JPH0375046B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は荷電粒子ビーム走査による自動的なパ
ターン測長方法に関する。

［従来の技術］ 近年、ICからLSI及び超LSIへと集積化が進ん
でおり、それに伴いパターンの微小化がなされて
いる。このパターンの微小化により、パターンの
幅寸法測定方法としては、光を利用するものに比
べ分解能の高い電子ビームを利用するものが注目
されている。

さて、この電子ビームを利用する方法は、電子
ビームをパターン上で走査し、その反射電子像や
二次電子像等を観測する方法で、具体的には、陰
極線管画面上に、輝度変調によりカーソルを、例
えば二本出し、画面上に表示されたパターン像の
幅寸法測定位置に夫々のカーソルをオペレータが
動かし、それら二本のカーソル間寸法を測定する
カーソル法が主流を占めている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、この様な方法は、オペレータが測定箇
所が変わる度に、神経を殊更使つてカーソルを測
定箇所に合わせねばならないので、操作が厄介で
あるばかりではなく、自動高速測定が出来ない。

本発明はこの様な問題を解決する事を目的とし
たものである。

［問題点を解決するための手段］ そこで、本発明のパターン測長方法は、荷電粒
子ビームでパターン上を走査し、この走査により
前記パターンから発生した反射電子又は二次電子
検出信号に基づいてパターンの複数の端部に対応
した座標を求め、この求められた各座標間の差を
求め、これらの求めた差を予め設定した予想値と
比較し、予想値に近いもの丈を取り出し、この取
り出した差に基づいて自動的に目的とする測長値
を得る様にしたものである。

［作用］ 一般に多数のパターンが描画されたチツプ等を
見ると、全て同一寸法のパターンの集りの場合
や、幾つかの異なつた寸法のパターングループか
ら成つている場合がある。何れにしても、チツプ
等は同一寸法のパターンが集団を形成している。
そして、これらのチツプは多数作成される。これ
らのパターンの大体の寸法は、予め、同一種類の
チツプの内、同一のチツプのパターンを陰極線管
上に２本のカーソルを表示させるカーソル法のパ
ターン測長方法等により測定する事により、分か
つている。そこで、この分かつている値を予想値
として、予め記憶させておく。一方、荷電粒子ビ
ームでパターン上を走査し、この走査に伴つて得
られる検出信号に基づいて、パターンの複数の端
部座標を求める。この求められた各座標間の差を
求める。この求められた複数の差を前記予想値と
比較すれば、これらの差の中に予想値に極めて近
いものがある筈である。しかして、予想値に極め
て近い差を取り出し、この取り出した差に基づい
て目的とする測長値を得る事が出来る。

［実施例］ 第１図は、本発明のパターン測長方法を実施し
た装置例を示したものである。図中１は電子銃
で、この電子銃から射出された電子ビームは集束
レンズ２により前工程でパターンが描画された材
料３上に集束される。又、この電子ビームは制御
装置４の指令により作動する走査信号発生回路５
からの走査信号に従つて作動する偏向器６によ
り、前記材料３上を走査する。この走査により前
記材料３上から発生した反射電子は、反射電子検
出器７に検出される。この検出器の出力は、増幅
器８を介して前記制御装置４へ送られるのと同時
に、前記走査信号発生回路５から前記偏向器６へ
の出力と同期した出力（走査信号）が供給されて
いる陰極線管９にも送られる。この陰極線管は、
その輝度変調により前記制御装置４からの指令に
従つた画面上の位置に、一本のマーカＭが出せる
様になつている。尚、このマーカＭの位置は外部
操作によつてもコントロール出来る様に成してあ
る。

さて、制御装置４には、第２図に示すように予
め、予想寸法L₀に、測定すべきパターンの裾部
Ｓのみの幅αを加算した（L₀＋α）と減算した
（L₀−α）がセツトされている。

