JPH0727549A - 測長機能を備えた走査電子顕微鏡 - Google Patents

測長機能を備えた走査電子顕微鏡

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JPH0727549A
JPH0727549A JP5175888A JP17588893A JPH0727549A JP H0727549 A JPH0727549 A JP H0727549A JP 5175888 A JP5175888 A JP 5175888A JP 17588893 A JP17588893 A JP 17588893A JP H0727549 A JPH0727549 A JP H0727549A
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秀男 戸所
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貞夫 寺門
Katsuhiro Kuroda
勝広 黒田
Takeshi Ninomiya
健 二宮
Tokuo Kure
得男 久禮
Fumio Mizuno
文夫 水野
Satoru Yamada
悟 山田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子ビ−ムが直接照射されない部分の測長を
も可能にした測長機能を備えた走査電子顕微鏡を提供す
る。 【構成】 収束された電子ビームを試料上で走査して得
られる走査像の上で測長開始点および終点間の寸法測定
を行う測長機能を備えた走査電子顕微鏡において、試料
の一部分を透過し、電子ビームに対して露出しない部分
にまで到達し得るエネルギを有する電子ビームを照射
し、電子ビームの照射部分から二次的に発生する信号に
基づいて得られる走査像を対象に寸法測定を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、測長機能を備えた走査
電子顕微鏡に係り、特に、電子ビ−ムを直接照射できな
いためにこれまでは測長することが困難であった、逆テ
ーパー状のコンタクトホール底部の径や基板内に埋設さ
れたパターンの寸法をも測長できるようにした測長機能
を備えた走査電子顕微鏡に関する。
【0002】
【従来の技術】走査電子顕微鏡では、電子線を試料上で
走査して二次的に得られる信号(二次電子および反射電
子)を検出し、この二次信号を電子線の走査と同期して
走査されるブラウン管の輝度変調入力とすることで走査
像(SEM像)を得ている。一般の走査電子顕微鏡で
は、負電位を印加した電子源と接地電位にある陽極との
間で電子源から放出された電子を加速し、接地電位にあ
る試料に照射している。
【0003】近年、半導体デバイスの製造過程や検査過
程におけるコンタクトホール径やパターン幅のサブミク
ロンオーダーでの寸法計測に走査電子顕微鏡が多用され
るようになってきた。半導体デバイス用試料は、一般に
AlやSiなどの導体部の上にSiO2 やSiNなどの
電気絶縁物を積層して構成される。このような半導体デ
バイス用試料に電子線を照射すると、電気絶縁物表面が
負に帯電(チャージアップ)し、放出される二次電子の
軌道が変化したり、一次電子線そのものの軌道が変化し
たりするため、走査像に異常コントラストやひどい歪を
生じる場合がある。
【0004】このようなチャージアップに起因した像障
害は、コンタクトホールの観察やラインアンドスペース
の測長に重大な支障をきたす。そこで、寸法計測に実用
されている走査形電子顕微鏡は、照射する電子の量と二
次電子の量がほぼ等しくなるように(すなわち電荷の出
入りをバランスさせて帯電現象を防止する)一次電子線
のエネルギーを1KeV以下とした、いわゆる低加速S
EMであった。図25は、このような低加速SEMを用
いてレジストの穴を観察(15°傾斜)した際に得られ
る走査像である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような低加速SE
Mでは、電子ビ−ムが直接照射されている試料部分のみ
が走査像として観察でき、陰の部分は観察することがで
きなかったので、計測も行うことができなかった。
【0006】例えば、従来の低加速SEMでも、図21
(a) に示すように、開口部の径Aより底部の径Bの方が
小さい順テ−パ状のコンタクトホールであれば、上方か
ら低加速の電子線を照射して観察することで、同図(b)
に示したように、各径の綾線を二重のリングとして観察
できたので、当該走査像から各径の寸法を計測すること
が可能であった。ところが、図22(a) に示すように、
開口部の径Aより底部の径Bの方が大きい逆テ−パ状の
コンタクトホールでは、同図(b) に示したように開口部
しか観察できないので底面の径Bを計測することはでき
なかった。
【0007】また、図23(a) のように、基板1表面の
配線74と基板1内部に埋設された配線75との相互間
の寸法を計測しようとしても、同図(b) に示したよう
に、低加速SEMでは表面の配線74しか観察できなか
ったため、配線相互間の寸法計測は不可能であった。
【0008】このように、従来の走査電子顕微鏡による
測長では、電子ビ−ムが直接照射される部分の測長しか
行えず、試料表面に露出するが電子ビームの照射方向か
ら見込んだときに他の部分の陰になって同時には見込め
ない部分、あるいは他の部分の下方に位置して試料表面
に露出しない部分といったように、電子ビ−ムが直接照
射されない部分、換言すれば電子ビームに対して露出し
ない部分に関しては測長できないという問題があった。
【0009】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を解決し、電子ビ−ムが直接照射されない部分の測長
をも可能にした、測長機能を備えた走査電子顕微鏡を提
供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明では、観察対象の走査像に基づいて寸法
測定を行う測長機能を備えた走査電子顕微鏡において、
以下のような手段を講じた点に特徴がある。 (1) 試料の一部分を透過し、電子ビームに対して露出し
ない部分にまで到達し得る電子ビームを照射する手段
と、電子ビームの照射部分から二次的に発生する信号を
検出する手段と、二次信号に基づいて測長対象の走査像
を発生する手段と、走査像に基づいて測長開始点および
終点間の寸法測定を行う手段とを設けた。 (2) 走査像から予測される観察対象の形状に応じた立体
モデルを発生する手段と、この立体モデルを走査像と共
に表示する手段と、立体モデルの形状が走査像と合致す
るように立体モデルの形状を修正する手段と、前記形状
修正された立体モデルの寸法測定を行う手段とを設け
た。
【0011】
【作用】上記した構成(1) によれば、試料表面に露出す
るが電子ビームの照射方向から見込んだときに他の部分
の陰になって同時には見込めない部分、あるいは他の部
分の下方に位置して試料表面に露出しない部分の走査像
が得られるので、電子ビ−ムが直接照射されない部分の
測長も可能になる。
【0012】上記した構成(2) によれば、立体モデルの
形状が走査像と合致するように修正され、立体モデルの
形状で観察対象の形状を代表できるようになるので、立
体モデルの寸法を計測することにより、電子ビ−ムが直
接照射されない部分の測長も可能になる。
【0013】
【実施例】
[第1実施例]図1は、本発明の第1実施例である走査
電子顕微鏡の構成を示したブロック図である。本発明の
走査電子顕微鏡は、従来の走査電子顕微鏡が有する構成
を全て備えているが、ここでは、本発明の説明に必要な
構成のみを示している。
【0014】電子源から放出された高エネルギの電子ビ
ーム1(電子源、加速電極、コンデンサレンズ等の図示
は省略)は、走査制御部15によって制御される上走査
コイル2および下走査コイル3により偏向され、対物レ
ンズ4のレンズ中心を通って試料5上でラスタ走査され
る。試料5上での電子ビーム1の走査範囲は、予めキー
ボード19から入力された倍率に基づいて、CPU20
が走査制御部15の出力を適宜に設定することにより決
定される。
【0015】試料5は、X傾斜ステージ7、Y傾斜ステ
ージ8、XY移動ステージ9で構成される試料ステージ
10上に載置され、試料ステージ10はステージ制御部
11によって各方向への動作が制御される。電子ビーム
1の走査によって試料5表面から発生した二次電子12
は二次電子検出器13で検出され、ビデオアンプ14で
増幅される。増幅された二次電子信号は、電子ビーム1
と同期して走査される走査像表示装置16の輝度変調信
号として入力され、画面上に走査像30として表示され
る。
【0016】また、ビデオアンプ14で増幅された二次
電子信号はA/D変換器17でデジタルデータに変換さ
れて画像メモリ18に格納される。CPU20は、画像
メモリ18の画情報を読み出すと、公知のパターン認識
技術を利用して測長対象位置を認識し、当該位置でのエ
ッジ検出結果と前記拡大倍率とに基づいて測長を行う。
すなわち、検出されたエッジ間距離を測定する。
【0017】なお、上記した試料ステージ10は回転機
構が含まないが、回転機構を含む場合には回転角を立体
モデルに反映させるようにしても良い。このような回転
機構は、試料ステージおよび走査方向の少なくとも一方
を他方に対して相対的に回転させることにより達成され
る。
【0018】本実施例では、高エネルギの電子ビームを
用いることにより、低加速SEMでは観察できなかった
部分を観察できるようにして、これまでは測長できなか
った対象物、あるいは測長誤差が大きくなってしまう対
象物の測長をも高精度で行えるようにした。
【0019】ここで、図2を参照して高エネルギの電子
ビームによる観察方法を説明する。図示したように、基
板表面に形成された逆テ−パ状のコンタクトホールで
は、試料をどのように傾斜させても底部の輪郭全体を同
時に観察することができない。すなわち、底部の直径を
測長しようとしても、電子ビームの照射方向から見込ん
だときに測長開始点および終点の一方は常に他の部分の
陰になってこれらを同時に見込むことができないので測
長することができなかった。
【0020】ところが、高エネルギの電子ビ−ム43を
照射すると、基板1表面からは表面二次電子46が発生
し、コンタクトホールの側壁からは二次電子47が発生
し、また底面からは再入射した電子ビ−ム43により底
面二次電子48が発生する。さらに、底面で発生した反
射電子49が側壁に入射する際に側壁二次電子47が発
生し、表面を脱出する際には脱出二次電子41が発生す
る。一方、テ−パ部以外に電子ビ−ムが照射された場合
には、表面二次電子46のみが発生する。また、電子ビ
−ム43が直接に底部に照射されると、底部で反射した
反射電子が発生させる側壁二次電子47と表面二次電子
41が信号になる。
【0021】ここで、基板表面、基板底面、およびホー
ル側面のテーパ部のそれぞれから発生する信号を比較す
ると、テ−パ部から発生する信号が最も強いことから、
高エネルギの電子ビームで逆テーパ状のコンタクトホー
ルを観察すると、図3に示すように、テ−パ部が明るい
リング42となって観察される。したがって上面の径A
および底面の径Bの直接的な計測が可能になる。
【0022】図4は、前記図25に関して説明した従来
の低加速SEMでは底面の輪郭を観察できなかった試料
に本発明を適用した際に観察される走査像であり、低加
速SEMでは観察でできなかった底部の輪郭を観察でき
るようになる。
【0023】また、図6に示したように、基板表面で露
出した配線74と基板内に埋設されている配線75とを
有する試料に高エネルギの電子ビ−ム43を照射する
と、電子ビ−ム43は埋設された配線75にまで到達
し、そこで反射電子59が発生し、表面で表面二次電子
51を発生させる。したがって、表面二次電子51を検
出することにより埋設されている配線75を観察でき
る。そして、表面にある配線74は容易に観察できるこ
とから、図7に示すように、これまでは不可能であった
表面の配線74と埋設配線75相互間距離Pを計測でき
るようになる。
【0024】図5は、側面が逆テーパ状になったレジス
トパターンに高エネルギビームを照射して得られる走査
像および孤立線を横切って信号強度を測定した際に得ら
れるラインプロファイル信号を示した図である。また、
図8は、側面がテーパ状になったレジストパターンの孤
立線を横切って信号強度を測定した際に得られるライン
プロファイル信号の典型例である。このとき、上面(S
1 )と側面(S2 )とでは2次電子量が異なることか
ら、配線パターンの断面形状が、図9(a) に示したよう
な台形状、あるいは同図(b) に示したように逆台形状で
あることが既知であれば、各部の寸法を算出することが
できる。
【0025】また、本発明の発明者等の実験結果によれ
ば、図10に示したように、テ−パ角θと信号比(図8
のS2 /S1 )との関係を比較すると、逆テ−パの方が
信号比が大きいことから、図8のようなラインプロファ
イル参照するだけで配線パターンの断面形状も同時に認
識することができるようになる。
【0026】図11は、直方体のパターンを傾斜させて
観察した際に得られる走査像の一例である。高エネルギ
の電子ビ−ムを照射すると、上面、底面および各側面か
ら発生する2次電子量が異なることから、各面の境界線
を認識できるようになる。したがって、各側面部の幅と
試料ステージの傾斜角度から、配線パターンの高さを算
出することができる。
【0027】また、このときのラインプロファイル信号
を参照すると、図中右側の側面から発生する二次信号の
方が左側の側面から発生する二次信号よりも強いことか
ら、前記図10に示した実験結果から分かるように、右
側が逆テーパ部、左側が順テーパ部であることも同時に
認識することができる。
【0028】本実施例によれば、電子ビームが試料の深
部まで到達し、試料表面に露出するが電子ビームの照射
方向から見込んだときに他の部分の陰になって同時には
見込めない部分や、他の部分の下方に位置して試料表面
に露出しない部分の走査像を、試料表面に露出した部分
と同様に観察することができるので、これらの測長が可
能になる。 [第2実施例]図13は、本発明の第2実施例である走
査電子顕微鏡の構成を示したブロック図であり、前記と
同一の符号は同一または同等部分を表している。本実施
例では、走査像表示装置16に表示されたスルーホール
や配線パターンに重畳して表示されるグラフィック立体
モデルを発生する立体モデル発生部30を具備した点に
特徴がある。なお、本実施例では、電子ビームは必ずし
も高エネルギビームである必要はなく、従来の低加速S
EMに適用しても良い。
【0029】図14は、前記立体モデル発生部30の構
成を示した機能ブロック図であり、前記と同一の符号は
同一または同等部分を表している。
【0030】同図において、立体モデル記憶部301に
は、円柱、角柱、直方体等の各種の立体モデルに関する
形状データが蓄積されている。立体モデル選択部302
は、オペレータからの指示に応じた立体モデルの形状デ
ータを前記立体モデル記憶部301から選択的に読み出
す。立体モデル形成部303は、前記立体モデル選択部
302によって選択された形状データに基づいて立体モ
デルを形成する。このようにして形成された立体モデル
は、後述する姿勢制御部304および位置制御部305
による各種の規制を受けた後に走査像表示装置16に表
示される。
【0031】形状変更部307は、オペレータからの指
示に基づいて当該立体モデルの形状データを変更するこ
とにより、表示されている立体モデルの形状を変更す
る。姿勢制御部304は、試料ステージ10の状況(X
傾斜ステージ7の傾斜角、Y傾斜ステージ8の傾斜角
等)をステージ制御部11による制御状態から判断し、
立体モデル形成部303から出力された立体モデルの姿
勢が走査像の姿勢と相対的に一致するように立体モデル
の姿勢を制御する。位置制御部305は、走査像と相対
的に姿勢が一致した立体モデルの表示位置を画面上で平
行移動させる。寸法算出部306は、立体モデルの形状
と拡大倍率とに基づいて、立体モデルの各部の寸法を算
出する。
【0032】ここで、実際のパターンを観察、測長する
場合を例にして本実施例の動作を詳細に説明する。
【0033】図15は、前記図22に関して説明した逆
テーパー状のコンタクトホールを、試料ステージ10を
傾斜させて観察することによって得られた走査像100
であり、開口部の輪郭101、側面104、底面10
3、および底面103の輪郭102の一部のみを観察す
ることができる。
【0034】ここで、オペレータはキーボード19を操
作し、走査像から予測される観察対象の立体モデルとし
て円柱体を指定すると共に、観察対象の寸法について既
知の部分があれば当該部分の寸法も入力する。ここで
は、開口部の径を入力したものとして説明する。立体モ
デル選択部302は、円柱体の形状データを立体モデル
記憶部301から選択的に読み出す。立体モデル形成部
303は、読み出された形状データ、拡大倍率および前
記入力された既知寸法に基づいて、図16に示したよう
な円柱体のワイヤーモデル(立体モデル)200を形成
する。
【0035】姿勢制御部304は、走査像100と立体
モデル200の姿勢とを画面上で相対的に一致させるた
めに、ステージ制御部11からのデータに基づいて試料
ステージ10の傾斜状態を判断し、画面上での立体モデ
ル200の姿勢を制御する。図17は、姿勢制御された
状態での画面上における走査像100と立体モデル20
0との表示例であり、走査像100の傾斜状態と立体モ
デル200の傾斜状態とが一致している。
【0036】次いで、オペレータはキーボード19を操
作して立体モデル200を移動させ、図18に示したよ
うに、走査像100の開口部の輪郭101と立体モデル
200の上面の輪郭201とを重ね合わせる。ここで、
本実施例では、予め既知寸法として開口部の径を入力し
てあるので、開口部(上面)の輪郭は完全に合致させる
ことができるが、当該コンタクトホールは逆テーパ状で
あり、底面の輪郭102が開口部の輪郭101よりも大
きいことから、走査像100の底部の輪郭102と立体
モデル200の底面の輪郭202とは一致していない。
【0037】ここで、オペレータはキーボード19を操
作して立体モデルの底面の径を拡大すると共に高さを適
宜に伸縮させ、図19に示したように、コンタクトホー
ル底面の輪郭101の一部を立体モデルの底面の輪郭2
02と合致させる。
【0038】以上のようにして走査像100の輪郭と立
体モデル200の輪郭とを完全に合致させると、当該立
体モデル200がコンタクトホールと同一形状となるの
で、寸法算出部306は、立体モデル200の形状と拡
大倍率とに基づいて、未知部分の寸法を算出して表示出
力する。
【0039】図20は、未知部分の寸法を算出する方法
を示した図である。本実施例のように、開口部の径のみ
が明らかであるような場合には、以下のようにして他の
部分の寸法を測長する。
【0040】すなわち、底面の径は、立体モデルの底面
の径を直接測長することで求めることができる。また、
図のように傾斜した状態での各部c、d、eを測長すれ
ば、寸法fは次式(1) より算出することができる。
【0041】f=e−(c/2)−(d/2)…(1) また、図24に示したように、コンタクトホールの深さ
Dは、試料の傾斜角をθとすると次式(2) より算出する
ことができる。
【0042】深さD=f/sinθ…(2) なお、上記した実施例では、初めに既知であるコンタク
トホール開口部の径を入力し、当該入力値に応じた大き
さの立体モデルが初めに表示されるものとして説明した
が、形状のみを指定して立体モデルを表示させ、上面の
サイズも含めて立体モデルを変形させて走査像に合致さ
せるようにしても良い。また、このような計測方法は立
体モデルを対象とした場合に限らず、前記第1実施例に
おいて得られる走査像に対しても適用することができ
る。
【0043】本実施例によれば、観察対象の輪郭の一部
しか観察できない場合であっても、立体モデルを利用し
て全体の輪郭を予測し、立体モデルの形状で観察対象の
形状を代表するようにしたので、立体モデルの寸法を計
測することにより、試料表面に露出しない部分の測長が
可能になる。
【0044】
【発明の効果】上記したように、本発明によれば次のよ
うな効果が達成される。 (1) 高エネルギの電子ビームを用い、電子ビームが試料
の深部まで到達するようにして電子ビームに対して露出
しない部分の走査像を他の露出した部分と同様に観察で
きるようにしたので、電子ビ−ムが直接照射されない部
分の測長が可能になる。 (2) 観察対象の輪郭の一部しか観察できない場合であっ
ても、立体モデルを利用して全体の輪郭を予測し、立体
モデルの形状で観察対象の形状を代表するようにしたの
で、立体モデルの寸法を計測することにより、電子ビ−
ムが直接照射されない部分の測長が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例のブロック図である。
【図2】 本発明の第1実施例による測長方法を示した
図である。
【図3】 本発明の第1実施例による測長方法を示した
図である。
【図4】 本発明の第1実施例による測長方法を示した
図である。
【図5】 本発明の第1実施例による測長方法を示した
図である。
【図6】 本発明の第1実施例による測長方法を示した
図である。
【図7】 本発明の第1実施例による測長方法を示した
図である。
【図8】 本発明の第1実施例による測長方法を示した
図である。
【図9】 本発明の第1実施例による測長方法を示した
図である。
【図10】 本発明の第1実施例による測長方法を示し
た図である。
【図11】 本発明の第1実施例による測長方法を示し
た図である。
【図12】 本発明の第1実施例による測長方法を示し
た図である。
【図13】 本発明の第2実施例のブロック図である。
【図14】 立体モデル発生部の構成を示したブロック
図である。
【図15】 本発明の第2実施例による測長方法を示し
た図である。
【図16】 本発明の第2実施例による測長方法を示し
た図である。
【図17】 本発明の第2実施例による測長方法を示し
た図である。
【図18】 本発明の第2実施例による測長方法を示し
た図である。
【図19】 本発明の第2実施例による測長方法を示し
た図である。
【図20】 立体モデルに基づいて寸法を求める方法を
示した図である。
【図21】 観察対象の一例を示した図である。
【図22】 観察対象の一例を示した図である。
【図23】 観察対象の一例を示した図である。
【図24】 立体モデルに基づいて寸法を求める方法を
示した図である。
【図25】 低加速SEMによる走査像の一例を示した
図である。
【符号の説明】
1…電子ビーム、2…上走査コイル、3…下走査コイ
ル、4…対物レンズ、5…試料、6…回転台、7…X傾
斜台、8…Y傾斜台、9…XY移動ステージ、10…試
料ステージ、11…ステージ制御部、12…二次電子、
13…二次電子検出器、14…増幅器、15…走査制御
部、16…走査像表示装置、17…A/D変換器、18
…画像メモリ、19…キーボード、20…CPU、30
…立体モデル発生部、301…立体モデル記憶部、30
2…立体モデル選択部、303…立体モデル形成部、3
04…姿勢制御部、305…位置制御部、306…寸法
算出部、307…形状変更部
【手続補正書】
【提出日】平成6年6月27日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】このようなチャージアップに起因した像障
害は、コンタクトホールの観察やラインアンドスペース
の測長に重大な支障をきたす。そこで、寸法計測に実用
されている走査形電子顕微鏡は、照射する電子の量と二
次電子の量がほぼ等しくなるように(すなわち電荷の出
入りをバランスさせて帯電現象を防止する)一次電子線
のエネルギーを1KeV以下とした、いわゆる低加速S
EMであった。図12は、このような低加速SEMを用
いてレジストの穴を観察(15°傾斜)した際に得られ
る走査像である。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】図4は、前記図12に関して説明した従来
の低加速SEMでは底面の輪郭を観察できなかった試料
に本発明を適用した際に観察される走査像であり、低加
速SEMでは観察できなかった底部の輪郭を観察できる
ようになる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例のブロック図である。
【図2】 本発明の第1実施例による測長方法を示した
図である。
【図3】 本発明の第1実施例による測長方法を示した
図である。
【図4】 本発明の第1実施例による測長方法を示した
図である。
【図5】 本発明の第1実施例による測長方法を示した
図である。
【図6】 本発明の第1実施例による測長方法を示した
図である。
【図7】 本発明の第1実施例による測長方法を示した
図である。
【図8】 本発明の第1実施例による測長方法を示した
図である。
【図9】 本発明の第1実施例による測長方法を示した
図である。
【図10】 本発明の第1実施例による測長方法を示し
た図である。
【図11】 本発明の第1実施例による測長方法を示し
た図である。
【図12】 低加速SEMによる走査像の一例を示した
図である。
【図13】 本発明の第2実施例のブロック図である。
【図14】 立体モデル発生部の構成を示したブロック
図である。
【図15】 本発明の第2実施例による測長方法を示し
た図である。
【図16】 本発明の第2実施例による測長方法を示し
た図である。
【図17】 本発明の第2実施例による測長方法を示し
た図である。
【図18】 本発明の第2実施例による測長方法を示し
た図である。
【図19】 本発明の第2実施例による測長方法を示し
た図である。
【図20】 立体モデルに基づいて寸法を求める方法を
示した図である。
【図21】 観察対象の一例を示した図である。
【図22】 観察対象の一例を示した図である。
【図23】 観察対象の一例を示した図である。
【図24】 立体モデルに基づいて寸法を求める方法を
示した図である。
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図9】
【図15】
【図16】
【図1】
【図2】
【図4】
【図17】
【図3】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図10】
【図12】
【図18】
【図19】
【図11】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図14】
【図13】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 二宮 健 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 久禮 得男 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 水野 文夫 東京都青梅市今井町2326番地 株式会社日 立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 山田 悟 東京都青梅市今井町2326番地 株式会社日 立製作所デバイス開発センタ内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 収束された電子ビームを試料上で走査し
    て得られる走査像の上で測長開始点および終点間の寸法
    測定を行う測長機能を備えた走査電子顕微鏡において、 試料の一部分を透過し、電子ビームに対して露出しない
    部分にまで到達し得る電子ビームを照射する手段と、 電子ビームの照射部分から二次的に発生する信号を検出
    する手段と、 前記二次信号に基づいて測長対象の走査像を発生する手
    段と、 前記走査像に基づいて測長開始点および終点間の寸法測
    定を行う手段とを具備したことを特徴とする測長機能を
    備えた走査電子顕微鏡。
  2. 【請求項2】 前記電子ビームは、試料表面に露出する
    が電子ビームの照射方向から見込んだときに他の部分の
    陰になって同時には見込めない部分にまで到達し得るエ
    ネルギを有することを特徴とする請求項1記載の測長機
    能を備えた走査電子顕微鏡。
  3. 【請求項3】 前記電子ビームは、他の部分の下方に位
    置して試料表面に露出しない部分にまで到達し得るエネ
    ルギを有することを特徴とする請求項1記載の測長機能
    を備えた走査電子顕微鏡。
  4. 【請求項4】 収束された電子ビームを試料上で走査し
    て得られる走査像の上で測長開始点および終点間の寸法
    測定を行う測長機能を備えた走査電子顕微鏡において、 試料を自在に変位させる試料ステージと、 走査像から予測される観察対象の形状に応じた立体モデ
    ルを発生する手段と、 前記立体モデルを走査像と共に表示する手段と、 立体モデルが走査像と合致するように立体モデルの形状
    を修正する手段と、 前記形状修正された立体モデルの寸法を測長する手段と
    を具備し、 走査像と合致した立体モデルの寸法で前記一対の測長開
    始点および終点間の寸法を代表するようにしたことを特
    徴とする測長機能を備えた走査電子顕微鏡。
  5. 【請求項5】 走査像と立体モデルの姿勢が相対的に一
    致するように、試料ステージによる試料の変位に応答し
    て立体モデルの姿勢を制御する手段をさらに具備したこ
    とを特徴とする請求項4記載の測長機能を備えた走査電
    子顕微鏡。
  6. 【請求項6】 前記立体モデルを発生する手段は、 複数種の立体モデルを記憶する手段と、 オペレータからの指示に応じた立体モデルを前記記憶手
    段から選択的に読み出して出力する手段とにより構成さ
    れたことを特徴とする請求項4または5記載の測長機能
    を備えた走査形電子顕微鏡。
  7. 【請求項7】 前記立体モデルは、円柱状、円錐状、角
    柱状および角錐状の凸並びに凹のいずれかであることを
    特徴とする請求項4ないし6のいずれかに記載の測長機
    能を備えた走査電子顕微鏡。
  8. 【請求項8】 観察対象の既知寸法を入力する手段をさ
    らに具備し、前記画面上での立体モデルの大きさは、入
    力された各部の既知寸法および観察倍率に基づいて設定
    されるようにしたことを特徴とする請求項4ないし7の
    いずれかに記載の測長機能を備えた走査電子顕微鏡。
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