JPH0887974A - 試料の高さ変位の補正方法，試料の高さ測定方法，電子ビームの自動焦点合わせ方法 - Google Patents
試料の高さ変位の補正方法，試料の高さ測定方法，電子ビームの自動焦点合わせ方法Info
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- JPH0887974A JPH0887974A JP22287994A JP22287994A JPH0887974A JP H0887974 A JPH0887974 A JP H0887974A JP 22287994 A JP22287994 A JP 22287994A JP 22287994 A JP22287994 A JP 22287994A JP H0887974 A JPH0887974 A JP H0887974A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 試料の高さが変位しても高い精度で測長を行
うことができる試料の高さ変位補正方法、簡単に試料の
高さの測定を行うことができる試料の高さ測定方法、お
よび、電子ビームの自動焦点合わせ方法を実現する。 【構成】 試料４を所定量移動させてその移動の前後で
２回電子ビーム走査を行い、２種の画像信号を得る。累
計加算ユニット１３内の第１のフレームメモリーに記憶
された画像信号の内、左側半分の画像信号と、第２のフ
レームメモリーに記憶された画像信号の内、右側半分の
画像信号はパターンマッチングユニット１５に供給さ
れ、パターンマッチング処理が行われる。このパターン
マッチング処理により、像変位量ΔＸｐが求められる。
この像変位量と測定した実際のステージ１９の移動量Ｘ
ｒとに基づいて電子ビームの偏向における補正係数εを
演算で求める。
うことができる試料の高さ変位補正方法、簡単に試料の
高さの測定を行うことができる試料の高さ測定方法、お
よび、電子ビームの自動焦点合わせ方法を実現する。 【構成】 試料４を所定量移動させてその移動の前後で
２回電子ビーム走査を行い、２種の画像信号を得る。累
計加算ユニット１３内の第１のフレームメモリーに記憶
された画像信号の内、左側半分の画像信号と、第２のフ
レームメモリーに記憶された画像信号の内、右側半分の
画像信号はパターンマッチングユニット１５に供給さ
れ、パターンマッチング処理が行われる。このパターン
マッチング処理により、像変位量ΔＸｐが求められる。
この像変位量と測定した実際のステージ１９の移動量Ｘ
ｒとに基づいて電子ビームの偏向における補正係数εを
演算で求める。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子ビームを用いた測
長装置に用いて好適な試料の高さ変位の補正および試料
の高さ測定方法、更には、電子ビームの焦点合わせ方法
に関する。
長装置に用いて好適な試料の高さ変位の補正および試料
の高さ測定方法、更には、電子ビームの焦点合わせ方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子ビームを用いた測長装置では、試料
上を電子ビームで走査し、その結果得られた２次電子や
反射電子を検出し、試料表面のパターン部分における検
出信号強度の変化によりパターンの幅などの測長を行っ
ている。この測長方法では、電子ビームの走査における
偏向幅が試料上の電子ビームの走査幅（測長距離）に比
例していることを利用している。
上を電子ビームで走査し、その結果得られた２次電子や
反射電子を検出し、試料表面のパターン部分における検
出信号強度の変化によりパターンの幅などの測長を行っ
ている。この測長方法では、電子ビームの走査における
偏向幅が試料上の電子ビームの走査幅（測長距離）に比
例していることを利用している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】電子ビームの測長装置
で測長を行う試料としては半導体ウエハが多く用いられ
ているが、近年ウエハのサイズが大型化してきた。その
ため、ウエハの自重やウエハの固定応力によって、例え
ば、図１に示すようなウエハに反りが生じる。図１にお
いてＳはウエハ試料であり、このウエハ試料Ｓの反りに
より、試料の場所によりその高さが変化する。例えば、
ウエハ試料ＳのＳ1におけるパターンの測長を行う場合
と、Ｓ2，Ｓ3で測長を行う場合とでは、試料の高さが変
位しており、正確な測長を行うことができない。この点
を図２を用いて更に説明する。
で測長を行う試料としては半導体ウエハが多く用いられ
ているが、近年ウエハのサイズが大型化してきた。その
ため、ウエハの自重やウエハの固定応力によって、例え
