JPH0756447B2 - 測長方法 - Google Patents
測長方法Info
- Publication number
- JPH0756447B2 JPH0756447B2 JP2072581A JP7258190A JPH0756447B2 JP H0756447 B2 JPH0756447 B2 JP H0756447B2 JP 2072581 A JP2072581 A JP 2072581A JP 7258190 A JP7258190 A JP 7258190A JP H0756447 B2 JPH0756447 B2 JP H0756447B2
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- Japan
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- pattern
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- length
- peak
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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、電子ビームなどを被測長パターンを横切って
走査し、走査に伴って得られた信号からパターンの長さ
を測長するようにした測長方法に関する。
走査し、走査に伴って得られた信号からパターンの長さ
を測長するようにした測長方法に関する。
（従来技術） ICデバイスの集積度が高まるにつれ、デバイス製造過程
で半導体ウエハ上に形成された各種のパターンの幅や長
さを精密に測定することが要求されている。通常、パタ
ーンの測長は、測長すべきパターンを横切って電子ビー
ムや光ビームを走査し、この走査に伴ってパターン部分
から発生する２次電子，反射電子，反射光などを検出
し、検出信号の変化に基づいて行っている。
で半導体ウエハ上に形成された各種のパターンの幅や長
さを精密に測定することが要求されている。通常、パタ
ーンの測長は、測長すべきパターンを横切って電子ビー
ムや光ビームを走査し、この走査に伴ってパターン部分
から発生する２次電子，反射電子，反射光などを検出
し、検出信号の変化に基づいて行っている。
電子ビーム方式，光学方式ともに、検出信号を処理して
長さを検出する一般的な方法は、スレッショルド法であ
る。このスレッショルド法を第４図に基づいて説明す
る。第４図（ａ）は材料１上に形成された凸状のパター
ン２を示しており、このパターン２の幅ｌを測長する場
合、電子ビームはパターン２を横切って走査される。こ
の走査に伴い、材料１やパターン２から発生した、例え
ば２次電子が検出されるが、この検出信号のラインプロ
ファイルは第４図（ｂ）のごとくなる。このラインプロ
ファイルには４つのピークP1,P2,P3,P4があるが、この
ピークのピークツーピーク値Ａがまず求められる。次に
スレッショルドの値ｋ（％）が定義され、ラインプロフ
ァイルを切断する水平線の高さｔが次式によって求めら
れる。
長さを検出する一般的な方法は、スレッショルド法であ
る。このスレッショルド法を第４図に基づいて説明す
る。第４図（ａ）は材料１上に形成された凸状のパター
ン２を示しており、このパターン２の幅ｌを測長する場
合、電子ビームはパターン２を横切って走査される。こ
の走査に伴い、材料１やパターン２から発生した、例え
ば２次電子が検出されるが、この検出信号のラインプロ
ファイルは第４図（ｂ）のごとくなる。このラインプロ
ファイルには４つのピークP1,P2,P3,P4があるが、この
ピークのピークツーピーク値Ａがまず求められる。次に
スレッショルドの値ｋ（％）が定義され、ラインプロフ
ァイルを切断する水平線の高さｔが次式によって求めら
れる。
ｔ＝（k/100）・Ａ 次に、この水平線ｔとラインプロファイルとの交点Ｍと
Ｎとが求められ、この交点の位置からパターン２の幅ｌ
は次式によって求められる。
Ｎとが求められ、この交点の位置からパターン２の幅ｌ
は次式によって求められる。
ｌ＝Ｎ−Ｍ （発明が解決しようとする課題） 上記したスレッショルド法や直線近似法，ピークツーピ
ーク法，最大傾斜法などは、全てプロファイルの勾配と
信号強度とに着目した方法である。従って、パターン２
