(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置若しくは液晶装置の製造工程における第１の工程により形成されたリング状の基準パターンと、その後の第２の工程により形成されたリング状の被測定パターンと、を比較して前記基準パターンと前記被測定パターンとのずれ量を測定する合わせずれ測定方法であって、
前記基準パターンの内周と前記被測定パターンの内周との２つの交点を特定することにより合わせずれの距離を測定し、
前記２つの交点により特定される直線と、前記基準パターンにより特定される基準軸との傾きを測定することにより、前記基準パターンと前記被測定パターンとの合わせずれを測定する合わせずれ測定方法。
【請求項２】
半導体装置若しくは液晶装置の製造工程における第１の工程により形成されたリング状の基準パターンであって、前記リング状の基準パターンの中心部を通る直線上に第１内部側壁部から対向する第２内部側壁部にかけて中心線パターンを有する基準パターンと、その後の第２の工程により形成されたリング状の被測定パターンと、を比較して前記基準パターンと前記被測定パターンとのずれ量を測定する合わせずれ測定方法であって、
前記基準パターンの内周と前記被測定パターンの内周との２つの交点を特定することにより合わせずれの距離を測定し、
前記２つの交点により特定される直線と、前記基準パターンのリング部と前記中心線パターンにより特定される基準軸との傾きを測定することにより、前記基準パターンと前記被測定パターンとの合わせずれを測定する合わせずれ測定方法。
【請求項３】
半導体装置若しくは液晶装置の製造工程における第１の工程により形成されたリング状の基準パターンであって、前記基準パターンは、当該基準パターン上に第１凹部を有し、更に当該基準パターン上において、当該基準パターンのリング状の中心部を基準として当該第１凹部に対向する当該基準パターン上に第２凹部を有する基準パターンと、その後の第２の工程により形成されたリング状の被測定パターンと、を比較して前記基準パターンと前記被測定パターンとのずれ量を測定する合わせずれ測定方法であって、
前記基準パターンの内周と前記被測定パターンの内周との２つの交点を特定することにより合わせずれの距離を測定し、
前記２つの交点により特定される直線と、前記基準パターンのリング部と前記第１凹部及び前記第２凹部により特定される基準軸との傾きを測定することにより、前記基準パターンと前記被測定パターンとの合わせずれを測定する合わせずれ測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置や液晶装置等の製造の際のマスクやレチクルの合わせずれを測定する合わせずれ測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体装置や液晶装置等の製造においては、複数のマスクやレチクルを用いて順次回路パターンが形成される。回路パターン形成の各工程においてマスクないしレチクルが所定の精度で位置合わせがなされていなければ、形成された回路が十分に機能せず、不良品が生じる。そこで、一般的には図９に示す様なバーニアパターン１ａ等を用いて、目視による合わせずれ測定・検査がなされている。即ち、図１０に示すような基準パターン２ａと被測定パターン３ａとのずれを測定することによる位置合わせずれを測定している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記バーニアパターンを基にして合わせずれを目視により測定する場合においては、各ずれ量を示す全てのパターンを測定するのではなく、ずれ量が判断可能なバーニアを観察することになる。この様に、ずれ量が規格値内である場合においてもずれ量付近の値を示すバーニアパターンを読み取る必要が有る。叉、縦方向と横方向のずれ量を測定する為には、縦方向及び横方向に対応したバーニアパターンを読み取る必要が有り、測定時間がより多く必要となる。この様にマスク若しくはレチクルのずれ量によって判定に必要なパターンと不要なパターンが存在するため、オペレータは各々の規格値に応じた、異なるパターンを認識し、各々のバーニアパターンを読み取りを行わなければならない。従って、連続して判断作業を行う場合やバーニアパターンが複雑である場合にあっては、読み取りの誤りが生じる蓋然性が高い。
【０００４】
更に、バーニアパターン等を基にして合わせずれを自動測定する場合にあっては、ずれ量の定量値は求まるが、パターンの形状が複雑である場合に十分な信頼性を得ることは難しいという問題が生ずる。
【０００５】
本発明は上記問題点を生じること無く、目視及び自動測定が可能で信頼性の高い合わせずれ測定法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、半導体装置若しくは液晶装置の製造工程における第１の工程により形成された基準パターンと、その後の第２の工程により形成された被測定パターンとを比較して前記基準パターンと前記被測定パターンとのずれ量を測定する合わせずれ測定に用いるパターンであって、前記基準パターンはリング状を成しており、更に前記被測定パターンもリング状を成していることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の合わせずれ測定パターンであって、前記基準パターンは、当該基準パターンのリング状の中心部を通る直線