DE19822764A1

DE19822764A1 - Verfahren zum Korrigieren einer Ausrichtung, Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung und Halbleitervorrichtung

Info

Publication number: DE19822764A1
Application number: DE19822764A
Authority: DE
Inventors: Tsuneo Yasuda
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-09-26
Filing date: 1998-05-20
Publication date: 1999-04-08
Also published as: KR100321452B1; US6177330B1; JPH11102851A; KR19990029168A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Korrigieren einer Ausrichtung bzw. korrigierenden Ausrichten, auf ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung und auf eine Halbleitervorrichtung. Insbesondere bezieht sie sich auf ein Verfahren zum Korrigieren einer Ausrichtung, um ein relatives Ausrichten zwischen Mustern in einer Ebenenrich tung zum Bilden einer Mehrzahl von Mustern beim Herstellen ei ner Halbleitervorrichtung durchzuführen.

Nun wird ein Ausrichten unter Bezugnahme auf ein konzeptionel les Diagramm der Fig. 24 diskutiert. Eine Ebene 3a besitzt Mu ster 1a und Ausrichtungsmarkierungen 2a bis 2d. Eine Ebene 3b besitzt Muster 1b und Ausrichtungsmarkierungen 2e bis 2h. Die Muster 1a und 1b sind auf Wafern gebildet und aus einer Silizi um(Silicium-)verbindung, einem Metall oder dergleichen gemacht. Die Ausrichtungsmarkierungen 2a bis 2d werden gleichzeitig mit den Mustern 1a gebildet. Die Ausrichtungsmarkierungen 2e bis 2h werden gleichzeitig mit den Mustern 1b gebildet. Ein Betrieb zum relativen Ausrichten (In-Übereinstimmung-Bringen) zweier Objekte, wie beispielsweise die Ebenen 3a und 3b, wird einfach als Ausrichten (Ausrichtung) bezeichnet.

In einem Prozeß (Vorgang) zum Herstellen einer Halbleitervor richtung werden mehrere Hauptschritte zum Herstellen der Halb leitervorrichtung ausgeführt. Der Hauptschritt ist eine Einheit aus einer Mehrzahl von Schritten zum Bilden eines Musters (z. B. ein Schichtbildungsschritt zum Bilden einer Schicht auf einem Wafer, ein Resist-Auftragungsschritt zum Auftragen (Aufbringen) eines Resistes (Fotolacks), ein Belichtungsschritt, ein Ent wicklungsschritt, ein Ätzschritt zum Bemustern einer Schicht und so weiter).

Fig. 25 ist ein konzeptioneller Schnitt einer Halbleitervor richtung. Die Halbleitervorrichtung der Fig. 25 wird durch sie ben Hauptschritte erhalten bzw. es werden die Muster 301 bis 307 durch die sieben Hauptschritte gebildet.

Das Ausrichten ist in dem Belichtungsschritt erforderlich. In dem Belichtungsschritt wird tatsächlich ein Ausrichten ausge führt, um die Positionen einer Zwischenmaske (reticle, Retikel) und eines Wafers relativ zueinander auszurichten (in Überein stimmung zu bringen). Unter den Geräten zum Belichten und Aus richten gibt es einen Projektionsausrichter eines Schrittyps (später bezeichnet als Schrittschaltwerk, Stepper).

Fig. 26 ist eine Blockdarstellung eines Herstellungssystems 10 zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung. Diese Figur zeigt Schrittschaltwerke 4 wie oben erwähnt, Überlagerungsprüfvor richtungen 5, ein Produktionssteuersystemteil 6 zum Ausführen einer Produktionssteuerung, welche eine Ausrichtungskorrektur einheit 6a und eine Datenbank 6b aufweist, Halbleiterherstel lungsvorrichtungen 7 und Referenzdatenendgeräte (Referenztermi nals) 8, die mit dem Produktionssteuersystemteil 6 zum Bezug nehmen auf die Datenbank 6b verbunden sind. In diesem System gibt es eine Mehrzahl von Schrittschaltwerken 4 und Halbleiter herstellungsvorrichtungen wie beispielsweise eine Sputtervor richtung und eine Ätzvorrichtung.

Unter Mustern, die mit dem Schrittschaltwerk 4 ausgerichtet werden, gibt es trotz des Ausrichtens eine Scherung (Abweichun gung). Dies ist in einem mechanischen Fehler des Schrittschalt werkes, einem Herstellungsfehler der Zwischenmaske usw. begrün det. Das Schrittschaltwerk 4 erhält einen Korrekturwert zum Auflösen (Beseitigen) der Scherung (später bezeichnet als Schrittschaltwerkkorrekturwert). Andererseits erfaßt die Über lagerungsprüfvorrichtung 5 die Scherung und berechnet einen Korrekturwert zum Beseitigen der Scherung (später bezeichnet als OCCV (overlay checking correction value, Überlagerungsprüf korrekturwert)).

Der Produktionssteuersystemteil 6 steuert Daten für das Aus richten (später bezeichnet als Ausrichtungsdaten). Die Ausrich tungsdaten schließen den OCCV, den Schrittschaltwerkkorrektur wert, den Typ des Wafers (Losnummer, Produktnummer und derglei chen), das Datum der Ausrichtung, die Verarbeitung, die Produk tionsgeschichte usw. ein. Die Ausrichtungsdaten werden in der Datenbank 6b gespeichert.

Die Ausrichtungskorrektureinheit 6a ist eine der Funktionsteile des Produktionssteuersystemteils 6 und berechnet den Schritt schaltwerkkorrekturwert.

Fig. 27 stellt ein Aufbaukonzept des Schrittschaltwerkes 4 dar. In dieser Figur sind ein Waferstufe WST, auf der ein Wafer 20 befestigt ist, eine Zwischenmaskenstufe RST, auf der eine Zwi schenmaske 30 befestigt ist, ein Beleuchtungssystem ILS, ein Linsensystem PL, ein Schrittschaltwerkkorrekturwert für einen Waferteil (Waferkomponente) 22 und ein Schrittschaltwerkkorrek turwert für einen Schußteil (Schußkomponente, Belichtungsteil) 33 gezeigt.

Das Schrittschaltwerk 4 empfängt den Schrittschaltwerkkorrek turwert. Der Schrittschaltwerkkorrekturwert weist den Schritt schaltwerkkorrekturwert für den Waferteil 22 und den Schritt schaltwerkkorrekturwert für den Schußteil 33 auf.

Der Schrittschaltwerkkorrekturwert für den Waferteil 22 ist ein Wert, der zum Bewegen des Wafers gesetzt ist. Der Schritt schaltwerkkorrekturwert für den Waferteil 22 weist Schritt schaltwerkkorrekturwerte für Offsets (Versätze) X und Y (Grundlinie), für Skalierungen (Zahlenbereichsänderungen) X und Y, für die X-Y-Orthogonalität (X-Y-Rechtwinkligkeit) und für die Waferdrehung auf. Die Waferstufe WST bewegt sich gemäß der Schrittschaltwerkkorrekturwerte für den Waferteil 22.

Der Schrittschaltwerkkorrekturwert für den Schußteil 33 ist ein Wert, der zum Verändern eines Bildes 34, das auf den Wafer 20 von dem Beleuchtungssystem ILS durch die Zwischenmaske 30 pro jiziert wird, gesetzt ist. Der Schrittschaltwerkkorrekturwert für den Schußteil 33 weist Schrittschaltwerkkorrekturwerte für die Schußdrehung, für die Vergrößerung und dergleichen auf. Das Bild 34 verändert sich mit den Schrittschaltwerkkorrekturwerten für den Schußteil 33. In bezug auf die Schußdrehung genauer ge sagt, dreht sich die Zwischenmaskenstufe RST um eine Zentrum achse 32, um das Bild 34 zu drehen. Bezüglich der Vergrößerung wird das Bild 34 vergrößert oder verkleinert durch das Linsen system PL und dergleichen.

Der Produktionssteuersystemteil 6 verarbeitet den Wafer wie folgt. Hierbei wird ein Ausrichten der Ebene 304 der Fig. 25 als ein Beispiel genommen. Das Verarbeiten wird gemäß eines Flußdiagramms der Fig. 28 ausgeführt.

Zuerst transportiert der Produktionssteuersystemteil 6 einen zu bearbeitenden Wafer zum Schrittschaltwerk 4. Wenn der Wafer das Schrittschaltwerk 4 erreicht, berechnet die Ausrichtungskorrek tureinheit 6a den Schrittschaltwerkkorrekturwert (Schritt S901 der Fig. 28).

Der Produktionssteuersystemteil 6 setzt den Schrittschaltwerk korrekturwert, der durch die Berechnung erhalten ist, in das Schrittschaltwerk 4 (gibt diesen in das Schrittschaltwerk 4 ein) (Schritt S902).

Das Schrittschaltwerk 4 führt eine Ausrichtung (ein In- Übereinstimmung-Bringen) aus (Schritt S903).

