JPS6188440A - 試料像表示装置 - Google Patents
試料像表示装置Info
- Publication number
- JPS6188440A JPS6188440A JP20821084A JP20821084A JPS6188440A JP S6188440 A JPS6188440 A JP S6188440A JP 20821084 A JP20821084 A JP 20821084A JP 20821084 A JP20821084 A JP 20821084A JP S6188440 A JPS6188440 A JP S6188440A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- scanning
- sample image
- linear
- scanning direction
- 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
-
- 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)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (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、走置形電子顕微鏡等の試料像表示装置に係り
、特に、直線構造の多い試料、たとえば半導体素子など
の場合に用いられるのに適した試料像表示装置に関する
。
、特に、直線構造の多い試料、たとえば半導体素子など
の場合に用いられるのに適した試料像表示装置に関する
。
走査形電子顕微鏡の試料のうち大多数のもの、たとえば
生物試料、全域試料などは一般に単純な幾何学的表現の
できない複雑な構造を有しており、電子線の走査方向と
試料との相対角度、すなわち表示された試料像上でおる
部分の構造がどういう方向を向いているかということは
、たいして問題にされない。しかしながら、半導体素子
などは、整然と配置された直線構造を有しており、この
場合には表示される試料像は直線あるいは矩形パターン
の組合せ形状になり、これが真直にたであるいは横方向
を向いているか、斜めになっているかは、重要な問題に
なってくる。特に近年、走査形電子顕微鏡を数ミクロン
以下の微細なパターンの線巾あるいは間隔の測定に用い
ることが多くなされておシ、この場合には、電子線の走
査方向と、試料上の構造の方向とが一致していることが
必要である。
生物試料、全域試料などは一般に単純な幾何学的表現の
できない複雑な構造を有しており、電子線の走査方向と
試料との相対角度、すなわち表示された試料像上でおる
部分の構造がどういう方向を向いているかということは
、たいして問題にされない。しかしながら、半導体素子
などは、整然と配置された直線構造を有しており、この
場合には表示される試料像は直線あるいは矩形パターン
の組合せ形状になり、これが真直にたであるいは横方向
を向いているか、斜めになっているかは、重要な問題に
なってくる。特に近年、走査形電子顕微鏡を数ミクロン
以下の微細なパターンの線巾あるいは間隔の測定に用い
ることが多くなされておシ、この場合には、電子線の走
査方向と、試料上の構造の方向とが一致していることが
必要である。
第１図は現在実用に供されている寸法測定の方法を簡単
に示したものである。第１図（ａ）は、光示袋れている
試料像に２本のカーソル線を重畳して表示し、これを手
動で測定したい部分に合致させ２本のカーソル線の表示
像上での距離と試料像の倍率から 測定部分の巾を測定
するものである。
に示したものである。第１図（ａ）は、光示袋れている
試料像に２本のカーソル線を重畳して表示し、これを手
動で測定したい部分に合致させ２本のカーソル線の表示
像上での距離と試料像の倍率から 測定部分の巾を測定
するものである。
この場合には、試料像とカーソル線の方向が一致してい
ないと、カーソル線を合致させることが出来ない。第１
図（ｂ）は、測定部分を横切る直線上を電子ビームで走
査し、このときの試料像信号の波形の、たとえば特定の
しきい値をよぎる２点間の間隔を被測定パターンの巾と
して測定する方法であり、この場合には、電子ビームの
走査方向と被測定パターンが直ダし、ていないと、正確
な測定ができない。
ないと、カーソル線を合致させることが出来ない。第１
図（ｂ）は、測定部分を横切る直線上を電子ビームで走
査し、このときの試料像信号の波形の、たとえば特定の
しきい値をよぎる２点間の間隔を被測定パターンの巾と
して測定する方法であり、この場合には、電子ビームの
走査方向と被測定パターンが直ダし、ていないと、正確
な測定ができない。
本発明の目的は直線形状的な試料像の場合に正確な測長
を可能にするのに適した試料像表示装置を提供すること
にある。
を可能にするのに適した試料像表示装置を提供すること
にある。
以下実施例にもとづいて説明する。
第２図は、角度検出の方法を示すものである。
試料上の直線形状の部分を横切るように間隔ｄ。
