DE10015698C1 - Halbleitereinrichtung, Photomaske und Verfahren der Überdeckungsgenauigkeit - Google Patents
Halbleitereinrichtung, Photomaske und Verfahren der ÜberdeckungsgenauigkeitInfo
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Abstract
Eine Halbleitereinrichtung mit einer verbesserten Überdeckungsgenauigkeitsphotomaske, die zur Herstellung der Einrichtung verwendet wird, und ein Überdeckungsgenauigkeitsverbesserungsverfahren werden bereitgestellt durch Erfassen der Linsenaberration, die Schwierigkeiten bei dem Herstellungsverfahren einer Halbleitereinrichtung verursacht. Die Halbleitereinrichtung enthält eine Zusatzmarke (12), die eine Innenmarke (1) mit gestuften Abschnitten (1a) mit vier Seiten als zu erfassende gestufte Abschnitte aufweist, und eine Außenmarke, die gestufte Abschnitte (2a, 2b) als zu erfassende gestufte Abschnitte aufweist, die ungefähr parallel zu den gestuften Abschnitten (1a) entlang der vier Seiten der Innenmarke vorgesehen sind.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitereinrichtung, eine
Photomaske und ein Verfahren der Überdeckungsgenauigkeit.
Eine Überdeckungsgenauigkeitsmeßmarke wird normalerweise zur Messung der
Überdeckungsgenauigkeit von jeder Schicht in einem Halbleiterherstellungsver
fahren verwendet. Die Überdeckungsgenauigkeitsmeßmarke wird normaler
weise in verschiedenen Schichten, d. h. in jeder der gestapelten, inhärenten
Schichten der Einrichtung, die Ziel der aktuellen Überdeckungsgenauigkeits
messung ist, an einer vorbestimmten Position auf dem Halbleitersubstrat gebil
det. Wenn die Überdeckungsgenauigkeit gemessen wird, werden die Positionen
von gestuften Abschnitten, d. h. die Kanten, der Überdeckungsgenauigkeits
meßmarke erfaßt und der Abstand zwischen zwei erfaßten, gestuften Abschnit
ten, d. h. Kanten, wird gemessen, womit die Größe der Verschiebung der Über
deckung zwischen den Überdeckungsgenauigkeitsmeßmarken in zwei Schichten
berechnet wird. Der Unterschied zwischen der Größe der Verschiebung der
Überdeckung von zwei Öffnungsmustern in den inhärenten Schichten, die auf
einer Photomaske gebildet sind, und der berechneten Größe der Verschiebung
der zwei gestuften Abschnitte der Überdeckungsgenauigkeitsmeßmarken wird
dabei als Überdeckungsfehler in dem Herstellungsverfahren gemessen.
Obwohl die oben beschriebenen gestuften Abschnitte der Überdeckungs
genauigkeitsmeßmarke unter Verwendung einer Überdeckungsgenauigkeits
meßeinrichtung erfaßt werden, kann der Überdeckungsfehler selbst nicht genau
gemessen werden, da die Verschiebung des Musters, d. h. der Übertragungs
fehler, der durch eine Linsenaberration verursacht wird, nicht berücksichtigt
wird.
Ein Verfahren des Messens der Überdeckungsgenauigkeit, das eine Linsenaber
ration berücksichtigt, ist in dem offengelegten japanischen Patentanmeldung
Nr. 9-74 063 beschrieben. Bei der in der offengelegten Anmeldung beschrie
benen Technik sind Überdeckungsgenauigkeitsmeßmarken in zwei Schichten in
der gleichen Form als zwei inhärente Schichten, die für die tatsächliche Über
deckungsgenauigkeit zu messen sind, gebildet, so daß die Größe der Muster
verschiebung, d. h. der Übertragungsfehler, der zwei inhärenten Schichten auf
grund der Aberration und die der Überdeckungsgenauigkeitsmeßmarken auf
grund der Aberration gleich werden. Die Musterverschiebung der inhärenten
Muster, die durch die Aberration bedingt ist, und die der Überdeckungs
genauigkeitsmeßmarken, die durch die Aberration bedingt ist, sind dadurch
ausgeglichen. Daher wird nur der Überdeckungsfehler in dem Überdeckungs
genauigkeitsmeßverfahren erfaßt, das in der offengelegten japanischen
Patentanmeldung Nr. 9-74 063 beschrieben ist.
Bei einem Überdeckungsgenauigkeitsmeßverfahren, das nur eine herkömm
licherweise verwendete Überdeckungsgenauigkeitsmeßmarke verwendet, wird
jedoch die Musterverschiebung selbst, die durch die Linsenaberration bedingt
wird, nicht berechnet, um eine Linseneinheit (im folgenden bedeutet die Modi
fikation der Linseneinheit sowohl die Einstellung der Linseneinheit als auch die
Korrektur einer Linse) derart zu modifizieren, daß die Aberration verringert
wird. Somit wird der durch die Linsenaberration bedingte Überdeckungsfehler
nicht korrigiert, um die Überdeckungsgenauigkeit bei einem Halbleiterher
stellungsverfahren zu erhöhen.
Das folgende Verfahren wird jedoch im allgemeinen verwendet, um die Größe
der Aberration zu bestimmen. Zuerst wird ein Resistfilm 100, der mit einem
Muster versehen ist, bei dem Linien und Zwischenräume abwechselnd gebildet
sind, gebildet, wie in Fig. 7 und 8 gezeigt ist. Die Linienbreiten L1 und L2 an
entgegengesetzten Enden des Resistfilms 100 werden gemessen, beispielsweise
unter Verwendung eines SEM (Rasterelektronenmikroskops). Der abnormale
Linienbreitenwert aufgrund einer Komaaberration wird im allgemeinen durch
die folgende Gleichung berechnet.
