JP2004163160A - Joining measuring device and mask for split exposure - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子や液晶表示素子の製造工程において、分割露光によって基板の異なる位置に転写された複数の分割パターン領域どうしの繋ぎ合わせ状態を測定する繋ぎ合わせ測定装置、および分割露光用マスクに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、半導体素子などの高集積化に伴うパターンの微細化に対応するため、電子ビーム(EB)縮小露光や、EB近接露光、極紫外(EUV)露光など、様々な露光方式が提案されている。
さらに、これらの露光方式では、1つの大きなパターン領域(例えば半導体素子の1チップ)を複数の小さなパターン領域(以下「サブフィールド」という)に分割して、これらを繋ぎ合わせながら露光する技術も提案されている(例えば特許文献1参照)。この分割露光によれば、マスク自体に歪みが存在している場合でも、マスクのパターンを精度良く基板に転写することができる。
【0003】
ただし、分割露光によってマスクのパターンを基板に転写した場合は、分割露光後に、基板上で隣接するサブフィールドどうしの繋ぎ合わせ状態を測定し、その繋ぎ合わせ状態が正しいか否かを判定することが必要になる。
このため従来では、隣接するサブフィールドどうしの重なり領域に周知の2重マーク(正方形状(図8参照)やフレーム状など)を形成し、2重マークの中心位置のずれ量に基づいてサブフィールドどうしの繋ぎ合わせ状態を測定していた。ちなみに、2重マークの外側は一方のサブフィールドと共に形成され、内側は他方のサブフィールドと共に形成される。図8(a),(b)は、正方形状の2重マークの平面図,断面図である。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−124118号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、隣接するサブフィールドどうしの重なり領域は非常に小さく、その重なり領域に形成される2重マークも非常に小さなものとなってしまうため(例えば5μm角)、サブフィールドどうしの繋ぎ合わせ状態を精度良く測定することはできなかった。
【0006】
なお、繋ぎ合わせ測定の精度を優先して2重マークを大きくすることは、サブフィールドどうしの重なり領域を大きく確保することに相当し、サブフィールド内の重なり領域以外(本来のパターンの転写領域)が小さくなるため、好ましくない。
本発明の目的は、サブフィールド(分割パターン領域)どうしの重なり領域が小さくても、精度良く繋ぎ合わせ状態を測定できる繋ぎ合わせ測定装置、および分割露光用マスクを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、細長い重なり領域を介して隣接して基板に転写された第1の分割パターン領域と第2の分割パターン領域との前記重なり領域に形成され、かつ、前記第1の分割パターン領域が転写されて形成された、前記重なり領域の長手方向に垂直な複数の第1ラインマークが前記長手方向に沿って一定のピッチで配列された第1マーク群と、前記第2の分割パターン領域が転写されて形成された、前記長手方向に垂直な複数の第2ラインマークが前記長手方向に沿って一定のピッチで配列された第2マーク群とを有するマーク群に基づいて、前記第1の分割パターン領域と前記第2の分割パターン領域との繋ぎ合わせ状態を測定する繋ぎ合わせ測定装置であって、前記マーク群を照明する照明手段と、前記マーク群から発生する光を検出し、前記第1マーク群と前記第2マーク群との前記長手方向の位相ずれ量に応じて変化する前記光の強度分布状態に基づいて、前記第1の分割パターン領域と前記第2の分割パターン領域との繋ぎ合わせずれ量を算出する算出手段とを備えたものである。
【0008】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の繋ぎ合わせ測定装置において、前記照明手段は、前記重なり領域の前記長手方向と前記基板の法線方向とを含む面に平行でかつ前記法線方向に対して斜めの方向から狭波長帯域の光を照射することにより、前記マーク群を照明し、前記算出手段は、前記位相ずれ量に応じて前記マーク群から発生する回折光を検出し、該回折光の強度の角度分布状態に基づいて前記繋ぎ合わせずれ量を算出するものである。
【0009】
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の繋ぎ合わせ測定装置において、前記照明手段は、広波長帯域の光を照射することにより、前記マーク群を照明し、前記算出手段は、前記位相ずれ量に応じて前記マーク群から発生する回折光を検出し、該回折光の強度の波長分布状態に基づいて前記繋ぎ合わせずれ量を算出するものである。
【0010】
請求項4に記載の発明は、分割露光によって基板の異なる位置に転写される複数の分割パターン領域が2次元配列された分割露光用マスクであって、前記分割パターン領域は、所定方向に細長い形状を有すると共に該所定方向に垂直な方向に対向配置された2つの外縁領域を含み、前記2つの外縁領域のうち一方には、前記所定方向に垂直な複数の第1ラインマークが該所定方向に沿って一定のピッチで配列された繋ぎ合わせ測定用の第1マーク群が設けられ、前記2つの外縁領域のうち他方には、前記所定方向に垂直な複数の第2ラインマークが該所定方向に沿って前記ピッチで配列された繋ぎ合わせ測定用の第2マーク群が設けられ、前記第1マーク群と前記第2マーク群とは、予め定められた位相ずれ量を有しているものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態は、請求項1,請求項2,請求項4に対応する。
第1実施形態の繋ぎ合わせ測定装置10は、図1(a)に示すように、ウエハ11を支持する検査ステージ12と、検査ステージ12上のウエハ11に対する照明光L1を射出する照明光学系(13〜17)と、照明光L1によって照明されたウエハ11の像を形成する結像光学系(18〜20)と、CCD撮像素子21と、信号処理装置22とで構成されている。
【0012】
繋ぎ合わせ測定装置10は、分割露光によってウエハ11の異なる位置に転写された複数のサブフィールド(後述する)のうち、隣接するサブフィールドどうしの繋ぎ合わせ状態を測定する装置である。サブフィールドは、請求項の「分割パターン領域」に対応する。ウエハ11は「基板」に対応する。
繋ぎ合わせ測定装置10について具体的に説明する前に、図2〜図5を用い、測定対象のウエハ11および繋ぎ合わせ測定用マークの説明を行う。
【0013】
ウエハ11は、最上層に形成されているレジスト膜への分割露光および現像後で、かつ、レジスト膜の直下に隣接している所定の材料膜へのエッチング加工前の状態にある。ちなみに、レジスト膜の直下の材料膜は、繋ぎ合わせ測定装置10による繋ぎ合わせ測定(後述する)の結果が良好な場合に、レジスト膜を介して実際に加工される。
【0014】
また、ウエハ11には、図2(a)に示すように、複数のチップ23が2次元配列されている。また、1つのチップ23は、図2(b)に示すように、複数のサブフィールド24に分割されている(図では12個)。1つのサブフィールド24の大きさと形状は、図3(a)に示す通りである。
つまり、ウエハ11の各チップ23(図2(b))において、複数のサブフィールド24は、重なり領域25(斜線ハッチング部)を介して繋ぎ合わされている。なお、サブフィールド24の大きさXs,Ysは例えば100μm程度であり、重なり領域25の幅Loは、例えば5μm程度である。
【0015】
また、隣接する2つのサブフィールド24どうしの重なり領域25は、図2(b)に太線枠25aで示すように、細長い形状となっている。以下、太線枠25a内の細長い重なり領域25を単に“重なり領域25a”という。
