JPS6316683B2

JPS6316683B2 -

Info

Publication number: JPS6316683B2
Application number: JP56090475A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Inoe; Seiichiro Satomura; Mitsuhisa Myazawa
Original assignee: Akashi Seisakusho KK
Current assignee: Akashi Seisakusho KK
Priority date: 1981-06-12
Filing date: 1981-06-12
Publication date: 1988-04-11
Also published as: JPS57204406A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、試料像における所望の２点間の長さ
を走査型電子顕微鏡を用いて測定する装置に関
し、特に、半導体ウエフア等に形成されたIC、
LSIあるいは超LSI等の回路パターンについて、
そのライン幅やライン間距離、ライン間ピツチ等
を測長するのに用いて好適な装置に関する。

一般に、半導体ウエフアに形成された回路パタ
ーン上のライン幅等を正確に測定してその値を知
ることは、不良品の発生率等を小さくして高い信
頼性で大量の製品を生産するために重要なことと
されている。

また、上記回路パターン上のライン幅等を正確
に測定してその値を知つておくことは、高い集積
密度で高い品質のLSIや超LSUを実現させる上に
おいて重要なことである。

ところで、回路の集積化が進むにつれて走査型
電子顕微鏡を用いて回路パターンを観察すること
が行なわれるようになつた。

従来よりこのように走査型電子顕微鏡を用いて
回路パターンにおける所望の２点間の長さを測定
する手段としては、ブラウン管に映し出された回
路パターン像を写真機で撮影し、得られた写真画
像から上記２点間の長さを測定するという原始的
な手段しか講じられておらず、これにより測定に
手間がかかるほか、正確な測定を行なえないとい
う問題点がある。

さらに、従来より行なわれている光学顕微鏡を
用いた測定法では、第１図ａに示すような回路パ
ターンの像ａに対し、マーカｂ，b′をそれぞれ測
定すべきラインの端部ｃ，c′に整合させて、第１
図ｂに示した映像信号ｄを得るとともに、この映
像信号ｄと固定スレツシユホールド値（しきい
値）ｅとを比較して、ライン輻信号ｆを作り、ラ
イン幅ｇを求めることが行なわれている。

そこで、この光学顕微鏡を用いた測定手段を走
査型電子顕微鏡を用いた測定法に単に適用するこ
とも考えられるが、このような手段では、第２図
ａ，ｂに示すように、ウエフア断面パターン１上
の配線１ａに電子線２を照射して、２次電子検出
器３で２次電子を補集するため、配線１ａの端部
１ｂ，１b′で信号レベル４が異なり、またその２
次電子検出器３の位置やその走査する方向やその
試料に対するビームの入射角等によつても信号レ
ベルが異なるという不具合が生じ、これにより正
確にライン幅等を測定できないという問題点があ
る。

本発明は、これらの問題点を解決しようとする
もので、走査型電子顕微鏡のブラウン管スクリー
ンを見ながら試料像における測定したい２点間の
両端部にマーカを移動させるだけで、この測定し
たい２点間の長さを正確にしかも迅速かつ普遍的
に測定できるようにした、走査型電子顕微鏡を用
いた測長装置を提供することを目的とする。

このため、本発明の測長装置は、試料を収める
試料室と、同試料室に付設された検出器と、同検
出器からの映像信号を受けて上記試料の像を映し
出すブラウン管とを有する走査型電子顕微鏡をそ
なえ、上記試料の像における２点間の端部に対応
する各部分に重合しうる第１および第２マーカの
各生成用電気信号を出力するマーカ発生回路と、
上記の第１および第２マーカが重合している範囲
での上記映像信号の各最大値と各最小値とから上
記２点間の端部に対応する各部分に適した第１お
よび第２スレツシユホールド値を決定するスレツ
シユホールド値設定器と、同スレツシユホールド
値設定器からの上記第１スレツシユホールド値に
対応する信号と上記検出器からの上記映像信号と
を比較して同映像信号を２値化した第１の２値化
信号を出力する第１の２値化回路と、上記スレツ
シユホールド値設定器からの上記第２スレツシユ
ホールド値に対応する信号と上記検出器からの上
記映像信号とを比較して第２の２値化信号を出力
する第２の２値化回路と、上記第１の２値化信号
から上記２点間の一端を決め上記第２の２値化信
号から上記２点間の他端を決めることにより上記
２点間の長さを測定する演算手段と、同演算手段
からの上記２点間の長さに対応する信号を受けて
上記２点間の長さの値を表示する表示手段とが設
けられたことを特徴としている。

