JPS6319002B2 - - Google Patents
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- JPS6319002B2 JPS6319002B2 JP57059179A JP5917982A JPS6319002B2 JP S6319002 B2 JPS6319002 B2 JP S6319002B2 JP 57059179 A JP57059179 A JP 57059179A JP 5917982 A JP5917982 A JP 5917982A JP S6319002 B2 JPS6319002 B2 JP S6319002B2
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- Expired
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 23
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
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- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
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- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B15/00—Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は荷電粒子ビームによる測長方法に関す
る。
る。
LSI素子や超LSI素子の製作過程において、材
料上に作成したパターン等の線幅や線間隔の測長
等のパターン検査が行なわれる。これらのパター
ンの線幅等はサブミクロン単位にも達しているの
で光学的に測長することは不可能である。
料上に作成したパターン等の線幅や線間隔の測長
等のパターン検査が行なわれる。これらのパター
ンの線幅等はサブミクロン単位にも達しているの
で光学的に測長することは不可能である。
そこで、電子ビームやイオンビームを使つて線
幅等の測長を行なうことが考えられる。即ち、何
れかの荷電ビームを材料上でデジタル的に走査
し、該材料上から発せられる反射電子等を捕える
ことにより測定しようとする線のエツジや凹凸の
位置を検出し、この検出を前記デジタル的走査に
関係付けて、線幅や線間隔を測定するのである。
しかし、一般に材料自身に反りや凹凸等の変位が
あり、又材料ステージにも同様な変位や水平移動
時のがた等があるので、同一材料中や材料毎にワ
ークデスタンスの異なりが生じ、その結果、誤つ
た測長が行なわれてしまう。第１図はその一例を
示したもので、同一材料Ｍ中のワークデスタンス
の異なる箇所でのパターン線幅を測長する例を示
しており、ワークデスタンスＤの箇所に形成され
たパターンＰの線幅と、ワークデスタンスD′の
箇所に形成された前記パターンＰと同じ線幅のパ
ターンP′の線幅を、偏向器DFによりビームＢを
矢印Ｑ方向にデジタル走査し各々の線幅を測長す
ると、パターンＰの線幅は該パターンＰのエツジ
からエツジ迄のビームの移動（偏向）角度αに対
応した値が得られ、パターンP′の線幅はα′（＜α）
に対応した値が得られる。しかし、α，α′を知る
ことは出来ても、ワークデスタンスＤ，D′が既
知でなければ線幅を算出することは出来ない。
又、ワークデスタンスＤ，D′は一般的に高精度
に決定することは困難である。従つて、結果的
に、同じ線幅を測長しているのに（α―α′）に対
応した測定誤差が生じてしまう。この誤差はサブ
ミクロン単位を問題にしている線幅等の測長にお
いてはゆゆしき問題である。
幅等の測長を行なうことが考えられる。即ち、何
れかの荷電ビームを材料上でデジタル的に走査
し、該材料上から発せられる反射電子等を捕える
ことにより測定しようとする線のエツジや凹凸の
位置を検出し、この検出を前記デジタル的走査に
関係付けて、線幅や線間隔を測定するのである。
しかし、一般に材料自身に反りや凹凸等の変位が
あり、又材料ステージにも同様な変位や水平移動
時のがた等があるので、同一材料中や材料毎にワ
ークデスタンスの異なりが生じ、その結果、誤つ
た測長が行なわれてしまう。第１図はその一例を
示したもので、同一材料Ｍ中のワークデスタンス
の異なる箇所でのパターン線幅を測長する例を示
しており、ワークデスタンスＤの箇所に形成され
たパターンＰの線幅と、ワークデスタンスD′の
箇所に形成された前記パターンＰと同じ線幅のパ
ターンP′の線幅を、偏向器DFによりビームＢを
矢印Ｑ方向にデジタル走査し各々の線幅を測長す
ると、パターンＰの線幅は該パターンＰのエツジ
からエツジ迄のビームの移動（偏向）角度αに対
応した値が得られ、パターンP′の線幅はα′（＜α）
に対応した値が得られる。しかし、α，α′を知る
ことは出来ても、ワークデスタンスＤ，D′が既
知でなければ線幅を算出することは出来ない。
又、ワークデスタンスＤ，D′は一般的に高精度
に決定することは困難である。従つて、結果的
に、同じ線幅を測長しているのに（α―α′）に対
応した測定誤差が生じてしまう。この誤差はサブ
ミクロン単位を問題にしている線幅等の測長にお
いてはゆゆしき問題である。
本発明はこの様な点に鑑みてなされたもので、
パターンの線幅や線間隔をワークデスタンスを知
ることなく測長出来るようにした新規な測長方法
に関している。即ち、２つの偏向器を光軸上、上
下に夫々設け、該夫々の偏向器を別々に作動させ
て、荷電粒子ビームを材料上で走査させ、各々の
走査において、材料上から目的とする情報を含む
信号が検出された時の偏向器に与えている走査信
号の値に基づいて材料上のパターンの線幅又は線
間隔を演算するようにした新規な測長方法を提供
するものである。
パターンの線幅や線間隔をワークデスタンスを知
ることなく測長出来るようにした新規な測長方法
に関している。即ち、２つの偏向器を光軸上、上
下に夫々設け、該夫々の偏向器を別々に作動させ
て、荷電粒子ビームを材料上で走査させ、各々の
走査において、材料上から目的とする情報を含む
信号が検出された時の偏向器に与えている走査信
号の値に基づいて材料上のパターンの線幅又は線
間隔を演算するようにした新規な測長方法を提供
するものである。
第２図は本発明の一実施例を示したものであ
る。図中１は電子銃で、該電子銃から射出された
電子ビームは電子レンズ２，３によりパターン
（マーク等のパターンも含む）の作成された材料
４上に集束される。５，６は偏向器で、上下各々
に少なくとも１対（Ｘ方向走査用かＹ方向走査
用）設けられる。通常はＸ方向走査用のものとＹ
方向走査用のもの２対が設けられる。該偏向器
５，６は夫々、中央処理装置（CPUと称す）７
の指令により作動するデジタル走査信号発生回路
８から送られて来るデジタル走査信号により作動
し、電子ビームを材料４上で走査させる。９は反
射電子検出器で、該走査により材料４上から発生
した電子を検出する。
る。図中１は電子銃で、該電子銃から射出された
電子ビームは電子レンズ２，３によりパターン
（マーク等のパターンも含む）の作成された材料
４上に集束される。５，６は偏向器で、上下各々
に少なくとも１対（Ｘ方向走査用かＹ方向走査
用）設けられる。通常はＸ方向走査用のものとＹ
方向走査用のもの２対が設けられる。該偏向器
５，６は夫々、中央処理装置（CPUと称す）７
の指令により作動するデジタル走査信号発生回路
８から送られて来るデジタル走査信号により作動
し、電子ビームを材料４上で走査させる。９は反
射電子検出器で、該走査により材料４上から発生
した電子を検出する。
さて、第４図に示す様に、偏向器（偏向板）
Ｄ，F′の偏向力（磁界又は電界による）の及ぶ幅
をＧ、偏向器（偏向板）間の距離をＨ、該偏向器
に入つて来る電子ビームの加速電圧をVA、該偏
向器に印加される偏向電圧をVDとすれば、ビー
ムの偏向角θは、 θ＝Ｇ／2H VD／VA ……(1) と表わすことが出来る。この式において、Ｇ，Ｈ
及びVAは既知で一定値なので、偏向角θは偏向
電圧が決まれば、(1)式より算出出来る。
Ｄ，F′の偏向力（磁界又は電界による）の及ぶ幅
をＧ、偏向器（偏向板）間の距離をＨ、該偏向器
に入つて来る電子ビームの加速電圧をVA、該偏
向器に印加される偏向電圧をVDとすれば、ビー
ムの偏向角θは、 θ＝Ｇ／2H VD／VA ……(1) と表わすことが出来る。この式において、Ｇ，Ｈ
及びVAは既知で一定値なので、偏向角θは偏向
電圧が決まれば、(1)式より算出出来る。
この点を念頭におき、第２図の実施例を次の様
に動作させる。
に動作させる。
先ず、CPU７の指令により走査信号発生回路
８から偏向器５のみに走査信号を送り、該偏向器
５によりビームを材料４上で走査させる。この
時、第３図に示す様に、先ず光軸Ｚから左の方へ
ビームを走査させる。この走査によりビームがパ
ターンP0のエツジを横切つた時、反射電子検出
器９を介して該エツジの情報を持つた反射電子信
号が前記CPU７へ入る。該CPUはこの信号が入
つた時の前記走査信号の値（電圧値）VD1を検出
し、前記(1)式により偏向角θ1を算出する。続い
て、偏向器６のみを同じ様に作動させて、偏向角
θ2を算出する。さて、第３図において、偏向器５
の偏向中心O1と偏向器６の偏向中心O2との距離
をＡとすれば、光軸ＺからパターンP0の左エツ
ジまでの距離l1は、 l1＝Ａtanθ1・tanθ2／tanθ1−tanθ2 ……(2) と表わすことが出来る。前記CPU７は前記算出
した偏向角θ1とθ2、及びＡ（既知）からl1を算出す
る。次に、前記と同じ様にして、偏向器５により
ビームを光軸Ｚから右の方へ走査させて、パター
ンP0の右エツジを検出し、偏向角θ1′を算出し、
続いて偏向器６により同じ様にビームを走査さ
せ、偏向角θ2′を算出し、光軸ＺからパターンP0
の右エツジ迄の距離l2（＝Ａtanθ1′・tanθ2′／tan
θ2′−tanθ1′）を 算出する。そして、前記CPUは算出したl1とl2と
の和からパターンP0の線幅ｌを算出する。この
様に、ワークデスタンスを考えることなくパター
ンの線幅を測長することが出来る。
８から偏向器５のみに走査信号を送り、該偏向器
５によりビームを材料４上で走査させる。この
時、第３図に示す様に、先ず光軸Ｚから左の方へ
ビームを走査させる。この走査によりビームがパ
ターンP0のエツジを横切つた時、反射電子検出
器９を介して該エツジの情報を持つた反射電子信
号が前記CPU７へ入る。該CPUはこの信号が入
つた時の前記走査信号の値（電圧値）VD1を検出
し、前記(1)式により偏向角θ1を算出する。続い
て、偏向器６のみを同じ様に作動させて、偏向角
θ2を算出する。さて、第３図において、偏向器５
の偏向中心O1と偏向器６の偏向中心O2との距離
をＡとすれば、光軸ＺからパターンP0の左エツ
ジまでの距離l1は、 l1＝Ａtanθ1・tanθ2／tanθ1−tanθ2 ……(2) と表わすことが出来る。前記CPU７は前記算出
した偏向角θ1とθ2、及びＡ（既知）からl1を算出す
る。次に、前記と同じ様にして、偏向器５により
ビームを光軸Ｚから右の方へ走査させて、パター
ンP0の右エツジを検出し、偏向角θ1′を算出し、
続いて偏向器６により同じ様にビームを走査さ
せ、偏向角θ2′を算出し、光軸ＺからパターンP0
の右エツジ迄の距離l2（＝Ａtanθ1′・tanθ2′／tan
θ2′−tanθ1′）を 算出する。そして、前記CPUは算出したl1とl2と
の和からパターンP0の線幅ｌを算出する。この
様に、ワークデスタンスを考えることなくパター
ンの線幅を測長することが出来る。
尚、前記実施例において、先に偏向器５又は６
によりθ1，θ1′、又はθ2，θ2′を算出し、次に偏向
器６又は５によりθ2，θ2′又はθ1，θ1′を算出する
ようにしてもよい。
によりθ1，θ1′、又はθ2，θ2′を算出し、次に偏向
器６又は５によりθ2，θ2′又はθ1，θ1′を算出する
ようにしてもよい。
又、前記偏向器５，６は磁界型でも静電型でも
よい。
よい。
本発明によればワークデスタンスが入らない前
記(1)式及び(2)式に基づいて材料上に作成されたパ
ターンの線幅又は線間隔等を算出しているので、
測定箇所にワークデスタンスの変位があつても、
誤差なく正確な線幅等が測長される。しかも、前
記偏向角θ1，θ1′，θ2，θ2′は極めて高精度に決定
（例、10-4rad）出来るので、著しく正確に線幅等
が測長される。（誤差は0.01％程度） 尚、このように二つの偏向器を用いることによ
り偏向器と材料との距離をも決定することが出来
るから、例えば材料が傾いて設定されている場合
でもその斜面に沿つた距離を決定することも出来
る。即ち第３図において三角形O1，O2，Ｇの一
辺Ａと二つの角θ1，θ2が知れるから点Ｇの空間位
置を決定することが出来るのである。従つてこの
方式では測定面でのパターンP0のＺに対する角
度は直角以外でもよい。
記(1)式及び(2)式に基づいて材料上に作成されたパ
ターンの線幅又は線間隔等を算出しているので、
測定箇所にワークデスタンスの変位があつても、
誤差なく正確な線幅等が測長される。しかも、前
記偏向角θ1，θ1′，θ2，θ2′は極めて高精度に決定
（例、10-4rad）出来るので、著しく正確に線幅等
が測長される。（誤差は0.01％程度） 尚、このように二つの偏向器を用いることによ
り偏向器と材料との距離をも決定することが出来
るから、例えば材料が傾いて設定されている場合
でもその斜面に沿つた距離を決定することも出来
る。即ち第３図において三角形O1，O2，Ｇの一
辺Ａと二つの角θ1，θ2が知れるから点Ｇの空間位
置を決定することが出来るのである。従つてこの
方式では測定面でのパターンP0のＺに対する角
度は直角以外でもよい。
第１図は本発明の前に考えられる測長方法、第
２図は本発明の一実施例を示したもの、第３図及
び第４図は本発明の動作の説明を補足する為の図
である。 ４：材料、５，６：偏向器、７：中央処理装置
（CPU）、８：デジタル走査信号発生回路、９：
反射電子検出器、Ｚ：光軸、P0：パターン。
２図は本発明の一実施例を示したもの、第３図及
び第４図は本発明の動作の説明を補足する為の図
である。 ４：材料、５，６：偏向器、７：中央処理装置
（CPU）、８：デジタル走査信号発生回路、９：
反射電子検出器、Ｚ：光軸、P0：パターン。
Claims (1)
- １ ２つの偏向器を光軸上、上下に夫々設け、該
夫々の偏向器を別々に作動させて、荷電粒子ビー
ムを材料上で走査させ、各々の走査において、材
料上から目的とする情報を含む信号が検出された
時の偏向器に与えている走査信号の値に基づいて
材料上のパターンの線幅又は線間隔を演算するよ
うにした測長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57059179A JPS58176512A (ja) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | 測長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57059179A JPS58176512A (ja) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | 測長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58176512A JPS58176512A (ja) | 1983-10-17 |
| JPS6319002B2 true JPS6319002B2 (ja) | 1988-04-21 |
Family
ID=13105908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57059179A Granted JPS58176512A (ja) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | 測長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58176512A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6069577A (ja) * | 1983-09-26 | 1985-04-20 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | モノパルスレ−ダ |
-
1982
- 1982-04-09 JP JP57059179A patent/JPS58176512A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58176512A (ja) | 1983-10-17 |
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