JP2006135104A - Alignment mark and its detection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アライメントマーク及びアライメントマークの検出方法に関し、半導体装置等の微細パターンの寸法測定に好適なアライメントマーク及びアライメントマークの検出方法に関する。 The present invention relates to an alignment mark and an alignment mark detection method, and more particularly to an alignment mark and an alignment mark detection method suitable for measuring a dimension of a fine pattern of a semiconductor device or the like.
半導体装置の微細化にともなって、フォトリソグラフィ法によって形成されたレジストパターンや、当該レジストパターンを利用して形成された金属パターン等の寸法測定に電子線等の荷電ビームが利用されている。 Along with miniaturization of semiconductor devices, a charged beam such as an electron beam is used for measuring a dimension of a resist pattern formed by a photolithography method or a metal pattern formed using the resist pattern.
例えば、荷電ビームとして電子線を使用する寸法測定装置である測長SEM(Scanning Electron Microscope)は、半導体基板上に形成された寸法測定パターンに電子線を照射する。そして、電子線の照射により寸法測定パターンの表面で生成された二次電子を検出し、検出された二次電子信号波形から寸法測定パターンのエッジを抽出しこのエッジの間隔から寸法を測定するのである(例えば、特許文献1)。 For example, a length measuring SEM (Scanning Electron Microscope), which is a dimension measuring apparatus that uses an electron beam as a charged beam, irradiates an electron beam onto a dimension measuring pattern formed on a semiconductor substrate. Then, secondary electrons generated on the surface of the dimension measurement pattern by the irradiation of the electron beam are detected, the edge of the dimension measurement pattern is extracted from the detected secondary electron signal waveform, and the dimension is measured from this edge interval. There is (for example, Patent Document 1).
このような寸法測定パターンの測長を行う場合、寸法測定パターンは荷電ビームの直下に正確に位置合わせされる必要がある。 When such a dimension measurement pattern is measured, the dimension measurement pattern needs to be accurately aligned immediately below the charged beam.
以下、従来の測長SEMにおける位置合わせを、図を用いて簡単に説明する。 Hereinafter, alignment in a conventional length measurement SEM will be briefly described with reference to the drawings.
図5は、寸法測定の対象となる半導体基板Sを模式的に示した平面図である。図5に示すように、半導体基板S上には、半導体基板Sの全体に渡って寸法の確認が可能となるように、寸法測定パターンを含む領域2が複数設けられている。また、半導体基板Sには、前記寸法測定パターンを含む領域2の位置を、基準位置からの相対的な位置関係で指定できるように、当該基準位置を特定するアライメントマーク11が複数形成されている。
FIG. 5 is a plan view schematically showing a semiconductor substrate S that is a target for dimension measurement. As shown in FIG. 5, a plurality of
このような半導体基板Sの寸法測定パターンの測長を行う場合、測長SEMは半導体基板Sを所定の真空度にされた測定室に搬送するとともに、当該測定室内で平面方向に移動可能なステージ上に設置し、位置合わせを行う。 When measuring such a dimension measurement pattern of the semiconductor substrate S, the length measurement SEM transports the semiconductor substrate S to a measurement chamber having a predetermined degree of vacuum and can move in a plane direction in the measurement chamber. Install on top and align.
