JPH08162383A - Pattern for evaluating registration accuracy and evaluation method by use thereof - Google Patents

Pattern for evaluating registration accuracy and evaluation method by use thereof

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JPH08162383A
JPH08162383A JP6297414A JP29741494A JPH08162383A JP H08162383 A JPH08162383 A JP H08162383A JP 6297414 A JP6297414 A JP 6297414A JP 29741494 A JP29741494 A JP 29741494A JP H08162383 A JPH08162383 A JP H08162383A
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JP
Japan
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pattern
holes
lower layer
hole
deviation
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6297414A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masanori Tsukamoto
雅則 塚本
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a registration accuracy evaluating pattern which is capable of providing data related to registration accuracy high enough for fine processing of below sub-half micron and being observed by a SEM and an evaluation method by the use of the evaluating pattern. CONSTITUTION: A hole array is composed of square holes 4A to 4G which are arrayed deviating from each other by an optional space (s)in a direction (Y direction) along the rectilinear edge 2E of a lower pattern 2 but also by a constant deviation (d) in an X direction vertical to a Y direction, and the rectilinear edge 2E exposed inside the holes is observed by a length measuring SEM. The positions of the holes where the rectilinear edge 2E is observed inside them are compared with each other before and after a point where a deviation occurs in superposition, and the amount of superposition deviation is calculated by multiplying the shift number of the holes by a deviation (d). Hole arrays are arranged in two rows along both the edges of a wiring pattern, and a variation in line width is capable of being detected.

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、たとえば半導体製造プ
ロセスのような微細加工分野において下層側材料層と上
層側材料層の各々に形成される実回路パターン同士の重
ね合わせ精度を測定するための重ね合わせ精度評価パタ
ーンおよびこれを用いた評価方法に関し、特にデザイン
・ルールが0.5μm以下の微細な実回路パターンにつ
いても走査型電子顕微鏡による精度の高い重ね合わせズ
レの検出、さらには線幅変動の検出を可能とするパター
ンおよび方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is for measuring the overlay accuracy of actual circuit patterns formed in each of a lower material layer and an upper material layer in a fine processing field such as a semiconductor manufacturing process. Regarding overlay accuracy evaluation pattern and evaluation method using the same, particularly with respect to a fine actual circuit pattern whose design rule is 0.5 μm or less, highly accurate overlay deviation detection by a scanning electron microscope, and further line width variation And a method that enables the detection of

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の微細化、高集積化に伴って
デザイン・ルールはいよいよ縮小されており、量産が目
前に迫った次世代の64MDRAMでは最小加工寸法
0.35μm以下、次々世代の256MDRAMでは
0.25μm以下の微細加工技術が要求されている。こ
の微細加工技術は、直接的にはフォトリソグラフィにお
ける高解像度やドライエッチングにおける高異方性に支
えられてきたのであるが、これらと並び、下層側の実回
路パターン上に上層側の実回路パターンがどれだけ正確
に重ね合わせられているかを示す重ね合わせ精度の向上
もまた、半導体プロセスの成否を左右する極めて重要な
指標となっている。
2. Description of the Related Art The design rule is being reduced with the miniaturization and high integration of semiconductor devices. In the next-generation 64M DRAM, which is about to be mass-produced, the minimum processing size is 0.35 μm or less, and the next-generation 256 MDRAM. Therefore, fine processing technology of 0.25 μm or less is required. This microfabrication technology has been directly supported by high resolution in photolithography and high anisotropy in dry etching.Along with these, on top of the actual circuit pattern on the lower layer, the actual circuit pattern on the upper layer is formed. Improving the overlay accuracy, which indicates how accurately the layers are superposed, is also an extremely important index that determines the success or failure of the semiconductor process.

【0003】重ね合わせ精度の測定には、一般に専用の
評価パターンが用いられている。この評価パターンに
は、大別して副尺(バーニヤ)タイプのものとボックス
・タイプのものとがある。副尺タイプのパターンは、各
々異なるピッチで所定の図形を配列させた下層パターン
と上層パターンとを重ね合わせる際に両図形の重なり具
合が場所により変化することを利用して、重ね合わせの
ズレを検出可能としたものである。このズレの読み取り
は通常、光学顕微鏡を用いて行われる。一方、ボックス
・タイプのパターンは、正方形の開口として形成された
下層パターンの内部にこれより小さい正方形の上層パタ
ーンを重ね合わせたものであり、小さい正方形の外周と
大きな正方形の内周との間の距離を四辺に沿って比較す
ることで重ね合わせズレを検出する。この検出は通常、
ステッパのアライメント光学系を用いて自動的に行われ
る。
A dedicated evaluation pattern is generally used to measure the overlay accuracy. This evaluation pattern is roughly classified into a vernier type and a box type. The vernier type pattern uses the fact that when the lower layer pattern and the upper layer pattern, in which predetermined figures are arranged at different pitches, are overlapped, the overlapping condition of both figures changes depending on the location, and there is a misalignment of the superposition. It can be detected. The reading of this deviation is usually performed using an optical microscope. On the other hand, the box-type pattern is a lower layer pattern formed as a square opening, and an upper layer pattern of a smaller square is superposed on the lower layer pattern. The overlay deviation is detected by comparing the distances along the four sides. This detection is usually
It is automatically performed using the alignment optical system of the stepper.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
評価パターンもしくは評価方法では、微小な重ね合わせ
ズレを正確に判定することは必ずしも容易ではない。た
とえば、副尺タイプの評価パターンの場合、ズレの読み
取りを光学顕微鏡で行っているため、その解像度の限界
から、最小加工寸法がハーフミクロンあるいはサブハー
フミクロンのレベルにあるプロセスに対しては十分な精
度で測定を行うことができない。
However, with the conventional evaluation pattern or evaluation method, it is not always easy to accurately determine a minute overlay deviation. For example, in the case of a vernier scale type evaluation pattern, since the deviation is read with an optical microscope, it is sufficient for a process in which the minimum processing dimension is on the level of half micron or sub-half micron because of the resolution limit. Inaccurate measurements cannot be made.

【0005】これに対し、ボックス・タイプの評価パタ
ーンを用いた場合は、アライメント光学系により回折光
が自動的に解析されるため、副尺タイプの評価パターン
を用いた場合よりも評価精度は向上する。しかし、測定
に用いる光の単色光が強いと干渉により回折光強度が極
端に減少し、測定が極めて困難となる場合がある。ま
た、評価パターンは一般に、評価したいパターンのすぐ
近傍に配置しないと、そのパターンに生じた変化に忠実
な情報を得ることができない。これは、フォトリソグラ
フィにより発生するズレの方向が、投影レンズの収差等
の影響により1ショットの露光エリア内で一様ではない
からである。しかし、ボックス・タイプの評価パターン
は1辺が数10μmと大きく、チップ内に形成できる場
所が限定される。したがって、このパターンをチップ内
の評価したい実回路パターン、あるいは評価したいTE
G(テスト・エレメント・グループ)のすぐ近傍に配す
ることができるとは限らない。
On the other hand, when the box type evaluation pattern is used, the diffracted light is automatically analyzed by the alignment optical system, so that the evaluation accuracy is improved as compared with the case where the vernier type evaluation pattern is used. To do. However, if the monochromatic light used for the measurement is strong, the intensity of the diffracted light is extremely reduced due to interference, which may make the measurement extremely difficult. Further, generally, unless the evaluation pattern is arranged in the immediate vicinity of the pattern to be evaluated, it is impossible to obtain information faithful to the change occurring in the pattern. This is because the direction of misalignment caused by photolithography is not uniform within the exposure area of one shot due to the aberration of the projection lens and the like. However, the box-type evaluation pattern is as large as several tens of μm on a side, and the place where it can be formed in the chip is limited. Therefore, this pattern is the actual circuit pattern in the chip to be evaluated or the TE to be evaluated.
It cannot always be placed in the immediate vicinity of G (test element group).

