JPS63215909A - 断面測定方法 - Google Patents
断面測定方法Info
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- JPS63215909A JPS63215909A JP4769887A JP4769887A JPS63215909A JP S63215909 A JPS63215909 A JP S63215909A JP 4769887 A JP4769887 A JP 4769887A JP 4769887 A JP4769887 A JP 4769887A JP S63215909 A JPS63215909 A JP S63215909A
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- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
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- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
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- 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〕
この発明は試料の表面に垂直な直線を2軸とするx−y
−z直角座標を想定しX−2平面により゛この試料を切
断すると仮定したとき、X−Z平面と試料の表面とが交
わる線によって形成される断面の形状を測定し、試料平
面の平滑度などを検出する断面測定方法に関し、特に断
面が急峻なエツジを含む場合の処理に関するものである
。
−z直角座標を想定しX−2平面により゛この試料を切
断すると仮定したとき、X−Z平面と試料の表面とが交
わる線によって形成される断面の形状を測定し、試料平
面の平滑度などを検出する断面測定方法に関し、特に断
面が急峻なエツジを含む場合の処理に関するものである
。
従来のこの種の方法は第3図に示すものがありた。第3
図は従来の電子ビームを利用する断面測定方法の構成を
示す断面図で、図において(1)は試料表面、(2)は
電子ビーム、(3jL) 、 (3b)はそれぞれ検出
器であって、近年では反射電子検出器のかわりに二次電
子検出器を用い、電子ビームの衝突によって発生した二
次電子を検出する。また第3図(A)は電子ビーム(2
)の入射点において断面がX軸方向に平行な場合、第3
図(B)、(C)はそれぞれ断面がX軸方向に対し傾斜
している場合を示す(但しX軸方向とは断面の平均的な
方向である)。また、この場合、電子ビーム(2)の方
向はZ軸方向であるとする。通常、断面プロファイルを
得るにはX−Y平面に投影した投影図においては電子ビ
ームの入射点から互いに90°ずれた方向にある検出器
2個を使用する。即ち、第3図に示す実施例では検出器
(3a) 、 (3b)はX−2平面に投影した投影図
においても電子ビームの入射点から互いに90°ずれた
方向にあり、x−y平面に投影した投影図忙おいても電
子ビームの入射点から互いに90°ずれた方向にあるも
のとする。検出器(3a)の検出出力なVa、 (3b
)の検出出力を九とすると、第3図(A)の場合Va−
Vb、第3図(B) O場合Va < Vb 、第3図
(C) +7)場合Va > Vbであり、(Va −
Vb ) / (Va+Vb )の値は電子ビーム(2
)が試料に入射する点における当該断面のX軸方向に対
する角度θ(θを断面の傾斜角という)の関数であり、
この関数関係はあらかじめ測定できるので、Vaの値及
び■の値を測定すれば断面の傾斜角θを決定することが
でき、サンプリング点を微小な間隔△xごとに定め各サ
ンプリング点ごとの傾斜角θを測定すれば、△x ta
nθを積分することKよって各サンプリング点の凹凸を
決定することができる。第4図はθと(Va −Vb
) / (Va−4−vb)との関係を測定した実験結
果を示す図で、第4図において横軸はθ、縦軸は(Va
−Vb ) /(Va−)−Vb )の絶対値を表
