JPH0769154B2 - Shape measurement method of resist pattern - Google Patents
Shape measurement method of resist patternInfo
- Publication number
- JPH0769154B2 JPH0769154B2 JP62144501A JP14450187A JPH0769154B2 JP H0769154 B2 JPH0769154 B2 JP H0769154B2 JP 62144501 A JP62144501 A JP 62144501A JP 14450187 A JP14450187 A JP 14450187A JP H0769154 B2 JPH0769154 B2 JP H0769154B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resist pattern
- light
- shape
- sample
- measuring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、レジストパターンの形状計測方法に関し、更
に詳細には、半導体、IC等の製作に用いられるレジスト
パターンの形状の計測方法に関する。The present invention relates to a resist pattern shape measuring method, and more particularly to a resist pattern shape measuring method used for manufacturing semiconductors, ICs and the like.
(従来の技術) 半導体素子の製作方法の一つとして、基板上にレジスト
パターンを形成し、このレジストパターンを用いてエッ
チングを行なう方法が知られている。この方法で半導体
素子を製作する場合は、現像、焼き付けの後に溶媒を除
去する必要があり、一般にこの除去は、高温乾燥室での
蒸発によって行っている。このため、レジストも高温に
曝されることとなり、従って、レジストには耐熱性が要
求される。(Prior Art) As one of methods of manufacturing a semiconductor element, a method of forming a resist pattern on a substrate and performing etching using this resist pattern is known. When a semiconductor element is manufactured by this method, it is necessary to remove the solvent after development and baking, and this removal is generally performed by evaporation in a high temperature drying chamber. Therefore, the resist is also exposed to high temperature, and therefore the resist is required to have heat resistance.
このレジストの耐熱性の試験は、加熱前後のレジストパ
ターンの形状変化を計測することによって行われるのが
通常であり、このレジストパターンの形状の計測は、従
来、光学顕微鏡あるいは走査型電子顕微鏡(SEM)等で
直接観察することにより行われていた。The heat resistance test of this resist is usually performed by measuring the change in the shape of the resist pattern before and after heating, and the measurement of the shape of this resist pattern has conventionally been performed by an optical microscope or a scanning electron microscope (SEM). ) Etc. were observed by direct observation.
(発明が解決すべき問題点) しかしながら、上記顕微鏡で直接観察する場合には、レ
ジストパターンを肉眼で観察するだけなので、レジスト
パターンの形状の定量化ができないとともに、またレジ
ストパターンの経時的形状変化を連続的に観察すること
ができない。更に、SEMで観察するためには、試料を小
さな切片にする必要のある破壊測定であり、また非常に
手間が掛かるという問題がある。(Problems to be solved by the invention) However, in the case of directly observing with the microscope, the resist pattern is only observed with the naked eye, so that the shape of the resist pattern cannot be quantified, and the shape change of the resist pattern with time is also impossible. Cannot be observed continuously. Furthermore, in order to observe with SEM, it is a destructive measurement that requires a sample to be a small section, and there is a problem that it is very troublesome.
そこで、本発明は、上記した従来方法の問題点を解決し
たレジストパターンの形状計測方法を提供することを目
的とするものである。Therefore, an object of the present invention is to provide a method for measuring the shape of a resist pattern, which solves the above-mentioned problems of the conventional method.
(問題点を解決するための手段) 本発明は、基板上に形成したレジストパターンの熱処理
による形状変化を計測する方法であって、表面に予め決
められたレジストパターンを形成した基板を加熱後また
は加熱しながら前記レジストパターン上にコヒーレント
光を照射し、このコヒーレント光を該レジストパターン
によって回折させ、その回折光のうち0次光以外の回折
光強度を測定し、一方、熱処理していない同じレジスト
パターンを同じ方法で0次光以外の回折光強度を測定
し、両者の0次光以外の回折光強度を比較することによ
ってレジストパターンの形状を計測することを特徴とす
るものである。(Means for Solving Problems) The present invention is a method for measuring a change in shape of a resist pattern formed on a substrate by heat treatment, which is performed after heating a substrate having a predetermined resist pattern formed on the surface or The resist pattern is irradiated with coherent light while being heated, the coherent light is diffracted by the resist pattern, and the diffracted light intensity of the diffracted light other than the 0th order light is measured. The feature is that the shape of the resist pattern is measured by measuring the diffracted light intensity other than the 0th order light in the same method and comparing the diffracted light intensity other than the 0th order light.
即ち、本発明のレジストパターンの形状計測方法は、光
回折光の強度分布が回折面の透過率分布あるいは形状に
依存していることに基づいてなされたものである。ほぼ
鏡面と見做せるシリコンウェハ上に形成したレジストパ
ターンにレーザ光を照射すると、レジストパターンの形
状に応じた光回折を生じる。この回折光をイメージセン
サ等で観測すれば、上記レジストパターンは、回折光の
強度分布としてとらえることができる。That is, the method for measuring the shape of the resist pattern of the present invention is based on the fact that the intensity distribution of the diffracted light depends on the transmittance distribution or the shape of the diffractive surface. When a resist pattern formed on a silicon wafer, which can be regarded as a mirror surface, is irradiated with laser light, light diffraction occurs in accordance with the shape of the resist pattern. By observing the diffracted light with an image sensor or the like, the resist pattern can be regarded as an intensity distribution of the diffracted light.
(発明の作用、効果) 本発明のレジストパターンの形状計測方法にあっては、
上記したように、レジストパターン上にコヒーレント光
を照射し、このコヒーレント光を該レジストパターンに
よって回折させ、その回折光の強度分布を計測すること
によって、レジストパターンの形状を計測するようにし
ているので、特別な形の試料を用意する必要がなく、簡
便にレジストパターンの形状を非接触で計測することが
でき、また、レジストパターンの形状を数値化して計測
することができるので、観察者の個人偏差がでず、更に
は、レジストパターンの経時的変化を連続的に観測する
ことができ、従って、レジストの耐熱性について良好な
試験を行うことができるようになる。(Operation and Effect of the Invention) In the resist pattern shape measuring method of the present invention,
As described above, by irradiating the coherent light on the resist pattern, diffracting the coherent light by the resist pattern, and measuring the intensity distribution of the diffracted light, the shape of the resist pattern is measured. Since it is not necessary to prepare a sample of a special shape, the shape of the resist pattern can be easily measured in a non-contact manner, and the shape of the resist pattern can be quantified and measured. There is no deviation, and moreover, the change with time of the resist pattern can be continuously observed, so that a good test can be conducted on the heat resistance of the resist.
(実施例) 以下、図面を参照しつつ、本発明のレジストパターンの
形状計測方法の好ましい実施例について説明する。(Embodiment) A preferred embodiment of the resist pattern shape measuring method of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は、本発明の実施例によるレジストパターンの形
状計測方法を実施するための装置の一例の概略図であ
る。FIG. 1 is a schematic view of an example of an apparatus for carrying out a resist pattern shape measuring method according to an embodiment of the present invention.
この第1図において、符号1はレーザ光源を示し、この
レーザ光源1が発するレーザ光の光路2上には、ハーフ
ミラー3が配置されている。このハーフミラー3は、レ
ーザ光源1からのレーザ光を、一部透過し、残部を反射
する。透過光の光路4上には、試料5が支持体6に支持
されて配置されている。この試料5は、第2図に示され
ているように、シリコンウエハである基板7、およびこ
の基板7上に塗布されたレジスト層8からなり、レジス
ト層8上には、例えば格子状のレジストパターン9が形
成されている。このようにレジストパターンとして格子
状のものを選択するのは、光軸合わせの簡単さや、再現
性の良さからであるが、他のパターンを選択してもよい
ことは勿論である。また、上記支持体6は、試料5を、
上下、左右、前後、すなわち、Z、X及びY方向に微動
させることができるようになっている。In FIG. 1, reference numeral 1 indicates a laser light source, and a half mirror 3 is arranged on an optical path 2 of laser light emitted from the laser light source 1. The half mirror 3 partially transmits the laser light from the laser light source 1 and reflects the rest. A sample 5 is disposed on the optical path 4 of the transmitted light while being supported by a support 6. As shown in FIG. 2, this sample 5 is composed of a substrate 7 which is a silicon wafer, and a resist layer 8 applied on the substrate 7. On the resist layer 8, for example, a grid-shaped resist is formed. A pattern 9 is formed. The reason why the grid pattern is selected as the resist pattern is that the optical axis alignment is easy and the reproducibility is good, but it goes without saying that another pattern may be selected. In addition, the support 6 is a sample 5
It can be moved up and down, left and right, front and back, that is, in the Z, X and Y directions.