ば、図１に示すようなウエハに反りが生じる。図１にお
いてＳはウエハ試料であり、このウエハ試料Ｓの反りに
より、試料の場所によりその高さが変化する。例えば、
ウエハ試料ＳのＳ1におけるパターンの測長を行う場合
と、Ｓ2，Ｓ3で測長を行う場合とでは、試料の高さが変
位しており、正確な測長を行うことができない。この点
を図２を用いて更に説明する。
【０００４】図２は試料の高さ変化に対する電子ビーム
の偏向角と走査幅との関係を示したものであり、ＥＢは
電子ビーム、Ｄは電子ビームを偏向するための偏向器、
Ｌは試料の基準高さである。電子ビームＥＢを偏向器Ｄ
によってＱだけ偏向した場合、基準高さＬにおいて電子
ビームの走査幅はＷとなる。しかしながら、試料の高さ
がｈ1あるいはｈ2に変位した場合、電子ビームＥＢをＱ
だけ偏向しても、走査幅は基準高さにおける走査幅Ｗと
は相違して、それぞれＷ1，Ｗ2となってしまう。そのた
め、試料高さがｈ1あるいはｈ2の場合には、どちらも電
子ビームの偏向幅がＱであるので、何等の補正処理も行
わないと、全て走査幅はＷとして認識され、その結果、
高い精度での測長を行うことが不可能となる。
の偏向角と走査幅との関係を示したものであり、ＥＢは
電子ビーム、Ｄは電子ビームを偏向するための偏向器、
Ｌは試料の基準高さである。電子ビームＥＢを偏向器Ｄ
によってＱだけ偏向した場合、基準高さＬにおいて電子
ビームの走査幅はＷとなる。しかしながら、試料の高さ
がｈ1あるいはｈ2に変位した場合、電子ビームＥＢをＱ
だけ偏向しても、走査幅は基準高さにおける走査幅Ｗと
は相違して、それぞれＷ1，Ｗ2となってしまう。そのた
め、試料高さがｈ1あるいはｈ2の場合には、どちらも電
子ビームの偏向幅がＱであるので、何等の補正処理も行
わないと、全て走査幅はＷとして認識され、その結果、
高い精度での測長を行うことが不可能となる。
【０００５】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、試料の高さが変位しても高い精度
で測長を行うことができる試料の高さ変位補正方法、簡
単に試料の高さの測定を行うことができる試料の高さ測
定方法、および、電子ビームの自動焦点合わせ方法を実
現するにある。
もので、その目的は、試料の高さが変位しても高い精度
で測長を行うことができる試料の高さ変位補正方法、簡
単に試料の高さの測定を行うことができる試料の高さ測
定方法、および、電子ビームの自動焦点合わせ方法を実
現するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に基づく試料の高
さ変位の補正方法は、試料を電子ビームによって２次元
的に走査し、試料の走査に基づいて得られた画像信号を
記憶し、次に試料を一定距離移動させた後に、試料を電
子ビームによって２次元的に走査し、この２回目の走査
に基づいて得られた画像信号を記憶し、記憶された２種
の画像信号の内、同一走査領域の画像信号によってパタ
ーンマッチングを行って画像のズレを求め、この画像の
ズレから電子ビームの偏向の補正係数εを求めるように
したことを特徴としている。
さ変位の補正方法は、試料を電子ビームによって２次元
的に走査し、試料の走査に基づいて得られた画像信号を
記憶し、次に試料を一定距離移動させた後に、試料を電
子ビームによって２次元的に走査し、この２回目の走査
に基づいて得られた画像信号を記憶し、記憶された２種
の画像信号の内、同一走査領域の画像信号によってパタ
ーンマッチングを行って画像のズレを求め、この画像の
ズレから電子ビームの偏向の補正係数εを求めるように
したことを特徴としている。
【０００７】また、本発明に基づく試料の高さ測定方法
は、補正係数εと電子ビームの偏向中心と試料との間の
高さの設計値Ｌとにより、電子ビームの偏向中心と試料
との間の実際の高さｈを求めるようにしたことを特徴と
している。
は、補正係数εと電子ビームの偏向中心と試料との間の
高さの設計値Ｌとにより、電子ビームの偏向中心と試料
との間の実際の高さｈを求めるようにしたことを特徴と
している。
【０００８】更に、本発明に基づく電子ビームの自動焦
点合わせ方法は、得られた高さｈに基づいて電子ビーム
の自動的な焦点合わせを行うようにしたことを特徴とし
ている。
点合わせ方法は、得られた高さｈに基づいて電子ビーム
の自動的な焦点合わせを行うようにしたことを特徴とし
ている。
【０００９】
【作用】本発明に基づく試料の高さ変位の補正方法は、
試料を所定距離移動させて移動前と後とで２回試料の所
定領域の走査を行って画像信号を得、２種の画像信号の
内、同一領域の画像信号によってパターンマッチングを
行って画像のズレを求め、この画像のズレから電子ビー
ムの偏向の補正係数εを求める。
