JPH0982612A - 重ね合せずれの検査方法 - Google Patents
重ね合せずれの検査方法Info
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- JPH0982612A JPH0982612A JP7238365A JP23836595A JPH0982612A JP H0982612 A JPH0982612 A JP H0982612A JP 7238365 A JP7238365 A JP 7238365A JP 23836595 A JP23836595 A JP 23836595A JP H0982612 A JPH0982612 A JP H0982612A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来に比べてより正確な重ね合せずれの検査
方法を提供する。 【解決手段】 ウェハ面内で指定された最外周以外の単
位パターンのずれ量を測定した後、その測定したずれ量
に基づいて最外周パターンのずれ量を算出して、その最
外周パターンのずれ量を考慮して誤差データを算出す
る。それに基づいて重ね合せずれ量を検査する。
方法を提供する。 【解決手段】 ウェハ面内で指定された最外周以外の単
位パターンのずれ量を測定した後、その測定したずれ量
に基づいて最外周パターンのずれ量を算出して、その最
外周パターンのずれ量を考慮して誤差データを算出す
る。それに基づいて重ね合せずれ量を検査する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、重ね合せずれの
検査方法に関し、より特定的には、半導体ウェハ検査工
程におけるパターンの重ね合せずれの検査方法に関す
る。
検査方法に関し、より特定的には、半導体ウェハ検査工
程におけるパターンの重ね合せずれの検査方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、ICやLSIなどの半導体装置は
急速に微細化が進んでいる。特に、マスクやレチクルの
回路パターンを半導体ウェハに形成された回路パターン
の上に重ね合せて転写する露光装置にも益々高精度なも
のが要求されてきている。重ね合せ精度に対する要求
は、デバイスの集積度の増加に伴い0.20μmから
0.10μmの精度が要求されており、さらに最近では
0.10μm以下の精度が要求されるようになってきて
いる。
急速に微細化が進んでいる。特に、マスクやレチクルの
回路パターンを半導体ウェハに形成された回路パターン
の上に重ね合せて転写する露光装置にも益々高精度なも
のが要求されてきている。重ね合せ精度に対する要求
は、デバイスの集積度の増加に伴い0.20μmから
0.10μmの精度が要求されており、さらに最近では
0.10μm以下の精度が要求されるようになってきて
いる。
【0003】図6〜図9は、従来の重ね合せずれの検査
に用いるずれ検出マークの製造プロセスを説明するため
の平面図である。図6および図8は、それぞれ第1およ
び第2のパターニング工程で用いるレチクルマスク10
0および110を示した平面図である。
に用いるずれ検出マークの製造プロセスを説明するため
の平面図である。図6および図8は、それぞれ第1およ
び第2のパターニング工程で用いるレチクルマスク10
0および110を示した平面図である。
【0004】図6に示した第1のレチクルマスク100
は、第1のマスクパターン101と、第1のずれ検出マ
ーク用パターン102と、位置合せマーク用パターン1
03とを含んでいる。このような第1のレチクルマスク
100を用いて転写を行なうことによって、ウェハ50
の表面に、図7に示すように第1の形成パターン1、第
1のずれ検出マーク2および位置合せマーク3を形成す
る。
は、第1のマスクパターン101と、第1のずれ検出マ
ーク用パターン102と、位置合せマーク用パターン1
03とを含んでいる。このような第1のレチクルマスク
100を用いて転写を行なうことによって、ウェハ50
の表面に、図7に示すように第1の形成パターン1、第
1のずれ検出マーク2および位置合せマーク3を形成す
る。
【0005】図7に示した工程の後、所定の層の堆積な
どを経て、図8に示す第2のレチクルマスク110を用
いて再度転写を行なう。第2のレチクルマスク110
は、第2のマスクパターン111と、第2のずれ検出マ
ーク用パターン112とを含んでいる。このような第2
のレチクルマスク110を用いて転写を行なえば、図9
に示すような第2の形成パターン11および第2のずれ
検出マーク12が形成される。
どを経て、図8に示す第2のレチクルマスク110を用
いて再度転写を行なう。第2のレチクルマスク110
は、第2のマスクパターン111と、第2のずれ検出マ
ーク用パターン112とを含んでいる。このような第2
のレチクルマスク110を用いて転写を行なえば、図9
に示すような第2の形成パターン11および第2のずれ
検出マーク12が形成される。
【0006】ここで、第1の形成パターン1と第2の形
成パターン11との重ね合せずれの検出は、第1のずれ
検出マーク2と第2のずれ検出マーク12とのずれ量を
求めることによって行なう。このような第1のずれ検出
マーク2と第2のずれ検出マーク12とをBox−in
−Boxマーク20と呼んでいる。
成パターン11との重ね合せずれの検出は、第1のずれ
検出マーク2と第2のずれ検出マーク12とのずれ量を
求めることによって行なう。このような第1のずれ検出
マーク2と第2のずれ検出マーク12とをBox−in
−Boxマーク20と呼んでいる。
【0007】図10は図9に示したBox−in−Bo
xマーク20の部分を拡大した平面図であり、図11は
図10の70−70線に沿って取った断面図である。図
11を参照して、ウェハ50の主表面上には第1のずれ
検出マーク2に対応する第1の層2aが形成されてお
り、その第1の層2aを覆うように堆積膜30が形成さ
れている。堆積膜30上には第2のずれ検出マーク12
に対応する第2の層12aが形成されている。第1のず
れ検出マーク2と第2のずれ検出マーク12とのずれ量
の測定は、一般的には画像認識を用いる。光源として
は、キセノンランプのようなブロードバンド光を用い
る。そして、第1のずれ検出マーク2および第2のずれ
検出マーク12のエッジ付近から反射してくる光強度を
検出することによって、第1のずれ検出マーク2と第2
のずれ検出マーク12とのエッジ位置を認識する。そし
て、図10に示す間隔aと間隔bとを以下の式(1)に
当て嵌めて、第1の形成パターン1と第2の形成パター
ン11とのずれ量を算出する。
xマーク20の部分を拡大した平面図であり、図11は
図10の70−70線に沿って取った断面図である。図
11を参照して、ウェハ50の主表面上には第1のずれ
検出マーク2に対応する第1の層2aが形成されてお
り、その第1の層2aを覆うように堆積膜30が形成さ
れている。堆積膜30上には第2のずれ検出マーク12
に対応する第2の層12aが形成されている。第1のず
れ検出マーク2と第2のずれ検出マーク12とのずれ量
の測定は、一般的には画像認識を用いる。光源として
は、キセノンランプのようなブロードバンド光を用い
る。そして、第1のずれ検出マーク2および第2のずれ
検出マーク12のエッジ付近から反射してくる光強度を
検出することによって、第1のずれ検出マーク2と第2
のずれ検出マーク12とのエッジ位置を認識する。そし
て、図10に示す間隔aと間隔bとを以下の式(1)に
当て嵌めて、第1の形成パターン1と第2の形成パター
ン11とのずれ量を算出する。
【0008】ずれ量=(a−b)/2 … (1) このようにして、従来では、図9に示す第1の形成パタ
ーン1と第2の形成パターン11との重ね合せずれ量が
検出されていた。
ーン1と第2の形成パターン11との重ね合せずれ量が
検出されていた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】図9に示すような第1
の形成パターン1および第2の形成パターン11からな
るパターンは、ウェハ50上の各単位パターンごとに形
成される。したがって、各単位パターンごとに、Box
−in−Boxマーク20も形成される。具体的には、
図12に示すように、ウェハ50の表面には複数の単位
パターン51aおよび51bが形成されており、各単位
パターン51a,51bにはBox−in−Boxマー
ク20が形成されている。
の形成パターン1および第2の形成パターン11からな
るパターンは、ウェハ50上の各単位パターンごとに形
成される。したがって、各単位パターンごとに、Box
−in−Boxマーク20も形成される。具体的には、
図12に示すように、ウェハ50の表面には複数の単位
パターン51aおよび51bが形成されており、各単位
パターン51a,51bにはBox−in−Boxマー
ク20が形成されている。
【0010】ところで、ウェハ50の最外周に位置する
単位パターン51aのBox−in−Boxマーク20
近傍では、外側(ウェハ50の外周側)と内側(ウェハ
50の中心側)とでパターン密度が異なる。すなわち、
最外周のBox−in−Boxマーク20の内側では、
単位パターン51bが存在するのでパターン密度は高い
が、最外周のBox−in−Boxマーク20の外側で
は単位パターンが存在しないのでパターン密度が小さ
い。このように最外周のBox−in−Boxマーク2
0の内側の外側とではパターン密度に差があるため、B
ox−in−Boxマーク20部分に層を形成した場合
にその層の被覆特性(カバレッジ)が非対称になる場合
があるという不都合が生じる。
単位パターン51aのBox−in−Boxマーク20
近傍では、外側(ウェハ50の外周側)と内側(ウェハ
50の中心側)とでパターン密度が異なる。すなわち、
最外周のBox−in−Boxマーク20の内側では、
単位パターン51bが存在するのでパターン密度は高い
が、最外周のBox−in−Boxマーク20の外側で
は単位パターンが存在しないのでパターン密度が小さ
い。このように最外周のBox−in−Boxマーク2
0の内側の外側とではパターン密度に差があるため、B
ox−in−Boxマーク20部分に層を形成した場合
にその層の被覆特性(カバレッジ)が非対称になる場合
があるという不都合が生じる。
【0011】図13および図14はこの状態を説明する
ための平面図および断面図であり、図14は図13の8
0−80線に沿って取った断面図である。図14を参照
して、第1の層2aと第2の層12aとの位置は中心線
(点線)に対して対称である。しかし、中間層30は中
心線に対して対称には形成されていないため、第1のず
れ検出マーク2と第2のずれ検出マーク12とは図13
に示されるような配置として認識されてしまう。したが
って、最外周に位置する単位パターンのBox−in−
Boxマーク20では、第1の層2aと第2の層12a
とが中心線に対して対称であるにもかかわらず、重ね合
せずれがあるような誤った測定が行なわれてしまう。こ
のため、従来では、重ね合せずれを測定する際には、ウ
ェハ50の最外周に位置する単位パターン51aの重ね
合せずれは測定せずに、内側の単位パターン51bのう
ちの所定の単位パターン51bについて重ね合せずれを
測定していた。
ための平面図および断面図であり、図14は図13の8
0−80線に沿って取った断面図である。図14を参照
して、第1の層2aと第2の層12aとの位置は中心線
(点線)に対して対称である。しかし、中間層30は中
心線に対して対称には形成されていないため、第1のず
れ検出マーク2と第2のずれ検出マーク12とは図13
に示されるような配置として認識されてしまう。したが
って、最外周に位置する単位パターンのBox−in−
Boxマーク20では、第1の層2aと第2の層12a
とが中心線に対して対称であるにもかかわらず、重ね合
せずれがあるような誤った測定が行なわれてしまう。こ
のため、従来では、重ね合せずれを測定する際には、ウ
ェハ50の最外周に位置する単位パターン51aの重ね
合せずれは測定せずに、内側の単位パターン51bのう
ちの所定の単位パターン51bについて重ね合せずれを
測定していた。
【0012】しかしながら、通常重ね合せずれは、ウェ
ハ50の最外周に行くほど大きくなるので、その最外周
の重ね合せずれデータを考慮しない場合には、正確な重
ね合せずれの検出ができないという問題点があった。ま
た、従来では、測定パターン51bの数が少ない場合に
は、データの信頼性に欠け、その結果、正確なずれ量を
計測することが困難であるという問題点もあった。
ハ50の最外周に行くほど大きくなるので、その最外周
