JPH0265151A - ライン幅損失測定方法 - Google Patents
ライン幅損失測定方法Info
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- JPH0265151A JPH0265151A JP1120629A JP12062989A JPH0265151A JP H0265151 A JPH0265151 A JP H0265151A JP 1120629 A JP1120629 A JP 1120629A JP 12062989 A JP12062989 A JP 12062989A JP H0265151 A JPH0265151 A JP H0265151A
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70605—Workpiece metrology
- G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
- G03F7/70625—Dimensions, e.g. line width, critical dimension [CD], profile, sidewall angle or edge roughness
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
- G03F1/44—Testing or measuring features, e.g. grid patterns, focus monitors, sawtooth scales or notched scales
-
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- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
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- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Dental Tools And Instruments Or Auxiliary Dental Instruments (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Prostheses (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野コ
この発明はマイクロ電子回路の形成中のライン幅損失の
測定方法に関する。
測定方法に関する。
[従来の技術]
多くのマイクロ電子回路の部品が半導体基体をエツチン
グすることによって形成できることはよく知られている
。このような基体に所要のパターンをエツチングするた
めに、フォトレジストが基体上に施され、それからフォ
トレジストが写真マスクを通して紫外線に露光され、現
像されてフォトレジスト中にマスクパターンが再生され
る。このフォトレジストは次の基体のエツチングのため
のマスクとして作用する。フォトレジストパターンの生
成およびエツチングの両工程はライン幅エラーを受け、
特にライン幅損失を生じる。すなわちライン幅利得はこ
れら処理の一方または両方に対して理論的に可能である
けれども、実際にはライン幅損失は同様に大きな問題と
なる。明らかに損失が両方の処理で生じる場合には累積
された損失が生じてこれは適用場所によっては非常に大
きな欠点となる。したがってポリシリコンゲートの形成
やコンタクトまたは金属接続のエツチングのようなある
種の処理ではライン幅損失は予め定められた限界以下に
維持されなければならない。これは両方の処理後、すな
わちフォトリソグラフ処理後およびそれ自身のエツチン
グ処理後のライン幅の光学的API定を必要にする。し
たがって、もしも許容できないようなライン幅損失が生
じるならば処理工程はこの損失を減少するように変更さ
れる。例えば全体のライン幅損失はフォトレジストパタ
ーンのライン幅の増加を生じるようにするためにフォト
リソグラフ処理の露光時間を調整することによって減少
させることができる。
グすることによって形成できることはよく知られている
。このような基体に所要のパターンをエツチングするた
めに、フォトレジストが基体上に施され、それからフォ
トレジストが写真マスクを通して紫外線に露光され、現
像されてフォトレジスト中にマスクパターンが再生され
る。このフォトレジストは次の基体のエツチングのため
のマスクとして作用する。フォトレジストパターンの生
成およびエツチングの両工程はライン幅エラーを受け、
特にライン幅損失を生じる。すなわちライン幅利得はこ
れら処理の一方または両方に対して理論的に可能である
けれども、実際にはライン幅損失は同様に大きな問題と
なる。明らかに損失が両方の処理で生じる場合には累積
された損失が生じてこれは適用場所によっては非常に大
きな欠点となる。したがってポリシリコンゲートの形成
やコンタクトまたは金属接続のエツチングのようなある
種の処理ではライン幅損失は予め定められた限界以下に
維持されなければならない。これは両方の処理後、すな
わちフォトリソグラフ処理後およびそれ自身のエツチン
グ処理後のライン幅の光学的API定を必要にする。し
たがって、もしも許容できないようなライン幅損失が生
じるならば処理工程はこの損失を減少するように変更さ
れる。例えば全体のライン幅損失はフォトレジストパタ
ーンのライン幅の増加を生じるようにするためにフォト
リソグラフ処理の露光時間を調整することによって減少
させることができる。
ライン幅を光学的に測定する既知の方法には映像シアリ
ング< 5hcariB)光学顕微鏡の使用がある。こ
のような顕微鏡は1つのラインの像を2つに分割し、2
つの像を接触させるために必要な移動がライン幅の尺度
である。この測定は主観的で、時間を消費する。
ング< 5hcariB)光学顕微鏡の使用がある。こ
のような顕微鏡は1つのラインの像を2つに分割し、2
つの像を接触させるために必要な移動がライン幅の尺度
である。この測定は主観的で、時間を消費する。
別の既知の方法は自動強度プロファイルシステムを使用
するものである。これは基体から反射された光のライン
を横切る強度の変化を測定することが必要である。この
場合にも、その方法は時間がかかり、あらゆる形式の基
体に対して信頓できるものではない。さらに別の欠点は
校正のために走査電子顕微鏡が必要なことである。
するものである。これは基体から反射された光のライン
を横切る強度の変化を測定することが必要である。この
場合にも、その方法は時間がかかり、あらゆる形式の基
体に対して信頓できるものではない。さらに別の欠点は
校正のために走査電子顕微鏡が必要なことである。
[発明の解決すべき課題]
この発明の目的は、既知の方法よりも迅速、容品にライ
ン幅損失を測定し、金属、酸化物、またはポリシリコン
を含むあらゆる形式の基体に使用することのできる測定
方法を提供することである。
ン幅損失を測定し、金属、酸化物、またはポリシリコン
を含むあらゆる形式の基体に使用することのできる測定
方法を提供することである。
[課題解決のための手段]
この発明は、以下の(a)乃至(d)の過程を有するマ
イクロ電子回路の形成中のライン幅損失測定方法を提供
するものである。すなわち、(a)U体材料上に予め定
められたパターンを形成するために使用される写真マス
ク上に一連の間隔を隔てたバーによって構成されたテス
トパターンを形成し、バーまたはバー間の間隔の一つは
予め定められた幅を有し、バーまたはバー間の間隔の他
のものは幅が次々に段階的に増加するように異なってお
り、一連のバーは一つの隣接するバーとバー間の間隔の
対の幅の比が1であるものを含み、 (b)テストパターンの補足として基体上に形成される
生成パターンを検査し、 (C)生成パターンのバーの幅とバー間の間隔の幅の比
が1である位置を検出し、 (d)段階的に変化する幅の寸法および生成パターン上
のバーとバー間の間隔の幅の比が1である位置の知識か
らライン幅損失を計算することを特徴とする。
イクロ電子回路の形成中のライン幅損失測定方法を提供
するものである。すなわち、(a)U体材料上に予め定
められたパターンを形成するために使用される写真マス
ク上に一連の間隔を隔てたバーによって構成されたテス
トパターンを形成し、バーまたはバー間の間隔の一つは
予め定められた幅を有し、バーまたはバー間の間隔の他
のものは幅が次々に段階的に増加するように異なってお
り、一連のバーは一つの隣接するバーとバー間の間隔の
対の幅の比が1であるものを含み、 (b)テストパターンの補足として基体上に形成される
生成パターンを検査し、 (C)生成パターンのバーの幅とバー間の間隔の幅の比
が1である位置を検出し、 (d)段階的に変化する幅の寸法および生成パターン上
のバーとバー間の間隔の幅の比が1である位置の知識か
らライン幅損失を計算することを特徴とする。
好ましい実施例では、テストパターンは第1および第2
の一連の間隔を有するバーの列によって構成され、第1
の一連の列のバーは同じ幅を有し、第2の一連の列のバ
ーの間の間隔は同じ幅を有している。
の一連の間隔を有するバーの列によって構成され、第1
の一連の列のバーは同じ幅を有し、第2の一連の列のバ
ーの間の間隔は同じ幅を有している。
ライン幅損失りは公式L −n d / 2を使用して
計算されることが好ましい。
計算されることが好ましい。
ここで、dはバーまたは間隔の幅の階段的ステップの偏
差であり、nはテストパターンのバー対間隔幅の比が1
の点と生成パターンのバーの幅と間隔の幅の比が1の点
との間のバーの数である。
差であり、nはテストパターンのバー対間隔幅の比が1
の点と生成パターンのバーの幅と間隔の幅の比が1の点
との間のバーの数である。
以下添附図面を参照にして実施例によって詳細に説明す
る。
る。
[実施例]
第1図は基体材料上に所望のパターンを形成するために
使用される写真マスク(図示せず)に適用されるテスト
パターンを示す。テストパターンはマスクのエツジ部分
または他のパターンと関係ないマスクの任意の部分に配
置される。テストパターンは間隔を隔てて配置された上
部の一連のバーの列Xおよび下部の一連のバーの列Yに
よって(Iη成されている。上部の列Xのバーではバー
A乃至Tは全て同じ幅W1−1μmであるが、対となっ
ている隣接するバーの間隔G1は左から右へ偏差g −
0,05μmで幅が減少している。下部の列Yのバーで
はバーA乃至Sは左から右へ偏差W−0,05μmで幅
W2が増加しているが、対となっている隣接するバーの
間隔G2は全て同じ幅1μmである。各一連のバーの列
XおよびYでは、バーは、バーの幅対間隔の幅の比が中
央部分で1に等しいように配置されている。バーの幅対
間隔の幅の比が1に等しい位置は顕微鏡を使用して可視
的に各列のXおよびYに対してチエツクされることがで
きる。したがって列Xに対してはバー1の幅はバー1と
バーJの間の間隔の幅に等しく、列Yに対してはバーに
の幅はバー■(とバーLの間の間隔の幅に等しい。
使用される写真マスク(図示せず)に適用されるテスト
パターンを示す。テストパターンはマスクのエツジ部分
または他のパターンと関係ないマスクの任意の部分に配
置される。テストパターンは間隔を隔てて配置された上
部の一連のバーの列Xおよび下部の一連のバーの列Yに
よって(Iη成されている。上部の列Xのバーではバー
A乃至Tは全て同じ幅W1−1μmであるが、対となっ
ている隣接するバーの間隔G1は左から右へ偏差g −
0,05μmで幅が減少している。下部の列Yのバーで
はバーA乃至Sは左から右へ偏差W−0,05μmで幅
W2が増加しているが、対となっている隣接するバーの
間隔G2は全て同じ幅1μmである。各一連のバーの列
XおよびYでは、バーは、バーの幅対間隔の幅の比が中
央部分で1に等しいように配置されている。バーの幅対
間隔の幅の比が1に等しい位置は顕微鏡を使用して可視
的に各列のXおよびYに対してチエツクされることがで
きる。したがって列Xに対してはバー1の幅はバー1と
バーJの間の間隔の幅に等しく、列Yに対してはバーに
の幅はバー■(とバーLの間の間隔の幅に等しい。
第2図はフォトリソグラフ処理およびエツチング処理後
の基体上に形成された生成パターンを示している。この
生成パターンは基体上に生成された所望のパターンと同
じライン幅変化(Ia失)を示す。前述のようにこのパ
ターンは2列の一連の間隔を有するバーの列X°および
Yoを有し、そのそれぞれは第1図のテストパターンの
対応するバーと同じ幅マイナスライン幅損失りの幅であ
る。
の基体上に形成された生成パターンを示している。この
生成パターンは基体上に生成された所望のパターンと同
じライン幅変化(Ia失)を示す。前述のようにこのパ
ターンは2列の一連の間隔を有するバーの列X°および
Yoを有し、そのそれぞれは第1図のテストパターンの
対応するバーと同じ幅マイナスライン幅損失りの幅であ
る。
その結果、列X°のバーはそれぞれWl−Lの幅を有し
、列Y°の間隔はそれぞれG2+Lの幅を有する。そこ
で顕微鏡を使用して各列X’、Y中のバーの幅と間隔の
幅との比が1である場所を容品に決定することができ、
それからライン幅損失りを計算することができる。例え
ば列X“に対して、もしもバーの幅と間隔の幅との比が
1である点がそのもとの位置からn個のバーだけ移動し
たならば、比が1の点の間隔の幅は次の式により与えら
れる。
、列Y°の間隔はそれぞれG2+Lの幅を有する。そこ
で顕微鏡を使用して各列X’、Y中のバーの幅と間隔の
幅との比が1である場所を容品に決定することができ、
それからライン幅損失りを計算することができる。例え
ば列X“に対して、もしもバーの幅と間隔の幅との比が
1である点がそのもとの位置からn個のバーだけ移動し
たならば、比が1の点の間隔の幅は次の式により与えら
れる。
G’ 0−G’ 、)−ng
ここで、Gooは列X″の中央部分の間隔の幅であり、
Go。は列X゛の中央部分から5番ロバ−における間隔
の幅である。
の幅である。
今、G’ O−Wl +L
列Xの比が1の点における間隔の幅Goはバーの幅W1
に等しく、ライン幅は列Xから列X゛になるとLだけ減
少されるから、間隔幅はLだけ増加される。それ故、 Go。−Wl+L−ng しかし、列X°の比が1の点では間隔幅はバーの幅に等
しい。すなわち Go。−Wl−L それ故Wl +L−n g=Wl −Lそれ故、2L−
ng、 またはL−ng/2例えばg−0,05μm
、n−8の場合には、L−0,2μmである。
に等しく、ライン幅は列Xから列X゛になるとLだけ減
少されるから、間隔幅はLだけ増加される。それ故、 Go。−Wl+L−ng しかし、列X°の比が1の点では間隔幅はバーの幅に等
しい。すなわち Go。−Wl−L それ故Wl +L−n g=Wl −Lそれ故、2L−
ng、 またはL−ng/2例えばg−0,05μm
、n−8の場合には、L−0,2μmである。
同様に列YおよびYoに対してライン幅損失しは、
L−nw/2 で与えられる。
一定の間隔幅を有する補足的な列のfM成は顕微鏡の焦
点が少しずれた場合に生じる問題を軽減する助けとなる
。
点が少しずれた場合に生じる問題を軽減する助けとなる
。
それ故、原理的にバーの幅と間隔の幅の等しい位置は各
処理工程に対して記録され、完全な処理過程を通じてマ
スクからのライン幅変化の記録を与える。
処理工程に対して記録され、完全な処理過程を通じてマ
スクからのライン幅変化の記録を与える。
上述の方法は既知のライン幅損失δPj定方法に比較し
て多くの利点を有する。特に既知の方法に比較してずつ
と迅速かつ容易であり、どのような形式の基体に対して
も使用することができる。さらに任意の形式の金属学的
顕微鏡が使用でき、これは既知の方法で使用されること
のできるものよりも高品質の顕微鏡を使用する余地を与
える(既知の方法では映像ジャリング顕微鏡またはアイ
ピース中にスケールを1′14う顕微鏡に限定されてい
る)。
て多くの利点を有する。特に既知の方法に比較してずつ
と迅速かつ容易であり、どのような形式の基体に対して
も使用することができる。さらに任意の形式の金属学的
顕微鏡が使用でき、これは既知の方法で使用されること
のできるものよりも高品質の顕微鏡を使用する余地を与
える(既知の方法では映像ジャリング顕微鏡またはアイ
ピース中にスケールを1′14う顕微鏡に限定されてい
る)。
上述の方法は多くの方法で変形することができる。例え
ばライン幅損失がδIII定されることのできる範囲を
増加させるためにさらにバーの列の対が追加されてもよ
い。典型的には2つの別のバーの列の対が使用されるこ
とができ、その第1の対の列では、X列のバーはそれぞ
れ2μmの幅を有し、Y列の間隔はそれぞれ2μmの幅
を有し、その第2の対の列では、X列のバーはそれぞれ
4μmの幅を有し、Y列の間隔はそれぞれ4μmの幅を
有する。この場合には、偏差gおよびWはそれぞれ第1
および第2の追加列に対して0.1umおよび0.2μ
mである。
ばライン幅損失がδIII定されることのできる範囲を
増加させるためにさらにバーの列の対が追加されてもよ
い。典型的には2つの別のバーの列の対が使用されるこ
とができ、その第1の対の列では、X列のバーはそれぞ
れ2μmの幅を有し、Y列の間隔はそれぞれ2μmの幅
を有し、その第2の対の列では、X列のバーはそれぞれ
4μmの幅を有し、Y列の間隔はそれぞれ4μmの幅を
有する。この場合には、偏差gおよびWはそれぞれ第1
および第2の追加列に対して0.1umおよび0.2μ
mである。
以上説明したライン幅損失測定方法はまた走査電子顕微
鏡を校正するために使用されることができる。基体上に
再生されたこのようなバーパターンの走査検出器顕微鏡
下の観察はバーと間隔の幅の比が1になるnの値の決定
を可能にする。もとのマスク上のバーの幅は知られてい
るので観察された実際のバーの幅が算定できる。
鏡を校正するために使用されることができる。基体上に
再生されたこのようなバーパターンの走査検出器顕微鏡
下の観察はバーと間隔の幅の比が1になるnの値の決定
を可能にする。もとのマスク上のバーの幅は知られてい
るので観察された実際のバーの幅が算定できる。
第1図はマスクに適用されるテストパターンを拡大して
示したものであり、第2図はフすトリソゲラフ処理およ
びエツチング処理の後で基体上に形成された生成パター
ンを拡大して示したものである。 出nrI人代理人
示したものであり、第2図はフすトリソゲラフ処理およ
びエツチング処理の後で基体上に形成された生成パター
ンを拡大して示したものである。 出nrI人代理人
Claims (5)
- (1)マイクロ電子回路の形成中のライン幅損失測定方
法において、 (a)基体材料上に予め定められたパターンを形成する
ために使用される写真マスク上に一連の間隔を隔てたバ
ーによって構成されたテストパターンを形成し、バーま
たはバー間の間隔の一つは予め定められた幅を有し、バ
ーまたはバー間の間隔の他のものは幅が次々に段階的に
増加するように異なっており、一連のバーは一つの隣接
するバーとバー間の間隔の幅の比が1であるものを含み
、(b)テストパターンの補足として基体上に形成され
る生成パターンを検査し、 (c)生成パターンのバーの幅とバー間の間隔の幅の比
が1である位置を検出し、 (d)段階的に変化する幅の寸法および生成されたパタ
ーン上のバーの幅とバー間の間隔の幅の比が1である位
置の知識からライン幅損失を計算することを特徴とする
ライン幅損失の測定方法。 - (2)一連の列のバーは同じ幅を有して配置されている
特許請求の範囲第1項記載の方法。 - (3)一連の列バーの間の間隔は同じ幅を有して配置さ
れている特許請求の範囲第1項記載の方法。 - (4)テストパターンは第1および第2の一連の間隔を
有するバーの列によって構成され、第1の一連の列のバ
ーは同じ幅を有し、第2の一連の列のバーの間の間隔は
同じ幅を有している特許請求の範囲第1項記載の方法。 - (5)ライン幅損失(L)は公式L−nd/2を使用し
て計算され、 ここで、dはバーまたは間隔の幅の階段的ステップの偏
差であり、nはテストパターンのバー対間隔幅の比が1
の点と生成されたパターンのバーの幅と間隔の幅の比が
1の点との間のバーの数である特許請求の範囲第1項乃
至第4項のいずれか1項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB888811678A GB8811678D0 (en) | 1988-05-17 | 1988-05-17 | Linewidth loss measurement |
| GB8811678.5 | 1988-05-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0265151A true JPH0265151A (ja) | 1990-03-05 |
Family
ID=10637056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1120629A Pending JPH0265151A (ja) | 1988-05-17 | 1989-05-16 | ライン幅損失測定方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4963924A (ja) |
| EP (1) | EP0342881B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0265151A (ja) |
| AT (1) | ATE73552T1 (ja) |
| CA (1) | CA1298414C (ja) |
| DE (1) | DE68900956D1 (ja) |
| GB (1) | GB8811678D0 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012043828A (ja) * | 2010-08-12 | 2012-03-01 | Hitachi High-Technologies Corp | 検査装置用の標準ウエハ |
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| US5044750A (en) * | 1990-08-13 | 1991-09-03 | National Semiconductor Corporation | Method for checking lithography critical dimensions |
| EP0477957A1 (en) * | 1990-09-28 | 1992-04-01 | Nec Corporation | Process of fabricating semiconductor IC devices, including several lithographic steps and check patterns |
| US5329334A (en) * | 1993-03-02 | 1994-07-12 | Lsi Logic Corporation | Integrated circuit test reticle and alignment mark optimization method |
| US5627624A (en) * | 1994-10-31 | 1997-05-06 | Lsi Logic Corporation | Integrated circuit test reticle and alignment mark optimization method |
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1989
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