JPH0349042B2 - - Google Patents

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JPH0349042B2
JPH0349042B2 JP58037389A JP3738983A JPH0349042B2 JP H0349042 B2 JPH0349042 B2 JP H0349042B2 JP 58037389 A JP58037389 A JP 58037389A JP 3738983 A JP3738983 A JP 3738983A JP H0349042 B2 JPH0349042 B2 JP H0349042B2
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JP
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electron beam
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Satoru Fukuhara
Masahide Okumura
Hisaya Murakoshi
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    • H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G—PHYSICS
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子ビームによる寸法測定装置に係
り、特に微小寸法の高精度測定に好適な信号検出
法に関する。
〔従来技術〕
近年、半導体デバイスの加工寸法の微細化傾向
は著しく、レーザ光等の光による寸法測定は既に
限界に達している。超LSI化に伴うサブミクロン
領域のパターン寸法測定は電子ビームの高解像力
を利用した計測技術の開発を必要とする。此の種
の類似装置として一般に走査電子顕微鏡が使用さ
れることが多い。併乍ら、走査電子顕微鏡はあく
迄も観察装置であり、微細寸法測定に要求される
高精度な位置情報信号を得るという点で信号検出
及び処理法において電子ビーム測長装置とは異な
つたものである。
第１図は従来一般に使用される走査電子顕微鏡
による検出信号の一例である。同図ａは測定試料
断面の模型図であり、ウエーハ基板１上にパター
ン２（本例では設計寸法Ｌ＝0.2μｍ、厚さ0.8μ
ｍ）が形成されている。同図ｂはパターン２の部
分を電子ビームで偏向走査して得られる位置情報
を含んだ検出信号である。パターン２の端部２ｕ
及び２ｗに対応する検出信号の立上り（立下り）
部のピーク値、信号幅Δu，Δwに差異が認められ
る。上記端部の検出信号波形は走査ビームのスポ
ツト径、パターン端部の微細形状等に関係する
が、試料を180゜回転しても信号波形の特徴に変化
は見られず端部２ｕと２ｗが等価であることか
ら、信号検出が関連していることが知れる。通
常、走査電子顕微鏡では検出器は１個であり、上
例でも端部２ｗでは被測定パターン２自体が検出
に対して遮蔽効果を有することに由る。この遮蔽
効果によるカゲは走査電子顕微鏡では試料走査像
の遠近、凹凸感に対しては有効であるが、電子ビ
ームによる寸法測定という観点からは測定誤差の
要因となる。第１図ｂではカゲの長さｌはパター
ン寸法Ｌと同程度もあり、端部２ｕ，２ｗの検出
信号の立上り幅は２〜３倍も異なる。此の様な非
対称性のある検出信号から、電子ビーム測長に要
求されるサブミクロン領域での高精度な測定は不
可能である。また、検出器を複数個設置した装置
の報告（例えば、特開昭58−35854号公報参照）
もあるが、上述の如き検出信号の遮蔽効果に考慮
された例はなく、検出信号自体に位置情報誤差を
含む欠点があつた。
〔発明の目的〕
したがつて、本発明の目的は、被測定試料から
位置情報信号を正確に検出し、微細寸法を高精度
に測定する電子ビーム測長装置を提供することに
ある。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するために、本発明による方法
では、信号検出時に誤差要因を生じない検出器配
置と検出信号の選択方法を採用しているもので以
下、本発明の実施例を図面により説明する。
〔発明の実施例〕
第２図は、本発明による方法を実施した電子ビ
ーム測長装置の一例を示すブロツク図である。電
子ビーム鏡筒部１１では、電子銃１２から放出さ
れた電子ビーム１３は偏向器１４により偏向制御
され、電子レンズ１５で細いスポツトに集束され
て、被測定試料１６上を二次元又は一次元に照射
走査される。試料１６はXYテーブル１７上に設
置され、制御部２２の制御信号でテーブル駆動装
置（図示を省略）により次の測定場所へ移動され
る。電子ビーム１３と被測定試料１６の相互作用
で発生した２次電子、反射電子等の情報信号は検
出による既述の位置誤差を除去するために電子光
学軸に対称な場を形成する補助電極１８を介して
検出される。該補助電極１８は電子光学軸に回転
対称であることは必ずしも必要ではない。被測定
試料１６からの信号は電子光学軸に対称配置され
た複数個の検出器１９，２０（簡単のため２個で
説明するが、少くとも２個以上であればよく第３
図で後述）により検出され、信号増幅器２３，２
４で所定のレベルに増幅される。電子ビーム１３
の偏向走査は制御部２２により偏向信号発生器２
５、偏向増幅器２６を介した走査信号で制御され
る。同時にモニター装置２７には電子ビーム１３
の偏向と同期した走査信号が偏向信号発生器２５
から供給される。信号増幅器２３，２４からの検
出信号をモニター装置２７の輝度変調に用いれば
所謂二次元走査像が、Ｙ変調に用いれば位置情報
波形が得られる。該モニター装置２７により被測
定パターンの位置確認及び測長条件の設定等を行
なう。
一方、信号増幅器２３，２４の出力はまた、本
発明の目的を達成するための信号選択回路２８を
通して信号処理回路３２へ供給される。閾値検
出、ピーク検出等の処理モードを持つ該信号処理
回路３２で検出信号は位置情報に変換されたのち
演算回路３３で実寸法にして表示装置３４に測定
結果を表示する。制御部２２は上記偏向信号系及
び検出信号処理系等に対する、各部のタイミング
設定の同期信号や処理制御信号等を供給する制御
装置であり、操作部２１の操作により制御信号が
発生される。
上記構成の電子ビーム測長装置で位置検出誤差
を除去するための本発明の主要部を説明する。第
３図は検出器の配置を示す平面図である。一般に
測長装置では直交する二軸（Ｘ，Ｙ）方向の寸法
測定が必要であり、第３図ａの様に電子光学軸に
対称配置した２組の検出器対１９，２０，１９′，
２０′を用いる。各検出器対は信号増幅器を含め
て直流レベル、利得を調整されている。第４図は
実施例による検出信号波形の一例である。同図ａ
は被測定試料の断面模型図である。同図ｂは２組
の検出器からの総和の信号波形であり、波形の対
称性は改善されている。併乍ら、パターン２自体
によるカゲの影響で試料基板部１に対応した信号
レベルが平坦でない。これを除くため、パターン
端部２ｕ，２ｗに対して同じ側の検出器１９，１
９′、及び２０と２０′の各々の和信号（第４図ｃ
及びｄに示す）を別々に検出して第２図の信号選
択回路２８により信号選択した。信号選択回路２
８の機能は信号波形ｃとｄを逐次比較する最大検
出回路であり、整流素子２９，３０と電流源３１
で構成され、電流源３１は抵抗素子とバイアス電
源からなる。該信号選択回路２８の出力波形が第
４図ｅである。信号波形ｅは前述の総和波形ａに
比べて、エツヂピークの鈍化がなく、基板部とパ
ターン部での各信号レベルも一定である。この信
号波形ｅを用いれば信号処理回路３２の閾値検出
処理又はピーク値検出処理による位置情報への変
換が正確に行なうことができる。
なお、本発明は上記実施例にのみ限定されるも
のではない。例えば電子光学軸に対称配置される
検出器対は装置使途に応じて１組でも複数組でも
よい。また、第３図ｂに図示した様に電子光学軸
からの距離も検出器対毎に異つてもよく、要は信
号選択回路２８を用いて検出誤差が除去できる構
成であることが肝要である。更に、補助電極１８
は第３図ａの如く、各検出器が光軸から等しい距
離にあれば取り除くこともできる。
又、信号選択回路２８′の構成も第５図に示す
ようにデイジタル化することも可能である。即
ち、信号増幅器２３，２４からの検出信号を
各々、アナログ−デイジタル変換器４０，４１に
よりデイジタル信号に変換し、ラツチ回路４２，
４３でタイミングを合せて、デイジタルコンパレ
ータ４４で検出信号を比較して該コンパレータ出
力でマルチプレクサー４５の切換えを行ない、検
出信号の最大検出を実行することも出来る。マル
チプレクサ−４５の出力をメモリー４６に記録し
てデイジタル量で位置情報を処理してもよい。ま
た、デイジタル−アナログ変換を施せば第２図の
信号処理系をそのまま使用することも可能であ
る。此の様に本発明の主旨を逸脱しない範囲で変
更実施することができる。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明によれば、被測定試
料からの信号検出自体で生ずる寸法誤差を含まな
い情報信号が得られるため、電子ビーム測長装置
に要求されるサブミクロン領域での寸法測定が高
精度で再現性よく実行できる。また、簡単な構成
の信号選択回路を付加するだけでよいため、位置
情報に変換する信号処理回路の変換誤差を著しく
軽減できる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の走査電子顕微鏡による微細パタ
ーンの検出信号を示す波形図、第２図は本発明の
一実施例を示す構成ブロツク図、第３図は検出系
の配置平面図、第４図は本発明による検出信号の
一例を示す波形図、第５図は本発明の信号選択回
路の別の構成図である。 １１……電子ビーム鏡筒部、１２……電子銃、
１４……偏向器、１５……電子レンズ、１８……
補助電極、１９，２０……検出器、２３，２４…
…信号増幅器、２８，２８′……信号選択回路、
２９，３０……整流素子、３１……電流源、３２
……信号処理回路、３３……演算回路、３４……
表示装置、４０，４１……アナログ−デイジタル
変換器、４２，４３……ラツチ回路、４４……デ
イジタルコンパレーター、４５……マルチプレク
サー、４６……メモリー。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 被測定試料を電子ビーム走査して、試料から
    の位置情報信号を検出する信号検出手段と、該検
    出信号から被測定試料上の寸法に変換する信号処
    理手段とよりなる電子ビーム装置において、該信
    号処理手段として、前記被測定試料の一方に対面
    した側の検出器からの検出信号と、前記被測定試
    料の他方に対面した側定の検出器からの検出信号
    を比較選択する信号選択回路を設けたことを特徴
    とする電子ビーム測長装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の電子ビーム測長
    装置において、上記比較選択する信号選択回路と
    して最大値を検出する回路であることを特徴とす
    る電子ビーム測長装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の電子ビーム測長
    装置において、前記被測定試料に対面した側の少
    なくとも２つの検出器からの検出信号を加算する
    加算手段を有することを特徴とする電子ビーム測
    長装置。
JP58037389A 1983-03-09 1983-03-09 電子ビ−ム測長装置 Granted JPS59163506A (ja)

