JPS63241307A - Method for detecting and correcting angle of rotation - Google Patents

Method for detecting and correcting angle of rotation

Info

Publication number
JPS63241307A
JPS63241307A JP7440087A JP7440087A JPS63241307A JP S63241307 A JPS63241307 A JP S63241307A JP 7440087 A JP7440087 A JP 7440087A JP 7440087 A JP7440087 A JP 7440087A JP S63241307 A JPS63241307 A JP S63241307A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image data
electron beam
measured
scanning
region
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
Application number
JP7440087A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Kano
加納 正明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP7440087A priority Critical patent/JPS63241307A/en
Publication of JPS63241307A publication Critical patent/JPS63241307A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To automatically detect and correct rotational shift, by storing and differentiating the image data obtained by scanning two regions by electron beam to detect the position of a characteristic point. CONSTITUTION:A scanning control part 5 and a stage control part 6 are controlled to perform the electron beam scanning of the first predetermined region containing one edge part of an object (wafer) 2 to be measured in a definite direction and subsequently moved by predetermined quantity to scan the second predetermined region by electron beam. The first and second image data obtained in two regions are stored in a memory 8 and differentiated. From the first and second differentiated image data, the positions of characteristic points where the data held between the max. and min. values become 0 and, from the difference between the positions of these two characteristic points and the predetermined moved quantity from the first region to the second region, the shift quantity of the angle of rotation of the object 2 to be measured is calculated to correct the feed quantity of the object 2 to be measured.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 走査型電子顕微鏡を使用する測定装置に係り、特に半導
体ウェハのallJ定に際し、回転ずれによる誤差の検
出、及び被測定物の正しい設置位置からのずれの補正を
する回転角度検出及び補正方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) This invention relates to a measurement device using a scanning electron microscope, and is particularly useful for detecting errors due to rotational misalignment and detecting errors caused by rotational misalignment, especially when determining all J of semiconductor wafers. The present invention relates to a rotation angle detection and correction method for correcting a deviation from a correct installation position.

(従来の技術) 従来の技術では半導体集積回路のパターンの寸法al1
1定は、光学式顕微鏡を用いた測微計を用いた測定器が
広く利用されている。しがし、パターン寸法が2μm程
度以下になると分解能の問題で測定が困難になり、走査
型電子顕微鏡によるパターン寸法測定が行われている。
(Prior art) In the conventional technology, the dimension al1 of the pattern of a semiconductor integrated circuit is
For one constant, a measuring device using a micrometer using an optical microscope is widely used. However, when the pattern size is about 2 μm or less, measurement becomes difficult due to resolution problems, so pattern size measurement is performed using a scanning electron microscope.

すなわち、第6図に示すようにx−Yテーブルに半導体
ウェハを位置決めして搭載し、ウェハのパターン形成面
を電子ビームで走査し、画像情報を得る。この画像情報
を画面上に表示し、この画像上に表示された測定パター
ン像を作業者がカーソル等で挟んで寸法測定する。
That is, as shown in FIG. 6, a semiconductor wafer is positioned and mounted on an x-y table, and the pattern-forming surface of the wafer is scanned with an electron beam to obtain image information. This image information is displayed on the screen, and an operator measures the dimensions by holding the measurement pattern image displayed on the image with a cursor or the like.

(発明が解決しようとする問題点) 走査型電子顕微鏡により表示されるパターン像は、位置
決めビンの取付は具合や設置位置等の何等かの不具合か
らウェハがX−Yテーブルに対して回転していると、作
業者が測定パターンを挟みこむためのカーソル線に対し
て、第6図に示したよう測定誤差Sを生じる。このよう
なtllj定誤差定心差すために、通常作業者が表示画
像を回転させたうえでカーソル線で測定パターンを挟み
、寸法を検出していた。また、ウェハ上にある所定のパ
ターンの寸法測定を行う場合、X−Yテーブルに対して
ウェハが回転していると、パターンの位置がずれてしま
い、パターンを捜すのに非常に手間が掛かっていた。
(Problem to be Solved by the Invention) The pattern image displayed by a scanning electron microscope may be caused by the rotation of the wafer relative to the If this happens, a measurement error S will occur as shown in FIG. 6 with respect to the cursor line used by the operator to insert the measurement pattern. In order to center such a tllj constant error, an operator usually rotates the displayed image and then pinches the measurement pattern between cursor lines to detect the dimensions. Additionally, when measuring the dimensions of a predetermined pattern on a wafer, if the wafer is rotating relative to the Ta.

