JPH08115959A - Electron beam system and measuring method employing electron beam - Google Patents

Electron beam system and measuring method employing electron beam

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JPH08115959A
JPH08115959A JP25318194A JP25318194A JPH08115959A JP H08115959 A JPH08115959 A JP H08115959A JP 25318194 A JP25318194 A JP 25318194A JP 25318194 A JP25318194 A JP 25318194A JP H08115959 A JPH08115959 A JP H08115959A
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JP
Japan
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electron beam
scanning
pattern
signal
sin
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JP25318194A
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Japanese (ja)
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Toshihiro Asari
敏弘 浅利
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Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To realize an electron beam system and a measuring method employing electron beam for detecting an edge with high accuracy. CONSTITUTION: Adder/subtractor circuits 21, 22 delivers a following output; x.cosθ+y.sinθ-x.sinθ+y.cosθ. Output from the adder/subtractor circuit 21 is fed through an amplifier 9x to a deflector 7x in x-direction whereas an output from the adder/subtractor circuit 22 is fed through an amplifier 9y to a deflector 7y in y-direction. Consequently, the electron beam performs scanning in the direction perpendicular to the edge face of an inclining pattern.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子ビームを試料上で
走査し、この走査に伴って得られた信号に基づいて試料
表面上のパターンなどの測長を行うようにした電子ビー
ム装置及び電子ビームを用いた測長方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam apparatus which scans an electron beam on a sample and measures the length of a pattern or the like on the surface of the sample based on the signal obtained by the scanning. The present invention relates to a length measuring method using an electron beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】走査電子顕微鏡を使用してIC上のパタ
ーンの幅やコンタクトホールの径などの測長が行われて
いる。この場合、被測長パターンやホール上で電子ビー
ムの走査を行い、この走査に基づいて発生した反射電子
信号や2次電子信号を検出している。この検出信号はパ
ターンやホールのエッジ部分でピークが発生することか
ら、このピーク間の電子ビームの走査幅に基づいてパタ
ーンの幅やホールの径を求めるようにしている。
2. Description of the Related Art A scanning electron microscope is used to measure the width of a pattern on an IC and the diameter of a contact hole. In this case, the electron beam is scanned on the measured pattern or the hole, and the reflected electron signal and the secondary electron signal generated based on this scanning are detected. Since this detection signal has a peak at the edge portion of the pattern or hole, the width of the pattern and the diameter of the hole are determined based on the scanning width of the electron beam between the peaks.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】図1(a)はICパタ
ーンを示しており、この細長いパターンPは傾斜角αを
有している。このようなパターンPに対してその幅を測
長する場合、電子ビームを図のXとY方向に2次元的に
走査する。この電子ビームの走査に基づいて得られた2
次電子などを検出し、検出信号のピーク位置からパター
ンPの幅を求めている。この場合、電子ビームのX,Y
方向の走査では電子ビームの走査がパターンのエッジ面
に対して直交しないために、測定検出精度が低下する。
FIG. 1A shows an IC pattern, and this elongated pattern P has an inclination angle α. When measuring the width of such a pattern P, the electron beam is two-dimensionally scanned in the X and Y directions in the drawing. 2 obtained based on this electron beam scanning
The secondary electron or the like is detected, and the width of the pattern P is obtained from the peak position of the detection signal. In this case, the X and Y of the electron beam
In the directional scanning, since the electron beam scanning is not orthogonal to the edge surface of the pattern, the measurement detection accuracy is lowered.

【0004】この点を図2を用いて更に説明する。な
お、図2(A),(b)で横軸は電子ビームの走査位
置、縦軸は信号強度である。図2(a)はパターンのエ
ッジと電子ビームの走査線とが直交する場合であり、シ
ャープなピーク信号が得られる。一方、図2(b)はパ
ターンのエッジと走査線とが直交していない場合であ
り、この場合には、パターンのエッジの傾斜角をαとす
ると、tanαだけピークは測定方向(電子ビームの走
査方向)に間延びしてしまう。
This point will be further described with reference to FIG. 2A and 2B, the horizontal axis represents the scanning position of the electron beam and the vertical axis represents the signal intensity. FIG. 2A shows the case where the edge of the pattern and the scanning line of the electron beam are orthogonal to each other, and a sharp peak signal can be obtained. On the other hand, FIG. 2B shows a case where the pattern edge and the scanning line are not orthogonal to each other. In this case, when the inclination angle of the pattern edge is α, the peak is tan α in the measurement direction (electron beam In the scanning direction).

