JPH03291841A - 電子ビーム測長機における測長方式 - Google Patents

電子ビーム測長機における測長方式

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JPH03291841A
JPH03291841A JP2091494A JP9149490A JPH03291841A JP H03291841 A JPH03291841 A JP H03291841A JP 2091494 A JP2091494 A JP 2091494A JP 9149490 A JP9149490 A JP 9149490A JP H03291841 A JPH03291841 A JP H03291841A
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/28Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
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    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は、電子ビーム測長機における測長方式の改良に
関する。
[従来の技術] 電子ビーム測長機の測長方式は、電子ビームをデジタル
スキャンを行い試料上を走査して、該試料から得られる
2次電子を検出し、この2次電子信号によって形状判断
、或いは計測値をCPUにより算出するようにしている
。この場合の波長分解能は、走査されるビームの径及び
ディジタルスキャンの各ビクセル間隔の細かさ(ドツト
数)による。ところで、通常のフレームメモリー及びT
Vモニターの分解能は、画素数512X512である。
そのため、従来の画像取り込みにおいては、例えば、倍
率1万倍で行うとすると、第5図に示す通り試料S上を
X、Y方向に走査ステップ512X512で走査してデ
ータを取り込むようにしている。ここで、表示画面のサ
イズ10cmxlOcmとしたとき、倍率1万倍でのビ
ーム走査幅は、10cm−100,000μmであるか
ら、100.000μm/10,000倍となり、従っ
て、ビーム走査幅は10μm×10μmとなる。
このとき1ドツト当たりの間隔は、10μm1512で
あるから約0.02μmとなる。
[発明が解決しようとする課題] このような従来の方式では、分解能をさらに向上させる
ためには、走査ステップ1024X1024或いは走査
ステップ2048x2048で走査して、フレームメモ
リーやTVモニターを画素数1024X1024や画素
数2C148X2048を使用しなれればならない。と
ころが、このようなフレームメモリーやTVモニターは
高価であるため、分解能の向上はコストアップという問
題に直面せざるを得なかった。
本発明は、上述した点に鑑みなされたもので、比較的画
素数の小さいフレームメモリーを使用するにもかかわら
ず、高精度の測長を可能にする電子ビーム測長機におけ
る測長方式を提供することを目的としている。
[課題を解決するための手段] このよう課題を解決するため、本発明は電子ビームによ
って試料上を2次元走査し、この走査により得られた試
料からの画像情報をメモリーに記憶し、この画像情報か
ら試料像のパターン測長を行うようにした装置において
、前記試料上の定められた領域を電子ビームによって走
査するにあたり、走査終了毎に走査中心をシフトして走
査し、この走査によって得られた画像情報をメモリーに
格納して、それらのデータをつなぎ合わせて測長データ
として試料像のパターン測長を行うようにしたことを特
徴としている。
[実施例コ 以下本発明の実施例を添付図面により詳述する。
第1図は本発明を実施するための装置構成の一実施例を
示しており、第2図は他の一実施例を示している。
第1図において、1は電子銃、2は電子ビーム、3は試
料、4x、4yは夫々X、Y方向偏向コイル、5x、5
yはコイル駆動回路、6は倍率制御回路、7x、7yは
X、 Y走査信号発生回路、8は試料3よりの2次電子
を検出するための2次電子検出器、9はAD変換器、1
0は書込制御回路、11はメモリM1〜メモリM1Bま
でを有するフレームメモリーである。12は読出し制御
回路、13は表示装置である。14x、14yはX及び
Yシフトコイルであり、15はシフトコイルのための駆
動回路である。16はCPU、17は操作卓、18はD
A変換器である。
このように構成された装置において、例えば2048X
2048画素の画像データを得るには、先ず、操作卓1
7により倍率を例えば1万倍に設定する。この状態で、
更に操作卓17により、第3図に示すように電子ビーム
2の試料走査幅を既に設定した幅の1/4に設定する。
その結果、倍・率制御回路6には、倍率1万倍の場合の
1/4に相当する幅だけ試料が走査されるように制御信
号がCPU16より送られる。CPU16は、第2図に
示すように、タイミング信号発生部20と、シフト信号
発生部21及び書込制御信号発生部22を有しており、
試料の走査開始が指示されると、タイミング信号発生部
20よりタイミング信号を発生させて前記走査信号発生
回路7x、7yに送り、これら走査信号発生回路より5
12X512画素の画面で16画面分の走査信号を順次
発生させる。このとき、タイミング信号発生部20より
のタイミング信号はシフト信号発生部21に送られ、シ
フト信号発生部21は走査信号発生回路7yより新たな
垂直走査が開始される都度、異ったシフト信号の組をD
A変換器18に送る。このような各部分からの信号に基
づいて、試料の走査と信号の記憶は第3図に示すように
行なわれる。尚、第3図において、Cは全走査領域の走
査中心であり、a、b等で示されたエリアは全走査領域
の1/16の面積の領域である。即ち、中心Cに対して
ΔX1.ΔY1ずらしてエリアaの走査が最初二行なわ
れ、この走査に伴って得られた512X512の画素分
のデータは、書込制御信号発生部22よりの制御信号に
よって制御される書込制御回路10によりメモリMlに
格納される。次に、走査中心を中心Cに対してΔX2.
  ΔYlだけずらして、同様にエリアbについて面走
査を行いデータをメモリM2に格納する。このようにし
て、順次ビーム走査幅2.5μmX2.5μmの範囲を
走査して、これらのデータをメモリMl −M18に分
割して格納する。
これらメモリMl −MIBに分割して格納されたデー
タに基づいて測長データを得るには、以下のようにする
即ち、例えばエリアaに測長しようとするパターンの左
端部と右端部が存在する場合には、これら両端部間の画
素数をカウントし、このカウント値を倍率情報に基づい
て長さデータに変換する。
又、例えば、エリアaに測長しようとするパターンの左
端部が存在し、エリアdに測長しようとするパターンの
右端部が存在する場合には、左端部からエリアaの右端
部までの画素数と、エリアdの左端部からパターンの右
端部までの画素数と、エリアb及びCのX方向幅に相当
する画素数を求め、これらの和を倍率情報に基づいて長
さデータに変換することによって求めることができる。
この際、どのエリアにパターンのどの部分が存在するか
の確認は、フレームメモリ11よりの画像信号に基づい
て表示装置13に像を表示することによって行ない得、
その際、表示画素を間引くことにより、全走査領域を一
画面として表示することもできるし、16画面の任意の
画面を単独で表示することもできる。全走査領域を表示
する場合、表示装置に16画面の境界が把握できるよう
に輝線による区画線を表示すると良い。
このようにして、分割して格納された画像信号をつなぎ
合わせて2048x2048個分の画素データにより測
長を行えば、この倍率では10μm/2048であるか
ら、約0.005μmの分解能で測長を行なうことがで
きる。
尚、上述した実施例においては、1回の走査幅を1/4
にして全走査領域を16画面に分け、各画面走査毎に全
走査領域の幅の1/4の幅ずつ走査位置を少くともシフ
トさせるようにしたが、例えば4回の画面走査で全走査
領域の走査を行なうには、次のようにしても良い。
即ち、試料を走査する際の走査幅にははなんら変更を行
なわず、シフト信号発生部21より新たな走査に伴い少
くとも1画素間距離分のシフト信号を送るようにするの
である。この方法で1024X1024画素の画像を得
る場合についての実施例を第4図を参照して更に説明す
る。
まず、倍率を例えば1万倍にして、X、 Y方向を走査
ステップ512X512で走査する。この点を第4図に
示すようにO印で示す。次に、シフト信号発生部21よ
りの信号に基づいて走査位置をΔXlずらして走査を行
う。その結果、X印で示す点が走査される。更に、同様
にΔY1ずらして走査を行い、Δ印で示す点に電子ビー
ムを照射して走査を行なう。最後に、ΔXI、 ΔY1
ずらして走査を行い、1印で示す点に電子ビームを照射
して走査を行なう。これらの走査によって得られたデー
タは、夫々最初の実施例と同様にメモリM1〜メモリー
M4に振り分けて格納する。このようにして格納された
データを、1024X1024の画素分つなぎ合わせて
測長を行えば、この場合10μm/1024であルノテ
、約0.01μmの分解能で測長を行なうことができる
。 尚、第4図に基づいて説明した実施例においては、
CPUよりシフト信号を発生させて走査位置をずらすよ
うにしたが、インターレース回路を用いて走査信号の位
相をすらすことにより走査位置をずらして実施すること
もできる。
又、上述した実施例においては、走査領域のシフトはシ
フトコイルにより行なうようにしたが、走査信号にシフ
ト分の信号を重畳させることにより、シフトコイルを用
いることなく、走査コイルのみにより実施することもて
きる。
又、第1図の実施例では、1フイールド走査終了毎に走
査中心をシフトさせるようにしたが、1水平走査終了毎
に走査中心を水平方向にシフトさせつつ走査するように
してもよい。
[発明の効果コ 以上詳述したように、本発明による電子ビーム測長機に
おける測長方式によれば、比較的画素数の小さいフレー
ムメモリーを使用するにもかかわらず、高精度のMj長
が可能になり、従ってコスト的に有利で高精度な電子ビ
ーム測長機における測長方式か提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の方式を実施するための装置
構成を説明するための図、第3図は前記装置の動作を説
明するための図、第4図は他の実施例を説明するための
図、第5図は従来方式を説明するための図である。 1:電子銃、2:電子ビーム、3:試料、4x。 4y:偏向コイル、5x、5y:コイル駆動回路、6:
倍率制御回路、7x、7y:走査信号発生回路、8:2
次電子検出器、9:AD変換器、10:書込制御回路、
11:フレームメモリ、12:読出し制御回路、13:
表示装置、14x、14y:シフトコイル、15;シフ
トコイル駆動回路、の16:CPU、17:操作卓、1
8:DA変換器、20:タイミング信号発生部、21:
シフト信号発生部、22:書込制御信号発生部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電子ビームによって試料上を2次元走査し、この走査に
    より得られた試料からの画像情報をメモリーに記憶し、
    この画像情報から試料像のパターン測長を行うようにし
    た装置において、前記試料上の定められた領域を電子ビ
    ームによって走査するにあたり、走査終了毎に走査中心
    をシフトして走査し、この走査によって得られた画像情
    報をメモリーに格納して、それらのデータをつなぎ合わ
    せて測長データとして試料像のパターン測長を行うよう
    にしたことを特徴とする電子ビーム測長機における測長
    方式。
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