JPH0658221B2 - Scanning electron microscope - Google Patents

Scanning electron microscope

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JPH0658221B2
JPH0658221B2 JP60243987A JP24398785A JPH0658221B2 JP H0658221 B2 JPH0658221 B2 JP H0658221B2 JP 60243987 A JP60243987 A JP 60243987A JP 24398785 A JP24398785 A JP 24398785A JP H0658221 B2 JPH0658221 B2 JP H0658221B2
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JP
Japan
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scanning electron
electron microscope
area
averaged
sample
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純太郎 有馬
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は走査電子顕微鏡に係り、特に像表示部に表示さ
れたウエーハ上の微細パターン幅、ピツチ等の寸法を自
動的に測定するのに好適な手段を備えた走査電子顕微鏡
に関するものである。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a scanning electron microscope, and is particularly suitable for automatically measuring the dimensions of a fine pattern width, a pitch, etc. on a wafer displayed on an image display unit. The present invention relates to a scanning electron microscope equipped with various means.

〔発明の背景〕 従来のウエーハの寸法測長等に用いられる走査電子顕微
鏡においては、実開昭61−24606号公報に記載し
てあるように、S/N比の良好な信号およびパターンの
エツジラフネスを平均化した信号を用いて寸法を測長す
る際に、指定位置の周辺の信号を平均化することを行つ
ていた。なお、平均化とは、寸法測長方向と垂直方向の
上下の信号を加算平均することである。
BACKGROUND OF THE INVENTION In conventional scanning electron microscopes used for dimension measurement of wafers and the like, as described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 61-24606, the edge roughness of a signal and a pattern having a good S / N ratio. When measuring the dimension using the signal obtained by averaging, the signals around the specified position were averaged. The averaging means adding and averaging the signals above and below in the dimension measuring direction and the vertical direction.

しかし、その平均化する領域がどの範囲であるかを表示
していなかつた。そのため、オペレータは、その領域が
どの範囲であるかを確認するためには、指定領域を計算
し、物差等を画面に当てて確認するという方法をとつて
いた。そのため、オペレータに余計な負担をかけたり、
スループツトの点で問題があつた。
However, it did not show the range of the area to be averaged. Therefore, in order to confirm what range the area is, the operator has employed a method of calculating a specified area and checking the object difference by applying it to the screen. As a result, it puts an extra burden on the operator,
There was a problem in terms of throughput.

第5図は従来の自動測長におけるCRT表示例を示した
図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of CRT display in the conventional automatic length measurement.

従来の自動測長においては、カーソル発生器に電子計算
機より命令が送られ、まず、第5図(a)に示すよう
に、CRT上にパターン21とカーソル22が表示され
る。このカーソル22は、外部操作(例えば、トラツク
ボールの操作)により動きを制御することにより、測長
位置に移動可能であり、加算器を用いてCRT上にオー
バレイして表示できる。
In the conventional automatic length measurement, an instruction is sent from the electronic computer to the cursor generator, and first, as shown in FIG. 5 (a), the pattern 21 and the cursor 22 are displayed on the CRT. The cursor 22 can be moved to the length measurement position by controlling the movement by an external operation (for example, operation of a track ball), and can be displayed by overlaying it on the CRT using an adder.

次に、第5図(b)に示すように、第5図(a)の指定
測長位置であるカーソル22を中心にして、測長寸法方
向と垂直方向であるi方向に前もつて設定されている加
算本数n、各ラインとラインの間隔sに基づいて加算平
均する。すなわち、i方向に間隔s毎に加算し、現在の
加算本数がn番目であるとすると、m画素目の値は、
(n−1)本までの加算値 〔ただし、A(i,m)は、m画素目のi方向への値〕
とn本目のA(n,m)とを加算して平均する。この過
程を測長指定位置の企画素について行い、このようにし
て得られた信号を用いて、自動測長処理を電子計算機を
用いて行う。ただし、実現方法として、ここでは画像メ
モリに一度取り込んだ信号についての加算平均について
述べたが、これをハード的な方法で実現しても問題はな
い。
Next, as shown in FIG. 5 (b), the cursor 22 which is the designated length measurement position in FIG. 5 (a) is set as a center and is set in advance in the i direction which is the direction perpendicular to the length measurement dimension direction. The addition and averaging is performed based on the number of additions n and the interval s between the lines. That is, if values are added at intervals s in the i direction and the current number of additions is n, the value of the m pixel is
Addition value up to (n-1) [However, A (i, m) is a value in the i direction of the mth pixel]
And the nth A (n, m) are added and averaged. This process is performed for the planeme at the designated position for length measurement, and the signal thus obtained is used to perform automatic length measurement processing using an electronic computer. However, as an implementation method, although the arithmetic mean of the signals once captured in the image memory is described here, there is no problem even if this is implemented by a hardware method.

その結果は、第5図(c)に示すように、測長位置およ
びエツジ判定位置にそれぞれカーソル23,24,25
を表示するとともに、カーソル24,25の間隔lに基
づいて測定値を電子計算機により自動的に算出する。
As a result, as shown in FIG. 5 (c), the cursors 23, 24, 25 are respectively placed at the length measuring position and the edge determining position.
Is displayed, and the measured value is automatically calculated by the electronic computer based on the interval 1 between the cursors 24 and 25.

