JPH07243814A - Measuring method of line width - Google Patents
Measuring method of line widthInfo
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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
Description
【０００１】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring the line width of a resist pattern formed in a photolithography process in a semiconductor device manufacturing process.
【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。The recent miniaturization of semiconductor devices is remarkable,
Since the finished line width may slightly deviate from the standard when forming a fine resist pattern on the substrate,
It is necessary to manage the finished line width.
【０００３】[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。2. Description of the Related Art Prior to exposing a substrate on a production line to light, a single substrate is first exposed and developed. The line width of the completed resist pattern is measured, and if the line width deviates from the predetermined line width, the exposure amount is corrected and the substrate of the production line is exposed.
【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。An electron microscope having a high resolution has been used for measuring the line width of a resist pattern, but since the apparatus itself is extremely expensive and the measurement requires a long time, it takes a long time to complete the measurement. During this period, the exposure of the substrate on the production line cannot be started, and there is a problem that the waiting time becomes long.
【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。As a method of solving this problem, a resist pattern is irradiated with laser light, the profile of the reflected light is stored as a luminance signal, and the width of the reflected luminance signal corresponding to a preset slice level (reference value) is stored. The method of defining as the finished line width has been used.
【０００６】[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。If there is a variation in the brightness of the base on which the resist pattern is formed, the contrast of the reflected light from the resist pattern and the base changes subtly, so a preset slice level (reference value) The width of the reflected luminance signal corresponding to does not always represent the finished line width of the resist pattern.
【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。An object of the present invention is to eliminate this drawback, and a method capable of measuring the line width of a resist pattern in a short time with high accuracy even if there are variations in the brightness of the base on which the resist pattern is formed. To provide.
【０００８】[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。The above object can be achieved by any of the following means.
【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。A first means is a line width measuring method for measuring a line width of a resist pattern formed by exposing and developing a resist layer formed on a substrate, and at least a device pattern is added to an exposure mask. Two types of auxiliary patterns are formed, the resist layer formed on the substrate is exposed and developed using this exposure mask to form a device resist pattern and at least two types of auxiliary resist patterns. The two types of auxiliary resist patterns are irradiated with light, and the correlation between the luminance or contrast ratio of the specific frequency component of the reflected luminance waveform from the at least two types of auxiliary resist patterns and the line width of the device resist pattern is obtained in advance. Aside from the above, there are at least two types of auxiliary for the substrates of the production line that perform exposure and development processing. A distant pattern is formed and light is irradiated, and the ratio of the luminance or contrast of the specific frequency component of the reflected luminance waveform from the at least two types of auxiliary resist patterns is measured, and the previously determined luminance or contrast ratio is obtained. And a line width of the device resist pattern is used to obtain the line width of the device resist pattern.
【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。A second means is to form an auxiliary pattern on the exposure mask in addition to the device pattern, and use this exposure mask to at least expose the resist layer formed on the substrate to different exposure chips. A device resist pattern and an auxiliary resist pattern are formed by exposing and developing with two different exposure amounts, the auxiliary resist pattern is irradiated with light, and the exposure chip is differently exposed with at least two different exposure amounts. The exposure / development process is performed by previously obtaining the correlation between the ratio of the brightness or contrast of the specific frequency component of at least two types of reflected brightness waveforms from the developed auxiliary resist pattern and the line width of the device resist pattern. For the substrate of the production line, form an auxiliary resist pattern and irradiate it with light in the same manner as above, And measuring the ratio of the brightness or contrast of the specific frequency component of at least two types of reflected brightness waveforms from the auxiliary pattern exposed / developed with at least two different exposure doses, and measuring the brightness or contrast of the previously determined brightness or contrast. This is a line width measuring method for obtaining the line width of the device resist pattern by using the correlation between the ratio and the line width of the device resist pattern.
【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、The light applied to the auxiliary resist pattern is preferably laser light, and the auxiliary pattern is preferably a periodic pattern in which a plurality of rod-shaped patterns are arranged at a constant pitch. . The line width of at least one auxiliary pattern of the at least two types of auxiliary patterns is
【００１２】[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。## EQU2 ## (λ / NA) ± 0.2 μm where λ is the wavelength of the exposure light of the exposure apparatus, and NA is the numerical aperture of the exposure apparatus. Is preferred.