上記試料5の表面上で回折されて反射されたレーザ光
は、今度は上記ハーフミラー3の裏面で反射される。こ
の反射光の光路10上にはレンズ11が配置されており、こ
のレンズ11の焦点面上には、イメージセンサ12が配置さ
れている。このイメージセンサ12の出力端には、オシロ
スコープ13が接続されており、このオシロスコープ13
は、タイミング信号発生器14の発するタイミング信号の
タイミングで上記イメージセンサ12から画像信号を受
け、それをディスプレーするようになっている。なお、
上記イメージセンサ12もまた、上記試料5と同様に上
下、左右、前後、すなわち、Z、X及びY方向に微動可
能なように支持体15に支持されている。The laser light diffracted and reflected on the surface of the sample 5 is reflected on the back surface of the half mirror 3 this time. A lens 11 is arranged on the optical path 10 of the reflected light, and an image sensor 12 is arranged on the focal plane of the lens 11. An oscilloscope 13 is connected to the output terminal of the image sensor 12, and the oscilloscope 13
Is adapted to receive an image signal from the image sensor 12 at the timing of the timing signal generated by the timing signal generator 14 and display it. In addition,
Similarly to the sample 5, the image sensor 12 is also supported by the support 15 so that it can be finely moved up and down, left and right, front and back, that is, in the Z, X and Y directions.
上記レーザ光のハーフミラー3での反射光の光路16上に
は、フォトデテクタ17が配置されており、このフォトデ
テクタ17により反射光を強度参照光として測光し、その
光の強度に応じた信号を上記オシロスコープ13に出力す
る。このオシロスコープ13は、それ自体がプロセッサ機
能を備えたものが通常使用される。オシロスコープ13
は、イメージセンサ12からの画像信号と、フォトデテク
タ17からの強度参照光信号とを受け、上記画像信号を強
度参照光信号に基づいて標準化処理(レーザ光自体の変
動の補正等を行う)等を行い、この処理後の画像信号を
CRT上に表示する。この処理後の画像信号を、記憶手段
に記憶し、あるいはハードコピー上に記録するようにし
てもよい。なお、プロセッサ機能は、コンピュータに行
わさせてもよいことは勿論である。A photodetector 17 is arranged on the optical path 16 of the reflected light of the laser light from the half mirror 3. The photodetector 17 measures the reflected light as the intensity reference light and outputs a signal corresponding to the intensity of the light. Is output to the oscilloscope 13. The oscilloscope 13 is usually used as it has a processor function. Oscilloscope 13
Receives the image signal from the image sensor 12 and the intensity reference light signal from the photodetector 17, and standardizes the image signal based on the intensity reference light signal (corrects fluctuations of the laser light itself). The image signal after this processing
Display on CRT. The image signal after this processing may be stored in the storage means or may be recorded on a hard copy. Of course, the processor function may be performed by a computer.
次に、上記装置を用いての本発明の実施例によるレジス
トパターンの形状計測方法について説明する。Next, a method of measuring the shape of a resist pattern according to the embodiment of the present invention using the above apparatus will be described.
まず、上記したような形態の試料を2つ用意しておき、
一方をそのまま、他方を熱処理して、計測に用いる。こ
れらの試料のうち、そのままの方を第1試料5Aとし、熱
処理をした方を第2試料5Bとする。First, prepare two samples of the above-mentioned form,
One is used as it is and the other is heat-treated and used for measurement. Of these samples, the one as it is is the first sample 5A, and the one subjected to the heat treatment is the second sample 5B.
その後、まず第1試料5Aのレジストパターンの形状計測
を行うにあたって、第1試料5Aを支持体6上に配置し、
位置合わせを行う。次いで、レーザ光源1を作動させ、
ハーフミラー3を介して、レーザ光を上記支持体6上の
第1試料5Aの所定個所に照射する。すると、このレーザ
光は、第1試料5Aの該所定個所のレジスト面上で反射す
るとともに、回折を起こす。この反射回折光は、再びハ
ーフミラー3のところに戻り、今度は該ハーフミラー3
の裏面で反射する。このハーフミラー3での反射光は、
レンズ11で収束されて、イメージセンサ12上に回折像を
形成する。Then, first, in measuring the shape of the resist pattern of the first sample 5A, the first sample 5A is placed on the support 6,
Align. Then, the laser light source 1 is activated,
Through the half mirror 3, laser light is applied to a predetermined portion of the first sample 5A on the support 6. Then, this laser light is reflected on the resist surface of the predetermined portion of the first sample 5A and also causes diffraction. This reflected diffracted light returns to the half mirror 3 again, and this time, the half mirror 3
Reflected on the back side of. The reflected light from the half mirror 3 is
It is converged by the lens 11 and forms a diffraction image on the image sensor 12.
このイメージセンサ12は、上記回折像を光電変換して、
電気信号に変換し、それをオシロスコープ13に出力す
る。一方、ハーフミラー3で最初に反射された反射光
は、フォトデテクタ17に入射する。このフォトデテクタ
17は、該反射光を強度参照光として受光して、それを計
測し、強度参照光信号を上記オシロスコープ13に出力す
る。This image sensor 12 photoelectrically converts the diffraction image,
It is converted into an electric signal and output to the oscilloscope 13. On the other hand, the reflected light first reflected by the half mirror 3 enters the photodetector 17. This photo detector
17 receives the reflected light as intensity reference light, measures it, and outputs an intensity reference light signal to the oscilloscope 13.
オシロスコープ13のプロセッサは、上記したようにまず
上記画像信号を強度参照光信号に基づいて標準化処理を
行い、その後、この画像信号を信号処理してレジストパ
ターンのデータを所望の形に数値化する。この信号処理
は、(1) 光強度分布のデータをデジタル化してFFT
等でフーリエ変換を行う、(2) m次の回折光強度を
測定する、(3) m次とn次の回折光の強度比を取
る、という3つの方法があり、どれを採用してもよい。
オシロスコープ13は、上記のようにして信号処理をし
て、それをCRT上に表示する。その写真を第3図にしめ
す。As described above, the processor of the oscilloscope 13 first standardizes the image signal based on the intensity reference light signal, and then processes the image signal to digitize the resist pattern data into a desired form. This signal processing is performed by (1) digitizing the data of light intensity distribution and performing FFT.
Etc., there are three methods of performing Fourier transform, (2) measuring the intensity of the diffracted light of the m-th order, and (3) taking the intensity ratio of the diffracted light of the m-th order and the n-th order, whichever method is adopted. Good.
The oscilloscope 13 processes the signal as described above and displays it on the CRT. The photograph is shown in Fig. 3.
次いで、上記ど第1試料5Aと同様にして、第2試料5Bの
レジストパターンの形状計測をおこなった。その結果の
CRT上の画像の写真を、第4図に示した。これら2枚の
写真を比較すれば、熱によるレジストの変化、すなわち
レジストパターンの形状の変化を検知することができ
る。すなわち、第3図と第4図とを見れば明らかなよう
に、熱処理をした第2試料においては、1次の回折光強
度が、熱処理をしていない第1試料に比べて小さくなっ
ていることがわかる。この結果は、本発明方法がレジス
トパターンの微小形状変化の測定方法として有効である
ことを示している。しかも、このレジストパターンの形
状計測方法によれば、該レジストパターンの形状を、該
レジストパターンによる回折像の光強度分布として数値
的にとらえているので、その数値そのものを比較するこ
ともできる。Then, the shape of the resist pattern of the second sample 5B was measured in the same manner as the first sample 5A. Of the result
A photograph of the image on the CRT is shown in FIG. By comparing these two photographs, it is possible to detect a change in the resist due to heat, that is, a change in the shape of the resist pattern. That is, as apparent from FIGS. 3 and 4, in the heat-treated second sample, the first-order diffracted light intensity is smaller than that in the non-heat-treated first sample. I understand. This result shows that the method of the present invention is effective as a method for measuring a minute change in the shape of a resist pattern. Moreover, according to this resist pattern shape measuring method, since the shape of the resist pattern is numerically captured as the light intensity distribution of the diffraction image by the resist pattern, the numerical values themselves can be compared.
また、試料5を、例えば熱処理室に配置しておけば、レ
ジストパターンの熱による継時的変化も計測することが
できる。Further, if the sample 5 is placed in, for example, a heat treatment chamber, it is possible to measure the temporal change of the resist pattern due to heat.
第1図は、本発明の実施例によるレジストパターンの形
状計測方法を実施するための装置の一例を示す概略図、 第2図は、上記計測の被計測物である試料の斜視図、 第3図は、熱処理を行っていない第1試料のレジストパ
ターンの回折像を示すオシロ波形写真、 第4図は、熱処理を行った第2試料のレジストパターン
の回折像を示すオシロ波形写真である。 1……レーザ光源、 5……試料 12……イメージセンサ 13……オシロスコープFIG. 1 is a schematic view showing an example of an apparatus for carrying out a resist pattern shape measuring method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of a sample which is an object to be measured in the above measurement. FIG. 4 is an oscilloscope waveform photograph showing a diffraction pattern of the resist pattern of the first sample that has not been heat-treated, and FIG. 4 is an oscilloscope waveform photograph showing the diffraction pattern of the resist pattern of the second sample that has been heat-treated. 1 …… Laser light source, 5 …… Sample 12 …… Image sensor 13 …… Oscilloscope
Claims (1)
理による形状変化を計測する方法であって、表面に予め
決められたレジストパターンを形成した基板を加熱後ま
たは加熱しながら前記レジストパターン上にコヒーレン
ト光を照射し、このコヒーレント光を該レジストパター
ンによって回折させ、その回折光のうち0次光以外の回
折光強度を測定し、一方、熱処理していない同じレジス
トパターンを同じ方法で0次光以外の回折光強度を測定
し、両者の0次光以外の回折光強度を比較することによ
ってレジストパターンの形状を計測することを特徴とす
るレジストパターンの形状計測方法。1. A method for measuring a change in shape of a resist pattern formed on a substrate due to heat treatment, the method comprising: heating a substrate having a predetermined resist pattern on its surface after heating or while heating the resist pattern; The coherent light is irradiated with light and diffracted by the resist pattern, and the diffracted light intensity of the diffracted light other than the 0th-order light is measured. The method for measuring the shape of a resist pattern is characterized in that the shape of the resist pattern is measured by measuring the diffracted light intensities and comparing the diffracted light intensities of the two other than the zero-order light.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62144501A JPH0769154B2 (en) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | Shape measurement method of resist pattern |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62144501A JPH0769154B2 (en) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | Shape measurement method of resist pattern |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63308507A JPS63308507A (en) | 1988-12-15 |
| JPH0769154B2 true JPH0769154B2 (en) | 1995-07-26 |
Family
ID=15363828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62144501A Expired - Lifetime JPH0769154B2 (en) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | Shape measurement method of resist pattern |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0769154B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6483580B1 (en) | 1998-03-06 | 2002-11-19 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Spectroscopic scatterometer system |
| US7515253B2 (en) | 2005-01-12 | 2009-04-07 | Kla-Tencor Technologies Corporation | System for measuring a sample with a layer containing a periodic diffracting structure |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50161170A (en) * | 1974-06-11 | 1975-12-26 |
-
1987
- 1987-06-10 JP JP62144501A patent/JPH0769154B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63308507A (en) | 1988-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105593973B (en) | Method and apparatus for determining focus | |
| JP2902971B2 (en) | Method for controlling line dimensions occurring in a photolithographic process | |
| US6775015B2 (en) | Optical metrology of single features | |
| US4200396A (en) | Optically testing the lateral dimensions of a pattern | |
| JP2008177579A (en) | Dynamic wafer stress processing system | |
| JP2013500586A (en) | Angle-resolved inversely symmetric light wave scattering measurement | |
| JP5816297B2 (en) | Method for characterizing structures on a mask and device for performing the method | |
| TWI378524B (en) | Optical metrology using a support vector machine with simulated diffraction signal inputs | |
| WO1998044315A1 (en) | Surface inspecting device and surface inspecting method | |
| Bastawros et al. | Thermal strain measurements in electronic packages through fractional fringe moiré interferometry | |
| EP1527320A1 (en) | Method and apparatus for optically measuring the topography of nearly planar periodic structures | |
| Bullis et al. | Optical linewidth measurements on photomasks and wafers | |
| JP2007155721A (en) | Optical sample characterization system | |
| US5830611A (en) | Use of diffracted light from latent images in photoresist for optimizing image contrast | |
| JPH0769154B2 (en) | Shape measurement method of resist pattern | |
| TWI831744B (en) | X-ray based measurements in patterned structure | |
| CN121141699A (en) | A structured light testing system for optical element surface patterns | |
| JPH0755702A (en) | Crystal defect measuring apparatus and semiconductor manufacturing apparatus using the same | |
| JP2000002514A (en) | Film thickness measuring device, alignment sensor and alignment device | |
| JPH0665963B2 (en) | Fine groove depth measuring device | |
| JPS6271804A (en) | Film thickness measuring device | |
| JP2001221617A (en) | Step measuring method, stamper manufacturing method, stamper, optical disk manufacturing method, optical disk, semiconductor device manufacturing method, semiconductor device, and step measuring apparatus | |
| Lavoie et al. | Light Scattering Measurement Of Surface Topography During Formation Of Titanium Silicide. | |
| US5784401A (en) | Temperature distribution measurement methods and apparatus | |
| US20230205095A1 (en) | Method and system for determining one or more dimensions of one or more structures on a sample surface |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |