JPH10312958A - Fabrication of semiconductor integrated circuit device - Google Patents
Fabrication of semiconductor integrated circuit deviceInfo
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- JPH10312958A JPH10312958A JP13758697A JP13758697A JPH10312958A JP H10312958 A JPH10312958 A JP H10312958A JP 13758697 A JP13758697 A JP 13758697A JP 13758697 A JP13758697 A JP 13758697A JP H10312958 A JPH10312958 A JP H10312958A
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置の製造技術、特に、リソグラフィー工程における光露
光技術に関する。The present invention relates to a technique for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a light exposure technique in a lithography process.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、半導体集積回路装置(以下、I
Cという。)の製造方法は、レチクルと呼ばれるフォト
マスク(以下、マスクという。)に描画されたパターン
(以下、マスクパターンという。)が半導体ウエハ(以
下、ウエハという。)にリソグラフィーおよびエッチン
グによって転写されるプロセスの繰り返しである。この
リソグラフィーおよびエッチングプロセスにおいて、ウ
エハに先の工程で転写されたパターンと、後の工程で転
写されるパターンとは高精度に重ね合っている必要があ
る。そこで、ICのリソグラフィープロセスにおける光
露光工程においては、高精度にパターン重ね合わせをす
るために、各マスクに重ね合わせのためのターゲットパ
ターン(以下、ターゲットという。)を予め描画してお
き、ウエハに複写されたターゲットと、マスク上のター
ゲットとの重なり具合を検査するとともに、合わせずれ
を修正している。2. Description of the Related Art Generally, a semiconductor integrated circuit device (hereinafter referred to as I
Called C. Is a process in which a pattern (hereinafter, referred to as a mask pattern) drawn on a photomask (hereinafter, referred to as a mask) called a reticle is transferred to a semiconductor wafer (hereinafter, referred to as a wafer) by lithography and etching. Is a repetition of In this lithography and etching process, the pattern transferred to the wafer in the previous step and the pattern transferred to the subsequent step need to be overlapped with high accuracy. Therefore, in a light exposure step in an IC lithography process, a target pattern (hereinafter, referred to as a target) for superposition is previously drawn on each mask in order to perform pattern superposition with high precision, and the target is drawn on a wafer. It inspects the degree of overlap between the copied target and the target on the mask and corrects misalignment.
【0003】ところで、今日の超微細化されたICの製
造に使用される縮小投影露光装置(以下、ステッパとい
う。)において特に問題になるのは、アライメントオフ
セットとフォーカスの安定性である。ステッパは空気と
ガラスの屈折率の差を利用したレンズを使用している
が、その空気の屈折率は気温、気圧、湿度、二酸化炭素
濃度、酸素濃度等のあらゆる要因によって変動するた
め、焦点位置と投影倍率等の露光特性が変化する。ま
た、露光によるレンズの温度上昇もこれら変動の一因に
なる。その結果、ステッパも0.01μmの尺度でみる
と、露光特性が経時変化を生ずることになる。そこで、
ステッパで露光する際には、先の工程で焼き付けたター
ゲットを用いてフォーカスとアライメントのオフセッ
ト、倍率回転等の検査を実施し、これらの誤差を補正し
ている。[0003] In a reduction projection exposure apparatus (hereinafter, referred to as a stepper) used for manufacturing today's ultra-miniaturized ICs, alignment offset and focus stability are particularly problematic. The stepper uses a lens that uses the difference between the refractive index of air and glass, but the refractive index of the air fluctuates due to various factors such as temperature, pressure, humidity, carbon dioxide concentration, and oxygen concentration. And the exposure characteristics such as the projection magnification change. Further, a rise in the temperature of the lens due to exposure also contributes to these fluctuations. As a result, when the stepper is viewed on a scale of 0.01 μm, the exposure characteristics change with time. Therefore,
When exposing with a stepper, inspections such as offset of focus and alignment, rotation of magnification, and the like are performed using the target printed in the previous step, and these errors are corrected.
【0004】しかし、この検査作業中はステッパでの製
造作業が停止するため、スループットが低下する。ま
た、この作業は手作業で実際にウエハを露光して行われ
るため、人為的誤差の発生が懸念される。そこで、これ
らの誤差をウエハを露光しないで自動的に計測し、自動
的に補正する技術が開発されている。すなわち、マスク
の予め定められた位置に形成された合わせ検査マーク
(通常の露光工程で使用されるターゲットとは異なる。
以下、マークという。)に露光光線が投影レンズを介し
て照射され、XYテーブルに開設されたスリットに結像
される。XYテーブル上のスリットの直下にはフォトセ
ンサがあり、スリット透過光の強度が検出される。マー
クの結像位置はXYテーブルを各方向に微小移動させ
て、検出光量の最大となる位置を求め、その時のXYテ
ーブルの位置を測定することによって求められる。この
自動補正方法においては露光光学系が使用されるため、
露光光学系のずれがパターンの結像位置のずれを発生す
る場合には自動補正技術によって必ず補正されることに
なる。[0004] However, during this inspection operation, the production operation by the stepper is stopped, so that the throughput is reduced. In addition, since this operation is performed by actually exposing the wafer manually, there is a concern that an artificial error may occur. Therefore, a technique has been developed in which these errors are automatically measured without exposing the wafer, and the errors are automatically corrected. That is, the alignment inspection mark formed at a predetermined position of the mask (different from a target used in a normal exposure process).
Hereinafter, it is called a mark. ) Is irradiated with an exposure light beam through a projection lens to form an image on a slit formed in the XY table. A photo sensor is provided immediately below the slit on the XY table, and detects the intensity of light transmitted through the slit. The image forming position of the mark is obtained by slightly moving the XY table in each direction, obtaining the position where the detected light amount becomes maximum, and measuring the position of the XY table at that time. Since this automatic correction method uses an exposure optical system,
When a shift of the exposure optical system causes a shift of the image forming position of the pattern, the shift is always corrected by the automatic correction technique.
【0005】なお、光露光装置を述べてある例として
は、株式会社工業調査会1996年11月22日発行
「電子材料1995年11月号別冊」P58〜P62、
がある。Examples of the light exposure apparatus are described in “Electronic Materials November 1995 Separate Volume”, published on November 22, 1996 by the Industrial Research Institute, Inc., p.
There is.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ICの超微細化に伴っ
て、解像度を高めるために、ステッパの照明形状を変え
る、所謂変形照明方法が適用されるようになって来てい
る。ところが、この変形照明方法をステッパに適用した
場合には、マークによる位置合わせは適正であるのに、
実際の回路パターン(以下、実パターンという。)にお
いては位置合わせが不適正になる現象が発生するという
問題点のあることが本発明者によって明らかにされた。
この現象は、通常の円形の照明と変形照明とを混用する
と顕著になる。As the IC becomes ultrafine, a so-called modified illumination method for changing the illumination shape of a stepper has been applied in order to increase the resolution. However, when this modified illumination method is applied to a stepper, although the alignment by the mark is appropriate,
The present inventor has clarified that there is a problem that an incorrect circuit alignment occurs in an actual circuit pattern (hereinafter, referred to as an actual pattern).
This phenomenon becomes conspicuous when ordinary circular illumination and deformed illumination are mixed.
【0007】そこで、本発明者はこの現象をシミュレー
ションによって解析し、ステッパに変形照明方法が適用
された場合には照明の形状に依存してレンズのコマ収差
(cama aberration)の影響が従来の通
常照明に対して変動するため、位置ずれが発生するとい
う現象を究明した。Therefore, the present inventor analyzed this phenomenon by simulation, and when a modified illumination method was applied to a stepper, the influence of the coma aberration of the lens depending on the shape of the illumination caused by the conventional aberration. We investigated the phenomenon that displacement occurs due to fluctuations in illumination.
【0008】本発明はこの究明に基づいてなされたもの
であり、その目的は通常照明と変形照明とを混用するプ
ロセスにおいてもコマ収差による合わせずれの影響を回
避することができる半導体集積回路装置の製造方法を提
供することにある。The present invention has been made based on this finding, and an object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device capable of avoiding the influence of misalignment due to coma even in a process in which ordinary illumination and modified illumination are mixed. It is to provide a manufacturing method.
【0009】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通り
である。The outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application is as follows.
【0011】すなわち、互いに関連する複数の実用マス
クパターンおよび合わせ検査マークがそれぞれ形成され
た複数枚のフォトマスクが製作されるフォトマスク製作
工程と、同一の半導体ウエハに前記各フォトマスクの各
実用マスクパターンおよび合わせ検査マークが重なり合
うように順次露光される露光工程と、前記半導体ウエハ
においてそれぞれ露光された前記各実用マスクパターン
および前記合わせ検査マークを顕在化させる顕在化工程
と、前記露光工程後に先に顕在化された合わせ検査マー
クパターンと後に顕在化される合わせ検査マークパター
ンとの位置ずれを検査する検査工程と、を備えている半
導体集積回路装置の製造方法であって、前記フォトマス
ク製作工程において、前記各フォトマスクとして通常照
明用合わせ検査マークを有するフォトマスクと、変形照
明用合わせ検査マークを有するフォトマスクとがそれぞ
れ製作され、前記露光工程において、前記通常照明用合
わせ検査マークを有するフォトマスクが前記半導体ウエ
ハに露光される際には通常照明が使用され、前記変形照
明用合わせ検査マークを有するフォトマスクが前記半導
体ウエハに露光される際には変形照明が使用されること
を特徴とする。That is, a photomask manufacturing step for manufacturing a plurality of photomasks on which a plurality of mutually related practical mask patterns and alignment inspection marks are respectively formed, and a method for manufacturing each of the practical masks on each photomask on the same semiconductor wafer. An exposure step in which the pattern and the alignment inspection mark are sequentially exposed so as to overlap, an actualizing step in which the respective practical mask patterns and the alignment inspection mark respectively exposed in the semiconductor wafer are exposed, and An inspection step of inspecting a positional deviation between an exposed alignment inspection mark pattern and an alignment inspection mark pattern which is later exposed, and a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising: , The alignment mask for normal illumination as each photomask. A photomask having a mask and a photomask having a deformed illumination alignment inspection mark are manufactured, and in the exposing step, when the photomask having the normal illumination alignment inspection mark is exposed on the semiconductor wafer, Normal illumination is used, and the modified illumination is used when a photomask having the alignment inspection mark for modified illumination is exposed on the semiconductor wafer.
【0012】前記した手段によれば、通常照明と変形照
明との相違によって発生する位置ずれは、通常照明用合
わせ検査マークと変形照明用合わせ検査マークとによっ
て相殺させることができる。このため、例えば、通常照
明用合わせ検査マークが顕在化された通常照明用合わせ
検査マークパターンの合わせ検査に際して、その通常照
明用合わせ検査マークパターンと、合わせの対象になる
先に変形照明によって露光されて顕在化された変形照明
用合わせ検査マークパターンとの間における位置ずれ量
については、通常照明と変形照明との相違に伴う位置ず
れ量は考慮外に置くことができる。したがって、通常照
明用合わせ検査マークパターンと輪帯照明用合わせ検査
マークパターンの位置ずれ量を測定することにより、通
常照明用合わせ検査マークが付されたフォトマスクに形
成された実用マスクパターンによる顕在化実用パターン
と、変形照明用合わせ検査マークが付されたフォトマス
クに形成された実用マスクパターンによる顕在化実用パ
ターンとの真の位置ずれ量が測定されることになる。つ
まり、通常照明用合わせ検査マークパターンと、変形照
明用合わせ検査マークパターンとの位置ずれ量を改善す
る補正を実行することにより、顕在化される実用パター
ン同士の真の位置ずれ量を補正することができ、その結
果、半導体集積回路装置の製造方法の歩留りを高めるこ
とができる。このようにした上で、実用パターンのレン
ズ収差の影響による位置ずれの補正は別途、予め行うこ
とが望ましい。すなわち、それぞれの実用パターンの形
状に応じた位置補正をマスク上あるいはレンズの調整で
実施することが有効である。According to the above-described means, the positional deviation caused by the difference between the normal illumination and the modified illumination can be offset by the alignment inspection mark for normal illumination and the alignment inspection mark for modified illumination. For this reason, for example, at the time of the alignment inspection of the normal illumination alignment inspection mark pattern in which the normal illumination alignment inspection mark is revealed, the normal illumination alignment inspection mark pattern is exposed by the modified illumination to the target to be aligned. With respect to the amount of misalignment between the deformed illumination alignment inspection mark pattern that has become apparent, the amount of misalignment associated with the difference between the normal illumination and the modified illumination can be excluded. Therefore, by measuring the amount of misalignment between the normal illumination alignment inspection mark pattern and the annular illumination alignment inspection mark pattern, the actual mask pattern formed on the photomask having the normal illumination alignment inspection mark becomes visible. The true misregistration between the practical pattern and the actual pattern revealed by the practical mask pattern formed on the photomask having the deformed illumination alignment inspection mark is measured. In other words, by correcting the misalignment amount between the normal illumination alignment check mark pattern and the modified illumination alignment check mark pattern, the true misalignment amount between the actual patterns to be revealed is corrected. As a result, the yield of the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device can be improved. After doing so, it is desirable that correction of the position shift due to the influence of the lens aberration of the practical pattern be separately performed in advance. That is, it is effective to perform position correction according to the shape of each practical pattern on the mask or by adjusting the lens.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施形態である
ICの製造方法の主要工程を示す工程図である。図2は
本発明の一実施形態であるICの製造方法に使用される
ステッパを示す模式図である。図3以降はその作用を説
明するための各説明図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a process chart showing main steps of an IC manufacturing method according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic view showing a stepper used in the IC manufacturing method according to one embodiment of the present invention. FIG. 3 and subsequent figures are explanatory diagrams for explaining the operation.
