JPS58117404A - パタ−ン測定法 - Google Patents
パタ−ン測定法Info
- Publication number
- JPS58117404A JPS58117404A JP70782A JP70782A JPS58117404A JP S58117404 A JPS58117404 A JP S58117404A JP 70782 A JP70782 A JP 70782A JP 70782 A JP70782 A JP 70782A JP S58117404 A JPS58117404 A JP S58117404A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pattern
- scanning
- signal
- specified
- relationship
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B15/00—Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons
- G01B15/04—Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons for measuring contours or curvatures
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電子ビーム走査によるパターン測定法に関する
。
。
近年、ＩＣからＬＳＩ及び超ＬＳＩへと集積化が進んで
あり、それに伴いパターンの微小化がなされている。さ
て、ウェハ或はマスクブランクへのパターン描画におい
て、パターンが（実際にはパターンの幅が）小さくなる
に伴い、ウェハ或はマスクブランクへのパターン作成プ
ロセス技術、例えば、エツチング時のガス濃度（プラズ
マエツチングを行なう場合）も変わって来る。従って、
パターン寸法（パターンの幅寸法）に応じた作成プロセ
ス条件を決める為に、又、微小化されるパターン寸法に
応じた作成プロセス技術の開発の為に、パターンの形状
、実質的にはパターンの幅寸法を知る必要がある。
あり、それに伴いパターンの微小化がなされている。さ
て、ウェハ或はマスクブランクへのパターン描画におい
て、パターンが（実際にはパターンの幅が）小さくなる
に伴い、ウェハ或はマスクブランクへのパターン作成プ
ロセス技術、例えば、エツチング時のガス濃度（プラズ
マエツチングを行なう場合）も変わって来る。従って、
パターン寸法（パターンの幅寸法）に応じた作成プロセ
ス条件を決める為に、又、微小化されるパターン寸法に
応じた作成プロセス技術の開発の為に、パターンの形状
、実質的にはパターンの幅寸法を知る必要がある。
従来、パターンの幅寸法を知る為のパターン幅寸法測定
法には、光を利用する方法上電子ビームを利用する方法
等がある。前者はパターンを光学顕微鏡で観測する場合
と、パターン上を光で走査しその反射光或は透過光を利
用する場合等とがあるが、何れも光を利用するというこ
とから分解能が低く、パターン幅がμｍそしてサブＭ叶
−ダになるに従い、パターン幅を測定することが困難に
なってくる。その点、後者の電子ビームをパターン上で
走査し、その二次的電子偉（反射電子像や二次電子像等
）を観測する方法は、電子ビームを利用するということ
から分解能が高く、パターン幅がμｍ或はサブμｍオー
ダの場合でもパターン幅を測定することが偽めて容易で
ある。さて、この電子ビームを利用してパターン幅寸法
を測定する具体的方法として、カーソル法と微分法等が
ある。
法には、光を利用する方法上電子ビームを利用する方法
等がある。前者はパターンを光学顕微鏡で観測する場合
と、パターン上を光で走査しその反射光或は透過光を利
用する場合等とがあるが、何れも光を利用するというこ
とから分解能が低く、パターン幅がμｍそしてサブＭ叶
−ダになるに従い、パターン幅を測定することが困難に
なってくる。その点、後者の電子ビームをパターン上で
走査し、その二次的電子偉（反射電子像や二次電子像等
）を観測する方法は、電子ビームを利用するということ
から分解能が高く、パターン幅がμｍ或はサブμｍオー
ダの場合でもパターン幅を測定することが偽めて容易で
ある。さて、この電子ビームを利用してパターン幅寸法
を測定する具体的方法として、カーソル法と微分法等が
ある。
カーソル法とは、陰極線管画藺上に、輝度変調によりカ
ーソルを例えば二本出しく４Ｉ１１１昭５４−３４６７
３号）、画面上に表示されたパターン像の幅寸法測定位
置に該カーソルをオペレータが動かし、骸二本のカーソ
ル間寸法を測定する方法である。この方法は、パターン
の何処から何処迄の距離を測定したのかが明確になるが
、オペレータが測定箇所が変わる度に、神経を殊更使っ
てカーソルを測定箇所に合わせねばならないので、操作
が厄介であると同時に、自動高速測定が出来ない。
ーソルを例えば二本出しく４Ｉ１１１昭５４−３４６７
３号）、画面上に表示されたパターン像の幅寸法測定位
置に該カーソルをオペレータが動かし、骸二本のカーソ
ル間寸法を測定する方法である。この方法は、パターン
の何処から何処迄の距離を測定したのかが明確になるが
、オペレータが測定箇所が変わる度に、神経を殊更使っ
てカーソルを測定箇所に合わせねばならないので、操作
が厄介であると同時に、自動高速測定が出来ない。
又、微分法とは、パターンからの二次的電子信号を微分
し、該微分信号からパターン幅寸法を測定する方法であ
る。この方法は電気的化処理される為、操作が容易で、
しかも自動的に高速測定が可能であるが、パターンの何
処すら何処迄の距離を測定したのかが不明である。即ち
、描画されたパターンは、第１図（ａ）に示す様に、一
般に裾部Ｓを持つので、パターンの幅寸法を測定する場
合、頂部間す、裾部の適宜点の間Ｌｍ、裾部と平地部の
境界点間すの何れを測定するのかによって値が異なるの
で、予め何れを測定するかを決めておかねばならない、
所が、前記方法において、パターンの上方適宜な位置に
設置された検出器に検出されルハターンからの二次的電
子信号の波形は、パターンの形状と同一であることが実
際上あり得なく、又該一次元である一本の走査線上の、
二次的電子信号の波形からパターン形状と信号波との対
応をつけることは実際上出来ないと言ってよい。
し、該微分信号からパターン幅寸法を測定する方法であ
る。この方法は電気的化処理される為、操作が容易で、
しかも自動的に高速測定が可能であるが、パターンの何
処すら何処迄の距離を測定したのかが不明である。即ち
、描画されたパターンは、第１図（ａ）に示す様に、一
般に裾部Ｓを持つので、パターンの幅寸法を測定する場
合、頂部間す、裾部の適宜点の間Ｌｍ、裾部と平地部の
境界点間すの何れを測定するのかによって値が異なるの
で、予め何れを測定するかを決めておかねばならない、
所が、前記方法において、パターンの上方適宜な位置に
設置された検出器に検出されルハターンからの二次的電
子信号の波形は、パターンの形状と同一であることが実
際上あり得なく、又該一次元である一本の走査線上の、
二次的電子信号の波形からパターン形状と信号波との対
応をつけることは実際上出来ないと言ってよい。
従って、第１図（ｂ）Ｋ示す検出信号を微分した信号（
第１図（Ｃ）参照）の予め定められたレベル上の点大、
Ｂ ７１！ｌ Ｉ、ａを測定しても、この測定値がパ
ターンの何処から何処の間を測定したものなのか分から
ないのである。この結果、同一パターンでも測定する場
所毎に、又、パターン毎に、何処から何処迄の間を幅寸
法として測定しているのかを明確にしないまま、幅寸法
を測定せざるを得なかった。これでは、正確なパターン
幅寸法を測定したことにはならない。これはパターン幅
寸法が小さくなる程影響が大きくなる。
第１図（Ｃ）参照）の予め定められたレベル上の点大、
Ｂ ７１！ｌ Ｉ、ａを測定しても、この測定値がパ
ターンの何処から何処の間を測定したものなのか分から
ないのである。この結果、同一パターンでも測定する場
所毎に、又、パターン毎に、何処から何処迄の間を幅寸
法として測定しているのかを明確にしないまま、幅寸法
を測定せざるを得なかった。これでは、正確なパターン
幅寸法を測定したことにはならない。これはパターン幅
寸法が小さくなる程影響が大きくなる。
本発明はこの様な点に鑑みてなされたもので、二次元の
画偉上で測定すべき位置とパターン形状の対応をとって
から測定するものである。即ち、陰極線管上にパターン
像を表示し、該パターン像の裾部の適宜な位置上で幅寸
法として測定すべき位置を指定（決定）シ、該指定した
位置上のライン走査により検出された信号の中で、腋指
定位置に対応した信号とピーク値との関係を求め、該関
係を基にして、同一パターンの他の場所の幅寸法或は別
のパターンの各場所の幅寸法を測定することにより、何
処から何処迄を幅寸法として測定しているのかが明確に
なり、統一した指定位置の幅寸法を、各パターンの各場
所で自動的に高速高精度測定できるようにした新規なパ
ターン測定方法を提供するものである。
画偉上で測定すべき位置とパターン形状の対応をとって
から測定するものである。即ち、陰極線管上にパターン
像を表示し、該パターン像の裾部の適宜な位置上で幅寸
法として測定すべき位置を指定（決定）シ、該指定した
位置上のライン走査により検出された信号の中で、腋指
定位置に対応した信号とピーク値との関係を求め、該関
係を基にして、同一パターンの他の場所の幅寸法或は別
のパターンの各場所の幅寸法を測定することにより、何
処から何処迄を幅寸法として測定しているのかが明確に
なり、統一した指定位置の幅寸法を、各パターンの各場
所で自動的に高速高精度測定できるようにした新規なパ
ターン測定方法を提供するものである。
第２図は本発明のパターン測定方法を実施した装置例を
示したものである。図中１は電子銃で、骸電子銃から射
出された電子ビームは集束レンズ２により前行程でパタ
ーンが描画されたウェハ或はマスク３よに集束される。
示したものである。図中１は電子銃で、骸電子銃から射
出された電子ビームは集束レンズ２により前行程でパタ
ーンが描画されたウェハ或はマスク３よに集束される。
又、皺電子線は電子計算機４の指令により作動する走査
信号発生回路５からの走査信号に従って作動する偏向器
６により、前記ウェハ３上を走査する。該走査により前
記ウェハ３から発生した反射電子は、反射電子検出器Ｔ
に検出される。該検出器の出力は増幅器８を介して前記
電子計算機４へ送られるのと同時に、前記走査信号発生
回路５から前記偏向器６への出力と同期した出力（走査
信号）が供給されている陰極線管９＃ｃも送られる。該
陰極線管はその輝度変調により画面上に、例えばＹ方向
に二本のカーソルに１．Ｋｊ％Ｘ方向に一本のマーカＭ
を出せるようになっており、各々のカーソルとマーカは
、夫々Ｘ方向、Ｙ方向に夫々外部操作により移動可能と
なっている。又、該陰極線管のマ゛−力Ｍの位置は前記
電子計算機４により記憶されるようになっており、前記
二本のカーソル間の距離は該電子計算機により演算され
る。尚、前記の様にＹ方向に二本のカーソル、Ｘ方向に
一本のマーカを出したのは、パターンのＸ方向の幅寸法
を測定する為で、Ｙ方向の幅寸法を測定する場合は、Ｘ
方向に二本のカーソル、Ｙ方向番こ一本のマーカを出す
。当然の事乍ら、何れの方向の幅寸法を測定する場合基
こおいても、カーソルやマーカを前記本数に限定する事
は無い。
信号発生回路５からの走査信号に従って作動する偏向器
６により、前記ウェハ３上を走査する。該走査により前
記ウェハ３から発生した反射電子は、反射電子検出器Ｔ
に検出される。該検出器の出力は増幅器８を介して前記
電子計算機４へ送られるのと同時に、前記走査信号発生
回路５から前記偏向器６への出力と同期した出力（走査
信号）が供給されている陰極線管９＃ｃも送られる。該
陰極線管はその輝度変調により画面上に、例えばＹ方向
に二本のカーソルに１．Ｋｊ％Ｘ方向に一本のマーカＭ
を出せるようになっており、各々のカーソルとマーカは
、夫々Ｘ方向、Ｙ方向に夫々外部操作により移動可能と
なっている。又、該陰極線管のマ゛−力Ｍの位置は前記
電子計算機４により記憶されるようになっており、前記
二本のカーソル間の距離は該電子計算機により演算され
る。尚、前記の様にＹ方向に二本のカーソル、Ｘ方向に
一本のマーカを出したのは、パターンのＸ方向の幅寸法
を測定する為で、Ｙ方向の幅寸法を測定する場合は、Ｘ
方向に二本のカーソル、Ｙ方向番こ一本のマーカを出す
。当然の事乍ら、何れの方向の幅寸法を測定する場合基
こおいても、カーソルやマーカを前記本数に限定する事
は無い。
では、第３図に示す如き幅が不揃いのパターンＰの各走
査位置Ｐ１．Ｐｌ、Ｐａ、１１ ＠ ＠ 、 Ｆｉｌ
、Ｐｎ＋１のパターン幅寸法の測定法を次に説明する。
査位置Ｐ１．Ｐｌ、Ｐａ、１１ ＠ ＠ 、 Ｆｉｌ
、Ｐｎ＋１のパターン幅寸法の測定法を次に説明する。
先ず、陰極線管９の両画上に表示されたパターンＰの走
査位置Ｐ＠こ、外部の操作によりマーカＭを持って来る
。そして、マーク幅寸法を測定する位置をカーソルＫｔ
、Ｋｇで指定する。第３図では、パターンの裾部Ｓの大
略中間点Ｅ、Ｆに夫々カーソルＫｓ、ｉ＆を移動させ、
これらの位置をマーク幅寸法位置と指定する。以後の動
作は、全て（電気的に）自動的に行なわれる。前記走査
位置Ｐ・及びカーソルＫｍ、Ｋｍの指定位置は電子計算
機４に読み込まれる。該計算機は電子ビームが走査位置
りを走査した時に、増幅器８を介して検出器Ｔから送ら
れて来る信号（第１図Ｃｍ’）参照）の、前記陰極線管
の画９上で指定した位置ｌζ対する信号上での位置Ｃ，
Ｄに対応したレベル値ａ、ａ′と前記検出器Ｔから送ら
れて来−た信号の代表的な箇所のレベル値、例えばピー
クツーピーク値すとを検出し、指定位置と該ピークツー
ピーク値との関係ａ／ｂ ｅ ａＡを演算してこれらを
記憶する。以後、この関係ａ／ｂかａ’／ｂ又はこれら
の平均値を用いて、パターンの幅寸法が自動的に求めら
れることになる。即ち、電子ビームがパターンＰの走査
位置Ｐ１を走査した時に、計算機４に検出器Ｔから第４
図（ｂ）に示す如き信号が入って来たとすれば、該計算
機は、該信号のピークツルピーク値ｂｍを検出し、これ
と、前記関係ａ／ｂとの積ａ１を演算する。この積ａｔ
はパターンＰの走査位置Ｐｇに詔ける指定マーク幅寸法
測定位置に対応している。そして；該計算機は値１幼弐
得られた信号上での位置０１ｍ間の距離ｌｘを測定し、
この測定値を走査位置Ｐａｌこ怠けるパターンＰの幅寸
法とする。この距離１１の測定は、例えば走査開始点を
原点として信号上の検出位置Ｃ１゜）の夫々のＸ座標を
求めておき、これらのＸ座標の差を計算機が演算するこ
とによって行なわれる。
査位置Ｐ＠こ、外部の操作によりマーカＭを持って来る
。そして、マーク幅寸法を測定する位置をカーソルＫｔ
、Ｋｇで指定する。第３図では、パターンの裾部Ｓの大
略中間点Ｅ、Ｆに夫々カーソルＫｓ、ｉ＆を移動させ、
これらの位置をマーク幅寸法位置と指定する。以後の動
作は、全て（電気的に）自動的に行なわれる。前記走査
位置Ｐ・及びカーソルＫｍ、Ｋｍの指定位置は電子計算
機４に読み込まれる。該計算機は電子ビームが走査位置
りを走査した時に、増幅器８を介して検出器Ｔから送ら
れて来る信号（第１図Ｃｍ’）参照）の、前記陰極線管
の画９上で指定した位置ｌζ対する信号上での位置Ｃ，
Ｄに対応したレベル値ａ、ａ′と前記検出器Ｔから送ら
れて来−た信号の代表的な箇所のレベル値、例えばピー
クツーピーク値すとを検出し、指定位置と該ピークツー
ピーク値との関係ａ／ｂ ｅ ａＡを演算してこれらを
記憶する。以後、この関係ａ／ｂかａ’／ｂ又はこれら
の平均値を用いて、パターンの幅寸法が自動的に求めら
れることになる。即ち、電子ビームがパターンＰの走査
位置Ｐ１を走査した時に、計算機４に検出器Ｔから第４
図（ｂ）に示す如き信号が入って来たとすれば、該計算
機は、該信号のピークツルピーク値ｂｍを検出し、これ
と、前記関係ａ／ｂとの積ａ１を演算する。この積ａｔ
はパターンＰの走査位置Ｐｇに詔ける指定マーク幅寸法
測定位置に対応している。そして；該計算機は値１幼弐
得られた信号上での位置０１ｍ間の距離ｌｘを測定し、
この測定値を走査位置Ｐａｌこ怠けるパターンＰの幅寸
法とする。この距離１１の測定は、例えば走査開始点を
原点として信号上の検出位置Ｃ１゜）の夫々のＸ座標を
求めておき、これらのＸ座標の差を計算機が演算するこ
とによって行なわれる。
以後、計算機は予め測定すべき走査位置Ｐａ、Ｐｍ−・
・、 Ｆｈ 、Ｐｎ−１−ｔにおけるパターン幅寸法を
前記と同じ様−こして測定する。
・、 Ｆｈ 、Ｐｎ−１−ｔにおけるパターン幅寸法を
前記と同じ様−こして測定する。
尚、前記実施例で、値ａ襲が得られる信号上の位置はＣ
Ｉ 、ＤＩの他にＣＩ’、 ＤＩ’もあるが、予め計算
機に、値ａ１が得られる信号上の位置の内、内側の位置
（Ｃｕ、Ｄｍ）の間の距離を測定するように記憶させて
おく。
Ｉ 、ＤＩの他にＣＩ’、 ＤＩ’もあるが、予め計算
機に、値ａ１が得られる信号上の位置の内、内側の位置
（Ｃｕ、Ｄｍ）の間の距離を測定するように記憶させて
おく。
又、前記実施例では、マーク幅寸法を測定する位置をカ
ーソルＫｍ、Ｋｍで指定したが、何れか一つのカーソル
で一つ位置を指定し、この指定位置に対応した信号上の
レベル値ａ″′とピークツーピーク値すとの関係鳳ンｂ
を、マーク幅寸法指定位置（二つの位置）の関係値とし
て用いてもよい。
ーソルＫｍ、Ｋｍで指定したが、何れか一つのカーソル
で一つ位置を指定し、この指定位置に対応した信号上の
レベル値ａ″′とピークツーピーク値すとの関係鳳ンｂ
を、マーク幅寸法指定位置（二つの位置）の関係値とし
て用いてもよい。
本発明によれば、パターンの幅寸法測定に右いて、何処
から何処迄を幅寸法として測定しているのかが明確にな
り、統一した指定位置の幅寸法を各パターンの各場所で
自動的に高速高精度に測定することが出来る。
から何処迄を幅寸法として測定しているのかが明確にな
り、統一した指定位置の幅寸法を各パターンの各場所で
自動的に高速高精度に測定することが出来る。
第１図は従来のパターン幅寸法測定法の説明を補足する
為の図、第２図は本発明のパターン測定方法を実施した
装置例、第３−及び第４図は本発明の詳細な説明を補足
する為の図である。 ３：ウェハ或はマスク、４：電子計算機、６：偏向器、
Ｔ：反射電子検出器、９：陰極線管、Ｋｌ。 る：カーソル、Ｍ：マーカ、ＰｍＪ％、ＰＭ−・・、ｈ
。 ｈ＋１：走査位置、Ｐ：パターン、Ｐ・：走査位置、Ｓ
：パターンの裾部。 特許出願人 日本電子株式会社 代表者加勢忠雄
為の図、第２図は本発明のパターン測定方法を実施した
装置例、第３−及び第４図は本発明の詳細な説明を補足
する為の図である。 ３：ウェハ或はマスク、４：電子計算機、６：偏向器、
Ｔ：反射電子検出器、９：陰極線管、Ｋｌ。 る：カーソル、Ｍ：マーカ、ＰｍＪ％、ＰＭ−・・、ｈ
。 ｈ＋１：走査位置、Ｐ：パターン、Ｐ・：走査位置、Ｓ
：パターンの裾部。 特許出願人 日本電子株式会社 代表者加勢忠雄
Claims (1)
- 電子ビームによるパターン上の走査により該パターンの
儂を表示装置上に表示し、該パターン像の裾部の適宜な
位置上で幅寸法として測定すべき位置を指定し、該指定
した位置上のライン走査により検出された信号の中で、
該指定位置ζこ対応した信号とピーク値との関係値を演
算して記憶し、以後、パターン上の走査により検出され
た信号と前記関係値とから各々の走査における指定位置
間の距離を測定するようにしたパターン測定法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP70782A JPS58117404A (ja) | 1982-01-05 | 1982-01-05 | パタ−ン測定法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP70782A JPS58117404A (ja) | 1982-01-05 | 1982-01-05 | パタ−ン測定法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58117404A true JPS58117404A (ja) | 1983-07-13 |
Family
ID=11481238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP70782A Pending JPS58117404A (ja) | 1982-01-05 | 1982-01-05 | パタ−ン測定法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58117404A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6086907U (ja) * | 1983-11-18 | 1985-06-14 | 日本電子株式会社 | 電子線像表示装置 |
| JPS60161514A (ja) * | 1984-02-01 | 1985-08-23 | Jeol Ltd | 電子線走査による測長方法 |
| JPS6194707U (ja) * | 1984-11-26 | 1986-06-18 | ||
| JPS61265516A (ja) * | 1985-05-20 | 1986-11-25 | Jeol Ltd | 荷電粒子線を用いた測長装置 |
| JPS6273105A (ja) * | 1985-09-26 | 1987-04-03 | Jeol Ltd | 荷電粒子線を用いた測長装置 |
| WO2011080873A1 (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-07 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | パターン計測条件設定装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54138466A (en) * | 1978-04-19 | 1979-10-26 | Japanese National Railways<Jnr> | Measuring method of sliding face width of trolley wires |
| JPS5661604A (en) * | 1979-10-25 | 1981-05-27 | Jeol Ltd | Range finder in scanning electronic microscope |
| JPS57204406A (en) * | 1981-06-12 | 1982-12-15 | Akashi Seisakusho Co Ltd | Measuring method of length using scanning-type electronic microscope and its device |
-
1982
- 1982-01-05 JP JP70782A patent/JPS58117404A/ja active Pending
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