JP4153652B2 - Pattern evaluation apparatus and pattern evaluation method - Google Patents

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JP4153652B2 JP2000305771A JP2000305771A JP4153652B2 JP 4153652 B2 JP4153652 B2 JP 4153652B2 JP 2000305771 A JP2000305771 A JP 2000305771A JP 2000305771 A JP2000305771 A JP 2000305771A JP 4153652 B2 JP4153652 B2 JP 4153652B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置を製造する際に用いられるリソグラフィのレジストパターンを評価する評価装置及びこの評価装置を用いた評価方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程において、IC、LSIなどが作り込まれた半導体ウェーハの欠陥を検査することは不可欠の工程である。このような検査は、製造プロセス中で何度も実質的に各層の形成毎に行われる。
従来、半導体基板上に形成されたフォトレジストなどのレジストをパターニングする工程において、そのパターンエッジラフネスやつなぎ精度の評価は、レジストパターンを形成後、そのパターンを電子顕微鏡で観察し、さらに画像処理を行って評価する方法を用いている。しかし、このような手法では、観察及び画像処理に多くの時間が割かれる上に1チップ全体、1ウェハ全体の評価をするためには、ライン一本一本を評価していく必要があり、これまで効率的な評価が困難であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来のパターン検査方法には、特開平9−329555号公報に記載の技術が知られている。この技術は、パターンに白色光を照射し、その回折光強度を測定することにより欠陥を抽出している。この方法は、表面に周期的な構造を持つフィーチャーを有する基板表面の欠陥を検査する方法において、前記基板表面上に入射光を当てるステップと、前記基板表面からの回折光を検知するステップと、前記回折光の回折効率を既知の回折効率と比較するステップと、前記比較された回折効率から前記基板上の前記フィーチャーにある局部的欠陥の有無を判定するステップとからなることを特徴としている。
【0004】
また、パターン寸法については、特開平10−300428号にもあるように、パターンに特定の波長を有する光を照射して、その回折光強度を測定することにより、寸法計測を行っている。しかし、この技術では照射する光の種類や検出手段の問題からパターンエッジフラネスやつなぎ精度の評価をすることが困難であった。
本発明は、このような事情によりなされたものであり、上記欠陥検査及びパターン計測法を基に、照射光の選択性を上げ、回折光及び散乱強度との相関を利用してエッジラフネスを容易に計測することが可能なパターン評価装置及びこの評価装置を用いたパターン評価方法を提供する。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、レジストパターンを評価する評価装置及び評価方法において、評価すべきレジストパターンが形成されている半導体基板などの基板に対して垂直又は斜方入射可能な光源手段と、光ディテクタ検出手段と、スペクトル解析手段と、スペクトル解析の結果に基づくレジストパターンのラフネスを算出する手段とを備えていることを特徴としている。欠陥検査及びパターン計測法を基にして、照射光の選択性を上げ、従来の光強度からエッジラフネスを計測するのではなく、スペクトル解析による光の広がりを検出することによりレジストパターンのエッジラフネスを容易に計測することができる。
【0006】
すなわち、本発明のパターン評価装置は、基板上に形成されたレジストパターンにこの基板に対して垂直又は斜方向から入射する光を照射する手段と、前記レジストパターンから反射・散乱してくる反射もしくは散乱光の強度を波長の大きさ毎に測定する光検出手段と、前記反射もしくは散乱光のスペクトルの広がりをスペクトル解析により測定する手段と、前記スペクトル解析の結果に基づいてレジストパターンのラフネスを算出する手段とを備えたことを特徴としている。前記照射される光は、レーザ光もしくは白色光である様にしても良い。前記光を照射する手段は、光源からの光を単色化する、分光器、回折格子、プリズムの少なくとも1つを備えているようにしても良い。前記光を照射する手段は、高分解能で光を検出する、スリットもしくはピンホールを備えているようにしても良い。前記光を照射する手段は、偏向光を前記レジストパターンに照射するために、偏光子もしくは偏光板を備えているようにしても良い。前記光を照射する手段は、照射光の入射角や位置を任意に変更する手段として光ファイバを備えているようにしても良い。前記光検出手段は、スリット、ピンホール、分光器、回折格子、プリズム、波長分解型CCDの少なくとも1つを有するようにしても良い。前記光を照射する手段、前記光検出手段、前記スペクトル解析手段及び前記算出手段を支持する手段を更に有し、この支持手段は、光ファイバを動かす装置を有するようにしても良い。前記光を照射する手段、前記光検出手段、前記スペクトル解析手段及び前記算出手段を支持する手段を更に有し、この支持手段は、前記基板を可働するホルダを有するようにしても良い。前記支持手段は、前記基板を回転もしくは傾斜させるようにしても良い。前記評価すべきレジストパターンは、ラインアンドスペースもしくは市松模様であるようにしても良い。
【0007】
本発明の半導体装置の製造方法は、基板上に形成されたレジストパターンに、この基板に対して垂直又は斜方向から入射し、偏光子により偏光されたレーザ光を照射する手段と、前記レジストパターンから反射・回折・散乱してくる光の強度を測定する光検出手段と、前記反射・回折・散乱光の偏光度をスペクトル解析により測定する手段と、前記スペクトル解析の結果に基づいてレジストパターンのラフネスを算出する手段とを備えたことを特徴としている。
本発明の半導体装置の製造方法は、前記基板に形成されたレジストパターンに白色光もしくはレーザ光を照射する工程と、前記レジストパターンからの反射光の強度を検出する工程と、前記反射光によるスペクトルの広がりをスペクトル解析する工程と、前記スペクトル解析する工程の結果に基づいてレジストパターンのラフネスを算出する工程とを有することを特徴としている。前記ラフネスを算出する工程において、あらかじめ標準パターンを用いてエッジラフネスと回折・散乱によるスペクトルの広がりとの関係を測定しておくようにしても良い。
本発明の半導体装置の製造方法は、基板に形成されたレジストパターンに偏光子により偏光されたレーザ光を照射する工程と、前記レジストパターンからの反射・散乱光の強度を検出する工程と、前記反射・散乱光の偏光度をスペクトル解析する工程と、前記スペクトル解析する工程の結果に基づいてレジストパターンのラフネスを算出する工程とを有することを特徴としている。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して発明の実施の形態を説明する。
まず、図1乃至図3を参照して第1の実施例を説明する。
図1は、反射や回折光を利用してレジストパターンのエッジラフネスの測定を行う測定装置の断面図、図2は、光ディテクタにより検出された光の強度を示す特性図、図3は、標準パターンのスペクトルの広がりとレジストパターンのエッジラフネスとの関係を示す特性図である。図1に示すようにパターニングされたフォトレジストなどのレジスト膜2が、例えば、シリコンなどの半導体基板(ウェーハ)上に形成された被処理膜1に形成されている。パターン評価装置は、支持台9上に配置され、評価すべきレジストパターン(レジスト膜)2が形成されて、支持台上で上下左右に移動が可能なステージ8に搭載された半導体基板と、この半導体基板上に形成された絶縁膜や金属膜のような被処理膜1に対して垂直又は斜方入射可能な白色光3を照射する手段と、白色光3がレジストパターン2に照射されて発生する反射・回折・散乱光4を受光する光ディテクタ5と、光ディテクタ5からの出力データからスペクトルの広がりを解析するスペクトル解析手段7と、スペクトル解析の結果を予め作成しておいた標準データと比較してレジストパターンのラフネスを算出する手段(図示しない)とを備えている。光ディテクタ5は、例えば、CCDなどの反射・回折・散乱光4を測定することが可能な可動式波長分解光ディテクタであり、支持具10により支持台9に支持されている。
【0009】
このパターン評価装置を用いて照射される白色光3から発生する反射・回折・散乱光4を測定し、レジストパターン2を評価する。まず、光源(hν)から発した白色光スリットを通し、分光器によりパターンサイズ以下に成形した白色光3を形成する。そして斜め方向から成形された白色光3をレジストパターン2に照射する。レジストパターン2に照射された白色光3は、回折され、スリットを通して分光器により成形されて回折光4となる。回折光4は、光ディテクタ5により受光される。そしてその回折光4の強度は、光ディテクタ5により波長ごとに検出される。その際、必要に応じて、光ディテクタ5を位置変更させることができる。ここで述べる白色光は、白色光源から出た分光器で成形された単色光を意味している。
【0010】
この実施例(図1)では光源から出た白色光は、スリットを通し、分光器で成形されている。また、光源から出た光を上記のように入射前に成形した場合には反射後に同じ様に成形しても良い。スリットもしくはピンホールを用いると光の分解能が向上するので有利である。光源からの光や反射光を成形するために、分光器、回折格子、プリズムなどを用いることができる。これらを用いると光を単色化することができる。また、白色光は、偏光板などを用いて偏光させることができる。偏光させた場合は、散乱光も偏光させることが必要である。光源からのレーザ光を偏光させる場合は偏光子を用いる。また、この実施例では成形された白色光3は、光ファイバによりレジストパターン2の近傍にガイドされている。光ファイバは、照射光の入射角やその位置を容易に変更することができるので有利であるが、本発明ではこれを用いなくても良い。次に、検出したデータは、照射光源のスペクトル、ディテクタ感度、その他光学系の補正をし、中心波長分散(σ)、すなわち半値半幅(FWHM)の面からスペクトル解析手段7により解析を行う。この解析手段7にはスペクトルの幅と形状を解析するプロセッサを用いる。
【0011】
次に、解析結果をSEM(Scanning Electron Microscope) によりラフネスを測定してある標準パターンの結果と比較する。そしてラフネス算出手段により、レジストパターンのラフネスの算出を行う。
基板の被処理膜1上に等間隔で並ぶレジストパターン2は、1種の回折格子に見立てることができる。その為、白色光3をレジストパターン2に照射すると、その回折光4は、分光される。これを所定の位置に固定された光ディテクタ5により検出すると、パターンサイズとパターン間隔から決まる波長の光がより強く検出される。図2は、光ディテクタにより検出された光の強度(INTENSITY)を示す特性図であり、縦軸は、回折光の強度を表わし、横軸は、スペクトルの広がり(σ)を表わしている。このスペクトルの広がりは、回折時の状態をそのまま表わすものであるから、レジストパターンのエッジラフネスが大きいと広がるものである。すなわち、光ディテクタにより検知されるスペクトルの広がりによりパターンのエッジラフネスが検出される。
【0012】
次に、標準パターンのスペクトルの広がり(σ)とエッジラフネスとの関係をあらかじめ調べておき、パターン全体のエッジラフネスを簡単に定量的に評価することができる。図3は標準パターンのスペクトルの広がりとレジストパターンのエッジラフネスとの関係を示す特性図であり、縦軸がエッジラフネス(EDGE ROUGHNESS)、横軸がスペクトルの広がり(σ)を表わしている。図2には、スペクトルの広がり(WAVELENGTH:σ)は、σ1、σ2、σ3の3種類が示されている(σ3>σ2>σ1)。図3に示す様に、スペクトルの広がり(σ)が大きい程エッジラフネスは、大きくなっている。
また、この評価装置は、半導体基板に形成された被処理膜である下地の屈折率に依存しないことから、光源やディテクタの位置さえ変えなければ、どのような膜に対しても対応することができる。
欠陥検査及びパターン計測法を基にして照射される白色光の選択性を上げ、従来の光強度からエッジラフネスを計測するのではなく、スペクトル解析による白色光の広がりを検出することによりレジストパターンのエッジラフネスを容易に計測することができる。
【0013】
次に、図4乃至図6を参照して第2の実施例を説明する。
図4は、反射や回折光を利用してレジストパターンのエッジラフネスの測定を行う測定装置の断面図、図5は、光ディテクタにより検出された光の強度を示す特性図、図6は、標準パターンのスペクトルの広がり及び偏光度とレジストパターンのエッジラフネスとの関係を示す特性図である。図4に示すようにパターニングされたフォトレジストなどのレジスト膜22が、例えば、シリコンなどの半導体基板(ウェーハ)上に形成された被処理膜21に形成されている。パターン評価装置は、支持台29上に配置され、評価すべきレジストパターン(レジスト膜)22が形成されて、支持台上で上下左右に移動が可能なステージ28に搭載された半導体基板と、この半導体基板上に形成された絶縁膜や金属膜のような被処理膜21に対して垂直又は斜方入射可能なレーザ光23を照射する手段と、レーザ光23がレジストパターン22に照射されて発生する反射光24を受光する光ディテクタ25と、光ディテクタ25からの出力データからスペクトルの広がりを解析するスペクトル解析手段27と、スペクトル解析の結果を予め作成しておいた標準データと比較してレジストパターンのラフネスを算出する手段(図示しない)とを備えている。光ディテクタ25は、例えば、CCDなどの反射・回折・散乱光などの反射光24を測定することが可能な可動式波長分解光ディテクタであり、支持具30により支持台29に支持されている。
【0014】
このパターン評価装置を用いて照射されるレーザ光23から発生する反射・回折・散乱光24を測定し、レジストパターン22を評価する。まず、光源(レーザ:hν)から発したレーザ光にスリットを通し、分光器によりパターンサイズ以下に成形したレーザ光23を形成する。レーザ光23は、光ファイバによりガイドされて偏光子31により直線偏光成分のみの光を取り出す。そして、斜め方向から偏光されたレーザ光23をレジストパターン22に照射する。レジストパターン22に照射された偏光されたレーザ光23は、反射・散乱され、偏光子32により特定の偏光成分のみを取り出す。取り出された反射・散乱光は、スリットを通して分光器により成形されて反射・散乱光24となる。反射・散乱光24は、光ディテクタ25により受光される。そしてその反射・散乱光24の強度は、光ディテクタ25により波長ごとに検出される。その際、必要に応じて、光ディテクタ25を位置変更させることができる。
【0015】
この実施例(図4)では光源から出たレーザ光は、スリットを通し、分光器で成形されているが、スリットなどは通さずにそのまま反射させて光ディテクタにより検出させても良い。また、光源から出たレーザ光を上記のように入射前に成形した場合には反射後に同じ様に成形しても良い。スリットもしくはピンホールを用いると光の分解能が向上するので有利である。また、レーザ光を偏光させる場合は偏光子を用いる。また、この実施例では成形されたレーザ光23は、光ファイバによりレジストパターン22の近傍にガイドされているが、これを用いなくても良い。
次に、検出したデータは、照射光源のスペクトル、ディテクタ感度、その他光学系の補正をし、中心波長分散(σ)、すなわち半値半幅(FWHM)の面からスペクトル解析手段27により解析を行う。この解析手段27にはスペクトルの幅と形状を解析するプロセッサを用いる。偏光されたレーザ光を用いる場合、その偏光度により解析を行うことができる。その場合は、偏光された反射光の偏光度を解析するプロセッサを用いる。
【0016】
次に、解析結果をSEM(Scanning Electron Microscope) によりラフネスを測定してある標準パターンの結果と比較する。そしてラフネス算出手段により、レジストパターンのラフネスの算出を行う。
基板の被処理膜上に等間隔で並ぶレジストパターン22は、1種の偏光子に見立てることができる。その為、レーザ光23などの直線偏光した光をレジストパターン22に入射させると、反射してくる光24は、散乱を受けて楕円偏光となる。したがって、反射光全体のスペクトルは広がる。この光強度を所定の位置に固定された光ディテクタ25により検出すると、図5に示すように、そのスペクトルは、照射したときのスペクトルよりも広がっている。この散乱によるスペクトルの広がり(σ)は、σが大きい(σ1<σ2<σ3)と大きくなる。図5は、光ディテクタにより検出された光の強度(INTENSITY)を示す特性図であり、縦軸は、回折光の強度(a.u.)を表わし、横軸は、スペクトルの広がり(WAVELENGTH:σ)(a.u.)を表わしている。このスペクトルの広がり(σ)は、レーザ光23の散乱時の状態をそのまま表わすものであるから、レジストパターンのエッジラフネスが大きいと広がるものである。すなわち、光ディテクタにより検知されるスペクトルの広がりによりパターンのエッジラフネスが検出される。
【0017】
次に、標準パターンのスペクトルの広がり(σ)とエッジラフネスとの関係を予め調べておき、パターン全体のエッジラフネスを簡単に、定量的に評価することができる。図6(a)は、標準パターンのスペクトルの広がりとレジストパターンのエッジラフネスとの関係を示す特性図であり、縦軸がラインのエッジラフネス(LINE EDGE ROUGHNESS)(a.u.)を表わし、横軸がスペクトルの広がり(σ)(a.u.)を表わしている。
また、偏光された反射光の偏光度を解析するプロセッサを用いる場合には、図6(b)の特性図を用いてパターン全体のエッジラフネスを定量的に評価することができる。図6(b)は、標準パターンの反射光の偏光度とレジストパターンのエッジラフネスとの関係を示す特性図であり、縦軸がラインのエッジラフネス(LINE EDGE ROUGHNESS)(a.u.)を表わし、横軸がスペクトルの偏光度(a.u.)を表わしている。
【0018】
また、この評価装置は、半導体基板に形成された被処理膜である下地の屈折率に依存しないことから、光源やディテクタの位置さえ変えなければ、どのような膜に対しても対応することができる。
この実施例では、欠陥検査及びパターン計測法を基にして照射される偏光されたレーザ光の選択性を上げ、従来の光強度からエッジラフネスを計測するのではなく、スペクトル解析によるレーザ光の広がりを検出することによりレジストパターンのエッジラフネスを容易に計測することができる。
【0019】
次に、図7乃至図9を参照して第3の実施例を説明する。
図7は、アパーチャにコンタミがついた場合のライン幅とエッジラフネスの相関関係を説明する特性図、図8は、この実施例で用いられる評価用パターンの平面図、図9は、加速電圧50kVのCP方式の電子ビーム露光装置の概略断面図である。この実施例では、第1及び第2の実施例に用いたパターン評価装置を用いてレジストパターンを評価し、これに基づいて電子ビーム露光装置のアパーチャを評価することに特徴がある。
電子銃101から生成された電子ビーム102aは、レンズ111a、111b、111cを通してウエハ107上に照射される。電子ビーム102aは、第1及び第2のアパーチャ103、104(マスク)を挿入することによりウエハ107のレジストに所定の形状のパターン描画を行う。レンズ111a、111b間に第1のアパーチャ103が挿入され、レンズ111b、111c間に第2のアパーチャ105が挿入されている。また、第2アパーチャ105の上には、偏向器104aと中間検出器108が配置されている。また、ウエハ107の上には偏向器104bと試料上検出器109が配置されている。
【0020】
第1及び第2アパーチャ103、105は、パターン描画を行うに適したパターンが形成されている。
電子線は、集束性及び透過性を確保する為に10〜100keVのエネルギーに加速されてレジストに入射される。レジスト内で高速の電子は、構成原子との衝突により数eVの2次電子を発生させる。この2次電子がレジストの基材である樹脂もしくは基材に添加された感光剤と反応することでそれらを変質させる。この変質によりレジスト内に変質していない非照射部との間に特定の薬液(現像液)に対する溶解速度に差が生じる。このようにして、現像液に電子ビームが照射されたレジストが浸漬されてレジストパターンが形成される。
この実施例では、アパーチャのコンタミネーションによるビームボケの評価方法について説明する。評価用アパーチャには上の第1もしくは第2アパーチャを対象としている。
まず、▲1▼ 評価用アパーチャをアパーチャマスクに設けておく。この評価用アパーチャは、評価用パターンを形成し得るものである。▲2▼ 評価用アパーチャに対して、1日に500μC/cm2 の電子ビームを照射する。次に、▲3▼ このアパーチャを用いて評価用パターンを基板上に形成する。▲4▼ その後、第1及び第2の実施例に示された評価方法によりこの評価用パターンを評価する。
【0021】
アパーチャにコンタミネーションが付いた場合、ビームがぼけるため、ビーム分解能は低下し、エッジラフネスの増加、つなぎ精度の悪化などを引き起こす。そのため、アパーチャのフラッシング・交換時期は、エッジラフネスを定期的にSEMにより観察することにより決めていた(吉沢正樹,守屋茂(ソニー(株)),第47回応用物理学関係連合公演会公演予稿集,p719参照)。しかし、この様な作業は時間が掛かるために1週間に1度位実施するにとどまっている。そこで、エッジラフネスを簡便に測定できる第1もしくは第2の実施例に示された方法を用いて毎日エッジラフネスを測定することにより、詳細なビームぼけの変化を把握することができ、アパーチャのフラッシング・交換時期をより正確に知ることができる。図7は、アパーチャにコンタミがついた場合のライン幅 (LINE WIDTH)(nm)とエッジラフネス(LINE EDGE ROUGHNESS)の相関関係を説明する特性図であり、AP(L)は、図9に示すアパーチャの上側のコンたみ特性線、AP(R)は、このアパーチャの下側のコンたみ特性線を表わす。このようにアパーチャ内の位置によりコンたみの付着状態が異なる。
【0022】
この実施例ではアパーチャに付着したコンタミ量・ビームのボケ・エッジラフネスをあらかじめ測定しておくことで日々の消耗品の交換時期やマシンの状態を容易に把握することのできる評価方法を説明した。また、図8に示すような簡単な評価パターンをあらかじめ導入しておき、これを基に評価することで効率的な作業あるいは自動化が可能となる。
なお、この実施例では、評価用パターンとしてラインアンドスペース(L&S)パターンのみを扱ったが、本発明は、市松模様のパターンでも良い。また、本発明は、金属配線などレジストパターンでなくても良い。すなわち、基板や下地の膜となる物質を制限しない。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して用いることができる。
【0023】
本発明は、このように、欠陥検査及びパターン計測法を基にして、照射光の選択性を上げ、従来の光強度からエッジラフネスを計測するのではなく、スペクトル解析による光の広がりを検出することによりレジストパターンなどのパターンのエッジラフネスを容易に高速に計測することができる。また、光を照射する手段に分光器、偏光子、ピンホール、スリットなどを付加することにより照射光の選択性が上がり、評価パターンの多様化に対応できる。また、光を照射する手段に光ファイバを付加することにより、光源位置と基板位置とを任意に配置することが可能になると共に照射光を評価パターンに対して容易、且つ自在に位置合わせが可能になる。また、光を検出する手段に偏光子、ピンホール、分光器などを付加することにより高精度な測定が可能になる。
また、光ファイバや基板を任意に可働するホルダを用いることにより、これらの高精度の移動が可能になる。また、評価パターンとしてライン&スペースもしくは市松模様を用いることによりエッジラフネスやつなぎ部分を強調することができるので高精度なパターン評価が可能になる。
【0024】
【発明の効果】
本発明は、以上の構成により、欠陥検査及びパターン計測法を基にして、照射光の選択性を上げ、従来の光強度からエッジラフネスを計測するのではなく、スペクトル解析による光の広がりを検出することによりレジストパターン等のパターンのエッジラフネスを容易で高精度、且つ高速に計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の反射や回折光を利用してレジストパターンのエッジラフネスの測定を行う測定装置の概略断面図。
【図2】本発明の光ディテクタにより検出された光の強度を示す特性図。
【図3】本発明の標準パターンのスペクトルの広がりとレジストパターンのエッジラフネスとの関係を示す特性図。
【図4】本発明の反射や回折光を利用してレジストパターンのエッジラフネスの測定を行う測定装置の概略断面図。
【図5】本発明の光ディテクタにより検出された光の強度を示す特性図。
【図6】本発明の標準パターンのスペクトルの広がり及び偏光度とレジストパターンのエッジラフネスとの関係を示す特性図。
【図7】本発明のアパーチャにコンタミがついた場合のライン幅とエッジラフネスの相関関係を説明する特性図。
【図8】本発明の実施例で用いられるQCパターンの平面図。
【図9】本発明を実施するための加速電圧50kVのCP方式の電子ビーム露光装置の概略断面図。
【符号の説明】
1、21・・・被処理膜、 2、22・・・レジストパターン、
3・・・白色光、 4、24・・・反射・回折・散乱光、
5、25・・・光ディテクタ、 7、27・・・アナライザ、
8、28・・・ステージ、 9、29・・・支持台、
10、30・・・支持具、 23・・・レーザ光、
31、32・・・偏光子。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an evaluation apparatus for evaluating a lithography resist pattern used when manufacturing a semiconductor device and an evaluation method using the evaluation apparatus.
[0002]
[Prior art]
In the manufacturing process of a semiconductor device, it is an indispensable process to inspect a semiconductor wafer on which an IC, an LSI, or the like is built. Such an inspection is performed many times during the manufacturing process substantially each time each layer is formed.
Conventionally, in the process of patterning a resist such as a photoresist formed on a semiconductor substrate, the pattern edge roughness and the connection accuracy are evaluated by forming the resist pattern, observing the pattern with an electron microscope, and performing image processing. The method of going and evaluating is used. However, in such a method, it takes a lot of time for observation and image processing, and it is necessary to evaluate each line in order to evaluate the entire chip and the entire wafer. So far, efficient evaluation has been difficult.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As a conventional pattern inspection method, a technique described in JP-A-9-329555 is known. In this technique, defects are extracted by irradiating a pattern with white light and measuring the intensity of the diffracted light. In the method for inspecting a defect on a surface of a substrate having a feature having a periodic structure on a surface, the method includes the step of applying incident light onto the surface of the substrate, the step of detecting diffracted light from the surface of the substrate, Comparing the diffraction efficiency of the diffracted light with a known diffraction efficiency, and determining the presence or absence of a local defect in the feature on the substrate from the compared diffraction efficiency.
[0004]
As for the pattern dimensions, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-300428, the pattern is measured by irradiating the pattern with light having a specific wavelength and measuring the intensity of the diffracted light. However, with this technique, it has been difficult to evaluate pattern edge flaneness and splicing accuracy due to the type of light to be irradiated and the problem of detection means.
The present invention has been made under such circumstances, and based on the above defect inspection and pattern measurement method, the selectivity of the irradiation light is increased, and the edge roughness is easily made use of the correlation with the diffracted light and the scattering intensity. The present invention provides a pattern evaluation apparatus that can be measured at once and a pattern evaluation method using this evaluation apparatus.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to an evaluation apparatus and an evaluation method for evaluating a resist pattern, and includes a light source means capable of perpendicularly or obliquely incident on a substrate such as a semiconductor substrate on which a resist pattern to be evaluated is formed, and a photodetector detector. And a means for calculating the roughness of the resist pattern based on the result of the spectrum analysis. Based on defect inspection and pattern measurement methods, the selectivity of the irradiated light is increased, and the edge roughness of the resist pattern is detected by detecting the spread of light by spectral analysis instead of measuring the edge roughness from the conventional light intensity. It can be easily measured.
[0006]
That is, the pattern evaluation apparatus according to the present invention includes a means for irradiating a resist pattern formed on a substrate with light that is incident perpendicularly or obliquely to the substrate, and a reflection Light detection means for measuring the intensity of the scattered light for each wavelength, means for measuring the spectrum spread of the reflected or scattered light by spectral analysis, and calculating the roughness of the resist pattern based on the result of the spectral analysis It is characterized by having the means to do. The irradiated light may be laser light or white light. The means for irradiating the light may include at least one of a spectroscope, a diffraction grating, and a prism that monochromatizes the light from the light source. The means for irradiating the light may include a slit or a pinhole that detects the light with high resolution. The means for irradiating light may include a polarizer or a polarizing plate to irradiate the resist pattern with deflected light. The means for irradiating light may include an optical fiber as means for arbitrarily changing the incident angle and position of the irradiation light. The light detection means may include at least one of a slit, a pinhole, a spectroscope, a diffraction grating, a prism, and a wavelength resolving CCD. The apparatus may further include means for irradiating the light, the light detection means, the spectrum analysis means, and the calculation means, and the support means may include a device for moving an optical fiber. The apparatus may further include means for supporting the light irradiation means, the light detection means, the spectrum analysis means, and the calculation means, and the support means may include a holder for moving the substrate. The support means may rotate or tilt the substrate. The resist pattern to be evaluated may be a line and space pattern or a checkered pattern.
[0007]
The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a means for irradiating a laser beam polarized by a polarizer and incident on a resist pattern formed on a substrate from a direction perpendicular or oblique to the substrate. A light detecting means for measuring the intensity of light reflected / diffracted / scattered from the light, a means for measuring the degree of polarization of the reflected / diffracted / scattered light by spectral analysis, and a resist pattern based on the result of the spectral analysis. And means for calculating roughness.
The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes a step of irradiating a resist pattern formed on the substrate with white light or laser light, a step of detecting the intensity of reflected light from the resist pattern, and a spectrum by the reflected light. And a step of calculating the roughness of the resist pattern based on the result of the spectrum analysis step. In the step of calculating the roughness, the relationship between the edge roughness and the spread of the spectrum due to diffraction / scattering may be measured in advance using a standard pattern.
The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes a step of irradiating a resist pattern formed on a substrate with laser light polarized by a polarizer, a step of detecting the intensity of reflected / scattered light from the resist pattern, The method includes a step of spectrally analyzing the degree of polarization of the reflected / scattered light, and a step of calculating the roughness of the resist pattern based on the result of the spectral analysis step.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, a first embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a measuring apparatus that measures the edge roughness of a resist pattern using reflected or diffracted light, FIG. 2 is a characteristic diagram showing the intensity of light detected by a photodetector, and FIG. It is a characteristic view showing the relationship between the spread of the spectrum of the pattern and the edge roughness of the resist pattern. As shown in FIG. 1, a patterned resist film 2 such as a photoresist is formed on a film to be processed 1 formed on a semiconductor substrate (wafer) such as silicon. The pattern evaluation apparatus includes a semiconductor substrate mounted on a stage 8 which is arranged on a support table 9 and has a resist pattern (resist film) 2 to be evaluated formed thereon, which can be moved vertically and horizontally on the support table. Generated by irradiating the resist pattern 2 with the white light 3 that irradiates the processing target film 1 such as an insulating film or a metal film formed on the semiconductor substrate with the white light 3 that can be perpendicularly or obliquely incident. An optical detector 5 that receives the reflected / diffracted / scattered light 4 that is transmitted, spectral analysis means 7 that analyzes the spread of the spectrum from the output data from the optical detector 5, and standard data in which the results of the spectral analysis are prepared in advance And means (not shown) for calculating the roughness of the resist pattern by comparison. The optical detector 5 is a movable wavelength-resolved optical detector capable of measuring reflected / diffracted / scattered light 4 such as a CCD, and is supported on a support base 9 by a support 10.
[0009]
The resist pattern 2 is evaluated by measuring reflected / diffracted / scattered light 4 generated from the irradiated white light 3 using this pattern evaluation apparatus. First, white light emitted from the light source (hν) Is Through the slit, white light 3 shaped to a pattern size or less is formed by a spectroscope. Then, the resist pattern 2 is irradiated with white light 3 formed from an oblique direction. The white light 3 irradiated to the resist pattern 2 is diffracted and shaped by a spectroscope through a slit to become diffracted light 4. The diffracted light 4 is received by the photodetector 5. The intensity of the diffracted light 4 is detected for each wavelength by the photodetector 5. At that time, the position of the photodetector 5 can be changed as necessary. The white light described here is Monochromatic light shaped by a spectroscope emitted from a white light source Means.
[0010]
In this embodiment (FIG. 1), the white light emitted from the light source passes through a slit and is shaped by a spectroscope. Yes. Further, when the light emitted from the light source is shaped before incidence as described above, it may be shaped similarly after reflection. Use of a slit or pinhole is advantageous because it improves the light resolution. A spectroscope, a diffraction grating, a prism, or the like can be used to shape light from a light source or reflected light. When these are used, light can be monochromatic. White light can be polarized using a polarizing plate or the like. When polarized, the scattered light needs to be polarized. A polarizer is used when the laser light from the light source is polarized. In this embodiment, the molded white light 3 is guided in the vicinity of the resist pattern 2 by an optical fiber. The optical fiber is advantageous because it can easily change the incident angle and the position of the irradiation light, but this need not be used in the present invention. Next, the detected data is corrected for the spectrum of the irradiation light source, the detector sensitivity, and other optical systems, and analyzed by the spectrum analyzing means 7 from the surface of the center wavelength dispersion (σ), that is, the half width at half maximum (FWHM). The analyzing means 7 uses a processor for analyzing the width and shape of the spectrum.
[0011]
Next, the analysis result is compared with the result of the standard pattern whose roughness is measured by SEM (Scanning Electron Microscope). Then, the roughness calculation means calculates the roughness of the resist pattern.
The resist pattern 2 arranged at equal intervals on the processing target film 1 of the substrate can be regarded as one kind of diffraction grating. Therefore, when the white light 3 is irradiated onto the resist pattern 2, the diffracted light 4 is split. When this is detected by the optical detector 5 fixed at a predetermined position, light having a wavelength determined by the pattern size and the pattern interval is detected more strongly. FIG. 2 is a characteristic diagram showing the intensity (INTENSITY) of the light detected by the photodetector, where the vertical axis represents the intensity of the diffracted light and the horizontal axis represents the spectral spread (σ). Since the spread of the spectrum directly represents the state at the time of diffraction, it spreads when the edge roughness of the resist pattern is large. That is, the edge roughness of the pattern is detected by the spread of the spectrum detected by the photodetector.
[0012]
Next, the relationship between the spread (σ) of the spectrum of the standard pattern and the edge roughness can be examined in advance, and the edge roughness of the entire pattern can be easily and quantitatively evaluated. FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the spread of the spectrum of the standard pattern and the edge roughness of the resist pattern. The vertical axis represents edge roughness (EDGE ROUGHNESS), and the horizontal axis represents the spread of spectrum (σ). FIG. 2 shows three types of spectrum broadening (WAVELENGTH: σ), σ1, σ2, and σ3 (σ3>σ2> σ1). As shown in FIG. 3, the edge roughness increases as the spectral spread (σ) increases.
In addition, since this evaluation device does not depend on the refractive index of the underlying substrate, which is a film to be processed formed on a semiconductor substrate, any film can be handled as long as the position of the light source and detector is not changed. it can.
Based on defect inspection and pattern measurement methods, the selectivity of the white light emitted is increased, and the edge roughness is not measured from the conventional light intensity, but the spread of the white light is detected by spectral analysis. Edge roughness can be easily measured.
[0013]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a measuring apparatus that measures the edge roughness of a resist pattern using reflected or diffracted light, FIG. 5 is a characteristic diagram showing the intensity of light detected by a photodetector, and FIG. It is a characteristic view showing the relationship between the spread of the spectrum of the pattern and the degree of polarization and the edge roughness of the resist pattern. As shown in FIG. 4, a patterned resist film 22 such as a photoresist is formed on a film to be processed 21 formed on a semiconductor substrate (wafer) such as silicon. The pattern evaluation apparatus is arranged on a support base 29, a resist pattern (resist film) 22 to be evaluated is formed, and a semiconductor substrate mounted on a stage 28 that can move up and down and left and right on the support base; Generated by irradiating laser beam 23 onto resist pattern 22 with means for irradiating laser beam 23 that can be perpendicularly or obliquely incident on target film 21 such as an insulating film or a metal film formed on a semiconductor substrate An optical detector 25 for receiving the reflected light 24, a spectral analysis means 27 for analyzing the spread of the spectrum from the output data from the optical detector 25, and comparing the result of the spectral analysis with standard data prepared in advance. Means (not shown) for calculating the roughness of the pattern. The optical detector 25 is a movable wavelength-resolved optical detector capable of measuring reflected light 24 such as reflected / diffracted / scattered light from a CCD or the like, and is supported on a support base 29 by a support 30.
[0014]
The resist pattern 22 is evaluated by measuring the reflected / diffracted / scattered light 24 generated from the irradiated laser beam 23 using this pattern evaluation apparatus. First, a laser beam emitted from a light source (laser: hν) is passed through a slit, and a laser beam 23 shaped to a pattern size or less is formed by a spectroscope. The laser beam 23 is guided by an optical fiber and takes out light of only a linearly polarized component by a polarizer 31. Then, the resist pattern 22 is irradiated with laser light 23 polarized from an oblique direction. The polarized laser beam 23 applied to the resist pattern 22 is reflected and scattered, and only a specific polarized component is extracted by the polarizer 32. The extracted reflected / scattered light is shaped by a spectroscope through a slit to become reflected / scattered light 24. The reflected / scattered light 24 is received by the photodetector 25. The intensity of the reflected / scattered light 24 is detected for each wavelength by the optical detector 25. At that time, the position of the photodetector 25 can be changed as necessary.
[0015]
In this embodiment (FIG. 4), the laser light emitted from the light source passes through the slit and is shaped by the spectroscope. However, it may be reflected as it is without passing through the slit or the like and detected by the optical detector. Further, when the laser light emitted from the light source is shaped before incidence as described above, it may be shaped similarly after reflection. Use of a slit or pinhole is advantageous because it improves the light resolution. A polarizer is used to polarize the laser beam. Further, in this embodiment, the shaped laser beam 23 is guided in the vicinity of the resist pattern 22 by an optical fiber, but this need not be used.
Next, the detected data is corrected by the spectrum analysis means 27 from the surface of the center wavelength dispersion (σ), that is, the half width at half maximum (FWHM), after correcting the spectrum of the irradiation light source, the detector sensitivity, and other optical systems. The analyzing means 27 uses a processor for analyzing the width and shape of the spectrum. When polarized laser light is used, analysis can be performed based on the degree of polarization. In that case, a processor for analyzing the degree of polarization of the polarized reflected light is used.
[0016]
Next, the analysis result is compared with the result of the standard pattern whose roughness is measured by SEM (Scanning Electron Microscope). Then, the roughness calculation means calculates the roughness of the resist pattern.
The resist pattern 22 arranged at equal intervals on the film to be processed of the substrate can be regarded as one kind of polarizer. Therefore, when linearly polarized light such as laser light 23 is incident on the resist pattern 22, the reflected light 24 is scattered and becomes elliptically polarized light. Therefore, the spectrum of the entire reflected light is broadened. When this light intensity is detected by the light detector 25 fixed at a predetermined position, as shown in FIG. 5, the spectrum is wider than the spectrum when irradiated. The spread (σ) of the spectrum due to this scattering becomes large when σ is large (σ1 <σ2 <σ3). FIG. 5 is a characteristic diagram showing the intensity (INTENSITY) of the light detected by the photodetector, where the vertical axis represents the intensity (au) of the diffracted light, and the horizontal axis represents the spectral broadening (WAVELENGTH: σ) (au). Since this spectral spread (σ) directly represents the state of the laser beam 23 when it is scattered, it spreads when the edge roughness of the resist pattern is large. That is, the edge roughness of the pattern is detected by the spread of the spectrum detected by the photodetector.
[0017]
Next, the relationship between the spread (σ) of the spectrum of the standard pattern and the edge roughness can be examined in advance, and the edge roughness of the entire pattern can be easily and quantitatively evaluated. FIG. 6A is a characteristic diagram showing the relationship between the spread of the spectrum of the standard pattern and the edge roughness of the resist pattern, and the vertical axis represents the edge roughness of the line (LINE EDGE ROUGHNESS) (au). The horizontal axis represents the spectrum spread (σ) (au).
When a processor that analyzes the degree of polarization of polarized reflected light is used, the edge roughness of the entire pattern can be quantitatively evaluated using the characteristic diagram of FIG. FIG. 6B is a characteristic diagram showing the relationship between the polarization degree of reflected light of the standard pattern and the edge roughness of the resist pattern, and the vertical axis represents the line edge roughness (LINE EDGE ROUGHNESS) (au). The horizontal axis represents the degree of polarization (au) of the spectrum.
[0018]
In addition, since this evaluation device does not depend on the refractive index of the underlying substrate, which is a film to be processed formed on a semiconductor substrate, any film can be handled as long as the position of the light source and detector is not changed. it can.
In this embodiment, the selectivity of the polarized laser beam irradiated based on the defect inspection and pattern measurement method is raised, and the edge roughness is not measured from the conventional light intensity, but the spread of the laser beam by spectrum analysis. By detecting this, it is possible to easily measure the edge roughness of the resist pattern.
[0019]
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 7 is a characteristic diagram for explaining the correlation between the line width and edge roughness when the aperture is contaminated, FIG. 8 is a plan view of an evaluation pattern used in this embodiment, and FIG. 9 is an acceleration voltage of 50 kV. 1 is a schematic cross-sectional view of a CP type electron beam exposure apparatus. This embodiment is characterized in that the resist pattern is evaluated using the pattern evaluation apparatus used in the first and second embodiments, and the aperture of the electron beam exposure apparatus is evaluated based on this.
The electron beam 102a generated from the electron gun 101 is irradiated onto the wafer 107 through lenses 111a, 111b, and 111c. The electron beam 102a draws a pattern of a predetermined shape on the resist of the wafer 107 by inserting the first and second apertures 103 and 104 (mask). A first aperture 103 is inserted between the lenses 111a and 111b, and a second aperture 105 is inserted between the lenses 111b and 111c. Further, a deflector 104 a and an intermediate detector 108 are disposed on the second aperture 105. A deflector 104b and an on-sample detector 109 are disposed on the wafer 107.
[0020]
The first and second apertures 103 and 105 are formed with patterns suitable for pattern drawing.
The electron beam is accelerated to energy of 10 to 100 keV and is incident on the resist in order to ensure convergence and transparency. High-speed electrons in the resist generate secondary electrons of several eV by collision with constituent atoms. The secondary electrons react with a resin as a resist base material or a photosensitizer added to the base material, thereby altering them. Due to this alteration, a difference occurs in the dissolution rate with respect to a specific chemical solution (developer) between the non-irradiated portion which has not been altered in the resist. In this manner, the resist irradiated with the electron beam is immersed in the developer to form a resist pattern.
In this embodiment, a beam blur evaluation method using aperture contamination will be described. The evaluation aperture is for the first or second aperture above.
First, (1) an aperture for evaluation is provided on the aperture mask. The evaluation aperture can form an evaluation pattern. (2) 500 μC / cm per day for the evaluation aperture 2 Irradiate the electron beam. Next, (3) an evaluation pattern is formed on the substrate using this aperture. (4) Thereafter, this evaluation pattern is evaluated by the evaluation methods shown in the first and second embodiments.
[0021]
When the aperture is contaminated, the beam is blurred, so that the beam resolution is lowered, the edge roughness is increased, and the joint accuracy is deteriorated. Therefore, the aperture flushing and replacement period was decided by regularly observing the edge roughness with SEM (Masaki Yoshizawa, Shigeru Moriya (Sony)), 47th Applied Physics Related Performance Performance Preliminary Performance Collection, p719). However, this kind of work takes time and is only performed once a week. Therefore, by measuring the edge roughness every day using the method shown in the first or second embodiment, which can easily measure the edge roughness, it is possible to grasp a detailed change in beam blur, and to flush the aperture.・ You can know the replacement time more accurately. FIG. 7 is a characteristic diagram for explaining the correlation between the line width (LINE WIDTH) (nm) and edge roughness (LINE EDGE ROUGHNESS) when the aperture is contaminated. AP (L) is shown in FIG. The upper convolution characteristic line AP (R) of the aperture represents the lower convolution characteristic line of the aperture. In this way, the adhesion state of the contour differs depending on the position in the aperture.
[0022]
In this embodiment, an evaluation method has been described in which the amount of contamination attached to the aperture, the blur of the beam, and the edge roughness can be measured in advance to easily grasp the daily replacement time of the consumables and the state of the machine. Further, by introducing a simple evaluation pattern as shown in FIG. 8 in advance and performing evaluation based on this, efficient work or automation can be performed.
In this embodiment, only the line and space (L & S) pattern is dealt with as the evaluation pattern, but the present invention may be a checkered pattern. Further, the present invention may not be a resist pattern such as a metal wiring. That is, there is no restriction on the material that becomes the substrate or the underlying film. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
[0023]
In this way, the present invention increases the selectivity of irradiation light based on defect inspection and pattern measurement methods, and detects the spread of light by spectral analysis rather than measuring edge roughness from conventional light intensity. Thus, the edge roughness of a pattern such as a resist pattern can be easily measured at high speed. Further, by adding a spectroscope, a polarizer, a pinhole, a slit, or the like to the means for irradiating light, the selectivity of the irradiating light can be increased and the diversification of the evaluation pattern can be dealt with. In addition, by adding an optical fiber to the light irradiation means, the light source position and the substrate position can be arbitrarily arranged, and the irradiation light can be easily and freely aligned with the evaluation pattern. become. Further, by adding a polarizer, a pinhole, a spectroscope or the like to the means for detecting light, high-accuracy measurement is possible.
Further, by using a holder that can arbitrarily move an optical fiber or a substrate, these highly accurate movements can be performed. Further, by using a line & space or checkered pattern as an evaluation pattern, edge roughness and a joint portion can be emphasized, so that highly accurate pattern evaluation can be performed.
[0024]
【The invention's effect】
With the above configuration, the present invention increases the selectivity of irradiation light based on defect inspection and pattern measurement methods, and detects the spread of light by spectral analysis rather than measuring edge roughness from conventional light intensity. As a result, the edge roughness of a pattern such as a resist pattern can be easily measured with high accuracy and at high speed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a measuring apparatus for measuring edge roughness of a resist pattern using reflection or diffracted light according to the present invention.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing the intensity of light detected by the photodetector of the present invention.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the spread of the spectrum of the standard pattern of the present invention and the edge roughness of the resist pattern.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a measuring apparatus for measuring the edge roughness of a resist pattern using reflection or diffracted light according to the present invention.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the intensity of light detected by the photodetector of the present invention.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the spectral broadening and polarization degree of the standard pattern of the present invention and the edge roughness of the resist pattern.
FIG. 7 is a characteristic diagram illustrating the correlation between the line width and edge roughness when the aperture of the present invention is contaminated.
FIG. 8 is a plan view of a QC pattern used in an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a CP-type electron beam exposure apparatus with an acceleration voltage of 50 kV for carrying out the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 21 ... film to be processed, 2, 22 ... resist pattern,
3 ... white light, 4,24 ... reflected / diffracted / scattered light,
5, 25 ... optical detectors, 7, 27 ... analyzers,
8, 28 ... stage, 9, 29 ... support base,
10, 30 ... support, 23 ... laser beam,
31, 32 ... Polarizers.

