JPH01201110A - Electron beam length measuring method - Google Patents

Electron beam length measuring method

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JPH01201110A
JPH01201110A JP63026385A JP2638588A JPH01201110A JP H01201110 A JPH01201110 A JP H01201110A JP 63026385 A JP63026385 A JP 63026385A JP 2638588 A JP2638588 A JP 2638588A JP H01201110 A JPH01201110 A JP H01201110A
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JP
Japan
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electron beam
frame memory
line
charge
length
Prior art date
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Pending
Application number
JP63026385A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Yamada
篤 山田
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Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
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Publication date
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  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)

Abstract

PURPOSE:To measure length under the same conditions with a frame memory image and photography by forming a charge-up part nearby a length measurement line in advance. CONSTITUTION:A 1st scanning system 4 and a 2nd scanning system 5 are controlled according to an indication from a CPU 11. Namely, the charge-up part is formed nearby the length measurement line prior to actual length measurement, and then the length measurement line is scanned (at the time of the frame memory memory image). Consequently, the line width is measured under the same conditions with the whole image stored in the frame memory 14.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、電子ビーム測長様によるパターン幅珂良方法
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method for measuring pattern width using electron beam length measurement.

(従来の技術) 微細加工技術の急速な進歩により、集積回路はまずます
微細化されてきている。その回路素子の寸法は数ミクロ
ンから1ミクロンと微細化されてきている。素子の寸法
が増幅度や周波数特性等、電子回路の基本的性能を決定
する重要な要素となるため、チップ(材料)内のパター
ン幅を正確に測定することが、集積回路を設計する上で
必要となる。
(Prior Art) With rapid progress in microfabrication technology, integrated circuits are becoming increasingly finer. The dimensions of the circuit elements have been miniaturized from several microns to one micron. Since the dimensions of the element are important factors in determining the basic performance of electronic circuits such as amplification and frequency characteristics, accurately measuring the pattern width within the chip (material) is essential in designing integrated circuits. It becomes necessary.

電子ビーム測長機は、材料内のパターン幅を正確に測定
する装置で、第3図にその構成例を示す。
An electron beam length measuring machine is a device that accurately measures the pattern width within a material, and an example of its configuration is shown in FIG.

1子銃1から出射した電子ビーム3iは、ブランキング
電極2によりオンオフされた後、収束レンズ3で収束さ
れる。収束された電子ビーム13iは、第1走査系4及
び第2走査系5を通過する間に2次元方向に偏向を受け
る。この偏向υ」■は、CPtJllの指示により行わ
れる。、偏向を受けた電子ビームBiは、対物レンズ6
により収束をうけた後、材料台7上に載置された材料8
上に焦点を結ぶ。つまり材料8・を電子ビーム13iが
照射することになる。
The electron beam 3i emitted from the single gun 1 is turned on and off by the blanking electrode 2, and then converged by the converging lens 3. The focused electron beam 13i is deflected in two-dimensional directions while passing through the first scanning system 4 and the second scanning system 5. This deflection υ"■ is performed according to the instructions of CPtJll. , the electron beam Bi that has been deflected is passed through the objective lens 6.
The material 8 placed on the material table 7 after being converged by
Focus on the top. In other words, the material 8 is irradiated with the electron beam 13i.

電子ビームBiが材料8上を走査していくにつれて、材
料8のビーム照射点からは反射電子又は2次電子が発生
する。ここで、材料8を走査する方向としては、電子ビ
ーム[3iを一定の間隔で飛び飛びに走らせるディジタ
ル走査が行われる。この飛び飛びの間隔(目盛り単位)
としては、例えば電子ビームB1の走査距離の1/10
00程度に設定される。例えば1ミクロンの線幅を測る
には、3ミクロンの幅だけ電子ビームB1を走査し、目
盛りの単位を0.003ミクロンに設定する。
As the electron beam Bi scans the material 8, reflected electrons or secondary electrons are generated from the beam irradiation point of the material 8. Here, as the direction in which the material 8 is scanned, digital scanning is performed in which the electron beam [3i is run intermittently at regular intervals. This jump interval (scale unit)
For example, 1/10 of the scanning distance of the electron beam B1
It is set to about 00. For example, to measure a line width of 1 micron, the electron beam B1 is scanned by a width of 3 microns, and the scale unit is set to 0.003 micron.

材料面からR生した反射電子又は2次電子の強度は、照
q4点の材質によって異なる。そこで、材料面上部に配
置した検出器9でこの反射電子又は2次電子を検出し、
アンプ10で増幅した復、0PU11に与える。CPU
11は、検出器って検出した信号を基にしてパターン幅
を1lll長する。尚、走査距離や目盛りの11位は、
電子ビーム描画装胃で作った基準図形を用いて精密に校
正される。つまり、基準図形を測長することによりil
l!艮機の値を補正していく。実際の測長においては、
測長の再現性や精度をLげるために、通常1024ステ
ツプ(10ビツト)や2048ステツプ(11ステツプ
〉の分解能のD/Aコンバータを用いてディジタル走査
を行っている。1フイ一ルド分のビーム走査が終了した
らCPU11の指令により駆動1横12を作動させ、材
れ台7を移動させる。
The intensity of the reflected electrons or secondary electrons generated from the material surface differs depending on the material of the q4 point. Therefore, this reflected electron or secondary electron is detected by a detector 9 placed above the material surface,
The signal amplified by the amplifier 10 is applied to 0PU11. CPU
Reference numeral 11 increases the pattern width by 1llll based on the signal detected by the detector. In addition, the 11th place in the scanning distance and scale is
It is precisely calibrated using a reference pattern created using an electron beam lithography system. In other words, by measuring the length of the reference figure,
l! Correct the value of the tsuki machine. In actual length measurement,
In order to improve the reproducibility and accuracy of length measurements, digital scanning is usually performed using a D/A converter with a resolution of 1024 steps (10 bits) or 2048 steps (11 steps). When the beam scanning is completed, the drive 1 horizontal 12 is operated according to a command from the CPU 11, and the timber table 7 is moved.

13は、材料8の仝而のパターン情報を格納するフレー
ムメモリである。パターンの所定部分の幅を測長丈る前
に、材料8の全面をスキャンし、その時の材料から得ら
れた信号をCPU11内蔵のA/D変換器(図示せず)
によりディジタルデータに変換されたものが、該フレー
ムメモリ13に格納される。そして、該フレームメモリ
13の内容は、必要に応じてCRT14に表示させるこ
とができる。
13 is a frame memory for storing actual pattern information of the material 8; Before measuring the width of a predetermined portion of the pattern, the entire surface of the material 8 is scanned, and the signal obtained from the material at that time is sent to an A/D converter (not shown) built in the CPU 11.
The data converted into digital data is stored in the frame memory 13. The contents of the frame memory 13 can be displayed on the CRT 14 as necessary.

ところで、電子ビームを用いて材#1上を照射すると、
チャージアップ現象が生じる。チャージアップとは、材
料上に電子ビームが照射された際、電荷が当該材料の内
部に散乱される現象をいう。
By the way, when material #1 is irradiated with an electron beam,
A charge-up phenomenon occurs. Charge-up refers to a phenomenon in which when a material is irradiated with an electron beam, charges are scattered inside the material.

そこで、電子ビーム照射のように一方向のライン(線の
こと。以下同じ)スキャンを行うと、材料上のスキャン
ラインに沿って成る幅をもってチャージアップが起きる
ことになる。そして、このチャージアップは加速電圧が
高い程影響を受けやすく、また材料8の材質にも依存す
る。従って、−方向のみの電子ビーム照射を行った場合
と、フレームメモリ格納時、或いは写真層影時のように
連続したラスクスキャンを行った場合とでは、チャージ
アップ状態は異なることになる。
Therefore, when a unidirectional line (line) scan is performed as in electron beam irradiation, charge-up occurs in a width along the scan line on the material. The higher the accelerating voltage is, the more this charge-up is affected, and it also depends on the quality of the material 8. Therefore, the charge-up state will be different depending on the case where electron beam irradiation is performed only in the - direction and the case where continuous rask scanning is performed such as when storing in a frame memory or during photographic layer shadowing.

(発明が解決しようとする課題) 前述したように電子ビームを材料上に照射してフレーム
メモリにその反射信号を取込む場合、材料全面にわたっ
てチャージアップが生じる。従って、フレームメモリ1
3に格納された画像は、画面全体にチャージアップを受
けたものとなる。写真躍彰の場合もフレームメモリの場
合と同様である。ところが、特定の線幅のみを1回のス
キャンのみで測長する場合、材料8がチャ−ジアップの
影響を受けていない状態で線幅を測定することとなり、
フレームメモリ13格納時或いは写真撮影時の状態と測
定条件が異なってしまう。測定条件が異なると、例えば
チャージアップが起きると試料表面電位を変化させ、2
次電子信号に影響を及ぼす。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, when a material is irradiated with an electron beam and its reflected signal is captured in a frame memory, charge-up occurs over the entire surface of the material. Therefore, frame memory 1
The image stored in No. 3 has the entire screen charged up. The case of photographic performance is similar to the case of frame memory. However, when measuring only a specific line width in one scan, the line width is measured while the material 8 is not affected by charge-up.
The measurement conditions differ from the state when the frame memory 13 is stored or when a photograph is taken. If the measurement conditions are different, for example, when charge-up occurs, the sample surface potential changes, and 2
Affects the next electronic signal.

ところで、当初材料仝体のパターンをvA察するために
加速電圧を調整してチャージアップが許容値になるよう
にする。測長時には、前後左右の5カ所を測定する。し
かしながら、それでは工数がかかりすぎるので1カ所の
ビーム走査で済ませるようにしたい。このため、仝体像
と1ラインスキ1アンとを同じ条件に近づける必要があ
る。
By the way, in order to initially detect the pattern of the material body in vA, the accelerating voltage is adjusted so that the charge-up becomes an allowable value. When measuring the length, measure at five locations: front, back, left, and right. However, this would require too much man-hours, so it would be better to scan the beam at one location. For this reason, it is necessary to bring the body image and the one-line scan to the same conditions.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであって、
その目的はフレームメモリ画像や写真蹟影の場合と同じ
条件で線幅を測長することができる電子ビーム副長方法
を実現することにある。
The present invention has been made in view of these points, and
The purpose is to realize an electron beam sub-length method that can measure line width under the same conditions as for frame memory images and photographic shadows.

(課題を解決するための手段) 前記した課題を解決する本発明は、電子ビーム測長機を
用いて材料上の特定のパターンの幅を測長する場合にお
いて、測長する線の測長箇所の近辺に予めビーム走査を
行って、材料に生じるチャージアップをフレーム画像の
場合、或いは写真余彰の場合と同一条件になるようにし
ておき(ステップ[1])、チャージアップされた領域
に対してビ−ム走査を行って測長を行う(ステップ[2
])ようにしたことを特徴としている。第1図は、本発
明方法の一実施例を示すフローチャートである。
(Means for Solving the Problems) The present invention, which solves the above-mentioned problems, provides a method for measuring the width of a specific pattern on a material using an electron beam length measuring machine. The beam is scanned in advance in the vicinity of the material so that the charge-up that occurs on the material is under the same conditions as in the case of frame images or photographic images (step [1]), and the charged-up area is perform beam scanning and measure the length (step [2
]). FIG. 1 is a flowchart showing one embodiment of the method of the present invention.

(作用) 測長ずべき箇所の近辺に予めビーム走査を行ってフレー
ム画像或いは写真撮影の場合と同様のチャージアップを
作っておいてから1ラインスキヤンによる測長を行う。
(Operation) A beam is scanned in advance in the vicinity of the location where length measurement is to be performed to create a charge-up similar to that in the case of frame image or photography, and then length measurement is performed by one line scan.

このようにすることにより、フレームメモリ上の全体画
像乃至は写11踊影の場合と同じ条件で測長を行うこと
ができる。
By doing so, the length can be measured under the same conditions as in the case of the whole image on the frame memory or the 11th image.

(実施例) 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第2図は本発明方法の説明図である。同図(イ)におい
て、測定物2oのa点とb点との間の幅を測長するもの
とする。この時の測長ラインをBとする。また、スキャ
ンスピードはフレームメモリに2次電子信号を格納する
場合と同じとする。先ず、測長ラインBの1画素上のラ
インA@電子ビームでスキャンする。次に測長ラインB
の1画素下のラインCをスキャンする。これで、測長ラ
インBの上下にフレームメモリ画像と同じチャージアッ
プが作られたことになる。この状態で測長ラインBをス
キャンしてa点とb点の幅の測長を行い、その時のデー
タを取込めばよい。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the method of the present invention. In the same figure (A), it is assumed that the width between the point a and the point b of the object 2o to be measured is measured. The length measurement line at this time is designated as B. Further, it is assumed that the scanning speed is the same as when storing secondary electronic signals in the frame memory. First, a line A one pixel above the length measurement line B is scanned with an electron beam. Next, measurement line B
Scan line C one pixel below. This means that the same charge-up as the frame memory image is created above and below the measurement line B. In this state, length measurement line B may be scanned to measure the width of point a and point b, and the data at that time may be imported.

