JPH0260120A - 重ね合せ精度評価方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体集積回路装置の製造工程等における
写真製版技術を適用した微細パターン形成時において、
その重ね合せ精度の検査評価方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の重ね合せ精度評価方法としては、バーニア法と呼
ばれる評価方法が用いられ、ピッチの異なるパターンを
転写することにより、目視検査で重ね合せ誤差を読み取
っていた。

さらに従来のもう一つの方法としては、ＢＯＸ法と呼ば
れる評価方法が用いられ、下地パターンと上層パターン
とのクリアランスを測定することで重ね合せ誤差を読み
取っていた。

まず最初にバーニア法について説明する。第１図（ａ）
はこのバーニア法を実施するためのモニターパターンを
上から見た図、山）はその断面図である。

図において、１は下地基板、２は下地パターン、３は上
層パターンを示し、下地パターン２を前工程で形成し、
その上に上層パターン３を形成する。

下地パターン２と上層パターン３とはあらかじめ互いに
ピッチが異なるように描かれている。これは測定器のノ
ギスの微小読み取り目盛りと同様である。従って、両パ
ターン２．３の各単位パターン■〜■において、両パタ
ーン２．３の相互位置が図示のように順次ずれる。その
中で１箇所最も左右均等なパターンの位置を目視で見つ
け（第１図■〜■の中では■のパターン）重ね合せずれ
量として判断していた。

次にＢＯＸ法について説明する。これは第４図に示すよ
うに前工程で基板１上に形成された下地パターン２の上
に次工程で形成された上層パターン３を重ね、両パター
ン２．３間の四方向の距離（第４図に−で示す）を測定
することにより、重ね合せのずれ量を求めていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のバーニア法では、人の目により判断するため精度
としては低く、人によるばらつきもあった。またデータ
処理法としても非常に時間がかかり、パターンのサイズ
も人が読み取り易い大きさにする必要がある等の問題が
あった。

またＢＯＸ法の場合では、１つのパターンから読み取る
ため、そのパターンの形状が何等かの理由で正常でない
場合、誤った重ね合せ精度が測定される等の欠点があっ
た。

この発明は上記の様な問題点を解消するためになされた
もので、自動測定であることからオペレーターによるば
らつきがな（、また複数個のパターンより１つの結果を
求めることからパターン形状のくずれによる測定の誤り
が少なく、正確な重ね合せ精度を測定できる重ね合せ精
度評価方法を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る重ね合せ精度評価方法は、下地パターン
と上層パターンとの間における僅かなピッチの異なりを
利用した重ね合せ精度評価用の複数個のマークを自動測
定し、得られた信号を直線回帰計算することにより、下
地パターンと上層パターンとの重ね合せ誤差を求めるも
のである。

〔作用〕

この発明においては、下地パターンと上層パターンとの
間における僅かなピッチの差を利用して複数個のパター
ンの重ね合せ精度を自動測定し、得られた信号を自動的
に直線回帰計算し、下地パターンと上層パターンとの重
ね合せ誤差を求めるようにしたので、人によるばらつき
がな（、またパターン形状のくずれによる測定の誤りが
少ない。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図（ａｌは本発明の一実施例による重ね合せ精度評
価方法を説明するためのモニターパターンを上から見た
図、（ｂ）はその断面図である。これは従来のバーニア
方法で用いたモニターパターンと同じものであり、本発
明では下地パターン２と上層パターン３とのずれ量を光
等の走査による反射光の信号として求め、得た値を直線
回帰計算することにより重ね合せ誤差量を自動的に読み
取ろうとするものである。

つぎにこの発明の重ね合せ精度評価方法をより詳細に説
明する。

第１図に示す複数個のパターンを光又は電子ビーム又は
レーザビームで走査し、反射光の信号を求める。その例
を第２図に示す、第２図（Ｃ）は第１図の複数個パター
ンの中の１つのパターンを示し、第２図（Ｊｌ）　（ｂ
）は第２図（Ｃ）のパターンから得られる信号の強度分
布を示す。パターンのエツジの部分では入射光が斜め方
向に散乱することから、入射光線方向と斜め方向に受光
器を設けることにより、反射光による信号として第２図
（ａ）に示すような信号４を得ることが出来る。また、
画像処理により反射光のコントラストを用いる場合は、
パターンのエツジ部のみが反射光が弱いため、第２図（
ｂ）に示すような信号５を得ることが出来る。

て同様のことを行い、各パターンのＸ値を求める。

次に、得られたＸ値からその位置での重ね合せ誤差量を
求める方法について述べる。第１図において予め各パタ
ーン（１，ＩＩ、・・・、■）は設計上でピッチが０．
１μｍづつ異なっているものとする。

まず、パターンＩ〜■で読み取ったＸ値を第３図（ａ）
に示す様にプロットする。例ではパターンＩ＝　＋０．
４１０　ｐ　ｍ、パターンＩＩ　−＋０．３０８　＃　
ｆｆ１．バターンＩＩＩ　−＋０．１９４μｍ、パター
ンＩ’／　−＋０．０９０μｍ、パターンＶ　−＋Ｏ，
ＯＯ１μｍ、パターン■寓−０，１０１μｍ、パターン
■−−−０，１９８μｍである。

次に直線回帰計算を行う、パターン１．Ｉ［、−・・■
での各々の設計値でのズレ量をＸとする０例えば、パタ
ーンＩではｘ−＋Ｑ、３．パターン■ではｘ＝＋０．２
＋・・・、パターン■ではＸ　−−０，３とする。次に
各々のパターンでのＸ値をｙとする。この時、第３図（
ａ）に示すグラフは３Ｆ”ＡＸ＋１３とすると、 で表すことが出来る。ここでｎはパターンの数でありｎ
−７である。上式にＸ値を代入し、Ａ、　Ｂを求めると
、Ａ＝１．００６．　　Ｂ−０，１０１２５である。

第３図山）に示すように、設計値で０のパターン■がＸ
値で＋０．１０１２５となり、この場合の重ね合せ誤差
量を求めることが出来る。

このように本実施例では、わずかなピッチの異なりを利
用した複数個のパターンより１つのパターンの重ね合せ
誤差量を求めるので、パターン形状の（ずれによる測定
の誤りが少なく、各々のパターンを光等で走査して反射
光の信号を求め、得た値を自動的に直線回帰計算するの
で、人の目で判断するより精度が高く、人によるばらつ
きもない、またデータ処理法としての時間の短縮化、パ
ターンサイズの縮小化が図れる等の利点がある。

なお上記実施例では、Ｘ方向、ｙ方向に独立にパターン
を設け、Ｘ方向のズレについて説明したが、この場合同
様のことをｙ方向についても行う。

また、ｘ＋７方向のズレを同時に求めるように、ｘ＋　
　ｙ方向に一定ピッチのズレを生じさせるパターンを設
計上（マスク上）に設けてもよい。

また、第１図では下地パターン２、上層パターン３とも
に凸パターンを用いたが、凹凸いづれのパターンを組み
合わせてもよい。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、複数個のパターンを用
いて１ケ所の重ね合せ誤差量を求めることから、パター
ン形状のくずれ等の影響を受けにくく、また自動測定で
あることから、人によるばらつきがなく、正確で高精度
な測定結果が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のバーニア方法及び本発明による重ね合せ
精度評価方法の測定用パターンを示す図、第２図は第１
図のパターンのうちの１つのパターンから得られる信号
強度分布を示す図、第３図は測定結果を求めるためのグ
ラフ、第４図は従来のＢＯＸ方法を説明するための図で
ある。 図において、１は下地基板、２は下地パターン、３は上
層パターンである。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）写真製版技術を用いて基板上に形成された下地パ
   ターンと、この下地パターンの上に形成された上層パタ
   ーンとの重ね合せ精度を評価する方法において、 僅かなピッチの異なりを用いる重ね合せ精度評価用の複
   数個のマークを自動測定し、 得られた信号を自動的に直線回帰計算することにより下
   地パターンと上層パターンとの重ね合せ精度を求めるこ
   とを特徴とする重ね合せ精度評価方法。