JPS63148112A - Tilt angle measuring instrument - Google Patents
Tilt angle measuring instrumentInfo
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- JPS63148112A JPS63148112A JP29343086A JP29343086A JPS63148112A JP S63148112 A JPS63148112 A JP S63148112A JP 29343086 A JP29343086 A JP 29343086A JP 29343086 A JP29343086 A JP 29343086A JP S63148112 A JPS63148112 A JP S63148112A
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- tilt angle
- pattern
- image signal
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- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明は、九とえば半導体ウェハ上に形成された微小々
レジストパターンの端部の傾斜角を自動的に測定する傾
斜角測定装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention provides a method for automatically measuring the inclination angle of the edge of a minute resist pattern formed on a semiconductor wafer. This invention relates to an angle measuring device.
(従来の技術)
従来、半導体ウェハ上に形成されたレジスト・パターン
の端部のウェハ板面に対する傾きの測定は、レジストプ
ロセスの検査の一環として行われる重要なものである。(Prior Art) Conventionally, the measurement of the inclination of the edge of a resist pattern formed on a semiconductor wafer with respect to the wafer plate surface is an important part of inspection of a resist process.
このような傾き検査は、パターンに対して垂直方向に切
断し、その切断面を8 EM (Scanning旦1
ectron Microscope :走査型電子顕
微鏡)で観察し、写真上で傾きを求めるか、あるいは、
接触式のプローブで表面の起伏に従ってなぞり、直接、
傾きを求めている。In this type of tilt inspection, the pattern is cut perpendicularly, and the cut surface is 8 EM (Scanning
Observe with an ectron microscope (scanning electron microscope) and find the inclination on a photograph, or
Directly trace the undulations of the surface with a contact probe.
I'm looking for the slope.
しかるに、前者のサンプルを切断して検査する方法は、
破壊検査となり、サンプル代が高くつく不具合をもって
いる。他方、後者のプローブによる方法は、パターン幅
が1〜2μ属間隔で並んだ場合には、測定不可能である
。そうして、いずれの方法も検査能率がすこぶる低い不
具合をもっている0
(発明が解決しようとする問題点)
本発明は、上記事情を勘案してなされたもので、レジス
トパターン端部のウニへ板面に対する傾斜角を非破壊、
非接触、かつ、高能率で測定することのできる傾斜角測
定装置を提供することを目的とする。However, the method of cutting and inspecting the former sample is
The problem is that it requires a destructive test and the sample fee is high. On the other hand, the latter method using a probe cannot measure when the pattern widths are arranged at intervals of 1 to 2 μm. However, all of these methods have the disadvantage that the inspection efficiency is extremely low. Non-destructive tilt angle to the surface,
It is an object of the present invention to provide an inclination angle measuring device that can perform non-contact and highly efficient measurement.
(問題点を解決するための手段と作用)2次電子線に基
づいてパターンの端部形状波形を示す画像信号を出力す
る手段と、比較対象となるシミエレーシ璽ン波形が格納
された手段と、端部形状波形とシミエレーシ曹ン波形と
を比較し比較結果に基づいて傾斜角を決定する手段とを
備え、パターンの端部形状を非接触かつ非破壊で検査す
るようにしたものである。(Means and operations for solving the problem) A means for outputting an image signal indicating a pattern edge shape waveform based on a secondary electron beam, and a means for storing a shimieresis waveform to be compared; The end shape of the pattern is inspected non-contactly and non-destructively by means of comparing the end shape waveform and the shimmy erosion waveform and determining the inclination angle based on the comparison result.
(実施例)
以下、本発明を図面を参照して、実施例に基づいて詳述
する。(Example) Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an example with reference to the drawings.
第1図は、本実施例の寸法測定装置の構成図である◇こ
の寸法測定装置は、走査型電子顕微鏡(旦cannin
g Electron Microscope ;以下
、たんに8EMと略記する。)本体部(1)と、このS
EM本体部(1)により捕捉された特定のレジストパタ
ーン部分の端部の傾斜角を測定する傾斜角測定部(2)
とからなっている。上記本体部(1)は、図示せぬ電源
により電子を放出する電子銃(3)と、この電子銃(3
)から放出された電子線束(4)を縮小するコンデンサ
・レンズ(5)・・・と、基準となるクロック信号PS
を出力する基準信号発生部(6)と、この基準信号発生
部(6)から出力されたクロック信号PSに基づいて電
子線束(4)をラスク走査させるための掃引信号SSを
発生させる掃引信号発生部(7)と、図示せぬ倍率切換
スイッチの設定により上記掃引信号発生部(7)から出
力された掃引信号SSと組合わせて後述する走査コイル
部(8)に制御信号C8Iを出力する倍率切換部(9)
と、上記制御信号C8Iに基づいて電子線束(4)の走
査方向及び幅を制御する走査コイル部(8)と、さらに
電子線束(4)を縮小し測定試料(10)上に電子線束
(4)を照射する対物レンズ(11)と、測定試料(1
0)から放出される二次電子を集捉する二次電子検出器
(12)と、この二次電子検出器(12)からの信号を
増嘱する増幅部(13)と、この増幅部(13)から出
力された画像信号Isと掃引信号発生部(7)から出力
された掃引信号SSにより後述するCRT(Catho
deシy Tube) (14)に画像を表示させるた
めの画像信号増幅器(15)と、図示せぬ載置台上をこ
保持された測定試料(10)の特定部位の拡大画像を表
示するCRT(14)とから構成されている。一方、傾
斜角測定部(2)は、基準信号発生部(6)からのクロ
ック信号PS及び掃引信号発生部(7)からの掃引信号
SSに基づいて制御信号STを出力するタイミング制御
部(16)と、このタイミング制御部(16)から出力
された制御信号STによって画像信号Isをディジタル
値に変換するアナログ−ディジタル(A/D)変換部(
17)と、とのA/D変換部(17)から出力されたデ
ィジタル値をタイミング制御部(16)から出力された
制御信号SDに基づいて記憶する表示用画像メモリ部(
18)と、入ρ変換部(17)から出力されたディジタ
ル値をタイミング制御部(16)から出力され九制御信
号SMに基づいて記憶する測定用画像メモリ部(19)
と、CRT (14)上に複数のカーソルをSFM本体
部(1)からの画像又は表示用画像メモリ部(18)に
記憶された画像データに基づく静止画像に重ね合わせて
表示するためのグラフィック画像メモリ部(2o)と、
このグラフィク画像メモリ部(2o)の入力側に接続さ
れカーソルをいろいろ動かしたりするカーソル設定部(
21)と、測定用画像メモリ部(19)及びグラフィク
画像メモリ部(20)からのデータを読み出しかつ各種
演算処理機能と記憶機能を有するCPU部(22)と、
後述するシミエレーシ、ン波形が格納された波形格納部
(22a)と、測定用画像メモリ部(19) 、表示用
画像メモリ部(18) 。Figure 1 is a configuration diagram of the dimension measuring device of this embodiment.
g Electron Microscope; Hereinafter, simply abbreviated as 8EM. ) Main body (1) and this S
An inclination angle measurement unit (2) that measures the inclination angle of the end of a specific resist pattern portion captured by the EM main unit (1)
It consists of The main body (1) includes an electron gun (3) that emits electrons by a power source (not shown), and an electron gun (3) that emits electrons by a power source (not shown).
) and a condenser lens (5) that reduces the electron beam flux (4) emitted from the
and a sweep signal generator that generates a sweep signal SS for scanning the electron beam (4) based on the clock signal PS output from the reference signal generator (6). (7) and a magnification for outputting a control signal C8I to a scanning coil section (8), which will be described later, in combination with the sweep signal SS output from the sweep signal generation section (7) by setting a magnification changeover switch (not shown). Switching part (9)
, a scanning coil section (8) that controls the scanning direction and width of the electron beam (4) based on the control signal C8I, and further reduces the electron beam (4) and places the electron beam (4) on the measurement sample (10). ) and an objective lens (11) that irradiates the measurement sample (1
a secondary electron detector (12) that collects secondary electrons emitted from the secondary electron detector (12); an amplification section (13) that amplifies the signal from the secondary electron detector (12); 13) and the sweep signal SS output from the sweep signal generator (7), the CRT (Catho
An image signal amplifier (15) for displaying an image on a display tube (14), and a CRT (15) for displaying an enlarged image of a specific part of a measurement sample (10) held on a mounting table (not shown). 14). On the other hand, the tilt angle measurement section (2) includes a timing control section (16) that outputs a control signal ST based on the clock signal PS from the reference signal generation section (6) and the sweep signal SS from the sweep signal generation section (7). ), and an analog-digital (A/D) converter (
17) and a display image memory unit (
18), and a measurement image memory unit (19) that stores the digital value output from the input ρ conversion unit (17) based on the control signal SM output from the timing control unit (16).
and a graphic image for displaying a plurality of cursors on the CRT (14) superimposed on a still image based on the image from the SFM main unit (1) or the image data stored in the display image memory unit (18). a memory section (2o);
The cursor setting section (2o) is connected to the input side of this graphic image memory section (2o) and is used to move the cursor in various ways.
21), a CPU section (22) that reads data from the measurement image memory section (19) and the graphic image memory section (20), and has various arithmetic processing functions and storage functions;
A waveform storage section (22a) in which a simulation waveform, which will be described later, is stored, a measurement image memory section (19), and a display image memory section (18).
グラフィック画像メモ9部(20)のデータをCRT
(14)番こ表示するため各種制御を行なう表示制御部
(23)と、測定用画像メモリ部(19) 、表示用画
像メモリ部(r8) 、グラフィク画像メモリ部(20
)及び表示制御部(23)の出力側に接続されディジタ
ルデータをアナログ変換してCR,T (14)に出力
、表示するためのディジタル−アナログ(D/A )変
換部(24)とより構成されている。そして、上記表示
制御部(20)は、画像信号増幅器(15)にも接続さ
れ、表示用画像メモリ部(18)において記憶されてい
る画像データをCR,’r (14)にて表示させる制
御信号MAを出力するようになっている。Data of 9 copies (20) of graphic image memos are transferred to CRT.
(14) A display control unit (23) that performs various controls for displaying numbers, a measurement image memory unit (19), a display image memory unit (r8), and a graphic image memory unit (20).
) and a digital-to-analog (D/A) converter (24) that is connected to the output side of the display controller (23) and converts digital data into analog and outputs and displays it on CR,T (14). has been done. The display control section (20) is also connected to the image signal amplifier (15), and controls to display the image data stored in the display image memory section (18) in CR,'r (14). It outputs a signal MA.
つぎに、上記のように構成された傾斜角測定装置の作動
について詳述する。Next, the operation of the inclination angle measuring device configured as described above will be described in detail.
まず、SEM本体部(1)の載置台に例えばLSI等の
レジストパターンが形成された半導体ウェハ々どの測定
試料(10)を載置する。しかして、電子銃(3)から
放出された電子線束(4)は、コンデンサ・レンズ(5
)・・・により縮小され、倍率切換部(9)から出力さ
れた制御信号C8Iにより走査コイル部(8)にてX−
Y方向にラスタ走査を行い、対物レンズ(11)でさら
に縮小して測定試料(10)上に照射される。すると、
測定試料(10)面からは、二次電子が放出される。こ
の二次電子は、二次電子検出器(12)により集捉され
電気信号に変換される。この二次電子検出器(12)か
ら出力された電気信号は増幅器(13)にて増幅され、
画像信号工Sとして画像信号増幅器(15)に出力され
る。この画像信号増幅器(15)にては、掃引信号発生
部(7)から出力された掃引信号SSと上記画像信号工
Sとを組合わせてCRT (14)に画像として表示さ
せる。一方、画像信号Isは、タイミング制御部(16
)より出力された信号STによって、A/D変換部(1
7)にてA/D変換され、まず、表示用画像メモリ部(
18)に、1画面分格納される。表示用画像メモリ部(
18)は、例えば第2図に示すように、512X512
X8ビットs度の容量を持っている。格納されたデータ
は、表示制御部(23)の信号MC,MDによって、D
/A変換部(24)によって、アナログ信号に変換され
、制御信号M人によってCRT(4Jで静止画像として
表示される。つぎに、表示されたレジストパターンPに
対し、カーソル設定部(21)を操作して、信号に8を
グラフィク画儂メモリ部(20)及びD/A変換部(2
4)を介しテCRT (14) iC出力し、2本ツカ
−7# (25a) 。First, a measurement sample (10) such as a semiconductor wafer on which a resist pattern is formed, such as an LSI, is placed on the mounting table of the SEM main body (1). Therefore, the electron beam flux (4) emitted from the electron gun (3) passes through the condenser lens (5).
)..., and the control signal C8I output from the magnification switching section (9) causes the scanning coil section (8) to
Raster scanning is performed in the Y direction, the object lens (11) further reduces the size, and the measurement sample (10) is irradiated. Then,
Secondary electrons are emitted from the surface of the measurement sample (10). This secondary electron is collected by a secondary electron detector (12) and converted into an electrical signal. The electrical signal output from this secondary electron detector (12) is amplified by an amplifier (13),
It is output as an image signal signal S to an image signal amplifier (15). The image signal amplifier (15) combines the sweep signal SS output from the sweep signal generator (7) and the image signal generator S, and displays the combination as an image on the CRT (14). On the other hand, the image signal Is is controlled by the timing control section (16
), the A/D converter (1
7), the display image memory section (
18), one screen worth of data is stored. Display image memory section (
18), for example, as shown in Figure 2, 512X512
It has a capacity of 8 bits. The stored data is transferred to D by signals MC and MD of the display control section (23).
The /A conversion section (24) converts the control signal into an analog signal, and the control signal M is displayed as a still image on a CRT (4J). 8 to the graphic image memory section (20) and the D/A converter section (20).
4) Output the iC through the CRT (14) and connect the two wires to the CRT (25a).
(25b)−t’、レジストパターンPをはさむ様に設
定する(第3図参照)。(25b)-t' is set so as to sandwich the resist pattern P (see FIG. 3).
この時、カーフ ル(25a)、 (25b) ノ位置
は、カーソル設定部(21)より出力された信号KSで
、グラフィック画像メモリ部(20)に書き込まれ、表
示用画像メモリ部(18)と完全に重ね合わさって表示
される。一方、CPU部(22)は、グラフィク画像メ
モリ部(20)より、カーソル(25a)、 (25b
)のアドレスデータを読み取り、そのアドレスデータを
信号SAで、掃引信号発生部(7)に送る。掃引信号発
生部(7)は、カーフ ル(25a)、 (25b)
テ指定された領域のみ電子線束(4)を走査する。今回
も同様に、画像信号Isを、人/D変換部(17)でデ
ィジタル値に変換し、測定用画像メモリ部(19)に格
納する。この測定用画像メモリ部(19)にては、−走
査線について、表示用画像メモリ部(18)に比べ、数
倍〜数十倍の密度でデータを格納する0例えば、1走査
線あたり、2048点程度収集する。しかし、全画面に
わたってデータ収集するわけでなく、カーソル(25a
)、 (25b)で指定した任意の場所のみである。At this time, the positions of the cursors (25a) and (25b) are written into the graphic image memory section (20) using the signal KS output from the cursor setting section (21), and are stored in the display image memory section (18). Displayed completely overlapping. On the other hand, the CPU section (22) uses the cursor (25a), (25b) from the graphic image memory section (20).
) is read, and the address data is sent to the sweep signal generator (7) using the signal SA. The sweep signal generating section (7) is composed of kerfuls (25a) and (25b).
The electron beam beam (4) scans only the designated area. This time as well, the image signal Is is converted into a digital value by the human/D conversion section (17) and stored in the measurement image memory section (19). This measurement image memory section (19) stores data at a density several times to several tens of times higher than that of the display image memory section (18) for scanning lines. Collect about 2048 points. However, data is not collected over the entire screen, and the cursor (25a
), only any location specified in (25b).
しかして、カーソル(25a)、 (25b)で指定し
た部分の画像データを、順次、測定用画像メモリ部(1
9)に格納していくが、通常、Si(Signal/N
o1se)比の悪い信号については、積算処理を行々う
(第4図ブロック(26)、 (27) )。これは、
同じ場所舎くり返し走査し、同一点のデータを順次加算
していき、最終的に、積算回数で除算等を行なって規格
化する方法でする。一方、S/N比の良い信号について
は、積算処理を行なわず、1回のサンプリングで終了す
る(第4図ブロック(26))oつぎに、ノイズ除去を
行なう(第4図ブロック(28> )。ノイズ除去法と
して、平滑化処理法(第4図ブロック(29) )とF
FT(星ast Fourier Transrorm
)法を使う。上記FFT法によりノイズ除去を行う場合
は、測定用画像メモリ部(19)から取り込んだデータ
(第5図(a)参照)をフーリエ変換しく第4図ブロッ
ク(30) )、周波数解析を行いノイズを除去するた
め高周波成分をカットする(第4図ブロック(3t))
。The image data of the portions specified by the cursors (25a) and (25b) are sequentially transferred to the measurement image memory section (1).
9), but usually Si (Signal/N
o1se) For signals with poor ratios, integration processing is performed (blocks (26) and (27) in Figure 4). this is,
This method involves scanning the same location repeatedly, adding the data at the same point one after another, and finally standardizing by dividing by the number of additions. On the other hand, for signals with a good S/N ratio, the integration process is not performed and the sampling is completed once (block (26) in Figure 4).Next, noise is removed (block (28) in Figure 4). ).As noise removal methods, the smoothing method (block (29) in Figure 4) and F
FT (star ast Fourier Transrorm
) method. When removing noise using the above FFT method, the data imported from the measurement image memory section (19) (see Fig. 5 (a)) is subjected to Fourier transformation (block (30) in Fig. 4), and frequency analysis is performed to eliminate noise. Cut high frequency components to remove (block (3t) in Figure 4)
.
しかして、高周波成分がカットされたデータを逆フーリ
エ変換して波形を再生する(第4図ブロック(32)
)。この処理により、第5図(b)に示すように、ノイ
ズを元の波形から取り除くことができる。Then, the data from which the high frequency components have been cut is subjected to inverse Fourier transform to reproduce the waveform (block (32) in Figure 4).
). Through this processing, noise can be removed from the original waveform, as shown in FIG. 5(b).
他方平滑化処理法は、1ラインのデータ(0<j≦n)
の任意の点の前後のデータ数点に、係数を乗算し、その
積を加算し、係数の和で除算して規格化することによう
て、その任意の点を求める方法である。On the other hand, the smoothing method uses one line of data (0<j≦n)
This method calculates an arbitrary point by multiplying several data points before and after an arbitrary point by a coefficient, adding the products, and dividing by the sum of the coefficients for normalization.
すなわち、k画素平滑化を考えた場合、3番目のデータ
をd (j)とすると%d(J)の前後に点のデータに
対し、係数ai (0≦i≦k)をそれぞれ乗算し、そ
の総和をとり、係数の和で除算し規格化することによっ
て、d(j)の値を求めなシす方法である。That is, when considering k-pixel smoothing, if the third data is d (j), the data of the points before and after %d (J) are multiplied by the coefficient ai (0≦i≦k), This method calculates the value of d(j) by taking the total sum, dividing it by the sum of coefficients, and normalizing it.
この処理により、元の波形(第6図(a))に比べ、ノ
イズが除去された波形(第6図(b))が得られる。Through this processing, a waveform (FIG. 6(b)) with noise removed compared to the original waveform (FIG. 6(a)) is obtained.
しかして、上記いずれかの方法によりノイズが除去され
た波形について、第7図及び第8図で示すように、カー
ソル(25a)、 (25b)により傾斜角測定する判
別領域を指定する(第4図ブロック(33) ) 。As shown in FIGS. 7 and 8, for the waveform from which noise has been removed by any of the above methods, the discrimination area for measuring the inclination angle is specified using the cursors (25a) and (25b) (the fourth Figure block (33)).
判別領域は、傾斜角測定部位すなわちレジストパターン
部分(第3図領域P)に対応する波形の電圧値が他部分
より大きいことにより識別できる0それから判別領域内
にて第7図及び第8図に示す一方の側縁部における最大
値(51)及び最小値(52)を求める(第4図ブロッ
ク(34) )。しかして、最大値(51)と最小値(
52)との間において任意に2点(56)、 (57)
を選択し、直線近似する範囲を指定する(第4図ブロッ
ク(35) )。つぎに、これら2点(56)、 (5
7)間のデータに対して、最小二乗法にて回帰直線(5
9)を求める(第4図ブロック(36) ) 。The discrimination area can be identified by the fact that the voltage value of the waveform corresponding to the inclination angle measurement site, that is, the resist pattern part (area P in Figure 3) is larger than other parts. The maximum value (51) and minimum value (52) at one side edge shown in FIG. 4 are determined (block (34) in FIG. 4). Therefore, the maximum value (51) and the minimum value (
52) arbitrarily 2 points between (56), (57)
and specify the range for linear approximation (block (35) in Figure 4). Next, these two points (56), (5
7) Using the least squares method, the regression line (5
9) (block (36) in Figure 4).
さらに、最小値(52)と点(57)との間のデータす
なわち平坦な部分のデータの平均を求め、基底部の平均
レベル(61)を求める(第4図ブロック(37))0
つぎに、回帰直線(59)および基底部の平均レベル(
61)の交点(53)を求める。同様にして、他方の側
縁部における回帰直線(74)および基底部の平均レベ
ル(75)を求め、それらの交点(76)を算出する(
第4図ブロック(38) )。上記交点(53)、 (
76)の位置はCRT (14)にて表示するとともに
、両者の間隔(画素数)を求め、倍率切換部(9)で決
められた1画素当りの寸法を乗算し、寸法に変換する(
第4図ブロック(39) )。そうして、カーソル(2
sa)、 (zsb)が複数の走査線にわたっていると
きは、別のラインについて同一の処理を繰返して行う(
第4図ブロック(40) )。しかして、各ラインにつ
いて得られたレジストパターンPの幅りを示す寸法に基
づいて、第9図に示すレジストパターンPの傾斜角α、
βを求める。このレジストパターンPは、シリコン基板
WS上に形成されている。Furthermore, the average of the data between the minimum value (52) and the point (57), that is, the data of the flat part, is determined to determine the average level (61) of the base (block (37) in Figure 4) 0
Next, the regression line (59) and the base mean level (
Find the intersection (53) of 61). In the same way, the regression line (74) at the other side edge and the average level (75) at the base are determined, and their intersection point (76) is calculated (
Figure 4 block (38)). The above intersection (53), (
The position of 76) is displayed on the CRT (14), and the interval (number of pixels) between the two is calculated, multiplied by the size per pixel determined by the magnification switching unit (9), and converted into a size (
Figure 4 block (39)). Then, click the cursor (2)
sa), (zsb) spans multiple scanning lines, the same process is repeated for another line (
Figure 4 block (40)). Based on the dimensions indicating the width of the resist pattern P obtained for each line, the inclination angle α of the resist pattern P shown in FIG.
Find β. This resist pattern P is formed on a silicon substrate WS.
そうして、このレジストパターンPは、その厚さH及び
幅りが既知であるものとする。ところで、半径rの電子
線を加速電圧数keVでウェハに照射したとき、電子線
が表面より深さd(中o、sr)もぐ抄こんだ場合の2
次電子線の放出量は、表面により切断される電子線の球
の断面積に、おおよそ比例するといわれている。だから
、レジストパターンPの端部により切断される電子線の
断面積つまり2次電子放出量は、傾斜角α、βの関数と
なる。It is assumed that the thickness H and width of this resist pattern P are known. By the way, when an electron beam of radius r is irradiated onto a wafer at an accelerating voltage of several keV, the electron beam penetrates a depth d (middle o, sr) below the surface.
It is said that the amount of secondary electron beam emitted is approximately proportional to the cross-sectional area of the sphere of the electron beam cut by the surface. Therefore, the cross-sectional area of the electron beam cut by the end of the resist pattern P, that is, the amount of secondary electron emission, becomes a function of the inclination angles α and β.
したがって、あらかじめいろいろな傾斜角及び厚さHの
シミニレーシ目ン波形(第10図参照)をあらかじめ波
形格納部(22a)に格納しておき第8図に示す検出波
形との一致度を求めれば、実際のレジストパターンPの
傾斜角α、βを求めることができる。そこで、まず、波
形格納部(22a)にて前記厚さH1幅D(前述゛した
処理により求める。)及び傾斜角初期設定する(第4図
ブロック(41) ) 。Therefore, by storing in advance the shimmering waveforms (see Fig. 10) of various inclination angles and thicknesses H in the waveform storage section (22a) and determining the degree of coincidence with the detected waveform shown in Fig. 8, The actual inclination angles α and β of the resist pattern P can be determined. Therefore, first, the thickness H1 width D (determined by the process described above) and the inclination angle are initialized in the waveform storage section (22a) (block (41) in FIG. 4).
