JP2003332223A

JP2003332223A - レジストパターンの検査方法

Info

Publication number: JP2003332223A
Application number: JP2002141538A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kobayashi; 昌宏小林
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2002-05-16
Filing date: 2002-05-16
Publication date: 2003-11-21

Abstract

(57)【要約】【課題】レジストパターンの検査方法に関し、簡単な
構成によりピーリングの有無や、適性露光条件を取得
し、スループットや製造歩留りを向上する。【解決手段】マスク上に少なくとも一対の寸法補正マ
ークパターン２〜５からなる寸法補正マーク１を形成す
るとともに、前記寸法補正マーク１をウェハに設けたレ
ジスト膜上に転写し、前記マスク上の一対の寸法補正マ
ークパターン２〜５の端部の間隔Ｓ_m1を測定するととも
に、前記レジスト膜上に転写して現像した一対の転写寸
法補正マークパターン７〜１０の端部の間隔Ｓ_r1を測定
し、前記間隔Ｓ_m1と間隔Ｓ_r1との差異によりレジストパ
ターンにおけるピーリングの発生を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレジストパターンの
検査方法に関するものであり、特に、レジストパターン
のピーリングやショートニングの発生を検出するための
寸法補正パターンの構成及びこの寸法補正パターンに基
づく寸法補正システムに特徴のあるレジストパターンの
検査方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体装置の製造工程等における
レジストパターン形成工程においては、マスク上にパタ
ーンを転写する際に、予めマスク上の露光用パターンの
寸法補正するケースがほとんどである（必要ならば、特
開平９−３０４９１３号公報報参照）。

【０００３】しかし、この様にパターンが形成されたマ
スクを基に縮小投影露光装置を用いてウェハ上にパター
ンを露光した場合、設計ルールが微細化するにしたがっ
て、Ｌ＆Ｓ（ライン・アンド・スペース）パターンで
は、転写されたラインの長辺方向の端部が設計値より短
くなる所謂ショートニング現象や、現像工程においてラ
インの端部が「倒れる」、「飛ぶ」、「捩じれる」、或
いは、「流れる」といった現象が発生し、所期のパター
ン形成ができないという問題が発生する。なお、本明細
書では、この様なラインの倒れ、飛び、捩じれ、或い
は、流れを総称してピーリング（ｐｅｅｌｉｎｇ）と言
う。

【０００４】これは、あるターゲット・サイズに対し、
露光装置やレジスト（感光材料）の性能を超えている場
合に発生する現象であるため、設計を基に光学シミュレ
ーションを用いて露光特有の近接効果を補正後、レジス
トパターンのターゲットを決定し、レジストプロセスを
駆使してパターン形成している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、露光しようと
するターゲットによっては、用いるレジストや露光装置
の性能や近接効果補正の限界を超えることもあり、シミ
ュレーションや近接効果補正を施してもＬ＆Ｓパターン
などは露光後に上述のショートニングやピーリングが発
生するという問題がある。

【０００６】また、この場合には、レジストプロセスを
検討・改良することにより対処可能な場合もあるが、ウ
ェハ間やロット間で再現性が見られず、スループットや
製造歩留まりの低下が発生するという問題がある。

【０００７】したがって、本発明は、簡単な構成により
ピーリングの有無や、適性露光条件を取得し、スループ
ットや製造歩留りを向上することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理的構
成図であり、この図１を参照して本発明における課題を
解決するための手段を説明する。図１参照上記目的を達成するため、本発明は、レジストパターン
の検査方法において、マスク上に少なくとも一対の寸法
補正マークパターン２〜５からなる寸法補正マーク１を
形成するとともに、前記寸法補正マーク１をウェハに設
けたレジスト膜上に転写し、前記マスク上の一対の寸法
補正マークパターン２〜５の端部の間隔Ｓ_m1を測定する
とともに、前記レジスト膜上に転写して現像した一対の
転写寸法補正マークパターン７〜１０の端部の間隔Ｓ_r1
を測定し、前記間隔Ｓ_m1と間隔Ｓ _r1との差異によりレジ
ストパターンにおけるピーリングの発生を検出する工程
を有することを特徴とする。

【０００９】この様に、マスク上の一対の寸法補正マー
クパターン２〜５の端部の間隔Ｓ_m1、即ち、マスクＣＤ
（ＣｒｉｔｉｃａｌＤｉｍｅｎｓｉｏｎ：測長寸法）
とレジスト膜上に転写して現像した寸法補正マーク６を
構成する一対の転写寸法補正マークパターン７〜１０の
端部の間隔Ｓ_r1、即ち、レジストＣＤとの差異を測定す
ることにより、レジストパターンにおけるピーリングの
発生を検出することができる。

【００１０】この場合、一対の寸法補正マークパターン
２〜５を、互いにサイズの異なる複数のライン・アンド
・スペースパターンからなり、且つ、各サイズにおいて
複数本のラインパターンから各ライン・アンド・スペー
スパターンで構成することによって、一回の露光・現像
工程によって、ピーリング発生のライン幅依存性や限界
露光量を評価することができる。

【００１１】なお、ライン・アンド・スペースパターン
は通常はデューティー比が１：１であるが、ピッチを固
定しデューティーの変化が可能なライン・アンド・スペ
ースパターンとしても良いものである。

【００１２】また、一対の寸法補正マークパターン２〜
５の一方のライン・アンド・スペースパターンを、ベタ
状の矩形パターンに置き換えても良いものであり、それ
によって、ショートニングを同時に検出することが可能
になる。

【００１３】この場合、ピーリングを検出する場合に
は、ライン・アンド・スペースパターンと矩形パターン
との中心距離を、マスク上の寸法補正マークパターン２
〜５とレジスト膜上に転写した転写寸法補正マークパタ
ーン７〜１０の双方において測定することによって評価
しても良いものである。

【００１４】また、上述の寸法補正マーク１を、縦方向
と横方向との双方に形成しても良いものであり、それに
よって、露光スキャンニング方向に対して縦方向及び横
方向の両方向のショートニング或いはピーリングの発生
を一度の露光・現像工程で評価することができ、それに
よって、像高依存性も調べることができるため、ステー
ジの傾きや光学的な収差の情報を得ることができる。

【００１５】また、寸法補正マーク１としては、一対の
ライン・アンド・スペースパターンと、この一対のライ
ン・アンド・スペースパターンの中間に設けられた矩形
パターンから構成して良いものであり、それによって、
ピーリングとショートニングの発生を精度良く同時に評
価することができる。

【００１６】また、レジスト膜上に転写して現像した一
対の転写寸法補正マークパターン７〜１０の間隔或いは
寸法の測定に際しては、破壊検査となる電子顕微鏡を用
いて行っても良いが、非破壊検査である光学式測定機を
用いて測定することがより望ましく、それによって、よ
り高精度の測定が可能になる。

【００１７】また、上述の測定の結果におけるピーリン
グの発生の脱気ベーク温度依存性を求めることによっ
て、レジスト膜の脱気ベーク温度を最適化することが可
能になり、それによって、再現性良くピーリングの発生
を抑制することができる。

【００１８】また、測定の結果におけるピーリングの発
生の露光量依存性を求めることによって、レジスト膜に
対する露光量を最適化することが可能になり、それによ
って、再現性良くピーリングの発生を抑制することがで
きる。

【００１９】また、マスク上の一対の寸法補正マークパ
ターン２〜５及びレジスト膜上に転写して現像した一対
の転写寸法補正マークパターン７〜１０の線幅を測定
し、両者の線幅の比較からマスク上に設けるパターン幅
を最適化することが望ましく、それによって、所期の線
幅を有するレジストパターンをピーリング或いはショー
トニングの発生を抑制して形成することができ、スルー
プットと製造歩留まりの向上が可能となる。

【００２０】なお、本発明における露光方法としては、
縮小投影露光法が典型的ではあるが、電子ビーム露光法
等の他の露光法を用いても良いものである。また、本発
明における「ピーリング」は、レジストのラインパター
ンの倒れ、捩じれ、飛び、或いは、流れを総称するもの
である。

【００２１】

【発明の実施の形態】ここで、図２乃至図８を参照し
て、本発明の第１の実施の形態をレジストパターンの検
査方法及びマスクパターンの補正方法を説明する。図２参照図２は、本発明の第１の実施の形態の寸法補正マークの
説明図であり、この寸法補正マーク１１は、１００ｎｍ
のＬ＆ＳパターンからなるＣＤ_m1、１１０ｎｍのＬ＆Ｓ
パターンからなるＣＤ_m2、及び、１２０ｎｍのＬ＆Ｓパ
ターンからなるＣＤ_m3を縦方向に配列したライン・アン
ド・スペースパターン１４，１５をスペースＳ_m1を介し
て並列に配置したパターンから構成され、この寸法補正
マーク１１をマスクに設ける。なお、この場合のターゲ
ット・サイズは１１０ｎｍである。

【００２２】図３参照図３は、図２に示した寸法補正マークを有するマスクを
用いて縮小投影露光法によって先行ウェハ（パイロット
ウェハ）上に塗布したレジスト膜上に寸法補正マークを
含む露光パターンを露光し、現像することによって形成
したレジストパターンからなる転写寸法補正マーク３１
の説明図である。

【００２３】図に示すように、この転写寸法補正マーク
３１は、寸法補正マーク１１を構成するＣＤ_m1，Ｃ
Ｄ_m2，ＣＤ_m3に対応したＬ＆ＳパターンからなるＣＤ
_r1,ＣＤ_r2 _,ＣＤ_r3によって構成される一対のライン・
アンド・スペースパターン３２，３３からなる。

【００２４】この一対のライン・アンド・スペースパタ
ーン３２，３３の間隔Ｓ_r1を測定するとともに、マスク
に形成した一対のライン・アンド・スペースパターン１
４，１５の間隔Ｓ_m1を測定し、両者の間隔Ｓ_m1とＳ_r1を
各ラインについて比較することによってピーリングの発
生を評価する。

【００２５】即ち、Ｓ_m1＝Ｓ_r1の場合にはピーリングが
発生していないと判定し、Ｓ_m1＞Ｓ _r1の場合にはピーリ
ングが発生していると判定し、ピーリング数＝１とす
る。なお、この場合は、説明を簡単にするためには、シ
ョートニングは発生していないものとし、また、Ｓ_r1に
対しては縮小比に応じた倍率を掛けて比較する。

【００２６】この様に、マスク上に設けた寸法補正マー
ク１１を構成する一対のライン・アンド・スペースパタ
ーン１４，１５の間隔Ｓ_m1と、レジスト膜上に転写して
現像した転写寸法補正マーク３１の一対のライン・アン
ド・スペースパターン３２，３３の間隔Ｓ_r1を比較する
だけで、光学的シミュレーションを行うことなくピーリ
ングの発生を検出することができる。

【００２７】なお、ＬＳＩの基本動作ではゲートのショ
ート特性が重要となるが、その歩留まりが非常に低く、
調査した結果、ゲートパターンのライン端部がピーリン
グを起こし、短くなっていることが判明した。

【００２８】本発明者は、その原因を鋭意究明したなか
で、レジスト塗布前にウェハ表面の脱気ベーク（Ｄｅｈ
ｙｄｒａｔｉｏｎＢａｋｅ：Ｄ．Ｂａｋｅ）温度を昇
温させると、ある温度範囲でピーリング数が減少する傾
向が見られ、それがレジスト寸法が小さいほど顕著であ
ることが分かったので、図４及び図５を参照して説明す
る。

【００２９】図４参照図４は、上記の第１の実施の形態におけるピーリング数
の脱気ベーク温度依存性の説明図であり、１００℃、２
００℃、３００℃、及び、４００℃における脱気ベーク
処理を行ったレジスト膜に対して、マスク上のＣＤ_m1＝
１１０ｎｍのライン・アンド・スペースパターンを転写
した場合のレジストパターンＣＤ_r1におけるピーリング
数を測定したものである。

【００３０】なお、図２には示していないＣＤ＝１１５
ｎｍのライン・アンド・スペースパターンを転写した場
合のレジストパターンにおけるピーリング数も併せて示
したものであり、各脱気ベーク温度について、約５００
本のラインについて行った測定結果を示している。測定
に際しては、非破壊測定である光学測定装置を用いて、
ラインパターンのエッジからの信号を検知して、一対の
ラインパターンの間隔Ｓ_r1を測定した。

【００３１】図に示すように、マスク上のＣＤ_m1＝１１
０ｎｍのライン・アンド・スペースパターンを転写した
場合には、３００℃近傍においてピーリング数が極小値
を取る傾向があることが理解される。一方、マスク上の
ＣＤ＝１１５ｎｍのライン・アンド・スペースパターン
を転写した場合には、２００℃近傍においてピーリング
数が極大値を取る傾向があることが理解される。

【００３２】図５参照図５は、図４におけるライン・アンド・スペースパター
ンについての傾向を一般化したモデルを示したものであ
り、ある温度において極小値を取り、極小値の近傍にＴ
_mの幅の温度マージンを有していること、即ち、Ｔ_mの
温度範囲においては、殆どピーリングがなく、したがっ
て、マーク間スペースが、マスク上におけるマーク間ス
ペースＳ_m1とほぼ等しい値Ｓ₁を取る温度領域が存在す
ること理解される。

【００３３】したがって、ピーリングの発生を抑制する
ためには、極小値の近傍のＴ_mの幅の温度マージンの最
適温度範囲内で脱気ベーク処理を行うことによって、ピ
ーリングの発生を再現性良く抑制することができる。

【００３４】次に、寸法補正マーク１１をレジスト膜に
転写する際の露光量も発生するピーリング数及びライン
・アンド・スペースパターンの各ラインパターンのライ
ン幅に影響を与えることも発見したので、図６及び図７
を参照して説明する。

【００３５】図６参照図６は、本発明の第１の実施の形態におけるピーリング
数及びレジストＣＤの露光量依存性の説明図であり、タ
ーゲット・サイズを１１０ｎｍ、即ち、ＣＤ_m1＝１１０
ｎｍの場合を示しており、ピーリング数については、３
２．０ｍＪ／ｃｍ²を越えると急激にピーリングが発生
することが理解される。一方、レジストＣＤについて
は、露光量が増大するとともに、ライン幅が縮小する傾
向が見られる。

【００３６】従来においては、ダーゲット・サイズを１
１０ｎｍとする場合に、３２．０ｍＪ／ｃｍ²の露光量
で露光を行っていたが、今回の測定結果からは、３２．
０ｍＪ／ｃｍ²ではピーリング数が多いので、むしろ、
３１．０ｍＪ／ｃｍ²が好適値であることを見出した。

【００３７】図７参照図７は、図６に示した結果を一般化したモデルを示した
ものであり、ターゲット・サイズＣＤ_m1において、ある
露光量Ｄ₁まではピーリングが殆ど発生せず、マーク間
スペースが、マスク上におけるマーク間スペースＳ_m1と
ほぼ等しい値Ｓ _r1をとり、この露光量Ｄ₁、即ち、限界
露光量Ｄ₁を越えると急激にピーリング数が増加してマ
ーク間スペースが急激に増加して所期のレジストパター
ンを得られなくなることが理解される。

【００３８】したがって、図４及び図５に示した脱気ベ
ーク温度と合わせて、両方の条件を最適化して、即ち、
ピーリング数が極小になる温度で脱気ベークしたのち、
限界露光量Ｄ₁の範囲内において露光工程を行うことに
よって、スループットと製造歩留まりの向上が可能にな
る。

【００３９】しかし、図６に示した様に、露光量を減少
して最適化した場合には、レジストパターンにおけるラ
イン幅が所期の値より太くなる傾向があるので、この幅
太りを補正する必要があるので、この補正方法を図８を
参照して説明する。

【００４０】図８（ａ）参照図８（ａ）は、寸法補正マークの補正方法の説明図であ
り、図２に示した３つのライン・アンド・スペースパタ
ーンＣＤ_m1，ＣＤ_m2，ＣＤ_m3についての限界露光量
Ｄ₁，Ｄ₂，Ｄ₃をモデル的に示したものであり、ショ
ートニングが発生した場合も併せて示している。

【００４１】ショートニングが発生した場合には、ピー
リングの有無と無関係にマーク間スペースＳが拡がる
が、幅広パターンの方がショートニングが発生しにくい
ので、マーク間スペースの値Ｓ_r2は、ＣＤ_m1，ＣＤ_m2，
ＣＤ_m3の順で小さくなる。

【００４２】図８（ｂ）参照図８は、各ライン・アンド・スペースパターンＣＤ_m1，
ＣＤ_m2，ＣＤ_m3を各臨界露光量Ｄ₁，Ｄ₂，Ｄ₃で転写
した場合のレジスト膜におけるライン・アンド・スペー
スパターンＣＤ_r1，ＣＤ_r2，ＣＤ_r3の各ラインパターン
の線幅を示したものであり、各ライン・アンド・スペー
スパターンＣＤ_r1，ＣＤ_r2，ＣＤ_r3において、マスク上
の各ライン・アンド・スペースパターンＣＤ_m1，Ｃ
Ｄ_m2，ＣＤ_m3に対して約１０ｎｍだけ幅が太くなってい
る。

【００４３】したがって、ターゲット・サイズを１１０
ｎｍとする場合には、マスクに形成する微小ラインパタ
ーンの線幅が１００ｎｍになるように補正すれば良いこ
とが理解され、このＣＤ＝１００ｎｍに対して最適の脱
気ベーク温度を改めて決定し、この最適脱気ベーク温度
によって脱気ベーク処理を行えば良い。

【００４４】なお、露光量に関しては、図６に示すよう
に限界露光量Ｄ₁より若干低い所にピーリング数が少な
くなる領域が存在し、且つ、露光量の低下に伴って線幅
が太くなるので、限界露光量Ｄ₁より若干低い露光量で
露光すれば良い。

【００４５】以上、図２乃至図８を参照して説明したよ
うに、サイズの異なる複数のライン・アンド・スペース
パターンからなる寸法補正マークパターンを対になるよ
うに並列に配列した寸法補正マークをマスク上に形成
し、この寸法補正マークをパイロットウェハに転写し、
ピーリング数を測定することによって、最適脱気ベーク
温度及び最適露光量を求め、その結果をマスク上に形成
する寸法補正マークの寸法にフィードバックし、フィー
ドバック結果に基づいて、再び、最適脱気ベーク温度を
決定すれば良い。

【００４６】次に、図９を参照して本発明の第２の実施
の形態の寸法補正マークを説明する。図９参照図９は、本発明の第２の実施の形態の寸法補正マークの
説明図であり、この寸法補正マーク１２は、長さがＬ_m1
で、１００ｎｍのＬ＆ＳパターンからなるＣＤ _m1、１１
０ｎｍのＬ＆ＳパターンからなるＣＤ_m2、及び、１２０
ｎｍのＬ＆ＳパターンからなるＣＤ_m3を縦方向に配列し
たライン・アンド・スペースパターン１４と、各Ｌ＆Ｓ
パターンからなるＣＤ_m1，ＣＤ_m2，ＣＤ_m3に対応する長
さＬ_m2＝Ｌ_m1の矩形状のパターンＣＤ_M1，ＣＤ_M2，ＣＤ
_M3を縦方向に配列した矩形パターン２１によって構成さ
れ、この寸法補正マーク１２をマスクに設ける。

【００４７】この様な線幅の太い矩形状のパターンＣＤ
_M1，ＣＤ_M2，ＣＤ_M3においてはショートニングが発生し
ないので、転写寸法補正マークにおける各Ｌ＆Ｓパター
ンからなるＣＤ_r1，ＣＤ_r2，ＣＤ_r3の長さＬ_r1及び矩形
状のパターンＣＤ_R1，ＣＤ_R2，ＣＤ_R3の長さＬ_R1を光学
的に測定し、両者を比較することによって、ショートニ
ングの発生を検出することが可能になる。

【００４８】また、各Ｌ＆ＳパターンからなるＣＤ_r1，
ＣＤ_r2，ＣＤ_r3の中心Ｃ_rと各矩形状のパターンＣ
Ｄ_R1，ＣＤ_R2，ＣＤ_R3の中心Ｃ_Rとの距離Ｄ_rを光学的
に測定し、マスクに設けた各Ｌ＆ＳパターンからなるＣ
Ｄ_m1，ＣＤ_m2，ＣＤ_m3の中心Ｃ _mと各矩形状のパターン
ＣＤ_M1，ＣＤ_M2，ＣＤ_M3の中心Ｃ_Mとの距離Ｄ_mと比較
することによってピーリングの発生を検出することがで
きる。

【００４９】即ち、Ｌ＆Ｓパターンにおいてラインパタ
ーンの一端部においてピーリングが発生した場合、レジ
スト膜に形成されたラインパターンの中心Ｃ_rがずれて
隔Ｄ _rが変動するので、それによって、ピーリングの発
生を検出することができる。なお、図９においては、Ｌ
＆Ｓ＝１１０ｎｍについてのみ、中心Ｃ_m2，Ｃ_M2及び距
離Ｄ_m2を示している。なお、ピーリングは、測定時にパ
ターン端部の光学像を目視することによって判別可能で
す。

【００５０】次に、図１０を参照して本発明の第３の実
施の形態の寸法補正マークを説明するが、この場合の寸
法補正マークは上記の第１の実施の形態と第２の実施の
形態とを合わせたものである。図１０参照図１０は、本発明の第３の実施の形態の寸法補正マーク
の説明図であり、この寸法補正マーク１３は、図２に示
した長さがＬ_m1＝Ｌ_m3で、１００ｎｍのＬ＆Ｓパターン
からなるＣＤ_m1、１１０ｎｍのＬ＆Ｓパターンからなる
ＣＤ_m2、及び、１２０ｎｍのＬ＆ＳパターンからなるＣ
Ｄ_m3を縦方向に配列した一対のライン・アンド・スペー
スパターン１４，１５の間に、図９に示した長さＬ_m2＝
Ｌ_m1の矩形状のパターンＣＤ_M1，ＣＤ_M2，ＣＤ_M3を縦方
向に配列した矩形パターン２１を設けたものである。

【００５１】この場合、一対のライン・アンド・スペー
スパターン１４，１５の端部の距離Ｓ_m1を光学的に測定
することによって、ピーリングの発生を検出することが
できる。

【００５２】また、転写寸法補正マークにおける各Ｌ＆
ＳパターンからなるＣＤ_r1，ＣＤ_r2，ＣＤ_r3の長さＬ_r1
及び矩形状のパターンＣＤ_R1，ＣＤ_R2，ＣＤ_R3の長さＬ
_R1を光学的に測定し、両者を比較することによって、シ
ョートニングの発生を検出することが可能になる。

【００５３】以上、本発明の各実施の形態を説明した
が、本発明は各実施の形態に記載した構成及び条件に限
られるものではなく、各種の変更が可能である。例え
ば、上記の各実施の形態においては、ターゲット・サイ
ズ（＝１１０ｎｍ）のＬ＆Ｓパターンに対して、小さい
サイズと大きなサイズのＬ＆Ｓパターンの合計３つの種
類のＬ＆Ｓパターンを設けているが、４種類以上のＬ＆
Ｓパターンを用いても良いものである。

【００５４】或いは、逆に、２種類のＬ＆Ｓパターン、
例えば、ターゲット・サイズのＬ＆Ｓパターンとそれよ
りサイズの小さなＬ＆Ｓパターンとしても良いし、さら
には、一種類のＬ＆Ｓパターン、即ち、ターゲット・サ
イズのＬ＆Ｓパターンのみであっても良い。

【００５５】また、上記の第２及び第３の実施の形態に
おいては、ショートニングを検出するために、各Ｌ＆Ｓ
パターンＣＤ_m1，ＣＤ_m2，ＣＤ_m3に対応するように、矩
形パターンＣＤ_M1，ＣＤ_M2，ＣＤ_M3を設けているが、第
１の実施の形態の寸法補正パターンの４段目以降に矩形
パターンを付け加えても良いものである。

【００５６】また、上記の各実施の形態においては、各
Ｌ＆Ｓパターンは同じ方向に長軸があるラインを並べた
Ｌ＆Ｓパターンであるが、この長軸と直交する方向にラ
インが延在するＬ＆Ｓパターンを組み合わせても良いも
のである。例えば、上記の第１の実施の形態における寸
法補正マークの４段目以降に縦方向のラインからなるＬ
＆Ｓパターンを設けても良いものである。

【００５７】また、上記の各実施の形態においては、各
Ｌ＆Ｓパターンのデューティー比、を１、即ち、ライン
幅：スペース幅＝１：１としているが、デューティー比
は１である必要はないものである。

【００５８】また、上記の各実施の形態においては、非
破壊検査とするために光学的測定方法によって、ライン
長さＬ、或いは、マーク間スペースＳを測定している
が、光学的測定方法に限られるものではなく、電子顕微
鏡によって測定しても良いものである。但し、この場合
には、破壊検査となるので、測定は一回のみとなる。

【００５９】また、上記の各実施の形態においては、縮
小投影露光法を用いているが、アパーチャを用いる電子
ビーム露光方法の場合にも適用されるものであり、この
場合には、測定結果に基づいてアパーチャの寸法を補正
すれば良い。

【００６０】ここで、再び図１を参照して、改めて本発
明の詳細な特徴を説明する。再び、図１参照（付記１）マスク上に少なくとも一対の寸法補正マー
クパターン２〜５からなる寸法補正マーク１を形成する
とともに、前記寸法補正マーク１をウェハに設けたレジ
スト膜上に転写し、前記マスク上の一対の寸法補正マー
クパターン２〜５の端部の間隔Ｓ_m1を測定するととも
に、前記レジスト膜上に転写して現像した一対の転写寸
法補正マークパターン７〜１０の端部の間隔Ｓ_r1を測定
し、前記間隔Ｓ_m1と間隔Ｓ_r1との差異によりレジストパ
ターンにおけるピーリングの発生を検出する工程を有す
ることを特徴とするレジストパターンの検査方法。（付記２）上記一対の寸法補正マークパターン２〜５
が、互いにサイズの異なる複数のライン・アンド・スペ
ースパターンからなり、且つ、各サイズにおいて複数本
のラインパターンから各ライン・アンド・スペースパタ
ーンが構成されていることを特徴とする付記１記載のレ
ジストパターンの検査方法。（付記３）上記ライン・アンド・スペースパターン
を、ピッチを固定しデューティーの変化が可能なライン
・アンド・スペースパターンとしたことを特徴とする付
記２記載のレジストパターンの検査方法。（付記４）上記一対の寸法補正マークパターン２〜５
の一方のライン・アンド・スペースパターンを、ベタ状
の矩形パターンに置き換えることを特徴とする付記２ま
たは３に記載のレジストパターンの検査方法。（付記５）上記寸法補正マーク１を、縦方向と横方向
との双方に形成することを特徴とする付記２乃至４のい
ずれか１に記載のレジストパターンの検査方法。（付記６）上記ライン・アンド・スペースパターンの
長辺と上記矩形パターンの長辺とを、上記マスク上の寸
法補正マークパターン２〜５と上記レジスト膜上に転写
した転写寸法補正マークパターン７〜１０の双方におい
て測定し、両者の差によってライン・アンド・スペース
パターンにおけるショートニングの発生を検出すること
を特徴とする付記４記載のレジストパターンの検査方
法。（付記７）上記ライン・アンド・スペースパターンと
上記矩形パターンとの中心距離を、上記マスク上の寸法
補正マークパターン２〜５と上記レジスト膜上に転写し
た転写寸法補正マークパターン７〜１０の双方において
測定し、両者の差によってレジストパターンにおけるピ
ーリングの発生を検出することを特徴とする付記４記載
のレジストパターンの検査方法。（付記８）上記寸法補正マーク１として、一対のライ
ン・アンド・スペースパターンと、前記一対のライン・
アンド・スペースパターンの中間に設けられた矩形パタ
ーンからなることを特徴とする付記１記載のレジストパ
ターンの検査方法。（付記９）上記マスク上の一対の寸法補正マークパタ
ーン２〜５及び上記レジスト膜上に転写して現像した一
対の転写寸法補正マークパターン７〜１０の間隔或いは
寸法の少なくともいずれかの測定を光学式測定機を用い
て測定することを特徴とする付記１乃至８のいずれか１
に記載のレジストパターンの検査方法。（付記１０）付記１乃至９のいずれか１に記載のレジ
ストパターンの検査方法によって求めたピーリングの発
生の検出結果から脱気ベーク温度依存性を求め、前記脱
気ベーク温度依存性から、レジスト膜の脱気ベーク温度
を最適化することを特徴とすることを特徴とする露光条
件の補正方法。（付記１１）付記１乃至９のいずれか１に記載のレジ
ストパターンの検査方法によって求めたピーリングの発
生の検出結果から露光量依存性を求め、前記露光量依存
性から、レジスト膜に対する露光量を最適化することを
特徴とする露光条件の補正方法。（付記１２）付記１乃至９のいずれか１に記載のレジ
ストパターンの検査方法によって上記マスク上の一対の
寸法補正マークパターン２〜５及び上記レジスト膜上に
転写して現像した一対の転写寸法補正マークパターン７
〜１０の線幅を測定し、両者の線幅の比較からマスク上
に設けるパターン幅を最適化することを特徴とするマス
クパターンの補正方法。

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、マスク上に形成する寸
法補正マークの形状を工夫し、この寸法補正マークと、
レジスト膜に転写した転写寸法補正マークとを実測によ
り比較するだけであるので、光学シミュレーションを用
いることなく、ピーリングやショートニングの発生を検
出することができ、その結果をフィードバックしてマス
ク上に形成する露光パターンを補正することによって、
ピーリングのない露光条件で露光を行うことができ、そ
れによって、スループットと製造歩留まりの向上に寄与
するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理的構成の説明図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態の寸法補正マークの
説明図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態の転写寸法補正マー
クの説明図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態におけるピーリング
数の脱気ベーク温度依存性の説明図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態における最適脱気ベ
ーク温度の説明図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態におけるピーリング
数及びレジストＣＤの露光量依存性の説明図である。

【図７】本発明の第１の実施の形態における最適露光量
の説明図である。

【図８】本発明の第１の実施の形態の寸法補正マークの
補正方法の説明図である。

【図９】本発明の第２の実施の形態の寸法補正マークの
説明図である。

【図１０】本発明の第３の実施の形態の寸法補正マーク
の説明図である。

【符号の説明】

１寸法補正マーク２寸法補正マークパターン３寸法補正マークパターン４寸法補正マークパターン５寸法補正マークパターン６寸法補正マーク７転写寸法補正マークパターン８転写寸法補正マークパターン９転写寸法補正マークパターン１０転写寸法補正マークパターン１１寸法補正マーク１２寸法補正マーク１３寸法補正マーク１４ライン・アンド・スペースパターン１５ライン・アンド・スペースパターン２１矩形パターン３１転写寸法補正マーク３２ライン・アンド・スペースパターン３３ライン・アンド・スペースパターン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マスク上に少なくとも一対の寸法補正マ
ークパターンからなる寸法補正マークを形成するととも
に、前記寸法補正マークをウェハに設けたレジスト膜上
に転写し、前記マスク上の一対の寸法補正マークパター
ンの端部の間隔Ｓ_m1を測定するとともに、前記レジスト
膜上に転写して現像した一対の転写寸法補正マークパタ
ーンの端部の間隔Ｓ_r1を測定し、前記間隔Ｓ_m1と間隔Ｓ
_r1との差異によりレジストパターンにおけるピーリング
の発生を検出する工程を有することを特徴とするレジス
トパターンの検査方法。
【請求項２】上記一対の寸法補正マークパターンが、
互いにサイズの異なる複数のライン・アンド・スペース
パターンからなり、且つ、各サイズにおいて複数本のラ
インパターンから各ライン・アンド・スペースパターン
が構成されていることを特徴とする請求項１記載のレジ
ストパターンの検査方法。
【請求項３】上記一対の寸法補正マークパターンの一
方のライン・アンド・スペースパターンを、ベタ状の矩
形パターンに置き換えることを特徴とする請求項２記載
のレジストパターンの検査方法。
【請求項４】上記寸法補正マークパターンを、縦方向
と横方向との双方に形成することを特徴とする請求項２
または３に記載のレジストパターンの検査方法。
【請求項５】上記ライン・アンド・スペースパターン
の長辺と上記矩形パターンの長辺とを、上記マスク上の
寸法補正マークパターンと上記レジスト膜上に転写した
転写寸法補正マークパターンの双方において測定し、両
者の差によってライン・アンド・スペースパターンにお
けるショートニングの発生を検出することを特徴とする
請求項３記載のレジストパターンの検査方法。