試料を所定距離移動させて移動前と後とで２回試料の所
定領域の走査を行って画像信号を得、２種の画像信号の
内、同一領域の画像信号によってパターンマッチングを
行って画像のズレを求め、この画像のズレから電子ビー
ムの偏向の補正係数εを求める。
【００１０】また、本発明に基づく試料の高さ測定方法
は、補正係数εと電子ビームの偏向中心と試料との間の
高さの設計値Ｌとにより、電子ビームの偏向中心と試料
との間の実際の高さｈを求める。
は、補正係数εと電子ビームの偏向中心と試料との間の
高さの設計値Ｌとにより、電子ビームの偏向中心と試料
との間の実際の高さｈを求める。
【００１１】更に、本発明に基づく電子ビームの自動焦
点合わせ方法は、得られた高さｈに基づいて電子ビーム
の自動的な焦点合わせを行う。
点合わせ方法は、得られた高さｈに基づいて電子ビーム
の自動的な焦点合わせを行う。
【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電子ビーム
測長装置を示しており、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。また、１０はダ
イナミックフォーカスレンズであり、このレンズ１０に
はコンピュータ５からダイナミックフォーカスレンズ制
御ユニット１１を介してダイナミックフォーカスレンズ
電流が供給される。
に説明する。図３は本発明の一実施例である電子ビーム
測長装置を示しており、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。また、１０はダ
イナミックフォーカスレンズであり、このレンズ１０に
はコンピュータ５からダイナミックフォーカスレンズ制
御ユニット１１を介してダイナミックフォーカスレンズ
電流が供給される。
【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１２によって検出され
る。検出器１２の検出信号は、増幅器１３によって増幅
された後、累計加算ユニット１４に供給される。累計加
算ユニット１４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。累計加算ユニッ
ト１４からの信号はコンピュータ５に供給されると共
に、パターンマッチングユニット１５に供給される。パ
ターンマッチングユニット１５からの信号はコンピュー
タ５に供給される。
した２次電子は、２次電子検出器１２によって検出され
る。検出器１２の検出信号は、増幅器１３によって増幅
された後、累計加算ユニット１４に供給される。累計加
算ユニット１４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。累計加算ユニッ
ト１４からの信号はコンピュータ５に供給されると共
に、パターンマッチングユニット１５に供給される。パ
ターンマッチングユニット１５からの信号はコンピュー
タ５に供給される。
【００１４】試料４は試料ステージ１６上に載置されて
いるが、試料ステージ１６はコンピュータ５によって制
御される駆動機構１７によって移動させられる。試料ス
テージ１６の位置はレーザ測長器１８によって監視され
ている。レーザ測長器１８によって測定された試料位置
信号はステージ座標制御ユニット１９を介してコンピュ
ータ５に供給される。なお、前記増幅器９には電子ビー
ム偏向ユニット８からの走査信号と共に振幅補正ユニッ
ト２０からの信号も供給される。このような構成の動作
を次に説明する。
いるが、試料ステージ１６はコンピュータ５によって制
御される駆動機構１７によって移動させられる。試料ス
テージ１６の位置はレーザ測長器１８によって監視され
ている。レーザ測長器１８によって測定された試料位置
信号はステージ座標制御ユニット１９を介してコンピュ
ータ５に供給される。なお、前記増幅器９には電子ビー
ム偏向ユニット８からの走査信号と共に振幅補正ユニッ
ト２０からの信号も供給される。このような構成の動作
を次に説明する。
【００１５】まず、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
１２によって検出される。その検出信号は、増幅器１３
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。
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
１２によって検出される。その検出信号は、増幅器１３
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。
【００１６】次に、電子ビームの走査によって測長を行