Abnormaler Linienbreitenwert = (L1 - L2)/(L1 + L2) (1)
Mit der Gleichung (1) kann der abnormale Linienbreitenwert gemäß den
Meßergebnissen der oben beschriebenen Breiten L1 und L2 berechnet werden.
Bei diesem Verfahren wird nur ein Muster, bei dem Linien und Zwischenräume
abwechselnd gebildet sind, für den Resistfilm 100 verwendet, so daß nur der
Meßfehler der Musterlinienbreite, der durch die Aberration bedingt ist, erfaßt
werden kann, wenn ein normales SEM verwendet wird. Das heißt, daß ein
Musterübertragungsfehler, der von einer Differenz zwischen zwei zu messenden
Mustern aufgrund der Aberration resultiert, nicht erfaßt werden kann. Somit
wurde bei einem Herstellungsverfahren einer Halbleitereinrichtung eine
Linseneinheit die derart modifiziert ist, daß der Übertragungsfehler des
Musters, der durch die Linsenaberration bedingt ist, verringert wird, nicht
verwendet.
Da ferner ein SEM verwendet wird, ist die Meßzeit lang und die Messung der
gesamten Einheit (die gesamte Belichtungseinheit) ist schwierig.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halbleitereinrichtung mit ver
besserter Überdeckungsgenauigkeit, eine Photomaske, die zur Herstellung der
Einrichtung verwendet wird, und ein Überdeckungsgenauigkeitsverbesserungs
verfahren dafür durch Erfassen der Linsenaberration, die in dem Halbleiterher
stellungsverfahren enthalten ist, bereitzustellen.
Weiterhin soll ermöglicht werden, die Linsenaberration unter Verwendung
einer normalen Überdeckungsgenauigkeitsmeßeinrichtung zu korrigieren.
Die Aufgabe wird durch die Halbleitereinrichtung des Anspruches 1, die
Photomaske des Anspruches 11 oder das Verfahren zur Erhöhung der Über
deckungsgenauigkeit des Anspruches 12 gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Eine Halbleitereinrichtung gemäß der Erfindung enthält eine Zusatzmarke für
eine Überdeckungsgenauigkeitsverbesserung (im folgenden einfach als Zusatz
marke bezeichnet), die zum Erfassen einer Aberration einer Linse, oder
Linseneinheit, die in einem Belichtungsschritt in dem Herstellungsverfahren
einer Halbleitereinrichtung verwendet werden, verwendet wird, um die
Linseneinheit derart zu modifizieren, daß die Linsenaberration verringert wird.
Die Zusatzmarke enthält eine Innenmarke, die vier Seiten eines ersten virtu
ellen Rechtecks bildet, wenn man es zweidimensional betrachtet, und eine
Außenmarke, die vier Seiten eines zweiten virtuellen Rechtecks analog zu dem
ersten virtuellen Rechteck bildet und die den gleichen Schnittpunkt der Diago
nalen wie bei dem ersten virtuellen Rechteck aufweist, wenn man es zwei
dimensional betrachtet. Die Innen- und Außenmarken sind derart gebildet, daß
sie gestufte Abschnitte aufweisen, die zu einer gleichen Schicht gehören und
die durch eine Überdeckungsgenauigkeitsmeßeinrichtung erfaßt werden kön
nen.
Ein solcher Aufbau ermöglicht, daß die Außenmarke der Zusatzmarke auf der
gleichen Schicht wie die Innenmarke ist. Somit können bei dem Belichtungs
schritt, der eine Photomaske zum Bilden der Zusatzmarke verwendet, die
Innen- und Außenmarke unbeeinflußt von einem Überdeckungsfehler gebildet
werden, der durch Überdecken von zwei Schichten bedingt ist. Wenn die
Muster der Innen- und Außenmarke, die auf einem Halbleitersubstrat gebildet
sind, mit denen verglichen werden, die in der Photomaske geöffnet sind, wird
daher ein Abstandsfehler zwischen den gestuften Abschnitten der Innen- und
Außenmarke ungefähr gleich sein zu dem Musterübertragungsfehler, der durch
die Linsenaberration in dem Belichtungsschritt unter Verwendung der Photo
maske verursacht wird, da ein Ausrichtungsfehler, der verursacht wird, wenn
eine Belichtungseinrichtung verwendet wird, wie z. B. ein Stepper, ausreichend
klein ist.
Als Ergebnis kann die Linsenaberration aufgrund des Musterunterschiedes zwi
schen der Innen- und Außenmarke unter Verwendung einer normalen Über
deckungsgenauigkeitsmeßeinrichtung an einer Position erfaßt werden, an der
die Zusatzmarke vorgesehen ist. Durch Modifizieren der Linseneinheit basie
rend auf dem erfaßten Ergebnis derart, daß die Linsenaberration verringert
wird, kann die Überdeckungsgenauigkeit für jede Schicht, die auf einer anderen
anzuordnen ist, erhöht werden.
Ferner kann in der Halbleitereinrichtung gemäß der Erfindung die Außenmarke
mit den gestuften Abschnitten als ein Kastenmuster, ein Linienmuster oder ein
Lochmuster gebildet sind.
