JPH0690017B2 - 荷電粒子線測長方法 - Google Patents
荷電粒子線測長方法Info
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- JPH0690017B2 JPH0690017B2 JP1011557A JP1155789A JPH0690017B2 JP H0690017 B2 JPH0690017 B2 JP H0690017B2 JP 1011557 A JP1011557 A JP 1011557A JP 1155789 A JP1155789 A JP 1155789A JP H0690017 B2 JPH0690017 B2 JP H0690017B2
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- pattern
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- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は測長機が異なっても、又、同じ測長機でも測定
条件が異なっても正確な測長が可能な荷電粒子線測長方
法に関する。
条件が異なっても正確な測長が可能な荷電粒子線測長方
法に関する。
［従来の技術］ 最近、パターンが高密度化するにつれ、電子ビームによ
るパターン測長が益々重要視されている。
るパターン測長が益々重要視されている。
電子ビームによる測長は、材料上に形成されたパターン
Ｐ上を該パターンの長手辺を垂直に横切る様に絞られた
電子ビームで走査し（第３図（ａ））、該走査により発
生した二次電子（又は反射電子）による信号波形（第３
図（ｂ））の所定スレショレベルＳ間の長さＬを求め、
これをパターンＰの寸法とするものである。
Ｐ上を該パターンの長手辺を垂直に横切る様に絞られた
電子ビームで走査し（第３図（ａ））、該走査により発
生した二次電子（又は反射電子）による信号波形（第３
図（ｂ））の所定スレショレベルＳ間の長さＬを求め、
これをパターンＰの寸法とするものである。
さて、この様な電子ビーム測長において、実際のパター
ン測長に入る前に測長機の寸法較正を行なわねばならな
い。即ち、実際に、例えば、Ｌの寸法のパターンを電子
ビーム測長機で測長した時にＬの寸法が測定される様に
測長機の寸法較正を行なうのである。従来においては、
この様な寸法較正は次の様に行われている。
ン測長に入る前に測長機の寸法較正を行なわねばならな
い。即ち、実際に、例えば、Ｌの寸法のパターンを電子
ビーム測長機で測長した時にＬの寸法が測定される様に
測長機の寸法較正を行なうのである。従来においては、
この様な寸法較正は次の様に行われている。
該寸法較正には、材料上の特定箇所（例えば、エッジ
部）に形成されたライン＆スペースパターンと呼ばれる
較正用パターンを使用する。該ライン＆スペースパター
ンは、第４図（ａ）に示す様に、二つのパターンPa,Pb
が一定スペース隔てて平行に形成されたもので、各パタ
ーンの寸法及スペースの長さは既知である。この様なラ
イン＆スペースパターン上を電子ビームで走査し（この
時の走査距離をＨとする）、上記した様に、該走査によ
り発生した二次電子（又は反射電子）による信号波形
（第４図（ｂ））を所定スレショレベルＳで切った時の
パターンエッジＡとＣに対応した箇所間の長さPT1と,B
とＤに対応した箇所間の長さPT2を測定する。これらPT1
とPT2をピッチ寸法と称している。そして、これらのピ
ッチ寸法PT1,PT2の平均が、基準ピッチ寸法PT0と等しく
なる様に、走査距離Ｈを補正する。即ち、走査距離Ｈに
対応した偏向信号を電子ビーム測長機の偏向系に与えた
時に、ピッチ寸法PT1,PT2の平均が、基準ピッチ寸法PT0
と等しくなる様な走査距離Ｘに補正される様に該偏向系
のゲインをコントロールする。
部）に形成されたライン＆スペースパターンと呼ばれる
較正用パターンを使用する。該ライン＆スペースパター
ンは、第４図（ａ）に示す様に、二つのパターンPa,Pb
が一定スペース隔てて平行に形成されたもので、各パタ
ーンの寸法及スペースの長さは既知である。この様なラ
イン＆スペースパターン上を電子ビームで走査し（この
時の走査距離をＨとする）、上記した様に、該走査によ
り発生した二次電子（又は反射電子）による信号波形
（第４図（ｂ））を所定スレショレベルＳで切った時の
パターンエッジＡとＣに対応した箇所間の長さPT1と,B
とＤに対応した箇所間の長さPT2を測定する。これらPT1
とPT2をピッチ寸法と称している。そして、これらのピ
ッチ寸法PT1,PT2の平均が、基準ピッチ寸法PT0と等しく
なる様に、走査距離Ｈを補正する。即ち、走査距離Ｈに
対応した偏向信号を電子ビーム測長機の偏向系に与えた
時に、ピッチ寸法PT1,PT2の平均が、基準ピッチ寸法PT0
と等しくなる様な走査距離Ｘに補正される様に該偏向系
のゲインをコントロールする。
即ち、 X:H＝PT0:（PT1＋PT2）/2から、 Ｘ＝2PT0H/（PT1＋PT2） となり、Ｘが較正後の走査距離、2PT0/（PT1＋PT2）が
補正係数となる。
補正係数となる。
尚、ライン＆スペースパターンとして、二つのパターン
寸法（AB,CD）が等しいものを使用すれば、基準ピッチ
寸法PT0はAC若しくはBDと等しく、異なったものを使用
すれば、（AC＋BD）/2と等しくなる。
寸法（AB,CD）が等しいものを使用すれば、基準ピッチ
寸法PT0はAC若しくはBDと等しく、異なったものを使用
すれば、（AC＋BD）/2と等しくなる。
［発明が解決しようとする課題］ 所で、この様にして寸法較正しても、異なった電子ビー
ム測長機で同じ寸法のパターンを測定しても異なった寸
法が測定されたり、同じ電子ビーム測長機でもビーム径
が変化したり、較正用のライン＆スペースパターンを別
のを使用すると、同じ寸法のパターンを測定しても異な
った寸法が測定される現象が起きる。
ム測長機で同じ寸法のパターンを測定しても異なった寸
法が測定されたり、同じ電子ビーム測長機でもビーム径
が変化したり、較正用のライン＆スペースパターンを別
のを使用すると、同じ寸法のパターンを測定しても異な
った寸法が測定される現象が起きる。
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。
ある。
上記問題が発生する原因を追及する事により、次の事が
分かった。
分かった。
上記した様に、従来においては較正用ライン＆スペース
パターン上を電子ビームで走査する事により測定したピ
ッチ寸法PT1,PT2の平均が、基準ピッチ寸法PT0と等しく
なる様な走査距離Ｘに補正される様に該偏向系のゲイン
をコントロールしているが、これは測定したピッチ寸法
PT1,PT2が異なった測長機においても同じであり、同じ
測長機でもビーム径が変化しても、別の較正用ライン＆
スペースパターンを使用しても変化しない事を利用して
いるからである。しかし、装置が異なったり、ビーム径
が変化したり、装置の状態や使用条件を変えると、較正
用ライン＆スペースパターンから得られる二次電子（若
しくは反射電子）による信号波形が多少変化し、ピッチ
寸法PT1,PT2は変化しないが、ライン寸法（較正用パタ
ーンの幅寸法）が異なってしまう。例えば、電子ビーム
のスポットサイズが少し大きくなると、第４図（ｃ）に
示す様に、ピッチ寸法PT1,PT2は変化しないが、ライン
寸法は第４図（ｂ）に示すL1,L2からL1′,L2′と変化し
てしまう。その為に、予め寸法較正しても、従来の較正
方法では、異なった電子ビーム測長機で同じ寸法のパタ
ーンを測定しても異なった寸法が測定されたり、同じ電
子ビーム測長機でもビーム径が変化したり、較正用のラ
イン＆スペースパターンを別のを使用すると、同じ寸法
のパターンを測定しても異なった寸法が測定される現象
が起きるのである。
パターン上を電子ビームで走査する事により測定したピ
ッチ寸法PT1,PT2の平均が、基準ピッチ寸法PT0と等しく
なる様な走査距離Ｘに補正される様に該偏向系のゲイン
をコントロールしているが、これは測定したピッチ寸法
PT1,PT2が異なった測長機においても同じであり、同じ
測長機でもビーム径が変化しても、別の較正用ライン＆
スペースパターンを使用しても変化しない事を利用して
いるからである。しかし、装置が異なったり、ビーム径
が変化したり、装置の状態や使用条件を変えると、較正
用ライン＆スペースパターンから得られる二次電子（若
しくは反射電子）による信号波形が多少変化し、ピッチ
寸法PT1,PT2は変化しないが、ライン寸法（較正用パタ
ーンの幅寸法）が異なってしまう。例えば、電子ビーム
のスポットサイズが少し大きくなると、第４図（ｃ）に
示す様に、ピッチ寸法PT1,PT2は変化しないが、ライン
寸法は第４図（ｂ）に示すL1,L2からL1′,L2′と変化し
てしまう。その為に、予め寸法較正しても、従来の較正
方法では、異なった電子ビーム測長機で同じ寸法のパタ
ーンを測定しても異なった寸法が測定されたり、同じ電
子ビーム測長機でもビーム径が変化したり、較正用のラ
イン＆スペースパターンを別のを使用すると、同じ寸法
のパターンを測定しても異なった寸法が測定される現象
が起きるのである。
［課題を解決するための手段］ そこで、本発明では、材料上に形成されたパターン上を
該パターンの長手辺を垂直に横切る様に絞られた荷電粒
子ビームで走査し、該走査により発生した二次電子等の
荷電粒子による信号に基いてパターンの寸法を測定する
荷電粒子ビーム測長方法において、パターン寸法測定に
入る前に、少なくとも一定スペースを隔てた二つの平行
なパターンから成る寸法較正用のライン＆スペースパタ
ーン上を荷電粒子ビームで走査し、該走査により発生し
た二次電子等の荷電粒子による信号から二つのピッチ寸
法、少くとも一つのライン寸法を測定し、前者の平均寸
法値が基準ピッチ寸法となる様なピッチ補正係数と、後
者の寸法値が基準ライン寸法となる様なライン補正係数
を求め、何れかの一方の補正係数で荷電粒子ビーム測長
機の偏向系のゲインをコントロールし、何れかの他方の
補正係数で実際のパターン測長時に測定されたパターン
寸法データを補正する様にした。
該パターンの長手辺を垂直に横切る様に絞られた荷電粒
子ビームで走査し、該走査により発生した二次電子等の
荷電粒子による信号に基いてパターンの寸法を測定する
荷電粒子ビーム測長方法において、パターン寸法測定に
入る前に、少なくとも一定スペースを隔てた二つの平行
なパターンから成る寸法較正用のライン＆スペースパタ
ーン上を荷電粒子ビームで走査し、該走査により発生し
た二次電子等の荷電粒子による信号から二つのピッチ寸
法、少くとも一つのライン寸法を測定し、前者の平均寸
法値が基準ピッチ寸法となる様なピッチ補正係数と、後
者の寸法値が基準ライン寸法となる様なライン補正係数
を求め、何れかの一方の補正係数で荷電粒子ビーム測長
機の偏向系のゲインをコントロールし、何れかの他方の
補正係数で実際のパターン測長時に測定されたパターン
寸法データを補正する様にした。
［実施例］ 第１図は本発明を実施した一装置例として示した電子ビ
ーム測長装置の概略図である。
ーム測長装置の概略図である。
図中、１は電子銃、２は集束レンズ、3X,3YはX,Y偏向
器、４は対物レンズ、５は材料、６は検出器、７はアン
プ、８は制御装置、９は走査信号発生回路、10X,10Yは
アンプである。
器、４は対物レンズ、５は材料、６は検出器、７はアン
プ、８は制御装置、９は走査信号発生回路、10X,10Yは
アンプである。
先ず、実際のパターン寸法測定に入る前に、材料５上の
特定箇所に形成された上記第４図（ａ）に示す如きライ
ン＆スペースパターンを電子ビームで走査する。該走査
は、制御装置８からの指令により作動する走査信号発生
回路９からの走査信号がアンプ10X,10Yを介してX,Y偏向
器3X,3Yに送られる事により走査距離Ｈで行われる。該
走査により材料５から発生した二次電子（若しくは反射
電子）は検出器６で検出される。該検出器の出力はアン
プ７を介して上記制御装置８に送られる。該制御装置
は、材料からの二次電子（若しくは反射電子）に基づく
信号の波形（第２図）を所定スレショレベルＳで切った
時のパターンエッジＡとＣに対応した箇所間の長さPT1,
BとＤに対応した箇所間の長さPT2、及び、パターンエッ
ジＡとＢに対応した箇所間の長さL10,CとＤに対応した
箇所間の長さL20を夫々測定する。前者の二つはピッチ
寸法、後者の二つはライン寸法である。そして、前者の
平均寸法（PT1＋PT2）/2と基準ピッチ寸法L0とからピッ
チ補正係数2L0/（PT1＋PT2）、後者の平均（L10＋L20）
/2と基準ライン寸法寸法L0とからライン補正係数2L0/
（L10＋L20）を求める。尚、ライン＆スペースパターン
として、二つのパターン寸法（AB,CD）が等しいものを
使用すれば、基準ライン寸法L0はAB若しくはCDと等し
く、異なったものを使用すれば、（AB＋CD）/2と等しく
なる。
特定箇所に形成された上記第４図（ａ）に示す如きライ
ン＆スペースパターンを電子ビームで走査する。該走査
は、制御装置８からの指令により作動する走査信号発生
回路９からの走査信号がアンプ10X,10Yを介してX,Y偏向
器3X,3Yに送られる事により走査距離Ｈで行われる。該
走査により材料５から発生した二次電子（若しくは反射
電子）は検出器６で検出される。該検出器の出力はアン
プ７を介して上記制御装置８に送られる。該制御装置
は、材料からの二次電子（若しくは反射電子）に基づく
信号の波形（第２図）を所定スレショレベルＳで切った
時のパターンエッジＡとＣに対応した箇所間の長さPT1,
BとＤに対応した箇所間の長さPT2、及び、パターンエッ
ジＡとＢに対応した箇所間の長さL10,CとＤに対応した
箇所間の長さL20を夫々測定する。前者の二つはピッチ
寸法、後者の二つはライン寸法である。そして、前者の
平均寸法（PT1＋PT2）/2と基準ピッチ寸法L0とからピッ
チ補正係数2L0/（PT1＋PT2）、後者の平均（L10＋L20）
/2と基準ライン寸法寸法L0とからライン補正係数2L0/
（L10＋L20）を求める。尚、ライン＆スペースパターン
として、二つのパターン寸法（AB,CD）が等しいものを
使用すれば、基準ライン寸法L0はAB若しくはCDと等し
く、異なったものを使用すれば、（AB＋CD）/2と等しく
なる。
そして、制御装置８は、走査距離Ｓに対応した偏向信号
を電子ビーム測長機の偏向器3X,3Yに与えた時に、ピッ
チ寸法PT1,PT2の平均が、基準ピッチ寸法PT0と等しくな
る様な走査距離に補正される様に上記求めたピッチ補正
係数により偏向器3X,3Yのアンプ10X,10Yのゲインをコン
トロールする。
を電子ビーム測長機の偏向器3X,3Yに与えた時に、ピッ
チ寸法PT1,PT2の平均が、基準ピッチ寸法PT0と等しくな
る様な走査距離に補正される様に上記求めたピッチ補正
係数により偏向器3X,3Yのアンプ10X,10Yのゲインをコン
トロールする。
更に、制御装置８は、ライン補正係数を内部のパターン
寸法演算回路内の演算係数として持ち、実際のパターン
測長時に測定されたパターン寸法データを該ライン補正
係数により補正する。
寸法演算回路内の演算係数として持ち、実際のパターン
測長時に測定されたパターン寸法データを該ライン補正
係数により補正する。
この様に、ピッチ寸法較正とライン寸法補正を施せば、
実際のパターン測長においては、常に正確な測長が再現
性良く行われる。
実際のパターン測長においては、常に正確な測長が再現
性良く行われる。
この際、後者のライン補正係数で偏向器のアンプゲイン
を補正し、前者のピッチ補正係数で実際のパターン測長
時に測定されたパターン寸法データを補正する様にして
も良い。
を補正し、前者のピッチ補正係数で実際のパターン測長
時に測定されたパターン寸法データを補正する様にして
も良い。
尚、装置毎にライン補正係数が異なり、又同一装置でも
検出器を交換したり、加速電圧値やビーム電流値等の測
定条件が変わると、ライン補正係数が異なるので、予め
装置毎の各測定条件でのライン補正係数を実験等で求め
ておき、テーブル化しておけば、測長機の種類及びその
測長機の測定条件に応じてライン補正係数が自動的に選
択され、操作上で便利である。
検出器を交換したり、加速電圧値やビーム電流値等の測
定条件が変わると、ライン補正係数が異なるので、予め
装置毎の各測定条件でのライン補正係数を実験等で求め
ておき、テーブル化しておけば、測長機の種類及びその
測長機の測定条件に応じてライン補正係数が自動的に選
択され、操作上で便利である。
又、本実施例では電子ビームによる測長に就いて説明し
たが、他の荷電粒子（例えば、イオンビーム）による測
長にも応用可能である。
たが、他の荷電粒子（例えば、イオンビーム）による測
長にも応用可能である。
更に、前記実施例では二つのライン寸法を求め平均する
様にしたが、一つのライン寸法を求め、それが基準ライ
ン寸法になる様にコントロールしてもよい。
様にしたが、一つのライン寸法を求め、それが基準ライ
ン寸法になる様にコントロールしてもよい。
［発明の効果］ 本発明では、ピッチ寸法較正とライン寸法補正により寸
法較正を行なっているので、異なった荷電粒子ビーム測
長機で同じ寸法のパターンを測定しても、同じ電子ビー
ム測長機でもビーム径が変化したり、較正用のライン＆
スペースパターンを別のを使用しても、同じ寸法のパタ
ーンを測定して異なった寸法が測定される様な現象が発
生せず、再現性良くパターン寸法が測定される。
法較正を行なっているので、異なった荷電粒子ビーム測
長機で同じ寸法のパターンを測定しても、同じ電子ビー
ム測長機でもビーム径が変化したり、較正用のライン＆
スペースパターンを別のを使用しても、同じ寸法のパタ
ーンを測定して異なった寸法が測定される様な現象が発
生せず、再現性良くパターン寸法が測定される。
第１図は本発明を実施した一装置例として示した電子ビ
ーム測長装置の概略図、第２図は本発明の動作の説明を
補足する為のもの、第３図はパターン寸法の説明を補足
する為に用いた図、第４図は従来の寸法較正の説明を補
足する為のものである。 1:電子銃、2:集束レンズ、3X,3Y:X,Y偏向器、4:対物レ
ンズ、5:材料、6:検出器、7:アンプ、8:制御装置、9:走
査信号発生回路、10X,10Y:アンプ
ーム測長装置の概略図、第２図は本発明の動作の説明を
補足する為のもの、第３図はパターン寸法の説明を補足
する為に用いた図、第４図は従来の寸法較正の説明を補
足する為のものである。 1:電子銃、2:集束レンズ、3X,3Y:X,Y偏向器、4:対物レ
ンズ、5:材料、6:検出器、7:アンプ、8:制御装置、9:走
査信号発生回路、10X,10Y:アンプ
Claims (1)
- 【請求項１】材料上に形成されたパターン上を該パター
ンの長手辺を垂直に横切る様に絞られた荷電粒子ビーム
で走査し、該走査により発生した二次電子等の荷電粒子
による信号に基いてパターンの寸法を測定する荷電粒子
ビーム測長方法において、パターン寸法測定に入る前
に、少なくとも一定スペースを隔てた二つの平行なパタ
ーンから成る寸法較正用のライン＆スペースパターン上
を荷電粒子ビームで走査し、該走査により発生した二次
電子等の荷電粒子による信号から二つのピッチ寸法、少
くとも一つのライン寸法を測定し、前者の平均寸法値が
基準ピッチ寸法となる様なピッチ補正係数と、後者の寸
法値が基準ライン寸法となる様なライン補正係数を求
め、何れか一方の補正係数で荷電粒子ビーム測長機の偏
向系のゲインをコントロールし、何れか他方の補正係数
で実際のパターン測長時に測定されたパターン寸法デー
タを補正する様にした荷電粒子線測長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1011557A JPH0690017B2 (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | 荷電粒子線測長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1011557A JPH0690017B2 (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | 荷電粒子線測長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02190708A JPH02190708A (ja) | 1990-07-26 |
| JPH0690017B2 true JPH0690017B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=11781243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1011557A Expired - Fee Related JPH0690017B2 (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | 荷電粒子線測長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0690017B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6384408B1 (en) * | 1999-08-11 | 2002-05-07 | Kla-Tencor Corporation | Calibration of a scanning electron microscope |
| JP3944373B2 (ja) | 2001-10-12 | 2007-07-11 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 試料の測長方法、及び走査顕微鏡 |
| JP4286657B2 (ja) | 2003-12-26 | 2009-07-01 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 走査電子顕微鏡を用いたライン・アンド・スペースパターンの測定方法 |
| JP4262125B2 (ja) * | 2004-03-26 | 2009-05-13 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | パターン測定方法 |
-
1989
- 1989-01-20 JP JP1011557A patent/JPH0690017B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02190708A (ja) | 1990-07-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |