JP2006140300A - Semiconductor device, wafer and method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
【課題】 パターン重ね合わせ状態を高精度で測定できる重ね合わせ精度測定用マークを形成することにより、多層配線構造を有した半導体装置、ウェーハ及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 半導体層と、前記半導体層の上に設けられた第1配線層と、前記第1配線層の上に設けられた層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜の上に設けられた第2配線層と、を備え、前記第2配線層のマーク形成領域には、マークが設けられ、前記第1配線層の前記マーク形成領域には、前記マークの認識に際して実質的に影響を与えない大きさの複数のダミーパターンが設けられてなることを特徴とする半導体装置を提供する。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device having a multilayer wiring structure, a wafer, and a method for manufacturing the semiconductor device by forming an overlay accuracy measurement mark capable of measuring a pattern overlay state with high accuracy.
A semiconductor layer, a first wiring layer provided on the semiconductor layer, an interlayer insulating film provided on the first wiring layer, and a first wiring layer provided on the interlayer insulating film. A mark is formed in the mark formation region of the second wiring layer, and the mark formation region of the first wiring layer is not substantially affected when the mark is recognized. Provided is a semiconductor device characterized in that a plurality of dummy patterns having a size are provided.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、半導体装置、ウェーハ及び半導体装置の製造方法に関し、特に、多層配線構造などを有し、アラインメントマークパターンが設けられたマスクを用いて製造された半導体装置、ウェーハ、及び半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, a wafer, and a method for manufacturing the semiconductor device, and more particularly, a semiconductor device, a wafer, and a semiconductor device manufactured using a mask having a multilayer wiring structure and the like and provided with an alignment mark pattern. Regarding the method.
半導体装置、磁性体素子、光集積回路、SAW(surface acoustic wave)デバイスなどを製造するには、基板上に多層の回路パターンを高精度に重ね合わせることが必要である。基板上にすでに形成されているパターンに対して、マスクパターンを位置合わせして重ね合わせ転写を行う場合、まず基板上に形成されているアラインメントマークの位置を検出し、この検出結果からマスクパターン転写位置が決定し、重ね合わせ露光を実行する。 In order to manufacture a semiconductor device, a magnetic element, an optical integrated circuit, a SAW (surface acoustic wave) device, etc., it is necessary to superimpose a multilayer circuit pattern on a substrate with high accuracy. When aligning and transferring a mask pattern to a pattern already formed on the substrate, the position of the alignment mark formed on the substrate is first detected, and the mask pattern is transferred from this detection result. The position is determined and overlay exposure is executed.
この場合、アラインメントマーク位置の検出方法としては、基板上のアラインメントマークをレーザ光や白色光などを用いて検出し、得られた検出信号からマークエッジ位置を検出してアラインメント位置を求める方法や、マークパターンの二次元検出像を検出系であらかじめ記憶している基準マークと比較することでアラインメントマーク位置を求める方法などがある。 In this case, as a method for detecting the alignment mark position, the alignment mark on the substrate is detected using laser light, white light, etc., and the mark edge position is detected from the obtained detection signal to obtain the alignment position, There is a method of obtaining an alignment mark position by comparing a two-dimensional detection image of a mark pattern with a reference mark stored in advance in a detection system.
その後、露光によって形成されたレジストパターンが正確に下層の回路パターンに対して重ね合わせられているかを検査するために、重ね合わせ精度測定装置で重ね合わせ精度測定用マークの位置測定を行う。重ね合わせ精度の測定は、下層基板に形成されている重ね合わせ精度測定用マークを主尺として用い、露光によって形成されたレジストパターンのマークを副尺として用いることにより、主尺と副尺の中心位置の座標差として求める。この測定は、通常、画像認識によって行われるので、重ね合わせ精度測定用マークの下層に他のパターンが存在すると、重ね合わせ精度測定装置が他のパターンを重ね合わせ精度測定マークとして誤認識することがある。これを避けるために、重ね合わせ精度測定用マークは、マーク以外のパターンが配置されない「他パターン禁止領域」に形成し、その下層には他のパターンは配置しないという提案が開示されている。 Thereafter, in order to inspect whether the resist pattern formed by exposure is accurately overlaid on the lower circuit pattern, the position of the overlay accuracy measurement mark is measured by the overlay accuracy measuring device. The overlay accuracy is measured by using the overlay accuracy measurement mark formed on the lower substrate as the main measure, and using the resist pattern mark formed by exposure as the sub measure. Obtained as a coordinate difference between positions. Since this measurement is normally performed by image recognition, if another pattern exists below the overlay accuracy measurement mark, the overlay accuracy measurement apparatus may misrecognize the other pattern as an overlay accuracy measurement mark. is there. In order to avoid this, a proposal has been disclosed in which the overlay accuracy measurement mark is formed in an “other pattern prohibited area” in which a pattern other than the mark is not disposed, and no other pattern is disposed in the lower layer.