【0014】本実施形態に係るICの製造方法には、図
2に示されているステッパが使用される。まず、ステッ
パ10について概要を説明する。光源11から照射され
た光はフライアイレンズ12、照明形状調整アパーチャ
13、第1コンデンサレンズ14、ミラー15、第2コ
ンデンサレンズ16を介してマスクテーブル17に支持
されたマスク70に照射される。マスク70に描画され
たマスクパターンは投影レンズ18を介して試料台19
に真空吸着保持されたウエハ28に投影される。試料台
19はZテーブル駆動装置21によって投影レンズ18
の光軸方向(以下、Z方向とする。)に移動されるZテ
ーブル20の上に載置されている。Zテーブル20はX
Yテーブル駆動装置23によってXY方向に移動される
XYテーブル22の上に搭載されている。Zテーブル駆
動装置21およびXYテーブル駆動装置23はコントロ
ーラ24によって制御されるように構成されている。コ
ントローラ24はZテーブル20に固定されたミラー2
5の位置をレーザ測長器26によって測定することによ
り、試料台19の位置をモニタリングするように構成さ
れている。また、コントローラ24はマスクテーブル1
7を駆動するマスクテーブル駆動装置27および光源1
1を制御するように構成されている。The stepper shown in FIG. 2 is used in the method of manufacturing an IC according to this embodiment. First, the outline of the stepper 10 will be described. The light emitted from the light source 11 is applied to the mask 70 supported on the mask table 17 via the fly-eye lens 12, the illumination shape adjustment aperture 13, the first condenser lens 14, the mirror 15, and the second condenser lens 16. The mask pattern drawn on the mask 70 is transmitted through the projection lens 18 to the sample stage 19.
Is projected onto the wafer 28 held by vacuum suction. The sample table 19 is moved by the Z-table drive 21 to the projection lens 18.
Is mounted on a Z table 20 which is moved in the optical axis direction (hereinafter, referred to as Z direction). Z table 20 is X
It is mounted on an XY table 22 that is moved in the XY directions by a Y table driving device 23. The Z table driving device 21 and the XY table driving device 23 are configured to be controlled by the controller 24. The controller 24 is a mirror 2 fixed to the Z table 20
The position of the sample table 19 is monitored by measuring the position of the sample table 19 with the laser length measuring device 26. In addition, the controller 24 operates the mask table 1
Table driving device 27 driving light source 7 and light source 1
1 is controlled.
【0015】なお、試料台19に保持されたウエハ28
の表面の位置は、検出光発光部および受光部から構成さ
れる焦点位置検出装置(図示せず)によって検出される
ように構成されており、この検出によって焦点が自動的
に合わせられる。The wafer 28 held on the sample stage 19
Is configured to be detected by a focus position detection device (not shown) including a detection light emitting unit and a light receiving unit, and the focus is automatically adjusted by this detection.
【0016】本実施形態においては、図3(a)、
(b)、(c)に示されている3種類の照明形状調整ア
パーチャを用いて露光を行う。図3(a)に示されてい
るアパーチャAは、透光部Aaと遮光部Abとが同心円
に配置された照明用(以下、通常照明という。)であ
る。通常照明Aはコンタクトホールの解像に有効であ
り、遮光部Abの外周の半径Rを「1」とした時の透光
部Aaの外周の半径rの比率(コヒーレントファクタ)
σが0.3または0.4で使用することが好ましい。図
3(b)に示されているアパーチャBは、透光部Baが
輪帯形状に配置された照明用(以下、輪帯照明とい
う。)である。輪帯照明Bは配線パターンを露光するの
に有効であり、透光部Baの外径のσが0.7、内径の
σが0.4で使用するのが好ましい。図3(c)に示さ
れているアパーチャCは、透光部Caが四分割された照
明用(以下、四分割照明という。)である。四分割照明
Cは配線パターンを解像するのに有効であり、外径のσ
が0.7の円形透光部Caをσ0.3の幅の十字形帯の
遮光部Cbで遮光することが好ましい。輪帯照明Bおよ
び四分割照明Cは、通常照明Aに対する変形照明の一例
である。In the present embodiment, FIG.
Exposure is performed using the three types of illumination shape adjustment apertures shown in FIGS. The aperture A shown in FIG. 3A is for illumination (hereinafter, referred to as normal illumination) in which the light transmitting portion Aa and the light shielding portion Ab are arranged concentrically. The normal illumination A is effective for resolving the contact hole, and the ratio (coherent factor) of the radius r of the outer periphery of the light transmitting portion Aa when the outer radius R of the light shielding portion Ab is set to “1”.
Preferably, σ is 0.3 or 0.4. The aperture B shown in FIG. 3B is for illumination in which the light transmitting portions Ba are arranged in an annular shape (hereinafter, referred to as annular illumination). The annular illumination B is effective for exposing a wiring pattern, and it is preferable that the outer diameter σ of the light transmitting portion Ba is 0.7 and the inner diameter σ is 0.4. The aperture C illustrated in FIG. 3C is for illumination in which the light transmitting portion Ca is divided into four (hereinafter, referred to as four-division illumination). The quadrant illumination C is effective for resolving the wiring pattern, and the outer diameter σ
It is preferable that the circular light-transmitting portion Ca of which is 0.7 is shielded by a light-shielding portion Cb of a cross band having a width of σ0.3. The annular illumination B and the quadrant illumination C are examples of the modified illumination with respect to the normal illumination A.
【0017】ここで、3種類の照明と位置ずれとの関係
を示す図4について説明する。図4(a)はマスクに形
成された合わせ検査マーク1を示しており、この合わせ
検査マーク1は遮光部2の中央部に透過部(以下、スペ
ースという。)3が1条だけ開設されて成るパターンに
よって構成されている。図4(b)は図4(a)の合わ
せ検査マーク1が転写、加工された試料4を示してお
り、試料4にはスペース3による凹部5が形成されてい
る。図4(c)は図4(b)の試料4における凹部5に
対する位置検出の波形図を示しており、凹部5の幅6に
よって凹部5の中心位置が求められ、位置ずれ量が測定
されることになる。図4(d)はスペース3の幅と凹部
5の位置ずれとの関係を示しており、横軸にスペースの
幅の値が取られ、縦軸に位置ずれ量が取られている。図
4(d)において、曲線7は通常照明Aを使用して露光
した場合、曲線8は輪帯照明Bを使用して露光した場
合、曲線9は四分割照明Cを使用して露光した場合を示
している。FIG. 4 showing the relationship between the three types of illumination and the displacement will now be described. FIG. 4A shows an alignment inspection mark 1 formed on a mask. The alignment inspection mark 1 has a light-transmitting portion (hereinafter, referred to as a space) 3 formed at a central portion of a light shielding portion 2. It consists of a pattern consisting of FIG. 4B shows a sample 4 on which the alignment inspection mark 1 of FIG. 4A has been transferred and processed, and the sample 4 has a concave portion 5 formed by a space 3. FIG. 4C shows a waveform diagram of the position detection with respect to the concave portion 5 in the sample 4 of FIG. 4B. The center position of the concave portion 5 is obtained from the width 6 of the concave portion 5, and the amount of displacement is measured. Will be. FIG. 4D shows the relationship between the width of the space 3 and the displacement of the concave portion 5, in which the horizontal axis represents the value of the space width and the vertical axis represents the displacement. In FIG. 4D, curve 7 is a case where exposure is performed using normal illumination A, curve 8 is a case where exposure is performed using annular illumination B, and curve 9 is a case where exposure is performed using quadrant illumination C. Is shown.
【0018】なお、図4(d)の関係を求めた時のステ
ッパ10の露光の条件は次の通りである。投影レンズ1
8のNAは0.6、露光波長λは365nm、投影レン
ズ18のスペース3の解像位置におけるコマ収差は0.
4λである。通常照明Aではσを0.3とした。輪帯照
明Bでは透光部Baの外径のσを0.7、内径のσを
0.4とした。四分割照明Cでは外径のσが0.7の円
形透光部Caをσが0.3の幅の十字形帯の遮光部Cb
で遮光した。なお、投影レンズのNA、露光波長等はこ
れらの値に限定されるものではない。The conditions for exposure of the stepper 10 when the relationship shown in FIG. 4D is obtained are as follows. Projection lens 1
8 has an NA of 0.6, an exposure wavelength λ of 365 nm, and a coma at a resolution position of space 3 of the projection lens 18 of 0.
4λ. In normal illumination A, σ was set to 0.3. In the annular illumination B, the outer diameter σ of the light transmitting portion Ba was set to 0.7 and the inner diameter σ was set to 0.4. In the four-division illumination C, the circular translucent portion Ca having an outer diameter σ of 0.7 is replaced by a cross-shaped light shielding portion Cb having a width of σ 0.3.
And was shielded from light. Note that the NA of the projection lens, the exposure wavelength, and the like are not limited to these values.
【0019】図4(d)によれば、通常照明Aによる曲
線7、輪帯照明Bによる曲線8および四分割照明Cによ
る曲線9における位置ずれの量が相違することが理解さ
れる。殊に、通常照明による曲線7と、輪帯照明による
曲線8および四分割照明による曲線9との間において相
違が顕著であり、輪帯照明による曲線8と四分割照明に
よる曲線9との間においては相違が小さい。これは、通
常照明は垂直入射照明であるのに対して輪帯照明と四分
割照明はいずれも斜光入射照明に属するためと、考察さ
れる。また、図4(d)によれば、スペースが0.4μ
mにおいては、曲線7、曲線8および曲線9のいずれに
おいても位置ずれ量差が小さくなっていることが理解さ
れる。According to FIG. 4D, it is understood that the amounts of positional deviation in the curve 7 by the normal illumination A, the curve 8 by the annular illumination B, and the curve 9 by the four-division illumination C are different. In particular, the difference is remarkable between the curve 7 by the normal illumination, the curve 8 by the annular illumination, and the curve 9 by the quadrant illumination, and the difference between the curve 8 by the annular illumination and the curve 9 by the quadrant illumination. Is small. This is considered because normal illumination is normal incidence illumination, while annular illumination and quadrant illumination both belong to oblique incidence illumination. According to FIG. 4D, the space is 0.4 μm.
It is understood that, in the case of m, the positional deviation amount difference is small in all of the curves 7, 8 and 9.
【0020】今、仮に、通常照明と四分割照明とを使用
して幅が0.8μmのスペース3の位置ずれを観測する
と、図4(d)の曲線7および曲線9によれば、通常照
明による位置ずれ量は0.07μm、四分割照明による
位置ずれ量は0.17μmになり、位置ずれ量の差は
0.1μmにもなる。ここで、通常照明と四分割照明と
の相違を除けば、両者の露光条件は同一であるので、こ
の位置ずれ量の差は通常照明と四分割照明との相違に起
因することになる。本発明者のシミュレーションによる
解析によれば、投影レンズのコマ収差が通常照明および
四分割照明に影響されて変動することによって位置ずれ
量に差が発生することが究明された。Now, if the displacement of the space 3 having a width of 0.8 μm is observed using the normal illumination and the quadrant illumination, according to the curves 7 and 9 in FIG. Is 0.07 μm, the displacement due to the four-division illumination is 0.17 μm, and the difference between the displacements is 0.1 μm. Here, except for the difference between the normal illumination and the four-division illumination, the exposure conditions of the two are the same. Therefore, the difference in the amount of displacement is caused by the difference between the normal illumination and the four-division illumination. According to the analysis by the inventor's simulation, it has been found that the coma aberration of the projection lens fluctuates under the influence of the normal illumination and the four-division illumination, thereby causing a difference in the displacement amount.
【0021】換言すれば、通常照明を四分割照明に変更
することにより、スペース3の位置がずれ、あたかも合
わせ検査マーク1がずれたように検出されることにな
る。例えば、0.8μmのスペース3による合わせ検査
マーク1を使用すると、縮小倍率やウエハの伸縮が無い
のに、あたかも0.1μmも縮小倍率等が変化したよう
に判定されてしまう。この値を用いて前記した補正が実
行されると、コマ収差の無い位置や逆のコマ収差の位置
では0.1μm以上の位置誤差が発生してしまう。本発
明はコマ収差の影響を受けにくい合わせ検査マークを使
用し、また、合わせ基準層と合わせ層においては、コマ
収差の影響が均等になるような合わせ検査マークを選定
することにより、この合わせ検査マークのずれたように
検出されることを未然に回避し、適正なアライメントを
確保するように工夫したものである。In other words, by changing the normal illumination to the four-division illumination, the position of the space 3 is shifted, and it is detected as if the alignment inspection mark 1 was shifted. For example, when the alignment inspection mark 1 with the space 3 of 0.8 μm is used, it is determined that the reduction magnification or the like has changed by 0.1 μm even though there is no reduction magnification or expansion / contraction of the wafer. If the above-described correction is performed using this value, a position error of 0.1 μm or more occurs at a position where there is no coma aberration or a position where the coma aberration is opposite. The present invention uses an alignment inspection mark that is not easily affected by coma aberration, and selects an alignment inspection mark in the alignment reference layer and the alignment layer so that the influence of coma aberration is uniform. The device is devised so as to avoid the detection of the mark being displaced beforehand and to ensure proper alignment.
【0022】以下、本発明の一実施形態に係るICの製
造方法をリソグラフィー工程を主体に説明する。説明を
理解し易くするため、DRAMのメモリーセルを例にし
て具体的に説明する。Hereinafter, a method of manufacturing an IC according to an embodiment of the present invention will be described mainly on a lithography step. In order to make the explanation easy to understand, a specific description will be given by taking a DRAM memory cell as an example.
【0023】図5(a)はDRAMのメモリーセル30
の平面図、図5(b)は要部断面図を示している。図5
(a)で多数本のワード線31が紙面の上下方向(以
下、Y方向とする。)に配線されており、多数本のデー
タ線32が紙面の左右方向(以下、X方向という。)に
配線されている。キャパシタ33はワード線31および
データ線32の上部に形成されている。隣合うワード線
31、31の隙間に形成された活性領域34の上にはプ
ラグ電極35が活性領域34に接して、かつ、活性領域
34以外の領域に延在するように細長く配設されてお
り、プラグ電極35にはデータ線32が一部で重なるよ
うに配線されている。活性領域34の上には開口部36
が開設されており、開口部36に充填された導体層を介
してキャパシタ33の下部電極33aが接続されてい
る。メモリーセルを構成するMISFETはゲート絶縁
膜37、ゲート電極38、n型の高濃度不純物領域であ
るソース39、ドレイン40から構成されている。プラ
グ電極35はソース39の上のシリコン酸化膜41を貫
いており、シリコン酸化膜41の上にはデータ線32が
敷設されている。データ線32の上のシリコン酸化膜4
2の上にはキャパシタ33の下部電極33aが形成され
ており、下部電極33aはドレイン40に接続されてい
る。キャパシタ33は下部電極33a、誘電体膜33b
および上部電極33cから構成されている。シリコン酸
化膜からなる層間絶縁膜43およびアルミニウムからな
る配線44が最上層に敷設されている。FIG. 5A shows a memory cell 30 of a DRAM.
FIG. 5B is a sectional view of a main part. FIG.
In (a), many word lines 31 are wired in the vertical direction (hereinafter, referred to as Y direction) on the paper surface, and many data lines 32 are arranged in the horizontal direction on the paper surface (hereinafter, referred to as X direction). Wired. Capacitor 33 is formed above word line 31 and data line 32. On the active region 34 formed in the gap between the adjacent word lines 31, 31, a plug electrode 35 is provided in an elongated shape so as to be in contact with the active region 34 and extend to a region other than the active region 34. In addition, the data line 32 is wired so as to partially overlap the plug electrode 35. An opening 36 is formed over the active region 34.
, And the lower electrode 33 a of the capacitor 33 is connected through a conductor layer filled in the opening 36. The MISFET constituting the memory cell includes a gate insulating film 37, a gate electrode 38, a source 39 which is an n-type high-concentration impurity region, and a drain 40. The plug electrode 35 penetrates the silicon oxide film 41 on the source 39, and the data line 32 is laid on the silicon oxide film 41. Silicon oxide film 4 on data line 32
The lower electrode 33 a of the capacitor 33 is formed on the second 2, and the lower electrode 33 a is connected to the drain 40. The capacitor 33 includes a lower electrode 33a and a dielectric film 33b.
And the upper electrode 33c. An interlayer insulating film 43 made of a silicon oxide film and a wiring 44 made of aluminum are laid on the uppermost layer.
【0024】以上の構成に係るDRAMのメモリーセル
の製造方法におけるリソグラフィー工程において、ステ
ッパ10は次の露光条件によって使用される。露光光線
の波長は365nm、投影レンズ18のNAは0.60
である。活性領域34、ワード線31、データ線32の
露光には図3(b)の輪帯照明Bが使用される。開口部
36、プラグ電極35の露光には図3(a)のσが0.
3の通常照明Aが使用される。マスクは例えば、特開平
4−136854号公報や特開平6−175347号公
報に記載の半透明位相シフトマスクが使用される。ま
た、各層の位置合わせは次の通り管理される。活性領域
34にワード線31が合わせられる。ワード線31に開
口部36、プラグ電極35、データ線32が合わせられ
る。In the lithography step in the method of manufacturing the memory cell of the DRAM having the above configuration, the stepper 10 is used under the following exposure conditions. The wavelength of the exposure light beam is 365 nm, and the NA of the projection lens 18 is 0.60.
It is. For exposure of the active region 34, the word line 31, and the data line 32, the annular illumination B of FIG. 3B is used. In the exposure of the opening 36 and the plug electrode 35, σ in FIG.
Three normal lights A are used. As the mask, for example, a translucent phase shift mask described in JP-A-4-136854 or JP-A-6-175347 is used. The alignment of each layer is managed as follows. Word line 31 is aligned with active region 34. The opening 36, the plug electrode 35, and the data line 32 are aligned with the word line 31.
【0025】本実施形態に係るICの製造方法において
は、マスク製作工程において、コマ収差の影響の受けに
くい2種類のマークが図6および図7に示されているよ
うに、予め製作される。なお、半透明位相シフトマスク
におけるシフタ部の図示は省略されている。ちなみに、
マスク製作工程51は回路設計データが記述したパター
ンをマスクブランクに電子線描画装置(図示せず)を使
用して描画し、リソグラフィーおよびエッチングを経て
マスクを製作する工程である。In the method of manufacturing an IC according to the present embodiment, two types of marks which are hardly affected by coma aberration are manufactured in advance in a mask manufacturing process as shown in FIGS. The illustration of the shifter portion in the translucent phase shift mask is omitted. By the way,
The mask manufacturing step 51 is a step of writing a pattern described by the circuit design data on a mask blank using an electron beam writing apparatus (not shown), and manufacturing a mask through lithography and etching.
【0026】図6に示されているマスクは輪帯照明Bに
対応するための合わせ検査マークを有するマスク60で
ある。すなわち、マスク60のマスクブランク61の一
主面にはクロム等の材料からなる遮光膜62が被着され
ており、遮光膜62にスリットがリソグラフィーおよび
エッチングによって開設されることによりパターンが描
画されている。マスク60の中央部には所望のマスクパ
ターン63が配置されており、マスク60の四隅には輪
帯照明Bに対応するための合わせ検査マーク(以下、輪
帯照明用合わせ検査マークという。)64がそれぞれ配
置されている。The mask shown in FIG. 6 is a mask 60 having an alignment inspection mark corresponding to the annular illumination B. That is, a light-shielding film 62 made of a material such as chrome is applied to one main surface of the mask blank 61 of the mask 60, and a pattern is drawn by opening slits in the light-shielding film 62 by lithography and etching. I have. A desired mask pattern 63 is arranged at the center of the mask 60, and an alignment inspection mark (hereinafter, referred to as an annular illumination alignment inspection mark) 64 corresponding to orbicular illumination B is provided at four corners of the mask 60. Are arranged respectively.
【0027】本実施形態において、輪帯照明用合わせ検
査マーク64は活性領域34、ワード線31、データ線
32をそれぞれ形成するための合わせ検査マークにな
る。つまり、輪帯照明用合わせ検査マーク64を有する
活性領域34形成のためのマスクと、輪帯照明用合わせ
検査マーク64を有するワード線31の形成のためのマ
スクと、輪帯照明用合わせ検査マーク64を有するデー
タ線32の形成のためのマスクとがそれぞれ製作されて
いる。ちなみに、図6ではワード線31の形成のための
マスク(以下、ワード線用マスクという。)が便宜的に
図示されている。In the present embodiment, the annular illumination alignment inspection mark 64 is an alignment inspection mark for forming the active region 34, the word line 31, and the data line 32, respectively. In other words, a mask for forming the active region 34 having the alignment inspection mark 64 for annular illumination, a mask for forming the word line 31 having the alignment inspection mark 64 for annular illumination, and the alignment inspection mark for annular illumination A mask for forming the data line 32 having 64 is manufactured. Incidentally, a mask for forming the word line 31 (hereinafter, referred to as a word line mask) is shown in FIG. 6 for convenience.
【0028】輪帯照明用合わせ検査マーク64は遮光部
65と、遮光部65に正方形の枠形状に開設された3条
のスペース66とから構成されているとともに、遮光部
65における隣合うスペース66、66の部分によって
2条のライン67が構成されている。すなわち、輪帯照
明用合わせ検査マーク64は3条のスペースと2条のラ
インとから成るパターンによって構成されている。スペ
ース66の幅(W)およびライン67の幅(w)は0.
5μmにそれぞれ設定されており、つまり、ピッチ
(P)も1.0μmに設定されている。The alignment inspection mark 64 for annular illumination comprises a light shielding portion 65 and three spaces 66 formed in the light shielding portion 65 in a square frame shape. , 66 constitute two lines 67. That is, the alignment inspection mark 64 for annular illumination is constituted by a pattern including three spaces and two lines. The width (W) of the space 66 and the width (w) of the line 67 are 0.
The pitch is set at 5 μm, that is, the pitch (P) is also set at 1.0 μm.
【0029】図7に示されているマスクは通常照明Aに
対応するための合わせ検査マークを有するマスク70で
ある。すなわち、マスク70のマスクブランク71の一
主面にはクロム等の材料からなる遮光膜72が被着され
ており、遮光膜72にスリットがリソグラフィーおよび
エッチングによって開設されることによりパターンが描
画されている。マスク70の中央部には所望のマスクパ
ターン73が配置されており、マスク70の四隅には通
常照明Aに対応するための合わせ検査マーク(以下、通
常照明用合わせ検査マークという。)74がそれぞれ配
置されている。The mask shown in FIG. 7 is a mask 70 having an alignment inspection mark for normal illumination A. That is, a light-shielding film 72 made of a material such as chromium is adhered to one main surface of the mask blank 71 of the mask 70, and a pattern is drawn by opening a slit in the light-shielding film 72 by lithography and etching. I have. A desired mask pattern 73 is arranged at the center of the mask 70, and alignment inspection marks (hereinafter, referred to as alignment inspection marks for normal illumination) 74 corresponding to the normal illumination A are provided at the four corners of the mask 70, respectively. Are located.
【0030】本実施形態において、通常照明用合わせ検
査マーク74は開口部36およびプラグ電極35をそれ
ぞれ形成するための合わせ検査マークになる。つまり、
通常照明用合わせ検査マーク74を有する開口部36の
形成のためのマスクと、通常照明用合わせ検査マーク7
4を有するプラグ電極35の形成のためのマスクとがそ
れぞれ製作されている。ちなみに、図7では開口部36
を形成するためのマスク(以下、開口部用マスクとい
う。)70が簡略的に図示されており、プラグ電極35
形成のためのマスクの図示は省略されている。In the present embodiment, the alignment mark 74 for normal illumination is an alignment mark for forming the opening 36 and the plug electrode 35, respectively. That is,
A mask for forming the opening 36 having the alignment mark 74 for normal illumination, and the alignment mark 7 for normal illumination
4 and a mask for forming the plug electrode 35 having 4 are manufactured. By the way, in FIG.
(Hereinafter, referred to as an opening mask) 70 for forming the plug electrode 35 is schematically illustrated.
Illustration of a mask for formation is omitted.
【0031】通常照明用合わせ検査マーク74は遮光部
75と、遮光部75に正方形の枠形状に開設された一条
のスペース(以下、孤立スペースという。)76とから
成るパターンによって構成されている。孤立スペース7
6の幅(W)は0.4μmに設定されている。The normal illumination alignment inspection mark 74 is constituted by a pattern comprising a light shielding portion 75 and a single space (hereinafter referred to as an isolated space) 76 formed in the light shielding portion 75 in a square frame shape. Isolated space 7
The width (W) of No. 6 is set to 0.4 μm.
【0032】露光工程52において、例えば、ワード線
31がウエハ28に露光されるに際しては、図6に示さ
れているワード線用マスク60がステッパ10のマスク
テーブル17に装着される。この場合には、照明形状調
整アパーチャ13は輪帯照明Bを実行するように調整さ
れる。光源11から照射された波長が365nmの露光
光線は照明形状調整アパーチャ13によって輪帯照明B
に調整されて、ワード線用マスク60に照射される。ワ
ード線用マスク60の四隅に描画された輪帯照明用合わ
せ検査マーク64および中央部に描画されたワード線に
対応するワード線パターン63は共に、NAが0.60
の投影レンズ18を介して試料台19に真空吸着保持さ
れたウエハ28に縮小投影されて感光される。In the exposure step 52, for example, when the word line 31 is exposed on the wafer 28, the word line mask 60 shown in FIG. 6 is mounted on the mask table 17 of the stepper 10. In this case, the illumination shape adjustment aperture 13 is adjusted to execute the annular illumination B. The exposure light having a wavelength of 365 nm emitted from the light source 11 is subjected to annular illumination B by the illumination shape adjustment aperture 13.
Is adjusted to irradiate the word line mask 60. Both the annular illumination alignment inspection mark 64 drawn at the four corners of the word line mask 60 and the word line pattern 63 corresponding to the word line drawn at the center have an NA of 0.60.
Is reduced and projected onto a wafer 28 held in vacuum on a sample stage 19 through the projection lens 18 of FIG.
【0033】以降、コントローラ24の制御によってX
Yテーブル駆動装置23が作動されてXYテーブル22
がXY方向に適宜に移動されることにより、ステップ・
アンド・リピートで露光がウエハ28の全面に順次実行
されて行く。Thereafter, X is controlled by the controller 24.
When the Y table driving device 23 is operated, the XY table 22
Is appropriately moved in the X and Y directions, so that
Exposure is sequentially performed on the entire surface of the wafer 28 by AND repeat.
【0034】ワード線用マスク60の転写を完了したウ
エハ28は試料台19から下ろされて、現像工程53お
よびエッチング工程54に順次送られる。現像工程53
およびエッチング工程54を経ることにより、ウエハ2
8にはワード線31を形成されるとともに、輪帯照明用
合わせ検査マーク64による輪帯照明用合わせ検査マー
クパターン68(図9参照)が形成される。そして、合
わせ検査工程55において、輪帯照明用合わせ検査マー
クパターン(以下、輪帯照明用マークパターンとい
う。)68の寸法や位置が、光学式顕微鏡や走査形電子
顕微鏡を備えたパターン付きウエハ検査装置(以下、パ
ターン付きウエハ検査装置という。図示せず。)によっ
て測定される。The wafer 28 on which the transfer of the word line mask 60 has been completed is lowered from the sample stage 19 and sent to the developing step 53 and the etching step 54 in sequence. Development step 53
And the etching step 54, the wafer 2
8, a word line 31 is formed, and an annular illumination alignment inspection mark pattern 68 (see FIG. 9) is formed by the annular illumination alignment inspection mark 64. Then, in the alignment inspection step 55, the size and position of the annular illumination alignment inspection mark pattern (hereinafter, referred to as the annular illumination mark pattern) 68 are determined by a pattern inspection wafer inspection using an optical microscope or a scanning electron microscope. It is measured by an apparatus (hereinafter, referred to as a patterned wafer inspection apparatus, not shown).
【0035】ここで、3種類の照明に対する輪帯照明用
合わせ検査マークと位置ずれとの関係を図8(a)、
(b)、(c)について説明する。図8(a)は輪帯照
明用合わせ検査マーク64のうち3条のスペース66お
よび2条のライン67の部分を示している。図8(b)
は図8(a)の輪帯照明用合わせ検査マーク64によっ
てリソグラフィーされた輪帯照明用マークパターン68
を示している。図8(c)は図8(b)の輪帯照明用マ
ークパターン68に対する寸法測定結果の波形図を示し
ている。この場合には、中央の輪帯照明用マークパター
ン68の幅Sの中心が求められて位置ずれ量が測定され
ている(以下、測定法Sとする。)とともに、両脇の輪
帯照明用マークパターン68、68の最大幅Lの中心が
求められて位置ずれ量が測定されている(以下、測定法
Lとする。)。図8(d)はスペース66およびライン
67の幅の値と輪帯照明用マークパターン68の位置ず
れ量との関係を示しており、横軸にスペース66および
ライン67の幅値が取られ、縦軸に位置ずれ量が取られ
ている。図8(d)において、曲線81Sは通常照明A
を使用されて露光された場合の測定法Sによる位置ずれ
曲線、曲線82Sは輪帯照明Bを使用されて露光された
場合の測定法Sによる位置ずれ曲線、曲線83Sは四分
割照明Cを使用されて露光された場合の測定法Sによる
位置ずれ曲線、曲線81Lは通常照明Aを使用されて露
光された場合の測定法Lによる位置ずれ曲線、曲線82
Lは輪帯照明Bを使用されて露光された場合の測定法L
による位置ずれ曲線、曲線83Lは四分割照明Cを使用
されて露光された場合の測定法Lによる位置ずれ曲線、
をそれぞれ示している。FIG. 8A shows the relationship between the alignment inspection mark for annular illumination and the positional deviation for the three types of illumination.
(B) and (c) will be described. FIG. 8A shows three spaces 66 and two lines 67 of the annular illumination alignment inspection mark 64. FIG. 8B
Is an annular illumination mark pattern 68 lithographically formed by the annular illumination alignment inspection mark 64 of FIG.
Is shown. FIG. 8C shows a waveform chart of a result of dimension measurement for the annular illumination mark pattern 68 of FIG. 8B. In this case, the center of the width S of the central annular illumination mark pattern 68 is determined, the amount of displacement is measured (hereinafter, referred to as measurement method S), and the annular illumination marks on both sides are used. The center of the maximum width L of the mark patterns 68, 68 is obtained, and the amount of displacement is measured (hereinafter, referred to as a measuring method L). FIG. 8D shows the relationship between the value of the width of the space 66 and the line 67 and the amount of displacement of the annular illumination mark pattern 68. The width of the space 66 and the line 67 is plotted on the horizontal axis. The vertical axis indicates the displacement amount. In FIG. 8D, a curve 81S indicates a normal illumination A.
The curve 82S is a displacement curve due to the measurement method S when exposed using the annular illumination B, and the curve 83S is a quadrant illumination C when exposed using the annular illumination B. The curve 81L is a displacement curve due to the measuring method S when the exposure is performed after exposure, and a curve 81L is a displacement curve according to the measuring method L when the exposure is performed using the normal illumination A.
L is a measurement method L when exposed using the annular illumination B
83L is a displacement curve due to the measurement method L when exposed using the quadrant illumination C,
Are respectively shown.
【0036】なお、図8(d)の関係を求めた時のステ
ッパ10の露光の条件は次の通りである。投影レンズ1
8のNAは0.6、露光波長λは365nm、投影レン
ズ18の輪帯照明用合わせ検査マーク64の解像位置に
おけるコマ収差は0.4λである。通常照明Aはσが
0.3によって実行し、輪帯照明Bは透光部Baの外径
のσが0.7、内径のσが0.4によって実行し、四分
割照明Cは外径のσが0.7の円形透光部Caをσが
0.3の幅の十字形帯の遮光部Cbで遮光して実行し
た。The conditions for exposure of the stepper 10 when the relationship shown in FIG. 8D is obtained are as follows. Projection lens 1
8 has an NA of 0.6, an exposure wavelength λ of 365 nm, and a coma aberration of the projection lens 18 at the resolving position of the annular illumination alignment inspection mark 64 of 0.4λ. The normal illumination A is performed with σ of 0.3, the annular illumination B is performed with σ of the outer diameter of the light transmitting portion Ba of 0.7, and the σ of the inner diameter of 0.4, and the quadrant illumination C is performed with the outer diameter of 0.4. Is performed by shielding the circular light-transmitting portion Ca having a σ of 0.7 with a light-shielding portion Cb of a cruciform band having a width of σ of 0.3.
【0037】図8(d)によれば、通常照明下で測定法
Sによる曲線81S、輪帯照明下で測定法Sによる曲線
82Sおよび四分割照明下で測定法Sによる曲線83S
における位置ずれの量が相違することが理解される。殊
に、通常照明下で測定法Sによる曲線81Sと、輪帯照
明下で測定法Sによる曲線82Sおよび四分割照明下で
測定法Sによる曲線83Sとの間において相違が顕著で
あり、輪帯照明下で測定法Sによる曲線82Sと四分割
照明下で測定法Sによる曲線83Sとの間においては相
違が小さい。これは、通常照明は垂直入射照明であるの
に対して輪帯照明と四分割照明はいずれも斜光入射照明
に属するためと、考察される。According to FIG. 8D, a curve 81S according to the measuring method S under normal illumination, a curve 82S according to the measuring method S under annular illumination, and a curve 83S according to the measuring method S under four-division illumination.
It can be understood that the amount of misregistration is different. In particular, the difference is remarkable between the curve 81S according to the measurement method S under normal illumination, the curve 82S according to the measurement method S under annular illumination, and the curve 83S according to the measurement method S under four-division illumination. The difference between the curve 82S according to the measurement method S under illumination and the curve 83S according to the measurement method S under four-division illumination is small. This is considered because normal illumination is normal incidence illumination, while annular illumination and quadrant illumination both belong to oblique incidence illumination.
【0038】同様に、通常照明下で測定法Lによる曲線
81L、輪帯照明下で測定法Lによる曲線82Lおよび
四分割照明下で測定法Lによる曲線83Lにおける位置
ずれの量が相違することが理解される。殊に、通常照明
下で測定法Lによる曲線81Lと、輪帯照明下で測定法
Lによる曲線82Lおよび四分割照明下で測定法Lによ
る曲線83Lとの間において相違が顕著であり、輪帯照
明下で測定法Lによる曲線82Lと四分割照明下で測定
法Lによる曲線83Lとの間においては相違が小さい。Similarly, the amount of displacement between the curve 81L according to the measurement method L under normal illumination, the curve 82L according to the measurement method L under annular illumination, and the curve 83L according to the measurement method L under four-division illumination may differ. Understood. In particular, there is a remarkable difference between the curve 81L according to the measurement method L under normal illumination, the curve 82L according to the measurement method L under annular illumination, and the curve 83L according to the measurement method L under four-division illumination. The difference between the curve 82L according to the measurement method L under illumination and the curve 83L according to the measurement method L under four-division illumination is small.
【0039】翻って、ワード線用マスク60の輪帯照明
用合わせ検査マーク64のスペース66およびライン6
7における幅(W)は0.5μmに設定されているた
め、図8(d)によれば、輪帯照明Bの下における位置
ずれ量は、測定法Sによる曲線82Sの場合には約0.
12μm、測定法Lによる曲線82Lの場合には約0.
14μmということになる。In turn, the space 66 and the line 6 of the alignment inspection mark 64 for annular illumination of the word line mask 60
7, the width (W) is set to 0.5 μm. Therefore, according to FIG. 8D, the amount of displacement under the annular illumination B is about 0 in the case of the curve 82S based on the measurement method S. .
12 μm, about 0.2 in the case of curve 82L according to measurement method L.
That is, 14 μm.
【0040】合わせ検査工程55を経たウエハ28は露
光工程52に再び送られる。露光工程52において、例
えば、開口部36がウエハ28に露光されるに際して
は、図7に示されている開口部用マスク70がステッパ
10のマスクテーブル17に装着される。この場合に
は、照明形状調整アパーチャ13は通常照明Aを実行す
るように調整される。光源11から照射された波長が3
65nmの露光光線は照明形状調整アパーチャ13によ
って通常照明Aに調整されて、開口部用マスク70に照
射される。開口部用マスク70の四隅に描画された通常
照明用合わせ検査マーク74および中央部に描画された
開口部に対応する開口部パターン73は共に、NAが
0.60の投影レンズ18を介して試料台19に真空吸
着保持されたウエハ28に縮小投影されて感光される。The wafer 28 having undergone the alignment inspection step 55 is sent again to the exposure step 52. In the exposure step 52, for example, when the opening 36 is exposed on the wafer 28, the opening mask 70 shown in FIG. 7 is mounted on the mask table 17 of the stepper 10. In this case, the illumination shape adjustment aperture 13 is adjusted to execute the normal illumination A. When the wavelength emitted from the light source 11 is 3
The exposure light beam of 65 nm is adjusted to the normal illumination A by the illumination shape adjustment aperture 13 and is applied to the opening mask 70. Both the normal illumination alignment inspection mark 74 drawn at the four corners of the opening mask 70 and the opening pattern 73 corresponding to the opening drawn at the center are sampled through the projection lens 18 having an NA of 0.60. The wafer 28 is reduced and projected on the wafer 28 held in vacuum on the table 19 and exposed.
【0041】以降、コントローラ24の制御によってX
Yテーブル駆動装置23が作動されてXYテーブル22
がXY方向に適宜に移動されて、ステップ・アンド・リ
ピートで露光がウエハ28の全面に順次実行されて行
く。Thereafter, X is controlled by the controller 24.
When the Y table driving device 23 is operated, the XY table 22
Are appropriately moved in the X and Y directions, and exposure is sequentially performed on the entire surface of the wafer 28 in a step-and-repeat manner.
【0042】開口部用マスク70の転写を完了したウエ
ハ28は試料台19から下ろされて、現像工程53およ
びエッチング工程54に順次送られる。現像工程53お
よびエッチング工程54を経ることにより、ウエハ28
には開口部36が形成される。ここでは、現像工程53
において、図9に示されているように、通常照明用合わ
せ検査マーク74による通常照明用合わせ検査マークパ
ターン(以下、通常照明用マークパターンという。)7
8が形成される。そして、合わせ検査工程55におい
て、通常照明用マークパターン78の寸法や位置がパタ
ーン付きウエハ検査装置によって測定される。The wafer 28 on which the transfer of the opening mask 70 has been completed is lowered from the sample stage 19 and sent to the developing step 53 and the etching step 54 in sequence. Through the development step 53 and the etching step 54, the wafer 28
Is formed with an opening 36. Here, the developing step 53
In FIG. 9, as shown in FIG. 9, a normal illumination alignment inspection mark pattern (hereinafter, referred to as a normal illumination mark pattern) 7 by the ordinary illumination alignment inspection mark 74.
8 are formed. Then, in the alignment inspection step 55, the size and position of the normal illumination mark pattern 78 are measured by the patterned wafer inspection apparatus.
【0043】ここで、開口部用マスク70の通常照明用
合わせ検査マーク74は孤立スペース76であって幅
(W)が0.4μmに設定されているため、図4(d)
の曲線7によれば、通常照明下における位置ずれ量は、
約0.12μmということになる。他方、図8について
前述した通り、ワード線用マスク60の輪帯照明用合わ
せ検査マーク64のスペース66(0.5mm)に対す
る輪帯照明下における位置ずれ量は、測定法Sによる曲
線82Sの場合には約0.12μmである。したがっ
て、通常照明用合わせ検査マーク74の0.4μm幅の
孤立スペース76における位置ずれ量と、輪帯照明用合
わせ検査マーク64についての測定法Sによる位置ずれ
量とは略等しくなる。すなわち、通常照明Aと輪帯照明
Bとの相違によって位置ずれが発生しても、その変動に
伴う通常照明用合わせ検査マーク74の0.4μm幅の
孤立スペース76における位置ずれ量と、輪帯照明用合
わせ検査マーク64についての測定法Sによる位置ずれ
量との間では略等しくなる。つまり、通常照明Aと輪帯
照明Bとの相違によって発生する位置ずれ量は、通常照
明用合わせ検査マーク74の0.4μm幅の孤立スペー
ス76と輪帯照明用合わせ検査マーク64の幅Sについ
ての測定法による場合との間では相殺されることにな
る。Here, the alignment mark 74 for normal illumination of the mask 70 for an opening is an isolated space 76 and the width (W) is set to 0.4 μm.
According to curve 7, the amount of displacement under normal illumination is
That is, about 0.12 μm. On the other hand, as described above with reference to FIG. 8, the positional shift amount of the word line mask 60 with respect to the space 66 (0.5 mm) of the annular inspection mark 64 for annular illumination under annular illumination is represented by the curve 82S obtained by the measurement method S. Is about 0.12 μm. Therefore, the amount of misalignment of the alignment inspection mark 74 for normal illumination in the isolated space 76 having a width of 0.4 μm is substantially equal to the amount of misalignment of the alignment inspection mark 64 for annular illumination by the measurement method S. That is, even if a positional shift occurs due to the difference between the normal illumination A and the annular illumination B, the positional deviation amount of the alignment inspection mark 74 for normal illumination in the isolated space 76 having a width of 0.4 μm due to the variation and the annular zone It is substantially equal to the amount of misalignment of the illumination alignment inspection mark 64 by the measurement method S. That is, the amount of positional deviation caused by the difference between the normal illumination A and the annular illumination B is determined by the 0.4 μm width of the isolated space 76 of the normal illumination alignment inspection mark 74 and the width S of the annular illumination alignment inspection mark 64. Will be offset by the method of the above.
【0044】そこで、図9に示されているように、通常
照明用マークパターン78の合わせ検査に際して、通常
照明用マークパターン78と輪帯照明用マークパターン
68との位置ずれ量については、通常照明Aと輪帯照明
Bとの相違に伴う位置ずれ量は考慮外に置くことができ
る。すなわち、輪帯照明用マークパターン68の中心6
9を通常照明用マークパターン78の中心79の位置ず
れ量Gを測定することにより、ワード線パターン63と
開口部パターン73との真の位置ずれ量が測定されるこ
とになる。したがって、位置ずれを正確に補正すること
ができるため、ICの製造方法の歩留りを高めることが
できる。例えば、図9に示されている例の場合には、X
方向右向きに量Gだけ位置ずれしているため、X方向左
向きに戻す補正が実行される。Therefore, as shown in FIG. 9, in the alignment inspection of the normal illumination mark pattern 78, the positional deviation amount between the normal illumination mark pattern 78 and the annular illumination mark pattern 68 is determined by the ordinary illumination mark pattern. The amount of displacement due to the difference between A and the annular illumination B can be taken out of consideration. That is, the center 6 of the annular illumination mark pattern 68
By measuring the position shift amount G of the center 79 of the normal illumination mark pattern 78, the true position shift amount between the word line pattern 63 and the opening pattern 73 is measured. Therefore, since the displacement can be accurately corrected, the yield of the IC manufacturing method can be improved. For example, in the case of the example shown in FIG.
Since the position is displaced rightward in the direction by the amount G, correction to return leftward in the X direction is executed.
【0045】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、通常照明Aと輪帯照明Bとの相違によって発生する
位置ずれを、通常照明用合わせ検査マーク74の0.4
μm幅の孤立スペース76と輪帯照明用合わせ検査マー
ク64についての測定法Sによる場合との間で相殺させ
ることにより、通常照明用マークパターン78の合わせ
検査に際して、通常照明用マークパターン78と輪帯照
明用マークパターン68との位置ずれ量Gについては、
通常照明Aと輪帯照明Bとの相違に伴う位置ずれ量は考
慮外に置くことができるため、通常照明用マークパター
ン78と輪帯照明用マークパターン68の位置ずれ量G
を測定することにより、ワード線パターン63と開口部
パターン73との真の位置ずれ量を測定することができ
る。つまり、通常照明用マークパターン78と輪帯照明
用マークパターン68の位置ずれ量Gを改善する補正を
実行することにより、ワード線パターン63と開口部パ
ターン73との真の位置ずれを補正することができ、そ
の結果、ICの製造方法の歩留りを高めることができ
る。As described above, according to the present embodiment, the positional deviation caused by the difference between the normal illumination A and the annular illumination B is set to the position of the normal illumination alignment inspection mark 74 by 0.4 mm.
The offset between the isolated space 76 having a width of μm and the case using the measurement method S for the annular illumination alignment inspection mark 64 allows the normal illumination mark pattern 78 and the ring to be aligned in the alignment inspection of the ordinary illumination mark pattern 78. Regarding the displacement G with respect to the band illumination mark pattern 68,
Since the amount of misalignment due to the difference between the normal illumination A and the annular illumination B can be ignored, the amount of misalignment G between the normal illumination mark pattern 78 and the annular illumination mark pattern 68 can be considered.
Is measured, the true positional deviation between the word line pattern 63 and the opening pattern 73 can be measured. In other words, by executing a correction for improving the positional deviation amount G between the normal illumination mark pattern 78 and the annular illumination mark pattern 68, the true positional deviation between the word line pattern 63 and the opening pattern 73 is corrected. As a result, the yield of the IC manufacturing method can be improved.
【0046】以上の検査原理および補正原理は、輪帯照
明Bから通常照明Aに変更された場合に限らず、通常照
明Aから輪帯照明Bに変更された場合にも相対的に適用
可能であることは云うまでもない。また、通常照明Aと
四分割照明Cの相互間についても適用可能である。例え
ば、通常照明用合わせ検査マーク74に幅が0.4μm
の孤立スペース76が設定された場合には、図8(d)
によれば、四分割照明用合わせ検査マーク(図示せず)
としては、スペースおよびラインの幅が0.6μmに設
定され、中央のスペースの幅を測定する測定法Sが選定
されると、照明の変更による位置ずれ量が約0.12μ
mになるため、通常照明Aと四分割照明Cとの間の変更
によるコマ収差に起因する位置ずれ量を相殺させること
ができる。The above inspection principle and correction principle are relatively applicable not only when the annular illumination B is changed to the normal illumination A but also when the normal illumination A is changed to the annular illumination B. Needless to say, there is. Further, the present invention can be applied to a space between the normal illumination A and the four-division illumination C. For example, the alignment mark 74 for normal illumination has a width of 0.4 μm.
When the isolated space 76 is set as shown in FIG.
According to the four-part illumination alignment inspection mark (not shown)
When the width of the space and the line is set to 0.6 μm and the measuring method S for measuring the width of the central space is selected, the amount of displacement due to the change in illumination is about 0.12 μm.
m, the amount of misalignment due to coma caused by a change between the normal illumination A and the four-division illumination C can be offset.
【0047】なお、輪帯照明Bと四分割照明Cとはいず
れも変形照明(斜光入射照明)に属し、位置ずれ量の傾
向が同様であるので、輪帯照明Bと四分割照明Cとの間
の変更によるコマ収差に起因した位置ずれ量を相殺する
前記検査原理および補正原理の適用の必要性は薄いと考
えられる。Note that both the annular illumination B and the four-division illumination C belong to the modified illumination (oblique illumination illumination) and have the same tendency in the amount of positional shift. It is considered that the necessity of applying the inspection principle and the correction principle for canceling the position shift amount due to the coma aberration due to the change between the above is small.
【0048】また、例えば、活性領域34が輪帯照明B
によって露光され、ワード線31も輪帯照明Bによって
露光される場合のように、照明方法に変更が介在しない
露光工程相互間ではコマ収差に起因した位置ずれは起こ
らないため、コマ収差に起因した位置ずれを相殺する前
記検査原理および補正原理の適用は必要ない。Further, for example, when the active region 34 is an annular illumination B
As in the case where the word line 31 is also exposed by the annular illumination B, there is no positional deviation due to coma between exposure steps in which the illumination method is not changed. It is not necessary to apply the inspection principle and the correction principle for canceling the displacement.
【0049】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形
態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変更可能であることはいうまでもない。Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment, the invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. Needless to say.
【0050】例えば、通常照明用合わせ検査マークを孤
立スペースによって構成し、輪帯照明用合わせ検査マー
クまたは四分割照明用合わせ検査マークをスペースとラ
インとの組合せによって構成するに限らず、通常照明用
合わせ検査マークをスペースとラインとの組合せによっ
て構成し、輪帯照明用合わせ検査マークまたは四分割照
明用合わせ検査マークを孤立スペースによって構成して
もよい。For example, the alignment inspection mark for normal illumination is constituted by an isolated space, and the alignment inspection mark for annular illumination or the four-division illumination is not limited to the combination of space and line. The alignment inspection mark may be composed of a combination of a space and a line, and the annular illumination alignment inspection mark or the quadrant illumination alignment inspection mark may be composed of an isolated space.
【0051】また、スペースとラインとの組合せによる
マークは、3条のスペースと2条のラインとの組合せに
限らず、4条以上のスペースと3条以上のラインとの組
合せ等によって構成してもよい。さらに、スペースの幅
(W)とラインの幅(w)とを等しく構成するに限ら
ず、互いに異ならせてもよい。すなわち、スペースのピ
ッチを一定にしてスペースの幅を異ならせてもよい。The mark formed by a combination of a space and a line is not limited to a combination of three spaces and two lines, but may be constituted by a combination of four or more spaces and three or more lines. Is also good. Further, the space width (W) and the line width (w) are not limited to be equal to each other, but may be different from each other. That is, the width of the space may be varied while keeping the pitch of the space constant.
【0052】図10は、5条のスペースと4条のライン
との組合せから成るパターンによって構成された合わせ
検査マークに対する通常照明、輪帯照明および四分割照
明と位置ずれとの関係を示している。図10(a)は5
条のスペース96と4条のライン97との組合せから成
るパターンによって構成された合わせ検査マーク94を
示している。図10(b)は図10(a)の合わせ検査
マーク94によってリソグラフィーされた合わせ検査マ
ークパターン(以下、マークパターンという。)98を
示している。図10(c)は図10(b)のマークパタ
ーン98に対する寸法測定結果の波形図を示している。
中央のマークパターン98の幅Sの中心が求められて位
置ずれ量が測定されている(以下、測定法Sとする。)
とともに、両端のマークパターン98、98の最大幅L
の中心が求められて位置ずれ量が測定されている(以
下、測定法Lとする。)。図10(d)はピッチを1μ
mで一定にしてスペース96の幅の値を変更した場合に
おけるスペース96の幅値とマークパターン98の位置
ずれ量との関係を示しており、横軸に変更されたスペー
ス96の幅値が取られ、縦軸に位置ずれ量が取られてい
る。図10(d)において、曲線91Sは通常照明Aを
使用して露光した場合の測定法Sによる位置ずれ曲線、
曲線92Sは輪帯照明Bを使用して露光した場合の測定
法Sによる位置ずれ曲線、曲線93Sは四分割照明Cを
使用して露光した場合の測定法Sによる位置ずれ曲線、
曲線91Lは通常照明Aを使用して露光した場合の測定
法Lによる位置ずれ曲線、曲線92Lは輪帯照明Bを使
用して露光した場合の測定法Lによる位置ずれ曲線、曲
線93Lは四分割照明Cを使用して露光した場合の測定
法Lによる位置ずれ曲線、をそれぞれ示している。FIG. 10 shows the relationship between the normal illumination, the annular illumination, the four-division illumination, and the positional deviation with respect to the alignment inspection mark constituted by the pattern composed of the combination of five spaces and four lines. . FIG.
An alignment inspection mark 94 formed by a pattern composed of a combination of a stripe space 96 and four stripe lines 97 is shown. FIG. 10B shows an alignment inspection mark pattern (hereinafter, referred to as a mark pattern) 98 lithographically formed by the alignment inspection mark 94 of FIG. 10A. FIG. 10C shows a waveform diagram of a result of dimension measurement for the mark pattern 98 of FIG. 10B.
The center of the width S of the central mark pattern 98 is determined, and the amount of displacement is measured (hereinafter, referred to as measurement method S).
And the maximum width L of the mark patterns 98 at both ends.
Are determined and the amount of displacement is measured (hereinafter, referred to as measurement method L). FIG. 10D shows that the pitch is 1 μm.
The horizontal axis indicates the relationship between the width value of the space 96 and the amount of displacement of the mark pattern 98 when the width value of the space 96 is changed while keeping the width of the space 96 constant. The vertical axis indicates the displacement amount. In FIG. 10D, a curve 91S is a displacement curve by the measurement method S when the exposure is performed using the normal illumination A,
Curve 92S is a displacement curve by measurement method S when exposed using annular illumination B, curve 93S is a displacement curve by measurement method S when exposed using quadrant illumination C,
Curve 91L is a displacement curve according to measurement method L when exposed using normal illumination A, curve 92L is a displacement curve according to measurement method L when exposed using annular illumination B, and curve 93L is divided into four. 3 shows a displacement curve by the measurement method L when exposure is performed using the illumination C.
【0053】図10(d)の各曲線を求めた時のステッ
パの露光条件は次の通りである。投影レンズのNAは
0.6、露光波長λは365nm、投影レンズのマーク
90の解像位置におけるコマ収差は0.4λである。通
常照明Aはσが0.3によって実行し、輪帯照明Bは透
光部Ba(図3参照)の外径のσが0.7、内径のσが
0.4によって実行し、四分割照明Cは外径のσが0.
7の円形透光部Caをσが0.3の幅の十字形帯の遮光
部Cbで遮光して実行した。The exposure conditions of the stepper when each curve in FIG. 10D is obtained are as follows. The NA of the projection lens is 0.6, the exposure wavelength λ is 365 nm, and the coma aberration at the resolution position of the mark 90 of the projection lens is 0.4λ. The normal illumination A is performed when σ is 0.3, the annular illumination B is performed when the outer diameter σ of the translucent portion Ba (see FIG. 3) is 0.7, and the inner diameter σ is 0.4, and is divided into four. The illumination C has an outer diameter σ of 0.
7, the circular light-transmitting portion Ca was shielded by a cross-shaped light-shielding portion Cb having a width of 0.3.
【0054】図10(d)によれば、通常照明下で測定
法Sによる曲線91S、輪帯照明下で測定法Sによる曲
線92Sおよび四分割照明下で測定法Sによる曲線93
Sにおける位置ずれの量が相違することが理解される。
殊に、通常照明下で測定法Sによる曲線91Sと、輪帯
照明下で測定法Sによる曲線92Sおよび四分割照明下
で測定法Sによる曲線93Sとの間において相違が顕著
であり、輪帯照明下で測定法Sによる曲線92Sと四分
割照明下で測定法Sによる曲線93Sとの間において
は、スペース幅が0.55μm〜0.65μmで相違が
ない。同様に、通常照明下で測定法Lによる曲線91
L、輪帯照明下で測定法Lによる曲線92Lおよび四分
割照明下で測定法Lによる曲線93Lにおける位置ずれ
の量が相違することが理解される。殊に、通常照明下で
測定法Lによる曲線91Lと、輪帯照明下で測定法Lに
よる曲線92Lおよび四分割照明下で測定法Lによる曲
線93Lとの間において相違が顕著であり、輪帯照明下
で測定法Lによる曲線92Lと四分割照明下で測定法L
による曲線93Lとの間においては相違が小さい。According to FIG. 10D, a curve 91S according to the measuring method S under normal illumination, a curve 92S according to the measuring method S under annular illumination, and a curve 93 according to the measuring method S under four-division illumination.
It is understood that the amount of the displacement in S is different.
In particular, the difference is remarkable between the curve 91S according to the measurement method S under normal illumination, the curve 92S according to the measurement method S under annular illumination, and the curve 93S according to the measurement method S under four-division illumination. There is no difference between the curve 92S according to the measurement method S under illumination and the curve 93S according to the measurement method S under four-division illumination with a space width of 0.55 μm to 0.65 μm. Similarly, curve 91 according to measurement method L under normal illumination
L, it is understood that the amount of displacement in the curve 92L according to the measurement method L under annular illumination and the curve 93L according to the measurement method L under four-division illumination are different. In particular, there is a remarkable difference between the curve 91L according to the measurement method L under normal illumination, the curve 92L according to the measurement method L under annular illumination, and the curve 93L according to the measurement method L under four-division illumination. Curve 92L according to measurement method L under illumination and measurement method L under quadrant illumination
The difference between the curve 93L and the curve 93L is small.
【0055】例えば、図8(d)の通常照明下で測定法
Sによる位置ずれ曲線81Sと、図10(d)の輪帯照
明下で測定法Lによる位置ずれ曲線92Lとによれば、
輪帯照明用合わせ検査マーク64が3条の0.4μmの
スペースと2条のラインとの組合せによって構成されて
いる場合と、合わせ検査マーク94が5条の0.4μm
のスペースが1μmのピッチで整列されて構成されてい
る場合とでは、位置ずれ量が約0.14μmで略等しく
なる。したがって、これら合わせ検査マーク同士を通常
照明用合わせ検査マークと輪帯照明用合わせ検査マーク
として使用することができる。For example, according to the displacement curve 81S by the measurement method S under the normal illumination in FIG. 8D and the displacement curve 92L by the measurement method L under the annular illumination in FIG.
When the annular inspection mark 64 is composed of a combination of three 0.4 μm spaces and two lines, the alignment inspection mark 94 is formed of five 0.4 μm lines.
In the case where the spaces are arranged at a pitch of 1 μm, the positional deviation amounts are approximately equal at about 0.14 μm. Therefore, these alignment inspection marks can be used as a normal illumination alignment inspection mark and an annular illumination alignment inspection mark.
【0056】なお、ステッパの光学系が異なる場合は、
次の式およびに基づいて合わせ検査マークのスペー
スのピッチPおよび幅Wを光学系に対応して最適値に設
定することができる。式中、λは露光光線の波長、NA
は投影レンズの開口数であり、 P=k1 ×(λ/NA)・・・ 但し、k1 は、1.4〜1.8、とする、 W=k2 ×(λ/NA)・・・ 但し、k2 は、0.8〜1.3とする。When the optical system of the stepper is different,
The pitch P and the width W of the space for the alignment inspection mark can be set to optimal values according to the optical system based on the following formulas. Where λ is the wavelength of the exposure light, NA
Is the numerical aperture of the projection lens, P = k 1 × (λ / NA), where k 1 is 1.4 to 1.8. W = k 2 × (λ / NA) · ... However, k 2 is a 0.8 to 1.3.
【0057】前記実施形態においては、照明条件に依存
したレンズのコマ収差起因の位置ずれによる合わせ精度
低下を防止する方法について述べた。この合わせ精度低
下防止方法によれば、合わせ検査マークの合わせ層間の
相対的位置ずれを防止することができるため、実パター
ンの合わせずれの拡大を防止することができる。ところ
で、実パターン同士の相対的位置ずれもコマ収差に依存
して発生する場合がある。このコマ収差に依存する実パ
ターン同士の位置ずれを防止する方法として、各実パタ
ーンに対応したレンズの調整によって転写パターンの位
置を予め補正する方法が考えられる。例えば、実パター
ンが主に単純なラインおよびスペースから成るパターン
によって構成されている場合には、そのパターンでの位
置ずれを予め測定し、露光工程で使用されるステッパ
(投影露光光学装置)のレンズの調整によってパターン
の位置ずれを補正することができる。In the above-described embodiment, a method for preventing a decrease in alignment accuracy due to a positional shift due to coma aberration of a lens depending on an illumination condition has been described. According to the method for preventing a decrease in alignment accuracy, it is possible to prevent a relative positional shift between alignment layers of alignment inspection marks, and thus it is possible to prevent an increase in alignment shift of an actual pattern. Incidentally, the relative displacement between the actual patterns may also occur depending on the coma aberration. As a method of preventing the positional deviation between the actual patterns depending on the coma aberration, a method of correcting the position of the transfer pattern in advance by adjusting a lens corresponding to each actual pattern can be considered. For example, when the actual pattern is mainly composed of a pattern consisting of simple lines and spaces, the displacement of the pattern is measured in advance, and the lens of a stepper (projection exposure optical device) used in the exposure process is used. By adjusting the position, the positional deviation of the pattern can be corrected.
【0058】このレンズの調整による補正方法によれ
ば、通常、レンズの中心から同心円状に補正されるた
め、例えば、実パターンが主に縦線(Y方向に延在する
線)で構成されていると、レンズのコマ収差に起因する
位置ずれは横方向(X方向)と縦方向(Y方向)とで異
なってしまう。したがって、横方向の位置ずれに注目し
て実パターンの位置補正を実行すると、縦方向の位置ず
れは拡大してしまうことになる。そこで、このレンズの
調整による補正方法を用いる場合には、注目方向以外の
位置ずれに対して合わせずれの許容量を予め大きく設定
する必要がある。また、この場合に使用する合わせ検査
マークは、実パターンの注目方向に用いられたパターン
と実質的に同一のパターンによって構成し、実パターン
の位置ずれを反映することが必要である。According to the correction method by adjusting the lens, the correction is usually made concentrically from the center of the lens. For example, the actual pattern is mainly composed of vertical lines (lines extending in the Y direction). In such a case, the displacement caused by the coma of the lens is different between the horizontal direction (X direction) and the vertical direction (Y direction). Therefore, if the position correction of the actual pattern is executed while paying attention to the horizontal position shift, the vertical position shift will be enlarged. Therefore, when using the correction method by adjusting the lens, it is necessary to set a large allowable amount of misalignment in advance with respect to misalignment other than the direction of interest. In addition, the alignment inspection mark used in this case needs to be formed of a pattern that is substantially the same as the pattern used in the direction of interest of the actual pattern, and reflects the positional deviation of the actual pattern.
【0059】図11は本発明の他の実施形態であるレン
ズ調整による補正方法を説明するためのもので、(a)
はマスクの平面図、(b)は実パターンの平面図、
(c)は合わせ検査マークの平面図である。FIG. 11 is a view for explaining a correction method by lens adjustment according to another embodiment of the present invention.
Is a plan view of a mask, (b) is a plan view of an actual pattern,
(C) is a plan view of the alignment inspection mark.
【0060】マスク101の中央部には実パターン領域
102が設定されており、実パターン領域102の四隅
の外側には合わせ検査マーク領域103がそれぞれ設定
されている。実パターン領域102に形成された実パタ
ーン104は例えばワード線を構成するパターンであ
り、図11(b)に示されているように構成されてい
る。すなわち、実パターン104は、幅が0.35μm
のスペースが多数本、0.7μmのピッチPをもって両
端を揃えられて平行に整列されたパターンによって構成
されている。各合わせ検査マーク領域103には、図1
1(c)に示された合わせ検査マーク105がそれぞれ
形成されている。合わせ検査マーク105は、幅が0.
35のスペースが複数本、0.7μmのピッチPをもっ
て両端を揃えられて平行に整列され、かつ、このスペー
ス群が正方形枠形状に配置されたパターンによって構成
されている。つまり、この合わせ検査マーク105は縦
方向(Y方向)において実パターン104と可及的に等
しくなるように設定されている。ちなみに、この合わせ
検査マーク105はY方向の位置検出に使用される横線
(X方向に延在する線)のラインおよびスペースも縦線
のラインおよびスペースと同様にパターニングされてい
る。An actual pattern area 102 is set at the center of the mask 101, and alignment inspection mark areas 103 are set outside the four corners of the actual pattern area 102, respectively. The real pattern 104 formed in the real pattern region 102 is, for example, a pattern constituting a word line, and is configured as shown in FIG. That is, the actual pattern 104 has a width of 0.35 μm.
Are formed in a pattern in which both ends are aligned in parallel with a pitch P of 0.7 μm. In each alignment inspection mark area 103, FIG.
The alignment inspection marks 105 shown in FIG. 1 (c) are respectively formed. The alignment inspection mark 105 has a width of 0.
A plurality of 35 spaces are arranged in parallel with both ends being aligned at a pitch P of 0.7 μm and arranged in parallel, and this space group is constituted by a pattern arranged in a square frame shape. That is, the alignment inspection mark 105 is set to be as equal as possible to the actual pattern 104 in the vertical direction (Y direction). Incidentally, in the alignment inspection mark 105, lines and spaces of horizontal lines (lines extending in the X direction) used for position detection in the Y direction are also patterned in the same manner as vertical lines and spaces.
【0061】以上のように構成されたマスク101がウ
エハに転写された場合には、レンズのコマ収差による位
置ずれは実パターン104と合わせ検査マーク105と
の間で実質的に同一になる。そこで、0.35μmのパ
ターンの位置ずれを予め測定し、ステッパの投影レンズ
を調整して、レンズのコマ収差による位置ずれを補正す
ることができる。When the mask 101 configured as described above is transferred to a wafer, the positional deviation due to the coma of the lens becomes substantially the same between the actual pattern 104 and the alignment inspection mark 105. Therefore, the displacement of the pattern of 0.35 μm can be measured in advance, and the projection lens of the stepper can be adjusted to correct the displacement due to the coma of the lens.
【0062】図12はレンズの調整前後における0.3
5μmのパターンの絶対格子に対する位置ずれを示す線
図である。FIG. 12 shows 0.3 before and after the lens adjustment.
FIG. 5 is a diagram showing a displacement of a 5 μm pattern with respect to an absolute lattice.
【0063】図12において、106はレンズ調整前の
曲線、107はレンズ調整後の曲線を示している。レン
ズ調整前の曲線106とレンズ調整後の曲線107との
比較から明らかな通り、実パターンおよび合わせ検査マ
ークは位置ずれを縮小することができる。In FIG. 12, reference numeral 106 denotes a curve before lens adjustment, and 107 denotes a curve after lens adjustment. As is clear from the comparison between the curve 106 before the lens adjustment and the curve 107 after the lens adjustment, the positional deviation of the actual pattern and the alignment inspection mark can be reduced.
【0064】例えば、ワード線以外の実パターンを有す
る他の層についてのレンズの調整は、使用する照明条件
と解像するラインおよびスペースのパターンの寸法、配
列ピッチ等に対応して各補正条件をそれぞれ決定する。
補正の目標値はラインおよびスペースのパターンの配置
が絶対格子に近づくように設定する。また、実パターン
がホール等の孤立パターンによって構成されている場合
には、レンズのコマ収差の影響が実質的に同一になる孤
立パターンによって合わせ検査マークを構成する。この
場合も、実パターンと実質的に同一の位置ずれになるよ
うに合わせ検査マークを構成することが特徴であり、双
方とも同一のパターン形状に構成しなくともよい。For example, lens adjustment for other layers having actual patterns other than word lines is performed by adjusting each correction condition in accordance with the illumination conditions to be used and the dimensions and arrangement pitch of the line and space patterns to be resolved. Decide each.
The target value of the correction is set so that the arrangement of the line and space patterns approaches the absolute grid. When the actual pattern is formed by an isolated pattern such as a hole, the alignment inspection mark is formed by an isolated pattern having substantially the same influence of the coma of the lens. Also in this case, it is a feature that the alignment inspection mark is configured so as to have substantially the same positional deviation as the actual pattern, and both need not be configured to have the same pattern shape.
【0065】さらに、コマ収差の影響による合わせ検査
マークの位置ずれを防止する方法として、転写ワンショ
ット内のコマ収差の小さい領域、すなわち、パターン転
写位置誤差の小さい領域に合わせ検査マークを配置する
ことにより、合わせ測定のコマ収差に起因した誤差を最
小限に抑えることができる。例えば、図12の点Mに実
質的に位置するように合わせ検査マークを配置すること
により、ラインおよびスペースから成るパターンの如何
に関係なく位置誤差を0.01μm以下に抑制すること
ができる。Further, as a method of preventing the displacement of the alignment test mark due to the influence of coma aberration, the alignment test mark is arranged in an area where the coma aberration is small in one transfer shot, that is, an area where the pattern transfer position error is small. Accordingly, an error due to coma aberration in alignment measurement can be minimized. For example, by arranging the alignment inspection mark so as to be substantially located at the point M in FIG. 12, the position error can be suppressed to 0.01 μm or less irrespective of the pattern composed of lines and spaces.
【0066】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるDRA
Mのメモリーセルの製造技術に適用した場合について説
明したが、それに限定されるものではなく、ゲートアレ
イ等の半導体集積回路装置の製造方法全般に適用するこ
とができる。In the above description, the invention made mainly by the present inventor is described in terms of the DRA which is the application field in which the invention is based.
Although the description has been given of the case where the present invention is applied to the manufacturing technique of the M memory cell, the present invention is not limited thereto, and the present invention can be applied to the entire method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device such as a gate array.
【0067】[0067]
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次
の通りである。The effects obtained by typical aspects of the invention disclosed in the present application will be briefly described as follows.
【0068】通常照明用マークパターンと変形照明用マ
ークパターンとを使用することにより、通常照明と変形
照明との相違に伴う位置ずれ量は考慮外に置くことがで
きるため、通常照明用マークパターンと変形照明用マー
クパターンとの位置ずれ量を改善する補正を実行するこ
とにより、実パターンの真の位置ずれ量を補正すること
ができ、その結果、半導体集積回路装置の製造方法の歩
留りを高めることができる。By using the normal illumination mark pattern and the modified illumination mark pattern, the amount of displacement caused by the difference between the normal illumination and the modified illumination can be taken out of consideration. By executing the correction for improving the amount of misalignment with the deformed illumination mark pattern, the true amount of misalignment of the actual pattern can be corrected, and as a result, the yield of the semiconductor integrated circuit device manufacturing method can be increased. Can be.
【図1】本発明の一実施形態であるICの製造方法の主
要工程を示す工程図である。FIG. 1 is a process chart showing main steps of an IC manufacturing method according to one embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施形態であるICの製造方法に使
用されるステッパを示す模式図である。FIG. 2 is a schematic view showing a stepper used in a method of manufacturing an IC according to an embodiment of the present invention.
【図3】照明形状を示す模式図であり、(a)は通常照
明、(b)は輪帯照明、(c)は四分割照明をそれぞれ
示している。3A and 3B are schematic diagrams showing illumination shapes, where FIG. 3A shows normal illumination, FIG. 3B shows annular illumination, and FIG. 3C shows quadrant illumination.
【図4】3種類の照明についての合わせ検査マークと位
置ずれとの関係を示しており、(a)は合わせ検査マー
クの模式図、(b)は(a)の合わせ検査マークによっ
てリソグラフィーされた試料の断面図、(c)は(b)
の試料の凹部に対する寸法測定結果の波形図、(d)は
合わせ検査マークのスペース幅と位置ずれとの関係を示
す線図である。4A and 4B show the relationship between the alignment inspection mark and the positional deviation for three types of illumination, wherein FIG. 4A is a schematic diagram of the alignment inspection mark, and FIG. 4B is a lithography using the alignment inspection mark of FIG. Sectional view of sample, (c) is (b)
FIG. 7D is a waveform diagram of the measurement results of the dimensions of the concave portion of the sample, and FIG. 9D is a diagram showing the relationship between the space width of the alignment inspection mark and the displacement.
【図5】DRAMのメモリーセルを示しており、(a)
は底面図、(b)は(a)のb−b線に沿う正面断面図
である。FIG. 5 shows a memory cell of a DRAM, and (a)
Is a bottom view, and (b) is a front sectional view along line bb in (a).
【図6】輪帯照明用合わせ検査マークを有するワード線
用マスクを示しており、(a)は底面図、(b)は
(a)のb−b線に沿う正面断面図である。6A and 6B show a word line mask having an annular illumination alignment inspection mark, wherein FIG. 6A is a bottom view and FIG. 6B is a front sectional view taken along line bb of FIG.
【図7】通常照明用合わせ検査マークを有する開口部用
マスクを示しており、(a)は底面図、(b)は(a)
のb−b線に沿う正面断面図である。FIGS. 7A and 7B show a mask for an opening having an alignment inspection mark for normal illumination, wherein FIG. 7A is a bottom view and FIG.
FIG. 4 is a front sectional view taken along line bb of FIG.
【図8】3種類の照明についての輪帯照明用合わせ検査
マークと位置ずれとの関係を示しており、(a)は輪帯
照明用合わせ検査マークの模式図、(b)は(a)の輪
帯照明用合わせ検査マークによってリソグラフィーされ
た輪帯照明用合わせ検査マークパターンの断面図、
(c)は(b)の測定結果の波形図、(d)は輪帯照明
用合わせ検査マークのスペースとラインの幅と位置ずれ
との関係を示す線図である。FIGS. 8A and 8B show the relationship between the alignment inspection mark for annular illumination and the positional deviation for three types of illumination, wherein FIG. 8A is a schematic diagram of the alignment inspection mark for annular illumination, and FIG. Cross-sectional view of the annular illumination alignment inspection mark pattern lithographically formed by the annular illumination alignment inspection mark,
(C) is a waveform diagram of the measurement result of (b), and (d) is a diagram showing a relationship between a space, a line width, and a positional shift of the alignment inspection mark for annular illumination.
【図9】(a)は輪帯照明用合わせ検査マークパターン
を示す正面断面図、(b)は輪帯照明用合わせ検査マー
クパターンと通常照明用合わせ検査マークパターンとの
関係を示す正面断面図、(c)は同じく平面図、(d)
は同じく測定波形図である。9A is a front cross-sectional view showing an alignment inspection mark pattern for annular illumination, and FIG. 9B is a front cross-sectional view showing the relationship between the alignment inspection mark pattern for annular illumination and the alignment inspection mark pattern for normal illumination. , (C) is also a plan view, (d)
Is a measurement waveform diagram.
【図10】3種類の照明についての他の実施例である合
わせ検査マークと位置ずれとの関係を示しており、
(a)は他の実施例である合わせ検査マークの模式図、
(b)は(a)の合わせ検査マークによってリソグラフ
ィーされたマークパターンの断面図、(c)は(b)の
測定結果の波形図、(d)は合わせ検査マークのスペー
スとラインの幅と位置ずれとの関係を示す線図である。FIG. 10 shows a relationship between an alignment inspection mark and misalignment according to another embodiment of three types of illumination;
(A) is a schematic view of an alignment inspection mark according to another embodiment,
(B) is a cross-sectional view of a mark pattern lithographically formed by the alignment inspection mark of (a), (c) is a waveform diagram of the measurement result of (b), and (d) is a space, line width and position of the alignment inspection mark. FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship with a shift.
【図11】本発明の他の実施形態であるレンズ調整によ
る補正方法を説明するためのもので、(a)はマスクの
平面図、(b)は実パターンの平面図、(c)は合わせ
検査マークの平面図である。11A and 11B are diagrams for explaining a correction method by lens adjustment according to another embodiment of the present invention, wherein FIG. 11A is a plan view of a mask, FIG. 11B is a plan view of an actual pattern, and FIG. It is a top view of an inspection mark.
【図12】レンズの調整前後におけるパターンの絶対格
子に対する位置ずれを示す線図である。FIG. 12 is a diagram showing a positional shift of a pattern with respect to an absolute grating before and after lens adjustment.
1…合わせ検査マーク、2…遮光部、3…透過部(スペ
ース)、4…試料、5…凹部、6…幅、7、8、9…曲
線、10…ステッパ(投影露光光学装置)、11…光
源、12…フライアイレンズ、13…照明形状調整アパ
ーチャ、14…第1コンデンサレンズ、15…ミラー、
16…第2コンデンサレンズ、17…マスクテーブル、
18…投影レンズ、19…試料台、20…Zテーブル、
21…Zテーブル駆動装置、22…XYテーブル、23
…XYテーブル駆動装置、24…コントローラ、25…
ミラー、26…レーザ測長器、27…マスクテーブル駆
動装置、28…ウエハ、A…通常照明(通常照明用アパ
ーチャ)、B…輪帯照明(輪帯照明用アパーチャ)、C
…四分割照明(四分割照明用アパーチャ)、G…位置ず
れ量、30…DRAMのメモリーセル、31…ワード
線、32…データ線、33…キャパシタ、33a…下部
電極、33b…誘電体膜、33c…上部電極、34…活
性領域、35…プラグ電極、36…開口部、37…ゲー
ト絶縁膜、38…ゲート電極、39…ソース、40…ド
レイン、41、42…シリコン酸化膜、43…層間絶縁
膜、44…配線、51…マスク製作工程、52…露光工
程、53…現像工程、54…エッチング工程、55…合
わせ検査工程、60…ワード線用マスク、61…マスク
ブランク、62…遮光膜、63…ワード線パターン、6
4…輪帯照明用合わせ検査マーク、65…遮光部、66
…スペース、67…ライン、68…輪帯照明用マークパ
ターン、69…中心、70…開口部用マスク、71…マ
スクブランク、72…遮光膜、73…開口部パターン、
74…通常照明用合わせ検査マーク、75…遮光部、7
6…孤立スペース、78…通常照明用マークパターン、
79…中心、81S…通常照明下で測定法Sによる位置
ずれ曲線、82S…輪帯照明下で測定法Sによる位置ず
れ曲線、83S…四分割照明下で測定法Sによる位置ず
れ曲線、81L…通常照明下で測定法Lによる位置ずれ
曲線、82L…輪帯照明下で測定法Lによる位置ずれ曲
線、83L…四分割照明下で測定法Lによる位置ずれ曲
線、90…合わせ検査マーク、91S…通常照明下で測
定法Sによる曲線、92S…輪帯照明下で測定法Sによ
る曲線、93S…四分割照明下で測定法Sによる曲線、
91L…通常照明下で測定法Lによる曲線、92L…輪
帯照明下で測定法Lによる曲線、93L…四分割照明下
で測定法Lによる曲線、94…5条のスペースと4条の
ラインとの組合せから構成されたマーク、96…スペー
ス、97…ライン、98…合わせ検査マークパターン、
101…マスク、102…実パターン領域、103…合
わせ検査マーク領域、104…実パターン、105…合
わせ検査マーク、106…レンズ調整前の曲線、107
…レンズ調整後の曲線。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Alignment inspection mark, 2 ... Light shielding part, 3 ... Transmissive part (space), 4 ... Sample, 5 ... Concave part, 6 ... Width, 7, 8, 9 ... Curve, 10 ... Stepper (projection exposure optical device), 11 ... light source, 12 ... fly-eye lens, 13 ... illumination shape adjustment aperture, 14 ... first condenser lens, 15 ... mirror,
16: second condenser lens, 17: mask table,
18: Projection lens, 19: Sample table, 20: Z table,
21 ... Z table driving device, 22 ... XY table, 23
... XY table drive, 24 ... controller, 25 ...
Mirror, 26: laser length measuring device, 27: mask table driving device, 28: wafer, A: normal illumination (aperture for normal illumination), B: annular illumination (aperture for annular illumination), C
... Four-division illumination (four-division illumination aperture), G: misregistration amount, 30: DRAM memory cell, 31: word line, 32: data line, 33: capacitor, 33a: lower electrode, 33b: dielectric film, 33c upper electrode, 34 active region, 35 plug electrode, 36 opening, 37 gate insulating film, 38 gate electrode, 39 source, 40 drain, 41, 42 silicon oxide film, 43 interlayer Insulating film, 44 wiring, 51 mask manufacturing process, 52 exposure process, 53 developing process, 54 etching process, 55 alignment test process, 60 mask for word line, 61 mask blank, 62 light shielding film , 63 ... word line pattern, 6
4 ... alignment inspection mark for annular illumination, 65 ... light shielding part, 66
... space, 67 ... line, 68 ... annular illumination mark pattern, 69 ... center, 70 ... opening mask, 71 ... mask blank, 72 ... light shielding film, 73 ... opening pattern,
74: alignment inspection mark for normal illumination, 75: light shielding part, 7
6 ... isolated space 78 ... normal illumination mark pattern
79: center, 81S: misalignment curve by measuring method S under normal illumination, 82S: misalignment curve by measuring method S under annular illumination, 83S: misalignment curve by measuring method S under quadrant illumination, 81L ... Displacement curve by measuring method L under normal illumination, 82L: misalignment curve by measuring method L under annular illumination, 83L: misalignment curve by measuring method L under four-division illumination, 90: alignment inspection mark, 91S ... A curve according to the measurement method S under normal illumination, 92S a curve according to the measurement method S under annular illumination, 93S a curve according to the measurement method S under four-division illumination,
91L: Curve by measurement method L under normal illumination, 92L: Curve by measurement method L under annular illumination, 93L: Curve by measurement method L under four-division illumination, 94: Five spaces and four lines , 96 ... space, 97 ... line, 98 ... alignment inspection mark pattern,
101: mask, 102: actual pattern area, 103: alignment inspection mark area, 104: actual pattern, 105: alignment inspection mark, 106: curve before lens adjustment, 107
… Curves after lens adjustment.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 27/108 H01L 21/30 522B 21/8242 27/10 621C (72)発明者 加藤 毅 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 平沼 雅幸 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 寺澤 恒男 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 西村 美智夫 茨城県稲敷郡美浦村木原2350 日本テキサ ス・インスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 酒井 毅 茨城県稲敷郡美浦村木原2350 日本テキサ ス・インスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 本間 靖浩 茨城県稲敷郡美浦村木原2350 日本テキサ ス・インスツルメンツ株式会社内──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 27/108 H01L 21/30 522B 21/8242 27/10 621C (72) Inventor Takeshi Kato 5-chome, Kamizuhoncho, Kodaira-shi, Tokyo No. 20 In the Semiconductor Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Masayuki Hiranuma 5-2-1, Kamisumihonmachi, Kodaira-shi, Tokyo In the Semiconductor Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Tsuneo Terasawa Kokubunji, Tokyo 1-280, Higashi-Koigakubo, Hitachi, Ltd.Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. 2350 Nippon Texas Instruments Co., Ltd. (72) Inventor Yasuhiro Homma Miura Muraki, Inashiki-gun, Ibaraki 2350 Japan Texas vinegar Instruments within Co., Ltd.
Claims (16)
ンおよび合わせ検査マークがそれぞれ形成された複数枚
のフォトマスクが製作されるフォトマスク製作工程と、
同一の半導体ウエハに前記各フォトマスクの各実用マス
クパターンおよび合わせ検査マークが同時に露光される
露光工程と、前記半導体ウエハに露光された前記各実用
マスクパターンおよび前記合わせ検査マークを顕在化さ
せる顕在化工程と、前記露光工程後に先に顕在化された
合わせ検査マークパターンと、後に顕在化される合わせ
検査マークパターンとの位置ずれを検査する検査工程
と、を備えている半導体集積回路装置の製造方法であっ
て、 前記フォトマスク製作工程において、前記各フォトマス
クとして通常照明用合わせ検査マークを有するフォトマ
スクと、変形照明用合わせ検査マークを有するフォトマ
スクとがそれぞれ製作され、 前記露光工程において、前記通常照明用合わせ検査マー
クを有するフォトマスクが前記半導体ウエハに露光され
る際には通常照明が使用され、前記変形照明用合わせ検
査マークを有するフォトマスクが前記半導体ウエハに露
光される際には変形照明が使用されることを特徴とする
半導体集積回路装置の製造方法。A photomask manufacturing step of manufacturing a plurality of photomasks each having a plurality of practical mask patterns and alignment inspection marks associated with each other;
An exposure step of simultaneously exposing each practical mask pattern and alignment test mark of each photomask on the same semiconductor wafer, and an exposure step of exposing each practical mask pattern and alignment test mark exposed on the semiconductor wafer A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising: a step of inspecting a misalignment between an alignment test mark pattern previously exposed after the exposure step and an alignment test mark pattern subsequently exposed after the exposure step. In the photomask manufacturing process, a photomask having a normal illumination alignment inspection mark as each of the photomasks, and a photomask having a modified illumination alignment inspection mark are manufactured, respectively. A photomask having a normal illumination alignment inspection mark is A semiconductor integrated circuit, wherein a normal illumination is used when exposing to c, and a modified illumination is used when exposing the photomask having the deformed illumination alignment inspection mark to the semiconductor wafer. Device manufacturing method.
変形照明用合わせ検査マークとは、前記通常照明と前記
変形照明との相互間の変更によって発生する位置ずれを
実質的に相殺させる関係になるようにそれぞれ設定され
ていることを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回
路装置の製造方法。2. The alignment mark for normal illumination and the alignment inspection mark for modified illumination have a relationship that substantially cancels a positional shift caused by a change between the ordinary illumination and the modified illumination. 2. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the settings are made as follows.
変形照明用合わせ検査マークとは、前記通常照明と前記
変形照明との相互間で露光光学系のコマ収差の影響を実
質的に同じにさせる関係になるようにそれぞれ設定され
ていることを特徴とする請求項1または2に記載の半導
体集積回路装置の製造方法。3. The alignment mark for normal illumination and the alignment mark for modified illumination make the influence of coma of the exposure optical system substantially the same between the ordinary illumination and the modified illumination. 3. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the settings are made so as to be related to each other.
パターンまたは複数条のパターンの一方によって構成さ
れており、前記変形照明用合わせ検査マークが孤立パタ
ーンまたは複数条のパターンの他方によって構成されて
いることを特徴とする請求項1、2または3に記載の半
導体集積回路装置の製造方法。4. The alignment mark for normal illumination is formed of one of an isolated pattern and a plurality of patterns, and the alignment mark of modified illumination is formed of the other of an isolated pattern or a plurality of patterns. 4. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein
W、投影レンズの開口数をNA、露光光線の波長をλ、
0.5≦n1≦0.9としたとき、 W=n1・λ/NA、 を満足するように設定されていることを特徴とする請求
項4に記載の半導体集積回路装置の製造方法。5. The isolated pattern width is W for the pattern width, NA for the numerical aperture of the projection lens, λ for the wavelength of the exposure light beam,
5. The method according to claim 4, wherein, when 0.5 ≦ n1 ≦ 0.9, W = n1 · λ / NA is satisfied.
チをP、パターン幅をW、投影レンズの開口数をNA、
露光光線の波長をλ、0.5≦n2≦0.9としたと
き、 P=W=n2・λ/NA、 を満足するように設定されていることを特徴とする請求
項4に記載の半導体集積回路装置の製造方法。6. A pattern pitch of the plurality of patterns, wherein the pitch is P, the pattern width is W, the numerical aperture of the projection lens is NA,
5. The method according to claim 4, wherein, when the wavelength of the exposure light beam is λ and 0.5 ≦ n2 ≦ 0.9, P = W = n2 · λ / NA. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
ターンが前記半導体ウエハに露光されて顕在化された前
記合わせ検査マークパターンを検査するに際して、その
合わせ検査マークパターンのうち前記合わせ検査マーク
の中央に位置したパターンに対応するパターンの幅が測
定されてその合わせ検査マークパターンの位置ずれが検
査されることを特徴とする請求項4または5に記載の半
導体集積回路装置の製造方法。7. In the inspection step, when inspecting the alignment inspection mark pattern that has been exposed by exposing the plurality of patterns to the semiconductor wafer, the center of the alignment inspection mark is included in the alignment inspection mark pattern. 6. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 4, wherein the width of the pattern corresponding to the pattern located in the step (a) is measured, and the positional deviation of the alignment test mark pattern is inspected.
ターンが前記半導体ウエハに露光されて顕在化された前
記合わせ検査マークパターンを検査するに際して、その
合わせ検査マークパターンのうち前記合わせ検査マーク
の両端に位置したパターンにそれぞれ対応する一対のパ
ターン間の幅が測定されてその合わせ検査マークパター
ンの位置ずれが検査されることを特徴とする請求項4ま
たは6に記載の半導体集積回路装置の製造方法。8. In the inspection step, when inspecting the alignment inspection mark pattern that has been exposed by exposing the plurality of patterns to the semiconductor wafer, both ends of the alignment inspection mark are included in the alignment inspection mark pattern. 7. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 4, wherein a width between a pair of patterns respectively corresponding to the patterns located at the position is measured, and a positional shift of the alignment test mark pattern is inspected. .
条のパターンで構成されており、前記変形照明用合わせ
検査マークが前記通常照明用合わせ検査マークと条数の
異なる複数条のパターンで構成されていることを特徴と
する請求項1、2または3に記載の半導体集積回路装置
の製造方法。9. The alignment inspection mark for normal illumination is formed of a plurality of patterns, and the alignment inspection mark for modified illumination is formed of a plurality of patterns having a different number of lines from the alignment inspection mark for normal illumination. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, 2 or 3, wherein
ッチをP、パターン幅をW、投影レンズの開口数をN
A、露光光線の波長をλ、0.5≦n2≦0.9とした
とき、 P=W=n2・λ/NA、 を満足するように設定されていることを特徴とする請求
項9に記載の半導体集積回路装置の製造方法。10. The pitch of the plurality of patterns is P, P is the pattern width, and N is the numerical aperture of the projection lens.
A, wherein, when the wavelength of the exposure light beam is λ, and 0.5 ≦ n2 ≦ 0.9, P = W = n2 · λ / NA is set so as to satisfy: A manufacturing method of the semiconductor integrated circuit device according to the above.
用合わせ検査マークが前記半導体ウエハに露光されて顕
在化された前記通常照明用合わせ検査マークパターンを
検査するに際して、前記半導体ウエハに先に露光されて
顕在化された前記変形照明用合わせ検査マークパターン
のうち前記変形照明用合わせ検査マークの中央に位置し
たパターンに対応するパターンの幅が測定された時に
は、前記通常照明用合わせ検査マークパターンのうち前
記通常照明用合わせ検査マークの両端に位置したパター
ンにそれぞれ対応する一対のパターン間の幅が測定され
て、その合わせ検査マークパターンの位置ずれが検査さ
れることを特徴とする請求項9または10に記載の半導
体集積回路装置の製造方法。11. In the inspection step, when inspecting the normal illumination alignment inspection mark pattern that has been exposed by exposing the normal illumination alignment inspection mark to the semiconductor wafer, the semiconductor wafer is first exposed to the normal illumination alignment inspection mark pattern. When the width of the pattern corresponding to the pattern located at the center of the deformed illumination alignment inspection mark in the deformed illumination alignment inspection mark pattern that has been revealed by The width of a pair of patterns respectively corresponding to the patterns located at both ends of the alignment inspection mark for normal illumination is measured, and the positional deviation of the alignment inspection mark pattern is inspected. 3. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to 1.
用合わせマークが前記半導体ウエハに露光されて顕在化
された前記通常照明用合わせ検査マークパターンを検査
するに際して、前記半導体ウエハに先に露光されて顕在
化された前記変形照明用合わせマークパターンのうち前
記変形照明用合わせ検査マークの両端にそれぞれ位置し
た一対のパターンに対応するパターン間の幅が測定され
た時には、前記通常照明用合わせ検査マークパターンの
うち前記通常照明用合わせ検査マークの中央に位置した
パターンに対応するパターンの幅が測定されて、その合
わせ検査マークパターンの位置ずれが検査されることを
特徴とする請求項9または10に記載の半導体集積回路
装置の製造方法。12. In the inspection step, when inspecting the normal illumination alignment inspection mark pattern exposed and exposed by the normal illumination alignment mark, the semiconductor wafer is first exposed to the semiconductor wafer. When the width between patterns corresponding to a pair of patterns respectively positioned at both ends of the deformed illumination alignment inspection mark in the exposed deformed illumination alignment mark pattern is measured, the normal illumination alignment inspection mark pattern 11. The method according to claim 9, wherein a width of a pattern corresponding to a pattern located at the center of the alignment inspection mark for normal illumination is measured, and a positional shift of the alignment inspection mark pattern is inspected. Of manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
であることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記
載の半導体集積回路装置の製造方法。13. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the modified illumination is annular illumination or quadrant illumination.
ーンおよび合わせ検査マークがそれぞれ形成された複数
枚のフォトマスクが製作されるフォトマスク製作工程
と、同一の半導体ウエハに前記各フォトマスクの各実用
マスクパターンおよび合わせ検査マークが同時に露光さ
れる露光工程と、前記半導体ウエハに露光された前記各
実用マスクパターンおよび前記合わせ検査マークを顕在
化させる顕在化工程と、前記露光工程後に先に顕在化さ
れた合わせ検査マークパターンと、後に顕在化される合
わせ検査マークパターンとの位置ずれを検査する検査工
程と、を備えている半導体集積回路装置の製造方法であ
って、 前記露光工程で使用される投影露光光学装置のレンズ光
学系のコマ収差に起因した転写パターンの位置ずれ量
が、実用マスクパターンと位置合わせ検査マークとの間
で実質的に同一になるように調整されることを特徴とす
る半導体集積回路装置の製造方法。14. A photomask manufacturing step for manufacturing a plurality of photomasks each having a plurality of mutually associated practical mask patterns and alignment inspection marks formed thereon, and each of the practical masks of the respective photomasks on the same semiconductor wafer. An exposure step in which the pattern and the alignment inspection mark are simultaneously exposed; an exposure step in which the respective practical mask patterns and the alignment inspection mark exposed in the semiconductor wafer are exposed; and an exposure step that is first exposed after the exposure step. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising: an inspection step of inspecting a positional deviation between an alignment inspection mark pattern and an alignment inspection mark pattern that is to be revealed later, wherein the projection exposure used in the exposure step The amount of displacement of the transfer pattern due to the coma of the lens optical system of the optical device is The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device which is characterized substantially be adjusted to be identical between the turn and the alignment inspection mark.
るパターンの配置ピッチが、前記実用マスクパターンの
主要パターンの配置ピッチと実質的に同一になるように
設定されることを特徴とする請求項14記載の半導体集
積回路装置の製造方法。15. The arrangement pitch of a main pattern constituting the alignment inspection mark is set so as to be substantially the same as the arrangement pitch of the main pattern of the practical mask pattern. A manufacturing method of the semiconductor integrated circuit device according to the above.
ーンおよび合わせ検査マークがそれぞれ形成された複数
枚のフォトマスクが製作されるフォトマスク製作工程
と、同一の半導体ウエハに前記各フォトマスクの各実用
マスクパターンおよび合わせ検査マークが同時に露光さ
れる露光工程と、前記半導体ウエハに露光された前記各
実用マスクパターンおよび前記合わせ検査マークを顕在
化させる顕在化工程と、前記露光工程後に先に顕在化さ
れた合わせ検査マークパターンと、後に顕在化される合
わせ検査マークパターンとの位置ずれを検査する検査工
程と、を備えている半導体集積回路装置の製造方法であ
って、 前記合わせ検査マークの配置が、前記露光工程で使用さ
れる投影露光光学装置のレンズ光学系のコマ収差が小さ
い領域に配置されることを特徴とする半導体集積回路装
置の製造方法。16. A photomask manufacturing step for manufacturing a plurality of photomasks each having a plurality of mutually associated practical mask patterns and alignment inspection marks formed thereon, and each practical mask of each of said photomasks being formed on the same semiconductor wafer. An exposure step in which the pattern and the alignment inspection mark are simultaneously exposed; an exposure step in which the respective practical mask patterns and the alignment inspection mark exposed in the semiconductor wafer are exposed; and an exposure step that is first exposed after the exposure step. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising: an alignment inspection mark pattern; and an inspection step of inspecting a positional deviation between the alignment inspection mark pattern that is to be revealed later, and the arrangement of the alignment inspection mark, Arranged in the area where the coma of the lens optical system of the projection optical system used in the exposure process is small. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device which is characterized in that.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13758697A JPH10312958A (en) | 1997-05-13 | 1997-05-13 | Fabrication of semiconductor integrated circuit device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13758697A JPH10312958A (en) | 1997-05-13 | 1997-05-13 | Fabrication of semiconductor integrated circuit device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10312958A true JPH10312958A (en) | 1998-11-24 |
Family
ID=15202183
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP13758697A Withdrawn JPH10312958A (en) | 1997-05-13 | 1997-05-13 | Fabrication of semiconductor integrated circuit device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10312958A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002025711A1 (en) * | 2000-09-21 | 2002-03-28 | Nikon Corporation | Method of measuring image characteristics and exposure method |
KR20020038061A (en) * | 2000-11-16 | 2002-05-23 | 박종섭 | Measurement mark for pattern misalignment of expose apparatus |
US6697698B2 (en) | 2001-07-17 | 2004-02-24 | Hitachi, Ltd. | Overlay inspection apparatus for semiconductor substrate and method thereof |
JP2006173305A (en) * | 2004-12-15 | 2006-06-29 | Canon Inc | Aligner and its method, and device manufacturing method |
-
1997
- 1997-05-13 JP JP13758697A patent/JPH10312958A/en not_active Withdrawn
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US6801827B2 (en) | 2001-07-17 | 2004-10-05 | Hitachi, Ltd. | Overlay inspection apparatus for semiconductor substrate and method thereof |
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