JPS6127899B2 - - Google Patents
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- JPS6127899B2 JPS6127899B2 JP52140048A JP14004877A JPS6127899B2 JP S6127899 B2 JPS6127899 B2 JP S6127899B2 JP 52140048 A JP52140048 A JP 52140048A JP 14004877 A JP14004877 A JP 14004877A JP S6127899 B2 JPS6127899 B2 JP S6127899B2
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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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電子線を用いて物体像を検出する方
法に関し、特にIC（集積回路）等のマスク検査
において、より速く、精密に、しかも間違いなく
パターンを検出する方法に関する。
法に関し、特にIC（集積回路）等のマスク検査
において、より速く、精密に、しかも間違いなく
パターンを検出する方法に関する。
物体像を検出するためには、物体表面を細く絞
つた電子線で走査し、パターンの有無など表面の
状態で変化する信号を利用する。第１図に示され
るように、電子線１を物体２に照射した場合に得
られる信号として、反射電子３、二次電子４、試
料電流５、Ｘ線６等があることはよく知られてい
る。尚、図において、矢印は電子または電磁波の
進む方向を示す。
つた電子線で走査し、パターンの有無など表面の
状態で変化する信号を利用する。第１図に示され
るように、電子線１を物体２に照射した場合に得
られる信号として、反射電子３、二次電子４、試
料電流５、Ｘ線６等があることはよく知られてい
る。尚、図において、矢印は電子または電磁波の
進む方向を示す。
従来の技術として、これらの信号の一つを用い
て物体の種々の構造を調べることは走査形電子顕
微鏡等で用いられている。しかし、物体によつて
はコントラストが極めて低いため従来の方法では
所望の変化をもつた信号が得難いことがあつた。
また、物体の表面を電子線で破壊する恐れがある
ため多量の電子流を用いることができず、そのた
め電子の散射現象による雑音（シヨツト・ノイ
ズ）を小さくして信号を取り出すことができない
こと、あるいは高速で検出するため各絵素当りの
電流がとれず信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）が不足す
ることが多かつた。例えば、半導体の上に金属で
作られたパターンを検出する場合、従来の反射電
子、二次電子、あるいは試料電流のいずれか一つ
を用いる方法では、十分な信号対雑音比（Ｓ／Ｎ
比）が得られず、パターン検出のスピードを制限
する大きな障害になることが判明した。
て物体の種々の構造を調べることは走査形電子顕
微鏡等で用いられている。しかし、物体によつて
はコントラストが極めて低いため従来の方法では
所望の変化をもつた信号が得難いことがあつた。
また、物体の表面を電子線で破壊する恐れがある
ため多量の電子流を用いることができず、そのた
め電子の散射現象による雑音（シヨツト・ノイ
ズ）を小さくして信号を取り出すことができない
こと、あるいは高速で検出するため各絵素当りの
電流がとれず信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）が不足す
ることが多かつた。例えば、半導体の上に金属で
作られたパターンを検出する場合、従来の反射電
子、二次電子、あるいは試料電流のいずれか一つ
を用いる方法では、十分な信号対雑音比（Ｓ／Ｎ
比）が得られず、パターン検出のスピードを制限
する大きな障害になることが判明した。
本発明は、上記の点に着目してなされたもので
あり、より速く、精密に、しかも間違いなく物体
像を検出することのできる方法を提供するもので
ある。
あり、より速く、精密に、しかも間違いなく物体
像を検出することのできる方法を提供するもので
ある。
本発明は、下記に述べる新しい実験事実をもと
にしている。第２図(a)，(b)は実験結果の一例を示
すものである。従来別々に取扱われていた反射電
子、二次電子、試料電流は密接な関係があり、実
験に用いたネサガラス７上（９はネサ膜）のクロ
ムパターン８の場合には、第２図(b)に示されたよ
うに反射電子の信号Ａと二次電子の信号Ｂは同相
で、試料電流の信号Ｃとは逆相の関係にあつた。
また、Si基板上のAuパターンの場合にも同様の
事実が確認された。
にしている。第２図(a)，(b)は実験結果の一例を示
すものである。従来別々に取扱われていた反射電
子、二次電子、試料電流は密接な関係があり、実
験に用いたネサガラス７上（９はネサ膜）のクロ
ムパターン８の場合には、第２図(b)に示されたよ
うに反射電子の信号Ａと二次電子の信号Ｂは同相
で、試料電流の信号Ｃとは逆相の関係にあつた。
また、Si基板上のAuパターンの場合にも同様の
事実が確認された。
第３図は本発明の原理を図示するもので、同相
である信号A′，B′を加算し、逆相である信号
C′を減算すれば各々の信号より信号対雑音比の
優れたものが得られる。すなわち、一般に雑音は
良好な増幅器を用いる場合、電子ビームに起因す
る雑音（シヨツト・ノイズ）が支配的である。こ
の場合得られる信号は電流（Ｉ）に比例し、シヨ
ツト・ノイズは√に比例するのでＳ／Ｎは√
に比例すると考えられる。従つて、今、電流Ｉが
二つの検出手段で検出されたとして二つの検出信
号の各々の電流をI1，I2とすると（この場合、I1
は例えば反射電子による電流、I2は例えば二次電
子による電流を示す）、それぞれ単独のＳ／Ｎは
√1，√2に比例する。一方、上記二つの信号を
加算した時のＳ／Ｎは√1＋2に比例し、そして
√1又は√2＜√1＋2である。
である信号A′，B′を加算し、逆相である信号
C′を減算すれば各々の信号より信号対雑音比の
優れたものが得られる。すなわち、一般に雑音は
良好な増幅器を用いる場合、電子ビームに起因す
る雑音（シヨツト・ノイズ）が支配的である。こ
の場合得られる信号は電流（Ｉ）に比例し、シヨ
ツト・ノイズは√に比例するのでＳ／Ｎは√
に比例すると考えられる。従つて、今、電流Ｉが
二つの検出手段で検出されたとして二つの検出信
号の各々の電流をI1，I2とすると（この場合、I1
は例えば反射電子による電流、I2は例えば二次電
子による電流を示す）、それぞれ単独のＳ／Ｎは
√1，√2に比例する。一方、上記二つの信号を
加算した時のＳ／Ｎは√1＋2に比例し、そして
√1又は√2＜√1＋2である。
然るが故に、I1，I2すなわち反射電子、二次電
子を別々に検出した後加算した場合には、上記信
号のいずれか一つを単独で用いた場合に比べて信
号対雑音比のすぐれたものが得られること明らか
である。なお、上記検出信号が三つの場合（この
場合I3は例えば吸収電流に相当する）であつても
同様に考えられる。
子を別々に検出した後加算した場合には、上記信
号のいずれか一つを単独で用いた場合に比べて信
号対雑音比のすぐれたものが得られること明らか
である。なお、上記検出信号が三つの場合（この
場合I3は例えば吸収電流に相当する）であつても
同様に考えられる。
次に、実施例を用いて本発明をさらに詳しく説
明する。
明する。
第４図は、本発明の一実施例に示す実験に用い
た装置の構造を示す。電子銃１０から放射された
電子線を第１，第２収束レンズ１２，１３で細く
絞り、偏向コイル１４を用いて試料１６の面上を
走査する。１１はアノード、１５は対物レンズを
示す。本装置では反射電子検出器１７（例えば、
半導体検出器）によつて反射電子を検出し、これ
を増巾器１８で増幅する手段と、二次電子を二次
電子検出器１９（例えば、シンチレータとホトマ
ルチプライヤの組合せ）によつて検出し、これを
増巾器２０で増幅する手段が付いて居て別々に二
つの信号を検出できる。試料としては、インジウ
ムの酸化物属よりなる導電膜を表面にもつガラス
板上にクロム金属層でパターンを作つたものを用
いた。このようにして、両信号を加算して検出し
たところ、単独の信号より信号対雑音比が1.4倍
となつた。これによつて、パターンを検出する際
のエラー（error）のプロバピリテイ
（probability）を１／10-6に、逆に検出の速度
（単位時間にとり出す情報量）を２倍にすること
ができた。検出した信号は第５図に示す電子回路
でパターンを検出した。ここでは、別々に増幅し
た二つの信号を加算回路２２で加えた後、二値化
回路２３、サンプリング回路２４でデジタル情報
化し、画像処理回路２５で電子計算機２６の指示
に従つてパターンを検出する。
た装置の構造を示す。電子銃１０から放射された
電子線を第１，第２収束レンズ１２，１３で細く
絞り、偏向コイル１４を用いて試料１６の面上を
走査する。１１はアノード、１５は対物レンズを
示す。本装置では反射電子検出器１７（例えば、
半導体検出器）によつて反射電子を検出し、これ
を増巾器１８で増幅する手段と、二次電子を二次
電子検出器１９（例えば、シンチレータとホトマ
ルチプライヤの組合せ）によつて検出し、これを
増巾器２０で増幅する手段が付いて居て別々に二
つの信号を検出できる。試料としては、インジウ
ムの酸化物属よりなる導電膜を表面にもつガラス
板上にクロム金属層でパターンを作つたものを用
いた。このようにして、両信号を加算して検出し
たところ、単独の信号より信号対雑音比が1.4倍
となつた。これによつて、パターンを検出する際
のエラー（error）のプロバピリテイ
（probability）を１／10-6に、逆に検出の速度
（単位時間にとり出す情報量）を２倍にすること
ができた。検出した信号は第５図に示す電子回路
でパターンを検出した。ここでは、別々に増幅し
た二つの信号を加算回路２２で加えた後、二値化
回路２３、サンプリング回路２４でデジタル情報
化し、画像処理回路２５で電子計算機２６の指示
に従つてパターンを検出する。
さらに、上述の２種の信号のほかに第４図に示
さる吸収電流２１を利用して信号対雑音比を向上
する実験を行つた。この場合吸収電流は増幅後極
性を反転して加算回路に加えた。この場合試料電
流の応答速度が遅いが、信号対雑音比はさらに
1.2倍とでき、信号の弱い場合に有効であること
が分つた。
さる吸収電流２１を利用して信号対雑音比を向上
する実験を行つた。この場合吸収電流は増幅後極
性を反転して加算回路に加えた。この場合試料電
流の応答速度が遅いが、信号対雑音比はさらに
1.2倍とでき、信号の弱い場合に有効であること
が分つた。
さらにまた、試料として、シリコン基板の上に
金の薄膜でパターンを形成したものについても同
様な実験を行つた。この場合には、反射電子と二
次電子の二つの信号を別々に検出した後加算した
場合には、反射電子のみを検出する場合に比べて
信号対雑音比を1.16倍にすることができた。これ
によつて、パターン検出のエラーのプロバビリテ
イを約１／10-4倍に、また検出の速度を約1.5倍
にすることができた。
金の薄膜でパターンを形成したものについても同
様な実験を行つた。この場合には、反射電子と二
次電子の二つの信号を別々に検出した後加算した
場合には、反射電子のみを検出する場合に比べて
信号対雑音比を1.16倍にすることができた。これ
によつて、パターン検出のエラーのプロバビリテ
イを約１／10-4倍に、また検出の速度を約1.5倍
にすることができた。
以上、本発明を原理および実施例について説明
したが、本発明は上記実施例、説明の範囲および
数値に限定されず、その発明思想を逸脱しない限
り応用できることは云うまでもない。
したが、本発明は上記実施例、説明の範囲および
数値に限定されず、その発明思想を逸脱しない限
り応用できることは云うまでもない。
第１図は、電子線を物体に照射したとき得られ
る信号を説明する図、第２図ａ，ｂは、ネサガラ
ス上のクロムパターンから得られる信号強度を示
す図、第３図は信号の加減算を示す図、第４図
は、本発明に用いた一装置の構成を示す図および
第５図はパターン検出用電子回路を示す図であ
る。図において、 １０…電子銃、１２，１３…第１，第２収束レ
ンズ、１４…偏向コイル、１６…試料、１７…反
射電子検出器、１９…二次電子検出器、１８，２
０…増巾器。
る信号を説明する図、第２図ａ，ｂは、ネサガラ
ス上のクロムパターンから得られる信号強度を示
す図、第３図は信号の加減算を示す図、第４図
は、本発明に用いた一装置の構成を示す図および
第５図はパターン検出用電子回路を示す図であ
る。図において、 １０…電子銃、１２，１３…第１，第２収束レ
ンズ、１４…偏向コイル、１６…試料、１７…反
射電子検出器、１９…二次電子検出器、１８，２
０…増巾器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電子線を物体に照射して得られる反射電子お
よび二次電子を個々に電気信号として検出し、か
つこれらを加算せしめた信号で物体像を検出する
如く構成したことを特徴とする電子線を用いて物
体像を検出する方法。 ２ 上記反射電子および二次電子による加算信号
に、さらに上記電子線を上記物体に照射した際得
られる吸収電流による信号をその極性を反転して
加算せしめた信号で物体像を検出する如く構成し
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
電子線を用いて物体像を検出する方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14004877A JPS5481075A (en) | 1977-11-24 | 1977-11-24 | Method of detecting article image using electron beam |
| DE19782849403 DE2849403A1 (de) | 1977-11-24 | 1978-11-14 | Verfahren zur erfassung eines gegenstandsbildes durch einen elektronenstrahl |
| US05/962,683 US4219731A (en) | 1977-11-24 | 1978-11-21 | Method for detecting object picture by electron beam |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14004877A JPS5481075A (en) | 1977-11-24 | 1977-11-24 | Method of detecting article image using electron beam |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5481075A JPS5481075A (en) | 1979-06-28 |
| JPS6127899B2 true JPS6127899B2 (ja) | 1986-06-27 |
Family
ID=15259760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14004877A Granted JPS5481075A (en) | 1977-11-24 | 1977-11-24 | Method of detecting article image using electron beam |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4219731A (ja) |
| JP (1) | JPS5481075A (ja) |
| DE (1) | DE2849403A1 (ja) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2921151C2 (de) * | 1979-05-25 | 1982-12-02 | Ernst Leitz Wetzlar Gmbh, 6330 Wetzlar | Vorrichtung zum Nachweis von in einem Abtast-Elektronenstrahlmikroskop von einer Probe ausgehenden Rückstreuelektronen |
| US4581537A (en) * | 1984-03-23 | 1986-04-08 | International Business Machines Corporation | Method for generating inspection patterns |
| US4930439A (en) * | 1984-06-26 | 1990-06-05 | Seiko Instruments Inc. | Mask-repairing device |
| JPS6190161A (ja) * | 1984-10-09 | 1986-05-08 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 集束イオンビ−ムのビ−ム形状調整方法 |
| US4588890A (en) * | 1984-12-31 | 1986-05-13 | International Business Machines Corporation | Apparatus and method for composite image formation by scanning electron beam |
| JPH07105429B2 (ja) * | 1985-03-11 | 1995-11-13 | 日本電信電話株式会社 | 電子デバイスの試験方法 |
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| JPH0238850A (ja) * | 1988-07-28 | 1990-02-08 | Jeol Ltd | Ｘ線分光器を用いた定性分析方法 |
| US4941980A (en) * | 1989-02-17 | 1990-07-17 | Opal, Inc. | System for measuring a topographical feature on a specimen |
| US5093572A (en) * | 1989-11-02 | 1992-03-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Scanning electron microscope for observation of cross section and method of observing cross section employing the same |
| NL8902727A (nl) * | 1989-11-06 | 1991-06-03 | Philips Nv | Objecthouder voor ondersteuning van een object in een geladen deeltjesbundelsysteem. |
| JPH07119716B2 (ja) * | 1990-04-19 | 1995-12-20 | 株式会社島津製作所 | 表面分析装置 |
| US5063296A (en) * | 1990-05-31 | 1991-11-05 | Shimadzu Corporation | Electron-optical system for making a pseudoparallel micro electron-beam |
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| JPS5192182A (ja) * | 1975-02-10 | 1976-08-12 |
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-
1977
- 1977-11-24 JP JP14004877A patent/JPS5481075A/ja active Granted
-
1978
- 1978-11-14 DE DE19782849403 patent/DE2849403A1/de not_active Ceased
- 1978-11-21 US US05/962,683 patent/US4219731A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
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| JPS5192182A (ja) * | 1975-02-10 | 1976-08-12 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2849403A1 (de) | 1979-05-31 |
| US4219731A (en) | 1980-08-26 |
| JPS5481075A (en) | 1979-06-28 |
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