JPH02226001A - パターンエッジ検出方法 - Google Patents
パターンエッジ検出方法Info
- Publication number
- JPH02226001A JPH02226001A JP1046148A JP4614889A JPH02226001A JP H02226001 A JPH02226001 A JP H02226001A JP 1046148 A JP1046148 A JP 1046148A JP 4614889 A JP4614889 A JP 4614889A JP H02226001 A JPH02226001 A JP H02226001A
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- Japan
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- signal waveform
- waveform
- signal
- laser beam
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- 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】
［産業上の利用分野］
本発明は半導体製造プロセス等において使用される微細
寸法測定装置に使用して好適なパターンエツジ検出方法
に関する。
寸法測定装置に使用して好適なパターンエツジ検出方法
に関する。
［従来の技術］
一般に、レーザビーム走査型の微細寸法測定装置では、
対象パターン近傍の基準面に対して焦点合わせを行った
後、予め設定した焦点オフセットを行って、対象パター
ン上をレーザビームで走査し、この走査によって得られ
る反射光信号波形よりパターンエツジの検出が行われ、
対象パターンの寸法、形状が測定される。
対象パターン近傍の基準面に対して焦点合わせを行った
後、予め設定した焦点オフセットを行って、対象パター
ン上をレーザビームで走査し、この走査によって得られ
る反射光信号波形よりパターンエツジの検出が行われ、
対象パターンの寸法、形状が測定される。
また、電子線走査型の微細寸法測定装置では、レーザビ
ームの代わりに電子線を走査して得られる２次電子信号
波形よりパターンエツジの検出が行われ、対象パターン
の寸法、形状が測定される。
ームの代わりに電子線を走査して得られる２次電子信号
波形よりパターンエツジの検出が行われ、対象パターン
の寸法、形状が測定される。
［発明が解決しようとする課題］
ところで、レーザビーム走査型の微細寸法測定装置にお
いて得られる反射光信号波形は、■焦点合わせ精度（焦
点合わせ精度は、基準面の表面状態に影響される）、■
焦点合わせ位置と対象パターンとのＺ軸方向の相対位置
関係（対象パターン近傍に段差がある場合、ステージ位
置再現精度の。
いて得られる反射光信号波形は、■焦点合わせ精度（焦
点合わせ精度は、基準面の表面状態に影響される）、■
焦点合わせ位置と対象パターンとのＺ軸方向の相対位置
関係（対象パターン近傍に段差がある場合、ステージ位
置再現精度の。
範囲内で焦点合わせ位置が段差上部に来る場合と下部に
来る場合とが起こる）、■焦点合わせ後のフォーカスシ
フト再現性、などにより変化してしまい、これが測定値
再現性低下の原因となっていた。
来る場合とが起こる）、■焦点合わせ後のフォーカスシ
フト再現性、などにより変化してしまい、これが測定値
再現性低下の原因となっていた。
また、電子線走査型の微細寸法測定装置の場合には、あ
る面積をもった平面に対して焦点合わせが行われるが、
こうして得られた基準面は対象パターンに対して微妙に
変動する。また、チャージアップ現象による２次電子信
号波形の崩れが起こり、これらが測定値再現性低下の原
因となっていた。
る面積をもった平面に対して焦点合わせが行われるが、
こうして得られた基準面は対象パターンに対して微妙に
変動する。また、チャージアップ現象による２次電子信
号波形の崩れが起こり、これらが測定値再現性低下の原
因となっていた。
本発明は、かかる点にかんがみ、微細寸法測定装置にお
ける測定値再現性の向上を図ることができるようにした
パターンエツジ検出方法を提供することを目的とする。
ける測定値再現性の向上を図ることができるようにした
パターンエツジ検出方法を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
本発明によるパターンエツジ検出方法は、対象パターン
にレーザビーム又は電子線を照射することによって得ら
れる反射光信号波形又は２次電子信号波形よりパターン
エツジの検出を行うパターンエツジ検出方法において、
反射光信号波形又は２次電子信号波形を基準信号波形と
比較し、反射光信号波形又は２次電子信号波形が基準信
号波形と非類似の場合には、レーザビーム又は電子線の
焦点位置を再調整し、その後、再びパターンエツジの検
出を行う、とするものである。
にレーザビーム又は電子線を照射することによって得ら
れる反射光信号波形又は２次電子信号波形よりパターン
エツジの検出を行うパターンエツジ検出方法において、
反射光信号波形又は２次電子信号波形を基準信号波形と
比較し、反射光信号波形又は２次電子信号波形が基準信
号波形と非類似の場合には、レーザビーム又は電子線の
焦点位置を再調整し、その後、再びパターンエツジの検
出を行う、とするものである。
［作用］
反射光信号波形又は２次電子信号波形が基準信号波形と
非類似の場合、これら反射光信号波形又は２次電子信号
波形については、その信頼性が低いものとして取り扱う
ことが妥当である。
非類似の場合、これら反射光信号波形又は２次電子信号
波形については、その信頼性が低いものとして取り扱う
ことが妥当である。
ここに、本発明においては、反射光信号波形又は２次電
子信号波形が基準信号波形と非類似の場合、レーザビー
ム又は電子線の焦点位置を再調整し、その後、再びパタ
ーンエツジの検出を行うことにしているので、基準信号
波形と非類似の、すなわち、信頼性の低い反射光信号波
形又は２次電子信号波形をもってパターンエツジの検出
が行われることはなく、常に基準信号波形と類似した、
すなわち、信頼性のある反射光信号波形又は２次電子信
号波形をもってパターンエツジの検出が行われる。
子信号波形が基準信号波形と非類似の場合、レーザビー
ム又は電子線の焦点位置を再調整し、その後、再びパタ
ーンエツジの検出を行うことにしているので、基準信号
波形と非類似の、すなわち、信頼性の低い反射光信号波
形又は２次電子信号波形をもってパターンエツジの検出
が行われることはなく、常に基準信号波形と類似した、
すなわち、信頼性のある反射光信号波形又は２次電子信
号波形をもってパターンエツジの検出が行われる。
［実施例］
以下、第１図ないし第３図を参照して、本発明の一実施
例につき説明する。
例につき説明する。
第１図は本発明の一実施例を実施できるように構成した
パターンエツジ検出装置の一例の要部を示すブロック線
図であって、このパターンエツジ検出装置は８、基準信
号波形記憶手段１、基準信号波形読み出し手段２、レー
ザビーム発生・走査手段３、焦点合わせ機構４、ディテ
クタ５、振幅補正手段６、信号波形比較手段７、バター
〉・エツジ検出信号出力端子８を設けて構成されている
。
パターンエツジ検出装置の一例の要部を示すブロック線
図であって、このパターンエツジ検出装置は８、基準信
号波形記憶手段１、基準信号波形読み出し手段２、レー
ザビーム発生・走査手段３、焦点合わせ機構４、ディテ
クタ５、振幅補正手段６、信号波形比較手段７、バター
〉・エツジ検出信号出力端子８を設けて構成されている
。
本実施例においては、先ず、第２図Ａに示すようなパタ
ーンエツジに対応した基準信号波形ＳＡを基準信号波形
記憶手段１に記憶させる。
ーンエツジに対応した基準信号波形ＳＡを基準信号波形
記憶手段１に記憶させる。
次に、レーザビーム発生・走査手段３によってレーザビ
ームを発生させた後、焦点合わせ機１４によって、この
レーザビームの焦点を対象パターン近傍の基準面に合わ
せ、その後、予め設定した焦点オフセットを行って、対
象パターン上を走査する。
ームを発生させた後、焦点合わせ機１４によって、この
レーザビームの焦点を対象パターン近傍の基準面に合わ
せ、その後、予め設定した焦点オフセットを行って、対
象パターン上を走査する。
このようにすると、ディテクタ５により５例えば、第２
図Ｂに示すような反射光信号波形ＳＢを得ることができ
る。
図Ｂに示すような反射光信号波形ＳＢを得ることができ
る。
この反射光信号波形Ｓａの振幅は振幅補正手段６によっ
て補正される。この補正は、反射光信号波形Ｓａと基準
信号波形Ｓ＾との類似性を判断できるようにするための
ものであって、反射光信号波形Ｓ１１におけるベースラ
インレベルＢＬａと、ピーク値ＰＢとの差が基準信号波
形ＳＡのそれと一致するように所定のサンプルポイント
で反射光信号波形ＳＲの強度ｆｉｎ（ｎ＝１．２．３・
・）を補正することによって行われる。この場合、次式
が使用される。なお、式中、ＰＡは基準信号波形Ｓ＾に
おけるピーク値、ＢＬＡは同じくベースラインレベルで
ある。
て補正される。この補正は、反射光信号波形Ｓａと基準
信号波形Ｓ＾との類似性を判断できるようにするための
ものであって、反射光信号波形Ｓ１１におけるベースラ
インレベルＢＬａと、ピーク値ＰＢとの差が基準信号波
形ＳＡのそれと一致するように所定のサンプルポイント
で反射光信号波形ＳＲの強度ｆｉｎ（ｎ＝１．２．３・
・）を補正することによって行われる。この場合、次式
が使用される。なお、式中、ＰＡは基準信号波形Ｓ＾に
おけるピーク値、ＢＬＡは同じくベースラインレベルで
ある。
補正の結果、本例の場合には、第２図Ｂに破線で示すよ
うな補正信号波形ＳＲ’を得ることができる、この補正
信号波形ＳＢ゛は信号波形比較手段７において基準信号
波形Ｓ＾と比較され、それらの類似性が判断される。こ
の類似判断は、パターンエツジ近傍に設定されたサンプ
ルポイントについて、いわゆる、たたみ込み（Ｃｏｎｖ
ｏｌｕｔｉｏｎ ）法によって行われる。即ち、次式を
用いて値Ｃを求め、このＣを予め設定した基準値Ｃｔ＆
と比較することによって行われる。
うな補正信号波形ＳＲ’を得ることができる、この補正
信号波形ＳＢ゛は信号波形比較手段７において基準信号
波形Ｓ＾と比較され、それらの類似性が判断される。こ
の類似判断は、パターンエツジ近傍に設定されたサンプ
ルポイントについて、いわゆる、たたみ込み（Ｃｏｎｖ
ｏｌｕｔｉｏｎ ）法によって行われる。即ち、次式を
用いて値Ｃを求め、このＣを予め設定した基準値Ｃｔ＆
と比較することによって行われる。
（Σ（工。−Ｉｍ−’）” ｌ ” ＝Ｃ（２）この場
合、第３図に示すように、補正信号波形ＳＲ’のベース
ラインレベルＢＬａおよびピーク値ＰＢ゛より、それぞ
れベースラインレベル・ピーク間距離の５〜３０％、例
えば、１５％内側の位１に検出レベルＤＬ、及びＤＬ、
を設け、これら検出レベルＤＬ、及びＤＬ２に挟まれた
領域内で補正信号波形ＳＢ′の変化率が最大となるポイ
ントＥＬ及びＥＲをパターンエツジとみなし、その左右
、０．０５〜０．３０ｕ ｒｎの範囲、例えば、０．１
０８ｍの範囲に０．０１〜０．１０μｍ間隔、例えば、
０．０２μｍ間隔でサンプルポイントを設定することが
好適である。
合、第３図に示すように、補正信号波形ＳＲ’のベース
ラインレベルＢＬａおよびピーク値ＰＢ゛より、それぞ
れベースラインレベル・ピーク間距離の５〜３０％、例
えば、１５％内側の位１に検出レベルＤＬ、及びＤＬ、
を設け、これら検出レベルＤＬ、及びＤＬ２に挟まれた
領域内で補正信号波形ＳＢ′の変化率が最大となるポイ
ントＥＬ及びＥＲをパターンエツジとみなし、その左右
、０．０５〜０．３０ｕ ｒｎの範囲、例えば、０．１
０８ｍの範囲に０．０１〜０．１０μｍ間隔、例えば、
０．０２μｍ間隔でサンプルポイントを設定することが
好適である。
ここに、ＣがＣ＜（、ａｍの場合、反射光信号波形Ｓａ
は信頼性が高く、逆にＣ≧Ｃ１Ｉｌの場合には、信頼性
が低いものと考えることができる。そこで、信号波形比
較手段７は、ＣくＣ□の場合には、所定のパターンエツ
ジ検出信号Ｓ０をパターンエツジ検出信号出力端子８に
出力し、Ｃ≧Ｃ１ｈの場合には、反射光信号波形Ｓ６を
棄却し、この情報を焦点合わせ機構４にフィールドバッ
クするように構成される。
は信頼性が高く、逆にＣ≧Ｃ１Ｉｌの場合には、信頼性
が低いものと考えることができる。そこで、信号波形比
較手段７は、ＣくＣ□の場合には、所定のパターンエツ
ジ検出信号Ｓ０をパターンエツジ検出信号出力端子８に
出力し、Ｃ≧Ｃ１ｈの場合には、反射光信号波形Ｓ６を
棄却し、この情報を焦点合わせ機構４にフィールドバッ
クするように構成される。
また、これに対応して、焦点合わせ機構４は、レーザビ
ームの焦点位置を再調整させるとともにレーザビーム発
生・走査手段３は、この再調整された焦点位置をもって
対象パターン上を再走査し、Ｃ＜Ｃａｈとなるまで、こ
の動作を繰り返すように構成される。
ームの焦点位置を再調整させるとともにレーザビーム発
生・走査手段３は、この再調整された焦点位置をもって
対象パターン上を再走査し、Ｃ＜Ｃａｈとなるまで、こ
の動作を繰り返すように構成される。
このように、本実施例においては、反射光信号波形ＳＢ
を振幅補正して補正信号波形８８′を得、この補正信号
波形Ｓｉ′を基準信号波形Ｓ＾と比較し、この補正信号
波形Ｓｓ’が基準信号波形ＳＡと非類似の場合には、レ
ーザビームの焦点位置を変化させて再走査、再検出を行
うようにしているので、基準信号波形Ｓ＾と非類似の、
すなわち、信頼性の低い反射光信号波形ＳＲをもってパ
ターンエツジの検出が行われることはなく、常に基準信
号波形Ｓ＾と類似した、すなわち、信頼性の高い反射光
信号波形Ｓａをもってパターンエツジの検出が行われる
。
を振幅補正して補正信号波形８８′を得、この補正信号
波形Ｓｉ′を基準信号波形Ｓ＾と比較し、この補正信号
波形Ｓｓ’が基準信号波形ＳＡと非類似の場合には、レ
ーザビームの焦点位置を変化させて再走査、再検出を行
うようにしているので、基準信号波形Ｓ＾と非類似の、
すなわち、信頼性の低い反射光信号波形ＳＲをもってパ
ターンエツジの検出が行われることはなく、常に基準信
号波形Ｓ＾と類似した、すなわち、信頼性の高い反射光
信号波形Ｓａをもってパターンエツジの検出が行われる
。
したがって５本実施例を使用すれば、微細寸法測定装置
における測定値再現性の向上を図ることができる、とい
う効果がある。
における測定値再現性の向上を図ることができる、とい
う効果がある。
なお、上述の実施例において、焦点位置の調整が行われ
る場合、予め設定した許容値以上の移動があった場合に
は、その焦点位置をエラーとして棄却し、アラームが鳴
るように構成することもできる。
る場合、予め設定した許容値以上の移動があった場合に
は、その焦点位置をエラーとして棄却し、アラームが鳴
るように構成することもできる。
また、Ｃ≧Ｃ１ｂの場合には、装置を一時停止させ、ア
ラームにより、作業者のアシストを要求するように構成
することもできる。
ラームにより、作業者のアシストを要求するように構成
することもできる。
また、本発明の手法は、ドライエツチング装置に応用す
ることもできる。
ることもできる。
すなわち、ドライエツチング装置では、一定波長のプラ
ズマ発光強度の時間変化からエツチングの終点検出が行
われる。ここに、装置に異常が発生した場合、プラズマ
発光強度の時間変化を示す波形は正常の場合とは異なる
ものになる。しかしながら、従来のドライエツチング装
置では、プラズマ発光強度にしきい値を設け、この値に
達する時間のみをモニターしている。このため、プラズ
マ発光強度の時間変化を示す波形が変化した場合におい
ても、しきい値に達する時間が正常時の場合と同一であ
れば、エツチングは正常に行われていると判断され、装
置の異常を早期に発見することが困難であった。
ズマ発光強度の時間変化からエツチングの終点検出が行
われる。ここに、装置に異常が発生した場合、プラズマ
発光強度の時間変化を示す波形は正常の場合とは異なる
ものになる。しかしながら、従来のドライエツチング装
置では、プラズマ発光強度にしきい値を設け、この値に
達する時間のみをモニターしている。このため、プラズ
マ発光強度の時間変化を示す波形が変化した場合におい
ても、しきい値に達する時間が正常時の場合と同一であ
れば、エツチングは正常に行われていると判断され、装
置の異常を早期に発見することが困難であった。
例えば、第４図はプラズマ発光強度の時間変化を示して
おり、図中、Ｘは正常時のプラズマ発光強度の時間変化
を示す波形、１ｔｌ＋はしきい値である。ここに、プラ
ズマ発光強度が波形Ｘのような時間変化を示すときは、
時刻ｔＡＣをもってエツチング終点に達したと判定され
る。また、プラズマ発光強度が波形Ｙのような時間変化
を示した場合には、時刻ｔｅｌをもってエツチング終点
に達したと判定され、この場合には、異常が知らされる
ように成されている。
おり、図中、Ｘは正常時のプラズマ発光強度の時間変化
を示す波形、１ｔｌ＋はしきい値である。ここに、プラ
ズマ発光強度が波形Ｘのような時間変化を示すときは、
時刻ｔＡＣをもってエツチング終点に達したと判定され
る。また、プラズマ発光強度が波形Ｙのような時間変化
を示した場合には、時刻ｔｅｌをもってエツチング終点
に達したと判定され、この場合には、異常が知らされる
ように成されている。
しかしながら、プラズマ発光強度が波形２のような時間
変化を示した場合には、この波形Ｚも時刻ｔＡＣでしき
い値１ｔｋと交差する。このため、この場合には異常が
あると考えられるにも拘らず、これが知らされない。
変化を示した場合には、この波形Ｚも時刻ｔＡＣでしき
い値１ｔｋと交差する。このため、この場合には異常が
あると考えられるにも拘らず、これが知らされない。
そこで、かかるドライエツチング装置においても、正常
時の基準波形を記憶手段に記憶させ、この基準波形と測
定されるプラズマ発光強度の波形とを比較することによ
って、装置に異常があることを早期に知ることが可能と
なる。
時の基準波形を記憶手段に記憶させ、この基準波形と測
定されるプラズマ発光強度の波形とを比較することによ
って、装置に異常があることを早期に知ることが可能と
なる。
［発明の効果］
本発明によれば、反射光信号波形又は２次電子信号波形
を基準信号波形と比較し、非類似の場合は、レーザビー
ム又は電子線の焦点位置を再調整して再検出を行うとし
ているので、基準信号波形と非類似の、すなわち、信頼
性のない反射光信号波形又は２次電子信号波形をもって
パターンエツジの検出が行われることはなく、常に基準
信号波形と類似した。すなわち、信頼性のある反射光信
号波形又は２次電子信号波形によってパターンエツジの
検出が行われる。したがって、測定値再現性の向上を図
ることができる、という効果がある。
を基準信号波形と比較し、非類似の場合は、レーザビー
ム又は電子線の焦点位置を再調整して再検出を行うとし
ているので、基準信号波形と非類似の、すなわち、信頼
性のない反射光信号波形又は２次電子信号波形をもって
パターンエツジの検出が行われることはなく、常に基準
信号波形と類似した。すなわち、信頼性のある反射光信
号波形又は２次電子信号波形によってパターンエツジの
検出が行われる。したがって、測定値再現性の向上を図
ることができる、という効果がある。
第１図は本発明の一実施例を実施できるように構成され
たパターンエツジ検出装置の一例を示すブロック線図、
第２図及び第３図はそれぞれ信号波形を示す図、第４図
はプラズマ発光強度の時間変化を示す図である。 Ｓ＾・・・基準信号波形 Ｓ８・・・反射光信号波形 ｓ 、 ｌ・・・補正信号波形
たパターンエツジ検出装置の一例を示すブロック線図、
第２図及び第３図はそれぞれ信号波形を示す図、第４図
はプラズマ発光強度の時間変化を示す図である。 Ｓ＾・・・基準信号波形 Ｓ８・・・反射光信号波形 ｓ 、 ｌ・・・補正信号波形
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 対象パターンにレーザビーム又は電子線を照射すること
によって得られる反射光信号波形又は２次電子信号波形
よりパターンエッジの検出を行うパターンエッジ検出方
法において、 上記反射光信号波形又は２次電子信号波形を基準信号波
形と比較し、上記反射光信号波形又は２次電子信号波形
が上記基準信号波形と非類似の場合には、上記レーザビ
ーム又は電子線の焦点位置を再調整し、その後、再びパ
ターンエッジの検出を行うことを特徴とするパターンエ
ッジ検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1046148A JPH02226001A (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | パターンエッジ検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1046148A JPH02226001A (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | パターンエッジ検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02226001A true JPH02226001A (ja) | 1990-09-07 |
Family
ID=12738889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1046148A Pending JPH02226001A (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | パターンエッジ検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02226001A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6993459B2 (en) * | 2001-07-17 | 2006-01-31 | Tellabs Operations, Inc. | Extinction ratio calculation and control of a laser |
| US7129484B2 (en) | 2004-01-21 | 2006-10-31 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Method for pattern recognition in energized charge particle beam wafer/slider inspection/measurement systems in presence of electrical charge |
| JP2009098132A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-05-07 | Hitachi High-Technologies Corp | 試料の検査，測定方法、及び荷電粒子線装置 |
| JP2013178144A (ja) * | 2012-02-28 | 2013-09-09 | Toppan Printing Co Ltd | Ｓｅｍ画像適否判定方法、ｓｅｍ画像適否判定装置 |
-
1989
- 1989-02-27 JP JP1046148A patent/JPH02226001A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6993459B2 (en) * | 2001-07-17 | 2006-01-31 | Tellabs Operations, Inc. | Extinction ratio calculation and control of a laser |
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| JP2009098132A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-05-07 | Hitachi High-Technologies Corp | 試料の検査，測定方法、及び荷電粒子線装置 |
| JP2014095728A (ja) * | 2007-09-27 | 2014-05-22 | Hitachi High-Technologies Corp | 試料の検査，測定方法、及び荷電粒子線装置 |
| JP2013178144A (ja) * | 2012-02-28 | 2013-09-09 | Toppan Printing Co Ltd | Ｓｅｍ画像適否判定方法、ｓｅｍ画像適否判定装置 |
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