JPH07243814A - 線幅測定方法 - Google Patents
線幅測定方法Info
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- JPH07243814A JPH07243814A JP3377894A JP3377894A JPH07243814A JP H07243814 A JPH07243814 A JP H07243814A JP 3377894 A JP3377894 A JP 3377894A JP 3377894 A JP3377894 A JP 3377894A JP H07243814 A JPH07243814 A JP H07243814A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体装置の製造工程の中のフォトリソグラ
フィー工程において形成されるレジストパターンの線幅
を測定する方法に関し、下地の輝度にばらつきがあって
も、レジストパターンの線幅を高い精度で短時間に測定
しうる方法を提供することを目的とする。 【構成】 基板上に形成されたレジスト層を露光・現像
してデバイスレジストパターンと少なくとも２種類の補
助レジストパターンとを形成し、この少なくとも２種類
の補助レジストパターンからの反射輝度波形の特定周波
数成分の輝度またはコントラストの比率とデバイスレジ
ストパターンの線幅との相関を予め求めておき、露光・
現像処理をなす生産ラインの基板について、前記と同様
に少なくとも２種類の補助レジストパターンを形成して
その反射輝度波形の特定周波数成分の輝度またはコント
ラストの比率を測定し、予め求められている相関を使用
してデバイスレジストパターンの線幅を求めるように構
成する。
フィー工程において形成されるレジストパターンの線幅
を測定する方法に関し、下地の輝度にばらつきがあって
も、レジストパターンの線幅を高い精度で短時間に測定
しうる方法を提供することを目的とする。 【構成】 基板上に形成されたレジスト層を露光・現像
してデバイスレジストパターンと少なくとも２種類の補
助レジストパターンとを形成し、この少なくとも２種類
の補助レジストパターンからの反射輝度波形の特定周波
数成分の輝度またはコントラストの比率とデバイスレジ
ストパターンの線幅との相関を予め求めておき、露光・
現像処理をなす生産ラインの基板について、前記と同様
に少なくとも２種類の補助レジストパターンを形成して
その反射輝度波形の特定周波数成分の輝度またはコント
ラストの比率を測定し、予め求められている相関を使用
してデバイスレジストパターンの線幅を求めるように構
成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造工程
の中のフォトリソグラフィー工程において形成されるレ
ジストパターンの線幅を測定する方法に関する。
の中のフォトリソグラフィー工程において形成されるレ
ジストパターンの線幅を測定する方法に関する。
【０００２】近年の半導体デバイスの微細化は著しく、
基板上に微細なレジストパターンを形成する際に出来上
がり線幅が規格からわずかにはずれることがあるので、
出来上がり線幅の管理が必要である。
基板上に微細なレジストパターンを形成する際に出来上
がり線幅が規格からわずかにはずれることがあるので、
出来上がり線幅の管理が必要である。
【０００３】
【従来の技術】生産ラインの基板を露光処理するのに先
行して、まず一枚の基板を試し露光して現像する。出来
上ったレジストパターンの線幅を測定し、これが所定の
線幅からはずれている場合には露光量を修正して生産ラ
インの基板を露光する。
行して、まず一枚の基板を試し露光して現像する。出来
上ったレジストパターンの線幅を測定し、これが所定の
線幅からはずれている場合には露光量を修正して生産ラ
インの基板を露光する。
【０００４】レジストパターンの線幅の測定には高分解
能を有する電子顕微鏡が使用されていたが、装置自体が
極めて高価であり、また測定に長時間を要するため、測
