JPH0754685B2 - 電子ビームを用いた寸法測定装置 - Google Patents
電子ビームを用いた寸法測定装置Info
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- JPH0754685B2 JPH0754685B2 JP62269832A JP26983287A JPH0754685B2 JP H0754685 B2 JPH0754685 B2 JP H0754685B2 JP 62269832 A JP62269832 A JP 62269832A JP 26983287 A JP26983287 A JP 26983287A JP H0754685 B2 JPH0754685 B2 JP H0754685B2
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- scanning
- pattern
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子線を用いた寸法測定装置に係り、特にホ
トレジストパターンのように微小な寸法の計測を高精度
で行うために好適な寸法測定装置に関する。
トレジストパターンのように微小な寸法の計測を高精度
で行うために好適な寸法測定装置に関する。
従来、ホトレジストパターンを画像表示して、そのパタ
ーン寸法を計測する場合そのパターンの正立性について
の配慮はされていなかつた。そのため、正立性が悪い場
合すなわち、パターンの測長方向と電子線の走査方向に
大きなずれがあるときには、測定寸法に誤差を生じ不都
合であつた。
ーン寸法を計測する場合そのパターンの正立性について
の配慮はされていなかつた。そのため、正立性が悪い場
合すなわち、パターンの測長方向と電子線の走査方向に
大きなずれがあるときには、測定寸法に誤差を生じ不都
合であつた。
また、特開昭61-278708号公報には、長手方向に平行な
微細幅を有するパターンにおいて、走査方向と測長方向
のずれをなす傾きを求め、これにより微細幅を最終的に
測定する技術が記載されているが、この技術では、ホト
レジストパターンのようなエッジ形状が不規則に変化し
ていると、該エッジ形状を正立した状態で計測できない
ので、測定値が精度の低い値となる。さらに、特開昭62
-110248号公報には、長手方向に平行な微細幅を有する
パターンにおいて、電子ビームの走査方向を、視野内
で、微細幅が正立となるように変更し、これにより微細
幅を測定する技術が記載されているが、この技術では、
ウエハー自体のオリフラを基準にして、ウエハーのパタ
ーンの傾きを検出することにより、所定の形状に形成さ
れているパターンの傾きを検出しているが、ウエハー上
に予想しえない傾きでパターンが形成されているケース
では対応できない、という問題点がある。
微細幅を有するパターンにおいて、走査方向と測長方向
のずれをなす傾きを求め、これにより微細幅を最終的に
測定する技術が記載されているが、この技術では、ホト
レジストパターンのようなエッジ形状が不規則に変化し
ていると、該エッジ形状を正立した状態で計測できない
ので、測定値が精度の低い値となる。さらに、特開昭62
-110248号公報には、長手方向に平行な微細幅を有する
パターンにおいて、電子ビームの走査方向を、視野内
で、微細幅が正立となるように変更し、これにより微細
幅を測定する技術が記載されているが、この技術では、
ウエハー自体のオリフラを基準にして、ウエハーのパタ
ーンの傾きを検出することにより、所定の形状に形成さ
れているパターンの傾きを検出しているが、ウエハー上
に予想しえない傾きでパターンが形成されているケース
では対応できない、という問題点がある。
走査電子ビームを用いて試料の寸法測定を行う場合の原
理を第２図に示す。試料の視野20を走査線22のように電
子ビームを走査して試料表面から発生した２次電子ある
いは反射電子の信号波形23によりパターン21の左右両エ
ツジを判別し、寸法（Ｄ）24を算出する。なお、両エツ
ジの判別は電子ビーム照射信号のエツジ効果を利用す
る。第２図の視野20のパターン21は走査線22にほぼ直交
しているのでパターン21は正立に表示され、寸法（Ｄ）
24はパターン21のエツジからエツジまでの長さとして正
しく算出することが可能である。すなわち、両エツジの
信号波形23の差をとることによりパターン21の幅を算出
する。しかし実際には第３図に示すように視野20におい
てパターン21は傾斜した状態で表示されてしまうことが
多い。この場合において２次電子の信号波形23′により
パターン21のエツジを判別すると寸法（Ｄ′）24′は下
記となる。
理を第２図に示す。試料の視野20を走査線22のように電
子ビームを走査して試料表面から発生した２次電子ある
いは反射電子の信号波形23によりパターン21の左右両エ
ツジを判別し、寸法（Ｄ）24を算出する。なお、両エツ
ジの判別は電子ビーム照射信号のエツジ効果を利用す
る。第２図の視野20のパターン21は走査線22にほぼ直交
しているのでパターン21は正立に表示され、寸法（Ｄ）
24はパターン21のエツジからエツジまでの長さとして正
しく算出することが可能である。すなわち、両エツジの
信号波形23の差をとることによりパターン21の幅を算出
する。しかし実際には第３図に示すように視野20におい
てパターン21は傾斜した状態で表示されてしまうことが
多い。この場合において２次電子の信号波形23′により
パターン21のエツジを判別すると寸法（Ｄ′）24′は下
記となる。
Ｄ′＝D/cosθ …（１） すなわち1/cosθ分の誤差が生じることになる。従つて
パターン21のエツジからエツジ迄の幅を正しく求めるた
めには上記傾斜を零（又はほとんど零）となるようにパ
ターン21を正立させる必要がある。しかしICウエハー上
におけるホトレジストパターン等においては、パターン
21のエツジの形状は左側エツジと右側エツジとが平行で
ない場合が存在し、また各エツジは平滑でなく凹凸が存
在する。そのため、パターン21の正立状態を得ることが
非常に困難であつた。
パターン21のエツジからエツジ迄の幅を正しく求めるた
めには上記傾斜を零（又はほとんど零）となるようにパ
ターン21を正立させる必要がある。しかしICウエハー上
におけるホトレジストパターン等においては、パターン
21のエツジの形状は左側エツジと右側エツジとが平行で
ない場合が存在し、また各エツジは平滑でなく凹凸が存
在する。そのため、パターン21の正立状態を得ることが
非常に困難であつた。
本発明の目的は、電子線を用いたホトレジストパターン
の微小寸法の測長を、測長方向と走査方向を常に一致さ
せるように走査方向を制御して、高精度の寸法測定を行
う測長装置を提供することにある。
の微小寸法の測長を、測長方向と走査方向を常に一致さ
せるように走査方向を制御して、高精度の寸法測定を行
う測長装置を提供することにある。
上記問題点は、電子線をホトレジストパターンの表面に
照射する電子線照射手段と、該電子線を走査させる電子
線走査手段と、前記電子線が照射されることにより前記
ホトレジストパターンから放出される２次電子量を検出
する２次電子量検出手段と、前記走査により前記２次電
子量に対応した信号を画像表示する画像表示手段と、を
備え前記ホトレジストパターンの所定の側長方向の長さ
を計測する電子ビームによる寸法測定装置において、前
記走査を行って得られた前記測長方向の中間点の複数個
所のデータから前記走査の方向と前記測長方向のずれ量
を演算する演算回路と、該演算回路の出力を入力として
前記走査の方向を前記測長方向に合致させる走査方向調
整回路とを設けた電子ビームを用いた寸法測定装置によ
って解決される。
照射する電子線照射手段と、該電子線を走査させる電子
線走査手段と、前記電子線が照射されることにより前記
ホトレジストパターンから放出される２次電子量を検出
する２次電子量検出手段と、前記走査により前記２次電
子量に対応した信号を画像表示する画像表示手段と、を
備え前記ホトレジストパターンの所定の側長方向の長さ
を計測する電子ビームによる寸法測定装置において、前
記走査を行って得られた前記測長方向の中間点の複数個
所のデータから前記走査の方向と前記測長方向のずれ量
を演算する演算回路と、該演算回路の出力を入力として
前記走査の方向を前記測長方向に合致させる走査方向調
整回路とを設けた電子ビームを用いた寸法測定装置によ
って解決される。
電子線をホトレジストパターンの表面に照射しながら走
査し、その照射により前記ホトレジストパターンから放
出した２次電子量を前記走査により画像表示して得られ
た画像データから所定の測長方向と前記走査の方向との
ずれ量を演算して前記走査方向を調整してそのずれ量を
訂正する。
査し、その照射により前記ホトレジストパターンから放
出した２次電子量を前記走査により画像表示して得られ
た画像データから所定の測長方向と前記走査の方向との
ずれ量を演算して前記走査方向を調整してそのずれ量を
訂正する。
以下、本発明による一実施例を第１図，第４図〜第６図
