JPH11160054A - パターン測長方法 - Google Patents

パターン測長方法

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JPH11160054A
JPH11160054A JP33135897A JP33135897A JPH11160054A JP H11160054 A JPH11160054 A JP H11160054A JP 33135897 A JP33135897 A JP 33135897A JP 33135897 A JP33135897 A JP 33135897A JP H11160054 A JPH11160054 A JP H11160054A
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JP33135897A
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Yukihiro Tanaka
幸浩 田中
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Jeol Ltd
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Jeol Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スループット向上と試料汚染を防止する荷電
粒子ビームによるパターン測長方法を提供する。 【解決手段】 光軸上に測長すべきパターンが来るよう
に試料4を移動させる。電子ビーム走査により画像モニ
ター9に試料4像を表示する。画像モニター9上に矩形
状のカーソル19を表示する。基準特徴パターンを選択
し、矩形状カーソル19を移動させ基準パターンを囲
い、カーソル内の画像信号を記憶する。設計上の位置情
報により測長すべき特徴パターンが光軸上に来るように
試料を移動させ、電子ビーム走査により画像信号を取り
込み、基準特徴パターンとのマッチングを行い、各画像
の位置ずれを求める。位置ずれ量により、画像モニター
上で矩形状カーソルの中心が測定すべき特徴パターンの
中心と一致するようする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する分野】本発明は、荷電粒子ビームによる
試料上の走査により発生した信号に基づいて試料上のパ
ターンを測長する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ICパターン製作に、パターン測長は欠
かせない測定となっている。
【0003】図1はパターン測長方法を実施するための電子
ビーム測長装置の一例を示している。図中1は電子銃で
あり、電子銃1からの電子ビームEBは、コンデンサレ
ンズ2と対物レンズ3によって試料4上に細く集束され
る。試料4に照射される電子ビームEBは、偏向コイル
5によって偏向され、その結果、試料4の特定領域は電
子ビームによって走査される。試料4への電子ビーム照
射によって発生した二次電子は、二次電子検出器7によ
って検出され、その検出信号は増幅器8によって増幅さ
れ、画像モニタ9とコンピュータの如き制御回路10へ
供給される。
【0004】上記偏向コイル5へは、走査信号発生回路11
から倍率調整回路12を介して電子ビームの走査信号が
供給されるが、この走査信号は、走査信号発生回路11
から画像モニタ9へも供給される。画像モニタ9には、
検出器7からの信号と共に、カーソル発生回路13から
カーソル信号も供給される。カーソル発生回路13は、
カーソル指示回路14からの指示に従ったカーソル信号
を発生する様に構成されており、発生するカーソル信号
のモニタ9上の位置は、位置シフト回路15によって変
えることが出来る。該カーソル指示回路14には、倍率
調整回路12から倍率に応じた信号が供給されている。
制御回路10には、メモリ17が接続されており、又、
制御回路10は、試料4を機械的に移動させる駆動機構
18の制御も行っている。
【0005】さて、電子ビームによるICパターンの測長
は、例えば、次の様にして行われている。
【0006】(1)電子ビーム光軸上に試料上の測長すべき
パターンが来るように試料4を移動させる。
【0007】(2)次に、測長すべきパターンを含む試料4
上を電子ビームEBで走査し、この走査により検出され
た二次電子信号に基づいて画像モニター9に試料4の二
次電子像を設定倍率にて表示する。
【0008】(3)次に、画像モニター9上の二次電子像に
矩形状のカーソルを重畳して表示する。この矩形状カー
ソルは、その中心が画像モニター9中心と一致するよう
に表示される。
【0009】(4)次に、モニター9に表示されているパタ
ーン中で基準となる特徴部分を選択し、該選択された基
準特徴パターンが前記矩形状カーソルにより囲われるよ