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DE19843404611 DE3404611A1 (de) 1983-03-09 1984-02-09 Messsystem fuer kleine abmessungen mit hilfe eines abtastelektronenstrahls

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Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61140811A (ja) * 1984-12-14 1986-06-27 Hitachi Ltd 電子ビ−ム測長装置
US4588890A (en) * 1984-12-31 1986-05-13 International Business Machines Corporation Apparatus and method for composite image formation by scanning electron beam
US5006795A (en) * 1985-06-24 1991-04-09 Nippon Telephone and Telegraph Public Corporation Charged beam radiation apparatus
JPS6240146A (ja) * 1985-08-14 1987-02-21 Mitsubishi Electric Corp 荷電ビ−ムパタ−ン欠陥検査装置
JPS6275206A (ja) * 1985-09-30 1987-04-07 Hitachi Ltd 電子ビ−ム測長装置
JPS62190405A (ja) * 1986-02-17 1987-08-20 Hitachi Ltd 電子ビ−ム測長装置
JPS62255912A (ja) * 1986-04-30 1987-11-07 Hitachi Ltd 走査光子顕微鏡
US4760567A (en) * 1986-08-11 1988-07-26 Electron Beam Memories Electron beam memory system with ultra-compact, high current density electron gun
US4721842A (en) * 1986-08-29 1988-01-26 Ferranti Sciaky, Inc. Beam position correction device
JPS63215910A (ja) * 1987-03-04 1988-09-08 Erionikusu:Kk 断面測定方法
NL8702874A (nl) * 1987-12-01 1989-07-03 Philips Nv Inspectie apparaat met gedigitaliseerde elektronen detectie.
US4941980A (en) * 1989-02-17 1990-07-17 Opal, Inc. System for measuring a topographical feature on a specimen
JP2943815B2 (ja) * 1990-04-06 1999-08-30 日本電子株式会社 電子ビーム測長機における測長方式
JP2802571B2 (ja) * 1993-03-23 1998-09-24 株式会社日立製作所 電子線測長装置
US5557596A (en) * 1995-03-20 1996-09-17 Gibson; Gary Ultra-high density storage device
AU2579197A (en) * 1997-03-12 1998-09-29 Ilyin, Mikhail Julievich Method for measuring linear dimensions
JP2985826B2 (ja) * 1997-04-09 1999-12-06 日本電気株式会社 位置検出装置および方法
US6124140A (en) * 1998-05-22 2000-09-26 Micron Technology, Inc. Method for measuring features of a semiconductor device
US6369891B1 (en) 1999-07-02 2002-04-09 Agere Systems Guardian Corp. Method of determining accuracy error in line width metrology device
US6258610B1 (en) 1999-07-02 2001-07-10 Agere Systems Guardian Corp. Method analyzing a semiconductor surface using line width metrology with auto-correlation operation
US6326618B1 (en) 1999-07-02 2001-12-04 Agere Systems Guardian Corp. Method of analyzing semiconductor surface with patterned feature using line width metrology
US6225639B1 (en) 1999-08-27 2001-05-01 Agere Systems Guardian Corp. Method of monitoring a patterned transfer process using line width metrology
US6507552B2 (en) 2000-12-01 2003-01-14 Hewlett-Packard Company AFM version of diode-and cathodoconductivity-and cathodoluminescence-based data storage media
US20020095680A1 (en) * 2001-01-12 2002-07-18 Davidson Robert J. Personal movie storage module
US7170842B2 (en) * 2001-02-15 2007-01-30 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Methods for conducting current between a scanned-probe and storage medium
US6791931B2 (en) 2001-03-16 2004-09-14 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Accelerometer using field emitter technology
US7102983B2 (en) * 2001-10-30 2006-09-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Current divider-based storage medium
US20030081532A1 (en) * 2001-10-30 2003-05-01 Gibson Gary A. Supplementary energy sources for atomic resolution storage memory devices
CN100373409C (zh) * 2003-01-27 2008-03-05 富士通株式会社 注目物体出现位置显示装置
KR100567622B1 (ko) * 2003-12-29 2006-04-04 삼성전자주식회사 반도체 소자의 패턴 선폭 측정 방법 및 장치
US7952073B2 (en) * 2008-08-01 2011-05-31 Direct Electron, Lp Apparatus and method including a direct bombardment detector and a secondary detector for use in electron microscopy
JP6309194B2 (ja) * 2013-02-01 2018-04-11 株式会社ホロン ノイズ低減電子ビーム装置および電子ビームノイズ低減方法
JP6378927B2 (ja) * 2014-04-25 2018-08-22 株式会社日立ハイテクノロジーズ 計測システムおよび計測方法
DE102018204683B3 (de) 2018-03-27 2019-08-08 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Elektronenstrahlmikroskop

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51148451A (en) * 1975-06-14 1976-12-20 Fujitsu Ltd Basic position-error detection system
JPS5498268A (en) * 1978-01-16 1979-08-03 Ibm Method of inspecting position

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3329813A (en) * 1964-08-25 1967-07-04 Jeol Ltd Backscatter electron analysis apparatus to determine elemental content or surface topography of a specimen
GB1195271A (en) * 1967-02-16 1970-06-17 Cambridge Instr Co Ltd Electron Beam Apparatus
NL7213355A (ja) * 1972-10-03 1974-04-05
DD124091A1 (ja) * 1975-09-24 1977-02-02
US4179604A (en) * 1978-09-29 1979-12-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Electron collector for forming low-loss electron images

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51148451A (en) * 1975-06-14 1976-12-20 Fujitsu Ltd Basic position-error detection system
JPS5498268A (en) * 1978-01-16 1979-08-03 Ibm Method of inspecting position

Also Published As

Publication number Publication date
DE3404611C2 (ja) 1987-04-02
DE3404611A1 (de) 1984-09-20
JPS59163506A (ja) 1984-09-14
US4600839A (en) 1986-07-15

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