JPH0727943B2 - 半導体パタ−ン形状評価装置 - Google Patents
半導体パタ−ン形状評価装置Info
- Publication number
- JPH0727943B2 JPH0727943B2 JP61303632A JP30363286A JPH0727943B2 JP H0727943 B2 JPH0727943 B2 JP H0727943B2 JP 61303632 A JP61303632 A JP 61303632A JP 30363286 A JP30363286 A JP 30363286A JP H0727943 B2 JPH0727943 B2 JP H0727943B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- numerical
- pattern shape
- semiconductor pattern
- shape evaluation
- 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.)
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- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体のパターン評価を高精度に行なう半
導体パターン形状評価装置に関するものである。
導体パターン形状評価装置に関するものである。
第４図は例えば特開昭61−138107号公報に示された従来
のパターン形状評価装置を示す構成図であり、図におい
て１は電子銃、２は電子銃１から発射される電子線、３
は電子レンズ、４は試料台で試料５が搭載されている。
６は二次電子、７は二次電子６を検出する二次電子検出
器、8,11はパターンメモリ、9,12,15は演算器、10,13,1
4は数値メモリ、16は表示部である。
のパターン形状評価装置を示す構成図であり、図におい
て１は電子銃、２は電子銃１から発射される電子線、３
は電子レンズ、４は試料台で試料５が搭載されている。
６は二次電子、７は二次電子６を検出する二次電子検出
器、8,11はパターンメモリ、9,12,15は演算器、10,13,1
4は数値メモリ、16は表示部である。
次に動作について説明する。まず、電子銃１から発射さ
れた電子線２は電子レンズ３によって試料台４上の試料
５に収束されると共に電子線偏向回路によって試料５上
で走査される。この時、試料５より二次電子６が発生す
るがその二次電子６は二次電子検出器７に収集される。
ここで試料台４は回転自在に構成されており、電子線２
の試料５に対する照射角を自由に可変できるようになっ
ている。
れた電子線２は電子レンズ３によって試料台４上の試料
５に収束されると共に電子線偏向回路によって試料５上
で走査される。この時、試料５より二次電子６が発生す
るがその二次電子６は二次電子検出器７に収集される。
ここで試料台４は回転自在に構成されており、電子線２
の試料５に対する照射角を自由に可変できるようになっ
ている。
このような電子光学系をもつパターン形状評価装置を用
いて、例えば第５図に示すようなパターンの高さｈと傾
き角θ（度）を検出することを考える。まず、試料台４
を水平にした時の試料５の平面像をパターンメモリ８に
記憶する。次に試料台４を（度）傾斜させて再び傾斜
像をパターンメモリ11に記憶する。この時の傾斜角は
数値メモリ14に記憶される。ここで、傾斜角が０の時
の二次元像よりｌの値が演算器９で求められ、数値メモ
リ10に記憶される。また、試料台４を傾斜させた時の
二次元像より、ｔの値が演算器12により求められ数値メ
モリ13に記憶される。これら数値メモリ10,13,14の値よ
り、次式によって試料５の高さｈ、傾き角θが演算器15
により求められる。
いて、例えば第５図に示すようなパターンの高さｈと傾
き角θ（度）を検出することを考える。まず、試料台４
を水平にした時の試料５の平面像をパターンメモリ８に
記憶する。次に試料台４を（度）傾斜させて再び傾斜
像をパターンメモリ11に記憶する。この時の傾斜角は
数値メモリ14に記憶される。ここで、傾斜角が０の時
の二次元像よりｌの値が演算器９で求められ、数値メモ
リ10に記憶される。また、試料台４を傾斜させた時の
二次元像より、ｔの値が演算器12により求められ数値メ
モリ13に記憶される。これら数値メモリ10,13,14の値よ
り、次式によって試料５の高さｈ、傾き角θが演算器15
により求められる。
ｈ＝（ｔ−lsos）/sin ……（１） θ＝tan-1（lsinθ／）（ｔ−lcos）） ……（２） 演算結果は表示部16によって表示する。
従来の半導体パターン形状評価装置は以上のように構成
されているので、通常でも時間のかかる画像の入力動作
を２回行なわなければならず、また試料台を傾斜する動
作が必要となり、この機構を検査装置などに用いる場合
には、実時間処理ができないなどの問題点があった。
されているので、通常でも時間のかかる画像の入力動作
を２回行なわなければならず、また試料台を傾斜する動
作が必要となり、この機構を検査装置などに用いる場合
には、実時間処理ができないなどの問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、実時間で評価を行なうことのできる半導体パ
ターン形状評価装置を得ることを目的とする。
たもので、実時間で評価を行なうことのできる半導体パ
ターン形状評価装置を得ることを目的とする。
この発明に係る半導体のパターン形状評価装置は、パタ
ーンの二次元像を１枚入力し、同一画像上で特定の二箇
所の寸法を計測することにより、三次元形状を評価する
ためのパラメータを求めるようにしたものである。
ーンの二次元像を１枚入力し、同一画像上で特定の二箇
所の寸法を計測することにより、三次元形状を評価する
ためのパラメータを求めるようにしたものである。
この発明における半導体パターン形状の評価に要する処
理時間は、画像入力を１回にすることにより、短縮され
ると共に、試料台の傾斜角を変化させないで評価を行う
ようにする。
理時間は、画像入力を１回にすることにより、短縮され
ると共に、試料台の傾斜角を変化させないで評価を行う
ようにする。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。図
中、第４図と同一の部分は同一の符号をもって図示した
第１図において、17は数値メモリである。但し数値メモ
リ13は演算器９に接続されている。また、試料台４は、
試料台平面で回転する機構を備えている。
中、第４図と同一の部分は同一の符号をもって図示した
第１図において、17は数値メモリである。但し数値メモ
リ13は演算器９に接続されている。また、試料台４は、
試料台平面で回転する機構を備えている。
次に動作について説明する。まず、三次元的なパターン
形状の評価のため、試料台４の回転角をα（度）、傾斜
角をβ（度）として、二次元像をパターンメモリ８に記
憶する。この時、傾斜角α，回転角βの値はそれぞれ数
値のメモリ14,17に記憶しておく。次にこの１枚の画像
から試料の高さ等形状評価パラメータを求める原理につ
いて次に述べる。
形状の評価のため、試料台４の回転角をα（度）、傾斜
角をβ（度）として、二次元像をパターンメモリ８に記
憶する。この時、傾斜角α，回転角βの値はそれぞれ数
値のメモリ14,17に記憶しておく。次にこの１枚の画像
から試料の高さ等形状評価パラメータを求める原理につ
いて次に述べる。
基本原理は、試料のパラメータ（例えば高さｈ及び傾き
量ｔ）は試料の少なくとも２つの側面で同じであると仮
定し、１枚の画像から試料の２つの側面の電子線の方向
から見た寸法を抽出し、この寸法と試料の回転角及び傾
斜角とに基づいて試料のパラメータを算出することによ
り、従来技術において試料台４の傾斜角を変えて入力し
た２枚の画像から試料のパラメータを算出するのと同等
の結果を得、しかもパターンメモリの数を１個ですませ
ることである。まず、第２図のような座標系を考える。
ｚ軸方向は電子線２の照射方向でｘ−ｙ平面は試料台４
が水平に置かれた時の平面を表わす。ｘ−ｙ平面内に直
方体の試料５が置かれていることを考えると、その面の
方向，は、 ＝（−1,0,0） ＝（ 0,1,0） となる。次に試料台４がα回転し、β傾斜した時の座標
系は次の（３）式のような行列で座標変換される。
量ｔ）は試料の少なくとも２つの側面で同じであると仮
定し、１枚の画像から試料の２つの側面の電子線の方向
から見た寸法を抽出し、この寸法と試料の回転角及び傾
斜角とに基づいて試料のパラメータを算出することによ
り、従来技術において試料台４の傾斜角を変えて入力し
た２枚の画像から試料のパラメータを算出するのと同等
の結果を得、しかもパターンメモリの数を１個ですませ
ることである。まず、第２図のような座標系を考える。
ｚ軸方向は電子線２の照射方向でｘ−ｙ平面は試料台４
が水平に置かれた時の平面を表わす。ｘ−ｙ平面内に直
方体の試料５が置かれていることを考えると、その面の
方向，は、 ＝（−1,0,0） ＝（ 0,1,0） となる。次に試料台４がα回転し、β傾斜した時の座標
系は次の（３）式のような行列で座標変換される。
この変換により、面の方向，は次のように移動す
る。
る。
′＝（‐cosαcosβ,-sinα,sinβcosα）……（４） ′＝（‐sinαcosβ,cosα,sinαsinβ） ……（５） これら移動後の方向を電子線２の照射方向から見た時の
角度の補角はｚ方向との内積をとることにより
（６），（７）式の関係式が得られる。
角度の補角はｚ方向との内積をとることにより
（６），（７）式の関係式が得られる。
この角度の値は第３図に示されるような角度に対応す
るため、 D1＝hsin１＋tcos１ ……（８） D2＝hsin２＋tcos２ ……（９） の２式と合わせると、高さh,傾き量ｔが次のように算出
できる。
るため、 D1＝hsin１＋tcos１ ……（８） D2＝hsin２＋tcos２ ……（９） の２式と合わせると、高さh,傾き量ｔが次のように算出
できる。
ここで、D1，D2の値は、パターンメモリ８からの二次元
像中の方向が異なる２つの側面の電子線の方向から見た
寸法であり、演算器（第１の演算器）９により二次元像
から抽出される。式（８）及び（９）において、記号
１，２は既知量である傾斜角α及び回転角βの関数で
ある。また、試料の高さｈ及び傾き量ｔは試料の少なく
とも上記２つの側面について等しいと仮定している。演
算器（第２の演算器）15は数値メモリ（第１〜第４の数
値メモリ）10,13,14,17の値を用いて、（６）式（７）
式（10）式（11）式のような演算ができるようになって
おり、その結果は、表示部16に出力される。
像中の方向が異なる２つの側面の電子線の方向から見た
寸法であり、演算器（第１の演算器）９により二次元像
から抽出される。式（８）及び（９）において、記号
１，２は既知量である傾斜角α及び回転角βの関数で
ある。また、試料の高さｈ及び傾き量ｔは試料の少なく
とも上記２つの側面について等しいと仮定している。演
算器（第２の演算器）15は数値メモリ（第１〜第４の数
値メモリ）10,13,14,17の値を用いて、（６）式（７）
式（10）式（11）式のような演算ができるようになって
おり、その結果は、表示部16に出力される。
また、上記実施例においては、試料台４の回転が可能な
機構を備えたものとして説明したが、必ずしも必要では
なく、試料台４に対する試料５の位置決めをすることに
より、βが既知となって同様の効果を得ることができ
る。
機構を備えたものとして説明したが、必ずしも必要では
なく、試料台４に対する試料５の位置決めをすることに
より、βが既知となって同様の効果を得ることができ
る。
また、，の方向として直交するものを選んで説明を
したが、１と２の値が同じにならない限り、任意の
方向を設定できる。
したが、１と２の値が同じにならない限り、任意の
方向を設定できる。
以上のように、この発明によれば１枚の画像のみで三次
元形状を実時間で評価するパラメータを算出するように
したので、装置が安価となり、かつ測定精度を落とさず
短時間に評価できる効果がある。
元形状を実時間で評価するパラメータを算出するように
したので、装置が安価となり、かつ測定精度を落とさず
短時間に評価できる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるパターン形状評価装
置を示す構成図、第２図はこの発明の基本原理を示す説
明図、第３図はこの発明の一実施例を示す変数を試料に
対応づけた説明図、第４図は従来のパターン形状評価装
置を示す構成図、第５図は従来の変数を試料に対応づけ
た説明図である。 図において、２は電子線、４は試料台、５は試料、８は
パターンメモリ、９は演算器（第１の）、10,13,14,17
は数値メモリ（第１ないし第４の）、15は演算器（第２
の）である。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。
置を示す構成図、第２図はこの発明の基本原理を示す説
明図、第３図はこの発明の一実施例を示す変数を試料に
対応づけた説明図、第４図は従来のパターン形状評価装
置を示す構成図、第５図は従来の変数を試料に対応づけ
た説明図である。 図において、２は電子線、４は試料台、５は試料、８は
パターンメモリ、９は演算器（第１の）、10,13,14,17
は数値メモリ（第１ないし第４の）、15は演算器（第２
の）である。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】試料台に置かれた試料を電子線によって走
査し、該走査によって得られた情報に基づいて試料の二
次元像を形成する電子光学系を有し、該試料の三次元形
状を評価するためのパラメータが該試料の少なくとも２
つの側面で実質的に同一であると仮定できる場合の該パ
ラメータを算出する半導体パターン形状評価装置におい
て、前記試料の前記電子線に対する傾斜角を記憶する第
１の数値メモリと、前記試料の前記電子線に対する回転
角を記憶する第２の数値メモリと、前記傾斜角及び前記
回転角を有する前記試料の単一の二次元像のみを記憶す
るパターンメモリと、前記二次元像中の前記試料の異な
る方向の２つの側面の電子線の方向からみた寸法を算出
する第１の演算器と、前記第１の演算器によって算出さ
れた２つの寸法を記憶する第３及び第４の数値メモリ
と、前記第１ないし第４の数値メモリの内容から三次元
形状を評価するためのパラメータを算出する第２の演算
器とを備えた半導体パターン形状評価装置。 - 【請求項２】前記三次元形状を評価するためのパラメー
タとして、試料の高さ及び試料の側面の傾き量を用いる
特許請求の範囲第１項記載の半導体パターン形状評価装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61303632A JPH0727943B2 (ja) | 1986-12-22 | 1986-12-22 | 半導体パタ−ン形状評価装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61303632A JPH0727943B2 (ja) | 1986-12-22 | 1986-12-22 | 半導体パタ−ン形状評価装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63157433A JPS63157433A (ja) | 1988-06-30 |
| JPH0727943B2 true JPH0727943B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=17923323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61303632A Expired - Lifetime JPH0727943B2 (ja) | 1986-12-22 | 1986-12-22 | 半導体パタ−ン形状評価装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0727943B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4493495B2 (ja) * | 2002-07-11 | 2010-06-30 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | サブミクロン断面を有する構造素子の断面特徴を決定するためのシステム及び方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6197510A (ja) * | 1984-10-19 | 1986-05-16 | Hitachi Ltd | 走査型電子顕微鏡による立体形状測定装置 |
| JPH0621784B2 (ja) * | 1984-12-10 | 1994-03-23 | 株式会社日立製作所 | パタ−ン形状評価装置 |
-
1986
- 1986-12-22 JP JP61303632A patent/JPH0727943B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63157433A (ja) | 1988-06-30 |
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