JPS61124810A - パタ−ン形状検査装置 - Google Patents
パタ−ン形状検査装置Info
- Publication number
- JPS61124810A JPS61124810A JP59245999A JP24599984A JPS61124810A JP S61124810 A JPS61124810 A JP S61124810A JP 59245999 A JP59245999 A JP 59245999A JP 24599984 A JP24599984 A JP 24599984A JP S61124810 A JPS61124810 A JP S61124810A
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- Japan
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- hole
- pattern
- memory
- electron
- hole pattern
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
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- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (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】
〔技術分野〕
本発明は、パターン形状検査装置に関し、特に半導体集
積回路の微細穴パターンの形状評価に好適なパターン形
状検査装置に関するものである。
積回路の微細穴パターンの形状評価に好適なパターン形
状検査装置に関するものである。
従来、パターン形状を詳価する場合、特にＬＳＩ製造工
程のパターン加工において第３図（ｂ）に示す如く半導
体基板１上のたとえば絶縁膜（パターン材）２に形成さ
れた穴３の形状を詳価する場合、光学式顕微鏡を用いて
穴パターンの略中央部に同図（ａ）に示す如く寸法測定
用走査ライン４を設定して光学的反射信号あるいは散乱
信号から穴直径の寸法を求めていた。
程のパターン加工において第３図（ｂ）に示す如く半導
体基板１上のたとえば絶縁膜（パターン材）２に形成さ
れた穴３の形状を詳価する場合、光学式顕微鏡を用いて
穴パターンの略中央部に同図（ａ）に示す如く寸法測定
用走査ライン４を設定して光学的反射信号あるいは散乱
信号から穴直径の寸法を求めていた。
しかしながら、寸法測定光学系の位置決め請度上の限界
から、正しく走査ライン４の位置を決めることが難しく
、時には走査ライン５の位置で寸法を測定する結果とな
り、誤差を生じてしまい。
から、正しく走査ライン４の位置を決めることが難しく
、時には走査ライン５の位置で寸法を測定する結果とな
り、誤差を生じてしまい。
正しく寸法評価、従って形状評価を行なうことが困難と
なる。
なる。
またＬＳＩの微細化に伴なってパターンが微細化して、
コンタクト穴やスルーホールなどの穴寸法が１μｍ以下
となってくると、マスク形状は四角の場合でもウェハ上
では第４図に示す如く円形穴６のように崩れてしまう。
コンタクト穴やスルーホールなどの穴寸法が１μｍ以下
となってくると、マスク形状は四角の場合でもウェハ上
では第４図に示す如く円形穴６のように崩れてしまう。
この場合には走査ライン７を正しく中央に置くことはき
わめて困難となる。
わめて困難となる。
以上のように従来の光学式顕微鏡を用いた方法では、微
***パターンの寸法測定は非常に困難であり、微***パ
ターンの形状評価を正しく行なうことができない、更に
光学方法よりも高に分解能 ゛が得られる走査電子顕微
鏡を用いて電子線走査により寸法測定をしても、１μｍ
以下の穴の寸法測定となると光学式の場合を、同様の問
題点を有することが本発明者によって明らかにされた。
***パターンの寸法測定は非常に困難であり、微***パ
ターンの形状評価を正しく行なうことができない、更に
光学方法よりも高に分解能 ゛が得られる走査電子顕微
鏡を用いて電子線走査により寸法測定をしても、１μｍ
以下の穴の寸法測定となると光学式の場合を、同様の問
題点を有することが本発明者によって明らかにされた。
なお、走査電子顕微鏡における距離測定装置の公知例と
しては特開昭５６−６１６０４号公報がある。
しては特開昭５６−６１６０４号公報がある。
本発明の目的は、穴パターンの形状、特に微細大パター
ンの形状を高精度に評価できるようにしたパターン形状
検査装置を提供することにある。
ンの形状を高精度に評価できるようにしたパターン形状
検査装置を提供することにある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、穴パターンを有する試料に対して電子線を走
査して、それによって得られる情報信号に基づく二次元
像の輝度をしきい値と比較しと画素毎に２値Ｃａｌ １
１９ 、 ＃ Ｏ＃）化して、各画素を白部と黒部に分
は穴パターンの穴部に相当する部分の白部や黒部の面積
を算出し、この電子線方式の高分解能（光方式の場合の
０．２〜０．３μｍに対し。
査して、それによって得られる情報信号に基づく二次元
像の輝度をしきい値と比較しと画素毎に２値Ｃａｌ １
１９ 、 ＃ Ｏ＃）化して、各画素を白部と黒部に分
は穴パターンの穴部に相当する部分の白部や黒部の面積
を算出し、この電子線方式の高分解能（光方式の場合の
０．２〜０．３μｍに対し。
０．０１μｍである。）にもとづく高精度の算出面積に
より穴パターン、特に微細穴パターンの形状評価を高精
度に実現するものである。
より穴パターン、特に微細穴パターンの形状評価を高精
度に実現するものである。
第１図は本発明によるパターン形状検査装置の一実施例
を示すものである。
を示すものである。
本発明をＬＳＩ製造工程におけるウェハ上の微細穴パタ
ーンの形状評価を行なう場合に適用して以下説明する。
ーンの形状評価を行なう場合に適用して以下説明する。
試料（ウェハ上に微細穴パターンを形成したもの）に対
して電子線（電子ビーム）を走査し、それによって得ら
れる情報信号にもとづいて試料の二次元像を形成する電
子光学系を有する装置として、たとえば走査電子顕微鏡
を適用することができる。そして電子銃９からの電子線
１０は電子レンズ（収束レンズ）１１によって試料台１
２上の試料（ウェハ上に微細穴パターンを形成したもの
）１３に収束されると共に、図示しない電子線偏向回路
によって試料１３上で二次元的に走査される。
して電子線（電子ビーム）を走査し、それによって得ら
れる情報信号にもとづいて試料の二次元像を形成する電
子光学系を有する装置として、たとえば走査電子顕微鏡
を適用することができる。そして電子銃９からの電子線
１０は電子レンズ（収束レンズ）１１によって試料台１
２上の試料（ウェハ上に微細穴パターンを形成したもの
）１３に収束されると共に、図示しない電子線偏向回路
によって試料１３上で二次元的に走査される。
このとき試料１３より二次電子が１４発生し、二次電子
検出器１５に収集される。微***パターン上で電子線走
査を等ピッチで、次々と進行させると二次電子検出器１
５の出力として、第２図の如き信号波形が次々と得られ
る。第２図において、パルス状に立上った位置が微小パ
ターンの穴部の縁部に対応している。従って、第２図の
立上りパルス状部分のピーク値（あるいは、しきい値）
に相当する位置の包絡線を取れば、この内部が穴パター
ンの穴部の面積に対応している。
検出器１５に収集される。微***パターン上で電子線走
査を等ピッチで、次々と進行させると二次電子検出器１
５の出力として、第２図の如き信号波形が次々と得られ
る。第２図において、パルス状に立上った位置が微小パ
ターンの穴部の縁部に対応している。従って、第２図の
立上りパルス状部分のピーク値（あるいは、しきい値）
に相当する位置の包絡線を取れば、この内部が穴パター
ンの穴部の面積に対応している。
二次電子検出器１５よりも後の後段の構成は本発明にお
いて特に付加されるもので、パターンメモリ１６には二
次電子検出器１５の出力にもとづき微細大パターンの二
次元像が記憶される。このパターンメモリ１６は普通８
ビツトの階調を有しているため、パターンメモリ１６上
には明暗輝度の異なる像が得られることになる。そして
穴形状に対応した明暗部分が表わされることになる。こ
のパターンメモリ１６に記憶した二次元の電子像の明暗
輝度を、後段の２値化回路１７で画素毎にたとえばしき
い値と比較して、しきい値以上であれば１”（白）、シ
きい値より小さければ１１０ ＃１（黒）として出力す
る。この２値化回路１７の出力（”１”又はａｓ Ｏｔ
ｏ ）に応じてパターンメモリ１８に画素毎に白又は黒
の表示をする。これにより、このパターンメモリ１８に
は白黒で具現された穴パターンの二次元像が描画される
。
いて特に付加されるもので、パターンメモリ１６には二
次電子検出器１５の出力にもとづき微細大パターンの二
次元像が記憶される。このパターンメモリ１６は普通８
ビツトの階調を有しているため、パターンメモリ１６上
には明暗輝度の異なる像が得られることになる。そして
穴形状に対応した明暗部分が表わされることになる。こ
のパターンメモリ１６に記憶した二次元の電子像の明暗
輝度を、後段の２値化回路１７で画素毎にたとえばしき
い値と比較して、しきい値以上であれば１”（白）、シ
きい値より小さければ１１０ ＃１（黒）として出力す
る。この２値化回路１７の出力（”１”又はａｓ Ｏｔ
ｏ ）に応じてパターンメモリ１８に画素毎に白又は黒
の表示をする。これにより、このパターンメモリ１８に
は白黒で具現された穴パターンの二次元像が描画される
。
一方、パターンメモリ１８の一画素当りの面積は、電子
線走査時の像の拡大倍率によって別に求めることができ
るので、穴パターンの穴部に相当する面積は、メモリ１
８に記憶された穴パターンの二次元像のうち穴部に相当
する部分の画素数を計数し、この計数値に前記−画素当
りの面積を乗算することにより求めることができる。従
って穴パターンの穴部に相当する面積を算出する演算部
１９は、メモリ１８に記憶された穴パターン像の穴部に
相当する部分の白部や黒部の画素数を計数する計数回路
と、この計数回路の出力計数値に別に求めた画素の面積
を乗算して前記穴部に相当する部分の面積を算出する乗
算回路とからなる。次に表示部２０に演算部１９の算出
面積が表示されるので、これによりウェハ上の微細大パ
ターンの形状評価を行なうことができる。しかも高分解
能（たとえば０，０１μｍ）が得られる電子線走査方式
を用いているので、高精度の穴パターンの二次元の電子
像が得られる。そして、この穴パターン像の穴部に相当
する部分の面積を対象として測定することにより、高精
度に穴パターンの穴部の面積を算出できるので、この面
積測定によってＬＳ Ｉ製造工程におけるウェハ上の微
