JPH0375046B2 - - Google Patents

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JPH0375046B2
JPH0375046B2 JP19126985A JP19126985A JPH0375046B2 JP H0375046 B2 JPH0375046 B2 JP H0375046B2 JP 19126985 A JP19126985 A JP 19126985A JP 19126985 A JP19126985 A JP 19126985A JP H0375046 B2 JPH0375046 B2 JP H0375046B2
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pattern
difference
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length measurement
scanning
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  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は荷電粒子ビーム走査による自動的なパ
ターン測長方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an automatic pattern length measurement method using charged particle beam scanning.

[従来の技術] 近年、ICからLSI及び超LSIへと集積化が進ん
でおり、それに伴いパターンの微小化がなされて
いる。このパターンの微小化により、パターンの
幅寸法測定方法としては、光を利用するものに比
べ分解能の高い電子ビームを利用するものが注目
されている。
[Prior Art] In recent years, integration has progressed from ICs to LSIs and super LSIs, and patterns have become smaller along with this. Due to the miniaturization of patterns, methods that use electron beams, which have higher resolution than those that use light, are attracting attention as methods for measuring the width of patterns.

さて、この電子ビームを利用する方法は、電子
ビームをパターン上で走査し、その反射電子像や
二次電子像等を観測する方法で、具体的には、陰
極線管画面上に、輝度変調によりカーソルを、例
えば二本出し、画面上に表示されたパターン像の
幅寸法測定位置に夫々のカーソルをオペレータが
動かし、それら二本のカーソル間寸法を測定する
カーソル法が主流を占めている。
Now, the method of using this electron beam is to scan the electron beam over a pattern and observe the reflected electron image, secondary electron image, etc. The mainstream method is a cursor method in which, for example, two cursors are displayed, the operator moves each cursor to a width measurement position of a pattern image displayed on the screen, and measures the dimension between the two cursors.

[発明が解決しようとする問題点] しかし、この様な方法は、オペレータが測定箇
所が変わる度に、神経を殊更使つてカーソルを測
定箇所に合わせねばならないので、操作が厄介で
あるばかりではなく、自動高速測定が出来ない。
[Problems to be Solved by the Invention] However, with this method, the operator must use his/her nerves to move the cursor to the measurement location each time the measurement location changes, which is not only cumbersome to operate; , automatic high-speed measurement is not possible.

本発明はこの様な問題を解決する事を目的とし
たものである。
The present invention is aimed at solving such problems.

[問題点を解決するための手段] そこで、本発明のパターン測長方法は、荷電粒
子ビームでパターン上を走査し、この走査により
前記パターンから発生した反射電子又は二次電子
検出信号に基づいてパターンの複数の端部に対応
した座標を求め、この求められた各座標間の差を
求め、これらの求めた差を予め設定した予想値と
比較し、予想値に近いもの丈を取り出し、この取
り出した差に基づいて自動的に目的とする測長値
を得る様にしたものである。
[Means for Solving the Problems] Therefore, the pattern length measurement method of the present invention scans a pattern with a charged particle beam, and detects reflected electrons or secondary electrons generated from the pattern by this scanning. Find the coordinates corresponding to multiple ends of the pattern, find the difference between each of the found coordinates, compare these found differences with a preset expected value, pick out the length that is close to the expected value, and calculate this. The target length measurement value is automatically obtained based on the extracted difference.

[作用] 一般に多数のパターンが描画されたチツプ等を
見ると、全て同一寸法のパターンの集りの場合
や、幾つかの異なつた寸法のパターングループか
ら成つている場合がある。何れにしても、チツプ
等は同一寸法のパターンが集団を形成している。
そして、これらのチツプは多数作成される。これ
らのパターンの大体の寸法は、予め、同一種類の
チツプの内、同一のチツプのパターンを陰極線管
上に2本のカーソルを表示させるカーソル法のパ
ターン測長方法等により測定する事により、分か
つている。そこで、この分かつている値を予想値
として、予め記憶させておく。一方、荷電粒子ビ
ームでパターン上を走査し、この走査に伴つて得
られる検出信号に基づいて、パターンの複数の端
部座標を求める。この求められた各座標間の差を
求める。この求められた複数の差を前記予想値と
比較すれば、これらの差の中に予想値に極めて近
いものがある筈である。しかして、予想値に極め
て近い差を取り出し、この取り出した差に基づい
て目的とする測長値を得る事が出来る。
[Operation] Generally speaking, when looking at a chip or the like on which a large number of patterns are drawn, there are cases in which the chips are a collection of patterns all having the same size, or a group of patterns having several different sizes. In any case, chips and the like form a group of patterns having the same size.
A large number of these chips are then created. The approximate dimensions of these patterns can be determined by measuring the patterns of the same chip in advance using a pattern length measurement method using the cursor method, which displays two cursors on the cathode ray tube. There used to be. Therefore, this known value is stored in advance as a predicted value. On the other hand, the pattern is scanned with a charged particle beam, and multiple end coordinates of the pattern are determined based on detection signals obtained with this scanning. The difference between the determined coordinates is determined. If the obtained plurality of differences are compared with the predicted values, there should be some among these differences that are extremely close to the predicted values. Therefore, it is possible to extract a difference that is extremely close to the expected value, and obtain the desired length measurement value based on this extracted difference.

[実施例] 第1図は、本発明のパターン測長方法を実施し
た装置例を示したものである。図中1は電子銃
で、この電子銃から射出された電子ビームは集束
レンズ2により前工程でパターンが描画された材
料3上に集束される。又、この電子ビームは制御
装置4の指令により作動する走査信号発生回路5
からの走査信号に従つて作動する偏向器6によ
り、前記材料3上を走査する。この走査により前
記材料3上から発生した反射電子は、反射電子検
出器7に検出される。この検出器の出力は、増幅
器8を介して前記制御装置4へ送られるのと同時
に、前記走査信号発生回路5から前記偏向器6へ
の出力と同期した出力(走査信号)が供給されて
いる陰極線管9にも送られる。この陰極線管は、
その輝度変調により前記制御装置4からの指令に
従つた画面上の位置に、一本のマーカMが出せる
様になつている。尚、このマーカMの位置は外部
操作によつてもコントロール出来る様に成してあ
る。
[Example] FIG. 1 shows an example of an apparatus implementing the pattern length measurement method of the present invention. In the figure, 1 is an electron gun, and an electron beam emitted from this electron gun is focused by a focusing lens 2 onto a material 3 on which a pattern has been drawn in a previous step. Further, this electron beam is transmitted to a scanning signal generating circuit 5 operated by a command from a control device 4.
The material 3 is scanned by the deflector 6, which operates according to a scanning signal from the deflector 6. The reflected electrons generated on the material 3 by this scanning are detected by the reflected electron detector 7. The output of this detector is sent to the control device 4 via the amplifier 8, and at the same time, an output (scanning signal) synchronized with the output from the scanning signal generating circuit 5 to the deflector 6 is supplied. It is also sent to the cathode ray tube 9. This cathode ray tube is
By modulating the brightness, a single marker M can be placed at a position on the screen according to a command from the control device 4. Incidentally, the position of this marker M can also be controlled by external operation.

さて、制御装置4には、第2図に示すように予
め、予想寸法L0に、測定すべきパターンの裾部
Sのみの幅αを加算した(L0+α)と減算した
(L0−α)がセツトされている。
Now, as shown in FIG. 2, the control device 4 has previously calculated the expected dimension L 0 plus the width α of only the hem S of the pattern to be measured (L 0 + α) and subtracted (L 0 − α) is set.

そして、この制御装置4からの指令により、第
3図aに示す様に、電子ビームは測定すべき材料
3上のパターンの所定位置上を走査する。この走
査により前記パターンから発生した反射電子は反
射電子検出器7に検出され、増幅器8を介して前
記制御装置4に送られる。この制御装置は、この
様な反射電子に基づいた信号(第3図c)の内、
負のレベルの信号部分を反転し(第3図d)、こ
の第3図dの信号が或る走査時点t0から予め設定
したレベルLeに達する時点(a,b,c,d)
迄の時間的値(ta,tb,tc,td)を検出する。こ
れらの時間的値は、t0時点からa,b,c,d時
点迄に発生したクロツクパルス数で求められる。
この制御装置は、これらの検出値ta,tb,tc,td
相互間の差、即ち、(tb−ta),(tc−ta),(tc−
tb),(td−ta),(td−tb),(td−tc)を求める。
そして、これらの検出値相互間の差と予めセツト
しておいた(L0+α),(L0−α)と比較し、こ
れらの差信号の内、(L0+α)に一番近い値(td
−ta)、(L0−α)に一番近い値(tc−tb)を取出
す。前者のものは、第3図bに示す様に、パター
ンの底部Bに近い裾部の幅寸法であり、後者のも
のは、パターンの頂部Tに近い裾部の幅寸法であ
る。
Then, in response to a command from the control device 4, the electron beam scans a predetermined position of the pattern on the material 3 to be measured, as shown in FIG. 3a. Backscattered electrons generated from the pattern by this scanning are detected by a backscattered electron detector 7 and sent to the control device 4 via an amplifier 8. Of the signals based on such reflected electrons (Fig. 3c), this control device
The negative level signal portion is inverted (Fig. 3 d), and the signal in Fig. 3 d reaches a preset level Le from a certain scanning time t 0 (a, b, c, d).
Detect the time values (ta, tb, tc, td) until then. These time values are determined by the number of clock pulses generated from time t 0 to times a, b, c, and d.
This control device uses these detected values ta, tb, tc, td
The difference between each other, namely (tb−ta), (tc−ta), (tc−
tb), (td−ta), (td−tb), and (td−tc).
Then, compare the difference between these detected values with the preset values (L 0 + α) and (L 0 - α), and find the value closest to (L 0 + α) among these difference signals. (td.
−ta), the value (tc−tb) closest to (L 0 −α) is extracted. The former is the width of the hem near the bottom B of the pattern, as shown in FIG. 3b, and the latter is the width of the hem near the top T of the pattern.

パターンの幅寸法は、レジストパターンの場
合、一般に底部Bに近い裾部の幅寸法が選択され
る事から、前記実施例においては、前記制御装置
4は(L0+α)に一番近い(td−ta)をパターン
幅寸法として選択する。
In the case of a resist pattern, the width dimension of the pattern is generally selected from the width dimension of the bottom part near the bottom part B. Therefore, in the above embodiment, the control device 4 selects the width dimension of the pattern ( td −ta) as the pattern width dimension.

尚、前記の様に、パターンの底部Bに近い裾部
の幅寸法と頂部Tに近い裾部の幅寸法を測定して
おけば、裾部の幅を知る事が出来、又、クロムパ
ターンの様な金属パターンは形成されたパターン
の断面が矩形状である事から(即ち、裾部の幅が
少ない)、頂部Tに近い裾部の幅寸法をパターン
の幅寸法として選択するので、測定した頂部Tに
近い裾部の幅寸法がその侭選択される。
In addition, as mentioned above, if you measure the width of the hem near the bottom B of the pattern and the width of the hem near the top T, you can know the width of the hem. Since the formed metal pattern has a rectangular cross section (i.e., the width of the hem is small), the width of the hem near the top T is selected as the width of the pattern, so we measured it. The width dimension of the hem near the top T is then selected.

第5図aに示す様に、パターンPaとパターン
PbがパターンPaの幅寸法に近似した間隔離れて
いる時のパターンPaの幅寸法を測定する場合、
上記の様な方法で測定すると、第5図bに示す様
に、t0時点からa,b,c,d,e,f,g,h
時点迄の時間的値から求めた相互間の差(tb−
ta),(tc−ta),(tc−tb),td−ta),………,(
tf
−ta),(tf−tb),(tf−tc),……,(tg−te),
(tg−tf)と、予めセツトしておいた底部に近い
裾部の幅寸法予想値Laと比較し、この予想値に
一番近い値を取出す訳であるが、本来、(td−ta)
を取出すべき所、パターン寸法に関係の無い(tf
−tc)を取出してしまう事がある。そこで、この
様な場合、予め、パターンの左側エツジから得ら
れるピークP1,P3に就いては立ち上りの信号を、
パターンの右側エツジから得られるピークP2
P4に就いては立ち下がり信号を選択する様に波
形形状を入力しておく。この様に成せば、選択さ
れたta,td,te,thの相互の差から本来のパター
ンPaの底部に近い裾部の幅寸法(td−ta)が取
出される。
As shown in Figure 5a, pattern Pa and pattern
When measuring the width dimension of pattern Pa when Pb is spaced apart from the width dimension of pattern Pa,
When measured using the method described above, as shown in Figure 5b, from time t 0 a, b, c, d, e, f, g, h
The mutual difference (tb−
ta), (tc−ta), (tc−tb), td−ta), ………, (
tf
−ta), (tf−tb), (tf−tc), ..., (tg−te),
(tg - tf) is compared with the preset expected value La of the width of the hem near the bottom, and the value closest to this expected value is taken, but originally (td - ta)
Where to take out, unrelated to pattern dimensions (tf
-tc) may be removed. Therefore, in such a case, for the peaks P 1 and P 3 obtained from the left edge of the pattern, the rising signals are
Peak P 2 obtained from the right edge of the pattern,
For P4 , input the waveform shape so that the falling signal is selected. By doing this, the width dimension (td-ta) of the hem near the bottom of the original pattern Pa is extracted from the mutual difference between the selected ta, td, te, and th.

尚、反射電子検出器からの信号のピーク間の値
を幅寸法とする測長方法や、反射検出器からの信
号を微分し、その変曲点間を幅寸法とする測長方
法にも本発明は応用出来る。
In addition, there is also a length measurement method in which the width dimension is the value between the peaks of the signal from the backscattered electron detector, and a length measurement method in which the signal from the reflection detector is differentiated and the width dimension is determined between the inflection points. Inventions can be applied.

[発明の効果] 本発明では、第4図の様に、測定したいパター
ンPcの近傍に別の寸法のパターンPdが存在する
場合でも、オペレータが神経を殊更使つてカーソ
ルを測定箇所に合わせる厄介な操作が無くなり、
自動高速測定が出来る様になつた。
[Effects of the Invention] As shown in FIG. 4, the present invention does not require the operator to use his or her nerves to move the cursor to the measurement location, even if there is a pattern Pd of a different size in the vicinity of the pattern Pc to be measured. No more operation,
Automatic high-speed measurement is now possible.

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

第1図は、本発明のパターン測長方法を実施し
た装置例を示したもの、第2図はパターンの断面
図を示したもの、第3図は本発明の動作の説明を
補足する為のもの、第4図は本発明の効果の説明
を補足する為のもの、第5図は本発明の他の実施
例の説明を補足する為のものである。 1:電子銃、2:集束レンズ、3:材料、4:
制御装置、5:走査信号発生回路、6:偏向器、
7:反射電子検出器、8:増幅器、9:陰極線
管。
Fig. 1 shows an example of an apparatus implementing the pattern length measurement method of the present invention, Fig. 2 shows a cross-sectional view of the pattern, and Fig. 3 shows an example of a device implementing the pattern length measurement method of the present invention. FIG. 4 is for supplementary explanation of the effects of the present invention, and FIG. 5 is for supplementary explanation of other embodiments of the present invention. 1: Electron gun, 2: Focusing lens, 3: Material, 4:
Control device, 5: Scanning signal generation circuit, 6: Deflector,
7: Backscattered electron detector, 8: Amplifier, 9: Cathode ray tube.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 荷電粒子ビームでパターン上を走査し、この
走査により前記パターンから発生した反射電子又
は二次電子検出信号に基づいてパターンの複数の
端部に対応した座標を求め、この求められた各座
標間の差を求め、これらの求めた差を予め設定し
た予想値と比較し、予想値に近いもの丈を取り出
し、この取り出した差に基づいて自動的に目的と
する測長値を得る様にしたパターン測長方法。
1. Scan the pattern with a charged particle beam, determine coordinates corresponding to multiple ends of the pattern based on reflected electrons or secondary electron detection signals generated from the pattern by this scanning, and calculate the distance between each of the determined coordinates. This method calculates the difference between the two lengths, compares the calculated difference with a preset expected value, extracts the length that is close to the expected value, and automatically obtains the desired length measurement value based on this extracted difference. Pattern length measurement method.
JP19126985A 1985-08-30 1985-08-30 Measuring lengths of pattern Granted JPS62103510A (en)

Priority Applications (1)

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JP19126985A JPS62103510A (en) 1985-08-30 1985-08-30 Measuring lengths of pattern

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JPS62103510A JPS62103510A (en) 1987-05-14
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JPH0756447B2 (en) * 1990-03-22 1995-06-14 日本電子株式会社 Measuring method
JP5069814B2 (en) * 2004-11-19 2012-11-07 株式会社ホロン Judgment method of measured value
JP5090545B2 (en) * 2004-11-19 2012-12-05 株式会社ホロン Judgment method of measured value
JP4835481B2 (en) * 2007-03-20 2011-12-14 凸版印刷株式会社 Resist pattern measuring method and resist pattern measuring apparatus
JP5402458B2 (en) * 2009-09-24 2014-01-29 凸版印刷株式会社 Fine pattern measuring method and fine pattern measuring apparatus

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