【0005】また、図1(b)はコンタクトホールHを
示しており、このホールHに対して電子ビームをX方向
とY方向とに走査し、走査によって試料から発生した、
例えば2次電子を検出している。この場合、X方向に関
してはXmの電子ビームの走査時点で検出信号のピーク
間の幅が最大となり、この幅がコンタクトホールHのX
方向の径Hxとされる。また、Y方向に関してはYmの
電子ビームの走査時点で検出信号のピーク間の幅が最大
となり、この幅がコンタクトホールHのY方向の径Hy
とされる。
Further, FIG. 1B shows a contact hole H. An electron beam is scanned in the X and Y directions with respect to this hole H, and the contact hole H is generated from the sample by the scanning.
For example, secondary electrons are detected. In this case, the width between the peaks of the detection signal becomes maximum at the time of scanning with the electron beam of Xm in the X direction, and this width is the X of the contact hole H.
The diameter is Hx in the direction. In the Y direction, the width between the peaks of the detection signal becomes maximum at the time of scanning with the electron beam of Ym, and this width is the diameter Hy of the contact hole H in the Y direction.
It is said.

【0006】最近、このようなコンタクトホールについ
て単にX,Y方向の径を求めるだけでなく、その真円度
をも測定することが要求されてきた。この真円度の測定
の場合には、X方向の径HxとY方向の径Hyの測定以
外に、各走査線によりコンタクトホールの各エッジ情報
を得るようにしている。しかしながら、走査線XkやX
nではコンタクトホールのエッジ面と走査方向の角度が
45°となり、このようなエッジでは前記したように測
定精度が低下する。
Recently, it has been required to measure not only the diameters of the contact holes in the X and Y directions but also the roundness thereof. In the case of measuring the roundness, in addition to the measurement of the diameter Hx in the X direction and the diameter Hy in the Y direction, each edge information of the contact hole is obtained by each scanning line. However, scan lines Xk and X
In the case of n, the angle between the edge surface of the contact hole and the scanning direction is 45 °, and at such an edge, the measurement accuracy deteriorates as described above.

【0007】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、高い精度でエッジの検出を行うこ
とができる電子ビーム装置および電子ビームを用いた測
定方法を実現するにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to realize an electron beam apparatus capable of detecting an edge with high accuracy and a measuring method using the electron beam. .

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明に基づく電子ビー
ム装置は、電子ビームを走査しこの走査に伴って得られ
た信号を微分し、微分された信号のピーク位置からパタ
ーンの幅や長さ、あるいはパターンの形状などを測定す
る電子ビーム装置において、走査の基準座標x,yに対
して角度θ回転した座標をX,Yとすると、式 X=xcosθ+ysinθ Y=−xsinθ+ycosθ に基づいて座標変換を行って電子ビームの走査を行うよ
うにしたことを特徴としている。
An electron beam apparatus according to the present invention scans an electron beam, differentiates a signal obtained by the scanning, and differentiates the peak position of the differentiated signal from the width and length of a pattern. , Or, in an electron beam apparatus for measuring the shape of a pattern, etc., assuming that the coordinates rotated by an angle θ with respect to the scanning reference coordinates x, y are X and Y, coordinate conversion is performed based on the equation X = xcos θ + y sin θ Y = −x sin θ + y cos θ. It is characterized in that the electron beam scanning is performed.

【0009】本発明に基づく電子ビームを用いた測定方
法は、電子ビームを走査しこの走査に伴って得られた信
号を微分し、微分された信号のピーク位置からパターン
の幅や長さ、あるいはパターンの形状などを測定する方
法において、予め被測長パターンのエッジの傾斜角を求
め、この傾斜角から被測長パターンのエッジに対して垂
直に電子ビームを走査するための座標回転角度θを求
め、走査の基準座標x,yに対して角度θ回転した座標
をX,Yとすると、式 X=xcosθ+ysinθ Y=−xsinθ+ycosθ に基づいて座標変換を行って電子ビームの走査を行い、
被測長パターンの測定を行うようにしたことを特徴とし
ている。
The measuring method using an electron beam according to the present invention scans the electron beam, differentiates the signal obtained by this scanning, and determines the width or length of the pattern from the peak position of the differentiated signal, or In the method of measuring the shape of the pattern, etc., the inclination angle of the edge of the measured pattern is obtained in advance, and the coordinate rotation angle θ for scanning the electron beam perpendicularly to the edge of the measured pattern is calculated from this inclination angle. Letting X and Y be coordinates that are obtained and rotated by an angle θ with respect to the reference coordinates x and y for scanning, the coordinate conversion is performed based on the formula X = xcos θ + ysin θ Y = −xsin θ + ycos θ, and the electron beam is scanned.
The feature is that the measured length pattern is measured.

【0010】本発明に基づく電子ビームを用いた測定方
法は、電子ビームを走査しこの走査に伴って得られた信
号を微分し、微分された信号のピーク位置からパターン
の幅や長さ、あるいはパターンの形状などを測定する方
法において、予め被測長円形パターンの中心を求め、こ
の中心を通り円周エッジに対してほぼ垂直に電子ビーム
を走査するため、走査の基準座標x,yに対して角度θ
回転した座標をX,Yとすると、式 X=xcosθ+ysinθ Y=−xsinθ+ycosθ に基づい、θの値を順々に変化させて電子ビームの走査
を行い、被測長円形パターンの測定を行うようにしたこ
とを特徴としている。
The measuring method using an electron beam according to the present invention scans the electron beam, differentiates the signal obtained by this scanning, and determines the width or length of the pattern from the peak position of the differentiated signal, or In the method of measuring the shape of a pattern, etc., the center of the elliptical pattern to be measured is obtained in advance, and the electron beam is scanned through this center almost perpendicularly to the circumferential edge. Angle θ
When the rotated coordinates are X and Y, the electron beam is scanned by sequentially changing the value of θ based on the equation X = xcos θ + ysin θ Y = −xsin θ + ycos θ, and the measured circular pattern is measured. It is characterized by that.

【0011】[0011]

【作用】本発明では、走査の基準座標x,yに対して角
度θ回転した座標をX,Yとすると、式 X=xcosθ+ysinθ Y=−xsinθ+ycosθ に基づいて座標変換を行って電子ビームの走査を行う。
In the present invention, assuming that the coordinates rotated by the angle θ with respect to the scanning reference coordinates x and y are X and Y, the coordinate conversion is performed based on the formula X = xcos θ + y sin θ Y = −x sin θ + y cos θ to scan the electron beam. To do.

【0012】[0012]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図3は本発明の一実施例である走査電子顕
微鏡を示しており、1は電子銃である。電子銃1から発
生した電子ビームEBは、集束レンズ2と対物レンズ
(最終段集束レンズ)3によって試料4上に細く集束さ
れる。対物レンズ3にはコンピュータ5から対物レンズ
制御ユニット6を介して励磁電流が供給される。また、
電子ビームEBは、偏向器7によって偏向され、試料4
上の電子ビームの照射位置は走査される。偏向器7には
コンピュータ5から電子ビーム偏向ユニット8、増幅器
9を介して走査信号が供給される。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 3 shows a scanning electron microscope which is an embodiment of the present invention, and 1 is an electron gun. The electron beam EB generated from the electron gun 1 is finely focused on the sample 4 by the focusing lens 2 and the objective lens (final stage focusing lens) 3. Excitation current is supplied to the objective lens 3 from the computer 5 via the objective lens control unit 6. Also,
The electron beam EB is deflected by the deflector 7, and the sample 4
The irradiation position of the upper electron beam is scanned. A scanning signal is supplied to the deflector 7 from the computer 5 via the electron beam deflection unit 8 and the amplifier 9.