ここで、X方向に隣接するサブフィールド24どうしの場合、重なり領域25aの長手方向はY方向に一致する。同様に、Y方向に隣接するサブフィールド24どうしの場合、重なり領域25aの長手方向はX方向に一致する。重なり領域25aの長手方向は、後述する繋ぎ合わせずれ量Δの測定方向に対応する。重なり領域25aは、請求項の「重なり領域」に対応する。
【0016】
そして、隣接するサブフィールド24どうしの重なり領域25aには、繋ぎ合わせ測定用マーク26(図3(b),(c)参照)が形成されている。図3(b)は、図2(b)の点線枠25bの部分(Y方向に細長い重なり領域25a)に形成された繋ぎ合わせ測定用マーク26の拡大図である。図3(c)は、図3(b)の断面図である。
【0017】
図示および説明を省略するが、X方向に細長い重なり領域25aには、繋ぎ合わせ測定用マーク26を90度回転させた状態と同じ構成の繋ぎ合わせ測定用マークが形成されている。
図3(b),(c)を参照し、繋ぎ合わせ測定用マーク26について説明する。この繋ぎ合わせ測定用マーク26は、重なり領域25aの長手方向(Y)に垂直な複数のラインマーク26Aが長手方向(Y)に沿って一定のピッチP1で配列された第1のマーク群(26A)と、同様に、長手方向(Y)に垂直な複数のラインマーク26Bが長手方向(Y)に沿って一定のピッチP1で配列された第2のマーク群(26B)とからなる。
【0018】
2つのマーク群(26A),(26B)は、ピッチP1が等しいライン・アンド・スペースマークであり、各々のライン部(ラインマーク26A,26B)の線幅Lmも互いに等しい。ラインマーク26A,26Bは、ウエハ11の最上層のレジスト膜に形成されたライン状の凹部である。
また、2つのマーク群(26A),(26B)の位相ずれ量φには、予め定められた設計値(後述する図5の分割露光用マスク27における位相ずれ量φo)の成分と、分割露光時に発生した長手方向(Y)の繋ぎ合わせずれ量Δの成分とが含まれている。
【0019】
さらに、繋ぎ合わせ測定用マーク26を構成する2つのマーク群(26A),(26B)のうち一方は、繋ぎ合わせ測定用マーク26が形成されている重なり領域25aの一方のサブフィールド24と共に形成され、マーク群(26A),(26B)のうち他方は、重なり領域25aの他方のサブフィールド24と共に形成される。つまり、2つのマーク群(26A),(26B)は、各々、隣接する2つのサブフィールド24の基準位置を表している。
【0020】
したがって、例えばX方向に隣接するサブフィールド24どうしの繋ぎ合わせ状態がY方向にずれた場合には、その繋ぎ合わせずれ量Δに応じて、2つのマーク群(26A),(26B)の位相ずれ量φが変化し、設計値(後述する位相ずれ量φo)とは異なることになる。
【0021】
また、上記のウエハ11および繋ぎ合わせ測定用マーク26は、図4に示す露光装置30と図5に示す分割露光用マスク27とを用いた分割露光後、現像工程を経て作製される。
露光装置30には、図4(a)に示すように、未露光のウエハ11を支持するウエハステージ31と、分割露光用マスク27を支持するマスクステージ32と、投影レンズ33と、ステージ制御装置34と、不図示の照明光源とが設けられている。未露光のウエハ11には、最上層にレジスト膜が形成されている。
【0022】
この露光装置30は、電子ビーム(EB)やイオンビームなどの荷電粒子線または極紫外(EUV)の光を用い、投影レンズ33を介して、分割露光用マスク27のパターンをウエハ11に転写する装置である。分割露光時、ウエハステージ31とマスクステージ32とは、ステージ制御装置34により同期制御される(後述する)。
【0023】
分割露光用マスク27には、図5(a)に示すように、ウエハ11の1つのチップ23(図2(b))を形成するために必要な複数のサブフィールド28が2次元配列されている(図では12個)。分割露光用マスク27に形成されたサブフィールド28のXY方向の配列ピッチをXp,Ypとする。この配列ピッチXp,Ypは、分割露光時のマスクステージ32の移動量として利用される。
【0024】
また、各々のサブフィールド28の外縁領域28a(斜線ハッチング部)には、図5(b)に示すように、繋ぎ合わせ測定用の4つのマーク群(35A),(35B),(36A),(36B)が形成されている。図5(b)は、図5(a)の円形枠27aの部分を拡大した図である。マーク群(35A),(35B),(36A),(36B)は、各々、複数のラインマーク35A,35B,36A,36Bからなる。
【0025】
なお、X方向に対向配置されたマーク群(35A),(35B)と、Y方向に対向配置されたマーク群(36A),(36B)とは、何れか一方を90度回転させると、同じ構成になる。このため、Y方向に対向配置されたマーク群(36A),(36B)の説明を省略する。
図5(b)を参照し、X方向に対向配置された繋ぎ合わせ測定用のマーク群(35A),(35B)について具体的に説明する。一方のマーク群(35A)は、外縁領域28aの長手方向(Y)に垂直な複数のラインマーク35Aが長手方向(Y)に沿って一定のピッチP2で配列されたものである。同様に、他方のマーク群(35B)は、長手方向(Y)に垂直な複数のラインマーク35Bが長手方向(Y)に沿って一定のピッチP2で配列されたものである。
【0026】
2つのマーク群(35A),(35B)は、ピッチP2が等しいライン・アンド・スペースマークであり、各々のライン部(ラインマーク35A,35B)の線幅も互いに等しい。また、2つのマーク群(35A),(35B)は、予め定められた設計値の位相ずれ量φoを有している。
そして、上記構成の露光装置30(図4(a))と分割露光用マスク27(図5)とを用いた分割露光は、次のようにして行われる。例えば、分割露光用マスク27のX方向に配列されたサブフィールド28(図5(a)では4個)を、ウエハ11のチップ23(図2(b))内の異なるX位置に順次転写する場合について説明する。
【0027】
▲1▼ まず、分割露光用マスク27の複数のサブフィールド28のうち、投影レンズ33の光軸33a(図4(a))上に位置する1つのサブフィールド28を照明し、そのパターン(4つのマーク群(35A),(35B),(36A),(36B)を含む)を光軸33a上のウエハ11の所定領域に転写する。
これにより、ウエハ11の所定領域には、サブフィールド28のマーク群(35A),(35B)に対応するマーク群(26A),(26B)を含むパターンが転写され、サブフィールド24が形成される。
【0028】
▲2▼ 次に、露光装置30のステージ制御装置34により、ウエハステージ31とマスクステージ32とを、共にX方向へステップ移動させる。
ウエハステージ31の移動量は、図2(b)に示すウエハ11側のサブフィールド24の大きさXsと、確保すべき重なり領域25aの幅Loとの差(Xs−Lo)に等しい。マスクステージ32の移動量は、図5(a)に示す分割露光用マスク27側のサブフィールド28の配列ピッチXpに等しい。
【0029】
マスクステージ32を“Xp”だけステップ移動させることにより、光軸33a上には、分割露光用マスク27の次のサブフィールド28が位置決めされる(図4(b)参照)。なお図4(b)では、ステップ移動の前後に光軸33a上に位置するサブフィールド28を区別するため、移動前のものをサブフィールド28(1)、移動後のものをサブフィールド28(2)とした。以下、説明でも同じ符号を用いる。
【0030】
また、ウエハステージ31を“Xs−Lo”だけステップ移動させることにより、光軸33a上には、ウエハ11の次の転写領域29(図4(b)参照)が位置決めされる。ただし、転写領域29は、ウエハステージ31の移動方向(X)の前端部分29aが、上記▲1▼で形成されたサブフィールド24の後端部分24a(既にマーク群(26B)が転写済の部分)と重なっている。
【0031】
▲3▼ そして、上記▲2▼のようにウエハステージ31およびマスクステージ32をステップ移動させた後、分割露光用マスク27のサブフィールド28(2)を照明し、そのパターン(4つのマーク群(35A),(35B),(36A),(36B)を含む)をウエハ11の転写領域29に転写する。
