JP3526848B2 - レジストマーク - Google Patents
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70605—Workpiece metrology
- G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
- G03F7/70633—Overlay, i.e. relative alignment between patterns printed by separate exposures in different layers, or in the same layer in multiple exposures or stitching
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
において、重ね合わせ精度測定のためのレジストマ−ク
に関する。
において、重ね合わせ精度測定のためのレジストマ−ク
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体集積回路装置のパタ−ン
形成工程として、フォトリソグラフィ技術が用いられて
いる。このフォトリソグラフィ技術は、ガラス基板上に
露光光に対して遮光性を有するクロム等で集積回路パタ
−ンを形成したフォトマスクを用いて、半導体基板（以
下、ウエハと称す。）上に形成されたレジストを選択的
に露光及び感光させる。
形成工程として、フォトリソグラフィ技術が用いられて
いる。このフォトリソグラフィ技術は、ガラス基板上に
露光光に対して遮光性を有するクロム等で集積回路パタ
−ンを形成したフォトマスクを用いて、半導体基板（以
下、ウエハと称す。）上に形成されたレジストを選択的
に露光及び感光させる。
【０００３】次に、このレジストをアルカリ現像するこ
とによって、集積回路パタ−ンが転写されたレジストパ
タ−ンを得ることができる。このレジストパタ−ンの形
成過程において、ウエハとレジストパタ−ンとの高精度
の位置合わせが必要不可欠となる。この位置合わせを行
うため、露光機においては、フォトマスク上に形成され
たフォトマスクの位置計測マ−クと、ウエハ上に予め形
成されたウエハの位置計測マ−クとの相互の位置関係を
検知及び計測した後、露光を行う。この露光により形成
されたレジストパタ−ンとウエハとの絶対的な位置関係
の確認は、集積回路パタ−ンと同時に転写、形成された
重ね合わせ精度測定用のレジストマ−クと、ウエハ上に
予め形成されたウエハの位置計測マ−クとのずれ量を重
ね合わせ精度測定機により測定することにより行われ
る。
とによって、集積回路パタ−ンが転写されたレジストパ
タ−ンを得ることができる。このレジストパタ−ンの形
成過程において、ウエハとレジストパタ−ンとの高精度
の位置合わせが必要不可欠となる。この位置合わせを行
うため、露光機においては、フォトマスク上に形成され
たフォトマスクの位置計測マ−クと、ウエハ上に予め形
成されたウエハの位置計測マ−クとの相互の位置関係を
検知及び計測した後、露光を行う。この露光により形成
されたレジストパタ−ンとウエハとの絶対的な位置関係
の確認は、集積回路パタ−ンと同時に転写、形成された
重ね合わせ精度測定用のレジストマ−クと、ウエハ上に
予め形成されたウエハの位置計測マ−クとのずれ量を重
ね合わせ精度測定機により測定することにより行われ
る。
【０００４】図3は、ウエハの位置計測マ−クの形成工
程を説明するための断面工程図。
程を説明するための断面工程図。
【０００５】図4は、重ね合わせ精度測定用のレジスト
マ−クの形成工程を説明するための断面工程図。これら
図3及び図4を用いて、ウエハの位置計測マ−ク及び重ね
合わせ精度測定用のレジストマ−クの形成工程を説明す
る。
マ−クの形成工程を説明するための断面工程図。これら
図3及び図4を用いて、ウエハの位置計測マ−ク及び重ね
合わせ精度測定用のレジストマ−クの形成工程を説明す
る。
【０００６】先ず、図3(a)及び図4(a)に示すように、例
えば、ポリシリコンの下地膜11を成膜したウエハ上にレ
ジスト12を塗布した状態である。このレジスト12を露光
かつ、現像することにより、図3(b)及び図4(b)に示すウ
エハの位置計測マ−クのレジストパタ−ン13、及び重ね
合わせ精度測定用のレジストマ−ク13を得る。図3(c)
は、レジストパタ−ン13をエッチングマスクとして下地
膜を選択除去することにより得られた下地膜の段差構造
14を示し、図4(c)は、レジストパタ−ン13をエッチング
マスクとして下地膜を選択除去することにより得られた
下地マ−ク14を示す。図3(d)及び図4(d)は、ウエハ全面
のレジストを除去した後の状態を示す。図3(e)及び図4
(e)は、例えば酸化珪素15をウエハ全面に成膜した状態
を示しており、図3(f)及び図4(f)は、レジストを塗布し
た状態を示している。図3(f)は、露光装置において使用
