JP4738643B2 - 合わせずれ測定方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置や液晶装置等の製造の際のマスクやレチクルの合わせずれを測定する合わせずれ測定方法に関するものである。
【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ーンが形成される。回路パターン形成の各工程においてマスクないしレチクルが所定の精度で位置合わせがなされていなければ、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、一般的には図9に示す様なバーニアパターン1a等を用いて、目視による合わせずれ測定・検査がなされている。即ち、図10に示すような基準パターン2aと被測定パターン3aとのずれを測定することによる位置合わせずれを測定している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記バーニアパターンを基にして合わせずれを目視により測定する場合においては、各ずれ量を示す全てのパターンを測定するのではなく、ずれ量が判断可能なバーニアを観察することになる。この様に、ずれ量が規格値内である場合においてもずれ量付近の値を示すバーニアパターンを読み取る必要が有る。叉、縦方向と横方向のずれ量を測定する為には、縦方向及び横方向に対応したバーニアパターンを読み取る必要が有り、測定時間がより多く必要となる。この様にマスク若しくはレチクルのずれ量によって判定に必要なパターンと不要なパターンが存在するため、オペレータは各々の規格値に応じた、異なるパターンを認識し、各々のバーニアパターンを読み取りを行わなければならない。従って、連続して判断作業を行う場合やバーニアパターンが複雑である場合にあっては、読み取りの誤りが生じる蓋然性が高い。
【0004】
更に、バーニアパターン等を基にして合わせずれを自動測定する場合にあっては、ずれ量の定量値は求まるが、パターンの形状が複雑である場合に十分な信頼性を得ることは難しいという問題が生ずる。
【0005】
本発明は上記問題点を生じること無く、目視及び自動測定が可能で信頼性の高い合わせずれ測定法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、半導体装置若しくは液晶装置の製造工程における第1の工程により形成された基準パターンと、その後の第2の工程により形成された被測定パターンとを比較して前記基準パターンと前記被測定パターンとのずれ量を測定する合わせずれ測定に用いるパターンであって、前記基準パターンはリング状を成しており、更に前記被測定パターンもリング状を成していることを特徴とする。
【0007】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の合わせずれ測定パターンであって、前記基準パターンは、当該基準パターンのリング状の中心部を通る直線上に第1内部側壁部から対向する第2内部側壁部にかけて中心線パターンを有することを特徴とする。
【0008】
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の合わせずれ測定パターンであって、前記基準パターンは、当該基準パターン上に第1凹部を有し、更に当該基準パターン上において、当該基準パターンのリング状の中心部を基準として当該第1凹部に対向する当該基準パターン上に第2凹部を有することを特徴とする。
【0009】
請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の合わせずれ測定パターンを用いた合わせずれ測定方法であって、前記基準パターンの内周と前記被測定パターンの内周との2つの交点を特定することにより合わせずれの距離を測定し、前記2つの交点により特定される直線と、前記基準パターンにより特定される基準軸との傾きを測定することにより、前記基準パターンと前記被測定パターンとの合わせずれを測定することを特徴とする。
【0010】
請求項5に記載の発明は、請求項2に記載の合わせずれ測定パターンを用いた合わせずれ測定方法であって、前記基準パターンの内周と前記被測定パターンの内周との2つの交点を特定することにより合わせずれの距離を測定し、前記2つの交点により特定される直線と、前記基準パターンのリング部と前記中心線パターンにより特定される基準軸との傾きを測定することにより、前記基準パターンと前記被測定パターンとの合わせずれを測定することを特徴とする。
【0011】
請求項6に記載の発明は、請求項3に記載の合わせずれ測定パターンを用いた合わせずれ測定方法であって、前記基準パターンの内周と前記被測定パターンの内周との2つの交点を特定することにより合わせずれの距離を測定し、前記2つの交点により特定される直線と、前記基準パターンのリング部と前記第1凹部及び前記第2凹部により特定される基準軸との傾きを測定することにより、前記基準パターンと前記被測定パターンとの合わせずれを測定することを特徴とする。
【0012】
請求項7に記載の発明は、半導体装置の製造工程において使用される半導体製造装置であって、請求項4ないし6に記載の合わせずれ測定パターンを用いた合わせずれ測定方法によりマスク若しくはレチクルの合わせずれを測定する機構を有することを特徴とする。
【0013】
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の合わせずれ測定方法を用いた半導体製造装置により製造されたことを特徴とする。
【0014】
請求項9に記載の発明は、液晶装置の製造工程において使用される液晶製造装置であって、請求項4ないし6に記載の合わせずれ測定パターンを用いた合わせずれ測定方法によりマスク若しくはレチクルの合わせずれを測定する機構を有することを特徴とする。
【0015】
請求項10に記載の発明は、請求項9に記載の合わせずれ測定方法を用いた液晶製造装置により製造されたことを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】
本実施の形態においては、半導体装置若しくは液晶装置の製造工程における第1の工程により形成された基準パターンと、その後の第2の工程により形成された被測定パターンとを比較して前記基準パターンと前記被測定パターンとのずれ量を測定する合わせずれ測定に用いるパターン、及び合わせずれ測定パターンを用いた測定方法について述べる。
【0017】
図1は、本発明の実施の形態1にかかる基準パターン1を示す平面図である。更に、図2は本発明の実施の形態1にかかる被測定パターン2を示す平面図である。図1おいて、R1はリング状の基準パターン1の内径を示し、5は内周を、S1は基準パターン1の幅を、8は基準パターン1の中心部を示している。従って、基準パターン1の内周5は、中心部8を中心として半径R1/2の円となる。図2おいて、r1はリング状の被測定パターン2の内径を示している。叉、r2はリング状の被測定パターン2の外径を示し、6は内周を、9は被測定パターン2の中心部を示している。更に、sは被測定パターン2の幅を示している。従って、被測定パターン2の内周6は、中心部9を中心として半径r1/2の円となる。リング状の基準パターン1の内径R1及びリング状の被測定パターン2の外径r2の値は、製品の規格により要求されるレチクル及びマスクのずれ量の規格値により適当な値が選択されるべきである。ここでは、R1>r2の場合について説明する。尚、内径R1及び内径rは、各プロセスにおける合わせずれの規格値により設定されるものであり、幅S1及び幅sは顕微鏡や撮像装置の能力により誤差が生じない範囲に設定されることが望ましい。
【0018】
図3は、半導体装置の製造工程における第1の工程により形成された基準パターン1と、その後の第2の工程により形成された被測定パターン2が合わせずれが規格値の範囲内である場合を示す図である。図3に示す様に、合わせずれが規格値以内である場合は、基準パターン1の内周5と被測定パターン2の内周6は接していない状態である。目視による合わせずれ測定の場合及び自動測定の場合において、この様な状態を認識すれば規格値内であると判断する。
【0019】
図4は、判定が規格値外である場合の基準パターン1及び被測定パターン2の位置関係を表す上面図である。図4において、交点3、4は基準パターン1の内周5と被測定パターン2の内径6との2つの交点である。
【0020】
以下、目視による測定の場合と自動測定の場合について説明する。
【0021】
先ず、目視による測定の場合においては、既述の様に基準パターン1の内周5と被測定パターン2の内周6に交点3、4を観測すると規格値外であると判定すれば良い。この様に基準パターン1のリング部と被測定パターン2により判断基準が設定されているので、規格値以外を表現するパターンを有しないこととなり、これらのパターンを読み取る必要が無い。従って、合わせずれの測定効率の向上に繋がり、更には読み取り時の判断ミスの発生を低減できる。尚、目視による場合は規格値の範囲内外の判断は可能であるが、定量的なずれ量を測定することはできない。
【0022】
次に、自動測定による場合において、規格値内外を判断する基準は目視の場合と同様に基準パターン1の内周5と被測定パターン2の内周6に交点3、4の有無によるものとする。即ち、基準パターン1と被測定パターン2との交点3、4を有する場合には規格値外であると判断するものである。
【0023】
ここで、定量的なずれ量の測定方法について以下に説明する。
【0024】
▲1▼先ず図4において、基準パターン1の内周5と被測定パターン2の内周6に交点3、4を観測し当該2点間の距離Tを測定する。この距離Tと内径R1との関係により基準パターン1と被測定パターン2とのずれ量の定量値を特定することが可能となる。
【0025】
例えば、円状の基準パターン1の中心部8と交点3、4により決定される三角形と円状の被測定パターン2の中心部9と交点3、4により決定される三角形を考えた場合、基準パターン1の中心部8と被測定パターン2の中心部9との間の距離がずれ量になる。この2つの三角形は距離Tと基準パターン1の内径R1及び被測定パターン2の内径r2により決定されるものである。即ち、規格値により内径R1と内径r2は設定される為、内径R1と内径r2は既知の値であり、この値が半導体装置の合わせずれ測定の機構に入力等される前提の下においては交点3、4を観測し当該2点間の距離Tを測定することによってずれ量の定量値を得ることができる。
【0026】
▲2▼次に、基準パターン1に対する被測定パターン2の合わせずれの向きを測定する方法について説明する。図4に示すように、基準パターン1により特定される基準パターン1の中心部8を中心としてY軸(基準軸)を特定する。基準パターン1の中心部8を通過する直線のみ特定できれば良い。更に、基準パターン1の内周5と被測定パターン2の内周6における交点3、4間を結ぶ線分を特定する。この様にして特定された当該Y軸(基準軸)と交点3、4間を結ぶ線分との交点における傾きθを測定することにより基準パターン1に対する被測定パターン2の合わせずれの向きを測定することができる。
【0027】
以上の様に構成された合わせずれ測定パターンを用いた合わせずれ測定方法によれば、目視により合わせずれを測定する場合にあっては、合わせずれの測定効率が向上し、読み取りの判断ミスの発生を低減できる。従って、製造効率を向上し、更には製造される半導体装置や液晶装置の製造上の歩留まりを向上することができる。
【0028】
叉、以上の様に構成された自動測定により合わせずれを測定する場合にあっては、パターン形状が単純である為、信頼性の高い合わせずれ測定が可能となる。従って、従来の合わせずれ測定方法に比べ、より適正な規格値の判定が可能となり判定ミスによる不良品の発生を低減することができる。更に、本実施の形態にかかる合わせずれ測定方法を実施する機構を有する半導体製造装置若しくは液晶製造装置により製造される半導体装置や液晶装置の製造上の歩留まりを向上することができる。
【0029】
尚、本実施の形態においては、基準パターン1の外周と被測定パターン2の内周若しくは外周の交点間の距離を求めて合わせずれの定量値を得ることも可能である。
【0030】
図5は、実施の形態1の変形例1にかかる基準パターン10の上面図である。図5において、リング状の基準パターン10は、当該基準パターンのリング状の中心部を通る直線上に第1内部側壁部13から対向する第2内部側壁部14にかけて線分状の中心線パターン11を有する以外は実施の形態1の基準パターン1と同様の構造である。即ち、自動測定を行う場合、実施の形態1においては、Y軸(基準軸)の特定をリング状となる基準パターン1のみによって行うものであるが、本変形例においては、中心線パターン11を有することにより、Y軸(基準軸)の特定を基準パターン10のリング部及び中心線パターン11の2種類のパターンによって特定するものである。
【0031】
図6は、判定が規格値外である場合の基準パターン10及び被測定パターン2の位置関係を表す上面図である。図6に示すように3a、4aは、基準パターン10の内周5と被測定パターン2の内周6との交点である。尚、目視により合わせずれを測定する方法と自動測定により合わせずれのずれ量の定量値を測定する方法については実施の形態1と同様である。ここで、基準パターン10に対する被測定パターン2の合わせずれの向きを測定方法について説明する。図6に示すように、基準パターン10の中心を通過する中心線パターン11に沿ってY軸(基準軸)が設定されている。この様に、基準パターン10のリング部分により特定基準パターン10のリング部及び中心線パターン11によって特定するものである。従って、自動測定においてより正確なY軸(基準軸)の特定が可能となり、合わせずれの傾きの測定精度が向上することとなる。
【0032】
以上、本実施の形態1の変形例1にかかる合わせずれ測定パターンを使用した測定法方によれば、半導体装置及び液晶装置の製造過程におけるマスクの合わせずれをより正確に測定することができるので、規格値内外の判定精度が向上することとなる。即ち、本変形例によれば、半導体装置及び液晶装置の製造上の歩留まりの向上に繋がるものである。
【0033】
次に、本実施の形態1の変形例2について説明する。本変形例においては、基準パターン上にずれ方向の傾きを判定する際に用いるY軸(基準軸)を特定する為の凹状のパターンを有している点に特徴がある。以下図7及び図8を用いて説明する。
【0034】
図7は、実施の形態1の変形例2にかかる基準パターン12の上面図である。図7において、リング状の基準パターン12は、当該基準パターン12のリング状の中心部8を通る直線上に基準パターン12上に凹部15を有し、更に中心部8を基準として対向する当該基準パターン12上に凹部16を有している。その他の構成要素については実施の形態1の基準パターン1と同様の構造である。
【0035】
図8は、判定が規格値外である場合の基準パターン10及び被測定パターン2の位置関係を表す上面図である。図8に示すように3b、4bは、基準パターン12の内周5と被測定パターン2の内周6との交点である。尚、目視により合わせずれを測定する方法と自動測定により合わせずれのずれ量の定量値を測定する方法については実施の形態1と同様である。即ち、本変形例においては、Y軸(基準軸)の特定を基準パターン12のリング部及び凹部15及び凹部16によって特定するものである。この様に、基準パターン10が既述の構造を成すことによりより正確にY軸(基準軸)の特定を行うことができる。Y軸(基準軸)を特定した後の合わせずれの向きの測定方法については実施の形態1と同様である。以上の様に本変形例によれば、より正確にマスクやレチクルの合わせずれの測定が可能となる為、半導体装置及び液晶装置を製造する際に規格値内外の判定がより適正になる。従って、半導体装置及び液晶装置の製造上の歩留まりを向上することができる。
【0036】
【発明の効果】
請求項1及び4に記載の発明によれば、目視により合わせずれを測定する場合にあっては、合わせずれの測定効率が向上し、読み取りの判断ミスの発生を低減できる。従って、製造効率を向上し、製造される半導体装置や液晶装置の製造上の歩留まりを向上することができる。更に、自動測定により合わせずれを測定する場合にあっては、パターン形状が単純である為、信頼性の高い合わせずれ測定が可能となる。従って、従来の合わせずれ測定方法に比べ、より適正な規格値の判定が可能となり判定ミスによる不良品の発生を低減することができる。
【0037】
請求項2及び5に記載の発明によれば、半導体装置及び液晶装置の製造過程におけるマスクの合わせずれをより正確に測定することができるので、規格値内外の判定精度が向上することとなる。従って、半導体装置及び液晶装置の製造上の歩留まりの向上に繋がる
請求項3及び6に記載の発明によれば、半導体装置及び液晶装置の製造過程におけるマスクの合わせずれをより正確に測定することができる。
【0038】
請求項7及び8に記載の発明によれば、半導体装置の製造上の歩留まりを向上することができる。
【0039】
請求項9及び10に記載の発明によれば、液晶装置の製造上の歩留まりを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1にかかる基準パターンを表す平面図である。
【図2】実施の形態1にかかる被測定パターンを表す平面図である。
【図3】実施の形態1にかかる合わせずれ測定方法を説明する為の平面図である。
【図4】実施の形態1にかかる合わせずれ測定方法を説明する為の平面図である。
【図5】実施の形態1の変形例1にかかる基準パターンを表す平面図である。
【図6】実施の形態1の変形例1にかかる合わせずれ測定方法を説明する為の平面図である。
【図7】実施の形態1の変形例2にかかる基準パターンを表す平面図である。
【図8】実施の形態1の変形例2にかかる合わせずれ測定方法を説明する為の平面図である。
【図9】従来例の合わせずれ測定用のパターンの上面図である。
【図10】従来例の合わせずれ測定用のパターンの一部を表す上面図図である。
【符号の説明】
1 基準パターン
2 被測定パターン
3 交点
4 交点
5 基準パターンの内周
6 被測定パターンの内周
8 基準パターンの中心部
9 被測定パターンの中心部。
Claims (3)
- 半導体装置若しくは液晶装置の製造工程における第1の工程により形成されたリング状の基準パターンと、その後の第2の工程により形成されたリング状の被測定パターンと、を比較して前記基準パターンと前記被測定パターンとのずれ量を測定する合わせずれ測定方法であって、
前記基準パターンの内周と前記被測定パターンの内周との2つの交点を特定することにより合わせずれの距離を測定し、
前記2つの交点により特定される直線と、前記基準パターンにより特定される基準軸との傾きを測定することにより、前記基準パターンと前記被測定パターンとの合わせずれを測定する合わせずれ測定方法。 - 半導体装置若しくは液晶装置の製造工程における第1の工程により形成されたリング状の基準パターンであって、前記リング状の基準パターンの中心部を通る直線上に第1内部側壁部から対向する第2内部側壁部にかけて中心線パターンを有する基準パターンと、その後の第2の工程により形成されたリング状の被測定パターンと、を比較して前記基準パターンと前記被測定パターンとのずれ量を測定する合わせずれ測定方法であって、
前記基準パターンの内周と前記被測定パターンの内周との2つの交点を特定することにより合わせずれの距離を測定し、
前記2つの交点により特定される直線と、前記基準パターンのリング部と前記中心線パターンにより特定される基準軸との傾きを測定することにより、前記基準パターンと前記被測定パターンとの合わせずれを測定する合わせずれ測定方法。 - 半導体装置若しくは液晶装置の製造工程における第1の工程により形成されたリング状の基準パターンであって、前記基準パターンは、当該基準パターン上に第1凹部を有し、更に当該基準パターン上において、当該基準パターンのリング状の中心部を基準として当該第1凹部に対向する当該基準パターン上に第2凹部を有する基準パターンと、その後の第2の工程により形成されたリング状の被測定パターンと、を比較して前記基準パターンと前記被測定パターンとのずれ量を測定する合わせずれ測定方法であって、
前記基準パターンの内周と前記被測定パターンの内周との2つの交点を特定することにより合わせずれの距離を測定し、
前記2つの交点により特定される直線と、前記基準パターンのリング部と前記第1凹部及び前記第2凹部により特定される基準軸との傾きを測定することにより、前記基準パターンと前記被測定パターンとの合わせずれを測定する合わせずれ測定方法。
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