JPH11248442A - Step measuring method and step measuring device - Google Patents
Step measuring method and step measuring deviceInfo
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- JPH11248442A JPH11248442A JP5346998A JP5346998A JPH11248442A JP H11248442 A JPH11248442 A JP H11248442A JP 5346998 A JP5346998 A JP 5346998A JP 5346998 A JP5346998 A JP 5346998A JP H11248442 A JPH11248442 A JP H11248442A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】試料を破壊することなく段差の大きさを高精度
に走査型電子顕微鏡を用いて測定することができる段差
測定方法を提供すること。
【解決手段】試料W上に電子鏡筒12により電子ビーム
を走査する電子ビーム走査工程と、電子ビームの走査に
より試料Wから飛び出した二次電子αの強度を二次電子
検出器13を用いて検出する二次電子検出工程と、この
二次電子検出工程により得られた二次電子αの強度に基
づいて検出信号プロファイルを検出する検出工程と、こ
の検出工程で得られた検出信号プロファイルと所定深さ
の段差における検出信号プロファイルとを比較すること
で段差の深さを算出する演算工程とを備えるようにし
た。
(57) [Summary] [Problem] To provide a step measurement method capable of measuring the size of a step with high accuracy using a scanning electron microscope without destroying a sample. An electron beam scanning step of scanning an electron beam on a sample by an electron lens barrel, and using a secondary electron detector to measure the intensity of secondary electrons α jumping out of the sample by scanning the electron beam. A secondary electron detection step of detecting, a detection step of detecting a detection signal profile based on the intensity of the secondary electrons α obtained in the secondary electron detection step, and a detection signal profile obtained in the detection step and a predetermined A calculating step of calculating the depth of the step by comparing the detection signal profile with the detection signal profile at the step of the depth.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、走査型電子顕微鏡
における試料上の段差の深さを測定する段差測定方法及
び段差測定装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a step measuring method and a step measuring apparatus for measuring the depth of a step on a sample in a scanning electron microscope.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の走査型電子顕微鏡は、半導体ウエ
ハ等の試料の表面構造を細部まで観察でき、表面構造の
寸法を測定できる。一方、段差の深さについては、試料
を破壊して断面観察をして測定するか、破壊せずに試料
を傾けて観察している。2. Description of the Related Art A conventional scanning electron microscope can observe the surface structure of a sample such as a semiconductor wafer in detail, and can measure the dimensions of the surface structure. On the other hand, the depth of the step is measured by destroying the sample and observing the cross section, or obliquely observing the sample without destroying it.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の走査型
電子顕微鏡では、次のような問題があった。すなわち、
走査型電子顕微鏡で段差の深さを測定するためには、試
料を破壊する必要があった。一方、試料を破壊したくな
い場合には試料を傾けて観察するようにしていた。しか
し、試料の移動・傾斜機構が複雑になる等の問題があっ
た。The above-mentioned conventional scanning electron microscope has the following problems. That is,
In order to measure the depth of the step with a scanning electron microscope, it was necessary to break the sample. On the other hand, when the sample is not desired to be destroyed, the sample is inclined and observed. However, there are problems such as a complicated mechanism for moving and tilting the sample.
【0004】そこで本発明は、試料を破壊したり、傾け
ることなく段差の大きさを高精度に走査型電子顕微鏡を
用いて測定することができる段差測定方法及び段差測定
装置を提供することを目的としている。Accordingly, an object of the present invention is to provide a step measuring method and a step measuring apparatus capable of measuring the size of a step with high accuracy using a scanning electron microscope without destroying or tilting the sample. And
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、請求項1に記載された発明は、試料上
の段差の深さを測定する段差測定方法において、前記試
料上に電子鏡筒により電子ビームを走査する電子ビーム
走査工程と、前記電子ビームの走査により前記試料から
飛び出した二次電子の強度を二次電子検出器を用いて検
出する二次電子検出工程と、この二次電子検出工程によ
り得られた前記二次電子の強度に基づいて検出信号プロ
ファイルを検出する検出工程と、この検出工程で得られ
た検出信号プロファイルと所定深さの段差における検出
信号プロファイルとを比較することで前記段差の深さを
算出する演算工程とを備えるようにした。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems and achieve the object, an invention according to claim 1 is a method for measuring the depth of a step on a sample, the method comprising: An electron beam scanning step of scanning an electron beam with an electron column, a secondary electron detection step of detecting the intensity of secondary electrons that have jumped out of the sample by scanning the electron beam using a secondary electron detector, A detection step of detecting a detection signal profile based on the intensity of the secondary electrons obtained in the secondary electron detection step, and a detection signal profile obtained in the detection step and a detection signal profile at a step of a predetermined depth. And a calculating step of calculating the depth of the step by comparing.
【0006】請求項2に記載された発明は、請求項1に
記載された発明において、前記二次電子検出工程の前
に、前記二次電子に作用する電位分布を変化させる電位
分布制御工程を具備するようにした。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, before the secondary electron detecting step, a potential distribution controlling step of changing a potential distribution acting on the secondary electrons is performed. It was prepared.
【0007】請求項3に記載された発明は、請求項2に
記載された発明において、前記電位分布制御工程は、前
記二次電子検出器の二次電子引き寄せ電圧を変化させる
ものである。According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, the potential distribution control step changes a secondary electron attracting voltage of the secondary electron detector.
【0008】請求項4に記載された発明は、請求項2に
記載された発明において、前記電位分布制御工程は、前
記試料に対する前記二次電子検出器の向きを変化させる
ものである。According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, the electric potential distribution controlling step changes an orientation of the secondary electron detector with respect to the sample.
【0009】請求項5に記載された発明は、請求項2に
記載された発明において、前記電位分布制御工程は、前
記試料に対する前記二次電子検出器の相対位置を変化さ
せるものである。According to a fifth aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the potential distribution controlling step changes a relative position of the secondary electron detector with respect to the sample.
【0010】請求項6に記載された発明は、請求項2に
記載された発明において、前記電位分布制御工程は、前
記試料の近傍に与える局所的な電位を変化させるもので
ある。According to a sixth aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, the potential distribution controlling step changes a local potential applied to the vicinity of the sample.
【0011】請求項7に記載された発明は、請求項2に
記載された発明において、前記電位分布制御工程は、前
記二次電子検出器及び前記試料に対する前記電子鏡筒の
相対位置を変化させるものである。According to a seventh aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, the electric potential distribution controlling step changes a relative position of the electron lens barrel with respect to the secondary electron detector and the sample. Things.
【0012】請求項8に記載された発明は、試料上の段
差の深さを測定する段差測定方法において、前記試料上
に電子鏡筒により電子ビームを走査する電子ビーム走査
工程と、前記電子ビームの走査により前記試料に反射し
た反射電子の強度を反射電子検出器を用いて検出する反
射電子検出工程と、この反射電子検出工程により得られ
た反射電子の強度に基づいて検出信号プロファイルを算
出する検出工程と、この検出工程で得られた検出信号プ
ロファイルと所定深さの段差における検出信号プロファ
イルと比較することで前記段差の深さを算出する演算工
程とを備えている。The invention according to claim 8 is a step measurement method for measuring a depth of a step on a sample, wherein the electron beam scanning step of scanning an electron beam on the sample by an electron lens barrel; A backscattered electron detecting step of detecting the intensity of backscattered electrons reflected on the sample by the scanning using a backscattered electron detector, and calculating a detection signal profile based on the backscattered electron intensity obtained in the backscattered electron detection step. A detection step; and an operation step of calculating the depth of the step by comparing the detection signal profile obtained in the detection step with a detection signal profile at a step having a predetermined depth.
【0013】請求項9に記載された発明は、請求項8に
記載された発明において、前記反射電子検出工程の前
に、前記反射電子の検出位置を変化させる検出位置制御
工程を具備している。According to a ninth aspect of the present invention, in the above-described eighth aspect, a detection position control step of changing a detection position of the reflected electrons is provided before the reflected electron detection step. .
【0014】請求項10に記載された発明は、請求項9
に記載された発明において、前記検出位置制御工程は、
前記試料に対する前記反射電子検出器の相対位置を変化
させるものである。The invention described in claim 10 is the ninth invention.
In the invention described in the above, the detection position control step,
The position of the backscattered electron detector relative to the sample is changed.
【0015】請求項11に記載された発明は、請求項9
に記載された発明において、前記検出位置制御工程は、
前記試料に対する前記電子鏡筒の相対位置を変化させる
ものである。The invention described in claim 11 is the ninth invention.
In the invention described in the above, the detection position control step,
The relative position of the electron lens barrel with respect to the sample is changed.
【0016】請求項12に記載された発明は、試料上の
段差の深さを測定する段差測定装置において、前記試料
上に電子ビームを走査する電子ビーム走査部と、この電
子ビーム走査部による前記電子ビームの走査により前記
試料から飛び出した二次電子の強度を検出する二次電子
検出部と、この二次電子検出部により得られた二次電子
の強度に基づいて検出信号プロファイルを検出する検出
部と、この検出部で得られた検出信号プロファイルと所
定深さの段差における検出信号プロファイルとを比較す
ることで前記段差の深さを算出する演算部とを備えるよ
うにした。According to a twelfth aspect of the present invention, in the step measuring device for measuring the depth of a step on a sample, an electron beam scanning section for scanning an electron beam on the sample and the electron beam scanning section using the electron beam scanning section. A secondary electron detector that detects the intensity of secondary electrons that have jumped out of the sample by electron beam scanning, and a detector that detects a detection signal profile based on the intensity of the secondary electrons obtained by the secondary electron detector. And a calculation unit that calculates the depth of the step by comparing a detection signal profile obtained by the detection unit with a detection signal profile at a step having a predetermined depth.
【0017】請求項13に記載された発明は、試料上の
段差の深さを測定する段差測定装置において、前記試料
上に電子鏡筒により電子ビームを走査する電子ビーム走
査部と、前記電子ビームの走査により前記試料に反射し
た反射電子の強度を反射電子検出器を用いて検出する反
射電子検出部と、この反射電子検出工程により得られた
反射電子の強度に基づいて検出信号プロファイルを算出
する検出部と、この検出部で得られた検出信号プロファ
イルと所定深さの段差における検出信号プロファイルと
比較することで前記段差の深さを算出する演算部とを備
えるようにした。According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a step measuring device for measuring a depth of a step on a sample, wherein the electron beam scanning section scans the sample with an electron beam by using an electron column; A backscattered electron detector that detects the intensity of backscattered electrons reflected by the sample using the backscattered electron detector, and calculates a detection signal profile based on the backscattered electron intensity obtained in the backscattered electron detection step. A detection unit is provided with an arithmetic unit that calculates the depth of the step by comparing the detection signal profile obtained by the detection unit with the detection signal profile at a step of a predetermined depth.
【0018】上記手段を講じた結果、次のような作用が
生じる。すなわち、請求項1に記載された発明では、電
子ビームの走査により試料から飛び出した二次電子の強
度を二次電子検出器を用いて検出し、この二次電子の強
度に基づいて検出信号プロファイルを検出する検出し、
得られた検出信号プロファイルと所定深さの段差におけ
る検出信号プロファイルとを比較することで段差の深さ
を算出することができる。As a result of taking the above-described measures, the following operation occurs. That is, according to the first aspect of the present invention, the intensity of the secondary electrons jumping out of the sample by the scanning of the electron beam is detected using the secondary electron detector, and the detection signal profile is detected based on the intensity of the secondary electrons. Detect and detect
The depth of the step can be calculated by comparing the obtained detection signal profile with the detection signal profile at the step having a predetermined depth.
【0019】請求項2に記載された発明では、二次電子
検出工程の前に、二次電子に作用する電位分布を変化さ
せる電位分布制御工程を具備するようにしたので、複数
の検出信号プロフィールを得ることができ、高精度に段
差の深さを算出することができる。According to the second aspect of the present invention, before the secondary electron detecting step, a potential distribution controlling step of changing a potential distribution acting on the secondary electrons is provided. Can be obtained, and the depth of the step can be calculated with high accuracy.
【0020】請求項3に記載された発明では、二次電子
検出器の二次電子引き寄せ電圧を変化させて二次電子に
作用する電位分布を変化させることができる。請求項4
に記載された発明では、試料に対する二次電子検出器の
向きを変化させて二次電子に作用する電位分布を変化さ
せることができる。According to the third aspect of the present invention, the potential distribution acting on the secondary electrons can be changed by changing the secondary electron attracting voltage of the secondary electron detector. Claim 4
In the invention described in (1), the distribution of the potential acting on the secondary electrons can be changed by changing the direction of the secondary electron detector with respect to the sample.
【0021】請求項5に記載された発明では、試料に対
する二次電子検出器の相対位置を変化させて二次電子に
作用する電位分布を変化させることができる。請求項6
に記載された発明では、試料の近傍に与える局所的な電
位を変化させて二次電子に作用する電位分布を変化させ
ることができる。According to the fifth aspect of the present invention, the potential distribution acting on the secondary electrons can be changed by changing the relative position of the secondary electron detector with respect to the sample. Claim 6
In the invention described in (1), the potential distribution acting on the secondary electrons can be changed by changing the local potential applied to the vicinity of the sample.
【0022】請求項7に記載された発明では、二次電子
検出器及び試料に対する電子鏡筒の相対位置を変化させ
て二次電子に作用する電位分布を変化させることができ
る。請求項8に記載された発明では、電子ビームの走査
により試料から飛び出した反射電子の強度を反射電子検
出器を用いて検出し、この反射電子の強度に基づいて検
出信号プロファイルを検出する検出し、得られた検出信
号プロファイルと所定深さの段差における検出信号プロ
ファイルとを比較することで段差の深さを算出すること
ができる。According to the seventh aspect of the present invention, the potential distribution acting on the secondary electrons can be changed by changing the relative positions of the electron lens barrel with respect to the secondary electron detector and the sample. According to the invention described in claim 8, the intensity of the reflected electrons jumping out of the sample by the scanning of the electron beam is detected by using the reflected electron detector, and the detection signal profile is detected based on the intensity of the reflected electrons. Then, the depth of the step can be calculated by comparing the obtained detection signal profile with the detection signal profile at the step having a predetermined depth.
【0023】請求項9に記載された発明では、反射電子
検出工程の前に、反射電子の検出位置を変化させる電位
分布制御工程を具備しているので、複数の検出信号プロ
フィールを得ることができ、高精度に段差の深さを算出
することができる。According to the ninth aspect of the present invention, a plurality of detection signal profiles can be obtained because a potential distribution control step of changing a detection position of the backscattered electrons is provided before the backscattered electron detection step. Thus, the depth of the step can be calculated with high accuracy.
【0024】請求項10に記載された発明では、試料に
対する反射電子検出器の相対位置を変化させて反射電子
の検出位置を変化させることができる。請求項11に記
載された発明では、試料に対する電子鏡筒の相対位置を
変化させて反射電子の検出位置を変化させることができ
る。According to the tenth aspect, the relative position of the backscattered electron detector with respect to the sample can be changed to change the backscattered electron detection position. According to the eleventh aspect, the detection position of the reflected electrons can be changed by changing the relative position of the electron lens barrel with respect to the sample.
