JP2829211B2

JP2829211B2 - 合せずれ測定方法

Info

Publication number: JP2829211B2
Application number: JP97793A
Authority: JP
Inventors: 幸博後藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-01-07
Filing date: 1993-01-07
Publication date: 1998-11-25
Anticipated expiration: 2013-11-25
Also published as: JPH06202311A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、半導体装置や
液晶装置の製造の際にマスクやレチクルの合せずれを自
動的に測定する合せずれ測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体装置や液晶装置等の製造
においては、複数のマスクやレチクルを用いて順次回路
パタ−ンが形成される。回路パタ−ン形成の各工程にお
いてマスク（或いはレチクル）が所定の精度で位置合せ
されていなければ、形成された回路が十分に機能せず、
不良品が生じる。そこで、一般には、十字マ−クやバ−
ニアパタ−ンを用いて、目視による合せずれ測定・検査
が行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
に十字マ−クを重ね合せる合せずれ測定方法は合せずれ
の限界を調べるための方法であり、ずれ量の定量値を求
めることはできない。

【０００４】また、十字マ−クを利用した測定方法は、
人が目視によりＯＫ／ＮＧの判定を下すのであれば有効
であるが、例えば互いに比較される複数のマ−ク（パタ
−ン）の像を撮像素子に入力して自動的に合せずれ測定
を行う自動測定には向いていない。つまり、マ−クの境
界位置が不明確になり易く、ずれ量が限界値付近である
場合にはＯＫ／ＮＧの判断が難しい。

【０００５】さらに、バ−ニアパタ−ンを基にして合せ
ずれを自動測定する場合には、ずれ量の定量値は求まる
が、パタ−ンの形状が複雑すぎるため、十分な信頼性を
得ることが難しい。

【０００６】また、本出願人により図４に示すような自
動検査用パタ−ン１…が開示されている（例えば、特願
平３−２８６２５６号明細書）。しかし、この自動検査
用パタ−ン１…を用いた合せずれ測定方法においては、
各製造工程（ＰＥＰ）毎にどのパタ−ンが検査に用いら
れているのか明らかではなく、また、検査すべきパタ−
ンを捜し出すことも困難である。本発明の目的とすると
ころは、所望のパタ−ンを自動的に且つ正確に求めるこ
とが可能な合せずれ測定方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために本発明は、検査パターンを形成し、この検
査パターンを基に合せずれを測定する合せずれ測定方法
において、検査パターンよりも長い直線部分を有する位
置判断用パターンを利用して検査パターンの位置を判断
する過程を備えたことを特徴とすることにある。また、
位置判断パターンの直線部分の方向に画素列を加算して
前記位置判断パターンの位置を特定する過程を備えたこ
とを特徴とすることにある。こうすることによって本発
明は、所望の検査パタ−ンを自動的に且つ正確に求めら
れるようにしたことにある。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。

【０００９】図１〜図３は本発明の一実施例を示してお
り、図１の符号１１〜１８は検査パタ−ンである。各検
査パタ−ン１１〜１８は２つずつのＬ字状パタ−ン１９
ａ、１９ｂ及び直線状パタ−ン２０…、２１…を要素と
して構成されている。各検査パタ−ン１１〜１８は４つ
を一纏めとして所定位置に配置されており、合計８つの
検査パタ−ン１１〜１８により２つのパタ−ン群２２、
２３が形成されている。

【００１０】そして、一方（図中の左側）のパタ−ン群
２２には第１〜第３ＰＥＰ(Photo Engraving Process)
に順に対応した検査パタ−ン１１〜１３が形成されてお
り、他方（図中の右側）のパタ−ン群２３には第４〜第
６ＰＥＰに順に対応した検査パタ−ン１５〜１７が形成
されている。

【００１１】また、各検査パタ−ン１１〜１８を構成す
るＬ字状パタ−ン１９…及び直線状パタ−ン２２…、２
３…の線幅、及び、間隔は、光学系の分解能を考慮し
て、例えば少なくとも２μｍ以上に設定されている。

