JPH0445046B2 - - Google Patents
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- JPH0445046B2 JPH0445046B2 JP59201552A JP20155284A JPH0445046B2 JP H0445046 B2 JPH0445046 B2 JP H0445046B2 JP 59201552 A JP59201552 A JP 59201552A JP 20155284 A JP20155284 A JP 20155284A JP H0445046 B2 JPH0445046 B2 JP H0445046B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B15/00—Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、たとえば半導体ウエハ上に形成され
た微小パターンの寸法を自動的に測定する寸法測
定装置に関する。
た微小パターンの寸法を自動的に測定する寸法測
定装置に関する。
従来、半導体ウエハのパターン幅を測定する方
法として、光学顕微鏡を用いた測微計、工業用テ
レジヨン（ITV）と光学顕微鏡を組合わせた電
子式測定機、レーザ反射光と精密移動ステージを
組合わせた測定機等の光学的に像を拡大したり、
ビーム径を細くして分解能を向上させた測定法が
ほとんどであつた。さらに、走査型電子顕微鏡を
用いて得られた拡大画像にスケールをあてて、そ
の時の倍率から換算して寸法測定するか、あるい
は画像を複数の画素に分解して、画像上にカーソ
ルを発生させ、測定者がパターンエツジ部にカー
ソルを合わせて、カーソル間の画素数と倍率とか
ら寸法を得る方法があつた。しかるに、近時、
LSI及び超LSIの高集積化に伴い、パターンの微
細化、高精度化が進んでいて、これに対応してパ
ターン幅測定機も0.1μｍ以下の分解能を必要とす
るようになつている。しかし、従来の光学的手段
では倍率的に制限があり、その分解能も波長の1/
４程度であり、0.1μｍ以下の分解能を得ることは
不可能である。また、レーザ反射光によりエツジ
を検出する測定法では、パターンの断面形状が変
われば（レジストとエツチング後の形状の違い
等）、その測定結果にばらつきが生じ、高精度の
測定ができない。さらに、走査型電子顕微鏡を用
いた方法では、倍率の調整が不十分であつたり、
スケールで測定する場合には読取り誤差が、ま
た、カーソルをパターンエツジに合わせる場合も
測定者による合わせ方のばらつきが生じ、高精度
の措定が困難となつていた。
法として、光学顕微鏡を用いた測微計、工業用テ
レジヨン（ITV）と光学顕微鏡を組合わせた電
子式測定機、レーザ反射光と精密移動ステージを
組合わせた測定機等の光学的に像を拡大したり、
ビーム径を細くして分解能を向上させた測定法が
ほとんどであつた。さらに、走査型電子顕微鏡を
用いて得られた拡大画像にスケールをあてて、そ
の時の倍率から換算して寸法測定するか、あるい
は画像を複数の画素に分解して、画像上にカーソ
ルを発生させ、測定者がパターンエツジ部にカー
ソルを合わせて、カーソル間の画素数と倍率とか
ら寸法を得る方法があつた。しかるに、近時、
LSI及び超LSIの高集積化に伴い、パターンの微
細化、高精度化が進んでいて、これに対応してパ
ターン幅測定機も0.1μｍ以下の分解能を必要とす
るようになつている。しかし、従来の光学的手段
では倍率的に制限があり、その分解能も波長の1/
４程度であり、0.1μｍ以下の分解能を得ることは
不可能である。また、レーザ反射光によりエツジ
を検出する測定法では、パターンの断面形状が変
われば（レジストとエツチング後の形状の違い
等）、その測定結果にばらつきが生じ、高精度の
測定ができない。さらに、走査型電子顕微鏡を用
いた方法では、倍率の調整が不十分であつたり、
スケールで測定する場合には読取り誤差が、ま
た、カーソルをパターンエツジに合わせる場合も
測定者による合わせ方のばらつきが生じ、高精度
の措定が困難となつていた。
本発明は、上記事情を参酌してなされたもの
で、走査型電子顕微鏡（以下、SEM（Ｓcanning
Ｅlectron Ｍicroscope）と呼ぶ。）を用いて、
たとえば半導体ウエハ上に形成された微小パター
ンの寸法を自動的かつ高精度で測定することので
きる寸法測定装置を提供することを目的とする、 〔発明の概要〕 SEM本体部に寸法測定部を電気的に接続し、
上記寸法測定部にてSEM本体部から出力された
寸法測定されるパターンを示す画像信号に基づい
て上記パターンの輪郭を示す縁部を決定するとと
もに、求められた複数の縁部間の距離を倍率に応
じて自動的に算出するようにしたものである。と
くに、一対のカーソルにより指示された寸法測定
領域についてのみ表示用画像メモリに記憶されて
