JPH0749927B2 - Overlay inspection method - Google Patents
Overlay inspection methodInfo
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- JPH0749927B2 JPH0749927B2 JP63243116A JP24311688A JPH0749927B2 JP H0749927 B2 JPH0749927 B2 JP H0749927B2 JP 63243116 A JP63243116 A JP 63243116A JP 24311688 A JP24311688 A JP 24311688A JP H0749927 B2 JPH0749927 B2 JP H0749927B2
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- light
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はLSI製造プロセスにおける光リソグラフィ工程
で使用する露光装置の重ね合せ検査方法に関する。The present invention relates to an overlay inspection method for an exposure apparatus used in an optical lithography process in an LSI manufacturing process.
[従来の技術] 従来、この種の露光装置の重ね合せ検査方法は、第4図
(a),(b)に示す工程を経て行なわれる。すなわ
ち、予めウエハ(10)に塗布されたレジスト膜上に入射
光(42)を照射し、第1マーク(40)を描画する。その
後、ウエハ(10)の任意の移動を行なった後に、もう一
度同じ位置に第2マーク(41)を描画する。[Prior Art] Conventionally, this type of overlay inspection method for an exposure apparatus is performed through the steps shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). That is, incident light (42) is irradiated onto the resist film previously applied to the wafer (10) to draw the first mark (40). Then, after the wafer (10) is arbitrarily moved, the second mark (41) is drawn at the same position again.
次に、第1マーク(40)と第2マーク(41)の右端部の
位置の差(43)と左端部の位置の差(44)を測定して、
露光装置の重ね合せ精度を評価する。Next, the difference (43) between the positions of the right end of the first mark (40) and the second mark (41) and the difference (44) between the positions of the left end of the second mark (41) are measured,
Evaluate the overlay accuracy of the exposure device.
このとき、右側の差(43)をaとし、左側の差(44)を
bとすると、第1マーク40と第2マーク41との横方向の
位置のずれxは次の式で表わすことができる。At this time, if the difference (43) on the right side is a and the difference (44) on the left side is b, the lateral position shift x between the first mark 40 and the second mark 41 can be expressed by the following equation. it can.
x=(a−b)/2 以上は、図4(b)において横方向(×方向)について
説明したが、縦方向であるy方向についても同様にして
求めることができる。x = (ab) / 2 The above description is for the horizontal direction (x direction) in FIG. 4 (b), but it can be similarly determined for the y direction, which is the vertical direction.
[発明が解決しようとする課題] ところで、上述したような従来の露光装置の重ね合せ検
査方法によれば、第1マークと第2マークの位置のずれ
は、実測に頼っているため、測定精度が限られている。
したがって、今後ますます激しく要求される露光装置の
重ね合せ精度に対応しきれなくなりつつある。[Problems to be Solved by the Invention] According to the conventional overlay inspection method for an exposure apparatus as described above, since the positional deviation between the first mark and the second mark depends on the actual measurement, the measurement accuracy is high. Is limited.
Therefore, it is becoming difficult to meet the overlay accuracy of the exposure apparatus, which is required more and more in the future.
この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、
露光装置の重ね合せ精度を高精度に評価をすることので
きる露光装置の重ね合せ検査方法を提供することを目的
とする。The present invention has been made in view of such circumstances,
An object of the present invention is to provide an overlay inspection method for an exposure apparatus that enables highly accurate evaluation of the overlay accuracy of the exposure apparatus.
[課題を解決するための手段] この発明における重ね合せ検査方向においては、以下の
工程を備えている。[Means for Solving the Problems] In the overlay inspection direction of the present invention, the following steps are provided.
まず、半導体基板の上に回折格子が所定間隔dで配置さ
れた第1格子パターンが形成する。その後、上記第1格
子パターンに可干渉光を入射して、第1の回折光を生じ
させる。First, a first grating pattern in which diffraction gratings are arranged at a predetermined distance d is formed on a semiconductor substrate. Then, coherent light is made incident on the first grating pattern to generate first diffracted light.