なお、本願明細書においては、「重ね合わせ精度測定用マーク」にはアラインメントマークも含むものとする。 In the present specification, the “overlay accuracy measurement mark” includes an alignment mark.
しかしながら、多層配線構造を有する半導体装置において、「他パターン禁止領域」であるがために配線層がまったく存在しない広い領域があると、以下の問題を生じる。すなわち、配線層上に層間絶縁膜が堆積された後、CMP(Chemical Mechanical Polishing)法により平坦化が行われる際、配線層が存在しない領域上の層間絶縁膜が、配線層が存在する領域上の層間膜よりも薄くなる「ディッシング」が生じる。また、荷電粒子線投影露光方法では、露光の際にレジストに与えるエネルギー強度がパターンの面積率に依存して変化するので、パターンの線幅が周囲のパターンの疎密によって変化する。 However, in a semiconductor device having a multilayer wiring structure, if there is a wide area where no wiring layer exists at all because it is an “other pattern prohibited area”, the following problem occurs. That is, when an interlayer insulating film is deposited on the wiring layer and then planarized by CMP (Chemical Mechanical Polishing), the interlayer insulating film on the region where the wiring layer does not exist is located on the region where the wiring layer exists. "Dishing" occurs, which is thinner than the interlayer film. In the charged particle beam projection exposure method, the intensity of energy applied to the resist during exposure changes depending on the area ratio of the pattern, so that the line width of the pattern changes depending on the density of surrounding patterns.
この問題に対して、重ね合わせ精度測定用マークの下層に直方体形状のダミーパターンを規則的に複数個配列する方法が提案されている(特許文献1)。この構造では、層間絶縁膜の平坦性を維持できるとともに、重ね合わせ精度測定用マークが下層のダミーパターンと重なっていない箇所を用いることにより目視で重ね合わせ精度を測定できる。しかし、目視による測定では高精度は得られず、重ね合わせ精度装置による自動測定が不可欠である。 To solve this problem, a method has been proposed in which a plurality of rectangular parallelepiped dummy patterns are regularly arranged below the overlay accuracy measurement mark (Patent Document 1). In this structure, the flatness of the interlayer insulating film can be maintained, and the overlay accuracy can be measured visually by using a location where the overlay accuracy measurement mark does not overlap the underlying dummy pattern. However, high accuracy cannot be obtained by visual measurement, and automatic measurement by an overlay accuracy apparatus is indispensable.
一方、「他パターン禁止領域」の外周領域(回路領域と他パターン禁止領域との間の領域)の下方に、アラインメントずれ測定用マークを構成する金属配線層よりも下層の金属配線層が規則的に配置された構造が提案されている(特許文献2)。この構造の場合は、アラインメントずれ測定用マーク金属層の下には金属層は存在しない。しかし、「他パターン禁止領域」の存在のため、ディッシング対策が不十分であり、また面積率に起因するパターン線幅変化を防止できない。
本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、その目的は、パターン重ね合わせ状態を高精度で測定できる重ね合わせ精度測定用マークを形成することにより、多層配線構造を有した半導体装置、ウェーハ及び半導体装置の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made on the basis of recognition of such a problem, and an object of the present invention is to provide a semiconductor having a multilayer wiring structure by forming an overlay accuracy measurement mark capable of measuring a pattern overlay state with high accuracy. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an apparatus, a wafer, and a semiconductor device.