写真照影の場合には、フレームメモリの場合と若干事情
が異なる。つまり、写真撮影の場合には、フレームメモ
リの場合と異なり、スピードの遅いラスクスキャンとな
る。従って、(イ)の場合、ライン△、B、Cの順にラ
インをなぞっていくことになる。従って、ラインAのス
キャンを行った場合には、(ロ)に示すようにラインA
の付近(図の斜線領域)にチャージアップが生じる。ラ
インB、Cとスキャンを行っていくと、同じ現象がライ
ンB、Cの付近に生じる。測長時にも、これと同じ条件
で測長する必要がある。
In the case of photographic projection, the situation is slightly different from that in the case of frame memory. In other words, in the case of photographing, unlike in the case of frame memory, a slow rusk scan is used. Therefore, in case (a), the lines are traced in the order of lines Δ, B, and C. Therefore, when scanning line A, line A is scanned as shown in (b).
Charge-up occurs near (shaded area in the figure). When scanning lines B and C, the same phenomenon occurs near lines B and C. When measuring the length, it is necessary to measure the length under the same conditions.

そこで、(イ)のa、b間の線幅を測長する場合、先ず
ライン八を写真撮影時と同じスピードでスキャンする。
Therefore, when measuring the line width between a and b in (a), first scan line 8 at the same speed as when taking the photograph.

これにより、写真撮影の時と同じ条件のチャージアップ
が作られる。この状態で、実際の測定点のラインBをス
キャンし、a、b点の線幅測定を行う。なお、ここでの
ラインAのスキャンは、入!8電子ビームサイズが画素
の間隔(各スキャンライン間隔)よりも広い場合には、
測定ラインにチャージアップ現象を及ぼすところまで、
測長面のライン数を増やす必要がある。これは、フレー
ムメモリ画像のときの測長にもあてはまる。
This creates a charge-up under the same conditions as when taking photos. In this state, line B at the actual measurement point is scanned to measure the line width at points a and b. Note that the scan of line A here is ON! 8 If the electron beam size is wider than the pixel interval (each scan line interval),
up to the point where a charge-up phenomenon occurs on the measurement line.
It is necessary to increase the number of lines on the length measurement surface. This also applies to length measurement for frame memory images.

以上説明した本発明に係わる線幅測長方法は、第3図に
示す装置を用いて実現することができる。
The line width measurement method according to the present invention described above can be realized using the apparatus shown in FIG.

つまり、CPU11からの指示により第1走査系4及び
第2走査系5を制御する。即ち、実際の測長に先立って
測長ラインの前後のラインのスキャンを行って材料8の
測長うインの付近にチャージアップを作り、その後測長
ラインのスキャンを行わせる(フレームメモリ画像の場
合)。これによりフレームメモリ14に格納されている
全体画像と同一の条件で線幅測長を行うことが可能とな
る。
That is, the first scanning system 4 and the second scanning system 5 are controlled by instructions from the CPU 11. That is, before the actual length measurement, the lines before and after the length measurement line are scanned to create a charge-up near the length measurement in of the material 8, and then the length measurement line is scanned (the frame memory image is case). This makes it possible to measure the line width under the same conditions as the entire image stored in the frame memory 14.

写真撮影時の場合も同様である。The same applies to the case of photographing.

(発明の効果) 以上、詳細に説明したように、本発明方法によれば電子
ビームによる測長を行う際、予め測長ライン付近に(フ
レームメモリの場合はその両側、写真撮影の場合はその
片側)チャージアップを与えておくことにより、実際の
フレームメモリ画像や写真撮影の場合と同じ条件でパタ
ーンの幅を測定することができる。
(Effects of the Invention) As explained above in detail, according to the method of the present invention, when measuring length using an electron beam, the length measurement line is preliminarily placed near the length measurement line (in the case of a frame memory, on both sides thereof, in the case of photography, By applying a charge-up (on one side), the width of the pattern can be measured under the same conditions as when taking an actual frame memory image or photograph.

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

第1図は、本発明方法の一実施例を示すフローチャート
、第2図は本発明方法の説明図、第3図は電子ど−ム測
長機の構成例を示す図である。
FIG. 1 is a flowchart showing an embodiment of the method of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of the method of the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of an electronic dome length measuring machine.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 電子ビーム測長機を用いて材料上の特定のパターンの幅
を測長する場合において、測長箇所の近辺に予めビーム
走査を行って、材料に生じるチャージアップをフレーム
画像の場合、或いは写真撮影の場合と同一条件になるよ
うにしておき(ステップ[1])、チャージアップされ
た領域に対してビーム走査を行つて測長を行う(ステッ
プ[2])ようにしたことを特徴とする電子ビーム測長
方法。
When measuring the width of a specific pattern on a material using an electron beam length measuring machine, the beam scans the vicinity of the length measurement point in advance to capture the charge-up that occurs in the material in the case of a frame image or when taking a photograph. The electronic device is characterized in that the conditions are set to be the same as in the case of (step [1]), and the charged-up area is scanned with a beam to measure the length (step [2]). Beam length measurement method.
JP63026385A 1988-02-05 1988-02-05 Electron beam length measuring method Pending JPH01201110A (en)

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