JPH06229719A - 表面上の未知線幅判定方法及び判定用試験構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多線と多間隔からなるピッチを有する回折格
子（試験構造）を生産物品上に作成し、これを使い多回
折次数からの強度を容易に観測可能に得る結果、生産物
品上のサブミクロン未知線幅の現場監視を提供する。 【構造】 回折格子１２は、未知線幅ｌｗを有する格子
線２２を備えて生産物品の表面上に作成される。格子１
２は、多線２２と多間隔２３からなるピッチ２１を有す
る。格子１２が広い“有効ピッチ”を可能とする結果、
観察可能回折次数の数を増大する。各次数は強度測定値
を提供し、強度が格子線幅ｌｗと他の未知変量との関数
であることを表示する回折強度等式にこれら強度測定値
を代入することができる。この等式系をこの線幅ｌｗに
関して解けれるように、未知変量以上の数の強度測定値
を得ることができる。格子線２２が生産物品上の他の線
と同じ仕方で作成されるならば、これら他の線の幅を推
測することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、製造プロセス制御、特
に、材料の添加又は除去ストリップの線幅を測定する回
折格子の設計及び使用に関する。

【０００２】

【従来の技術】集積回路製造は、ウェーハ上に生産され
る特徴の幅について細密公差を必要とする製造プロセス
の１例に過ぎない。例えば、処理中にエッチングされる
特徴の幅を或る厳密な寸法限界内に納まるように制御す
ることが重要である。

【０００３】今日のウエーハの製造プロセスは、この製
造プロセスの一部として実時間プロセス制御ステップを
含む。これによって適切な調節がなされる。理想的に
は、線幅監視は、ウェーハからウエーハ式に現場で遂行
される。

【０００４】線幅測定を遂行するために、多くの現存技
術を使用することができる。通常の顕微鏡に基づく技術
は、線幅が約１．５μｍ以上の場合には、充分である。
サブミクロンの場合には、古い方法は走査電子顕微鏡を
使用する。この方法に伴う問題は、実時間的でもなけれ
ばインラインでもなく、したがって、ウェーハからウェ
ーハ式プロセス制御に通用しないと云うことである。

【０００５】最近開発された線幅測定方法は回折格子の
形をした試験パターンを使用し、この格子がその扱うウ
ェーハの試験領域内に置かれる。試験される基板が透明
であるかないかに従って、この基板への入射ビームは反
射又は透過して回折ビームを発生する。これらの格子を
レーザビームのような単色光で以て照明することによっ
て製造中監視し、結果の回折パターンを分析してその線
幅を判定する。もしこの格子の格子線がこのウェーハの
残りの部分上の特徴と同じに作成されているならば、こ
の格子線幅の測定値をこのウェーハ上の他の特徴の寸法
の推測に使用することができる。

【０００６】回折格子を使用する線幅測定装置は、クレ
インネクト（Ｋｌｅｉｎｋｎｅｃｈｔ）他に交付された
米国特許第４，３３０，２１３号に記載されている。こ
の装置は、一次及び二次光強度を得てかつ次の等式を使
用して線幅ｌｗを判定する：

【０００７】

【数１】ｌｗ＝ｄ／π ｃｏｓ^-1（Ｉ２ ／Ｉ１ ）^1/2

【０００８】ここに、ｄは格子周期（線幅と間隔幅の
和）、及びＩ１ 、Ｉ２ は第１、第２回折次数からの測
定強度。

【０００９】強度比を使用する利点は、強度に影響する
多くの因子をこの等式から消去すると云うことである。
しかしながら、多くの現存する回折方法の限界は、これ
らの方法が２つ以上の回折次数についての測定を必要と
することにある。いくつかの未知変量を有すると云う意
味において、回折モデルが複雑になるほど線幅に関して
解くために多くの回折次数が必要とされる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】観測可能の回折次数の
数は、その格子のピッチの関数である。その光の波長に
対してそのピッチを増大するほど多くの回折次数につい
て観測することができる。もし可視又は近紫外線のよう
な従来の光源を使用しようとするならば、現存する方法
は、多次数を得るために大きいピッチ値を必要とする。
必要とするピッチが測定される線幅に対して大きけれ
ば、その間隔幅が広くなければならない。しかしなが
ら、大きいピッチを実現するたに広い間隔幅を使用する
ことは、実際の装置はこのような形態をとっていないの
で、有意義な測定には好ましくない。

【００１１】回折強度測定のために多回折次数を提供す
る方法に対する要望が存在する。その方法は、ウェーハ
プロセス制御の一部として、現場監視を当然提供する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の１実施例は、透
過率又は反射率、又はその他の回折生成特性を互いに異
にする線と間隔とを有する表面上の未知線幅判定用回折
格子である。この格子は均一未知幅の格子線を有する。
そのピッチは多線と多間隔からなり、かつこの格子が照
明されるときこの格子が多数（３以上の）細密間隔回折
次数を生成するように、各ピッチごとに繰り返すパター
ン内でこれらの間隔が既知幅を有する。

【００１３】本発明の方法実施例は、その格子の未知線
幅を測定するためにこの格子を作成することを含む。回
折強度を表示する等式系を解くための既知データを与え
ることによって線幅を判定するために、多回折次数が使
用される。したがって、この格子を使用するために、こ
の格子が入射光で以て照明される。回折次数の各々から
の強度が測定される。強度測定値の数は、線幅の関数と
しての回折強度を表示する所与の数式内の未知値の数以
上でなけれはならない。その結果は、この格子線幅に関
して解くことのできる等式の集合である。もしこれらの
格子線がウェーハ上にあってこの格子内にない他の特徴
と同じ仕方で作成されているならば、これら他の特徴の
幅をこれらの格子線幅から推測することができる。

【００１４】本発明の他の実施例は、隣接し合う格子ス
トリップを使用する。多線多間隔ピッチ幅を有する格子
のように、この“スタック”格子は、容易に観測可能の
多回折次数を生成する。

【００１５】本発明の技術的利点は、これがサブミクロ
ン線幅の現場監視を提供すると云うことにある。その試
験格子を実際の生産物品上に置くことができる。それら
の回折次数からの強度は細密間隔配置され、したがっ
て、画像スクリーン上で容易に観察可能であり、この画
像スクリーンは半導体ウェーハのような製品の生産チャ
ンバの外部に置かれてもよい。この方法を次の意味にお
いて“実時間”に遂行することができる、すなわち、所
望の幅を得るまで幅を漸増又は漸源することを含む線作
成プロセス中測定を行うことができ、かついったん所望
線幅を得るとこのプロセスを停止する。更に、この測定
を１特定ステップの制御に使用することできるのみなら
ず、後続ステップをフィードフォワード制御及び先行ス
テップのフィードバック制御に対しても使用することが
できる。

【００１６】

【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は測定しようとする幅の線と間隔を有しかつ本
発明による２つ試験格子を有する生産物品の表面を示す
平面図であり、図２は本発明による第１型式の多次数試
験格子の平面図であり、図３は本発明による第２型式の
多次数試験格子の平面図であり、図４は本発明による第
３型式の多次数試験格子の平面図であり、図５は図２か
ら図４の試験格子を照明する結果の多回折次数からの測
定強度を示すグラフ図である。

【００１７】図１を参照すると、半導体ウェーハのよう
な生産物品１０の表面が示され、この表面上に線１１が
生産されている。物品１０は、本発明に従って２つの多
重次数格子１２を有する。物品１０は、また、ただ１つ
の格子１２又は２つ以上の格子１２を持つものであって
もよい。図２〜図４に関連して下に説明されるように、
各格子１２は、固定線幅回折格子の集合であり、その線
は線１１の幅に類似する幅を有する。格子１２は非均一
間隔をとった線のなす特定のパターンを有し、これによ
って均一間隔の線を有する従来の格子の次数よりも多い
次数からの強度が観察可能にされる。

【００１８】典型的応用においては、格子１２は、物品
１０の表面上の線１１の作成を含むどの生産段中にも作
成される。図１において、線１１は物品１０に対して大
きく広げて示されているが、典型的にはマイクロメータ
以下の程度である。

【００１９】半導体製造中において、格子１２を作成で
きると思われる生産段の例は、レジストパターン化、エ
ッチングの際、又は金属被覆中に線を精密幅に作成しよ
うとするときである。関連応用においては、格子１２
を、マスク線の幅を測定するためにマスク製作中にマス
ク上に作成することもできる。どの場合において、最も
一般的な意味において、サブミクロン以下の程度の幅を
有する線を表面に作成されつつある物品１０のどれの上
にも格子１２を置くことができる。

【００２０】下に説明されるように、格子１２は、物品
１０の表面の残りの部分上の線１１と同じ仕方で作成さ
れる。いつ又はいかにれらの格子線が作成されるかに係
わらず、仮定するのは、格子１２の測定を線１１の幅の
推測に使用することができるように格子１２上の線の幅
が線１１の幅に充分に類似していると云うことである。
典型的に、これらの格子線は、物品１０上の最も狭い線
１１を測定するのに使用される。通常、格子１２は物品
１０の表面の残りの部分と同じ表面上に作成されるが、
しかしながら、これが成立しないことも考えられる。例
えば、格子１２がウェーハ内の透明“窓”上に置かれ、
このウェーハの残りの表面が反射性であることもある。
しかしながら、このような差異はどれも回折光の強度に
影響し、これらの差異を計算に入れなければならない。

【００２１】物品１０上の格子１２の位置は本発明にと
って重要ではない；これらの格子を便利な場所ならばど
こに置いてもよい。物品１０が半導体ウェーハである場
合は、これらの格子を、例えば、実際の生産チップの隅
に置いてもよく、又はそれらのチップ自体の生産に使用
される或る他の領域上内に置いてもよい。

【００２２】格子１２を、線を生産する生産のどの局面
においても、作成し及び使用することができる。半導体
ウェーハのような多層物品の場合、２集合以上の格子１
２を異なる層上の異なる段において使用することができ
る。集積回路製造用語において、格子１２は“試験構
造”と称される。

【００２３】格子１２の寸法は、物品１０の寸法及び測
定される線１１の幅に従って変動することがある。もし
物品１０が今日の生産に普通の寸法のウェーハならば、
典型的な格子１２は５ｍｍ×１ｍｍの寸法であると云え
る。

【００２４】物品１０の性質及び作成される線の型式に
従って、格子１２を様々な型式の回折格子に合わせて作
成することができる。もし、格子１２をマスク線を測定
するためにマスクガラス上に作成するときのようにその
線と間隔が互いに異なる透過率を示すならば、この格子
を透過回折格子型に作成する。もし、格子１２を半導体
ウェーハ基板上のエッチングされた線を測定するのに使
用しようとするときのようにその線と間隔が互いに異な
る反射率を示すならば、この格子を反射回折格子型に作
成する。最後に、もしその反射率と透過率が同じである
がしかしその線からの反射と間隔からの反射との間に位
相シフトを生じているならば、格子１２を位相シフト格
子型に作成する。

【００２５】図１の例において、格子１２は反射回折格
子型に作成されている。光源１４からの光は、物品１０
の表面に入射する。典型的には、測定計算の簡単化のた
めに、この入射光は単色光でありかつ格子１２の表面の
法線である。格子１２は、光を光センサ１６へ反射し、
この光センサは回折次数に相当する種々の角における強
度を検出する。センサ１６は、回折格子で以て行う線幅
測定技術において知られているどの受光手段であっても
よい。

【００２６】図２〜図４は、３つの互いに異なる多次数
格子１２を示す。これらの実施例の各々に共通の特徴
は、これらが不当に広い間隔幅を有することなく、多回
折次数を提供すると云うことである。各格子１２におい
て、間隔幅はその線幅と実質的に異ならない。

【００２７】下に説明されるように、格子１２は従来の
格子の“インタリーブ”の集合であると考えてよい。こ
れらの格子が生成するその回折次数は、多数であって、
細密間隔をとる。

【００２８】各格子１２において、それらの線は線幅ｌ
ｗを有し、この生産物品１０上の生産線１１のそれと類
似している。典型的に、これらの格子線と生産線とが
“同じ”であって、測定された格子線幅と生産線１１の
線幅との間に直接干渉を施すように、これらの格子線は
線１１と同じ仕方で作成される。したがって、

【００２９】

【数２】ｌｗ_grating ＝＞ｌｗ_production ・

【００３０】各格子は、線と間隔の或る繰り返しパター
ンの幅の和に等しいピッチ幅ｐｗを有する。線幅ｌｗ
_grating は測定されるパラメータである。

【００３１】各格子１２のピッチ幅は既知であると仮定
する。もっともその線幅及び間隔幅は既知ではない。実
際には、本発明が半導体製造測定に使用される場合、ピ
ッチ幅はそのマスクレイアウトから既知である。このマ
スクは、所望のピッチ幅を正確に生産する能力を有す
る。又は技術的に正確であることが周知である回折計算
を使用して回折次数間の距離を測定することによって、
ピッチ幅を計算することができる。

【００３２】格子の隆起部分を指すために用語“線”を
使用することは、幾分随意である。ここの説明は、
“線”を測定することに関しているが、間隔を測定する
ことにも同様に適用可能であり、ここでは、“線”は隆
起線又は嵌込み間隔のいずれにも使用される。事実、最
も一般的な意味において、“線”は、反射率、透過率、
又は位相シフト、又はその他の回折格子特性を交互する
パターンのどれをも指す。

【００３３】図２及び図３を参照すると、これらの実施
例は、各々が多線と多間隔を含むピッチを有すると云う
ことにおいて類似している。各ピッチは線と間隔の集合
からなり、この集合は各ピッチごとに繰り返す明確なパ
ターンを有する。これは、ピッチが単一線と単一隣接間
隔からなる従来の格子と対照的である。

【００３４】これらの実施例のピッチは、どんな数の線
及び間隔を有することもでき、これに伴い線の間の線幅
値のどのよう分布をとることもできる。各ピッチごとに
その線と間隔の幅を加算して得られるのがピッチ幅であ
って、この結果、所望の数の回折次数を生じる。格子１
２のピッチ幅が広いほど、回折次数の分離を狭める結果
となり、したがって、それだけ多くの回折次数について
観察できる。

【００３５】図２は第１型式の多次数格子１２の部分の
平面図ある。格子１２は２つだけの完全なピッチ２１で
以て示されているが、典型的格子１２は数１００のピッ
チ２１を有するであろう。

【００３６】各ピッチ２１は、固定幅線２２、固定幅間
隔２３及び隣接分離間隔２４からなる。線２２は等しい
線幅ｌｗを有する。同様に、間隔２３は等しい間隔幅ｓ
ｗを有する。線幅は間隔幅と等しくてもよいが、しかし
必ずしもそうである必要はない。

【００３７】分離間隔２４の幅ｓｓｗは、或る係数ｋと
線幅ｌｗの積である。ｎ本の線２２と幅２３がピッチ２
１内で使用されるとき、このピッチ幅は、ピッチが１本
の線２２と１つの間隔２３を有する格子であるような従
来の格子に比べて、ｎの率だけ増大する。照明光が法線
方向に沿い入射する場合、回折次数もまたｎだけ増大す
る。

【００３８】サブミクロン線幅を測定する場合、ｎは約
４〜８であると予測される。分離間隔幅係数ｋは約１．
５から３の範囲をとる。

【００３９】図３は他の型式の多次数格子１２の部分の
平面図である。格子１２は、固定幅線３２と可変幅間隔
３３の繰り返しパターンかなるピッチ３１を有する。１
つのピッチだけが示されているが、完全な格子３０は、
数１００のピッチ３１を有するであろう。

【００４０】図３は固定線幅と可変間隔幅を有する格子
１２の１例に過ぎない。多くの変更が可能であるが、こ
れらを通じてのその共通特性は既知のピッチ幅を規定す
る繰り返しパターンである。格子１２の変更の結果、各
ピッチに一層多くの線及び間隔を有することもあり、及
びそれらの間隔が様々な量だけ変動することもある。

【００４１】図３の例において、各ピッチ３１は４本の
線３２と４つの間隔３３を有する。間隔３３は幅を次の
ように変動する：

【００４２】

【数３】ｓｗ₁ ＝ｌｗ ｓｗ₂ ＝１．２５ ｌｗ ｓｗ₃ ＝１．５ ｌｗ ｓｗ₄ ＝１．７５ ｌｗ ．

【００４３】したがって、そのピッチ幅は、１本の線３
２と単一の間隔３３をからなるピッチを有するような従
来の格子のピッチ幅よりも９．５の率だけ増大する。

【００４４】図４は更に他の多次数格子１２を示す。し
かしながら、広い有効ピッチによって多次数を生成する
代わりに、図４の格子は多重スタック格子によって多次
数を生成する。下に説明されうるように、そのスタック
内の各格子は回折次数を生成する。

【００４５】図４の例は、互いに隣接してスタックされ
た２つの格子ストリップ４０ａ及び４０ｂを有する。格
子ストリップ４０ａ及び４０ｂを横断する全体距離は、
その入射ビームが格子ストリップ４０ａ及び４０ｂを同
時に照明するように充分狭い。格子ストリップ４０ａ及
び４０ｂは、これらの線及び間隔がシフトスするように
スタックされる。

【００４６】図４において、格子ストリップ４０ａのピ
ッチは、格子ストリップ４０ｂのそれと同じである。し
かしながら、一般には、ピッチ幅は格子ストリップから
格子ストリップへ変動する。もしそそれらの格子ストリ
ップ間のピッチ差がΔｄであるならば、格子１２の有効
ピッチは、ｄ／Δｄの率だけ増大する。例えば、１０％
のピッチ差の場合、有効ピッチは１０の率だけ増大す
る。得られる回折次数の数は、その有効ピッチの関数で
ある。

【００４７】図５は格子１２の実施例のどれか１つを照
明する結果生じる、回折パターンを示す。種々の回折次
数からの正規化単位で表される強度測定値が、角位置単
位で表される位置に対してプロットされる。各棒は１つ
の回折次数を表すと共に、０次の棒は“軸上”位置にあ
る。

【００４８】動作にあたって、回折パターンを得るため
に、反射率又は透過率のいずれかに関して、線と間隔と
の間に充分なコントラストがあると仮定する。ここでの
論議は、フラウンホーファー回折に関しているが、しか
しフラウンホーファー制約が適用されないならば、一層
複雑な回折理論を使用することができる。

【００４９】格子１２を使用する方法の概要としては、
この格子を単色光源で以て照明する。コントラストを改
善するために、その入射光を偏光してもよい。結果の回
折パターンを画像スクリーン上で観察する。

【００５０】図５の説明の目的のために、格子１２のよ
うな格子が回折パターンを生成するために使用されたと
仮定する。その線幅は３５０ｎｍである。間隔幅は次の
順序に従う：３５０、４５０、５５０、４５０ｎｍ。こ
のことは、３，２００ｎｍの有効ピッチを意味する。そ
の入射光は４４１ｎｍのレーザである。

【００５１】結果は、０次を含む８次数の回折である。
各次数の位置は、そのピッチの関数である。各次数から
の相対強度は、その間隔幅に従う。これらの次数のうち
２つは弱くて観察するのに困難であるが、他の６つの次
数を線幅を判定するのに使用することができる。

【００５２】格子１２の様々な実施例から得られる多回
折次数は、正に複雑な回折モデルの使用をもたらす。本
願の［従来の技術］において述べられたように、現在使
用されている多くの回折使用線幅測定方法は、１つ又は
２つの回折次数を提供する簡単な標準格子構造に適用可
能の簡単な回折モデルに依存している。これと対照的
に、図２から図４の格子は、遥かに複雑であり、かつ多
回折次数を提供する。

【００５３】多次数格子１２の各々の使用は、周知の回
折理論を使用して、各次数からの強度に対する分析的表
現を導出できると云う基本的な考えに忠実である。一般
に、回折次数に対する数式は６つの未知数を有し、これ
らは： 入射ビームの強度、線及び間隔からの反射係数
の振幅と位相、及び線幅である。これらは、その格子を
横断して均一であると仮定することができる特性であ
る。種々の次数の測定された強度の各々を、この数式に
代入することができる。もし６つの回折次数からの強度
測定値が得られるならば、６つの等式の集合を得ること
ができて、線幅に関して６つの未知数を解くことができ
る。

【００５４】任意の次数ｍにおける回折画像の強度Ｉに
関して、標準格子の場合導出される等式の例は：

【００５５】

【数４】

【００５６】ここに、Ｃは定数、θは法線とこの回折次
数の角位置との間の角、Ｎは格子内の線の本数、ｌは線
幅、ｐはピッチ幅、ｒ₁ 、ｒ_s 及びφ₁ 、φ_s はそれぞ
れ線、間隔からの反射係数のそれぞれ振幅及び位相。類
似の強度表示式を、図２から図４の実施例の各々の場合
に導出することができる。もしｎ個の未知変量があるな
らば、これらの未知変量に関してこれらの強度表示式を
解くために、ｎ回折次数からの強度を測定する。

【００５７】本発明は特定の実施例を参照して説明され
たが、この説明は限定的な意味に解釈されることを意図
している訳ではない。開示された実施例の種々の変更の
みならず、代替実施例もその技術の習熟者にとって明白
である。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明
の真の範囲内に適合する全ての変更実施例を包含すると
考える。

【００５８】以上の説明に関し更に以下の項を開示す
る。

【００５９】（１） 透過率又は反射率、又はその他の
回折生成特性を互いに異にする線と間隔とを有する表面
上の未知線幅判定方法であって、前記表面に格子を作成
するステップであって、前記格子は均一未知幅の線を有
しかつ多線と多間隔からなるピッチを有し、前記格子が
照明されるとき前記格子が多回折次数を生成するよう
に、前記ピッチの各々ごとに繰り返すパターン内で前記
間隔が既知幅を有する、前記格子を作成するステップ
と、入射光で以て前記格子を照明するステップと、前記
回折次数の各々からの強度を測定するステップと、強度
を表示する数式内の未知変量の数と同じ数だけのこのよ
うな数式が得られるように、前記強度を表示する数式に
前記測定するステップで得られた測定値を代入するステ
ップと、前記未知線幅に関して前記数式を解くステップ
とを含む方法。

【００６０】（２） 第１項記載の方法において、前記
格子を作成するステップは線と間隔のブロックと各前記
ブロック間の隣接分離間隔とを有する各前記ピッチを備
える前記格子を作成することを更に含む、方法。

【００６１】（３） 第２項記載の方法において、前記
間隔は前記格子全体を通して均一幅を有する、方法。

【００６２】（４） 第２項記載の方法において、前記
線と前記間隔とは前記格子全体を通して同じ均一幅を有
する、方法。

【００６３】（５） 第２項記載の方法において、前記
分離間隔は前記格子全体を通して均一幅を有する、方
法。

【００６４】（６） 第１項記載の方法において、前記
格子を作成するステップは各ピッチごとに繰り返すパタ
ーン内で変動する間隔を有する前記各ピッチを備える前
記格子を作成することを更に含む、方法。

【００６５】（７） 第１項記載の方法において、前記
格子を作成するステップは、未知の幅を有する他の線の
線幅を格子線の線幅から推測することができるように、
前記他の線と同じ仕方で前記格子線を作成することを更
に含む、方法。

【００６６】（８） 生産表面上の生産線の幅の判定用
試験構造であって、同じ未知線幅の格子線を有しかつ多
線と多間隔とからなるピッチを有する試験格子であっ
て、前記格子が照明されるとき前記格子が多回折次数を
生成するように、前記ピッチの各々ごとに繰り返すパタ
ーン内で前記間隔が幅を有する、前記試験格子を含み、
前記生産線の幅が前記格子線の線幅から推測され得るよ
うに、前記格子線は前記生産線と同じ仕方で前記表面上
に作成される、構造。

【００６７】（９） 第８項記載の構造において、各前
記ピッチは線と間隔のブロックと各ブロック間の隣接分
離間隔とを有する、構造。

【００６８】（１０） 第９項記載の構造において、前
記間隔は前記格子全体を通して均一幅を有する、構造。

【００６９】（１１） 第９項記載の構造において、前
記線と前記間隔とは前記格子全体を通して同じ均一幅を
有する、構造。

【００７０】（１２） 第９項記載の構造において、前
記分離間隔は前記格子全体を通して均一幅を有する、構
造。

【００７１】（１３） 第１項記載の構造において、各
ピッチは前記各ピッチごとに繰り返すパターン内で変動
する間隔を有する、構造。

【００７２】（１４） 透過率又は反射率、又はその他
の回折生成特性を互いに異にする線と間隔とを有する表
面上の未知線幅判定方法であって、前記表面上に第１格
子ストリップを作成するステップであって、前記格子ス
トリップは均一未知幅の線を有しかつ既知幅のピッチを
有する、前記第１格子ストリップを作成するステップ
と、前記表面上に第２格子ストリップを作成するステッ
プであって、前記第２格子ストリップは前記第１格子ス
トリップと同じ均一未知幅の線を有しかつ既知幅のピッ
チを有する前記第２格子ストリップを作成するステップ
と、を含み、前記第１格子ストリップと前記第２格子ス
トリップとが照明されたとき前記格子ストリップが多回
折次数を生成するように、前記格子ストリップの一方の
格子線が前記格子ストリップの他方の格子線に対して平
行であるがしかしシフトしている関係をとって前記第１
格子ストリップと前記第２格子ストリップとは互いに隣
接し合っており、前記方法は、更に、入射光で以て前記
格子ストリップを照明するステップと、前記回折次数の
各々からの強度を測定するステップと、強度を表示する
数式内の未知変量の数と同じ数だけのこのような数式が
得られるように、前記強度を表示する数式に前記測定す
るステップで得られた測定値を代入するステップと、前
記未知の幅に関して前記数式を解くステップとを含む方
法。

【００７３】（１５） 第１４項記載の方法において、
前記第１格子ストリップを作成するステップと前記第２
格子ストリップを作成するステップとは同じ幅のピッチ
を作成することを更に含む、方法。

【００７４】（１６） 第１４項記載の方法において、
前記第１格子ストリップを作成するステップと前記第２
格子ストリップを作成するステップとは異なる幅のピッ
チを作成することを更に含む、方法。

【００７５】（１７） 第１４項記載の方法であって、
追加の回折次数を生成するために第３以上の格子ストリ
ップを作成するステップを更に含む方法。

【００７６】（１８） 生産表面上の生産線の幅の判定
用試験構造であって、均一未知線幅の線を有しかつ既知
ピッチ幅を有する第１格子ストリップと、前記第１格子
ストリップと同じ均一未知線幅の線を有しかつ既知ピッ
チ幅を有する第２格子ストリップと、を含み、前記第１
格子ストリップと前記第２格子ストリップとが照明され
たとき前記格子ストリップが多回折次数を生成するよう
に、前記格子ストリップの一方の格子線が前記格子スト
リップの他方の格子線に対して平行であるがしかしシフ
トしている関係をとって前記第１格子ストリップと前記
第２格子ストリップとは互いに隣接し合っており、前記
生産線の幅が前記格子線の線幅から推測され得るよう
に、前記格子線は前記生産線と同じ仕方で前記表面上に
作成される、構造。

【００７７】（１９） 第１８項記載の構造において、
前記第１格子ストリップと前記第２格子ストリップとは
同じ幅のピッチを有する、構造。

【００７８】（２０） 第１８項記載の構造において、
前記第１格子ストリップと前記第２格子ストリップとは
異なる幅のピッチを有する、構造。

【００７９】（２１） 第１８項記載の構造であって、
追加の回折次数を生成するために前記未知幅の線を有す
る第３以上の格子ストリップを更に含む構造。

【００８０】（２２） サブミクロン線幅の測定用試験
構造及び該構造を使用する方法が、提供される。回折格
子は、未知線幅を有する格子線を備えて作成される。前
記格子は、多線と多間隔からなるピッチを有する。前記
格子が広い“有効ピッチ”を可能する結果、観察可能回
折次数の数を増大する。各次数は、強度測定値を提供
し、強度が格子線幅と他の未知変量との関数であること
を表示する回折強度等式に前記強度測定値が代入され得
る。等式系が前記線幅に関して解けれるように、未知変
量と少なくとも同じ数の強度測定値が得られる。実際に
は、もし前記格子線が製品上の他の線と同じ仕方で作成
されるならば、前記他の線の幅は推測され得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】測定しようとする線幅の線と間隔を有しかつ本
発明による２つ試験格子を有する生産物品の表面を示す
平面図。

【図２】本発明による第１型式の多重次数試験格子の平
面図。

【図３】本発明による第２型式の多重次数試験格子の平
面図。

【図４】本発明による第３型式の多重次数試験格子の平
面図。

【図５】図２から図４の試験格子を照明する結果の多回
折次数からの測定強度を示すグラフ図。

【符号の説明】

１０ 生産物品 １１ 線 １２ 格子 １４ 光源 １６ 光センサ ２１ ピッチ ２２ 線 ２３ 間隔 ２４ 隣接分離間隔 ３１ ピッチ ３２ 線 ３３ 間隔 ４０ａ、４０ｂ 格子ストリップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジミー ダブリュ．ホスク アメリカ合衆国テキサス州ダラス，ウィン ターウッド レーン 6631

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透過率又は反射率、又はその他の回折生
   成特性を互いに異にする線と間隔とを有する表面上の未
   知線幅判定方法であって、 前記表面に格子を作成するステップであって、前記格子
   は均一未知幅の線を有しかつ多線と多間隔からなるピッ
   チを有し、前記格子が照明されるとき前記格子が多回折
   次数を生成するように、前記ピッチの各々ごとに繰り返
   すパターン内で前記間隔が既知幅を有する、前記格子を
   作成するステップと、 入射光で以て前記格子を照明するステップと、 前記回折次数の各々からの強度を測定するステップと、 強度を表示する数式内の未知変量の数と同じ数だけのこ
   のような数式が得られるように、前記強度を表示する数
   式に前記測定するステップで得られた測定値を代入する
   ステップと、 前記未知線幅に関して前記数式を解くステップとを含む
   方法。
2. 【請求項２】 生産表面上の生産線幅判定用試験構造で
   あって、 同じ未知線幅の格子線を有しかつ多線と多間隔とからな
   るピッチを有する試験格子であって、前記格子が照明さ
   れるとき前記格子が多回折次数を生成するように、前記
   ピッチの各々ごとに繰り返すパターン内で前記間隔が幅
   を有する、前記試験格子を含み、 前記生産線の幅が前記格子線の幅から推測され得るよう
   に、前記格子線は前記生産線と同じ仕方で前記表面上に
   作成される、試験構造。