上記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、
半導体層と、
前記半導体層の上に設けられた第1配線層と、
前記第1配線層の上に設けられた層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜の上に設けられた第2配線層と、
を備え、
前記第2配線層のマーク形成領域には、マークが設けられ、
前記第1配線層の前記マーク形成領域には、前記マークの認識に際して実質的に影響を与えない大きさの複数のダミーパターンが設けられてなることを特徴とする半導体装置が提供される。
In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention,
A semiconductor layer;
A first wiring layer provided on the semiconductor layer;
An interlayer insulating film provided on the first wiring layer;
A second wiring layer provided on the interlayer insulating film;
With
A mark is provided in the mark formation region of the second wiring layer,
A semiconductor device is provided in which a plurality of dummy patterns having a size that does not substantially affect recognition of the mark is provided in the mark formation region of the first wiring layer.
ここで、前記ダミーパターンは、前記マークを認識する工程における分解能よりも小さいものとすることができる。
また、前記ダミーパターンの大きさは、前記マークを認識する工程において用いられる検出光のピーク波長の半分以下であるものとすることができる。
Here, the dummy pattern may be smaller than the resolution in the step of recognizing the mark.
Further, the size of the dummy pattern may be not more than half of the peak wavelength of detection light used in the step of recognizing the mark.
また、前記マークは、複数の層の重ね合わせ精度を測定する重ね合わせ測定のために用いられるものとすることができる。
また、前記マークは、露光装置においてマスクとウェーハとのアラインメントを調節するためのアラインメント測定に用いられるものとすることができる。
The mark may be used for overlay measurement for measuring overlay accuracy of a plurality of layers.
The mark may be used for alignment measurement for adjusting the alignment between the mask and the wafer in the exposure apparatus.
また、前記複数のダミーパターンは、それらの大きさ、形状及び配置の少なくともいずれかが不規則とすることができる。
また、前記複数のダミーパターンのそれぞれの大きさは、100ナノメータ以上250ナノメータ以下であるものとすることができる。
また、前記マーク形成領域において前記複数のダミーパターンが占める面積率は、前記マーク形成領域以外の部分において前記第1配線層に設けられた配線が占める面積率と略同一とすることができる。
The plurality of dummy patterns may be irregular in at least one of their size, shape and arrangement.
The size of each of the plurality of dummy patterns may be not less than 100 nanometers and not more than 250 nanometers.
The area ratio occupied by the plurality of dummy patterns in the mark formation region may be substantially the same as the area ratio occupied by the wiring provided in the first wiring layer in a portion other than the mark formation region.
一方、本発明の他の一態様によれば、
半導体層と、
前記半導体層の上に設けられた第1配線層と、
前記第1配線層の上に設けられた層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜の上に設けられた第2配線層と、
を備え、
前記第2配線層のマーク形成領域には、マークが設けられ、
前記第1配線層の前記マーク形成領域には、前記マークの認識に際して実質的に影響を与えない大きさの複数のダミーパターンが設けられてなることを特徴とするウェーハが提供される。
On the other hand, according to another aspect of the present invention,
A semiconductor layer;
A first wiring layer provided on the semiconductor layer;
An interlayer insulating film provided on the first wiring layer;
A second wiring layer provided on the interlayer insulating film;
With
A mark is provided in the mark formation region of the second wiring layer,
A wafer is provided in which a plurality of dummy patterns having a size that does not substantially affect the recognition of the mark is provided in the mark formation region of the first wiring layer.
ここで、前記マーク形成領域は、スクライブラインの上に設けられたものとすることができる。 Here, the mark formation region may be provided on a scribe line.