や下地の材料１の材質や、電子ビームのフォーカスの合
い具合により、ピークツーピークの値が変化するため、
その都度測長値ｌの再現精度が得にくい欠点を有してい
る。また、パターンの側面は、レジストの露光時に発生
するスタンディングウエーブの影響で第５図に示すよう
に凹凸が生じているが、このような場合、ラインプロフ
ァイルの立ち上り、立ち下り部が波を打つため、スレッ
ショルドの水平線ｔとラインプロファイルとの交点であ
る横方向の位置（座標）が大きく変化してしまい、より
再現精度は悪くなる。
ーク法，最大傾斜法などは、全てプロファイルの勾配と
信号強度とに着目した方法である。従って、パターン２
や下地の材料１の材質や、電子ビームのフォーカスの合
い具合により、ピークツーピークの値が変化するため、
その都度測長値ｌの再現精度が得にくい欠点を有してい
る。また、パターンの側面は、レジストの露光時に発生
するスタンディングウエーブの影響で第５図に示すよう
に凹凸が生じているが、このような場合、ラインプロフ
ァイルの立ち上り、立ち下り部が波を打つため、スレッ
ショルドの水平線ｔとラインプロファイルとの交点であ
る横方向の位置（座標）が大きく変化してしまい、より
再現精度は悪くなる。
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、その目
的は、再現性良くパターンの測長を行うことができる測
長方法を実現するにある。
的は、再現性良くパターンの測長を行うことができる測
長方法を実現するにある。
（課題を解決するための手段） 上記課題を解決する本発明は、ビームを測長すべきパタ
ーンを横切って直線状に走査し、走査に伴って得られる
材料からの信号を検出し、検出信号のラインプロファイ
ルのピーク位置に基づいてパターンの測長を行う測長方
法において、 パターンの一方の端部に基づく検出信号のラインプロフ
ァイルの２種のピーク位置をXP1,XP2、パターンの他方
の端部に基づく検出信号のラインプロファイルの２種の
ピーク位置をXP3,XP4とし（XP1＜XP2＜XP3＜XP4）、ｋ
を定数とした場合、 測長すべき長さｌを、次の２式、 ｌ＝（XP4−XP1）−｛（XP2−XP1）・k/100＋（XP4−X
P3）・k/100｝ ｌ＝（XP3−XP3）＋｛（XP2−XP1）・k/100＋（XP4−X
P3）・k/100｝ の何れかを用いて求めるようにしたことを特徴とするも
のである。
ーンを横切って直線状に走査し、走査に伴って得られる
材料からの信号を検出し、検出信号のラインプロファイ
ルのピーク位置に基づいてパターンの測長を行う測長方
法において、 パターンの一方の端部に基づく検出信号のラインプロフ
ァイルの２種のピーク位置をXP1,XP2、パターンの他方
の端部に基づく検出信号のラインプロファイルの２種の
ピーク位置をXP3,XP4とし（XP1＜XP2＜XP3＜XP4）、ｋ
を定数とした場合、 測長すべき長さｌを、次の２式、 ｌ＝（XP4−XP1）−｛（XP2−XP1）・k/100＋（XP4−X
P3）・k/100｝ ｌ＝（XP3−XP3）＋｛（XP2−XP1）・k/100＋（XP4−X
P3）・k/100｝ の何れかを用いて求めるようにしたことを特徴とするも
のである。
（作用） 本発明の測長方法では、ビームを測長すべきパターンを
横切って直線状に走査し、走査に伴って得られる材料か
らの信号を検出し、検出信号のラインプロファイルのピ
ーク位置を求める。具体的には、パターンの一方の端部
に基づく検出信号のラインプロファイルの２種のピーク
位置XP1,XP2と、パターンの他方の端部に基づく検出信
号のラインプロファイルの２種のピーク位置XP3,XP4と
を求める（XP1＜XP2＜XP3＜XP4）。
横切って直線状に走査し、走査に伴って得られる材料か
らの信号を検出し、検出信号のラインプロファイルのピ
ーク位置を求める。具体的には、パターンの一方の端部
に基づく検出信号のラインプロファイルの２種のピーク
位置XP1,XP2と、パターンの他方の端部に基づく検出信
号のラインプロファイルの２種のピーク位置XP3,XP4と
を求める（XP1＜XP2＜XP3＜XP4）。
次に、測長すべき長さｌを、次の２式、 ｌ＝（XP4−XP1）−｛（XP2−XP1）・k/100＋（XP4−X
P3）・k/100｝ ｌ＝（XP3−XP2）＋｛（XP2−XP1）・k/100＋（XP4−X
