JP3365166B2 - 合わせずれ測定装置および合わせずれ測定方法 - Google Patents
合わせずれ測定装置および合わせずれ測定方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置におい
て、基板上に既に形成されたパターンと、リソグラフィ
により形成されたフォトレジスト等からなるパターンと
の間の相対的な合わせずれを測定する方法に関する。
て、基板上に既に形成されたパターンと、リソグラフィ
により形成されたフォトレジスト等からなるパターンと
の間の相対的な合わせずれを測定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体装置の高集積化に伴い、半
導体装置の製造にあたっては各要素間の位置ずれをなく
し、要素間の相対的なずれを最小限に抑えて半導体装置
としての特性を十分発揮できるようにしている。例えば
リソグラフィ工程においては、基板上に既に形成された
パターン（既形成実素子パターン）と、リソグラフィに
より形成されたフォトレジストパターン（重ねパター
ン）との重ね合わせずれを測定し、その測定結果に基づ
いてその後の工程管理を行うようにしている。
導体装置の製造にあたっては各要素間の位置ずれをなく
し、要素間の相対的なずれを最小限に抑えて半導体装置
としての特性を十分発揮できるようにしている。例えば
リソグラフィ工程においては、基板上に既に形成された
パターン（既形成実素子パターン）と、リソグラフィに
より形成されたフォトレジストパターン（重ねパター
ン）との重ね合わせずれを測定し、その測定結果に基づ
いてその後の工程管理を行うようにしている。
【０００３】ところで、このような既形成実素子パター
ンと重ねパターン（フォトレジストパターン）との重ね
合わせずれを測定するには、従来、それぞれのパターン
に合わせずれ測定専用のパターンを設けておき、これら
測定専用パターン間のずれを図３に示す合わせずれ測定
装置で測定することにより、既形成実素子パターンと重
ねパターンとの相対的な合わせずれを間接的に測定する
といった方法が採られている。
ンと重ねパターン（フォトレジストパターン）との重ね
合わせずれを測定するには、従来、それぞれのパターン
に合わせずれ測定専用のパターンを設けておき、これら
測定専用パターン間のずれを図３に示す合わせずれ測定
装置で測定することにより、既形成実素子パターンと重
ねパターンとの相対的な合わせずれを間接的に測定する
といった方法が採られている。
【０００４】ここで、図３に示す合わせずれ測定装置
は、照明光源１と、この照明光源１からフィルター群２
を通過した光を絞る照明系絞り３と、該照明系絞り３で
絞られた光を反射するハーフミラー４と、該ハーフミラ
ー４の反射面側に配設された対物レンズ５と、ハーフミ
ラー４の反射面と反対の側に配設された結像系絞り６
と、該結像系絞り６の後方に配置されたＣＣＤカメラ７
とからなる光学撮像系（光学認識手段）８が、画像処理
装置９に接続されて構成されたものである。
は、照明光源１と、この照明光源１からフィルター群２
を通過した光を絞る照明系絞り３と、該照明系絞り３で
絞られた光を反射するハーフミラー４と、該ハーフミラ
ー４の反射面側に配設された対物レンズ５と、ハーフミ
ラー４の反射面と反対の側に配設された結像系絞り６
と、該結像系絞り６の後方に配置されたＣＣＤカメラ７
とからなる光学撮像系（光学認識手段）８が、画像処理
装置９に接続されて構成されたものである。
【０００５】また、このような測定装置によって測定さ
れる試料としては、例えば図４（ａ）、（ｂ）に示すよ
うに、基板１０上に既形成実素子パターン（図示略）の
合わせずれ測定専用パターン（以下、主尺と呼称する）
１１を形成し、この主尺１１上に被加工膜１２を介して
重ねパターン（図示略）の合わせずれ測定専用パターン
（以下、副尺と呼称する）１３を形成したウエハ１４が
用いられる。
れる試料としては、例えば図４（ａ）、（ｂ）に示すよ
うに、基板１０上に既形成実素子パターン（図示略）の
合わせずれ測定専用パターン（以下、主尺と呼称する）
１１を形成し、この主尺１１上に被加工膜１２を介して
重ねパターン（図示略）の合わせずれ測定専用パターン
（以下、副尺と呼称する）１３を形成したウエハ１４が
用いられる。
【０００６】そして、このようなウエハ１４の合わせず
れを図３に示した測定装置で測定するには、まず、図３
に示すように測定装置における所定位置、すなわち対物
レンズ５の前にウエハ１４をセットする。次いで、照明
光源１を点灯して照明光をウエハ１４に照射する。その
後、この状態でウエハ１４の、前記主尺１１と副尺１３
とをＣＣＤカメラ７で撮像し、得られた電荷像を画像処
理装置９で図４（ｂ）で示したような状態に可視画像化
する。そして、このようにして得られた可視画像より、