以下、図面により本発明の一実施例としての走
査型電子顕微鏡を用いた測長装置について説明す
る。

添付図は、上記測長装置を示すもので、第３図
はその全体構成図、第４図はその電気回路図、第
５図はその要部を示す電気回路図、第６図ａ〜
ｆ、第７図ａ〜ｆ、第８図ａ〜ｇおよび第９図ａ
〜ｆはいずれもその各電気信号図、第１０図ａ，
ｂはいずれもその２点間の長さを測定している状
態を説明するための模式図、第１１図はその表示
手段の配設状態を示す正面図、第１２図はそのス
レツシユホールド値設定時の走査線と測長時の走
査線との関係を説明するための模式図である。

第３図に示すごとく、走査型電子顕微鏡におい
て、水平、垂直方向走査用鋸歯状波発生器５，６
は、偏向回路７，８を介して試料像投映用ブラウ
ン管（CRT）９の水平、垂直方向走査用偏向部
材としての偏向コイル１０，１１に接続されると
ともに、倍率切換回路１２，１３を介し、鏡筒
CM内に配設されて電子ビーム１４を走査する水
平、垂直方向走査用偏向部材としての偏向コイル
１５，１６に接続されている。

したがつて、発生器５からの鋸歯状波は、倍率
切換回路１２で適当に振幅を変えて偏向コイル１
５へ供給され、ここで電子ビーム１４を水平方向
へ走査することが行なわれ、一方この偏向コイル
１５へ供給される鋸歯状波と同期している鋸歯状
波は、ブラウン管９のコイル１０へ供給され、こ
こで電子ビーム１４と同期させてブラウン管９内
の電子ビームを水平方向へ走査することが行なわ
れる。これにより発生器５、偏向コイル１０，１
５、偏向回路７および倍率切換回路１２で水平方
向走査系HSが構成される。

また、発生器６からの鋸歯状波およびこれに同
期している鋸歯状波も、上述の水平方向走査系
HSの場合とほぼ同様にして、偏向コイル１６，
１１へ供給されて、ここで鏡筒CM内の電子ビー
ム１４およびブラウン管９内の電子ビームを垂直
方向へ走査することが行なわれる。これにより発
生器６、偏向コイル１１，１６、偏向回路８およ
び倍率切換回路１３で垂直方向走査系VSが構成
される。

なお、第３図中の符号１７はコンデンサレン
ズ、１８は対物レンズを示している。

また、鏡筒CMの下部には、試料室１９が形成
されており、試料室１９内の試料台２０上には、
試料としての超LSI等の回路パターンを形成され
た半導体ウエフア２１が載置されている。

そして、試料室１９には、電子ビーム１４が半
導体ウエフア２１に照射されることによつて生じ
る２次電子や反射電子や試料電流等を検出する検
出器２２が付設されており、この検出器２２から
の検出信号はプリアンプ２３、メインアンプ２４
で増幅されてブラウン管９のカソードあるいはグ
リツドへ供給されるようになつている。これによ
りブラウン管９のスクリーン９ａ〔第１０図ｂ、
第１１図、第１２図ａ，ｂ参照〕上に輝度変調に
より半導体ウエフア２１上の回路パターンの像が
投映される。

ところで、マーカ発生回路２５が設けられてお
り、このマーカ発生回路２５は、第４図に示すご
とく、第１、第２マーカ発生器２６，２７と模式
測長マーカ発生器２８とをそなえている。

第１、第２マーカ発生器２６，２７へはスレツ
シユホールド値決定回路２９から第１、第２のマ
ーカ発生信号Ｍ１，Ｍ２〔第６，７図各ｃ、第８
図ｃ，ｄ参照〕が供給されるようになつており、
そしてこれらの第１、第２マーカ発生器２６，２
７でマーカ信号が作られ、これらのマーカ信号は
メインアンプ２４を介してブラウン管９のカソー
ドあるいはグリツドへ供給されるようになつてい
る。

これにより、ブラウン管スクリーン９ａ上の回
路パターン像の横（水平）方向における所望の２
点間の長さｌを計測する場合に、測定したい２点
間としての回路パターン端部５９ａ，５９a′〔第
１０図ｂ参照〕をそれぞれ示すように、第１、第
２マーカMK１，MK２〔第１０図ｂ参照〕をス
クリーン９ａ上に輝度変調により表示できる。