うに、オペレータはカーソル移動機構(制御装置10に
備えられているマウス若しくはポインター)を操作して
前記矩形状カーソルを画面上で移動させる。そして、該
カーソル内の画像信号(即ち、前記基準特徴パターンの
画像信号)をメモリ17に記憶する。
【0010】(5)次に、試料上には、基準特徴パターンと
同一の特徴パターンが多数形成されているので、その特
徴パターンの設計上の位置情報に基づいて、該測長すべ
き特徴パターンが電子ビーム光軸上に来るように試料を
移動させる。
【0011】(6)次に、電子ビームによる試料上走査によ
り設定倍率での二次電子信号を検出して取り込み、制御
装置10の内蔵メモリに記憶する。
【0012】(7)次に、該内蔵メモリに記憶された画像信
号と前記メモリ17に記憶された画像信号を呼び出し、
比較する。即ち、前記(6)で検出された測長すべき特
徴パターンと前記基準特徴パターンのマッチングを行
い、各画像の位置ずれを求める。この位置ずれが生じる
のは、そもそも試料4を載せているステージの移動精度
に限界があるからで、前記(5)のステップにおいて設
計上の位置情報によりステージを介して試料4を移動さ
せても、測長すべき特徴パターンの中心と電子ビーム光
軸が一致しないからで、その為に、この様なマッチング
を行なって位置ずれを求めるのである。
【0013】(8)次に、この位置ずれ量だけ、電子ビーム
の偏向中心又は光軸をシフトさせ、電子ビームの偏向中
心又は光軸と測定すべき特徴パターンの中心を一致させ
る。
【0014】(9)次に、この状態において、測定すべき特
徴パターンを含む試料4上を電子ビームで走査し、この
走査により検出された二次電子信号に基づいて画像モニ
ター9に測定すべき特徴パターンを含む試料の二次電子
像を設定倍率にて画像モニター9の中央に表示すると同
時に、その二次電子信号を内蔵メモリに取り込む。図2
の(b)は、画像モニター9の中央に表示された測長す
べき特徴パターンPfを含むパターンPoを示し、図中
Cは画面中心を示す。尚、(7)のステップによる位置
ずれの測定、(8)のステップによる電子ビーム偏向中
心又は光軸のシフト、(9)のステップによる走査を行
わずに、測長すべき特徴パターンを画像モニター9に表
示すると、図2の(a)の様になる。
【0015】(10)次に、該画像モニター上に矩形状のカ
ーソル19を重畳して表示する。この矩形状カーソル
は、その中心が画像モニター中心と一致するように表示
されるので、前記(9)での測長すべき特徴パターンの
二次電子像は、この矩形状パターンにより囲われること
になる。この矩形状カーソル19は、前記(3)におけ
るものと同一のものであっても別のものでもあっても構
わない。
【0016】(11)この状態において、測長すべき特徴パ
ターンの測長が開始される。例えば、オペレータは、矩
形状カーソル19に囲われた測長すべき特徴パターンの
両ラインエッジに沿ってラインを引き、そのライン間を
測定する。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】上記測長方法では、実
際の測長操作が開始されるまでに、10個の多数のステ
ップを経なければ成らず、その為に測長全体に掛かる時
間が長くなる。又、該11個のステップにおいて、電子
ビームによる試料上走査が、ステップ(1)〜(4)に
よる特徴部分の選定操作時を除いて2回行われ、その為
に試料汚染が早い。
【0018】本発明は、この様な問題を解決するもので、新
規なパターン測長方法を提供するものである。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明の荷電粒子ビーム
測長方法は、試料上を荷電粒子ビームによって走査し、
この走査に基づいて検出した画像信号に基づく試料像に
重畳してカーソルを表示し、このカーソルが基準特徴パ
ターン囲うように該カーソルを移動させ、該カーソルで
囲われた領域の画像信号を記憶し、次に、前記基準特徴
パターンと同一の測長すべき特徴パターンが荷電粒子ビ
ーム光軸上に来るように試料を移動させて、試料上を荷
電粒子ビームによって走査し、この走査に基づいて検出
した画像信号を取り込み、前記基準特徴パターンの画像
信号と取り込んだ画像信号とのマッチングにより両パタ
ーンの位置ずれを求め、この位置ずれに基づいて前記測
長すべき特徴パターンを囲うようにカーソルをシフトさ
せ、該測長すべき特徴パターンの測長を行うようにした
ことを特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施例の形態を詳細に説明する。
【0021】図3は本発明に基づくパターン測長方法を実施
するための電子ビーム測長装置の一例を示しており、前
記図1と同一番号の付されたものは同一構成要素であ
る。図3の装置と図1の装置の構成の違いは、図1の装
置においては、測長すべき特徴パターンを囲う為の矩形
