JPH07142543A - 重ね合わせ精度測定用バーニア構造及び重ね合わせ精度測定方法 - Google Patents
重ね合わせ精度測定用バーニア構造及び重ね合わせ精度測定方法Info
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- JPH07142543A JPH07142543A JP18902593A JP18902593A JPH07142543A JP H07142543 A JPH07142543 A JP H07142543A JP 18902593 A JP18902593 A JP 18902593A JP 18902593 A JP18902593 A JP 18902593A JP H07142543 A JPH07142543 A JP H07142543A
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70605—Workpiece metrology
- G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
- G03F7/70633—Overlay, i.e. relative alignment between patterns printed by separate exposures in different layers, or in the same layer in multiple exposures or stitching
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 バーニア構造の段差を小さくし、重ね合わせ
精度測定誤差を抑制した重ね合わせ精度測定用バーニア
構造及び重ね合わせ精度測定方法を提供する。 【構成】 フォトリソグラフィー工程における前工程と
の重ね合わせ精度を測定するための重ね合わせ精度測定
用バーニア構造において、主尺11となる前工程のパター
ンを抜きパターンで形成し、副尺13をその抜き領域に配
置する構成とした重ね合わせ精度測定用バーニア構造及
び重ね合わせ精度測定方法。
精度測定誤差を抑制した重ね合わせ精度測定用バーニア
構造及び重ね合わせ精度測定方法を提供する。 【構成】 フォトリソグラフィー工程における前工程と
の重ね合わせ精度を測定するための重ね合わせ精度測定
用バーニア構造において、主尺11となる前工程のパター
ンを抜きパターンで形成し、副尺13をその抜き領域に配
置する構成とした重ね合わせ精度測定用バーニア構造及
び重ね合わせ精度測定方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、重ね合わせ精度測定用
バーニア構造及び重ね合わせ精度測定方法に関し、特
に、半導体装置や液晶構造の製造等に用いるフォトリソ
グラフィー工程における前工程との重ね合わせ精度を測
定するための重ね合わせ精度測定技術に関するものであ
る。
バーニア構造及び重ね合わせ精度測定方法に関し、特
に、半導体装置や液晶構造の製造等に用いるフォトリソ
グラフィー工程における前工程との重ね合わせ精度を測
定するための重ね合わせ精度測定技術に関するものであ
る。
【０００２】本明細書中、バーニアとは合わせずれ（露
光現像後の結果のずれ）を見るためのパターンを称し、
これはパターン形成部以外に形成するものであれば、任
意の位置に形成できる。
光現像後の結果のずれ）を見るためのパターンを称し、
これはパターン形成部以外に形成するものであれば、任
意の位置に形成できる。
【０００３】
【従来の技術】微細プロセス、例えば半導体装置製造工
程の中において、微細加工を担うフォトリソグラフィー
工程では下層との重ね合わせ精度が重要である。特に近
年のＳｕｂ−μｍからＳｕｂ−ｈａｌｆ−μｍのデザイ
ンルールでは、必要な重ね合わせ精度は０．１μｍ程度
の厳しい値が要求されてきている。重ね合わせ精度は露
光装置の調整のみでは様々な工程を経た基板のプロセス
オフセットを補正できないため、専用の重ね合わせ精度
測定装置により測定した値を露光装置にフィードバック
してやる必要がある。ところが重ね合わせ精度測定用の
バーニアにおいても様々なプロセスを経るため、そのバ
ーニア形状をいかにして読みとり誤差の少ないものにす
るかが重要となる。
程の中において、微細加工を担うフォトリソグラフィー
工程では下層との重ね合わせ精度が重要である。特に近
年のＳｕｂ−μｍからＳｕｂ−ｈａｌｆ−μｍのデザイ
ンルールでは、必要な重ね合わせ精度は０．１μｍ程度