このスレツシユホールド値決定回路２９には、
第１、第２の測定範囲設定器３０，３１と、最大
値検出回路３２，３３と、最小値検出回路路３
４，３５と、第１、第２のスレツシユホールド値
設定器３６，３７とが設けられており、操作パネ
ル部３８からの各パネル設定値によつて各信号が
制御されるようになつており、操作パネル部３８
に含まれる各可変抵抗３９〜４６は第４図におい
て、スレツシユホールド値決定回路２９中に含ま
れて描かれている。

まず、第４，５図において、走査型電子顕微鏡
４７の水平方向用鋸歯状波発生器５から水平方向
走査用鋸歯状波EH〔第６〜８図各ａ参照〕が第
１、第２の測定範囲設定器３０，３１に加えられ
る。

第１の測定範囲設定器３０は、第１マーカMK
１の範囲（位置と大きさ）を決定すべく、スクリ
ーン９ａの垂直方向の位置を決める可変抵抗３９
と、水平方向の位置を決める可変抵抗４０とが接
続されており、さらに、マーカの垂直方向の幅を
決める可変抵抗４１とマーカの水平方向の幅を決
める可変抵抗４２が接続されており、これらの抵
抗値および水平方向走査用鋸歯状波EHから第１
検出期間信号Ａ１（ここではＭ１と同じ。）〔第
６，８図各ｃ参照〕が生成されるようになつてお
り、この信号Ａ１は最大値検出回路３２および最
小値検出回路３４の各一入力端へ供給されるよう
になつている。

最大値検出回路３２は、プリアンプ２３からの
映像信号Aa〔第６，７図の各ｂ，ｄ，ｅ、第８図
ｂ、第１０図ａ参照〕をその他入力端に入力し、
各走査毎にこの映像信号Aaと、第１の範囲設定
器３０からの第１検出期間を示す信号Ａ１とを比
較し、第５図に示すごとく、第１検出期間内の最
も明るいレベルである最大レベル値Ｂ１〔第６図
ｄ参照〕を最大値検出器３２ａで検出し、記憶
し、次の走査時のスレツシユホールド値決定に供
すべく、ホールド回路３２ｂでホールドする。

最小値検出回路３４は、最大値検出回路３２に
おける各信号Ａ１，Aaを受けて比較し、第５図
に示すごとく、第１検出期間内の最も暗いレベル
である最小レベル値Ｂ２〔第６図ｅ参照〕を最小
値検出器３４ａで検出し、記憶し、次の走査時の
スレツシユホールド値決定に供すべく、ホールド
回路３４ｂでホールドする。

これらホールド回路３２ｂ，３４ｂでホールド
された各信号Ba，Bb〔第６図ｆ参照〕は第１の
スレツシユホールド値設定器３６へ送られ、最大
値（信号Ba）と最小値（信号Bb）の差を100％
としたときの60％分にあたる値が出力信号Bc〔第
６図ｆ、第８図ｂ参照〕として得られるようにな
つており、この信号Bcは、第１のスレツシユホ
ールド値として、後述するように信号Ｂ１，Ｂ２
を得た次の走査時に出力されるようになつてい
る。

この百分率（60％）は可変抵抗４５で決定さ
れ、60％以外の任意の適切な値にも操作パネル部
３８で調節できるようになつている。

第２のスレツシユホールド値の決定は、第１の
スレツシユホールド値の決定とほぼ同様にして行
なわれ、第２の測定範囲設定器３１は、第１マー
カMK２の範囲（位置と大きさ）を決定すべく、
スクリーン９ａの垂直方向の位置を決める可変抵
抗３９と、水平方向の位置を決める可変抵抗４３
とが接続されており、さらに可変抵抗４１，４４
が接続されており、これらの抵抗値および水平方
向走査用鋸歯状波EHから第２検出期間信号Ａ２
（ここではＭ２と同じ。）〔第７図ｃ、第８図ｄ参
照〕が生成されるようになつており、この信号Ａ
２は最大値検出回路３３および最小値検出回路３
５の各一入力端へ供給されるようになつている。

