JPH04216647A - Misresistration measuring method - Google Patents

Misresistration measuring method

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JPH04216647A
JPH04216647A JP2402920A JP40292090A JPH04216647A JP H04216647 A JPH04216647 A JP H04216647A JP 2402920 A JP2402920 A JP 2402920A JP 40292090 A JP40292090 A JP 40292090A JP H04216647 A JPH04216647 A JP H04216647A
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JP
Japan
Prior art keywords
layer
pattern
positional deviation
resistance
layers
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2402920A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Eiichi Kawamura
栄一 河村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2402920A priority Critical patent/JPH04216647A/en
Publication of JPH04216647A publication Critical patent/JPH04216647A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

PURPOSE:To accurately measure the misregistration of a wafer by a simple method which occurs in a wafer process in semiconductor device manufacturing processes. CONSTITUTION:After a layer 30 is formed on a semiconductor substrate in the first pattern and resistance layers 321-323 are formed at the overlapping sections of the layer 30 with the second patterns 311-313 by positioning the patterns 311-313 to the layer 30, the misregistration between the first and second patterns is found by measuring the resistance of each resistance layer 321-323. At the time of finding the positional deviation, each measured resistance value is fitted to a logical function (33) about the positions of the resistance layers 321-323 and the positional deviation is found from the misregistration of the layers 321-323 from the central axis 34 of the function 33.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造工程
におけるウェハプロセスでの位置ずれの測定方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring positional deviation in a wafer process in the manufacturing process of semiconductor devices.

【0002】0002

【従来の技術】近年の半導体装置のパターンはますます
微細化が要求されてきており、これに伴って例えば露光
装置がもつアライメント精度のようなレジストパターン
位置合せ精度はかなりの高精度が要求されている。この
場合、位置合せを高精度に行なうには、レジストパター
ンの位置ずれ量を正確に把握しておく必要があり、そし
てこの把握した位置ずれ量を露光装置に校正基準として
フィードバックして高精度に露光を行なう必要がある。
[Background Art] In recent years, patterns for semiconductor devices have been required to become increasingly finer, and along with this, considerably high accuracy has been required for resist pattern positioning, such as the alignment accuracy of exposure equipment. ing. In this case, in order to perform alignment with high accuracy, it is necessary to accurately understand the amount of positional deviation of the resist pattern, and this calculated amount of positional deviation is fed back to the exposure equipment as a calibration standard to achieve high accuracy. It is necessary to perform exposure.

【0003】従来、例えば半導体ウェハの製造工程にお
ける位置ずれ量の測定は、主尺パターンと副尺パターン
との重なり具合を電子顕微鏡あるいは光を用いて人間の
眼によって判断していた。即ち、例えば主尺パターンの
副尺パターンに対する位置が本来の重なり位置からどの
程度ずれているかを目視し、このずれ量を以てレジスト
パターンの位置ずれ量として判断していた。
Conventionally, for example, in measuring the amount of positional deviation in the manufacturing process of semiconductor wafers, the degree of overlap between a main pattern and a vernier pattern has been judged by the human eye using an electron microscope or light. That is, for example, the extent to which the position of the main pattern with respect to the vernier pattern deviates from the original overlapping position is visually observed, and this deviation amount is determined as the positional deviation amount of the resist pattern.

【0004】このようにして位置ずれ量が判断されると
、これを校正基準として露光装置にフィードバックして
露光を行なう。
[0004] Once the amount of positional deviation is determined in this manner, it is fed back to the exposure device using it as a calibration reference to perform exposure.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の方法は、位置ず
れ量を電子顕微鏡によって人間の眼に頼って判断してい
たために正確な位置ずれ量を把握できず、このためにデ
バイスを設計するうえでの設計ルール(規準)が不正確
になり、デバイスの量産時にマージンが少なく、不良率
が多くなる問題点があり、しかも、従来の方法は、特に
測定ポイントを多くとらなければある程度の精度を得る
ことはむずかしいため、位置ずれ量判断の作業が頻繁に
なる問題点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] Conventional methods rely on the human eye to determine the amount of positional deviation using an electron microscope, making it impossible to accurately determine the amount of positional deviation. There is a problem that the design rules (criteria) become inaccurate, resulting in a small margin and high defective rate during mass production of devices.Furthermore, conventional methods cannot achieve a certain level of accuracy unless a large number of measurement points are taken. Since this is difficult to obtain, there is a problem in that the work of determining the amount of positional deviation becomes frequent.

【0006】本発明は、簡単な方法により、正確に位置
ずれ量を測定できる位置ずれ測定方法を提供することを
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a positional deviation measuring method that can accurately measure the amount of positional deviation using a simple method.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図を示す。同図(A)は本発明に用いるパターンを位置
合せした場合の平面図、同図(B)は各パターンの位置
ずれ量を求める方法を説明する図を示す。
[Means for Solving the Problems] FIG. 1 shows a diagram illustrating the principle of the present invention. 3A is a plan view when patterns used in the present invention are aligned, and FIG. 1B is a diagram illustrating a method for determining the amount of positional deviation of each pattern.

【0008】同図(A)において、本発明は、第1のパ
ターンで半導体基板に層(30,又は311 〜313
 )を形成し、層(30,又は311 〜313 )に
第2のパターン(311 〜313 ,又は30)を位
置合せして層(30,又は311 〜313 )と第2
のパターン(311 〜313 ,又は30)との重な
り部分に夫々抵抗層(321 〜323 )を形成し、
抵抗層(321 〜323 )の各抵抗値を測定するこ
とによって第1のパターンと第2のパターンとの位置ず
れ量を求める。
In the same figure (A), the present invention provides a layer (30, or 311 to 313) on a semiconductor substrate in a first pattern.
) and align the second pattern (311 to 313, or 30) to the layer (30, or 311 to 313) to form a layer (30, or 311 to 313) and the second pattern.
forming resistive layers (321 to 323) in the overlapping portions with the patterns (311 to 313 or 30), respectively;
By measuring each resistance value of the resistance layers (321 to 323), the amount of positional deviation between the first pattern and the second pattern is determined.

【0009】この場合、第1のパターンは長手形状のパ
ターンであり、第2のパターン(311 〜313 )
は層(30)に位置合せを行なったとき第1のパターン
の長手方向と直角方向に第1のパターンと少なくとも一
部分重なるように所定ピッチ順次ずらされて該長手方向
に所定ピッチを以て少なくとも3つ並設されたパターン
であり、層(30)に第2のパターン(311 〜31
3 )を位置合せして少なくとも3つの抵抗層(321
 〜323 )を形成し、3つの抵抗層(321 〜3
23 )の夫々の抵抗値を測定し、同図(B)に示す如
く、夫々の抵抗値を抵抗層(321 〜323 )位置
に対する論理関数(例えば2次曲線)(33)でフィッ
ティングして論理関数(33)の中心軸(34)から位
置ずれ量を求める。
In this case, the first pattern is a longitudinal pattern, and the second pattern (311 to 313)
are sequentially shifted by a predetermined pitch so that they overlap at least partially with the first pattern in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the first pattern when aligned with the layer (30), and are lined up in at least three rows at a predetermined pitch in the longitudinal direction. The layer (30) has a second pattern (311 to 31
3) to align at least three resistive layers (321
~323) and three resistance layers (321 ~3
23), and as shown in the same figure (B), each resistance value is fitted with a logical function (for example, a quadratic curve) (33) to the position of the resistive layer (321 to 323) to obtain a logical result. The amount of positional deviation is determined from the central axis (34) of the function (33).

【0010】0010

【作用】例えば第1のパターンを主尺層パターン、第2
のパターンを副尺層パターンとした場合、副尺層パター
ンを主尺層パターンに対して位置合せし、露光及び現像
を行なって副尺層レジストをパターニング形成し、主尺
層パターンと副尺層パターンとの重なり部分に抵抗層(
321 〜323 )を形成する。このときの位置合せ
精度が露光装置のもつアライメント精度であり、抵抗層
(321 〜323 )の各抵抗値は副尺層パターンの
主尺層パターンに対する位置ずれ量に対応している。
[Operation] For example, the first pattern is the main layer pattern, the second pattern is
When the pattern is used as a vernier layer pattern, the vernier layer pattern is aligned with the main layer pattern, exposed and developed to pattern a vernier layer resist, and the main layer pattern and the vernier layer pattern are formed. A resistive layer (
321 to 323). The alignment accuracy at this time is the alignment accuracy of the exposure apparatus, and each resistance value of the resistance layers (321 to 323) corresponds to the amount of positional deviation of the vernier layer pattern with respect to the main layer pattern.

