JPH10270354A - 重ね合わせ精度測定方法 - Google Patents
重ね合わせ精度測定方法Info
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- JPH10270354A JPH10270354A JP9261524A JP26152497A JPH10270354A JP H10270354 A JPH10270354 A JP H10270354A JP 9261524 A JP9261524 A JP 9261524A JP 26152497 A JP26152497 A JP 26152497A JP H10270354 A JPH10270354 A JP H10270354A
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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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- 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
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
- G03F9/7019—Calibration
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 短時間の重ね合わせ精度測定でＴＩＳ成分を
正確に補正すること。 【解決手段】 本発明は、測定対象となるウエハでの複
数の測定点のうち、一部の測定点＜２＞、＜４＞、＜７
＞だけ第１のパターンと第２のパターンとの重ね合わせ
精度を平面視正立像および平面視倒立像によって測定
し、これ以外の測定点＜１＞、＜３＞、＜５＞、＜６
＞、＜８＞、＜９＞では重ね合わせ精度を平面視正立像
または平面視倒立像によって測定する工程と、一部の測
定点だけ測定した平面視正立像での重ね合わせ精度の測
定値と平面視倒立像での重ね合わせ精度の測定値との差
分の平均値を求め、測定対象となるウエハの各測定点＜
１＞〜＜９＞での重ね合わせ精度の測定値から前記平均
値を差し引いて補正を行う工程とを備えている。
正確に補正すること。 【解決手段】 本発明は、測定対象となるウエハでの複
数の測定点のうち、一部の測定点＜２＞、＜４＞、＜７
＞だけ第１のパターンと第２のパターンとの重ね合わせ
精度を平面視正立像および平面視倒立像によって測定
し、これ以外の測定点＜１＞、＜３＞、＜５＞、＜６
＞、＜８＞、＜９＞では重ね合わせ精度を平面視正立像
または平面視倒立像によって測定する工程と、一部の測
定点だけ測定した平面視正立像での重ね合わせ精度の測
定値と平面視倒立像での重ね合わせ精度の測定値との差
分の平均値を求め、測定対象となるウエハの各測定点＜
１＞〜＜９＞での重ね合わせ精度の測定値から前記平均
値を差し引いて補正を行う工程とを備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板上にパターン
を重ね合わせて形成する際における重ね合わせ精度測定
方法に関する。
を重ね合わせて形成する際における重ね合わせ精度測定
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置等を製造する際に必要なフォ
トリソグラフィー工程では、ウエハ上に形成した下層パ
ターンに重ね合わせるよう上層パターンを形成してお
り、この重ね合わせ精度が半導体装置の動作特性を向上
させる上で重要なポイントとなっている。
トリソグラフィー工程では、ウエハ上に形成した下層パ
ターンに重ね合わせるよう上層パターンを形成してお
り、この重ね合わせ精度が半導体装置の動作特性を向上
させる上で重要なポイントとなっている。
【０００３】従来、パターンの重ね合わせ精度がどの程
度になっているかを測定する方法としては、ウエハ上の
数点において下層の測定用パターン（例えば、箱型のパ
ターン）と上層の測定用パターン（例えば、下層の測定
用パターンよりも大きい箱型のパターン）との平面視像
を光学顕微鏡によって写し出し、各測定用パターンの中
心点位置のずれ量（Ｘ，Ｙ方向へのずれ量）を測定し
て、重ね合わせ精度を算出している。
度になっているかを測定する方法としては、ウエハ上の
数点において下層の測定用パターン（例えば、箱型のパ
ターン）と上層の測定用パターン（例えば、下層の測定
用パターンよりも大きい箱型のパターン）との平面視像
を光学顕微鏡によって写し出し、各測定用パターンの中
心点位置のずれ量（Ｘ，Ｙ方向へのずれ量）を測定し
て、重ね合わせ精度を算出している。
【０００４】図３は従来例を説明する図で、（ａ）は測
定用パターンの拡大図、（ｂ）はウエハ上の測定点を示
す図、（ｃ）は測定結果を示す図である。すなわち、図
３（ａ）に示すように、測定用パターンとしては、下層
に設けられた箱型のパターンＢ１と、上層に設けられた
箱型のパターンＢ２とが形成され、各々の中心点位置の
ずれ量Ｘa ，Ｙa を図３（ｂ）に示すウエハ１０上の各
測定点（・で示される位置）で測定する。
定用パターンの拡大図、（ｂ）はウエハ上の測定点を示
す図、（ｃ）は測定結果を示す図である。すなわち、図