【００１３】[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。Even if the light information such as the brightness and contrast of the reflected light from the auxiliary resist pattern is affected by the variation in the brightness of the base, the brightness and contrast of the reflected light from at least two types of auxiliary resist patterns are affected. If the information ratio is obtained, it is possible to obtain information that excludes the influence of variations in the luminance of the background. Therefore, if the correlation between this information and the actually measured line width of the device resist pattern is obtained, it is possible to obtain the correlation that is not affected by the variation in the luminance of the base. Therefore, with respect to the substrate of the production line, the line width of the device resist pattern can be obtained with high accuracy in a short time by using this correlation and only measuring the ratio of the optical information from at least two kinds of auxiliary resist patterns. .
【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。In addition, using one mask auxiliary pattern,
By irradiating the auxiliary resist pattern exposed and developed with at least two kinds of different exposure amounts on the wafer by different exposure chips, the luminance of the specific frequency component of the reflected luminance waveform and the ratio of the contrast are obtained, If the correlation between this and the line width of the device resist pattern is obtained, it is possible to obtain the correlation that is not affected by the variation in the luminance of the base, as in the above.
【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。If laser light is used as the irradiation light, it is possible to prevent deterioration of detection sensitivity due to chromatic aberration.
【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。Further, when a periodic pattern in which a plurality of rod-shaped patterns are arranged at a constant pitch is used as the auxiliary pattern, the amount of information for obtaining the optical information of the specific frequency component increases, and the brightness and contrast are stable. Optical information is obtained.
【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。Further, the line width of at least one auxiliary pattern of at least two kinds of auxiliary patterns is (λ / NA) ±
By selecting a size near the limit resolution of the exposure apparatus of 0.2 μm, it is possible to increase the contrast ratio between the two types of auxiliary patterns with respect to the irradiation amount or the resist pattern width, and improve the accuracy of resist pattern line width measurement. can do.
【００１８】[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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A line width measuring method according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【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。FIG. 1 shows an exposure mask pattern. In the figure, (a) is 0.
7 is an auxiliary pattern A in which 7 patterns having a width of 5 μm are formed at a pitch of 1.0 μm, and (b) is an auxiliary pattern B in which 7 patterns are formed at a pitch of 0.3 μm at a pitch of 0.6 μm. ) Is a device pattern having a width of 0.4 μm.
【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。Numerical aperture NA = 0.57, exposure wavelength λ = 36
When the resist layer formed on the semiconductor wafer is exposed and developed using the mask shown in FIG. 1 using an exposure apparatus having a 5 nm aperture and a σ of 0.6, an auxiliary resist is formed corresponding to each mask pattern. A pattern A, an auxiliary resist pattern B, and a device resist pattern are formed.
【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。When the auxiliary resist pattern A and the auxiliary resist pattern B are irradiated with He-Ne laser light having a wavelength of 632.8 nm, the reflected light luminance waveform shown in FIG. 2 is obtained. In the figure, (a) shows a reflected light luminance waveform from the auxiliary resist pattern A, and (b) shows a reflected light luminance waveform from the auxiliary resist pattern B.
【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。See FIG. 3. FIG. 3 shows a block diagram of the apparatus for measuring the reflected light luminance waveform. In the figure, 1 is a laser light source, 2 is a condenser lens, 3 is a half mirror, and 4 is a detector such as a photodetector. Light emitted from the point light source 1 is scanned on the sample 5 using an acoustic oscillator or a galvano mirror, and the reflected light from the sample 5 is detected by the photodetector 4 via the half mirror 3.
【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FIG. 2 Re-reference When the maximum value of the reflected light luminance waveform of the auxiliary resist pattern A formed by exposure and development with the exposure amount D is H A (D) and the minimum value is L A (D) To the expression
【００２４】[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。[Equation 3] A (D) = (H A (D) −L A (D)) / (H
A (D) + L A (D)) represented by A a (D) is referred to as reflected light contrast of the auxiliary resist pattern A. Similarly, B (D) is referred to as the reflected light contrast of the auxiliary resist pattern B.
【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The line width W (D) of the device resist pattern formed by exposure and development with the exposure amount D is defined as the reflected light contrast A (D) of the auxiliary resist pattern A and the reflected light contrast B (of the auxiliary resist pattern B). D) as a function of the ratio α to
【００２６】[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、## EQU00004 ## W (D) = f (.alpha.) ... (1) where .alpha. = A (D) / B (D) and the function f is obtained as an approximate function as follows. However, the line width W of the device resist pattern formed corresponding to the device mask pattern of 0.4 μm
Since (D) is usually within ± 10% of the standard value,
【００２７】[0027]
【数５】０．３６μｍ≦Ｗ（Ｄ）≦０．４４μｍ の条件が成立しているものとする。It is assumed that the condition of 0.36 μm ≦ W (D) ≦ 0.44 μm is satisfied.
【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。4 and 5, the relationship between the line width W (D) of the device resist pattern measured by an electron microscope and the exposure dose D, and the reflected light contrast A
FIG. 4 shows the result of actual measurement of the relationship between the exposure amount D and the ratio α between (D) and B (D). Here, the actual usage (view) of FIG. 4 will be described. For example, when the actual product lot is exposed with a certain exposure amount D 0 , the measured contrast α 1 = 0.4125, it corresponds. The exposure amount D = D 1 = 0.88, and the line width of the device pattern at that time is W = W 1 = 0.395 μm. Then, to obtain W = 0.400 μm, D 2 = 0.87
You can see that And ΔD = D 2 −D 1
If -0.01 is corrected for D 0 , the product lot can be brought close to 0.400 μm. When the relationship between W (D) and α is obtained from the two graphs in FIG. 4, the graph shown in FIG. 5 is obtained. If the function f of the equation (1) is approximately obtained from the graph shown in FIG. 5, the equation (2) is obtained.
【００２９】[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。## EQU6 ## W = 5.4916-41.162α + 111.
84α 2 −101.84α 3 (2) If the number of measurement samples is increased to increase the accuracy of the graph shown in FIG. 4, the practical accuracy of the equation (2) can be increased.
【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。In an actual production line, 0.4 μm
Finished line width W of the device resist pattern to be measured which is formed corresponding to the device mask pattern of the width
Instead of measuring (D) using an electron microscope, measure the ratio α of the reflected light contrast of the two types of auxiliary resist patterns A and B, and obtain it in a short time by calculation using equation (2). You can
【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。The reflected light information from the auxiliary resist pattern used for estimating the finished line width W (D) of the device resist pattern does not need to be the contrast, but the brightness (average) of each auxiliary resist pattern. Value, peak value, minimum value, etc.), or composite information thereof, that is, the ratio of optical information between different patterns may be included.
【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。Further, the reflected light contrast of the auxiliary resist pattern composed of the periodic pattern is not limited to the reflected light luminance waveform having a frequency corresponding to the pitch of the periodic pattern.
It may be obtained using the waveform of the specific frequency component obtained by performing Fourier expansion on the reflected light luminance waveform from the resist pattern.
【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。In this embodiment, the case where the line width of the resist pattern formed on the semiconductor wafer is obtained has been described. However, in addition to the semiconductor wafer, a transparent glass substrate used in an SOI substrate, LCD, etc., The line width of a resist pattern formed on a substrate in which a metal film is formed on a specific region on the surface of a glass substrate, or a glass substrate which is a base material of a reticle or a mask can be similarly obtained.
【００３４】[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。As described above, in the line width measuring method according to the present invention, at least 2 lines formed on the substrate are formed.
Since the auxiliary resist patterns of different types are irradiated with light and the ratio of the brightness or contrast of the specific frequency component of the reflected brightness waveform is measured to obtain the finished line width of the resist pattern for device formation, the variation in the brightness of the background It is possible to measure the line width of the resist pattern for device formation with high accuracy without being affected by the above and in a short time.
【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。FIG. 1 is a diagram showing the shape of a mask pattern, FIG.
Shows an auxiliary pattern A, (b) shows an auxiliary pattern B, and (c) shows a device pattern.
【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。FIG. 2 is a reflected light luminance waveform diagram of an auxiliary resist pattern, (a) is a reflected light luminance waveform diagram of an auxiliary resist pattern A, and (b) is a reflected light luminance waveform diagram of an auxiliary resist pattern B.
【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。FIG. 3 is a conceptual diagram of a reflected light luminance measuring device for an auxiliary resist pattern.
【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。FIG. 4 shows the relationship between the line width W (D) of the device resist pattern and the exposure dose (D), and the reflected light contrast A (D) of the auxiliary resist pattern A and the reflected light contrast B (D) of the auxiliary resist pattern B. 6 is a graph showing the relationship between the ratio α of the exposure amount and the exposure amount (D).
【図５】Ｗ（Ｄ）とαとの関係を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between W (D) and α.
１ 点光源 ２ 集光レンズ ３ ハーフミラー ４ 検出器 ５ 試料 1 point light source 2 condenser lens 3 half mirror 4 detector 5 sample
Claims (5)
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。1. A resist layer formed on a substrate is exposed to light.
In a line width measuring method for measuring a line width of a developed resist pattern, at least two kinds of auxiliary patterns are formed on an exposure mask in addition to a device pattern, and the exposure mask is used to form a substrate pattern on the substrate. The resist layer formed on the substrate is exposed and developed to form a device resist pattern and at least two kinds of auxiliary resist patterns, and the at least two kinds of auxiliary resist patterns are irradiated with light to form the at least two kinds of auxiliary resist patterns. Correlation between the luminance or contrast ratio of the specific frequency component of the reflected luminance waveform from the device resist pattern and the line width of the device resist pattern is obtained in advance, and at least 2 Forming at least two types of auxiliary resist patterns and irradiating with light, Of the device resist pattern by measuring the ratio of the brightness or contrast of a specific frequency component of the reflected brightness waveform from the printed pattern, and using the correlation between the previously determined brightness or contrast ratio and the line width of the device resist pattern. A line width measuring method characterized by obtaining a line width.
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。2. A resist layer formed on a substrate is exposed.
In a line width measuring method for measuring a line width of a resist pattern formed by development, an auxiliary pattern is formed on an exposure mask in addition to a device pattern, and the auxiliary pattern is formed on a substrate using the exposure mask. The resist layer is exposed to at least two different exposure doses with different exposure chips, and then developed to form a device resist pattern and an auxiliary resist pattern, and the auxiliary resist pattern exposed and developed at the different exposure dose is formed. Correlation between the line width of the device resist pattern and the ratio of the brightness or contrast of the specific frequency component of at least two types of reflected brightness waveforms from the auxiliary resist pattern exposed and developed with the different exposure amounts is previously calculated. For the substrate of the production line that performs exposure / development processing, in the same way as described above, different exposure chips are required on the substrate. Then, an auxiliary resist pattern exposed and developed with at least two different exposure doses is formed and light is irradiated, and the ratio of the brightness or contrast of the specific frequency component of at least two kinds of reflected brightness waveforms from the auxiliary pattern. Is measured, and the line width of the device resist pattern is obtained by using the correlation between the previously obtained luminance or contrast ratio and the line width of the device resist pattern.
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。3. The line width measuring method according to claim 1, wherein the light with which the auxiliary resist pattern is irradiated is a laser beam.
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。4. The line width measuring method according to claim 1, 2, or 3, wherein the auxiliary pattern is a periodic pattern in which a plurality of rod-shaped patterns are arranged at a constant pitch.
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。5. The line width of at least one auxiliary pattern of the at least two types of auxiliary patterns is expressed by the following formula: (λ / NA) ± 0.2 μm, where λ is a wavelength of exposure light of an exposure apparatus, NA is the numerical aperture of the exposure apparatus. 5. The line width measuring method according to claim 1, 3, or 4.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP3377894A JPH07243814A (en) | 1994-03-03 | 1994-03-03 | Measuring method of line width |
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| JP3377894A Withdrawn JPH07243814A (en) | 1994-03-03 | 1994-03-03 | Measuring method of line width |
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- 1994-03-03 JP JP3377894A patent/JPH07243814A/en not_active Withdrawn
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