JP2010175249A - Method and device for measuring height of sample - Google Patents

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実 山崎
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a device for measuring the height of a sample which enables measurement of the height (depth) of a pattern having a large aspect ratio. <P>SOLUTION: In the method and the device proposed herein as one mode for attaining the object, the information regarding a difference between the height of a first portion and that of a second portion on the sample and the information regarding the brightness of the second portion are correlated and stored in a storage medium, and the information regarding the brightness of the second portion is detected on the basis of charged particles detected when the sample is scanned by a charged particle beam, while the difference between the first and second portions on the sample is determined on the basis of the detected information regarding the brightness and the information stored in the storage medium. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、試料の高さ測定方法、及び試料高さ測定装置に関し、特に、荷電粒子線の走査によって得られる情報に基づいて、試料の高さを測定する方法、及び装置に関する。   The present invention relates to a sample height measuring method and a sample height measuring apparatus, and more particularly to a method and apparatus for measuring a sample height based on information obtained by scanning a charged particle beam.

荷電粒子線装置の1種である走査電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)を用いて、試料の三次元形状情報を測定することが知られている。特許文献1には、電子ビームの走査によって試料から放出される後方散乱電子(Backscattered Electron:BSE)等を、電子ビーム光軸を中心として複数に分割された検出器を用いて検出するSEMが開示され、方向別に得られた信号に基づいて、高さ分布情報等を含む三次元形状情報を演算する手法が説明されている。更に、特許文献2には、SEMによる立体形状計測装置が開示され、試料に対し電子ビームを傾斜して照射した結果得られる二次電子に基づいて、2点間の段差(高さ)を含む立体形状を計測する手法が説明されている。   It is known to measure three-dimensional shape information of a sample using a scanning electron microscope (SEM) which is one type of charged particle beam apparatus. Patent Document 1 discloses an SEM that detects backscattered electrons (BSE) and the like emitted from a sample by scanning an electron beam using a detector divided into a plurality of parts around the electron beam optical axis. A method for calculating three-dimensional shape information including height distribution information and the like based on a signal obtained for each direction is described. Furthermore, Patent Document 2 discloses a three-dimensional shape measuring apparatus using SEM, which includes a step (height) between two points based on secondary electrons obtained as a result of irradiating a sample with an electron beam inclined. A method for measuring a three-dimensional shape is described.

一方、立体形状パターンの1つとして知られているコンタクトホール底部から放出される電子を効率良く検出するために、電子ビームの予備照射によって、試料表面を正に帯電させ、当該正電位が形成する電界によって、ホール底から電子を引き上げる技術が、引用文献3,4に説明されている。   On the other hand, in order to efficiently detect electrons emitted from the bottom of a contact hole, which is known as one of the three-dimensional shape patterns, the sample surface is positively charged by preliminary irradiation with an electron beam, and the positive potential is formed. Citations 3 and 4 describe techniques for pulling electrons from the bottom of a hole by an electric field.

特開2008−282761号公報JP 2008-282761 A 特開2005−183369号公報JP 2005-183369 A 特開平5−151927号公報JP-A-5-151927 特開2000−200579号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2000-200579

近年、半導体デバイスの微細化や高集積化が急速に進められており、数十nm以下のパターン幅を持つパターンが形成されるようになってきた。それに伴い、レイヤー間の導通をとるために開口されているコンタクトホール等のアスペクト比(ホール深さ/ホール径)も増大している。このようなパターンの深さ(高さ)は、半導体デバイスの特性を評価する上で非常に重要である。特許文献1には試料表面の高さ計測を行う手法が開示されているが、分割検出器にて検出されたBSEに基づいて、三次元形状情報を検出する手法では、試料表面形状を求めるために必要な指向性を持ったBSEが、ホールの側壁に衝突してしまい、高精度な高さ測定が困難である。特許文献3,4に説明されているような予備帯電技術の使用によって、ホール底から放出された電子を引き上げることも考えられるが、BSEは、電子ビームと同等の強いエネルギーを持っているため、その軌道を調整し、試料表面まで引き上げることは困難であり、また、電界による軌道変更によって、BSEが持つ方向情報が失われてしまう場合もある。   In recent years, semiconductor devices have been rapidly miniaturized and highly integrated, and patterns having a pattern width of several tens of nanometers or less have been formed. Along with this, the aspect ratio (hole depth / hole diameter) of contact holes or the like that are opened to establish conduction between layers is also increasing. The depth (height) of such a pattern is very important in evaluating the characteristics of the semiconductor device. Patent Document 1 discloses a method for measuring the height of a sample surface. However, in the method for detecting three-dimensional shape information based on BSE detected by a split detector, a sample surface shape is obtained. The BSE having the directivity necessary for the collision collides with the side wall of the hole, making it difficult to measure the height with high accuracy. Although it is conceivable to pull up electrons emitted from the bottom of the hole by using a precharging technique as described in Patent Documents 3 and 4, BSE has strong energy equivalent to that of an electron beam. It is difficult to adjust the trajectory and pull it up to the sample surface, and the direction information of the BSE may be lost due to the trajectory change by the electric field.

更に特許文献2に開示されているようなビームを傾斜して照射する手法では、アスペクト比が大なるホールパターン等の底部に、ビームを到達させることが困難である。   Furthermore, with the method of irradiating the beam as disclosed in Patent Document 2, it is difficult to reach the bottom of a hole pattern or the like having a large aspect ratio.

以下に、アスペクト比の大きなパターンの高さ(深さ)測定を実現することが可能な試料高さ測定方法、及び装置を説明する。他に、観察や測定の対象個所に応じた予備帯電を行うための方法及び装置を説明する。   Hereinafter, a sample height measuring method and apparatus capable of realizing the height (depth) measurement of a pattern having a large aspect ratio will be described. In addition, a method and apparatus for performing preliminary charging in accordance with an observation or measurement target portion will be described.

上記目的を達成するための一態様として、試料上の第1の部分の高さと、第2の部分の高さの差違に関する情報と、前記第2の部分の輝度に関する情報を関連付けて記憶媒体に記憶させ、前記試料に荷電粒子線を走査したときに検出される荷電粒子に基づいて、前記第2の部分の輝度に関する情報を検出し、当該検出された輝度に関する情報と、前記記憶媒体に記憶された情報に基づいて、前記試料上の第1の部分と第2の部分との差違を求める方法、及び装置を提案する。   As one aspect for achieving the above object, information relating to the difference between the height of the first portion on the sample, the height of the second portion, and information relating to the luminance of the second portion are associated with each other in a storage medium. Based on the charged particles detected when the sample is scanned with a charged particle beam, information on the luminance of the second portion is detected, and the information on the detected luminance is stored in the storage medium. A method and apparatus for determining the difference between the first part and the second part on the sample based on the obtained information are proposed.

また、上記目的を達成するための他の態様として、試料上の第1の部分の高さと、第2の部分の高さの差違に関する情報と、前記試料に荷電粒子線を照射した後、前記第2の部分から放出される電子の検出に要する時間に関する情報を関連付けて記憶媒体に記憶させ、前記荷電粒子線を試料に走査して、前記第2の部分から放出される電子の検出に要する時間に関する情報を検出し、当該検出された情報と、前記記憶媒体に記憶された情報に基づいて、前記第1の高さと第2の高さとの差違を求める方法、及び装置を提案する。   Further, as another aspect for achieving the above object, the information on the difference between the height of the first portion on the sample and the height of the second portion, and after irradiating the sample with a charged particle beam, Information relating to the time required to detect the electrons emitted from the second part is stored in a storage medium in association with each other, and the charged particle beam is scanned over the sample to detect the electrons emitted from the second part. Proposed are a method and an apparatus for detecting information about time and determining a difference between the first height and the second height based on the detected information and information stored in the storage medium.

更に、他の構成として、観察対象個所の高さに応じて、予備帯電条件を変化させる方法及び装置を提案する。   Furthermore, as another configuration, a method and an apparatus for changing the preliminary charging condition according to the height of the observation target part are proposed.

上記構成によれば、アスペクト比の大きなパターンであっても、パターン高さ(深さ)測定を高精度に実現することが可能となる。   According to the above configuration, it is possible to realize pattern height (depth) measurement with high accuracy even for a pattern having a large aspect ratio.

上記他の構成によれば、観察や測定の対象個所に応じた適切な予備帯電を行うことが可能となる。   According to the other configuration described above, it is possible to perform appropriate preliminary charging in accordance with a target location for observation or measurement.

走査電子顕微鏡の概略構成図。The schematic block diagram of a scanning electron microscope. 試料に対する予備帯電(プリドーズ)の概要を説明する図。The figure explaining the outline | summary of the preliminary electrification (pre-dose) with respect to a sample. プリドーズによる試料表面電位の変化と、寸法値の変化の相関を説明する図。The figure explaining the correlation of the change of the sample surface potential by a pre-dose, and the change of a dimension value. 表面層の膜厚と、ホールから放出される電子の位置との関係を説明する図。The figure explaining the relationship between the film thickness of a surface layer, and the position of the electron discharge | released from a hole. ホール底画像の輝度と膜厚との関係を説明する図。The figure explaining the relationship between the brightness | luminance and film thickness of a hole bottom image. ホール底から放出される二次電子が検出器に到達するまでの時間と膜厚との関係を説明する図。The figure explaining the relationship between time until the secondary electron discharge | released from a hole bottom arrives at a detector, and a film thickness. 予備照射電位とパターン形状の高さ情報との関係を求める行程を説明するフローチャート。The flowchart explaining the process of calculating | requiring the relationship between preliminary irradiation potential and pattern shape height information. 予備照射電位に基づいて、任意の高さにてパターン形状を観察する行程を説明するフローチャート。The flowchart explaining the process of observing a pattern shape at arbitrary heights based on preliminary irradiation potential. 予備照射電位とパターン膜厚との関係を求める行程を説明するフローチャート。The flowchart explaining the process of calculating | requiring the relationship between preliminary irradiation potential and pattern film thickness. 予備照射を行った後、パターン底から放出される二次電子の情報を基に膜厚を求める行程を説明するフローチャート。The flowchart explaining the process which calculates | requires a film thickness based on the information of the secondary electron discharge | released from the pattern bottom after performing preliminary irradiation. ホール内部に段差が存在するホールパターンの一例を説明する図。The figure explaining an example of the hole pattern in which a level | step difference exists in a hole. 複数層によって形成されるホールパターンの一例を説明する図。The figure explaining an example of the hole pattern formed by multiple layers.

以下に、図面を用いて、パターンの所望の高さ(或いは深さ、以下、単に高さという)の測定を行う手法、及び試料上の異なる2以上の部分間の高さの違いを測定する手法、及びそれを実現する装置を説明する。なお、以下の実施例では、パターンの底部、或いは2以上の異なる高さの試料部分の内、深い側の試料部分(他の試料部分に比べて、荷電粒子源(電子源)から離間した部分)から放出される荷電粒子を安定的に引き出すために、予備帯電(以下、プリドーズと称することもある)法を併用した手法について説明する。予備帯電には、SEMに搭載されている電子源とは別の電子源等を用いて帯電付着を行うようにしても良い。   Hereinafter, a method for measuring a desired height (or depth, hereinafter simply referred to as height) of a pattern and a difference in height between two or more different parts on a sample will be measured using the drawings. A method and an apparatus for realizing the method will be described. In the following embodiments, the bottom part of the pattern or the sample part on the deeper side of the two or more different sample parts (a part separated from the charged particle source (electron source) compared to other sample parts) In order to stably extract charged particles released from the above, a method using a pre-charging (hereinafter sometimes referred to as pre-dose) method will be described. For the preliminary charging, charging and adhesion may be performed using an electron source other than the electron source mounted on the SEM.

図1は、SEMの概略構成図である。SEMは、電界放出陰極11と引出電極12との間に引出電圧を印加することで、一次電子ビーム1を引き出し、当該一次電子ビーム1を加速電極13によって加速し、試料に照射する装置である。一次電子ビーム1はコンデンサレンズ14によって集束され、ガイド20と同じ高さに設けられた上走査偏向器21,下走査偏向器22によって走査される。上走査偏向器21,下走査偏向器22の偏向強度は、対物レンズ17のレンズ中心を支点として試料23上を二次元走査するように調整されている。イメージシフト偏向器16は、一次電子ビーム1の走査位置を試料上の所望の位置に偏向するためのものである。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an SEM. The SEM is an apparatus for extracting a primary electron beam 1 by applying an extraction voltage between a field emission cathode 11 and an extraction electrode 12, accelerating the primary electron beam 1 with an acceleration electrode 13, and irradiating a sample. . The primary electron beam 1 is focused by a condenser lens 14 and scanned by an upper scanning deflector 21 and a lower scanning deflector 22 provided at the same height as the guide 20. The deflection intensities of the upper scanning deflector 21 and the lower scanning deflector 22 are adjusted so as to scan the sample 23 two-dimensionally with the lens center of the objective lens 17 as a fulcrum. The image shift deflector 16 is for deflecting the scanning position of the primary electron beam 1 to a desired position on the sample.

偏向を受けた一次電子ビーム1は、対物レンズ17の通路に設けられた加速円筒18で加速される。加速された一次電子ビーム1は、対物レンズ17のレンズ作用で絞られ、試料23(半導体ウェーハなど)に照射される。試料23は、少なくともX−Y方向に移動可能な試料ホールダ24、或いは図示しない試料ステージに保持され、当該試料ホールダ24等は、所望の観察位置を一次電子ビーム1直下に移動するように構成されている。   The deflected primary electron beam 1 is accelerated by an acceleration cylinder 18 provided in the path of the objective lens 17. The accelerated primary electron beam 1 is focused by the lens action of the objective lens 17 and is irradiated onto the sample 23 (semiconductor wafer or the like). The sample 23 is held by a sample holder 24 that can move at least in the XY direction, or a sample stage (not shown), and the sample holder 24 and the like are configured to move a desired observation position directly below the primary electron beam 1. ing.

更に、試料から放出された二次電子3やBSEは、二次電子変換電極15によって、二次電子に変換され、検出器29によって検出される。検出器29によって検出された二次電子は輝度信号に変換され、増幅器40によって増幅された後、図示しない記憶装置が搭載された制御装置41に記憶される。制御装置41は、電子源への印加電圧を制御する印加電圧制御電源44,走査偏向器制御電源46,試料印加電圧制御電源43等を制御する。図1に例示するSEMは、図示しない表示装置を備えており、走査偏向器への走査信号と同期して輝度信号が記憶されるフレームメモリに記憶される画像を表示するように構成されている。試料印加電圧制御電源43は、試料への印加電圧(リターディング電圧)を制御するように構成されている。リターディング電圧の制御によって、一次電子ビーム1の試料への到達エネルギーが制御され、後述するプリドーズの制御に用いられる。   Further, the secondary electrons 3 and BSE emitted from the sample are converted into secondary electrons by the secondary electron conversion electrode 15 and detected by the detector 29. The secondary electrons detected by the detector 29 are converted into luminance signals, amplified by the amplifier 40, and then stored in the control device 41 on which a storage device (not shown) is mounted. The control device 41 controls an applied voltage control power supply 44 that controls an applied voltage to the electron source, a scanning deflector control power supply 46, a sample application voltage control power supply 43, and the like. The SEM illustrated in FIG. 1 includes a display device (not shown), and is configured to display an image stored in a frame memory in which a luminance signal is stored in synchronization with a scanning signal to a scanning deflector. . The sample application voltage control power supply 43 is configured to control the voltage applied to the sample (retarding voltage). By controlling the retarding voltage, the energy of the primary electron beam 1 reaching the sample is controlled and used for pre-dose control described later.

制御装置41に内蔵された記憶装置には、後述するような所望の高さの測定や、パターンの高さ測定,演算を行うためのプログラムが記憶されており、当該プログラムによる制御によって、SEMの各構成要素が制御される。図1に例示するSEMには、図示しないエネルギーフィルタが搭載されており、当該エネルギーフィルタによって、一次電子ビーム照射個所の電位を測定できるように構成されている。また、計測された電位は、制御装置41に内蔵された記憶装置に記憶することができる。   The storage device built in the control device 41 stores a program for measuring a desired height as described later, measuring the height of a pattern, and calculating, and the SEM of the SEM is controlled by the program. Each component is controlled. The SEM illustrated in FIG. 1 is equipped with an energy filter (not shown), and is configured so that the potential of the primary electron beam irradiation site can be measured by the energy filter. The measured potential can be stored in a storage device built in the control device 41.

制御装置41によって制御される試料印加電圧制御電源43は、試料への印加電圧(リターディング電圧)を制御するように構成されている。リターディング電圧の制御によって、一次電子ビーム1の試料への到達エネルギーが制御され、後述するプリドーズの制御に用いられる。なお、以下の説明では、試料から放出される二次電子の放出効率δが1.0より大きなビームによって試料を正に帯電させるプリドーズについて説明するが、これに限られることはなく、他のプリドーズ法を採用することも可能である。   The sample application voltage control power supply 43 controlled by the control device 41 is configured to control an application voltage (retarding voltage) to the sample. By controlling the retarding voltage, the energy of the primary electron beam 1 reaching the sample is controlled and used for pre-dose control described later. In the following description, a pre-dose in which the sample is positively charged with a beam having an emission efficiency δ of secondary electrons emitted from the sample greater than 1.0 will be described. It is also possible to adopt the law.

図2は、プリドーズの概要を説明する図である。図2(a)は、プリドーズ前の初期状態を示しており、この状態で一次電子を試料表面で走査すると、試料最表面およびホール入り口付近から放出される二次電子を検出することができる。ホール内部から放出された二次電子は、側壁に衝突して吸着するためほとんど検出することができない。ここで得られたSEM画像のホール寸法は、ホール入り口の寸法を反映している。   FIG. 2 is a diagram for explaining the outline of pre-dose. FIG. 2A shows an initial state before pre-dose. When primary electrons are scanned on the sample surface in this state, secondary electrons emitted from the sample top surface and near the hole entrance can be detected. The secondary electrons emitted from the inside of the hole can hardly be detected because they collide with the side walls and are adsorbed. The hole size of the SEM image obtained here reflects the size of the hole entrance.

一方、図2(b)はプリドーズ後の状態を示しており、試料表面に分布する+マークは正帯電を表す。この状態で一次電子を走査すると、ホール内部から放出された二次電子は正帯電が発生する電界によって入り口方向へと引き上げられるため、検出することが可能となる。よってSEM画像として、ホール内部の形状を映し出したものが得られる。   On the other hand, FIG. 2B shows a state after pre-dose, and the + mark distributed on the sample surface represents positive charge. When the primary electrons are scanned in this state, the secondary electrons emitted from the inside of the hole are pulled up in the entrance direction by the electric field in which positive charging occurs, and thus can be detected. Therefore, an SEM image that reflects the shape inside the hole is obtained.

プリドーズによって発生する電界の大きさは、プリドーズ電位と絶縁膜の膜厚によって決まる。例えばプリドーズ電位を+100V、膜厚を1μmとすると、発生する電界は1MV/cmとなる。ここでプリドーズ時間などを変えてプリドーズ電位を変えると、電界強度が変わって二次電子を引き上げる効果が変化するため、ホール入り口から一定の高さ以内で放出された二次電子のみ検出可能となる。   The magnitude of the electric field generated by the pre-dose is determined by the pre-dose potential and the thickness of the insulating film. For example, if the pre-dose potential is +100 V and the film thickness is 1 μm, the generated electric field is 1 MV / cm. If the pre-dose potential is changed by changing the pre-dose time or the like, the effect of pulling up the secondary electrons changes by changing the electric field strength, so that only the secondary electrons emitted within a certain height from the hole entrance can be detected. .

この原理に基づき、プリドーズ電位と計測寸法との関係を表したグラフを図3に示す。プリドーズ電位が高くなるにつれて観察可能な高さ範囲がホール底へと近づくので、図に示すようなテーパのついたパターンでは、プリドーズ電位が大きくなると計測寸法が小さくなる。   A graph showing the relationship between the pre-dose potential and the measurement dimension based on this principle is shown in FIG. As the pre-dose potential increases, the observable height range approaches the bottom of the hole. Therefore, in the tapered pattern as shown in the figure, the measurement dimension decreases as the pre-dose potential increases.

(1)任意高さの寸法測定
よって、プリドーズ電位(表面電位)を制御することによって、任意の高さにてパターンの形状を観察することができる。具体的には、ホールパターンの場合、予め表面電位と、電子が放出される部分の高さとの関係式を求めておき、当該関係式と実際に測定を希望する高さの情報に基づいて、表面電位に関する情報を算出する。この算出を実現するための一例として、表面帯電を発生するためのビーム条件(例えば試料に対するビームの到達エネルギー)と、当該表面帯電によってホール外に電子が放出され、観察が可能となるホール深さとの関係を、複数のビーム条件ごとに求めておく。当該ビーム条件ごとのホールの深さ情報について、フィッティング等を行うことによって、ビーム条件と深さ情報との関数を作成し、記憶装置に記憶する。
(1) Dimensional measurement at arbitrary height Thus, the shape of the pattern can be observed at an arbitrary height by controlling the pre-dose potential (surface potential). Specifically, in the case of a hole pattern, a relational expression between the surface potential and the height of the portion from which electrons are emitted is obtained in advance, and based on the relational expression and information on the height actually desired for measurement, Information on the surface potential is calculated. As an example for realizing this calculation, the beam conditions for generating surface charging (for example, the reaching energy of the beam with respect to the sample), the hole depth at which electrons are emitted out of the hole by the surface charging, and observation is possible. Is obtained for each of a plurality of beam conditions. By fitting the hole depth information for each beam condition, a function of the beam condition and depth information is created and stored in the storage device.

以上のようにして作成された関数と、測定を希望する高さ情報に基づいてビーム条件を算出し、当該ビーム条件にてビーム走査を行うよう、制御装置41によってSEMを制御する。当該ビーム条件によって、適正な表面帯電が形成された試料に対し、測定用のビームを走査することで、所望の深さの測定を行うための信号を取得することが可能となる。   A beam condition is calculated based on the function created as described above and height information desired to be measured, and the SEM is controlled by the control device 41 so as to perform beam scanning under the beam condition. By scanning the measurement beam with respect to the sample on which an appropriate surface charge is formed according to the beam conditions, a signal for measuring a desired depth can be acquired.

なお、ビーム条件と深さ情報との関係だけではなく、更に試料の表面電位との関係をも予め登録しておくことも可能である。試料表面電位の測定には、上記したエネルギーフィルタを用いることができる。エネルギーフィルタを用いる場合には、初期状態における試料表面の帯電電位を計測し、記憶装置に記憶する。次に、目的の観察高さに対応するプリドーズ電位を算出し、プリドーズ条件を設定する。ここで、プリドーズ電位と観察高さとの関係、およびプリドーズ条件と電位の関係を示すリファレンスデータは、観察前にあらかじめ取得しておく。   Note that not only the relationship between the beam condition and the depth information, but also the relationship with the surface potential of the sample can be registered in advance. The energy filter described above can be used for measuring the sample surface potential. When the energy filter is used, the charged potential on the sample surface in the initial state is measured and stored in the storage device. Next, a pre-dose potential corresponding to the target observation height is calculated, and a pre-dose condition is set. Here, the reference data indicating the relationship between the pre-dose potential and the observation height and the relationship between the pre-dose condition and the potential are acquired in advance before the observation.

設定した条件でのプリドーズ実施後に、再び試料表面の電位を計測し予備照射後の帯電電位を得る。このとき所望のプリドーズ電位とずれていた場合、差を補うように予備照射を追加することも可能である。帯電電位は一次電子照射量に対する二次電子放出量の割合が異なるときに起こるので、二次電子放出効率が一次電子照射エネルギーに依存することを考えると、正に帯電を追加する場合は照射エネルギーが50eVから1keV程度になるように、負に帯電を追加する場合は照射エネルギーを50eV以下あるいは2keV以上に設定すればよい。予備照射による帯電電位が設定値になった後、所望のパターンを撮像すると任意の高さにおけるパターンの形状を観察することができる。   After pre-dosing under the set conditions, the potential on the sample surface is measured again to obtain a charged potential after preliminary irradiation. At this time, if it deviates from a desired pre-dose potential, preliminary irradiation can be added so as to compensate for the difference. Since the charging potential occurs when the ratio of the amount of secondary electron emission to the amount of primary electron irradiation is different, considering that the secondary electron emission efficiency depends on the primary electron irradiation energy, the irradiation energy is positive when charging is added. In the case of adding negative charge so that the current becomes from about 50 eV to about 1 keV, the irradiation energy may be set to 50 eV or less or 2 keV or more. When a desired pattern is imaged after the charged potential by preliminary irradiation reaches a set value, the shape of the pattern at an arbitrary height can be observed.

なお、エネルギーフィルタは、検出器と試料との間にエネルギーフィールドを形成し、当該エネルギーフィールドの強さを変化させ、所定のエネルギーを持つ電子を選択的に検出することによって、試料表面電位を測定するものである。   The energy filter measures the sample surface potential by forming an energy field between the detector and the sample, changing the intensity of the energy field, and selectively detecting electrons with a predetermined energy. To do.

他にも、特開2008−153085号公報や、特開2005−191017号公報に開示されているような試料表面の電位計測手段を用いることが考えられる。   In addition, it is conceivable to use a potential measuring means on the sample surface as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-153085 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-191017.

以下に、任意の高さにおいてパターン形状を観察する方法の概略フローを示す。第一のステップとして、リファレンスデータを取得するフローを図7に示す。リファレンスデータ取得には、観察対象と同形状の試料を用いる。観察対象と異なる場所、あるいは別の試料にリファレンス用パターンを用意しておくことが望ましい。   The schematic flow of the method for observing the pattern shape at an arbitrary height is shown below. As a first step, a flow for acquiring reference data is shown in FIG. For obtaining reference data, a sample having the same shape as the object to be observed is used. It is desirable to prepare a reference pattern in a place different from the observation target or in another sample.

