CN101228615A - 对位方法 - Google Patents

Abstract

一种对位方法，在形成有多个形成在一次照射曝光区域内且具有多个基本区域的第一图案的基板上，通过对应于各个基本区域的多次照射曝光形成第二图案时，针对形成于基板上的多个第一图案，计测调整标记的位置而作为第一位置信息，基于第一位置信息，计算多个第一图案相对于第一坐标系的位置偏移量，基于从第一位置信息减去第一位置偏移量而得的第二位置信息，计算第一图案相对于第二坐标系的第二位置偏移量，基于从第一位置信息减去第一位置偏移量以及第二位置偏移量而得的第三位置信息，计算第一图案相对于以第二图案的照射曝光区域中心为原点的第三坐标系的第三位置偏移量，基于第一至第三位置偏移量，在曝光第二图案时相对第一图案进行定位。

Description

对位方法

技术领域

本发明涉及一种在通过一次照射曝光形成于衬底上的第一图案上重叠通过多次照射曝光所形成的多个第二图案时的对位方法。

背景技术

为了形成半导体器件等的微细图案，在曝光工艺中使用着衰减型移相掩模(half-tone phase-shifting mask)、交替型移相掩模(Levenson phase-shiftingmask)等移相掩模。采用移相掩模的曝光方法能够提高曝光宽容度以及焦深等，从而能够有效地形成微细图案。然而，由于移相掩模的价格昂贵，因此近年来掩模(Reticle：光掩模)成本的增加成为一个很大的问题。

作为一个解决掩模成本增加问题的对策，提出了采用在一张光掩模上配置有多层图案的多层光掩模(下面称之为MLR(Multi-Layer Reticle))的方法。

图19是示出了在一张光掩模上配置有两层图案的MLR的俯视图。如该图所示，在一张光掩模100上，配置有例如具有第一配线层图案的照射(shot)区域102和例如具有第二配线层图案的照射曝光区域104。

MLR虽具有能够降低掩模成本的长处，但由于每一层的曝光区域变小，因此具有使曝光设备的生产能力下降的短处。因此，MLR限于使用在采用移相掩模、临界层的掩模等价格昂贵的掩模的层上。

另外，在掩模的曝光工艺中，通常，对于采用光掩模的每一层的掩模工艺不同，例如，采用正型抗蚀剂，或者采用负型抗蚀剂。另外，掩模的种类也不同，例如，采用二元掩模(binary mask)，或采用移相掩模。因此，很难将掩模工艺或掩模种类不同的层的图案配置在同一张光掩模上。

如上所述，MLR是限定了所使用的层的光掩模。因此，在实际的制造工序中，还需要采用MLR之外的光掩模(下面，称之为单层光掩模(SLR))来进行曝光。即，在实际的制造工序中，必须进行采用了SLR的曝光(下面，称之为SLR曝光)和采用了MLR(下面，称之为MLR曝光)的曝光的混合匹配(mix-and-match)曝光。

图20(a)是示出了SLR曝光的照射布局(shot layout)的俯视图，图20(b)是示出了在SLR曝光的照射曝光区域上所重叠的MLR曝光的照射布局的俯视图。在图20所示的情况下，需要在SLR曝光的一次照射曝光区域106上重叠MLR曝光的两次照射曝光区域108。

专利文献：JP特开平8-236433号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，在现有的SLR曝光和MLR曝光的混合匹配曝光中，有时很难在SLR曝光的一次照射曝光区域上以高精度重叠MLR曝光的多次照射曝光区域。

本发明的目的在于，提供一种在SLR曝光的一次照射曝光区域上能够以高精度重叠MLR曝光的多次照射曝光区域的对位方法。

用于解决问题的方法

若根据本发明的一个观点，可提供一种对位方法，用于在形成有多个具有多个基本区域的第一图案的基板上，通过对应于各个上述基本区域的多次照射曝光来形成第二图案时进行对位，其中，上述第一图案形成在一次照射曝光区域内，上述对位方法的特征在于，针对形成于上述基板上的多个上述第一图案，计测调整标记的位置而作为第一位置信息，基于所计测的上述第一位置信息，求出多个上述第一图案对于以上述基板的中心为原点的第一坐标系的相对位置，从而计算出多个上述第一图案相对于上述第一坐标系的位置偏移量，从上述第一位置信息减去上述第一位置偏移量，从而计算出第二位置信息，基于上述第二位置信息，求出多个上述基本区域对于以上述第一图案的照射曝光区域的中心为原点的第二坐标系的相对位置，从而计算出上述第一图案相对于上述第二坐标系的第二位置偏移量，从上述第一位置信息减去上述第一位置偏移量以及上述第二位置偏移量，从而计算出第三位置信息，基于上述第三位置信息，计算出上述第一图案对于以上述第二图案的照射曝光区域的中心为原点的第三坐标系的第三位置偏移量，基于上述第一至第三位置偏移量，在曝光上述第二图案时相对上述第一图案进行定位。

另外，若根据本发明的其他观点，则可提供一种对位方法，其特征在于，针对形成有多个具有多个基本区域的第一图案、且通过对应于各个上述基本区域的多次照射曝光形成有第二图案的基板，计测位置偏移检查标记，从而计测上述第二图案相对于上述第一图案的位置偏移而作为第一位置偏移信息，其中，上述第一图案形成在一次照射曝光区域内，基于所计测的上述第一位置偏移信息，求出多个上述第二图案对于以上述基板的中心为原点的第一坐标系的相对位置，从而计算出多个上述第二图案相对于上述第一坐标系的位置偏移量，从上述第一位置偏移信息减去上述第一位置偏移量，从而计算出第二位置偏移信息，基于上述第二位置偏移信息，求出多个上述第二图案对于以上述第一图案的照射曝光区域的中心为原点的第二坐标系的相对位置，从而计算出上述第二图案相对于上述第二坐标系的第二位置偏移量，从上述第一位置偏移信息减去上述第一位置偏移量以及上述第二位置偏移量，从而计算出第三位置偏移信息，基于上述第三位置偏移信息，计算出上述第二图案对于以上述第二图案的照射曝光区域的中心为原点的第三坐标系的第三位置偏移量，基于上述第一至第三位置偏移量，在形成于其他基板上的上述第一图案上曝光上述第二图案时相对上述第一图案进行定位。

发明效果

若根据本发明，则在形成有多个形成在一次照射曝光区域内且具有多个基本区域的第一图案的基板上，通过对应于各个基本区域的多次照射曝光形成第二图案时，针对形成于基板上的多个第一图案，计测调整标记的位置而作为第一位置信息，基于所计测的第一位置信息，求出多个第一图案相对于以基板的中心为原点的第一坐标系的相对位置，从而计算多个第一图案相对于第一坐标系的位置偏移量，计算从第一位置信息减去第一位置偏移量而得的第二位置信息，基于第二位置信息，求出多个基本区域相对于以第一图案的照射曝光区域的中心为原点的第二坐标系的相对位置，从而计算第一图案相对于第二坐标系的第二位置偏移量，计算从第一位置信息减去第一位置偏移量以及第二位置偏移量而得的第三位置信息，基于第三位置信息，计算第一图案相对于以第二图案的照射曝光区域的中心为原点的第三坐标系的第三位置偏移量，基于第一至第三位置偏移量，在曝光第二图案时相对第一图案进行定位，因此，在基板上所形成的第一图案上，能够以高精度重叠形成第二图案。

另外，若根据本发明，则针对形成有多个形成在一次照射曝光区域内且具有多个基本区域的第一图案、且通过对应于各个基本区域的多次照射曝光形成有第二图案的基板，计测位置偏移检查标记，从而计测第二图案相对于第一图案的位置偏移而作为第一位置偏移信息，基于所计测的第一位置偏移信息，求出多个第二图案相对于以基板的中心为原点的第一坐标系的相对位置，从而计算多个第二图案相对于第一坐标系的位置偏移量，计算从第一位置偏移信息减去第一位置偏移量而得的第二位置偏移信息，基于第二位置偏移信息，求出多个第二图案相对于以第一图案的照射曝光区域的中心为原点的第二坐标系的相对位置，从而计算第二图案相对于第二坐标系的第二位置偏移量，计算从第一位置偏移信息减去第一位置偏移量以及第二位置偏移量而得的第三位置偏移信息，基于第三位置偏移信息，计算第二图案相对于以第二图案的照射曝光区域的中心为原点的第三坐标系的第三位置偏移量，基于第一至第三位置偏移量，在形成于其他基板上的第一图案上曝光第二图案时相对第一图案进行定位，因此，在其他基板上所形成的第一图案。能够以高精度重叠形成第二图案。

附图说明

图1是用于说明在SLR曝光和MLR曝光的混合匹配曝光中会发生的位置偏移的俯视图(之一)。

图2是用于说明在SLR曝光和MLR曝光的混合匹配曝光中会发生的位置偏移的俯视图(之二)。

图3是用于说明在SLR曝光和MLR曝光的混合匹配曝光中会发生的位置偏移的俯视图(之三)。

图4是用于说明在SLR曝光和MLR曝光的混合匹配曝光中会发生的位置偏移的俯视图(之四)。

图5是示出了本发明的第一实施方式的对位方法的流程图。

图6是用于说明在本发明第一实施方式的对位方法中的样品照射曝光区域的选择的俯视图。

图7是用于说明在本发明第一实施方式的对位方法中的调整标记的配置的俯视图。

图8是示出了本发明的第二实施方式的对位方法的流程图。

图9是用于说明在本发明第二实施方式的对位方法中的样品照射曝光区域的选择的俯视图。

图10是用于说明在本发明第二实施方式的对位方法中的位置偏移检查标记的配置的俯视图。

图11是示出了进行了本发明的第二实施方式的对位方法的评价的曝光的照射布局的俯视图。

图12是示出了本发明的第二实施方式的对位方法的评价结果的图表。

图13是示出了比较例的对位方法的评价结果的图表。

图14是用于说明在本发明第三实施方式的半导体器件的制造方法中的曝光工序的图。

图15是示出了在本发明的第三实施方式的半导体器件的制造方法中所使用的光掩模的俯视图。

图16是用于说明一般的两次曝光(double exposure)的图(之一)。

图17是用于说明一般的两次曝光的图(之二)。

图18是示出了在本发明的第四实施方式的半导体器件的制造方法中所使用的光掩模的俯视图。

图19是示出了在一张光掩模上配置有两层图案的MLR的俯视图。

图20是示出了SLR曝光的照射布局以及MLR曝光的照射布局的俯视图。

附图标记的说明

10…晶片

12…SLR曝光的照射曝光区域

14a、14b、14c、14d…MLR曝光的照射曝光区域

16…调整标记

20…位置偏移检查标记

22…SLR曝光的照射曝光区域

24…MLR曝光的照射曝光区域

26…光掩模

28、30、32、34…照射曝光区域

36…光掩模

38、40、42、44…照射曝光区域

46…光掩模

48…衰减型移相部

50…交替型移相部

100…光掩模

102、104…照射曝光区域

106…SLR曝光的照射曝光区域

108…MLR曝光的照射曝光区域

110…晶片

112…SLR曝光的照射曝光区域

114…MLR曝光的照射曝光区域

具体实施方式

[在SLR曝光和MLR曝光的混合匹配曝光中的位置偏移]

在说明本发明的对位方法之前，利用图1至图4来说明在SLR曝光和MLR曝光的混合匹配曝光中会发生的位置偏移。图1至图4是用于说明在SLR曝光和MLR曝光的混合匹配曝光中会发生的位置偏移的俯视图。

在SLR曝光的照射曝光区域上重叠MLR曝光的照射曝光区域的情况下，可通过两个坐标系来计算位置偏移分量，并基于该计算结果进行对位，其中，该两个坐标系是以晶片中心为原点的XY直角坐标系和以MLR曝光的照射曝光区域中心为原点的XY直角坐标系。

然而，在SLR曝光和MLR曝光中，其照射曝光区域中心相互不同。因此，在以晶片中心为原点的XY坐标系和以MLR曝光的照射曝光区域中心为原点的XY坐标系的两个坐标系中计算出位置偏移分量的情况下，会产生无法校正的位置偏移分量。因此，很难在SLR曝光的照射曝光区域上以高精度重叠MLR曝光的照射曝光区域，从而会发生位置偏移。

首先，利用图1说明在SLR曝光中沿着Y方向发生了晶片缩放(wafer-scaling)的情况下的位置偏移。图1(a)是示出了在Y方向发生了晶片缩放的情况下的SLR曝光的照射曝光区域的俯视图，图1(b)是示出了在图1(a)所示的SLR曝光的照射曝光区域上所重叠的MLR曝光的照射曝光区域的俯视图。

如图1(a)所示，与所设计的照射布局相比，复制到晶片110上的SLR曝光的照射曝光区域112在Y方向上空出有间隔。在这种情况下，通过以晶片中心为原点的XY坐标系和以MLR曝光的照射曝光区域中心为原点的XY直角系的两个坐标系来计算位置偏移分量。即使基于其计算结果来校正位置偏移，并在SLR曝光的一次照射曝光区域112上重叠了MLR曝光的两次照射曝光区域，也会如图1(b)所示，在SLR曝光的照射曝光区域112和MLR曝光的照射曝光区域114之间发生位置偏移。

接着，利用图2来说明在SLR曝光中发生了Y轴的旋转所导致的晶片的垂直度偏移的情况下的位置偏移。图2(a)是示出了在发生了Y轴的旋转所导致的晶片的垂直度偏移的情况下的SLR曝光的照射曝光区域的俯视图，图2(b)是示出了在图2(a)所示的SLR曝光的照射曝光区域上所重叠的MLR曝光的照射曝光区域的俯视图。

如图2(a)所示，与所设计的照射布局相比，复制到晶片110上的SLR曝光的照射曝光区域112在Y方向上的排列，由于Y轴的旋转而发生偏移。在这种情况下，通过以晶片中心为原点的XY坐标系和以MLR曝光的照射曝光区域中心为原点的XY坐标系的两个坐标系来计算位置偏移分量。即使基于其计算结果来校正位置偏移，并在SLR曝光的一次照射曝光区域112上重叠了MLR曝光的两次照射曝光区域，也会如图2(b)所示，在SLR曝光的照射曝光区域112和MLR曝光的照射曝光区域114之间发生位置偏移。

接着，利用图3来说明在SLR曝光中发生了照射倍率变化的情况下的位置偏移。图3(a)是示出了在发生了照射倍率变化的情况下的SLR曝光的照射曝光区域的俯视图，图3(b)是示出了在图3(a)所示的SLR曝光的照射曝光区域上所重叠的MLR曝光的照射曝光区域的俯视图。

如图3(a)所示，与所设计的照射布局相比，复制到晶片110上的SLR曝光的照射曝光区域112在X方向以及Y方向上的宽度分别变小。在这种情况下，通过以晶片中心为原点的XY坐标系和以MLR曝光的照射曝光区域中心为原点的XY坐标系的两个坐标系来计算位置偏移分量。即使基于其计算结果来校正位置偏移，并在SLR曝光的一次照射曝光区域112上重叠了MLR曝光的两次照射曝光区域，也会如图3(b)所示，在SLR曝光的照射曝光区域112和MLR曝光的照射曝光区域114之间发生位置偏移。

接着，利用图4来说明在SLR曝光中发生了照射曝光区域旋转的情况下的位置偏移。图4(a)是示出了在发生了照射曝光区域旋转的情况下的SLR曝光的照射曝光区域的俯视图，图4(b)是示出了在图4(a)所示的SLR曝光的照射曝光区域上所重叠的MLR曝光的照射曝光区域的俯视图。

如图4(a)所示，与所设计的照射布局相比，复制到晶片110上的SLR曝光的照射曝光区域112是被旋转的情形。在这种情况下，通过以晶片中心为原点的XY坐标系和以MLR曝光的照射曝光区域中心为原点的XY坐标系的两个坐标系来计算位置偏移分量。即使基于其计算结果来校正位置偏移，并在SLR曝光的一次照射曝光区域112上重叠了MLR曝光的两次照射曝光区域，也会如图4(b)所示，在SLR曝光的照射曝光区域112和MLR曝光的照射曝光区域114之间发生位置偏移。

如上所述，在SLR曝光和MLR曝光中，其照射曝光区域中心相互不同。因此，若只通过以晶片中心为原点的XY坐标系和以MLR曝光的照射曝光区域中心为原点的XY坐标系的两个坐标系来计算位置偏移分量，则会发生无法校正的位置偏移分量。其结果，难以在SLR曝光的照射曝光区域上以高精度重叠MLR曝光的照射曝光区域，从而发生位置偏移。

在照射曝光区域中心相互不同的SLR曝光和MLR曝光的混合匹配曝光中，本发明的对位方法能够以高精度校正发生在SLR曝光以及MLR曝光的两者之间的位置偏移，从而在SLR曝光的一次照射曝光区域上能够以高精度重叠MLR曝光的多次照射曝光区域。下面，通过实施方式，详细说明本发明的对位方法。

[第一实施方式]

利用图5至图7来说明本发明第一实施方式的对位方法。图5是示出了本实施方式的对位方法的流程图，图6是用于说明在本实施方式的对位方法中的样品照射曝光区域的选择的俯视图，图7是用于说明在本实施方式的对位方法中的调整标记的配置的俯视图。

本实施方式的对位方法是指，在利用配置有一层图案的光掩模进行了SLR曝光之后，在利用配置有多层图案的光掩模进行MLR曝光的曝光工序中，相对复制到晶片上的SLR曝光的照射曝光区域对准MLR曝光的照射曝光区域的位置，从而将MLR曝光的照射曝光区域复制到晶片上的方法。

首先，在对晶片进行SLR曝光之后，根据复制到晶片上的SLR曝光的照射布局，抽样选择用于进行对位的计算中所使用的照射曝光区域(步骤S11)。

图6(a)以及图6(b)示出了复制到晶片上的SLR曝光的照射布局。如图6(b)所示，从图6(a)所示的复制到晶片10上的SLR曝光的多次照射曝光区域12中选择以阴影线示出的例如四次照射曝光区域12，作为用于对位的计算中所使用的样品照射曝光区域。

在此，将配置在所抽样的照射曝光区域12内的调整标记，在SLR曝光的照射曝光区域12中MLR曝光的一次照射曝光区域所曝光的区域内至少配置两个，使得通过以下三个坐标系能够计算位置偏移，其中，该三个坐标系是以晶片中心为原点的坐标系、以SLR曝光的照射曝光区域中心为原点的坐标系以及以MLR曝光的照射曝光区域中心为原点的坐标系。另外，调整标记采用能够计测到X方向以及Y方向的两个方向的位置的形状，例如十字形等。

图7(a)是示出了在图6(a)以及图6(b)所示的SLR曝光的照射曝光区域中MLR曝光的照射曝光区域所曝光的区域的俯视图。图7(b)是示出了在SLR曝光的一次照射曝光区域中MLR曝光的照射曝光区域所曝光的区域内所配置的调整标记的俯视图。如图7(a)所示，在矩形形状的SLR曝光的一次照射曝光区域12中，四个区域14a、14b、14c、14d为MLR曝光的照射曝光区域所曝光的区域。区域14a、14b、14c、14d具有将SLR曝光的照射曝光区域12通过十字线均等地分割为四部分的矩形形状。在这样的情况下，如图7(b)所示，在MLR曝光的照射曝光区域所曝光的各区域14a、14b、14c、14d内，配置有四个调整标记16。调整标记16的形状例如为十字形。另外，四个调整标记16配置在各区域14a、14b、14c、14d的例如四个角。

接着，通过用于进行MLR曝光的曝光设备，对调整标记16进行计测，从而取得调整标记16的位置信息(步骤S12)。

接着，基于在步骤S12中所取得的调整标记16的位置信息，计算复制到晶片10上的SLR曝光的多次照射曝光区域12相对于以晶片中心为原点的XY直角坐标系的相对位置。具体而言，对于在SLR曝光的各照射曝光区域12的各区域14a、14b、14c、14d中的调整标记16的位置信息取平均，从而求出SLR曝光的各照射曝光区域12的中心坐标。然后，基于该中心坐标，计算复制到晶片10上的SLR曝光的多次照射曝光区域12相对于以晶片中心为原点的XY直角坐标系的相对位置。

接着，基于所计算出的SLR曝光的多次照射曝光区域12的相对位置，求出复制到晶片10上的SLR曝光的多次照射曝光区域12相对于以晶片中心为原点的XY直角坐标系的位置偏移量的各分量(步骤S13)。在此，应求出的位置偏移量的分量是X方向的位移、Y方向的位移、X方向的倍率、Y方向的倍率以及旋转。

利用两个一次多项式

Dx_w＝Tx_w+Mx_w×X-Rot_w×Y

以及

Dy_w＝Ty_w+My_w×Y+Rot_w×X

来进行通过最小二乘法的拟合计算，从而求出在以晶片中心为原点的XY直角坐标系上的位置偏移量的各分量，其中，上述两个一次多项式可从以下行列式推导出，

$\left(\begin{array}{c}\mathrm{Dx}\_w\\ \mathrm{Dy}\_w\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}\mathrm{Mx}\_w& -\mathrm{Rot}\_w\\ \mathrm{Rot}\_w& \mathrm{My}\_w\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}X\\ Y\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}\mathrm{Tx}\_w\\ \mathrm{Ty}\_w\end{array}\right)$

其中，X，Y：以晶片中心为原点的XY直角坐标系上的位置

Dx_w：X方向上的位置偏移量

Dy_w：Y方向上的位置偏移量

Tx_w：X方向上的位移

Ty_w：Y方向上的位移

Mx_w：X方向上的倍率

My_w：Y方向上的倍率

Rot_w：旋转。

接着，从在步骤S12中所取得的调整标记16的位置信息中减去在步骤S13中所求出的以晶片中心为原点的XY直角坐标系上的位置偏移量的各分量。接着，基于减去了以晶片中心为原点的XY直角坐标系上的位置偏移量的各分量的调整标记16的位置信息，计算出在SLR曝光的照射曝光区域12中MLR曝光的照射曝光区域所曝光的区域14a、14b、14c、14d相对于以SLR曝光的照射曝光区域中心为原点的XY直角坐标系的相对位置。换而言之，计算出应重叠在SLR曝光的照射曝光区域12上的MLR曝光的照射曝光区域相对于以SLR曝光的照射曝光区域中心为原点的XY直角坐标系的相对位置。具体而言，对于减去了在SLR曝光的照射曝光区域12中的各区域14a、14b、14c、14d的调整标记16的位置偏移量之后的位置信息取平均，从而求出各区域14a、14b、14c、14d的中心坐标。然后，基于该中心坐标，计算出区域14a、14b、14c、14d相对于以SLR曝光的照射曝光区域中心为原点的XY直角坐标系的相对位置。

接着，基于所计算出的区域14a、14b、14c、14d的相对位置，求出复制到晶片10上的SLR曝光的照射曝光区域12相对于以SLR曝光的照射曝光区域中心为原点的XY直角坐标系的位置偏移量的各分量(步骤S14)。在此，应求出的位置偏移量的分量是X方向的位移、Y方向的位移、X方向的倍率、Y方向的倍率以及旋转。

利用两个一次多项式

Dx_s＝Tx_s+Mx_s×X’-Rot_s×Y’

以及

Dy_s＝Ty_s+My_s×Y’+Rot_s×X’

来进行通过最小二乘法的拟合计算，从而求出在以SLR曝光的照射曝光区域中心为原点的XY直角坐标系上的位置偏移量的各分量，其中，上述两个一次多项式可从以下行列式推导出，

$\left(\begin{array}{c}\mathrm{Dx}\_s\\ \mathrm{Dy}\_s\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}\mathrm{Mx}\_s& -\mathrm{Rot}\_s\\ \mathrm{Rot}\_s& \mathrm{My}\_s\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{X}^{\′}\\ Y^{\′}\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}\mathrm{Tx}\_s\\ \mathrm{Ty}\_s\end{array}\right)$

其中，X’，Y’：以SLR曝光的照射曝光区域中心为原点的XY直角坐标系上的位置

Dx_s：X方向上的位置偏移量

Dy_s：Y方向上的位置偏移量

Tx_s：X方向上的位移

Ty_s：Y方向上的位移

Mx_s：X方向上的倍率

My_s：Y方向上的倍率

Rot_s：旋转。

接着，从在步骤S12中所取得的调整标记16的位置信息中分别减去在步骤S13中所求出的以晶片中心为原点的XY直角坐标系上的位置偏移量的各分量、以及在步骤S14中所求出的以SLR曝光的照射曝光区域中心为原点的XY直角坐标系上的位置偏移量的各分量。接着，基于减去了以晶片中心为原点的XY直角坐标系上的位置偏移量的各分量、以及以SLR曝光的照射曝光区域中心为原点的XY直角坐标系上的位置偏移量的各分量的调整标记16的位置信息，求出复制到晶片10上的SLR曝光的照射曝光区域12相对于以MLR曝光的照射曝光区域中心为原点的XY直角坐标系的位置偏移量的各分量(步骤S15)。在此，应求出的位置偏移量的分量是X方向的位移、Y方向的位移、X方向的倍率、Y方向的倍率以及旋转。

利用两个一次多项式

Dx_ss＝Tx_ss+Mx_ss×X”-Rot_ss×Y”

以及

Dy_ss＝Ty_ss+My_ss×Y”+Rot_ss×X”

来进行通过最小二乘法的拟合计算，从而求出在以MLR曝光的照射曝光区域中心为原点的XY直角坐标系上的位置偏移量的各分量，其中，上述两个一次多项式可从以下行列式推导出，

$\left(\begin{array}{c}\mathrm{Dx}\_\mathrm{ss}\\ \mathrm{Dy}\_\mathrm{ss}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}\mathrm{Mx}\_\mathrm{ss}& -\mathrm{Rot}\_\mathrm{ss}\\ \mathrm{Rot}\_\mathrm{ss}& \mathrm{My}\_\mathrm{ss}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{X}^{\′\′}\\ Y^{\′\′}\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}\mathrm{Tx}\_\mathrm{ss}\\ \mathrm{Ty}\_\mathrm{ss}\end{array}\right)$

其中，X”，Y”：以MLR曝光的照射曝光区域中心为原点的XY直角坐标系上的位置

Dx_ss：X方向上的位置偏移量

Dy_ss：Y方向上的位置偏移量

Tx_ss：X方向上的位移

Ty_ss：Y方向上的位移

Mx_ss：X方向上的倍率

My_ss：Y方向上的倍率

Rot_ss：旋转。

接着，基于在步骤S13中所求出的以晶片中心为原点的XY直角坐标系上的位置偏移量的各分量、在步骤S14中所求出的以SLR曝光的照射曝光区域中心为原点的XY直角坐标系上的位置偏移量的各分量、以及在步骤S15中所求出的以MLR曝光的照射曝光区域中心为原点的XY直角坐标系上的位置偏移量的各分量，来校正位置偏移，并相对SLR曝光的一次照射曝光区域12对准通过MLR曝光进行曝光的照射曝光区域的位置。如此，决定通过MLR曝光进行曝光的照射曝光区域的位置(步骤S16)。

接着，根据在步骤S16中所决定的照射曝光区域位置，利用曝光设备进行MLR曝光，从而将MLR曝光的照射曝光区域复制到晶片10上(步骤S17)。

这样，在校正了位置偏移的基础上，将通过MLR曝光的多次照射曝光所形成的多个第二图案，分别重叠曝光到通过SLR曝光的一次照射曝光在晶片10上形成的多个第一图案上。

本实施方式的对位方法的主要特征在于，在将MLR曝光的多次照射曝光区域重叠于SLR曝光的一次照射曝光区域12上的混合匹配曝光中，基于对以晶片中心为原点的坐标系、以SLR曝光的照射曝光区域中心为原点的坐标系、以及以MLR曝光的照射曝光区域中心为原点的坐标系的位置偏移量的各分量的计算结果，来校正曝光工序中的位置偏移。

由于不是基于仅对以晶片中心为原点的坐标系、以及以MLR曝光的照射曝光区域中心为原点的坐标系的两个坐标系的位置偏移量的各分量的计算结果来校正位置偏移，而是基于对以晶片中心为原点的坐标系、以SLR曝光的照射曝光区域中心为原点的坐标系、以及以MLR曝光的照射曝光区域中心为原点的坐标系的三个坐标系的位置偏移量的各分量的计算结果来校正位置偏移，因此能够以高精度校正位置偏移。由此，能够在SLR曝光的一次照射曝光区域上以高精度重叠MLR曝光的多次照射曝光区域。

在此，在本实施方式的对位方法中，将用于校正位置偏移的计算中所使用的调整标记16，在SLR曝光的一次照射曝光区域12中MLR曝光的一次照射曝光区域所曝光的区域14a、14b、14c、14d内至少配置两个以上。由此，能够通过以晶片中心为原点的坐标系、以SLR曝光的照射曝光区域中心为原点的坐标系、以及以MLR曝光的照射曝光区域中心为原点的坐标系的三个坐标系来进行用于校正位置偏移的计算。

[第二实施方式]

利用图8至图13来说明本发明第二实施方式的对位方法。图8是示出了本实施方式的对位方法的流程图，图9是用于说明在本实施方式的对位方法中的样品照射曝光区域的选择的俯视图，图10是用于说明在本实施方式的对位方法中的位置偏移检查标记的配置的俯视图，图11是示出了进行了本实施方式的对位方法的评价的曝光的照射布局的俯视图，图12是示出了本实施方式的对位方法的评价结果的图表，图13是示出了比较例的对位方法的评价结果的图表。此外，针对与第一实施方式的对位方法相同的结构要素，赋予了相同的附图标记，并省略或简略其说明。

本实施方式的对位方法是指，在进行了利用配置有一层图案的光掩模的SLR曝光和利用配置有多层图案的光掩模的MLR曝光的混合匹配曝光之后，在利用位置偏移检查装置的位置偏移检查工序中，求出为了校正位置偏移而反馈到曝光设备的位置偏移量的方法。

首先，对于在进行SLR曝光之后将MLR曝光的照射曝光区域重叠曝光在SLR曝光的照射曝光区域上的晶片，根据复制到晶片上的SLR曝光的照射布局，抽样选择使用于位置偏移的计算中的照射曝光区域(步骤S21)。在每一个复制到晶片上的SLR的多次照射曝光区域上，重叠复制有MLR曝光的多次照射曝光区域。

图9(a)以及图9(b)示出了复制到晶片上的SLR曝光的照射布局。如图9(b)所示，从图9(a)所示的复制到晶片10上的SLR曝光的多次照射曝光区域12中选择以阴影线示出的例如四次照射曝光区域12，作为使用于位置偏移的计算中的样品照射曝光区域。

在此，将配置在所抽样的照射曝光区域12内的位置偏移检查标记(重叠检查标记)，在SLR曝光的照射曝光区域12中MLR曝光的一次照射曝光区域所曝光的区域内至少配置两个，使得通过以下三个坐标系能够计算位置偏移，其中，该三个坐标系是以晶片中心为原点的坐标系、以SLR曝光的照射曝光区域中心为原点的坐标系以及以MLR曝光的照射曝光区域中心为原点的坐标系。

图10(a)是示出了在图9(a)以及图9(b)所示的SLR曝光的照射曝光区域中MLR曝光的照射曝光区域所曝光的区域的俯视图。图10(b)是示出了在SLR曝光的一次照射曝光区域中MLR曝光的照射曝光区域所曝光的区域内所配置的位置偏移检查标记的俯视图。如图10(a)所示，在矩形形状的SLR曝光的一次照射曝光区域12中，四个区域14a、14b、14c、14d为MLR曝光的照射曝光区域所曝光的区域。区域14a、14b、14c、14d具有将SLR曝光的照射曝光区域12通过十字线均等地分割为四部分的矩形形状。在这样的情况下，如图10(b)所示，在MLR曝光的照射曝光区域所曝光的各区域14a、14b、14c、14d内，配置有四个位置偏移检查标记20。四个位置偏移检查标记20配置在各区域14a、14b、14c、14d的例如四个角。

MLR曝光的照射曝光区域重叠曝光在各区域14a、14b、14c、14d上。

接着，在位置偏移检查装置中进行对位置偏移检查标记20进行计测，从而取得MLR曝光的照射曝光区域相对SLR曝光的照射曝光区域12的位置偏移量的信息(步骤S22)。

接着，基于在步骤S22中所取得的位置偏移检查标记20的位置偏移量的信息，计算复制到晶片10上的MLR曝光的照射曝光区域相对于以晶片中心为原点的XY直角坐标系的相对位置。具体而言，对于在SLR曝光的各照射曝光区域12上所重叠的MLR曝光的多次照射曝光区域内的位置偏移检查标记20的位置偏移量的信息取平均，从而求出在SLR曝光的照射曝光区域12上所重叠的MLR曝光的多次照射曝光区域组的中心坐标。然后，基于该中心坐标，计算复制到晶片10上的MLR曝光的多次照射曝光区域相对于以晶片中心为原点的XY直角坐标系的相对位置。

接着，基于所计算出的MLR曝光的照射曝光区域的相对位置，求出复制到晶片10上的MLR曝光的照射曝光区域相对于以晶片中心为原点的XY直角坐标系的位置偏移量的各分量(步骤S23)。在此，应求出的位置偏移量的分量是X方向的位移、Y方向的位移、X方向的倍率、Y方向的倍率以及旋转。

利用两个一次多项式

Dx_w＝Tx_w+Mx_w×X-Rot_w×Y

以及

Dy_w＝Ty_w+My_w×Y+Rot_w×X

来进行通过最小二乘法的拟合计算，从而求出在以晶片中心为原点的XY直角坐标系上的位置偏移量的各分量，其中，上述两个一次多项式可从以下行列式推导出，

$\left(\begin{array}{c}\mathrm{Dx}\_w\\ \mathrm{Dy}\_w\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}\mathrm{Mx}\_w& -\mathrm{Rot}\_w\\ \mathrm{Rot}\_w& \mathrm{My}\_w\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}X\\ Y\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}\mathrm{Tx}\_w\\ \mathrm{Ty}\_w\end{array}\right)$

其中，X，Y：以晶片中心为原点的XY直角坐标系上的位置

Dx_w：X方向上的位置偏移量

Dy_w：Y方向上的位置偏移量

Tx_w：X方向上的位移

Ty_w：Y方向上的位移

Mx_w：X方向上的倍率

My_w：Y方向上的倍率

Rot_w：旋转。

接着，从在步骤S22中所取得的位置偏移检查标记20的位置偏移的信息中减去在步骤S23中所求出的以晶片中心为原点的XY直角坐标系上的位置偏移量的各分量。接着，基于减去了以晶片中心为原点的XY直角坐标系上的位置偏移量的各分量的位置偏移检查标记20的位置偏移的信息，计算出复制到晶片10上的MLR曝光的照射曝光区域相对于以SLR曝光的照射曝光区域中心为原点的XY直角坐标系的相对位置。具体而言，对于减去了在SLR曝光的照射曝光区域12上所重叠的MLR曝光的各照射曝光区域内的位置偏移检查标记20的位置偏移量之后的位置偏移的信息取平均，从而求出在SLR曝光的照射曝光区域12上所重叠的MLR曝光的各照射曝光区域的中心坐标。然后，基于该中心坐标，计算出复制到晶片10上的MLR曝光的照射曝光区域相对于以SLR曝光的照射曝光区域中心为原点的XY直角坐标系的相对位置。

接着，基于所计算出的MLR曝光的照射曝光区域的相对位置，求出复制到晶片10上的MLR曝光的照射曝光区域相对于以SLR曝光的照射曝光区域中心为原点的XY直角坐标系的位置偏移量的各分量(步骤S24)。在此，应求出的位置偏移量的分量是X方向的位移、Y方向的位移、X方向的倍率、Y方向的倍率以及旋转。

利用两个一次多项式

Dx_s＝Tx_s+Mx_s×X’-Rot_s×Y’

以及

Dy_s＝Ty_s+My_s×Y’+Rot_s×X’

来进行通过最小二乘法的拟合计算，从而求出在以SLR曝光的照射曝光区域中心为原点的XY直角坐标系上的位置偏移量的各分量，其中，上述两个一次多项式可从以下行列式推导出，

$\left(\begin{array}{c}\mathrm{Dx}\_s\\ \mathrm{Dy}\_s\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}\mathrm{Mx}\_s& -\mathrm{Rot}\_s\\ \mathrm{Rot}\_s& \mathrm{My}\_s\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{X}^{\′}\\ Y^{\′}\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}\mathrm{Tx}\_s\\ \mathrm{Ty}\_s\end{array}\right)$

其中，X’，Y’：以SLR曝光的照射曝光区域中心为原点的XY直角坐标系上的位置

Dx_s：X方向上的位置偏移量

Dy_s：Y方向上的位置偏移量

Tx_s：X方向上的位移

Ty_s：Y方向上的位移

Mx_s：X方向上的倍率

My_s：Y方向上的倍率

Rot_s：旋转。

接着，从在步骤S22中所取得的位置偏移检查标记20的位置偏移的信息中分别减去在步骤S23中所求出的以晶片中心为原点的XY直角坐标系上的位置偏移量的各分量、以及在步骤S24中所求出的以SLR曝光的照射曝光区域中心为原点的XY直角坐标系上的位置偏移量的各分量。接着，基于减去了以晶片中心为原点的XY直角坐标系上的位置偏移量的各分量、以及以SLR曝光的照射曝光区域中心为原点的XY直角坐标系上的位置偏移量的各分量的位置偏移检查标记20的位置偏移的信息，求出复制到晶片10上的MLR曝光的照射曝光区域相对于以MLR曝光的照射曝光区域中心为原点的XY直角坐标系的位置偏移量的各分量(步骤S25)。在此，应求出的位置偏移量的分量是X方向的位移、Y方向的位移、X方向的倍率、Y方向的倍率以及旋转。

利用两个一次多项式

Dx_ss＝Tx_ss+Mx_ss×X”-Rot_ss×Y”

以及

Dy_ss＝Ty_ss+My_ss×Y”+Rot_ss×X”

来进行通过最小二乘法的拟合计算，从而求出在以MLR曝光的照射曝光区域中心为原点的XY直角坐标系上的位置偏移量的各分量，其中，上述两个一次多项式可从以下行列式推导出，

$\left(\begin{array}{c}\mathrm{Dx}\_\mathrm{ss}\\ \mathrm{Dy}\_\mathrm{ss}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}\mathrm{Mx}\_\mathrm{ss}& -\mathrm{Rot}\_\mathrm{ss}\\ \mathrm{Rot}\_\mathrm{ss}& \mathrm{My}\_\mathrm{ss}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{X}^{\′\′}\\ Y^{\′\′}\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}\mathrm{Tx}\_\mathrm{ss}\\ \mathrm{Ty}\_\mathrm{ss}\end{array}\right)$

其中，X”，Y”：以MLR曝光的照射曝光区域中心为原点的XY直角坐标系上的位置

Dx_ss：X方向上的位置偏移量

Dy_ss：Y方向上的位置偏移量

Tx_ss：X方向上的位移

Ty_ss：Y方向上的位移

Mx_ss：X方向上的倍率

My_ss：Y方向上的倍率

Rot_ss：旋转。

接着，基于在步骤S23中所求出的以晶片中心为原点的XY直角坐标系上的位置偏移量的各分量、在步骤S24中所求出的以SLR曝光的照射曝光区域中心为原点的XY直角坐标系上的位置偏移量的各分量、以及在步骤S25中所求出的以MLR曝光的照射曝光区域中心为原点的XY直角坐标系上的位置偏移量的各分量，求出为了校正位置偏移而反馈到曝光设备的位置偏移校正量(步骤S26)。

这样，结束在进行了SLR曝光和MLR曝光的混合匹配曝光之后通过位置偏移检查装置所实施的位置偏移检查。

然后，在曝光设备中，针对后续的晶片，基于在步骤S26中所求出的位置偏移校正量，相对复制到晶片10上的SLR曝光的一次照射曝光区域对准MLR曝光的照射曝光区域的位置。接着，进行MLR曝光，从而将MLR曝光的照射曝光区域复制到晶片上。

这样，针对后续的晶片，利用在位置偏移检查中所求出的位置偏移校正量来校正了位置偏移的基础上，将通过MLR曝光的多次照射曝光所形成的多个第二图案，分别重叠曝光到通过SLR曝光的一次照射曝光在晶片上形成的多个第一图案上。

本实施方式的对位方法的主要特征在于，在将MLR曝光的多次照射曝光区域重叠于SLR曝光的一次照射曝光区域12上的混合匹配曝光之后的位置偏移检查工序中，基于对以晶片中心为原点的坐标系、以SLR曝光的照射曝光区域中心为原点的坐标系、以及以MLR曝光的照射曝光区域中心为原点的坐标系的三个坐标系的位置偏移量的各分量的计算结果，求出位置偏移校正量。

由于不是基于仅对以晶片中心为原点的坐标系、以及以MLR曝光的照射曝光区域中心为原点的坐标系的两个坐标系的位置偏移量的各分量的计算结果来求出位置偏移校正量，而是基于对以晶片中心为原点的坐标系、以SLR曝光的照射曝光区域中心为原点的坐标系、以及以MLR曝光的照射曝光区域中心为原点的坐标系的三个坐标系的位置偏移量的各分量的计算结果来求出位置偏移校正量，因此可以求出能够以高精度校正位置偏移的位置偏移校正量。由此，能够在SLR曝光的一次照射曝光区域上以高精度重叠MLR曝光的多次照射曝光区域。

在此，在本实施方式的对位方法中，将用于求出位置偏移校正量的计算中所使用的位置偏移检查标记20，在SLR曝光的一次照射曝光区域12中MLR曝光的一次照射曝光区域所曝光的区域14a、14b、14c、14d内至少配置两个以上。由此，能够通过以晶片中心为原点的坐标系、以SLR曝光的照射曝光区域中心为原点的坐标系、以及以MLR曝光的照射曝光区域中心为原点的坐标系的三个坐标系来进行用于求出位置偏移校正量的计算。

(评价结果)

接着，利用图11至13来说明以实验方法对本实施方式的对位方法进行了评价的结果。

在实验中，将图11(b)所示的X方向的宽度为24mm、Y方向的宽度为16mm的两次照射曝光区域24重叠于图11(a)所示的X方向的宽度为24mm、Y方向的宽度为32mm的SLR曝光的一次照射曝光区域22上的情况下，测定了其重叠误差。此外，在SLR曝光中，在Y方向上发生了5ppm的晶片缩放。

在实施例中的试制晶片(pilot wafer)上，如上所述那样，计算在以晶片中心为原点的坐标系、以SLR曝光的照射曝光区域中心为原点的坐标系、以及以MLR曝光的照射曝光区域中心为原点的坐标系的三个坐标系上的位置偏移量的各分量，并基于其计算结果求出了位置偏移校正量。接着，针对主体晶片，基于所求出的位置偏移校正量，相对SLR曝光的照射曝光区域对准MLR曝光的照射曝光区域的位置，并进行曝光及显影。然后，通过位置偏移检查装置，测定了复制到主体晶片上的SLR曝光的照射曝光区域和MLR曝光的照射曝光区域之间的重叠误差。通过如下方式进行对重叠误差的测定：对显影后的所有照射曝光区域，测定位于照射曝光区域内的四个重叠检查标记。

在比较例中的试制晶片上，只通过以晶片中心为原点的坐标系以及以MLR曝光的照射曝光区域中心为原点的坐标系的两个坐标系来计算位置偏移量的各分量，并基于其计算结果求出了位置偏移校正量。接着，针对主体晶片，基于所求出的位置偏移量，相对SLR曝光的照射曝光区域对准MLR曝光的照射曝光区域的位置后，进行曝光及显影。然后，与实施例的情形同样，通过位置偏移检查装置，测定了复制到主体晶片上的SLR曝光的照射曝光区域和MLR曝光的照射曝光区域之间的重叠误差。

图12示出了在实施例的情形下所测定的重叠误差的直方图。

图12(a)示出了在X方向上的重叠误差的直方图，图12(b)示出了在Y方向上的重叠误差的直方图。在实施例的情况下，在X方向的重叠误差的离散在3σ时为30.9nm。另外，在Y方向的重叠误差的离散在3σ时为27.5nm。

图13示出了在比较例的情形下所测定的重叠误差的直方图。

图13(a)示出了在X方向上的重叠误差的直方图，图13(b)示出了在Y方向上的重叠误差的直方图。在比较例的情况下，在X方向的重叠误差的离散在3σ时为32nm。另外，在Y方向的重叠误差的离散在3σ时为117nm。

从图12以及图13所示的直方图明确可知，与比较例的情形相比，实施例的情形在X方向以及Y方向的两个方向上的重叠误差及其离散更小。

可从其结果确认到，若根据本实施方式，则在SLR曝光的一次照射曝光区域上能够以高精度重叠MLR曝光的多次照射曝光区域。

[第三实施方式]

利用图14以及图15来说明本发明第三实施方式的半导体器件的制造方法。图14是用于说明在本实施方式的半导体器件的制造方法中的曝光工序的图，图15是示出了在本实施方式的半导体器件的制造方法中所使用的光掩模的俯视图。

本实施方式的半导体器件的制造方法是，在进行以下曝光工序时应用了本发明的对位方法的方法，这些曝光工序为包括：通过SLR曝光对栅极层的图案进行曝光的工序，其中，该栅极层是栅电极所形成的层；通过MLR曝光对孔层的图案的进行曝光的多个曝光工序，其中，该孔层是接触孔所形成的层；通过MLR曝光对线(line)层的图案进行曝光的多个曝光工序，其中，该线层是布线层所形成的层。

如图14所示，本实施方式的半导体器件的制造方法包括：曝光栅极层的图案的曝光工序E11；曝光第一层孔层的图案的曝光工序E12；曝光第一层线层的图案的曝光工序E13；曝光第二层孔层的图案的曝光工序E14；曝光第二层线层的图案的曝光工序E15；曝光第三层孔层的图案的曝光工序E16；曝光第三层线层的图案的曝光工序E17；曝光第四层孔层的图案的曝光工序E18；曝光第四层线层的图案的曝光工序E19。

在包括上述曝光工序的本实施方式的半导体器件的制造方法中，根据曝光工序的掩模工艺区分使用SLR曝光和MLR曝光。

具体而言，在曝光栅极层的图案的曝光工序E11中，采用负性抗蚀剂。在该曝光工序E11中，通过SLR曝光来进行曝光。图15(a)示出了在曝光工序E11中所采用的SLR。

另一方面，在分别曝光第一至第四层孔层的图案的曝光工序E12、E14、E16、E18中，采用正性抗蚀剂。在这些曝光工序E12、E14、E16、E18中，通过采用一张光掩模的MLR曝光来进行曝光。图15(b)示出了在曝光工序E12、E14、E16、E18中所采用的MLR。如图所示，在一张光掩模26上配置有具有第一至第四层的孔层的图案的照射曝光区域28、30、32、34。

另外，在分别曝光第一至第四层线层的图案的曝光工序E13、E15、E17、E19中，采用正性抗蚀剂。在这些曝光工序E13、E15、E17、E19中，通过采用一张光掩模的MLR曝光来进行曝光。图15(c)示出了在曝光工序E13、E15、E17、E19中所采用的MLR。如图所示，在一张光掩模36上配置有具有第一至第四层的线层的图案的照射曝光区域38、40、42、44。

在这种半导体装置的制造方法中，在用于曝光栅极层的图案的SLR曝光的照射曝光区域上，利用第一实施方式的对位方法，分别重叠用于曝光第一至第四层孔层的图案的MLR曝光的照射曝光区域。

另外，在用于曝光栅极层的图案的SLR曝光的照射曝光区域上，利用第一实施方式的对位方法，分别重叠用于曝光第一至第四层线层的图案的MLR曝光的照射曝光区域。

由此，在用于曝光栅极层的图案的SLR曝光的照射曝光区域上，能够以高精度重叠用于曝光第一至第四层孔层的图案的MLR曝光的照射曝光区域。另外，在用于曝光栅极层的图案的SLR曝光的照射曝光区域上，能够以高精度重叠用于曝光第一至第四层线层的图案的MLR曝光的照射曝光区域。

此外，在本实施方式中，说明了将第一实施方式的对位方法应用于包括图14所示的曝光工序的半导体器件的制造方法中，但在包括图14所示的曝光工序的半导体器件的制造方法中应用第二实施方式的对位方法也可。

[第四实施方式]

利用图16至图18来说明本发明第四实施方式的半导体器件的制造方法。图16以及图17是用于说明一般的两次曝光的图，图18是示出了在本实施方式的半导体器件的制造方法中所使用的光掩模的俯视图。

作为使复制到晶片上的图案变得微细的方法而公知有两次曝光，该两次曝光是指，在进行了第一次曝光之后，再利用具有比第一次曝光中所利用的掩模更加微细的图案的掩模来进行第二次曝光，从而形成微细图案的方法。这种两次曝光例如用于栅极层的图案的曝光中。

在此，利用图16以及图17来说明一般的两次曝光。图16是示出了一般的两次曝光的流程图。图17(a)是示出了在两次曝光中的第一次曝光所使用的掩模的俯视图，图17(b)是示出了在两次曝光中的第二次曝光所使用的掩模的俯视图，图17(c)是示出了通过利用图17(a)以及图17(b)所示的两张掩模的两次曝光来形成的图案的俯视图。

首先，进行两次曝光中的第一次曝光(步骤S101)。在第一次曝光中，利用图17(a)所示的衰减型移相掩模来进行曝光。

接着，将曝光设备的掩模(光掩膜)更换成用于第二次曝光的掩模(步骤S102)。

接着，利用所更换的掩模，进行两次曝光中的第二次曝光(步骤S103)。在第二次曝光中，利用图17(b)所示的交替型移相掩模来进行曝光。

这样，结束两次曝光。

图17(c)示出了利用图17(a)以及图17(b)所示的两张掩模来进行两次曝光而形成的图案。如图所示，与只通过利用图17(a)所示的掩模的曝光所形成的图案相比，能够形成更加微细的图案。

在两次曝光中，必须更换掩模而进行两次的曝光。由于更换掩模需要时间，因此曝光设备的处理能力下降。

因此，将分别独立地设置在两张掩模上的掩模图案作为MLR而配置在一张光掩膜上，并将其作为用于两次曝光中的掩模，从而不需更换掩模。通过如此利用MLR来进行两次曝光，能够提高曝光设备的处理能力。

本实施方式的半导体器件的制造方法是，将本发明的对位方法应用于利用MLR来进行两次曝光的情形的方法。

在本实施方式的半导体器件的制造方法中，如图18所示，采用在一张光掩膜46上具有衰减型移相部48和交替型移相部50的MLR来作为两次曝光的掩模，其中，在该衰减型移相部48，配置有在两次曝光中的第一次曝光所使用的掩模图案，在该交替型移相部50，配置有在两次曝光中的第二次曝光所使用的掩模图案。

在该情况下，利用第一实施方式的对位方法，在前工序复制到晶片上的SLR曝光的照射曝光区域上，校正位置偏移并分别重叠曝光两次曝光中的第一次曝光的照射曝光区域以及第二次曝光的照射曝光区域。由此，在前工序中复制到晶片上的SLR曝光的照射曝光区域上，能够以高精度重叠进行两次曝光的MLR曝光的照射曝光区域。

此外，在本实施方式中，说明了将第一实施方式的对位方法应用于利用MLR的两次曝光中的情形，但在利用MLR的两次曝光中应用第二实施方式的对位方法也可。

[变形实施方式]

本发明并不仅限定于上述实施方式，而可以进行各种各样的变形。

例如，在上述实施方式中，举例说明了通过SLR曝光和MLR曝光的混合匹配曝光来在晶片上曝光图案的情形，但本发明不仅可应用于通过SLR曝光和MLR曝光的混合匹配曝光来在晶片上形成图案的情形，而且也应用于通过SLR曝光和MLR曝光的混合匹配曝光来在各种各样的基板上形成图案的情形。

另外，在上述实施方式中，举例说明了在SLR曝光的一次照射曝光区域上重叠MLR曝光的两次或四次照射曝光区域的情形，但在SLR曝光的一次照射曝光区域上所重叠的MLR曝光的照射曝光区域，并不仅限定于两次或四次照射曝光区域，而在SLR曝光的一次照射曝光区域上重叠更多的MLR曝光的照射曝光区域也可。

另外，在上述实施方式中，举例说明了利用XY直角坐标系来计算位置偏移量的情形，但除了XY直角坐标系之外，还可以利用各种各样的坐标系来计算位置偏移量。

产业上的可利用性

本发明的对位方法在SLR曝光和MLR曝光的混合匹配曝光中，有利于提高在SLR曝光的一次照射曝光区域上重叠MLR曝光的多次照射曝光区域的重叠精度。

Claims (7)

1.一种对位方法，用于在形成有多个具有多个基本区域的第一图案的基板上，通过对应于各个上述基本区域的多次照射曝光来形成第二图案时进行对位，其中，上述第一图案形成在一次照射曝光区域内，上述对位方法的特征在于，

针对形成于上述基板上的多个上述第一图案，计测调整标记的位置而作为第一位置信息，

基于所计测的上述第一位置信息，求出多个上述第一图案对于以上述基板的中心为原点的第一坐标系的相对位置，从而计算出多个上述第一图案相对于上述第一坐标系的位置偏移量，

从上述第一位置信息减去上述第一位置偏移量，从而计算出第二位置信息，

基于上述第二位置信息，求出多个上述基本区域对于以上述第一图案的照射曝光区域的中心为原点的第二坐标系的相对位置，从而计算出上述第一图案相对于上述第二坐标系的第二位置偏移量，

从上述第一位置信息减去上述第一位置偏移量以及上述第二位置偏移量，从而计算出第三位置信息，

基于上述第三位置信息，计算出上述第一图案对于以上述第二图案的照射曝光区域的中心为原点的第三坐标系的第三位置偏移量，

基于上述第一至第三位置偏移量，在曝光上述第二图案时相对上述第一图案进行定位。

2.如权利要求1所述的对位方法，其特征在于，在上述第二图案的一次照射曝光区域内至少配置有两个以上的上述调整标记。

3.一种对位方法，其特征在于，

针对形成有多个具有多个基本区域的第一图案、且通过对应于各个上述基本区域的多次照射曝光形成有第二图案的基板，计测位置偏移检查标记，从而计测上述第二图案相对于上述第一图案的位置偏移而作为第一位置偏移信息，其中，上述第一图案形成在一次照射曝光区域内，

基于所计测的上述第一位置偏移信息，求出多个上述第二图案对于以上述基板的中心为原点的第一坐标系的相对位置，从而计算出多个上述第二图案相对于上述第一坐标系的位置偏移量，

从上述第一位置偏移信息减去上述第一位置偏移量，从而计算出第二位置偏移信息，

基于上述第二位置偏移信息，求出多个上述第二图案对于以上述第一图案的照射曝光区域的中心为原点的第二坐标系的相对位置，从而计算出上述第二图案相对于上述第二坐标系的第二位置偏移量，

从上述第一位置偏移信息减去上述第一位置偏移量以及上述第二位置偏移量，从而计算出第三位置偏移信息，

基于上述第三位置偏移信息，计算出上述第二图案对于以上述第二图案的照射曝光区域的中心为原点的第三坐标系的第三位置偏移量，

基于上述第一至第三位置偏移量，在形成于其他基板上的上述第一图案上曝光上述第二图案时相对上述第一图案进行定位。

4.如权利要求3所述的对位方法，其特征在于，在上述第二图案的一次照射曝光区域内至少配置有两个以上的上述位置偏移检查标记。

5.如权利要求1～4中任一项所述的对位方法，其特征在于，在上述第一至第三位置偏移量的计算中，分别计算位移、倍率以及旋转。

6.如权利要求1～5中任一项所述的对位方法，其特征在于，

上述第一图案是栅电极所形成的栅极层的图案，

上述第二图案是接触孔所形成的孔层的图案或布线层所形成的线层的图案。

7.如权利要求1～5中任一项所述的对位方法，其特征在于，

上述第二图案是通过两次曝光形成的图案，其中，两次曝光是指两次进行曝光而形成微细图案的方法，

在进行上述两次曝光中的第一次曝光以及第二次曝光时，基于上述第一至第三位置偏移量，相对上述第一图案进行定位。

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