CN115826369A - 测定方法、测定装置及标记 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种测定方法、测定装置及标记。测定方法包括标记位置信息的生成、第1排列图案和第2排列图案中的至少一方的判定以及第1层与第2层的偏移的运算。标记位置信息是在第1层上形成了第2层之后生成的，表示第1对准标记与第2对准标记的相对位置关系，第1对准标记形成于第1层，包括亮部和暗部，第2对准标记形成于第2层，包括亮部和暗部。第1排列图案表示第1对准标记的亮部和暗部的排列图案。第2排列图案表示第2对准标记的亮部和暗部的排列图案。第1排列图案基于形成在与形成有第1对准标记的区域和形成有第2对准标记的区域不同的区域的基准标记的拍摄数据来进行判定。偏移基于第1排列图案和第2排列图案中的至少一方及标记位置信息来运算。

Description

测定方法、测定装置及标记
本申请以2021年9月16日提出申请的在先的日本特许申请第2021-151220号的优先权的利益为基础，且追求该利益，其内容整体通过引用而包含于此。
技术领域
本发明的实施方式涉及测定方法、测定装置及标记。
背景技术
在半导体器件的制造工艺中利用了如下技术：利用对准(alignment)用的标记，测定构成半导体器件的多个层间的偏移、纳米压印(nanoimprint)中的被加工部件与模板的偏移。例如存在如下技术：在下层和上层分别形成呈线和间隔(line-and-space)状排列了亮部和暗部的标记，通过观察因下层的标记与上层的标记的重合而产生的莫尔(Moire)条纹，测定下层与上层的偏移。
发明内容
本发明的实施方式提供能够高精度地测定半导体器件的制造工艺中的多个层间的偏移的测定方法、测定装置及标记。
根据本发明的一个实施方式，提供一种测定方法。测定方法包括标记位置信息的生成、第1排列图案和第2排列图案中的至少一方的判定以及第1层与第2层的偏移的运算。标记位置信息是在第1层上形成了第2层之后生成的，表示第1对准标记与第2对准标记的相对位置关系，第1对准标记形成于第1层，且包括亮部和暗部，第2对准标记形成于第2层，且包括亮部和暗部。第1排列图案表示第1对准标记的亮部和暗部的排列图案。第2排列图案表示第2对准标记的亮部和暗部的排列图案。第1排列图案基于形成在与形成有第1对准标记的区域和形成有第2对准标记的区域不同的区域的基准标记的拍摄数据来进行判定。偏移基于第1排列图案和第2排列图案中的至少一方以及标记位置信息来进行运算。
根据上述的构成，能够提供一种能高精度地测定半导体器件的制造工艺中的多个层间的偏移的测定方法、测定装置以及标记。
附图说明
图1是示意性地表示第1实施方式涉及的半导体器件的构成的一个例子的剖视图。
图2是表示第1实施方式涉及的第1层和第2层的构成的一个例子的俯视图。
图3是表示第1实施方式涉及的第1标记的构成的一个例子的俯视图。
图4是表示第1实施方式涉及的第2标记的构成的一个例子的俯视图。
图5是表示第1实施方式涉及的第1莫尔标记(Moire mark)和第2莫尔标记位于正常位置的情况下的莫尔条纹的一个例子的图。
图6是表示第1实施方式涉及的第1莫尔标记和第2莫尔标记不位于正常位置的情况下的莫尔条纹的一个例子的图。
图7是表示第1实施方式涉及的作为通常图案的第1莫尔标记与作为反转图案的第1莫尔标记的比较的图。
图8是表示第1实施方式涉及的作为反转图案的第1莫尔标记和第2莫尔标记不位于正常位置的情况下的莫尔条纹的一个例子的图。
图9是表示第1实施方式涉及的测定方法中的处理的一个例子的流程图。
图10是表示第1实施方式涉及的莫尔条纹测定处理的一个例子的流程图。
图11是表示第1实施方式涉及的测定装置的构成的一个例子的框图。
图12是表示第2实施方式涉及的测定方法中的处理的一个例子的流程图。
图13是表示第2实施方式涉及的莫尔条纹测定处理的一个例子的流程图。
图14是示意性地表示第3实施方式涉及的半导体器件的制造工艺的一个例子的图。
图15是表示第3实施方式涉及的第1标记的构成的一个例子的俯视图。
图16是表示第3实施方式涉及的第2标记的构成的一个例子的俯视图。
图17是表示第4实施方式涉及的测定方法中使用的第1标记和第2标记的构成的一个例子的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，并不是由实施方式限定本发明。另外，实施方式中的构成要素包括本领域技术人员能够容易地想到的构成要素或者实质上相同的构成要素。
(第1实施方式)
在本实施方式中，对在半导体器件的制造工艺中测定构成半导体器件的多个层间的偏移的技术进行说明。
