JPH0444307A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH0444307A
JPH0444307A JP2153777A JP15377790A JPH0444307A JP H0444307 A JPH0444307 A JP H0444307A JP 2153777 A JP2153777 A JP 2153777A JP 15377790 A JP15377790 A JP 15377790A JP H0444307 A JPH0444307 A JP H0444307A
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JP
Japan
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check pattern
scale
resolution
rotation error
main
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JP2153777A
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Inventor
Masayuki Yanagisawa
柳澤 正之
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Priority to US07/714,429 priority patent/US5262258A/en
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605Workpiece metrology
    • G03F7/70616Monitoring the printed patterns
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  • Power Engineering (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

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〕 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特にリソグラフ
ィー工程で用いられる回転誤差チェックパターン及び解
像度チェックパターンの転写に関する。
〔従来の技術〕
半導体装置の一製造工程であるリソグラフィー工程では
、現工程で形成しようとしているパターンを下地のパタ
ーンに対して正確に合わせ込むアライメントと、パター
ンが所望の寸法で形成されることを同時に要求される。
ところで、リソグラフィー工程において一般的に用いら
れているステップ式縮小投影露光装置では、調整が不備
であるとレチクルの回転等によって起こる結像パターン
の回転誤差や、結像面が半導体ウェーハ表面と平行でな
くなる像面傾斜あるいは像面湾曲等の異常が発生するこ
とがあり、いずれの場合も所望のパターン形成が不可能
となる。これらの異常が発生した際にはすみやかに発見
され適切な調整がなされる事が必要とされる。
従来ステップ式縮小投影露光装置におけるこの種の誤差
は、テストレティクルを用いた定期的な点検で、露光領
域全域にわたって所望の精度範囲内に収っていることを
確認することにより維持管理していた。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしなから、前述したような定期点検による検査だけ
では、ステップ式縮小投影露光装置の異常の発見が遅れ
、製造中の半導体装置に致命的な欠陥を作り込んでしま
ったまま気付かず次工程に送ってしまうという事故を起
こす可能性がある。
また、製品の一製造工程で上記のような事故が起こって
いても他の工程における外観検査では判断する観点が異
るのが通例であるから見過してしまい、結果的にウェハ
ー工程の最終工程の測定で初めて不良が発見されるとい
う事態になり易くこの場合は損害額がさらに大きくなっ
てしまう。
〔課題を解決するための手段〕
本発明によれば、回路領域の第1の辺に隣接しかつ平行
に位置する第1のスクライブ線領域上に設けられた主尺
及び前記第1の辺と平行でかつ反対側の前記回路領域の
第2の辺に隣接しかつ平行に位置する第2のスクライブ
線領域上に設けられた副尺の一対からなる回転誤差を読
みとるための回転誤差チェックパターンと、前記主尺及
び副尺にそれぞれ隣接したレジスト膜の解像度を読みと
るための第1及び第2の解像度チェックパターンとをス
テップ式縮小投影露光装置により半導体ウェーハに転写
する工程を有する半導体装置の製造方法が得られる。
又、少なくとも2ケ所相互に直交する方向に配置された
主尺又は副尺からなるアライメントチェックパターンを
含むマスクパターンをステップ式投影露光装置により半
導体ウェーハに転写する第1工程と、前記アライメント
チェックパターンと対をなす、他の副尺又は主尺からな
る他のアライメントチェックパターンを少なくとも含む
他のマスクパターンを前記第1工程を終た半導体ウェー
ハに転写する第2工程から成り、該第2工程は回路領域
の第1の辺に隣接しかつ平行に位置する第1のスクライ
ブ線領域上に設けられた更に他の主尺及び前記第1の辺
と平行でかつ反対側の前記回路領域の第2の辺に隣接し
かつ平行に位置する第2のスクライブ線領域上に設けら
れた更に他の副尺との一対からなる回転誤差を読みとる
ための回転誤差チェックパターンと、前記更に他の主尺
及び副尺にそれぞれ隣接したレジスト膜の解像度を読み
とるための第1及び第2の解像度チェックパターンとを
有する半導体装置の製造方法が得られる。
〔実施例〕
次に本発明について図面を参照して説明する。
第1図(a)及び(b)はそれぞれ本発明の第1の実施
例を説明するための半導体チップ及び半導体ウェーハの
平面図である。
すなわち、第1図(a)は半導体チップの回路領域10
1の周囲に存在するスクライブ線領域102の第1の辺
(上辺)の中央付近上に回転誤差チェックパターンの主
尺103とそれに隣接して第1の解像度チェックパター
ン105とを転写し、スクライブ線領域102の第1の
辺の反対側の第2の辺の中央付近上に回転誤差チェック
パターンの副尺104とそれに隣接して第2の解像度チ
ェックパターン106とを転写した状態を示している。
又、第1図(b)は、第1図(a)に示した半導体チッ
プを並べた半導体ウェーハの製造工程における外観の一
部を示し、顕微鏡の視野107内には、下側チップの回
転誤差チェックパターンの主尺とそれに隣接した第1の
解像度チェックパターンと、上側チップの回転誤差チェ
ックパターンの副尺とそれに隣接した第2の解像度チェ
ックパターンとが存在し、特に回転誤差チェックパター
ンは主尺と副尺が互いに隣接することにより誤差の読み
とりが可能な状態になっている様子を示している。この
ように、回転誤差チェックパターンと2つの解像度チェ
ックパターンが同一の顕a!l鏡視野で観察することが
できるので、チエツク工程の作業能率を落とすことなく
これらの新規のパターンをチエツクすることができる。
第2図は前述した顕微鏡の視野107の拡大図である。
第2図(a)は回転誤差がなく、解像度も良好である状
態を示している。
下側のチップの回路領域101blの周囲に存在する第
1のスクライブ線領域102bと、上側チップの回路領
域101alの周囲に存在する第2のスクライブ線領域
102alとはスクライブ線の中心108−1で接して
いる。
下側のチップの第1のスクライブ線領域102b上に転
写されたピッチ10μmの回転誤差チェックパターンの
主尺103blと、上側チップの第2のスクライブ線領
域102al上に転写されたピッチ9,9μmの回転誤
差チェックパターンの副尺104alとはスクライブ線
中心108−1で接して回転誤差のない場合の回転誤差
チェックパターンを形成している。また、回転誤差チッ
クパターンの主尺と副尺にそれぞれ隣接して0.6μm
X0.6μmのパターンが解像された解像度が良好な場
合の第1の解像度チェックパターン10b1と、第2の
解像度チェックパターン106alとが転写されている
第2図(b)は回転誤差があり、かつ上側チップの解像
度が不良の場合の状態を示している0回転誤差がある場
合の回転誤差チェックパターンは中心から右に2つめの
目盛のところで主尺103b2と副尺104a2とが一
致している。主尺のピッチが10μm、副尺のピッチが
9.9μmであるから下側チップに対して上側チップは
右に0.2μmだけずれていることがわかる。また、上
側チップの解像度が不良であり0.6μmX0.6μm
のパターンが解像されていない様子を、解像度が不良の
場合の第2の解像度チェックパターン106a2に示し
ている。
第3図(a)及び(b)はそれぞれ本発明の第2の実施
例を説明するための半導体チップ及び半導体ウェーハの
平面図である。
すなわち、第3図(a)は半導体チップの回路領域20
1の周囲に存在するスクライブ線領域202、・・・上
に、第1図(a)で示したように第1.第2の回転誤差
チェックパターンの主尺203.209.副尺204,
210と、第1〜第4の解像度チェックパターン205
,206゜211.212を転写した状態を示している
第1図(a)と異るのは4辺上すべてに回転誤差チェッ
クパターンの主尺又は副尺と解像度チェックパターンの
組が転写されている点と、下地とのアライメント誤差チ
ェックパターンの主尺(又は副尺)212が転写されて
いる点である。この場合、前(又は後)のリソグラフィ
ー工程で、このアライメントチェックパターンの主尺(
又は副尺)と対をなす他のアライメントチェックパター
ンの副尺(又は主尺)が半導体ウェーハに転写されてい
れば(又はすれば)、アライメント千ニックが可能とな
る。
第3図(b)は、第3図(a)に示した半導体チップを
並べた半導体ウェーハの製造工程における外観の一部を
示している。第1の顕微鏡の視野207−1では上下に
隣接した半導体チップ相互間で回転誤差と解像度をチエ
ツクでき、第2の顕微鏡の視野207−2では左右に隣
接した半導体チップ相互間で回転誤差と解像度をチエツ
クでき、第3の顕微鏡の視野207−3では、下地との
アライメント誤差をチエツクできる。
実際のチエツクの工程における作業手順としては、まず
、1枚めの半導体ウェーハにおいて第1及び第2の顕微
鏡の視野で回転誤差と解像度をチエツクし所望の精度範
囲内に収っていることを確認できれば、当製造ロットの
当リソグラフィー工程においては露光装置の異常がない
事が確認できるので従来通常に行っていた第3の顕微鏡
の視野での下地とのアライメント誤差のチエツクに対し
て1製造ロツトに対してわずかに2視野のチエツクを追
加することだけで十分であり能率的である。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、半導体ウェーハの少くと
も−か所に回転誤差及び解像度をチエツクするチェック
パターンを転写して、通常の半導体ウェーハの外観検査
の際製造ロット内で少くとも−か所上述のチェックパタ
ーンを確認することによりステップ式縮小投影露光装置
の状態を頻繁にチエツクすることができる。これにより
例えばある製造ロットで不具合を発見できたら即刻ステ
ップ式縮小投影露光装置の詳しい検査を行うことができ
るので、他の製造ロットに影響が及ぶのを未然に防止す
ることが可能となる。また、当製造ロットにおいてもリ
ソグラフィー工程で不具合を発見できるのでレジストを
除去することにより再工事が可能である。従って半導体
装置の製造工程の安定化、簡易化2合理化が達成できる
効果がある。
また本発明では回転誤差チェックパターンと解像度チェ
ックパターンとを同一の顕微鏡視野で観察できるので作
業の能率を落とさずに前述のチエツクを行うことができ
るという効果もある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)及び(b)はそれぞれ本発明の第1の実施
例を説明するための半導体チップの平面図及び半導体ウ
ェーハの平面図、第2図(a)及び(b)はいずれも回
転誤差チェックパターンと解像度チェックパターンとそ
の読み方を説明するための平面図、第3図(a)及び(
b)はそれぞれ本発明の第2の実施例を説明するための
半導体チップの平面図及び半導体ウェーハの平面図であ
る。 101.201・・・回路領域、101al、101a
2・・・上側のチップの回路領域、101bl。 101b2・・・下側のチップの回路領域、102゜2
02−、スクライブ領域、102al  102a2・
・・上側のチップの第2のスクライブ線領域、102b
l、102b2・・・下側のチップの第1のスクライブ
線領域、103,103bl、103b2・・・回転誤
差チェックパターンの主尺、104.104al、  
104a2・・・回転誤差チェックパターンの副尺、1
05,105bl、105b2.205・・・第1の解
像度チェックパターン、106.106al、106a
2,206・・−第2の解像度チェックパターン、10
7・・・顕微鏡の視野、107−1−・・第1の顕V&
鏡ノ視野、107−2・・・第2の顕微鏡の視野、10
7−3・・・第3の顕微鏡の視野、108−1,108
−2・・・スクライブ線の中心、209・・・第2の回
転誤差チェックパターンの主尺、210・・・第2の回
転誤差チェックパターンの副尺、211・・・第3の解
像度チェックパターン、212・・・第4の解像度チェ
ックパターン、212・・・下地とのアライメント誤差
のチェックパターン。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、回路領域の第1の辺に隣接しかつ平行に位置する第
    1のスクライブ線領域上に設けられた主尺及び前記第1
    の辺と平行でかつ反対側の前記回路領域の第2の辺に隣
    接しかつ平行に位置する第2のスクライブ線領域上に設
    けられた副尺の一対からなる回転誤差を読みとるための
    回転誤差チェックパターンと、前記主尺及び副尺にそれ
    ぞれ隣接したレジスト膜の解像度を読みとるための第1
    及び第2の解像度チェックパターンとをステップ式縮小
    投影露光装置により半導体ウェーハに転写する工程を有
    することを特徴とする半導体装置の製造方法。 2、少なくとも2ケ所相互に直交する方向に配置された
    主尺又は副尺からなるアライメントチェックパターンを
    含むマスクパターンをステップ式投影露光装置により半
    導体ウェーハに転写する第一1工程と、前記アライメン
    トチェックパターンと対をなす、他の副尺又は主尺から
    なる他のアライメントチェックパターンを少なくとも含
    む他のマスクパターンを前記第1工程を終た半導体ウェ
    ーハに転写する第2工程から成り、該第2工程は回路領
    域の第1の辺に隣接しかつ平行に位置する第1のスクラ
    イブ線領域上に設けられた更に他の主尺及び前記第1の
    辺と平行でかつ反対側の前記回路領域の第2の辺に隣接
    しかつ平行に位置する第2のスクライブ線領域上に設け
    られた更に他の副尺との一対からなる回転誤差を読みと
    るための回転誤差チェックパターンと、前記更に他の主
    尺及び副尺にそれぞれ隣接したレジスト膜の解像度を読
    みとるための第1及び第2の解像度チェックパターンと
    を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP2153777A 1990-06-12 1990-06-12 半導体装置の製造方法 Pending JPH0444307A (ja)

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