３（ａ）に示すように、測定用パターンとしては、下層
に設けられた箱型のパターンＢ１と、上層に設けられた
箱型のパターンＢ２とが形成され、各々の中心点位置の
ずれ量Ｘa ，Ｙa を図３（ｂ）に示すウエハ１０上の各
測定点（・で示される位置）で測定する。
【０００５】この測定は、光学顕微鏡を用いて各パター
ンＢ１、Ｂ２の平面視像をとらえ、各々の中心点位置を
自動的に求めてずれ量を算出するようにしている。測定
点がｎ個ある場合には、図３（ｃ）に示すように各測定
点（ｎ個）のＸ方向、Ｙ方向へのずれ量（Ｘ1 ，Ｙ1 、
Ｘ2 ，Ｙ2 、Ｘ3 ，Ｙ3 、…、Ｘn ，Ｙn ）が求めら
れ、その平均値Ｘave ，Ｙave と、標準偏差Ｘσ，Ｙσ
が計算される。
ンＢ１、Ｂ２の平面視像をとらえ、各々の中心点位置を
自動的に求めてずれ量を算出するようにしている。測定
点がｎ個ある場合には、図３（ｃ）に示すように各測定
点（ｎ個）のＸ方向、Ｙ方向へのずれ量（Ｘ1 ，Ｙ1 、
Ｘ2 ，Ｙ2 、Ｘ3 ，Ｙ3 、…、Ｘn ，Ｙn ）が求めら
れ、その平均値Ｘave ，Ｙave と、標準偏差Ｘσ，Ｙσ
が計算される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな重ね合わせ精度測定方法では、光学顕微鏡を用いて
いることから少なからず像の歪みによって影響が生じ測
定誤差を発生せさている。この測定誤差の１つに、同じ
対象物を正立像と倒立像とで測定した値の絶対値が同じ
値とならない誤差、すなわちＴＩＳ（Tool Induced Shi
ft）と呼ばれる誤差がある。
うな重ね合わせ精度測定方法では、光学顕微鏡を用いて
いることから少なからず像の歪みによって影響が生じ測
定誤差を発生せさている。この測定誤差の１つに、同じ
対象物を正立像と倒立像とで測定した値の絶対値が同じ
値とならない誤差、すなわちＴＩＳ（Tool Induced Shi
ft）と呼ばれる誤差がある。
【０００７】図４（ａ）に示すように、正立像によって
得たパターンＢ１、Ｂ２の中心点位置のずれ量Ｘ，Ｙ
と、図４（ｂ）に示すように、倒立像によって得たパタ
ーンＢ１’、Ｂ２’の中心点位置のずれ量Ｘ’，Ｙ’と
を求めると、｜Ｘ｜≠｜Ｘ’｜、｜Ｙ｜≠｜Ｙ’｜とな
る場合、その差がＴＩＳ成分となる。
得たパターンＢ１、Ｂ２の中心点位置のずれ量Ｘ，Ｙ
と、図４（ｂ）に示すように、倒立像によって得たパタ
ーンＢ１’、Ｂ２’の中心点位置のずれ量Ｘ’，Ｙ’と
を求めると、｜Ｘ｜≠｜Ｘ’｜、｜Ｙ｜≠｜Ｙ’｜とな
る場合、その差がＴＩＳ成分となる。
【０００８】このＴＩＳ成分を消去するための補正とし
ては、 事前にプロセス・工程毎にＴＩＳ成分を取得し
ておき、後の重ね合わせ精度測定の際に補正する方法
と、重ね合わせ精度測定を行う毎に正立像と倒立像とを
全ての測定点で測定してＴＩＳ成分を補正する方法とが
ある。
ては、 事前にプロセス・工程毎にＴＩＳ成分を取得し
ておき、後の重ね合わせ精度測定の際に補正する方法
と、重ね合わせ精度測定を行う毎に正立像と倒立像とを
全ての測定点で測定してＴＩＳ成分を補正する方法とが
ある。
【０００９】しかしながら、上記 による補正方法で
は、測定装置の光学特性が変動したり、測定対象である
パターンの変動によってＴＩＳ成分が変わるため、事前
に得たＴＩＳ成分では補正が不十分となってしまう。
また、上記 による補正方法では、測定装置の光学特性
の変動ならびに測定対象であるパターンの変動には影響
を受けないが、測定時間が大幅に増加するという問題が
ある。
は、測定装置の光学特性が変動したり、測定対象である
パターンの変動によってＴＩＳ成分が変わるため、事前
に得たＴＩＳ成分では補正が不十分となってしまう。
また、上記 による補正方法では、測定装置の光学特性
の変動ならびに測定対象であるパターンの変動には影響
を受けないが、測定時間が大幅に増加するという問題が
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するために成された重ね合わせ精度測定方法であ
る。すなわち、本発明は、基板上に形成した第１のパタ
ーンと、この第１のパターン上に形成した第２のパター
ンとの重ね合わせ精度を平面視像によって測定する方法
において、測定対象となる基板での複数の測定点のう
ち、一部の測定点だけ重ね合わせ精度を平面視正立像お
よび平面視倒立像によって測定し、この一部の測定点以
外の測定点では重ね合わせ精度を平面視正立像または平
面視倒立像によって測定する工程と、一部の測定点だけ
測定した平面視正立像での重ね合わせ精度の測定値と平
面視倒立像での重ね合わせ精度の測定値との差分の平均
値を求め、測定対象となる基板の各測定点での重ね合わ
せ精度の測定値から前記平均値を差し引いて補正を行う
工程とを備えている。
を解決するために成された重ね合わせ精度測定方法であ
る。すなわち、本発明は、基板上に形成した第１のパタ
ーンと、この第１のパターン上に形成した第２のパター
ンとの重ね合わせ精度を平面視像によって測定する方法
において、測定対象となる基板での複数の測定点のう
ち、一部の測定点だけ重ね合わせ精度を平面視正立像お
よび平面視倒立像によって測定し、この一部の測定点以
外の測定点では重ね合わせ精度を平面視正立像または平
面視倒立像によって測定する工程と、一部の測定点だけ
測定した平面視正立像での重ね合わせ精度の測定値と平
面視倒立像での重ね合わせ精度の測定値との差分の平均
値を求め、測定対象となる基板の各測定点での重ね合わ
せ精度の測定値から前記平均値を差し引いて補正を行う
工程とを備えている。
【００１１】また、測定対象となる基板と同様なパター
ンが形成された基板上の複数の測定点において、重ね合
わせ精度を平面視正立像および平面視倒立像によって測
定しておく工程と、複数の測定点における各々の平面視
正立像での重ね合わせ精度の測定値と平面視倒立像での
重ね合わせ精度の測定値との差分を求め、その差分の標
準偏差を求める工程と、目標の補正値を設定し、前記標
準偏差においてこの目標の補正値を満足するためのサン
プリング数を算出する工程と、測定対象となる基板での
複数の測定点のうち、前記サンプリング数だけ重ね合わ
せ精度を平面視正立像および平面視倒立像によって測定
し、その他の測定点では重ね合わせ精度を平面視正立像
または平面視倒立像によって測定する工程と、前記サン
プリング数だけ測定した平面視正立像での重ね合わせ精
度の測定値と平面視倒立像での重ね合わせ精度の測定値
との差分の平均値を求め、測定対象となる基板の各測定
点での重ね合わせ精度の測定値から前記平均値を差し引
いて補正を行う工程とを備えている重ね合わせ精度測定
方法でもある。
ンが形成された基板上の複数の測定点において、重ね合
わせ精度を平面視正立像および平面視倒立像によって測
定しておく工程と、複数の測定点における各々の平面視
正立像での重ね合わせ精度の測定値と平面視倒立像での
重ね合わせ精度の測定値との差分を求め、その差分の標
準偏差を求める工程と、目標の補正値を設定し、前記標
準偏差においてこの目標の補正値を満足するためのサン
プリング数を算出する工程と、測定対象となる基板での
複数の測定点のうち、前記サンプリング数だけ重ね合わ
せ精度を平面視正立像および平面視倒立像によって測定
し、その他の測定点では重ね合わせ精度を平面視正立像
または平面視倒立像によって測定する工程と、前記サン
プリング数だけ測定した平面視正立像での重ね合わせ精
度の測定値と平面視倒立像での重ね合わせ精度の測定値
との差分の平均値を求め、測定対象となる基板の各測定
点での重ね合わせ精度の測定値から前記平均値を差し引
いて補正を行う工程とを備えている重ね合わせ精度測定
方法でもある。
【００１２】本発明では、測定対象となる基板の複数の
測定点のうち、一部の測定点だけ第１のパターンと第２
のパターンとの重ね合わせ精度を平面視正立像および平
面倒立像によって測定し、この一部の測定点以外の測定
点では重ね合わせ精度を平面視正立像または平面視倒立
像によって測定しているため、全ての測定点で平面視正
立像および平面視倒立像によって重ね合わせ精度を測定
する場合に比べ測定時間を短縮できるようになる。
測定点のうち、一部の測定点だけ第１のパターンと第２
のパターンとの重ね合わせ精度を平面視正立像および平
面倒立像によって測定し、この一部の測定点以外の測定
点では重ね合わせ精度を平面視正立像または平面視倒立
像によって測定しているため、全ての測定点で平面視正
立像および平面視倒立像によって重ね合わせ精度を測定
する場合に比べ測定時間を短縮できるようになる。
【００１３】また、測定対象となる基板と同様なパター
ンが形成された基板上の複数の測定点において、第１の
パターンと第２のパターンとの重ね合わせ精度を平面視
正立像および平面視倒立像によって測定し、この平面視
正立像と平面視倒立像とでの測定値の差分を求めてその
標準偏差を求め、この標準偏差において目標の補正値を
満足するためのサンプリング数を算出することで、測定
対象となる基板の測定においては、このサンプリング数
だけ重ね合わせ精度を平面視正立像および平面視倒立像
によって測定し、その他の測定点では重ね合わせ精度を
平面視正立像または平面視倒立像によって測定すればよ
いことになる。
ンが形成された基板上の複数の測定点において、第１の
パターンと第２のパターンとの重ね合わせ精度を平面視
正立像および平面視倒立像によって測定し、この平面視
正立像と平面視倒立像とでの測定値の差分を求めてその
標準偏差を求め、この標準偏差において目標の補正値を
満足するためのサンプリング数を算出することで、測定
対象となる基板の測定においては、このサンプリング数
だけ重ね合わせ精度を平面視正立像および平面視倒立像
によって測定し、その他の測定点では重ね合わせ精度を
平面視正立像または平面視倒立像によって測定すればよ
いことになる。
【００１４】すなわち、このサンプリング数だけ重ね合
わせ精度を平面視正立像および平面視倒立像によって測
定してその差分の平均値を求め、測定対象となる基板の
各測定点での重ね合わせ精度の測定値からこの平均値を
差し引く補正を行うことで、先の目標の補正値を満足す
る補正後の測定値が得られるようになる。
わせ精度を平面視正立像および平面視倒立像によって測
定してその差分の平均値を求め、測定対象となる基板の
各測定点での重ね合わせ精度の測定値からこの平均値を
差し引く補正を行うことで、先の目標の補正値を満足す
る補正後の測定値が得られるようになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の重ね合わせ精度
測定における実施の形態を図に基づいて説明する。図１