をおいて２回電子！ｆＭを走査すると、第２図（ｂ）に
示すような試料像信号が得られる。それぞれの走査にお
いて、試料像信号があるしきい値■１１をよぎる点の、
走査開始点からの距離ｋｄｘｌｌ ｄｘｘとすると、電
子線の走査方向と直角な方向と、試料上の直線形状構造
との角度は、 で求められる。
示すような試料像信号が得られる。それぞれの走査にお
いて、試料像信号があるしきい値■１１をよぎる点の、
走査開始点からの距離ｋｄｘｌｌ ｄｘｘとすると、電
子線の走査方向と直角な方向と、試料上の直線形状構造
との角度は、 で求められる。
次に、角度が求まった後、これを補正するためには、単
純に試料台を回転させる方法と、電子線の走査方向を回
転させる方法とがある。試料台を回転させる場合には、
試料台の回転軸を、たとえばパルスモータで回転可能に
しておき、パルスモータの１パルスあたりの試料台の回
転角度がΔθであるとすれば、上記で求めた角度により
、パルス数 Ｎ＝θ／Δθ たけパルスモータに駆動パルスを与えれば良い。
純に試料台を回転させる方法と、電子線の走査方向を回
転させる方法とがある。試料台を回転させる場合には、
試料台の回転軸を、たとえばパルスモータで回転可能に
しておき、パルスモータの１パルスあたりの試料台の回
転角度がΔθであるとすれば、上記で求めた角度により
、パルス数 Ｎ＝θ／Δθ たけパルスモータに駆動パルスを与えれば良い。
一方、電子線の走査方向を回転させるには、水平走査信
号Ｘと垂直走査信号ｙとを、合成してＸ ’ ＝ ｚ
ｃｏｓθ＋ｙ ｓｉｎθｙ′＝ｙｃＯ３θ−ｘ ｓｉｎ
θ の２つの信号を作り、このｘ ／ 、 ｙ ／により、
水平、垂直偏向コイルを駆動する方法がある。この方法
は以前から、手動で試料像の方向を回転させるべく上式
に現れるｓｉｎθ、ωＳθの係数を実現するためには、
関数ポテンショメータが用いられ得るが、これを自動的
に行うことは、関数ポテンショメータのかわりに、たと
えば乗算形のディジタル／アナログ変換器を用い、これ
に角度に応じたディジタルデータを与えることで実現で
きる。
号Ｘと垂直走査信号ｙとを、合成してＸ ’ ＝ ｚ
ｃｏｓθ＋ｙ ｓｉｎθｙ′＝ｙｃＯ３θ−ｘ ｓｉｎ
θ の２つの信号を作り、このｘ ／ 、 ｙ ／により、
水平、垂直偏向コイルを駆動する方法がある。この方法
は以前から、手動で試料像の方向を回転させるべく上式
に現れるｓｉｎθ、ωＳθの係数を実現するためには、
関数ポテンショメータが用いられ得るが、これを自動的
に行うことは、関数ポテンショメータのかわりに、たと
えば乗算形のディジタル／アナログ変換器を用い、これ
に角度に応じたディジタルデータを与えることで実現で
きる。
第３図に本発明の、を子線の走査方向を回転させる方法
のひとつの実施例を示す。水平走査信号発生器２、垂直
走査信号発生器３で作られる走査信号は、走査回転回路
４を経由して偏向増巾器５゜６で偏向コイル８を駆動し
、電子線９は試料１０上を偏向走査される。電子線の照
射により試料から発生する二次電子信号は検出器１１で
検出され、アナログ／ディジタル変換器１２で数値デー
タに変換され、記憶装置１３に入力される。水平、垂直
走査信号発生器２，３はそれぞれディジタル／アナログ
変換器で構成されており、制御装置１から与えられる数
値データに従って走査信号を発生する。記憶装置１３は
、水平走査信号発生器２を構成するディジタル／アナロ
グ変換器の分解能に相当する容量のメモリヲ持ち、水平
走査線上の各位置に対応する二次電子信号の強度を記憶
できるようになっている。
のひとつの実施例を示す。水平走査信号発生器２、垂直
走査信号発生器３で作られる走査信号は、走査回転回路
４を経由して偏向増巾器５゜６で偏向コイル８を駆動し
、電子線９は試料１０上を偏向走査される。電子線の照
射により試料から発生する二次電子信号は検出器１１で
検出され、アナログ／ディジタル変換器１２で数値デー
タに変換され、記憶装置１３に入力される。水平、垂直
走査信号発生器２，３はそれぞれディジタル／アナログ
変換器で構成されており、制御装置１から与えられる数
値データに従って走査信号を発生する。記憶装置１３は
、水平走査信号発生器２を構成するディジタル／アナロ
グ変換器の分解能に相当する容量のメモリヲ持ち、水平
走査線上の各位置に対応する二次電子信号の強度を記憶
できるようになっている。
電子線の走査方向を試料上の直線形状部分の方向と一致
させる動作は次のように行なわれる。制御装置１はまず
走査回転回路４を０−０の状態にし、垂直走査信号発生
器３の出力を、第１の走査線位置ｐア１（第２図（ａ）
の、たとえば上側の走査線位置）に設定する。続いて水
平走査信号発生器２のディジタル／アナログ変換器のデ
ータを順次増加させて、電子線を水平方向にステップ走
査させ、各ステップにおける二次電子信号の強度を記憶
装置１３に記憶させる。−回の水平走査が終了したら、
記憶装置１３に記憶されている値があるしきい値（たと
えば最大値と最小値の中間の値）をよぎる点の水平走査
線上の位置ｐ工ｌをさがし、これを記憶する。続いて、
垂直走査信号発生器３の出力を、第２の走査線位置ｐｙ
２（第２図（ａ）の、たとえば下側の走査線位置）に設
定して上述の水平走査をくり返し、同様に二次電子信号
の強度があるしきい値をよぎる水平走査線上の位置ｐ８
□をさがす。そして、式により角度θを計算し、走査回
転回路４を、回転角度θの状態に設定する。
させる動作は次のように行なわれる。制御装置１はまず
走査回転回路４を０−０の状態にし、垂直走査信号発生
器３の出力を、第１の走査線位置ｐア１（第２図（ａ）
の、たとえば上側の走査線位置）に設定する。続いて水
平走査信号発生器２のディジタル／アナログ変換器のデ
ータを順次増加させて、電子線を水平方向にステップ走
査させ、各ステップにおける二次電子信号の強度を記憶
装置１３に記憶させる。−回の水平走査が終了したら、
記憶装置１３に記憶されている値があるしきい値（たと
えば最大値と最小値の中間の値）をよぎる点の水平走査
線上の位置ｐ工ｌをさがし、これを記憶する。続いて、
垂直走査信号発生器３の出力を、第２の走査線位置ｐｙ
２（第２図（ａ）の、たとえば下側の走査線位置）に設
定して上述の水平走査をくり返し、同様に二次電子信号
の強度があるしきい値をよぎる水平走査線上の位置ｐ８
□をさがす。そして、式により角度θを計算し、走査回
転回路４を、回転角度θの状態に設定する。
以上の一連の動作により、電子縁の走査方向と試料上の
直線形状部分の向きとを合致（上述の例では垂直走査方
向と合致）させることができる。
直線形状部分の向きとを合致（上述の例では垂直走査方
向と合致）させることができる。
・恥４図は、走査回転回路の詳細を示すものである。乗
算形のディジタル／アナログ変換器１４〜１７は、制御
装置１から与えられるデータによって利得可変のアッテ
ネータとして動作し、その利得は、データがフルスケー
ルのとき＋１、データがフルスケールの１／２のとき０
、データが０のとき−１となる。ディジタル／アナログ
変換器の出力は加算器１９および２０で加算され、それ
ぞれ回転変換後の走査信号ｘ ／ 、 ｙ ／となる。
算形のディジタル／アナログ変換器１４〜１７は、制御
装置１から与えられるデータによって利得可変のアッテ
ネータとして動作し、その利得は、データがフルスケー
ルのとき＋１、データがフルスケールの１／２のとき０
、データが０のとき−１となる。ディジタル／アナログ
変換器の出力は加算器１９および２０で加算され、それ
ぞれ回転変換後の走査信号ｘ ／ 、 ｙ ／となる。
利得がｃｏｓθ、 ｓｉｎθとなるデータをそれぞれデ
ィジタル／アナログ変換器１４．１６と１５．１７に与
え、ディジタル／アナログ変換器１７と加算器２０との
間に利得−１の反転増巾器を挿入することによシ、前述
の変換式が満足される。たとえば、ディジタル／アナロ
グ変換器の分解能が１０ビツトで、θ＝１５’の場合に
は、ｃＯ５θに相当するデータ（ＣＯ５１５°Ｘ２’ｌ
＋２’ ＝１００７およびｓｉｎθに相当するデータ （ｓｉｎ１５° Ｘ２”） ＋２’ ＝６ ４ ５
をそれぞれ与えればよい。
ィジタル／アナログ変換器１４．１６と１５．１７に与
え、ディジタル／アナログ変換器１７と加算器２０との
間に利得−１の反転増巾器を挿入することによシ、前述
の変換式が満足される。たとえば、ディジタル／アナロ
グ変換器の分解能が１０ビツトで、θ＝１５’の場合に
は、ｃＯ５θに相当するデータ（ＣＯ５１５°Ｘ２’ｌ
＋２’ ＝１００７およびｓｉｎθに相当するデータ （ｓｉｎ１５° Ｘ２”） ＋２’ ＝６ ４ ５
をそれぞれ与えればよい。
以上述べたように本発明の実施例によれば、試料が直線
形状の構造を持っていれば、電子線の走査方向をその直
線構造の方向、あるいは、直交方向に自動的に合致させ
ることができる。これは単に従来手動で回転操作を行っ
ていたものを自動で行うことができるということのみな
らず、そうした手動操作を行うことができない場合、た
とえば前述した第１図（ｂ）のパターン巾測定の場合（
この場合には二次元走査による試料像を観察することは
本来必要ではなく、したがってその都度像観察を行うこ
となく、パターン巾測定を自動で行うこともできる）に
も正確な測定が可能になり、非常に泡効でおる。
形状の構造を持っていれば、電子線の走査方向をその直
線構造の方向、あるいは、直交方向に自動的に合致させ
ることができる。これは単に従来手動で回転操作を行っ
ていたものを自動で行うことができるということのみな
らず、そうした手動操作を行うことができない場合、た
とえば前述した第１図（ｂ）のパターン巾測定の場合（
この場合には二次元走査による試料像を観察することは
本来必要ではなく、したがってその都度像観察を行うこ
となく、パターン巾測定を自動で行うこともできる）に
も正確な測定が可能になり、非常に泡効でおる。
以上、電子線の走査方向を回転させる方法について述べ
たが、試料台を回転させる場合には、全く同じ手法で求
めたθにもとづいて、試料台をその角度だけ回転させる
ように、たとえばパルスモータに所長の数の駆動パルス
を与えるように、制御装置を構成すればよい。
たが、試料台を回転させる場合には、全く同じ手法で求
