JP3351382B2 - Superposition accuracy measurement method. - Google Patents
Superposition accuracy measurement method.Info
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- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の露光
時における重ね合わせ精度測定方法に関する。The present invention relates to a method for measuring overlay accuracy during exposure of a semiconductor device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、半導体装置の微細化、高集積化に
よりフォトリソグラフィー工程における露光時のマスク
の重ね合わせ精度の向上がますます重要になってきてい
る。このために、前の工程で形成されたパターンに対
し、次の工程で形成されるパターンとのずれ量を測定
し、マスクの重ね合わせ精度を測定する方法として、ボ
ックスマークを用いる方法が一般的に使われている。こ
の方法は、実際の半導体装置のパターンの周辺部に形成
した、重ね合わせ精度測定用のボックスマークを測定
し、このボックスマークのずれ量の測定値が０になるよ
うに、マスクの重ね合わせ精度を追い込む方法である。2. Description of the Related Art In recent years, with the miniaturization and high integration of semiconductor devices, it has become increasingly important to improve mask overlay accuracy during exposure in a photolithography process. For this reason, a method using a box mark is generally used as a method of measuring a shift amount of a pattern formed in a previous step from a pattern formed in a next step and measuring overlay accuracy of a mask. Used in According to this method, a box mark for measuring overlay accuracy formed around a pattern of an actual semiconductor device is measured, and the overlay accuracy of the mask is set so that the measured value of the shift amount of the box mark becomes zero. It is a way to drive.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、露光光
学系にＳｅｉｄｅｌ収差の一つであるコマ収差がある場
合、ボックスマークのずれ量の測定値が０であっても、
実際の半導体装置のパターンでは位置ずれが生じてしま
い、このような従来の方法においては、図７に示すよう
に実際の半導体装置のパターンの重ね合わせずれ量が０
にならないという問題点があった。However, when the exposure optical system has a coma aberration, which is one of the Seidel aberrations, even if the measured value of the shift amount of the box mark is 0,
In an actual semiconductor device pattern, a positional shift occurs, and in such a conventional method, as shown in FIG.
There was a problem that did not become.
【０００４】本発明は、上記従来の問題点や事情に鑑み
てなされたものであって、コマ収差の関数を用いること
により、重ね合わせ用ボックスマークを測定するだけ
で、測定困難な半導体装置のパターンの位置ずれ量を、
正確に算出することが可能な重ね合わせ精度測定方法を
提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems and circumstances, and uses a function of coma aberration to measure a superposition box mark. The amount of pattern displacement
It is an object of the present invention to provide an overlay accuracy measuring method capable of calculating accurately.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明に係る重ね合わせ
精度測定方法は、 ・「半導体基板上の露光エリアの中に形成された複数の
重ね合わせ精度の測定パターンセット内に形成された複
数の下地ボックスマーク上に、様々な寸法の線パターン
からなるパターンを形成する手段と、 前記のパターンの
線幅を測定し、Ｘ方向及びＹ方向のコマ収差量を計算す
る手段と、 中心位置にある下地ボックスマークを基準位
置とし、ボックスマークとパターンの理想位置からの位
置ずれを測定し、それぞれの露光位置での重ね合わせ精
度測定用のボックスマークとパターンの寸法と位置ずれ
差を求める手段と、 露光装置の投影光学系にコマ収差を
意図的に与え、ボックスマークとパターンの寸法と位置
ずれ差を順次測定する手段と、 前記寸法と、位置ずれ差
と、露光位置での定常時のコマ収差量と、によりパター
ンの位置ずれ量を算出する手段と、 からなる」（請求項
１）、を特徴とするものである。Accuracy measurement method superposition according to the present invention According to an aspect of the - "exposure area on the semiconductor substrate a plurality of which are formed in
The pattern formed in the measurement pattern set of overlay accuracy
Line patterns of various dimensions on a number of underlying box marks
Means for forming a pattern consisting of:
Measure the line width and calculate the amount of coma in the X and Y directions
Means and the base box mark at the center
Position of the box mark and pattern from the ideal position.
Measure the misalignment and adjust the overlay at each exposure position.
