[发明专利]对准标记、利用其的对准测量方法及半导体装置制造方法

说明书

本发明涉及一种对准标记、利用其的对准测量方法及半导体装置制造方法。本发明提供一种对准标记，其确定两个连续的图案层或分别形成于一个层的两个以上的图案间的相对错位，包括：第一对准构造物，其包括一对第一杆及一对第二杆，上述一对第一杆彼此对置，且沿第一方向延伸，上述一对第二杆彼此对置，且沿与第一方向正交的第二方向延伸；以及第二对准构造物，其包括与上述第一杆平行的多对第三杆以及与上述第二杆平行的多对第四杆，且相邻的第三杆之间的间隔不同，相邻的第四杆之间的间隔不同。根据本发明的对准标记，通过使杆之间的间隔不同，最小化了在分析图像时发生的错误。

技术领域

本发明是有关于一种对准标记、利用其的对准测量方法及半导体装置制造方法。

背景技术

在半导体基板上，依次形成多个图案层。并且，通过双重图案化等而分两个图案形成一个层的电路。只有将这种图案层或一个层的多个图案准确地形成至预先设定的位置，才能制造出所期望的半导体元件。

因此，为了确认图案层是否准确地排列，使用与图案层同时形成的对准标记。

利用对准标记测定对准的方法如下。首先，在前一工序(例如蚀刻工序)中形成的图案层作为图案层，与此同时形成作为对准标记的一部分的一个构造物。接着，在后续工序(例如光刻工序)中，在光阻上形成对准标记的剩余的构造物。接着，通过对准测定装置而获得在前一工序中形成的图案层的对准构造物(透过光阻层获取图像)与光阻层的对准构造物的图像，测量这些图像的中心之间的偏移值而测定对准值。若对准值脱离容许范围，则去除光阻层而重新作业。

作为众所周知的对准标记，有箱中箱(box in box，BIB)、进阶影像计量(AdvancedImaging Metrology，AIM)等。并且，如图1所示，还有如下标记：改良BIB而在上层形成正方形形态的箱1，在信号相对较弱的下层具备与箱的各个边平行的多个杆2。如图1所示的标记具有如下问题：由于等间隔地排列多个杆2，因此在信号的强度微弱的情形时，会如图2所示地发生在分析图像时向左侧偏移一个周期而读取的错误。在发生这种错误的情况时，会错误地识别杆的中心位置而错误地计算对准值。

在基于图像而测定对准时，使用利用透镜的折射光学系统与向对准标记照射较广的波段的光的光源。在该情况下，还存在如下问题：根据因光源的各波长的折射率差异产生的色像差；以及光经过的透镜的位置的球面像差等而获得的对准标记图像必然应变。此种图像的应变成为降低对准测定的准确性的原因。距图像的中心越远，则对准标记图像的应变越大，这种图像应变还受到如对准标记的子杆的宽度的对准构造物的形状的影响。

＜现有技术文献＞

日本注册专利JP5180419

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的目的在于提供一种新的对准标记，其是为了确认在半导体制造工序中的图案层是否准确地排列而与图案层同时形成。并且，本发明的目的在于将在通过如上所述地等间隔地排列杆而在分析图像时发生的错误最小化。并且，本发明的目的在于提供一种可采用宽度不同的子杆获得更多的图像应变信息，从而可提高对准测定的准确度的对准标记。

解决课题的手段

为了达成上述目的，本发明提供一种对准标记，其确定两个连续的图案层或分别形成于一个层的两个以上的图案间的相对错位，上述对准标记包括：第一对准构造物，其包括一对第一杆及一对第二杆，上述一对第一杆彼此对置，且沿第一方向延伸，上述一对第二杆彼此对置，且沿与第一方向正交的第二方向延伸；以及第二对准构造物，其包括与上述第一杆平行的多对第三杆以及与上述第二杆平行的多对第四杆，且相邻的第三杆之间的间隔不同，相邻的第四杆之间的间隔不同，且上述第三杆与上述第四杆分别沿长度方向分割成多个子杆，上述多个子杆形成在同一层，上述多个子杆包括宽度不同的至少两个子杆，上述子杆分别沿宽度方向分割成多个段杆，相邻的上述子杆分割成不同数量的段杆。