JPH11176732A - 重ね合わせ精度向上方法およびそれを用いる基板へのパターン形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 重ね合わせ検査マークが低段差であった場合
にも、重ね合わせのずれ量を容易に算出し得る、半導体
装置の重ね合わせ精度向上方法およびそれを用いる基板
へのパターン形成方法を提供する。 【解決手段】 まず、第１の重ね合わせ検査マーク１の
少なくともエッジ部を覆う第１のレジスト膜３を形成す
る。次に、第１の重ね合わせ検査マーク１のエッジ部の
位置を干渉を用いる光学系により、その段差を拡大した
状態で検出する。そして、第１の重ね合わせ検査マーク
１と第２の重ね合わせ検査マーク２の両端の距離を測定
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、重ね合わせ精度の
向上方法およびそれを用いる基板へのパターン形成方法
に関し、特に、半導体装置の製造工程中の露光工程にお
ける重ね合わせ精度の向上方法およびそれを用いる基板
へのパターン形成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体装置の製造工程における重
ね合わせのずれ量を測定する方法としては、重ね合わせ
検査マークの位置のずれ量を測定する方法が用いられて
いる。重ね合わせ検査マークのずれ量を測定する方法で
は、まず、重ね合わせ検査マークを形成し、その重ね合
わせ検査マークの段差の位置を求める。そして、その段
差部の位置に基づいて重ね合わせ検査マークの位置を求
める。さらに、その重ね合わせ検査マークの位置に基づ
いて重ね合わせのずれ量を測定する。その段差部の位置
を求める方法としては、段差部に光を入射し、反射する
光の強度を求める方法が知られている。この反射する光
の強度により段差部の位置を求める方法では、段差部で
光が乱反射し、反射する光の強度が段差部で他の部分に
比べて弱くなるので、その反射する光の強度が弱くなる
部分を検出することにより段差部の位置を求める。

【０００３】以下、図１０〜図１３を用いて、従来の重
ね合わせ精度向上方法を説明する。従来の重ね合わせ精
度向上方法では、図１０に示すように、ウェハ１０１上
に複数形成されたチップ１０２のうち選択された測定ポ
イントで重ね合わせ検査マークの位置の測定が行なわれ
る。その各々の測定ポイントにおいては、第１および第
２の重ね合わせ検査マーク２０１，２０２を配線等のパ
ターニングと同時に形成する。第１の重ね合わせ検査マ
ーク２０１は基板上に形成され、第２の重ね合わせ検査
マーク２０２は第１の重ね合わせ検査マーク２０１の上
に形成されている。この場合の第１および第２の重ね合
わせ検査マーク２０１，２０２の、平面形状が図１１
に、断面形状が図１２に示される。

【０００４】そして検査する時は、図１２に示すよう
に、まず、第１および第２の重ね合わせ検査マーク２０
１，２０２に光２０４を入射させる。ここで、光２０４
のうち、第２の重ね合わせ検査マーク２０２の上面に入
射する光を入射光２０４ａ、第２の重ね合わせ検査マー
ク２０２の上面で反射する光を反射光２０４ｂとする。
また、第１の重ね合わせ検査マーク２０１の上面に入射
する光を入射光２０４ｃ、第１の重ね合わせ検査マーク
２０１の上面で反射する光を反射光２０４ｄとする。ま
た、チップの上面に入射する光を入射光２０４ｉ、チッ
プの上面で反射する光を反射光２０４ｊとする。そのと
き、図１３に示すように、反射光２０４ｂ，２０４ｄ，
２０４ｊの光の強度を測定する。光は近くで反射した光
ほどその強度が強く測定されるので、反射光２０４ｂ，
２０４ｄ，２０４ｊに対応する光の強度は、それぞれ、
光の強度２１９，２２０，２２３で求められる。これに
より段差を検出するには、境界２２４，２２７に示され
るような光の強度の段差を検出する。それにより、重ね
合わせ検査マークのエッジの位置を求め、重ね合わせの
ずれ量を求める。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
ＩＣやＬＳＩなどの半導体装置は、その集積度が増し、
急速に微細化が進んでいる。それに伴い、重ね合わせ精
度向上方法においても、０．１μｍ〜０．０５μｍの精
度で測定できることが必要とされるようになっている。