Dimensions and Position of Box Marks and Patterns for Degree Measurement
Means for calculating the difference and coma aberration in the projection optical system of the exposure apparatus
Intentionally given, box mark and pattern dimensions and position
Means for sequentially measuring the displacement difference, the dimensions, and the displacement difference
And the amount of coma at the exposure position in the steady state
Means for calculating a positional deviation amount of the emissions, consisting of "(claim 1), is characterized in.
【０００６】また、 ・前記線パターンとして、複数本の線パターンを用い、
該複数本の線パターンに対応したコマ収差の関数を用い
ること（請求項２）、 ・前記線パターンを２本の線パターンとしたこと（請求
項３）、 ・前記線パターンパターンとして、スリットパターンを
用い、該スリットパターンを用いることにより得られる
コマ収差の関数を用いること（請求項４）、を特徴とす
る。Further, as-the-line pattern, using a plurality of line patterns,
Using a function of coma aberration corresponding to the plurality of line patterns (Claim 2); the line pattern being two line patterns (Claim 3); and a slit pattern as the line pattern pattern. And a function of coma obtained by using the slit pattern is used (claim 4).
【０００７】（作用）本発明は、半導体装置の露光時に
おける重ね合わせ精度測定方法において、実際の半導体
装置のパターンと、重ね合わせ精度測定用パターンのず
れ量とを該重ね合わせ精度測定用パターンに応じた特定
のコマ収差の関数で相関付けたので、重ね合わせ用ボッ
クスマークを測定するだけで、測定困難な実際の半導体
装置のパターンの位置ずれ量を正確に算出することが出
来る。(Function) The present invention relates to a method for measuring overlay accuracy at the time of exposure of a semiconductor device, wherein an actual pattern of the semiconductor device and a shift amount of the overlay accuracy measurement pattern are converted into the overlay accuracy measurement pattern. Since the correlation is performed using a specific coma aberration function corresponding to the specific coma aberration, it is possible to accurately calculate the actual positional deviation amount of the pattern of the semiconductor device, which is difficult to measure, only by measuring the overlay box mark.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】本発明に係る重ね合わせ精度測定
方法は、半導体装置の露光時に、実際の半導体装置のパ
ターンと、重ね合わせ精度測定用パターンのずれ量と、
を重ね合わせ精度測定用パターンに対応した特定のコマ
収差の関数で相関付け、実際の半導体装置のパターンの
配線幅等の寸法に応じた補正を行うことにより、実際の
半導体装置のパターンのずれ量を正確に算出するもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The overlay accuracy measuring method according to the present invention provides a method for measuring the shift amount between an actual semiconductor device pattern and an overlay accuracy measurement pattern during exposure of a semiconductor device.
Is correlated with a specific coma function corresponding to the pattern for overlay accuracy measurement, and correction is performed according to the dimensions such as the wiring width of the pattern of the actual semiconductor device, so that the pattern shift amount of the actual semiconductor device is Is calculated accurately.
【０００９】以下、この発明の実施の形態について具体
的に実施例を挙げて、図面に基づいて説明する。図１
は、本発明の実施例に係る重ね合わせ精度測定方法によ
って得た半導体装置のパターンのずれ量のグラフを示す
図である。図２は、本発明の実施例に係る重ね合わせ精
度測定方法の測定パターンセットのレイアウトを示す図
である。図３は、本発明の実施例に係る重ね合わせ精度
測定方法の測定パターンセット内の（a）下地ボックス
マークの配置、（ｂ）測定パターンを示す図である。図
４は、本発明の実施例に係るコマ収差量とパターン変移
量の関係を示す図である。図５は、本発明の実施例に係
るボックスマーク測定値とパターンの位置ずれ量を示す
図である。図６は、実施例で使用した実際の半導体装置
のパターンを製造するレチクルを示す図である。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described specifically with reference to the accompanying drawings. FIG.
FIG. 3 is a graph showing a pattern shift amount of the semiconductor device obtained by the overlay accuracy measuring method according to the embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a layout of a measurement pattern set of the overlay accuracy measuring method according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing (a) the arrangement of base box marks and (b) a measurement pattern in a measurement pattern set of the overlay accuracy measuring method according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a coma aberration amount and a pattern shift amount according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram illustrating box mark measurement values and pattern misregistration amounts according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram showing a reticle for manufacturing a pattern of an actual semiconductor device used in the embodiment.
【００１０】（実施例）まず、本発明に用いられる露光
装置として、例えば、光源と光源より発せられた光を通
す投影光学系を有し、露光光をレチクルに照射して、半
導体基板上に塗布したレジストをパターンニングする投
影露光装置を用いた。First, an exposure apparatus used in the present invention has, for example, a light source and a projection optical system for transmitting light emitted from the light source. A projection exposure apparatus for patterning the applied resist was used.
【００１１】本実施例においては、図２に示すように、
露光エリア１１の中に複数の重ね合わせ精度の測定パタ
ーンセット１２をＸ方向に５セット、Ｙ方向に７セッ
ト、合計３５セット配置した精度測定用レイアウトパタ
ーン１０のレチクルを用いて露光を行うことにより、レ
ジストパターンを形成し、ドライエッチング法等により
半導体基板上にパターンを転写形成した。In this embodiment, as shown in FIG.
By performing exposure using a reticle of the layout pattern 10 for accuracy measurement in which a total of 35 sets of a plurality of measurement pattern sets 12 of overlay accuracy in the exposure area 11 are arranged in 5 sets in the X direction and 7 sets in the Y direction. Then, a resist pattern was formed, and the pattern was transferred and formed on a semiconductor substrate by a dry etching method or the like.
【００１２】この重ね合わせ精度の測定パターンセット
１２の１セット分の拡大図を図３の（ａ）と（ｂ）に示
す。図３の（a）に示したように、20μｍ角の矩形の下
地ボックスマーク１３Ａ〜１３Ｉをレジストパターンで
形成し、ドライエッチング法等により半導体基板上に転
写形成した。FIGS. 3A and 3B are enlarged views of one set of the measurement pattern sets 12 of the overlay accuracy. As shown in FIG. 3A, rectangular base box marks 13A to 13I of 20 μm square were formed in a resist pattern, and were transferred and formed on a semiconductor substrate by a dry etching method or the like.
【００１３】次に、図３の（ｂ）に示すように、前記半
導体基板上に重ね合わせ精度測定用の10μｍ角のボック
スマークＩを、下地ボックスマーク１３Ｉの上に、ま
た、Ｘ方向測定用およびＹ方向測定用の様々な寸法の２
本ずつの線パターンであるパターンＡｘ、Ａｙからパタ
ーンＨｘ、Ｈｙを、下地ボックスマーク１３Ａ〜１３Ｈ
の上に、それぞれレジストパターンを用いて形成した。Next, as shown in FIG. 3B, a box mark I of 10 μm square for measuring the overlay accuracy is placed on the semiconductor substrate, on the base box mark 13I, and in the X direction. And 2 of various dimensions for Y-direction measurement
Patterns Hx and Hy are converted from patterns Ax and Ay, which are line patterns for each book, to base box marks 13A to 13H.
, Respectively, using a resist pattern.
【００１４】次に、様々な寸法の２本の線パターンであ
るパターンＡｘからパターンＨｘのそれぞれＬ１x，Ｌ
２xの線幅を電子線等を用いた測定装置で測定し、Ｘ方
向のコマ収差量：Comax＝（Ｌ１x−Ｌ２x）／（Ｌ１x＋
Ｌ２x）を計算した。また同様に、パターンＡｙからパ
ターンＨｙのそれぞれＬ１ｙ，Ｌ２ｙの線幅を電子線等
を用いた測定装置で測定し、Ｙ方向のコマ収差量：Coma
y＝（Ｌ１y−Ｌ２y）／（Ｌ１y＋Ｌ２y）を計算した。Next, patterns Ax to L1 x , L
The line width of 2 x measured by the measuring apparatus using an electron beam or the like, X-direction of the coma aberration: Coma x = (L1 x -L2 x) / (L1 x +
L2 x ) was calculated. Similarly, the line widths of L1y and L2y of the patterns Ay to Hy are measured by a measuring device using an electron beam or the like, and the coma amount in the Y direction: Coma
y = a (L1 y -L2 y) / ( L1 y + L2 y) were calculated.
【００１５】さらに、下地ボックスマーク１３を基準位
置とし、ボックスマークＩとパターンＡｘ〜Ｈｘまたは
パターンＡｙ〜Ｈｙの理想位置からの位置ずれを電子線
による距離測定装置（測長ＳＥＭ等）または光学式距離
測定装置（東京航空計器製MAC-92等）にて測定し、それ
ぞれの露光位置での重ね合わせ精度測定用のボックスマ
ークＩと、パターンＡｘ〜ＨｘまたはパターンＡｙ〜Ｈ
ｙと、の位置ずれ差を求めた。Further, using the base box mark 13 as a reference position, the positional deviation between the box mark I and the pattern Ax to Hx or the pattern Ay to Hy from the ideal position is measured by a distance measuring device (such as a length measuring SEM) using an electron beam or an optical system. It is measured by a distance measuring device (such as MAC-92 manufactured by Tokyo Aviation Instruments), and a box mark I for measuring overlay accuracy at each exposure position and a pattern Ax to Hx or a pattern Ay to H
The difference between y and the displacement was determined.
【００１６】例えば、パターンＡｘにおいてＸ方向の位
置ずれ差：ΔＰx（ｘn，ｙn）を求める式は、 ΔＰx（ｘn，ｙn）＝BOXx（ｘn，ｙn）−パターンＡｘ
（ｘn，ｙn） となる。For example, an expression for calculating a positional deviation difference ΔP x (x n , y n ) in the X direction in the pattern Ax is as follows: ΔP x (x n , y n ) = BOX x (x n , y n ) −pattern Ax
(X n , y n ).
【００１７】この場合、BOXx（ｘn，ｙn）は、露光エリ
ア１１における測定パターンセット１２（ｘ1，ｙ1）〜
（ｘ5，ｙ7）内でのボックスマークＩのＸ方向の位置ず
れ量であり、パターンＡｘ（ｘn，ｙn）は、露光エリア
１１における測定パターンセット１２（ｘn，ｙn）内で
のパターンＡｘのＸ方向の位置ずれ量を表す。In this case, BOX x (x n , y n ) is a set of measurement pattern sets 12 (x 1 , y 1 ) in the exposure area 11.
The amount of displacement of the box mark I in the X direction within (x 5 , y 7 ), and the pattern Ax (x n , y n ) is within the measurement pattern set 12 (x n , y n ) in the exposure area 11. Represents the amount of displacement of the pattern Ax in the X direction.
【００１８】同様にＹ方向（パターンＡｙ）についても
測定し、 ΔＰy（ｘn，ｙn）＝BOXy（ｘn，ｙn）−パターンＡｙ
（ｘn，ｙn） で求める。Similarly, measurement is also made in the Y direction (pattern Ay), and ΔP y (x n , y n ) = BOX y (x n , y n ) −pattern Ay
(X n, y n) determined at.
【００１９】この寸法測定、位置ずれ差の計算を、測定
パターンセット１２（ｘ1，ｙ1）〜（ｘ5，ｙ7）までの
合計３５個所に対して、パターンＡｘ、Ａｙからパター
ンＨｘ、Ｈｙまでのそれぞれに対して繰り返し実行し
た。The dimension measurement and the calculation of the positional deviation difference are performed on the pattern Ax, Ay to the pattern Hx, the pattern Ax for a total of 35 locations of the measurement pattern set 12 (x 1 , y 1 ) to (x 5 , y 7 ). The processing was repeatedly executed for each of Hy and Hy.
【００２０】次に、露光装置の投影光学系にコマ収差を
意図的に与え、前述したようにボックスマークＩとパタ
ーンＡｘ、ＡｙからパターンＨｘ、Ｈｙまでの寸法と位
置ずれ差を同様に順次測定する。Next, coma aberration is intentionally applied to the projection optical system of the exposure apparatus, and the box mark I and the dimensions and the positional deviation difference from the patterns Ax, Ay to the patterns Hx, Hy are sequentially measured as described above. I do.
