JP2003151870A - 位置合わせ確認マークの形成方法 - Google Patents

位置合わせ確認マークの形成方法

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JP2003151870A
JP2003151870A JP2001344186A JP2001344186A JP2003151870A JP 2003151870 A JP2003151870 A JP 2003151870A JP 2001344186 A JP2001344186 A JP 2001344186A JP 2001344186 A JP2001344186 A JP 2001344186A JP 2003151870 A JP2003151870 A JP 2003151870A
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JP
Japan
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alignment
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JP2001344186A
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English (en)
Inventor
Kyoji Yaegashi
恭治 八重樫
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Toshiba Corp
Japan Semiconductor Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Iwate Toshiba Electronics Co Ltd
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 位置合わせの誤認や位置ずれを起こす虞もな
く、正確に形成することができる位置合わせ確認マーク
の形成方法を提供する。 【解決手段】 断続角環状に形成された基尺24を上部
に備える半導体基板21の上面に成層された第2のシリ
コン酸化膜25の上に第1のフォトレジスト膜26を成
膜し、成膜された第1のフォトレジスト膜26をパター
ニングして、基尺24の環状内に断続角環状開孔でなる
副尺部27を有する第1のレジストパターン29の形成
時、該第1のレジストパターン29に副尺部27を所定
間隔を設けて囲う溝28を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
に好適する位置合わせ確認マークの形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来技術を、半導体基板による半導体装
置の製造過程で行なわれる位置合わせ確認マークの形成
工程により、図5及び図6を参照して説明する。図5及
びはそれぞれ位置合わせ確認マークを形成する各形成工
程を示す図で、図5は第1の工程の断面図であり、図は
第2の工程を示す断面図である。
【0003】先ず、図5に示す第1の工程において、半
導体基板1は基板上部のポリシリコン層2の上面に第1
のシリコン酸化膜(SiO)3が成層されており、ま
た第1のシリコン酸化膜3の上面に、例えばアルミニウ
ム(Al)でなる主尺4が形成されている。主尺4は、
正方形の4つの辺上にそれぞれ位置する所定の幅、所定
の高さ、所定の長さを有する4部分4a,4b,4c,
4d(4c,4dは図示せず)によって断続角環状をな
すものとなっている。さらに、第1のシリコン酸化膜3
の上面には、主尺4を埋め込むようにして第2のシリコ
ン酸化膜(SiO)5が、直下の主尺4が確認可能な
所定厚に積層されている。そして、このように構成され
た半導体基板1の上部層となっている第2のシリコン酸
化膜5上に、フォトレジストを塗布してフォトレジスト
膜6を形成する。
【0004】続いて、図6に示す第2の工程において、
フォトレジスト膜6、第2のシリコン酸化膜5を介して
図示しないマスクの位置合わせを行い、写真蝕刻技術に
よりフォトレジスト膜6をパターニングする。
【0005】なお、主尺4に対し副尺部7を形成するた
めのマスクの位置合わせ確認は、主尺4の位置を対向部
分4a,4b間の中央位置Pが主尺4の中心位置P
あるとし、これをもとに、主尺4の一方の部分4aとこ
れに対応する副尺部7の同じ側の辺部分7aとの水平距
離Xaと、主尺4の他方の部分4bとこれに対応する副
尺部7の同じ側の辺部分7bとの水平距離Xbとが等し
くなるようにマスク位置を設定するように行なわれる。
【0006】そして、主尺4、副尺部7を基準に、位置
合わせの確認を行い、形成した位置合わせ確認マークの
結果を基準に多層構造の半導体装置は形成される。
【0007】しかしながら上記の従来技術においては、
副尺部7の位置を、その対向する辺部分7a,7bの位
置確認を行い、確認された辺部分7a,7bの位置を基
準にして算出しているため、副尺部7の精度が非常に重
要なものとなっている。そして、半導体装置の微細化、
構造の多層化に伴う位置合わせ精度の重要度が増すにし
たがって、副尺部7の高精度化が必要なものとなってい
る。
【0008】このため、形成した副尺部7の主尺4に対
する合わせ精度の確認を、副尺部7の対向する辺部分7
a,7bと、これらに対応する主尺4の対向部分4a,
4bとの離間寸法Sa,Sbで行おうとすると、副尺部
7における一方の辺部分7aの外側稜部分の減肉量が、
他方の辺部分7bの外側稜部分よりも大きいために、一
方の辺部分7aの位置が正確に特定できず、例えばSa
<Sbと認識される。この結果、副尺部7の辺部分7
a,7bと、主尺4の対向部分4a,4bとの離間寸法
Sa,Sbが等しくないために、副尺部7が主尺4に対
し、正確に形成されていないと誤認してしまうことにな
る。
【0009】また、副尺部7の両辺部分7a,7b間の
中央位置が、副尺部7の中心位置であるとしているた
め、非対称となっている副尺部7の両辺部分7a,7b
間の水平距離Ua,UbをUa=Ubにとった中央位置
Pは、減肉量の大きい一方の辺部分7aの外側稜部分側
に偏り、副尺部7の真の中心位置Pから離間距離dだ
けずれた位置となる。この結果、マスクの位置合わせ確
認を、上記のように、主尺4の一方の部分4aとこれに
対応する副尺部7の同じ側の辺部分7aとの水平距離X
aと、主尺4の他方の部分4bとこれに対応する副尺部
7の同じ側の辺部分7bとの水平距離Xbとが等しくな
るように行うと、マスクは主尺4に対しずれた位置にセ
ットされることになり、主尺4に対し位置がずれたもの
となって、正確な位置合わせを行うことができていない
と、誤認識してしまう。ずれ量を誤認識したまま、位置
合わせのずれ量を補正して位置合わせを行って行くこと
になる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記のような状況に鑑
みて本発明はなされたもので、その目的とするところは
位置合わせの誤認や位置ずれを起こす虞もなく、正確に
形成することができる位置合わせ確認マークの形成方法
を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の位置合わせマー
クの形成方法は、基板の上部層上に成膜したレジスト膜
をパターニングして副尺部を有するパターンを形成し、
前記パターンを形成する際、該パターンに前記副尺部を
所定間隔を設けて囲う溝部を形成したことを特徴とする
方法であり、さらに、前記溝部が、環状に形成されてい
ることを特徴とする方法であり、また、連続または断続
環状に形成された主尺を上部に備える基板の上面に成層
された上部層にレジスト膜を成膜し、成膜されたレジス
ト膜をパターニングして、前記主尺の環状内に連続また
は断続環状の副尺部を有するパターンを形成し、前記パ
ターンを形成する際、該パターンに前記副尺部を所定間
隔を設けて囲う溝部を形成したことを特徴とする方法で
あり、さらに、前記溝部が、環状に形成され、該環状の
内方に主尺が位置していることを特徴とする方法であ
る。
【0012】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を、図面
を参照して説明する。
【0013】先ず第1の実施形態を、半導体基板による
半導体装置の製造過程で行なわれる位置合わせ確認マー
クの形成工程により、図1及び図2を参照して説明す
る。図1及び図2は位置合わせ確認マークを形成する各
形成工程を示す図で、図1は第1の工程の断面図であ
り、図2は第2の工程を示す図で、図2(a)は断面
図、図2(b)は平面図である。
【0014】先ず、図1に示す第1の工程において、半
導体基板21は、シリコンウェハ等で形成された基板上
部のポリシリコン層22の上面に第1のシリコン酸化膜
(SiO)23が成層されており、また第1のシリコ
ン酸化膜23の上面に、例えばアルミニウム(Al)の
メタル層を積層し、所定パターンとなるようにパターニ
ングしてなる主尺24が設けられている。主尺24は、
正方形の4つの辺上にそれぞれ位置する所定の幅、所定
の高さ、所定の長さを有する4部分24a,24b,2
4c,24dによって断続角環状をなすものとなってい
る。
【0015】さらに、第1のシリコン酸化膜23の上面
には、主尺24を埋め込むようCVD法を用いるなどし
て第2のシリコン酸化膜(SiO)25が、直下の主
尺24が確認可能な所定厚に積層されている。そして、
このように構成された半導体基板21の上部層となって
いる第2のシリコン酸化膜25上に、フォトレジストを
所定厚となるよう均一に塗布してフォトレジスト膜26
を形成する。
【0016】続いて、図2に示す第2の工程において、
フォトレジスト膜26は、図示しないマスクの位置合わ
せを行い、写真蝕刻技術によりフォトレジスト膜26を
パターニングし、主尺24よりも小さい断続角環状の4
つの開孔でなる副尺部27と、主尺24の外側で副尺部
27の四周を囲むと共に、第2のシリコン酸化膜25の
上面が底部に露出する溝28とが形成されたレジストパ
ターン29を形成する。
【0017】なお、レジストパターン29は、例えばフ
ォトレジストパターン部分の大きさが、主尺24の一方
側の部分が他方側の部分より大きなものであり、また溝
28は、副尺部27の各開孔と溝28との間に挟まれた
部分のフォトレジストが略等しくなるよう、特に対向す
る開孔の間において等しくなるように形成されており、
例えば副尺部27に対応する正方形の連続した角環状を
なし、副尺部27の4つの開孔からの距離が略等しい所
定距離だけ離れた位置に形成されている。
【0018】以上の通り構成することで、写真蝕刻技術
によりフォトレジスト膜26をパターニングして副尺部
27を形成した時、形成したパターンが、副尺部27を
等距離に配置した溝28により囲うものであるから、副
尺部27における一方の辺部分27a側と、これに対向
する他方の辺部分27b側のフォトレジストパターン部
分が略等しいものとなり、パターニングの際に生じるフ
ォトレジストの引き攣れ現象が、一方の辺部分27aと
他方の辺部分27bとで略等しくなる。なお、フォトレ
ジストパターン部分の大きさの違いによる引き攣れ現象
は、溝28の外側の稜部分に発生し、フォトレジストパ
ターン部分の大きい一方側の稜部分28aが、小さい他
方側の稜部分28bより大きく減肉する。
【0019】この結果、形成した副尺部27の主尺24
に対する合わせ精度の確認を、副尺部27の対向する辺
部分27a,27bと、これらに対応する主尺24の対
向部分24a,24bとの離間寸法Ta,Tbで行う
と、対向する外側稜部分27a,27bが略対称の形状
であるため、副尺27が主尺24に対する合わせ精度
が、正確に確認される。
【0020】またさらに、正しいずれ量の補正で正しい
位置にセットできることから、多層構造のものでも、正
確な位置合わせ確認を行うことができる。このため、位
置合わせ精度が重要となっている半導体装置の微細化、
構造の多層化を進めることができる。
【0021】次に第2の実施形態を、半導体基板による
半導体装置の製造過程で行なわれる位置合わせ確認マー
クの形成工程により、図3及び図4を参照して説明す
る。図3及び図4は位置合わせ確認マークを形成する各
形成工程を示す図で、図3は第1の工程の断面図であ
り、図4は第2の工程を示す図で、図4(a)は断面
図、図4(b)は平面図である。なお、第1の実施形態
と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、第1の
実施形態と異なる本実施形態の構成について説明する。
【0022】先ず、図3に示す第1の工程において、半
導体基板41は、シリコンウェハ等で形成された基板上
部のポリシリコン層22の上面に第1のシリコン酸化膜
(SiO)23が成層され、さらに第1のシリコン酸
化膜23の上面にCVD法を用いるなどして第2のシリ
コン酸化膜(SiO)25が積層されている。そし
て、第1のシリコン酸化膜23と第2のシリコン酸化膜
(SiO)25には、各膜23,25を貫通しポリシ
リコン層22に接触するようにして、それぞれ断続角環
状をなす第1の主尺42と、これより大きい第2の主尺
43が設けられている。
【0023】第1の主尺42と第2の主尺43は、例え
ばタングステン(W)のメタル層を積層し、所定パター
ンとなるようにパターニングして両シリコン酸化膜2
3,25内に埋め込み、形成したものである。また両主
尺42,43は、異なる正方形の4つの辺上にそれぞれ
位置する所定の幅、所定の高さ、所定の長さを有する4
部分42a,42b,42c,42d,43a,43
b,43c,43dによって断続角環状をなすものとな
っている。
【0024】さらに、第2のシリコン酸化膜(Si
)25の上には、上表面に露出する第1の主尺42
と第2の主尺43の上端面を覆うように、配線層となる
アルミニウム(Al)等による所定厚のメタル層44が
積層されている。そして、このように構成された半導体
基板41の上部層となっているメタル層44上に、フォ
トレジストを所定厚となるよう均一に塗布してフォトレ
ジスト膜26を形成する。
【0025】なお、レジストパターン29は、例えばフ
ォトレジストパターン部分の大きさが、第1の主尺42
の一方側の部分が他方側の部分より大きなものであり、
また溝28は、副尺部27の各開孔と溝28との間に挟
まれた部分のフォトレジストが略等しくなるよう、特に
対向する開孔の間において等しくなるように形成されて
おり、例えば副尺部27に対応する正方形の連続した角
環状をなし、副尺部27の4つの開孔からの距離が略等
しい所定距離だけ離れた位置に形成されている。
【0026】以上の通り構成することで、写真蝕刻技術
によりフォトレジスト膜26をパターニングして副尺部
27を形成した時、形成したパターンが、副尺部27を
等距離に配置した溝28により囲うものであるから、副
尺部27における一方の辺部分27a側と、これに対向
する他方の辺部分27b側のフォトレジストパターン部
分が略等しいものとなり、パターニングの際に生じるフ
ォトレジストの引き攣れ現象が、一方の辺部分27aと
他方の辺部分27bとで略等しくなる。このため、副尺
部27の一方の辺部分27aの縁部が、他方の辺部分2
7bの縁部と略対称形状となる。なお、フォトレジスト
パターン部分の大きさの違いによる引き攣れ現象は、溝
28の外側の稜部分に発生し、フォトレジストパターン
部分の大きい一方側の稜部分28aが、小さい他方側の
稜部分28bより大きく減肉する。
【0027】この結果、形成した副尺部27の第1の主
尺42に対する合わせ精度の確認を、副尺部27の対向
する辺部分27a,27bと、これらに対応する第1の
主尺42の対向部分42a,42bとの離間寸法Ra,
Rbで行うと、対向する辺部分27a,27bの外側稜
部分が略対称の形状であるため、副尺部27が第1の主
尺42に対し、正確に形成されていることが確認され
る。
【0028】また、次の位置合わせ確認マークの形成
を、副尺部27をもとにして行うことで、位置ずれ認識
のない状態で正確に行うことができる。そして、正しい
位置にセットできることから、多層構造のものでも、正
確な位置合わせ確認を行うことができる。このため、位
置合わせ精度が重要となっている半導体装置の微細化、
構造の多層化を進めることができる。
【0029】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、位置合わせ確認マークの形成が、位置合わせ
の誤認や位置ずれを起こす虞もなく正確に行うことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態における第1の工程を
示す断面図である。
【図2】本発明の第1の実施形態における第2の工程を
示す図で、図2(a)は断面図、図2(b)は平面図で
ある。
【図3】本発明の第2の実施形態における第1の工程を
示す断面図である。
【図4】本発明の第2の実施形態における第2の工程を
示す図で、図4(a)は断面図、図4(b)は平面図で
ある。
【図5】従来技術における第1の工程を示す断面図であ
る。
【図6】従来技術における第2の工程を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
21,41…半導体基板 24…主尺 25…第2のシリコン酸化膜 26…フォトレジスト膜 27…副尺部 28…溝 29…レジストパターン 42…第1の主尺 43…第2の主尺 44…メタル層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板の上部層上に成膜したレジスト膜を
    パターニングして副尺部を有するパターンを形成し、前
    記パターンを形成する際、該パターンに前記副尺部を所
    定間隔を設けて囲う溝部を形成したことを特徴とする位
    置合わせ確認マークの形成方法。
  2. 【請求項2】 前記溝部が、環状に形成されていること
    を特徴とする請求項1記載の位置合わせ確認マークの形
    成方法。
  3. 【請求項3】 連続または断続環状に形成された主尺を
    上部に備える基板の上面に成層された上部層にレジスト
    膜を成膜し、成膜されたレジスト膜をパターニングし
    て、前記主尺の環状内に連続または断続環状の副尺部を
    有するパターンを形成し、前記パターンを形成する際、
    該パターンに前記副尺部を所定間隔を設けて囲う溝部を
    形成したことを特徴とする位置合わせ確認マークの形成
    方法。
  4. 【請求項4】 前記溝部が、環状に形成され、該環状の
    内方に主尺が位置していることを特徴とする請求項3記
    載の位置合わせ確認マークの形成方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100650733B1 (ko) 2005-04-04 2006-11-27 주식회사 하이닉스반도체 반도체소자의 측정마크
CN100394595C (zh) * 2004-06-10 2008-06-11 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 测试半导体器件中的膜层厚度专用的新图形识别标记

Cited By (2)

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