Claims (10)

基板上に形成されたレジストパターンにこの基板に対して垂直又は斜方向から入射する光を照射する手段と、前記レジストパターンから反射・散乱してくる反射光もしくは散乱光の強度を波長の大きさ毎に測定する光検出手段と、前記反射もしくは散乱光のスペクトルの広がりをスペクトル解析により測定する手段と、前記スペクトル解析の結果に基づいてレジストパターンのラフネスを算出する手段とを備えたことを特徴とするパターン評価装置。  Means for irradiating the resist pattern formed on the substrate with light incident perpendicularly or obliquely to the substrate, and the intensity of the reflected or scattered light reflected / scattered from the resist pattern in terms of wavelength A light detecting means for measuring each time, a means for measuring a spectral spread of the reflected or scattered light by spectral analysis, and a means for calculating the roughness of the resist pattern based on the result of the spectral analysis A pattern evaluation apparatus. 前記照射される光は、レーザ光源から出たレーザ光もしくは白色光源から出た分光器で成形された単色光であることを特徴とする請求項1に記載のパターン評価装置。The pattern evaluation apparatus according to claim 1, wherein the irradiated light is laser light emitted from a laser light source or monochromatic light formed by a spectroscope emitted from a white light source. 前記光を照射する手段は、光源からの光を単色化する、分光器、回折格子、プリズムの少なくとも1つを備えていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のパターン評価装置。  The pattern evaluation apparatus according to claim 1, wherein the light irradiating unit includes at least one of a spectroscope, a diffraction grating, and a prism that monochromatizes light from a light source. . 前記光を照射する手段は、高分解能で光を検出するスリットもしくはピンホールを備えていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のパターン評価装置。  The pattern evaluation apparatus according to claim 1, wherein the light irradiating unit includes a slit or a pinhole that detects light with high resolution. 前記光を照射する手段は、偏光光を前記レジストパターンに照射するために、偏光子もしくは偏光板を備えていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のパターン評価装置。  The pattern evaluation apparatus according to claim 1, wherein the light irradiation unit includes a polarizer or a polarizing plate to irradiate the resist pattern with polarized light. 前記光検出手段は、スリット、ピンホール、分光器、回折格子、プリズム、波長分解型CCDの少なくとも1つを有することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のパターン評価装置。  6. The pattern evaluation apparatus according to claim 1, wherein the light detection unit includes at least one of a slit, a pinhole, a spectroscope, a diffraction grating, a prism, and a wavelength-resolved CCD. . 基板上に形成されたレジストパターンに、この基板に対して垂直又は斜方向から入射し、偏光子により偏光されたレーザ光を照射する手段と、前記レジストパターンから反射、回折もしくは散乱してくる光のいずれかの強度を測定する光検出手段と、前記反射光、回折光もしくは散乱光のいずれかの偏光度をスペクトル解析により測定する手段と、前記スペクトル解析の結果に基づいてレジストパターンのラフネスを算出する手段とを備えたことを特徴とするパターン評価装置。  Means for irradiating the resist pattern formed on the substrate perpendicularly or obliquely to the substrate and irradiating laser light polarized by a polarizer, and light reflected, diffracted or scattered from the resist pattern A light detecting means for measuring the intensity of any one of the following: a means for measuring the degree of polarization of the reflected light, diffracted light or scattered light by spectral analysis; and the roughness of the resist pattern based on the result of the spectral analysis. A pattern evaluation apparatus comprising: means for calculating. 基板に形成されたレジストパターンに白色光源から出た分光器で成形された単色光もしくはレーザ光を照射する工程と、前記レジストパターンからの反射光、回折光もしくは散乱光のいずれか強度を検出する工程と、前記反射光、回折光もしくは散乱光のいずれかによるスペクトルの広がりをスペクトル解析する工程と、前記スペクトル解析する工程の結果に基づいてレジストパターンのラフネスを算出する工程とを有することを特徴とするパターン評価方法。A step of irradiating the resist pattern formed on the substrate with monochromatic light or laser light molded with a spectroscope emitted from a white light source, and detecting the intensity of reflected light, diffracted light or scattered light from the resist pattern A step of spectrally analyzing the spread of a spectrum caused by any one of the reflected light, diffracted light, and scattered light, and a step of calculating roughness of a resist pattern based on a result of the spectral analysis step. Pattern evaluation method. 前記ラフネスを算出する工程において、あらかじめ標準パターンを用いてエッジラフネスと回折又は散乱によるスペクトルの広がりとの関係を測定しておくことを特徴とする請求項8に記載のパターン評価方法。  9. The pattern evaluation method according to claim 8, wherein in the step of calculating the roughness, a relationship between edge roughness and a spectrum spread due to diffraction or scattering is measured in advance using a standard pattern. 基板に形成されたレジストパターンに偏光子により偏光されたレーザ光を照射する工程と、前記レジストパターンからの反射光又は散乱光の強度を検出する工程と、前記反射光又は散乱光の偏光度をスペクトル解析する工程と、前記スペクトル解析する工程の結果に基づいてレジストパターンのラフネスを算出する工程とを有することを特徴とするパターン評価方法。  Irradiating the resist pattern formed on the substrate with laser light polarized by a polarizer, detecting the intensity of the reflected or scattered light from the resist pattern, and the degree of polarization of the reflected or scattered light. A pattern evaluation method comprising: a step of analyzing a spectrum; and a step of calculating roughness of a resist pattern based on a result of the step of analyzing the spectrum.
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4901090B2 (en) * 2004-10-06 2012-03-21 株式会社ニコン Defect inspection method and defect detection apparatus
JP4529366B2 (en) * 2003-03-26 2010-08-25 株式会社ニコン Defect inspection apparatus, defect inspection method, and hole pattern inspection method
US7643137B2 (en) 2003-03-26 2010-01-05 Nikon Corporation Defect inspection apparatus, defect inspection method and method of inspecting hole pattern
JP4552859B2 (en) * 2003-10-27 2010-09-29 株式会社ニコン Surface inspection apparatus and surface inspection method
JP4282500B2 (en) * 2004-01-29 2009-06-24 株式会社東芝 Structure inspection method and semiconductor device manufacturing method
US20060099344A1 (en) 2004-11-09 2006-05-11 Eastman Kodak Company Controlling the vaporization of organic material
JP4802481B2 (en) 2004-11-09 2011-10-26 株式会社ニコン Surface inspection apparatus, surface inspection method, and exposure system
JP4696607B2 (en) * 2005-03-14 2011-06-08 株式会社ニコン Surface inspection device
JP4635939B2 (en) * 2006-03-30 2011-02-23 株式会社ニコン Surface inspection device
JP4605089B2 (en) * 2006-05-10 2011-01-05 株式会社ニコン Surface inspection device
JP4548385B2 (en) 2006-05-10 2010-09-22 株式会社ニコン Surface inspection device
JP4622933B2 (en) * 2006-05-15 2011-02-02 株式会社ニコン Surface inspection method and surface inspection apparatus
JP4692892B2 (en) * 2006-06-01 2011-06-01 株式会社ニコン Surface inspection device
KR100763553B1 (en) 2006-11-16 2007-10-04 삼성전자주식회사 Apparatus and method of analyzing photoresist
JP5175605B2 (en) * 2008-04-18 2013-04-03 株式会社日立ハイテクノロジーズ Pattern shape inspection method
JP5337458B2 (en) 2008-11-19 2013-11-06 株式会社日立ハイテクノロジーズ Pattern shape inspection method and apparatus
JP5816297B2 (en) * 2010-12-23 2015-11-18 カール ツァイス エスエムエス ゲーエムベーハー Method for characterizing structures on a mask and device for performing the method
JP5287891B2 (en) * 2011-02-04 2013-09-11 株式会社ニコン Defect inspection method
WO2013132638A1 (en) 2012-03-08 2013-09-12 富士通株式会社 Electronic component inspecting apparatus and electronic component inspecting method
JP5648937B2 (en) * 2013-06-06 2015-01-07 株式会社ニコン Evaluation device

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