これにより、ウエハ11の転写領域29には、サブフィールド28(2)のマーク群(35A),(35B)に対応するマーク群(26A),(26B)を含むパターンが転写され、サブフィールド24が形成される。具体的には、転写領域29の前端部分29aにマーク群(26A)が転写され、後端部分にマーク群(26B)が転写される(図4(c)参照)。
【0032】
その結果、転写領域29の前端部分29aでは、今回の転写によるマーク群(26A)と前回の転写によるマーク群(26B)とが重なった状態となり、図3(b),(c)に示すような繋ぎ合わせ測定用マーク26が形成される。ただし実際に凹凸パターンとなるのは現像後である。なお、転写領域29の前端部分29aは、既に説明した“重なり領域25a”に対応する。
【0033】
ちなみに、分割露光用マスク27の2つのサブフィールド28(1),(2)は、ウエハ11にパターン転写されたときに重なり領域25a(図2(b))を介して隣接する。また、サブフィールド28(1)のうちウエハ11上での重なり領域25aに対応する箇所にはマーク群(35B)、サブフィールド28(2)のうち重なり領域25aに対応する箇所にはマーク群(35A)が設けられている。
【0034】
▲4▼ 次に、上記▲2▼と同様にして、ウエハステージ31およびマスクステージ32をステップ移動させ、その後、上記▲3▼と同様にして、分割露光用マスク27の次のサブフィールド28のパターン転写を行う。
このように、露光装置30と分割露光用マスク27を用いた分割露光は、分割露光用マスク27のサブフィールド28のパターン転写(上記▲1▼,▲3▼,…)と、ウエハステージ31およびマスクステージ32のステップ移動(上記▲2▼,▲4▼,…)とを、交互に繰り返すことにより行われる。
【0035】
すなわち、分割露光用マスク27に形成された複数のサブフィールド28は、ウエハ11のチップ23(図2(b))内の異なるX位置に、細長い重なり領域25aを介して繋ぎ合わされながら、順に転写されていく。
そして、上記した分割露光後のウエハ11を現像することにより、ウエハ11の隣接するサブフィールド24どうしの重なり領域25aには、繋ぎ合わせ測定用マーク26(図3(b),(c))が凹凸パターンとして現れることになる。この状態で、ウエハ11は、第1実施形態の繋ぎ合わせ測定装置10(図1)の検査ステージ12上に載置され、隣接するサブフィールド24どうしの繋ぎ合わせ状態が測定される。
【0036】
さて次に、繋ぎ合わせ測定装置10の具体的な構成説明を行う。
検査ステージ12は、図示省略したが、ウエハ11を水平状態に保って支持するホルダと、このホルダを水平方向(XY方向)に駆動するXY駆動部と、ホルダを回転方向(θ方向)に駆動するθ駆動部とで構成されている。
照明光学系(13〜17)は、光軸O1に対して偏心状態で配置されたレーザ光源13と、光軸O1に沿って順に配置されたコリメートレンズ14と照明視野絞り15と照明リレーレンズ16とハーフミラー17とで構成されている。ハーフミラー17は、反射透過面17aが光軸O1に対して略45°傾けられ、結像光学系(18〜20)の光軸O2上にも配置されている。照明光学系(13〜17)の光軸O1は、結像光学系(18〜20)の光軸O2に垂直である。
【0037】
また、レーザ光源13は、狭波長帯域の光(例えば単色光)を射出する。コリメートレンズ14は、レーザ光源13からの光を平行化する。照明視野絞り15は、繋ぎ合わせ測定装置10の視野領域を制限する光学素子であり、図1(b)に示すように、細長い1つのスリット15aを有する。スリット15aの長手方向は、レーザ光源13の偏心方向に一致している。照明リレーレンズ16は、視野絞り15のスリット15aからの光をコリメートする。
【0038】
上記の照明光学系(13〜17)において、レーザ光源13から射出された光は、コリメートレンズ14を介して、照明視野絞り15を斜めの方向から均一に照明する。そして、照明視野絞り15のスリット15aを通過した光は、照明リレーレンズ16を介してハーフミラー17に導かれ、その反射透過面17aで反射した後(照明光L1)、結像光学系(18〜20)の光軸O2上に導かれる。
【0039】
結像光学系(18〜20)は、光軸O2に沿って順に配置された第1対物レンズ18と第2対物レンズ19とリレーレンズ20とで構成されている。なお、第1対物レンズ18と第2対物レンズ19との間には、照明光学系(13〜17)のハーフミラー17が配置されている。
【0040】
そして、結像光学系(18〜20)の第1対物レンズ18は、照明光学系(13〜17)のハーフミラー17からの照明光L1を入射して集光する。これにより、検査ステージ12上のウエハ11は、第1対物レンズ18を透過した照明光L1により、ウエハ11の法線方向に対して斜めの方向から照明される。ウエハ11の法線方向とは、検査ステージ12のホルダの法線方向に平行である。
【0041】
なお、上記した照明光学系(13〜17)および第1対物レンズ18は、請求項の「照明手段」に対応する。結像光学系(18〜20),CCD撮像素子21,信号処理装置22は、請求項の「算出手段」に対応する。
ここで、照明光L1がウエハ11に入射するときの角度(ウエハ11の法線方向に対する角度)は、レーザ光源13の偏心量αに応じて決まる。レーザ光源13の偏心量α(つまり照明光L1の入射角度)は、ウエハ11の隣接するサブフィールド24どうしの重なり領域25a(図3(b),(c))に形成された繋ぎ合わせ測定用マーク26のピッチP1を考慮して決定することが好ましい。
【0042】
また、照明光L1がウエハ11に入射する範囲は、図6(a),(b)の点ハッチング領域10aに相当し、細長い形状となる。点ハッチング領域10aは、ウエハ11と共役な位置関係にある照明視野絞り15のスリット15aに対応する領域であり、スリット15aの投影像に相当する。以下、点ハッチング領域10aを「照明領域10a」という。
【0043】
さらに、ウエハ11上での照明領域10aは、Y方向に細長い形状となっている。その理由は、照明視野絞り15のスリット15aの長手方向がZ方向(光軸O2の方向)に平行で、かつ、スリット15aを通過した光がハーフミラー17により90°偏向されるからである。
また、照明光L1の入射方向と照明領域10aの長手方向(Y方向)とは、次のような関係になっている。つまり、照明光L1の入射方向は、照明領域10aの長手方向とウエハ11の法線方向とを含む面に平行である。その理由は、スリット15aの長手方向とレーザ光源13の偏心方向を一致させたからである。
【0044】
さらに、照明領域10aの長さY10は、ウエハ11の1つのチップ23に対応する幅Y23よりも長く設定されている。また、照明領域10aの幅X10は、ウエハ11のサブフィールド24どうしの重なり領域25aの幅Lo(図3(b))よりも狭く設定されている。
したがって、上記の照明光L1(照明領域10a)によれば、ウエハ11のサブフィールド24どうしの重なり領域25aに形成された繋ぎ合わせ測定用マーク26のみを斜めの方向から照明することができる(図6(c)参照)。図6(a)には、3つの重なり領域25a(繋ぎ合わせ測定用マーク26)が同時に照明される状態を示した。
【0045】
そして、上記の照明光L1が照射されたウエハ11の照明領域10a内の繋ぎ合わせ測定用マーク26からは、2つのマーク群(26A),(26B)の位相ずれ量φに応じて、回折光L2が発生する。つまり、回折光L2は、位相ずれ量φに応じた強度の角度分布を持って発生する。この回折光L2は、第1対物レンズ18に導かれる。
【0046】
第1対物レンズ18(図1)は、ウエハ11から発生した回折光L2をコリメートする。第1対物レンズ18でコリメートされた回折光L2は、上記のハーフミラー17を透過して第2対物レンズ19に入射する。第2対物レンズ19は、ハーフミラー17からの回折光L2を集光する。リレーレンズ20は、第2対物レンズ19からの回折光L2をCCD撮像素子21の撮像面上に再結像する。
【0047】
このように、ウエハ11からの回折光L2は、第1対物レンズ18とハーフミラー17と第2対物レンズ19を介して1次結像され、第2対物レンズ19からの光は、リレーレンズ20を介して、CCD撮像素子21の撮像面上に再結像される。