【0013】試料4への電子ビームの照射によって発生
した2次電子は、2次電子検出器10によって検出され
る。検出器10の検出信号は、増幅器11によって増幅
された後、フレームメモリーユニット12に供給され
る。フレームメモリーユニット12は、電子ビーム偏向
ユニット8からの信号に基づいて、電子ビームの繰り返
しの走査に基づいて検出された信号の累計加算を実行す
る。フレームメモリーユニット12に記憶された信号は
適宜読み出され、DA変換器13によってアナログ信号
に変換された後、信号微分ユニット14に供給されて微
分処理が実行される。信号微分ユニット14の微分出力
はコンピュータ5に供給される。
Secondary electrons generated by the irradiation of the sample 4 with the electron beam are detected by the secondary electron detector 10. The detection signal of the detector 10 is amplified by the amplifier 11 and then supplied to the frame memory unit 12. The frame memory unit 12 executes cumulative addition of the signals detected based on the repeated scanning of the electron beam based on the signal from the electron beam deflection unit 8. The signal stored in the frame memory unit 12 is appropriately read out, converted into an analog signal by the DA converter 13, and then supplied to the signal differentiating unit 14 to be subjected to a differentiating process. The differential output of the signal differentiating unit 14 is supplied to the computer 5.

【0014】図4は前記した電子ビーム偏向ユニット
8,増幅器9,偏向器7の詳細を示している。電子ビー
ム偏向ユニット8は、コンピュータ5からX,Y方向の
走査位置信号がそれぞれ供給される偏向出力ユニット1
5,16、コンピュータ5から与えられた角度θに関
し、cosθとsinθの値がそれぞれ供給されるDA
変換器17,18を有している。更に、電子ビーム偏向
ユニット8は、演算回路19,20、加減算器21,2
2を有している。電子ビーム偏向ユニット8内の加減算
器21の出力はX方向の増幅器9xに供給された後X方
向の偏向器7xに供給され、加減算器22の出力はY方
向の増幅器9yに供給された後Y方向の偏向器7yに供
給される。このような構成の動作を次に説明する。
FIG. 4 shows the details of the electron beam deflection unit 8, the amplifier 9 and the deflector 7 described above. The electron beam deflection unit 8 is a deflection output unit 1 to which scanning position signals in the X and Y directions are respectively supplied from the computer 5.
5, 16 and DA with respect to the angle θ given from the computer 5, the values of cos θ and sin θ are supplied, respectively.
It has converters 17, 18. Further, the electron beam deflection unit 8 includes arithmetic circuits 19 and 20, adder / subtractors 21 and 2.
Have two. The output of the adder / subtractor 21 in the electron beam deflection unit 8 is supplied to the X-direction amplifier 9x and then to the X-direction deflector 7x, and the output of the adder / subtractor 22 is supplied to the Y-direction amplifier 9y and then Y. It is supplied to the directional deflector 7y. The operation of such a configuration will be described below.

【0015】通常の2次電子像を観察する場合、コンピ
ュータ5は電子ビーム偏向ユニット8を制御し、このユ
ニット8から所定の2次元走査信号を偏向器7に供給す
る。その結果、試料4上の任意の2次元領域が電子ビー
ムEBによってラスター走査される。試料4への電子ビ
ームの照射によって発生した2次電子は、検出器10に
よって検出される。その検出信号は、増幅器11を介し
て偏向器5への走査信号と同期した陰極線管(図示せ
ず)に供給され、陰極線管には試料の任意の領域の2次
電子像が表示される。
When observing a normal secondary electron image, the computer 5 controls the electron beam deflection unit 8 and supplies a predetermined two-dimensional scanning signal from this unit 8 to the deflector 7. As a result, an arbitrary two-dimensional area on the sample 4 is raster-scanned by the electron beam EB. Secondary electrons generated by irradiating the sample 4 with the electron beam are detected by the detector 10. The detection signal is supplied via an amplifier 11 to a cathode ray tube (not shown) synchronized with the scanning signal to the deflector 5, and a secondary electron image of an arbitrary region of the sample is displayed on the cathode ray tube.

【0016】次に、図5(a)に示すような傾斜パター
ンの測長動作について説明する。まず試料4の測長部分
において電子ビームの走査を行うが、この走査はコンピ
ュータ5から電子ビーム偏向ユニット8への指示に基づ
いて、従来通りにXおよびY方向に対して行われる。こ
の電子ビームの走査に基づいて試料4から発生した2次
電子は2次電子検出器10によって検出される。検出信
号は増幅器11によって増幅された後、フレームメモリ
ーユニット12に供給されて記憶される。
Next, the length measuring operation of the tilt pattern as shown in FIG. 5A will be described. First, the electron beam is scanned in the length-measuring portion of the sample 4, and this scanning is conventionally performed in the X and Y directions based on an instruction from the computer 5 to the electron beam deflection unit 8. Secondary electrons generated from the sample 4 based on the scanning of the electron beam are detected by the secondary electron detector 10. The detection signal is amplified by the amplifier 11 and then supplied to the frame memory unit 12 for storage.

【0017】電子ビームの走査は繰り返し実行され、そ
の都度検出された2次電子信号は電子ビーム偏向ユニッ
ト8からの信号に基づいて、フレームメモリーユニット
12の各座標位置ごとに記憶され、累計加算される。こ
の累計加算処理により信号のSN比の向上が図られる。
このフレームメモリーユニット12に記憶された信号に
基づいて、コンピュータ5は傾斜パターンが測長対象の
場合には、その傾斜角を求める。すなわち、フレームメ
モリーユニット12に記憶された信号は順次読み出さ
れ、DA変換器13によってアナログ信号に変換された
後信号微分ユニット14に供給される。微分処理された
信号はコンピュータ5に供給される。コンピュータ5は
微分処理された信号のピーク位置を認識し、各走査線に
ついてそのピーク座標を求める。各走査線のピーク座標
値から図5(a)に示す傾斜パターンの傾斜角度αが求
められる。
The scanning of the electron beam is repeatedly executed, and the secondary electron signal detected each time is stored for each coordinate position of the frame memory unit 12 on the basis of the signal from the electron beam deflecting unit 8 and accumulated. It The SN ratio of the signal is improved by this cumulative addition processing.
Based on the signal stored in the frame memory unit 12, the computer 5 obtains the tilt angle of the tilt pattern when it is the object of length measurement. That is, the signals stored in the frame memory unit 12 are sequentially read out, converted into analog signals by the DA converter 13, and then supplied to the signal differentiating unit 14. The differentiated signal is supplied to the computer 5. The computer 5 recognizes the peak position of the differentiated signal and obtains the peak coordinates of each scanning line. The tilt angle α of the tilt pattern shown in FIG. 5A is obtained from the peak coordinate value of each scanning line.

【0018】次にコンピュータ5は求められた傾斜パタ
ーンの傾斜角αに対して、傾斜パターンのエッジ面に垂
直に電子ビームを走査するための電子ビームの走査方向
の回転角θを演算で求める。尚、αとθとの関係は、θ
=α±(π/2)である。ところで、走査方向を角度θ
回転させるための偏向信号の変換については、一般の座
標変換の公式を用いることによって行うことができる。
すなわち、図6に示す直交座標x,yを、原点Oをその
ままにして角度θ回転させて座標X,Yに変換する場
合、両座標との間には次の公式が成り立つ。
Next, the computer 5 calculates a rotation angle θ in the scanning direction of the electron beam for scanning the electron beam perpendicularly to the edge surface of the tilt pattern with respect to the tilt angle α of the tilt pattern thus obtained. Note that the relationship between α and θ is θ
= Α ± (π / 2). By the way, the scanning direction is angle θ
The deflection signal for rotation can be converted by using a general coordinate conversion formula.
That is, when the Cartesian coordinates x and y shown in FIG. 6 are converted into the coordinates X and Y by rotating the angle θ with the origin O as it is, the following formula is established between them.

【0019】x=Xcosθ−Ysinθ y=Xsinθ+Ycosθ 上式は次のように書き換えられる。X = Xcos θ−Y sin θ y = X sin θ + Y cos θ The above equation can be rewritten as follows.

【0020】X=xcosθ+ysinθ Y=−xsinθ+ycosθ 図5(a)の傾斜パターンの場合、パターンのエッジ面
に垂直に電子ビームを走査するためには角度θ回転させ
られた新しい直交座標X,Yによって電子ビームの走査
を行えば良い。このため、コンピュータ5は走査方向の
回転角θが求められると、x,yの偏向出力を偏向出力
ユニット15,16に供給すると共に、cosθの値を
DA変換器17に供給し、sinθの値をDA変換器1
8に供給する。偏向出力ユニット15は供給された信号
をDA変換して演算回路19に供給する。演算回路19
は偏向出力xとDA変換器17,18から供給されたc
osθとsinθの値とから、積算処理によりx・co
sθと−x・sinθとを出力する。また、演算回路2
0は偏向出力yとDA変換器17,18から供給された
cosθとsinθの値とから、積算処理によりy・c
osθと−y・sinθとを出力する。
X = xcos θ + y sin θ Y = −x sin θ + y cos θ In the case of the inclined pattern of FIG. 5A, in order to scan the electron beam perpendicularly to the edge surface of the pattern, the electron is moved by the new orthogonal coordinates X and Y rotated by the angle θ. The beam may be scanned. Therefore, when the rotation angle θ in the scanning direction is obtained, the computer 5 supplies the deflection outputs x and y to the deflection output units 15 and 16, and also supplies the value of cos θ to the DA converter 17 to obtain the value of sin θ. To DA converter 1
Supply to 8. The deflection output unit 15 DA-converts the supplied signal and supplies it to the arithmetic circuit 19. Arithmetic circuit 19
Is the deflection output x and c supplied from the DA converters 17 and 18.
From the values of osθ and sinθ, x · co
It outputs sθ and −x · sin θ. In addition, the arithmetic circuit 2
0 is the deflection output y and the values of cos θ and sin θ supplied from the DA converters 17 and 18, and y · c
It outputs osθ and −y · sin θ.

【0021】演算回路19,20からの各出力は加減算
回路21,22に供給され、加減算回路21からは次の
出力が得られる。 x・cosθ+y・sinθ 一方、加減算回路22からは次の出力が得られる。
The respective outputs from the arithmetic circuits 19 and 20 are supplied to the addition / subtraction circuits 21 and 22, and the following outputs are obtained from the addition / subtraction circuit 21. On the other hand, the following output is obtained from the adder / subtractor circuit 22.

【0022】−x・sinθ+y・cosθ 加減算回路21からの出力は増幅器9xを介してx方向
の偏向器7xに供給され、加減算回路22からの出力は
増幅器9yを介してy方向の偏向器7yに供給されるこ
とから、電子ビームは傾斜パターンのエッジ面に垂直な
方向に走査される。従って、このような走査によって検
出された信号に基づいて得られたピーク信号は極めてシ
ャープなものとなり、精度の高いパターン幅の測長を行
うことができる。
The output from the adder / subtractor circuit 21 is supplied to the deflector 7x in the x direction via the amplifier 9x, and the output from the adder / subtractor circuit 22 is supplied to the deflector 7y in the y direction via the amplifier 9y. Since it is supplied, the electron beam is scanned in the direction perpendicular to the edge surface of the inclined pattern. Therefore, the peak signal obtained based on the signal detected by such scanning becomes extremely sharp, and the pattern width can be measured with high accuracy.