【０００６】また、デバイスの製造工程は、配線・素子
のパターニング、絶縁膜の堆積、絶縁膜表面の平坦化、
および配線のパターニングの繰返しである。この場合、
上層の配線を形成するとき、下地の凹凸が十分平坦化さ
れていないと、配線のパターニング時のリソグラフィ工
程で焦点が合わず、崩れた配線パターンを結像してしま
うことになる。

【０００７】超ＬＳＩの配線幅は、デバイスの微細化に
伴って年々狭くなっており、このため、リソグラフィの
焦点深度（Ｄ．Ｏ．Ｆ）のマージンも益々少なくなって
いる。言い換えると、リソグラフィ時の焦点を合わせる
許容範囲が小さくなっている。このため、デバイス表面
を広範囲にわたってほぼ完全に平坦化しないと、配線の
パターニングが困難になってきている。

【０００８】このような、焦点深度のマージンの減少に
伴い、重ね合わせ検査マークの段差が数百Åのオーダか
ら一気に、数十Åのオーダになっている。このため、従
来から用いられている上記した光の強度により段差を求
める方法では十分な精度が得られなくなってきている。
つまり、段差が非常に小さいと、光の強度２２０と光の
強度２２３とが図１３に示されるようになり、境界２２
７が明確に判別することができない状態となる。そし
て、段差の判別の困難性により、重ね合わせ精度も検査
することが困難になる。

【０００９】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、この発明の１つの目的は、
重ね合わせ検査マークが低段差の場合でも、容易に重ね
合わせによるずれ量を検出することが可能な重ね合わせ
精度向上方法を提供することである。

【００１０】この発明のもう１つの目的は、重ね合わせ
検査マークが低段差の場合でも容易に段差を検出するこ
とが可能な重ね合わせ精度向上方法を提供することであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１における半導体
装置の製造工程中の露光工程における重ね合わせ精度向
上方法は、以下のようなステップで構成されている。ま
ず、半導体基板上に重ね合わせ検査マークを形成する。
次に、重ね合わせ検査マークの少なくともエッジ部を覆
う第１のレジスト膜を形成する。そして、重ね合わせ検
査マークのエッジ部の位置を干渉を用いる光学系により
検出する。

【００１２】上記のように第１のレジストにより重ね合
わせ検査マークのエッジ部を覆うことによって、重ね合
わせ検査マークが低段差であった場合に、第１のレジス
トの屈折率（１．５〜１．８）が空気の屈折率より高い
ために、光学距離（検査マークの実際の段差×屈折率）
が大きくなる。それにより、干渉を用いる光学系により
段差を検出する方法において、反射した光の干渉光を検
出した場合、検出データとしての段差が見かけ上大きく
なる。そのため、低段差であってもそのエッジ部の位置
が判別しやすくなる。その結果、重ね合わせ検査マーク
の位置が容易に検出でき、重ね合わせの位置のずれ量が
算出しやすくなる。これにより、半導体装置の製造工程
における重ね合わせの精度を向上させることができる。

【００１３】請求項２における重ね合わせ精度向上方法
は、請求項１による方法において、以下のようなステッ
プで構成される。重ね合わせ検査マークは、第１の層か
らなる第１の重ね合わせ検査マークを含むように構成す
る。また、第１の重ね合わせ検査マークが形成される領
域よりも内側に形成され、第２の層からなる第２の重ね
合わせ検査マークを含むように構成する。次に、第１の
レジスト膜は第１の重ね合わせ検査マークの少なくとも
エッジ部を覆うように形成する。そして、第１および第
２の重ね合わせ検査マークのエッジ部の位置が干渉を用
いる光学系により検出されて第１の重ね合わせ検査マー
クと第２の重ね合わせ検査マークとの間のずれ量が算出
される。