このように、測長位置に示すカーソル22のみの表示で
あるので、平均する領域、あるいは、平均した領域が明
確でない。そのため、上記したように、オペレータがど
の領域を平均しているかを計算して、物指等で確認する
という作業が入り、オペレータに余計な負担をかけてい
た。
As described above, since only the cursor 22 at the length measurement position is displayed, the area to be averaged or the averaged area is not clear. Therefore, as described above, a work of calculating which area the operator is averaging and confirming it with a finger or the like is involved, which imposes an extra burden on the operator.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目的とする
ところは、像表示部に表示されたウエーハ上の微細パタ
ーン幅、ピツチ等の寸法を自動的に測定することがで
き、しかも、平均する領域あるいは平均した領域をオペ
レータが容易に確認することができる走査電子顕微鏡を
提供することにある。
The present invention has been made in view of the above, its object is to be able to automatically measure the fine pattern width on the wafer displayed in the image display unit, the dimensions of the pitch, etc. An object of the present invention is to provide a scanning electron microscope that allows an operator to easily confirm the area to be scanned or the averaged area.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

本発明の特徴は、指定位置周辺の寸法測長方向と垂直方
向の上下の信号を加算平均して得られる良好なS/N比
の信号を用いて自動的に測長を行う測長手段と、平均化
する領域を表示する表示手段とを具備した構成とした点
にある。
A feature of the present invention is to provide a length measuring means for automatically performing length measurement using a signal having a good S / N ratio obtained by averaging the signals in the vertical direction and the dimension in the dimension measurement direction around the designated position. , And a display means for displaying the area to be averaged.

〔発明の実施例〕Example of Invention

以下本発明を第1図に示した実施例および第2図〜第4
図を用いて詳細に説明する。
Hereinafter, the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 and FIGS.
This will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明の走査電子顕微鏡の一実施例を示す構成
図である。第1図において、電子源1から放射された電
子ビーム2は、収束レンズ3、対物レンズ5によつて細
く収束され、試料6上に焦点が合わされる。また、電子
ビーム2は、電子計算機13からの制御命令により偏向
発生器9からの信号にしたがつて動作する偏向コイル4
によつて2次元的に偏向され、試料6上を走査する。こ
のとき、試料6から発生した2次電子7等の信号は、検
出器8によつて検出され、A/D変換された後画像メモ
リ10に記憶されると同時に、D/A変換されてCRT
14に輝度変調信号として像表示が行われる。ところ
で、本発明においては、走査電子顕微鏡による自動測長
におけるCRT表示を示した第2図の(a)に示すよう
に、平均する領域の上端と下端のアドレスは、加算本数
nと間隔sの測長中心位置Pを用いて、 上端アドレス=P−(n*s)/2……(1) 下端アドレス=P+(n*s)/2……(2) と算出できるので、各々のアドレスに対応するところに
カーソル発生器12によりカーソル16,17を表示さ
れるようにした。なお、11は加算器である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the scanning electron microscope of the present invention. In FIG. 1, an electron beam 2 emitted from an electron source 1 is finely converged by a converging lens 3 and an objective lens 5 and focused on a sample 6. Further, the electron beam 2 is a deflection coil 4 which operates according to a signal from the deflection generator 9 according to a control command from the electronic computer 13.
Then, the sample 6 is scanned in a two-dimensional manner, and the sample 6 is scanned. At this time, the signals of the secondary electrons 7 and the like generated from the sample 6 are detected by the detector 8 and are A / D converted and then stored in the image memory 10. At the same time, the signals are also D / A converted to the CRT.
An image is displayed on 14 as a brightness modulation signal. By the way, in the present invention, as shown in FIG. 2A showing the CRT display in the automatic length measurement by the scanning electron microscope, the addresses of the upper end and the lower end of the area to be averaged are the addition number n and the interval s. It is possible to calculate the upper end address = P− (n * s) / 2 …… (1) and the lower end address = P + (n * s) / 2 …… (2) by using the measurement center position P. The cursors 16 and 17 are displayed by the cursor generator 12 at positions corresponding to. In addition, 11 is an adder.

これらのカーソル16,17は、外部操作、一例として
トラツクボール15と接続し、トラツクボール15を動
かすことで発生するパルス数をカウントし、それに基づ
いて、これらのカーソル16,17を上下に一定の幅
(m*s;nは加算本数、sは間隔)で移動させる。自
動測長後には、第2図(b)に示すように、平均化した
領域を示すカーソル18,19をCRT14に表示す
る。
These cursors 16 and 17 are connected to the track ball 15 as an external operation, and as an example, the number of pulses generated by moving the track ball 15 is counted. The width (m * s; n is the number of additions, and s is the interval) is moved. After the automatic length measurement, as shown in FIG. 2 (b), cursors 18 and 19 indicating the averaged areas are displayed on the CRT 14.

また、平均する領域は、あらかじめ加算本数と間隔をオ
ペレータが設定することができ、それに対応して、CR
T14に表示される領域の幅も変更できる。
In addition, in the area to be averaged, the number of additions and the interval can be set in advance by the operator.
The width of the area displayed at T14 can also be changed.

上記した本発明の実施例によれば、容易に平均化する領
域あるいは平均化した領域を確認することができる。
According to the embodiment of the present invention described above, it is possible to easily confirm the area to be averaged or the averaged area.

ところで、パターン全体の平均的寸法を測長したいとき
は、本発明の応用例の説明図である第3図の(a)に示
すように、平均化する領域をカーソル20,21の間の
ように広くするように加算本数と間隔を設定し、局所的
寸法を測長したいときには、第3図(b)に示すよう
に、平均化する領域をカーソル20,21の間のように
狭くするように加算本数と間隔を設定すればよい。その
ため、オペレータは用途に応じて平均化する領域を変更
する際に、容易にCRT14上で確認しながら作業で
き、オペレータの負担を低減することができる。
By the way, when it is desired to measure the average size of the entire pattern, the area to be averaged is set between the cursors 20 and 21 as shown in (a) of FIG. 3 which is an explanatory view of an application example of the present invention. When the number of additions and the interval are set so as to be wide, and the local dimension is to be measured, as shown in FIG. 3B, the area to be averaged is narrowed between the cursors 20 and 21. It suffices to set the number of additions and the interval. Therefore, the operator can easily perform work while checking on the CRT 14 when changing the area to be averaged according to the use, and the burden on the operator can be reduced.

さらに、本発明の他の応用例の説明図である第4図の
(a)に示すように形状の場合には、第4図(a)に示
すように平均化する領域を広くとると、適切な測長値を
得ることができないので、第4図(b)に示すように、
適切な平均化する領域に設定し直すことが必要であるが
ねこのような場合にも有効な表示法といえる。
Further, in the case of a shape as shown in FIG. 4 (a) which is an explanatory view of another application example of the present invention, when the area to be averaged is wide as shown in FIG. 4 (a), Since an appropriate measurement value cannot be obtained, as shown in Fig. 4 (b),
It is necessary to reset to an appropriate area for averaging, but it can be said that this is also an effective display method in such cases.

ただし、カーソルの数、種類(例えば、点数、実線等で
もよい)は、実施例に示したものに限定する必要はな
い。
However, the number and types of cursors (eg, points, solid lines, etc.) need not be limited to those shown in the embodiments.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明によれば、像表示部に表示
されたウエハ上の微細パターン幅、バツチ等の寸法を自
動的に測定することができ、しかも、平均する領域ある
いは平均した領域をオペレータが容易に確認することが
できるという効果がある。
As described above, according to the present invention, it is possible to automatically measure the dimensions of the fine pattern width on the wafer displayed on the image display unit, the size of the batch, and the like. The effect is that the operator can easily confirm.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の走査電子顕微鏡の一実施例を示す構成
図、第2図は第1図の走査電子顕微鏡による自動測長に
おけるCRT表示を示した図、第3図、第4図はそれぞ
れ本発明の応用例の説明図、第5図は従来の走査電子顕
微鏡による自動測長におけるCRT表示を示した図であ
る。 1…電子源、2…電子ビーム、3…収束レンズ、4…偏
向コイル、5…対物レンズ、6…試料、7…2次電子、
8…検出器、9…偏向発生器、10…画像メモリ、11
…加算器、12…カーソル発生器、13…電子計算機、
14…CRT、15…トラツクボール、16,17…カ
ーソル。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a scanning electron microscope of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a CRT display in automatic length measurement by the scanning electron microscope of FIG. 1, FIG. 3, and FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram of an application example of the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing a CRT display in automatic length measurement by a conventional scanning electron microscope. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electron source, 2 ... Electron beam, 3 ... Converging lens, 4 ... Deflection coil, 5 ... Objective lens, 6 ... Sample, 7 ... Secondary electron,
8 ... Detector, 9 ... Deflection generator, 10 ... Image memory, 11
... adder, 12 ... cursor generator, 13 ... electronic calculator,
14 ... CRT, 15 ... track ball, 16,17 ... cursor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】試料上を電子ビームで走査し、前記試料か
ら発生した信号により試料像表示を行い、前記試料の指
定位置を自動的に測長する走査電子顕微鏡において、前
記指定位置周辺の寸法測長方向と垂直方向の上下信号を
加算平均して得られるS/N比の信号を用いて自動的に
測長を行う測長手段と、平均化する領域を表示する表示
手段とを備えたことを特徴とする走査電子顕微鏡。
1. A scanning electron microscope which scans a sample with an electron beam, displays a sample image according to a signal generated from the sample, and automatically measures the specified position of the sample. A length measuring means for automatically measuring the length by using an S / N ratio signal obtained by adding and averaging the vertical signals in the length measuring direction and the vertical direction, and a display means for displaying an area to be averaged are provided. A scanning electron microscope characterized by the above.
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