例えば図４（ｂ）に示す例の場合、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ等の
位置を検出することによって主尺１１と副尺１３との合
わせずれ量を検出測定する。
れを図３に示した測定装置で測定するには、まず、図３
に示すように測定装置における所定位置、すなわち対物
レンズ５の前にウエハ１４をセットする。次いで、照明
光源１を点灯して照明光をウエハ１４に照射する。その
後、この状態でウエハ１４の、前記主尺１１と副尺１３
とをＣＣＤカメラ７で撮像し、得られた電荷像を画像処
理装置９で図４（ｂ）で示したような状態に可視画像化
する。そして、このようにして得られた可視画像より、
例えば図４（ｂ）に示す例の場合、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ等の
位置を検出することによって主尺１１と副尺１３との合
わせずれ量を検出測定する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３の
測定装置を用いた方法では、そもそも実際に形成した素
子パターンとは異なる位置に形成した、合わせずれ測定
のための専用パターンで主尺１１と副尺１３との間の合
わせずれを測定することから、測定結果が、実際に形成
した素子パターンと重ねパターン（フォトレジストパタ
ーン）との本来のずれ量と異なってしまうことがある。
また、ウエハ１４の各チップ領域内に、実際の素子パタ
ーン以外に主尺１１となるパターンを形成しなければな
らないため、チップの必要面積がその分大きくなってし
まい、これにより半導体装置の小型化、高集積化が損な
われてしまう。
測定装置を用いた方法では、そもそも実際に形成した素
子パターンとは異なる位置に形成した、合わせずれ測定
のための専用パターンで主尺１１と副尺１３との間の合
わせずれを測定することから、測定結果が、実際に形成
した素子パターンと重ねパターン（フォトレジストパタ
ーン）との本来のずれ量と異なってしまうことがある。
また、ウエハ１４の各チップ領域内に、実際の素子パタ
ーン以外に主尺１１となるパターンを形成しなければな
らないため、チップの必要面積がその分大きくなってし
まい、これにより半導体装置の小型化、高集積化が損な
われてしまう。
【０００８】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、より本来の合わせずれに
近い合わせずれ量を測定でき、しかもチップ内の無効領
域を少なくして半導体装置の小型化、高集積化を進める
ことができるようした、合わせずれ測定装置および合わ
せずれ測定方法を提供することにある。
で、その目的とするところは、より本来の合わせずれに
近い合わせずれ量を測定でき、しかもチップ内の無効領
域を少なくして半導体装置の小型化、高集積化を進める
ことができるようした、合わせずれ測定装置および合わ
せずれ測定方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明における請求項１
記載の合わせずれ測定装置では、既形成実素子パターン
および実パターンのそれぞれの位置を光学的に検出して
これら位置を認識する光学認識手段と、既形成実素子パ
ターンの設計位置と実パターンの設計位置との位置関係
を記憶した設計データ記憶手段と、前記設計データ記憶
手段から前記位置関係を取り出し、これを基に前記既形
成実素子パターンを基準にしたときの前記実パターンの
設計位置を読みだす設計位置読み出し手段と、前記光学
認識手段に認識された実パターンの位置と前記設計位置
読み出し手段によって読みだされた実パターンの設計位
置とを比較し、そのずれ量を検出する検出手段と、を備
えてなることを前記課題の解決手段とした。
記載の合わせずれ測定装置では、既形成実素子パターン
および実パターンのそれぞれの位置を光学的に検出して
これら位置を認識する光学認識手段と、既形成実素子パ
ターンの設計位置と実パターンの設計位置との位置関係
を記憶した設計データ記憶手段と、前記設計データ記憶
手段から前記位置関係を取り出し、これを基に前記既形
成実素子パターンを基準にしたときの前記実パターンの
設計位置を読みだす設計位置読み出し手段と、前記光学
認識手段に認識された実パターンの位置と前記設計位置
読み出し手段によって読みだされた実パターンの設計位
置とを比較し、そのずれ量を検出する検出手段と、を備
えてなることを前記課題の解決手段とした。
【００１０】請求項２記載の合わせずれ測定装置では、
請求項１記載の合わせずれ測定装置における、設計位置
読み出し手段と検出手段とに代えて、前記光学認識手段
によって認識された前記既形成実素子パターンおよび実
パターンの位置を可視画像として表示するとともに、前
記設計データ記憶手段から前記位置関係を取り出し、こ
れを基に前記既形成実素子パターンを基準にしたときの
前記実パターンの設計位置を表示する画像処理手段と、
前記画像処理手段で表示された実パターンの位置と実パ
ターンの設計位置とを比較し、そのずれ量を検出する検
出手段と、を備えてなることを前記課題の解決手段とし
た。
請求項１記載の合わせずれ測定装置における、設計位置
読み出し手段と検出手段とに代えて、前記光学認識手段
によって認識された前記既形成実素子パターンおよび実
パターンの位置を可視画像として表示するとともに、前
記設計データ記憶手段から前記位置関係を取り出し、こ
れを基に前記既形成実素子パターンを基準にしたときの
前記実パターンの設計位置を表示する画像処理手段と、
前記画像処理手段で表示された実パターンの位置と実パ
ターンの設計位置とを比較し、そのずれ量を検出する検
出手段と、を備えてなることを前記課題の解決手段とし
た。
【００１１】請求項３記載の合わせずれ測定装置では、
既形成実素子パターンおよび実パターンのそれぞれの位
置を光学的に検出してこれら位置を認識する工程と、既
形成実素子パターンの設計位置と実パターンの設計位置
との位置関係を記憶する工程と、先に記憶した前記既形
成実素子パターンの設計位置と前記実パターンの設計位
置との位置関係を取り出し、これを基に前記既形成実素
子パターンを基準にしたときの前記実パターンの設計位
置を読みだす工程と、先に認識した実パターンの位置と
先に読みだされた実パターンの設計位置とを比較し、そ
のずれ量を検出する工程と、を具備してなることを前記
課題の解決手段とした。
既形成実素子パターンおよび実パターンのそれぞれの位
置を光学的に検出してこれら位置を認識する工程と、既
形成実素子パターンの設計位置と実パターンの設計位置
との位置関係を記憶する工程と、先に記憶した前記既形
成実素子パターンの設計位置と前記実パターンの設計位
置との位置関係を取り出し、これを基に前記既形成実素
子パターンを基準にしたときの前記実パターンの設計位
置を読みだす工程と、先に認識した実パターンの位置と
先に読みだされた実パターンの設計位置とを比較し、そ
のずれ量を検出する工程と、を具備してなることを前記
課題の解決手段とした。
【００１２】請求項４記載の合わせずれ測定装置では、
既形成実素子パターンおよび実パターンのそれぞれの位
置を光学的に検出してこれら位置を認識する工程と、既
形成実素子パターンの設計位置と実パターンの設計位置
との位置関係を記憶する工程と、先に認識した前記既形
成実素子パターンおよび実パターンの位置を可視画像と
して表示するとともに、先に記憶した前記既形成実素子
パターンの設計位置と前記実パターンの設計位置との位
置関係を取り出し、これを基に前記既形成実素子パター
ンを基準にしたときの該実パターンの設計位置を表示す
る工程と、表示された実パターンの位置と実パターンの
設計位置とを比較し、そのずれ量を検出する工程と、を
具備してなることを前記課題の解決手段とした。
既形成実素子パターンおよび実パターンのそれぞれの位
置を光学的に検出してこれら位置を認識する工程と、既
形成実素子パターンの設計位置と実パターンの設計位置
との位置関係を記憶する工程と、先に認識した前記既形
成実素子パターンおよび実パターンの位置を可視画像と
して表示するとともに、先に記憶した前記既形成実素子
パターンの設計位置と前記実パターンの設計位置との位
置関係を取り出し、これを基に前記既形成実素子パター
ンを基準にしたときの該実パターンの設計位置を表示す
る工程と、表示された実パターンの位置と実パターンの
設計位置とを比較し、そのずれ量を検出する工程と、を
具備してなることを前記課題の解決手段とした。
【００１３】本発明によれば、従来のごとく既形成実素
子パターンとは別に、主尺となる合わせずれ測定専用の
パターンを形成する必要がなくなる。また、実パターン
の位置ずれ（合わせずれ）を、その設計位置との比較に
よって検出することから、従来のごとく、主尺、副尺と
もに実際の素子パターンとして形成したものでなく合わ
せずれ測定専用のパターンを用い、これらから間接的に
合わせずれを検出していたのに比べ、本来の合わせずれ
により近い合わせずれ量が得られる。
子パターンとは別に、主尺となる合わせずれ測定専用の
パターンを形成する必要がなくなる。また、実パターン
の位置ずれ（合わせずれ）を、その設計位置との比較に
よって検出することから、従来のごとく、主尺、副尺と
もに実際の素子パターンとして形成したものでなく合わ
せずれ測定専用のパターンを用い、これらから間接的に
合わせずれを検出していたのに比べ、本来の合わせずれ
により近い合わせずれ量が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態に
より詳しく説明する。図１は本発明における請求項２記
載の合わせずれ測定装置の一実施形態例を示す図であ
り、図１中符号２０は合わせずれ測定装置（以下、測定
