JP2549847B2 - 半導体装置の製造方法とこれに使用するパタ−ンパタ−ン寸法測定装置 - Google Patents

半導体装置の製造方法とこれに使用するパタ−ンパタ−ン寸法測定装置

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JP2549847B2 JP61270653A JP27065386A JP2549847B2 JP 2549847 B2 JP2549847 B2 JP 2549847B2 JP 61270653 A JP61270653 A JP 61270653A JP 27065386 A JP27065386 A JP 27065386A JP 2549847 B2 JP2549847 B2 JP 2549847B2
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  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は半導体装置の製造方法とこれに使用するパ
ターン寸法測定装置に関し、特にパターン寸法測定装置
と外部ホストコンピュータとの間でファイル転送を行っ
て外部ホストコンピュータで統計処理されたパターンの
寸法のデータに基づいて半導体ウエハ上にパターンを形
成する半導体装置の製造方法とこれに使用するパターン
寸法測定装置に関するものである。
〔従来の技術〕
半導体集積回路などの半導体装置を製造する際に写真
製版工程は必要不可欠であり、しかも半導体集積回路の
微細パターン化は益々進んでいる。そして、微細パター
ンの形成には電子ビーム露光装置、X線露光装置などが
用いられ、これにより微細パターンの寸法精度の向上が
実現されつつある。
第3図は、レーザ干渉型のパターン寸法測定装置の構
成を示す図である。
初めにこの装置の構成について説明する。図におい
て、半導体ウエハまたはマスクなどの基板1表面に複数
個の微細なパターン2が形成された試料3がステージ21
上に載せられている。レーザ発生装置23はレーザ光Lを
発生する。このレーザ光Lはスポット移動機能部24、自
動焦点機能部25を通して試料3表面に照射され、そこに
レーザスポットSが形成される。中央演算処理装置(以
下CPUと略記する)27はスポット走査機能部24、自動焦
点機能部25、ステージ移動機能部22およびパターン寸法
表示部28に接続されており、検出器26はCPU27に接続さ
れている。スポット走査機能部24は、CPU27からの命令
信号によりレーザスポットSが試料3表面を水平方向に
走査するように制御される。自動焦点機能部25は、CPU2
7からの命令信号によりレーザスポットSを試料3表面
に自動焦点合わせするように制御される。ステージ移動
機能部22は、CPU27からの命令信号によりステージ21を
水平方向に移動するように制御される。検出器26はレー
ザ光Lの試料3表面での反射光を受けてこれを電気信号
に変換する。パターン寸法表示部28は、CPU27からの命
令信号により測定されたパターン寸法を表示するように
制御される。
次にこの装置の動作について説明する。パターン2の
寸法の測定時には自動焦点機能部25は、CPU27からの命
令信号によりレーザスポットSを試料3表面に自動焦点
合わせするようにし、スポット走査機能部24は、CPU27
からの命令信号によりレーザスポットSが試料3表面を
走査するようにする。そして、ステージ移動機能部22
は、CPU27からの命令信号によりレーザスポットSが或
るパターン2を走査するようにステージ21を移動する。
検出器26はレーザ光Lの試料3表面での反射光を受けて
検出信号26aを出力し、この検出信号26aはCPU27に与え
られる。レーザスポットSがパターン2のエッジ部に来
たときには検出信号26aに変化が生じるが、CPU27は検出
信号26aの変化を検出して或るパターン2の寸法を測定
し、パターン寸法表示部28は、CPU27からの命令信号に
より測定されたパターン寸法をそこに表示する。次に、
ステージ移動機能部22は、CPU27からの命令信号により
レーザスポットSが他のパターンを走査するようにステ
ージ21を移動し、上記と同様な方法で他のパターン2の
寸法測定および測定されたパターン寸法の表示を行な
う。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、従来のパターン測定装置においては、測定
されたパターン寸法(測定データ)をディジタル表示す
るのみで、測定データはいずれにも保存されていなかっ
た。また、測定データが保存されていないため、測定デ
ータの統計的処理方法は確立されていず、微細パターン
寸法の精密制御は未だ不十分であり、さらに、パターン
寸法測定装置と外部計算機とのデータ通信が不可能であ
った。
この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、パターン寸法測定装置により測定されたパ
