JPH11258776A - 重ね合わせ測定パターン、フォトマスク、重ね合わせ測定方法及び重ね合わせ測定装置 - Google Patents
重ね合わせ測定パターン、フォトマスク、重ね合わせ測定方法及び重ね合わせ測定装置Info
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- JPH11258776A JPH11258776A JP8282698A JP8282698A JPH11258776A JP H11258776 A JPH11258776 A JP H11258776A JP 8282698 A JP8282698 A JP 8282698A JP 8282698 A JP8282698 A JP 8282698A JP H11258776 A JPH11258776 A JP H11258776A
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70605—Workpiece metrology
- G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
- G03F7/70633—Overlay, i.e. relative alignment between patterns printed by separate exposures in different layers, or in the same layer in multiple exposures or stitching
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 重ね合わせずれを正確に求めることができる
重ね合わせ測定パターン等を提供する。 【解決手段】 矩形部２３、２４と、この矩形部２３、
２４の互いに対向する辺から等距離ずつ矩形部２３、２
４から離間しており且つ矩形部２３、２４の辺に平行で
ある帯状部２５ａ〜２５ｄ、２６ａ〜２６ｄとを、重ね
合わせ測定パターン２１、２２が有している。このた
め、重ね合わせ測定パターン２１、２２をフォトレジス
トに転写した後の加熱でフォトレジストが収縮しても、
フォトレジストに転写された矩形部２３、２４の辺の断
面形状のテーパ量は互いに対向する辺で等しい。
重ね合わせ測定パターン等を提供する。 【解決手段】 矩形部２３、２４と、この矩形部２３、
２４の互いに対向する辺から等距離ずつ矩形部２３、２
４から離間しており且つ矩形部２３、２４の辺に平行で
ある帯状部２５ａ〜２５ｄ、２６ａ〜２６ｄとを、重ね
合わせ測定パターン２１、２２が有している。このた
め、重ね合わせ測定パターン２１、２２をフォトレジス
トに転写した後の加熱でフォトレジストが収縮しても、
フォトレジストに転写された矩形部２３、２４の辺の断
面形状のテーパ量は互いに対向する辺で等しい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願の発明は、半導体装置を
製造する際の下層のパターンと上層のパターンとの重ね
合わせ具合の測定に関するものである。
製造する際の下層のパターンと上層のパターンとの重ね
合わせ具合の測定に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造に際しては、被エッチ
ング膜の形成、フォトレジストの形成、フォトリソグラ
フィによるフォトマスクからフォトレジストへのパター
ンの転写、エッチングによるフォトレジストから被エッ
チング膜へのパターンの転写及びフォトレジストの除去
という工程を複数回繰り返して、複数層の回路パターン
等を形成する。従って、フォトマスク同士の重ね合わせ
ずれが半導体装置の集積度を決定する重要な要素の一つ
になっている。
ング膜の形成、フォトレジストの形成、フォトリソグラ
フィによるフォトマスクからフォトレジストへのパター
ンの転写、エッチングによるフォトレジストから被エッ
チング膜へのパターンの転写及びフォトレジストの除去
という工程を複数回繰り返して、複数層の回路パターン
等を形成する。従って、フォトマスク同士の重ね合わせ
ずれが半導体装置の集積度を決定する重要な要素の一つ
になっている。
【０００３】このため、フォトマスクのうちで半導体装
置の製造に必要な回路パターン等が形成されていない領
域であるスクライブ領域等に重ね合わせ測定パターンを
形成しておき、光学的パターンエッジ検出方式の重ね合
わせ測定装置でこの重ね合わせ測定パターンを測定する
ことによって、フォトマスク同士の重ね合わせ具合を測
定している。
置の製造に必要な回路パターン等が形成されていない領
域であるスクライブ領域等に重ね合わせ測定パターンを
形成しておき、光学的パターンエッジ検出方式の重ね合
わせ測定装置でこの重ね合わせ測定パターンを測定する
ことによって、フォトマスク同士の重ね合わせ具合を測
定している。
【０００４】図５は、ボックス形式と称されており従来
から一般的に用いられている重ね合わせ測定パターンの
一従来例を示している。図５（ａ）に示す様に、この一
従来例には主尺と称される重ね合わせ測定パターン１１
と副尺と称される重ね合わせ測定パターン１２とが含ま
れており、下層及び上層のパターンを形成するためのフ
ォトマスクに夫々重ね合わせ測定パターン１１、１２が
形成されている。
から一般的に用いられている重ね合わせ測定パターンの
一従来例を示している。図５（ａ）に示す様に、この一
従来例には主尺と称される重ね合わせ測定パターン１１
と副尺と称される重ね合わせ測定パターン１２とが含ま
れており、下層及び上層のパターンを形成するためのフ
ォトマスクに夫々重ね合わせ測定パターン１１、１２が
形成されている。
【０００５】重ね合わせ測定パターン１１はクロム等で
形成されたパターン内に開口としての矩形部１３を有し
ており、重ね合わせ測定パターン１２はクロム等で形成
されたパターンである矩形部１４を有している。また、
重ね合わせ測定パターン１１、１２には、パターンが転
写された被転写膜を識別するために、図５（ａ）に示し
た様に例えば「品番１」「品番２」という文字が記入さ
れており、パターンの転写と同時にこれらの文字も転写
される。
形成されたパターン内に開口としての矩形部１３を有し
ており、重ね合わせ測定パターン１２はクロム等で形成
されたパターンである矩形部１４を有している。また、
重ね合わせ測定パターン１１、１２には、パターンが転
写された被転写膜を識別するために、図５（ａ）に示し
た様に例えば「品番１」「品番２」という文字が記入さ
れており、パターンの転写と同時にこれらの文字も転写
される。
【０００６】なお、主尺、副尺という定義は相対的なも
のであり、重ね合わせ測定パターン１１を副尺として、
重ね合わせ測定パターン１２を主尺としてもよい。ま
た、矩形部１３がクロム等で形成されたパターンであ
り、矩形部１４がクロム等で形成されたパターン内の開
口であってもよく、矩形部１３、１４の両方がクロム等
で形成されたパターンであってもよく、矩形部１３、１
４の両方が開口であってもよい。
のであり、重ね合わせ測定パターン１１を副尺として、
重ね合わせ測定パターン１２を主尺としてもよい。ま
た、矩形部１３がクロム等で形成されたパターンであ
り、矩形部１４がクロム等で形成されたパターン内の開
口であってもよく、矩形部１３、１４の両方がクロム等
