JPH1097971A - Best focal point detecting method for photolithographic process and reticle used therefor - Google Patents

Best focal point detecting method for photolithographic process and reticle used therefor

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JPH1097971A
JPH1097971A JP8250678A JP25067896A JPH1097971A JP H1097971 A JPH1097971 A JP H1097971A JP 8250678 A JP8250678 A JP 8250678A JP 25067896 A JP25067896 A JP 25067896A JP H1097971 A JPH1097971 A JP H1097971A
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JP
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reticle
pattern
patterns
focus
resist
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JP8250678A
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Japanese (ja)
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Masuyuki Taki
益志 滝
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UMC Japan Co Ltd
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Nippon Steel Semiconductor Corp
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Publication date
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily and accurately detect the best focal point. SOLUTION: A resist is exposed by varying the set focus value of an aligner by a fixed width by using a reticle carrying a focus control pattern 1 in which one vertexes of two triangular patterns 1a and 1b are brought into point-contact with each other. When the resist is developed thereafter, a plurality of resist patterns to which the pattern 1 is transferred in different resolution states is formed. Then the appearance of the resist patterns are inspected with an optical microscope and the set focus value of the aligner when the vertexes of the two triangles are brought into point-contact with each other is compared with the best focal point.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置製造プ
ロセスのフォトリソグラフィー工程におけるベストフォ
ーカス検出方法に関し、特にベストフォーカス点ならび
にフォーカスズレ量を簡便に検出する方法に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for detecting a best focus in a photolithography step of a semiconductor device manufacturing process, and more particularly to a method for easily detecting a best focus point and a focus shift amount.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置製造プロセスのフォトリソグ
ラフィー工程で用いる露光装置では、焦点深度が深く、
限界解像力も高いベストの状態で装置を使用するため
に、フォーカスの管理が重要である。そこで、そのフォ
ーカスの管理方法として、従来から下記の2つの代表的
な手法が用いられている。なお、以下の従来技術の説明
に関しては、ポジ型レジストを用いることを前提として
記述する。
2. Description of the Related Art An exposure apparatus used in a photolithography step of a semiconductor device manufacturing process has a deep depth of focus.
Focus management is important in order to use the apparatus in the best condition where the limit resolution is high. Therefore, the following two typical methods have been conventionally used as a focus management method. The following description of the prior art is based on the premise that a positive resist is used.

【0003】第1の方法は、図7に示すように、縦方向
と横方向にそれぞれ複数本のラインパターン11、12
が配置されたレチクルを用い、シリコン基板上にコート
されたレジストに対して露光装置のフォーカスを意図的
に一定幅で振って露光を行い、現像後に縦パターン1
1、横パターン12各々の線幅x、yの測定を行う。こ
の際には、一定幅でフォーカスを振った時の各フォーカ
ス設定値毎の線幅x、yを電子ビーム顕微鏡(Scanning
Electron Microscope、以下、SEMと記す)を用いて
測長する。そして、図8に示すように、グラフの横軸方
向に露光装置のフォーカス設定値を、縦軸方向に測定し
た線幅をとり、測定点を打点した後、正弦波を描いて最
小分離解像ポイントからベストフォーカス点を求める、
という方法が用いられている。なお、図8に示した曲線
(以下、CD−フォーカス曲線と称する)は、ラインパ
ターンの場合のグラフであり、ラインパターン間のスペ
ースを測長して打点、グラフ化した場合には逆方向の放
物線状の曲線(CD−フォーカス曲線)が得られる。
In a first method, as shown in FIG. 7, a plurality of line patterns 11 and 12 are arranged in a vertical direction and a horizontal direction, respectively.
Is exposed using a reticle on which a resist coated on a silicon substrate is intentionally shaken at a constant width with a focus of an exposure apparatus.
1. The line widths x and y of each of the horizontal patterns 12 are measured. In this case, the line width x and y for each focus setting value when the focus is shaken at a fixed width is determined by an electron beam microscope (Scanning
The length is measured using an Electron Microscope (hereinafter, referred to as SEM). Then, as shown in FIG. 8, the focus setting value of the exposure apparatus is taken in the horizontal axis direction of the graph, the line width measured in the vertical axis direction is taken, and the measurement points are plotted. Find the best focus point from the points,
Is used. The curve (hereinafter, referred to as a CD-focus curve) shown in FIG. 8 is a graph in the case of a line pattern. A parabolic curve (CD-focus curve) is obtained.

【0004】第2の方法は、第1の方法で用いたのと同
じレチクルを用い、第1の方法と同様、露光装置のフォ
ーカスを一定幅で振って露光、現像を行う。続いて、実
際に転写されたライン&スペースの各フォーカス設定値
毎のパターンの最小分離解像寸法を光学顕微鏡を用いて
読み取り、第1の方法と同様にCD−フォーカス曲線を
求めた上でベストフォーカス点を求める。なお、この第
2の方法を応用したものとして、CD−フォーカス曲線
を求めず、図7に示すレチクルの隣り合うラインパター
ン11、12が完全に分離、解像されている最小分離解
像ポイントからベストフォーカス点を求める簡便法も用
いられている。
In the second method, the same reticle as used in the first method is used, and exposure and development are performed while the focus of the exposure apparatus is shifted at a fixed width, similarly to the first method. Subsequently, the minimum separation resolution of the pattern for each focus set value of the line and space actually transferred is read using an optical microscope, and a CD-focus curve is obtained in the same manner as in the first method. Find the focus point. It is to be noted that as a result of applying the second method, a CD-focus curve is not obtained, and the adjacent line patterns 11 and 12 of the reticle shown in FIG. 7 are completely separated and resolved from the minimum separation resolution point. A simple method for finding the best focus point is also used.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
フォーカス管理方法にはそれぞれ次のような問題点があ
った。上記第1の方法では、露光、現像後にSEMを用
いて線幅測定を行わなければならず、極めて多くの手間
や時間が掛かる方法であった。また、電子ビームの走査
によってレジスト像を測定するために、低チャージアッ
プで高解像力を持つ高性能の測長SEMが必要であり、
コストが掛かるといった問題も有していた。
However, each of the conventional focus management methods has the following problems. In the first method, the line width must be measured by using the SEM after the exposure and the development, which is a method that requires much labor and time. In addition, in order to measure a resist image by scanning with an electron beam, a high-performance SEM with a low charge-up and a high resolution is required.
There was also a problem that costs were high.

【0006】これに対して、第2の方法は比較的簡単に
実施することができるが、ラインパターン間のスペース
部でのレジスト残りの有無を作業者が判断する必要があ
る。ところが、この判断に関しては、作業者間のバラツ
キが非常に大きいといった精度のバラツキの問題が生じ
ていた。また、このライン&スペースによる判定の場
合、露光装置のレンズの非点収差が存在するために、縦
パターンと横パターンの2種類の測定を行わなければな
らないという煩雑さもあった。
On the other hand, the second method can be implemented relatively easily, but it is necessary for an operator to determine whether or not a resist remains in a space between line patterns. However, regarding this determination, there has been a problem of variation in accuracy such that variation between workers is extremely large. Further, in the case of the determination based on the line and space, there is also a trouble that two types of measurement of a vertical pattern and a horizontal pattern must be performed because astigmatism of the lens of the exposure apparatus exists.

【0007】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、ベストフォーカス点の検出を簡単
にかつ精度良く行うことのできる方法、およびそれに用
いるレチクルを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a method capable of easily and accurately detecting a best focus point and a reticle used therefor. I do.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の請求項1に記載のフォトリソグラフィー
工程におけるベストフォーカス点検出方法は、2つ以上
の多角形パターンからなり、隣り合う2つの多角形パタ
ーンの各々のいずれか一つの頂点同士が点接触したフォ
ーカス管理用パターンを有するレチクルを用いて、半導
体基板上のレジストに対して露光装置のフォーカス設定
値を一定幅で振って露光を行う露光工程と、露光後のレ
ジストに現像処理を施すことによりフォーカス管理用パ
ターンが異なる形状として転写された複数のレジストパ
ターンを形成する現像工程と、顕微鏡を用いて複数のレ
ジストパターンの外観検査を行うことにより、隣り合う
2つの多角形のいずれか一つの頂点同士が点接触した状
態となっているレジストパターンを露光した時の露光装
置のフォーカス設定値をベストフォーカス点と比較する
検査工程、を有することを特徴とするものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for detecting a best focus point in a photolithography process, comprising two or more polygonal patterns. Using a reticle having a focus management pattern in which any one of the vertices of each of the two polygonal patterns is in point contact with each other, the resist on the semiconductor substrate is exposed while the focus set value of the exposure apparatus is varied at a fixed width. An exposure step of performing a development process on the exposed resist to form a plurality of resist patterns in which focus management patterns are transferred as different shapes, and a visual inspection of the plurality of resist patterns using a microscope Is performed, the vertex of any one of two adjacent polygons is in point contact with each other. Inspection step of comparing the focus setting value of the exposure apparatus when exposing the strike pattern and the best focus point, is characterized in that it has a.

【0009】また、請求項2に記載のフォトリソグラフ
ィー工程におけるベストフォーカス点検出方法は、前記
フォーカス管理用パターンが3つ以上の多角形パターン
からなり、隣り合う多角形パターン同士の接触点の全て
が同一直線上に位置するレチクルを用いることを特徴と
するものである。
Further, in the method of detecting the best focus point in the photolithography step according to the present invention, the focus management pattern is composed of three or more polygonal patterns, and all of the contact points between adjacent polygonal patterns are formed. A reticle located on the same straight line is used.

【0010】また、請求項3に記載のフォトリソグラフ
ィー工程におけるベストフォーカス点検出方法は、前記
レチクル上の多角形パターンの一辺の寸法を、使用する
露光装置の限界解像力の2倍以上の寸法に設定すること
を特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for detecting a best focus point in a photolithography step, wherein a dimension of one side of a polygonal pattern on the reticle is set to a dimension twice or more as large as a limit resolution of an exposure apparatus to be used. It is characterized by doing.

【0011】また、請求項4に記載のフォトリソグラフ
ィー工程におけるベストフォーカス点検出方法は、前記
露光工程において、設計寸法と同一のレジストパターン
寸法が得られるだけの露光量を用いて露光を行うことを
特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of detecting a best focus point in a photolithography step, wherein the exposing step is performed using an exposure amount sufficient to obtain a resist pattern dimension identical to a design dimension. It is a feature.

【0012】本発明の請求項5に記載のレチクルは、フ
ォトリソグラフィー工程においてベストフォーカス点を
検出するためのレチクルであり、2つ以上の多角形パタ
ーンからなり、隣り合う2つの多角形パターンの各々の
いずれか一つの頂点同士が点接触したフォーカス管理用
パターンを有することを特徴とするものである。
A reticle according to a fifth aspect of the present invention is a reticle for detecting a best focus point in a photolithography process, and is composed of two or more polygon patterns, each of two adjacent polygon patterns. Wherein any one of the vertices has a focus management pattern in point contact with each other.

【0013】また、請求項6に記載のレチクルは、前記
フォーカス管理用パターンが3つ以上の多角形パターン
からなり、隣り合う多角形パターン同士の接触点の全て
が同一直線上に位置することを特徴とするものである。
Further, in the reticle according to the present invention, it is preferable that the focus management pattern is composed of three or more polygonal patterns, and all contact points between adjacent polygonal patterns are located on the same straight line. It is a feature.

【0014】また、請求項7に記載のレチクルは、前記
多角形パターンの一辺の寸法が、使用する露光装置の限
界解像力の2倍以上の寸法であることを特徴とするもの
である。
In a reticle according to a seventh aspect of the present invention, the dimension of one side of the polygonal pattern is twice or more as large as the limit resolution of an exposure apparatus to be used.

【0015】本発明は、以下の手順に従ってベストフォ
ーカス点の検出を行うものである。 隣り合う2つの多角形パターンのいずれか1箇所の
頂点同士が点接触するフォーカス管理用パターンを配置
したレチクルを準備する。 露光工程前の準備作業として、上記レチクルを用い
て露光装置のフォーカス状態をベストフォーカス点とし
た上で露光条件を振って露光、現像処理を行う。そし
て、現像後に形成されたレジストパターンにおいても隣
り合う2つの多角形の頂点同士が点接触した状態となる
場合の露光条件を予め求めておく。 定期的なフォーカス管理作業として、上記レチクル
および露光条件を用いて露光装置のフォーカス設定値を
一定幅で振って露光、現像処理を行い、異なる形状を持
つ複数のレジストパターンを形成する。 顕微鏡を用いて上記レジストパターンの外観検査を
行う。この際には、複数のレジストパターンのうち、ど
のレジストパターンが隣り合う2つの多角形の頂点同士
が点接触した状態となっているかを検査する。そして、
そのレジストパターンを露光した時の露光装置のフォー
カス設定値をベストフォーカス点と比較する。
According to the present invention, the best focus point is detected according to the following procedure. A reticle on which a focus management pattern in which the vertices of any one of two adjacent polygonal patterns are in point contact with each other is prepared. As a preparatory operation before the exposure step, the exposure and development processes are performed by changing the exposure condition after setting the focus state of the exposure apparatus to the best focus point using the reticle. Then, also in the resist pattern formed after development, the exposure conditions in the case where the vertices of two adjacent polygons are in point contact with each other are determined in advance. As a regular focus management operation, exposure and development are performed by shaking the focus set value of the exposure apparatus at a fixed width using the reticle and the exposure conditions, thereby forming a plurality of resist patterns having different shapes. The appearance of the resist pattern is inspected using a microscope. At this time, it is checked which of the plurality of resist patterns is in a state where the vertices of two adjacent polygons are in point contact with each other. And
The focus set value of the exposure apparatus when exposing the resist pattern is compared with the best focus point.

【0016】仮に露光装置のフォーカス状態がベストフ
ォーカス点を外れ、いわゆるデフォーカス状態となって
いた場合、または半導体基板内で局所的にデフォーカス
が発生したような場合には、上述したレジストパターン
の多角形の頂点近傍で解像力が低下し、顕微鏡を用いた
外観検査によって、ベストフォーカス時の点接触状態に
対して2つの頂点が分離したり、あるいは重複したよう
なレジストパターンが確認される。したがって、上記の
ような手順をとることにより、フォーカスズレ量の検出
も含めて、現状の露光装置のフォーカス管理を容易にか
つ精度良く行うことができる。
If the focus state of the exposure apparatus deviates from the best focus point and is a so-called defocus state, or if defocus occurs locally in the semiconductor substrate, the above-described resist pattern The resolution decreases near the vertices of the polygon, and a visual inspection using a microscope confirms a resist pattern in which two vertices are separated or overlapped with the point contact state at the time of best focus. Therefore, by performing the above-described procedure, it is possible to easily and accurately perform the focus management of the current exposure apparatus, including the detection of the focus shift amount.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
1〜図6を参照して説明する。本実施の形態のフォトリ
ソグラフィー工程におけるベストフォーカス点検出方法
では、ポジ型レジストを用いる場合を例に挙げて説明す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. The best focus point detection method in the photolithography process according to the present embodiment will be described using a case where a positive resist is used as an example.

【0018】図1は、本方法で用いるレチクルの第1の
形態を示すものである。このレチクルは、2つの三角形
パターン1a、1bの一つの頂点同士が点接触するよう
に配置されたフォーカス管理用パターン1を有してい
る。なお、図1では、2つの三角形パターン1a、1b
の一組のみを示すが、レチクル内にこのパターンを複数
組設けてもよい。また、各パターンの形状は三角形に限
らず、四角形、五角形等の多角形パターンとしてもよ
い。
FIG. 1 shows a first embodiment of a reticle used in the present method. This reticle has a focus management pattern 1 arranged such that one vertex of two triangular patterns 1a and 1b is in point contact with each other. In FIG. 1, two triangular patterns 1a, 1b
Although only one set is shown, a plurality of sets of this pattern may be provided in the reticle. The shape of each pattern is not limited to a triangle, but may be a polygonal pattern such as a quadrangle or a pentagon.

【0019】また、図2は、本方法で用いるレチクルの
第2の形態を示すものである。このレチクルは、3つの
四角形パターン101a、101b、101cからな
り、隣り合う各四角形パターンの一つの頂点同士が点接
触し、しかもこれら接触点が同一直線上にあるように配
置されたフォーカス管理用パターン101を有してい
る。なお、図2も図1と同様、3つの四角形パターン1
01a、101b、101cの一組のみを示すが、レチ
クル内にこのパターンを複数組設けてもよい。また、各
パターンの形状は四角形に限らず、他の多角形パターン
としてもよい。
FIG. 2 shows a second embodiment of the reticle used in the present method. This reticle is composed of three rectangular patterns 101a, 101b, and 101c, and a focus management pattern arranged such that one vertex of each adjacent rectangular pattern makes point contact with each other and that these contact points are on the same straight line. 101. FIG. 2 is also similar to FIG.
Although only one set of the patterns 01a, 101b, and 101c is shown, a plurality of sets of this pattern may be provided in the reticle. Further, the shape of each pattern is not limited to a square, and may be another polygonal pattern.