細穴パターンの形状評価を高精度に行なうことができる
。
線走査時の像の拡大倍率によって別に求めることができ
るので、穴パターンの穴部に相当する面積は、メモリ１
８に記憶された穴パターンの二次元像のうち穴部に相当
する部分の画素数を計数し、この計数値に前記−画素当
りの面積を乗算することにより求めることができる。従
って穴パターンの穴部に相当する面積を算出する演算部
１９は、メモリ１８に記憶された穴パターン像の穴部に
相当する部分の白部や黒部の画素数を計数する計数回路
と、この計数回路の出力計数値に別に求めた画素の面積
を乗算して前記穴部に相当する部分の面積を算出する乗
算回路とからなる。次に表示部２０に演算部１９の算出
面積が表示されるので、これによりウェハ上の微細大パ
ターンの形状評価を行なうことができる。しかも高分解
能（たとえば０，０１μｍ）が得られる電子線走査方式
を用いているので、高精度の穴パターンの二次元の電子
像が得られる。そして、この穴パターン像の穴部に相当
する部分の面積を対象として測定することにより、高精
度に穴パターンの穴部の面積を算出できるので、この面
積測定によってＬＳ Ｉ製造工程におけるウェハ上の微
細穴パターンの形状評価を高精度に行なうことができる
。
また演算部１９の出力を用いて、微細穴パターンの形状
の良否を判定して選別したりすることなどにも利用でき
る。
の良否を判定して選別したりすることなどにも利用でき
る。
なお、上記実施例では、パターンメモリ１６を介在させ
ているが、二次電子検出器１５の出力を直接に２値化回
路１７を介゛してパターンメモリ１８に入力させて、パ
ターンメモリ１８に穴パターンの白黒の二次元電子像を
得るようにすることもできる。この場合、ノイズなどの
影響を除去するために、二次電子検出器１５の出力であ
る第２図に示す如き各信号波形の最初のパルス状部分が
、所定のしきい値以上となった位置の画素をたとえば“
１”（白）とし、それ以後“１＃をホールドし、次のパ
ルス状部分でしきい値以上となったら１１０ ｊ＃（黒
）に反転させる方法により、穴部に相当する部分の各画
素をすべて” １ ” （白）とし、パターンメモリ１
８に穴部を白の二次元像として表示することもできる。
ているが、二次電子検出器１５の出力を直接に２値化回
路１７を介゛してパターンメモリ１８に入力させて、パ
ターンメモリ１８に穴パターンの白黒の二次元電子像を
得るようにすることもできる。この場合、ノイズなどの
影響を除去するために、二次電子検出器１５の出力であ
る第２図に示す如き各信号波形の最初のパルス状部分が
、所定のしきい値以上となった位置の画素をたとえば“
１”（白）とし、それ以後“１＃をホールドし、次のパ
ルス状部分でしきい値以上となったら１１０ ｊ＃（黒
）に反転させる方法により、穴部に相当する部分の各画
素をすべて” １ ” （白）とし、パターンメモリ１
８に穴部を白の二次元像として表示することもできる。
そして、この各画素の白部をＩＩ １７９として全部を
加算すれば穴部の全画素数を求めることができる。
加算すれば穴部の全画素数を求めることができる。
〔効果〕
（１）穴パターンの形状評価に当り、光走査方式に比べ
分解能が高い電子線走査方式を用いたことにより、高精
度に得られる穴パターンの二次元像の穴部に相当する部
分の面積を対象として算出した面積を用いることにした
ので、穴パターンの形状を高精度に評価することができ
る。
分解能が高い電子線走査方式を用いたことにより、高精
度に得られる穴パターンの二次元像の穴部に相当する部
分の面積を対象として算出した面積を用いることにした
ので、穴パターンの形状を高精度に評価することができ
る。
（２）従ってＬＳＩ製造工程におけるウェハ上の微細穴
パターン形状の高精度評価に好適である６更にＬＳＩ製
作に関係なく一般にサブミクロン寸法を有するパターン
形状の高精度評価にも好適である。
パターン形状の高精度評価に好適である６更にＬＳＩ製
作に関係なく一般にサブミクロン寸法を有するパターン
形状の高精度評価にも好適である。
以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。
以上の説明では、主として本発明者によってなされた発
明を、その背景となった利用分野であるＬＳＩ製造工程
におけるウェハ上の微細穴パターンの形状評価に適用し
た場合について説明したが。
明を、その背景となった利用分野であるＬＳＩ製造工程
におけるウェハ上の微細穴パターンの形状評価に適用し
た場合について説明したが。
それに限定されるものではなく、半導体装置全般の製造
工程における穴パターン形状の評価に適用できると共に
、更に、たとえばサブミクロン寸法を有するパターン形
状など、広く一般のパターン形状の評価に適用できる。
工程における穴パターン形状の評価に適用できると共に
、更に、たとえばサブミクロン寸法を有するパターン形
状など、広く一般のパターン形状の評価に適用できる。
第１回は本発明によるパターン形状検査装置の一実施例
を示す構成図、 第２図は電子線走査に伴なって次々に得られる。 第１図の二次電子検出器の出力波形の一例を示す動作説
明図。 第３図（’ａ）および（ｂ）は従来のパターン形状検査
方法を説明するための図であって、同図（ａ）は穴パタ
ーンの平面図、同図（ｂ）は穴パターンの断面図である
。 第４図は同じ〈従来のパターン形状検査方法の説明図で
ある。 ９・・・電子銃、１０・・・電子線、１１・・・集束レ