装置と略称する）である。この測定装置２０が図３に示
した測定装置と異なるところは、主に、半導体装置にお
いてその基板上に形成される、各種のパターンについて
の設計位置を記憶し、かつ各種のパターン間、特にある
実素子パターンと、この実素子パターンの上に重ねられ
もしくはその近傍に形成された実パターンとの間の位置
関係を記憶する設計データ記憶部（設計データ記憶手
段）２１を備えた点にある。なお、ここで言うパターン
とは、下地に対し段差を有して形成されたものを指して
いる。
より詳しく説明する。図１は本発明における請求項２記
載の合わせずれ測定装置の一実施形態例を示す図であ
り、図１中符号２０は合わせずれ測定装置（以下、測定
装置と略称する）である。この測定装置２０が図３に示
した測定装置と異なるところは、主に、半導体装置にお
いてその基板上に形成される、各種のパターンについて
の設計位置を記憶し、かつ各種のパターン間、特にある
実素子パターンと、この実素子パターンの上に重ねられ
もしくはその近傍に形成された実パターンとの間の位置
関係を記憶する設計データ記憶部（設計データ記憶手
段）２１を備えた点にある。なお、ここで言うパターン
とは、下地に対し段差を有して形成されたものを指して
いる。
【００１５】図１に示した測定装置２０は、従来と同様
の光学撮像系（光学認識手段）８と、これに接続した画
像処理装置（画像処理手段）２２と、前記設計データ記
憶部２１とを備えて構成されたものであり、設計データ
記憶部２１は画像処理装置２２に接続されたものとなっ
ている。画像処理装置２２は、本実施形態例では後述す
るように光学撮像系８によって認識されたウエハ１４上
の既形成実素子パターンおよび実パターンの位置を可視
画像として表示するとともに、設計データ記憶部２１か
ら記憶されたパターン間の位置関係を取り出し、これを
基に既形成実素子パターンを基準にしたときの実パター
ンの設計位置を表示するものである。
の光学撮像系（光学認識手段）８と、これに接続した画
像処理装置（画像処理手段）２２と、前記設計データ記
憶部２１とを備えて構成されたものであり、設計データ
記憶部２１は画像処理装置２２に接続されたものとなっ
ている。画像処理装置２２は、本実施形態例では後述す
るように光学撮像系８によって認識されたウエハ１４上
の既形成実素子パターンおよび実パターンの位置を可視
画像として表示するとともに、設計データ記憶部２１か
ら記憶されたパターン間の位置関係を取り出し、これを
基に既形成実素子パターンを基準にしたときの実パター
ンの設計位置を表示するものである。
【００１６】また、この画像処理装置２２には、該画像
処理手段２２で表示した実パターンの位置と実パターン
の設計位置とを比較し、そのずれ量を検出する検出部
（検出手段）２３が設けられている。この検出部２３
は、例えば表示された実パターンの基準位置と実パター
ンの基準位置とのずれを演算等によって求め、これによ
りずれ量を検出するものである。
処理手段２２で表示した実パターンの位置と実パターン
の設計位置とを比較し、そのずれ量を検出する検出部
（検出手段）２３が設けられている。この検出部２３
は、例えば表示された実パターンの基準位置と実パター
ンの基準位置とのずれを演算等によって求め、これによ
りずれ量を検出するものである。
【００１７】次に、このような構成の測定装置２０によ
る合わせずれ測定方法を基に、本発明における請求項４
記載の測定方法の一実施形態例を説明する。まず、合わ
せずれを測定するための試料として、従来と異なり、合
わせずれ測定専用パターンを形成することなく、図２
（ａ）に示すように単に既形成実素子パターン２４を形
成し、さらにこれの上に一部を重ねた状態でフォトレジ
ストパターン等の実パターン２５を形成したウエハ２６
（図１参照）を用意する。なお、このようなウエハ２６
としては、例えば実際のフォトレジストパターン形成プ
ロセスにおいて、多数のウエハからなる１ロット分を処
理するに先立ち、テスト的に１枚のウエハのみにフォト
レジストパターンの形成を行ったものがそのまま用いら
れる。以下、ここでの測定に用いるウエハ２６について
は、１ロットの中でテスト的に先行して作製されたもの
とする。
る合わせずれ測定方法を基に、本発明における請求項４
記載の測定方法の一実施形態例を説明する。まず、合わ
せずれを測定するための試料として、従来と異なり、合
わせずれ測定専用パターンを形成することなく、図２
（ａ）に示すように単に既形成実素子パターン２４を形
成し、さらにこれの上に一部を重ねた状態でフォトレジ
ストパターン等の実パターン２５を形成したウエハ２６
（図１参照）を用意する。なお、このようなウエハ２６
としては、例えば実際のフォトレジストパターン形成プ
ロセスにおいて、多数のウエハからなる１ロット分を処
理するに先立ち、テスト的に１枚のウエハのみにフォト
レジストパターンの形成を行ったものがそのまま用いら
れる。以下、ここでの測定に用いるウエハ２６について
は、１ロットの中でテスト的に先行して作製されたもの
とする。
【００１８】また、これとは別に、図２（ｂ）に示すよ
うな、ウエハ２６に形成した既形成実素子パターン２４
の設計位置２４ａ、および実パターン２５の設計位置２
５ａと、これらの間の位置関係についてのデータを設計
データ記憶部２１に入力し、記憶させておく。次に、従
来と同様にウエハ２６を測定装置２０の所定位置、すな
わち対物レンズ５の前にセットし、さらに照明光源１を
点灯して照明光をウエハ２６に照射する。そして、この
状態でウエハ２６の、前記既形成実素子パターン２４と
実パターン２５とをＣＣＤカメラ７で撮像することによ
り、得られた電荷像を画像処理装置２２で図２（ａ）で
示したとおりの可視画像として表示し、すなわち既形成
実素子パターン２４および実パターン２５のそれぞれの
位置を光学的に検出し、これら位置を認識する。
うな、ウエハ２６に形成した既形成実素子パターン２４
の設計位置２４ａ、および実パターン２５の設計位置２
５ａと、これらの間の位置関係についてのデータを設計
データ記憶部２１に入力し、記憶させておく。次に、従
来と同様にウエハ２６を測定装置２０の所定位置、すな
わち対物レンズ５の前にセットし、さらに照明光源１を
点灯して照明光をウエハ２６に照射する。そして、この
状態でウエハ２６の、前記既形成実素子パターン２４と
実パターン２５とをＣＣＤカメラ７で撮像することによ
り、得られた電荷像を画像処理装置２２で図２（ａ）で
示したとおりの可視画像として表示し、すなわち既形成
実素子パターン２４および実パターン２５のそれぞれの
位置を光学的に検出し、これら位置を認識する。
【００１９】次いで、先に記憶した既形成実素子パター
ン２４の設計位置２４ａと実パターン２５の設計位置２
５ａとの位置関係データを取り出し、このデータを画像
処理装置２２に送り、図２（ｃ）に示すように該画像処
理装置２２上で先に表示し認識した既形成実素子パター
ン２４と実パターン２５との上に、これらの設計位置２
４ａ、２５ａを合成して表示する。ここで、設計位置２
４ａ、２５ａを表示するにあたっては、既形成実素子パ
ターン２４を基準とし、これに既形成実素子パターン２
４の設計位置２４ａを重ね合わせることによって合成す
る。なお、このように既形成実素子パターン２４の上に
その設計位置２４ａを重ね合わせることから、画像処理
装置２２には、図２（ｃ）に示したように既形成実素子
パターン２４（あるいはその設計位置２４ａ）のみしか
表示されなくなる。
ン２４の設計位置２４ａと実パターン２５の設計位置２
５ａとの位置関係データを取り出し、このデータを画像
処理装置２２に送り、図２（ｃ）に示すように該画像処
理装置２２上で先に表示し認識した既形成実素子パター
ン２４と実パターン２５との上に、これらの設計位置２
４ａ、２５ａを合成して表示する。ここで、設計位置２
４ａ、２５ａを表示するにあたっては、既形成実素子パ
ターン２４を基準とし、これに既形成実素子パターン２
４の設計位置２４ａを重ね合わせることによって合成す
る。なお、このように既形成実素子パターン２４の上に
その設計位置２４ａを重ね合わせることから、画像処理
装置２２には、図２（ｃ）に示したように既形成実素子
パターン２４（あるいはその設計位置２４ａ）のみしか
表示されなくなる。
【００２０】その後、画像処理装置２２で表示した実パ
ターン２５の位置と実パターン２５の設計位置２５ａと
を比較し、そのずれ量を検出部２３によって検出する。
すなわち、図２（ｃ）の例では、Ａ1 、Ｂ1 、Ｃ1 、Ｄ
1 の位置を認識することで横方向の合わせずれ量を測定
することができ、Ａ2 、Ｂ2 、Ｃ2 、Ｄ2 の位置を認識
することで縦方向の合わせずれ量を測定することができ
るのである。
ターン２５の位置と実パターン２５の設計位置２５ａと
を比較し、そのずれ量を検出部２３によって検出する。
すなわち、図２（ｃ）の例では、Ａ1 、Ｂ1 、Ｃ1 、Ｄ
1 の位置を認識することで横方向の合わせずれ量を測定
することができ、Ａ2 、Ｂ2 、Ｃ2 、Ｄ2 の位置を認識
することで縦方向の合わせずれ量を測定することができ
るのである。
【００２１】このような合わせずれ測定装置２０による
測定方法にあっては、従来のごとく既形成実素子パター
ンとは別に、主尺１１となる合わせずれ測定専用のパタ
ーンを形成する必要がないため、ウエハ２６の各チップ
領域において前記主尺１１の面積に相当する無効領域を
なくすことができ、したがって得られる半導体装置の小
型化、高集積化を進めることができる。また、従来のご
とく、主尺１１、副尺１３ともに実際の素子パターンと
して形成したものでなく合わせずれ測定専用のパターン
を用い、これらから間接的に合わせずれを検出していた
