JP2001230195A - 位置合わせ精度計測マーク - Google Patents
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- G03F9/7076—Mark details, e.g. phase grating mark, temporary mark
Abstract
わせ精度の計測マ−ク1,2,3および4を有する位置
合わせ精度計測マ−クにおいて、露光後の現像やエッチ
ングによる計測マ−クの測定対象となる辺を崩すこと無
くこれら計測マ−クの位置を正確に測定する 【解決手段】一露光領域内の複数の位置合わせ精度計測
マ−ク1,2,3,4を隣合う露光領域7おいて、互い
に隣接させない位置に配置し、現像およびエッチングな
どにより測定基準となる計測マ−ク1,2,3,4の燐
接する辺の崩れを無くしている。
Description
における下地回路パタ−ンと上地回路パタ−ンとの重ね
合せ精度を測定するための位置合わせ精度計測マ−クに
関する。
の形成の微細化に伴って、機能素子を形成する層や配線
を形成する層あるいはコンタクトを形成する層などの複
数の層を層間絶縁膜を介して積み重ねて集積回路が形成
された半導体装置を製造していた。
成するには、リソグラフィ技術が用いられている。この
リソグラフィ技術においては、如何に微細なパタ−ンを
忠実に半導体ウェハに転写するかという課題の他に如何
に下地のパタ−ンと上地のパタ−ンと正確に重ね合わせ
るかの課題があった。すなわち、リソグラフィ工程にお
いては、下地回路パタ−ンにレジストで形成された上地
回路パタ−ンを精度良く重ね合わせることが重要となっ
ていた。
説明するための図である。通常、重ね合わせするのに
は、回路パタ−ンとは別に重ね合わせ精度計測マ−クを
形成している。例えば、図4に示すように、下地回路パ
タ−ンと同時に形成された計測マ−ク19と上層回路パ
タ−ンと上地回路パタ−ンと同時に形成されかつ計測マ
−ク19の中心と中心を合わせて形成される上地の計測
マ−ク18を有している。
の中心位置を測定し、d1とd2を求め、d1とd2が
等しければ、上層パタ−ンと下層パタ−ンと一致したも
のとして、次工程に進み多層構造の半導体集積回路を形
成していた。
一露光領域と半導体ウェハの面とに形成された位置合わ
せ精度計測マ−クの位置を示す図である。また、位置合
わせ精度用の計測マ−ク10,11,12,13は、図
5(a)に示すように、ワンショット露光される露光領
域7のX軸14上またはY軸15上にあって、隣合う露
光領域境界線7aに寄せて形成されていた。
(b)に示すように、ワンショットで形成される露光領
域7の計測マ−ク10,11,12,13が露光領域毎
に同じ位置に形成されていた。
マ−クの課題を説明するための一計測マ−クの断面図で
ある。しかしながら、図6に示すように露光後の現像な
どにより計測マ−ク18の輪郭を形成するレジスト層2
0の角部が崩れて傾斜した状態になる。形成される計測
マ−ク18の辺の面において、外郭を示す上地の計測マ
−ク18の輪郭線は、正確に形成されず、下地の計測マ
−ク19の輪郭線から上地の計測マ−ク18の輪郭線の
距離d1´あるいはd2´として測定され、距離d1´
と距離d2´とが等しくなく、(距離d1´−距離d2
´)/2の位置ずれ誤差が生じる。
グやマ−ク形成後の熱処理などにより計測マ−クの変形
が起きることもある。例えば、図5(b)に示すよう
に、境界線7aに接近し隣合う計測マ−ク16および1
7において、計測マ−ク10と12および11と13に
おける隣接する辺が露光後の現像などにより崩れ測定基
準となるマ−クの輪郭線が曖昧になる。従って、計測さ
れる精度が不正確になり、次工程に進むことができない
という問題がある。
郭線を崩すこと無く複数の計測マ−クを有しこれら計測
マ−クの位置を正確に測定できる位置合わせ精度計測マ
−クを提供することにある。
ウェハ上に縦横に並べ配置される複数の露光領域のそれ
