JPH03135046A - パターンの測長方法 - Google Patents
パターンの測長方法Info
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- JPH03135046A JPH03135046A JP27394989A JP27394989A JPH03135046A JP H03135046 A JPH03135046 A JP H03135046A JP 27394989 A JP27394989 A JP 27394989A JP 27394989 A JP27394989 A JP 27394989A JP H03135046 A JPH03135046 A JP H03135046A
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 title description 11
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
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】
〔概要〕
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によるパターンの測長方法
に関し。
に関し。
被測定パターンの位置出しを人間の目に顛ることなく自
動的に高能率で行い且つ測長精度を向上させ、工程待ち
の無駄時間をなくすることを目的とし。
動的に高能率で行い且つ測長精度を向上させ、工程待ち
の無駄時間をなくすることを目的とし。
走査型電子顕微鏡によりパターンの測長を行うに際し、
被測定パターンが形成されているウェハをステージ上に
載せ、パターンの画像データとあらかじめメモリされた
該パターンのデータとを比較するパターンマツチングに
より画像データの位置ずれ量を読み、この結果に基づい
てステージを移動して位置補正を行うことにより、被測
定パターンを顕微鏡の視野内に移動し、その後順次、顕
微鏡の倍率を上げて顕微鏡の焦点調整、パターンマツチ
ングを繰り返して最終的な倍率になってから１画像のコ
ントラストが最大になる焦点距離で測長を行うように構
成する。
被測定パターンが形成されているウェハをステージ上に
載せ、パターンの画像データとあらかじめメモリされた
該パターンのデータとを比較するパターンマツチングに
より画像データの位置ずれ量を読み、この結果に基づい
てステージを移動して位置補正を行うことにより、被測
定パターンを顕微鏡の視野内に移動し、その後順次、顕
微鏡の倍率を上げて顕微鏡の焦点調整、パターンマツチ
ングを繰り返して最終的な倍率になってから１画像のコ
ントラストが最大になる焦点距離で測長を行うように構
成する。
本発明は走査型電子顕微鏡によるパターンの測長方法に
関する。
関する。
近年、半導体装置はパターンの高密度化、微細化にとも
ない、走査型電子顕微鏡によるパターンの測長が必要不
可欠になってきている。
ない、走査型電子顕微鏡によるパターンの測長が必要不
可欠になってきている。
本発明は、この要請に対し測定のスループットを向上し
た測長方法として通用できる。
た測長方法として通用できる。
走査型電子顕微鏡によるパターンの測長は顕微鏡の視野
内に測定しようとするパターンの位置出しを行い、走査
する電子ビームをウェハ上のパターンに照射し、各走査
点から放出される一次８又は二次電子を検出器に受けて
増幅し、走査と同期させてＣＲＴ上にパターン像を写し
出し、パターン幅等の測長を行っていた。
内に測定しようとするパターンの位置出しを行い、走査
する電子ビームをウェハ上のパターンに照射し、各走査
点から放出される一次８又は二次電子を検出器に受けて
増幅し、走査と同期させてＣＲＴ上にパターン像を写し
出し、パターン幅等の測長を行っていた。
この場合、膨大なパターン数を有する高密度デバイスの
ウェハ内で、所望の被測定パターンの位置出しは９人間
の目によりＣＲＴ上のパターン像を見て判断していた。
ウェハ内で、所望の被測定パターンの位置出しは９人間
の目によりＣＲＴ上のパターン像を見て判断していた。
このように１人間が位置出しを判断していたのでは、測
長結果が出るまでウェハの処理を待機させていなくては
ならず、プロセス中における無駄な時間が非常に多かっ
た。
長結果が出るまでウェハの処理を待機させていなくては
ならず、プロセス中における無駄な時間が非常に多かっ
た。
本発明は、被測定パターンの位置出しを人間の目に頼る
ことなく自動的に高能率で行い且つ測長精度を向上した
測定方法を提供し、工程待ちの無駄時間をなくすること
を目的とする。
ことなく自動的に高能率で行い且つ測長精度を向上した
測定方法を提供し、工程待ちの無駄時間をなくすること
を目的とする。
上記課題の解決は、走査型電子顕微鏡によりパターンの
測長を行うに際し、被測定パターンが形成されているウ
ェハをステージ上に載せ、パターンの画像データとあら
かじめメモリされた該パターンのデータとを比較するパ
ターンマツチングにより画像データの位置ずれ量を読み
、この結果に基づいてステージを移動して位置補正を行
うことにより、被測定パターンを顕微鏡の視野内に移動
し、その後順次、顕微鏡の倍率を上げて顕微鏡の焦点調
整、パターンマツチングを繰り返して最終的な倍率にな
ってから２画像のコントラストが最大になる焦点距離で
測長を行うパターンの測長方法により達成される。
測長を行うに際し、被測定パターンが形成されているウ
ェハをステージ上に載せ、パターンの画像データとあら
かじめメモリされた該パターンのデータとを比較するパ
ターンマツチングにより画像データの位置ずれ量を読み
、この結果に基づいてステージを移動して位置補正を行
うことにより、被測定パターンを顕微鏡の視野内に移動
し、その後順次、顕微鏡の倍率を上げて顕微鏡の焦点調
整、パターンマツチングを繰り返して最終的な倍率にな
ってから２画像のコントラストが最大になる焦点距離で
測長を行うパターンの測長方法により達成される。
本発明では、目視に代わるパターンの自動位置出し手段
として第１図で説明するパターンマツチングを用いてい
る。
として第１図で説明するパターンマツチングを用いてい
る。
第１図（１）〜（４）は本発明の原理図である。
第１図（１）はＳＥＨのＣＲＴ上に写し出された画像デ
ータで、被測定パターンとしてのパターンＡと近傍のパ
ターンＢが写されている。
ータで、被測定パターンとしてのパターンＡと近傍のパ
ターンＢが写されている。
第１図（２）は上記のパターン像の２値化を行う。
２値化データは放出電子の検出レベルをあるスライスレ
ベルで切り、スライスレベルより上は１゜下は０として
求められる。
ベルで切り、スライスレベルより上は１゜下は０として
求められる。
第１図（３）はあらかじめメモリされている２値化され
たパターンＡとパターンＢのパターン情報である。
たパターンＡとパターンＢのパターン情報である。
次に、パターンＡとパターンＢの位置出し方法について
説明する。
説明する。
第１図（２）のパターンＡとパターンＢの２値化された
画像データと、第１図（３）のパターンＡとパターンＢ
の２値化されているメモリデータとを比較しパターンマ
ツチングを行う。
画像データと、第１図（３）のパターンＡとパターンＢ
の２値化されているメモリデータとを比較しパターンマ
ツチングを行う。
パターンの画像データとメモリデータを比較するパター
ンマツチングにより画像データの位置ずれ量を読み１位
置補正（被測定パターンＡのセンタリング）を行う。
ンマツチングにより画像データの位置ずれ量を読み１位
置補正（被測定パターンＡのセンタリング）を行う。
第１図（４）はこの状態を示し、この位置において。
パターンＡの測長を行う。
更に７本発明では位置の読み取りを、低倍率より高倍率
へと上記のパターンマツチングにより行い、その都度焦
点調整を行い１画像のコントラストが最大になる焦点距
離で測長を行うようにして精度を向上させている。
へと上記のパターンマツチングにより行い、その都度焦
点調整を行い１画像のコントラストが最大になる焦点距
離で測長を行うようにして精度を向上させている。
次に１以上の過程を流れ図を用いて順次説明する。
第４図は本発明の流れ図である。
図において、 １１でＳＥＭにウェハをセットする。
１２でＳＥＨの焦点距離ｉをセットする。最初は低倍率
（数ｌθ〜数１００） にセットする。
（数ｌθ〜数１００） にセットする。
１３で電子ビームを走査して画像データを取り込み、
ＣＲＴ上に表示する。
ＣＲＴ上に表示する。
１４で焦点距離ｉを変数にして輝度（コントラスト；後
記の第３図説明参照）が最大かどうかを調べる。
記の第３図説明参照）が最大かどうかを調べる。
Ｎｏの場合は１２に帰還する。
ＹＥＳの場合はｉを固定し、 １５に進む。
１５で輝度最大の焦点距離ｉ ＭＡＸの画像データをメ
モ１月６に記憶する。
モ１月６に記憶する。
１７でｉ ＷＡＸの画像データをスライスレベルｊで切
り２値化する。
り２値化する。
１９で２値化データライブラリ１８とｉ ＭＡｌｌの画
像データを比較してパターンマツチングを行う。
像データを比較してパターンマツチングを行う。
２０でスライスレベルｊを変数にしてマツチング度ｊが
最大かどうかを調べる。
最大かどうかを調べる。
ＮＯの場合は１７に帰還する。
ＹＥＳの場合はｊを固定し、２１に進む。
２１でパターンマツチングにより、パターン位置を算出
し、ウェハステージを移動してパターンの位置出しを行
う。
し、ウェハステージを移動してパターンの位置出しを行
う。
２２で位置出しされたパターンは被測長物かどうかを調
べる。
べる。
ＮＯの場合は２７に進み、２７で次画像取り込みパター
ンへステージを移動し、２８でＳＥＨの倍率を変化させ
て（下げて）１２に帰還する。
ンへステージを移動し、２８でＳＥＨの倍率を変化させ
て（下げて）１２に帰還する。
ＹＥＳの場合は２３でパターンのセンタリングを行い２
４に進む。
４に進む。
２４で今行っている測定は最終倍率（数１０００〜数１
００００）かどうかにより。
００００）かどうかにより。
ＮＯの場合は２５で倍率を上げて１２に帰還する。
ＹＥＳの場合は２６で測長を行う。
以上のように倍率調整とパターンマツチングが繰り返し
て行われる。
て行われる。
第２図（１）〜（７）は本発明の一実施例を説明する平
面図である。
面図である。
（ａ） ウェハ１の周囲とオリエンテーションフラッ
トＩＡとにより大兄のウェハのアラインメントが行われ
る。４はウェハの支持ピンである。
トＩＡとにより大兄のウェハのアラインメントが行われ
る。４はウェハの支持ピンである。
ら）マーク３あるいはチップ２のレイアウトの隅２Ａに
、ウェハを載せたステージを移動し、その画像データを
取り込み９位置の読み取りをパターンマツチング等で行
う（以上第２図（１））。
、ウェハを載せたステージを移動し、その画像データを
取り込み９位置の読み取りをパターンマツチング等で行
う（以上第２図（１））。
（Ｃ） 以上の（ａ）〜（ｂ）の過程により、ウェハ
上の各チップの位置がわかり、所定のチップにステージ
を移動させる。
上の各チップの位置がわかり、所定のチップにステージ
を移動させる。
次に、所定のチップの周囲のスクライブライン５又はチ
ップ内のパターン６のパターンマツチングにより更に高
精度にチップの位置出しを行い（第２図（２））、その
後、チップ内の所定パターンＡ、Ｂにステージを移動す
る（第２図（３））。
ップ内のパターン６のパターンマツチングにより更に高
精度にチップの位置出しを行い（第２図（２））、その
後、チップ内の所定パターンＡ、Ｂにステージを移動す
る（第２図（３））。
この場合のパターンマツチングは低倍率で行われる。
（ｄ） パターンマツチングを行うために、あらかじ
め所定パターンＡ、Ｂ（測長パターンＡ２周囲のパター
ンＢ）の画像データをメモリしておく（第２図（５））
。
め所定パターンＡ、Ｂ（測長パターンＡ２周囲のパター
ンＢ）の画像データをメモリしておく（第２図（５））
。
（ｅ） 次に、所定パターンＡ、Ｂにステージを移動
させて（第２図（４））、パターンマツチングの後。
させて（第２図（４））、パターンマツチングの後。
パターンのセンタリングを行い、測長パターンＡを視野
中央に移動する。
中央に移動する。
次に２画像のＳ／Ｎが一番高くなる焦点状態に調整する
。即ち、後記第３図（２）においてパターンのコントラ
ストが最大になるような焦点位置に調節する（第２図（
６））。
。即ち、後記第３図（２）においてパターンのコントラ
ストが最大になるような焦点位置に調節する（第２図（
６））。
これを自動調整するには、放出電子の検出強度と焦点調
節機構とを連動させればよい。
節機構とを連動させればよい。
次に９倍率を上げて焦点調整とパターンマツチングを繰
り返して最終的な倍率になってから測長を行う（第２図
（７））。
り返して最終的な倍率になってから測長を行う（第２図
（７））。
第３図（１）、 （２）はそれぞれ電子ビームがパター
ンを横切る輝度信号及び顕微鏡の焦点距離に対するコン
トラストの関係を示す。
ンを横切る輝度信号及び顕微鏡の焦点距離に対するコン
トラストの関係を示す。
輝度信号の一番明るいところをｒ、４ａｘ ＋一番暗い
ところを■□８とすると、コントラストは次式％式％ コントラスト −（Ｉｘａｘ Ｉｓ＋Ｎ）／（ＩＭＡｘ＋Ｉｓ＋Ｎ）
。
ところを■□８とすると、コントラストは次式％式％ コントラスト −（Ｉｘａｘ Ｉｓ＋Ｎ）／（ＩＭＡｘ＋Ｉｓ＋Ｎ）
。
図で、Ｗは測長されたパターン幅である。
次に、実施例の効果を示す数値例を示すと、待ち時間を
短縮してスルーブツトが従来例に対し２０〜３０％向上
し、測長精度は約５％向上した。
短縮してスルーブツトが従来例に対し２０〜３０％向上
し、測長精度は約５％向上した。
以上説明したように本発明によれば、被測定パターンの
位置出しを人間の目に顛ることなく自動的に高能率で行
え且つ測長精度を向上した測定方法が得られ、工程待ち
の無駄時間をなくすることができた。
位置出しを人間の目に顛ることなく自動的に高能率で行
え且つ測長精度を向上した測定方法が得られ、工程待ち
の無駄時間をなくすることができた。
第４図は本発明の流れ図である。
図において。
Ａは被測定パターン。
Ｂは近傍のパターン。
ｌはウェハ
１４はオリエンテーションフラット。
２はチップ。
２Ａはチップレイアウトの隅
３は位置マーク。
４は支持ビン
第１図（１）〜（４）は本発明の原理図。
第２図（１）〜（７）は本発明の一実施例を説明する平
面図。 第３図（１）、 （２）はそれぞれパターンを横切る輝
度信号及び焦点距離に対するコントラストの関係図。 木衾叩め庶理図 実絶伜１丙乎面図 ３１ 口 第 ２ 図
面図。 第３図（１）、 （２）はそれぞれパターンを横切る輝
度信号及び焦点距離に対するコントラストの関係図。 木衾叩め庶理図 実絶伜１丙乎面図 ３１ 口 第 ２ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 走査型電子顕微鏡によりパターンの測長を行うに際し
、 被測定パターンが形成されているウェハをステージ上に
載せ、パターンの画像データとあらかじめメモリされた
該パターンのデータとを比較するパターンマッチングに
より画像データの位置ずれ量を読み、この結果に基づい
てステージを移動して位置補正を行うことにより、被測
定パターンを顕微鏡の視野内に移動し、その後順次、顕
微鏡の倍率を上げて顕微鏡の焦点調整、パターンマッチ
ングを繰り返して最終的な倍率になってから、画像のコ
ントラストが最大になる焦点距離で測長を行うことを特
徴とするパターンの測長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27394989A JP2920961B2 (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | パターンの測長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27394989A JP2920961B2 (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | パターンの測長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03135046A true JPH03135046A (ja) | 1991-06-10 |
| JP2920961B2 JP2920961B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=17534817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27394989A Expired - Fee Related JP2920961B2 (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | パターンの測長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2920961B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100243828B1 (ko) * | 1995-09-28 | 2000-03-02 | 가네꼬 히사시 | 비정상 전류 및 전위 콘트라스트 화상을 사용하는 고장 지점 평가 시스템 |
-
1989
- 1989-10-20 JP JP27394989A patent/JP2920961B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100243828B1 (ko) * | 1995-09-28 | 2000-03-02 | 가네꼬 히사시 | 비정상 전류 및 전위 콘트라스트 화상을 사용하는 고장 지점 평가 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2920961B2 (ja) | 1999-07-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |