JP2007184345A - Semiconductor device, manufacturing method therefor, and alignment inspection mark - Google Patents

Semiconductor device, manufacturing method therefor, and alignment inspection mark Download PDF

Info

Publication number
JP2007184345A
JP2007184345A JP2006000417A JP2006000417A JP2007184345A JP 2007184345 A JP2007184345 A JP 2007184345A JP 2006000417 A JP2006000417 A JP 2006000417A JP 2006000417 A JP2006000417 A JP 2006000417A JP 2007184345 A JP2007184345 A JP 2007184345A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
interlayer insulating
inspection mark
alignment inspection
alignment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2006000417A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shunei Ota
俊英 太田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2006000417A priority Critical patent/JP2007184345A/en
Publication of JP2007184345A publication Critical patent/JP2007184345A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device, a manufacturing method therefor, and an alignment inspection mark wherein the alignment inspection mark formed on an interlayer insulating film, when forming an analog circuit, can be detected with higher accuracy, in the subsequent alignment inspection step of resist pattern. <P>SOLUTION: The semiconductor device, comprising an analog circuit further, includes a via hole formed to the interlayer insulating film 2 in a chip region, and the alignment inspection mark 30, formed to the interlayer insulating film 2 in a scribe line region together with the via hole, in order to inspect positioning accuracy for resist pattern formed on the interlayer insulating film 2 of the chip region, after the formation of the via hole. The alignment inspection mark 30 is formed of only four holes 3, respectively arranged at four corners of a rectangular shape (r) in plan view. Each hole 3 is formed in a shape that is a congruent square in the plan view, and the length of a side of the square shape is equal to or larger than 4.5[μm] but smaller than 7.0[μm]. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体装置及びその製造方法、合わせ検査マークに関し、特に、アナログ回路を形成する際に層間絶縁膜に形成された合わせ検査マークを、後のレジストパターンの合わせ検査工程で精度良く検出できるようにした技術に関する。   The present invention relates to a semiconductor device, a method for manufacturing the same, and an alignment inspection mark, and in particular, an alignment inspection mark formed on an interlayer insulating film when an analog circuit is formed can be accurately detected in a subsequent resist pattern alignment inspection process. It relates to the technology.

LSI製造に必要な回路パターンは、複数のフォトマスクパターンによってウエーハに順次露光される。例えば、所定のフォトマスクがセットされた縮小投影露光装置は、ウエーハ上の被投影領域を次々と水平方向へ移動させながら繰り返しパターンを投影露光する。これにより、ウエーハ内に所定個数分のチップ領域を取得する。
隣り合うチップ領域どうしはスクライブライン領域を隔てて離間している。一般に、スクライブライン領域内には、露光すべき複数種類のパターンを合わせ込む位置合わせマーク(「アライメントマーク」とも呼ばれている。)が設けられている。チップ領域の一つの領域に複数回のパターン露光を行う際は、露光装置はアライメントマークを用いて個々のマスクの位置決めを行う。
Circuit patterns necessary for LSI manufacture are sequentially exposed on the wafer by a plurality of photomask patterns. For example, a reduction projection exposure apparatus on which a predetermined photomask is set projects and exposes a pattern repeatedly while moving the projection area on the wafer one after another in the horizontal direction. As a result, a predetermined number of chip areas are obtained in the wafer.
Adjacent chip regions are separated from each other with a scribe line region. In general, alignment marks (also referred to as “alignment marks”) for aligning a plurality of types of patterns to be exposed are provided in the scribe line area. When performing pattern exposure a plurality of times in one area of the chip area, the exposure apparatus positions individual masks using alignment marks.

また、露光処理後は、複数種類のパターンの合わせ込みが正しく行われた否かを「合わせ検査マーク」を用いて検査する。この合わせ検査では、スクライブライン領域内に形成された第1層と、その後の工程で露光された第2層とにそれぞれ所定寸法、所定形状の合わせ検査マークを形成配置し、その相対的な位置ずれ量を所定の装置で視覚的に計測することで、パターンの合わせずれが許容範囲内にあるか否かを判断していた(例えば、特許文献1、2参照。)。   Further, after the exposure process, it is inspected by using a “alignment inspection mark” whether or not alignment of a plurality of types of patterns is correctly performed. In this alignment inspection, alignment inspection marks having predetermined dimensions and shapes are formed and arranged on the first layer formed in the scribe line region and the second layer exposed in the subsequent process, respectively, and their relative positions are arranged. By visually measuring the amount of deviation with a predetermined device, it has been determined whether or not the pattern misalignment is within an allowable range (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

図5(A)及び(B)は、従来例に係る合わせ検査マークの構成例を示す平面図と、X2−X´2矢視断面図である。図5に示すように、シリコン等からなる半導体基板91上にはシリコン酸化膜等からなる層間絶縁膜92が設けられており、この層間絶縁膜92にはウエーハを底面とするトレンチ93が形成されている。また、トレンチ93の底面及び側壁を覆うようにして層間絶縁膜92上にはアルミニウム等からなる配線膜94が設けられている。さらに、配線膜94上には、配線膜94を選択的に覆うフォトレジスト95が形成されている。   5A and 5B are a plan view and a cross-sectional view taken along arrow X2-X'2 showing a configuration example of the alignment inspection mark according to the conventional example. As shown in FIG. 5, an interlayer insulating film 92 made of a silicon oxide film or the like is provided on a semiconductor substrate 91 made of silicon or the like, and a trench 93 having a wafer as a bottom surface is formed in the interlayer insulating film 92. ing. A wiring film 94 made of aluminum or the like is provided on the interlayer insulating film 92 so as to cover the bottom surface and side walls of the trench 93. Further, a photoresist 95 that selectively covers the wiring film 94 is formed on the wiring film 94.

ここで、トレンチ93は、チップ領域内の層間絶縁膜92にデバイスパターンであるビアホール(図示せず)を形成する際に、スクライブライン領域内の層間絶縁膜92に形成される合わせ検査マークである。また、フォトレジスト95は、チップ領域内の配線膜94上にエッチングマスクとしてレジストパターン(図示せず)を形成する際に、スクライブライン領域内の配線膜94上に形成される合わせ検査マークである。図5(A)及び(B)において、先に第1のフォトマスクによって4つのトレンチ93が平面視であたかも正方形を形作るように配置される。次いで、その正方形の外側に第2のフォトマスクによってフォトレジスト95が選択的に形成配置される。   Here, the trench 93 is an alignment inspection mark formed in the interlayer insulating film 92 in the scribe line region when a via hole (not shown) as a device pattern is formed in the interlayer insulating film 92 in the chip region. . The photoresist 95 is an alignment inspection mark formed on the wiring film 94 in the scribe line region when a resist pattern (not shown) is formed as an etching mask on the wiring film 94 in the chip region. . In FIGS. 5A and 5B, the four trenches 93 are first arranged by the first photomask so as to form a square in plan view. Next, a photoresist 95 is selectively formed and arranged on the outside of the square by a second photomask.

図5(A)及び(B)に示すように、層間絶縁膜92に形成配置されたトレンチ93は、その平面視での形状が長方形であり、その長辺の長さをa´、短辺の長さ(即ち、寸法幅)をb´としたとき、a´=15[μm]、b´=0.5[μm]程度である。
特開2002−64055号公報 特開2004−273612号公報
As shown in FIGS. 5A and 5B, the trench 93 formed and disposed in the interlayer insulating film 92 has a rectangular shape in plan view, and the length of the long side is a ′, and the short side is When the length (that is, the dimension width) is b ′, a ′ = 15 [μm] and b ′ = 0.5 [μm].
JP 2002-64055 A JP 2004-273612 A

ところで、ロジックICやメモリIC等の半導体装置では、配線膜や層間絶縁膜、ビアホールなどは1[μm]未満の薄膜や微細パターンで形成されており、それらの重ね合わせのずれ量については、図5(A)及び(B)に示した形状、寸法の合わせ検査マークを用いて検査を行うことによって高感度に検出することができた。
しかしながら、RF−ICのようなアナログ回路を含む半導体装置(以下、「アナログ回路装置」という。)では、アンテナコイルとして機能する配線膜や、層間絶縁膜を少なくとも2[μm]以上に厚く形成することが普通である。そのため、図5(A)及び(B)に示した形状、寸法の合わせ検査マークをアナログ回路装置の製造方法にそのまま適用すると、厚い配線膜94によってトレンチ93が埋め込まれてしまうという問題があった。
By the way, in a semiconductor device such as a logic IC or a memory IC, a wiring film, an interlayer insulating film, a via hole, and the like are formed with a thin film or a fine pattern of less than 1 [μm]. It was possible to detect with high sensitivity by performing inspection using the alignment inspection marks having the shapes and dimensions shown in 5 (A) and (B).
However, in a semiconductor device including an analog circuit such as an RF-IC (hereinafter referred to as “analog circuit device”), a wiring film functioning as an antenna coil and an interlayer insulating film are formed to be at least 2 [μm] thick. It is normal. Therefore, when the alignment inspection mark having the shape and dimensions shown in FIGS. 5A and 5B is applied as it is to the manufacturing method of the analog circuit device, the trench 93 is buried by the thick wiring film 94. .

配線膜94によってトレンチ93が埋め込まれてしまうと、配線膜94の表面が平坦に近づき、従来光の加減によって黒っぽく見えていたトレンチ93内が白く見えるようになる。その結果、配線膜94の白黒のコントラストが低下するので、アナログ回路装置では、トレンチ93の位置検出の精度が低くなりがちであった(第1の問題点)。
このような問題点を解決するために、本発明者は合わせ検査マークであるトレンチ93の寸法幅b´を大きくすることを思いついた。そして、合わせ検査マークであるトレンチ93の寸法幅を数段階に分けて設定し、それぞれの設定でアナログ回路装置を試作してみた。その結果、トレンチ93の寸法幅b´を大きくし過ぎると、今度は、層間絶縁膜92に対するCMP工程で発生した異物(研磨屑等)がトレンチ93に入り込んでトレンチ93を詰まらせてしまうということがわかった。トレンチ93が異物で目詰まりしてしまうと、トレンチ93の検出自体が困難となり、合わせ検査を実施できなくなるおそれがある(第2の問題点)。
When the trench 93 is buried by the wiring film 94, the surface of the wiring film 94 approaches to a flat surface, and the inside of the trench 93 that has been blackish due to the adjustment of light becomes white. As a result, since the black and white contrast of the wiring film 94 is lowered, the analog circuit device tends to have low accuracy in detecting the position of the trench 93 (first problem).
In order to solve such problems, the present inventor has come up with the idea of increasing the dimension width b ′ of the trench 93 that is the alignment inspection mark. Then, the dimension width of the trench 93 which is the alignment inspection mark was set in several stages, and an analog circuit device was prototyped with each setting. As a result, if the dimension width b ′ of the trench 93 is excessively increased, foreign matter (polishing waste or the like) generated in the CMP process for the interlayer insulating film 92 enters the trench 93 and clogs the trench 93. I understood. If the trench 93 is clogged with foreign matter, the detection of the trench 93 itself becomes difficult, and the alignment inspection may not be performed (second problem).

そこで、本発明は、このような第1、第2の問題点に鑑みてなされたものであって、アナログ回路を形成する際に層間絶縁膜に形成された合わせ検査マークを、後のレジストパターンの合わせ検査工程で精度良く検出できるようにした半導体装置及びその製造方法、合わせ検査マークの提供を目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the first and second problems, and the alignment inspection mark formed on the interlayer insulating film when the analog circuit is formed is used as a resist pattern later. An object of the present invention is to provide a semiconductor device, a manufacturing method thereof, and an alignment inspection mark that can be accurately detected in the alignment inspection process.

〔発明1〜3〕 上記目的を達成するために、発明1の半導体装置は、アナログ回路を含む半導体装置であって、チップ領域の層間絶縁膜に形成される開口部と、前記開口部の形成後に前記チップ領域の前記層間絶縁膜上に形成されるレジストパターンとの位置合わせ精度を検査するために、前記開口部と共に検査領域の前記層間絶縁膜に形成される合わせ検査マークを備え、前記合わせ検査マークは、平面視で矩形の四隅にそれぞれ配置される4つの穴のみで構成され、各々の前記穴は平面視で合同な正方形であり、当該正方形の一辺の長さは4.5[μm]以上、7.0[μm]未満であることを特徴とするものである。 [Invention 1-3] In order to achieve the above object, a semiconductor device according to Invention 1 is a semiconductor device including an analog circuit, and includes an opening formed in an interlayer insulating film in a chip region, and formation of the opening. In order to inspect the alignment accuracy with a resist pattern formed on the interlayer insulating film in the chip region later, the alignment inspection mark formed on the interlayer insulating film in the inspection region is provided together with the opening, and the alignment The inspection mark is composed of only four holes respectively arranged at the four corners of the rectangle in plan view. Each of the holes is a congruent square in plan view, and the length of one side of the square is 4.5 [μm. The above is less than 7.0 [μm].

ここで、「開口部」とは、例えばビアホールやコンタクトホールのことである。「検査領域」とは、例えばスクライブライン領域のことである。「アナログ回路を含む半導体装置」では、半導体基板上に形成される層間絶縁膜とその上に形成される配線層はともに厚く、層間絶縁膜は例えば1.5〜2.5[μm]程度、配線膜は例えば4.0〜5.0[μm]程度である。   Here, the “opening” is, for example, a via hole or a contact hole. The “inspection area” is, for example, a scribe line area. In the “semiconductor device including an analog circuit”, the interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate and the wiring layer formed thereon are both thick, and the interlayer insulating film is, for example, about 1.5 to 2.5 [μm] The wiring film is, for example, about 4.0 to 5.0 [μm].

発明2の半導体装置は、発明1の半導体装置において、前記合わせ検査マークを構成する一の前記穴と、当該一の穴と隣り合う他の前記穴との間隔は、4.5[μm]以上、7.0[μm]未満であることを特徴とするものである。
発明3の半導体装置は、発明1又は発明2の半導体装置において、前記矩形とは正方形であることを特徴とするものである。
The semiconductor device according to a second aspect of the present invention is the semiconductor device according to the first aspect, wherein a distance between one hole constituting the alignment inspection mark and the other hole adjacent to the one hole is 4.5 [μm] or more. , Less than 7.0 [μm].
A semiconductor device according to a third aspect of the invention is the semiconductor device according to the first or second aspect of the invention, wherein the rectangle is a square.

発明1〜3の半導体装置によれば、アナログ回路を有するため層間絶縁膜と配線膜は厚膜となるが、合わせ検査マークを構成する上記4つの穴は従来よりも平面視で縦方向及び横方向の幅が広くなっているので、配線膜による穴の埋め込みを防ぐことができる。また、上記4つの穴の開口面の寸法はCMP工程で発生する大多数の異物よりも小さいので、異物による穴の目詰まりを防ぐことができる。従って、合わせ検査工程で合わせ検査マークを精度良く検出することができる。   According to the semiconductor devices of the first to third aspects, since the interlayer insulating film and the wiring film are thick because of having an analog circuit, the four holes constituting the alignment inspection mark are longer in the vertical direction and in the horizontal direction than in the conventional case. Since the width in the direction is wide, it is possible to prevent the hole from being filled with the wiring film. In addition, since the dimensions of the opening surfaces of the four holes are smaller than the majority of foreign matters generated in the CMP process, clogging of the holes due to the foreign matters can be prevented. Therefore, the alignment inspection mark can be accurately detected in the alignment inspection process.

〔発明4、5〕 発明4の半導体装置の製造方法は、アナログ回路を含む半導体装置の製造方法であって、半導体基板上に層間絶縁膜を形成する工程と、チップ領域の前記層間絶縁膜に開口部を形成すると共に、検査領域の前記層間絶縁膜に合わせ検査マークを形成する工程と、前記開口部の形成後に、チップ領域の前記層間絶縁膜上にレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンと前記合わせ検査マークとの位置合わせ精度を前記検査マークを用いて検査する工程と、を含み、前記合わせ検査マークは、平面視で矩形の四隅にそれぞれ配置される4つの穴のみで構成され、各々の前記穴は平面視で合同な正方形であり、当該正方形の一辺の長さは4.5[μm]以上、7.0[μm]未満であることを特徴とするものである。 [Invention 4, 5] A method of manufacturing a semiconductor device according to Invention 4 is a method of manufacturing a semiconductor device including an analog circuit, comprising: forming an interlayer insulating film on a semiconductor substrate; and forming the interlayer insulating film in a chip region. Forming an opening, forming an inspection mark in alignment with the interlayer insulating film in the inspection region, forming a resist pattern on the interlayer insulating film in the chip region after forming the opening, and the resist And a step of inspecting the alignment accuracy of the pattern and the alignment inspection mark using the inspection mark, and the alignment inspection mark is composed of only four holes respectively arranged at four corners of the rectangle in plan view. The holes are congruent squares in plan view, and the length of one side of the squares is 4.5 [μm] or more and less than 7.0 [μm].

発明5の半導体装置の製造方法は、発明4の半導体装置の製造方法において、前記合わせ検査マークを第1の合わせ検査マークとしたとき、前記レジストパターンを形成する工程では、前記チップ領域の前記層間絶縁膜上に当該レジストパターンを形成すると共に、検査領域の前記層間絶縁膜上にレジストからなる第2の合わせ検査マークを形成し、前記レジストパターンと前記合わせ検査マークとの位置合わせ精度を検査する工程では、前記第1の合わせ検査マークに対する前記第2の合わせ検査マークの相対的な位置ずれ量を測定することを特徴とするものである。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device according to the fourth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth aspect, in the step of forming the resist pattern, The resist pattern is formed on the insulating film, and a second alignment inspection mark made of resist is formed on the interlayer insulating film in the inspection region, and the alignment accuracy between the resist pattern and the alignment inspection mark is inspected. In the process, a relative positional deviation amount of the second alignment inspection mark with respect to the first alignment inspection mark is measured.

発明4、5の半導体装置の製造方法によれば、アナログ回路を形成するために層間絶縁膜と配線膜とを厚く形成するが、合わせ検査マークを構成する上記4つの穴は従来よりも平面視で縦方向及び横方向の幅が広くなっているので、配線膜による穴の埋め込みを防ぐことができる。また、上記4つの穴の開口面の寸法はCMP工程で発生する大多数の異物よりも小さいので、異物による穴の目詰まりを防ぐことができる。これにより、合わせ検査工程で合わせ検査マークを精度良く検出することができる。   According to the method for manufacturing a semiconductor device of the inventions 4 and 5, the interlayer insulating film and the wiring film are formed thick in order to form an analog circuit. Since the width in the vertical and horizontal directions is wide, it is possible to prevent the hole from being filled with the wiring film. In addition, since the dimensions of the opening surfaces of the four holes are smaller than the majority of foreign matters generated in the CMP process, clogging of the holes due to the foreign matters can be prevented. Thereby, the alignment inspection mark can be accurately detected in the alignment inspection process.

〔発明6〕 発明6の合わせ検査マークは、アナログ回路を含む半導体装置を製造する際に、チップ領域の層間絶縁膜に形成される開口部と、前記開口部の形成後に前記チップ領域の前記層間絶縁膜上に形成されるレジストパターンとの位置合わせ精度を検査するために、前記開口部と共に検査領域の前記層間絶縁膜に形成される合わせ検査マークであって、当該合わせ検査マークは、平面視で矩形の四隅にそれぞれ配置される4つの穴のみで構成され、各々の前記穴は平面視で合同な正方形であり、当該正方形の一辺の長さは4.5[μm]以上、7.0[μm]未満であることを特徴とするものである。 [Invention 6] The alignment inspection mark of Invention 6 includes an opening formed in an interlayer insulating film in a chip region when a semiconductor device including an analog circuit is manufactured, and the interlayer in the chip region after the opening is formed. In order to inspect the alignment accuracy with the resist pattern formed on the insulating film, the alignment inspection mark is formed on the interlayer insulating film in the inspection region together with the opening. And each of the holes is a congruent square in plan view, and the length of one side of the square is 4.5 [μm] or more, 7.0. It is less than [μm].

このような構成であれば、アナログ回路形成のため層間絶縁膜と配線膜とを厚く形成しても、合わせ検査マークを構成する上記4つの穴は従来よりも幅が広くなっているので、配線膜による穴の埋め込みを防ぐことができる。また、上記4つの穴の開口面の寸法はCMP工程で発生する大多数の異物よりも小さいので、異物による穴の目詰まりを防ぐことができる。従って、合わせ検査工程で合わせ検査マークを精度良く検出することができる。   With such a configuration, even if the interlayer insulating film and the wiring film are formed thick for forming an analog circuit, the four holes constituting the alignment inspection mark are wider than the conventional one. It is possible to prevent the hole from being filled with the film. In addition, since the dimensions of the opening surfaces of the four holes are smaller than the majority of foreign matters generated in the CMP process, clogging of the holes due to the foreign matters can be prevented. Therefore, the alignment inspection mark can be accurately detected in the alignment inspection process.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図1(A)及び(B)は本発明の実施の形態に係る合わせ検査マーク30、60の構成例を示す平面図と、X1−X´1矢視断面図である。本実施の形態に係る合わせ検査マーク30、60は、チップ領域の層間絶縁膜2に形成されるビアホール(図示せず)と、ビアホールの形成後にチップ領域の配線膜4上に形成されるレジストパターン(図示せず)との位置合わせ精度を検査するために、スクライブライン領域の層間絶縁膜2及びその上にそれぞれ形成されるものである。図1(B)に示す層間絶縁膜2の厚さは例えば2[μm]、配線膜4の厚さは例えば4.5[μm]である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIGS. 1A and 1B are a plan view showing a configuration example of alignment inspection marks 30 and 60 according to the embodiment of the present invention, and a cross-sectional view taken along arrow X1-X′1. The alignment inspection marks 30 and 60 according to the present embodiment include a via hole (not shown) formed in the interlayer insulating film 2 in the chip region and a resist pattern formed on the wiring film 4 in the chip region after the via hole is formed. In order to inspect the alignment accuracy with (not shown), each is formed on the interlayer insulating film 2 in the scribe line region and on the interlayer insulating film 2. The thickness of the interlayer insulating film 2 shown in FIG. 1B is 2 [μm], for example, and the thickness of the wiring film 4 is 4.5 [μm], for example.

図1(A)において、第1の合わせ検査マーク30は、その1つ1つが平面視で矩形(本実施の形態では、正方形)rの四隅にそれぞれ配置される4つの穴3のみで構成されている。これらの穴3は平面視での形状及び寸法が同一であり、その形状は正方形である。つまり、合わせ検査マーク30を構成している4つの穴3は、平面視で合同な正方形で構成されている。また、この正方形の穴3の一辺の長さは4.5[μm]以上、7.0[μm]未満である。図2に示すように、合わせ検査マーク30は、半導体基板のスクライブライン領域Sに複数形成されている。また、チップ領域Cにはアナログ回路装置が作りこまれる。   In FIG. 1A, each first alignment inspection mark 30 is composed of only four holes 3 that are respectively arranged at the four corners of a rectangle (in this embodiment, a square) r in plan view. ing. These holes 3 have the same shape and dimensions in plan view, and the shape is square. That is, the four holes 3 constituting the alignment inspection mark 30 are configured as congruent squares in plan view. The length of one side of the square hole 3 is 4.5 [μm] or more and less than 7.0 [μm]. As shown in FIG. 2, a plurality of alignment inspection marks 30 are formed in the scribe line region S of the semiconductor substrate. Also, an analog circuit device is built in the chip area C.

図1(B)に示すように、第2の合わせ検査マーク60はスクライブライン領域の配線膜4上に形成されたレジストパターンである。図1(A)に示すように、この第2の合わせ検査マーク60は、第1の合わせ検査マーク30を平面視で囲むようにして配置されている。図1(A)に示すように、左側の穴3と左側の合わせ検査マーク30との離間距離をa、左側の穴3の寸法幅(即ち、一辺の長さ)をb、左側の穴3と右側の穴3との離間距離(即ち、穴の間隔)をc、右側の穴3の寸法幅をd、右側の穴3と右側の合わせ検査マークとの離間距離eとしたとき、a〜eは一例としてそれぞれ5[μm]である。   As shown in FIG. 1B, the second alignment inspection mark 60 is a resist pattern formed on the wiring film 4 in the scribe line region. As shown in FIG. 1A, the second alignment inspection mark 60 is disposed so as to surround the first alignment inspection mark 30 in plan view. As shown in FIG. 1A, the separation distance between the left hole 3 and the left alignment inspection mark 30 is a, the dimensional width of the left hole 3 (that is, the length of one side) is b, and the left hole 3 is When the distance between the right hole 3 and the right hole 3 is c, the width of the right hole 3 is d, and the distance e between the right hole 3 and the right alignment inspection mark is Each e is 5 [μm] as an example.

本発明者が行った実験では、第1の合わせ検査マーク30の形状及び寸法を上記のように設定すると、アナログ回路形成のため層間絶縁膜2を2[μm]程度に厚く形成し、且つ配線膜4を4.5[μm]程度に厚く形成しても、配線膜4による穴3の埋め込みを防ぐことができる、という結果を得た。また、層間絶縁膜2に対するCMP工程で発生する異物はその大多数が直径7[μm]以上であり、正方形の穴3の一辺の長さを7.0[μm]未満とすることで、異物による穴3の目詰まりを防ぐことができる、ということもわかった。   In an experiment conducted by the present inventor, when the shape and dimensions of the first alignment inspection mark 30 are set as described above, the interlayer insulating film 2 is formed as thick as about 2 [μm] for forming an analog circuit, and the wiring Even if the film 4 is formed to be as thick as about 4.5 [μm], it is possible to prevent the hole 3 from being buried by the wiring film 4. Further, the majority of foreign matter generated in the CMP process for the interlayer insulating film 2 has a diameter of 7 [μm] or more, and the length of one side of the square hole 3 is less than 7.0 [μm]. It has also been found that clogging of the hole 3 due to can be prevented.

次に、上記合わせ検査マークを用いた半導体装置の製造方法について説明する。
図3(A)〜(C)は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程図である。図3(A)において、チップ領域の半導体基板1に図示しないアナログ回路用素子(MOSトランジスタやキャパシタ、抵抗体等によって構成される。)を形成した後で、半導体基板1上の全面(即ち、チップ領域の半導体基板1上とスクライブライン領域の半導体基板1上の両方)に層間絶縁膜2を形成する。半導体基板1は例えば単結晶シリコンであり、層間絶縁膜2は例えばシリコン酸化膜である。層間絶縁膜2の形成は、例えばCVDにより行う。次に、例えばCMP処理によって、層間絶縁膜2上の全面を平坦化する。平坦化後の層間絶縁膜2の厚さは、上述したように例えば2[μm]である。
Next, a method for manufacturing a semiconductor device using the alignment inspection mark will be described.
3A to 3C are process diagrams showing a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. 3A, after an analog circuit element (not shown) is formed on the semiconductor substrate 1 in the chip region (configured by MOS transistors, capacitors, resistors, etc.), the entire surface of the semiconductor substrate 1 (that is, An interlayer insulating film 2 is formed on both the semiconductor substrate 1 in the chip region and on the semiconductor substrate 1 in the scribe line region. The semiconductor substrate 1 is, for example, single crystal silicon, and the interlayer insulating film 2 is, for example, a silicon oxide film. The interlayer insulating film 2 is formed by, for example, CVD. Next, the entire surface of the interlayer insulating film 2 is planarized by, eg, CMP processing. The thickness of the interlayer insulating film 2 after planarization is, for example, 2 [μm] as described above.

次に、層間絶縁膜2上の全面にフォトレジスト(図示せず)を塗布する。そして、第1のフォトマスク(図示せず)を用いて、フォトレジストを露光、現像処理して、レジストパターン11を形成する。このレジストパターン11下から露出したチップ領域の層間絶縁膜2にビアホールが形成される。なお、第1のフォトマスクには、穴3(図1(B)参照。)となる領域の上方からフォトレジストが取り除かれるように当該フォトレジストを感光させる遮光パターンが設けられているので、上記第1のフォトマスクを用いた露光、現像処理によって、レジストパターン11下から穴3となる領域が露出する。   Next, a photoresist (not shown) is applied on the entire surface of the interlayer insulating film 2. Then, using a first photomask (not shown), the photoresist is exposed and developed to form a resist pattern 11. A via hole is formed in the interlayer insulating film 2 in the chip region exposed from below the resist pattern 11. Note that the first photomask is provided with a light-shielding pattern for exposing the photoresist so that the photoresist is removed from above the region to be the hole 3 (see FIG. 1B). By the exposure and development processing using the first photomask, the region to be the hole 3 is exposed from the bottom of the resist pattern 11.

次に、図3(B)に示すように、レジストパターン11をマスクに層間絶縁膜2をドライエッチングして、チップ領域の層間絶縁膜2にビアホール(図示せず)を形成すると同時に、スクライブライン領域の層間絶縁膜2に穴3を形成する。ビアホール及び穴3を形成した後で、レジストパターン11をアッシングして除去する。
次に、図3(C)に示すように、層間絶縁膜2上に配線膜4を形成する。この配線膜4は例えばアルミニウム膜であり、その厚さは上述したように例えば4.5[μm]である。配線膜4の形成は、例えばスパッタリングにより行う。
Next, as shown in FIG. 3B, the interlayer insulating film 2 is dry-etched using the resist pattern 11 as a mask to form a via hole (not shown) in the interlayer insulating film 2 in the chip region, and at the same time, a scribe line. A hole 3 is formed in the interlayer insulating film 2 in the region. After the via hole and the hole 3 are formed, the resist pattern 11 is removed by ashing.
Next, as shown in FIG. 3C, a wiring film 4 is formed over the interlayer insulating film 2. The wiring film 4 is, for example, an aluminum film, and the thickness thereof is, for example, 4.5 [μm] as described above. The wiring film 4 is formed by sputtering, for example.

次に、配線膜4上の全面にフォトレジスト(図示せず)を塗布する。そして、第2のフォトマスク(図示せず)を用いて、フォトレジストを露光、現像処理して、配線膜4をパターニングするためのレジストパターンを形成する。ここで、第2のフォトマスクには、スクライブライン領域に第2の検査パターン60が形成されるようにフォトレジストを感光させる遮光パターンが設けられているので、チップ領域の配線膜4上に上記レジストパターンが形成されると同時に、スクライブライン領域の配線膜4上には第2の検査パターン60が形成される。   Next, a photoresist (not shown) is applied to the entire surface of the wiring film 4. Then, using a second photomask (not shown), the photoresist is exposed and developed to form a resist pattern for patterning the wiring film 4. Here, since the second photomask is provided with a light-shielding pattern for exposing the photoresist so that the second inspection pattern 60 is formed in the scribe line region, the above-described pattern is formed on the wiring film 4 in the chip region. Simultaneously with the formation of the resist pattern, a second inspection pattern 60 is formed on the wiring film 4 in the scribe line region.

その後、配線膜4上に形成されたレジストパターンの下地層に対する合わせ検査を、第1、第2の合わせ検査マークを用いて行う。例えば、露光装置に取り付けられたCCDカメラ等(図示せず)によって、図4に示すように、第1の合わせ検査マーク30の中心位置の座標αを認識する。次に、図4に示すように、第2の合わせ検査マーク60の中心位置の座標βを認識する。そして、座標αと座標βとを比較して、第1の合わせ検査マーク30に対する第2の合わせ検査マーク60の相対的な位置ずれ量を算出する。   Thereafter, alignment inspection of the resist pattern formed on the wiring film 4 with respect to the underlayer is performed using the first and second alignment inspection marks. For example, the coordinate α of the center position of the first alignment inspection mark 30 is recognized by a CCD camera or the like (not shown) attached to the exposure apparatus, as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 4, the coordinate β of the center position of the second alignment inspection mark 60 is recognized. Then, the coordinate α and the coordinate β are compared, and the relative positional deviation amount of the second alignment inspection mark 60 with respect to the first alignment inspection mark 30 is calculated.

このように、本発明の実施の形態によれば、アナログ回路を有するため層間絶縁膜2と配線膜4は厚膜となるが、第1の合わせ検査マーク30を構成する上記4つの穴3は、従来のトレンチよりも平面視で縦方向及び横方向の幅が広くなっているので、配線膜4による穴3の埋め込みを防ぐことができる。また、上記4つの穴3の開口面の寸法はCMP工程で発生する大多数の異物よりも小さいので、異物による穴3の目詰まりを防ぐことができる。これにより、合わせ検査工程で、合わせ検査マーク30を精度良く検出することができる。   As described above, according to the embodiment of the present invention, the interlayer insulating film 2 and the wiring film 4 are thick because of having an analog circuit, but the four holes 3 constituting the first alignment inspection mark 30 are Since the width in the vertical direction and the horizontal direction is wider in plan view than in the conventional trench, it is possible to prevent the hole 3 from being filled with the wiring film 4. Moreover, since the dimension of the opening surface of the four holes 3 is smaller than the majority of foreign matters generated in the CMP process, clogging of the holes 3 due to the foreign matters can be prevented. Thereby, the alignment inspection mark 30 can be detected with high accuracy in the alignment inspection step.

この実施の形態では、合わせ検査マーク30が本発明の「(第1の)合わせ検査マーク」に対応し、合わせ検査マーク60が本発明の「第2の合わせ検査マーク」に対応している。また、スクライブライン領域Sが本発明の「検査領域」に対応している。   In this embodiment, the alignment inspection mark 30 corresponds to the “(first) alignment inspection mark” of the present invention, and the alignment inspection mark 60 corresponds to the “second alignment inspection mark” of the present invention. The scribe line region S corresponds to the “inspection region” of the present invention.

実施の形態に係る合わせ検査マーク30、60の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the alignment inspection marks 30 and 60 which concern on embodiment. 合わせ検査マーク30の配置例を示す図。The figure which shows the example of arrangement | positioning of the alignment inspection mark 30. FIG. 実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図。10A and 10B illustrate a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment. 合わせ検査マーク30、60の位置ずれ量を模式的に示す図。The figure which shows typically the positional offset amount of the alignment inspection marks 30 and 60. FIG. 従来例に係る合わせ検査マークの構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the alignment inspection mark which concerns on a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体基板、2 層間絶縁膜、3 穴、4 配線膜、11 レジストパターン、30 第1の検査マーク、60 第2の合わせ検査マーク、C チップ領域、S スクライブライン領域、r 矩形(正方形)、α 合わせ検査マーク30の中心位置の座標、β 合わせ検査マーク60の中心位置の座標   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate, 2 interlayer insulation film, 3 holes, 4 wiring films, 11 resist pattern, 30 1st inspection mark, 60 2nd alignment inspection mark, C chip area | region, S scribe line area | region, r rectangle (square), The coordinates of the center position of the α alignment inspection mark 30 and the coordinates of the center position of the β alignment inspection mark 60

Claims (6)

アナログ回路を含む半導体装置であって、
チップ領域の層間絶縁膜に形成される開口部と、前記開口部の形成後に前記チップ領域の前記層間絶縁膜上に形成されるレジストパターンとの位置合わせ精度を検査するために、前記開口部と共に検査領域の前記層間絶縁膜に形成される合わせ検査マークを備え、
前記合わせ検査マークは、平面視で矩形の四隅にそれぞれ配置される4つの穴のみで構成され、各々の前記穴は平面視で合同な正方形であり、当該正方形の一辺の長さは4.5[μm]以上、7.0[μm]未満であることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor device including an analog circuit,
In order to inspect the alignment accuracy between the opening formed in the interlayer insulating film in the chip region and the resist pattern formed on the interlayer insulating film in the chip region after the opening is formed, together with the opening With alignment inspection marks formed on the interlayer insulating film in the inspection region,
The alignment inspection mark is composed of only four holes respectively arranged at the four corners of the rectangle in plan view, and each of the holes is a congruent square in plan view, and the length of one side of the square is 4.5. [Μm] or more and less than 7.0 [μm].
前記合わせ検査マークを構成する一の前記穴と、当該一の穴と隣り合う他の前記穴との間隔は、4.5[μm]以上、7.0[μm]未満であることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。   An interval between the one hole constituting the alignment inspection mark and the other hole adjacent to the one hole is 4.5 [μm] or more and less than 7.0 [μm], The semiconductor device according to claim 1. 前記矩形とは正方形であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the rectangle is a square. アナログ回路を含む半導体装置の製造方法であって、
半導体基板上に層間絶縁膜を形成する工程と、
チップ領域の前記層間絶縁膜に開口部を形成すると共に、検査領域の前記層間絶縁膜に合わせ検査マークを形成する工程と、
前記開口部の形成後に、チップ領域の前記層間絶縁膜上にレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンと前記合わせ検査マークとの位置合わせ精度を前記検査マークを用いて検査する工程と、を含み、
前記合わせ検査マークは、
平面視で矩形の四隅にそれぞれ配置される4つの穴のみで構成され、
各々の前記穴は平面視で合同な正方形であり、当該正方形の一辺の長さは4.5[μm]以上、7.0[μm]未満であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device including an analog circuit,
Forming an interlayer insulating film on the semiconductor substrate;
Forming an opening in the interlayer insulating film in the chip region and forming an inspection mark in alignment with the interlayer insulating film in the inspection region;
Forming a resist pattern on the interlayer insulating film in the chip region after forming the opening; and
A step of inspecting the alignment accuracy of the resist pattern and the alignment inspection mark using the inspection mark,
The alignment inspection mark is
It consists of only four holes that are placed at the four corners of the rectangle in plan view,
Each of the holes is a congruent square in a plan view, and the length of one side of the square is 4.5 [μm] or more and less than 7.0 [μm].
前記合わせ検査マークを第1の合わせ検査マークとしたとき、
前記レジストパターンを形成する工程では、
前記チップ領域の前記層間絶縁膜上に当該レジストパターンを形成すると共に、検査領域の前記層間絶縁膜上にレジストからなる第2の合わせ検査マークを形成し、
前記レジストパターンと前記合わせ検査マークとの位置合わせ精度を検査する工程では、
前記第1の合わせ検査マークに対する前記第2の合わせ検査マークの相対的な位置ずれ量を測定することを特徴とする請求項4に記載の半導体装置の製造方法。
When the alignment inspection mark is the first alignment inspection mark,
In the step of forming the resist pattern,
Forming the resist pattern on the interlayer insulating film in the chip region, and forming a second alignment inspection mark made of resist on the interlayer insulating film in the inspection region;
In the step of inspecting the alignment accuracy between the resist pattern and the alignment inspection mark,
5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein a relative displacement amount of the second alignment inspection mark with respect to the first alignment inspection mark is measured.
アナログ回路を含む半導体装置を製造する際に、チップ領域の層間絶縁膜に形成される開口部と、前記開口部の形成後に前記チップ領域の前記層間絶縁膜上に形成されるレジストパターンとの位置合わせ精度を検査するために、前記開口部と共に検査領域の前記層間絶縁膜に形成される合わせ検査マークであって、
当該合わせ検査マークは、平面視で矩形の四隅にそれぞれ配置される4つの穴のみで構成され、各々の前記穴は平面視で合同な正方形であり、当該正方形の一辺の長さは4.5[μm]以上、7.0[μm]未満であることを特徴とする合わせ検査マーク。
Positions of an opening formed in an interlayer insulating film in a chip region and a resist pattern formed on the interlayer insulating film in the chip region after forming the opening when manufacturing a semiconductor device including an analog circuit In order to inspect the alignment accuracy, the alignment inspection mark formed in the interlayer insulating film in the inspection region together with the opening,
The alignment inspection mark is composed of only four holes respectively arranged at the four corners of the rectangle in plan view. Each of the holes is a congruent square in plan view, and the length of one side of the square is 4.5. The alignment inspection mark characterized by being [μm] or more and less than 7.0 [μm].
JP2006000417A 2006-01-05 2006-01-05 Semiconductor device, manufacturing method therefor, and alignment inspection mark Withdrawn JP2007184345A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006000417A JP2007184345A (en) 2006-01-05 2006-01-05 Semiconductor device, manufacturing method therefor, and alignment inspection mark

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006000417A JP2007184345A (en) 2006-01-05 2006-01-05 Semiconductor device, manufacturing method therefor, and alignment inspection mark

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007184345A true JP2007184345A (en) 2007-07-19

Family

ID=38340187

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006000417A Withdrawn JP2007184345A (en) 2006-01-05 2006-01-05 Semiconductor device, manufacturing method therefor, and alignment inspection mark

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007184345A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101733265B1 (en) * 2013-07-09 2017-05-08 캐논 가부시끼가이샤 Method of forming a detection mark and method of manufacturing a substrate

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101733265B1 (en) * 2013-07-09 2017-05-08 캐논 가부시끼가이샤 Method of forming a detection mark and method of manufacturing a substrate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5702567A (en) Plurality of photolithographic alignment marks with shape, size and spacing based on circuit pattern features
JP5182143B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
US7190823B2 (en) Overlay vernier pattern for measuring multi-layer overlay alignment accuracy and method for measuring the same
KR100689709B1 (en) overlay apparatus for semiconductor device manufacturing and overlay measuring method the same
JP4999234B2 (en) Photomask and method of manufacturing semiconductor device using the same
US9355923B2 (en) Semiconductor device with an overlay mark including segment regions surrounded by a pool region
US20090075178A1 (en) Mask with Registration Marks and Method of Fabricating Integrated Circuits
JP4525067B2 (en) Misalignment detection mark
US7136520B2 (en) Method of checking alignment accuracy of patterns on stacked semiconductor layers
JP2007184345A (en) Semiconductor device, manufacturing method therefor, and alignment inspection mark
KR101067860B1 (en) Multi overlay mark and method for forming the same
US6399259B1 (en) Method of forming alignment marks for photolithographic processing
JP2004273612A (en) Semiconductor device, its fabricating process and photomask
US20080252867A1 (en) Overlay mark, and fabrication and application of the same
JP2006140300A (en) Semiconductor device, manufacturing method therefor and wafer
KR100672781B1 (en) Test pattern for abnormal patterning detction and abnormal patterning detecting method using the same
JP2007335459A (en) Semiconductor wafer, semiconductor device, and process for fabricating the same
KR100687398B1 (en) Method for measuring overlay of semiconductor device
KR20070071657A (en) Method for forming overlay vernier of semiconductor device
JP3583044B2 (en) Semiconductor device and method of controlling misalignment
KR20020045743A (en) Wafer alignment mark in semiconductor device and method for wafer alignment using it
KR100685597B1 (en) Measurement marks of semiconductor devices and method for forming the same
KR19980060524A (en) Manufacturing method of superimposition mark
JP4845005B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR20040086857A (en) A method for forming a overlay vernier of a semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20070405

A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20090407