JPH02246314A - パターン作成方法 - Google Patents
パターン作成方法Info
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- JPH02246314A JPH02246314A JP1068306A JP6830689A JPH02246314A JP H02246314 A JPH02246314 A JP H02246314A JP 1068306 A JP1068306 A JP 1068306A JP 6830689 A JP6830689 A JP 6830689A JP H02246314 A JPH02246314 A JP H02246314A
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7073—Alignment marks and their environment
- G03F9/7084—Position of mark on substrate, i.e. position in (x, y, z) of mark, e.g. buried or resist covered mark, mark on rearside, at the substrate edge, in the circuit area, latent image mark, marks in plural levels
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7073—Alignment marks and their environment
- G03F9/7076—Mark details, e.g. phase grating mark, temporary mark
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[概要]
半導体装置製造の場合のように高精度が要求される多層
アライメントを用いるパターン作成方法に関し、 間接アライメント精度を改善できるパターン作成方法を
提供することを目的とし、 基板上に、主パターンとアライメントマークとを有する
第1層、主パターンとアライメントマークとを有する第
2層、主パターンを有する第3層を順次形成するパター
ン作成方法であって、第1層を形成する工程と、第2層
の主パターンと第1のアライメントマークを第1層のア
ライメントマークに整合させて露光する工程と、第2層
の第2のアライメントマークを第1層のアライメントマ
ークに整合させて露光する工程と、第2層の第1、第2
のアライメントマークを主パターンと共に現像する工程
と、第2層の第1、第2のアライメントマークの各々の
位!を計測して、設計値からの各ずれ量を算出する工程
と、算出した複数のずれ量に基づいて基板を移動する工
程とを含むように構成する。
アライメントを用いるパターン作成方法に関し、 間接アライメント精度を改善できるパターン作成方法を
提供することを目的とし、 基板上に、主パターンとアライメントマークとを有する
第1層、主パターンとアライメントマークとを有する第
2層、主パターンを有する第3層を順次形成するパター
ン作成方法であって、第1層を形成する工程と、第2層
の主パターンと第1のアライメントマークを第1層のア
ライメントマークに整合させて露光する工程と、第2層
の第2のアライメントマークを第1層のアライメントマ
ークに整合させて露光する工程と、第2層の第1、第2
のアライメントマークを主パターンと共に現像する工程
と、第2層の第1、第2のアライメントマークの各々の
位!を計測して、設計値からの各ずれ量を算出する工程
と、算出した複数のずれ量に基づいて基板を移動する工
程とを含むように構成する。
[産業上の利用分野]
本発明は同一基板上に複数のパターンを順次重合わせて
焼付けを行うパターン作成方法に関し、特に半導体装置
製造の場合のように高精度が要求される多層アライメン
トを用いるパターン作成方法に関する。
焼付けを行うパターン作成方法に関し、特に半導体装置
製造の場合のように高精度が要求される多層アライメン
トを用いるパターン作成方法に関する。
近年、半導体集積回路の急速な大規模化に件って集積度
の向上が強く望まれ、フォトリングラフィを中心とする
微細加工技術の継続的な開発が行われている。この中で
、精密なアライメント技術は、より微細なパターンを形
成する解像度向上の技術とならんで、集積度を決定する
重要な技術である。
の向上が強く望まれ、フォトリングラフィを中心とする
微細加工技術の継続的な開発が行われている。この中で
、精密なアライメント技術は、より微細なパターンを形
成する解像度向上の技術とならんで、集積度を決定する
重要な技術である。
[従来の技術]
従来の技術では、基板上に、被整合層となる下層を形成
し、その上にフォトレジスト層を形成した後、主パター
ンとアライメントマークパターンを同時に露光すること
により、下層の主パターンとそれと一定の位置関係にあ
る一組のアライメントマークを形成する。そして整合し
ようとする層となる上層およびフォトレジスト層を形成
後、まず被整合層である下層のアライメントマークの位
置を計測し、次にこの位置がマスクに対して予め決まっ
た位置(設計値ということにする)に来るように基板を
移動してから、上層用マスクの露光を行う、多層のパタ
ーン作成を行う場合は、上述の手順を繰り返すことによ
って順次アライメントを行っていた。
し、その上にフォトレジスト層を形成した後、主パター
ンとアライメントマークパターンを同時に露光すること
により、下層の主パターンとそれと一定の位置関係にあ
る一組のアライメントマークを形成する。そして整合し
ようとする層となる上層およびフォトレジスト層を形成
後、まず被整合層である下層のアライメントマークの位
置を計測し、次にこの位置がマスクに対して予め決まっ
た位置(設計値ということにする)に来るように基板を
移動してから、上層用マスクの露光を行う、多層のパタ
ーン作成を行う場合は、上述の手順を繰り返すことによ
って順次アライメントを行っていた。
[従来技術の検討]
第2図を参照して従来技術におけるアライメント精度を
検討する。
検討する。
簡単のため1次元のアライメント精度について説明する
。2次元でも同様の現象を生じることは明らかである。
。2次元でも同様の現象を生じることは明らかである。
また、加工対象層とフォトレジスト層とを併せて1層と
呼び、第n層をLnと表す。
呼び、第n層をLnと表す。
3層L1〜L3の露光を引き続いて行う場合について説
明する。なお、露光は光によるもののみでなく電子ビー
ム等による露光を含むものとする。
明する。なお、露光は光によるもののみでなく電子ビー
ム等による露光を含むものとする。
まず、第1層L1を作成し、第1層LlのパターンPI
、アライメントマークMIを形成する。
、アライメントマークMIを形成する。
第1層L1の基準点の座標をXlとする0次に、第2層
L2を形成し、第1層L1のアライメントマークMIに
整合させて第2層L2用のマスクを露光する。第2層L
2の基準点はX2になるとする。この時、第2層の基準
点×2は正常なアライメント方法を用いると、近似的に
平均値が第1層の基準点X1と等しくなり、分散σ22
の正規分布に従う確率変数となる。171いて第3層を
形成し、第2層L2のアライメントマークにMIIに整
合させて第3層L3用のマスクを露光する。第3層L3
は基準点がX3になるとする。X3は近似的に平均値が
第2層の基準点X2と等しくなり、分散σ32の正規分
布に従う。
L2を形成し、第1層L1のアライメントマークMIに
整合させて第2層L2用のマスクを露光する。第2層L
2の基準点はX2になるとする。この時、第2層の基準
点×2は正常なアライメント方法を用いると、近似的に
平均値が第1層の基準点X1と等しくなり、分散σ22
の正規分布に従う確率変数となる。171いて第3層を
形成し、第2層L2のアライメントマークにMIIに整
合させて第3層L3用のマスクを露光する。第3層L3
は基準点がX3になるとする。X3は近似的に平均値が
第2層の基準点X2と等しくなり、分散σ32の正規分
布に従う。
[[発明が解決しようとする課題]
さてこのとき、Ll・[52間の位置ずれXl−X2の
分散はσ2 、L2・L3間の位置ずれX2−X3の分
散はσ32となる1問題となるのはLl・L3間の位置
ずれで、分散σ22+σ32となる。これはいわゆる間
接アライメントにおけるアライメント精度の低下として
知られていることである。
分散はσ2 、L2・L3間の位置ずれX2−X3の分
散はσ32となる1問題となるのはLl・L3間の位置
ずれで、分散σ22+σ32となる。これはいわゆる間
接アライメントにおけるアライメント精度の低下として
知られていることである。
こうして従来技術では間接アライメント精度は、2層の
間がアライメント系列上で離れる程増大する。構造が複
雑化したため多くの組み合わせについて眉間のずれが間
Uとなる最先端のデバイスにおいては、アライメントず
れを予め見込んで余裕を持ったレイアウトをせざる得す
、集積度の向上を大いに妨げている。
間がアライメント系列上で離れる程増大する。構造が複
雑化したため多くの組み合わせについて眉間のずれが間
Uとなる最先端のデバイスにおいては、アライメントず
れを予め見込んで余裕を持ったレイアウトをせざる得す
、集積度の向上を大いに妨げている。
本発明の目的は、間接アライメント精度を改善てきるパ
ターン作成方法を提供することである。
ターン作成方法を提供することである。
間のずれの分散はσ2 +σ32となり、相変わらず各
直接アライメントずれの和であり、本質的な間接アライ
メント精度の改善にはなっていない。
直接アライメントずれの和であり、本質的な間接アライ
メント精度の改善にはなっていない。
[課題を解決するための手段]
第1図(A)、(B)に本発明の原理説明図を示す、第
1図(A)が本発明の1つの形態を示し、第1図(B)
が本発明の他の形態を示す。
1図(A)が本発明の1つの形態を示し、第1図(B)
が本発明の他の形態を示す。
本発明の1つの形態によれば、第1図(A)を参照して
、第2層L2以降のパターン形成に際し、第2層の主パ
ターンP■と第1のアライメントマークMII−1を、
第1層のアライメントマークMIに整合させて露光し、
第1のアライメントマークMI[−1とは別の位置に第
2のアライメントマークMII−2を、少なくとも一回
第1層のアライメントマークMIに整合させて露光して
、複数のアライメントマークMu−1、MIr−2を形
成しておき、これらアライメントマークMII−1、M
n−2各々の位置を計測して設計値からのずれ量を算出
し、これら複数のずれ量に基づいて基板を移動すること
によって第3層L3の整合を行う。
、第2層L2以降のパターン形成に際し、第2層の主パ
ターンP■と第1のアライメントマークMII−1を、
第1層のアライメントマークMIに整合させて露光し、
第1のアライメントマークMI[−1とは別の位置に第
2のアライメントマークMII−2を、少なくとも一回
第1層のアライメントマークMIに整合させて露光して
、複数のアライメントマークMu−1、MIr−2を形
成しておき、これらアライメントマークMII−1、M
n−2各々の位置を計測して設計値からのずれ量を算出
し、これら複数のずれ量に基づいて基板を移動すること
によって第3層L3の整合を行う。
本発明の池の形態によれば、第1図(B)を参照して、
第2層の主パターンP■とアライメントマークMII−
1を第1層のアライメントマークM■に整合させて露光
し、次に、第2のアラインメントマークMII−2を、
第1のアライメントマークMII−iと少なくとも1部
重ね合わせて少なくとも一回第1層のアライメントマー
クMIに整合させて露光し、これら第1、第2のアライ
メントマークMII−1、Mll−2を重ね合わせて形
成しておき、重ね合わされたアライメントマークの両端
位置を計測して基準位置を求め、設計値からのずれ量を
算出し、ずれ量だ番フ基板を移動することによって第3
層L3の整合を行う。
第2層の主パターンP■とアライメントマークMII−
1を第1層のアライメントマークM■に整合させて露光
し、次に、第2のアラインメントマークMII−2を、
第1のアライメントマークMII−iと少なくとも1部
重ね合わせて少なくとも一回第1層のアライメントマー
クMIに整合させて露光し、これら第1、第2のアライ
メントマークMII−1、Mll−2を重ね合わせて形
成しておき、重ね合わされたアライメントマークの両端
位置を計測して基準位置を求め、設計値からのずれ量を
算出し、ずれ量だ番フ基板を移動することによって第3
層L3の整合を行う。
[作用]
本発明によれば、以下のようにして間接アライメント精
度を向上できる。簡単のため、3層L1〜L3の1次元
アライメント精度について説明する。
度を向上できる。簡単のため、3層L1〜L3の1次元
アライメント精度について説明する。
なお、本発明者は位置ずれの分散σ2を次の2つの原因
に分解できることを考慮した。
に分解できることを考慮した。
すなわち、
σ2= (llO82+σlOV 2
ここでσ1es2はアライメントマーク位置の計測誤差
、σll0v2は計測に基づいて計算された移動量と実
際の移動量との間の誤差である。
、σll0v2は計測に基づいて計算された移動量と実
際の移動量との間の誤差である。
まず、主パターンPIとアライメントマークMIを有す
る第1層L1のパターン形成を行う、第1層L1のアラ
イメントマークMIは従来通りとする。第1層L1の基
準点の座標をXlとする。
る第1層L1のパターン形成を行う、第1層L1のアラ
イメントマークMIは従来通りとする。第1層L1の基
準点の座標をXlとする。
第1層L1のアライメントマークMIに合わせて第2層
L2の主パターンp1と第1MのアライメントマークM
ll−1を露光する。これらの基準点X21は平均X1
、分散a 、2=ames !2+a10V、2となる
。再度第1層L1のアライメントマークMIに合わせて
第2層L2の第2組のアライメントマークMII−2を
露光すると、その基準点X22は平均Xl、分散σ22
となる。このとき、2回に分けて整合、露光したことに
よって、X21、X22が実質的に独立な確率変数とな
ることが、重要である。
L2の主パターンp1と第1MのアライメントマークM
ll−1を露光する。これらの基準点X21は平均X1
、分散a 、2=ames !2+a10V、2となる
。再度第1層L1のアライメントマークMIに合わせて
第2層L2の第2組のアライメントマークMII−2を
露光すると、その基準点X22は平均Xl、分散σ22
となる。このとき、2回に分けて整合、露光したことに
よって、X21、X22が実質的に独立な確率変数とな
ることが、重要である。
次に、第3層L3を整合させる。第2層の第1組のアラ
イメントマークM…−1の位置を測定して得られる基準
座標は、X21の真の位置がX21であるとして、平均
X21、分散σ5es32第2組のアライメントマーク
MII−2の位置を測定して得られる基準座標は、同様
に平均X22、分散σ5es32となる。
イメントマークM…−1の位置を測定して得られる基準
座標は、X21の真の位置がX21であるとして、平均
X21、分散σ5es32第2組のアライメントマーク
MII−2の位置を測定して得られる基準座標は、同様
に平均X22、分散σ5es32となる。
これら計測位置を平均すると、平均(X21士X22)
/2、分散atxes3272となる。
/2、分散atxes3272となる。
こうして得られた位置情報に基づいて第3層L3を合わ
せると、第3層L3の基準点x3は平均(X21+X2
2)/2、分散(F3.2=ffleSS /2+(
FIOV32となる。
せると、第3層L3の基準点x3は平均(X21+X2
2)/2、分散(F3.2=ffleSS /2+(
FIOV32となる。
この結果、第2層L2、第3層し3間のずれX2l−X
3の分散は、X21.X22/)独立性と平均位置のず
れを考慮してσ22/2+σ3.2となり、第1層L1
・第3層し3間のずれXl−X3の分散は、ふたたびX
21.X22の独立性を考慮してσt/2+σ3.2と
なる。こうして間接アライメント精度が従来に比べてσ
22/2だけ改善された。
3の分散は、X21.X22/)独立性と平均位置のず
れを考慮してσ22/2+σ3.2となり、第1層L1
・第3層し3間のずれXl−X3の分散は、ふたたびX
21.X22の独立性を考慮してσt/2+σ3.2と
なる。こうして間接アライメント精度が従来に比べてσ
22/2だけ改善された。
因子1/2が新たな効果であって、従来の方法ではでて
来ない、すなわち、本質的な間接アライメント精度の改
善が達成された。
来ない、すなわち、本質的な間接アライメント精度の改
善が達成された。
ところで上記の場合、直接アライメント精度は従来に比
べてσ22/2だけ劣化してしまっている。これは結果
的に間接アライメント精度の改善に重点を置いているた
めで、必要に応じて重み付き平均を用いることによって
、直接アライメントと間接アライメントとのバランスを
とることができる。
べてσ22/2だけ劣化してしまっている。これは結果
的に間接アライメント精度の改善に重点を置いているた
めで、必要に応じて重み付き平均を用いることによって
、直接アライメントと間接アライメントとのバランスを
とることができる。
第1組のアライメントマークの重みをw(0≦W≦1)
、第2組のアライメントマークの重みを(1−w)とす
ると、重み付き平均は、wX21+(1−w)X22と
なる。この結果、L2−L3間のずれX2l−X3の分
散は 2(1−w)2σ22+σ3,2 となり、Ll・L3閏のす九X1−X3の分散は[((
1−w)2+w2]σ22+σ3.2となる0w=1/
2が単純平均であり、Wを大きくするにつれて直接アラ
イメント精度は向上し、間接アライメント精度が劣化す
ることがわかる。
、第2組のアライメントマークの重みを(1−w)とす
ると、重み付き平均は、wX21+(1−w)X22と
なる。この結果、L2−L3間のずれX2l−X3の分
散は 2(1−w)2σ22+σ3,2 となり、Ll・L3閏のす九X1−X3の分散は[((
1−w)2+w2]σ22+σ3.2となる0w=1/
2が単純平均であり、Wを大きくするにつれて直接アラ
イメント精度は向上し、間接アライメント精度が劣化す
ることがわかる。
従って、デバイスのレイアウトと平均時の重み付けを同
時に最適化することによって、最大の集積度を得ること
ができる。このような自由度は従来は全く得られなかっ
た。
時に最適化することによって、最大の集積度を得ること
ができる。このような自由度は従来は全く得られなかっ
た。
これまでは2組のアライメントマークを形成する場合で
あったが、n組形成すれば、Ll・L3間のアライメン
トずれ分散は a@2/n+a@”2 L2・し3間の直接アライメントずれの分散は(n−1
)σ・2/n+σ3“2 ′″22 (F3 =cFleS @ /n+、lOV 3
2となる。
あったが、n組形成すれば、Ll・L3間のアライメン
トずれ分散は a@2/n+a@”2 L2・し3間の直接アライメントずれの分散は(n−1
)σ・2/n+σ3“2 ′″22 (F3 =cFleS @ /n+、lOV 3
2となる。
この場合も重み付き平均を用いることによって、上記同
様直接・間接のバランスをとることができ、全体として
は2組の場合より精度が向上する。
様直接・間接のバランスをとることができ、全体として
は2組の場合より精度が向上する。
さらに、第2組以降のアライメントマークに組合わせて
他の組の主パターンを形成することもできる。
他の組の主パターンを形成することもできる。
現状では、半導体装置の規模増大が集積度向上に勝りつ
つあり、チップサイズは増大している。
つあり、チップサイズは増大している。
その結果、露光装置のフィールドサイズの制限を越えて
チップを形成する要求がある。その方法としてチップを
複数のフィールドに分割して露光、形成する方法がある
が、このとき各フィールドごとにアライメントを行うと
、フィールド間は間接アライメントに等価となり、層を
重ねるにつれてずれは拡大することになる。
チップを形成する要求がある。その方法としてチップを
複数のフィールドに分割して露光、形成する方法がある
が、このとき各フィールドごとにアライメントを行うと
、フィールド間は間接アライメントに等価となり、層を
重ねるにつれてずれは拡大することになる。
また、メモリセルアレイ領域のような最小寸法の小さな
領域と周辺回路部のような最小寸法の大きな領域を別々
の露光装置で形成する方法も検討されているが、この場
合も上記と同様の間接アライメントの問題を生じる。
領域と周辺回路部のような最小寸法の大きな領域を別々
の露光装置で形成する方法も検討されているが、この場
合も上記と同様の間接アライメントの問題を生じる。
これらの問題に対し、複数組の主パターンに各々アライ
メントマークを組合わせて形成し、これらアライメント
マークの平均の位置を次の層の基準位置とすれば、上に
詳述したのと同様にして眉間、フィールド間のアライメ
ント精度の改善が可能となる。
メントマークを組合わせて形成し、これらアライメント
マークの平均の位置を次の層の基準位置とすれば、上に
詳述したのと同様にして眉間、フィールド間のアライメ
ント精度の改善が可能となる。
また本発明の他の形態でも問題が解決されることを以下
に説明する。
に説明する。
ポジ型レジストを用いる場合、第1図(B)を参照する
と、第1層Llのアライメントマーク間工に合わせて第
2層の第1組のアライメントマークMI[−1を露光し
、さらに再びMIに合わせて第2組のアライメントマー
クMII−2を露光する。
と、第1層Llのアライメントマーク間工に合わせて第
2層の第1組のアライメントマークMI[−1を露光し
、さらに再びMIに合わせて第2組のアライメントマー
クMII−2を露光する。
第1図(B)で示すように、2つのアライメントマーク
Mn−1とMI[−2が重なって、図中斜線を付けた重
複部のみがマークとして残る。
Mn−1とMI[−2が重なって、図中斜線を付けた重
複部のみがマークとして残る。
従って、こうして形成された重ね合わせマークの中心位
置を計測すると前述の(X2i+X22)/2の計測と
等価になり、上に詳述した第1の方法で単純平均をとっ
た場合とまったく同様にしてアライメント精度が改善さ
れる。ネガ型レジストを用いた場合もマークの中心位置
を計測すればまったく同様である。第1と第2のマーク
を1部重九合わせ、重ね合わせマークの両端を重み付け
することにより、重み付は平均を取ることもできる。
置を計測すると前述の(X2i+X22)/2の計測と
等価になり、上に詳述した第1の方法で単純平均をとっ
た場合とまったく同様にしてアライメント精度が改善さ
れる。ネガ型レジストを用いた場合もマークの中心位置
を計測すればまったく同様である。第1と第2のマーク
を1部重九合わせ、重ね合わせマークの両端を重み付け
することにより、重み付は平均を取ることもできる。
この方法の利点は、アライメントマークの領域を各層1
組だけしか必要としない点である。一方、この方法では
各回に露光されるマークの幅の変動が、必要とされるア
ライメント精度に比べて十分率さいことが必要である。
組だけしか必要としない点である。一方、この方法では
各回に露光されるマークの幅の変動が、必要とされるア
ライメント精度に比べて十分率さいことが必要である。
[実施例]
以下本発明の詳細な説明する。使用するマスクの数は3
枚以上であるが、簡単のため同一対象物に対して3枚の
マスクを順次用いる場合のパターン作成について説明す
る。対象物上の複整合層は同一層でも積層中の異なる層
でもよい。
枚以上であるが、簡単のため同一対象物に対して3枚の