ついで、上記初期値に基づき検出パターンに対応した、
つまり振幅が検出波形とほぼ等しいシミエレーシ冒ン波
形を算出する(第4図ブロック(42) )。Then, based on the above initial values, a
In other words, a waveform whose amplitude is almost equal to the detected waveform is calculated (block (42) in FIG. 4).
このためには、第8図の検出波形の最大値(51)と最
小値(52)の振@A1とシミュレーション波形の最大
値P1と最小値CPU部(22)にて、P2の振幅A2
を合わせることによし行う。ついで、シミュレーション
波形につき、検出波形と同様にして直線近似し、回帰直
線L1を求める(第4図ブロック(43) ) OLか
して、この求めた回帰直線L1と検出波形の回帰直線(
59)との傾きの差ΔLを求める(第4図ブロック(4
4) ) oついで、この傾きの差ΔLの絶対値1ΔL
l 力μ定値CLより小か否かどうか求める。そうし
て、一定値CLよし小さいときは、このときの傾斜角θ
をもって、レジストパターンPの傾斜角αとする。しか
し、一定値CLより大きいときは、第4図ブロック(4
2)の処理に戻り、再び異なる傾斜角θを初期設定して
、以下、同様の処理を行う(第4図ブロック(45)
)。かくて、以上のブロック(44)の処理は、傾斜角
αが求まるまで繰返す。つぎに、傾斜角βについても、
回帰直線(74)と最大・最小値P3.P4 とにより
、傾斜角αの場合と同様の手順で求める。求めた傾斜角
α、βについては、CRT(t4)にて表示する。For this purpose, the maximum value (51) and minimum value (52) of the detected waveform shown in FIG.
It works best by matching the Next, the simulation waveform is linearly approximated in the same manner as the detected waveform to obtain the regression line L1 (block (43) in Figure 4).
Find the difference in slope ΔL from block (4) in Figure 4.
4)) Then, the absolute value of this slope difference ΔL is 1ΔL
l Determine whether the force μ is smaller than the constant value CL. Then, when the constant value CL is small, the inclination angle θ at this time is
Let this be the inclination angle α of the resist pattern P. However, when it is larger than the constant value CL, block (4) in Figure 4
Returning to the process of 2), a different inclination angle θ is initialized again, and the same process is performed (block (45) in Figure 4).
). Thus, the above processing of block (44) is repeated until the inclination angle α is determined. Next, regarding the inclination angle β,
Regression line (74) and maximum and minimum values P3. P4 is obtained using the same procedure as for the inclination angle α. The obtained inclination angles α and β are displayed on the CRT (t4).
以上のように、この実施例の傾斜角測定装置(こよれば
、例えばシリコンウェハ上に形成された線幅が1μ風程
度のレジストパターン端部(エツジ)のウェハ板面に対
する傾斜角を非破壊かつ非接触にて、なおかつ、高精度
かつ高能率で求めることができる。As described above, the inclination angle measurement device of this embodiment (according to which, for example, the inclination angle of a resist pattern edge formed on a silicon wafer and having a line width of about 1 μm) with respect to the wafer plate surface can be measured in a non-destructive manner. Moreover, it can be determined non-contact, with high precision and high efficiency.
なお、上記実施例におけるレジストパターンPの幅りは
、測定者がCRT(14)を見ながら目視により測定す
るようにしてもよい。さらに、傾斜角測定対 は、レジ
ストに限ることなく、何でもよい。Note that the width of the resist pattern P in the above embodiment may be measured visually by a measurer while looking at the CRT (14). Furthermore, the inclination angle measurement pair is not limited to resist, and may be of any type.
さらに、2次電子放出を上げるため、電子線に対し、ウ
ェハ側をあらかじめ一部量傾けておき、最終的に傾斜分
だけ相殺してもよい。Furthermore, in order to increase secondary electron emission, the wafer side may be tilted by a certain amount in advance with respect to the electron beam, and the tilt may be finally canceled out.
この発明の傾斜角測定装置に、よれば、例えばシリコン
ウェハ上に形成された線幅が1μ扉程度のパターンエツ
ジの傾斜角を非破壊かつ非接触にて、なおかつ、高精度
かつ高能率で求めることができる。According to the inclination angle measuring device of the present invention, for example, the inclination angle of a pattern edge formed on a silicon wafer and having a line width of about 1 μm can be determined non-destructively and non-contact, with high precision and high efficiency. be able to.
第1図は本発明の一実施例の傾斜角測定装置の全体構成
図、第2図は第1図の傾斜角測定装置で得られた画像信
号の両案への分割を示す説明図、第3図はCRTにおけ
るカーソルの設定を示す図、第4図は第1図の傾斜角測
定装置による傾斜角測定手順を示すフローチャート、第
5図及び第6図はノイズ除去前の画像信号とノイズ除去
後の画像信号を示すグラフ、第7図及び第8図はパター
ン幅の求め方を説明するためのグラフ、第9図はレジス
トパターンの断面図、第10図はシミュレーション波形
を示す図である。
(1)・・・SEM本体部(画像信号出力手段)。
(22)・・・CPU部(傾斜角演算手段)。
(22a)・・・波形格納部。
L−一一一−い ■ −モ −□−−−ヨ第
2図
P
第3図
第5図
第7図
y巨肩葭
第8図
第9図
第10図FIG. 1 is an overall configuration diagram of an inclination angle measuring device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing division of an image signal obtained by the inclination angle measuring device of FIG. Figure 3 is a diagram showing cursor settings on a CRT, Figure 4 is a flowchart showing the tilt angle measurement procedure using the tilt angle measuring device in Figure 1, and Figures 5 and 6 are image signals before noise removal and noise removal. Graphs showing subsequent image signals, FIGS. 7 and 8 are graphs for explaining how to determine the pattern width, FIG. 9 is a cross-sectional view of the resist pattern, and FIG. 10 is a diagram showing simulation waveforms. (1)...SEM main body (image signal output means). (22)...CPU section (tilt angle calculation means). (22a)...Waveform storage section. L-111-i ■ -Mo -□--Yo Figure 2 P Figure 3 Figure 5 Figure 7 y Giant shoulder blade Figure 8 Figure 9 Figure 10
Claims (1)
料に電子線を照射したときに得られる2次電子線に基づ
いて上記パターンの端部形状波形を示す画像信号を出力
する画像信号出力手段と、上記パターンの端部の傾斜角
が異なる各場合に上記画像信号出力手段から出力される
シミュレーション波形が格納されている波形格納手段と
、この波形格納手段に格納されているシミュレーション
波形と上記画像信号出力手段から出力された上記パター
ンの端部形状波形とを比較し比較結果に基づいて上記パ
ターンの端部の傾斜角を算出する傾斜角演算手段とを具
備することを特徴とする傾斜角測定装置。An image signal that outputs an image signal indicating an end shape waveform of the pattern based on a secondary electron beam obtained when an electron beam is irradiated onto a measurement sample on which a pattern whose end inclination angle is to be measured is attached. an output means; a waveform storage means storing a simulation waveform outputted from the image signal output means in each case where the inclination angle of the end portion of the pattern is different; and a simulation waveform stored in the waveform storage means; An inclination angle calculation means for comparing the end shape waveform of the pattern outputted from the image signal output means and calculating an inclination angle of the end part of the pattern based on the comparison result. Angle measuring device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29343086A JPS63148112A (en) | 1986-12-11 | 1986-12-11 | Tilt angle measuring instrument |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29343086A JPS63148112A (en) | 1986-12-11 | 1986-12-11 | Tilt angle measuring instrument |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63148112A true JPS63148112A (en) | 1988-06-21 |
Family
ID=17794655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29343086A Pending JPS63148112A (en) | 1986-12-11 | 1986-12-11 | Tilt angle measuring instrument |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63148112A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005156436A (en) * | 2003-11-27 | 2005-06-16 | Hitachi Ltd | Semiconductor pattern measurement method and process management method |
| JP2007218711A (en) * | 2006-02-16 | 2007-08-30 | Hitachi High-Technologies Corp | Measuring method of measurement target pattern using electron microscope device |
-
1986
- 1986-12-11 JP JP29343086A patent/JPS63148112A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005156436A (en) * | 2003-11-27 | 2005-06-16 | Hitachi Ltd | Semiconductor pattern measurement method and process management method |
| JP2007218711A (en) * | 2006-02-16 | 2007-08-30 | Hitachi High-Technologies Corp | Measuring method of measurement target pattern using electron microscope device |
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