いる表示用の画像データよりも数倍〜数十倍の高
密度画像データに基づいて、測定試料の特定部位
の寸法測定を行うようにしているので、寸法測定
能率を犠牲にすることなく、分解能並びに寸法測
定精度を格段に向上させることができる。
で、走査型電子顕微鏡（以下、SEM（Ｓcanning
Ｅlectron Ｍicroscope）と呼ぶ。）を用いて、
たとえば半導体ウエハ上に形成された微小パター
ンの寸法を自動的かつ高精度で測定することので
きる寸法測定装置を提供することを目的とする、 〔発明の概要〕 SEM本体部に寸法測定部を電気的に接続し、
上記寸法測定部にてSEM本体部から出力された
寸法測定されるパターンを示す画像信号に基づい
て上記パターンの輪郭を示す縁部を決定するとと
もに、求められた複数の縁部間の距離を倍率に応
じて自動的に算出するようにしたものである。と
くに、一対のカーソルにより指示された寸法測定
領域についてのみ表示用画像メモリに記憶されて
いる表示用の画像データよりも数倍〜数十倍の高
密度画像データに基づいて、測定試料の特定部位
の寸法測定を行うようにしているので、寸法測定
能率を犠牲にすることなく、分解能並びに寸法測
定精度を格段に向上させることができる。
以下、本発明を図面を参照して、実施例に基づ
いて詳述する。
いて詳述する。
第１図は、本実施例の寸法測定装置の構成図で
ある。この寸法測定装置は、走査型電子顕微鏡
（Ｓcanning Ｅlectron Ｍicroscope；以下、た
んにSEMと略記する。）本体部１と、このSEM
本体部１により捕捉された特定部分の寸法を測定
する寸法測定部２とからなつている。上記本体部
１は、図示せぬ電源により電子を放出する電子銃
３と、この電子銃３から放出された電子線束４を
縮小するコンデンサ・レンズ５…と、基準となる
クロツク信号PSを出力する基準信号発生部６と、
この基準信号発生部６から出力されたクロツク信
号PSに基づいて電子線束４をラスタ走査させる
ための掃引信号SSを発生させる掃引信号発生部
７と、図示せぬ倍率切換スイツチの設定により上
記掃引信号発生部７から出力された掃引信号SS
と組合わせて後述する走査コイル部８に制御信号
CSIを出力する倍率切換部９と、上記制御信号
CSIに基づいて電子線束４の走査方向及び幅を制
御する走査コイル部８と、さらに電子線束４を縮
小し測定試料１０上に電子線束４を照射する対物
レンズ１１と、測定試料１０から放出される二次
電子を集捉する二次電子検出器１２と、この二次
電子検出器１２からの信号を増幅する増幅部１３
と、この増幅部１３から出力された画像信号ISと
掃引信号発生部７から出力された掃引信号SSに
より後述するCRT（Ｃthode Ｒay Ｔube）１
４に画像を表示させるための画像信号増幅器１５
と、図示せぬ載置台上に保持された測定試料１０
の特定部位の拡大画像を表示するCRT１４とか
ら構成されている。一方、寸法測定部２は、基準
信号発生部６からのクロツク信号PS及び掃引信
号発生部７からの掃引信号SSに基づいて制御信
号STを出力するタイミング制御部１６と、この
タイミング制御部１６から出力された制御信号
STによつて画像信号ISをデイジタル値に変換す
るアナログ−デイジタル（Ａ／Ｄ）変換部１７
と、このＡ／Ｄ変換部１７から出力されたデイジ
タル値をタイミング制御部１６から出力された制
御信号SDに基づいて記憶する表示用画像メモリ
１８と、Ａ／Ｄ変換部１７から出力されたデイジ
タル値をタイミング制御部１６から出力された制
御信号SMに基づいて記憶する測長用画像メモリ
部１９と、CRT１４上に複数のカーソルをSEM
本体部１からの画像又は表示用画像メモリ部１８
に記憶された画像データに基づく静止画像に重ね
合わせて表示するためのグラフイツク画像メモリ
部２０と、このグラフイツク画像メモリ部２０の
入力側に接続されカーソルをいろいろ動かしたり
するカーソル設定部２１と、測長用画像メモリ部
１９及びグラフイツク画像メモリ部２０からのデ
ータ読み出しかつ各種演算処理機能と記憶機能を
有するCPU部２２と、測長用画像メモリ部１９、
表示用画像メモリ部１８、グラフイツク画像メモ
リ部２０のデータをCRT１４に表示するため各
種制御を行なう表示制御部２３と、測長用画像メ
モリ１９、表示用画像メモリ部１８、グラフイツ
ク画像メモリ部２０及び表示制御部２３の出力側
に接続されデイジタルデータをアナログ変換して
CRT１４に出力、表示するためのデイジタル−
アナログ（Ｄ／Ａ）変換部２４とより構成されて
いる。そして、上記表示制御部２０は、画像信号
増幅器１５にも接続され、表示用画像メモリ部１
８において記憶されている画像データをCRT１
４にて表示させる制御信号MAを出力するように
なつている。
ある。この寸法測定装置は、走査型電子顕微鏡
（Ｓcanning Ｅlectron Ｍicroscope；以下、た
んにSEMと略記する。）本体部１と、このSEM
本体部１により捕捉された特定部分の寸法を測定
する寸法測定部２とからなつている。上記本体部
１は、図示せぬ電源により電子を放出する電子銃
３と、この電子銃３から放出された電子線束４を
縮小するコンデンサ・レンズ５…と、基準となる
クロツク信号PSを出力する基準信号発生部６と、
この基準信号発生部６から出力されたクロツク信
号PSに基づいて電子線束４をラスタ走査させる
ための掃引信号SSを発生させる掃引信号発生部
７と、図示せぬ倍率切換スイツチの設定により上
記掃引信号発生部７から出力された掃引信号SS
と組合わせて後述する走査コイル部８に制御信号
CSIを出力する倍率切換部９と、上記制御信号
CSIに基づいて電子線束４の走査方向及び幅を制
御する走査コイル部８と、さらに電子線束４を縮
小し測定試料１０上に電子線束４を照射する対物
レンズ１１と、測定試料１０から放出される二次
電子を集捉する二次電子検出器１２と、この二次
電子検出器１２からの信号を増幅する増幅部１３
と、この増幅部１３から出力された画像信号ISと
掃引信号発生部７から出力された掃引信号SSに
より後述するCRT（Ｃthode Ｒay Ｔube）１
４に画像を表示させるための画像信号増幅器１５
と、図示せぬ載置台上に保持された測定試料１０
の特定部位の拡大画像を表示するCRT１４とか
ら構成されている。一方、寸法測定部２は、基準
信号発生部６からのクロツク信号PS及び掃引信
号発生部７からの掃引信号SSに基づいて制御信
号STを出力するタイミング制御部１６と、この
タイミング制御部１６から出力された制御信号
STによつて画像信号ISをデイジタル値に変換す
るアナログ−デイジタル（Ａ／Ｄ）変換部１７
と、このＡ／Ｄ変換部１７から出力されたデイジ
タル値をタイミング制御部１６から出力された制
御信号SDに基づいて記憶する表示用画像メモリ
１８と、Ａ／Ｄ変換部１７から出力されたデイジ
タル値をタイミング制御部１６から出力された制
御信号SMに基づいて記憶する測長用画像メモリ
部１９と、CRT１４上に複数のカーソルをSEM
本体部１からの画像又は表示用画像メモリ部１８
に記憶された画像データに基づく静止画像に重ね
合わせて表示するためのグラフイツク画像メモリ
部２０と、このグラフイツク画像メモリ部２０の
入力側に接続されカーソルをいろいろ動かしたり
するカーソル設定部２１と、測長用画像メモリ部
１９及びグラフイツク画像メモリ部２０からのデ
ータ読み出しかつ各種演算処理機能と記憶機能を
有するCPU部２２と、測長用画像メモリ部１９、
表示用画像メモリ部１８、グラフイツク画像メモ
リ部２０のデータをCRT１４に表示するため各
種制御を行なう表示制御部２３と、測長用画像メ
モリ１９、表示用画像メモリ部１８、グラフイツ
ク画像メモリ部２０及び表示制御部２３の出力側
に接続されデイジタルデータをアナログ変換して
CRT１４に出力、表示するためのデイジタル−
アナログ（Ｄ／Ａ）変換部２４とより構成されて
いる。そして、上記表示制御部２０は、画像信号
増幅器１５にも接続され、表示用画像メモリ部１
８において記憶されている画像データをCRT１
４にて表示させる制御信号MAを出力するように
なつている。
つぎに、上記のように構成された寸法測定装置
の作動について詳述する。
の作動について詳述する。
まず、SEM本体部１の載置台に例えばLSI等の
パターンが形成された半導体ウエハなどの測定試
料１０を載置する。しかして、電子銃３から放出
された電子線束４は、コンデンサ・レンズ５…に
より縮小され、倍率切換部９から出力された制御
信号CSIにより走査コイル部８にてＸ−Ｙ方向に
ラスタ走査を行い、対物レンズ１１でさらに縮小
して測定試料１０上に照射される。すると、測定
試料１０面からは、二次電子が放出される。この
二次電子は、二次電子検出器１２により集捉され
電気信号に変換される。この二次電子検出器１２
から出力された電気信号は増幅器１３にて増幅さ
れ、画像信号ISとして画像信号増幅器１５に出力
される。この画像信号増幅器１５にては、掃引信
号発生部７から出力された掃引信号SSと上記画
像信号ISとを組合わせてCRT１４に画像として
表示させる。一方、画像信号ISは、タイミング制
御部１６より出力された信号STによつて、Ａ／
Ｄ変換部１７にてＡ／Ｄ変換され、まず、表示用
画像メモリ部１８に、１画面分格納される。表示
用画像メモリ部１８は、例えば第２図に示すよう
に、512×512×８ビツト程度の容量を持つてい
る。格納されたデータは、表示制御部２３の信号
MC，MDによつて、Ｄ／Ａ変換部２４によつて、
アナログ信号に変換され、制御信号MAによつて
CRT１４で静止画像として表示される。つぎに、
表示されたパターンＰに対し、カーソル設定部２
１を操作して、信号KSをグラフイツク画像メモ
リ部２０及びＤ／Ａ変換部２４を介してCRT１
４に出力し、２本のカーソル２５ａ，２５ｂで、