う場合の試料の高さ変位の補正処理について説明する。
まず試料４の測定領域で低倍率により電子ビームの２次
元走査を行う。この電子ビームの走査に伴って検出器１
２によって検出された信号は、増幅器１３によって増幅
された後、電子ビーム偏向ユニット８から参照信号が供
給されている累計加算ユニット１４に供給される。電子
ビームの試料４上の２次元走査は繰り返し行われ、この
繰り返しに基づく検出信号は、累計加算ユニット１４内
の第１のフレームメモリーの走査位置に応じた番地に累
計加算される。この結果、例えば、図４（ａ）に示す画
像の信号が累計加算ユニット１４内の第１のフレームメ
モリーに書き込まれる。
う場合の試料の高さ変位の補正処理について説明する。
まず試料４の測定領域で低倍率により電子ビームの２次
元走査を行う。この電子ビームの走査に伴って検出器１
２によって検出された信号は、増幅器１３によって増幅
された後、電子ビーム偏向ユニット８から参照信号が供
給されている累計加算ユニット１４に供給される。電子
ビームの試料４上の２次元走査は繰り返し行われ、この
繰り返しに基づく検出信号は、累計加算ユニット１４内
の第１のフレームメモリーの走査位置に応じた番地に累
計加算される。この結果、例えば、図４（ａ）に示す画
像の信号が累計加算ユニット１４内の第１のフレームメ
モリーに書き込まれる。
【００１７】次に、電子ビームの２次元の走査領域を、
その走査領域のサイズをＦとした場合、Ｆ／２だけ移動
させられる。この走査領域を移動させるため、コンピュ
ータ５から駆動機構１７に制御信号が供給され、その結
果、駆動機構１７は試料ステージ１６をＦ／２だけ移動
させる。試料ステージ１６の移動は、レーザ測長器１８
によって監視されており、ステージ座標制御ユニット１
９はレーザ測長器１８からの信号に基づいてステージ座
標を求め、その信号をコンピュータ５に供給している。
この試料ステージ１６の距離Ｆ／２の移動後、試料４上
で電子ビームの２次元走査を行う。この場合の電子ビー
ムの走査は、ステージの移動前の走査と倍率が同じとさ
れている。従って、第１回の試料の２次元走査領域と２
回目の試料の２次元走査領域とは、距離Ｆ／２だけずら
されることになる。
その走査領域のサイズをＦとした場合、Ｆ／２だけ移動
させられる。この走査領域を移動させるため、コンピュ
ータ５から駆動機構１７に制御信号が供給され、その結
果、駆動機構１７は試料ステージ１６をＦ／２だけ移動
させる。試料ステージ１６の移動は、レーザ測長器１８
によって監視されており、ステージ座標制御ユニット１
９はレーザ測長器１８からの信号に基づいてステージ座
標を求め、その信号をコンピュータ５に供給している。
この試料ステージ１６の距離Ｆ／２の移動後、試料４上
で電子ビームの２次元走査を行う。この場合の電子ビー
ムの走査は、ステージの移動前の走査と倍率が同じとさ
れている。従って、第１回の試料の２次元走査領域と２
回目の試料の２次元走査領域とは、距離Ｆ／２だけずら
されることになる。
【００１８】２回目の電子ビームの走査に伴って検出器
１２によって検出された信号は、増幅器１３によって増
幅された後、電子ビーム偏向ユニット８から参照信号が
供給されている累計加算ユニット１４に供給される。電
子ビームの試料４上の２次元走査は繰り返し行われ、こ
の繰り返しに基づく検出信号は、累計加算ユニット１４
内の第２のフレームメモリーの走査位置に応じた番地に
累計加算される。この結果、例えば、図４（ｂ）に示す
画像の信号が累計加算ユニット１４内の第２のフレーム
メモリーに書き込まれる。
１２によって検出された信号は、増幅器１３によって増
幅された後、電子ビーム偏向ユニット８から参照信号が
供給されている累計加算ユニット１４に供給される。電
子ビームの試料４上の２次元走査は繰り返し行われ、こ
の繰り返しに基づく検出信号は、累計加算ユニット１４
内の第２のフレームメモリーの走査位置に応じた番地に
累計加算される。この結果、例えば、図４（ｂ）に示す
画像の信号が累計加算ユニット１４内の第２のフレーム
メモリーに書き込まれる。
【００１９】累計加算ユニット１４内の第１のフレーム
メモリーに記憶された画像信号の内、左側半分の画像信
号（パターン１）と、第２のフレームメモリーに記憶さ
れた画像信号の内、右側半分の画像信号（パターン２）
はパターンマッチングユニット１５に供給され、パター
ンマッチング処理が行われる。このパターンマッチング
処理により、像変位量ΔＸｐが求められる。この求めら
れた像変位量はコンピュータ５に供給される。コンピュ
ータ５にはステージ座標制御ユニット１９からレーザ測
長器１８で測定した実際のステージの移動量Ｘｒが供給
されており、コンピュータ５は、供給された各信号から
Ｘ方向の補正量ΔＸを求める。ΔＸは次の式によって求
めることができる。
メモリーに記憶された画像信号の内、左側半分の画像信
号（パターン１）と、第２のフレームメモリーに記憶さ
れた画像信号の内、右側半分の画像信号（パターン２）
はパターンマッチングユニット１５に供給され、パター
ンマッチング処理が行われる。このパターンマッチング
処理により、像変位量ΔＸｐが求められる。この求めら
れた像変位量はコンピュータ５に供給される。コンピュ
ータ５にはステージ座標制御ユニット１９からレーザ測
長器１８で測定した実際のステージの移動量Ｘｒが供給
されており、コンピュータ５は、供給された各信号から
Ｘ方向の補正量ΔＸを求める。ΔＸは次の式によって求
めることができる。
【００２０】ΔＸ＝ΔＸｐ−（Ｘｒ−Ｆ／２） なお、本来ならば、試料ステージ１６をＦ／２移動さ
せ、同じパターンをサンプリングしたので位置ズレはな
いはずで、ΔＸ＝０となるが、図２により説明したよう
に、電子ビームの偏向と試料の観察面の高さによりΔＸ
は０とならず、誤差が生じる。コンピュータ５は求めた
補正量ΔＸに基づいて電子ビームの偏向における補正係
数εを演算で求める。このεは次の式に基づいて求めら
れる。
せ、同じパターンをサンプリングしたので位置ズレはな
いはずで、ΔＸ＝０となるが、図２により説明したよう
に、電子ビームの偏向と試料の観察面の高さによりΔＸ
は０とならず、誤差が生じる。コンピュータ５は求めた
補正量ΔＸに基づいて電子ビームの偏向における補正係
数εを演算で求める。このεは次の式に基づいて求めら
れる。
【００２１】ε＝（２・ΔＸ／Ｆ）＋１ コンピュータ５で求められたεの値は、振幅補正ユニッ
ト２０に供給される。振幅補正ユニット２０にセットさ
れたεの値は、増幅器９に供給され、増幅器９において
電子ビーム偏向ユニット８からの電子ビームの走査信号
と加算される。この結果、電子ビームの振幅の補正が行
われ、この状態で試料上のパターンを横切って電子ビー
ムの偏向走査を行えば、試料の観察面の高さが変位した
ことに基づく測定誤差を抑え、測定精度を向上させるこ
とができる。すなわち、試料の観察面の高さが基準の高
さより低くなっている場合（図２の例ではｈ2）、電子
ビームの偏向中心は狭く補正され、逆に、試料の観察面
の高さが基準の高さより高くなっている場合（図２の例
ではｈ1）、電子ビームの偏向中心は広く補正される。
ト２０に供給される。振幅補正ユニット２０にセットさ
れたεの値は、増幅器９に供給され、増幅器９において
電子ビーム偏向ユニット８からの電子ビームの走査信号
と加算される。この結果、電子ビームの振幅の補正が行
われ、この状態で試料上のパターンを横切って電子ビー
ムの偏向走査を行えば、試料の観察面の高さが変位した
ことに基づく測定誤差を抑え、測定精度を向上させるこ
とができる。すなわち、試料の観察面の高さが基準の高
さより低くなっている場合（図２の例ではｈ2）、電子
ビームの偏向中心は狭く補正され、逆に、試料の観察面
の高さが基準の高さより高くなっている場合（図２の例
ではｈ1）、電子ビームの偏向中心は広く補正される。
【００２２】なお、上記した実施例では、補正係数を求
めるためにステージ１６をＦ／２移動させたが、実際は
ステージ移動量の電子ビームフィールド比をＭｓ、サン
プリングできる画像のフィールド比をＰｓとすると、 Ｐｓ＝１−Ｍｓ （０＜Ｍｓ＜１） となる。この関係から、Ｐｓを大きくすると画像データ
が増えるのでパターンマッチング精度は良くなるが、振
幅補正精度は悪くなり、逆にすると、マッチング精度が
悪くなり振幅補正精度は良くなる。したがって、上記実
施例では中間を取ってＰｓ＝Ｍｓ＝１とした。
めるためにステージ１６をＦ／２移動させたが、実際は
ステージ移動量の電子ビームフィールド比をＭｓ、サン
プリングできる画像のフィールド比をＰｓとすると、 Ｐｓ＝１−Ｍｓ （０＜Ｍｓ＜１） となる。この関係から、Ｐｓを大きくすると画像データ
が増えるのでパターンマッチング精度は良くなるが、振
幅補正精度は悪くなり、逆にすると、マッチング精度が
悪くなり振幅補正精度は良くなる。したがって、上記実
施例では中間を取ってＰｓ＝Ｍｓ＝１とした。
【００２３】さて、上記した処理により電子ビームの偏
向時の補正係数εが求められたが、この補正係数ε、電
子ビームの偏向中心から試料面までの高さの設計値をＬ
および実際の電子ビームの偏向中心から試料面までの高
さをｈとすると、次式が導かれる。
向時の補正係数εが求められたが、この補正係数ε、電
子ビームの偏向中心から試料面までの高さの設計値をＬ
および実際の電子ビームの偏向中心から試料面までの高
さをｈとすると、次式が導かれる。
