JPS62103510A - パタ−ン測長方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は荷電粒子ビーム走査による自動的なパターン測
長方法に関する。

［従来の技術］ 近年、ＩＣからＬＳＩ及び超ＬＳＩへと集積化が進／ν
でおり、それに伴いパターンの微小化がなされている。

このパターンの微小化により、パターンの幅寸法測定方
法としては、光を利用するものに比べ分解能の高い電子
ビームを利用するものが注目されている。

さて、この電子ビームを利用する方法は、電子ビームを
パターン上で走査し、その反射電子像や二次電子像等を
観測する方法で、具体的には、陰極線管画面上に、輝度
変調によりカーソルを、例えば二本出し、画面上に表示
されたパターン像の幅寸法測定位置に夫々のカーソルを
オペレータが動かし、それら二本のカーソル間寸法を測
定するカーソル法が主流を占めている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、この様な方法は、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、操作が厄介であるばかりではなく、
自動高速測定が出来ない。

本発明はこの様な問題を解決する事を目的としたもので
ある。

［問題点を解決するための手段］ そこで、本発明のパターン測長方法は、荷電粒子ビーム
でパターン上を走査し、この走査により前記パターンか
ら発生した反射電子又は二次電子検出信号に基づいてパ
ターンの複数の端部に対応した座標を求め、この求めら
れた各座標間の差を求め、これらの求めた差を予め設定
した予想値と比較し、予想値に近いもの丈を取り出し、
この取り出した差に基づいて自動的に目的とする測長値
を得る様にしたものである。

［作用］ 一般に多数のパターンが描画されたチップ等を見ると、
全て同一寸法のパターンの集りの場合や、幾つかの異な
った寸法のパターングループから成っている場合がある
。何れにしても、チップ等は同一寸法のパターンが集団
を形成している。そして、これらのチップは多数作成さ
れる。これらのパターンの大体の寸法は、予め、同一種
類のチップの内、同一のチップのパターンを従来のパタ
ーン測長方法等により測定する事により、分かつている
。そこで、この分かっている値を予想値として、予め記
憶させておく。一方、荷電粒子ビームでパターン上を走
査し、この走査に伴って１ｑられる検出信号に基づいて
、パターンの複数の端部座標を求める。この求められた
各座標間の差を求める。この求められた複数の差を前記
予想値と比較すれば、これらの差の中に予想値に極めて
近いものがある筈である。しかして、予想値に極めて近
い差を取り出し、この取り出した差に基づいて目的とす
る副長値を得る事が出来る。

［実施例］ 第１図は、本発明のパターン測長方法を実施した装置例
を示したちのである。図中１は電子銃で、この電子銃か
ら射出された電子ビームは集束レンズ２により前工程で
パターンが描画された材料３上に集束される。又、この
電子ビームは制御装置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、前記材料３上を走査する。この走査により前記材
料３上から発生した反射電子は、反ｒＩ４電子検出器７
に検出される。この検出器の出力は、増幅器８を介して
前記制御装置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にも送られる。こ
の陰極線管は、その輝度変調により前記制御装置４から
の指令に従った画面上の位置に、一本のマーカＭが出せ
る様になっている。尚、このマーカＭの位置は外部操作
によってもコントロール出来る様に成しである。

さて、制御装置４には、予め、予想寸法Ｌｏに、測定ず
べぎパターンの裾部Ｓのみの幅αの１／２程度の寸法に
等しい微小な値（α／２）を２倍したものを加算した（
Ｌｏ＋α）と減算した（Ｌ。

−α）がセットされている。

そして、この制御装置４からの指令により、第３図（ａ
）に示す様に、電子ビームは測定すべき材料３上のパタ
ーンの所定位置上を走査する。この走査により前記パタ
ーンから発生した反射電子は反ＩＪ’ｌ？ｉｆ子検出器
７に検出され、増Ｎ器８を介して前記制御装置４に送ら
れる。この制御装置は、この様な反射電子に基づいた信
号（第３図（Ｃ））の内、負のレベルの信号部分を反転
しく第３図（ｄ））、この第３図（ｄ）の信号が成る走
査時点ｔＱから予め設定したレベルｌ−ｅに達する時点
（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）迄の時間的値（ｔａ、ｔｂ。

ｔｃ、ｔｄ）を検出する。これらの時間的値は、ｔｏ時
点からａ、ｂ、ｃ、ｄ時点迄に発生したクロックパルス
数で求められる。この制御装置は、これらの検出値ｔａ
、ｔｂ、ｔｃ、ｔｄ相互間の差、即ち、（ｔｂ−ｔａ）
、（ｔｃ−ｔａ）。

（ｔｃ−ｔｂ）、　　　（ｔｄ−ｔａ）、　　　（ｔ、
ｄ−ｔｂ）、（ｔｄ−ｔｃ）を求める。そして、これら
の検出値相互間の差と予めセットしておいた（しｏ＋α
）、（Ｌｏ−α）と比較し、これらの差信号の内、（Ｌ
ｏ＋α）に一番近い値（ｔｄ−ｔａ）、（Ｌｏ−α）に
一番近い値（ｔｃ−ｔｂ）を取出す。前者のものは、第
３図（ｂ）に示す様に、パターンの底部已に近い裾部の
幅寸法であり、後者のものは、パターンの偵部］゛に近
い裾部の幅寸法である。

パターンの幅寸法は、レジストパターンの場合、一般に
底部Ｂに近い裾部の幅１法が選択される事から、前記実
施例においては、前記制御Ｉ装置４は（Ｌｏ十α）に一
番近い（ｔｄ−ｔａ）をパターンの幅寸法として選択す
る。

尚、前記の様に、パターンの底部已に近い裾部の幅寸法
と頂部Ｔに近い裾部の幅寸法を測定しておけば、裾部の
幅を知る事が出来、又、クロムパターンの様な金属パタ
ーンは形成されたパターンの断面が矩形状である事がら
（即ち、裾部の幅が少ない）、頂部Ｔに近い裾部の幅寸
法をパターンの幅寸法として選択するので、測定した頂
部Ｔに近い裾部の幅寸法がそのｔａ選択される。

第５図（ａ）に示す様に、パターンｐａとパターンｐｂ
がパターンＰａの幅寸法に近似した間隔前れている時の
パターンｐａの幅寸法を測定する場合、上記の様な方法
で測定すると、第５図（ｂ）に示づ様に、ｔｏ時点から
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ。

ｒ、ｇ、ｈ時点迄の時間的値から求めた相互間の差（ｔ
ｂ−ｔａ）、（ｔｃ−ｔａ）、（ｔｃ−ｔｂ）、　　ｔ
ｄ−ｔａ）、　・−−−−−−−−、（ｔ　ｆ−ｔａ）
。

（ｔｆ−ｔｂ）、（ｔｆ−ｔｃ）、−・・−・、（ｔｇ
−ｔｃ）、（ｔｃ＋−ｔｌＮと、予めレットしておいた
底部に近い裾部の幅間法予想値１ａと比較し、この予想
値に一番近い値を取出重訳であるが、本来、（ｔｄ−ｔ
ａ＞を取出すべき所、パターン寸法に関係の無い（ｔｆ
−ｔｃ）を取出してしまう事があ°る。そこで、この様
な場合、予め、パターンの左側エツジから得られるビー
クＰ＋　、Ｐ３に就いては立ち上り（右型傾き）の信号
を、パターンの右側エツジから得られるピークＰ２．Ｐ
４に就いては立ち下がり（左傾き）信号を選択する様に
波形形状を入力しておく。この様に成せば、選択された
ｔａ、ｔｄ、ｔｅ、ｔｈの相互の差から本来のパターン
Ｐａの底部に近い裾部の幅寸法（ｔｄ−ｔａ）が取出さ
れる。

尚、反射電子検出器からの信号のピーク間の値を幅寸法
とする副長方法や、反射検出器からの信号を微分し、そ
の変曲点間を幅寸法とＪ“る１ｌｌｌ＋艮方法にも本発
明は応用出来る。

［発明の効果］ 本発明では、第４図の様に、測定したいパターンＰ１の
近傍に別の寸法のパターンＰ２が存在する場合でも、オ
ペレータが神経を殊更使ってカーソルを測定箇所に合わ
せる厄介な操作が無くなり、自動高速測定が出来る様に
なった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のパターン測長方法を実施した装首例
を示したらの、第２図はパターンの断面図を示したもの
、第３図は本発明の詳細な説明を補足する為のもの、第
４図は本発明の詳細な説明を補足する為のもの、第５図
は本発明の他の実施例の説明を補足りる為のものである
。 １：電子銃　　２：集束レンズ　　３：材料４：制御装
置　　５：走査信号発生回路６：偏向器　　７：反！）
！電子検出器８：増幅器　　９：陰極線管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 荷電粒子ビームでパターン上を走査し、この走査により
   前記パターンから発生した反射電子又は二次電子検出信
   号に基づいてパターンの複数の端部に対応した座標を求
   め、この求められた各座標間の差を求め、これらの求め
   た差を予め設定した予想値と比較し、予想値に近いもの
   丈を取り出し、この取り出した差に基づいて自動的に目
   的とする測長値を得る様にしたパターン測長方法。