次に、上記第1の回折光を観測し、第1回折パターンを
得る。その後、上記回折格子がd/2のピッチをなして一
列に並ぶように、上記第1格子パターンが形成された上
記半導体基板の上に上記回折格子を配置し、第2格子パ
ターンを形成する。Next, the first diffracted light is observed to obtain a first diffraction pattern. Then, the diffraction grating is arranged on the semiconductor substrate having the first grating pattern formed thereon so that the diffraction gratings are arranged in a line with a pitch of d / 2, and a second grating pattern is formed.
次に、上記第2格子パターンに可干渉光を入射して、第
2の回折光を生じさせる。その後、上記第2の回折光を
観測し、第2回折パターンを得る。Next, coherent light is incident on the second grating pattern to generate second diffracted light. Then, the second diffracted light is observed to obtain a second diffraction pattern.
次に、上記第1回折パターンに基づいて上記第2回折パ
ターンの規格化を行なう。その後、規格化を行なった上
記第2回折パターンの、奇数次の回折光の光強度と偶数
次の回折光の光強度との比を求めることにより、露光装
置の重ね合せ精度を評価する。Next, the second diffraction pattern is standardized based on the first diffraction pattern. After that, the overlay accuracy of the exposure apparatus is evaluated by obtaining the ratio of the light intensity of the odd-order diffracted light and the light intensity of the even-order diffracted light in the normalized second diffraction pattern.
[作用] この発明によれば、第2回折パターンの回折格子のピッ
チがd/2に正確に配置されている場合は、規格化を行な
った第2回折パターンの奇数次の回折光の光強度は限り
なく0に近づく。したがって、第2回折パターンの奇数
次の回折光の光強度と、偶数次の回折光の光強度との比
を求めることにより、この比の値が0に近づくほど第2
格子パターンの回折格子のピッチがd/2に正確に配置さ
れていることになる。その結果、第2格子パターンの形
成時に、第1格子パターンの回折格子間に正確に回折格
子が配置されたこととなり、このことにより、露光装置
の重ね合せ精度を評価することが可能となる。[Operation] According to the present invention, when the pitch of the diffraction grating of the second diffraction pattern is accurately arranged at d / 2, the light intensity of the odd-order diffracted light of the normalized second diffraction pattern is obtained. Approaches 0 without bound. Therefore, by obtaining the ratio of the light intensity of the odd-order diffracted light of the second diffraction pattern and the light intensity of the even-order diffracted light, the second value is obtained as the value of this ratio approaches 0.
This means that the pitch of the diffraction grating of the grating pattern is accurately arranged at d / 2. As a result, when the second grating pattern is formed, the diffraction gratings are accurately arranged between the diffraction gratings of the first grating pattern, which makes it possible to evaluate the overlay accuracy of the exposure apparatus.
[実施例] 以下、本発明における露光装置の重ね合せ検査方法につ
いて、図を用いて説明する。[Example] The overlay inspection method of the exposure apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図(a)において、10は半導体基板、11は間隔dで
配置された回折格子、13は入射光、14は回折光を示して
いる。また、第1図(b)において、12は、回折格子11
の間に新たに形成した回折格子であり、各回折格子の間
隔はd/2となっている。In FIG. 1 (a), 10 is a semiconductor substrate, 11 is a diffraction grating arranged at an interval d, 13 is incident light, and 14 is diffracted light. Further, in FIG. 1 (b), 12 is a diffraction grating 11
The diffraction grating is newly formed between the two, and the distance between the diffraction gratings is d / 2.
