JP6014845B1 - Overlay mark, overlay measurement method using the same, and semiconductor device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体の製造工程でパターン層が正確に整列されているかを確認する、新しいオーバーレイマークを提供する。【解決手段】2つの連続するパターン層または1つのパターン層に別々に形成された2つのパターン間の相対的なズレを決定するオーバーレイマーク400であって、正方形の第1オーバーレイ構造410と、前記第1オーバーレイ構造の上下左右にそれぞれ配置される4つのオーバーレイパターン421〜424を備え、前記4つのオーバーレイパターンのそれぞれは、互いに並んだ複数のバー425a〜428dを備える第2オーバーレイ構造420とを含む。【選択図】図7A new overlay mark is provided for confirming whether or not a pattern layer is accurately aligned in a semiconductor manufacturing process. An overlay mark 400 for determining a relative shift between two continuous pattern layers or two patterns formed separately in one pattern layer, the first overlay structure 410 having a square shape, The first overlay structure includes four overlay patterns 421 to 424 arranged on the top, bottom, left, and right, respectively, and each of the four overlay patterns includes a second overlay structure 420 including a plurality of bars 425a to 428d arranged side by side. . [Selection] Figure 7
Description
本発明は、オーバーレイマーク、これを用いたオーバーレイの計測方法、および半導体デバイスの製造方法に関するものである。 The present invention relates to an overlay mark, an overlay measurement method using the overlay mark, and a semiconductor device manufacturing method.
半導体基板上には、複数のパターン層が順次に形成される。また、ダブルパターニングなどにより、1つの層の回路が2つのパターンに分かれて形成されることもある。これらのパターン層または1つの層の複数のパターンが、予め設定された位置に正確に形成されないと、希望する半導体装置を製造することができない。 A plurality of pattern layers are sequentially formed on the semiconductor substrate. Also, a single layer circuit may be formed in two patterns by double patterning or the like. If these pattern layers or a plurality of patterns of one layer are not accurately formed at preset positions, a desired semiconductor device cannot be manufactured.
したがって、パターン層が正確に整列されているかを確認するために、パターン層と同時に形成されるオーバーレイマークが使用される。 Therefore, an overlay mark formed simultaneously with the pattern layer is used to confirm whether the pattern layer is accurately aligned.
オーバーレイマークを用いてオーバーレイを測定する方法は、以下の通りである。まず、前工程、例えばエッチング工程で形成されたパターン層に、パターン層の形成と同時にオーバーレイマークの一部である1つの構造を形成する。そして、後工程、例えばフォトリソグラフィ工程においてフォトレジストにオーバーレイマークの残りの構造を形成する。そして、オーバーレイ測定装置により、前工程で形成されたパターン層のオーバーレイ構造(フォトレジスト層を透過して画像を取得する)とフォトレジスト層のオーバーレイ構造の画像を取得して、これらの画像の中心間のオフセット値を計測してオーバーレイ値を測定する。オーバーレイ値が許容範囲を超えた場合、フォトレジスト層を除去し、再作業する。 A method for measuring an overlay using an overlay mark is as follows. First, one structure which is a part of the overlay mark is formed simultaneously with the formation of the pattern layer in the pattern layer formed in the previous process, for example, the etching process. Then, the remaining structure of the overlay mark is formed on the photoresist in a subsequent process, for example, a photolithography process. Then, the overlay measurement device obtains an image of the overlay structure of the pattern layer formed in the previous step (acquires an image through the photoresist layer) and an overlay structure of the photoresist layer, and the center of these images. Measure the offset value between to measure the overlay value. If the overlay value exceeds the acceptable range, remove the photoresist layer and rework.
本発明は、半導体の製造工程でパターン層が正確に整列されているかを確認するために、パターン層と同時に形成される新しいオーバーレイマークを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a new overlay mark that is formed simultaneously with a pattern layer in order to confirm whether the pattern layer is accurately aligned in a semiconductor manufacturing process.
上述した目的を達成するために、本発明は、2つの連続するパターン層または1つのパターン層に別々に形成された2つのパターンの間の相対的なズレを決定する(乃至は計測する)オーバーレイマークであって、正方形であり、正方形の角の部分と各辺の中心部にはメサ構造が形成され、メサ構造は、並列に配置された複数のトレンチで接続された第1オーバーレイ構造と、前記第1オーバーレイ構造の上下左右にそれぞれ配置される4つのオーバーレイパターンを備え、前記4つのオーバーレイパターンのそれぞれは、互いに並んだ複数のバーを備え、前記複数のバーは、前記第1オーバーレイ構造から離れるほど、長さが長く、幅は狭くなり、長さ方向に沿って交互に形成されたトレンチ構造とメサ構造とを備える第2オーバーレイ構造とを含み、前記第1オーバーレイ構造と第2オーバーレイ構造は、異なるパターン層に形成されるか、または一つのパターン層に別々に形成された異なるパターンと一緒に形成されることを特徴とするオーバーレイマークを提供する。 In order to achieve the above-described object, the present invention provides an overlay that determines (or measures) a relative shift between two consecutive pattern layers or two patterns formed separately in one pattern layer. A mesa structure formed at a corner portion of each square and a central portion of each side, the mesa structure including a first overlay structure connected by a plurality of trenches arranged in parallel; Four overlay patterns arranged on the top, bottom, left, and right of the first overlay structure, each of the four overlay patterns comprising a plurality of bars aligned with each other, the plurality of bars from the first overlay structure The second overlay structure including the trench structure and the mesa structure alternately formed along the length direction becomes longer as the distance increases. And the first overlay structure and the second overlay structure are formed in different pattern layers, or are formed together with different patterns separately formed in one pattern layer. Provide the mark.
前記オーバーレイマークにおいて、それぞれのバーの面積は互いに等しいことが好ましい。 In the overlay mark, the areas of the bars are preferably equal to each other.
また、前記トレンチ構造は、並列に配置された複数のトレンチを含むことがより好ましく、前期メサ構造は、並列に配置された複数のメサを含むことがより好ましい。 The trench structure preferably includes a plurality of trenches arranged in parallel, and the first-stage mesa structure more preferably includes a plurality of mesas arranged in parallel.
また、臨界次元(critical dimension)の測定のために、前記第1オーバーレイ構造の内部に形成された円形の構造をさらに含んでもよい。 In addition, a circular structure formed in the first overlay structure may be further included to measure a critical dimension.
また、前記第2オーバーレイ構造は、90度回転に対して不変体であってもよい。 The second overlay structure may be invariant with respect to a 90 degree rotation.
また、前記オーバーレイパターンの複数のバーの間の間隔が一定であってもよい。 Further, the interval between the plurality of bars of the overlay pattern may be constant.
また、前期4つのオーバーレイパターンのうち、前記第1オーバーレイ構造の上下に配置されるオーバーレイパターンのバーと、前記第1オーバーレイ構造の左右に配置されるオーバーレイパターンのバーは、互いに直交してもよい。 Of the four overlay patterns in the previous period, the overlay pattern bars arranged above and below the first overlay structure and the overlay pattern bars arranged on the left and right sides of the first overlay structure may be orthogonal to each other. .
また、前記第1オーバーレイ構造と第2オーバーレイ構造の回転中心が一致することが好ましい。 In addition, it is preferable that the rotation centers of the first overlay structure and the second overlay structure coincide.
また、前記第2オーバーレイ構造は、前工程によって形成されたパターン層に形成され、前記第1オーバーレイ構造は、後工程によって形成されたパターン層に形成されることが好ましい。 The second overlay structure may be formed in a pattern layer formed in a previous process, and the first overlay structure may be formed in a pattern layer formed in a subsequent process.
本発明は、さらに、2つの連続するパターン層または1つのパターン層に別々に形成された2つのパターンを形成すると同時にオーバーレイマークを形成するステップと、前記オーバーレイマークを用いてオーバーレイ値を測定するステップと、測定されたオーバーレイ値を2つの連続するパターン層または1つのパターン層に別々に形成された2つのパターンを形成するためのプロセス制御に用いるステップとを含み、前記オーバーレイマークは、上述したオーバーレイマークであることを特徴とする半導体素子の製造方法を提供する。 The present invention further includes forming an overlay mark at the same time as forming two continuous pattern layers or two patterns separately formed in one pattern layer, and measuring an overlay value using the overlay mark And using the measured overlay value for process control to form two consecutive pattern layers or two patterns formed separately in one pattern layer, the overlay mark comprising the overlay Provided is a method for manufacturing a semiconductor element, which is a mark.
また、2つの連続するパターン層または1つのパターン層に別々に形成された2つのパターンを形成すると同時に形成されたオーバーレイマークの画像を取得するステップと、前記オーバーレイマークの画像を分析するステップとを含み、前記オーバーレイマークは、上述したオーバーレイマークであることを特徴とするオーバーレイの測定方法を提供する。 And forming two continuous pattern layers or two patterns separately formed on one pattern layer, obtaining an image of the overlay mark formed simultaneously, and analyzing the image of the overlay mark The overlay mark is the overlay mark described above, and provides an overlay measurement method.
本発明に係るオーバーレイマークは、半導体の製造工程でパターン層が正確に整列されているかを確認するマークとして使用することができる。また、1つの層の複数のパターンが正確に整列されているかを確認するマークとして使用することもできる。 The overlay mark according to the present invention can be used as a mark for confirming whether or not the pattern layer is accurately aligned in the semiconductor manufacturing process. It can also be used as a mark for confirming whether a plurality of patterns of one layer are accurately aligned.
以下、添付された図面を参照して、本発明の一実施例を詳細に説明する。しかし、本発明の実施例は、種々の形態に変形することができ、本発明の範囲が以下の実施例に限定されるものと解釈されてはならない。本発明の実施例は、当該分野の通常の知識を有する者に本発明をより詳細に説明するために提供されたものである。したがって、図面における要素の形状などはより明確な説明をするために誇張されたものであり、図面上で同じ符号で示されている要素は同じ要素を意味する。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following embodiments. The embodiments of the present invention are provided to explain the present invention in more detail to those having ordinary skill in the art. Accordingly, the shapes of elements in the drawings are exaggerated for a clearer description, and elements denoted by the same reference numerals in the drawings mean the same elements.
図1は、本発明に係るオーバーレイマークの一実施例を示す平面図である。図1を参照すると、本発明に係るオーバーレイマーク100の一実施例は、第1オーバーレイ構造110と第2オーバーレイ構造120とを含む。オーバーレイマーク100は、ウェハのスクライブレーンに形成されてウェハ上の2つ以上のパターン層の間または単層上の2つ以上のパターンの間のオーバーレイを測定するために提供されてもよい。
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of an overlay mark according to the present invention. Referring to FIG. 1, an embodiment of an
異なるパターン層間のオーバーレイの測定に利用される場合、第1オーバーレイ構造110と第2オーバーレイ構造120が異なるパターン層に形成される。また、同じ層の異なるパターン、例えば、ダブルパターニング工程で形成される2つのパターンの間のオーバーレイ測定に利用される場合には、第1オーバーレイ構造110と第2オーバーレイ構造120が同じ層に形成される。このとき、第1オーバーレイ構造110と第2オーバーレイ構造120は、異なる工程により同じ層に形成される。以下では、便宜上、異なるパターン層間のオーバーレイ測定に基づいて説明する。
When used to measure overlay between different pattern layers, the
図1に示すように、本実施例において、第1オーバーレイ構造110は、正方形の形である。第1オーバーレイ構造110の相対する2辺は、第1方向と平行して、残りの2辺は、第1方向と直交する第2方向と平行する。第1方向と第2方向はそれぞれX軸方向とY軸方向であってもよい。
As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the
第2オーバーレイ構造120は、第1オーバーレイ構造110の上下左右にそれぞれ配置される4つのオーバーレイパターン121、122、123、124を備える。そして、4つのオーバーレイパターン121、122、123、124のそれぞれは、互いに並んだ複数のバー125、126、127、128を備える。各オーバーレイパターン121、122、123、124の複数のバー125、126、127、128は、一定の間隔で配置される。また、オーバーレイパターン121、122、123、124の複数のバー125、126、127、128の長さと幅も互いに等しい。
The
4つのオーバーレイパターン121、122、123、124の中から、第1オーバーレイ構造110の上下に配置されるオーバーレイパターン123、124のバー127、128と、第1オーバーレイ構造110の左右に配置されるオーバーレイパターン121、122のバー125、126は、互いに直交する。第1オーバーレイ構造110の上下に配置されるオーバーレイパターン123、124のバー127、128は、X軸方向に長く延びた形状でY軸方向に沿って配置され、第1オーバーレイ構造110の左右に配置されるオーバーレイパターン121、122のバー125、126は、Y軸方向に長く延びた形状でX軸方向に沿って配置される。左右オーバーレイパターン121、122は、X軸方向のオーバーレイの計測に利用することができ、上下オーバーレイパターン123、124は、Y軸方向のオーバーレイの計測に利用することができる。
Of the four
第1オーバーレイ構造110と第2オーバーレイ構造120の両方とも90度回転に対して不変体であり、第1オーバーレイ構造110と第2オーバーレイ構造120の回転中心Cが一致するので、本実施例のオーバーレイマーク100は、全体が90度回転に対して不変体である。
Since both the
一方、逆に形成してもよいが、前工程で形成されるパターン層には、第2オーバーレイ構造120を形成し、後工程で形成されるパターン層には、第1オーバーレイ構造110を形成することが好ましい。前工程で形成されるパターン層は、後工程で形成されるパターン層に覆われるので、後工程で形成されたパターン層に比べ正確な画像を取得することが難しい。したがって、より正確な測定が容易な第2オーバーレイ構造120を前工程に形成することが有利である。
On the other hand, although it may be formed in reverse, the
図2は、図1に示したオーバーレイパターンの一部を拡大した断面図である。図2に示したように、オーバーレイパターン121、122、123、124の複数のバー125、126、127、128は、それぞれ複数の微細なバー130を備えることが好ましい。オーバーレイマーク100がウェハのダイ領域に適用される設計規則に所定の間隔や幅と同様の間隔や幅を有することが、実際のダイ領域のオーバーレイとオーバーレイマークによって測定されたオーバーレイ間の誤差を減らすのに役立つからである。これらの複数の微細なバー130は、同じ間隔で形成されてもよい。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a part of the overlay pattern shown in FIG. As shown in FIG. 2, the plurality of
図3は、本発明に係るオーバーレイマークの他の実施例を示した平面図である。図3に示した実施例は、第2オーバーレイ構造220において、図1に示した実施例と差があるため、ここでのみ説明をする。図3に示した実施例は、図1に示した実施例とは異なって、第2オーバーレイ構造220が90度回転に対して可変体である。また、180度回転に対しても可変体である。本実施例において、第2オーバーレイ構造220のオーバーレイパターン221、222、223、224は、相対するオーバーレイパターン221と222、223と224のバー225と226、227と228が互いに直交するように構成される。
FIG. 3 is a plan view showing another embodiment of the overlay mark according to the present invention. The embodiment shown in FIG. 3 is different from the embodiment shown in FIG. 1 in the
以下、図1に示したオーバーレイマーク100を用いたオーバーレイの計測方法について説明する。オーバーレイの計測方法は、オーバーレイマーク100の画像を取得するステップと、オーバーレイマーク100の画像を分析するステップとを含む。オーバーレイマーク100は、2つの連続するパターン層または1つのパターン層に別々に形成された2つのパターンを形成すると同時に形成される。
Hereinafter, an overlay measurement method using the
オーバーレイマーク100の画像を取得するステップは、第1オーバーレイ構造110の画像を取得するステップと、第2オーバーレイ構造120の画像を取得するステップと、これらの画像の結合画像を取得するステップとを含んでもよい。
Obtaining an image of
第1オーバーレイ構造110と第2オーバーレイ構造120が異なる層に形成されている場合には、異なる光源を使用して画像を取得してもよい。前工程で形成された第2オーバーレイ構造120は、後工程で形成されたパターン層によって覆われるので、後工程で形成されたパターン層を通過することができる波長の光を利用して画像を取得することが好ましい。
When the
オーバーレイマーク100の画像を分析するステップは、取得された結合画像から第1オーバーレイ構造110の中心と第2オーバーレイ構造120の中心のオフセットを測定するステップであってもよい。また、第2オーバーレイ構造120の中心と第1オーバーレイ構造110の内側端に対応する線の間の距離を測定するステップであってもよい。
The step of analyzing the image of the
以下、図1に示したオーバーレイマーク100を用いた半導体素子の製造方法について説明する。オーバーレイマーク100を用いた半導体素子の製造方法は、オーバーレイマーク100を形成するステップで開始される。2つの連続するパターン層または1つのパターン層に別々に形成された2つのパターンを形成すると同時にオーバーレイマーク100を形成する。
Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor device using the
次に、オーバーレイマーク100を用いてオーバーレイ値を測定する。オーバーレイ値を測定するステップは、上述したオーバーレイの計測方法と同様である。
Next, the overlay value is measured using the
最後に、測定されたオーバーレイ値を2つの連続するパターン層または1つのパターン層に別々に形成された2つのパターンを形成するためのプロセス制御に利用する。つまり、導出されたオーバーレイをプロセス制御に利用して、連続するパターン層または2つのパターンが所定の位置に形成されるようにする。 Finally, the measured overlay value is used for process control to form two consecutive pattern layers or two patterns formed separately on one pattern layer. That is, the derived overlay is used for process control so that a continuous pattern layer or two patterns are formed at predetermined positions.
図4は、本発明に係るオーバーレイマークのさらに他の実施例を示す平面図であり、図5は、図4に示した第2オーバーレイ構造のうちいずれか1つのバーの断面を示す図である。 FIG. 4 is a plan view showing still another embodiment of the overlay mark according to the present invention, and FIG. 5 is a view showing a cross section of any one bar of the second overlay structure shown in FIG. .
図4を参照すると、本実施例は、第1オーバーレイ構造310と第2オーバーレイ構造320と円形構造330とを含む。円形構造330は、第1オーバーレイ構造310の内側に形成される。円形構造330は、光学画像を基におおよその臨界次元(critical dimension)の計測ができるようにする。これを利用して半導体の製造工程において工程の安定性を確保することができる。また、円形構造330は、第1オーバーレイ構造310によるパターン認識(pattern recognition)をする場合、もっとユニークな環境を作ってオーバーレイを測定するためのプロセスであるターゲットセンタリング(target centering)をより安定的に行わせる役割を果たすこともできる。
Referring to FIG. 4, the present embodiment includes a
図4に示すように、本実施例において、第1オーバーレイ構造310は、正方形である。第2オーバーレイ構造320は、第1オーバーレイ構造310の上下左右にそれぞれ配置される4つのオーバーレイパターン321、322、323、324を備える。また、4つのオーバーレイパターン321、322、323、324のそれぞれは互いに並んだ複数のバー325、326、327、328を備える。それぞれのオーバーレイパターン321、322、323、324の複数のバー325、326、327、328は、一定の間隔で配置される。
As shown in FIG. 4, in this embodiment, the
図1に示された実施例とは異なる本実施例の特徴は、1つのオーバーレイパターン(例えば、321)を構成する複数のバー325a、325b、325c、325d、325eの長さと幅が異なることである。複数のバー325a、325b、325c、325d、325eは、それぞれのバー325a、325b、325c、325d、325eの面積が互いに等しくなるように、第1オーバーレイ構造310から遠ざかるほど長さが長くなり、幅は狭くなる。つまり、最も内側に配置されるバー325aは、長さが最も短く、幅は最も広くて、最も外側に配置されるバー325eは、長さが最も長く、幅は最も狭い。
本実施例では、このような構造により、デフォーカス(defocus)が発生しても、単一の幅のバーを備えた場合に比べて精度(precision)の確保が容易であるという利点がある。また、単一の幅のバーを備えた場合に比べて光学中心に近い領域により多くの光の強さ(intensity)情報量の確保が可能なため、下記のメサ、トレンチ型と組み合わされて、精度(precision)の確保が容易であるという利点がある。
The feature of this embodiment that is different from the embodiment shown in FIG. 1 is that the lengths and widths of the plurality of
In this embodiment, such a structure has an advantage that even when defocus occurs, it is easy to ensure the precision as compared with the case where a bar having a single width is provided. In addition, since it is possible to secure a greater amount of light intensity (intensity) information in a region closer to the optical center than when a single-width bar is provided, in combination with the following mesa and trench type, There is an advantage that it is easy to ensure the precision.
図1に示された実施例とは異なる本実施例の他の特徴は、第1オーバーレイ構造310の辺と第2オーバーレイ構造320のバー325、326、327、328が長さ方向に沿ってメサ(mesa、M)の構造とトレンチ(trench、T)構造が交互に形成された形状であることである。図4で濃く表示された部分が凹部分である。図4に示された実施例には、メサ−トレンチ−メサ−トレンチ−メサにそれぞれ1/5ずつの領域が割り当てられていることが示されているが、必要に応じて異なった領域に分割してもよい。
Another feature of this embodiment, which differs from the embodiment shown in FIG. 1, is that the sides of the
このような構造の適用は、オーバーレイマークの製作時の工程上の非対称性によって発生する誤差を減らすことができるという利点がある。 The application of such a structure has an advantage that errors caused by process asymmetry during the production of the overlay mark can be reduced.
図6に示すように、半導体工程によりオーバーレイ構造を製作する場合、構造の両側斜面の角度(α、β)が異なることがある。これらの非対称性はCMP(chemical mechanical polishing)、CVD(chemical vapor deposition)、RIE(reactive−ion etching)などの半導体工程で発生することができる。トレンチ構造またはメサ構造で同じ層のオーバーレイ構造をすべて製作する場合には、これらのオーバーレイマークの制作時の非対称性によって、焦点の高さ、測定に使用される光の波長帯域に応じて、オーバーレイの測定値が異なって測定される問題がある。 As shown in FIG. 6, when an overlay structure is manufactured by a semiconductor process, the angles (α, β) of the slopes on both sides of the structure may be different. These asymmetries can be generated in semiconductor processes such as CMP (chemical mechanical polishing), CVD (chemical vapor deposition), and RIE (reactive-ion etching). When all of the overlay structure of the same layer is manufactured in the trench structure or the mesa structure, the overlay depends on the height of the focus and the wavelength band of the light used for the measurement due to the asymmetry during the production of these overlay marks. There is a problem that the measured values are differently measured.
しかし、図4及び5に示すように、同じ層にトレンチ構造とメサ構造が交互に形成された形態のオーバーレイ構造を使用する場合には、トレンチ構造での誤差とメサ構造での誤差が一部相殺されて、測定の不正確性を最小限に抑えることができるという利点がある。つまり、半導体工程で構造を形成する際に、構造がメサ構造であるかトレンチ構造であるかに応じて非対称性が異なって現れるので、誤差が一部相殺されることがある。また、誤差の大きさを測定して、オーバーレイ測定の精度を高めることもできる。たとえば、オーバーレイマークの中心から同じ距離に配置された一対のトレンチ構造の中心点と、中心から同じ距離に配置された一対のメサ構造の中心点との差を計算する方法によってオーバーレイ構造の不正確性を測定し、これによりオーバーレイ測定の精度を高めることができる。また、トレンチ構造での誤差とメサ構造での誤差を測定して、誤差が小さい構造の測定値を使用することにより、オーバーレイ測定の精度を高めることもできる。 However, as shown in FIGS. 4 and 5, when an overlay structure in which a trench structure and a mesa structure are alternately formed in the same layer is used, an error in the trench structure and an error in the mesa structure are partly. This has the advantage that it can be offset to minimize measurement inaccuracies. In other words, when forming a structure in a semiconductor process, the asymmetry appears differently depending on whether the structure is a mesa structure or a trench structure, so that the error may be partially offset. It is also possible to increase the accuracy of overlay measurement by measuring the magnitude of the error. For example, the overlay structure may be inaccurate by calculating the difference between the center point of a pair of trench structures located at the same distance from the center of the overlay mark and the center point of a pair of mesa structures located at the same distance from the center. The accuracy of the overlay measurement. Further, by measuring the error in the trench structure and the error in the mesa structure, and using the measurement value of the structure with a small error, the overlay measurement accuracy can be improved.
図7は、本発明に係るオーバーレイマークのさらに他の実施例の平面図である。図示するように、2つの連続するパターン層または1つのパターン層に別々に形成された2つのパターン間の相対的なズレを決定する(乃至は計測する)オーバーレイマーク400は、正方形であり、正方形の角の部分と各辺の中央部にはメサ構造Mが形成され、メサ構造Mは、並列に配置された複数のトレンチで接続された第1オーバーレイ構造410と、前記第1オーバーレイ構造410の上下左右にそれぞれ配置される4つのオーバーレイパターン421、422、423、424を備え、前記4つのオーバーレイパターン421、422、423、424のそれぞれは、互いに並んだ複数のバー425、426、427、428を備え、前記複数のバー425、426、427、428は、前記第1オーバーレイ構造410から離れるほど長さが長くなり、幅は狭くなり、長さ方向に沿って交互に形成されたトレンチ構造Tとメサ構造Mを備える第2オーバーレイ構造420を含み、前記第1オーバーレイ構造410と第2オーバーレイ構造420は、異なるパターン層に形成されるか、または1つのパターン層に別々に形成された異なるパターンと一緒に形成されることを特徴とする。
FIG. 7 is a plan view of still another embodiment of an overlay mark according to the present invention. As shown in the figure, an
また、前記オーバーレイマーク400において、各バー425、426、427、428の面積は互いに等しいことが好ましい。
In the
また、前記複数のバー425、426、427、428のトレンチ構造Tは、並列に配置された複数のトレンチを含むことがより好ましく、前記複数のバー425、426、427、428のメサ構造Mは、並列に配置された複数のメサを含むことがより好ましい。 The trench structure T of the plurality of bars 425, 426, 427, and 428 preferably includes a plurality of trenches arranged in parallel, and the mesa structure M of the plurality of bars 425, 426, 427, and 428 is More preferably, it includes a plurality of mesas arranged in parallel.
また、臨界次元(critical dimension)の測定のために、前記第1オーバーレイ構造410の内部に形成された円形構造430をさらに含んでもよい。
In addition, a
また、前記第2オーバーレイ構造420は、90度回転に対して不変体であってもよい。また、前期オーバーレイパターン421、422、423、424の複数のバー425、426、427、428との間の間隔が一定であってもよい。
In addition, the
また、前期4つのオーバーレイパターン421、422、423、424のうち、前記第1オーバーレイ構造410の上下に配置されるオーバーレイパターン423、424のバー427、428と、前記第1オーバーレイ構造410の左右に配置されるオーバーレイパターン421、422のバー425、426は、互いに直交してもよい。
Of the four
また、前記第1オーバーレイ構造410と第2オーバーレイ構造420の回転中心が一致することが好ましい。
In addition, it is preferable that the rotation centers of the
また、前記第2オーバーレイ構造420は、前工程によって形成されたパターン層に形成され、前記第1オーバーレイ構造410は、後工程によって形成されたパターン層に形成されることが好ましい。
The
本発明は、さらに、2つの連続するパターン層または1つのパターン層に別々に形成された2つのパターンを形成すると同時にオーバーレイマーク400を形成するステップと、前記オーバーレイマーク400を用いてオーバーレイ値を測定するステップと、測定されたオーバーレイ値を2つの連続するパターン層または1つのパターン層に別々に形成された2つのパターンを形成するためにプロセス制御に用いるステップとを含み、前記オーバーレイマーク400は、上述したオーバーレイマーク400であることを特徴とする半導体素子の製造方法を提供する。
The present invention further includes forming an
また、2つの連続するパターン層または1つのパターン層に別々に形成された2つのパターンを形成すると同時に形成されたオーバーレイマーク400の画像を取得するステップと、前記オーバーレイマーク400の画像を分析するステップとを含み、前記オーバーレイマーク400は、上述したオーバーレイマーク400であることを特徴とするオーバーレイの測定方法を提供する。
Also, the step of obtaining an image of the
本実施例は、図5に示した実施例とは異なって互いに並んだ2つ以上のトレンチおよび/またはメサが長さ方向に沿って交互に配置される。トレンチ構造だけ互いに並んだ2つ以上のトレンチで形成したり、メサ構造だけ互いに並んだ2つ以上のメサで形成したり、トレンチ構造とメサ構造の両方を互いに並んだ2つ以上で形成したりすることができる。本実施例の構造は、信号の強さを向上させるという利点がある。 In this embodiment, unlike the embodiment shown in FIG. 5, two or more trenches and / or mesas aligned with each other are alternately arranged along the length direction. Only the trench structure is formed with two or more trenches aligned with each other, the mesa structure is formed with two or more mesas aligned with each other, or both the trench structure and the mesa structure are formed with two or more aligned with each other can do. The structure of this embodiment has the advantage of improving the signal strength.
上述した実施例は、本発明の好適な実施例を説明したに過ぎず、本発明の権利範囲は、説明された実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想と請求の範囲内で当該分野の通常の知識を有するものにより、様々な変更、変形、または置換が可能であり、これらの実施例は、本発明の範囲に属するものと理解されるべきである。 The embodiments described above are merely preferred embodiments of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the described embodiments, but the technical idea and claims of the present invention. Various changes, modifications, or substitutions may be made by those having ordinary knowledge in the art, and these examples should be understood to be within the scope of the present invention.
100、200、300、400 オーバーレイマーク
110、310、410 第1オーバーレイ構造
120、220、320、420 第2オーバーレイ構造
121、122、123、124 オーバーレイパターン
125、126、127、128 バー
130 微細なバー
221、222、223、224 オーバーレイパターン
225、226、227、228 バー
321、322、323、324 オーバーレイパターン
421、422、423、424 オーバーレイパターン
425、426、427、428 バー
430 円形構造
100, 200, 300, 400
Claims (10)
正方形であり、正方形の角の部分と各辺の中央部にはメサ構造Mが形成され、メサ構造Mは、並列に配置された複数のトレンチで接続された第1オーバーレイ構造410と、
前記第1オーバーレイ構造410の上下左右にそれぞれ配置される4つのオーバーレイパターン421、422、423、424を備え、前記4つのオーバーレイパターン421、422、423、424のそれぞれは、互いに並んだ複数のバー425、426、427、428を備え、前記複数のバー425、426、427、428は、前記第1オーバーレイ構造410から離れるほど長さが長くなり、幅は狭くなり、長さ方向に沿って交互に形成されたトレンチ構造Tとメサ構造Mを備える第2オーバーレイ構造420を含み、
前記第1オーバーレイ構造410と第2オーバーレイ構造420は、異なるパターン層に形成されるか1つのパターン層に別々に形成された異なるパターンと一緒に形成されることを特徴とするオーバーレイマーク。 An overlay mark 400 for determining a relative shift between two consecutive pattern layers or two patterns formed separately in one pattern layer,
A mesa structure M is formed at a corner portion of the square and a central portion of each side, and the mesa structure M includes a first overlay structure 410 connected by a plurality of trenches arranged in parallel;
The first overlay structure 410 includes four overlay patterns 421, 422, 423, and 424 disposed on the top, bottom, left, and right, respectively, and each of the four overlay patterns 421, 422, 423, and 424 includes a plurality of bars arranged side by side. 425, 426, 427, and 428, and the plurality of bars 425, 426, 427, and 428 increase in length as the distance from the first overlay structure 410 increases, and the width decreases and alternates along the length direction. A second overlay structure 420 comprising a trench structure T and a mesa structure M formed in
The overlay mark, wherein the first overlay structure 410 and the second overlay structure 420 are formed together with different patterns formed in different pattern layers or separately formed in one pattern layer.
2つの連続するパターン層または1つのパターン層に別々に形成された2つのパターンを形成すると同時にオーバーレイマーク400を形成するステップと、
前記オーバーレイマーク400を用いてオーバーレイ値を測定するステップと、
測定されたオーバーレイ値を2つの連続するパターン層または1つのパターン層に別々に形成された2つのパターンを形成するためにプロセス制御に用いるステップとを含み、
前記オーバーレイマーク400は、請求項1から8のいずれか一項に記載のオーバーレイマーク400であることを特徴とする半導体素子の製造方法。 In a method for manufacturing a semiconductor element,
Forming the overlay mark 400 at the same time as forming two continuous pattern layers or two patterns formed separately in one pattern layer;
Measuring an overlay value using the overlay mark 400;
Using the measured overlay value to process control to form two consecutive pattern layers or two patterns formed separately in one pattern layer, and
The overlay mark 400, a method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that an overlay mark 400 according to any one of claims 1 to 8.
2つの連続するパターン層または1つのパターン層に別々に形成された2つのパターンを形成すると同時に形成されたオーバーレイマーク400の画像を取得するステップと、
前記オーバーレイマーク400の画像を分析するステップとを含み、
前記オーバーレイマーク400は、請求項1項から8項のいずれか一項に記載のオーバーレイマーク400であることを特徴とするオーバーレイの測定方法。 A method for measuring an overlay between two patterns or two patterns separately formed on one pattern layer,
Obtaining an image of the overlay mark 400 formed simultaneously with forming two continuous pattern layers or two patterns formed separately in one pattern layer;
Analyzing the image of the overlay mark 400;
9. The overlay measuring method according to claim 1, wherein the overlay mark 400 is the overlay mark 400 according to any one of claims 1 to 8 .
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