この位置合わせでは、まず、測長SEMはステージを移動し、半導体基板Sがステージ上に誤差なく配置された場合にアライメントマーク11が存在する位置を、測定位置(電子線の直下)に位置させる。そして、低倍率(例えば、100倍)の光学顕微鏡を介して半導体基板S上の平面形状を画像データとして取得し、当該画像データに対して、予め測長SEMに登録されているアライメントマークの形状と合致する形状を、パターンマッチング等により検索する。
In this alignment, first, the length measurement SEM moves the stage, and when the semiconductor substrate S is arranged on the stage without error, the position where the
このとき、検出されたアライメントマーク11の位置は、ステージの移動を制御する際に使用されるステージの絶対座標として記憶される。このような検索は、指定された複数のアライメントマーク11に対して実行される。そして、取得されたアライメントマーク11の絶対座標に基づいて、半導体基板S上のパターンを指定する座標軸と、ステージの絶対座標軸の方向を一致させるためのθアライメントが、例えば、ステージ表面に直交する軸に対してステージを回転させる等により行われる。
At this time, the detected position of the
次に、測長SEMは、光学顕微鏡に比べて高倍率(例えば、5千〜1万倍)の二次電子画像(以下、SEM画像という)に切り替えて半導体基板S上の平面形状を画像データ(以下、SEM画像データという)として取得し、上述の光学顕微鏡での位置合わせと同様の各アライメントマーク11の検出、及びθアライメントを行うことで、より厳密な位置合わせを行う。
Next, the length measurement SEM switches to a secondary electron image (hereinafter referred to as SEM image) having a higher magnification (for example, 5,000 to 10,000 times) than the optical microscope, and changes the planar shape on the semiconductor substrate S to image data. (Hereinafter referred to as SEM image data), and the
上述のようにして、位置合わせが完了すると、測長SEMは以下の手順で寸法測定パターンの測長を行う。なお、図6は、図5に示す寸法測定パターンを含む領域2を拡大して示した平面図である。
When the alignment is completed as described above, the length measurement SEM measures the length of the dimension measurement pattern according to the following procedure. FIG. 6 is an enlarged plan view showing the
図6に示すように、寸法測定パターンを含む領域2には、所定の設計幅を有する矩形の平面形状を有する寸法測定パターン4が形成されるとともに、寸法測定パターン4が周辺に存在するパターンと明確に区別できるように、周辺に類似形状がない特長的なパターン3(ここでは、文字パターン)が形成されている。
As shown in FIG. 6, in the
まず、測長SEMは、アライメントマーク11により特定される基準位置からの相対的な位置関係で指定された1つの寸法測定パターンを含む領域2が、電子線の直下に位置するようにステージを移動させ、当該ステージ位置においてSEM画像を取得する。
First, the length measurement SEM moves the stage so that the
測長SEMには、例えば、特長的なパターン3の一部と寸法測定パターン4の一部とで構成される特長的なパターン領域5の形状が予め登録されており、当該登録されている形状と、取得したSEM画像とを比較することによって、特長的なパターン領域5の位置を特定する。
In the length measurement SEM, for example, the shape of the
また、測長SEMには、前記特長的なパターン領域5の特定の位置(図6では、特長的なパターン領域5の上端)から、寸法測定パターン4上の寸法測定を行う測長位置6までの距離Lも登録されており、当該測長位置6において、寸法測定パターン4にフォーカスを合わせた後、当該寸法測定パターン4の幅方向に電子線を走査させる。
Further, the length measurement SEM includes from a specific position of the characteristic pattern region 5 (the upper end of the
このとき得られる二次電子信号波形は、図7に示すように、電子線が横断した寸法測定パターン4の2つのエッジに対応するピークP1、P2を有するものとなる。したがって、これらのピークP1、P2の間隔を計測することにより寸法測定パターン4の測長を行うことができる。
しかしながら、上述の従来の寸法測定における位置合わせでは、光学顕微鏡を介して取得した画像データにおいてアライメントマーク11の検出を行った後、SEM画像においてアライメントマーク11の検出を行う際に、光学顕微鏡を介して取得された画像データとSEM画像との間に、例えば、光学顕微鏡の光軸と、電子線の出射軸とが完全に一致していないこと等に起因する位置ずれが発生する場合がある。このような位置ずれは、機械精度上避けられないものであり、具体的には、数μmから10μm程度の位置ずれが生じている。
However, in the above-described alignment in the conventional dimension measurement, the
このため、光学顕微鏡による位置合わせによって取得した絶対座標に基づいて、アライメントマーク11を中央に位置させた場合でも、SEM画像に切り替えたときには、アライメントマーク11がSEM画像の中央に表示されないことがある。すなわち、図8に示すように、アライメントマーク11がSEM画像20内で偏ったり、図9に示すように、SEM画像20からはみ出したり、さらには、図10に示すように、完全にSEM画像20の外部に存在する状況が発生する。
For this reason, even when the
従来の測長SEMでは、検出しようとする形状がSEM画像20上に存在しない場合、予め登録されている形状に最も類似した形状を検索する。そして、類似した形状が存在しない場合には、検索範囲、すなわちSEM画像20の取得領域を拡大してアライメントマーク11の検索を実行する。
In the conventional length measurement SEM, when the shape to be detected does not exist on the