定が終了するまでの長時間の間生産ラインの基板の露光
を開始することができず、待ち時間が長くなるという問
題があった。
能を有する電子顕微鏡が使用されていたが、装置自体が
極めて高価であり、また測定に長時間を要するため、測
定が終了するまでの長時間の間生産ラインの基板の露光
を開始することができず、待ち時間が長くなるという問
題があった。
【０００５】この問題を解決する方法として、レジスト
パターンにレーザ光を照射し、その反射光のプロファイ
ルを輝度信号としてメモリし、予め設定されたスライス
レベル（基準値）に対応する反射輝度信号の幅をもって
出来上がり線幅と定義する方法が使用されるようになっ
た。
パターンにレーザ光を照射し、その反射光のプロファイ
ルを輝度信号としてメモリし、予め設定されたスライス
レベル（基準値）に対応する反射輝度信号の幅をもって
出来上がり線幅と定義する方法が使用されるようになっ
た。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】レジストパターンを形
成する下地の輝度にばらつきがあると、レジストパター
ンと下地とからの反射光のコントラストが微妙に変化す
るので、予め設定したスライスレベル（基準値）に対応
する反射輝度信号の幅が必ずしもレジストパターンの出
来上がり線幅を表すとは限らない。
成する下地の輝度にばらつきがあると、レジストパター
ンと下地とからの反射光のコントラストが微妙に変化す
るので、予め設定したスライスレベル（基準値）に対応
する反射輝度信号の幅が必ずしもレジストパターンの出
来上がり線幅を表すとは限らない。
【０００７】本発明の目的は、この欠点を解消すること
にあり、レジストパターンが形成される下地の輝度にば
らつきがあっても、レジストパターンの線幅を高い精度
で短時間に測定しうる方法を提供することにある。
にあり、レジストパターンが形成される下地の輝度にば
らつきがあっても、レジストパターンの線幅を高い精度
で短時間に測定しうる方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、下記いず
れの手段によっても達成される。
れの手段によっても達成される。
【０００９】第１の手段は、基板上に形成されたレジス
ト層を露光・現像して形成したレジストパターンの線幅
を測定する線幅測定方法において、露光用マスクに、デ
バイスパターンに加えて少なくとも２種類の補助パター
ンを形成し、この露光用マスクを使用して、基板上に形
成されたレジスト層を露光・現像してデバイスレジスト
パターンと少なくとも２種類の補助レジストパターンと
を形成し、この少なくとも２種類の補助レジストパター
ンに光を照射し、この少なくとも２種類の補助レジスト
パターンからの反射輝度波形の特定周波数成分の輝度ま
たはコントラストの比率と前記のデバイスレジストパタ
ーンの線幅との相関を予め求めておき、露光・現像処理
をなす生産ラインの基板について、前記と同様に少なく
とも２種類の補助レジストパターンを形成して光を照射
し、この少なくとも２種類の補助レジストパターンから
の反射輝度波形の特定周波数成分の輝度またはコントラ
ストの比率を測定し、前記の予め求められている輝度ま
たはコントラストの比率とデバイスレジストパターンの
線幅との相関を使用してデバイスレジストパターンの線
幅を求める線幅測定方法である。
ト層を露光・現像して形成したレジストパターンの線幅
を測定する線幅測定方法において、露光用マスクに、デ
バイスパターンに加えて少なくとも２種類の補助パター
ンを形成し、この露光用マスクを使用して、基板上に形
成されたレジスト層を露光・現像してデバイスレジスト
パターンと少なくとも２種類の補助レジストパターンと
を形成し、この少なくとも２種類の補助レジストパター
ンに光を照射し、この少なくとも２種類の補助レジスト
パターンからの反射輝度波形の特定周波数成分の輝度ま
たはコントラストの比率と前記のデバイスレジストパタ
ーンの線幅との相関を予め求めておき、露光・現像処理
をなす生産ラインの基板について、前記と同様に少なく