の厳しい値が要求されてきている。重ね合わせ精度は露
光装置の調整のみでは様々な工程を経た基板のプロセス
オフセットを補正できないため、専用の重ね合わせ精度
測定装置により測定した値を露光装置にフィードバック
してやる必要がある。ところが重ね合わせ精度測定用の
バーニアにおいても様々なプロセスを経るため、そのバ
ーニア形状をいかにして読みとり誤差の少ないものにす
るかが重要となる。
【０００４】重ね合わせ精度測定装置の概要を図７に示
す。照明光源１から射出した光はフィルター群２により
余分な波長を消去され、照明系の開口数を決定する絞り
３を通り、ハーフミラー４により対物レンズ５を通して
被測定基板６を照らす。そこで反射した光は結像系の開
口数を決定する絞り７を通してハーフミラー４により２
分割され、Ｘ方向用ＣＣＤカメラ８及びＹ方向用ＣＣＤ
カラメ９により画像が取り込まれる。その後、画像処理
によってバーニアのエッジ検出が行われ、重ね合わせ精
度が測定されることになる。
す。照明光源１から射出した光はフィルター群２により
余分な波長を消去され、照明系の開口数を決定する絞り
３を通り、ハーフミラー４により対物レンズ５を通して
被測定基板６を照らす。そこで反射した光は結像系の開
口数を決定する絞り７を通してハーフミラー４により２
分割され、Ｘ方向用ＣＣＤカメラ８及びＹ方向用ＣＣＤ
カラメ９により画像が取り込まれる。その後、画像処理
によってバーニアのエッジ検出が行われ、重ね合わせ精
度が測定されることになる。
【０００５】従来のバーニア構造例としては、平面的に
は図５に示すようにそれぞれＩ字状に縦方向に伸びる構
造Ａと横方向に伸びる構造Ｂとを備えるＩ字型のもの
や、図６に示すようなＬ字状構造を１対組み合わせたＬ
字型のものなどがある。図５、図６中、11Ａ，11Ｂ，11
Ｃは主尺、13Ａ，13Ｂ，13Ｃは副尺を示す。
は図５に示すようにそれぞれＩ字状に縦方向に伸びる構
造Ａと横方向に伸びる構造Ｂとを備えるＩ字型のもの
や、図６に示すようなＬ字状構造を１対組み合わせたＬ
字型のものなどがある。図５、図６中、11Ａ，11Ｂ，11
Ｃは主尺、13Ａ，13Ｂ，13Ｃは副尺を示す。
【０００６】従来の最も代表的な重ね合わせ測定用バー
ニアの断面図及び平面図を図４に示す。これは自動測定
用として最も一般的な形状であるＢｏｘ ｉｎ ｂｏｘ
型のバーニア（以下ＢＯＸバーニアと呼ぶ）を示すもの
である。このＢＯＸバーニアを画像処理することにより
エッジを検出し、Ｘ方向についてはエッジ間隔Ｘ１，Ｘ
２の情報が得られる。Ｘ方向の重ね合わせ精度Ｒは次式
で表される。
ニアの断面図及び平面図を図４に示す。これは自動測定
用として最も一般的な形状であるＢｏｘ ｉｎ ｂｏｘ
型のバーニア（以下ＢＯＸバーニアと呼ぶ）を示すもの
である。このＢＯＸバーニアを画像処理することにより
エッジを検出し、Ｘ方向についてはエッジ間隔Ｘ１，Ｘ
２の情報が得られる。Ｘ方向の重ね合わせ精度Ｒは次式
で表される。
【０００７】
【式１】Ｒ＝（Ｘ１−Ｘ２）／２
【０００８】なお、Ｙ方向についてもＢＯＸバーニアを
縦方向について見ることで同様に測定できる。
縦方向について見ることで同様に測定できる。
【０００９】ところで、０．１μｍ以下の重ね合わせ精
度を測定するためには、測定再現性及びＴＩＳ（Ｔｏｏ
ｌ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｓｈｉｆｔ）と呼ばれる光学系の
誤差が起因の測定絶対値の誤差は、各々１０ｎｍ以下に
抑えなくてはならない。しかし、ＢＯＸバーニアは平面
ではなく、図４に示すとおり基板10上に基準となる層の
主尺11がエッチングにより形成されており、層間膜及び
被加工膜12を介して、一般にフォトレジストからなる副
尺13によって形成されている。従って主尺11及び副尺13
には段差が生じることになるが、この段差はエッジの誤
検出につながるため、測定再現性及びＴＩＳを悪化させ
る原因となる。
度を測定するためには、測定再現性及びＴＩＳ（Ｔｏｏ
ｌ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｓｈｉｆｔ）と呼ばれる光学系の
誤差が起因の測定絶対値の誤差は、各々１０ｎｍ以下に
抑えなくてはならない。しかし、ＢＯＸバーニアは平面
ではなく、図４に示すとおり基板10上に基準となる層の
主尺11がエッチングにより形成されており、層間膜及び
被加工膜12を介して、一般にフォトレジストからなる副
尺13によって形成されている。従って主尺11及び副尺13
には段差が生じることになるが、この段差はエッジの誤
検出につながるため、測定再現性及びＴＩＳを悪化させ
る原因となる。
【００１０】即ち、従来の重ね合わせ精度測定用バーニ
アの形成方法は、前工程において成膜した材料を周辺を
エッチングすることにより、主尺11を残しパターンとし
て形成していた。そのため副尺13は必然的に主尺の上に
載ることとなり、主尺11と副尺13間の段差が大きくなる
ため、測定光学系の誤差に起因する重ね合わせ精度測定
誤差を惹き起こす原因の一つとなっていたものである。
アの形成方法は、前工程において成膜した材料を周辺を
エッチングすることにより、主尺11を残しパターンとし
て形成していた。そのため副尺13は必然的に主尺の上に
載ることとなり、主尺11と副尺13間の段差が大きくなる
ため、測定光学系の誤差に起因する重ね合わせ精度測定
誤差を惹き起こす原因の一つとなっていたものである。
【００１１】
【発明の目的】本発明は、バーニア構造の段差を小さく
し、重ね合わせ精度測定誤差を抑制した重ね合わせ精度
測定用バーニア構造及び重ね合わせ精度測定方法を提供
することを目的とする。
し、重ね合わせ精度測定誤差を抑制した重ね合わせ精度
測定用バーニア構造及び重ね合わせ精度測定方法を提供
することを目的とする。
【００１２】
【目的を達成するための手段】本出願の請求項１の発明
は、フォトリソグラフィー工程における前工程との重ね
合わせ精度を測定するための重ね合わせ精度測定用バー
ニア構造において、主尺となる前工程のパターンを抜き
パターンで形成し、副尺をその抜き領域に配置する構成
としたことを特徴とする重ね合わせ精度測定用バーニア
構造であって、これにより上記目的を達成するものであ
る。
は、フォトリソグラフィー工程における前工程との重ね
合わせ精度を測定するための重ね合わせ精度測定用バー
ニア構造において、主尺となる前工程のパターンを抜き
パターンで形成し、副尺をその抜き領域に配置する構成
としたことを特徴とする重ね合わせ精度測定用バーニア
構造であって、これにより上記目的を達成するものであ
る。
【００１３】本出願の請求項２の発明は、複数のバーニ
ア構造を、バーニア構造を順次囲って形成したことを特
徴とする請求項１に記載の重ね合わせ精度測定用バーニ
ア構造であって、これにより上記目的を達成するもので
ある。
ア構造を、バーニア構造を順次囲って形成したことを特
徴とする請求項１に記載の重ね合わせ精度測定用バーニ
ア構造であって、これにより上記目的を達成するもので
ある。
【００１４】本出願の請求項３の発明は、フォトリソグ
ラフィー工程において、前工程との重ね合わせ精度を測
定するための重ね合わせ精度測定用バーニアを、主尺と
なる前工程のパターンを抜きパターンで形成し、副尺を
その抜き領域に配置することにより、段差を小さくした
バーニアで該重ね合わせ精度を測定する重ね合わせ精度
測定方法であって、これにより上記目的を達成するもの
である。
ラフィー工程において、前工程との重ね合わせ精度を測
定するための重ね合わせ精度測定用バーニアを、主尺と
なる前工程のパターンを抜きパターンで形成し、副尺を
その抜き領域に配置することにより、段差を小さくした
バーニアで該重ね合わせ精度を測定する重ね合わせ精度
測定方法であって、これにより上記目的を達成するもの
である。
【００１５】
【作用】本発明によれば、バーニア構造の段差を小さく
し、重ね合わせ精度測定誤差を抑制することができる。
し、重ね合わせ精度測定誤差を抑制することができる。
【００１６】
【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
て説明する。但し当然のことではあるが、本発明は実施
例により限定を受けるものではない。
て説明する。但し当然のことではあるが、本発明は実施
例により限定を受けるものではない。
【００１７】実施例１ この実施例を図１に示す。本実施例は、図４の従来型の
バーニア構造と異なり、主尺上に副尺をのせる構造では
なく、図１に示すように主尺11を抜きパターンで形成
し、副尺13をその中に配置することによって主尺11と副
尺13間の段差を小さくし、エッジ誤検出などの測定精度
悪化要因を小さくしたものである。図１中、10は基板、
12は被加工膜である。
バーニア構造と異なり、主尺上に副尺をのせる構造では
なく、図１に示すように主尺11を抜きパターンで形成
し、副尺13をその中に配置することによって主尺11と副
尺13間の段差を小さくし、エッジ誤検出などの測定精度
悪化要因を小さくしたものである。図１中、10は基板、
12は被加工膜である。
【００１８】なお、主尺加工上において、図示Ｄの寸法
制御は、Ｘ１，Ｘ２の測定によって左右対称である限り
精度を必要としない。
制御は、Ｘ１，Ｘ２の測定によって左右対称である限り
精度を必要としない。
【００１９】また、このような構造に形成する技術は、
一般的にバーニア周辺部を抜きパターンで、及びバーニ
ア本体のみを残しパターンで形成する工程について特に
有効である。例えば主尺をＰｏｌｙ−Ｓｉなどの膜で形
成しておくことにより、Ａｌなどの加工において重ね合
わせ精度を測定する場合などについて有用である。
一般的にバーニア周辺部を抜きパターンで、及びバーニ
ア本体のみを残しパターンで形成する工程について特に
有効である。例えば主尺をＰｏｌｙ−Ｓｉなどの膜で形
成しておくことにより、Ａｌなどの加工において重ね合
わせ精度を測定する場合などについて有用である。
【００２０】また、副尺13のパターンについては、変形
例として図２に示すような抜きパターンであっても同様
の効果がある。
例として図２に示すような抜きパターンであっても同様
の効果がある。
【００２１】本実施例によれば、 重ね合わせ精度測
定装置による測定における測定再現性及びＴＩＳが向上
する、 測定された値の精度が向上することにより、
露光装置へフィードバックするプロセスオフセットの値
の信頼性が上がり、より正確に重ね合わせに補正をかけ
ることができる、 重ね合わせ精度が向上することに
より、歩留り向上及び素子特性が向上する、などの効果
がもたらされる。
定装置による測定における測定再現性及びＴＩＳが向上
する、 測定された値の精度が向上することにより、
露光装置へフィードバックするプロセスオフセットの値
の信頼性が上がり、より正確に重ね合わせに補正をかけ
ることができる、 重ね合わせ精度が向上することに
より、歩留り向上及び素子特性が向上する、などの効果
がもたらされる。
【００２２】実施例２ 本実施例は図３に示すように、ｂｏｘ状にバーニア構造
を凹凸を繰り返して構成したものである。即ちこの実施
例は、中央に凸状の副尺13ａを配し、これを囲って凹状
の主尺11ｂを配し、更にこれを囲って凸状の副尺13ｃを
配し、更に同様に凹状の主尺11ｄを配し、同様に凸状の
副尺13ｅを配した構造をなしている。従来構造（図４参
照）でこのような構造を得ようとすると、ピラミッド型
になって、段差がきわめて大きくなり、実用は不可能で
ある。
を凹凸を繰り返して構成したものである。即ちこの実施
例は、中央に凸状の副尺13ａを配し、これを囲って凹状
の主尺11ｂを配し、更にこれを囲って凸状の副尺13ｃを
配し、更に同様に凹状の主尺11ｄを配し、同様に凸状の
副尺13ｅを配した構造をなしている。従来構造（図４参
照）でこのような構造を得ようとすると、ピラミッド型
になって、段差がきわめて大きくなり、実用は不可能で
ある。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、バーニア構造の段差を
小さくし、重ね合わせ精度測定誤差を抑制した重ね合わ
せ精度測定用バーニア構造及び重ね合わせ精度測定方法
を提供することができた。
小さくし、重ね合わせ精度測定誤差を抑制した重ね合わ
せ精度測定用バーニア構造及び重ね合わせ精度測定方法
を提供することができた。
【図１】実施例１の重ね合わせ精度測定用バーニア構造
を表す図である。
を表す図である。
【図２】重ね合わせ精度測定用バーニア構造の変形例を
表す図である。
表す図である。
【図３】実施例２の重ね合わせ精度測定用バーニア構造
を表す図である。
を表す図である。
【図４】従来の重ね合わせ精度測定用バーニア構造を表
す図である。
す図である。
【図５】従来構造例を略示する図である。
【図６】従来構造例を略示する図である。
【図７】重ね合わせ精度測定装置を示す概要図である。
10 基板 11 主尺 12 被加工膜 13 副尺
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年８月２３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
Claims (3)
- 【請求項１】フォトリソグラフィー工程における前工程
との重ね合わせ精度を測定するための重ね合わせ精度測
定用バーニア構造において、 主尺となる前工程のパターンを抜きパターンで形成し、
副尺をその抜き領域に配置する構成としたことを特徴と
する重ね合わせ精度測定用バーニア構造。 - 【請求項２】複数のバーニア構造を、バーニア構造を順
次囲って形成したことを特徴とする請求項１に記載の重
ね合わせ精度測定用バーニア構造。 - 【請求項３】フォトリソグラフィー工程において、前工
程との重ね合わせ精度を測定するための重ね合わせ精度
測定用バーニアを、主尺となる前工程のパターンを抜き
パターンで形成し、副尺をその抜き領域に配置すること
により、段差を小さくしたバーニアで該重ね合わせ精度
を測定する重ね合わせ精度測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18902593A JPH07142543A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 重ね合わせ精度測定用バーニア構造及び重ね合わせ精度測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18902593A JPH07142543A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 重ね合わせ精度測定用バーニア構造及び重ね合わせ精度測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07142543A true JPH07142543A (ja) | 1995-06-02 |
Family
ID=16234043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18902593A Pending JPH07142543A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 重ね合わせ精度測定用バーニア構造及び重ね合わせ精度測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07142543A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100328696B1 (ko) * | 1999-12-17 | 2002-03-20 | 박종섭 | 반도체 소자의 제조방법 |
| KR100359861B1 (ko) * | 1998-12-31 | 2002-12-18 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 중첩 정확도 향상방법_ |
| KR100376889B1 (ko) * | 1995-10-11 | 2003-06-11 | 주식회사 하이닉스반도체 | 오버레이버어니어구조및그형성방법 |
| KR100587638B1 (ko) * | 1999-12-30 | 2006-06-07 | 주식회사 하이닉스반도체 | 오버레이 버니어 및 그를 이용한 오버레이 측정 방법 |
| KR100687398B1 (ko) * | 2005-05-12 | 2007-02-26 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 장치의 오버레이 측정 방법 |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP18902593A patent/JPH07142543A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100376889B1 (ko) * | 1995-10-11 | 2003-06-11 | 주식회사 하이닉스반도체 | 오버레이버어니어구조및그형성방법 |
| KR100359861B1 (ko) * | 1998-12-31 | 2002-12-18 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 중첩 정확도 향상방법_ |
| KR100328696B1 (ko) * | 1999-12-17 | 2002-03-20 | 박종섭 | 반도체 소자의 제조방법 |
| KR100587638B1 (ko) * | 1999-12-30 | 2006-06-07 | 주식회사 하이닉스반도체 | 오버레이 버니어 및 그를 이용한 오버레이 측정 방법 |
| KR100687398B1 (ko) * | 2005-05-12 | 2007-02-26 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 장치의 오버레이 측정 방법 |
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