【0006】ところで、近年の半導体プロセスにおける
線幅、ホール径といった平面寸法の測定には、測長用の
走査型電子顕微鏡(測長SEM)が広く用いられてお
り、重ね合わせ精度の測定にもSEMの優れた分解能が
利用できるものと考えられる。しかし、現有の評価パタ
ーンをそのままSEMで観察することは、以下の理由に
より制約を受ける。まず、測長SEMでは、電子ビーム
を照射された試料表面から発生する二次電子の像を観察
するため、試料が電子ビームの入射角を急激に変化させ
るような表面構造、すなわち段差を持たない場合には、
鮮明な像が得られない。たとえば、前述のボックス・タ
イプの評価パターンの場合、下層パターンである大きな
正方形のエッジ部において上層材料層の被覆による段差
の減少やエッジの鈍化が生ずると、下層パターンの位置
を正確に決定することができず、したがって上層パター
ンとの重ね合わせ精度も正確に評価することができな
い。また、下層配線パターンに対するホール・パターン
の重ね合わせ精度を評価したい場合、光学的測定方法で
あれば下層配線パターンが層間絶縁膜に被覆されたまま
であっても、層間絶縁膜が透明であるからこれを通して
下層配線パターンのエッジを観察することができたが、
SEMではこれを行うことができない。
By the way, a scanning electron microscope for length measurement (length measurement SEM) is widely used for measuring planar dimensions such as line width and hole diameter in recent semiconductor processes, and also for measuring overlay accuracy. It is believed that the excellent resolution of SEM is available. However, observing the existing evaluation pattern as it is with the SEM is restricted by the following reasons. First, in the length measurement SEM, since the image of secondary electrons generated from the surface of the sample irradiated with the electron beam is observed, the sample does not have a surface structure that rapidly changes the incident angle of the electron beam, that is, no step. in case of,
A clear image cannot be obtained. For example, in the case of the above-mentioned box-type evaluation pattern, the position of the lower layer pattern should be accurately determined if the lower layer pattern has a large square edge and the step is reduced or the edge becomes dull due to the coating of the upper layer material layer. Therefore, overlay accuracy with the upper layer pattern cannot be accurately evaluated. In addition, when it is desired to evaluate the overlay accuracy of the hole pattern with respect to the lower layer wiring pattern, if the optical measurement method is used, even if the lower layer wiring pattern remains covered with the interlayer insulating film, the interlayer insulating film is transparent. I was able to observe the edge of the lower layer wiring pattern through
This cannot be done with SEM.

【0007】そこで本発明は、サブハーフミクロン以降
の微細加工プロセス向けに十分な精度で重ね合わせ精度
に関する情報を提供することが可能で、SEMによる測
定に適した重ね合わせ精度評価パターンと、これを用い
て高精度に重ね合わせズレを測定することを可能とする
評価方法を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention can provide information on overlay accuracy with sufficient accuracy for sub-half micron or later microfabrication processes, and an overlay accuracy evaluation pattern suitable for SEM measurement and this It is an object of the present invention to provide an evaluation method capable of measuring overlay deviation with high accuracy.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は上述の目的を達
成するために提案されるものである。まず、本発明の重
ね合わせ精度評価パターンは、基板上の下層側材料層を
用いて形成される下層パターンと、該下層パターンを被
覆する上層側材料層を用いて形成される上層パターンと
の重なり状態にもとづいて、該下層側材料層と該上層側
材料層の各々に形成される実回路パターン同士の重ね合
わせ精度に関する情報を提供するものであって、前記上
層パターンは、前記下層パターンの直線エッジに沿う方
向には互いに任意の間隔を隔て、該直線エッジに垂直な
方向には互いに一定のズレ量をもって配列され、かつ少
なくとも該直線エッジに垂直な方向の寸法が等しい複数
のホールから構成される少なくとも1列のホール・アレ
イを有し、各ホールの底面に互いに異なる面積の該下層
パターンを露出させるようになされている。このような
ホールは、まず、上層側材料層の上にホール・パターン
にしたがったレジスト・パターンを形成し、このレジス
ト・パターンをマスクとし、下層パターンに対して十分
な選択比がとれる条件で上層側材料層を異方的にエッチ
ングすることで形成される。
The present invention is proposed to achieve the above object. First, the overlay accuracy evaluation pattern of the present invention is such that the lower layer pattern formed by using the lower layer material layer on the substrate and the upper layer pattern formed by using the upper layer material layer that covers the lower layer pattern overlap each other. Providing information on the overlay accuracy of the actual circuit patterns formed on each of the lower layer material layer and the upper layer material layer based on the state, wherein the upper layer pattern is a straight line of the lower layer pattern. It is composed of a plurality of holes that are arranged at arbitrary intervals in the direction along the edge, are arranged with a certain amount of deviation in the direction perpendicular to the straight edge, and have at least the same dimension in the direction perpendicular to the straight edge. At least one row of hole arrays is provided, and the lower layer patterns of different areas are exposed on the bottom surface of each hole. For such holes, first, a resist pattern according to the hole pattern is formed on the upper layer material layer, and this resist pattern is used as a mask, and the upper layer is formed under the condition that a sufficient selection ratio is obtained with respect to the lower layer pattern. It is formed by anisotropically etching the side material layer.

【0009】ところで、一般に半導体プロセスでは、最
小加工寸法がMOSトランジスタのゲート電極、および
コンタクトホールやビアホールといった接続孔(ホー
ル)に適用されるが、上記のホールの寸法、ホール間の
間隔には必ずしも最小加工寸法が適用されていなくても
良い。本発明において具体的な数値を規定すべき部分
は、上記のズレ量のみであり、これが評価精度に関連す
る。本発明では、前記一定のズレ量を前記実回路パター
ンの形成に適用される最小加工寸法の1/5以下とする
と、実用上許容できる精度で評価を行うことができる。
たとえば、最小加工寸法が0.25μmの時には、ズレ
量を0.05μm以下とする。なお、本発明における重
ね合わせズレの測定可能範囲は、 (1列のホール・アレイ中のホール数−1)×ズレ量 であるから、上記ホール数は、プロセス精度を考慮して
適宜決定すれば良い。
By the way, generally, in the semiconductor process, the minimum processing dimension is applied to the gate electrode of the MOS transistor and the connection holes (holes) such as contact holes and via holes. The minimum processing size may not be applied. In the present invention, the part where the specific numerical value should be defined is only the above-mentioned deviation amount, which is related to the evaluation accuracy. In the present invention, if the fixed amount of deviation is set to ⅕ or less of the minimum processing dimension applied to the formation of the actual circuit pattern, the evaluation can be performed with a practically acceptable accuracy.
For example, when the minimum processing dimension is 0.25 μm, the deviation amount is 0.05 μm or less. The measurable range of the overlay deviation in the present invention is (the number of holes in one row of hole array-1) x the amount of deviation. Therefore, the number of holes can be appropriately determined in consideration of the process accuracy. good.

【0010】前記ホール・アレイは複数列設けても良
い。たとえば、前記下層パターンが所定の線幅を有する
直線帯状部である場合に、前記ホール・アレイを該直線
帯状部の左右の直線エッジに沿って2列配すると、重ね
合わせズレに関する情報のみならず、線幅変動に関する
情報も得ることが可能となる。この2列のホール・アレ
イのピッチ、すなわち左右ホールの中心間距離を前記直
線帯状部の設計線幅に等しく設定すると、直線エッジが
中央に観察されるホールの該ホール・アレイ内における
位置を左右で揃えることができ、線幅変動や重ね合わせ
ズレの評価が容易となる。
The hole array may be provided in a plurality of columns. For example, when the lower layer pattern is a linear strip having a predetermined line width, if the hole arrays are arranged in two rows along the left and right straight edges of the linear strip, not only the information about the overlay misalignment but also It is also possible to obtain information on line width variations. If the pitch of the two rows of hole arrays, that is, the distance between the centers of the left and right holes is set equal to the design line width of the linear strip, the position of the hole in which the straight edge is observed in the center is left and right. The line width variation and overlay misalignment can be easily evaluated.

【0011】ところで、本発明の重ね合わせ精度評価パ
ターンにおける下層パターンと上層パターンを形成する
際には当然、他の領域において実回路パターンも形成さ
れるが、下層側材料層の加工により形成される下層パタ
ーンと実回路パターン、あるいは上層側材料層の加工に
より形成される上層パターンと実回路パターンとの間に
は、理論上は必ずしも共通性を持たせる必要はない。極
端な例を挙げれば、たとえば上層側材料層の加工を行う
際に、実回路パターンの形成領域には配線パターンを解
像させ、評価パターンの形成領域ではホール・パターン
を解像させるといったプロセスがあっても良い。しか
し、配線パターンとホール・パターンとでは一般にフォ
トリソグラフィの露光条件がかなり異なるため、実用上
は実回路パターンと評価パターンとの間には何らかの共
通性がある方が良い。したがって、前記下層パターンに
は前記回路パターン中の配線パターン、前記上層パター
ンには前記回路パターン中の接続孔パターンをそれぞれ
模倣させることが特に好適である。
By the way, when forming the lower layer pattern and the upper layer pattern in the overlay accuracy evaluation pattern of the present invention, naturally, the actual circuit pattern is also formed in other regions, but it is formed by processing the lower layer side material layer. In theory, the lower layer pattern and the actual circuit pattern, or the upper layer pattern formed by processing the upper layer side material layer and the actual circuit pattern do not necessarily need to have commonality. As an extreme example, when processing the upper material layer, for example, a process of resolving the wiring pattern in the formation region of the actual circuit pattern and resolving the hole pattern in the formation region of the evaluation pattern is performed. It may be. However, since the exposure conditions of photolithography are generally quite different between the wiring pattern and the hole pattern, it is better in practice to have some commonality between the actual circuit pattern and the evaluation pattern. Therefore, it is particularly preferable that the lower layer pattern imitates the wiring pattern in the circuit pattern and the upper layer pattern imitates the connection hole pattern in the circuit pattern.

【0012】一方、本発明の評価方法は、上述の重ね合
わせ精度評価パターンのいずれかを用いて前記下層側材
料層と前記上層側材料層の各々に形成される回路パター
ン同士の重ね合わせ精度を評価する方法であって、前記
下層パターンの直線エッジが中心に観測されるホールの
前記ホール・アレイ中における位置を、前記回路パター
ン同士の重ね合わせズレの発生前後で比較し、両位置の
隔たりを表すホール数に前記一定のズレ量を乗じて重ね
合わせズレを求める。
On the other hand, in the evaluation method of the present invention, the overlay accuracy of the circuit patterns formed on each of the lower layer side material layer and the upper layer side material layer is checked by using any of the above-described overlay accuracy evaluation patterns. A method for evaluating, comparing the position in the hole array of holes observed with the straight edge of the lower layer pattern as the center, before and after the occurrence of overlay misalignment between the circuit patterns, and separating the positions The number of holes shown is multiplied by the above-mentioned constant deviation amount to obtain the overlay deviation.

【0013】また、特に前記ホール・アレイを該直線帯
状部の左右の直線エッジに沿って2列有し、かつこの2
列のホール・アレイの間隔が前記直線帯状部の設計線幅
に等しく設定されている評価パターンを用いる場合に
は、前記左右両ホールの中間位置を、合わせズレ発生前
に前記下層パターンの直線エッジが中央に観測されるホ
ールの前記ホール・アレイ中における基準位置と比較
し、これら両位置の隔たりを表すホール数に前記一定の
ズレ量を乗ずれば良い。このとき、左右両ホールの中間
位置は、両ホールの間に存在するホール数が奇数であれ
ばホール上に、偶数であればホールとホールの間に来
る。つまり両位置の隔たりはホール数にして0.5個刻
みで表現できることになる。したがって、この場合の評
価精度は、個々のホール間のズレ量の半分となる。この
重ね合わせズレの求め方は、線幅変動のの要因を除外し
て行うことができる。
Further, in particular, the hole array has two rows along the left and right straight edges of the straight strip, and
When using an evaluation pattern in which the distance between the row hole arrays is set equal to the design line width of the linear strip, the intermediate position of the left and right holes is set to the straight edge of the lower layer pattern before the misalignment occurs. Is compared with the reference position in the hole array of the hole observed at the center, and the number of holes representing the distance between these two positions may be multiplied by the predetermined deviation amount. At this time, the intermediate position between the left and right holes comes on the hole if the number of holes existing between the holes is odd, and between the holes if the number of holes is even. In other words, the distance between the two positions can be expressed in 0.5 increments. Therefore, the evaluation accuracy in this case is half the deviation amount between the individual holes. The method of obtaining the overlay deviation can be performed by excluding the factor of the line width variation.

【0014】ここでさらに線幅変動も発生しているか否
かも調べるためには、前記左右2列のホール・アレイの
各々において前記下層パターンの直線エッジが中心に観
測されるホールの位置を観測し、これら左右両ホールの
隔たりを表すホール数に前記一定のズレ量を乗ずれば良
い。以上の観測は、原理的にはAFM(原子間力顕微
鏡)やSTM(走査型トンネル電子顕微鏡)を用いても
行うことができるが、SEMを用いて最も簡便に行うこ
とができる。
In order to check whether or not the line width variation is occurring, the position of the hole observed around the straight edge of the lower layer pattern is observed in each of the left and right two-row hole arrays. The number of holes representing the distance between the left and right holes may be multiplied by the fixed amount of deviation. In principle, the above observation can be performed using an AFM (atomic force microscope) or STM (scanning tunneling electron microscope), but it can be most easily performed using an SEM.

【0015】[0015]

【作用】本発明の重ね合わせ精度評価パターンにおいて
は、1列のホール・アレイ中の各ホールの底面に互いに
異なる面積の該下層パターンが露出されるようになされ
ているため、ホールが下層パターンから完全に外れてい
るかまたは完全に重なっていない限りは、該ホールの底
面に該下層パターンの直線エッジによる段差が形成され
る。したがって、試料表面から放出される二次電子を検
出するSEMのような観測手法により、精度良く簡便に
合わせズレを評価することができる。上記直線エッジが
ホールの中心を通っているか否かの判定は1個だけのホ
ールの観察では困難であるが、上述のように一定のズレ
量をもって複数のホールが配列されているホール・アレ
イ中であれば、他のホールを合わせて観察することによ
りズレの傾向を把握することができるため、この判定が
容易となる。かかる重ね合わせ精度評価パターンは、ホ
ール・アレイを2列設けた場合にも、(設計線幅+α)
程度の幅を有するスペースに形成することができるた
め、観察したい実回路パターンやTEGの近傍に比較的
高い自由度をもって配置することができる。このこと
も、評価精度の向上に寄与する。
In the overlay accuracy evaluation pattern of the present invention, since the lower layer patterns having different areas are exposed on the bottom surface of each hole in the row of holes array, the holes are separated from the lower layer pattern. Unless completely offset or completely overlapped, a step due to the straight edge of the lower layer pattern is formed on the bottom surface of the hole. Therefore, the misalignment can be evaluated accurately and easily by an observation method such as SEM that detects the secondary electrons emitted from the sample surface. Although it is difficult to judge whether or not the straight edge passes through the center of the hole by observing only one hole, in the hole array in which a plurality of holes are arranged with a certain amount of deviation as described above. In that case, the tendency of the deviation can be grasped by observing other holes together, which facilitates the determination. This overlay accuracy evaluation pattern is (design line width + α) even when two rows of hole arrays are provided.
Since it can be formed in a space having a certain width, it can be arranged with a relatively high degree of freedom in the vicinity of the actual circuit pattern or TEG to be observed. This also contributes to the improvement of evaluation accuracy.

【0016】重ね合わせズレは下層パターンの直線エッ
ジに垂直な方向に観測されるので、この直線エッジが中
心に観察されるホールの位置が設計時と比べてホール何
個分シフトしたかを知れば、このホールの個数と個々の
ホールのズレ量との積として重ね合わせズレの絶対値を
求めることができる。この場合、個々のホール間のズレ
量が評価精度となる。
Since the overlay misalignment is observed in the direction perpendicular to the straight line edge of the lower layer pattern, if one knows how many holes the position of the hole observed around this straight line edge is shifted from the design time. The absolute value of the overlay deviation can be obtained as the product of the number of holes and the deviation amount of each hole. In this case, the amount of deviation between individual holes is the evaluation accuracy.

【0017】また、設計線幅と等しいピッチで2列のホ
ール・アレイを設けた場合には、重ね合わせズレが生じ
ていなければ、線幅変動による左右のホールの位置のズ
レは上記の基準位置を中心として逆方向に同じ大きさだ
け起こるが、重ね合わせズレが生じている場合には逆方
向のズレの大きさも互いに異なってくる。したがって、
直線エッジが中心に観測される左右のホールの中間位置
を求めて逆方向のズレの中心を知り、このズレの中心が
設計時の基準位置にくらべてホール何個分シフトしたか
を知れば、このホールの個数と個々のホールのズレ量と
の積として重ね合わせズレの絶対値を求めることができ
る。この場合、個々のホールのズレ量の半分が評価精度
となる。
Further, when two rows of hole arrays are provided at a pitch equal to the designed line width, the positional deviation of the left and right holes due to the fluctuation of the line width does not occur if the misalignment does not occur. The same magnitude occurs in the opposite direction with respect to the center, but when the overlay deviation occurs, the magnitude of the deviation in the opposite direction also differs from each other. Therefore,
If you find the middle position of the left and right holes observed with the straight edge as the center and know the center of the deviation in the opposite direction, and know how many holes the center of this deviation has shifted from the reference position at the time of design, The absolute value of the overlay deviation can be obtained as the product of the number of holes and the deviation amount of each hole. In this case, half of the deviation amount of each hole is the evaluation accuracy.

【0018】また、ここで下層パターンの線幅変動がな
ければ、該下層パターンの直線エッジが中心に観測され
るホールは両アレイ中の同じ基準位置、つまり該直線エ
ッジに対して同じ垂直線上にある。しかし、線幅変動が
生ずると、その変動の大きさ、および変動の方向(すな
わち拡大か縮小か)に応じて直線エッジが中心に観測さ
れるホールの位置が左右でずれてくる。したがって、左
右のホールがホール何個分隔たっているかを知り、この
ホールの個数と個々のホールのズレ量との積として線幅
変動の絶対値を求めることができる。この場合は、個々
のホール間のズレ量が評価精度となる。
If there is no variation in the line width of the lower layer pattern, the holes observed with the straight edge of the lower layer pattern at the center are located at the same reference position in both arrays, that is, on the same vertical line with respect to the straight edge. is there. However, when a line width variation occurs, the position of the hole observed around the straight edge shifts left and right depending on the magnitude of the variation and the direction of the variation (ie, enlargement or reduction). Therefore, by knowing how many holes are separated from each other on the left and right, the absolute value of the line width variation can be obtained as a product of the number of holes and the deviation amount of each hole. In this case, the amount of deviation between individual holes is the evaluation accuracy.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。実施例1 本実施例では、パターンの一部に直線エッジを有する下
層パターンにホール・パターンを重ね合わせる際に用い
る重ね合わせ精度評価パターンと、これを用いた評価方
法について、図1を参照しながら説明する。
EXAMPLES Specific examples of the present invention will be described below. Example 1 In this example, an overlay accuracy evaluation pattern used when overlaying a hole pattern on a lower layer pattern having a straight edge in a part of the pattern and an evaluation method using the overlay pattern will be described with reference to FIG. explain.

【0020】この重ね合わせ精度評価パターンは、基板
1上で下層側材料層を加工して形成された下層パターン
2と、上層側材料層3に開口された7個の正方形のホー
ル4A,4B,4C,4D,4E,4F,4Gからなる
上層パターンとの重なり具合にもとづいて重ね合わせ精
度を評価するものである。ここで、下層側材料層は典型
的にはポリシリコン膜,アルミニウム系多層膜,ポリサ
イド膜等の導電材料膜であり、実回路パターンとしては
配線パターンを形成するための膜である。また、上層側
材料層3は酸化シリコン膜,窒化シリコン膜等からなる
絶縁膜であり、実回路パターンとしてはコンタクトホー
ルやビアホール等の接続孔を開口するための層間絶縁膜
となる膜である。
This overlay accuracy evaluation pattern includes a lower layer pattern 2 formed by processing the lower layer side material layer on the substrate 1, and seven square holes 4A, 4B formed in the upper side material layer 3. The overlay accuracy is evaluated based on the degree of overlap with the upper layer pattern composed of 4C, 4D, 4E, 4F, and 4G. Here, the lower material layer is typically a conductive material film such as a polysilicon film, an aluminum-based multilayer film, or a polycide film, and is a film for forming a wiring pattern as an actual circuit pattern. The upper material layer 3 is an insulating film made of a silicon oxide film, a silicon nitride film, or the like, and an actual circuit pattern is a film that serves as an interlayer insulating film for opening a contact hole such as a contact hole or a via hole.

【0021】上記7個のホール4A〜4Gは、図1の右
半分に示した上面図からわかるように、直線エッジ2E
に沿う方向(Y方向)には所定の間隔sを隔て、かつ該
直線エッジ2Eに垂直な方向(X方向)には一定のズレ
量dをもって配列されている。ホール4Aは完全に下層
パターン2から外れており、ホール4Gは下層パターン
2に完全に重なっている。これ以外のホール4B〜4F
の底面には、その重なり具合に応じた面積の下層パター
ン2が露出している。つまり、これらのホール4B〜4
Fの内部には、図1の左半分に示した各ホールのY方向
断面図からもわかるように、直線エッジ2Eの段差が発
生しており、SEMで容易に観測できるようになされて
いる。
The seven holes 4A to 4G are straight edges 2E as can be seen from the top view shown in the right half of FIG.
Are arranged with a predetermined gap s in the direction (Y direction) and with a constant deviation amount d in the direction (X direction) perpendicular to the straight edge 2E. The hole 4A is completely off the lower layer pattern 2, and the hole 4G is completely overlapped with the lower layer pattern 2. Other Halls 4B-4F
The lower layer pattern 2 having an area corresponding to the degree of overlap is exposed on the bottom surface of the. That is, these holes 4B-4
As can be seen from the Y direction sectional view of each hole shown in the left half of FIG. 1, a step of a straight edge 2E is formed inside F so that it can be easily observed by SEM.

【0022】ここでホールと言えば通常、半導体集積回
路の実回路パターン中では最小加工寸法が適用される部
分であるが、上記7個のホール4A〜4Gの寸法Wh
(1辺の長さ)には必ずしも最小加工寸法が適用される
必要はない。また、ここでは各ホールの形状を正方形と
しているが、これを各々に任意の縦横比を有する矩形と
しても構わない。ただし、X方向の長さだけは、どのホ
ールにおいても正確に一致していなければならない。こ
れが一致していないと、直線エッジ2Eがホールの中心
を通過しているか否かを判定することができないからで
ある。また、ホールの間隔sも必ずしも最小加工寸法を
適用すべきものではなく、さらにここでは各ホール間で
一定としているが、異なっていても良い。
Generally speaking, the holes are the portions to which the minimum processing size is applied in the actual circuit pattern of the semiconductor integrated circuit, but the size Wh of the above-mentioned seven holes 4A to 4G.
The minimum processing size does not necessarily have to be applied to (length of one side). Further, although the shape of each hole is a square here, it may be a rectangle having an arbitrary aspect ratio. However, only the length in the X direction must be exactly the same in every hole. If they do not match, it is not possible to determine whether or not the straight edge 2E passes through the center of the hole. Further, the space s between the holes is not necessarily the one to which the minimum processing size should be applied. Further, although the space s between the holes is constant here, it may be different.

【0023】一方、各ホールのY方向のズレ量dは、本
発明において評価精度を決定する最も重要な量である。
本発明では、後述のように直線エッジ2Eが中心に観測
されるホールの位置のシフトにもとづき重ね合わせずれ
を判定するので、このズレ量dは各ホール間で正確に一
致されている必要がある。また、ズレ量dの絶対値は最
小加工寸法の1/5以下に選ばれている。
On the other hand, the deviation amount d in the Y direction of each hole is the most important amount that determines the evaluation accuracy in the present invention.
In the present invention, the overlay deviation is determined based on the shift of the position of the hole observed with the straight edge 2E as the center, as will be described later. Therefore, this deviation amount d needs to be accurately matched between the holes. . The absolute value of the deviation amount d is selected to be 1/5 or less of the minimum processing dimension.

【0024】かかる重ね合わせ評価パターンは、その形
成に必要なスペースのX方向の幅がわずかに d×(ホール数−1)+Wh であるから、測定したい実回路パターンやTEGの近傍
に配置することができ、精度の高い評価を可能とする。
Since the width in the X direction of the space required for the formation of such an overlay evaluation pattern is slightly d × (number of holes-1) + Wh, it should be placed near the actual circuit pattern or TEG to be measured. This enables highly accurate evaluation.

【0025】次に、この重ね合わせ精度評価パターンを
用いた評価方法について説明する。まず、この評価パタ
ーンが、重ね合わせズレが発生していない場合に、下層
パターン5の直線エッジ5Eがホール4Cの中心に見え
るように設計されていたとする。ホール4Cの位置は、
このホール・アレイ中、上から3番目であり、これを基
準ホールと定義する。しかし、実際には上層パターンの
重ね合わせずれが発生し、下層パターン2の直線エッジ
2Eが中心に観測されるホールは上から4番目のホール
4Dにシフトした。つまり、基準ホールからのホール位
置のシフトは、ホール数にして1(=4−3)個分であ
る。したがって、この場合の重ね合わせズレは d×(4−3)=d より、dとなる。
Next, an evaluation method using this overlay accuracy evaluation pattern will be described. First, it is assumed that the evaluation pattern is designed so that the straight edge 5E of the lower layer pattern 5 can be seen at the center of the hole 4C when the overlay deviation has not occurred. The position of hole 4C is
This is the third hole from the top in this hole array and is defined as the reference hole. However, in actuality, the overlay deviation of the upper layer pattern occurred, and the hole observed centering on the straight edge 2E of the lower layer pattern 2 was shifted to the fourth hole 4D from the top. That is, the shift of the hole position from the reference hole is 1 (= 4-3) holes. Therefore, the overlay deviation in this case is d from d × (4-3) = d.

【0026】なお、直線エッジ2Eが中心に観測される
ホールを判定しにくい場合には、内部に下層パターン2
が全く見えないホール4A(1番目のホール)と下層パ
ターン2が全面に見えているホール4G(7番目のホー
ル)との中間をとり、ホール4D(4番目のホール)で
あると判定することもできる。実施例2 上述の実施例1では、下層パターンの線幅変動が無い理
想的な条件下における重ね合わせの変動について論じた
が、実際のプロセスでは線幅の変動が生ずる場合が多
い。そこで本実施例では、ホール・アレイを2列配して
配線パターンとホールとの重ね合わせズレに加え、線幅
変動の同時検出を可能とした重ね合わせ精度評価パター
ンと、これを用いた評価方法について図2ないし図4を
参照しながら説明する。
When it is difficult to determine the hole observed with the straight edge 2E as the center, the lower layer pattern 2 is formed inside.
Is not visible at all, and it is determined to be hole 4D (4th hole) by taking the middle of hole 4A (1st hole) and hole 4G (7th hole) where lower layer pattern 2 is visible on the entire surface. You can also Second Embodiment In the first embodiment described above, the fluctuation of the overlay under the ideal condition where there is no fluctuation of the line width of the lower layer pattern was discussed, but in the actual process, the fluctuation of the line width often occurs. In view of this, in this embodiment, a hole array is arranged in two rows, and in addition to the overlay deviation between the wiring pattern and the holes, an overlay accuracy evaluation pattern that enables simultaneous detection of line width variations, and an evaluation method using this This will be described with reference to FIGS. 2 to 4.

【0027】本実施例の評価パターンは、図2に示され
るように左右2列のホール・アレイを有し、左側のホー
ル・アレイは11個のホール11L〜21L(添字Lは
左側のホール・アレイの一員であることを示す。)、右
側のホール・アレイは11個のホール11R〜21R
(添字Rは右側のホール・アレイの一員であることを示
す。)から構成される。これらのホール11L〜21
L,11R〜21Rはすべて寸法(1辺の長さ)がWh
の正方形であり、各ホール・アレイ内では実施例1と同
様に、一定のズレ量dをもって配列されている。左右の
ホール・アレイのピッチ(X方向に沿った左右ホールの
中心間距離)は、下層側の配線パターン30の設計値W
1 に一致されており、また各ホール・アレイ内の任意
のホールは、左右でY方向位置が一致されている。たと
えば、ホール13Lとホール13Rは、Y方向に同じ位
置にある。ここで、一例として、ホール寸法Wh=0.
5μm,ズレ量d=0.1μm,設計線幅Wp1 =1.
5μmと定める。
As shown in FIG. 2, the evaluation pattern of this embodiment has a left-right two-row hole array, and the left-hand hole array has eleven holes 11L to 21L (subscript L is the left-hand hole. The hole array on the right is 11 holes 11R to 21R.
(The subscript R indicates that it is a member of the hole array on the right side). These holes 11L-21
L, 11R to 21R all have dimensions (length of one side) Wh
, And are arranged in each hole array with a constant displacement amount d, as in the first embodiment. The pitch of the left and right hole arrays (the distance between the centers of the left and right holes along the X direction) is the design value W of the wiring pattern 30 on the lower layer side.
p 1 and any holes in each hole array are aligned left and right in the Y direction. For example, the hole 13L and the hole 13R are at the same position in the Y direction. Here, as an example, the hole dimension Wh = 0.
5 μm, deviation amount d = 0.1 μm, design line width Wp 1 = 1.
Set to 5 μm.

【0028】図2に示されるような理想状態、すなわち
重ね合わせズレも線幅変動も生じていない場合には、配
線パターン30のエッジ30Eが中心に観測されるホー
ルは16Lと16Rであり、両ホール・アレイ中、共に
上から6番目にある。これらのホールの位置を基準位置
Aとする。ここでは、左右のホール・アレイの間隔が配
線パターン30の線幅Wp1 に一致されているため、こ
のように基準位置Aが左右でY方向に揃うのである。
In the ideal state as shown in FIG. 2, that is, in the case where neither overlay misalignment nor line width variation occurs, the holes observed around the edge 30E of the wiring pattern 30 are 16L and 16R. Both are 6th from the top in the hole array. The positions of these holes are referred to as reference position A. Here, since the distance between the left and right hole arrays is matched with the line width Wp 1 of the wiring pattern 30, the reference positions A are thus aligned in the Y direction on the left and right.

【0029】次に、重ね合わせズレがなく、線幅変動の
み生じている場合の評価方法を、図3を参照しながら説
明する。ここでは、配線パターン30の線幅が広がって
配線パターン40となった結果、エッジ40Eが中心に
観測されるホールが左側のホール・アレイにおいて13
L、右側のホール・アレイにおいて19Rにシフトし
た。これらのホール13L,19Rの位置をそれぞれa
L ,aR とする。ここで、aL ,aR の中間位置bは基
準位置Aと一致している。これは、配線パターンの中心
と左右のホール間の中点とが一致する地点が変化しなか
ったことを意味する。言い換えれば、重ね合わせズレが
生じなかったために、ホールのシフトが基準位置Aに対
して上下対称に生じたのである。ここで、位置aL ,a
R 間の隔たりは、ホール数にして6(=19−13)個
分である。したがって、この場合の線幅変動量は、 d×(19−13)=0.1×6 =0.6(μm) であり、したがって配線パターン40の線幅は、 (設計線幅)+(線幅変動量)=1.5+0.6 =2.1(μm) となったことがわかる。
Next, an evaluation method in the case where there is no overlay deviation and only line width variation occurs will be described with reference to FIG. Here, as a result of the line width of the wiring pattern 30 widening to become the wiring pattern 40, the holes observed centering on the edge 40E are 13 holes in the left hole array.
L, shifted to 19R in the right hole array. The positions of these holes 13L and 19R are a
Let L and a R. Here, the intermediate position b between a L and a R coincides with the reference position A. This means that the point where the center of the wiring pattern and the midpoint between the left and right holes match did not change. In other words, the shift of the holes occurs vertically symmetrically with respect to the reference position A because the overlay deviation does not occur. Where the positions a L , a
The distance between Rs is 6 (= 19−13) holes. Therefore, the variation amount of the line width in this case is d × (19−13) = 0.1 × 6 = 0.6 (μm). Therefore, the line width of the wiring pattern 40 is (designed line width) + ( It can be seen that the line width variation amount) = 1.5 + 0.6 = 2.1 (μm).

【0030】次に、重ね合わせズレと線幅変動の両方が
生じている場合の評価方法を、図4を参照しながら説明
する。ここでは、配線パターン30の線幅が広がって配
線パターン50となり、かつ線幅変動が生じた結果、エ
ッジ50Eが中心に観測されるホールが左側のホール・
アレイにおいて14L、右側のホール・アレイにおいて
20Rにシフトした。これらのホール14L,20Rの
位置をそれぞれaL ,aR とする。しかも、aL ,aR
との中間位置bは基準位置Aと一致していない。これ
は、配線パターンの中心と左右のホール間の中点とが一
致する地点が変化したことを意味する。言い換えれば、
重ね合わせズレが生じたために、ホールのシフトが基準
位置Aに対して上下非対称に生じたのである。位置
L ,aR 間の隔たりは、ホール数にして6(=20−
14)個分である。したがって、この場合の線幅変動量
は、 d×(20−14)=0.1×6 =0.6(μm) で
あり、したがって配線パターン50の線幅は、2.1μ
mであることがわかる。
Next, an evaluation method in the case where both overlay misalignment and line width variation occur will be described with reference to FIG. Here, as a result of the line width of the wiring pattern 30 widening to become the wiring pattern 50 and the line width changes, the hole observed around the edge 50E is the left hole.
Shifted to 14L in the array and 20R in the right hole array. The positions of these holes 14L and 20R are a L and a R , respectively. Moreover, a L , a R
The intermediate position b between and does not match the reference position A. This means that the point where the center of the wiring pattern and the midpoint between the left and right holes coincide has changed. In other words,
Due to the misalignment, the holes are shifted vertically asymmetrically with respect to the reference position A. The distance between the positions a L and a R is 6 (= 20-
14) The quantity. Therefore, the line width variation amount in this case is d × (20−14) = 0.1 × 6 = 0.6 (μm), and thus the line width of the wiring pattern 50 is 2.1 μm.
It turns out that it is m.

【0031】一方、位置aL ,aR の中間位置bは基準
位置Aからホール1個(=17−16)分だけシフトし
ている。したがって、重ね合わせズレは d×(17−16)=0.1×1 =0.1(μm) であることがわかる。つまりこの方法は、線幅変動の要
因を除外して重ね合わせ精度を評価できる方法とも言え
る。
On the other hand, the intermediate position b between the positions a L and a R is shifted from the reference position A by one hole (= 17-16). Therefore, it can be seen that the overlay deviation is d × (17−16) = 0.1 × 1 = 0.1 (μm). In other words, this method can also be said to be a method capable of evaluating the overlay accuracy by excluding the factors of line width variation.

【0032】ところで、本実施例の場合、中間位置bと
基準位置Aとの間の隔たりは、ホール数にして0.5個
のオーダーで知ることができる。たとえば、位置aL
Rの間の隔たりがホール数にして上述のような偶数
(6)個分ではなく、たとえば5個分のような奇数個分
である場合には、中間位置bがホールとホールの間とな
り、ホール数としては2.5個と計算されるからであ
る。したがって、本実施例の評価精度はズレ量dのさら
に半分の0.05μmとなる。
In the case of the present embodiment, the distance between the intermediate position b and the reference position A can be known in the order of 0.5 holes. For example, the position a L ,
If the distance between a R is not the even number (6) as described above in terms of the number of holes but an odd number such as 5 for example, the intermediate position b is between the holes. , And the number of holes is calculated to be 2.5. Therefore, the evaluation accuracy of this embodiment is 0.05 μm, which is a half of the deviation amount d.

【0033】また、本実施例では配線パターンの線幅が
拡大する場合についてのみ説明したが、縮小する場合は
ホールのシフトの方向が逆となるだけであり、同様に評
価できる。すなわち、配線パターンのエッジが中心に観
測されるホールは、線幅の縮小に伴って左側のホール・
アレイ中では16Lよりも番号の大きいホールにシフト
し、右側のホール・アレイ中では16Rよりも番号の小
さいホールにシフトする。
In this embodiment, only the case where the line width of the wiring pattern is expanded has been described. However, in the case of contraction, the direction of hole shift is only opposite, and the same evaluation is possible. In other words, the hole observed at the edge of the wiring pattern is the hole on the left side as the line width shrinks.
In the array shifts to higher numbered holes than 16L and to the right side hole array shifts to lower numbered holes than 16R.

【0034】以上、本発明を2例の実施例にもとづいて
説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定される
ものではない。たとえば、ホールの形状、1列のホール
・アレイを構成するホールの個数、ホール寸法,ホール
形状,ホール間間隔,ズレ量等は、所望の評価精度に応
じて変更可能である。さらに、複数のホール・アレイを
多角形のパターンの各辺に沿って配置すれば、あらゆる
方向に沿った重ね合わせズレの発生を評価することもで
きる。
The present invention has been described above based on the two embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments. For example, the shape of the holes, the number of holes forming one row of the hole array, the hole size, the hole shape, the distance between the holes, the deviation amount, etc. can be changed according to the desired evaluation accuracy. Further, by disposing a plurality of hole arrays along each side of the polygonal pattern, it is possible to evaluate the occurrence of overlay misalignment along any direction.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、サブハーフミクロンあるいはこれ以上に微
細なデザイン・ルールにもとづいて製造される半導体装
置の配線パターンにホール・パターンを重ね合わせる場
合にも、SEMを用いて極めて高精度に重ね合わせを評
価することが可能となる。したがって本発明は、重ね合
わせ精度の評価における精度の向上を通じて半導体装置
の微細化、高集積化、高性能化に大きく貢献するもので
ある。
As is apparent from the above description, according to the present invention, a hole pattern is superposed on a wiring pattern of a semiconductor device manufactured based on a sub-half micron or finer design rule. Also in the case of alignment, it becomes possible to evaluate overlay with extremely high accuracy using SEM. Therefore, the present invention greatly contributes to miniaturization, high integration, and high performance of semiconductor devices through improvement of accuracy in evaluation of overlay accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】1列のホール・アレイを下層パターンの直線エ
ッジ部に沿って配列した重ね合わせ精度評価パターンの
一構成例を示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a configuration example of an overlay accuracy evaluation pattern in which a row of hole arrays are arranged along a straight edge portion of a lower layer pattern.

【図2】2列のホール・アレイを配線パターンの左右の
エッジ部に沿って配列した重ね合わせ精度評価パターン
において、重ね合わせズレも配線パターンの線幅変動も
生じていない場合を示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing a case where neither overlay misalignment nor line width variation of the wiring pattern occurs in the overlay accuracy evaluation pattern in which two rows of hole arrays are arranged along the left and right edges of the wiring pattern. is there.

【図3】図2において重ね合わせズレがなく、線幅変動
のみが生じた状態を示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing a state in which there is no overlay deviation in FIG. 2 and only line width variation occurs.

【図4】図2において重ね合わせズレと線幅変動の両方
が生じた状態を示す平面図である。
FIG. 4 is a plan view showing a state in which both overlay misalignment and line width variation in FIG. 2 have occurred.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 下層パターン 2E (下層パターンの)直線エッジ 3 上層側材料層 4A〜4G,11L〜21L,11R〜21R ホール 30,40,50 配線パターン 30E,40E,50E (配線パターンの)エッジ d ズレ量 Wh ホールの寸法(1辺の長さ) 2 Lower layer pattern 2E Straight edge (of lower layer pattern) 3 Upper layer side material layer 4A to 4G, 11L to 21L, 11R to 21R Hole 30, 40, 50 Wiring pattern 30E, 40E, 50E Edge of wiring pattern d Shift amount Wh Hole dimensions (length of one side)

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上の下層側材料層を用いて形成され
る下層パターンと、該下層パターンを被覆する上層側材
料層を用いて形成される上層パターンとの重なり状態に
もとづいて、該下層側材料層と該上層側材料層の各々に
形成される実回路パターン同士の重ね合わせ精度に関す
る情報を提供する重ね合わせ精度評価パターンであっ
て、 前記上層パターンは、前記下層パターンの直線エッジに
沿う方向には互いに任意の間隔を隔て、該直線エッジに
垂直な方向には互いに一定のズレ量をもって配列され、
かつ少なくとも該直線エッジに垂直な方向の寸法が等し
い複数のホールから構成される少なくとも1列のホール
・アレイを有し、各ホールの底面に互いに異なる面積の
該下層パターンを露出させるようになされた重ね合わせ
精度評価パターン。
1. The lower layer based on the overlapping state of the lower layer pattern formed by using the lower layer material layer on the substrate and the upper layer pattern formed by using the upper layer material layer covering the lower layer pattern. A overlay accuracy evaluation pattern that provides information about overlay accuracy between actual circuit patterns formed on each of the side material layer and the upper side material layer, wherein the upper layer pattern is along a straight edge of the lower layer pattern. Are arranged at arbitrary intervals in the direction, and are arranged with a certain amount of deviation in the direction perpendicular to the straight edge,
And having at least one row of hole arrays composed of a plurality of holes having at least the same dimension in the direction perpendicular to the straight edges, and exposing the lower layer patterns of different areas on the bottom surface of each hole. Overlay accuracy evaluation pattern.
【請求項2】 前記一定のズレ量が、前記実回路パター
ンの形成に適用される最小加工寸法の1/5以下である
請求項1記載の重ね合わせ精度評価パターン。
2. The overlay accuracy evaluation pattern according to claim 1, wherein the constant deviation amount is not more than ⅕ of a minimum processing dimension applied to the formation of the actual circuit pattern.
【請求項3】 前記下層パターンが所定の線幅を有する
直線帯状部を有し、前記ホール・アレイが該直線帯状部
の左右の直線エッジに沿って2列配されてなる請求項1
または請求項2に記載の重ね合わせ精度評価パターン。
3. The lower layer pattern has linear strip portions having a predetermined line width, and the hole arrays are arranged in two rows along the left and right straight edges of the linear strip portions.
Alternatively, the overlay accuracy evaluation pattern according to claim 2.
【請求項4】 前記2列のホール・アレイのピッチが前
記直線帯状部の設計線幅に等しい請求項3記載の重ね合
わせ精度評価パターン。
4. The overlay accuracy evaluation pattern according to claim 3, wherein the pitch of the two rows of hole arrays is equal to the design line width of the linear strip.
【請求項5】 前記下層パターンは前記実回路パターン
中の配線パターン、前記上層パターンは前記実回路パタ
ーン中の接続孔パターンをそれぞれ模倣してなる請求項
1ないし請求項4のいずれか1項に記載の重ね合わせ精
度評価パターン。
5. The lower layer pattern imitates a wiring pattern in the actual circuit pattern, and the upper layer pattern imitates a connection hole pattern in the actual circuit pattern. The described overlay accuracy evaluation pattern.
【請求項6】 請求項1ないし請求項5のいずれか1項
に記載の重ね合わせ精度評価パターンを用いて前記下層
側材料層と前記上層側材料層の各々に形成される実回路
パターン同士の重ね合わせ精度を評価する評価方法であ
って、 前記下層パターンの直線エッジが中心に観測されるホー
ルの前記ホール・アレイ中における位置を、前記実回路
パターン同士の重ね合わせズレの発生前後で比較し、両
位置の隔たりを表すホール数に前記一定のズレ量を乗じ
て重ね合わせズレを求める評価方法。
6. An actual circuit pattern formed between each of the lower layer side material layer and the upper layer side material layer using the overlay accuracy evaluation pattern according to any one of claims 1 to 5. An evaluation method for evaluating overlay accuracy, wherein the positions in the hole array of holes observed with a straight edge of the lower layer pattern as a center are compared before and after occurrence of overlay misalignment between the actual circuit patterns. An evaluation method for obtaining an overlay deviation by multiplying the number of holes representing the distance between both positions by the constant deviation amount.
【請求項7】 請求項4または請求項5に記載の重ね合
わせ精度評価パターンを用いて前記下層側材料層と前記
上層側材料層の各々に形成される実回路パターン同士の
重ね合わせ精度を評価する評価方法であって、 前記左右両ホールの中間位置を、合わせズレ発生前に前
記下層パターンの直線エッジが中央に観測されるホール
の前記ホール・アレイ中における基準位置と比較し、こ
れら両位置の隔たりを表すホール数に前記一定のズレ量
を乗じて重ね合わせズレを求める評価方法。
7. The overlay accuracy of the actual circuit patterns formed on each of the lower layer side material layer and the upper layer side material layer is evaluated by using the overlay accuracy evaluation pattern according to claim 4 or 5. In the evaluation method, the middle positions of the left and right holes are compared with a reference position in the hole array of holes in which a straight edge of the lower layer pattern is observed in the center before a misalignment occurs, and both positions are compared. An evaluation method for obtaining the overlay deviation by multiplying the number of holes, which represents the distance, by the constant deviation amount.
【請求項8】 前記左右2列のホール・アレイの各々に
おいて前記下層パターンの直線エッジが中心に観測され
るホールの位置を観測し、これら左右両ホールの隔たり
を表すホール数に前記一定のズレ量を乗じて線幅変動を
求める請求項7記載の評価方法。
8. In each of the left and right two-row hole arrays, the position of holes observed with a straight edge of the lower layer pattern as a center is observed, and the fixed deviation is made to the number of holes representing the distance between the left and right holes. The evaluation method according to claim 7, wherein the line width variation is obtained by multiplying the amount.
【請求項9】 前記観測を走査型電子顕微鏡を用いて行
う請求項6ないし請求項8のいずれか1項に記載の評価
方法。
9. The evaluation method according to claim 6, wherein the observation is performed using a scanning electron microscope.
JP6297414A 1994-11-30 1994-11-30 Pattern for evaluating registration accuracy and evaluation method by use thereof Withdrawn JPH08162383A (en)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6573499B1 (en) 1999-10-07 2003-06-03 Hitachi, Ltd. Microstructured pattern inspection method
JP2004071622A (en) * 2002-08-01 2004-03-04 Fab Solution Kk Method and system for managing semiconductor device manufacturing process
JP2004513509A (en) * 2000-09-20 2004-04-30 ケーエルエー・テンコール・テクノロジーズ・コーポレーション Methods and systems for semiconductor manufacturing processes
JP2006343587A (en) * 2005-06-09 2006-12-21 Toshiba Corp Method for creating evaluation pattern, and program
WO2010086939A1 (en) * 2009-01-30 2010-08-05 株式会社日立ハイテクノロジーズ Method for evaluating superimposition of pattern

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6573499B1 (en) 1999-10-07 2003-06-03 Hitachi, Ltd. Microstructured pattern inspection method
US6765204B2 (en) 1999-10-07 2004-07-20 Hitachi, Ltd. Microstructured pattern inspection method
US6936819B2 (en) 1999-10-07 2005-08-30 Hitachi, Ltd. Microstructured pattern inspection method
US7217923B2 (en) 1999-10-07 2007-05-15 Hitachi, Ltd. Microstructured pattern inspection method
US7435959B2 (en) 1999-10-07 2008-10-14 Hitachi, Ltd. Microstructured pattern inspection method
US7791021B2 (en) 1999-10-07 2010-09-07 Hitachi, Ltd. Microstructured pattern inspection method
US8304724B2 (en) 1999-10-07 2012-11-06 Hitachi, Ltd. Microstructured pattern inspection method
JP2004513509A (en) * 2000-09-20 2004-04-30 ケーエルエー・テンコール・テクノロジーズ・コーポレーション Methods and systems for semiconductor manufacturing processes
JP2004071622A (en) * 2002-08-01 2004-03-04 Fab Solution Kk Method and system for managing semiconductor device manufacturing process
JP2006343587A (en) * 2005-06-09 2006-12-21 Toshiba Corp Method for creating evaluation pattern, and program
WO2010086939A1 (en) * 2009-01-30 2010-08-05 株式会社日立ハイテクノロジーズ Method for evaluating superimposition of pattern

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