JPH05296754A

JPH05296754A - エッジ検出方法

Info

Publication number: JPH05296754A
Application number: JP4124184A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Shimizu; 弘泰清水
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1992-04-17
Filing date: 1992-04-17
Publication date: 1993-11-09

Abstract

(57)【要約】【目的】２次電子信号Ｓ３が少ない部分でも正確にエ
ッジを検出する。【構成】荷電粒子線を試料上で走査し、発生する２次
電子信号を用いて試料上のパターンのエッジを検出する
方法において、その試料から発生する２次電子信号Ｓ３
が極小値ＳＮをとる位置Ｘ３をエッジとみなす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば荷電粒子線を試
料上で走査し、発生する２次電子信号を用いて試料上の
パターンの寸法を測定する場合に適用して好適なエッジ
検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体の微細なパターンの幅等を測定す
るような用途において、微小スポットに集束された電子
ビーム等の荷電ビームを被測定パターンが形成されてい
る試料上で走査して発生する２次電子を検出することに
より、その被測定パターンの荷電ビームの走査方向の寸
法を測定する荷電ビーム測長装置が使用されている。

【０００３】図６は従来の荷電ビーム測長装置の全体の
構成を簡略化して示し、この図６において、荷電ビーム
銃１から放出された荷電ビームＥＢは、図示されていな
い集束コイルにより試料４上に焦点を結ぶ様に集束さ
れ、偏向コイル３により偏向されて試料４上に照射され
る。スティグメータコイル２は、９０°間隔の４個のス
ティグメータＹコイル５Ｙ〜８Ｙ及びこれらコイル５Ｙ
〜８Ｙからそれぞれ４５°ずれたスティグメータＸコイ
ル５Ｘ〜８Ｘより構成され、偏向コイル３は偏向Ｙコイ
ル９Ｙ，１０Ｙ及び偏向Ｘコイル９Ｘ，１０Ｘより構成
されている。

【０００４】偏向Ｙコイル９Ｙ及び１０Ｙは電子光学鏡
筒の光軸に関して対称に配置されて、荷電ビームＥＢを
所定の方向（これをＹ方向とする）に偏向し、偏向Ｘコ
イル９Ｘ及び１０Ｘはそれぞれ偏向Ｙコイル９Ｙ及び１
０Ｙから９０°ずれて配置されて、荷電ビームＥＢをＹ
方向に垂直なＸ方向に偏向する。ただし、それら偏向Ｙ
コイル９Ｙ，１０Ｙによる偏向と偏向Ｘコイル９Ｘ，１
０Ｘによる偏向とを合成することにより、荷電ビームを
任意の方向に走査することができる。

【０００５】１１はスティグメータＹ用の電圧発生部、
１２はスティグメータＸ用の電圧発生部を示し、電圧発
生部１１及び１２の出力信号がそれぞれスティグメータ
Ｙ用のアンプ１３及びスティグメータＸ用のアンプ１４
を介してスティグメータＹコイル５Ｙ〜８Ｙ及びスティ
グメータＸコイル５Ｘ〜８Ｘに供給される。また、１５
は偏向Ｙ電圧発生部、１６は偏向Ｘ電圧発生部を示し、
偏向Ｙ電圧発生部１５は、例えば低い周波数で鋸歯状に
振動する偏向信号Ｓ１を発生し、この偏向信号Ｓ１がア
ンプ１７を介して偏向Ｙコイル９Ｙ及び１０Ｙに供給さ
れる。一方、偏向Ｘ電圧発生部１６は、例えば高い周波
数の鋸歯状の偏向信号Ｓ２を発生し、この偏向信号Ｓ２
がアンプ１８を介して偏向Ｘコイル９Ｘ及び１０Ｘに供
給される。また、偏向信号Ｓ１及びＳ２は、共に信号処
理回路１９にも供給される。

【０００６】試料４の荷電ビームＥＢの照射点からはそ
の試料４上のパターンの状態に応じた量の２次電子が放
出され、この２次電子が２次電子検出器２０により検出
される。２次電子検出器１２の検出信号は増幅器２１に
より適度に増幅されて２次電子信号Ｓ３となり、この２
次電子信号Ｓ３がアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器
２２を介して信号処理回路１９に供給される。信号処理
回路１９では、荷電ビームＥＢの試料４上での偏向量と
発生する２次電子の量とから試料４上の被測定パターン
の測長方向の幅等を算出する。

【０００７】信号処理回路１９における従来のパターン
の線幅の測定方法について説明するに、試料４の上には
被測定パターン２３が形成され、図７（ａ）に示すよう
に被測定パターン２３の断面のＸ軸に沿う線幅が測定対
象であるものとする。その線幅を測定するためには、先
ず被測定パターン２３のＸ方向の２個のエッジ２３ａ，
２３ｂの位置を特定する必要がある。この場合、その被
測定パターン２３の上を荷電ビームＥＢでＸ方向に走査
することにより、図８に示すように所定周期でサンプル
された２次電子信号Ｓ３が得られる。荷電ビームＥＢが
Ｘ方向に一定速度で走査されると、荷電ビームＥＢのＸ
方向の位置は時間に比例して変化し、２次電子信号Ｓ３
はＸ方向に所定ピッチでサンプルされる。そこで、図８
では横軸をＸ軸にとっている。以下の説明でも同様であ
る。信号処理回路１９は、例えば偏向信号Ｓ２より試料
４上の荷電ビームＥＢのＸ方向の座標を認識することが
できる。

【０００８】そして、最も単純なエッジ検出方法は、サ
ンプルされた２次電子信号Ｓ３の値が最小のサンプル点
であるボトム点２４のＸ軸座標をエッジ位置とみなす方
法である。しかしながら、図７（ａ）に示すように、被
測定パターン２３のエッジ２３ａ，２３ｂはパターンの
凸部の陰の領域に存在するため、２次電子信号Ｓ３上の
ボトム点２４はエッジ２３ａよりもやや外側になること
が分かっている。そこで、従来は以下のようにしてエッ
ジ位置を求めている。即ち、図７（ａ）の被測定パター
ン２３の左側のエッジに対応する２次電子信号Ｓ３を示
す図８において、２５は２次電子信号Ｓ３の値が最大の
サンプル点であるトップ点を示し、値がＳ_min のボトム
点２４から値がＳ_max のトップ点２５までが被測定パタ
ーン２３の左側のエッジ部に対応するスロープ部であ
る。

【０００９】そして、予め定められているスロープの下
レベル側の閾値ＴＬ及びスロープの上レベル側の閾値Ｔ
Ｈを用いて、次の演算により下レベルＳＬ及び上レベル
ＳＨを求める。ＳＬ＝（Ｓ_max −Ｓ_min ）ＴＬ＋Ｓ_min ＳＨ＝（Ｓ_max −Ｓ_min ）ＴＨ＋Ｓ_min 次に、値が下レベルＳＬ以上となった直後のサンプル点
２６および値が上レベルＳＨを超える直前のサンプル点
２７を求め、サンプル点２６とサンプル点２７との間の
２次電子信号Ｓ３を直線Ｌｓで近似する。

【００１０】一方、ボトム点２４又は値が最小値Ｓ_min
と最大値Ｓ_max との比率に基づいて定まる位置を基準に
して、その位置から外側に予め定められた長さだけ離れ
た位置のサンプル点を始点２８とする。更に、この始点
２８から外側に予め定められた長さだけ離れた位置のサ
ンプル点を終点２９として、始点２８と終点２９との間
のベース部の２次電子信号Ｓ３を直線ＬＢで近似する。
そして、直線Ｌｓと直線ＬＢとの交点３０を求め、この
交点３０のＸ軸座標Ｘ１を左側のエッジの位置とする。
右側のエッジについても同様に位置を特定し、左右のエ
ッジ間のＸ軸座標の値の差を求め、これをパターンのＸ
方向の線幅としていた。

【００１１】次に、図９を参照して従来の他のエッジ検
出方法につき説明する。この検出方法では、図９に示す
ように、パターンのエッジ部に対応するボトム点２４か
らトップ点２５までのスロープ部を検出してボトム点２
４の最小値Ｓ_min 及びトップ点２５の最大値Ｓ_max を求
める。次に、予め定められた閾値Ｔを用いて、次式より
レベルＳＴを算出する。ＳＴ＝（Ｓ_max −Ｓ_min ）Ｔ＋Ｓ_min

【００１２】そして、レベルＳＴを挟む２個のサンプル
点を結ぶ直線３１がレベルＳＴとなる点３２を求め、こ
の点３２のＸ軸座標Ｘ２を左側のエッジの位置とみな
す。同様に右側のエッジについてもＸ軸座標を求め、左
右のエッジのＸ軸座標間の差を線幅としていた。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述のように従来のエ
ッジ検出方法においては、被測定パターンのエッジに対
応するスロープ部の最小値Ｓ_min よりも信号レベルがや
や上の点の座標を求めるエッジの位置としている。しか
しながら、図６の試料４がシリコン（Ｓｉ）ウエハ又は
シリコンウエハ上に種々の膜を形成したものであり、被
測定パターンがフォトレジストを例えば水銀灯のｉ線露
光でパターニングしたものである場合には、パターン線
幅を細くするにつれて、パターンの底部が裾を引くよう
に薄く残る現象がある。

【００１４】例えば、図７（ｂ）はそのようにｉ線露光
でパターニングしたフォトレジスト（ｉ線レジスト）に
よるパターン３３の断面図を示し、この図７（ｂ）に示
すように、パターン３３の左右のエッジ部３３ａ及び３
３ｂが、パターン本体の厚さに比べて非常に薄い状態で
外側に広がっている。このパターン３３に荷電ビームと
しての電子線を照射すると、電子線は左右の薄いエッジ
部３３ａ及び３３ｂを貫通し、それらエッジ部３３ａ及
び３３ｂに対応する２次電子信号Ｓ３が極端に少なくな
ってしまう。従って、測定したい線幅はパターン３３の
外側の線幅Ｌ２であるにも拘らず、実際に測定される線
幅はパターン３３のエッジ部３３ａ，３３ｂの内側の線
幅Ｌ１になり、パターンの検出された線幅が実際よりも
細くなるという不都合があった。

【００１５】本発明は斯かる点に鑑み、試料上のパター
ンが薄く２次電子信号が少ない部分でも正確にエッジを
検出できるエッジ検出方法を提供することを目的とす
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明による第１のエッ
ジ検出方法は、例えば図１に示す如く、荷電粒子線を試
料上で走査し、発生する２次電子信号を用いて試料上の
パターンのエッジを検出する方法において、その試料か
ら発生する２次電子信号Ｓ３が極小値ＳＮをとる位置Ｘ
３をエッジとみなすものである。この場合、２次電子信
号Ｓ３はアナログ信号でもよく、デジタル化されたデー
タでもよい。２次電子信号Ｓ３がデジタル化されたデー
タである場合には、その２次電子信号Ｓ３の極小値ＳＮ
とは、例えば一連のサンプル点を近似する曲線Ｃ１の極
小値を意味する。以下でも同様である。

【００１７】また、本発明の第２のエッジ検出方法は、
例えば図２に示す如く、荷電粒子線を試料上で走査し、
発生する２次電子信号を用いて試料上のパターンのエッ
ジを検出する方法において、その試料から発生する２次
電子信号Ｓ３の微分信号Ｓ４の値が負から正へ変化する
区間Ｒ４内で且つその微分信号Ｓ４の値が零（０）とな
る位置Ｘ４をエッジとみなすものである。

【００１８】また、本発明の第３のエッジ検出方法は、
例えば図３に示す如く、荷電粒子線を試料上で走査し、
発生する２次電子信号を用いて試料上のパターンのエッ
ジを検出する方法において、その試料から発生する２次
電子信号Ｓ３の微分信号Ｓ４の値が負から正へ変化する
区間Ｒ４内で且つその微分信号Ｓ４の値が零となる位置
を含む所定範囲の領域内Ｒ５で、その試料から発生する
２次電子信号Ｓ３が最小値をとる位置Ｘ５をエッジとみ
なすものである。

【００１９】また、本発明の第４のエッジ検出方法は、
例えば図４に示す如く、荷電粒子線を試料上で走査し、
発生する２次電子信号を用いて試料上のパターンのエッ
ジを検出する方法において、その試料から発生する２次
電子信号Ｓ３の微分信号Ｓ４のピーク値に対して２つの
閾値ＴＨ，ＴＬを定め、これら２つの閾値ＴＨ，ＴＬの
間のその微分信号Ｓ４の複数のサンプル点を位置に関す
る多項式（曲線Ｃ４に対応する）で近似し、この近似さ
れた多項式の値が零になる位置Ｘ６をエッジとみなすも
のである。

【００２０】また、本発明の第５のエッジ検出方法は、
例えば図５に示す如く、荷電粒子線を試料上で走査し、
発生する２次電子信号を用いて試料上のパターンのエッ
ジを検出する方法において、その試料から発生する２次
電子信号のピーク値及びボトム値ＴＢに対して２つの閾
値ＴＨ１，ＴＬ１を定め、これら２つの閾値の間のその
２次電子信号Ｓ３の複数のサンプル点を位置に関する多
項式（曲線Ｃ５に対応する）で近似し、この近似された
多項式の値がそのボトム値ＴＢと合致する位置Ｘ７をエ
ッジとみなすものである。

【００２１】

【作用】斯かる本発明の第１のエッジ検出方法によれ
ば、２次電子信号Ｓ３が極小値ＳＮをとる位置Ｘ３がエ
ッジの位置とみなされる。従って、従来のエッジ検出方
法よりもエッジ位置が外側になり易く、２次電子信号Ｓ
３が小さい部分でもより正確にパターンのエッジを検出
することができる。また、第２のエッジ検出方法によれ
ば、２次電子信号Ｓ３の微分信号Ｓ４が生成され、この
微分信号Ｓ４が負から正へ変化する過程で０になる位置
がエッジとみなされる。このように微分信号Ｓ４が負か
ら正へ変化する過程で０となる位置Ｘ４は、２次電子信
号Ｓ３が極小値をとる位置と等しいので、第１のエッジ
検出方法と同様により正確にパターンのエッジを検出す
ることができる。

【００２２】また、第３のエッジ検出方法によれば、先
ず２次電子信号Ｓ３の微分信号Ｓ４が負から正へ変化す
る過程で０となる位置を含む所定範囲の領域Ｒ５が求め
られるが、この領域Ｒ５は２次電子信号Ｓ３が極小値を
とる位置を含んでいる。従って、その領域Ｒ５内で２次
電子信号Ｓ３が最小値をとる位置Ｘ５を求めると、その
位置Ｘ５は２次電子信号Ｓ３が極小値ＳＮをとる位置と
等しくなり、第１のエッジ検出方法と同様に正確にパタ
ーンのエッジを検出することができる。

【００２３】次に、第４のエッジ検出方法によれば、２
次電子信号Ｓ３の微分信号Ｓ４のピーク値に対して２つ
の閾値ＴＨ及びＴＬが定められ、これら２つの閾値ＴＬ
とＴＨとの間の微分信号Ｓ４の複数のサンプル点が例え
ば曲線Ｃ４に対応する多項式で近似される。そして、多
項式の値が０になる位置Ｘ６がエッジの位置とみなされ
る。微分信号Ｓ４が負から正へ変化する過程で０になる
近傍は２次電子信号Ｓ３が極小値をとる位置の近傍であ
るが、２次電子信号Ｓ３の値が小さい領域ではＳＮ比が
小さく、それら２次電子信号Ｓ３及び微分信号Ｓ４の値
の信頼性が低い傾向がある。それに対して本発明では、
値が０の近傍の微分信号Ｓ４の実際の値は使用すること
なく、信頼性の高いピーク側の微分信号Ｓ４の値を用い
て、微分信号Ｓ４の値が０になる位置を求めているの
で、２次電子信号Ｓ３の値が小さい領域でもより正確に
パターンのエッジを検出することができる。

【００２４】また、第５のエッジ検出方法によれば、２
次電子信号Ｓ３のピーク値及びボトム値ＴＢに対して２
つの閾値ＴＨ１及びＴＬ１が定められ、これら２つの閾
値の間の２次電子信号Ｓ３の複数のサンプル点が例えば
曲線Ｃ５で表されるような多項式で近似される。そし
て、この多項式の値がそのボトム値ＴＢと合致する位置
Ｘ７がエッジの位置とみなされる。この場合も、２次電
子信号Ｓ３の値が小さくＳＮ比が小さい領域の２次電子
信号Ｓ３の値があまり使用されないので、より正確にパ
ターンのエッジを検出することができる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明によるエッジ検出方法の実施例
につき図１〜図５を参照して説明する。これらの実施例
は、図６の荷電ビーム測長装置で被測定パターンの線幅
を測定する際のエッジの検出工程に本発明を適用したも
のである。また、以下の図１〜図５の２次電子信号Ｓ３
は、図６の信号処理回路１９に供給されるデジタル化さ
れた２次電子信号Ｓ３の左側のエッジ部に対応するデー
タをエッジ検出方向であるＸ方向の位置（Ｘ座標）に対
してプロットしたものである。

【００２６】［第１実施例］図１を参照して第１実施例
のエッジ検出方法を説明する。図１に示すように、先ず
サンプルされた２次電子信号Ｓ３の中からパターンの左
側のエッジ部に対応するスロープ部の範囲Ｒ１を求め、
この領域Ｒ１で最小値Ｓ_min をとるサンプル点３４を特
定する。次に、サンプル点３４付近の領域Ｒ２の複数個
の２次電子信号Ｓ３のサンプルデータを位置Ｘに関する
多項式で、例えば最小自乗法により近似する。図１の例
では領域Ｒ２は、サンプル点３４を中心として３個のサ
ンプルデータを含む領域である。

【００２７】また、多項式としては、１次式、２次式、
３次式等が考えられるが、図１の例では２次式を用いて
いる。領域Ｒ２の３個のサンプルデータを位置Ｘに関す
る２次式で近似した結果、曲線Ｃ１で表される２次式が
得られる。本実施例では、その曲線Ｃ１が領域Ｒ２内で
極小値ＳＮをとる点３５のＸ軸座標であるＸ３をパター
ンの左側のエッジ位置とみなす。この場合には、従来の
エッジ検出方法よりもエッジ位置が外側になり易く、２
次電子信号Ｓ３が小さい部分でもより正確にパターンの
エッジを検出することができる。

【００２８】［第２実施例］図２を参照して第２実施例
のエッジ検出方法を説明する。本例では、図２（ａ）の
デジタル化された２次電子信号Ｓ３より、図２（ｂ）に
示す平滑化された微分信号Ｓ４を生成する。平滑化され
た微分信号Ｓ４とは、単に微分（デジタル処理では「差
分」に相当する）を行うのではなく、２次電子信号Ｓ３
に平滑化処理と微分処理とを施して得られる信号であ
る。一例として、２次電子信号Ｓ３の一連のサプルデー
タをｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４，ｆ５として、サンプルデ
ータｆ３に対応する平滑化された微分信号Ｓ４をｆ３′
とすると、係数Ｋを用いてｆ３′は次のように表され
る。ｆ３′＝Ｋ（２・ｆ５＋ｆ４−ｆ２−２・ｆ１）

【００２９】次に、平滑化された微分信号Ｓ４（以下、
単に「微分信号Ｓ４」ともいう）のパターンのエッジに
対応する領域Ｒ３を求め、この領域Ｒ３の左端部の周辺
の領域Ｒ４で値が最も０に近いサンプル点３６を求め
る。領域Ｒ３は、値が０を超える直前のサンプル点から
値が０以下となった直後のサンプル点までの領域であ
る。また、領域Ｒ４では微分信号Ｓ４の値が負から正へ
変化する。

【００３０】その後、その値が最も０に近いサンプル点
３６を中心とする３個のサンプル点を多項式で近似し
て、曲線Ｃ２を得る。曲線Ｃ２は例えば位置Ｘに関する
２次曲線である。本実施例では、その曲線Ｃ２の値が０
になる点３７のＸ軸座標であるＸ４をエッジの位置とみ
なす。微分信号Ｓ４が負から正へ変化する過程で０にな
る位置は、ほぼ２次電子信号Ｓ３が極小値をとる位置に
等しい。従って、本例の方法でもエッジ位置を正確に検
出することができる。なお、平滑化された微分信号Ｓ４
ではなく、単純な微分信号を用いて２次電子信号Ｓ３の
極小値を特定するようにしてもよい。

【００３１】［第３実施例］図３を参照して第３実施例
のエッジ検出方法を説明する。本例でも、図３（ａ）の
デジタル化された２次電子信号Ｓ３より、図３（ｂ）に
示す平滑化された微分信号Ｓ４を生成する。そして、微
分信号Ｓ４の内のパターンのエッジに対応する領域Ｒ３
を求め、この領域Ｒ３の左端部の周辺の領域Ｒ４で値が
最も０に近いサンプル点３６を求める。次に、その微分
信号Ｓ４のサンプル点３６に対応する図３（ａ）の２次
電子信号Ｓ３のサンプル点を中心として例えば５個のサ
ンプル点を含む領域Ｒ５を設定し、この領域Ｒ５におい
て、２次電子信号Ｓ３又はこの２次電子信号Ｓ３を平滑
化した信号が最小値をとるサンプル点３８を求める。

【００３２】そして、図３（ａ）のサンプル点３８を中
心として３個のサンプル点を含む領域Ｒ６において、位
置Ｘに関する多項式の近似を行うことによりそれら３個
のサンプル点を近似する曲線Ｃ３を得る。本例では、こ
の曲線Ｃ３が極小値ＳＮをとる点３９のＸ軸座標である
Ｘ５をエッジの位置とみなす。この場合、最終的に２次
電子信号Ｓ３を近似する多項式が極小値をとる位置をエ
ッジとみなす点では第１実施例と同様である。しかしな
がら、本例では更に図３（ａ）の値が最小のサンプル点
３８を捜す段階で、微分信号Ｓ４が負から正へ変化する
過程で最も０に近いサンプル点３６を中心とする領域Ｒ
５をサーチ範囲としている。従って、２次電子信号Ｓ３
の中からエッジの前後のサンプル点３８等のボトム点を
正確に検出することができる。

【００３３】［第４実施例］図４を参照して第４実施例
のエッジ検出方法を説明する。本例でも、図４（ａ）の
デジタル化された２次電子信号Ｓ３より、図４（ｂ）に
示す平滑化された微分信号Ｓ４を生成する。その後、微
分信号Ｓ４の内のパターンのエッジに対応する領域Ｒ３
を求め、この領域Ｒ３の左半分の領域、即ち２次電子信
号Ｓ３の値が最小のボトム点に近い領域において閾値Ｔ
Ｌ及びＴＨ（ＴＬ＜ＴＨ）を設定する。閾値ＴＬは０よ
り大きい値であり、閾値ＴＨは微分信号Ｓ４の最大値よ
りも小さい値である。

【００３４】次に、図４（ｂ）の領域Ｒ３の左半分の領
域内において、閾値ＴＬと閾値ＴＨとの間に収まる領域
Ｒ７内の複数のサンプル点を多項式で近似して、サンプ
ル点を近似する曲線Ｃ４を得る。図４（ｂ）のように領
域Ｒ７内のサンプル点が２個の場合には、多項式として
は位置Ｘの１次式でもよく、１次式の場合には曲線Ｃ４
は直線となる。そして、その曲線Ｃ４が０になる点４１
のＸ軸座標であるＸ６をエッジ位置とみなす。

【００３５】一般に２次電子信号Ｓ３の値が小さい領域
では信号のＳＮ比が小さく、測定結果の信頼性が低い傾
向がある。また、２次電子信号Ｓ３の値が小さい領域と
は、微分信号Ｓ４が負から正へ変化する過程で０になる
領域の周辺の領域である。そこで、本例では微分信号Ｓ
４が０になる領域の周辺のサンプルデータは使用するこ
となく、閾値ＴＬとＴＨとの間のサンプルデータから微
分信号Ｓ４が０になる位置を推定するようにしている。
従って、より正確にエッジ位置を求めることができる。

【００３６】［第５実施例］図５を参照して第５実施例
のエッジ検出方法につき説明する。図５に示すように、
先ずサンプルされた２次電子信号Ｓ３の中からパターン
の左側のエッジ部に対応する値が最小値ＴＢのボトム点
４２と値が最大値のトップ点４３との間のスロープ部の
範囲Ｒ１を求める。次に、この領域Ｒ１で２つの閾値Ｔ
Ｌ１及びＴＨ１（ＴＨ１＞ＴＬ１）を設定する。閾値Ｔ
Ｌ１は２次電子信号Ｓ３の最小値よりも大きく、閾値Ｔ
Ｈ１は２次電子信号Ｓ３の最大値よりも小さくなるよう
にする。そして、閾値ＴＬ１とＴＨ１との間に収まる領
域Ｒ８内の複数のサンプル点を多項式で近似して曲線Ｃ
５を得る。曲線Ｃ５は直線でもよい。

【００３７】そして、曲線Ｃ５が最小値ＴＢと一致する
点４４のＸ軸座標であるＸ７をエッジ位置とみなす。本
例でも、２次電子信号Ｓ３の内の値が小さく信頼性の低
い領域のデータはあまり使用されていないので、より正
確にエッジ位置を検出することができる。なお、２次電
子信号Ｓ３そのものを使用する代わりに、２次電子信号
Ｓ３を平滑化した信号を用いてもよい。

【００３８】なお、本発明は上述実施例に限定されず本
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得るこ
とは勿論である。

【００３９】

【発明の効果】本発明の第１〜第３のエッジ検出方法に
よれば、実質的に２次電子信号が極小値をとる位置をエ
ッジ位置とみなしているので、従来の検出方法よりもエ
ッジ位置が外側になり易い。従って、試料上のパターン
が薄く２次電子信号が少ない部分でもより正確にエッジ
を検出できる利点がある。

【００４０】また、本発明の第４及び第５のエッジ検出
方法によれば、２次電子信号又はその微分信号の内のＳ
Ｎ比が小さく信頼性が低い傾向のある部分のデータがほ
とんど使用されない。従って、２次電子信号が少ない部
分でもより正確にエッジを検出できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるエッジ検出方法の第１実施例の説
明に供する２次電子信号Ｓ３の波形図である。

【図２】本発明の第２実施例の説明に供する２次電子信
号Ｓ３及び微分信号Ｓ４の波形図である。

【図３】本発明の第３実施例の説明に供する２次電子信
号Ｓ３及び微分信号Ｓ４の波形図である。

【図４】本発明の第４実施例の説明に供する２次電子信
号Ｓ３及び微分信号Ｓ４の波形図である。

【図５】本発明の第５実施例の説明に供する２次電子信
号Ｓ３の波形図である。

【図６】従来のエッジ検出方法が使用される荷電ビーム
測長装置の構成を示すブロック図である。

【図７】被測定パターンの例を示す断面図である。

【図８】従来のエッジ検出方法の説明に供する２次電子
信号Ｓ３の波形図である。

【図９】従来の他のエッジ検出方法の説明に供する２次
電子信号Ｓ３の波形図である。

【符号の説明】

１荷電ビーム銃４試料１９信号処理回路２０２次電子検出器２３，３３被測定パターンＳ３２次電子信号Ｓ４平滑化された微分信号Ｃ１〜Ｃ５近似多項式を表す曲線Ｘ３〜Ｘ７エッジ位置とみなされたＸ座標

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】荷電粒子線を試料上で走査し、発生する
２次電子信号を用いて試料上のパターンのエッジを検出
する方法において、前記試料から発生する２次電子信号が極小値をとる位置
をエッジとみなす事を特徴とするエッジ検出方法。
【請求項２】荷電粒子線を試料上で走査し、発生する
２次電子信号を用いて試料上のパターンのエッジを検出
する方法において、前記試料から発生する２次電子信号の微分信号の値が負
から正へ変化する区間内で且つ前記微分信号の値が零と
なる位置をエッジとみなす事を特徴とするエッジ検出方
法。
【請求項３】荷電粒子線を試料上で走査し、発生する
２次電子信号を用いて試料上のパターンのエッジを検出
する方法において、前記試料から発生する２次電子信号
の微分信号の値が負から正へ変化する区間内で且つ前記
微分信号の値が零となる位置を含む所定範囲の領域内
で、前記試料から発生する２次電子信号が最小値をとる
位置をエッジとみなす事を特徴とするエッジ検出方法。
【請求項４】荷電粒子線を試料上で走査し、発生する
２次電子信号を用いて試料上のパターンのエッジを検出
する方法において、前記試料から発生する２次電子信号の微分信号のピーク
値に対して２つの閾値を定め、該２つの閾値の間の前記
微分信号の複数のサンプル点を位置に関する多項式で近
似し、該近似された多項式の値が零になる位置をエッジ
とみなす事を特徴とするエッジ検出方法。
【請求項５】荷電粒子線を試料上で走査し、発生する
２次電子信号を用いて試料上のパターンのエッジを検出
する方法において、前記試料から発生する２次電子信号のピーク値及びボト
ム値に対して２つの閾値を定め、該２つの閾値の間の前
記２次電子信号の複数のサンプル点を位置に関する多項
式で近似し、該近似された多項式の値が前記ボトム値と
合致する位置をエッジとみなす事を特徴とするエッジ検
出方法。