するウエハの位置計測用マ−クの最終的な断面構造図で
ある。図4(g)は、レジスト16を露光及び現像をすること
により得られた重ね合わせ精度測定用のレジストマ−ク
の最終的な断面構造図である。
えば、ポリシリコンの下地膜11を成膜したウエハ上にレ
ジスト12を塗布した状態である。このレジスト12を露光
かつ、現像することにより、図3(b)及び図4(b)に示すウ
エハの位置計測マ−クのレジストパタ−ン13、及び重ね
合わせ精度測定用のレジストマ−ク13を得る。図3(c)
は、レジストパタ−ン13をエッチングマスクとして下地
膜を選択除去することにより得られた下地膜の段差構造
14を示し、図4(c)は、レジストパタ−ン13をエッチング
マスクとして下地膜を選択除去することにより得られた
下地マ−ク14を示す。図3(d)及び図4(d)は、ウエハ全面
のレジストを除去した後の状態を示す。図3(e)及び図4
(e)は、例えば酸化珪素15をウエハ全面に成膜した状態
を示しており、図3(f)及び図4(f)は、レジストを塗布し
た状態を示している。図3(f)は、露光装置において使用
するウエハの位置計測用マ−クの最終的な断面構造図で
ある。図4(g)は、レジスト16を露光及び現像をすること
により得られた重ね合わせ精度測定用のレジストマ−ク
の最終的な断面構造図である。
【０００７】露光装置におけるウエハの位置検出は、図
3(f)における下地膜の段差構造14のエッジ位置の検出を
することにより行われる。同様に重ね合わせ精度測定
は、図4(g)における下地マ−ク14とレジストマ−ク17の
エッジ位置の検出をすることにより行われる。ウエハの
位置検出マ−クと重ね合わせ精度測定マ−クの両マ−ク
におけるエッジ位置の検出方法は同様であるので、重ね
合わせ精度測定マ−クのエッジ位置の検出方法を例に取
り、その説明を以下行う。
3(f)における下地膜の段差構造14のエッジ位置の検出を
することにより行われる。同様に重ね合わせ精度測定
は、図4(g)における下地マ−ク14とレジストマ−ク17の
エッジ位置の検出をすることにより行われる。ウエハの
位置検出マ−クと重ね合わせ精度測定マ−クの両マ−ク
におけるエッジ位置の検出方法は同様であるので、重ね
合わせ精度測定マ−クのエッジ位置の検出方法を例に取
り、その説明を以下行う。
【０００８】図5(a)は、重ね合わせ精度測定マ−ク100
の平面図であり、図5(b)は、図5(a)中のA-A'線に沿って
切った時の重ね合わせ精度測定マ−ク100の断面図であ
る。図5(a)及び図5(b)は、下地マ−ク110が、膜厚の厚
い酸化珪素膜120に覆われており、その上にレジストマ
−ク130が形成されている重ね合わせ精度測定マ−ク100
を示している。ここで、レジストマ−ク130の抜き領域
幅である寸法(a)は15μｍ〜35μｍであり、レジスト領
域の幅である寸法(b)は数10μｍである。
の平面図であり、図5(b)は、図5(a)中のA-A'線に沿って
切った時の重ね合わせ精度測定マ−ク100の断面図であ
る。図5(a)及び図5(b)は、下地マ−ク110が、膜厚の厚
い酸化珪素膜120に覆われており、その上にレジストマ
−ク130が形成されている重ね合わせ精度測定マ−ク100
を示している。ここで、レジストマ−ク130の抜き領域
幅である寸法(a)は15μｍ〜35μｍであり、レジスト領
域の幅である寸法(b)は数10μｍである。
【０００９】図6(a)はＣＣＤカメラ等により取り込まれ
た重ね合わせ精度測定マ−ク100の画像デ−タ200の説明
図である。エッジ位置の検出は、どの場所のエッジで行
っても同様であるため、画像デ−タ200におけるレジス
トマ−クのエッジ210のX-X'方向を例にとって説明す
る。先ず、画像デ−タ200をX-X'方向に沿った明暗強度
の波形信号へと変換する。図6(b)は、 X-X'方向に沿っ
た明暗強度の波形信号211の説明図である。この波形信
号211において極大、極小により挟まれた波形区間212を
設定し、波形信号高さの半分となる位置213を求める。
この位置213がエッジ認識位置となる。
た重ね合わせ精度測定マ−ク100の画像デ−タ200の説明
図である。エッジ位置の検出は、どの場所のエッジで行
っても同様であるため、画像デ−タ200におけるレジス
トマ−クのエッジ210のX-X'方向を例にとって説明す
る。先ず、画像デ−タ200をX-X'方向に沿った明暗強度
の波形信号へと変換する。図6(b)は、 X-X'方向に沿っ
た明暗強度の波形信号211の説明図である。この波形信
号211において極大、極小により挟まれた波形区間212を
設定し、波形信号高さの半分となる位置213を求める。
この位置213がエッジ認識位置となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の半導体装置の製造方法では、レジストパタ−ン
の形成は、レジスト膜中に過剰に残留している有機溶媒
を飛ばすため、または高分子の架橋反応によりレジスト
パタ−ンを硬化させるために１００℃を超える温度での
熱処理を行う必要がある。しかしながら、この熱処理を
行うことにより、サ−マルフロ−と言われるレジストパ
タ−ンのエッジ部の変形が起こる。このレジストパタ−
ンのエッジ部の変形は、寸法の大きなレジストパタ−
ン、つまり延在方向でのエッジ間の距離が長いレジスト
パタ−ンほど応力が大きいため顕著に起こる。ここで、
例えば、エッジ間の距離は、20μｍ〜30μｍである。
た従来の半導体装置の製造方法では、レジストパタ−ン
の形成は、レジスト膜中に過剰に残留している有機溶媒
を飛ばすため、または高分子の架橋反応によりレジスト
パタ−ンを硬化させるために１００℃を超える温度での
熱処理を行う必要がある。しかしながら、この熱処理を
行うことにより、サ−マルフロ−と言われるレジストパ
タ−ンのエッジ部の変形が起こる。このレジストパタ−
ンのエッジ部の変形は、寸法の大きなレジストパタ−
ン、つまり延在方向でのエッジ間の距離が長いレジスト
パタ−ンほど応力が大きいため顕著に起こる。ここで、
例えば、エッジ間の距離は、20μｍ〜30μｍである。
【００１１】図7は重ね合わせ精度測定マ−クのサ−マ
ルフロ−による影響を示す説明図であって、図7(a)は重
ね合わせ精度測定マ−ク300の上面からの説明図、図7
(b)は図7(a)をＡ−Ａ‘線に沿って切った断面図であ
る。図7(a)及び図7(b)には、下地マ−ク310が、二酸化
珪素膜320により全面を覆われたウエハ（図示せず）
に、レジストマ−ク330を形成した重ね合わせ精度測定
マ−クを示している。レジストマ−ク330のエッジ部
は、サ−マルフロ−の影響により変形している。
ルフロ−による影響を示す説明図であって、図7(a)は重
ね合わせ精度測定マ−ク300の上面からの説明図、図7
(b)は図7(a)をＡ−Ａ‘線に沿って切った断面図であ
る。図7(a)及び図7(b)には、下地マ−ク310が、二酸化
珪素膜320により全面を覆われたウエハ（図示せず）
に、レジストマ−ク330を形成した重ね合わせ精度測定
マ−クを示している。レジストマ−ク330のエッジ部
は、サ−マルフロ−の影響により変形している。
【００１２】図8は、レジストマ−ク330のエッジ位置の
検出におけるサ−マルフロ−の影響を示す説明図であ
る。図8(a)はCCDカメラなどにより取り込まれた重ね合
わせ精度測定マ−ク300の上面からの画像デ−タ400の説
明図である。図8(b)は、画像デ−タ400におけるレジス
トマ−ク、紙面上左側のエッジ410のX-X'方向に沿った
明暗強度の波形信号411の説明図である。この波形信号4
11において極大、極小により挟まれた波形区間412を設
定し、波形信号高さの半分となる位置413を求めること
により、レジストマ−ク330のエッジ位置を認識する。
位置413は変形したレジストマ−ク330のエッジ部の波形
信号411から算出されるため、もし、サ−マルフロ−の
影響により変形したレジストマ−ク330のエッジ部を用
いて位置検出すれば、位置合わせ精度が下がることは言
うまでもない。
検出におけるサ−マルフロ−の影響を示す説明図であ
る。図8(a)はCCDカメラなどにより取り込まれた重ね合
わせ精度測定マ−ク300の上面からの画像デ−タ400の説
明図である。図8(b)は、画像デ−タ400におけるレジス
トマ−ク、紙面上左側のエッジ410のX-X'方向に沿った
明暗強度の波形信号411の説明図である。この波形信号4
11において極大、極小により挟まれた波形区間412を設
定し、波形信号高さの半分となる位置413を求めること
により、レジストマ−ク330のエッジ位置を認識する。
位置413は変形したレジストマ−ク330のエッジ部の波形
信号411から算出されるため、もし、サ−マルフロ−の
影響により変形したレジストマ−ク330のエッジ部を用
いて位置検出すれば、位置合わせ精度が下がることは言
うまでもない。
【００１３】本発明は、上記問題を解決し、サ−マルフ
ロ−の影響によるレジストマ−クの変形を抑制し、位置
合わせ精度の向上するレジストマ−ク及びそれを用いた
半導体装置の製造方法を提供する。
ロ−の影響によるレジストマ−クの変形を抑制し、位置
合わせ精度の向上するレジストマ−ク及びそれを用いた
半導体装置の製造方法を提供する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、下層膜のマスクとして用いられるレジストにおけ
る、重ね合わせ精度測定用のレジストマークは、半導体
基板の表面側に設けられたレジストに開口部が設けら
れ、各々が開口部の周辺に沿った複数のスリットをレジ
ストに設けて構成されることを特徴とする。
に、下層膜のマスクとして用いられるレジストにおけ
る、重ね合わせ精度測定用のレジストマークは、半導体
基板の表面側に設けられたレジストに開口部が設けら
れ、各々が開口部の周辺に沿った複数のスリットをレジ
ストに設けて構成されることを特徴とする。
【００１５】本願発明のレジストマークは、第１の枠か
らなる第１のパターンと、この第１の枠の内側に第１の
パターンから離間して形成された所定の枠状の第２のパ
ターンとが、少なくとも一部で接続されている構成とな
っている。
らなる第１のパターンと、この第１の枠の内側に第１の
パターンから離間して形成された所定の枠状の第２のパ
ターンとが、少なくとも一部で接続されている構成とな
っている。
【００１６】また、本願発明のレジストマークの第１の
パターンの幅より第２のパターンの幅が小さいことや、
このパターンは四角いリング状である等の特徴も有す
る。
パターンの幅より第２のパターンの幅が小さいことや、
このパターンは四角いリング状である等の特徴も有す
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施形態に
ついて図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第
1の実施形態のレジストマ−クの説明に供する図であ
り、図1(a)は第1の実施形態の重ね合わせ精度測定マ−
ク500の平面図であり、図1(b)は、図1(a)中のＡ−Ａ'線
に沿って切った時の第1の実施形態の重ね合わせ精度測
定マ−ク500の断面図である。
ついて図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第
1の実施形態のレジストマ−クの説明に供する図であ
り、図1(a)は第1の実施形態の重ね合わせ精度測定マ−
ク500の平面図であり、図1(b)は、図1(a)中のＡ−Ａ'線
に沿って切った時の第1の実施形態の重ね合わせ精度測
定マ−ク500の断面図である。
【００１８】図1(a)及び図1(b)に示すように、層間膜、
例えば二酸化シリコン膜520が、下地マ−ク510aとして
働く開口部を有する下地膜、例えばポリシリコン膜510
の上に形成される。このポリシリコン膜520の上には、
レジストマ−ク530、540が形成されている。このレジス
トマ−ク530、540は、第1のパタ−ン540と第2のパタ−
ン530からなる。 第1のパタ−ン540は、所定形状の第1
の枠からなり、かつこの第1の枠の内側から外側に向か
う方向の幅が第1の寸法である。第2のパタ−ンは、第1
の枠の内側で第1のパタ−ンから離間して形成され、所
定形状の第2の枠からなり、かつこの第2の枠の内側から
外側に向かう方向の幅が第1の寸法より小さい第2の寸法
からなる第2のパタ−ンとからなる。ここで、第1の実施
形態では第1及び第2の枠を四角形状のものを用いる。こ
こで、第1のパタ−ン540の第1の寸法は20μｍ〜30μｍ
で、第2のパタ−ンの第2の寸法（図中、a）は0.3μm 〜
10.0μm、第1及び第2のパタ−ン間の寸法（図中、b）は
0.3μm 〜10.0μmである。
例えば二酸化シリコン膜520が、下地マ−ク510aとして
働く開口部を有する下地膜、例えばポリシリコン膜510
の上に形成される。このポリシリコン膜520の上には、
レジストマ−ク530、540が形成されている。このレジス
トマ−ク530、540は、第1のパタ−ン540と第2のパタ−
ン530からなる。 第1のパタ−ン540は、所定形状の第1
の枠からなり、かつこの第1の枠の内側から外側に向か
う方向の幅が第1の寸法である。第2のパタ−ンは、第1
の枠の内側で第1のパタ−ンから離間して形成され、所
定形状の第2の枠からなり、かつこの第2の枠の内側から
外側に向かう方向の幅が第1の寸法より小さい第2の寸法
からなる第2のパタ−ンとからなる。ここで、第1の実施
形態では第1及び第2の枠を四角形状のものを用いる。こ
こで、第1のパタ−ン540の第1の寸法は20μｍ〜30μｍ
で、第2のパタ−ンの第2の寸法（図中、a）は0.3μm 〜
10.0μm、第1及び第2のパタ−ン間の寸法（図中、b）は
0.3μm 〜10.0μmである。
【００１９】露光により形成されたレジストパタ−ンと
ウエハとの絶対的な位置関係の確認は、集積回路パタ−
ンと同時に転写、形成された重ね合わせ精度測定用のレ
ジストマ−ク、つまり第1のパタ−ン540と第2のパタ−
ン530からなるレジストマ−クと、ウエハ上に予め形成
されたウエハの位置計測マ−ク、つまり下地膜に形成さ
れた下地マ−ク510とのずれ量を重ね合わせ精度測定機
により測定することにより行われる。 具体的には、重
ね合わせ精度測定は、下地マ−ク510aと、第2のパタ−
ン530の内側の両エッジ位置を検出することによって行
われる。
ウエハとの絶対的な位置関係の確認は、集積回路パタ−
ンと同時に転写、形成された重ね合わせ精度測定用のレ
ジストマ−ク、つまり第1のパタ−ン540と第2のパタ−
ン530からなるレジストマ−クと、ウエハ上に予め形成
されたウエハの位置計測マ−ク、つまり下地膜に形成さ
れた下地マ−ク510とのずれ量を重ね合わせ精度測定機
により測定することにより行われる。 具体的には、重
ね合わせ精度測定は、下地マ−ク510aと、第2のパタ−
ン530の内側の両エッジ位置を検出することによって行
われる。
【００２０】図１(c)、(d)は本発明の第1の実施形態の
変形例のレジストマ−クの説明に供する図であり、図1
(c)は第1の実施形態の変形例の重ね合わせ精度測定マ−
ク500の平面図であり、図1(d)は、図1(c)中のＡ−Ａ'線
に沿って切った時の第1の実施形態の変形例の重ね合わ
せ精度測定マ−ク500の断面図である。
変形例のレジストマ−クの説明に供する図であり、図1
(c)は第1の実施形態の変形例の重ね合わせ精度測定マ−
ク500の平面図であり、図1(d)は、図1(c)中のＡ−Ａ'線
に沿って切った時の第1の実施形態の変形例の重ね合わ
せ精度測定マ−ク500の断面図である。
【００２１】本発明の第1の実施形態の変形例のレジス
トマ−クは、第2のパタ−ン530の枠内の二酸化シリコン
膜520上に第3のパタ−ン550を有することを特徴とす
る。本発明の第1の実施形態の変形例のレジストマ−ク
は、第3のパタ−ン550を有するので、位置合わせ後のレ
ジストパタ−ンをマスクとするエッチング工程により、
重ね合わせ精度測定マ−ク500部における不要な二酸化
シリコン膜520のエッチングを防止することができる。
トマ−クは、第2のパタ−ン530の枠内の二酸化シリコン
膜520上に第3のパタ−ン550を有することを特徴とす
る。本発明の第1の実施形態の変形例のレジストマ−ク
は、第3のパタ−ン550を有するので、位置合わせ後のレ
ジストパタ−ンをマスクとするエッチング工程により、
重ね合わせ精度測定マ−ク500部における不要な二酸化
シリコン膜520のエッチングを防止することができる。
【００２２】上述した本発明のレジストマ−ク530、540
は、第1のパタ−ン540と第2のパタ−ン530からなり、位
置検出の際には第2のパタ−ン530のエッジを使用する。
サ−マルフロ−によるエッジ部の変形は、レジストマ−
クのエッジ間、つまり幅の寸法に依存する。従って、こ
の第2のパタ−ン530は、サ−マルフロ−の影響を受けな
い程度の幅、例えば0.3μm 〜10.0μmに設定されている
ため、エッジ部の変形が起きづらく、さらにマスクした
い部分は、第2のパタ−ン530から所定距離離れた所に形
成された、幅の広い第1のパタ−ン540で二酸化シリコン
膜520が覆われているので、不要なエッチングが避けら
れる。 このように、本発明のレジストマ−クは、サ−
マルフロ−の影響によるレジストマ−クの変形を低減
し、かつ本来のレジストパタ−ンのマスクとしての機能
も保持される。これによって位置合わせ精度が向上する
レジストマ−ク530、540が得られる。また、本発明のレ
ジストマ−クを用いた半導体装置の製造方法は、上述し
たレジストマ−クを用いて行われるため、半導体製造工
程全体における位置合わせ精度を向上することができ、
これに伴ない、歩留まりを向上させることが可能にな
る。また、このレジストマ−クを用いて下地膜に形成さ
れる位置計測マ−クも精度良く、形成されるため、位置
計測の精度も向上する。
は、第1のパタ−ン540と第2のパタ−ン530からなり、位
置検出の際には第2のパタ−ン530のエッジを使用する。
サ−マルフロ−によるエッジ部の変形は、レジストマ−
クのエッジ間、つまり幅の寸法に依存する。従って、こ
の第2のパタ−ン530は、サ−マルフロ−の影響を受けな
い程度の幅、例えば0.3μm 〜10.0μmに設定されている
ため、エッジ部の変形が起きづらく、さらにマスクした
い部分は、第2のパタ−ン530から所定距離離れた所に形
成された、幅の広い第1のパタ−ン540で二酸化シリコン
膜520が覆われているので、不要なエッチングが避けら
れる。 このように、本発明のレジストマ−クは、サ−
マルフロ−の影響によるレジストマ−クの変形を低減
し、かつ本来のレジストパタ−ンのマスクとしての機能
も保持される。これによって位置合わせ精度が向上する
レジストマ−ク530、540が得られる。また、本発明のレ
ジストマ−クを用いた半導体装置の製造方法は、上述し
たレジストマ−クを用いて行われるため、半導体製造工
程全体における位置合わせ精度を向上することができ、
これに伴ない、歩留まりを向上させることが可能にな
る。また、このレジストマ−クを用いて下地膜に形成さ
れる位置計測マ−クも精度良く、形成されるため、位置
計測の精度も向上する。
【００２３】以下、本発明の第2の実施形態について図
面を参照しながら説明する。図2は本発明の第2の実施形
態のレジストマ−クの説明に供する図であり、図2(a)は
第2の実施形態の重ね合わせ精度測定マ−ク600の平面図
であり、図2(b)は、図2(a)中のＡ−Ａ'線に沿って切っ
た時の第2の実施形態の重ね合わせ精度測定マ−ク600の
断面図である。
面を参照しながら説明する。図2は本発明の第2の実施形
態のレジストマ−クの説明に供する図であり、図2(a)は
第2の実施形態の重ね合わせ精度測定マ−ク600の平面図
であり、図2(b)は、図2(a)中のＡ−Ａ'線に沿って切っ
た時の第2の実施形態の重ね合わせ精度測定マ−ク600の
断面図である。
【００２４】図2(a)及び図2(b)に示すように、層間膜、
例えば二酸化シリコン膜620が、下地マ−ク610aとして
働く開口部を有する下地膜、例えばポリシリコン膜610
の上に形成される。この二酸化シリコン膜620の上に
は、レジストマ−ク630、640が形成されている。
例えば二酸化シリコン膜620が、下地マ−ク610aとして
働く開口部を有する下地膜、例えばポリシリコン膜610
の上に形成される。この二酸化シリコン膜620の上に
は、レジストマ−ク630、640が形成されている。
【００２５】本発明の第2の実施形態のレジストマ−ク
は、レジストマ−クを構成する第1のパタ−ン640と第2
のパタ−ン630を各枠の隅で接続した構成660を特徴とす
る。
は、レジストマ−クを構成する第1のパタ−ン640と第2
のパタ−ン630を各枠の隅で接続した構成660を特徴とす
る。
【００２６】露光により形成されたレジストパタ−ンと
ウエハとの絶対的な位置関係の確認は、集積回路パタ−
ンと同時に転写、形成された重ね合わせ精度測定用のレ
ジストマ−ク、つまり第1のパタ−ン640と第2のパタ−
ン630からなるレジストマ−クと、ウエハ上に予め形成
されたウエハの位置計測マ−ク、つまり下地膜に形成さ
れた下地マ−ク610aとのずれ量を重ね合わせ精度測定機
により測定することにより行われる。 具体的には、重
ね合わせ精度測定は、下地マ−ク610aと、第2のパタ−
ン630の内側の両エッジ位置を検出することによって行
われる。
ウエハとの絶対的な位置関係の確認は、集積回路パタ−
ンと同時に転写、形成された重ね合わせ精度測定用のレ
ジストマ−ク、つまり第1のパタ−ン640と第2のパタ−
ン630からなるレジストマ−クと、ウエハ上に予め形成
されたウエハの位置計測マ−ク、つまり下地膜に形成さ
れた下地マ−ク610aとのずれ量を重ね合わせ精度測定機
により測定することにより行われる。 具体的には、重
ね合わせ精度測定は、下地マ−ク610aと、第2のパタ−
ン630の内側の両エッジ位置を検出することによって行
われる。
【００２７】本発明の第2の実施形態の変形例のレジス
トマ−クは、第2のパタ−ン630の枠内の二酸化シリコン
膜上に第3のパタ−ン650を有することを特徴とする。本
発明の第2の実施形態の変形例のレジストマ−クは、第3
のパタ−ン650を有するので、位置合わせ後のレジスト
パタ−ンをマスクとするエッチング工程により、重ね合
わせ精度測定マ−ク600部における不要な二酸化シリコ
ン膜のエッチングを防止することができる。
トマ−クは、第2のパタ−ン630の枠内の二酸化シリコン
膜上に第3のパタ−ン650を有することを特徴とする。本
発明の第2の実施形態の変形例のレジストマ−クは、第3
のパタ−ン650を有するので、位置合わせ後のレジスト
パタ−ンをマスクとするエッチング工程により、重ね合
わせ精度測定マ−ク600部における不要な二酸化シリコ
ン膜のエッチングを防止することができる。
【００２８】上述した本発明のレジストマ−ク630、640
は、第1のパタ−ン640と第2のパタ−ン630からなり、位
置検出の際には第2のパタ−ン630のエッジを使用する。
サ−マルフロ−によるエッジ部の変形は、レジストマ−
クのエッジ間、つまり幅の寸法に依存する。従って、こ
の第2のパタ−ン630は、サ−マルフロ−の影響を受けな
い程度の幅、例えば0.3μm 〜10.0μmに設定されている
ため、エッジ部の変形が起きづらく、さらにマスクした
い部分は、第2のパタ−ン630から所定距離離れた所に形
成された、幅の広い第1のパタ−ン640で二酸化シリコン
膜620が覆われているので、不要なエッチングが避けら
れる。このように、本発明のレジストマ−クは、サ−マ
ルフロ−の影響によるレジストマ−クの変形を低減し、
かつ本来のレジストパタ−ンのマスクとしての機能も保
持される。これによって位置合わせ精度が向上するレジ
ストマ−ク630、640が得られる。
は、第1のパタ−ン640と第2のパタ−ン630からなり、位
置検出の際には第2のパタ−ン630のエッジを使用する。
サ−マルフロ−によるエッジ部の変形は、レジストマ−
クのエッジ間、つまり幅の寸法に依存する。従って、こ
の第2のパタ−ン630は、サ−マルフロ−の影響を受けな
い程度の幅、例えば0.3μm 〜10.0μmに設定されている
ため、エッジ部の変形が起きづらく、さらにマスクした
い部分は、第2のパタ−ン630から所定距離離れた所に形
成された、幅の広い第1のパタ−ン640で二酸化シリコン
膜620が覆われているので、不要なエッチングが避けら
れる。このように、本発明のレジストマ−クは、サ−マ
ルフロ−の影響によるレジストマ−クの変形を低減し、
かつ本来のレジストパタ−ンのマスクとしての機能も保
持される。これによって位置合わせ精度が向上するレジ
ストマ−ク630、640が得られる。
【００２９】また、本発明の第2の実施形態のレジスト
マ−クは、レジストマ−クを構成する第1のパタ−ン640
