JPS62147309A - 形状測定装置 - Google Patents
形状測定装置Info
- Publication number
- JPS62147309A JPS62147309A JP28903085A JP28903085A JPS62147309A JP S62147309 A JPS62147309 A JP S62147309A JP 28903085 A JP28903085 A JP 28903085A JP 28903085 A JP28903085 A JP 28903085A JP S62147309 A JPS62147309 A JP S62147309A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rays
- measured
- resist
- pattern
- ray
- 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
Links
Landscapes
- 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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、半導体装置の製造工程で用いられるパター
ンの形状を測定する装置に関するもので４、以下、レジ
ストパターンの形状測定の場合を例にとって説明する。
ンの形状を測定する装置に関するもので４、以下、レジ
ストパターンの形状測定の場合を例にとって説明する。
〔従来の技術］
第５図は従来の測定装置の構成を示す側面図で、（１）
はシリコン（Ｓｉ）基板、（２）はその上に形成された
エツチングすべき膜、（３）は更にその、上４こ形成さ
れエツチングマスクを構成するレジストパターンで、こ
のレジストパターン（３）の形状を測定するのか目的で
ある。（４）はそのレジストパターン（３）に照射され
る入射レーザビーム、（５）はレジストパターン（３）
からの反射レーザビーム、（６）は反射レーザビーム（
５）を検出する光検出器である。
はシリコン（Ｓｉ）基板、（２）はその上に形成された
エツチングすべき膜、（３）は更にその、上４こ形成さ
れエツチングマスクを構成するレジストパターンで、こ
のレジストパターン（３）の形状を測定するのか目的で
ある。（４）はそのレジストパターン（３）に照射され
る入射レーザビーム、（５）はレジストパターン（３）
からの反射レーザビーム、（６）は反射レーザビーム（
５）を検出する光検出器である。
レーザビーム（４）は測定パターン（３）≦こ比べ小さ
く集光され、被測定パターン（３）１こ照射される。そ
して、パターン（３）によって反射された反射レーザビ
ーム（５）は、一定の所番こ固定されている光検出器（
６）によって検出される。
く集光され、被測定パターン（３）１こ照射される。そ
して、パターン（３）によって反射された反射レーザビ
ーム（５）は、一定の所番こ固定されている光検出器（
６）によって検出される。
この入射レーザビーム（３）はパターンにそって図示矢
印Ａの方向にスキャンされるので、スキャン位置と光検
出器（６）の出力とを同期させて２けば被測定パターン
（３）に沿った反射光の強度分布が得られる。この強度
分布（ま、被測定パターン（３）の断面形状そのものを
表現しないけれども、パターン（３）のある特定の部分
と、強度分布のある特定強度値の部分との対応を仮定す
れば、パターン（３）のその特定部分の測長を行うこと
ができる。
印Ａの方向にスキャンされるので、スキャン位置と光検
出器（６）の出力とを同期させて２けば被測定パターン
（３）に沿った反射光の強度分布が得られる。この強度
分布（ま、被測定パターン（３）の断面形状そのものを
表現しないけれども、パターン（３）のある特定の部分
と、強度分布のある特定強度値の部分との対応を仮定す
れば、パターン（３）のその特定部分の測長を行うこと
ができる。
従来の方法では、パターンによる光の反射を利用してい
るので、エツチング形状を決めるレジストの最Ｆ部の寸
法が同一でも、レジストの断面形状が異１工れば、反射
状態が変化するので測定結果は変化した。父、実寸と測
