JP2014229726A - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

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JP2014229726A JP2013107736A JP2013107736A JP2014229726A JP 2014229726 A JP2014229726 A JP 2014229726A JP 2013107736 A JP2013107736 A JP 2013107736A JP 2013107736 A JP2013107736 A JP 2013107736A JP 2014229726 A JP2014229726 A JP 2014229726A
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琢也 萩原
Takuya Hagiwara
琢也 萩原
田中 稔彦
Toshihiko Tanaka
稔彦 田中
今井 彰
Akira Imai
彰 今井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve overlay accuracy in a main body pattern within a main body chip area in a lithography step.SOLUTION: Within a main body chip area of a mask MSKS of a processing layer which is exposed before a layer to be aligned, a CMP dummy area DAS is provided for disposing a plurality of CMP dummies DP therein and within a main body chip area of a mask MSKG to be used for exposing the layer to be aligned, a CMP dummy area DAG is provided in which an alignment mark AMG and the plurality of CMP dummies DP are disposed. The alignment mark AMG is disposed in an overlap area DAD extracted from the CMP dummy area DAS of the mask MSKS of the processing layer which is exposed before the layer to be aligned, and the CMP dummy area DAG of the mask MSKG of the layer to be aligned. In the mask MSKS of the processing layer which is exposed before the layer to be aligned, no CMP dummy DP is disposed at a position corresponding to the alignment mark AMG.

Description

本発明は半導体装置の製造技術に関し、例えばリソグラフィ工程における露光処理方法、およびその方法を用いた半導体装置の製造に好適に利用できるものである。   The present invention relates to a manufacturing technique of a semiconductor device, and can be suitably used for, for example, an exposure processing method in a lithography process and a semiconductor device using the method.

半導体製造プロセスのリソグラフィ工程において用いられる露光装置では、原版(マスク)と被転写基板(半導体基板、半導体ウエハ)とのアライメントを行う。   In an exposure apparatus used in a lithography process of a semiconductor manufacturing process, alignment of an original plate (mask) and a transferred substrate (semiconductor substrate, semiconductor wafer) is performed.

例えば特開平11−097326号公報(特許文献1)には、電子線露光方法において、位置合わせマークの位置を検出等する際に、ウエハにおけるチップの位置合わせのために使用されている関数として、チップのウエハ上の座標系のXおよびYのX・XまたはX・YあるいはY・Yという2次項を含む関数を使用する技術が開示されている。   For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-097326 (Patent Document 1), in the electron beam exposure method, when a position of an alignment mark is detected, a function used for chip alignment on a wafer is described as follows. A technique using a function including a quadratic term of X · X or X · Y or Y · Y of the coordinate system X and Y on the wafer of the chip is disclosed.

また、特開2000−208392号公報(特許文献2)には、ウエハのスクライブ線または非構成部品領域に形成されるアライメントマークと、このアライメントマークの周辺に位置し、これを化学機械研磨から保護する保護ダミーパターンとを有するアライメントマーク構造が開示されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-208392 (Patent Document 2) discloses an alignment mark formed on a scribe line or a non-component part region of a wafer and the periphery of the alignment mark, which is protected from chemical mechanical polishing. An alignment mark structure having a protective dummy pattern is disclosed.

また、特開2007−081241号公報(特許文献3)には、配線膜の表面に、溝であるアライメントマークを形成する方法が開示されている。   Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2007-081241 (Patent Document 3) discloses a method of forming alignment marks, which are grooves, on the surface of a wiring film.

また、特開2001−193268号公報(特許文献4)には、フォトマスクの位置合わせに用いる位置合わせ用マークの周辺領域の層間絶縁膜のディッシングを低減する技術が開示されている。   Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2001-193268 (Patent Document 4) discloses a technique for reducing dishing of an interlayer insulating film in a peripheral region of an alignment mark used for alignment of a photomask.