最大値検出回路３３は、プリアンプ２３からの
映像信号Aa〔第６〜８図の各ｂ参照〕をその他入
力端に入力し、各走査毎にこの映像信号Aaと第
２の範囲設定器３１からの第２検出期間を示す信
号Ａ２とを比較し、第５図に示したのと同様に第
２検出期間内の最大レベル値Ｃ１〔第７図ｄ参
照〕を最大値検出器３３ａで検出し、記憶し、次
の走査時のスレツシユホールド値決定に供すべ
く、ホールド回路３３ｂでホールドする。

最小値検出回路３５は、最大値検出回路３３に
おける各信号Ａ２，Aaを受けて比較し、第５図
に示すごとく、第２検出期間内の最小レベル値Ｃ
２〔第７図ｅ参照〕を最小値検出器３５ａで検出
し、記憶し、次の走査時のスレツシユホールド値
決定に供すべく、ホールド回路３５ｂでホールド
する。

これらホールド回路３３ｂ，３５ｂでホールド
された各信号Ca，Cb〔第７図ｆ参照〕は第２のス
レツシユホールド値設定器３７へ送られ、第７図
ｆに示されるように最大値（信号Ca）と最小値
（信号Cb）の差を100％としたときの、60％分に
あたる値が出力信号Cc〔第７図ｆ、第８図ｂ参
照〕として得られるようになつており、この信号
Ccは、第２のスツシユホールド値として、後述
するように、信号Ｃ１，Ｃ２を得た次の走査時に
出力されるようになつている。

この百分率（60％）は可変抵抗４６で決定さ
れ、可変抵抗４５と連動して、60％以外の適切な
値にも操作パネル部３８で調節できるようになつ
ている。

また、可変抵抗４６で決定される百分率は可変
抵抗４５と別々に決定されてもよく、この場合
は、信号Aaの立ち上がり部分と立ち下がり部分
とのスレツシユホールド値が異なつたものとな
り、可変抵抗４５，４６が適宜調整されることに
より、第２図ａ，ｂで示したように、検出器３の
位置によつて配線１ａの端部１ｂ，１b′からの２
次電子のレベル４に生じる特性をより適切に補正
することができる。

さて、これら第１、第２のスレツシユホールド
値信号Bc，Ccは、スレツシユホールド値決定回
路２９の出力として、回路パターン測長回路４８
へ供給されるようになつている。

この回路パターン測長回路４８は、第１の２値
化回路としてのコンパレータ４９と、第２の２値
化回路としてのコンパレータ５０と、パルス発生
回路５１とで構成されている。

第８図に示すように、コンパレータ４９は、第
１のスレツシユホールド値信号Bcと映像信号Aa
とを比較し、この信号Bcより映像信号Aaが大き
いとき、かつ、第１検出期間信号Ａ１がオン状態
のとき、第１の２値化信号としての測長開始信号
Ｄ〔第８図ｅ参照〕を出力するようになつており、
この信号Ｄをパルス発生回路５１の一入力端に供
給するようになつている。

コンパレータ５０は、第２のスレツシユホール
ド値信号Ccと映像信号Aaとを比較し、こ信号Cc
より映像信号Aaが大きいとき、かつ、第２検出
期間信号Ａ２がオン状態のとき、第２の２値化信
号としての測長終了信号Ｅ〔第８図ｆ参照〕を出
力するようになつており、この信号Ｅをパルス発
生回路５１の他入力端に供給するようになつてい
る。

パルス発生回路５１は、測長開始信号Ｄと測長
終了信号Ｅとを入力し、測長開始信号Ｄの立ち上
がりを出力信号Ｆ〔第８図ｇ、第９図ｂ参照〕の
立ち上がりとし、かつ、測長終了信号Ｅの立ち下
がりを出力信号Ｆの立ち下がりとするようになつ
ており、この出力信号Ｆは測長期間信号として、
演算手段としての演算回路５２に供給されるよう
になつている。

演算回路５２は、クロツク発生回路５３から発
生されたクロツクパルスＧ〔第９図ａ参照〕を基
に、回路パターンの２点間の長さを演算する回路
であり、平均化を行なうことができるようになつ
ている。

クロツクパルスＧは、カウンタ５４の一入力端
に供給されるようになつており、回路パターン測
長回路４８からの測長期間信号Ｆも同様にカウン
タ５４の他入力端に供給されるようになつてい
る。

カウンタ５４は、この信号Ｆ〔第９図ｂ参照〕
が入力したとき、クロツクパルスＧをカウント
し、出力するようになつており、この出力信号Ｈ
〔第９図ｃ参照〕を測長信号としてラツチ回路５
５に供給するようになつている。

ラツチ回路５５は、この測長信号Ｈを記憶保持
するとともに、この保持した測長信号H′〔第９図
ｃ参照〕を出力するようになつており、この信号
H′を平均化回路５６の一入力端に供給するよう
になつている。

平均化回路５６は、測長信号H′を受けるとと
もに、第１の測定範囲設定器３０からの測定範囲
信号Ｉ〔第９図ｄ参照〕を受けて、平均化測長信
号Ｊ〔第９図ｅ参照〕を出力するようになつてお
り、この信号Ｊは演算回路の出力として、表示手
段としての計数値表示器５７へ送られるようにな
つている。

この計数値表示器５７は、平均化測長信号Ｊを
基に第１１図に示す、装置本体５８に設けられた
操作パネル３８ａで、デイジタル表示器５８ａを
用いて、平均化した計測値（この例では16、33）
を表示する。

ここで、信号Ｈ，H′，Ｊは計数値で取り扱わ
れる。

なお、この計数値表示器５７としては、液晶表
示素子や発光ダイオードやニキシー管が用いられ
る。

このように構成されているので、ライン幅の長
さを計測する場合は、第１０図ａ，ｂおよび第１
１図に示すごとく、ブラウン管スクリーン９ａ上
に映し出された回路パターン像５９における計測
すべきライン幅ｌの両端部５９ａ，５９a′に第
１、第２マーカMK１，MK２の中央部がそれぞ
れ位置するように、操作パネル部３８付きの調整
ツマミ６０ａ，６０ｂ，６０ｃを操作する。

このとき、調整ツマミ６０ａ，６０ｂ，６０ｃ
は、可変抵抗３９，４０，４３を調整するもの
で、それぞれ、ブラウン管スクリーン９ａ上のｌ
１，ｌ２，ｌ３〔第１１図参照〕の各部に対応す
る長さを調整するようになつている。

また第１１図のｌ４，ｌ４，ｌ５の各部は可変
抵抗４２，４４，４１によつて調整され、これら
の調整ツマミは操作パネル３８ａとは別途に設け
られて、調整することができるようになつてい
る。

さらに、スレシユホールド値設定用調整ツマミ
６０ｄが設けられており、連動あるいは別々に可
変抵抗４５，４６を調整し、第１、第２のスレツ
シユホールド値を決定すべく、最大値と最小値と
の間のスレツシユホールド値の設定を百分率で行
なうようになつている。

このように操作することにより、第１、第２マ
ーカMK１，MK２は、映像信号Aaとの関係で
考えると、第８図ｃ，ｄに示すような位置にそれ
ぞれあることになるため、第１０図ａに示したよ
うに、配線５９の端部５９ａ，５９a′を的確にと
らえることができ、計測したい２点間の長さｌに
対応する信号Aaの部分Ｌの長さについて、より
正確な測定ができるのである。

このとき、マーカMK１とMK２とをブラウン
管９のスクリーン９ａ上で接合して、あたかも１
つのマーカのごとく使用することもでき、また、
マーカMK１とMK２とをわずかに重合させて中
央部の輝度が高い１本のマーカとしてもよく、こ
れらの場合では２つのマーカとして表示したもの
とその機能はほぼ同様のものを示す。

また、実際の回路パターン上の長さｌと信号
Aaの部分Ｌとの対応はクロツクパルスＧ等の調
整により容易に行なうことができる。

なお、平均化回路５６をとり除いて、サンプリ
ングによつて計数表示することを行なつてもよ
い。

さらに、回路パターンのライン幅を測定する他
に、ライン間距離やライン間ピツチを測定するこ
ともでき、それらの場合には、コンパレータ４
９，５０からの出力信号が、信号Aaがスレツシ
ユホールド値Bc，Ccより小さいときで、かつ、
信号Ａ１ないしＡ２が入力しているときに別の端
子から出力されるようにして、その出力信号D′，
E′ともとの出力信号Ｄ，Ｅとの組み合わせによつ
て、ライン間距離やライン間ピツチの選択的計測
を行なうことができる。

なお、垂直方向の長さ測定は、映像信号を各水
平走査毎に水平方向の距離の等しい点をサンプリ
ングして、このサンプリングされた映像信号を、
AD変換器と、メモリーと、DA変換器とに順次
供給することによつて容易に行なうことができ、
メモリーに貯めた垂直方向に測定したい映像信号
Aaの値を一度にDA変換すれば、水平方向の長さ
測定とほぼ同様な測定法によつて長さの測定がで
きる。また、この垂直方向の長さ測定でサンプル
する点列をずらしながらサンプルすることによつ
て斜めの測定も行なうことができる。

ところで、スレツシユホールド値設定時の走査
線と測長時の走査線との関係は、第１２図ａに示
すように、スレツシユホールド値設定の走査線６
１ａ，６１ｂと、測長する走査線６２ａ，６２ｂ
とを交互に行なうようになつており、第６，７図
の各ｆに示されるように、スレツシユホールド値
は、スレツシユホールド値を設定した次の走査時
に用いることによつて、レベルの比較に寄与する
ようになつている。

また、第１２図ｂに符号６３で示すように、走
査線の垂直方向走査用鋸歯状波を適宜調整するこ
とにより、同じ回路パターン面を２回走査するこ
とによつて、１回目はスレツシユホールド値Bc，
Ccを設定し、２回目で測長するようにしても、
１回毎に交互に設定測長するのとほぼ同様の効果
が得られる。

さらに、ホールド回路３２ｂ，３３ｂ，３４
ｂ，３５ｂに供給されるホールド信号を適宜調整
すれば、例えば水平方向ブランキング時に調整す
れば、最大値・最小値検出を各走査時に行ない、
同時に、１つ前の走査時の最大値Ｂ１，Ｃ１と最
小値Ｂ２，Ｃ２とを用いて、これらＢ１，Ｂ２，
Ｃ１，Ｃ２から作られたスレツシユホールド値
Bc，Ccと映像信号Aaとの比較を各走査毎に行な
い測長することができる。

また、映像信号Aaを遅延回路を介して検出器
３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａに供給するよう
に構成して、この遅延回路の遅れ時間を、信号Ａ
１，Ａ２のオン状態の時間幅のうち大きい方と同
じもしくは大きく設定することにより、スレツシ
ユホールド値を作つた同じ走査時の映像信号とス
レツシユホールド値とを比較することもでき、よ
り正確な測長ができる。この場合は、信号Ａ１，
Ａ２の立ち下がりをホールド回路３２ｂ，３３
ｂ，３４ｂ，３５ｂのホールド信号とするように
設定する。

ところで、ブラウン管スクリーン５ａ上に輝度
変調によつて、現在測長している２点間の長さｌ
と等しい模式マーカMMK〔第１０図ｂ参照〕を
表示する模式測長マーカ発生器２８が設けられて
いる。

この模式測長マーカ発生器２８は、パルス発生
回路５１からの信号Ｆを受けて、ブラウン管スク
リーン９ａ上に模式測長マーカMMKを発生させ
るもので、この模式測長マーカMMKは、現在測
長している長さｌを表示するため、測長範囲内で
１本ないし数本分の測長パルスＦをメインアンプ
２４に送ることによつて、第１０図ｂに示すよう
に第１、第２マーカMK１，MK２とは垂直方向
の幅を異なるようにして、又は、その輝度を第
１、第２マーカMK１，MK２とは明確に区別で
きるように変化させて、表示することができるよ
うに、信号F′〔第９図ｆ参照〕をメインアンプ２
４を介しブラウン管９へ供給するようになつてお
り、これによりブラウン管スクリーン９ａ上には
第１０図ｂに示すように測定すべき所定の２点間
にこれと同じ長さの模式マーカMMKが、回路パ
ターンの像および同２点間の端部に重合して存在
する第１、第２マーカMK１，MK２を重合して
表示されるのである。

なお、可変抵抗４５，４６の接続状態を変える
ことによつて、ブラウン管スクリーン上９ａで第
１マーカMK１の移動につれて、第２マーカMK
２が移動するようにすることもできる。