マスクを順次用いる場合のパターン作成について説明す
る。対象物上の複整合層は同一層でも積層中の異なる層
でもよい。
第3図(A)〜(F)を参照して、本発明の詳細な説明
する。
する。
第3図(A)は基板上に形成された第1層に形成された
パターンを示したもので、主パターン1とアライメント
マーク2を含む、主パターンもアライメントマークもそ
れぞれ1つを図示したが複数個ないし複数組みあっても
よい、主パターンはなくてもよい、第3図(A)で示す
第1層上に第2層を形成し、その上にポジ型フォトレジ
ストを塗布する。
パターンを示したもので、主パターン1とアライメント
マーク2を含む、主パターンもアライメントマークもそ
れぞれ1つを図示したが複数個ないし複数組みあっても
よい、主パターンはなくてもよい、第3図(A)で示す
第1層上に第2層を形成し、その上にポジ型フォトレジ
ストを塗布する。
第3図(B)は第2層用のマスク3を示したもので、主
パターン4、アライメントマーク5、第2のアライメン
トマーク形成のための領域を覆うマスク6を含む、これ
を基板上のアライメントマーク2に合わせてアライメン
トし、フォトレジストを露光する。
パターン4、アライメントマーク5、第2のアライメン
トマーク形成のための領域を覆うマスク6を含む、これ
を基板上のアライメントマーク2に合わせてアライメン
トし、フォトレジストを露光する。
第3図(C)は第2NIの第2のマスク7を示す。
第2のマスク7は第2のアライメントマーク8を含む、
第2のマスク7と基板上のアライメントマーク2とをア
ライメントし、さらにフォトレジストを露光する。続い
て現像を行ってフォトレジストマスクを形成し第2層の
加工を行う。
第2のマスク7と基板上のアライメントマーク2とをア
ライメントし、さらにフォトレジストを露光する。続い
て現像を行ってフォトレジストマスクを形成し第2層の
加工を行う。
得られるパターンは第3図(D)のようになる。
主パターン9、第2層のアライメントマーク11.12
が形成される。なお、第1層のアライメントマーク2も
基板上に残るものとして図示した。この後基板上に第3
層を形成し、その上にフォトレジストを塗布する。
が形成される。なお、第1層のアライメントマーク2も
基板上に残るものとして図示した。この後基板上に第3
層を形成し、その上にフォトレジストを塗布する。
第3図(E)は第3層用のマスク13を示し、主パター
ン14を含む、これを露光装置にアライメントしてセッ
トし、続いて基板上のアライメントマーク11.12の
各位置を計測し、これら現在位置の設計値からのずれを
それぞれ求め、その単純平均もしくは重み付き平均を計
算して移動量を求める。この量だけ基板を移動して、ア
ライメントを完了する。そして第3層に第3層用のマス
クのパターンを露光、現像し第3層に対する加工を行っ
て第3層のパターンを形成する。
ン14を含む、これを露光装置にアライメントしてセッ
トし、続いて基板上のアライメントマーク11.12の
各位置を計測し、これら現在位置の設計値からのずれを
それぞれ求め、その単純平均もしくは重み付き平均を計
算して移動量を求める。この量だけ基板を移動して、ア
ライメントを完了する。そして第3層に第3層用のマス
クのパターンを露光、現像し第3層に対する加工を行っ
て第3層のパターンを形成する。
この状態を第3図(F)に示す、第3層の主パターン1
5が形成されている。なお、第1層のアライメントマー
ク2、第2層のアライメントマーク11.12も図示す
る。
5が形成されている。なお、第1層のアライメントマー
ク2、第2層のアライメントマーク11.12も図示す
る。
第4図(A)〜(F)を参照して本発明の他の実施例を
説明する。
説明する。
第4図(A)は基板上に形成された第1層のパターンを
示し、主パターン21とアライメントマーク22が含ま
れる。主パターン21は無くてもよい、主パターン、ア
ライメントマークが複数ないし複数組あってもよい。
示し、主パターン21とアライメントマーク22が含ま
れる。主パターン21は無くてもよい、主パターン、ア
ライメントマークが複数ないし複数組あってもよい。
第1層上に第2層を形成し、フォトレジストを塗布する
。第2層以降は1チツプが、例えばこメモリ部分と周辺
回路部分というように2分割して露光されるものとする
。
。第2層以降は1チツプが、例えばこメモリ部分と周辺
回路部分というように2分割して露光されるものとする
。
第4図(B)、(C)が第2層の第1、第2マスクを示
す。
す。
第4図(B)に示す第1のマスク23には第1パターン
24、第1アライメントマーク25と、第2主パターン
領域のマスク26、第2アライメントマーク領域のマス
ク27が含まれる。
24、第1アライメントマーク25と、第2主パターン
領域のマスク26、第2アライメントマーク領域のマス
ク27が含まれる。
第4図(C)に示す第2マスク23aには第2主パター
ン29、第2アライメントマーク30、第1主パターン
のマスク31が含まれる。
ン29、第2アライメントマーク30、第1主パターン
のマスク31が含まれる。
基板上のアライメントマーク22に合わせて第1マスク
23をアライメントして露光し、続いて再びアライメン
トマーク22に合わせて第2マスク23aをアライメン
トして露光した後、現像して、パターンを形成する。
23をアライメントして露光し、続いて再びアライメン
トマーク22に合わせて第2マスク23aをアライメン
トして露光した後、現像して、パターンを形成する。
得られる第2層のパターンを第4図(D)に示す
第1の主パターン32とその周辺の第2の主パターン3
3が形成される。第2層のアライメントマーク34.3
5も形成される。第1層のアライメントマーク226図
示しである。
3が形成される。第2層のアライメントマーク34.3
5も形成される。第1層のアライメントマーク226図
示しである。
次に、第3層を形成し、フォトレジストを塗布する。
第4図(E)、(F)が第3層用の2つのマスク38.
39を示す、第1のマスク38は第1の主パターン41
と第2の主パターン用マスク42を有する。第2のマス
ク39は第2の主パターン43と第1の主パターン用マ
スク44を有する。
39を示す、第1のマスク38は第1の主パターン41
と第2の主パターン用マスク42を有する。第2のマス
ク39は第2の主パターン43と第1の主パターン用マ
スク44を有する。
まず、第3層用の第1のマスク38を露光装置にアライ
メントしてセットし、続いて基板上のアライメントマー
ク34.35の各位置を計測し、これらの現在位置の設
計値からのずれをそれぞれ求め、その単純もしくは重み
付き平均を計算して移動量を求める。この量だけ基板を
移動して第3層の第1のマスク38を露光する、続いて
同様に第3層の第2のマスク39に対してアライメント
を行い、露光する。そして両マスク38.39の露光後
、現像を行って、第3層のパターンを形成する。
メントしてセットし、続いて基板上のアライメントマー
ク34.35の各位置を計測し、これらの現在位置の設
計値からのずれをそれぞれ求め、その単純もしくは重み
付き平均を計算して移動量を求める。この量だけ基板を
移動して第3層の第1のマスク38を露光する、続いて
同様に第3層の第2のマスク39に対してアライメント
を行い、露光する。そして両マスク38.39の露光後
、現像を行って、第3層のパターンを形成する。
第5図(A)〜(F)を参照して本発明の他の実施例を
説明する。
説明する。
第5図(A)は基板上に形成した第1層のパターンを示
し、主パターン51とアライメントマーク52が含まれ
る。第1層上に第2層を形成し、フォトレジストを塗布
する。
し、主パターン51とアライメントマーク52が含まれ
る。第1層上に第2層を形成し、フォトレジストを塗布
する。
第5図(B)は第2層の第1のマスク53を示し、主パ
ターン54、アライメントマーク55を含む、この第2
層用の第1のマスク53をセットし、基板上のアライメ
ントマーク52とマスク53とをアライメントし、第2
層用パターンを露光する。
ターン54、アライメントマーク55を含む、この第2
層用の第1のマスク53をセットし、基板上のアライメ
ントマーク52とマスク53とをアライメントし、第2
層用パターンを露光する。
第5図(C)は第2層用の第2のマスク56を示し、第
2のアライメントマーク57を含む、この第2のマスク
56を再び基板上のアライメントマーク52に合わせて
アライメントし、露光する。
2のアライメントマーク57を含む、この第2のマスク
56を再び基板上のアライメントマーク52に合わせて
アライメントし、露光する。
続いて、現像を行う。
得られるパターンは第5図(D)に示すようになる。主
パターン58、第2層のアライメントマーク59が形成
される。アライメントマーク59は第1のマスク53の
アライメントマーク55と第2のマスク56のアライメ
ントマーク57を重ね合わせたものである。ずれの量に
よって両端間の長さが変化する。別の置方をすれば、両
端の位置がそれぞれ独立したアライメントマークとなる
。
パターン58、第2層のアライメントマーク59が形成
される。アライメントマーク59は第1のマスク53の
アライメントマーク55と第2のマスク56のアライメ
ントマーク57を重ね合わせたものである。ずれの量に
よって両端間の長さが変化する。別の置方をすれば、両
端の位置がそれぞれ独立したアライメントマークとなる
。
第1層のアライメントマーク52の形も残るものとして
図示しである。この第2層の上に第3層を形成し、その
上にフォトレジストを塗布する。
図示しである。この第2層の上に第3層を形成し、その
上にフォトレジストを塗布する。
第5図(E)は第3層用のマスク6oを示し、主パター
ン61を含む、これを露光装置にアライメントしてセッ
トし、続いて基板上のアライメントマーク59の中心位
置ないし重み付は中心位置を計測し、設計値からのずれ
を求め、この量だけ基板を移動して、アライメントが完
成する。
ン61を含む、これを露光装置にアライメントしてセッ
トし、続いて基板上のアライメントマーク59の中心位
置ないし重み付は中心位置を計測し、設計値からのずれ
を求め、この量だけ基板を移動して、アライメントが完
成する。
そして露光、現像を行って、第5図(F)に示す第3層
のパターンを形成する。主パターン62が形成される。
のパターンを形成する。主パターン62が形成される。
第2層のアライメントマーク59、第1層のアライメン
トマーク52も図示する。
トマーク52も図示する。
以上の実施例で、第1層のアライメントマークが1組の
場合を説明したが、これを複数組形成しておいて、第2
層のアライメント時に複数個のアライメントマークから
求めた平均位置に合わせれば、位置計測誤差によるずれ
を減少させることが期待できる。
場合を説明したが、これを複数組形成しておいて、第2
層のアライメント時に複数個のアライメントマークから
求めた平均位置に合わせれば、位置計測誤差によるずれ
を減少させることが期待できる。
また、第3層にはアライメントマークを示さなかったが
、第4層以降のアライメントが必要なら第3層にもアラ
イメントマークを設けるにのアライメントマークも2種
用意して独立して露光することにより、アライメント精
度の改善が行える。
、第4層以降のアライメントが必要なら第3層にもアラ
イメントマークを設けるにのアライメントマークも2種
用意して独立して露光することにより、アライメント精
度の改善が行える。
また、図には示さなかったが、アライメントマークは一
般に各種パターンの組合わせであり、図中の各アライメ
ントマークはこのような組を示すものである。
般に各種パターンの組合わせであり、図中の各アライメ
ントマークはこのような組を示すものである。
また、ポジ型レジストを用いる場合で説明したが、勿論
ネガ型レジストでもマスクをそれに合わせれば同様に適
用可能である。
ネガ型レジストでもマスクをそれに合わせれば同様に適
用可能である。
また、アライメントマークを2組形成するためにマスク
を2種類用いたが、1枚のマスク上に本発明の適用に必
要なパターンを全て持たせ、露光装置にマスクa能等の
パターン選択機能を持たせて各回に必要な部分のみ露光
するようにしてもよい、このマスク機能を別に用意した
開口マスクを用いて行うことも可能である。
を2種類用いたが、1枚のマスク上に本発明の適用に必
要なパターンを全て持たせ、露光装置にマスクa能等の
パターン選択機能を持たせて各回に必要な部分のみ露光
するようにしてもよい、このマスク機能を別に用意した
開口マスクを用いて行うことも可能である。
以上実施例に沿って説明したが、本発明はこれらに限定
されるものではない、特許請求の範囲内で各種の変形、
変更、改良、組合わせ等が可能なことは当業者に自明で
あろう。
されるものではない、特許請求の範囲内で各種の変形、
変更、改良、組合わせ等が可能なことは当業者に自明で
あろう。
[発明の効果]
以上詳細に説明したように、本発明によれば、間接アラ
イメント精度を、必要なら直接アライメント精度とバラ
ンスをとりながら、向上させることができる。
イメント精度を、必要なら直接アライメント精度とバラ
ンスをとりながら、向上させることができる。
その結果デバイスの集積度を向上させることができる。
第1図(A)、(B)は、本発明の原理説明図、第2図
は従来技術の問題点を説明するための図、第3図(A)
〜(F)は本発明の詳細な説明する図、 第4図(A)〜(F)、第5図(A)〜(F)はそれぞ
れ本発明の他の実施例を説明する図である。 パターン アライメントマーク 層 第1層のもの 第2層のもの 第3層のもの 1 主パターン 2 アライメントマーク 3 マスク 4 主パターン 5 アライメントマーク 6 マスク 7 第2のマスク 8 第2のアライメントマーク9 主
パターン 11.12 アライメントマーク 13 マスク 14.15 主パターン 21.24,29,32,33.43 パターン22
.25.3G、34.35アライメントマーク23.2
3a、38,39 ?スフ 26.27,31,42.44マスク(パターン用、マ
ーク用)51.54,58,61.62主パターン52
.55,57.59 アライメントマーク第1図 (C)第2層用第2マスク (D)第2層パターン (E)第3層用マスク (F)第3層パターン (A)第1層パターン (B)第2層用第1マスク 第3図(その1) (A)第1層パターン (B)第2Ji用第1マスク (C)第2層用第2マスク (D)第2Mパターン (E)第3層用第1マスク (F)第3層用第2マスク 8l− (A)第1層パターン (B)第2層用第2マスク (C)第2層用第2マスク ())第2層パターン (E)第3層用マスク (F)第3層パターン
は従来技術の問題点を説明するための図、第3図(A)
〜(F)は本発明の詳細な説明する図、 第4図(A)〜(F)、第5図(A)〜(F)はそれぞ
れ本発明の他の実施例を説明する図である。 パターン アライメントマーク 層 第1層のもの 第2層のもの 第3層のもの 1 主パターン 2 アライメントマーク 3 マスク 4 主パターン 5 アライメントマーク 6 マスク 7 第2のマスク 8 第2のアライメントマーク9 主
パターン 11.12 アライメントマーク 13 マスク 14.15 主パターン 21.24,29,32,33.43 パターン22
.25.3G、34.35アライメントマーク23.2
3a、38,39 ?スフ 26.27,31,42.44マスク(パターン用、マ
ーク用)51.54,58,61.62主パターン52
.55,57.59 アライメントマーク第1図 (C)第2層用第2マスク (D)第2層パターン (E)第3層用マスク (F)第3層パターン (A)第1層パターン (B)第2層用第1マスク 第3図(その1) (A)第1層パターン (B)第2Ji用第1マスク (C)第2層用第2マスク (D)第2Mパターン (E)第3層用第1マスク (F)第3層用第2マスク 8l− (A)第1層パターン (B)第2層用第2マスク (C)第2層用第2マスク ())第2層パターン (E)第3層用マスク (F)第3層パターン
Claims (5)
- (1)、基板上に、主パターン(P I )とアライメン
トマーク(M I )とを有する第1層(L I )、主パタ
ーン(PII)とアライメントマーク(MII)とを有する
第2層(LII)、主パターン(PIII)を有する第3層
(LIII)を順次形成するパターン作成方法であつて、 第1層(L I )を形成する工程と、 第2層の主パターン(PII)と第1のアライメントマー
ク(MII−1)を第1層のアライメントマーク(M I
)に整合させて露光する工程と、 第2層の第2のアライメントマーク(MII−2)を第1
層のアライメントマーク(M I )に整合させて露光す
る工程と、 第2層の第1、第2のアライメントマーク (MII−1、MII−2)を主パターン(PII)と共に現
像する工程と、 第2層の第1、第2のアライメントマーク (MII−1、MII−2)の各々の位置を計測して、設計
値からの各ずれ量を算出する工程と、算出した複数のず
れ量に基づいて基板を移動する工程と を含むことを特徴とするパターン作成方法。 - (2)、前記複数のずれ量に基づく移動は各ずれ量の重
み付平均に基づく移動であることを特徴とする請求項1
記載のパターン作成方法。 - (3)、前記第2層の第2のアライメントマーク(MI
I−2)を露光する時に同時に第2の主パターンも露光
することを特徴とする請求項1ないし2記載のパターン
作成方法。 - (4)、基板上に、主パターン(P I )とアライメン
トマーク(M I )とを有する第1層(L I )、主パタ
ーン(PII)とアライメントマーク(MII)とを有する
第2層(LII)、主パターン(PIII)を有する第3層
(LIII)を順次形成するパターン作成方法であって、 第1層(L I )を形成する工程と、 第2層の主パターン(PII)と第1のアライメントマー
ク(MII−1)を第1層のアライメントマーク(M I
)に整合させて露光する工程と、 第2層の第2のアライメントマーク(MII−2)を第1
層のアライメントマーク(M I )に整合させ、第1の
アライメントマーク(MII−1)と少なくとも1部重ね
合わせて露光する工程と、 第2層の第1、第2のアライメントマーク (MII−1、MII−2)の複合マークを主パターン(P
II)と共に現像する工程と、 第2層の第1、第2のアライメントマーク (MII−1、MII−2)の複合マークの両端の位置を計
測する工程と、 両端の位置から基準位置を算出し、設計値からのずれ量
を算出する工程と、 得られたずれ量分基板を移動する工程と を含むことを特徴とするパターン作成方法。 - (5)、前記第2のアライメントマーク(MII−2)を
露光する時に同時に第2の主パターンも露光することを
特徴とする請求項4記載のパターン作成方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1068306A JPH02246314A (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | パターン作成方法 |
| EP90302906A EP0389209B1 (en) | 1989-03-20 | 1990-03-19 | Pattern forming method |
| KR9003722A KR930009021B1 (en) | 1989-03-20 | 1990-03-20 | Pattern forming method |
| US07/496,010 US5005046A (en) | 1989-03-20 | 1990-03-20 | Pattern forming method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1068306A JPH02246314A (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | パターン作成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02246314A true JPH02246314A (ja) | 1990-10-02 |
Family
ID=13369979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1068306A Pending JPH02246314A (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | パターン作成方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5005046A (ja) |