ぞれに下地回路パタ−ンと同時に形成され位置を計測す
べく複数の下地の計測マ−クと、前記露光領域のそれぞ
れに重ねて露光し上地回路パタ−ンと同時に形成される
とともに前記下地の計測マ−クの中心と中心を合わせて
形成されかつ前記下地の計測マ−クに相似でより小さい
計測すべき複数の上地の計測パタ−ンとを有する位置合
わせ精度計測マ−クにおいて、隣合う前記露光領域のそ
れぞれに有する前記位置合わせ精度計測マ−クが隣接し
ない位置合わせ精度計測マ−クである。
度計測マ−クは、四個あることが望ましい。さらに、前
記四個の位置合わせ精度計測マ−クは、前記隣合う露光
領域の境界線に沿って配置されるか、あるいは、前記露
光領域の中心部に寄せて配置されることが望ましい。そ
して、前記一露光領域の中心部に寄せて配置する場合
は、前記位置合わせ精度計測マ−クは互いに所定の距離
に離れた位置にあることが望ましい。より好ましくは、
前記位置合わせ精度計測マ−クの形状は正方形にすこと
である。
上に縦横に並べ配置される複数の露光領域のそれぞれに
下地回路パタ−ンと同時に形成され位置を計測すべく複
数の下地の計測マ−クと、前記露光領域のそれぞれに重
ねて露光し上地回路パタ−ンと同時に形成されるととも
に前記下地の計測マ−クの中心と中心を合わせて形成さ
れかつ前記下地の計測マ−クに相似でより小さい計測す
べき複数の上地の計測パタ−ンとを有する位置合わせ精
度計測マ−クにおいて、複数の正方形状の前記位置合わ
せ精度計測マ−クが隣合う前記露光領域の境界線に対称
に燐接して配置されるとともに前記位置合わせ精度計測
マ−クの互いに隣接する辺の輪郭線を計測すべき対象と
しない位置合わせ精度計測マ−クである。
して説明する。
の形態における位置合わせ精度計測マ−クを説明するた
めの図である。この位置合わせ精度計測マ−クは、図1
(a)に示すように、一露光領域7に複数の計測マ−ク
1,2,3および4を互いに離れた位置に配置したこと
である。
aに近くY軸6に沿って配置し、計測マ−ク2,4を境
界線7aに近くX軸5に沿って配置すれば、図1(b)
に示すように、半導体ウェハにワンショットで形成され
る各露光領域7における位置合わせ精度計測用の計測マ
−ク2と4は隣合わない計測マ−ク8となる。また、各
露光領域7における計測マ−ク1と3も、隣り合わない
計測マ−ク9となる。このように全ての露光領域7にお
いて、計測マ−ク1,2,3および4は互いに離れた位
置に配置される。
グ処理などによる計測マ−ク1.2,3,4の各辺の輪
郭線の形崩れは無くなる。また、これら計測マ−ク1,
2,3,4は、重ね合わせ精度測定器で測定し易いよう
に、全て同一形状の正方形であることが望ましい。
一変形例を説明するための図である。この位置合わせ精
度計測マ−クは、図2(a)に示すように、一露光領域
7の中心部に寄せて複数の位置合わせ精度計測用の計測
マ−ク1,2,3および4を配置したことである。
(b)に示すように、計測マ−ク1,3をY軸6上にあ
って露光領域7の中心部に寄せ配置されるともに半導体
ウェハの隣接する露光領域22においても所定の距離だ
け互いに離れている。一方、これら計測マ−ク2,4
は、X軸5上にあって露光領域7の中心部に寄せ配置さ
れるともに半導体ウェハの隣接する露光領域21におい
ても所定の距離だけ互いに離れている。ここで、必要な
ことは、一露光領域内および隣接する各露光領域の計測
マ−ク1,2,3,4の互いに離れる所定の距離は、少
なくとも100ミクロンメ−タあることが望ましい。
施の形態における位置合わせ精度計測マ−クを説明する
ための図である。通常、露光領域に形成されるパタ−ン
は露光領域の中央部に集中する。従って、図3(a)に
示すように、一露光領域7における計測マ−ク1,3は
Y軸6上にあって、かつ一露光領域7の境界線7aに近
づけて配置されている。また、計測マ−ク2,4は、X
軸5上にあって、境界線7aに近づけて配置される。
測マ−ク1,3は、図3(b)に示すように、従来技術
で述べたように互いに一辺が隣接しX軸に平行の辺の計
測マ−ク1と計測マ−ク3の辺が崩れる恐れがあるか
ら、Y軸6の方向の計測に使用しないことである。
互いに一辺が隣接しY軸に平行の辺の計測マ−ク2と計
測マ−ク4の辺が崩れる恐れがあるから、X軸6方向の
計測に使用しないことである。
1、2、3および4のそれぞれの辺が隣接しない辺を使
用して計測すれば、正確な重ね合わせ精度を求めること
ができる。例えば、図3(b)に示す計測マ−ク1と3
のY軸6に平行な辺をX軸5の方向の計測に、計測マ−
ク2と4のX軸5に平行な辺をY軸6の方向の計測に適
用すれば良い。
域内の複数の位置合わせ精度計測マ−クを隣合う露光領
域おいて、隣接させない位置に配置することにより、現
像およびエッチングなどによる計測マ−クの外郭辺の崩
れが無くなり、正確に計測精度が得られ、重ね合わせの
歩留まりが向上するという効果がある。
いに隣接する辺の輪郭線が崩れる恐れがある辺があるの
で、計測の対象にしないで、計測マ−クが隣接しても離
間した辺の輪郭線を計測の対象にすることによって、前
述と同様の効果が得られる。
計測マ−クを説明するための図である。
説明するための図である。
度計測マ−クを説明するための図である。
めの図である。
とに形成された位置合わせ精度計測マ−クの位置を示す
図である。
一計測マ−クの断面図である。
計測マ−ク 5,14 X軸 6,15 Y軸 7 露光領域 8,9 隣合わない計測マ−ク 16,17 隣合う計測マ−ク 20 レジスト層 21,22 隣接する露光領域
Claims (7)
- 【請求項1】 半導体ウェハ上に縦横に並べ配置される
複数の露光領域のそれぞれに下地回路パタ−ンと同時に
形成され位置を計測すべく複数の下地の計測マ−クと、
前記露光領域のそれぞれに重ねて露光し上地回路パタ−
ンと同時に形成されるとともに前記下地の計測マ−クの
中心と中心を合わせて形成されかつ前記下地の計測マ−
クに相似でより小さい計測すべき複数の上地の計測パタ
−ンとを有する位置合わせ精度計測マ−クにおいて、隣
合う前記露光領域のそれぞれに有する前記位置合わせ精
度計測マ−クが隣接しないことを特徴とする位置合わせ
精度計測マ−ク。 - 【請求項2】 一前記露光領域に前記位置合わせ精度計
測マ−クは、四個あることを特徴とする請求項1記載の
位置合わせ精度計測マーク。 - 【請求項3】 前記四個の位置合わせ精度計測マ−ク
は、前記隣合う露光領域の境界線に沿って配置されるこ
とを特徴とする請求項2記載の位置合わせ精度計測マ−
ク。 - 【請求項4】 前記四個の位置合わせ精度計測マ−ク
は、前記露光領域の中心部に寄せて配置されることを特
徴とする請求項2記載の位置合わせ精度計測マ−ク。 - 【請求項5】 前記四個の位置合わせ精度計測マ−ク
は、互いに所定の距離に離れた位置にあることを特徴と
する請求項4記載の位置合わせ精度計測マ−ク。 - 【請求項6】 前記位置合わせ精度計測マ−クの形状
は、正方形であることを特徴とする請求項1または請求
項2記載の位置合わせ精度計測マ−ク。 - 【請求項7】 半導体ウェハ上に縦横に並べ配置される
複数の露光領域のそれぞれに下地回路パタ−ンと同時に
形成され位置を計測すべく複数の下地の計測マ−クと、
前記露光領域のそれぞれに重ねて露光し上地回路パタ−
ンと同時に形成されるとともに前記下地の計測マ−クの
中心と中心を合わせて形成されかつ前記下地の計測マ−
クに相似でより小さい計測すべき複数の上地の計測パタ
−ンとを有する位置合わせ精度計測マ−クにおいて、複
数の正方形状の前記位置合わせ精度計測マ−クが隣合う
前記露光領域の境界線に対称に燐接して配置されるとと
もに前記位置合わせ精度計測マ−クの互いに隣接する辺
の輪郭線を計測すべき対象としないことを特徴とする位
置合わせ精度計測マ−ク。
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