JP2842362B2 - 重ね合わせ測定方法 - Google Patents
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70605—Workpiece metrology
- G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路の
製造時における「フォトリソグラフィ−プロセスにおい
て形成されたフォトレジストパタ−ン(以下、単に“レ
ジストパタ−ン”という)の下地パタ−ンに対する重ね
合わせ誤差を測定する方法」に係る重ね合わせ測定方法
に関する。
製造時における「フォトリソグラフィ−プロセスにおい
て形成されたフォトレジストパタ−ン(以下、単に“レ
ジストパタ−ン”という)の下地パタ−ンに対する重ね
合わせ誤差を測定する方法」に係る重ね合わせ測定方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、従来技術による「レジストパタ
−ンの下地パタ−ンに対する重ね合わせ誤差を測定する
手段(下地パタ−ンが対称の場合)」を説明する図であっ
て、そのうち(Ａ)はパタ−ンの断面図であり、(Ｂ)は光
学画像、(Ｃ)は画像信号を示す図である。
−ンの下地パタ−ンに対する重ね合わせ誤差を測定する
手段(下地パタ−ンが対称の場合)」を説明する図であっ
て、そのうち(Ａ)はパタ−ンの断面図であり、(Ｂ)は光
学画像、(Ｃ)は画像信号を示す図である。
【０００３】半導体集積回路の製造時におけるフォトリ
ソグラフィ−プロセスでは、下地パタ−ン２を基準マ−
クとして位置合わせを行った後、フォトレジストを露
光，現像して所定の位置にレジストパタ−ン１を形成す
る工程が採用されている［図３(Ａ)参照］。そして、こ
の工程での下地パタ−ン２に対するレジストパタ−ン１
の重ね合わせ誤差を測定するのが重ね合わせ測定装置で
ある。
ソグラフィ−プロセスでは、下地パタ−ン２を基準マ−
クとして位置合わせを行った後、フォトレジストを露
光，現像して所定の位置にレジストパタ−ン１を形成す
る工程が採用されている［図３(Ａ)参照］。そして、こ
の工程での下地パタ−ン２に対するレジストパタ−ン１
の重ね合わせ誤差を測定するのが重ね合わせ測定装置で
ある。
【０００４】従来の重ね合わせ測定装置では、パタ−ン
断面［図３(Ａ)参照］を有する半導体基板(ウエハ)の光
学画像［図３(Ｂ)参照］から所定の位置でスライスした
画像信号［図３(Ｃ)参照］を取り出す。こうして取り出
した画像信号は、下地パタ−ン２及びレジストパタ−ン
１のエッジの位置に相当する部分のコントラストが暗い
ため、図３(Ｃ)に示すように、４箇所に谷を有している
ので、この谷の位置から各パタ−ンエッジ間の距離を求
めることができる。
断面［図３(Ａ)参照］を有する半導体基板(ウエハ)の光
学画像［図３(Ｂ)参照］から所定の位置でスライスした
画像信号［図３(Ｃ)参照］を取り出す。こうして取り出
した画像信号は、下地パタ−ン２及びレジストパタ−ン
１のエッジの位置に相当する部分のコントラストが暗い
ため、図３(Ｃ)に示すように、４箇所に谷を有している
ので、この谷の位置から各パタ−ンエッジ間の距離を求
めることができる。
【０００５】下地パタ−ンが対称である前掲の図３の場
合、下地パタ−ン２の左側のエッジとレジストパタ−ン
１の左側のエッジとの間の距離を“Ａ1”とし、フォト
レジストパタ−ン１の右側のエッジと下地パタ−ン２の
右側のエッジとの間の距離を“Ｂ1”とした時［図３
(Ｃ)参照］、下地パタ−ン２に対するレジストパタ−ン
１の重ね合わせ誤差“Ｇ”は、次の式(1)で表わすこと
ができる。 ・式(1)……Ｇ＝(Ａ1−Ｂ1)／２
合、下地パタ−ン２の左側のエッジとレジストパタ−ン
１の左側のエッジとの間の距離を“Ａ1”とし、フォト
レジストパタ−ン１の右側のエッジと下地パタ−ン２の
右側のエッジとの間の距離を“Ｂ1”とした時［図３
(Ｃ)参照］、下地パタ−ン２に対するレジストパタ−ン
１の重ね合わせ誤差“Ｇ”は、次の式(1)で表わすこと
ができる。 ・式(1)……Ｇ＝(Ａ1−Ｂ1)／２
【０００６】ところで、従来技術におけるエッジ位置の
特定方法としては、「最小２乗法」「閾値法」「急峻点
法」といったアルゴリズムを用いて算出している。これ
らの方法を図５に基づいて説明すると、「最小２乗法」
とは、図５(Ａ)に示すように、画像信号の谷の部分を２
次曲線により近似し、この２次曲線の極小値を“谷”と
して位置付けし、これをエッジ位置と定義する方法であ
る。
特定方法としては、「最小２乗法」「閾値法」「急峻点
法」といったアルゴリズムを用いて算出している。これ
らの方法を図５に基づいて説明すると、「最小２乗法」
とは、図５(Ａ)に示すように、画像信号の谷の部分を２
次曲線により近似し、この２次曲線の極小値を“谷”と
して位置付けし、これをエッジ位置と定義する方法であ
る。
【０００７】「閾値法」とは、図５(Ｂ)に示すように、
画像信号の谷の部分の最大値，最小値の差を“１”とし
た後、予め設定した比率の値で画像信号をスライスした
時の交点の位置をエッジ位置と定義する方法である。
［なお、この閾値法は、別名をスレッショルド法（スレ
ッシュホ−ルド法）とも言われている。］
画像信号の谷の部分の最大値，最小値の差を“１”とし
た後、予め設定した比率の値で画像信号をスライスした
時の交点の位置をエッジ位置と定義する方法である。
［なお、この閾値法は、別名をスレッショルド法（スレ
ッシュホ−ルド法）とも言われている。］
【０００８】「急峻点法」とは、図５(Ｃ)に示すよう
に、画像信号の谷の部分の一次微分を行い、この値の最
大値または最小値（要するに元の画像信号の谷の部分で
の最も傾きの大きい所）の位置をエッジ位置と定義する
方法である。
に、画像信号の谷の部分の一次微分を行い、この値の最
大値または最小値（要するに元の画像信号の谷の部分で
の最も傾きの大きい所）の位置をエッジ位置と定義する
方法である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】前記したアルゴリズム
は、いずれもパタ−ンが左右対称であるとの仮定のもと
に考案されているため、レジストパタ−ンや拡散炉で膜
付けされたパタ−ンのように、左右対称の形状をしたパ
タ−ンの測定においては、誤差の少ない正確な計測を行
うことができる。しかしながら、スパッタ装置により膜
付けされたパタ−ンのように、左右非対称の形状となっ
ているパタ−ンを測定した場合には、計測結果に左右ど
ちらかの方向のシフト成分が乗ってしまい、計測誤差が
大きくなり、正確な重ね合わせ測定ができなくなるとい
う欠点を有している。
は、いずれもパタ−ンが左右対称であるとの仮定のもと
に考案されているため、レジストパタ−ンや拡散炉で膜
付けされたパタ−ンのように、左右対称の形状をしたパ
タ−ンの測定においては、誤差の少ない正確な計測を行
うことができる。しかしながら、スパッタ装置により膜
付けされたパタ−ンのように、左右非対称の形状となっ
ているパタ−ンを測定した場合には、計測結果に左右ど
ちらかの方向のシフト成分が乗ってしまい、計測誤差が
大きくなり、正確な重ね合わせ測定ができなくなるとい
う欠点を有している。
【００１０】このように従来技術では、下地パタ−ンの
形成プロセスによっては重ね合わせ測定における測定誤
差が大きくなるという欠点を有している。その理由は、
下地パタ−ンの形状が非対称を有する場合、左右のエッ
ジ部の画像信号も非対称となってしまうからであり、そ
の結果、従来の前記アルゴリズムを用いたエッジ位置の
算出方法では、非対称性の度合により左右どちらかへの