P3）・k/100｝ の何れかに相当する式を用いて求める。
P3）・k/100｝ ｌ＝（XP3−XP2）＋｛（XP2−XP1）・k/100＋（XP4−X
P3）・k/100｝ の何れかに相当する式を用いて求める。
（実施例） 以下、第１図を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。第１図は本発明に基づく測長方法を実施する電子ビ
ーム測長装置の一例を示しており、３は電子銃である。
電子銃３から発生し加速された電子ビームEBは、対物レ
ンズ４によって被測長材料１上に集束される。電子ビー
ムEBは、偏向器４によって偏向を受け、材料１に設けら
れたパターン２はこの電子ビームによって直線状に走査
される。偏向器５には偏向器制御ユニット６から電子ビ
ーム走査信号が供給されるが、偏向器制御ユニット６
は、コンピュータ７によって制御される。材料１への電
子ビームEBの照射に基づいて発生した２次電子は、２次
電子検出器８によって検出される。検出器８の検出信号
は、増幅器９によって増幅され、AD変換器10によってデ
ィジタル信号に変換された後、コンピュータ７を介して
フレームメモリ11に供給されて記憶される。
る。第１図は本発明に基づく測長方法を実施する電子ビ
ーム測長装置の一例を示しており、３は電子銃である。
電子銃３から発生し加速された電子ビームEBは、対物レ
ンズ４によって被測長材料１上に集束される。電子ビー
ムEBは、偏向器４によって偏向を受け、材料１に設けら
れたパターン２はこの電子ビームによって直線状に走査
される。偏向器５には偏向器制御ユニット６から電子ビ
ーム走査信号が供給されるが、偏向器制御ユニット６
は、コンピュータ７によって制御される。材料１への電
子ビームEBの照射に基づいて発生した２次電子は、２次
電子検出器８によって検出される。検出器８の検出信号
は、増幅器９によって増幅され、AD変換器10によってデ
ィジタル信号に変換された後、コンピュータ７を介して
フレームメモリ11に供給されて記憶される。
上記した構成の動作は次の通りである。コンピュータ７
は、偏向器制御ユニット６を制御し、このユニット６か
ら偏向器５に材料１上のパターン２を横切って電子ビー
ムを走査する走査信号を供給する。この結果、パターン
２を横切って電子ビームは直線状に走査され、この走査
に伴って発生した２次電子は、検出器８によって検出さ
れる。検出信号は、増幅器9,AD変換器10,コンピュータ
７を介してフレームメモリ11に供給されて記憶される。
第２図（ａ）は、材料１上のパターン２を示しており、
第２図（ａ）のパターンに対する電子ビーム走査に伴っ
て検出され、フレームメモリ11に記憶された信号のライ
ンプロファイルは、第２図（ｂ）のようになる。
は、偏向器制御ユニット６を制御し、このユニット６か
ら偏向器５に材料１上のパターン２を横切って電子ビー
ムを走査する走査信号を供給する。この結果、パターン
２を横切って電子ビームは直線状に走査され、この走査
に伴って発生した２次電子は、検出器８によって検出さ
れる。検出信号は、増幅器9,AD変換器10,コンピュータ
７を介してフレームメモリ11に供給されて記憶される。
第２図（ａ）は、材料１上のパターン２を示しており、
第２図（ａ）のパターンに対する電子ビーム走査に伴っ
て検出され、フレームメモリ11に記憶された信号のライ
ンプロファイルは、第２図（ｂ）のようになる。
ここで、検出信号の４つのピークP1〜P4のＸ座標位置X
P1〜XP4は、必ずしもパターン２の下面の両端S1,S4のＸ
座標位置XS1,XS4とパターン２の上面の両端S2,S3のＸ座
標位置XS2,XS3と一致しないが、パターン２や材料１の
材質が変化するなどして、信号の強度差Ａが大きく変化
しても、ピーク位置XP1〜XP4は、パターン２の上面と下
面の両端位置XS1〜XS4に強く拘束されているので、XP1
〜XP4とXS1〜XS4との関係は、大きく変化することはな
い。従って、コンピュータ７は、パターン２のS1とS2に
関係したピーク位置XP1,XP2をフレームメモリ11に記憶
されているプロファイルから求めた後、ピーク位置XP1
とパターン２の一方の端部位置XS1との差ａを次式によ
り求める。
P1〜XP4は、必ずしもパターン２の下面の両端S1,S4のＸ
座標位置XS1,XS4とパターン２の上面の両端S2,S3のＸ座
標位置XS2,XS3と一致しないが、パターン２や材料１の
材質が変化するなどして、信号の強度差Ａが大きく変化
しても、ピーク位置XP1〜XP4は、パターン２の上面と下
面の両端位置XS1〜XS4に強く拘束されているので、XP1
〜XP4とXS1〜XS4との関係は、大きく変化することはな
い。従って、コンピュータ７は、パターン２のS1とS2に
関係したピーク位置XP1,XP2をフレームメモリ11に記憶
されているプロファイルから求めた後、ピーク位置XP1
とパターン２の一方の端部位置XS1との差ａを次式によ
り求める。
ａ＝（XP2−XP1）・k/100 上式で、ｋは比例定数（％）である。同様にして、ピー
ク位置XP4とパターン２の他方の端部位置XS4との差ｂを
次式により求める。
ク位置XP4とパターン２の他方の端部位置XS4との差ｂを
次式により求める。
ｂ＝（XP4−XP3）・k/100 このａとｂを求めた後、パターンの幅ｌが次式により求
められる。
められる。
ｌ＝（XP4−ｂ）−（XP1＋ａ） ＝（XP4−XP1）−（ａ＋ｂ） この求められた幅（測長値）ｌは、ラインプロファイル
の横座標に基づく値（XP4,XP1,a,b）から算出されるも
ので、これらの値（XP4,XP1,a,b）が信号強度の変動の
影響をほとんど受けないことから、測長値ｌも信号強度
の変化の影響を受けず、測長の再現性を高めることがで
きる。
の横座標に基づく値（XP4,XP1,a,b）から算出されるも
ので、これらの値（XP4,XP1,a,b）が信号強度の変動の
影響をほとんど受けないことから、測長値ｌも信号強度
の変化の影響を受けず、測長の再現性を高めることがで
きる。
以上本発明の実施例を説明したが、本発明はこの実施例
に限定されない。例えば、凸状のパターンを例に説明し
たが、第３図（ａ）に示すように、凹状のパターン13の
測長を行う場合にも本発明を適用することができる。こ
の場合、ビームの走査に伴う検出信号のプロファイル
は、第３図（ｂ）に示すようになり、パターンの幅ｌは
次式によって求められる。
に限定されない。例えば、凸状のパターンを例に説明し
たが、第３図（ａ）に示すように、凹状のパターン13の
測長を行う場合にも本発明を適用することができる。こ
の場合、ビームの走査に伴う検出信号のプロファイル
は、第３図（ｂ）に示すようになり、パターンの幅ｌは
次式によって求められる。
ｌ＝（XP3＋ｂ）−（XP2−ａ） ＝（XP3−XP2）＋（ａ＋ｂ） また、上記実施例では、電子ビームを例に説明したが、
光ビームを走査し、反射光を検出する場合にも本発明を
適用することができる。更に、電子ビーム描画装置を例
に説明したが、イオンビーム描画装置にも本発明を適用
することができる。
光ビームを走査し、反射光を検出する場合にも本発明を
適用することができる。更に、電子ビーム描画装置を例
に説明したが、イオンビーム描画装置にも本発明を適用
することができる。
（発明の効果） 以上、詳細に説明したように、本発明では、ビームを測
長すべきパターンを横切って直線状に走査し、走査に伴
って得られる材料からの信号を検出し、検出信号のライ
ンプロファイルのピーク位置XP1,XP2,XP3,XP4を求め、
測長すべき長さｌを、次の２式、 ｌ＝（XP4−XP1）−｛（XP2−XP1）・k/100＋（XP4−X
P3）・k/100｝ ｌ＝（XP3−XP2）＋｛（XP2−XP1）・k/100＋（XP4−X
P3）・k/100｝ の何れかに相当する式を用いて求めるようにしたので、
下地材料やマークの材質並びに電子ビームのフォーカス
の合い具合により信号強度が変化し、ラインプロファイ
ルのピークツーピークの値が変化しても、この変化にほ
とんど影響されずにパターンの端部位置を求めることが
でき、再現性良くパターンの測長を行うことができる。
長すべきパターンを横切って直線状に走査し、走査に伴
って得られる材料からの信号を検出し、検出信号のライ
ンプロファイルのピーク位置XP1,XP2,XP3,XP4を求め、
測長すべき長さｌを、次の２式、 ｌ＝（XP4−XP1）−｛（XP2−XP1）・k/100＋（XP4−X
P3）・k/100｝ ｌ＝（XP3−XP2）＋｛（XP2−XP1）・k/100＋（XP4−X
P3）・k/100｝ の何れかに相当する式を用いて求めるようにしたので、
下地材料やマークの材質並びに電子ビームのフォーカス
の合い具合により信号強度が変化し、ラインプロファイ
ルのピークツーピークの値が変化しても、この変化にほ
とんど影響されずにパターンの端部位置を求めることが
でき、再現性良くパターンの測長を行うことができる。
第１図は、本発明に基づく測長方法を実施するための電
子ビーム測長装置を示す図、 第２図は、第１図の装置で測長するパターンの断面と２
次電子検出信号のラインプロファイルを示す図、 第３図は、凹状パターンの断面と２次電子検出信号のラ
インプロファイルを示す図、 第４図は、従来の測長方法を説明するために用いた図、 第５図はパターンの説明図である。 １……被測長材料、２……パターン ３……電子銃、４……対物レンズ ５……偏向器 ６……偏向器制御ユニット ７……コンピュータ、８……検出器 ９……増幅器、10……AD変換器 11……フレームメモリ
子ビーム測長装置を示す図、 第２図は、第１図の装置で測長するパターンの断面と２
次電子検出信号のラインプロファイルを示す図、 第３図は、凹状パターンの断面と２次電子検出信号のラ
インプロファイルを示す図、 第４図は、従来の測長方法を説明するために用いた図、 第５図はパターンの説明図である。 １……被測長材料、２……パターン ３……電子銃、４……対物レンズ ５……偏向器 ６……偏向器制御ユニット ７……コンピュータ、８……検出器 ９……増幅器、10……AD変換器 11……フレームメモリ
Claims (1)
- 【請求項１】ビームを測長すべきパターンを横切って直
線状に走査し、走査に伴って得られる材料からの信号を
検出し、検出信号のラインプロファイルのピーク位置に
基づいてパターンの測長を行う測長方法において、 パターンの一方の端部に基づく検出信号のラインプロフ
ァイルの２種のピーク位置をXP1,XP2、パターンの他方
の端部に基づく検出信号のラインプロファイルの２種の
ピーク位置をXP3,XP4とし（XP1＜XP2＜XP3＜XP4）、ｋ
を定数とした場合、 測長すべき長さｌを、次の２式、 ｌ＝（XP4−XP1）−｛（XP2−XP1）・k/100＋（XP4−X
P3）・k/100｝ ｌ＝（XP3−XP2）＋｛（XP2−XP1）・k/100＋（XP4−X
P3）・k/100｝ の何れかに相当する式を用いて求めるようにしたことを
特徴とする測長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2072581A JPH0756447B2 (ja) | 1990-03-22 | 1990-03-22 | 測長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2072581A JPH0756447B2 (ja) | 1990-03-22 | 1990-03-22 | 測長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03272409A JPH03272409A (ja) | 1991-12-04 |
| JPH0756447B2 true JPH0756447B2 (ja) | 1995-06-14 |
Family
ID=13493487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2072581A Expired - Fee Related JPH0756447B2 (ja) | 1990-03-22 | 1990-03-22 | 測長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0756447B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62103510A (ja) * | 1985-08-30 | 1987-05-14 | Jeol Ltd | パタ−ン測長方法 |
-
1990
- 1990-03-22 JP JP2072581A patent/JPH0756447B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03272409A (ja) | 1991-12-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |