JPH0438412A

JPH0438412A - 電子ビーム測長方法

Info

Publication number: JPH0438412A
Application number: JP14592690A
Authority: JP
Inventors: Koji Mikami; 晃司三上
Original assignee: Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 1990-06-04
Filing date: 1990-06-04
Publication date: 1992-02-07
Anticipated expiration: 2014-05-17
Also published as: JP2891515B2

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）本発明は、電子ビームを試料上で走査し、この走査に基
づいて発生した信号により試料上の特定部分の幅や長さ
を測長するようにした電子ビーム測長方法に関する。

（従来の技術）電子ビーム測長方法においては、試料上の測長すべきパ
ターンの中心と光軸とを一致させ、その後、被測長パタ
ーンを横切って電子ビームを走査し、この走査によって
検出された２次電子信号などによってパターンの幅なと
の測長を行っている。

この測長方法では、同一の測長対象パターンが試料上の
特定部分に複数配列しているような場合、予め、配列情
報から測長のスケンユールを組み、このスケジュール情
報に従って、試料ステージを移動させ、複数の測長対象
部分の中心を順々に光軸中心付近に配置させるようにし
ている。

（発明が解決しようとする課題）上記した試料ステージの移動精度は、通常５μｍ程ある
ので、ステージ移動後の測長対象部分の中心と光軸中心
とは、厳密には一致せず、両者の位置ずれは、測長精度
の低下につながる。そのため、ステージ移動後における
測長対象部分の中心と光軸中心との間のずれ量を何等か
の手段で測定し、そのずれ量によってステージを再度精
密移動させるか、あるいは、補助偏向器を用いて電子ビ
ームの光軸を移動させ、測定対象部分の中心と光軸との
位置合わせを行う必要がある。なお、この位置合わせを
補助偏向器による電子ビームの偏向による光軸の移動に
よって行う場合は、ステージの機械的な要因が入ってこ
ないので、より正確性が増す。

上述したずれ量の測定は、予め、測長対象部分の基準パ
ターンをコンピュータのメモリーに取り込んでおき、更
に、ステージを移動させ、ステージが停止した後の試料
の測定対象部分のパターンをメモリーに取り込み、２種
のパターンの２次元の相関を取ることによって行ってい
る。しかしながら、このずれ量の測定は、２次元パター
ンの相関処理を行わねばならないので、多大な時間を要
している。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、その目
的は、ステージ移動後における測定対象部分と光軸との
位置ずれの補正を簡単に短時間に行うことができる電子
ビーム測長方法を実現するにある。

（課題を解決するための手段）本発明に基づく電子ビーム測長方法は、被測長試料上の
測長対象部分が光軸上に配置されるように試料を移動さ
せ、移動後の測長対象部分の中心と光軸とのずれを求め
、ずれの量だけ電子ビームの光軸と試料との相対位置の
補正を行い、その後、測定対象部分の測長を行うように
した電子ビーム測長方法において、測長対象部分の基準
パターン上の電子ビームによる複数の一次元走査に基づ
く情報と、試料移動後の試料の被測長対象部分の電子ビ
ームによる複数の一次元走査に基づく情報とを比較し、
基準パターンに基づく情報と試料からの情報の内、類似
性の大きいものを選択し、類似性の大きな２種の情報か
ら試料移動後の測定対象部分の中心と光軸とのずれを求
めるようにしたことを特徴としている。

（作用）測長対象部分の基準パターン上の電子ビームによる複数
の一次元走査に基づく情報と、試料移動後の試料の被測
長対象部分の電子ビームによる複数の一次元走査に基づ
く情報とを比較し、基準パターンに基づく情報と試料か
らの情報の内、類似性の大きいものを選択し、類似性の
大きな２種の情報から試料移動後の測定対象部分の中心
と光軸とのずれを求める。

（実施例）以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。第１図は、本発明に基づく方法を実施するための電子
ビーム測長装置の一例を示している。１は電子銃であり
、電子銃１からの電子ビームＥＢは、コンデンサレンズ
２と対物レンズ３とによって試料４上に細く集束される
。試料４に照射される電子ビームＥＢは、偏向コイル５
によって偏向され、その結果、試料４の特定領域は電子
ビームによって走査される。また、偏向コイル５と対物
レンズ３との間には、補助偏向コイル６か配置されてい
る。試料４への電子ビームの照射によって発生した２次
電子は、２次電子検出器７によって検出され、その検出
信号は増幅器８によって増幅され、サンプルホールド回
路９に供給される。サンプルホールド回路９の信号は、
ＡＤ変換器１０によってディジタル信号に変換され、メ
モリー１１に供給されて記憶される。１２は制御コンピ
ュータであり、コンピュータ１２は、偏向コイル５に走
査信号を供給する偏向制御回路１３や、試料４が載せら
れたステージ１４の駆動制御回路１５を制御する。また
、コンピュータ１２は、補助偏向コイル６に増幅器１６
を介して補正信号を供給する。

次に、上述した構成における動作を説明する。

まず、試料４上のパターンの測長を行う場合、試料４上
に同一パターンが複数配列されている場合には、コンピ
ュータ１２は予めその配列の情報から測長のスケジュー
ルを組む。そして、そのスケジュール情報に従って、駆
動制御回路１５を制御し、駆動制御回路１５によって試
料ステージ１４を移動させ、電子ビーム光軸に測長パタ
ーンの中心が位置するようにする。このステージ移動後
においては、前述したように、ステージの停止精度の関
係から、電子ビーム光軸の中心と、測長パターンの中心
とは正確に一致しておらず、ずれが生じている。

次に、このずれの補正の動作について説明する。

今、測長すべき基準パターンが第２図（ａ）であり、ス
テージ１４の停止後の試料の像が第２図（ｂ）であって
、第２図（ｂ）に示した像中の基準パターンの測長を行
う場合を考える。まず、第２図（ａ）に示す基準パター
ンに対して、第３図（ａ）に示すように、３回の一次元
走査Ｓｔ、Ｓ２、Ｓｌを行う。この−次元走査によって
得られた信号から、各パターンの幅を求め、その値をコ
ンピュータ１２内のメモリーに記憶する。この幅の情報
は、基準パターンの特徴を表すものとなる。

例えば、第２図（ａ）の例では、走査線Ｓｌ、Ｓ２、Ｓ
、の特徴は、次のようになる。

Ｓｌ　・・・ｇ　１□　１’　　１ｂＳ２　・・・１２ａ＋　　Ｄ　２ｂ、１’　２・Ｓｌ　
−９３ａ＋　　１３１１．Ｄ　３ｅ＋　　９３−、　　
Ｄ　３−次に、ステージ移動後において、コンピュータ
１２は、偏向制御回路１３を制御して、偏向制御回路１
３から偏向コイル５に一次元の走査信号を供給するよう
にする。この−次元走査により、第３図（ｂ）に示すよ
うに、試料上で電子ビームによって数千回の水平−次元
走査Ｄ１〜Ｄ、が行われる。この電子ビームの走査によ
って発生した２次電子は、検出器７によって検出され、
その検出信号は増幅器８によって増幅された後、サンプ
ルホールド回路９に供給される。サンプルホールド回路
９にホールドされた信号は、ＡＤ変換器１０によってデ
ィジタル信号に変換され、その後各−次元走査に対応し
てメモリー１１に記憶される。

例えば、第３図（ｂ）中走査線Ｄ３．Ｄ、の特徴は、次
のようになる。

Ｄ３−＝ｍ３ａ、ｍ３ｂ、ｍ３ｃＤｆｆｉ＝−ｍｍａ、ｍｍｂ、ｍｍｃｍｍｄ　　　ｍｍｅ制御コンピュータ１２は、メモリー１１に記憶された信
号によって求められた各走査線によるパターンの測長幅
の情報と、コンピュータ１２内に予め記憶されている基
準パターンの幅情報との相関を取り、最も類似性の高い
ものを選択する。例えば、基準パターンの一次元走査Ｓ
１と、被測長試料への一次元走査り。との類似性が最も
高い場合、この２つの走査に基づく一次元のパターン情
報の相関処理結果から、２種のパターンのずれ量が求め
られる。なお、電子ビームの一次元走査により、例えば
、第３図（ｂ）に示す走査り、の場合、第４図（ａ）に
示すような検出信号が得られるか、この検出信号は、第
４図（ｂ）のように０と１との２値信号として表現され
る。従って、上述した相関処理は、−次元の数値の配列
（信号強度ではなく長さの配列）の相関となるので、相
関処理の時間が著しく短くなる。この求められたずれ量
に基づきコンピュータ１２は、増幅器１６を介して補助
偏向コイル６に補正偏向信号を供給し、電子ビームの光
軸を測長パターンの中心に一致させる。

その後、電子ビームによって試料に光軸近傍を繰り返し
走査し、この走査によって得られた信号に基づいて、測
長パターンの幅の精密な測長を行う。

なお、上述した説明は、測長パターンの図中横方向の光
軸からのずれの補正を例に説明したか、実際には、同様
な処理ステップを図中縦方向に対しても行い、測長パタ
ーンの縦方向のすれ量も補正する必要がある。

以上本発明の一実施例を説明したが、本発明はこの実施
例に限定されない。例えば、２次電子を検出したか、反
射電子を検出しても良い。また、測長パターンの中心の
すれ量を電子ビームの偏向によって補正するようにした
が、ステージを移動させて、光軸と測定パターンの中心
とを一致させるようにしても良い。

（発明の効果）以上説明したように、本発明では、測長対象部分の基準
パターン上の電子ビームによる複数の次元走査に基づく
情報と、試料移動後の試料の被測長対象部分の電子ビー
ムによる複数の一次元走査に基づく情報とを比較し、基
準パターンに基づく情報と試料からの情報の内、類似性
の大きいものを選択し、類似性の大きな２種の情報から
試料移動後の測定対象部分の中心と光軸とのずれを求め
るようにしたので、２次元的な画像情報の相関を取る必
要はなくなり、相関のためのデー多量か著しく少なくな
り、位置合わせに伴う処理時間を大幅に短縮することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に基づく方法を実施するための電子ビ
ーム測長装置を示す図、第２図は、基準パターンと測長パターンとを示す図、第３図は、基準パターンと測長パターンにおける電子ビ
ームの一次元走査の状況を示す図、第４図は、検出信号
波形とその２値化信号を示す図である。１・・・電子銃　　　　　２・・・コンデンサレンズ３
・・・対物レンズ　　　４・・・試料５・・・偏向コイ
ル　　　６・・・補助偏向コイル７・・・検出器　　　
　　８・・・増幅器９・・・サンプルホールド回路１０・・・ＡＤ変換器　　１１・・・メモリー１２・・
・コンピュータ　１３・・・偏向制御回路１４・・・ス
テージ　　　１５・・・駆動制御回路１６・・・増幅器

Claims

【特許請求の範囲】

　被測長試料上の測長対象部分が光軸上に配置されるよ
うに試料を移動させ、移動後の測長対象部分の中心と光
軸とのずれを求め、ずれの量だけ電子ビームの光軸と試
料との相対位置の補正を行い、その後、測定対象部分の
測長を行うようにした電子ビーム測長方法において、測
長対象部分の基準パターン上の電子ビームによる複数の
一次元走査に基づく情報と、試料移動後の試料の被測長
対象部分の電子ビームによる複数の一次元走査に基づく
情報とを比較し、基準パターンに基づく情報と試料から
の情報の内、類似性の大きいものを選択し、類似性の大
きな２種の情報から試料移動後の測定対象部分の中心と
光軸とのずれを求めるようにした電子ビーム測長方法。