JPS58202808A - 測長方法 - Google Patents
測長方法Info
- Publication number
- JPS58202808A JPS58202808A JP8633182A JP8633182A JPS58202808A JP S58202808 A JPS58202808 A JP S58202808A JP 8633182 A JP8633182 A JP 8633182A JP 8633182 A JP8633182 A JP 8633182A JP S58202808 A JPS58202808 A JP S58202808A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scanning
- scanning signal
- distance
- lenses
- image
- 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.)
- Granted
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
- H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (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】
本発明は荷電粒子ビームによる測長方法に関する。
Ｌｌｌ素子や超ＬＳＩ素子の製作過程において、材料上
に作成したパターン等の線幅や線間隔の測長等のパター
ン検査が行なわれる。これらのパターンの線幅等はサプ
ミクＯン単位にも達しているので光学的に測長すること
は不可能である。
に作成したパターン等の線幅や線間隔の測長等のパター
ン検査が行なわれる。これらのパターンの線幅等はサプ
ミクＯン単位にも達しているので光学的に測長すること
は不可能である。
そこで、電子ビームやイオンビームを使って線幅等の測
長を行なうことが考えられる。即ち、何れかの荷電ビー
ムを材料上でデジタル的に走査し、該材料上から発せら
れる反射電子等を捕えることにより測定しようとする線
のエツジや凹凸の位置を検出し、この検出を前記デジタ
ル的走査に関係付けて、線幅や線間隔を測定するのであ
る。しかし、一般に材料自身に反りや凹凸等の変位があ
り、又材料ステージにも同様な変位や水平移動時のがた
等があるので、同一材料中や材料毎にワークデスタンス
の興なりが生じ、その結果、誤った測長が行なわれてし
まう。第１図（ａ）及び（ｂ）は、ワークデスタンスの
興なる材料Ｍ、Ｍ’のパターン線幅を測長する例を示し
ており、ワークデスタンスＤの材料Ｍに形成されたパタ
ーンＰの線幅と、ワークデスタンスＤ′の材料Ｍ′に形
成された前記パターンＰと同じ線幅のパターンＰ′の線
幅を、偏向器ＯＦによりビーム８を矢印Ｑ方向にデジタ
ル走査し各々の線幅を測長すると、パターンＰの線幅は
該パターンＰのエツジからエツジまでのビームの移動（
偏向）角度αに対応した値が得られ、パターンＰ′の線
幅はα′（＜α）に対応した値が得られる。しかし、α
、α′を知ることは出来ても、ワークデスタンスＤ、Ｄ
’が既知でなければ線幅を算出することは出来ない。又
、ワークデスタンスＤ、Ｄ’は一般的に高精度に決定す
ることは困難である。従って、結果的に、同じ線幅を測
長しているのに（α−α′）に対応した測定誤差が生じ
てしまう。この誤差はサブミクロン単位を問題にしてい
る線幅等の測長においてはゆゆしき問題である。
長を行なうことが考えられる。即ち、何れかの荷電ビー
ムを材料上でデジタル的に走査し、該材料上から発せら
れる反射電子等を捕えることにより測定しようとする線
のエツジや凹凸の位置を検出し、この検出を前記デジタ
ル的走査に関係付けて、線幅や線間隔を測定するのであ
る。しかし、一般に材料自身に反りや凹凸等の変位があ
り、又材料ステージにも同様な変位や水平移動時のがた
等があるので、同一材料中や材料毎にワークデスタンス
の興なりが生じ、その結果、誤った測長が行なわれてし
まう。第１図（ａ）及び（ｂ）は、ワークデスタンスの
興なる材料Ｍ、Ｍ’のパターン線幅を測長する例を示し
ており、ワークデスタンスＤの材料Ｍに形成されたパタ
ーンＰの線幅と、ワークデスタンスＤ′の材料Ｍ′に形
成された前記パターンＰと同じ線幅のパターンＰ′の線
幅を、偏向器ＯＦによりビーム８を矢印Ｑ方向にデジタ
ル走査し各々の線幅を測長すると、パターンＰの線幅は
該パターンＰのエツジからエツジまでのビームの移動（
偏向）角度αに対応した値が得られ、パターンＰ′の線
幅はα′（＜α）に対応した値が得られる。しかし、α
、α′を知ることは出来ても、ワークデスタンスＤ、Ｄ
’が既知でなければ線幅を算出することは出来ない。又
、ワークデスタンスＤ、Ｄ’は一般的に高精度に決定す
ることは困難である。従って、結果的に、同じ線幅を測
長しているのに（α−α′）に対応した測定誤差が生じ
てしまう。この誤差はサブミクロン単位を問題にしてい
る線幅等の測長においてはゆゆしき問題である。
本発明はこの様な点に鑑みてなされたもので、ワークデ
スタンスを知ることなくパターンの線幅や線間隔を精確
に測長出来るようにした新規な測長方法に関している。
スタンスを知ることなくパターンの線幅や線間隔を精確
に測長出来るようにした新規な測長方法に関している。
即ち、本発明は光軸上に２つ以上の孔を有する板、縮小
レンズ及び投影レンズを配置し、前記板の孔を通過した
荷電粒子ビームが材料上で作る孔の像がジャストフォー
カスする様に前記投影レンズの励磁を可変し、且つ該可
変により前記像の倍率が設定した値から変化しない様に
前記縮小レンズの励磁をコントロールして前記板の孔を
通過した荷電粒子ビームを材料上でデジタル的に走査さ
せ、該デジタル的走査により材料上から検出された信号
に基づいて材料上の特定部分の長さを測定する様にした
新規な測長方法を提供するものである。
レンズ及び投影レンズを配置し、前記板の孔を通過した
荷電粒子ビームが材料上で作る孔の像がジャストフォー
カスする様に前記投影レンズの励磁を可変し、且つ該可
変により前記像の倍率が設定した値から変化しない様に
前記縮小レンズの励磁をコントロールして前記板の孔を
通過した荷電粒子ビームを材料上でデジタル的に走査さ
せ、該デジタル的走査により材料上から検出された信号
に基づいて材料上の特定部分の長さを測定する様にした
新規な測長方法を提供するものである。
第２図は本発明の一実施例を示したものである。
図中１は電子銃で、該電子銃から射出された電子ビーム
は照射レンズにより、距離Ｓ隔つ様に２つの帯状の孔３
Ｈ，３Ｈ’が開けられた金属板４に照射される。該孔を
通過したビームは縮小レンズ５及び投影レンズ６により
材料７上に集束される。
は照射レンズにより、距離Ｓ隔つ様に２つの帯状の孔３
Ｈ，３Ｈ’が開けられた金属板４に照射される。該孔を
通過したビームは縮小レンズ５及び投影レンズ６により
材料７上に集束される。
８は偏向器で、通常はＸ方向走査用のものとＹ方向走査
用のもの２対が設けられる。該偏向器８は□ 。
用のもの２対が設けられる。該偏向器８は□ 。
中央処理装置（ＣＰＯと称す）９の指令により作動する
デジタル走査信号発生回路１０から送られて来るデジタ
ル走査信号により作動し、電子ど一ムを材料上で走査さ
せる。１１は反射電子検出器で、該走査により材料７上
から発生した反射電子を検出する。１２は陰極線管で、
前記デジタル走査信号発生回路１０から前記偏向器８へ
の走査信号と同期した走査信号と、前記反射電子検出器
１１からの出力が送られて来る。１３．１４は各々励磁
信号発生回路で、ＤＡ変換器１５．１６を介して送られ
て来る前記ＣＰｕ９の指令によりコントロールされる。
デジタル走査信号発生回路１０から送られて来るデジタ
ル走査信号により作動し、電子ど一ムを材料上で走査さ
せる。１１は反射電子検出器で、該走査により材料７上
から発生した反射電子を検出する。１２は陰極線管で、
前記デジタル走査信号発生回路１０から前記偏向器８へ
の走査信号と同期した走査信号と、前記反射電子検出器
１１からの出力が送られて来る。１３．１４は各々励磁
信号発生回路で、ＤＡ変換器１５．１６を介して送られ
て来る前記ＣＰｕ９の指令によりコントロールされる。
さて、第２図の実施例を次の様に動作させる。
先ず、前記金属板４の２つの孔３８．３Ｈ’の電子ビー
ム像を材料７上でデジタル走査させる。
ム像を材料７上でデジタル走査させる。
この走査によりビームは材料上に形成されているパター
ン等を横切るので、陰極線管１２の画面上にはパターン
像が表示される。、オペレータは該パターンの像を見学
ら、該像のピントが合う様に、ＣＰＵ９を介して励磁信
号発生回路１４をコントロールして投影レンズ６の励磁
を可変する。この励磁信号値（励磁電流値）から、第３
図に示す投影レンズ６の像面距離Ｌ４が決る。さて、本
願発明は、前記金属板４の孔３８．３Ｈ’の材料７土で
の結像倍率−が材料毎に異なることなく常に予め設定し
た−を値になる様にし、前記孔のビーム像を材料上でデ
ジタル走査させることに特徴を有する。従うて、−前述
の如＜１４を可変すると、結像倍率−（−Ｌｘ ／１１
ＸＬ４ ／Ｌａ 、但し、Ｌｌ、Ｌ２は夫々縮小レン
ズ５の物面距離、像面距離、Ｌｓは投影レンズ６の物面
距離で、Ｌｌは一定である。）が変化してしまう。そＡ
で、ＣＰＵ９は前記結像倍率間 （＝Ｌ２／ＬＩ ＸＬ
４ ／Ｌ３）が元の設定値になる様に、励磁信号発生回
路１３をコントロールして縮小レンズ５の励磁信号（励
磁電流）を可変する。この様に、フォーカスの合った前
記孔のビーム像１７Ｈ，１７Ｈ’を（これらのビーム像
１７８．１７Ｈ’の距離ＳＯは２つの孔の距離Ｓと倍率
−の積である。）、偏向器８により、第４図に示す様に
材料７上でデジタル走査させる。この走査によりビーム
像１７１−１．１７Ｈ′がパターンＰ“のエツジを横切
った時、反射電子検出器１１を該エツジの情報を持った
反射電子信号が前記ＣＰＬ１９へ入る。該ＣＰＬＩは該
信号を前記デジタル走査信号に関係づけて、第５図に示
す孔３８．３Ｈ’のビーム像１７Ｈ，１７Ｈ’の距離Ｓ
ＯとパターンＰ＃の線幅りに対応したものを検出する。
ン等を横切るので、陰極線管１２の画面上にはパターン
像が表示される。、オペレータは該パターンの像を見学
ら、該像のピントが合う様に、ＣＰＵ９を介して励磁信
号発生回路１４をコントロールして投影レンズ６の励磁
を可変する。この励磁信号値（励磁電流値）から、第３
図に示す投影レンズ６の像面距離Ｌ４が決る。さて、本
願発明は、前記金属板４の孔３８．３Ｈ’の材料７土で
の結像倍率−が材料毎に異なることなく常に予め設定し
た−を値になる様にし、前記孔のビーム像を材料上でデ
ジタル走査させることに特徴を有する。従うて、−前述
の如＜１４を可変すると、結像倍率−（−Ｌｘ ／１１
ＸＬ４ ／Ｌａ 、但し、Ｌｌ、Ｌ２は夫々縮小レン
ズ５の物面距離、像面距離、Ｌｓは投影レンズ６の物面
距離で、Ｌｌは一定である。）が変化してしまう。そＡ
で、ＣＰＵ９は前記結像倍率間 （＝Ｌ２／ＬＩ ＸＬ
４ ／Ｌ３）が元の設定値になる様に、励磁信号発生回
路１３をコントロールして縮小レンズ５の励磁信号（励
磁電流）を可変する。この様に、フォーカスの合った前
記孔のビーム像１７Ｈ，１７Ｈ’を（これらのビーム像
１７８．１７Ｈ’の距離ＳＯは２つの孔の距離Ｓと倍率
−の積である。）、偏向器８により、第４図に示す様に
材料７上でデジタル走査させる。この走査によりビーム
像１７１−１．１７Ｈ′がパターンＰ“のエツジを横切
った時、反射電子検出器１１を該エツジの情報を持った
反射電子信号が前記ＣＰＬ１９へ入る。該ＣＰＬＩは該
信号を前記デジタル走査信号に関係づけて、第５図に示
す孔３８．３Ｈ’のビーム像１７Ｈ，１７Ｈ’の距離Ｓ
ＯとパターンＰ＃の線幅りに対応したものを検出する。
これらの距離ＳＯと線幅りに対応した検出値は、デジタ
ル走査のステップの数で検出されたものである。そこで
、実際のパターンＰ“の線幅は、正確に分つている前記
孔３Ｈ，３８′の距離Ｓに倍率−を掛けたビーム像１７
８．１７Ｈ’の距離ＳＯを、前記検出した線幅りに対応
したステップ数Ｌ′と線幅に対応したステップ数ＳＯ′
の比Ｌ’／Ｓｏ’ に掛けて校正したものである。
ル走査のステップの数で検出されたものである。そこで
、実際のパターンＰ“の線幅は、正確に分つている前記
孔３Ｈ，３８′の距離Ｓに倍率−を掛けたビーム像１７
８．１７Ｈ’の距離ＳＯを、前記検出した線幅りに対応
したステップ数Ｌ′と線幅に対応したステップ数ＳＯ′
の比Ｌ’／Ｓｏ’ に掛けて校正したものである。
例えば第１図（ａ）、（ｂ）に示す様にワークデスタン
スがり、Ｄ’にあるパターンＰ、Ｐ’を測長する場合を
説明する。前述の様に、２つの孔’、ｌ、ＩＩ’ のビーム像の距離が変わらぬように（Ｓｏ）Ｌ、該孔の
ビーム像でデジタル走査すると、各々偏向角α、α′に
対応したところの、ビーム像１７Ｈ１１７Ｈ′の距離Ｓ
ｏとパターンＰ、Ｐ’の線幅に対応したものが検出され
る。それらをそれぞれ、Ｓｌ、８２ 、Ｌｓ 、Ｌｓと
すると、パターンＰとＰ′の線幅は等しいので、Ｌｓ／
Ｓ１とＬｓ ／Ｓ県とは等しい。そして、実際の線幅は
これらに正確に分っている孔のビーム像の距離ＳＯを掛
けて（Ｌｓ ／Ｓｓ Ｘ３ｏ 、Ｌ＠ ／８２ ＸＳＯ
）校正したものである。
スがり、Ｄ’にあるパターンＰ、Ｐ’を測長する場合を
説明する。前述の様に、２つの孔’、ｌ、ＩＩ’ のビーム像の距離が変わらぬように（Ｓｏ）Ｌ、該孔の
ビーム像でデジタル走査すると、各々偏向角α、α′に
対応したところの、ビーム像１７Ｈ１１７Ｈ′の距離Ｓ
ｏとパターンＰ、Ｐ’の線幅に対応したものが検出され
る。それらをそれぞれ、Ｓｌ、８２ 、Ｌｓ 、Ｌｓと
すると、パターンＰとＰ′の線幅は等しいので、Ｌｓ／
Ｓ１とＬｓ ／Ｓ県とは等しい。そして、実際の線幅は
これらに正確に分っている孔のビーム像の距離ＳＯを掛
けて（Ｌｓ ／Ｓｓ Ｘ３ｏ 、Ｌ＠ ／８２ ＸＳＯ
）校正したものである。
尚、前記実施例では孔の形を帯状にしたがスポット状の
ものでもよい。又、同時に２つの孔を通過したビームで
材料上を走査し測長したが、初め一方の孔を通過したビ
ームで走査し、次に他方の孔を通過したビームで走査し
て行なってもよい。
ものでもよい。又、同時に２つの孔を通過したビームで
材料上を走査し測長したが、初め一方の孔を通過したビ
ームで走査し、次に他方の孔を通過したビームで走査し
て行なってもよい。
本発明によれば、ワークデスタンスに拘わらず常に２つ
の孔のビーム像の距離が常に一定になるようにし、該２
つの孔のど−ム像の走査により材料上から検出された信
号を正確に分っている前記２つの孔のビーム像の距離で
校正しているので、精確な材料上のパターンの測長が行
なわれる。
の孔のビーム像の距離が常に一定になるようにし、該２
つの孔のど−ム像の走査により材料上から検出された信
号を正確に分っている前記２つの孔のビーム像の距離で
校正しているので、精確な材料上のパターンの測長が行
なわれる。
又、本発明の方法は偏向器が縮小レンズの上に配置して
も、又前記実施例の如く投影レンズの下に配置しても有
効である（即ち、ワークデスタンスの変化範囲が大きく
ても有効である。）。
も、又前記実施例の如く投影レンズの下に配置しても有
効である（即ち、ワークデスタンスの変化範囲が大きく
ても有効である。）。
第１図は材料上での電子ビーム走査による測長方法を表
わし、第２図は本願発明の一実施例を表わし、第３図〜
第５図は第２図に示した実施例の動作の説明を補足する
為に用いたものである。 ３Ｈ，３Ｈ’：孔、４：金属板、５：縮小レンズ、６：
投影レンズ、７：材料、８：偏向器、９：中央処理装置
（ＣＰＵ）、１０：デジタル走査信号発生回路、１１：
反射電子検出器、１２：陰極線管、１３．１４：励磁信
号発生回路。 特許出願人 日本電子株式会社 代表者 加勢 忠雄 ２泪 口
わし、第２図は本願発明の一実施例を表わし、第３図〜
第５図は第２図に示した実施例の動作の説明を補足する
為に用いたものである。 ３Ｈ，３Ｈ’：孔、４：金属板、５：縮小レンズ、６：
投影レンズ、７：材料、８：偏向器、９：中央処理装置
（ＣＰＵ）、１０：デジタル走査信号発生回路、１１：
反射電子検出器、１２：陰極線管、１３．１４：励磁信
号発生回路。 特許出願人 日本電子株式会社 代表者 加勢 忠雄 ２泪 口
Claims (1)
- 光軸上に２つ以上の孔を有する板、縮小レンズ及び投影
レンズを配置し、前記板の孔を通過した荷電粒子ビーム
が材料上で作る孔の像がジャストフォーカスする様に前
記投影レンズの励磁を可変し、且つ該可変により前記像
の倍率が設定した値から変化しない様に前記縮小レンズ
の励磁をコントａ−ルして前記板の孔を通過した荷電粒
子ビームを材料上でデジタル的に走査させ、該デジタル
的走査により材料上から検出された信号に基づいて材料
上の特定部分の長さを測定した測長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8633182A JPS58202808A (ja) | 1982-05-21 | 1982-05-21 | 測長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8633182A JPS58202808A (ja) | 1982-05-21 | 1982-05-21 | 測長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58202808A true JPS58202808A (ja) | 1983-11-26 |
| JPH0125004B2 JPH0125004B2 (ja) | 1989-05-16 |
Family
ID=13883849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8633182A Granted JPS58202808A (ja) | 1982-05-21 | 1982-05-21 | 測長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58202808A (ja) |
-
1982
- 1982-05-21 JP JP8633182A patent/JPS58202808A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0125004B2 (ja) | 1989-05-16 |
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