特開平11−097326号公報JP-A-11-097326 特開2000−208392号公報JP 2000-208392 A 特開2007−081241号公報JP 2007-081241 A 特開2001−193268号公報JP 2001-193268 A

原版(マスク)と被転写基板(半導体基板、半導体ウエハ)とのアライメントに使用するアライメントマークおよび重ね合わせ検査マークは、パターンレイアウトの自由度の高い、本体チップ領域の周囲に設けられたスクライブ領域に配置している。しかしながら、スクライブ領域において重ね合わせ精度が向上しても、本体チップ領域内の本体パターンにおいては重ね合わせずれが発生し、高い重ね合わせ精度が得られないという問題がある。   Alignment marks and overlay inspection marks used for alignment of the original (mask) and transferred substrate (semiconductor substrate, semiconductor wafer) are located in a scribe area provided around the main body chip area with a high degree of freedom in pattern layout. It is arranged. However, even if the overlay accuracy is improved in the scribe region, there is a problem in that overlay deviation occurs in the main body pattern in the main body chip region, and high overlay accuracy cannot be obtained.

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   Other problems and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.

一実施の形態によれば、被合わせ層より前の加工層の露光に用いられるマスクの本体チップ領域内にCMPダミー領域を設け、被合わせ層の露光に用いられるマスクの本体チップ領域内にアライメントマークが配置されたCMPダミー領域を設ける。上記アライメントマークは、被合わせ層より前に露光する加工層のマスクのCMPダミー領域と、被合わせ層のマスクのCMPダミー領域とから抽出される重複領域に配置し、被合わせ層より前に露光する加工層のマスクには、アライメントマークに対応する位置にCMPダミーを配置しない。   According to one embodiment, a CMP dummy region is provided in a body chip region of a mask used for exposure of a processed layer before the layer to be bonded, and alignment is performed in the body chip region of a mask used for exposure of the layer to be bonded. A CMP dummy area in which marks are arranged is provided. The alignment mark is arranged in an overlapping area extracted from the CMP dummy area of the mask of the processed layer to be exposed before the layer to be matched and the CMP dummy area of the mask of the layer to be matched, and is exposed before the layer to be matched. A CMP dummy is not arranged at a position corresponding to the alignment mark in the mask of the processed layer to be processed.

また、一実施の形態によれば、被合わせ層より前の加工層の露光に用いられるマスクの本体チップ領域内にCMPダミー領域を設け、被合わせ層の露光に用いられるマスクの本体チップ領域内に第1重ね合わせ検査マークが配置されたCMPダミー領域を設け、露光層の露光に用いられるマスクの本体チップ領域内に第2重ね合わせ検査マークが配置されたCMPダミー領域を設ける。上記第1および第2重ね合わせ検査マークは、被合わせ層より前に露光する加工層のマスクのCMPダミー領域と、被合わせ層のマスクのCMPダミー領域と、露光層のマスクのCMPダミー領域とから抽出される重複領域に配置し、被合わせ層より前に露光する加工層のマスクには、第1および第2重ね合わせ検査マークに対応する位置にCMPダミーを配置しない。   According to one embodiment, a CMP dummy region is provided in the main body chip region of a mask used for exposure of a processed layer before the layer to be bonded, and the main chip region of the mask used for exposure of the layer to be bonded is provided. A CMP dummy region in which a first overlay inspection mark is disposed is provided, and a CMP dummy region in which a second overlay inspection mark is disposed in a main body chip region of a mask used for exposure of the exposure layer. The first and second overlay inspection marks include a CMP dummy region of a mask of a processed layer that is exposed before the layer to be matched, a CMP dummy region of a mask of the layer to be matched, and a CMP dummy region of a mask of the exposure layer. In the mask of the processing layer that is arranged in the overlapping region extracted from the above and exposed before the layer to be bonded, no CMP dummy is arranged at a position corresponding to the first and second overlay inspection marks.

一実施の形態によれば、リソグラフィ工程において、原版(マスク)と被転写基板(半導体基板、半導体ウエハ)とのアライメントに使用するアライメントマークおよび重ね合わせ検査マークを本体チップ領域内に配置することにより、本体チップ領域内の本体パターンにおける重ね合わせ精度を向上させることができる。   According to one embodiment, in a lithography process, an alignment mark and an overlay inspection mark used for alignment between an original (mask) and a transferred substrate (semiconductor substrate, semiconductor wafer) are arranged in the main body chip region. The overlay accuracy in the main body pattern in the main body chip region can be improved.

縮小投影露光装置のアライメント方法の手順の一例を説明する工程図である。It is process drawing explaining an example of the procedure of the alignment method of a reduction projection exposure apparatus. 従来のアライメントマークの配置例を説明する概略図である。It is the schematic explaining the example of arrangement | positioning of the conventional alignment mark. 従来の露光層および被合わせ層に配置する重ね合わせ検査マークの配置例を説明する概略図である。It is the schematic explaining the example of arrangement | positioning of the overlay inspection mark arrange | positioned at the conventional exposure layer and a to-be-matched layer. 本実施の形態によるアライメントマークの配置方法を説明する概略図である。It is the schematic explaining the arrangement | positioning method of the alignment mark by this Embodiment. 本実施の形態による重ね合わせ検査マークの配置方法を説明する概略図である。It is the schematic explaining the arrangement | positioning method of the overlay inspection mark by this Embodiment. ウェハの歪の状態を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the state of distortion of a wafer. 本実施の形態によるアライメントマークの配置方法を説明する概略図である。It is the schematic explaining the arrangement | positioning method of the alignment mark by this Embodiment. 実施の形態1によるゲート層(被合わせ層)のマスクにアライメントマークを配置する方法を説明する概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a method for arranging alignment marks on a mask of a gate layer (layer to be bonded) according to the first embodiment. 実施の形態1によるコンタクト層(露光層)のマスクおよびゲート層(被合わせ層)のマスクにそれぞれ重ね合わせ検査マークを配置する方法を説明する概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a method for arranging overlay inspection marks on a mask for a contact layer (exposure layer) and a mask for a gate layer (matched layer) according to the first embodiment. 実施の形態2によるコンタクト層(被合わせ層)のマスクにアライメントマークを配置する方法を説明する概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a method for arranging alignment marks on a mask of a contact layer (layer to be bonded) according to the second embodiment. 実施の形態2による第1の配線層(露光層)のマスクおよびコンタクト層(被合わせ層)のマスクにそれぞれ重ね合わせ検査マークを配置する方法を説明する概略図である。It is the schematic explaining the method to arrange | position an overlay inspection mark to the mask of the 1st wiring layer (exposure layer) and contact layer (matching layer) by Embodiment 2, respectively. 実施の形態2による第1の配線層(露光層)のマスクおよびコンタクト層(被合わせ層)のマスクにそれぞれ重ね合わせ検査マークを配置する方法を説明する概略図である。It is the schematic explaining the method to arrange | position an overlay inspection mark to the mask of the 1st wiring layer (exposure layer) and contact layer (matching layer) by Embodiment 2, respectively. 実施の形態3による第1のビアホール層(被合わせ層)のマスクにアライメントマークを配置する方法を説明する概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a method of arranging alignment marks on a mask of a first via hole layer (layer to be bonded) according to a third embodiment. 実施の形態3による第2の配線層(被合わせ層)のマスクにアライメントマークを配置する方法を説明する概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a method of arranging alignment marks on a mask of a second wiring layer (layer to be bonded) according to the third embodiment. 実施の形態3による第2の配線層(露光層)のマスクおよび第1のビアホール層(被合わせ層)のマスクにそれぞれ重ね合わせ検査マークを配置する方法を説明する概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a method for arranging overlay inspection marks on a mask for a second wiring layer (exposure layer) and a mask for a first via hole layer (matched layer) according to the third embodiment. 実施の形態3による第2のビアホール層(露光層)のマスクおよび第2の配線層(被合わせ層)のマスクにそれぞれ重ね合わせ検査マークを配置する方法を説明する概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a method of placing overlay inspection marks on a mask for a second via hole layer (exposure layer) and a mask for a second wiring layer (matched layer) according to the third embodiment. 実施の形態3による半導体装置(電界効果トランジスタ)の製造方法を示す半導体装置の要部断面図である。FIG. 10 is a main-portion cross-sectional view of the semiconductor device showing the method of manufacturing the semiconductor device (field effect transistor) according to the third embodiment. 図16に続く、半導体装置の製造工程中の図16と同じ箇所の要部断面図である。FIG. 17 is an essential part cross-sectional view of the same place as that in FIG. 16 during the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 16; 図17に続く、半導体装置の製造工程中の図16と同じ箇所の要部断面図である。FIG. 18 is an essential part cross-sectional view of the same place as that in FIG. 16 during the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 17; 図18に続く、半導体装置の製造工程中の図16と同じ箇所の要部断面図である。FIG. 19 is an essential part cross-sectional view of the same place as that in FIG. 16 during the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 18; 図19に続く、半導体装置の製造工程中の図16と同じ箇所の要部断面図である。FIG. 20 is an essential part cross-sectional view of the same place as in FIG. 16 in the process of manufacturing the semiconductor device, following FIG. 19; 図20に続く、半導体装置の製造工程中の図16と同じ箇所の要部断面図である。FIG. 21 is a principal part cross-sectional view of the same place as in FIG. 16 in the process of manufacturing the semiconductor device, following FIG. 20; 図21に続く、半導体装置の製造工程中の図16と同じ箇所の要部断面図である。FIG. 22 is a principal part cross-sectional view of the same place as in FIG. 16 in the process of manufacturing the semiconductor device, following FIG. 21; 図22に続く、半導体装置の製造工程中の図16と同じ箇所の要部断面図である。FIG. 23 is a principal part cross-sectional view of the same place as in FIG. 16 in the process of manufacturing the semiconductor device, following FIG. 22; 図23に続く、半導体装置の製造工程中の図16と同じ箇所の要部断面図である。FIG. 24 is an essential part cross-sectional view of the same place as in FIG. 16 in the process of manufacturing the semiconductor device, following FIG. 23; 図24に続く、半導体装置の製造工程中の図16と同じ箇所の要部断面図である。FIG. 25 is a principal part cross-sectional view of the same place as in FIG. 16 in the process of manufacturing the semiconductor device, following FIG. 24; 図25に続く、半導体装置の製造工程中の図16と同じ箇所の要部断面図である。FIG. 26 is a principal part cross-sectional view of the same place as in FIG. 16 in the process of manufacturing the semiconductor device, following FIG. 25; 図26に続く、半導体装置の製造工程中の図16と同じ箇所の要部断面図である。FIG. 27 is a principal part cross-sectional view of the same place as in FIG. 16 in the process of manufacturing the semiconductor device, following FIG. 26; 図27に続く、半導体装置の製造工程中の図16と同じ箇所の要部断面図である。FIG. 28 is a principal part cross-sectional view of the same place as in FIG. 16 in the process of manufacturing the semiconductor device, following FIG. 27;

以下の実施の形態において、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。   In the following embodiments, when necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant to each other, and one is the other. There are some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like.

また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。   Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number.

また、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。   Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and clearly considered essential in principle. Needless to say.

また、「Aからなる」、「Aよりなる」、「Aを有する」、「Aを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。   In addition, when referring to “consisting of A”, “consisting of A”, “having A”, and “including A”, other elements are excluded unless specifically indicated that only that element is included. It goes without saying that it is not what you do. Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, etc. of the components, etc., the shapes are substantially the same unless otherwise specified, or otherwise apparent in principle. And the like are included. The same applies to the above numerical values and ranges.

また、以下の実施の形態で用いる図面においては、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。また、以下の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Further, in the drawings used in the following embodiments, hatching may be added to make the drawings easy to see even if they are plan views. In all the drawings for explaining the following embodiments, components having the same function are denoted by the same reference numerals in principle, and repeated description thereof is omitted. Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings.

本発明者らによって見いだされた露光処理方法における解決しようとする第1の課題および第2の課題と、それぞれの課題を解決するための手段について説明する。   The first and second problems to be solved in the exposure processing method found by the present inventors and means for solving each problem will be described.

まず、半導体装置の一製造工程である露光工程において行われる従来の縮小投影露光装置のアライメント方法を図1を用いて説明する。図1は、縮小投影露光装置のアライメント方法の手順の一例を説明する工程図である。露光工程では、ウェハ上にスクライブ領域を介して配列された複数の製品領域を有する加工層のレジストパターンが形成され、露光工程で用いられるマスクには、加工層の1つまたは複数の製品領域に対応する本体チップ領域のパターンデータが描画されている。   First, an alignment method of a conventional reduced projection exposure apparatus performed in an exposure process which is one manufacturing process of a semiconductor device will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a process diagram for explaining an example of the procedure of the alignment method of the reduced projection exposure apparatus. In the exposure process, a resist pattern of a processed layer having a plurality of product regions arranged via a scribe region is formed on the wafer, and a mask used in the exposure step is provided on one or more product regions of the processed layer. The pattern data of the corresponding main body chip area is drawn.

レジスト膜が塗布されたウェハを準備し、はじめにプリアライメントによりウェハノッチの位置合わせを行う。   A wafer coated with a resist film is prepared, and the wafer notch is first aligned by pre-alignment.

続いて、ショットのスクライブ領域内に配置された被合わせ層のラフ用アライメントマークを用い、2ショット程度のラフ用アライメントマークを検出して、X方向、Y方向、および回転方向のウェハのアライメントを行う(ラフアライメント)。   Subsequently, using the rough alignment mark of the mating layer arranged in the scribe area of the shot, the rough alignment mark of about 2 shots is detected, and the alignment of the wafer in the X direction, the Y direction, and the rotation direction is performed. Perform (rough alignment).

続いて、ショットのスクライブ領域内に配置された被合わせ層のファイン用アライメントマークを用い、10ショット程度のファイン用アライメントマークの位置計測を行い、線形な目ズレ成分シフト(Sx,Sy)、スケーリング(Mx,My)、オーソゴナリティ(θx−θy)、およびローテーション(θy)を算出する(ファインアライメント)。   Subsequently, the position of the fine alignment mark of about 10 shots is measured using the fine alignment mark of the mating layer arranged in the scribe area of the shot, and the linear misalignment component shift (Sx, Sy) and scaling are performed. (Mx, My), orthorality (θx−θy), and rotation (θy) are calculated (fine alignment).

上記計測後、グローバル露光(EGA(Enhanced Global Alignment))を行う。グローバル露光では、ファインアライメントで算出されたシフト、スケーリング、オーソゴナリティ、およびローテーションにより、各ショットの位置を予測して露光を行う。また、ダイバイダイ露光(ダイバイダイアライメント(Die-by-Die Alignment))を行ってもよい。スループットが低いという欠点はあるが、重ね合わせ精度を上げることができる。ダイバイダイ露光では、ファインアライメント後に、ショット毎に位置計測を行いながら露光を行う。   After the measurement, global exposure (EGA (Enhanced Global Alignment)) is performed. In global exposure, exposure is performed by predicting the position of each shot based on shift, scaling, authority, and rotation calculated by fine alignment. Also, die-by-die exposure (Die-by-Die Alignment) may be performed. Although there is a drawback that the throughput is low, the overlay accuracy can be increased. In die-by-die exposure, exposure is performed while performing position measurement for each shot after fine alignment.

上記露光後、被合わせ層の重ね合わせ検査マークと、レジスト膜からなるパターンで形成された露光層の重ね合わせ検査マークとを用いて、被合わせ層と露光層との重ね合わせずれ量を測定する。その後、測定された重ね合わせずれ量を次のロット露光にフィードバックして、位置合わせの補正を行う。   After the exposure, the overlay deviation amount between the mating layer and the exposure layer is measured using the overlay inspection mark of the mating layer and the overlay inspection mark of the exposure layer formed with a pattern made of a resist film. . Thereafter, the measured overlay deviation amount is fed back to the next lot exposure to correct the alignment.

<第1の課題について>
従来のアライメントマークの配置例について図2を用いて説明する。図2に説明する露光層は第1の配線(M1)層、被合わせ層はコンタクト(Contact)層、被合わせ層より前に露光する加工層はゲート(Gate)層または素子分離(STI(Shallow Trench Isolation))層、であり、STI層→Gate層→Contact層→M1層の順序で露光される。
<About the first issue>
A conventional arrangement example of alignment marks will be described with reference to FIG. The exposure layer described in FIG. 2 is the first wiring (M1) layer, the mating layer is the contact layer, and the processing layer exposed before the mating layer is the gate layer or element isolation (STI (Shallow)). Trench Isolation)) layer, and is exposed in the order of STI layer → Gate layer → Contact layer → M1 layer.

