JP3808467B2

JP3808467B2 - Spherical aberration measurement pattern and measurement method

Info

Publication number: JP3808467B2
Application number: JP2004005301A
Authority: JP
Inventors: 但美清水
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-01-13
Filing date: 2004-01-13
Publication date: 2006-08-09
Anticipated expiration: 2024-01-13
Also published as: JP2005203417A

Description

本発明は、半導体集積回路や液晶ドライバなどの製造における露光装置の球面収差測定パターンおよび測定方法に関するものである。 The present invention relates to a spherical aberration measurement pattern and measurement method for an exposure apparatus in the manufacture of semiconductor integrated circuits, liquid crystal drivers, and the like.

従来の技術は、ラインとスペースで形成されたパターンサイズやピッチが異なる複数の繰り返しパターンで、且つそれぞれのパターンにおいてライン幅が一定のパターンを、焦点位置を変化させて形成し、この各焦点位置のパターンを光学顕微鏡を用いてそれぞれのパターンにおける最適焦点位置を求め、この最適焦点位置差から球面収差を求めている(例えば、非特許文献１参照)。 The conventional technique forms a plurality of repetitive patterns with different pattern sizes and pitches formed by lines and spaces, and a pattern having a constant line width in each pattern by changing the focal position, and each focal position. The optimum focal position in each pattern is obtained using an optical microscope, and spherical aberration is obtained from this optimum focal position difference (see, for example, Non-Patent Document 1).

別の従来技術は、＋１次光と−１次光とで回折効率の異なる周期パターン(非対称格子パターン)と基準パターンを用いて、非対称格子パターンの像と基準パターンの像との相対的な距離を測定することで最適焦点位置を求め、この最適焦点位置差から球面収差を求めている(例えば、特許文献１参照)。 Another conventional technique uses a periodic pattern (asymmetric grating pattern) and a reference pattern having different diffraction efficiencies between the + 1st order light and the −1st order light, and the relative distance between the image of the asymmetric grating pattern and the image of the reference pattern. Is measured to obtain an optimum focal position, and spherical aberration is obtained from this optimum focal position difference (see, for example, Patent Document 1).

上記の従来技術の他にも、ラインとスペースで形成されたパターンサイズやピッチが異なる２種類の繰り返しパターンで、且つそれぞれのパターンにおいてライン幅が一定のパターンを焦点位置を変化させて形成し、この各焦点位置のパターンを走査型電子顕微鏡を用いてそれぞれのパターンの各焦点位置における線幅を測定し、それぞれのパターンにおける最適焦点位置を求め、この最適焦点位置差から球面収差を求めている。 In addition to the above prior art, two types of repetitive patterns with different pattern sizes and pitches formed by lines and spaces, and a pattern with a constant line width in each pattern are formed by changing the focal position, Using the scanning electron microscope, the line width at each focal position of each pattern is measured, the optimum focal position in each pattern is obtained, and the spherical aberration is obtained from this optimum focal position difference. .

図８は、従来の球面収差測定方法を示すものである。図８−(a)はパターンピッチが狭い球面収差測定パターン図、図８−(b)はパターンピッチが広い球面収差測定パターン図である。図８−(c)は図８−(a)、(b)のパターンにおいて焦点位置を変化させた時の寸法と焦点位置の関係を示した図である。図８−(a)、(b)において、８００、８０１は各パターンの寸法測定箇所を示す。図８−(c)において、８０２、８０３はそれぞれ測定箇所８００、８０１の焦点位置依存寸法を示す。この焦点位置依存寸法８０２、８０３の極大点間の焦点位置差から球面収差を求めている。
特開２００２−５５４３５号公報Ｊ．Ｐ．Ｋｉｒｋ，Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ１４６３（１９９１）ｐ．２８２−２９１ FIG. 8 shows a conventional spherical aberration measuring method. FIG. 8- (a) is a spherical aberration measurement pattern diagram with a narrow pattern pitch, and FIG. 8- (b) is a spherical aberration measurement pattern diagram with a wide pattern pitch. FIG. 8- (c) is a diagram showing the relationship between the dimensions and the focal position when the focal position is changed in the patterns of FIGS. 8- (a) and (b). In FIGS. 8A and 8B, reference numerals 800 and 801 denote the dimension measurement positions of each pattern. In FIG. 8C, reference numerals 802 and 803 denote focal position-dependent dimensions of the measurement points 800 and 801, respectively. The spherical aberration is obtained from the focal position difference between the maximum points of the focal position dependent dimensions 802 and 803.
JP 2002-55435 A J. et al. P. Kirk, Proc. SPIE 1463 (1991) p. 282-291

従来の技術では、測定装置に光学顕微鏡を使用しているために測定精度が悪く、また測定に時間を要していた。一方、測定装置に走査型電子顕微鏡を使用しているものは、パターンピッチの異なるラインとスペースの繰り返しパターンのライン幅部分を測定しているため、ライン幅の変動量が焦点位置の変動量に対して感度が低くなっていた。また、２種類のパターンを別々に測定するため測定に時間を要していた。さらに、非対称格子パターンを利用したものは、回折効率を変えるために、マスクパターンの断面構造を階段状にしている。 In the prior art, since an optical microscope is used for the measuring device, the measurement accuracy is poor and the measurement takes time. On the other hand, those using a scanning electron microscope as the measuring device measure the line width part of the repetitive pattern of lines and spaces with different pattern pitches, so the fluctuation amount of the line width becomes the fluctuation amount of the focal position. On the other hand, the sensitivity was low. In addition, since the two types of patterns are measured separately, it takes time for the measurement. Furthermore, in the case of using an asymmetric grating pattern, the cross-sectional structure of the mask pattern is stepped to change the diffraction efficiency.

本発明は、ライン端部を測定し測定感度を高めて測定精度を向上し、また一回の計測で複数のパターンサイズおよびピッチのライン端部の測定が可能で、測定に要する時間を短縮でき、更に測定に利用するパターンは、マスクパターンの断面構造を階段状等の特別な構造にする必要がなく、マスク作成も容易な露光装置の球面収差測定パターンおよび測定方法を提供することを目的とする。 The present invention improves the measurement accuracy by measuring the line end and improving the measurement sensitivity, and can measure the line end of multiple pattern sizes and pitches in a single measurement, reducing the time required for the measurement. Further, it is an object of the present invention to provide a spherical aberration measurement pattern and measurement method for an exposure apparatus that does not require a special cross-sectional structure, such as a stepped shape, as the pattern used for measurement, and the mask can be easily created. To do.

この発明の露光装置の球面収差測定パターンは、ラインパターンが一定のピッチで並列に複数本形成された繰り返しパターンと、
１本のラインパターン、またはラインパターンが前記ピッチとは異なるピッチで並列に複数本形成された他の繰り返しパターンとを有し、
各ラインパターンは端部にいくにしたがい細くなる形状を有し、
前記繰り返しパターンの中心付近に位置する前記ラインパターンと前記１本のラインパターン、または前記繰り返しパターンと前記他の繰り返しパターンのそれぞれの中心付近に位置する前記ラインパターンが、一直線上に並ぶように配置されていることを特徴とするものである。 The spherical aberration measurement pattern of the exposure apparatus of the present invention includes a repetitive pattern in which a plurality of line patterns are formed in parallel at a constant pitch,
A single line pattern, or another repeating pattern in which a plurality of line patterns are formed in parallel at a pitch different from the pitch,
Each line pattern has a shape that narrows as it goes to the end,
The line pattern and the one line pattern positioned near the center of the repeated pattern, or the line patterns positioned near the centers of the repeated pattern and the other repeated patterns are arranged in a straight line. It is characterized by being.

上記構成において、一定のピッチで形成されている複数のラインパターンの片側に基準位置を決めるパターンエッジを有する。 In the above configuration, a pattern edge for determining a reference position is provided on one side of a plurality of line patterns formed at a constant pitch.

上記構成において、一定のピッチで形成されている複数のラインパターンの近傍に基準位置を決めるパターンエッジを有する。 In the above configuration, there is a pattern edge that determines a reference position in the vicinity of a plurality of line patterns formed at a constant pitch.

この発明の露光装置の球面収差測定方法は、上記球面収差測定パターンであって、焦点位置を変化させて、パターン後退量が異なる複数の測定パターンを形成する工程と、
前記測定パターンのパターン後退量を計測する工程と、
前記パターン後退量から最適焦点位置を求める工程とを含むものである。 The spherical aberration measurement method of the exposure apparatus of the present invention is a spherical aberration measurement pattern, the step of changing the focal position to form a plurality of measurement patterns having different pattern retraction amounts;
Measuring the pattern retraction amount of the measurement pattern;
And a step of obtaining an optimum focal position from the pattern retraction amount.

