TW480586B

TW480586B - Alignment mark set and method of measuring alignment accuracy

Info

Publication number: TW480586B
Application number: TW090103998A
Authority: TW
Inventors: Kazuki Yokota
Original assignee: Nippon Electric Co
Priority date: 2000-02-21
Filing date: 2001-02-21
Publication date: 2002-03-21
Also published as: KR20010083217A; EP1128215A2; EP1128215A3; US6498401B2; US20010021548A1; JP3677426B2; EP1128215B1; DE60144405D1; KR100381881B1; JP2001230195A

Description

480586 五、發明說明（1) 發明之背景 1 ·發明之領域本發明係關於對準標記，尤有關於一對準標記組及使用對準標記組量測圖案對準精度之方法，該對準標記組包括在曝光區形成之對準標記與在半導體裝置製造之微影製程中用來量測圖案對準精度或重合精度之對準標記。 2 ·相關技術之描述通件、配這些堆些堆疊成我們藉儘量忠確地將課題。化的某度對準裝置内重合精我們；標記量圖常，半線、接疊層組因此，一層（位於目所設置度（亦般，為要的電測對準 1和圖2 導體裝置包括許多層，這些層形成電子元點、......等等，與層間絕緣層堆疊在一起。層必須想要的電子元件、配線、…···等等由微影實地轉上層圖成積體電路。因此，要製造半導體裝置，這使用熟知的微影及蝕刻技術進行圖形化以形及飯刻技術，不論是將我們想要的微細圖案移至特定層上或半導體晶圓上，或是儘量正案重合於下層圖案上，兩者均為非常重要的在微影製程中，形成於將被蝕刻或進行圖形亦即目標層）i的光阻層的圖案，須以高精標層下之所望的圖案。尤其，在最近半導體之電路與元件已漸微細化，因此，提昇圖荦即對準精度）之需求超越以往。 Ώ $ 滿足上述之需求，「對準標記」$常已經和路及/或元件圖案-起形成’因此使用對準精度。所示為-般這類對準標記之範例，它是形成

-TOU^OU

在半導體基板或晶圓上。一般對準標記丨〇〇如圖i及圖2所示，用，包括兩個標記元件丨^與丨吊乂此用途使元和"。元件n8與119在平面記1 0 0以下列方式形成。白為正方形。標百先，如圖2所示，第一層122在 121上形成，然後，具有圖案的光導體基板或晶圓層122上形成。具有圖案的声 ^未·、，員不）在第一缺徭，柿闲1古図也 s疋由彳政影技術所形成。二使用，、有圖案的光阻層當作蝕 122作選擇性蝕刻，因 ·Μ·μ^田層弟一層示）與在層122中對= 層電路圖案（未顯圖2清楚可見，元二部正方形元件118。從接著，第二層^二= = 經過圖形化後便可和外呷曰 /成’第-層1 22在即第一層1 22之缺口）。疋件11 8之底部和側面接觸（亦層123上形成，之後利用微影技術施行二开未匕弟：第二或上層電路圖案（未丁Η形化由此形成第二層123上方對準棹在弟—層122缺口 118内由圖2清楚可見:、標方形元件119。方形部分且位於缺口内或卜。卩兀件11 9疋光阻層正對準標記1 0 0包括外用來量測第一層1 2 2所开j 阻層形成後作為後續蝕刻製;:？内。具5圖案的光要施行圖形化至下方第」=且。“層，後剩製程是部與内部元件118及119，形成後成之第一電路圖案與光阻層之第

480586 五、發明說明（3) 一電路圖案之間的對準精度。在此例中，量測外部與内部元件11 8及11 9之間的相對位置關係。例如’如圖2所示’量測介於外部元件丨丨8之内部側面 11 8 a與内部元件11 9之正對面11 9 a之間的距離d 1。在此同時，里測介於外部元件11 8之相對内部側面丨丨8 b與内部元件11 9之正對面11 9b之間的距離d2。假如距離di與d2的值相等，即可判斷第二或上層電路圖案是正確地重合於第一或下層電路圖案上（亦即達到我們想要的對準精度）。有時候丄須判斷介於距離dl與d2之間（〇n-d2)的差值是否在一特疋範圍内，在此情況下，便須停止後續製程直到確認第一或上層電路圖案以我們想要的對準精度下重合於第一或下層電路圖案上。圖3所示為一般對準標記在半導體晶圓上曝光區内之佈局或配置。如圖3所示，四個對準標記1〇〇、m、112及 113是排列在半導體晶圓1〇上其中一個矩形一次曝光照射，光區（以下簡稱「矩形曝光區」之或「區域」）1 07内。私圯1 0 0 : 111、i丨2及丨丨3每個都具有相同的結構如同圖^ 及圖^所示之一般標記1⑽。特別是標記100、111、112及 lj3每個都包括正方形外部與内部元件ιΐ8及ιΐ9。四個標 "己、、且10 〇、111、112及113可視為「一般對準標記組」。圖3矩形曝光區107，110及112兩個標記是位於區域之縱向中心軸線丨丨5上，在此沿著軸線丨丨5的方向定義。由於標記110及112在軸線115上，他們的位置在 [域1〇7的短邊1073與107(:之中點上。標記11〇靠近上方的

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邊107a而祐。己112則疋罪近下方的短 111及113是位於區域107之俨a 士，、匕钛5己紅袪向中心軸線11 4上，在此沿著 114\价〆°定義為X方向。由於標記⑴及113在軸線 114上“他們：位置在區域1〇7的長邊i〇7bm〇7d之中】上。標§己111靠近右方的長邊】η% .,.1Λ7^ 1々乃曰7负遠107b而標記113則是靠近左方二長邊107d。我們想要的電路或元件圖案（未是位於區域1〇7内100、⑴、112及113四個標記之間。為了篁測沿著X方向之對準精度，於是使用位於橫軸線11曰4之對Ϊ標記111及11:3。特別是針對每個標記與 113量測沿著X方向介於外部與内部元件丨丨8及丨丨9之間的距離dl及d2。然後，計算距離di及d2之差值（di—d2)。因此，藉由計算後的差值（dl-d2)便可決定沿著x方向之對準精度。同樣地，使用位於縱軸線Π5之對準標記1 1〇及丨12量測沿著γ方向之對準精度。特別是針對每個標記11()與112 量測沿著Y方向介於外部與内部元件U 8及119之間的距離 d3及d4。然後，計算距離d3及04之差值（d3 —d4)。因此，藉由计算後的差值（d 3 - d 4)便可決定沿著Y方向之對準精度。實際上，會有許多如圖3所示之矩形曝光區1 〇 7規律地排列在半導體晶圓1 2 1表面上，如圖4所示，每個曝光區都包含一般對準標記組，此對準標記組包括四個標記丨〇〇、 111、11 2及11 3。在圖4長，曝光區1 0 7以陣列形式排列在晶圓1 2 1上。無需再說明的是使用每個區域1 〇 7内之標記

第9頁 480586 五、發明說明（5) I 0 0、111、11 2及11 3來量測對準精度。藉由一般對準標f己組包括四個標記1 〇〇、111、；[丨2及 II 3 ’ 一部分的標記iit)、111、112及113彼此互相接近。例如，如圖4所示，在橢圓虛線11 6圍繞處，其中一個區域 1 0 7之標記11 1和另外一個區域1 〇 7之標記11 3是互相接近。同樣地’在橢圓虛線11 7圍繞處，其中一個區域1 〇 7之標記 112和另外一個區域1〇7之標記11〇是互相接近。在此例

中，產生了一個問題，標記1〇〇、1 U、112及113之内部元件11 9並沒有我們想要的輪康線或邊，我們將在下面來考圖5詳細解釋這個問題。 ’ 例如，藉由橢圓虛線11 6所圍繞的對準標記丨丨丨之内部元件119，外部侧面11 9b有傾斜的趨勢，如圖5所示。外部側面11 9b傾斜的原因尚未清楚明白；然而，它可以方式來思考。明確之曝光光因此，光頂角在光假如法正綠地測介於側離d 2會趨含一些偏除此地假設針對標記111之内部元件119，照射光阻^ 源是受到鄰近標記113的影響而影響到標記丨i】阻層並未如期受到光源曝光。結果，侧面119的阻層顯影製程中便被破裂或產生變形。元件119具有傾斜側面109b，如圖5所示，我們』

偵測或觀察側面l〇9b的輪廓線或外形。因此’ ^ 面109b與外部元件118之相斟肉品 - 近於d2’。結果，觀察到的對準精 J =有，2]的誤差，使得量測精度降低之外，還有一種可能，標記1〇〇、H1、丨^及^

