KR100325088B1 - 중첩 정밀도 측정방법 및 장치 - Google Patents

중첩 정밀도 측정방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 방법은 복수의 측정점이 기판 상에 형성된 제 1패턴과 복수의 측정점이 제 1패턴 상에 형성된 제 2패턴 사이의 중첩 정밀도를 측정하는데 사용된다. 제 1중첩 정밀도는 서로 대응하는 제 1 및 제 2패턴의 측정점을 조합한 정립상을 이용하여 측정된다. 제 2중첩 정밀도는 측정점들을 조합한 도립상을 이용하여 측정된다. 제 3중첩 정밀도는 측정점을 조합한 정립상과 도립상을 사용하여 측정된다. 정립상을 이용하여 측정한 제 1 중첩 정밀도와 도립상을 이용하여 측정한 제 2 중첩 정밀도 사이의 차이는 제 1 및 제 2패턴의 측정점을 일부 조합함으로써 각각 획득된다. 이 차이의 평균값을 계산한다. 제 1중첩 정밀도 및 제 3중첩 정밀도 또는 제 2중첩 정밀도 및 제 3중첩 정밀도의 모든 측정값은 평균값에 근거하여 보정된다. 이와 같이, 단시간에 중첩 정밀도의 측정값을 보정할 수 있다. 제 1중첩 정밀도와 제 3중첩 정밀도 도는 제 2중첩 정밀도와 제 3중첩 정밀도의 모든 측정값은 평균값에 근거하여 보정된다. 이와 같이, 단시간에 중첩 정밀도의 측정값을 보정할 수 있다.

Description

중첩 정밀도 측정방법 및 장치
본 발명은, 기판 상에 패턴을 중첩할 때의 중첩 정밀도 측정방법에 관한 것이다.
반도체 장치 등을 제조기 위한 리소그래피(lithograpic) 프로세스에서는, 웨이퍼 상에 형성된 하층패턴에 상층패턴을 중첩한다. 이 중첩 정밀도는 반도체 장치의 동작특성을 향상시키는 데에 중요한 포인트가 된다.
종래, 패턴의 중첩 정밀도를 측정하는 방법에 따르면, 일부의 관점에서 하층의 측정용 패턴(상(box)자형의 패턴)과 상층의 측정용 패턴(하층의 측정용 패턴보다도 큰 상자형의 패턴)의 평면상(plane images)을 광학 현미경으로 찍은 후, 각 측정용 패턴에 대해서 중심점 위치의 편차량(X, Y 방향에서의 편차량)을 측정하여, 중첩 정밀도를 산출한다.
도 5a 내지 도 5c는 종래 방법을 설명하는 도면이다. 도 5a는 측정용 패턴의 확대도이다. 도 5b는 웨이퍼 상의 측정점을 도시한 도면이다. 도 5c는 측정결과를 도시한 도면이다.
즉, 도 5a에 도시한 바와 같이, 측정용 패턴으로서, 하층 상자형의 패턴 B1과, 상층 상자형의 패턴(B2)이 형성된다. 그 후, 각각의 중심점 위치의 편차량 (Xa, Ya)을 도 5b에 도시한 웨이퍼(10) 상의 각 측정점(°로 표시된 위치)마다 측정한다.
각 패턴(B1, B2)의 평면상을 광학 현미경을 사용하여 찍고 각각의 중심점 위치를 자동적으로 획득하여, 편차량을 계산한다. 측정점이 n개 있으면, n개의 측정점의 X방향, Y 방향에서의 편차량(X1, Y1, X2, Y2, X3, Y3, …, Xn, Yn)이 획득되어, 그 평균값(Xave, Yave)과, 표준편차(Xσ, Yσ)가 계산된다.
그러나, 이러한 중첩 정밀도 측정방법에서는, 광학 현미경을 사용하여 패턴의 명암을 광학적으로 측정하기 때문에, 측정된 값이 상의 왜곡에 의한 영향을 받아 측정오차를 발생한다.
이 측정오차 중, 대상물이 정립상(erected image)과 도립상(inverted image)으로 측정될 때에, 측정한 값의 절대값이 같지 않은 오차, 즉 TIS(Tool Induced Shift)가 있다.
도 3a에 도시한 바와 같이, 정립상에 의해서 패턴(B1, B2)의 중심점 위치가 측정되고, 도 3b에 도시한 바와 같이, 도립상에 의해서 패턴(B1', B2')의 중심점 위치 사이의 편차량(X', Y')를 측정한다. ｜X｜≠ ｜x'｜, ｜Y｜≠｜Y'｜인 경우, 그 차는 TIS이다.
이 TIS를 소거하기 위한 2개의 보정방법이 언급되어 있다. (1) 한 개의 방법에서는, TIS를 사전에 프로세스/공정마다 획득하고, 이하의 중첩 정밀도를 측정하여 TIS로 보정한다. (2) 또 다른 방법에서는, 중첩 정밀도를 측정할 때마다 모든 측정점에서 정립상과 도립상을 측정하여 TIS를 보정한다.
그러나, 상기 방법 (1)에 따르면, 측정장치의 광학특성과 측정대상의 패턴이 변동하기 때문에 TIS가 변화하므로, 사전에 획득된 TIS로 측정값을 효율적으로 보정하는 것은 불가능하다. 또한, 상기 방법 (2)에 따르면, 상기 측정값은 측정장치의 광학특성의 변동 및 측정대상의 패턴의 변동에 의한 영향을 받지 않지만, 측정시간이 대폭 증가한다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 TIS에 의해 측정값을 효율적으로 보정하고, 중첩 정밀도에 대한 측정시간을 단축할 수 있는 중첩 정밀도 측정방법을 제공하는 데에 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은, 아래와 같이 중첩 정밀도 측정방법을 제공한다.
상기 중첩 정밀도 측정방법은 복수의 측정점이 기판 상에 형성된 제 1 패턴과 복수의 측정점이 상기 제 1 패턴 상에 형성된 제 2 패턴 사이의 중첩 정밀도를 측정하기 위해 사용된다. 제 1 패턴의 각 측정점은 제 2 패턴의 측정점 중 어느 하나와 대응하여 위치된다.
우선, 제 1 측정 정밀도는 서로 대응하는 제 1 및 제 2 패턴의 측정점들을 조합한 정립상을 이용하여 측정된다. 제 2 중첩 정밀도는 측정점들을 조합한 도립상을 사용하여 측정된다.
그 후, 정립상을 이용하여 측정한 제 1 중첩 정밀도와 도립상을 이용하여 측정된 제 2 중첩 정밀도 사이의 차를 각각 구한다. 제 1 및 제 2 패턴의 측정점의 일부 조합에 대해서 얻어진 차의 평균값을 계산한다. 제 3 중첩 정밀도는 제 1 및 제 2 패턴의 측정점의 다른 조합의 각각의 정립상 또는 도립상을 이용하여 측정된다. 제 1 중첩 정밀도와 제 3 중첩 정밀도 또는 제 2 중첩 정밀도와 제 3 중첩 정밀도의 모든 측정값은 이 평균값에 근거하여 보정된다.
또한, 또 다른 방법은 하나의 기판 상에 형성된 복수의 측정점을 포함하는 제 1 패턴과 상기 제 1 패턴 상에 형성된 복수의 측정점을 포함하는 제 2 패턴 사이의 중첩 정밀도를 측정하기 위해 사용된다. 제 1 패턴의 각 측정점은 제 2 패턴의 측정점 중 어느 하나와 대응하여 위치된다.
제 1 측정 정밀도는 서로 대응하는 제 1 및 제 2 패턴의 측정점의 기준조합의 정립상을 이용하여 상기 기판과 비슷하게 제 1 패턴 및 제 2 패턴이 설치된 기준기판 상에서 측정된다. 제 2 측정 정밀도는 기준 기판 상의 측정점의 기준조합의 도립상을 이용하여 측정된다.
그 후, 기준기판 상의 정립상을 이용하여 측정된 제 1 중첩 정밀도와 도립상을 이용하여 측정된 제 2 중첩 정밀도 사이에서 차를 각각 구한다. 제 1 및 제 2 패턴의 측정점의 일부 조합에 대하여 얻어진 차의 표준편차를 계산한다.
중첩 정밀도의 측정값을 보정하기 위해 사용된 보정값을 설정하고, 측정대상이 되는 기판 상의 제 1 및 제 2 패턴의 측정점 조합의 샘플수를 보정값 및 표준편차에 근거하여 계산한다.
그 후에, 제 3 중첩 정밀도의 샘플수의 값이 서로 대응하는 제 1 및 제 2 패턴의 측정점의 조합의 정립상을 이용하여 측정되고, 제 4 중첩 정밀도의 샘플수의 값이 기판 상의 측정점 조합의 도립상을 이용하여 측정된다. 제 5 중첩 정밀도는 기판 상의 서로 대응하는 제 1 및 제 2 패턴의 다른 조합의 각각의 정립상 또는 도립상을 이용하여 측정된다. 정립상을 이용하여 측정된 제 3 중첩 정밀도와 도립상을 이용하여 측정된 제 4 중첩 정밀도 사이의 샘플차의 평균값을 측정한다.
그 후, 제 3 중첩 정밀도와 제 5 중첩 정밀도 또는 제 4 중첩 정밀도와 제 5중첩 정밀도의 모든 측정값은 평균값에 근거하여 보정된다.
본 발명에 있어서, 제 1 패턴과 제 2 패턴 사이의 중첩 정밀도는 측정대상이 되는 기판 상의 복수의 측정점 중에서 일부 측정점에서의 정립상 및 도립상에 의해서 측정되고, 중첩 정밀도는 복수의 측정점 중에서 그 외의 측정점에서의 정립상또는 도립상에 의해 측정되므로, 중첩 정밀도가 모든 측정점에서의 정립상 및 도립상에 의해 측정되는 경우와 비교하여 측정시간을 단축할 수 있다.
또한, 제 1 패턴과 제 2 패턴 사이의 중첩 정밀도는 측정대상이 되는 기판과 비슷하게 패턴이 형성된 기판 상의 복수의 측정점에서의 정립상 및 도립상에 의해 측정된다. 정립상을 이용한 측정값과 도립상을 이용한 측정값 사이의 차를 계산한 후에 상기 차의 표준편차를 계산한다. 그 후, 보정값을 만족하도록 샘플수를 표준편차에 근거하여 계산한다. 이와 같이, 측정대상이 되는 기판이 측정되면, 샘플 측정점에서만 정립상 및 도립상을 이용하여 중첩 정밀도를 측정해도 된다.
즉, 정립상 및 도립상을 이용하여 샘플 측정점에서만의 중첩 정밀도의 값을 측정하고, 그들 사이의 차의 평균값을 구한다. 그 후, 측정대상이 되는 기판 상의 각 측정점에서 측정된 중첩 정밀도로부터 평균값을 감산하여 목표대상이 되는 보정값을 만족하는 보정된 중첩 정밀도를 구할 수 있다.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명에 따른 실시예를 설명하는 도면,
도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 실시예를 설명하는 도면,
도 3a 및 도 3b는 정립상과 도립상을 설명하는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 중첩 정밀도 측정장치를 설명하는 블록도,
도 5a 내지 도 5c는 종래의 예를 설명하는 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 웨이퍼 B1,B2 : 패턴
Xa,Ya : 편차량 Xσ,Yσ: 표준편차
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명에 따른 실시예를 설명하는 도면이다.
도 1a 내지 도 1b에 도시한 바와 같이, 측정대상의 웨이퍼로서 동일한 패턴이 형성된 웨이퍼(10)를 사용하여, 웨이퍼(10) 상의 복수의 측정점에서 정립상과 도립상으로 중첩 정밀도를 측정한다. 중첩 정밀도를, 도 3에 도시한 바와 같이, 측정점에서 하층 상자형의 패턴 B1과 상층 상자형의 패턴 B2의 각각의 중심점 위치의 편차량을 사용하여 측정한다. 즉, 복수의 측정점을 포함하는 패턴은 웨이퍼 상에형성되고, 복수의 측정점을 포함하는 그 외의 패턴은 상기 패턴 상에 형성된다. 중첩 정밀도를 패턴의 측정점 조합의 각각의 정립상 및 도립상을 사용하여 측정한다.
도 1a 및 도 1b에서, 웨이퍼(10) 상의 포인트 <1>∼<9>에서 도립상 및 정립상의 중첩 정밀도의 값을 측정한다. 도 1c는 정립상에 의한 중첩 정밀도의 측정값(X1, X2, X3, …, X9)과, 도립상에 의한 중첩 정밀도의 측정값(X1', X2', X3',…, X9')과, 정립상의 참값(Sx1, Sx2, Sx3, …, Sx9)과, 정립상의 중첩 정밀도의 측정값으로부터 정립상의 참값을 뺀 값(XTIS1, XTIS2, XTIS3, …, XTIS9)을 각각 나타낸다.
여기서, 참값이라는 것은, 정립상에서의 중첩 정밀도의 측정값과 도립상에서의 중첩 정밀도의 측정값 사이의 중간값이다. 예컨대, 정립상에서의 중첩 정밀도의 측정값이 X1이고, 도립상에서의 중첩 정밀도의 측정값이 X1'인 경우, 참값(SX1)은 이하의 수학식 1과 같이 표시된다.
Figure pat00001
요컨대, X1= -0.033(㎛), X1' = 0.044(㎛)인 경우, SX1= -0.039(㎛), XTISI= 0.006(㎛)이라고 가정한다.
도 1d는 정립상에서의 중첩 정밀도의 측정값(Y1, Y2, Y3, …, Y9), 도립상에서의 중첩 정밀도의 측정값(Y1', Y2', Y3',…, Y9'), 정립상의 참값(SY1, SY2, SY3,…, SY9) 및 정립상에서의 중첩 정밀도의 측정값으로부터 정립상의 참값을 뺀 값 (YTIS1, YTIS2, YTIS3, …, YTIS9)을 각각 나타낸다.
도 1c 및 도 1d에 있어서, 정립상 및 도립상에서의 계산후의 TIS과 관련하여 표준편차(XTISσ, YTISσ)를 각각 구한다.
다음에, 목표대상이 되는 보정된 TIS를 설정한 후, 먼저 구한 표준편차와 다음의 수학식 2에 의해 샘플수가 산출된다. 여기서, β는 목표대상이 되는 보정된 TIS이고, σ는 먼저 구한 표준편차이며, n은 샘플링수이다.
Figure pat00002
예컨대, 먼저 구한 표준편차가 σ= 0.0012㎛이고, 목표대상이 되는 보정된 TIS 가 β= 0.003㎛이면, 다음의 수학식 3과 같이 된다.
Figure pat00003
즉, 2개의 샘플수는 목표대상이 되는 보정된 TIS인 0.003㎛을 만족할 수 있다.
또한, 상기와 같은 표준편차σ를 사용하고, 목표대상이 되는 보정된 TIS가 β= 0.0015㎛인 경우, 다음의 수학식 4와 같이 된다.
Figure pat00004
즉, 6개의 샘플점은 목표대상이 되는 보정된 TIS인 0.0015㎛을 만족할 수 있다.
부가적으로, 샘플수를 산출하는 식은 수학식 2에 한정되지 않고, 이외의 식이 사용될 수 있다.
다음에, 도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이, 측정대상이 되는 웨이퍼(10')에 대하여 중첩 정밀도를 측정한다. 이 측정에 있어서, 먼저 산출한 샘플수만의 중첩 정밀도는 도 2a에 나타낸 도립상과 도 2b에 나타낸 정립상 양쪽에서 측정되고, 다른 측정점에서는 도 2b에 나타낸 정립상으로 중첩 정밀도를 측정한다.
산출한 샘플수가 n= 3인 경우, 3개의 측정점 <2>, <4>, <7>에서는 도립상 및 정립상의 양쪽에서 중첩 정밀도를 측정한다. 또한, 이외의 측정점 <1>, <3>, <5>, <6>, <8>, <9>에서는 도 2b에 나타낸 정립상에서만 중첩 정밀도를 측정한다. 또, 이 도립상 및 정립상의 양쪽에서 중첩 정밀도를 측정한 3개의 측정점 <2>, <4>, <7>을 웨이퍼(10') 상에 무작위로 설정할 수 있다. 또한, 측정점 <1>∼<9> 중에서어떤 3개의 점이 선택되어도 된다.
도 2c는, X방향의 정립상에서의 중첩 정밀도의 측정값(X1, X2, X3, …, X9)과, X방향의 도립상에서의 3개의 측정점에서의 중첩 정밀도의 측정값(X1', X2', X3')과, 정립상에서의 3개의 측정점에서의 참값(SX1, SX2, SX3)과, 정립상에서의 3개의 측정점에서의 중첩 정밀도의 측정값으로부터 정립상의 참값을 뺀 값(XTIS1, XTIS2, XTIS3)을 나타낸다.
도 2d는, Y방향의 정립상에서 중첩 정밀도의 측정값(Y1, Y2, Y3, …, Y9)과, Y방향의 도립상에서의 3개의 측정점에서의 중첩 정밀도의 측정값(Y1', Y2', Y3')과, 정립상에서의 3개의 측정점의 참값(SY1, SY2, SY3)과, 정립상에서의 3개의 측정점에서의 중첩 정밀도의 측정값으로부터 정립상의 참값을 뺀 값(YTIS1, YTIS2, YTIS3)을 나타낸다.
다음에, 도 2c 및 도 2d에 나타낸 바와 같이, 정립상에서 측정점의 평균값(Xave, Yave)과, 3개의 측정점에서의 TIS의 평균값(XTISave, YTISave)을 구한다. 이 Xave은 X방향에서의 정립상에서 각 측정점에서의 측정값의 평균값이고, Yave는 Y방향에서의 평균값이다. XTISave는 X방향에서의 TIS의 평균값이고, YTISave는 Y방향에서의 TIS의 평균값이다.
그 후, 중첩 정밀도의 측정값에 대한 보정처리로서, X방향 및 Y방향에서의 정립상에서의 각 측정점에서의 측정값의 평균값(Xave, Yave)으로부터 TIS의 평균값(XTISave, YTISave)을 각각 뺀다.
즉, X방향에서의 측정값을 보정함으로써 획득된 값 X는 아래와 같이 된다.
X = Xave- XTISave
그래서, Y방향에서의 측정값을 보정함으로써 획득된 값 Y는 아래와 같이 된다.
Y = Yave- YTISave
이와 같이, 모든 측정점에서 정립상과 도립상 양쪽의 중첩 정밀도를 측정하지 않고, 소정의 보정 정밀도를 얻을 수 있는 최소한의 측정점으로 TIS를 산출할 수 있고, 이 TIS를 보정할 수 있다.
즉, 이전에 계산한 샘플수에 대해서만 정립상과 도립상 양쪽의 중첩 정밀도를 측정하여, 그 계산으로 목표대상이 되는 TIS β를 만족시킬 수 있다. 이와 같이, 최소한의 샘플수의 TIS를 구한 후 각 측정점에서의 중첩 정밀도의 측정값으로부터 그 TIS를 감산함으로써, 충분한 보정 정밀도를 얻을 수 있게 된다.
이 중첩 정밀도의 측정방법에 있어서, 사전에 측정대상의 웨이퍼에서와 마찬가지인 패턴을 구비한 웨이퍼(10)(도 1참조)를 사용하여 TIS의 표준편차를 구한 후, 이 표준편차를 사용하여 샘플수를 산출한다. 본 발명은 이것에 제한되지 않는다. 웨이퍼(10)에 있어서의 TIS의 표준편차를 구한 후에, 이 표준편차를 데이터 베이스 내부에 축적한다. 이 경우, 웨이퍼(10')(도 2참조)에 대응하는 TIS표준편차는 샘플수를 산출할 때에 이 데이터 베이스로부터 판독되고, 그 샘플수는 판독된 TIS의 표준편차에 의해 계산된다.
이 데이터 베이스에 있어서, 복수 종류(다양한 공정 등)의 웨이퍼(10)에 있어서의 TIS의 표준편차를 축적한다. 측정대상의 웨이퍼(10')에서 중첩 정밀도를 측정할 때, 이 웨이퍼(10')에 대응하는 TIS의 표준편차를 데이터 베이스로부터 판독하여 샘플수를 산출함으로써, 실제의 중첩 정밀도를 측정한다.
예컨대, 목표대상이 되는 보정된 TIS β의 값을 변경하여 샘플수를 다시 계산할 때, 변경전의 샘플수 계산에 사용된 TIS의 표준편차를 데이터 베이스로부터 판독한 후, 이 표준편차를 사용하여 변경후의 목표대상이 되는 TIS β로 신규 샘플수를 산출한다.
그 결과, 다시 웨이퍼(10)에 있어서의 복수점에서 정립상 및 도립상으로 중첩 정밀도를 측정하여 TIS의 표준편차를 구할 필요가 없기 때문에, 변경후의 샘플수를 단시간에 계산할 수 있게 된다.
다음에, 상술한 중첩 정밀도 측정방법을 사용하는 중첩 정밀도 측정장치에 대해서 설명한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 중첩 정밀도 측정장치(50)는 한 개의 기판 상에 형성된 제 1 패턴과 상기 제 1 패턴 상에 형성된 제 2 패턴 사이의 중첩 정밀도를 측정하기 위해 사용된다.
이 장치는 제 1 측정부(51), 제 2 측정부(52), 차 획득부(differenceobtaining part)(53), 표준편차 계산부(54), 샘플수 계산부(55), 제 3 측정부(56), 제 4 측정부(62), 제 5 측정부(57), 평균 계산부(58), 보정부(59), 축적부(60) 및 판독부(61)를 구비한다. 이들 부들은 신규 프로그램 등을 설치함으로써 현존의 중첩 정밀도 측정장치에서 실행된다.
제 1 측정부(51)는 상기 한 개의 기판과 비슷하게 제 1 패턴 및 제 2 패턴이 설치된 기준기판 상의 측정점의 각각에서의 정립상을 이용하여 제 1 중첩 정밀도를 측정한다.
제 2 측정부(52)는 기준 기판 상의 측정점 각각에서의 도립상을 이용하여 제 2 중첩 정밀도를 측정한다.
차 획득부(53)는 기준기판 상의 측정점에서의 제 1 측정수단에 의해 측정된 제 1 중첩 정밀도와 제 1 측정수단에 의해 측정한 제 2 중첩 정밀도 사이에서 각 차를 구한다.
표준편차 계산부(54)는 기준기판 상의 측정점에서 표준편차의 차를 계산한다.
샘플수 계산부(55)는 표준편차에 근거한 보정값을 만족하도록 보정값을 설정하고 측정대상의 기판 상의 측정점의 샘플수를 계산한다.
제 3 측정부(56)는 상기 한 개의 기판 상의 복수의 측정점 중에서 샘플 측정점 각각에서의 도립상을 이용하여 제 4 중첩 정밀도를 측정하고 정립상을 이용하여 제 3 중첩 정밀도를 측정한다.
제 4 측정부(57)는 기판 상의 측정점 중에서 샘플 측정점을 제외하고 그 외의 측정점의 각각에서 정립상 또는 도립상을 이용하여 제 5 중첩 정밀도를 측정한다.
평균 계산부(58)는 제 3 측정부(56)에서 측정한 제 3 중첩 정밀도 사이에서 각각 평균차를 계산한다.
보정부(59)는 평균 계산부(58)에 의해 계산된 평균값에 근거하여 기판 상의 측정점 각각에서 모든 중첩 정밀도를 보정한다.
축적부(60)는 상기 차의 표준편차를 축적한다.
판독부(61)는 측정대상의 기판에 대응하는 표준편차를 축적부(60)로부터 판독한다.
이 장치에 따라, 상술한 중첩 정밀도 측정방법을 수행한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 중첩 정밀도 측정방법 및 장치에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
즉, 사전에 기판에서 TIS의 표준편차를 구하고, 보정후의 TIS를 만족하는 샘플수를 산출하여, 평면 도립상을 측정하지 않고, 단시간에 TIS를 충분히 보정할 수 있다.
또한, 이 샘플수의 측정점에서 실제의 측정대상이 되는 기판에서의 평면 정립상과 평면 도립상 사이의 중첩 정밀도를 측정하고, 그 TIS의 평균값을 보정값으로서 사용하며, 평면 정립상 또는 평면 도립상에 측정한 각 측정점에서의 측정값으로부터 보정값을 감산하여, 기판 상에 형성된 패턴의 변동에 의해서 발생하는 분산을 보정할 수 있다.
이와 같이 기술한 본 발명은 다양한 방법으로 변경될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 그러한 모든 변경이 이하의 청구범위 내에 포함된다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게는 자명한 것이다.

Claims (7)

  1. 기판 상에 형성된 복수의 측정점을 포함하는 제 1 패턴과, 상기 제 1 패턴 상에 형성된 복수의 측정점을 포함하는 제 2 패턴 사이의 중첩 정밀도를 측정하고, 제 1 패턴의 상기 측정점의 각각이 제 2 패턴의 상기 측정점 중 어느 하나와 대응하여 배치되도록 하는 방법에 있어서,
    서로 대응하는 제 1 및 제 2 패턴의 측정점의 조합의 정립상을 이용하여 제 1 중첩 정밀도를 측정하는 공정과,
    측정점의 조합의 도립상을 이용하여 제 2 중첩 정밀도를 측정하는 공정과,
    정립상을 사용하여 측정된 제 1 중첩 정밀도와 도립상을 이용하여 측정된 제 2 중첩 정밀도 사이의 차를 각각 구하는 공정과,
    제 1 및 제 2 패턴의 측정점의 일부 조합에 대하여 얻어진 차의 평균값을 계산하는 공정과,
    제 1 및 제 2 패턴의 측정점의 다른 조합의 각각의 정립상 또는 도립상을 이용하여 제 3 중첩 정밀도를 측정하는 공정과,
    평균값에 근거하여 상기 제 1 중첩 정밀도와 상기 제 3 중첩 정밀도 또는 상기 제 2 중첩 정밀도와 상기 제 3 중첩 정밀도의 모든 측정값을 보정하는 공정을 포함한 것을 특징으로 하는 중첩 정밀도 측정방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 정밀도 및 상기 제 2 정밀도를, 상기 측정대상이 되는 기판 상에서 무작위로 측정하는 것을 특징으로 하는 중첩 정밀도 측정방법.
  3. 기판 상에 형성된 복수의 측정점을 포함하는 제 1 패턴과 상기 제 1 패턴 상에 형성된 복수의 측정점을 포함하는 제 2 패턴 사이의 중첩 정밀도를 측정하고, 제 1 패턴의 상기 측정점의 각각이 제 2 패턴의 상기 측정점 중 어느 하나와 대응하여 배치되도록 하는 방법에 있어서,
    상기 기판과 비슷하게 제 1 패턴 및 제 2 패턴이 설치된 기준 기판 상의 서로 대응하는 제 1 및 제 2 패턴의 측정점의 기준조합의 정립상을 이용하여 제 1 중첩 정밀도를 측정하는 공정과,
    측정점의 기준조합의 도립상을 이용하여 제 2 중첩 정밀도를 측정하는 공정과,
    기준기판 상의 정립상을 이용하여 측정된 제 1 중첩 정밀도와 도립상을 이용하여 측정된 제 2 중첩 정밀도 사이의 차를 각각 구하는 공정과,
    측정점의 일부 기준조합에 대하여 얻어진 차의 표준편차를 계산하는 공정과,
    측정대상이 되는 기판의 중첩 정밀도의 측정값을 보정하기 위해 사용된 보정값을 설정하는 공정과,
    측정대상이 되는 기판 상의 제 1 및 제 2 패턴의 조합의 샘플수를 표준편차 및 보정값에 근거하여 계산하는 공정과,
    기판 상의 서로 대응하는 제 1 및 제 2 패턴의 측정점의 조합의 정립상을 이용하여 샘플수에 대한 제 3 중첩 정밀도의 값을 측정하는 공정과,
    측정점의 조합의 도립상을 이용하여 샘플수에 대한 제 4 중첩 정밀도의 값을 측정하는 공정과,
    기판 상의 서로 대응하는 제 1 및 제 2 패턴의 측정점의 다른 조합의 각각의 정립상 또는 도립상을 이용하여 제 5 중첩 정밀도의 값을 측정하는 공정과,
    정립상을 이용하여 측정된 제 3 중첩 정밀도와 도립상을 이용하여 측정된 제 4 중첩 정밀도 사이의 샘플 차의 평균값을 계산하는 공정과,
    상기 제 3 중첩 정밀도와 상기 제 5 중첩 정밀도 또는 상기 제 4 중첩 정밀도와 상기 제 5 중첩 정밀도의 모든 측정값을 평균값에 근거하여 보정하는 공정을 포함한 것을 특징으로 하는 중첩 정밀도 측정방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 3 중첩 정밀도 및 상기 제 4 중첩 정밀도를, 기판 상에서 무작위로 측정하는 것을 특징으로 하는 중첩 정밀도 측정방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    차이의 표준편차를 데이터 베이스 내에 축적하는 공정과,
    측정대상이 되는 또 다른 기판에 대응하는 표준편차를 데이터 베이스로부터 판독하는 공정을 더 포함한 것을 특징으로 하는 중첩 정밀도 측정방법.
  6. 기판 상에 형성된 복수의 측정점을 포함하는 제 1 패턴과 상기 제 1 패턴 상에 형성된 복수의 측정점을 포함하는 제 2 패턴 사이의 중첩 정밀도를 측정하고, 제 1 패턴의 상기 측정점의 각각이 제 2 패턴의 상기 측정점 중 어느 하나와 대응하여 배치되도록 구성된 장치에 있어서,
    하나의 기판과 비슷하게 제 1 패턴 및 제 2 패턴이 설치된 기준기판 상의 서로 대응하는 제 1 및 제 2 패턴의 측정점의 기준조합의 정립상을 이용하여 제 1 중첩 정밀도를 측정하는 제 1 측정수단과,
    측정점의 기준조합의 도립상을 이용하여 제 2 중첩 정밀도를 측정하는 제 2 측정수단과,
    기준기판 상의 정립상을 이용하여 측정된 제 1 중첩 정밀도와 도립상을 이용하여 측정된 제 2 중첩 정밀도 사이의 차를 각각 구하는 차 획득수단과,
    기준기판 상의 제 1 및 제 2 패턴의 측정점의 일부 기준조합에 대하여 얻어진 차의 표준편차를 계산하는 표준편차 계산수단과,
    중첩 정밀도의 측정값을 보정하기 위해 사용된 보정값을 설정하고, 보정값 및 표준편차에 근거하여 측정대상이 되는 기판 상의 제 1 및 제 2 패턴의 측정점의 조합의 샘플수를 계산하는 샘플수 계산수단과,
    기판 상의 서로 대응하는 제 1 및 제 2 패턴의 측정점의 조합의 정립상을 이용하여 샘플수에 대한 제 3 중첩 정밀도의 값을 측정하는 제 3 측정수단과,
    측정점의 조합의 도립상을 이용하여 샘플수에 대한 제 4 중첩 정밀도의 값을 측정하는 제 4 측정수단과,
    기판 상의 서로 대응하는 제 1 및 제 2 패턴의 측정점의 다른 조합의 각각의 정립상 또는 도립상을 이용하여 제 5 중첩 정밀도를 측정하는 제 5 측정수단과,
    제 3 측정수단에 의해 측정된 제 3 중첩 정밀도와 제 4 측정수단에 의해 측정된 제 4 중첩 정밀도 사이의 차의 평균값을 계산하는 평균값 계산수단과,
    평균값 계산수단에 의해서 계산된 평균값에 근거하여 기판 상의 제 3 중첩 정밀도와 제 5 중첩 정밀도 또는 제 4 중첩 정밀도와 제 5 중첩 정밀도를 보정하는 보정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 중첩 정밀도 측정장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 차의 표준편차를 축적하는 축적수단과,
    측정대상이 되는 기판에 대응하는 표준편차를 축적수단으로부터 판독하는 판독수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 중첩 정밀도 측정장치.
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