JPS6324113A

JPS6324113A - パタ−ン測定方法

Info

Publication number: JPS6324113A
Application number: JP5933386A
Authority: JP
Inventors: Akira Iwase; 岩瀬　昭; Takuoki Numaga; 沼賀　拓興
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1986-03-19
Filing date: 1986-03-19
Publication date: 1988-02-01

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】〔産業上の利用分野〕この発明は、レチクル、マスク、ウェハ等に作成された
パターンの寸法測定や欠陥検出をする方法に関する。

従来、電子ビームおよびレーザや、キセノンランプまた
は水銀ランプ等の光を用いてマスク、レチクルまたはウ
ェハ等の被処理物に描画され念パターン？寸法測定や欠
陥検出する方法は、第２図にその手順を示すごとく、被
処理物を測定機のステージに載置し、Ｚ変位測定１ｏし
、測定用光学系焦点合せのためＺ変位補正１１して、パ
ターン測定！２を行ない、パターン情報１３としてパタ
ーン寸法出力１４（ピプチ寸法、素子寸法、トータル寸
法、パターン直交度等）シ、更にパターン情報１３と設
計データ１６をデータ比較１５し、欠陥情報出力１７（
欠陥の場所、種類、個数、寸法、形状等）することにな
っている。これらのパターンの寸法測定や欠陥検出する
方法において問題となるのが、測定機とパターン描画装
置やステツパ等の露光装置によって被処理物の固定方法
がそれぞれ異なるため、その固定方法の差による平面変
歪の大きさや方向性が異なり、その歪によるパターンの
伸縮に差が生じ、その差をどう処理するかが問題となっ
ている。第３図（ａ）、υ）において、被処理物１がホ
ルダ２，６に固定されているが、ＩＤマーク３、パター
ン４に対して固定基漁５゜７が（ａ）と（ｂ）とで９０
０位相が違っている。この場合、固定されている被処理
物１の平面度はそれぞれ第４図（ａ）、←）のようにな
り、その断面図を第５図（ａ）。

（ｂ）に示すように中凹の方向が９０違っている。パタ
ーン面の歪によるパターン寸法の伸縮は、第６図に示す
ように、円弧の一部と仮定すると、概略下式で算出され
る。

ξ＝４ｔδ／ｌ　・・・四・・・・・・・・（１）δ；
最大歪（平面度）　ｔ；レチクル等の長さ、ｔ；レチク
ル等の厚さ、ｃ；パターンの伸縮量、例えばδ＝　３　
μｍ、　ｔ　＝Ｏ，Ｏ’？’　　ｔ＝６１とすると、ｌ
＝　４　Ｘｏ、０９’　ｘ３　ａｍ／６’　中０．１８
　ａｍとなり、パターン面は全長で０．１８μｍ伸びる
。

第３図（ａ）、第４図（ａ）の状態では、パターン寸法
がＸ方向に縮み、また第３図（ハ）、第４図（ｂ）の状
態では、パターン寸法がＹ方向に縮む。第３図（ａ）、
第４図（旬の状態と第３図の）、第４図の）の状態全そ
れぞれ描画装置と測定機の関係とするとＸとＹとの寸法
差が犬きく出ることになり、両者の間での正確な精度判
定ができない。

尚、第７図において、特定装置のステージの走行精度（
上下変動）αおよび被処理物の特定な処理装置の固定状
態における最大歪δと方向性は一般的に定性的・定量的
に安定したものであり、事前に測定しておいても良く、
実際の測定に際し、事前に測定したデータにより推定し
ても良い。またガラスマスク等については、表裏の平行
度ががなり精度良くできているのでパターンの裏面より
歪？測定しても良い。

〔発明の目的〕

本発明は、上記の事情を考慮してなされたもので、その
目的とするところは、レチクル、マスク、ウェハ等のパ
ターンの描画、露光装置等の処理装置や測定機の被処理
物の固定方法に左右されることなく、（１）客観的に判
断する方法　（２）被処理物の処理装置の固定状態に置
換えて判断する方法、のパターン測定方法を提供するこ
とにある。

〔発明の概要〕

２ｇ位測定（平面変歪）とステージの上下動測定（走行
精度）から歪計算し、被処理物を理想平面に置換したと
きのパターン情報をつくり、このり比較から欠陥情報を
出方するパターン測定方法としたものである。更に描画
装置や露光装置の固定状態における被処理物の歪の大き
さと方向性を事前に測定又は推定計算し、測定装置での
ステージの上下動測定による走行精度（誤差）と測定装
置の固定法による被処理物の歪（凹み）とを歪計算し、
測定装置で測定されたパターンを、描画装置又は露光装
置の被処理物の固定方法を基準として、補正量計算によ
Ｖ実測されたパターン測定値を補正してパターン情報出
力（パターン寸法出力と欠陥情報出力）することにした
ものである。

〔実施例〕

第１図は、−実施例を示す。先づ第１図（ａ）は被処理
物の歪みをゼロ（０）とした場合のパターン測定法を示
し、ステージの上下動によるＺ方向の走行精度を補正す
るためステージ上下動測定２０し友データと被処理物の
歪を補正するためのＺ変位測定１０とから歪計算２１し
、被処理物の歪をゼロ（０）に置換した時の補正量計算
２２を行う。−方Ｚ変位測定１０から光学系焦点合せの
ためのＺ変位補正１１を行って被処理物のパターン測定
１２’Ｔｈ行い、パターン情報１３に送られる。該パタ
ーン情報１３は、ステージ走行精度および被処理物の歪
による誤差をゼロ１０）に補正するための補正量計算２
２からのデータにより補正されてパターン寸法出力１４
を行ない、更に設けたデータ１６とパターン情報１３と
をデータ比較１５して欠陥情報出力１７を行なう。この
測定方法は、パターンの描画や露光等を行なった被処理
物の処理装置と測定装置との間で、各装置の特有の性質
に左右されることなくパターンを客観的に判断するのに
有効である。

次に第１図（ｂ）は、描画装置やマスク、レチクル等を
使用するステツパま几はコンタクト式、プロキシミティ
式等の露光装置で処理された被処理物のパターン測定方
法の場合を示す。

先ず描画装置で処理された被処理物のパターン？測定す
る場合には、二つのケースがあり、第１のケースは、被
処理物が次工程として使用される露光装置の固定状態を
基準とし、その固定状態とした時の被処理物の歪の大き
さと方向性に合せてパターン測定値を補正量計算して補
正したパターン情報に置換してパターン寸法と欠陥情報
全出力するようにしたものと、第２のケースは描画装置
の固定状態に合せてパターン測定値を補正量計算して補
正したパターン情報１３に置換してパターン寸法と欠陥
情報全出力するようにしたものである。第１図の）によ
ジ説明すると、被処理物固定具に固定して測定装置のス
テージに載置し、ステージ上下動測定２０によジステー
ジ走行精度の補正データとＺ変位測定１０により被処理
物の固定状態による歪を補正する友めのデータとで歪計
算１０する。２変位測定１０の結果により光学系焦点合
せのためＺ変位補正１１を行なって被処理物のパターン
測定１２を行ない、実測したノζターンを情報としてバ
タ：ン情報Ｉ３に送る。「露光装置での歪測定又は推定
計算」２４は特定の露光装置の固定状態時の被処理物の
歪の大きさと方向性全実測又は推定計算したデータであ
り同様に「描画装置での歪測定又は推定計算」２３は特
定の描画装置の固定状態時のデータである。前記第１の
ケースの場合には、露光装置の固定状態を基準にパター
ンと測定・判断するため、「露光装置での歪測定又は推
定計算」２４のデータと測定装置での歪計算２１とによ
ジ補正量計ｘ２２してパターン情報１３に置換・修正し
、パターン寸法臼カシＩ４と設　データ１６とデータ比較１５して欠陥情報出
力１７する。また前記第２のケースの場合（は露光装置
の代りに描画装置の被処理物の固定状態全基準とするの
で、補正量計算２２に［描画装置の歪測定又は推定計算
」２３によるデータで補正される点のみ第１のケースと
相異するだけであるＯまた、露光装置で処理された被処理物？測定する場合は
、露光装置の固定状態全基準として測定し、補正量計算
２２ば、当然「露光装置での歪測定又は推定計算」２４
のデータによる補正２行なわれて、パターン情報１３か
らパターン寸法出力１４と、設計データ１６とのデータ
比較１５して欠陥情報出力１７する。

上述の推定とは、機械の構造から生ずる被処理物の歪の
平均的値の他機械個々の製作精度の差分を含んだ各装置
特有の補正値で被処理物取付時の平均的値である。

このように第１図（ｂ）のパターン測定法は、被処理物
の処理精度の判定や後工程（露光装置は描画装置の後工
程）の固定状態での精度判定が可能になり、装置の精度
上の調整や対策がとり易く、被処理物の処理精度の向上
が可能になる。

〔発明の効果〕゛マスク、レチクル、ウェノＳ等の被処理物に描かれたパ
ターン測定方法において、描画装置、露光装置または測
定装置の被処理物の固定法の差により被処理物のパター
ン面の伸縮を測定または推定計算したデータに基き、歪
がゼロ（０）またに則定されたパターンを描画装置また
は露光装置の使用状態に置換して補正した上で、パター
ン寸法や欠陥検出することにより、各装置の性能や被処
理物の性能が判断できると共に、各装置の精度上の調整
や対策がとり易く、処理精度の向上が可能になる０

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　Ｉ’ｂ）は本発明の一実施例を示し
友ブロック線図で、（萄図は、被処理物の正金ゼロにし
た場合の測定法、（ｂ）は被処理物が描画装置又は露光
装置で処理された場合の測定法を示し、第２図は従来例
の測定法におけるブロック線図、第３図（ａ）Φ）は被
処理物の固定法を示す図１第４図、第５図は第３図に対
応した被処理物の歪の傾向を示す図であジ、第５図（樟
、（ｂ）は第４図（ａ）　、　（ｂ）の断面図、第６図
は被処理物の歪の模形図、第７図はＺ変位と走行精度の
一例を示す図である。１・・・被処理物、　２，６・・・ホルダ（固定具）３
・・・ＩＤマーク、　　４・・・パターン、５，７・・
・固定基準、　　１０・・・Ｚ変位測定、１１・・・Ｚ変位補正（光学系焦点合せ）、１２・・・
パターン測定、　　１３・・・パターン情報、１４・・
・パターン寸法出力、　　１５・・・データ比較、１６
・・・設計データ、　　１７・・・欠陥情報出方、２０
・・ステージ上下動測定、　２１・・・歪計算、２２・
・・補正量計算、　２３・・・描画装置での歪測定又は
推定計算、　２４・・・露光装置での歪測定又は推定計
算、　　α・・・ステージ走行精度、　δ・・・最大歪
（平面度）

Claims

【特許請求の範囲】１）マスク、レチクル、ウェハ等の被処理物に描かれた
パターンの測定方法において、測定時における前記被処
理物のパターン面の平面度の歪を求め、実際に測定した
パターン情報（パターン寸法および欠陥情報）に対して
、前記歪によるパターン寸法の伸縮を計算し、パターン
面を理想的な平面に矯正した場合のパターン情報として
出力することを特徴とするパターン測定方法。２）マスク、レチクル、ウェハ等の被処理物に描画され
たパターンの測定方法において、測定時におけるパター
ン面の平面度の歪のデータと、前記被処理物の製作また
は使用装置上におけるパターン面の平面度の歪のデータ
とにより、実際に測定したパターン情報（パターン寸法
および欠陥情報）に対して前記両データの差によるパタ
ーン寸法の伸縮を計算し、パターン面を前記製作または
使用装置上における平面度状態に置換した場合のパター
ン情報として出力することを特徴とするパターン測定方
法。３）ウェハまたはガラス基板等の被処理物に転写された
パターンの測定方法において、測定時におけるパターン
面の平面度の歪のデータと、前記被処理物に転写した露
光装置上におけるパターン面の平面度の歪のデータとに
より、実際に測定したパターン情報（パターン寸法およ
び欠陥情報）に対して、前記両データの差によるパター
ン寸法の伸縮を計算し、パターン面を前記露光装置上に
おける平面度状態に置換した場合のパターン情報として
出力することを特徴とするパターン測定方法。