JPH118178A - レジストパターン位置の検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 重ね合わせマークの誤認識量を少なくし、こ
れにより正確な補正を行えるようにしたレジストパター
ン位置の検査方法の提供が望まれている。 【解決手段】 ウエハ上に形成されたレジストパターン
の位置を検査する方法である。まず、エハに形成された
Ｘ方向あるいはＹ方向のスクライブライン２ａ、２ｂの
うち、一方の方向のスクライブライン上のみにレジスト
からなる重ね合わせマーク１を形成し、かつその周囲に
レジスト無し部分３を設ける。その後、重ね合わせマー
ク１に基づいてレジストパターンのオフセット値を求め
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、ウエハ上のレジス
トを露光処理し、さらに現像処理を施した後、得られた
レジストパターンの位置を検査する方法に係わり、詳し
くはレジストからなる重ね合わせマークを用いて検査を
行うレジストパターン位置の検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造にあたっては、各種の
パターンをエッチングで形成する際、これに先立ってレ
ジストパターンを形成する。このレジストパターンは、
通常、ウエハ上にレジスト液を塗布してレジスト層を形
成し、所望するパターンに対応するマスクを用いて露光
処理し、さらにこれを現像処理することによって得られ
る。

【０００３】このようなレジストパターンを形成した際
には、通常、得られたレジストパターンが所望する位置
にずれることなく形成されているか否かを検査し、ずれ
ている場合には次のウエハの処理の際にそのずれを補正
するためオフセット値を求めている。このようなレジス
トパターンの位置を検査するためには、通常、ウエハ上
のスクライブライン上にレジストによって重ね合わせマ
ークを形成しておき、この重ね合わせマークの位置を画
像処理によって検出し、正規の位置からのずれ量を求め
ている。

【０００４】ところで、スクライブライン上に形成する
重ね合わせマークについては、形成するパターンの微細
化・高精度化に伴い、ウエハ上の１ショットの領域、す
なわち１回の露光で照射される領域において、図３に示
すように例えば回転されているか否かをも検査するため
５箇所に重ね合わせマーク１を形成するようにしてい
る。このとき、従来では重ね合わせマーク１…を、縦方
向（Ｙ方向）のスクライブライン２ａ、横方向（Ｘ方
向）のスクライブライン２ｂに対して均等に、あるいは
ランダムに配置するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たように重ね合わせマーク１…を縦横に均等あるいはラ
ンダムで形成配置した場合に、重ね合わせマーク１の位
置を画像処理によって検出し、正規の位置からのずれ量
を求める際、レジストパターンの粗密の状態に起因して
重ね合わせマーク位置の誤認識が起こる。

【０００６】すなわち、重ね合わせマーク１は、通常、
図４（ａ）に示すようにスクライブライン２ａ上、ある
いは図４（ｂ）に示すようにスクライブライン２ｂ上に
おいて正方形あるいは矩形に形成され、さらにその周囲
に正方形枠状あるいは矩形枠状の基準レイヤーとなるレ
ジスト無し部分３が設けられる。そして、このような構
成のもとに、重ね合わせマーク１がレジスト無し部分３
のセンターからどれだけずれているかを測定することに
より、他のレジストパターンの位置ずれの有無およびそ
のずれの大きさ・方向が求められるのである。

【０００７】しかして、図４（ａ）、（ｂ）に示したよ
うにスクライブライン２ａ、２ｂ上にレジスト層４が形
成され、したがってレジスト無し部分３の外側がレジス
ト層４となっている場合、縦方向（Ｙ方向）のスクライ
ブライン２ａ上における重ね合わせマーク１では、画像
処理した際図５（ａ）に示すように重ね合わせマーク１
が基準レイヤーとなるレジスト無し部分３に対し見掛け
上上側あるいは下側（図５（ａ）の例では下側）にずれ
た状態で見えてしまい、同様に、横方向（Ｘ方向）のス
クライブライン２ｂ上における重ね合わせマーク１で
は、図５（ｂ）に示すように重ね合わせマーク１が基準
レイヤーとなるレジスト無し部分３に対し見掛け上左側
あるいは右側（図５（ａ）の例では左側）にずれた状態
で見えてしまう。

【０００８】すると、このように見掛け上ずれてしまう
ことによって生ずる誤認識が、本来のずれ量を変えてし
まうことになり、しかも、縦方向（Ｙ方向）のスクライ
ブライン２ａ上における重ね合わせマーク１の誤認識の
方向と、横方向（Ｘ方向）のスクライブライン２ｂ上に
おける重ね合わせマーク１の誤認識の方向とが異なるこ
とから、全体としてオフセット値を決定することができ
なくなってしまう。すなわち、重ね合わせマーク１のそ
れぞれにおいて求められるずれ量（誤認識量を含む）が
そのＸ方向、Ｙ方向において同程度に求められず、それ
ぞれがばらばらに求められてしまうことから、誤認識量
を除いてＸ方向、Ｙ方向のオフセット値を一つの値に決
定するのが難しく、したがって正確な補正を行うのが困
難になっているのである。

【０００９】なお、縦方向（Ｙ方向）のスクライブライ
ン２ａ上において、図５（ａ）に示したように重ね合わ
せマーク１が見掛け上縦方向（Ｙ方向）にずれてしまう
のは、Ｘ方向ではレジスト層４の面積（体積）が少な
く、Ｙ方向ではこれが多いため、レジスト層４の熱処理
等による膨張の影響をＹ方向で受けやすくなるため、レ
ジスト層４のＹ方向におけるレジスト無し部分３側の側
面のテーパ角が鋭角になり、該側面のエッジがレジスト
無し部分３側に大きく延びてしまうからであると考えら
れる。同様に、横方向（Ｘ方向）のスクライブライン２
ａ上において、図５（ｂ）に示したように重ね合わせマ
ーク３が見掛け上縦方向（Ｘ方向）にずれてしまうの
は、Ｙ方向ではレジスト層４の面積（体積）が少なく、
Ｘ方向ではこれが多いため、レジスト層４の熱処理等に
よる膨張の影響をＸ方向で受けやすくなるため、レジス
ト層４のＸ方向におけるレジスト無し部分３側の側面の
テーパ角が鋭角になり、該側面のエッジがレジスト無し
部分３側に大きく延びてしまうからであると考えられ
る。

【００１０】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、重ね合わせマークの誤認
識量を少なくし、これにより正確な補正を行えるように
したレジストパターン位置の検査方法を提供することに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明における請求項１
記載のレジストパターン位置の検査方法では、ウエハ上
に形成されたレジストパターンの位置を検査するに際
し、まず、前記ウエハに形成されたＸ方向あるいはＹ方
向のスクライブラインのうち、一方の方向のスクライブ
ライン上のみにレジストからなる重ね合わせマークを形
成し、かつその周囲にレジスト無し部分を設け、その
後、前記重ね合わせマークに基づいてレジストパターン
のオフセット値を求めることを前記課題の解決手段とし
た。

【００１２】この検査方法によれば、Ｘ方向あるいはＹ
方向のスクライブラインのうち、一方の方向のスクライ
ブライン上のみに重ね合わせマークを形成するので、重
ね合わせマークのずれ量を求めた際にこれに含まれてし
まう誤認識量が、全ての重ね合わせマークについてＸ方
向あるいはＹ方向に統一される。したがって、レジスト
パターンのオフセット値を求める際、見掛け上で得られ
るずれ量から誤認識量を差し引き、これを求めるのが可
能になる。

【００１３】請求項２記載のレジストパターン位置の検
査方法では、ウエハ上に形成されたレジストパターンの
位置を検査するに際し、まず、前記ウエハに形成された
レジストからなる重ね合わせマークを形成し、かつその
周囲にレジスト無し部分を設け、さらにこのレジスト無
し部分の周囲にレジスト部分を介して別のレジスト無し
部分を設け、その後、前記重ね合わせマークに基づいて
レジストパターンのオフセット値を求めることを前記課
題の解決手段とした。

【００１４】この検査方法によれば、重ね合わせマーク
の周囲のレジスト無し部分の周囲にさらに別のレジスト
無し部分を設けるので、この別のレジスト無し部分の外
側に形成されるレジスト層と、前記レジスト無し部分の
外側のレジスト部分とが不連続となり、したがってレジ
スト層の熱膨張などによる影響がレジスト部分に及ぶこ
とがなく、よってレジスト層やレジスト部分の熱膨張等
に起因して重ね合わせマークの位置に誤認識が生じるこ
とが抑えられる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明のレジストパターン
位置の検査方法を詳しく説明する。本発明における請求
項１記載のレジストパターン位置の検査方法が従来の検
査方法と異なるところは、図１（ａ）に示すように重ね
合わせマーク１を横方向（Ｘ方向）のスクライブライン
２ｂにのみ形成するか、あるいは図１（ｂ）に示すよう
に重ね合わせマーク１を縦方向（Ｙ方向）のスクライブ
ライン２ａにのみ形成する点である。すなわち、本発明
の実施形態例においても、重ね合わせマーク１は図４
（ａ）、（ｂ）に示したように正方形あるいは矩形に形
成され、その周囲に正方形枠状あるいは矩形枠状の基準
レイヤーとなるレジスト無し部分３が設けられ、さら
に、このレジスト無し部分３の外側にレジスト層４が形
成されている。

【００１６】したがって、例えば図１（ａ）に示した例
では、全ての重ね合わせマーク１が横方向（Ｘ方向）の
スクライブライン２ｂにのみ形成配置されていることか
ら、これら重ね合わせマーク１…では見掛け上形成され
てしまう誤認識が横方向（Ｘ方向）にのみ現れる。よっ
て、この横方向（Ｘ方向）にのみ現れる誤認識量を求め
てこれを見掛け上のずれ量から差し引くことにより、正
規のずれ量が求めることができ、これにより正確なオフ
セット値を求めることができる。

【００１７】同様に、図１（ｂ）に示した例では、全て
の重ね合わせマーク１が縦方向（Ｙ方向）のスクライブ
ライン２ａにのみ形成配置されていることから、これら
重ね合わせマーク１…では見掛け上形成されてしまう誤
認識が縦方向（Ｙ方向）にのみ現れる。よって、この縦
方向（Ｙ方向）にのみ現れる誤認識量を求めてこれを見
掛け上のずれ量から差し引くことにより、正規のずれ量
が求めることができ、これにより正確なオフセット値を
求めることができる。このように本実施形態例によれ
ば、正確なオフセット値を求めることができることか
ら、例えば同一の処理を行う次のウエハに対し、適切な
補正を行いつつレジストパターンの作製を行うことがで
きる。

【００１８】図２は本発明における請求項２記載のレジ
ストパターン位置の検査方法の一実施形態例を説明する
ための図であり、図２中符号１０は重ね合わせマーク、
１１はスクライブラインである。この例においても、重
ね合わせマーク１０についてはこれを正方形あるいは矩
形に形成し、かつその周囲に正方形枠状あるいは矩形枠
状の基準レイヤーとなるレジスト無し部分１２を設け
る。さらに、このレジスト無し部分１２の周囲に形成す
るレジスト層１３に、前記レジスト無し部分１２とは別
のレジスト無し部分１４を、前記レジスト無し部分１２
の周囲にレジスト部分１５を介して形成する。なお、こ
の別のレジスト無し部分１４についても、特に限定され
るものではないものの、この例では正方形枠状あるいは
矩形枠状のものとする。

【００１９】このように本実施形態例では、重ね合わせ
マーク１０の周囲のレジスト無し部分１２の周囲にさら
に別のレジスト無し部分１４を形成するので、この別の
レジスト無し部分１４の外側に形成されるレジスト層１
３と、前記レジスト無し部分１２の外側のレジスト部分
１５とが不連続となり、したがってレジスト層１３の熱
膨張などによる影響がレジスト部分１５に及ぶことがな
く、よってレジスト層１３やレジスト部分１５の熱膨張
等に起因して重ね合わせマーク１０の位置に誤認識が生
じることを抑えることができる。したがって、本実施形
態例によれば、誤認識のない正規のずれ量を求めること
ができるので、正確なオフセット値を求めることがで
き、これにより例えば同一の処理を行う次のウエハに対
し、適切な補正を行いつつレジストパターンの作製を行
うことができる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明における請求
項１記載のレジストパターン位置の検査方法は、Ｘ方向
あるいはＹ方向のスクライブラインのうち、一方の方向
のスクライブライン上のみに重ね合わせマークを形成
し、重ね合わせマークのずれ量を求めた際にこれに含ま
れてしまう誤認識量を、全ての重ね合わせマークについ
てＸ方向あるいはＹ方向に統一するようにした方法であ
るから、レジストパターンのオフセット値を求める際、
見掛け上で得られるずれ量から誤認識量を差し引くこと
により、正規のずれ量を求めることができ、これにより
正確なオフセット値を求めることができる。したがっ
て、この検査方法によれば、同一の処理を行う次のウエ
ハに対し、適切な補正を行いつつレジストパターンの作
製を行うことができる。

【００２１】本発明における請求項２記載のレジストパ
ターン位置の検査方法は、重ね合わせマークの周囲のレ
ジスト無し部分の周囲にさらに別のレジスト無し部分を
設け、この別のレジスト無し部分の外側に形成するレジ
スト層と、前記レジスト無し部分の外側のレジスト部分
とを不連続とすることにより、レジスト層の熱膨張など
による影響がレジスト部分に及ぶことがなく、よってレ
ジスト層やレジスト部分の熱膨張等に起因して重ね合わ
せマークの位置に誤認識が生じることを抑えることがで
きるようにした方法であるから、誤認識のない正規のず
れ量を求めることができることにより正確なオフセット
値を求めることができ、したがって同一の処理を行う次
のウエハに対し、適切な補正を行いつつレジストパター
ンの作製を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）、（ｂ）は、いずれも請求項１記載の発
明の一実施形態例を説明するための模式化した要部拡大
平面図である。

【図２】請求項２記載の発明の一実施形態例を説明する
ための要部拡大平面図である。

【図３】従来の方法の一例を説明するための模式化した
要部拡大平面図である。

【図４】（ａ）、（ｂ）は重ね合わせマークの形態を説
明するための要部拡大平面図である。

【図５】（ａ）、（ｂ）は従来の課題を説明するための
要部拡大平面図である。

【符号の説明】

１，１０…重ね合わせマーク、２ａ…縦方向のスクライ
ブライン、２ｂ…横方向のスクライブライン、３，１２
…レジスト無し部分、４，１３…レジスト層、１１…ス
クライブライン、１４…別のレジスト無し部分、１５…
レジスト部分

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウエハ上に形成されたレジストパターン
   の位置を検査する方法であって、 前記ウエハに形成されたＸ方向あるいはＹ方向のスクラ
   イブラインのうち、一方の方向のスクライブライン上の
   みにレジストからなる重ね合わせマークを形成し、かつ
   その周囲にレジスト無し部分を設け、 その後、前記重ね合わせマークに基づいてレジストパタ
   ーンのオフセット値を求めることを特徴とするレジスト
   パターン位置の検査方法。
2. 【請求項２】 ウエハ上に形成されたレジストパターン
   の位置を検査する方法であって、 前記ウエハに形成されたレジストからなる重ね合わせマ
   ークを形成し、かつその周囲にレジスト無し部分を設
   け、さらにこのレジスト無し部分の周囲にレジスト部分
   を介して別のレジスト無し部分を設け、 その後、前記重ね合わせマークに基づいてレジストパタ
   ーンのオフセット値を求めることを特徴とするレジスト
   パターン位置の検査方法。