【００２４】ε＝ｈ／Ｌ 上式を変形すると次のようになる。 ｈ＝ε・Ｌ この結果、εを求めることにより電子ビームの偏向中心
から試料面までの実際の高さｈを求めることができる。
から試料面までの実際の高さｈを求めることができる。
【００２５】上記した実際の試料の高さｈが求められる
と、電子ビームの自動焦点合わせを行うことができる。
すなわち、コンピュータ５からダイナミックフォーカス
レンズ制御ユニット１１に高さｈと設計値Ｌとの差に基
づく信号を供給すると、ダイナミックフォーカスレンズ
制御ユニット１１は、この２種の高さ信号の差に応じた
補正励磁電流をダイナミックフォーカスレンズ１０に供
給し、高さＬに応じて励磁されている対物レンズ３によ
る電子ビームの焦点のズレを補正するようにダイナミッ
クフォーカスレンズ１０の励磁を行う。
と、電子ビームの自動焦点合わせを行うことができる。
すなわち、コンピュータ５からダイナミックフォーカス
レンズ制御ユニット１１に高さｈと設計値Ｌとの差に基
づく信号を供給すると、ダイナミックフォーカスレンズ
制御ユニット１１は、この２種の高さ信号の差に応じた
補正励磁電流をダイナミックフォーカスレンズ１０に供
給し、高さＬに応じて励磁されている対物レンズ３によ
る電子ビームの焦点のズレを補正するようにダイナミッ
クフォーカスレンズ１０の励磁を行う。
【００２６】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。また、画像のズ
レを求めるため、ステージ１６を移動させて２回試料を
２次元走査し、それぞれの走査によって得られた２種の
画像信号のそれぞれの半分の画像信号によってパターン
マッチングを行ったが、同一走査領域であれば必ずしも
半分に限定されない。更に、画像信号を記憶する際、パ
ターンマッチングを行う走査領域の画像信号のみを記憶
させるようにしても良い。
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。また、画像のズ
レを求めるため、ステージ１６を移動させて２回試料を
２次元走査し、それぞれの走査によって得られた２種の
画像信号のそれぞれの半分の画像信号によってパターン
マッチングを行ったが、同一走査領域であれば必ずしも
半分に限定されない。更に、画像信号を記憶する際、パ
ターンマッチングを行う走査領域の画像信号のみを記憶
させるようにしても良い。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に基づく試
料の高さ変位の補正方法は、試料を所定距離移動させて
移動前と後とで２回試料の所定領域の走査を行って画像
信号を得、２種の画像信号の内、同一領域の画像信号に
よってパターンマッチングを行って画像のズレを求め、
この画像のズレから電子ビームの偏向の補正係数εを求
めるようにした。その結果、簡単に試料面高さの変位の
補正が行え、精度の高い測長などを行うことができる。
また、試料の高さの測定も簡単に行うことができ、この
実際の高さの測定に基づいて電子ビームの自動焦点合わ
せも容易に行うことができる。
料の高さ変位の補正方法は、試料を所定距離移動させて
移動前と後とで２回試料の所定領域の走査を行って画像
信号を得、２種の画像信号の内、同一領域の画像信号に
よってパターンマッチングを行って画像のズレを求め、
この画像のズレから電子ビームの偏向の補正係数εを求
めるようにした。その結果、簡単に試料面高さの変位の
補正が行え、精度の高い測長などを行うことができる。
また、試料の高さの測定も簡単に行うことができ、この
実際の高さの測定に基づいて電子ビームの自動焦点合わ
せも容易に行うことができる。
【図１】ウエハ試料の反りの状況を示す図である。
【図２】試料面の高さと電子ビームの偏向と走査幅の関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図３】本発明の一実施例である電子ビーム測長装置を
示す図である。
示す図である。
【図４】２回の電子ビーム走査に基づいて得られたパタ
ーンマッチングを行う画像を示す図である。
ーンマッチングを行う画像を示す図である。
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 ダイナミックフォーカスレンズ １１ ダイナミックフォーカスレンズユニット １２ ２次電子検出器 １３ 増幅器 １４ 累計加算ユニット １５ パターンマッチングユニット １６ 試料ステージ １７ 駆動機構 １８ レーザ測長器 １９ ステージ座標制御ユニット ２０ 振幅補正ユニット
Claims (3)
- 【請求項１】 試料を電子ビームによって２次元的に走
査し、試料の走査に基づいて得られた画像信号を記憶
し、次に試料を一定距離移動させた後に、試料を電子ビ
