JPH04209518A - Measuring of dislocation - Google Patents
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- JPH04209518A JPH04209518A JP2400207A JP40020790A JPH04209518A JP H04209518 A JPH04209518 A JP H04209518A JP 2400207 A JP2400207 A JP 2400207A JP 40020790 A JP40020790 A JP 40020790A JP H04209518 A JPH04209518 A JP H04209518A
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Landscapes
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
Description
［０００１１ [00011
【産業上の利用分野］本発明は、感光基板の感光層（レ
ジスト層）へパターンの焼き付けに使用する露光装置の
各種精度等を検査する方法に関し、特に半導体素子等を
製造する際のりソゲラフイエ程で必要とされる露光装置
（アライナ−、ステッパー等）の精度（位置ずれ）確認
の方法に関するものである。
［０００２］
【従来の技術】半導体素子の製造のフォトリソグラフィ
工程においては、通常フォトマスクやレチクル（以下レ
チクルと総称する）と呼ばれる原版に形成された回路パ
ターン等を、半導体ウェハ上に塗布されたレジスト層に
焼き付け、しかる後現像処理により形成されたレジスト
パターンをマスクとしてフォトエツチングを行う。この
工程、特に露光装置において高解像力を有する投影光学
系をはさんでレチクルとレジストが塗布されたウェハを
セットし、レチクルとウェハを正確に位置合わせした後
、レチクルのパターンをウェハへ露光している。この種
の露光装置においては、ウェハ上に焼き付ける回路パタ
ーンの集積度が高まり、これに伴って転写すべきパター
ンの線幅もサブミクロンの領域になってきた。
［０００３］このように、年々微細化されるリソグラフ
ィ工程に使用されるステッパー等の露光装置では、レチ
クルとウェハとの位置合わせを高精度に行う為、最小線
幅の数分の１ないし１／１０程度の総合位置合わせ精度
を有するアライメント系を備えている。このアライメン
ト系は、レチクルとウェハの位置合わせ（アライメント
）を検出するための各種アライメントセンサー系、ウェ
ハを正確にステッピングさせる為のウェハステージ系、
及びレチクルを正確にセットするためのレチクルステー
ジ系等を中心にして構成されている。
［０００４］これらアライメントセンサー系、ウェハス
テージ系、レチクルステージ系を備えた露光装置の精度
（例えばウェハステージの位置決め精度、レチクルとウ
ェハとの重合わせ精度等）をチエツクする方法は以下の
ようなものがあった。■ 特別のバーニアパターンの入
ったテストレチクルを用意し、テストレチクル上のバー
ニアの主尺と副尺とが、ウェハ上で重なるようにウェハ
を一定量だけ移動させて二重露光を行う。そのウェハを
現像して得られるバーニアのレジスト像を顕？？ａｍで
観察する。
［０００５］■ 特開昭６２−３２６１４号公報に開示
されているよう（二間隔をおいて２本の平行な直線状パ
ターン（回折格子型）をウェハ上に焼き付け、現像工程
を経た後、その２本の直線状パターンの間隔を露光装置
のアライメントセンサー系で自己計測する。■ 特開平
２−３１１４２号公報に開示されているように、平行に
複数本設けられた直線状パターン２組を所定の角度で重
合わせられるように二重露光して、くさび状の重なり部
分を形成し、その重なり部分の線幅から位置ずれ量を検
出する。
［０００６］[Industrial Field of Application] The present invention relates to a method for inspecting various precisions of an exposure device used to print a pattern onto a photosensitive layer (resist layer) of a photosensitive substrate, and in particular, the present invention relates to a method for inspecting various accuracy etc. of an exposure device used for printing a pattern on a photosensitive layer (resist layer) of a photosensitive substrate, and in particular, the present invention relates to a method for inspecting various accuracy etc. of an exposure device used for printing a pattern on a photosensitive layer (resist layer) of a photosensitive substrate. The present invention relates to a method for checking the accuracy (positional deviation) of exposure equipment (aligner, stepper, etc.) required in [0002] [0002] In the photolithography process for manufacturing semiconductor devices, a circuit pattern formed on an original plate called a photomask or reticle (hereinafter collectively referred to as a reticle) is usually coated onto a semiconductor wafer. Photoetching is performed using the resist pattern formed by baking the resist layer and then developing it as a mask. In this process, the reticle and the wafer coated with resist are set between the projection optical system with high resolution in the exposure equipment, the reticle and the wafer are accurately aligned, and the pattern of the reticle is exposed onto the wafer. There is. In this type of exposure apparatus, the degree of integration of circuit patterns printed onto wafers has increased, and the line width of patterns to be transferred has also become submicron. [0003] As described above, in exposure devices such as steppers used in lithography processes, which are becoming finer every year, in order to align the reticle and wafer with high precision, It is equipped with an alignment system that has a total alignment accuracy of about 10. This alignment system includes various alignment sensor systems to detect the alignment of the reticle and wafer, a wafer stage system to accurately step the wafer,
It is mainly composed of a reticle stage system and the like for setting the reticle accurately. [0004] The following is a method for checking the accuracy of an exposure apparatus equipped with these alignment sensor systems, wafer stage systems, and reticle stage systems (for example, wafer stage positioning accuracy, reticle and wafer overlay accuracy, etc.) was there. ■ A test reticle with a special vernier pattern is prepared, and double exposure is performed by moving the wafer a certain amount so that the main and vernier scales of the vernier on the test reticle overlap on the wafer. Can you see the Vernier resist image obtained by developing that wafer? ? Observe at am. [0005]■ As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-32614, two parallel linear patterns (diffraction grating type) are printed on a wafer at two intervals, and after a development process, the The distance between two linear patterns is measured by the alignment sensor system of the exposure device. ■ As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-31142, two sets of linear patterns with a plurality of parallel patterns are predetermined. A wedge-shaped overlapping portion is formed by double exposure so that they are overlapped at an angle of , and the amount of positional shift is detected from the line width of the overlapping portion. [0006]
かかる問題点を解決するため本発明においては、所定の
第１方向に向かう直線に関してほぼ線対称に、かつ該第
１方向に向かう直線に対して所定の角度（９０’ −（
１）だけ傾けて配列した、少なくとも２つの直線状パタ
ーン（ＴＰＩ、ＴＰ２）からなる第１のマスクパターン
を、所定のエネルギー線の照射により感光基板上のレジ
スト層に露光する第１工程と；前記第１方向とほぼ垂直
な第２方向に延びた直線状パターンからなる第２のマス
クパターン（ＴＰ５）を、前記第１方向に所定量（Ｄｙ
）だけ移動させて、前記レジスト層に露光された前記第
１のマスクパターン像に重ね合わせ露光する第２工程と
；前記第１のマスクパターンと前記第２のマスクパター
ンとの重ね合わせ露光により形成された２つのくさび状
のレジスト像間の前記第２方向の間隔（Ｒ３）を計測す
る第３工程と：前記２工程の移動により重ね合わされる
前記第１のマスクパターンと前記第２のマスクパターン
の２つの交点（ＩＲＩ、ＩＲ２）の前記第２方向の間隔
の設計値（Ｌｌ）と前記計測値との差分を求め、該差分
と前記第１のマスクパターンに対する前記第２のマスク
パターンの交差角（θ）とに基づいて前記第１方向にお
ける前記第１のマスクパターン（ＴＰＩ、ＴＰ２）と前
記第２のマスクパターン（ＴＰ５）との重合わせ時に生
ずる位置ずれ量（Δｙ）を算出する第４工程とから位置
ずれを計測する。
［０００８］In order to solve this problem, in the present invention, the angle (90' - (
a first step of exposing a resist layer on a photosensitive substrate by irradiating a predetermined energy beam with a first mask pattern consisting of at least two linear patterns (TPI, TP2) arranged at an angle of 1); A second mask pattern (TP5) consisting of a linear pattern extending in a second direction substantially perpendicular to the first direction is placed in the first direction by a predetermined amount (Dy