は本実施形態を説明する図（その１）、図２は本実施形
態を説明する図（その２）である。
測定における実施の形態を図に基づいて説明する。図１
は本実施形態を説明する図（その１）、図２は本実施形
態を説明する図（その２）である。
【００１６】先ず、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、
測定対象となるウエハと同様なパターンが形成されたウ
エハ１０を用いて、ウエハ１０上の複数の測定点で正立
像と倒立像とで重ね合わせ精度の測定を行う。重ね合わ
せ精度の測定は、図４に示すように、下層に形成された
箱型のパターンＢ１と上層に形成された箱型のパターン
Ｂ２との各々の中心点位置のずれ量の測定によって行わ
れる。
測定対象となるウエハと同様なパターンが形成されたウ
エハ１０を用いて、ウエハ１０上の複数の測定点で正立
像と倒立像とで重ね合わせ精度の測定を行う。重ね合わ
せ精度の測定は、図４に示すように、下層に形成された
箱型のパターンＢ１と上層に形成された箱型のパターン
Ｂ２との各々の中心点位置のずれ量の測定によって行わ
れる。
【００１７】図１（ａ）、（ｂ）に示す例では、ウエハ
１０上の＜１＞〜＜９＞までの９個の測定点で正立像お
よび倒立像の重ね合わせ精度を測定している。図１
（ｃ）は、Ｘ方向における正立像での重ね合わせ精度の
測定値（Ｘ1 、Ｘ2 、Ｘ3 、…、Ｘ9 ）および倒立像で
の重ね合わせ精度の測定値（Ｘ1 ’、Ｘ2 ’、Ｘ3 ’、
…、Ｘ9 ’）と、真の正立像の値（ＳX1、ＳX2、ＳX3、
…、ＳX9）と、正立像での重ね合わせ精度の測定値から
真の正立像の値を差し引いた値であるＴＩＳ（ＸTIS1、
ＸTIS2、ＸTIS3、…、ＸTIS9）を各々示している。
１０上の＜１＞〜＜９＞までの９個の測定点で正立像お
よび倒立像の重ね合わせ精度を測定している。図１
（ｃ）は、Ｘ方向における正立像での重ね合わせ精度の
測定値（Ｘ1 、Ｘ2 、Ｘ3 、…、Ｘ9 ）および倒立像で
の重ね合わせ精度の測定値（Ｘ1 ’、Ｘ2 ’、Ｘ3 ’、
…、Ｘ9 ’）と、真の正立像の値（ＳX1、ＳX2、ＳX3、
…、ＳX9）と、正立像での重ね合わせ精度の測定値から
真の正立像の値を差し引いた値であるＴＩＳ（ＸTIS1、
ＸTIS2、ＸTIS3、…、ＸTIS9）を各々示している。
【００１８】ここで、真の正立像とは、正立像での重ね
合わせ精度の測定値と倒立像での重ね合わせ精度の測定
値との中間値であり、例えば、正立像での重ね合わせ精
度の測定値Ｘ1 、倒立像での重ね合わせ精度の測定値Ｘ
1 ’の場合、真の正立像の値ＳX1は以下の（１）式で示
される。
合わせ精度の測定値と倒立像での重ね合わせ精度の測定
値との中間値であり、例えば、正立像での重ね合わせ精
度の測定値Ｘ1 、倒立像での重ね合わせ精度の測定値Ｘ
1 ’の場合、真の正立像の値ＳX1は以下の（１）式で示
される。
【００１９】 ＳX1＝−（Ｘ1 ＋Ｘ1 ’）／２＋Ｘ1 …（１）
【００２０】つまり、Ｘ1 ＝−０．０３３（μｍ）、Ｘ
1 ’＝０．０４４（μｍ）の場合、ＳX1＝−０．０３９
（μｍ）となり、ＸTIS1＝０．００６（μｍ）となる。
1 ’＝０．０４４（μｍ）の場合、ＳX1＝−０．０３９
（μｍ）となり、ＸTIS1＝０．００６（μｍ）となる。
【００２１】また、図１（ｄ）は、Ｙ方向における正立
像での重ね合わせ精度の測定値（Ｙ1 、Ｙ2 、Ｙ3 、
…、Ｙ9 ）および倒立像での重ね合わせ精度の測定値
（Ｙ1 ’、Ｙ2 ’、Ｙ3 ’、…、Ｙ9 ’）と、真の正立
像の値（ＳY1、ＳY2、ＳY3、…、ＳY9）と、正立像での
重ね合わせ精度の測定値から真の正立像の値を差し引い
た値であるＴＩＳ（ＹTIS1、ＹTIS2、ＹTIS3、…、ＹTI
S9）を各々示している。
像での重ね合わせ精度の測定値（Ｙ1 、Ｙ2 、Ｙ3 、
…、Ｙ9 ）および倒立像での重ね合わせ精度の測定値
（Ｙ1 ’、Ｙ2 ’、Ｙ3 ’、…、Ｙ9 ’）と、真の正立
像の値（ＳY1、ＳY2、ＳY3、…、ＳY9）と、正立像での
重ね合わせ精度の測定値から真の正立像の値を差し引い
た値であるＴＩＳ（ＹTIS1、ＹTIS2、ＹTIS3、…、ＹTI
S9）を各々示している。
【００２２】また、図１（ｃ）、（ｄ）において、計算
した正立像でのＴＩＳと倒立像でのＴＩＳとの各々の標
準偏差ＸTIS σ、ＹTIS σを求めておく。
した正立像でのＴＩＳと倒立像でのＴＩＳとの各々の標
準偏差ＸTIS σ、ＹTIS σを求めておく。
【００２３】次に、目標とする補正後のＴＩＳ成分を設
定し、先に求めた標準偏差と次の（２）式を用いてサン
プリング数を算出する。なお、ここで目標とする補正後
のＴＩＳ成分をβ、先に求めた標準偏差をσ、サンプリ
ング数をｎとする。
定し、先に求めた標準偏差と次の（２）式を用いてサン
プリング数を算出する。なお、ここで目標とする補正後
のＴＩＳ成分をβ、先に求めた標準偏差をσ、サンプリ
ング数をｎとする。
【００２４】β＝３σ／√ｎ …（２）
【００２５】例えば、求められた標準偏差がσ＝０．０
０１２μｍ、目標とする補正後のＴＩＳ成分をβ＝０．
００３μｍとした場合、 β＝３σ／√ｎ ｎ＝（３σ／β）2 ＝（３×０．００１２／０．００３）2 ＝１．４４ ≒２
０１２μｍ、目標とする補正後のＴＩＳ成分をβ＝０．
００３μｍとした場合、 β＝３σ／√ｎ ｎ＝（３σ／β）2 ＝（３×０．００１２／０．００３）2 ＝１．４４ ≒２
【００２６】すなわち、２点のサンプリング数によって
目標とする補正後のＴＩＳ成分である０．００３μｍを
満足できることになる。
目標とする補正後のＴＩＳ成分である０．００３μｍを
満足できることになる。
【００２７】また、上記と同じ標準偏差σで、目標とす
る補正後のＴＩＳ成分をβ＝０．００１５μｍとした場
合、 ｎ＝（３σ／β）2 ＝（３×０．００１２／０．００１５）2 ＝５．７６ ≒６
る補正後のＴＩＳ成分をβ＝０．００１５μｍとした場
合、 ｎ＝（３σ／β）2 ＝（３×０．００１２／０．００１５）2 ＝５．７６ ≒６
【００２８】すなわち、６点のサンプリング数によって
目標とする補正後のＴＩＳ成分である０．００１５μｍ
を満足できることになる。
目標とする補正後のＴＩＳ成分である０．００１５μｍ
を満足できることになる。
【００２９】なお、上記サンプリング数を算出する式は
（２）式に限定されず、これ以外の算出式を用いてもよ
い。
（２）式に限定されず、これ以外の算出式を用いてもよ
い。
【００３０】次に、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、
測定対象となるウエハ１０’に対する重ね合わせ精度測
定を行う。この測定では、先に算出したサンプリング数
だけ、図２（ａ）に示す倒立像と図２（ｂ）に示す正立
像との両方で重ね合わせ精度の測定を行い、他の測定点
では図２（ｂ）に示す正立像だけで重ね合わせ精度の測
定を行う。
測定対象となるウエハ１０’に対する重ね合わせ精度測
定を行う。この測定では、先に算出したサンプリング数
だけ、図２（ａ）に示す倒立像と図２（ｂ）に示す正立
像との両方で重ね合わせ精度の測定を行い、他の測定点
では図２（ｂ）に示す正立像だけで重ね合わせ精度の測
定を行う。
【００３１】例えば、先に算出したサンプリング数がｎ
＝３であった場合、図２（ａ）に示す３つの測定点＜２
＞、＜４＞、＜７＞では、倒立像および正立像の両方で
重ね合わせ精度の測定を行う。また、その他の測定点＜
１＞、＜３＞、＜５＞、＜６＞、＜８＞、＜９＞では、
図２（ｂ）に示す正立像のみで重ね合わせ精度の測定を
行う。なお、この倒立像および正立像の両方での重ね合
わせ精度の測定を行う測定点＜２＞、＜４＞、＜７＞は
ウエハ１０’上のランダム（無作為）な位置でよい。ま
た＜１＞〜＜９＞の中のどの３点であってもよい。
＝３であった場合、図２（ａ）に示す３つの測定点＜２
＞、＜４＞、＜７＞では、倒立像および正立像の両方で
重ね合わせ精度の測定を行う。また、その他の測定点＜
１＞、＜３＞、＜５＞、＜６＞、＜８＞、＜９＞では、
図２（ｂ）に示す正立像のみで重ね合わせ精度の測定を
行う。なお、この倒立像および正立像の両方での重ね合
わせ精度の測定を行う測定点＜２＞、＜４＞、＜７＞は
ウエハ１０’上のランダム（無作為）な位置でよい。ま
た＜１＞〜＜９＞の中のどの３点であってもよい。
【００３２】図２（ｃ）は、全ての測定点での正立像に
よるＸ方向の重ね合わせ精度の測定値（Ｘ1 、Ｘ2 、Ｘ
3 、…、Ｘ9 ）と、３点での倒立像によるＸ方向の重ね
合わせ精度の測定値（Ｘ1 ’、Ｘ2 ’、Ｘ3 ’）と、３
点における真の正立像の値（ＳX1、ＳX2、ＳX3）と、３
点における正立像での位置合わせ精度の測定値から真の
正立像の値を差し引いた値であるＴＩＳ（ＸTIS1、ＸTI
S2、ＸTIS3）とを示している。
よるＸ方向の重ね合わせ精度の測定値（Ｘ1 、Ｘ2 、Ｘ
3 、…、Ｘ9 ）と、３点での倒立像によるＸ方向の重ね
合わせ精度の測定値（Ｘ1 ’、Ｘ2 ’、Ｘ3 ’）と、３
点における真の正立像の値（ＳX1、ＳX2、ＳX3）と、３
点における正立像での位置合わせ精度の測定値から真の
正立像の値を差し引いた値であるＴＩＳ（ＸTIS1、ＸTI
S2、ＸTIS3）とを示している。
【００３３】また、図２（ｄ）は、全ての測定点での正
立像によるＹ方向の重ね合わせ精度の測定値（Ｙ1 、Ｙ
2 、Ｙ3 、…、Ｙ9 ）と、３点での倒立像によるＹ方向
の重ね合わせ精度の測定値（Ｙ1 ’、Ｙ2 ’、Ｙ3 ’）
と、３点における真の正立像の値（ＳY1、ＳY2、ＳY3）
と、３点における正立像での位置合わせ精度の測定値か
ら真の正立像の値を差し引いた値であるＴＩＳ（ＹTIS
1、ＹTIS2、ＹTIS3）とを示している。
立像によるＹ方向の重ね合わせ精度の測定値（Ｙ1 、Ｙ
2 、Ｙ3 、…、Ｙ9 ）と、３点での倒立像によるＹ方向
の重ね合わせ精度の測定値（Ｙ1 ’、Ｙ2 ’、Ｙ3 ’）
と、３点における真の正立像の値（ＳY1、ＳY2、ＳY3）
と、３点における正立像での位置合わせ精度の測定値か
ら真の正立像の値を差し引いた値であるＴＩＳ（ＹTIS
1、ＹTIS2、ＹTIS3）とを示している。
【００３４】次いで、この図２（ｃ）および図２（ｄ）
に示す各測定点での正立像による測定点の平均値と、３
点におけるＴＩＳ成分の平均値を求めておく。このＸ方
向における各測定点での正立像による測定値の平均値は
Ｘave 、Ｙ方向における平均値はＹave で示され、Ｘ方
向におけるＴＩＳの平均値はＸTISave、Ｙ方向における
差分の平均値はＹTISaveで示される。
に示す各測定点での正立像による測定点の平均値と、３
点におけるＴＩＳ成分の平均値を求めておく。このＸ方
向における各測定点での正立像による測定値の平均値は
Ｘave 、Ｙ方向における平均値はＹave で示され、Ｘ方
向におけるＴＩＳの平均値はＸTISave、Ｙ方向における
差分の平均値はＹTISaveで示される。
【００３５】そして、重ね合わせ精度の測定値の補正処
理として、Ｘ，Ｙ方向における各測定点での正立像によ
る測定値の平均値Ｘave 、Ｙave からＴＩＳの平均値Ｘ
TISave、ＹTISaveを差し引く処理を行う。
理として、Ｘ，Ｙ方向における各測定点での正立像によ
る測定値の平均値Ｘave 、Ｙave からＴＩＳの平均値Ｘ
TISave、ＹTISaveを差し引く処理を行う。
【００３６】すなわち、Ｘ方向における測定値の補正で
得られる値Ｘは、 Ｘ＝Ｘave −ＸTISave となり、Ｙ方向における測定値の補正で得られる値Ｙ
は、 Ｙ＝Ｙave −ＹTISave となる。
得られる値Ｘは、 Ｘ＝Ｘave −ＸTISave となり、Ｙ方向における測定値の補正で得られる値Ｙ
は、 Ｙ＝Ｙave −ＹTISave となる。
【００３７】これによって、全ての測定点で正立像と倒
立像との重ね合わせ精度測定を行うことなく、所定の補
正精度を得ることができる最小限の測定点数でＴＩＳ成
分を算出でき、このＴＩＳ成分の補正を行うことができ
るようになる。
立像との重ね合わせ精度測定を行うことなく、所定の補
正精度を得ることができる最小限の測定点数でＴＩＳ成
分を算出でき、このＴＩＳ成分の補正を行うことができ
るようになる。
【００３８】すなわち、先の計算で算出したサンプリン
グ数だけ正立像と倒立像との重ね合わせ精度の測定を行
えば、その計算で使用した目標とするＴＩＳ成分βを満
足することができるため、最小限のサンプリング数でＴ
ＩＳ成分を求めて各測定点における重ね合わせ精度の測
定値からそのＴＩＳ成分を差し引くことで、十分な補正
精度を得ることができるようになる。
グ数だけ正立像と倒立像との重ね合わせ精度の測定を行
えば、その計算で使用した目標とするＴＩＳ成分βを満
足することができるため、最小限のサンプリング数でＴ
ＩＳ成分を求めて各測定点における重ね合わせ精度の測
定値からそのＴＩＳ成分を差し引くことで、十分な補正
精度を得ることができるようになる。
【００３９】この重ね合わせ精度の測定方法において
は、事前に測定対象と同様なパターンを備えたウエハ１
０（図１参照）を用いてＴＩＳの標準偏差を求め、この
標準偏差を用いてサンプリング数を算出しているが、ウ
エハ１０におけるＴＩＳの標準偏差を求めた場合、これ
をデータベースに蓄積しておき、サンプリング数を算出
する際にこのデータベースから測定対象のウエハ１０’
（図２参照）と対応するＴＩＳの標準偏差を呼び出し、
その呼び出したＴＩＳの標準偏差を用いてサンプリング
数の計算するようにしてもよい。
は、事前に測定対象と同様なパターンを備えたウエハ１
０（図１参照）を用いてＴＩＳの標準偏差を求め、この
標準偏差を用いてサンプリング数を算出しているが、ウ
エハ１０におけるＴＩＳの標準偏差を求めた場合、これ
をデータベースに蓄積しておき、サンプリング数を算出
する際にこのデータベースから測定対象のウエハ１０’
（図２参照）と対応するＴＩＳの標準偏差を呼び出し、
その呼び出したＴＩＳの標準偏差を用いてサンプリング
数の計算するようにしてもよい。
【００４０】また、このデータベースには、複数種類
（作業工程の異なるもの等）のウエハ１０におけるＴＩ
Ｓの標準偏差を蓄積しておき、測定対象のウエハ１０’
での重ね合わせ精度測定を行う際、このデータベースか
ら対応するＴＩＳの標準偏差を呼び出してサンプリング
数を算出し、実際の重ね合わせ精度測定を行うようにし
てもよい。
（作業工程の異なるもの等）のウエハ１０におけるＴＩ
Ｓの標準偏差を蓄積しておき、測定対象のウエハ１０’
での重ね合わせ精度測定を行う際、このデータベースか
ら対応するＴＩＳの標準偏差を呼び出してサンプリング
数を算出し、実際の重ね合わせ精度測定を行うようにし
てもよい。
【００４１】例えば、目標とする補正後のＴＩＳ成分β
の値を変更してサンプリング数を再度計算し直したい場
合、変更前のサンプリング数算出で用いたＴＩＳの標準
偏差をデータベースから呼び出し、この標準偏差を用い
て変更後の目標とするＴＩＳ成分βによって新たなサン
プリング数を算出する。
の値を変更してサンプリング数を再度計算し直したい場
合、変更前のサンプリング数算出で用いたＴＩＳの標準
偏差をデータベースから呼び出し、この標準偏差を用い
て変更後の目標とするＴＩＳ成分βによって新たなサン
プリング数を算出する。
【００４２】これによって、再度ウエハ１０における面
内の複数点で正立像および倒立像の両方による重ね合わ
せ精度測定を行ってＴＩＳの標準偏差を求める必要がな
くなり、目標とする補正後のＴＩＳ成分βを変更した場
合であっても、変更後のサンプリング数を短時間で計算
できるようになる。
内の複数点で正立像および倒立像の両方による重ね合わ
せ精度測定を行ってＴＩＳの標準偏差を求める必要がな
くなり、目標とする補正後のＴＩＳ成分βを変更した場
合であっても、変更後のサンプリング数を短時間で計算
できるようになる。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の重ね合わ
せ精度測定方法によれば次のような効果がある。すなわ
ち、事前に基板面内のＴＩＳの標準偏差を求め、目標と
する補正後のＴＩＳ成分を満足するサンプリング数を算
出していることから、無駄に平面視倒立像の測定を行う
ことなく、短時間でＴＩＳ成分を十分補正できる測定を
行うことが可能となる。
せ精度測定方法によれば次のような効果がある。すなわ
ち、事前に基板面内のＴＩＳの標準偏差を求め、目標と
する補正後のＴＩＳ成分を満足するサンプリング数を算
出していることから、無駄に平面視倒立像の測定を行う
ことなく、短時間でＴＩＳ成分を十分補正できる測定を
行うことが可能となる。
【００４４】また、このサンプリング数で実際の測定対
象となる基板において平面視正立像と平面視倒立像との
重ね合わせ精度の測定を行い、そのＴＩＳ成分の平均値
を補正値とし、平面視正立像または平面視倒立像で測定
した各測定点の測定値から減算することで、基板面内の
形成パターンの変動によって生じるＴＩＳの基板面内の
ばらつきを十分に補正することが可能となる。
象となる基板において平面視正立像と平面視倒立像との
重ね合わせ精度の測定を行い、そのＴＩＳ成分の平均値
を補正値とし、平面視正立像または平面視倒立像で測定
した各測定点の測定値から減算することで、基板面内の
形成パターンの変動によって生じるＴＩＳの基板面内の
ばらつきを十分に補正することが可能となる。
【図１】本実施形態を説明する図（その１）である。
【図２】本実施形態を説明する図（その２）である。
【図３】従来例を説明する図である。
【図４】正立像と倒立像とを説明する平面図である。
１０ ウエハ Ｂ１、Ｂ２ パターン
Claims (5)
- 【請求項１】 基板上に形成した第１のパターンと該第
１のパターン上に形成した第２のパターンとの重ね合わ
せ精度を平面視像によって測定する方法において、 測定対象となる基板での複数の測定点のうち、一部の測
定点だけ前記重ね合わせ精度を平面視正立像および平面
視倒立像によって測定し、該一部の測定点以外の測定点
では該重ね合わせ精度を平面視正立像または平面視倒立
像によって測定する工程と、 前記一部の測定点だけ測定した前記平面視正立像での重
ね合わせ精度の測定値と前記平面視倒立像での重ね合わ
せ精度の測定値との差分の平均値を求め、前記測定対象
となる基板の各測定点での重ね合わせ精度の測定値から
該平均値を差し引いて補正を行う工程とを備えているこ
とを特徴とする重ね合わせ精度測定方法。 - 【請求項２】 前記一部の測定点の位置は、前記測定対
象となる基板上の無作為な位置であることを特徴とする
請求項１記載の重ね合わせ精度測定方法。 - 【請求項３】 基板上に形成した第１のパターンと該第
１のパターン上に形成した第２のパターンとの重ね合わ
せ精度を平面視像によって測定する方法において、 測定対象となる基板と同様なパターンが形成された基板
上の複数の測定点において、前記重ね合わせ精度を平面
視正立像および平面視倒立像によって測定しておく工程
と、 前記複数の測定点における各々の平面視正立像での重ね
合わせ精度の測定値と平面視倒立像での重ね合わせ精度
の測定値との差分を求め、該差分の標準偏差を求める工
程と、目標の補正値を設定し、前記標準偏差において該
目標の補正値を満足するためのサンプリング数を算出す
る工程と、 測定対象となる基板での複数の測定点のうち、前記サン
プリング数だけ前記重ね合わせ精度を平面視正立像およ
び平面視倒立像によって測定し、その他の測定点では該
重ね合わせ精度を平面視正立像または平面視倒立像によ
って測定する工程と、 前記サンプリング数だけ測定した前記平面視正立像での
重ね合わせ精度の測定値と前記平面視倒立像での重ね合
わせ精度の測定値との差分の平均値を求め、前記測定対
象となる基板の各測定点での重ね合わせ精度の測定値か
ら該平均値を差し引いて補正を行う工程とを備えている
ことを特徴とする重ね合わせ精度測定方法。 - 【請求項４】 前記サンプリング数だけ重ね合わせ精度
を平面視正立像および平面視倒立像によって測定する測
定点の位置は、前記測定対象となる基板上の無作為な位
置であることを特徴とする請求項３記載の重ね合わせ精
度測定方法。 - 【請求項５】 前記差分の標準偏差を予め測定してデー
タベースに蓄積しておき、前記サンプリング数を算出す
る際に、前記測定対象となる基板と対応した該差分の標
準偏差を該データベースから呼び出すことを特徴とする
請求項３記載の重ね合わせ精度測定方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26152497A JP3902839B2 (ja) | 1997-01-24 | 1997-09-26 | 重ね合わせ精度測定方法 |
| TW086116155A TW356562B (en) | 1997-01-24 | 1997-10-30 | Overlay accuracy measuring method |
| KR1019970060083A KR100325088B1 (ko) | 1997-01-24 | 1997-11-14 | 중첩 정밀도 측정방법 및 장치 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1081197 | 1997-01-24 | ||
| JP9-10811 | 1997-01-24 | ||
| JP26152497A JP3902839B2 (ja) | 1997-01-24 | 1997-09-26 | 重ね合わせ精度測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10270354A true JPH10270354A (ja) | 1998-10-09 |
| JP3902839B2 JP3902839B2 (ja) | 2007-04-11 |
Family
ID=26346149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26152497A Expired - Fee Related JP3902839B2 (ja) | 1997-01-24 | 1997-09-26 | 重ね合わせ精度測定方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3902839B2 (ja) |
| KR (1) | KR100325088B1 (ja) |
| TW (1) | TW356562B (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000349014A (ja) * | 1999-06-04 | 2000-12-15 | Nikon Corp | 重ね合わせ測定装置及び該装置を用いた半導体デバイス製造方法 |
| KR100349106B1 (ko) * | 1999-12-31 | 2002-08-14 | 아남반도체 주식회사 | 반도체 미세 패턴 변위 측정 방법 |
| KR20130114132A (ko) * | 2010-09-30 | 2013-10-16 | 케이엘에이-텐코 코포레이션 | 서브 샘플링 방식을 이용하여 툴-유도 시프트를 제공하는 방법 및 시스템 |
| KR101487597B1 (ko) * | 2012-04-27 | 2015-01-29 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | 오버레이 계측을 위한 툴 인듀스드 시프트 감소 결정 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102681370B (zh) * | 2012-05-09 | 2016-04-20 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 光刻套刻方法和提高ldmos器件击穿稳定性的方法 |
-
1997
- 1997-09-26 JP JP26152497A patent/JP3902839B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-10-30 TW TW086116155A patent/TW356562B/zh not_active IP Right Cessation
- 1997-11-14 KR KR1019970060083A patent/KR100325088B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000349014A (ja) * | 1999-06-04 | 2000-12-15 | Nikon Corp | 重ね合わせ測定装置及び該装置を用いた半導体デバイス製造方法 |
| KR100349106B1 (ko) * | 1999-12-31 | 2002-08-14 | 아남반도체 주식회사 | 반도체 미세 패턴 변위 측정 방법 |
| KR20130114132A (ko) * | 2010-09-30 | 2013-10-16 | 케이엘에이-텐코 코포레이션 | 서브 샘플링 방식을 이용하여 툴-유도 시프트를 제공하는 방법 및 시스템 |
| JP2013545276A (ja) * | 2010-09-30 | 2013-12-19 | ケーエルエー−テンカー コーポレイション | サブサンプリング方式を使用して装置起因の誤差を提供する方法およびシステム |
| US9606453B2 (en) | 2010-09-30 | 2017-03-28 | Kla-Tencor Corporation | Method and system for providing tool induced shift using a sub-sampling scheme |
| KR101487597B1 (ko) * | 2012-04-27 | 2015-01-29 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | 오버레이 계측을 위한 툴 인듀스드 시프트 감소 결정 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3902839B2 (ja) | 2007-04-11 |
| KR19980070093A (ko) | 1998-10-26 |
| TW356562B (en) | 1999-04-21 |
| KR100325088B1 (ko) | 2002-06-29 |
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