しかしながら、測長SEMは、アライメントマーク11がSEM画像20中に存在することを前提として、自動的にフォーカスを合わせる構成になっているため、SEM画像20中にアライメントマーク11が存在しない場合(図10)には、フォーカスを合わせる対象となるパターンがSEM画像内に存在しないため、フォーカスを合わせることができない。したがって、フォーカスが合っていない状態で登録されている形状を検索しようとするため、アライメントマークの認識エラーが発生して測定動作が停止し、作業効率が低下してしまう。
However, since the length measurement SEM is configured to automatically focus on the assumption that the
この対策として、低倍率での位置合わせを、SEM画像を利用して行うことも可能であるが、SEM画像を取得するには、画像取得領域全体に対して電子線を、解像度に応じたビーム径で走査させる必要があるため、画像取得領域が大きくなるとSEM画像を取得するために要する時間が著しく増大してしまう。 As a countermeasure, it is possible to perform alignment at a low magnification using an SEM image. However, in order to acquire an SEM image, an electron beam is applied to the entire image acquisition region with a beam corresponding to the resolution. Since it is necessary to scan with a diameter, the time required to acquire the SEM image increases remarkably when the image acquisition region becomes large.
寸法測定パターンの測長は、半導体装置の形成過程において、加工精度を確認するために行われるものであり、この確認に時間を要することは、工程のスループットを低下させることになるため好ましくない。 The length measurement of the dimension measurement pattern is performed in order to confirm the processing accuracy in the process of forming the semiconductor device, and it takes time for the confirmation to reduce the throughput of the process, which is not preferable.
本発明は、上記従来の事情に基づいて提案されたものであって、アライメントマークが認識領域から外れた状態にあるときに、比較的短時間でアライメントマークを検出することを可能とするアライメントマーク、及びアライメントマークの検出方法を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed on the basis of the above-described conventional circumstances, and enables an alignment mark to be detected in a relatively short time when the alignment mark is out of the recognition area. And an alignment mark detection method.
上記の目的を達成するため、本発明は、以下の手段を採用している。すなわち、本発明は、基板上の各パターンの位置を指定するための基準位置を特定するために基板上に形成されるアライメントマークを前提としている。そして、本発明に係るアライメントマークは、前記基準位置の特定するパターンであるメインパターンと、当該メインパターンの周囲に当該メインパターンに重なることなく配置されるとともに、当該メインパターンの平面形状と異なる平面形状を有する複数のサブパターンとを備えた構成を採用している。 In order to achieve the above object, the present invention employs the following means. That is, the present invention presupposes an alignment mark formed on the substrate in order to specify a reference position for designating the position of each pattern on the substrate. The alignment mark according to the present invention is arranged so that the main pattern, which is a pattern specified by the reference position, is arranged around the main pattern without overlapping the main pattern, and has a plane different from the planar shape of the main pattern. A configuration including a plurality of sub-patterns having a shape is employed.
本構成によれば、基板上の所定領域に荷電ビームを照射することにより取得した画像データに基づいてアライメントマークを検出する際に、検出装置に起因する位置ずれにより、メインパターンが画像データ内に存在しない場合であっても、画像データ内にサブパターンを存在させることが可能となる。このため、当該サブパターンを用いて、荷電ビームのフォーカスを合わせることができる。なお、前記各サブパターンは、前記メインパターンに対して、前記メインパターンの検出に使用される検出装置に起因する位置ずれ量に基づいた距離に配置することが好ましい。 According to this configuration, when the alignment mark is detected based on the image data acquired by irradiating the predetermined region on the substrate with the charged beam, the main pattern is included in the image data due to the positional deviation caused by the detection device. Even if it does not exist, a sub-pattern can be present in the image data. For this reason, the charged beam can be focused using the sub-pattern. The sub-patterns are preferably arranged at a distance from the main pattern based on a positional deviation amount caused by a detection device used for detecting the main pattern.
