(57)【要約】本発明の方法は第１の露光装置を用いた第１のマスクの露光によりパターン付けされた少くとも１つの第１のマスク面ＭＥを有する基板Ｓを準備する工程と、第１のマスク面ＭＥに対して、第２の露光装置を用いた第２のマスク面のパターン付けに用意した第２のマスクＭを位置合せする工程と、第１のマスク面ＭＥと第２のマスクＭとの間のオーバーレイを測定する工程と、共通の基準グリツドの測定による第１，第２のマスク誤差ＦＡ，ＦＸ，ＦＢ，ＦＹおよび／または第１，第２の露光誤差に関して、予め保存された誤差データＦＡＤ，ＦＸＤ，ＦＢＤ，ＦＹＤを準備する工程と、第１，第２のマスク誤差ＦＡ，ＦＸ，ＦＢ，ＦＹおよび／または第１，第２の露光誤差に関して、予め保存された誤差データＦＡＤ，ＦＸＤ，ＦＢＤ，ＦＹＤを勘案して測定されたオーバーレイを解析する工程と、解析結果に応じて第２のマスクＭの位置合せの補正を実行する工程とからなる。
2004531057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の露光装置を用いた第１のマスクの露光によりパターン付けされた少くとも１つの第１のマスク面（ＭＥ）を有する基板（Ｓ）を準備する工程と、第１のマスク面（ＭＥ）に対して、第２の露光装置を用いた第２のマスク面のパターン付けに準備した第２のマスク（Ｍ）を位置合せする工程と、第１のマスク面（ＭＥ）と第２のマスク面との間のオーバーレイを測定する工程と、共通の基準グリツドの測定による第１，第２のマスク誤差（ＦＡ，ＦＸ，ＦＢ，ＦＹ）および／または第１，第２の露光装置の露光誤差に関してデータベース（ＤＢ）に保存された誤差データ（ＦＡＤ，ＦＸＤ，ＦＢＤ，ＦＹＤ）を準備する工程と、第１，第２のマスク誤差（ＦＡ，ＦＸ，ＦＢ，ＦＹ）および／または第１，第２の露光装置の露光誤差に関して予め保存された誤差データ（ＦＡＤ，ＦＸＤ，ＦＢＤ，ＦＹＤ）を勘案して測定されたオーバーレイを解析する工程と、オーバーレイ解析の結果を予定の仕様と比較する工程と、前記比較の結果に応じて第２のマスク（Ｍ）の位置合せを補正するための補正ステツプを実行する工程とからなる、集積回路の製造のためのフオトリソグラフイツク・プロセスにおける２つのマスク面のオーバーレイを調節する方法。
【請求項２】
前記解析工程は補正可能の誤差のリスト（Ｌ２，Ｌ２´）と補正不能の誤差のリスト（Ｌ１，Ｌ１´）とを分離することを特徴とする、請求項１に記載の集積回路の製造のためのフオトリソグラフイツク・プロセスにおける２つのマスク面のオーバーレイを調節する方法。
【請求項３】
前記比較の結果が仕様の範囲外にあつても、補正不能の誤差のリスト（Ｌ１，Ｌ１´）のみが存在する場合には、前記フオトリソグラフイツク・プロセスを中断することを特徴とする、請求項２に記載の集積回路の製造のためのフオトリソグラフイツク・プロセスにおける２つのマスク面のオーバーレイを調節する方法。
【請求項４】
前記補正ステツプの数が所定の値を超えるか、予測された結果が不十分と査定された場合には、前記フオトリソグラフイツク・プロセスを中断することを特徴とする、請求項１に記載の集積回路の製造のためのフオトリソグラフイツク・プロセスにおける２つのマスク面のオーバーレイを調節する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は集積回路のためのフオトリソグラフイツク・プロセスにおける２つのマスク面のオーバレイ調節を最適化する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体技術における集積回路の製造は通常、できるだけ互いに一致するように位置合せされた複数のマスク面により達成される。オーバーレイ精度を高めるという要求は、集積密度を増加させる。オーバーレイの品質に関しできるだけ明確にし、かつ対応する補正を行うには、組織的な誤謬の原因を明らかにしない限り達成できない。オーバーレイ精度に関連してリソグラフイに生じる誤謬の原因は、なかんずく個々のリソグラフイ段階で用いるフオトマスクの耐性および例えば投影歪みなどの、使用する露光装置の露光誤差である。
