DE3224462C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Photomaske zum Bewerten der Maßgenauigkeit von einem auf einem Substrat ausgebildeten Muster mit flächenhaften Kanten und durch diese gebildete Ecken aufweisenden Musterelementen, die miteinander Musterelementenpaare bilden, sowie ein Verfahren zum Bewerten dieser Maßgenauigkeit.

Aus der JP-OS 55-1 47 304 ist eine Photomaske zum Bewerten des Maßgenauigkeit eines auf einem Substrat ausgebildeten Musters bekannt, das bei photolithographischen Verfahren, zum Beispiel zur Herstellung von Mikrochips verwendet wird. Das bekannte Muster weist drei Musterelemente auf, von denen jeweils ein Musterelement mehrere flächenhafte Teilmuster enthält. Die Teilmuster bestehen jeweils unter anderem aus zwei flächenhaften Kreisvierteln, die sich bei allen drei Musterelementen im Kreismittelpunkt berühren. An diejenigen Bereiche, die nicht von den Kreisvierteln eingenommen werden, schließen sich nach außen hin in allen drei Musterelementen weitere Teilmuster an, die vom jeweiligen Kreismittelpunkt aus gesehen ebenfalls Kreisform aufweisen, im übrigen aber nach außen durch gerade Kanten und durch diese gebildete rechtwinklige Ecken begrenzt sind.

Auf diese Weise liegen sich in jedem der drei Musterelemente im Kreisbereich vier Eckenpaare gegenüber, von denen jede Ecke eines Eckenpaares aus einer geradlinigen und einer kreisförmigen Kante gebildet ist. In dem mittleren Musterelement berühren sich die vier Eckenpaare stets, so daß der Radius der beiden Kreisviertel mit dem Radius der ergänzenden äußeren Teilmuster übereinstimmt.

In dem linken Musterelement weisen die vier Eckenpaare einen Abstand in Richtung der geradlinigen Kanten der Kreisviertel auf, so daß die Radien der beiden äußeren Teilmuster größer sind, als der Radius der beiden Kreisviertel. In dem rechten Musterelement ist bei jedem Eckenpaar die von dem äußeren Teilmuster gebildete Ecke entlang der geraden Kante der zweiten Ecke dieses Eckenpaares in Richtung auf den Kreismittelpunkt verschoben. Somit sind die Radien der beiden äußeren Musterelemente kleiner als der Radius der Kreisviertel. Folglich sind bei diesem bekannten Muster die Ecken eines Eckenpaares lediglich entlang einer Linie versetzt, und zwar entweder beabstandet oder entlang einer Linie überlappend.

Nachteilig ist bei dieser bekannten Photomaske, daß das jeweilige qualitative Kriterium, welches dem Betrachter des Musters zur Bewertung eventueller Maßungenauigkeiten dienen soll, schwierig erkennbar ist und ein geübtes Auge erfordert um sich den optischen Täuschungen zu widersetzen, die sich aus der verwirrenden Vielfalt von Rechtecken unterschiedlichster Größe und Positionen wie im erstgenannten Muster offenbart, ergeben. Beim letztgenannten Muster dieser bekannten Photomaske geht durch einen Maßfehler bei der Abbildung die Grundfigur verloren, so daß auch mit dieser Photomaske die qualitative Bewertung des Musters besonders schwierig und fehlerträchtig ist.

Das Photographierverfahren ist ein technisch umfangreich verwendetes Verfahren beim Herstellen verschiedener Arten von Halbleitervorrichtungen. Diese Technik umfaßt den Schritt des Belichtens einer photoresistiven Schicht, die auf einem Halbleitersubstrat ausgebildet ist, durch eine Photomaske, welche ein vorbestimmtes, auszubildendes Muster hat. Wenn die belichtete photoresistive Schicht entwickelt wird, wird ein resistives Muster entsprechend dem Muster der Photomaske erzielt. Schichten, wie Si oder SiO₂ unter den resistiven Mustern, werden mit einem geeigneten Ätzmittel geätzt, indem das resistive Muster als eine Maske verwendet wird. Sodann wird ein geätzes Muster der gewünschten Art erzielt.

Es ist extrem bedeutend für die hohe Genauigkeit und Präzision einer Halbleitervorrichtung, daß die Dimension des durch das Photographieren ausgebildeten Musters der genauen Einstellung entspricht. Es wird daher notwendig, die Maßgenauigkeit des photoresistiven Musters und/oder des durch Photographieren geätzten Musters zu bewerten.

Um die Dimension bzw. die Abmessung des Musters zu messen, hat man bisher häufig das Mikrometer (oder Mikroskop) verwendet. Bei diesem Verfahren wird jedoch die zu messende Dimension unterschiedlich abhängig von der Art und Weise des Fokussierens des Mikroskops. Daher verursacht dieses Verfahren gegebenenfalls große Meßfehler. Es ist daher weit entfernt von dem Einrichten einer absoluten Bewertung der Musterdimension.

Alternativ wird die Dimension des Musters auf solche Weise gemessen, daß eine Probe einem Laserstrahl unterworfen wird und dann der reflektierte Strahl angezeigt wird. Jedoch die entsprechend diesem Verfahren gemessenen Werte sind wesentlich durch die sektionierte Kontur des zu messenden Objektes beeinflußt. Dieses Verfahren ist daher für das Messen der relativen Dimension, nicht aber für das Messen der absoluten Dimension, geeignet.

Es gibt viele andere Verfahren zum Messen der Dimension des Musters. Alle sind jedoch nicht zufriedenstellend. Ein Verfahren zum bisher genauesten Messen der absoluten Dimension wird durch Verwendung der Abtast-Elektronikroskopie (SEM) erreicht. Jedoch macht es dieses Verfahren notwendig, eine Meßprobe zu präparieren und macht das innerprozessuale Anzeigen des Musters mühselig und kompliziert.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Photomaske zum Bewerten der Maßgenauigkeit von auf einem Substrat ausgebildeten Muster so zu gestalten, daß die Bewertung leicht und zuverlässig möglich ist und den Einfluß von störenden, optischen Täuschungen weitgehendest ausschließt.

Diese Aufgabe wird für eine Photomaske der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 5 gelöst.

Dadurch, daß, wie erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Muster der Photomaske in zwei Richtungen eine Abstands-Gesetzmäßigkeit aufweist, die zur Bewertung der Maßgenauigkeit geeignet ist, ergibt sich eine Vielzahl von Vorteilen: das erfindungsgemäße Muster bildet an einer bestimmten Stelle, die für die qualitative Betrachtung von herausragender Bedeutung ist, und nur dort, zusammenhängende Linien, die in Form eines Fadenkreuzes angeordnet sind. Diese Linien sind mit Leichtigkeit erkennbar und frei von optischen Täuschungen. Die erfindungsgemäße Photomaske ermöglicht somit ohne jeden Mehraufwand eine einfachere qualitative Auswertung, präzise quantitative Aussagen über die Maßgenauigkeit und geringe Fehlerquoten, weil optische Täuschungen vermieden werden.

Die aus der JP-OS 55-1 47 304 bekannte Photomaske zeigt ein bewährtes Muster mit flächenhaften Musterelementen, die an den Ecken durch Kanten gebildet sind. Jedoch sind dort nicht einmal Musterelementenpaare ersichtlich. Auch fehlt es an jeglicher Zuordnung von Musterelementenpaaren, deren Ecken sich berühren und deren Kanten fluchten, bzw. deren Kanten gegeneinander einen gleich großen Parallelversatz aufweisen. Eine Überlappung ist nicht vorhanden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Eine erste Gruppe von Musterelementen-Paaren der Photomaske weist zwei Musterelemente auf, die sich gegenüberliegen und deren Linien einander berühren und deren Kanten fluchten.

Die Photomaske umfaßt in vorteilhafter Weise eine zweite Gruppe von Musterelementen-Paaren, bei denen die Musterelemente einander gegenüber liegend mit einem vorbestimmten Abstand angeordnet sind, der sich beispielsweise um 0.2 µm für jedes gepaarte Musterelement verändert. Dies ist ein erstes Muster zum Bewerten der Dimension des übertragenen Musters.

Die Photomaske entsprechend der Erfindung umfaßt weiterhin eine dritte Gruppe von Musterelementen-Paaren, die einander in einem vorbestimmten Maße überlappen, um einen eingeschnürten Bereich zu bilden, wobei das Maß, um das die gepaarten Musterelemente einander überlappen, beispielsweise um 0,2 µm für jedes Musterelementen-Paar sich verändert. Dies ist ein zweites Muster zum Bewerten der Dimension des übertragenen Musters. Natürlich hat die Photomaske ein Maskenmuster zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung und dergleichen, und zwar zuzüglich zum ersten und zweiten Muster zum Bewerten der Dimension des übertragenen Musters.

Vorteilhafterweise wird der Photoresist durch die Photomaske belichtet, um auf dem Substrat ein Muster auszubilden, welches dem der Photomaske entspricht. Ein Paar von Musterelementen, die einander ohne Überlappen berühren, wird dann aus dem auf das Substrat übertragenen Muster herausgesucht. Die Dimensionsänderung ist erkennbar aus dem Unterschied zwischen den gepaarten Musterelementen der Photomaske entsprechend dem Paar der übertragenen Photoelemente, die entsprechend der vorstehenden Beschreibung herausgefunden wurden oder aus dem Überlappungsgrad der gepaarten Musterelemente,der Photomaske entsprechend dem Paar von übertragenen Musterelementen, die so herausgefunden worden sind. Wenn beispielsweise der Abstand zwischen gepaarten Musterelementen der Photomaske die dem Paar der übertragenen Musterelemente entsprechen, die einander ohne Überlappen berühren, 0,2 µm beträgt, so ist das auf dem Substrat ausgebildete Muster 0,2 µm größer als das entsprechende Muster der Photomaske. Wenn das Muster der Photomaske auf das Substrat gerade in diese Dimension übertragen wird, beträgt der Abstand der Übertragenen gepaarten Musterelemente ebenso 0,2 µm. Jedoch die tatsächlich auf das Substrat übertragenen gepaarten Musterelemente berühren einander ohne Überlappung. Dies bedeutet, daß das übertragene Muster 0,2 µm größer ist als das Muster der Photomaske. Wenn dagegen die Musterelemente der Photomaske entsprechend dem aus den auf dem Substrat ausgebildeten Musterelementen herausgefundenen Paar einander um 0,2 rum überlappen, so ist das auf das Substrat übertragene Muster um 0,2 µm kleiner als das Muster der Photomaske.

Entsprechend der vorstehenden Beschreibung ermöglicht die erfindungsgemäße Photomaske das leichte und zuverlässige Bewerten bzw. Auswerten der Dimensionsgenauigkeit des Photoresist-, Ätz- oder anderen Musters, ohne daß besondere Meßvorrichtungen verwendet werden, wie beispielsweise das SEM, welches bei den herkömmlichen Verfahren herangezogen wird.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt:

Fig. 1 ein Beispiel eines Musters zum Bewerten der Maßgenauigkeit, welches in der Photomaske gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist,

Fig. 2 ein Beispiel eines Musters, welches dadurch erzielt werden kann, daß das Photomaskenmuster gemäß Fig. 1 umgeschrieben bzw. kopiert wird,

Fig. 3 ein in einer Photomaske ausgebildetes Muster,

Fig. 4A bis 4E verschiedene Muster, die durch Umschreiben bzw. Kopieren des Photomaskenmusters gemäß Fig. 3 auf ein Substrat ausgebildet werden können,

Fig. 5 ein anderes Muster zum Bewerten der Maßgenauigkeit, welches Muster in der Photomaske gemäß der Erfindung ausgebildet ist, und

Fig. 6 ein Beispiel eines Musters, welches dadurch erzielt werden kann, daß das Photomaskenmuster der Fig. 5 umgeschrieben bzw. kopiert wird.

Eine Photomaske 10 entsprechend der Erfindung ist mit einem Photomaskenmuster entsprechend einem auf einem Substrat auszubildenden gewünschten Muster versehen und hat auch beispielsweise ein Muster gemäß Fig. 1, beispielsweise in einem Bereich, welcher nicht dort liegt, wo das Photo­ maskenmuster liegt. Das letztere Muster dient dem Bewerten der Maßgenauigkeit des auf ein Substrat zu kopierenden Musters. Entsprechend der Darstellung in Fig. 1 umfaßt das die Maßgenauigkeit bewertende Muster ein Paar von Musterelementen 11 und 11′, welche mit Null-Abstand ein­ ander gegenüberliegen, d. h. die sich ohne Überlappung berühren. Dies ist ein Standardpaar von Musterelementen, neben denen ein Muster 16 zum Anzeigen des Standardmuster­ elementenpaares 11-11′ vorhanden ist. Eine Vielzahl (zwei Paare in Fig. 1) von gepaarten Musterelementen 12-12′ und 13-13′ sind im Bereich links des Standardpaares 11-11′ ausgebildet. Die Musterelemente jedes Paares sind mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen einander gegenüber­ liegend angeordnet. Der Abstand zwischen den Musterelemen­ ten jedes Paares verändert sich mit jedem Paar und be­ trägt 0,4 µm und 0,8 µm in Fig. 1. Gepaarte Musterelemente 14-14′ und 15-15′ sind ebenso im Bereich rechts des Standardpaares 11-11′ angeordnet, wobei diese Musterelemen­ te paarweise gegenüberliegen und dabei überlappen. Der überlappte Bereich der gepaarten Musterelemente bildet einen eingeschnürten Bereich. Die Überlappungsdimension der gepaarten Musterelemente verändert sich mit jedem Paar und beträgt 0,4 µm und 0,8 µm in Fig. 1.

Das so angeordnete Photomaskenmuster wird auf ein Substrat kopiert bzw. übertragen. Bei dieser Übertragung wird eine photoresistive Schicht, die auf einem Substrat ausgebildet ist, durch die Photomaske Licht ausgesetzt. Danach folgt ein Entwickeln. Das entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren bewertete Muster kann ein so ausgebildetes resistives Muster oder ein mit geeigneten Ätzmitteln ge­ ätztes Muster sein, wobei als Maske ein resistives Muster verwendet wird.

Wenn das Muster auf dem Substrat ausgebildet wird, in dem die zuvor beschriebene Photomaske verwendet wird, ist das Muster entsprechend dem Maßgenauigkeits-Bewertungsmuster ebenso im Substrat ausgebildet. Es wird angenommen, daß ein Muster der in Fig. 2 dargestellten Art auf dem Sub­ strat ausgebildet ist. Unter Verwendung eines Mikroskopes wird aus dem übertragenen Muster ein Paar von Musterelemen­ ten ausgesucht, bei dem sich die Musterelemente ohne Über­ lappung berühren. in Fig. 2 berühren sich gepaarte Muster­ elemente 22-22′ einander ohne Überlappung. Das Photomasken- Musterelementenpaar 12-12′ entspricht dem Musterelementen­ paar 22-22′. Es kann unmittelbar herausgefunden werden, daß die gepaarten Musterelemente 22-22′ dem gepaarten Musterelementen 12-12′ entsprechen, weil die gepaarten Musterelemente 22-22′ nächst einem Muster 26 zum Anzeigen des Standardpaares von Musterelementen liegt. Die gepaarten Photomaskenmusterelemente 12-12′ sind um einen Betrag von 0,4 µm voneinander entfernt. Wenn jedoch das Elementen­ paar 12-12′ auf das Substrat übertragen wird, werden die entsprechenden gepaarten Musterelemente 22-22′ so ausge­ bildet, daß sie sich ohne Überlappen berühren. Es kann daher herausgefunden werden, daß das auf dem Substrat ausgebildete Muster insgesamt um 0,4 µm größer ist als das Photomaskenmuster, wenn die Gesamtheit der gepaarten Musterelemente betrachtet wird. (Unterbrochene Linien in den Musterelementen 22 und 22′ in Fig. 2 repräsentieren die Muster, wenn das Photomaskenmuster so wie es ist übertragen worden ist. Der Abstand zwischen den unterbroche­ nen und den ausgezogenen Linien wird 0,2 µm.) Wenn gepaarte Musterelemente 24-24′, die im Substrat ausgebildet sind, einander überlappen, so kann herausge­ funden werden, daß das im Substrat ausgebildete Muster bei Betrachtung des gesamten gepaarten Musterelementes um 0,4 µm kleiner ist als das Photomaskenmuster. Nur fünf Paare von Musterelementen sind zur Klarheit der Be­ schreibung bei diesem Beispiel ausgebildet, jedoch kann die Dimensionsbewertung mit größerer Genauigkeit erzielt werden, wenn die Anzahl der gepaarten Musterelemente ver­ größert wird, wobei sich entsprechend der Abstand und das Überlappungsmaß der gepaarten Elemente verändert.

Ein mehr zu bevorzugendes Muster zum Bewerten der Maßge­ nauigkeit des Musters, ausgebildet in der Photomaske, gemäß der Erfindung wird nachfolgend beschrieben.

Es wird ein Fall betrachtet, bei dem ein in Fig. 3 darge­ stelltes Muster beispielsweise in der Photomaske ausgebildet ist. Dieses Muster umfaßt drei rechtwinklige Musterelemente 31, 32 und 33, von denen jedes 6 m lang und 2 m breit ist. Die untere rechte Ecke des Musterelementes 31 berührt die obere linke Ecke des Musterelementes 32 ohne Überlappen. Die untere linke Ecke des Musterelementes 31 berührt die obere rechte Ecke des Musterelementes 33 ohne Überlappen. Daraus resultiert, daß die untere Seite des oberen Muster­ elementes 31 mit den oberen Seiten der unteren Muster­ elemente 33 und 32 auf einer geraden Linie ausgerichtet sind.

Wenn dieses Photomaskenmuster auf ein Substrat übertragen wird und ein Muster auf dem Substrat ausgebildet ist, welches genau dieselbe Dimension hat wie das Photomaskenmuster, so entspricht das Muster dem in Fig. 4C, welches gleich dem Maskenmuster in Fig. 3 ist. Wenn das auf dem Substrat ausgebildete Muster um 0,4 µm kleiner ist als das Masken­ muster, so sind jedoch die Musterelemente voneinander ge­ trennt, wie dies in Fig. 4B dargestellt ist. Die untere Seite des oberen Musterelementes 41B ist um 0,4 µm von den oberen Seiten der unteren Musterelemente 42B und 43B ge­ trennt. Die rechte Seite des Musterelementes 41B ist um 0,4 µm von der linken Seite des Musterelementes 42B getrennt. Die linke Seite des Musterelementes 41B ist ebenso um 0,4 µm von der rechten Seite des Musterelementes - 43B getrennt. Wenn gleicherweise das auf dem Substrat ausgebildete Muster 0,8 µm kleiner ist als das Maskenmuster, so ergibt sich ein Muster, wie es in Fig. 4A dargestellt ist, bei dem die untere Seite des oberen Musterelementes 41A um 0,8 µm von den oberen Seiten der unteren Muster­ elemente 42A und 43A und die rechte Seite des oberen Musterelementes 41A ebenso um 0,8 µm von der linken Seite des unteren Musterelementes 42A getrennt ist. Wenn das auf dem Substrat ausgebildete Muster 0,4 µm größer ist als das Maskenmuster, so ergibt sich das in Fig. 4D darge­ stellte Muster. Die Ecken der Musterelemente, die in der Photomaske ohne Überlappen einander berühren, überlappen sich nun gegenseitig. Die untere Seite eines oberen Muster­ elementes 41D überlappt um 0,4 µm die oberen Seiten der unteren Musterelemente 42D und 43D und die rechte Seite des oberen Musterelementes 41D überlappt ebenso die linke Seite des unteren Musterelementes 42D um 0,4 µm. Die linke Seite des oberen Musterelementes 41D überlappt ebenso die rechte Seite des unteren Musterelementes 43D um 0,4 µm. Wenn gleicherweise das auf dem Substrat ausge­ bildete Muster um 0,8 µm größer ist als das Maskenmuster, so ergibt sich das in Fig. 4E dargestellte Muster, bei dem die untere Seite eines oberen Musterelementes 41E die oberen Seiten der unteren Musterelemente 42E und 43E um 0,8 µm überlappend die rechte Seite des oberen Musterelementes 41E ebenso die linke Seite des unteren Musterelementes 42E um 0,8 µm überlappt.

Wenn so das Maskenmuster gemäß Fig. 3 auf das Substrat vertragen wird, werden die Dimensionsveränderungen durch den Abstand oder das Überlappungsmaß zwischen den oberen und unteren Musterelementen repräsentiert.

Wenn ein in Fig. 5 dargestelltes Maßgenauigkeits-Bewertungs­ muster in der Photomaske in einem Bereich ausgebildet ist, der von dem Bereich unterschiedlich ist, an dem das Photo­ maskenmuster entsprechend einem aus dem Substrat aus zu­ bildende Muster vorhanden ist, kann die Bewertung des auf dem Substrat ausgebildeten Musters leicht erzielt werden.

Die Musterelemente, welche dieses Maßgenauigkeits-Bewer­ tungsmuster bilden, sind rechtwinklig bzw. rechteckig. Obere Musterelemente (geradzahlig durchnumerierte Muster­ elemente 502 bis 518) sind von rechts nach links mit vorbe­ stimmten Abständen dazwischen in einer Linie bzw. Reihe ausgerichtet. Untere Musterelemente (ungeradzahlige Muster­ elemente 501 bis 519) sind darüber hinaus in einer anderen Linie bzw. Reihe von rechts nach links in vorbestimmten Abständen dazwischen ausgerichtet, und zwar auf solche Weise, daß die Oberseite jedes unteren Musterelementes sich im unteren Abschnitt des Spaltes zwischen jedem oberen Musterelement befindet. Die untere linke Ecke des oberen Musterelementes 502 berührt die obere rechte Ecke des unteren Musterelementes 501 ohne Überlappen. Die untere rechte Ecke des oberen Musterelementes 502 berührt die obere linke Ecke des unteren Musterelementes 511 an einem einzelnen Punkt ohne Überlappen. So bildet das obere Musterelement 502 mit dem unteren Musterelement 501 ein Paar ebenso wie ein anderes Paar mit dem unteren Musterelement 511. Entsprechend diesem Beispiel von Mustern bildet ein Musterelement mit zwei anderen Muster­ elementen zwei Paare von Musterelementen.

Ein Raum befindet sich zwischen der unteren rechten Ecke des oberen Musterelementes 504 und der oberen linken Ecke des unteren Musterelementes 501. Der Abstand zwischen der unteren Seite des oberen Musterelementes 504 und der oberen Seite des unteren Musterelementes 501 ist auf 0,2 µm eingestellt. Die rechte Seite des oberen Muster­ elementes 504 befindet sich im Abstand von 0,2 µm von der linken Seite des unteren Musterelementes 501. Derselbe Abstand befindet sich ebenso zwischen dem oberen und unteren Musterelement 504 und 503.

Ebenso befindet sich ein Raum zwischen der unteren rechten Ecke des oberen Musterelementes 506 und der oberen linken Ecke des unteren Musterelementes 503. Der Abstand zwischen der unteren Seite des oberen Musterelementes 506 und der oberen Seite des unteren Musterelementes 503 beträgt 0,4 µm. Der Abstand zwischen der rechten Seite des oberen Muster­ elementes 506 und der linken Seite des unteren Musterele­ mentes 503 beträgt ebenso 0,4 µm.

Gleicherweise befinden sich die oberen Musterelemente 506, 508 und 510 im Abstand von 0,4 µm, 0,6 µm und 0,8 µm von ihren korrespondierenden unteren Musterelementen 505, 507 und 509, jeweils dargestellt in Fig. 5.

Im Gegensatz dazu überlappt die linke untere Ecke des oberen Musterelementes 512 die obere rechte Ecke des unteren Musterelementes 511, um einen eingeschnürten Bereich zu bilden. Die untere Seite des oberen Musterele­ mentes 512 überlappt um 0,2 µm die obere Seite des unteren Musterelementes 511. Ebenso überlappt die linke Seite des oberen Musterelementes 512 um 0,2 µm die rechte Seite des unteren Musterelementes 511. Die untere rechte Ecke des oberen Musterelementes 512 überlappt um denselben Abstand die obere linke Ecke des unteren Musterelementes 513, um einen eingeschnürten Bereich zu bilden. Die untere linke Ecke des oberen Musterelementes 514 überlappt ebenso die obere rechte Ecke des unteren Musterelementes 513, um einen eingeschnürten Bereich zu bilden. Die untere Seite des oberen Musterelementes 514 überlappt um 0,4 µm die obere Seite des unteren Musterelementes 513 und die linke Seite des oberen Musterelementes 514 überlappt um 0,4 µm die rechte Seite des unteren Musterelementes 513.

Gleicherweise überlappen beide unteren Ecken jedes oberen Musterelementes 514, 516 und 518 die oberen Ecken der unteren gepaarten Musterelemente 515, 517 und 519, um eingeschnürte Bereiche zu bilden. Ihr Überlappungsmaß beträgt 0,4 µm, 0,6 µm bzw. 0,8 µm, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist.

Ein Muster 500 ist oberhalb des oberen Musterelementes 502 ausgebildet, um anzuzeigen, daß das Musterelement 502 ein Standardmusterelement ist. Der Grund dafür, warum das obere Musterelement 502 ein Standardmusterelement wird, liegt darin, daß jede untere Ecke die Ecke des unteren Musterelementes 511 und die Ecke des unteren Musterelementes 501 jeweils an einem einzelnen Punkt ohne Überlappen berührt.

Durch Verwenden der Photomaske, die mit diesem Maßgenauig­ keits-Bewertungsmuster versehen ist, wird die photoresistive Schicht Licht ausgesetzt, um ein lichtunempfindliches Muster entsprechend dem Maskenmuster auszubilden. Es wird nun beschrieben, wie das Maß der Dimensionsänderung des photoresistiven Musters vom Maskenmuster gemessen wird.

Es wird ein Fall betrachtet, bei dem das resistive Muster entsprechend der Darstellung in Fig. 6 ausgebildet ist. Gleich der Beschreibung unter Bezugnahme auf das Beispiel gemäß Fig. 1 wird das resistive Muster unter dem Mikroskop untersucht, um ein Paar von Musterelementen herauszufinden, die sich ohne Überlappen berühren. Die gepaarten Muster­ elemente 606 und 603 berühren einander an einem einzelnen Punkt ohne Überlappen, wenn die Fig. 6 betrachtet wird. Dasselbe kann auch für die gepaarten Musterelemente 606 und 605 gesagt werden. Entsprechend der Lage des Standard- Musterelementes anzeigenden Musters 600 kann herausgefunden werden, daß die Photomaskenmusterelemente entsprechend diesen Musterelementen 606, 603 und 605 die Musterelemente 506, 503 bzw. 505 sind. Entsprechend der vorstehenden Beschreibung beträgt der Abstand zwischen den gepaarten Photomaskenmusterelementen 506-503 oder 506-505 0,4 µm.

Es kann daher herausgefunden werden, daß das Muster der Fig. 6 0,4 µm größer war als das Photomaskenmuster gemäß Fig. 5.

Es wird ebenso angenommen, daß gepaarte Musterelemente einander ohne Überlappen berühren, die Musterelemente 614- 613 und 614-615 sind. Aus der Lage des die Standardmuster­ elemente anzeigenden Muster 600 kann dann herausgefunden werden, daß die Photomaskenmusterelemente entsprechend diesen Musterelementen 614, 613 und 615 die Musterelemente 514, 513 bzw. 515 sind. Die Dimension des Überlappungsbe­ reiches zwischen den gepaarten Photomaskenmusterelementen 514-513 oder 514-515 beträgt entsprechend der vorstehenden Beschreibung 0,4 µm. Es kann daher herausgefunden werden, daß in diesem Fall das ausgebildete resistive Muster 0,4 µm kleiner ist als das Maskenmuster.

Entsprechend der vorstehenden Beschreibung ist das Prinzip, auf dem das Verfahren zum Bewerten eines Musters basiert, für beide Ausführungsformen, für die die Maskenmuster, die in Fig. 1 und 5 dargestellt sind, verwendet werden, genau daßelbe. Wenn das Maßgenauigkeits-Bewertungsmuster der Fig. 5 verwendet wird, ist es jedoch leichter, ein Paar von Musterelementen herauszufinden, die einander ohne Überlappen berühren. Der Grund ist der folgende. Alle Musterelemente in Fig. 5 haben eine rechtwinklige bzw. rechteckige Form, und die Seiten der oberen Muster­ elemente sind parallel zu denen der unteren- Musterelemente. Daher sind die Seiten einer Vielzahl von Musterelementen auf einer Linie ausgerichtet, wenn die Musterelemente einander ohne Überlappen berühren. Dies wird mehr im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben. Be­ trachtet man die Musterelementenpaare 606-605 und 606-603, bei denen sich die Musterelemente ohne. Überlappen berühren, so kann herausgefunden werden, daß die untere Seite des oberen Musterelementes 606 mit den oberen Seiten der unte­ ren Musterelemente 605 und 603 auf einer geraden Linie ausgerichtet sind, daß die linke Seite des oberen Muster­ elementes 606 mit der rechten Seite des unteren Muster­ elementes 605 auf einer Linie und die rechte Seite des oberen Musterelementes 606 mit der linken Seite des unteren Musterelementes 603 auf einer Linie ausgerichtet ist. Wenn ein Paar von Musterelementen, die einander ohne Überlappen berühren, unter einem Mikroskop herausgesucht werden, genügt es daher nicht, Kontaktpunkte dieser Muster­ elemente herauszufinden, sondern den Abschnitt, in dem die Seiten der Vielzahl von Musterelementen auf einer Linie ausgerichtet sind. Dies kann zuverlässig sogar dann er­ zielt werden, wenn das Mikroskop lose fokussiert ist. Daher wird es einfacher, einen Punkt zu finden, wenn eine Vielzahl von Musterelementen einander berühren.

Es ist die vorstehende Beschreibung so zu verstehen, daß Muster, deren Maßgenauigkeit entsprechend dem erfindungs­ gemäßen Verfahren bewertet werden kann, nicht auf resistive Muster begrenzt ist. Sogar beispielsweise geätzte Muster, die dadurch erzielt werden, daß wahlweise die Unterschicht einer photoresistiven Schicht unter Verwendung des ausge­ bildeten photoresistiven Musters als eine Maske verwendet wird, können in ihrer Maßgenauigkeit entsprechend dem er­ findungsgemäßen Verfahren bewertet werden. In einem Fall, in dem das erste Photographierverfahren dazu bestimmt ist, einen feldisolierenden Film zu bilden, und der zweite dazu bestimmt ist, Gatterelektroden aus polykristallinem Silicon im Laufe der Herstellung einer Halbleitervorrich­ tung zu bilden, kann die Maßgenauigkeit nicht mit hoher Genauigkeit geschätzt werden, wenn das geätzte Muster, erzielt durch Übertragen des Maßgenauigkeits-Bewertungs­ musters, in der Maske zum Ausbilden der Gatterelektroden, auf dem feldisolierenden Film ausgebildet wird, weil der feldisolierende Film angeschwollen ist und daher nicht das gleiche Niveau wie die Gatterelektrode erhält. In diesem Fall ist es zu bevorzugen, daß ein Bereich, an dem das geätzte Muster für die Maßgenauigkeits-Bewertung ausgebildet werden kann, zum Zeitpunkt des Ausbildens des feldisolierenden Films zusätzlich zu einem Bereich präpariert ist, wo die Gatterelektrode im zweiten Photo­ gravierprozeß ausgebildet wird, wodurch das geätzte Muster für die Maßgenauigkeitsbewertung in dem Bereich gleich im Niveau mit dem der Gatterelektroden zu dem Zeitpunkt ausgebildet wird, in dem die durch die Photomaske im zweiten Prozeß übertragenen geätzten Muster ausgebildet werden. Die Bewertung der Maßgenauigkeit der Gatterelek­ troden kann so mit hoher Genauigkeit erzielt werden.

Wenn ein geätztes Muster bewertet wird, kann der Standard­ punkt des Maßgenauigkeits-Bewertungmusters der Photomaske dahingehend bestimmt werden, den im Laufe des Ätzprozesses verursachten Unterschied zu berücksichtigen.

Die Form der in der Photomaske gemäß der Erfindung ver­ wendeten Musterelemente ist nicht auf die dreieckige und rechteckige Form entsprechend den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen begrenzt.

Wenn der Abstand oder die Dimension des überlappten Be­ reiches zwischen den Musterelementen sich feiner verändert als bei dem vorbeschriebenen Beispiel, beispielsweise um 0,1 µm für jedes gepaarte Musterelement, so kann die Bewertung der Maßgenauigkeit mit größerer Genauigkeit durchgeführt werden.

Das für das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung geeignete Substrat ist nicht auf Halbleitertafeln be­ grenzt (einschließlich solcher verschiedener Arten von Isolierschichten, Elektrodenmaterialschichten und photo­ resistiven Schichten auf deren Oberfläche), sondern kann auch ein Maskensubstrat und dergleichen sein.

Entsprechend der vorstehenden Beschreibung ermöglicht die vorliegende Erfindung das Messen der Dimension der photoresistiven und geätzten Muster, welche leicht und mit hoher Genauigkeit bewertet werden können, ohne daß eine besondere Meßvorrichtung verwendet wird, wie sie beispielsweise als SEM üblicherweise bei herkömmlichen Verfahren verwendet wird. Dies erlaubt ein innerprozessuales Anzeigen während des Ausbildens der photoresistiven und geätzten Muster. Wenn herausgefunden wird, daß aufgrund des Anzeigens die Maßgenauigkeit des Musters schlecht ist, kann eine Halbleitervorrichtung mit größerer Qualität dadurch erzeugt werden, daß die Herstellungsparameter entsprechend geändert werden. Wenn das photoresistive Muster schlecht ist, ist es möglich, dieses Muster zu entfernen und ein neues resistives Muster vor dem Atzen zu erzeugen, wodurch die Ausbeute verbessert werden kann.

Claims (5)

1. Photomaske zum Bewerten der Maßgenauigkeit von einem auf einem Substrat ausgebildeten Muster mit einer Reihe von ersten Musterelementen und einer Reihe von zweiten Musterelementen, wobei ein Musterelement der ersten Musterelemente und ein Musterelement der zweiten Musterelemente eine Musterelementenkombination bilden, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Musterelement und das zweite Musterelement der Musterelementen-Kombinationen so ausgebildet und angeordnet sind, daß

• - sich die einander zugewandten Ecken des ersten und zweiten Musterelementes (11; 31; 502 und 11′; 32, 33; 501, 511) zur Bildung einer Musterelementen-Grundkombination berühren,
• - die einander zugewandten Ecken des ersten und zweiten Musterelementes (12; 504 und 12′; 501, 503) einer zweiten Musterelementen-Kombination voneinander gleich weit beabstandet sind, derart, daß die die Ecken bildenden Seiten des ersten Musterelementes (12; 504) gegenüber dem die jeweils gegenüberliegenden Ecken bildenden zugewandten Seiten des zweiten Musterelementes (12′; 501, 503) gleich weit und parallel zueinander versetzt sind, und
• - die einander zugewandten Eckbereiche des ersten und zweiten Musterelementes (14; 514 und 14′; 511, 513) einer dritten Musterelementen-Kombination sich jeweils gleich weit überlappen derart, daß die die Eckbereiche bildenden Seiten des ersten Musterelementes gegenüber den die jeweils benachbarten Eckbereiche bildenden zugewandten Seiten des zweiten Musterelementes gleich weit und parallel zueinander versetzt sind.

2. Photomaske nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem ersten und zweiten Musterelement der Musterelementen-Grundkombination (11, 11′; 502, 501, 511) ein dieser zugeordnetes Markierungselement (16; 500) vorgesehen ist.

3. Photomaske nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Musterelemente rechteckig ausgebildet sind.

4. Photomaske nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von der Musterelementen-Grundkombination auf deren einen Seite mehrere zweite Musterelementen-Kombinationen mit jeweils zunehmenden Eckabständen und auf deren entgegengesetzter Seite mehrere dritte Musterelementen-Kombinationen mit jeweils zunehmenden Überlappungen der Eckbereiche vorgesehen sind.

5. Verfahren zum Bewerten der Maßgenauigkeit eines auf einem Substrat ausgebildeten Musters mittels der Photomaske nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

• a) Übertragen der Musterelementen-Grundkombination der zweiten Musterelementen-Kombination sowie der dritten Musterelementen-Kombination der Photomaske auf das Substrat,
• b) Bestimmen einer Musterelementen-Kombination aus der abgebildeten Musterelementen-Grundkombination oder der zweiten oder der dritten Musterelementen-Kombination auf dem Substrat, bei welcher sich die einander zugewandten Ecken des ersten und zweiten abgebildeten Musterelementes berühren und
• c) Bewerten der Maßgenauigkeit der abgebildeten Photomaske aus dem Betrag des Seitenversatzes der Seiten des ersten und zweiten Musterelementes der Musterelementen-Kombination der Photomaske, welche der auf dem Substrat abgebildeten Musterelementen-Kombination gemäß Schritt b) entspricht.