状カーソルは、固定の位置(その中心が、画像モニター
中心と一致する位置)に表示される様に構成されている
が、図3の装置においては、制御回路の指令がカーソル
位置シフト回路に送られることにより自動的に表示位置
が変わるように構成されている。
【0022】次に、上述した構成における動作を説明する。
【0023】(1)電子ビーム光軸上に試料上の測長すべき
パターンが来るように試料4を移動させる。
【0024】(2)次に、測長すべきパターンを含む試料4
上を電子ビームで走査し、この走査により検出された二
次電子信号に基づいて画像モニター9に試料4の二次電
子像を設定倍率にて表示する。
【0025】即ち、この走査は、走査信号発生回路11から
の走査信号を倍率調整回路12を介して偏向コイル5に
供給することによって行う。この電子ビームの走査に基
づき試料4から発生した二次電子は、検出器7によって
検出され、この検出信号は、増幅器8によって増幅され
た後、陰極線管の如き画像モニタ9に供給される。画像
モニタ9には、走査信号発生回路11からの走査信号も
供給されており、従って、画像モニタ9の画面上には、
試料4の二次電子像が、倍率調整回路12によって設定
された倍率で表示される。
【0026】(3)次に、画像モニター9上の二次電子像に
矩形状のカーソル19を重畳して表示する。この矩形状
カーソルは、その中心が画像モニター中心と一致するよ
うに表示される。
【0027】即ち、カーソル指示回路14をオンにし、カー
ソル指示回路14からの指示によってカーソル発生回路
13からカーソル信号を発生させ、画像モニタ9上の走
査電子電子像に重畳して矩形状のカーソル19を表示さ
せる。カーソル指示回路14には、倍率調整回路12か
ら倍率に応じた信号が参照信号として供給されており、
その結果、カーソル指示回路14は、倍率に応じた大き
さのカーソル信号がカーソル発生回路13から画像モニ
タ9に供給されるように、カーソル発生回路13に指示
を行う。このモニタ9のカーソル19の位置は、位置シ
フト回路15内のポテンショメータを調整することによ
って、X,Y両方向に任意に移動させることが出来る。
【0028】(4)次に、オペレータは、測長すべきパター
ン中で基準となる特徴部分を画像モニタ9を観ながら選
択し、該基準特徴部分が前記矩形状カーソル19により
囲われるように、前記位置シフト回路15を調整して前
記矩形状カーソル19を画面上で移動させ、その後、制
御回路10に特徴パターンの選択の指示を行えば、該カ
ーソル内の二次電子検出信号(即ち、前記基準特徴部分
の二次電子検出信号)が制御回路10を介してメモり1
7に記憶される。前記カーソル19の移動は、制御回路
10に備えられているマウス若しくはポインター等の操
作によって行われる。
【0029】(5)次に、試料上には、基準特徴パターンと
同一の特徴パターンが多数形成されているので、その特
徴パターンの設計上の位置情報に基づいて、該測長すべ
き特徴パターンが電子ビーム光軸上に来るように試料を
移動させる。
【0030】即ち、制御回路10は、測長すべき特徴パター
ンの位置情報に基づいて駆動機構18を制御し、測長す
べき特徴パターンが光軸上に来るように試料4を移動さ
せる。
【0031】(6)この試料移動後において、試料を載置し
ているステージの移動誤差等により、測長すべき特徴パ
ターンと光軸とは性格に一致していないことは前に述べ
た。そこで、次に、制御回路10は、設定倍率での電子
ビームによる試料走査に基づく二次電子信号を検出して
取り込み、内蔵メモリに記憶する。
【0032】(7)次に、制御回路10は、該内蔵メモリに
記憶された二次電子検出信号と前記メモリ17に記憶さ
れた画像信号を呼び出し、(6)で検出された測長すべ
き特徴パターンと前記基準特徴パターンのマッチングを
行い、各画像の位置ずれを求める。
【0033】(8)次に、この位置ずれ量に応じた信号が位
置シフト回路15に供給されるので、該位置シフト回路
15は、矩形状カーソルの中心が測定すべき特徴パター
ンの中心と一致するようなシフト信号をカーソル発生回
路12に供給する。この結果、図3に示す様に、矩形状
カーソル19の中心と、測定すべき特徴パターンの二次
電子像Pf中心が一致するように矩形状カーソル19が
画像モニター9に重畳表示される。
【0034】(9)この状態において、測定すべき特徴パタ
ーンの測長が開始される。例えば、オペレータは、矩形
状カーソルに囲われた特徴パターンの両ラインエッジに
沿ってラインを引き、そのライン間を測定する。この
際、この測長には、既に、内蔵メモリに記憶された二次
電子検出信号(画像信号)を使用する。
【0035】尚、この様な測長が終了すると、設計位置情報
に基づいて、試料が移動され、前記(5)〜(9)のス
テップに従って、次の測定すべき特徴パターンの測長が
行われる。
【0036】以上本発明の一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、二次電子を検出す
るようにしたが、反射電子を検出しても良い。又、電子
ビームにより測長するようにしたが、イオンビームで測
長するようにしても良い。又、領域を指定するために矩
形状のカーソルを用いたが、領域が指定できるなら矩形
に限定されず、他の形状(例、丸,三角等)でも構わな
い。
【0037】
【発明の効果】本発明では、マッチングのステップにお
いて、基準特徴パターンに対する測長すべき特徴パター
ンの位置ずれを求めた後に、荷電粒子ビーム偏向中心又
は光軸を移動させ、更に、荷電粒子ビームにより測長す
べき特徴パターンを含む試料上を走査して二次的粒子信
号を取り込むという各ステップを無くし、基準特徴パタ
ーンに対する測長すべき特徴パターンの位置ずれを求め
た後、その位置ずれに基づいて、直ぐ、カーソルの中心
が測長すべき特徴パターンの中心にほぼ一致するように
カーソルを表示させるようにすることにより測長までの
ステップを減したので、パターン測長全体のスループッ
トが向上するばかりか、荷電粒子ビームによる試料上走
査が1回分無くなるので、荷電粒子ビー走査による試料
汚染の進行が極めて遅くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来のパターン測長方法を実施するための電
子ビーム測長装置の一例を示している。
【図2】 画像モニターの表示状態を示したものであ
る。
【図3】 画像モニターの表示状態を表したものであ
る。
【図4】 本発明のパターン測長方法を実施するための
電子ビーム測長装置一例を示している。
【符号の説明】
1…電子銃、2…コンデンサレンズ、3…対物レンズ、
4…試料、5…偏向コイル、7…検出器、8…増幅器、
9…画像モニター、10…制御回路、11…走査信号発
生回路、12…倍率調整回路、13…カーソル発生回
路、14…カーソル指示回路、15…位置シフト回路、
17…メモリ、18…駆動機構、19…カーソル

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試料上を荷電粒子ビームによって走査
    し、この走査に基づいて検出した画像信号に基づく試料
    像に重畳してカーソルを表示し、このカーソルが基準特
    徴パターンを囲うように該カーソルを移動させ、該カー
    ソルで囲われた領域の画像信号を記憶し、次に、前記基
    準特徴パターンと同一の測長すべき特徴パターンが荷電
    粒子ビーム光軸上に来るように試料を移動させて、試料
    上を荷電粒子ビームによって走査し、この走査に基づい
    て検出した画像信号を取り込み、前記基準特徴パターン
    の画像信号と取り込んだ画像信号とのマッチングにより
    両パターンの位置ずれを求め、この位置ずれに基づいて
    前記測長すべき特徴パターンを囲うようにカーソルをシ
    フトさせ、該測長すべき特徴パターンの測長を行うよう
    にした荷電粒子ビーム測長方法。
JP33135897A 1997-12-02 1997-12-02 パターン測長方法 Withdrawn JPH11160054A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001069643A1 (fr) * 2000-03-13 2001-09-20 Hitachi, Ltd. Dispositif de balayage a faisceau de particules chargees
JP2008084626A (ja) * 2006-09-27 2008-04-10 Hitachi High-Technologies Corp 荷電粒子ビームの走査方法及び荷電粒子線装置

Cited By (3)

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WO2001069643A1 (fr) * 2000-03-13 2001-09-20 Hitachi, Ltd. Dispositif de balayage a faisceau de particules chargees
JP2008084626A (ja) * 2006-09-27 2008-04-10 Hitachi High-Technologies Corp 荷電粒子ビームの走査方法及び荷電粒子線装置
US8338781B2 (en) 2006-09-27 2012-12-25 Hitachi High-Technologies Corporation Charged particle beam scanning method and charged particle beam apparatus

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Effective date: 20050301