試料ホールダ24を移動して所望の観察位置に試料を保持する。この位置において電位計測を実施し、試料表面の帯電電位を計測した後、一次電子を走査して画像を取得、寸法などのパターン情報を計測し、電位とパターン情報を記憶装置45に記憶する。次に、予備照射を一定時間実行した後、電位計測と画像取得を行い、電位とパターン情報を記憶装置45に記憶する。この作業を一定回数繰り返し行った後、得られたデータに対して任意の関数を近似し、相関関数を得る。リファレンス用パターンにアスペクト比の異なるものがある場合、同様にしてアスペクト比ごとに相関関数を得る。   The sample holder 24 is moved to hold the sample at a desired observation position. After measuring the potential at this position and measuring the charged potential of the sample surface, the primary electrons are scanned to acquire an image, pattern information such as dimensions is measured, and the potential and pattern information are stored in the storage device 45. Next, after preliminary irradiation is performed for a certain period of time, potential measurement and image acquisition are performed, and the potential and pattern information are stored in the storage device 45. After this operation is repeated a certain number of times, an arbitrary function is approximated to the obtained data to obtain a correlation function. If there are reference patterns having different aspect ratios, a correlation function is obtained for each aspect ratio in the same manner.

第二のステップとして、相関関数を基に任意の高さにおいてパターン形状を観察する概略フローを図8に示す。試料ホールダ24を移動して所望の観察位置に試料を保持する。この位置において電位計測を実施し、予備照射前のパターン画像を取得し、パターンのアスペクト比を算出する。次に、観察パターンのアスペクト比に対応する相関関数を記憶装置から読み込む。このとき、観察パターンの膜厚がリファレンスデータと同じ場合、アスペクト比は膜厚とパターン寸法から簡単に求めることができる。観察パターンの膜厚がリファレンスデータと異なる場合は、アスペクト比の異なる複数の相関関数を補間したものを相関関数としてもよい。次に、試料表面の電位を計測し、予備照射前の電位を求める。結果を相関関数と比較し、任意の高さを観察するのに必要な予備照射電位を算出する。算出結果を基に適切な予備照射電位を設定し、予備照射を行う。あらかじめリファレンスデータを取得する際に、予備照射条件と電位との関係を取得、保持しておけば、予備照射条件は容易に設定することができる。予備照射実行後、再び試料表面の電位を計測し、予備照射による帯電電位が所望の値になっているか確認する。予備照射が所望の電位となっていない場合、過不足分を補うように予備照射を追加することができる。追加する予備照射設定条件もあらかじめリファレンスデータを取得する際に調べておくことが望ましい。予備照射電位が所望の電位となった時点で画像を取得し、任意の高さにおけるパターン形状を観察する。   As a second step, FIG. 8 shows a schematic flow for observing a pattern shape at an arbitrary height based on the correlation function. The sample holder 24 is moved to hold the sample at a desired observation position. Potential measurement is performed at this position, a pattern image before preliminary irradiation is acquired, and an aspect ratio of the pattern is calculated. Next, a correlation function corresponding to the aspect ratio of the observation pattern is read from the storage device. At this time, when the film thickness of the observation pattern is the same as the reference data, the aspect ratio can be easily obtained from the film thickness and the pattern dimension. When the film thickness of the observation pattern is different from the reference data, a correlation function obtained by interpolating a plurality of correlation functions having different aspect ratios may be used. Next, the potential on the sample surface is measured to determine the potential before preliminary irradiation. The result is compared with a correlation function, and a preliminary irradiation potential necessary for observing an arbitrary height is calculated. An appropriate preliminary irradiation potential is set based on the calculation result, and preliminary irradiation is performed. When the reference data is acquired in advance, the preliminary irradiation conditions can be easily set by acquiring and holding the relationship between the preliminary irradiation conditions and the potential. After the preliminary irradiation is performed, the potential of the sample surface is measured again, and it is confirmed whether the charged potential due to the preliminary irradiation has a desired value. If the preliminary irradiation is not at the desired potential, the preliminary irradiation can be added to compensate for the excess or deficiency. It is desirable to check the preliminary irradiation setting conditions to be added when acquiring the reference data in advance. An image is acquired when the preliminary irradiation potential reaches a desired potential, and a pattern shape at an arbitrary height is observed.

(2)パターンの高さ(深さ)測定
図3のグラフはパターンの形状を反映している。あらかじめ同じプロセスで作製されたパターンを割って断面形状の寸法を高さごとに計測しておき、グラフ形状と断面形状を比較しておけば、プリドーズ電位だけで高さの絶対値を求めることが可能である。
(2) Measurement of pattern height (depth) The graph of FIG. 3 reflects the shape of the pattern. By dividing the pattern created in the same process in advance and measuring the dimensions of the cross-sectional shape for each height, and comparing the graph shape with the cross-sectional shape, the absolute value of the height can be obtained only by the pre-dose potential. Is possible.

ホール底を安定に観察するためには、対応するプリドーズ電位のしきい値をあらかじめ調べておけばよい。しきい値以上の電位においては観察可能な高さ範囲がホール底へと達しているため、プリドーズ電位が減衰しない限り原理的にホール径は変化しない。プリドーズ電位が減衰するようなサンプルでは、観察時間内にしきい値を下回らないようにプリドーズ電位を高く設定する必要がある。   In order to observe the bottom of the hole stably, the corresponding pre-dose potential threshold may be examined in advance. Since the observable height range reaches the hole bottom when the potential is equal to or higher than the threshold value, the hole diameter does not change in principle unless the pre-dose potential is attenuated. In a sample in which the pre-dose potential is attenuated, it is necessary to set the pre-dose potential high so as not to fall below the threshold value within the observation time.

上述のような技術を用いて、パターンの膜厚を計測する原理および方法を以下に示す。図4は膜厚の異なる試料を模式的に示したものである。試料表面に分布する+マークはプリドーズによる正帯電を表す。ある一定の電位になるようにプリドーズを行うと、(a)薄い膜の試料では観察可能な高さ範囲がホール底に達しているためSEM画像のホール底輝度は明るくなる。同様にして、(b)厚い膜の試料では観察可能な高さ範囲がホール底に達していないため、SEM画像のホール底輝度は暗い。よって、膜厚の異なる複数のパターンを計測すると、図5に示すようなホール底輝度と膜厚との関係が得られる。この関係を関数化して記憶媒体に記憶することもできる。   The principle and method for measuring the film thickness of the pattern using the technique as described above will be described below. FIG. 4 schematically shows samples having different film thicknesses. The + mark distributed on the sample surface represents positive charging due to pre-dose. When pre-dosing is performed so as to obtain a certain potential, (a) in the thin film sample, the observable height range reaches the hole bottom, so that the hole bottom luminance of the SEM image becomes brighter. Similarly, (b) in the thick film sample, since the observable height range does not reach the hole bottom, the hole bottom luminance of the SEM image is dark. Therefore, when a plurality of patterns with different film thicknesses are measured, the relationship between the hole bottom luminance and the film thickness as shown in FIG. 5 is obtained. This relationship can be converted into a function and stored in a storage medium.

この関係をあらかじめリファレンスデータとして保持しておけば、膜厚未知の試料においてある一定の電位になるようにプリドーズを行い、輝度を計測することによって膜厚を求めることができる。   If this relationship is held as reference data in advance, the film thickness can be obtained by performing pre-dose so as to obtain a certain potential in a sample whose film thickness is unknown and measuring the luminance.

図9は、上記リファレンスデータを取得する工程を示すフローチャートである。   FIG. 9 is a flowchart showing a process of acquiring the reference data.

まず、リファレンスデータ用試料として、膜厚の異なるパターン、あるいはアスペクト比の異なるパターンを用意する。試料ホールダ24を移動して所望の観察位置に試料を保持する。この位置において電位計測を実施し、試料表面の帯電電位を計測した後、一次電子を走査して画像を取得、予備照射前における画像を取得する。次に、任意の設定電位となるように予備照射を行った後、パターン底から放出される二次電子の情報を取得する。ここで、二次電子の情報とは、パターン底画像の輝度、あるいは放出された二次電子が検出器に到達するまでの時間などの特徴量を示す。得られた電位と二次電子の情報を、記憶装置に記憶する。次に、膜厚が既知で上記とは異なるパターンを用意し、観察できるように試料ホールダ24を移動して試料を保持する。この位置において上記と同様の作業を行い、電位と二次電子の情報を記憶装置45に記憶する。この作業を一定回数繰り返し行った後、得られたデータに対して任意の関数を近似し、二次電子情報と膜厚との相関関数を得る。リファレンス用パターンにパターン寸法の異なるものがある場合、同様にしてパターン寸法ごとに相関関数を得る。   First, patterns having different film thicknesses or patterns having different aspect ratios are prepared as reference data samples. The sample holder 24 is moved to hold the sample at a desired observation position. After measuring the potential at this position and measuring the charged potential of the sample surface, the primary electron is scanned to acquire an image, and an image before preliminary irradiation is acquired. Next, after performing preliminary irradiation so as to have an arbitrary set potential, information on secondary electrons emitted from the pattern bottom is acquired. Here, the secondary electron information indicates the feature amount such as the brightness of the pattern bottom image or the time until the emitted secondary electrons reach the detector. The obtained potential and secondary electron information are stored in a storage device. Next, a pattern different from the above with a known film thickness is prepared, and the sample holder 24 is moved to hold the sample so that it can be observed. At this position, the same operation as described above is performed, and information on the potential and secondary electrons is stored in the storage device 45. After repeating this operation a certain number of times, an arbitrary function is approximated to the obtained data to obtain a correlation function between the secondary electron information and the film thickness. When there are patterns with different pattern dimensions in the reference pattern, a correlation function is obtained for each pattern dimension in the same manner.

次に、上記相関関数に基づいて、試料の高さ情報の1つであるパターンの膜厚を求める。図10はその工程を説明する図である。試料ホールダ24を移動して所望の観察位置に試料を保持する。この位置において電位計測を実施し、予備照射前のパターン画像を取得し、パターン寸法を計測する。次に、観察パターンのパターン寸法に対応する相関関数を記憶装置から読み込む。このとき、観察パターンの寸法がリファレンスデータと異なる場合は、パターン寸法の異なる複数の相関関数を補間したものを相関関数としてもよい。次に、試料表面の電位を計測し、予備照射前の電位を求める。結果を相関関数と比較し、任意の設定電位となるように条件を設定して予備照射を実施する。予備照射実行後、再び試料表面の電位を計測し、予備照射による帯電電位が所望の値になっているか確認する。予備照射が所望の電位となっていない場合、過不足分を補うように予備照射を追加することができる。予備照射電位が所望の電位となった時点で二次電子の情報を取得し、相関関数と比較することによって膜厚を求める。   Next, based on the correlation function, the film thickness of the pattern, which is one of the sample height information, is obtained. FIG. 10 is a diagram for explaining the process. The sample holder 24 is moved to hold the sample at a desired observation position. Potential measurement is performed at this position, a pattern image before preliminary irradiation is acquired, and a pattern dimension is measured. Next, a correlation function corresponding to the pattern size of the observation pattern is read from the storage device. At this time, when the dimension of the observation pattern is different from the reference data, a correlation function obtained by interpolating a plurality of correlation functions having different pattern dimensions may be used. Next, the potential on the sample surface is measured to determine the potential before preliminary irradiation. The result is compared with a correlation function, and conditions are set so that an arbitrary set potential is obtained, and preliminary irradiation is performed. After the preliminary irradiation is performed, the potential of the sample surface is measured again, and it is confirmed whether the charged potential due to the preliminary irradiation has a desired value. If the preliminary irradiation is not at the desired potential, the preliminary irradiation can be added to compensate for the excess or deficiency. When the preliminary irradiation potential becomes a desired potential, information on secondary electrons is acquired, and the film thickness is obtained by comparing with the correlation function.

なお、上述の説明では、ホールパターンの表面と底部間を測定することを目的として、膜厚を測定する例について説明したが、これに限られることはなく、パターンの表面部以外の第1の高さと、パターンの底部以外の第2の高さとの間の高さの差違(2つの部分間の高さ方向(電子ビームの光軸方向)の寸法)を求めるために、上述のようなリファレンスデータに基づく高さ測定を行うようにしても良い。図11は、段差のついたコンタクトホールの一例を説明する図である。このような形状のパターンに対し、試料表面1101とホール段差1102との高さ方向の距離、或いはホール段差1102とホール底部1103との高さ方向の距離と、ホール底輝度情報との関係をリファレンスデータとして記憶しておくことで、試料表面とパターン底部以外の高さの差違に関する情報を算出することが可能となる。   In the above description, the example of measuring the film thickness has been described for the purpose of measuring the distance between the surface and the bottom of the hole pattern. However, the present invention is not limited to this, and the first portion other than the surface portion of the pattern is used. In order to obtain the difference in height between the height and the second height other than the bottom of the pattern (the dimension in the height direction between the two portions (the optical axis direction of the electron beam)), the reference as described above is used. You may make it perform the height measurement based on data. FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a contact hole with a step. For such a pattern, reference is made to the relationship between the height distance between the sample surface 1101 and the hole step 1102 or the height direction distance between the hole step 1102 and the hole bottom 1103 and the hole bottom luminance information. By storing it as data, it is possible to calculate information regarding the difference in height other than the surface of the sample and the bottom of the pattern.

図12は、多層間に跨るコンタクトホールの一例を説明する図である。このようなパターンの層間の距離を測定するために、例えば、試料表面層1201と第1中間層1202との間の距離d1,試料表面層1201と第2中間層1203との間の距離d2、及び試料表面層1201とパターン底部1204との間の距離d3と、第1中間層1202,第2中間層1203、及びパターン底部1204の輝度情報との関係をリファレンスデータとして記憶しておき、これらのリファレンスデータに基づいて得られるd1,d2,d3に基づいて、測定を希望する層間の距離測定を行うようにしても良い。例えば、第1中間層1202と第2中間層1203との間の距離を求めたい場合には、d2−d1を演算すると良い。このように複数の層間距離間での演算を行うことによって、様々な高さ情報を取得することが可能となる。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a contact hole straddling between multiple layers. In order to measure the distance between layers of such patterns, for example, a distance d1 between the sample surface layer 1201 and the first intermediate layer 1202, a distance d2 between the sample surface layer 1201 and the second intermediate layer 1203, The relationship between the distance d3 between the sample surface layer 1201 and the pattern bottom 1204 and the luminance information of the first intermediate layer 1202, the second intermediate layer 1203, and the pattern bottom 1204 is stored as reference data. Based on d1, d2, and d3 obtained based on the reference data, distance measurement between layers desired to be measured may be performed. For example, when it is desired to obtain the distance between the first intermediate layer 1202 and the second intermediate layer 1203, d2-d1 may be calculated. Thus, various height information can be acquired by performing the calculation between a plurality of interlayer distances.

なお、上述の実施例では、高さ情報の1つとして、2つの高さ間の寸法値を例にとって説明したが、これに限られることはなく、当該寸法に関連する情報に置き換えても良い。例えば、所定の高さ範囲ごとに、輝度値(或いは輝度値の範囲)を求めておき、画像から得られる輝度値、或いは検出器によって検出される電子量に関する信号に基づいて、当該信号が属する高さ範囲を求めるようにしても良い。   In the above-described embodiment, the dimension value between two heights has been described as an example of the height information. However, the present invention is not limited to this, and may be replaced with information related to the dimension. . For example, a luminance value (or a range of luminance values) is obtained for each predetermined height range, and the signal belongs based on a luminance value obtained from an image or a signal related to the amount of electrons detected by a detector. The height range may be obtained.

また、輝度情報についても、検出器による電子の検出量に置き換えても良い。SEMの場合、各画素に対応する部分での電子の検出量が、輝度情報となるため、表示装置の輝度信号に変換される前の電子量を輝度に関する情報とするようにしても良い。   Also, the luminance information may be replaced with the amount of electrons detected by the detector. In the case of SEM, since the detected amount of electrons in the portion corresponding to each pixel becomes luminance information, the amount of electrons before being converted into the luminance signal of the display device may be used as information regarding luminance.

次に、試料の二次電子放出効率の違いに因らず、安定的にリファレンスデータを取得するための他の手法について、以下に説明する。   Next, another method for stably acquiring reference data regardless of the difference in secondary electron emission efficiency of the sample will be described below.

図6は、ホール底輝度の変わりに、ホール底から放出された二次電子が検出器に到達するまでの時間を横軸としたものである。プリドーズ電位が一定の場合において、膜厚が薄いと電子は短時間でホールを脱出し、膜厚が厚いと電子は長い時間をかけてホールを脱出する。そのため、ホール底に一次電子を照射してから二次電子が検出されるまでの時間を検出することによって、膜厚を特定することが可能となる。   FIG. 6 shows the time until the secondary electrons emitted from the hole bottom reach the detector instead of the hole bottom luminance. When the pre-dose potential is constant, electrons escape from the holes in a short time if the film thickness is thin, and electrons escape from the holes over a long time if the film thickness is thick. Therefore, it is possible to specify the film thickness by detecting the time from the irradiation of the primary electrons to the hole bottom until the secondary electrons are detected.

この方式では穴底から放出される二次電子を検出する必要があるため、精度良く計測するためにはプリドーズ電位を高めに設定することが望ましい。   In this method, it is necessary to detect secondary electrons emitted from the bottom of the hole. Therefore, it is desirable to set a high pre-dose potential in order to measure with high accuracy.

また、穴底から放出される電子が検出されるまでの時間は、一次電子ビームを照射するために、加速電極に電圧を印加したタイミングを基準として、検出器に二次電子等が到達するまでの時間を、検出に要する時間としても良いし、一次電子ビームが試料に照射されないように、偏向するブランキング偏向器の偏向解除のタイミングを基準として、検出に要する時間を計測するようにしても良い。また、一次電子ビームが、電子源から放出されて、試料に到達するまでの時間(t1)が判るならば、一次電子ビームが照射されてから検出器にて検出されるまでの時間から、t1を減算することによって、得られる時間情報を、検出器に到達する時間としても良い。   In addition, the time until the electrons emitted from the hole bottom are detected is until the secondary electrons reach the detector with reference to the timing when the voltage is applied to the acceleration electrode in order to irradiate the primary electron beam. The time required for detection may be the time required for detection, or the time required for detection may be measured with reference to the deflection release timing of the deflecting blanking deflector so that the sample is not irradiated with the primary electron beam. good. Further, if the time (t1) from when the primary electron beam is emitted from the electron source to reach the sample is known, the time from when the primary electron beam is irradiated until it is detected by the detector, t1 The time information obtained by subtracting may be the time to reach the detector.

以上の説明では、アスペクト比の大きなパターンとしてホールパターンを例にとって説明したが、これに限られることはなく、深溝状のパターンや構造物への適用も可能である。   In the above description, a hole pattern is described as an example of a pattern having a large aspect ratio, but the present invention is not limited to this, and application to a deep groove pattern or a structure is also possible.

1 一次電子ビーム
3 試料から放出された電子
11 電界放出陰極
12 引出電極
13 加速電極
14 コンデンサレンズ
15 二次電子変換電極
16 イメージシフト偏向器
17 対物レンズ
18 加速円筒
21 上走査偏向器
22 下走査偏向器
23 試料
24 試料ホールダ
29 検出器
40 増幅器
41 制御装置
43 試料印加電圧制御電源
44 印加電圧制御電源
46 走査偏向器制御電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Primary electron beam 3 Electron emitted from sample 11 Field emission cathode 12 Extraction electrode 13 Acceleration electrode 14 Condenser lens 15 Secondary electron conversion electrode 16 Image shift deflector 17 Objective lens 18 Acceleration cylinder 21 Upper scanning deflector 22 Lower scanning deflection 23 Sample 24 Sample holder 29 Detector 40 Amplifier 41 Control device 43 Sample application voltage control power supply 44 Application voltage control power supply 46 Scanning deflector control power supply

Claims (7)

試料に荷電粒子線を走査して得られる画像に基づいて、試料上に形成されたパターンの高さ方向の寸法を測定する試料高さ測定方法において、
前記試料上の第1の部分の高さと、第2の部分の高さの差違に関する情報と、前記第2の部分の輝度に関する情報を関連付けて記憶媒体に記憶させ、
前記試料に荷電粒子線を走査したときに検出される荷電粒子に基づいて、前記第2の部分の輝度に関する情報を検出し、
当該検出された輝度に関する情報と、前記記憶媒体に記憶された情報に基づいて、前記試料上の第1の部分と第2の部分との高さの差違を求めることを特徴とする試料高さ測定方法。
In a sample height measurement method for measuring a dimension in a height direction of a pattern formed on a sample based on an image obtained by scanning a sample with a charged particle beam,
Information relating to the difference between the height of the first part on the sample and the height of the second part, and information relating to the luminance of the second part are associated and stored in a storage medium;
Detecting information on the brightness of the second portion based on charged particles detected when the sample is scanned with a charged particle beam;
A sample height characterized in that a difference in height between the first portion and the second portion on the sample is obtained based on the information relating to the detected luminance and the information stored in the storage medium. Measuring method.
請求項1において、
前記荷電粒子の検出のための荷電粒子線走査を行う前に、当該画像取得部分について、所定の予備帯電を施すことを特徴とする試料高さ測定方法。
In claim 1,
A sample height measurement method, wherein a predetermined preliminary charge is applied to the image acquisition portion before performing charged particle beam scanning for detecting the charged particles.
試料に荷電粒子線を走査して得られる画像に基づいて、試料上に形成されたパターンの高さ方向の寸法を測定する試料高さ測定方法において、
前記試料上の第1の部分の高さと、第2の部分の高さの差違に関する情報と、前記試料に荷電粒子線を照射した後、前記第2の部分から放出される電子の検出に要する時間に関する情報を関連付けて記憶媒体に記憶させ、
前記荷電粒子線を試料に走査して、前記第2の部分から放出される電子の検出に要する時間に関する情報を検出し、
当該検出された情報と、前記記憶媒体に記憶された情報に基づいて、前記第1の部分と第2の部分との高さの差違を求めることを特徴とする試料高さ測定方法。
In a sample height measurement method for measuring a dimension in a height direction of a pattern formed on a sample based on an image obtained by scanning a sample with a charged particle beam,
Information on the difference between the height of the first portion on the sample and the height of the second portion, and detection of electrons emitted from the second portion after irradiating the sample with a charged particle beam Associate information about time and store it in a storage medium,
Scanning the charged particle beam over the sample to detect information relating to the time required to detect electrons emitted from the second portion;
A sample height measuring method, wherein a difference in height between the first portion and the second portion is obtained based on the detected information and information stored in the storage medium.
請求項3において、
前記荷電粒子の検出のための荷電粒子線走査を行う前に、当該画像取得部分について、所定の予備帯電を施すことを特徴とする試料高さ測定方法。
In claim 3,
A sample height measurement method, wherein a predetermined preliminary charge is applied to the image acquisition portion before performing charged particle beam scanning for detecting the charged particles.
荷電粒子源から放出された荷電粒子線を試料に走査することによって、当該試料から放出される荷電粒子の検出に基づいて、前記試料の高さ方向の寸法を測定する試料高さ測定装置において、
予め記憶された試料上の第1の部分の高さと、第2の部分の高さの差違に関する情報と、前記第2の部分の輝度に関する情報との関連情報に基づいて、前記第1の部分の高さと第2の部分の高さの差違を演算する演算装置を備え、当該演算装置は、前記試料に荷電粒子線を走査したときに検出される荷電粒子に基づいて得られる前記第2の部分の輝度に関する情報と、前記記憶された第1の部分の高さと、第2の部分の高さの差違に関する情報に基づいて、前記試料上の第1の部分と第2の部分との高さの差違を演算することを特徴とする試料高さ測定装置。
In a sample height measuring apparatus for measuring a dimension in the height direction of the sample based on detection of charged particles emitted from the sample by scanning the sample with a charged particle beam emitted from a charged particle source,
Based on the pre-stored information on the difference between the height of the first part on the sample, the height of the second part, and the information on the brightness of the second part, the first part An arithmetic device that calculates a difference between the height of the second portion and the height of the second portion, and the arithmetic device is configured to obtain the second obtained based on charged particles detected when the sample is scanned with a charged particle beam. Based on the information on the brightness of the part, the stored height of the first part, and the information on the difference in height of the second part, the height of the first part and the second part on the sample A sample height measuring device characterized by calculating a difference in thickness.
荷電粒子源から放出された荷電粒子線を試料に走査することによって、当該試料から放出される荷電粒子の検出に基づいて、前記試料の高さ方向の寸法を測定する試料高さ測定装置において、
予め記憶された試料上の第1の部分の高さと、第2の部分の高さの差違に関する情報と、前記試料に荷電粒子線を照射した後、前記第2の部分から放出される電子の検出に要する時間に関する情報との関連情報に基づいて、前記第1の部分の高さと第2の部分の高さの差違を演算する演算装置を備え、当該演算装置は、前記荷電粒子線を試料に走査したときに検出される前記第2の部分から放出される電子の検出に要する時間に関する情報と、前記記憶された第1の部分の高さと、第2の部分の高さの差違に関する情報に基づいて、前記試料上の第1の部分と第2の部分との高さの差違を演算することを特徴とする試料高さ測定装置。
In a sample height measuring apparatus for measuring a dimension in the height direction of the sample based on detection of charged particles emitted from the sample by scanning the sample with a charged particle beam emitted from a charged particle source,
Information on the difference between the height of the first portion on the sample stored in advance and the height of the second portion, and the amount of electrons emitted from the second portion after the charged particle beam is irradiated on the sample. A computing device that computes the difference between the height of the first portion and the height of the second portion based on information related to information relating to the time required for detection, the computing device using the charged particle beam as a sample Information relating to the time required to detect the electrons emitted from the second part detected when the second part is scanned, and information relating to the difference between the height of the stored first part and the height of the second part Based on the above, a difference in height between the first portion and the second portion on the sample is calculated.
荷電粒子源から放出された荷電粒子線を試料に走査することによって、当該試料から放出される荷電粒子の検出に基づいて、前記試料の画像を形成する荷電粒子線装置において、
前記試料の高さと、前記試料に対する予備帯電条件を関連付けて記憶する記憶媒体を備えた制御装置を備え、当該制御装置は、所望の試料高さの指定に基づいて、当該指定された試料高さに対応する予備帯電条件による予備帯電を実施することを特徴とする荷電粒子線装置。
In a charged particle beam apparatus that forms an image of the sample based on detection of charged particles emitted from the sample by scanning the sample with a charged particle beam emitted from the charged particle source,
A control device including a storage medium for storing the sample height and a pre-charging condition for the sample in association with each other, and the control device is configured to specify the designated sample height based on designation of a desired sample height; A charged particle beam apparatus that performs precharging under precharging conditions corresponding to the above.
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