一方、他の観点では、本発明は、上記アライメントマークの検出に好適な、アライメントマークの検出方法を提供することができる。まず、本発明は、基板上の所定領域に荷電ビームを照射することにより取得した画像データに基づいて、基板上の各パターンとの相対的な位置関係の基準位置を特定するために基板上に形成されたパターンを検出するアライメントマークの検出方法を前提としている。そして、本発明に係るアライメントマークの検出方法は、画像データから前記基準位置を特定するパターンであるメインパターンを検索するステップと、前記検索においてメインパターンが検出されなかった場合に、前記メインパターンの周囲に配置された複数のサブパターンのうち、前記画像データ中に含まれるいずれかのサブパターンに対して、前記荷電ビームのフォーカスを合わせるステップと、当該フォーカスの状態で、当初の画像データを取得した領域に比べて広い領域から前記メインパターンを検索するステップとを有する。 On the other hand, from another viewpoint, the present invention can provide an alignment mark detection method suitable for the detection of the alignment mark. First, the present invention is based on image data acquired by irradiating a predetermined area on a substrate with a charged beam, in order to specify a reference position of a relative positional relationship with each pattern on the substrate. It is premised on an alignment mark detection method for detecting the formed pattern. The alignment mark detection method according to the present invention includes a step of searching for a main pattern that is a pattern for specifying the reference position from image data, and when the main pattern is not detected in the search, Of the plurality of sub-patterns arranged around, the step of focusing the charged beam on any one of the sub-patterns included in the image data, and obtaining the original image data in the state of the focus A step of searching for the main pattern from an area larger than the area obtained.
このようにすれば、メインパターンが、装置に起因した位置ずれによって荷電ビームの照射により取得した画像データの外部に存在する場合であっても、フォーカスが合った状態で、アライメントマークの再検索を行うため、従来に比べ、比較的短時間でアライメントマークを検出することができる。なお、上記サブパターンに対してフォーカスを合わせる際には、上記画像データ中からサブパターンを検出した上で、フォーカスを合わせてもよい。 In this way, even when the main pattern exists outside the image data acquired by irradiation of the charged beam due to the positional deviation caused by the apparatus, the alignment mark is searched again in the focused state. As a result, the alignment mark can be detected in a relatively short time compared to the prior art. When focusing on the sub-pattern, the focus may be adjusted after detecting the sub-pattern from the image data.
本発明よれば、装置に起因する位置ずれが発生した場合のアライメントマークの認識率を向上させることができるとともに、この状況下での、アライメントマークの検出を比較的短時間で行うことが可能となる。 According to the present invention, it is possible to improve the recognition rate of the alignment mark when a positional deviation caused by the apparatus occurs, and it is possible to detect the alignment mark in a relatively short time under this situation. Become.
以下、本発明に係るアライメントパターン及びアライメントパターンの検出方法について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an alignment pattern and an alignment pattern detection method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係るアライメントマーク1の一例を示す平面図である。また、図2は、当該アライメントマーク1を半導体基板S上に配置した状態を示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing an example of an
図1に示すように、本発明に係るアライメントマーク1は、基板上に形成された各パターンの位置を相対的に指定する際の基準となる基板上の基準位置を特定するために使用されるメインパターン1mと、当該メインパターン1mの周囲に配置された複数のサブパターン1sとを備えている。サブパターン1sは、メインパターン1mとパターンマッチングを行う上で、異なる平面形状と認識可能な平面形状の差異を有していればよく、その形状は特に限定されるものはない。図1の例では、アライメントマーク1のメインパターン1mを従来のアライメントマークと同一の十字形のパターンとし、また、各サブパターン1sを矩形パターンとして形成している。
As shown in FIG. 1, an
なお、上記メインパターン1mとサブパターン1sとは、例えば、半導体基板S上に同一の加工工程で加工されるパターン(同一レイヤ)として形成する等により、荷電ビームの合焦点位置が互いに等価となるように構成されている。また、当該アライメントマーク1が形成される位置、及びその近傍には、その下層に存在するレイヤも含めて、他のパターンは形成されないことが好ましい。このようにすれば、当該アライメントマーク1は、平坦な面上に、周囲に検出を妨害するパターンがない状態で形成されることになるため、より確実にアライメントマーク1を検出することができる。
The
上記メインパターン1mの寸法は、荷電ビーム(ここでは、電子線)を照射して画像データを取得する際の荷電ビームを照射する領域のサイズ(SEM画像として取得する領域のサイズ)に基づいて、適宜、設計することができる。すなわち、当該画像データに基づいて、パターンマッチング等によりメインパターン1mを検索する際に、当該メインパターン1mを確実に認識できるサイズであればよい。例えば、荷電ビーム照射領域のサイズが20μm×20μmである場合、メインパターン1mの外形は10μm×10μm程度とすればよい。
The size of the
また、各サブパターン1sの寸法及び配置数も、特に限定されるものではないが、ここでは後述の理由により、2μm×2μmの矩形パターンを、メインパターン1mの十字形を構成するパターンの各中心線からそれぞれ所定間隔dだけ離れた直線により構成される四辺形の各辺上に、それぞれ3つのサブパターン1sを配置している。
Further, the size and the number of arrangement of each sub-pattern 1s are not particularly limited, but here, for the reasons described later, a rectangular pattern of 2 μm × 2 μm is changed to each center of the pattern constituting the cross of the
なお、メインパターン1m中央部とサブパターン1s中央部との間隔dは、メインパターン1mを検出する装置(ここでは、測長SEM)に起因する位置ずれ量の値に基づいて設計されることが好ましい。例えば、測長SEMに起因する位置ずれが最大で10μm程度であることが予想される場合、メインパターン1m中央部とサブパターン1s中央部との間隔dは10μmにすればよい。
Note that the distance d between the central portion of the
さて、図2に示すように、以上で説明したアライメントマーク1は、上記従来のアライメントマーク11と同様に半導体基板S上の所定位置に複数形成される。図2の例では、半導体基板S上の中心と同心の円周上の4箇所にアライメントマーク1が形成された状態を示している。なお、アライメントマーク1の形成位置及び形成数は、特に限定されるものではなく、半導体基板Sの口径等に応じて、所望の位置に所望の数を形成すればよい。
Now, as shown in FIG. 2, a plurality of the alignment marks 1 described above are formed at predetermined positions on the semiconductor substrate S in the same manner as the
また、半導体基板S上には、上記アライメントマーク1により特定される基準位置からの相対的な位置関係により指定される位置に、寸法測定パターンを含む領域2が形成される。当該寸法測定パターンを含む領域2は、従来と同一であるため、ここでの説明は省略する。
On the semiconductor substrate S, a
なお、基準位置とは、上記アライメントマーク1により特定される位置を指すものであり、半導体基板S上の特定の1点(原点)であるか、複数の点であるかは問わない。例えば、複数のアライメントマーク1により特定される半導体基板Sの中心点等の1点を基準位置としてもよく、また、各アライメントマーク1上の一点(例えば、アライメントマークの中央)をそれぞれ基準位置としてもよい。
The reference position refers to a position specified by the
次に、上述のアライメントマーク1を形成した半導体基板Sにおいて、アライメントマークを検出する方法を説明する。
Next, a method for detecting an alignment mark in the semiconductor substrate S on which the
上記従来技術での説明と同様に、本発明に係るアライメントマーク1においても、低倍率の光学顕微鏡による位置合わせが行われた後、荷電ビームによる画像、すなわち、SEM画像に切り替えて位置合わせが行われる。このとき、測長SEMに起因した上記位置ずれが発生した場合、図3(a)、(b)に示すように、アライメントマーク1はSEM画像20の中央に表示されない状況となる。
Similar to the description in the above-described prior art, in the
例えば、図3(b)に示すように、メインパターン1mが、完全にSEM画像20の外部に存在する状況下では、測長SEMが、予め測長SEMに登録されたメインパターン1mの平面形状に基づいてSEM画像20中を検索しても、メインパターン1mを検出することはできない。
For example, as shown in FIG. 3B, in a situation where the
しかしながら、本発明のアライメントマーク1は、上述のようにメインパターン1mの周囲に、各サブパターン1sを配置しているため、例えば測長SEMに起因する10μmの位置ずれが発生した場合でも、少なくともいずれかの1つのサブパターン1sはSEM画像20内に表示されることになる。したがって、例えば、当該サブパターン1sのパターンエッジに対応する二次電子信号のコントラスト(強弱)が最大になるように、荷電ビームのフォーカス位置を調整する等により、当該サブパターン1s対して、荷電ビームのフォーカスを合わせることができる。
However, since the
このようにして、サブパターン1sに対してフォーカスを合わせた後、このフォーカスの状態で、当初の画像データを取得した領域に比べて広い領域に対して荷電ビームを照射してSEM画像を取得することにより、フォーカスが合った状態でメインパターン1mを含むSEM画像を取得することが可能となる。