Bei einer Halbleitereinrichtung gemäß der Erfindung kann die Innenmarke mit
den gestuften Abschnitten als ein Kastenmuster, Linienmuster oder Lochmuster
gebildet sein.
Alternativ kann in einer Halbleitereinrichtung gemäß der Erfindung die Außen
marke mit den gestuften Abschnitten als ein Positivmuster (d. h. ein Muster, auf
dem das Resist verbleibt) oder als ein Negativmuster (d. h. ein Muster, von dem
das Resist entfernt ist) gebildet sein.
Bei einer Halbleitereinrichtung gemäß der Erfindung kann die Innenmarke mit
dem gestuften Abschnitt auch als ein Positivmuster oder Negativmuster gebil
det sein.
Alternativ kann bei einer Halbleitereinrichtung gemäß der Erfindung die Zu
satzmarke bevorzugt derart gebildet sein, daß sie eine Mehrzahl von Marken
ist, die über den gesamten Belichtungsbereich auf einem Halbleitersubstrat
verteilt sind.
Ein solcher Aufbau, bei dem die Zusatzmarken auf dem Halbleitersubstrat ver
teilt sind, ermöglicht das Erfassen eines Musterübertragungsfehlers, der durch
die Linsenaberrationen bedingt ist, an entsprechenden Positionen. Dies führt zu
einer genaueren Verbesserung der Überdeckungsgenauigkeit für jede Schicht,
die auf einer anderen gebildet ist, in einem Halbleitereinrichtungsherstellungs
schritt, da die Linseneinheit derart modifiziert bzw. geändert wird, daß die
Linsenaberration an entsprechenden Positionen verringert wird.
Bei einer Halbleitereinrichtung gemäß der Erfindung sind bevorzugter eine
Mehrzahl der Innenmarken derart gebildet, daß sie eine Anzahl von Stufen mit
unterschiedlichen Größen aufweisen.
Ein solcher Aufbau ermöglicht ein Erfassen der Aberration in Abhängigkeit der
Größen der Innenmarken, da eine Mehrzahl der Innenmarken mit verschiedenen
Größen auf dem Halbleitersubstrat verteilt sind. Als Ergebnis kann die Über
deckungsgenauigkeit für jede aufgebrachte Schicht gut in dem Verfahren des
Herstellens einer Halbleitereinrichtung verbessert werden, da die Linseneinheit
derart modifiziert wird, daß die Linsenaberration für verschiedene Größen der
Innenmarken vergrößert wird.
In einer Halbleitereinrichtung gemäß der Erfindung sind noch bevorzugter eine
Mehrzahl der Außenmarken derart gebildet, daß sie eine Anzahl von Stufen mit
verschiedenen Größen aufweisen.
Ein solcher Aufbau ermöglicht ein Erfassen der Aberration in Abhängigkeit der
Größen der Außenmarken, da eine Mehrzahl der Außenmarken mit verschiede
nen Größen auf einem Halbleitersubstrat verteilt sind. Als ein Ergebnis kann
eine Überdeckungsgenauigkeit für jede überlagernde Schicht genau in dem
Verfahren des Herstellens einer Halbleitereinrichtung verbessert werden, da die
Linseneinheit derart modifiziert wird, daß die Linsenaberration für verschie
dene Größen der Außenmarken verringert wird.
Bei einer Halbleitereinrichtung gemäß der Erfindung sind noch bevorzugter die
Mehrzahl der Innenmarken derart gebildet, daß sie ein Kastenmuster, ein Lini
enmuster und ein Lochmuster enthalten.
Ein solcher Aufbau ermöglicht ein Erfassen der Aberration, die in Abhängigkeit
der Musterformen variiert, da die Mehrzahl der Zusatzmarken, in denen die
Innenmarken ein Kastenmuster, ein Linienmuster und ein Lochmuster enthalten,
auf einem Halbleitersubstrat verteilt sind. Als Ergebnis kann die Über
deckungsgenauigkeit für jede Schicht genau in dem Herstellungsverfahren einer
Halbleitereinrichtung verbessert werden durch Modifizieren einer Linseneinheit
derart, daß die Linsenaberration für jede Musterform verringert wird.
Alternativ kann in einer Halbleitereinrichtung gemäß der Erfindung die Mehr
zahl der Außenmarken derart gebildet sein, daß sie ein Kastenmuster, ein
Linienmuster und ein Lochmuster enthalten.
Ein solcher Aufbau ermöglicht das Erfassen einer Aberration, die in Abhängig
keit der Musterformen variiert, da die Mehrzahl der Zusatzmarken, in denen
die Außenmarken ein Kastenmuster, ein Linienmuster und ein Lochmuster ent
halten, auf einem Halbleitersubstrat verteilt sind. Als Ergebnis kann die Über
deckungsgenauigkeit für jede Schicht genau verbessert werden in dem Verfah
ren des Herstellens einer Halbleitereinrichtung durch Modifizieren einer
Linseneinheit derart, daß die Linsenaberration für jede Musterform verringert
wird.
Eine Photomaske zur Herstellung einer Halbleitereinrichtung gemäß der vorlie
genden Erfindung ist mit einer Öffnung versehen, die dem Muster der Zusatz
marke entspricht, die eine Innenmarke, die vier Seiten eines ersten virtuellen
Rechtecks bildet, wenn man es zweidimensional betrachtet, und eine Außen
marke, die vier Seiten eines zweiten virtuellen Rechtecks analog zu dem ersten
virtuellen Rechteck bildet und die den gleichen Schnittpunkt der Diagonalen wie
bei dem ersten virtuellen Rechteck aufweist, wenn man es zweidimensional be
trachtet, enthält, wobei die Innenmarke und Außenmarke gestufte Abschnitte
auf einer gleichen Schicht aufweisen, die durch eine Überdeckungsgenauig
keitsmeßeinrichtung erfaßt werden können.
Unter Verwendung einer solchen Photomaske kann eine Halbleitereinrichtung
gemäß den oben beschriebenen Aspekten der vorliegenden Erfindung herge
stellt werden.
Ein Verfahren des Verbesserns der Überdeckungsgenauigkeit einer Halb
leitereinrichtung gemäß der Erfindung verwendet die Zusatzmarke, die eine
Innenmarke, die vier Seiten eines ersten virtuellen Rechtecks auf einem Halb
leitersubstrat bildet, wenn man es zweidimensional betrachtet, und eine
Außenmarke, die vier Seiten eines zweiten virtuellen Rechtecks analog zu dem
ersten virtuellen Rechteck bildet und den gleichen Schnittpunkt der Diagonalen
wie bei dem ersten virtuellen Rechteck aufweist, wenn man es zweidimensional
betrachtet, aufweist, wobei die Innenmarke und die Außenmarke gestufte Ab
schnitte auf einer gleichen Schicht aufweisen, die durch eine Überdeckungs
genauigkeitsmeßeinrichtung erfaßt werden können.
Die Erfassung der Linsenaberration durch ein solches Verfahren ermöglicht,
daß die Linsenseinheit derart modifiziert wird, daß die Linsenaberration ver
ringert wird, so daß eine Halbleitereinrichtung mit einer verbesserten Über
deckungsgenauigkeit für jede Schicht, die auf einer anderen angeordnet wird,
hergestellt werden kann.
Weitere Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der
folgenden Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung anhand der Fi
guren. Von den Figuren zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines ebenen Aufbaus einer Zusatzmarke
zum Erfassen der Linsenaberration einer Halbleitereinrichtung gemäß
der ersten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in Figur,
Fig. 3 eine schematische Ansicht eines ebenen Aufbaus einer Zusatzmarke
zum Erfassen einer Linsenaberration einer Halbleitereinrichtung gemäß
der zweiten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in Fig. 3,
Fig. 5 eine schematische Ansicht eines ebenen Aufbaus einer Zusatzmarke
zum Erfassen einer Linsenaberration einer Halbleitereinrichtung gemäß
der dritten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 6 eine Schnittansicht entlang der Linie VI-VI in Fig. 5,
Fig. 7 eine schematische Ansicht eines ebenen Aufbaus eines Resistmusters,
das zum Berechnen eines abnormalen Linienbreitenwerts verwendet wird,
der von einer herkömmlichen Linsenaberration resultiert, und
Fig. 8 eine Schnittansicht entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 7.
Zuerst wird eine Halbleitereinrichtung der ersten Ausführungsform mit Bezug
zu Fig. 1 und 2 beschrieben. Eine Halbleitereinrichtung gemäß der vorliegen
den Ausführungsform enthält, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, eine Zusatzmarke
12 auf einem Halbleitersubstrat 10 zur Erfassung einer Linsenaberration. Ob
wohl die Zusatzmarke 10 normalerweise auf einem Halbleiterwafer gebildet ist,
kann sie manchmal auf einem Halbleiterchip verbleiben, der aus dem Halb
leiterwafer herausgeschnitten ist.
Die Zusatzmarke 12 enthält eine Innenmarke 1, die auf dem Halbleitersubstrat
10 gebildet ist und gestufte Abschnitte 1a an vier Seiten als die zu erfassenden
gestuften Abschnitte aufweist, und eine Außenmarke 2, die auf der gleichen
Schicht wie die Innenmarke 1 gebildet ist und die Innenmarke 1 umgibt und
gestufte Abschnitte 2a, 2b als die zu erfassenden, gestuften Abschnitte auf
weist, die ungefähr parallel zu den gestuften Abschnitten 1a der vier Seiten
vorgesehen sind.
Die Innenmarke 1 ist derart gebildet, daß sie die gestuften Abschnitte 1a ent
lang von vier Seiten eines ersten virtuellen Rechtecks auf dem Halbleiter
substrat aufweist, wenn man es zweidimensional betrachtet. Die Außenmarke 2
ist derart gebildet, daß sie die gestuften Abschnitte 2a, 2b entlang der vier
Seiten eines zweiten virtuellen Rechtecks analog zu dem ersten virtuellen
Rechteck aufweist und daß sie den gleichen Schnittpunkt der Diagonalen wie
bei dem ersten virtuellen Rechteck aufweist, wenn man es zweidimensional be
trachtet. Ferner sind die gestuften Abschnitte 1a der Innenmarke 1 und die ge
stuften Abschnitte 2a, 2b der Außenmarke die gestuften Abschnitte, die zu
einer gleichen Schicht gehören und durch eine Überdeckungsgenauigkeits
meßeinrichtung erfaßt werden können.
Darüberhinaus ist die Innenmarke 1 ein Box- bzw. Kastenmuster mit vier
kontinuierlichen Seiten, in denen die gestuften Abschnitte 1a durch ein Nega
tivmuster gebildet sind, und die Außenmarke 2 weist ein relativ langgestrecktes
Linienmuster mit den gestuften Abschnitten 2a, 2b auf, die durch ein positives
Muster gebildet sind. Obwohl ein negatives Boxmuster mit gestuften Abschnit
ten 1a, die zu erfassen sind, als die Innenmarke in dieser Ausführungsform
verwendet wird, kann ein positives Boxmuster mit gestuften Abschnitten 3c,
die zu erfassen sind, auch verwendet werden. Anstatt eines Linienmusters, das
durch ein positives Muster, das für die Außenmarke 2 verwendet wird, gebildet
ist, kann ferner ein Linienmuster, das durch ein negatives Muster gebildet ist,
ebenfalls verwendet werden.
Obwohl ein Resistfilm normalerweise als das Material der oben beschriebenen
Innenmarke 1 und Außenmarke 2 verwendet wird, kann eine Isolierschicht oder
eine leitende Schicht auch verwendet werden.
Ein solcher Aufbau ermöglicht, daß die Zusatzmarke 12 eine Außenmarke 2
aufweist, die auf der gleichen Schicht wie die Innenmarke 1 gebildet ist. Somit
werden beim Belichtungsschritt unter Verwendung einer Photomaske zum Bil
den einer Zusatzmarke die Innenmarke 1 und die Außenmarke 2 ohne Über
deckungsfehler gebildet, der beim Anordnen von zwei Schichten aufeinander
auftritt. Wenn die Muster der gestuften Abschnitte der Innenmarke 1 und der
Außenmarke 2, die in einer Photomaske geöffnet sind, und die, die auf einem
Halbleitersubstrat 10 gebildet sind, verglichen werden, ist der Fehler des Ab
stands zwischen den gestuften Abschnitten der Innen- und Außenmarke unge
fähr gleich zu dem eines Musterübertragungsfehlers, der durch eine Linsenaber
ration in einem Belichungsschritt unter Verwendung einer Photomaske verur
sacht wird, da der Fehler in einer Belichtungseinrichtung, wie z. B. ein Stepper,
ausreichend klein ist. Als Ergebnis kann die Linsenaberration in Abhängigkeit
des Musterunterschiedes zwischen der Innenmarke 1 und der Außenmarke 2
erfaßt werden unter Verwendung einer normalen Überdeckungsgenauigkeit
meßeinrichtung an einer Position, an der die Zusatzmarke angeordnet ist.
Durch Modifizieren einer Linseneinheit derart, daß die Linsenaberration basie
rend auf der erfaßten Linsenaberration verringert wird, kann eine Über
deckungsgenauigkeitsverbesserung für jede aufzubringende Schicht in dem
Herstellungsverfahren einer Halbleitereinrichtung erzielt werden.
Bei einer Halbleitereinrichtung gemäß dieser Ausführungsform enthält die Zu
satzmarke 12 bevorzugt eine Mehrzahl von Zusatzmarken, die über den gesam
ten Bereich des Halbleiters 10 verteilt sind. Wenn die Zusatzmarke 12 auf dem
Halbleiterchip gebildet wird, in dem ein Halbleiterelement gebildet wird, kann
eine Anzahl der Zusatzmarken in einem anderen Bereich als dem Element
bildungsbereich verteilt werden.
Ein solcher Aufbau ermöglicht ein Erfassen einer Musterverschiebung
(Übertragungsfehler) aufgrund der Linsenaberration an jeder Position, da eine
Mehrzahl der Zusatzmarken 12 auf dem Halbleitersubstrat 10 verteilt sind. Als
Ergebnis kann eine genaue Verbesserung der Überdeckungsgenauigkeit für jede
aufzubringende Schicht in dem Herstellungsverfahren einer Halbleitereinrich
tung erzielt werden, wenn die Linseneinheit derart modifiziert wird, daß die
Linsenaberration an jeder Position verringert.
Bei der Zusatzmarke, die in dieser Ausführungsform beschrieben ist, sind eine
Mehrzahl der gestuften Muster der Innenmarken und/oder der Außenmarken
bevorzugt derart gebildet, daß sie verschiedene Typen von Stufenmustern mit
verschiedenen Größen aufweisen.
Ein solcher Aufbau ermöglicht ein Erfassen der Aberration in Abhängigkeit der
Größe der Zusatzmarke an jeder Position, da eine Mehrzahl der Zusatzmarken
12 mit Mustern unterschiedlicher Größen auf dem Halbleitersubstrat 10 verteilt
sind. Als Ergebnis kann ein noch genauere Verbesserung der Überdeckungs
genauigkeit für jede aufzubringende Schicht in dem Herstellungsverfahren einer
Halbleitervorrichtung erzielt werden, da die Linseneinheit derart modifiziert
wird, daß die Linsenaberration für die Zusatzmarken mit verschiedenen Größen
verringert wird.
Es ist ebenfalls bevorzugt, daß die Außenmarke 2 und/oder die Innenmarke
gestufte Abschnitte aufweisen, die durch ein Muster gebildet sind, das ein
Boxmuster, ein Linienmuster oder ein Lochmuster enthält.
Bei einem solchen Aufbau kann, da ein Box- bzw. Kastenmuster, ein Linien
muster und ein Lochmuster auf einem Halbleitersubstrat mehrfach verteilt sind,
die Linsenaberration in Abhängigkeit der Formen der Muster an entsprechenden
Positionen auf dem Halbleitersubstrat erfaßt werden. Als Ergebnis kann eine
noch genauere Verbesserung der Überdeckungsgenauigkeit für jede aufzubrin
gende Schicht in dem Herstellungsverfahren einer Halbleitereinrichtung erzielt
werden, da die Linseneinheit derart modifiziert wird, daß die Linsenaberration
für Muster mit verschiedenen Formen verringert wird.
Zum Bilden der Zusatzmarke, die in dieser Ausführungsform beschrieben ist,
wird normalerweise ferner eine Photomaske verwendet, in der eine Öffnung,
die dem Muster der Zusatzmarke 12 entspricht, gebildet ist.
Bei einem Verfahren zur Erhöhung eine Überdeckungsgenauigkeit unter Ver
wendung der Zusatzmarke 12, die in dieser Ausführungsform beschrieben ist,
kann eine Halbleitereinrichtung hergestellt werden, bei der eine noch genauer
erhöhte Überdeckungsgenauigkeit für jede aufzubringende Schicht erzielt wird,
da die Linsenaberration in der Überdeckungsmessung erfaßt wird und die
Linseneinheit derart modifiziert wird, daß die Linsenaberration selbst verrin
gert wird.
Eine Halbleitereinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung
wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 3 und 4 beschrieben. Eine Halbleiterein
richtung gemäß dieser Ausführungsform enthält eine Zusatzmarke 12 auf einem
Halbleitersubstrat 10 zur Erfassung einer Linsenaberration, wie in Fig. 3 und 4
gezeigt ist und wie bei der Halbleitereinrichtung gemäß der ersten Ausfüh
rungsform.
Die Zusatzmarke 12 enthält eine Innenmarke 1, die auf dem Halbleitersubstrat
10 gebildet ist und kontinuierliche gestufte Abschnitte 1a von vier Seiten als
vier zu erfassende gestufte Abschnitte aufweist, und eine Außenmarke 2, die
aus einem relativ langgestreckten Linienmuster gebildet ist, das derart vorge
sehen ist, daß es ungefähr parallel zu den vier gestuften Abschnitten der
Innenmarke 1 ist, und das auf der gleichen Schicht wie die Innenmarke 1 gebil
det ist und die Innenmarke 1 mit den gestuften Abschnitten 2a, 2b als gestufte
Abschnitte, die zu erfassen sind, umgibt.
Die Innenmarke 1 weist die gestuften Abschnitte 1a entlang von vier Seiten
eines ersten virtuellen Rechtecks auf einem Halbleitersubstrat auf, wenn man es
zweidimensional betrachtet. Die Außenmarke 2 weist die gestuften Abschnitte
2a, 2b entlang der vier Seiten eines zweiten virtuellen Rechtecks analog zu dem
ersten virtuellen Rechteck auf, und weist den gleichen Schnittpunkt der Diago
nalen wie bei dem ersten virtuellen Rechteck auf, wenn man es zweidimensional
betrachtet. Ferner sind die gestuften Abschnitte 1a der Innenmarke 1 und die
gestuften Abschnitte 2a, 2b der Außenmarke 2 gestufte Abschnitte, die auf der
gleichen Schicht vorgesehen sind und die durch eine Überdeckungsgenauig
keitsmeßeinrichtung erfaßt werden können.
Die gestuften Abschnitte der Innenmarke 1 sind durch ein negatives Box- bzw.
Kastenmuster gebildet, und die gestuften Abschnitte 2a und 2b der Außen
marke 2 sind durch ein positives Linienmuster gebildet.
Ein solcher Aufbau, der ähnlich zu der oben beschriebenen ersten Ausführungs
form ist, ermöglicht ein Erfassen der Linsenaberration in Abhängigkeit der
Form und der Größenunterschiede zwischen der Innenmarke 1 und der Außen
marke 2 an Positionen, an denen die Zusatzmarke angeordnet ist, unter Ver
wendung einer normalen Überdeckungsgenauigkeitsmeßeinrichtung, da die
Innenmarke 1 und die Außenmarke 2 auf der gleichen Schicht gebildet sind.
Somit kann ähnlich zu der Halbleitereinrichtung gemäß der ersten Ausführungs
form die Überdeckungsgenauigkeit für jede aufzubringende Schicht in dem
Herstellungsverfahren einer Halbleitereinrichtung verbessert werden, da die
Linseneinheit derart modifiziert wird, daß die Linsenaberration basierend auf
der erfaßten Linsenaberration verringert wird.
Ein Halbleiter gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 5 und 6 beschrieben. Eine Halbleiterein
richtung gemäß dieser Ausführungsform, die ähnlich zu der Halbleitereinrich
tung gemäß der ersten Ausführungsform ist, enthält eine Zusatzmarke 12 zur
Erfassung der Linsenaberration auf dem Halbleitersubstrat 10, wie in Fig. 5
und 6 gezeigt ist.
Die Zusatzmarke 12 enthält eine Innenmarke 1, die auf dem Halbleitersubstrat
10 gebildet ist und vier Seiten als gestufte Abschnitte bzw. Stufenabschnitte,
die zu erfassen sind, aufweist, und eine Außenmarke 2, die auf der gleichen
Schicht wie die Innenmarke 1 gebildet ist und diese umgibt und gestufte Ab
schnitte, die zu erfassen sind, aufweist, die als eine Mehrzahl von Lochmustern
gebildet sind, die ungefähr parallel zu den vier Seiten der Innenmarke 1 vor
gesehen sind. Die Innen- und Außenmarke sind integral mit dem gleichen
Material gebildet.
Die Innenmarke 1 weist die gestuften Abschnitte 1a entlang der vier Seiten
eines ersten virtuellen Rechtecks auf einem Halbleitersubstrat auf, wenn man es
zweidimensional betrachtet. Die Außenmarke 2 weist gestufte Abschnitte 2a
entlang vier Seiten eines zweiten virtuellen Rechtecks analog zu dem ersten
virtuellen Rechteck auf und weist den gleichen Schnittpunkt der Diagonalen
wie bei dem ersten virtuellen Rechteck auf. Ferner sind die gestuften Ab
schnitte 1a der Innenmarke 1 und die gestuften Abschnitte 2a der Außenmarke
2 die gestuften Abschnitte, die zu einer gemeinsamen Schicht gehören und
durch eine Überdeckungsgenauigkeitsmeßeinrichtung erfaßt werden können.
Ferner sind die gestuften Abschnitte 1a der Innenmarke 1 durch ein negatives
Kastenmuster gebildet, und die gestuften Abschnitte 2a der Außenmarke sind
durch ein positives Lochmuster gebildet.
Ein solcher Aufbau ermöglicht ein Erfassen der Linsenaberration in Abhängig
keit des Musterunterschiedes zwischen der Innenmarke 1 und der Außenmarke
2 an einer Position, an der die Zusatzmarke vorgesehen ist, unter Verwendung
einer normalen Überdeckungsgenauigkeitsmeßeinrichtung, da die Innenmarke 1
und die Außenmarke 2 auf der gleichen Schicht gebildet sind, wie in der oben
beschriebenen ersten Ausführungsform. Daher kann ähnlich zu der Halb
leitereinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform die Überdeckungs
genauigkeit für jede aufzubringende Schicht in dem Herstellungsverfahren einer
Halbleitereinrichtung verbessert werden, da die Linseneinheit derart modifiziert
wird, daß die Linsenaberration basierend auf der erfaßten Linsenaberration
verringert wird.
Bei der Halbleitereinrichtung, der Photomaske, die zum Herstellen derselben
verwendet wird, und einem Verfahren zum Erhöhen der Überdeckungsgenauig
keit davon gemäß den obigen Ausführungsformen 1 bis 3 kann, obwohl ein Bei
spiel eines Musters beschrieben wurde, für jede innere Marke 1 und äußere
Marke jedes Muster eines Kastenmusters, eines Linienmusters und eines
Lochmusters für die Innenmarke 1 und die Außenmarke 2 mit den gestuften
Abschnitten verwendet werden, wenn jedes Muster entlang der vier Seiten des
ersten und zweiten virtuellen Rechtecks gebildet ist, und der gleiche Effekt
wird erzielt, wie der der durch die Halbleitereinrichtung, die Photomaske, die
zur Herstellung desselben verwendet wird, und das Überdeckungsgenauigkeits
verbesserungsverfahren gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform, die
oben beschrieben sind, erzielt wird.
Claims (12)
1. Halbleitereinrichtung mit
einer Zusatzmarke (12), die zum Erfassen einer Aberration einer Linse verwendet wird, die für einen Belichtungsschritt einer Halbleitereinrichtung (10) verwendet wird, um die Linseneinheit derart zu modifizieren, daß die Linsenaberration verringert wird,
wobei die Zusatzmarke (12)
eine Innenmarke (1), die vier Seiten eines ersten virtuellen Rechtecks auf
einem Halbleitersubstrat bildet, wenn man es zweidimensional betrachtet, und
eine Außenmarke (2), die vier Seiten eines zweiten virtuellen Rechtecks analog zu dem ersten virtuellen Rechteck bildet und den gleichen Schnittpunkt der Diagonalen wie bei dem ersten virtuellen Rechteck aufweist, wenn man es zweidimensional betrachtet, aufweist, wobei die Innenmarke (1) und die Außenmarke (2) derart gebildet sind, daß sie gestufte Abschnitte (1a, 2a, 2b) aufweisen, die zu einer gleichen Schicht gehören und durch eine Über deckungsgenauigkeitsmeßeinrichtung erfaßt werden können.
einer Zusatzmarke (12), die zum Erfassen einer Aberration einer Linse verwendet wird, die für einen Belichtungsschritt einer Halbleitereinrichtung (10) verwendet wird, um die Linseneinheit derart zu modifizieren, daß die Linsenaberration verringert wird,
wobei die Zusatzmarke (12)
eine Innenmarke (1), die vier Seiten eines ersten virtuellen Rechtecks auf
einem Halbleitersubstrat bildet, wenn man es zweidimensional betrachtet, und
eine Außenmarke (2), die vier Seiten eines zweiten virtuellen Rechtecks analog zu dem ersten virtuellen Rechteck bildet und den gleichen Schnittpunkt der Diagonalen wie bei dem ersten virtuellen Rechteck aufweist, wenn man es zweidimensional betrachtet, aufweist, wobei die Innenmarke (1) und die Außenmarke (2) derart gebildet sind, daß sie gestufte Abschnitte (1a, 2a, 2b) aufweisen, die zu einer gleichen Schicht gehören und durch eine Über deckungsgenauigkeitsmeßeinrichtung erfaßt werden können.
2. Halbleitereinrichtung nach Anspruch 1, bei der
die Außenmarke (2) mit den gestuften Abschnitten (2a, 2b) als Kastenmuster,
Linienmuster oder Lochmuster gebildet ist.
3. Halbleitereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der
die Innenmarke (1) mit den gestuften Abschnitten (1a) als Kastenmuster,
Linienmuster oder Lochmuster gebildet ist.
4. Halbleitereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der
die Außenmarke (2) mit den gestuften Abschnitten (2a, 2b) entweder als Posi
tivmuster oder als Negativmuster gebildet ist.
5. Halbleitereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der
die Innenmarke (1) fit den gestuften Abschnitten (1a) entweder als Positiv
muster oder Negativmuster gebildet ist.
6. Halbleitereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der
die Zusatzmarke (12) eine Mehrzahl von Zusatzmarken (12) aufweist, die über
einen gesamten Belichtungsbereich auf dem Halbleitersubstrat (10) verteilt
sind.
7. Halbleitereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der
die Innenmarke (1) eine Mehrzahl der Innenmarken (1), die die gestuften Ab
schnitte (1a) aufweisen und als Muster mit verschiedenen Größen gebildet sind,
enthält.
8. Halbleitereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der
die Außenmarke (2) eine Mehrzahl der Außenmarken (2), die die gestuften Ab
schnitte (2a, 2b) aufweisen und die als Muster mit verschiedenen Größen gebil
det sind, enthält.
9. Halbleitereinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 8, bei der
eine Mehrzahl der Innenmarken (1) mit den gestuften Abschnitten (1a) derart
gebildet sind, daß sie ein Kastenmuster, ein Linienmuster und ein Lochmuster
enthalten.
10. Halbleitereinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 9, bei der
eine Mehrzahl der Außenmarken (2) mit den gestuften Abschnitten (2a, 2b)
derart gebildet sind, daß sie ein Kastenmuster, ein Linienmuster und ein
Lochmuster enthalten.
11. Photomaske, die zur Herstellung einer Halbleitereinrichtung verwendet
wird, mit
einer Öffnung, die einem Muster einer Zusatzmarke (12) entspricht, wobei die Zusatzmarke (12)
eine Innenmarke (1), die vier Seiten eines ersten virtuellen Rechtecks bildet, wenn man es zweidimensional betrachtet, und
eine Außenmarke (2), die vier Seiten eines zweiten virtuellen Rechtecks analog zu dem ersten virtuellen Rechteck bildet und den gleichen Schnittpunkt der Diagonalen wie bei dem ersten virtuellen Rechteck aufweist, wenn man es zweidimensional betrachtet, enthält,
wobei die Innenmarke (1) und die Außenmarke (2) derart gebildet sind, daß sie gestufte Abschnitte (1a, 2a, 2b) aufweisen, wobei die gestuften Abschnitte zu einer gleichen Schicht gehören und leicht durch eine Überdeckungsgenauig keitsmeßeinrichtung erfaßt werden können.
einer Öffnung, die einem Muster einer Zusatzmarke (12) entspricht, wobei die Zusatzmarke (12)
eine Innenmarke (1), die vier Seiten eines ersten virtuellen Rechtecks bildet, wenn man es zweidimensional betrachtet, und
eine Außenmarke (2), die vier Seiten eines zweiten virtuellen Rechtecks analog zu dem ersten virtuellen Rechteck bildet und den gleichen Schnittpunkt der Diagonalen wie bei dem ersten virtuellen Rechteck aufweist, wenn man es zweidimensional betrachtet, enthält,
wobei die Innenmarke (1) und die Außenmarke (2) derart gebildet sind, daß sie gestufte Abschnitte (1a, 2a, 2b) aufweisen, wobei die gestuften Abschnitte zu einer gleichen Schicht gehören und leicht durch eine Überdeckungsgenauig keitsmeßeinrichtung erfaßt werden können.
12. Verfahren des Verbesserns der Überdeckungsgenauigkeit einer Halb
leitereinrichtung unter Verwendung einer Zusatzmarke (12),
wobei die Zusatzmarke
eine Innenmarke (1), die vier Seiten eines ersten virtuellen Rechtecks auf einem Halbleitersubstrat (10) bildet, wenn man es zweidimensional betrachtet, und
eine Außenmarke (2), die vier Seiten eines zweiten virtuellen Rechtecks analog zu dem ersten virtuellen Rechtecks bildet und die den gleichen Schnittpunkt der Diagonalen wie bei dem ersten virtuellen Rechteck aufweist, wenn man es zweidimensional betrachtet, enthält,
wobei die Innenmarke (1) und die Außenmarke (2) derart gebildet sind, daß sie gestufte Abschnitte (1a, 2a, 2b) aufweisen, die zu einer gleichen Schicht gehö ren und die durch eine Überdeckungsgenauigkeitsmeßeinrichtung erfaßt werden können.
wobei die Zusatzmarke
eine Innenmarke (1), die vier Seiten eines ersten virtuellen Rechtecks auf einem Halbleitersubstrat (10) bildet, wenn man es zweidimensional betrachtet, und
eine Außenmarke (2), die vier Seiten eines zweiten virtuellen Rechtecks analog zu dem ersten virtuellen Rechtecks bildet und die den gleichen Schnittpunkt der Diagonalen wie bei dem ersten virtuellen Rechteck aufweist, wenn man es zweidimensional betrachtet, enthält,
wobei die Innenmarke (1) und die Außenmarke (2) derart gebildet sind, daß sie gestufte Abschnitte (1a, 2a, 2b) aufweisen, die zu einer gleichen Schicht gehö ren und die durch eine Überdeckungsgenauigkeitsmeßeinrichtung erfaßt werden können.
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