そして、この制御装置４からの指令により、第
３図ａに示す様に、電子ビームは測定すべき材料
３上のパターンの所定位置上を走査する。この走
査により前記パターンから発生した反射電子は反
射電子検出器７に検出され、増幅器８を介して前
記制御装置４に送られる。この制御装置は、この
様な反射電子に基づいた信号（第３図ｃ）の内、
負のレベルの信号部分を反転し（第３図ｄ）、こ
の第３図ｄの信号が或る走査時点t₀から予め設定
したレベルLeに達する時点（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）
迄の時間的値（ta，tb，tc，td）を検出する。こ
れらの時間的値は、t₀時点からａ，ｂ，ｃ，ｄ時
点迄に発生したクロツクパルス数で求められる。
この制御装置は、これらの検出値ta，tb，tc，td
相互間の差、即ち、（tb−ta），（tc−ta），（tc−
tb），（td−ta），（td−tb），（td−tc）を求める。
そして、これらの検出値相互間の差と予めセツト
しておいた（L₀＋α），（L₀−α）と比較し、こ
れらの差信号の内、（L₀＋α）に一番近い値（td
−ta）、（L₀−α）に一番近い値（tc−tb）を取出
す。前者のものは、第３図ｂに示す様に、パター
ンの底部Ｂに近い裾部の幅寸法であり、後者のも
のは、パターンの頂部Ｔに近い裾部の幅寸法であ
る。

パターンの幅寸法は、レジストパターンの場
合、一般に底部Ｂに近い裾部の幅寸法が選択され
る事から、前記実施例においては、前記制御装置
４は（L₀＋α）に一番近い（td−ta）をパターン
幅寸法として選択する。

尚、前記の様に、パターンの底部Ｂに近い裾部
の幅寸法と頂部Ｔに近い裾部の幅寸法を測定して
おけば、裾部の幅を知る事が出来、又、クロムパ
ターンの様な金属パターンは形成されたパターン
の断面が矩形状である事から（即ち、裾部の幅が
少ない）、頂部Ｔに近い裾部の幅寸法をパターン
の幅寸法として選択するので、測定した頂部Ｔに
近い裾部の幅寸法がその侭選択される。

第５図ａに示す様に、パターンPaとパターン
PbがパターンPaの幅寸法に近似した間隔離れて
いる時のパターンPaの幅寸法を測定する場合、
上記の様な方法で測定すると、第５図ｂに示す様
に、t₀時点からａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ
時点迄の時間的値から求めた相互間の差（tb−
ta），（tc−ta），（tc−tb），td−ta），………，（
tf
−ta），（tf−tb），（tf−tc），……，（tg−te），
（tg−tf）と、予めセツトしておいた底部に近い
裾部の幅寸法予想値Laと比較し、この予想値に
一番近い値を取出す訳であるが、本来、（td−ta）
を取出すべき所、パターン寸法に関係の無い（tf
−tc）を取出してしまう事がある。そこで、この
様な場合、予め、パターンの左側エツジから得ら
れるピークP₁，P₃に就いては立ち上りの信号を、
パターンの右側エツジから得られるピークP₂，
P₄に就いては立ち下がり信号を選択する様に波
形形状を入力しておく。この様に成せば、選択さ
れたta，td，te，thの相互の差から本来のパター
ンPaの底部に近い裾部の幅寸法（td−ta）が取
出される。

尚、反射電子検出器からの信号のピーク間の値
を幅寸法とする測長方法や、反射検出器からの信
号を微分し、その変曲点間を幅寸法とする測長方
法にも本発明は応用出来る。

［発明の効果］ 本発明では、第４図の様に、測定したいパター
ンPcの近傍に別の寸法のパターンPdが存在する
場合でも、オペレータが神経を殊更使つてカーソ
ルを測定箇所に合わせる厄介な操作が無くなり、
自動高速測定が出来る様になつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のパターン測長方法を実施し
た装置例を示したもの、第２図はパターンの断面
図を示したもの、第３図は本発明の動作の説明を
補足する為のもの、第４図は本発明の効果の説明
を補足する為のもの、第５図は本発明の他の実施
例の説明を補足する為のものである。 １：電子銃、２：集束レンズ、３：材料、４：
制御装置、５：走査信号発生回路、６：偏向器、
７：反射電子検出器、８：増幅器、９：陰極線
管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 荷電粒子ビームでパターン上を走査し、この
   走査により前記パターンから発生した反射電子又
   は二次電子検出信号に基づいてパターンの複数の
   端部に対応した座標を求め、この求められた各座
   標間の差を求め、これらの求めた差を予め設定し
   た予想値と比較し、予想値に近いもの丈を取り出
   し、この取り出した差に基づいて自動的に目的と
   する測長値を得る様にしたパターン測長方法。