のに比べ、本測定方法では、実パターン２５の位置ずれ
（合わせずれ）を、その設計位置２５ａとの比較によっ
て検出することから、本来の合わせずれにより近い、す
なわち高精度の合わせずれ量を得ることができる。した
がって、本実施形態例のごとく、ウエハ２６が１ロット
の中でテスト的に先行して作製されたものである場合、
求められた合わせずれ量を基にして他のウエハに対して
の露光を補正調節することにより、得られる半導体装置
がパターンずれによって不良品となるのを防止すること
ができ、さらに、より高い精度でパターン形成が行える
ことから、半導体装置の特性を向上することもできる。
また、形成パターンがフォトレジストである場合、該フ
ォトレジストパターンを再生処理し、再生したフォトレ
ジストパターンを用いてパターン形成を行うことによ
り、形成パターンとしてフォトレジストパターンを形成
したウエハ２６自体が不良品となるのを防止することも
できる。なお、フォトレジストパターンの再生処理に
は、通常、硫酸過水やシンナーが用いられる。
測定方法にあっては、従来のごとく既形成実素子パター
ンとは別に、主尺１１となる合わせずれ測定専用のパタ
ーンを形成する必要がないため、ウエハ２６の各チップ
領域において前記主尺１１の面積に相当する無効領域を
なくすことができ、したがって得られる半導体装置の小
型化、高集積化を進めることができる。また、従来のご
とく、主尺１１、副尺１３ともに実際の素子パターンと
して形成したものでなく合わせずれ測定専用のパターン
を用い、これらから間接的に合わせずれを検出していた
のに比べ、本測定方法では、実パターン２５の位置ずれ
（合わせずれ）を、その設計位置２５ａとの比較によっ
て検出することから、本来の合わせずれにより近い、す
なわち高精度の合わせずれ量を得ることができる。した
がって、本実施形態例のごとく、ウエハ２６が１ロット
の中でテスト的に先行して作製されたものである場合、
求められた合わせずれ量を基にして他のウエハに対して
の露光を補正調節することにより、得られる半導体装置
がパターンずれによって不良品となるのを防止すること
ができ、さらに、より高い精度でパターン形成が行える
ことから、半導体装置の特性を向上することもできる。
また、形成パターンがフォトレジストである場合、該フ
ォトレジストパターンを再生処理し、再生したフォトレ
ジストパターンを用いてパターン形成を行うことによ
り、形成パターンとしてフォトレジストパターンを形成
したウエハ２６自体が不良品となるのを防止することも
できる。なお、フォトレジストパターンの再生処理に
は、通常、硫酸過水やシンナーが用いられる。
【００２２】なお、前記形態例では、本発明における光
学認識手段としてＣＣＤカメラ７を備えた光学撮像系８
を用いたが、本発明はこれに限定されることなく、他に
例えば、レーザスキャンを用い、散乱光のパターンを光
の強弱で検出することによって各パターンの段差部とな
るエッジ部分を検出し、これにより既形成実素子パター
ン２４と実パターン２５との位置を認識するようにして
もよい。また、前記形態例では、画像処理装置２２を用
いてこれに各パターンを表示させ、また合成処理を行わ
せたが、本発明は必ずしも可視画像として表示させるこ
となく、コンピューター等による計算のみによって合わ
せずれ量を検出するようにしてもよい。さらに、本発明
では、設計データがあるものであればフォトレジストパ
ターン以外のパターンであってももちろんその位置合わ
せずれを測定することができ、また、実素子パターンが
既形成実素子パターンに重ねられるパターンでなくて
も、該既形成実素子パターンの近傍に形成されるもので
あればやはりその合わせずれを測定することができる。
学認識手段としてＣＣＤカメラ７を備えた光学撮像系８
を用いたが、本発明はこれに限定されることなく、他に
例えば、レーザスキャンを用い、散乱光のパターンを光
の強弱で検出することによって各パターンの段差部とな
るエッジ部分を検出し、これにより既形成実素子パター
ン２４と実パターン２５との位置を認識するようにして
もよい。また、前記形態例では、画像処理装置２２を用
いてこれに各パターンを表示させ、また合成処理を行わ
せたが、本発明は必ずしも可視画像として表示させるこ
となく、コンピューター等による計算のみによって合わ
せずれ量を検出するようにしてもよい。さらに、本発明
では、設計データがあるものであればフォトレジストパ
ターン以外のパターンであってももちろんその位置合わ
せずれを測定することができ、また、実素子パターンが
既形成実素子パターンに重ねられるパターンでなくて
も、該既形成実素子パターンの近傍に形成されるもので
あればやはりその合わせずれを測定することができる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明の合わせずれ
測定装置および測定方法は、既形成実素子パターンとは
別の、主尺となる合わせずれ測定専用パターンの形成を
不要にしたものであるから、基体上の各チップ領域にお
いて前記主尺の面積に相当する無効領域をなくすことが
でき、したがって得られる半導体装置の小型化、高集積
化を進めることができる。また、従来のごとく、主尺、
副尺ともに実際の素子パターンとして形成したものでな
く合わせずれ測定専用のパターンを用い、これらから間
接的に合わせずれを検出していたのに比べ、本発明で
は、実パターンの位置ずれ（合わせずれ）を、その設計
位置との比較によって検出することから、本来の合わせ
ずれにより近い、すなわち高精度の合わせずれ量を得る
ことができる。したがって、例えば測定試料が１ロット
の中でテスト的に先行して作製されたものである場合、
求められた合わせずれ量を基にして他の基板に対しての
実パターン形成を補正調節することにより、得られる半
導体装置がパターンずれによって不良品となるのを防止
することができ、さらに、より高い精度でパターン形成
が行えることから、半導体装置の特性を向上することも
できる。
測定装置および測定方法は、既形成実素子パターンとは
別の、主尺となる合わせずれ測定専用パターンの形成を
不要にしたものであるから、基体上の各チップ領域にお
いて前記主尺の面積に相当する無効領域をなくすことが
でき、したがって得られる半導体装置の小型化、高集積
化を進めることができる。また、従来のごとく、主尺、
副尺ともに実際の素子パターンとして形成したものでな
く合わせずれ測定専用のパターンを用い、これらから間
接的に合わせずれを検出していたのに比べ、本発明で
は、実パターンの位置ずれ（合わせずれ）を、その設計
位置との比較によって検出することから、本来の合わせ
ずれにより近い、すなわち高精度の合わせずれ量を得る
ことができる。したがって、例えば測定試料が１ロット
の中でテスト的に先行して作製されたものである場合、
求められた合わせずれ量を基にして他の基板に対しての
実パターン形成を補正調節することにより、得られる半
導体装置がパターンずれによって不良品となるのを防止
することができ、さらに、より高い精度でパターン形成
が行えることから、半導体装置の特性を向上することも
できる。
【図１】本発明の合わせずれ測定装置の概略構成図であ
る。
る。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は本発明の測定方法の原理を説
明するための平面図である。
明するための平面図である。
【図３】従来の合わせずれ測定装置の概略構成図であ
る。
る。
【図４】（ａ）は従来の測定方法において用いられる試
料の要部側断面図、（ｂ）は（ａ）に示した試料の平面
図である。
料の要部側断面図、（ｂ）は（ａ）に示した試料の平面
図である。
８ 光学撮像系（光学認識手段）
２０ 合わせずれ測定装置
２１ 設計データ記憶部（設計データ記憶手段）
２２ 画像処理装置（画像処理手段）
２３ 検出部（検出手段）
２４ 既形成素子パターン
２４ａ 既形成素子パターンの設計位置
２５ 実パターン
２５ａ 実パターンの設計位置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01B 11/00
H01L 21/027
H01L 21/66
Claims (4)
- 【請求項１】 基体上に形成された既形成実素子パター
ンと、該既形成実素子パターンの上に重ねられもしくは
その近傍に形成された実パターンとの間の、合わせずれ
を測定するための合わせずれ測定装置であって、 前記既形成実素子パターンおよび実パターンのそれぞれ
の位置を光学的に検出してこれら位置を認識する光学認
識手段と、 前記既形成実素子パターンの設計位置と前記実パターン
の設計位置との位置関係を記憶した設計データ記憶手段
と、 前記設計データ記憶手段から前記位置関係を取り出し、
これを基に前記既形成実素子パターンを基準にしたとき
の前記実パターンの設計位置を読みだす設計位置読み出
し手段と、 前記光学認識手段に認識された実パターンの位置と前記
設計位置読み出し手段によって読みだされた実パターン
の設計位置とを比較し、そのずれ量を検出する検出手段
と、 を備えてなることを特徴とする合わせずれ測定装置。 - 【請求項２】 基体上に形成された既形成実素子パター
ンと、該既形成実素子パターンの上に重ねられもしくは
その近傍に形成された実パターンとの間の、合わせずれ
を測定するための合わせずれ測定装置であって、 前記既形成実素子パターンおよび実パターンのそれぞれ
の位置を光学的に検出してこれら位置を認識する光学認
識手段と、 前記既形成実素子パターンの設計位置と前記実パターン
の設計位置との位置関係を記憶した設計データ記憶手段
と、 前記光学認識手段によって認識された前記既形成実素子
パターンおよび実パターンの位置を可視画像として表示
するとともに、前記設計データ記憶手段から前記位置関
係を取り出し、これを基に前記既形成実素子パターンを
基準にしたときの前記実パターンの設計位置を表示する
画像処理手段と、 前記画像処理手段で表示された実パターンの位置と実パ
ターンの設計位置とを比較し、そのずれ量を検出する検
出手段と、 を備えてなることを特徴とする合わせずれ測定装置。 - 【請求項３】 基体上に形成された既形成実素子パター
ンと、該既形成実素子パターンの上に重ねられもしくは
その近傍に形成された実パターンとの間の、合わせずれ
を測定するための合わせずれ測定方法であって、 前記既形成実素子パターンおよび実パターンのそれぞれ
の位置を光学的に検出してこれら位置を認識する工程
と、 前記既形成実素子パターンの設計位置と前記実パターン
の設計位置との位置関係を記憶する工程と、先に記憶し
た前記既形成実素子パターンの設計位置と前記実パター
ンの設計位 置との位置関係を取り出し、これを基に前記既形成実素
子パターンを基準にしたときの前記実パターンの設計位
置を読みだす工程と、 先に認識した実パターンの位置と先に読みだされた実パ
ターンの設計位置とを比較し、そのずれ量を検出する工
程と、 を具備してなることを特徴とする合わせずれ測定方法。 - 【請求項４】 基体上に形成された既形成実素子パター
ンと、該既形成実素子パターンの上に重ねられもしくは
その近傍に形成された実パターンとの間の、合わせずれ
を測定するための合わせずれ測定方法であって、 前記既形成実素子パターンおよび実パターンのそれぞれ
の位置を光学的に検出してこれら位置を認識する工程
と、 前記既形成実素子パターンの設計位置と前記実パターン
の設計位置との位置関係を記憶する工程と、 先に認識した前記既形成実素子パターンおよび実パター
ンの位置を可視画像として表示するとともに、先に記憶
した前記既形成実素子パターンの設計位置と前記実パタ
ーンの設計位置との位置関係を取り出し、これを基に前
記既形成実素子パターンを基準にしたときの該実パター
ンの設計位置を表示する工程と、 表示された実パターンの位置と実パターンの設計位置と
を比較し、そのずれ量を検出する工程と、 を具備してなることを特徴とする合わせずれ測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23368095A JP3365166B2 (ja) | 1995-09-12 | 1995-09-12 | 合わせずれ測定装置および合わせずれ測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23368095A JP3365166B2 (ja) | 1995-09-12 | 1995-09-12 | 合わせずれ測定装置および合わせずれ測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0979818A JPH0979818A (ja) | 1997-03-28 |
| JP3365166B2 true JP3365166B2 (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=16958861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23368095A Expired - Fee Related JP3365166B2 (ja) | 1995-09-12 | 1995-09-12 | 合わせずれ測定装置および合わせずれ測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3365166B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007232464A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Omron Corp | 寸法測定方法およびこれの実施に用いる寸法計測装置 |
| JP4950550B2 (ja) * | 2006-04-21 | 2012-06-13 | 株式会社東芝 | パターン合わせずれ計測方法およびプログラム |
| JP5899492B2 (ja) * | 2012-03-30 | 2016-04-06 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
-
1995
- 1995-09-12 JP JP23368095A patent/JP3365166B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0979818A (ja) | 1997-03-28 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |