JPH02247964A - Method and apparatus for cross-section shape measurement and comparative inspection - Google Patents

Method and apparatus for cross-section shape measurement and comparative inspection

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JPH02247964A
JPH02247964A JP6631589A JP6631589A JPH02247964A JP H02247964 A JPH02247964 A JP H02247964A JP 6631589 A JP6631589 A JP 6631589A JP 6631589 A JP6631589 A JP 6631589A JP H02247964 A JPH02247964 A JP H02247964A
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俊二 前田
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Abstract

PURPOSE:To compute cross-section shape independently of declining a sample surface by obtaining cross-section shapes by illuminance difference stereo method and stereo method according to the difference and sum of signals of a plurality of detectors responding to a plurality of tilt angles and composing waveforms by both methods and putting out the waveforms. CONSTITUTION:An x-y coordinate, tilt angle theta1, theta2, and magnification M are memorized in memory parts 20, 21, 22 respectively by a CRT 25 and key board 26. A stage 9 is transferred to the x-y coordinate by an driving part 12 and set at tilt angle theta1 and secondary or reflected electrons discharged by radiation of electron beam from an electron gun 3 to a sample 10 are received by detectors 7, 8 in right and left sides and sent to difference and sum signal detection parts 14, 15. The sum signal and different signal are memorized respectively in a stereo computing part 16 and illuminance difference stereo computing part 7 as one image. The same operation is carried out at the tilt angle theta2 and the cross-section shape computed result is displayed on a display screen 24 through a waveform composing part 23 after effect of a shadow of a pattern is eliminated using the difference signals at the tilt angle theta1, theta2.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体ウェハ等の上に形成された微細パターン
の断面形状測定法及び断面形状比較検査法並びにそれら
の装置に係り、特に電子線装置等により非破壊で対象の
形状によらず試料の断面形状を測定するに好適な断面形
状測定法及び断面形状比較検査法並びにそれらの装置に
関する。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a cross-sectional shape measuring method and a cross-sectional shape comparative inspection method of fine patterns formed on semiconductor wafers, etc., and apparatus thereof, and particularly relates to an electron beam apparatus. The present invention relates to a cross-sectional shape measuring method, a cross-sectional shape comparative inspection method, and an apparatus thereof, which are suitable for non-destructively measuring the cross-sectional shape of a sample regardless of the shape of the object.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のこの種の断面形状測定法およびその装置は、特開
昭63−170840号公報に記載のように、複数の検
出器を備えた走査型電子顕微鏡を用い、測定対象物の同
一部位を複数種の異なる傾斜角度にセットされた試料台
上で観察して得られた画像を用いて断面形状を求める断
面形状測定法及び装置において、試料上の緩やかな傾斜
を有する部分に対しては、上記複数の検出器から取り込
んだ信号に基づいて求めた試料上の面素の傾き成分から
断面形状を求め、試料上の急な傾斜部分あるいは不連続
な段差を有する部分に対しては、上記試料台の傾斜状態
で取り込んだ画像から視差の原理に基づいて断面形状を
求め、これらを合成して出力するものであって、これに
よると試料表面の傾きによらず断面形状が算出できた。
Conventional cross-sectional shape measuring methods and devices for this type use a scanning electron microscope equipped with a plurality of detectors, as described in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 170840/1984, to measure the same part of an object at multiple locations. In a cross-sectional shape measurement method and apparatus for determining the cross-sectional shape using images obtained by observing specimens on sample stands set at different inclination angles, the above-mentioned method is used for sections with gentle inclinations on the sample. The cross-sectional shape is determined from the slope component of the surface element on the sample obtained based on the signals taken in from multiple detectors, and the above-mentioned sample stage is The cross-sectional shape is determined based on the principle of parallax from an image taken in an inclined state, and these are combined and output. According to this method, the cross-sectional shape can be calculated regardless of the inclination of the sample surface.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記従来技術は試料上の面素の傾きを求めるさいに第6
図のように2次電子または反射電子のパターンにより影
となる部分については影の影響に対する配慮がされてお
らず、この影となる部分で断面形状の算出結果が実際の
形状から大きくずれてしまうという問題があった。
The above-mentioned conventional technology uses the sixth
As shown in the figure, no consideration has been given to the effects of shadows on areas that are shadowed by patterns of secondary electrons or reflected electrons, and the calculated cross-sectional shape will deviate greatly from the actual shape in these shadowed areas. There was a problem.

本発明の目的は試料上のパターンによる影の影響を考慮
して試料表面の形状の変化を正確に測定する断面形状測
定法並びにその装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a cross-sectional shape measurement method and apparatus for accurately measuring changes in the shape of a sample surface while taking into account the influence of shadows caused by patterns on the sample.

本発明の他の目的は試料表面の傾きの大小によらず断面
形状を正確に算出する断面形状測定法並びにその装置を
提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a cross-sectional shape measurement method and apparatus for accurately calculating the cross-sectional shape regardless of the magnitude of the inclination of the sample surface.

本発明のさらに他の目的はチルト機構を荷電粒子ビーム
の傾斜で代用することにより、試料ステージを簡略化し
て位置決め精度を上げ、また試料室を小型化して真空度
を上げコンタミネーションを防ぐことのできる断面形状
測定法並びにその装置を提供することにある。
Still another object of the present invention is to simplify the sample stage and increase positioning accuracy by replacing the tilt mechanism with a tilt of the charged particle beam, and to downsize the sample chamber to increase the degree of vacuum and prevent contamination. The object of the present invention is to provide a cross-sectional shape measuring method and an apparatus therefor.

本発明のさらに他の目的は断面形状の比較による検査を
行い、3次元形状の不一致部分を求めることにより、明
るさの比較による従来の光学的な検査に比べて、高精度
の検査を行う断面形状比較検査法並びにその装置を提供
することにある。
Still another object of the present invention is to perform cross-sectional inspection by comparing cross-sectional shapes and find areas where the three-dimensional shapes do not match. An object of the present invention is to provide a shape comparison inspection method and an apparatus therefor.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するために、本発明の断面形状測定法並
びにその装置は、パターンの影の影響を考慮して試料表
面の形状の変化を捉えるべく、少なくとも2種のチルト
角で傾斜させた試料上で荷電粒子線または電磁波を走査
し、試料より発生する2次電子または反射電子を少なく
とも2つの検出器で検出し、複数のチルト角に対する複
数の検出器の出力の差信号を用いて面素の傾きを求め、
これを積分することにより断面形状を得るように方式改
良した照度差ステレオ法によるものである。
In order to achieve the above object, the cross-sectional shape measurement method and apparatus of the present invention are provided by using a sample tilted at at least two different tilt angles in order to capture changes in the shape of the sample surface taking into account the influence of pattern shadows. A charged particle beam or electromagnetic wave is scanned on the top of the sample, secondary electrons or reflected electrons generated from the sample are detected by at least two detectors, and the surface area is calculated using the difference signal of the outputs of the multiple detectors for multiple tilt angles. Find the slope of
This is based on the photometric stereo method, which is an improved method that obtains the cross-sectional shape by integrating this.

また上記他の目的を達成するために、本発明の断面形状
測定法並びにその装置は、試料表面の傾きの大小によら
ず断面形状を正確に測定するべく、複数のチルト角に対
する複数の検出器の出力の和信号を用いて急峻な形状の
変化を正確に測定できるステレオ法と、複数のチルト角
に対する複数の検出器の出力の差信号を用いて画素の傾
きを求め、これを積分することにより緩やかな形状の変
化を正確に測定できる照度差ステレオ法との、2つの方
法の算出結果を波形合成して断面形状を得るようにした
ものである。
In addition, in order to achieve the above-mentioned other objects, the cross-sectional shape measuring method and apparatus of the present invention include a plurality of detectors for a plurality of tilt angles in order to accurately measure the cross-sectional shape regardless of the magnitude of the inclination of the sample surface. The stereo method uses the sum signal of the outputs of the two detectors to accurately measure sharp changes in shape, and the difference signal of the outputs of multiple detectors for multiple tilt angles is used to determine the slope of the pixel, and this is integrated. The cross-sectional shape is obtained by combining the waveforms of the calculation results of two methods: the photometric stereo method, which can more accurately measure gradual changes in shape.

また上記さらに他の目的を達成するために、本発明の断
面形状測定法並びにその装置は、チルト機構を荷電粒子
線の傾斜法で代用して、試料ステージおよび試料室を小
型化するべく、対物レンズの下に偏向コイルを設けるこ
とにより、荷電粒子線を傾斜させるようにしたものであ
る。
In addition, in order to achieve the above-mentioned and other objects, the cross-sectional shape measuring method and apparatus of the present invention replace the tilt mechanism with a tilting method of a charged particle beam, and the objective A deflection coil is provided under the lens to tilt the charged particle beam.

また上記さらに他の目的を達成するために、本発明の断
面形状比較検査法並びにその装置は、断面形状の比較に
よる検査を行って高精度の欠陥検査を行うべく、比較す
べき測定対象パターンと基準対象パターンの2対象の断
面形状を断面形状測定法並びにその装置を用いて算出し
、2つの算出結果の位置合わせを行い、その差部分のサ
イズや体積などの大小により欠陥か否かの判定を行うよ
うにしたものである。
In addition, in order to achieve the above-mentioned and other objects, the cross-sectional shape comparison inspection method and its apparatus of the present invention provide a pattern to be compared and a pattern to be compared, in order to perform inspection by comparing cross-sectional shapes and perform high-precision defect inspection. Calculate the cross-sectional shapes of two objects of the reference target pattern using a cross-sectional shape measurement method and its equipment, align the two calculation results, and determine whether or not there is a defect based on the size and volume of the difference. It was designed to do this.

(作用〕 上記断面形状測定法並びにその装置は、改良した方式の
照度差ステレオ法により第6図のようなパターンの影の
部分の影響を考慮したものであり、チルト角θ1.θ8
のときの2つの左、右の検出器の2次電子または反射電
子の強度を各々SL I +S□、SL!、5I11と
し、第6図のように放出2次電子または反射電子のパタ
ーンの影となる角ψ、。
(Operation) The above-mentioned cross-sectional shape measuring method and device are based on an improved photometric stereo method that takes into account the influence of the shadow part of the pattern as shown in Figure 6, and the tilt angle θ1.θ8
The intensities of the secondary electrons or backscattered electrons of the two left and right detectors when SL I +S□, SL! , 5I11, and the angle ψ that forms the shadow of the pattern of emitted secondary electrons or reflected electrons as shown in FIG.

ψ■を定義し、求めたい垂直軸(ビーム軸)に対する面
素の傾きをΦとすると、チルト角θ、に対して、 st*=cos−’Φ・(cosψ@−5inΦ)(2
)SIII−CO8−1Φ −(cosψa+sinΦ
)(3)が成り立ち、従来の照度差ステレオ法では例え
ばSLl、  S□の差、 SLI  s+tl””Co5−’Φ′(CO3ψA−
C059m  2sinΦ)より、パターンの影の影響
を考慮せず、ψ、=ψ1−〇として、 SLI  smt=cos−’Φ (2sinΦ)とす
ることにより、面素の傾きΦを(SL−S□)の関数と
して求めていたので、パターンの影の影響のある所では
実際の形状からの誤差が生じていたのに対し、本改良方
式の照度差ステレオ法では、もう1つのチルト角θ、に
対して、 SLl−CO8−’(Φ+ΔΦ)(cosψa−sin
(Φ÷ΔΦ))(4)Smt=cos−’(Φ+ΔΦ)
−(cosψ、+5in(Φ+ΔΦ))(5)が成り立
ち、ただしΔΦ=08−〇、であり、この(2)〜(5
)式より中1.ψ1を消去してΦを求め、とすることに
より、面素の傾きΦを2種類のチルト角θ、、θ8のと
きの2つの検出器の出力の差(S□−3□)、(SLI
  S。)と、チルト角θ1゜θ8の差ΔΦ(−83−
〇、)の関数としてパターンの影の影響を受けずに求め
ることができ、この傾きΦを積分して倍率Mをかけるこ
とにより断面形状が得られる。
Define ψ■, and let Φ be the inclination of the surface element with respect to the vertical axis (beam axis) that you want to find, then for the tilt angle θ, st*=cos−'Φ・(cosψ@−5inΦ)(2
)SIII-CO8-1Φ -(cosψa+sinΦ
)(3) holds, and in the conventional photometric stereo method, for example, the difference between SLl and S□, SLI s+tl""Co5-'Φ'(CO3ψA-
C059m 2sinΦ), without considering the influence of the shadow of the pattern, by setting ψ, = ψ1-〇, and setting SLI smt=cos-'Φ (2sinΦ), the slope Φ of the surface element is (SL-S□) However, in contrast, in the photometric stereo method of this improved method, it is calculated as a function of the other tilt angle θ. So, SLl-CO8-'(Φ+ΔΦ)(cosψa-sin
(Φ÷ΔΦ)) (4) Smt=cos-'(Φ+ΔΦ)
−(cosψ, +5in(Φ+ΔΦ)) (5) holds, where ΔΦ=08−〇, and this (2) to (5
) From the formula, middle 1. By eliminating ψ1 and finding Φ, the slope Φ of the surface element can be expressed as the difference between the outputs of the two detectors at two types of tilt angles θ, , θ8 (S□−3□), (SLI
S. ) and the difference between the tilt angle θ1°θ8 ΔΦ(-83-
It can be determined as a function of 〇, ) without being affected by the shadow of the pattern, and the cross-sectional shape can be obtained by integrating this slope Φ and multiplying it by a magnification M.

また上記断面形状測定法並びにその装置は、ステレオ法
と改良方式の照度差ステレオ法との2つの方法の算出結
果を合成して出力するものであり、ステレオ法ではチル
ト角θ、、θ8に変えた2つの画像中の特徴点を抽出し
、これらの対応づけを行って断面形状を測定するので、
特徴点が不明確な緩やかな形状の変化は測定できないが
、特徴点が明確に決定できる急峻な形状の変化が測定で
き、一方の照度差ステレオ法では複数のチルト角θ1゜
θ2に対して入射荷電粒子線または電磁波に対し対向す
る位置に置かれた複数の検出器で2次電子または反射電
子委検出し、その出力の差からパターンの影の影響を考
慮して各点の面素の傾きΦを求め、これを積分して断面
形状を測定するので、複数の検出器の差信号と面素の傾
きΦの相関がくずれる急峻な形状の変化は測定できない
が、相関関係の成立する緩やかな形状の変化を測定でき
るから、そこで上記2方法の算出結果を合成して出力す
ることにより、試料表面の傾きによらずに断面形状を算
出することができる。
In addition, the cross-sectional shape measurement method and device described above combine and output the calculation results of two methods: the stereo method and the improved photometric stereo method. The feature points in the two images are extracted and the cross-sectional shape is measured by correlating them.
Although gradual changes in shape with unclear feature points cannot be measured, steep changes in shape with clearly defined feature points can be measured.On the other hand, with photometric stereo method, the incident angle is measured at multiple tilt angles θ1°θ2. Secondary electrons or backscattered electrons are detected by multiple detectors placed in positions facing the charged particle beam or electromagnetic waves, and the slope of the surface elements at each point is determined from the difference in output, taking into account the influence of pattern shadows. Since the cross-sectional shape is measured by determining Φ and integrating it, it is not possible to measure steep changes in the shape where the correlation between the difference signals of multiple detectors and the slope Φ of the surface elements breaks down, but it is possible to measure gradual changes in the shape where the correlation holds true. Since changes in shape can be measured, the cross-sectional shape can be calculated without depending on the inclination of the sample surface by combining and outputting the calculation results of the above two methods.

また上記断面形状測定法並びにその装置は、入射荷電粒
子線に対して対物レンズの下に偏向コイルを設けること
により、試料ステージのチルト機構の代りに荷電粒子線
を傾斜させて照射できるので、試料ステージおよび試料
室を小型化して位置決め精度および真空度を上げ、コン
タミネーションを防ぐことができる。
In addition, the above-mentioned cross-sectional shape measurement method and apparatus can irradiate the sample with a tilted charged particle beam instead of the tilt mechanism of the sample stage by providing a deflection coil under the objective lens for the incident charged particle beam. The stage and sample chamber can be downsized to improve positioning accuracy and vacuum, and to prevent contamination.

また上記断面形状比較検査法並びにその装置は、比較す
べき測定対象パターンと基準対象パターンの断面形状を
本断面形状測定法並びにその装置を用いて算出し、2つ
の算出結果を比較するので、高精度の欠陥検査を行うこ
とができる。
In addition, the above cross-sectional shape comparison inspection method and its device calculate the cross-sectional shapes of the measurement target pattern and the reference target pattern to be compared using the present cross-sectional shape measurement method and its device, and compare the two calculation results. Accurate defect inspection can be performed.

〔実施例〕〔Example〕

以下に本発明の実施例を第1図ないし第13図により説
明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 13.

第1図は本発明による電子ビームを用いた断面形状測定
装置の第1の実施例を示す構成ブロック図である。第1
図において、この断面形状測定装置は走査型電子顕微鏡
lと、これに接続あるいは内蔵された断面形状算出部2
より成る。走査型電子顕微鏡1は電子を放出する電子銃
3と、電子銃3より出た電子ビームを縮小するコンデン
サレンズ4と、電子ビームをラスク走査させる偏向コイ
ル5と、電子ビームを更に縮小して試料10に照射させ
る対物レンズ6と、試料10から放出される2次電子ま
たは反射電子を検出する2つの検出器7゜8と、試料l
Oを固定してxyzの3方向の移動および回転およびチ
ルトが可能な試料ステージ9と、試料lOと、偏向コイ
ル5の偏向制御部11と、試料ステージ9のステージ駆
動部12から成る。このうち2つの検出器7,8は試料
10の入射電子ビームに対して対向した左右の位置で、
かつ試料台9のチルト軸に垂直な面内に配置される。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a cross-sectional shape measuring device using an electron beam according to the present invention. 1st
In the figure, this cross-sectional shape measuring device includes a scanning electron microscope 1 and a cross-sectional shape calculation section 2 connected to or built in.
Consists of. The scanning electron microscope 1 includes an electron gun 3 that emits electrons, a condenser lens 4 that reduces the electron beam emitted from the electron gun 3, a deflection coil 5 that scans the electron beam, and a deflection coil 5 that further reduces the electron beam and directs it to the sample. an objective lens 6 for illuminating the sample 10; two detectors 7°8 for detecting secondary electrons or reflected electrons emitted from the sample 10;
It consists of a sample stage 9 which can be moved, rotated and tilted in three directions (x, y and z) with fixed O, a sample 1O, a deflection control section 11 for the deflection coil 5, and a stage drive section 12 for the sample stage 9. Of these, two detectors 7 and 8 are located at left and right positions facing the incident electron beam of the sample 10,
And it is arranged in a plane perpendicular to the tilt axis of the sample stage 9.

また断面形状算出部2は断面形状算出全体を制御する制
御部13と、2つの左、右の検出器7.8の出力す、c
の和信号dを求める和信号検出部14と、2つの検出器
7,8の出力す、  cの差信号eを求める差信号検出
部15と、和信号検出部14の出力dからステレオ法に
より断面形状算出を行うステレオ法算出部16と、差信
号検出部15の出力eから°パターンによる影の影響を
考慮した改良方式の照度差ステレオ法により断面形状算
出を行う照度差ステレオ法算出部17と、ステレオ法算
出部16の算出結果fを一画面分記憶するステレオ法記
憶部18と、照度差ステレオ法算出部17の算出結果g
を一画面分記憶する照度差ステレオ法記憶部19と、試
料ステージ9のチルト角θ1を記憶するθ、記憶部20
と、試料ステージ9の゛チルト角θ2を記憶するθ8記
憶部21と、走査型電子顕微鏡1の倍率Mを記憶する倍
率記憶部22と、ステレオ法記憶部18に記憶した算出
結果fと照度差ステレオ法記憶部19に記憶した算出結
果gを合成する波形合成部23と、波形合成部23の合
成結果りを表示するデイスプレィ24と、パラメータ入
力に用いるCRT25と、同じくキーボード26とから
成る。
The cross-sectional shape calculation section 2 also includes a control section 13 that controls the entire cross-sectional shape calculation, and outputs of the two left and right detectors 7.8, c.
A sum signal detecting section 14 which obtains a sum signal d of the two detectors 7 and 8, a difference signal detecting section 15 which obtains a difference signal e of the outputs of the two detectors 7 and 8, and a difference signal detecting section 15 which obtains a difference signal e of the outputs of the two detectors 7 and 8, and a stereo method from the output d of the sum signal detecting section 14. A stereo method calculation unit 16 that calculates the cross-sectional shape, and a photometric stereo method calculation unit 17 that calculates the cross-sectional shape from the output e of the difference signal detection unit 15 using an improved photometric stereo method that takes into account the influence of shadows due to the ° pattern. , a stereo method storage section 18 that stores the calculation result f of the stereo method calculation section 16 for one screen, and a calculation result g of the photometric stereo method calculation section 17.
a photometric stereo method storage unit 19 that stores one screen worth of θ, and a storage unit 20 that stores the tilt angle θ1 of the sample stage 9.
, a θ8 storage unit 21 that stores the tilt angle θ2 of the sample stage 9, a magnification storage unit 22 that stores the magnification M of the scanning electron microscope 1, and a calculation result f and illuminance difference stored in the stereo method storage unit 18. It consists of a waveform synthesis section 23 that synthesizes the calculation results g stored in the stereo method storage section 19, a display 24 that displays the synthesis results of the waveform synthesis section 23, a CRT 25 used for parameter input, and a keyboard 26.

第2図は第1図の実施例における処理の流れを示すフロ
ーチャートである。第2図により上記構成をもつ装置の
動作について説明する。まずステップ30ではパラメー
タ入力を行い、ここでCRT25とキーボード26より
x、y座標とチルト角θ1゜θ2と倍率Mを入力して、
チルト角θ1.θ冨は各々θ1θ2記憶部20.21に
記憶し、倍率Mは倍率記憶部22に記憶しておく、ステ
ップ31では試料ステージ9の移動を行い、ここで制御
部13からの指令によりステージ駆動部12で設定x、
  y座標に移動して、さらにチルト角θ1にチルトさ
せ、θ1は例えばθ° (水平)とする、ステップ32
では画像入力を行い、ここで電子銃3より電子ビームを
放出させ、放出したビームをコンデンサレンズで縮小し
、偏向制御部11により偏向コイル5でX−Y方向にラ
スク走査を行い、対物レンズ6で更に縮小して試料10
に照射する。このとき試料10から放出される2次電子
または反射電子を2つの左。
FIG. 2 is a flowchart showing the flow of processing in the embodiment of FIG. The operation of the apparatus having the above configuration will be explained with reference to FIG. First, in step 30, parameters are entered, and here the x and y coordinates, tilt angle θ1°θ2, and magnification M are entered using the CRT 25 and keyboard 26.
Tilt angle θ1. The θ values are stored in the θ1θ2 storage units 20 and 21, and the magnification M is stored in the magnification storage unit 22. In step 31, the sample stage 9 is moved, and the stage drive unit Set x at 12,
Step 32: move to the y coordinate and further tilt to a tilt angle θ1, where θ1 is, for example, θ° (horizontal).
Then, an image is input, an electron beam is emitted from the electron gun 3, the emitted beam is reduced by a condenser lens, and the deflection control unit 11 performs rask scanning in the X-Y direction with the deflection coil 5. further reduce sample 10 with
irradiate. At this time, the secondary electrons or reflected electrons emitted from the sample 10 are shown on the left.

右の検出器7.8で検出して電気信号に変換し、この検
出器7,8で検出された電気信号す、  cは和信号検
出部14と差信号検出部15に送られる。和信号検出部
14は2つの電気信号す、cの和信号dを検出し、差信
号検出部15は2つの電気信号す。
The right detectors 7 and 8 detect the signals and convert them into electrical signals, and the electrical signals (s) and (c) detected by the detectors 7 and 8 are sent to the sum signal detection section 14 and the difference signal detection section 15. The sum signal detection section 14 detects the sum signal d of the two electric signals S and c, and the difference signal detection section 15 detects the two electric signals S and C.

Cの差信号eを検出して、ステレオ法算出部16では和
信号dを一画面分記憶し、照度差ステレオ法算出部17
では差信号eを一画面分記憶する。
Detecting the difference signal e of C, the stereo method calculation unit 16 stores the sum signal d for one screen, and the illuminance stereo method calculation unit 17 stores the sum signal d for one screen.
Then, the difference signal e for one screen is stored.

次のステップ33ではステップ31と同様の試料ステー
ジ9の移動を行い、こんどはチルト角θ2にチルトさせ
、θ2は例えば5′″〜lO″とする。ステップ34で
はステップ32と同様の画像入力を行い、ここでステレ
オ法算出部16では和信号dを一画面分先程と違う所に
記憶し、照度差ステレオ法記憶部17では差信号eを一
画面分先程と違う所に記憶する。ステップ35ではステ
レオ法による断面形状算出をステレオ法算出部16で行
い、ここで和信号dを用いるのはパターンによる影の影
響を除いて信号をバランスさせるためであり、断面形状
算出結果fはステレオ法記憶部18に記憶しておく、ス
テップ36ではパターンによる影の影響を考慮した照度
差ステレオ法による断面形状算出を照度差ステレオ法算
出部17で行い、ここで2つのチルト角θ、、θ8に対
する差信号eを用いることによりパターンの影の影響を
除くことができ、断面形状算出結果gは照度差ステレオ
法記憶部19に記憶してお(、ステップ37ではステレ
オ法による断面形状算出結果fと照度差ステレオ法によ
る断面形状算出結果gの波形合成を波形合成部23で行
い、その合成結果りを出力する。最後にステップ38で
は合成結果りをデイスプレィ24上に表示する。
In the next step 33, the sample stage 9 is moved in the same manner as in step 31, and this time it is tilted to a tilt angle θ2, where θ2 is, for example, 5''' to lO''. In step 34, the same image input as in step 32 is performed. Here, the stereo calculation unit 16 stores the sum signal d for one screen in a different location from the previous one, and the photometric stereo method storage unit 17 stores the difference signal e for one screen. Memorize it in a different place than before. In step 35, the stereo method calculating section 16 calculates the cross-sectional shape using the stereo method.The sum signal d is used here to balance the signal by removing the influence of shadows caused by the pattern, and the cross-sectional shape calculation result f is calculated using the stereo method. In step 36, the cross-sectional shape is calculated by the photometric stereo method in consideration of the influence of shadows caused by the pattern in the photometric stereo method calculating section 17, and the two tilt angles θ, , θ8 are stored in the method storage unit 18. The influence of the shadow of the pattern can be removed by using the difference signal e of The waveform synthesis section 23 performs waveform synthesis of the cross-sectional shape calculation result g using the photometric stereo method, and outputs the synthesis result.Finally, in step 38, the synthesis result is displayed on the display 24.

第3図は第1図(第2図)の実施例における波形合成の
例を示す説明図である。第3図において、第3図のaは
測定対象の試料10の断面形状、第3図のbは左方の検
出器7の出力信号波形、第3図のCは右方の検出器8の
出力信号波形、第3図のdはbとCの和信号波形、第3
図のeはbとCの差信号波形、第3図のfはステレオ法
算出部16の出力信号波形、第3図のgは照度差ステレ
オ法算出部17の出力信号波形、第3図のhはfとgを
用いた波形合成信号波形で、これらの波形の記号す。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of waveform synthesis in the embodiment of FIG. 1 (FIG. 2). In FIG. 3, a in FIG. 3 is the cross-sectional shape of the sample 10 to be measured, b in FIG. 3 is the output signal waveform of the left detector 7, and C in FIG. 3 is the waveform of the output signal of the right detector 8. Output signal waveform, d in Figure 3 is the sum signal waveform of b and C, 3rd
In the figure, e is the difference signal waveform between b and C, f in FIG. 3 is the output signal waveform of the stereo method calculating section 16, g is the output signal waveform of the photometric stereo method calculating section 17, and h is a waveform composite signal waveform using f and g, and the symbol of these waveforms is

c、d、e、f、gは第1図中の信号す、c、d。c, d, e, f, g are the signals in FIG.

e、f、gの記号と対応している。第3図より、第3図
のaの断面形状に対して、第3図のrのステレオ法算出
部16の出力信号波形では急峻な変化しか捉えておらず
、緩やかな変化はわからないし、また第3図のgの照度
差ステレオ部16の出力信号波形では緩やかな変化は捉
えているが、急峻な変化の部分では実際の断面形状との
ずれが生じていることがわかる。そこで急峻な変化の部
分では第3図のfのステレオ法算出部16の出力信号波
形を用い、緩やかな変化の部分では第3図のgの照度差
ステレオ法算出部17の出力信号波形を用いるように波
形合成を波形合成部23で次の方法で行えば、第3図の
hの波形合成信号波形のように測定対象の形状によらず
断面形状を算出することができる。
It corresponds to the symbols e, f, and g. From FIG. 3, with respect to the cross-sectional shape of a in FIG. 3, the output signal waveform of the stereo method calculation unit 16 in r in FIG. Although the waveform of the output signal from the photometric stereo unit 16 shown in g in FIG. 3 captures a gradual change, it can be seen that there is a deviation from the actual cross-sectional shape in the portion of the steep change. Therefore, the output signal waveform of the stereo method calculation unit 16 shown in f in FIG. 3 is used for the steep change portion, and the output signal waveform of the photometric stereo method calculation unit 17 shown in g in FIG. 3 is used for the gradual change portion. If the waveform synthesis is performed by the waveform synthesis section 23 in the following manner, the cross-sectional shape can be calculated regardless of the shape of the measurement object, like the waveform synthesized signal waveform h in FIG. 3.

ここで第1図の波形合成部23では、特開昭63−17
0840号公報に記載のように次の3つの場合に分けて
、ステレオ法算出部16の算出結果rと照度差ステレオ
法算出部17の算出結果gを合成する。まず第1は左が
画面の左端で、右側が特徴点で、ステレオ法により高度
が定まっている場合であり、この場合には照度差ステレ
オ法の算出結果gに定数を加えて右端が一致するように
する。第2は右が画面の右端で、左側が特徴点の場合で
あり、この場合には第1の場合と同様に左端が一致する
ように定数を加える。第3は両端とも特徴点で、ステレ
オ法により高度が決定されている場合である。
Here, in the waveform synthesis section 23 of FIG.
As described in Japanese Patent No. 0840, the calculation result r of the stereo method calculation section 16 and the calculation result g of the illuminance stereo method calculation section 17 are combined in the following three cases. First, the left edge of the screen is the left edge of the screen, the right edge is the feature point, and the altitude is determined by the stereo method.In this case, the right edge is matched by adding a constant to the calculation result g of the photometric stereo method. do it like this. The second case is when the right edge of the screen is on the right and the feature point is on the left side, and in this case, a constant is added so that the left edges coincide, as in the first case. The third case is that both ends are feature points and the altitude is determined by the stereo method.

この場合にはその左端高度をZL 、右端高度を21′
とし、ステレオ法で算出された左端と右端の高度を各々
ZL、Zlとするとき、この区間にN画素あるものとし
て、照度差ステレオ法の算出結果gを次のように変換す
る。
In this case, the left end altitude is ZL and the right end altitude is 21'
When the altitudes of the left end and right end calculated by the stereo method are ZL and Zl, respectively, and there are N pixels in this section, the calculation result g of the photometric stereo method is converted as follows.

Zt  =Z!+(Z’  L  Zt )+    
 ((Z’ *−Zt)−(Z’ L−ZL ))ここ
でi=0のとき左端で、i=Nのとき右端とする。
Zt=Z! +(Z'L Zt)+
((Z'*-Zt)-(Z'L-ZL)) Here, when i=0, it is the left end, and when i=N, it is the right end.

第4図は第1図のステレオ法算出部16の構成を示すブ
ロック図である。第4図において、ステレオ法算出部1
6は制御部13からの切換信号により和信号検出部14
からの和信号dを01画像記憶部42または02画像記
憶部43に切り換えて記憶する切換部41と、チルト角
θ、のときの和信号dを記憶する01画像記憶部42と
、チルト角θ2のときの和信号dを記憶する02画像記
憶部43と、パターンの特徴点(段差部分の上端と下端
)を求める特徴点算出部44と、2つの画像の対応関係
を相関値により求める対応点算出部45と、パターンの
特徴点とθ、、θ8記憶部20.21からのチルト角θ
1.θ2および倍率記憶部22からの倍率Mより高さを
算出する演算部46とから成る。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the stereo method calculating section 16 of FIG. 1. In FIG. 4, the stereo method calculation unit 1
6 is a sum signal detection unit 14 based on a switching signal from the control unit 13.
A switching unit 41 that switches and stores the sum signal d from the 01 image storage unit 42 or 02 image storage unit 43, an 01 image storage unit 42 that stores the sum signal d at the tilt angle θ, and a 01 image storage unit 42 that stores the sum signal d when the tilt angle θ2 02 image storage unit 43 that stores the sum signal d when Calculation unit 45, pattern feature points, θ, and tilt angle θ from θ8 storage unit 20.21
1. The calculation unit 46 calculates the height from θ2 and the magnification M from the magnification storage unit 22.

第5図は第4図のパターンの特徴点の算出法の説明図で
ある。第5図によりステ・レオ法算出部16の動作につ
いて説明する。まず切換部41による和信号dのθ3.
θ、西像のθ、、θ2画像記憶部42、43への記憶ま
でが終ったとすると、つぎに特徴点算出部44において
チルト角θ1の画像よりパターンの特徴点の座標を求め
る。第5図において、第5図のiはパターンの段差部分
の断面形状aを示し、ここで求めたい特徴点は段差部分
の上端と下端があって第5図のi中の点Aと点Bに当た
る。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a method for calculating feature points of the pattern shown in FIG. 4. The operation of the stereo method calculating section 16 will be explained with reference to FIG. First, θ3 of the sum signal d by the switching unit 41.
Assuming that θ, West image θ, θ2 have been stored in the image storage units 42 and 43, the feature point calculation unit 44 calculates the coordinates of the feature points of the pattern from the image at the tilt angle θ1. In FIG. 5, i in FIG. 5 indicates the cross-sectional shape a of the stepped portion of the pattern, and the feature points to be found here are the upper and lower ends of the stepped portion, and the points A and B in i in FIG. corresponds to

そこで第5図のj−mの和信号dの波形中で点A。Therefore, point A in the waveform of the j-m sum signal d in FIG.

Bに対応する座標Xa、Xmを求める0段差部分の上端
Aに対する座標XAについては第5図の1〜mに示すよ
うに例えば和信号dの波形中の最大値をとる矢印点の座
標X、より求める。また段差部分の下端Bに対する座標
X、については第5図の1〜mに示すような例えば4手
法がある。第5図のjは和信号dの波形中の最小値をと
る矢印点の座標Xlより求める手法であり、第5図のK
は和信号dの波形中の最大値と最小値、0間を100%
としたときに最小値からn%となる3矢印点の座標X、
より求め、nはあらかじめ対象の試料10に対して最適
値を求めておくものとし、nとして例えば50%などが
考えられる手法であり、第5図の!は和信号dの波形中
から水平部分と傾斜部分を抽出し、各部分で直接近似し
て一点鎖線で示す直線り、、L!を求め、その交点であ
る矢印点の座標X、より求める手法であり、第5図のm
は和信号dの波形中の最大傾斜の矢印点すなわち第5図
のm′の和信号dの微分波形の最大値の点の座標X、よ
り求める手法である。これらの手法のうちどれが適当か
は試料lOの材質や走査型電子顕微鏡1の加速電圧など
の条件によって変化するので、測定条件に合った手法を
測定者が選択する。なお特徴点は測定者が画像をデイス
プレィ24で見ながら、CRT25とキーボード26に
より入力してもよい。
For the coordinate XA with respect to the upper end A of the 0-level difference portion for which the coordinates Xa and Xm corresponding to B are determined, for example, the coordinate X of the arrow point that takes the maximum value in the waveform of the sum signal d, as shown in 1 to m in FIG. Seek more. Regarding the coordinate X with respect to the lower end B of the stepped portion, there are, for example, four methods as shown in 1 to m in FIG. j in Fig. 5 is a method of determining from the coordinates Xl of the arrow point that takes the minimum value in the waveform of the sum signal d, and K in Fig. 5
is the maximum value and minimum value in the waveform of sum signal d, 100% between 0
The coordinates of the three arrow points that are n% from the minimum value when
The optimal value of n is determined in advance for the target sample 10. For example, 50% is a possible method for n, as shown in Figure 5! extracts the horizontal part and the slope part from the waveform of the sum signal d, and directly approximates each part to form a straight line shown by a dashed line, ,L! , and the coordinate X of the arrow point that is the intersection point.
is a method of determining from the coordinate X of the arrow point of the maximum slope in the waveform of the sum signal d, that is, the point of the maximum value of the differential waveform of the sum signal d of m' in FIG. Which of these methods is appropriate varies depending on conditions such as the material of the sample IO and the accelerating voltage of the scanning electron microscope 1, so the measurer selects the method that suits the measurement conditions. Note that the measurer may input the feature points using the CRT 25 and keyboard 26 while viewing the image on the display 24.

上記のパターンの特徴点の算出後は、対応点算出部45
においてチルト角θ、の画像中の特徴点を含む微小領域
とチルト角θ2の画像中の微小領域の対応を求める。こ
の対応を求めるために特開昭63−170840号公報
記載のように相関値を用い、相関値の最も大きくなった
領域を採用するものとする。そこで対応点算出部45は
相関値を求める手段と相関値の最大値を求める手段から
成り、この対応が求められることにより01画像および
02画像中の特徴点が決定される。こうして決定された
01画像中の特徴点の座標xAI+  Xllと、02
画像中の特徴点の座標Xag+  Xllと、操作型電
子顕微鏡1の倍率Mと、チルト角θ8.θ2とより、次
の(1)式により特徴点間の高度差りを求める。
After calculating the feature points of the above pattern, the corresponding point calculation unit 45
In this step, the correspondence between a minute area including a feature point in the image at the tilt angle θ and a minute area in the image at the tilt angle θ2 is determined. In order to find this correspondence, correlation values are used as described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 170840/1984, and the region where the correlation value is the largest is adopted. Therefore, the corresponding point calculation unit 45 consists of a means for calculating a correlation value and a means for calculating the maximum value of the correlation value, and by calculating this correspondence, the feature points in the 01 image and the 02 image are determined. The coordinates xAI+Xll of the feature point in the 01 image thus determined, and the 02
The coordinates Xag+Xll of the feature point in the image, the magnification M of the operating electron microscope 1, and the tilt angle θ8. Based on θ2, the altitude difference between the feature points is calculated using the following equation (1).

ただし、θ=02−01である。However, θ=02-01.

第6図は第1図の照度差ステレオ法算出部17のパター
ンの影の影響を考慮した改良方式の照度差ステレオ法の
説明図である。第6図において、従来の照度差ステレオ
法では図示のようにパターンにより影となる部分がある
ため、パターンの近くで実際の断面形状からの測定誤差
が生じるので、この誤差を補正するための方式改良を行
っている。
FIG. 6 is an explanatory diagram of the photometric stereo method of the improved method that takes into account the influence of pattern shadows, which is performed by the photometric stereo calculation unit 17 of FIG. In Fig. 6, in the conventional photometric stereo method, as shown in the figure, there are areas that are shaded by the pattern, and measurement errors from the actual cross-sectional shape occur near the patterns. Improvements are being made.

ここで例えばチルト角θ、のときの2つの左、右の検出
器7.8の2次電子または反射電子の強度を各々S L
 I h S I Iとし、図示のように円で示す放出
2次電子または反射電子のパターンの影となる角v、、
’r、を定義し、求めたい入射電子ビーム(垂直軸)と
試料lOの面素の垂線Nとのなす面素の傾き角をφとす
る。このときスキャニング・マイクロスコピー第1巻、
第3号(1987年)第963頁から第973頁(Sc
anning Microscopy、 Vol、 1
 、 Na3 (1987) pp963−973)に
よると次の式が成り立つ。
Here, for example, when the tilt angle is θ, the intensity of the secondary electrons or reflected electrons of the two left and right detectors 7.8 is S L
I h S I I, and the angle v that shadows the pattern of emitted secondary electrons or reflected electrons shown as a circle as shown in the figure,
'r' is defined, and the inclination angle of the surface element formed between the incident electron beam (vertical axis) to be determined and the perpendicular line N of the surface element of the sample IO is defined as φ. At this time, Scanning Microscopy Volume 1,
No. 3 (1987), pages 963 to 973 (Sc
Anning Microscopy, Vol. 1
, Na3 (1987) pp963-973), the following equation holds.

SLI”Co5−’Φ・(cos’i’4−sinΦ)
(2)sat”cos−’Φ−(coS’s、  +s
inΦ)(3)ここで従来の照度差ステレオ法は例えば
チルト角θ、−のときの強度SLl、  S□の差、5
LI−3ll”’  cos−’Φ @ (cos’P
4−cos’Ps+−2sinΦ)を考え、パターンの
影の影響°を考慮せず、すなわちパターンの影となる角
’Pa−’Pa” O@として、SL、−3,、=co
s−’Φ・(−2sinΦ)とすることにより、強度S
Ll+  311の差を面素の傾き角Φのみの関数と考
え、あらかじめ5LI−8□とΦの関係を求めておき、
測定した5LI−3□からΦを求めていた。そのためパ
ターンの影の影響のある所では実際の断面形状からの誤
差が生じていた。
SLI"Co5-'Φ・(cos'i'4-sinΦ)
(2) sat"cos-'Φ-(coS's, +s
inΦ) (3) Here, in the conventional photometric stereo method, for example, the difference between the intensities SLl and S□ when the tilt angle θ is -, 5
LI-3ll"'cos-'Φ @ (cos'P
4-cos'Ps+-2sinΦ), without considering the influence of the shadow of the pattern, that is, as the angle 'Pa-'Pa'' O@ which is the shadow of the pattern, SL, -3,,=co
By setting s-'Φ・(-2sinΦ), the strength S
Considering the difference between Ll+ 311 as a function of only the inclination angle Φ of the plane element, find the relationship between 5LI-8□ and Φ in advance,
Φ was determined from the measured 5LI-3□. Therefore, errors from the actual cross-sectional shape occur in areas affected by the shadow of the pattern.

本実施例では、ここでパターンの影の影響を考慮するた
め、チルト角θ、からチルト角θ8に変化させhときの
2つの左、右の検出器7.8の2次電子または反射電子
の強度を各々SLI!+  satとすると、 SL、−cos−’(Φ(ΔΦ)・ (cosψ4−s
in(Φ+ΔΦ))(4)Sm * −(6g −1(
Φ+ΔΦ)−(cosψ、+5in(Φ+ΔΦ))(5
)が成り立つ、ただし、ΔΦ=θ、二〇、である。
In this example, in order to take into account the influence of the shadow of the pattern, the secondary electrons or reflected electrons of the two left and right detectors 7 and 8 are changed from the tilt angle θ to θ8. SLI each strength! + sat, SL, -cos-'(Φ(ΔΦ)・(cosψ4-s
in(Φ+ΔΦ))(4)Sm*−(6g−1(
Φ+ΔΦ)−(cosψ,+5in(Φ+ΔΦ))(5
) holds, provided that ΔΦ=θ, 20.

このC)〜(5)式よりψ、、ψ1を消去し、Φを求め
ると、 となる、したがって(6)式により、2種類のチルト角
θ1.θ8のときの2つの検出器7.8の出力す。
By eliminating ψ, , ψ1 from equations C) to (5) and finding Φ, the following is obtained. Therefore, by equation (6), two types of tilt angles θ1. The outputs of the two detectors 7.8 when θ8.

Cの差(SLI  Sa+) 、  (Stg  Sl
りと、チルト角θ1.θよの差ΔΦ(=08−〇、)と
より、パターンの影の影響を受けずに面素の傾き角Φが
求められることがわかる。この傾き角Φを積分し、倍率
Mをかけることにより、断面形状が得られる。
C difference (SLI Sa+), (Stg Sl
and tilt angle θ1. It can be seen that the inclination angle Φ of the surface element can be determined without being affected by the shadow of the pattern from the difference ΔΦ (=08−〇,) between θ and θ. By integrating this inclination angle Φ and multiplying by a magnification M, the cross-sectional shape is obtained.

第7図は第1図(第6図)の照度差ステレオ法算出部1
7の構成ブロック図である。第7図において、本照度差
ステレオ法算出部17は上記第6図のパターンの影の影
響を考慮した改良方式の照度差ステレオ法による断面形
状算出を実行するもので、制御部13からの切換信号に
より差信号検出部15からの差信号eをθ6.03画像
記憶部62.63に切り換えて記憶する切換部61と、
チルト角θ、のときの差信号eを記憶するθ1画像記憶
部62と、チルト角θ:のときの差信号eを記憶するθ
8画像記憶部63と、(6)式の演算を行い面素の傾き
角Φを求める演算部64と、面素の傾き角Φを積分して
試料10の断面形状を求める積分部65とから成る。こ
の構成により、第6図で説明したとおり、まず切換部6
1による差信号eの87.08画像のθ1.θ鵞画像記
憶部62.63への記憶までが終ったとすると、つぎに
演算部64において(6)式によりチルト角θ、。
Figure 7 shows the photometric stereo method calculation unit 1 in Figure 1 (Figure 6).
7 is a block diagram of the configuration of FIG. In FIG. 7, the present photometric stereo method calculation unit 17 executes cross-sectional shape calculation using the improved photometric stereo method that takes into account the influence of the shadow of the pattern shown in FIG. a switching unit 61 that switches and stores the difference signal e from the difference signal detection unit 15 in the θ6.03 image storage unit 62.63 according to a signal;
The θ1 image storage unit 62 stores the difference signal e when the tilt angle θ, and the θ1 image storage unit 62 stores the difference signal e when the tilt angle θ:.
8 image storage section 63, a calculation section 64 that calculates the inclination angle Φ of the surface element by calculating equation (6), and an integration section 65 that calculates the cross-sectional shape of the sample 10 by integrating the inclination angle Φ of the surface element. Become. With this configuration, as explained in FIG.
1 of the 87.08 image of the difference signal e due to θ1. Assuming that the storage up to the θ image storage units 62 and 63 has been completed, the calculation unit 64 calculates the tilt angle θ using equation (6).

θ2のときの差信号検出部15からの差信号eの強度差
(SLI  S□)、(SL!S□)と、チルト角θ1
.θよの差ΔΦ(=08−〇、)とより面素の傾き角Φ
を求め、積分部65において画素の傾き角Φを積分し、
倍率Mをかけることによりパターンの影の影響を除去し
た試料10の断面形状が得られる。
The intensity difference (SLI S□), (SL!S□) of the difference signal e from the difference signal detection unit 15 when θ2 and the tilt angle θ1
.. The difference ΔΦ (=08−〇,) between θ and the inclination angle Φ of the surface element
is obtained, and the inclination angle Φ of the pixel is integrated in the integrating section 65,
By applying the magnification M, a cross-sectional shape of the sample 10 from which the influence of the shadow of the pattern has been removed can be obtained.

第8図(a)〜(f)は本発明による電子ビームを用い
た断面形状測定装置の第2の実施例を示す部分構成ブロ
ック図および電子ビーム傾斜法の説明図である。第8図
(a)〜(f)において、第1図と同一符号は相当部分
を示し、この断面形状測定装置の構成は第8図(a)に
示すように第1図とほぼ同様であるが、第1図との違い
は走査型電子顕微鏡lの対物レンズ6の下に更にもう1
つの偏向コイル60を設け、これを偏向制御部11で制
御することである。
FIGS. 8(a) to 8(f) are a partial block diagram showing a second embodiment of a cross-sectional shape measuring apparatus using an electron beam according to the present invention, and an explanatory diagram of an electron beam tilting method. In FIGS. 8(a) to (f), the same reference numerals as in FIG. 1 indicate corresponding parts, and the configuration of this cross-sectional shape measuring device is almost the same as that in FIG. 1, as shown in FIG. 8(a). However, the difference from Fig. 1 is that there is an additional lens under the objective lens 6 of the scanning electron microscope l.
The present invention is to provide two deflection coils 60 and to control them by the deflection control section 11.

この構成により、第1図のように試料ステージ9にチル
ト機構を持たなくとも、または試料ステージ9をチルト
させずに、電子銃3からの電子ビームを試料lOに対し
傾斜させて照射でき、これにより断面形状算出部2のス
テレオ法算出部16および照度差ステレオ法算出部17
におけるステレオ法および照度差ステレオ法の算出がで
きる。第8図(b)に示すように例えば偏向コイル60
による電子ビームの傾斜角を垂直軸に対し±3°とする
と、傾斜角の誤差を±0.O1%(3°±0.03@”
)とした場合に、視野5μ−を得るには、ワーキングデ
イスタンスをhとして、次式が成り立つ。
With this configuration, the electron beam from the electron gun 3 can be irradiated onto the sample lO at an angle without having a tilt mechanism on the sample stage 9 or without tilting the sample stage 9 as shown in FIG. The stereo method calculation section 16 and the illuminance stereo method calculation section 17 of the cross-sectional shape calculation section 2 are
It is possible to calculate the stereo method and photometric stereo method. For example, as shown in FIG. 8(b), a deflection coil 60
If the tilt angle of the electron beam is ±3° with respect to the vertical axis, the error in the tilt angle is ±0. O1% (3°±0.03@”
), in order to obtain a field of view of 5μ-, the following equation holds true, where h is the working distance.

これを解いて、h″#4.8s+aを得る。よってこの
空間に偏向コイル60を配置することは十分に可能であ
る。また第8図(a)の構成においては、第8図(C)
〜(f)に示す様々な電子ビームの偏向方法が考えられ
、第8図(C)は対物レンズ6の中央を通り対物レンズ
6の上の偏向コイル5で電子ビームを偏向する方法、第
8図(ロ)は対物レンズ6の中央を通り対物レンズ6の
下の偏向コイル60で電子ビームを偏向する方法、第8
図(e)は対物レンズ6の中央を通らずに対物レンズ6
に垂直軸に平行に入射させ対物レンズ6の上の偏向コイ
ル5で偏向する方法、第8図(f)は対物レンズ6の中
央を通らずに対物レンズ6に垂直軸に平行に入射させ対
物レンズ6の下の偏向コイル60で偏向する方法などで
ある。
Solving this, we obtain h″#4.8s+a. Therefore, it is fully possible to arrange the deflection coil 60 in this space. Also, in the configuration of FIG. 8(a), it is possible to arrange the deflection coil 60 in this space.
Various electron beam deflection methods shown in (f) to (f) can be considered, and FIG. Figure (b) shows a method of deflecting an electron beam by a deflection coil 60 passing through the center of the objective lens 6 and below the objective lens 6.
Figure (e) shows the objective lens 6 without passing through the center of the objective lens 6.
A method in which the beam is incident parallel to the vertical axis and deflected by the deflection coil 5 above the objective lens 6. Fig. 8(f) shows a method in which the beam is incident parallel to the vertical axis into the objective lens 6 without passing through the center of the objective lens 6. For example, the beam may be deflected using a deflection coil 60 under the lens 6.

第9図は本発明による断面形状測定装置を用いた断面形
状比較検査装置の一実施例を示す構成ブロック図である
。第9図において、この断面形状比較装置は第1図に示
した断面形状測定装置(第1図の1は第8図に置換可)
70と、その測定対象パターンの試料lOに対する出力
波形りを記憶する記憶部71と、断面形状測定装置70
の出力波形りと記憶部71の出力波形とを入力して2つ
の出力波形の位置合わせを行う位置合わせ部73と、そ
の2つの波形の差をとる差検出部73と、2つの出力波
形の差の体積の大きい部分を欠陥と判定する欠陥判定部
74とから成る。この構成により、断面形状測定装置7
0の測定対象パターンの試料10の出力波形りを記憶部
71に記憶しておき、比較すべき基準対象パターンの出
力波形を入力し、位置合わせ部72でこれらの2つの出
力波形の位置合わせを行い、差検出部73でその2つの
波形の差をとり、欠陥判定部74でその差の体積の大き
い部分を欠陥と判定して出力する0本実施例によれば、
従来の明るさの差による光学的な断面形状比較検査装置
に比べ、欠陥のサイズが深さ方向についてもわかるため
、より厳密な検査を行うことができる。
FIG. 9 is a block diagram showing an embodiment of a cross-sectional shape comparison inspection device using the cross-sectional shape measuring device according to the present invention. In Fig. 9, this cross-sectional shape comparison device is the cross-sectional shape measuring device shown in Fig. 1 (1 in Fig. 1 can be replaced with Fig. 8).
70, a storage unit 71 that stores the output waveform of the measurement target pattern for the sample IO, and a cross-sectional shape measuring device 70.
A positioning section 73 inputs the output waveform of the output waveform and the output waveform of the storage section 71 and aligns the two output waveforms, a difference detection section 73 takes the difference between the two waveforms, and a difference detection section 73 detects the difference between the two output waveforms. and a defect determination section 74 that determines a portion with a large volume difference to be a defect. With this configuration, the cross-sectional shape measuring device 7
The output waveform of the sample 10 of the measurement target pattern 0 is stored in the storage unit 71, the output waveform of the reference target pattern to be compared is inputted, and the alignment unit 72 aligns these two output waveforms. According to this embodiment, the difference detection unit 73 calculates the difference between the two waveforms, and the defect determination unit 74 determines a portion with a large volume of the difference as a defect and outputs it.
Compared to conventional optical cross-sectional shape comparison inspection equipment that uses differences in brightness, the defect size can also be determined in the depth direction, making it possible to conduct more rigorous inspections.

第1θ図は本発明によるイオンビームを用いた断面形状
測定装置の第3の実施例を示す構成ブロック図である。
FIG. 1θ is a configuration block diagram showing a third embodiment of a cross-sectional shape measuring device using an ion beam according to the present invention.

第10図において、第1図と同一符号は相当部分を示し
、この断面形状測定装置は電子線に限らず他の荷電粒子
線を試料10に照射させることによっても可能であるか
ら、第1図の電子源(電子銃)3の代わりに例えばイオ
ン源(イオン銃)80を用いたイオンビーム放射装置8
1によるものであり、他は第1図と同様の構成である。
In FIG. 10, the same reference numerals as in FIG. 1 indicate corresponding parts, and this cross-sectional shape measuring device can be used not only by electron beams but also by irradiating the sample 10 with other charged particle beams. An ion beam emitting device 8 using, for example, an ion source (ion gun) 80 instead of the electron source (electron gun) 3 of
1, and the other configurations are the same as in FIG.

この構成により、イオンビーム放射袋281のイオン源
80よりイオンビームを放出させ、放出した、イオンビ
ームをコンデンサレンズ4により縮小し、偏向コイル5
でX−Y方向にラスク走査を行い、対物レンズ6で更に
縮小して試料10に照射させる。このとき次の第11回
申)および第12図のように試料10より2次電子が発
生する。
With this configuration, an ion beam is emitted from the ion source 80 of the ion beam radiation bag 281, the emitted ion beam is reduced by the condenser lens 4, and the deflection coil 5
Rask scanning is performed in the X-Y direction, and the sample 10 is irradiated with further reduction by the objective lens 6. At this time, secondary electrons are generated from the sample 10 as shown in the following 11th example) and FIG.

第11図(a)、 (b)、 (C)は各々電子、イオ
ン、電磁波照射と固体表面の相互作用の模式図である。
FIGS. 11(a), 11(b), and 11(C) are schematic diagrams of interactions between electrons, ions, electromagnetic wave irradiation, and solid surfaces, respectively.

この模式図は安盛岩雄、染野檀による「表面分析」講談
社発行(1976年)第5頁に記載のもので、第11図
(a)において、第1図および第8図(a)〜(f)の
1次電子線I′pに対して固体表面の破線で囲む相互作
用領域より2次電子(オージェ電子)や後方散乱電子の
ほか、イオンやX線、けい光、リン光などが発生し、第
11回申)において、第10図の1次イオン線1pに対
しては2次電子のほか後方散乱イオン、反射イオン、2
次イオン、中性原子やX線、光などが発生し、第11図
(C)において、電磁波に対しては光電子や2次電子(
オージェ電子)のはかX線などが発生している。
This schematic diagram is described in "Surface Analysis" by Iwao Amori and Dan Someno, published by Kodansha (1976), page 5. In response to the primary electron beam I'p in f), secondary electrons (Auger electrons) and backscattered electrons, as well as ions, X-rays, fluorescence, phosphorescence, etc. are generated from the interaction region surrounded by the broken line on the solid surface. In the 11th report), for the primary ion beam 1p in Fig. 10, in addition to secondary electrons, backscattered ions, reflected ions,
Secondary ions, neutral atoms, X-rays, light, etc. are generated, and in Figure 11 (C), photoelectrons and secondary electrons (
Auger electrons) are emitting faint X-rays.

第12図はイオンビームと放出される2次電子の角度分
布を示す図である。第12図において、第10図のイオ
ンビームの照射による第11図(ロ)のような2次電子
の発生については、例えばマイクロエレクトロニック 
エンジニアリング5 (1986年)第481頁から第
489頁(Microelectronic Engi
neering5 (1986)pp 481−489
)に論じられているように第12図のようになり、この
例ではK 、 +のイオンビームのW (polycr
、)への入射角は60°であり、加速電圧5 key、
 10keV、 19keVに対して放出される2次電
子の角度分布が示されている。そこで第1図の電子ビー
ムの場合と同様に第10図のイオンビームの照射により
試料lOから発生する2次電子を用いて、断面形状算出
部2による断面形状の算出を行うことができる。また第
8図の場合と同様に対物レンズ6の下に設けた偏向コイ
ル60によるイオンビーム傾斜法を用いることができる
FIG. 12 is a diagram showing the angular distribution of the ion beam and the emitted secondary electrons. In Fig. 12, the generation of secondary electrons as shown in Fig. 11 (b) due to ion beam irradiation in Fig. 10 is explained, for example, by microelectronic
Microelectronic Engineering 5 (1986) pp. 481-489
nering5 (1986) pp 481-489
), as shown in Figure 12, and in this example, the K, + ion beam W (polycr
,) is 60°, and the acceleration voltage is 5 key,
The angular distribution of secondary electrons emitted for 10 keV and 19 keV is shown. Therefore, as in the case of the electron beam shown in FIG. 1, the cross-sectional shape can be calculated by the cross-sectional shape calculating section 2 using the secondary electrons generated from the sample IO by irradiation with the ion beam shown in FIG. Further, as in the case of FIG. 8, an ion beam tilting method using a deflection coil 60 provided below the objective lens 6 can be used.

第13図は本発明によるX線を用いた断面形状測定装置
の第4の実施例を示す構成ブロック図である。第13図
において、第1図と同一符号は相当部分を示し、この断
面形状測定装置は荷電粒子線の代りに電磁波であるX線
を用いた例で、第1図の電子ビーム系の代りにX線源9
0と、スリット92と、ミラー93などから成るX線装
置91によるものであり、他は第1図と同様の構成であ
る。この構成により、XvA装置91のX線源90から
放射されたX線をスリット92とミラー93を用いて試
料10に照射し、このとき第11図(C)に示すように
試料lOより発生する2次電子を用いて電子線の場合と
同様の処理を行う、ここでミラー93としてはアプライ
ド オプティクス第17巻、第14号(1978年)第
601頁から第603頁(APPLIBD 0PTIC
3Vol、17.11kL14(197B)pp601
−603)に記載のToroidalミラー、または「
固体物理J Vol、20. Fill (1985年
)第865頁から第870真に記載のWolter型ミ
ラーなどを用いることができ、またミラーの代りにゾー
ンプレートを用いてもよく、さらにシュワルツシルトの
対物レンズを用いてもよい、ただしX線の場合は第8図
のような電子線と違って偏向はできないので、第1図と
同様に試料ステージ9をステージ駆動部12により動か
すことにより偏向と同様の動作をさせる。
FIG. 13 is a block diagram showing a fourth embodiment of the cross-sectional shape measuring device using X-rays according to the present invention. In Fig. 13, the same reference numerals as in Fig. 1 indicate corresponding parts, and this cross-sectional shape measuring device is an example in which X-rays, which are electromagnetic waves, are used instead of charged particle beams, and in place of the electron beam system in Fig. 1. X-ray source 9
The X-ray device 91 is composed of a slit 92, a mirror 93, a slit 92, a mirror 93, etc., and the other components are the same as those shown in FIG. With this configuration, the sample 10 is irradiated with X-rays emitted from the X-ray source 90 of the XvA device 91 using the slit 92 and the mirror 93, and at this time, as shown in FIG. Processing similar to the case of electron beams is performed using secondary electrons. Here, as the mirror 93, Applied Optics Vol. 17, No. 14 (1978), pp. 601 to 603 (APPLIBD 0PTIC
3Vol, 17.11kL14 (197B) pp601
-603) or the Toroidal mirror described in
Solid State Physics J Vol, 20. Fill (1985), pages 865 to 870, a Wolter type mirror, etc., may be used, a zone plate may be used in place of the mirror, and a Schwarzschild objective lens may be used. However, in the case of X-rays, unlike an electron beam as shown in FIG. 8, it cannot be deflected, so the same operation as deflection is performed by moving the sample stage 9 by the stage drive unit 12 as in FIG. 1.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、複数のチルト角に対する複数の検出器
の差信号により照度差ステレオ法で面素の傾きを求めて
いるので、パターンの影の影響により面素の傾きに真価
との誤差が生じることがなく、これを積分することによ
り緩やかな断面形状の変化を場所によらず算出すること
ができる。
According to the present invention, since the slope of a surface element is determined by the photometric stereo method using the difference signals of a plurality of detectors for a plurality of tilt angles, an error in the slope of a surface element from the true value may occur due to the influence of the shadow of the pattern. By integrating this, gradual changes in the cross-sectional shape can be calculated regardless of the location.

また急な傾斜部および段差部分は複数のチルト角に対す
る複数の検出器の和信号によりステレオ法で断面形状を
求め、緩やかな傾斜の部分は複数の検出器の差信号によ
り照度差ステレオ法で断面形状を求め、これらの2方式
による波形を合成して出力するようにしているので、試
料表面の傾斜の大小によらず断面形状を算出できる。
In addition, for steeply sloped parts and stepped parts, the cross-sectional shape is determined using the stereo method using the sum signal of multiple detectors for multiple tilt angles, and for gently sloped parts, the cross-sectional shape is determined using the photometric stereo method using the difference signals of multiple detectors. Since the shape is determined and the waveforms from these two methods are combined and output, the cross-sectional shape can be calculated regardless of the magnitude of the slope of the sample surface.

さらに対物レンズの下に新たに偏向コイルを設け、これ
を用いて荷電粒子線を傾斜させて照射することにより、
チルト機構の代用として試料ステージを簡単化できるの
で、位置決め精度を向上させ、また試料室を小型化して
真空度を上げコンタミネーシヨンを軽減できる。
Furthermore, by installing a new deflection coil under the objective lens and using this to irradiate the charged particle beam at an angle,
Since the sample stage can be simplified as a substitute for the tilt mechanism, positioning accuracy can be improved, and the sample chamber can be downsized to increase the degree of vacuum and reduce contamination.

さらに断面形状の比較により欠陥検査を行うようにして
、不一致部分の3次元形状を知ることができるので、こ
れまでの明るさの比較による欠陥検査に比べて高精度な
検査ができる効果がある。
Furthermore, by performing defect inspection by comparing cross-sectional shapes, it is possible to know the three-dimensional shape of the mismatched portion, which has the effect of enabling more accurate inspection than conventional defect inspection by comparing brightness.

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

第1図は本発明による電子ビームを用いた断面形状測定
装置の第1の実施例を示す構成ブロック図、第2図は第
1図の処理の流れのフローチャート、第3図は第1図の
波形合成の説明図、第4図は第1図のステレオ法算出部
の構成ブロック図、第5図は第4図のパターン特徴点算
出法の説明図、第6図は第1図の照度差ステレオ法の説
明図、第7図は第1図の照度差ステレオ法算出部の構成
ブロック図、第8図(a)〜(f)は電子ビームを用い
た断面形状測定装置の第2の実施例を示す電子ビーム傾
斜法の説明図、第9図は本発明による断面形状比較検査
装置の一実施例を示す構成ブロック図、第10図は本発
明によるイオンビームを用いた断面形状測定装置の第3
の実施例を示す構成ブロック図、第11図(a)〜(0
)は電子、イオン、電磁波と固体表面の相互作用の模式
図、第12図はイオンと−ムと放出2次電子の角度分布
図、第13図は本発明によるX線を用いた断面形状測定
装置の第4の実施例を示す構成ブロック図である。 1・・・走査型電子顕微鏡、2・・・断面水拭算出部、
3・・・電子銃、4・・・コンデンサレンズ、5・・・
偏向コイル、6・・・対物レンズ、7.8・・・検出器
、9・・・試料ステージ、10・・・試料、11・・・
偏向制御部、12・・・ステージ駆動部、13・・・制
御部、14・・・和信号検出部、15・・・差信号検出
部、16・・・ステレオ法算出部、17・・・照度差ス
テレオ法算出部、18・・・ステレオ法記憶部、19・
・・照度差ステレオ法記憶部、20・・・θ、記憶部、
21・・・θ2記憶部、22・・・倍率記憶部、23・
・・波形合成部、24・・・デイスプレィ、25・・・
CRT、26・・・キーボード、60・・・偏向コイル
、70・・・断面形状測定装置、71・・・記憶部、7
2・・・位置合わせ部、73・・・差検出部、74・・
・欠陥判定部、80・・・イオン源、81・・・イオン
ビーム放射装置、90・・・X線源、91・・・X線装
置、92・・・スリット、93・・・ミラー 代理人 弁理士  秋 本  正 実 第 図 図 醒 −〜だい− 第 図 果 6 図 篤 ど1 白 第 図 (a) 60:aril″:J引〆 第 図 (f) 七勾 5P: 図
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a cross-sectional shape measuring device using an electron beam according to the present invention, FIG. 2 is a flowchart of the process shown in FIG. 1, and FIG. An explanatory diagram of waveform synthesis, Fig. 4 is a block diagram of the configuration of the stereo method calculation section of Fig. 1, Fig. 5 is an explanatory diagram of the pattern feature point calculation method of Fig. 4, and Fig. 6 is an illustration of the illumination difference in Fig. 1. An explanatory diagram of the stereo method, FIG. 7 is a block diagram of the configuration of the photometric stereo method calculation unit in FIG. 1, and FIGS. 8 (a) to (f) are the second implementation of the cross-sectional shape measuring device using an electron beam An explanatory diagram of an electron beam tilting method showing an example, FIG. 9 is a block diagram showing an embodiment of a cross-sectional shape comparison inspection device according to the present invention, and FIG. 10 is a diagram of a cross-sectional shape measuring device using an ion beam according to the present invention. Third
11 (a) to (0
) is a schematic diagram of the interaction between electrons, ions, electromagnetic waves, and solid surfaces, Figure 12 is an angular distribution diagram of ions, electrons, and emitted secondary electrons, and Figure 13 is a cross-sectional shape measurement using X-rays according to the present invention. FIG. 7 is a configuration block diagram showing a fourth example of the device. 1...Scanning electron microscope, 2...Cross section water wiping calculation section,
3...electron gun, 4...condenser lens, 5...
Deflection coil, 6... Objective lens, 7.8... Detector, 9... Sample stage, 10... Sample, 11...
Deflection control section, 12... Stage drive section, 13... Control section, 14... Sum signal detection section, 15... Difference signal detection section, 16... Stereo method calculation section, 17... Illuminance stereo method calculation unit, 18... Stereo method storage unit, 19.
...photometric stereo method storage section, 20...θ, storage section,
21... θ2 storage section, 22... Magnification storage section, 23.
...Waveform synthesis section, 24...Display, 25...
CRT, 26...Keyboard, 60...Deflection coil, 70...Cross-sectional shape measuring device, 71...Storage unit, 7
2... Positioning section, 73... Difference detection section, 74...
- Defect determination unit, 80... Ion source, 81... Ion beam radiation device, 90... X-ray source, 91... X-ray device, 92... Slit, 93... Mirror agent Patent Attorney Tadashi Akimoto Actual Figure Figure 6 Figure Atsushido 1 White Figure (a) 60: aril'': J-hiki〆Figure (f) Seven-point 5P: Figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、少なくとも2種のチルト角で傾斜させた試料上で荷
電粒子線または電磁波を走査し、試料より発生する2次
電子または反射電子を少なくとも2つの検出器で検出し
、各チルト角における検出器の差信号から試料表面の傾
きを算出し、これを積分することにより断面形状を測定
することを特徴とする断面形状測定法。 2、2つの検出器を、試料を傾斜させるチルト軸に垂直
な面内に配置することを特徴とする請求項1記載の断面
形状測定法。 3、荷電粒子線に関し、試料を傾斜させる代りに、対物
レンズの下に偏向コイルを設け、荷電粒子線を傾斜させ
て照射することを特徴とする請求項1記載の断面形状測
定法。 4、少なくとも2種のチルト角で傾斜させた試料上で荷
電粒子線または電磁波を走査し、試料より発生する2次
電子または反射電子を少なくとも2つの検出器で検出し
、各チルト角における検出器の和信号からステレオ法に
より試料の断面形状を測定し、また各チルト角における
検出器の差信号から試料の傾きを算出し、これを積分す
ることにより断面形状を測定し、上記2方法の断面形状
を合成することにより断面形状を算出することを特徴と
する断面形状測定法。 5、請求項1記載の断面形状測定法により被検査パター
ンの断面形状を測定し、これを基準パターンと比較する
ことを特徴とする断面形状比較検査法。 6、請求項4記載の断面形状測定法により被検査パター
ンの断面形状を測定し、これを基準パターンと比較する
ことを特徴とする断面形状比較検査法。 7、少なくとも2種のチルト角で傾斜させた試料上で荷
電粒子線または電磁波を走査し、試料より発生する2次
電子または反射電子を少なくとも2つの検出器で検出す
る手段と、各チルト角における検出器の差信号から試料
表面の傾きを算出し、これを積分することにより断面形
状を測定する手段とを設けたことを特徴とする断面形状
測定装置。 8、2つの検出器を、試料を傾斜させるチルト軸に垂直
な面内に配置することを特徴とする請求項7記載の断面
形状測定装置。 9、検出する手段は、荷電粒子線に関し、試料を傾斜さ
せる代りに、対物レンズの下に偏向コイルを設け、荷電
粒子線を傾斜させて照射することを特徴とする請求項7
記載の断面形状測定装置。 10、少なくとも2種のチルト角で傾斜させた試料上で
荷電粒子線または電磁波を走査し、試料より発生する2
次電子または反射電子を少なくとも2つの検出器で検出
する手段と、各チルト角における検出器の和信号からス
テレオ法により試料の断面形状を測定する手段と、各チ
ルト角における検出器の差信号から試料表面の傾きを算
出し、これを積分することにより断面形状を測定する手
段と、上記2手段の断面形状を合成することにより断面
形状を算出する手段とを設けたことを特徴とする断面形
状測定装置。 11、請求項7記載の断面形状測定装置により被検査パ
ターンの断面形状を測定し、これを基準パターンと比較
する手段を設けたことを特徴とする断面形状比較検査装
置。 12、請求項10記載の断面形状測定装置により被検査
パターンの断面形状を測定し、これを基準パターンと比
較する手段を設けたことを特徴とする断面形状比較検査
装置。
[Claims] 1. Scanning a charged particle beam or electromagnetic waves on a sample tilted at at least two types of tilt angles, and detecting secondary electrons or reflected electrons generated from the sample using at least two detectors; A cross-sectional shape measuring method characterized by calculating the inclination of the sample surface from the difference signal of the detector at each tilt angle and measuring the cross-sectional shape by integrating this. 2. The cross-sectional shape measuring method according to claim 1, wherein the two detectors are arranged in a plane perpendicular to a tilt axis for tilting the sample. 3. The cross-sectional shape measuring method according to claim 1, wherein instead of tilting the sample with respect to the charged particle beam, a deflection coil is provided under the objective lens and the charged particle beam is irradiated at an angle. 4. A charged particle beam or electromagnetic wave is scanned over a sample tilted at at least two different tilt angles, and secondary electrons or backscattered electrons generated from the sample are detected by at least two detectors, and a detector at each tilt angle is used. The cross-sectional shape of the sample is measured using the stereo method from the sum signal of A cross-sectional shape measurement method characterized by calculating a cross-sectional shape by combining shapes. 5. A cross-sectional shape comparative inspection method, characterized in that the cross-sectional shape of the pattern to be inspected is measured by the cross-sectional shape measuring method according to claim 1, and the measured cross-sectional shape is compared with a reference pattern. 6. A cross-sectional shape comparative inspection method, characterized in that the cross-sectional shape of the pattern to be inspected is measured by the cross-sectional shape measuring method according to claim 4, and the measured cross-sectional shape is compared with a reference pattern. 7. means for scanning a charged particle beam or electromagnetic wave on a sample tilted at at least two different tilt angles, and detecting secondary electrons or reflected electrons generated from the sample using at least two detectors; 1. A cross-sectional shape measuring device comprising means for calculating the slope of a sample surface from a difference signal of a detector and measuring the cross-sectional shape by integrating the slope. 8. The cross-sectional shape measuring device according to claim 7, wherein the two detectors are arranged in a plane perpendicular to a tilt axis for tilting the sample. 9. Regarding the charged particle beam, the detecting means is characterized in that instead of tilting the sample, a deflection coil is provided under the objective lens, and the charged particle beam is irradiated at an angle.
The cross-sectional shape measuring device described. 10. Scanning a charged particle beam or electromagnetic wave on a sample tilted at at least two different tilt angles,
means for detecting secondary electrons or backscattered electrons with at least two detectors, means for measuring the cross-sectional shape of the sample by a stereo method from the sum signal of the detectors at each tilt angle, and means for measuring the cross-sectional shape of the sample from the difference signal of the detectors at each tilt angle. A cross-sectional shape characterized by comprising means for measuring the cross-sectional shape by calculating and integrating the slope of the sample surface, and means for calculating the cross-sectional shape by combining the cross-sectional shapes of the above two means. measuring device. 11. A cross-sectional shape comparative inspection device, comprising means for measuring the cross-sectional shape of the pattern to be inspected using the cross-sectional shape measuring device according to claim 7 and comparing the measured cross-sectional shape with a reference pattern. 12. A cross-sectional shape comparative inspection device, comprising means for measuring the cross-sectional shape of the pattern to be inspected using the cross-sectional shape measuring device according to claim 10 and comparing the measured cross-sectional shape with a reference pattern.
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