Nach dem Abschließen der Ausrichtung registriert der Produkti onssteuersystemteil 6 den Schrittschaltwerkkorrekturwert in der Datenbank 6b zum Steuern (Überprüfen) des Schrittschaltwerkkor rekturwertes. Ferner wird der Wafer von dem Schrittschaltwerk 4 zu der Überlagerungsprüfvorrichtung 5 transportiert (S904).

Die Überlagerungsprüfvorrichtung 5 erfaßt eine Scherung zwi schen dem Muster 304 und dem Muster 303 unmittelbar darunter mit den Positionen der Ausrichtungsmarkierungen (Schritt S905). Ferner berechnet die Vorrichtung 5 den OCCV zum Beseitigen der erfaßten Scherung (Schritt S906).

Nachfolgend sammelt der Produktionssteuersystemteil 6 die OCCVs von den Überlagerungsprüfvorrichtungen 5 (Schritt S907). Der Systemteil 6 speichert die gesammelten OCCVs in der Datenbank 6b und steuert (überprüft) diese (Schritt S908).

Ferner transportiert der Produktionssteuersystemteil 6 den zu verarbeitenden Wafer zu der Halbleiterherstellungsvorrichtung 7 wie benötigt, in der das Sputtern, Ätzen und dergleichen ausge führt werden.

Durch die oben genannten Schritte verarbeitet der Produktions steuersystemteil 6 den Wafer.

Als nächstes wird ein der Anmelderin bekanntes Verfahren zum korrigierenden Ausrichten zum Berechnen des Schrittschaltwerk korrekturwertes unter Bezugnahme auf die Fig. 29 und 30 be schrieben. Es wird angenommen, daß der Schrittschaltwerkkorrek turwert, der in dem Schritt S902 gesetzt wird, +1 und der OCCV (welcher hierbei der Scherung entspricht), der in dem Schritt S906 erfaßt wird, -2 in dieser in dem Hauptschritt ausgeführten Ausrichtung beträgt. Deshalb wird, wie in Fig. 30 gezeigt ist, falls der Schrittschaltwerkkorrekturwert auf +3 in dem Aus richten des nächsten Hauptschrittes gesetzt ist, erwartet, daß der OCCV 0 beträgt. Die berechnete Differenz zwischen dem schrittschaltwerkkorrekturwert und dem OCCV wird als wahre Scherung bezeichnet.

Insbesondere wird sie folgendermaßen ausgedrückt:

wahre Scherung = Schrittschaltwerkkorrekturwert - OCCV. . . (1).

Eine kürzere Zeitspanne zwischen dem vorliegenden Ausrichten und dem nächsten Ausrichten verursacht eine kleinere wahre Scherung.

Wenn die Zeitspanne größer wird, wird die wahre Scherung grö ßer. Dann steuert (überwacht) der Produktionssteuersystemteil 6 einen Trend der wahren Scherung in einem Hauptschritt wie in Fig. 31 gezeigt, und die Ausrichtungskorrektureinheit 6a be rechnet einen Mittelwert von wahren Scherungen zu den Zeitpunk ten P1 bis P3 in demselben Hauptschritt als den Schrittschalt werkkorrekturwert, der in dem nächsten Hauptschritt tx gesetzt werden soll.

Daher wird in dem der Anmelderin bekannten Verfahren zum korri gierenden Ausrichten der Schrittschaltwerkkorrekturwert für ein Waferteil korrigiert zum Ausrichten (in Übereinstimmung brin gen) eines Musters mit einem sich unmittelbar darunter befin denden Muster, wie die Muster 304 und 303.

Zur Größenverringerung einer Halbleitervorrichtung ist eine kleine Toleranz (zulässige Abweichung, Spezifikation) der Sche rung zwischen den Mustern erforderlich. Da die Größe einer Halbleitervorrichtung kleiner wird, wurde eine sehr viel klei nere Toleranz als zuvor verwirklicht. Die Scherung zwischen Mu stern lagen innerhalb der Spezifikation, falls der Schritt schaltwerkkorrekturwert für den Waferteil korrigiert wurde. Mit dem Verwirklichen von sehr viel kleineren Toleranzen tritt je doch seit kurzem ein Problem auf, daß eine Scherung außerhalb der Spezifikation verursacht wird, wenn das der Anmelderin be kannte Verfahren zum korrigierenden Ausrichten ausgeführt wird, und eine Verbesserung in der Genauigkeit des Ausrichtens ist erforderlich.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbesse rung in der Genauigkeit eines Ausrichtens zu erreichen, ein Verfahren zum korrigierenden Ausrichten, welches eine beliebige Scherung (Abweichung) außerhalb der Spezifikation verhindert, ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung und eine Halbleitervorrichtung anzugeben.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 9 bzw. eine Halbleitervorrichtung nach Anspruch 10.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ange geben.

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum korrigierenden Ausrichten, das in einem Herstellungssystem zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung benutzt wird, welches Schrittschaltwerke aufweist, in die Schrittschaltwerkkorrektur werte gesetzt (eingegeben) werden zum Bestimmen einer Position eines auszurichtenden Musters und durch die das Herstellungssy stem die Schrittschaltwerkkorrekturwerte erzeugt. In dem Ver fahren leitet das Herstellungssystem im voraus ein unteres Mu ster, das dem auszurichtenden Muster unter einer Mehrzahl von Mustern in der Halbleitervorrichtung entspricht. Das Verfahren weist folgende Schritte auf: (a) Steuern der Bewegung von einer Referenzposition zu einer Position des auszurichtenden Musters unter der Mehrzahl von Mustern in der Halbleitervorrichtung durch das Herstellungssystem; und (b) Erzeugen eines Wertes, der die Bewegung des unteren Musters, das dem auszurichtenden Muster entspricht, aufweist, als einen der Schrittschaltwerk korrekturwerte zum Bestimmen der Position des Musters durch das Herstellungssystem.

Ferner repräsentieren in dem Verfahren die Schrittschaltwerk korrekturwerte in dem Schritt (b) Schußteile (Schußkomponen ten).

Ferner ist in dem Verfahren die Referenzposition eine Position des Musters zu dem Zeitpunkt, in dem die Schrittschaltwerkkor rekturwerte null betragen.

Das Verfahren weist ferner folgende Schritte auf: (c) Erfassen einer Scherung (Abweichung) zwischen dem Muster und dem unteren Muster, das diesem entspricht, durch eine Überlagerungsprüfvor richtung; und (d) Hinzuzählen (Hinzufügen) der Bewegung eines unteren Musters, das dem unteren Muster in dem Schritt (c) ent spricht, zu der in dem Schritt (c) erfaßten Scherung zum Erhal ten der Bewegung des unteren Musters in dem Schritt (b).

Ferner leitet in dem Verfahren das Herstellungssystem die Refe renzposition im voraus.

Ferner wird in dem Verfahren die Referenzposition unter Verwen den von Referenzschrittschaltwerkkorrekturwerten gesteuert; die Referenzschrittschaltwerkkorrekturwerte sind die Schrittschalt werkkorrekturwerte, die in die Schrittschaltwerke gesetzt wer den zum Bestimmen der Referenzposition und das Verfahren weist ferner den Schritt auf: (e) Abziehen der Referenzschrittschalt werkkorrekturwerte für das untere Muster von den Schrittschalt werkkorrekturwerten, die zum Bestimmen einer Position des unte ren Musters gesetzt sind, zum Erhalten der Bewegung des unteren Musters in dem Schritt (b).

Ferner weisen in dem Verfahren die Schrittschaltwerkkorrektur werte einen Schrittschaltwerkkorrekturwert für einen Offset (einen Versatz) und einen Schrittschaltwerkkorrekturwert für eine Schußdrehung (eine Belichtungsdrehung) auf, wobei der eine der in dem Schritt (b) erzeugten Schrittschaltwerkkorrekturwer te der Schrittschaltwerkkorrekturwert für die Schußdrehung ist und das Verfahren ferner den Schritt aufweist: (f) Erzeugen des Schrittschaltwerkkorrekturwertes für den Offset, wobei in dem Verfahren die Bewegung in eine Veränderung (Variation) des Schrittschaltwerkkorrekturwertes für den Offset transformiert (umgeformt) wird und die Veränderung zu dem Schrittschaltwerk korrekturwert für den Offset in dem Schritt (f) hinzugezählt (hinzugefügt) wird.

Das Verfahren weist ferner die Schritte auf: (g) Vergleichen des Schrittschaltwerkkorrekturwertes mit einem vorbestimmten Schwellenwert; und (h) Hinzuzählen eines Wertes zum Verringern des Schrittschaltwerkkorrekturwertes zu dem jeweiligen der Schrittschaltwerkkorrekturwerte, wenn der jeweilige der Schrittschaltwerkkorrekturwerte nicht kleiner ist als der Schwellenwert als ein Ergebnis des Schrittes (g).

Die vorliegende Erfindung richtet sich auch auf ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung. Das Verfahren weist den Schritt auf: Positionieren eines auszurichtenden Musters unter Verwenden des Verfahrens zum korrigierenden Ausrichten.