ここで、ウエハ11から発生した回折光L2の強度は、既に説明したように、照明領域10a内の繋ぎ合わせ測定用マーク26のマーク群(26A),(26B)の位相ずれ量φに応じた角度分布を持っている。そして、回折光L2の強度の角度分布は、CCD撮像素子21の撮像面において明暗分布に変換される。すなわち、CCD撮像素子21の撮像面には、マーク群(26A),(26B)の位相ずれ量φに応じた明暗分布を持つ回折像(回折光L2による像)が形成される。
【0048】
CCD撮像素子21は、複数の画素が2次元配列されたエリアセンサであり、上記の回折像(位相ずれ量φに応じた明暗分布)を撮像して、画像信号を信号処理装置22に出力する。画像信号は、CCD撮像素子21の撮像面における各画素ごとの輝度値に関する分布(つまり位相ずれ量φに応じた明暗分布)を表している。
【0049】
信号処理装置22は、CCD撮像素子21から出力される画像信号を取り込むと、その輝度分布(つまり位相ずれ量φに応じた明暗分布)に基づいて、ウエハ11のサブフィールド24どうしの繋ぎ合わせずれ量Δを算出し、この算出結果に基づいて繋ぎ合わせ状態を測定する。
繋ぎ合わせずれ量Δの算出は、(1)周知のシミュレーションにより、画像信号の輝度分布から繋ぎ合わせ測定用マーク26のマーク群(26A),(26B)の位相ずれ量φを求め、(2)求めた位置ずれ量φと予め定めた設計値(図5の分割露光用マスク27における位相ずれ量φo)とを比較することにより行われる。(2)の手順は、例えば、計算で求めた位置ずれ量φから設計値の位相ずれ量φoを減算することにより行われる。
【0050】
また、(1),(2)の手順に代えて、次の方法により繋ぎ合わせずれ量Δを算出してもよい。つまり、信号処理装置22内にライブラリを予め用意しておき、CCD撮像素子21から出力される画像信号の輝度分布(位相ずれ量φに応じた明暗分布)に関する情報とライブラリの記憶情報との相関演算を行うことにより、繋ぎ合わせずれ量Δを算出してもよい。
【0051】
信号処理装置22で算出した繋ぎ合わせずれ量Δは、図6のようにラインマーク26A,26BがY方向に沿って配列された繋ぎ合わせ測定用マーク26を利用して算出したものであり、露光装置30と分割露光用マスク27を用いた分割露光時、ウエハステージ31およびマスクステージ32をY方向にステップ移動させたときの移動誤差が主な原因と考えられる。
【0052】
このため、信号処理装置22で算出したY方向の繋ぎ合わせずれ量Δ(繋ぎ合わせ測定装置10の測定結果)を露光装置30のステージ制御装置34にフィードバックして、次回の分割露光時、繋ぎ合わせずれ量Δに基づいてマスクステージ32のY方向の移動量(Yp)を微調整することにより、高精度なY方向のステップ移動が実現する。
【0053】
同様に、ウエハ11のサブフィールド24どうしのX方向の繋ぎ合わせずれ量Δを算出するためには、まず、ウエハ11を検査ステージ12のホルダと共に90°回転させる。そして、X方向に細長い重なり領域25aの繋ぎ合わせ測定用マークを上記の照明光L1(照明領域10a)により照明し、得られた回折光L2の強度の角度分布状態に基づいてX方向の繋ぎ合わせずれ量Δを算出する。
【0054】
X方向の繋ぎ合わせずれ量Δは、露光装置30と分割露光用マスク27を用いた分割露光時、ウエハステージ31およびマスクステージ32をX方向にステップ移動させたときの移動誤差が主な原因と考えられる。この測定結果を露光装置30にフィードバックし、マスクステージ32のX方向の移動量(Xp)を微調整することで、次回の分割露光時、高精度なX方向のステップ移動が実現する。
【0055】
このように、第1実施形態の繋ぎ合わせ測定装置10では、ウエハ11の隣接するサブフィールド24どうしの重なり領域25aに、その長手方向に沿って形成された繋ぎ合わせ測定用マーク26(ライン・アンド・スペースマーク)を利用するため、重なり領域25aが非常に小さくても(例えば5μm幅)、隣接するサブフィールド24どうしの繋ぎ合わせ状態を精度よく測定できる。
【0056】
また、繋ぎ合わせ測定装置10では、図6(a)に示すように、照明領域10aの長さY10を1つのチップ23の幅Y23よりも長く設定し、チップ23内で一方向に存在する全ての重なり領域25a(繋ぎ合わせ測定用マーク26)を同時に照明するため、1つのチップ23内でのサブフィールド24どうしの繋ぎ合わせ状態に関する全体的な傾向を高速に測定でき、スループットが向上する。
【0057】
さらに、繋ぎ合わせ測定装置10では、狭波長帯域の光(例えば単色光)を用いて重なり領域25aの繋ぎ合わせ測定用マーク26を斜めの方向から照明し、これにより発生する回折光L2の強度の角度分布に基づいて繋ぎ合わせ状態を測定するので、明領域10a内で平均化された測定結果を得ることができる。このため、見かけ上のSNが向上する。
【0058】
また、繋ぎ合わせ測定装置10では、繋ぎ合わせ測定の精度を高く維持しつつ、ウエハ11の隣接するサブフィールド24どうしの重なり領域25aを小さくできるため、サブフィールド24内の重なり領域25a以外(本来のパターンの転写領域)を大きく確保することができ、良好な分割露光が可能となる。
さらに、第1実施形態では、繋ぎ合わせ測定装置10による繋ぎ合わせ測定のために、ウエハ11のサブフィールド24どうしの重なり領域25aにライン・アンド・スペースマーク(26)を形成するため、繋ぎ合わせ測定後でかつエッチング加工後に得られるライン・アンド・スペースマークを配線として利用し、隣接するサブフィールド24どうしのパターンを接続することもできる。
【0059】
(第1実施形態の変形例)
なお、上記した第1実施形態では、ウエハ11の重なり領域25aに形成された繋ぎ合わせ測定用マーク26のピッチP1を考慮して、レーザ光源13の偏心量α(つまり照明光L1の入射角度)を決定したが、本発明はこれに限定されない。
例えば、レーザ光源13の偏心量αを変化させながら、CCD撮像素子21の撮像面における回折像の明暗パターンを観測し、この明暗パターンが最も明確化するような偏心量αに設定してもよい。このような設定は、オペレータによる判断で手動により行っても、信号処理装置22による判断で自動的に行ってもよい。自動的に行う場合は、回折像の明暗パターンの振幅が最大となるような偏心量αに設定することが好ましい。
【0060】
また、レーザ光源13の偏心量αを変化させる構成に代えて、レーザ光源13から射出される狭波長帯域の光(例えば単色光)の波長λを連続的に変化させた場合でも、同様に、回折像の明暗パターンが最も明確化するような設定を選択することができる。
さらに、レーザ光源13の偏心量α(または波長λ)を変化させるごとに、CCD撮像素子21の撮像面における回折像の明暗パターンに応じた画像信号を取り込み、偏心量α(または波長λ)の異なる多数の画像信号に基づいて繋ぎ合わせ測定を行ってもよい。この場合には、情報量が多くなるので、繋ぎ合わせ測定の精度が向上する。
【0061】
また、上記した第1実施形態では、ウエハ11のチップ23内で一方向に存在する全ての重なり領域25a(繋ぎ合わせ測定用マーク26)を同時に照明して繋ぎ合わせ測定を行ったが、個々の重なり領域25aごとに繋ぎ合わせ測定を行ってもよい。このような測定は、照明視野絞り15のスリット15aを短くすることで実現する。
【0062】
さらに、上記した第1実施形態では、X方向の繋ぎ合わせ測定とY方向の繋ぎ合わせ測定とを切り換える際、ウエハ11を検査ステージ12のホルダと共に90°回転させたが、照明視野絞り15とレーザ光源13を90°回転させても構わない。ただし、スリット15aの長手方向とレーザ光源13の偏心方向を一致させた状態は維持しなければならない。
【0063】
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態は、請求項1,請求項3,請求項4に対応する。
第2実施形態の繋ぎ合わせ測定装置50は、上記した繋ぎ合わせ測定装置10(図1)のレーザ光源13に代えて白熱電球51を設け、CCD撮像素子21に代えて分光器52を設け、信号処理装置22に代えて信号処理装置53を設けたものである。