めたθにもとづいて、試料台をその角度だけ回転させる
ように、たとえばパルスモータに所長の数の駆動パルス
を与えるように、制御装置を構成すればよい。
本発明によれば、電子縁の走査方向と試料の直ね構造の
方向とが一致されるので、形状的試料像のる甘における
正確な測長を可能にするのに通した試料１譲衣示装匝が
提供される。
方向とが一致されるので、形状的試料像のる甘における
正確な測長を可能にするのに通した試料１譲衣示装匝が
提供される。
図面のｆＩＩｉ単な続開
第１図は走査形蔵子囮做鏡による寸法測定の方法を簡単
に示す図、第２図は角度検出の方法を示す図、Ｊ２３図
は不発明のひとつの実施例を示す図、第４１Ａは走査回
転回路を示す図である。
に示す図、第２図は角度検出の方法を示す図、Ｊ２３図
は不発明のひとつの実施例を示す図、第４１Ａは走査回
転回路を示す図である。
１・・・’ｔ［ｌＩ御波装置２・・・水平走置信号発生
器、３・・・垂直足丘信号発生器、４・・・走査回転回
路、５，６・・・篩向増巾器、８・・・偏向コイル、９
・・・電子線、１０・・・試料、１１・・・検出器、１
２・・・アナログ／ディジタル変換器、１３・・・記憶
装置、１４〜１７・・・ディジタル／アナログ変換器、
１８・・・反転増巾器、第１ｍ （（Ｌ〕
（ツノ第２図
器、３・・・垂直足丘信号発生器、４・・・走査回転回
路、５，６・・・篩向増巾器、８・・・偏向コイル、９
・・・電子線、１０・・・試料、１１・・・検出器、１
２・・・アナログ／ディジタル変換器、１３・・・記憶
装置、１４〜１７・・・ディジタル／アナログ変換器、
１８・・・反転増巾器、第１ｍ （（Ｌ〕
（ツノ第２図
Claims (1)
- １、細く収束した電子線を試料に照射して二次元走査し
、試料から発生する信号にもとづいて前記電子線の走査
と同期して二次元走査される陰極線管上に前記試料の像
を表示する試料像表示装置であって、前記試料像上の直
線形状部分と前記二次元走査の方向との角度ずれを検出
し、該検出された角度ずれの値にもとづいて、前記電子
線の二次元走査方向および前記試料のいずれかを回転す
ることを特徴とする試料像表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20821084A JPS6188440A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 試料像表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20821084A JPS6188440A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 試料像表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6188440A true JPS6188440A (ja) | 1986-05-06 |
Family
ID=16552492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20821084A Pending JPS6188440A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 試料像表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6188440A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63241953A (ja) * | 1987-03-30 | 1988-10-07 | Seiko Instr & Electronics Ltd | イオンビーム加工方法 |
| US6879719B1 (en) | 2000-02-24 | 2005-04-12 | International Business Machines Corporation | Method for measurement of full-two dimensional submicron shapes |
-
1984
- 1984-10-05 JP JP20821084A patent/JPS6188440A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63241953A (ja) * | 1987-03-30 | 1988-10-07 | Seiko Instr & Electronics Ltd | イオンビーム加工方法 |
| US6879719B1 (en) | 2000-02-24 | 2005-04-12 | International Business Machines Corporation | Method for measurement of full-two dimensional submicron shapes |
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