JP2983855B2 - 測長用モニター - Google Patents
測長用モニターInfo
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- monitor
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- line
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Description
の管理に係る測長用モニターの改善を目的とする。
ついて図4を参照しながら説明する。半導体装置の製造
においては、配線やコンタクトをはじめとする様々なパ
ターンが形成されるが、これらのパターンが実際どのよ
うに形成されているかを知る必要がある。それには実際
のLSI内で実際に形成されているパターンを測長する
のが自然でかつ確実な方法であるが、この方法による
と、個々のLSIごとに測長しなければならないので、
測長回数が膨大になるので、作業が非常に煩雑となる。
スクライブライン(2)上に、LSIに実際に形成され
ているパターンに模した模擬のパターンを形成して、そ
の寸法を測長することにより、作業の省力化を図る方法
が用いられている。この方法によれば、1枚のウエハに
模擬のパターンを数個(5〜6個)設けて、それを測長
すればよいので、実際のパターンを測長する方法に比し
て作業が非常に省力化できる。このような模擬のパター
ンを測長用モニターと称する。通常、この測長用モニタ
ー(3)の形状は、図4に示すように、単独のライン形
状であって、図においてLOCOSモニター(F)、ゲ
ート・ポリシリコンモニター(GP)、第1コンタクト
モニター(C)、第1層メタルモニター(M)、第2コ
ンタクトモニター(SC)、第2層メタルモニター(S
M)といった如く、工程順に配置していた。
レジストパターン線幅、エッチング後のパターン線幅を
測長SEM(Scanning Electron Microsope)によって測
長することにより、実際にLSIに形成されたパターン
の線幅寸法が得られたのと同じことにり、さらに、レジ
ストパターンの寸法とそれに基づいて形成されるAl配線
やコンタクト等の寸法との間にどの程度の差があるかな
ども分かることになる。
来の測長モニターは、単独のラインの形状を有する。例
えばメモリセルなどの、実際のLSI内には多数の配線
ラインやコンタクトホールが形成されているが、上記従
来の測長用モニターは、単独ラインで形成されているた
め、リソグラフィー工程において、光が隣接するパター
ンによって回折・干渉することによってその露光状態が
変化する近接効果や、ドライエッチング工程において、
マスクとなるレジストパターンから散乱する炭素原子
[C]が隣接するパターンのエッチング状態に影響を及
ぼす、いわゆるマイクロ・ローディング効果などのよう
に、実際のパターンで、近接することによって生じる相
互作用をモニターに反映することができないので、LS
I内部の実際のパターンとかなりの格差が生じ、実情に
合わなくなる。
大し、サブミクロンレベルの製品ではすでに無視できな
いほどの格差となり、結局実際のパターンを測長しなけ
ればならないほどになっている。一方、実際のパターン
で測長すると、ウエハ上の各チップのパターンごとに測
長SEMを制御するためのプログラムを作成しなければ
ならず、そのプログラムファイルが膨大になる。また、
プログラムファイルが増すことによってその作成時間が
増大したり、作業が煩雑になるなどの問題が生じてい
た。
めに、図1に示すように、実パターンに対応する複数の
ラインを平行に配列してなるラインモニターと、実パタ
ーンに対応する複数のコンタクトホールを行列状に配列
してなるホールモニターとを、スクライブライン上にそ
れぞれ対応する製造工程ごとに、行列状に配置すること
で、半導体装置の実際のパターンの状態を反映したモニ
ターを得ることを可能とした。
例えばモニターの4つのコーナー部にL字型の認識用パ
ターンを配置した。
示すように、スクライブラインに配置された単独ライン
のモニターに代わって、実パターンに対応する複数のラ
インを平行に配列してなるラインモニターと、実パター
ンに対応する複数のコンタクトホールを行列状に配列し
てなるホールモニターを用いているので、例えば多数の
近接するコンタクトホールが配置されているメモリセル
のように、実際のパターンに非常に近い条件を疑似的に
再現することができ、かかる実パターンにおいて、隣接
するパターンの相互作用によって生じるリソグラフィー
工程の近接効果やエッチング工程のマイクロ・ローディ
ング効果が反映されたモニターを得ることが可能にな
る。
ば微細化が進んでも、LSIの実際のパターンとの差が
非常に小さいモニターを得ることができるので、その測
長結果の信頼性が向上し、実際のパターンを直接測定し
なくても済む。よって、実際のパターンを直接測定して
いた場合に比して、ウエハ上の各チップのパターンごと
に測長SEMを制御するプログラムを作成しなくても済
むので、プログラムサイズの大幅な減少が図れ、プログ
ラムサイズの増大によって生じていたプログラムファイ
ルの作成時間の増大や、それに伴って生じる測長作業の
煩雑化などを抑止することが可能になる。
ーンを配置しているので、測長SEMの視野内に各モニ
ターを容易に導くことができる。
に示すように、ウェハのLSI形成領域(11)の間に
設けられたスクライブライン12上に形成されており、
ラインモニター(残しパターン)として、ゲート・ポリ
シリコンモニター(GP)、第1層メタルモニター
(M)、第2層メタルモニター(SM)、第3層メタル
モニター(TM)が下段にブロック状に配置され、ホー
ルモニター(抜きパターン)として、LOCOSモニタ
ー(F)、第1コンタクトモニター(C)、第2コンタ
クトモニター(SC)が上段にブロック状に配置されて
おり、全体としては、上記各モニターが製造工程ごとに
行列状に配置された測長モニター(13)となってい
る。
型の認識用パターン(14)を配置して、測長SEMの
視野内に各モニターを容易に導けるようにしている。L
字型の認識用パターン(14)は2組のパターンからな
り、第1の認識パターン14Aは、F,GP,C,Mで
形成され、第2の認識パターン14Bは、M,SC,S
M,TC,TMで形成されるというように、残しパター
ンと抜きパターンとを交互に重ねるように形成して、下
地の段差が小さくなるようにしている。これにより、パ
ターン認識の精度を向上することができる。
えば5本の最小線幅のラインが平行に配置されたAl層等
からなる。また、ホールモニターは、図3に示すよう
に、例えば5行×5列に配列された最小口径の25のコ
ンタクトホールと、それらから5ミクロン乃至150ミ
クロン離れた位置に配置された1個の最小口径のコンタ
クトホールからなる。
クライブラインに配置された単独ラインのモニターに代
わって、上記のような実パターンに対応する複数のライ
ンを平行に配列してなるラインモニターと、実パターン
に対応する複数のコンタクトホールを行列状に配列して
なるホールモニターを用いているので、例えば多数の近
接するAl配線やコンタクトホールが配置されているメモ
リセルのように、実際のパターンに非常に近い条件を疑
似的に再現することができ、かかる実パターンにおい
て、隣接するパターンの相互作用によって生じるリソグ
ラフィー工程の近接効果やエッチング工程のマイクロ・
ローディング効果が反映されたモニターを得ることが可
能になる。
のコンタクトホールから離れた位置に実パターンの疎状
態に対応する単一のコンタクトホールを設けているの
で、例えばコンタクトホールがまばらに配置されている
メモリセル領域の周辺回路やASICなどのパターンを
疑似的に再現することができ、上記の近接効果等が少な
いパターンに対応したモニターを得ることもでき、この
モニタ−の測長結果と上記複数のコンタクトホールが行
列状に配置された測長用モニターの測長結果とを比較す
ることにより、近接効果等によってどの程度コンタクト
ホールの口径が変化するかについても知ることができ
る。なお、単一のコンタクトホールを複数のコンタクト
ホールから離れた位置に設けているのは、両者の間での
近接効果等を取り除くためである。
明する実験結果を以下に示す。 (1)ラインモニターの実験結果 表1は、従来の単独ラインのAlモニターと、本実施例の
最小線幅のラインが5本形成されたAlラインモニター
(第1メタル層M)の測長結果を比較対照した表であ
る。
の線幅の平均値であり、PE3σとは、ウェハ内に設け
られた複数のAlモニターの線幅の分散値σを3倍した値
である。また、PR平均とは、ウェハに複数設けられた
Alモニターのレジスト線幅の平均値であって、PE3σ
とは、そのレジスト線幅の分散値を3倍した値である。
さらに、CDロスとは、PR平均とPE平均との差であ
る。
来のモニターでは−0.229μmとなり、サブミクロ
ンレベルでは無視できないほどの差となり、モニターの
信頼性が著しく低下している。これは、実際のパターン
が近接して生じるリソグラフィー工程での近接効果や、
エッチング工程でのマイクロ・ローディング効果がモニ
ターに反映されないことが原因となっている。
スが−0.096μmと、従来に比してかなり低減され
ており、サブミクロンレベルでも誤差として無視できる
程度の値となっており、従来のモニターに比して、実際
のパターンにより近いモニターであることが確認され
た。さらに、PE3σ,PR3σについて従来と本実施
例のモニターとを比較するといずれも本実施例のモニタ
ーの方が低い値を示しており、場所によってバラツキが
少なくなっていることが確認でき、その点からも、本実
施例のモニターが従来に比して実際のパターンに近く、
信頼性の高いモニターであるといえる。 (2)ホールモニターの実験結果 表2は、従来の単独ラインのホールモニターと、本実施
例のホールモニター(第1コンタクトC)の測定結果を
比較対照した表である。本実施例のホールモニターにつ
いては、実パタ−ンの密状態に対応する5行×5列に配
列された25個のコンタクトホ−ルと、実パタ−ンの疎
状態に対応する単一のコンタクトホ−ルの測定結果をそ
れぞれ示してある。
けられた複数のホ−ルモニタ−(通常、ウエハの中央、
上、下、左、右の5点に設けられる。)のエッチング後
の口径値の平均値であり、PERとは上記複数のホ−ル
モニタ−の口径値の最大値と最小値との差である。ま
た、PR平均とはウエハ内に設けられた複数のホールモ
ニターのホトレジスト工程後の口径値の平均値であり、
PRRとは上記複数のコンタクトホ−ル・モニタ−の口
径値の最大値と最小値との差である。
均との差であって、レジストの開口の寸法と、該レジス
トをマスクにしたエッチングで形成されるホ−ルモニタ
−の寸法との差を示している。CDロスについては、今
回の実験では表1に示すように、従来のモニタ−と本実
施例のモニタ−との間で0.06〜0.07μmの差が
あり、サブミクロンレベルでは、無視できなほどの差と
なり、従来のモニタ−は信頼性が著しく低下している。
また、PERとPRRについて従来と本実施例のモニタ