^0586 五、發明說明（6) — $内部元件Π 9由於#刻反應與/或後續製程或製程中所提 /、的熱導致變形α在此例中，由於側面1 09b的變形和傾铋 4之細合效果，使得量測精度更加惡化。本發形成各個組量測圖本發圖案對準標記組量儘管標記組以圖案對準上述於此道者根據對準標記 (a) 明之目對準標案對準明之另時而造測圖案如此，保證高之方法目的以比較將本發明組包括在曝光此曝的之一乃在於提供一組對準標記組以便於記各自的輪廓線，並提供使用此對準標記之方法。一=的乃在於提供一組對準標記組以抑制成篁測精度上的降低，並提供使用此對準之方法。 t發明還有一個目的乃在於提供一組對準量測精度，並提供使用此對準標記組量測及其它沒有特別談到的，與下文所述之精變得更清楚明顯。 π K精第-貫施態樣，提供一組對準標記組。此區形成之第一對準標記；光區具有一周邊、第一 Φ、一中心軸線之第二中心軸線；秦及垂直第第-對準標記位於第一中心軸線軸線分開； < 弟一 (b)在曝光區形成之第二對準標記· 480586 —- 五、發明說明（7) 第二對準標記位於第二中心軸線附近且與第軸線分開；且 (c)當曝光區規律地在同一平面相同方向排列，在中一組標記中，第一及第二對準標記之位置都不在另一組標5己之第一及第二對準標記鄰近，因此其保證曝光光源照射至所有區域。本對準標記組根據本發明之第一實施態樣，在曝光形成之第一對準標記位於此區第一軸線附近且與第二軸分開。另一方面，在曝光區形成之第二對準標記位於此第二軸線附近且與第一軸線分開。因排列在對準標鄰近。中一組記之第結線，此保證高第根外提供此，根據第一一使用中的平置都不即使曝記之位於是，標記中，第一一及第二對準果，幫助第一舉抑制量測精及第據第圖案對度。二標記實施態貫施態樣’當對準標記組相互鄰招面，在其中一組標記中，第一及筹在另一組標記之第一及第二對準榍光光源照射所有排列之曝光區，名及第二對準標記都不會受到另一翻標記影響。 ' 及第二標記形成各自所想要的輪摩準時而造成量測精度上的降低。負每個最好都是正方形。樣，在對準標記組之較佳實施例今線區地一記其標即額 (C) 在曝光區形成之第三對準標記；第三對準標記位於此區第一中心軸線附近且與

第12頁 480586 五、發明說明（8) 第^一轴線分開，第三對準標記從第一中心軸線沿著第二中〜軸線往第一對準標記之反方向移動；及 (d)在曝光區形成之第四對準標私；第四對準標記位於此區第 > 中心軸線附近且；、第一軸線分開；第四對準標記從第二中心軸線沿著第/中心軸線往第二對準標記之反方向移動。根據第一實施態樣，在對準標記錐之另一較佳實施例中額外提供； 7 ° (c) 在曝光區形成之第三對準標％; 第三對準標記位於此區第/中心軸線附近且與第二軸線分開；第三對準標記位於第一中心軸線與第一對準標記在一起；及 (d) 在曝光區形成之第四對準標犯；第四對準標記位於此區第二中心軸線附近且與第一軸線分開；第四對準標記位於第二中心軸線與第二對準標記在一起。本實施例中，第一及第三標記最好與對邊的周邊等距離分開’在此同時，第二及第四標記與對邊的周邊等距離分開。最好是第一及第三標記以l〇〇mm或更大與周邊等距離分開，在此同時，第二及第四標記以l〇〇mm或更大與周第13頁 480586

邊等距離分開。法平根據本發明第二實施態樣， ’其中對準標記組以相同方向面。此法包括下列步驟·· 提供一量測圖案對準之方規律地排列在一使用中的

記組，使得彼此相互鄰近；一對準標記； (a)排列平面上的對準標每一對準標記組包括 (a-1)在曝光區形成之第此曝光區具有一周邊、第一中心軸線及垂直第一中心軸線之第二中心軸線；

第一對準標記位於第一軸線、阈邊附近； (a-2)在曝光區形成之第二對準標記；第一對準標記位於第二軸線、周邊附近；； (a-3)在曝光區形成之第三對準標記；苐二對準標記位於第一軸線、第一標記對應之周邊的對邊附近； (a-4)在曝光區形成之第四對準標記；第四對準標記位於第二軸線、第二標記對應之周邊的對邊附近；及

(b)使用第一標記組之第一標記、鄰近第一標記矣第二標記組之第三標記、第一標=組之第二標記及第二標記組之第四標記量測對準精度；其中關於曝光區周邊之各個對邊之第/及第三標言非對邊及關於曝光區周邊之邊之第二及第四標言非對邊是用來量測。

第14頁 480586 五、發明說明（ίο) 根據本發明第二實施態樣之方法，各個對邊之第一及第_ # # & &I &關於+先&周邊之，個對邊之第二 =:光；；：射至所有排列之曝光區，沒二=第及弟了 ‘ e己會党到其它組第一及第二標記影響。於是，便有助於形成我們想要之各個第_ ^ 達：制圖案對準時而造成量測精度上的降：：意才曰保證可達到高量測精度。第一及苐二標記每個最好都是正方形。【較佳實施例之詳細說明】，發明之較佳實施例將參考附圖詳細說明如下。复二^實施例如圖8所示，許多矩形曝光區7規律地形成或定義在半導體晶圓21 ;換言之，曝光區7以矩陣陣列形式排列在晶圓2 1上。在每一個曝光區7，根據本發明第一實施例，具有一組對準標記組，包括對準標記1、2、3及4，如圖6所示。四個對準標記1、2、3及4以圖6所示的方式排列。特別是標記1及3位於矩形曝光區7之縱向中心軸線6附近，其中沿著軸線6的方向定義為Y方向。標記1在曝光區7上短邊 7a附近，而標記3在下辑邊7c附近。標記1自軸線6朝向圖6 左手邊移動（亦即偏移）距離hi。標記3自軸線6朝向圖6 右手邊移動（亦即偏移）相同距離h 1。因此，標記1及3自

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軸線6以相反方向移動。距離hi是從轴線6量至標記i或3之中心。另一方面，其餘兩個標記2及4位於矩形曝光區7之横向中心軸線5附近，其中沿著軸線5的方向定義為X方向。標記2在曝光區7右長邊7b附近，而標記4在左長邊7d附近。標記2自軸線5朝向圖6上方移動（亦即偏移）距離 h 2。標記4自軸線5朝向圖6下方移動（亦即偏移）相同距離h2。因此，標記1及3自軸線5以相反方向移動。距離h2 是從軸線5量至標記2或4之中心。所有標記1、2、3及4都具有相同形狀及結構，因此，標記1之形狀及結構詳細說明如下。如圖6所示，標記1包括正方形外部元件24及正方形内部元件25。内部元件25完全在外部元件24内以便與外^元件24同心。内部元件25之四邊的每一邊（長度為u)與^ 對於外部元件24之四邊的其中一邊（長度為]^ )平、中LI > L2 。 ’其標化1或3之偏移距離h 1以大於標記1或3之邊長l _八之一之方式來決定，亦即hl > [(L1)/2]。因此，標記^刀 3與縱向中心軸線6分開。 τ v及標記2或4之偏移距離]^以大於標記2或4之邊長Ll 一八之一之方式來決定，亦即h2 > [(L1)/2]。因此 1刀 3與橫向中心軸線5分開。及圖9所示為沿著圖1之線丨丨—H取標記1之結構橫圖。其它標記2、3及4都具有相同橫剖面圖，如圖9所示

第16頁 480586 五、發明說明（12) 標記1以下列方式形成 ^首先’第一層22在半導體晶圓21之表面上形成。接，，光阻層（未顯示）在第一層2 2上形成且藉由微影技術靶行圖形化使之具有特定形狀。之後，使用圖形化後之光，層作為光罩，將底下第一層22做選擇性蝕刻，因而形成第一或下層電路圖案（未顯示）與層22中對準標記1之外部正方形元件25。從圖9清楚可見，元件25是在層22所形成之正方形缺口。

Ik後，第二層2 3在圖形化後之第一層2 2上形成以便接觸7L件25之底面及侧面（亦即第一層22之缺口）。然後，光阻層（未顯示）在第二層23上形成並藉由微影技術施行圖形化，因此形成第二或上層電路圖案（未顯示）與在層 22之缺口 25内在層23上對準標記1之内部正方形元件24。從圖6清楚可見，内部元件24是光阻層正方形部分且位於缺口或外部元件25之内。使用圖形化後之光阻層當作第二層2 3之後續蝕刻製程之蝕刻阻擋層。根據第一實施例包括標記1、2、3及4之對準標記組是用來量測第一層22所形成之第一電路圖案與經圖形化之光阻層所形成之第一電路圖案之間的對準精度。在此例中，為量測内部與外部元件24與25之間的相對位置關係。例如，如圖7與圖9所示，量測介於外部元件託之内側面25a與内部元件24之正對面24a間的距離dl。同時，量測介於外部元件25之相對内側面25b與内部元件24之正對I面' 2 4b間的距離d2。若距離dl與d2之值相等，即可判斷第二

第17頁 480586 五、發明說明（13) 或上層電路圖案是正確地重合於莖 », « 要的對準精度）。有時候，須判斷介於距離dl與d2之間（dH2)的差值是否在一特 J斷、此便可得到X方向之對準精度。軛w π因之正量測介於外部㈣25之内側面與内部之正對面間的距離d3。同時，量測介於外部元件25之相對内側面與K5元件24之正對面間的距離d4。若距離d3削4 之值相等，即可判斷第二或上層電路圖案是正確地重合於第一或下層電路圖案上（亦即達到我們想要的對準精度 ^ 。有時候，須判斷介於距離心與以之間（d3-d4)的差&值是否在一特定範圍内。因此便可得到γ方向之對準精度。除非第二或上層電路圖案以我們想要的對準精度重合於第一或下層電路圖案上，否則後續製程將不再進行。距離dl、d2、d3及d4利用已知之雷射掃描方法或藉由已知之適當儀器之影像處理方法來量測。根據圖6之第一實施例對準標記組，如上所述，標記1 與3分別位於矩形曝光區7之短邊7a與化附近，以縱向中心軸線6往相反方向的方式移動相同距離匕1。同樣地，其餘兩個標記2與4分別位於曝光區7之長邊7 b與7 d附近，以橫向中心軸線5往相反方向的方式移動相同距離h2。因此，當终多曝光區7以矩陣陣列形式排列，如圖8所示’每個曝光區包括第一實施例之對準標記組，相鄰兩個曝光區7之對準樣記1、2、3及4並沒有互相靠近。例如，如圖8所示，由橢圓虛線9圍繞之標記1與3沿著鄰接曝光區 11 第18頁 480586 五、發明說明（14) 7之同一短邊往相反方向移動（亦即向上盥立標記1與3彼此分開功足夠遠；換言之二/ )。思指微影製程中所使用的曝光光一源在第二層以1與3並不會因圖形化使得彼此有不良的影響。光阻層進行同樣地，由橢圓虛線8圍繞之其餘兩個標記2盥4、VL 鄰接曝光區7之同一長邊往相反方向移動（亦〃 ^ 右）、。意指標記2與4彼此分開的足夠遠；換言之。，、σ 與4並不會因相同曝光光源使得彼此有不良的；塑广結果，不同於前述一般對準標記組，正方/ 9 25之侧面並不會發生破裂或變形且可容易形成我們形狀與/或輪廓線。因此’可正確地檢測内部元件〜之側面輪廓線，減少量測誤差並提升量測精度❶ 導體裝置製造上的良率。此了改善+ 第二實施例圖1 0所示為根據本發明第二實施例之對準標記組，包括四個正方形對準標記3丨、32、33及34。此對準標記組，參考第一實施例，以矩陣陣列形式排列在晶圓21之各個矩形曝光區7内。如圖1 0所示，根據本發明第二實施例之對準標記組，對準標記31、32、33及34，以下列方式形成。如圖10所示，與第一實施例相異的是，標記3丨與33皆位於矩形曝光區7之縱向中心軸線6。換言之，這兩個標記 31與33皆無偏移。同樣地，標記31與曝光區7之上短邊以

第19頁 480586 五、發明說明（15) 相距距離kl而標記33與曝光區7之下短邊7c相距相同距離 kl。距離kl是從短邊7a或7c量至標記31或33之對邊。標記 31與33沿著軸線6彼泚相距距離k3，k3是量測標記31與33 在Y方向對邊之間的距離。距離k 1最好等於或大於5 〇mm。假如可以的話，距離k 1 最好等於或大於10〇mm。標記31與33對邊間的距離k3設定在100mm或更大。另一方面，標記32與34皆位於矩形曝光區7之橫向中。軸線5。換s之’這兩個標記32與34皆無偏移。同樣地二，記32與曝光區7之右長邊7b相距距離k2而標記34與曝光區7之左長邊7d相距相同距離k2。距離k2是從曝光區7 之長邊7b或7d量至標記32或34之對邊。標記32與34沿著軸線5彼此相距距離k4，k4是量測標記32與34在乂方向間的距離。，離k2最好等於或大於5〇_。假如可以的話，距離k2 ★ ^等於或大於100mm。標記32與34對邊間的距離k4 在100mm或更大。井區7由：四個標記31、32、33及34皆以上述方式排列在曝記i及祀擔與楚一一般^有標記110、111、112及113之對準標組比較，X〜彳一實施例之具有標記1、2、3及4之對準標記相交；^ =位於朝向曝光區7中心（亦即軸線5與軸線δ 1又〜）移動之位置上。第一記31、32、33及34皆具有相同形狀及結構如同弟貝&例之標記1、2、3及4。

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根據第二實施例’具有標記31、32、33及34之 =使用來量測由第一層22所形成之第一電路圖案圖：間的對準精度。*此例中，即為量測元件24: 2 5間的相對位置關係。，、例如，如圖10所示，量測標記32與34之外部與内件24與25間的距離di且同時量測32與34之外部與 24與25間的距離“。因此，便可得到χ方向的對準精度。同樣地，量測標記31與33之外部與内部元件24與25間的距離d3且同時量測外部與内部元件24與25間的距離^。因此’便可得到Y方向的對準精度。根據彼此間的差值 (dl-d2)與差值（d3_d4)，亦即X方向與γ方向，即可判斷二或上層電路圖案是否正確地重合於第一或下層電路圖案之上（亦即達到我們想要的對準精度）。、根據圖10之第二實施例之對準標記組，標記31盘33分別位於軸線6朝向曝光區7中心移動之位置，以此方式盥瞧光區7之短邊7a與7c相距相同之距離^。同樣地，桿圮3/、與34分別位於軸線5朝向曝光區7中心移動之位置，$以°此方式與曝光區7之長邊7七與7d相距相同之距離!^ 2。因此當許多曝光區7以矩陣陣列形式排列

如圖1 I 一 -— …一 · , 丁 …夕工、夯p yg ，所示，每個曝光區包括第二實施例之對準標記組，相，曝光區7之所有對準標記31、32、33及34彼此相距足努遠的距離。例如，如圖11所示，由橢圓虛線39圍繞之桿 31與33沿著鄰接曝光區7之同一短邊往相反方向移動。意指標記31與33彼此分開的足夠遠；換言之，標記31與^

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不會因相同曝光光源使得彼此有不良的影響。本同樣/也，由橢圓虛線38圍繞之標記32與34沿著鄰接曝、二之同長邊往相反方向移動。意指標記3 2與3 4彼此 # π ^足夠遠，換S之，標記2與4並不會因相同曝光光源便侍彼此有不良的影響。結果’如同第一實施例，内部元件25之侧面並不會發生破裂或變形且可形成我們想要的形狀與/或輪廓線。因此，可正確地檢測内部元件25之侧面輪廓線，減少量測誤差並提升量測精度。

I三實施J 圖1 2所示為根據本發明第三實施例使用於對準精度量測方法之對準標記組。此對準標記組，參考第一實施例，以矩陣陣列形式排列在晶圓21之各個矩形曝光區7内。此對準標記組包括四個標記41、42、43及44。如圖12所示，如同第二實施例，標記4丨與43皆位於矩形曝光區7之縱向中心軸線6。換言之，標記41與43相對軸線6皆無偏移。同樣地，標記41靠近曝光區7之上短邊7a而標記43以相同距離靠近曝光區7之下短邊7c。另一方面，標記42與44皆位於矩形曝光區7之橫向中心軸線5。換言之，標記42與44相對軸線5皆無偏移。同樣地’標記42靠近曝光區7之右長邊7b而標記44以相同距離靠近曝光區7之左長邊7c。所有標記41、42、43及44皆具有相同形狀及結構如同