ターン寸法(測定データ)をファイル処理し、このファ
イル処理された測定データの保存を可能とし、さらにパ
ターン寸法測定装置と外部計算機とのファイル転送によ
るデータ通信を可能とするパターン寸法測定装置とこの
パターン寸法測定装置を使用して行う半導体装置の製造
方法とを得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る半導体装置の製造方法は、中央演算処
理装置を有しこの中央演算処理装置の指令に基づいて半
導体ウエハ若しくは写真製版用マスク上に形成されたパ
ターンの寸法を測定するパターン寸法測定手段と、この
パターン寸法測定手段を中央演算処理装置を介して制御
するとともにパターン寸法測定手段からの測定データを
ファイル処理し、ファイル処理された測定データを保存
するコンピュータ手段と、ファイル処理がなされ、コン
ピュータ手段によって保存された測定データを、この測
定データに基づいてパターンの寸法の統計処理ができる
ように外部ホストコンピュータへファイル転送するため
のデータ転送手段とを備えたパターン寸法測定装置を使
用する半導体装置の製造方法において、外部ホストコン
ピュータで統計処理されたパターンの寸法のデータに基
づいて半導体ウエハ上にパターンを形成する写真製版工
程を備えたものである。
また、この発明に係るパターン寸法測定装置は、中央
演算処理装置を有しこの中央演算処理装置の指令に基づ
いて半導体ウエハ若しくは写真製版用マスク上に形成さ
れたパターンの寸法を測定するパターン寸法測定手段
と、このパターン寸法測定手段を中央演算処理装置を介
して制御するとともにパターン寸法測定手段からの測定
データをファイル処理し、ファイル処理された測定デー
タを保存するコンピュータ手段と、ファイル処理がなさ
れ、コンピュータ手段によって保存された測定データ
を、この測定データに基づいてパターンの寸法の統計処
理ができるように外部ホストコンピュータへファイル転
送するためのデータ転送手段とを備えたものである。
〔作用〕
この発明に係る半導体装置の製造方法は、パターン寸
法測定手段からの測定データをファイル処理し、ファイ
ル処理された測定データを保存するコンピュータ手段
と、ファイル処理がなされコンピュータ手段によって保
存された測定データを、この測定データに基づいてパタ
ーンの寸法の統計処理ができるように、外部ホストコン
ピュータへファイル転送するためのデータ転送手段とを
備えたパターン寸法測定装置を使用し、外部ホストコン
ピュータで統計処理されたパターンの寸法のデータに基
づいて写真製版工程で半導体ウエハ上にパターンを形成
することができる。
また、この発明に係るパターン寸法測定装置は、パタ
ーン寸法測定手段からの測定データをファイル処理し、
ファイル処理された測定データを保存するコンピュータ
手段と、ファイル処理がなされコンピュータ手段によっ
て保存された測定データを、この測定データに基づいて
パターンの寸法の統計処理ができるように、外部ホスト
コンピュータへファイル転送するためのデータ転送手段
とを備えているので、パターン寸法測定手段と外部ホス
トコンピュータとの間でデータ転送が可能となる。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を図について説明する。な
お、この実施例の説明において、従来の技術の説明と重
複する部分については適宜その説明を省略する。
第1図は、この発明の実施例であるパターン寸法測定
システムの構成を示す図である。
初めにこのシステムの構成について説明する。図にお
いて、パターン寸法測定装置20は第3図のパターン寸法
測定装置と同じものである。パターン寸法測定装置20は
インターフェイス29,36を介してCPU35に接続されてい
る。インターフェイス36はたとえばGP−IBである。CPU3
5はCPT31、プリンタ32、固定ディスク33およびフロッピ
ィディスク34に接続されており、CRT31とプリンタ32と
固定ディスク33とフロッピィディスク34とCPU35とは計
算機30を構成する。CPU35はインターフェイス37を介し
て外部ホストコンピュータ40に接続されている。インタ
ーフェイス37はたとえばRS232Cである。
パターン寸法測定装置20は計算機30からの外部データ
により制御され、パターン寸法測定装置20、インターフ
ェイス29,36、計算機30およびインターフェイス37にお
いて、試料3の自動位置決め、レーザスポットSの自動
焦点合わせ、レーザスポットSの自動走査、パターン2
の寸法の自動測定、測定データのファイル処理、ファイ
ル処理された測定データの保存、ファイル処理された測
定データの外部ホストコンピュータ40へのファイル転送
などが機能的になされる。そのシーケンスを第2図のフ
ローチャートに示す。
このシーケンスについて説明すると、まず、ステップ
S1でパターン寸法自動測定モードにセットする。次に、
ステップS2で試料3をステージ21上にセットする。次
に、ステップS3でステージ移動機能部22は、CPU27から
の命令信号によりレーザスポットSを測定すべきパター
ン2上にセットするようにステージ21を移動する。次
に、ステップS4,S5でCRT31に試料名、パターン測定条件
を入力すると、ステップS6でパターン寸法測定装置20
は、CPU35からの命令信号によりパターン2の寸法の測
定を自動的に開始する。次に、ステップS7からステップ
S11で、自動焦点機能部25、スポット走査機能部24、ス
テージ移動機能部22は、CPU27から命令信号によりステ
ージ21の移動、レーザスポットSの試料3表面への自動
焦点合わせ、レーザスポットSの試料3表面の走査を行
ないながらパターン2の寸法の測定を行ない、パターン
寸法表示部28は、CPU27からの命令信号により測定され
たパターン寸法(測定データ)をそこに表示する。次
に、ステップS12でCPU35によりパターン寸法測定が多点
測定であるか否かが判別される。多点測定の場合にはス
テップS7〜ステップS11までの動作が多点測定数だけ繰
返される。多点測定でない場合にはステップS13でCPU35
により測定データを保存するか否かが判別される。測定
データを保存しない場合にはパターン寸法測定システム
の一連の動作が終了する。測定データを保存する場合に
は、ステップS14で固定ディスク33はCPU35からの命令信
号によりそこに測定データを格納する。次に、ステップ
S15でCPU35により固定ディスク33に格納された測定デー
タをファイル処理するか否かが判別される。ファイル処
理される場合には、ステップS16でCPU35により固定ディ
スク33に格納された測定データがファイル処理され、ス
テップS17でフロッピィディスク34は、CPU35からの命令
信号によりそこにこのファイル処理された測定データを
1個のパターン2ごとにデータファイルとして保存す
る。ファイル処理しない場合にはステップS17へ続き、
固定ディスク33に格納された測定データはファイル処理
されないでそのままフロッピィディスク34に保存され
る。次に、ステップS18でCPU35はフロッピィディスク34
に保存された各データファイルを1個のパターン2の寸
法の測定が終了するごとに外部ホストコンピュータ40に
ファイル転送し、このようにしてパターン寸法測定シス
テムの一連の動作が終了する。そして、外部ホストコン
ピュータ40では、ファイル転送されたデータファイルの
保存やその統計処理などのデータ処理が行なわれる。
このように、パターン寸法の測定データをファイル処
理しこれをデータファイルとして保存するようにしてい
るので、パターン寸法測定装置と外部ホストコンピュー
タとのファイル転送によるデータ通信が可能となる。こ
のため、大容量の測定データを外部ホストコンピュータ
に長時間保存して測定データの照会を容易に行なうこと
ができ、また、大容量の測定データを外部ホストコンピ
ュータにより統計処理して各試料ごとのパターン寸法の
品質管理や統計的管理手法に基づいたパターン寸法の精
密制御を行なうことができる。
なお、上記実施例では、ファイル処理されたパターン
寸法の測定データを1個のパターンごとにデータファイ
ルとして保存し、1個のパターンの寸法の測定終了ごと
にデータファイルを外部ホストコンピュータへファイル
転送する場合について示したが、所定複数個のパターン
の寸法の測定終了ごとにデータファイルを外部ホストコ
ンピュータへファイル転送するようにしてもよい。ま
た、ファイル処理された測定データを所定複数個のパタ
ーンごとにデータファイルとして保存し、所定複数個の
パターンの寸法測定終了ごとにデータファイルを外部ホ
ストコンピュータへファイル転送するようにしてもよ
い。
また、上記実施例では、レーザスポット走査によりパ
ターンエッジを検出してパターン寸法を測定する方法を
使用するパターン寸法測定装置について示したが、この
代わりに他のパターン寸法測定方法を使用するパターン
寸法測定装置を用いるようにしてもよい。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明に係る半導体装置の製造方法に
よれば、パターン寸法測定手段からの測定データをファ
イル処理し、ファイル処理された測定データを保存する
コンピュータ手段と、ファイル処理がなされコンピュー
タ手段によって保存された測定データを、この測定デー
タに基づいてパターンの寸法の統計処理ができるよう
に、外部ホストコンピュータへファイル転送するための
データ転送手段とを備えたパターン寸法測定装置を使用
し、外部ホストコンピュータで統計処理されたパターン
の寸法のデータに基づいて写真製版工程で半導体ウエハ
上にパターンを形成することができるので、寸法精度の
高い微細パターンを形成することができる。
また、この発明に係るパターン寸法測定装置は、パタ
ーン寸法測定手段からの測定データをファイル処理し、
ファイル処理された測定データを保存するコンピュータ
手段と、ファイル処理がなされコンピュータ手段によっ
て保存された測定データを、この測定データに基づいて
パターンの寸法の統計処理ができるように、外部ホスト
コンピュータへファイル転送するためのデータ転送手段
とを備えているので、パターン寸法測定手段と外部ホス
トコンピュータとの間でデータ転送が可能となる。この
ため、大容量の測定データを外部ホストコンピュータに
長時間保存して測定データの照会を容易に行なうことが
でき、また、大容量の測定データを外部ホストコンピュ
ータにより統計処理して各試料ごとのパターン寸法の品
質管理や統計的管理手法に基づいたパターンの形成に使
用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の実施例であるパターン寸法測定シ
ステムの構成を示す図である。 第2図は、第1図のパターン寸法測定システムの動作を
説明するためのフローチャートである。 第3図は、レーザ干渉型のパターン寸法測定装置の構成
を示す図である。 図において、1は基板、2はパターン、3は試料、Lは
レーザ光、Sはレーザスポット、20はパターン寸法測定
装置、21はステージ、22はステージ移動機能部、23はレ
ーザ発生装置、24はスポット走査機能部、25は自動焦点
機能部、26は検出器、27,35はCPU、28はパターン寸法表
示部、29,36,37はインターフェイス、30は計算機、31は
CRT、32はプリンタ、33は固定ディスク、34はフロッピ
ィディスク、40は外部ホストコンピュータである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−99974(JP,A) 特開 昭60−178309(JP,A) 特開 昭52−85841(JP,A) 電子材料、1983年別冊、P.204〜 209、「光学検査機器」飯塚茂著の項 日本光学工業テクニカルレポート「光 波干渉式座標測定機2▲I▼形」

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】中央演算処理装置を有しこの中央演算処理
    装置の指令に基づいて半導体ウエハ若しくは写真製版用
    マスク上に形成されたパターンの寸法を測定するパター
    ン寸法測定手段と、 このパターン寸法測定手段を上記中央演算処理装置を介
    して制御するとともに前記パターン寸法測定手段からの
    測定データをファイル処理し、該ファイル処理された測
    定データを保存するコンピュータ手段と、 前記ファイル処理がなされ、前記コンピュータ手段によ
    って保存された測定データを、この測定データに基づい
    てパターンの寸法の統計処理ができるように外部ホスト
    コンピュータへファイル転送するためのデータ転送手段
    とを備えたパターン寸法測定装置を使用する半導体装置
    の製造方法において、 外部ホストコンピュータで統計処理されたパターンの寸
    法のデータに基づいて半導体ウエハ上にパターンを形成
    する写真製版工程を備えたことを特徴とする半導体装置
    の製造方法。
  2. 【請求項2】中央演算処理装置を有しこの中央演算処理
    装置の指令に基づいて半導体ウエハ若しくは写真製版用
    マスク上に形成されたパターンの寸法を測定するパター
    ン寸法測定手段と、 このパターン寸法測定手段を上記中央演算処理装置を介
    して制御するとともに前記パターン寸法測定手段からの
    測定データをファイル処理し、該ファイル処理された測
    定データを保存するコンピュータ手段と、 前記ファイル処理がなされ、前記コンピュータ手段によ
    って保存された測定データを、この測定データに基づい
    てパターンの寸法の統計処理ができるように外部ホスト
    コンピュータへファイル転送するためのデータ転送手段
    とを備えたパターン寸法測定装置。
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JPH0281307A (ja) * 1988-09-19 1990-03-22 Mitsubishi Electric Corp 磁気ヘッド
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JPH07141005A (ja) * 1993-06-21 1995-06-02 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置の製造方法および製造装置

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Non-Patent Citations (2)

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Title
日本光学工業テクニカルレポート「光波干渉式座標測定機2▲I▼形」
電子材料、1983年別冊、P.204〜209、「光学検査機器」飯塚茂著の項

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