【0025】請求項12に記載された発明では、電子ビ
ームの走査により試料から飛び出した二次電子の強度を
二次電子検出器を用いて検出し、この二次電子の強度に
基づいて検出信号プロファイルを検出する検出し、得ら
れた検出信号プロファイルと所定深さの段差における検
出信号プロファイルとを比較することで段差の深さを算
出することができる。According to the twelfth aspect of the present invention, the intensity of secondary electrons jumping out of the sample by scanning of the electron beam is detected using a secondary electron detector, and a detection signal is detected based on the intensity of the secondary electrons. The depth of the step can be calculated by detecting the profile and comparing the obtained detection signal profile with the detection signal profile at the step having a predetermined depth.
【0026】請求項13に記載された発明では、電子ビ
ームの走査により試料から飛び出した反射電子の強度を
反射電子検出器を用いて検出し、この反射電子の強度に
基づいて検出信号プロファイルを検出する検出し、得ら
れた検出信号プロファイルと所定深さの段差における検
出信号プロファイルとを比較することで段差の深さを算
出することができる。According to the thirteenth aspect of the present invention, the intensity of the reflected electrons jumping out of the sample by the scanning of the electron beam is detected using the reflected electron detector, and the detection signal profile is detected based on the intensity of the reflected electrons. Then, the depth of the step can be calculated by comparing the obtained detection signal profile with the detection signal profile at the step having a predetermined depth.
【0027】[0027]
【発明の実施の形態】図1の(a)は本発明の第1の実
施の形態に係る段差測定装置10を示す模式図である。
なお、図1中Wはウエハ等の試料を示しており、その表
面には凹部Waが形成されている。段差測定装置10
は、凹部Waの深さを測定する装置である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1A is a schematic diagram showing a step measuring device 10 according to a first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, W indicates a sample such as a wafer, and a concave portion Wa is formed on the surface thereof. Step measuring device 10
Is a device for measuring the depth of the recess Wa.
【0028】段差測定装置10は、試料Wを載置する測
定室11と、この測定室11の天井部に取り付けられ試
料W上に電子線εを収束させる電子鏡筒12と、試料W
からの二次電子αを引き寄せ検出する二次電子検出器1
3と、試料Wを載置する試料台14とを備えている。す
なわち、段差測定装置10は走査型電子顕微鏡の一種で
ある。なお、段差測定装置10は、二次電子に作用する
電位分布を変化させる電位分布制御部を備えており、二
次電子に作用する電位分布を変化させることができる。The step measuring device 10 includes a measurement chamber 11 on which a sample W is placed, an electron lens barrel 12 attached to the ceiling of the measurement chamber 11 for focusing an electron beam ε on the sample W, and a sample W
Electron detector 1 that attracts and detects secondary electrons α from
3 and a sample stage 14 on which the sample W is placed. That is, the level difference measuring device 10 is a type of a scanning electron microscope. The level difference measuring device 10 includes a potential distribution control unit that changes a potential distribution acting on secondary electrons, and can change a potential distribution acting on secondary electrons.
【0029】このような段差測定装置10では、次のよ
うにして凹部Waの深さを測定する。試料W上に電子線
εを収束させて図1の(a)中矢印X方向に沿って走査
すると、図1の(b)に示すような二次電子αの信号強
度プロファイルが検出される。すなわち、凹部Waの縁
部では放出される二次電子αが一旦多くなるため、信号
強度は高くなる。しかし、低い部分に電子線εが照射さ
れた場合には、内壁により二次電子αが遮られることに
なる。遮られた二次電子αは二次電子検出器13に到達
しないため、信号強度は低くなる。In such a step measuring device 10, the depth of the recess Wa is measured as follows. When the electron beam ε is converged on the sample W and scanned along the direction of the arrow X in FIG. 1A, a signal intensity profile of the secondary electrons α as shown in FIG. 1B is detected. That is, the secondary electrons α that are emitted once increase at the edge of the recess Wa, so that the signal intensity increases. However, when the lower part is irradiated with the electron beam ε, the secondary electrons α are blocked by the inner wall. Since the blocked secondary electrons α do not reach the secondary electron detector 13, the signal intensity is low.
【0030】一方、凹部Waの段差が図1の(c)に示
すように、t1からt2となった場合には、内壁に遮ら
れる二次電子αが増え、信号強度は図1の(d)に示す
ようなものとなる。On the other hand, when the step of the recess Wa changes from t1 to t2 as shown in FIG. 1C, the number of secondary electrons α blocked by the inner wall increases, and the signal intensity becomes (d) in FIG. ).
【0031】すなわち、段差の深さと、信号強度が小さ
くなる部分の幅a1,a2や信号強度b1,b2との関
係を予め測定しておくことにより検出信号プロファイル
から段差の深さを算出することができる。That is, the depth of the step is calculated from the detected signal profile by previously measuring the relationship between the depth of the step and the widths a1 and a2 and the signal strengths b1 and b2 of the portion where the signal intensity is reduced. Can be.
【0032】以上説明したように、第1の実施の形態に
係る段差測定装置10によれば、試料W上の段差の深さ
を測定する際に、段差の深さに対応して、検出信号プロ
ファイルが変化することを利用している。このため、段
差の深さと検出信号プロファイルとの関係をあらかじめ
測定しておけば、試料Wを破壊したり傾けることなく、
得られた検出信号プロファイルに基づいて段差の深さを
算出することができる。As described above, according to the step measuring apparatus 10 according to the first embodiment, when measuring the depth of the step on the sample W, the detection signal is determined in accordance with the depth of the step. Utilizes that the profile changes. For this reason, if the relationship between the depth of the step and the detection signal profile is measured in advance, the sample W will not be broken or tilted,
The depth of the step can be calculated based on the obtained detection signal profile.
【0033】図2の(a)〜(c)はコンタクトホール
(凹部)に埋め込まれたタングステンの観察例を示して
おり、図2の(d)〜(f)はそれぞれの検出信号プロ
フィールを示している。なお、段差の深さは(a)、
(b)、(c)の順に大きくなる。二次検出器13は画
像の左下方向にあるため、コンタクトホールの左下の底
部からの二次電子αの一部はコンタクトホールの内壁に
遮られ、それが画像に影として現れている。この影の大
きさは(a)、(b)、(c)の順で大きくなり、検出
信号プロファイルの信号強度が小さい部分の幅Pa,P
b,Pcもこの順で大きくなる。FIGS. 2A to 2C show observation examples of tungsten buried in the contact holes (recesses), and FIGS. 2D to 2F show respective detection signal profiles. ing. The depth of the step is (a),
It becomes larger in the order of (b) and (c). Since the secondary detector 13 is located in the lower left direction of the image, part of the secondary electrons α from the bottom left of the contact hole is blocked by the inner wall of the contact hole, which appears as a shadow in the image. The size of this shadow increases in the order of (a), (b), and (c), and the widths Pa and P of the portions where the signal intensity of the detection signal profile is small.
b and Pc also increase in this order.
【0034】図3は本発明の第2の実施の形態に係る段
差測定装置10Aを示す模式図である。なお、この図に
おいて図1と同一機能部分には同一符号を付し、その詳
細な説明は省略する。FIG. 3 is a schematic diagram showing a level difference measuring apparatus 10A according to a second embodiment of the present invention. In this figure, the same functional parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【0035】段差測定装置10Aでは、上述した段差測
定装置10と同様に検出信号プロフィールを測定した
後、二次電子検出器13の二次電子引き寄せ電圧を上昇
させて再度検出信号プロフィールを測定するようにして
いる。The level difference measuring device 10A measures the detection signal profile in the same manner as the level difference measuring device 10 described above, and then increases the secondary electron attracting voltage of the secondary electron detector 13 to measure the detection signal profile again. I have to.
【0036】なお、段差測定装置10Aは、二次電子検
出器13の二次電子引き寄せ電圧を変化させる電位分布
制御部を備えている。二次電子引き寄せ電圧は例えば0
〜8kVまで9段階にして9回測定する。なお、図3の
(a),(b)に示すように二次電子引き寄せ電圧が低
い場合に比べて、図3の(c),(d)に示すように二
次電子引き寄せ電圧が高い場合には、凹部Waの内壁に
遮られる割合が高くなり、信号強度が低下する範囲が広
くなるという性質がある。このため、段差の深さの変化
がより強調されるため、検出信号プロフィールにも反映
され、より高精度な段差の深さの測定を行うことができ
る。The level difference measuring device 10A includes a potential distribution control unit for changing the secondary electron attracting voltage of the secondary electron detector 13. The secondary electron attraction voltage is, for example, 0
Measure 9 times in 9 steps from k8 kV. The case where the secondary electron attracting voltage is high as shown in FIGS. 3C and 3D is compared with the case where the secondary electron attracting voltage is low as shown in FIGS. 3A and 3B. Has the property that the ratio of being blocked by the inner wall of the recess Wa increases, and the range in which the signal intensity decreases is widened. For this reason, since the change in the depth of the step is more emphasized, the change is reflected in the detection signal profile, and the measurement of the depth of the step can be performed with higher accuracy.
【0037】このように二次電子引き寄せ電圧を変化さ
せて、複数の検出信号プロフィールを測定することで段
差の深さの測定をより高精度に行うことができる。図4
は本発明の第3の実施の形態に係る段差測定装置10B
を示す模式図である。なお、この図において図1と同一
機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略す
る。As described above, the depth of the step can be measured with higher precision by changing the secondary electron attracting voltage and measuring a plurality of detection signal profiles. FIG.
Is a level difference measuring device 10B according to the third embodiment of the present invention.
FIG. In this figure, the same functional parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【0038】段差測定装置10Bでは、上述した段差測
定装置10と同様に検出信号プロフィールを測定した
後、二次電子検出器13の向きを変えて再度検出信号プ
ロフィールを測定するようにしている。In the step measuring device 10B, after measuring the detection signal profile in the same manner as the above-described step measuring device 10, the direction of the secondary electron detector 13 is changed and the detection signal profile is measured again.
【0039】なお、段差測定装置10Bは、二次電子に
作用する電位分布を変化させる電位分布制御部を備えて
おり、試料Wに対する二次電子検出器13の向きを制御
することができる。The level difference measuring device 10B includes a potential distribution control section for changing the potential distribution acting on the secondary electrons, and can control the direction of the secondary electron detector 13 with respect to the sample W.
【0040】二次電子検出器13の向きは例えば3段階
にして3回測定する。なお、図4の(a),(b)に示
すように二次電子検出器13が凹部Wa側に向いている
場合に比べて、図4の(c),(d)に示すように二次
電子検出器13が凹部Wa側を向いていない場合には、
凹部Waの内壁に遮られる割合が高くなり、信号強度が
低下する範囲が広くなるという性質がある。このため、
段差の深さの変化がより強調されるため、検出信号プロ
フィールにも反映され、より高精度な段差の深さの測定
を行うことができる。The orientation of the secondary electron detector 13 is measured three times in three steps, for example. As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the secondary electron detector 13 is directed toward the recess Wa side as shown in FIGS. 4 (c) and 4 (d). When the secondary electron detector 13 is not facing the recess Wa side,
The ratio of being blocked by the inner wall of the recess Wa increases, and the range in which the signal intensity decreases is widened. For this reason,
Since the change in the depth of the step is more emphasized, the change is reflected in the detection signal profile, and the measurement of the depth of the step can be performed with higher accuracy.
【0041】このように二次電子検出器13の向きを変
化させて、複数の検出信号プロフィールを測定すること
で段差の深さの測定をより高精度に行うことができる。
図5は本発明の第4の実施の形態に係る段差測定装置1
0Cを示す模式図である。なお、この図において図1と
同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省
略する。As described above, by changing the direction of the secondary electron detector 13 and measuring a plurality of detection signal profiles, the depth of the step can be measured with higher accuracy.
FIG. 5 shows a level difference measuring device 1 according to a fourth embodiment of the present invention.
It is a schematic diagram which shows OC. In this figure, the same functional parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【0042】段差測定装置10Cでは、上述した段差測
定装置10と同様に検出信号プロフィールを測定した
後、試料Wと二次電子検出器13との相対位置を変化さ
せて再度検出信号プロフィールを測定するようにしてい
る。In the step measuring device 10C, after measuring the detection signal profile in the same manner as the above-described step measuring device 10, the relative position between the sample W and the secondary electron detector 13 is changed to measure the detection signal profile again. Like that.
【0043】なお、段差測定装置10Cは、二次電子に
作用する電位分布を変化させる電位分布制御部を備えて
おり、試料Wに対する二次電子検出器13の相対位置を
制御することができる。The level difference measuring device 10C includes a potential distribution control unit for changing the potential distribution acting on the secondary electrons, and can control the relative position of the secondary electron detector 13 with respect to the sample W.
【0044】試料Wと二次電子検出器13との相対位置
は例えば3段階にして3回測定する。なお、図5の
(a),(b)に示すように試料Wと二次電子検出器1
3との距離が小さい場合に比べて、図5の(c),
(d)に示すように試料Wと二次電子検出器13との距
離が大きい場合には、凹部Waの内壁に遮られる割合が
高くなり、信号強度が低下する範囲が広くなるという性
質がある。このため、段差の深さの変化がより強調され
るため、検出信号プロフィールにも反映され、より高精
度な段差の深さの測定を行うことができる。The relative position between the sample W and the secondary electron detector 13 is measured three times, for example, in three stages. As shown in FIGS. 5A and 5B, the sample W and the secondary electron detector 1 were used.
5 (c) and (c) of FIG.
As shown in (d), when the distance between the sample W and the secondary electron detector 13 is large, the ratio of being blocked by the inner wall of the concave portion Wa increases, and the range in which the signal intensity decreases is widened. . For this reason, since the change in the depth of the step is more emphasized, the change is reflected in the detection signal profile, and the measurement of the depth of the step can be performed with higher accuracy.
【0045】このように二次電子引き寄せ電圧を変化さ
せて、複数の検出信号プロフィールを測定することで段
差の深さの測定をより高精度に行うことができる。図6
は本発明の第5の実施の形態に係る段差測定装置10E
を示す模式図である。なお、この図において図1と同一
機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略す
る。As described above, the depth of the step can be measured with higher accuracy by changing the secondary electron attracting voltage and measuring a plurality of detection signal profiles. FIG.
Is a level difference measuring device 10E according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. In this figure, the same functional parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【0046】段差測定装置10Eでは、試料Wの近傍に
網状の電極15が設けられている。段差測定装置10E
では、上述した段差測定装置10と同様に検出信号プロ
フィールを測定した後、試料Wの近傍に与える局所的な
電位を変化させて再度検出信号プロフィールを測定する
ようにしている。すなわち、電極15に与える電位を例
えば±1kVの範囲で5段階にして5回測定する。In the step measuring device 10E, a mesh electrode 15 is provided near the sample W. Step measurement device 10E
In the first embodiment, after measuring the detection signal profile in the same manner as the above-described step measurement device 10, the local potential applied to the vicinity of the sample W is changed and the detection signal profile is measured again. That is, the potential applied to the electrode 15 is measured five times in five steps within a range of, for example, ± 1 kV.
【0047】なお、段差測定装置10Eは、二次電子に
作用する電位分布を変化させる電位分布制御部を備えて
おり、試料Wの近傍に与える局所的な電位を制御するこ
とができる。The level difference measuring device 10E includes a potential distribution control unit for changing the potential distribution acting on the secondary electrons, and can control a local potential applied to the vicinity of the sample W.
【0048】なお、図6の(a),(b)に示すように
電極15に与える電圧が低い場合に比べて、図6の
(c),(d)に示すように与える電圧が高い場合に
は、凹部Waの内壁に遮られる割合が高くなり、信号強
度が低下する範囲が広くなるという性質がある。このた
め、段差の深さの変化がより強調されるため、検出信号
プロフィールにも反映され、より高精度な段差の深さの
測定を行うことができる。When the voltage applied to the electrode 15 is low as shown in FIGS. 6A and 6B, the voltage applied to the electrode 15 is high as shown in FIGS. 6C and 6D. Has the property that the ratio of being blocked by the inner wall of the recess Wa increases, and the range in which the signal intensity decreases is widened. For this reason, since the change in the depth of the step is more emphasized, the change is reflected in the detection signal profile, and the measurement of the depth of the step can be performed with higher accuracy.
【0049】このように電極15に与える電圧を変化さ
せて、複数の検出信号プロフィールを測定することで段
差の深さの測定をより高精度に行うことができる。図7
は本発明の第6の実施の形態に係る段差測定装置10F
を示す模式図である。なお、この図において図1と同一
機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略す
る。As described above, the depth of the step can be measured with higher accuracy by changing the voltage applied to the electrode 15 and measuring a plurality of detection signal profiles. FIG.
Is a level difference measuring device 10F according to the sixth embodiment of the present invention.
FIG. In this figure, the same functional parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【0050】段差測定装置10Fでは、電子鏡筒12の
対物レンズ下部に電極16が設けられている。段差測定
装置10Fでは、上述した段差測定装置10と同様に検
出信号プロフィールを測定した後、試料Wの近傍(電子
鏡筒12と試料Wとの間)に与える局所的な電位を変化
させて再度検出信号プロフィールを測定するようにして
いる。すなわち、電極16に与える電位を例えば±10
Vの範囲で5段階にして5回測定する。In the step measuring apparatus 10F, an electrode 16 is provided below the objective lens of the electron lens barrel 12. In the step measurement device 10F, after measuring the detection signal profile in the same manner as the above-described step measurement device 10, the local potential applied to the vicinity of the sample W (between the electron lens barrel 12 and the sample W) is changed, and the step is measured again. The detection signal profile is measured. That is, the potential applied to the electrode 16 is, for example, ± 10
The measurement is performed five times in five steps in the range of V.
【0051】なお、段差測定装置10は、二次電子に作
用する電位分布を変化させる電位分布制御部を備えてお
り、電子鏡筒12と試料Wと間に与える局所的な電位を
制御することができる。The level difference measuring device 10 includes a potential distribution control unit that changes a potential distribution acting on secondary electrons, and controls a local potential applied between the electron lens barrel 12 and the sample W. Can be.
【0052】なお、図7の(a),(b)に示すように
電極16に与える電圧が低い場合に比べて、図7の
(c),(d)に示すように与える電圧が高い場合に
は、凹部Waの内壁に遮られる割合が高くなり、信号強
度が低下する範囲が広くなるという性質がある。このた
め、段差の深さの変化がより強調されるため、検出信号
プロフィールにも反映され、より高精度な段差の深さの
測定を行うことができる。When the voltage applied to the electrode 16 is low as shown in FIGS. 7A and 7B, the voltage applied to the electrode 16 is high as shown in FIGS. 7C and 7D. Has the property that the ratio of being blocked by the inner wall of the recess Wa increases, and the range in which the signal intensity decreases is widened. For this reason, since the change in the depth of the step is more emphasized, the change is reflected in the detection signal profile, and the measurement of the depth of the step can be performed with higher accuracy.
【0053】このように電極16に与える電圧を変化さ
せて、複数の検出信号プロフィールを測定することで段
差の深さの測定をより高精度に行うことができる。図8
は本発明の第7の実施の形態に係る段差測定装置10G
を示す模式図である。なお、この図において図1と同一
機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略す
る。As described above, the depth of the step can be measured with higher accuracy by changing the voltage applied to the electrode 16 and measuring a plurality of detection signal profiles. FIG.
Is a level difference measuring device 10G according to the seventh embodiment of the present invention.
FIG. In this figure, the same functional parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【0054】なお、段差測定装置10Gは、二次電子に
作用する電位分布を変化させる電位分布制御部を備えて
おり、二次電子検出器13及び試料Wに対する電子鏡筒
12の相対位置を制御することができる。The step measuring device 10G includes a potential distribution control section for changing a potential distribution acting on secondary electrons, and controls the relative positions of the electron column 12 with respect to the secondary electron detector 13 and the sample W. can do.
【0055】段差測定装置10Gでは、上述した段差測
定装置10と同様に検出信号プロフィールを測定した
後、二次電子検出器13及び試料Wに対する電子鏡筒1
2の相対位置を変化させて再度検出信号プロフィールを
測定するようにしている。In the step measuring device 10G, after measuring the detection signal profile in the same manner as in the step measuring device 10 described above, the electron beam tube 1 for the secondary electron detector 13 and the sample W is measured.
The detection signal profile is measured again by changing the relative position of No.2.
【0056】相対位置は例えば3段階にして3回測定す
る。なお、図8の(a),(b)に示すように相対位置
が近い場合に比べて、図8の(c),(d)に示すよう
に相対位置が遠い場合には、凹部Waの内壁に遮られる
割合が高くなり、信号強度が低下する範囲が広くなると
いう性質がある。このため、段差の深さの変化がより強
調されるため、検出信号プロフィールにも反映され、よ
り高精度な段差の深さの測定を行うことができる。The relative position is measured three times, for example, in three stages. In addition, when the relative position is far as shown in FIGS. 8C and 8D, the recess Wa is smaller than the case where the relative position is closer as shown in FIGS. 8A and 8B. There is a property that the ratio of being blocked by the inner wall increases and the range in which the signal strength decreases is widened. For this reason, since the change in the depth of the step is more emphasized, the change is reflected in the detection signal profile, and the measurement of the depth of the step can be performed with higher accuracy.
【0057】このように二次電子検出器13及び試料W
に対する電子鏡筒12の相対位置を変化させて、複数の
検出信号プロフィールを測定することで段差の深さの測
定をより高精度に行うことができる。As described above, the secondary electron detector 13 and the sample W
The depth of the step can be measured with higher accuracy by changing the relative position of the electron lens barrel 12 with respect to and measuring a plurality of detection signal profiles.
【0058】図9は本発明の第8の実施の形態に係る段
差測定装置10Hを示す模式図である。なお、この図に
おいて図1と同一機能部分には同一符号を付し、その詳
細な説明は省略する。FIG. 9 is a schematic view showing a level difference measuring device 10H according to an eighth embodiment of the present invention. In this figure, the same functional parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【0059】段差測定装置10Hでは、上述した段差測
定装置10と同様に検出信号プロフィールを測定した
後、二次電子検出器13及び試料Wに対する電子鏡筒1
2の向きを変化させて再度検出信号プロフィールを測定
するようにしている。In the step measuring device 10H, after measuring the detection signal profile in the same manner as in the above-described step measuring device 10, the electron beam tube 1 for the secondary electron detector 13 and the sample W is measured.
The detection signal profile is measured again by changing the direction of No. 2.
【0060】電子鏡筒12の向きは例えば3段階にして
3回測定する。なお、図9の(a),(b)に示すよう
に電子鏡筒12が試料W側を真っ直ぐに向いている場合
に比べて、図9の(c),(d)に示すように電子鏡筒
12が試料W側から角度をもって向いている場合には、
凹部Waの内壁に遮られる割合が高くなり、信号強度が
低下する範囲が広くなるという性質がある。このため、
段差の深さの変化がより強調されるため、検出信号プロ
フィールにも反映され、より高精度な段差の深さの測定
を行うことができる。The direction of the electronic lens barrel 12 is measured three times, for example, in three stages. In addition, as shown in FIGS. 9 (c) and 9 (d), compared with the case where the electron lens barrel 12 is directed straight toward the sample W side as shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b). When the lens barrel 12 faces at an angle from the sample W side,
The ratio of being blocked by the inner wall of the recess Wa increases, and the range in which the signal intensity decreases is widened. For this reason,
Since the change in the depth of the step is more emphasized, the change is reflected in the detection signal profile, and the measurement of the depth of the step can be performed with higher accuracy.
【0061】このように二次電子検出器12及び試料W
に対する電子鏡筒12の向きを変化させて、複数の検出
信号プロフィールを測定することで段差の深さの測定を
より高精度に行うことができる。As described above, the secondary electron detector 12 and the sample W
The depth of the step can be measured with higher accuracy by changing the direction of the electron lens barrel 12 and measuring a plurality of detection signal profiles.
【0062】図10は本発明の第9の実施の形態に係る
段差測定装置10Iを示す模式図である。なお、この図
において図1と同一機能部分には同一符号を付し、その
詳細な説明は省略する。FIG. 10 is a schematic diagram showing a level difference measuring apparatus 10I according to a ninth embodiment of the present invention. In this figure, the same functional parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【0063】段差測定装置10Iには、2台の二次電子
検出器13が設けられている。段差測定装置10Iで
は、図10の(b),(c)に示すように同時に2種類
の検出信号プロフィールを検出することができる。The step measuring device 10I is provided with two secondary electron detectors 13. The step measurement device 10I can simultaneously detect two types of detection signal profiles as shown in FIGS. 10B and 10C.
【0064】このように複数の検出信号プロフィールを
用いることで段差の深さの測定をより高精度に行うこと
ができる。図11の(a)は本発明の第10の実施の形
態に係る段差測定装置20を示す模式図である。なお、
図11中Wはウエハ等の試料を示しており、その表面に
は凹部Waが形成されている。段差測定装置20は、凹
部Waの深さを測定する装置である。By using a plurality of detection signal profiles as described above, the depth of the step can be measured with higher accuracy. FIG. 11A is a schematic view showing a level difference measuring device 20 according to a tenth embodiment of the present invention. In addition,
In FIG. 11, W indicates a sample such as a wafer, and a concave portion Wa is formed on the surface thereof. The level difference measuring device 20 is a device that measures the depth of the recess Wa.
【0065】段差測定装置20は、試料Wを載置する測
定室21と、この測定室21の天井部に取り付けられ試
料W上に電子線εを収束させる電子鏡筒22と、試料W
で反射した反射電子βを検出する反射電子検出器23
と、試料Wを載置する試料台24とを備えている。すな
わち、段差測定装置20は走査型電子顕微鏡の一種であ
る。The step measuring device 20 includes a measuring chamber 21 on which the sample W is placed, an electron lens barrel 22 attached to the ceiling of the measuring chamber 21 for focusing the electron beam ε on the sample W,
Backscattered electron detector 23 for detecting backscattered electrons β reflected by
And a sample table 24 on which the sample W is placed. That is, the step measurement device 20 is a type of a scanning electron microscope.
【0066】このような段差測定装置20では、次のよ
うにして凹部Waの深さを測定する。試料W上に電子線
εを収束させて図11の(a)中矢印X方向に沿って走
査すると、図11の(b)に示すような反射電子βの信
号強度プロファイルが検出される。すなわち、凹部Wa
の低い部分に電子線εが照射された場合には、内壁によ
り反射電子βが遮られることになる。遮られた反射電子
βは反射電子検出器23に到達しないため、信号強度は
低くなる。In such a step measuring device 20, the depth of the recess Wa is measured as follows. When the electron beam ε is converged on the sample W and scanned along the arrow X direction in FIG. 11A, a signal intensity profile of the reflected electrons β as shown in FIG. 11B is detected. That is, the recess Wa
When the electron beam ε is irradiated to the lower part of the surface, the reflected electrons β are blocked by the inner wall. Since the shielded backscattered electrons β do not reach the backscattered electron detector 23, the signal intensity decreases.
【0067】一方、凹部Waの段差が図11の(c)に
示すように、t3からt4となった場合には、内壁に遮
られる反射電子βが増え、信号強度は図11の(d)に
示すようなものとなる。On the other hand, when the step of the recess Wa changes from t3 to t4 as shown in FIG. 11 (c), the number of reflected electrons β blocked by the inner wall increases, and the signal intensity decreases as shown in FIG. 11 (d). It is as shown in
【0068】すなわち、段差の深さと、信号強度が小さ
くなる部分の幅a3,a4を予め測定しておくことによ
り検出信号プロファイルから段差の深さを算出すること
ができる。That is, the depth of the step can be calculated from the detection signal profile by measuring the depth of the step and the widths a3 and a4 of the portion where the signal intensity is small in advance.
【0069】図12の(a)〜(c)はコンタクトホー
ル(凹部)に埋め込まれたタングステンの観察例を示し
ており、図12の(d)〜(f)はそれぞれの検出信号
プロフィールを示している。なお、段差の深さは
(a)、(b)、(c)の順に大きくなる。反射電子検
出器23は画像を囲うように環状にあるため、コンタク
トホールの底部からの反射電子βの一部はコンタクトホ
ールの内壁に遮られ、それが画像に影として現れてい
る。この影の大きさは(a)、(b)、(c)の順で大
きくなり、検出信号プロファイルの信号強度が小さい部
分の幅Qa,Qb,Qcもこの順で大きくなる。FIGS. 12A to 12C show observation examples of tungsten buried in the contact holes (concave portions), and FIGS. 12D to 12F show respective detection signal profiles. ing. The depth of the step increases in the order of (a), (b), and (c). Since the backscattered electron detector 23 is annular so as to surround the image, a part of the backscattered electrons β from the bottom of the contact hole is blocked by the inner wall of the contact hole, which appears as a shadow in the image. The size of the shadow increases in the order of (a), (b), and (c), and the widths Qa, Qb, and Qc of the portion where the signal intensity of the detection signal profile is small also increase in this order.
【0070】図13は本発明の第11の実施の形態に係
る段差測定装置20Aを示す模式図である。なお、この
図において図1と同一機能部分には同一符号を付し、そ
の詳細な説明は省略する。FIG. 13 is a schematic view showing a level difference measuring device 20A according to an eleventh embodiment of the present invention. In this figure, the same functional parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【0071】段差測定装置20Aは、反射電子の検出位
置を変化させる検出位置制御部を具備し、試料Wに対す
る反射電子検出器23及び電子鏡筒22の相対位置を制
御することができる。The step measuring device 20A includes a detection position control section for changing the detection position of the backscattered electrons, and can control the relative positions of the backscattered electron detector 23 and the electron lens barrel 22 with respect to the sample W.
【0072】段差測定装置20Aでは、上述した段差測
定装置20と同様に検出信号プロフィールを測定した
後、試料Wに対する電子鏡筒22及び反射電子検出器2
3の相対位置を変化させて再度検出信号プロフィールを
測定するようにしている。In the step measuring device 20A, after measuring the detection signal profile in the same manner as in the step measuring device 20, the electron column 22 and the backscattered electron detector 2 for the sample W are measured.
The relative position of No. 3 is changed, and the detection signal profile is measured again.
【0073】相対位置は例えば3段階にして3回測定す
る。なお、図13の(a),(b)に示すような相対位
置の場合と、図13の(c),(d)に示すような相対
位置とでは検出信号プロフィールが異なる。The relative position is measured three times, for example, in three stages. Note that the detection signal profiles are different between the relative positions shown in FIGS. 13A and 13B and the relative positions shown in FIGS. 13C and 13D.
【0074】このように相対位置を変化させて、複数の
検出信号プロフィールを測定することで段差の深さの測
定をより高精度に行うことができる。なお、本発明は実
施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸
脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論であ
る。By measuring a plurality of detection signal profiles while changing the relative position in this way, the depth of the step can be measured with higher accuracy. It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
【0075】[0075]
【発明の効果】請求項1に記載された発明によれば、電
子ビームの走査により試料から飛び出した二次電子の強
度を二次電子検出器を用いて検出し、この二次電子の強
度に基づいて検出信号プロファイルを検出する検出し、
得られた検出信号プロファイルと所定深さの段差におけ
る検出信号プロファイルとを比較することで段差の深さ
を算出することができる。試料を破壊したり傾けること
なく段差の深さを測定することができる。According to the first aspect of the present invention, the intensity of secondary electrons jumping out of the sample by scanning of the electron beam is detected using a secondary electron detector, and the intensity of the secondary electrons is detected. Detecting detecting signal profile based on detecting,
The depth of the step can be calculated by comparing the obtained detection signal profile with the detection signal profile at the step having a predetermined depth. The depth of the step can be measured without breaking or tilting the sample.
【0076】請求項8に記載された発明によれば、電子
ビームの走査により試料から飛び出した反射電子の強度
を反射電子検出器を用いて検出し、この反射電子の強度
に基づいて検出信号プロファイルを検出する検出し、得
られた検出信号プロファイルと所定深さの段差における
検出信号プロファイルとを比較することで段差の深さを
算出することができる。試料を破壊したり傾けることな
く段差の深さを測定することができる。According to the eighth aspect of the invention, the intensity of the reflected electrons jumping out of the sample by the scanning of the electron beam is detected using the reflected electron detector, and the detection signal profile is determined based on the intensity of the reflected electrons. Is detected, and the depth of the step can be calculated by comparing the obtained detection signal profile with the detection signal profile at the step having a predetermined depth. The depth of the step can be measured without breaking or tilting the sample.
【0077】請求項12に記載された発明によれば、電
子ビームの走査により試料から飛び出した二次電子の強
度を二次電子検出器を用いて検出し、この二次電子の強
度に基づいて検出信号プロファイルを検出する検出し、
得られた検出信号プロファイルと所定深さの段差におけ
る検出信号プロファイルとを比較することで段差の深さ
を算出することができる。試料を破壊したり傾けること
なく段差の深さを測定することができる。According to the twelfth aspect of the present invention, the intensity of the secondary electrons jumping out of the sample by the scanning of the electron beam is detected by using the secondary electron detector, and based on the intensity of the secondary electrons, Detect detecting signal profile,
The depth of the step can be calculated by comparing the obtained detection signal profile with the detection signal profile at the step having a predetermined depth. The depth of the step can be measured without breaking or tilting the sample.
【0078】請求項13に記載された発明によれば、電
子ビームの走査により試料から飛び出した反射電子の強
度を反射電子検出器を用いて検出し、この反射電子の強
度に基づいて検出信号プロファイルを検出する検出し、
得られた検出信号プロファイルと所定深さの段差におけ
る検出信号プロファイルとを比較することで段差の深さ
を算出することができる。試料を破壊したり傾けること
なく段差の深さを測定することができる。According to the thirteenth aspect of the present invention, the intensity of the reflected electrons jumping out of the sample by the scanning of the electron beam is detected using the reflected electron detector, and the detected signal profile is determined based on the intensity of the reflected electrons. Detect and detect
The depth of the step can be calculated by comparing the obtained detection signal profile with the detection signal profile at the step having a predetermined depth. The depth of the step can be measured without breaking or tilting the sample.
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る段差測定装置
を示す模式図及びこの段差測定装置によって求められた
検出信号プロファイルを示す図。FIG. 1 is a schematic diagram showing a step measuring device according to a first embodiment of the present invention, and a diagram showing a detection signal profile obtained by the step measuring device.
【図2】同段差測定装置による二次電子検出器による画
像を示す顕微鏡写真及び検出信号プロファイルを示す
図。FIG. 2 is a diagram showing a micrograph showing an image obtained by a secondary electron detector by the same level measuring device and a detection signal profile.
【図3】本発明の第2の実施の形態に係る段差測定装置
を示す模式図及びこの段差測定装置によって求められた
検出信号プロファイルを示す図。FIG. 3 is a schematic diagram showing a level difference measuring device according to a second embodiment of the present invention, and a diagram showing a detection signal profile obtained by the level difference measuring device.
【図4】本発明の第3の実施の形態に係る段差測定装置
を示す模式図及びこの段差測定装置によって求められた
検出信号プロファイルを示す図。FIG. 4 is a schematic diagram showing a step measuring device according to a third embodiment of the present invention and a diagram showing a detection signal profile obtained by the step measuring device.
【図5】本発明の第4の実施の形態に係る段差測定装置
を示す模式図及びこの段差測定装置によって求められた
検出信号プロファイルを示す図。FIG. 5 is a schematic diagram showing a level difference measuring device according to a fourth embodiment of the present invention and a diagram showing a detection signal profile obtained by the level difference measuring device.
【図6】本発明の第5の実施の形態に係る段差測定装置
を示す模式図及びこの段差測定装置によって求められた
検出信号プロファイルを示す図。FIG. 6 is a schematic diagram showing a step measurement device according to a fifth embodiment of the present invention, and a diagram showing a detection signal profile obtained by the step measurement device.
【図7】本発明の第6の実施の形態に係る段差測定装置
を示す模式図及びこの段差測定装置によって求められた
検出信号プロファイルを示す図。FIGS. 7A and 7B are a schematic diagram showing a step measuring device according to a sixth embodiment of the present invention and a diagram showing a detection signal profile obtained by the step measuring device.
【図8】本発明の第7の実施の形態に係る段差測定装置
を示す模式図及びこの段差測定装置によって求められた
検出信号プロファイルを示す図。FIG. 8 is a schematic diagram showing a step measurement device according to a seventh embodiment of the present invention, and a diagram showing a detection signal profile obtained by the step measurement device.
【図9】本発明の第8の実施の形態に係る段差測定装置
を示す模式図及びこの段差測定装置によって求められた
検出信号プロファイルを示す図。FIG. 9 is a schematic diagram showing a step measurement device according to an eighth embodiment of the present invention, and a diagram showing a detection signal profile obtained by the step measurement device.
【図10】本発明の第9の実施の形態に係る段差測定装
置を示す模式図及びこの段差測定装置によって求められ
た検出信号プロファイルを示す図。FIG. 10 is a schematic diagram showing a step measuring device according to a ninth embodiment of the present invention and a diagram showing a detection signal profile obtained by the step measuring device.
【図11】本発明の第10の実施の形態に係る段差測定
装置を示す模式図及びこの段差測定装置によって求めら
れた検出信号プロファイルを示す図。FIG. 11 is a schematic diagram showing a level difference measuring device according to a tenth embodiment of the present invention, and a diagram showing a detection signal profile obtained by the level difference measuring device.
【図12】同段差測定装置による反射電子検出器による
画像を示す顕微鏡写真及び検出信号プロファイルを示す
図。FIG. 12 is a diagram showing a micrograph showing an image obtained by a backscattered electron detector by the step measurement device and a detection signal profile.
【図13】本発明の第11の実施の形態に係る段差測定
装置を示す模式図及びこの段差測定装置によって求めら
れた検出信号プロファイルを示す図。FIG. 13 is a schematic diagram showing a step measurement device according to an eleventh embodiment of the present invention, and a diagram showing a detection signal profile obtained by the step measurement device.
10,20…段差測定装置 11,21…測定室 12,22…電子鏡筒 13…二次電子検出器 23…反射電子検出器 10, 20: step measuring device 11, 21, measuring chamber 12, 22, electron column 13: secondary electron detector 23: backscattered electron detector
Claims (13)
法において、 前記試料上に電子鏡筒により電子ビームを走査する電子
ビーム走査工程と、 前記電子ビームの走査により前記試料から飛び出した二
次電子の強度を二次電子検出器を用いて検出する二次電
子検出工程と、 この二次電子検出工程により得られた前記二次電子の強
度に基づいて検出信号プロファイルを検出する検出工程
と、 この検出工程で得られた検出信号プロファイルと所定深
さの段差における検出信号プロファイルとを比較するこ
とで前記段差の深さを算出する演算工程とを備えている
ことを特徴とする段差測定方法。1. A step measuring method for measuring a depth of a step on a sample, comprising: an electron beam scanning step of scanning an electron beam on the sample with an electron lens barrel; A secondary electron detecting step of detecting the intensity of secondary electrons using a secondary electron detector, and a detecting step of detecting a detection signal profile based on the intensity of the secondary electrons obtained in the secondary electron detecting step And a calculation step of calculating the depth of the step by comparing the detection signal profile obtained in the detection step with a detection signal profile at a step of a predetermined depth. Method.
子に作用する電位分布を変化させる電位分布制御工程を
具備することを特徴とする請求項1に記載の段差測定方
法。2. The step measuring method according to claim 1, further comprising a potential distribution controlling step of changing a potential distribution acting on the secondary electrons before the secondary electron detecting step.
出器の二次電子引き寄せ電圧を変化させるものであるこ
とを特徴とする請求項2に記載の段差測定方法。3. The step measuring method according to claim 2, wherein the potential distribution controlling step changes a secondary electron attracting voltage of the secondary electron detector.
る前記二次電子検出器の向きを変化させるものであるこ
とを特徴とする請求項2に記載の段差測定方法。4. The step measuring method according to claim 2, wherein the step of controlling the potential distribution changes a direction of the secondary electron detector with respect to the sample.
る前記二次電子検出器の相対位置を変化させるものであ
ることを特徴とする請求項2に記載の段差測定方法。5. The step measuring method according to claim 2, wherein the step of controlling the potential distribution changes a relative position of the secondary electron detector with respect to the sample.
に与える局所的な電位を変化させるものであることを特
徴とする請求項2に記載の段差測定方法。6. The step measurement method according to claim 2, wherein the potential distribution control step changes a local potential applied to a vicinity of the sample.
出器及び前記試料に対する前記電子鏡筒の相対位置を変
化させるものであることを特徴とする請求項2に記載の
段差測定方法。7. The step measurement method according to claim 2, wherein the potential distribution control step changes a relative position of the electron lens barrel with respect to the secondary electron detector and the sample.
法において、 前記試料上に電子鏡筒により電子ビームを走査する電子
ビーム走査工程と、 前記電子ビームの走査により前記試料に反射した反射電
子の強度を反射電子検出器を用いて検出する反射電子検
出工程と、 この反射電子検出工程により得られた反射電子の強度に
基づいて検出信号プロファイルを算出する検出工程と、 この検出工程で得られた検出信号プロファイルと所定深
さの段差における検出信号プロファイルと比較すること
で前記段差の深さを算出する演算工程とを備えているこ
とを特徴とする段差測定方法。8. A step measuring method for measuring a depth of a step on a sample, comprising: an electron beam scanning step of scanning an electron beam on the sample by an electron lens barrel; A backscattered electron detection step of detecting the intensity of the backscattered electrons using a backscattered electron detector; a detection step of calculating a detection signal profile based on the backscattered electron intensity obtained in the backscattered electron detection step; A step of calculating the depth of the step by comparing the obtained detection signal profile with a detection signal profile at a step of a predetermined depth.
子の検出位置を変化させる検出位置制御工程を具備する
ことを特徴とする請求項8に記載の段差測定方法。9. The step measuring method according to claim 8, further comprising a detection position control step of changing a detection position of the reflected electrons before the reflected electron detection step.
する前記反射電子検出器の相対位置を変化させるもので
あることを特徴とする請求項9に記載の段差測定方法。10. The step measuring method according to claim 9, wherein said detecting position control step changes a relative position of said backscattered electron detector with respect to said sample.
する前記電子鏡筒の相対位置を変化させるものであるこ
とを特徴とする請求項9に記載の段差測定方法。11. The step measuring method according to claim 9, wherein the detecting position control step changes a relative position of the electron lens barrel with respect to the sample.
装置において、 前記試料上に電子ビームを走査する電子ビーム走査部
と、 この電子ビーム走査部による前記電子ビームの走査によ
り前記試料から飛び出した二次電子の強度を検出する二
次電子検出部と、 この二次電子検出部により得られた二次電子の強度に基
づいて検出信号プロファイルを検出する検出部と、 この検出部で得られた検出信号プロファイルと所定深さ
の段差における検出信号プロファイルとを比較すること
で前記段差の深さを算出する演算部とを備えていること
を特徴とする段差測定装置。12. A step measuring device for measuring a depth of a step on a sample, comprising: an electron beam scanning section for scanning an electron beam on the sample; and an electron beam scanning section for scanning the sample by the electron beam. A secondary electron detector that detects the intensity of the secondary electrons that have jumped out; a detector that detects a detection signal profile based on the intensity of the secondary electrons obtained by the secondary electron detector; A step calculator for calculating the depth of the step by comparing the detected signal profile with a detection signal profile at a step having a predetermined depth.
装置において、 前記試料上に電子鏡筒により電子ビームを走査する電子
ビーム走査部と、 前記電子ビームの走査により前記試料に反射した反射電
子の強度を反射電子検出器を用いて検出する反射電子検
出部と、 この反射電子検出工程により得られた反射電子の強度に
基づいて検出信号プロファイルを算出する検出部と、 この検出部で得られた検出信号プロファイルと所定深さ
の段差における検出信号プロファイルと比較することで
前記段差の深さを算出する演算部とを備えていることを
特徴とする段差測定装置。13. A step measuring device for measuring a depth of a step on a sample, comprising: an electron beam scanning section for scanning an electron beam on the sample by an electron lens barrel; A backscattered electron detector that detects the intensity of backscattered electrons using a backscattered electron detector; a detector that calculates a detection signal profile based on the backscattered electron intensity obtained in the backscattered electron detection step; A step measuring device, comprising: an arithmetic unit for calculating the depth of the step by comparing the obtained detection signal profile with a detection signal profile at a step having a predetermined depth.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5346998A JPH11248442A (en) | 1998-03-05 | 1998-03-05 | Step measuring method and step measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5346998A JPH11248442A (en) | 1998-03-05 | 1998-03-05 | Step measuring method and step measuring device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11248442A true JPH11248442A (en) | 1999-09-17 |
Family
ID=12943726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5346998A Pending JPH11248442A (en) | 1998-03-05 | 1998-03-05 | Step measuring method and step measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11248442A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016057216A (en) * | 2014-09-11 | 2016-04-21 | 株式会社アドバンテスト | Pattern height measuring device and pattern height measuring method |
| WO2020095346A1 (en) * | 2018-11-05 | 2020-05-14 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | Pattern measurement method, measurement system, and computer-readable medium |
-
1998
- 1998-03-05 JP JP5346998A patent/JPH11248442A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016057216A (en) * | 2014-09-11 | 2016-04-21 | 株式会社アドバンテスト | Pattern height measuring device and pattern height measuring method |
| WO2020095346A1 (en) * | 2018-11-05 | 2020-05-14 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | Pattern measurement method, measurement system, and computer-readable medium |
| JPWO2020095346A1 (en) * | 2018-11-05 | 2021-10-07 | 株式会社日立ハイテク | Pattern measurement methods, measurement systems, and computer-readable media |
| JP2022179549A (en) * | 2018-11-05 | 2022-12-02 | 株式会社日立ハイテク | Pattern measurement method, measurement system, and computer readable medium |
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