さらに、本発明の手段は各種微少パターンの測
長ついても適用できる。

以上詳述したように、本発明の走査型電子顕微
鏡を用いた測定装置によれば、試料像の測定した
い２点間の測長を自動的にしかも正確かつ迅速に
行なえる利点があり、特に従来の固定スレツシユ
ホールド値による測定手段（第１図参照）と異な
り、観測時の映像信号の電圧バイアス分や振幅レ
ベルの違いにかかわらず、正確且つ普遍的な測長
を行なえる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は従来の回路パターン測長手段を示
すもので、第１図ａ，ｂはいずれも光学顕微鏡を
用いて、長さを測定している状態を説明するため
の模式図、第２図ａ，ｂはいずれも走査型電子顕
微鏡を用いて、長さを測定している状態を説明す
るための模式図であり、第３〜１２図は本発明の
一実施例としての走査型電子顕微鏡を用いた測長
装置を示すもので、第３図はその全体構成図、第
４図はその電気回路図、第５図はその要部を示す
電気回路図、第６図ａ〜ｆ、第７図ａ〜ｆ、第８
図ａ〜ｇおよび第９図ａ〜ｆはいずれもその各電
気信号図、第１０図ａ，ｂはいずれもその２点間
の長さを測定している状態を説明するための模式
図、第１１図はその表示手段の配設状態を示す正
面図、第１２図はそのスレツシユホールド値設定
時の走査線と測長時の走査線との関係を説明する
ための模式図である。１……ウエフア断面パターン、１ａ……回路パ
ターンの配線、１ｂ，１b′……回パターンの端
部、２……電子線、３……２次電子検出器、４…
…信号レベル、５，６……鋸歯状波発生器、７，
８……偏向回路、９……ブラウン管、９ａ……ブ
ラウン管スクリーン、１０，１１……偏向コイ
ル、１２，１３……倍率切換回路、１４……電子
ビーム、１５，１６……偏向コイル、１７……コ
ンデンサレンズ、１８……対物レンズ、１９……
試料室、２０……試料台、２１……試料としての
半導体ウエフア、２２……検出器、２３……プリ
アンプ、２４……メインアンプ、２５……マーカ
発生回路、２６，２７……第１、第２マーカ発生
器、２８……模式測長マーカ発生器、２９……ス
レツシユホールド値決定回路、３０，３１……第
１、第２の測定範囲設定器、３２，３３……最大
値検出回路、３２ａ，３３ａ……最大値検出器、
３４，３５……最小値検出回路、３４ａ，３５ａ
……最小値検出器、３２ｂ，３３ｂ，３４ｂ，３
５ｂ……ホールド回路、３６，３７……第１、第
２のスレツシユホールド値設定器、３８……操作
パネル部、３８ａ……操作パネル、３９〜４６…
…抵抗、４７……従来の走査型電子顕微鏡、４８
……回路パターン測長回路、４９，５０……第
１、第２の２値化回路としてのコンパレータ、５
１……パルス発生回路、５２……演算手段として
の演算回路、５３……クロツク発生回路、５４…
…カウンタ、５５……ラツチ回路、５６……平均
化回路、５７……表示手段としての計数値表示
器、５８……装置本体、５８ａ……デイジタル表
示器、５９……回路パターン像、６０ａ，６０
ｂ，６０ｃ，６０ｄ……調整用ツマミ、６１ａ，
６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，６３……走査線、CM
……鏡筒、MK１，MK２……第１、第２マー
カ、MMK……模式測長マーカ、HS……水平方
向走査系、VS……垂直方向走査系。

Claims

【特許請求の範囲】

１試料を収める試料室と、同試料室に付設され
た検出器と、同検出器からの映像信号を受けて上
記試料の像を映し出すブラウン管とを有する走査
型電子顕微鏡をそなえ、上記試料の像における２
点間の端部に対応する各部分に重合しうる第１お
よび第２マーカの各生成用電気信号を出力するマ
ーカ発生回路と、上記の第１および第２マーカが
重合している範囲での上記映像信号の各最大値と
各最小値とから上記２点間の端部に対応する各部
分に適した第１および第２スレツシユホールド値
を決定するスレツシユホールド値設定器と、同ス
レツシユホールド値設定器からの上記第１スレツ
シユホールド値に対応する信号と上記検出器から
の上記映像信号とを比較して同映像信号を２値化
した第１の２値化信号を出力する第１の２値化回
路と、上記スレツシユホールド値設定器からの上
記第２スレツシユホールド値に対応する信号と上
記検出器からの上記映像信号とを比較して第２の
２値化信号を出力する第２の２値化回路と、上記
第１の２値化信号から上記２点間の一端を決め上
記第２の２値化信号から上記２点間の他端を決め
ることにより上記２点間の長さを測定する演算手
段と、同演算手段からの上記２点間の長さに対応
する信号を受けて上記２点間の長さの値を表示す
る表示手段とが設けられたことを特徴とする、走
査型電子顕微鏡を用いた測長装置。