第22頁 480586 五、發明說明（18) 第一實施例之標記1、2、3及4。接著’根據第三實施例對準述，在此使用具有找纪41、度之里測方法如下所如圖1 2所示，：；量測χ方向之及二之二準二記組' 軸線6之標記41與43 (而非對準外部元件24之内侧面與標_ : 間的距_。同時，量測標記41外 Ρ凡件24之相對内侧面與標記41内部元件25之正對面25b f的距離心。同樣地，*測標記43外部元件24之内側面盥標記43内部元件25之正對面咖間的距關。同時内=則、裇§己43外部π件24之相對内侧面與標記43内對面25b間的距離d2。 τ ^ t 根據標記41與43之差值（dl—d2)，即可判斷第二或上層電路圖案在X方向是否以我們想要的對準精度正確地重合於第一或下層電路上。為了里測Y方向的對準精度，使用對準軸線5之標記4 2 ，44 (而非對準軸線6之標記41與43 )。具體說明，即為量測標記42外部元件24之内侧面與標記42内部元件25之正對面25a間的距離d3。同時，量測標記42外部元件24之相對内側面與標記42内部元件25之正對面25c間的距離d4。同樣地’量測標記44外部元件24之内側面與標記43内部元件25之正對面25a間的距離d3。同時，量測標記43外部元件24之相對内侧面與標記43内部元件25之正對面25c間的距離d4。

第23頁 480586 五、發明說明（19) 根據標記42與44之差值（d3-d4)，即可判斷第二或上層電路圖案在Y方向是否以我們想要的對準精度正確地重合於第一或下層電路上。如圖12所示’標記41與43對準γ方向且彼此互相靠近而標記4 2與4 4對準X方向且彼此互相靠近。因此，與一般對準精度量測方法類似，如同圖3與圖4之說明，標記4 1之内部兀件25的側面25a、標記43之内部元件25的侧面25c、標記42之内部元件25的侧面25b及標記44之内部元件25的側面2 5 d有可能發生破裂或變形。然而，如上所述，標記41與43之破裂或變形面25a與 5c並未用（亦即使用標記41與43之面25b與25d)來量測γ ::5。同樣地，標記42與44之破裂或變形面挪與託d 二2 (亦即使用標記42與44之面25a與2 此’量測精度幾乎不可能下降。換言之/方一叙方法比較，可量測較高之對準精度。根據第二貫施例藉由上述方法，斜準#印紐户丛城大約與一般標記組相同。 ^ °杯、、·。冓上記組（包括根據第一及μ ，/、，、而再棱的疋任何對準標很爆弟一及弟二實施例之對m 用在第三實施例之方法。對礼5己組）都可使在上述第势一記之内部邀第二只轭例中，曝光區7内每個對準_ 己之内邠與外部元件25與24皆為正方报+古# 旱才示例子。無需再提J ，本發明並^限於這此 ^。的疋70件25與24會根據所需而有其

第24頁 480586 五、發明說明（20) 除此之外，在上述第一至第三實施例中，對記組在每個曝光區内包括四個對準標記。此有助於二^ _ 備進行對準量測操作並簡化對準標記組之圖素。

發明並不侷限於這些例子。對準標記組是足以包括至少2 個對準標記。無需再提的是，對組包括5個或更多的對準標記。 ^ ^ L 在陳述本發明之較佳）道者在不違反本發明的=的=，須了解的是精於此此，本發明之範圍僅由是顯而易見的。因由下列專利申請範圍決定。

第25頁圖式簡單說明為了使本私ΒΡΪ i 明立即生效，現在將參考附圖來做說明。團1為一船、> 美缸—、日门又對準標記組之平面示意圖’它是在半導體丞板或晶圓上形成。圖2為圖1辦- 面示音圖。所不沿著線II - I I取一般對準標記組之横剖圖3為圖1芬面。之平面厂、立及圖2所示一般對準標記組之對準標記佈局不思、圖’它是在半導體晶圓之矩形曝光區内形成。 tsi 4 ,¾ R 1 7- 佈局之ϋΓ 至圖3所示在半導體晶圓上一般對準標記組平面示意圖。面示:g為圖1所示沿著線1 1 — 1 1取一般對準標記組之橫剖 ^ ^圖中顯示標記内部元件多餘之傾斜側面。佈局之、為根據本發明第一實施例對準標記組之對準標記圖7平、面示意圖，它是在半導體晶圓之曝光區内形成。區内*根據圖6之第一實施例在具有對準標記組之曝光 ^對準精度方法之平面示意圖。組佈It為根據圖6之第一實施例在半導體晶圓上對準桿記 <平面示意圖。、。標記Γ之4Λ據圖6之第一實施例沿著圖1之線η]1取對準夂杈剖面示意圖。 4千圖1 0氣4 示意圖4”圖10之第二實施例對準標記組佈局之平面圖12αΓ半導體晶圓之各個曝光區内形成。馮根據本發明第三實施例對準標記組佈局之平面

光區内12根據本發明第二實施例在具有對準標記& t瞧二里測對準精度方法之平面示意圖。H且之曝 480586 圖式簡單說明示意圖’它是在半導體晶圓之各個曝光區内形成。【符號說明】 1 0 0〜對準標記 24，118〜正方形缺口 24a，24b，118a，118b〜正方形缺口側面 25，119〜光阻層 25a，25b，25c，25d，119a，119b〜光阻層側面 23, 1 23〜第二層 22, 1 22〜第一層 2 1，1 2 1〜半導體基板或晶圓 7, 107〜矩形曝光區 7a，7c，107a，107c〜矩形曝光區短邊 7b，7d，10 7b，107d〜矩形曝光區長邊 6，11 5〜縱向中心軸線 5，11 4〜橫向中心軸線 1-4, 31_34, 110-113〜標記 8, 9, 38, 39, 1 1 6, 1 1 7〜橢圓虛線

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Claims

480586 六、申請專利範圍 1、一種對準標記組，包括·· (a) —個第一對準標記，在曝光區内形成；此曝光區具有一周邊、第一中心軸線及垂直第 ;丨一中心軸線之第二中心軸線；第一對準標記位於第一中心軸線附近且與第二軸線分開； (b) —個第二對準標記，在曝光區内形成；第二對準標記位於第二中心軸線附近且與第一軸線分開；及 (c )當曝光區規則地排列成在一平面中具有相同方向 Γ L於其中一組的第一及第二對準標記中的各對 =標記，並非位於另一組之第一及第二對準標記 2、近，因而保證曝光光源照射至所有區域。一根據申請專利範圍第1項之對準標記組，其中第一及第 f^記皆為正方形。根據申请專利範圍第1項之對準標記組，更包括： c) 一個第三對準標記，在曝光區内形成； 4,,, 第二對準標記位於第一中心軸線附近且與第二平由線分開；二Φ、第三對準標記從第一中心軸線朝反方向沿著第 S軸線轉移至第一對準標記；及 )一個第四對準標記，在曝光區内形成； 4,第四對準標記位於第二中心軸線附近且與第一平由線分開；

第28頁六、申請專利範圍 -中四對準標記從第二中心軸線朝反方向沿著第中心軸線轉移至第二對準標記。、根據申請專利範圍第“員之對準標記組，更包括： C 個第二對準標記，在曝光區内形成·， ,,.ν 第二對準標記位於第一中心軸線附近且與第二早由綠分開；第一對準標記位於第一中心軸線與第一對準標圮在一起；及 (d)在曝光區形成之第四對準標記；第四對準纟己位於此區第二中心轴線附近且盘第一軸線分開； ^ 士第四對準標記位於第二中心軸線與第二對準標吞己在'起。 5一、根據申請專利範圍第4項之對準標記組，其中第一及第二標記與對邊之周邊分開相同距離，且第二及第四標吞己與對邊之周邊分開相同距離。 6_、j艮據申請專利範圍第4項之對準標記組，其中第一及第二標圮與周邊等距分開丨〇〇mm或更大之距離，同時，第一及第四標記與周邊分開丨〇〇mm或更大之相等距離。 7、一種圖案對準之量測方法，其中對準標記組係被規則排列成在一使用中的平面内具有相同之方向：此方法包括下列步驟： (a)排列平面上的對準標記組使其互相鄰接；每個對準標記組包括

第29頁 480586 六、申請專利範圍 (a-1) 一個第一對準標記，在曝光區内形成；此曝光區具有一周邊、第一中心軸線及垂直第一中心軸線之第二中心軸線；第一對準標記位於第一軸線上且靠近周邊； (a-2) —個第二對準標記，在曝光區内形成；第二對準標記位於第二軸線上且靠近周邊； (a - 3 ) —個第三對準標記，在曝光區内形成；第三對準標記位於第一軸線且靠近第一標記對應之周邊的對邊；

(a-4) —個第四對準標記，在曝光區内形成；第四對準標記位於第二軸線且靠近第二標記對應之周邊的對邊；及 (b) 使用第一標記組之第一標記、鄰近第一標記組之第二標記組之第三標記、第一標記組之第二標記及第二標記組之第四標記量測對準精度；其中，位於曝光區周邊之彼此相向對邊之第一及第三標記的非對邊，及位於曝光區周邊之彼此相向對邊之第二及第四標記的非對邊，被使用以量測。

8、根據申請專利範圍第7項之圖案對準之量測方法，其中該第一及第二標記皆為正方形。

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