上記構成において、パターン後退量は、測定パターン上を電子ビームで走査して検出した二次電子の量からラインパターンの端部によるピーク位置を検出することにより計測するものである。 In the above configuration, the pattern retraction amount is measured by detecting the peak position at the end of the line pattern from the amount of secondary electrons detected by scanning the measurement pattern with the electron beam.

上記構成において、パターン後退量は、測定パターン上をレーザービームで走査して得られた反射光の量からラインパターンの端部によるピーク位置を検出することにより計測するものである。 In the above configuration, the pattern retraction amount is measured by detecting the peak position at the end of the line pattern from the amount of reflected light obtained by scanning the measurement pattern with a laser beam.

上記構成において、パターン後退量は、測定パターンを画像認識することで得られたイメージコントラストからラインパターンの端部によるピーク位置を検出することにより計測するものである。 In the above configuration, the pattern retraction amount is measured by detecting the peak position at the end of the line pattern from the image contrast obtained by recognizing the measurement pattern.

上記構成において、ラインパターンは片側または近傍に基準位置を決めるパターンエッジを有し、パターンの後退量は前記パターンエッジを基準にして測定されるものである。 In the above configuration, the line pattern has a pattern edge that determines a reference position on one side or in the vicinity thereof, and the retreat amount of the pattern is measured with reference to the pattern edge.

本発明の露光装置の球面収差測定パターンによれば、ラインとスペースで形成されたパターンピッチが異なる複数の繰り返しパターンで、ライン端部に行くにしたがい細くなる形状を有していることにより、ライン端部の測定感度が高くなり測定精度が向上し、また一回の計測で複数のパターンサイズおよびピッチのライン端部の測定が可能になるため測定に要する時間を短縮できる。またこの測定パターンは、マスクパターンの断面構造を階段状等の特別な構造にする必要がなく、マスク作成も容易になる。 According to the spherical aberration measurement pattern of the exposure apparatus of the present invention, a plurality of repetitive patterns formed by lines and spaces having different pattern pitches have a shape that becomes narrower toward the end of the line. The measurement sensitivity at the end portion is increased, the measurement accuracy is improved, and the line end portions of a plurality of pattern sizes and pitches can be measured by one measurement, so that the time required for the measurement can be shortened. In addition, this measurement pattern does not require the cross-sectional structure of the mask pattern to be a special structure such as a staircase, and mask creation is facilitated.

また、ラインパターンの端部や近傍、例えばパターンピッチが異なる繰り返しパターン間やあるいは外側に、ライン端部間の基準位置を決めるためのパターンエッジを有していることにより、測定に要するパターン自体を左右対象にする必要がなくなり、非対称なパターンで長さを短くでき、測定パターン全体の面積を縮小出来る。 Also, by having a pattern edge for determining the reference position between the line ends at the ends and the vicinity of the line pattern, for example, between repeated patterns with different pattern pitches or outside, the pattern itself required for measurement There is no need to set the left and right objects, the length can be shortened with an asymmetric pattern, and the area of the entire measurement pattern can be reduced.

本発明の露光装置の球面収差測定方法によれば、ラインとスペースで形成されたパターンピッチが異なる複数の繰り返しパターンで、ライン端部に行くにしたがい細くなる形状を有しているパターンを利用することにより、ライン端部の測定感度が高くなり測定精度が向上し、また一回の計測で複数のパターンサイズおよびピッチのライン端部の測定が可能であるため測定に要する時間を短縮出来る。また測定パターンに対して焦点位置を変化させ、各焦点位置における各パターンのライン端部の後退量を同時に計測でき、測定に要する時間を短縮出来る。 According to the spherical aberration measuring method of the exposure apparatus of the present invention, a pattern having a plurality of repetitive patterns formed by lines and spaces having different pattern pitches and having a shape that becomes narrower toward the end of the line is used. As a result, the measurement sensitivity at the line end is increased, the measurement accuracy is improved, and the line end of a plurality of pattern sizes and pitches can be measured by one measurement, so that the time required for the measurement can be shortened. Further, the focal position is changed with respect to the measurement pattern, and the amount of retreat of the line end of each pattern at each focal position can be measured simultaneously, and the time required for measurement can be shortened.

また、ラインとスペースで形成されたパターンピッチが異なる複数の繰り返しパターンで、ライン端部にいくにしたがい細くなる形状を有しているパターンを利用し、ライン端部の計測に電子ビームを使用しているため、測定パターン上を電子ビームで走査すると、測定パターンからの二次電子の影響によりライン端部で信号波形がピーク位置を示すことになり、このピーク位置からライン端部の後退量を算出できる。 In addition, a pattern that is formed by lines and spaces with different pattern pitches and uses a pattern that has a shape that becomes narrower as it goes to the end of the line, and an electron beam is used to measure the end of the line. Therefore, when the measurement pattern is scanned with an electron beam, the signal waveform shows the peak position at the end of the line due to the influence of secondary electrons from the measurement pattern. It can be calculated.

さらに、ラインとスペースで形成されたパターンピッチが異なる複数の繰り返しパターンで、ライン端部に行くにしたがい細くなる形状を有しているパターンを利用し、ライン端部の計測にレーザービームを使用しているため、測定パターン上をレーザービームで走査すると、測定パターンからの反射光の影響によりライン端部で信号波形がピーク位置を示すことになり、このピーク位置からライン端部の後退量を算出できる。 In addition, a pattern that is formed by lines and spaces with different pattern pitches and uses a pattern that has a shape that becomes narrower as it goes to the end of the line, and a laser beam is used to measure the end of the line. Therefore, when the measurement pattern is scanned with a laser beam, the signal waveform shows the peak position at the end of the line due to the influence of the reflected light from the measurement pattern, and the retreat amount at the end of the line is calculated from this peak position. it can.

また、ラインとスペースで形成されたパターンピッチが異なる複数の繰り返しパターンで、ライン端部に行くにしたがい細くなる形状を有しているパターンを利用し、ライン端部の計測に画像認識を使用しているため、測定パターン上を画像認識すると、測定パターンからのイメージコントラストの影響によりライン端部で信号波形がピーク位置を示すことになり、このピーク位置からライン端部の後退量を算出できる。 In addition, it uses multiple patterns with different pattern pitches formed by lines and spaces, and uses a pattern that has a shape that becomes narrower as it goes to the end of the line, and uses image recognition to measure the end of the line. Therefore, when the image on the measurement pattern is recognized, the signal waveform shows the peak position at the line end due to the influence of the image contrast from the measurement pattern, and the retreat amount at the line end can be calculated from this peak position.

さらに、ラインとスペースで形成されたパターンピッチが異なる複数の繰り返しパターンで、ライン端部に行くにしたがい細くなる形状を有しているパターンを利用すると、それぞれのパターンのライン両端部の信号波形からライン端部の後退量を直接算出できる。 Furthermore, when a pattern having a shape that becomes narrower as it goes to the end of the line is used in a plurality of repetitive patterns with different pattern pitches formed by lines and spaces, the signal waveforms at both ends of each pattern are The amount of retreat at the line end can be calculated directly.

また、ラインとスペースで形成されたパターンピッチが異なる複数の繰り返しパターンで、ライン端部にいくにしたがい細くなる形状を有し、かつ、ラインパターンの片側または近傍、例えばパターンピッチが異なる繰り返しパターン間あるいは外側に、ライン端部間の基準位置を決めるためのパターンエッジを有しているパターンを利用し、それぞれのパターンのライン端部とパターンエッジの信号波形からライン端部の後退量を直接算出できる。 In addition, a plurality of repetitive patterns formed by lines and spaces having different pattern pitches have a shape that becomes narrower toward the end of the line, and one side or the vicinity of the line pattern, for example, between repetitive patterns having different pattern pitches. Or, using a pattern with pattern edges on the outside to determine the reference position between the line ends, the receding amount of the line ends can be directly calculated from the line end of each pattern and the signal waveform of the pattern edge. it can.

以下本発明の第１の実施形態について、図1を参照しながら説明する。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図１は本発明の第１の実施の形態の球面収差測定パターンを示すものであり、図１において、図１−(a)はラインとスペースで形成された２種類のパターンピッチの繰り返しパターンを有する球面収差測定パターン図、図１−(b)はラインとスペースで形成された３種類のパターンピッチの繰り返しパターンを有する球面収差測定パターン図である。 FIG. 1 shows a spherical aberration measurement pattern according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, FIG. 1- (a) shows a repetitive pattern of two types of pattern pitches formed by lines and spaces. Fig. 1- (b) is a spherical aberration measurement pattern diagram having a repeating pattern of three types of pattern pitches formed by lines and spaces.

図１−(a)において、１００は３本のラインパターンがそのパターンピッチが狭い一定のピッチで並列した繰り返しパターン、１０１は３本のラインパターンがそのパターンピッチが広い一定のピッチで並列した他の繰り返しパターンをそれぞれ示している。１０２はパターン１００の中心に位置するパターン、１０３はパターン１０１の中心に位置するパターンをそれぞれ示している。１０４はパターン１００とパターン１０１の中心位置を結ぶ線である。 In FIG. 1- (a), 100 is a repetitive pattern in which three line patterns are arranged in parallel at a constant pitch with a narrow pattern pitch, and 101 is another pattern in which three line patterns are arranged in parallel at a constant pitch with a wide pattern pitch. Each of the repeating patterns is shown. Reference numeral 102 denotes a pattern located at the center of the pattern 100, and reference numeral 103 denotes a pattern located at the center of the pattern 101. A line 104 connects the center positions of the pattern 100 and the pattern 101.

図１−(b)は別のパターン形態を示し、１０５は上記と同様にパターンピッチが狭い繰り返しパターン、１０６はパターンピッチが広い繰り返しパターン、１０７はラインパターンが１本の孤立パターンをそれぞれ示している。１０８はパターン１０５の中心に位置するパターン、１０９はパターン１０６の中心に位置するパターン、１１０はパターン１０７の中心に位置するパターンをそれぞれ示している。１１１はパターン１０５、パターン１０６、パターン１０７の中心位置を結ぶ線である。 FIG. 1- (b) shows another pattern form, 105 is a repetitive pattern having a narrow pattern pitch, 106 is a repetitive pattern having a wide pattern pitch, and 107 is an isolated pattern having a single line pattern. Yes. Reference numeral 108 denotes a pattern located at the center of the pattern 105, 109 denotes a pattern located at the center of the pattern 106, and 110 denotes a pattern located at the center of the pattern 107. Reference numeral 111 denotes a line connecting the center positions of the pattern 105, the pattern 106, and the pattern 107.

以上のように構成された球面収差測定パターンについて、以下その動作を説明する。ここでは２種類のパターンピッチの繰り返しパターンを有するパターン(図１−(a))について説明する。 The operation of the spherical aberration measurement pattern configured as described above will be described below. Here, a pattern (FIG. 1- (a)) having a repeating pattern with two types of pattern pitches will be described.

本測定パターンは、ラインとスペースで形成されたパターンピッチが異なる２種類の繰り返しパターン１００、１０１で構成される。このパターン１００、１０１はライン端部に行くにしたがい細くなる形状を有しており、お互いに長手方向に並ぶ配置となる。この時、パターン１０２とパターン１０３の中心位置が、パターン１００とパターン１０１自体の中心を結ぶ線１０４上になければならない。 This measurement pattern is composed of two types of repeated patterns 100 and 101 having different pattern pitches formed by lines and spaces. The patterns 100 and 101 have shapes that become narrower as they go to the end of the line, and are arranged side by side in the longitudinal direction. At this time, the center positions of the pattern 102 and the pattern 103 must be on a line 104 connecting the centers of the pattern 100 and the pattern 101 itself.

以上のように本実施の形態によれば、パターンピッチの異なる繰り返しパターンが、長手方向にそれぞれの中心に位置するパターンを一直線上にくるように配置することにより、一回の計測でそれぞれのパターンのライン端部の後退量を後述のように測定する事が出来る。 As described above, according to the present embodiment, the repeated patterns having different pattern pitches are arranged so that the patterns located at the respective centers in the longitudinal direction are aligned with each other, so that each pattern can be measured in one measurement. The amount of receding at the line end can be measured as described below.

尚、ここでは２種類のパターンピッチについて説明したが、図１−(b)のように３種類以上のパターンピッチを有する繰り返しパターンにおいても同様に配置し測定できる事は言うまでもない。 Although two types of pattern pitches have been described here, it is needless to say that repeated patterns having three or more types of pattern pitches can be similarly arranged and measured as shown in FIG.

次に本発明の第２の実施の形態について、図２を参照しながら説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図２は本発明の第２の実施の形態の球面収差測定パターンを示すものであり、図２において、図２−(a)はラインとスペースで形成された２種類のパターンピッチの繰り返しパターンを有し、それぞれのパターンのライン端部が外向きで、且つパターンピッチの異なる繰り返しパターン間側に、ライン端部間の基準位置を決めるパターンエッジを有する球面収差測定パターン図、図２−(b)はラインとスペースで形成された２種類のパターンピッチの繰り返しパターンを有し、それぞれのパターンのライン端部が内向きで、且つパターンピッチの異なる繰り返しパターン間に、ライン端部間の基準位置を決めるパターンエッジを有する別形態の球面収差測定パターン図である。図２−(c)はラインとスペースで形成された３種類のパターンピッチの繰り返しパターンを有し、且つパターンピッチの異なる繰り返しパターン間側に、ライン端部間の基準位置を決めるパターンエッジを有する別形態の球面収差測定パターン図である。 FIG. 2 shows a spherical aberration measurement pattern according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 2, FIG. 2- (a) shows a repetitive pattern of two types of pattern pitches formed by lines and spaces. FIG. 2- (b) is a spherical aberration measurement pattern diagram having a pattern edge for determining a reference position between line end portions on the side between repeated patterns having different line pitches and line end portions of each pattern facing outward. ) Has repetitive patterns of two types of pattern pitch formed by lines and spaces, the line end of each pattern is inward, and between the repetitive patterns with different pattern pitches, the reference position between the line ends It is a spherical aberration measurement pattern figure of another form which has a pattern edge which decides. FIG. 2- (c) has a repeating pattern of three types of pattern pitches formed by lines and spaces, and has a pattern edge for determining a reference position between the line ends on the side between the repeating patterns having different pattern pitches. It is a spherical aberration measurement pattern figure of another form.

図２−(a)において、２００はパターンピッチが狭い繰り返しパターン、２０１はパターンピッチが広い繰り返しパターンをそれぞれ示している。２０２はパターン２００とパターン２０１のライン端部間の基準位置を決めるパターンエッジである。２０３はパターン２００の中心に位置するパターン、２０４はパターン２０１の中心に位置するパターンをそれぞれ示している。２０５はパターン２００とパターン２０１の中心位置を結ぶ線である。 In FIG. 2A, reference numeral 200 denotes a repetitive pattern having a narrow pattern pitch, and 201 denotes a repetitive pattern having a wide pattern pitch. Reference numeral 202 denotes a pattern edge that determines a reference position between line ends of the pattern 200 and the pattern 201. Reference numeral 203 denotes a pattern located at the center of the pattern 200, and 204 denotes a pattern located at the center of the pattern 201. Reference numeral 205 denotes a line connecting the center positions of the pattern 200 and the pattern 201.

図２−(b) において、２０６はパターンピッチが狭い繰り返しパターン、２０７はパターンピッチが広い繰り返しパターンをそれぞれ示している。２０８はパターン２０６とパターン２０７のライン端部間の基準位置を決めるパターンエッジである。２０９はパターン２０６の中心に位置するパターン、２１０はパターン２０７の中心に位置するパターンをそれぞれ示している。２１１はパターン２０６とパターン２０７の中心位置を結ぶ線である。 In FIG. 2B, reference numeral 206 denotes a repetitive pattern having a narrow pattern pitch, and 207 denotes a repetitive pattern having a wide pattern pitch. Reference numeral 208 denotes a pattern edge that determines a reference position between line ends of the pattern 206 and the pattern 207. Reference numeral 209 denotes a pattern located at the center of the pattern 206, and 210 denotes a pattern located at the center of the pattern 207. Reference numeral 211 denotes a line connecting the center positions of the pattern 206 and the pattern 207.

図２−(c)において、２１２はパターンピッチが狭い繰り返しパターン、２１３はパターンピッチが広い繰り返しパターン、２１４は孤立パターンをそれぞれ示している。２１５はパターン２１２、パターン２１３、パターン２１４のそれぞれのライン端部間の基準位置を決めるパターンエッジである。２１６はパターン２１２の中心に位置するパターン、２１７はパターン２１３の中心に位置するパターン、２１８はパターン２１４の中心に位置するパターンをそれぞれ示している。２１９はパターン２１２、パターン２１３、パターン２１４の中心位置を結ぶ線である。 In FIG. 2C, reference numeral 212 denotes a repetitive pattern having a narrow pattern pitch, 213 denotes a repetitive pattern having a wide pattern pitch, and 214 denotes an isolated pattern. Reference numeral 215 denotes a pattern edge that determines a reference position between line ends of the pattern 212, the pattern 213, and the pattern 214. Reference numeral 216 denotes a pattern located at the center of the pattern 212, 217 denotes a pattern located at the center of the pattern 213, and 218 denotes a pattern located at the center of the pattern 214. A line 219 connects the center positions of the pattern 212, the pattern 213, and the pattern 214.

以上のように構成された球面収差測定パターンについて、以下その動作を説明する。ここでは２種類のパターンピッチの繰り返しパターンを有し、それぞれのパターンのライン端部が外向きのパターン(図２−(a))について説明する。 The operation of the spherical aberration measurement pattern configured as described above will be described below. Here, a description will be given of a pattern (FIG. 2- (a)) having a repeating pattern with two types of pattern pitches and the line end of each pattern facing outward.

本測定パターンは、ラインとスペースで形成されたパターンピッチが異なる２種類の繰り返しパターン２００、２０１と、パターン２００とパターン２０１のライン端部間の基準位置を決めるパターンエッジ２０２で構成される。この２００、２０１はライン端部に行くにしたがい細くなる形状を有しており、お互いに長手方向に並ぶ配置となる。この時、パターン２０３とパターン２０４の中心位置が、パターン２００とパターン２０１自体の中心を結ぶ線２０５上になければならない。 This measurement pattern includes two types of repetitive patterns 200 and 201 formed by lines and spaces having different pattern pitches, and a pattern edge 202 that determines a reference position between line ends of the patterns 200 and 201. These 200 and 201 have shapes that become narrower as they go to the end of the line, and are arranged in the longitudinal direction. At this time, the center positions of the pattern 203 and the pattern 204 must be on a line 205 connecting the centers of the pattern 200 and the pattern 201 itself.

以上のように本実施の形態によれば、パターンピッチの異なる繰り返しパターンが、長手方向にそれぞれの中心に位置するパターンを一直線上にくるように配置し、且つそれぞれのパターンのライン端部間の基準位置を決めるパターンエッジをパターン間に配置することにより、一回の計測でそれぞれのパターンのライン端部の後退量を測定する事が出来る。 As described above, according to the present embodiment, the repeated patterns having different pattern pitches are arranged so that the patterns located at the respective centers in the longitudinal direction are aligned and between the line end portions of the respective patterns. By arranging the pattern edges that determine the reference position between the patterns, it is possible to measure the retreat amount of the line end of each pattern in one measurement.

尚、ここでは２種類のパターンピッチについて説明したが、図２−(c)のように３種類以上のパターンピッチを有する繰り返しパターンにおいても同様に配置し測定できる事は言うまでもない。 Although two types of pattern pitches have been described here, it is needless to say that repeated patterns having three or more types of pattern pitches can be similarly arranged and measured as shown in FIG.

次に本発明の第３の実施の形態について、図３を参照しながら説明する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図３は、本発明の第３の実施の形態の球面収差測定パターンを示すものであり、図３において、図３−(a)はラインとスペースで形成された２種類のパターンピッチの繰り返しパターンを有し、それぞれのパターンのライン端部が外向きで、且つパターンピッチの異なる繰り返しパターンの外側の近傍に、ライン端部間の基準位置を決めるパターンエッジを有する球面収差測定パターン図である。図３−(b)はラインとスペースで形成された２種類のパターンピッチの繰り返しパターンを有し、それぞれのパターンのライン端部が内向きで、且つパターンピッチの異なる繰り返しパターンの外側に、ライン端部間の基準位置を決めるパターンエッジを有する別形態の球面収差測定パターン図である。図３−(c)はラインとスペースで形成された３種類のパターンピッチの繰り返しパターンを有し、且つパターンピッチの異なる繰り返しパターン外側に、ライン端部間の基準位置を決めるパターンエッジを有する別形態の球面収差測定パターン図である。 FIG. 3 shows a spherical aberration measurement pattern according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 3, FIG. 3- (a) shows a repetitive pattern of two types of pattern pitches formed by lines and spaces. 4 is a spherical aberration measurement pattern diagram having pattern edges that determine the reference position between the line end portions in the vicinity of the outside of the repetitive pattern having different pattern pitches. FIG. 3- (b) has two types of pattern pitch repeating patterns formed by lines and spaces, and the line ends of each pattern are inward and the lines are arranged outside the repeating patterns with different pattern pitches. It is a spherical aberration measurement pattern figure of another form which has the pattern edge which determines the reference position between edge parts. FIG. 3 (c) shows another pattern pattern having three pattern pitch repetition patterns formed by lines and spaces, and a pattern edge for determining a reference position between the line end portions outside the pattern repetition pattern having different pattern pitches. It is a spherical aberration measurement pattern figure of a form.

図３−(a)において、３００はパターンピッチが狭い繰り返しパターン、３０１はパターンピッチが広い繰り返しパターンをそれぞれ示している。３０２はパターン３００とパターン３０１のライン端部間の基準位置を決めるパターンエッジである。３０３はパターン３００の中心に位置するパターン、３０４はパターン３０１の中心に位置するパターンをそれぞれ示している。３０５はパターン３００とパターン３０１の中心位置を結ぶ線である。 In FIG. 3A, 300 indicates a repeating pattern with a narrow pattern pitch, and 301 indicates a repeating pattern with a wide pattern pitch. Reference numeral 302 denotes a pattern edge that determines a reference position between line ends of the pattern 300 and the pattern 301. Reference numeral 303 denotes a pattern located at the center of the pattern 300, and 304 denotes a pattern located at the center of the pattern 301. Reference numeral 305 denotes a line connecting the center positions of the pattern 300 and the pattern 301.

図３−(b) において、３０６はパターンピッチが狭い繰り返しパターン、３０７はパターンピッチが広い繰り返しパターンをそれぞれ示している。３０８はパターン３０６とパターン３０７のライン端部間の基準位置を決めるパターンエッジである。３０９はパターン３０６の中心に位置するパターン、３１０はパターン３０７の中心に位置するパターンをそれぞれ示している。３１１はパターン３０６とパターン３０７の中心位置を結ぶ線である。 In FIG. 3B, reference numeral 306 denotes a repeating pattern having a narrow pattern pitch, and reference numeral 307 denotes a repeating pattern having a wide pattern pitch. Reference numeral 308 denotes a pattern edge that determines a reference position between line ends of the pattern 306 and the pattern 307. Reference numeral 309 denotes a pattern located at the center of the pattern 306, and 310 denotes a pattern located at the center of the pattern 307. Reference numeral 311 denotes a line connecting the center positions of the pattern 306 and the pattern 307.

図３−(c)において、３１２はパターンピッチが狭い繰り返しパターン、３１３はパターンピッチが広い繰り返しパターン、３１４は孤立パターンをそれぞれ示している。３１５はパターン３１２、パターン３１３、パターン３１４のそれぞれのライン端部間の基準位置を決めるパターンエッジである。３１６はパターン３１２の中心に位置するパターン、３１７はパターン３１３の中心に位置するパターン、３１８はパターン３１４の中心に位置するパターンをそれぞれ示している。３１９はパターン３１２、パターン３１３、パターン３１４の中心位置を結ぶ線である。 In FIG. 3C, reference numeral 312 denotes a repetitive pattern having a narrow pattern pitch, 313 denotes a repetitive pattern having a wide pattern pitch, and 314 denotes an isolated pattern. Reference numeral 315 denotes a pattern edge that determines a reference position between line end portions of the pattern 312, the pattern 313, and the pattern 314. Reference numeral 316 denotes a pattern located at the center of the pattern 312, reference numeral 317 denotes a pattern located at the center of the pattern 313, and reference numeral 318 denotes a pattern located at the center of the pattern 314. Reference numeral 319 denotes a line connecting the center positions of the pattern 312, the pattern 313, and the pattern 314.

以上のように構成された球面収差測定パターンについて、以下その動作を説明する。ここでは２種類のパターンピッチの繰り返しパターンを有し、それぞれのパターンのライン端部が外向きのパターン(図３−(a))について説明する。 The operation of the spherical aberration measurement pattern configured as described above will be described below. Here, a description will be given of a pattern (FIG. 3- (a)) having a repeating pattern with two types of pattern pitches and the line end of each pattern facing outward.

本測定パターンは、ラインとスペースで形成されたパターンピッチが異なる２種類の繰り返しパターン３００、３０１と、パターン３００とパターン３０１のライン端部間の基準位置を決めるパターンエッジ３０２で構成される。これらのパターン３００、３０１の各ラインパターンはライン端部に行くにしたがい細くなる形状を有しており、お互いに長手方向に並ぶ配置となる。この時、パターン３０３とパターン３０４が、パターン３００とパターン３０１自体の中心を結ぶ線３０５上になければならない。 This measurement pattern includes two types of repeated patterns 300 and 301 formed by lines and spaces having different pattern pitches, and a pattern edge 302 that determines a reference position between line ends of the patterns 300 and 301. Each line pattern of these patterns 300 and 301 has a shape that becomes narrower as it goes to the end of the line, and is arranged in the longitudinal direction of each other. At this time, the pattern 303 and the pattern 304 must be on a line 305 connecting the centers of the pattern 300 and the pattern 301 itself.

以上のように本実施の形態によれば、パターンピッチの異なる繰り返しパターンが、長手方向にそれぞれの中心に位置するパターンを一直線上にくるように配置し、且つそれぞれのパターンのライン端部間の基準位置を決めるパターンエッジをパターンの外側の近傍に配置することにより、一回の計測でそれぞれのパターンのライン端部の後退量を測定する事ができる。 As described above, according to the present embodiment, the repeated patterns having different pattern pitches are arranged so that the patterns located at the respective centers in the longitudinal direction are aligned and between the line end portions of the respective patterns. By disposing the pattern edge that determines the reference position in the vicinity of the outside of the pattern, it is possible to measure the retreat amount of the line end portion of each pattern by one measurement.

尚、ここでは２種類のパターンピッチについて説明したが、図３−(c)のように３種類以上のパターンピッチを有する繰り返しパターンにおいても同様に配置し測定できる事は言うまでもない。 Although two types of pattern pitches have been described here, it is needless to say that repeated patterns having three or more types of pattern pitches can be similarly arranged and measured as shown in FIG.

次に本発明の第４の実施の形態について、図４を参照しながら説明する。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図４は、本発明の第４の実施の形態の球面収差測定方法を示すものであり、図４において、図４−(a)はラインとスペースで形成された２種類のパターンピッチの繰り返しパターンを有する球面収差測定パターン図である。図４−(b)は図４−(a)の球面収差測定パターン上を電子ビームやレーザービームで走査することにより、あるいは画像認識することにより得られたＡ−Ａ'ライン上の信号波形図である。 FIG. 4 shows a spherical aberration measuring method according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 4, FIG. 4- (a) shows a repetitive pattern of two types of pattern pitches formed by lines and spaces. FIG. FIG. 4- (b) is a signal waveform diagram on the AA ′ line obtained by scanning the spherical aberration measurement pattern of FIG. 4- (a) with an electron beam or a laser beam, or by recognizing an image. It is.

図４−(a)において、４００から４０３は、図１−(a)で説明した１００から１０３にそれぞれ対応したものである。矢印４０４は電子ビームやレーザービームの走査方向を示す。Ａ−Ａ'はパターン４０２、パターン４０３からの信号を計測するサンプリングラインを示す。 In FIG. 4- (a), reference numerals 400 to 403 correspond to 100 to 103 described in FIG. 1- (a), respectively. An arrow 404 indicates the scanning direction of the electron beam or laser beam. AA ′ represents a sampling line for measuring signals from the patterns 402 and 403.

図４−(b)において、４０５、４０６は図４−(a)のパターン４０２のライン端部の位置を示す信号である。４０７、４０８は図４−(a)のパターン４０３のライン端部の位置を示す信号である。４０９は図４−(a)のパターン４０２の長手方向のパターン寸法を示す。４１０は図４−(a)のパターン４０３の長手方向のパターン寸法を示す。 In FIG. 4B, reference numerals 405 and 406 denote signals indicating the position of the line end of the pattern 402 in FIG. Reference numerals 407 and 408 denote signals indicating the position of the line end of the pattern 403 in FIG. Reference numeral 409 denotes the pattern dimension in the longitudinal direction of the pattern 402 in FIG. Reference numeral 410 denotes a pattern dimension in the longitudinal direction of the pattern 403 in FIG.

以上のように構成された球面収差測定方法について、以下その動作を説明する。 The operation of the spherical aberration measuring method configured as described above will be described below.

まず、パターン４００とパターン４０１上を矢印４０４の方向に電子ビームを走査する。次に電子ビームの走査により、パターン４００とパターン４０１から得られた二次電子の情報が信号波形に変換される。同様にしてレーザービームを走査する場合はパターン４００とパターン４０１から得られた反射光の情報が信号波形に変換され、またパターン４００とパターン４０１を画像認識する場合はパターン４００とパターン４０１から得られたイメージコントラストの情報が信号波形に変換される。 First, an electron beam is scanned on the pattern 400 and the pattern 401 in the direction of the arrow 404. Next, the information of the secondary electrons obtained from the patterns 400 and 401 is converted into a signal waveform by scanning with an electron beam. Similarly, when the laser beam is scanned, the reflected light information obtained from the patterns 400 and 401 is converted into a signal waveform, and when the patterns 400 and 401 are recognized as an image, the information is obtained from the patterns 400 and 401. The image contrast information is converted into a signal waveform.

そして、変換された信号波形４０５、４０６、４０７、４０８からパターン４０２の寸法４０９とパターン４０３の寸法４１０が求まる。この計測を焦点位置を変化させて形成した各球面収差測定パターンに対して行い、各焦点位置におけるパターン４０２とパターン４０３の後退量からパターン４００とパターン４０１の最適焦点位置が求まる。 Then, the dimension 409 of the pattern 402 and the dimension 410 of the pattern 403 are obtained from the converted signal waveforms 405, 406, 407, and 408. This measurement is performed for each spherical aberration measurement pattern formed by changing the focal position, and the optimum focal position of the pattern 400 and the pattern 401 is obtained from the retraction amount of the pattern 402 and the pattern 403 at each focal position.

以上のように本実施の形態によれば、パターンピッチの異なる繰り返しパターンで一直線上に配置されたそれぞれの中心パターンを長手方向に計測することにより、各ライン端部の信号波形を計測でき、一回の計測でそれぞれのパターンのライン端部の後退量を測定する事が出来る。 As described above, according to the present embodiment, by measuring each center pattern arranged in a straight line with a repeated pattern having a different pattern pitch in the longitudinal direction, the signal waveform at the end of each line can be measured. The amount of receding at the line end of each pattern can be measured with one measurement.

次に本発明の第５の実施の形態について、図５を参照しながら説明する。 Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図５は本発明の第５の実施の形態の球面収差測定方法を示すものであり、図５において、図５−(a)はラインとスペースで形成された２種類のパターンピッチの繰り返しパターンを有し、それぞれのパターンのライン端部が外向きで、且つパターンピッチの異なる繰り返しパターン間に、ライン端部間の基準位置を決めるパターンエッジを有する球面収差測定パターン図である。図５−(b)は図５−(a)の球面収差測定パターン上を電子ビームやレーザービームで走査することにより、あるいは画像認識することにより得られたＢ−Ｂ'ライン上の信号波形図である。 FIG. 5 shows a spherical aberration measuring method according to the fifth embodiment of the present invention. In FIG. 5, FIG. 5- (a) shows a repetitive pattern of two types of pattern pitches formed by lines and spaces. FIG. 6 is a spherical aberration measurement pattern diagram having pattern edges for determining a reference position between line end portions between repeated patterns with line end portions of each pattern facing outward and different pattern pitches. FIG. 5- (b) is a signal waveform diagram on the BB 'line obtained by scanning the spherical aberration measurement pattern of FIG. 5- (a) with an electron beam or a laser beam or by recognizing an image. It is.

図５−(a)において、５００から５０４は、図２−(a)で説明した２００から２０４にそれぞれ対応したものである。矢印５０５は電子ビームやレーザービームの走査方向を示す。Ｂ−Ｂ'はパターン５０３、パターン５０４からの信号を計測するサンプリングラインを示す。 In FIG. 5A, reference numerals 500 to 504 correspond to 200 to 204 described with reference to FIG. An arrow 505 indicates the scanning direction of the electron beam or laser beam. BB ′ represents a sampling line for measuring signals from the patterns 503 and 504.

図５−(b)において、５０６は図５−(a)のパターン５０３のライン端部の位置を示す信号である。５０７は図５−(a)のパターン５０４のライン端部の位置を示す信号である。５０８、５０９は図５−(a)のパターンエッジ５０２の位置を示す信号であり、５１０は５０８と５０９の中心位置、またはパターン５０３とパターン５０４のライン端部間の基準位置を示している。５１１は図５−(a)のパターン５０３の基準位置５１０からパターン５０３のライン端部までの距離を示す。５１２は図５−(a)のパターン５０４の基準位置５１０からパターン５０４のライン端部までの距離を示す。 In FIG. 5B, reference numeral 506 denotes a signal indicating the position of the line end of the pattern 503 in FIG. Reference numeral 507 denotes a signal indicating the position of the line end of the pattern 504 in FIG. Reference numerals 508 and 509 denote signals indicating the position of the pattern edge 502 in FIG. 5- (a), and 510 indicates the center position of 508 and 509 or the reference position between the line ends of the patterns 503 and 504. Reference numeral 511 denotes the distance from the reference position 510 of the pattern 503 in FIG. 5A to the line end of the pattern 503. Reference numeral 512 denotes a distance from the reference position 510 of the pattern 504 in FIG.

まず、パターン５００とパターン５０１上を５０５の方向に電子ビームやレーザービームで走査する、あるいはパターン５００とパターン５０１を画像認識する。次に電子ビームの走査により、パターン５００とパターン５０１およびパターンエッジ５０２から得られた二次電子の情報が信号波形に変換される。同様にレーザービームを走査する場合はパターン５００とパターン５０１およびパターンエッジ５０２から得られた反射光の情報が信号波形に変換され、画像認識の場合はパターン５００とパターン５０１およびパターンエッジ５０２から得られたイメージコントラストの情報が信号波形に変換される。 First, the pattern 500 and the pattern 501 are scanned with an electron beam or a laser beam in the direction of 505, or the pattern 500 and the pattern 501 are recognized. Next, secondary electron information obtained from the pattern 500, the pattern 501, and the pattern edge 502 is converted into a signal waveform by scanning with an electron beam. Similarly, when scanning with a laser beam, the reflected light information obtained from the pattern 500, the pattern 501, and the pattern edge 502 is converted into a signal waveform, and in the case of image recognition, the information obtained from the pattern 500, the pattern 501, and the pattern edge 502 is obtained. The image contrast information is converted into a signal waveform.

そして、変換された信号波形５０６、５０７、５０８、５０９より、基準位置５１０からパターン５０３のライン端部までの距離５１１と、基準位置５１０からパターン５０４のライン端部までの距離５１２が求まる。この計測を焦点位置を変化させて形成した各球面収差測定パターンに対して行い、各焦点位置におけるパターン５０３とパターン５０４の後退量からパターン５００とパターン５０１の最適焦点位置が求まる。 From the converted signal waveforms 506, 507, 508, and 509, a distance 511 from the reference position 510 to the line end of the pattern 503 and a distance 512 from the reference position 510 to the line end of the pattern 504 are obtained. This measurement is performed on each spherical aberration measurement pattern formed by changing the focal position, and the optimum focal positions of the pattern 500 and the pattern 501 are obtained from the retraction amounts of the pattern 503 and the pattern 504 at each focal position.

以上のように本実施の形態によれば、パターンピッチの異なる繰り返しパターンで一直線上に配置されたそれぞれの中心パターンを長手方向に計測することにより、各ライン端部および基準位置を決めるパターンエッジの信号波形を計測でき、一回の計測でそれぞれのパターンのライン端部の後退量を測定する事が出来る。 As described above, according to the present embodiment, by measuring each center pattern arranged in a straight line with repeated patterns having different pattern pitches in the longitudinal direction, the pattern edge that determines each line end and the reference position is determined. Signal waveforms can be measured, and the amount of receding at the line end of each pattern can be measured with a single measurement.

次に本発明の第６の実施の形態について、図６を参照しながら説明する。 Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図６は本発明の第６の実施の形態の球面収差測定パターンのライン端部後退量算出方法を示すものであり、図６において、図６−(a)はラインとスペースで形成された２種類のパターンピッチの繰り返しパターンを有する球面収差測定パターン図である。図６−(b)は図６−(a)の球面収差測定パターン上を電子ビームやレーザービームで走査することにより、あるいは画像認識することにより得られたＣ−Ｃ'ライン上の信号波形図である。 FIG. 6 shows a method for calculating the amount of receding line end of the spherical aberration measurement pattern according to the sixth embodiment of the present invention. In FIG. 6, FIG. 6 (a) is a diagram of 2 formed by lines and spaces. It is a spherical aberration measurement pattern figure which has a repeating pattern of the kind of pattern pitch. FIG. 6B is a signal waveform diagram on the CC ′ line obtained by scanning the spherical aberration measurement pattern of FIG. 6A with an electron beam or a laser beam, or by recognizing an image. It is.

図６−(a)において、６００から６０４は、図４−(a)で説明した４００から４０４にそれぞれ対応したものである。Ｃ−Ｃ'はパターン６０２、パターン６０３からの信号を計測するサンプリングラインを示す。 6A, reference numerals 600 to 604 correspond to 400 to 404 described with reference to FIG. CC ′ represents a sampling line for measuring signals from the patterns 602 and 603.

図６−(b)において、６０５から６０８は、図４−(b)で説明した４０５から４０８にそれぞれ対応したものである。Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇは、信号波形６０５、６０６、６０７、６０８のピーク位置をそれぞれ示す。 6B, reference numerals 605 to 608 correspond to 405 to 408 described with reference to FIG. D, E, F, and G indicate peak positions of the signal waveforms 605, 606, 607, and 608, respectively.

以上のように構成された球面収差測定パターンのライン端部後退量算出方法について、以下その動作を説明する。 The operation of the method for calculating the retraction amount of the line end portion of the spherical aberration measurement pattern configured as described above will be described below.

パターン６０２、パターン６０３の長手方向の寸法をそれぞれＨ、Ｉとすると、寸法ＨとＩは、
Ｈ＝Ｅ−Ｄ
Ｉ＝Ｇ−Ｆ
と表される。このＨ、Ｉの式より、パターンピッチの異なる繰り返しパターンの、それぞれのパターンのライン端部の後退量を算出する事が出来る。 If the longitudinal dimensions of the pattern 602 and the pattern 603 are H and I, respectively, the dimensions H and I are
H = ED
I = G-F
It is expressed. From the equations of H and I, it is possible to calculate the retreat amount of the line end portion of each pattern of the repeated patterns having different pattern pitches.

次に本発明の第７の実施の形態について、図７を参照しながら説明する。 Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図７は、本発明の第７の実施の形態の球面収差測定パターンのライン端部後退量算出方法を示すものであり、図７において、図７−(a)はラインとスペースで形成された２種類のパターンピッチの繰り返しパターンを有し、それぞれのパターンのライン端部が外向きで、且つパターンピッチの異なる繰り返しパターン間に、ライン端部間の基準位置を決めるパターンエッジを有する球面収差測定パターン図である。図７−(b)は図７−(a)の球面収差測定パターン上を電子ビームやレーザービームで走査することにより、あるいは画像認識することにより得られたＪ−Ｊ'ライン上の信号波形図である。 FIG. 7 shows a method of calculating the amount of receding line end of the spherical aberration measurement pattern according to the seventh embodiment of the present invention. In FIG. 7, FIG. 7- (a) is formed by lines and spaces. Spherical aberration measurement with two types of pattern pitch repeating patterns, each pattern line end facing outward, and pattern edges determining the reference position between line ends between repeated patterns with different pattern pitches FIG. FIG. 7B is a signal waveform diagram on the JJ ′ line obtained by scanning the spherical aberration measurement pattern of FIG. 7A with an electron beam or a laser beam or by recognizing an image. It is.

図７−(a)において、７００から７０５は、図５−(a)で説明した５００から５０５にそれぞれ対応したものである。Ｊ−Ｊ'はパターン７０３、パターン７０４からの信号を計測するサンプリングラインを示す。図７−(b)において、７０６から７０９は、図５−(b)で説明した５０６から５０９にそれぞれ対応したものである。Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎは、信号波形７０６、７０７、７０８、７０９のピーク位置をそれぞれ示す。また、ＯはＭとＮの中心位置またはパターン７０３とパターン７０４のライン端部の基準位置を示す。 In FIG. 7A, reference numerals 700 to 705 correspond to 500 to 505 described with reference to FIG. JJ ′ represents a sampling line for measuring signals from the patterns 703 and 704. In FIG. 7B, reference numerals 706 to 709 respectively correspond to 506 to 509 described in FIG. K, L, M, and N indicate peak positions of the signal waveforms 706, 707, 708, and 709, respectively. O indicates the center position of M and N or the reference position of the line end of the patterns 703 and 704.

基準位置Ｏからパターン７０３、パターン７０４のライン端部までの距離をそれぞれＰ、Ｑとすると、距離Ｐ、Ｑは、
Ｏ＝(Ｎ−Ｍ)／２
Ｐ＝Ｏ−Ｋ＝(Ｎ−Ｍ)／２−Ｋ
Ｑ＝Ｌ−Ｏ＝Ｌ−(Ｎ−Ｍ)／２
と表される。このＰ、Ｑの式より、パターンピッチの異なる繰り返しパターンの、それぞれのライン端部の後退量を算出する事ができる。 When the distances from the reference position O to the line ends of the patterns 703 and 704 are P and Q, respectively, the distances P and Q are
O = (N−M) / 2
P = OK- (N-M) / 2-K
Q = L-O = L- (N-M) / 2
It is expressed. From the expressions P and Q, it is possible to calculate the retreat amount of each line end portion of the repetitive pattern having different pattern pitches.

なお、上記実施の形態において、ラインパターンは１または複数本であるが、複数本は３本以上を含み、上限は実施上適当数とする。 In the above embodiment, the number of line patterns is one or more, but the plurality includes three or more, and the upper limit is an appropriate number in practice.

本発明にかかる球面収差測定パターンおよび測定方法は、ライン端部の測定感度が高くなり測定精度が向上し、また一回の計測で複数のパターンサイズおよびピッチのライン端部の測定が可能であるため測定に要する時間を短縮でき、またマスクパターンの断面構造を階段状等の特別な構造にする必要がなく、マスク作成も容易になる等の効果があり、球面収差測定パターンおよび測定方法等として有用である。 With the spherical aberration measurement pattern and measurement method according to the present invention, the measurement sensitivity of the line end is increased, the measurement accuracy is improved, and the line end of a plurality of pattern sizes and pitches can be measured by one measurement. Therefore, the time required for measurement can be shortened, and it is not necessary to make the sectional structure of the mask pattern a special structure such as a staircase. Useful.

本発明の第１の実施の形態における球面収差測定パターンの説明図である。It is explanatory drawing of the spherical aberration measurement pattern in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態における球面収差測定パターンの説明図である。It is explanatory drawing of the spherical aberration measurement pattern in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施の形態における球面収差測定パターンの説明図である。It is explanatory drawing of the spherical aberration measurement pattern in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施の形態における球面収差測定方法の説明図であり、（ａ）はパターン図、（ｂ）は信号波形図である。It is explanatory drawing of the spherical aberration measuring method in the 4th Embodiment of this invention, (a) is a pattern figure, (b) is a signal waveform diagram. 本発明の第５の実施の形態における球面収差測定方法の説明図であり、（ａ）はパターン図、（ｂ）は信号波形図である。It is explanatory drawing of the spherical aberration measuring method in the 5th Embodiment of this invention, (a) is a pattern figure, (b) is a signal waveform diagram. 本発明の第６の実施の形態における球面収差測定パターンのライン端部後退量算出方法の説明図であり、（ａ）はパターン図、（ｂ）は信号波形図である。It is explanatory drawing of the line edge part retraction amount calculation method of the spherical aberration measurement pattern in the 6th Embodiment of this invention, (a) is a pattern figure, (b) is a signal waveform diagram. 本発明の第７の実施の形態における球面収差測定パターンのライン端部後退量算出方法の説明図であり、（ａ）はパターン図、（ｂ）は信号波形図である。It is explanatory drawing of the line end part retraction amount calculation method of the spherical aberration measurement pattern in the 7th Embodiment of this invention, (a) is a pattern figure, (b) is a signal waveform diagram. 従来の球面収差測定方法の説明図であり、（ａ）、（ｂ）は測定パターン図、（ｃ）は焦点位置を変化させたときの寸法と焦点位置の関係図である。It is explanatory drawing of the conventional spherical aberration measuring method, (a), (b) is a measurement pattern figure, (c) is a related figure of the dimension when changing a focus position, and a focus position.

Explanation of symbols

１００パターンピッチが狭い繰り返しパターン
１０１パターンピッチが広い繰り返しパターン
１０２パターン１００の中心に位置するパターン
１０３パターン１０１の中心に位置するパターン
１０４パターン１００とパターン１０１の中心位置を結ぶ線
１０５パターンピッチが狭い繰り返しパターン
１０６パターンピッチが広い繰り返しパターン
１０７孤立パターン
１０８パターン１０５の中心に位置するパターン
１０９パターン１０６の中心に位置するパターン
１１０パターン１０７の中心に位置するパターン
１１１パターン１０５、パターン１０６、パターン１０７の中心位置を結ぶ線
２００パターンピッチが狭い繰り返しパターン
２０１パターンピッチが広い繰り返しパターン
２０２パターン２００とパターン２０１のライン端部間の基準位置を決めるパターンエッジ
２０３パターン２００の中心に位置するパターン
２０４パターン２０１の中心に位置するパターン
２０５パターン２００とパターン２０１の中心位置を結ぶ線
２０６パターンピッチが狭い繰り返しパターン
２０７パターンピッチが広い繰り返しパターン
２０８パターン２０６とパターン２０７のライン端部間の基準位置を決めるパターンエッジ
２０９パターン２０６の中心に位置するパターン
２１０パターン２０７の中心に位置するパターン
２１１パターン２０６とパターン２０７の中心位置を結ぶ線
２１２パターンピッチが狭い繰り返しパターン
２１３パターンピッチが広い繰り返しパターン
２１４孤立パターン
２１５パターン２１２、パターン２１３、パターン２１４のそれぞれのライン端部間の基準位置を決めるパターンエッジ
２１６パターン２１２の中心に位置するパターン
２１７パターン２１３の中心に位置するパターン
２１８パターン２１４の中心に位置するパターン
２１９パターン２１２、パターン２１３、パターン２１４の中心位置を結ぶ線
３００パターンピッチが狭い繰り返しパターン
３０１パターンピッチが広い繰り返しパターン
３０２パターン３００とパターン３０１のライン端部間の基準位置を決めるパターンエッジ
３０３パターン３００の中心に位置するパターン
３０４パターン３０１の中心に位置するパターン
３０５パターン３００とパターン３０１の中心位置を結ぶ線
３０６パターンピッチが狭い繰り返しパターン
３０７パターンピッチが広い繰り返しパターン
３０８パターン３０６とパターン３０７のライン端部間の基準位置を決めるパターンエッジ
３０９パターン３０６の中心に位置するパターン
３１０パターン３０７の中心に位置するパターン
３１１パターン３０６とパターン３０７の中心位置を結ぶ線
３１２パターンピッチが狭い繰り返しパターン
３１３パターンピッチが広い繰り返しパターン
３１４孤立パターン
３１５パターン３１２、パターン３１３、パターン３１４のそれぞれのライン端部間の基準位置を決めるパターンエッジ
３１６パターン３１２の中心に位置するパターン
３１７パターン３１３の中心に位置するパターン
３１８パターン３１４の中心に位置するパターン
３１９パターン３１２、パターン３１３、パターン３１４の中心位置を結ぶ線
４００パターンピッチが狭い繰り返しパターン
４０１パターンピッチが広い繰り返しパターン
４０２パターン４００の中心に位置するパターン
４０３パターン４０１の中心に位置するパターン
４０４電子ビームやレーザービームの走査方向
４０５パターン４０２のライン端部の位置を示す信号
４０６パターン４０２のライン端部の位置を示す信号
４０７パターン４０３のライン端部の位置を示す信号
４０８パターン４０３のライン端部の位置を示す信号
４０９パターン４０２の長手方向のパターン寸法
４１０パターン４０３の長手方向のパターン寸法
５００パターンピッチが狭い繰り返しパターン
５０１パターンピッチが広い繰り返しパターン
５０２パターン５００とパターン５０１のライン端部間の基準位置を決めるパターンエッジ
５０３パターン５００の中心に位置するパターン
５０４パターン５０１の中心に位置するパターン
５０５電子ビームやレーザービームの走査方向
５０６パターン５０３のライン端部の位置を示す信号
５０７パターン５０４のライン端部の位置を示す信号
５０８パターンエッジ５０２の位置を示す信号
５０９パターンエッジ５０２の位置を示す信号
５１０信号５０８と信号５０９の中心位置
５１１パターン５０３の基準位置５１０からパターン５０３のライン端部までの距離
５１２パターン５０４の基準位置５１０からパターン５０４のライン端部までの距離
６００パターンピッチが狭い繰り返しパターン
６０１パターンピッチが広い繰り返しパターン
６０２パターン６００の中心に位置するパターン
６０３パターン６０１の中心に位置するパターン
６０４電子ビームやレーザービームの走査方向
６０５パターン６０２のライン端部の位置を示す信号
６０６パターン６０２のライン端部の位置を示す信号
６０７パターン６０３のライン端部の位置を示す信号
６０８パターン６０３のライン端部の位置を示す信号
７００パターンピッチが狭い繰り返しパターン
７０１パターンピッチが広い繰り返しパターン
７０２パターン７００とパターン７０１のライン端部間の基準位置を決めるパターンエッジ
７０３パターン７００の中心に位置するパターン
７０４パターン７０１の中心に位置するパターン
７０５電子ビームやレーザービームの走査方向
７０６パターン７０３のライン端部の位置を示す信号
７０７パターン７０４のライン端部の位置を示す信号
７０８パターンエッジ７０２の位置を示す信号
７０９パターンエッジ７０２の位置を示す信号
８００寸法測定箇所
８０１寸法測定箇所
８０２８００の焦点位置依存寸法
８０３８０１の焦点位置依存寸法
Ａ,Ａ' パターン４０２、パターン４０３からの信号を計測するサンプリングライン
Ｂ,Ｂ' パターン５０３、パターン５０４からの信号を計測するサンプリングライン
Ｃ,Ｃ' パターン６０２、パターン６０３からの信号を計測するサンプリングライン
Ｄ信号波形６０５のピーク位置
Ｅ信号波形６０６のピーク位置
Ｆ信号波形６０７のピーク位置
Ｇ信号波形６０８のピーク位置
Ｈパターン６０２の長手方向の寸法
Ｉパターン６０３の長手方向の寸法
Ｊ,Ｊ' パターン７０３、パターン７０４からの信号を計測するサンプリングライン
Ｋ信号波形７０６のピーク位置
Ｌ信号波形７０７のピーク位置
Ｍ信号波形７０８のピーク位置
Ｎ信号波形７０９のピーク位置
Ｏピーク位置Ｍとピーク位置Ｎの中心位置
Ｐ基準位置Ｏからパターン７０３のライン端部までの距離
Ｑ基準位置Ｏからパターン７０４のライン端部までの距離 100 Repeat pattern with narrow pattern pitch 101 Repeat pattern with wide pattern pitch 102 Pattern located at the center of pattern 100 103 Pattern located at the center of pattern 101 104 Line connecting pattern 100 and center position of pattern 101 Repeat with narrow pattern pitch Pattern 106 Repeat pattern with wide pattern pitch 107 Isolated pattern 108 Pattern located at the center of pattern 105 109 Pattern located at the center of pattern 106 110 Pattern located at the center of pattern 107 111 Center position of pattern 105, pattern 106, pattern 107 200 connecting pattern 200 repeating pattern with narrow pattern pitch 201 repeating pattern with wide pattern pitch 202 pattern 200 and pattern 2 A pattern edge that determines a reference position between the line ends of one line 203 A pattern positioned at the center of the pattern 200 204 A pattern positioned at the center of the pattern 201 205 A line connecting the center position of the pattern 200 and the pattern 201 206 A repeated pattern with a narrow pattern pitch 207 Repeat pattern with a wide pattern pitch 208 Pattern edge that determines the reference position between the line ends of pattern 206 and pattern 207 209 Pattern located at the center of pattern 206 210 Pattern located at the center of pattern 207 211 Pattern 206 and pattern 207 Line connecting center positions 212 Repeat pattern with narrow pattern pitch 213 Repeat pattern with wide pattern pitch 214 Isolated pattern 215 Pattern 212, pattern 213, pattern 2 4 Pattern edge that determines the reference position between each line end 216 Pattern located at the center of pattern 212 217 Pattern located at the center of pattern 213 218 Pattern located at the center of pattern 214 219 Pattern 212, pattern 213, pattern Line connecting 214 center positions 300 Repeat pattern with a narrow pattern pitch 301 Repeat pattern with a wide pattern pitch 302 Pattern edge for determining a reference position between line ends of pattern 300 and pattern 301 303 Pattern located at the center of pattern 300 304 patterns A pattern located at the center of 301 305 A line connecting the pattern 300 and the center position of the pattern 301 306 Repeat pattern with a narrow pattern pitch 307 Repeat pattern with a wide pattern pitch 308 Pattern edge 309 that determines the reference position between the line ends of pattern 306 and pattern 307 309 Pattern that is located at the center of pattern 306 310 Pattern that is located at the center of pattern 307 311 Line that connects the center position of pattern 306 and pattern 307 312 Repeat pattern with narrow pattern pitch 313 Repeat pattern with wide pattern pitch 314 Isolated pattern 315 Pattern edge that determines the reference position between line ends of pattern 312, pattern 313, and pattern 314 316 Pattern positioned at the center of pattern 312 317 pattern A pattern located at the center of 313 318 A pattern located at the center of pattern 314 319 A line connecting the center positions of pattern 312, pattern 313, and pattern 314 400 Repeat pattern with a narrow pitch 401 Repeat pattern with a wide pattern pitch 402 Pattern located at the center of the pattern 400 403 Pattern located at the center of the pattern 401 404 Scanning direction of the electron beam or laser beam 405 Indicates the position of the line end of the pattern 402 Signal 406 Signal indicating the position of the line end of the pattern 402 407 Signal indicating the position of the line end of the pattern 403 408 Signal indicating the position of the line end of the pattern 403 409 Pattern dimension in the longitudinal direction of the pattern 402 410 Pattern size in the longitudinal direction 500 Repeat pattern with a narrow pattern pitch 501 Repeat pattern with a wide pattern pitch 502 Pattern edge for determining a reference position between line ends of the pattern 500 and the pattern 501 503 Pattern located at the center of the pattern 500 504 Pattern located at the center of the pattern 501 505 Scanning direction of the electron beam or laser beam 506 Signal indicating the position of the line end of the pattern 503 507 Indicates the position of the line end of the pattern 504 Signal 508 Signal indicating the position of the pattern edge 502 509 Signal indicating the position of the pattern edge 502 510 Signal 508 and the center position of the signal 509 511 Distance from the reference position 510 of the pattern 503 to the line end of the pattern 503 512 Reference of the pattern 504 Distance from position 510 to line end of pattern 504 600 Repeat pattern with narrow pattern pitch 601 Repeat pattern with wide pattern pitch 602 Pattern located at center of pattern 600 603 Pattern 601 604 A scanning direction of the electron beam or laser beam 605 A signal indicating the position of the line end of the pattern 602 606 A signal indicating the position of the line end of the pattern 602 607 Indicates the position of the line end of the pattern 603 Signal 608 Signal indicating the position of the line end of the pattern 603 700 Repeat pattern with a narrow pattern pitch 701 Repeat pattern with a wide pattern pitch 702 Pattern edge for determining a reference position between the line end of the pattern 700 and the pattern 701 703 Center of the pattern 700 704 A pattern indicating the position of the line end of the pattern 704 706 A signal indicating the position of the line end of the pattern 704 708 A signal indicating the position of the pattern edge 702 709 A signal indicating the position of the pattern edge 702 800 Dimension measurement location 801 Dimension measurement location 802 Focus position dependent size of 803 801 Focus location dependent size of 801 A, A ′ From patterns 402 and 403 Sampling line for measuring signal B, B ′ Sampling line for measuring signal from pattern 503 and pattern 504 C, C ′ Sampling line for measuring signal from pattern 602 and pattern 603 D Peak position of signal waveform 605 E signal Peak position of waveform 606 F Peak position of signal waveform 607 G Peak position of signal waveform 608 H Longitudinal dimension of pattern 602 I Longitudinal dimension of pattern 603 J, J ′ Measure signals from patterns 703 and 704 sampling In K Peak position of signal waveform 706 L Peak position of signal waveform 707 M Peak position of signal waveform 708 N Peak position of signal waveform 709 O Center position of peak position M and peak position N P Line end of pattern 703 from reference position O Distance to the part Q Distance from the reference position O to the line end of the pattern 704

Claims

A repetitive pattern in which a plurality of line patterns are formed in parallel at a constant pitch;
A single line pattern, or another repeating pattern in which a plurality of line patterns are formed in parallel at a pitch different from the pitch,
Each line pattern has a shape that narrows as it goes to the end,
The line pattern and the one line pattern positioned near the center of the repeated pattern, or the line patterns positioned near the centers of the repeated pattern and the other repeated patterns are arranged in a straight line. A spherical aberration measurement pattern of an exposure apparatus, characterized in that:

2. The spherical aberration measurement pattern for an exposure apparatus according to claim 1, further comprising a pattern edge for determining a reference position on one side of a plurality of line patterns formed at a constant pitch.

2. The spherical aberration measurement pattern for an exposure apparatus according to claim 1, further comprising a pattern edge for determining a reference position in the vicinity of a plurality of line patterns formed at a constant pitch.

The spherical aberration measurement pattern of the exposure apparatus according to claim 1, wherein the focal position is changed to form a plurality of measurement patterns having different pattern retraction amounts;
Measuring the pattern retraction amount of the measurement pattern;
A method of measuring a spherical aberration of an exposure apparatus, including a step of obtaining an optimum focal position from the pattern retraction amount.

5. The method for measuring a spherical aberration of an exposure apparatus according to claim 4, wherein the pattern retraction amount is measured by detecting a peak position at the end of the line pattern from the amount of secondary electrons detected by scanning the measurement pattern with an electron beam. .

5. A method for measuring a spherical aberration of an exposure apparatus according to claim 4, wherein the pattern retraction amount is measured by detecting a peak position at the end of the line pattern from the amount of reflected light obtained by scanning the measurement pattern with a laser beam. .

5. The spherical aberration measuring method for an exposure apparatus according to claim 4, wherein the pattern retraction amount is measured by detecting a peak position at an end portion of the line pattern from an image contrast obtained by recognizing the measurement pattern.

8. The spherical surface of an exposure apparatus according to claim 4, wherein the line pattern has a pattern edge that determines a reference position on one side or in the vicinity thereof, and the retreat amount of the pattern is measured with reference to the pattern edge. Aberration measurement method.