【０００３】
２つのマスク面のオーバレイを調節する公知の方法では、上述のような誤謬の原因は、これまで考慮されていなかつた。マスクの耐性やレンズの歪み（収差）が特定され、露光装置の組合せが考慮されていたが、これらはまだオーバレイの測定を直接評価するためには、付随的にも組み入れられてはいない。
【０００４】
図２ａ，２ｂは集積回路を製造するためのリソグラフイツク・プロセスを示す説明図である。
【０００５】
図２ａにおいて、基板（サブストレイト）Ｓは第１のマスク面ＭＥを備えられ、第１の露光装置を用いて図示されてない第１のマスクを露光してパターン付けをされる。その後（さらに集積部品の製造に必要なプロセスステツプの後）、フオトレジスト層ＰＬが第１のマスク面ＭＥに施される。第２のマスクＭは基板Ｓに備えられた基準マークを用いて、第１のマスク面ＭＥに位置合せされてマスクＡＬとされる。この場合、第２のマスク面へのパターン付けのための第２のマスクＭは、転写のために第２の露光装置に備えてもよい。
【０００６】
通常、マスクは一方の面にパターン付けしたクロム層ＣＲを有する透明なガラスキヤリヤＧＬからなる。光ビームＳＴはマスクのクロムのない部分を通過することができ、こうして、フオトレジスト層ＰＬを露光し、フオトレジスト層ＰＬにマスクの構成を転写する。
【０００７】
図２ｂに示すように、光ビームＳＴによる露光の後に現像プロセスＥが行われる。ポジテイブ・レジスト層の場合、露光された部分はフオトレジスト層ＰＬからパターン付けされたフオトレジスト層ＰＬ´へと溶解される。続いて、マスク面ＭＥに対するフオトレジスト面ＰＬ´のオーバレイの測定は、２つの面のオーバーレイ精度の質に係る結果をもたらす。
【０００８】
図３は集積回路（ＩＣ）の製造のためのフイートバツク指令（ループ）を有する、リソグラフイツク・プロセスにおける２つのマスク面のオーバーレイを調節する公知の方法の基本的ステツプを示す。
【０００９】
公知の方法はＳ１０で開始し、基板Ｓに第１のマスク面ＭＥが備えられる。矢印ｙで示すように、後のオーバーレイの誤差フアクタは既にここに存在する。つまり、第１のマスク面ＭＥを生成するのに用いた第１のマスクのマスク誤差ＦＡと、第１のマスクを露光するのに用いた第１の露光装置から生じる露光誤差ＦＸとがそれぞれ存在する。
【００１０】
Ｓ２０（リソグラフイ・プロセス）で、第２のマスクＭが第１のマスク面ＭＥに位置合せされる。この時、オーバーレイのためにさらなる誤差変数が生じ、これは矢印２で示される。特に、第２のマスクＭのマスク誤差ＦＢと、マスクＭを露光するのに用いる第２の露光装置の露光誤差ＦＹと、基板Ｓに対するマスクＭのプロセスと位置合せで生じる位置合せ誤差ＦＡＬとである。
【００１１】
マスク誤差ＦＡ，ＦＢおよび露光誤差ＦＸ，ＦＹ（歪み）の高次の成分は、一般に露光装置の補正不能の誤差と見なされる。
【００１２】
続くＳ３０で、第１のマスク面ＭＥと第２のマスクＭとの間のオーバーレイが測定される。これは例えば処理された基板Ｓの選択された部分でのボツクス・イン・ボツクス測定のような慣例の方法により行われる。
【００１３】
Ｓ３０でのオーバーレイ測定の結果は、Ｓ４０で引き続き分析される。通常、このような分析は、所定のアリゴリズムに従つてデジタル化されたデータを解析するソフトウエア・プログラムの助けをかりて実行される。評価のねらいは一方でオーバーレイ精度を査定し、他方で再処理に必要とされる補正パラメータを含む、基板を再処理することの可能性を予測することにある。
【００１４】
公知のオーバーレイ分析は誤差ＦＡ，ＦＸ，ＦＢ，ＦＹ，ＦＡＬまたはその他の誤差に影響する誤差相互の相違を区別することができないという欠点がある。したがつて、例えば無作為に分配された誤差画像（歪み）のような露光装置の補正不能の誤差のリストＬ１と、回転、偏位などのような補正可能の誤差のリストＬ２との区別は、高度の全体的な仕方でのみ実現される。
【００１５】
Ｓ５０でリストＬ１，Ｌ２を用いて、所定の基準によるオーバーレイ解析の査定が公知の方法で実行される。Ｓ６０で測定結果は所定の仕様と比較される。
【００１６】
もし、Ｓ６０での比較からオーバーレイが仕様の限界内にあることが分かれば、リソグラフイツク・プロセスのオーバーレイ要素は合格と見なされ、Ｓ６５で基板Ｓのさらなる処理を続ける。Ｓ６０での解答がＮＯの時はＳ７０で後処理が着手される。特に、このような後処理はＳ２０の繰返しでリストＬ２に従い補正可能の誤差を生じる。これは接点Ｖの閉成で示されている。換言すれば、Ｓ２０が新たに実行された時と同じ回転または偏位のような補正可能の誤差を考慮することができる。
【特許文献１】
ＵＳ−Ａ−５，４４４，５３８は複数の誤位置合せベクトルが計測され、次いで計測された誤位置合せベクトルに基づいて最小化が実行される、オーバーレイ誤差を最適化する方法を開示している。
【非特許文献１】
ＳＰＩＥ会報  ９２１巻２０７−２２１頁；  ＸＰ００８，０１５，１４７はオーバーレイ誤差を異なる要素に解析する方法を開示している。
【００１７】
ＳＰＩＥ会報  ３６７９巻１９３−２０７頁；  ＸＰ００８，０１５，１４８は異なる誤差要素を互いに分離し得るオーバーレイ誤差の予測方法を開示している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の目的ないし課題は集積回路の製造のためのフオトリソグラフイツク・プロセスにおける２つのマスク面のオーバーレイを調節する方法を提供し、これにより良好な誤差の解析と続くオーバーレイ誤差の補正とを可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の課題は請求項１に特定された集積回路の製造のためのフオトリソグラフイツク・プロセスにおける２つのマスク面のオーバーレイを調節する方法により達成される。
【００２０】
つまり、上記課題を解決するために、本発明の方法は第１の露光装置を用いた第１のマスクの露光によりパターン付けされた少くとも１つの第１のマスク面（ＭＥ）を有する基板（Ｓ）を準備する工程と、第１のマスク面（ＭＥ）に対して、第２の露光装置を用いた第２のマスク面のパターン付けに準備した第２のマスク（Ｍ）を位置合せする工程と、第１のマスク面（ＭＥ）と第２のマスク面との間のオーバーレイを測定する工程と、共通の基準グリツド（格子）の測定による第１，第２のマスク誤差（ＦＡ，ＦＸ，ＦＢ，ＦＹ）および／または第１，第２の露光装置の露光誤差に関してデータベース（ＤＢ）に保存された誤差データ（ＦＡＤ，ＦＸＤ，ＦＢＤ，ＦＹＤ）を準備する工程と、第１，第２のマスク誤差（ＦＡ，ＦＸ，ＦＢ，ＦＹ）および／または第１，第２の露光装置の露光誤差に関して予め保存された誤差データ（ＦＡＤ，ＦＸＤ，ＦＢＤ，ＦＹＤ）を勘案して測定されたオーバーレイを解析する工程と、オーバーレイ解析の結果を予定の仕様と比較する工程と、前記比較の結果に応じて第２のマスク（Ｍ）の位置合せを補正するための補正ステツプを実行する工程とからなる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明が根拠とする思想では、マスクおよび／または露光装置は基準グリツドを用いるのに先立ち測定され、測定から得られたデータが補正不能の誤差のデータベースに保存されることである。これらの誤差データは、後で補正可能の誤差と補正不能の誤差とに分離できるように、オーバーレイ解析中に付随的に考慮される。これは後処理を順に進めるのが好適か否かを査定ないし評価するを簡単にし、したがつて、見込みのない後処理指令（ループ）を避けることに貢献する。その結果、本発明による方法は結局処理時間と装置容量の節約になる。さらに、フィードバツク・指令（ループ）では現実的には補正可能のパラメータだけが重ね合された補正不能の構成要素、つまりオーバーレイ結果の改善に貢献する過剰な補償なしに露光装置を利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の集積回路の製造のためのフオトリソグラフイツク・プロセスにおける２つのマスク面のオーバーレイを調節する方法の、効果的な展開と改良が従属請求項に見い出される。
【００２３】
好適な展開では解析結果は補正可能な誤差と補正不能の誤差との分離を行う。
【００２４】
さらに好適な展開では、補正ステツプの数が所定値を超えるか、予測結果が不十分と査定されると、フオトリソグラフイツク・プロセスは中断される。
【００２５】
以下、本発明の具体的実施例を図面に基づき詳細に説明する。
【実施例１】
【００２６】
図において、同一の符号は同一の構成部材つまり機能的に同一の構成部材を示す。
【００２７】
図１は本発明の第１実施例に係る集積回路の製造のためのフオトリソグラフイツク・プロセスにおける２つのマスク面のオーバーレイを調節する方法の基本的ステツプ（以下、各ステツプを単にＳで表す）を示す。
【００２８】
図１において、Ｓ１０〜Ｓ３０は、図３における公知の方法のものと同様に機能するものである。
【００２９】
特に、Ｓ１０で基板Ｓの第１のマスク面ＭＥが、第１の露光装置を用いた第１のマスクの露光によりパターン付けされる。
【００３０】
次いでＳ２０で、第２の露光装置を用いた第２のマスク面のパターン付けに準備された第２のマスクＭが、第１のマスク面ＭＥに位置合せされる。
【００３１】
最後に、Ｓ３０で第１のマスク面ＭＥと第２のマスクＭとの間のオーバーレイが測定される。
【００３２】
続くＳ４０Ａは図３における公知のＳ４０とはつきりと異なる。なぜなら、誤差ＦＡ，ＦＸ，ＦＢ，ＦＹ，ＦＡＬの影響を受けた誤差の違いを区別できるからである。
【００３３】
この実施例では、上述した第１，第２のマスク誤差ＦＡ，ＡＢと第１，第２の露光誤差ＦＸ，ＦＹとに関する誤差データＦＡＤ，ＦＸＤ，ＦＢＤ，ＦＹＤが予め準備されていることによる。
【００３４】
これらの誤差データＦＡＤ，ＦＸＤ，ＦＢＤ，ＦＹＤは基準グリツド（登録されたもの）による第１，第２のマスクと第１，第２の露光装置の映像との測定により得られる。続いて、誤差データＦＡＤ，ＦＸＤ，ＦＢＤ，ＦＹＤはデータベースＤＢに保存される。
【００３５】
基準グリツドを用いたマスク誤差の測定は非常に簡単に、つりまマスクの製造後に直接実行される。実施例では各マスクが供給されると、前記誤差データを含むフアイルが加えられる。前記フアイルはオーバーレイ解析ソフトウエアのデータベースに保存されている。
【００３６】
露光装置のレンズシステムのゆがみも、比較的簡単な手段で、すなわち較正（キヤリブレイト）された測定装置での直接測定によるか、マスク誤差を決定するのに用いた基準グリツドに便宜上対応する、独断的に定義した基準グリツドにより決定される。
【００３７】
露光装置のレンズシステムのゆがみを決定するための基準デイスクは、同じ測定装置を用いて便宜上測定され、これにより測定に用いられたマスクも同様に特徴付けられる。こうして、共通の基準レンズシステムが基本として利用できる。
【００３８】
これら全てのデータがデータベースＤＢのような共通の基準に設定され、条件付けされれば、それらはソフトウエアの実行によりオーバーレイ測定の評価に用いることができる。こうして、必要ならば最適の補正パラメータが規定される。
【００３９】
したがつて、本発明では前もつて与えられた誤差データＦＡＤ，ＦＸＤ，ＦＢＤ，ＦＹＤが、Ｓ４０Ａで測定されたオーバーレイの解析中に考慮され、関係する誤差源を除去できるという効果を奏する。本実施例では組織的な誤差が分離されるので、補正可能の誤差のリストＬ２´と補正不能の誤差のリストＬ１´との分割ないし分離を、極めて簡単かつより正確に行うことができる。
【００４０】
Ｓ５０でリストＬ１´，Ｌ２´を用いて、オーバーレイ解析の予め定められた判断基準による査定が公知の方法で実行される。査定の結果はＳ６０で予め定められた仕様と比較される。
【００４１】
もし、Ｓ６０での比較でオーバーレイが仕様の限界内にあることが分れば、Ｓ６０での計画されたさらなる処理を継続することができる。Ｓ６０での解答がＮＯの場合は、Ｓ７０で後処理が着手される。これは矢印３で示される。特に、このような後処理は、リストＬ２´に関連する補正可能の誤差が生じ、接点Ｖの閉成を表示する結果、Ｓ２０を繰返し実行する。換言すれば、Ｓ２０が再び実行された時に特定される、例えば回転、偏位などの補正可能の誤差を抑えることができる。
【００４２】
上述したように、本発明を具体的実施例に基づいて述べたが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【００４３】
特に、必要と認められる補正のステツプの数が予定の値を超えるか、達成されるべきオーバーレイ結果が予定の仕様と一致しない場合には、後処理が計算された補正の値に効果があつたとしても、フオトリゾグラフイツク・プロセスは中断される。
【００４４】
また、比較の結果が仕様の範囲外にあつても補正不能の誤差がある場合は、フオトリゾグラフイツク・プロセスのフイードバツク指令（ループ）は中断される。
【００４５】
また、例えばプロセス・パラメータのようなさらなるパラメータが組織的に検出され、Ｓ４０Ａで計数されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１実施例に係る集積回路の製造のためのフオトリソグラフイツク・プロセスにおける２つのマスク面のオーバーレイを調節する方法の基本的ステツプを示す。
【図２】図２ａ，２ｂは集積回路の製造のためのフオトリソグラフイツク・プロセスを示す模式図である。
【図３】図３は公知の集積回路の製造のためのフオトリソグラフイツク・プロセスにおける２つのマスク面のオーバーレイを調節する方法の基本的ステツプを示す。
【符号の説明】
【００４７】
ＡＬ：マスク
ＣＲ：クロム層
ＤＢ：データベース
Ｅ：現像プロセス
ＦＡ，ＦＢ：マスク誤差
ＦＡＤ，ＦＢＤ：マスク誤差データ
ＦＡＬ：位置合せ誤差
ＦＸ，ＦＹ：露光誤差
ＦＸＤ，ＦＹＤ：露光誤差データ
ＧＬ：ガラスキヤリヤ
Ｌ１，Ｌ１´：補正不能の誤差のリスト
Ｌ２，Ｌ２´：補正可能の誤差のリスト
Ｍ：マスク
ＭＥ：マスク面
ＰＬ，ＰＬ´：フオトレジスト層
Ｓ：基板
ＳＴ：光ビーム
Ｖ：接点
ｙ，２〜４：矢印
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004531057.tif 000025
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004531057.tif 000027
2004531057.tif 000028
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2004531057.tif 000040
2004531057.tif 000041
2004531057.tif 000042
2004531057.tif 000043
【国際調査報告】
2004531057.tif 000044
2004531057.tif 000045
2004531057.tif 000046
2004531057.tif 000047
2004531057.tif 000048
2004531057.tif 000049