| EP (1) | EP0389209B1 (ja) |
| JP (1) | JPH02246314A (ja) |
| KR (1) | KR930009021B1 (ja) |
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| US5403754A (en) * | 1992-09-30 | 1995-04-04 | Texas Instruments Incorporated | Lithography method for direct alignment of integrated circuits multiple layers |
| JP3229118B2 (ja) * | 1993-04-26 | 2001-11-12 | 三菱電機株式会社 | 積層型半導体装置のパターン形成方法 |
| JPH07249558A (ja) * | 1994-03-09 | 1995-09-26 | Nikon Corp | 位置合わせ方法 |
| IT1277948B1 (it) * | 1995-12-18 | 1997-11-12 | Texas Instruments Italia Spa | Perfezionamento relativo alla lavorazione di semiconduttori |
| KR100468234B1 (ko) * | 1996-05-08 | 2005-06-22 | 가부시키가이샤 니콘 | 노광방법,노광장치및디스크 |
| JP2988384B2 (ja) * | 1996-07-16 | 1999-12-13 | 日本電気株式会社 | レチクルアセンブリ |
| US6228743B1 (en) * | 1998-05-04 | 2001-05-08 | Motorola, Inc. | Alignment method for semiconductor device |
| JP4053723B2 (ja) * | 2000-09-27 | 2008-02-27 | 株式会社東芝 | 露光用マスクの製造方法 |
| EP1260870A1 (en) * | 2001-05-23 | 2002-11-27 | ASML Netherlands B.V. | Alignment mark |
| KR100583693B1 (ko) | 2001-05-23 | 2006-05-25 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 실질적으로 투과성인 공정층내에 정렬마크가 제공된 기판,상기 마크를 노광하는 마스크, 디바이스 제조방법 및 그디바이스 |
| US7190823B2 (en) * | 2002-03-17 | 2007-03-13 | United Microelectronics Corp. | Overlay vernier pattern for measuring multi-layer overlay alignment accuracy and method for measuring the same |
| US6815232B2 (en) * | 2002-11-26 | 2004-11-09 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method and apparatus for overlay control using multiple targets |
| US7710572B2 (en) * | 2006-11-30 | 2010-05-04 | Asml Netherlands B.V. | Inspection method and apparatus, lithographic apparatus, lithographic processing cell and device manufacturing method |
| US7782441B2 (en) * | 2008-05-15 | 2010-08-24 | Tdk Corporation | Alignment method and apparatus of mask pattern |
| IT1392992B1 (it) * | 2009-02-23 | 2012-04-02 | Applied Materials Inc | Procedimento e apparecchiatura per la stampa serigrafica di uno schema a strato multiplo |
| US20120049186A1 (en) * | 2010-08-31 | 2012-03-01 | Li Calvin K | Semiconductor structures |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6135693A (ja) * | 1984-07-27 | 1986-02-20 | Canon Inc | ビデオ信号処理装置 |
| US4861162A (en) * | 1985-05-16 | 1989-08-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Alignment of an object |
| US4704027A (en) * | 1986-06-19 | 1987-11-03 | Compact Spindle Bearing Corporation | Dark field alignment and alignment mark systems |
| JP2657505B2 (ja) * | 1988-01-27 | 1997-09-24 | キヤノン株式会社 | マーク位置検出装置およびマーク配置方法 |
-
1989
- 1989-03-20 JP JP1068306A patent/JPH02246314A/ja active Pending
-
1990
- 1990-03-19 EP EP90302906A patent/EP0389209B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-03-20 KR KR9003722A patent/KR930009021B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1990-03-20 US US07/496,010 patent/US5005046A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR930009021B1 (en) | 1993-09-18 |
| EP0389209A3 (en) | 1991-09-04 |
| EP0389209B1 (en) | 1995-05-24 |
| EP0389209A2 (en) | 1990-09-26 |
| US5005046A (en) | 1991-04-02 |
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