JPS60145637A - 半導体装置のパタ−ン寸法測定方法 - Google Patents

半導体装置のパタ−ン寸法測定方法

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JPS60145637A
JPS60145637A JP297184A JP297184A JPS60145637A JP S60145637 A JPS60145637 A JP S60145637A JP 297184 A JP297184 A JP 297184A JP 297184 A JP297184 A JP 297184A JP S60145637 A JPS60145637 A JP S60145637A
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JP
Japan
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pattern
semiconductor device
dimension measurement
rectangular
mask
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Pending
Application number
JP297184A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Takagi
洋 高木
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は半導体装置のパターン寸法測定方法、特にL
SIの微細化に伴って要求される微小寸法の測定並びに
大量生産工場におりる寸法管理、工場管理に利用される
パターン寸法測定方法に関するものである。
〔従来技術〕
従来例によるこの種の半導体装置における寸法測定用パ
ターンの形成を含む半導体装置の製造方法、及び半導体
装置のパターン寸法測定方法を第1図を用いて説明する
まずシリコン基板2に所望の月料を積層し、写真製版技
術とエツチング技術を用いて、寸法測定用パターンであ
るL字形のパターン1を形成する。
このパターンlを光Cの反射を利用した寸法測定装置で
パターン幅βの実寸を測定していた。
従来のパターン寸法測定方法は、このように光の反射を
読み取る方法なので、Si貼析板S1び測定材料表面が
粗れている場合、測定不能となる。
又、楕密且つ高価な測定装置を必要とし、さらに測定装
置の厳密な管理、校正を必要とするなどの欠点があった
〔発明の概要〕
この発明は上記のような従来のものの欠点に鑑みてなさ
れたもので、半導体装置の本来のパターン作成時に該本
来のパターン作成領域以外の領域に寸法測定用半導体パ
ターンを形成し、該寸法測定用半導体パターンを顕微鏡
等で目視で観察することにより、パターン寸法を簡便に
かつ精度よく測定できるようにした半導体装置のパター
ン寸法測定方法を提供することを目的としている。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の実施例を図について説明する。
本出願の第1の発明の一実施例による半導体装置のパタ
ーン寸法測定方法は、まず半導体装置の本来のパターン
作成のためのマスクパターンと半導体装置上の該本来の
パターン作成領域以外の領域に対応するマスク領域に形
成された幅方向の重なり量L1を有する第1.第2の長
方形マスクパターンの複数組からなる寸法測定用マスク
パターンとを有するマスクを用いて、上記半導体装置の
本来のパターンを作成すると同時に上記寸法測定用半導
体パターンを作成し、上記第1.第2の長方形パターン
により作成された第1.第2の寸法測定用半導体パター
ンの長方形の側辺が一直線上に並ぶような第1.第2の
長方形マスクパターンの組を目視で決定し、該第1.第
2の長方形マスクパターンの重なり量Llから上記半導
体装置の本来のパターンのパターン幅を決定するもので
ある。
ここで上記寸法測定用マスクパターンについて詳しく説
明する。
まず第2図(a)は上記寸法測定用マスクパターンのう
ちの1組のパターンベアを示し、図において、3aは幅
LOの第1の長方形マスクパターン、4aは該第1の長
方形マスクパターン3aと離れてこれに対して幅L1の
重なり量を持つよう配設された第2の長方形マスクパタ
ーンである。
そして第2図(blはこれらの長方形マスクパターン3
a、4aを有するマスクを用いて所望の材料を加工して
仕上がった半導体パターンを示し、図において、3bは
第1の長方形マスクパターン3aを用いて形成された第
1の仕上がり半導体パターン、4bは第2の長方形マス
クパターン4aを用いて形成された第2の仕上がり半導
体パタ一ンである。
そしてこの第1.第2の仕上がりパターン3b。
4bの相互に反対側で相互に近接する2つの長辺が一直
線上になったとすると、該仕上がりパターン3b、4b
においてマスクパターン3a、4aの寸法より余分に削
られる長さΔlは左右両側で等しいため、 LL=Δβ+Δx=2Δβ ・・・(11の関係が成立
し、半導体パターンの仕上がり寸法lは次式で表わせる
1=LO−2ΔA=LO−Ll ・・・(2)式(2)
でLO,Llはマスク作成時に前もって測定できる既知
の値であるので、仕上がり寸法lは式(2)から算出で
きる。
次に第3図は上記寸法測定用マスクパターンを示し、図
中、3a−1〜3a−6は上記幅LOの第1の長方形パ
ターン3aと同じもので、これらは第1の配列線AI上
にその幅方向が該配列線Δ1の方向となるよう配列され
ている。また4a−1〜4a−6はそれぞれ該第1の長
方形パターン3 a −1〜’3 a −6に対し、(
m−2) ・Ll (ここでmは第3図の左から何番目
のベアかを示ず値)の幅方向の重なり量を持って配列さ
れた第2る。そして各年1の長方形パターン3 a−1
〜3a−6の各々と第2の長方形パターン4a−1〜4
a−6の各々とは第2図に示したところの各寸法測定用
マスクパターンベアを構成している。
そして3b−1〜3b−6,4b−1〜4b−6は、こ
の寸法測定用マスクパターンを有するマスクを用いてそ
れぞれ上記第1.第2の長方形パターン3a−1〜3a
−6,4a−1〜4a−6に対応して形成された半導体
装置の寸法測定用半導体パターンである。
このようなマスクパターンを有するマスクを用いて所望
の材料を加工して仕上がった半導体パターン3bの幅は
βとなる。ここでLO11!:]の関係は j2=LO−2Δl ・・・(3) で表わせる。この時、第1.第2の長方形パターン3a
と4aは各々異なった値の重なり量を有しているめで、
6個のパターンベア中には、第3図の直線Xに示すよう
に、仕上がり半導体パターン3bと4bの相互に反対側
でかつ近接する側辺が一直線上になる所がある。そして
これらのパターンでの重なり量は上述のように既知値(
m−2)・Llであり、上記側辺が一直線上になったパ
ターンベアは左から4番目(m−4)のものであるので
、次式が成立する。
(m−2) ・L1=2ΔA ・+4+式(3)と式(
4)より請求めたい未知の仕上がり寸法βは、 n=LO−(m−2) −Ll −(51で表わされ、
LO,m、LLは既知であるので、lの値が算出できる
次に本マスクパターンを有するマスクを用いたパターン
測定方法を詳細に説明する。まず半導体装置の製造にあ
たり、本来の半導体パターン形成のためのパターンを有
し、かつ第3図に示す上記6組のパターンベアからなる
寸法測定用マスクパターンを、半導体装置の本来のパタ
ーン形成領域以外の領域に対応するマスク領域に有する
マスクを形成する。そしてこのマスクを用いて半導体装
置の本来のパターンを作成すると同時に半導体装置の寸
法測定用半導体パターンを形成する。そして該本来のパ
ターン及び寸法測定用半導体パターンが形成された半導
体装置を顕微鏡で、あるいは顕微鏡像を表示するCRT
画面上で観察し、上記第1.第2の長方形マスクパター
ンにより形成される第1.第2の仕上がり半導体パター
ンの側辺が一直線上に並ぶような長方形マスクパターン
のベアを決定する。そして該ベアの両長方形マスクバク
ーンの重なり量から上述のようにして寸法測定角仕上が
り半導体パターンのパターン幅をめることができる。そ
してこの仕上がり半導体パターンのパターン幅を本来の
パターンのパターン幅と同じとしておけば本来のパター
ンのパターン幅を測定できることとなる。このときの寸
法測定精度はLO,Llのマスク作成寸法精度で決定さ
れるものであるため、その半導体装置に要求される精度
は完全に満足される。
このような本実施例によれば、従来高価な測定装置を用
いて寸法測定を行なっていたのに対して、以下の効果が
得られる。
fl) 高価な測定装置が不必要で、顕微鏡ないしはC
RTがあればよい。
(2)測定装置の管理3校正が不必要である。
(3)測定時に測定装置の誤差が介入しない。
f4)Sj基板あるいは下地の影嬰がなく、確実にかつ
精度よく寸法を測定できる。
(5) 測定時に作業者の熟練を必要としない。
(6) 自動測定も可能である。
次に本願第1の発明の他の実施例のパターン寸法測定方
法について説明する。
上記実施例では、重ね合わせ寸法の基本値L1を最小寸
法として仕上がり寸法lを測定できるマスクパターンを
示したが、本実施例は人聞生産工場などである管理幅を
設けて良品と不良品とを区別する場合の方法で、本方法
では、パターン寸法測定用マスクパターンは以下に示す
ように、第1゜第2の長方形パターンのペアを2組有す
るものに簡略化できる 即ち、半導体パターン幅lの管理幅、即ちある2つの値
による幅内の値であればよいという幅が次式で与えられ
るものとする。
I20−2ΔlO≦l≦pO+2ΔlO・・・(6)但
し、ff1O=LO−2Δp1で、これは既知値である
。すると、 LO−2(Δ11+Δβ0)≦l ≦LO−2(Δp1−Δio> ・・・(7)が成立す
るので、重ね合わせ幅が下記の2種類となったパターン
を作成すれば良い。
Ll(1)=2(Δ11+Δ10) L2(21=2(Δp 1−八βO) 次に本願の第2の発明の一実施例による半導体装置のパ
ターン寸法測定方法について説明する。
本パターン寸法測定方法は半導体装置の本来のパターン
を電子ビーム直接描画により作成するためのパターンデ
ータと、半導体装置上の該本来のパターン作成領域以外
の領域に寸法測定用半導体パターンを電子ビーム直接描
画により作成するための重なり量L1を有する第1.第
2の長方形パターンデータの複数組からなる寸法測定用
パターンとからなるパターンデータを用いて電子ビーム
直接描画により上記半導体装置の本来のパターンを作成
すると同時に上記寸法測定用半導体パターンを作成し、
上記第1.第2の長方形パターンデータを用いて作成さ
れた第1.第2の寸法測定用半導体パターンの長方形の
相互に反対側で相互に近接する側辺が一直線上に並ぶよ
うな寸法測定用パターンデータのペアを目視で決定し、
該ペアの上記型なり量L1から上記半導体装置の本来の
パターンのパターン幅を決定するものである。
このように木彫2の発明は半導体装置のパターン形成を
電子ビーム直接描画により行なうものであり、上記第3
図に示した寸法測定用パターンは、本来のパターン形成
のためのデータとともに、電子ビーム直接描画を行なう
コンピユータの中にデータとして入力されているもので
ある。
本実施例の測定原理及び寸法測定用パターン作成後の測
定方法は上記第1の発明の実施例と全く同様であり、同
様の効果を有する。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、半導体装置のパターン
寸法測定方法において、半導体装置の本来のパターン作
成のためのマスクパターンと半導体装置上の該本来のパ
ターン作成領域以外の領域に対応する領域に形成され、
複数の幅L Oの第1の長方形パターンと、上記各第1
の長方形パターンとLlの重なり量を持って配列され該
各第1の長方形パターンと測定パターンベアを各々構成
する複数の第2の長方形マスクパターンとからなる寸法
測定用マスクパターンとを有するマスクを用いて、上記
半導体装置の本来のパターンを作成すると同時に上記寸
法測定用半導体パターンを作成し、上記第1.第2の長
方形パターンにより作成された第1.第2の寸法測定用
半導体パターンの長方形の側辺が一直線上に並ぶような
第1.第一2の長方形パターンのペアを目視で決定し、
該第1゜第2の長方形パターンの重なり量L1から上記
半導体装置の本来のパターンのパターン幅を決定するよ
うにしたので、半導体装置のパターン寸法を測定装置を
必要とせず、外視でもって簡便かつ高精度に測定できる
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(alは従来例での寸法測定用パターンを示す平
面図、第1図(blは従来例での寸法測定方法を示す第
1図(alのA−A線断面図、第2図はこの発明にかか
る寸法測定の原理を説明するだめの図で、同図(alは
寸法測定用パターンのベアを示す平面図、同図(b)は
該寸法測定用パターンペア及びこれにより作成される仕
上がり半導体パターンを示す平面図、第3図はこの発明
の一実施例におけるパターン寸法測定用マスクパターン
及びこれにより作成される仕上がり半導体パターンを示
す平面図である。 3a・・・第1の長方形マスクパターン、3 b・・・
第1の仕上がり半導体パターン、4a・・・第2の長方
形マスクパターン、4b・・・第2の仕上がり半導体パ
ターン、A1・・・第1の配列線、A2・・・第2の配
列線。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大音垢離 第1図 (CI> (b) 第2図 (Q) (b)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ill 半導体装置のパターン寸法測定方法において、
    半導体装置の本来のパターン作成のためのマスクパター
    ンと、半導体装置上の該本来のパターン作成領域以外の
    領域に対応するマスク領域に形成された寸法測定用マス
    クパターンとからなるマスクであって、該寸法測定用マ
    スクパターンが第1の配列線上にその幅方向が該第1の
    配列線方向となるよう配列された複数の同一幅L Oを
    有する第1の長方形マスクパターンと、上記第1の配列
    線と平行な第2の配列線上にその幅方向が該第2の配列
    線方向となるよう、かつ上記各節1の長方形マスクパタ
    ーンと後述する各ベアにつき異なる重なり量Llだけ幅
    方向にずらして配列され、該各節1の長方形マスクパタ
    ーンとともに寸法測定用マスクパターンペアを各々構成
    する複数の第2の長方形マスクパターンとからなるもの
    であるようなパターン作成マスクを用いて、上記半導体
    装置の本来のパターンを作成すると同時に藤赫寸法測定
    用半導体パターンを作成し、上記第1.第2の長方形マ
    スクパターンにより作成された第1゜第2の寸法測定用
    半導体パターンの長方形の相互に反対側で相互に近接す
    る側辺が一直線上に並ぶような寸法測定用マスクパター
    ンペアを目視で決定し、該ペアの上記型なりfjtLl
    から上記半導体装置の本来の半導体パターンのパターン
    幅を決定することを特徴とする半導体装置のパターン寸
    法測定方法。 (2)半導体装置のパターン寸法測定方法において、半
    導体装置の本来のパターンを電子ビーム直接描画により
    作成するためのパターンデータと、半導体装置上の該本
    来のパターン作成領域以外の領域に寸法測定用半導体パ
    ターンを電子ビーム直接描画により作成するための寸法
    測定用パターンデータとからなるパターンデータであっ
    て、該寸法測定用パターンデータが第1の配列線上にそ
    の幅方向が該第1の配列線方向となるよう配列された複
    数の同一幅LOを有する第1の長方形パターンのパター
    ンデータと、上記第1の配列線と平行な第2の配列線上
    にその幅方向が該第2の配列線方向となるよう、かつ上
    記各第1の長方形パターンと後述する各ベアにつき異な
    る重なり量L1だけ幅方向にずらして配列され、該各第
    1の長方形パターンとともに寸法測定用パターンベアを
    各々構成する複数の第2の長方形パターンのパターンデ
    ータとからなるものであるようなパターン作成データを
    用いて電子ビーム直接描画により上記半導体装置の本来
    のパターンを作成すると同時に上記寸法測定用半導体パ
    ターンを作成し、上記第1゜第2の長方形パターンデー
    タを用いて作成された第1.第2の寸法測定用半導体パ
    ターンの長方形の相互に反対側で相互に近接する側辺が
    一直線上に並ぶような寸法測定用パターンデータのベア
    を目視で決定し、該ベアの上記型なり量L1から上記半
    導体装置の本来の半導体パターンのパターン幅を決定す
    ることを特徴とする半導体装置のパターン寸法測定方法
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62206845A (ja) * 1986-03-06 1987-09-11 Nec Corp 半導体装置の製造方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57132008A (en) * 1981-02-09 1982-08-16 Hitachi Ltd Measuring method for pattern size
JPS6074525A (ja) * 1983-09-30 1985-04-26 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法

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