【００１２】ここで、本実施例においては、８つの検査
パタ−ン１１〜１８のうち６つの検査パタ−ン（第１〜
第３の検査パタ−ン１１〜１３、及び、第４〜第６の検
査パタ−ン１５〜１７）のみが合せずれ測定に利用され
る。そして、利用される検査パタ−ンの数や組合せ等
は、製造対象物の種類（半導体装置や液晶装置など）に
よって異なる。

【００１３】さらに、図１中に符号２４で示すのは位置
判断用パタ−ンである。この位置判断用パタ−ン２４は
直線部分としての３つの直線状パタ−ン２５、２６、２
７により構成されている。そして、これらのうち１つの
直線状パタ−ン２５は２つのパタ−ン群２２、２３の中
心を通過しており、他の２つの直線状パタ−ン２６、２
７は共に前記直線状パタ−ン２５に垂直に交わりながら
各パタ−ン群２２、２３の中心をそれぞれ通過してい
る。そして、各パタ−ン群２２、２３において、位置判
断用パタ−ン２４が各検査パタ−ン１１〜１４、１５〜
１８の間を略均等に区画している。

【００１４】また、位置判断用パタ−ン２４を構成する
直線状パタ−ン２５、２６、２７の幅、及び、各直線状
パタ−ン２５、２６、２７と各検査パタ−ン１１〜１８
との間隔は、例えば少なくとも２μｍ以上に設定されて
いる。

【００１５】前述の各パタ−ンのうち、第１ＰＥＰにお
いては、図１中に斜線が記された部分、即ち位置判断用
パタ−ン２４、第１ＰＥＰ用の検査パタ−ン１１と、他
の各検査パタ−ン１２〜１８の１つのＬ字状パタ−ン１
９ａ…とが形成される。そして、第２ＰＥＰ以降におい
ては、各ＰＥＰに対応する検査パタ−ンのうち、１つの
Ｌ字状パタ−ン１９ａ…を除いた他のＬ字状パタ−ン１
９ｂ…、及び、直線状パタ−ン２０…が形成されて、各
検査パタ−ン１２、１３、１５〜１７が順に完成する。
つぎに、合せずれ測定の手順を説明する。

【００１６】まず、例えば光学式の測定顕微鏡が用いら
れ、測定顕微鏡の視野内に検査パタ−ン１１〜１８及び
位置判断用パタ−ン２４がおさめられる。このとき、測
定顕微鏡の視野内にパタ−ン群２２、２３の両方をおさ
めてもよく、また、いずれか一方をおさめてもよい。

【００１７】ここで、現在が何ＰＥＰ目であるかという
ことは予め判っている。そして、どちらのパタ−ン群２
２、２３が測定顕微鏡の視野内におさめられるかという
ことはＰＥＰ数に応じて決められ、その時の工程に合っ
たパタ−ン群が測定顕微鏡の視野内におさめられる。

【００１８】ここでは、図２（ａ）に示すように、第１
〜第３ＰＥＰに対応した検査パタ−ン１１〜１３を有す
るパタ−ン群２２のみが測定顕微鏡の視野内におさめら
れる。

【００１９】測定用顕微鏡にはＣＣＤカメラが取付けら
れており、ＣＣＤカメラは情報処理装置に接続されてい
る。そして、図２（ａ）中に示すように測定用顕微鏡の
視野内に収められた画像がＣＣＤカメラにより取込まれ
て情報処理装置へ送られる。情報処理装置においては、
目的の検査パタ−ンの位置が位置判断用パタ−ン２５を
利用して求められる。

【００２０】すなわち、測定用顕微鏡の視野内に収めら
れた像の縦方向或いは横方向についてそれぞれ周辺分布
演算が行われ、一列毎にその列を構成する画素が加算さ
れる。本実施例においては、先ず図２（ａ）の像の縦方
向に列が設定されており、各列の加算値が上記像の横方
向に対応するよう並べられて、図２（ｂ）に示すような
加算値のグラフが得られる。

【００２１】図２（ｂ）に示すように、加算値は測定顕
微鏡の視野内におさめられた像に応じて変化しており、
検査パタ−ン１１〜１４及び位置判断用パタ−ン２４の
輪郭線２８ａ、２８ｂと対応する列の加算値は、他の列
の加算値よりも大きくなる。さらに、検査パタ−ン１１
〜１４及び位置判断用パタ−ン２４において、直線部分
が長ければ長い程その部分に対応する列の加算値は大と
なる。

【００２２】測定顕微鏡の視野内におさめられた像には
位置判断用パタ−ン２４の直線状パタ−ン２６が含まれ
ており、この直線状パタ−ン２６は上記視野内を列方向
に一直線に通過している。このため、直線状パタ−ン２
６は、検査パタ−ン１１〜１４が有するいずれの直線部
分よりも長い。

【００２３】したがって、図２（ｂ）の周辺分布演算の
結果を示すグラフにおいて、直線状パタ−ン２６の輪郭
線２８ａ、２８ｂに対応する画素列の加算値が最も大き
くなり、グラフ中に、直線状パタ−ン２６の輪郭２８
ａ、２８ｂが明確に表される。そして、この周辺分布演
算の結果を示すグラフから、位置判断用パタ−ン２５の
直線状パタ−ン２６の位置を知ることができる。

【００２４】つぎに、測定顕微鏡の視野内におさめられ
た像の横方向（行方向）について同様に周辺分布演算が
行われ、位置判断用パタ−ン２４の他方の直線状パタ−
ン２５の位置が求められる。そして、図３中に示すよう
にＸ0 軸、Ｙ0 軸が設定され、中心位置（Ｘ₀，Ｙ₀）
が求められる。

【００２５】こののち、実際に測定すべきパタ−ン（こ
こでは第１ＰＥＰのための検査パタ−ン１１）の位置
が、中心位置（Ｘ₀，Ｙ₀）、工程番号、及び、工程番
号に対応して予め決められている検査パタ−ン位置を基
にして求められ、図３中に示すように測定領域２９が所
望の検査パタ−ン１１を囲うように設定される。そし
て、複数の検査パタ−ン１１〜１４から選ばれた所望の
検査パタ−ン１１に対して所定の検査処理が実行され、
合せずれが測定される。

【００２６】上述のように本実施例においては、各検査
パタ−ン１１〜１８よりも長い直線状パタ−ン２５、２
６を有する位置判断用パタ−ン２４が用いられており、
位置判断用パタ−ン２４の大きさや形状が、混在する他
のパタ−ンと比べて大きく異なっているので、位置判断
用パタ−ン２４が他のパタ−ンに対して明確に差別化さ
れる。そして、この位置判断用パタ−ン２４を基準にし
て各検査パタ−ン１１〜１８の位置が求められる。

【００２７】したがって、所望の検査パタ−ンを間違い
なく、且つ、容易に探し出すことができる。そして、合
せずれ測定の自動化が可能になり、自動検査を実現でき
る。なお、本発明は、要旨を逸脱しない範囲で種々に変
形することが可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では所望の
検査パターンの位置を自動的に且つ正確に求められると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の各検査パタ−ンを示す説明
図。

【図２】（ａ）は測定用顕微鏡の視野内に納められた像
を示す説明図、（ｂ）は（ａ）中の像の縦方向について
行われた周辺分布演算の結果を示すグラフ。

【図３】座標軸及び測定領域の設定を示す説明図。

【図４】従来の検査パタ−ンを示す説明図。

【符号の説明】

１１〜１８…検査パタ−ン、２４…位置判断用パタ−
ン、２５、２６、２７…直線状パタ−ン。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03F 1/00 - 1/16 G03F 7/20 - 9/02 H01L 21/30 G01B 11/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】検査パターンを形成し、この検査パター
ンを基に合せずれを測定する合せずれ測定方法におい
て、上記検査パターンよりも長い直線部分を有する位置
判断パターンを利用して上記検査パターンの位置を判断
する過程を備えたことを特徴とする合せずれ測定方法。
【請求項２】位置判断パターンの直線部分の方向に画
素列を加算して前記位置判断パターンの位置を特定する
過程を備えたことを特徴とする請求項１記載の合せずれ
測定方法。