パターンＰをはさむ様に設定する（第３図参照）。
この時、カーソル２５ａ，２５ｂの位置は、カー
ソル設定部２１より出力された信号KSで、グラ
フイツク画像メモリ部２０に書き込まれ、表示用
画像メモリ部１８と完全に重ね合わさつて表示さ
れる。一方、CUP部２２は、グラフイツク画像
メモリ２０より、カーソル２５ａ，２５ｂのアド
レスデータを読み取り、そのアドレスデータを信
号SAで、掃引信号発生部７に送る。掃引信号発
生部７は、カーソル２５ａ，２５ｂで指定された
領域のみ電子線束４を走査する。今回も同様に、
画像信号ISを、Ａ／Ｄ変換部１７でデイジタル値
に変換し、測長用画像メモリ部１９に格納する。
この測長用画像メモリ部１９にては、一走査線に
ついて、表示用画像メモリ部１８に比べ、数倍〜
数十倍の密度でデータを格納する。例えば、１走
査線あたり、2048点程度収集する。しかし、全画
面にわたつてデータ収集するわけでなく、カーソ
ル２５ａ，２５ｂで指定した任意の場所のみであ
る。しかして、カーソル２５ａ，２５ｂで指定し
た部分の画像データを、順次、測長用画像メモリ
部１９に格納していくが、通常、Ｓ／Ｎ
（Signal／Noise）比の悪い信号については、積
算処理を行なう（第４図ブロツク２６，２７）。
これは、同じ場所をくり返し走査し、同一点のデ
ータを順次加算していき、最終的に、積算回数で
除算等を行なつて規格化する方法でする。一方、
Ｓ／Ｎ比の良い信号については、積算処理を行な
わず、１回のサンプリングで終了する（第４図ブ
ロツク２６）。つぎに、ノイズ除去を行なう。ノ
イズ除去として、平滑化処理法（第４図ブロツク
２９）とFFT（Ｆast Ｆourier Ｔransform）
法を使う。上記FET法によりノイズ除去を行う
場合は、測長用画像メモリ部１９から取り込んだ
データ（第５図ａ参照）をフーリエ変換し（第４
図ブロツク３０）、周波数解析を行いノイズを除
去するため高周波成分をカツトする（第４図ブロ
ツク３１）。しかして、高周波成分がカツトされ
たデータを逆フーリエ変換して波形を再生する
（第４図ブロツク３２）。この処理により、第５図
ｂに示すように、ノイズを元の波形から取り除く
ことができる。他方平滑処理法は、１ラインのデ
ータ（０ｊｎ）の任意の点の前後のデータ数
点に、係数を乗算し、その積を加算し、係数の和
で除算して規格化することによつて、その任意の
点を求める方法である。すなわち、ｋ画素平滑化
を考えた場合、ｊ番目のデータをｄ(j)とすると、
ｄ(j)の前後ｋ点のデータに対し、係数ai（０ｉ
ｋ）をそれぞれ乗算し、その総和をとり、係数
の和で除算し規格化することによつて、ｄ(j)の値
を求めなおす方法である。この処理により、元の
波形（第６図ａ）に比べ、ノイズが除去された波
形（第６図ｂ）が得られる。しかして、上記いず
れかの方法によりノイズが除去された波形につい
て、第７図及び第８図で示すように、カーソル２
５ａ，２５ｂにより寸法測定する判別領域を指定
する（第４図ブロツク３３）。判別領域は、寸法
測定部位すなわちパターン部分（第３図領域Ｐ）
に対応する波形の電圧値が他部分より大きいこと
により識別できる。それから判別領域内にて第７
図及び第８図に示す一方の側縁部における最大値
５１及び最小値５２を求める（第４図ブロツク３
４）。しかして、最大値５１と最小値５２との間
において任意に２点５６，５７を選択し、直線近
似する範囲を指定する（第４図ブロツク３５）。
つぎに、これら２点５６，５７間のデータに対し
て、最小二乗法にて回帰直線５９を求める（第４
図ブロツク３６）。さらに、最小値５２と点５７
との間のデータすなわち平坦な部分のデータの平
均を求め、基底部の平均レベル６１を求める（第
４図ブロツク３７）。つぎに、回帰直線５９およ
び基底部の平均レベル６１の交点５３を求める。
同様にして、他方の側縁部における回帰直線７４
および基底部の平均レベル７５を求め、それらの
交点７６を算出する（第４図ブロツク３８）。上
記交点５３，７６の位置はCRT１４にて表示す
るとともに、両者の間隔（画素数）を求め、倍率
切換部９で決められた１画素当りの寸法を乗算
し、寸法に変換する（（第４図ブロツク３９）。そ
うして、カーソル２５ａ，２５ｂが複数の走査線
にわたつているときは、別のラインについて同一
の処理を繰返して行う（第４図ブロツク４０）。
しかして、各ラインについて得られたパターンＰ
の幅Ｄを示す寸法に基づいて、各種統計処理たと
えば平均値演算、標準偏差演算を行う（第４図ブ
ロツク４１）。最後に、これらの演算結果をモニ
タ、プリンタ等の表示部で表示、記録する（第４
図ブロツク４２）。かくして、本実施例の寸法測
定装置によれば、例えば半導体パターンなどの微
細な測定対象を、0.01μｍ以下の高分解能で、高
精度かつ自動的に求めることができる。
パターンが形成された半導体ウエハなどの測定試
料１０を載置する。しかして、電子銃３から放出
された電子線束４は、コンデンサ・レンズ５…に
より縮小され、倍率切換部９から出力された制御
信号CSIにより走査コイル部８にてＸ−Ｙ方向に
ラスタ走査を行い、対物レンズ１１でさらに縮小
して測定試料１０上に照射される。すると、測定
試料１０面からは、二次電子が放出される。この
二次電子は、二次電子検出器１２により集捉され
電気信号に変換される。この二次電子検出器１２
から出力された電気信号は増幅器１３にて増幅さ
れ、画像信号ISとして画像信号増幅器１５に出力
される。この画像信号増幅器１５にては、掃引信
号発生部７から出力された掃引信号SSと上記画
像信号ISとを組合わせてCRT１４に画像として
表示させる。一方、画像信号ISは、タイミング制
御部１６より出力された信号STによつて、Ａ／
Ｄ変換部１７にてＡ／Ｄ変換され、まず、表示用
画像メモリ部１８に、１画面分格納される。表示
用画像メモリ部１８は、例えば第２図に示すよう
に、512×512×８ビツト程度の容量を持つてい
る。格納されたデータは、表示制御部２３の信号
MC，MDによつて、Ｄ／Ａ変換部２４によつて、
アナログ信号に変換され、制御信号MAによつて
CRT１４で静止画像として表示される。つぎに、
表示されたパターンＰに対し、カーソル設定部２
１を操作して、信号KSをグラフイツク画像メモ
リ部２０及びＤ／Ａ変換部２４を介してCRT１
４に出力し、２本のカーソル２５ａ，２５ｂで、
パターンＰをはさむ様に設定する（第３図参照）。
この時、カーソル２５ａ，２５ｂの位置は、カー
ソル設定部２１より出力された信号KSで、グラ
フイツク画像メモリ部２０に書き込まれ、表示用
画像メモリ部１８と完全に重ね合わさつて表示さ
れる。一方、CUP部２２は、グラフイツク画像
メモリ２０より、カーソル２５ａ，２５ｂのアド
レスデータを読み取り、そのアドレスデータを信
号SAで、掃引信号発生部７に送る。掃引信号発
生部７は、カーソル２５ａ，２５ｂで指定された
領域のみ電子線束４を走査する。今回も同様に、
画像信号ISを、Ａ／Ｄ変換部１７でデイジタル値
に変換し、測長用画像メモリ部１９に格納する。
この測長用画像メモリ部１９にては、一走査線に
ついて、表示用画像メモリ部１８に比べ、数倍〜
数十倍の密度でデータを格納する。例えば、１走
査線あたり、2048点程度収集する。しかし、全画
面にわたつてデータ収集するわけでなく、カーソ
ル２５ａ，２５ｂで指定した任意の場所のみであ
る。しかして、カーソル２５ａ，２５ｂで指定し
た部分の画像データを、順次、測長用画像メモリ
部１９に格納していくが、通常、Ｓ／Ｎ
（Signal／Noise）比の悪い信号については、積
算処理を行なう（第４図ブロツク２６，２７）。
これは、同じ場所をくり返し走査し、同一点のデ
ータを順次加算していき、最終的に、積算回数で
除算等を行なつて規格化する方法でする。一方、
Ｓ／Ｎ比の良い信号については、積算処理を行な
わず、１回のサンプリングで終了する（第４図ブ
ロツク２６）。つぎに、ノイズ除去を行なう。ノ
イズ除去として、平滑化処理法（第４図ブロツク
２９）とFFT（Ｆast Ｆourier Ｔransform）
法を使う。上記FET法によりノイズ除去を行う
場合は、測長用画像メモリ部１９から取り込んだ
データ（第５図ａ参照）をフーリエ変換し（第４
図ブロツク３０）、周波数解析を行いノイズを除
去するため高周波成分をカツトする（第４図ブロ
ツク３１）。しかして、高周波成分がカツトされ
たデータを逆フーリエ変換して波形を再生する
（第４図ブロツク３２）。この処理により、第５図
ｂに示すように、ノイズを元の波形から取り除く
ことができる。他方平滑処理法は、１ラインのデ
ータ（０ｊｎ）の任意の点の前後のデータ数
点に、係数を乗算し、その積を加算し、係数の和
で除算して規格化することによつて、その任意の
点を求める方法である。すなわち、ｋ画素平滑化
を考えた場合、ｊ番目のデータをｄ(j)とすると、
ｄ(j)の前後ｋ点のデータに対し、係数ai（０ｉ
ｋ）をそれぞれ乗算し、その総和をとり、係数
の和で除算し規格化することによつて、ｄ(j)の値
を求めなおす方法である。この処理により、元の
波形（第６図ａ）に比べ、ノイズが除去された波
形（第６図ｂ）が得られる。しかして、上記いず
れかの方法によりノイズが除去された波形につい
て、第７図及び第８図で示すように、カーソル２
５ａ，２５ｂにより寸法測定する判別領域を指定
する（第４図ブロツク３３）。判別領域は、寸法
測定部位すなわちパターン部分（第３図領域Ｐ）
に対応する波形の電圧値が他部分より大きいこと
により識別できる。それから判別領域内にて第７
図及び第８図に示す一方の側縁部における最大値
５１及び最小値５２を求める（第４図ブロツク３
４）。しかして、最大値５１と最小値５２との間
において任意に２点５６，５７を選択し、直線近
似する範囲を指定する（第４図ブロツク３５）。
つぎに、これら２点５６，５７間のデータに対し
て、最小二乗法にて回帰直線５９を求める（第４
図ブロツク３６）。さらに、最小値５２と点５７
との間のデータすなわち平坦な部分のデータの平
均を求め、基底部の平均レベル６１を求める（第
４図ブロツク３７）。つぎに、回帰直線５９およ
び基底部の平均レベル６１の交点５３を求める。
同様にして、他方の側縁部における回帰直線７４
および基底部の平均レベル７５を求め、それらの
交点７６を算出する（第４図ブロツク３８）。上
記交点５３，７６の位置はCRT１４にて表示す
るとともに、両者の間隔（画素数）を求め、倍率
切換部９で決められた１画素当りの寸法を乗算
し、寸法に変換する（（第４図ブロツク３９）。そ
うして、カーソル２５ａ，２５ｂが複数の走査線
にわたつているときは、別のラインについて同一
の処理を繰返して行う（第４図ブロツク４０）。
しかして、各ラインについて得られたパターンＰ
の幅Ｄを示す寸法に基づいて、各種統計処理たと
えば平均値演算、標準偏差演算を行う（第４図ブ
ロツク４１）。最後に、これらの演算結果をモニ
タ、プリンタ等の表示部で表示、記録する（第４
図ブロツク４２）。かくして、本実施例の寸法測
定装置によれば、例えば半導体パターンなどの微
細な測定対象を、0.01μｍ以下の高分解能で、高
精度かつ自動的に求めることができる。
なお、上記実施例においては、横方向のパター
ン幅の寸法測定について示しているが、縦方向の
パターン幅についても電子線束の走査方向を90度
スキヤンローテーシヨンすることにより同様の方
法で可能となる。また、パターン幅の測定に限る
ことなく、第９図ａに示すように２本のパターン
P1，P2のそれぞれの内部にカーソル２５ａ，２
５ｂを設定して、第９図ｂに示すような波形８２
より上記実施例と同様にして、回帰直線８３，８
４および、基底部の平均レベル８５を求め、これ
らの交点８６，８７よりパターンP1，P2の間隔
を求めることもできる。さらに、第１０図ａに示
すパターンP3，P4のピツチも求めることができ
る。すなわち、カーソル２５ａ，２５ｂでパター
ンP3の左（右）側縁部をはさみ、カーソル２５
ｃ，２５ｄでパターンP4の左（右）側縁部をは
さむ。しかして、上記実施例と同様にして、第１
０図ｂに示す波形８８より回帰直線８９，９１お
よび基底部の平均レベル９０，９２を求めたの
ち、これら交点９３，９４よりパターンP3，P4
のピツチを求めることができる。さらにまた、上
記実施例においては、測定試料１０としてLSI用
の半導体ウエハを用いているが、μｍオーダの寸
法測定であればいかなるものにも本発明の寸法測
定装置を適用できる。また、表示用画像メモリ部
１８にデータ格納の場合は、電子線束の走査速度
をはやくし、測長用画像メモリ部１９にデータを
格納する場合は、できるだけＳ／Ｎ比のよい信号
をとり込むために、走査速度をおそくしても良
い。
ン幅の寸法測定について示しているが、縦方向の
パターン幅についても電子線束の走査方向を90度
スキヤンローテーシヨンすることにより同様の方
法で可能となる。また、パターン幅の測定に限る
ことなく、第９図ａに示すように２本のパターン
P1，P2のそれぞれの内部にカーソル２５ａ，２
５ｂを設定して、第９図ｂに示すような波形８２
より上記実施例と同様にして、回帰直線８３，８
４および、基底部の平均レベル８５を求め、これ
らの交点８６，８７よりパターンP1，P2の間隔
を求めることもできる。さらに、第１０図ａに示
すパターンP3，P4のピツチも求めることができ
る。すなわち、カーソル２５ａ，２５ｂでパター
ンP3の左（右）側縁部をはさみ、カーソル２５
ｃ，２５ｄでパターンP4の左（右）側縁部をは
さむ。しかして、上記実施例と同様にして、第１
０図ｂに示す波形８８より回帰直線８９，９１お
よび基底部の平均レベル９０，９２を求めたの
ち、これら交点９３，９４よりパターンP3，P4
のピツチを求めることができる。さらにまた、上
記実施例においては、測定試料１０としてLSI用
の半導体ウエハを用いているが、μｍオーダの寸
法測定であればいかなるものにも本発明の寸法測
定装置を適用できる。また、表示用画像メモリ部
１８にデータ格納の場合は、電子線束の走査速度
をはやくし、測長用画像メモリ部１９にデータを
格納する場合は、できるだけＳ／Ｎ比のよい信号
をとり込むために、走査速度をおそくしても良
い。
〔発明の効果〕
本発明の寸法測定装置は、SEM本体部に、こ
のSEM本体部から出力された画像信号に基づい
て測定試料の特定部位の寸法測定を自動的に行う
寸法測定を連設し、かつ、一対のカーソルにより
指示された寸法測定領域についてのみ表示用画像
メモリに記憶されている表示用の画像データより
も数倍〜数十倍の高密度画像データに基づいて、
測定試料の特定部位の寸法測定を行うようにした
ので、測定者によるばらつき、読み取り誤差が解
消され、0.01μｍ以下の高分解能で、高精度かつ
迅速に精密測定を行うことができる。したがつ
て、本発明の寸法測定装置をLSI、超LSI等の半
導体製造プロセスに適用した場合、製品の評価及
び検査を容易かつ高度の信頼性をもつて行うこと
ができる。その結果、半導体製品の品質向上及び
歩留向上を達成することができる。のみならず、
高集積化のための各種の製造技術開発及びプロセ
ス条件の決定に多大の寄与をすることができる。
のSEM本体部から出力された画像信号に基づい
て測定試料の特定部位の寸法測定を自動的に行う
寸法測定を連設し、かつ、一対のカーソルにより
指示された寸法測定領域についてのみ表示用画像
メモリに記憶されている表示用の画像データより
も数倍〜数十倍の高密度画像データに基づいて、
測定試料の特定部位の寸法測定を行うようにした
ので、測定者によるばらつき、読み取り誤差が解
消され、0.01μｍ以下の高分解能で、高精度かつ
迅速に精密測定を行うことができる。したがつ
て、本発明の寸法測定装置をLSI、超LSI等の半
導体製造プロセスに適用した場合、製品の評価及
び検査を容易かつ高度の信頼性をもつて行うこと
ができる。その結果、半導体製品の品質向上及び
歩留向上を達成することができる。のみならず、
高集積化のための各種の製造技術開発及びプロセ
ス条件の決定に多大の寄与をすることができる。
第１図は本発明の一実施例の寸法測定装置の全
体構成図、第２図は第１図の寸法測定装置で得ら
れた画像信号の画案への分割を示す説明図、第３
図はCRTにおけるカーソルの設定を示す図、第
４図は第１図の寸法測定装置による寸法測定手順
を示すフローチヤート、第５図及び第６図はノイ
ズ除去前の画像信号とノイズ除去後の画像信号を
示すグラフ、第７図及び第８図はパターン幅の求
め方を説明するためのグラフ、第９図ないし第１
０図は第１図の寸法測定装置による各種寸法測定
を説明するための図である。 １：SEM本体部、２：寸法測定部、４：電子
線束、１０：測定試料、１４：CRT（表示部）、
１８：表示用画像メモリ部、１９：測長用画像メ
モリ部、２１：カーソル設定部、２２：CPU部
（演算制御部）、２５ａ，２５ｂ：カーソル。
体構成図、第２図は第１図の寸法測定装置で得ら
れた画像信号の画案への分割を示す説明図、第３
図はCRTにおけるカーソルの設定を示す図、第
４図は第１図の寸法測定装置による寸法測定手順
を示すフローチヤート、第５図及び第６図はノイ
ズ除去前の画像信号とノイズ除去後の画像信号を
示すグラフ、第７図及び第８図はパターン幅の求
め方を説明するためのグラフ、第９図ないし第１
０図は第１図の寸法測定装置による各種寸法測定
を説明するための図である。 １：SEM本体部、２：寸法測定部、４：電子
線束、１０：測定試料、１４：CRT（表示部）、
１８：表示用画像メモリ部、１９：測長用画像メ
モリ部、２１：カーソル設定部、２２：CPU部
（演算制御部）、２５ａ，２５ｂ：カーソル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 下記構成を具備することを特徴とする寸法測
定装置。 (イ) 寸法測定されるパターンが形成された測定試
料に電子線を走査し上記パターンを示すアナロ
グ画像信号を出力するとともに、表示部を有し
この表示部に上記パターンの画像を表示させる
走査型電子顕微鏡本体部。 (ロ) 上記表示部に上記パターンの寸法測定領域を
指定する互に平行な一対のカーソルを表示させ
るための信号を出力するカーソル設定部と、上
記アナログ画像信号を入力して表示用デイジタ
ル画像データに変換して記録しこの記録した表
示用デイジタル画像データに基づいて上記表示
部に上記パターンの静止画像を表示させる表示
用画像メモリ部と、上記静止画像に基いて上記
カーソルにより指示された上記寸法測定領域に
対応するアナログ画像信号を上記走査型電子顕
微鏡本体部から直接入力して上記表示用画像メ
モリに記憶されている表示用デイジタル画像デ
ータよりも密度の高い測長用デイジタル画像デ
ータに変換して記憶する測長用画像メモリ部
と、この測長用画像メモリ部に記憶されている
測長用デイジタル画像データに基づき上記パタ
ーンの縁部を決定し上記パターンの寸法を算出
する演算制御部とを有する寸法測定部。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59201552A JPS6180011A (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | 寸法測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59201552A JPS6180011A (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | 寸法測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6180011A JPS6180011A (ja) | 1986-04-23 |
| JPH0445046B2 true JPH0445046B2 (ja) | 1992-07-23 |
Family
ID=16442937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59201552A Granted JPS6180011A (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | 寸法測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6180011A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2521964B2 (ja) * | 1987-07-08 | 1996-08-07 | 株式会社ニコン | 電子顕微鏡の測長方法 |
| JP2802571B2 (ja) * | 1993-03-23 | 1998-09-24 | 株式会社日立製作所 | 電子線測長装置 |
| KR100383258B1 (ko) * | 2000-11-09 | 2003-05-09 | 삼성전자주식회사 | 주사 전자 현미경을 이용한 측정 장치의 측정 에러 검출방법 |
| JP4976681B2 (ja) | 2005-10-31 | 2012-07-18 | 株式会社東芝 | パターン形状評価方法およびパターン形状評価プログラム |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58117405A (ja) * | 1982-01-05 | 1983-07-13 | Jeol Ltd | パタ−ン測定方法 |
| JPS59112217A (ja) * | 1982-11-29 | 1984-06-28 | Toshiba Corp | 寸法測定方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004057072A1 (de) * | 2004-11-25 | 2006-06-01 | Basf Ag | Verwendung von Übergangsmetall-Carbenkomplexen in organischen Licht-emittierenden Dioden (OLEDs) |
| JP5199887B2 (ja) * | 2006-01-31 | 2013-05-15 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 遷移金属カルベン錯体の製造方法 |
| WO2009086209A2 (en) * | 2007-12-21 | 2009-07-09 | Arizona Board Of Regents For And On Behalf Of Arizona State University | Platinum(ii) di(2-pyrazolyl)benzene chloride analogs and uses |
| KR101820178B1 (ko) * | 2009-10-14 | 2018-01-18 | 유디씨 아일랜드 리미티드 | 복핵 백금-카르벤 착체 및 ｏｌｅｄ에서의 이의 용도 |
| WO2011050003A2 (en) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | University Of Mississippi | Air-stable, blue light emitting chemical compounds |
| US8673458B2 (en) * | 2010-06-11 | 2014-03-18 | Universal Display Corporation | Delayed fluorescence OLED |
-
1984
- 1984-09-28 JP JP59201552A patent/JPS6180011A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58117405A (ja) * | 1982-01-05 | 1983-07-13 | Jeol Ltd | パタ−ン測定方法 |
| JPS59112217A (ja) * | 1982-11-29 | 1984-06-28 | Toshiba Corp | 寸法測定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6180011A (ja) | 1986-04-23 |
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