の重ね合せずれデータを考慮しない場合には、正確な重
ね合せずれの検出ができないという問題点があった。ま
た、従来では、測定パターン51bの数が少ない場合に
は、データの信頼性に欠け、その結果、正確なずれ量を
計測することが困難であるという問題点もあった。
【0013】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたものであり、この発明の1つの目的は、
被処理基板の最外周の重ね合せずれデータを測定しない
場合でも、正確なずれ量の検出が可能な重ね合せずれの
検査方法を提供することである。
ためになされたものであり、この発明の1つの目的は、
被処理基板の最外周の重ね合せずれデータを測定しない
場合でも、正確なずれ量の検出が可能な重ね合せずれの
検査方法を提供することである。
【0014】この発明のもう1つの目的は、測定データ
の数が少ない場合でも正確な重ね合せずれ量を算出する
ことが可能な重ね合せずれの検査方法を提供することで
ある。
の数が少ない場合でも正確な重ね合せずれ量を算出する
ことが可能な重ね合せずれの検査方法を提供することで
ある。
【0015】
【課題を解決するための手段】この発明の1の局面によ
る重ね合せずれの検査方法では、その主表面に複数の単
位パターンが配列された被処理基板の重ね合せずれの検
査方法である。その重ね合せずれの検査方法では、被処
理基板の単位パターンのうち、被処理基板の最外周に位
置する単位パターン以外の所定の複数の単位パターンに
おける重ね合せずれデータを測定する。その測定した重
ね合せずれデータに基づいて所定の誤差パラメータを算
出する。その誤差パラメータに基づいて、重ね合せずれ
データが測定された単位パターンの線形誤差としての第
1の線形誤差成分を算出する。測定された重ね合せずれ
データのそれぞれから、対応する算出された第1の線形
誤差成分を引くことによって、重ね合せずれデータが測
定された単位パターンのランダム誤差としての第1のラ
ンダム誤差成分を算出する。上記した誤差パラメータに
基づいて、被処理基板の最外周に位置する単位パターン
の線形誤差としての第2の線形誤差成分を算出する。1
のランダム誤差成分に基づいて、上記した第2の線形誤
差成分に対応する第2のランダム誤差成分を算出する。
第2の線形誤差成分のそれぞれと、対応する第2のラン
ダム誤差成分とを足すことによって、誤差データを算出
する。本発明ではこのように、被処理基板の最外周に位
置する単位パターン以外の単位パターンにおける重ね合
せデータを測定した後、その測定データに基づいて被処
理基板の最外周に位置する単位パターンの第2の線形誤
差成分が算出され、その第2線形誤差成分とそれに対応
する第2のランダム誤差成分とを足すことによって誤差
データが算出されるので、最外周の誤差データを考慮し
た重ね合せずれ量の検査が行なわれる。これにより、従
来に比べてより正確な重ね合せずれの検査を行なうこと
ができる。
る重ね合せずれの検査方法では、その主表面に複数の単
位パターンが配列された被処理基板の重ね合せずれの検
査方法である。その重ね合せずれの検査方法では、被処
理基板の単位パターンのうち、被処理基板の最外周に位
置する単位パターン以外の所定の複数の単位パターンに
おける重ね合せずれデータを測定する。その測定した重
ね合せずれデータに基づいて所定の誤差パラメータを算
出する。その誤差パラメータに基づいて、重ね合せずれ
データが測定された単位パターンの線形誤差としての第
1の線形誤差成分を算出する。測定された重ね合せずれ
データのそれぞれから、対応する算出された第1の線形
誤差成分を引くことによって、重ね合せずれデータが測
定された単位パターンのランダム誤差としての第1のラ
ンダム誤差成分を算出する。上記した誤差パラメータに
基づいて、被処理基板の最外周に位置する単位パターン
の線形誤差としての第2の線形誤差成分を算出する。1
のランダム誤差成分に基づいて、上記した第2の線形誤
差成分に対応する第2のランダム誤差成分を算出する。
第2の線形誤差成分のそれぞれと、対応する第2のラン
ダム誤差成分とを足すことによって、誤差データを算出
する。本発明ではこのように、被処理基板の最外周に位
置する単位パターン以外の単位パターンにおける重ね合
せデータを測定した後、その測定データに基づいて被処
理基板の最外周に位置する単位パターンの第2の線形誤
差成分が算出され、その第2線形誤差成分とそれに対応
する第2のランダム誤差成分とを足すことによって誤差
データが算出されるので、最外周の誤差データを考慮し
た重ね合せずれ量の検査が行なわれる。これにより、従
来に比べてより正確な重ね合せずれの検査を行なうこと
ができる。
【0016】この発明の他の局面による重ね合せずれの
検査方法では、被処理基板の単位パターンのうち被処理
基板の最外周に位置する単位パターン以外の所定の複数
の単位パターンにおける重ね合せずれデータを測定す
る。その測定した重ね合せずれデータに基づいて所定の
誤差パラメータを算出する。その誤差パラメータに基づ
いて、重ね合せずれデータが測定された単位パターンの
線形誤差としての第1の線形誤差成分を算出する。測定
された重ね合せずれデータのそれぞれから、対応する上
記算出された第1の線形誤差成分を引くことによって、
重ね合せずれデータが測定された単位パターンのランダ
ム誤差としての第1のランダム誤差成分を算出する。上
記誤差パラメータに基づいて、被処理基板のすべての単
位パターンの線形誤差としての第2の線形誤差成分を算
出する。重ね合せずれデータが測定された単位パターン
の第1のランダム誤差成分に基づいて、上記第2の線形
誤差成分に対応する第2のランダム誤差成分を算出す
る。すべての単位パターンの第2の線形誤差成分のそれ
ぞれと、それに対応する第2のランダム誤差成分とを足
すことによって、すべての単位パターンの誤差データを
算出する。本発明では、このように、最外周に位置する
単位パターン以外の所定の単位パターンにおける重ね合
せずれデータを測定した後、その測定データに基づいて
すべての単位パターンの第2の線形誤差成分と第2のラ
ンダム誤差成分とが算出され、その算出結果に基づいて
すべての単位パターンの誤差データが求められるので、
最外周の単位パターンを含むすべての単位パターンのず
れ量が考慮されてずれ量が求められる。これにより、従
来に比べてより正確に重ね合せずれ量を検査することが
可能となる。また、測定精度が向上するので、測定工程
における歩留りも向上する。
検査方法では、被処理基板の単位パターンのうち被処理
基板の最外周に位置する単位パターン以外の所定の複数
の単位パターンにおける重ね合せずれデータを測定す
る。その測定した重ね合せずれデータに基づいて所定の
誤差パラメータを算出する。その誤差パラメータに基づ
いて、重ね合せずれデータが測定された単位パターンの
線形誤差としての第1の線形誤差成分を算出する。測定
された重ね合せずれデータのそれぞれから、対応する上
記算出された第1の線形誤差成分を引くことによって、
重ね合せずれデータが測定された単位パターンのランダ
ム誤差としての第1のランダム誤差成分を算出する。上
記誤差パラメータに基づいて、被処理基板のすべての単
位パターンの線形誤差としての第2の線形誤差成分を算
出する。重ね合せずれデータが測定された単位パターン
の第1のランダム誤差成分に基づいて、上記第2の線形
誤差成分に対応する第2のランダム誤差成分を算出す
る。すべての単位パターンの第2の線形誤差成分のそれ
ぞれと、それに対応する第2のランダム誤差成分とを足
すことによって、すべての単位パターンの誤差データを
算出する。本発明では、このように、最外周に位置する
単位パターン以外の所定の単位パターンにおける重ね合
せずれデータを測定した後、その測定データに基づいて
すべての単位パターンの第2の線形誤差成分と第2のラ
ンダム誤差成分とが算出され、その算出結果に基づいて
すべての単位パターンの誤差データが求められるので、
最外周の単位パターンを含むすべての単位パターンのず
れ量が考慮されてずれ量が求められる。これにより、従
来に比べてより正確に重ね合せずれ量を検査することが
可能となる。また、測定精度が向上するので、測定工程
における歩留りも向上する。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【0018】(実施の形態1)図1は、本発明の実施の
形態1の重ね合せずれの検査方法を説明するためのフロ
ーチャート図である。図2は、実際に測定するパターン
と、本来測定すべきパターンとを説明するための平面図
である。図1および図2を参照して、以下に実施の形態
1による重ね合せずれの検査フローについて説明する。
まず、図2に示されたような最外周に位置しない9つの
単位パターン51b(測定パターン)について重ね合せ
ずれ量を測定する(ステップ1)。この測定した9ショ
ットのずれ量のショット位置座標と測定ずれ量とが以下
の表1に示される。
形態1の重ね合せずれの検査方法を説明するためのフロ
ーチャート図である。図2は、実際に測定するパターン
と、本来測定すべきパターンとを説明するための平面図
である。図1および図2を参照して、以下に実施の形態
1による重ね合せずれの検査フローについて説明する。
まず、図2に示されたような最外周に位置しない9つの
単位パターン51b(測定パターン)について重ね合せ
ずれ量を測定する(ステップ1)。この測定した9ショ
ットのずれ量のショット位置座標と測定ずれ量とが以下
の表1に示される。
【0019】
【表1】
【0020】上記表1を参照して、ショット位置座標の
X座標およびY座標は、それぞれ、図2に示された−3
〜3のX座標と−2〜2のY座標とに対応する。表1に
示した測定ずれ量M1〜M9に基づいて、6つの誤差パ
ラメータ(Xオフセット,Yオフセット,Xスケーリン
グ,Yスケーリング,Xローテーション,Yローテーシ
ョン)を導出する。ここで、Xオフセットとは、ウェハ
50全体のX軸方向へのずれ量を意味し、Yオフセット
は、ウェハ50全体のY軸方向へのずれ量を意味する。
また、Xスケーリングは、ウェハ50のX軸方向の伸縮
によるずれ量を意味し、Yスケーリングは、ウェハ50
のY軸方向の伸縮によるずれ量を意味する。さらに、X
ローテーションは、ウェハ50のX軸の回転によるずれ
量を意味し、Yローテーションはウェハ50のY軸の回
転によるずれ量を意味する。測定ずれ量M1〜M9に基
づく計算の結果、上記した6つの誤差パラメータは以下
の値になる。
X座標およびY座標は、それぞれ、図2に示された−3
〜3のX座標と−2〜2のY座標とに対応する。表1に
示した測定ずれ量M1〜M9に基づいて、6つの誤差パ
ラメータ(Xオフセット,Yオフセット,Xスケーリン
グ,Yスケーリング,Xローテーション,Yローテーシ
ョン)を導出する。ここで、Xオフセットとは、ウェハ
50全体のX軸方向へのずれ量を意味し、Yオフセット
は、ウェハ50全体のY軸方向へのずれ量を意味する。
また、Xスケーリングは、ウェハ50のX軸方向の伸縮
によるずれ量を意味し、Yスケーリングは、ウェハ50
のY軸方向の伸縮によるずれ量を意味する。さらに、X
ローテーションは、ウェハ50のX軸の回転によるずれ
量を意味し、Yローテーションはウェハ50のY軸の回
転によるずれ量を意味する。測定ずれ量M1〜M9に基
づく計算の結果、上記した6つの誤差パラメータは以下
の値になる。
【0021】Xオフセット=−0.03878μm Yオフセット=−0.04122μm Xスケーリング=0.11017ppm Yスケーリング=−0.14749ppm Xローテーション=0.50147μrad Yローテーション=0.12591μrad これら6つの誤差パラメータは、最小二乗法を用いるこ
とによって上記した測定ずれ量M1〜M9から容易に求
めることができる。測定したずれデータから最小二乗法
を用いて誤差パラメータを用いる方法は、既に知られて
おり、たとえば、特開平6−349705に詳しく開示
されている。
とによって上記した測定ずれ量M1〜M9から容易に求
めることができる。測定したずれデータから最小二乗法
を用いて誤差パラメータを用いる方法は、既に知られて
おり、たとえば、特開平6−349705に詳しく開示
されている。
【0022】上記導出した6つの誤差パラメータを、以
下の式(2),(3)に当て嵌めることによって、測定
データの線形誤差成分ΔXおよびΔYを計算する。
下の式(2),(3)に当て嵌めることによって、測定
データの線形誤差成分ΔXおよびΔYを計算する。
【0023】 ΔX=Xオフセット+X座標・Xスケーリング+X座標・Xローテーション… (2) ΔY=Yオフセット+Y座標・Yスケーリング+Y座標・Yローテーション… (3) 上記式(2)および(3)によって求めた測定ずれ量の
線形誤差成分ΔXおよびΔYを、表1に示した測定ずれ
量(M1〜M9)のX成分およびY成分からそれぞれ引
く。それにより、以上の表2に示される測定ずれ量のラ
ンダム誤差成分(R1〜R9)を算出する(ステップ
3)。
線形誤差成分ΔXおよびΔYを、表1に示した測定ずれ
量(M1〜M9)のX成分およびY成分からそれぞれ引
く。それにより、以上の表2に示される測定ずれ量のラ
ンダム誤差成分(R1〜R9)を算出する(ステップ
3)。
【0024】
【表2】
【0025】次に、本来測定すべきパターン(ショッ
ト)51a(図2参照)における線形誤差成分(B1〜
B9)を、ステップ2で求めた誤差パラメータと式
(2)および式(3)を用いて導出する(ステップ
4)。この最外周ショットの線形誤差成分(B1〜B
9)は、以下の表3に表わされる。
ト)51a(図2参照)における線形誤差成分(B1〜
B9)を、ステップ2で求めた誤差パラメータと式
(2)および式(3)を用いて導出する(ステップ
4)。この最外周ショットの線形誤差成分(B1〜B
9)は、以下の表3に表わされる。
【0026】
【表3】
【0027】次に、ステップ3によって求められた測定
ずれ量のランダム誤差成分(R1〜R9)のバラツキ幅
(レンジ)は9個のデータであるので正規分布であると
仮定すると統計学上約3σ(正確には2.970σ)に
なる。その測定ずれ量のランダム誤差成分(R1〜R
9)のレンジを2倍することによりレンジを6σにす
る。そして、その6σにしたレンジでのデータ分布に乱
数を対応させることによって、ステップ4で求めた線形
誤差成分のショット数(9)に対応するランダム誤差成
分(S1〜S9)を作成する(ステップ5)。そのラン
ダム誤差成分(S1〜S9)は以下の表4によって表わ
される。なお、本実施の形態では測定データが9個であ
り、統計学上そのレンジは約3σであるので、そのレン
ジを6σにするためにランダム誤差成分のレンジを2倍
したが、本発明にこれに限らず、測定データの数によっ
て統計学上のレンジは定められているので、そのレンジ
が6σになるような倍数をそのレンジに掛けてレンジを
広げるようにすればよい。たとえば、測定データが4個
の場合には、レンジが約2σになるのでそのレンジを3
倍して6σになるようにする。測定データ数(n)と測
定データのバラツキ範囲(d2 ・σ)との関係は、たと
えば、「SQC論理と実際」(朝倉書店)(1992年
発行)のp28の表3.2に示されている。
ずれ量のランダム誤差成分(R1〜R9)のバラツキ幅
(レンジ)は9個のデータであるので正規分布であると
仮定すると統計学上約3σ(正確には2.970σ)に
なる。その測定ずれ量のランダム誤差成分(R1〜R
9)のレンジを2倍することによりレンジを6σにす
る。そして、その6σにしたレンジでのデータ分布に乱
数を対応させることによって、ステップ4で求めた線形
誤差成分のショット数(9)に対応するランダム誤差成
分(S1〜S9)を作成する(ステップ5)。そのラン
ダム誤差成分(S1〜S9)は以下の表4によって表わ
される。なお、本実施の形態では測定データが9個であ
り、統計学上そのレンジは約3σであるので、そのレン
ジを6σにするためにランダム誤差成分のレンジを2倍
したが、本発明にこれに限らず、測定データの数によっ
て統計学上のレンジは定められているので、そのレンジ
が6σになるような倍数をそのレンジに掛けてレンジを
広げるようにすればよい。たとえば、測定データが4個
の場合には、レンジが約2σになるのでそのレンジを3
倍して6σになるようにする。測定データ数(n)と測
定データのバラツキ範囲(d2 ・σ)との関係は、たと
えば、「SQC論理と実際」(朝倉書店)(1992年
発行)のp28の表3.2に示されている。
【0028】
【表4】
【0029】次に、ステップ4で求めた線形誤差成分
(B1〜B9)と、ステップ5で求めたランダム誤差成
分(S1〜S9)とを足すことによって最終の誤差デー
タ(Ne1〜Ne9)を導出する(ステップ6)。この
導出した最終誤差データ(Ne1〜Ne9)が以下の表
5に示される。
(B1〜B9)と、ステップ5で求めたランダム誤差成
分(S1〜S9)とを足すことによって最終の誤差デー
タ(Ne1〜Ne9)を導出する(ステップ6)。この
導出した最終誤差データ(Ne1〜Ne9)が以下の表
5に示される。
【0030】
【表5】
【0031】この後、上記ステップ6により求められた
誤差データに基づいて、平均ずれ量およびずれ量の標準
偏差を求める。具体的には、平均ずれ量は、誤差データ
(Ne1〜Ne9)の平均によって求める。その一方、
ずれ量の標準偏差は以下のようにして求める。
誤差データに基づいて、平均ずれ量およびずれ量の標準
偏差を求める。具体的には、平均ずれ量は、誤差データ
(Ne1〜Ne9)の平均によって求める。その一方、
ずれ量の標準偏差は以下のようにして求める。
【0032】図3はウェハの各単位パターン(ショッ
ト)に番号を付した状態を示した平面図であり、図4は
図3のショット番号と、そのショット番号におけるずれ
量との関係を示す相関図である。図3および図4を参照
して、ウェハ50面内のずれ量の分布は、ウェハ50の
外周に近いショットほどずれ量が大きくなる傾向にあ
る。したがって、ステップ4の最外周ショットの線形誤
差成分に基づいて導出されたステップ6の最終誤差デー
タ(Ne1〜Ne9)は、そのデータのレンジ(最大値
と最小値との差)は、6σとみることができる。このこ
とより、ずれ量の3σは、以下の式(4)により表わさ
れる。
ト)に番号を付した状態を示した平面図であり、図4は
図3のショット番号と、そのショット番号におけるずれ
量との関係を示す相関図である。図3および図4を参照
して、ウェハ50面内のずれ量の分布は、ウェハ50の
外周に近いショットほどずれ量が大きくなる傾向にあ
る。したがって、ステップ4の最外周ショットの線形誤
差成分に基づいて導出されたステップ6の最終誤差デー
タ(Ne1〜Ne9)は、そのデータのレンジ(最大値
と最小値との差)は、6σとみることができる。このこ
とより、ずれ量の3σは、以下の式(4)により表わさ
れる。
【0033】 3σ=ステップ6のデータのレンジ/2 … (4) 上記の実施の形態1の重ね合せずれ量の算出方法によれ
ば、最外周ショットのずれデータを実際に測定しない場
合でも、計算上最外周ショットのずれデータを考慮する
ことができるので、従来に比べてより正確なずれ量を検
査することができる。また、測定データの数が少ない場
合であっても、真のデータに近いずれ量を算出すること
ができるので、ウェハの合否判定の精度を向上させるこ
とができ、その結果、歩留りが向上するという効果も得
られる。
ば、最外周ショットのずれデータを実際に測定しない場
合でも、計算上最外周ショットのずれデータを考慮する
ことができるので、従来に比べてより正確なずれ量を検
査することができる。また、測定データの数が少ない場
合であっても、真のデータに近いずれ量を算出すること
ができるので、ウェハの合否判定の精度を向上させるこ
とができ、その結果、歩留りが向上するという効果も得
られる。
【0034】(実施の形態2)図5は、本発明の実施の
形態2による重ね合せずれの検査方法を説明するための
フローチャート図である。図5を参照して、この実施の
形態2では、ステップ1〜ステップ3は図1に示した実
施の形態2のステップ1〜ステップ3と同様の処理を行
なう。
形態2による重ね合せずれの検査方法を説明するための
フローチャート図である。図5を参照して、この実施の
形態2では、ステップ1〜ステップ3は図1に示した実
施の形態2のステップ1〜ステップ3と同様の処理を行
なう。
【0035】この後、実施の形態2では、図5のステッ
プ4に示すように、ウェハ面内のすべてのショットに対
する線形誤差成分(B1〜B31)をステップ2で求め
た誤差パラメータに基づいて導出する。
プ4に示すように、ウェハ面内のすべてのショットに対
する線形誤差成分(B1〜B31)をステップ2で求め
た誤差パラメータに基づいて導出する。
【0036】ステップ3により求めた測定ずれ量のラン
ダム誤差成分(R1〜R9)のレンジは、正規分布と仮
定すると、測定データ数が9個であることから統計学上
約3σであると考えられる。したがってそのレンジを6
σにするためにランダム誤差成分(R1〜R9)のレン
ジを2倍し、それらのデータ分布に乱数を対応させる。
そして、ステップ4で求められたショット数に対応する
ランダム誤差成分(S1〜S31)を求める(ステップ
5)。
ダム誤差成分(R1〜R9)のレンジは、正規分布と仮
定すると、測定データ数が9個であることから統計学上
約3σであると考えられる。したがってそのレンジを6
σにするためにランダム誤差成分(R1〜R9)のレン
ジを2倍し、それらのデータ分布に乱数を対応させる。
そして、ステップ4で求められたショット数に対応する
ランダム誤差成分(S1〜S31)を求める(ステップ
5)。
【0037】次に、ステップ4の線形誤差成分(B1〜
B31)と、ステップ5のランダム誤差成分(S1〜S
31)とを足すことによって、最終誤差データ(Ne1
〜Ne31)が求められる(ステップ6)。
B31)と、ステップ5のランダム誤差成分(S1〜S
31)とを足すことによって、最終誤差データ(Ne1
〜Ne31)が求められる(ステップ6)。
【0038】最後に、ステップ6により求められた誤差
データに基づいて平均ずれ量およびずれ量の標準偏差を
求める。
データに基づいて平均ずれ量およびずれ量の標準偏差を
求める。
【0039】この実施の形態2では、9ショットのずれ
量を実際に測定した後、全ショットに対応する線形誤差
成分を導出して最終誤差データを求めるので、実施の形
態1に比べてより真のデータに近いずれ量を算出するこ
とができる。これにより、実施の形態1よりもさらに、
ウェハロットの合否の判定の精度を向上させることがで
き、その結果より優れた歩留り向上の効果を得ることが
できる。
量を実際に測定した後、全ショットに対応する線形誤差
成分を導出して最終誤差データを求めるので、実施の形
態1に比べてより真のデータに近いずれ量を算出するこ
とができる。これにより、実施の形態1よりもさらに、
ウェハロットの合否の判定の精度を向上させることがで
き、その結果より優れた歩留り向上の効果を得ることが
できる。
【0040】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の
範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味およ
び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の
範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味およ
び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
【図1】 本発明の実施の形態1による重ね合せずれの
検査方法を説明するためのフローチャート図である。
検査方法を説明するためのフローチャート図である。
【図2】 実際に測定するパターンと本来測定すべきパ
ターンとを示した平面図である。
ターンとを示した平面図である。
【図3】 ウェハの表面に位置する複数の単位パターン
の配列を示した平面図である。
の配列を示した平面図である。
【図4】 図3に示した単位パターンのショット番号と
ずれ量との関係を示した相関図である。
ずれ量との関係を示した相関図である。
【図5】 本発明の実施の形態2による重ね合せずれの
検査方法を説明するためのフローチャート図である。
検査方法を説明するためのフローチャート図である。
【図6】 従来の重ね合せパターンの製造方法に用いる
第1のレチクルマスクを示した平面図である。
第1のレチクルマスクを示した平面図である。
【図7】 図6に示した第1のレチクルマスクによって
形成された第1の形成パターンを示した平面図である。
形成された第1の形成パターンを示した平面図である。
【図8】 従来の重ね合せパターンの製造方法に用いる
第2のレチクルマスクを示した平面図である。
第2のレチクルマスクを示した平面図である。
【図9】 図7に示した第1の形成パターンの上に図8
に示した第2のレチクルマスクを用いて形成した第2の
形成パターンを示した平面図である。
に示した第2のレチクルマスクを用いて形成した第2の
形成パターンを示した平面図である。
【図10】 図9に示した第1形成パターンと第2の形
成パターンとの重ね合せずれを検査するためのBox−
in−Boxマークを示した平面図である。
成パターンとの重ね合せずれを検査するためのBox−
in−Boxマークを示した平面図である。
【図11】 図10に示したBox−in−Boxマー
クの70−70線に沿った断面図である。
クの70−70線に沿った断面図である。
【図12】 従来の重ね合せずれを検査する測定パター
ンを示した平面図である。
ンを示した平面図である。
【図13】 従来の重ね合せずれの検査方法の問題点を
説明するための平面図である。
説明するための平面図である。
【図14】 図13に示したBox−in−Boxマー
クの80−80線に沿った断面図である。
クの80−80線に沿った断面図である。
50 ウェハ、51a 最外周パターン、51b 最外
周以外のパターン。
周以外のパターン。
Claims (10)
- 【請求項1】 その主表面に複数の単位パターンが配列
された被処理基板の重ね合せずれの検査方法であって、 前記被処理基板の単位パターンのうち、前記被処理基板
の最外周に位置する単位パターン以外の所定の複数の単
位パターンにおける重ね合せずれデータを測定するステ
ップと、 前記測定した重ね合せずれデータに基づいて、所定の誤
差パラメータを算出するステップと、 前記誤差パラメータに基づいて、前記重ね合せずれデー
タが測定された単位パターンの線形誤差としての第1の
線形誤差成分を算出するステップと、 前記測定された重ね合せずれデータのそれぞれから、対
応する前記算出された第1の線形誤差成分を引くことに
よって、前記重ね合せずれデータが測定された単位パタ
ーンのランダム誤差としての第1のランダム誤差成分を
算出するステップと、 前記誤差パラメータに基づいて、前記被処理基板の最外
周に位置する単位パターンの線形誤差としての第2の線
形誤差成分を算出するステップと、 前記第1のランダム誤差成分に基づいて、前記第2の線
形誤差成分に対応する第2のランダム誤差成分を算出す
るステップと、 前記第2の線形誤差成分のそれぞれと、対応する前記第
2のランダム誤差成分とを足すことによって、誤差デー
タを算出するステップとを備えた、重ね合せずれの検査
方法。 - 【請求項2】 前記重ね合せずれデータが測定される複
数の単位パターンは、前記被処理基板の中心に対して対
称に配置されている、請求項1に記載の重ね合せずれの
検査方法。 - 【請求項3】 前記誤差パラメータは、 前記被処理基板の直交XY軸のうちのX軸方向へのずれ
であるXオフセット誤差と、 前記被処理基板の直交XY軸のうちのY軸方向へのずれ
であるYオフセット誤差と、 前記被処理基板のX軸方向の伸縮によるずれであるX伸
縮誤差と、 前記被処理基板のY軸方向の伸縮によるずれであるY伸
縮誤差と、 前記被処理基板のX軸の回転によるずれであるX回転誤
差と、 前記被処理基板のY軸の回転によるずれであるY回転誤
差とを含み、 前記6つの誤差パラメータは、前記測定した重ね合せず
れデータに基づいて最小二乗法によって算出する、請求
項1に記載の重ね合せずれの検査方法。 - 【請求項4】 前記第2のランダム誤差成分は、前記第
1のランダム誤差成分の最大値と最小値の差であるバラ
ツキ範囲が6×標準偏差になるように前記第1のランダ
ム誤差成分のバラツキ範囲を所定倍した後、そのバラツ
キ範囲での前記第1のランダム誤差成分のデータ分布に
乱数を対応させることによって算出する、請求項1に記
載の重ね合せずれの検査方法。 - 【請求項5】 さらに、前記誤差データの平均をとるこ
とにより平均ずれ量を求めるとともに、前記誤差データ
の最大値と最小値との差であるバラツキ範囲を2で除す
ることによってずれ量の3×標準偏差を求める、請求項
1に記載の重ね合せずれの検査方法。 - 【請求項6】 その主表面に複数の単位パターンが配列
された被処理基板の重ね合せずれの検査方法であって、 前記被処理基板の単位パターンのうち、前記被処理基板
の最外周に位置する単位パターン以外の所定の複数の単
位パターンにおける重ね合せずれデータを測定するステ
ップと、 前記測定した重ね合せずれデータに基づいて、所定の誤
差パラメータを算出するステップと、 前記誤差パラメータに基づいて、前記重ね合せずれデー
タが測定された単位パターンの線形誤差としての第1の
線形誤差成分を算出するステップと、 前記測定された重ね合せずれデータのそれぞれから、対
応する前記算出された第1の線形誤差成分を引くことに
よって、前記重ね合せずれデータが測定された単位パタ
ーンのランダム誤差としての第1のランダム誤差成分を
算出するステップと、 前記誤差パラメータに基づいて、前記被処理基板のすべ
ての単位パターンの線形誤差としての第2の線形誤差成
分を算出するステップと、 前記重ね合せずれデータが測定された単位パターンの第
1のランダム誤差成分に基づいて、前記第2の線形誤差
成分に対応する第2のランダム誤差成分を算出するステ
ップと、 前記すべての単位パターンの第2の線形誤差成分のそれ
ぞれと、対応する前記第2のランダム誤差成分とを足す
ことによって、前記すべての単位パターンの誤差データ
を算出するステップとを備えた、重ね合せずれの検査方
法。 - 【請求項7】 前記重ね合せずれデータが測定される複
数の単位パターンは、前記被処理基板の中心に対して対
称に配置されている、請求項6に記載の重ね合せずれの
検査方法。 - 【請求項8】 前記誤差パラメータは、 前記被処理基板の直交XY軸のうちのX軸方向へのずれ
であるXオフセット誤差と、 前記被処理基板の直交XY軸のうちのY軸方向へのずれ
であるYオフセット誤差と、 前記被処理基板のX軸方向の伸縮によるずれであるX伸
縮誤差と、 前記被処理基板のY軸方向の伸縮によるずれであるY伸
縮誤差と、 前記被処理基板のX軸の回転によるずれであるX回転誤
差と、 前記被処理基板のY軸の回転によるずれであるY回転誤
差とを含み、 前記6つの誤差パラメータは、前記測定した重ね合せず
れデータに基づいて最小二乗法によって算出される、請
求項6に記載の重ね合せずれの検査方法。 - 【請求項9】 前記第2のランダム誤差成分は、前記第
1のランダム誤差成分の最大値と最小値の差であるバラ
ツキ範囲が6×標準偏差になるように前記第1のランダ
ム誤差成分のバラツキ範囲を所定倍した後、そのバラツ
キ範囲での前記第1のランダム誤差成分のデータ分布に
乱数を対応させることによって算出する、請求項6に記
載の重ね合せずれの検査方法。 - 【請求項10】 さらに、前記すべての単位パターンの
誤差データの平均をとることによって平均ずれ量を求め
るとともに、前記すべての単位パターンの誤差データに
基づいてずれ量の標準偏差を算出する、請求項6に記載
の重ね合せずれの検査方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7238365A JPH0982612A (ja) | 1995-09-18 | 1995-09-18 | 重ね合せずれの検査方法 |
US08/615,764 US5671165A (en) | 1995-09-18 | 1996-03-14 | Method of determining position offset of a pattern |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7238365A JPH0982612A (ja) | 1995-09-18 | 1995-09-18 | 重ね合せずれの検査方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0982612A true JPH0982612A (ja) | 1997-03-28 |
Family
ID=17029113
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7238365A Pending JPH0982612A (ja) | 1995-09-18 | 1995-09-18 | 重ね合せずれの検査方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5671165A (ja) |
JP (1) | JPH0982612A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003124110A (ja) * | 2001-07-03 | 2003-04-25 | Samsung Electronics Co Ltd | 工程装置の制御方法 |
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---|---|---|---|---|
JP2000195914A (ja) * | 1998-12-28 | 2000-07-14 | Mitsubishi Electric Corp | ロット判定装置、方法および記録媒体 |
US6498863B1 (en) | 2000-09-20 | 2002-12-24 | Media Cybernetics Inc. | Method, system, and product for analyzing a digitized image of an array to create an image of a grid overlay |
US6774620B2 (en) * | 2000-11-13 | 2004-08-10 | Advantest Corp | Wafer map display apparatus and method for semiconductor test system for displaying an image of wafer and IC chips with optimum display size |
KR100486410B1 (ko) * | 2002-04-29 | 2005-04-29 | 주식회사 미르기술 | 회로기판 검사장치용 자동티칭방법 |
EP1564792A3 (en) * | 2004-02-13 | 2006-11-02 | Assembléon N.V. | Method and device for estimating a component placement position on a substrate |
US7085673B2 (en) * | 2004-08-31 | 2006-08-01 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Displacement estimation system and method |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4342090A (en) * | 1980-06-27 | 1982-07-27 | International Business Machines Corp. | Batch chip placement system |
JPH01243419A (ja) * | 1988-03-25 | 1989-09-28 | Hitachi Ltd | 位置合わせ方法 |
JPH06144429A (ja) * | 1992-11-10 | 1994-05-24 | Murata Mach Ltd | ボックスの蓋開閉装置 |
JP3289264B2 (ja) * | 1993-06-08 | 2002-06-04 | 株式会社ニコン | 位置合わせ方法及び装置、露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法 |
JPH06302496A (ja) * | 1993-04-13 | 1994-10-28 | Nikon Corp | 位置合わせ方法 |
-
1995
- 1995-09-18 JP JP7238365A patent/JPH0982612A/ja active Pending
-
1996
- 1996-03-14 US US08/615,764 patent/US5671165A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003124110A (ja) * | 2001-07-03 | 2003-04-25 | Samsung Electronics Co Ltd | 工程装置の制御方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5671165A (en) | 1997-09-23 |
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