本発明はこのような走査型電子顕微鏡を用いた測定に際
して、高精度、かつ自動的に回転角度ずれ量の検出と、
その結果に基づいて被測定物の送り量の補正をすること
を目的とする。
The present invention enables highly accurate and automatic detection of rotational angle deviation during measurement using such a scanning electron microscope.
The purpose is to correct the feed amount of the object to be measured based on the results.

[発明の構成] (問題点を^7決するための手段) 走査型顕微鏡を使用した電子式測定装置の被測定物の回
転角度の検出方法において、被fllll定物−縁部を
含む予め定められた第1の領域で一定方向に電子ビーム
を走査し、その後に所定量たけ移動させ予め定められた
第2の領域で電子ビームを走査する。この二つの領域で
得られた第1及び第2の画像データを記憶し、微分する
。この微分された第1及び第2の画像データからそれぞ
れ最大値と最小値に挟まれたデータ値がOになる特徴点
の位置を検出し、この二つの特徴点の位置の差と第1の
領域から第2の領域へ移動させた所定量とから被測定物
の回転角度ずれ量を算出し、この回転角度ずれ量から任
意の測定を行うときの被測定物の送り量を補正する。
[Structure of the Invention] (Means for resolving the problem) In a method for detecting the rotation angle of an object to be measured of an electronic measuring device using a scanning microscope, The electron beam is scanned in a predetermined direction in a first region, and then moved by a predetermined distance to scan a predetermined second region. The first and second image data obtained in these two regions are stored and differentiated. From the differentiated first and second image data, the position of the feature point where the data value between the maximum value and the minimum value is O is detected, and the difference between the positions of these two feature points and the first The amount of rotation angle deviation of the object to be measured is calculated from the predetermined amount moved from the area to the second area, and the amount of feed of the object to be measured when performing an arbitrary measurement is corrected from this amount of rotation angle deviation.

(作用) 上述のように回転角度を検出して補正する方法では、第
1及び第2の画像データのそれぞれの最大値と最小値に
挟まれたデータ値が0になる特徴点は第1及び第2の領
域においての被測定物の縁部にほぼ一致する。これは電
子ビームを走査するとき、被測定物の縁部に傾きがある
ため、傾き角効果のため、2次電子の放出が他の部分よ
り多くなり、第7図に示したようなピークがあられれる
。これを微分してやることで、その最大値と最小値に挟
まれたデータ値が0になる点を被測定物の縁部とするわ
けである。この第1の領域と第2の領域との距離の差は
予め定められているので、第1の領域での縁部と第2の
領域での縁部の位置の差から逆正弦を求めることで、回
転ずれの角度を検出することができる。こうして検出さ
れた回転角度によって、所定の測定位置に被測定物をX
−Yテーブルを移動させる移動量を補正することによっ
て、高精度に、かつ自動的にn+定装置を作動すること
ができる。
(Operation) In the method of detecting and correcting the rotation angle as described above, the feature point where the data value between the maximum value and the minimum value of the first and second image data is 0 is the first and second image data. It almost coincides with the edge of the object to be measured in the second region. This is because when the electron beam is scanned, the edges of the object to be measured are tilted, and due to the tilt angle effect, more secondary electrons are emitted than other parts, resulting in the peak shown in Figure 7. Hail! By differentiating this, the point where the data value between the maximum value and the minimum value becomes 0 is defined as the edge of the object to be measured. Since the difference in distance between the first region and the second region is predetermined, the arc sine can be calculated from the difference in the position of the edge in the first region and the edge in the second region. The angle of rotational deviation can be detected. Using the rotation angle detected in this way, the object to be measured is placed at a predetermined measurement position.
By correcting the amount of movement of the -Y table, the n+ constant device can be operated automatically and with high precision.

(実施例) 以下に本発明の方法を用いたウェハのパターン測定装置
の一実施例について第1図乃至第5図を用いて説明する
(Example) An example of a wafer pattern measuring apparatus using the method of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 5.

第2図に本実施例の装置の構成図を示す、走査型電子顕
微鏡(1)の測定位置にウェハ(2)を位置決めビン1
1により位置決め搭載する X−Yテーブル(3)が設
けられている。この走査型電子顕微鏡(1)内の電子レ
ンズ(4)に接続され電子ビームの走査を制御するスキ
ャンコントロール部(5)と、x−Yテーブル(3)に
その移動を制御するテーブルコントロール部(6)が設
けられている。さらに電子ビームbがウェハ(2)に走
査され、この走査により発生した二次電子b2を補足す
る二次電子検出器(7)に、その検出データを記憶する
記憶メモリ(8)と、検出データを画像表示する表示部
(9)とが接続されている。この記憶メモリ(8)のデ
ータを読み込み可能に設けられている。また、この演算
制御部(lO)はスキャンコントロール部(5)や表示
部(9)に制御信号を出せるように、テーブルコントロ
ール部(6)とその位置を制御可能または確認可能に接
続されている。
Fig. 2 shows a configuration diagram of the apparatus of this example.The wafer (2) is positioned in the measurement position of the scanning electron microscope (1) via the bin 1.
1 is provided with an X-Y table (3) for positioning and mounting. A scan control unit (5) connected to the electron lens (4) in the scanning electron microscope (1) controls the scanning of the electron beam, and a table control unit (5) that controls the movement of the x-y table (3). 6) is provided. Further, the electron beam b is scanned onto the wafer (2), and a secondary electron detector (7) that captures the secondary electrons b2 generated by this scanning is provided with a storage memory (8) that stores the detected data, and a secondary electron detector (7) that captures the secondary electrons b2 generated by this scanning. A display section (9) for displaying images is connected. It is provided so that data in this storage memory (8) can be read. Further, this arithmetic control unit (lO) is connected to the table control unit (6) so that its position can be controlled or confirmed so that control signals can be output to the scan control unit (5) and the display unit (9). .

次に本実施例の装置を用いて本発明の方法の作用を説明
する。第1図は本実施例における方法のフローチャート
である。x−Yテーブル(3)上にはウェハ(2)が第
3図に示したような位置決め基準ビン11で、オリフラ
基準に固定されてる。固定後にスキャンコントロール部
(5)及びテーブルコントロール部(6)を14 Iし
て、第3図に示したように領域21が電子ビームの走査
領域に入るようにする。このとき第4図aに示したよう
にウエノ\(2)のオリフラが表示部(9)に500倍
の低倍率画像が表示されている。ここで電子ビームを表
示画像に対して水平方向に走査し、その画像信号を記憶
メモリ(8)に記憶させる。このときの記憶メモリ(8
)に記憶した波形データaを第4図すに示す。
Next, the operation of the method of the present invention will be explained using the apparatus of this embodiment. FIG. 1 is a flowchart of the method in this embodiment. A wafer (2) is fixed on an x-y table (3) using a positioning reference bin 11 as shown in FIG. 3, using an orientation flat reference. After fixing, the scan control section (5) and table control section (6) are rotated 14 times so that the area 21 falls within the scanning area of the electron beam as shown in FIG. At this time, as shown in FIG. 4a, a 500x low magnification image of the orientation flat of Ueno (2) is displayed on the display section (9). Here, the displayed image is scanned with the electron beam in the horizontal direction, and the image signal is stored in the storage memory (8). Memory memory at this time (8
) is shown in FIG. 4.

この波形データのピーク値eはオリフラの縁部にある傾
きのため、傾き角効果が生じ、他の部分より二次電子b
2の放出が多くなるためである。このピーク値eを利用
し、ピーク値eの頂点をオリフラの縁部とする。そこで
この波形データaを微分し、第4図Cのような微分波形
a2を求める。これは、ピーク値eが第4図すに示した
ような場合は、その波形の最大値を求めるだけで良いが
、実際は第4図dの波形データCのように何かの不具合
でピーク値0以上の値がその周辺部に出てしまうことが
ある。そこでこの波形データCを微分することで、ピー
ク値eを波形データCを微分した波形データc2の最大
値と最小値の間に挟まれた値が0である点として求める
ものである。この求め方は電子ビームbの走査方向から
調べた場合は、最大値の次の0の値の点、逆の場合は最
小値の次の0の値の点である。このようにして求めた点
を領域21のオリフラの縁部とする。
The peak value e of this waveform data is due to the inclination at the edge of the orientation flat, so a tilt angle effect occurs, and the secondary electron b
This is because the release of 2 increases. Using this peak value e, the apex of the peak value e is defined as the edge of the orientation flat. Therefore, this waveform data a is differentiated to obtain a differential waveform a2 as shown in FIG. 4C. This means that if the peak value e is as shown in Figure 4, all you need to do is find the maximum value of the waveform, but in reality, the peak value may be changed due to some problem, as shown in waveform data C in Figure 4 d. Values greater than 0 may appear in the vicinity. Therefore, by differentiating this waveform data C, the peak value e is determined as a point where the value sandwiched between the maximum value and the minimum value of the waveform data c2 obtained by differentiating the waveform data C is 0. This method of determination is, when examined from the scanning direction of the electron beam b, the point of 0 value next to the maximum value, and vice versa, the point of 0 value next to the minimum value. The point obtained in this manner is defined as the edge of the orientation flat in the region 21.

次にX−Yテーブル(3)を距離dだけ移動させる。Next, move the X-Y table (3) by a distance d.

このとき表示部(9)に表示される領域22に対して、
上述と同様に走査することで、領域22でのオリフラの
縁部を検出する。このとき、領域21での縁部と領域2
2の縁部の差tを求めることによって、x−Yテーブル
(3)の移動ff1dに対して逆正弦を取ることでウェ
ハ(2)の回転角度θを検出する。っまり、 θ−arc tan a d /d によって回転角度θを検出できる。(ただし、αは1画
素あたりのμmである。) 次に、この角度θにより表示部(9)の偏向量を補正す
ることにより、第5図aのような表示を第5図すのよる
に補正でき、カーソル線を合せたときの測定誤差を削減
できる。
At this time, for the area 22 displayed on the display section (9),
By scanning in the same manner as described above, the edge of the orientation flat in the area 22 is detected. At this time, the edge in area 21 and area 2
By determining the difference t between the edges of the two edges, the rotation angle θ of the wafer (2) is detected by taking the inverse sine of the movement ff1d of the x-Y table (3). In other words, the rotation angle θ can be detected by θ−arc tan ad /d. (However, α is μm per pixel.) Next, by correcting the amount of deflection of the display section (9) using this angle θ, a display like that shown in Figure 5a is obtained as shown in Figure 5. can be corrected to reduce measurement errors when cursor lines are aligned.

また、ウェハ(2)上の所定の位置へX−Yテーブル(
3)を移動し、測定する場合、X−Yテーブル(3)の
移動量に下記のような式により角度θの補正を行ない、
高精度に位置決めできる。
Also, move the X-Y table (
When moving and measuring 3), correct the angle θ using the following formula to the amount of movement of the X-Y table (3),
Highly accurate positioning is possible.

X  =xcosθ−y sinθ Y  −xslnθ+y cosθ また、ウェハ(2)の回転ずれが必ずしもウェハ(2)
の重心を中心にずれているのではないため、X−Yテー
ブル(3)を移動させた場合、第5図aに示したように
ずれを起こしたまま移動するので、電子ビームの偏向量
をθ分だけ補正を行うことによって第5図すのような画
像を得ることができる゛。
X = x cos θ - y sin θ Y - x sln θ + y cos θ In addition, the rotational deviation of wafer (2) does not necessarily mean that wafer (2)
Since the center of gravity of the electron beam is not shifted from the center of gravity, when the X-Y table (3) is moved, it will move with the shift as shown in Figure 5a, so the amount of deflection of the electron beam can be changed. By correcting by θ, an image as shown in FIG. 5 can be obtained.

なお、本実施例では画像の拡大倍率を500倍としたが
、被測定物によって拡大倍率を変更しても本発明に関し
て同等影響があるものではない。
In this embodiment, the magnification of the image was set to 500 times, but changing the magnification depending on the object to be measured does not have the same effect on the present invention.

[発明の効果] 上述のように、本発明の方法を用いることによって、従
来の技術では作業者が調整していた回転角度ずれを、自
動的に検出し、かつ補正できる。
[Effects of the Invention] As described above, by using the method of the present invention, it is possible to automatically detect and correct the rotational angle deviation, which was adjusted by an operator in the conventional technique.

また、自動化により、作業者による精度のばらつきをな
くし、より高精度な調整が可能となり、さらに被検出物
を移動させて作業を行う場合、回転角度ずれによるパタ
ーンの位置ずれを予め補正した移動を可能にしたもので
ある。
In addition, automation eliminates variations in accuracy between operators and enables more precise adjustment.Furthermore, when working by moving the object to be detected, the movement can be performed with pre-compensation for pattern positional deviations due to rotational angle deviations. It made it possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の方法を用いた装置の一実施例における
フローチャート、第2図は同じく装置の構成を示した構
成図、第3図は同じく被検出物の状態を示した正面図、
第4図は同じく撮像された画像を示した状態図とその画
像の画像データ及び画像微分データのグラフ、第5図は
同じ< 撮tりされた画像の補正の前後を示した状態図
、第6図は従来のパターン寸法の測定方法を示した状態
図である。
FIG. 1 is a flowchart of an embodiment of the apparatus using the method of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the apparatus, and FIG. 3 is a front view showing the state of the object to be detected.
Fig. 4 is a state diagram showing a similarly captured image, and a graph of the image data and image differential data of the image, and Fig. 5 is a state diagram showing the same before and after correction of the captured image. FIG. 6 is a state diagram showing a conventional method for measuring pattern dimensions.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 走査型顕微鏡を使用した電子式測定装置の被測定物の回
転角度の検出方法において、予め定められた第1の領域
で一定方向に電子ビームを走査する電子ビーム走査工程
と、この電子ビーム走査工程終了後に上記第1の領域か
ら所定量だけ移動させ予め定められた第2の領域で電子
ビームを走査する電子ビーム走査移動工程と、上記二つ
の工程で得られた第1及び第2の画像データを記憶する
画像データ記憶工程と、この第1及び第2の画像データ
を微分する画像データ微分工程と、この画像データ微分
工程で得られた第1及び第2の画像データの結果からそ
れぞれ最大値と最小値に挟まれたデータ値が0になる特
徴点の位置を検出する特徴点検出工程と、この特徴点検
出工程で得た第1及び第2の画像データの特徴点の位置
の差から被測定物の回転角度ずれ量を算出する回転ずれ
量算出工程と、この回転角度ずれ量算出工程の算出結果
から任意の測定を行うときの被測定物の送り量を補正す
る送り量補正工程とを有することを特徴とする回転角度
検出及び補正方法。
A method for detecting the rotation angle of an object to be measured in an electronic measuring device using a scanning microscope includes an electron beam scanning step of scanning an electron beam in a fixed direction in a predetermined first region; An electron beam scanning movement step in which the electron beam is moved by a predetermined amount from the first region to scan the electron beam in a predetermined second region after completion, and the first and second image data obtained in the above two steps. an image data storage step for storing the image data, an image data differentiation step for differentiating the first and second image data, and maximum values from the results of the first and second image data obtained in the image data differentiation step, respectively. From the feature point detection step of detecting the location of the feature point where the data value between and the minimum value is 0, and the difference in the location of the feature point of the first and second image data obtained in this feature point detection step. A rotational deviation amount calculation step for calculating the rotational angle deviation amount of the object to be measured; and a feed amount correction step for correcting the feed amount of the object to be measured when performing an arbitrary measurement based on the calculation result of the rotational angle deviation amount calculation step. A rotation angle detection and correction method characterized by comprising:
JP7440087A 1987-03-30 1987-03-30 Method for detecting and correcting angle of rotation Pending JPS63241307A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7440087A JPS63241307A (en) 1987-03-30 1987-03-30 Method for detecting and correcting angle of rotation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7440087A JPS63241307A (en) 1987-03-30 1987-03-30 Method for detecting and correcting angle of rotation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS63241307A true JPS63241307A (en) 1988-10-06

Family

ID=13546102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7440087A Pending JPS63241307A (en) 1987-03-30 1987-03-30 Method for detecting and correcting angle of rotation

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS63241307A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5541856A (en) X-ray inspection system
US4737920A (en) Method and apparatus for correcting rotational errors during inspection of reticles and masks
KR100508993B1 (en) Critical dimension measurement system of sample
JPS6010730A (en) Positioning method of semiconductor wafer
EP0132122A2 (en) Apparatus for inspecting mask for use in manufacturing large scale integrated circuits
JP2840801B2 (en) Automatic setting method of coordinate conversion coefficient
JP4186464B2 (en) Charged particle beam scanning system
KR20000034922A (en) Removal of noise from a signal obtained with an imaging system
JPS62110248A (en) Correction method for rotational angle and device thereof
KR100396146B1 (en) Position fitting apparatus and methods
JP4163654B2 (en) Scanning electron microscope
JPH07325623A (en) Method and device for controlling xy stage
JP2000028336A (en) Device for measuring shape and method therefor
JPS63241307A (en) Method for detecting and correcting angle of rotation
JPH11326229A (en) Foreign matter inspection apparatus
JPH11167893A (en) Scanning electron microscope
JPS6243505A (en) Method and instrument for detecting defect of pattern
JP2003227710A (en) Defect image sensing device and image sensing method
US4794462A (en) Method and system for patching an original at a desired angular orientation on a scanner input drum or an original patching sheet and extracting original trimming data
JPH11132735A (en) Ic lead floating inspection device and inspection method
JPH06160054A (en) Image processing device
JPH10311705A (en) Image input apparatus
JPS63200448A (en) Positioning device for scanning type electron microscope
JPH11297794A (en) Wafer alignment method
JPH0658221B2 (en) Scanning electron microscope