上に第１内部側壁部から対向する第２内部側壁部にかけて中心線パターンを有することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の合わせずれ測定パターンであって、前記基準パターンは、当該基準パターン上に第１凹部を有し、更に当該基準パターン上において、当該基準パターンのリング状の中心部を基準として当該第１凹部に対向する当該基準パターン上に第２凹部を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の合わせずれ測定パターンを用いた合わせずれ測定方法であって、前記基準パターンの内周と前記被測定パターンの内周との２つの交点を特定することにより合わせずれの距離を測定し、前記２つの交点により特定される直線と、前記基準パターンにより特定される基準軸との傾きを測定することにより、前記基準パターンと前記被測定パターンとの合わせずれを測定することを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の合わせずれ測定パターンを用いた合わせずれ測定方法であって、前記基準パターンの内周と前記被測定パターンの内周との２つの交点を特定することにより合わせずれの距離を測定し、前記２つの交点により特定される直線と、前記基準パターンのリング部と前記中心線パターンにより特定される基準軸との傾きを測定することにより、前記基準パターンと前記被測定パターンとの合わせずれを測定することを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の合わせずれ測定パターンを用いた合わせずれ測定方法であって、前記基準パターンの内周と前記被測定パターンの内周との２つの交点を特定することにより合わせずれの距離を測定し、前記２つの交点により特定される直線と、前記基準パターンのリング部と前記第1凹部及び前記第２凹部により特定される基準軸との傾きを測定することにより、前記基準パターンと前記被測定パターンとの合わせずれを測定することを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、半導体装置の製造工程において使用される半導体製造装置であって、請求項４ないし６に記載の合わせずれ測定パターンを用いた合わせずれ測定方法によりマスク若しくはレチクルの合わせずれを測定する機構を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の合わせずれ測定方法を用いた半導体製造装置により製造されたことを特徴とする。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、液晶装置の製造工程において使用される液晶製造装置であって、請求項４ないし６に記載の合わせずれ測定パターンを用いた合わせずれ測定方法によりマスク若しくはレチクルの合わせずれを測定する機構を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の合わせずれ測定方法を用いた液晶製造装置により製造されたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本実施の形態においては、半導体装置若しくは液晶装置の製造工程における第１の工程により形成された基準パターンと、その後の第２の工程により形成された被測定パターンとを比較して前記基準パターンと前記被測定パターンとのずれ量を測定する合わせずれ測定に用いるパターン、及び合わせずれ測定パターンを用いた測定方法について述べる。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態１にかかる基準パターン１を示す平面図である。更に、図２は本発明の実施の形態１にかかる被測定パターン２を示す平面図である。図1おいて、Ｒ１はリング状の基準パターン１の内径を示し、５は内周を、Ｓ１は基準パターン１の幅を、８は基準パターン１の中心部を示している。従って、基準パターン1の内周５は、中心部８を中心として半径Ｒ１／２の円となる。図２おいて、ｒ１はリング状の被測定パターン２の内径を示している。叉、ｒ２はリング状の被測定パターン２の外径を示し、６は内周を、９は被測定パターン２の中心部を示している。更に、ｓは被測定パターン２の幅を示している。従って、被測定パターン２の内周６は、中心部９を中心として半径ｒ１／２の円となる。リング状の基準パターン１の内径R１及びリング状の被測定パターン２の外径ｒ２の値は、製品の規格により要求されるレチクル及びマスクのずれ量の規格値により適当な値が選択されるべきである。ここでは、R1＞ｒ２の場合について説明する。尚、内径R１及び内径ｒは、各プロセスにおける合わせずれの規格値により設定されるものであり、幅Ｓ１及び幅ｓは顕微鏡や撮像装置の能力により誤差が生じない範囲に設定されることが望ましい。
【００１８】
図３は、半導体装置の製造工程における第１の工程により形成された基準パターン１と、その後の第２の工程により形成された被測定パターン２が合わせずれが規格値の範囲内である場合を示す図である。図３に示す様に、合わせずれが規格値以内である場合は、基準パターン１の内周５と被測定パターン２の内周６は接していない状態である。目視による合わせずれ測定の場合及び自動測定の場合において、この様な状態を認識すれば規格値内であると判断する。
【００１９】
図４は、判定が規格値外である場合の基準パターン1及び被測定パターン２の位置関係を表す上面図である。図４において、交点３、４は基準パターン１の内周５と被測定パターン２の内径６との２つの交点である。
【００２０】
以下、目視による測定の場合と自動測定の場合について説明する。
【００２１】
先ず、目視による測定の場合においては、既述の様に基準パターン１の内周５と被測定パターン２の内周６に交点３、４を観測すると規格値外であると判定すれば良い。この様に基準パターン１のリング部と被測定パターン２により判断基準が設定されているので、規格値以外を表現するパターンを有しないこととなり、これらのパターンを読み取る必要が無い。従って、合わせずれの測定効率の向上に繋がり、更には読み取り時の判断ミスの発生を低減できる。尚、目視による場合は規格値の範囲内外の判断は可能であるが、定量的なずれ量を測定することはできない。
【００２２】
次に、自動測定による場合において、規格値内外を判断する基準は目視の場合と同様に基準パターン１の内周５と被測定パターン２の内周６に交点３、４の有無によるものとする。即ち、基準パターン１と被測定パターン２との交点３、４を有する場合には規格値外であると判断するものである。
【００２３】
ここで、定量的なずれ量の測定方法について以下に説明する。
【００２４】
▲１▼先ず図４において、基準パターン１の内周５と被測定パターン２の内周６に交点３、４を観測し当該２点間の距離Tを測定する。この距離Ｔと内径Ｒ１との関係により基準パターン１と被測定パターン２とのずれ量の定量値を特定することが可能となる。
【００２５】
例えば、円状の基準パターン１の中心部８と交点３、４により決定される三角形と円状の被測定パターン２の中心部９と交点３、４により決定される三角形を考えた場合、基準パターン1の中心部８と被測定パターン２の中心部９との間の距離がずれ量になる。この２つの三角形は距離Tと基準パターン１の内径Ｒ１及び被測定パターン２の内径ｒ２により決定されるものである。即ち、規格値により内径Ｒ１と内径ｒ２は設定される為、内径Ｒ１と内径ｒ２は既知の値であり、この値が半導体装置の合わせずれ測定の機構に入力等される前提の下においては交点３、４を観測し当該２点間の距離Tを測定することによってずれ量の定量値を得ることができる。
【００２６】
▲２▼次に、基準パターン1に対する被測定パターン２の合わせずれの向きを測定する方法について説明する。図４に示すように、基準パターン１により特定される基準パターン１の中心部８を中心としてＹ軸（基準軸）を特定する。基準パターン1の中心部８を通過する直線のみ特定できれば良い。更に、基準パターン１の内周５と被測定パターン２の内周６における交点３、４間を結ぶ線分を特定する。この様にして特定された当該Ｙ軸（基準軸）と交点３、４間を結ぶ線分との交点における傾きθを測定することにより基準パターン1に対する被測定パターン２の合わせずれの向きを測定することができる。
【００２７】
以上の様に構成された合わせずれ測定パターンを用いた合わせずれ測定方法によれば、目視により合わせずれを測定する場合にあっては、合わせずれの測定効率が向上し、読み取りの判断ミスの発生を低減できる。従って、製造効率を向上し、更には製造される半導体装置や液晶装置の製造上の歩留まりを向上することができる。
【００２８】
叉、以上の様に構成された自動測定により合わせずれを測定する場合にあっては、パターン形状が単純である為、信頼性の高い合わせずれ測定が可能となる。従って、従来の合わせずれ測定方法に比べ、より適正な規格値の判定が可能となり判定ミスによる不良品の発生を低減することができる。更に、本実施の形態にかかる合わせずれ測定方法を実施する機構を有する半導体製造装置若しくは液晶製造装置により製造される半導体装置や液晶装置の製造上の歩留まりを向上することができる。
【００２９】
尚、本実施の形態においては、基準パターン1の外周と被測定パターン２の内周若しくは外周の交点間の距離を求めて合わせずれの定量値を得ることも可能である。
【００３０】
図５は、実施の形態１の変形例１にかかる基準パターン1０の上面図である。図５において、リング状の基準パターン１０は、当該基準パターンのリング状の中心部を通る直線上に第１内部側壁部１３から対向する第2内部側壁部１４にかけて線分状の中心線パターン１１を有する以外は実施の形態１の基準パターン１と同様の構造である。即ち、自動測定を行う場合、実施の形態１においては、Ｙ軸（基準軸）の特定をリング状となる基準パターン１のみによって行うものであるが、本変形例においては、中心線パターン１１を有することにより、Ｙ軸（基準軸）の特定を基準パターン１０のリング部及び中心線パターン１１の２種類のパターンによって特定するものである。
【００３１】
図6は、判定が規格値外である場合の基準パターン1０及び被測定パターン２の位置関係を表す上面図である。図６に示すように３a、４aは、基準パターン1０の内周５と被測定パターン２の内周６との交点である。尚、目視により合わせずれを測定する方法と自動測定により合わせずれのずれ量の定量値を測定する方法については実施の形態１と同様である。ここで、基準パターン１０に対する被測定パターン２の合わせずれの向きを測定方法について説明する。図６に示すように、基準パターン１０の中心を通過する中心線パターン１１に沿ってＹ軸（基準軸）が設定されている。この様に、基準パターン１０のリング部分により特定基準パターン１０のリング部及び中心線パターン１１によって特定するものである。従って、自動測定においてより正確なY軸（基準軸）の特定が可能となり、合わせずれの傾きの測定精度が向上することとなる。
【００３２】
以上、本実施の形態１の変形例１にかかる合わせずれ測定パターンを使用した測定法方によれば、半導体装置及び液晶装置の製造過程におけるマスクの合わせずれをより正確に測定することができるので、規格値内外の判定精度が向上することとなる。即ち、本変形例によれば、半導体装置及び液晶装置の製造上の歩留まりの向上に繋がるものである。
【００３３】
次に、本実施の形態１の変形例２について説明する。本変形例においては、基準パターン上にずれ方向の傾きを判定する際に用いるＹ軸（基準軸）を特定する為の凹状のパターンを有している点に特徴がある。以下図７及び図８を用いて説明する。
【００３４】
図７は、実施の形態１の変形例２にかかる基準パターン1２の上面図である。図７において、リング状の基準パターン１２は、当該基準パターン１２のリング状の中心部８を通る直線上に基準パターン１２上に凹部１５を有し、更に中心部８を基準として対向する当該基準パターン１２上に凹部１６を有している。その他の構成要素については実施の形態１の基準パターン1と同様の構造である。
【００３５】
図８は、判定が規格値外である場合の基準パターン1０及び被測定パターン２の位置関係を表す上面図である。図８に示すように３ｂ、４ｂは、基準パターン1２の内周５と被測定パターン２の内周６との交点である。尚、目視により合わせずれを測定する方法と自動測定により合わせずれのずれ量の定量値を測定する方法については実施の形態１と同様である。即ち、本変形例においては、Ｙ軸（基準軸）の特定を基準パターン１２のリング部及び凹部１５及び凹部１６によって特定するものである。この様に、基準パターン１０が既述の構造を成すことによりより正確にＹ軸（基準軸）の特定を行うことができる。Ｙ軸（基準軸）を特定した後の合わせずれの向きの測定方法については実施の形態1と同様である。以上の様に本変形例によれば、より正確にマスクやレチクルの合わせずれの測定が可能となる為、半導体装置及び液晶装置を製造する際に規格値内外の判定がより適正になる。従って、半導体装置及び液晶装置の製造上の歩留まりを向上することができる。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１及び４に記載の発明によれば、目視により合わせずれを測定する場合にあっては、合わせずれの測定効率が向上し、読み取りの判断ミスの発生を低減できる。従って、製造効率を向上し、製造される半導体装置や液晶装置の製造上の歩留まりを向上することができる。更に、自動測定により合わせずれを測定する場合にあっては、パターン形状が単純である為、信頼性の高い合わせずれ測定が可能となる。従って、従来の合わせずれ測定方法に比べ、より適正な規格値の判定が可能となり判定ミスによる不良品の発生を低減することができる。
【００３７】
請求項２及び５に記載の発明によれば、半導体装置及び液晶装置の製造過程におけるマスクの合わせずれをより正確に測定することができるので、規格値内外の判定精度が向上することとなる。従って、半導体装置及び液晶装置の製造上の歩留まりの向上に繋がる
請求項３及び６に記載の発明によれば、半導体装置及び液晶装置の製造過程におけるマスクの合わせずれをより正確に測定することができる。
【００３８】
請求項７及び８に記載の発明によれば、半導体装置の製造上の歩留まりを向上することができる。
【００３９】
請求項９及び１０に記載の発明によれば、液晶装置の製造上の歩留まりを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１にかかる基準パターンを表す平面図である。
【図２】実施の形態１にかかる被測定パターンを表す平面図である。
【図３】実施の形態１にかかる合わせずれ測定方法を説明する為の平面図である。
【図４】実施の形態１にかかる合わせずれ測定方法を説明する為の平面図である。
【図５】実施の形態１の変形例１にかかる基準パターンを表す平面図である。
【図６】実施の形態１の変形例１にかかる合わせずれ測定方法を説明する為の平面図である。
【図７】実施の形態１の変形例２にかかる基準パターンを表す平面図である。
【図８】実施の形態１の変形例２にかかる合わせずれ測定方法を説明する為の平面図である。
【図９】従来例の合わせずれ測定用のパターンの上面図である。
【図１０】従来例の合わせずれ測定用のパターンの一部を表す上面図図である。
【符号の説明】
１  基準パターン
２  被測定パターン
３  交点
４  交点
５  基準パターンの内周
６  被測定パターンの内周
８  基準パターンの中心部
９  被測定パターンの中心部。
【図１】
0004738643.tif 000002
【図２】
0004738643.tif 000003
【図３】
0004738643.tif 000004
【図４】
0004738643.tif 000005
【図５】
0004738643.tif 000006
【図６】
0004738643.tif 000007
【図７】
0004738643.tif 000008
【図８】
0004738643.tif 000009
【図９】
0004738643.tif 000010
【図１０】
0004738643.tif 000011