とも２種類の補助レジストパターンを形成して光を照射
し、この少なくとも２種類の補助レジストパターンから
の反射輝度波形の特定周波数成分の輝度またはコントラ
ストの比率を測定し、前記の予め求められている輝度ま
たはコントラストの比率とデバイスレジストパターンの
線幅との相関を使用してデバイスレジストパターンの線
幅を求める線幅測定方法である。
【００１０】第２の手段は、露光用マスクに、デバイス
パターンに加えて補助パターンを形成し、この露光用マ
スクを使用して、基板上に形成されたレジスト層を露光
チップを異にして少なくとも２種類の異なる露光量で露
光・現像してデバイスレジストパターンと補助レジスト
パターンとを形成し、この補助レジストパターンに光を
照射し、この露光チップを異にして少なくとも２種類の
異なる露光量で露光・現像された補助レジストパターン
からの少なくとも２種類の反射輝度波形の特定周波数成
分の輝度またはコントラストの比率と前記のデバイスレ
ジストパターンの線幅との相関を予め求めておき、露光
・現像処理をなす生産ラインの基板について、前記と同
様に補助レジストパターンを形成して光を照射し、この
露光チップを異にして少なくとも２種類の異なる露光量
で露光・現像された補助パターンからの少なくとも２種
類の反射輝度波形の特定周波数成分の輝度またはコント
ラストの比率を測定し、前記の予め求められている輝度
またはコントラストの比率とデバイスレジストパターン
の線幅との相関を使用してデバイスレジストパターンの
線幅を求める線幅測定方法である。
パターンに加えて補助パターンを形成し、この露光用マ
スクを使用して、基板上に形成されたレジスト層を露光
チップを異にして少なくとも２種類の異なる露光量で露
光・現像してデバイスレジストパターンと補助レジスト
パターンとを形成し、この補助レジストパターンに光を
照射し、この露光チップを異にして少なくとも２種類の
異なる露光量で露光・現像された補助レジストパターン
からの少なくとも２種類の反射輝度波形の特定周波数成
分の輝度またはコントラストの比率と前記のデバイスレ
ジストパターンの線幅との相関を予め求めておき、露光
・現像処理をなす生産ラインの基板について、前記と同
様に補助レジストパターンを形成して光を照射し、この
露光チップを異にして少なくとも２種類の異なる露光量
で露光・現像された補助パターンからの少なくとも２種
類の反射輝度波形の特定周波数成分の輝度またはコント
ラストの比率を測定し、前記の予め求められている輝度
またはコントラストの比率とデバイスレジストパターン
の線幅との相関を使用してデバイスレジストパターンの
線幅を求める線幅測定方法である。
【００１１】なお、前記の補助レジストパターンに照射
する光はレーザ光であることが好ましく、また前記の補
助パターンは、棒状パターンが一定のピッチで複数本配
列されている周期パターンであることが好ましい。ま
た、前記の少なくとも２種類の補助パターンの少なくと
も一つの補助パターンの線幅は、
する光はレーザ光であることが好ましく、また前記の補
助パターンは、棒状パターンが一定のピッチで複数本配
列されている周期パターンであることが好ましい。ま
た、前記の少なくとも２種類の補助パターンの少なくと
も一つの補助パターンの線幅は、
【００１２】
【数２】（λ／ＮＡ）±０．２μｍ 但し、λは露光装置の露光光の波長であり、 ＮＡは露光装置の開口数である。 であることが好ましい。
【００１３】
【作用】下地の輝度のばらつきにより補助レジストパタ
ーンからの反射光の輝度、コントラスト等の光情報が影
響を受けたとしても、少なくとも２種類の補助レジスト
パターンからの反射光の輝度、コントラスト等の光情報
の比率を求めれば、下地の輝度のばらつきの影響を排除
した情報とすることができる。したがって、この情報と
デバイスレジストパターンの実測線幅との相関を求めれ
ば、下地の輝度のばらつきの影響を受けない相関が得ら
れる。よって、生産ラインの基板についてはこの相関を
使用して、少なくとも２種類の補助レジストパターンか
らの光情報の比率を測定するだけでデバイスレジストパ
ターンの線幅を高い精度で短時間に求めることができ
る。
ーンからの反射光の輝度、コントラスト等の光情報が影
響を受けたとしても、少なくとも２種類の補助レジスト
パターンからの反射光の輝度、コントラスト等の光情報
の比率を求めれば、下地の輝度のばらつきの影響を排除
した情報とすることができる。したがって、この情報と
デバイスレジストパターンの実測線幅との相関を求めれ
ば、下地の輝度のばらつきの影響を受けない相関が得ら
れる。よって、生産ラインの基板についてはこの相関を
使用して、少なくとも２種類の補助レジストパターンか
らの光情報の比率を測定するだけでデバイスレジストパ
ターンの線幅を高い精度で短時間に求めることができ
る。
【００１４】なお、一つのマスク補助パターンを用い、
ウェーハ上に露光チップを異にして少なくとも２種類の
異なる露光量で露光・現像された補助レジストパターン
に光を照射して、それらの反射輝度波形の特定周波数成
分の輝度、コントラストの比率を求め、これとデバイス
レジストパターンの線幅との相関を求めれば、前記と同
様に下地の輝度のばらつきの影響を受けない相関を求め
ることができる。
ウェーハ上に露光チップを異にして少なくとも２種類の
異なる露光量で露光・現像された補助レジストパターン
に光を照射して、それらの反射輝度波形の特定周波数成
分の輝度、コントラストの比率を求め、これとデバイス
レジストパターンの線幅との相関を求めれば、前記と同
様に下地の輝度のばらつきの影響を受けない相関を求め
ることができる。
【００１５】また、照射する光にレーザ光を使用すれ
ば、色収差による検出感度の劣化を防ぐことができる。
ば、色収差による検出感度の劣化を防ぐことができる。
【００１６】また、補助パターンとして複数本の棒状パ
ターンが一定ピッチをもって配列されている周期パター
ンを使用する場合には、特定周波数成分の光情報を求め
る情報量が多くなり、輝度、コントラストの安定した光
情報が得られる。
ターンが一定ピッチをもって配列されている周期パター
ンを使用する場合には、特定周波数成分の光情報を求め
る情報量が多くなり、輝度、コントラストの安定した光
情報が得られる。
【００１７】また、少なくとも２種類の補助パターンの
少なくとも一つの補助パターンの線幅を（λ／ＮＡ）±
０．２μｍという露光装置の限界解像度近傍の大きさに
選定すると、照射量またはレジストパターン幅に対する
２種類の補助パターン間のコントラスト比を大きくする
ことができ、レジストパターンの線幅測定の精度を向上
することができる。
少なくとも一つの補助パターンの線幅を（λ／ＮＡ）±
０．２μｍという露光装置の限界解像度近傍の大きさに
選定すると、照射量またはレジストパターン幅に対する
２種類の補助パターン間のコントラスト比を大きくする
ことができ、レジストパターンの線幅測定の精度を向上
することができる。
【００１８】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の一実施例に
係る線幅測定方法について説明する。
係る線幅測定方法について説明する。
【００１９】図１参照 図１に露光用マスクパターンを示す。図中（ａ）は０．
５μｍ幅のパターンが１．０μｍピッチで７本形成され
た補助パターンＡであり、（ｂ）は０．３μｍ幅のパタ
ーンが０．６μｍピッチで７本形成された補助パターン
Ｂであり、（ｃ）は０．４μｍ幅のデバイスパターンで
ある。
５μｍ幅のパターンが１．０μｍピッチで７本形成され
た補助パターンＡであり、（ｂ）は０．３μｍ幅のパタ
ーンが０．６μｍピッチで７本形成された補助パターン
Ｂであり、（ｃ）は０．４μｍ幅のデバイスパターンで
ある。
【００２０】開口数ＮＡ＝０．５７、露光波長λ＝３６
５ｎｍ、絞りσ＝０．６の露光装置を使用して、半導体
ウェーハ上に形成されたレジスト層を図１に示すマスク
を使用して露光・現像すると、それぞれのマスクパター
ンに対応して補助レジストパターンＡ、補助レジストパ
ターンＢ、デバイスレジストパターンが形成される。
５ｎｍ、絞りσ＝０．６の露光装置を使用して、半導体