で形成されたパターンであってもよく、矩形部１３、１
４の両方が開口であってもよい。
【０００７】重ね合わせ測定パターン１１、１２は、フ
ォトマスク同士が正確に重ね合わされた場合は、図５
（ｂ）に示す様に矩形部１３、１４の中心同士が一致す
る様に、フォトマスク上に形成されている。従って、重
ね合わせ測定パターン１１、１２同士が重ね合わされた
場合の矩形部１３の左辺Ｘ1 と矩形部１４の左辺Ｘ1 と
の距離ｘ1 と、矩形部１３の右辺Ｘ2 と矩形部１４の右
辺Ｘ2 との距離ｘ2 との差分（ｘ1 −ｘ2 ）／２が、水
平方向であるＸ方向の重ね合わせずれを表す。
ォトマスク同士が正確に重ね合わされた場合は、図５
（ｂ）に示す様に矩形部１３、１４の中心同士が一致す
る様に、フォトマスク上に形成されている。従って、重
ね合わせ測定パターン１１、１２同士が重ね合わされた
場合の矩形部１３の左辺Ｘ1 と矩形部１４の左辺Ｘ1 と
の距離ｘ1 と、矩形部１３の右辺Ｘ2 と矩形部１４の右
辺Ｘ2 との距離ｘ2 との差分（ｘ1 −ｘ2 ）／２が、水
平方向であるＸ方向の重ね合わせずれを表す。
【０００８】同様に、重ね合わせ測定パターン１１、１
２同士が重ね合わされた場合の矩形部１３の下辺Ｙ1 と
矩形部１４の下辺Ｙ1 との距離ｙ1 と、矩形部１３の上
辺Ｙ 2 と矩形部１４の上辺Ｙ2 との距離ｙ2 との差分
（ｙ1 −ｙ2 ）／２が、垂直方向であるＹ方向の重ね合
わせずれを表す。
２同士が重ね合わされた場合の矩形部１３の下辺Ｙ1 と
矩形部１４の下辺Ｙ1 との距離ｙ1 と、矩形部１３の上
辺Ｙ 2 と矩形部１４の上辺Ｙ2 との距離ｙ2 との差分
（ｙ1 −ｙ2 ）／２が、垂直方向であるＹ方向の重ね合
わせずれを表す。
【０００９】そして、３層以上の被転写膜にパターンを
転写する場合は、図６に示す様に、主尺である重ね合わ
せ測定パターン１１を第１層の被転写膜に２個以上連続
して形成し、第２層以降に対応する副尺を夫々別個の重
ね合わせ測定パターン１１上に重ね合わせ、第１層の被
転写膜に転写した重ね合わせ測定パターン１１を基準に
して第２層以降のフォトマスクの重ね合わせ具合を測定
する。
転写する場合は、図６に示す様に、主尺である重ね合わ
せ測定パターン１１を第１層の被転写膜に２個以上連続
して形成し、第２層以降に対応する副尺を夫々別個の重
ね合わせ測定パターン１１上に重ね合わせ、第１層の被
転写膜に転写した重ね合わせ測定パターン１１を基準に
して第２層以降のフォトマスクの重ね合わせ具合を測定
する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、フォトレジ
ストは露光されて現像された後、乾燥及び硬化のために
ホットプレートやオーブンによって９０〜１５０℃程度
の範囲の温度で加熱されるが、フォトレジストの開放端
である上部がフォトレジストの表面張力のために大幅に
熱収縮して、フォトレジストの断面形状にテーパが生じ
る。このテーパ量はフォトレジストの体積に依存するの
で、同一の厚さで塗布されたフォトレジストのテーパ量
はその面積に比例する。
ストは露光されて現像された後、乾燥及び硬化のために
ホットプレートやオーブンによって９０〜１５０℃程度
の範囲の温度で加熱されるが、フォトレジストの開放端
である上部がフォトレジストの表面張力のために大幅に
熱収縮して、フォトレジストの断面形状にテーパが生じ
る。このテーパ量はフォトレジストの体積に依存するの
で、同一の厚さで塗布されたフォトレジストのテーパ量
はその面積に比例する。
【００１１】一方、図７（ａ）に示す様に、ポジ型のフ
ォトレジスト１５に転写された重ね合わせ測定パターン
１１における矩形部１３の各辺と重ね合わせ測定パター
ン１１の端縁との間の部分の面積Ｓ1 〜Ｓ4 のうちで、
矩形部１３の右辺に接する部分の面積Ｓ2 と左辺に接す
る部分の面積Ｓ4 とが互いに等しくても、矩形部１３の
上辺に接する部分には「品番１」という文字を記入する
必要があるので、この上辺に接する部分の面積Ｓ1 は下
辺に接する部分の面積Ｓ3 よりも広い。
ォトレジスト１５に転写された重ね合わせ測定パターン
１１における矩形部１３の各辺と重ね合わせ測定パター
ン１１の端縁との間の部分の面積Ｓ1 〜Ｓ4 のうちで、
矩形部１３の右辺に接する部分の面積Ｓ2 と左辺に接す
る部分の面積Ｓ4 とが互いに等しくても、矩形部１３の
上辺に接する部分には「品番１」という文字を記入する
必要があるので、この上辺に接する部分の面積Ｓ1 は下
辺に接する部分の面積Ｓ3 よりも広い。
【００１２】このため、図７（ｂ）に示す様に、フォト
レジスト１５のＸ方向の断面形状におけるテーパ量Δｘ
1 、Δｘ2 がΔｘ1 ＝Δｘ2 であっても、図７（ｃ）に
示す様に、フォトレジスト１５のＹ方向の断面形状にお
けるテーパ量Δｙ1 、Δｙ2がΔｙ1 ＜Δｙ2 になる。
レジスト１５のＸ方向の断面形状におけるテーパ量Δｘ
1 、Δｘ2 がΔｘ1 ＝Δｘ2 であっても、図７（ｃ）に
示す様に、フォトレジスト１５のＹ方向の断面形状にお
けるテーパ量Δｙ1 、Δｙ2がΔｙ1 ＜Δｙ2 になる。
【００１３】また、図８（ａ）に示す様に、例えば２個
の重ね合わせ測定パターン１１をＸ方向に連続して形成
すると、図８（ｃ）に示す様に、フォトレジスト１５の
Ｙ方向の断面形状におけるテーパ量Δｙ1 、Δｙ2 がΔ
ｙ1 ＜Δｙ2 になるのみならず、図８（ｂ）に示す様
に、フォトレジスト１５のＸ方向の断面形状におけるテ
ーパ量Δｘ1 、Δｘ2 もΔｘ1 ＜Δｘ2 になる。
の重ね合わせ測定パターン１１をＸ方向に連続して形成
すると、図８（ｃ）に示す様に、フォトレジスト１５の
Ｙ方向の断面形状におけるテーパ量Δｙ1 、Δｙ2 がΔ
ｙ1 ＜Δｙ2 になるのみならず、図８（ｂ）に示す様
に、フォトレジスト１５のＸ方向の断面形状におけるテ
ーパ量Δｘ1 、Δｘ2 もΔｘ1 ＜Δｘ2 になる。
【００１４】そして、図９（ａ）に示す様に、被エッチ
ング膜１６上のフォトレジスト１５の断面形状における
テーパ量が上述の様に不均一であると、図９（ｂ）に示
す様に、エッチングされた被エッチング膜１６の後退量
もフォトレジスト１５のテーパ量の多い部分で多い。こ
のため、図９（ｃ）に示す様に、重ね合わせ測定パター
ン１１の矩形部１３の辺の位置が本来転写されるべき位
置からずれた状態で、重ね合わせ測定パターン１１が被
エッチング膜１６に転写される。
ング膜１６上のフォトレジスト１５の断面形状における
テーパ量が上述の様に不均一であると、図９（ｂ）に示
す様に、エッチングされた被エッチング膜１６の後退量
もフォトレジスト１５のテーパ量の多い部分で多い。こ
のため、図９（ｃ）に示す様に、重ね合わせ測定パター
ン１１の矩形部１３の辺の位置が本来転写されるべき位
置からずれた状態で、重ね合わせ測定パターン１１が被
エッチング膜１６に転写される。
【００１５】この結果、図１０（ａ）に示す様に、エッ
チング済の被エッチング膜１６上に次の被エッチング膜
１７を形成し、この被エッチング膜１７上のフォトレジ
スト１８に重ね合わせ測定パターン１２の矩形部１４を
転写すると、図１０（ｂ）からも明らかな様に、矩形部
１４が本来の正しい位置に形成されていても、Ｘ方向及
びＹ方向の何れにも矩形部１４がずれているかの様な測
定誤差を生じる。
チング済の被エッチング膜１６上に次の被エッチング膜
１７を形成し、この被エッチング膜１７上のフォトレジ
スト１８に重ね合わせ測定パターン１２の矩形部１４を
転写すると、図１０（ｂ）からも明らかな様に、矩形部
１４が本来の正しい位置に形成されていても、Ｘ方向及
びＹ方向の何れにも矩形部１４がずれているかの様な測
定誤差を生じる。
【００１６】厚さ１．２μｍのフォトレジストに１２０
℃、９０秒の加熱を加えると、上述の測定誤差が０．１
μｍに達することが確認されている。このため、誤った
情報が次のロットへフィードバックされたりフォトレジ
スト１８が形成し直されたりして、歩留りが低下する。
℃、９０秒の加熱を加えると、上述の測定誤差が０．１
μｍに達することが確認されている。このため、誤った
情報が次のロットへフィードバックされたりフォトレジ
スト１８が形成し直されたりして、歩留りが低下する。
【００１７】従って、本願の発明は、下層の被転写膜へ
の転写に用いた重ね合わせ測定パターンと上層の被転写
膜への転写に用いた重ね合わせ測定パターンとの重ね合
わせずれを正確に求めることができる重ね合わせ測定パ
ターン、フォトマスク、重ね合わせ測定方法及び重ね合
わせ測定装置を提供することを目的としている。
の転写に用いた重ね合わせ測定パターンと上層の被転写
膜への転写に用いた重ね合わせ測定パターンとの重ね合
わせずれを正確に求めることができる重ね合わせ測定パ
ターン、フォトマスク、重ね合わせ測定方法及び重ね合
わせ測定装置を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る重ね合わ
せ測定パターンでは、矩形部の互いに対向する辺から等
距離ずつこの矩形部から離間しており且つ矩形部の辺に
平行である帯状部が設けられているので、矩形部の互い
に対向する辺の同じ長さの部分については、辺と帯状部
との間の面積が互いに等しい。
せ測定パターンでは、矩形部の互いに対向する辺から等
距離ずつこの矩形部から離間しており且つ矩形部の辺に
平行である帯状部が設けられているので、矩形部の互い
に対向する辺の同じ長さの部分については、辺と帯状部
との間の面積が互いに等しい。
【００１９】このため、重ね合わせ測定パターンをフォ
トレジストに転写した後にフォトレジストを加熱し、フ
ォトレジストの表面張力のためにフォトレジストが収縮
しても、フォトレジストに転写された矩形部の辺の断面
形状のテーパ量は互いに対向する辺で等しい。
トレジストに転写した後にフォトレジストを加熱し、フ
ォトレジストの表面張力のためにフォトレジストが収縮
しても、フォトレジストに転写された矩形部の辺の断面
形状のテーパ量は互いに対向する辺で等しい。
【００２０】また、その結果、このフォトレジストをマ
スクにしたエッチングで被エッチング膜に重ね合わせ測
定パターンを転写し、フォトレジストに転写された矩形
部の辺と被エッチング膜に転写された矩形部の辺とがず
れても、このずれは被エッチング膜に転写された矩形部
の互いに対向する辺で等しい。
スクにしたエッチングで被エッチング膜に重ね合わせ測
定パターンを転写し、フォトレジストに転写された矩形
部の辺と被エッチング膜に転写された矩形部の辺とがず
れても、このずれは被エッチング膜に転写された矩形部
の互いに対向する辺で等しい。
【００２１】つまり、重ね合わせ測定パターンの矩形部
と被転写膜に転写された矩形部とに寸法変換差が生じて
も、この寸法変換差は被転写膜に転写された矩形部の互
いに対向する辺で等しい。
と被転写膜に転写された矩形部とに寸法変換差が生じて
も、この寸法変換差は被転写膜に転写された矩形部の互
いに対向する辺で等しい。
【００２２】請求項２に係る重ね合わせ測定パターンで
は、矩形部の辺の長さに対するこの辺に対向している帯
状部の長さの比率が５０％以上であるので、辺の長さに
対するこの辺のうちで帯状部に対向している部分の長さ
の比率が高い。このため、重ね合わせ測定パターンの矩
形部と被転写膜に転写された矩形部とに寸法変換差が生
じても、被転写膜に転写された矩形部の互いに対向する
辺のうちで寸法変換差が互いに等しい部分が長い。
は、矩形部の辺の長さに対するこの辺に対向している帯
状部の長さの比率が５０％以上であるので、辺の長さに
対するこの辺のうちで帯状部に対向している部分の長さ
の比率が高い。このため、重ね合わせ測定パターンの矩
形部と被転写膜に転写された矩形部とに寸法変換差が生
じても、被転写膜に転写された矩形部の互いに対向する
辺のうちで寸法変換差が互いに等しい部分が長い。
【００２３】請求項３に係るフォトマスクでは、矩形部
とこの矩形部の互いに対向する辺から等距離ずつ矩形部
から離間しており且つ矩形部の辺に平行である帯状部と
を有する重ね合わせ測定パターンが含まれており、矩形
部の互いに対向する辺の同じ長さの部分については、辺
と帯状部との間の面積が互いに等しい。
とこの矩形部の互いに対向する辺から等距離ずつ矩形部
から離間しており且つ矩形部の辺に平行である帯状部と
を有する重ね合わせ測定パターンが含まれており、矩形
部の互いに対向する辺の同じ長さの部分については、辺
と帯状部との間の面積が互いに等しい。
【００２４】このため、フォトマスク中の重ね合わせ測
定パターンの矩形部と被転写膜に転写された矩形部とに
寸法変換差が生じても、この寸法変換差は被転写膜に転
写された矩形部の互いに対向する辺で等しい。
定パターンの矩形部と被転写膜に転写された矩形部とに
寸法変換差が生じても、この寸法変換差は被転写膜に転
写された矩形部の互いに対向する辺で等しい。
【００２５】請求項４に係るフォトマスクでは、重ね合
わせ測定パターンにおける矩形部の辺の長さに対するこ
の辺に対向している帯状部の長さの比率が５０％以上で
あるので、辺の長さに対するこの辺のうちで帯状部に対
向している部分の長さの比率が高い。
わせ測定パターンにおける矩形部の辺の長さに対するこ
の辺に対向している帯状部の長さの比率が５０％以上で
あるので、辺の長さに対するこの辺のうちで帯状部に対
向している部分の長さの比率が高い。
【００２６】このため、フォトマスク中の重ね合わせ測
定パターンの矩形部と被転写膜に転写された矩形部とに
寸法変換差が生じても、被転写膜に転写された矩形部の
互いに対向する辺のうちで寸法変換差が互いに等しい部
分が長い。
定パターンの矩形部と被転写膜に転写された矩形部とに
寸法変換差が生じても、被転写膜に転写された矩形部の
互いに対向する辺のうちで寸法変換差が互いに等しい部
分が長い。
【００２７】請求項５に係る重ね合わせ測定方法では、
矩形部とこの矩形部の互いに対向する辺から等距離ずつ
矩形部から離間しており且つ矩形部の辺に平行である帯
状部とを有する第１及び第２のパターンを用いるので、
第１及び第２のパターンの何れにおいても矩形部の互い
に対向する辺の同じ長さの部分については、辺と帯状部
との間の面積が互いに等しい。
矩形部とこの矩形部の互いに対向する辺から等距離ずつ
矩形部から離間しており且つ矩形部の辺に平行である帯
状部とを有する第１及び第２のパターンを用いるので、
第１及び第２のパターンの何れにおいても矩形部の互い
に対向する辺の同じ長さの部分については、辺と帯状部
との間の面積が互いに等しい。
【００２８】このため、第１のパターンの矩形部と下層
の被転写膜に転写された矩形部とに寸法変換差が生じ、
また、第２のパターンの矩形部と上層の被転写膜に転写
された矩形部とに寸法変換差が生じても、これらの寸法
変換差は下層の被転写膜及び上層の被転写膜に夫々転写
された矩形部の互いに対向する辺で等しい。
の被転写膜に転写された矩形部とに寸法変換差が生じ、
また、第２のパターンの矩形部と上層の被転写膜に転写
された矩形部とに寸法変換差が生じても、これらの寸法
変換差は下層の被転写膜及び上層の被転写膜に夫々転写
された矩形部の互いに対向する辺で等しい。
【００２９】しかも、第１及び第２のパターンで矩形部
の大きさが包含関係にあり、下層の被転写膜に転写した
矩形部に第２のパターンの矩形部を重ね合わせて、上層
の被転写膜に第２のパターンを転写する。このため、下
層の被転写膜に転写した矩形部と上層の被転写膜に転写
した矩形部との対向する辺同士の距離が第１のパターン
と第２のパターンとの重ね合わせずれに対応する。
の大きさが包含関係にあり、下層の被転写膜に転写した
矩形部に第２のパターンの矩形部を重ね合わせて、上層
の被転写膜に第２のパターンを転写する。このため、下
層の被転写膜に転写した矩形部と上層の被転写膜に転写
した矩形部との対向する辺同士の距離が第１のパターン
と第２のパターンとの重ね合わせずれに対応する。
【００３０】請求項６に係る重ね合わせ測定方法では、
第１及び第２のパターンの何れにおいても矩形部の辺の
長さに対するこの辺に対向している帯状部の長さの比率
を５０％以上にするので、辺の長さに対するこの辺のう
ちで帯状部に対向している部分の長さの比率が高い。
第１及び第２のパターンの何れにおいても矩形部の辺の
長さに対するこの辺に対向している帯状部の長さの比率
を５０％以上にするので、辺の長さに対するこの辺のう
ちで帯状部に対向している部分の長さの比率が高い。
【００３１】このため、第１のパターンの矩形部と下層
の被転写膜に転写された矩形部とに寸法変換差が生じ、
また、第２のパターンの矩形部と上層の被転写膜に転写
された矩形部とに寸法変換差が生じても、下層の被転写
膜及び上層の被転写膜に夫々転写された矩形部の互いに
対向する辺のうちで寸法変換差が互いに等しい部分が長
い。
の被転写膜に転写された矩形部とに寸法変換差が生じ、
また、第２のパターンの矩形部と上層の被転写膜に転写
された矩形部とに寸法変換差が生じても、下層の被転写
膜及び上層の被転写膜に夫々転写された矩形部の互いに
対向する辺のうちで寸法変換差が互いに等しい部分が長
い。
【００３２】この結果、下層の被転写膜に転写した矩形
部と上層の被転写膜に転写した矩形部との対向する辺同
士の距離から第１のパターンと第２のパターンとの重ね
合わせずれを求め易い。
部と上層の被転写膜に転写した矩形部との対向する辺同
士の距離から第１のパターンと第２のパターンとの重ね
合わせずれを求め易い。
【００３３】請求項７に係る重ね合わせ測定装置では、
矩形部とこの矩形部の互いに対向する辺から等距離ずつ
矩形部から離間しており且つ矩形部の辺に平行である帯
状部とを有しており、矩形部同士が包含関係にある大き
さであり、互いに重ね合わされている第１及び第２のパ
ターンを走査してパターンの縁からエッジ信号を得る
が、互いに対向する第１のパターンの辺と第２のパター
ンの辺との距離を求める際に、辺に対応するエッジ信号
しか用いない。
矩形部とこの矩形部の互いに対向する辺から等距離ずつ
矩形部から離間しており且つ矩形部の辺に平行である帯
状部とを有しており、矩形部同士が包含関係にある大き
さであり、互いに重ね合わされている第１及び第２のパ
ターンを走査してパターンの縁からエッジ信号を得る
が、互いに対向する第１のパターンの辺と第２のパター
ンの辺との距離を求める際に、辺に対応するエッジ信号
しか用いない。
【００３４】このため、第１及び第２のパターンに帯状
部が設けられているにも拘らず、これらの帯状部から得
られるエッジ信号が無視されて、互いに対向する第１の
パターンの辺と第２のパターンの辺との距離を求めるこ
とができる。
部が設けられているにも拘らず、これらの帯状部から得
られるエッジ信号が無視されて、互いに対向する第１の
パターンの辺と第２のパターンの辺との距離を求めるこ
とができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】以下、本願の発明の第１〜第３実
施形態を、図１〜４を参照しながら説明する。図１、２
が、第１実施形態を示している。図１（ａ）に示す様
に、この第１実施形態には主尺としての重ね合わせ測定
パターン２１と副尺としての重ね合わせ測定パターン２
２とが含まれており、下層及び上層のパターンを形成す
るためのフォトマスクに夫々重ね合わせ測定パターン２
１、２２が形成されている。
施形態を、図１〜４を参照しながら説明する。図１、２
が、第１実施形態を示している。図１（ａ）に示す様
に、この第１実施形態には主尺としての重ね合わせ測定
パターン２１と副尺としての重ね合わせ測定パターン２
２とが含まれており、下層及び上層のパターンを形成す
るためのフォトマスクに夫々重ね合わせ測定パターン２
１、２２が形成されている。
【００３６】重ね合わせ測定パターン２１はクロム等で
形成されたパターン内に開口としての矩形部２３を有し
ており、重ね合わせ測定パターン２１はクロム等で形成
されたパターンである矩形部２４を有している。また、
重ね合わせ測定パターン２１、２２には、パターンが転
写された被転写膜を識別するために、図１（ａ）に示し
た様に例えば「品番１」「品番２」という文字が記入さ
れており、パターンの転写と同時にこれらの文字も転写
される。
形成されたパターン内に開口としての矩形部２３を有し
ており、重ね合わせ測定パターン２１はクロム等で形成
されたパターンである矩形部２４を有している。また、
重ね合わせ測定パターン２１、２２には、パターンが転
写された被転写膜を識別するために、図１（ａ）に示し
た様に例えば「品番１」「品番２」という文字が記入さ
れており、パターンの転写と同時にこれらの文字も転写
される。
【００３７】矩形部２３の下辺Ｙ1 及び上辺Ｙ2 の長さ
はｉであり、左辺Ｘ1 及び右辺Ｘ2の長さはｊである。
また、矩形部２４の下辺Ｙ1 及び上辺Ｙ2 の長さはｏで
あり、左辺Ｘ1 及び右辺Ｘ2 の長さはｐである。なお、
以上の点は、図５に示した一従来例と実質的に同様であ
る。
はｉであり、左辺Ｘ1 及び右辺Ｘ2の長さはｊである。
また、矩形部２４の下辺Ｙ1 及び上辺Ｙ2 の長さはｏで
あり、左辺Ｘ1 及び右辺Ｘ2 の長さはｐである。なお、
以上の点は、図５に示した一従来例と実質的に同様であ
る。
【００３８】しかし、この第１実施形態では、矩形部２
３の左辺Ｘ1 及び右辺Ｘ2 から夫々互いに等しい距離
ｂ、ｃだけ離間しており左辺Ｘ1 及び右辺Ｘ2 に夫々平
行である開口としての帯状部２５ａ、２５ｂと、下辺Ｙ
1 及び上辺Ｙ2 から夫々互いに等しい距離ｆ、ｇだけ離
間しており下辺Ｙ1 及び上辺Ｙ2 に夫々平行である開口
としての帯状部２５ｃ、２５ｄとを、重ね合わせ測定パ
ターン２１が有している。
３の左辺Ｘ1 及び右辺Ｘ2 から夫々互いに等しい距離
ｂ、ｃだけ離間しており左辺Ｘ1 及び右辺Ｘ2 に夫々平
行である開口としての帯状部２５ａ、２５ｂと、下辺Ｙ
1 及び上辺Ｙ2 から夫々互いに等しい距離ｆ、ｇだけ離
間しており下辺Ｙ1 及び上辺Ｙ2 に夫々平行である開口
としての帯状部２５ｃ、２５ｄとを、重ね合わせ測定パ
ターン２１が有している。
【００３９】帯状部２５ａ〜２５ｄの夫々の幅ａ、ｄ、
ｅ、ｈは、フォトリソグラフィにおける解像限界以上の
値であれば、重ね合わせ測定パターン２１内に収容可能
な範囲内で任意に設定可能である。しかし、帯状部２５
ａ、２５ｂの夫々の長さｎ、ｌは左辺Ｘ1 及び右辺Ｘ2
の長さｊの５０％以上であることが好ましく、帯状部２
５ｃ、２５ｄの夫々の長さｋ、ｍは下辺Ｙ1 及び上辺Ｙ
2 の長さｉの５０％以上であることが好ましい。
ｅ、ｈは、フォトリソグラフィにおける解像限界以上の
値であれば、重ね合わせ測定パターン２１内に収容可能
な範囲内で任意に設定可能である。しかし、帯状部２５
ａ、２５ｂの夫々の長さｎ、ｌは左辺Ｘ1 及び右辺Ｘ2
の長さｊの５０％以上であることが好ましく、帯状部２
５ｃ、２５ｄの夫々の長さｋ、ｍは下辺Ｙ1 及び上辺Ｙ
2 の長さｉの５０％以上であることが好ましい。
【００４０】この第１実施形態では、重ね合わせ測定パ
ターン２２も帯状部２６ａ〜２６ｄを有しており、矩形
部２４に対する帯状部２６ａ〜２６ｄの関係も、重ね合
わせ測定パターン２１における矩形部２３に対する帯状
部２５ａ〜２５ｄの関係と同様である。
ターン２２も帯状部２６ａ〜２６ｄを有しており、矩形
部２４に対する帯状部２６ａ〜２６ｄの関係も、重ね合
わせ測定パターン２１における矩形部２３に対する帯状
部２５ａ〜２５ｄの関係と同様である。
【００４１】以上の様な第１実施形態では、例えば重ね
合わせ測定パターン２１について、左辺Ｘ1 及び右辺Ｘ
2 の同じ長さの部分並びに下辺Ｙ1 及び上辺Ｙ2 の同じ
長さの部分については、左辺Ｘ1 及び右辺Ｘ2 と帯状部
２５ａ、２５ｂとの間の面積並びに下辺Ｙ1 及び上辺Ｙ
2 と帯状部２５ｃ、２５ｄとの間の面積が互いに等し
い。これらの関係は、重ね合わせ測定パターン２２につ
いても同様である。
合わせ測定パターン２１について、左辺Ｘ1 及び右辺Ｘ
2 の同じ長さの部分並びに下辺Ｙ1 及び上辺Ｙ2 の同じ
長さの部分については、左辺Ｘ1 及び右辺Ｘ2 と帯状部
２５ａ、２５ｂとの間の面積並びに下辺Ｙ1 及び上辺Ｙ
2 と帯状部２５ｃ、２５ｄとの間の面積が互いに等し
い。これらの関係は、重ね合わせ測定パターン２２につ
いても同様である。
【００４２】このため、これらの重ね合わせ測定パター
ン２１、２２を用いてフォトレジストを露光し且つ現像
した後、乾燥及び硬化のためにフォトレジストを加熱
し、フォトレジストの表面張力のためにフォトレジスト
が熱収縮しても、フォトレジストに転写された矩形部２
３、２４の辺Ｘ1 、Ｘ2 、Ｙ1 、Ｙ2 の断面形状のテー
パ量は、左辺Ｘ1 と右辺Ｘ2 とで等しく、下辺Ｙ1 と上
辺Ｙ2 とでも等しい。
ン２１、２２を用いてフォトレジストを露光し且つ現像
した後、乾燥及び硬化のためにフォトレジストを加熱
し、フォトレジストの表面張力のためにフォトレジスト
が熱収縮しても、フォトレジストに転写された矩形部２
３、２４の辺Ｘ1 、Ｘ2 、Ｙ1 、Ｙ2 の断面形状のテー
パ量は、左辺Ｘ1 と右辺Ｘ2 とで等しく、下辺Ｙ1 と上
辺Ｙ2 とでも等しい。
【００４３】また、その結果、これらのフォトレジスト
をマスクにしたエッチングで被エッチング膜に重ね合わ
せ測定パターン２１、２２を転写し、被エッチング膜に
転写された矩形部２３、２４の辺Ｘ1 、Ｘ2 、Ｙ1 、Ｙ
2 が、フォトレジストに転写された矩形部２３、２４の
辺Ｘ1 、Ｘ2 、Ｙ1 、Ｙ2 から後退しても、これらの後
退量は、被エッチング膜に転写された矩形部２３、２４
の左辺Ｘ1 と右辺Ｘ2とで等しく、下辺Ｙ1 と上辺Ｙ2
とでも等しい。
をマスクにしたエッチングで被エッチング膜に重ね合わ
せ測定パターン２１、２２を転写し、被エッチング膜に
転写された矩形部２３、２４の辺Ｘ1 、Ｘ2 、Ｙ1 、Ｙ
2 が、フォトレジストに転写された矩形部２３、２４の
辺Ｘ1 、Ｘ2 、Ｙ1 、Ｙ2 から後退しても、これらの後
退量は、被エッチング膜に転写された矩形部２３、２４
の左辺Ｘ1 と右辺Ｘ2とで等しく、下辺Ｙ1 と上辺Ｙ2
とでも等しい。
【００４４】従って、図１（ｂ）に示す様に、例えば図
１０（ａ）の場合と同様に被エッチング膜１６に重ね合
わせ測定パターン２１を転写しフォトレジスト１８に重
ね合わせ測定パターン２２を転写しても、矩形部２３の
左辺Ｘ1 と矩形部２４の左辺Ｘ1 との距離ｘ1 と、矩形
部２３の右辺Ｘ2 と矩形部２４の右辺Ｘ2 との距離ｘ2
との差分（ｘ1 −ｘ2 ）／２が、Ｘ方向の重ね合わせず
れを正確に表している。
１０（ａ）の場合と同様に被エッチング膜１６に重ね合
わせ測定パターン２１を転写しフォトレジスト１８に重
ね合わせ測定パターン２２を転写しても、矩形部２３の
左辺Ｘ1 と矩形部２４の左辺Ｘ1 との距離ｘ1 と、矩形
部２３の右辺Ｘ2 と矩形部２４の右辺Ｘ2 との距離ｘ2
との差分（ｘ1 −ｘ2 ）／２が、Ｘ方向の重ね合わせず
れを正確に表している。
【００４５】同様に、矩形部２３の下辺Ｙ1 と矩形部２
４の下辺Ｙ1 との距離ｙ1 と、矩形部２３の上辺Ｙ2 と
矩形部２４の上辺Ｙ2 との距離ｙ2 との差分（ｙ1 −ｙ
2 ）／２が、Ｙ方向の重ね合わせずれを正確に表してい
る。
４の下辺Ｙ1 との距離ｙ1 と、矩形部２３の上辺Ｙ2 と
矩形部２４の上辺Ｙ2 との距離ｙ2 との差分（ｙ1 −ｙ
2 ）／２が、Ｙ方向の重ね合わせずれを正確に表してい
る。
【００４６】図２は、一従来例における図８の場合と同
様にフォトレジスト１５に２個の重ね合わせ測定パター
ン２１をＸ方向に連続して形成した場合を示している。
この場合にも、フォトレジスト１５のＸ方向の断面形状
におけるテーパ量Δｘ1 、Δｘ2 がΔｘ1 ＝Δｘ2 にな
り、フォトレジスト１５のＹ方向の断面形状におけるテ
ーパ量Δｙ1 、Δｙ2 もΔｙ1 ＝Δｙ2 になり、Ｘ方向
及びＹ方向の重ね合わせずれを正確に求めることができ
る。
様にフォトレジスト１５に２個の重ね合わせ測定パター
ン２１をＸ方向に連続して形成した場合を示している。
この場合にも、フォトレジスト１５のＸ方向の断面形状
におけるテーパ量Δｘ1 、Δｘ2 がΔｘ1 ＝Δｘ2 にな
り、フォトレジスト１５のＹ方向の断面形状におけるテ
ーパ量Δｙ1 、Δｙ2 もΔｙ1 ＝Δｙ2 になり、Ｘ方向
及びＹ方向の重ね合わせずれを正確に求めることができ
る。
【００４７】ところで、図５に示した一従来例では、図
５（ｂ）からも明らかな様に、重ね合わせ測定パターン
１１、１２をＸ方向に走査すると、矩形部１３の辺
Ｘ1 、矩形部１４の辺Ｘ1 、矩形部１４の辺Ｘ2 、矩形
部１３の辺Ｘ2 からエッジ信号が順次に発生するので、
これらのエッジ信号から距離ｘ1 、ｘ2 を容易に求める
ことができる。また、同様に、距離ｙ1 、ｙ2 を容易に
求めることができる。
５（ｂ）からも明らかな様に、重ね合わせ測定パターン
１１、１２をＸ方向に走査すると、矩形部１３の辺
Ｘ1 、矩形部１４の辺Ｘ1 、矩形部１４の辺Ｘ2 、矩形
部１３の辺Ｘ2 からエッジ信号が順次に発生するので、
これらのエッジ信号から距離ｘ1 、ｘ2 を容易に求める
ことができる。また、同様に、距離ｙ1 、ｙ2 を容易に
求めることができる。
【００４８】これに対して、この第１実施形態では、図
１（ｂ）からも明らかな様に、重ね合わせ測定パターン
２１、２２をＸ方向に走査すると、矩形部２３、２４の
辺Ｘ1 、Ｘ2 のみならず、帯状部２５ａ、２５ｂ、２６
ａ、２６ｂからもエッジ信号が発生する。このため、重
ね合わせ測定装置の演算部は、距離ｘ1 、ｘ2 を求める
際に、矩形部２３、２４の辺Ｘ1 、Ｘ2 から発生するエ
ッジ信号のみを用い、帯状部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、
２６ｂから発生するエッジ信号は無視する。
１（ｂ）からも明らかな様に、重ね合わせ測定パターン
２１、２２をＸ方向に走査すると、矩形部２３、２４の
辺Ｘ1 、Ｘ2 のみならず、帯状部２５ａ、２５ｂ、２６
ａ、２６ｂからもエッジ信号が発生する。このため、重
ね合わせ測定装置の演算部は、距離ｘ1 、ｘ2 を求める
際に、矩形部２３、２４の辺Ｘ1 、Ｘ2 から発生するエ
ッジ信号のみを用い、帯状部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、
２６ｂから発生するエッジ信号は無視する。
【００４９】このことは、重ね合わせ測定パターン２
１、２２をＹ方向に走査する場合も同様であるので、重
ね合わせ測定装置の演算部は、距離ｙ1 、ｙ2 を求める
際に、矩形部２３、２４の辺Ｙ1 、Ｙ2 から発生するエ
ッジ信号のみを用い、帯状部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、
２６ｂから発生するエッジ信号は無視する。
１、２２をＹ方向に走査する場合も同様であるので、重
ね合わせ測定装置の演算部は、距離ｙ1 、ｙ2 を求める
際に、矩形部２３、２４の辺Ｙ1 、Ｙ2 から発生するエ
ッジ信号のみを用い、帯状部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、
２６ｂから発生するエッジ信号は無視する。
【００５０】図３が、第２実施形態の主尺としての重ね
合わせ測定パターン２１を示している。この第２実施形
態の重ね合わせ測定パターン２１も、帯状部２５ａ、２
５ｂが左辺Ｘ1 及び右辺Ｘ2 よりも長く且つ帯状部２５
ｃ、２５ｄが下辺Ｙ1 及び上辺Ｙ2 よりも長いために、
帯状部２５ａ〜２５ｄが矩形部２３の周囲で連続してい
ることを除いて、図１、２に示した第１実施形態と実質
的に同様の構成を有している。
合わせ測定パターン２１を示している。この第２実施形
態の重ね合わせ測定パターン２１も、帯状部２５ａ、２
５ｂが左辺Ｘ1 及び右辺Ｘ2 よりも長く且つ帯状部２５
ｃ、２５ｄが下辺Ｙ1 及び上辺Ｙ2 よりも長いために、
帯状部２５ａ〜２５ｄが矩形部２３の周囲で連続してい
ることを除いて、図１、２に示した第１実施形態と実質
的に同様の構成を有している。
【００５１】図示されてはいないが、第２実施形態の副
尺としての重ね合わせ測定パターンも、主尺としての重
ね合わせ測定パターンと同様の構成を有している。この
様な第２実施形態でも、第１実施形態と同様の作用効果
を奏することができる。
尺としての重ね合わせ測定パターンも、主尺としての重
ね合わせ測定パターンと同様の構成を有している。この
様な第２実施形態でも、第１実施形態と同様の作用効果
を奏することができる。
【００５２】図４が、第３実施形態の主尺としての重ね
合わせ測定パターン２１を示している。この第３実施形
態の重ね合わせ測定パターン２１も、帯状部２５ａ〜２
５ｄの幅が広くて、帯状部２５ａ〜２５ｃが重ね合わせ
測定パターン２１の端縁まで広がっていることを除い
て、図３に示した第２実施形態と実質的に同様の構成を
有している。
合わせ測定パターン２１を示している。この第３実施形
態の重ね合わせ測定パターン２１も、帯状部２５ａ〜２
５ｄの幅が広くて、帯状部２５ａ〜２５ｃが重ね合わせ
測定パターン２１の端縁まで広がっていることを除い
て、図３に示した第２実施形態と実質的に同様の構成を
有している。
【００５３】図示されてはいないが、第３実施形態の副
尺としての重ね合わせ測定パターンも、主尺としての重
ね合わせ測定パターンと同様の構成を有している。この
様な第３実施形態でも、第１及び第２実施形態と同様の
作用効果を奏することができる。
尺としての重ね合わせ測定パターンも、主尺としての重
ね合わせ測定パターンと同様の構成を有している。この
様な第３実施形態でも、第１及び第２実施形態と同様の
作用効果を奏することができる。
【００５４】
【発明の効果】請求項１に係る重ね合わせ測定パターン
では、重ね合わせ測定パターンの矩形部と被転写膜に転
写された矩形部とに寸法変換差が生じても、この寸法変
換差は被転写膜に転写された矩形部の互いに対向する辺
で等しい。
では、重ね合わせ測定パターンの矩形部と被転写膜に転
写された矩形部とに寸法変換差が生じても、この寸法変
換差は被転写膜に転写された矩形部の互いに対向する辺
で等しい。
【００５５】従って、下層の被転写膜に転写した矩形部
と包含関係になる矩形部を上層の被転写膜に転写して、
下層の被転写膜に転写した矩形部と上層の被転写膜に転
写した矩形部との対向する辺同士の距離を測定すれば、
下層の被転写膜への転写に用いた重ね合わせ測定パター
ンと上層の被転写膜への転写に用いた重ね合わせ測定パ
ターンとの重ね合わせずれを正確に求めることができ
る。
と包含関係になる矩形部を上層の被転写膜に転写して、
下層の被転写膜に転写した矩形部と上層の被転写膜に転
写した矩形部との対向する辺同士の距離を測定すれば、
下層の被転写膜への転写に用いた重ね合わせ測定パター
ンと上層の被転写膜への転写に用いた重ね合わせ測定パ
ターンとの重ね合わせずれを正確に求めることができ
る。
【００５６】請求項２に係る重ね合わせ測定パターンで
は、重ね合わせ測定パターンの矩形部と被転写膜に転写
された矩形部とに寸法変換差が生じても、被転写膜に転
写された矩形部の互いに対向する辺のうちで寸法変換差
が互いに等しい部分が長い。従って、下層の被転写膜へ
の転写に用いた重ね合わせ測定パターンと上層の被転写
膜への転写に用いた重ね合わせ測定パターンとの重ね合
わせずれを正確且つ容易に求めることができる。
は、重ね合わせ測定パターンの矩形部と被転写膜に転写
された矩形部とに寸法変換差が生じても、被転写膜に転
写された矩形部の互いに対向する辺のうちで寸法変換差
が互いに等しい部分が長い。従って、下層の被転写膜へ
の転写に用いた重ね合わせ測定パターンと上層の被転写
膜への転写に用いた重ね合わせ測定パターンとの重ね合
わせずれを正確且つ容易に求めることができる。
【００５７】請求項３に係るフォトマスクでは、フォト
マスク中の重ね合わせ測定パターンの矩形部と被転写膜
に転写された矩形部とに寸法変換差が生じても、この寸
法変換差は被転写膜に転写された矩形部の互いに対向す
る辺で等しい。
マスク中の重ね合わせ測定パターンの矩形部と被転写膜
に転写された矩形部とに寸法変換差が生じても、この寸
法変換差は被転写膜に転写された矩形部の互いに対向す
る辺で等しい。
【００５８】従って、下層の被転写膜に転写した矩形部
と包含関係になる矩形部を上層の被転写膜に転写して、
下層の被転写膜に転写した矩形部と上層の被転写膜に転
写した矩形部との対向する辺同士の距離を測定すれば、
下層の被転写膜への転写に用いたフォトマスクと上層の
被転写膜への転写に用いたフォトマスクとの重ね合わせ
ずれを正確に求めることができる。
と包含関係になる矩形部を上層の被転写膜に転写して、
下層の被転写膜に転写した矩形部と上層の被転写膜に転
写した矩形部との対向する辺同士の距離を測定すれば、
下層の被転写膜への転写に用いたフォトマスクと上層の
被転写膜への転写に用いたフォトマスクとの重ね合わせ
ずれを正確に求めることができる。
【００５９】請求項４に係るフォトマスクでは、フォト
マスク中の重ね合わせ測定パターンの矩形部と被転写膜
に転写された矩形部とに寸法変換差が生じても、被転写
膜に転写された矩形部の互いに対向する辺のうちで寸法
変換差が互いに等しい部分が長い。従って、下層の被転
写膜への転写に用いたフォトマスクと上層の被転写膜へ
の転写に用いたフォトマスクとの重ね合わせずれを正確
且つ容易に求めることができる。
マスク中の重ね合わせ測定パターンの矩形部と被転写膜
に転写された矩形部とに寸法変換差が生じても、被転写
膜に転写された矩形部の互いに対向する辺のうちで寸法
変換差が互いに等しい部分が長い。従って、下層の被転
写膜への転写に用いたフォトマスクと上層の被転写膜へ
の転写に用いたフォトマスクとの重ね合わせずれを正確
且つ容易に求めることができる。
【００６０】請求項５に係る重ね合わせ測定方法では、
下層の被転写膜に転写した矩形部と上層の被転写膜に転
写した矩形部との対向する辺同士の距離が第１のパター
ンと第２のパターンとの重ね合わせずれに対応するの
で、この距離を測定することによって、同一方向にある
距離同士から下層の被転写膜への転写に用いた第１のパ
ターンと上層の被転写膜への転写に用いた第２のパター
ンとの重ね合わせずれを正確に求めることができる。
下層の被転写膜に転写した矩形部と上層の被転写膜に転
写した矩形部との対向する辺同士の距離が第１のパター
ンと第２のパターンとの重ね合わせずれに対応するの
で、この距離を測定することによって、同一方向にある
距離同士から下層の被転写膜への転写に用いた第１のパ
ターンと上層の被転写膜への転写に用いた第２のパター
ンとの重ね合わせずれを正確に求めることができる。
【００６１】請求項６に係る重ね合わせ測定方法では、
下層の被転写膜に転写した矩形部と上層の被転写膜に転
写した矩形部との対向する辺同士の距離から第１のパタ
ーンと第２のパターンとの重ね合わせずれを求め易いの
で、下層の被転写膜への転写に用いた第１のパターンと
上層の被転写膜への転写に用いた第２のパターンとの重
ね合わせずれを正確且つ容易にに求めることができる。
下層の被転写膜に転写した矩形部と上層の被転写膜に転
写した矩形部との対向する辺同士の距離から第１のパタ
ーンと第２のパターンとの重ね合わせずれを求め易いの
で、下層の被転写膜への転写に用いた第１のパターンと
上層の被転写膜への転写に用いた第２のパターンとの重
ね合わせずれを正確且つ容易にに求めることができる。
【００６２】請求項７に係る重ね合わせ測定装置では、
第１及び第２のパターンに帯状部が設けられているにも
拘らず、これらの帯状部から得られるエッジ信号が無視
されて、互いに対向する第１のパターンの辺と第２のパ
ターンの辺との距離を求めることができるので、第１の
パターンと第２のパターンとの重ね合わせずれを正確に
求めることができる。
第１及び第２のパターンに帯状部が設けられているにも
拘らず、これらの帯状部から得られるエッジ信号が無視
されて、互いに対向する第１のパターンの辺と第２のパ
ターンの辺との距離を求めることができるので、第１の
パターンと第２のパターンとの重ね合わせずれを正確に
求めることができる。
【図１】本願の発明の第１実施形態を示しており、
（ａ）は主尺としての重ね合わせ測定パターン及び副尺
としての重ね合わせ測定パターンの夫々の平面図、
（ｂ）は主尺としての重ね合わせ測定パターンと副尺と
しての重ね合わせ測定パターンとが重ね合わされた状態
の平面図である。
（ａ）は主尺としての重ね合わせ測定パターン及び副尺
としての重ね合わせ測定パターンの夫々の平面図、
（ｂ）は主尺としての重ね合わせ測定パターンと副尺と
しての重ね合わせ測定パターンとが重ね合わされた状態
の平面図である。
【図２】第１実施形態をＸ方向に２個連続して形成した
場合を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の
Ｂ−Ｂ線に沿う位置における側断面図、（ｃ）は（ａ）
のＣ−Ｃ線に沿う位置における側断面図である。
場合を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の
Ｂ−Ｂ線に沿う位置における側断面図、（ｃ）は（ａ）
のＣ−Ｃ線に沿う位置における側断面図である。
【図３】本願の発明の第２実施形態をＸ方向に２個連続
して形成した場合の平面図である。
して形成した場合の平面図である。
【図４】本願の発明の第３実施形態をＸ方向に２個連続
して形成した場合の平面図である。
して形成した場合の平面図である。
【図５】本願の発明の一従来例を示しており、（ａ）は
主尺としての重ね合わせ測定パターン及び副尺としての
重ね合わせ測定パターンの夫々の平面図、（ｂ）は主尺
としての重ね合わせ測定パターンと副尺としての重ね合
わせ測定パターンとが重ね合わされた状態の平面図であ
る。
主尺としての重ね合わせ測定パターン及び副尺としての
重ね合わせ測定パターンの夫々の平面図、（ｂ）は主尺
としての重ね合わせ測定パターンと副尺としての重ね合
わせ測定パターンとが重ね合わされた状態の平面図であ
る。
【図６】本願の発明の一従来例をＸ方向に４個連続して
形成した場合の平面図である。
形成した場合の平面図である。
【図７】一従来例を１個形成した場合を示しており、
（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う位置
における側断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う位
置における側断面図である。
（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う位置
における側断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う位
置における側断面図である。
【図８】一従来例をＸ方向に２個連続して形成した場合
を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−
Ｂ線に沿う位置における側断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ
−Ｃ線に沿う位置における側断面図である。
を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−
Ｂ線に沿う位置における側断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ
−Ｃ線に沿う位置における側断面図である。
【図９】一従来例の重ね合わせ測定パターンを転写した
状態を示しており、（ａ）はフォトレジストに転写した
状態の側断面図、（ｂ）は被エッチング膜に転写した状
態の側断面図、（ｃ）は被エッチング膜に転写した状態
の平面図である。
状態を示しており、（ａ）はフォトレジストに転写した
状態の側断面図、（ｂ）は被エッチング膜に転写した状
態の側断面図、（ｃ）は被エッチング膜に転写した状態
の平面図である。
【図１０】一従来例における主尺としての重ね合わせ測
定パターンと副尺としての重ね合わせ測定パターンとが
重ね合わされた状態を示しており、（ａ）は（ｂ）のＡ
−Ａ線に沿う位置における側断面図、（ｂ）は平面図で
ある。
定パターンと副尺としての重ね合わせ測定パターンとが
重ね合わされた状態を示しており、（ａ）は（ｂ）のＡ
−Ａ線に沿う位置における側断面図、（ｂ）は平面図で
ある。
２１、２２…重ね合わせ測定パターン、２３、２４…矩
形部、２５ａ〜２５ｄ、２６ａ〜２６ｄ…帯状部
形部、２５ａ〜２５ｄ、２６ａ〜２６ｄ…帯状部
Claims (7)
- 【請求項１】 矩形部と、 この矩形部の互いに対向する辺から等距離ずつ前記矩形
部から離間しており前記辺に平行である帯状部とを有す
ることを特徴とする重ね合わせ測定パターン。 - 【請求項２】 前記辺の長さに対するこの辺に対向して
いる前記帯状部の長さの比率が５０％以上であることを
特徴とする請求項１記載の重ね合わせ測定パターン。 - 【請求項３】 矩形部とこの矩形部の互いに対向する辺
から等距離ずつ前記矩形部から離間しており前記辺に平
行である帯状部とを有する重ね合わせ測定パターンを含
むことを特徴とするフォトマスク。 - 【請求項４】 前記辺の長さに対するこの辺に対向して
いる前記帯状部の長さの比率が５０％以上であることを
特徴とする請求項３記載のフォトマスク。 - 【請求項５】 第１の矩形部とこの第１の矩形部の互い
に対向する辺から等距離ずつ前記第１の矩形部から離間
しており前記辺に平行である帯状部とを有する第１のパ
ターンを下層の被転写膜に転写する工程と、 第２の矩形部とこの第２の矩形部の互いに対向する辺か
ら等距離ずつ前記第２の矩形部から離間しており前記辺
に平行である帯状部とを有し、前記第２の矩形部が前記
第１の矩形部と包含関係にある大きさの第２のパターン
を、前記第１の矩形部に前記第２の矩形部を重ね合わせ
て上層の被転写膜に転写する工程と、 前記下層の被転写膜に転写した前記第１の矩形部と前記
上層の被転写膜に転写した前記第２の矩形部との対向す
る辺同士の距離を測定する工程と、 同一方向にある前記距離同士から前記第１のパターンと
前記第２のパターンとの重ね合わせずれを求める工程と
を具備することを特徴とする重ね合わせ測定方法。 - 【請求項６】 前記辺の長さに対するこの辺に対向して
いる前記帯状部の長さの比率を５０％以上にすることを
特徴とする請求項５記載の重ね合わせ測定方法。 - 【請求項７】 矩形部とこの矩形部の互いに対向する辺
から等距離ずつ前記矩形部から離間しており前記辺に平
行である帯状部とを有しており、前記矩形部同士が包含
関係にある大きさであり、互いに重ね合わされている第
１及び第２のパターンを走査してパターンの縁から得ら
れるエッジ信号のうちで、前記辺に対応するエッジ信号
のみを用いて、互いに対向する前記第１のパターンの前
記辺と前記第２のパターンの前記辺との距離を求める演
算部を有する重ね合わせ測定装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8282698A JPH11258776A (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 重ね合わせ測定パターン、フォトマスク、重ね合わせ測定方法及び重ね合わせ測定装置 |
| US09/265,858 US6326106B1 (en) | 1998-03-13 | 1999-03-11 | Overlay measuring pattern, and photomask |
| US09/866,742 US20010036582A1 (en) | 1998-03-13 | 2001-05-30 | Overlay measuring pattern, photomask, and overlay measuring method and apparatus |
| US10/420,767 US20030203288A1 (en) | 1998-03-13 | 2003-04-23 | Overlay measuring pattern, photomask, and overlay measuring method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8282698A JPH11258776A (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 重ね合わせ測定パターン、フォトマスク、重ね合わせ測定方法及び重ね合わせ測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11258776A true JPH11258776A (ja) | 1999-09-24 |
Family
ID=13785216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8282698A Pending JPH11258776A (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 重ね合わせ測定パターン、フォトマスク、重ね合わせ測定方法及び重ね合わせ測定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US6326106B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11258776A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2003224063A (ja) * | 2002-01-31 | 2003-08-08 | Oki Electric Ind Co Ltd | 合わせ測定用のレジストパターン |
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-
1998
- 1998-03-13 JP JP8282698A patent/JPH11258776A/ja active Pending
-
1999
- 1999-03-11 US US09/265,858 patent/US6326106B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-05-30 US US09/866,742 patent/US20010036582A1/en not_active Abandoned
-
2003
- 2003-04-23 US US10/420,767 patent/US20030203288A1/en not_active Abandoned
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003224063A (ja) * | 2002-01-31 | 2003-08-08 | Oki Electric Ind Co Ltd | 合わせ測定用のレジストパターン |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| US20010036582A1 (en) | 2001-11-01 |
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