JPH06151275A - 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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JPH06151275A
JPH06151275A JP4300704A JP30070492A JPH06151275A JP H06151275 A JPH06151275 A JP H06151275A JP 4300704 A JP4300704 A JP 4300704A JP 30070492 A JP30070492 A JP 30070492A JP H06151275 A JPH06151275 A JP H06151275A
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JP
Japan
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alignment marks
reticle
semiconductor substrate
alignment
coordinates
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4300704A
Other languages
English (en)
Inventor
Akihiro Usujima
章弘 薄島
Takatsugu Tazume
隆次 田爪
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.)
Kyushu Fujitsu Electronics Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Kyushu Fujitsu Electronics Ltd
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Kyushu Fujitsu Electronics Ltd, Fujitsu Ltd filed Critical Kyushu Fujitsu Electronics Ltd
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体装置の製造工程のフォトリソグラフィ
ー工程におけるアライメント方法の改良に関し、半導体
基板上の複数のアライメントマークと、次工程に用いる
レチクル上の複数のアライメントマークとがそれぞれ最
も近づくように位置合わせすることにより、パターンの
位置ズレを最小にすることが可能となる半導体装置の製
造方法の提供を目的とする。 【構成】 複数のアライメントマークを素子形成領域外
に具備するレチクルを用い、半導体基板に形成されてい
る複数のアライメントマークの位置と、アライメントマ
ークの設計座標の位置との位置ずれを最小にする角度を
算出し、この角度だけ半導体基板を回転させる工程と、
この回転させた半導体基板に形成されているアライメン
トマークの位置と、次工程に用いるレチクルに形成され
ているアライメントマークの位置との位置ずれを最小に
する角度を算出し、この角度だけレチクルを回転させて
露光を行う工程とから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造工程
のフォトリソグラフィー工程におけるアライメント方法
の改良に関するものである。
【0002】近年の半導体装置は、16Mや64MのDRA
Mに代表されるように、0.3 〜0.5μm 幅の非常に微細
なパターンを形成することが要求されている。このため
キープロセスであるフォトリソグラフィー技術が重要に
なっており、パターンを形成する場合に最も重要な露光
装置におけるアライメントの精度は誤差を0.1 μm 以下
のズレに抑えることが望まれている。
【0003】以上のような状況から、高精度のアライメ
ントを速やかに行うことが可能となる半導体装置の製造
方法が要望されている。
【0004】
【従来の技術】従来のレチクルを図4により、従来の半
導体装置の製造方法を図5により詳細に説明する。
【0005】図4は従来のレチクルの配置を示す図、図
5は従来の半導体装置の製造方法を示す図である。従来
の縮小投影露光装置における位置合わせ方法は、図4に
示すような素子形成領域11a 外の1箇所にアライメント
マークP11を設けたレチクル11を用いて露光することに
より、図5に示すように半導体基板に形成したアライメ
ントマークP11A の位置を、レーザービームを利用した
アライメントセンサを用いて測定し、次工程に用いる図
4に示すようなレチクル11に設けられているアライメン
トマークP11を、図5に示すように半導体基板に形成し
たアライメントマークP11Aの測定位置に位置合わせす
ることにより半導体基板とレチクル11の位置合わせを行
っている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来の半
導体装置の製造方法においては、素子形成領域外の1箇
所にアライメントマークを設けたレチクルを用いて露光
してアライメントマークを半導体基板に形成し、このア
ライメントマークの位置をレーザービームを利用したア
ライメントセンサを用いて測定し、次工程に用いるレチ
クルに設けられているアライメントマークをこの測定位
置に位置合わせすることにより半導体基板とレチクルの
位置合わせを行っているので、これらのアライメントマ
ークの近傍においては非常に正確な位置合わせを行うこ
とが可能であるが、レチクルのパターン配置、露光装置
のレンズのディストーション、露光装置間のレンズミス
マッチングなどに起因する、レチクルのパターンと半導
体基板上に形成されているパターンとの間にズレが生じ
た場合には、これらのアライメントマークからの距離が
遠い部分においては、このズレが集積されて大きなパタ
ーンのズレが生じるという問題点があった。
【0007】本発明は以上のような状況から、半導体基
板に形成されている複数のアライメントマークと、次工
程に用いるレチクルに形成されている複数のアライメン
トマークとを位置合わせする場合に、これらの複数のア
ライメントマークがそれぞれ最も近づくように位置合わ
せすることにより、パターンの位置ズレを最小にするこ
とが可能となる半導体装置の製造方法の提供を目的とし
たものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、半導体基板の表面に形成されている複数のア
ライメントマークと、次工程に用いるレチクルに形成さ
れている複数のアライメントマークとを位置合わせする
方法において、半導体基板に形成されている複数のアラ
イメントマークの位置と、複数のアライメントマークの
設計座標の位置との位置ずれを最小にする角度を算出
し、この角度だけ半導体基板を回転させる工程と、この
回転させた半導体基板に形成されている複数のアライメ
ントマークの位置と、次工程に用いるレチクルに形成さ
れている複数のアライメントマークの位置との位置ずれ
を最小にする角度を算出し、この角度だけレチクルを回
転させて露光を行う工程とから構成する。
【0009】
【作用】即ち本発明においては、半導体基板の表面に形
成されている複数のアライメントマークと、次工程に用
いるレチクルに形成されているアライメントマークとを
位置合わせする方法において、半導体基板に形成されて
いる複数のアライメントマークの位置と、アライメント
マークの設計座標の位置との位置ずれを最小にするよう
に半導体基板を回転させ、この回転させた半導体基板に
形成されているアライメントマークの位置と、次工程に
用いるレチクルに形成されているアライメントマークの
位置との位置ずれを最小にするようにレチクルを回転さ
せて露光を行うので、位置合わせ工程におけるパターン
の位置ズレを最小にすることが可能となる。
【0010】
【実施例】以下図1〜図3により本発明の一実施例につ
いて詳細に説明する。図1は本発明による一実施例のレ
チクルの配置を示す図、図2〜図3は本発明による一実
施例の半導体装置の製造方法を示す図である。
【0011】本発明による一実施例のレチクル1は図1
に示すように素子形成領域1a外の四隅にアライメントマ
ークP1,2,3,4 を形成したレチクルである。この
ようなレチクルを用いて半導体装置を製造するにはまず
レチクルを用いて半導体基板を露光し、図2(a) に示す
ように半導体基板上にアライメントマークPA1,A2,
A3,A4を形成し、露光装置に設けられているアライメ
ントセンサを用いてこれらのアライメントマークの下記
の座標を求める。
【0012】PA1の座標──────(XA1,YA1) PA2の座標──────(XA2,YA2) PA3の座標──────(XA3,YA3) PA4の座標──────(XA4,YA4) つぎに上記の半導体基板上に形成したアライメントマー
クPA1, PA2, A3,A4の座標を用いて下記の重心O
の座標を算出する。
【0013】
【数1】
【0014】ついでこの重心Oを原点とする上記のアラ
イメントマークPA1, PA2, A3,A4の下記に示す座
標を算出する。
【0015】
【数2】
【0016】ここでレチクルの製造に用いる図2(b) に
示すようなアライメントマークP1,2,3,4 の重心
Oを原点とする下記の設計座標を用いてX軸を基準線と
する偏角θ1234 を算出する。
【0017】P1 の座標────── (X1 ,Y1 ) P2 の座標────── (X2 ,Y2 ) P3 の座標────── (X3 ,Y3 ) P4 の座標────── (X4 ,Y4 ) θ1 =tan -1 (Y1 /X1) θ2 =tan -1 (Y2 /X2) θ3 =tan -1 (Y3 /X3) θ4 =tan -1 (Y4 /X4) そして半導体基板に形成されている図3(a) に示すよう
なアライメントマークPA1,A2,A3,A4の座標を用
いてX軸を基準線とする偏角α1234を算出す
る。
【0018】
【数3】
【0019】ここで重心Oからの距離に比例する回転ズ
レに対して持たせる重みを示す重み量を下記の計算式を
用いて算出する。
【0020】
【数4】
【0021】上記の偏角α1234と、偏角θ1,
θ234と、重み量W1,W2,W3,W4とを用いて下記
の算式により回転角βを求める。
【0022】
【数5】
【0023】この回転角βだけ回転させた半導体基板上
に形成されているアライメントマークPA1,A2,A3,
A4 の位置は、下記の算式により算出される座標の位
置になる。
【0024】
【数6】
【0025】ここで回転角βだけ回転させた半導体基板
上のアライメントマークPA1,A2,A3,A4と位置合
わせする図3(b)に示すようなレチクルのアライメント
マークPB1,B2,B3,B4 の下記の座標を露光装置に
設けられているアライメントセンサを用いて求める。
【0026】PB1の座標──────(XB1,YB1) PB2の座標──────(XB2,YB2) PB3の座標──────(XB3,YB3) PB4の座標──────(XB4,YB4) つぎに上記のレチクル1に形成されているアライメント
マークPB1,PB2,B3 ,B4の座標を用いて下記の重心
Oの座標を算出する。
【0027】
【数7】
【0028】ついでこの重心Oを原点とする上記のアラ
イメントマークPB1, PB2, B3,B4の下記に示す座
標を算出する。
【0029】
【数8】
【0030】ここでレチクルに形成されている、図3
(b) に示すようなアライメントマークPB1, PB2,
B3, B4の重心Oを原点とする座標を用いてX軸を基準
線とする偏角ε1234 を算出する。
【0031】
【数9】
【0032】そして回転角βだけ回転させた半導体基板
に形成されている、図3(b) に示すようなアライメント
マークPA11,A21,A31,A41 の座標を用いてX軸を
基準線とする偏角γ1234 を算出する。
【0033】
【数10】
【0034】上記の偏角γ1234 と、偏角ε1,
ε234 と、上記の〔数5〕で求めた重み量とを用
いて下記の算式により回転角φを求める。
【0035】
【数11】
【0036】この回転角φだけ回転させたレチクル1上
に形成されているアライメントマークPB1,B2,B3,
B4 の位置は、下記の算式により算出される座標の位
置になり、回転角βだけ回転させた半導体基板上に形成
されているアライメントマークPA11,A21,A31,
A41 に対してそれぞれ最も近ずけることが可能となる。
【0037】
【数12】
【0038】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば半導体基板に形成されている複数のアライメン
トマークと、次工程に用いるレチクルに形成されている
複数のアライメントマークとが、それぞれ最も近づくよ
うに位置合わせすることが可能となる利点があり、著し
い経済的及び、信頼性向上の効果が期待できる半導体装
置の製造方法の提供が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による一実施例のレチクルの配置を示
す図、
【図2】 本発明による一実施例の半導体装置の製造方
法を示す図(1) 、
【図3】 本発明による一実施例の半導体装置の製造方
法を示す図(2) 、
【図4】 従来のレチクルの配置を示す図、
【図5】 従来の半導体装置の製造方法を示す図、
【符号の説明】
A1,A2,A3,A4 はアライメントマーク、 PA11,A21,A31,A41 はアライメントマーク、 1はレチクル、 1aは素子形成領域、 P1,2,3,4 はアライメントマーク、 PB1,B2,B3,B4 はアライメントマーク、 θ1,θ2,θ3,θ4 は偏角、 α1,α2,α3,α4 は偏角、 ε1,ε2,ε3,ε4 は偏角、 γ1,γ2,γ3,γ4 は偏角、 βは回転角、 φは回転角、

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板の表面に形成されている複数
    のアライメントマーク (PA1,A2,A3,A4) と、次
    工程に用いる素子形成領域(1a)外に複数のアライメント
    マークを具備するレチクル(1) に形成されているアライ
    メントマーク(PB1,B2,B3,B4) とを位置合わせす
    る方法において、 前記半導体基板の表面に形成されている複数のアライメ
    ントマーク(PA1,A2 ,A3,A4) の位置を測定し、該
    複数のアライメントマーク (PA1,A2,A3,A4)の重
    心を原点とする、該複数のアライメントマーク(PA1,
    A2,A3,A4)の位置を示す座標を算出する工程と、 前記複数のアライメントマーク(PA1,A2,A3,A4)
    の位置のX軸に対する偏角 (α1,α2,α3,α4)と、前記
    複数のアライメントマーク(PA1,A2,A3, A4) の形
    成に用いたレチクル(1) の複数のアライメントマークの
    位置の設計座標のX軸に対する偏角 (θ1,θ2,θ3,θ4)
    とを算出し、該偏角 (θ1,θ2,θ3,θ4)と、前記偏角
    1,α2,α3,α4)と、前記設計座標から求めた前記重
    心からの距離に比例する重み量とから算出することがで
    きる、前記複数のアライメントマーク (PA1,A2,
    A3,A4)と前記設計座標の複数のアライメントマークと
    を、それぞれ最も近ずけることが可能となる回転角(β)
    を算出して該回転角(β)だけ前記半導体基板を回転さ
    せる工程と、 該回転角 (β) だけ回転した後の、前記半導体基板の表
    面上に形成されている複数のアライメントマーク(PA1,
    A2,A3,A4) の位置を示す座標を算出する工程と、 次工程に用いるレチクル(1) に形成されている複数のア
    ライメントマーク (P B1,B2,B3,B4) の位置を測
    定し、該複数のアライメントマーク (PB1,B2 ,B3,
    B4)の重心を原点とする、該複数のアライメントマー
    ク(PB1,B2,PB3 ,B4) の位置を示す座標を算出する
    工程と、 前記レチクル(1)に形成されている複数のアライメント
    マーク(PB1,B2,PB3 ,B4) の位置のX軸に対する偏
    角 (ε1,ε2,ε3,ε4)と、回転角(β) だけ回転させた
    前記半導体基板に形成されている複数のアライメントマ
    ーク (PA11,PA2 1,A31,A41)の位置のX軸に対する
    偏角 (γ1,γ2,γ3,γ4)とを算出し、前記偏角 (ε1,ε
    2,ε3,ε4)と、前記偏角 (γ1,γ2,γ3,γ4)と、前記設
    計座標から求めた前記重心からの距離に比例する重み量
    と、から算出することができる、回転角 (β) だけ回転
    させた前記半導体基板に形成されている複数のアライメ
    ントマーク (PA11,PA21,A31,A41)と前記レチクル
    (1) に形成されている複数のアライメントマーク(PB1,
    B2,PB3,B4) とを、それぞれ最も近ずけることが可
    能となる回転角 (φ) を算出し、該回転角 (φ) だけ前
    記レチクル(1) を回転させる工程と、 からなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP4300704A 1992-11-11 1992-11-11 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH06151275A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990047447A (ko) * 1997-12-04 1999-07-05 윤종용 액정 표시 장치의 노광 장치
US5976737A (en) * 1997-06-02 1999-11-02 Sharp Kabushiki Kaisha Manufacturing method of semiconductor devices utilizing alignment of bed shot and stage shot through rotation to almost overlap respective distortions

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5976737A (en) * 1997-06-02 1999-11-02 Sharp Kabushiki Kaisha Manufacturing method of semiconductor devices utilizing alignment of bed shot and stage shot through rotation to almost overlap respective distortions
KR19990047447A (ko) * 1997-12-04 1999-07-05 윤종용 액정 표시 장치의 노광 장치

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