图1是示意性地表示第1实施方式涉及的半导体器件1的构成的一个例子的剖视图。图中，X轴对应于纸面的左右方向，Y轴对应于与纸面正交的方向，Z轴对应于与X轴和Y轴正交的方向(层叠方向)。
图1中例示的半导体器件1包括基板11、第1层12以及第2层13。在基板11上形成有第1层12，在第1层12上形成有第2层13。基板11、第1层12以及第2层13的具体构成应该根据半导体器件1的种类来适当地决定，例如，基板11可以是硅基板等，第1层12可以是形成有具有预定的电路图案的布线层的硅氧化膜等，第2层13可以是抗蚀剂等。在该情况下，通过第2层13最终被剥离来成为半导体器件1。另外，在第2层13上也可以形成1层以上的层。在本实施方式中，对测定第1层12与第2层13的偏移的情况进行说明。
图2是表示第1实施方式涉及的第1层12和第2层13的构成的一个例子的俯视图。如图2所示，在第1层12和第2层13各自的上表面设置有多个曝光(shot)区域20。各曝光区域20包括器件区域21和划片槽(kerf)区域22。器件区域21是用于形成预定的电路图案、抗蚀剂图案等的区域。划片槽区域22是设置在器件区域21的周缘部的框状的区域。当对器件区域21的处理结束时，在划片槽区域22进行划片(dicing)，形成各自具有电路图案等的多个芯片(chip)。在划片槽区域22形成有用于测定第1层12与第2层13的偏移的标记(后述的第1标记和第2标记)。
图3是表示第1实施方式涉及的第1标记M1的构成的一个例子的俯视图。图4是表示第1实施方式涉及的第2标记M2的构成的一个例子的俯视图。第1标记M1形成在第1层12的划片槽区域22。第2标记M2形成在第2层13的划片槽区域22。
如图3所示，第1标记M1包括第1莫尔标记Mm1(第1对准标记的一个例子)和第1基准标记Ms1。第1莫尔标记Mm1是用于通过与后述的第2莫尔标记Mm2(图4)的重合来使得产生莫尔条纹的标记，包括多个亮部B1和多个暗部D1。亮部B1是光的反射强度比暗部D1高的部分。具体如何形成亮部B1和暗部D1是应该根据半导体器件1的构成来适当地选择的事项，但例如能够用配置有钨等金属的区域构成亮部B1，用没有配置金属(硅氧化膜等露出)的区域构成暗部D1。
本实施方式涉及的各亮部B1和各暗部D1具有沿着Y轴(第1方向的一个例子)延伸的线状的形状。多个亮部B1和多个暗部D1在具有预定面积的第1区域Ra1内沿着X轴(第2方向的一个例子)交替地排列。此外，第1区域Ra1设为在图3中由虚线所包围的区域。
第1基准标记Ms1是用于对第1莫尔标记Mm1中的亮部B1和暗部D1的排列图案进行判定的标记。在此所说的排列图案表示第1区域Ra1内的亮部B1与暗部D1的位置关系。作为排列图案，可以具有预先由设计数据等确定的通常图案或者亮部B1与暗部D1的位置关系相对于通常图案反转了的反转图案。图3所示的第1莫尔标记Mm1设为是通常图案的标记(关于反转图案，将在后面进行描述)。
第1基准标记Ms1具有与第1莫尔标记Mm1中的亮部B1和暗部D1中的任一方对应的光学特性。在此所说的光学特性例如可以为对于具有预定波长(例如可见光区域～近红外线区域的波长)的检查光的反射率等。本实施方式涉及的第1基准标记Ms1具有与亮部B1对应的光学特性(例如与亮部B1的反射率的误差为阈值以下的反射率)，例如可以由与亮部B1相同的材料构成。在第1基准标记Ms1的周围(在本实施方式中为沿着X轴方向相邻的区域)设置有具有与第1基准标记Ms1不同的光学特性的第1空白区域Rbk1。本实施方式涉及的第1空白区域Rbk1具有与暗部D1对应的光学特性。此外，第1空白区域Rbk1既可以如图3所示那样设置有多个(在本实施方式中为2个)，也可以在与第1基准标记Ms1相邻的任一方的区域仅设置有1个。
在图3中，P1表示第1莫尔标记Mm1中的亮部B1与暗部D1的排列间距(pitch)，Wb1表示亮部B1的X轴方向上的宽度，Wd1表示暗部D1的X轴方向上的宽度，CL1表示第1区域Ra1的X轴方向上的中心位置。另外，C1表示第1莫尔标记Mm1(第1区域Ra1)与第1基准标记Ms1之间的间隔距离，Ws1表示第1基准标记Ms1的X轴方向上的宽度，Wbk1表示第1空白区域Rbk1的X轴方向上的宽度。
第1莫尔标记Mm1的排列间距P1与后述的第2莫尔标记Mm2的排列间距P2(图4)不同，在本实施方式中，P1＜P2的关系成立。间隔距离C1优选为20μm以下。由此，容易使第1莫尔标记Mm1和第1基准标记Ms1落在一个拍摄区域内，能够使图像处理的效率提高。第1基准标记Ms1的宽度Ws1比亮部B1的宽度Wb1和暗部D1的宽度Wd1大，优选为1.5μm以上。由此，在使用可见光线、近红外线来作为检查光的情况下，能够准确地测定第1基准标记Ms1的光学特性(例如通过向第1基准标记Ms1照射检查光来产生的反射光的光强度等)。另外，根据同样的观点，第1空白区域Rbk1的宽度Wbk1比亮部B1的宽度Wb1和暗部D1的宽度Wd1大，优选为1.5μm以上。
通过上述那样的构成，根据第1基准标记Ms1的拍摄数据测定第1基准标记Ms1的光学特性，能够将在第1区域Ra1内具有与第1基准标记Ms1同等的光学特性的区域判定为第1莫尔标记Mm1的亮部B1。即，能够基于第1基准标记Ms1的拍摄数据，判定第1莫尔标记Mm1中的亮部B1和暗部D1的排列图案。
如图4所示，第2标记M2包括第2莫尔标记Mm2(第2对准标记的一个例子)和第2基准标记Ms2。第2莫尔标记Mm2是用于通过与第1莫尔标记Mm1(图3)的重合来使得产生莫尔条纹的标记，包括多个亮部B2和多个暗部D2。亮部B2是光的反射强度比暗部D2高的部分。具体如何形成亮部B2和暗部D2是应该根据半导体器件1的构成来适当地选择的事项，例如可以由形成于构成第2层13的材料(例如抗蚀剂)的狭缝(开口部)构成亮部B2，由没有形成狭缝(例如残留有抗蚀剂等)的区域构成暗部D1。
本实施方式涉及的各亮部B2和各暗部D2，与第1基准标记Ms1的亮部B1和暗部D1同样地具有沿着Y轴延伸的线状的形状。多个亮部B2和多个暗部D2在具有预定面积的第2区域Ra2内沿着X轴交替地排列。此外，第2区域Ra2设为在图4中由虚线所包围的区域。
第2基准标记Ms2是用于判定第2莫尔标记Mm2中的亮部B2和暗部D2的排列图案的标记。在此所说的排列图案表示第2区域Ra2内的亮部B2与暗部D2的位置关系，包括预先确定的通常图案和亮部B2与暗部D2的位置关系相对于通常图案反转了的反转图案。设为图4所示的第2莫尔标记Mm2对应于通常图案。
第2基准标记Ms2具有与第2莫尔标记Mm2中的亮部B2和暗部D2中的任一方对应的光学特性。本实施方式涉及的第2基准标记Ms2具有与亮部B2对应的光学特性。在第2基准标记Ms2的周围设置有具有与第2基准标记Ms2不同的光学特性的第2空白区域Rbk2。本实施方式涉及的第2空白区域Rbk2具有与暗部D2对应的光学特性。
在图4中，P2表示第2莫尔标记Mm2中的亮部B2与暗部D2的排列间距，Wb2表示亮部B2的X轴方向上的宽度，Wd2表示暗部D2的X轴方向上的宽度，CL2表示第2区域Ra2的X轴方向上的中心位置。另外，C2表示第2莫尔标记Mm2(第2区域Ra2)与第2基准标记Ms2之间的间隔距离，Ws2表示第2基准标记Ms2的X轴方向上的宽度，Wbk2表示第2空白区域Rbk2的X轴方向上的宽度。
第2莫尔标记Mm2的排列间距P2与第1莫尔标记Mm1的排列间距P1(图3)不同，在本实施方式中，P1＜P2的关系成立。间隔距离C2优选与第1标记M1中的间隔距离C1同样地为20μm以下。第2基准标记Ms2的宽度Ws2和第2空白区域Rbk2的宽度Wbk2比亮部B2的宽度Wb2和暗部D2的宽度Wd2大，优选为1.5μm以上。
根据上述那样的构成，能够根据第2基准标记Ms2的拍摄数据测定第2基准标记Ms2的光学特性，将在第2区域Ra2内具有与第2基准标记Ms2同等的光学特性的区域判定为第2莫尔标记Mm2的亮部B2。即，能够基于第2基准标记Ms2的拍摄数据，判定第2莫尔标记Mm2中的亮部B2和暗部D2的排列图案。
图5是表示第1实施方式涉及的第1莫尔标记Mm1和第2莫尔标记Mm2位于正常位置的情况下的莫尔条纹的一个例子的图。在第1层12上形成第2层13之后，当从上方侧观察第1莫尔标记Mm1与第2莫尔标记Mm2重叠的区域时，能观察到与亮部B1、B2和暗部D1、D2的位置关系相应的莫尔条纹，其中，在第1层12形成了第1莫尔标记Mm1，在第2层13形成了第2莫尔标记Mm2。在图5中例示了第1莫尔标记Mm1和第2莫尔标记Mm2位于预先确定的正常位置的状态。在此的正常位置是第1莫尔标记Mm1的中心线CL1与第2莫尔标记Mm2的中心线CL2一致或者它们的偏移量处于阈值以内的状态。此外，正常位置并不限定于此。
在图5中，“明”和“暗”表示莫尔条纹的亮部和暗部。如图5所示，两莫尔标记Mm1、Mm2的亮部B1、B2密集的部分成为莫尔条纹的亮部，两莫尔标记Mm1、Mm2的暗部D1、D2密集的部分成为莫尔条纹的暗部。能够基于这样的莫尔条纹的亮部和暗部的位置，测定第1层12与第2层13的偏移。
图6是表示第1实施方式涉及的第1莫尔标记Mm1和第2莫尔标记Mm2不位于正常位置的情况下的莫尔条纹的一个例子的图。在图6中例示了第2莫尔标记Mm2的中心线CL2相对于正常位置(中心线CL1的位置)向图中右方向偏移了距离ΔD的状态。当这样在两莫尔标记Mm1、Mm2的相对位置关系上产生偏移时，如根据图5和图6的“明”和“暗”的位置的比较可知那样，莫尔条纹的亮部和暗部的位置变化。能够基于这样的莫尔条纹的变化，测定第1层12与第2层13的偏移。
此外，在上述中示出了在第1莫尔标记Mm1和第2莫尔标记Mm2位于正常位置的情况下莫尔条纹的暗部位于中央的例子(图5)，但莫尔条纹的排列并不限定于此。例如，在第1莫尔标记Mm1和第2莫尔标记Mm2位于正常位置的情况下，莫尔条纹的亮部也可以位于中央。另外，在上述中示出了第1莫尔标记Mm1和第2莫尔标记Mm2形成为一定的间距的线和间隔状的例子，但只要是重复图案，则并不限定于是一定的间距。另外，第1莫尔标记Mm1和第2莫尔标记Mm2的图案并不限定于线和间隔状，例如也可以是棋盘格状等。
在此，对亮部B1、B2和暗部D1、D2的排列图案的反转进行说明。第1莫尔标记Mm1中的亮部B1和暗部D1的排列图案、或者第2莫尔标记Mm2的亮部B2和暗部D2的排列图案有可能在对于各层12、13的加工时(例如通过光刻形成图案时等)反转。
图7是表示第1实施方式涉及的作为通常图案的第1莫尔标记Mm1和作为反转图案的第1莫尔标记Mm1’的比较的图。如图7所示，与反转图案对应的第1莫尔标记Mm1’的第1区域Ra1内的亮部B1与暗部D1的位置关系相对于与通常图案对应的第1莫尔标记Mm1的第1区域Ra1内的亮部B1与暗部D1的位置关系反转。本实施方式的第1莫尔标记具有通常图案(Mm1)或者反转图案(Mm1’)。
图8是表示第1实施方式涉及的作为反转图案的第1莫尔标记Mm1’和第2莫尔标记Mm2不位于正常位置的情况下的莫尔条纹的一个例子的图。在此，对第1莫尔标记Mm1’具有反转图案的情况进行说明。图8例示了在与图6所示的状况同样地第2莫尔标记Mm2从正常位置向图中右侧偏移距离ΔD、且第1莫尔标记Mm1’的亮部B1和暗部D1的排列图案相对于图6所示的第1莫尔标记Mm1的排列图案(通常图案)反转的情况下产生的莫尔条纹。如根据图6和图8的比较可知那样，即使偏移量(距离ΔD)相同，当亮部B1和暗部D1的排列图案反转时，莫尔条纹的亮部和暗部的位置也会变化。这样的现象在第2莫尔标记Mm2中的亮部B2和暗部D2的排列图案存在了反转的情况下也可能同样地产生。
本实施方式涉及的测定方法包括用于除去由上述那样的第1莫尔标记Mm1或者第2莫尔标记Mm2的亮部B1、B2与暗部D1、D2的反转导致的影响的处理。
图9是表示第1实施方式涉及的测定方法中的处理的一个例子的流程图。本实施方式涉及的测定方法是用于测定构成半导体器件1的一部分的第1层12与第2层13的偏移的方法，包括检测第1标记M1和第2标记M2的位置的标记位置检测步骤(S101)。标记位置检测步骤例如可以在形成第2层13后或者形成第2层13期间中，基于从上方拍摄第2层13而得到的拍摄数据来进行。在形成第2层13后执行标记位置检测步骤的情况下，在第2层13中的与第1标记M1的位置对应的部分形成开口部，以使得能够对形成于第1层12的第1标记M1进行拍摄。
然后，执行对于第1莫尔标记Mm1和第2莫尔标记Mm2中的至少一方判定排列图案的亮暗判定步骤(S102)。此时，第1莫尔标记Mm1的排列图案(是为通常图案、还是为反转图案)基于第1基准标记Ms1的拍摄数据来进行判定，第2莫尔标记Mm2的排列图案基于第2基准标记Ms2的拍摄数据来进行判定。第1莫尔标记Mm1的排列图案例如可以通过基于第1基准标记Ms1的光学特性(反射光的光强度等)确定第1区域Ra1内的哪个部分属于亮部B1来进行判定。关于第2莫尔标记Mm2的排列图案，也同样地例如能够通过基于第2基准标记Ms2的光学特性确定第2区域Ra2内的哪个部分属于亮部B2来进行判定。
然后，执行对因第1莫尔标记Mm1与第2莫尔标记Mm2的重合而产生的莫尔条纹进行测定的莫尔条纹测定步骤(S103)(标记测定步骤的一个例子)。莫尔条纹测定步骤例如可以基于在形成第2层13后从上方拍摄第2层13而得到的拍摄数据来进行。此时，基于亮暗判定步骤的判定结果(排列图案信息)，莫尔条纹的测定结果被进行修正，以使得除去由第1莫尔标记Mm1和/或第2莫尔标记Mm2的排列图案的反转导致的影响。
然后，执行基于莫尔条纹测定步骤的测定结果(莫尔条纹信息)来运算第1层12(第1莫尔标记Mm1)与第2层13(第2莫尔标记Mm2)的偏移量(距离ΔD)的偏移量运算步骤(S104)。莫尔条纹信息是表示第1莫尔标记Mm1与第2莫尔标记Mm2的相对位置关系的标记位置信息的一个例子。此时，如上述那样在莫尔条纹测定步骤中基于第1莫尔标记Mm1和/或第2莫尔标记Mm2的排列图案修正了莫尔条纹信息，因此，在此所运算的偏移量成为除去了排列图案的反转的影响的偏移量。
图10是表示第1实施方式涉及的莫尔条纹测定处理的一个例子的流程图。当开始上述莫尔条纹测定步骤(S103)时，取得通过亮暗判定步骤(S102)生成的排列图案信息(S201)，生成与因第1莫尔标记Mm1和第2莫尔标记Mm2的重合而产生的莫尔条纹有关的莫尔条纹信息(S202)。在此的排列图案信息包括表示第1莫尔标记Mm1的排列图案(第1排列图案)的信息、和表示第2莫尔标记Mm2的排列图案(第2排列图案)的信息。莫尔条纹信息包括表示因第1莫尔标记Mm1与第2莫尔标记Mm2的重合而产生的莫尔条纹的亮部和暗部的位置的信息(例如相对于预先确定的位置的莫尔条纹的偏移量等)。
然后，判定第1排列图案是否为反转图案(S203)。在第1排列图案为反转图案的情况下(S203：是)，进一步判定第2排列图案是否为反转图案(S204)。在第2排列图案为反转图案的情况下(S204：是)，对莫尔条纹信息进行修正，以使得除去第1排列图案和第2排列图案这两方为反转图案的情况下的影响(S205)。在步骤S204中，在第2排列图案不是反转图案的情况下(S204：否)，对莫尔条纹信息进行修正，以使得除去仅第1排列图案为反转图案的情况下的影响(S206)。
在步骤S203中第1排列图案不是反转图案的情况下(S203：否)，判定第2排列图案是否为反转图案(S207)。在步骤S207中第2排列图案为反转图案的情况下(S207：是)，对莫尔条纹信息进行修正，以使得除去仅第2排列图案为反转图案的情况下的影响(S208)。在步骤S207中第2排列图案不为反转图案的情况下(S207：否)，作为第1排列图案和第2排列图案均为通常图案，不修正莫尔条纹信息(S209)。
根据如上述那样的测定方法，即使是在第1莫尔标记Mm1和第2莫尔标记Mm2中的至少一方反转了的情况下，也能够准确地测定第1层12与第2层13的偏移。
图11是表示第1实施方式涉及的测定装置101的构成的一个例子的框图。本实施方式涉及的测定装置101是如下装置：通过执行如上述那样的测定方法，测定构成半导体器件的多个层间的偏移，生成表示该测定结果的偏移信息。
测定装置101具备拍摄装置111和信息处理装置112。拍摄装置111例如可以利用从上方对包括成为测定对象的第1层12和第2层13的半导体器件1进行拍摄的数字摄像头、向第1基准标记Ms1、第2基准标记Ms2照射具有预定波长的检查光的照明机构等来构成。信息处理装置112例如是具备CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)、ROM(Read OnlyMemory，只读存储器)、RAM(Random Access Memory，随机访问存储器)、辅助存储装置、用户接口、通信接口等来构成的计算机，执行用于按照存储于ROM、辅助存储装置的程序来实现上述测定方法的各种运算处理。
信息处理装置112具有莫尔条纹测定部121(标记测定部的一个例子)、亮暗判定部122以及运算部123。莫尔条纹测定部121基于由拍摄装置111取得的第1莫尔标记Mm1与第2莫尔标记Mm2重叠的区域的拍摄数据来生成莫尔条纹信息。亮暗判定部122基于由拍摄装置111取得的第1基准标记Ms1的拍摄数据来判定第1莫尔标记Mm1的排列图案，基于由拍摄装置111取得的第2基准标记Ms2的拍摄数据来判定第2莫尔标记Mm2的排列图案。运算部123基于莫尔条纹测定部121的测定结果(莫尔条纹信息)和亮暗判定部122的判定结果(排列图案信息)，运算第1层12与第2层13的偏移量。此时，运算部123运算偏移量，以除去由第1莫尔标记Mm1的排列图案和/或第2莫尔标记Mm2的排列图案的反转导致的影响。包括这样运算的偏移量的偏移信息可以被使用于各种各样的用途。偏移信息例如可以在对所制造的半导体器件1的品质进行评价的品质评价装置、在半导体器件1的制造工艺中调整基板11的位置的对准装置等中被利用。
以下，参照附图对其他实施方式进行说明，但有时对与第1实施方式相同或者同样的部位标注同一标号而省略其说明。
(第2实施方式)
图12是表示第2实施方式涉及的测定方法中的处理的一个例子的流程图。在第1实施方式涉及的测定方法(图9)中，在执行莫尔条纹测定步骤前执行亮暗测定步骤，但在本实施方式涉及的测定方法中，在执行莫尔条纹测定步骤后执行亮暗测定步骤。
本实施方式涉及的测定方法也与第1实施方式涉及的测定方法同样地首先执行检测第1标记M1和第2标记M2的位置的标记位置检测步骤(S301)。然后，执行对因第1莫尔标记Mm1与第2莫尔标记Mm2的重合而产生的莫尔条纹进行测定的莫尔条纹测定步骤(S302)。
然后，执行对于第1莫尔标记Mm1和第2莫尔标记Mm2中的至少一方判定排列图案的亮暗判定步骤(S303)。此时，与第1实施方式同样地，第1莫尔标记Mm1的排列图案基于第1基准标记Ms1的拍摄数据来进行判定，第2莫尔标记Mm2的排列图案基于第2基准标记Ms2的拍摄数据来进行判定。
然后，执行基于莫尔条纹测定步骤的测定结果(莫尔条纹信息)和亮暗判定步骤的判定结果(排列图案信息)来运算第1层12(第1莫尔标记Mm1)与第2层13(第2莫尔标记Mm2)的偏移量(距离ΔD)的偏移量运算步骤(S304)。此时，基于排列图案信息，运算偏移量，以使得第1莫尔标记Mm1和/或第2莫尔标记Mm2的排列图案的反转的影响被除去。
图13是表示第2实施方式涉及的莫尔条纹测定处理的一个例子的流程图。当开始上述偏移量运算步骤(S304)时，取得通过亮暗判定步骤(S303)生成的排列图案信息(S401)。并且，基于通过莫尔条纹测定步骤(S302)生成的莫尔条纹信息来运算偏移量(S402)。
然后，判定第1排列图案是否为反转图案(S403)。在第1排列图案为反转图案的情况下(S403：是)，进一步判定第2排列图案是否为反转图案(S404)。在第2排列图案为反转图案的情况下(S404：是)，对偏移量进行修正，以使得除去第1排列图案和第2排列图案这两方为反转图案的情况下的影响(S405)。在步骤S404中，在第2排列图案不为反转图案的情况下(S404：否)，对偏移量进行修正，以使得除去仅第1排列图案为反转图案的情况下的影响(S406)。
在步骤S403中，在第1排列图案不为反转图案的情况下(S403：否)，判定第2排列图案是否为反转图案(S407)。在步骤S407中，在第2排列图案为反转图案的情况下(S407：是)，对偏移量进行修正，以使得除去仅第2排列图案为反转图案的情况下的影响(S408)。在步骤S407中，在第2排列图案不为反转图案的情况下(S407：否)，作为第1排列图案和第2排列图案均为通常图案，不修正莫尔条纹信息(S409)。
如上述那样，即使在执行莫尔条纹测定步骤后执行亮暗判定步骤，也能够除去由第1莫尔标记Mm1和/或第2莫尔标记Mm2的排列图案的反转导致的影响，能够高精度地测定第1层12与第2层13的偏移。
(第3实施方式)
图14是示意性地表示第3实施方式涉及的半导体器件1的制造工艺的一个例子的图。本实施方式涉及的半导体器件1利用压印(imprint)法来制造。本实施方式涉及的半导体器件1的制造工艺包括如下步骤：通过使模板52的曝光区域55接触形成在基板11上的被加工部件51的上表面，在被加工部件51的上表面形成预定图案。模板52由透光性的材料形成。
在本实施方式中，对测定被加工部件51与模板52之间的偏移的技术进行说明。在被加工部件51和模板52分别形成有用于测定两者的偏移的标记(后述的第1标记和第2标记)。
图15是表示第3实施方式涉及的第1标记M1的构成的一个例子的俯视图。图16是表示第3实施方式涉及的第2标记M2的构成的一个例子的俯视图。第1标记M1形成在被加工部件51的上表面，例如形成在模板52的曝光区域55接触的区域以外的区域。第2标记M2形成在模板52的下表面，例如形成在曝光区域55以外的区域。
如图15所示，本实施方式涉及的第1标记M1包括具有与第1实施方式同样的功能的第1莫尔标记Mm1和第1基准标记Ms1。第1莫尔标记Mm1是用于通过与后述的第2莫尔标记Mm2(图16)的重合来使得产生莫尔条纹的标记，包括多个亮部B1和多个暗部D1。具体如何形成亮部B1和暗部D1是应该根据半导体器件1的构成来适当地选择的事项，例如可以由配置有钨等金属的区域构成亮部B1，由没有配置金属的(硅氧化膜等露出的)区域构成暗部D1。本实施方式涉及的第1基准标记Ms1具有与第1莫尔标记Mm1的亮部B1对应的光学特性，由与亮部B1相同的材料形成。第1基准标记Ms1也可以被利用于预备性地调整被加工部件51和模板52的位置的粗对准。
如图16所示，本实施方式涉及的第2标记M2包括具有与第2实施方式同样的功能的第2莫尔标记Mm2和第2基准标记Ms2。第2莫尔标记Mm2是用于通过与第1莫尔标记Mm1(图15)的重合来使得产生莫尔条纹的标记，包括多个亮部B2和多个暗部D2。具体如何形成亮部B2和暗部D2是应该根据模板52的构成来适当地选择的事项，例如可以由配置有钨等金属的区域构成亮部B2，由没有配置金属(由石英等形成)的区域构成暗部D1。本实施方式涉及的第2基准标记Ms2具有与第2莫尔标记Mm2的亮部B2对应的光学特性，由与亮部B2相同的材料形成。第2基准标记Ms2也可以被利用于预备性地调整被加工部件51和模板52的位置的粗对准。
如上述那样，通过在被加工部件51形成第1标记M1，在模板52形成第2标记M2，与第1实施方式同样地执行测定方法，能够除去由第1莫尔标记Mm1和/或第2莫尔标记Mm2的排列图案的反转导致的影响，能够高精度地测定被加工部件51与模板52的偏移。
(第4实施方式)
图17是表示在第4实施方式涉及的测定方法中使用的第1标记M1和第2标记M2的构成的一个例子的图。本实施方式是涉及与第1实施方式同样地测定半导体器件1的第1层12与第2层13的偏移的技术的实施方式，但在不利用莫尔条纹这一点与第1实施方式不同。
如图17的左上部所示，本实施方式的形成于第1层12(例如划片槽区域22)的第1标记M1包括第1对准标记Mi1和第1基准标记Ms1。第1对准标记Mi1是沿着Y方向延伸的多个亮部B1和多个暗部D1以预定的间距沿着X轴方向交替地排列而构成的。第1基准标记Ms1具有与亮部B1对应的光学特性。通过这样的构成，能够与第1实施方式同样地基于第1基准标记Ms1的拍摄数据来判定第1对准标记Mi1中的亮部B1和暗部D1的排列图案。
如图17的右上部所示，本实施方式涉及的形成于第2层13(例如划片槽区域22)的第2标记M2包括第2对准标记Mi2和第2基准标记Ms2。第2对准标记Mi2是沿着Y轴延伸的亮部B2和暗部D2以与第1对准标记Mi1的间距相同的间距沿着X轴方向交替地排列而构成的。第2基准标记Ms2具有与亮部B2对应的光学特性。通过这样的构成，能够与第1实施方式同样地，基于第2基准标记Ms2的拍摄数据来判定第2对准标记Mi2中的亮部B2和暗部D2的排列图案。另外，在第2标记M2设置有第1开口部71和第2开口部72。第1开口部71形成在当在第1层12上形成了第2层13时与第1对准标记Mi1的形成位置对应的区域。第2开口部72形成在当在第1层12上形成了第2层13时与第1基准标记Ms1的形成位置对应的区域。通过这样的构成，能够在第1层12上形成了第2层13之后，从第2层13的上方观测第1对准标记Mi1和第1基准标记Ms1。
在图17的下部例示了第1层12与第2层13不偏移地层叠了的状态。此时，第1对准标记Mi1的亮部B1以及暗部D1和第2对准标记Mi2的亮部B2以及暗部D2沿着Y轴排列为直线状。通过在形成第2层13后，基于拍摄数据等对第1对准标记Mi1与第2对准标记Mi2的位置关系是否成为这样的状态进行解析，能够测定第1层12与第2层13的偏移。并且，与第1实施方式同样地，能够基于第1基准标记Ms1的拍摄数据来判定第1对准标记Mi1的排列图案，基于第2基准标记Ms2的拍摄数据来判定第2对准标记Mi2的排列图案。由此，即使是在不利用莫尔条纹的情况下，也能够除去由亮部和暗部的排列图案的反转导致的影响，能够高精度地测定多个层间的偏移。
此外，第4实施方式的构成如第3实施方式那样也可以应用于被加工部件51与模板52的偏移的测定。
使计算机执行通过上述的实施方式说明过的各种处理、功能的程序以能够安装的形式或者能够执行的形式的文件记录于能够由CD-ROM、软盘(FD)、CD-R、DVD(DigitalVersatile Disk，数字多用途光盘)等计算机可读的记录介质来被进行提供。另外，也可以构成为将程序保存在与因特网等网络连接的计算机上，通过经由网络下载来提供。另外，也可以构成为经由因特网等网络来提供或者发布程序。另外，也可以构成为将程序预先装入ROM等来提供。
对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子提示的，并不是意在限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种各样的方式来实施，能够在不脱离发明的宗旨的范围内进行各种省略、置换或者变更。这些实施方式和/或其变形包含在发明的范围、宗旨内，并且，包含在权利要求书所记载的发明及其等同的范围内。

Claims (18)

1.一种测定方法，包括：
在第1层上形成了第2层之后，生成表示第1对准标记与第2对准标记的相对位置关系的标记位置信息，所述第1对准标记形成于所述第1层，包括亮部和暗部，所述第2对准标记形成于所述第2层，包括亮部和暗部，
基于基准标记的拍摄数据，对第1排列图案和第2排列图案中的至少一方进行判定，所述基准标记形成在与形成有所述第1对准标记的区域和形成有所述第2对准标记的区域不同的区域，所述第1排列图案表示所述第1对准标记的亮部和暗部的排列图案，所述第2排列图案表示所述第2对准标记的亮部和暗部的排列图案，
基于所述第1排列图案和所述第2排列图案中的至少一方以及所述标记位置信息，对所述第1层与所述第2层的偏移进行运算。
2.根据权利要求1所述的测定方法，
所述基准标记包括第1基准标记，所述第1基准标记在所述第1层中形成在从所述第1对准标记离开了预定距离的位置。
3.根据权利要求2所述的测定方法，
所述预定距离为20μm以下。
4.根据权利要求2或者3所述的测定方法，
所述第1对准标记是沿着第1方向延伸的多个亮部和多个暗部沿着与所述第1方向交叉的第2方向交替地排列而构成的，所述第1基准标记的所述第2方向上的宽度比所述第1对准标记的亮部的所述第2方向上的宽度和所述第1对准标记的暗部的所述第2方向上的宽度大。
5.根据权利要求4所述的测定方法，
所述第1基准标记的所述第2方向上的宽度为1.5μm以上。
6.根据权利要求5所述的测定方法，
在所述第1基准标记的周围设置有具有与所述第1基准标记不同的光学特性的空白区域，所述空白区域的所述第2方向上的宽度为1.5μm以上。
7.根据权利要求2或者3所述的测定方法，
所述第1基准标记具有与所述第1对准标记的亮部和暗部中的任一方对应的光学特性。
8.根据权利要求1～3中任一项所述的测定方法，
在生成所述标记位置信息之前执行所述第1排列图案和所述第2排列图案中的至少一方的判定。
9.根据权利要求1～3中任一项所述的测定方法，
在生成所述标记位置信息之后执行所述第1排列图案和所述第2排列图案中的至少一方的判定。
10.根据权利要求1～3中任一项所述的测定方法，
所述标记位置信息基于通过向所述第1对准标记和所述第2对准标记在层叠方向上重叠的区域照射光而产生的莫尔条纹来生成。
11.一种测定方法，包括：
在使被加工部件与模板接触时，生成表示第1对准标记与第2对准标记的相对位置关系的标记位置信息，所述模板通过与所述被加工部件接触来向所述被加工部件转印预定图案，所述第1对准标记形成于所述被加工部件，包括亮部和暗部，所述第2对准标记形成于所述模板，包括亮部和暗部，
基于基准标记的拍摄数据，对第1排列图案和第2排列图案中的至少一方进行判定，所述基准标记形成在与形成有所述第1对准标记的区域和形成有所述第2对准标记的区域不同的区域，所述第1排列图案表示所述第1对准标记的亮部和暗部的排列图案，所述第2排列图案表示所述第2对准标记的亮部和暗部的排列图案，
基于所述第1排列图案和所述第2排列图案中的至少一方以及所述标记位置信息，对所述被加工部件与所述模板的偏移进行运算。
12.一种测定装置，具备：
标记测定部，其在第1层上形成了第2层之后，生成表示第1对准标记与第2对准标记的相对位置关系的标记位置信息，所述第1对准标记形成于所述第1层，包括亮部和暗部，所述第2对准标记形成于所述第2层，包括亮部和暗部；
亮暗判定部，其基于基准标记的拍摄数据，对第1排列图案和第2排列图案中的至少一方进行判定，所述基准标记形成在与形成有所述第1对准标记的区域和形成有所述第2对准标记的区域不同的区域，所述第1排列图案表示所述第1对准标记的亮部和暗部的排列图案，所述第2排列图案表示所述第2对准标记的亮部和暗部的排列图案；以及
运算部，其基于所述第1排列图案和所述第2排列图案中的至少一方以及所述标记位置信息，对所述第1层与所述第2层的偏移进行运算。
13.一种测定装置，具备：
标记测定部，其在使被加工部件与模板接触时，生成表示第1对准标记与第2对准标记的相对位置关系的标记位置信息，所述模板通过与所述被加工部件接触来向所述被加工部件转印预定图案，所述第1对准标记形成于所述被加工部件，包括亮部和暗部，所述第2对准标记形成于所述模板，包括亮部和暗部；
亮暗判定部，其基于基准标记的拍摄数据，对第1排列图案和第2排列图案中的至少一方进行判定，所述基准标记形成在与形成有所述第1对准标记的区域和形成有所述第2对准标记的区域不同的区域，所述第1排列图案表示所述第1对准标记的亮部和暗部的排列图案，所述第2排列图案表示所述第2对准标记的亮部和暗部的排列图案；以及
运算部，其基于所述第1排列图案和所述第2排列图案中的至少一方以及所述标记位置信息，对所述被加工部件与所述模板的偏移进行运算。
14.一种标记，形成于构成半导体器件的层，具备：
第1区域，其包括多个亮部和多个暗部；和
基准标记，其形成于与所述第1区域不同的区域，具有与所述亮部和所述暗部中的任一方对应的光学特性。
15.根据权利要求14所述的标记，
所述第1区域与所述基准标记之间的距离为20μm以下。
16.根据权利要求14或者15所述的标记，
所述多个亮部和所述多个暗部沿着第1方向延伸，沿着与所述第1方向交叉的第2方向交替地排列，所述基准标记的所述第2方向上的宽度比所述亮部的所述第2方向上的宽度和所述暗部的所述第2方向上的宽度大。
17.根据权利要求16所述的标记，
所述基准标记的所述第2方向上的宽度为1.5μm以上。
18.根据权利要求17所述的标记，
在所述基准标记的周围设置有具有与所述基准标记不同的光学特性的空白区域，所述空白区域的所述第2方向上的宽度为1.5μm以上。
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