JP2002110500A - Semiconductor device with alignment marks and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor device with alignment marks and its manufacturing method

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JP2002110500A
JP2002110500A JP2000292374A JP2000292374A JP2002110500A JP 2002110500 A JP2002110500 A JP 2002110500A JP 2000292374 A JP2000292374 A JP 2000292374A JP 2000292374 A JP2000292374 A JP 2000292374A JP 2002110500 A JP2002110500 A JP 2002110500A
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哲也 山田
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但美 清水
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device having alignment marks and its manufacturing method which allows the alignment marks to be accurately measured, even if a layer insulation film is planarized. SOLUTION: A layer insulation film 3 is formed on a mark layer 2a forming alignment marks 2b and has openings 3b just above the alignment marks 2b. The distance L1 between the side wall of the opening 3b and the side wall of the alignment mark 2b nearest to that side wall is H×20+50 μm or more where the distance between the top face of the mark layer 2a and the top face of the layer insulation film 3 is H.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アライメントマー
クを有する半導体装置およびその製造方法に関するもの
であり、具体的には、ウェハとマスクとの重ね合わせに
用いるアライメントマークを有する半導体装置およびそ
の製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having an alignment mark and a method of manufacturing the same, and more specifically, to a semiconductor device having an alignment mark used for overlaying a wafer and a mask and a method of manufacturing the same. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体製造工程において配線層を形成す
るとき、下部配線層に対して上部配線層形成用マスクの
位置合わせを行なう必要がある。このマスクの位置合わ
せをする場合、半導体ウェハに形成したアライメントマ
ークを被覆する層間絶縁膜の上面の段差を検出する方法
と、層間絶縁膜を開口してアライメントマークの段差を
検出する方法がある。
2. Description of the Related Art When a wiring layer is formed in a semiconductor manufacturing process, it is necessary to align a mask for forming an upper wiring layer with a lower wiring layer. When aligning the mask, there are a method of detecting a step on the upper surface of the interlayer insulating film covering the alignment mark formed on the semiconductor wafer, and a method of detecting the step of the alignment mark by opening the interlayer insulating film.

【0003】図24は、層間絶縁膜上面の段差を検出す
るタイプのアライメントマーク形成領域の概略断面図で
ある。図24を参照して、半導体基板101の表面上に
は、下部配線層(図示せず)と同一の層から分離して形
成された複数のアライメントマーク102aが形成され
ている。下部配線層とアライメントマーク102aとを
覆うように層間絶縁膜103が形成されている。
FIG. 24 is a schematic sectional view of an alignment mark forming region of a type for detecting a step on the upper surface of an interlayer insulating film. Referring to FIG. 24, a plurality of alignment marks 102a formed separately from the same layer as the lower wiring layer (not shown) are formed on the surface of semiconductor substrate 101. An interlayer insulating film 103 is formed so as to cover the lower wiring layer and the alignment mark 102a.

【0004】この層間絶縁膜103の上面には、アライ
メントマーク102aと半導体基板101表面との段差
形状を反映した段差が現われる。このため、この層間絶
縁膜103の上面の段差を検出することにより、間接的
にアライメントマーク102aの位置を検出することが
可能となる。これにより、下部配線層に対してマスク合
わせを行なって上部配線層105をパターニングするこ
とができる。
On the upper surface of the interlayer insulating film 103, a step appears which reflects the step between the alignment mark 102a and the surface of the semiconductor substrate 101. Therefore, by detecting the step on the upper surface of the interlayer insulating film 103, the position of the alignment mark 102a can be indirectly detected. Thus, the upper wiring layer 105 can be patterned by performing mask alignment on the lower wiring layer.

【0005】ところで、LSI(Large Scale Integrat
ed circuit)の配線の多層化に伴い、層間絶縁膜の新た
な平坦化技術として、化学的機械的研磨(CMP:Chem
icalMechanical Polishing)が注目されている。このC
MPは、ウェハ上にスラリー(研磨剤)を供給してパッ
ド(研磨布)で機械的に表面を研磨する技術であり、従
来の平坦化技術に比して、平坦性、垂直方向の形状制御
性において格段に優れている。
By the way, LSI (Large Scale Integrat)
With the increase in the number of wiring layers in an ed circuit, a new technique for planarizing an interlayer insulating film has been developed.
icalMechanical Polishing) is drawing attention. This C
MP is a technology in which slurry (abrasive) is supplied onto a wafer and the surface is mechanically polished with a pad (polishing cloth). Flatness and shape control in the vertical direction are compared with conventional planarization technology. It is much better in sex.

【0006】しかしながら、このCMPを従来プロセス
にそのまま適用すると、図24において層間絶縁膜10
3の上面が平坦になってしまう。このため、層間絶縁膜
103上面の段差からアライメントマーク102aの位
置を検出できず、その後に継続するマスク合わせが不可
能となる。そこで、上述したように層間絶縁膜を開口し
て、直接アライメントマークの段差を検出する方法がと
られる。
However, if this CMP is applied to the conventional process as it is, the interlayer insulating film 10 shown in FIG.
3 becomes flat. For this reason, the position of the alignment mark 102a cannot be detected from the step on the upper surface of the interlayer insulating film 103, and subsequent mask alignment becomes impossible. Therefore, as described above, a method is employed in which the interlayer insulating film is opened and the level difference of the alignment mark is directly detected.

【0007】図25を参照して、この方法では、層間絶
縁膜103に、アライメントマーク102aを露出する
ための開口部103aが形成されている。これにより、
層間絶縁膜103の上面がCMPにより平坦化されてい
ても、開口部103aからアライメントマーク102a
による段差を検出することができる。このため、上部配
線層105をパターニングするためのマスクの位置合わ
せを行なうことが可能となる。
Referring to FIG. 25, in this method, an opening 103a for exposing alignment mark 102a is formed in interlayer insulating film 103. This allows
Even if the upper surface of the interlayer insulating film 103 is planarized by CMP, the alignment mark 102a is formed through the opening 103a.
Can be detected. Therefore, it is possible to perform alignment of a mask for patterning the upper wiring layer 105.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図25
に示すように層間絶縁膜103に開口部103aを設け
るタイプにおいても、アライメント精度が著しく劣化す
るという問題点があった。以下、そのことについて詳細
に説明する。
However, FIG.
As described above, the type in which the opening 103a is provided in the interlayer insulating film 103 also has a problem that the alignment accuracy is significantly deteriorated. Hereinafter, this will be described in detail.

【0009】たとえば上部配線層105の形成前にコン
タクトホール内にプラグ層を形成する場合、図26を参
照して、コンタクトホール埋込用導電層104が表面全
面に形成された後に、CMP研磨布10で研磨される。
これにより、層間絶縁膜103上の導電層103はすべ
て除去されて、コンタクトホール内に導電層104が残
存されてプラグ層が形成される。
For example, when a plug layer is formed in a contact hole before forming upper wiring layer 105, referring to FIG. 26, after a conductive layer 104 for filling a contact hole is formed over the entire surface, a CMP polishing cloth is formed. Polished at 10.
Thus, the conductive layer 103 on the interlayer insulating film 103 is entirely removed, and the conductive layer 104 is left in the contact hole to form a plug layer.

【0010】この場合、開口部103a内ではCMP研
磨布110がたわむことにより導電層104の上面が幾
分研磨される。しかしながら、図27に示すように複数
のアライメントマーク102a上の導電層104は均一
に研磨されない。このため、導電層104上を覆う上部
配線層の上面に現われる段差も、非対称な段差となり、
アライメントマーク102aによる段差を正確に反映し
たものではない。よって上部配線層のパターニング用マ
スクの位置合わせにおけるアライメント精度が著しく劣
化してしまう。
In this case, the upper surface of the conductive layer 104 is somewhat polished by bending the CMP polishing cloth 110 in the opening 103a. However, as shown in FIG. 27, the conductive layer 104 on the plurality of alignment marks 102a is not polished uniformly. Therefore, a step appearing on the upper surface of the upper wiring layer covering the conductive layer 104 also becomes an asymmetric step.
It does not accurately reflect the step due to the alignment mark 102a. Therefore, the alignment accuracy in the alignment of the patterning mask on the upper wiring layer is significantly deteriorated.

【0011】それゆえ、本発明の目的は、層間絶縁膜を
平坦化した場合でも、良好なアライメント精度の得られ
る半導体装置およびその製造方法を提供することであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a semiconductor device having good alignment accuracy even when an interlayer insulating film is flattened, and a method of manufacturing the same.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の一の局面に従う
アライメントマークを有する半導体装置は、半導体基板
と、アライメントマークと、絶縁層とを備えている。半
導体基板は主表面を有している。アライメントマーク
は、半導体基板の主表面上に形成されたマーク層で構成
されている。絶縁層は、半導体基板の主表面上に形成さ
れ、かつアライメントマークに達する開口部を有してい
る。その開口部となる絶縁層の側壁の一部とその側壁の
一部の最も近くに位置するアライメントマークの側壁と
の間隔が、アライメントマークの上端と絶縁層の上面と
の間隔をHとしたときに、H×20+50μm以上であ
る。
A semiconductor device having an alignment mark according to one aspect of the present invention includes a semiconductor substrate, an alignment mark, and an insulating layer. The semiconductor substrate has a main surface. The alignment mark includes a mark layer formed on the main surface of the semiconductor substrate. The insulating layer is formed on the main surface of the semiconductor substrate and has an opening reaching the alignment mark. When the distance between a part of the side wall of the insulating layer to be the opening and the side wall of the alignment mark closest to the part of the side wall is H, the distance between the upper end of the alignment mark and the upper surface of the insulating layer is H In addition, it is H × 20 + 50 μm or more.

【0013】本発明の一の局面に従うアライメントマー
クを有する半導体装置では、開口部側壁とアライメント
マークとの間隔がCMPの研磨布のたわみを考慮して十
分に大きく確保されている。このため、コンタクトホー
ル埋込用導電層をCMPにより研磨してコンタクトホー
ル内にプラグ層を形成する場合でも、アライメントマー
ク真上のコンタクトホール埋込用導電層のCMP研磨布
による研磨を均一が平坦に行なうことができる。したが
って、このコンタクトホール埋込用導電層上に形成され
る上部配線層のパターニングのためのマスクの重ね合わ
せにおけるアライメントを精度良く行なうことができ
る。
[0013] In the semiconductor device having the alignment mark according to one aspect of the present invention, the space between the side wall of the opening and the alignment mark is ensured sufficiently large in consideration of the bending of the polishing pad of the CMP. Therefore, even when the contact hole filling conductive layer is polished by CMP to form a plug layer in the contact hole, the contact hole filling conductive layer right above the alignment mark is polished with a CMP polishing cloth uniformly and flatly. Can be performed. Therefore, it is possible to accurately perform alignment in overlaying a mask for patterning the upper wiring layer formed on the conductive layer for filling contact holes.

【0014】本発明の他の局面に従うアライメントマー
クを有する半導体装置は、半導体基板と、アライメント
マークと、絶縁層とを備えている。半導体基板は、主表
面を有している。アライメントマークは、半導体基板の
主表面上に形成されたマーク層で構成されている。絶縁
層は、半導体基板の主表面上に形成され、かつアライメ
ントマークに達する開口部を有している。その開口部
は、アライメントマークの上端と絶縁層の上面との間隔
をHとしたときに、H×20μm以下の開口径部分を有
している。
A semiconductor device having an alignment mark according to another aspect of the present invention includes a semiconductor substrate, an alignment mark, and an insulating layer. The semiconductor substrate has a main surface. The alignment mark includes a mark layer formed on the main surface of the semiconductor substrate. The insulating layer is formed on the main surface of the semiconductor substrate and has an opening reaching the alignment mark. The opening has an opening diameter portion of H × 20 μm or less, where H is the distance between the upper end of the alignment mark and the upper surface of the insulating layer.

【0015】本発明の他の局面に従うアライメントマー
クを有する半導体装置では、開口部の径が、CMP研磨
布がアライメントマーク真上のコンタクトホール埋込用
導電層に接しないように小さく設定されている。このた
め、アライメントマーク上のコンタクトホール埋込用導
電層はCMP研磨布で研磨されることはない。したがっ
て、このコンタクトホール埋込用導電層上に形成される
上部配線層のパターニングのためのマスクの重ね合わせ
におけるアライメントを精度良く行なうことが可能とな
る。
In the semiconductor device having the alignment mark according to another aspect of the present invention, the diameter of the opening is set small so that the CMP polishing cloth does not contact the conductive layer for filling the contact hole directly above the alignment mark. . Therefore, the conductive layer for embedding the contact hole on the alignment mark is not polished by the CMP polishing cloth. Therefore, it is possible to accurately perform alignment in overlaying a mask for patterning the upper wiring layer formed on the contact hole filling conductive layer.

【0016】上記他の局面において好ましくは、アライ
メントマークは、開口部と平面的に直交する方向に延び
ている。
In another aspect, the alignment mark preferably extends in a direction orthogonal to the opening in a plane.

【0017】これにより、アライメントを精度良く行な
うことが可能となる。本発明の一の局面に従うアライメ
ントマークを有する半導体装置の製造方法は、以下の工
程を備えている。
This makes it possible to perform alignment with high accuracy. A method for manufacturing a semiconductor device having an alignment mark according to one aspect of the present invention includes the following steps.

【0018】まず半導体基板の主表面上にアライメント
マークを構成するマーク層が形成される。そしてアライ
メントマークに達する開口部を有するように、半導体基
板の主表面上に絶縁層が形成される。そして絶縁層およ
びアライメントマーク上を覆うように被覆層が形成され
る。そして研磨布を用いた化学的機械的研磨法により、
絶縁層上の前記被覆層が除去される。そして化学的機械
的研磨法によりアライメントマーク真上の被覆層を均一
かつ平坦に研磨できるような開口径を有するように開口
部が絶縁層に形成される。
First, a mark layer constituting an alignment mark is formed on a main surface of a semiconductor substrate. Then, an insulating layer is formed on the main surface of the semiconductor substrate so as to have an opening reaching the alignment mark. Then, a covering layer is formed so as to cover the insulating layer and the alignment mark. And by a chemical mechanical polishing method using a polishing cloth,
The covering layer on the insulating layer is removed. Then, an opening is formed in the insulating layer by a chemical mechanical polishing method so as to have an opening diameter such that the coating layer immediately above the alignment mark can be uniformly and flatly polished.

【0019】本発明の一の局面に従うアライメントマー
クを有する半導体装置の製造方法では、アライメントマ
ーク真上の被覆層をCMP研磨布が均一かつ平坦に研磨
できるような開口径を開口部が有する。このため、被覆
層上面の段差は、アライメントマークと半導体基板表面
とからなる段差形状を正確に反映する。したがって、被
覆層上に形成される上部配線層をパターニングするため
のマスクの重ね合わせにおいてアライメントを精度良く
行なうことができる。
In the method of manufacturing a semiconductor device having an alignment mark according to one aspect of the present invention, the opening has an opening diameter such that the CMP polishing cloth can uniformly and flatly polish the coating layer directly above the alignment mark. Therefore, the step on the upper surface of the coating layer accurately reflects the step formed by the alignment mark and the surface of the semiconductor substrate. Therefore, alignment can be performed with high accuracy in overlaying a mask for patterning the upper wiring layer formed on the covering layer.

【0020】本発明の他の局面に従うアライメントマー
クを有する半導体装置の製造方法は以下の工程を備えて
いる。
A method of manufacturing a semiconductor device having an alignment mark according to another aspect of the present invention includes the following steps.

【0021】まず半導体基板の主表面上にアライメント
マークを構成するマーク層が形成される。そしてアライ
メントマークに達する開口部を有するように、半導体基
板の主表面上に絶縁層が形成される。そして絶縁層およ
びアライメントマーク上を覆うように被覆層が形成され
る。そして研磨布を用いた化学的機械的研磨法により、
絶縁層上の被覆層が除去される。そして化学的機械的研
磨法によりアライメントマーク真上の被覆層が研磨され
ないような開口径を有するように開口部が絶縁層に形成
される。
First, a mark layer constituting an alignment mark is formed on a main surface of a semiconductor substrate. Then, an insulating layer is formed on the main surface of the semiconductor substrate so as to have an opening reaching the alignment mark. Then, a covering layer is formed so as to cover the insulating layer and the alignment mark. And by a chemical mechanical polishing method using a polishing cloth,
The covering layer on the insulating layer is removed. Then, an opening is formed in the insulating layer so as to have an opening diameter such that the coating layer immediately above the alignment mark is not polished by the chemical mechanical polishing method.

【0022】本発明の他の局面に従うアライメントマー
クを有する半導体装置の製造方法では、CMP研磨布が
アライメントマーク真上の被覆層を研磨しないような開
口径を開口部が有する。このため、アライメントマーク
上の被覆層の上面の段差は、アライメントマークと半導
体基板表面とからなる段差形状を正確に反映する。した
がって、この被覆層上に形成される上部配線層をパター
ニングするためのマスクの重ね合わせにおいてアライメ
ントを精度良く行なうことができる。
In the method of manufacturing a semiconductor device having an alignment mark according to another aspect of the present invention, the opening has an opening diameter such that the CMP polishing pad does not polish the coating layer immediately above the alignment mark. Therefore, the step on the upper surface of the coating layer on the alignment mark accurately reflects the step formed by the alignment mark and the surface of the semiconductor substrate. Therefore, alignment can be performed with high accuracy in overlaying a mask for patterning the upper wiring layer formed on the cover layer.

【0023】上記他の局面において好ましくは、アライ
メントマーク開口部を平面的に直交する方向に延びるよ
うにアライメントマークおよび絶縁層が形成される。
In another aspect, the alignment mark and the insulating layer are preferably formed so as to extend in the direction perpendicular to the plane of the alignment mark opening.

【0024】これにより、アライメントを精度良く行な
うことが可能となる。上記他の局面において好ましく
は、アライメントマーク計測時に発生する開口部のエッ
ジ部分における信号が除去され、アライメントマークの
信号のみが抽出される。
This makes it possible to perform alignment with high accuracy. Preferably, in the above other aspect, a signal at an edge portion of the opening generated at the time of alignment mark measurement is removed, and only a signal of the alignment mark is extracted.

【0025】これにより、アライメントマークの位置を
精度良く検出することが可能となる。
This makes it possible to accurately detect the position of the alignment mark.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図に基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0027】(実施の形態1)図1は本発明の実施の形
態1におけるアライメントマークを有する半導体装置の
構成を概略的に示す平面図であり、図2は図1のII−
II線に沿う概略断面図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a plan view schematically showing a configuration of a semiconductor device having an alignment mark according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG.
It is a schematic sectional drawing which follows the II line.

【0028】図1および図2を参照して、シリコン基板
1の表面上には、下部配線層2とマーク層2aとが、同
一の層からパターニングにより分離して形成されてい
る。マーク層2aには、複数の凹型のアライメントマー
ク2bが設けられており、画像認識型のFIAマークを
なしている。下部配線層2およびマーク層2a上には層
間絶縁膜3が形成されており、この層間絶縁膜3の上面
はたとえばCMPにより平坦化されいる。
Referring to FIGS. 1 and 2, on the surface of silicon substrate 1, lower wiring layer 2 and mark layer 2a are formed separately from the same layer by patterning. The mark layer 2a is provided with a plurality of concave alignment marks 2b, forming an image recognition type FIA mark. An interlayer insulating film 3 is formed on lower wiring layer 2 and mark layer 2a, and the upper surface of interlayer insulating film 3 is planarized by, for example, CMP.

【0029】この層間絶縁膜3にはたとえば下部配線層
2に達するコンタクトホール3aと、複数のアライメン
トマーク2bに達する開口部3bとが設けられている。
コンタクトホール3a内にはプラグ層4が充填されてお
り、開口部3b内にはコンタクトホール埋込用導電層4
が残存している。層間絶縁膜3上には上部配線層5が形
成されており、プラグ層4を介して下部配線層4と電気
的に接続されている。
The interlayer insulating film 3 is provided with, for example, a contact hole 3a reaching the lower wiring layer 2 and an opening 3b reaching a plurality of alignment marks 2b.
The plug hole 4 is filled in the contact hole 3a, and the conductive layer 4 for filling the contact hole is filled in the opening 3b.
Remains. An upper wiring layer 5 is formed on the interlayer insulating film 3, and is electrically connected to the lower wiring layer 4 via a plug layer 4.

【0030】この構成において、開口部3bの側壁と、
その開口部3bの側壁の最も近くに位置するアライメン
トマーク2bの側壁との間隔L1は、マーク層2aの上
面と層間絶縁膜3の上面との間隔をHとしたとき、H×
20+50μm以上の寸法に設定されている。
In this configuration, the side wall of the opening 3b
The distance L 1 between the side wall of the alignment mark 2 b located closest to the side wall of the opening 3 b is H × H, where H is the distance between the upper surface of the mark layer 2 a and the upper surface of the interlayer insulating film 3.
The size is set to 20 + 50 μm or more.

【0031】この間隔L1は、マーク層2aの上面と層
間絶縁膜3の上面との間隔Hが700nm程度のときに
は、たとえば80μmとされる。なお、このときの開口
部3bの図1中の横方向の全長は260μm程度であ
る。
The distance L 1 is, for example, 80 μm when the distance H between the upper surface of the mark layer 2 a and the upper surface of the interlayer insulating film 3 is about 700 nm. In this case, the total length of the opening 3b in the horizontal direction in FIG. 1 is about 260 μm.

【0032】次に本実施の形態の製造方法について説明
する。図3および図4は、本発明の実施の形態1におけ
るアライメントマークを有する半導体装置の製造方法を
工程順に示す概略断面図である。図3を参照して、シリ
コン基板1の表面上に導電層が形成され、通常の写真製
版技術およびエッチング技術によりパターニングされ
る。それにより、下部配線層2と、凹型のアライメント
マーク2bを構成するマーク層2aとが導電層から形成
される。この下部配線層2およびマーク層2a上を覆う
ように層間絶縁膜3が形成される。この層間絶縁膜3の
上面は、たとえばCMPにより平坦化される。この後、
通常の写真製版技術およびエッチング技術により、層間
絶縁膜3にコンタクトホール3aと開口部3bとが形成
される。このとき、上記間隔L1がH×20+50μm
以上となるように開口部3bが形成される。この後、コ
ンタクトホール3aを埋込むように表面全面にコンタク
トホール埋込用導電層4が形成される。
Next, the manufacturing method of the present embodiment will be described. 3 and 4 are schematic sectional views showing a method of manufacturing a semiconductor device having an alignment mark according to the first embodiment of the present invention in the order of steps. Referring to FIG. 3, a conductive layer is formed on the surface of silicon substrate 1, and is patterned by ordinary photolithography and etching. Thereby, the lower wiring layer 2 and the mark layer 2a constituting the concave alignment mark 2b are formed from the conductive layer. Interlayer insulating film 3 is formed so as to cover lower wiring layer 2 and mark layer 2a. The upper surface of interlayer insulating film 3 is planarized by, for example, CMP. After this,
A contact hole 3a and an opening 3b are formed in the interlayer insulating film 3 by ordinary photolithography and etching. At this time, the interval L 1 is H × 20 + 50 μm
The opening 3b is formed as described above. Thereafter, a conductive layer 4 for filling a contact hole is formed on the entire surface so as to fill the contact hole 3a.

【0033】図4を参照して、CMPの研磨布10によ
り、層間絶縁膜3上のコンタクトホール埋込用導電層4
が除去されることにより、コンタクトホール3a内にプ
ラグ層4が形成されるとともに、開口部3b内に導電層
4が残存される。このCMPの際に、研磨布10がたわ
むことにより、開口部3b内の複数のアライメントマー
ク2b上の導電層4も幾分除去される。
Referring to FIG. 4, conductive layer 4 for filling contact holes on interlayer insulating film 3 is formed by polishing pad 10 of CMP.
Is removed, plug layer 4 is formed in contact hole 3a, and conductive layer 4 remains in opening 3b. During the CMP, the conductive layer 4 on the plurality of alignment marks 2b in the opening 3b is somewhat removed by the bending of the polishing pad 10.

【0034】この後、表面全面に上部配線層用の導電層
が形成された後、この上部配線層用の導電層上にフォト
レジストが塗布される。このフォトレジストは露光・現
像によりパターニングされる。このフォトレジストの露
光は、複数のアライメントマーク2bの位置検出信号に
基づいて下部配線層2に対してアライメントされたマス
ク(レチクル)を介してフォトレジストに光を当てるこ
とにより行なわれる。パターニングされたフォトレジス
トをマスクとして上部配線層用の導電層をエッチングす
ることにより、図1および図2に示す上部配線層5が形
成される。この後、レジストパターンがアッシングなど
により除去されて図1および図2に示すアライメントマ
ークを有する半導体装置が完成する。
Thereafter, after a conductive layer for an upper wiring layer is formed on the entire surface, a photoresist is applied on the conductive layer for the upper wiring layer. This photoresist is patterned by exposure and development. The exposure of the photoresist is performed by irradiating the photoresist with light through a mask (reticle) aligned with the lower wiring layer 2 based on the position detection signals of the plurality of alignment marks 2b. By etching the conductive layer for the upper wiring layer using the patterned photoresist as a mask, the upper wiring layer 5 shown in FIGS. 1 and 2 is formed. Thereafter, the resist pattern is removed by ashing or the like, and a semiconductor device having the alignment marks shown in FIGS. 1 and 2 is completed.

【0035】なお、図1および図2に示す凹型のアライ
メントマーク2bは、たとえば溝タイプのマークを形成
した画像認識型のFIAマークである。ここで画像認識
型とは、横方向に走査線があり、走査線1本ずつで検出
し、それらを加算平均し、その波形から中心位置を計測
する方法であり、この方法では、X方向およびY方向は
それぞれ別々に計測される。またFIAマークの方式と
は、走査線方向に対して1つの画像データを取込み、そ
の複数個の画像データの加算平均により1つのデータと
する方式である。
The concave alignment mark 2b shown in FIGS. 1 and 2 is, for example, an image recognition type FIA mark formed with a groove type mark. Here, the image recognition type is a method in which there are scanning lines in the horizontal direction, the scanning lines are detected one by one, and they are added and averaged, and the center position is measured from the waveform. The Y direction is measured separately. The FIA mark method is a method in which one image data is taken in the scanning line direction and one data is obtained by averaging a plurality of image data.

【0036】この方式によれば、図1の図中横方向に対
してマーク部(段差)の非対称があればマークの波形に
影響が生じるが、図中縦方向に関してはその影響が少な
い。このため、図1におけるアライメントマーク2bと
開口部3bの側壁との図中縦方向の間隔L2は、間隔L1
のように大きく寸法を確保する必要はない。しかし、マ
ーク部(段差部)の非対称によるマーク波形の影響を極
力抑えるのであれば、図中縦方向の間隔L2も間隔L1
同程度(=H×20+50μm以上)とすることが好ま
しい。
According to this method, if the mark portion (step) is asymmetric with respect to the horizontal direction in FIG. 1, the waveform of the mark is affected, but the influence is small in the vertical direction in FIG. Therefore, drawing vertical spacing L 2 between the side wall of the alignment marks 2b and the opening 3b in FIG. 1, the distance L 1
It is not necessary to secure a large size as in the above. However, as long as minimize the effect of the mark waveform by asymmetry of the mark portion (stepped portion), interval L 2 also comparable to the interval L 1 in the vertical direction in the drawing (= H × 20 + 50μm or more) is preferably set to.

【0037】なお、本実施の形態では、溝タイプのマー
ク構造について説明したが、図5に示すように台地残し
タイプの構造についても同様に本発明を適用することが
できる。図5を参照して、台地残しタイプのマーク構造
では、アライメントマーク2cは、マーク層により凸状
に形成されている。開口部3bの側壁と、その側壁に最
も近い凸型のアライメントマーク2cの側面との間隔L
1は、アライメントマーク2cの上端と層間絶縁膜3の
上面との間隔をHとしたとき、H×20+50μm以上
となるように設定されている。
In this embodiment, the groove type mark structure has been described. However, the present invention can be similarly applied to a plateau type structure as shown in FIG. Referring to FIG. 5, in the mark structure of the plateau-remaining type, alignment mark 2c is formed in a convex shape by a mark layer. The distance L between the side wall of the opening 3b and the side surface of the convex alignment mark 2c closest to the side wall.
1 is set so as to be H × 20 + 50 μm or more when the distance between the upper end of the alignment mark 2c and the upper surface of the interlayer insulating film 3 is H.

【0038】なお、これ以外の構成については、上述し
た実施の形態1とほぼ同じであるため、同一の部材につ
いては同一の符号を付し、その説明を省略する。
The remaining structure is almost the same as that of the first embodiment, and therefore the same members are denoted by the same reference characters and description thereof will not be repeated.

【0039】また、アライメントマークの本数は7本と
して説明したが、これに限定されず、1本以上であれば
よい。
Although the number of alignment marks has been described as seven, the number is not limited to seven and may be one or more.

【0040】本実施の形態では、開口部3bの側壁とア
ライメントマーク2b(2c)との間隔L1がCMPの
研磨布10のたわみを考慮して十分に大きく確保されて
いる。このため、図4においてアライメントマーク2b
(2c)上の導電層4は、CMPの研磨布10により均
一かつ平坦に研磨される。よって、アライメントマーク
2b上の導電層4の段差は、アライメントマーク2bと
シリコン基板1の表面とからなる段差形状を正確に反映
する。したがって、上部配線層5のパターニングのため
のマスクの重ね合わせにおいてアライメントを精度良く
行なうことができる。
[0040] In this embodiment, the distance L 1 between the sidewall and the alignment marks 2b of the opening portion 3b (2c) is secured sufficiently large in consideration of the deflection of the polishing cloth 10 of the CMP. For this reason, in FIG.
(2c) The upper conductive layer 4 is polished uniformly and flat by the polishing pad 10 of CMP. Therefore, the steps of the conductive layer 4 on the alignment marks 2b accurately reflect the steps formed by the alignment marks 2b and the surface of the silicon substrate 1. Therefore, alignment can be performed with high accuracy in overlaying a mask for patterning the upper wiring layer 5.

【0041】(実施の形態2)図6は本発明の実施の形
態2におけるアライメントマークを有する半導体装置の
構成を概略的に示す平面図であり、図7は図6のVII
−VII線に沿う概略断面図である。
(Embodiment 2) FIG. 6 is a plan view schematically showing a configuration of a semiconductor device having an alignment mark according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 7 is a VII of FIG.
It is a schematic sectional drawing which follows the VII line.

【0042】図6および図7を参照して、シリコン基板
1の表面上に、配線層2とマーク層2aとが、同一の層
からパターニングにより分離して形成されている。マー
ク層2aには、複数の凹型のアライメントメーク2bが
設けられており、画像認識型のFIAマークをなしてい
る。下部配線層2およびマーク層2a上には層間絶縁膜
3が形成されており、この層間絶縁膜3の上面はたとえ
ばCMPにより平坦化されている。
Referring to FIGS. 6 and 7, on the surface of silicon substrate 1, wiring layer 2 and mark layer 2a are formed separately from the same layer by patterning. The mark layer 2a is provided with a plurality of concave alignment make-ups 2b to form an image recognition type FIA mark. An interlayer insulating film 3 is formed on lower wiring layer 2 and mark layer 2a, and the upper surface of interlayer insulating film 3 is planarized by, for example, CMP.

【0043】この層間絶縁膜3にはたとえば下部配線層
2に達するコンタクトホール3aと、アライメントマー
ク2b上に達する開口部3bとが設けられている。コン
タクトホール3a内にはプラグ層4が充填されており、
開口部3b内にはコンタクトホール埋込用導電層4が残
存している。層間絶縁膜3上には、上部配線層5が形成
されており、プラグ層4を介して下部配線層2と電気的
に接続されている。
The interlayer insulating film 3 is provided with, for example, a contact hole 3a reaching the lower wiring layer 2 and an opening 3b reaching the alignment mark 2b. The plug layer 4 is filled in the contact hole 3a,
The conductive layer 4 for embedding a contact hole remains in the opening 3b. An upper wiring layer 5 is formed on the interlayer insulating film 3, and is electrically connected to the lower wiring layer 2 via a plug layer 4.

【0044】この構成において、開口部3bは、マーク
層2aの上面と層間絶縁膜3の上面との間隔をHとした
ときに、H×20μm以下の開口径部分を有している。
In this configuration, when the distance between the upper surface of the mark layer 2a and the upper surface of the interlayer insulating film 3 is H, the opening 3b has an opening diameter portion of H × 20 μm or less.

【0045】次に、本実施の形態の製造方法について説
明する。図8および図9は、本発明の実施の形態2にお
けるアライメントマークを有する半導体装置の製造方法
を工程順に示す概略断面図である。図8を参照して、シ
リコン基板1の表面上に導電層が形成され、通常の写真
製版技術およびエッチング技術によりパターニングされ
る。これにより、下部配線層2と、凹型のアライメント
マーク2bを構成するマーク層2aとが導電層から形成
される。この下部配線層2およびマーク層2a上を覆う
ように層間絶縁膜3が形成される。この層間絶縁膜3の
上面は、たとえばCMPにより平坦化される。この後、
通常の写真製版技術およびエッチング技術により層間絶
縁膜3にコンタクトホール3aと複数の開口部3bとが
形成される。このとき、開口部3bは、上記の開口径L
3(H×20μm以下)となる部分を有するように形成
される。この後、コンタクトホール3aを埋込むように
表面全面にコンタクトホール埋込用導電層4が形成され
る。
Next, the manufacturing method of the present embodiment will be described. 8 and 9 are schematic sectional views showing a method of manufacturing a semiconductor device having an alignment mark according to the second embodiment of the present invention in the order of steps. Referring to FIG. 8, a conductive layer is formed on the surface of silicon substrate 1, and is patterned by ordinary photolithography and etching. Thereby, the lower wiring layer 2 and the mark layer 2a constituting the concave alignment mark 2b are formed from the conductive layer. Interlayer insulating film 3 is formed so as to cover lower wiring layer 2 and mark layer 2a. The upper surface of interlayer insulating film 3 is planarized by, for example, CMP. After this,
A contact hole 3a and a plurality of openings 3b are formed in the interlayer insulating film 3 by ordinary photolithography and etching techniques. At this time, the opening 3b has the opening diameter L
3 (H × 20 μm or less). Thereafter, a conductive layer 4 for filling a contact hole is formed on the entire surface so as to fill the contact hole 3a.

【0046】図9を参照して、CMPの研磨布10によ
り、層間絶縁膜3上のコンタクトホール埋込用導電層4
が除去されることにより、コンタクトホール3a内にプ
ラグ層4が形成されるとともに、開口部3b内に導電層
4が残存される。このCMPの際には、アライメントマ
ーク2b真上の導電層4には研磨布10は接しない。
Referring to FIG. 9, conductive layer 4 for embedding contact holes on interlayer insulating film 3 is formed by polishing pad 10 of CMP.
Is removed, plug layer 4 is formed in contact hole 3a, and conductive layer 4 remains in opening 3b. In this CMP, the polishing pad 10 does not contact the conductive layer 4 directly above the alignment mark 2b.

【0047】この後、上部配線層用の導電層が表面全面
に形成され、この上部配線層用の導電層上にフォトレジ
ストが塗布される。マスクが、アライメントマーク2b
の位置検出信号に基づいて下部配線層2に対して位置決
めされる。このマスクを介してフォトレジストが露光し
た後に現像されることでパターニングされる。このレジ
ストパターンをマスクとして上部配線層用の導電層をエ
ッチングすることにより、図6および図7に示す上部配
線層5が形成される。
Thereafter, a conductive layer for the upper wiring layer is formed on the entire surface, and a photoresist is applied on the conductive layer for the upper wiring layer. The mask is an alignment mark 2b
Is positioned with respect to the lower wiring layer 2 based on the position detection signal. After the photoresist is exposed through this mask, it is developed and patterned. By etching the conductive layer for the upper wiring layer using this resist pattern as a mask, upper wiring layer 5 shown in FIGS. 6 and 7 is formed.

【0048】上記の画像認識型のアライメント方式で
は、図10に示すように開口部3bのエッジ部分の信号
とアライメントマーク2bの信号が同時に現われる。こ
のため、アライメントマーク2bの信号のみを信号解析
により抽出することで、アライメント計測が行なわれ
る。
In the above-described image recognition type alignment method, as shown in FIG. 10, the signal of the edge of the opening 3b and the signal of the alignment mark 2b appear simultaneously. Therefore, alignment measurement is performed by extracting only the signal of the alignment mark 2b by signal analysis.

【0049】なお本実施の形態では、溝タイプのマーク
構造について説明したが、図11に示すように台地残し
タイプの構造についても本発明を適用することができ
る。図11を参照して、台地残しタイプの構造では、ア
ライメントマーク2cは、マーク層により凸状に形成さ
れている。このときの開口部3bも、上記と同様の開口
径L3(H×20μm以下)を有するように設定されて
いる。
In this embodiment, the groove type mark structure has been described. However, the present invention can be applied to a plateau type structure as shown in FIG. Referring to FIG. 11, in the plateau-remaining type structure, alignment mark 2c is formed in a convex shape by a mark layer. The opening 3b at this time is also set to have the same opening diameter L 3 (H × 20 μm or less) as described above.

【0050】なお、これ以外の構成については図6およ
び図7に示す構成とほぼ同じであるため、同一の部材に
ついては同一の符号を付し、その説明を省略する。
The remaining structure is almost the same as the structure shown in FIGS. 6 and 7, and the same members are denoted by the same reference characters and description thereof will be omitted.

【0051】本実施の形態では、図9に示すようにCM
Pの研磨布10がアライメントマーク2b真上の導電層
4を研磨しないように開口部3bの径が小さく設定され
ている。このため、アライメントマーク2b上の導電層
4の上面の段差は、アライメントマーク2bとシリコン
基板1の表面とからなる段差形状を正確に反映する。し
たがって、上部配線層5のパターニングのためのマスク
の重ね合わせにおいてアライメントを精度良く行なうこ
とができる。
In the present embodiment, as shown in FIG.
The diameter of the opening 3b is set small so that the P polishing cloth 10 does not polish the conductive layer 4 directly above the alignment mark 2b. Therefore, the step on the upper surface of the conductive layer 4 on the alignment mark 2b accurately reflects the step formed by the alignment mark 2b and the surface of the silicon substrate 1. Therefore, alignment can be performed with high accuracy in overlaying a mask for patterning the upper wiring layer 5.

【0052】(実施の形態3)図12は本発明の実施の
形態3におけるアライメントマークを有する半導体装置
の構成を概略的に示す平面図であり、図13は図12の
XIII−XIII線に沿う概略断面図である。
(Embodiment 3) FIG. 12 is a plan view schematically showing a configuration of a semiconductor device having an alignment mark according to Embodiment 3 of the present invention, and FIG. 13 is taken along line XIII-XIII of FIG. It is an outline sectional view.

【0053】図12および図13を参照して、本実施の
形態では、上述した実施の形態2と比較して、アライメ
ントマークの方式が異なる。つまり、実施の形態2で
は、画像認識型のFIAマーク方式について説明した
が、本実施の形態のアライメントマークは、回折光検出
型のLSAマーク方式である。つまり図12においてレ
ーザのスキャン方向が矢印A方向とした場合に、レーザ
のスキャン方向に直交する方向に複数個のアライメント
マーク2bが配置されている。この図12の縦方向に配
置された複数のアライメントマーク2bは1つの開口部
3b内に配置されている。
Referring to FIGS. 12 and 13, the present embodiment differs from the second embodiment in the method of alignment marks. That is, in the second embodiment, the image recognition type FIA mark system has been described, but the alignment mark of the present embodiment is a diffracted light detection type LSA mark system. That is, when the laser scanning direction is the direction of arrow A in FIG. 12, a plurality of alignment marks 2b are arranged in a direction orthogonal to the laser scanning direction. The plurality of alignment marks 2b arranged in the vertical direction in FIG. 12 are arranged in one opening 3b.

【0054】なお、これ以外の構成については上述した
図6および図7の構成とほぼ同じであるため、同一の部
材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
The remaining structure is almost the same as that of FIGS. 6 and 7 described above, and the same members are denoted by the same reference characters and description thereof will be omitted.

【0055】ここで回折光検出型とは、レーザビームを
スキャン方向に移動させたときに、8μmピッチのドッ
トマーク上を通るとスキャン方向とは垂直の方向に回折
光が発生するという原理を応用してマークの位置を検出
する方法のことをいう。またLSAはレーザ光でウェハ
上のマークをスキャンすることにより、アライメントマ
ーク位置を検出するためのセンサのことをいう。ここで
LSA用のレーザビームとウェハ上に作られたLSAマ
ークが重なると、回折光が発生し、この発生した回折光
の強度波形からLSAマークの正確な位置が求められ
る。
Here, the diffracted light detection type is based on the principle that when a laser beam is moved in the scanning direction, a diffracted light is generated in a direction perpendicular to the scanning direction when passing over a dot mark of 8 μm pitch. Means to detect the position of the mark. LSA refers to a sensor for detecting a position of an alignment mark by scanning a mark on a wafer with a laser beam. Here, when the LSA laser beam and the LSA mark formed on the wafer overlap, a diffracted light is generated, and the accurate position of the LSA mark can be obtained from the intensity waveform of the generated diffracted light.

【0056】また、回折光検出型のアライメント方式で
は、図14に示すように開口部3bのエッジ部からの回
折光は発生せず、アライメントマーク2bからの回折光
のみが得られる。このため、良好な信号が得られ、精度
良くアライメント計測を行なうことができる。
In the alignment system of the diffracted light detection type, as shown in FIG. 14, no diffracted light is generated from the edge of the opening 3b, and only the diffracted light from the alignment mark 2b is obtained. Therefore, a good signal is obtained, and alignment measurement can be performed with high accuracy.

【0057】なお、本実施の形態では、溝タイプのマー
ク構造について説明したが、図15に示すように台地残
しタイプの構造についても本発明を適用することができ
る。図15を参照して、台地残しタイプの構造では、ア
ライメントマーク2cは、マーク層により凸状に形成さ
れている。
Although the groove type mark structure has been described in the present embodiment, the present invention can be applied to a plateau type structure as shown in FIG. Referring to FIG. 15, in the structure of the plateau-remaining type, alignment mark 2c is formed in a convex shape by a mark layer.

【0058】なおこれ以外の構成については上述した図
12および図13の構成とほぼ同じであるため、同一の
部材については同一の符号を付し、その説明を省略す
る。
The remaining structure is almost the same as the structure shown in FIGS. 12 and 13 described above. Therefore, the same members are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【0059】本実施の形態においても、上述した実施の
形態2と同様、CMPの研磨布10がアライメントマー
ク真上の導電層4を研磨しないよう開口部3bの径が小
さく設定されている。このため、アライメントマーク2
b上の導電層4の上面の段差は、アライメントマーク2
bとシリコン基板1の表面とからなる段差形状を正確に
反映する。したがって、上部配線層5のパターニングの
ためのマスクの重ね合わせにおいてアライメントを精度
良く行なうことができる。
In this embodiment, as in the above-described second embodiment, the diameter of the opening 3b is set small so that the polishing pad 10 of CMP does not polish the conductive layer 4 directly above the alignment mark. Therefore, alignment mark 2
b on the upper surface of the conductive layer 4
The step shape formed by b and the surface of the silicon substrate 1 is accurately reflected. Therefore, alignment can be performed with high accuracy in overlaying a mask for patterning the upper wiring layer 5.

【0060】(実施の形態4)図16は本発明の実施の
形態4におけるアライメントマークを有する半導体装置
の構成を概略的に示す平面図であり、図17および図1
8は図16のXVII−XVII線およびXVIII−
XVIII線に沿う概略断面図である。
(Fourth Embodiment) FIG. 16 is a plan view schematically showing a configuration of a semiconductor device having an alignment mark according to a fourth embodiment of the present invention.
8 is the XVII-XVII line and XVIII-
It is a schematic sectional drawing which follows the XVIII line.

【0061】図16〜図18を参照して、シリコン基板
1の表面上には、下部配線層2とマーク層2aとが、同
一の層からパターニングにより分離して形成されてい
る。このマーク層2aには、凹型のアライメントマーク
2bが形成されており、画像認識型のFIAマークをな
している。この下部配線層2およびマーク層2a上に層
間絶縁膜3が形成されており、この層間絶縁膜3の上面
はたとえばCMPにより平坦化されている。
Referring to FIGS. 16 to 18, on the surface of silicon substrate 1, lower wiring layer 2 and mark layer 2a are formed separately from the same layer by patterning. A concave alignment mark 2b is formed on the mark layer 2a to form an image recognition type FIA mark. An interlayer insulating film 3 is formed on lower wiring layer 2 and mark layer 2a, and the upper surface of interlayer insulating film 3 is planarized by, for example, CMP.

【0062】層間絶縁膜3には、下部配線層2に達する
コンタクトホール3aと複数のアライメントマーク2b
に達する開口部3bとが形成されている。この開口部3
bとアライメントマーク2bとは平面的に直交するよう
に配置されている。
A contact hole 3a reaching the lower wiring layer 2 and a plurality of alignment marks 2b are formed in the interlayer insulating film 3.
The opening 3b is formed. This opening 3
b and the alignment mark 2b are arranged so as to be orthogonal to each other in a plane.

【0063】コンタクトホール3a内にはプラグ層4が
充填されており、開口部3b内にはコンタクトホール埋
込用導電層4が残存している。層間絶縁膜3上には上部
配線層5が形成されており、プラグ層4を介して下部配
線層2に電気的に接続されている。
The plug layer 4 is filled in the contact hole 3a, and the conductive layer 4 for filling the contact hole remains in the opening 3b. An upper wiring layer 5 is formed on the interlayer insulating film 3, and is electrically connected to the lower wiring layer 2 via a plug layer 4.

【0064】この構成において、開口部3bは、マーク
層2aの上面と層間絶縁膜3の上面との間隔をHとした
ときに、H×20μm以下の開口径L3部分を有してい
る(図18)。
[0064] In this configuration, the opening portion 3b, the distance between the upper surface and the upper surface of the interlayer insulating film 3 of the mark layer 2a is taken as H, and a opening diameter L 3 parts: H × 20 [mu] m ( (FIG. 18).

【0065】次に本実施の形態の製造方法について説明
する。図19および図20は、本発明の実施の形態4に
おけるアライメントマークを有する半導体装置の製造方
法を工程順に示す概略断面図である。図19を参照し
て、シリコン基板1の表面上に導電層が形成され、通常
の写真製版技術およびエッチング技術によりパターニン
グされる。これにより、下部配線層2と、凹型のアライ
メントマーク2bを構成するマーク層2aとが導電層か
ら形成される。この下部配線層2およびマーク層2a上
を覆うように層間絶縁膜3が形成される。この層間絶縁
膜3の上面は、たとえばCMPにより平坦化される。こ
の後、通常の写真製版技術およびエッチング技術により
層間絶縁膜3にコンタクトホール3aおよび開口部3b
が形成される。このとき、開口部3bが、上記開口径L
3(H×20μm以下)となる部分を有するように形成
される。この後、コンタクトホール3a内を埋込むよう
に表面全面にコンタクトホール埋込用導電層4が形成さ
れる。
Next, the manufacturing method of the present embodiment will be described. 19 and 20 are schematic sectional views showing a method of manufacturing a semiconductor device having an alignment mark according to the fourth embodiment of the present invention in the order of steps. Referring to FIG. 19, a conductive layer is formed on the surface of silicon substrate 1, and is patterned by ordinary photolithography and etching. Thereby, the lower wiring layer 2 and the mark layer 2a constituting the concave alignment mark 2b are formed from the conductive layer. Interlayer insulating film 3 is formed so as to cover lower wiring layer 2 and mark layer 2a. The upper surface of interlayer insulating film 3 is planarized by, for example, CMP. Thereafter, the contact hole 3a and the opening 3b are formed in the interlayer insulating film 3 by ordinary photolithography and etching techniques.
Is formed. At this time, the opening 3b has the opening diameter L
3 (H × 20 μm or less). Thereafter, a conductive layer 4 for embedding a contact hole is formed on the entire surface so as to embed the inside of the contact hole 3a.

【0066】図20を参照して、CMPの研磨布10に
より、層間絶縁膜3上のコンタクトホール埋込用導電層
4が除去されることにより、コンタクトホール3a内に
プラグ層4が形成され、開口部3b内に導電層4の一部
が残存される。このCMPの際には、アライメントマー
ク72b真上の導電層4には研磨布10は接しない。
Referring to FIG. 20, the contact hole burying conductive layer 4 on interlayer insulating film 3 is removed by CMP polishing cloth 10, whereby plug layer 4 is formed in contact hole 3a. Part of the conductive layer 4 remains in the opening 3b. During this CMP, the polishing pad 10 does not contact the conductive layer 4 directly above the alignment mark 72b.

【0067】この後、上部配線層用の導電層が表面全面
に形成され、その上部配線層用の導電層上にフォトレジ
ストが塗布される。マスクが、アライメントマーク2b
の位置検出信号に基づいて下部配線層2に対して位置決
めされる。このマスクを介してフォトレジストが露光さ
れた後に現像されることでパターニングされる。このレ
ジストパターンをマスクとして上部配線層用の導電層を
エッチングすることにより図16および図17に示す上
部配線層5が得られる。
Thereafter, a conductive layer for the upper wiring layer is formed on the entire surface, and a photoresist is applied on the conductive layer for the upper wiring layer. The mask is an alignment mark 2b
Is positioned with respect to the lower wiring layer 2 based on the position detection signal. After the photoresist is exposed through this mask, it is developed and patterned. By etching the conductive layer for the upper wiring layer using this resist pattern as a mask, upper wiring layer 5 shown in FIGS. 16 and 17 is obtained.

【0068】本実施の形態では、アライメントマーク2
bが開口部3bに直交するように設けられているため、
図21のようなアライメントマーク2bを明確に示す良
好な信号が得られ、アライメント計測を精度良く行なう
ことが可能となる。
In this embodiment, the alignment mark 2
b is provided so as to be orthogonal to the opening 3b,
A good signal clearly indicating the alignment mark 2b as shown in FIG. 21 is obtained, and alignment measurement can be performed with high accuracy.

【0069】なお本実施の形態においては溝タイプのマ
ーク構造について説明したが、図22および図23に示
す台地残しタイプのマーク構造についても本発明を適用
することができる。なお、図22は図16のXVII−
XVII線の断面に対応し、図23は図16のXVII
I−XVIII線の断面に対応する。
Although the groove type mark structure has been described in the present embodiment, the present invention can also be applied to the plateau-remaining type mark structure shown in FIGS. 22 and 23. FIG. 22 shows XVII- in FIG.
FIG. 23 corresponds to the section taken along line XVII of FIG.
It corresponds to a cross section taken along line I-XVIII.

【0070】図15、図22および図23を参照して、
台地残しタイプのマーク構造では、アライメントマーク
2cは、マーク層により凸状に形成されている。
Referring to FIG. 15, FIG. 22 and FIG.
In the mark structure of the plateau leaving type, the alignment mark 2c is formed in a convex shape by the mark layer.

【0071】なお、これ以外の構成については上述した
図16〜図18の構成とほぼ同じであるため、同一の部
材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
The remaining structure is substantially the same as that of FIGS. 16 to 18 described above, and the same members are denoted by the same reference characters and description thereof will be omitted.

【0072】本実施の形態においても、上述した実施の
形態2と同様、CMPの研磨布10がアライメントマー
ク真上の導電層4を研磨しないよう開口部3bの径が小
さく設定されている。このため、アライメントマーク2
b上の導電層4の上面の段差は、アライメントマーク2
bとシリコン基板1の表面とからなる段差形状を正確に
反映する。したがって、上部配線層5のパターニングの
ためのマスクの重ね合わせにおいてアライメントを精度
良く行なうことができる。
Also in this embodiment, the diameter of the opening 3b is set to be small so that the polishing pad 10 of CMP does not polish the conductive layer 4 just above the alignment mark, as in the second embodiment. Therefore, alignment mark 2
b on the upper surface of the conductive layer 4
The step shape formed by b and the surface of the silicon substrate 1 is accurately reflected. Therefore, alignment can be performed with high accuracy in overlaying a mask for patterning the upper wiring layer 5.

【0073】また、上記実施の形態2では、アライメン
トマーク2a(または2b)は、開口部3bの延びる方
向と平面的に見て平行方向に延びている。この場合の画
像認識型のアライメントマークでは、図10に示すよう
に開口部3bのエッジ部からも回折光が発生する。この
ため、開口部3bのエッジ部の信号を除去してアライメ
ントマークの信号のみを抽出するか、または実施の形態
3に示すように回折光検出型のアライメントマークにし
て開口部3bのエッジ部の信号が生じないようにする必
要がある。
In the second embodiment, the alignment mark 2a (or 2b) extends in a direction parallel to the direction in which the opening 3b extends in a plan view. In the image-recognition type alignment mark in this case, diffracted light is also generated from the edge of the opening 3b as shown in FIG. For this reason, the signal at the edge of the opening 3b is removed by removing the signal at the edge of the opening 3b to extract only the signal of the alignment mark. There is a need to avoid signals.

【0074】これに対して、本実施の形態においては、
図16に示すようにアライメントマーク2b(または2
c)は、開口部3bの延びる方向と平面的に見て直交方
向に延びている。この場合、画像認識型のアライメント
マークでは、開口部3bのエッジも認識するが、波形処
理の関係上、アライメントマーク2b(または2c)の
方が強い波形を出すため、アライメントマーク2b(ま
たは2c)に対してのみアライメントすることができ
る。また、回折光検出型のアライメントマークの場合、
ある角度に発生した回折光のみを検出器で計測するた
め、その検出範囲を超えた回折光はは検出しない。それ
を利用して、開口部3bのピッチを密集パターンにする
ことにより、開口部3bから発生する回折光を除外し、
アライメントマークに対してのみアライメントすること
ができる。
On the other hand, in the present embodiment,
As shown in FIG. 16, the alignment mark 2b (or 2)
c) extends in a direction orthogonal to the direction in which the opening 3b extends in a plan view. In this case, the image recognition type alignment mark also recognizes the edge of the opening 3b, but the alignment mark 2b (or 2c) produces a stronger waveform due to the waveform processing, and therefore the alignment mark 2b (or 2c). Can be aligned only for In the case of a diffraction light detection type alignment mark,
Since only the diffracted light generated at a certain angle is measured by the detector, the diffracted light exceeding the detection range is not detected. By utilizing this, the pitch of the openings 3b is formed in a dense pattern, so that diffracted light generated from the openings 3b is excluded.
Alignment can be performed only on the alignment mark.

【0075】なお、上述した実施の形態1、2および4
においては、画像認識型であるFIAマークを例に取り
説明したが、これに限定されず、他のあらゆる画像認識
型のマークに本発明を適用することができる。また実施
の形態3においては回折光検出型であるLSAマークを
例に取り説明したが、これに限定されず、他のあらゆる
回折光検出型のマークに本発明を適用することができ
る。
The first, second and fourth embodiments described above
In the above, description has been made by taking an example of an FIA mark that is an image recognition type, but the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to any other image recognition type mark. In the third embodiment, the LSA mark of the diffracted light detection type has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to any other types of diffracted light detection type marks.

【0076】また実施の形態1〜4において下部配線層
2、マーク層2a、上部配線層5、プラグ層4の材質
は、導電材料であればよく、不純物が導入された多結晶
シリコン(ドープトポリシリコン)と、タングステンシ
リサイド(WSi)、チタンシリサイド(TiSi)、
コバルトシリサイド(CoSi)、タンタルシリサイド
(TaSi)、モリブデンシリサイド(MoSi)など
のシリサイドとからなるポリサイドであってもよく、ま
たアルミニウム(Al)、アルミニウム・銅(AlC
u)、アルミニウム・シリコン・銅(AlSiCu)、
タングステン(W)、コバルト(Co)、チタン(T
i)、銅(Cu)、白金(Pt)、ルテニウム(Ru)
などの金属材料や、窒化チタン(TiN)、酸化タンタ
ル(TiO)、酸化ルテニウム(RuO2)、BST
(BaSrTiO3)、チタン酸ストロンチウム(Sr
TiO3)、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)などの高
誘電率材料であってもよい。
In the first to fourth embodiments, the material of the lower wiring layer 2, the mark layer 2a, the upper wiring layer 5, and the plug layer 4 may be a conductive material, and may be polycrystalline silicon (doped) doped with impurities. Polysilicon), tungsten silicide (WSi), titanium silicide (TiSi),
Polycide composed of silicide such as cobalt silicide (CoSi), tantalum silicide (TaSi), and molybdenum silicide (MoSi) may be used, or aluminum (Al), aluminum / copper (AlC)
u), aluminum, silicon, copper (AlSiCu),
Tungsten (W), cobalt (Co), titanium (T
i), copper (Cu), platinum (Pt), ruthenium (Ru)
Metal materials such as titanium nitride (TiN), tantalum oxide (TiO), ruthenium oxide (RuO 2 ), BST
(BaSrTiO 3 ), strontium titanate (Sr
High dielectric constant materials such as TiO 3 ) and lead zirconate titanate (PZT) may be used.

【0077】また層間絶縁膜3の材質は絶縁材料であれ
ばよく、酸化シリコン(SiO2)などの透明膜や低誘
電率層間膜や半透明膜および不透明膜などの材料であっ
てもよい。
The material of the interlayer insulating film 3 may be any insulating material, and may be a transparent film such as silicon oxide (SiO 2 ), a low dielectric constant interlayer film, a translucent film, or an opaque film.

【0078】また、上記実施の形態1〜4における研磨
布10には、たとえば硬度(ASKER−C)95の研
磨布が用いられるが、これに限定されるものではない。
The polishing cloth 10 in the first to fourth embodiments is, for example, a polishing cloth having a hardness (ASKER-C) of 95, but is not limited to this.

【0079】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

【0080】[0080]

【発明の効果】本発明の一の局面に従うアライメントマ
ークを有する半導体装置では、開口部側壁とアライメン
トマークとの間隔がCMPの研磨布のたわみを考慮して
十分に大きく確保されている。このため、コンタクトホ
ール埋込用導電層をCMPにより研磨してコンタクトホ
ール内にプラグ層を形成する場合でも、アライメントマ
ーク真上のコンタクトホール埋込用導電層のCMP研磨
布による研磨を均一かつ平坦に行なうことができる。し
たがって、このコンタクトホール埋込用導電層上に形成
される上部配線層のパターニングのためのマスクの重ね
合わせにおけるアライメントを精度良く行なうことがで
きる。
In the semiconductor device having the alignment mark according to one aspect of the present invention, the distance between the side wall of the opening and the alignment mark is sufficiently large in consideration of the bending of the polishing pad of the CMP. Therefore, even when the contact hole filling conductive layer is polished by CMP to form a plug layer in the contact hole, the contact hole filling conductive layer immediately above the alignment mark is uniformly and flatly polished with a CMP polishing cloth. Can be performed. Therefore, it is possible to accurately perform alignment in overlaying a mask for patterning the upper wiring layer formed on the conductive layer for filling contact holes.

【0081】本発明の他の局面に従うアライメントマー
クを有する半導体装置では、開口部の径が、CMP研磨
布がアライメントマーク真上のコンタクトホール埋込用
導電層に接しないように小さく設定されている。このた
め、アライメントマーク上のコンタクトホール埋込用導
電層はCMP研磨布で研磨されることはない。したがっ
て、このコンタクトホール埋込用導電層上に形成される
上部配線層のパターニングのためのマスクの重ね合わせ
におけるアライメントを精度良く行なうことが可能とな
る。
In the semiconductor device having the alignment mark according to another aspect of the present invention, the diameter of the opening is set small so that the CMP polishing cloth does not contact the conductive layer for filling the contact hole directly above the alignment mark. . Therefore, the conductive layer for embedding the contact hole on the alignment mark is not polished by the CMP polishing cloth. Therefore, it is possible to accurately perform alignment in overlaying a mask for patterning the upper wiring layer formed on the contact hole filling conductive layer.

【0082】上記他の局面において好ましくは、アライ
メントマークの側壁の一部は、開口部となる絶縁層の側
壁の一部と連続した壁面を構成している。これにより、
アライメントを精度良く行なうことが可能となる。
In the above other aspect, preferably, a part of the side wall of the alignment mark forms a wall surface which is continuous with a part of the side wall of the insulating layer to be an opening. This allows
Alignment can be performed with high accuracy.

【0083】本発明の一の局面に従うアライメントマー
クを有する半導体装置の製造方法では、アライメントマ
ーク真上の被覆層をCMP研磨布が均一かつ平坦に研磨
できるような開口径を開口部が有する。このため、被覆
層上面の段差は、アライメントマークと半導体基板表面
とからなる段差形状を正確に反映する。したがって、被
覆層上に形成される上部配線層をパターニングするため
のマスクの重ね合わせにおいてアライメントを精度良く
行なうことができる。
In the method of manufacturing a semiconductor device having an alignment mark according to one aspect of the present invention, the opening has an opening diameter such that the CMP polishing cloth can uniformly and flatly polish the coating layer directly above the alignment mark. Therefore, the step on the upper surface of the coating layer accurately reflects the step formed by the alignment mark and the surface of the semiconductor substrate. Therefore, alignment can be performed with high accuracy in overlaying a mask for patterning the upper wiring layer formed on the covering layer.

【0084】本発明の他の局面に従うアライメントマー
クを有する半導体装置の製造方法では、CMP研磨布が
アライメントマーク真上の被覆層を研磨しないような開
口径を開口部が有する。このため、アライメントマーク
上の被覆層の上面の段差は、アライメントマークと半導
体基板表面とからなる段差形状を正確に反映する。した
がって、この被覆層上に形成される上部配線層をパター
ニングするためのマスクの重ね合わせにおいてアライメ
ントを精度良く行なうことができる。
In the method of manufacturing a semiconductor device having an alignment mark according to another aspect of the present invention, the opening has an opening diameter such that the CMP polishing pad does not polish the coating layer immediately above the alignment mark. Therefore, the step on the upper surface of the coating layer on the alignment mark accurately reflects the step formed by the alignment mark and the surface of the semiconductor substrate. Therefore, alignment can be performed with high accuracy in overlaying a mask for patterning the upper wiring layer formed on the cover layer.

【0085】上記他の局面において好ましくは、アライ
メントマーク開口部と平面的に直交する方向に延びるよ
うに、アライメントマークおよび絶縁層が形成される。
これにより、アライメントを精度良く行なうことが可能
となる。
In the above other aspect, preferably, the alignment mark and the insulating layer are formed so as to extend in a direction orthogonal to the plane of the alignment mark opening.
Thereby, alignment can be performed with high accuracy.

【0086】上記他の局面において好ましくは、アライ
メントマーク計測時に発生する開口部のエッジ部分にお
ける信号が除去され、アライメントマークの信号のみが
抽出される。これにより、アライメントマークの信号の
みを精度良く検出することが可能となる。
In the above other aspect, preferably, the signal at the edge of the opening, which is generated at the time of alignment mark measurement, is removed, and only the signal of the alignment mark is extracted. This makes it possible to accurately detect only the alignment mark signal.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施の形態1におけるアライメント
マークを有する半導体装置の構成を概略的に示す平面図
である。
FIG. 1 is a plan view schematically showing a configuration of a semiconductor device having an alignment mark according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1のII−II線に沿う概略断面図であ
る。
FIG. 2 is a schematic sectional view taken along line II-II in FIG.

【図3】 本発明の実施の形態1におけるアライメント
マークを有する半導体装置の製造方法の第1工程を示す
概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a first step of a method for manufacturing a semiconductor device having an alignment mark according to the first embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の実施の形態1におけるアライメント
マークを有する半導体装置の製造方法の第2の工程を示
す概略断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a second step of the method for manufacturing a semiconductor device having an alignment mark according to the first embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の実施の形態1における台地残しタイ
プのアライメントマークを有する半導体装置の構成を示
す概略断面図である。
FIG. 5 is a schematic sectional view showing a configuration of a semiconductor device having a plateau-type alignment mark according to the first embodiment of the present invention;

【図6】 本発明の実施の形態2におけるアライメント
マークを有する半導体装置の構成を概略的に示す平面図
である。
FIG. 6 is a plan view schematically showing a configuration of a semiconductor device having an alignment mark according to a second embodiment of the present invention.

【図7】 図6のVII−VII線に沿う概略断面図で
ある。
FIG. 7 is a schematic sectional view taken along the line VII-VII in FIG.

【図8】 本発明の実施の形態2におけるアライメント
マークを有する半導体装置の製造方法の第1工程を示す
概略断面図である。
FIG. 8 is a schematic sectional view showing a first step of a method for manufacturing a semiconductor device having an alignment mark according to the second embodiment of the present invention.

【図9】 本発明の実施の形態2におけるアライメント
マークを有する半導体装置の製造方法の第2の工程を示
す概略断面図である。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a second step of the method for manufacturing a semiconductor device having an alignment mark according to the second embodiment of the present invention.

【図10】 本発明の実施の形態2におけるアライメン
トマークを有する半導体装置のアライメント信号を示す
図である。
FIG. 10 is a diagram showing an alignment signal of a semiconductor device having an alignment mark according to the second embodiment of the present invention.

【図11】 本発明の実施の形態2における台地残しタ
イプのアライメントマークを有する半導体装置の構成を
示す概略断面図である。
FIG. 11 is a schematic sectional view showing a configuration of a semiconductor device having a plateau-type alignment mark according to a second embodiment of the present invention;

【図12】 本発明の実施の形態3におけるアライメン
トマークを有する半導体装置の構成を概略的に示す平面
図である。
FIG. 12 is a plan view schematically showing a configuration of a semiconductor device having an alignment mark according to a third embodiment of the present invention.

【図13】 図12のXIII−XIII線に沿う概略
断面図である。
FIG. 13 is a schematic sectional view taken along line XIII-XIII of FIG.

【図14】 本発明の実施の形態3におけるアライメン
トマークを有する半導体装置のアライメント信号を示す
図である。
FIG. 14 is a diagram showing an alignment signal of a semiconductor device having an alignment mark according to the third embodiment of the present invention.

【図15】 本発明の実施の形態3における台地残しタ
イプのアライメントマークを有する半導体装置の構成を
概略的に示す断面図である。
FIG. 15 is a cross sectional view schematically showing a configuration of a semiconductor device having a plateau-type alignment mark according to a third embodiment of the present invention.

【図16】 本発明の実施の形態4におけるアライメン
トマークを有する半導体装置の構成を概略的に示す平面
図である。
FIG. 16 is a plan view schematically showing a configuration of a semiconductor device having an alignment mark according to a fourth embodiment of the present invention.

【図17】 図16のXVII−XVII線に沿う概略
断面図である。
FIG. 17 is a schematic sectional view taken along the line XVII-XVII in FIG. 16;

【図18】 図16のXVIII−XVIII線に沿う
概略断面図である。
FIG. 18 is a schematic sectional view taken along line XVIII-XVIII in FIG.

【図19】 本発明の実施の形態4におけるアライメン
トマークを有する半導体装置の製造方法の第1工程を示
す概略断面図である。
FIG. 19 is a schematic cross-sectional view showing a first step of a method for manufacturing a semiconductor device having an alignment mark according to the fourth embodiment of the present invention.

【図20】 本発明の実施の形態4におけるアライメン
トマークを有する半導体装置の製造方法の第2工程を示
す概略断面図である。
FIG. 20 is a schematic cross-sectional view showing a second step of the method for manufacturing a semiconductor device having an alignment mark according to the fourth embodiment of the present invention.

【図21】 本発明の実施の形態4におけるアライメン
トマークを有する半導体装置のアライメント信号を示す
図である。
FIG. 21 is a diagram showing an alignment signal of a semiconductor device having an alignment mark according to the fourth embodiment of the present invention.

【図22】 本発明の実施の形態4における台地残しタ
イプのアライメントマークを有する半導体装置の構成を
概略的に示す断面図である。
FIG. 22 is a cross sectional view schematically showing a configuration of a semiconductor device having a plateau-type alignment mark according to a fourth embodiment of the present invention.

【図23】 本発明の実施の形態4における台地残しタ
イプのアライメントマークを有する半導体装置の構成を
概略的に示す断面図である。
FIG. 23 is a sectional view schematically showing a configuration of a semiconductor device having a plateau-type alignment mark according to a fourth embodiment of the present invention;

【図24】 従来の層間絶縁膜を平坦化しない場合のア
ライメントマーク付近の構成を示す概略断面図である。
FIG. 24 is a schematic cross-sectional view showing a configuration near an alignment mark when a conventional interlayer insulating film is not flattened.

【図25】 層間絶縁膜を平坦化した場合のアライメン
トマーク付近の構成を示す概略断面図である。
FIG. 25 is a schematic cross-sectional view showing a configuration near an alignment mark when the interlayer insulating film is flattened.

【図26】 図25の構成においてCMPを行なう様子
を示す概略断面図である。
FIG. 26 is a schematic cross-sectional view showing how CMP is performed in the configuration of FIG. 25;

【図27】 CMPにより段差が非対称に研磨された様
子を示す概略断面図である。
FIG. 27 is a schematic cross-sectional view showing a state where a step is asymmetrically polished by CMP.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板、2 下部配線層、2a マーク層、
2b,2c アライメントマーク、3 層間絶縁膜、3
a コンタクトホール、4 コンタクトホール埋込用導
電層、5 上部配線層。
1 silicon substrate, 2 lower wiring layer, 2a mark layer,
2b, 2c alignment mark, 3 interlayer insulating film, 3
a contact hole, conductive layer for filling contact hole, 5 upper wiring layer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中江 彰宏 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 清水 但美 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内 (72)発明者 渡辺 尚志 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内 Fターム(参考) 5F046 EA03 EA09 EA12 EA13 EA18 EA22 EB01 EB05  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Akihiro Nakae 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Mitsubishi Electric Corporation (72) Inventor Tadashi Shimizu 1-1-1, Sachicho, Takatsuki-shi, Osaka Matsushita Electronics Industry Co., Ltd. (72) Inventor Takashi Watanabe 1-1, Yukicho, Takatsuki-shi, Osaka Matsushita Electronics Co., Ltd. F-term (reference) 5F046 EA03 EA09 EA12 EA13 EA18 EA22 EB01 EB05

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 主表面を有する半導体基板と、 前記半導体基板の主表面上に形成されたマーク層で構成
されたアライメントマークと、 前記半導体基板の主表面上に形成され、かつアライメン
トマークに達する開口部を有する絶縁層とを備え、 前記開口部となる前記絶縁層の側壁の一部と前記側壁の
一部の最も近くに位置する前記アライメントマークの側
壁との間隔が、前記アライメントマークの上端と前記絶
縁層の上面との間隔をHとしたときに、H×20+50
μm以上であることを特徴とする、アライメントマーク
を有する半導体装置。
A semiconductor substrate having a main surface; an alignment mark including a mark layer formed on the main surface of the semiconductor substrate; and an alignment mark formed on the main surface of the semiconductor substrate and reaching the alignment mark. An insulating layer having an opening, wherein a distance between a part of a side wall of the insulating layer to be the opening and a side wall of the alignment mark closest to a part of the side wall is an upper end of the alignment mark. H × 20 + 50, where H is the distance between the substrate and the upper surface of the insulating layer.
A semiconductor device having an alignment mark, which is not less than μm.
【請求項2】 主表面を有する半導体基板と、 前記半導体基板の主表面上に形成されたマーク層で構成
されたアライメントマークと、 前記半導体基板の主表面上に形成され、かつアライメン
トマークに達する開口部を有する絶縁層とを備え、 前記開口部は、前記アライメントマークの上端と前記絶
縁層の上面との間隔をHとしたときに、H×20μm以
下の開口径部分を有することを特徴とする、アライメン
トマークを有する半導体装置。
A semiconductor substrate having a main surface; an alignment mark formed of a mark layer formed on the main surface of the semiconductor substrate; and an alignment mark formed on the main surface of the semiconductor substrate and reaching the alignment mark. An insulating layer having an opening, wherein the opening has an opening diameter portion of H × 20 μm or less when an interval between an upper end of the alignment mark and an upper surface of the insulating layer is H. Semiconductor device having an alignment mark.
【請求項3】 前記アライメントマークの側壁の一部
は、前記開口部と平面的に直交する方向に延びている、
請求項2に記載のアライメントマークを有する半導体装
置。
3. A part of a side wall of the alignment mark extends in a direction perpendicular to the opening in a plane.
A semiconductor device having the alignment mark according to claim 2.
【請求項4】 半導体基板の主表面上にアライメントマ
ークを構成するマーク層を形成する工程と、 前記アライメントマークに達する開口部を有するよう
に、前記半導体基板の主表面上に絶縁層を形成する工程
と、 前記絶縁層および前記アライメントマーク上を覆うよう
に被覆層を形成する工程と、 研磨布を用いた化学的機械的研磨法により、前記絶縁層
上の前記被覆層を除去する工程とを備え、 前記化学的機械的研磨法により前記アライメントマーク
真上の前記被覆層を均一かつ平坦に研磨できるような開
口径を有するように前記開口部が前記絶縁層に形成され
る、アライメントマークを有する半導体装置の製造方
法。
4. A step of forming a mark layer constituting an alignment mark on a main surface of a semiconductor substrate, and forming an insulating layer on the main surface of the semiconductor substrate so as to have an opening reaching the alignment mark. A step of forming a coating layer so as to cover the insulating layer and the alignment mark; anda step of removing the coating layer on the insulating layer by a chemical mechanical polishing method using a polishing cloth. An alignment mark, wherein the opening is formed in the insulating layer so as to have an opening diameter such that the coating layer immediately above the alignment mark can be uniformly and flatly polished by the chemical mechanical polishing method. A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項5】 半導体基板の主表面上にアライメントマ
ークを構成するマーク層を形成する工程と、 前記アライメントマークに達する開口部を有するよう
に、前記半導体基板の主表面上に絶縁層を形成する工程
と、 前記絶縁層および前記アライメントマーク上を覆うよう
に被覆層を形成する工程と、 研磨布を用いた化学的機械的研磨法により、前記絶縁層
上の前記被覆層を除去する工程とを備え、 前記化学的機械的研磨法により前記アライメントマーク
真上の前記被覆層が研磨されないような開口径を有する
ように前記開口部が前記絶縁層に形成される、アライメ
ントマークを有する半導体装置の製造方法。
5. A step of forming a mark layer constituting an alignment mark on a main surface of a semiconductor substrate, and forming an insulating layer on the main surface of the semiconductor substrate so as to have an opening reaching the alignment mark. A step of forming a coating layer so as to cover the insulating layer and the alignment mark; anda step of removing the coating layer on the insulating layer by a chemical mechanical polishing method using a polishing cloth. Manufacturing a semiconductor device having an alignment mark, wherein the opening is formed in the insulating layer so as to have an opening diameter such that the coating layer immediately above the alignment mark is not polished by the chemical mechanical polishing method. Method.
【請求項6】 前記アライメントマークが前記開口部と
平面的に直交する方向に延びるように前記アライメント
マークおよび前記絶縁層が形成される、請求項5に記載
のアライメントマークを有する半導体装置の製造方法。
6. The method of manufacturing a semiconductor device having an alignment mark according to claim 5, wherein said alignment mark and said insulating layer are formed such that said alignment mark extends in a direction orthogonal to said opening in a plane. .
【請求項7】 前記アライメントマーク計測時に発生す
る前記開口部のエッジ部分における信号を除去し、前記
アライメントマークの信号のみを抽出する、請求項5に
記載のアライメントマークを有する半導体装置の製造方
法。
7. The method for manufacturing a semiconductor device having an alignment mark according to claim 5, wherein a signal generated at the time of measuring the alignment mark at an edge portion of the opening is removed, and only a signal of the alignment mark is extracted.
JP2000292374A 2000-09-26 2000-09-26 Semiconductor device having alignment mark and method of manufacturing the same Expired - Fee Related JP4632504B2 (en)

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