JPH11237230A - 電子顕微鏡における試料測定法及び装置 - Google Patents
電子顕微鏡における試料測定法及び装置Info
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- JPH11237230A JPH11237230A JP4011998A JP4011998A JPH11237230A JP H11237230 A JPH11237230 A JP H11237230A JP 4011998 A JP4011998 A JP 4011998A JP 4011998 A JP4011998 A JP 4011998A JP H11237230 A JPH11237230 A JP H11237230A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】試料を特徴づける特徴値の、その試料のコンタ
ミネーションやチャージアップ現象による影響を低減す
るのに適した電子顕微鏡における試料測定法及び装置を
提供すること。 【解決手段】２次電子信号による像（２次電子像）をも
とにして、寸法の測定を行う箇所が選択され、その部分
の寸法測定が寸法測定装置１５により繰り返し行われ、
その結果が測定結果保存装置１６に保存される。補正関
数計算装置１７は保存された測定結果をもとにして補正
関数をたとえば最小二乗法により求め、更に測定回数０
回目の寸法測定値を推定する。
ミネーションやチャージアップ現象による影響を低減す
るのに適した電子顕微鏡における試料測定法及び装置を
提供すること。 【解決手段】２次電子信号による像（２次電子像）をも
とにして、寸法の測定を行う箇所が選択され、その部分
の寸法測定が寸法測定装置１５により繰り返し行われ、
その結果が測定結果保存装置１６に保存される。補正関
数計算装置１７は保存された測定結果をもとにして補正
関数をたとえば最小二乗法により求め、更に測定回数０
回目の寸法測定値を推定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電子顕微鏡における
試料測定法及び装置、特に半導体デバイスの回路パタ−
ンのようなの微細な部分の寸法を測定するのに適した電
子顕微鏡における試料測定法及び装置に関する。
試料測定法及び装置、特に半導体デバイスの回路パタ−
ンのようなの微細な部分の寸法を測定するのに適した電
子顕微鏡における試料測定法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子顕微鏡は半導体デバイスの回路パタ
ーンの寸法測定に用いられることが多い。これは、試料
の電子線による照射及びそれによって試料から発生する
二次電子等の検出にその基礎を置くもので、測定された
値はそのまま寸法を表す値として用いられるのが普通で
ある。
ーンの寸法測定に用いられることが多い。これは、試料
の電子線による照射及びそれによって試料から発生する
二次電子等の検出にその基礎を置くもので、測定された
値はそのまま寸法を表す値として用いられるのが普通で
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、電子線で試料
を照射すると、その表面にハイドロカーボンを主体とす
るコンタミネーションが生じ、またその表面に電子が溜
まるチャージアップ現象が生じる。このため、試料の同
一箇所を繰り返し測定すると、そのたびごとにその測定
値が変動する。このような変動は半導体デバイスの回路
パターンの微細化が急速に進むにつれて無視できなくな
ってきている。
を照射すると、その表面にハイドロカーボンを主体とす
るコンタミネーションが生じ、またその表面に電子が溜
まるチャージアップ現象が生じる。このため、試料の同
一箇所を繰り返し測定すると、そのたびごとにその測定
値が変動する。このような変動は半導体デバイスの回路
パターンの微細化が急速に進むにつれて無視できなくな
ってきている。
【０００４】本発明の目的は試料を特徴づける特徴値
の、その試料のコンタミネーションやチャージアップ現
象による影響を低減するのに適した電子顕微鏡における
試料測定法及び装置を提供することにある。
の、その試料のコンタミネーションやチャージアップ現
象による影響を低減するのに適した電子顕微鏡における
試料測定法及び装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、試料は
電子線で照射され、それによって試料から発生する情報
信号は検出される。試料を特徴づける特徴値はそれぞれ
異なる時点において検出情報信号にもとづいて得られ、
そしてそのようにして得られた特徴値にもとづいて特徴
値補正関数が求められる。
電子線で照射され、それによって試料から発生する情報
信号は検出される。試料を特徴づける特徴値はそれぞれ
異なる時点において検出情報信号にもとづいて得られ、
そしてそのようにして得られた特徴値にもとづいて特徴
値補正関数が求められる。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は本発明にもとづく一実施例
を示す。電子源であるフィラメント１から発生する１次
電子線２はウェーネルト３及びアノード４により制御さ
れ、加速される。その加速された１次電子線２は集束レ
ンズ５及び対物レンズ８によって試料９に集束される。
１次電子線２に発生する非点収差はスティグマコイル６
を用いて補正することができる。
を示す。電子源であるフィラメント１から発生する１次
電子線２はウェーネルト３及びアノード４により制御さ
れ、加速される。その加速された１次電子線２は集束レ
ンズ５及び対物レンズ８によって試料９に集束される。
１次電子線２に発生する非点収差はスティグマコイル６
を用いて補正することができる。
【０００７】走査信号発生器１２からはＸ及びＹ方向の
走査信号が発生し、偏向コイル装置７に与えられる。こ
れによって１次電子線２は２次元的に偏向され、したが
って試料９は集束された維持電子線２によって２次元的
に走査される。１次電子線２の走査幅したがって後述
の、得られる像の倍率は倍率設定器１３によって設定さ
れる。
走査信号が発生し、偏向コイル装置７に与えられる。こ
れによって１次電子線２は２次元的に偏向され、したが
って試料９は集束された維持電子線２によって２次元的
に走査される。１次電子線２の走査幅したがって後述
の、得られる像の倍率は倍率設定器１３によって設定さ
れる。
【０００８】試料９からは２次電子や反射電子が発生す
るが、そのうちのたとえば２次電子１０は２次電子検出
器１１によって検出され、電気信号に変換される。この
電気信号は画像取込装置（メモリ）１４に導入される
が、走査信号発生器１２からのＸ及びＹ方向走査信号は
画像取込装置１４にも導入されるので、２次電子検出器
１１からの電気信号は試料９の１次電子線２による走査
と同期して画像取込装置１４の対応するメモリ領域に記
憶される。したがって、そのメモリには試料９の２次電
子像が記憶される。もちろん、この記憶された像は読み
出してディスプレイ１９に表示することができる。寸法
測定装置１５は画像取込装置１４から読み出された像信
号をもとにして、試料９を特徴づける特徴値としての試
料９の所望部分の寸法を測定する。この点はよく知られ
ているものであるので、その詳細図示は省略されてい
る。
るが、そのうちのたとえば２次電子１０は２次電子検出
器１１によって検出され、電気信号に変換される。この
電気信号は画像取込装置（メモリ）１４に導入される
が、走査信号発生器１２からのＸ及びＹ方向走査信号は
画像取込装置１４にも導入されるので、２次電子検出器
１１からの電気信号は試料９の１次電子線２による走査
と同期して画像取込装置１４の対応するメモリ領域に記
憶される。したがって、そのメモリには試料９の２次電
子像が記憶される。もちろん、この記憶された像は読み
出してディスプレイ１９に表示することができる。寸法
測定装置１５は画像取込装置１４から読み出された像信
号をもとにして、試料９を特徴づける特徴値としての試
料９の所望部分の寸法を測定する。この点はよく知られ
ているものであるので、その詳細図示は省略されてい
る。
【０００９】試料９の同じ箇所は繰り返し測定され、そ
れによって得られるその部分の異なる時点での寸法測定
値は寸法測定装置１５に接続された測定結果保存装置１
６に保存される。測定結果保存装置（メモリ）１６に接
続された特徴値補正関数計算手段である補正関数計算装
置１７は測定結果保存装置１６に保存されている異なる
時点での寸法測定値にもとづいて特徴値補正関数である
補正関数を計算して求め、更にその補正関数にもとづい
て、試料９の１次電子線２による照射がない場合の特徴
値である寸法値、したがって試料９の電子線照射による
コンタミネーションやチャージアップの影響のない寸法
値を推定する。得られた結果はディスプレイ１８に表示
されるとともにプリンタ１９によっ印刷される。
れによって得られるその部分の異なる時点での寸法測定
値は寸法測定装置１５に接続された測定結果保存装置１
６に保存される。測定結果保存装置（メモリ）１６に接
続された特徴値補正関数計算手段である補正関数計算装
置１７は測定結果保存装置１６に保存されている異なる
時点での寸法測定値にもとづいて特徴値補正関数である
補正関数を計算して求め、更にその補正関数にもとづい
て、試料９の１次電子線２による照射がない場合の特徴
値である寸法値、したがって試料９の電子線照射による
コンタミネーションやチャージアップの影響のない寸法
値を推定する。得られた結果はディスプレイ１８に表示
されるとともにプリンタ１９によっ印刷される。
【００１０】図２は図１の実施例における本発明にもと
づく試料測定のフローを示す。ステップ１からステップ
５までは一般に行われているこのうである。ステップ１
において２次電子信号による像（２次電子像）を形成
し、ステップ２で寸法の測定を行う箇所を選択する。像
に含まれるノイズによる測定値の変動現象させるために
ステップ３において平滑化処理を行う。ステップ４では
ステップ３で得られた信号をもとにして測定位置の選択
を行い、倍率を考慮してステップ５において選択され位
置の寸法測定値を算出する。
づく試料測定のフローを示す。ステップ１からステップ
５までは一般に行われているこのうである。ステップ１
において２次電子信号による像（２次電子像）を形成
し、ステップ２で寸法の測定を行う箇所を選択する。像
に含まれるノイズによる測定値の変動現象させるために
ステップ３において平滑化処理を行う。ステップ４では
ステップ３で得られた信号をもとにして測定位置の選択
を行い、倍率を考慮してステップ５において選択され位
置の寸法測定値を算出する。
【００１１】本発明の実施例ではそのような処理に加
え、ステップ６において測定値を一旦保存し、ステップ
１からステップ５までの処理を複数回繰り返す。これに
より同じ箇所の異なった時点での測定値が保存される。
ステップ７ではステップ６で保存された複数の測定値に
もとづき、測定回数または測定時点をもとにして補正関
数を求め、そしてステップ８ではその補正関数より時間
ｔ（ｔ≧０）又は測定回数ｎ（ｎ≧０）の時点での寸法
値を推定値として算出する。
え、ステップ６において測定値を一旦保存し、ステップ
１からステップ５までの処理を複数回繰り返す。これに
より同じ箇所の異なった時点での測定値が保存される。
ステップ７ではステップ６で保存された複数の測定値に