シフト成分が乗ってしまうことになるからである。
形成プロセスによっては重ね合わせ測定における測定誤
差が大きくなるという欠点を有している。その理由は、
下地パタ−ンの形状が非対称を有する場合、左右のエッ
ジ部の画像信号も非対称となってしまうからであり、そ
の結果、従来の前記アルゴリズムを用いたエッジ位置の
算出方法では、非対称性の度合により左右どちらかへの
シフト成分が乗ってしまうことになるからである。
【００１１】上記従来技術の欠点について、図４を参照
して更に説明する。なお、図４は「レジストパタ−ンの
下地パタ−ンに対する重ね合わせ誤差を測定する手段
(下地パタ−ンが非対称の場合)」を説明する図であっ
て、そのうち(Ａ)はパタ−ンの断面図であり、(Ｂ)は光
学画像、(Ｃ)は画像信号を示す図である。
して更に説明する。なお、図４は「レジストパタ−ンの
下地パタ−ンに対する重ね合わせ誤差を測定する手段
(下地パタ−ンが非対称の場合)」を説明する図であっ
て、そのうち(Ａ)はパタ−ンの断面図であり、(Ｂ)は光
学画像、(Ｃ)は画像信号を示す図である。
【００１２】図４では、その(Ａ)に示すように、下地パ
タ−ン２のエッジ部の形状が左右非対称となっている。
そのため、図４(Ｂ)，(Ｃ)に示すように、光学画像，画
像信号は、いずれもその形状が左右非対称となってしま
う。その結果、左右対称のパタ−ン形状である前掲の図
３の場合に比べて計測誤差が生じることになる。なお、
図４(Ｃ)において、Ａ2は、下地パタ−ン２の左側のエ
ッジとレジストパタ−ン１の左側のエッジとの間の距離
を示し、Ｂ2は、フォトレジストパタ−ン１の右側のエ
ッジと下地パタ−ン２の右側のエッジとの間の距離を示
す。
タ−ン２のエッジ部の形状が左右非対称となっている。
そのため、図４(Ｂ)，(Ｃ)に示すように、光学画像，画
像信号は、いずれもその形状が左右非対称となってしま
う。その結果、左右対称のパタ−ン形状である前掲の図
３の場合に比べて計測誤差が生じることになる。なお、
図４(Ｃ)において、Ａ2は、下地パタ−ン２の左側のエ
ッジとレジストパタ−ン１の左側のエッジとの間の距離
を示し、Ｂ2は、フォトレジストパタ−ン１の右側のエ
ッジと下地パタ−ン２の右側のエッジとの間の距離を示
す。
【００１３】本発明は、上記従来技術の欠点に鑑み成さ
れたものであって、その目的とするところは、下地パタ
−ンの形成プロセスの要因により、例えば前掲の図４に
示すように該下地パタ−ンが非対称形状となった場合に
おいても、計測誤差が小さく、正確な重ね合わせ測定を
行うことができる「重ね合わせ測定方法」を提供するこ
とにある。
れたものであって、その目的とするところは、下地パタ
−ンの形成プロセスの要因により、例えば前掲の図４に
示すように該下地パタ−ンが非対称形状となった場合に
おいても、計測誤差が小さく、正確な重ね合わせ測定を
行うことができる「重ね合わせ測定方法」を提供するこ
とにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】そして、本発明は、上記
目的を達成する手段として、パタ−ンの画像信号から相
関関数を算出し、この相関演算結果よりパタ−ン中心を
特定することにより、レジストパタ−ンと下地パタ−ン
との間の重ね合わせ誤差を測定することを特徴とする。
目的を達成する手段として、パタ−ンの画像信号から相
関関数を算出し、この相関演算結果よりパタ−ン中心を
特定することにより、レジストパタ−ンと下地パタ−ン
との間の重ね合わせ誤差を測定することを特徴とする。
【００１５】即ち、本発明は、「半導体集積回路製造に
おけるリソグラフィ−プロセスにより形成されたフォト
レジストパタ−ンの下地パタ−ンに対する重ね合わせ誤
差を測定する重ね合わせ測定法において、レジストパタ
−ン，下地パタ−ンの画像情報を得るための照明系及び
光学系と、画像情報からレジストパタ−ン，下地パタ−
ン各々の位置を算出するための情報処理部を備える重ね
合わせ測定装置を用い、パタ−ンの画像信号から相関関
数を算出し、この相関演算結果よりパタ−ン中心を特定
することにより、レジストパタ−ンと下地パタ−ンとの
間の重ね合わせ誤差を測定することを特徴とする重ね合
わせ測定方法。」(請求項１)を要旨とする。
おけるリソグラフィ−プロセスにより形成されたフォト
レジストパタ−ンの下地パタ−ンに対する重ね合わせ誤
差を測定する重ね合わせ測定法において、レジストパタ
−ン，下地パタ−ンの画像情報を得るための照明系及び
光学系と、画像情報からレジストパタ−ン，下地パタ−
ン各々の位置を算出するための情報処理部を備える重ね
合わせ測定装置を用い、パタ−ンの画像信号から相関関
数を算出し、この相関演算結果よりパタ−ン中心を特定
することにより、レジストパタ−ンと下地パタ−ンとの
間の重ね合わせ誤差を測定することを特徴とする重ね合
わせ測定方法。」(請求項１)を要旨とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明について図１を参照
して詳細に説明する。（なお、該図の詳細な説明につい
ては後記実施例１参照）
して詳細に説明する。（なお、該図の詳細な説明につい
ては後記実施例１参照）
【００１７】本発明に係る重ね合わせ測定方法では、光
学画像から画像信号を取り出す所までは、前記した従来
技術と同じであるが、これ以降の処理手段が従来技術と
相違する。即ち、本発明に係る重ね合わせ測定方法は、
具体的には次の(1)〜(5)の手段を採用するものであり、
これは本発明の好ましい実施態様である。
学画像から画像信号を取り出す所までは、前記した従来
技術と同じであるが、これ以降の処理手段が従来技術と
相違する。即ち、本発明に係る重ね合わせ測定方法は、
具体的には次の(1)〜(5)の手段を採用するものであり、
これは本発明の好ましい実施態様である。
【００１８】(1) まず、図１(Ｃ)に示す画像信号“Ｙ
(Ｉ)”を、図１(Ｄ)に示すように、下地パタ−ンの検出
波形“Ｙａ(Ｉ)”とレジストパタ−ンの検出波形“Ｙｒ
(Ｉ)”とに分離する。 (2) 次に、分離した下地パタ−ンの検出波形“Ｙａ
(Ｉ)”の左エッジ部の波形を右エッジ部の波形の右側に
並ぶように右方向に“Ｓ(+S)”の距離移動させた所に波
形を合成する。同様に、右エッジ部の波形を左エッジ部
の波形の左側に並ぶように左方向に“Ｓ(-S)”の距離移
動させた所に波形を合成する。この結果、得られた波形
を“Ｙ’ａ(Ｉ)”とする。 (3) 続いて、次の式(2)で示される相関演算を行い、こ
の結果、得られた極小値の位置“Ｃａ”を下地パタ−ン
中心とする。
(Ｉ)”を、図１(Ｄ)に示すように、下地パタ−ンの検出
波形“Ｙａ(Ｉ)”とレジストパタ−ンの検出波形“Ｙｒ
(Ｉ)”とに分離する。 (2) 次に、分離した下地パタ−ンの検出波形“Ｙａ
(Ｉ)”の左エッジ部の波形を右エッジ部の波形の右側に
並ぶように右方向に“Ｓ(+S)”の距離移動させた所に波
形を合成する。同様に、右エッジ部の波形を左エッジ部
の波形の左側に並ぶように左方向に“Ｓ(-S)”の距離移
動させた所に波形を合成する。この結果、得られた波形
を“Ｙ’ａ(Ｉ)”とする。 (3) 続いて、次の式(2)で示される相関演算を行い、こ
の結果、得られた極小値の位置“Ｃａ”を下地パタ−ン
中心とする。
【００１９】
【数１】
【００２０】(4) 一方、分離したレジストパタ−ンの検
出波形“Ｙｒ(Ｉ)”より従来技術のアルゴリズムを用い
てレジストパタ−ン中心“Ｃｒ”を求める。 (5) 前記(3)の方法により算出した下地パタ−ン中心
“Ｃａ”と、上記(4)で求めたレジストパタ−ン中心
“Ｃｒ”とにより、下地パタ−ンに対するレジストパタ
−ンの重ね合わせ誤差は「Ｃｒ−Ｃａ」で表わすことが
できる。
出波形“Ｙｒ(Ｉ)”より従来技術のアルゴリズムを用い
てレジストパタ−ン中心“Ｃｒ”を求める。 (5) 前記(3)の方法により算出した下地パタ−ン中心
“Ｃａ”と、上記(4)で求めたレジストパタ−ン中心
“Ｃｒ”とにより、下地パタ−ンに対するレジストパタ
−ンの重ね合わせ誤差は「Ｃｒ−Ｃａ」で表わすことが
できる。
【００２１】
【作用】前掲の図４に示したように下地パタ−ン２の形
状が非対称となり、例えば同図(Ａ)のパタ−ン断面図に
示すように、左側エッジ部のテ−パ−幅が狭く、反対に
右側エッジ部のテ−パ−幅が広くなった場合、従来技術
のアルゴリズムによる手法では、パタ−ン形状が対称で
ある前掲の図３の場合と比べて、下地パタ−ン中心が左
側にシフトしたと同様な結果が生じる。つまり、このシ
フト分だけ計測誤差が発生したことになる。
状が非対称となり、例えば同図(Ａ)のパタ−ン断面図に
示すように、左側エッジ部のテ−パ−幅が狭く、反対に
右側エッジ部のテ−パ−幅が広くなった場合、従来技術
のアルゴリズムによる手法では、パタ−ン形状が対称で
ある前掲の図３の場合と比べて、下地パタ−ン中心が左
側にシフトしたと同様な結果が生じる。つまり、このシ
フト分だけ計測誤差が発生したことになる。
【００２２】これに対して、本発明に係る重ね合わせ測
定方法では、左右各々のエッジ部分の画像信号波形を反
対側のエッジ部分に合成した上で、相関演算により下地
パタ−ン中心を算出するという手法を用いているため、
非対称性の影響を受けずにシフト成分の含まれない重ね
合わせ測定が可能となる。
定方法では、左右各々のエッジ部分の画像信号波形を反
対側のエッジ部分に合成した上で、相関演算により下地
パタ−ン中心を算出するという手法を用いているため、
非対称性の影響を受けずにシフト成分の含まれない重ね
合わせ測定が可能となる。
【００２３】
【実施例】次に、本発明の実施例を挙げ、本発明を具体
的に説明するが、本発明は、以下の実施例にのみ限定さ
れるものではなく、前記した本発明の要旨の範囲内で種
々変更することができるものである。
的に説明するが、本発明は、以下の実施例にのみ限定さ
れるものではなく、前記した本発明の要旨の範囲内で種
々変更することができるものである。
【００２４】（実施例１）図１は、本発明の一実施例
(実施例１)を説明する図であり、そのうち(Ａ)はパタ−
ン断面図であり、(Ｂ)は光学画像、(Ｃ)は画像信号を示
す図であり、(Ｄ)は重ね合わせ測定法のフロ−図であ
る。
(実施例１)を説明する図であり、そのうち(Ａ)はパタ−
ン断面図であり、(Ｂ)は光学画像、(Ｃ)は画像信号を示
す図であり、(Ｄ)は重ね合わせ測定法のフロ−図であ
る。
【００２５】本実施例１では、まず、図１(Ｂ)に示す光
学画像から所定の位置でスライスした図１(Ｃ)に示す画
像信号“Ｙ(Ｉ)”を取り出す。画像信号“Ｙ(Ｉ)”に
は、下地パタ−ン２及びレジストパタ−ン１のエッジ位
置に相当する信号が含まれているが、この信号を図１
(Ｄ)に示すように、下地パタ−ン検出波形“Ｙａ(Ｉ)”
とレジストパタ−ン検出波形“Ｙｒ(Ｉ)とに分離する。
学画像から所定の位置でスライスした図１(Ｃ)に示す画
像信号“Ｙ(Ｉ)”を取り出す。画像信号“Ｙ(Ｉ)”に
は、下地パタ−ン２及びレジストパタ−ン１のエッジ位
置に相当する信号が含まれているが、この信号を図１
(Ｄ)に示すように、下地パタ−ン検出波形“Ｙａ(Ｉ)”
とレジストパタ−ン検出波形“Ｙｒ(Ｉ)とに分離する。
【００２６】次に、下地パタ−ンの検出波形“Ｙａ
(Ｉ)”の左エッジ部の波形をコピ−し、これを右エッジ
部の波形の右側に並ぶように右方向に“Ｓ(+S)”の距離
移動させた所に波形を合成する。同様に、右エッジ部の
波形をコピ−し、これを左エッジ部の波形の左側に並ぶ