【0023】次に図5(b)のコンタクトホールHの測
長動作について説明する。まずコンタクトホールの中心
座標が求められるが、中心座標は、ホールHのX方向と
Y方向の径の中心の交点とされる。すなわち、図5
(b)ではOが求められたホールHの中心である。この
コンタクトホールHに対して中心Oを通り、X軸に対し
てθの角度を有する走査方向の電子ビームの走査が行わ
れる。このため、電子ビーム偏向ユニットにより、偏向
器には角度θ回転移動された座標での走査信号が供給さ
れる。このような走査は、角度θの値を順々に変化させ
て行われる。その結果、コンタクトホールHの中心Oを
通り角度θが異なった多数の電子ビームの走査が実行さ
れる。この各走査に基づいて得られた2次電子検出信号
は微分処理され、この微分信号のピーク位置から、コン
タクトホールHの円周エッジの位置を極座標的に認識す
ることができる。この場合、電子ビームの走査がコンタ
クトホールHの各エッジに対してほぼ垂直に行われるた
めに微分信号のピークは著しくシャープとなり、エッジ
位置を極めて正確に求めることができる。なお、この求
められた極座標からコンタクトホールの形状歪と歪の方
向(楕円近似の長径方向)を求めることができる。
Next, the length measuring operation of the contact hole H shown in FIG. 5B will be described. First, the center coordinates of the contact hole are obtained. The center coordinates are the intersections of the centers of the diameters of the hole H in the X direction and the Y direction. That is, FIG.
In (b), O is the center of the desired hole H. An electron beam is scanned in the scanning direction passing through the center O with respect to the contact hole H and having an angle of θ with respect to the X axis. Therefore, the electron beam deflection unit supplies the scanning signal to the deflector at the coordinates rotated by the angle θ. Such scanning is performed by sequentially changing the value of the angle θ. As a result, a large number of electron beams having different angles θ passing through the center O of the contact hole H are scanned. The secondary electron detection signal obtained based on each scan is differentiated, and the position of the circumferential edge of the contact hole H can be recognized in polar coordinates from the peak position of this differential signal. In this case, since the scanning of the electron beam is performed almost perpendicularly to each edge of the contact hole H, the peak of the differential signal becomes extremely sharp, and the edge position can be obtained extremely accurately. The shape distortion of the contact hole and the direction of the distortion (longitudinal direction of elliptic approximation) can be calculated from the obtained polar coordinates.

【0024】以上本発明の一実施例を詳述したが、本発
明はこの実施例に限定されない。例えば、2次電子を検
出したが、反射電子を検出してもよい。
Although one embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to this embodiment. For example, although secondary electrons are detected, reflected electrons may be detected.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、走査
の基準座標x,yに対して角度θ回転した座標をX,Y
とすると、式 X=xcosθ+ysinθ Y=−xsinθ+ycosθ に基づいて座標変換を行って電子ビームの走査を行うよ
うにした。その結果、測長すべき傾斜したパターンやコ
ンタクトホールなどのパターンのエッジに垂直に電子ビ
ームの走査を行うことができ、正確な測長等の測定を行
うことができる。
As described above, in the present invention, the coordinates rotated by the angle θ with respect to the scanning reference coordinates x and y are converted into X and Y.
Then, the coordinate conversion is performed based on the equation X = xcos θ + y sin θ Y = −x sin θ + y cos θ to scan the electron beam. As a result, the electron beam can be scanned perpendicularly to the edge of a pattern such as an inclined pattern to be measured or a contact hole, and accurate measurement such as length measurement can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】測定すべき傾斜パターンとコンタクトホールと
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a tilt pattern and a contact hole to be measured.

【図2】検出信号の微分信号のピーク波形を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a peak waveform of a differential signal of a detection signal.

【図3】本発明を実施するための電子ビーム測長装置の
一例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of an electron beam length measuring apparatus for carrying out the present invention.

【図4】図3の実施例の電子ビーム偏向ユニットの詳細
を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing details of the electron beam deflection unit of the embodiment of FIG.

【図5】測長すべき傾斜パターンとコンタクトホールを
示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a tilt pattern and a contact hole to be measured.

【図6】座標回転変換を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining coordinate rotation conversion.

