JPH11316187A - エリプソメトリ及びエリプソメータ、形状測定方法および半導体装置の製造方法 - Google Patents
エリプソメトリ及びエリプソメータ、形状測定方法および半導体装置の製造方法Info
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- JPH11316187A JPH11316187A JP35943698A JP35943698A JPH11316187A JP H11316187 A JPH11316187 A JP H11316187A JP 35943698 A JP35943698 A JP 35943698A JP 35943698 A JP35943698 A JP 35943698A JP H11316187 A JPH11316187 A JP H11316187A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、薄膜の屈折率と膜厚を評価するエ
リプソメトリにおいて、重回帰分析を適用し、重回帰式
を用いることにより、屈折率と膜厚の計算速度を向上さ
せることを目的とする。 【解決手段】 エリプソメトリにおいて、重回帰分析を
行なって重回帰式を求め、薄膜の膜厚と屈折率を該重回
帰式を用いてΔとΨの関数として近似する。そして、実
測したΔとΨの測定値と該関数を用いて該薄膜の膜厚と
屈折率を求める。
リプソメトリにおいて、重回帰分析を適用し、重回帰式
を用いることにより、屈折率と膜厚の計算速度を向上さ
せることを目的とする。 【解決手段】 エリプソメトリにおいて、重回帰分析を
行なって重回帰式を求め、薄膜の膜厚と屈折率を該重回
帰式を用いてΔとΨの関数として近似する。そして、実
測したΔとΨの測定値と該関数を用いて該薄膜の膜厚と
屈折率を求める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は薄膜の膜厚と屈折率
を測定するエリプソメトリ及びエリプソメータにかか
り、特に、測定された薄膜のΔ値とΨ値を説明変数と
し、重回帰分析により求めた重回帰式を使用して薄膜の
膜厚と屈折率を求めるエリプソメトリ及びエリプソメー
タ、さらにかかるエリプソメトリを使った半導体装置の
製造方法に関する。
を測定するエリプソメトリ及びエリプソメータにかか
り、特に、測定された薄膜のΔ値とΨ値を説明変数と
し、重回帰分析により求めた重回帰式を使用して薄膜の
膜厚と屈折率を求めるエリプソメトリ及びエリプソメー
タ、さらにかかるエリプソメトリを使った半導体装置の
製造方法に関する。
【０００２】半導体製造における薄膜形成工程において
は、形成された薄膜が望み通り成膜されているか否か、
特に形成された薄膜が望み通りの膜厚になっているか否
か、望みの物性や組成を有しているか否かが重要な検査
・評価項目となる。そして、その検査・評価には、簡便
で正確な方法としてエリプソメトリが用いられることが
多く、エリプソメトリ用の装置としてはエリプソメータ
が使用される。
は、形成された薄膜が望み通り成膜されているか否か、
特に形成された薄膜が望み通りの膜厚になっているか否
か、望みの物性や組成を有しているか否かが重要な検査
・評価項目となる。そして、その検査・評価には、簡便
で正確な方法としてエリプソメトリが用いられることが
多く、エリプソメトリ用の装置としてはエリプソメータ
が使用される。
【０００３】
【従来の技術】エリプソメトリは、薄膜測定をしようと
する薄膜試料の表面に偏光を斜め方向から入射させ、反
射する光の偏光状態と先の入射光の偏光状態の変化量を
求め、解析計算によりこの変化量から薄膜試料の膜厚と
屈折率を求めようとする方法である。
する薄膜試料の表面に偏光を斜め方向から入射させ、反
射する光の偏光状態と先の入射光の偏光状態の変化量を
求め、解析計算によりこの変化量から薄膜試料の膜厚と
屈折率を求めようとする方法である。
【０００４】この場合、偏光の変化量には二つある。一
つは、偏光を水平Ｐ座標面のｐ成分波（位相Ｗp ）とそ
れに垂直なｓ成分波（位相Ｗs ）の二つの成分波に分け
て考えた場合に、反射によってそれらの間に生ずる位相
のずれを表すものであり、通常以下の式（Ｉ）のΔとし
て示される。
つは、偏光を水平Ｐ座標面のｐ成分波（位相Ｗp ）とそ
れに垂直なｓ成分波（位相Ｗs ）の二つの成分波に分け
て考えた場合に、反射によってそれらの間に生ずる位相
のずれを表すものであり、通常以下の式（Ｉ）のΔとし
て示される。
【０００５】
【数５】
【０００６】もう一つの変化量は、偏光の主軸方位に生
じる変化を表すものであり、通常以下の式（ＩＩ）のΨ
として示される。
じる変化を表すものであり、通常以下の式（ＩＩ）のΨ
として示される。
【０００７】
【数６】
【０００８】主軸方向の変化は、ｐ成分波（強度Ａp ）
とｓ成分波（強度Ａs ）で反射率（反射光のＡp ／入射
光のＡp と反射光のＡs ／入射光のＡs ）が異なるため
に両成分間に振幅の違いが起こり、合成した偏光として
変化が生じることによる。これらのΔとΨはエリプソメ
トリを用いるエリプソメータによって実測されるもので
あり、屈折率ｎ3 の下地基板の上に、評価したい薄膜
（屈折率ｎ，膜厚ｄ）があり、波長λの光が屈折率ｎ1
の雰囲気中で入射角θで入射したとすると、以下の関係
式（ＩＩＩ）が得られる。
とｓ成分波（強度Ａs ）で反射率（反射光のＡp ／入射
光のＡp と反射光のＡs ／入射光のＡs ）が異なるため
に両成分間に振幅の違いが起こり、合成した偏光として
変化が生じることによる。これらのΔとΨはエリプソメ
トリを用いるエリプソメータによって実測されるもので
あり、屈折率ｎ3 の下地基板の上に、評価したい薄膜
（屈折率ｎ，膜厚ｄ）があり、波長λの光が屈折率ｎ1
の雰囲気中で入射角θで入射したとすると、以下の関係
式（ＩＩＩ）が得られる。
【０００９】
【数７】
【００１０】式（ＩＩＩ）中の右辺パラメータの内、ｎ
3 とλとｎ1 とθは既知であり、測定値であるΔ値とΨ
値を用いれば、未知数として評価したい薄膜の屈折率ｎ
と膜厚ｄを解いて求めることができる。
3 とλとｎ1 とθは既知であり、測定値であるΔ値とΨ
値を用いれば、未知数として評価したい薄膜の屈折率ｎ
と膜厚ｄを解いて求めることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかし、一般には式
（ＩＩＩ）は屈折率ｎ又は膜厚ｄについてクローズドフ
ォームには展開できないので、ΔとΨのそれぞれ実測値
であるδ値とφ値を代入して直接解くことはできない。
そこで、従来は、測定されたδ値とφ値に対応する屈折
率ｎと膜厚ｄを求めるのに、屈折率と膜厚の値を様々に
変えて、式（ＩＩＩ）に代入してΔとΨの計算値を算出
し、その計算値が実測されたδ値とφ値に一致する時の
対応する屈折率と膜厚を求めて、それらの値を薄膜の屈
折率ｎと膜厚ｄとして見出すという方法を使用してい
る。
（ＩＩＩ）は屈折率ｎ又は膜厚ｄについてクローズドフ
ォームには展開できないので、ΔとΨのそれぞれ実測値
であるδ値とφ値を代入して直接解くことはできない。
そこで、従来は、測定されたδ値とφ値に対応する屈折
率ｎと膜厚ｄを求めるのに、屈折率と膜厚の値を様々に
変えて、式（ＩＩＩ）に代入してΔとΨの計算値を算出
し、その計算値が実測されたδ値とφ値に一致する時の
対応する屈折率と膜厚を求めて、それらの値を薄膜の屈
折率ｎと膜厚ｄとして見出すという方法を使用してい
る。
【００１２】しかし、かかる方法を用いていると、計算
量が多く、屈折率ｎと膜厚ｄを求めるのに時間がかかる
という問題を生じる。近年、半導体の集積化が進むにつ
れて、一枚の半導体製造用基板上の薄膜の検査・評価地
点数が増加しており、例えば、一枚の基板について検査
・評価地点数が数万地点に及ぶことも当然の検査工程と
なりつつある。
量が多く、屈折率ｎと膜厚ｄを求めるのに時間がかかる
という問題を生じる。近年、半導体の集積化が進むにつ
れて、一枚の半導体製造用基板上の薄膜の検査・評価地
点数が増加しており、例えば、一枚の基板について検査
・評価地点数が数万地点に及ぶことも当然の検査工程と
なりつつある。
【００１３】かかる状況下では、上記の長すぎる測定時
間は半導体製造において無視できない問題となり、屈折
率ｎと膜厚ｄの測定時間の短縮がエリプソメトリ、ひい
ては基板上の薄膜評価における大きな課題となる。そこ
で、本発明は上記課題を解決した新規で有用なエリプソ
メトリおよびエリプソメータを提供することにある。
間は半導体製造において無視できない問題となり、屈折
率ｎと膜厚ｄの測定時間の短縮がエリプソメトリ、ひい
ては基板上の薄膜評価における大きな課題となる。そこ
で、本発明は上記課題を解決した新規で有用なエリプソ
メトリおよびエリプソメータを提供することにある。
【００１４】また、本発明の別の目的は、実測されたΔ
値とΨ値から重回帰分析を用い、素早く薄膜の屈折率ｎ
と膜厚ｄを計算する方法を使用し、測定時間の短縮を実
現したエリプソメトリおよびエリプソメータを提供する
ことにある。
値とΨ値から重回帰分析を用い、素早く薄膜の屈折率ｎ
と膜厚ｄを計算する方法を使用し、測定時間の短縮を実
現したエリプソメトリおよびエリプソメータを提供する
ことにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
薄膜測定を行う試料表面から反射される楕円偏光のパラ
メータであって、下式により定義される位相ずれ（Δ）
と主軸の変位（Ψ）を測定し、それぞれ対応する実測値
のδ値とφ値から該薄膜の膜厚と屈折率を求めるエリプ
ソメトリにおいて、前記の膜厚と屈折率を前記のΔとΨ
の関数として近似し、該関数を用いて該δ値とφ値から
該薄膜の膜厚と屈折率を求めることを特徴とする。
薄膜測定を行う試料表面から反射される楕円偏光のパラ
メータであって、下式により定義される位相ずれ（Δ）
と主軸の変位（Ψ）を測定し、それぞれ対応する実測値
のδ値とφ値から該薄膜の膜厚と屈折率を求めるエリプ
ソメトリにおいて、前記の膜厚と屈折率を前記のΔとΨ
の関数として近似し、該関数を用いて該δ値とφ値から
該薄膜の膜厚と屈折率を求めることを特徴とする。
【００１６】
【数８】
【００１７】
【数９】
【００１８】請求項２記載の発明は、請求項１記載のエ
リプソメトリにおいて、前記の関数として、前記のδ値
とφ値を用いて重回帰分析により求めた重回帰式を使用
し、対応する前記薄膜の膜厚と屈折率を求めることを特
徴とする。請求項３記載の発明は、請求項２記載のエリ
プソメトリにおいて、前記の重回帰式が前記のΔとΨの
多項式であることを特徴とする。
リプソメトリにおいて、前記の関数として、前記のδ値
とφ値を用いて重回帰分析により求めた重回帰式を使用
し、対応する前記薄膜の膜厚と屈折率を求めることを特
徴とする。請求項３記載の発明は、請求項２記載のエリ
プソメトリにおいて、前記の重回帰式が前記のΔとΨの
多項式であることを特徴とする。
【００１９】請求項４記載の発明は、請求項３記載のエ
リプソメトリにおいて、前記の多項式が前記のΔとΨを
変数とする３次の多項式であることを特徴とする。請求
項５記載の発明は、エリプソメータにおいて、薄膜測定
を行う試料表面から反射される楕円偏光のパラメータで
あって、下式により定義される位相ずれ（Δ）と主軸の
変位（Ψ）を測定し、それぞれ対応する実測値のδ値と
φ値を求める手段と、該δ値とΨ値を用いて重回帰分析
をし、該ΔとΨの多項式として重回帰式を求める手段
と、該重回帰式と該δ値とφ値を用いて該薄膜の膜厚と
屈折率を求める手段とからなることを特徴とする。
リプソメトリにおいて、前記の多項式が前記のΔとΨを
変数とする３次の多項式であることを特徴とする。請求
項５記載の発明は、エリプソメータにおいて、薄膜測定
を行う試料表面から反射される楕円偏光のパラメータで
あって、下式により定義される位相ずれ（Δ）と主軸の
変位（Ψ）を測定し、それぞれ対応する実測値のδ値と
φ値を求める手段と、該δ値とΨ値を用いて重回帰分析
をし、該ΔとΨの多項式として重回帰式を求める手段
と、該重回帰式と該δ値とφ値を用いて該薄膜の膜厚と
屈折率を求める手段とからなることを特徴とする。
【００２０】
【数１０】
【００２１】
【数１１】
【００２２】請求項６記載の発明は、請求項５記載のエ
リプソメータにおいて、前記重回帰式がΔとΨを変数と
する３次の多項式であることを特徴とする。請求項７記
載の発明は、ｎ個の構造パラメータを含む周期構造を有
する試料において前記ｎ個の構造パラメータをエリプソ
メトリにより求める工程を含む形状測定方法において、
標準試料上の前記周期構造に対してｎ／２回のエリプソ
メトリを、測定条件を変化させながら実行し、エリプソ
パラメータΔi ，Ψi （ｉ＝１〜n/2 ）を求める工程
と、前記標準試料上のｎ個の構造パラメータを実測する
工程と、前記ｎ個の構造パラメータを、前記エリプソパ
ラメータの関数として表現する工程と、ｎ個の構造パラ
メータを含む周期構造を有する測定試料について、エリ
プソメトリを行うことにより、エリプソパラメータ
Δi ，Ψi （ｉ＝１〜n/2 ）を求める工程と、前記関数
を使って前記測定試料の構造パラメータを求める工程と
を含むことを特徴とする。
リプソメータにおいて、前記重回帰式がΔとΨを変数と
する３次の多項式であることを特徴とする。請求項７記
載の発明は、ｎ個の構造パラメータを含む周期構造を有
する試料において前記ｎ個の構造パラメータをエリプソ
メトリにより求める工程を含む形状測定方法において、
標準試料上の前記周期構造に対してｎ／２回のエリプソ
メトリを、測定条件を変化させながら実行し、エリプソ
パラメータΔi ，Ψi （ｉ＝１〜n/2 ）を求める工程
と、前記標準試料上のｎ個の構造パラメータを実測する
工程と、前記ｎ個の構造パラメータを、前記エリプソパ
ラメータの関数として表現する工程と、ｎ個の構造パラ
メータを含む周期構造を有する測定試料について、エリ
プソメトリを行うことにより、エリプソパラメータ
Δi ，Ψi （ｉ＝１〜n/2 ）を求める工程と、前記関数
を使って前記測定試料の構造パラメータを求める工程と
を含むことを特徴とする。
【００２３】請求項８記載の発明は、請求項７の形状測
定方法において、前記関数が、前記標準試料上の実測さ
れた構造パラメータを目的変量とし、前記標準試料につ
いて求められたエリプソパラメータΔi ，Ψi （ｉ＝１
〜n/2 ）を説明変数とする重回帰分析により求められる
ことを特徴とする。請求項９記載の発明は、請求項７ま
たは８記載の形状測定方法において、前記測定条件は、
前記周期構造への光ビームの入射角、または入射方向、
または波長を変化させることにより変化されることを特
徴とする。
定方法において、前記関数が、前記標準試料上の実測さ
れた構造パラメータを目的変量とし、前記標準試料につ
いて求められたエリプソパラメータΔi ，Ψi （ｉ＝１
〜n/2 ）を説明変数とする重回帰分析により求められる
ことを特徴とする。請求項９記載の発明は、請求項７ま
たは８記載の形状測定方法において、前記測定条件は、
前記周期構造への光ビームの入射角、または入射方向、
または波長を変化させることにより変化されることを特
徴とする。
【００２４】請求項１０記載の発明は、請求項７〜９の
いずれか一項記載の形状測定方法において、前記構造パ
ラメータが、プロセス条件を表すパラメータを含むこと
を特徴とする。請求項１１記載の発明は、請求項７〜１
０のうちいずれか一項記載の形状測定方法において、前
記測定試料の前記ｎ個の構造パラメータのうち、ｍ個の
パラメータを実測し、前記エリプソメトリの測定条件の
変化をｎ／２−ｍ回以上とし、残りのｎ−ｍ個の構造パ
ラメータを、（ｎ／２−ｍ）個以上のΔと（ｎ／２−
ｍ）個以上のΨと、ｍ個の構造パラメータとで近似的に
表現することを特徴とする。
いずれか一項記載の形状測定方法において、前記構造パ
ラメータが、プロセス条件を表すパラメータを含むこと
を特徴とする。請求項１１記載の発明は、請求項７〜１
０のうちいずれか一項記載の形状測定方法において、前
記測定試料の前記ｎ個の構造パラメータのうち、ｍ個の
パラメータを実測し、前記エリプソメトリの測定条件の
変化をｎ／２−ｍ回以上とし、残りのｎ−ｍ個の構造パ
ラメータを、（ｎ／２−ｍ）個以上のΔと（ｎ／２−
ｍ）個以上のΨと、ｍ個の構造パラメータとで近似的に
表現することを特徴とする。
【００２５】請求項１２記載の発明は、請求項８記載の
形状測定方法において、前記重回帰分析が、目的変数と
して使われる構造パラメータの実測値に誤差が含まれて
いる場合、前記エリプソメトリで得られたエリプソパラ
メータのうち、前記誤差を含む構造パラメータ以外の構
造パラメータの値が一定のものを抽出する工程と、前記
抽出されたエリプソパラメータの一つを説明変数とし、
前記誤差を含む構造パラメータを目的変数として単回帰
分析を行う工程とを含み、前記重回帰分析は、前記誤差
を含む構造パラメータに対して前記単回帰分析で得られ
た予測値を、その実測値として実行されることを特徴と
する。
形状測定方法において、前記重回帰分析が、目的変数と
して使われる構造パラメータの実測値に誤差が含まれて
いる場合、前記エリプソメトリで得られたエリプソパラ
メータのうち、前記誤差を含む構造パラメータ以外の構
造パラメータの値が一定のものを抽出する工程と、前記
抽出されたエリプソパラメータの一つを説明変数とし、
前記誤差を含む構造パラメータを目的変数として単回帰
分析を行う工程とを含み、前記重回帰分析は、前記誤差
を含む構造パラメータに対して前記単回帰分析で得られ
た予測値を、その実測値として実行されることを特徴と
する。
【００２６】請求項１３記載の発明は、標準試料上に形
成されたｎ個の構造パラメータを含む周期構造に対し
て、ｎ／２回のエリプソメトリを、測定条件を変化させ
ながら実行し、エリプソパラメータΔi ，Ψi （ｉ＝１
〜n/2 ）を求める工程と、前記標準試料上のｎ個の構造
パラメータを実測する工程と、前記ｎ個の構造パラメー
タを、前記エリプソパラメータの関数として表現する工
程と、半導体基板上に、ｎ個の構造パラメータを含み前
記周期構造を形成する複数の被測定パターンを形成する
工程と、前記半導体基板上の前記周期構造についてエリ
プソメトリを行うことにより、エリプソパラメータ
Δi ，Ψi （ｉ＝１〜n/2 ）を求める工程と、前記関数
を使って前記半導体基板上の周期構造について、前記構
造パラメータを求める工程とを含むことを特徴とする。
成されたｎ個の構造パラメータを含む周期構造に対し
て、ｎ／２回のエリプソメトリを、測定条件を変化させ
ながら実行し、エリプソパラメータΔi ，Ψi （ｉ＝１
〜n/2 ）を求める工程と、前記標準試料上のｎ個の構造
パラメータを実測する工程と、前記ｎ個の構造パラメー
タを、前記エリプソパラメータの関数として表現する工
程と、半導体基板上に、ｎ個の構造パラメータを含み前
記周期構造を形成する複数の被測定パターンを形成する
工程と、前記半導体基板上の前記周期構造についてエリ
プソメトリを行うことにより、エリプソパラメータ
Δi ，Ψi （ｉ＝１〜n/2 ）を求める工程と、前記関数
を使って前記半導体基板上の周期構造について、前記構
造パラメータを求める工程とを含むことを特徴とする。
【００２７】請求項１４記載の発明は、請求項１３の半
導体装置の製造方法において、前記周期構造が、基板上
に形成されたレジストパターンであることを特徴とす
る。請求項１５記載の発明は、試料が有するｎ個の構造
パラメータを含む膜構造に対して、ｎ／２回のエリプソ
メトリを、測定条件を変化させながら実行し、エリプソ
パラメータΔi 、Ψi （ｉ＝１〜ｎ／２）を求める工程
と、前記膜構造に対してプロセス処理を行なって該膜構
造上に新たな構造パラメータを含む周期構造を形成する
工程と、前記周期構造の構造パラメータを実測する工程
と、前記プロセス処理の条件を前記エリプソパラメータ
及び前記新たな構造パラメータの関数として表現する工
程と、前記関数に基づき、プロセス処理の条件を決定す
る工程と、前記決定されたプロセス処理の条件で装置を
構成する膜構造に対して前記プロセス処理を行なって、
該膜構造上に所定の構造パラメータを有する周期構造を
形成する工程とを含むことを特徴とする。
導体装置の製造方法において、前記周期構造が、基板上
に形成されたレジストパターンであることを特徴とす
る。請求項１５記載の発明は、試料が有するｎ個の構造
パラメータを含む膜構造に対して、ｎ／２回のエリプソ
メトリを、測定条件を変化させながら実行し、エリプソ
パラメータΔi 、Ψi （ｉ＝１〜ｎ／２）を求める工程
と、前記膜構造に対してプロセス処理を行なって該膜構
造上に新たな構造パラメータを含む周期構造を形成する
工程と、前記周期構造の構造パラメータを実測する工程
と、前記プロセス処理の条件を前記エリプソパラメータ
及び前記新たな構造パラメータの関数として表現する工
程と、前記関数に基づき、プロセス処理の条件を決定す
る工程と、前記決定されたプロセス処理の条件で装置を
構成する膜構造に対して前記プロセス処理を行なって、
該膜構造上に所定の構造パラメータを有する周期構造を
形成する工程とを含むことを特徴とする。
【００２８】請求項１６記載の発明は、試料が有するｎ
個の構造パラメータを含む窒化膜に対して、ｎ／２回の
エリプソメトリを、測定条件を変化させながら実行し、
エリプソパラメータΔi 、Ψi （ｉ＝１〜ｎ／２）を求
める工程と、前記窒素膜に対して露光処理を行なって該
窒素膜上にレジストパターンを形成する工程と、前記レ
ジストパターンのパターン幅を実測する工程と、前記露
光処理時のドーズ量を前記エリプソパラメータ及びパタ
ーン幅の関数として表現する工程と、前記関数に基づ
き、露光処理時のドーズ量を決定する工程と、前記決定
されたドーズ量で半導体装置を構成する窒素膜に対して
前記露光処理を行なって、該窒素膜上に所定のパターン
幅を有するレジストパターンを形成する工程とを含むこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
個の構造パラメータを含む窒化膜に対して、ｎ／２回の
エリプソメトリを、測定条件を変化させながら実行し、
エリプソパラメータΔi 、Ψi （ｉ＝１〜ｎ／２）を求
める工程と、前記窒素膜に対して露光処理を行なって該
窒素膜上にレジストパターンを形成する工程と、前記レ
ジストパターンのパターン幅を実測する工程と、前記露
光処理時のドーズ量を前記エリプソパラメータ及びパタ
ーン幅の関数として表現する工程と、前記関数に基づ
き、露光処理時のドーズ量を決定する工程と、前記決定
されたドーズ量で半導体装置を構成する窒素膜に対して
前記露光処理を行なって、該窒素膜上に所定のパターン
幅を有するレジストパターンを形成する工程とを含むこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００２９】請求項１記載の発明によれば、ΔとΨの関
数としては表すことのできない薄膜の屈折率ｎと膜厚ｄ
を、近似的にΔとΨの関数で表し、その関数に対し、Δ
とΨのそれぞれ対応する実測値であるδ値とφ値を代入
し、薄膜の屈折率ｎと膜厚ｄを求めることが可能なる。
よって、薄膜のδ値とφ値から屈折率ｎと膜厚ｄを求め
る計算は一回で終了し、測定における計算時間が短縮可
能となる。従って、薄膜評価において、測定数が多くて
も測定時間の短いエリプソメトリが提供できる。
数としては表すことのできない薄膜の屈折率ｎと膜厚ｄ
を、近似的にΔとΨの関数で表し、その関数に対し、Δ
とΨのそれぞれ対応する実測値であるδ値とφ値を代入
し、薄膜の屈折率ｎと膜厚ｄを求めることが可能なる。
よって、薄膜のδ値とφ値から屈折率ｎと膜厚ｄを求め
る計算は一回で終了し、測定における計算時間が短縮可
能となる。従って、薄膜評価において、測定数が多くて
も測定時間の短いエリプソメトリが提供できる。
【００３０】請求項２記載の発明によれば、薄膜のδ値
とφ値を用いる重回帰分析による重回帰式を用いること
により、ΔとΨの関数としては表すことのできない薄膜
の屈折率ｎと膜厚ｄを近似的にΔとΨの関数で表すこと
が可能となる。よって、その重回帰式による関数に対
し、ΔとΨのそれぞれ対応する実測値であるδ値とφ値
を代入し、薄膜の屈折率ｎと膜厚ｄを求めることが可能
なる。
とφ値を用いる重回帰分析による重回帰式を用いること
により、ΔとΨの関数としては表すことのできない薄膜
の屈折率ｎと膜厚ｄを近似的にΔとΨの関数で表すこと
が可能となる。よって、その重回帰式による関数に対
し、ΔとΨのそれぞれ対応する実測値であるδ値とφ値
を代入し、薄膜の屈折率ｎと膜厚ｄを求めることが可能
なる。
【００３１】従って、薄膜のδ値とφ値から屈折率ｎと
膜厚ｄを求める計算は一回で終了し、測定における計算
時間が短縮可能となり、薄膜評価において、測定数が多
くても測定時間の短いエリプソメトリが提供できる。請
求項３及び請求項５記載の発明によれば、薄膜のδ値と
φ値を用いる重回帰分析による重回帰式を用いることに
より、ΔとΨの関数としては表すことのできない薄膜の
屈折率ｎと膜厚ｄを近似的にΔとΨの関数で表すことが
可能となる。
膜厚ｄを求める計算は一回で終了し、測定における計算
時間が短縮可能となり、薄膜評価において、測定数が多
くても測定時間の短いエリプソメトリが提供できる。請
求項３及び請求項５記載の発明によれば、薄膜のδ値と
φ値を用いる重回帰分析による重回帰式を用いることに
より、ΔとΨの関数としては表すことのできない薄膜の
屈折率ｎと膜厚ｄを近似的にΔとΨの関数で表すことが
可能となる。
【００３２】そのとき、重回帰式をΔとΨの多項式とす
ることにより、薄膜の屈折率ｎと膜厚ｄのΔとΨの関数
への近似をより精度高いものとすることが可能となる。
従って、薄膜のδ値とφ値からの屈折率ｎと膜厚ｄを求
める計算は一回で終了するとともに、計算精度は高く、
測定における計算時間の短縮とともに精度の高い測定が
可能となる。よって、薄膜評価において、精度が高いう
え、測定数が多くても測定時間の短いエリプソメトリ及
びエリプソメータが提供できる。
ることにより、薄膜の屈折率ｎと膜厚ｄのΔとΨの関数
への近似をより精度高いものとすることが可能となる。
従って、薄膜のδ値とφ値からの屈折率ｎと膜厚ｄを求
める計算は一回で終了するとともに、計算精度は高く、
測定における計算時間の短縮とともに精度の高い測定が
可能となる。よって、薄膜評価において、精度が高いう
え、測定数が多くても測定時間の短いエリプソメトリ及
びエリプソメータが提供できる。
【００３３】請求項４及び請求項６記載の発明によれ
ば、薄膜のδ値とφ値を用いる重回帰分析による重回帰
式を用いることにより、ΔとΨの関数としては表すこと
のできない薄膜の屈折率ｎと膜厚ｄを近似的にΔとΨの
関数で表すことが可能となる。そのとき、重回帰式をΔ
とΨの変数からなる３次の多項式とすることにより、薄
膜の屈折率ｎと膜厚ｄのΔとΨの関数への近似の精度の
高いものとしながら、計算を複雑にしすぎることがな
く、計算の時間短縮効果の維持をすることが可能とな
る。
ば、薄膜のδ値とφ値を用いる重回帰分析による重回帰
式を用いることにより、ΔとΨの関数としては表すこと
のできない薄膜の屈折率ｎと膜厚ｄを近似的にΔとΨの
関数で表すことが可能となる。そのとき、重回帰式をΔ
とΨの変数からなる３次の多項式とすることにより、薄
膜の屈折率ｎと膜厚ｄのΔとΨの関数への近似の精度の
高いものとしながら、計算を複雑にしすぎることがな
く、計算の時間短縮効果の維持をすることが可能とな
る。
【００３４】従って、薄膜のδ値とφ値から屈折率ｎと
膜厚ｄを求める計算は一回で終了するとともに、その計
算精度は高く、結果として、必要時間の短縮とともに高
い精度の測定が可能となるエリプソメトリ及びエリプソ
メータを提供することができる。請求項７記載の発明に
よれば、エリプソメトリにより、周期構造の様々な構造
パラメータを、標準試料について求められた構造パラメ
ータとエリプソパラメータとの間の対応関係を使うこと
により、非破壊で、効率良く求めることが可能になる。
膜厚ｄを求める計算は一回で終了するとともに、その計
算精度は高く、結果として、必要時間の短縮とともに高
い精度の測定が可能となるエリプソメトリ及びエリプソ
メータを提供することができる。請求項７記載の発明に
よれば、エリプソメトリにより、周期構造の様々な構造
パラメータを、標準試料について求められた構造パラメ
ータとエリプソパラメータとの間の対応関係を使うこと
により、非破壊で、効率良く求めることが可能になる。
【００３５】請求項８記載の発明によれば、エリプソメ
トリで求められたデータを構造データに変換する関数を
重回帰分析により、迅速に求めることが可能になる。請
求項９記載の発明によれば、前記周期構造の様々なパラ
メータを求めるのに必要なエリプソメトリの測定条件の
変化を、容易に実現することができる。請求項１０記載
の発明によれば、エリプソメトリにより、プロセスパラ
メータまでも求めることが可能になる。
トリで求められたデータを構造データに変換する関数を
重回帰分析により、迅速に求めることが可能になる。請
求項９記載の発明によれば、前記周期構造の様々なパラ
メータを求めるのに必要なエリプソメトリの測定条件の
変化を、容易に実現することができる。請求項１０記載
の発明によれば、エリプソメトリにより、プロセスパラ
メータまでも求めることが可能になる。
【００３６】請求項１１記載の発明によれば、測定試料
のエリプソメトリの際に一部の構造データを実測してお
くことにより、必要なエリプソメトリの測定条件の変化
回数を減少させることができ、測定が簡素化される請求
項１２記載の発明によれば、重回帰分析を行う場合に、
目的変数として使われる実測値に誤差が含まれている場
合にも、その誤差を除去することができ、精度の高い重
回帰式が得られる。
のエリプソメトリの際に一部の構造データを実測してお
くことにより、必要なエリプソメトリの測定条件の変化
回数を減少させることができ、測定が簡素化される請求
項１２記載の発明によれば、重回帰分析を行う場合に、
目的変数として使われる実測値に誤差が含まれている場
合にも、その誤差を除去することができ、精度の高い重
回帰式が得られる。
【００３７】請求項１３記載の発明によれば、エリプソ
メトリにより周期構造の構造パラメータを求めることに
より、半導体装置の製造工程の途中で形成される様々な
ラインアンドスペースパターンを、非破壊に、効率良く
検査できる。請求項１４記載の発明によれば、エリプソ
メトリを使って基板上のレジストパターンを検査でき
る。
メトリにより周期構造の構造パラメータを求めることに
より、半導体装置の製造工程の途中で形成される様々な
ラインアンドスペースパターンを、非破壊に、効率良く
検査できる。請求項１４記載の発明によれば、エリプソ
メトリを使って基板上のレジストパターンを検査でき
る。
【００３８】請求項１５記載の発明によれば、関数に基
づき、プロセス処理の条件が決定されるので、決定され
た条件でプロセス処理を行なうことにより、所定の構造
パラメータを有する周期構造を形成することができる。
請求項１６記載の発明によれば、関数に基づき、露光処
理時のドーズ量が決定されるので、決定されたドーズ量
で露光を行なうことにより、所定のパターン幅を有する
レジストパターンを形成することができる。
づき、プロセス処理の条件が決定されるので、決定され
た条件でプロセス処理を行なうことにより、所定の構造
パラメータを有する周期構造を形成することができる。
請求項１６記載の発明によれば、関数に基づき、露光処
理時のドーズ量が決定されるので、決定されたドーズ量
で露光を行なうことにより、所定のパターン幅を有する
レジストパターンを形成することができる。
【００３９】なお、請求項１５及び１６記載の発明にお
ける関数としては、例えば、重回帰式が適用される。
ける関数としては、例えば、重回帰式が適用される。
【００４０】
【発明の実施の形態】本発明においては、本来ΔとΨの
関数として表すことができないとされている薄膜の屈折
率ｎ又は膜厚ｄを、近似的にΔとΨの関数として表し、
薄膜のΔとΨの測定された結果である実測値δ値とφ値
を該式に代入し、計算により求めることを可能としてい
る。
関数として表すことができないとされている薄膜の屈折
率ｎ又は膜厚ｄを、近似的にΔとΨの関数として表し、
薄膜のΔとΨの測定された結果である実測値δ値とφ値
を該式に代入し、計算により求めることを可能としてい
る。
【００４１】近似の方法としては、その近似の精度が測
定結果の精度に大きく影響せず、結果として測定精度の
点で従来エリプソメトリに劣らないものであって、一
方、計算・測定に必要な時間の点では、従来エリプソメ
トリより優れたものであるなら如何なるものでも良い。
その様な方法として最も適した手法に、重回帰分析を用
いた重回帰式を利用する方法がある。
定結果の精度に大きく影響せず、結果として測定精度の
点で従来エリプソメトリに劣らないものであって、一
方、計算・測定に必要な時間の点では、従来エリプソメ
トリより優れたものであるなら如何なるものでも良い。
その様な方法として最も適した手法に、重回帰分析を用
いた重回帰式を利用する方法がある。
【００４２】その重回帰分析をエリプソメトリに適用す
る方法は以下の通りである。先ず対象となる半導体等の
製造工程において検査・測定すべき薄膜の示しうるΔと
Ψのおおよその範囲を決め、その範囲内における重回帰
分析を行い、重回帰式を求める。このように、ある範囲
を特定するのは、一度に全てのΔとΨの範囲について、
薄膜の屈折率ｎ又は膜厚ｄを近似的にΔとΨの関数とし
て表すのは、本発明を実施してエリプソメトリを適用し
ようとする薄膜が決められた製造工程中の決められた種
類・膜厚の薄膜であり、ある程度似かよった特性を示す
ことが予想されることから必要以上に広い範囲をカバー
することになり、無駄であることによる。
る方法は以下の通りである。先ず対象となる半導体等の
製造工程において検査・測定すべき薄膜の示しうるΔと
Ψのおおよその範囲を決め、その範囲内における重回帰
分析を行い、重回帰式を求める。このように、ある範囲
を特定するのは、一度に全てのΔとΨの範囲について、
薄膜の屈折率ｎ又は膜厚ｄを近似的にΔとΨの関数とし
て表すのは、本発明を実施してエリプソメトリを適用し
ようとする薄膜が決められた製造工程中の決められた種
類・膜厚の薄膜であり、ある程度似かよった特性を示す
ことが予想されることから必要以上に広い範囲をカバー
することになり、無駄であることによる。
【００４３】つまり、適用する薄膜の取りうるΔとΨの
値の範囲として、ΔとΨの取る値の範囲をある領域に限
定して、その結果、近似の精度をより高くし、計算、ひ
いては屈折率ｎ又は膜厚ｄの測定の精度を高めることが
可能である具体的な方法としては、初めに、他の手段、
例えば従来エリプソメトリ法等によって、測定・検査す
べき薄膜と同様のΔとΨを有する一若しくは複数の薄膜
について、数点から数十点の測定数で、屈折率又は膜厚
を予め測定しておき、その値と対応するδ値とφ値を求
めておく。
値の範囲として、ΔとΨの取る値の範囲をある領域に限
定して、その結果、近似の精度をより高くし、計算、ひ
いては屈折率ｎ又は膜厚ｄの測定の精度を高めることが
可能である具体的な方法としては、初めに、他の手段、
例えば従来エリプソメトリ法等によって、測定・検査す
べき薄膜と同様のΔとΨを有する一若しくは複数の薄膜
について、数点から数十点の測定数で、屈折率又は膜厚
を予め測定しておき、その値と対応するδ値とφ値を求
めておく。
【００４４】そして、目的変数としては膜厚ｄと屈折率
ｎのいずれかを選択する。この時、何れについても選択
可能であり、目的に従って選択が可能である。次に、選
択された薄膜の屈折率ｎ又は膜厚ｄを、近似的にΔとΨ
の関数として表す。しかし、その場合、ΔとΨの如何な
る関数を選択するべきかは前もって分かるわけではな
く、従って、ΔとΨの如何なる関数をも選択することが
可能である。求める重回帰式を多項式とすることも可能
であり、その結果、精度の良い近似を行うことが可能と
なり、望ましい結果が得られる。
ｎのいずれかを選択する。この時、何れについても選択
可能であり、目的に従って選択が可能である。次に、選
択された薄膜の屈折率ｎ又は膜厚ｄを、近似的にΔとΨ
の関数として表す。しかし、その場合、ΔとΨの如何な
る関数を選択するべきかは前もって分かるわけではな
く、従って、ΔとΨの如何なる関数をも選択することが
可能である。求める重回帰式を多項式とすることも可能
であり、その結果、精度の良い近似を行うことが可能と
なり、望ましい結果が得られる。
【００４５】従って、膜厚ｄ又は屈折率ｎを選択する場
合のそれぞれにおいて、説明変数としてΔ及びΨさらに
それぞれの関数及びΔとΨからなる関数を選択すること
が望ましい。また、変数ΔとΨの次元を選択し、何次の
多項式とするかについては、その近似の精度を保てる範
囲で、更に計算が余り複雑にならない程度で、計算に時
間がかかり過ぎないように選択することが望ましく、２
次乃至４次を変数ΔとΨの次元として選択することが望
ましい。
合のそれぞれにおいて、説明変数としてΔ及びΨさらに
それぞれの関数及びΔとΨからなる関数を選択すること
が望ましい。また、変数ΔとΨの次元を選択し、何次の
多項式とするかについては、その近似の精度を保てる範
囲で、更に計算が余り複雑にならない程度で、計算に時
間がかかり過ぎないように選択することが望ましく、２
次乃至４次を変数ΔとΨの次元として選択することが望
ましい。
【００４６】次に、先に求めておいた数点から数十点の
膜厚ｄ又は屈折率ｎと対応するδ値とφ値を用いて、重
回帰分析を行い、重回帰式を求める。それから、計算を
複雑にすることを防ぎ、計算効率と速度を向上させるた
め、選択した説明変数のうち、その値の変化が求めた重
回帰式によって算出する薄膜の屈折率ｎ又は膜厚ｄに大
きく影響するもののみを用い、余り影響が無い変数につ
いては用いないで省略し、重回帰式を形成することも可
能である。
膜厚ｄ又は屈折率ｎと対応するδ値とφ値を用いて、重
回帰分析を行い、重回帰式を求める。それから、計算を
複雑にすることを防ぎ、計算効率と速度を向上させるた
め、選択した説明変数のうち、その値の変化が求めた重
回帰式によって算出する薄膜の屈折率ｎ又は膜厚ｄに大
きく影響するもののみを用い、余り影響が無い変数につ
いては用いないで省略し、重回帰式を形成することも可
能である。
【００４７】そして、以後、重回帰式を求めた範囲内に
δ値とφ値を有する薄膜については、ΔとΨを測定し、
得られたδ値とφ値をこの得られた重回帰式に代入し、
薄膜の屈折率ｎ又は膜厚ｄを算出することが可能とな
る。つまり、ΔとΨを測定し、一回の計算により、素早
く薄膜の屈折率ｎ又は膜厚ｄを求めることができる。
δ値とφ値を有する薄膜については、ΔとΨを測定し、
得られたδ値とφ値をこの得られた重回帰式に代入し、
薄膜の屈折率ｎ又は膜厚ｄを算出することが可能とな
る。つまり、ΔとΨを測定し、一回の計算により、素早
く薄膜の屈折率ｎ又は膜厚ｄを求めることができる。
【００４８】尚、薄膜の測定に必要なΔとΨの範囲内に
おいて、重回帰式を一つのみ求め、それに限って用いる
必要はなく、必要なΔとΨの範囲を複数に細分化し、そ
れぞれの領域に対応する重回帰式を求め、薄膜の評価に
対し、複数の重回帰式の中から対応可能なΔとΨの領域
のものを選択して計算に用いることも可能である。この
場合、ΔとΨの適用範囲がより狭められているため、近
似の精度がより向上し、計算、ひいては屈折率ｎ又は膜
厚ｄの測定の精度をより高めることが可能となる。
おいて、重回帰式を一つのみ求め、それに限って用いる
必要はなく、必要なΔとΨの範囲を複数に細分化し、そ
れぞれの領域に対応する重回帰式を求め、薄膜の評価に
対し、複数の重回帰式の中から対応可能なΔとΨの領域
のものを選択して計算に用いることも可能である。この
場合、ΔとΨの適用範囲がより狭められているため、近
似の精度がより向上し、計算、ひいては屈折率ｎ又は膜
厚ｄの測定の精度をより高めることが可能となる。
【００４９】ところで、ラインアンドスペースパターン
等の周期構造を有する試料では、構造を指定するパラメ
ータがｎ個あったとすると、Δ，Ψから前記ｎ個の構造
パラメータを求めるには、エリプソメトリの際に光ビー
ム入射角あるいは波長を変化させる等により測定条件を
変化させ、ΔおよびΨをｎ／２回以上（ｎが奇数の場合
ｎ／２＋１／２回以上）測定する（Δ1 ，Δ2 ，・・・
Δn/2 ，Ψ1 ，Ψ2 ，・・・Ψn/2 ）。さらにこのよう
な周期構造を有する試料について、別の方法により構造
パラメータα1 ，α2 ，・・・αn を測定しておくと、
エリプソパラメータ（Δ1 ，Δ2 ，・・・Δn/2 ，
Ψ1 ，Ψ2 ，・・・Ψn/2 ）が、構造パラメータ
（α1 ，α2 ，・・・αn ）の関数として表現できる。
従って、かかる関数が求まれば、その関数を逆に解くこ
とにより、エリプソパラメータから構造パラメータを求
めることが可能になる。以下に説明する実施例では、か
かる関数を重回帰分析により求めている。かかる方法で
求まる構造パラメータでは、特定の一個の値ではなく、
ある領域の平均値となっており、このため一度の測定で
平均値を求めることが可能になる。
等の周期構造を有する試料では、構造を指定するパラメ
ータがｎ個あったとすると、Δ，Ψから前記ｎ個の構造
パラメータを求めるには、エリプソメトリの際に光ビー
ム入射角あるいは波長を変化させる等により測定条件を
変化させ、ΔおよびΨをｎ／２回以上（ｎが奇数の場合
ｎ／２＋１／２回以上）測定する（Δ1 ，Δ2 ，・・・
Δn/2 ，Ψ1 ，Ψ2 ，・・・Ψn/2 ）。さらにこのよう
な周期構造を有する試料について、別の方法により構造
パラメータα1 ，α2 ，・・・αn を測定しておくと、
エリプソパラメータ（Δ1 ，Δ2 ，・・・Δn/2 ，
Ψ1 ，Ψ2 ，・・・Ψn/2 ）が、構造パラメータ
（α1 ，α2 ，・・・αn ）の関数として表現できる。
従って、かかる関数が求まれば、その関数を逆に解くこ
とにより、エリプソパラメータから構造パラメータを求
めることが可能になる。以下に説明する実施例では、か
かる関数を重回帰分析により求めている。かかる方法で
求まる構造パラメータでは、特定の一個の値ではなく、
ある領域の平均値となっており、このため一度の測定で
平均値を求めることが可能になる。
【００５０】
【実施例】［第１実施例］本発明に係る第１の実施例と
して、膜厚ｄをΔとΨの重回帰式で表す例を説明する。
先ず、ΔとΨの領域を、以下の範囲に限定した。
して、膜厚ｄをΔとΨの重回帰式で表す例を説明する。
先ず、ΔとΨの領域を、以下の範囲に限定した。
【００５１】６０＜Δ＜９０ ２８＜Ψ＜３４ 次に、回帰分析を行うが、対象とする膜厚ｄと対応する
ΔとΨについては、重回帰式の信頼度を低下させる多重
共線性の問題をなるべく回避するため、ΔとΨの相関が
小さい１９点の（ｄ，Δ，Ψ）の組み合わせを選択し
た。
ΔとΨについては、重回帰式の信頼度を低下させる多重
共線性の問題をなるべく回避するため、ΔとΨの相関が
小さい１９点の（ｄ，Δ，Ψ）の組み合わせを選択し
た。
【００５２】用いた１９点について、ΔとΨのプロット
を図１に示す。説明変数は、ΔとΨの３次式を選んだ。
即ち、Δ、Ψ、Δ2 、Ψ2 、ΔΨ、ΔΨ2 、ΨΔ2 、Δ
3 、Ψ3 を選択した。この説明変数を用い重回帰分析を
実行して、有為な変数としてΨ、ΔΨ、ΔΨ2 、Δ3 、
Ψ3 の５変数を選択した。
を図１に示す。説明変数は、ΔとΨの３次式を選んだ。
即ち、Δ、Ψ、Δ2 、Ψ2 、ΔΨ、ΔΨ2 、ΨΔ2 、Δ
3 、Ψ3 を選択した。この説明変数を用い重回帰分析を
実行して、有為な変数としてΨ、ΔΨ、ΔΨ2 、Δ3 、
Ψ3 の５変数を選択した。
【００５３】重回帰式は次の通りとなった。 ｄ＝107.03Ψ−2.7445ΔΨ−0.057 Ψ3 ＋0.06408 ΔΨ2 ＋0.00179 Δ3 ＋81.029 （ＩＶ） 次に、重回帰式（ＩＶ）を用いて膜厚ｄを計算し、膜厚
の近似値を求めた。そして、この近似値を実際の信頼で
きる他の方法で測定した膜厚と比較し、重回帰分析を用
いた場合の膜厚の測定精度を評価した。
の近似値を求めた。そして、この近似値を実際の信頼で
きる他の方法で測定した膜厚と比較し、重回帰分析を用
いた場合の膜厚の測定精度を評価した。
【００５４】
【表１】
【００５５】近似値と実際の膜厚の差は、９５％の信頼
度で±５オングストロームであった。つまり、重回帰式
による近似値は６００乃至８００オングストロームの膜
厚の薄膜において、±５オングストロームの範囲内に９
５％が含まれていることを示し、高い精度を有すること
が実証された。尚、膜厚の実際の値と重回帰分析を用い
た場合の近似値の相関係数を表す重相関係数Ｒは、０．
９９９４３であり、やはり、その高い精度を実証してい
る。
度で±５オングストロームであった。つまり、重回帰式
による近似値は６００乃至８００オングストロームの膜
厚の薄膜において、±５オングストロームの範囲内に９
５％が含まれていることを示し、高い精度を有すること
が実証された。尚、膜厚の実際の値と重回帰分析を用い
た場合の近似値の相関係数を表す重相関係数Ｒは、０．
９９９４３であり、やはり、その高い精度を実証してい
る。
【００５６】次に、実際の膜厚評価において、上記の重
回帰式（ＩＶ）を用いて評価を行った。測定すべき膜の
ΔとΨを測定し、その測定値を重回帰式（ＩＶ）に代入
することにより一回の計算で精度の高い膜厚値が得られ
た。同様の方法を薄膜の屈折率についても実施したとこ
ろ、やはり膜厚の場合と同様に、一回の計算で精度の高
い屈折率値が得られた。
回帰式（ＩＶ）を用いて評価を行った。測定すべき膜の
ΔとΨを測定し、その測定値を重回帰式（ＩＶ）に代入
することにより一回の計算で精度の高い膜厚値が得られ
た。同様の方法を薄膜の屈折率についても実施したとこ
ろ、やはり膜厚の場合と同様に、一回の計算で精度の高
い屈折率値が得られた。
【００５７】次に、図２に示すように、偏光子１と四分
の一波長（λ／４）板２と検光子３を用いて薄膜試料４
の測定を行う所謂ＰＳＣＡ系の光学系からなる測定器５
と検出器６と従来の方法によるΔとΨから屈折率と膜厚
を算出する機能と本発明にかかる重回帰分析により屈折
率と膜厚を求める機能の両方を有する演算装置（ＣＰ
Ｕ）７からなるエリプソメータ１１を準備した。
の一波長（λ／４）板２と検光子３を用いて薄膜試料４
の測定を行う所謂ＰＳＣＡ系の光学系からなる測定器５
と検出器６と従来の方法によるΔとΨから屈折率と膜厚
を算出する機能と本発明にかかる重回帰分析により屈折
率と膜厚を求める機能の両方を有する演算装置（ＣＰ
Ｕ）７からなるエリプソメータ１１を準備した。
【００５８】このエリプソメータ１１を用いて行う、半
導体製造工程等の基板薄膜の測定に相当する多数回の屈
折率及び膜厚の測定について説明する。一回毎の測定
は、このエリプソメータ１１の測定器５の有する偏光子
１から直線偏光を薄膜試料４に入射させ、薄膜試料４か
ら反射する楕円偏光を検出器６で検出し、検出された楕
円偏光の形状からＣＰＵ７で薄膜試料４のΔとΨを求
め、それぞれ対応する実測値のδ値とφ値を得る。
導体製造工程等の基板薄膜の測定に相当する多数回の屈
折率及び膜厚の測定について説明する。一回毎の測定
は、このエリプソメータ１１の測定器５の有する偏光子
１から直線偏光を薄膜試料４に入射させ、薄膜試料４か
ら反射する楕円偏光を検出器６で検出し、検出された楕
円偏光の形状からＣＰＵ７で薄膜試料４のΔとΨを求
め、それぞれ対応する実測値のδ値とφ値を得る。
【００５９】そして、上記の測定を多数回行い、多数回
の測定で得られた実測値δ値とφ値の多数の組み合わせ
の中から数点から数十点の組み合わせを選択し、これら
の組み合わせについてＣＰＵ７に備えられた従来法によ
るΔとΨからの屈折率と膜厚の計算機能によって、屈折
率とΔとΨの組み合わせ若しくは膜厚とΔとΨの組み合
わせを求める。
の測定で得られた実測値δ値とφ値の多数の組み合わせ
の中から数点から数十点の組み合わせを選択し、これら
の組み合わせについてＣＰＵ７に備えられた従来法によ
るΔとΨからの屈折率と膜厚の計算機能によって、屈折
率とΔとΨの組み合わせ若しくは膜厚とΔとΨの組み合
わせを求める。
【００６０】次に、これらの組み合わせを用いて更にＣ
ＰＵ７で重回帰分析をし、該ΔとΨの３次の多項式とし
て重回帰式を求める。重回帰式が求められた後は、既に
得られている実測値δ値とφ値及び、その後測定した実
測値のδ値とφ値について、該重回帰式を用いて対応す
る薄膜の屈折率や膜厚を求める。尚、重回帰式を求める
ために、上記のように従来法による屈折率や膜厚の算出
を行わず、既に屈折率の既知で適当な範囲の値を有する
薄膜試料についてΔとΨを測定し、既知の屈折率や膜厚
と実測値のδ値とφ値の組み合わせを用いて重回帰式を
求めることも可能である。その場合、エリプソメータに
おいては、ＣＰＵ７中の従来法によるΔとΨからの屈折
率と膜厚の計算機能を省略し、本発明にかかる重回帰分
析により屈折率と膜厚を求める機能のみとしても良い。
ＰＵ７で重回帰分析をし、該ΔとΨの３次の多項式とし
て重回帰式を求める。重回帰式が求められた後は、既に
得られている実測値δ値とφ値及び、その後測定した実
測値のδ値とφ値について、該重回帰式を用いて対応す
る薄膜の屈折率や膜厚を求める。尚、重回帰式を求める
ために、上記のように従来法による屈折率や膜厚の算出
を行わず、既に屈折率の既知で適当な範囲の値を有する
薄膜試料についてΔとΨを測定し、既知の屈折率や膜厚
と実測値のδ値とφ値の組み合わせを用いて重回帰式を
求めることも可能である。その場合、エリプソメータに
おいては、ＣＰＵ７中の従来法によるΔとΨからの屈折
率と膜厚の計算機能を省略し、本発明にかかる重回帰分
析により屈折率と膜厚を求める機能のみとしても良い。
【００６１】また、その重回帰式をＣＰＵ７中に記憶さ
せておき、通常の製造工程等においては重回帰式を求め
ることは行わず、記憶された重回帰式を用いて、測定器
５と検出器６で得られた実測値のδ値とφ値を用いて薄
膜の屈折率や膜厚を算出して薄膜評価に対応することも
可能である。次に、実際に本実施例にかかるエリプソメ
ータを用いて薄膜試料の膜厚測定を行った。
せておき、通常の製造工程等においては重回帰式を求め
ることは行わず、記憶された重回帰式を用いて、測定器
５と検出器６で得られた実測値のδ値とφ値を用いて薄
膜の屈折率や膜厚を算出して薄膜評価に対応することも
可能である。次に、実際に本実施例にかかるエリプソメ
ータを用いて薄膜試料の膜厚測定を行った。
【００６２】測定では、上記の例と同一の（実際の膜厚
ｄ，Δ，Ψ）の１９点の組み合わせをその重回帰分析に
用い、重回帰式は式（ＩＶ）と同一とした。そして、そ
の後、膜厚未知の薄膜試料について測定をしたが、測定
の結果、自身の測定によるΔ，Ψの実測値であるδ値と
φ値を用いた一回の計算で精度の高い膜厚値又は屈折率
値が得られ、従来エリプソメータに比べ計算時間の短
縮、ひいては測定時間の短縮をすることができた。 ［第２実施例］次に、基板上に形成された周期構造につ
いて、エリプソメトリを適用してその構造パラメータを
求める例を、本発明の第２実施例として説明する。
ｄ，Δ，Ψ）の１９点の組み合わせをその重回帰分析に
用い、重回帰式は式（ＩＶ）と同一とした。そして、そ
の後、膜厚未知の薄膜試料について測定をしたが、測定
の結果、自身の測定によるΔ，Ψの実測値であるδ値と
φ値を用いた一回の計算で精度の高い膜厚値又は屈折率
値が得られ、従来エリプソメータに比べ計算時間の短
縮、ひいては測定時間の短縮をすることができた。 ［第２実施例］次に、基板上に形成された周期構造につ
いて、エリプソメトリを適用してその構造パラメータを
求める例を、本発明の第２実施例として説明する。
【００６３】図３は、本発明の第２実施例となる実験に
おいて使用された試料２０の構成を示す。図３を参照す
るに、試料２０には、Ｓｉ基板２１上に形成されたレジ
スト膜を電子ビーム露光および現像することにより、
０．３μｍピッチのラインアンドスペースパターン２２
が形成されている。露光の際、電子ビームのショットサ
イズを変化させることにより、レジストパターンの幅Ｌ
を０．１〜０．２μｍの範囲で変化させ、また露光ドー
ズも８０，１００，１１０および１２０μＣ／ｃｍ
2と、四通りに変化させている。合計で２５通りの組み
合わせに対応する試料を作製した。
おいて使用された試料２０の構成を示す。図３を参照す
るに、試料２０には、Ｓｉ基板２１上に形成されたレジ
スト膜を電子ビーム露光および現像することにより、
０．３μｍピッチのラインアンドスペースパターン２２
が形成されている。露光の際、電子ビームのショットサ
イズを変化させることにより、レジストパターンの幅Ｌ
を０．１〜０．２μｍの範囲で変化させ、また露光ドー
ズも８０，１００，１１０および１２０μＣ／ｃｍ
2と、四通りに変化させている。合計で２５通りの組み
合わせに対応する試料を作製した。
【００６４】図４は、前記２５通りの組み合わせに対応
する試料に対し、図２の装置を使ってエリプソメトリを
適用して求めたΔおよびΨの分布を示す。次に、ＳＥＭ
により、前記２５通りの試料について、レジストパター
ン幅Ｌを測定し、目的変量をＬ、説明変量をΔ，Ψ，Δ
Ψ，Δ2 , Ψ2 およびΔ／Ψとした重回帰分析を行った
結果、次の重回帰式が求められた。 Ｌ＝−０．０２２９Δ＋０．０１８３３Ψ−２．３９２
×１０-4Ψ2＋０．２７９７Δ／Ψ＋２．０４５０×１
０-4ΔΨ＋０．４９０６ ただし、上の重回帰式において、項Δ2 は、Ｔ検定の結
果、目的変量には影響しないという結論が出たので、省
略している。
する試料に対し、図２の装置を使ってエリプソメトリを
適用して求めたΔおよびΨの分布を示す。次に、ＳＥＭ
により、前記２５通りの試料について、レジストパター
ン幅Ｌを測定し、目的変量をＬ、説明変量をΔ，Ψ，Δ
Ψ，Δ2 , Ψ2 およびΔ／Ψとした重回帰分析を行った
結果、次の重回帰式が求められた。 Ｌ＝−０．０２２９Δ＋０．０１８３３Ψ−２．３９２
×１０-4Ψ2＋０．２７９７Δ／Ψ＋２．０４５０×１
０-4ΔΨ＋０．４９０６ ただし、上の重回帰式において、項Δ2 は、Ｔ検定の結
果、目的変量には影響しないという結論が出たので、省
略している。
【００６５】図５および表２は、上記の重回帰式による
レジストパターン幅Ｌの予測値と、前記ＳＥＭによる実
測値との関係を示す。
レジストパターン幅Ｌの予測値と、前記ＳＥＭによる実
測値との関係を示す。
【００６６】
【表２】
【００６７】図５よりわかるように、レジストパターン
幅Ｌの予測値と実測値とは直線的に対応しており、表２
よりわかるように、実測値で規格化した誤差（誤差／実
測値）は最大でも５％以下である。図５において、重相
関係数Ｒは０．９９３４９であり、非常に良好である。
図５および表２の関係は、図３のラインアンドスペース
パターン２２において、レジストパターン幅Ｌを、エリ
プソメトリで求まるパラメータΔおよびΨにより表現で
きることを示している。これは、逆に上記重回帰式を使
うことにより、図３と同様な周期的ラインアンドスペー
スパターンを有する被測定試料に対してエリプソメトリ
を適用し、その結果求められたパラメータΔおよびΨか
ら、ＳＥＭ測定を行うことなく、前記被測定試料のレジ
ストパターン幅Ｌを容易に逆算することができることを
意味している。 ［第３実施例］図６は、本発明の第３実施例となる実験
において使用された試料３０の構成を示す。
幅Ｌの予測値と実測値とは直線的に対応しており、表２
よりわかるように、実測値で規格化した誤差（誤差／実
測値）は最大でも５％以下である。図５において、重相
関係数Ｒは０．９９３４９であり、非常に良好である。
図５および表２の関係は、図３のラインアンドスペース
パターン２２において、レジストパターン幅Ｌを、エリ
プソメトリで求まるパラメータΔおよびΨにより表現で
きることを示している。これは、逆に上記重回帰式を使
うことにより、図３と同様な周期的ラインアンドスペー
スパターンを有する被測定試料に対してエリプソメトリ
を適用し、その結果求められたパラメータΔおよびΨか
ら、ＳＥＭ測定を行うことなく、前記被測定試料のレジ
ストパターン幅Ｌを容易に逆算することができることを
意味している。 ［第３実施例］図６は、本発明の第３実施例となる実験
において使用された試料３０の構成を示す。
【００６８】図６を参照するに、試料３０には、Ｓｉ基
板３１上に形成されたレジスト膜を電子ビーム露光およ
び現像することにより、５μｍピッチのラインアンドス
ペースパターン３２が形成されている。本実施例の実験
では、露光時の電子ビームドーズを２０４μＣ／ｃ
ｍ-2，１７０μＣ／ｃｍ-2および１３６μＣ／ｃｍ-2と
変化させることにより、ドーズ量の異なる３通りの試料
を作製した。また、各ドーズ量の試料において、ライン
アンドスペースパターンの線幅Ｌを様々に変化させた。
板３１上に形成されたレジスト膜を電子ビーム露光およ
び現像することにより、５μｍピッチのラインアンドス
ペースパターン３２が形成されている。本実施例の実験
では、露光時の電子ビームドーズを２０４μＣ／ｃ
ｍ-2，１７０μＣ／ｃｍ-2および１３６μＣ／ｃｍ-2と
変化させることにより、ドーズ量の異なる３通りの試料
を作製した。また、各ドーズ量の試料において、ライン
アンドスペースパターンの線幅Ｌを様々に変化させた。
【００６９】次に、図２の装置を使ってエリプソメトリ
を適用してΔおよびΨを求め、これを使ってＳＥＭによ
り実測されたレジストパターン幅Ｌに対して重回帰分析
を行った。ただし、前記重回帰分析の際、Ｔ検定により
有意な説明変数のみを選択し、その結果次の重回帰式が
求められた。 Ｌ＝−０．００１１１８ΔΨ＋０．００４００５Ψ＋
０．１６３４８７ 図７および表３〜５は、上記の重回帰式によるレジスト
パターン幅Ｌの予測値と、前記ＳＥＭによる実測値との
関係を示す。
を適用してΔおよびΨを求め、これを使ってＳＥＭによ
り実測されたレジストパターン幅Ｌに対して重回帰分析
を行った。ただし、前記重回帰分析の際、Ｔ検定により
有意な説明変数のみを選択し、その結果次の重回帰式が
求められた。 Ｌ＝−０．００１１１８ΔΨ＋０．００４００５Ψ＋
０．１６３４８７ 図７および表３〜５は、上記の重回帰式によるレジスト
パターン幅Ｌの予測値と、前記ＳＥＭによる実測値との
関係を示す。
【００７０】
【表３】
【００７１】
【表４】
【００７２】
【表５】
【００７３】図７よりわかるように、レジストパターン
幅Ｌの予測値と実測値とは図５と同様に直線的に対応し
ており、表３よりわかるように、実測値で規格化した誤
差（誤差／実測値）はほとんど２％以下、最大でも３．
５％以内である。また図７において、重相関係数Ｒは
０．９９６６７であり、図５の場合よりもさらに良好で
ある。
幅Ｌの予測値と実測値とは図５と同様に直線的に対応し
ており、表３よりわかるように、実測値で規格化した誤
差（誤差／実測値）はほとんど２％以下、最大でも３．
５％以内である。また図７において、重相関係数Ｒは
０．９９６６７であり、図５の場合よりもさらに良好で
ある。
【００７４】図７および表３の関係は、図５および表２
の場合と同様に、図６のラインアンドスペースパターン
３２において、レジストパターン幅Ｌを、エリプソメト
リで求まるパラメータΔおよびΨにより表現できること
を示している。これは、逆に上記重回帰式を使うことに
より、被測定試料に対してエリプソメトリを適用し、求
められたパラメータΔおよびΨから、ＳＥＭ測定を行う
ことなく、ライン幅Ｌを容易に逆算することができるこ
とを意味している。
の場合と同様に、図６のラインアンドスペースパターン
３２において、レジストパターン幅Ｌを、エリプソメト
リで求まるパラメータΔおよびΨにより表現できること
を示している。これは、逆に上記重回帰式を使うことに
より、被測定試料に対してエリプソメトリを適用し、求
められたパラメータΔおよびΨから、ＳＥＭ測定を行う
ことなく、ライン幅Ｌを容易に逆算することができるこ
とを意味している。
【００７５】上記重回帰式が先に図５で説明した重回帰
式と異なるのは、図６のラインアンドスペースパターン
３２のピッチと露光ドーズが、図３の場合と異なるため
であると考えられる。すなわち、重回帰式は条件が変わ
る毎に変化するので、各条件について求めておく必要が
ある。 ［第４実施例］図８は、本発明の第４実施例で使う試料
４０の構成を示す。
式と異なるのは、図６のラインアンドスペースパターン
３２のピッチと露光ドーズが、図３の場合と異なるため
であると考えられる。すなわち、重回帰式は条件が変わ
る毎に変化するので、各条件について求めておく必要が
ある。 ［第４実施例］図８は、本発明の第４実施例で使う試料
４０の構成を示す。
【００７６】図８を参照するに、試料４０はＳｉ基板４
１と、Ｓｉ基板４１上に形成されたＨＴＯ膜４２と、前
記ＨＴＯ膜４２上に形成されたＳｉＮ膜４３と、前記Ｓ
ｉＮ膜４３上に一様なピッチで形成された、幅Ｗを有す
るラインアンドスペースパターン４４とよりなる。本実
施例では、前記ＨＴＯ膜４２の厚さｔ1 、ＳｉＮ膜４３
の厚さｔ2 およびパターン幅Ｗを構造パラメータとし
て、それぞれ７４０〜８４０Å、１４０〜２４０Åおよ
び０．３０〜０．３７μｍの範囲で変化させた試料を作
製した。
１と、Ｓｉ基板４１上に形成されたＨＴＯ膜４２と、前
記ＨＴＯ膜４２上に形成されたＳｉＮ膜４３と、前記Ｓ
ｉＮ膜４３上に一様なピッチで形成された、幅Ｗを有す
るラインアンドスペースパターン４４とよりなる。本実
施例では、前記ＨＴＯ膜４２の厚さｔ1 、ＳｉＮ膜４３
の厚さｔ2 およびパターン幅Ｗを構造パラメータとし
て、それぞれ７４０〜８４０Å、１４０〜２４０Åおよ
び０．３０〜０．３７μｍの範囲で変化させた試料を作
製した。
【００７７】ところで、本実施例では、構造パラメータ
が前記幅Ｗの他に膜厚ｔ1 ，ｔ2 を含むため、これら３
個の構造パラメータを、エリプソメトリで求められる２
個のパラメータ（Δ，Ψ）だけで表現することはできな
い。このため、本実施例では、前記３個の構造パラメー
タに対応してエリプソメトリの測定条件を３通りに変化
させ、それぞれについてエリプソメトリを実行する。例
えば、本実施例では図２のエリプソメータにおいて、入
射光ビームの入射角を５５°，６５°および７５°と変
化させ、それぞれの入射角についてエリプソメトリを実
行する。
が前記幅Ｗの他に膜厚ｔ1 ，ｔ2 を含むため、これら３
個の構造パラメータを、エリプソメトリで求められる２
個のパラメータ（Δ，Ψ）だけで表現することはできな
い。このため、本実施例では、前記３個の構造パラメー
タに対応してエリプソメトリの測定条件を３通りに変化
させ、それぞれについてエリプソメトリを実行する。例
えば、本実施例では図２のエリプソメータにおいて、入
射光ビームの入射角を５５°，６５°および７５°と変
化させ、それぞれの入射角についてエリプソメトリを実
行する。
【００７８】それぞれの入射角において得られたΔおよ
びΨを（Δ1 ，Ψ1 ），（Δ2 ，Ψ 2 ）および（Δ3 ，
Ψ3 ）とすると、膜厚ｔ1 ，膜厚ｔ2 およびパターン幅
Ｗの各々について、Δi ，Ψi ，Δi ×Δj ，Δi ×Ψ
j ．Ψi ×Ψj ，Δi ／Ψj（ｉ＝１〜３，ｊ＝１〜
３）を説明変数とする重回帰式が得られる。例えば、パ
ターン幅Ｗを目的変数とする重回帰式は、 Ｗ＝−０．００３３１Ψ3 ＋０．４８１３８Δ3 ／Ψ2
＋０．５１２９０３ と求められ、重相関係数Ｒは０．９７３７４となった。
びΨを（Δ1 ，Ψ1 ），（Δ2 ，Ψ 2 ）および（Δ3 ，
Ψ3 ）とすると、膜厚ｔ1 ，膜厚ｔ2 およびパターン幅
Ｗの各々について、Δi ，Ψi ，Δi ×Δj ，Δi ×Ψ
j ．Ψi ×Ψj ，Δi ／Ψj（ｉ＝１〜３，ｊ＝１〜
３）を説明変数とする重回帰式が得られる。例えば、パ
ターン幅Ｗを目的変数とする重回帰式は、 Ｗ＝−０．００３３１Ψ3 ＋０．４８１３８Δ3 ／Ψ2
＋０．５１２９０３ と求められ、重相関係数Ｒは０．９７３７４となった。
【００７９】すなわち、上記の関係は、図８の構成のラ
インアンドスペースパターン４４と同様な周期構造を有
する被測定試料では、Ψ2 ，Ψ3 およびΔ3 を求めるこ
とにより、パターン幅Ｗを求めることができる。一般
に、周期構造の構造パラメータが複数個、例えばｎ個存
在する場合、ｎが偶数の場合には少なくともｎ／２回、
測定条件を変化させてエリプソメトリを行い、それぞれ
の条件についてΔおよびΨを求める必要がある（ｎが奇
数の場合には少なくともｎ／２＋１／２回測定を変化さ
せることが必要になる）。
インアンドスペースパターン４４と同様な周期構造を有
する被測定試料では、Ψ2 ，Ψ3 およびΔ3 を求めるこ
とにより、パターン幅Ｗを求めることができる。一般
に、周期構造の構造パラメータが複数個、例えばｎ個存
在する場合、ｎが偶数の場合には少なくともｎ／２回、
測定条件を変化させてエリプソメトリを行い、それぞれ
の条件についてΔおよびΨを求める必要がある（ｎが奇
数の場合には少なくともｎ／２＋１／２回測定を変化さ
せることが必要になる）。
【００８０】また、前記ｎ個の構造パラメータのうち、
ｍ個のものがあらかじめ別の方法で求められておれば、
エリプソメトリの測定条件数を（ｎ／２−ｍ）個まで
（ｎが奇数の場合ｎ／２−１／２個まで）減少させるこ
とができる。この場合、残りのｎ−ｍ個の構造パラメー
タは、ｎ／２−ｍ個以上のΔおよびｎ／２−ｍ個以上の
Ψと、ｍ個の実測パラメータにより近似的に表現され
る。 ［第５実施例］ところで、前記第２実施例においては、
図５の関係を確立するに当たり、図３の試料２０につい
て、ＳＥＭによるラインアンドスペースパターン２２の
実測が前提となる。しかし、ＳＥＭによるラインアンド
スペースパターンの実測には、一般に多少の誤差がつき
ものである。そこで、本実施例では、前記重回帰式を求
めるに当たってこのようなＳＥＭによるパターン幅の実
測に伴う誤差を取り除き、被測定試料に対してエリプソ
メトリを適用した場合の予測値の精度を向上させること
を目的とする。
ｍ個のものがあらかじめ別の方法で求められておれば、
エリプソメトリの測定条件数を（ｎ／２−ｍ）個まで
（ｎが奇数の場合ｎ／２−１／２個まで）減少させるこ
とができる。この場合、残りのｎ−ｍ個の構造パラメー
タは、ｎ／２−ｍ個以上のΔおよびｎ／２−ｍ個以上の
Ψと、ｍ個の実測パラメータにより近似的に表現され
る。 ［第５実施例］ところで、前記第２実施例においては、
図５の関係を確立するに当たり、図３の試料２０につい
て、ＳＥＭによるラインアンドスペースパターン２２の
実測が前提となる。しかし、ＳＥＭによるラインアンド
スペースパターンの実測には、一般に多少の誤差がつき
ものである。そこで、本実施例では、前記重回帰式を求
めるに当たってこのようなＳＥＭによるパターン幅の実
測に伴う誤差を取り除き、被測定試料に対してエリプソ
メトリを適用した場合の予測値の精度を向上させること
を目的とする。
【００８１】図３の試料２０についてエリプソメトリを
適用する際に、露光ドーズ量を一定とし、レジストパタ
ーン幅Ｌのみを変化させた場合、得られるΔ、Ψの分布
は、図９に示すように滑らかな曲線を描く。ただし、図
９は、露光ドーズを１２０μＣ／ｃｍ2 とした場合の例
を示す。そこで、本実施例では、レジストパターン幅お
よびドーズ量を様々に変化させた試料に対してエリプソ
メトリを行うことで得られたデータのうち、ドーズ量が
一定のデータのみを抽出し、これに対して、レジストパ
ターン幅ＬについてのＳＥＭ実測値を目的変数、Ψを説
明変数として単回帰分析を行う。
適用する際に、露光ドーズ量を一定とし、レジストパタ
ーン幅Ｌのみを変化させた場合、得られるΔ、Ψの分布
は、図９に示すように滑らかな曲線を描く。ただし、図
９は、露光ドーズを１２０μＣ／ｃｍ2 とした場合の例
を示す。そこで、本実施例では、レジストパターン幅お
よびドーズ量を様々に変化させた試料に対してエリプソ
メトリを行うことで得られたデータのうち、ドーズ量が
一定のデータのみを抽出し、これに対して、レジストパ
ターン幅ＬについてのＳＥＭ実測値を目的変数、Ψを説
明変数として単回帰分析を行う。
【００８２】図１０は、ドーズ量を１２０μＣ／ｃｍ2
に設定した場合の単回帰曲線を示す。図１０を参照する
に、レジストパターン幅Ｌの実測値は回帰曲線の上下に
ばらつくが、真のレジストパターン幅Ｌは滑らかな曲線
上にのるはずであり、従って上記回帰曲線からの前記実
測値のばらつきは、実測値の誤差を示しているものと考
えられる。
に設定した場合の単回帰曲線を示す。図１０を参照する
に、レジストパターン幅Ｌの実測値は回帰曲線の上下に
ばらつくが、真のレジストパターン幅Ｌは滑らかな曲線
上にのるはずであり、従って上記回帰曲線からの前記実
測値のばらつきは、実測値の誤差を示しているものと考
えられる。
【００８３】そこで、本実施例では、さらに露光ドーズ
量を８０μＣ／ｃｍ2 ，１００μＣ／ｃｍ2 ，１１０μ
Ｃ／ｃｍ2 と変化させ、各々の露光ドーズ量に対して上
記単回帰分析を行う。このようにして得られた回帰式を
使うことにより、レジストパターン幅の予測値が、各露
光ドーズ量について求められる。また、このようにして
求められたレジストパターン幅の予測値を使って前記第
２実施例で説明した重回帰分析を行うと、得られた重相
関係数はＲは、第２実施例の場合の０．９９３４から
０．９９９３３へと向上し、また予測値の標準偏差σも
３．７ｎｍから１．２ｎｍへと改善された。すなわち、
かかる手順により、前記回帰分析を行う際に、目的変数
中に含まれる誤差が除去され、精度の高い重回帰式が求
められる。 ［第６実施例］以下、第６実施例として本発明のエリプ
ソメトリを適用した半導体装置の製造方法について説明
する。
量を８０μＣ／ｃｍ2 ，１００μＣ／ｃｍ2 ，１１０μ
Ｃ／ｃｍ2 と変化させ、各々の露光ドーズ量に対して上
記単回帰分析を行う。このようにして得られた回帰式を
使うことにより、レジストパターン幅の予測値が、各露
光ドーズ量について求められる。また、このようにして
求められたレジストパターン幅の予測値を使って前記第
２実施例で説明した重回帰分析を行うと、得られた重相
関係数はＲは、第２実施例の場合の０．９９３４から
０．９９９３３へと向上し、また予測値の標準偏差σも
３．７ｎｍから１．２ｎｍへと改善された。すなわち、
かかる手順により、前記回帰分析を行う際に、目的変数
中に含まれる誤差が除去され、精度の高い重回帰式が求
められる。 ［第６実施例］以下、第６実施例として本発明のエリプ
ソメトリを適用した半導体装置の製造方法について説明
する。
【００８４】本製造方法では、先ず、試料のＳｉ基板上
に窒化膜を堆積し、その後、堆積された窒化膜に対して
エリプソ測定を行なう。そして、後述する重回帰式に基
づき、窒化膜上に形成するレジストパターンの幅Ｌを所
望の値にするための露光ドーズ量Ｄを決定し、その露光
ドーズ量Ｄで半導体装置となる窒素膜上にレジストパタ
ーンを形成する。
に窒化膜を堆積し、その後、堆積された窒化膜に対して
エリプソ測定を行なう。そして、後述する重回帰式に基
づき、窒化膜上に形成するレジストパターンの幅Ｌを所
望の値にするための露光ドーズ量Ｄを決定し、その露光
ドーズ量Ｄで半導体装置となる窒素膜上にレジストパタ
ーンを形成する。
【００８５】露光ドーズ量Ｄを決定するための重回帰式
は、以下のような試料６０を用いて求められる。図１１
は、本発明の第６実施例で使用する試料６０の構成図で
ある。図１１に示すように、試料６０は、Ｓｉ基板６１
と、Ｓｉ基板６１上に堆積されたＳｉＮ膜（窒化膜）６
２を有する。この試料６０として、それぞれＳｉＮ膜６
２の堆積条件を異ならせた１９個が用意された。ＳｉＮ
膜６２の堆積条件が異なるために、１９個の試料６０の
ＳｉＮ膜６２の膜厚、屈折率及び吸収係数はそれぞれ異
なる。
は、以下のような試料６０を用いて求められる。図１１
は、本発明の第６実施例で使用する試料６０の構成図で
ある。図１１に示すように、試料６０は、Ｓｉ基板６１
と、Ｓｉ基板６１上に堆積されたＳｉＮ膜（窒化膜）６
２を有する。この試料６０として、それぞれＳｉＮ膜６
２の堆積条件を異ならせた１９個が用意された。ＳｉＮ
膜６２の堆積条件が異なるために、１９個の試料６０の
ＳｉＮ膜６２の膜厚、屈折率及び吸収係数はそれぞれ異
なる。
【００８６】上記試料６０において、ＳｉＮ膜６２の膜
厚、屈折率及び吸収係数からなる３つの構造パラメータ
をエリプソパラメータΔ、Ψに変換するためにエリプソ
測定を行なった。具体的には、図２に示すエリプソメー
タ１１によって、入射光ビームの入射角を７５°に固定
して、１９個の試料６０に対して２４８ｎｍの波長を有
する入射光ビームと６３３ｎｍの波長を有する入射光ビ
ームをそれぞれ照射し、エリプソパラメータΔ、Ψを求
めた。
厚、屈折率及び吸収係数からなる３つの構造パラメータ
をエリプソパラメータΔ、Ψに変換するためにエリプソ
測定を行なった。具体的には、図２に示すエリプソメー
タ１１によって、入射光ビームの入射角を７５°に固定
して、１９個の試料６０に対して２４８ｎｍの波長を有
する入射光ビームと６３３ｎｍの波長を有する入射光ビ
ームをそれぞれ照射し、エリプソパラメータΔ、Ψを求
めた。
【００８７】次に、ＳｉＮ膜６２上に２００ｎｍの幅を
有するレジスタパターンを形成するために露光を行なっ
た。この時、１９個の各試料６０に対し、それぞれ２８
０Ｊ／ｍ2 〜４００Ｊ／ｍ2 まで、１０Ｊ／ｍ2 ずつ異
ならせた１３通りの露光ドーズ量を用いた。表６及び表
７は、エリプソ測定の結果得られた１９個の試料６０の
エリプソパラメータΔ248 、Ψ248 、Δ633 、Ψ633 と
露光に使用された露光ドーズ量の一部を示したものであ
る。ここで、Δ248 、Ψ248 は、２４８ｎｍの波長を有
する入射光ビームに対するエリプソパラメータであり、
Δ633 、Ψ633 は、６３３ｎｍの波長を有する入射光ビ
ームに対するエリプソパラメータである。
有するレジスタパターンを形成するために露光を行なっ
た。この時、１９個の各試料６０に対し、それぞれ２８
０Ｊ／ｍ2 〜４００Ｊ／ｍ2 まで、１０Ｊ／ｍ2 ずつ異
ならせた１３通りの露光ドーズ量を用いた。表６及び表
７は、エリプソ測定の結果得られた１９個の試料６０の
エリプソパラメータΔ248 、Ψ248 、Δ633 、Ψ633 と
露光に使用された露光ドーズ量の一部を示したものであ
る。ここで、Δ248 、Ψ248 は、２４８ｎｍの波長を有
する入射光ビームに対するエリプソパラメータであり、
Δ633 、Ψ633 は、６３３ｎｍの波長を有する入射光ビ
ームに対するエリプソパラメータである。
【００８８】
【表６】
【００８９】
【表７】
【００９０】表６及び表７に示すように、エリプソパラ
メータΔ248 、Ψ248 、Δ633 、Ψ 633 は、ＳｉＮ膜６
２の膜厚、屈折率及び吸収係数の違いを反映して、各試
料６０毎にばらついた値となっている。上記測定結果に
基づき、目的変量を露光ドーズ量Ｄとし、説明変量をΔ
248 、Ψ248 、Δ633 、Ψ633 及びレジストパターン幅
Ｌとして重回帰分析を行なった結果、次の重回帰式が求
められた。
メータΔ248 、Ψ248 、Δ633 、Ψ 633 は、ＳｉＮ膜６
２の膜厚、屈折率及び吸収係数の違いを反映して、各試
料６０毎にばらついた値となっている。上記測定結果に
基づき、目的変量を露光ドーズ量Ｄとし、説明変量をΔ
248 、Ψ248 、Δ633 、Ψ633 及びレジストパターン幅
Ｌとして重回帰分析を行なった結果、次の重回帰式が求
められた。
【００９１】 Ｄ＝０．７８３Ψ633 −１．３５１Ｌ＋５７８．０８ ただし、上記重回帰式において、ステップワイズ法を用
いて変数選択を行なった結果、エリプソパラメータΔ
248 、Ψ248 、Δ633 は、目的変量には影響しないとい
う結論が出たので除去されている。実際にＳｉＮ膜６２
上に形成されたレジスタパターンの幅Ｌは、２４０ｎｍ
〜１５０ｎｍの間でばらついた値となった。表８及び表
９は、レジストパターン幅Ｌと、上記重回帰式から予測
されるドーズ量の予測値と、予測値及び露光処理時の実
際のドーズ量の誤差との関係の一部を示したものであ
る。
いて変数選択を行なった結果、エリプソパラメータΔ
248 、Ψ248 、Δ633 は、目的変量には影響しないとい
う結論が出たので除去されている。実際にＳｉＮ膜６２
上に形成されたレジスタパターンの幅Ｌは、２４０ｎｍ
〜１５０ｎｍの間でばらついた値となった。表８及び表
９は、レジストパターン幅Ｌと、上記重回帰式から予測
されるドーズ量の予測値と、予測値及び露光処理時の実
際のドーズ量の誤差との関係の一部を示したものであ
る。
【００９２】
【表８】
【００９３】
【表９】
【００９４】上記重回帰式によるドーズ量の予測値と実
際の値との重相関係数Ｒは、０．９８８３９であり、非
常に良い値を示した。従って、半導体装置の製造におい
て、ＳｉＮ膜６２をＳｉ基板６１上に堆積した後に、Ｓ
ｉＮ膜６２上に形成するレジストパターンの幅Ｌを所望
の値にするには、上記重回帰式に基づき対応するプロセ
スパラメータである露光ドーズ量を求め、その露光ドー
ズ量で露光を行なえばよいことが分かる。
際の値との重相関係数Ｒは、０．９８８３９であり、非
常に良い値を示した。従って、半導体装置の製造におい
て、ＳｉＮ膜６２をＳｉ基板６１上に堆積した後に、Ｓ
ｉＮ膜６２上に形成するレジストパターンの幅Ｌを所望
の値にするには、上記重回帰式に基づき対応するプロセ
スパラメータである露光ドーズ量を求め、その露光ドー
ズ量で露光を行なえばよいことが分かる。
【００９５】以上、本発明を好ましい実施例について説
明したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるも
のではなく、特許請求の範囲に記載の要旨内において様
々な変形・変更が可能である。
明したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるも
のではなく、特許請求の範囲に記載の要旨内において様
々な変形・変更が可能である。
【００９６】
【発明の効果】請求項１記載の発明よれば、ΔとΨの実
測による薄膜のδ値とφ値から屈折率ｎと膜厚ｄを求め
る計算は一回で終了し、測定における計算時間が短縮可
能となる。従って、薄膜評価において、測定数が多くて
も測定時間の短いエリプソメトリが提供できる。
測による薄膜のδ値とφ値から屈折率ｎと膜厚ｄを求め
る計算は一回で終了し、測定における計算時間が短縮可
能となる。従って、薄膜評価において、測定数が多くて
も測定時間の短いエリプソメトリが提供できる。
【００９７】請求項２記載の発明によれば、重回帰分析
による重回帰式を用いることにより、屈折率ｎと膜厚ｄ
の測定における計算は一回で終了し、計算時間が短縮可
能となり、薄膜評価において、測定数が多くても測定時
間の短いエリプソメトリが提供できる。請求項３及び請
求項５記載の発明によれば、重回帰分析によるΔとΨの
多項式である重回帰式を用いることにより、薄膜のδ値
とφ値からの屈折率ｎと膜厚ｄを求める計算は一回で終
了する。そして、計算精度は高く、計算時間の短縮とと
もに精度の高い測定が可能となる。
による重回帰式を用いることにより、屈折率ｎと膜厚ｄ
の測定における計算は一回で終了し、計算時間が短縮可
能となり、薄膜評価において、測定数が多くても測定時
間の短いエリプソメトリが提供できる。請求項３及び請
求項５記載の発明によれば、重回帰分析によるΔとΨの
多項式である重回帰式を用いることにより、薄膜のδ値
とφ値からの屈折率ｎと膜厚ｄを求める計算は一回で終
了する。そして、計算精度は高く、計算時間の短縮とと
もに精度の高い測定が可能となる。
【００９８】よって、薄膜評価において、精度が高いう
え、測定数が多くても測定時間の短いエリプソメトリ及
びエリプソメータが提供できる。請求項４及び請求項６
記載の発明によれば、重回帰分析による重回帰式をΔと
Ψの変数からなる３次の多項式とすることにより、薄膜
の屈折率ｎと膜厚ｄのΔとΨの関数への近似の精度の高
いものとしながら、計算を複雑にしすぎることがなく、
計算の時間短縮効果の維持をすることが可能となる。
え、測定数が多くても測定時間の短いエリプソメトリ及
びエリプソメータが提供できる。請求項４及び請求項６
記載の発明によれば、重回帰分析による重回帰式をΔと
Ψの変数からなる３次の多項式とすることにより、薄膜
の屈折率ｎと膜厚ｄのΔとΨの関数への近似の精度の高
いものとしながら、計算を複雑にしすぎることがなく、
計算の時間短縮効果の維持をすることが可能となる。
【００９９】従って、必要時間の短縮とともに高い精度
の測定が可能となるエリプソメトリ及びエリプソメータ
を提供することができる。請求項７記載の発明によれ
ば、エリプソメトリにより、周期構造の様々な構造パラ
メータを、標準試料について求められた構造パラメータ
とエリプソパラメータとの間の対応関係を使うことによ
り、非破壊で、効率良く求めることが可能になる。
の測定が可能となるエリプソメトリ及びエリプソメータ
を提供することができる。請求項７記載の発明によれ
ば、エリプソメトリにより、周期構造の様々な構造パラ
メータを、標準試料について求められた構造パラメータ
とエリプソパラメータとの間の対応関係を使うことによ
り、非破壊で、効率良く求めることが可能になる。
【０１００】請求項８記載の発明によれば、エリプソメ
トリで求められたデータを構造データに変換する関数を
重回帰分析により、迅速に求めることが可能になる。請
求項９記載の発明によれば、前記周期構造の様々なパラ
メータを求めるのに必要なエリプソメトリの測定条件の
変化を、容易に実現することができる。請求項１０記載
の発明によれば、エリプソメトリにより、プロセスパラ
メータまでも求めることが可能になる。
トリで求められたデータを構造データに変換する関数を
重回帰分析により、迅速に求めることが可能になる。請
求項９記載の発明によれば、前記周期構造の様々なパラ
メータを求めるのに必要なエリプソメトリの測定条件の
変化を、容易に実現することができる。請求項１０記載
の発明によれば、エリプソメトリにより、プロセスパラ
メータまでも求めることが可能になる。
【０１０１】請求項１１記載の発明によれば、測定試料
のエリプソメトリの際に一部の構造データを実測してお
くことにより、必要なエリプソメトリの測定条件の変化
回数を減少させることができ、測定が簡素化される請求
項１２記載の発明によれば、重回帰分析を行う場合に、
目的変数として使われる実測値に誤差が含まれている場
合にも、その誤差を除去することができ、精度の高い重
回帰式が得られる。
のエリプソメトリの際に一部の構造データを実測してお
くことにより、必要なエリプソメトリの測定条件の変化
回数を減少させることができ、測定が簡素化される請求
項１２記載の発明によれば、重回帰分析を行う場合に、
目的変数として使われる実測値に誤差が含まれている場
合にも、その誤差を除去することができ、精度の高い重
回帰式が得られる。
【０１０２】請求項１３記載の発明によれば、エリプソ
メトリにより周期構造の構造パラメータを求めることに
より、半導体装置の製造工程の途中で形成される様々な
ラインアンドスペースパターンを、非破壊に、効率良く
検査できる。請求項１４記載の発明によれば、エリプソ
メトリを使って基板上のレジストパターンを検査でき
る。
メトリにより周期構造の構造パラメータを求めることに
より、半導体装置の製造工程の途中で形成される様々な
ラインアンドスペースパターンを、非破壊に、効率良く
検査できる。請求項１４記載の発明によれば、エリプソ
メトリを使って基板上のレジストパターンを検査でき
る。
【０１０３】請求項１５記載の発明によれば、関数に基
づき、プロセス処理の条件が決定されるので、決定され
た条件でプロセス処理を行なうことにより、所定の構造
パラメータを有する周期構造を形成することができる。
請求項１６記載の発明によれば、関数に基づき、露光処
理時のドーズ量が決定されるので、決定されたドーズ量
で露光を行なうことにより、所定のパターン幅を有する
レジストパターンを形成することができる。
づき、プロセス処理の条件が決定されるので、決定され
た条件でプロセス処理を行なうことにより、所定の構造
パラメータを有する周期構造を形成することができる。
請求項１６記載の発明によれば、関数に基づき、露光処
理時のドーズ量が決定されるので、決定されたドーズ量
で露光を行なうことにより、所定のパターン幅を有する
レジストパターンを形成することができる。
【図１】本発明の実施例で重回帰分析に用いた膜厚値に
対応するΔとΨをプロットした図である。
対応するΔとΨをプロットした図である。
【図２】本発明の実施例にかかるエリプソメータの要部
構成の概略を示す図である。
構成の概略を示す図である。
【図３】本発明の第２実施例で使われる試料の構成を示
す図である。
す図である。
【図４】図３の試料に対して得られたエリプソパラメー
タの例を示す図である。
タの例を示す図である。
【図５】図３の試料について得られた、パターン幅の実
測値とエリプソメトリによる予測値との対応を示す図で
ある。
測値とエリプソメトリによる予測値との対応を示す図で
ある。
【図６】本発明の第３実施例で使われる試料の構成を示
す図である。
す図である。
【図７】図６の試料について得られた、パターン幅の実
測値とエリプソメトリによる予測値との対応を示す図で
ある。
測値とエリプソメトリによる予測値との対応を示す図で
ある。
【図８】本発明の第４実施例で使われる試料の構成を示
す図である。
す図である。
【図９】図８の試料に対して得られたエリプソパラメー
タについて、特定の露光ドーズにおいて出現するΔとΨ
との間の滑らかな関係を示す図である。
タについて、特定の露光ドーズにおいて出現するΔとΨ
との間の滑らかな関係を示す図である。
【図１０】図８の試料に対して得られたエリプソパラメ
ータについて、単回帰分析を行った結果を示す。
ータについて、単回帰分析を行った結果を示す。
【図１１】本発明の第６実施例で使用する試料６０の構
成図である。
成図である。
１ 偏光子 ２ λ／４板 ３ 検光子 ４ 薄膜試料 ５ 測定器 ６ 検出器 ７ ＣＰＵ １１ エリプソメータ ２０，３０，４０、６０ 試料 ２１．３１，４１、６１ Ｓｉ基板 ２２，３２，４４ ラインアンドスペースパターン ４２ 酸化膜 ４３、６２ ＳｉＮ膜
Claims (16)
- 【請求項１】 薄膜測定を行う試料表面から反射される
楕円偏光のパラメータであって、下式により定義される
位相ずれ（Δ）と主軸の変位（Ψ）を測定し、それぞれ
対応する実測値のδ値とφ値から該薄膜の膜厚と屈折率
を求めるエリプソメトリにおいて、 前記の膜厚と屈折率を前記のΔとΨの関数として近似
し、 該関数を用いて該δ値とφ値から該薄膜の膜厚と屈折率
を求めることを特徴とするエリプソメトリ。 【数１】 【数２】 - 【請求項２】 請求項１記載のエリプソメトリにおい
て、 前記の関数として、前記のδ値とφ値を用いて重回帰分
析により求めた重回帰式を使用し、対応する前記薄膜の
膜厚と屈折率を求めることを特徴とするエリプソメト
リ。 - 【請求項３】 請求項２記載のエリプソメトリにおい
て、 前記の重回帰式が前記のΔとΨの多項式であることを特
徴とするエリプソメトリ。 - 【請求項４】 請求項３記載のエリプソメトリにおい
て、 前記の多項式が前記のΔとΨを変数とする３次の多項式
であることを特徴とするエリプソメトリ。 - 【請求項５】 薄膜測定を行う試料表面から反射される
楕円偏光のパラメータであって、下式により定義される
位相ずれ（Δ）と主軸の変位（Ψ）を測定し、それぞれ
対応する実測値のδ値とφ値を求める手段と、 該δ値とΨ値を用いて重回帰分析をし、該ΔとΨの多項
式として重回帰式を求める手段と、 該重回帰式と該δ値とφ値を用いて該薄膜の膜厚と屈折
率を求める手段とからなることを特徴とするエリプソメ
ータ。 【数３】 【数４】 - 【請求項６】 請求項５記載のエリプソメータにおい
て、 前記重回帰式がΔとΨを変数とする３次の多項式である
ことを特徴とするエリプソメータ。 - 【請求項７】 ｎ個の構造パラメータを含む周期構造を
有する試料において前記ｎ個の構造パラメータをエリプ
ソメトリにより求める工程を含む形状測定方法におい
て、 標準試料上の前記周期構造に対してｎ／２回のエリプソ
メトリを、測定条件を変化させながら実行し、エリプソ
パラメータΔi ，Ψi （ｉ＝１〜n/2 ）を求める工程
と、 前記標準試料上のｎ個の構造パラメータを実測する工程
と、 前記ｎ個の構造パラメータを、前記エリプソパラメータ
の関数として表現する工程と、 ｎ個の構造パラメータを含む周期構造を有する測定試料
について、エリプソメトリを行うことにより、エリプソ
パラメータΔi ，Ψi （ｉ＝１〜n/2 ）を求める工程
と、 前記関数を使って前記測定試料の構造パラメータを求め
る工程とを含むことを特徴とする形状測定方法。 - 【請求項８】 前記関数は、前記標準試料上の実測され
た構造パラメータを目的変量とし、前記標準試料につい
て求められたエリプソパラメータΔi ，Ψi（ｉ＝１〜n
/2 ）を説明変数とする重回帰分析により求められるこ
とを特徴とする請求項７記載の形状測定方法。 - 【請求項９】 前記測定条件は、前記周期構造への光ビ
ームの入射角、または入射方向、または波長を変化させ
ることにより変化されることを特徴とする請求項７また
は８記載の形状測定方法。 - 【請求項１０】 前記構造パラメータは、プロセス条件
を表すパラメータを含むことを特徴とする請求項７〜９
のうち、いずれか一項記載の形状測定方法。 - 【請求項１１】 前記測定試料において、前記ｎ個の構
造パラメータのうち、ｍ個のパラメータを実測し、前記
エリプソメトリの測定条件の変化をｎ／２−ｍ回以上と
し、残りのｎ−ｍ個の構造パラメータを、（ｎ／２−
ｍ）個以上のΔと（ｎ／２−ｍ）個以上のΨと、ｍ個の
構造パラメータとで近似的に表現することを特徴とする
請求項７〜１０のうち、いずれか一項記載の形状測定方
法。 - 【請求項１２】 前記重回帰分析は、目的変数として使
われる構造パラメータの実測値に誤差が含まれている場
合、前記エリプソメトリで得られたエリプソパラメータ
のうち、前記誤差を含む構造パラメータ以外の構造パラ
メータの値が一定のものを抽出する工程と、前記抽出さ
れたエリプソパラメータの一つを説明変数とし、前記誤
差を含む構造パラメータを目的変数として単回帰分析を
行う工程とを含み、前記重回帰分析は、前記誤差を含む
構造パラメータに対して前記単回帰分析で得られた予測
値を、その実測値として実行されることを特徴とする請
求項８記載の形状測定方法。 - 【請求項１３】 標準試料上に形成されたｎ個の構造パ
ラメータを含む周期構造に対して、ｎ／２回のエリプソ
メトリを、測定条件を変化させながら実行し、エリプソ
パラメータΔi ，Ψi （ｉ＝１〜n/2 ）を求める工程
と、 前記標準試料上のｎ個の構造パラメータを実測する工程
と、 前記ｎ個の構造パラメータを、前記エリプソパラメータ
の関数として表現する工程と、 半導体基板上に、ｎ個の構造パラメータを含み前記周期
構造を形成する複数の被測定パターンを形成する工程
と、 前記半導体基板上の前記周期構造についてエリプソメト
リを行うことにより、エリプソパラメータΔi ，Ψ
i （ｉ＝１〜n/2 ）を求める工程と、 前記関数を使って前記半導体基板上の周期構造につい
て、前記構造パラメータを求める工程とを含むことを特
徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項１４】 前記周期構造は、前記半導体基板上に
形成されたレジストパターンであることを特徴とする請
求項１３記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１５】 試料が有するｎ個の構造パラメータを
含む膜構造に対して、ｎ／２回のエリプソメトリを、測
定条件を変化させながら実行し、エリプソパラメータΔ
i 、Ψi （ｉ＝１〜ｎ／２）を求める工程と、 前記膜構造に対してプロセス処理を行なって該膜構造上
に新たな構造パラメータを含む周期構造を形成する工程
と、 前記周期構造の構造パラメータを実測する工程と、 前記プロセス処理の条件を前記エリプソパラメータ及び
前記新たな構造パラメータの関数として表現する工程
と、 前記関数に基づき、プロセス処理の条件を決定する工程
と、 前記決定されたプロセス処理の条件で装置を構成する膜
構造に対して前記プロセス処理を行なって、該膜構造上
に所定の構造パラメータを有する周期構造を形成する工
程とを含むことを特徴とする装置の製造方法。 - 【請求項１６】 試料が有するｎ個の構造パラメータを
含む窒化膜に対して、ｎ／２回のエリプソメトリを、測
定条件を変化させながら実行し、エリプソパラメータΔ
i 、Ψi （ｉ＝１〜ｎ／２）を求める工程と、 前記窒素膜に対して露光処理を行なって該窒素膜上にレ
ジストパターンを形成する工程と、 前記レジストパターンのパターン幅を実測する工程と、 前記露光処理時のドーズ量を前記エリプソパラメータ及
びパターン幅の関数として表現する工程と、 前記関数に基づき、露光処理時のドーズ量を決定する工
程と、 前記決定されたドーズ量で半導体装置を構成する窒素膜
に対して前記露光処理を行なって、該窒素膜上に所定の
パターン幅を有するレジストパターンを形成する工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35943698A JP3781245B2 (ja) | 1997-12-26 | 1998-12-17 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-361169 | 1997-12-26 | ||
| JP36116997A JPH10300432A (ja) | 1997-02-26 | 1997-12-26 | エリプソメトリ及びエリプソメ−タ、形状測定方法および半導体装置の製造方法 |
| JP35943698A JP3781245B2 (ja) | 1997-12-26 | 1998-12-17 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11316187A true JPH11316187A (ja) | 1999-11-16 |
| JP3781245B2 JP3781245B2 (ja) | 2006-05-31 |
Family
ID=26580967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35943698A Expired - Fee Related JP3781245B2 (ja) | 1997-12-26 | 1998-12-17 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3781245B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100418346B1 (ko) * | 2000-12-26 | 2004-02-11 | 오혜근 | 타원해석을 이용한 선형노광패턴 분석시스템 |
| JP2005172830A (ja) * | 2003-12-12 | 2005-06-30 | Timbre Technologies Inc | 集積回路構造のプロファイルを決定する方法及びシステム又はコンピュータ読取可能な記録媒体 |
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-
1998
- 1998-12-17 JP JP35943698A patent/JP3781245B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2016125121A (ja) * | 2015-01-08 | 2016-07-11 | 日東電工株式会社 | 多層光学膜の膜厚制御方法、多層光学膜の製造方法および多層光学膜のスパッタ装置 |
| CN107917672A (zh) * | 2018-01-05 | 2018-04-17 | 中国计量大学 | 一种用于提高超薄金属薄膜测试灵敏度的测试方法 |
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