ように左方向に“Ｓ(-S)”の距離移動させた所に波形を
合成する。この結果得られた波形を“Ｙ’ａ(Ｉ)”とす
る。ここでの移動距離“Ｓ”は、下地パタ−ンの左右の
エッジ間距離にエッジの最大テ−パ−幅を加算した程度
とするが、実際にはある程度値を振った結果から最適値
を設定する。
(Ｉ)”の左エッジ部の波形をコピ−し、これを右エッジ
部の波形の右側に並ぶように右方向に“Ｓ(+S)”の距離
移動させた所に波形を合成する。同様に、右エッジ部の
波形をコピ−し、これを左エッジ部の波形の左側に並ぶ
ように左方向に“Ｓ(-S)”の距離移動させた所に波形を
合成する。この結果得られた波形を“Ｙ’ａ(Ｉ)”とす
る。ここでの移動距離“Ｓ”は、下地パタ−ンの左右の
エッジ間距離にエッジの最大テ−パ−幅を加算した程度
とするが、実際にはある程度値を振った結果から最適値
を設定する。
【００２７】次に、この“Ｙ’ａ(Ｉ)”を用いて、次式
(3)で示される相関演算を行い、その結果、得られた極
小値の位置“Ｃａ”を下地パタ−ン中心とする。
(3)で示される相関演算を行い、その結果、得られた極
小値の位置“Ｃａ”を下地パタ−ン中心とする。
【００２８】
【数２】
【００２９】一方、レジストパタ−ン検出波形“Ｙｒ
(Ｉ)”より、従来技術のアルゴリズムを用いてレジスト
パタ−ン中心“Ｃｒ”を求める。
(Ｉ)”より、従来技術のアルゴリズムを用いてレジスト
パタ−ン中心“Ｃｒ”を求める。
【００３０】上述した方法により算出した下地パタ−ン
中心“Ｃａ”とレジストパタ−ン中心“Ｃｒ”より、下
地パタ−ン２に対するレジストパタ−ン１の重ね合わせ
誤差は、「Ｃｒ−Ｃａ」で表わすことができる。
中心“Ｃａ”とレジストパタ−ン中心“Ｃｒ”より、下
地パタ−ン２に対するレジストパタ−ン１の重ね合わせ
誤差は、「Ｃｒ−Ｃａ」で表わすことができる。
【００３１】（実施例２）図２は、本発明の他の実施例
(実施例２)を説明する図であり、そのうち(Ａ)はパタ−
ン断面図であり、(Ｂ)は画像信号を示す図であり、(Ｃ)
は重ね合わせ測定法のフロ−図である。
(実施例２)を説明する図であり、そのうち(Ａ)はパタ−
ン断面図であり、(Ｂ)は画像信号を示す図であり、(Ｃ)
は重ね合わせ測定法のフロ−図である。
【００３２】本実施例２では、図２(Ａ)に示すように、
重ね合わせ測定を行う位置の下地パタ−ン２の形状を変
更し、下地パタ−ン２を２本の凸形状のラインとしてい
る所が従来法と異なる特徴である。これにより、図２
(Ｂ)に示すように、左右それぞれの下地パタ−ン２から
２本ずつの谷の波形信号を取り出すことができる。その
ため、前記実施例１で行ったような波形の合成を行わな
くても、直接下地パタ−ン検出波形“Ｙａ(Ｉ)から次式
(4)で示す相関関数を演算し、下地パタ−ン中心“Ｃ
ａ”を算出することができる。
重ね合わせ測定を行う位置の下地パタ−ン２の形状を変
更し、下地パタ−ン２を２本の凸形状のラインとしてい
る所が従来法と異なる特徴である。これにより、図２
(Ｂ)に示すように、左右それぞれの下地パタ−ン２から
２本ずつの谷の波形信号を取り出すことができる。その
ため、前記実施例１で行ったような波形の合成を行わな
くても、直接下地パタ−ン検出波形“Ｙａ(Ｉ)から次式
(4)で示す相関関数を演算し、下地パタ−ン中心“Ｃ
ａ”を算出することができる。
【００３３】
【数３】
【００３４】
【発明の効果】本発明に係る重ね合わせ測定方法は、以
上詳記したとおり、下地パタ−ンが非対称性を有する場
合においても、この影響による測定誤差の増大が生じな
い正確な重ね合わせ測定を行うことができるという顕著
な効果が生じる。その理由は、下地パタ−ンの左右エッ
ジ部の波形の合成，相関演算の手法を用いることによ
り、非対称性起因によるシフト成分の含まれないパタ−
ン中心位置の算出が可能となるからである。