す。第4図に示すとおりθが75°以下の範囲内ではθ
と(Va −Vb ) /(Va−)−Vb ) ノ
値ハホホ比例スル。e ト(Va −Vb)/ (Va
+Vb )の値がほぼ比例関係にある範囲内でl (V
a −Vb ) / (Va+Vb ) I の最高値
ヲ仮に所定数値トfルトI (Va−=N’b )/
(Va+Vb ) I カ所定数値を超過する領域では
(Va −’v′b ) / (Va−4−vb)の1
つの値に対し2つのθの値が対応するのでこのような領
域は使用することかできない。
図は従来の電子ビームを利用する断面測定方法の構成を
示す断面図で、図において(1)は試料表面、(2)は
電子ビーム、(3jL) 、 (3b)はそれぞれ検出
器であって、近年では反射電子検出器のかわりに二次電
子検出器を用い、電子ビームの衝突によって発生した二
次電子を検出する。また第3図(A)は電子ビーム(2
)の入射点において断面がX軸方向に平行な場合、第3
図(B)、(C)はそれぞれ断面がX軸方向に対し傾斜
している場合を示す(但しX軸方向とは断面の平均的な
方向である)。また、この場合、電子ビーム(2)の方
向はZ軸方向であるとする。通常、断面プロファイルを
得るにはX−Y平面に投影した投影図においては電子ビ
ームの入射点から互いに90°ずれた方向にある検出器
2個を使用する。即ち、第3図に示す実施例では検出器
(3a) 、 (3b)はX−2平面に投影した投影図
においても電子ビームの入射点から互いに90°ずれた
方向にあり、x−y平面に投影した投影図忙おいても電
子ビームの入射点から互いに90°ずれた方向にあるも
のとする。検出器(3a)の検出出力なVa、 (3b
)の検出出力を九とすると、第3図(A)の場合Va−
Vb、第3図(B) O場合Va < Vb 、第3図
(C) +7)場合Va > Vbであり、(Va −
Vb ) / (Va+Vb )の値は電子ビーム(2
)が試料に入射する点における当該断面のX軸方向に対
する角度θ(θを断面の傾斜角という)の関数であり、
この関数関係はあらかじめ測定できるので、Vaの値及
び■の値を測定すれば断面の傾斜角θを決定することが
でき、サンプリング点を微小な間隔△xごとに定め各サ
ンプリング点ごとの傾斜角θを測定すれば、△x ta
nθを積分することKよって各サンプリング点の凹凸を
決定することができる。第4図はθと(Va −Vb
) / (Va−4−vb)との関係を測定した実験結
果を示す図で、第4図において横軸はθ、縦軸は(Va
−Vb ) /(Va−)−Vb )の絶対値を表
す。第4図に示すとおりθが75°以下の範囲内ではθ
と(Va −Vb ) /(Va−)−Vb ) ノ
値ハホホ比例スル。e ト(Va −Vb)/ (Va
+Vb )の値がほぼ比例関係にある範囲内でl (V
a −Vb ) / (Va+Vb ) I の最高値
ヲ仮に所定数値トfルトI (Va−=N’b )/
(Va+Vb ) I カ所定数値を超過する領域では
(Va −’v′b ) / (Va−4−vb)の1
つの値に対し2つのθの値が対応するのでこのような領
域は使用することかできない。
t タ実験K ヨtLハ(Va −Vb ) / (V
a+Vb ) の値は、X−Z平面内における電子ビー
ムの方向と、X−2平面内における断面の方向との相対
的な関係によって定まることが知られており、従って電
子ビーム(2)の方向が2軸方向から偏る場合、第4図
のθは断面の傾斜角から電子ビーム(2)のZ軸方向か
らの偏角を差し引いた相対的な角度として見ればよい。
a+Vb ) の値は、X−Z平面内における電子ビー
ムの方向と、X−2平面内における断面の方向との相対
的な関係によって定まることが知られており、従って電
子ビーム(2)の方向が2軸方向から偏る場合、第4図
のθは断面の傾斜角から電子ビーム(2)のZ軸方向か
らの偏角を差し引いた相対的な角度として見ればよい。
従来の測定方法は以上のように実行されるので、第5図
に示すような急峻なエツジが存在する断面においては測
定結果が不正確になる。第5図において第3図と同一符
号は同−又は相当部分を示し、(11)、(12)はX
軸方向となす傾斜角θが90°、270゜(−−90°