また、本発明のさらに他の一態様によれば、
半導体層と、前記半導体層の上に設けられた第1配線層と、前記第1配線層の上に設けられた層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜の上に設けられた第2配線層と、を有する半導体装置の製造方法であって、
前記第1配線層のマーク形成領域に、後記マークの認識に際して実質的に影響を与えない大きさの複数のダミーパターンを形成し、
前記第2配線層の前記マーク形成領域に、マークを形成し、
前記マークを認識することにより前記第2の層とそれ以外の層との重ね合わせ精度を測定することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
According to yet another aspect of the present invention,
A semiconductor layer; a first wiring layer provided on the semiconductor layer; an interlayer insulating film provided on the first wiring layer; a second wiring layer provided on the interlayer insulating film; A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
Forming a plurality of dummy patterns having a size that does not substantially affect the recognition of the postscript mark in the mark formation region of the first wiring layer;
Forming a mark in the mark formation region of the second wiring layer;
There is provided a method for manufacturing a semiconductor device, wherein the overlay accuracy between the second layer and the other layers is measured by recognizing the mark.
また、本発明のさらに他の一態様によれば、
半導体層と、前記半導体層の上に設けられた第1配線層と、前記第1配線層の上に設けられた層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜の上に設けられた第2配線層と、を有する半導体装置の製造方法であって、
前記第1配線層のマーク形成領域に、後記マークの認識に際して実質的に影響を与えない大きさの複数のダミーパターンを形成し、
前記第2配線層の前記マーク形成領域に、マークを形成し、
前記マークを認識することにより前記第2の配線層とマスクとのアラインメントを調節して露光を実施することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
According to yet another aspect of the present invention,
A semiconductor layer; a first wiring layer provided on the semiconductor layer; an interlayer insulating film provided on the first wiring layer; a second wiring layer provided on the interlayer insulating film; A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
Forming a plurality of dummy patterns having a size that does not substantially affect the recognition of the marks described later in the mark formation region of the first wiring layer;
Forming a mark in the mark formation region of the second wiring layer;
There is provided a method of manufacturing a semiconductor device, wherein exposure is performed by recognizing the mark to adjust an alignment between the second wiring layer and the mask.
本発明によれば、基板のパターン面積率を一定にできる。その結果として、CMP工程においてより高い精度で平坦化ができ、かつ荷電粒子線露光工程において高い精度で線幅制御ができ、産業上のメリットは多大である。 According to the present invention, the pattern area ratio of the substrate can be made constant. As a result, planarization can be performed with higher accuracy in the CMP process, and line width control can be performed with higher accuracy in the charged particle beam exposure process, which has a great industrial advantage.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の実施の形態にかかる重ね合わせ精度測定用マークを表す模式平面図である。
また、図2は、図1のB−B線断面図である。
これらの図は、半導体装置を製造する過程でウェーハ上に形成された重ね合わせ精度測定用マークの部分を表す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic plan view showing an overlay accuracy measurement mark according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
These drawings represent a portion of the overlay accuracy measurement mark formed on the wafer in the process of manufacturing the semiconductor device.
図2は、半導体層の上に設けられた多層配線構造を表す。同図に表したように、層間絶縁膜40の上には、第1層間絶縁膜41が設けられている。第1層間絶縁膜41には、多層配線構造の第1の配線層50が選択的に設けられている。同様に、第2層間絶縁膜42には、多層配線構造の第2の配線層52が選択的に設けられている。第3層間絶縁膜43にも、この後に実施される工程により、多層配線構造の第3の配線層が選択的に設けられる。第4の層44は、第3層間絶縁膜43に配線を形成するための感光膜(フォトレジスト)層である。パターニングされたレジスト44をマスクとして、第3層間絶縁膜43のエッチングが実施され、その後、配線材料の埋め込みが実施されて多層配線構造が完成する。
FIG. 2 shows a multilayer wiring structure provided on the semiconductor layer. As shown in the figure, a first
なお、実際の回路パターンはウェーハのほぼ全面にわたって配置されるが、第1層間絶縁膜41には下層金属配線層50を、第2層間絶縁膜42には上層金属配線層52を、回路パターン領域に選択的に配置された構造の一例として表した。
The actual circuit pattern is arranged over almost the entire surface of the wafer, but the lower
マーク形成領域20において、第2層間絶縁膜42には、重ね合わせ精度測定マークの主尺パターン30が設けられている。また、第4の層44には、重ね合わせ精度測定マークの副尺パターン32(フォトレジスト)が設けられる。つまり、従来は、この領域20が「他パターン禁止領域」とされていた。このため、従来は、マーク形成領域20の中には、パターンが配置されなかった。
In the
これに対して、本実施形態においては、複数のダミーパターン12が、マーク形成領域20内に設けられている。これらダミーパターン12は、第2層間絶縁膜42中に設けられた主尺パターン30の下方に、設けられている。そして、これらダミーパターン12の大きさは、重ね合わせ精度測定マークを認識して重ね合わせ精度を測定する重ね合わせ精度装置の画像処理の分解能よりも小さくされている。またさらに、これらダミーパターン12は、その大きさ・形状・配置のうち、少なくともいずれかが不規則に形成されている。
On the other hand, in the present embodiment, a plurality of
このようにすると、これらダミーパターン12が重ね合わせ精度測定装置において認識されない。大きさ・形状・配置のいずれかを不規則にする理由は、重ね合わせ精度測定時にこれらダミーパターン12がモアレなどの測定精度を劣化させる現象を防止するためである。このようにすると、重ね合わせ精度測定がダミーパターン12の影響を受けずに、高精度で重ね合わせ精度測定ができる。また、マーク形成領域20にダミーパターン12を配置することにより、パターン面積率をその他の領域と同等にすることができる。つまり、ウェーハ内のパターン面積率を一定にできる。その結果として、CMPにおける「ディッシング」を低減できるとともに、電子線露光時の近接効果による線幅変化も低減できる。
By doing so, these
図3乃至図5は、本実施形態の具体例を表す模式図である。
すなわち、図3は、本実施形態におけるマーク形成領域の模式平面図であり、図4は、その断面図であり、図5は、ダミーパターンが設けられた層の模式平面図である。
3 to 5 are schematic diagrams illustrating specific examples of the present embodiment.
3 is a schematic plan view of a mark formation region in the present embodiment, FIG. 4 is a cross-sectional view thereof, and FIG. 5 is a schematic plan view of a layer provided with a dummy pattern.
本具体例においても、ダミーパターン12の大きさは、重ね合わせ精度測定装置の検出限界以下に形成されている。このようにすれば、これらダミーパターン12が重ね合わせ精度測定装置において認識されない。また、本具体例においては、ダミーパターン12の大きさと配置が不規則に形成されている。このようにすれば、重ね合わせ精度測定時にモアレなどの現象を防止できる。
Also in this specific example, the size of the
なお、重ね合わせ精度測定の結果、アラインメントずれが回路動作不良を生じる程度に大きい場合は、レジストパターンを除去し、再度レジストを塗布する。その後、前回の重ね合わせ精度測定の結果を基に位置補正して再度露光によりパターニングを実施する。 As a result of the overlay accuracy measurement, if the alignment deviation is large enough to cause circuit malfunction, the resist pattern is removed and the resist is applied again. After that, the position is corrected based on the result of the previous overlay accuracy measurement, and patterning is performed again by exposure.
ここで、マーク形成領域20は、重ね合わせ精度測定マークやアラインメントマーク以外の配線パターンが実質的に形成されない領域を意味する。従って、マーク形成領域20は、例えば、半導体基板上における回路領域と回路領域との間や、半導体基板の端部や、ダイシングライン上などに設けることが望ましい。この他、マーク形成領域20は、通常は、重ね合わせ精度測定装置によって認識する必要があるので、その近傍に配置される配線パターンを誤認識しないように間隔をあけることが望ましい。具体的には、マーク形成領域20と、その周囲に設ける配線パターンと、の間隔を5マイクロメータ程度以上とすることが望ましい。
Here, the
この他、マーク形成領域20内におけるダミーパターン12の、面積率やダミーパターン間の最低距離は、層間絶縁膜41及び42に設けられた回路パターン50及び52や製造プロセスに応じて決めればよい。このマーク形成領域20の大きさは、例えば5μm×5μm〜100μm×100μm程度とすることができる。また、マーク形成領域20の形状は、正方形に限らず、円形や長方形などでもよい。
In addition, the area ratio of the
次に、ダミーパターン12の大きさについて、さらに詳細に説明する。
重ね合わせ精度測定ならびに露光装置でのアラインメントでは、通常500乃至800ナノメータの波長帯の可視光が用いられる。この理由は、これより短い波長の光では、半導体基板上の感光膜(フォトレジスト)を感光させるおそれがあり、またこれより長い波長の光(例えば赤外光)では、熱による影響が考えられるからである。この波長帯の光を用いることを考慮すると、ダミーパターンの大きさを250ナノメータ以下とすれば、画像処理分解能以下となる。つまり、この波長帯の最小の波長は500ナノメータであり、その2分の1以下とすれば、通常用いられる光学系による認識が困難になる。その結果として、重ね合わせ精度測定ならびに露光装置におけるアラインメントにダミーパターン12が悪影響を及ぼすことはなくなる。
ダミーパターン12の最小の大きさは、ダミーパターンを形成する際のプロセス限界に応じて決めればよく、おおむね100ナノメータ程度とすることが妥当である。ダミーパターン12の形状の不規則性も、例えば、この大きさの範囲内で縦横の長さを不規則に変化させることなどにより実現できる。
Next, the size of the
In overlay accuracy measurement and alignment in an exposure apparatus, visible light having a wavelength band of 500 to 800 nanometers is usually used. The reason for this is that light having a shorter wavelength may sensitize the photosensitive film (photoresist) on the semiconductor substrate, and light having a longer wavelength (for example, infrared light) may be affected by heat. Because. Considering the use of light in this wavelength band, if the size of the dummy pattern is 250 nanometers or less, the resolution is less than the image processing resolution. In other words, the minimum wavelength of this wavelength band is 500 nanometers, and if it is less than or equal to one half, recognition by a normally used optical system becomes difficult. As a result, the
The minimum size of the
なお、図3乃至図5に表した具体例においては、マーク形成領域20と回路パターン領域62の間の領域60には、規則的なダミーパターン10が配置されている。これらダミーパターン10は、マーク形成領域20と回路パターン領域62との間に設けられる領域60において、パターン面積率を一定にするために役立つ。つまり、領域60において、第1層間絶縁膜41に設けられたほぼ規則的なダミーパターン10により、ウェーハ全面にわたってパターン面積率を一定にすることが容易になる。その結果として、ディッシング対策をより完全なものとすることができて、かつ近接効果の低減により線幅精度の向上を図れる。
In the specific examples shown in FIGS. 3 to 5, the
次に、マーク形成領域20に設けられる、ランダムなダミーパターン12のパターン決定の手法について説明する。
図6は、ダミーパターンデータ生成のプロセスを表すフローチャートである。
Next, a method for determining the pattern of the
FIG. 6 is a flowchart showing a process of generating dummy pattern data.
まず、ダミーパターンを決定するパラメータを決定する(ステップS11)。
ダミーパターン12のパラメータとしては、具体的には、(1)ダミーパターンの面積率、(2)ダミーパターン間の最短距離、(3)いわゆる“他パターン禁止領域”の境界からの距離、(4)ダミーパターンの大きさの許容範囲、(5)ダミーパターンの形状の種類、などがある。
First, parameters for determining a dummy pattern are determined (step S11).
Specifically, the parameters of the
次に、乱数に従って、ダミーパターンの大きさをランダムに決定する(ステップS12)。すなわち、ダミーパターンの大きさの上限と下限とを設定し、生成した乱数に応じてその可変範囲の中でそれぞれのパターンの大きさを決定する。なお、ダミーパターン12の大きさの上限は、重ね合わせ精度装置の画像処理の分解能よりも小さく設定することが望ましい。
Next, the size of the dummy pattern is randomly determined according to the random number (step S12). That is, the upper and lower limits of the size of the dummy pattern are set, and the size of each pattern is determined within the variable range according to the generated random number. The upper limit of the size of the
続いて、乱数に従って、ダミーパターンの形状をランダムに決定する(ステップS13)。すなわち、ダミーパターンの形状を決定するパラメータとその可変範囲を設定し、生成した乱数に応じてその可変範囲の中でそれぞれのパターンの形状を決定する。 Subsequently, the shape of the dummy pattern is randomly determined according to the random number (step S13). That is, a parameter for determining the shape of the dummy pattern and its variable range are set, and the shape of each pattern in the variable range is determined according to the generated random number.
続いて、生成したダミーパターンの配置場所を乱数に従って決定する(ステップS14)。すなわち、ダミーパターンが配置される範囲を設定し、生成した乱数に応じてその可変範囲の中でそれぞれのパターンの位置を決定する。 Subsequently, the location of the generated dummy pattern is determined according to a random number (step S14). That is, the range in which the dummy pattern is arranged is set, and the position of each pattern is determined within the variable range according to the generated random number.
そして、決定したダミーパターンにパラメータ違反があるかをチェックする(ステップS15)。パラメータ違反がなければ、パターンは完成する。もし、パラメータ違反があれば、ステップS11に戻ってやり直す。違反の程度によっては、破線に示される手順に従い、ステップS12〜S14のいずれかに戻ってやり直しを行えばよい。 Then, it is checked whether there is a parameter violation in the determined dummy pattern (step S15). If there are no parameter violations, the pattern is complete. If there is a parameter violation, the process returns to step S11 and starts again. Depending on the degree of violation, the procedure may return to any one of steps S12 to S14 and start again according to the procedure indicated by the broken line.
なお、本実施形態においては、ステップS12〜S14のすべてを実行する必要は必ずしもない。すなわち、前述したように、ダミーパターン12の大きさを、重ね合わせ精度装置の画像処理の分解能よりも小さくし、なおかつ、重ね合わせ精度測定の際にモアレなどが生じなければ、ステップS12〜S14の少なくともいずれかを省略することができる。例えば、ダミーパターン12の大きさを重ね合わせ精度装置の画像処理の分解能よりも小さく且つ一定とし、形状も一定とし、その配置のみを不規則にするだけでもよい。
In the present embodiment, it is not always necessary to execute all of steps S12 to S14. That is, as described above, if the size of the
また、本発明は、重ね合わせ精度測定マークを設けるマーク形成領域のみに適用可能ではなく、その他、例えは、露光用のアラインメントマークを設けるマーク形成領域においても、同様にダミーパターン12を設けることにより、同様の作用効果を得ることができる。すなわち、アラインメントずれ測定において、他パターンの影響を排除でき、高精度なずれ測定が可能となり、位置ずれを補正することにより集積度の高い高性能の半導体装置などを実現できる。
Further, the present invention is not applicable only to the mark formation region where the overlay accuracy measurement mark is provided. For example, the
また、同様に、アラインメントマークを設けるマーク形成領域において、ダミーパターン12を設けることにより、パターンの面積率を一定にできる。その結果として、CMP工程におけるディッシングを防止できて、より精度高く平坦化ができる。すなわち、フォトリソグラフィにおける露光時のフォーカスずれを低減し、回路の金属配線層パターンの形成不良を阻止することができて、信頼性の高い半導体装置が提供できる。さらに、荷電粒子線露光における近接効果を減少させることにより、線幅精度を向上できて、高性能半導体装置が提供できる。
Similarly, by providing the
以上具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。
すなわち、本発明の半導体装置、ウェーハ及び半導体装置の製造方法を構成する各ステップ及びこれに用いる装置、マスク、ウェーハなどについて当業者が設計変更を加えたものであっても、本発明の要旨を備えたものであれば、本発明の範囲に包含される。
The embodiments of the present invention have been described with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples.
That is, the gist of the present invention can be obtained even if those skilled in the art add design changes to each step constituting the semiconductor device, the wafer, and the semiconductor device manufacturing method of the present invention, and the apparatus, mask, wafer, etc. used therefor. Anything provided is included within the scope of the present invention.
10 ダミーパターン
12 他パターン禁止領域下方部に設けられたダミーパターン
20 他パターン禁止領域
30 重ね合わせ精度測定マーク主尺
32 重ね合わせ精度測定マーク副尺
40 層間絶縁膜
41 第1層間絶縁膜
42 第2層間絶縁膜
43 第3層間絶縁膜
44 第4の層(フォトレジスト)
50 下層金属配線層
52 上層金属配線層
60 他パターン禁止領域と回路パターン領域との中間領域
62 回路パターン領域
DESCRIPTION OF
50 Lower
Claims (9)
前記半導体層の上に設けられた第1配線層と、
前記第1配線層の上に設けられた層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜の上に設けられた第2配線層と、
を備え、
前記第2配線層のマーク形成領域には、マークが設けられ、
前記第1配線層の前記マーク形成領域には、前記マークの認識に際して実質的に影響を与えない大きさの複数のダミーパターンが設けられてなることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor layer;
A first wiring layer provided on the semiconductor layer;
An interlayer insulating film provided on the first wiring layer;
A second wiring layer provided on the interlayer insulating film;
With
A mark is provided in the mark formation region of the second wiring layer,
The semiconductor device according to claim 1, wherein a plurality of dummy patterns having a size that does not substantially affect the recognition of the mark are provided in the mark formation region of the first wiring layer.
前記半導体層の上に設けられた第1配線層と、
前記第1配線層の上に設けられた層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜の上に設けられた第2配線層と、
を備え、
前記第2配線層のマーク形成領域には、マークが設けられ、
前記第1配線層の前記マーク形成領域には、前記マークの認識に際して実質的に影響を与えない大きさの複数のダミーパターンが設けられてなることを特徴とするウェーハ。 A semiconductor layer;
A first wiring layer provided on the semiconductor layer;
An interlayer insulating film provided on the first wiring layer;
A second wiring layer provided on the interlayer insulating film;
With
A mark is provided in the mark formation region of the second wiring layer,
The wafer, wherein the mark formation region of the first wiring layer is provided with a plurality of dummy patterns having a size that does not substantially affect the recognition of the mark.
前記第1配線層のマーク形成領域に、後記マークの認識に際して実質的に影響を与えない大きさの複数のダミーパターンを形成し、
前記第2配線層の前記マーク形成領域に、マークを形成し、
前記マークを認識することにより前記第2の層とそれ以外の層との重ね合わせ精度を測定することを特徴とする半導体装置の製造方法。 A semiconductor layer; a first wiring layer provided on the semiconductor layer; an interlayer insulating film provided on the first wiring layer; a second wiring layer provided on the interlayer insulating film; A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
Forming a plurality of dummy patterns having a size that does not substantially affect the recognition of the marks described later in the mark formation region of the first wiring layer;
Forming a mark in the mark formation region of the second wiring layer;
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the overlay accuracy between the second layer and the other layers is measured by recognizing the mark.
前記第1配線層のマーク形成領域に、後記マークの認識に際して実質的に影響を与えない大きさの複数のダミーパターンを形成し、
前記第2配線層の前記マーク形成領域に、マークを形成し、
前記マークを認識することにより前記第2の配線層とマスクとのアラインメントを調節して露光を実施することを特徴とする半導体装置の製造方法。
A semiconductor layer; a first wiring layer provided on the semiconductor layer; an interlayer insulating film provided on the first wiring layer; a second wiring layer provided on the interlayer insulating film; A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
Forming a plurality of dummy patterns having a size that does not substantially affect the recognition of the marks described later in the mark formation region of the first wiring layer;
Forming a mark in the mark formation region of the second wiring layer;
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein exposure is performed by recognizing the mark and adjusting an alignment between the second wiring layer and a mask.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004328259A JP2006140300A (en) | 2004-11-11 | 2004-11-11 | Semiconductor device, wafer and method for manufacturing semiconductor device |
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| JP2004328259A JP2006140300A (en) | 2004-11-11 | 2004-11-11 | Semiconductor device, wafer and method for manufacturing semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006140300A true JP2006140300A (en) | 2006-06-01 |
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|---|---|---|---|
| JP2004328259A Pending JP2006140300A (en) | 2004-11-11 | 2004-11-11 | Semiconductor device, wafer and method for manufacturing semiconductor device |
Country Status (1)
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| JP (1) | JP2006140300A (en) |
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-
2004
- 2004-11-11 JP JP2004328259A patent/JP2006140300A/en active Pending
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