まず、第1図(a)に示すように、半導体基板(10)上
に格子間隔dの回折格子(11)を形成する。次に、この
回折格子(11)に、可干渉光(13)を入射する。する
と、回折格子(11)から回折光(14)が生じる。この回
折光(14)を、図示しない1次元カウンタにより観測す
ると、第2図(a)に示す第1回折パターンを求めるこ
とができる。第2図(a)において、(20)は0次光、
(21)は奇数次回折光、(22)は偶数次回折光を示す。First, as shown in FIG. 1A, a diffraction grating (11) having a grating interval d is formed on a semiconductor substrate (10). Next, the coherent light (13) is incident on the diffraction grating (11). Then, diffracted light (14) is generated from the diffraction grating (11). By observing the diffracted light (14) with a one-dimensional counter (not shown), the first diffraction pattern shown in FIG. 2 (a) can be obtained. In FIG. 2 (a), (20) is the 0th order light,
(21) shows odd-order diffracted light, and (22) shows even-order diffracted light.
次に、半導体基板(10)を第1図(a)に示す位置から
回折格子11が配置される方向にd/2だけ移動させる。そ
の後、再び回折格子間隔dの回折格子を形成することに
より、第1図(b)に示すように、格子間隔d/2の回折
格子12が形成される。Next, the semiconductor substrate (10) is moved from the position shown in FIG. 1 (a) by d / 2 in the direction in which the diffraction grating 11 is arranged. After that, by again forming the diffraction grating having the diffraction grating interval d, the diffraction grating 12 having the grating interval d / 2 is formed as shown in FIG. 1 (b).
その後、再び、この回折格子12に可干渉光を照射して、
回折光(14)を生じさせる。この回折光14を図示しない
1次元カウンタにより観測することで、第2図(b),
(c),(d)に示す半導体基板10の位置のずれの程度
により3種類の第2回折パターンを得ることができる。After that, again, the diffraction grating 12 is irradiated with coherent light,
This produces diffracted light (14). By observing the diffracted light 14 with a one-dimensional counter (not shown), as shown in FIG.
Three types of second diffraction patterns can be obtained depending on the degree of positional deviation of the semiconductor substrate 10 shown in (c) and (d).
以下、この3種類の第2回折パターンについて説明す
る。Hereinafter, these three types of second diffraction patterns will be described.
1) 半導体基板の位置ずれが大きいとき(回折格子の
間隔がd/2でないとき)は、第2図(b)に示すような
回折パターンが得られる。これは、第2図(a)の第1
回折パターンと同様なパターンであり、スケール因子以
外の違いはない。1) When the displacement of the semiconductor substrate is large (when the distance between the diffraction gratings is not d / 2), a diffraction pattern as shown in FIG. 2B is obtained. This is the first in FIG. 2 (a).
The pattern is similar to the diffraction pattern, and there is no difference other than the scale factor.
2) 半導体基板の位置ずれが0に近いとき(回折格子
の間隔がほぼd/2のとき)は、第2図(c)に示す回折
パターンが得られる。第2図(b)に示す回折パターン
と比較した場合、奇数次回折光の光強度が減少し、偶数
次回折光の光強度が増大している。この光強度の増大お
よび減少の程度から、半導体基板の位置ずれを評価する
ことができる。2) When the positional deviation of the semiconductor substrate is close to 0 (when the diffraction grating interval is approximately d / 2), the diffraction pattern shown in FIG. 2 (c) is obtained. When compared with the diffraction pattern shown in FIG. 2 (b), the light intensity of the odd-order diffracted light decreases and the light intensity of the even-order diffracted light increases. The displacement of the semiconductor substrate can be evaluated from the degree of increase and decrease of the light intensity.
3) 半導体基板の位置ずれが0のとき(回折格子の間
隔が正確にd/2のとき)は、第2図(d)に示す回折パ
ターンが得られる。このとき、奇数次回折光の光強度は
消滅して0となり、偶数次回折光の光強度のみが観測さ
れる。3) When the displacement of the semiconductor substrate is 0 (when the distance between the diffraction gratings is exactly d / 2), the diffraction pattern shown in FIG. 2D is obtained. At this time, the light intensity of the odd-order diffracted light disappears and becomes 0, and only the light intensity of the even-order diffracted light is observed.
次に、上述のようにして得られた第2図(b)〜(d)
に示される第2回折パターンは、第2図(a)に示す第
1回折パターンを用いて規格化される。この場合の規格
化は、たとえば対応する次数の光強度の比を求めること
により行なわれる。その後、規格化を行なった第2回折
パターンの偶数次の光強度と奇数次の光強度との比を測
定する。この比(奇数次の光強度/偶数次の光強度)が
0に近いほど、露光装置の重ね合せ精度が良好であるこ
とを示している。Next, FIGS. 2 (b) to (d) obtained as described above.
The second diffraction pattern shown in is standardized by using the first diffraction pattern shown in FIG. The normalization in this case is performed, for example, by obtaining the ratio of the light intensities of the corresponding orders. Then, the ratio between the even-ordered light intensity and the odd-ordered light intensity of the normalized second diffraction pattern is measured. The closer the ratio (odd light intensity / even light intensity) to 0, the better the overlay accuracy of the exposure apparatus.
ここで、第3図に回折格子の位置ずれの大きさに対する
回折光の光強度の変化の図を示す。図中(30)は偶数次
の回折光の光強度を示し、(31)は奇数次の回折光の光
強度を示している。この図から、位置ずれが0の場合、
奇数次の回折光の光強度は極小値0を示し、偶数次の回
折光の光強度は極大値を示している。このように、位置
ずれが0の場合には、奇数次の光強度/偶数次の光強度
の比が0となることから、従来の実測における重ね合せ
検査方法よりも遥かに高い精度で露光装置の重ね合せ精
度を評価することができる。Here, FIG. 3 shows a diagram of changes in the light intensity of the diffracted light with respect to the magnitude of the positional deviation of the diffraction grating. In the figure, (30) indicates the light intensity of the even-order diffracted light, and (31) indicates the light intensity of the odd-order diffracted light. From this figure, if the displacement is 0,
The light intensity of the odd-order diffracted light has a minimum value of 0, and the light intensity of the even-order diffracted light has a maximum value. As described above, when the positional deviation is 0, the odd-order light intensity / even-order light intensity ratio becomes 0, so that the exposure apparatus is much more accurate than the overlay inspection method in the conventional measurement. The overlay accuracy of can be evaluated.
なお、上記実施例においては、第1図に示す回折格子が
配列される方向のみの位置ずれについて述べているが、
この方向に直交する方向に対しても同様の操作を行なう
ことで、直交する方向の露光装置の重ね合せ精度を評価
することができる。また、上記実施例においては、回折
格子のスポットの数については述べていないが、スポッ
トの数が多いほど露光装置の重ね合せ精度を向上させる
ことができる。It should be noted that in the above embodiment, the positional deviation only in the direction in which the diffraction gratings shown in FIG. 1 are arranged is described.
By performing the same operation in the direction orthogonal to this direction, the overlay accuracy of the exposure apparatus in the orthogonal direction can be evaluated. Further, although the number of spots on the diffraction grating is not described in the above embodiment, the larger the number of spots, the higher the overlay accuracy of the exposure apparatus.
[発明の効果] 以上のように、この発明によれば、第2回折パターンを
第1回折パターンに基づいて規格化を行ない、この規格
化を行なった第2回折パターンの奇数次の回折光の光強
度と偶数次の回折光の光強度との比を求めることによ
り、露光装置の重ね合せ精度の評価を行なっている。こ
れにより、この光強度の比が0に近いほど重ね合せ精度
の評価が向上され、従来の実測による重ね合せ検査方向
よりも高い精度で重ね合せ検査方法を行なうことができ
る。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the second diffraction pattern is standardized based on the first diffraction pattern, and the odd-order diffracted light of the standardized second diffraction pattern The overlay accuracy of the exposure apparatus is evaluated by obtaining the ratio between the light intensity and the light intensity of the even-order diffracted light. As a result, the closer the light intensity ratio is to 0, the higher the evaluation of overlay accuracy, and the overlay inspection method can be performed with higher accuracy than the conventional overlay inspection direction by actual measurement.
第1図は、本発明の実施例における評価方法を示す図で
ある。 第2図は、本発明の実施例において得られる回折パター
ンを示す図である。 第3図は、本発明の実施例において得られる回折光強度
を示す図である。 第4図は、従来の重ね合せ精度評価方法を示す図であ
る。 (11)は第一の回折格子、(13)は入射光、(14)は回
折光、(12)は第二の回折格子。 なお図中同一符号は同一又は相当の部分を示す。FIG. 1 is a diagram showing an evaluation method in an example of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a diffraction pattern obtained in the example of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing the diffracted light intensity obtained in the example of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing a conventional overlay accuracy evaluation method. (11) is the first diffraction grating, (13) is the incident light, (14) is the diffracted light, and (12) is the second diffraction grating. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
スにおいて、 半導体基板の上に回折格子が所定間隔dで配置された第
1格子パターンを形成する工程と、 前記第1格子パターンに可干渉光を入射して、第1の回
折光を生じさせる工程と、 前記第1の回折光を観測し、第1回折パターンを得る工
程と、 前記回折格子がd/2のピッチをなして一列に並ぶよう
に、前記第1格子パターンが形成された前記半導体基板
上にさらに前記回折格子を配置し、第2格子パターンを
形成する工程と、 前記第2格子パターンに可干渉光を入射して、第2の回
折光を生じさせる工程と、 前記第2の回折光を観測し、第2回折パターンを得る工
程と、 前記第1回折パターンに基づいて前記第2回折パターン
の規格化を行なう工程と、 規格化を行なった前記第2回折パターンの、奇数次の回
折光の光強度と偶数次の回折光の光強度との比を求める
ことにより、露光装置の重ね合せ精度を評価する工程
と、 を備えた重ね合せ検査方法。1. A step of forming a first grating pattern in which diffraction gratings are arranged at a predetermined distance d on a semiconductor substrate in a process of evaluating overlay accuracy of an exposure apparatus, and coherently interfering with the first grating pattern. Injecting light to generate first diffracted light, observing the first diffracted light to obtain a first diffraction pattern, and the diffraction grating forming a pitch of d / 2 in a line. Arranging the diffraction grating on the semiconductor substrate on which the first grating pattern is formed so as to be aligned, and forming a second grating pattern; and injecting coherent light into the second grating pattern, Generating a second diffracted light, observing the second diffracted light to obtain a second diffraction pattern, and normalizing the second diffraction pattern based on the first diffraction pattern. , The standardized above The second diffraction pattern, by determining the ratio between the light intensity of the light intensity of the odd order diffracted light and the even-order diffracted light, superposition inspection method comprising the steps, a to evaluate the overlay accuracy of the exposure apparatus.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63243116A JPH0749927B2 (en) | 1988-09-27 | 1988-09-27 | Overlay inspection method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63243116A JPH0749927B2 (en) | 1988-09-27 | 1988-09-27 | Overlay inspection method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0290007A JPH0290007A (en) | 1990-03-29 |
| JPH0749927B2 true JPH0749927B2 (en) | 1995-05-31 |
Family
ID=17099037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63243116A Expired - Lifetime JPH0749927B2 (en) | 1988-09-27 | 1988-09-27 | Overlay inspection method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0749927B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009041295A1 (en) * | 2007-09-26 | 2009-04-02 | Nikon Corporation | Surface inspection method and surface inspection device |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1497538A (en) | 2002-10-07 | 2004-05-19 | 三星电子株式会社 | Head Drum Parts for Tape Recorders |
-
1988
- 1988-09-27 JP JP63243116A patent/JPH0749927B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009041295A1 (en) * | 2007-09-26 | 2009-04-02 | Nikon Corporation | Surface inspection method and surface inspection device |
| JP5534406B2 (en) * | 2007-09-26 | 2014-07-02 | 株式会社ニコン | Surface inspection method and surface inspection apparatus |
| KR101527619B1 (en) * | 2007-09-26 | 2015-06-09 | 가부시키가이샤 니콘 | Surface inspection method and surface inspection device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0290007A (en) | 1990-03-29 |
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