【００２１】この様にして得られた位置ずれ差、例え
ば、ΔＰx（ｘ3，ｙ4）の場合のグラフを図４に示す。
横軸をコマ収差量Comax、縦軸をパターンＡｘ、パター
ンＢｘの位置ずれ差ΔＰxとした。これらを数式で表す
と、パターンＡｘの場合は、ΔＰx（x3，y4）＝0.402×
Comax、パターンＢｘの場合は、ΔＰx（x3，y4）＝1.08
5×Comax、となる。FIG. 4 shows a graph in the case of the positional deviation difference thus obtained, for example, ΔP x (x 3 , y 4 ).
Coma aberration amount on the horizontal axis Coma x, and the vertical axis the pattern Ax, a positional deviation difference [Delta] P x pattern Bx. When these are expressed by mathematical expressions, in the case of the pattern Ax, ΔP x (x 3 , y 4 ) = 0.402 ×
ΔP x (x 3 , y 4 ) = 1.08 for Coma x and pattern Bx
5 × Coma x .
【００２２】さらに、ボックスマークＩの測定値とパタ
ーンＡｘまたはパターンＢｘの位置ずれ量を相関付ける
関数で表すと、パターン位置ずれ量＝ボックスマーク測
定値＋パターンの位置ずれ差と表すことができる。Further, when the measured value of the box mark I is correlated with the positional deviation amount of the pattern Ax or the pattern Bx, the pattern positional deviation amount = the measured value of the box mark + the positional deviation difference of the pattern.
【００２３】そして、測定パターンセット１２（x3，
y4）の露光位置での定常時のコマ収差量Comaxが−0.032
5であることから、測定パターンＡｘのＸ方向の位置ず
れ量＝ボックスマーク測定値x＋0.402×(−0.0325)、測
定パターンＢｘのＸ方向の位置ずれ量＝BOXマーク測定
値x＋1.085×(−0.0325)、となり、図５に示した相関関
係のグラフが得られる。Then, the measurement pattern set 12 (x 3 ,
coma aberration amount Coma x the steady state at the exposure position of y 4) is -0.032
Since it is 5, the displacement amount of the measurement pattern Ax in the X direction = box mark measurement value x + 0.402 × (−0.0325), the displacement amount of the measurement pattern Bx in the X direction = BOX mark measurement value × + 1.085 × (−0.0325), and the graph of the correlation shown in FIG. 5 is obtained.
【００２４】以上の方法により、実際の半導体装置のパ
ターンのずれ量をボックスマーク測定によって算出した
結果の例を図１に示した。この例で用いた実際の半導体
装置のパターン２０は、図６に示すようなボックスマー
ク２４と半導体装置のチップレイアウト２６を有してお
り、露光エリア２１の中心に位置する重ね合わせ精度測
定用ボックスマーク２４ａを使用して算出したものであ
る。FIG. 1 shows an example of the result of calculating the actual pattern shift amount of a semiconductor device by box mark measurement by the above method. The pattern 20 of the actual semiconductor device used in this example has a box mark 24 and a chip layout 26 of the semiconductor device as shown in FIG. This is calculated using the mark 24a.
【００２５】なお、上記の例で用いた実際の半導体装置
のパターンは線幅0.3μm、線間隔が0.6μmの設計ルール
で作成されており、測定パターンＡｘ、Ａｙ〜Ｈｘ、Ｈ
ｙの中から線幅、線間隔が同じものを探すとパターンＢ
ｘ、Ｂｙにあたるため、前述した相関関数を本実施例で
用いた実際の回路パターンに対して、実際の半導体装置
のパターンのずれ量x＝BOXマーク測定値x＋1.085×(−
0.0325)のずれ量を適用した（Ｙ方向も同様）。Incidentally, the pattern of the actual semiconductor device used in the above example is created according to the design rule of a line width of 0.3 μm and a line interval of 0.6 μm, and the measurement patterns Ax, Ay to Hx, H
When the same line width and line interval are searched from y, pattern B
Since the correlation function corresponds to x and By, the amount of shift x of the actual pattern of the semiconductor device x = the measured value of the BOX mark x + 1.085 × (−) with respect to the actual circuit pattern used in this embodiment.
0.0325) (the same applies to the Y direction).
【００２６】上記本実施例では、重ね合わせ精度測定用
ボックスマークを矩形の形状としたが、形状はスリット
パターンや線状のパターン等でもよい。また、本実施例
では、２本の線パターンを用いてコマ収差量Comaxを得
たが、２本以上の複数本の線パターン、もしくは２本以
上の複数本のスリットパターンを用いてComaxを算出し
ても良い。In the present embodiment, the box mark for measuring overlay accuracy is rectangular, but the shape may be a slit pattern or a linear pattern. Further, in this embodiment, to obtain a coma aberration Coma x using two line patterns, two or more plurality of line patterns, or Coma x using two or more of the plurality of slits pattern May be calculated.
【００２７】さらに、本実施例の如く投影光学系にコマ
収差を意図的に与える方法ではなく、露光エリア１１内
に自然分布している各位置でのComax＝（Ｌ１x−Ｌ
２x）／（Ｌ１x＋Ｌ２x）を利用して、図４の数式を得
ることもできる。Furthermore, rather than the method of providing the coma aberration in the projection optical system as in the present embodiment intentionally, Coma x = (L1 x -L at each position that is naturally distributed in the exposure area 11
Using (2 x ) / (L1 x + L2 x ), the equation of FIG. 4 can also be obtained.
【００２８】[0028]
【発明の効果】本発明は、「半導体基板上の露光エリア
の中に形成された複数の重ね合わせ精度の測定パターン
セット内に形成された複数の下地ボックスマーク上に、
様々な寸法の線パターンからなるパターンを形成する手
段と、 前記のパターンの線幅を測定し、Ｘ方向及びＹ方
向のコマ収差量を計算する手段と、 中心位置にある下地
ボックスマークを基準位置とし、ボックスマークとパタ
ーンの理想位置からの位置ずれを測定し、それぞれの露
光位置での重ね合わせ精度測定用のボックスマークとパ
ターンの寸法と位置ずれ差を求める手段と、 露光装置の
投影光学系にコマ収差を意図的に与え、ボックスマーク
とパターンの寸法と位置ずれ差を順次測定する手段と、
前記寸法と、位置ずれ差と、露光位置での定常時のコマ
収差量と、によりパターンの位置ずれ量を算出する手段
と」からなるので、重ね合わせ用ボックスマークを測定
するだけで、測定困難な実際の半導体装置のパターンの
位置ずれ量を正確に算出することが可能な、重ね合わせ
精度測定方法を提供することができる。According to the present invention, an exposure area on a semiconductor substrate is provided.
Measurement patterns of multiple overlay accuracy formed in
On the multiple base box marks formed in the set,
Hands forming patterns consisting of line patterns of various dimensions
Measure the line width of the step and the pattern, and
Means for calculating a coma aberration amount countercurrent, underlying in the center position
Using the box mark as the reference position,
Position deviation from the ideal position of the
Box mark and password for overlay accuracy measurement at the light position
Means for determining the turn size and the positional deviation difference ;
Coma aberration is intentionally given to the projection optical system,
Means for sequentially measuring the size and positional difference of the pattern and the pattern,
The dimensions, the displacement difference, and the
Means for calculating the amount of pattern displacement based on the amount of aberration
Therefore, it is possible to provide an overlay accuracy measurement method that can accurately calculate the amount of pattern shift of an actual semiconductor device pattern that is difficult to measure simply by measuring the overlay box mark. it can.
【図１】本発明の実施例に係る重ね合わせ精度測定方法
によって得た半導体装置のパターンのずれ量のグラフを
示す図である。FIG. 1 is a graph showing a pattern shift amount of a semiconductor device obtained by an overlay accuracy measuring method according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施例に係る重ね合わせ精度測定方法
の測定パターンセットのレイアウトを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a layout of a measurement pattern set of the overlay accuracy measuring method according to the embodiment of the present invention.
【図３】本発明の実施例に係る重ね合わせ精度測定方法
の測定パターンセット内の（a）下地ボックスマークの
配置、（ｂ）測定パターンを示す図である。FIGS. 3A and 3B are diagrams showing (a) arrangement of a base box mark and (b) a measurement pattern in a measurement pattern set of the overlay accuracy measuring method according to the embodiment of the present invention. FIGS.
【図４】本発明の実施例に係るコマ収差量とパターン変
移量の関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a coma aberration amount and a pattern shift amount according to the embodiment of the present invention.
【図５】本発明の実施例に係るボックスマーク測定値と
パターンの位置ずれ量を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a measured value of a box mark and a positional shift amount of a pattern according to the embodiment of the present invention.
【図６】実施例で使用した実際の半導体装置のパターン
レイアウトを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a pattern layout of an actual semiconductor device used in the example.
【図７】従来の重ね合わせ精度測定で得た実際の半導体
装置のパターンのずれ量のグラフを示す図である。FIG. 7 is a graph showing a pattern shift amount of an actual semiconductor device obtained by conventional overlay accuracy measurement.
１０ 精度測定用レイアウトパターン １１ 露光エリア １２ 測定パターンセット １３Ａ〜１３Ｉ 下地ボックスマーク ２０ 半導体装置のレイアウトパターン ２１ 露光エリア ２４ａ 精度測定用ボックスマーク ２４ ボックスマーク ２６ チップレイアウト Ｉ ボックスマーク Ａｘ〜Ｈｘ パターン Ａｙ〜Ｈｙ パターン Reference Signs List 10 Accuracy measurement layout pattern 11 Exposure area 12 Measurement pattern set 13A to 13I Base box mark 20 Semiconductor device layout pattern 21 Exposure area 24a Accuracy measurement box mark 24 Box mark 26 Chip layout I Box mark Ax to Hx Pattern Ay to Hy pattern
Claims (4)
れた複数の重ね合わせ精度の測定パターンセット内に形
成された複数の下地ボックスマーク上に、様々な寸法の
線パターンからなるパターンを形成する手段と、 前記のパターンの線幅を測定し、Ｘ方向及びＹ方向のコ
マ収差量を計算する手段と、 中心位置にある下地ボックスマークを基準位置とし、ボ
ックスマークとパターンの理想位置からの位置ずれを測
定し、それぞれの露光位置での重ね合わせ精度測定用の
ボックスマークとパターンの寸法と位置ずれ差を求める
手段と、 露光装置の投影光学系にコマ収差を意図的に与え、ボッ
クスマークとパターンの寸法と位置ずれ差を順次測定す
る手段と、 前記寸法と、位置ずれ差と、露光位置での定常時のコマ
収差量と、によりパターンの位置ずれ量を算出する手段
と、 からなる ことを特徴とする重ね合わせ精度測定方法。1. A semiconductor device formed in an exposure area on a semiconductor substrate.
In a set of multiple overlay measurement patterns
A variety of dimensions are placed on the
Means for forming a pattern comprising a line pattern, and measuring the line width of the pattern,
Means for calculating the amount of aberration and a base box mark at the center position as a reference position,
The position of the mark and pattern from the ideal position.
For the overlay accuracy measurement at each exposure position.
Calculate box mark and pattern dimensions and misalignment
Means and the projection optical system of the exposure apparatus
The gap between the mark and the pattern
Means, the dimensions, the positional deviation difference, and the frame in the steady state at the exposure position.
Means for calculating the amount of pattern displacement based on the amount of aberration
If, overlay accuracy measuring method characterized by comprising the.
ーンを用い、該複数本の線パターンに対応したコマ収差
の関数を用いることを特徴とする請求項１に記載の重ね
合わせ精度測定方法。As claimed in claim 2, wherein the line pattern, using a plurality of line patterns, precision measuring method overlay according to claim 1 which comprises using a function of coma corresponding to the line patterns of several plurality.
たことを特徴とする請求項２に記載の重ね合わせ精度測
定方法。3. The method according to claim 2, wherein the line patterns are two line patterns.
ンを用い、該スリットパターンを用いることにより得ら
れるコマ収差の関数を用いることを特徴とする請求項１
〜３に記載の重ね合わせ精度測定方法。4. The method according to claim 1, wherein a slit pattern is used as the line pattern , and a function of coma obtained by using the slit pattern is used.
4. The method for measuring overlay accuracy according to any one of items 1 to 3.
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