定値の間≦こは、不明確なオフセットか加わつＣいた。
るので、エツチング形状を決めるレジストの最Ｆ部の寸
法が同一でも、レジストの断面形状が異１工れば、反射
状態が変化するので測定結果は変化した。父、実寸と測
定値の間≦こは、不明確なオフセットか加わつＣいた。
こｎを解決する方法としては走査形電子顕微ｆＩＩｌＩ
こよる測定法があるが、電子を用いることによる試料の
破壊及びチャンバーの真空びき等の不利がある。
こよる測定法があるが、電子を用いることによる試料の
破壊及びチャンバーの真空びき等の不利がある。
この発明は、測定試料を破壊することす（、父、真空ひ
きも必要とすることもナク、被測定体の断面形状を実寸
で知ることのできる形状測定装置を得ることを目的とす
る。
きも必要とすることもナク、被測定体の断面形状を実寸
で知ることのできる形状測定装置を得ることを目的とす
る。
この発明に係るパターン形状測定装置では、コリメート
されたＸ線またはγ線を被測定体、例えばウェーハ表面
側からレジストパターン１こ向けて照射し、ウェーハ裏
面側にＸａｌまたはγ線用の半導体検出器をレジストパ
ターンの真Ｆに置いて、レジストパターン及びその近辺
のＸｉまたはγ線の強度分布を測定するようにしたもの
である。
されたＸ線またはγ線を被測定体、例えばウェーハ表面
側からレジストパターン１こ向けて照射し、ウェーハ裏
面側にＸａｌまたはγ線用の半導体検出器をレジストパ
ターンの真Ｆに置いて、レジストパターン及びその近辺
のＸｉまたはγ線の強度分布を測定するようにしたもの
である。
レジストにＳｉより原子番号の大きい元素が存在すれば
（なければ添付する）、Ｘ線またはγ線はレジストに吸
収されて、レジストパターンのある所は、Ｘ線またはγ
線の透過強度か弱（なる。故に、Ｘ線ま′ｒ−はγ線の
位置による透過強度分布は、パターン形状を表現してい
ることになる。又、レジストの断面形状に傾斜がある時
でも傾斜に沿ってレジストの存在量が異１１るわけであ
るから傾斜の程度か、ｘｉまたはγ線の透過強度分布に
そのまま反映されることになり、レジストの断面形状ま
で知ることができる。
（なければ添付する）、Ｘ線またはγ線はレジストに吸
収されて、レジストパターンのある所は、Ｘ線またはγ
線の透過強度か弱（なる。故に、Ｘ線ま′ｒ−はγ線の
位置による透過強度分布は、パターン形状を表現してい
ることになる。又、レジストの断面形状に傾斜がある時
でも傾斜に沿ってレジストの存在量が異１１るわけであ
るから傾斜の程度か、ｘｉまたはγ線の透過強度分布に
そのまま反映されることになり、レジストの断面形状ま
で知ることができる。
以下、図面ｉこまって、この発明の一実施例を説明する
。
。
第１図はこの実施例で用いるＸ線コリメータの構成を示
す断面図で、αηはＸ線源、（６）はＸ＠源αυから出
るＸ線、（２）はコリメータで、その開孔を通り平行化
されたＸ線（６）のみが取り出される。このコリメータ
（ト）の開孔径は被測定パターンの数倍にしておく。
す断面図で、αηはＸ線源、（６）はＸ＠源αυから出
るＸ線、（２）はコリメータで、その開孔を通り平行化
されたＸ線（６）のみが取り出される。このコリメータ
（ト）の開孔径は被測定パターンの数倍にしておく。
第２図はこの発明の一実施例の構成を示す側面図で、従
来例の第５図と同一符号は同等部分を示し、＋３） カ
被測定しジストハターンで、これに第１図番こ示し１こ
ようなコリメータ（２）を経て平行化されたＸ線（６）
が照射される。（１２ａ）はその透過Ｘ線、α弔は透過
Ｘ線（１２ａ）の強度分布を検出するＸ線検出器である
。
来例の第５図と同一符号は同等部分を示し、＋３） カ
被測定しジストハターンで、これに第１図番こ示し１こ
ようなコリメータ（２）を経て平行化されたＸ線（６）
が照射される。（１２ａ）はその透過Ｘ線、α弔は透過
Ｘ線（１２ａ）の強度分布を検出するＸ線検出器である
。
以下Ｘ線のみを対象として説明するが、γ線６ごついて
も全（同様である。Ｘ線の物質での吸収（ユ。
も全（同様である。Ｘ線の物質での吸収（ユ。
透過する物質の原子番号（Ｚ）の２乗１こ比例する。
そこで被測定パターンを構成するレジスト（３）の内部