【００１４】上記のように第１のレジストにより第１の
重ね合わせ検査マークのエッジ部を覆うことによって、
第１の重ね合わせ検査マークが低段差であった場合にお
いて、第１のレジストの屈折率（１．５〜１．８）が高
いために、光学距離（検査マークの実際の段差×屈折
率）が大きくなる。それにより、干渉を用いる光学系に
より段差を検出すると、データとしての段差が見かけ上
大きくなる。そのために、低段差であっても第１の重ね
合わせ検査マークが判別しやすくなる。その結果、第１
および第２の重ね合わせ検査マークの段差が検出しやす
くなり、第１および第２の重ね合わせ検査マークの位置
により、重ね合わせのずれ量が算出しやすくなる。これ
により、半導体装置の製造工程における重ね合わせの精
度を向上させることができる。

【００１５】請求項３における重ね合わせ精度向上方法
は、請求項２による方法において、第２の重ね合わせ検
査マークは、第１の重ね合わせ検査マークが形成される
平面領域上に、第１の重ね合わせ検査マークの形成され
る平面領域よりも小さい平面領域を有するように形成さ
れるように構成する。上記のように構成することによ
り、請求項２に記載した効果と同様に、低段差であって
もその段差が検出しやすくなり、第１および第２の重ね
合わせ検査マークのずれ量が算出しやすくなる。その結
果、第１および第２の重ね合わせ検査マークのエッジ部
の位置が干渉を用いる光学系により検出されて第１の重
ね合わせ検査マークと第２の重ね合わせ検査マークとの
間のずれ量が容易に算出される。これにより、半導体装
置の製造工程における重ね合わせの精度を向上させるこ
とができる。

【００１６】請求項４における重ね合わせ精度向上方法
は、請求項２における方法において、以下のようなステ
ップで構成する。第１の重ね合わせ検査マークは、第２
の重ね合わせ検査マークを取囲むように形成された複数
の層を含むように構成する。第１のレジスト膜は複数の
層の少なくとも内側の端部と外側の端部との両方を覆う
ように形成されているように構成する。

【００１７】上記のように構成することにより、請求項
２に記載した効果と同様に、低段差であってもその段差
が検出しやすくなる。その結果、第１および第２の重ね
合わせ検査マークのエッジ部の位置が干渉を用いる光学
系により検出されて第１の重ね合わせ検査マークと第２
の重ね合わせ検査マークとの間のずれ量が容易に算出さ
れる。これにより、半導体装置の製造工程における重ね
合わせの精度を向上させることができる。

【００１８】請求項５における重ね合わせ精度向上方法
は、請求項２〜４によるいずれか１項の方法において、
第２の重ね合わせ検査マークは、第１のレジスト膜と同
一の層からなる第２のレジスト膜を含むように構成す
る。上記のように構成することによって、第１のレジス
ト膜により、第１の検査マークは低段差であっても検出
しやすくなる。そのため、第１の検査マークが低段差で
あった場合にも、その段差が検出しやすくなる。その結
果、第１および第２の検査マークのずれ量が容易に算出
できるようになる。これにより、半導体装置の製造工程
における重ね合わせの精度を向上させることができる。
また、第１のレジストと第２のレジストを同時に形成す
ることにより、半導体装置の製造工程を簡略化すること
ができる。

【００１９】請求項６における重ね合わせ精度向上方法
は、請求項１〜５のいずれか１項の方法において、干渉
を用いる光学系は、光源と、光源からの光を２つの光に
分岐するための第１のミラーと、分岐された一方の光を
反射するための第２のミラーとを含むように構成する。
上記のような構成の干渉を用いる光学系にすることによ
って、容易に段差が検出できる。その結果、検査マーク
の位置のずれ量が容易に算出できる。これにより、半導
体装置の製造工程における重ね合わせの精度を向上させ
ることができる。

【００２０】請求項７における基板へのパターン形成方
法は、半導体基板上に重ね合わせ検査マークを形成する
ステップと、重ね合わせ検査マークの少なくともエッジ
部を覆う第１のレジスト膜を形成するステップと、その
後、重ね合わせ検査マークのエッジ部の位置を干渉を用
いる光学系により検出するステップとを備えた重ね合わ
せ精度向上方法を用いる。

【００２１】このような構成にすることにより、検査マ
ークの重ね合わせ精度を向上させることができる。それ
により、基板へのパターン形成の重ね合わせ精度も向上
させることができる。その結果、重ね合わせ精度が高い
半導体装置を提供することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図１〜図９に基づいて説明する。