Die vorliegende Erfindung richtet sich ferner auf eine Halblei tervorrichtung mit einem Muster, das unter Verwenden eines Ver fahrens zum korrigierenden Ausrichten ausgerichtet ist, und das Verfahren zum korrigierenden Ausrichten wird in einem Herstel lungssystem zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung benutzt, welches Schrittschaltwerke aufweist, in die Schrittschaltwerk korrekturwerte gesetzt (eingegeben) werden zum Bestimmen einer Position eines auszurichtenden Musters und durch die das Her stellungssystem die Schrittschaltwerkkorrekturwerte erzeugt. In der Halbleitervorrichtung leitet das Herstellungssystem im vor aus ein unteres Muster, das einem auszurichtenden Muster unter einer Mehrzahl von Mustern in der Halbleitervorrichtung ent spricht. Das Verfahren weist die Schritte auf: (a) Steuern der Bewegung von einer Referenzposition zu einer Position des aus zurichtenden Musters unter der Mehrzahl von Mustern in der Halbleitervorrichtung durch das Herstellungssystem; und (b) Er zeugen eines Wertes, der die Bewegung des unteren Musters, das dem auszurichtenden Muster entspricht, aufweist, als einen der Schrittschaltwerkkorrekturwerte zum Bestimmen der Position des Musters durch das Herstellungssystem.

In dem Verfahren zum korrigierenden Ausrichten ist es möglich, durch Steuern (Überwachen) des unteren Musters und der Bewegung des unteren Musters die Schrittschaltwerkkorrekturwerte, die die Bewegung des unteren Musters aufweisen, zum Bestimmen der Position des auszurichtenden oberen Musters zu erzeugen. Des halb produziert das Verfahren einen Effekt des Verhinderns ei ner beliebigen Scherung (Abweichung) außerhalb der Spezifikati on zwischen dem oberen und dem unteren Muster.

Da die Schußteile (Schußkomponenten) im allgemeinen wahrschein licher eine Scherung verursachen als die Waferteile (Waferkom ponenten), erzeugt das Verfahren zum korrigierenden Ausrichten einen Effekt des Verhinderns einer beliebigen Scherung außer halb der Spezifikation zwischen dem oberen und dem unteren Mu ster.

In dem Verfahren zum korrigierenden Ausrichten können, da die Referenzposition für die Bewegung die Position des Musters zu dem Zeitpunkt ist, in dem die Schrittschaltwerkkorrekturwerte null betragen, die Schrittschaltwerkkorrekturwerte auf einfache Weise berechnet werden.

Das Verfahren zum korrigierenden Ausrichten erzeugt einen Ef fekt des Erhaltens der Bewegung durch Berechnen unter Verwenden der Scherung (Abweichung), die durch die Überlagerungsprüfvor richtung erfaßt wird.

In dem Verfahren zum korrigierenden Ausrichten ist, wenn die Referenzposition, die im voraus gesteuert (überwacht) eine Po sition des Musters in einem Anfangszustand (Ausgangszustand) ist, die Bewegung die Veränderung von dem Zeitpunkt des An fangszustandes aus. Deshalb wird die Beziehung der relativen Position zwischen dem auszurichtenden Muster und dem unteren Muster gleich der Beziehung der relativen Position im Anfangs zustand gemacht.

Das Verfahren zum korrigierenden Ausrichten erzeugt einen Ef fekt des Erhaltens der Selbstveränderung (Selbstvariation) durch Abziehen der Schrittschaltwerkkorrekturwerte für das un tere Muster in dem Anfangszustand von den Schrittschaltwerkkor rekturwerten, die zum Bestimmen der Position des unteren Mu sters gesetzt sind.

Das Verfahren zum korrigieren Ausrichten erzeugt einen Effekt des Verhinderns eines beliebigen Offsets außerhalb der Spezifi kation.

Durch das Verfahren zum korrigierenden Ausrichten wird der Schrittschaltwerkkorrekturwert oberhalb des Schwellenwertes verringert. Deshalb erzeugt das Verfahren einen Effekt des Ver hinderns eines Offsets (eines Versatzes) außerhalb der Spezifi kation, der durch abruptes (unvermitteltes) Setzen eines großen Schrittschaltwerkkorrekturwertes verursacht wird.

Das Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung er zeugt einen Effekt des Vorsehens einer Halbleitervorrichtung mit Mustern, die mit einer hohen Genauigkeit positioniert sind.

Das Verfahren zum korrigierenden Ausrichten erzeugt einen Ef fekt des Vorsehens einer Halbleitervorrichtung mit Mustern, welche mit einer hohen Genauigkeit positioniert sind.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der fol genden Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Er findung anhand der beiliegenden Figuren. Von diesen zeigen:

Fig. 1 ein Beispiel eines unteren Musters;

Fig. 2 einen Zustand nach einer Ausrichtung eines oberen Musters;

Fig. 3 eine Schrittdrehung;

Fig. 4 eine Selbstdrehung;

Fig. 5 eine Drehung des unteren Musters;

Fig. 6 bis 9 Flußdiagramme eines Verfahrens zum korri gierenden Ausrichten gemäß einer ersten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 10 und 11 Beispiele von Inhalten einer Datenbank, die auf einem Referenzdatenendgerät (Referenzter minal) wiedergegeben sind, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 12 eine Selbstvergrößerung;

Fig. 13 eine Schrittvergrößerung;

Fig. 14 eine Beziehung der relativen Position zwi schen dem oberen und dem unteren Muster in einem Anfangszustand;

Fig. 15 eine Selbstveränderung;

Fig. 16 ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum korri gierenden Ausrichten gemäß einer dritten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 17 und 18 Beispiele von Inhalten einer Datenbank, die auf dem Referenzterminal wiedergegeben sind, gemäß der dritten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung;

Fig. 19 eine Beziehung der relativen Position zwi schen dem oberen und dem unteren Muster im Anfangszustand;

Fig. 20 eine Selbstveränderung;

Fig. 21 einen Zustand bevor sich das untere Muster dreht;

Fig. 22 einen Zustand nachdem das untere Muster sich dreht;

Fig. 23 ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum korri gierenden Ausrichten gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 24 eine Ausrichtung;

Fig. 25 einen Konzeptschnitt einer Halbleitervorrich tung;

Fig. 26 eine Blockdarstellung eines Produktionssteu ersystems zum Steuern der Herstellung der Halbleitervorrichtung;

Fig. 27 ein Aufbaukonzept eines Schrittschaltwerkes 4;

Fig. 28 ein Flußdiagramm eines der Anmelderin bekann ten Verfahrens zum korrigierenden Ausrichten; und

Fig. 29 bis 31 Ansichten zum Beschreiben des der Anmelderin bekannten Verfahrens zum korrigierenden Aus richten.

Erste Ausführungsform

Es werden alle Ausführungsformen diskutiert unter Verwenden ei nes Herstellungssystems 10 der Fig. 26. Das Herstellungssystem 10 der Fig. 26 weist Schrittschaltwerke (Stepper) 4 auf, in die Schrittschaltwerkkorrekturwerte gesetzt (eingegeben) werden, um die Position eines Musters zu erfassen. Das Schrittschaltwerk 4 hat zum Beispiel den Aufbau aus der Fig. 27. Ein Unterschied zu der Technik, die der Anmelderin bekannt ist, liegt in einem Verfahren zum Korrigieren einer Ausrichtung bzw. korrigierenden Ausrichten, das durch ein Produktionssteuersystemteil 6 ausge führt wird.

Die folgende Diskussion beschäftigt sich mit einer Ausrichtung (In-Übereinstimmung-Bringen) eines oberen Musters mit einem un teren Muster. Fig. 1 zeigt ein unteres Muster 100. Eine Achse von ±0 ist die zentrale Achse des unteren Musters zu dem Zeit punkt, in dem der Schrittschaltwerkkorrekturwert für die Schuß (Belichtungs-)drehung 0 beträgt, und wird später als eine Refe renzachse bezeichnet.

Die Drehung des unteren Musters bezüglich der Position der zen tralen Achse C1 des unteren Musters ist die Bewegung von der Position der Referenzachse ±0 zu der Position der zentralen Achse C1 des unteren Musters.

Um das obere Muster in bezug auf das Muster 100 auszurichten (mit dem Muster 100 in Übereinstimmung zu bringen) wird ohne Berücksichtigung eines beliebigen Fehlers die Drehung des unte ren Musters in das Schrittschaltwerk 4 als Schrittschaltwerk korrekturwert eingegeben. Insbesondere wird dies folgendermaßen ausgedrückt:

Schrittschaltwerk korrekturwert = Drehung des unteren Musters . . . (2).

Wird der Zustand nach dem Ausführen des Ausrichtens eines obe ren Musters 200 mit dem in das Schrittschaltwerk 4 eingegebenen Schrittschaltwerkkorrekturwert, der durch die Gleichung (2) er halten ist, betrachtet, gibt es eine Scherung (Abweichung) zwi schen der zentralen Achse C1 des unteren Musters 100 und einer zentralen Achse C2 des oberen Musters 200, wie in Fig. 2 ge zeigt ist. In anderen Worten bewegt sich das Muster 200 von der Position der zentralen Achse C1, welche durch den Schritt schaltwerkkorrekturwert gesetzt ist. Die Drehung von der Posi tion, die durch den Schrittschaltwerkkorrekturwert gesetzt ist, wird als eine Schrittdrehung bezeichnet.

Die Schrittdrehung wird durch einen Herstellungsfehler einer Zwischenmaske (Retikel), durch einen mechanischen Fehler, durch einen Meßfehler und dergleichen verursacht. Diese Fehler, die relativ miteinander verbunden sind, können zusammengefaßt wer den als die Schrittdrehung.

Eine Hauptursache der Schrittdrehung ist ein Herstellungsfehler der Zwischenmaske. Fig. 3 zeigt den Herstellungsfehler der Zwi schenmaske. Der Herstellungsfehler einer Zwischenmaske R ist eine Differenz zwischen einer normalen Position eines Muster bildes IM, das durch die unterbrochene Linie angezeigt ist, und der tatsächlichen Position des Musterbildes IM.

Um die Scherung zwischen dem Muster 100 und 200 zu verhindern, ist es nötig, einen Wert zu setzen, der durch Abziehen der Schrittdrehung von der Drehung des unteren Musters erhalten wird, als den Schrittschaltwerkkorrekturwert. Insbesondere wird die Gleichung (2) folgendermaßen geändert

Schrittschaltwerk korrekturwert = Drehung des unteren Musters - Schrittdrehung . . . (3).

Wird der Zustand nach dem Ausführen des Ausrichtens des oberen Musters 200 mit dem in das Schrittschaltwerk 4 eingegebenen Schrittschaltwerkkorrekturwert, der durch die Gleichung (3) er halten ist, betrachtet, gibt es noch eine Scherung zwischen der zentralen Achse C1 des unteren Musters 100 und der zentralen Achse C2 des oberen Musters 200, wie in Fig. 4 gezeigt ist, aber die Scherung ist kleiner als diejenige der Fig. 2.

Da der mechanische Fehler und der Meßfehler mit der Zeit vari ieren (schwanken, sich verändern), variiert die Schrittdrehung ebenfalls mit der Zeit. Deshalb wird unter Berücksichtigung ei nes zeitlichen Trends (einer zeitlichen Entwicklung) der Schrittdrehung die Gleichung (3) folgendermaßen geändert

Schrittschaltwerk korrekturwert = Drehung des unteren Musters - f (Schrittdrehung) . . . (4),

wobei f eine Trendfunktion, wie beispielsweise ein arithmeti sches Mittel (z. B. f = (die letzte Schrittdrehung + die Schrittdrehung vor der letzten Schrittdrehung)/2), ein gewich tetes Mittel (z. B. f = die letzte Schrittdrehung × 2/3 + die Schrittdrehung vor der letzten Schrittdrehung/3), eine exponen tielle Glättung (z. B. f = die letzte Schrittdrehung × 0,97 + die Schrittdrehung vor der letzten Schrittdrehung × 0,03).

Die Ausrichtungskorrektureinheit 6a berechnet den Schritt schaltwerkkorrekturwert auf der Basis der vorangegangenen Fak toren. Die Drehung des unteren Musters und die Schrittdrehung können wie folgt erhalten werden.

Da die Drehung des unteren Musters nicht direkt in einigen Fäl len gemessen werden kann, kann sie durch eine Berechnung fol gendermaßen erhalten werden. Zuerst wird die Selbstdrehung de finiert. Es wird auf Fig. 4 Bezug genommen; z. B. ist die Selbstdrehung des oberen Musters 200 eine Summe aus der Drehung des unteren Musters, welche eine Drehung des unteren Musters 100 ist, und der Scherung (oder OCCV) zwischen den Mustern 100 und 200, die durch die Überlagerungsprüfvorrichtung 5 erfaßt ist, d. h. die Drehung (Bewegung) von der Position der Refe renzachse ±0, die durch die Berechnung erhalten wird. Insbeson dere wird dies ausgedrückt als

Selbstdrehung = Drehung des unteren Musters + OCCV . . . (5).

Ferner ist, um ein Muster 300 der Fig. 5, welches ein oberes ist, in Bezug auf das Muster 200, welches ein unteres ist, aus zurichten, die Selbstdrehung des Musters 200 die Drehung des unteren Musters des Musters 300 selbst. In anderen Worten ist die Selbstdrehung des Musters 200 unterhalb des Musters 300 die Summe der Selbstdrehung des Musters 100 unter dem Muster 200 und die Scherung (OCCV) zwischen den Mustern 100 und 200.

Es wird auf Fig. 4 Bezug genommen; die Schrittdrehung des Mu sters 200 kann durch Vektorberechnung unter Verwenden der Dre hung des unteren Musters, des OCCV und des Schrittschaltwerk korrekturwertes erhalten werden. Insbesondere wird dies ausge drückt als

Schrittdrehung = Drehung des unteren Musters - Schrittschaltwerkkorrekturwert + OCCV . . . (6).

Fig. 6 ist ein Flußdiagramm eines Hauptbetriebes des Produkti onssteuersystemteils 6. Fig. 7 ist ein Flußdiagramm für eine detaillierte Beschreibung eines Schrittes S103 aus Fig. 6, Fig. 8 ist ein Flußdiagramm für eine detaillierte Beschreibung eines Schrittes S1032 aus Fig. 7 und Fig. 9 ist ein Flußdiagramm für eine detaillierte Beschreibung eines Schrittes S105 aus Fig. 6.

Auf die Inhalte der Datenbank 6b kann mit einem Referenzda tenendgerät (Referenzterminal) 8 Bezug genommen werden (zuge griffen werden). Fig. 10 und 11 zeigen Beispiele der Inhalte der Datenbank 6b, die auf dem Referenzterminal 8 wiedergegeben sind. Der Produktionssteuersystemteil 6 steuert (überwacht) oder verwaltet Ausrichtungsgeschichtsdaten aus der Fig. 10 in der Datenbank 6b.

Ferner steuert der Produktionssteuersystemteil 6 Hauptschritte des unteren Musters, welche Hauptschritten des oberen Musters aus der Fig. 11 entsprechen, in der Datenbank 6b. Dieses Ent sprechen wird durch einen Bediener und dergleichen vorbestimmt.

Die folgende Diskussion beschäftigt sich mit einem Fall, in dem der Produktionssteuersystemteil 6 einen Wafer verarbeitet.

Das Schrittschaltwerk 4 und die Überlagerungsprüfvorrichtung 5 erwarten die Ankunft des zu verarbeitenden Wafers (Schritt S101 aus Fig. 6).

Der Produktionssteuersystemteil 6 transportiert den Wafer zu ei nem verfügbaren Schrittschaltwerk 4. Wenn der Wafer das Schrittschaltwerk 4 erreicht, nachdem entschieden wurde, ob der Wafer durch das Schrittschaltwerk 4 verarbeitet werden soll (S102), wird ein Verarbeiten (bzw. Bearbeiten) durch das Schrittschaltwerk 4 ausgeführt (Schritt S103).

Das Verarbeiten des Schrittes S103 ist in Fig. 7 gezeigt. Der Produktionssteuersystemteil 6 berechnet den Schrittschaltwerk korrekturwert für einen Waferteil (Waferkomponente) der Schrittschaltwerkteile. Die Berechnung wird durch dasselbe Ver fahren wie das der Anmelderin bekannte ausgeführt, so daß deren Diskussion unterlassen wird (Schritt S1031).

Als nächstes berechnet der Produktionssteuersystemteil 6 den Schrittschaltwerkkorrekturwert für den Schuß (Belichtungs-)teil (Schußkomponente) unter den Schrittschaltwerkteilen (S1032). Das Verarbeiten des Schrittes S1032 ist in Fig. 8 gezeigt. Der Produktionssteuersystemteil 6 erfaßt den Hauptschritt des unte ren Musters (Schritt S10321). Der Produktionssteuersystemteil 6 sucht die Entsprechungen in der Datenbank 6b aus Fig. 11 für den Hauptschritt des unteren Musters, basierend auf dem Wafer typ und dem Hauptschritt des oberen Musters. Ferner wird, da der Hauptschritt des oberen Musters hierbei der erste Haupt schritt ist, als Ergebnis der Suche kein Hauptschritt des unte ren Musters gefunden.

Als nächstes entscheidet der Produktionssteuersystemteil 6, ob der Hauptschritt des oberen Musters der erste Hauptschritt ist (Schritt S10322). Der Produktionssteuersystemteil 6 erfaßt die Selbstdrehung des unteren Musters, wenn der Hauptschritt des oberen Musters nicht der erste Hauptschritt ist (Schritt S10323). Andererseits wird, wenn der Hauptschritt des oberen Musters der erste Hauptschritt ist, bestimmt, daß die Selbst drehung 0 beträgt (S10324). Nachfolgend setzt der Produktions steuersystemteil 6 die Selbstdrehung des unteren Musters in die Drehung des unteren Musters (gibt die Selbstdrehung des unteren Musters in die Drehung des unteren Musters ein) (Schritt S10325).

Der Produktionssteuersystemteil 6 erfaßt die vergangene Schrittdrehung. Der Produktionssteuersystemteil 6 sucht die Ge schichtsdaten aus Fig. 10 der vergangenen Schrittdrehung auf der Basis des Wafertyps, des Hauptschrittes des oberen Musters, des Hauptschrittes des unteren Musters, dem besonderen Code der Schrittschaltwerkvorrichtung, die für das Ausrichten des oberen Musters benutzt wird (später bezeichnet als Schrittschalt werkcode), des Schrittschaltwerkcodes, der für das Ausrichten des unteren Musters benutzt wird und des letzten Belichtungsda tums in einem vorbestimmten Bereich von dem gegenwärtigen Zeit punkt aus (Schritt S10326).

Nachfolgend berechnet der Produktionssteuersystemteil 6 den Schrittschaltwerkkorrekturwert (später bezeichnet für die Schußdrehung als S) der Gleichung (4). Wenn die Berechnung nicht möglich ist, weil es keine Geschichtsdaten gibt, erhält der Produktionssteuersystemteil 6 den Schrittschaltwerkkorrek turwert von 0 (Schritt S10327).

Der Produktionssteuersystemteil 6 setzt die Schrittschaltwerk korrekturwerte für den Waferteil und den Schußteil (Schritt S1033 der Fig. 7).

Als nächstes führt das Schrittschaltwerk 4 eine Ausrichtung aus (Schritt S1034).

Der Produktionssteuersystemteil 6 erfaßt den Schrittschalt werkcode, der in dem Hauptschritt des unteren Musters benutzt wird. Der Schrittschaltwerkcode für das untere Muster wird durch Suchen der Geschichtsdaten aus Fig. 10 erhalten (Schritt S1035).

Die sich auf die oben genannten Schritte S1031 bis S1035 bezie henden Daten, d. h. die Losnummer, der Wafertyp, die Haupt schritte des oberen und unteren Musters, die Schrittschalt werkcodes für die oberen und unteren Muster, die Belichtungsda ten, der Schrittschaltwerkkorrekturwerte und die Drehung des unteren Musters in der ersten Ausführungsform werden in der Da tenbank 6b zum Steuern aufgezeichnet (Schritt S1036).

Nach dem Schritt S103 beginnt der Produktionssteuersystemteil 6 den Schritt S105 über die Schritte S101, S102 und S104. Insbe sondere transportiert der Produktionssteuersystemteil 6 nach dem Schritt S103 den Wafer zu einer verfügbaren Überlagerungs prüfvorrichtung 5. Wenn der Wafer die Überlagerungsprüfvorrich tung 5 erreicht, nachdem entschieden wurde, ob der Wafer durch die Überlagerungssprüfvorrichtung 5 bearbeitet werden soll oder nicht (Schritt S104) wird ein Verarbeiten durch die Überlage rungsprüfvorrichtung 5 ausgeführt (Schritt S105).

Das Verarbeiten des Schrittes S105 ist in Fig. 9 gezeigt. Die Überlagerungsprüfvorrichtung 5 erfaßt eine Scherung zwischen dem oberen und dem unteren Muster (Schritt S1051). Die Überla gerungsprüfvorrichtung 5 berechnet einen OCCV für einen Wafer teil, wie beispielsweise einen Offset (Versatz) und für den Schußteil, wie beispielsweise eine Schußdrehung aus der Sche rung (Schritt S1052). Der OCCV für die Schußdrehung wird als K bezeichnet.

Der Produktionssteuersystemteil 6 empfängt den OCCV für den Wa ferteil und berechnet Daten, die für die Berechnung des Schrittschaltwerkkorrekturwertes für den Waferteil, der in dem nächsten Ausrichten gesetzt werden soll, erforderlich sind, aus dem OCCV. Diese Berechnung wird in derselben Weise wie in der der Anmelderin bekannten Technik ausgeführt, so daß die zugehö rige Diskussion hier unterlassen wird (Schritt S1053).

Ferner empfängt der Produktionssteuersystemteil 6 den OCCV für den Schußteil und berechnet Daten, die zum Berechnen des Schrittschaltwerkkorrekturwertes für den Schußteil (hier S), der in der nächsten Ausrichtung gesetzt werden soll, erforder lich sind, d. h. den OCCV, die wahre Scherung, die Schrittdre hung und die Selbstdrehung aus dem OCCV. Die wahre Scherung, die Schrittdrehung und die Selbstdrehung werden unter Verwenden der Gleichungen (1), (5) bzw. (6) erhalten (Schritt S1054).

Die sich auf die oben genannten Schritte S1051 bis S1055 bezie henden Daten, d. h. der OCCV, die wahre Scherung, die Schritt drehung und die Selbstdrehung werden in der Datenbank 6b zu sätzlich zu denjenigen, die im Schritt S1036 aufgezeichnet wur den, zum Steuern (Überwachen) aufgezeichnet (Schritt S1055).

Außerdem werden in den späteren Hauptschritten, dem zweiten Hauptschritt, dem dritten Hauptschritt . . ., für den Wafer die Schritte S103 und S105 ausgeführt. Nach dem Ausführen all der Hauptschritte für den Wafer (Schritt S106) ist das Verarbeiten des Wafers abgeschlossen.

Derart steuert der Produktionssteuersystemteil 6 die einer Mehrzahl von Mustern (die oberen Muster der Fig. 11) entspre chenden unteren Muster in der Halbleitervorrichtung. Der Pro duktionssteuersystemteil 6 steuert die Selbstdrehung in dem Schritt S105. Ferner erzeugt zum Bestimmen der Position des oberen Musters der Produktionssteuersystemteil 6 einen Wert, der die Selbstdrehung des unteren Musters, das dem oberen Mu ster entspricht, aufweist, als den Schrittschaltwerkkorrektur wert in Schritt S103.

Die erste Ausführungsform erzeugt die folgenden Effekte. Der Produktionssteuersystemteil 6 steuert obere und untere Muster, welche ausgerichtet (in Übereinstimmung gebracht) werden sol len, mit einer Scherung innerhalb einer Spezifikation und der Selbstdrehung des unteren Musters, und erzeugt dadurch einen Wert, der die Selbstdrehung des unteren Musters (die Drehung des unteren Musters) aufweist, als den Schrittschaltwerkkorrek turwert zum Bestimmen der Position des oberen Musters. Deshalb ist es möglich, eine beliebige Scherung außerhalb der Spezifi kation zwischen dem oberen und dem unteren Muster zu verhin dern.

Unter der Annahme, daß die Referenzposition für die Drehung des unteren Musters die Position des Musters zu dem Zeitpunkt ist, in dem der Schrittschaltwerkkorrekturwert null beträgt, kann ohne Berücksichtigung der Schrittdrehung der Schrittschaltwerk korrekturwert aus einer einfachen Gleichung wie beispielsweise aus der Gleichung (2) erhalten werden.

Es ist möglich, die Selbstdrehung durch Berechnen aus der Sche rung, die durch die Überlagerungsprüfvorrichtung erfaßt ist, zu erhalten. Wenn ein Muster kein unteres Muster besitzt, bei spielsweise in dem ersten Hauptschritt, ist es nötig, einen vorbestimmten Wert (z. B. null) in die Selbstdrehung des Mu sters, welches kein unteres Muster besitzt, zu setzen.

Zweite Ausführungsform

In der ersten Ausführungsform wurde die Schußdrehung unter den Schußteilen diskutiert. In der zweiten Ausführungsform wird die Vergrößerung unter den Schußteilen diskutiert.

Die zweite Ausführungsform ist der ersten Ausführungsform ähn lich (gleich). Insbesondere werden in der zweiten Ausführungs form ein Referenzrahmen, eine Vergrößerung des unteren Musters, eine Schrittvergrößerung und eine Selbstvergrößerung wie unten definiert, benutzt, anstelle der Referenzachse, der Drehung des unteren Musters, der Schrittdrehung bzw. der Selbstdrehung in der ersten Ausführungsform.

Der Referenzrahmen ist ein Rahmen, der in Fig. 12 mit ±0 be zeichnet ist und sich auf die Position eines Randes des unteren Musters zu dem Zeitpunkt bezieht, in dem der Schrittschaltwerk korrekturwert für die Vergrößerung null beträgt.

Die Vergrößerung des unteren Musters, ist bezugnehmend auf die Position eines Randes des unteren Musters die Bewegung von der Position des Referenzrahmens ±0 zu der Position des Randes des unteren Musters, wie es in Fig. 12 gezeigt ist.

Die Selbstvergrößerung ist eine Summe der Vergrößerung des un teren Musters, welche eine Vergrößerung des unteren Musters 100 ist, und der Scherung (Abweichung) zwischen dem Mustern 100 und 200, die durch die Überlagerungsprüfvorrichtung 5 (oder dem OCCV) erfaßt ist, in anderen Worten bezugnehmend auf Fig. 12 die Bewegung von der Position des Referenzrahmens ±0, die durch Berechnung erhalten ist.

Die Schrittvergrößerung ist die Bewegung von der Position, die durch den Schrittschaltwerkkorrekturwert gesetzt ist. Zum Bei spiel gibt es, wenn man den Zustand nach dem Ausführen der Aus richtung des oberen Musters 200 mit der in das Schrittschalt werk gesetzten (eingegebenen) Selbstvergrößerung des unteren Musters 100 betrachtet, eine Scherung (Abweichung) zwischen dem unteren Muster 100 und dem oberen Muster 200 wie in Fig. 13 ge zeigt ist. In anderen Worten bewegt sich das Muster 200 von der von dem Schrittschaltwerkkorrekturwert gesetzten Position. Die Bewegung von der durch den Schrittschaltwerkkorrekturwert ge setzten Position wird als die Schrittvergrößerung bezeichnet.

Die zweite Ausführungsform erzeugt dieselben Effekte wie die erste Ausführungsform, wobei die Referenzachse, die Drehung des unteren Musters, die Schrittdrehung und die Selbstdrehung der ersten Ausführungsform durch den Referenzrahmen, die Vergröße rung des unteren Musters, die Schrittvergrößerung bzw. die Selbstvergrößerung ersetzt sind.

Dritte Ausführungsform

In der ersten Ausführungsform wird der Schrittschaltwerkkorrek turwert, wenn ein oberes Muster auf einem unteren Muster ausge richtet wird, durch eine Berechnung auf der Basis der Selbst drehung des unteren Musters (der Drehung des unteren Musters) erhalten. Ferner wird die Selbstdrehung des unteren Musters durch Berechnung auf der Basis des Erfassungsergebnisses der Überlagerungsprüfvorrichtung 5 erhalten.

Es gibt jedoch einen Fall, in dem die Scherung (Abweichung) des unteren Musters nicht durch die Überlagerungsprüfvorrichtung 5 erfaßt werden kann. In diesem Fall ist es unmöglich, da die Selbstdrehung des unteren Musters nicht erhalten werden kann, den Schrittschaltwerkkorrekturwert zu berechnen.

Nun wird in der dritten Ausführungsform ein Verfahren des Be rechnens des Schrittschaltwerkkorrekturwertes diskutiert, wel che nützlich ist, wenn die Selbstdrehung des unteren Musters nicht erhalten werden kann.

Fig. 14 stellt eine zuerst hergestellte Halbleitervorrichtung dar, insbesondere eine Beziehung der relativen Position zwi schen dem unteren Muster 100 und dem oberen Muster 200 in einem Anfangszustand. Wenn einige Halbleitervorrichtungen danach her gestellt werden, variiert (schwankt) der Schrittschaltwerkkor rekturwert. Fig. 15 stellt einen Zwischenzustand eines Vorgangs der Herstellung einer soundsovielten, d. h. nach der ersten Halbleitervorrichtung folgenden, Halbleitervorrichtung dar, bei der das Ausrichten des Musters 200 gerade beginnt. Fig. 14 zeigt eine zentrale Achse C10 des Musters 100 im Anfangszustand und eine zentrale Achse C20 des Musters 200 im Anfangszustand. Die zentralen Achsen C10 und C20 der Fig. 15 entsprechen denje nigen der Fig. 14.

Die Selbstveränderung ist die Bewegung von der Position der zentralen Achse C10, welche eine Referenzachse ist, zu der zen tralen Achse C1 des Musters 100, wie es in Fig. 15 gezeigt ist. Die Selbstveränderung des unteren Musters wird als die Verände rung des unteren Musters bezeichnet.

In Fig. 15 wird, wenn das obere Muster mit dem unteren Muster ausgerichtet ist (übereinstimmt), das obere Muster gemäß der Veränderung des unteren Musters gedreht.

Die Selbstveränderung wird durch Berechnung erhalten:

Selbstveränderung = Schrittschaltwerkkorrekturwert - Anfangswert des Schrittschalt werkkorrekturwertes . . . (7).

Zum Beispiel ist die Selbstveränderung des Musters 100 (die Veränderung des unteren Musters) ein Wert, der durch Abziehen des Schrittschaltwerkkorrekturwertes des Musters 100, der im Zustand der Fig. 15 in das Schrittschaltwerk gesetzt wird, von dem Schrittschaltwerkkorrekturwert des Musters 100, der im Zu stand der Fig. 14 in das Schrittschaltwerk gesetzt wird, erhal ten wird.

In dem Zustand der Fig. 15 wird der Schrittschaltwerkkorrektur wert, der in das Schrittschaltwerk zum Ausrichten des Musters 200 gesetzt ist, durch Hinzuzählen der Veränderung des unteren Musters zu dem Schrittschaltwerkkorrekturwert des der Anmelde rin bekannten Verfahrens (Schrittschaltwerkkorrekturwert - f(wahre Scherung)) erhalten. Insbesondere wird dies ausgedrückt als

Schrittschaltwerk korrekturwert = f(wahre Scherung) + Veränderung des unteren Musters . . . (8).

Die wahre Scherung des Musters 200 wird durch Abziehen der Ver änderung des unteren Musters aus Gleichung (1) erhalten:

wahre Scherung = Schrittschaltwerkkorrekturwert - OCCV - Veränderung des unteren Musters . . . (9).

Der Produktionssteuersystemteil 6 der dritten Ausführungsform führt denselben Hauptbetrieb wie derjenige der ersten Ausfüh rungsform aus, und führt zusätzlich zu den Schritten der Fig. 8 die Schritte S10328 bis S103216 der Fig. 16 aus.

Fig. 17 und 18 zeigen Beispiele von Inhalten der Datenbank 6b, die auf dem Referenzterminal 8 wiedergegeben sind. Der Produk tionssteuersystemteil 6 steuert die Ausrichtungsgeschichtsdaten der Fig. 17 in der Datenbank 6b.

Ferner steuert der Produktionssteuersystemteil 6 die Haupt schritte für das untere Muster entsprechend zu Hauptschritten für ein oberes Musters und der Anfangswerte, die die Positionen des unteren Musters im Anfangszustand der Fig. 18 in der Daten bank 6b anzeigen. Der Anfangswert ist der Schrittschaltwerkkor rekturwert, der in das Schrittschaltwerk 4 im Anfangszustand gesetzt ist, um die Position des Musters zu bestimmen.

Es wird auf Fig. 16 Bezug genommen; der Produktionssteuersy stemteil 6 entscheidet, ob es eine Selbstdrehung gibt oder nicht. Wenn die gefundene Selbstdrehung durch ein vorbestimmtes Zeichen (z. B. "nichts") repräsentiert ist (d. h. wenn es dem vorbestimmten Zeichen entspricht), wird entschieden, daß es keine Selbstdrehung gibt, andernfalls wird entschieden, daß es eine Selbstdrehung gibt (Schritt S10328).

Wenn entschieden wird, daß es keine Selbstdrehung gibt, erfaßt der Produktionssteuersystemteil 6 die Selbstdrehung des unteren Musters (Schritt S10329). Der Produktionssteuersystemteil 6 sucht die Geschichtsdaten aus Fig. 17 für die Selbstdrehung des unteren Musters auf der Basis des Wafertyps und des Haupt schrittes des unteren Musters, der in Schritt S10321 erfaßt wurde, und in den Hauptschritt des oberen Musters gesetzt wur de.

Als nächstes entscheidet der Produktionssteuersystemteil 6, ob es eine Selbstveränderung gibt oder nicht, wenn die gefundene Selbstveränderung durch ein vorbestimmtes Zeichen (z. B. "nichts") repräsentiert ist, wird entschieden, daß es keine Selbstveränderung gibt, und andernfalls wird entschieden, daß es eine Selbstveränderung gibt (Schritt S103210).

Wenn entschieden wird, daß es keine Selbstveränderung gibt, wird angenommen, daß die Selbstveränderung null beträgt (Schritt S103211).

Nachfolgend setzt der Produktionssteuersystemteil 6 die Selbst veränderung als die Veränderung des unteren Musters (Schritt S103212).

Als nächstes erfaßt der Produktionssteuersystemteil 6 die ver gangene (ehemalige) wahre Scherung. Der Produktionssteuersy stemteil 6 sucht die Geschichtsdaten aus Fig. 17 für die ver gangene wahre Scherung auf der Basis des Wafertyps, des Haupt schritts des oberen Musters, des Hauptschritts des unteren Mu sters, des Schrittschaltwerkcodes für das obere Muster, des Schrittschaltwerkcodes für das untere Muster und des letzten Belichtungsdatums in einem vorbestimmten Bereich von dem gegen wärtigen Zeitpunkt aus (Schritt S103213).

Als nächstes entscheidet der Produktionssteuersystemteil 6, ob es eine wahre Scherung gibt oder nicht. Wenn die gefundene wah re Scherung durch ein vorbestimmtes Zeichen (z. B. "nichts") re präsentiert ist, wird entschieden, daß es keine wahren Scherun gen gibt, andernfalls wird entschieden, daß es eine wahre Sche rung gibt (Schritt S103214).

Wenn entschieden wird, daß es keine wahre Scherung gibt, nimmt der Produktionssteuersystemteil 6 an, daß die wahre Scherung der Anfangswert ist (Schritt S103215).

Nachfolgend berechnet der Produktionssteuersystemteil 6 den Schrittschaltwerkkorrekturwert (hier wird die Schußdrehung mit S bezeichnet) der Gleichung (8) (Schritt S103216).

In dem Schritt S1036 der dritten Ausführungsform werden die Da ten, die sich auf die oben genannten Schritte S1031 bis S1036 beziehen, d. h. die Losnummer, der Wafertyp, der Hauptschritt des oberen Musters, die Schrittschaltwerkcodes für das obere Muster und für das untere Muster, die Belichtungsdaten zum Aus richten, der Schrittschaltwerkkorrekturwert und die Drehung des unteren Musters und die Veränderung des unteren Musters in der Datenbank 6b zum Steuern aufgezeichnet. In dem Schritt S1054 der Fig. 9 empfängt der Produktionssteuersystemteil 6 den OCCV für den Schußteil und berechnet Daten, die erforderlich sind zum Berechnen des Schrittschaltwerkkorrekturwertes für den Schußteil (hier als S bezeichnet), der in der nächsten Ausrich tung gesetzt werden soll, d. h. den OCCV, die wahre Scherung und die Schrittveränderung, wenn es keine Selbstdrehung gibt, aus dem OCCV. Wenn es keine Selbstdrehung gibt, werden die wahre Scherung und die Schrittveränderung unter Verwenden der Glei chungen (9) bzw. (7) erhalten. Ferner werden in dem Schritt S1036 die mit den Schritten S1051 bis S1055 verbundenen Daten, d. h. der OCCV, die wahre Scherung, die Schrittdrehung, die Selbstdrehung und die Selbstveränderung in der Datenbank 6b zu sätzlich zu denjenigen, die in Schritt S1036 aufgezeichnet wur den, zur Steuerung aufgezeichnet.

Die dritte Ausführungsform erzeugt die folgenden Effekte. Der Produktionssteuersystemteil 6 steuert obere und untere Muster, die ausgerichtet (in Übereinstimmung gebracht) werden sollen, mit einer Scherung innerhalb einer Spezifikation und der Selbstveränderung des unteren Musters, und erzeugt dadurch ei nen Wert, der die Selbstveränderung des unteren Musters (die Veränderung des unteren Musters) aufweist, als den Schritt schaltwerkkorrekturwert zum Bestimmen der Position des oberen Musters. Deshalb ist es möglich, eine beliebige Scherung außer halb der Spezifikation zwischen oberen und unteren Mustern zu verhindern.

Da die Referenzposition die Position im Anfangszustand ist, ist die Selbstveränderung die Bewegung von der Position im Anfangs zustand. Deshalb ist es möglich, die Beziehung der relativen Position zwischen den Mustern 100 und 200 (Fig. 15) äquivalent (gleich) zu derjenigen zwischen den Mustern 100 und 200 im An fangszustand (Fig. 14) zu machen.

Eine Differenz zwischen dem Schrittschaltwerkkorrekturwert, der zum Bestimmen der Position des unteren Musters gesetzt ist, und dem Schrittschaltwerkkorrekturwert des unteren Musters im An fangszustand, d. h. die Selbstveränderung kann durch Berechnung aus der Gleichung (7) erhalten werden.

Vierte Ausführungsform

In der dritten Ausführungsform wurde die Schußdrehung unter den Schußteilen diskutiert. In der vierten Ausführungsform wird ei ne Vergrößerung unter den Schußteilen diskutiert.

Die vierte Ausführungsform ist der dritten Ausführungsform ähn lich (gleich). Insbesondere werden in der vierten Ausführungs form die Selbstveränderung der Vergrößerung und die Veränderung des unteren Musters der Vergrößerung, wie im folgenden defi niert, benutzt anstelle der Selbstveränderung der Schußdrehung bzw. der Veränderung des unteren Musters der Schußdrehung der dritten Ausführungsform.

Fig. 19 stellt eine zuerst hergestellte Halbleitervorrichtung dar, insbesondere eine Beziehung der relativen Position zwi schen dem unteren Muster 100 und dem oberen Muster 200 im An fangszustand. Wenn einige Halbleitervorrichtungen danach herge stellt werden, variiert (schwankt) der Schrittschaltwerkkorrek turwert. Fig. 20 stellt eine Zwischenstufe eines Vorgangs zum Herstellen einer der ersten Halbleitervorrichtung folgenden Halbleitervorrichtung dar, wobei die Ausrichtung des Musters 200 gerade beginnt. Fig. 19 zeigt einen Rand R10 des Musters 100 im Anfangszustand und einen Rand R20 des Musters 200 im An fangszustand. Die Ränder R10 und R20 der Fig. 20 entsprechen denjenigen der Fig. 19.

Die Selbstveränderung der Vergrößerung ist die Bewegung von der Position des Randes R10 des Referenzrahmens zu der Position des Randes R1 des Musters 100. Die Selbstveränderung des unteren Musters wird als die Veränderung des unteren Musters bezeich net.

Die vierte Ausführungsform erzeugt dieselben Effekte wie die dritte Ausführungsform, wobei die Selbstveränderung der Schuß drehung und die Veränderung des unteren Musters der Schußdre hung durch die Selbstveränderung der Vergrößerung bzw. die Ver änderung des unteren Musters der Vergrößerung ersetzt ist.

Fünfte Ausführungsform

Die fünfte Ausführungsform bezieht sich auf die Berechnung von Offsets (Versätzen) X und Y unter dem Schrittschaltwerkkorrek turwerten für den Waferteil, welche in dem Schritt S1031 in der ersten und dritten Ausführungsform ausgeführt wird.

Fig. 21 zeigt den Zustand vor der Drehung des Musters 100, wäh rend Fig. 22 den Zustand nach der Drehung des Musters 100 um θ zeigt, welche die Selbstdrehung oder die Selbstveränderung des Musters 100 ist. Es wird auf Fig. 21 Bezug genommen; die Koor dinate einer Ausrichtungsmarkierung für die X-Koordinate ist (XX, XY) und die Koordinate einer Ausrichtungsmarkierung für die Y-Koordinate ist (YX, YY). Wenn das unter Muster der Fig. 21 sich um θ dreht, bewegt sich die Ausrichtungsmarkierung für die X-Koordinate um Δ X in eine Richtung der X-Koordinate und die Ausrichtungsmarkierung für die Y-Koordinate bewegt sich um Δ Y in eine Richtung der Y-Koordinate. In anderen Worten, ein Drehen um θ ist eine Bewegung eines zentralen Punkts 0 um Δ X und Δ Y insgesamt. Deshalb vergrößert die Drehung um θ die Mög lichkeit, einen Offset außerhalb der Spezifikation in den spä teren Hauptschritten zu erzeugen. Insbesondere sind, obwohl Δ X und Δ Y vernachlässigbar sind, wenn die Ausrichtungsmarkierung in dem zentralen Abschnitt der Zwischenmaske angeordnet ist, Δ X und Δ Y beträchtlich groß, wenn die Ausrichtungsmarkierung in dem peripheren Abschnitt der Zwischenmaske angeordnet ist.

Um einen Offset außerhalb der Spezifikation zu verhindern, wenn das untere Muster um θ in einem Hauptschritt gedreht wird, wer den die Offsets X und Y einschließlich der Änderungen Δ X(θ) bzw. θ Y(θ) in einer Ausrichtung eines späteren Hauptschrittes gesetzt. Insbesondere betragen die Offsets X und Y, die in der Ausrichtung des späteren Hauptschrittes gesetzt werden sollen:

Offset X = f(wahre Scherung) + Δ X(θ) . . . (10)

Offset Y = f(wahre Scherung) + Δ Y(θ) . . . (11).

Die Veränderungen Δ X(θ) und Δ Y(θ) werden entsprechend folgen dermaßen ausgedrückt

ΔX(θ) = XX.COS θ - XY.SIN θ - XX . . . (12)

ΔY(θ) = YX.SIN θ - YY.COS θ - YY . . . (13).

Daher wird θ in dem Schritt S1031 in die Veränderungen Δ X und Δ Y der Schrittschaltwerkkorrekturwerte für die Offsets X und Y unter Verwenden der Gleichungen (12) und (13) transformiert (umgeformt), und dann werden die Schrittschaltwerkkorrekturwer te für die Offsets X und Y einschließlich der Änderungen Δ X und Δ Y von den Gleichungen (10) und (11) erhalten.

Die fünfte Ausführungsform erzeugt einen Effekt des Verhinderns eines beliebigen Offsets außerhalb der Spezifikation.

Sechste Ausführungsform

In der ersten, dritten und fünften Ausführungsform ist bei spielsweise, wenn der Schrittschaltwerkkorrekturwert für den Schußteil in der gegenwärtigen (vorliegenden) Ausrichtung +2 und der OCCV -5 beträgt, der Schrittschaltwerkkorrekturwert, der in das Schrittschaltwerk für die nächste Ausrichtung ge setzt (eingegeben) werden soll, +7 = (+2 - (-5)). Das Setzen eines großen Schrittschaltwerkkorrekturwertes wie +7 für die nächste Ausrichtung vergrößert die Möglichkeit, einen Offset außerhalb der Spezifikation zu erzeugen, da die Schußdrehung einen Effekt auf den Offset hat. Daher ist die sechste Ausfüh rungsform dazu gedacht, zu verhindern, daß ein beliebig großer Schrittschaltwerkkorrekturwert für die nächste Ausrichtung ge setzt wird.

Der Produktionssteuersystemteil 6 in der sechsten Ausführungs form führt denselben Hauptbetrieb wie derjenige in der ersten, dritten und fünften Ausführungsform aus, und führt zusätzlich zu den Schritten der Fig. 8 die Schritte S103271 bis S103272 der Fig. 23 aus.

Hier wird angenommen, daß der oben genannte Schrittschaltwerk korrekturwert von +7 durch die Berechnung in Schritt S10327 er halten ist. Wenn entschieden wird, daß der Schrittschaltwerk korrekturwert von +7 nicht kleiner ist als ein vorbestimmter Schwellenwert (Schritt S103271), wird ein Wert von -3 zum Ver ringern des Schrittschaltwerkkorrekturwertes (später bezeichnet als Betriebsoffset) zu dem Schrittschaltwerkkorrekturwert von +7 hinzugezählt, um einen Schrittschaltwerkkorrekturwert von +4 zu erhalten. Deshalb wird der Schrittschaltwerkkorrekturwert um fast die Hälfte im Vergleich zu +7 verringert und der OCCV kann mit einer guten Möglichkeit (großen Wahrscheinlichkeit) -2 wer den.

In dem nächsten Schritt S103272 wird ein Betriebsoffset auf -2 gesetzt, um einen Schrittschaltwerkkorrekturwert von +5 zu er halten. Daher geht, wenn der Betriebsoffset um +1 vergrößert wird, der OCCV allmählich gegen null.

Die sechste Ausführungsform erzeugt die folgenden Effekte. Er stens wird, wenn der Schrittschaltwerkkorrekturwert groß ist, der Schrittschaltwerkkorrekturwert allmählich geändert und der OCCV wird näher gegen null gebracht mit der Änderung des Be triebsoffsets, um einen beliebigen Offset außerhalb der Spezi fikation zu verhindern.

Ferner gibt es, wenn das der Anmelderin bekannte Verfahren zum korrigierenden Ausrichten in das Verfahren zum korrigierenden Ausrichten der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung geändert wird, viele Fälle, in denen große Schrittschalt werkkorrekturwerte durch Berechnung erhalten werden, was einen Offset außerhalb der Spezifikation verursacht. Das Anwenden der sechsten Ausführungsform verringert den Schrittschaltwerkkor rekturwert und verhindert einen Offset außerhalb der Spezifika tion.

Die obige Diskussion bezieht sich auf einen Fall, in dem die sechste Ausführungsform auf die erste, dritte und fünfte Aus führungsform angewendet wird. Das Anwenden der sechsten Ausfüh rungsform auf die zweite und vierte Ausführungsform erzeugt au ßerdem den folgenden Effekt. Was die Vergrößerung betrifft, ist es nicht immer eine beste Lösung, daß der OCCV direkt gegen null geändert wird. Wenn ein Schrittschaltwerkkorrekturwert, der den OCCV direkt gegen null ändert, in das Schrittschaltwerk gesetzt (eingegeben) wird, hat das Linsensystem PL der Fig. 27 in manchen Fällen eine geringere Genauigkeit, wegen der ver bleibenden Vergrößerung. Dann wird der Schrittschaltwerkkorrek turwert für die Vergrößerung allmählich mit dem Betriebsoffset verändert, um eine Verschlechterung in der Genauigkeit des Lin sensystems PL und einen Offset außerhalb der Spezifikation zu verhindern.

Modifikation

Obwohl die Ausrichtungskorrektureinheit 6a als ein Funktions teil des Produktionssteuersystemteils 6 in Fig. 26 beschrieben ist, kann es außerhalb des Produktionssteuersystemteils 6 vor gesehen sein. Zum Beispiel kann die Ausrichtungskorrekturein heit 6a als eine unabhängige Vorrichtung vorgesehen sein, wel che fähig ist, mit dem Produktionssteuersystemteil 6 zu kommu nizieren (in Verbindung zu stehen).

Claims

1. Verfahren zum Korrigieren einer Ausrichtung, wobei das Verfahren in einem Herstellungssystem (10) zum Her stellen einer Halbleitervorrichtung benutzt wird, welches Schrittschaltwerke (4) aufweist, in die Schrittschaltwerkkor rekturwerte zum Bestimmen einer Position eines auszurichtenden Musters gesetzt werden und durch die das Herstellungssystem (10) die Schrittschaltwerkkorrekturwerte erzeugt,
bei dem das Herstellungssystem (10) im voraus ein unteres Mu ster behandelt, das dem auszurichtenden Muster unter einer Mehrzahl von Mustern in der Halbleitervorrichtung entspricht, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:

(a) Steuern der Bewegung von einer Referenzposition zu einer Position des auszurichtenden Musters aus der Mehrzahl von Mu stern in der Halbleitervorrichtung durch das Herstellungssystem (10); und
(b) Erzeugen eines Wertes, der die Bewegung des unteren Mu sters aufweist, das dem auszurichtenden Muster entspricht, als einen der Schrittschaltwerkkorrekturwerte zum Bestimmen der Po sition des Musters durch das Herstellungssystem (10).

2. Verfahren nach Anspruch 1, in dem die Schrittschaltwerk korrekturwerte in dem Schritt (b) Schußteile repräsentieren.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, in dem die Referenzposi tion eine Position des Musters zu dem Zeitpunkt ist, in dem die Schrittschaltwerkkorrekturwerte null betragen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit den Schrit ten:

(c) Erfassen einer Abweichung zwischen dem Muster und dem die sem entsprechenden unteren Muster durch eine Überlagerungs prüfvorrichtung (5); und
(d) Hinzufügen der Bewegung eines unteren Musters, das dem un teren Muster in dem Schritt (c) entspricht, zu der in dem Schritt (c) erfaßten Abweichung, zum Erhalten der Bewegung des unteren Musters in dem Schritt (b).

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in dem das Herstellungssystem (10) im voraus die Referenzposition behan delt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, in dem die Referenzposition unter Verwenden von Referenzschrittschalt werkkorrekturwerten gesteuert wird,
die Referenzschrittschaltwerkkorrekturwerte die Schrittschalt werkkorrekturwerte sind, die in die Schrittschaltwerke gesetzt werden zum Bestimmen der Referenzposition, und das Verfahren ferner den Schritt aufweist:

(e) Abziehen der Referenzschrittschaltwerkkorrekturwerte für das untere Muster von den Schrittschaltwerkkorrekturwerten, die zum Bestimmen einer Position des unteren Musters gesetzt wer den, zum Erhalten der Bewegung des unteren Musters in dem Schritt (b).

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, in dem die Schrittschaltwerkkorrekturwerte einen Schrittschaltwerkkor rekturwert für einen Versatz und einen Schrittschaltwerkkorrek turwert für eine Schußdrehung aufweisen,
einer der in dem Schritt (b) erzeugten Schrittschaltwerkkorrek turwerte der Schrittschaltwerkkorrekturwert für die Schußdre hung ist, und
das Verfahren ferner den Schritt aufweist:

(f) Erzeugen des Schrittschaltwerkkorrekturwertes für den Ver satz, wobei die Bewegung in eine Veränderung des Schrittschalt werkkorrekturwertes für den Versatz umgewandelt wird und die Veränderung zu dem Schrittschaltwerkkorrekturwert für den Ver satz in dem Schritt (f) hinzugezählt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit den Schrit ten:

(g) Vergleichen des Schrittschaltwerkkorrekturwertes mit einem vorbestimmten Schwellenwert; und
(h) Hinzuzählen eines Wertes zum Verringern des Schrittschalt werkkorrekturwertes zu dem jeweiligen der Schrittschaltwerkkor rekturwerte, wenn der jeweilige der Schrittschaltwerkkorrektur werte nicht kleiner ist als der Schwellenwert als ein Ergebnis des Schrittes (g).

9. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung mit dem Schritt des Positionierens eines auszurichtenden Musters unter Verwenden eines Verfahrens zum Korrigieren einer Ausrich tung nach einem der Ansprüche 1 bis 8.

10. Halbleitervorrichtung mit einem Muster, das unter Verwen den eines Verfahrens zum Korrigieren einer Ausrichtung nach ei nem der Ansprüche 1 bis 8 ausgerichtet ist.