JPH08321533A - 合わせマークの位置ずれ検査方法 - Google Patents

合わせマークの位置ずれ検査方法

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JPH08321533A
JPH08321533A JP7128317A JP12831795A JPH08321533A JP H08321533 A JPH08321533 A JP H08321533A JP 7128317 A JP7128317 A JP 7128317A JP 12831795 A JP12831795 A JP 12831795A JP H08321533 A JPH08321533 A JP H08321533A
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mark
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守 金子
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    • 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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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】合わせマークによる位置ずれ量を簡単な方法で
定量的に読みとれるようにする。 【構成】レチクル1、10の中心に形成される矩形の合
わせマーク3、12と該合わせマーク3、12を囲む形
で形成される枠体の合わせマーク3、12の2種を1つ
のパターンにまとめたことにより、シリコン基板4に形
成された第1のパターンと第2のレチクル10上の合わ
せマーク12との重なり具合から両パターン間の位置ず
れ量が定量的に検査される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、リソグラフィ技術にお
ける合わせマークの位置ずれ検査方法に関する。
【0002】
【従来の技術】此種の従来技術を半導体装置の製造工程
中の例えばシリコン基板にLOCOS酸化膜を形成した
後に、コンタクト孔を形成する工程における合わせマー
クの合わせ工程を示す図11乃至図15を基に説明す
る。図11はLOCOS工程用の第1のレチクル51の
一部分を示しており、透明なガラス面から成る外枠52
とクローム面から成る合わせマーク53が形成されてい
る。
【0003】図12に示す54はシリコン基板で、Si
O2 膜55及びSi3N4膜56の上にレジスト膜57が
形成されており、前記第1のレチクル51を介して光が
照射され、現像されると図12に示すように光が照射さ
れた部分のレジスト膜57が除去され、合わせマーク5
3がシリコン基板54上に転写される。次に、該レジス
ト膜57をマスクにしてSi3N4膜56及びSiO2 膜
55がエッチングされた後にレジスト膜57を除去し、
図13に示すように熱酸化してLOCOS酸化膜58を
形成し、Si3N4膜56及びSiO2 膜55を除去し、
ゲート酸化膜59を形成する。
【0004】図14はコンタクト工程用の第2のレチク
ル60の一部分を示しており、ガラス面から成る外枠6
1とクローム面から成る合わせマーク62が形成されて
いる。図15は前記レチクル60を基板54の上方に位
置させた状態を示しており、作業者が基板54上方から
LOCOS酸化膜58の端と合わせマーク62の端間の
隙間(L1)を目視検査することにより、前記LOCO
S酸化膜形成用に用いた第1のレチクル51とコンタク
ト孔形成用に用いる第2のレチクル60との合わせマー
クの位置ずれの有無を確認していた。
【0005】しかし、この場合には合っている、合って
いないの判定はできるが、位置ずれが生じていてもその
位置ずれ量を定量的に読みとることはできなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は合わ
せマークによる位置ずれ量を簡単な方法で定量的に読み
とれるようにすることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、第1の
工程に対応したその中心に形成される矩形の合わせマー
クと該マークを囲む形で形成される枠体の合わせマーク
を有する第1のレチクルを使用してシリコン基板に第1
のパターンを形成した後に、第2の工程に対応したその
中心に形成される前記矩形の合わせマークより小さいサ
イズの矩形の合わせマークと前記枠体の合わせマークの
幅厚内に収まるように形成された枠体の合わせマークを
有する第2のレチクルのガラス面を通して前記シリコン
基板に形成された第1のパターンと該レチクルの合わせ
マークとの重なり具合から該パターンとマークとの位置
ずれ量を検査するようにしたものである。
【0008】また本発明は、第1の工程に対応したその
中心に形成される矩形の合わせマークと該マークを囲む
形で形成される枠体の合わせマークを有する第1のレチ
クルを使用してシリコン基板に第1のパターンを形成し
た後に、第2の工程に対応したその中心に形成される前
記矩形の合わせマークより小さいサイズの矩形の合わせ
マークと前記枠体の合わせマークの幅厚内に収まるよう
に形成された枠体の合わせマークを有する第2のレチク
ルを使用してシリコン基板に第2のパターンを形成す
る。そして、前記シリコン基板に形成された第1のパタ
ーンと第2のパターンとの重なり具合から両パターン間
の位置ずれ量を検査するようにしたものである。
【0009】
【作用】以上の構成から、その中心に形成される矩形の
合わせマークと該マークを囲む形で形成される枠体の合
わせマークの2種を1つのパターンにまとめたことによ
り、シリコン基板に形成された第1のパターンと第2の
レチクル上の合わせマークとの重なり具合から両パター
ン間の位置ずれ量が定量的に検査される。
【0010】また、その中心に形成される矩形の合わせ
マークと該マークを囲む形で形成される枠体の合わせマ
ークの2種を1つのパターンにまとめたことにより、シ
リコン基板に形成された第1のパターンと第2のパター
ンとの重なり具合から両パターン間の位置ずれ量が定量
的に検査される。
【0011】
【実施例】以下、本発明の一実施例を半導体装置の製造
工程中の例えばシリコン基板にLOCOS酸化膜を形成
した後に、コンタクト孔を形成する工程における合わせ
マークの合わせ工程を示す図1乃至図7を基に詳述す
る。ここで、先ず本発明の特徴となるバーニアの原理に
ついて簡単に説明する。
【0012】この原理は、ノギスに用いられる長さ測定
と同様に主尺と副尺とからなり、基準レチクルに主尺を
入れ、合わせるべきレチクルの同位置に副尺を入れてお
き、合わせ誤差が0のとき、ウエハ上に転写されたパタ
ーンが合わせ0を示すようにしておけば、実際の転写パ
ターンから合わせ誤差を読みとることができる。X,Y
方向にそれぞれ入れておく。
【0013】例えば、図8に示すように第1のレチクル
によりシリコン基板に形成された10μm間隔のパター
ンAから成るウエハ側バーニアに対して、第2のレチク
ルの10.2μm間隔のパターンBから成るレチクル側
バーニアとを重ねた場合に、両パターン同士が重なり合
った箇所を基に位置ずれ量を定量的に検査するものであ
る。即ち、図面の中央に位置するパターン同士を中心に
して重ねた場合に、両パターンの端面が重なるパターン
位置を見つけだす。そして、そのパターンが中央のパタ
ーンから何番目(本実施例では3番目である。)かを知
ることにより、前述したようにウエハ側バーニアのパタ
ーンとレチクル側バーニアのパターンのずれ量を0.2
μmとしてあるため、そのずれ量が積み重なって(3に
0.2をかけて)0.6μmであることが検知できる。
尚、本実施例における測定範囲は±0.6μmで、測定
精度は0.1μmであり、同様にパターン同士のずれ量
を任意に設定することにより、測定範囲や測定精度を適
宜設定できる。
【0014】図1はLOCOS工程用の第1のレチクル
1の一部分を示しており、ガラス面から成る外枠2及び
クローム面から成る合わせマーク3が形成されている。
該合わせマーク3は、レチクル1の中心に形成された矩
形とそれを囲む形の太い枠体とから構成されている。図
2に示す4はシリコン基板で、該基板4上にはSiO2
膜5及びSi3N4膜6が積層され、その上にレジスト膜
が形成されている。そして、前記第1のレチクル1を介
して光を照射した後に現像することにより、図2に示す
ように光を照射した部分のレジスト膜7を除去する。こ
れにより、合わせマーク3がシリコン基板4上に転写さ
れる。
【0015】次に、該レジスト膜7をマスクにしてSi
3N4膜6及びSiO2 膜5をエッチングした後にレジス
ト膜7を除去し、図3に示すように熱酸化してLOCO
S酸化膜8を形成し、Si3N4膜6及びSiO2 膜5を
除去し、ゲート酸化膜9を形成する。図4はコンタクト
形成用の第2のレチクル10の一部分を示しており、ガ
ラス面から成る外枠11と、クローム面(該レチクル1
0の中心に前記第1のレチクル1の合わせマーク3より
小さい矩形と該矩形を囲む形で細い枠体とが形成されて
いる。)から成る合わせマーク12とが形成されてい
る。尚、該細い枠体は前記太い枠体の幅厚内に収まるよ
うに形成されている。
【0016】図5は前記基板4の上方に第2のレチクル
10を位置させた状態図(平面図)で、作業者は該レチ
クル10上方からLOCOS酸化膜8からLOCOS酸
化膜8間に位置される枠体の位置ずれを目視検査するこ
とにより、その位置ずれ量を定量的に検出できる。即
ち、図6には第1のレチクル1と第2のレチクル10と
を便宜的に重ね合わせた状態を示しており、各々寸法を
記入してある。
【0017】以下、前記両レチクル1、10の合わせマ
ーク同士の位置ずれがないとした場合の例を図6及び図
7を使用して説明する。第1のレチクル1の太い枠体の
合わせマーク3の幅は図6から55μmから37μmを
引いて2で割って9μmとわかる。そして、この枠体の
合わせマーク3の中に位置合わせされる第2のレチクル
10の細い枠体の合わせマーク12の幅は図から49μ
mから41μmを引いて2で割って4μmとわかる。従
って、太い枠体の合わせマーク3の中央に細い枠体の合
わせマーク12が位置合わせされているとした場合に
は、図7に示すように9μmから4μmを引いて2で割
って2.5μmとなり、つまり±2.5μmの範囲内で
位置ずれ量を目分量で計測できる。即ち、前述したバー
ニアと同様に例えば細い枠体の合わせマーク12の右端
が太い枠体の合わせマーク3の右端と重なっていれば、
太い枠体の合わせマーク3に対して細い枠体の合わせマ
ーク12が右側に2.5μmずれていると検知できる。
同様にして、左側や上下にずれている場合も検知でき
る。
【0018】また、第1のレチクル1の矩形の合わせマ
ーク3の幅は図6から17μmで第2のレチクル10の
矩形の合わせマーク12の幅は図6から15μmであ
り、両者の隙間は17μmから15μmを引いて2で割
って1μmとわかる。従って、矩形の合わせマーク3の
中央に矩形の合わせマーク12が位置合わせされている
とした場合には、±1μmの範囲内で位置ずれ量を目分
量で計測でき、前述した要領で例えば矩形の合わせマー
ク12の右端が矩形の合わせマーク3の右端と重なって
いれば、矩形の合わせマーク3に対して矩形の合わせマ
ーク12が右側に1μmずれていると検知できる。同様
にして、左側や上下にずれている場合も検知できる。
【0019】このように、中心のマーク(矩形)と周辺
のマーク(枠体)の2種で簡易的なバーニアの機能を持
たせてあるので、合わせマーク同士の位置ずれ量を定量
的に読みとることができる。また、この実施例では一方
のマークに他方のマークが重なることにより1μmある
いは2.5μmの位置ずれ量であることが確認できると
共に、0乃至1μmの間を2等分することにより0.5
μmが判定でき、1μm乃至2.5μmの間を3等分す
ることにより1.5μm、2μm位であると簡単に判定
できる。
【0020】以上のように本発明では、例えばシリコン
基板4にLOCOS酸化膜8とコンタクト孔を形成する
際の合わせ工程が正常に行われたか否かを検査する場合
に、中心のマークと周辺のマークの2種を1つのパター
ンにまとめているため、合わせ工程が容易になると共に
簡易的なバーニアの機能があり、簡単な方法により位置
ずれを定量的に検査できる。
【0021】また、本発明は前述した合わせ工程以外に
も適用される。更に、本実施例ではシリコン基板に第1
のパターンを形成した後に、該パターンと第2のレチク
ル上の合わせマークとの隙間を検査することにより、位
置合わせ状態を定量的に確認しているが、例えば第2の
レチクルを使用して前記基板に第2のパターンを形成し
た後に、同様にそれらパターン同士の隙間を検査するよ
うにして位置合わせ作業が良好に行われたか否か確認す
るようにしても良い。
【0022】即ち、前述した基板4上に層間絶縁膜13
及びレジスト膜14を積層した後に、不図示のレチクル
を介して光を照射して所定のレジスト膜14を除去した
後に、残ったレジスト膜14をマスクにして層間絶縁膜
13をエッチングしてコンタクト孔15を形成する(図
9参照)。そして、作業者は図10に示すように基板4
上方からLOCOS酸化膜8からLOCOS酸化膜8間
に形成されるコンタクト孔15の位置ずれを目視検査す
ることにより、前述したようにその位置ずれを定量的に
検出できる。
【0023】
【発明の効果】以上、本発明によればシリコン基板にL
OCOS酸化膜とコンタクト孔を形成する際の合わせ工
程が正常に行われたか否かを検査する場合に、中心のマ
ークと周辺のマークの2種を1つのパターンにまとめて
いるため、合わせ工程が容易になる。
【0024】また、簡易的なバーニアの機能があるた
め、目視でも第1のパターンと第2のレチクルの合わせ
マークとの位置ずれ量あるいはパターン同士の位置ずれ
量を定量的に測定でき、合わせマークによる高精度の合
わせ作業が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に使用される第1のレチクルを示す図で
ある。
【図2】第1のレチクルを使用した半導体装置の製造工
程を示す断面図である。
【図3】第1のレチクルを使用した半導体装置の製造工
程を示す断面図である。
【図4】第2のレチクルを示す図である。
【図5】シリコン基板の上方に第2のレチクルを位置さ
せた状態図である。
【図6】第1のレチクルと第2のレチクルを便宜的に重
ね合わせた状態を示す図である。
【図7】図6の一部拡大図である。
【図8】バーニアの原理を説明するための図である。
【図9】LOCOS酸化膜形成後にコンタクト孔を形成
する半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図10】コンタクト孔が形成されたシリコン基板を示
す平面図である。
【図11】従来例の第1のレチクルを示す図である。
【図12】従来例の第1のレチクルを使用した半導体装
置の製造工程を示す断面図である。
【図13】従来例の第1のレチクルを使用した半導体装
置の製造工程を示す断面図である。
【図14】従来例の第2のレチクルを示す図である。
【図15】従来のシリコン基板の上方に第2のレチクル
を位置させた状態図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の工程に対応してガラス面の中心に
    形成される矩形の合わせマークと該マークを囲む形で形
    成される枠体の合わせマークを有する第1のレチクルを
    使用してシリコン基板に第1のパターンを形成する工程
    と、 第2の工程に対応してガラス面の中心に形成される前記
    矩形の合わせマークより小さいサイズの矩形の合わせマ
    ークと前記枠体の合わせマークの幅厚内に収まるように
    形成された枠体の合わせマークを有する第2のレチクル
    の当該ガラス面を通して前記シリコン基板に形成された
    第1のパターンの端から該第2のレチクルの合わせマー
    クとの重なり具合から該パターンと合わせマークとの位
    置ずれ量を検査する工程とを有することを特徴とする合
    わせマークの位置ずれ検査方法。
  2. 【請求項2】 第1の工程に対応したその中心に形成さ
    れる矩形の合わせマークと該マークを囲む形で形成され
    る枠体の合わせマークを有する第1のレチクルを使用し
    てシリコン基板に第1のパターンを形成する工程と、 第2の工程に対応したその中心に形成される前記矩形の
    合わせマークより小さいサイズの矩形の合わせマークと
    前記枠体の合わせマークの幅厚内に収まるように形成さ
    れた枠体の合わせマークを有する第2のレチクルを使用
    してシリコン基板に第2のパターンを形成する工程と、 前記シリコン基板に形成された第1のパターンと第2の
    パターンとの重なり具合から両パターン間の位置ずれ量
    を検査する工程とを有することを特徴とする合わせマー
    クの位置ずれ検査方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001075108A (ja) * 1999-09-06 2001-03-23 Seiko Epson Corp 液晶装置及びその製造方法
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CN115274528A (zh) * 2022-09-22 2022-11-01 西北电子装备技术研究所(中国电子科技集团公司第二研究所) 一种芯片倒装键合用标定玻璃片

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