を用いて説明する。先ず第１図により装置構成を記述す
る。
を用いて説明する。先ず第１図により装置構成を記述す
る。
電子線源１から放射された電子ビーム２は偏向コイルX5
と偏向コイルY6により試料４上を走査される。偏向コイ
ルX5と偏向コイルY6は各各、偏向回路X7と偏向回路Y8と
により駆動される。偏向回路X7と偏向回路Y8には走査方
向調整回路９を経由して発振回路X10および発振回路Y11
からの信号が印加される。
と偏向コイルY6により試料４上を走査される。偏向コイ
ルX5と偏向コイルY6は各各、偏向回路X7と偏向回路Y8と
により駆動される。偏向回路X7と偏向回路Y8には走査方
向調整回路９を経由して発振回路X10および発振回路Y11
からの信号が印加される。
ホトレジストパターンである試料４から発生した二次電
子18は２次電子量検出器３により捕捉され、CRT17上に
画像として表示される。CRT17上の電子ビームは、偏向
コイルX14と偏向コイルY15とにより走査される。偏向コ
イルX14と偏向コイルY15は各々偏向回路X12と偏向回路Y
13とにより駆動される。
子18は２次電子量検出器３により捕捉され、CRT17上に
画像として表示される。CRT17上の電子ビームは、偏向
コイルX14と偏向コイルY15とにより走査される。偏向コ
イルX14と偏向コイルY15は各々偏向回路X12と偏向回路Y
13とにより駆動される。
一方、２次電子量検出器３からの信号はずれ量を演算す
る演算回路16に伝えられ、パターン21の傾き量を算出す
る。演算回路16の出力は上記傾き量算出結果に基づき、
走査の方向を測長方向に合致させる走査方向調整回路９
に伝えられる。
る演算回路16に伝えられ、パターン21の傾き量を算出す
る。演算回路16の出力は上記傾き量算出結果に基づき、
走査の方向を測長方向に合致させる走査方向調整回路９
に伝えられる。
次に第４図，第５図により演算回路16で行うパターン21
の傾き（）24の演算手法について説明する。パターン
21は前述のようにエツジ形状が、非平行であつたり各エ
ツジに凹凸があるため、パターン21の傾き（）24を算
出するには特別な手段が必要である。
の傾き（）24の演算手法について説明する。パターン
21は前述のようにエツジ形状が、非平行であつたり各エ
ツジに凹凸があるため、パターン21の傾き（）24を算
出するには特別な手段が必要である。
第４図の視野20内のx-y直交座標系において、走査線22-
1〜22-nがパターン21と交差する点F1〜Fn,G1〜Gnが得ら
れる。
1〜22-nがパターン21と交差する点F1〜Fn,G1〜Gnが得ら
れる。
視野の左側の端（ｙ軸）と上記走査線22-1〜22-nとの交
点をK1〜Knとする。又、視野の上側の端（ｘ軸）とパタ
ーン21との交点をF0,G0とする。
点をK1〜Knとする。又、視野の上側の端（ｘ軸）とパタ
ーン21との交点をF0,G0とする。
F0とG0との中間点をH0とする。又、FnとGnとの中間点を
Hnとするとそのｘ方向座標値は下式で求められる。
Hnとするとそのｘ方向座標値は下式で求められる。
第５図は第４図中央部の拡大図である。（２）式から演
算されるH0〜Hnの値を順次接続した線とｙ軸との間の角
度を各々θ1〜θnとするとθnは次式で表わされる。
算されるH0〜Hnの値を順次接続した線とｙ軸との間の角
度を各々θ1〜θnとするとθnは次式で表わされる。
したがつて いまθ1からθnの平均値を求めると次式となる。
（５）式のが視野とパターン21との傾きの平均値とな
る。
る。
このを用いて電子ビームの走査方向を視野内でパター
ン21が正立となるように変更する。
ン21が正立となるように変更する。
このように視野内でのパターン21の傾き（）24を自動
的に算出してその値に相当する量だけ電子ビームの走査
方向を変化させることにより、パターン21のエツジから
エツジまでの寸法測定を高精度で実施することができ
る。とりわけ、ICウエーハ上に同一又は多種類のパター
ンが存在する場合は、初期段階でパターン21を正立する
ことができるので複数のパターン21の寸法計測を能率的
に行うことができる。
的に算出してその値に相当する量だけ電子ビームの走査
方向を変化させることにより、パターン21のエツジから
エツジまでの寸法測定を高精度で実施することができ
る。とりわけ、ICウエーハ上に同一又は多種類のパター
ンが存在する場合は、初期段階でパターン21を正立する
ことができるので複数のパターン21の寸法計測を能率的