【0020】これら第1、第2の形態のレチクルとも
に、レチクル内でのフォーカス管理用パターン1、10
1の配置は、フォーカス管理用パターンがレチクルの中
心座標を含むようにし、それ以外は所望の座標の位置に
任意に配置すればよい。また、多角形パターンの1辺の
寸法は、使用する露光装置の限界解像力の2倍以上の寸
法に設定するのが好ましい。なぜならば、仮にパターン
の寸法が限界解像力近傍に設定されていたとすると、レ
ジストパターン形成におけるシャープネスの欠如、なら
びに焦点深度の狭帯域化が生じるために、多角形パター
ンの頂点の解像状態に対してパターンの解像力の要因が
加味されてしまい、肝心なフォーカス変動の影響がわか
りにくくなるからである。
Both the reticle of the first and second embodiments have the focus management patterns 1, 10 in the reticle.
The arrangement of 1 is such that the focus management pattern includes the center coordinates of the reticle, and the other arrangements may be arbitrarily arranged at desired coordinates. Further, it is preferable that the dimension of one side of the polygonal pattern is set to be at least twice the critical resolution of the exposure apparatus used. This is because if the dimensions of the pattern were set near the limit resolution, lack of sharpness in the formation of the resist pattern and narrowing of the depth of focus would occur. This is because the factor of the pattern resolving power is taken into account, and it becomes difficult to understand the influence of the important focus fluctuation.

【0021】まず、定期的なフォーカス管理作業に先だ
って、下記の手順によりイニシャルデータを取得する。 (1) 露光装置のベストフォーカス点を求め、装置の
フォーカスをベストフォーカス状態に調整する。この
際、露光装置のベストフォーカス点の求め方としては、
露光の際に数種類の寸法からなるラインとスペースが設
けられたレチクルを用い、任意の露光量に固定した上で
フォーカスを一定幅に振って露光、現像を行う。引き続
いて、金属顕微鏡を用いて各フォーカス点における最小
分離解像がなされている線幅を読み取り、最小線幅のも
のが分離解像されているフォーカス点をベストフォーカ
ス点として定める。 (2) 露光装置のフォーカス設定値をベストフォーカ
ス点に固定した上で、従来のフォーカス管理用のレチク
ル(図7)を用い、露光条件のうち露光量のみを任意の
ピッチで振って半導体基板上のレジストに対して露光、
現像処理を行う。そして、形成されたレジストパターン
の実寸法を測長SEMを用いて測定し、レジストパター
ンの設計寸法と同一寸法(ただし、仮に1/5縮小型露
光装置対応のレチクルであれば、レチクル上のパターン
の設計寸法はレジストパターンの設計寸法の5倍とな
る)となる露光量を求める。その露光量をEopt と記
す。以上で事前の準備作業は終了する。
First, prior to a regular focus management operation, initial data is obtained according to the following procedure. (1) The best focus point of the exposure apparatus is obtained, and the focus of the apparatus is adjusted to the best focus state. At this time, the best focus point of the exposure apparatus
At the time of exposure, a reticle provided with lines and spaces having several types of dimensions is used, and exposure and development are performed by fixing the exposure amount to an arbitrary value and shaking the focus to a fixed width. Subsequently, the line width at which the minimum separation and resolution is performed at each focus point is read using a metal microscope, and the focus point at which the minimum line width is separated and resolved is determined as the best focus point. (2) After fixing the focus set value of the exposure apparatus to the best focus point, using the conventional reticle for focus management (FIG. 7), only the exposure amount among the exposure conditions is shaken at an arbitrary pitch, and the exposure is performed on the semiconductor substrate. Exposure to resist,
Perform development processing. Then, the actual size of the formed resist pattern is measured using a length measuring SEM, and the same size as the design size of the resist pattern (however, if the reticle is compatible with a 1/5 reduction type exposure apparatus, the pattern on the reticle is Is 5 times the design size of the resist pattern). The exposure amount is referred to as Eopt. Thus, the preparatory work is completed.

【0022】そして、定期的なフォーカス管理作業を行
う際には、上記第1または第2の形態のレチクル、およ
びイニシャルデータとして求めた露光量を用い、露光装
置のフォーカス設定値のみを一定幅で振って、半導体基
板上にコートしたレジストに対して露光を行う(露光工
程)。
When performing the regular focus management operation, the reticle of the first or second embodiment and the exposure amount obtained as the initial data are used, and only the focus set value of the exposure apparatus is set at a constant width. Shake to expose the resist coated on the semiconductor substrate (exposure step).

【0023】例えば、具体的には、第2の形態のレチク
ルを用いることとし、露光装置の露光波長λ=436n
m、開口数NA =0.55、レジストの膜厚=1.2μ
m、Eth(露光によりレジストが抜けきる最低露光量)
=85mj、Eopt =130mj、限界解像力=0.6
5μmの場合、図2の四角形パターン101a、101
b、101cの1辺は限界解像力寸法の2倍以上が好ま
しいため、1.30μm以上、実際には2.0μmとす
る。そして、フォーカス設定値を振る範囲は−2.0μ
m〜+0.2μm、ピッチは0.1μmとし、露光量E
opt =130mjで露光を行う。
For example, specifically, the reticle of the second embodiment is used, and the exposure wavelength λ of the exposure apparatus is 436 n
m, numerical aperture NA = 0.55, resist film thickness = 1.2 .mu.m
m, Eth (minimum exposure amount at which resist can be removed by exposure)
= 85 mj, Eopt = 130 mj, critical resolution = 0.6
In the case of 5 μm, the rectangular patterns 101a and 101 in FIG.
Since one side of b and 101c is preferably at least twice as large as the critical resolution size, it is set to 1.30 μm or more, and actually 2.0 μm. The range of the focus setting value is -2.0 μm.
m to +0.2 μm, the pitch is 0.1 μm, and the exposure amount E
Exposure is performed at opt = 130 mj.

【0024】次に、露光後のレジストコートに現像処理
を施し、フォーカス設定値を変えた数だけの異なる解像
状態(形状)を持つレジストパターンを形成する(現像
工程)。その後、光学顕微鏡を用いてこれらレジストパ
ターンの外観検査を行う(検査工程)。この際には、複
数のレジストパターンのうち、どのレジストパターンが
隣り合う2つの多角形の頂点同士が点接触した状態とな
っているかを検査する。そして、そのレジストパターン
を露光した際の露光装置のフォーカス設定値をベストフ
ォーカス点と比較する。
Next, the resist coat after the exposure is subjected to a developing process to form resist patterns having different resolution states (shapes) by changing the focus set value (developing step). Thereafter, the appearance of these resist patterns is inspected using an optical microscope (inspection step). At this time, it is checked which of the plurality of resist patterns is in a state where the vertices of two adjacent polygons are in point contact with each other. Then, the focus set value of the exposure apparatus when exposing the resist pattern is compared with the best focus point.

【0025】仮にデフォーカスが発生した場合、光学顕
微鏡を用いて外観検査を行った時にフォーカスズレの方
向が集光方向、分散方向それぞれの場合で、第1の形態
のレチクルを用いた際には図3、図4に示すように、第
2の形態のレチクルを用いた際には図5、図6に示すよ
うに、ベストフォーカス時の点接触状態に対して2つの
頂点が分離したレジストパターン3a、3b、103
a、103b、103c、あるいは重複したレジストパ
ターン2、102が確認される。したがって、多角形の
頂点が点接触状態となっているレジストパターンを探
し、そのレジストパターン形成時のフォーカス設定値を
確認すれば、フォーカスズレ量の検出も含めて、現状の
露光装置のフォーカス状態を把握することができる。
If defocusing occurs, the appearance of the focus shift in the light-collecting direction and the dispersion direction when the appearance inspection is performed using an optical microscope, and when the reticle of the first embodiment is used, As shown in FIGS. 3 and 4, when the reticle according to the second embodiment is used, as shown in FIGS. 3a, 3b, 103
a, 103b and 103c or overlapping resist patterns 2 and 102 are confirmed. Therefore, searching for a resist pattern in which the vertices of the polygon are in point contact with each other, and checking the focus set value at the time of forming the resist pattern, the focus state of the current exposure apparatus, including the detection of the focus shift amount, can be determined. You can figure out.

【0026】本実施の形態のベストフォーカス点検出方
法によれば、レチクルのフォーカス管理用パターン1、
101の形状を工夫したことにより、フォーカスズレが
直ちにレジストパターン形状の違いとして反映されるよ
うになり、光学顕微鏡を用いて露光装置のフォーカス状
態を確認することができる。したがって、高性能の測長
SEMを必要とした従来の方法に比べて作業に掛かる手
間や時間を低減でき、フォーカス管理を低コストで実施
することができる。また、ベストフォーカス時とデフォ
ーカス時でパターン形状が明確に異なるため、作業者間
の判断のばらつきが比較的少なく、フォーカス管理を精
度良く行うことができる。
According to the best focus point detecting method of this embodiment, the reticle focus management pattern 1,
By devising the shape of 101, the focus shift is immediately reflected as a difference in the resist pattern shape, and the focus state of the exposure apparatus can be confirmed using an optical microscope. Therefore, the labor and time required for the operation can be reduced as compared with the conventional method that requires a high-performance measurement SEM, and the focus management can be performed at low cost. In addition, since the pattern shape is clearly different between the best focus and the defocus, there is relatively little variation in judgment among operators, and focus management can be performed accurately.

【0027】そして、特に図2に示す第2の形態のレチ
クルを用いた場合には、レジスト塗布の際の塗布むら、
下地異物起因のパターン形状異常等が生じた場合でも、
複数の接触点が連続しているために検出がしやすいとい
う利点を持っている。また、ベストフォーカス状態にお
いては点接触した複数の箇所を連続した状態で観察でき
るため、光学顕微鏡を用いた検査の際の判定を容易に行
うことができ、検査精度を向上させることが可能にな
る。
In particular, when the reticle of the second embodiment shown in FIG. 2 is used, uneven coating at the time of resist coating,
Even if the pattern shape abnormality due to the base foreign matter occurs,
There is an advantage that detection is easy because a plurality of contact points are continuous. In addition, in the best focus state, a plurality of points in point contact can be observed in a continuous state, so that it is possible to easily perform a determination at the time of inspection using an optical microscope, and to improve the inspection accuracy. .

【0028】なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加えることが可能である。例
えば本実施の形態では、ポジ型レジストを用いる例とし
て説明したが、本実施の形態とパターンの白黒を反転さ
せたレチクルを用いることによってネガ型レジストに対
応する方法とすることもできる。また、本実施の形態で
用いた露光装置条件、フォーカス管理用パターンの寸
法、フォーカス設定値の範囲、ピッチ等、具体的な数値
に関しては、適宜変更が可能である。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various changes can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in this embodiment, an example in which a positive resist is used has been described. However, a method corresponding to a negative resist can be used by using a reticle in which the pattern is inverted between black and white in this embodiment. Further, specific numerical values such as the exposure apparatus conditions, the size of the focus management pattern, the range of the focus set value, and the pitch used in the present embodiment can be appropriately changed.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
フォトリソグラフィー工程におけるベストフォーカス点
検出方法によれば、従来の方法のように高性能の測長S
EMを用いることもなく、ベストフォーカス点およびフ
ォーカスズレ量の検出を簡便に実施することができる。
また、作業者間の判断のバラツキを低減できるため、フ
ォーカス管理の精度を向上させることができる。
As described above in detail, according to the best focus point detecting method in the photolithography process of the present invention, the high-performance length measurement S
The detection of the best focus point and the focus shift amount can be easily performed without using the EM.
In addition, since it is possible to reduce the variation in the judgment between the workers, it is possible to improve the accuracy of the focus management.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施の形態のベストフォーカス点
検出方法で用いる第1の形態のレチクルを示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a reticle according to a first embodiment used in a best focus point detection method according to an embodiment of the present invention;

【図2】 同、第2の形態のレチクルを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a reticle according to a second embodiment.

【図3】 第1の形態のレチクルを用いた場合のデフォ
ーカス時のレジストパターンを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a resist pattern at the time of defocusing when the reticle of the first embodiment is used.

【図4】 同図である。FIG. 4 is the same drawing.

【図5】 第2の形態のレチクルを用いた場合のデフォ
ーカス時のレジストパターンを示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a resist pattern at the time of defocusing when a reticle of the second embodiment is used.

【図6】 同図である。FIG. 6 is the same drawing.

【図7】 従来のフォーカス管理方法で用いるレチクル
を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a reticle used in a conventional focus management method.

【図8】 同、方法におけるフォーカスとパターン線幅
の関係を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between focus and pattern line width in the same method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、101 フォーカス管理用パターン 1a、1b 三角形パターン(多角形パターン) 101a、101b、101c 四角形パターン(多角
形パターン) 2、3a、3b、102、103a、103b、103
c デフォーカス時のレジストパターン 11、12 ラインパターン
1, 101 Focus management pattern 1a, 1b Triangular pattern (polygonal pattern) 101a, 101b, 101c Square pattern (polygonal pattern) 2, 3, a, 3b, 102, 103a, 103b, 103
c Resist pattern at defocus 11, 12 Line pattern

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2つ以上の多角形パターンからなり、隣
り合う2つの多角形パターンの各々のいずれか一つの頂
点同士が点接触したフォーカス管理用パターンを有する
レチクルを用いて、半導体基板上のレジストに対して露
光装置のフォーカス設定値を一定幅で振って露光を行う
露光工程と、 露光後のレジストに現像処理を施すことにより前記フォ
ーカス管理用パターンが異なる形状として転写された複
数のレジストパターンを形成する現像工程と、 顕微鏡を用いて前記複数のレジストパターンの外観検査
を行うことにより、隣り合う2つの多角形のいずれか一
つの頂点同士が点接触した状態となっているレジストパ
ターンを露光した時の露光装置のフォーカス設定値をベ
ストフォーカス点と比較する検査工程、 を有することを特徴とするフォトリソグラフィー工程に
おけるベストフォーカス点検出方法。
1. A reticle having a focus management pattern, which is composed of two or more polygonal patterns and in which any one vertex of each of two adjacent polygonal patterns is in point contact with each other, is provided on a semiconductor substrate. An exposure step of exposing the resist by swinging a focus set value of an exposure device at a constant width, and a plurality of resist patterns in which the focus management pattern is transferred as a different shape by performing development processing on the exposed resist. A developing step of forming a resist pattern, and performing an appearance inspection of the plurality of resist patterns using a microscope to expose the resist pattern in a state where any one vertex of two adjacent polygons is in point contact with each other. An inspection step of comparing a focus set value of the exposure apparatus at the time of the exposure with a best focus point. Best focus point detection method in photolithography process.
【請求項2】 請求項1に記載のフォトリソグラフィー
工程におけるベストフォーカス点検出方法において、 前記フォーカス管理用パターンが3つ以上の多角形パタ
ーンからなり、隣り合う多角形パターン同士の接触点の
全てが同一直線上に位置するレチクルを用いることを特
徴とするフォトリソグラフィー工程におけるベストフォ
ーカス点検出方法。
2. The method for detecting a best focus point in a photolithography process according to claim 1, wherein the focus management pattern is formed of three or more polygonal patterns, and all contact points between adjacent polygonal patterns are formed. A method of detecting a best focus point in a photolithography process, wherein reticles located on the same straight line are used.
【請求項3】 請求項1または2に記載のフォトリソグ
ラフィー工程におけるベストフォーカス点検出方法にお
いて、 前記レチクル上の多角形パターンの一辺の寸法を、使用
する露光装置の限界解像力の2倍以上の寸法に設定する
ことを特徴とするフォトリソグラフィー工程におけるベ
ストフォーカス点検出方法。
3. The method of detecting a best focus point in a photolithography process according to claim 1, wherein a dimension of one side of the polygonal pattern on the reticle is at least twice as large as a limit resolution of an exposure apparatus to be used. A best focus point detection method in a photolithography process, characterized in that:
【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかに記載のフ
ォトリソグラフィー工程におけるベストフォーカス点検
出方法において、 前記露光工程において、設計寸法と同一のレジストパタ
ーン寸法が得られるだけの露光量を用いて露光を行うこ
とを特徴とするフォトリソグラフィー工程におけるベス
トフォーカス点検出方法。
4. A method for detecting a best focus point in a photolithography step according to claim 1, wherein the exposure step uses an exposure amount sufficient to obtain the same resist pattern dimension as a design dimension. A method for detecting a best focus point in a photolithography process, comprising performing exposure.
【請求項5】 フォトリソグラフィー工程においてベス
トフォーカス点を検出するためのレチクルであって、 2つ以上の多角形パターンからなり、隣り合う2つの多
角形パターンの各々のいずれか一つの頂点同士が点接触
したフォーカス管理用パターンが形成されたことを特徴
とするレチクル。
5. A reticle for detecting a best focus point in a photolithography process, wherein the reticle is composed of two or more polygon patterns, and any one vertex of each of two adjacent polygon patterns is a point. A reticle, wherein a focus management pattern in contact with the reticle is formed.
【請求項6】 請求項5に記載のレチクルにおいて、 前記フォーカス管理用パターンが3つ以上の多角形パタ
ーンからなり、隣り合う多角形パターン同士の接触点の
全てが同一直線上に位置することを特徴とするレチク
ル。
6. The reticle according to claim 5, wherein the focus management pattern is composed of three or more polygon patterns, and all contact points between adjacent polygon patterns are located on the same straight line. Reticle to feature.
【請求項7】 請求項5または6に記載のレチクルにお
いて、 前記多角形パターンの一辺の寸法が、使用する露光装置
の限界解像力の2倍以上の寸法であることを特徴とする
レチクル。
7. The reticle according to claim 5, wherein a dimension of one side of the polygon pattern is at least twice as large as a limit resolution of an exposure apparatus to be used.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005505929A (en) * 2001-10-10 2005-02-24 アクセント オプティカル テクノロジーズ,インク. Determining the focal center by cross-sectional analysis
KR100732742B1 (en) * 2001-06-27 2007-06-27 주식회사 하이닉스반도체 Method for Monitoring Focus

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