上詳記したとおり、下地パタ−ンが非対称性を有する場
合においても、この影響による測定誤差の増大が生じな
い正確な重ね合わせ測定を行うことができるという顕著
な効果が生じる。その理由は、下地パタ−ンの左右エッ
ジ部の波形の合成，相関演算の手法を用いることによ
り、非対称性起因によるシフト成分の含まれないパタ−
ン中心位置の算出が可能となるからである。
【図１】本発明の一実施例(実施例１)を説明する図であ
って、そのうち(Ａ)はパタ−ン断面図であり、(Ｂ)は光
学画像、(Ｃ)は画像信号、(Ｄ)は重ね合わせ測定法のフ
ロ−を示す図。
って、そのうち(Ａ)はパタ−ン断面図であり、(Ｂ)は光
学画像、(Ｃ)は画像信号、(Ｄ)は重ね合わせ測定法のフ
ロ−を示す図。
【図２】本発明の他の実施例(実施例２)を説明する図で
あって、そのうち(Ａ)はパタ−ン断面図であり、(Ｂ)は
画像信号、(Ｃ)は重ね合わせ測定法のフロ−を示す図。
あって、そのうち(Ａ)はパタ−ン断面図であり、(Ｂ)は
画像信号、(Ｃ)は重ね合わせ測定法のフロ−を示す図。
【図３】従来技術による重ね合わせ測定法を説明する図
(下地パタ−ンが対称の場合)であって、そのうち(Ａ)は
パタ−ン断面図であり、(Ｂ)は光学画像、(Ｃ)は画像信
号を示す図。
(下地パタ−ンが対称の場合)であって、そのうち(Ａ)は
パタ−ン断面図であり、(Ｂ)は光学画像、(Ｃ)は画像信
号を示す図。
【図４】従来技術による重ね合わせ測定法を説明する図
(下地パタ−ンが非対称の場合)であって、そのうち(Ａ)
はパタ−ン断面図であり、(Ｂ)は光学画像、(Ｃ)は画像
信号を示す図。
(下地パタ−ンが非対称の場合)であって、そのうち(Ａ)
はパタ−ン断面図であり、(Ｂ)は光学画像、(Ｃ)は画像
信号を示す図。
【図５】従来技術による重ね合わせ測定法のアルゴリズ
ムについて説明する図であって、そのうち(Ａ)は最小２
乗法、(Ｂ)は閾値法、(Ｃ)は急峻点法を説明する図。
ムについて説明する図であって、そのうち(Ａ)は最小２
乗法、(Ｂ)は閾値法、(Ｃ)は急峻点法を説明する図。
１ レジストパタ−ン ２ 下地パタ−ン
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体集積回路製造におけるリソグラフ
ィ−プロセスにより形成されたフォトレジストパタ−ン
の下地パタ−ンに対する重ね合わせ誤差を測定する重ね
合わせ測定法において、レジストパタ−ン，下地パタ−
ンの画像情報を得るための照明系及び光学系と、画像情
報からレジストパタ−ン，下地パタ−ン各々の位置を算
出するための情報処理部を備える重ね合わせ測定装置を
用い、パタ−ンの画像信号から相関関数を算出し、この
相関演算結果よりパタ−ン中心を特定することにより、
レジストパタ−ンと下地パタ−ンとの間の重ね合わせ誤
差を測定することを特徴とする重ね合わせ測定方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の重ね合わせ測定方法にお
いて、レジストパタ−ンの画像信号と下地パタ−ンの画
像信号とを分離し、分離された下地パタ−ンのみの画像
信号をある距離移動して合成した下地パタ−ンの画像信
号から相関関数を算出し、この相関演算結果より下地の
パタ−ン中心を特定することを特徴とする請求項１に記
載の重ね合わせ測定方法。 - 【請求項３】 前記重ね合わせ測定方法に使用する下地
パタ−ンの形状を、２本の凸形状もしくは２本の凹形状
のラインとし、これにより、請求項２に記載の画像信号
の合成を行わないで、下地パタ−ンの画像信号から相関
関数を算出し、この相関演算結果より下地のパタ−ン中
心を特定することを特徴とする請求項１に記載の重ね合
わせ測定方法。
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