JPS588132B2 - 集積回路製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は集積回路製造方法に係り、特にフオトリソ工
程における現像後に、パターン合せ精度を判定するため
に、マスク相互の位置合せずれを検出する方法に関する
ものである。

集積回路を製造する際のフオトリソ工程においては、各
層とも、前回のフオトリソ工程で基板上に形成されたマ
スク合せ用パターンに次の層のガラスマスクの同形状の
マスク合せ用パターンを重ね合せ、前回のパターン内に
今回のパターンがおさまるようにマスクを移動し、許容
位置ずれ内となった所で露光し、ガラスマスクパターン
を基板上に転写している。

ところで、このようにしてパターンを転写した後、現像
後に、パターン合せ精度を判定するために、マスク相互
の位置合せずれを検出することが行われている。

従来、その検出方法としては、回路パターンとともに基
板上に転写された上記マスク合せ用パターンを用いて行
われている。

マスク合せ用パターンを２層転写した状態の例を第１図
に示す。

この図において、１は酸化膜４およびシリコン基板３の
段差による前回のフオトリソ工程における正方形のマス
ク合せ用パターン、２はフォトレジスト５に形成された
同形状の今回のフオトリソ工程によるマスク合せ用パタ
ーンであり、このパターン２は、パターン１より許容位
置ずれ分だけ小さく設計したマスク合せ用パターン（今
回のフオトリソ工程におけるマスク上のマスク合せパタ
ーン）により形成されている。

これら２つのパターン１，２を顕微鏡（倍率４０〜４０
０倍）で観察して、マスク相互の位置合せずれを検出す
る。

いま、パターン１，２が第１図ａに示す状態にあれば、
位置合せずれなしと検出できる。

一方、パターン１，２が第１図ｃに示す状態にあれば、
左側に許容内でずれていることを検出できる。

また、パターン１，２が第１図ｄに示す状態であれば、
下方向に許容限度でずれていることを検出できる。

しかるに、このような方法では次のような欠点を有する
。

すなわち、フォトレジスト５の露光の際に、光の回折現
象や内部多重反射、さらにネガタイプフォトレジスト５
の場合はラジカルによる光重合反応が未露光部分まで進
行する現象などにより、ガラスマスクのパターンライン
より移動してマスク合せ用パターン２が形成される。

したがつて、このマスク合せ用パターン２は、転写前の
マスク上のパターンの寸法と比較して１μ程度、縮小ま
たは拡大されたものとなる。

また、この拡大あるいは縮小の程度は、露光および現象
などの条件、方法に左右され、一律に定められず再現性
に乏しい。

しかも、エッチングの際、エツテングされる酸化膜４の
膜厚の６０〜１５０％横方向エッチングされ、パターン
ラインが再度拡大する。

この際の拡大量はエッチング時間やエッチング方法、さ
らには被エッチ材質などにより左右され、露光、現像時
の縮小または拡大を超える場合もある。

したがって、２つのマスク合せ用パターン１，２の隙間
により位置合せずれを検出する方法は、不正確である欠
点があった。

また、位置ずれ許容量、すなわちマスク合せ用パターン
１と２の隙間を１．５μ乃至５μから１．５μ以下に減
少させることが、マスク合せ装置の顕微鏡解像力により
むずかしいから、位置ずれ許容量の減少ができない欠点
があった。

この発明は上記の点に鑑みなされたもので、マスク相互
の位置合せずれを正確に検出することができるとともに
、位置ずれ許容量の減少を図ることができる集積回路製
造方法を提供することを目的とする。

以下この発明の実施例を図面を参照して説明する。

この発明では、マスク合せ用パターンとは別にマスク合
せずれ検出用のパターンをマスク上に設ける。

第１の実施例を第２図に示す。ただし、第２図において
は、Ｘ方向の一組のマスク合せずれ検出用パターンが示
されている。

マスク合せずれを検出する場合、Ｘ方向とＹ方向の両方
向でずれを検出する必要がある。

したがって、第２図に示すようなパターンを、Ｙ方向に
もう１組設ける必要がある。

しかし、ここでは、便宜上、Ｘ方向の１組のパターンを
用いて以下説明する。

第２図において、１１は第１のマスクに設けられたマス
ク合せずれ検出用の第１のパターンである。

この第１のパターン１１は、Ｘ方向（位置ずれ検出方向
）に対して等角度の２本の斜線の交点を３個、等間隔で
しかもＸ方向の同一直線上にて有する。

１２は第２のマスクに設けられたマスク合せずれ検出用
の第２のパターンである。

この第２のパターン１２は、第１のパターン１１と同様
にして交点を３個有する。

このような第２のパターン１２は、交点が、第１のパタ
ーン１１の交点と向い合うようにして第２のマスク上に
配置されている。

また、第２のパターン１２の外側の交点間の距離は、第
１のパターン１１の外側の交点間の距離より、位置ずれ
許容限度の２倍だけ長くしてある。

このような第１および第２のパターン１１，１２を各フ
ォトリソ工程において基板上に転写し現像する。

そして、基板上に形成された第１および第２のパターン
１１，１２（マスク上の第１および第２のパターンと同
一符号を付す）の交点のＸ方向相対位置関係を顕微鏡（
倍率４０〜４００倍）にて観察することにより、第１と
第２のマスク相互の位置合せずれを検出する。

いま、第１と第２のパターン１１，１２が第２図ａに示
す状態にあれば、位置合せずれなしと検出できる。

一方、第１と第２のパターン１１，１２が第２図ｂに示
す状態にあれば、左側に許容内のずれが生じていること
を検出できる。

また、第１と第２のパターン１１，１２が第２図ｃの状
態にあれば、右側に許容限度のずれが生じていることを
検出できる。

さらに、第１と第２のパターン１１，１２が第２図ｄの
状態にあれば、右側に許容限度を超えたずれが生じてい
ることを検出できる。

以上のように、第１の実施例では、Ｘ方向に等角度の２
本の斜線で各々構成された、互いに向き合った、第１お
よび第２のパターン１１，１２の交点のＸ方向相対位置
関係により、マスク相互の位置合せずれを検出する。

この方法によれば、もし転写、現像時、パターンの縮小
または拡大が生じても、それが全方向に均一であって、
向い合っている交点に関しては、交点がＹ方向に移動す
るのみであり、交点のＸ方向位置は不変であるから、パ
ターンの縮小または拡大による誤差の影響を受けない利
点がある。

また、マスク合せ用のパターンとは別であって、マスク
合せの顕微鏡の解像度の制約を受けないから、１．５μ
以下の許容位置ずれも検出でき、結果として集積回路の
パターンのより正確なマスク合せができる。

さらに、位置ずれ許容量を従来の寸法と比較して小さく
できるため、集積度を向上させることができる。

第１の実施例では、Ｘ方向およびＹ方向に位置合せずれ
を検出する場合、２組パターンを設ける必要がある。

これに対して、第３図に示す第２の実施例では一組のパ
ターンでＸ方向およびＹ方向に関して位置合せずれを検
出できる。

第３図において、２１は第１のマスクに設けられた第１
のパターン、２２は第２のマスクに設けられた第２のパ
ターンである。

第２のパターン２２は、Ｘ方向およびＹ方向に等角度の
４本の斜線により、正方形の各角部に位置するようにし
て、Ｘ方向およびＹ方向各々に２涸交点を有する。

一方、第１のパターン２１は、Ｘ方向またはＹ方向に等
角度の各２本の斜線よりなる交点を４個、上記第２のパ
ターン２２の周囲に配置して、かつ第２のパターン２２
の交点と向い合うようにして有する。

また、第１のパターン２１は、Ｘ方向上において対向す
る２つの交点を、位置ずれ許容限度の２倍だけＹ方向に
ずらしてあり、同様にＹ方向上において対向する２つの
交点を、位置ずれ許容限度の２倍だけＸ方向にずらして
ある。

このような第１および第２のパターン２１，２２を各フ
オトリソ工程において基板上に転写、現像し、それによ
り基板上に形成された第１および第２のパターン２１，
２２（マスク上の第１および第２のパターンと同一符号
を付す）の交点の相対位置関係を顕微鏡にて観察するこ
とにより第１と第２のマスク相互の位置合せずれを検出
することは第１の実施例と同様である。

いま、基板上に形成された第１と第２のパターン２１，
２２が第３図ａに示す状態であれば、位置合せずれなし
と検出できる。

一方、第１と第２のパターン２１，２２が第３図ｂに示
す状態であれば、Ｘ方向およびＹ方向共に許容内の位置
合せずれが生じていることを検出できる。

また、第１と第２のパターン２１，２２が第３図ｃに示
す状態であれば、Ｘ方向については許容内の位置合せず
れ、Ｙ方向については許容限度を超えた位置合せずれが
生じていることを検出できる。

このような第２の実施例においても、第１の実施例と同
一の効果を得られることは勿論である。

以上詳述したように、この発明の集積回路製造方法によ
れば、位置ずれ検出方向に対して等角度の２本の斜線で
各々構成された、互いに向き合った、マスク合せずれ検
出用第１および第２のパターンの交点の相対位置関係に
よりマスク合せずれを検出するようにしたので、マスク
相互の位置合せずれを正確に検出することができるとと
もに、位置ずれ許容量を減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のマスク相互位置合せずれ検出方法を説明
するための図、第２図はこの発明の集積回路製造方法の
第１の実施例を説明するための図、第３図はこの発明の
第２の実施例を説明するための図である。 １１，２１・・・・・・第１のパターン、１２，２２・
・・・・・第２のパターン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 集積回路製造のフオトリソ工程において、位置ずれ
   検出方向に対して等角度からなる２本の斜線の交点を複
   数個有するマスク合せずれ検出用の第１のパターンを有
   する第１のマスクと、上記位置ずれ検出方向に対して等
   角度からなる２本の斜線の交点を上記第１のパターンの
   交点と同数個有し、かつ第１のパターンの上記交点に向
   い合うように配置されたマスク合せずれ検出用の第２の
   パターンを有する第２のマスクとを使用し、上記第１の
   パターンと第２のパターンの外側の交点間の位置ずれ検
   出方向の距離の差を位置ずれ許容限度の２倍とすること
   によりマスク相互の位置合せのずれを検出することを特
   徴とする集積回路製造方法。