に行うことができる。
次にパターン21の傾き（）24の算出と電子ビーム２の
走査方向の制御手順を第６図のフローチヤートを用いて
説明する。
走査方向の制御手順を第６図のフローチヤートを用いて
説明する。
先ず、ステツプ100で測定を開始し、ステツプ101で被測
定物である試料４を所定の位置にセツトし、測長するパ
ターン21を決定する。
定物である試料４を所定の位置にセツトし、測長するパ
ターン21を決定する。
次にステツプ102で電子ビーム２を走査する走査線の数
ｎと走査のピツチを演算回路16に初期設定しておき、ス
テツプ103で走査を開始し、ステツプ104でステツプ102
で入力した走査数（ｎ）に達したかどうかを判定しなが
ら所定の走査数まで走査を繰返す。次にステツプ105で
前述した計算式（５）式に基づいて傾き（）24を演算
し、パターン21が正立しているか否かを判定し次のパタ
ーン21の計測で走査方向を修正する必要があればステツ
プ107で走査方向と測長方向が一致するように走査方向
を修正しステツプ108の判定を行う。
ｎと走査のピツチを演算回路16に初期設定しておき、ス
テツプ103で走査を開始し、ステツプ104でステツプ102
で入力した走査数（ｎ）に達したかどうかを判定しなが
ら所定の走査数まで走査を繰返す。次にステツプ105で
前述した計算式（５）式に基づいて傾き（）24を演算
し、パターン21が正立しているか否かを判定し次のパタ
ーン21の計測で走査方向を修正する必要があればステツ
プ107で走査方向と測長方向が一致するように走査方向
を修正しステツプ108の判定を行う。
また、ステツプ106で走査方向の修正が不要と判定され
た場合は、ステツプ108で所定のパターン数だけ測長し
たかどうかを判別し、新たに測長するパターン21があれ
ばステツプ109で走査線の位置を次のパターンに移動す
るか又は試料を移動して次のパターンの走査が行える状
態にしてステツプ103で次のパターンの走査を開始す
る。ステツプ108で所定数のパターン21の測長が完了し
ていることが判断された場合はステツプ110で一連の作
業を終了する。
た場合は、ステツプ108で所定のパターン数だけ測長し
たかどうかを判別し、新たに測長するパターン21があれ
ばステツプ109で走査線の位置を次のパターンに移動す
るか又は試料を移動して次のパターンの走査が行える状
態にしてステツプ103で次のパターンの走査を開始す
る。ステツプ108で所定数のパターン21の測長が完了し
ていることが判断された場合はステツプ110で一連の作
業を終了する。
このようにパターン21が正立する状態で測長することに
より高精度にパターン21の幅を測定することが可能とな
る。
より高精度にパターン21の幅を測定することが可能とな
る。
電子線をホトレジストパターンの表面に照射しながら走
査して得られた画像データから所定の測長方向とその走
査の方向とのずれ量を演算し、その走査の方向を調整し
てそのずれ量を修正するので、ICウエハーのホトレジス
トパターンのエツジ形状が不規則に変化していても高精
度の寸法測定が可能となり又、同一パターン内に複数の
パターンが存在する場合は、最初の寸法測定結果により
前記ずれ量を修正するので残りのパターンの寸法測定を
能率的に行うことができるという優れた効果がある。
査して得られた画像データから所定の測長方向とその走
査の方向とのずれ量を演算し、その走査の方向を調整し
てそのずれ量を修正するので、ICウエハーのホトレジス
トパターンのエツジ形状が不規則に変化していても高精
度の寸法測定が可能となり又、同一パターン内に複数の
パターンが存在する場合は、最初の寸法測定結果により
前記ずれ量を修正するので残りのパターンの寸法測定を
能率的に行うことができるという優れた効果がある。
第１図は本発明の構成を示すブロツク図、第２図はパタ
ーン測長の原理図、第３図はパターンに傾きがある場合
の信号波形図、第４図は傾き（）の算出を示す説明
図、第５図は第４図中央部の拡大図、第６図はパターン
の測長手順を示すフローチヤート図である。 １……電子線源、２……電子ビーム、３……２次電子量
検出器、４……試料、５……偏向コイルＸ、６……偏向
コイルＹ、７……偏向回路Ｘ、８……偏向回路Ｙ、９…
…走査方向調整回路、16……演算回路、17……CRT、18
……２次電子。
ーン測長の原理図、第３図はパターンに傾きがある場合
の信号波形図、第４図は傾き（）の算出を示す説明
図、第５図は第４図中央部の拡大図、第６図はパターン