ウェーハ上に形成されたレジスト層を図１に示すマスク
を使用して露光・現像すると、それぞれのマスクパター
ンに対応して補助レジストパターンＡ、補助レジストパ
ターンＢ、デバイスレジストパターンが形成される。
【００２１】図２参照 波長６３２．８ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザ光を補助レジス
トパターンＡと補助レジストパターンＢとに照射する
と、図２に示す反射光輝度波形が得られる。図中の
（ａ）は補助レジストパターンＡからの反射光輝度波形
を示し、（ｂ）は補助レジストパターンＢからの反射光
輝度波形を示す。
トパターンＡと補助レジストパターンＢとに照射する
と、図２に示す反射光輝度波形が得られる。図中の
（ａ）は補助レジストパターンＡからの反射光輝度波形
を示し、（ｂ）は補助レジストパターンＢからの反射光
輝度波形を示す。
【００２２】図３参照 反射光輝度波形の測定装置の構成図を図３に示す。図に
おいて、１はレーザ光源であり、２は集光レンズであ
り、３はハーフミラーであり、４はフォトディテクタ等
の検出器である。アコーステックオッシレータやガルバ
ノミラーを使用して点光源１の発生する光を試料５上に
走査し、試料５からの反射光をハーフミラー３を介して
フォトディテクタ４で検出するものである。
おいて、１はレーザ光源であり、２は集光レンズであ
り、３はハーフミラーであり、４はフォトディテクタ等
の検出器である。アコーステックオッシレータやガルバ
ノミラーを使用して点光源１の発生する光を試料５上に
走査し、試料５からの反射光をハーフミラー３を介して
フォトディテクタ４で検出するものである。
【００２３】図２再参照 露光量Ｄをもって露光・現像して形成された補助レジス
トパターンＡの反射光輝度波形の最大値をＨA （Ｄ）と
し、最小値をＬA （Ｄ）としたときに、式
トパターンＡの反射光輝度波形の最大値をＨA （Ｄ）と
し、最小値をＬA （Ｄ）としたときに、式
【００２４】
【数３】Ａ（Ｄ）＝（ＨA （Ｄ）−ＬA （Ｄ））／（Ｈ
A （Ｄ）＋ＬA （Ｄ）） で表されるＡ（Ｄ）を補助レジストパターンＡの反射光
コントラストと呼ぶ。同様に、Ｂ（Ｄ）を補助レジスト
パターンＢの反射光コントラストと呼ぶ。
A （Ｄ）＋ＬA （Ｄ）） で表されるＡ（Ｄ）を補助レジストパターンＡの反射光
コントラストと呼ぶ。同様に、Ｂ（Ｄ）を補助レジスト
パターンＢの反射光コントラストと呼ぶ。
【００２５】露光量Ｄをもって露光・現像して形成され
たデバイスレジストパターンの線幅Ｗ（Ｄ）を、補助レ
ジストパターンＡの反射光コントラストＡ（Ｄ）と補助
レジストパターンＢの反射光コントラストＢ（Ｄ）との
比率αの関数として、式
たデバイスレジストパターンの線幅Ｗ（Ｄ）を、補助レ
ジストパターンＡの反射光コントラストＡ（Ｄ）と補助
レジストパターンＢの反射光コントラストＢ（Ｄ）との
比率αの関数として、式
【００２６】
【数４】Ｗ（Ｄ）＝ｆ（α）・・・・（１） 但し、α＝Ａ（Ｄ）／Ｂ（Ｄ） で表し、関数ｆを近似関数として求めると以下のように
なる。たゞし、０．４μｍのデバイスマスクパターンに
対応して形成されるデバイスレジストパターンの線幅Ｗ
（Ｄ）は、通常、規格値の±１０％の範囲内にあるの
で、
なる。たゞし、０．４μｍのデバイスマスクパターンに
対応して形成されるデバイスレジストパターンの線幅Ｗ
（Ｄ）は、通常、規格値の±１０％の範囲内にあるの
で、
【００２７】
【数５】０．３６μｍ≦Ｗ（Ｄ）≦０．４４μｍ の条件が成立しているものとする。
【００２８】図４、図５参照 電子顕微鏡で測定したデバイスレジストパターンの線幅
Ｗ（Ｄ）と露光量Ｄとの関係及び反射光コントラストＡ
（Ｄ）とＢ（Ｄ）との比率αと露光量Ｄとの関係を、実
測により求めた結果を図４に示す。こゝで図４の実際の
使用方法（見方）について説明すると、例えば、実際の
製品ロットを、ある露光量Ｄ0 で露光した時の測定され
たコントラストα1 ＝０．４１２５とすると、対応する
露光量Ｄ＝Ｄ1 ＝０．８８となり、その際のデバイスパ
ターンの線幅は、Ｗ＝Ｗ1 ＝０．３９５μｍとなる。さ
すればＷ＝０．４００μｍを得るには、Ｄ2 ＝０．８７
とすればよいことがわかる。そして、ΔＤ＝Ｄ2 −Ｄ1
＝−０．０１をＤ0 に対して補正すれば製品ロットを
０．４００μｍ近傍に近づけることができる。図４の二
つのグラフからＷ（Ｄ）とαとの関係を求めると図５に
示すグラフが得られる。図５に示すグラフから、式
（１）の関数ｆを近似的に求めると、式（２）が求めら
れる。
Ｗ（Ｄ）と露光量Ｄとの関係及び反射光コントラストＡ
（Ｄ）とＢ（Ｄ）との比率αと露光量Ｄとの関係を、実
測により求めた結果を図４に示す。こゝで図４の実際の
使用方法（見方）について説明すると、例えば、実際の
製品ロットを、ある露光量Ｄ0 で露光した時の測定され
たコントラストα1 ＝０．４１２５とすると、対応する
露光量Ｄ＝Ｄ1 ＝０．８８となり、その際のデバイスパ
ターンの線幅は、Ｗ＝Ｗ1 ＝０．３９５μｍとなる。さ
すればＷ＝０．４００μｍを得るには、Ｄ2 ＝０．８７
とすればよいことがわかる。そして、ΔＤ＝Ｄ2 −Ｄ1
＝−０．０１をＤ0 に対して補正すれば製品ロットを
０．４００μｍ近傍に近づけることができる。図４の二
つのグラフからＷ（Ｄ）とαとの関係を求めると図５に
示すグラフが得られる。図５に示すグラフから、式
（１）の関数ｆを近似的に求めると、式（２）が求めら
れる。
【００２９】
【数６】Ｗ＝５．４９１６−４１．１６２α＋１１１．
８４α2 −１０１．８４α3・・・・（２） なお、測定サンプル数を多くして図４に示すグラフの正
確度を高めれば、式（２）の実用精度を増すことができ
る。
８４α2 −１０１．８４α3・・・・（２） なお、測定サンプル数を多くして図４に示すグラフの正
確度を高めれば、式（２）の実用精度を増すことができ
る。
【００３０】実際の生産ラインにおいては、０．４μｍ
幅のデバイスマスクパターンに対応して形成された被測
定対称のデバイスレジストパターンの出来上がり線幅Ｗ
（Ｄ）を電子顕微鏡を使用して測定する代わりに、２種
類の補助レジストパターンＡ・Ｂの反射光コントラスト
の比率αを測定し、式（２）を使用して計算により短時
間で求めることができる。
幅のデバイスマスクパターンに対応して形成された被測
定対称のデバイスレジストパターンの出来上がり線幅Ｗ
（Ｄ）を電子顕微鏡を使用して測定する代わりに、２種
類の補助レジストパターンＡ・Ｂの反射光コントラスト
の比率αを測定し、式（２）を使用して計算により短時
間で求めることができる。
【００３１】なお、デバイスレジストパターンの出来上
がり線幅Ｗ（Ｄ）を推定するのに使用される補助レジス
トパターンからの反射光情報は、コントラストである必
要はなく、それぞれの補助レジストパターンの輝度（平
均値、ピーク値、最低値等）であってもよく、またそれ
らの複合情報であってもよく、要するに異種パターン間
の光情報の比率を含んでいればよい。
がり線幅Ｗ（Ｄ）を推定するのに使用される補助レジス
トパターンからの反射光情報は、コントラストである必
要はなく、それぞれの補助レジストパターンの輝度（平
均値、ピーク値、最低値等）であってもよく、またそれ
らの複合情報であってもよく、要するに異種パターン間
の光情報の比率を含んでいればよい。
【００３２】また、周期パターンからなる補助レジスト
パターンの反射光コントラストは、周期パターンのピッ
チに対応する周波数を有する反射光輝度波形に限らず、
レジストパターンからの反射光輝度波形をフーリエ展開
して求めた特定周波数成分の波形を使用して求めてもよ
い。
パターンの反射光コントラストは、周期パターンのピッ
チに対応する周波数を有する反射光輝度波形に限らず、
レジストパターンからの反射光輝度波形をフーリエ展開
して求めた特定周波数成分の波形を使用して求めてもよ
い。
【００３３】また、本実施例においては、半導体ウェー
ハ上に形成されたレジストパターンの線幅を求める場合
について説明したが、半導体ウェーハの他に、ＳＯＩ基
板、ＬＣＤ等で使用される透明ガラス基板、ガラス基板
表面の特定領域に金属膜が被着形成された基板、また
は、レチクルやマスクの基材となるガラス基板等の上に
形成されたレジストパターンの線幅も同様にして求める
ことができる。
ハ上に形成されたレジストパターンの線幅を求める場合
について説明したが、半導体ウェーハの他に、ＳＯＩ基
板、ＬＣＤ等で使用される透明ガラス基板、ガラス基板
表面の特定領域に金属膜が被着形成された基板、また
は、レチクルやマスクの基材となるガラス基板等の上に
形成されたレジストパターンの線幅も同様にして求める
ことができる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係る線幅
測定方法においては、基板上に形成された少なくとも２
種類の補助レジストパターンに光を照射し、その反射輝
度波形の特定周波数成分の輝度またはコントラストの比
率を測定してデバイス形成用のレジストパターンの出来
上がり線幅を求めているので、下地の輝度のばらつきの
影響を受けることなく高い精度をもって、しかも短時間
でデバイス形成用のレジストパターンの線幅を測定する
ことができる。
測定方法においては、基板上に形成された少なくとも２
種類の補助レジストパターンに光を照射し、その反射輝
度波形の特定周波数成分の輝度またはコントラストの比
率を測定してデバイス形成用のレジストパターンの出来
上がり線幅を求めているので、下地の輝度のばらつきの
影響を受けることなく高い精度をもって、しかも短時間
でデバイス形成用のレジストパターンの線幅を測定する
ことができる。
【図１】マスクパターンの形状を表す図であり、（ａ）
は補助パターンＡ、（ｂ）は補助パターンＢ、（ｃ）は
デバイスパターンを示す。
は補助パターンＡ、（ｂ）は補助パターンＢ、（ｃ）は
デバイスパターンを示す。
【図２】補助レジストパターンの反射光輝度波形図であ
り、（ａ）は補助レジストパターンＡ、（ｂ）は補助レ
ジストパターンＢの反射光輝度波形図である。
り、（ａ）は補助レジストパターンＡ、（ｂ）は補助レ
ジストパターンＢの反射光輝度波形図である。
【図３】補助レジストパターンの反射光輝度測定装置の
概念図である。
概念図である。
【図４】デバイスレジストパターンの線幅Ｗ（Ｄ）と露
光量（Ｄ）との関係及び補助レジストパターンＡの反射
光コントラストＡ（Ｄ）と補助レジストパターンＢの反
射光コントラストＢ（Ｄ）との比率αと露光量（Ｄ）と
の関係を示すグラフである。
光量（Ｄ）との関係及び補助レジストパターンＡの反射
光コントラストＡ（Ｄ）と補助レジストパターンＢの反
射光コントラストＢ（Ｄ）との比率αと露光量（Ｄ）と
の関係を示すグラフである。
【図５】Ｗ（Ｄ）とαとの関係を示すグラフである。
１ 点光源 ２ 集光レンズ ３ ハーフミラー ４ 検出器 ５ 試料
Claims (5)
- 【請求項１】 基板上に形成されたレジスト層を露光・
現像して形成したレジストパターンの線幅を測定する線
幅測定方法において、 露光用マスクに、デバイスパターンに加えて少なくとも
２種類の補助パターンを形成し、 該露光用マスクを使用して、基板上に形成されたレジス
ト層を露光・現像してデバイスレジストパターンと少な
くとも２種類の補助レジストパターンとを形成し、 該少なくとも２種類の補助レジストパターンに光を照射
し、該少なくとも２種類の補助レジストパターンからの
反射輝度波形の特定周波数成分の輝度またはコントラス
トの比率と前記デバイスレジストパターンの線幅との相
関を予め求めておき、 露光・現像処理をなす生産ラインの基板について、前記
と同様に少なくとも２種類の補助レジストパターンを形
成して光を照射し、該少なくとも２種類の補助レジスト
パターンからの反射輝度波形の特定周波数成分の輝度ま
たはコントラストの比率を測定し、前記予め求められて
いる輝度またはコントラストの比率とデバイスレジスト
パターンの線幅との相関を使用してデバイスレジストパ
ターンの線幅を求めることを特徴とする線幅測定方法。 - 【請求項２】 基板上に形成されたレジスト層を露光・
現像して形成したレジストパターンの線幅を測定する線
幅測定方法において、 露光用マスクに、デバイスパターンに加えて補助パター
ンを形成し、 該露光用マスクを使用して、基板上に形成されたレジス
ト層を露光チップを異にして少なくとも２種類の異なる
露光量で露光した後、現像してデバイスレジストパター
ンと補助レジストパターンとを形成し、 該異なる露光量で露光・現像された補助レジストパター
ンに光を照射し、該異なる露光量で露光・現像された補
助レジストパターンからの少なくとも２種類の反射輝度
波形の特定周波数成分の輝度またはコントラストの比率
と前記デバイスレジストパターンの線幅との相関を予め
求めておき、 露光・現像処理をなす生産ラインの基板について、前記
と同様に、基板上に、露光チップを異にして、少なくと
も２種類の異なる露光量で露光・現像された補助レジス
トパターンを形成して光を照射し、該補助パターンから
の少なくとも２種類の反射輝度波形の特定周波数成分の
輝度またはコントラストの比率を測定し、前記予め求め
られている輝度またはコントラストの比率とデバイスレ
ジストパターンの線幅との相関を使用してデバイスレジ
ストパターンの線幅を求めることを特徴とする線幅測定
方法。 - 【請求項３】 前記補助レジストパターンに照射する光
はレーザ光であることを特徴とする請求項１または２記
載の線幅測定方法。 - 【請求項４】 前記補助パターンは、棒状パターンが一
定のピッチで複数本配列されてなる周期パターンである
ことを特徴とする請求項１、２、または、３記載の線幅
測定方法。 - 【請求項５】 前記少なくとも２種類の補助パターンの
少なくとも一つの補助パターンの線幅は、 【数１】（λ／ＮＡ）±０．２μｍ 但し、λは露光装置の露光光の波長であり、 ＮＡは露光装置の開口数である。 であることを特徴とする請求項１、３、または、４記載
の線幅測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3377894A JPH07243814A (ja) | 1994-03-03 | 1994-03-03 | 線幅測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3377894A JPH07243814A (ja) | 1994-03-03 | 1994-03-03 | 線幅測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07243814A true JPH07243814A (ja) | 1995-09-19 |
Family
ID=12395919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3377894A Withdrawn JPH07243814A (ja) | 1994-03-03 | 1994-03-03 | 線幅測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07243814A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008038751A1 (fr) * | 2006-09-28 | 2008-04-03 | Nikon Corporation | Procédé de mesure de largeur de ligne, procédé de détection de statut de formation d'image, procédé d'ajustement, procédé d'exposition et procédé de fabrication de dispositif |
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-
1994
- 1994-03-03 JP JP3377894A patent/JPH07243814A/ja not_active Withdrawn
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