【0011】そこで、少なくとも3つの抵抗層(321
 〜  323 )の各抵抗値を測定してその値を同図
(B)に示すように論理関数でフィッティングし、その
中心軸(34)は位置ずれ量を示す。このようにして求
められた位置ずれ量を校正基準として露光装置にフィー
ドバックし、アライメント精度を補正する。なお、位置
ずれが全くない場合は中央の抵抗層322 の抵抗値が
論理関数の中心軸(34)に一致する。
Therefore, at least three resistance layers (321
- 323) are measured, and the values are fitted with a logical function as shown in FIG. The amount of positional deviation determined in this manner is fed back to the exposure apparatus as a calibration reference to correct alignment accuracy. Note that if there is no positional shift at all, the resistance value of the central resistance layer 322 coincides with the central axis (34) of the logic function.

【0012】このように、抵抗測定によって位置ずれ量
を求めているので従来例に比して簡単で、かつ、正確に
位置ずれ量を求め得、しかも、複数の抵抗層を用いてこ
れらの抵抗値変化の傾向(相対測定)から位置ずれ量を
求めているので、一つのみの抵抗値から求める絶対測定
よりもばらつきなく位置ずれ量を求めることができる。
In this way, since the amount of positional deviation is determined by resistance measurement, the amount of positional deviation can be determined more easily and accurately than in the conventional method. Since the amount of positional deviation is determined from the tendency of value change (relative measurement), it is possible to determine the amount of positional deviation with less variation than with absolute measurement determined from only one resistance value.

【0013】[0013]

【実施例】図2は本発明方法で用いられる各層パターン
の平面図、図3は図2に示すパターンを位置合せするこ
とによって製造される半導体ウェハの製造工程図、図4
は図2に示すパターンを位置合せして製造された半導体
ウェハの平面図を夫々示す。
[Example] FIG. 2 is a plan view of each layer pattern used in the method of the present invention, FIG. 3 is a manufacturing process diagram of a semiconductor wafer manufactured by aligning the patterns shown in FIG. 2, and FIG.
2A and 2B show plan views of semiconductor wafers manufactured by aligning the patterns shown in FIG. 2, respectively.

【0014】図2中、1は主尺層パターン、21 〜2
5 は副尺層パターン、31 〜38 はコンタクトホ
ール層パターンで、夫々図4(A)〜(C)に示す形状
とされている。特に、副尺層パターン21 〜25 は
主尺層パターン1の長手方向に所定のピッチを以て並設
されており、パターン23 を中心に主尺層パターン1
の長手方向と直角方向に同じピッチ順次ずらされて配置
されている。半導体ウェハを製造する際、LOCOS工
程におけるアライメント精度がプロセス全体の位置合せ
精度の基準になるため、ここでのずれ量を知っておくこ
とが露光工程にとって重要になる。以下、本実施例にお
いてもLOCOS工程における位置合せについて説明す
る。
In FIG. 2, 1 is the main layer pattern, 21 to 2
5 is a vernier layer pattern, and 31 to 38 are contact hole layer patterns, each having the shape shown in FIGS. 4(A) to 4(C). In particular, the vernier layer patterns 21 to 25 are arranged in parallel at a predetermined pitch in the longitudinal direction of the main layer pattern 1, with pattern 23 as the center.
They are sequentially shifted by the same pitch in a direction perpendicular to the longitudinal direction. When manufacturing semiconductor wafers, the alignment accuracy in the LOCOS process becomes the reference for the alignment accuracy of the entire process, so knowing the amount of deviation here is important for the exposure process. Hereinafter, the alignment in the LOCOS process will be explained in this embodiment as well.

【0015】図3(A)において、シリコンウェハ10
の表面に窒化シリコン膜11を形成し、その表面に主尺
層パターン1(図2(A))を用いて主尺層レジスト1
2をパターニング形成し、主尺層レジスト12を用いて
図3(B)に示すように窒化シリコン膜11をエッチン
グし、主尺層レジスト12を剥離する。次に、同図(C
)に示す如く、熱酸化によってシリコンウェハ10の表
面を酸化して酸化シリコン層13を形成し、窒化シリコ
ン膜11を除去して同図(D)に示す如くとする。 窒化シリコン膜11を除去されたシリコンウェハ10表
面は主尺層(LOCOS層)14とされる。
In FIG. 3(A), a silicon wafer 10
A silicon nitride film 11 is formed on the surface of the silicon nitride film 11, and a major layer resist 1 is formed on the surface using a major layer pattern 1 (FIG. 2(A)).
2 is patterned, the silicon nitride film 11 is etched as shown in FIG. 3(B) using the major layer resist 12, and the major layer resist 12 is peeled off. Next, the same figure (C
), the surface of the silicon wafer 10 is oxidized by thermal oxidation to form a silicon oxide layer 13, and the silicon nitride film 11 is removed, as shown in FIG. The surface of the silicon wafer 10 from which the silicon nitride film 11 has been removed is used as a main scale layer (LOCOS layer) 14.

【0016】続いて、副尺層パターン21 〜25 (
図2(B))を主尺層14に対して位置合せし、露光及
び現像を行なって副尺層レジスト151 〜155 (
ピッチ0.1 μm )をパターニング形成する。この
ときの位置合せ精度が露光装置のもつアライメント精度
であり、レジスト151 〜155 は、例えば位置ず
れが全くない場合は図4に一点鎖線で示す位置とされ(
この場合、中央のレジスト153 は主尺層14に完全
に一致する)、僅かでも位置ずれがある場合は図4に破
線で示す位置とされる。次に、主尺層14にイオン注入
を行なって(斜線部分)図3(F)に示すように抵抗層
191 〜195 を形成し、副尺層レジスト151 
〜155 を剥離する。
Next, vernier layer patterns 21 to 25 (
2(B)) with respect to the main length layer 14, exposure and development are performed to form the vernier layer resists 151 to 155 (
A pitch of 0.1 μm) is formed by patterning. The alignment accuracy at this time is the alignment accuracy of the exposure apparatus, and for example, when there is no positional shift at all, the resists 151 to 155 are positioned at the positions indicated by the dashed lines in FIG.
In this case, the center resist 153 completely matches the main scale layer 14), and if there is even a slight positional deviation, it is set to the position shown by the broken line in FIG. Next, ions are implanted into the main length layer 14 (shaded area) to form resistance layers 191 to 195 as shown in FIG. 3(F), and the vernier layer resist 151 is
~155 Peel off.

【0017】次に、同図(G)において、CVD法によ
って表面に酸化シリコン膜16を形成し、続いてコンタ
クトホール層パターン31 〜38(図2(C))を用
いて図3(H)に示すようにコンタクトホール層レジス
ト171 〜178 をパターニング形成し、レジスト
171 〜178 を用いて酸化シリコン膜16をエッ
チングして同図(I)に示すようなコンタクトホール1
61 〜168 を形成し、レジスト171 〜178
 を剥離する。次に、コンタクト補償が必要であれば同
図(J)に示すように主尺層14にイオン注入を行ない
(斜線部分)、続いて、表面にアルミニウム層をスパッ
タリングにて2000Å程度堆積し、図示しないレジス
トを用いてパターニングを行なって同図(K)に示すア
ルミニウム層181 〜188 を形成する。
Next, in FIG. 3(G), a silicon oxide film 16 is formed on the surface by the CVD method, and then the contact hole layer patterns 31 to 38 (FIG. 2(C)) are used to form the silicon oxide film 16 in FIG. 3(H). Contact hole layer resists 171 to 178 are patterned as shown in FIG.
61 to 168 are formed, and resists 171 to 178 are formed.
Peel off. Next, if contact compensation is required, ions are implanted into the main layer 14 (shaded area) as shown in FIG. Aluminum layers 181 to 188 shown in FIG.

【0018】ところで、図3(E)に示す工程において
、主尺層14に対して副尺層パターン21 〜25 (
図2(B))を位置合せし、露光及び現像を行なって副
尺層レジスト151 〜155 を形成する場合、主尺
層14に対する副尺層レジスト151 〜155の相対
位置がこの露光装置の位置ずれ量となる。前述のように
、レジスト151 〜155 は位置ずれが全くない場
合は図4に一点鎖線で示す位置とされ、一方、位置ずれ
がある場合は図4に破線で示す位置とされる。このよう
なレジスト151 〜155 を用いて形成された抵抗
層191 〜195 のイオン注入された部分(図3(
F)に示す斜線部分)の大きさはレジスト151 〜1
55 の主尺層14に対する位置ずれ量に対応している
ことになり、抵抗層191 〜195 の抵抗値はイオ
ン注入部分の大きさに対応しているので、抵抗層191
 〜195 の各抵抗値はレジスト151〜155 の
主尺層14に対する位置ずれ量に対応している。
By the way, in the process shown in FIG. 3(E), the vernier layer patterns 21 to 25 (
2(B)), and perform exposure and development to form the vernier layer resists 151 to 155, the relative positions of the vernier layer resists 151 to 155 with respect to the main layer 14 are determined by the position of this exposure device. This is the amount of deviation. As described above, the resists 151 to 155 are located at the positions shown by the dashed lines in FIG. 4 when there is no positional deviation, and at the positions shown by the broken lines in FIG. 4 when there is any positional deviation. The ion-implanted portions of the resistance layers 191 to 195 formed using such resists 151 to 155 (FIG. 3(
The size of the shaded area shown in F) is resist 151 to 1.
55 with respect to the main scale layer 14, and the resistance values of the resistance layers 191 to 195 correspond to the size of the ion-implanted portion.
Each resistance value of 195 to 195 corresponds to the amount of positional deviation of the resists 151 to 155 with respect to the main layer 14.

【0019】そこで、アルミニウム層181 と188
 との間に電流を流し、アルミニウム層182 と18
3 との間、アルミニウム層183 と184 との間
、アルミニウム層184 と185 との間、アルミニ
ウム層185 と186 との間、アルミニウム層18
6 と187 との間の各電圧を測定することにより、
抵抗層191 〜195 の各抵抗値を求めることがで
きる。このようにして求められた抵抗層191 〜19
5 の各抵抗値を縦軸、抵抗層191 〜195 の各
位置(レジスト151 〜155 の主尺層14に対す
る位置ずれ量)を横軸にとり、これらの関係を論理関数
でフィッティングしたものを図5に示す。
Therefore, the aluminum layers 181 and 188
A current is passed between the aluminum layers 182 and 18.
3, between aluminum layers 183 and 184, between aluminum layers 184 and 185, between aluminum layers 185 and 186, between aluminum layer 18
By measuring each voltage between 6 and 187,
Each resistance value of the resistance layers 191 to 195 can be determined. Resistance layers 191 to 19 obtained in this way
The vertical axis represents each resistance value of resistor layers 191 to 195 and the horizontal axis represents the positional deviation of resists 151 to 155 with respect to the main scale layer 14, and FIG. 5 shows a result of fitting these relationships using a logical function. Shown below.

【0020】図5において、一点鎖線で示す曲線は図4
に一点鎖線で示すようにレジスト151 〜155 が
主尺層14に対して位置ずれがない理想状態のもので、
曲線の中心軸は座標軸と一致し、つまり、中央のレジス
ト153 にて形成された抵抗層193 の抵抗値が最
も低い。 一方、図5において、実線で示す論理関数20は図4図
に破線で示すようにレジスト151 〜155 が主尺
層14に対して僅かに位置ずれを生じているもので、2
次曲線20の中心軸21は座標軸から僅かにずれ、aで
示す値がこの露光装置のもつアライメント精度つまり位
置ずれ量となる。
In FIG. 5, the curve shown by the dashed line is
As shown by the dashed line, the resists 151 to 155 are in an ideal state with no misalignment with respect to the main layer 14,
The center axis of the curve coincides with the coordinate axis, that is, the resistance value of the resistive layer 193 formed of the resist 153 in the center is the lowest. On the other hand, in FIG. 5, the logic function 20 indicated by a solid line is one in which the resists 151 to 155 are slightly misaligned with respect to the main layer 14, as indicated by the broken line in FIG.
The central axis 21 of the next curve 20 is slightly deviated from the coordinate axis, and the value indicated by a is the alignment accuracy, that is, the amount of positional deviation of this exposure apparatus.

【0021】この場合、中央の抵抗層193 の抵抗値
のみを測定(絶対測定)しても位置ずれ量を求めること
はできるが、このような絶対測定の方法は一般にばらつ
きが大きい。然るに、本発明では故意に相対的にピッチ
をずらした複数の抵抗層191 〜195 を用いてこ
れらの抵抗値変化の傾向(相対測定)からその中心軸2
1を求めて位置ずれ量を求めているので、絶対測定に比
してばらつきなく位置ずれ量を求めることができる。又
、主尺パターンと副尺パターンとの位置ずれ量を顕微鏡
を用いて人間の眼によって判断していた従来例に比して
正確に位置ずれ量を求めることができ、しかも、従来例
のように測定ポイントを多数とる必要がないので、位置
ずれ量判断作業が容易で、短時間で行なうことができる
In this case, the amount of positional deviation can be determined by measuring only the resistance value of the central resistance layer 193 (absolute measurement), but such an absolute measurement method generally has large variations. However, in the present invention, by using a plurality of resistive layers 191 to 195 whose pitches are intentionally shifted relative to each other, the central axis 2 is determined from the tendency of change in resistance value (relative measurement).
Since the amount of positional deviation is determined by calculating 1, the amount of positional deviation can be determined with less variation compared to absolute measurement. In addition, the amount of positional deviation between the main scale pattern and the vernier pattern can be determined more accurately than in the conventional example, in which the amount of positional deviation between the main scale pattern and the vernier pattern is judged by the human eye using a microscope. Since there is no need to take a large number of measurement points, the amount of positional deviation can be determined easily and in a short time.

【0022】このようにして求められた位置ずれ量aを
校正基準として露光装置にフィードバックしてアライメ
ント精度を補正し、この補正された露光装置で実際の製
品を製造する。
The positional deviation amount a obtained in this manner is fed back to the exposure device as a calibration reference to correct the alignment accuracy, and an actual product is manufactured using the corrected exposure device.

【0023】なお、上記実施例ではパターン1を主尺層
パターン、パターン21 〜25 を副尺層パターンと
したが、これを逆にしてパターン21 〜25 を主尺
層パターン、パターン1を副尺層パターンとしてもよい
In the above embodiment, pattern 1 is the main layer pattern and patterns 21 to 25 are the vernier layer patterns, but this is reversed so that patterns 21 to 25 are the main layer patterns and pattern 1 is the vernier layer pattern. It may also be a layer pattern.

【0024】又、本実施例では、181 及び188 
を電流端子とし端子182 −端子183 ,183 
−184 ,184 −185 ,185 −186 
,186 −187 の電圧を測る4端子法で各抵抗を
測定しているが、本発明はこれに限定されるものではな
く、端子182 −端子183 ,183 −184 
,184 −185 ,185 −186 ,186 
−187 の抵抗を直に測定する2端子法でもよい。
[0024] Also, in this embodiment, 181 and 188
As current terminals, terminal 182 - terminal 183 , 183
-184 ,184 -185 ,185 -186
, 186 - 187 , each resistance is measured by a four-terminal method, but the present invention is not limited to this.
,184 -185 ,185 -186 ,186
A two-terminal method that directly measures the resistance of -187 may also be used.

【0025】更に、本発明は、主尺層は連続したパター
ンに限定されるものではなく、図6に示す如く、主尺層
を141 〜145 のように複数個で構成し、端子1
82 −端子183 ,183 ′−184 ,184
 ′−185 ,185 ′−186 ,186 ′−
187 の抵抗を測定する2端子法でもよい。更に、図
7に示す様に、副尺層151 〜155 のピッチが0
で主尺層141 〜145 のピッチを変えてもよい。 又更に、各抵抗パターンの位置は、本実施例の様に一定
のピッチ(0.1μm)である必要もなく、例えば0,
±0.1,±0.3,±0.7の様でもよい。
Furthermore, in the present invention, the main length layer is not limited to a continuous pattern, but as shown in FIG.
82 - terminals 183, 183' - 184, 184
'-185, 185'-186, 186'-
A two-terminal method that measures the resistance of 187 mm may also be used. Furthermore, as shown in FIG. 7, the pitch of the vernier layers 151 to 155 is 0.
The pitch of the main scale layers 141 to 145 may be changed. Furthermore, the position of each resistor pattern does not need to be at a constant pitch (0.1 μm) as in this embodiment, for example, 0,
It may be ±0.1, ±0.3, ±0.7.

【0026】又、フィッティングする関数は、2次曲線
ばかりではなく、図8の様に例えば抵抗層195 での
抵抗は、イオン注入部のシート抵抗をρs * 非イオ
ン注入部のシート抵抗をρ5 ,位置ずれ量をxとする
と、厳密には、以下の論理関数となる。
Furthermore, the fitting function is not only a quadratic curve, but as shown in FIG. Strictly speaking, if the amount of positional shift is x, then the following logical function is obtained.

【0027】[0027]

【数1】[Math 1]

【0028】であるから、W>X,ρs * >ρs 
のような場合、
[0028] Therefore, W>X, ρs * > ρs
In a case like

【0029】[0029]

【数2】[Math 2]

【0030】をフィッティングの関数とすればよい。た
だし、A,B,Wは定数である。また、図9の(A)に
示すように主尺層141 〜145が金属抵抗体の場合
、同図(B)のように副尺層151 〜155 を主尺
層からエッチングすれば、
##EQU1## may be taken as a fitting function. However, A, B, and W are constants. Furthermore, if the main layers 141 to 145 are metal resistors as shown in FIG. 9(A), if the vernier layers 151 to 155 are etched from the main layer as shown in FIG. 9(B),

【0031】[0031]

【数3】[Math 3]

【0032】がフィッティングの関数となる。ここで、
Xは各抵抗パターンの初期のずれ量Pと露光装置のアラ
イメントによる位置合せ精度xとの和、X=P+xであ
る。
is the fitting function. here,
X is the sum of the initial deviation amount P of each resistor pattern and the positioning accuracy x due to alignment of the exposure device, X=P+x.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、主
尺層パターンと副尺層パターンとの重なり部分に抵抗層
を形成してこれを測定することによってパターン位置合
せのずれ量を求めているため、顕微鏡を用いて人間の眼
に頼って位置ずれ量を求めていた従来例に比して正確に
位置ずれ量を求めることができ、しかも、従来例のよう
に測定ポイントを多数とる必要がないので、作業が容易
であり、短時間で行なうことができる。
As explained above, according to the present invention, the amount of pattern alignment deviation is determined by forming a resistance layer in the overlapping portion of the main layer pattern and the vernier layer pattern and measuring this. Because of this, the amount of positional deviation can be determined more accurately than the conventional method, which relies on the human eye using a microscope to determine the amount of positional deviation, and it also does not take many measurement points like the conventional method. Since it is not necessary, the work is easy and can be done in a short time.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の原理説明図である。FIG. 1 is a diagram explaining the principle of the present invention.

【図2】本発明で用いられる各層パターンの平面図であ
る。
FIG. 2 is a plan view of each layer pattern used in the present invention.

【図3】図2に示すパターンを位置合わせして製造され
る半導体ウェハの製造工程図である。
3 is a manufacturing process diagram of a semiconductor wafer manufactured by aligning the patterns shown in FIG. 2; FIG.

【図4】図2に示すパターンを位置合わせして製造され
た半導体ウェハの平面図である。
FIG. 4 is a plan view of a semiconductor wafer manufactured by aligning the patterns shown in FIG. 2;

【図5】測定された抵抗値から位置ずれ量を求める方法
を説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a method of determining a positional deviation amount from a measured resistance value.

【図6】2端子法の一例を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a two-terminal method.

【図7】2端子法の他の例を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating another example of the two-terminal method.

【図8】フィッティングの関数の求め方を説明する図で
ある。
FIG. 8 is a diagram illustrating how to obtain a fitting function.

【図9】副尺層を主尺層からエッチング形成した場合の
、フィッティングの関数の求め方を説明する図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating how to obtain a fitting function when the vernier layer is formed by etching from the main layer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  主尺層パターン 21 〜25   副尺層パターン 31 〜38   コンタクトホール層パターン10 
 シリコンウェハ 11  窒化シリコン膜 12  主尺層レジスト 13,16  酸化シリコン層 14,141 〜145   主尺層(LOCOS層)
151 〜155   副尺層レジスト161 〜16
8   コンタクトホール171 〜178   コン
タクトホール層レジスト181 〜188 ,183 
′〜186 ′  アルミニウム層191 〜195 
,321 〜323   抵抗層20,33  2次曲
線 21,34  中心軸 30  第1のパターンで形成された層(又は第2のパ
ターン) 311 〜313   第2のパターン(又は第1のパ
ターンで形成された層)
1 Main layer patterns 21 to 25 Vernier layer patterns 31 to 38 Contact hole layer pattern 10
Silicon wafer 11 Silicon nitride film 12 Main layer resist 13, 16 Silicon oxide layer 14, 141 to 145 Main layer (LOCOS layer)
151 - 155 Vernier layer resist 161 - 16
8 Contact holes 171 to 178 Contact hole layer resists 181 to 188, 183
'~186' Aluminum layer 191~195
, 321 - 323 Resistance layer 20, 33 Quadratic curve 21, 34 Central axis 30 Layer formed in the first pattern (or second pattern) 311 - 313 Second pattern (or layer formed in the first pattern) layer)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  第1のパターンで半導体基板に層(3
0,又は311 〜313 )を形成し、該層(30,
又は311 〜313 )に第2のパターン(311 
〜313 ,又は30)を位置合せして該層(30,又
は311 〜313 )と第2のパターン(311 〜
313 ,又は30)との重なり部分に夫々抵抗層(3
21 〜323 )を形成し、該抵抗層(321 〜3
23 )の各抵抗値を測定することによって上記第1の
パターンと上記第2のパターンとの位置ずれ量を求める
ことを特徴とする位置ずれ測定方法。
Claim 1: A layer (3 layers) is formed on a semiconductor substrate in a first pattern.
0, or 311 to 313), and the layer (30,
or 311 to 313) with the second pattern (311
313, or 30) and align the layers (30, or 311 to 313) and the second pattern (311 to 313).
A resistive layer (313 or 30) is provided in the overlapped portion with
21 to 323) are formed, and the resistance layers (321 to 3
23) A positional deviation measuring method characterized in that the amount of positional deviation between the first pattern and the second pattern is determined by measuring each resistance value.
【請求項2】  上記第1のパターンは長手形状のパタ
ーンであり、上記第2のパターン(311 〜313 
)は上記層(30)に位置合せを行なったとき上記第1
のパターンの長手方向と直角方向に上記第1のパターン
と少なくとも一部分重なるように所定ピッチ順次ずらさ
れて該長手方向に所定ピッチを以て少なくとも3つ並設
されたパターンであり、上記層(30)に上記第2のパ
ターン(311 〜313 )を位置合せして上記少な
くとも3つの抵抗層(321 〜323 )を形成し、
該3つの抵抗層(321 〜323 )の夫々の抵抗値
を測定し、該夫々の抵抗値を抵抗層(321 〜323
 )位置に対する論理関数(33)でフィッティングし
て該論理関数(33)の中心軸(34)から上記位置ず
れ量を求めることを特徴とする請求項1記載の位置ずれ
測定方法。
2. The first pattern is a longitudinal pattern, and the second pattern (311 to 313
) is the first layer when aligned to the layer (30).
At least three patterns are arranged in parallel at a predetermined pitch in the longitudinal direction and are sequentially shifted by a predetermined pitch so as to overlap at least partially with the first pattern in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the pattern, and aligning the second patterns (311 to 313) to form the at least three resistance layers (321 to 323);
The resistance values of the three resistance layers (321 to 323) are measured, and the resistance values of the three resistance layers (321 to 323) are measured.
2. The positional deviation measuring method according to claim 1, wherein the positional deviation amount is determined from a central axis (34) of the logical function (33) by fitting with a logical function (33) for the position.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008514024A (en) * 2004-09-23 2008-05-01 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Analog measurement of interlayer alignment of semiconductor devices

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