【0064】
白熱電球51は、光軸O1上に配置され、広波長帯域の光(例えば白色光)を射出する。このため、図6の照明光L1(照明領域10a)によれば、ウエハ11のサブフィールド24どうしの重なり領域25aに形成された繋ぎ合わせ測定用マーク26のみを垂直方向から照明することができる。
その後、ウエハ11の照明領域10a内の繋ぎ合わせ測定用マーク26からは、2つのマーク群(26A),(26B)の位相ずれ量φ(図6(b))に応じて、回折光L2が発生する。つまり、回折光L2は、位相ずれ量φに応じた強度の波長分布を持って発生する。そして、結像光学系(18〜20)を介した後、分光器52に入射する。
【0065】
分光器52は、回折光L2の強度の波長分布を検出し、検出結果(スペクトル信号)を信号処理装置53に出力する。信号処理装置53は、分光器52から出力されるスペクトル信号に基づいて、ウエハ11のサブフィールド24どうしの繋ぎ合わせずれ量Δを算出し、この算出結果に基づいて繋ぎ合わせ状態を測定する。
【0066】
繋ぎ合わせずれ量Δの算出は、(3)周知のシミュレーションにより、スペクトル信号から繋ぎ合わせ測定用マーク26のマーク群(26A),(26B)の位相ずれ量φを求め、(4)求めた位置ずれ量φと予め定めた設計値(図5の分割露光用マスク27における位相ずれ量φo)とを比較することにより行われる。(4)の手順は、例えば、計算で求めた位置ずれ量φから設計値の位相ずれ量φoを減算することにより行われる。
【0067】
また、(3),(4)の手順に代えて、次の方法により繋ぎ合わせずれ量Δを算出してもよい。つまり、信号処理装置53内にライブラリを予め用意しておき、分光器52から出力されるスペクトル信号(位相ずれ量φに応じた波長分布)に関する情報とライブラリの記憶情報との相関演算を行うことにより、繋ぎ合わせずれ量Δを算出してもよい。
【0068】
このように、第2実施形態の繋ぎ合わせ測定装置50でも、ウエハ11の隣接するサブフィールド24どうしの重なり領域25aに、その長手方向に沿って形成された繋ぎ合わせ測定用マーク26(ライン・アンド・スペースマーク)を利用するため、重なり領域25aが非常に小さくても(例えば5μm幅)、隣接するサブフィールド24どうしの繋ぎ合わせ状態を精度よく測定できる。
【0069】
また、繋ぎ合わせ測定装置50でも、上記した繋ぎ合わせ測定装置10と同様、1つのチップ23内でのサブフィールド24どうしの繋ぎ合わせ状態に関する全体的な傾向を高速に測定でき、スループットが向上する。サブフィールド24内の重なり領域25a以外(本来のパターンの転写領域)を大きく確保することもできるため、良好な分割露光が可能となる。
【0070】
さらに、繋ぎ合わせ測定装置50では、広波長帯域の光(例えば白色光)を用いて重なり領域25aの繋ぎ合わせ測定用マーク26を垂直方向から照明し、これにより発生する回折光L2の強度の波長分布に基づいて繋ぎ合わせ状態を測定するので、簡易で安価な測定が可能となる。
(変形例)
上記した第1および第2実施形態では、ウエハ11のサブフィールド24どうしの重なり領域25aの繋ぎ合わせ測定用マーク26から発生する回折光L2に基づいて繋ぎ合わせ測定を行ったが、繋ぎ合わせ測定用マーク26から発生する散乱光にも構造由来のパターンが現れるため、散乱光に基づいて繋ぎ合わせ測定を行ってもよい。この場合、散乱光の検出器としては、光学CD測長器を用いることが考えられる。
【0071】
また、上記した第1および第2実施形態では、図5(b)に示す分割露光用マスク27のように、ピッチP2と線幅が互いに等しい2つのマーク群(35A),(35B)を用いて、ウエハ11上に図3(b)に示すようなピッチP1と線幅Lmが互いに等しい2つのマーク群(26A),(26B)を形成し、これらのマークを用いて繋ぎ合わせ測定を行ったが、マーク群の線幅が異なる場合でも同様の測定を行うことができる。
【0072】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、サブフィールド(分割パターン領域)どうしの重なり領域が小さくても、精度良く繋ぎ合わせ状態を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態の繋ぎ合わせ測定装置10の全体構成を示す図である。
【図2】ウエハ11上のチップ23(a)と、複数のサブフィールド24(b)を説明する図である。
【図3】1つのサブフィールド24(a)と、繋ぎ合わせ測定用マーク26の構成(b),(c)を示す図である。
【図4】露光装置30の概略構成(a)と、分割露光を説明する図(b),(c)である。
【図5】分割露光用マスク27上の複数のサブフィールド28(a)と、マーク群(35A),(35B)などの構成(b)を示す図である。
【図6】第1実施形態の繋ぎ合わせ測定装置10による照明領域10aと照明光L1の入射方向を説明する図である。
【図7】第2実施形態の繋ぎ合わせ測定装置50の全体構成を示す図である。
【図8】従来の2重マークの説明する概略図である。
【符号の説明】
10,50 繋ぎ合わせ測定装置
11 ウエハ
12 検査ステージ
13 レーザ光源
14 コリメートレンズ
15 照明視野絞り
16 照明リレーレンズ
17 ハーフミラー
18 第1対物レンズ
19 第2対物レンズ
20 リレーレンズ
21 CCD撮像素子
22,53 信号処理装置
23 チップ
24,28 サブフィールド
25,25a 重なり領域
26 繋ぎ合わせ測定用マーク
26A,26B,35A,35B,36A,36B ラインマーク
27 分割露光用マスク
28a 外縁領域
29 転写領域
30 露光装置
31 ウエハステージ
32 マスクステージ
33 投影レンズ
34 ステージ制御装置
51 白熱電球
52 分光器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a joint measuring device for measuring a joint state between a plurality of divided pattern areas transferred to different positions on a substrate by divided exposure in a manufacturing process of a semiconductor element or a liquid crystal display element, and a divided exposure mask. .
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various exposure methods such as electron beam (EB) reduction exposure, EB proximity exposure, and extreme ultraviolet (EUV) exposure have been proposed in order to cope with pattern miniaturization accompanying high integration of semiconductor devices and the like. I have.
Furthermore, in these exposure methods, a technique is proposed in which one large pattern area (for example, one chip of a semiconductor element) is divided into a plurality of small pattern areas (hereinafter, referred to as “subfields”) and exposed while joining them. (For example, see Patent Document 1). According to this divisional exposure, the pattern of the mask can be accurately transferred to the substrate even when the mask itself has distortion.
[0003]
However, when the pattern of the mask is transferred to the substrate by the divided exposure, after the divided exposure, the joining state of adjacent subfields on the substrate may be measured to determine whether or not the joining state is correct. Will be needed.
Therefore, conventionally, a well-known double mark (such as a square shape (see FIG. 8) or a frame shape) is formed in an overlapping area between adjacent subfields, and the subfield is determined based on a shift amount of the center position of the double mark. We were measuring the state of joining. Incidentally, the outside of the double mark is formed with one subfield, and the inside is formed with the other subfield. FIGS. 8A and 8B are a plan view and a sectional view of a square double mark.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2000-124118 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the overlapping area between adjacent subfields is very small, and the double mark formed in the overlapping area is also very small (for example, 5 μm square). It was not possible to measure well.
[0006]
Enlarging the double mark by giving priority to the accuracy of the joint measurement corresponds to securing a large overlapping area between subfields, and other than the overlapping area in the subfield (transfer area of the original pattern). Is not preferred because it becomes smaller.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a joint measurement device and a division exposure mask that can accurately measure a joint state even when an overlap region between subfields (divided pattern regions) is small.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the joining measurement apparatus according to the first aspect, the illumination means is parallel to a plane including the longitudinal direction of the overlapping region and a normal direction of the substrate and the method is performed in parallel. The mark group is illuminated by irradiating light in a narrow wavelength band from a direction oblique to the line direction, and the calculating unit detects diffracted light generated from the mark group according to the phase shift amount. And calculating the amount of the displacement based on the angular distribution of the intensity of the diffracted light.
[0009]
The invention according to claim 3 is the splicing measurement device according to
[0010]
The invention according to claim 4 is a division exposure mask in which a plurality of division pattern areas transferred to different positions on a substrate by division exposure are two-dimensionally arranged, wherein the division pattern area has an elongated shape in a predetermined direction. And two outer edge regions arranged opposite to each other in a direction perpendicular to the predetermined direction, and a plurality of first line marks perpendicular to the predetermined direction are provided in one of the two outer edge regions in the predetermined direction. There is provided a first mark group for joint measurement arranged at a constant pitch along the other, and a plurality of second line marks perpendicular to the predetermined direction are provided in the other of the two outer edge regions in the predetermined direction. A second mark group for joint measurement arranged at the pitch along the first mark group is provided, and the first mark group and the second mark group have a predetermined phase shift amount. .
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(1st Embodiment)
The first embodiment of the present invention corresponds to
As shown in FIG. 1A, a
[0012]
The
Before specifically describing the
[0013]
The
[0014]
As shown in FIG. 2A, a plurality of
That is, in each chip 23 (FIG. 2B) of the
[0015]
The overlapping
Here, in the case of
[0016]
Then, a joint measurement mark 26 (see FIGS. 3B and 3C) is formed in an overlapping area 25a between
[0017]
Although illustration and description are omitted, a joining measurement mark having the same configuration as that obtained by rotating the joining
With reference to FIGS. 3B and 3C, the joining
[0018]
The two mark groups (26A) and (26B) have a pitch P 1 Are equal line and space marks, and the line widths Lm of the respective line portions (line marks 26A and 26B) are also equal to each other. The line marks 26A and 26B are linear concave portions formed in the uppermost resist film of the
The phase shift amount φ between the two mark groups (26A) and (26B) includes a component of a predetermined design value (a phase shift amount φo in the later-described divided
[0019]
Further, one of the two mark groups (26A) and (26B) constituting the
[0020]
Therefore, for example, when the joining state of the
[0021]
Further, the
As shown in FIG. 4A, the exposure apparatus 30 includes a
[0022]
The exposure apparatus 30 uses a charged particle beam such as an electron beam (EB) or an ion beam or extreme ultraviolet (EUV) light to transfer the pattern of the
[0023]
As shown in FIG. 5A, a plurality of
[0024]
As shown in FIG. 5B, four mark groups (35A), (35B), (36A), and (36A) for joint measurement are provided in an outer edge region 28a (hatched portion) of each
[0025]
The mark groups (35A) and (35B) opposed to each other in the X direction are the same as the mark groups (36A) and (36B) opposed to each other in the Y direction when one of them is rotated by 90 degrees. Configuration. For this reason, the description of the mark groups (36A) and (36B) arranged to face each other in the Y direction is omitted.
With reference to FIG. 5B, the joining measurement mark groups (35A) and (35B) that are opposed to each other in the X direction will be specifically described. In one mark group (35A), a plurality of line marks 35A perpendicular to the longitudinal direction (Y) of the outer edge region 28a have a constant pitch P along the longitudinal direction (Y). 2 Are arranged. Similarly, the other mark group (35B) includes a plurality of line marks 35B perpendicular to the longitudinal direction (Y) having a constant pitch P along the longitudinal direction (Y). 2 Are arranged.
[0026]
The two mark groups (35A) and (35B) have a pitch P 2 Are equal line and space marks, and the line widths of the respective line portions (line marks 35A, 35B) are also equal to each other. Further, the two mark groups (35A) and (35B) have a phase shift amount φo of a predetermined design value.
Then, the divided exposure using the exposure apparatus 30 (FIG. 4A) having the above configuration and the divided exposure mask 27 (FIG. 5) is performed as follows. For example, subfields 28 (four in FIG. 5A) arranged in the X direction of the
[0027]
{Circle around (1)} First, of a plurality of
Thus, a pattern including the mark groups (26A) and (26B) corresponding to the mark groups (35A) and (35B) of the
[0028]
{Circle around (2)} Next, the stage controller 34 of the exposure apparatus 30 moves both the
The movement amount of the
[0029]
By moving the
[0030]
Further, by moving the
[0031]
(3) After the
As a result, a pattern including the mark groups (26A) and (26B) corresponding to the mark groups (35A) and (35B) of the subfield 28 (2) is transferred to the
[0032]
As a result, at the front end portion 29a of the
[0033]
Incidentally, the two sub-fields 28 (1) and (2) of the divided
[0034]
(4) Next, the
As described above, the division exposure using the exposure apparatus 30 and the
[0035]
That is, the plurality of
Then, by developing the
[0036]
Next, a specific configuration of the
Although not shown, the
The illumination optical system (13 to 17) includes a
[0037]
The
[0038]
In the illumination optical system (13 to 17), the light emitted from the
[0039]
The imaging optical system (18 to 20) includes a first
[0040]
Then, the first
[0041]
The above-described illumination optical systems (13 to 17) and the first
Here, the angle at which the illumination light L1 is incident on the wafer 11 (the angle with respect to the normal direction of the wafer 11) is determined according to the eccentricity α of the
[0042]
The range in which the illumination light L1 is incident on the
[0043]
Further, the illumination area 10a on the
The incident direction of the illumination light L1 and the longitudinal direction (Y direction) of the illumination area 10a have the following relationship. That is, the incident direction of the illumination light L1 is parallel to a plane including the longitudinal direction of the illumination area 10a and the normal direction of the
[0044]
Further, the length Y of the illumination area 10a 10 Is the width Y corresponding to one
Therefore, according to the illumination light L1 (illumination area 10a), only the
[0045]
From the
[0046]
The first objective lens 18 (FIG. 1) collimates the diffracted light L2 generated from the
[0047]
As described above, the diffracted light L2 from the
Here, as described above, the intensity of the diffracted light L2 generated from the
[0048]
The
[0049]
When the
The calculation of the joining shift amount Δ is performed by (1) calculating the phase shift amount φ of the mark groups (26A) and (26B) of the joining measurement marks 26 from the luminance distribution of the image signal by a known simulation, and (2) This is performed by comparing the obtained positional deviation amount φ with a predetermined design value (a phase deviation amount φo in the divided
[0050]
Further, instead of the procedures (1) and (2), the joining deviation amount Δ may be calculated by the following method. That is, a library is prepared in the
[0051]
The joint displacement amount Δ calculated by the
[0052]
For this reason, the stitching deviation Δ in the Y direction calculated by the signal processing device 22 (the measurement result of the stitching measurement device 10) is fed back to the stage controller 34 of the exposure device 30 to perform the stitching at the next divided exposure. By finely adjusting the movement amount (Yp) of the
[0053]
Similarly, in order to calculate the displacement Δ in the X direction between the
[0054]
The displacement amount Δ in the X direction is mainly caused by a movement error when the
[0055]
As described above, in the
[0056]
Further, in the
[0057]
Further, the
[0058]
In addition, in the
Further, in the first embodiment, for the joint measurement by the
[0059]
(Modification of First Embodiment)
In the first embodiment described above, the pitch P of the
For example, while changing the amount of eccentricity α of the
[0060]
Further, instead of changing the eccentricity α of the
Further, each time the amount of eccentricity α (or wavelength λ) of the
[0061]
In the above-described first embodiment, the joint measurement is performed by simultaneously illuminating all the overlapping regions 25 a (joint measurement marks 26) existing in one direction in the
[0062]
Furthermore, in the first embodiment described above, when switching between the joining measurement in the X direction and the joining measurement in the Y direction, the
[0063]
(2nd Embodiment)
The second embodiment of the present invention corresponds to
The joint measuring device 50 according to the second embodiment includes an
[0064]
The
Thereafter, from the
[0065]
The
[0066]
The joint displacement Δ is calculated by (3) the phase shift φ of the mark groups (26A) and (26B) of the joint measurement marks 26 from the spectrum signal by a known simulation, and (4) the obtained position. This is performed by comparing the shift amount φ with a predetermined design value (the phase shift amount φo in the divided
[0067]
Further, instead of the procedures (3) and (4), the joining deviation amount Δ may be calculated by the following method. That is, a library is prepared in the
[0068]
As described above, also in the joint measuring apparatus 50 of the second embodiment, the joint measuring mark 26 (line and line) formed in the overlapping region 25a of the
[0069]
Also, the joint measurement device 50 can measure the overall tendency of the connection state of the
[0070]
Further, the joint measurement device 50 illuminates the
(Modification)
In the first and second embodiments described above, the joint measurement is performed based on the diffracted light L2 generated from the
[0071]
Further, in the first and second embodiments described above, as shown in the
[0072]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the joining state can be accurately measured even if the overlapping area between the subfields (divided pattern areas) is small.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a
FIG. 2 is a diagram illustrating chips 23 (a) on a
FIGS. 3A and 3B are diagrams showing configurations (b) and (c) of one subfield 24 (a) and a joining
FIGS. 4A and 4B are schematic views (a) of the exposure apparatus 30 and FIGS.
FIG. 5 is a diagram showing a plurality of subfields (a) on a
FIG. 6 is a diagram illustrating an illumination area 10a and an incident direction of illumination light L1 by the
FIG. 7 is a diagram illustrating an overall configuration of a joining measurement apparatus 50 according to a second embodiment.
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a conventional double mark.
[Explanation of symbols]
10,50 splicing measuring device
11 Wafer
12 Inspection stage
13 Laser light source
14 Collimating lens
15 Illumination field stop
16 Lighting relay lens
17 Half mirror
18 First objective lens
19 Second objective lens
20 relay lens
21 CCD image sensor
22,53 signal processor
23 chips
24, 28 subfield
25, 25a overlapping area
26 Splice Measurement Mark
26A, 26B, 35A, 35B, 36A, 36B Line mark
27 Division exposure mask
28a Outer edge area
29 Transcription area
30 Exposure equipment
31 Wafer stage
32 mask stage
33 Projection lens
34 Stage control device
51 Incandescent light bulb
52 Spectrometer
Claims (4)
前記マーク群を照明する照明手段と、
前記マーク群から発生する光を検出し、前記第1マーク群と前記第2マーク群との前記長手方向の位相ずれ量に応じて変化する前記光の強度分布状態に基づいて、前記第1の分割パターン領域と前記第2の分割パターン領域との繋ぎ合わせずれ量を算出する算出手段とを備えた
ことを特徴とする繋ぎ合わせ測定装置。The first divided pattern area is formed by being transferred to the overlapping area of the first divided pattern area and the second divided pattern area adjacently transferred to the substrate via the elongated overlapping area, and the first divided pattern area is transferred and formed. A first mark group in which a plurality of first line marks perpendicular to the longitudinal direction of the overlap region are arranged at a constant pitch along the longitudinal direction, and the second divided pattern region are transferred and formed. A plurality of second line marks perpendicular to the longitudinal direction, and a second mark group arranged at a constant pitch along the longitudinal direction. A joint measurement device for measuring a joint state with the second divided pattern region,
Lighting means for illuminating the mark group;
Detecting light generated from the mark group, based on the intensity distribution state of the light that changes according to the amount of phase shift between the first mark group and the second mark group in the longitudinal direction; A stitching measurement device, comprising: a calculating unit that calculates a stitching shift amount between the split pattern region and the second split pattern region.
前記照明手段は、前記重なり領域の前記長手方向と前記基板の法線方向とを含む面に平行でかつ前記法線方向に対して斜めの方向から狭波長帯域の光を照射することにより、前記マーク群を照明し、
前記算出手段は、前記位相ずれ量に応じて前記マーク群から発生する回折光を検出し、該回折光の強度の角度分布状態に基づいて前記繋ぎ合わせずれ量を算出する
ことを特徴とする繋ぎ合わせ測定装置。The splicing measurement device according to claim 1,
The illuminating unit is configured to irradiate light in a narrow wavelength band from a direction oblique to the normal direction and parallel to a plane including the longitudinal direction of the overlapping region and a normal direction of the substrate, and Illuminate the mark group,
The calculating means detects diffracted light generated from the mark group according to the phase shift amount, and calculates the stitching shift amount based on an angular distribution state of the intensity of the diffracted light. Combination measuring device.
前記照明手段は、広波長帯域の光を照射することにより、前記マーク群を照明し、
前記算出手段は、前記位相ずれ量に応じて前記マーク群から発生する回折光を検出し、該回折光の強度の波長分布状態に基づいて前記繋ぎ合わせずれ量を算出する
ことを特徴とする繋ぎ合わせ測定装置。The splicing measurement device according to claim 1,
The illumination means illuminates the mark group by irradiating light in a wide wavelength band,
The calculating means detects diffracted light generated from the mark group according to the phase shift amount, and calculates the joining shift amount based on the wavelength distribution state of the intensity of the diffracted light. Combination measuring device.
前記分割パターン領域は、所定方向に細長い形状を有すると共に該所定方向に垂直な方向に対向配置された2つの外縁領域を含み、
前記2つの外縁領域のうち一方には、前記所定方向に垂直な複数の第1ラインマークが該所定方向に沿って一定のピッチで配列された繋ぎ合わせ測定用の第1マーク群が設けられ、
前記2つの外縁領域のうち他方には、前記所定方向に垂直な複数の第2ラインマークが該所定方向に沿って前記ピッチで配列された繋ぎ合わせ測定用の第2マーク群が設けられ、
前記第1マーク群と前記第2マーク群とは、予め定められた位相ずれ量を有している
ことを特徴とする分割露光用マスク。A divided exposure mask in which a plurality of divided pattern areas transferred to different positions on the substrate by the divided exposure are two-dimensionally arranged,
The divided pattern region has an elongated shape in a predetermined direction and includes two outer edge regions arranged to face each other in a direction perpendicular to the predetermined direction,
In one of the two outer edge regions, a first mark group for joint measurement in which a plurality of first line marks perpendicular to the predetermined direction are arranged at a constant pitch along the predetermined direction is provided.
In the other of the two outer edge regions, a second mark group for joint measurement in which a plurality of second line marks perpendicular to the predetermined direction are arranged at the pitch along the predetermined direction is provided,
A division exposure mask, wherein the first mark group and the second mark group have a predetermined phase shift amount.
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JP2008022004A (en) * | 2006-07-11 | 2008-01-31 | Tokyo Electron Ltd | Judgement of position accuracy of double exposure lithography using light measurement |
CN105355578A (en) * | 2015-10-13 | 2016-02-24 | 中国电子科技集团公司第四十八研究所 | Line mark detection device for solar silicon wafer |
-
2002
- 2002-11-11 JP JP2002326992A patent/JP2004163160A/en active Pending
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