JPH0445083B2 - - Google Patents
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- JPH0445083B2 JPH0445083B2 JP60202415A JP20241585A JPH0445083B2 JP H0445083 B2 JPH0445083 B2 JP H0445083B2 JP 60202415 A JP60202415 A JP 60202415A JP 20241585 A JP20241585 A JP 20241585A JP H0445083 B2 JPH0445083 B2 JP H0445083B2
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- pattern
- scanning
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- stage
- center
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- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (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 a 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.
この電子ビームを利用する方法は、測定すべき
パターンを電子ビームの高倍走査域にもつて来
て、電子ビームをそのパターン上で走査し、その
反射電子や二次電子検出信号に基づいて測長を行
う方法である。 In this method of using an electron beam, the pattern to be measured is brought to the high-magnification scanning area of the electron beam, the electron beam is scanned over the pattern, and the length is measured based on the reflected electrons and secondary electron detection signals. This is the way to do it.
所で、測定すべきパターンを電子ビームの高倍
走査域にもつて来る場合、通常、このパターンが
描画された材料上の適宜位置に予め付されている
マークの位置付近を走査して、このマーク位置を
検出し、この位置から、予め分かつているマーク
位置に対するパターンの位置に基づいて、この材
料を載置しているステージを移動させて、測定す
べきパターンの中心を電子ビームの走査中心にも
つて来ている。しかし、材料上でパターンが所定
の位置から僅かにずれた位置に形成される事があ
る事等から、パターンの中心が必ずしも高倍走査
域(低倍走査域の中心)に位置しない事がある。 By the way, when a pattern to be measured is brought into the high-magnification scanning area of the electron beam, the mark is usually scanned near the position of a mark that has been placed in advance at an appropriate position on the material on which the pattern has been drawn. The position is detected, and from this position, the stage on which this material is placed is moved based on the position of the pattern with respect to the mark position known in advance, and the center of the pattern to be measured is brought to the scanning center of the electron beam. It's coming too. However, because the pattern may be formed on the material at a position slightly shifted from a predetermined position, the center of the pattern may not necessarily be located in the high-magnification scanning area (the center of the low-magnification scanning area).
[発明が解決しようとする問題点]
この様な場合、低倍のパターン像を陰極線管画
面上で観察しながら、このパターンの中心が画面
の中央に来る様に、ステージを手動にて移動させ
ている。[Problem to be solved by the invention] In such a case, while observing a low-magnification pattern image on a cathode ray tube screen, the stage is manually moved so that the center of this pattern is at the center of the screen. ing.
しかし、この様な操作には時間が掛かつてしま
う。 However, such operations take time.
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
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、これらの座標に基づいてパターンの
幅寸法を算出する様にしたパターン測長方法にお
いて、パターン幅寸法測定の前に、パターン幅寸
法測定時より低倍にて測定すべきパターン上を走
査し、この走査により得られる前記検出信号に基
づいてパターンの複数の端部の座標を求め、この
座標に基づいてこのパターンの中心位置を検出
し、この中心位置と荷電粒子ビームの走査中心位
置とのずれを演算系で演算し、該演算系から、こ
のずれに対応した分ステージを移動させる指令を
ステージ移動機構に送る事により前記パターンが
作成された材料を載置したステージを移動させる
か、或いは、このずれに対応した分前記パターン
幅寸法測定時に荷電粒子ビームの走査開始位置を
ずらすかした。[Means for Solving the Problems] Therefore, the pattern length measurement method of the present invention scans the pattern with a charged particle beam, and determines the pattern length based on reflected electrons or secondary electron detection signals generated from the pattern by this scanning. In a pattern measurement method in which the coordinates corresponding to multiple edges of the pattern are determined and the pattern width dimension is calculated based on these coordinates, a lower magnification than when measuring the pattern width dimension is used before pattern width measurement. scan the pattern to be measured, determine the coordinates of the plurality of edges of the pattern based on the detection signals obtained by this scanning, detect the center position of the pattern based on the coordinates, and determine the center position of the pattern. A calculation system calculates the deviation between the scanning center position of the charged particle beam and the scanning center position of the charged particle beam, and the calculation system sends a command to the stage movement mechanism to move the stage by an amount corresponding to this deviation, thereby moving the material in which the pattern has been created. Either the stage on which it was placed was moved, or the scanning start position of the charged particle beam was shifted by an amount corresponding to this shift when measuring the pattern width dimension.
[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。10は前記材料を載置したステージで、前記
制御装置4の指令により作動するステージ移動機
構11の指令により移動する。[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
Due to the brightness modulation, one 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. Reference numeral 10 denotes a stage on which the material is placed, and is moved by a command from a stage moving mechanism 11 which is activated by a command from the control device 4.
さて、例えば、第2図aに示す様なパターン
P1のX方向の幅寸法を測定する場合について以
下に説明する。 Now, for example, the pattern shown in Figure 2 a
The case of measuring the width dimension of P1 in the X direction will be described below.
先ず、制御装置4からの指令を受けた走査信号
発生回路5からの信号により、低倍(例えば5000
倍)にて、電子ビームは材料3上のパターンP1
の所定位置上をX方向に走査する。この走査によ
りパターンP1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2図b)の内、負のレ
ベルの信号部分を反転し(第2図c)、この第2
図c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。これらの検出値
ta,tb,tc,tdから、(ta+td)/2の演算を行
ない、このパターンのX方向の中心位置xcを求め
る。この中心位置までのクロツクパルス数を例え
ば100とし、前記低倍(5000倍)で電子ビームを
パターン上で振つた時の全振り幅を20μm、この
全振り幅に対応したクロツクパルス数を1000とす
れば、制御装置4は、次の演算により、このパタ
ーンのX方向の中心C1は、クロツクパルス数500
に対応した陰極線管画面の中心C10に対し、
20×(500−100)/1000=8μm
左にずれている事を算出する。 First, a low magnification (for example, 5000
), the electron beam passes through the pattern P 1 on material 3.
A predetermined position is scanned in the X direction. The backscattered electrons generated from the pattern P 1 by this scanning are detected by the backscattered electron detector 7 and sent to the control device 4 via the amplifier 8 . This control device inverts the negative level signal portion (Fig. 2 c) of the signal based on such reflected electrons (Fig. 2 b), and
Time values ta, tb, tc, and td are detected from a certain scanning time t 0 of the signal shown in FIG. These time values are determined by the number of clock pulses generated from time t0 to times a, b, c, and d. These detected values
From ta, tb, tc, and td, calculate (ta+td)/2 to find the center position x c of this pattern in the X direction. If the number of clock pulses to this center position is, for example, 100, the total amplitude when the electron beam is swung on the pattern at the low magnification (5000 times) is 20 μm, and the number of clock pulses corresponding to this total amplitude is 1000, then , the control device 4 determines that the center C1 of this pattern in the X direction is equal to the number of clock pulses 500 by the following calculation.
Calculate that the center of the cathode ray tube screen corresponding to C10 is shifted to the left by 20 x (500 - 100) / 1000 = 8 μm.
そこで、制御装置4は、ステージ移動機構11
に、ステージ10がX方向右に8μm移動する様
な指令を送る。この指令により、ステージ10が
X方向右に8μm移動するので、パターンP1の中
心C1は画面の中心C10と一致する。 Therefore, the control device 4 controls the stage moving mechanism 11.
Then, a command is sent to move the stage 10 by 8 μm to the right in the X direction. This command causes the stage 10 to move 8 μm to the right in the X direction, so that the center C 1 of the pattern P 1 coincides with the center C 10 of the screen.
次に、第3図aに示す様に、制御装置4からの
指令を受けた走査信号発生回路5からの信号によ
り、高倍(例えば50000倍)にて、電子ビームは
材料3上のパターンP1′の所定位置上をX方向に
走査する。この走査によりパターンP1′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b)の内、負のレベルの信号部分を反転
し(第3図c)、この第3図c)の信号が或る走
査時点t0′から予め設定されたレベル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。これらの検出値ta′,tb′,
tc′,td′から、(td′−ta′)の演算を行ない、これ
をパターンP1の幅寸法とする。 Next, as shown in FIG. 3a, the electron beam is directed to the pattern P 1 on the material 3 at a high magnification (for example, 50,000 times) by a signal from the scanning signal generation circuit 5 that receives a command from the control device 4. ' is scanned in the X direction. The reflected electrons generated from the pattern P 1 ' by this scanning are detected by the reflected electron detector 7 and sent to the control device 4 via the amplifier 8. This control device inverts the negative level signal portion (Fig. 3 c) of the signal based on such reflected electrons (Fig. 3 b), so that the signal shown in Fig. 3 c) is Temporal values ta′, tb′, tc′ from the scanning time t 0 ′ to the time points a′, b′, c′, d′ when the preset level Le is reached
,
Detect td′. These time values are determined by the number of clock pulses generated from time t 0 ' to time a', b', c', and d'. These detected values ta′, tb′,
From tc' and td', calculate (td'-ta'), and use this as the width dimension of pattern P1 .
尚、第4図に示す様な格子状のパターンのX方
向とY方向の幅寸法を測定しなければならない場
合には、前記と同じ様にして低倍にてY方向の位
置ずれも算出し、画面のX,Y方向の中心位置に
対するX,Y方向のパターンの中心位置C0のず
れを算出し、これらの位置ずれに対応した分ステ
ージをX,Y方向に移動させて、測定すべきパタ
ーンの中心を画面の中心に移動させ、高倍にてそ
のパターンの幅寸法を測定する様にする。 If it is necessary to measure the width dimensions in the X and Y directions of a grid pattern as shown in Figure 4, the positional deviation in the Y direction can also be calculated at low magnification in the same way as above. , calculate the deviation of the center position C0 of the pattern in the X and Y directions with respect to the center position of the screen in the X and Y directions, move the stage in the X and Y directions by the amount corresponding to these positional deviations, and measure. Move the center of the pattern to the center of the screen and measure the width of the pattern at high magnification.
又、前記実施例においては、パターンの中心位
置と画面の中心位置とのずれに対応した分ステー
ジを移動させる事により、パターンの中心位置を
画面の中心に一致させているが、この様な事はせ
ずに、パターン幅寸法測定時に、パターンの中心
位置と画面の中心位置とのずれに対応した分、荷
電粒子ビームの走査開始位置を該ずれの発生して
いる方向と反対方向にずらして走査を始めても、
該パターンの中心が画面の中心に一致した表示状
態で該パターン幅寸法を測定出来る。後者の測定
では、前者の測定の様にステージ移動と言う機械
的な動作を伴わず電気的な動作で行われるので、
後者の測定方法は前者の測定方法に比べ、誤差が
少なく、且つ、より高速に行われる。 Further, in the above embodiment, the center position of the pattern is made to coincide with the center of the screen by moving the stage by an amount corresponding to the deviation between the center position of the pattern and the center position of the screen. Instead, when measuring the pattern width dimension, shift the scanning start position of the charged particle beam in the direction opposite to the direction in which the deviation occurs by an amount corresponding to the deviation between the center position of the pattern and the center position of the screen. Even if you start scanning,
The pattern width dimension can be measured in a display state in which the center of the pattern coincides with the center of the screen. In the latter measurement, unlike the former measurement, the mechanical movement of the stage is not involved, but it is performed using electrical movement.
The latter measurement method has fewer errors and is faster than the former measurement method.
[発明の効果]
パターンの中心を荷電粒子ビームの走査中心に
位置させる場合、従来の様に、測定すべきパター
ンが画面の中心に来る様に、ステージを手動にて
移動させる様な事はせず、自動的に行なつている
ので、操作には時間が掛からず、オペレータに何
ら負担も掛らない。[Effect of the invention] When the center of the pattern is located at the scanning center of the charged particle beam, there is no need to manually move the stage so that the pattern to be measured is at the center of the screen, as in the past. Since this is done automatically, the operation does not take much time and does not place any burden on the operator.
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図及び第3図は本発明
の動作の説明を補足する為のもの、第4図は他の
パターン例を示したものである。
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、10:ステージ、11:ステージ移動機構。
Figure 1 shows an example of an apparatus implementing the pattern length measurement method of the present invention, Figures 2 and 3 are for supplementary explanation of the operation of the present invention, and Figure 4 shows another example of a pattern. This is what is shown. 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, 10: stage, 11: stage moving mechanism.
Claims (1)
走査により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、これらの座標に基づくパ
ターンの幅寸法を算出する様にしたパータン測長
方法において、パターン幅寸法測定の前に、パタ
ーン幅寸法測定時より低倍にて測定すべきパター
ン上を走査し、この走査により得られる前記検出
信号に基づいてパターンの複数の端部の座標を求
め、この座標に基づいてこのパターンの中心位置
を検出し、この中心位置と荷電粒子ビームの走査
中心位置とのずれを演算系で演算し、該演算系か
ら、このずれに対応した分ステージを移動させる
指令をステージ移動機構に送る事により前記パタ
ーンが作成された材料を載置したステージを移動
させるか、或いは、このずれに対応した分前記パ
ターン幅寸法測定時に荷電粒子ビームの走査開始
位置をずらすかしたパターン測長方法。1 Scan the pattern with a charged particle beam, determine the coordinates corresponding to multiple edges of the pattern based on the reflected electrons or secondary electron detection signals generated from the pattern by this scanning, and calculate the width of the pattern based on these coordinates. In the pattern length measurement method that calculates the dimension, before measuring the pattern width dimension, the pattern to be measured is scanned at a lower magnification than when measuring the pattern width dimension, and based on the detection signal obtained by this scanning. The coordinates of the plurality of ends of the pattern are determined using the coordinates, the center position of this pattern is detected based on the coordinates, the deviation between this center position and the scanning center position of the charged particle beam is calculated by a calculation system, and the calculation system Then, by sending a command to the stage moving mechanism to move the stage by an amount corresponding to this deviation, the stage on which the material on which the pattern has been created is placed can be moved, or alternatively, the pattern width dimension can be changed by an amount corresponding to this deviation. A pattern length measurement method that shifts the scanning start position of a charged particle beam during measurement.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60202415A JPS6262207A (en) | 1985-09-12 | 1985-09-12 | Pattern length measurement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60202415A JPS6262207A (en) | 1985-09-12 | 1985-09-12 | Pattern length measurement |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6262207A JPS6262207A (en) | 1987-03-18 |
| JPH0445083B2 true JPH0445083B2 (en) | 1992-07-23 |
Family
ID=16457125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60202415A Granted JPS6262207A (en) | 1985-09-12 | 1985-09-12 | Pattern length measurement |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6262207A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011247603A (en) * | 2010-05-24 | 2011-12-08 | Hitachi High-Technologies Corp | Sample inspection method and inspection device using charged particle line and defect review device |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53106162A (en) * | 1977-02-28 | 1978-09-14 | Toshiba Corp | Electron beam meter |
-
1985
- 1985-09-12 JP JP60202415A patent/JPS6262207A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6262207A (en) | 1987-03-18 |
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