【００２３】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１による重ね合わせずれ量の測定方法で使用する検
査マークの平面図である。図２は、図１に示した実施の
形態１の重ね合わせ検査マークの断面図である。

【００２４】図１および図２を参照して、実施の形態１
による重ね合わせのずれ量の測定方法では、まず、半導
体装置のチップの上（図２ではｘ軸）に１層目の第１の
重ね合わせ検査マーク１を配線パターン（図示せず）と
同時に形成する。次に、配線パターン上にレジストをパ
ターニングすると同時に、第１の重ね合わせ検査マーク
１の上に２層目のレジストからなる第２の重ね合わせ検
査マーク２を形成する。また、レジストからなる第２の
重ね合わせ検査マーク２の形成と同時にレジスト３を第
１の重ね合わせ検査マーク１のエッジ部を覆うように形
成する。このような状態で、図２に示すように、ブロー
ドバンド光４ｚ（ｚ軸に平行）を第１および第２の重ね
合わせ検査マーク１，２およびレジスト３上に垂直に入
射させる。

【００２５】このとき、光４ｚのうち、検査マーク２の
上面に入射する光を入射光４ａ、第２の重ね合わせ検査
マーク２の上面で反射する光を反射光４ｂ、第１の重ね
合わせ検査マーク１の上面に入射する光を入射光４ｃ、
第１の重ね合わせ検査マーク１の上面で反射する光を反
射光４ｄとする。また、レジスト３を透過し第１の重ね
合わせ検査マーク１の上面に入射する光を入射光４ｅ、
レジスト３を透過し第１の重ね合わせ検査マーク１の上
面で反射する光を反射光４ｆ、レジスト３を透過しチッ
プ上面に入射する光を入射光４ｇ、レジスト３を透過し
チップ上面で反射する光を反射光４ｈ、チップ上面に入
射する光を入射光４ｉ、チップ上面で反射する光を反射
光４ｊとする。

【００２６】図３は、上記の反射光４ｂ，４ｄ，４ｆ，
４ｈ，４ｊを検出し、第１の重ね合わせ検査マーク１，
２の段差を求めるために用いられる光学干渉系である。
図３を参照して、この本実施の形態で用いる光学干渉系
では、光源５より出た光（プローバンド光）４は、レン
ズ６により集結される。そして、その集結された光は、
ファイバ光学伝達装置７を通過した後、レンズ８により
平行光線に変換される。そして、レンズ８から送り出さ
れた光４はハーフミラー９を通過する光（図２における
ｘ軸と平行な光）４ｘとハーフミラー９により反射され
た光（図２におけるｚ軸と平行な光）４ｚに分けられ
る。ハーフミラー９を透過した光４ｘは、レンズ１０を
透過し、参照ミラー１１により反射されて光４ｙとな
る。光４ｙは再びレンズ１０を逆方向に透過してハーフ
ミラー９に入射する。また、ハーフミラー９により図３
における下方に反射された光４ｚは、レンズ１３により
集結された後、集結領域１４に到達する。ここで段差を
測定する半導体装置１５が集結領域１４を通過したとき
に、反射光４ｂ，４ｄ，４ｆ，４ｈ，４ｊは、再びレン
ズ１３を上方に透過し、ハーフミラー９に到達する。

【００２７】このとき、参照ミラー１１による反射光４
ｙはレンズ１０を透過し、ハーフミラー９で上方に反射
された反射光４ｋとハーフミラー９を透過して光源５方
向へ戻る光とに分かれる。また、半導体装置１５の反射
光４ｂ，４ｄ，４ｆ，４ｈ，４ｊの各々がハーフミラー
９を上方に透過した透過光４ｌとハーフミラー９で反射
し光源５方向へ戻る光とに分かれる。これらの光の内、
反射光４ｋと透過光４ｌとは干渉して、その強度が増加
し、カメラ１２で干渉波形としてデータが検出される。

【００２８】つまり、重ね合わせ検査マーク上の各々の
反射面が、集結領域１４を通過するときに干渉波形が検
出される。

【００２９】図４は、干渉波形が検出される位置を示し
ており、図４に示したｚ軸は、図３における半導体装置
１５が上下する方向であり、かつ、光４ｚが入射する方
向である。このとき、図４のｚ軸の０の位置は、図２の
ｚ軸上の０の位置、すなわち、図２に示したチップ上面
１６の位置を表わしている。

【００３０】また、図４を参照して、第１の重ね合わせ
検査マーク１の上面は面１７でその位置を示し、第２の
検査マーク２の上面は、面１８でその位置を表わす。さ
らに、レジスト３が第１の重ね合わせ検査マーク１上に
載っているので、レジスト３の屈折率ｎ（１．５〜１．
８）が空気より高いために、その光学距離は実際の第１
の重ね合わせ検査マーク１の段差ｄを、見かけ上、ｘと
すると、ｘは、ｘ＝ｎ×ｄで表わされる。つまり、入射
光４ｅ，４ｇがレジスト３を通過する見かけの距離は長
くなっている。したがって、図４に示すように、第１の
重ね合わせ検査マーク１の上面でレジスト３が載ってい
る部分の面は、見かけ上、より下方に現われ、面１７ａ
となる。同様に面１６も、見かけ上、より下方に現れ、
面１６ａとなる。そのとき、干渉波形は、各々の面の形
状、つまり、段差（見かけ上の段差＝光学距離）に比例
した干渉波形となって現れる。

【００３１】また、図４に示すように、反射光４ｂの干
渉波形は、面１８に現れ、干渉波形１９となる。同様
に、反射光４ｄの干渉波形は、面１７に現れ干渉波形２
０となり、反射光４ｆの干渉波形は、面１６に現れ、干
渉波形２１となる。また、反射光４ｈの干渉波形は、面
１７ａに現れ、干渉波形２２となり、反射光４ｊの干渉
波形は、面１６ａに現れ、干渉波形２３となる。このと
き、干渉波形１９と干渉波形２０との段差２４、干渉波
形２０と干渉波形２１との段差２５、干渉波形２１と干
渉波形２２との段差２６、干渉波形２２と干渉波形２３
との段差２７により、各重ね合わせ検査マークのエッジ
部を検出する。すなわち、レジスト３を第１の重ね合わ
せ検査マーク１のエッジ部上に載せたことにより、面１
６と面１７との段差は、面１７ａと面１６ａとの段差２
６に変換されて検出され、段差の判別がより容易にな
る。また、このとき、図５に示すピクセル表示（画素表
示）２８，２９，３０，３１により色分して求める方法
においても判別が容易になる。その結果、第１の重ね合
わせ検査マーク１と第２の重ね合わせ検査マーク２との
ずれ量をより容易に算出することができる。これによ
り、半導体装置の製造工程における重ね合わせの精度を
向上させることができる。

【００３２】なお、ずれ量の算出方法としては、まず、
図４の段差２４，２６から図１における第１の重ね合わ
せ検査マーク１の左右（上下でもよい）のエッジ部と第
２の重ね合わせ検査マーク２の左右（上下でもよい）の
エッジ部との距離である距離ａと距離ｂとを求める。そ
して、第１の重ね合わせ検査マーク１と第２の重ね合わ
せ検査マーク２とのずれ量が、ずれ量＝（ａ−ｂ）／２
により求られる。さらに、各々のチップのずれ量の平均
値と３σとを求めることによりウェハ全体の重ね合わせ
のずれ量を求めることができる。

【００３３】図６は、図２に示した断面図と基本的には
同様であるが、レジスト３を形成しなかった場合の比較
例を示している。この比較例では、図６に示すように、
半導体装置の重ね合わせの工程の中でチップ上面に（ｘ
軸上）第１の重ね合わせ検査マーク１を形成し、第１の
重ね合わせ検査マーク１の上に第２の重ね合わせ検査マ
ーク２を形成する。このとき、光４ｚを第１および第２
の重ね合わせ検査マーク１，２およびチップ上面１６に
入射させる。この光４ｚの内、第２の重ね合わせ検査マ
ーク２の上面に入射した光を入射光４ａ、第２の重ね合
わせ検査マーク２の上面で反射した光を反射光４ｂ、第
１の重ね合わせ検査マーク１の上面に入射した光を入射
光４ｃ、第１の重ね合わせ検査マーク１の上面で反射し
た光を反射光４ｄ、チップ上面に入射した光を入射光４
ｉ、チップ上面で反射した光を反射光４ｊとする。ま
た、チップ上の面、すなわちｚ軸の値０のときを面１
６、第１の重ね合わせ検査マーク１の上面を面１７、第
２の重ね合わせ検査マーク２の上面を面１８とする。

【００３４】これらの面１６，１７，１８に対して、図
３による光学干渉系を用いて測定すると、図７に示すよ
うに、面１８による反射波の干渉波形１９、面１７によ
る干渉波形２０、面１６による干渉波形２３が検出され
る。また、それにより、面１８と面１７の段差２４、面
１７と面１６の段差２７が検出される。このとき、段差
２７は微小であり検出しにくいことがわかる。このこと
から、第１の重ね合わせ検査マーク１のエッジ部上にレ
ジスト３を形成しない比較例では、段差が検出しにくい
ことが分かる。これにより、本発明の実施の形態１にお
ける第１の重ね合わせ検査マーク１のエッジ部上に形成
したレジスト３の上述した効果がより明確に認識でき
る。

【００３５】（実施の形態２）図８は、本発明の実施の
形態２による重ね合わせのずれ量の測定方法における重
ね合わせ検査マークの平面図である。図９は実施の形態
２の重ね合わせ検査マークの断面図である。

【００３６】図８および図９を参照して、まず、４つの
棒状の第１の重ね合わせ検査マーク１を第２の重ね合わ
せ検査マーク２が形成される領域を取り囲むように形成
する。その４つの第１の重ね合わせ検査マーク１の内側
にレジストからなる第２の重ね合わせ検査マーク２を、
その第２の重ね合わせ検査マーク２のエッジが４つの第
１の重ね合わせ検査マーク１の内側のエッジに平行とな
るように形成する。また、レジストからなる第２の重ね
合わせ検査マーク２の形成と同時にレジスト３を第１の
重ね合わせ検査マーク１のエッジ部を覆うように形成す
る。このような構成にすることにより、実施の形態１と
同様に、図３に示す光学干渉系により第１の重ね合わせ
検査マーク１の段差が低段差である場合にもその段差を
容易に検出することができる。その結果、重ね合わせの
検査マークのずれ量を容易に算出することができる。こ
れにより、半導体装置の製造過程における重ね合わせの
精度を向上させることができる。

【００３７】

【発明の効果】以上のように請求項１から７に記載の発
明によれば、半導体装置の露光工程中における重ね合わ
せのずれ量を求める際に、第１の重ね合わせ検査マーク
の段差が低段差であっても、第１のレジスト膜を第１の
重ね合わせ検査マークの少なくともエッジ部を覆うよう
に形成することによりその段差を容易に検出することが
できる。その結果、第１の重ね合わせ検査マークと第２
の重ね合わせ検査マークとのずれ量が容易に算出可能な
信頼性の高い重ね合わせ精度の向上方法およびそれを用
いる基板へのパターン形成方法を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１による重ね合わせ検査
マークおよびレジストの平面図である。

【図２】 本発明の実施の形態１による重ね合わせ検査
マークおよびレジストの断面図である。

【図３】 本発明の実施の形態１による光学干渉系の模
式図である。

【図４】 本発明の実施の形態１による光学干渉系によ
り検出された干渉波形の模式図である。

【図５】 図４に示した干渉波形をさらに図１の平面図
にピクセル表示した平面図である。

【図６】 本発明の実施の形態１による重ね合わせ精度
向上方法においてレジストを形成しない場合の断面図で
ある。

【図７】 本発明の実施の形態１による重ね合わせ精度
向上方法をレジストを形成しない場合と比較するための
図６の重ね合わせ検査マークにより検出される干渉波形
を示した模式図である。

【図８】 本発明の実施の形態２による重ね合わせ検査
マークおよびレジストの平面図である。

【図９】 本発明の実施の形態２による重ね合わせ検査
マークおよびレジストの断面図である。

【図１０】 従来の半導体装置のウェハ上のチップにお
ける検査マークの測定ポイントを示した模式図である。

【図１１】 従来の重ね合わせ検査マークを示す平面図
である。

【図１２】 従来の重ね合わせ検査マークを示す断面図
である。

【図１３】 従来の光の強度により重ね合わせ検査マー
クの位置を求めるための検出データを示したグラフであ
る。

【符号の説明】

１ 第１の重ね合わせ検査マーク、２ 第２の重ね合わ
せ検査マーク、３ レジスト、４，４ｘ，４ｙ，４ｚ
光、４ａ，４ｃ，４ｅ，４ｇ，４ｉ 入射光、４ｂ，４
ｄ，４ｆ，４ｈ，４ｊ 反射光、４ｋ ハーフミラー９
で上方に反射された反射光、４ｌ ハーフミラー９を上
方に透過した透過光、５ 光源、６，８，１０，１３
レンズ、７ ファイバ光学伝達装置、９ ハーフミラ
ー、１１参照ミラー、１２ カメラ、１４ 集結領域、
１５ 半導体装置、１９，２０，２１，２２，２３ 干
渉波形、２４，２５，２６，２７ 段差、２８，２９，
３０，３１ ピクセル表示。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体装置の製造工程中の露光工程にお
   ける重ね合わせ精度向上方法であって、 半導体基板上に重ね合わせ検査マークを形成するステッ
   プと、 前記重ね合わせ検査マークの少なくともエッジ部を覆う
   第１のレジスト膜を形成するステップと、 その後、前記重ね合わせ検査マークのエッジ部の位置を
   干渉を用いる光学系により検出するステップとを備え
   た、重ね合わせ精度向上方法。
2. 【請求項２】 前記重ね合わせ検査マークは、 第１の層からなる第１の重ね合わせ検査マークと、 前記第１の重ね合わせ検査マークが形成される領域より
   も内側に形成され、第２の層からなる第２の重ね合わせ
   検査マークとを含み、 前記第１のレジスト膜は、前記第１の重ね合わせ検査マ
   ークの少なくともエッジ部を覆うように形成され、 前記第１および第２の重ね合わせ検査マークのエッジ部
   の位置が前記干渉を用いる光学系により検出されて前記
   第１の重ね合わせ検査マークと前記第２の重ね合わせ検
   査マークとの間のずれ量が算出される、請求項１に記載
   の重ね合わせ精度向上方法。
3. 【請求項３】 前記第２の重ね合わせ検査マークは、前
   記第１の重ね合わせ検査マークが形成される平面領域上
   に、前記第１の重ね合わせ検査マークの形成される平面
   領域よりも小さい平面領域を有するように形成される、
   請求項２に記載の重ね合わせ精度向上方法。
4. 【請求項４】 前記第１の重ね合わせ検査マークは、前
   記第２の重ね合わせ検査マークを取囲むように形成され
   た複数の層を含み、 前記第１のレジスト膜は、前記複数の層の少なくとも内
   側の端部と外側の端部との両方を覆うように形成されて
   いる、請求項２に記載の重ね合わせ精度向上方法。
5. 【請求項５】 前記第２の重ね合わせ検査マークは、前
   記第１のレジスト膜と同一の層からなる第２のレジスト
   膜を含む、請求項２〜４のいずれか１項に記載の重ね合
   わせ精度向上方法。
6. 【請求項６】 前記干渉を用いる光学系は、 光源と、 前記光源からの光を２つの光に分岐するための第１のミ
   ラーと、 前記分岐された一方の光を反射するための第２のミラー
   とを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の重ね合
   わせ精度向上方法。
7. 【請求項７】 半導体基板上に重ね合わせ検査マークを
   形成するステップと、 前記重ね合わせ検査マークの少なくともエッジ部を覆う
   第１のレジスト膜を形成するステップと、 その後、前記重ね合わせ検査マークのエッジ部の位置を
   干渉を用いる光学系により検出するステップとを備えた
   重ね合わせ精度向上方法を用いる、基板へのパターン形
   成方法。