), and a second step of overlapping exposure on the first mask pattern image exposed on the resist layer; forming by overlapping exposure of the first mask pattern and the second mask pattern; a third step of measuring the distance (R3) in the second direction between the two wedge-shaped resist images; and: the first mask pattern and the second mask pattern are overlapped by the movement in the two steps. The difference between the designed value (Ll) of the spacing in the second direction of the two intersection points (IRI, IR2) and the measured value is calculated, and the intersection of the difference and the second mask pattern with the first mask pattern is calculated. a positional deviation amount (Δy) that occurs when the first mask pattern (TPI, TP2) and the second mask pattern (TP5) are overlapped in the first direction based on the angle (θ); Measure the positional deviation from the 4th process. [0008]
【作 用】本発明によれば、第１パターンと第２パター
ンとの二重露光により少なくとも２つのくさび状のパタ
ーンを形成し、２つのくさび状パターンの位置ずれに応
じて変化する間隔を差分法を用いて求め、この間隔と２
つのパターンの交差角とから位置ずれ量を求めている。
このため、パターン形成上各種プロセスの影響が受けに
くく、高精度に位置ずれを計測することができる。又、
パターン間隔を自動計測により求めているため、高スル
ープツトの計測が可能となる。以上より、高精度、高ス
ループツトに露光装置の精度を検査することが可能とな
る。更に、位置ズレ量の検出は、２つのパターンの交差
角θの設定に依存して、検出感度をかえることができる
ため（計測誤差を小さくすることができるため）、容易
に高精度なものとなる。
［０００９］[Operation] According to the present invention, at least two wedge-shaped patterns are formed by double exposure of the first pattern and the second pattern, and the interval that changes depending on the positional shift of the two wedge-shaped patterns is determined by a difference. This interval and 2
The amount of positional deviation is calculated from the intersection angle of the two patterns. Therefore, pattern formation is less affected by various processes, and positional deviation can be measured with high precision. or,
Since the pattern spacing is determined by automatic measurement, high throughput measurement is possible. As described above, it is possible to inspect the accuracy of the exposure apparatus with high precision and high throughput. Furthermore, the detection sensitivity of the amount of positional deviation can be changed depending on the setting of the intersection angle θ of the two patterns (the measurement error can be reduced), so it is easy to achieve high accuracy. Become. [0009]
レチクルＲ上のパターンＰ１をウェハＷ上に転写し、パ
ターンＰ１のレジスト像（潜像）をウェハＷ上に形成す
る。 （ファーストプリント）
〔ステップ１０１〕
ステージＳＴをｍ−ＤｙだけＸ方向に移動する。
〔ステップ１Ｏ２〕
パターンＰ１のレジスト像（潜像）と重なるようにレチ
クルＲ上のパターンＰ２をウェハＷ上に転写する。
〔ステップ１０３〕
ウェハＷをコータ・デベロッパーに送る。
〔ステップ１０４〕
現像処理によってパターンＰ１とパターンＰ２の２つの
パターンのレジスト像の重なり部分（くさび状部）ＩＲ
１〜ＩＲ４のレジストが残る。
〔ステップ１０５〕
ウェハＷをステージＳＴ上に戻す。
〔ステップ１０６〕
ステージＳＴをＸ方向に移動させ、くさび状パターン■
Ｒ１，ＩＲ２とアライメント用のスポット光ＳＰｘを相
対走査し、エツジ散乱光を受光して、検出信号を得る。
〔ステップ１０７〕
ステップ１０６と同様にしてくさび状パターンＩＲＩ。
ＩＲ２からの検出信号を得る。
〔ステップ１０８〕
検出信号の中心間の距離Ｌ３．Ｌ４を算出する。
〔ステップ１０９〕
位置ずれ量Δｙを（５）式に基づいて算出する。
［００２８］以上よりＸ方向の位置ずれ量を求めること
ができる。ここで、Ｘ方向の位置ずれについては、マー
ク領域Ｍ Ａ＋ 〜Ｎ・Ｉ −Ａ ９ のパターンをＸ
方向の位置ずれを求めるのに使ったパターンと９０’回
転したパターンに置き換えて、Ｘ方向のパターン間隔を
求める方法と同様にして、求めることができる。又、マ
ーク領域Ｍ−Ａ＋ 〜ＭＡ９ の内の適当な４つにＸ方
向計測用パターンを形成し、残り５つにＸ方向計測用パ
ターンを形成するようにしてもよい。
［００２９１更に、上記では１つのマーク領域内に形成
されるパターンは、Ｘ或いはＸ方向のどちらか一方向の
みを計測するためのものであった。しかし、図７に示す
ように、ｘ、 ｙ両方向に計測方向を持つパターンＴ
Ｐ５’ 、ＴＰ６’を、１つのマーク領域内に形成して
もよい。こうすれば、レチクルＲ上でのパターンＰ１と
Ｒ２とが占めるスペースが少なくなり、計測点を増やす
ことが可能となる。
［００３０１又、１つのマーク領域内に図８のように、
ｘ、 ｙ両方向のそれぞれを計測するために２組のパタ
ーンＰＬ、Ｐ２を形成するようにしてもよい。こうすれ
ば、２方向計測時のステージＳＴの移動距離を小さくす
ることが可能となる。従って、位置ずれ計測のスループ
ットが向上する。尚、本実施例では、図１（ａ）の上部
（パターンＴＰＩ、ＴＰ２．ＴＰ５）と下部（パターン
ＴＰ３．ＴＰ４．ＴＰ６）のそれぞれのＬ３．Ｌ４より
位置ずれ量を求めていたが、上部或いは下部だけより求
めてもよい。例えば、上部だけを使う場合位置ずれ量Δ
ｙは次式によって求めることができる。
［００３１１
Δｙ＝ （Ｌ３−ＬＬ）ｔａｎθ／２ （６）尚、
この場合の感度は、パターンＴＰＩ〜ＴＰ６の全部を使
う場合に比べて半分になる。更に、図９に示すようなパ
ターンでｘ、 ｙ各方向について、斜線部に示す２つ
のくさび状パターンを使ってｘ、 ｙ両方向の計測を
行うことも可能である。
［００３２］上記は、ステージＳＴのステッピング精度
を計測する場合の動作について述べているが、アライメ
ント精度を計測する場合は、アライメントマークとパタ
ーンＰ１が形成されているレチクルＲ１とパターンＰ１
に対して所定位置で重なるようにパターンＰ２が形成さ
れているレチクルＲ２とを使いステップ１００〜１Ｏ２
は以下のようにステップ１０〜ステツプ４０のようにな
る。
〔ステップ１０〕
レチクルＲ１上のパターンＰ１とアライメントマークを
ウェハＷ上に転写する（ファーストプリント）。
〔ステップ２０〕
ウェハＷをコータ・デベロッパーに送る。
〔ステップ３０）
現像処理を行って、パターンＰ１とアライメントマーク
のレジスト像を形成する。
〔ステップ４０〕
ウェハＷとレチクルＲ２とをアライメントし、パターン
Ｐ１とＰ２とを重合わせ、パターンＰ２をウニハルＶ上
に転写する。
［００３３１以下前述のステップ１０３に続き、ステッ
ピング誤差を求める場合と同様にして、アライメント誤
差を求めることができる。尚この際、現像工程後でも光
を照射された部分が除去されるレジストを使用している
ものとする。次に、本発明の第２の実施例について図面
を参照して説明する。
［００３４１図１０は、第２の実施例に好適なパターン
を示す平面図である。パターンＴＰ７．ＴＰ８．ＴＰ９
でパターンＰ１を構成し、パターンＴＰＩＯでパターン
Ｐ２を構成している。本実施例は、第１の実施例のくさ
び状、パターンＩＲ２とＩＲ３を共用とし、第１の実施
例と同様の感度を保ちながら計測点を３点とするパター
ン構成とするものである。
［００３５］第１の実施例でのパターンＴＰ２．ＴＰ３
が、夫々本実施例のパターンＴＰ９．ＴＰ７に相当して
いる。又、第１の実施例でのパターンＴＰ １． ＴＰ
４が、本実施例のパターンＴＰ６に相当し、パターンＴ
Ｐ６でパターンＴＰＩとＴＰ４とを置き換えている。さ
らに、パターンＴＰＩＯで第１の実施例のパターンＴＰ
５とＴＰ６とを置き換えている。
［００３６］従って、第１の実施例と同様にして二重露
光を行い、くさび状パターンＩＲ５とＩＲ６との間隔Ｌ
３及びパターンＩＲ６とＩＲ７との間隔Ｌ４の差分を求
め、それに基づいて（５）式より位置ずれ量を求める。
尚、位置ずれがなかった場合のパターンＩＲ５とＩＲ６
との間隔をＬＬ、パターンＩＲ６とＩＲ７との間隔をＬ
２として、ＬｌとＬ２は等しいものとする。点線は位置
ずれのなかった場合を示したものである。
［００３７１次に、第３の実施例について図面を参照に
して説明する。図１１は第３の実施例に好適なパターン
を示す平面図である。第２の実施例でのパターンにおい
て、第２の実施例のパターンＰ１をＸ軸に関して線対称
となるように形成されたパターンでパターンＰ２を置き
換えたものとし、それと第２の実施例のパターンＰＬと
組み合わせて形成されたもので本実施例のパターンは形
、成されている。図に示すようにパターンＴＰ７．ＴＰ
８、ＴＰ９とパターンＴＰＴ’ 、ＴＰ８’ 、ＴＰ９
’とは夫々Ｘ軸に関して線対称な関係となっている。
［００３８］そして、第１の実施例と同様にして二重露
光を行い、くさび状パターンＩＲ８とＩＲＱとの間隔Ｌ
３及びパターンＩＲＱとＩＲＩＯとの間隔Ｌ４の差分を
求めるものである。このようにパターンを形成すること
により、二重露光によって形成されるくさび状パターン
ＩＲ８，ＩＲ９，ＩＲＩＯの形状は夫々はぼ同一形状と
なり、現像等のプロセスの影響を同じ傾向で受けるため
、より精度の高い位置ずれ計測を行うことが可能となる
。この場合ｙ方向の位置ずれ量Δｙは次式によって求ま
る。
［００３９］
Δｙ＝ （Ｌ３−Ｌ４）ｔａｎ （θ／２）／２
（７）ここで、位置ずれがなかった場合のパターンＩ
Ｒ８とＩＲＱとの間隔をＬｌ、パターンＩＲＱとＩＲＩ
Ｏとの間隔をＬ２として、ＬｌとＬ２は等しいものとす
る。点線は位置ずれのなかった場合を示したものである
。尚、この場合の感度も、図１（Ｃ）のようなパターン
を使った場合に比べて半分となる。
［００４０１又、以上の実施例は本発明の一例を示すも
のであり、パターンの形状は間隔測定が上述の条件で行
われるものであれば、第２実施例のように連続したパタ
ーンでもよいし、第１実施例のようなハの字型パターン
でもよい。以上、第２．第３の実施例では、１計測方向
について１組のパターン部のみを述べてきたが、例えば
図１２（ａ）に示す如く、ｙ方向に複数組のパターンを
所定のピッチ幅Ｐで並べ、くさび部分が 図１２（ｂ）
に示すようにピッチＰの回折格子状となるようにし、こ
れらのパターンをスポット光ＳＰｘで相対走査するよう
にしてもよい。このようにすることによってパターンか
ら回折光が発生し、エツジ散乱光の場合に比べてより鮮
明な信号波形を得ることが可能となる。
［００４１１更に以上の実施例では、くさび状パターン
位置の測定は、投影レンズを介して行うＴＴＬ方式を採
用しているが、投影レンズを介さないオフ・アクシス方
式であっても構わない。また、位置検出の為のセンサー
の種類はレーザスポット光を使うものに限定されるもの
ではなく画像処理を使って測定を行うようにしてもよい
。例えば、ブロードバンドの照明光を用いて計測用パタ
ーンを検出するオフ・アクシス方式の顕微鏡を用いても
よい。この場合、顕微鏡の内部に設けられた光学指標マ
ークとくさび状パターンとをＣＣＤカメラによって同時
に観察し、ＣＣＤカメラからのビデオ信号に基づいて、
２つのくさび状パターンの夫々のステージ上での位置デ
ータを求め、２つのデータの差の絶対値をとることによ
りパターン間隔を求めるものである。
［００４２］The pattern P1 on the reticle R is transferred onto the wafer W, and a resist image (latent image) of the pattern P1 is formed on the wafer W. (First Print) [Step 101] Move the stage ST by m-Dy in the X direction. [Step 1O2] The pattern P2 on the reticle R is transferred onto the wafer W so as to overlap the resist image (latent image) of the pattern P1. [Step 103] Send the wafer W to a coater/developer. [Step 104] The overlapping portion (wedge-shaped portion) of the resist images of the two patterns, pattern P1 and pattern P2, is formed by the development process.
Resists of 1 to IR4 remain. [Step 105] Return the wafer W onto the stage ST. [Step 106] Move the stage ST in the X direction to form a wedge pattern ■
R1, IR2 and the alignment spot light SPx are scanned relative to each other, edge scattered light is received, and a detection signal is obtained. [Step 107] Wedge-shaped pattern IRI is created in the same manner as step 106. Obtain the detection signal from IR2. [Step 108] Distance L3 between the centers of detection signals. Calculate L4. [Step 109] The amount of positional deviation Δy is calculated based on equation (5). [0028] From the above, the amount of positional deviation in the X direction can be determined. Here, regarding the positional deviation in the X direction, the pattern of the mark area M A+ ~N・I −A 9 is
It can be determined in the same manner as the pattern spacing in the X direction by replacing the pattern used to determine the positional deviation in the direction with a pattern rotated by 90'. Alternatively, X-direction measurement patterns may be formed in appropriate four of the mark areas M-A+ to MA9, and X-direction measurement patterns may be formed in the remaining five. [00291 Furthermore, in the above, the pattern formed within one mark area is for measuring only one direction, either the X direction or the X direction. However, as shown in Figure 7, the pattern T has measurement directions in both x and y directions.
P5' and TP6' may be formed within one mark area. This reduces the space occupied by the patterns P1 and R2 on the reticle R, making it possible to increase the number of measurement points. [00301 Also, as shown in FIG. 8 within one mark area,
Two sets of patterns PL and P2 may be formed to measure in both the x and y directions. This makes it possible to reduce the moving distance of stage ST during two-direction measurement. Therefore, the throughput of positional deviation measurement is improved. In this embodiment, L3. Although the amount of positional deviation is determined from L4, it may also be determined from only the upper or lower portion. For example, if only the upper part is used, the positional deviation amount Δ
y can be determined by the following equation. [00311 Δy= (L3-LL)tanθ/2 (6) Furthermore,
The sensitivity in this case is half that of the case where all patterns TPI to TP6 are used. Furthermore, it is also possible to perform measurements in both the x and y directions using a pattern as shown in FIG. 9 using two wedge-shaped patterns shown in the shaded areas. [0032] The above describes the operation when measuring the stepping accuracy of the stage ST. However, when measuring the alignment accuracy, the reticle R1 and the pattern P1 on which the alignment mark and the pattern P1 are formed are used.