In this manner, after focusing on the sub-pattern 1s, an SEM image is obtained by irradiating a charged beam to a wider area than the area from which the original image data was obtained in this focused state. This makes it possible to acquire an SEM image including the
この様にして新たに取得したSEM画像に対して、予め測長SEMに登録されているメインパターン1mの平面形状を検索することで、当初取得したSEM画像内に表示されていなかったメインパターン1mを確実に検出することができる。すなわち、従来のアライメントマーク検出方法に比べて、アライメントマークの認識率を向上させることが可能となるのである。また、フォーカスが合った状態でアライメントマーク1の再検索を行うため、アライメントマークの検出に要する時間は従来に比べて短縮されることになる。
The
さらに、本実施の形態では、図1に示すように、メインパターン1mに比べて寸法が小さいサブパターン1sを、平面視において上下左右と斜めの全方法に配置しているため、上記装置に起因する位置ずれが、いずれの方向に対して生じた場合であっても、上述の作用・効果を奏することができる。
Furthermore, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the sub-pattern 1s having a size smaller than that of the
なお、上記サブパターン1sに荷電ビームのフォーカスを合わせる際には、測長SEMに予めサブパターン1sの平面形状を登録しておき、上記画像データ20からサブパターン1sを検出するようにしてもよい。このようにすれば、サブパターン1sと異なるパターンに対してフォーカスが合わされることがないため、より確実にサブパターン1sに対して荷電ビームのフォーカスを合わせることができる。
When focusing the charged beam on the sub-pattern 1s, the planar shape of the sub-pattern 1s may be registered in advance in the length measurement SEM, and the sub-pattern 1s may be detected from the
以上説明したように、本発明によれば、従来、装置に起因する位置ずれにより、SEM画像内にアライメントマークが存在しなかった場合に、アライメントマークの認識エラーとして測長SEMの測定動作の停止が発生していた状況下であっても、アライメントマークを検出することが可能となる。 As described above, according to the present invention, when the alignment mark does not exist in the SEM image due to the positional deviation caused by the apparatus, the measurement operation of the length measuring SEM is stopped as an alignment mark recognition error. It is possible to detect the alignment mark even in a situation where the occurrence of the above has occurred.
したがって、本発明を採用することにより、測長SEMは、上記アライメントマーク1を確実に検出して位置合わせを行った後、従来と同様に半導体基板S上に形成されたいずれかの寸法測定パターンを含む領域2が荷電ビームの直下に位置するようにステージを移動させ、寸法測定パターン4の測定を行うことができる。このため、測長SEMにおいて、ウエハの位置合わせから寸法測定パターンの検出・測長までの動作を全て自動的に行わせる際のスループットを著しく向上させることが可能になる。
Therefore, by adopting the present invention, the length measurement SEM can detect any of the alignment marks 1 and perform alignment, and then can perform any dimension measurement pattern formed on the semiconductor substrate S as in the conventional case. The
ところで、上記の例では、測長SEMに起因する位置ずれに対して余裕度をもたせるために、従来のアライメントマーク11と同様に、メインパターン1mをSEM画像20のサイズに比べてかなり小さい寸法として説明した。しかしながら、本発明によれば、メインパターン1mが、SEM画像20の外部に存在する場合であっても、これを確実に検出することができるので、このような余裕を設ける必要はない。つまり、本発明に係るアライメントマーク1のメインパターン1mは、SEM画像20のサイズを上限として、より大きな寸法を採用することも可能である。
By the way, in the above example, in order to provide a margin for the positional deviation caused by the length measurement SEM, the
このように、本発明に係るアライメントマーク1によれば、従来のアライメントマーク11に比べて大きなサイズのメインパターン1mを採用することができるので、特に、より高倍率(SEM画像20のサイズが小さい)での位置合わせに使用するアライメントマークでは、パターンの認識性が高めることができるという効果も得ることができる。
As described above, according to the
なお、上記では、アライメントマーク1を検出する装置を測長SEMとして説明したが、本発明は、移動可能に設けられたステージ上に半導体基板Sを配置して位置合わせを行う装置の全てに適用可能である。
In the above description, the apparatus for detecting the
また、以上で説明したアライメントマーク1の形状は、具体例を示したものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。すなわち、本発明のアライメントマーク1は、メインパターン1mの周囲に複数のサブパターン1sを備えていればよく、任意に設計を行うことができる。例えば、図4(a)に示すようにサブパターン1sが円形であって、また、図4(b)に示すように、サブパターン1sが、メインパターン1mの中央部を中心とした円周上に配置されていても、当然に同様の効果を得ることができる。
Moreover, the shape of the