ンズ。 １２・・・試料台、１３・・・試料、１４・・・二次電
子。 １５・・・二次電子検出器、１６．１８・・・パターン
メモリ、１７・・・２値化回路、１９・・・演算部、２
０・・・表示部。 第 １ 図 第 ３ 図
を示す構成図、 第２図は電子線走査に伴なって次々に得られる。 第１図の二次電子検出器の出力波形の一例を示す動作説
明図。 第３図（’ａ）および（ｂ）は従来のパターン形状検査
方法を説明するための図であって、同図（ａ）は穴パタ
ーンの平面図、同図（ｂ）は穴パターンの断面図である
。 第４図は同じ〈従来のパターン形状検査方法の説明図で
ある。 ９・・・電子銃、１０・・・電子線、１１・・・集束レ
ンズ。 １２・・・試料台、１３・・・試料、１４・・・二次電
子。 １５・・・二次電子検出器、１６．１８・・・パターン
メモリ、１７・・・２値化回路、１９・・・演算部、２
０・・・表示部。 第 １ 図 第 ３ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、穴パターンを有する試料に対して電子線を走査し、
それによって得られる情報信号に基づいて試料の二次元
像を形成する電子光学系を有する装置において、前記二
次元像の輝度を画素毎に２値化する２値化回路と、この
２値化回路の出力に応じて各画素を二つの色部のいずれ
かに分けて記憶するメモリと、このメモリに記憶された
前記穴パターンの穴部に相当する部分の面積を算出する
演算部とを備えたことを特徴とするパターン形状検査装
置。 ２、前記演算部は前記メモリに記憶された穴パターンの
穴部に相当する部分の画素数を計数する計数回路と、こ
の計数回路の出力計数値に画素の面積を乗算して前記穴
部に相当する部分の面積を算出する乗算回路とからなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のパターン
形状検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59245999A JPS61124810A (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | パタ−ン形状検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59245999A JPS61124810A (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | パタ−ン形状検査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61124810A true JPS61124810A (ja) | 1986-06-12 |
Family
ID=17141957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59245999A Pending JPS61124810A (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | パタ−ン形状検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61124810A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6321844A (ja) * | 1986-07-15 | 1988-01-29 | Jeol Ltd | コンタクトホ−ルの測定方法 |
| JPS6448470A (en) * | 1987-08-19 | 1989-02-22 | Hitachi Ltd | Inspection apparatus |
| DE19860704B4 (de) * | 1998-06-13 | 2009-07-30 | Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon | Verfahren zur Überprüfung zumindest eines Teils eines Halbleiterwafers mit einem Rasterelektronenmikroskop |
-
1984
- 1984-11-22 JP JP59245999A patent/JPS61124810A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6321844A (ja) * | 1986-07-15 | 1988-01-29 | Jeol Ltd | コンタクトホ−ルの測定方法 |
| JPS6448470A (en) * | 1987-08-19 | 1989-02-22 | Hitachi Ltd | Inspection apparatus |
| DE19860704B4 (de) * | 1998-06-13 | 2009-07-30 | Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon | Verfahren zur Überprüfung zumindest eines Teils eines Halbleiterwafers mit einem Rasterelektronenmikroskop |
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