【符号の説明】 1 電子銃 2 集束レンズ 3 対物レンズ 4 試料 5 コンピュータ 6 対物レンズ制御ユニット 7 偏向器 8 電子ビーム偏向ユニット 9 増幅器 10 2次電子検出器 11 増幅器 12 フレームメモリーユニット 13 DA変換器 14 信号微分ユニット 15,16 偏向出力ユニット 17,18 DA変換器 19,20 演算回路 21,22 加減算回路[Explanation of Codes] 1 electron gun 2 focusing lens 3 objective lens 4 sample 5 computer 6 objective lens control unit 7 deflector 8 electron beam deflection unit 9 amplifier 10 secondary electron detector 11 amplifier 12 frame memory unit 13 DA converter 14 Signal differentiation unit 15,16 Deflection output unit 17,18 DA converter 19,20 Operation circuit 21,22 Addition / subtraction circuit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電子ビームを走査しこの走査に伴って得
られた信号を微分し、微分された信号のピーク位置から
パターンの幅や長さ、あるいはパターンの形状などを測
定する電子ビーム装置において、走査の基準座標x,y
に対して角度θ回転した座標をX,Yとすると、式 X=xcosθ+ysinθ Y=−xsinθ+ycosθ に基づいて座標変換を行って電子ビームの走査を行うよ
うにした電子ビーム装置。
1. An electron beam apparatus for scanning an electron beam, differentiating a signal obtained by the scanning, and measuring the width and length of a pattern or the shape of a pattern from the peak position of the differentiated signal. , Scanning reference coordinates x, y
An electron beam apparatus configured to perform coordinate conversion based on the equation X = xcos θ + y sin θ Y = −x sin θ + y cos θ for scanning the electron beam, where X and Y are coordinates rotated by an angle θ.
【請求項2】 電子ビームを走査しこの走査に伴って得
られた信号を微分し、微分された信号のピーク位置から
パターンの幅や長さ、あるいはパターンの形状などを測
定する方法において、予め被測長パターンのエッジの傾
斜角を求め、この傾斜角から被測長パターンのエッジに
対して垂直に電子ビームを走査するための座標回転角度
θを求め、走査の基準座標x,yに対して角度θ回転し
た座標をX,Yとすると、式 X=xcosθ+ysinθ Y=−xsinθ+ycosθ に基づいて座標変換を行って電子ビームの走査を行い、
被測長パターンの測定を行うようにした電子ビームを用
いた測定方法。
2. A method of scanning an electron beam, differentiating a signal obtained by the scanning, and measuring the width and length of a pattern or the shape of a pattern from the peak position of the differentiated signal, The tilt angle of the edge of the measured pattern is obtained, and the coordinate rotation angle θ for scanning the electron beam perpendicularly to the edge of the measured pattern is obtained from this tilt angle, and with respect to the reference coordinates x and y for scanning. Then, assuming that the coordinates rotated by the angle θ are X and Y, the coordinate conversion is performed based on the equation X = xcos θ + y sin θ Y = −x sin θ + y cos θ to scan the electron beam,
A measurement method using an electron beam adapted to measure a measured length pattern.
【請求項3】 電子ビームを走査しこの走査に伴って得
られた信号を微分し、微分された信号のピーク位置から
パターンの幅や長さ、あるいはパターンの形状などを測
定する方法において、予め被測長円形パターンの中心を
求め、この中心を通り円周エッジに対してほぼ垂直に電
子ビームを走査するため、走査の基準座標x,yに対し
て角度θ回転した座標をX,Yとすると、式 X=xcosθ+ysinθ Y=−xsinθ+ycosθ に基づい、θの値を順々に変化させて電子ビームの走査
を行い、被測長円形パターンの測定を行うようにした電
子ビームを用いた測定方法。
3. A method of scanning an electron beam, differentiating a signal obtained by this scanning, and measuring the width or length of a pattern or the shape of a pattern from the peak position of the differentiated signal, The center of the measured elliptical pattern is determined, and the electron beam is scanned through this center almost perpendicularly to the circumferential edge. Then, a measurement method using an electron beam configured to measure the elliptical pattern to be measured by scanning the electron beam while sequentially changing the value of θ based on the formula X = xcos θ + ysin θ Y = −xsin θ + ycos θ.
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