の測長手順を示すフローチヤート図である。 １……電子線源、２……電子ビーム、３……２次電子量
検出器、４……試料、５……偏向コイルＸ、６……偏向
コイルＹ、７……偏向回路Ｘ、８……偏向回路Ｙ、９…
…走査方向調整回路、16……演算回路、17……CRT、18
……２次電子。
Claims (1)
- 【請求項１】電子線をホトレジストパターンの表面に照
射する電子線照射手段と、該電子線を走査させる電子線
走査手段と、前記電子線が照射されることにより前記ホ
トレジストパターンから放出される２次電子量を検出す
る２次電子量検出手段と、前記走査により前記２次電子
量に対応した信号を画像表示する画像表示手段と、を備
え前記ホトレジストパターンの所定の側長方向の長さを
計測する電子ビームによる寸法測定装置において、前記
走査を行って得られた前記測長方向の中間点の複数個所
のデータから前記走査の方向と前記測長方向のずれ量を
演算する演算回路と、該演算回路の出力を入力として前
記走査の方向を前記測長方向に合致させる走査方向調整
回路と、を設けたことを特徴とする電子ビームを用いた
寸法測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62269832A JPH0754685B2 (ja) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | 電子ビームを用いた寸法測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62269832A JPH0754685B2 (ja) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | 電子ビームを用いた寸法測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01112649A JPH01112649A (ja) | 1989-05-01 |
| JPH0754685B2 true JPH0754685B2 (ja) | 1995-06-07 |
Family
ID=17477801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62269832A Expired - Fee Related JPH0754685B2 (ja) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | 電子ビームを用いた寸法測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0754685B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5423893A (en) * | 1992-06-18 | 1995-06-13 | Kotaki; Daizo | Plastic filter, its injection molding die and producing method |
| JP5663195B2 (ja) | 2010-05-21 | 2015-02-04 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | パターン寸法計測方法、パターン寸法計測装置、パターン寸法計測方法をコンピュータに実行させるプログラム及びこれを記録した記録媒体 |
| JP2013105603A (ja) * | 2011-11-11 | 2013-05-30 | Hitachi High-Technologies Corp | 荷電粒子線装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61278708A (ja) * | 1985-06-03 | 1986-12-09 | Hitachi Ltd | 微細幅計測装置 |
| JPS62110248A (ja) * | 1985-11-08 | 1987-05-21 | Toshiba Corp | 回転角度補正方法およびその装置 |
-
1987
- 1987-10-26 JP JP62269832A patent/JPH0754685B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01112649A (ja) | 1989-05-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |