DE19736959C2

DE19736959C2 - Zwischenmaske, dadurch übertragenes Muster und Korrekturverfahren

Info

Publication number: DE19736959C2
Application number: DE19736959A
Authority: DE
Inventors: Naohisa Tamada; Toshihide Kawachi; Yuki Miyamoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-08-25
Publication date: 2003-08-21
Anticipated expiration: 2017-08-26
Also published as: KR19980079345A; JPH10274855A; KR100239020B1; US5868560A; TW343354B; DE19736959A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zwischenmaske, ein Muster, das durch eine Zwischenmaske übertragen wird und ein Korrekturverfahren. Genauer gesagt, die vorliegende Erfin dung bezieht sich auf eine Zwischenmaske, ein Muster, das durch eine Zwischenmaske übertragen wird und ein Korrekturverfahren in einem Belichtungsvorgang für einen Halbleiterwafer.

Ein Belichtungsvorgang ist herkömmlicherweise als Herstellungs schritt für ICs und LSIs bekannt. In diesem Belichtungsvorgang wird eine Abweichung in der Drehung eines Belichtungsbereiches (Chip-Drehung) und eine Abweichung in der Vergrößerung eines Belichtungsbereiches (Chip-Vergrößerung) angetroffen, die vom Halbleiterwafer und der Belichtungseinrichtung (Stepper) stam men.

Ein Nachweis einer derartigen Chip-Drehung und Chip- Vergrößerung wird herkömmlicherweise, wie im folgenden darge legt, ausgeführt. Ein tiefer liegendes Muster, das zuvor gebil det wird, wird belichtet und entwickelt. Ein weiteres Meßmuster wird über diesem tiefer liegenden Muster ausgebildet. Die Stär ke der Abweichung zwischen diesem Meßmuster und dem tiefer lie genden Muster wird ausgemessen. Jedoch war es schwierig, die Chip-Drehung und die Chip-Vergrößerung im ersten Belichtungs schritt (erster Schritt) auszumessen, in dem kein tiefer lie gendes Muster auf dem Wafer gemäß der herkömmlichen Technik vorhanden ist. Ein Meßmuster wurde benötigt, das das Ausmessen der Chip-Drehung und Chip-Vergrößerung erlaubt, wobei nur ein Wafer der Belichtung und Entwicklung unterworfen wird, ohne ein tiefer liegendes Muster zu benötigen.

In den letzten Jahren ist die Forderung nach einer Überlage rungsgenauigkeit entscheidend. Es ist jetzt nötig, die Belich tungsbedingung nach dem Ausmessen der Abweichung in der Chip- Drehung und der Chip-Vergrößerung für einen Wafer in einem Los zu korrigieren, um eine Variation in der Belichtungsbedingung für den ersten Schritt für andere Wafer in demselben Los auszu schalten. Es ist auch nötig geworden, die Belichtungsbedingung des ersten Schrittes zwischen einer Mehrzahl von Steppern ein heitlich zu machen. Wenn der erste Schritt ausgeführt wird un ter Verwendung einer Mehrzahl von Steppern, wird es, mit der Mehrzahl von Steppern in den Schritten, die dem ersten Schritt folgen, eine Mischung von Halbleiterwafern geben, die dem er sten Schritt der Belichtung unterzogen sind. Zur Verbesserung der Überlagerungsgenauigkeit zwischen jedem Schritt müssen die Mehrzahl der Stepper die Belichtungsbedingung des ersten Schrittes gleichgesetzt haben. Um diese Anforderungen zu erfül len, muß die Variation in der Chip-Drehung und die Variation in der Chip-Vergrößerung unabhängig für jeden Stepper berechnet werden, um die Belichtungsbedingung für jeden Stepper gemäß des errechneten Ergebnisses zu korrigieren.

Die Fig. 12 und 13 sind Draufsichten, die ein herkömmliches Meßmuster (Justiermarke) zeigen. Diese Justiermarke ist in der JP 6-324475 A offenbart. Genauer gesagt, die Fig. 12 ist eine Draufsicht, die eine herkömmlicherweise vorgeschlagene Zwi schenmaske zeigt und die Fig. 13 ist eine Draufsicht, die eine Justiermarke zeigt, welche auf einem Wafer unter Verwenden der Zwischenmaske der Fig. 12 ausgebildet ist.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 12, ein Schaltungsmusterbereich 25 einer rechteckigen Konfiguration ist auf einem vorbestimmten Bereich eines transparenten Substrats 22 mittels der herkömmli chen Zwischenmaske gebildet. Eine Waferausrichtungsmarke 26 ist in einer äußeren Umfangsfläche des Schaltungsmusterbereichs 25 ausgebildet. Außerdem sind die jeweiligen Justiermarken 27 in den vier äußeren Ecken des Schaltungsmusterbereichs 25 gebil det. Ein Lichtblockierbereich 24 ist so ausgebildet, daß er die entsprechende Justiermarke 27 umgibt. Vier Zwischenmaskenaus richtungsmarken 23 sind auf der äußeren Seite des Lichtbloc kierbereiches 24 gebildet.

Durch Übertragen des Musters der benutzten Zwischenmaske der Fig. 12 auf einen Wafer wird eine Justiermarke, wie in Fig. 13 gezeigt, erhalten. Die Justiermarke der Fig. 13 zeigt eine be stimmte ebene Konfiguration der Justiermarke 27, die in Fig. 12 gezeigt ist. Bezugnehmend auf Fig. 13, die Justiermarke, die auf dem Wafer gebildet ist, weist eine erste Justiermarke 28 und eine zweite Justiermarke 29 auf. Die erste Justiermarke 28 weist einen Vorsprungsabschnitt 30 auf. Die zweite Justiermarke 29 weist einen Vorsprungsabschnitt 31 auf. Die Schrittweite der Vorsprünge des Vorsprungsabschnitts 30 ist leicht versetzt zur Schrittweite der Vorsprünge des Vorsprungsabschnitts 31 ge setzt.

In einem Betrieb wird die Belichtung unter Verwenden der in der Fig. 12 gezeigten herkömmlichen Zwischenmaske ausgeführt. Nach einem Entwicklungsvorgang werden die erste Justiermarke 28 und die zweite Justiermarke 29, die in Fig. 13 gezeigt sind, auf einem Belichtungsbereich auf einem Wafer gebildet. Die Stärke der Abweichung wird ausgemessen durch Ermittlung der Unter schiedes zwischen den Entfernung a und b zwischen dem Vor sprungsabschnitt 30 der ersten Justiermarke 28 und dem Vor sprungsabschnitt 31 der zweiten Justiermarke 29.

Jedoch werden das spezielle Verfahren des Nachweisens der Ab weichung und das zugehörige Korrekturverfahren gemäß der her kömmlichen Justiermarken, die in Fig. 12 und 13 gezeigt sind, nicht in der JP 6-324475 A offenbart. Das Verfahren des Berech nens der Abweichung in der Chip-Drehung und Chip-Vergrößerung unabhängig voneinander, um die Korrektur auszuführen, wird ebenfalls nicht offenbart. Es war daher schwierig, die herkömm liche Technik, die in den Fig. 12 und 13 gezeigt ist, anzuwen den, um die Chip-Drehung und die Chip-Vergrößerung zum Zeit punkt der Belichtung mit einem Stepper zu korrigieren.

Die Justiermarke, die in Fig. 13 gezeigt ist, birgt die Mög lichkeit einer Verformung in der Justiermarke, wenn eine Ablen kung auftritt. Es war schwierig, ein genaues Ausmessen in einem solchen Fall auszuführen. Gemäß der ersten und zweiten Justier marken 28 und 29 der Fig. 13 kann es einen Fall geben, in dem der Einfluß der Ablenkung verschieden ist zwischen der Justier marke und dem Schaltungsmusterbereich in Abhängigkeit vom Mu stertyp und vom Schaltungsmusterbereich. In einem solchen Fall ist die Benutzung der Justiermarke der Fig. 13 als Meßmittel zur Verminderung des Einflusses der Ablenkung auf den Schal tungsmusterbereich unangebracht.

Ferner hat die Justiermarke, die in Fig. 13 gezeigt ist, den Nachteil, daß eine größere Belegungsfläche benötigt wird, da die erste und die zweite Justiermarke 28 und 29 sich gegensei tig nicht vollständig überlappen. Es gab ein Problem, daß der Belichtungsbereich des Steppers nicht effektiv genutzt werden kann.

Gemäß der in Fig. 13 gezeigten herkömmlichen Justiermarke ist die zweite Justiermarke 29 oberhalb der ersten Justier marke 28 ausgebildet, die zuvor als ein tiefer liegendes Mu ster zum Nachweisen der Abweichung zwischen der ersten und zweiten Justiermarke 28 und 29 ausgebildet wurde. Daher gab es ein Problem, daß es schwierig war, solch herkömmliche Marken zu benutzen, wenn die Belichtung im ersten Schritt ausgeführt werden soll.

In der DE 195 10 449 A1 ist ein Retikel mit Haupt- und Un terfeinstellern beschrieben, die die Ermittlung von Retikel rotationsfehlern ermöglichen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zwischenmaske anzugeben, welche ein Meßmuster aufweist, mit dem ein Ausmessen nur mit einem Wafer erreicht werden kann, der der Belichtung und Entwicklung ohne ein tiefer liegendes Muster unterzogen wird, und ein Muster anzugeben, das durch eine solche Zwischenmaske übertragen ist, eine Zwischenmaske anzugeben, die eine Korrektur mit einer hohen Genauigkeit ermöglicht durch Setzen des Einflusses ei ner Ablenkung im wesentlichen gleich zwischen einem Chipbe reich und einem Justiermarkenbereich, und ein Muster anzuge ben, das durch eine solche Zwischenmaske übertragen ist, eine Zwischenmaske anzugeben, welche ein Meßmuster aufweist, das es ermöglicht, die Belegungsfläche zu verringern, und ein Muster anzugeben, das durch eine solche Zwischenmaske übertragen ist, und ein Verfahren zum Korrigieren einer Überlappungsabweichung anzugeben, das außerdem ermöglicht, die Chip-Drehung, die Chip-Vergrößerung und die Chip-Orthogonalität unabhängig voneinander zu berechnen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Zwischenmaske nach An spruch 1, ein Muster nach Anspruch 6 und ein Korrekturver fahren nach Anspruch 10.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung weist eine Zwi schenmaske, die in einem Belichtungsvorgang eines Halbleiterwa fers benutzt wird, ein transparentes Substrat mit einer Haupto berfläche, ein Chipmuster, ein Dicinglinienmuster, ein erstes Meßmuster, ein zweites Meßmuster, ein drittes Meßmuster und ein viertes Meßmuster auf. Das Chipmuster ist auf der Hauptoberflä che des transparenten Substrats ausgebildet. Das Dicinglinien muster ist auf der Hauptoberfläche des transparenten Substrats entlang des äußeren Umfangs einer X-Achsenrichtung des Chipmu sters und einer Y-Achsenrichtung des Chipmusters ausgebildet. Mindestens ein erstes Meßmuster ist auf dem Dicinglinienmuster in der X-Achsenrichtung ausgebildet. Das zweite Meßmuster ist auf einer Verlängerungslinie von dem ersten Meßmuster in der Y- Achsenrichtung derart ausgebildet, daß das Chipmuster zwischen dem ersten Meßmuster und dem zweiten Meßmuster eingeschlossen ist. Mindestens ein drittes Meßmuster ist auf dem Dicinglinien muster in der Y-Achsenrichtung ausgebildet. Das vierte Meßmu ster ist auf einer Verlängerungslinie von dem dritten Meßmuster in der Y-Achsenrichtung derart ausgebildet, daß das Chipmuster zwischen dem dritten und dem vierten Meßmuster eingeschlossen ist. Die Entfernung zwischen dem äußeren Umfang des Dicinglini enmusters in der X-Achsenrichtung zum Schwerpunkt des ersten Meßmusters ist im wesentlichen gleich der Entfernung vom äuße ren Umfang des Chipmusters in der X-Achsenrichtung zum Schwer punkt des zweiten Meßmusters. Die Entfernung vom äußeren Umfang des Dicinglinienmusters in der Y-Achsenrichtung zum Schwerpunkt des dritten Meßmusters in der X-Achsenrichtung ist im wesentli chen gleich der Entfernung vom äußeren Umfang des Chipmusters in der Y-Achsenrichtung zum Schwerpunkt des vierten Meßmusters in der X-Achsenrichtung.

Durch Vorsehen eines ersten, zweiten, dritten und vierten Meß musters in der Zwischenmaske des vorliegenden Aspekts, wird ein erstes und zweites Meßmuster einander überlappend auf dem Di cinglinienmuster in der X-Achsenrichtung ausgebildet und das dritte und vierte Meßmuster wird auf dem Dicinglinienmuster in der Y-Achsenrichtung ausgebildet, wenn ein Muster auf einen Wa fer unter Verwenden dieser Zwischenmaske übertragen wird. Durch Ausmessen der Stärke der Abweichung zwischen dem übertragenen ersten Meßmuster und dem zweiten Meßmuster und der Stärke der Abweichung zwischen dem übertragenen dritten Meßmuster und dem vierten Meßmuster, kann die Abweichung in der Chip-Vergrößerung und Chip-Drehung leicht berechnet werden, ohne daß ein tiefer liegendes Muster vorgesehen werden muß. Die Meßmuster der Aus führungsformen der vorliegenden Erfindung können auf den ersten Belichtungsvorgang (erster Schritt) angewendet werden, da es möglich ist, eine Abweichung in der Überlagerung mit nur einem Muster nachzuweisen, das der Belichtung und der Entwicklung un terzogen ist, und ohne ein tiefer liegendes Muster vorsehen zu müssen. Daher kann die Belichtungsbedingung des ersten Schrit tes gleich gesetzt werden zwischen einer Mehrzahl von Steppern, wenn die Belichtung des ersten Schrittes durch eine Mehrzahl von Steppern ausgeführt wird. Als eine Folge kann die Überlage rungsgenauigkeit in den Schritten, die auf den ersten Schritt folgen, verbessert werden im Vergleich zu derjenigen der her kömmlichen Technik. Gemäß der Zwischenmaske des vorliegenden Aspektes, überlappen das erste und zweite Meßmuster einander vollständig und auch das dritte und vierte Meßmuster überlappen einander vollständig, wenn das erste bis vierte Meßmuster über tragen wird. Es ist daher möglich, die Belegungsfläche auf dem Meßmuster zu verringern. Daher kann der Belichtungsbereich der Stepper effektiv genutzt werden.

Gemäß der Zwischenmaske des vorliegenden Aspekts wird das er ste, zweite, dritte und vierte Meßmuster vorzugsweise derart gebildet, daß sie ein Muster eines Typs, das identisch ist zu demjenigen des Chipmusters, aufweisen. Es ist daher möglich, die Belichtungs- und die Entwicklungseigenschaften des ersten bis vierten Meßmusters denjenigen des Chipmusters anzunähern. Der Effekt der Ablenkung auf die Meßmuster kann dem Effekt der Ablenkung auf die Chipfläche angenähert werden, um ein genaue res Ausmessen in der Überlagerungsgenauigkeit zu ermöglichen. Ferner vorzugsweise wird das erste und zweite Meßmuster derart geformt, daß sie im wesentlichen dieselbe Konfiguration haben, und eins des ersten und zweiten Meßmusters größer ist in seiner Abmessung als das andere. Auch wird das dritte und vierte Meß muster derart ausgebildet, daß sie im wesentlichen dieselbe Konfiguration haben, und eins des dritten und vierten Meßmu sters in seiner Abmessung größer ausgebildet ist als das ande re. Demgemäß können das erste und das zweite Meßmuster einander vollständig überlappen und das dritte und vierte Meßmuster kön nen einander vollständig überlappen, wenn die Meßmuster auf ei nen Wafer unter Verwenden dieser Zwischenmaske übertragen wer den. Als eine Folge kann die Fläche für das erste bis vierte Meßmuster, die als Justiermarken dienen, verringert werden in seiner Abmessung im Vergleich zur herkömmlichen Technik. Daher kann der Belichtungsbereich des Steppers effektiv genutzt wer den.

Gemäß eines anderen Aspekts der vorliegenden Erfindung weist ein Muster, das auf einem Halbleiterwafer unter Verwenden einer Zwischenmaske ausgebildet ist, ein Chipmuster, ein Dicinglini enmuster, ein erstes Meßmuster, ein zweites Meßmuster, ein drittes Meßmuster und ein viertes Meßmuster auf. Das Dicingli nienmuster ist entlang des äußeren Umfanges des Chipmusters in einer X-Achsenrichtung und einer Y-Achsenrichtung ausgebildet. Mindestens ein erstes Meßmuster ist auf dem Dicinglinienmuster in der X-Achsenrichtung ausgebildet. Das zweite Meßmuster ist innerhalb des Bereiches des ersten Meßmusters derart ausgebil det, daß es das erste Meßmuster überlappt. Das zweite Meßmuster ist kleiner als das erste Meßmuster. Mindestens ein drittes Meßmuster ist auf dem Dicinglinienmuster in der Y- Achsenrichtung ausgebildet. Das vierte Meßmuster ist kleiner als das dritte Meßmuster und ist innerhalb eines Bereiches des dritten Meßmusters derart ausgebildet, daß es das dritte Meßmuster überlappt. Gemäß des Musters des vorliegenden Aspekts wer den die ersten und zweiten Meßmuster auf dem Dicinglinienmuster in der X-Achsenrichtung ausgebildet, und die dritten und vier ten Meßmuster werden auf dem Dicinglinienmuster in der Y- Achsenrichtung ausgebildet. Durch Ausmessen der Stärke der Ab weichung zwischen dem ersten Meßmuster und dem zweiten Meßmu ster und der Stärke der Abweichung zwischen dem dritten Meßmu ster und dem vierten Meßmuster können die Stärke der Abweichung in der Chip-Vergrößerung und Chip-Drehung leicht berechnet wer den. Als eine Folge kann die Belichtungsbedingung eines Step pers leicht korrigiert werden unter Anbringen der berechneten Stärke der Abweichung als ein Korrekturwert. Da das erste bis vierte Meßmuster in derselben Schicht ausgebildet werden, kann die Überlagerungsabweichung nachgewiesen werden, ohne daß ein tiefer liegendes Muster vorgesehen werden muß. Es ist daher möglich, die Überlagerungsabweichung sogar im ersten Belich tungsvorgang (erster Belichtungsschritt) auszumessen. Die Be lichtungsbedingung zwischen einer Mehrzahl von Steppern kann einheitlich gesetzt werden, sogar wenn der erste Belichtungs schritt unter Verwenden einer Mehrzahl von Steppern ausgeführt wird. Als eine Folge kann die Überlagerungsgenauigkeit in dem Belichtungsschritt, der nach dem zweiten Belichtungsschritt folgt, weiter verbessert werden.

Gemäß des Musters des vorliegenden Aspekts sind das erste, zweite, dritte und vierte Meßmuster vorzugsweise derart ausge bildet, daß sie ein Muster eines Typs aufweisen, das identisch zu demjenigen des Chipmusters ist. Dies ermöglicht, daß sich die Belichtungs- und Entwicklungseigenschaften des ersten bis vierten Meßmusters an die Belichtungs- und Entwicklungseigen schaften des Chipmusters des Chipbereiches annähern. Dies führt zu dem Vorteil, daß der Effekt der Ablenkung auf das Meßmuster so gestaltet werden kann, daß er sich an den Effekt der Ablen kung auf den Chipbereich annähert. Als eine Folge kann ein ge naueres Ausmessen in der Überlagerungsabweichung ausgeführt werden. Vorzugsweise wird das erste, zweite, dritte und vierte Meßmuster in einer konkaven Konfiguration ausgebildet. Auch können das erste, zweite, dritte und vierte Meßmuster durch ei ne Mehrzahl von Öffnungen ausgebildet sein. Ferner können das erste, zweite, dritte und vierte Meßmuster in einer konvexen Konfiguration ausgebildet sein.

Gemäß eines weiteren Aspektes der vorliegenden Erfindung, nutzt ein Korrekturverfahren unter Verwenden einer Zwischenmaske eine Zwischenmaske, die ein Chipmuster, ein Dicinglinienmuster und erste, zweite, dritte und vierte Meßmuster aufweist. Das Chip muster ist auf einer Hauptoberfläche eines transparenten Substrats ausgebildet. Das Dicinglinienmuster ist auf der Hauptoberfläche des transparenten Substrats entlang des äußeren Umfangs des Chipmusters in einer X-Achsenrichtung und einer Y- Achsenrichtung ausgebildet. Mindestens ein erstes Meßmuster ist auf dem Dicinglinienmuster in der X-Achsenrichtung ausgebildet. Das zweite Meßmuster ist auf einer Verlängerungslinie von dem ersten Meßmuster in der Y-Achsenrichtung derart ausgebildet, daß das Chipmuster zwischen dem ersten und dem zweiten Meßmu ster eingeschlossen ist. Mindestes ein drittes Meßmuster ist auf dem Dicinglinienmuster in der Y-Achsenrichtung ausgebildet. Das vierte Meßmuster ist auf einer Verlängerungslinie von dem dritten Meßmuster in der X-Achsenrichtung derart ausgebildet, daß das Chipmuster zwischen dem dritten und vierten Meßmuster eingeschlossen ist. Gemäß eines Korrekturverfahrens, das eine solche Zwischenmaske verwendet, werden das Chipmuster, das Di cinglinienmuster, und das erste bis vierte Meßmuster auf ein Halbleitersubstrat übertragen durch Ausführen der Belichtung und Entwicklung unter Verwenden der Zwischenmaske. Die Stärke der Abweichung zwischen den übertragenen ersten und zweiten Meßmustern und die Stärke der Abweichung zwischen den übertra genen dritten und vierten Meßmustern werden unter Verwenden ei ner Überlagerungs-Nachweiseinrichtung ausgemessen. Mindestens eine der Stärken der Abweichung in der Chip-Vergrößerung und der Chip-Drehung werden gemäß der ausgemessenen Stärke der Ab weichung berechnet. Wenn die Stärke der Abweichung in der Chip- Vergrößerung berechnet wird, wird dieser Wert auf einen nach folgenden Belichtungsvorgang als ein Chip-Vergrößerungs- Korrekturwert angewendet. Wenn die Stärke der Abweichung in der Chip-Drehung berechnet wird, wird dieser Wert auf einen nach folgenden Belichtungsvorgang als Chip-Drehungs-Korrekturwert angewendet. Gemäß des vorliegenden Korrekturverfahrens kann mindestens einer des Chip-Vergrößerungswerts und Chip- Drehungswerts durch das erste bis vierte Meßmuster berechnet werden, ohne daß ein tiefer liegendes Muster vorgesehen sein muß. Daher kann das Korrekturverfahren sogar im ersten Belich tungsvorgang angewendet werden. Wenn der erste Belichtungsvor gang durch eine Mehrzahl von Steppern ausgeführt wird, kann die Abweichung in der Chip-Vergrößerung und Chip-Drehung zwischen der Mehrzahl von Steppern korrigiert werden, wobei die Belich tungsbedingung einheitlicher gemacht werden kann.

Gemäß des Korrekturverfahrens des vorliegenden Aspekts wird die Stärke der Abweichung in der Orthogonalität des Chips vorzugs weise gemäß der Stärke der Abweichung in der Chip-Drehung be rechnet. Der berechnete Wert der Chip-Orthogonalitäts- Abweichung wird auf einen nachfolgenden Belichtungsschritt als ein Chip-Orthogonalitäts-Abweichungs-Korrekturwert angewendet. Gemäß dieser Implementierung können die Stärke der Abweichung in der Chip-Drehung und Chip-Orthogonalität beide gleichzeitig zum Stepper als ein Korrekturwert zurück gemeldet werden, wobei die Abweichung in der Überlagerung weiter verringert werden kann.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfin dung anhand der Figuren: Von den Figuren zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht, die eine Zwischenmaske gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Halbleiterwafer, auf den ein Muster unter Verwenden der Zwischenmaske der Fig. 1 über tragen ist;

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht eines Meßmusters 13 der Fig. 2;

Fig. 4 eine Draufsicht des Halbleiterwafers der Fig. 2, welcher eine Variation in der Chip-Drehung oder Chip- Vergrößerung aufweist;

Fig. 5 eine Draufsicht des Halbleiterwafers der Fig. 2, welcher eine Variation in der ausgeweiteten Chip-Vergrößerung aufweist;

Fig. 6 eine Draufsicht des Halbleiterwafers der Fig. 2, der eine Chip-Drehung nach links hat;

Fig. 7 ein schematisches Diagramm zum Beschreiben einer Abweichungsstärke dx₂ in der X-Achsenrichtung der Fig. 6;

Fig. 8 ein schematisches Diagramm zum Beschreiben einer Abweichungsstärke dy₂ in der Y-Achsenrichtung der Fig. 6;

Fig. 9 ein Flußdiagramm zum Beschreiben eines Verfahrens zum Korrigieren eines Überlagerungsfehlers gemäß der vorliegen den Erfindung;

Fig. 10 eine Draufsicht, die ein Beispiel eines Meßmusters gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 11 eine Draufsicht, die ein anderes Beispiel eines Meßmusters gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 12 eine Draufsicht einer herkömmlichen Zwischenmaske; und

Fig. 13 eine Draufsicht einer Justiermarke (Meßmuster), die unter Verwenden der in Fig. 12 gezeigten herkömmlichen Zwi schenmaske ausgebildet ist.

Erste Ausführungsform

Unter Bezugnahme auf Fig. 1, gemäß einer Zwischenmaske einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Chipbereich (Chipmuster) 2 auf einem vorbestimmten Bereich auf ei ner Hauptoberfläche des transparenten Substrats 1 ausgebildet. Ein Dicinglinienmuster 3 ist entlang des äußeren Umfangs des Chipbereichs 2 in einer X-Achsenrichtung und einer Y- Achsenrichtung, die in der Zeichnung angedeutet sind, ausgebil det. Erste Meßmuster 8 und 9 mit einer vorbestimmten Entfernung dazwischen sind auf einem Bereich des Dicinglinienmusters 3 in der X-Achsenrichtung ausgebildet. Ein zweites Meßmuster 5 ist auf einer Verlängerungslinie von dem ersten Meßmuster 8 in der Y-Achsenrichtung derart angeordnet, daß der Chipbereich 2 zwi schen dem ersten Meßmuster 8 und dem zweiten Meßmuster 5 einge schlossen ist. In ähnlicher Weise ist ein zweites Meßmuster 4 dem ersten Meßmuster 9 zugeordnet ausgebildet.

Die dritten Meßmuster 10 und 11 sind mit einer vorbestimmten Entfernung dazwischen auf einem Bereich des Dicinglinienmusters 3 in der Y-Achsenrichtung ausgebildet. Ein viertes Meßmuster 7 ist auf einer Verlängerungslinie von dem dritten Meßmuster 10 in der X-Achsenrichtung mit dem Chipbereich 2 dazwischen ausge bildet. In ähnlicher Weise ist ein viertes Meßmuster 6 dem dritten Meßmuster 11 zugeordnet ausgebildet.

Es ist eine derartige Anordnung vorgesehen, daß die Entfernung B vom Schwerpunkt des ersten Meßmusters 8 zum Umfang des Di cinglinienmusters 3 im wesentlichen gleich ist zu der Entfer nung B vom Schwerpunkt des zweiten Meßmusters 5 zu dem Umfang des Chipbereiches 2. In ähnlicher Weise ist die Entfernung A vom Schwerpunkt des ersten Meßmusters 9 zum Umfang des Dicing linienmusters 3 im wesentlichen gleich gesetzt der Entfernung A vom Schwerpunkt des zweiten Meßmusters 4 zum Umfang des Chipbe reiches 2. Außerdem ist die Entfernung D vom Schwerpunkt des dritten Meßmusters 10 zum Umfang des Dicinglinienmusters (3) im wesentlichen gleich einer Entfernung D vom Schwerpunkt des vierten Meßmusters 7 zum Umfang des Chipbereiches 2. In ähnli cher Weise ist die Entfernung C des dritten Meßmusters 11 im wesentlichen gleich gesetzt der Entfernung C des vierten Meßmu sters 6.

Die ersten Meßmuster 8 und 9 und die zweiten Meßmuster 4 und 5 sind im wesentlichen in derselben Konfiguration ausgebildet. Die ersten Meßmuster 8 und 9 sind in ihrer Abmessung größer ausgebildet als die zweiten Meßmuster 4 und 5. Die Abmessungs beziehung zwischen den ersten Meßmustern 8 und 9 und den zwei ten Meßmustern 4 und 5 kann umgekehrt sein. In ähnlicher Weise sind die dritten Meßmuster 10 und 11 und die vierten Meßmuster 6 und 7 in ähnlichen Formen ausgebildet. Außerdem sind die dritten Meßmuster 10 und 11 größer in ihrer Abmessung ausgebil det als die vierten Meßmuster 6 und 7. Ihre Abmessungsbeziehung kann umgekehrt sein.

Ein Wafer, der unter Verwenden der Zwischenmaske der Fig. 1 be lichtet und entwickelt ist, ist in der Fig. 2 gezeigt. Unter Bezugnahme auf Fig. 2, Meßmuster 13, 14, 15 und 16 sind an den Kreuzungsabschnitten von benachbarten Belichtungsbereichen (Dicinglinienmusterbereich) auf der Hauptoberfläche eines Wa fers 12 ausgebildet. Im Meßmuster 13 sind das erste Meßmuster 9 und das zweite Meßmuster 4, die in Fig. 1 gezeigt sind, voll ständig einander überlappend ausgebildet. Das Meßmuster 14 ist derart ausgebildet, daß es in sich das erste Meßmuster 8 und das zweite Meßmuster 5 vollständig einander überlappend auf weist. Außerdem ist das Meßmuster 15 der Fig. 2 ausgebildet, daß es in sich das dritte Meßmuster 11 und das vierte Meßmuster 6 der Fig. 1 vollständig einander überlappend aufweist. Das Meßmuster 16 ist ausgebildet, daß es das dritte Meßmuster 10 und das vierte Meßmuster 7, die in Fig. 1 gezeigt sind, voll ständig einander überlappend aufweist.

Da die Meßmuster von benachbarten Chips einander vollständig überlappen, kann die Fläche für das Meßmuster verkleinert wer den, um eine Vergrößerung in der Fläche des Chipbereiches zu ermöglichen. Als Folge kann der Belichtungsbereich des Stepperl effektiv genutzt werden. Vor allem kann der Belichtungsbereich des Steppers bis auf sein Maximum vergrößert werden durch Ver kleinern der Abmessung der Meßmuster 13, 14, 15 und 16.

Wenn das Meßmuster, wie in Fig. 2 gezeigt, unter Verwenden der Zwischenmaske der Fig. 1 gebildet ist, kann die Abweichung in der Vergrößerung und der Drehung der Belichtungsfläche nachge wiesen werden nur durch den Wafer 12, der der Belichtung und Entwicklung ausgesetzt wurde, ohne daß ein herkömmliches tiefer liegendes Muster erforderlich ist. Demgemäß kann die Abweichung in der Vergrößerung und Drehung im Belichtungsbereich sogar im ersten Belichtungsvorgang (erster Schritt) ausgemessen werden. Als Folge kann die Abweichung in der Belichtungsbedingung des ersten Schritts unterdrückt werden. Ferner kann die Belich tungsbedingung des ersten Schrittes zwischen der Mehrzahl von Steppern einheitlich gemacht werden. Daher kann die Überlage rungsgenauigkeit in den Schritten, die dem ersten Schritt fol gen, verbessert werden.

Fig. 3 ist eine Draufsicht zum Beschreiben der Details des Meß musters 13 der Fig. 2. Bezugnehmend auf Fig. 3, das Meßmuster 13 weist das erste Meßmuster 9 und das zweite Meßmuster 4, die in Fig. 1 gezeigt sind, auf. Das erste und das zweite Meßmuster 9 und 4 haben eine rechteckige Form, die von einer Linie einer kerbenförmigen (konkaven) Konfiguration umrandet ist.

Die Chip-Drehung und die Chip-Vergrößerung werden ausgemessen gemäß der Stärke der Abweichung zwischen dem Schwerpunkt des ersten Meßmusters 9 und dem Schwerpunkt des zweiten Meßmusters 4. Diese Messung wird ausgeführt durch Verwenden einer geeigne ten Nachweiseinrichtung, wie z. B. eine Überlagerungs- Nachweiseinrichtung, ein optisches Mikroskop und dergleichen. Die Überlagerungs-Nachweiseinrichtung ist insbesondere vorteil haft darin, daß das Ausmessen und das Berechnen eines Korrek turwertes ausgeführt werden kann, welcher nachher mit einer ho hen Genauigkeit und ebenfalls automatisch beschrieben werden kann. Fig. 4 zeigt den Versatz des Musters, wenn es eine Varia tion in der Chip-Drehung und Chip-Vergrößerung gibt. Bezugneh mend auf Fig. 4, die Abweichung in der Chip-Drehung und Chip- Vergrößerung spiegelt sich als Positionsversatz des zweiten Meßmusters 4 im Vergleich zum ersten Meßmuster 9 wieder. Diese Stärke der Musterabweichung kann quantitativ als Entfernungen dx₁ und dy₁ vom Schwerpunkt 17 des ersten Meßmusters 9 zum Schwerpunkt 18 des zweiten Meßmusters 4 mit dem Schwerpunkt 17 der ersten Meßmusters 9 als Bezugspunkt ausgemessen werden. Ei ne Überlagerungs-Nachweiseinrichtung wird für die Messung be nutzt.

Fig. 5 zeigt eine ausgeweitete Chip-Vergrößerung im Wafer 12 der Fig. 2. Bezugnehmend auf die Fig. 5, es wird gewürdigt, daß die Abmessung des ursprünglichen Belichtungsbereiches 18 klei ner ist als der aktuelle Belichtungsbereich 19, in dem ein Aus weiten auftritt. Bezugnehmend auf die Fig. 2 und 5, die Stärke der Abweichung wird nur in der X-Achsenrichtung der Meßmuster 15 und 16 auf den Dicinglinienmustern in der vertikalen Rich tung (Y-Achsenrichtung) widergespiegelt und in der Y- Achsenrichtung des Meßmusters 13 und 14 auf dem Dicinglinienmu ster 3 in der seitlichen Richtung (X-Achsenrichtung). Wenn eine Ausweitung auftritt, erhalten die Abweichung in der X- Achsenrichtung (dx₁) der Meßmuster 15 und 16 und ebenso die Stärke der Abweichung in der Y-Achsenrichtung (dy₁) der Meßmu ster 13 und 14 Pluswerte. Die Stärke der Abweichungswerte dx₁ und dy₁ sind durch die folgenden Gleichungen (1) bzw. (2) defi niert.

dx₁ = 2 × H × X₁(t) (1)

dy₁ = 2 × P × Y₁(t) (2)

X₁(t): X-Koordinate jeden Meßmusters, wenn das Zentrum des Chipbereiches (0, 0) ist;
Y₁(t): Y-Koordinate jeden Meßmusters, wenn das Zentrum des Chipbereiches (0, 0) ist;
H: Chip-Vergrößerung in X-Achsenrichtung [ppm]
P: Chip-Vergrößerung in Y-Achsenrichtung [ppm]
(1 ppm Chip-Vergrößerung entspricht definitionsgemäß 0,02 µm eines Belichtungsbereiches von 20 mm im Quadrat in jedem Be lichtungsbereich auf einem Wafer.)

Die Werte von dx₁, dy₁, X₁(t) und Y₁(t) der Gleichungen (1) und (2) können ausgemessen werden durch Verwenden einer Überlage rungs-Nachweiseinrichtung. Die Chip-Vergrößerungswerte P und H können berechnet werden durch die folgenden Gleichungen (3) und (4).

Ein genauerer Wert der Chip-Vergrößerung P und H kann erhalten werden durch Berechnen der Chip-Vergrößerungswerte P und H für jedes Muster in zugehörigen Abschnitten einer Mehrzahl von Be lichtungsbereichen auf einem Wafer und durch das Bilden eines Mittelwertes davon.

Fig. 6 zeigt den Wafer der Fig. 2 mit einer Chip-Drehung nach links. In Fig. 6 kann erkannt werden, daß ein Belichtungsbe reich 21 in der Position durch einen vorbestimmten Winkel vom ursprünglichen Belichtungsbereich 20 abweicht. Bezugnehmend auf die Fig. 2 und 6, die Stärke der Positionsabweichung, die durch die Drehung hervorgerufen wird, wird nur in der X- Achsenrichtung der Meßmuster 13 und 14 auf dem Dicinglinienmu ster 3 in der seitlichen Richtung (X-Achsenrichtung) und in der Y-Achsenrichtung der Meßmuster 15 und 16 auf dem Dicinglinien muster 3 in der vertikalen Richtung (Y-Achsenrichtung) widerge spiegelt. Im Falle der Drehung nach links, erhält die Stärke der Abweichung in der X-Achsenrichtung dx₂ der Meßmuster 13 und 14 einen Minus-Wert und die Stärke der Abweichung in der Y- Achsenrichtung dy₂ der Meßmuster 15 und 16 erhält einen Plus- Wert.

Die Fig. 7 und 8 zeigen die Stärke der Abweichung dx₂ in der X- Achsenrichtung bzw. die Stärke der Abweichung dy₂ in der Y- Achsenrichtung der Fig. 6. Die Stärke der Abweichung dx₂ und dy₂ kann durch die folgenden Gleichungen (5) und (6) ausge drückt werden.

dx₂ = -2 × tan I × Y₂(t) (5)

dy₂ = 2 × tan Q × X₂(t) (6)

X₂(t): X-Koordinate jeden Meßmusters, wenn das Zentrum des Chipbereiches (0, 0) ist;
Y₂(t): Y-Koordinate jeden Meßmusters, wenn das Zentrum des Chipbereiches (0, 0) ist;
I: Chip-Drehung von einer seitlichen Dicinglinie aus gesehen [µrad]
Q: Chip-Drehung von einer vertikalen Dicinglinie aus gesehen [µrad]
(1 µrad einer Chip-Drehung entspricht definionsgemäß 0,02 µm eines Belichtungsbereiches von 20 mm im Quadrat in jedem Be lichtungsbereich auf einem Wafer.)

Die Werte von dx₂, dy₂, X₂(t) und Y₂(t) der Gleichungen (5) und (6) können ausgemessen werden durch Verwenden einer Überlage rungs-Nachweiseinrichtung. Die Chip-Drehungswerte I und Q kön nen berechnet werden durch die folgenden Gleichungen (7) und (8).

Ein genauerer Wert der Chip-Drehung I und Q kann erhalten wer den durch Berechnen der Chip-Drehung I und Q für jedes Muster in den zugehörigen Abschnitten der Mehrzahl von Belichtungsbe reichen auf einem Wafer und durch das Bilden eines Mittelwerts davon.

Der Unterschied in der Chip-Drehung I und der Chip-Drehung Q, der durch die Gleichungen (5) und (6) berechnet wird, bezeich net die Abweichung in der Orthogonalität des Chips. Daher kann die Orthogonalität des Chips korrigiert werden durch Berechnen der Differenz zwischen der Chip-Drehung I und Q mit der Dicing linie in der X-Achsenrichtung (seitliche Richtung) oder in der Y-Achsenrichtung (vertikale Richtung) als den Bezugspunkt und Anbringen der berechneten Differenz als Orthogonalitäts- Korrekturwert zum Zeitpunkt der Belichtung.

Die oben beschriebene Messung wird auf einer konstanten Fre quenz ausgeführt. Außerdem werden die Chip-Drehungswerte I und Q und die Chip-Vergrößerungswerte H und P individuell von den gemessenen Werten berechnet. Die berechneten Chip-Drehungswerte I und Q und die Chip-Vergrößerungswerte H und P werden als Chip-Drehungs-Korrekturwerte und Chip-Vergrößerung- Korrekturwerte und weiter als Chip-Orthogonalitäts- Korrekturwerte in einem nachfolgenden Belichtungsschritt eines Wafers oder eines Loses benutzt. Demgemäß kann die Belichtungs bedingung des ersten Schrittes immer identisch gesetzt werden. Daher kann die Variation in der Belichtungsbedingung des ersten Schrittes unterdrückt werden.

Fig. 9 ist ein Flußdiagramm eines Korrekturverfahrens, welches die Zwischenmaske der ersten Ausführungsform, die in Fig. 2 ge zeigt ist, verwendet. Bei Schritt S1 werden die Belichtung und die Entwicklung unter Verwenden der Zwischenmaske mit der Ju stiermarke der vorliegenden Erfindung, die in Fig. 2 gezeigt ist, ausgeführt. Bei Schritt S2 wird die Abweichung in der Mar kenposition ausgemessen unter Verwenden einer Überlagerungs- Nachweiseinrichtung. Bei Schritt S3 wird ermittelt, ob eine Ab weichung zwischen dem ersten Meßmuster 9 und dem zweiten Meßmuster 4 der Fig. 4 nachgewiesen wird. Wenn keine Abweichung nachgewiesen wird, wird ermittelt, daß es keine Variation in der Chip-Drehung und der Chip-Vergrößerung bei S4 gibt. Es wird ermittelt, das kein Korrekturwert benötigt wird. Die Kontrolle geht weiter zur Belichtung eines nachfolgenden Loses des Schrittes S14.

Wenn eine Abweichung zwischen dem ersten Meßmuster 9 und dem zweiten Meßmuster 4 nachgewiesen wird bei Schritt S3, geht die Kontrolle weiter zu Schritt S5, bei dem die Erzeugung einer Va riation in der Chip-Drehung oder Chip-Vergrößerung ermittelt wird. Bei S6 wird ermittelt, ob sich die nachgewiesene Abwei chung in der Y-Achsenrichtung der Meßmuster 13 und 14 oder in der X-Achsenrichtung der Meßmuster 15 und 16 in Fig. 2 befin det.

Wenn sich die nachgewiesene Abweichung in der Y-Achsenrichtung der Meßmuster 13 und 14 oder in der X-Achsenrichtung der Meßmu ster 15 und 16 befindet, geht die Kontrolle weiter zu S7, bei dem ermittelt wird, daß es eine Variation in der Chip- Vergrößerung gibt. In diesem Fall geht die Kontrolle zu S8, bei dem die ausgemessene Stärke der Abweichung in der X- Achsenrichtung dx₁, die Stärke der Abweichung in der Y- Achsenrichtung dy₁, die Meßmuster-X-Koordinate X₁(t) und die Meßmuster Y-Koordinate Y₁(t) auf die vorgenannten Gleichungen (3) und (4) angewendet werden zum Berechnen der Chip- Vergrößerungswerte P und H. Dann geht die Kontrolle weiter zum Schritt von S9.

Wenn ermittelt wird, daß sich die nachgewiesene Abweichung nicht in der Y-Achsenrichtung der Meßmuster 13 und 14 oder in der X-Achsenrichtung der Meßmuster 15 und 16 in S6 befindet, geht die Kontrolle weiter zu S9. Bei S9 wird ermittelt, ob sich die nachgewiesene Abweichung in der X-Achsenrichtung der Meßmu ster 13 und 14 oder in der Y-Achsenrichtung der Meßmuster 15 und 16 befindet. Wenn eine derartige Abweichung nachgewiesen wird, wird die Erzeugung einer Chip-Drehung bei S10 ermittelt. Dann wird bei S11 die Stärke der Abweichung dx₂ in der X- Achsenrichtung der Meßmuster 13 und 14, die Stärke der Abwei chung dy₂ in der Y-Achsenrichtung der Meßmuster 15 und 16, die Meßmuster-X-Koordinate X₂(t) und die Meßmuster-Y-Koordinate Y₂(t) auf die Gleichungen (7) und (8) angewendet zum Berechnen der Chip-Drehungswerte I und Q. Dann geht die Kontrolle weiter zu S10.

Wenn bei S9 ermittelt wird, daß keine Abweichung in der X- Achsenrichtung der Meßmuster 13 und 14 und in der Y- Achsenrichtung der Meßmuster 15 und 16 nachgewiesen wird, geht die Kontrolle weiter zum Schritt von S12. Bei S12 werden die berechneten Chip-Vergrößerungswerte P und H und die Chip- Drehungswerte I und Q als Chip-Vergrößerungs-Korrekturwerte und Chip-Drehungs-Korrekturwerte für eine nachfolgende Belichtung eines Loses angewendet. Zusätzlich wird bei S13 die Chip- Orthogonalität gemäß der Differenz zwischen den Chip- Drehungswerten I und Q berechnet. Der berechnete Wert wird auf die Belichtungseinrichtung als Korrekturwert angewendet. Dann geht die Kontrolle weiter zu S14, um eine nachfolgende Belich tung eines Loses auszuführen.

Zweite Ausführungsform

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Meßmuster gemäß einer Konfiguration und eines Bildungs verfahrens ausgebildet, welches sich an diejenigen der Chipmu ster, die von Interesse sind, annähert. Genauer gesagt, in dem Schritt, in dem das Chipmuster (Chipbereich 2) hauptsächlich aus einem Loch (Öffnung) gemacht ist, sind das erste Meßmuster 9 und das zweite Meßmuster 4 durch eine Mehrzahl von Öffnungen, wie in Fig. 10 gezeigt, ausgebildet. In dem Fall, in dem das Chipmuster 2 hauptsächlich aus einer konvexen Linie gemacht ist, sind das erste und das zweite Meßmuster 9 und 4 aus einer konvexen Linie gemacht, wie in Fig. 11 gezeigt. Das Meßmuster 13 wird von solchen ersten und zweiten Meßmustern 9 und 4 ge bildet. Die verbleibenden Meßmuster 14, 15 und 16, die in Fig. 2 gezeigt sind, sind in einer Art gemacht, die ähnlich ist der jenigen des oben beschriebenen Meßmusters 13.

Durch Bilden der Meßmuster 13-16 in einer Konfiguration, die sich derjenigen des Chipmusters 2, das von Interesse ist, annä hert, können die Belichtungs- und Entwicklungseigenschaften des Chipbereiches 2 denjenigen der Meßmuster 13-16 angenähert wer den. Als eine Folge kann der Effekt der Ablenkung auf die Meß muster 13-16 angenähert werden an den Effekt der Ablenkung auf den Chipbereich 2, um das Ausmessen der Überlagerungsabweichung mit einer höheren Genauigkeit zu ermöglichen. Durch Bilden des Meßmusters mit dem Öffnungsdurchmesser und der Linienbreite, der hauptsächlich in dem Chipbereich 2 benutzt wird, kann die Genauigkeit weiter verbessert werden. Das Meßverfahren ist identisch zu demjenigen der ersten Ausführungsform.

Dritte Ausführungsform

Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform, in der das Meßmuster auf den ersten Belichtungvorgang (erster Schritt) angewendet wird, wird das Meßmuster gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf einen Schritt angewendet, der dem ersten Schritt folgt. Generell wird bei einem Schritt, der dem ersten Schritt folgt, die Belichtung und die Entwicklung ausgeführt nachdem ein tiefer liegenden Muster in einem vorangegangenen Schritt gebildet ist, um ein Meßmuster oberhalb des tiefer liegenden Musters zu bilden. Dann wird die Abweichung zwischen dem Meßmuster und dem tiefer liegenden Muster ausge messen. In diesem Fall ist es schwierig, die Variation in der Chip-Drehung, Chip-Vergrößerung und Chip-Orthogonalität, die vom Wafer bedingt ist, und die Variation in der Chip-Drehung, Chip-Vergrößerung und Chip-Orthogonalität, die vom Stepper be dingt ist, unabhängig voneinander zu erhalten.

In der vorliegenden dritten Ausführungsform der Erfindung wer den ein Meßmuster gemäß der vorliegenden Erfindung und ein her kömmliches Meßmuster, das ein tiefer liegenden Meßmuster ver wendet, gleichzeitig bei Schritten benutzt, die dem ersten Schritt folgen. Genauer gesagt, wird ein allgemeiner Überlage rungsnachweis durch ein Meßmuster ausgeführt, das ein tiefer liegendes Muster verwendet, und ein Meßmuster, das dem der er sten Ausführungsform ähnlich ist, wird ausgeführt gemäß des Meßmusters der vorliegenden Erfindung. Als eine Folge ist es möglich, die Komponenten, die vom Stepper stammen, von der Chip-Drehungsabweichung, Chip-Vergrößerungsabweichung und Chip- Orthogonalitätsabweichung zu extrahieren. Die Überlagerungsab weichung kann auf einem höheren Niveau als bei der herkömmli chen Technik korrigiert werden. In diesem Fall ist es wün schenswert, das Meßmuster aus einem Typ zu bilden, der iden tisch zu demjenigen des Chipmusters 2 ist, wie in der zweiten Ausführungsform beschrieben.

Claims

1. Zwischenmaske, die in einem Belichtungsschritt eines Halb leiterwafers benutzt wird, mit
einem transparenten Substrat (1) mit einer Hauptoberflä che,
einem Chipmuster (2), das auf der Hauptoberfläche des transparenten Substrats (1) gebildet ist,
einem Dicinglinienmuster (3), das auf der Hauptoberfläche des transparenten Substrats (1) entlang eines Umfangs des Chipmusters (2) in einer X-Achsenrichtung und in einer Y- Achsenrichtung ausgebildet ist,
mindestens einem ersten Meßmuster (8, 9), das auf dem Di cinglinienmuster (3) in der X-Achsenrichtung ausgebildet ist,
einem zweiten Meßmuster (5, 4), das auf einer Verlänge rungslinie von dem ersten Meßmuster (8, 9) in der Y- Achsenrichtung derart ausgebildet ist, daß das Chipmuster (2) zwischen dem ersten Meßmuster (8, 9) und dem zweiten Meßmuster (5, 4) eingeschlossen ist,
mindestens einem dritten Meßmuster (10, 11), das auf dem Dicinglinienmuster (3) in der Y-Achsenrichtung ausgebildet ist, und
einem vierten Meßmuster (7, 6), das auf einer Verlänge rungslinie von dem dritten Meßmuster (10, 11) in der X- Achsenrichtung derart ausgebildet ist, daß das Chipmuster (2) zwischen dem dritten Meßmuster (10, 11) und dem vier ten Meßmuster eingeschlossen ist,
wobei eine Entfernung (A, B) in der Y-Achsenrichtung vom Umfang des Dicinglinienmusters (3) in der X-Achsenrichtung zum Schwerpunkt des ersten Meßmusters (8, 9) im wesentli chen gleich ist einer Entfernung (A, B) in der Y- Achsenrichtung von einem Umfang des Chipmusters (2) in der X-Achsenrichtung zum Schwerpunkt des zweiten Meßmusters (5, 4),
wobei eine Entfernung (C, D) in der X-Achsenrichtung vom Umfang des Dicinglinienmusters (3) in der Y-Achsenrichtung zum Schwerpunkt des dritten Meßmusters (10, 11) im wesent lichen gleich ist einer Entfernung (C, D) in der X- Achsenrichtung von einem Umfang der Chipmusters (2) in der Y-Achsenrichtung zum Schwerpunkt des vierten Meßmusters (7, 6),
wobei die ersten, zweiten, dritten und vierten Meßmuster (4-11) ein Muster eines Typs aufweisen, der identisch zum Typ des Chipmusters (2) ist.

2. Zwischenmaske nach Anspruch 1, bei der das erste Meßmuster (8, 9) und das zweite Meßmuster (5, 4) im wesentlichen die gleiche Konfiguration haben und eins der ersten (8, 9) und zweiten Meßmuster (5, 4) größer in seiner Abmessung ist als das andere, und bei der das dritte Meßmuster (10, 11) und das vierte Meß muster (7, 6) im wesentlichen die gleiche Konfiguration haben und eines der dritten (10, 11) und vierten Meßmuster (7, 6) größer ist in seiner Abmessung als das andere.

3. Zwischenmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die ersten, zweiten, dritten und vierten Meßmuster (4-11) in einer konkaven Art ausgebildet sind.

4. Zwischenmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die ersten, zweiten, dritten und vierten Meßmuster (4-11) aus einer Mehrzahl von Öffnungen gebildet sind.

5. Zwischenmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die ersten, zweiten, dritten und vierten Meßmuster (4-11) in einer konvexen Art ausgebildet sind.

6. Muster, das auf einen Halbleiterwafer (12) unter Verwenden einer Zwischenmaske übertragen ist, mit
einem Chipmuster (2), das auf einer Hauptoberfläche des Halbleiterwafers (12) gebildet ist,
einem Dicinglinienmuster (3), das entlang eines Umfangs des Chipmusters (2) in einer X-Achsenrichtung und einer Y- Achsenrichtung ausgebildet ist,
mindestens einem ersten Meßmuster (13, 14), das auf dem Dicinglinienmuster (3) in der X-Achsenrichtung ausgebildet ist,
einem zweiten Meßmuster (13, 14), das innerhalb eines Be reiches des ersten Meßmusters (13, 14) derart ausgebildet ist, daß es das erste Meßmuster (13, 14) überlappt, und kleiner in seiner Abmessung ist als das erste Meßmuster (13, 14),
mindestens einem dritten Meßmuster (15, 16), das auf dem Dicinglinienmuster (3) der Y-Achsenrichtung ausgebildet ist, und
einem vierten Meßmuster (15, 16), das innerhalb eines Be reiches des dritten Meßmusters (15, 16) derart ausgebildet ist, daß es das dritte Meßmuster (15, 16) überlappt, und kleiner in seiner Abmessung ist als das dritte Meßmuster (15, 16),
wobei die ersten, zweiten, dritten und vierten Meßmuster (13, 14, 15, 16) ein Muster eines Typs aufweisen, der identisch zum Typ des Chipmusters (2) ist.

7. Muster nach Anspruch 6, wobei die ersten, zweiten, dritten und vierten Meßmuster (13-16) in einer konkaven Art ausge bildet sind.

8. Muster nach Anspruch 6, wobei die ersten, zweiten, dritten und vierten Meßmuster (13-16) aus einer Mehrzahl von Öff nungen gebildet sind.

9. Muster nach Anspruch 6, wobei die ersten, zweiten, dritten und vierten Meßmuster (13-16) in einer konvexen Art ausge bildet sind.

10. Korrekturverfahren unter Verwenden einer Zwischenmaske mit einem Chipmuster (2), das auf einer Hauptoberfläche eines transparenten Substrats (1) ausgebildet ist,
einem Dicinglinienmuster(3), das auf der Hauptoberfläche des transparenten Substrats (1) entlang eines Umfangs des Chipmusters (2) in einer X-Achsenrichtung und einer Y-Ach senrichtung ausgebildet ist,
mindestens einem erstes Meßmuster (8, 9), das auf dem Di cinglinienmuster (3) in der X-Achsenrichtung gebildet ist,
einem zweiten Meßmuster (5, 4), das auf einer Verlänge rungslinie von dem ersten Meßmuster (8, 9) in der Y- Achsenrichtung derart ausgebildet ist, daß das Chipmuster (2) zwischen dem ersten Meßmuster (8, 9) und dem zweiten Meßmuster (5, 4) eingeschlossen ist,
mindestens einem dritten Meßmuster (10, 11), das auf dem Dicinglinienmuster (3) in der Y-Achsenrichtung ausgebildet ist, und
einem vierten Meßmuster (7, 6), das auf einer Verlänger ungslinie von dem dritten Meßmuster (10, 11) in der X- Achsenrichtung derart ausgebildet ist, daß das Chipmuster (2) zwischen dem dritten Meßmuster (10, 11) und dem vier ten Meßmuster (7, 6) eingeschlossen ist,
wobei die ersten, zweiten, dritten und vierten Meßmuster (4-11) ein Muster eines Typs aufweisen, der identisch zum Typ des Chipmusters (2) ist, und
wobei das Korrekturverfahren die Schritte aufweist:
einen Schritt (S1) des Übertragens des Chipmusters (2), des Dicinglinienmusters (3), des ersten, zweiten, dritten, und vierten Meßmusters (13, 14, 15, 16) auf einen Halblei terwafer (12) durch Ausführen des Belichtens und des Ent wickelns unter Verwenden der Zwischenmaske,
einen Schritt (S2) des Ausmessens einer Stärke der Abwei chung zwischen dem übertragenen ersten Meßmuster (13, 14) und dem übertragenen zweiten Meßmuster (13, 14) und einer Stärke der Abweichung zwischen dem übertragenen dritten Meßmuster (15, 16) und dem übertragenen vierten Meßmuster (15, 16) unter Verwenden einer Überlagerungs-Nachweisein richtung,
einen Schritt (S8, S11) des Berechnens mindestens einer der Stärke der Abweichung in der Chip-Vergrößerung und ei ner der Stärke der Abweichung in der Chip-Drehung gemäß der ausgemessenen Stärke der Abweichung, und
einen Schritt (S12) des Anbringens einer Stärke der Abwei chung in der Chip-Vergrößerung, wenn sie berechnet ist, auf ein nachfolgendes Belichten als Chip-Vergrößerungs- Korrekturwert und Anbringen einer Stärke der Abweichung in der Chip-Drehung, wenn sie berechnet ist, auf ein nachfol gendes Belichten als Chip-Drehungs-Korrekturwert.

11. Korrekturverfahren nach Anspruch 10 mit
einem Schritt (S13) des Berechnens einer Stärke der Abwei chung in der Chip-Orthogonalität gemäß einer Stärke der Abweichung in der Chip-Drehung, wenn die Stärke der Abwei chung der Chip-Drehung berechnet ist, und
einem Schritt (S13) des Anbringens der Stärke der Abwei chung in der Chip-Orthogonalität auf ein nachfolgendes Be lichten als einen Chip-Orthogonalitäts-Korrekturwert, wenn die Stärke der Abweichung der Chip-Drehung berechnet ist.