[發明專利]對曝光位置標記的位移進行檢測的方法

無效

• 申請號: 200610142716.0
• 申請日: 2006-10-30
• 公開（公告）號: CN101097410A
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發明（設計）人: 藤田睦實
• 申請（專利權）人: 富士通株式會社
• 主分類號: G03F9/00
• 分類號: G03F9/00;G03F7/20;H01L21/027
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 李輝;呂俊剛

技術領域

本發明涉及對曝光位置標記的位移進行檢測的方法，曝光位置標記被設置用于在制造半導體或薄膜磁頭的過程中檢測曝光位置的位移。

背景技術

在制造半導體、薄膜磁頭等時，通過光刻形成所需導電圖案或絕緣層圖案。在這些器件的制造過程中，在對導電圖案或絕緣層圖案進行層壓時檢測圖案的位移，判斷曝光位置是否在容許的范圍內，并將該位移反饋回曝光裝置，從而可以高精度地進行曝光操作。

通過在不影響產品的多個位置(諸如工件的邊緣)處形成曝光位置標記、針對設置在下層和上層上的曝光位置標記來執行圖像識別，以及檢測曝光位置標記之間的位移，來檢測曝光位置標記的位移。

曝光位置標記可以為各種形狀。圖6A和6B示出了利用四邊形曝光位置標記來檢測位移的示例。圖6A示出了使用正方形的示例，而圖6B示出了將條形圖案設置為四邊形結構的示例。在圖6A中，在后工藝中形成的正方形圖案6被形成為比在前工藝中已形成的正方形圖案5更大的正方形，使得正方形圖案5位于正方形圖案6的內部。在圖6B中，在后工藝中形成的圖案8被設置為圍繞著在前工藝中已形成的條形圖案7。

在圖6A和圖6B的情況下，分別對正方形圖案5和6的中心位置以及由條形圖案7和8圍繞出的四邊形的中心位置進行檢測，并根據中心位置的位移來檢測曝光位置的位移。

專利文獻1????日本特開專利公報No.H11-126746

專利文獻2????日本特開專利公報No.2001-332466

專利文獻3????日本特開專利公報No.2003-243297

發明內容

盡管在圖6A和6B中，在前工藝中形成的曝光位置標記小于在后工藝中形成的曝光位置標記，但是在前工藝中可以形成大的標記而在后工藝中可以形成小的標記。通過改變標記的尺寸并將較小標記設置在較大標記的內部，可以通過掃描單個圖像來檢測曝光位置標記，然后根據這些檢測的標記位置來檢測位移。

如圖6A和6B中所示，當在前工藝與在后工藝中形成的標記的中心位置出現位移時，例如當針對圖6A和6B中所示的位置檢測到位移時，理論上，當利用圖6A和6B所示的結構來檢測位移和當在將圖6A和6B所示的結構旋轉180度以后來檢測位移時，應該檢測到相同的位移。但實際上，并不總能獲得相同的檢測結果。因此，在某些情況下，通過對從預定方向對標記進行圖像識別而產生的測量結果和從旋轉180度的位置獲得的測量結果進行平均來計算位移。

這種波動可以由圖案(其中在對曝光位置標記進行圖像識別時不能正確地檢測圖案的邊緣部分等)的形狀引起，也可以由測量曝光位置標記時的不可避免的原因造成。這種不可避免的原因被認為是：(i)測量光學系統中使用的透鏡的像差；(ii)由于在前工藝中形成的標記和在后工藝中形成的標記形成在層壓方向上的不同位置處，所以曝光位置標記在高度方向上具有不同的位置；和(iii)由于曝光位置標記以預定厚度形成，所以標記的形狀根據測量方向而被不同地識別。

使用圖6B所示的由條形圖案構成的標記，能夠比由正方形圖案構成的標記更容易地識別出標記位置，尤其是當標記厚度較小時。但是，即使以這種方式改變標記的形狀，仍然無法消除由于測量裝置、標記的厚度等所導致的測量中的波動。

在制造半導體或薄膜磁頭時，目前在納米級別上來控制圖案。這樣，當需要極高的精度來進行定位時，還必須對常規上不會引起問題的測量方法所引起的測量中的波動進行控制。

為評價該定位，重要的是，不僅要有測量精度，而且還要如實地反映實際設備中的定位標記。曝光裝置中的透鏡像差(例如彗差)可以造成曝光位置相對于圖案尺寸的位移。對于常規的框標記，由于必須要形成兩個圖案(即大圖案和小圖案)，所以存在以下可能性，即，除了所制造器件本身的任何位移以外，曝光裝置的像差也產生位移。

設計本發明來解決上述問題，因而本發明的目的是提供一種對曝光位置標記的位移進行檢測的方法，該方法能夠可靠地識別使得位移能夠被檢測到的曝光位置標記，并能夠基于通過識別這些標記而產生的測量結果來正確和有效地檢測曝光位置的位移。