ上のパ
ターンを蒸着せずに直接観察するために低い加速電圧（
１〜：Ｌ、５ＫＶ）が用いられる。
ズ１に対して試料２が高角度に傾斜され、収束電子ビー
ム４で試料２上を走査する。このとき、試料２からは２
次電子５ａ、５ｂ （第３図参照）が放出される。試料
２はシリコンウェーハ上に形成されたレジストパターン
や半導体プロセス工程で作られた各種の微細パターンが
形成されており、収束電子ビーム４は、ウェーハ上のパ
ターンを蒸着せずに直接観察するために低い加速電圧（
１〜：Ｌ、５ＫＶ）が用いられる。
試料２より発生する２次電子５ａ、５ｂは、２次電子検
出器３ａ及び３ｂで検出される。この２つの２次電子検
出器３ａ、３ｂは、試料２の傾斜方向に対向して、収束
電子ビーム４側より見たときに電子ビーム４の照射点を
通る試料２表面上の直線を試料２の傾斜軸としたときに
傾斜軸と電子ビーム照射方向を含む面上において照射点
に対称に傾斜軸方向に０だけずれた位置に配置しである
。
出器３ａ及び３ｂで検出される。この２つの２次電子検
出器３ａ、３ｂは、試料２の傾斜方向に対向して、収束
電子ビーム４側より見たときに電子ビーム４の照射点を
通る試料２表面上の直線を試料２の傾斜軸としたときに
傾斜軸と電子ビーム照射方向を含む面上において照射点
に対称に傾斜軸方向に０だけずれた位置に配置しである
。
このように配置してθを変化させて実験したところθの
範囲は５ａ〜３０６の範囲であることがわかった。第４
図は試料の傾斜角度と２次電子検出器の方向θを変化さ
せたときの２次電子検出効率との関係を示す線図である
。この実験結果より、０＝５°以上であれば、試料２を
水平状態より傾斜軸を中心として６０＠まで傾斜させて
も９０％以上という良好な２次電子検出効率を得ること
ができることがわかる。一方、このθを大きくしていく
と、試料２のウェーハ上にあるレジストパターンの２次
電子信号の強度の左右の対称性が変化してくる。第５図
はシリコンウェーハ上のレジストパターンに対して得ら
れた２次電子検出器の方向θとこのパターンに対して直
交する方向に電子ビームをスキャンさせたときに得られ
る２次電子信号の左右のパターンエツジ部で生ずる信号
の比の変化を示した線図である。パターンの左側（検出
器３ａ、３ｂ側）の信号強度をＡ、パターンの右側（検
出器３ａ、３ｂの反対側）の信号強度をＢとし、その比
を縦軸に示した。パターンのｉｆｌ！Ｉ長を精度よ〈実
施するためには、この信号強度の対応性がよいことが必
要であり、Ｂ／Ａで経験的に８０％以上が必要とされる
。このことを考慮すれば、２次Ｓ子検出器３ａ、３ｂの
位置は０＝３０”までと制限される。すなわち、試料２
の傾斜角がＯｏから６０°までの範囲で実験し、この範
囲に対してθは５°から３０°の範囲で良好な２次電子
検出効率が得られるとともに、試料２の中に存在する微
細パターンの凹凸に対しどの方向に対しても双方の検出
器３ａ、３ｂの対称性のよい２次電子検出ができること
がわかった。半導体ウェーハ上に形成されるパターンは
、ｔとしてお互いに直交するパターンで形成されており
、その双方に対して検出効率の対称性が重要になるが１
本実施例によればそれを達成することができる。なお、
第３図は第２図においてＰ点から見たときの２次電子検
出器の断面図を示す。第３図において、５ａ、５ｂは２
次電子、１０はアース電極、１１はシンチレータ、１２
はライ１−ガイド、１３はポスト電極である。
範囲は５ａ〜３０６の範囲であることがわかった。第４
図は試料の傾斜角度と２次電子検出器の方向θを変化さ
せたときの２次電子検出効率との関係を示す線図である
。この実験結果より、０＝５°以上であれば、試料２を
水平状態より傾斜軸を中心として６０＠まで傾斜させて
も９０％以上という良好な２次電子検出効率を得ること
ができることがわかる。一方、このθを大きくしていく
と、試料２のウェーハ上にあるレジストパターンの２次
電子信号の強度の左右の対称性が変化してくる。第５図
はシリコンウェーハ上のレジストパターンに対して得ら
れた２次電子検出器の方向θとこのパターンに対して直
交する方向に電子ビームをスキャンさせたときに得られ
る２次電子信号の左右のパターンエツジ部で生ずる信号
の比の変化を示した線図である。パターンの左側（検出
器３ａ、３ｂ側）の信号強度をＡ、パターンの右側（検
出器３ａ、３ｂの反対側）の信号強度をＢとし、その比
を縦軸に示した。パターンのｉｆｌ！Ｉ長を精度よ〈実
施するためには、この信号強度の対応性がよいことが必
要であり、Ｂ／Ａで経験的に８０％以上が必要とされる
。このことを考慮すれば、２次Ｓ子検出器３ａ、３ｂの
位置は０＝３０”までと制限される。すなわち、試料２
の傾斜角がＯｏから６０°までの範囲で実験し、この範
囲に対してθは５°から３０°の範囲で良好な２次電子
検出効率が得られるとともに、試料２の中に存在する微
細パターンの凹凸に対しどの方向に対しても双方の検出
器３ａ、３ｂの対称性のよい２次電子検出ができること
がわかった。半導体ウェーハ上に形成されるパターンは
、ｔとしてお互いに直交するパターンで形成されており
、その双方に対して検出効率の対称性が重要になるが１
本実施例によればそれを達成することができる。なお、
第３図は第２図においてＰ点から見たときの２次電子検
出器の断面図を示す。第３図において、５ａ、５ｂは２
次電子、１０はアース電極、１１はシンチレータ、１２
はライ１−ガイド、１３はポスト電極である。
以上述べた本発明の実施例によれば、試料２を傾斜させ
た場合でも、水平に置いた場合でも、２次電子効率を低
下させることなく、シかも、試料２上に形成される微細
パターンの凹凸に対して極めて対称性のよい２次電子検
出ができるという効果がある。また、２つの２次電子検
出器３ａ。
た場合でも、水平に置いた場合でも、２次電子効率を低
下させることなく、シかも、試料２上に形成される微細
パターンの凹凸に対して極めて対称性のよい２次電子検
出ができるという効果がある。また、２つの２次電子検
出器３ａ。
３ｂのうち、どちらか一方を動作させるようにすれば、
陰影のついた像となり、凹凸をより強調して観察するこ
とができる。
陰影のついた像となり、凹凸をより強調して観察するこ
とができる。
以上説明したように、本発明によれば、試料を傾斜させ
た場合でも、水平に置いた場合でも、２次電子検出効率
を低下させることなく、かつ、試料上に形成された微細
パターンの凹凸に対して対称性のよい２次電子検出がで
きるので、試料を水平のままでも傾斜させても良好な微
小寸法計測ができるという効果がある。
た場合でも、水平に置いた場合でも、２次電子検出効率
を低下させることなく、かつ、試料上に形成された微細
パターンの凹凸に対して対称性のよい２次電子検出がで
きるので、試料を水平のままでも傾斜させても良好な微
小寸法計測ができるという効果がある。
第１図は本発明の２次電子検出装置の一実施例を示す側
面図、第２図は第１図の平面図、第３図は第２図におい
てＰ点から見たときの２次電子検出器の断面図、第４図
は試料の傾斜角度と２次電子検出器の方向０を変化させ
たときの２次電子検出効率との関係を示す線図、第５図
はシリコンウェーハ上のレジス１−パターンに対して得
られた２次電子検出器の方向Ｏとこのパターンに対して
直交する方向に電子ビームをスキャンさせたときに得ら
れる信号の比の変化を示した線図である。 １・・・対物レンズ、２・・・試料、３ａ、３ｂ・・・
２次電子検出器、４・・・収束電子ビーム、５ａ、５ｂ
・・・２次電子。 基２区 高３区 嘉４ｚ 試析婦針角魁ル）
面図、第２図は第１図の平面図、第３図は第２図におい
てＰ点から見たときの２次電子検出器の断面図、第４図
は試料の傾斜角度と２次電子検出器の方向０を変化させ
たときの２次電子検出効率との関係を示す線図、第５図
はシリコンウェーハ上のレジス１−パターンに対して得
られた２次電子検出器の方向Ｏとこのパターンに対して
直交する方向に電子ビームをスキャンさせたときに得ら
れる信号の比の変化を示した線図である。 １・・・対物レンズ、２・・・試料、３ａ、３ｂ・・・
２次電子検出器、４・・・収束電子ビーム、５ａ、５ｂ
・・・２次電子。 基２区 高３区 嘉４ｚ 試析婦針角魁ル）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、対物レンズの下部に半導体ウェーバ等の試料を配置
し、該試料を水平面から傾斜させる機能を有し、該試料
の上方に２つの２次電子検出器を配置してなる走査形電
子顕微鏡等の２次電子検出装置において、電子ビーム側
より見たときに該電子ビームの照射点を通る前記試料表
面上の直線を前記試料の傾斜軸としたときに該傾斜軸と
前記電Ｔビーム照射方向を含む面上において前記照射点
に対称に前記傾斜軸方向にＯ＝５°〜３０°の範囲に前
記２次電子検出器を装着したことを特徴とする２次電子
検出装置。 ２、前記２つの２次電子検出器のうちどちらか一方の２
次電子検出器に切り換える機能を有する特許請求の範囲
第１項記載の２次電子検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63078149A JPH077654B2 (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | 走査型電子顕微鏡 |
| DE89105637T DE68907625T2 (de) | 1988-04-01 | 1989-03-30 | Abtastelektronenmikroskop zur beobachtung und messung kleiner muster von proben. |
| EP89105637A EP0335398B1 (en) | 1988-04-01 | 1989-03-30 | Scanning electron microscope for observing and measuring minute pattern of samples |
| US07/330,766 US4916315A (en) | 1988-04-01 | 1989-03-30 | Scanning electron microscope for observing and measuring minute pattern of sample |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63078149A JPH077654B2 (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | 走査型電子顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01253143A true JPH01253143A (ja) | 1989-10-09 |
| JPH077654B2 JPH077654B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=13653848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63078149A Expired - Lifetime JPH077654B2 (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | 走査型電子顕微鏡 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4916315A (ja) |
| EP (1) | EP0335398B1 (ja) |
| JP (1) | JPH077654B2 (ja) |
| DE (1) | DE68907625T2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69104082T2 (de) * | 1990-02-23 | 1995-03-30 | Ibm | Mehrdetektoren-System zur Probenuntersuchung mittels hochenergetischer Rückstreuelektronen. |
| US5298975A (en) * | 1991-09-27 | 1994-03-29 | International Business Machines Corporation | Combined scanning force microscope and optical metrology tool |
| US5321977A (en) * | 1992-12-31 | 1994-06-21 | International Business Machines Corporation | Integrated tip strain sensor for use in combination with a single axis atomic force microscope |
| US5586321A (en) * | 1995-02-21 | 1996-12-17 | Ramot Ltd. | Diffracting token router and applications thereof |
| JP3341226B2 (ja) * | 1995-03-17 | 2002-11-05 | 株式会社日立製作所 | 走査電子顕微鏡 |
| US5734164A (en) * | 1996-11-26 | 1998-03-31 | Amray, Inc. | Charged particle apparatus having a canted column |
| US6198299B1 (en) | 1998-08-27 | 2001-03-06 | The Micromanipulator Company, Inc. | High Resolution analytical probe station |
| US6744268B2 (en) | 1998-08-27 | 2004-06-01 | The Micromanipulator Company, Inc. | High resolution analytical probe station |
| US6566655B1 (en) | 2000-10-24 | 2003-05-20 | Advanced Micro Devices, Inc. | Multi-beam SEM for sidewall imaging |
| EP1648018B1 (en) | 2004-10-14 | 2017-02-22 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Focussing lens and charged particle beam device for non zero landing angle operation |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56114269A (en) * | 1980-02-15 | 1981-09-08 | Internatl Precision Inc | Scanning type electronic microscope |
| JPS57145259A (en) * | 1981-03-03 | 1982-09-08 | Akashi Seisakusho Co Ltd | Scanning type electron microscope and its similar device |
| JPS58161235A (ja) * | 1982-03-19 | 1983-09-24 | Internatl Precision Inc | 走査型電子線装置 |
| JPH0643885B2 (ja) * | 1984-05-25 | 1994-06-08 | 株式会社日立製作所 | 荷電粒子マイクロプロ−ブ装置 |
| JPS62190405A (ja) * | 1986-02-17 | 1987-08-20 | Hitachi Ltd | 電子ビ−ム測長装置 |
| JP2582552B2 (ja) * | 1986-05-29 | 1997-02-19 | 三菱電機株式会社 | イオン注入装置 |
| JPH0530279Y2 (ja) * | 1987-04-17 | 1993-08-03 | ||
| US4757926A (en) * | 1987-05-15 | 1988-07-19 | Stephen Leo | Decorative sleeve for wrist watchband |
-
1988
- 1988-04-01 JP JP63078149A patent/JPH077654B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-03-30 EP EP89105637A patent/EP0335398B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-03-30 US US07/330,766 patent/US4916315A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-03-30 DE DE89105637T patent/DE68907625T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE68907625T2 (de) | 1993-11-04 |
| US4916315A (en) | 1990-04-10 |
| JPH077654B2 (ja) | 1995-01-30 |
| EP0335398B1 (en) | 1993-07-21 |
| EP0335398A1 (en) | 1989-10-04 |
| DE68907625D1 (de) | 1993-08-26 |
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