もとづき、測定回数または測定時点をもとにして補正関
数を求め、そしてステップ８ではその補正関数より時間
ｔ（ｔ≧０）又は測定回数ｎ（ｎ≧０）の時点での寸法
値を推定値として算出する。
【００１２】表１は本発明にもとづく寸法測定結果を示
す。この測定結果は試料の同一箇所を連続して１０回測
定して得られたものである。
す。この測定結果は試料の同一箇所を連続して１０回測
定して得られたものである。
【００１３】
【表１】
【００１４】図３は得られた測定結果から、測定回数を
ｘ軸に、測定値をｙ軸にとり、測定値の変動に対して求
められた補正関数としての近似曲線を示す。これは測定
値の変動に対して最小二乗法による直線近似を行って得
たものである。得られた近似曲線からコンタミネーショ
ンなどの影響を受けない測定０回目の測定値、0.4467が
求められた。
ｘ軸に、測定値をｙ軸にとり、測定値の変動に対して求
められた補正関数としての近似曲線を示す。これは測定
値の変動に対して最小二乗法による直線近似を行って得
たものである。得られた近似曲線からコンタミネーショ
ンなどの影響を受けない測定０回目の測定値、0.4467が
求められた。
【００１５】実施例では、測定値の変動に対して最小二
乗法による直線近似を行ったが、測定値に急激な変動が
ある場合も、実施例と同様にして補正関数としての特性
曲線を求め近似を行うことができる。
乗法による直線近似を行ったが、測定値に急激な変動が
ある場合も、実施例と同様にして補正関数としての特性
曲線を求め近似を行うことができる。
【００１６】実施例では、試料から発生して検出される
情報信号は２次電子信号であるが、その検出対象は反射
電子等であってもよい。
情報信号は２次電子信号であるが、その検出対象は反射
電子等であってもよい。
【００１７】実施例では、試料を特徴づける特徴値は試
料の寸法値であるが、これに限定されるものではなく、
たとえば試料から発生するＸ線による試料の元素分析値
であってもよい。
料の寸法値であるが、これに限定されるものではなく、
たとえば試料から発生するＸ線による試料の元素分析値
であってもよい。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、試料を特徴づける特徴
値の、その試料のコンタミネーションやチャージアップ
現象による影響を低減するのに適した電子顕微鏡におけ
る試料測定法及び装置が提供される。
値の、その試料のコンタミネーションやチャージアップ
現象による影響を低減するのに適した電子顕微鏡におけ
る試料測定法及び装置が提供される。
【図１】本発明にもとづく一実施例の概念図。
【図２】図１の実施例における本発明にもとづく試料測
定のフロー図。
定のフロー図。
【図３】得られた測定結果をもとにして求められた補正
関数としての近似曲線を示す図。
関数としての近似曲線を示す図。
１：フィラメント、２：１次電子線、３：ウェーネル
ト、４：アノード、５：収束レンズ、６：スティグマコ
イル、７：偏向コイル装置、８：対物レンズ、９：試
料、１０：２次電子、１１：２次電子検出器、１２：走
査信号発生器、１３：倍率設定器、１４：画像取込装置
（メモリ）、１５：寸法測定装置、１６：測定結果保存
装（用メモリ）、１７：補正関数計算装置、１８：ディ
スプレイ、１９：プリンタ。
ト、４：アノード、５：収束レンズ、６：スティグマコ
イル、７：偏向コイル装置、８：対物レンズ、９：試
料、１０：２次電子、１１：２次電子検出器、１２：走
査信号発生器、１３：倍率設定器、１４：画像取込装置
（メモリ）、１５：寸法測定装置、１６：測定結果保存
装（用メモリ）、１７：補正関数計算装置、１８：ディ
スプレイ、１９：プリンタ。
Claims (9)
- 【請求項１】試料を電子線で照射して、その試料から発
生する情報信号を検出するステップと、前記試料を特徴
づける特徴値をそれぞれ異なる時点において前記検出し
た情報信号にもとづいて得るステップと、そのようにし
て得られた特徴値にもとづいて特徴値補正関数を求める
ステップとを含む電子顕微鏡における試料測定法。 - 【請求項２】請求項１において、前記特徴値補正関数に
もとづいて前記試料の前記電子線による照射がない場合
の前記試料の特徴値を推定するステップを含むことを特
徴とする電子顕微鏡における試料測定方法。 - 【請求項３】請求項１において、前記特徴値補正関数は
最小二乗法による直線近似関数であることを特徴とする
電子顕微鏡における試料測定方法。 - 【請求項４】請求項１において、前記特徴値は前記試料
の寸法を表していることを特徴とする電子顕微鏡におけ
る試料測定方法。 - 【請求項５】試料を電子線で照射し、それによって前記
試料から発生する情報信号を検出する手段と、前記試料
を特徴づける特徴値をそれぞれ異なる時点において前記
検出した情報信号にもとづいて得て、その得た特徴値に
もとづいて特徴値補正関数を求める手段とを備えている
ことを特徴とする電子顕微鏡における試料測定装置。 - 【請求項６】請求項５において、前記特徴値を記憶する
手段を備えていることを特徴とする電子顕微鏡における
試料測定装置。 - 【請求項７】請求項５において、前記特徴値補正関数は
最小二乗法による直線近似関数であることを特徴とする
電子顕微鏡における試料測定装置。 - 【請求項８】請求項５において、前記特徴値補正関数を
求める手段は前記特徴値補正関数にもとづいて前記試料
の前記電子線による照射前の前記試料の特徴値を推定す
ることを特徴とする電子顕微鏡における試料測定装置。 - 【請求項９】請求項５において、前記特徴値は前記試料
の寸法を表していることを特徴とする電子顕微鏡におけ
る試料測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4011998A JPH11237230A (ja) | 1998-02-23 | 1998-02-23 | 電子顕微鏡における試料測定法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4011998A JPH11237230A (ja) | 1998-02-23 | 1998-02-23 | 電子顕微鏡における試料測定法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11237230A true JPH11237230A (ja) | 1999-08-31 |
Family
ID=12571952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4011998A Pending JPH11237230A (ja) | 1998-02-23 | 1998-02-23 | 電子顕微鏡における試料測定法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11237230A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10108827A1 (de) * | 2001-02-23 | 2002-09-12 | Infineon Technologies Ag | Messverfahren zur Bestimmung der Breite einer Struktur auf einer Maske |
| WO2003098149A1 (en) * | 2002-05-20 | 2003-11-27 | Hitachi High-Technologies Corporation | Sample dimension measuring method and scanning electron microscope |
| US7285777B2 (en) | 2001-08-29 | 2007-10-23 | Hitachi High-Technologies Corporation | Sample dimension measuring method and scanning electron microscope |
| US7659508B2 (en) | 2001-08-29 | 2010-02-09 | Hitachi, Ltd. | Method for measuring dimensions of sample and scanning electron microscope |
-
1998
- 1998-02-23 JP JP4011998A patent/JPH11237230A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10108827A1 (de) * | 2001-02-23 | 2002-09-12 | Infineon Technologies Ag | Messverfahren zur Bestimmung der Breite einer Struktur auf einer Maske |
| DE10108827C2 (de) * | 2001-02-23 | 2003-01-30 | Infineon Technologies Ag | Messverfahren zur Bestimmung der Breite einer Struktur auf einer Maske |
| US6646260B2 (en) | 2001-02-23 | 2003-11-11 | Infineon Technologies Ag | Measurement technique for determining the width of a structure on a mask |
| US7285777B2 (en) | 2001-08-29 | 2007-10-23 | Hitachi High-Technologies Corporation | Sample dimension measuring method and scanning electron microscope |
| US7659508B2 (en) | 2001-08-29 | 2010-02-09 | Hitachi, Ltd. | Method for measuring dimensions of sample and scanning electron microscope |
| US8080789B2 (en) | 2001-08-29 | 2011-12-20 | Hitachi, Ltd. | Sample dimension measuring method and scanning electron microscope |
| WO2003098149A1 (en) * | 2002-05-20 | 2003-11-27 | Hitachi High-Technologies Corporation | Sample dimension measuring method and scanning electron microscope |
| US7910886B2 (en) | 2002-05-20 | 2011-03-22 | Hitachi High-Technologies Corporation | Sample dimension measuring method and scanning electron microscope |
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