JPS6319830A - Pattern for checking resolution - Google Patents

Pattern for checking resolution

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JPS6319830A
JPS6319830A JP61163584A JP16358486A JPS6319830A JP S6319830 A JPS6319830 A JP S6319830A JP 61163584 A JP61163584 A JP 61163584A JP 16358486 A JP16358486 A JP 16358486A JP S6319830 A JPS6319830 A JP S6319830A
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JP
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pattern
patterns
resolution
block
turn
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JP61163584A
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Japanese (ja)
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Kazuo Matsumura
和夫 松村
Yukio Watanabe
渡辺 行夫
Hiroyuki Ito
弘幸 伊藤
Hirokazu Miyashita
宮下 弘和
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • 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
    • G03F7/70605Workpiece metrology
    • G03F7/70616Monitoring the printed patterns
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make forms of pattern groups and conditions of resist patterns obvious by a method wherein the groups of patterns with the same size and the same shape are arranged in order in parallel and, after the groups of the patterns are developed by a photolithography process, the groups are moved linearly according to the order. CONSTITUTION:In a pattern group 111, each block is formed by 5 long rectangular patterns. In a pattern group 112, each block is constituted so as to form a quadrilateral by coupling 5 right-side-up patterns and 5 right-side-down patterns which have 45 deg. inclinations. In a pattern group 113, 5 patterns, each of which is composed of 3 rectangles which have the ratio of the areas 4:2:1, from each block. Further, in a pattern group 114, 5 long rectangular patterns form each block to constitute an order. The black patterns of the patterns 111-114 are constituted in one chip and the white patterns corresponding to the black patterns are constututed in one chip. Those chips are alternately arranged on a glass substrate in a chess-board form to constitute a mask substrate. With this constitution, as 5 patterns with the same shape and the same size are provided, the resolution of the pattern can be determined more easily.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、マスクアライメント装置の解像度チェック
に使用するホトマスク基板上の解像度チェック用ノ9タ
ーンに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to nine turns for resolution checking on a photomask substrate used for checking the resolution of a mask alignment device.

(従来の技術) 従来、この種のマスクアライメント装置の解像度チェッ
ク用・セターンのマスク基板は、第2図元に示すように
、ガラス基板上に矩形・卆ターンを配置シた・セターン
群からなるもので、第2図囚に示す黒パターン部(光が
透過しない部分)1と白パターン部(光が透過する部分
)2が1ブロックとなった・々ターン群で1チツプ3を
形成する。
(Prior art) Conventionally, the mask substrate for resolution checking and setens of this type of mask alignment apparatus consists of a group of rectangular blocks arranged on a glass substrate, as shown in the original figure of Figure 2. One chip 3 is formed by a turn group consisting of a black pattern section (a section through which light does not pass) 1 and a white pattern section (a section through which light passes through) 2 as shown in FIG.

一般に、ガラス基板はンーダタイムか低膨張ガラスと称
するガラス基板であり、黒・ぐターン部1は金属膜であ
り、マスクアライメント装置に用いるUV光(紫外線光
)に不透過な材質および膜厚を有している。
In general, the glass substrate is a glass substrate called undertime or low expansion glass, and the black turn part 1 is a metal film, which has a material and film thickness that is opaque to UV light (ultraviolet light) used in a mask alignment device. are doing.

このように、第2図(B)に示すガラス基板2Aに形成
されたパターン群は黒パターン部1と白の地の白・4タ
一ン部2の関係が逆転しているノ2ターン群4(第2図
(C)にその拡大図を示す)、前記ノイターン群5(第
2図0)にその拡大図を示す)がちる間隔をもって配置
されている。
In this way, the pattern group formed on the glass substrate 2A shown in FIG. 4 (the enlarged view is shown in FIG. 2(C)) and the Neutern group 5 (the enlarged view is shown in FIG. 2(0)) are arranged at intervals of.

この間隔は一般に150〜200μm離れていてマスク
基板上に半導体ウエノ・のサイズに相蟲分の面積に配置
されているのが普通である。
The spacing is generally 150 to 200 .mu.m, and they are usually arranged on the mask substrate in an area comparable to the size of a semiconductor wafer.

マスク基板上のパターンである第2図(4)に示す・ぞ
ターン群は同サイズの長矩形/ぞターンが5個で1ブロ
ック(第2図囚のa)となり、このグロックより、ノ々
ターン幅および長さ寸法全小さめにした長矩形パターン
5個で別の1ブロックを形成している。このように寸法
の大きさで序列にグロックを配置させたものでおる。
The group of square turns shown in Figure 2 (4), which is a pattern on the mask board, consists of 5 long rectangular turns of the same size and forms one block (a in figure 2). Another block is formed by five long rectangular patterns whose turn widths and lengths are all smaller. In this way, Glocks are arranged in order based on size.

この場合、大は幅(8μm)、長さく72μm)の長矩
形/fターンであシ、このノぞターンよシ、比例縮小を
した長矩形・々ターン(例えば6μm×54μm)をそ
れぞれのブロックとして、序列配置したものであり、最
小長矩形パターンは幅1μm、長さ9μmである。
In this case, the large is a long rectangle/f turn with a width (8 μm) and a length of 72 μm, and instead of this turn, a proportionally reduced long rectangle/turn (for example, 6 μm x 54 μm) is divided into each block. The minimum rectangular pattern has a width of 1 μm and a length of 9 μm.

このように、ノぞターン群は、長矩形パターン5個のブ
ロックのサイズの大から小への序列となって配置されて
いる。幅と長さが1=9の比率で長矩形が形成されてい
るのが特徴である。
In this way, the nozoturn group is arranged in order of size from large to small blocks of five long rectangular patterns. The feature is that a long rectangle is formed with a width and length ratio of 1=9.

このような、解像度チェック用パターンを有するマスク
基板(以下、°マスク基板という)は、マスクアライメ
ント装置の性能である・ぞターン転写解像度(以下解像
度という)を作業前点検あるいは定期点検に使用するも
ので、方法としては、半導体ウェハに指定のホトレジス
トヲ塗布し、マスクアライメント装置の指定条件におい
て、紫外線露光し、その現像を行ない、マスク基板の・
セターンが半導体ウエノ・に転写された現像後のレジス
トのパターンを観察し、このマスクアライメント装置の
解像度をチェックするものである。
Such a mask substrate (hereinafter referred to as a mask substrate) having a resolution check pattern is used for pre-operation inspection or periodic inspection of the zo-turn transfer resolution (hereinafter referred to as resolution), which is the performance of the mask alignment device. The method is to coat a semiconductor wafer with a specified photoresist, expose it to ultraviolet light under the specified conditions of a mask alignment device, and develop it.
The resolution of this mask alignment device is checked by observing the developed resist pattern in which the setan has been transferred onto the semiconductor wafer.

この場合、第2図囚のパターン群が転写解像されるわけ
であるが、パターンのサイズに応じて。
In this case, the pattern group shown in Figure 2 is transferred and resolved, depending on the size of the pattern.

その解像度の程度が異なってくる。たとえば、レジスト
の/ぐターンかはつきシしているものと境界がはつきり
しないパターンがおる。それらの/そターンを金属顕微
鏡で観察したり、寸法測定器にて寸法を測定することで
、解像度の評価をする。
The degree of resolution varies. For example, there are patterns in which the edges of the resist are sharp, and patterns in which the boundaries are not sharp. The resolution is evaluated by observing those turns with a metallurgical microscope or measuring their dimensions with a dimension measuring device.

一般に、金属顕微鏡の倍率は、 400〜600倍で観
察スる。ホトレジストのパターンが正常な形状、大きさ
、ノfターンの周辺の現像のされ具合、いわゆるレジス
トの残った部分と現像液で溶解除去された部分が、この
パターンを構成するわけであるが、そのレジストの境界
線かにじんでいるか、鮮明な線として見えるかを観察す
ることで解像度の良し悪し全判断するものである。
Generally, the magnification of a metallurgical microscope is 400 to 600 times. The normal shape and size of the photoresist pattern, the degree of development around the no-f turn, the so-called remaining parts of the resist and the parts dissolved and removed by the developer make up this pattern. The quality of the resolution can be determined by observing whether the boundaries of the resist are blurred or visible as clear lines.

ところが、・セターン群のサイズにより、そのレジスト
の/−eターンは違った結果となる。たとえば。
However, depending on the size of the setane group, the result of the /-e turn in the resist will be different. for example.

6μm×54μmの1ブロックはパターンサイズが大き
いので、鮮明に解像され易く、2μm×18μmのパタ
ーンは細いだめに光が回ジ込んだ分だけ細くなり、鮮明
に解像されない。
One block of 6 μm x 54 μm has a large pattern size and is easily resolved clearly, whereas a pattern of 2 μm x 18 μm becomes thinner due to the amount of light that has passed through the thin dots and is not clearly resolved.

この工程を示したのが第3図である。第3図囚に示すよ
うに解像度チェックをするために、半導体ウェハ31に
レジスト3(1−塗布し、第3図(B)に示すようにマ
スク基板32の大きなサイズの/9ターン33と小さな
サイズの74′ターン34を代表して表現した部分図を
用いて露光する。
FIG. 3 shows this process. As shown in FIG. 3B, in order to check the resolution, a resist 3 (1-) is applied to a semiconductor wafer 31, and as shown in FIG. Exposure is performed using a partial view representatively representing a 74' turn 34 in size.

この露光により、第3図C)に示すように、光Pは大き
なサイズの・々ターン33ではレジスト30の面に対し
て、あるノイターン@をもって露光部35と未露光部3
6がはっきり分れる。第3図(D)に第3図IC)の8
部の拡大図金示す。小さいサイズのパターン34では、
パターンによる光Pの遮断面積が小さいために、大きい
サイズの/セターン33と同じように光のまわり込みが
あったとしても、未露光部36がなくなるか、小さい面
積となってしまう。
As a result of this exposure, as shown in FIG. 3C, the light P is transmitted between the exposed area 35 and the unexposed area 3 with a certain no-turn @ with respect to the surface of the resist 30 in the large-sized no-turn 33.
6 is clearly separated. Figure 3 (D) and Figure 3 IC) 8
An enlarged drawing of the section is shown. In the small size pattern 34,
Since the blocking area of the light P by the pattern is small, even if the light wraps around like the large-sized /setan 33, the unexposed part 36 will disappear or will have a small area.

パターンサイズに関係なく、遮断のための・ぐターンの
角から角度Yで、第3図D)に示すように露光部35と
未露光部36の境い目が不鮮明になるように、光がまわ
り込む。
Regardless of the pattern size, the light passes around at an angle Y from the corner of the cut-off pattern so that the boundary between the exposed area 35 and the unexposed area 36 becomes unclear as shown in Figure 3D). .

また、パターンの角を通過した光がホトレジスト30を
透過して、下地のマスク基板31より反射すると、この
光は未露光部の方にも入り込み、見かけではパターンに
よシ遮断された。福の未露光2二出来るはずであるが、
実際の現像後のパターま小さくなる。
Furthermore, when the light that has passed through the corners of the pattern is transmitted through the photoresist 30 and reflected from the underlying mask substrate 31, this light also enters the unexposed areas and is apparently blocked by the pattern. It should be possible to make 22 lucky unexposed shots,
The actual pattern after development will be smaller.

このような作用で、小さいノぞターン程、露光し像する
と解像が悪いように見える・第3図の説1図は、ネガ形
のホトレジストについて説明した二、ポジ形レジストの
場合についても同じことでわる。
Due to this effect, the smaller the nozzle turn, the lower the resolution will appear when exposed and imaged.Explanation in Figure 3Figure 1 explains negative photoresist, and the same applies to positive photoresist. It depends.

以上のようなことは、長矩形パターンの短辺でも、長辺
でも起こる現象である。ところが短辺と長辺との長さ比
が1=9である従来の第2図(至)のパターン群におい
ては、解像の限界となるノリーン幅(短辺)、たとえば
3μmであるとすると、長辺は27μmであり、現像後
のレジス)パターンは、光のまわり込みで細くなる寸法
を片側0.5μとすると、2μm×26μmの長矩形が
解像されたことになる。
The above phenomenon occurs on both the short sides and the long sides of the long rectangular pattern. However, in the conventional pattern group shown in FIG. 2 (to) where the length ratio of the short side to the long side is 1 = 9, if the width (short side) is the limit of resolution, for example, 3 μm, , the long side is 27 μm, and the resist pattern after development is resolved into a long rectangle of 2 μm×26 μm, assuming that the dimension of thinning due to the wraparound of light is 0.5 μm on one side.

このように、長矩形は金属顕微鏡で観察する場合、解像
度があると判断できる。
In this way, when a long rectangle is observed with a metallurgical microscope, it can be determined that it has resolution.

マスク基板上に基盤の目状にチップ()2タ一ン群)が
構成されているのであるが、金属顕微鏡による現像後の
レジスト・ぞターンを観察する作業においては、チップ
(ツクターン群)に、しかも視野内に、または直ぐ近く
に判断できるパターンが包含されていることが好ましい
。そして、観察時間、視野移動時間が掛からないことが
好ましい。
Chips (2 tan groups) are formed on the mask substrate in the shape of the substrate, but when observing resist patterns after development using a metallurgical microscope, the chips (2 tan groups) are , and preferably includes a pattern that can be determined within the field of view or in the immediate vicinity. Further, it is preferable that the observation time and the time for moving the field of view are not required.

また、解像度の判定に使われる・(ターンが長矩形のみ
でない方が、実際のデバイス・ぐターンに近い。長矩形
でなく短矩形による解像度のチェックの方が、よりデバ
イスのコンタクトホールに近いことになり、短矩形によ
る判断が要されるが、従来パターン群には包含されてい
なかった。
In addition, the turns used to judge resolution are closer to the actual device turns if they are not only long rectangles.Checking the resolution using short rectangles rather than long rectangles is closer to the contact hole of the device. Therefore, judgment based on short rectangles is required, but conventionally it was not included in the pattern group.

解像度のチェックは金属顕微鏡、寸法測定器、および電
子顕微鏡(SEM)などがあり、特にSEMは、ツクタ
ーンの評価判定の場合、チェック−t ルAターン部全
目当に半導体ウェハを分割し、断面SEM写真をとる。
The resolution can be checked using metallurgical microscopes, dimension measuring instruments, and electron microscopes (SEM). In particular, SEM is used to check the quality of the A-turn. Take a SEM photo.

このような場合、分割個所の79ターンが小さいと、チ
ェックの部分を分割することが難しい。特に、比例縮小
で・9タ一ン群のブロック構成がされているために難し
くなる。
In such a case, if the 79 turns at the dividing point are small, it is difficult to divide the check portion. This is especially difficult due to the proportional reduction and the block configuration of nine tangent groups.

いずれKしても、従来のパターン群は、1種類のパター
ンをサイズの序列で構成した単一・パターン群のもので
あシ、判断手段としてのマスク基板は、種々のパターン
群のものを数枚準備する必要があった。
In any case, the conventional pattern group is a single pattern group consisting of one type of pattern arranged in order of size, and the mask substrate used as a judgment means has a number of different pattern groups. I had to prepare one.

(発明が解決しようとする問題点) マスク基板上構成された以上の解像チェック用パターン
でのマスクアライメント装置の解像度のチェックにおい
て、金属顕微鏡での観察による解像度の判定が長矩形の
みによるため、実際のデバイスに合致しないことがある
。そのために判定に精度を欠き、また、判定時間がかか
る。
(Problems to be Solved by the Invention) When checking the resolution of a mask alignment device using the above-described resolution checking pattern configured on a mask substrate, the resolution can only be determined by observation with a metallurgical microscope based on long rectangles. It may not match the actual device. Therefore, the determination lacks accuracy and also takes a long time.

また、長矩形で構成されているパターンをもつマスク基
板のみでは、判定しすらいため、他のパターンをもつマ
スク基板を準備し、同じように、マスクアライメント装
置で露光を行うという手間がかかる。
Further, since it is difficult to make a determination using only a mask substrate having a pattern made up of long rectangles, it takes time and effort to prepare mask substrates having other patterns and perform exposure using a mask alignment device in the same way.

賛するに、数種のパターン形状の配置されたマスク基板
の準備と、露光、現像および観察し判定という作業が必
要となる欠点があった。
However, it has the disadvantage that it requires the preparation of a mask substrate on which several types of pattern shapes are arranged, as well as the operations of exposure, development, observation, and judgment.

さらに、金属顕微鏡のみでなく、電子顕微現(SEM)
観察をするときの前記欠点があった。
Furthermore, in addition to metallurgical microscopes, electron microscopy (SEM)
There were the aforementioned drawbacks when making observations.

この発明は前記従来技術がもっている問題点のうち、観
察の判定精度が欠ける点と、判定するための時間金製す
る点と、金属顕微鏡観察のみでなくパターン断面の電子
顕微鏡観察のために、パターン形状が短かくて不向きで
ある点と、種々の・ぞターン群をもったマスク基板全準
備する必要がある点について解決した解像度チェック用
パターンを提供するものである。
This invention solves the problems of the prior art described above, such as the lack of observation judgment accuracy, the time required for judgment, and the ability to observe not only the metallurgical microscope but also the cross section of a pattern using an electron microscope. The present invention provides a resolution check pattern that solves the problems of the short pattern shape, which is unsuitable, and the need to prepare all mask substrates having various groups of turns.

(問題点を解決するための手段) この発明に係る解像度チェック用パターンは、長矩形の
2以上所望数の黒パターンをブロックとして垂直方向と
水平方向に配置して大きさの順に序列した第1の・セタ
ーンと、45°傾斜にして右上やと右下りのパターンを
合致させてなる2以上所望数の四辺形群の黒パターンを
1ブロックとして大きさの順に序列した第2の・々ター
ンと、矩形の面積を4対2対1の割合で配置した黒パタ
ーンの2以上所望数を1ブロックとして垂直方向と水平
方向に配置してその大きさの頭に序列した第3のノでタ
ーンと、長矩形の五つの黒・ぞターンftlブロックと
して垂直方向に配置してその・セターン幅とブロック間
の間隔を、領域するように序列した第4の・ンターンと
を設けたものである。
(Means for Solving the Problems) The resolution check pattern according to the present invention has a first block in which a desired number of two or more rectangular black patterns are arranged vertically and horizontally and ordered in order of size. A second turn, which is arranged in order of size, with two or more desired number of black patterns of quadrilateral groups made by aligning the upper right and lower right patterns with a 45° inclination as one block. , 2 or more desired number of black patterns arranged in a ratio of 4 to 2 to 1 are arranged in the vertical and horizontal directions as one block, and the turn is made in the third no. , a fourth long rectangular black turn ftl block is arranged in the vertical direction, and a fourth turn is arranged in such a manner that the width of the turn and the interval between the blocks are divided into areas.

(作用) この発明によれば、以上のように解像度チェック用・ン
ターンを構成したので、各第1ないし第4ノ・セターン
の・ぐターン群を有するチップから配を構成されたマス
ク基板を用いて半導体ウェハにホトリソグラフィ工程に
おいて露光、現像全行い、このマスク基板の・ぞターン
全半導体ウェハに転写し、各ノぐターンおよびパターン
とパターンの間隔を測定器で測定し、解像度と転写位置
の正否の判定を行って露光状態を把握する。
(Function) According to the present invention, since the resolution check pattern is constructed as described above, a mask substrate composed of chips each having a group of first to fourth patterns is used. The semiconductor wafer is exposed and developed in the photolithography process, and each turn of this mask substrate is transferred onto the semiconductor wafer. Each turn and the interval between patterns are measured with a measuring device, and the resolution and transfer position are determined. The exposure status is determined by determining whether the exposure is correct or not.

(実施例) 以下、この発明の解像度チェック用・9ターンの実施例
について図面に基づき説明する。第1図囚はその一突施
例を示すマスク基板上の1チツプ115の中のツクター
ン図である。この第1図(4)の101はノぞターンの
1ブロック、102dパターン唱サイズヲラられす印字
としての数字、103u[VJという文字で、パターン
のブロックが使用上でY方向(垂直方向)であることを
表わし、104はrHJという文字でパターンのブロッ
クが使用上てX方向(水平方向)であることを表わすO また、第1図(4)のノ(ターン111は長矩形の例え
ばこの例では五つのパターンfjr:1ブロックとした
ものを、その大きさによシ序列し、・々ターンの方向性
をXとYに並列とし、その間にツクターンサイズを印字
したものであり、これで1組となる。
(Example) Hereinafter, an example of 9 turns for resolution checking of the present invention will be described based on the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional diagram of one chip 115 on a mask substrate showing an example of the one-shot process. 101 in Fig. 1 (4) is one block of Nozo turn, 102d is the number printed on the pattern size, 103u [VJ], and the block of the pattern is in the Y direction (vertical direction) in use. 104 is the letter rHJ, indicating that the block of the pattern is in the X direction (horizontal direction). Five patterns fjr: One block is arranged in order according to its size, and the direction of each turn is parallel to X and Y, with the next turn size printed between them. Become a group.

さらに、パターン112は45″に傾斜した右上り・ぞ
ターンと右下シ・ぞターンを合致させて、1ブロックと
しては四辺形になるように構成したものである。
Further, the pattern 112 is constructed by matching the upper right corner and the lower right corner with an inclination of 45'' so that one block is a quadrilateral.

パターン113はブロック内の矩形の面!JRe4対2
対lの割合で形成した同様に五つのパターンを1ブロッ
クとし、その中のパターン1m 全5.0μmから1.
0μmまで0.2μmずつの違いを設けた各ブロックを
序列構成したものである。
Pattern 113 is a rectangular surface inside the block! JRe 4 vs 2
One block consists of five similar patterns formed at a ratio of 1 to 1, and each pattern has a total length of 5.0 μm to 1.0 μm.
Each block is arranged in a hierarchical manner with a difference of 0.2 μm up to 0 μm.

さらに、パターン114は長矩形の五つのパターン全1
ブロックとし、そのパターンサイズは幅5.0μmから
1.0μrpNまで0.2μmずつ違いを設けて、長さ
は100μm固定とし、序列構成したもので、この・々
ターン114の・セターンを15列設けである。
Furthermore, the pattern 114 consists of all five long rectangular patterns.
The pattern size is set at 0.2 μm increments from width 5.0 μm to 1.0 μrpN, and the length is fixed at 100 μm, arranged in an orderly manner. It is.

以上のように、パターン111〜114で1/々タ一ン
群を構成したもので、この)々ターン群は第1図CB)
に示すマスク基板101Aに基盤の目状に配置されてい
る。そのパターン群は黒パターン部(光が透過しない部
分)116と白の地部(光が透過する部分)117でで
きている。
As mentioned above, patterns 111 to 114 constitute a 1/1 turn group, and this 1/2 turn group is shown in Figure 1 (CB).
They are arranged in a pattern on the mask substrate 101A shown in FIG. The pattern group is made up of a black pattern portion (portion through which light does not pass) 116 and a white ground portion (portion through which light passes) 117.

すなわち、実際にはノぞターン111〜114の黒・ぞ
ターンとを1チツプに構成し、さらにそれに対応する白
パターンを1チツプで構成し、これらのテップをガラス
基板に基盤の目状に交互に配列してマスク基板全構成す
ることになる。
That is, in reality, the black and groove turns 111 to 114 are formed on one chip, and the corresponding white pattern is formed on one chip, and these steps are alternately arranged on a glass substrate in the shape of a base. The entire mask substrate is constructed by arranging them as follows.

この第1図(印はこのように、黒パターン部1チツプと
白パターンの1チツグを基盤の目状に配列した状態を示
し、この第1図(B)において、・ぐターン群118と
黒・白が逆転している・母ターン群119とが1列おき
に配置され、各パターン群118と119の境は、それ
ぞれの7917群118と119同志であり、この分割
されたパターン群をチップと称し、このチップのサイズ
が小さい方が、顕微鏡視野の移動量が少なくて洒み、速
やかに視野移動ができる。
This figure 1 (B) shows the condition in which one chip of the black pattern part and one chip of the white pattern are arranged in the shape of the base.・The white color is reversed. ・The mother turn groups 119 are arranged every other row, and the boundary between each pattern group 118 and 119 is the comrades of the respective 7917 groups 118 and 119, and this divided pattern group is chipped. The smaller the size of this chip, the smaller the amount of movement of the microscope field of view, which makes it easier to move the field of view.

前記例の如く五つの74ターンを1ブロックとしである
理由は(従来例でもそうであったが)、同サイズ同形状
のパターンが五つあることにより、パターンの解像度の
判定をよQ正確にできるようにしたものである。
The reason why one block is made up of five 74 turns as in the example above (as was the case in the conventional example) is that since there are five patterns of the same size and shape, it is possible to judge the pattern resolution more accurately. It has been made possible.

・ぜターン部分をラインと称し、パターンと・ぐターン
の間をスペースと称している。そして「ラインアンドス
ペース」と言い、同寸法で構成されている。
・The turn part is called a line, and the space between the pattern and the turn is called a space. It is called "line and space" and is composed of the same dimensions.

したがって、これらの寸法を測定器で測定することによ
り、露光の状態が把握できる。たとえば、露光過度にな
ると、ライン(パターン)iff<&る。
Therefore, by measuring these dimensions with a measuring device, the exposure state can be grasped. For example, if overexposure occurs, the line (pattern) iff<&.

また、前記ノ9ターンのサイズが0.2μmずつの違い
を設けたのは、一般にホトレジストを露光し、現像後の
・ぞターンによシ解像度をチェックするには、これ以上
率さい値にする必要がないからである。
Furthermore, the reason why the sizes of the nine turns are set to differ by 0.2 μm is that generally when photoresist is exposed and the resolution is to be checked every turn after development, a smaller value is required. This is because there is no need.

ホトレジストの・ぐターンは、前記従来例でも述べたよ
うに、露光の際の光の回υ込み、および反射光で寸法が
変わって現像され%また、パターンそのものもテーノイ
ー(レジストパターンの上部にくらべて下部が幅広にな
る)を持つので、0.2以下の相対差は区別する程の寸
法値ではない。
As mentioned in the conventional example above, the pattern of the photoresist is developed with dimensions changing due to the rotation of light during exposure and the reflected light. (the lower part is wider), so a relative difference of 0.2 or less is not a size value that can be distinguished.

第1図(B)は前記の・リーン111〜114を有する
チップから配置構成されたマスク基板101Aを表わし
、第1図(C)は第1図(B)のパターン群118の部
分の拡大図でらシ、第1図◎は第1図CB)のツクター
ン群119の部分の拡大図である。
FIG. 1(B) shows a mask substrate 101A arranged and configured from chips having the above-mentioned leans 111 to 114, and FIG. 1(C) is an enlarged view of the pattern group 118 in FIG. 1(B). Figure 1 ◎ is an enlarged view of the section group 119 in Figure 1 CB).

この第1図CB)〜第1図■に示すマスク基板101A
を用いて、半導体ウェハにホトリソグラフィ工程におい
て、露光、現像を行なうと、このマスク基板101Aの
ノーターン群が半導体ウェハに転写される。
The mask substrate 101A shown in FIG. 1 CB) to FIG.
When a semiconductor wafer is exposed and developed in a photolithography process using the mask substrate 101A, the no-turn group of the mask substrate 101A is transferred to the semiconductor wafer.

この場合、まず1枚のマスク基板を使用しただけで、種
々のパターン群が転写され、しかもパターン111は一
般の解像度チェックに使用できs01クターン112は
45°の傾斜ノぐターンであるから、水平方向と垂直方
向の解像度のみでなく、マスクアライメント装置のミラ
ーを介して結像した半導体ウェハに転写された・9ター
ンが右上夛または右下りの傾斜・ぞターンでも、正常で
あるか否かを確められる。
In this case, only one mask substrate is used to transfer various pattern groups, and the pattern 111 can be used for general resolution checking. In addition to the resolution in the direction and vertical direction, it is also possible to check whether the 9 turns transferred to the semiconductor wafer imaged through the mirror of the mask alignment device are normal, even if the 9 turns are tilted upward to the right or downward to the right. It can be confirmed.

ノソターン113は4対2対1の面積比であるノーター
ン群で、アライメント装置の解像度をチェックするには
、実デバイスのコンタクトノZターンや高速度仕様のバ
イポーラ型ICのエミッタの微細パターンが、解像可能
か否かを、より実ノリーンに近い、しかも転写・セター
ンで確認可能である。
The no-turn 113 is a no-turn group with an area ratio of 4:2:1, and to check the resolution of the alignment device, the contact no-Z turn of an actual device or the fine pattern of the emitter of a high-speed bipolar IC must be It is possible to check whether the image is possible or not by checking the transfer and setting, which is closer to the actual Noreen.

これは、アライメント装置の解像度を長矩形・セターン
のみで判定した場合、実デバイス全製造する際に、微細
・セターン(規矩形のパターン)が解像されるとは限ら
ないからである(前記第3図(匂の説明を参照)。
This is because if the resolution of the alignment device is determined only by long rectangles/setans, fine details/setans (regular rectangular patterns) will not necessarily be resolved when the entire actual device is manufactured (see above). Figure 3 (see description of smell).

半導体ウェハの・9タ一ン解像度は、前記金属顕微鏡お
よび寸法測定器により平面より観察する場合のみでなく
、・9ターンの断面形状がホトリソグラフィにおいては
重要点である。たとえば、平面観察では、外観、寸法と
も満足されていても、エツチング方法によシ最終外観、
寸法が異なる場合がある。
The 9-turn resolution of a semiconductor wafer is important not only when observing it from a plane using the metallurgical microscope and dimension measuring instrument, but also when the 9-turn cross-sectional shape is important in photolithography. For example, even if the appearance and dimensions are satisfied in planar observation, the final appearance and dimensions may be affected by the etching method.
Dimensions may vary.

特に、レジストパターンの断面形状、レジストが裾で広
がっている場合、ガスを使用したプラズマエツチングに
おいては、その裾が妨げとなシ、最終の寸法が細くなっ
てしまう。
In particular, if the cross-sectional shape of the resist pattern is such that the resist widens at the bottom, the bottom will not interfere with plasma etching using gas, resulting in a narrower final dimension.

そこで、断面形状はSEMを用いて撮影する手段がある
。そのとき、ノソターンは長い方が随所でウェハ分割が
可能となり、断面形状を観察するサングルができる。
Therefore, there is a method of photographing the cross-sectional shape using an SEM. At this time, the longer the nosoturn is, the more it is possible to divide the wafer at any point, creating a sample for observing the cross-sectional shape.

第1図■は以上述べてきた解像度チェック用パターンの
一実施例のマスク基板の写真でるり、また第1図■はこ
のマスク基板全使用して、ホトリソグラフィ工程におけ
るレジストパターンの写真である。
FIG. 1 (2) is a photograph of a mask substrate of one embodiment of the resolution check pattern described above, and FIG. 1 (2) is a photograph of a resist pattern in a photolithography process using the entire mask substrate.

前記のように、・eターンの幅寸法が数字121で示さ
れ、比率を表わす数字122が入っている。
As mentioned above, the width dimension of the e-turn is indicated by the number 121, and the number 122 representing the ratio is included.

たとえば、パターンの1グロック123−が表わしてい
ることは、5.0μm幅で4対2対1は/(ターン長さ
、20μm110μm、5.Qμmである。このように
、長矩形と規矩形を兼ね備えたパターン群である。
For example, what the pattern 1 Glock 123- represents is 5.0 μm width, 4:2:1/(turn length, 20 μm, 110 μm, 5.Q μm. In this way, a long rectangle and a regular rectangle are This is a group of patterns that have both.

(発明の効果) 以上詳細に説明したように、この発明によれば、同サイ
ズ同形状の・セターン群を並列序列したので、ホトリン
グラフィ工程における現像後の・セターン群を金属顕微
鏡観察するとき、序列に沿って観察ができて、しかも、
・セターンサイズによる序列により一直線的に金属顕微
鏡の移動をしながら、パターン群の形状、レジストパタ
ーンの症状が一目僚然となり作業が容易となる。
(Effects of the Invention) As explained in detail above, according to the present invention, setsane groups of the same size and shape are arranged in parallel, so when observing setane groups after development in the photolithography process using a metallurgical microscope. , it is possible to observe according to the hierarchy, and,
- While moving the metallurgical microscope in a straight line based on the order of the setan size, the shape of the pattern group and the symptoms of the resist pattern can be seen at a glance, making the work easier.

また、従来・ぞターンのように長矩形の異サイズのみの
パターン群でないため、半導体デバイスに使用され、コ
ンタクトホールまたはスルーホールのような規矩形・(
ターンの解像度を評価する上で、この・セターン群の包
含するマスク基板によれば、速やかにしかも、実デバイ
スに近似の解像度判定が容易である。
In addition, since it is not a pattern group of only different sizes of long rectangles like the conventional zo-turn pattern, it is used in semiconductor devices and is used for regular rectangular patterns such as contact holes or through holes.
When evaluating the resolution of a turn, using the mask substrate included in this setane group, it is possible to quickly and easily determine the resolution close to that of an actual device.

これにともない、マスクアライメント装置の性能把握の
精度向上となり、半導体デバイスに合致するマスクアラ
イメント装置であるかが判かる。
Along with this, the accuracy of understanding the performance of the mask alignment apparatus is improved, and it can be determined whether the mask alignment apparatus is compatible with the semiconductor device.

これにより、このマスクアライメント装置に起因する解
像度不良の製品ができないため、製造工程でのホトリソ
グラフィのやりなおしや、完成品のパターン形成度の不
備による電気的特性不良ができにくくなり、製品歩留り
の向上となる。
This prevents the production of products with poor resolution caused by this mask alignment device, making it difficult for photolithography to be redone during the manufacturing process and defects in electrical characteristics due to incomplete patterning of finished products, improving product yield. becomes.

さらに、マスク基板上の・々ターン方向が垂直および水
平方向のみを含むのでな(,45@傾斜のパターン群を
抱含しているため、マスクアライメント装置を構成する
ミラーおよびレンズ群の平行度不具合が把握できるとと
もに、SEM観察を要するとき、長い・ぞターン群によ
シ答易に観察場所が把えられる。
Furthermore, since the turn direction on the mask substrate includes only the vertical and horizontal directions (,45@includes an inclined pattern group, there is a problem with the parallelism of the mirrors and lens groups that make up the mask alignment device. In addition, when SEM observation is required, the observation location can be easily determined by long turns.

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

第1図月はこの発明の解像度チェック用・4ターンの一
実施例のマスク基板の1テツグの中のパターンの平面図
、第1図(B)は第1図月のパターンがガラス基板に基
盤の目状に配列されてい゛る状態を示す図、第1図(C
)は第1図CB)の黒パターン群118の部分の拡大図
、第1図(6)は第1図(B)の白ノ々ターン群119
の部分の拡大図、第1図月はこの発明の解像度チェック
用パターンの一実施例のマスク基板を示す写真、第1図
月は同上マスク基板を用いてホトリソグラフィ工程にお
けるレジスト/ぐターンを示す写真、第2図(4)は従
来の解像度チェック用パターンのマスク基板の平面図、
第2図(B)はガラス基板に基盤の目状に第2図(4)
のマスク基板が配列されている状態を示す平面図、第2
図(C)は第2図(B)における/ぞターン群40部分
の拡大図。 第2図(至)は第2図(樽における・ぐターン群5の部
分の拡大図、第3図(4)ないし第3図(2)はホl−
’Jソグラフイにおける従来の解像度チェック用パター
ン群を有するガラス基板を用いて露光する工程を示す図
である。 101.122・−・パターンの1ブロック、 l0I
A・・・マスク基板、102・・・パターンの幅サイズ
、111〜114・・・パターン、115・・・マスク
基板上の1チツプ、116・・・黒パターン群、117
・・・白の地部、118,119・・・パターン群、1
21・・・パターンの幅寸法を表わす数字、122・・
・比率を表わす数字。 10/、4ニア77基板 11B:昌0ターシ君羊 119:tf’ターシ群 第+iり□(A)のハ0ターシai’ラヌ基不受1:め
ご買した面(B) 第1図 不NθFllにあ°けるマスク基飯の写真(E) 第1図 12/:ノeターシめ11寸レムと8tγず数字122
:比車方表わ1欽字 123: tF7−ンめ1ブOv7 不ieq+二おけシレジズトハ゛ター〉2示す写真(F
) 第1図 奨釆の7スグ基層の平面図 第2図 炭来めガラス基板眞η7遍q次方9シ冒しだ平面図(B
) 第2図 f;、2 図(A )oワ4σ〕さ6分6す4ピ−ノぐ
図(C) 第2図 商Z図(B)c> kの加分の、拡大図(D) 第2図 手続補正書(方式) 昭和61年10月24日
The moon in Figure 1 is a plan view of the pattern in one teg of the mask substrate of an embodiment of the 4-turn mask for checking the resolution of this invention. Figure 1 (C
) is an enlarged view of the black pattern group 118 in FIG. 1(CB), and FIG. 1(6) is an enlarged view of the white pattern group 119 in FIG. 1(B).
1 is an enlarged view of the part shown in FIG. The photograph, Figure 2 (4) is a plan view of a mask substrate with a conventional resolution check pattern.
Figure 2 (B) shows the shape of the base on the glass substrate as shown in Figure 2 (4).
A plan view showing a state in which mask substrates are arranged, the second
Figure (C) is an enlarged view of the /zo turn group 40 portion in Figure 2 (B). Figure 2 (to) is an enlarged view of the part of turn group 5 in Figure 2 (barrel), Figures 3 (4) to 3 (2) are
It is a figure which shows the process of exposing using the glass substrate which has the conventional resolution check pattern group in 'J Sography. 101.122 -- 1 block of pattern, l0I
A... Mask substrate, 102... Pattern width size, 111-114... Pattern, 115... One chip on mask substrate, 116... Black pattern group, 117
...White background, 118,119...Pattern group, 1
21... Number representing the width dimension of the pattern, 122...
・Numbers that represent ratios. 10/, 4 Near 77 Board 11B: Chang 0 Tashi Kun Sheep 119: tf' Tashi group +i ri □ (A) Ha0 Tashi ai' Ranu group unreceiving 1: Purchased side (B) Figure 1 Photo of the mask base placed in the non-NθFll (E) Fig. 1 12/: Noe tersi 11 inch Rem and 8tγzu number 122
1st letter 123: tF7-1st block Ov7
) Figure 1: A plan view of the 7-seg base layer of the charcoal-covered glass substrate.
) Fig. 2 f;, 2 Fig. 2 (A) owa 4σ] S 6 min 6 x 4 pin Fig. (C) Fig. 2 Z Fig. (B) Enlarged view of the addition of c> k ( D) Figure 2 Procedural Amendment (Method) October 24, 1985

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (a)マスクアライメント装置の解像度チェック用マス
ク基板の1チツプにおいて長矩形の2以上所望数の黒パ
ターンを1ブロックとして垂直方向と水平方向に配置し
て大きさの順に序列した第1のパターンと、 (b)上記1チップにおいて45°傾斜にして右上りと
右下りのパターンを合致させてなる2以上所望数の四辺
形群の黒パターンを1ブロックとして大きさの順に序列
した第2のパターンと、 (c)上記1チップにおいて矩形の面積を4対2対1の
割合で配置した黒パターンの2以上所望数を1ブロック
として垂直方向と水平方向に配置してその大きさの順に
序列した第3のパターンと、(d)上記1チツプにおい
て長矩形で幅サイズのみ一定サイズずつサイズを変えた
第4のパターンと、よりなる解像度チェック用パターン
[Scope of Claims] (a) On one chip of a mask substrate for checking the resolution of a mask alignment device, two or more desired number of long rectangular black patterns are arranged as one block in the vertical and horizontal directions and ranked in order of size. (b) 2 or more desired number of black patterns of quadrilateral groups formed by matching the upper right pattern and the lower right pattern with a 45° inclination in the above-mentioned one chip are set as one block in order of size. (c) 2 or more desired number of black patterns arranged in a ratio of 4 to 2 to 1 in rectangular areas in one chip are arranged vertically and horizontally as one block. A resolution check pattern consisting of a third pattern arranged in order of size, and (d) a fourth pattern in which the width is changed by a fixed size in a long rectangular shape in one chip.
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