JPH05243352A - パターンの寸法測定方法 - Google Patents
パターンの寸法測定方法Info
- Publication number
- JPH05243352A JPH05243352A JP4136792A JP4136792A JPH05243352A JP H05243352 A JPH05243352 A JP H05243352A JP 4136792 A JP4136792 A JP 4136792A JP 4136792 A JP4136792 A JP 4136792A JP H05243352 A JPH05243352 A JP H05243352A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pattern
- sample
- characteristic
- measured
- spectrum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 微細かつ高アスペクト比（例えば５以上）の
パターンの寸法を正確に測定できる方法を提供するこ
と。 【構成】 シリコン基板４１及びこの上に形成されたラ
イン・アンド・スペースのレジストパターン４３で構成
される試料４５に電子線４７を走査する。この電子線４
７の走査に伴う試料４５からの特性Ｘ線を試料４５上で
の電子線の位置と対応させて得る。そして、前記位置毎
の例えばシリコンの特性Ｘ線の強度変化及び炭素の特性
Ｘ線の強度変化の一方又は双方によりレジストパターン
４３のエッジＥ1 〜Ｅ4 をそれぞれ決定する。これらエ
ッジＥ1 〜Ｅ4 を用いてレジストパターン４３の寸法を
測定する。
パターンの寸法を正確に測定できる方法を提供するこ
と。 【構成】 シリコン基板４１及びこの上に形成されたラ
イン・アンド・スペースのレジストパターン４３で構成
される試料４５に電子線４７を走査する。この電子線４
７の走査に伴う試料４５からの特性Ｘ線を試料４５上で
の電子線の位置と対応させて得る。そして、前記位置毎
の例えばシリコンの特性Ｘ線の強度変化及び炭素の特性
Ｘ線の強度変化の一方又は双方によりレジストパターン
４３のエッジＥ1 〜Ｅ4 をそれぞれ決定する。これらエ
ッジＥ1 〜Ｅ4 を用いてレジストパターン４３の寸法を
測定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、微細パターンの寸法
測定方法に関するもので、例えば、高集積化半導体装置
の微細かつ高アスペクト比のパターンの寸法測定に好適
な方法に関するものである。
測定方法に関するもので、例えば、高集積化半導体装置
の微細かつ高アスペクト比のパターンの寸法測定に好適
な方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】種々の分野において、極微なパターンの
寸法測定が必要となっている。例えば半導体分野では、
半導体装置の研究、特性評価、解析などのために、半導
体装置の製造段階から最終製品段階の種々の段階での半
導体装置上の微細パターンの形状や寸法が測定されてい
る。
寸法測定が必要となっている。例えば半導体分野では、
半導体装置の研究、特性評価、解析などのために、半導
体装置の製造段階から最終製品段階の種々の段階での半
導体装置上の微細パターンの形状や寸法が測定されてい
る。
【０００３】この種の測定において従来から最も使用さ
れている方法の一つに、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を
用いる方法があった。図８（Ａ）〜（Ｃ）を参照してこ
の方法について簡単に説明する。なお、ここでは、図８
（Ａ）及び（Ｂ）の断面図及び平面図に示すように、半
導体基板１１上に形成されたレジストパターンや配線パ
ターンなどを、被測定パターン１３と考えて、この被測
定パターン１３の寸法ｘを測定する例を説明する。
れている方法の一つに、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を
用いる方法があった。図８（Ａ）〜（Ｃ）を参照してこ
の方法について簡単に説明する。なお、ここでは、図８
（Ａ）及び（Ｂ）の断面図及び平面図に示すように、半
導体基板１１上に形成されたレジストパターンや配線パ
ターンなどを、被測定パターン１３と考えて、この被測
定パターン１３の寸法ｘを測定する例を説明する。
【０００４】半導体基板１１及び被測定パターン１３で
構成される試料１５が、ＳＥＭの測定室（図示せず）内
に置かれる。測定室内が高真空状態とされ、この試料に
対しプローブとしての電子線１７が走査照射される。試
料からは２次電子１９が発生するので、それが検出器
（図示せず）で検出される。その際、プローブ１７の試
料上の位置とその位置の試料部分から発生する２次電子
１９とが対応するように、２次電子検出が行なわれる。
横軸にプローブの走査位置をとり縦軸に２次電子の検出
量をとり、走査位置に対応させて２次電子線検出量をプ
ロットすると、試料の断面形状に対応した波形図（図８
（Ｃ））が得られる。そして、被測定パターンの寸法ｘ
は、例えばこの波形図の横軸などを参照することにより
測定できる。
構成される試料１５が、ＳＥＭの測定室（図示せず）内
に置かれる。測定室内が高真空状態とされ、この試料に
対しプローブとしての電子線１７が走査照射される。試
料からは２次電子１９が発生するので、それが検出器
（図示せず）で検出される。その際、プローブ１７の試
料上の位置とその位置の試料部分から発生する２次電子
１９とが対応するように、２次電子検出が行なわれる。
横軸にプローブの走査位置をとり縦軸に２次電子の検出
量をとり、走査位置に対応させて２次電子線検出量をプ
ロットすると、試料の断面形状に対応した波形図（図８
（Ｃ））が得られる。そして、被測定パターンの寸法ｘ
は、例えばこの波形図の横軸などを参照することにより
測定できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＳＥＭ
のように、被測定パターン及び下地から同一の情報担体
（この場合は２次電子）を検出しその検出量の変化によ
って被測定パターンの寸法を測定する方法では、被測定
パターンが例えば図９（Ａ）のように微細かつ高アスペ
クト比のパターン２１であると、被測定パターンの形状
や寸法を正確に測定することができないという問題点が
あった。
のように、被測定パターン及び下地から同一の情報担体
（この場合は２次電子）を検出しその検出量の変化によ
って被測定パターンの寸法を測定する方法では、被測定
パターンが例えば図９（Ａ）のように微細かつ高アスペ
クト比のパターン２１であると、被測定パターンの形状
や寸法を正確に測定することができないという問題点が
あった。
【０００６】この主な原因は、（１）被測定パターン２
１のスペース部分２３に入射された１次電子によってこ
のスペース部分２３底の下地部分で発生した２次電子
は、このスペース部分２３の幅が狭くかつ深さが深いた
め、２次電子検出器（図示せず）に到達しずらくなり、
また、（２）被測定パターン２１と下地１１との界面に
入射された１次電子によってこの界面付近で発生した２
次電子は、この１次電子によって被測定パターン２１の
表層部に生じたチャージアップ２５の影響のため、２次
電子検出器に到達しずらくなるので、被測定パターン２
１の縁部分及びスペース部分２３での２次電子検出量に
差が見られなくなり、被測定パターン２１部分と下地１
１部分との境界２７の判別精度が低下するためと考えら
れる。
１のスペース部分２３に入射された１次電子によってこ
のスペース部分２３底の下地部分で発生した２次電子
は、このスペース部分２３の幅が狭くかつ深さが深いた
め、２次電子検出器（図示せず）に到達しずらくなり、
また、（２）被測定パターン２１と下地１１との界面に
入射された１次電子によってこの界面付近で発生した２
次電子は、この１次電子によって被測定パターン２１の
表層部に生じたチャージアップ２５の影響のため、２次
電子検出器に到達しずらくなるので、被測定パターン２
１の縁部分及びスペース部分２３での２次電子検出量に
差が見られなくなり、被測定パターン２１部分と下地１
１部分との境界２７の判別精度が低下するためと考えら
れる。
【０００７】この発明はこのような点に鑑みなされたも
のであり、従ってこの発明の目的は、被測定パターンと
下地との境界を従来より高精度に検出することにより、
被測定パターンの寸法を従来より精度良く測定できる方
法を提供することにある。
のであり、従ってこの発明の目的は、被測定パターンと
下地との境界を従来より高精度に検出することにより、
被測定パターンの寸法を従来より精度良く測定できる方
法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
め、この発明のパターンの寸法測定方法によれば、被測
定パターン及びその下地で構成される試料に、前述の被
測定パターンを構成する物質及び前述の下地を構成する
物質各々から各物質固有のスペクトルを発生させ得るプ
ローブを、走査し照射すると共に、該プローブの走査に
伴う前述の試料からの前述のスペクトルを前述のプロー
ブの前述の試料上での位置と対応させて得、前述の位置
毎の前述のスペクトルを解析することにより前述の被測
定パターンのエッジを決定して、該被測定パターンの寸
法を測定することを特徴とする。
め、この発明のパターンの寸法測定方法によれば、被測
定パターン及びその下地で構成される試料に、前述の被
測定パターンを構成する物質及び前述の下地を構成する
物質各々から各物質固有のスペクトルを発生させ得るプ
ローブを、走査し照射すると共に、該プローブの走査に
伴う前述の試料からの前述のスペクトルを前述のプロー
ブの前述の試料上での位置と対応させて得、前述の位置
毎の前述のスペクトルを解析することにより前述の被測
定パターンのエッジを決定して、該被測定パターンの寸
法を測定することを特徴とする。
【０００９】この発明の実施に当たり、前述のスペクト
ルの解析を、１又は２以上の特定元素の前述の走査に伴
うスペクトル強度変化及び、１又は２以上の特定元素の
前述の走査に伴うスペクトルのエネルギー分布の変化の
一方又は双方により行なうのが好適である。ここで、１
又は２以上の特定元素のスペクトルエネルギー分布の変
化とは、具体的にはスペクトル波形が変化する場合（ピ
ークがシフトする場合も含む）を挙げることができる。
ルの解析を、１又は２以上の特定元素の前述の走査に伴
うスペクトル強度変化及び、１又は２以上の特定元素の
前述の走査に伴うスペクトルのエネルギー分布の変化の
一方又は双方により行なうのが好適である。ここで、１
又は２以上の特定元素のスペクトルエネルギー分布の変
化とは、具体的にはスペクトル波形が変化する場合（ピ
ークがシフトする場合も含む）を挙げることができる。
【００１０】
【作用】この発明の構成によれば、プローブが試料の被
測定パターン部分上を走査されているときと、下地部分
上を走査されているときとでは、得られるスペクトルが
明らかに異なるものとなる。そして、これらスペクトル
をプローブの走査位置に対応させて得る。したがって、
プローブの位置毎のスペクトルを解析することにより当
該プローブ位置が試料の被測定パターン部分上なのか下
地部分上なのかの判定ができるので、被測定パターンの
エッジの決定が従来より正確に行なえるため、微細かつ
高アスペクト比の被測定パターンの寸法測定ができる。
測定パターン部分上を走査されているときと、下地部分
上を走査されているときとでは、得られるスペクトルが
明らかに異なるものとなる。そして、これらスペクトル
をプローブの走査位置に対応させて得る。したがって、
プローブの位置毎のスペクトルを解析することにより当
該プローブ位置が試料の被測定パターン部分上なのか下
地部分上なのかの判定ができるので、被測定パターンの
エッジの決定が従来より正確に行なえるため、微細かつ
高アスペクト比の被測定パターンの寸法測定ができる。
【００１１】また、プローブを電子線とし、各物質固有
のスペクトルを特性Ｘ線とする構成の場合は、次のよう
な作用が得られる。
のスペクトルを特性Ｘ線とする構成の場合は、次のよう
な作用が得られる。
【００１２】図６（Ａ）に示すように、試料３１に照射
された電子線３３は散乱し同時に試料３１を局所的に励
起し、２次電子線、特性Ｘ線などの種々の２次スペクト
ルを生成する。生成された２次スペクトルのうちの２次
電子線３５のような低エネルギー粒子に由来のスペクト
ルは試料３１表面での発生分のみが検出可能であるが、
特性Ｘ線は透過性が極めて高いので、プローブの照射に
より励起領域から発生した特性Ｘ線は、試料表面からの
特性Ｘ線３７ａ及び物質内部（深部）からの特性Ｘ線３
７ｂ共に検出可能である。これは、例えば試料３１が、
例えば図９（Ａ）を用いて説明したような微細でかつ高
アスペクト比の被測定パターン２１及び下地１１で構成
されたもので被測定パターン２１の表層部分がチャージ
アップされているものの場合でも、特性Ｘ線の検出が可
能なことを意味する。さらに、スペース部分（図９
（Ｂ）の２３で示す部分）からの特性Ｘ線も検出し易い
ことを意味する。また、もし、このスペース部分からの
特性Ｘ線が検出できなかったとしても、被測定パターン
及び下地の境界部分から特性Ｘ線が検出されるので、被
測定パターンのエッジ判定ができる。
された電子線３３は散乱し同時に試料３１を局所的に励
起し、２次電子線、特性Ｘ線などの種々の２次スペクト
ルを生成する。生成された２次スペクトルのうちの２次
電子線３５のような低エネルギー粒子に由来のスペクト
ルは試料３１表面での発生分のみが検出可能であるが、
特性Ｘ線は透過性が極めて高いので、プローブの照射に
より励起領域から発生した特性Ｘ線は、試料表面からの
特性Ｘ線３７ａ及び物質内部（深部）からの特性Ｘ線３
７ｂ共に検出可能である。これは、例えば試料３１が、
例えば図９（Ａ）を用いて説明したような微細でかつ高
アスペクト比の被測定パターン２１及び下地１１で構成
されたもので被測定パターン２１の表層部分がチャージ
アップされているものの場合でも、特性Ｘ線の検出が可
能なことを意味する。さらに、スペース部分（図９
（Ｂ）の２３で示す部分）からの特性Ｘ線も検出し易い
ことを意味する。また、もし、このスペース部分からの
特性Ｘ線が検出できなかったとしても、被測定パターン
及び下地の境界部分から特性Ｘ線が検出されるので、被
測定パターンのエッジ判定ができる。
【００１３】また、同一物質における特性Ｘ線の発生領
域は当該物質に照射する電子線３３の加速電圧が高い程
広く（図６（Ａ）の領域Ｐ参照）、低い程狭く（図６
（Ａ）の領域Ｑ参照）なる。さらに、図６（Ｂ）に示す
ように、第１の物質３９ａ上に第２の物質３９ｂが積層
された構成の試料３９に電子線３３を照射した場合で電
子線の加速電圧が高い場合は、特性Ｘ線の発生領域が広
くなる（Ｐ領域となる）ので特性Ｘ線は第１の物質３９
ａ及び第２の物質３９ｂ双方からのスペクトルとして得
られる。また、特性Ｘ線は元素毎で最低励起電圧が存在
しその電圧以下ではスペクトルは存在しないので特定元
素のスペクトルを選択的に得たい場合などにおいても有
利である。一方、第１の物質３９ａ上に第２の物質３９
ｂが積層された構成の試料３９に加速電圧が低い電子線
（ただし、この加速電圧は第１の（下層）物質３９ａの
最低励起電圧より高い。）を照射した場合であって、
（ｉ）．図７（Ａ）のように電子線３３が第１の物質３
９ａに到達しない場合（例えば、第２の（上層）物質３
９ｂの厚さが特性Ｘ線発生領域Ｑの深さ方向より厚い場
合）、（ｉｉ）．図７（Ｂ）のように電子線３３は第１
の物質３９ａに到達しているが例えば上層３９ｂの厚さ
が厚すぎる場合は、いずれも特性Ｘ線は検出できない。
域は当該物質に照射する電子線３３の加速電圧が高い程
広く（図６（Ａ）の領域Ｐ参照）、低い程狭く（図６
（Ａ）の領域Ｑ参照）なる。さらに、図６（Ｂ）に示す
ように、第１の物質３９ａ上に第２の物質３９ｂが積層
された構成の試料３９に電子線３３を照射した場合で電
子線の加速電圧が高い場合は、特性Ｘ線の発生領域が広
くなる（Ｐ領域となる）ので特性Ｘ線は第１の物質３９
ａ及び第２の物質３９ｂ双方からのスペクトルとして得
られる。また、特性Ｘ線は元素毎で最低励起電圧が存在
しその電圧以下ではスペクトルは存在しないので特定元
素のスペクトルを選択的に得たい場合などにおいても有
利である。一方、第１の物質３９ａ上に第２の物質３９
ｂが積層された構成の試料３９に加速電圧が低い電子線
（ただし、この加速電圧は第１の（下層）物質３９ａの
最低励起電圧より高い。）を照射した場合であって、
（ｉ）．図７（Ａ）のように電子線３３が第１の物質３
９ａに到達しない場合（例えば、第２の（上層）物質３
９ｂの厚さが特性Ｘ線発生領域Ｑの深さ方向より厚い場
合）、（ｉｉ）．図７（Ｂ）のように電子線３３は第１
の物質３９ａに到達しているが例えば上層３９ｂの厚さ
が厚すぎる場合は、いずれも特性Ｘ線は検出できない。
【００１４】以上のような特性Ｘ線の各基本特性は、測
定試料の構成に適した各種の測定条件設定を可能にす
る。
定試料の構成に適した各種の測定条件設定を可能にす
る。
【００１５】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明のパターン
の寸法測定方法の実施例について説明する。しかしなが
ら、説明に用いる各図は、これらの発明が理解できる程
度に、各構成成分の形状、大きさおよび配置関係を概略
的に示してあるにすぎない。
の寸法測定方法の実施例について説明する。しかしなが
ら、説明に用いる各図は、これらの発明が理解できる程
度に、各構成成分の形状、大きさおよび配置関係を概略
的に示してあるにすぎない。
【００１６】なお、この実施例では、プローブを電子線
とし、各物質固有のスペクトルを特性Ｘ線とする。ま
た、この実施例において使用する装置は、試料に対し電
子線を位置制御しつつ走査できかつその位置の試料部分
から発せられた特性Ｘ線をプローブ位置に対応させて得
られるものであれば種々のもので良い。さらに、試料の
概観観察ができるものであるとプローブ照射開始位置な
どの設定が容易となるのでなお良好であり、また、スペ
クトルの解析部として演算処理部を具えるとデータ処理
が容易となるのでなお好適である。このような装置は現
在市販されていないので、この実施例では、走査型電子
顕微鏡測長器に特性Ｘ線検出器を設置した独自の装置を
用いた。
とし、各物質固有のスペクトルを特性Ｘ線とする。ま
た、この実施例において使用する装置は、試料に対し電
子線を位置制御しつつ走査できかつその位置の試料部分
から発せられた特性Ｘ線をプローブ位置に対応させて得
られるものであれば種々のもので良い。さらに、試料の
概観観察ができるものであるとプローブ照射開始位置な
どの設定が容易となるのでなお良好であり、また、スペ
クトルの解析部として演算処理部を具えるとデータ処理
が容易となるのでなお好適である。このような装置は現
在市販されていないので、この実施例では、走査型電子
顕微鏡測長器に特性Ｘ線検出器を設置した独自の装置を
用いた。
【００１７】１．第１実施例 先ず、第１実施例として、図１（Ａ）及び（Ｂ）に平面
図及び断面図で示したような、下地としてのシリコン基
板４１上に被測定パターンとしてのライン・アンド・ス
ペースの有機系レジストパターン４３を具える試料４５
の、レジストパターン４３の寸法を測定する例を説明す
る。なお、このレジストパターン４３のアスペクト比は
５程度としてある。
図及び断面図で示したような、下地としてのシリコン基
板４１上に被測定パターンとしてのライン・アンド・ス
ペースの有機系レジストパターン４３を具える試料４５
の、レジストパターン４３の寸法を測定する例を説明す
る。なお、このレジストパターン４３のアスペクト比は
５程度としてある。
【００１８】レジストパターン４３のライン方向と直交
する方向（図１（Ａ）中破線Ｒで示した方向）に電子線
４７を走査すると共に、この電子線４７の走査に伴う試
料４５からの特性Ｘ線のスペクトルを電子線の前記試料
４５上での位置と対応させて得る。
する方向（図１（Ａ）中破線Ｒで示した方向）に電子線
４７を走査すると共に、この電子線４７の走査に伴う試
料４５からの特性Ｘ線のスペクトルを電子線の前記試料
４５上での位置と対応させて得る。
【００１９】この電子線の走査において、電子線４７の
加速電圧が炭素（カーボン）に由来の特性Ｘ線を発生さ
せ得るしきい値より高くかつシリコンに由来の特性Ｘ線
を発生させ得るしきい値より低い電圧であると、レジス
トが有機物であるので、この試料４５のレジストパター
ン４３部分（例えば、図１（Ａ）のａ点など）からは図
２に示すように炭素に由来のピークＰC が顕著なかつ酸
素に由来のピークＰO及びイオウに由来のピークＰS を
持つ特性Ｘ線のスペクトルが得られ、またそれ以外の試
料部分からはこのようなスペクトルは得られない。な
お、図２において横軸は特性Ｘ線のエネルギであり、縦
軸は相対強度である（以下の図３及び図５において同
じ。）。そして、この電子線の走査に対応する試料４５
の位置毎の炭素に由来する特性Ｘ線強度をプロットする
と、図１（Ｄ）に示すような波形図が得られる。また、
この電子線の走査において、電子線の加速電圧がシリコ
ンに由来の特性Ｘ線を発生させ得るしきい値より高い電
圧であると、この試料４５の下地４１とレジストパター
ン４３とが積層状態にある部分からは有機物に由来のピ
ーク及びシリコンに由来のピークを持つ特性Ｘ線のスペ
クトル（図示せず）が得られ、またこの試料４５のシリ
コン基板４１のみの部分（例えば、図１（Ａ）のｂ点な
ど）からは図３に示すようにシリコン（Ｓｉ）に由来の
ピークＰSiが顕著な特性Ｘ線のスペクトルが得られる。
しかし、この試料４５の下地４１とレジストパターン４
３とが積層状態にある部分では、レジストによってプロ
ーブがシリコン基板４１に到達することが妨げられる、
プローブはシリコン基板４１に到達しているもののレジ
ストによって減衰される、といった原因により特性Ｘ線
を検出できない。このため電子線の走査に対応する試料
４５の位置毎のシリコンに由来する特性Ｘ線強度をプロ
ットすると図１（Ｃ）に示すような波形図が得られる。
したがって、１又は２以上の特定元素の特定Ｘ線の強度
変化この実施例ではシリコン及び又は炭素の特性Ｘ線の
強度変化から、レジストパターン４３の各エッジＥ1 、
Ｅ2 、Ｅ3 及びＥ4 をそれぞれ決定することができる。
そして、電子線４７のＥ1 〜Ｅ4 に対応する各走査位置
の座標によってこのレジストパターン４３の寸法が測定
できる。
加速電圧が炭素（カーボン）に由来の特性Ｘ線を発生さ
せ得るしきい値より高くかつシリコンに由来の特性Ｘ線
を発生させ得るしきい値より低い電圧であると、レジス
トが有機物であるので、この試料４５のレジストパター
ン４３部分（例えば、図１（Ａ）のａ点など）からは図
２に示すように炭素に由来のピークＰC が顕著なかつ酸
素に由来のピークＰO及びイオウに由来のピークＰS を
持つ特性Ｘ線のスペクトルが得られ、またそれ以外の試
料部分からはこのようなスペクトルは得られない。な
お、図２において横軸は特性Ｘ線のエネルギであり、縦
軸は相対強度である（以下の図３及び図５において同
じ。）。そして、この電子線の走査に対応する試料４５
の位置毎の炭素に由来する特性Ｘ線強度をプロットする
と、図１（Ｄ）に示すような波形図が得られる。また、
この電子線の走査において、電子線の加速電圧がシリコ
ンに由来の特性Ｘ線を発生させ得るしきい値より高い電
圧であると、この試料４５の下地４１とレジストパター
ン４３とが積層状態にある部分からは有機物に由来のピ
ーク及びシリコンに由来のピークを持つ特性Ｘ線のスペ
クトル（図示せず）が得られ、またこの試料４５のシリ
コン基板４１のみの部分（例えば、図１（Ａ）のｂ点な
ど）からは図３に示すようにシリコン（Ｓｉ）に由来の
ピークＰSiが顕著な特性Ｘ線のスペクトルが得られる。
しかし、この試料４５の下地４１とレジストパターン４
３とが積層状態にある部分では、レジストによってプロ
ーブがシリコン基板４１に到達することが妨げられる、
プローブはシリコン基板４１に到達しているもののレジ
ストによって減衰される、といった原因により特性Ｘ線
を検出できない。このため電子線の走査に対応する試料
４５の位置毎のシリコンに由来する特性Ｘ線強度をプロ
ットすると図１（Ｃ）に示すような波形図が得られる。
したがって、１又は２以上の特定元素の特定Ｘ線の強度
変化この実施例ではシリコン及び又は炭素の特性Ｘ線の
強度変化から、レジストパターン４３の各エッジＥ1 、
Ｅ2 、Ｅ3 及びＥ4 をそれぞれ決定することができる。
そして、電子線４７のＥ1 〜Ｅ4 に対応する各走査位置
の座標によってこのレジストパターン４３の寸法が測定
できる。
【００２０】２．第２実施例 次に、第２実施例として、図４（Ａ）及び（Ｂ）に平面
図及び断面図で示したような、下地としてのシリコン基
板５１上に被測定パターンとしてのＳｉＯ2 から成るラ
イン・アンド・スペースのパターン５３を具える試料５
５の、ＳｉＯ2パターン５３の寸法を測定する例を説明
する。なお、このＳｉＯ2 パターン５３のアスペクト比
は５程度としてある。
図及び断面図で示したような、下地としてのシリコン基
板５１上に被測定パターンとしてのＳｉＯ2 から成るラ
イン・アンド・スペースのパターン５３を具える試料５
５の、ＳｉＯ2パターン５３の寸法を測定する例を説明
する。なお、このＳｉＯ2 パターン５３のアスペクト比
は５程度としてある。
【００２１】この第２実施例では、電子線４７の加速電
圧を酸素（カーボン）に由来の特性Ｘ線を発生させ得る
しきい値より高くかつシリコンに由来の特性Ｘ線を発生
させ得るしきい値より高い電圧として、第１実施例と同
様にＲで示した方向に電子線４７を走査すると共に、こ
の電子線４７の走査に伴う試料５５からの特性Ｘ線のス
ペクトルを電子線の前記試料５５上での位置と対応させ
て得る。
圧を酸素（カーボン）に由来の特性Ｘ線を発生させ得る
しきい値より高くかつシリコンに由来の特性Ｘ線を発生
させ得るしきい値より高い電圧として、第１実施例と同
様にＲで示した方向に電子線４７を走査すると共に、こ
の電子線４７の走査に伴う試料５５からの特性Ｘ線のス
ペクトルを電子線の前記試料５５上での位置と対応させ
て得る。
【００２２】この電子線の走査において、試料５５のシ
リコン基板５１のみの部分（例えば図４（Ａ）のα点な
ど）からは第１実施例の場合と同様に図３に示したよう
な特性Ｘ線のスペクトルが得られるが、試料５５のＳｉ
Ｏ2 パターン５３部分（例えば図４（Ａ）のβ部分な
ど）からは図５に示すように酸素に由来のピークＰO 及
びシリコンに由来のピークＰSiをある強度比で持つ特性
Ｘ線のスペクトルが得られる。そして、電子線の走査に
対応する試料５５の位置毎のシリコンに由来する特性Ｘ
線強度をプロットすると図４（Ｃ）に示すような波形図
が得られ、同様に酸素に由来する特性Ｘ線強度をプロッ
トすると図４（Ｄ）に示すような波形図が得られ、ま
た、同様にシリコンに由来する特性Ｘ線強度及び酸素に
由来する特性Ｘ線強度の比（ＰSi／ＰO ）をプロットす
ると図４（Ｅ）に示すような波形図が得られる。したが
って、１又は２以上の特定元素の特性Ｘ線の強度変化こ
の場合はシリコンの特性Ｘ線の強度変化、酸素の特性Ｘ
線の強度変化及びこれら特定元素の特性Ｘ線の強度比変
化のうちの少なくとも１つの特性から、ＳｉＯ2 パター
ン５３の各エッジＥ1 、Ｅ2 、Ｅ3 及びＥ4 をそれぞれ
決定することができる。そして、電子線４７のＥ1 〜Ｅ
4 に対応する各走査位置の座標によってこのレジストパ
ターン４３の寸法が測定できる。
リコン基板５１のみの部分（例えば図４（Ａ）のα点な
ど）からは第１実施例の場合と同様に図３に示したよう
な特性Ｘ線のスペクトルが得られるが、試料５５のＳｉ
Ｏ2 パターン５３部分（例えば図４（Ａ）のβ部分な
ど）からは図５に示すように酸素に由来のピークＰO 及
びシリコンに由来のピークＰSiをある強度比で持つ特性
Ｘ線のスペクトルが得られる。そして、電子線の走査に
対応する試料５５の位置毎のシリコンに由来する特性Ｘ
線強度をプロットすると図４（Ｃ）に示すような波形図
が得られ、同様に酸素に由来する特性Ｘ線強度をプロッ
トすると図４（Ｄ）に示すような波形図が得られ、ま
た、同様にシリコンに由来する特性Ｘ線強度及び酸素に
由来する特性Ｘ線強度の比（ＰSi／ＰO ）をプロットす
ると図４（Ｅ）に示すような波形図が得られる。したが
って、１又は２以上の特定元素の特性Ｘ線の強度変化こ
の場合はシリコンの特性Ｘ線の強度変化、酸素の特性Ｘ
線の強度変化及びこれら特定元素の特性Ｘ線の強度比変
化のうちの少なくとも１つの特性から、ＳｉＯ2 パター
ン５３の各エッジＥ1 、Ｅ2 、Ｅ3 及びＥ4 をそれぞれ
決定することができる。そして、電子線４７のＥ1 〜Ｅ
4 に対応する各走査位置の座標によってこのレジストパ
ターン４３の寸法が測定できる。
【００２３】上述の第１及び第２実施例から明らかなよ
うに、ＳＥＭによる従来の測定ではアスペクト比が４以
上のパターンの寸法測定はできなかったのに比べ、この
発明では、アスペクト比が少なくとも５の被測定パター
ンの寸法測定が可能なことが分かる。
うに、ＳＥＭによる従来の測定ではアスペクト比が４以
上のパターンの寸法測定はできなかったのに比べ、この
発明では、アスペクト比が少なくとも５の被測定パター
ンの寸法測定が可能なことが分かる。
【００２４】上述においてはこの発明のパターンの寸法
測定方法の各実施例についてそれぞれ説明したがこの発
明は上述の実施例に限られない。
測定方法の各実施例についてそれぞれ説明したがこの発
明は上述の実施例に限られない。
【００２５】例えば、上述の実施例では下地をシリコン
基板とし、被測定パターンの構成材料をレジストまたは
ＳｉＯ2 としていたが、下地及び被測定パターンの構成
材料が他のものであっても、この発明の測定方法は適用
できる。
基板とし、被測定パターンの構成材料をレジストまたは
ＳｉＯ2 としていたが、下地及び被測定パターンの構成
材料が他のものであっても、この発明の測定方法は適用
できる。
【００２６】また、上述の実施例では、プローブを電子
線とし検出する固有のスペクトルを特性Ｘ線としていた
が、プローブ及び検出する固有スペクトは電子線及び特
性Ｘ線同様な効果が得られるものであれば他のものでも
良い。例えば、プローブとして微細アパーチャを介し照
射されるＸ線を用い、検出する固有のスペクトルを蛍光
Ｘ線とした場合も、実施例と同様な効果が期待できる。
線とし検出する固有のスペクトルを特性Ｘ線としていた
が、プローブ及び検出する固有スペクトは電子線及び特
性Ｘ線同様な効果が得られるものであれば他のものでも
良い。例えば、プローブとして微細アパーチャを介し照
射されるＸ線を用い、検出する固有のスペクトルを蛍光
Ｘ線とした場合も、実施例と同様な効果が期待できる。
【００２７】
【発明の効果】上述した説明からも明らかなように、こ
の発明のパターンの寸法測定方法によれば、被測定パタ
ーン及びその下地で構成される試料に、被測定パターン
を構成する物質及び下地を構成する物質各々から各物質
固有のスペクトルを発生させ得るプローブを走査すると
共に、この試料から前述のスペクトルを前述のプローブ
の前述の試料上での位置と対応させて得る。プローブが
被測定パターン上を走査されている場合と下地上を走査
されている場合とでは試料から得られるスペクトは明ら
かに違うので、プローブ位置毎の前記スペクトルを解析
することにより、その位置が被測定パターン上なのか下
地上なのかの判定ができる。このため、被測定パターン
のエッジを正確に決定できるから、ＳＥＭでは測定が不
可能な微細かつ高アスペクト比（例えばアスペクト比が
５以上）のパターンの寸法を高精度に測定することがで
きる。
の発明のパターンの寸法測定方法によれば、被測定パタ
ーン及びその下地で構成される試料に、被測定パターン
を構成する物質及び下地を構成する物質各々から各物質
固有のスペクトルを発生させ得るプローブを走査すると
共に、この試料から前述のスペクトルを前述のプローブ
の前述の試料上での位置と対応させて得る。プローブが
被測定パターン上を走査されている場合と下地上を走査
されている場合とでは試料から得られるスペクトは明ら
かに違うので、プローブ位置毎の前記スペクトルを解析
することにより、その位置が被測定パターン上なのか下
地上なのかの判定ができる。このため、被測定パターン
のエッジを正確に決定できるから、ＳＥＭでは測定が不
可能な微細かつ高アスペクト比（例えばアスペクト比が
５以上）のパターンの寸法を高精度に測定することがで
きる。
【図１】（Ａ）〜（Ｄ）は、第１実施例の説明に供する
図である。特に、（Ａ）及び（Ｂ）は測定試料の説明
図、（Ｃ）は試料上の各部でのシリコンに由来の特性Ｘ
線の強度変化を示した図、（Ｄ）は同じく炭素に由来の
特性Ｘ線の強度変化を示した図である。
図である。特に、（Ａ）及び（Ｂ）は測定試料の説明
図、（Ｃ）は試料上の各部でのシリコンに由来の特性Ｘ
線の強度変化を示した図、（Ｄ）は同じく炭素に由来の
特性Ｘ線の強度変化を示した図である。
【図２】第１実施例の試料のレジスト部分（被測定パタ
ーン部分）での特性Ｘ線を示した図である。
ーン部分）での特性Ｘ線を示した図である。
【図３】第１実施例の試料のシリコン基板部分（下地部
分）での特性Ｘ線を示した図である。
分）での特性Ｘ線を示した図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｅ）は、第２実施例の説明に供する
図である。特に、（Ａ）及び（Ｂ）は測定試料の説明
図、（Ｃ）は試料上の各部でのシリコンに由来の特性Ｘ
線の強度変化を示した図、（Ｄ）は同じく酸素に由来の
特性Ｘ線の強度変化を示した図、（Ｅ）は同じくシリコ
ン及び酸素各々に由来の特性Ｘ線の強度比変化を示した
図である。
図である。特に、（Ａ）及び（Ｂ）は測定試料の説明
図、（Ｃ）は試料上の各部でのシリコンに由来の特性Ｘ
線の強度変化を示した図、（Ｄ）は同じく酸素に由来の
特性Ｘ線の強度変化を示した図、（Ｅ）は同じくシリコ
ン及び酸素各々に由来の特性Ｘ線の強度比変化を示した
図である。
【図５】第２実施例の試料のＳｉＯ2 部分（被測定パタ
ーン部分）での特性Ｘ線を示した図である。
ーン部分）での特性Ｘ線を示した図である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は、この発明の好適例での作
用の説明に供する図である。
用の説明に供する図である。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は、この発明の作用の説明に
供する図である。
供する図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は、従来技術の説明に供する図
である。
である。
【図９】（Ａ）及び（Ｂ）は、従来技術の問題点の説明
に供する図である。
に供する図である。
３１：試料 ３３：電子線 ３５：２次電子 ３７ａ：試料表面からの特性Ｘ線 ３７ｂ：試料深部からの特性Ｘ線 ３９ａ：第１の物質 ３９ｂ：第２の物質 ３９：試料 ４１：下地（シリコン基板） ４３：被測定パターン（有機系レジストパターン） ４５：試料 ４７：プローブ（電子線） Ｒ：走査方向 ５１：下地（シリコン基板） ５３：被測定パターン（ＳｉＯ2 から成るパターン） ５５：試料
Claims (3)
- 【請求項１】 被測定パターン及びその下地で構成され
る試料に、前記被測定パターンを構成する物質及び前記
下地を構成する物質各々から各物質固有のスペクトルを
発生させ得るプローブを、走査し照射すると共に、 該プローブの走査に伴う前記試料からの前記スペクトル
を前記プローブの前記試料上での位置と対応させて得、 前記位置毎の前記スペクトルを解析することにより前記
被測定パターンのエッジを決定して、該被測定パターン
の寸法を測定することを特徴とするパターンの寸法測定
方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載のパターンの寸法測定方
法において、 前記スペクトルの解析を、１又は２以上の特定元素の前
記走査に伴うスペクトル強度変化及び、１又は２以上の
特定元素の前記走査に伴うスペクトルのエネルギー分布
の変化の一方又は双方により行なうことを特徴とするパ
ターンの寸法測定方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載のパターン寸法測定方法
において、 前記プローブを電子線とし、前記スペクトルを特性Ｘ線
としたことを特徴とするパターンの寸法測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4136792A JPH05243352A (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | パターンの寸法測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4136792A JPH05243352A (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | パターンの寸法測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05243352A true JPH05243352A (ja) | 1993-09-21 |
Family
ID=12606480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4136792A Withdrawn JPH05243352A (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | パターンの寸法測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05243352A (ja) |
-
1992
- 1992-02-27 JP JP4136792A patent/JPH05243352A/ja not_active Withdrawn
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5866904A (en) | Scanning electron microscope and method for dimension measuring by using the same | |
| US5594245A (en) | Scanning electron microscope and method for dimension measuring by using the same | |
| US5412210A (en) | Scanning electron microscope and method for production of semiconductor device by using the same | |
| US7385195B2 (en) | Semiconductor device tester | |
| Postek et al. | Submicrometer microelectronics dimensional metrology: scanning electron microscopy | |
| KR100447713B1 (ko) | 시료의 주사상을 나타내는 방법 및 그 장치 | |
| EP0480424B1 (en) | Scanning electron microscope | |
| JPH1164234A (ja) | 異物検出方法、および異物検出装置 | |
| JP2000048758A (ja) | 反射電子検出装置 | |
| CN1720445B (zh) | 使用x-射线发射以用于制程监控的系统及方法 | |
| US6723987B2 (en) | Method of inspecting holes using charged-particle beam | |
| US6787770B2 (en) | Method of inspecting holes using charged-particle beam | |
| JPH04305954A (ja) | 製造プロセスを試験する装置と方法 | |
| JPH08329875A (ja) | 走査型電子顕微鏡及びその試料像表示方法 | |
| JPH05243352A (ja) | パターンの寸法測定方法 | |
| US6690010B1 (en) | Chemical analysis of defects using electron appearance spectroscopy | |
| US7205539B1 (en) | Sample charging control in charged-particle systems | |
| Werner et al. | Auger voltage contrast imaging for the delineation of two-dimensional junctions in cross-sectioned metal–oxide–semiconductor devices | |
| JP2002310957A (ja) | 電子励起によるｘ線分析装置 | |
| JP2006177752A (ja) | Ｘ線分析装置 | |
| EP1381851B1 (en) | High spatial resolution X-ray microanalysis in a particle-optical apparatus | |
| JP2006053012A (ja) | 蛍光ｘ線分析装置 | |
| JPS60100038A (ja) | Ｘ線マイクロアナライザによる表層分析方法 | |
| Wells et al. | Top-down topography of deeply etched silicon in the scanning electron microscope | |
| JPS62273746A (ja) | 相互に噛み合つた導体パタ−ンを有するテストデバイスを用いた電子ビ−ムプロ−ブシステムおよび該デバイスの使用法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990518 |