ームによって２次元的に走査し、この２回目の走査に基
づいて得られた画像信号を記憶し、記憶された２種の画
像信号の内、同一走査領域の画像信号によってパターン
マッチングを行って画像のズレを求め、この画像のズレ
から電子ビームの偏向の補正係数εを求めるようにした
試料の高さ変位の補正方法。 - 【請求項２】 試料を電子ビームによって２次元的に走
査し、試料の走査に基づいて得られた画像信号を記憶
し、次に試料を一定距離移動させた後に、試料を電子ビ
ームによって２次元的に走査し、この２回目の走査に基
づいて得られた画像信号を記憶し、記憶された２種の画
像信号の内、同一走査領域の画像信号によってパターン
マッチングを行って画像のズレを求め、この画像のズレ
から電子ビームの偏向の補正係数εを求め、この補正係
数εと電子ビームの偏向中心と試料との間の高さの設計
値Ｌとにより、電子ビームの偏向中心と試料との間の実
際の高さｈを求めるようにした試料の高さ測定方法。 - 【請求項３】 試料を電子ビームによって２次元的に走
査し、試料の走査に基づいて得られた画像信号を記憶
し、次に試料を一定距離移動させた後に、試料を電子ビ
ームによって２次元的に走査し、この２回目の走査に基
づいて得られた画像信号を記憶し、記憶された２種の画
像信号の内、同一走査領域の画像信号によってパターン
マッチングを行って画像のズレを求め、この画像のズレ
から電子ビームの偏向の補正係数εを求め、この補正係
数εと電子ビームの偏向中心と試料との間の高さの設計
値Ｌとにより、電子ビームの偏向中心と試料との間の実
際の高さｈを求め、得られた高さｈに基づいて電子ビー
ムの自動的な焦点合わせを行う電子ビームの自動焦点合
わせ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22287994A JPH0887974A (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 試料の高さ変位の補正方法，試料の高さ測定方法，電子ビームの自動焦点合わせ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22287994A JPH0887974A (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 試料の高さ変位の補正方法，試料の高さ測定方法，電子ビームの自動焦点合わせ方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0887974A true JPH0887974A (ja) | 1996-04-02 |
Family
ID=16789322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22287994A Withdrawn JPH0887974A (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 試料の高さ変位の補正方法，試料の高さ測定方法，電子ビームの自動焦点合わせ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0887974A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1455378A1 (en) * | 2001-11-21 | 2004-09-08 | Hitachi High-Technologies Corporation | Sample imaging method and charged particle beam system |
-
1994
- 1994-09-19 JP JP22287994A patent/JPH0887974A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1455378A1 (en) * | 2001-11-21 | 2004-09-08 | Hitachi High-Technologies Corporation | Sample imaging method and charged particle beam system |
| EP1455378A4 (en) * | 2001-11-21 | 2011-01-26 | Hitachi High Tech Corp | SAMPLE IMAGING METHOD AND CHARGED PARTICLE BEAM SYSTEM |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011120 |