本発明は、被検物に荷電ビームを照射することで、被検物の平面形状を画像データとして取得する際に、被検物上に形成されているアライメントマークを比較的短時間で検出することができ、例えば、寸法測定における自動位置合わせ等に有用である。 The present invention detects an alignment mark formed on a test object in a relatively short time when a plane shape of the test object is acquired as image data by irradiating the test object with a charged beam. For example, it is useful for automatic alignment in dimension measurement.
1 アライメントマーク
1m メインパターン
1s サブパターン
2 寸法測定パターンを含む領域
3 特長的なパターン
4 寸法測定パターン
5 特長的なパターン領域
6 測長位置
7 二次電子信号波形
11 アライメントマーク
20 SEM画像
S 半導体基板
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記基準位置を特定するパターンであるメインパターンと、
前記メインパターンの周囲に当該メインパターンに重なることなく配置されるとともに、当該メインパターンの平面形状と異なる平面形状を有する複数のサブパターンと、
を備えたことを特徴とするアライメントマーク。 In the alignment mark that is formed on the substrate and specifies the reference position for designating the position of each pattern on the substrate,
A main pattern which is a pattern for specifying the reference position;
A plurality of sub-patterns arranged around the main pattern without overlapping the main pattern and having a planar shape different from the planar shape of the main pattern;
An alignment mark characterized by comprising:
前記画像データから前記基準位置を特定するパターンであるメインパターンを検索するステップと、
前記検索においてメインパターンが検出されなかった場合に、前記メインパターンの周囲に配置された複数のサブパターンのうち、前記画像データ中に含まれるいずれかのサブパターンに対して、前記荷電ビームのフォーカスを合わせるステップと、
当該フォーカスの状態で、当初の画像データを取得した領域に比べて広い領域から前記メインパターンを検索するステップと、
を有することを特徴とするアライメントマークの検出方法。 Detecting an alignment mark that detects a pattern that specifies a reference position for designating the position of each pattern formed on the substrate based on image data acquired by irradiating a predetermined region on the substrate with a charged beam In the method
Searching for a main pattern which is a pattern for identifying the reference position from the image data;
When a main pattern is not detected in the search, focus of the charged beam is applied to any sub-pattern included in the image data among a plurality of sub-patterns arranged around the main pattern. The step of matching
In the state of the focus, searching the main pattern from a wide area compared to the area from which the original image data was acquired;
A method for detecting an alignment mark, comprising:
前記画像データから前記サブパターンを検出し、当該検出したサブパターンに対して、前記荷電ビームのフォーカスを合わせる請求項3に記載のアライメントマークの検出方法。
In the step of focusing the charged beam,
The alignment mark detection method according to claim 3, wherein the sub-pattern is detected from the image data, and the charged beam is focused on the detected sub-pattern.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008162832A (en) * | 2006-12-27 | 2008-07-17 | Toyota Central R&D Labs Inc | Method and apparatus for inspecting wafer |
JP2009277536A (en) * | 2008-05-15 | 2009-11-26 | Sii Nanotechnology Inc | Cross section image acquiring method using combined charged particle beam device, and combined charged particle beam device |
JP2011029031A (en) * | 2009-07-27 | 2011-02-10 | Hitachi High-Technologies Corp | Charged-particle-beam device |
-
2004
- 2004-11-05 JP JP2004322791A patent/JP2006135104A/en active Pending
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