と第2のパタ−ン630を各枠の隅で接続した構成660であ
るため、第2のパタ−ン630が、二酸化シリコン膜620か
ら剥がれる、つまり膜剥がれの問題を防止することがで
きる。また、本発明のレジストマ−クを用いた半導体装
置の製造方法は、上述したレジストマ−クを用いて行わ
れるため、半導体製造工程全体における位置合わせ精度
を向上することができ、これに伴ない、歩留まりを向上
させることが可能になる。また、このレジストマ−クを
用いて下地膜に形成される位置計測マ−クも精度良く、
形成されるため、位置計測の精度も向上する。
マ−クは、レジストマ−クを構成する第1のパタ−ン640
と第2のパタ−ン630を各枠の隅で接続した構成660であ
るため、第2のパタ−ン630が、二酸化シリコン膜620か
ら剥がれる、つまり膜剥がれの問題を防止することがで
きる。また、本発明のレジストマ−クを用いた半導体装
置の製造方法は、上述したレジストマ−クを用いて行わ
れるため、半導体製造工程全体における位置合わせ精度
を向上することができ、これに伴ない、歩留まりを向上
させることが可能になる。また、このレジストマ−クを
用いて下地膜に形成される位置計測マ−クも精度良く、
形成されるため、位置計測の精度も向上する。
【００３０】
【発明の効果】本発明のレジストマ−クは、サ−マルフ
ロ−の影響によるレジストマ−クの変形を低減し、かつ
本来のレジストパタ−ンのマスクとしての機能も保持さ
れる。これによって位置合わせ精度が向上するレジスト
マ−クが得られる。また、本発明のレジストマ−クを用
いた半導体装置の製造方法は、上述したレジストマ−ク
を用いて行われるため、半導体製造工程全体における位
置合わせ精度を向上することができ、これに伴ない、歩
留まりを向上させることが可能になる。また、このレジ
ストマ−クを用いて下地膜に形成される位置計測マ−ク
も精度良く、形成されるため、位置計測の精度も向上す
る。
ロ−の影響によるレジストマ−クの変形を低減し、かつ
本来のレジストパタ−ンのマスクとしての機能も保持さ
れる。これによって位置合わせ精度が向上するレジスト
マ−クが得られる。また、本発明のレジストマ−クを用
いた半導体装置の製造方法は、上述したレジストマ−ク
を用いて行われるため、半導体製造工程全体における位
置合わせ精度を向上することができ、これに伴ない、歩
留まりを向上させることが可能になる。また、このレジ
ストマ−クを用いて下地膜に形成される位置計測マ−ク
も精度良く、形成されるため、位置計測の精度も向上す
る。
【図１】図1(a)は第1の実施形態の重ね合わせ精度測定
マ−クの平面図であり、図1(b)は、図1(a)中のＡ−Ａ'
線に沿って切った時の第1の実施形態の重ね合わせ精度
測定マ−クの断面図である。
マ−クの平面図であり、図1(b)は、図1(a)中のＡ−Ａ'
線に沿って切った時の第1の実施形態の重ね合わせ精度
測定マ−クの断面図である。
【図２】図2(a)は第2の実施形態の重ね合わせ精度測定
マ−クの平面図であり、図2(b)は、図2(a)中のＡ−Ａ'
線に沿って切った時の第2の実施形態の重ね合わせ精度
測定マ−クの断面図である。
マ−クの平面図であり、図2(b)は、図2(a)中のＡ−Ａ'
線に沿って切った時の第2の実施形態の重ね合わせ精度
測定マ−クの断面図である。
【図３】図3は、ウエハの位置計測マ−クの形成工程を
説明するための断面工程図。
説明するための断面工程図。
【図４】図4は、重ね合わせ精度測定用のレジストマ−
クの形成工程を説明するための断面工程図。
クの形成工程を説明するための断面工程図。
【図５】図5(a)は、重ね合わせ精度測定マ−クの平面図
であり、図5(b)は、図5(a)中のA-A'線に沿って切った時
の重ね合わせ精度測定マ−クの断面図である。
であり、図5(b)は、図5(a)中のA-A'線に沿って切った時
の重ね合わせ精度測定マ−クの断面図である。
【図６】図6(a)はＣＣＤカメラ等により取り込まれた重
ね合わせ精度測定マ−クの画像デ−タの説明図である。
図6(b)は、 X-X'方向に沿った明暗強度の波形信号の説
明図である。
ね合わせ精度測定マ−クの画像デ−タの説明図である。
図6(b)は、 X-X'方向に沿った明暗強度の波形信号の説
明図である。
【図７】図7(a)は重ね合わせ精度測定マ−ク300の上面
からの説明図、図7(b)は図7(a)をＡ−Ａ‘線に沿って切
った断面図である。
からの説明図、図7(b)は図7(a)をＡ−Ａ‘線に沿って切
った断面図である。
【図８】図8は、レジストマ−クのエッジ位置の検出に
おけるサ−マルフロ−の影響を示す説明図である。図8
(a)はCCDカメラなどにより取り込まれた重ね合わせ精度
測定マ−クの上面からの画像デ−タの説明図である。図
8(b)は、画像デ−タにおけるレジストマ−ク、紙面上左
側のエッジのX-X'方向に沿った明暗強度の波形信号の説
明図である。
おけるサ−マルフロ−の影響を示す説明図である。図8
(a)はCCDカメラなどにより取り込まれた重ね合わせ精度
測定マ−クの上面からの画像デ−タの説明図である。図
8(b)は、画像デ−タにおけるレジストマ−ク、紙面上左
側のエッジのX-X'方向に沿った明暗強度の波形信号の説
明図である。
500：重ね合わせ精度測定マ−ク500
510：ポリシリコン膜510
510a：下地マ−ク510a
520：二酸化シリコン膜520
530：第2のパタ−ン530（レジストマ−ク）
540：第1のパタ−ン540（レジストマ−ク）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開2000−133560（ＪＰ，Ａ)
特開2000−21737（ＪＰ，Ａ)
特開2000−10254（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−258776（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−306821（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−112102（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/027
G03F 9/00
Claims (5)
- 【請求項１】 下層膜のマスクとして用いられるレジス
トにおける、重ね合わせ精度測定用のレジストマーク
は、半導体基板の表面側に設けられたレジストに開口部
が設けられ、各々が該開口部の周辺に沿った複数のスリ
ットを該レジストに設けて構成され、該レジストは、層
間膜上に設けられ、該層間膜の下層には下地膜が配置さ
れており、該下地膜には、前記開口部の底部に対応する
領域に該下地膜を開口することで得られるマークが設け
られていることを特徴とするレジストマーク。 - 【請求項２】 前記開口部のエッジ部と前記スリットと
の間に配置されたレジストは０．３μｍ〜１０μｍの幅
を有することを特徴とする請求項１記載のレジストマー
ク。 - 【請求項３】 前記開口部は四角形状であり、前記複数
のスリットの各々は該四角形状の開口部の各辺に沿って
設けられていることを特徴とする請求項１記載のレジス
トマーク。 - 【請求項４】 前記レジストマークは、さらに、前記開
口部内に配置され、前記開口部のエッジ部から離間して
配置されたレジストからなるパターンを有することを特
徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のレジスト
マーク。 - 【請求項５】 前記複数のスリットの各々は直線状であ
ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載
のレジストマーク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002016859A JP3526848B2 (ja) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | レジストマーク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002016859A JP3526848B2 (ja) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | レジストマーク |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36271698A Division JP3288320B2 (ja) | 1998-12-21 | 1998-12-21 | レジストマーク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002252168A JP2002252168A (ja) | 2002-09-06 |
| JP3526848B2 true JP3526848B2 (ja) | 2004-05-17 |
Family
ID=19192030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002016859A Expired - Fee Related JP3526848B2 (ja) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | レジストマーク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3526848B2 (ja) |
-
2002
- 2002-01-25 JP JP2002016859A patent/JP3526848B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002252168A (ja) | 2002-09-06 |
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