)近傍の急峻なエツジであるとする。
に示すような急峻なエツジが存在する断面においては測
定結果が不正確になる。第5図において第3図と同一符
号は同−又は相当部分を示し、(11)、(12)はX
軸方向となす傾斜角θが90°、270゜(−−90°
)近傍の急峻なエツジであるとする。
第4図について先に説明したように、このようなエツジ
(11)、(12)における測定値に対しては1(Va
−Vb ) / (Va+Vb ) lが上述の所定
数値を超過するので、そのサンプリング点のデータは信
用できない。この場合、そのサンプリング点のデータを
無効にするか、又はそのサンプリング点の傾斜角を75
°と仮定して処理しなければならない。
(11)、(12)における測定値に対しては1(Va
−Vb ) / (Va+Vb ) lが上述の所定
数値を超過するので、そのサンプリング点のデータは信
用できない。この場合、そのサンプリング点のデータを
無効にするか、又はそのサンプリング点の傾斜角を75
°と仮定して処理しなければならない。
第5図において、断面(1)の(11)、(12)のサ
ンプリング点のデータを無効にすると、断面(1)のう
ち(101) 、 (102) 、 (103)に示す
部分の形状はそれぞれ独立に決定することができるが、
エツジ(11) 。
ンプリング点のデータを無効にすると、断面(1)のう
ち(101) 、 (102) 、 (103)に示す
部分の形状はそれぞれ独立に決定することができるが、
エツジ(11) 。
(12)の高さを決定することができなhため、これら
の部分(101) 、 (102) 、 (103)
f) 相対的すZ 方向IC対する位置関係を決定する
ことができない。また、これら異常サンプリング点の傾
斜角を75°と仮定して処理すると誤ったプロファイル
の形状を得るという問題点があった。
の部分(101) 、 (102) 、 (103)
f) 相対的すZ 方向IC対する位置関係を決定する
ことができない。また、これら異常サンプリング点の傾
斜角を75°と仮定して処理すると誤ったプロファイル
の形状を得るという問題点があった。
この発明の測定方法では、(Va −Vb ) / (
Va+vb)の絶対値が所定値以上になった異常サンプ
リング点に関しては、測定対象断面と電子ビームとの間
の相対角度を+φ又は−φ(φは予め定める角度)だけ
変化させて、この相対的に傾斜した断面に対し上記異常
サンプリング点を含む所定個数のサンプリング点に対す
る断面測定を実行してその部分の傾斜プロファイルを作
成した後、その傾斜プロファイルから角度φを復元して
総合的なプロファイルを合成することとした。
Va+vb)の絶対値が所定値以上になった異常サンプ
リング点に関しては、測定対象断面と電子ビームとの間
の相対角度を+φ又は−φ(φは予め定める角度)だけ
変化させて、この相対的に傾斜した断面に対し上記異常
サンプリング点を含む所定個数のサンプリング点に対す
る断面測定を実行してその部分の傾斜プロファイルを作
成した後、その傾斜プロファイルから角度φを復元して
総合的なプロファイルを合成することとした。
断面の傾斜角θが大きすぎる場合、断面をφだけ傾斜さ
せることにより、測定対象の傾斜角はθ−φとなシ、測
定精度を向上することができる。
せることにより、測定対象の傾斜角はθ−φとなシ、測
定精度を向上することができる。
〔実施例〕
以下、図面によってこの発明の詳細な説明する。第5図
に示す測定対象断面(1) K対しXsからXeまでの
サンプリング点についての測定を行ったところ、XSか
らXsマでの(101)の部分、X禦からXsまでの(
103)の部分、X4からXeまでの(102)の部分
では信頼できる測定結果が得られ、Xs点の2軸方向の
位置を零としたときのX8点の2軸方向の位置Z、、X
、 点の2軸方向の位置を零としたときのX1点の2
軸方向の位置z1、X4点の2軸方向の位置を零とした
ときのXe点の2軸方向の位置Zeは正確に決定するこ
とができたが、従来の方法ではエツジ(11)及び(1
2)の近傍でそれぞれ単数又は複数の異常サンプリング
点が検出され、そのデータを捨てた為X1点とX!点と
の2軸方向の相対位置及びX1点とX4点との2軸方向
の相対位置が決定できなかったとする。
に示す測定対象断面(1) K対しXsからXeまでの
サンプリング点についての測定を行ったところ、XSか
らXsマでの(101)の部分、X禦からXsまでの(
103)の部分、X4からXeまでの(102)の部分
では信頼できる測定結果が得られ、Xs点の2軸方向の
位置を零としたときのX8点の2軸方向の位置Z、、X
、 点の2軸方向の位置を零としたときのX1点の2
軸方向の位置z1、X4点の2軸方向の位置を零とした
ときのXe点の2軸方向の位置Zeは正確に決定するこ
とができたが、従来の方法ではエツジ(11)及び(1
2)の近傍でそれぞれ単数又は複数の異常サンプリング
点が検出され、そのデータを捨てた為X1点とX!点と
の2軸方向の相対位置及びX1点とX4点との2軸方向
の相対位置が決定できなかったとする。
そのような場合、この発明では断面(1)をX軸に対し
φだけ傾斜させ第1図(A)に示す状態にしてサンプリ
ング点XIからX、まで(傾斜させた座標に関してはX
I、点からX′1点まで)の測定を行い、仮にXI、点
の2軸方向の位置zIを零として第3図(B)に示す傾
斜プロファイルを作成し、この傾斜プロファイルをx−
x’、 、 z−z’、 の点を原点廻してφだけ逆
に回転し第1図(C)に示す復元プロファイルを得る。
φだけ傾斜させ第1図(A)に示す状態にしてサンプリ
ング点XIからX、まで(傾斜させた座標に関してはX
I、点からX′1点まで)の測定を行い、仮にXI、点
の2軸方向の位置zIを零として第3図(B)に示す傾
斜プロファイルを作成し、この傾斜プロファイルをx−
x’、 、 z−z’、 の点を原点廻してφだけ逆
に回転し第1図(C)に示す復元プロファイルを得る。
このような座標軸回転の演算は電子計算機のプログラム
制御により容易に行う仁とができるが、このような座標
軸回転演算によって得られたX!点の2の値ztがX1
点の2の値に対する相対的な値である。
制御により容易に行う仁とができるが、このような座標
軸回転演算によって得られたX!点の2の値ztがX1
点の2の値に対する相対的な値である。
Xs点(仮にXs点を基準点とする)の2軸方向の位置
を零とすれば部分(101)の測定によりX3点のZ軸
方向の位置2.は決定されているので、第1図(C)の
X8点の2.を零でな(Z、 として第1図(C)に
示す部分のプロファイルを2軸方向に平行移動すること
により部分(101)と部分(103)とを接続するこ
とができる。
を零とすれば部分(101)の測定によりX3点のZ軸
方向の位置2.は決定されているので、第1図(C)の
X8点の2.を零でな(Z、 として第1図(C)に
示す部分のプロファイルを2軸方向に平行移動すること
により部分(101)と部分(103)とを接続するこ
とができる。
同様な処理により部分(103)と部分(102)とを
接続することができるが、エツジ(11)における(
Va −Vb ) / (Va−)−Vb )が負の値
になるのに対し、エツジ(12)における値が正の値と
なるので、この事実に関してエツジ(12)の近傍の異
常サンプリング点に対しては第3図とは逆方向に断面(
1)を傾斜させて測定する。
接続することができるが、エツジ(11)における(
Va −Vb ) / (Va−)−Vb )が負の値
になるのに対し、エツジ(12)における値が正の値と
なるので、この事実に関してエツジ(12)の近傍の異
常サンプリング点に対しては第3図とは逆方向に断面(
1)を傾斜させて測定する。
なお、第1図に示す実施例では電子ビーム(2)の方向
を2軸方向に固定したまま試料の断面の方向をX軸に対
しφだけ傾斜させたが、逆に試料の断面の方向をX軸方
向に固定したまま電子ビーム(2)の方向を2軸に対し
φだけ傾斜して測定しても同様な測定結果を得ることが
できる。
を2軸方向に固定したまま試料の断面の方向をX軸に対
しφだけ傾斜させたが、逆に試料の断面の方向をX軸方
向に固定したまま電子ビーム(2)の方向を2軸に対し
φだけ傾斜して測定しても同様な測定結果を得ることが
できる。
第2図はこの発明の他の実施例を示す説明図で、第1図
と同一符号は同−又は相当部分を示し、第1図に示す方
法に対して異なる点は測定対象断面(1)と検出器(3
a) 、 (3b)との相対的な関係はもとのままの状
態に保って電子ビーム(2)を2軸方向からφだけ偏ら
せて、電子ビーム(2)の方向と測定対象断面(1)の
方向との相対角度を、第1図に示す関係と同様に設定し
たものであって、(Va−Vb ) / (Va+Vb
) eD値に関する限り第1図の場合と同様な測定結
果を得ることができる。
と同一符号は同−又は相当部分を示し、第1図に示す方
法に対して異なる点は測定対象断面(1)と検出器(3
a) 、 (3b)との相対的な関係はもとのままの状
態に保って電子ビーム(2)を2軸方向からφだけ偏ら
せて、電子ビーム(2)の方向と測定対象断面(1)の
方向との相対角度を、第1図に示す関係と同様に設定し
たものであって、(Va−Vb ) / (Va+Vb
) eD値に関する限り第1図の場合と同様な測定結
果を得ることができる。
尖鋭な焦点の電子ビームを試料の一点に入射させ、この
入射角度を変化させることはロッキング(rockin
g )と称されて走査電子顕微鏡の技術分野ではよく知
られていることであるので2軸方向から傾斜させた電子
ビームによる走査についての詳細な説明は省略するが、
第2図に示す方法の方が第1図に示す方法よりも実行が
容易である。
入射角度を変化させることはロッキング(rockin
g )と称されて走査電子顕微鏡の技術分野ではよく知
られていることであるので2軸方向から傾斜させた電子
ビームによる走査についての詳細な説明は省略するが、
第2図に示す方法の方が第1図に示す方法よりも実行が
容易である。
以上のようにこの発明によれば、試料の表面に急峻なエ
ツジが存在してその近傍のサンプリング点から異常な測
定結果が得られる場合においても、そのプロファイルを
正確に決定することができる。
ツジが存在してその近傍のサンプリング点から異常な測
定結果が得られる場合においても、そのプロファイルを
正確に決定することができる。
第1図はこの発明の一実施例を説明する説明図、第2図
はこの発明の他の実施例を説明する説明図、第3図は従
来の断面測定方法の構成を示す断面図、第4図は第3図
の方法を用いた実験結果を示す図、第5図はこの発明が
適用される断面の一例を示す説明図。 (1)は試料表面(測定対象断面)、(2)Fiff、
子ビーム、(3a)、(3b)はそれぞれ二次電子検出
器、(11)、(12)はそれぞれ急峻なエツジ。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示すものと
する。 第1図 父、火。 第4図 第5図
はこの発明の他の実施例を説明する説明図、第3図は従
来の断面測定方法の構成を示す断面図、第4図は第3図
の方法を用いた実験結果を示す図、第5図はこの発明が
適用される断面の一例を示す説明図。 (1)は試料表面(測定対象断面)、(2)Fiff、
子ビーム、(3a)、(3b)はそれぞれ二次電子検出
器、(11)、(12)はそれぞれ急峻なエツジ。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示すものと
する。 第1図 父、火。 第4図 第5図
Claims (3)
- (1)測定の対象となる試料表面に対し垂直な直線をZ
軸とするX−Y−Z直角座標を想定しX−Z平面により
上記試料を切断すると仮定した場合X−Z平面と試料の
表面が交わる線によって形成される断面形状を測定する
ため、当該断面上のX軸方向に微小な間隔△xごとにサ
ンプリング点を設け、各サンプリング点に電子ビームを
入射してその点から放射する二次電子を互いに異なる2
方向(第1の方向及び第2の方向とする)において測定
し、第1の方向における測定値をVa、第2の方向にお
ける測定値をVbとするとき(Va−Vb)/(Va+
Vb)の値から当該サンプリング点における断面のX軸
となす角θを決定し、すべてのサンプリング点に対して
△xtanθを積分して各サンプリング点のZ軸方向の
相対位置を算出する断面測定方法において、 (Va−Vb)/(Va+Vb)の絶対値が所定数値を
超過する異常サンプリング点が検出されたときは、この
異常サンプリング点を除き、その前方部分と後方部分の
プロファイルを作成した後、当該断面の方向と上記電子
ビームの方向とを互いに直角な方向から(Va−Vb)
/(Va+Vb)の正負に従って正又は負の方向に相対
的に所定角度量φだけ傾斜させる傾斜角設定段階、 傾斜角設定段階によりφだけ傾斜させた断面に対し、上
記異常サンプリング点を含む所定個数のサンプリング点
に関する断面測定を実行してφだけ傾斜した断面の上記
異常サンプリング点を含む部分の傾斜プロファイルを作
成する段階、 上記傾斜プロファイルからφの傾斜を復元した場合の復
元プロファイルを算出する段階、 上記復元プロファイルにおいて上記前方部分のプロファ
イルと共通なサンプリング点のZ軸方向の相対位置を上
記前方部分のプロファイルにおける相対位置と一致させ
ることによって上記復元プロファイル上のすべてのサン
プリング点のZ軸方向の相対位置を決定し、上記後方部
分のプロファイルにおいて上記復元プロファイルと共通
なサンプリング点のZ軸方向の相対位置を上記復元プロ
ファイルにおける相対位置と一致させることによって上
記後方部分プロファイル上のすベてのサンプリング点の
Z軸方向の相対位置を決定する段階、を備えたことを特
徴とする断面測定方法。 - (2)傾斜角設定段階は、電子ビームの方向をZ軸方向
に固定したまま試料の断面の方向をX軸に対しφだけ傾
斜させることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
断面測定方法。 - (3)傾斜角設定段階は、試料の断面の方向をX軸方向
に固定したまま電子ビームの方向をZ軸に対しφだけ傾
斜させることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
断面測定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4769887A JPS63215909A (ja) | 1987-03-04 | 1987-03-04 | 断面測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4769887A JPS63215909A (ja) | 1987-03-04 | 1987-03-04 | 断面測定方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63215909A true JPS63215909A (ja) | 1988-09-08 |
Family
ID=12782507
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4769887A Pending JPS63215909A (ja) | 1987-03-04 | 1987-03-04 | 断面測定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63215909A (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56150303A (en) * | 1980-04-24 | 1981-11-20 | Tokyo Daigaku | Surface form measuring device using scan-type electronic microscope |
JPS58225306A (ja) * | 1982-06-24 | 1983-12-27 | Jeol Ltd | 電子線照射による試料表面の幾何学的情報の記録又は表示方法 |
JPS61138107A (ja) * | 1984-12-10 | 1986-06-25 | Hitachi Ltd | パタ−ン形状評価装置 |
JPS626112A (ja) * | 1985-07-03 | 1987-01-13 | Tokyo Univ | 表面形状測定方法 |
-
1987
- 1987-03-04 JP JP4769887A patent/JPS63215909A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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