にＺの大きい元素が含まれていると、レジスト（３）を
Ｘ線が透過すると、そこでＸ線は吸収される。
にＺの大きい元素が含まれていると、レジスト（３）を
Ｘ線が透過すると、そこでＸ線は吸収される。
例えば、ｚ＝５３のよう素をウェーハ（１）中にＳｉと
同密度で含ませた場合、レジスト（３）の厚さを１μｍ
ρエーハ（１）の厚さを５００ ＃Ｉとすると、レジス
ト＋３）中をＸｉが通過すること４こより３チの強度差
が生まれる。
同密度で含ませた場合、レジスト（３）の厚さを１μｍ
ρエーハ（１）の厚さを５００ ＃Ｉとすると、レジス
ト＋３）中をＸｉが通過すること４こより３チの強度差
が生まれる。
次にＸ線の検出器α滲であるが、これは、検出したＸ線
がウェーハ（１）のどこを通ってきたかがわかるように
１（つている。具体的蕃こは、検出器α４のとこで検出
さｎ７′：かわかるようになっている。
がウェーハ（１）のどこを通ってきたかがわかるように
１（つている。具体的蕃こは、検出器α４のとこで検出
さｎ７′：かわかるようになっている。
第３図はこの実施例に用いるＸ線検出器α蜀の構成例を
示す断面図でｎ４形領域αＱとｐ−影領域αＱからなる
接合タイオードを形成して８つ、ｎ側端子α力とｐ側端
子端との間５こ上記接合を逆バイアスする極性の゛成田
を印加して空乏層ａ９を１つ（る。この空２層Ｑ９の幅
りは被測定パターンの数倍４こするよう１こｐ影領域α
Ｑの不純物濃度及び逆バイアス電圧を調整する。
示す断面図でｎ４形領域αＱとｐ−影領域αＱからなる
接合タイオードを形成して８つ、ｎ側端子α力とｐ側端
子端との間５こ上記接合を逆バイアスする極性の゛成田
を印加して空乏層ａ９を１つ（る。この空２層Ｑ９の幅
りは被測定パターンの数倍４こするよう１こｐ影領域α
Ｑの不純物濃度及び逆バイアス電圧を調整する。
ここにＸ１１ｊ！（１２ａ）が入射し、エネルキーが寄
与されると電子（ｅ）とホール（ｈ）とが生成され−そ
れぞれは、空乏層ａ９の電界１ζひかれて移動する。こ
の時のそれぞれの移動速度は空乏層０９の電界によって
計算される。
与されると電子（ｅ）とホール（ｈ）とが生成され−そ
れぞれは、空乏層ａ９の電界１ζひかれて移動する。こ
の時のそれぞれの移動速度は空乏層０９の電界によって
計算される。
次に、Ｘ＠（１２ａ）は、検出器（１４１のどの部分に
入射したか、つまり線３図のＸを求める計算式を記述す
る。
入射したか、つまり線３図のＸを求める計算式を記述す
る。
υ８−″ｄＩＬ子の移動速度
υｈ＝ホールの移動速度
Ｌ ＝空乏／１１１１ｇの幅
ｔｈ−−ホールがｐ側電極止に到達してパルスを出した
時刻 １８＝電子かｎ側電極σηに到達してパルスを出した時
刻 として の関係力）ら ここで、ｔか測定量で、その他は、逆バ１アスのか２：
ｌ）つたダイオードが特性から決まる計Ｘ惜である。以
上のことから検出されたＸ ｍ （１２ａ）の入射位置
が測定でさる。
時刻 １８＝電子かｎ側電極σηに到達してパルスを出した時
刻 として の関係力）ら ここで、ｔか測定量で、その他は、逆バ１アスのか２：
ｌ）つたダイオードが特性から決まる計Ｘ惜である。以
上のことから検出されたＸ ｍ （１２ａ）の入射位置
が測定でさる。
そして、次々と来るＸ線（１２ａ）に対し、位置測定を
し、それをヒストグラム化する。検出されるＸａ数は、
透過するレジスト（３）の厚さで規定されるから、第４
図Ａの被測定体感こ対応して、第４図Ｂに示すように、
横軸は検出位置、縦軸は度数のヒスで゛ トゲラム４、レジスト（３）の断面形状をそのまま表現
しＣいる。又、横軸は、そのまま副長目盛となりうるの
で、レジスト（３）の任意の副長が可能であ最後に測定
精度について説明する。この測定原理の精度（４）は Δｘ＝Ｘ＠検出器の位置分解能 Δｈ ＝ヒストグラムの精度 とした時、Δ２−Δχ十Δｈ となる。しかし、Δｈは
、Ｘ線の測定度数（ｎ）を増せば、１／Ｖ「の割合で良
くなるので、測定時間を長くすれば、ΔｈはΔＸに近す
（、つまり、Δ−ｅ＝２ΔＸとなる。
し、それをヒストグラム化する。検出されるＸａ数は、
透過するレジスト（３）の厚さで規定されるから、第４
図Ａの被測定体感こ対応して、第４図Ｂに示すように、