−を比較すると、いずれも本実施例のモニタ−の方が小
さい値を示しており、この点からも本実施例のモニタ−
が従来のモニタ−に比して実際のパタ−ンにより近く、
信頼性の高いモニタ−であることが確認できた。
る、実パタ−ンの密状態に対応する5行×5列に配列さ
れた25個のコンタクトホ−ルと、実パタ−ンの疎状態
に対応する単一のコンタクトホ−ルの測定結果を比較す
ると、CDロスで0.009μmの差があり、PERで
0.016μm、PRRで0.002μmの差が見られ
る。これは、パタ−ンの疎密によってリソグラフィ−工
程での近接効果や、エッチング工程でのマイクロ・ロ−
ディング効果が異なることを反映しているためと考えら
れる。
用モニターによれば、実パターンに対応する複数のライ
ンを平行に配列してなるラインモニターと、実パターン
に対応する複数のコンタクトホールを行列状に配列して
なるホールモニターを用いているので、例えば多数の近
接するAl配線やコンタクトホールが配置されているメモ
リセルのように、実際のパターンに非常に近い条件を疑
似的に再現することができ、かかる実パターンとの差が
小さく、LSIの実際のパタ−ン状態を反映したモニタ
−を得ることができるので、その測定結果の信頼性が向
上し、実際のパタ−ンを直接測定しなくても済む。
場合に比して、ウエハ上の各チップのパターンごとに測
長SEMを制御するプログラムを作成しなくても済むの
で、プログラムサイズの大幅な減少が図れ、プログラム
サイズの増大によって生じていたプログラムファイルの
作成時間の増大や、それに伴って生じる測長作業の煩雑
化などを抑止することが可能になる。
ーンを配置しているので、測長SEMの視野内に各モニ
ターを容易に導くことができる。
る上面図である。
る上面図である。
る上面図である。
である。
Claims (2)
- 【請求項1】 実パターンに対応する複数のラインを平
行に配列してなるラインモニターと、実パターンに対応
する複数のコンタクトホールを行列状に配列してなるホ
ールモニターとを、スクライブライン上にそれぞれ対応
する製造工程ごとに、行列状に配置してなることを特徴
とする測長用モニター。 - 【請求項2】 前記各モニターに対応して認識用パター
ンを配置したことを特徴とする請求項1記載の測長用モ
ニター。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6267608A JP2983855B2 (ja) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | 測長用モニター |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6267608A JP2983855B2 (ja) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | 測長用モニター |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08128812A JPH08128812A (ja) | 1996-05-21 |
JP2983855B2 true JP2983855B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=17447089
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6267608A Expired - Lifetime JP2983855B2 (ja) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | 測長用モニター |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2983855B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100486219B1 (ko) * | 1997-11-12 | 2005-09-30 | 삼성전자주식회사 | 반도체제조공정모니터링패턴 |
JP4880890B2 (ja) * | 2003-09-09 | 2012-02-22 | セイコーインスツル株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
JP5044095B2 (ja) * | 2004-11-02 | 2012-10-10 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
WO2007037012A1 (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-05 | Topcon Corporation | チャンバーマッチング方法、半導体プロセス支援装置、メンテナンス方法、メンテナンス支援装置 |
JP4878926B2 (ja) * | 2006-06-07 | 2012-02-15 | オンセミコンダクター・トレーディング・リミテッド | 測長用モニター |
-
1994
- 1994-10-31 JP JP6267608A patent/JP2983855B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08128812A (ja) | 1996-05-21 |
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