Steps 100 to 1O2 are performed using a reticle R2 on which a pattern P2 is formed so as to overlap at a predetermined position.
The steps are as follows: step 10 to step 40. [Step 10] The pattern P1 and alignment mark on the reticle R1 are transferred onto the wafer W (first print). [Step 20] Send the wafer W to a coater/developer. [Step 30] A developing process is performed to form a resist image of the pattern P1 and the alignment mark. [Step 40] Wafer W and reticle R2 are aligned, patterns P1 and P2 are overlapped, and pattern P2 is transferred onto unihull V. [00331 Following the above-described step 103, the alignment error can be determined in the same manner as the stepping error. In this case, it is assumed that a resist is used in which the portions irradiated with light are removed even after the development step. Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. [00341 FIG. 10 is a plan view showing a pattern suitable for the second embodiment. Pattern TP7. TP8. TP9
The pattern P1 is made up of the pattern P1, and the pattern P2 is made up of the pattern TPIO. This embodiment shares the wedge-shaped patterns IR2 and IR3 of the first embodiment, and has a pattern configuration in which the number of measurement points is three while maintaining the same sensitivity as in the first embodiment. [0035] Pattern TP2 in the first embodiment. TP3
However, the patterns TP9. It corresponds to TP7. Also, pattern TP in the first embodiment 1. T.P.
4 corresponds to pattern TP6 of this embodiment, and pattern T
Patterns TPI and TP4 are replaced by P6. Furthermore, in the pattern TPIO, the pattern TP of the first embodiment
5 and TP6 are replaced. [0036] Therefore, double exposure is performed in the same manner as in the first embodiment, and the distance L between the wedge-shaped patterns IR5 and IR6 is
3 and the difference in the distance L4 between patterns IR6 and IR7, and based on this, the amount of positional deviation is determined from equation (5). In addition, patterns IR5 and IR6 when there is no positional deviation
The interval between patterns IR6 and IR7 is LL, and the interval between patterns IR6 and IR7 is L.
2, it is assumed that Ll and L2 are equal. The dotted line shows the case where there was no positional shift. [00371 Next, a third embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 11 is a plan view showing a pattern suitable for the third embodiment. In the pattern of the second embodiment, it is assumed that the pattern P1 of the second embodiment is replaced with a pattern formed so as to be line symmetrical with respect to the X-axis, and the pattern P2 is replaced with the pattern PL of the second embodiment. The pattern of this embodiment is formed by combining the two. As shown in the figure, pattern TP7. T.P.
8. TP9 and patterns TPT', TP8', TP9
' have a line-symmetrical relationship with respect to the X axis. [0038] Then, double exposure is performed in the same manner as in the first embodiment, and the distance L between the wedge-shaped patterns IR8 and IRQ is
3 and the difference in interval L4 between patterns IRQ and IRIO. By forming patterns in this way, the wedge-shaped patterns IR8, IR9, and IRIO formed by double exposure have almost the same shape, and are affected by processes such as development in the same manner, resulting in higher precision. This makes it possible to measure positional deviations with a high degree of accuracy. In this case, the amount of positional deviation Δy in the y direction is determined by the following equation. [0039] Δy= (L3-L4) tan (θ/2)/2
(7) Here, pattern I when there is no positional shift
The interval between R8 and IRQ is Ll, the pattern IRQ and IRI
Assuming that the distance from O is L2, Ll and L2 are equal. The dotted line shows the case where there was no positional shift. Note that the sensitivity in this case is also half that of the case where a pattern like that shown in FIG. 1(C) is used. [00401 Furthermore, the above example shows an example of the present invention, and the shape of the pattern may be a continuous pattern as in the second example, as long as the interval measurement is performed under the above conditions. , a V-shaped pattern as in the first embodiment may be used. That's all for Part 2. In the third embodiment, only one set of pattern parts has been described in one measurement direction, but for example, as shown in FIG. The part shown in Figure 12(b)
It is also possible to form a diffraction grating shape with a pitch P as shown in FIG. 2, and to relatively scan these patterns with the spot light SPx. By doing so, diffracted light is generated from the pattern, making it possible to obtain a clearer signal waveform than in the case of edge scattered light. [00411] Furthermore, in the above embodiments, the wedge-shaped pattern position is measured using a TTL method using a projection lens, but an off-axis method that does not use a projection lens may be used. Further, the type of sensor for position detection is not limited to one that uses a laser spot light, but may also be configured to perform measurement using image processing. For example, an off-axis microscope that detects the measurement pattern using broadband illumination light may be used. In this case, an optical index mark provided inside the microscope and a wedge-shaped pattern are simultaneously observed by a CCD camera, and based on a video signal from the CCD camera,
The position data of each of the two wedge-shaped patterns on the stage is obtained, and the pattern interval is obtained by taking the absolute value of the difference between the two data. [0042]
【発明の効果】以上のよ・うに本発明によれば、くさび
状パターンを２個以上使用して差分法を用いているため
、高感度に位置ずれ計測を行うことが可能となるととも
に、パターンの形成誤差等の影響を受けにくく高精度の
位置ずれ計測を実現し得る。又、位置ずれの計測が自動
で行える為、高スループツトの位置ずれ計測を実現し得
る。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, since two or more wedge-shaped patterns are used and the differential method is used, it is possible to measure positional deviation with high sensitivity, and It is possible to realize highly accurate positional deviation measurement that is less susceptible to formation errors and the like. Furthermore, since positional deviation measurement can be performed automatically, high throughput positional deviation measurement can be realized.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
【図１１ （ａ）は本発明の第１の実施例による位置
ずれ計測用パターンが位置ずれを起こしている場合を示
す平面図である。
（ｂ）は本発明の第１の実施例による計測方向と位置ず
れ方向との関係を示す平面図である。
【図２】本発明の第１の実施例を実現するのに好適な装
置の概略を示す平面図である。FIG. 11(a) is a plan view showing a case where the positional deviation measuring pattern according to the first embodiment of the present invention has caused a positional deviation. (b) is a plan view showing the relationship between the measurement direction and the positional deviation direction according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view schematically showing an apparatus suitable for implementing the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第１の実施例における位置ずれ計測用
パターンのレチクルＲ上での配置を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing the arrangement of a positional deviation measurement pattern on a reticle R in the first embodiment of the present invention.
【図４１ （ａ）は本発明の第１の実施例における位
置ずれ計測用パターンＰＬ、Ｐ２を示す平面図である。
（ｂ）は本発明の第１の実施例におけるパターンＰ１と
Ｐ２との重なりを示す平面図である。
【図５１ （ａ）はくさび状パターンとスポット光と
の相対走査を示す平面図である。
（ｂ）は（ａ）の相対走査により得られる信号波形を示
す平面図である。
【図６】本発明の第１の実施例の動作を示す流れ図であ
る。FIG. 41(a) is a plan view showing the positional deviation measurement patterns PL and P2 in the first embodiment of the present invention. (b) is a plan view showing the overlap between patterns P1 and P2 in the first embodiment of the present invention. FIG. 51(a) is a plan view showing relative scanning between a wedge-shaped pattern and a spot light. (b) is a plan view showing a signal waveform obtained by the relative scanning of (a). FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the first embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第１の実施例の位置ずれ計測用パター
ンの変形例を示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing a modification of the positional deviation measurement pattern according to the first embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第１の実施例の位置ずれ計測用パター
ンの配置の変形例を示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing a modification of the arrangement of the positional deviation measurement patterns of the first embodiment of the present invention.
【図９】本発明の第１の実施例の位置ずれ計測用パター
ンの変形例を示す平面図である。FIG. 9 is a plan view showing a modification of the positional deviation measurement pattern according to the first embodiment of the present invention.
【図１０】本発明の第２の実施例による位置ずれ計測用
パターンを示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing a positional deviation measurement pattern according to a second embodiment of the present invention.
【図１１−】本発明の第３の実施例における位置ずれ計
測用パターンを示す平面図である。FIG. 11 is a plan view showing a positional deviation measurement pattern in a third embodiment of the present invention.
【図１２１ （ａ）は第３の実施例のパターンを複数
配列した平面図である。
（ｂ）は（ａ）のパターンにより形成されるくさび状パ
ターンを示す平面図である。
【符号の説明】
８・・・主制御系、１１・・・ウェハアライメント系、
ＳＴ・・・ウェハステージ、ＴＰＩ、ＴＰ２．ＴＰ３．
ＴＰ４．ＴＰ５、ＴＰ６・・・位置ずれ計測用パターン
、θ・・・交差角、Ｒ・・・レチクル、Ｗ・・・ウェハ
、ＩＲＩ、ＩＲ２，ＩＲ３，ＩＲ４・・・くさび状レジ
ストパターン （レジストｉ）、Ｌｌ、Ｌ２・・・設計
値、Ｌ３． Ｌ４・・・計測値FIG. 121(a) is a plan view in which a plurality of patterns of the third embodiment are arranged. (b) is a plan view showing a wedge-shaped pattern formed by the pattern of (a). [Explanation of symbols] 8... Main control system, 11... Wafer alignment system,
ST...Wafer stage, TPI, TP2. TP3.
TP4. TP5, TP6... pattern for positional deviation measurement, θ... crossing angle, R... reticle, W... wafer, IRI, IR2, IR3, IR4... wedge-shaped resist pattern (resist i), Ll, L2...design value, L3. L4...Measurement value
【図３】[Figure 3]
【図６】[Figure 6]
【図１２】[Figure 12]
Claims (1)
線対称に、かつ該第１方向に向かう直線に対して所定の
角度だけ傾けて配列した少なくとも２つの直線状パター
ンからなる第１のマスクパターンを、所定のエネルギー
線の照射により感光基板上のレジスト層に露光する第１
工程と；前記第１方向とほぼ垂直な第２方向に延びた直
線状パターンからなる第２のマスクパターンを、前記第
１方向に所定量だけ相対移動させて、前記レジスト層に
露光された前記第１のマスクパターン像に重ね合わせ露
光する第２工程と；前記第１のマスクパターンと前記第
２のマスクパターンとの重ね合わせ露光により形成され
た２つのくさび状のレジスト像間の前記第２方向の間隔
を計測する第３工程と；前記２工程の移動により重ね合
わされる前記第１のマスクパターンと前記第２のマスク
パターンの２つの交点の前記第２方向の間隔の設計値と
前記計測値との差分を求め、該差分と前記第１のマスク
パターンに対する前記第２のマスクパターンの交差角と
に基づいて前記第１方向における前記第１のマスクパタ
ーンと前記第２のマスクパターンとの重合わせ時に生ず
る位置ずれ量を算出する第４工程とから成ることを特徴
とする位置ずれ計測方法。1. A first mask comprising at least two linear patterns arranged substantially line-symmetrically with respect to a straight line heading in a predetermined first direction and tilted at a predetermined angle with respect to the straight line heading in the first direction. A first step in which the pattern is exposed to the resist layer on the photosensitive substrate by irradiation with a predetermined energy beam.
Step: A second mask pattern consisting of a linear pattern extending in a second direction substantially perpendicular to the first direction is relatively moved by a predetermined amount in the first direction, and the resist layer is exposed to light. a second step of superimposing exposure on a first mask pattern image; a second step between two wedge-shaped resist images formed by superimposing exposure of the first mask pattern and the second mask pattern; a third step of measuring the distance in the second direction; a design value of the distance in the second direction between the two intersections of the first mask pattern and the second mask pattern that are overlapped by the movement in the two steps; and the measurement. and the difference between the first mask pattern and the second mask pattern in the first direction based on the difference and the intersection angle of the second mask pattern with respect to the first mask pattern. A positional deviation measuring method comprising: a fourth step of calculating the amount of positional deviation that occurs during superimposition.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40020790A JP3341774B2 (en) | 1990-12-03 | 1990-12-03 | Position displacement measurement method and accuracy check method of exposure equipment |
| US08/562,784 US5666205A (en) | 1990-12-03 | 1995-11-27 | Measuring method and exposure apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40020790A JP3341774B2 (en) | 1990-12-03 | 1990-12-03 | Position displacement measurement method and accuracy check method of exposure equipment |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH04209518A true JPH04209518A (en) | 1992-07-30 |
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ID=18510122
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP40020790A Expired - Lifetime JP3341774B2 (en) | 1990-12-03 | 1990-12-03 | Position displacement measurement method and accuracy check method of exposure equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3341774B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5402224A (en) * | 1992-09-25 | 1995-03-28 | Nikon Corporation | Distortion inspecting method for projection optical system |
| US6094256A (en) * | 1998-09-29 | 2000-07-25 | Nikon Precision Inc. | Method for forming a critical dimension test structure and its use |
| US6956659B2 (en) | 2001-05-22 | 2005-10-18 | Nikon Precision Inc. | Measurement of critical dimensions of etched features |
| US6974653B2 (en) | 2002-04-19 | 2005-12-13 | Nikon Precision Inc. | Methods for critical dimension and focus mapping using critical dimension test marks |
-
1990
- 1990-12-03 JP JP40020790A patent/JP3341774B2/en not_active Expired - Lifetime
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| US6750952B2 (en) | 1998-09-29 | 2004-06-15 | Nikon Precision, Inc. | Apparatus for preforming measurement of a dimension of a test mark for semiconductor processing |
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| US6974653B2 (en) | 2002-04-19 | 2005-12-13 | Nikon Precision Inc. | Methods for critical dimension and focus mapping using critical dimension test marks |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3341774B2 (en) | 2002-11-05 |
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