横軸は検出位置、縦軸は度数のヒスで゛ トゲラム４、レジスト（３）の断面形状をそのまま表現
しＣいる。又、横軸は、そのまま副長目盛となりうるの
で、レジスト（３）の任意の副長が可能であ最後に測定
精度について説明する。この測定原理の精度（４）は Δｘ＝Ｘ＠検出器の位置分解能 Δｈ ＝ヒストグラムの精度 とした時、Δ２−Δχ十Δｈ となる。しかし、Δｈは
、Ｘ線の測定度数（ｎ）を増せば、１／Ｖ「の割合で良
くなるので、測定時間を長くすれば、ΔｈはΔＸに近す
（、つまり、Δ−ｅ＝２ΔＸとなる。
そこで、典型的なφ件でのΔＸを試算してみる。
υ８ン２υｈである刀）ら
ΔχンＺυｈ・Δｔ
△ｔ≧ｌ ｐ ｓｅｃ
υｈ≧１０６ｃ７ｎ／５ｅｃ（電界Ｅ ”＝ １０−５
Ｖ／ｐｍ）の時 △Ｘ≧１０−２μｍ となる。
Ｖ／ｐｍ）の時 △Ｘ≧１０−２μｍ となる。
上記実施例では、レジストに原子番号の大きい元素を添
加するという形をと一〇たが、被測定パターンとしては
、ウェーハのＳｉ中でのＸ線の吸収に対し、有意差のあ
る吸収を示すものであれは何でもよい。例えは、無機レ
ジストであれば、何も添加する必要はない。ゲート−ｄ
ｉ極も原子番号の太きい元素を１更用していれは、エツ
チング後のパターンごも測定することができる。
加するという形をと一〇たが、被測定パターンとしては
、ウェーハのＳｉ中でのＸ線の吸収に対し、有意差のあ
る吸収を示すものであれは何でもよい。例えは、無機レ
ジストであれば、何も添加する必要はない。ゲート−ｄ
ｉ極も原子番号の太きい元素を１更用していれは、エツ
チング後のパターンごも測定することができる。
そして、以下に測定パターンによる有意差のｂる吸収の
程度Ｉこついて、典型的な場合の計算例を示す。
程度Ｉこついて、典型的な場合の計算例を示す。
Ｘ線検出器には、一つＸ線を検出してから次のｘ？１Ｍ
を検出できる菫での不感時間（τ）が存在する。
を検出できる菫での不感時間（τ）が存在する。
τの原理的な最小時間は、電子及びホールが空乏層を走
る時間である力）ら。
る時間である力）ら。
空乏層の幅Ｌ＝１０μｍ
電子及びホールの移動速度υｅ（ｈ） ＝ １０’ｒｒ
ｒ＋／ｓｅｅとして ”−’ｅ（ｈ） ＝ Ｉｎ
ｓｅｏ となる０ＣＸ線の強要は、検出器に入るＸ？
＠の周期が１以上にするように調整しなければγｉらｆ
ｊい）そこで、位置分解能（ΔＸ）が、０．０１μとし
た時、−位置分解能当りの計測数（Ｎ）は１ ｓｅｃと
しγこ時、統計的な変動＆Ｎより、測定パターンでの吸
収分の方が大きくなけれはＬらないから＋ ｔｊｌｉｌ
定パターンによるＸ線の強度分布を得る番こは、 でなければならない。
ｒ＋／ｓｅｅとして ”−’ｅ（ｈ） ＝ Ｉｎ
ｓｅｏ となる０ＣＸ線の強要は、検出器に入るＸ？
＠の周期が１以上にするように調整しなければγｉらｆ
ｊい）そこで、位置分解能（ΔＸ）が、０．０１μとし
た時、−位置分解能当りの計測数（Ｎ）は１ ｓｅｃと
しγこ時、統計的な変動＆Ｎより、測定パターンでの吸
収分の方が大きくなけれはＬらないから＋ ｔｊｌｉｌ
定パターンによるＸ線の強度分布を得る番こは、 でなければならない。
以上のよう≦こ、この発明によれば、被測定試料を破壊
することもなく、測定チャンバーの真空引きもすること
す＜、従来の測定器と同じ作業法でレジストなどの被測
定試料の断面形状を実寸で測定することができる。
することもなく、測定チャンバーの真空引きもすること
す＜、従来の測定器と同じ作業法でレジストなどの被測
定試料の断面形状を実寸で測定することができる。
第１図はこの発明６ご用いるＸ線コリメータの構成を示
す断面図、第２図はこの発明の一実施例の構成を示す側
面図、第３図（＝この実施例に用いるＸ線演出器の構成
例を示す断面図、第４図はこの実施例で得られる測定結
果を示す図、第５図は従来の測定装置の構成を示す側面
図である。 図に３いて、（３）は被測定体（レジスト）、ａ２は入
射Ｘ線、 （１２ａ）は透過Ｘ線、（至）はコリメー
タ、α夷はＸ線検出器＋ ＣＩＩＪは空乏層である。 なお、図中同一符号は同一、または相当部分を示す。
す断面図、第２図はこの発明の一実施例の構成を示す側
面図、第３図（＝この実施例に用いるＸ線演出器の構成
例を示す断面図、第４図はこの実施例で得られる測定結
果を示す図、第５図は従来の測定装置の構成を示す側面
図である。 図に３いて、（３）は被測定体（レジスト）、ａ２は入
射Ｘ線、 （１２ａ）は透過Ｘ線、（至）はコリメー
タ、α夷はＸ線検出器＋ ＣＩＩＪは空乏層である。 なお、図中同一符号は同一、または相当部分を示す。
Claims (2)
- （１）Ｘ線（またはγ線）の透過率が周辺の物質と異な
る物質からなる被測定体の表面側から上記被測定体に向
けて平行、かつ均一に照射できるようにＸ線（またはγ
線）を導くコリメータと、上記被測定体の背面に配設さ
れ、上記被測定体及びその周辺の物質を透過した上記Ｘ
線（またはγ線）の強度分布を検出するＸ線（またはγ
線）検出器とを備えた形状測定装置。 - （２）Ｘ線（またはγ線）検出器は、逆バイヤス電圧を
印加したときに少なくとも被測定体に対向する領域に空
乏層を形成する半導体ダイオード構造を有することを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の形状測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28903085A JPS62147309A (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 形状測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28903085A JPS62147309A (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 形状測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62147309A true JPS62147309A (ja) | 1987-07-01 |
| JPH0515208B2 JPH0515208B2 (ja) | 1993-03-01 |
Family
ID=17737916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28903085A Granted JPS62147309A (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 形状測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62147309A (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5435102A (en) * | 1977-08-25 | 1979-03-15 | Nippon Steel Corp | Recovering method for sensible heat of granular matter of high temperature |
| JPS5718374A (en) * | 1980-07-09 | 1982-01-30 | Fuji Electric Co Ltd | Semiconductor gamma ray dosimeter |
| JPS5955063A (ja) * | 1982-09-22 | 1984-03-29 | Uchu Kagaku Kenkyusho | 直流バイアス電圧型電荷結合装置 |
| JPS59154603U (ja) * | 1983-04-04 | 1984-10-17 | 株式会社日立製作所 | 放射線式位置検出装置 |
| JPS6014128A (ja) * | 1983-07-06 | 1985-01-24 | Mitsubishi Chem Ind Ltd | 塊状物の外観情報および重量の測定装置 |
-
1985
- 1985-12-20 JP JP28903085A patent/JPS62147309A/ja active Granted
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5435102A (en) * | 1977-08-25 | 1979-03-15 | Nippon Steel Corp | Recovering method for sensible heat of granular matter of high temperature |
| JPS5718374A (en) * | 1980-07-09 | 1982-01-30 | Fuji Electric Co Ltd | Semiconductor gamma ray dosimeter |
| JPS5955063A (ja) * | 1982-09-22 | 1984-03-29 | Uchu Kagaku Kenkyusho | 直流バイアス電圧型電荷結合装置 |
| JPS59154603U (ja) * | 1983-04-04 | 1984-10-17 | 株式会社日立製作所 | 放射線式位置検出装置 |
| JPS6014128A (ja) * | 1983-07-06 | 1985-01-24 | Mitsubishi Chem Ind Ltd | 塊状物の外観情報および重量の測定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0515208B2 (ja) | 1993-03-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5055679A (en) | Surface analysis method and apparatus | |
| JPH0731139B2 (ja) | 光感知性半導体材料からなる被検体表面層の無接触非破壊検査方法および検査装置 | |
| JP2000048758A (ja) | 反射電子検出装置 | |
| US4677296A (en) | Apparatus and method for measuring lengths in a scanning particle microscope | |
| JPH10318737A (ja) | 膜厚測定方法 | |
| JPS62147309A (ja) | 形状測定装置 | |
| US4059763A (en) | Electron beam current, profile and position monitor | |
| JPH01227050A (ja) | 物体の密度等の測定方法と装置 | |
| US5590169A (en) | Radiation imaging system | |
| CN113984815A (zh) | 基于逆康普顿散射x光源的高效康普顿散射成像系统 | |
| JP2861032B2 (ja) | 膜厚測定方法 | |
| JPH0518063B2 (ja) | ||
| JPS6372116A (ja) | Ｘ線露光装置 | |
| JPH0210209A (ja) | 膜厚測定方法 | |
| Ahlen et al. | High resolution Cherenkov and range detectors for balloon-borne cosmic-ray experiment | |
| Orlikovsky et al. | Image contrast in the backscattered electron mode in scanning electron microscopy and microtomography | |
| JP2002333409A (ja) | Ｘ線応力測定装置 | |
| JPH08184678A (ja) | 荷電粒子ビームの寸法測定装置および測定方法 | |
| JP2722672B2 (ja) | 放射線応用測定装置 | |
| JPS6353457A (ja) | 二次元走査型状態分析装置 | |
| JPH0531724B2 (ja) | ||
| JPH01244344A (ja) | Ｘ線吸収スペクトル測定装置 | |
| JPH0269692A (ja) | 荷電粒子ビームのエネルギーの球状ミラー分析器 | |
| JP2507293B2 (ja) | 微細溝の深さの測定方法 | |
| JPH02299145A (ja) | 深度測定方式 |