被合わせ層のマスクMSKCに形成されるアライメントマークAMCは、本体チップ領域SCの周囲のスクライブ領域SAに配置される。被合わせ層のアライメントマークAMCの近辺には、余分なパターンを配置しないようにする。また、被合わせ層より前に露光する加工層のマスクMSKG,MSKSに関しては、被合わせ層のアライメントマークAMCと対応する場所とその近辺にはパターンを配置しないようにする。こうすることで、露光の際に、マークの誤検出を防ぐ。   The alignment mark AMC formed on the mask MSKC of the mating layer is arranged in the scribe area SA around the main body chip area SC. An extra pattern is not arranged in the vicinity of the alignment mark AMC of the layer to be bonded. Further, with respect to the masks MSKG and MSKS of the processed layer that are exposed before the layer to be matched, a pattern is not arranged in and around the location corresponding to the alignment mark AMC of the layer to be matched. This prevents erroneous mark detection during exposure.

従来の露光層および被合わせ層に配置する重ね合わせ検査マークの配置例について図3を用いて説明する。図3に説明する露光層は第1の配線(M1)層、被合わせ層はコンタクト(Contact)層、被合わせ層より前に露光する加工層はゲート(Gate)層または素子分離(STI)層であり、STI層→Gate層→Contact層→M1層の順序で露光される。   An arrangement example of overlay inspection marks arranged on a conventional exposure layer and a layer to be bonded will be described with reference to FIG. The exposure layer described in FIG. 3 is the first wiring (M1) layer, the mating layer is a contact layer, and the processing layer exposed before the mating layer is a gate layer or an element isolation (STI) layer. The exposure is performed in the order of STI layer → Gate layer → Contact layer → M1 layer.

被合わせ層のマスクMSKCに形成される重ね合わせ検査マークIMCおよび露光層のマスクMSKM1に形成される重ね合わせ検査マークIMM1は、本体チップ領域SCの周囲のスクライブ領域SAに配置される。被合わせ層の重ね合わせ検査マークIMCおよび露光層の重ね合わせ検査マークIMM1の近辺には、余分なパターンを配置しないようにする。また、被合わせ層より前に露光する加工層のマスクMSKG,MSKSに関しては、被合わせ層の重ね合わせ検査マークIMCおよび露光層の重ね合わせ検査マークIMM1と対応する場所とその近辺にはパターンを配置しないようにする。こうすることで、重ね合わせ検査の際に、マークの誤検出を防ぐ。   The overlay inspection mark IMC formed on the mask MSKC of the mating layer and the overlay inspection mark IMM1 formed on the mask MSKM1 of the exposure layer are arranged in the scribe area SA around the main body chip area SC. In the vicinity of the overlay inspection mark IMC for the layer to be mated and the overlay inspection mark IMM1 for the exposure layer, no extra pattern is arranged. In addition, regarding the masks MSKG and MSKS of the processed layer that are exposed before the layer to be bonded, a pattern is arranged at and near the position corresponding to the overlay inspection mark IMC of the layer to be bonded and the overlay inspection mark IMM1 of the exposure layer. Do not. This prevents erroneous mark detection during overlay inspection.

上述したように、アライメントマークおよび重ね合わせ検査マークの配置には、露光層および被合わせ層のみならずそれ以前に加工を行う加工層にもその影響を考慮しつつレイアウトをする必要がある。そのため、アライメントマークおよび重ね合わせ検査マークはパターンレイアウトの自由度の高いスクライブ領域に配置される。   As described above, the alignment mark and the overlay inspection mark need to be laid out in consideration of the influence on not only the exposed layer and the layer to be combined but also the processed layer processed before that. For this reason, the alignment mark and the overlay inspection mark are arranged in a scribe region having a high degree of freedom in pattern layout.

しかし、スクライブ領域にアライメントマークおよび重ね合わせ検査マークを配置すると、以下の理由(1)および(2)により、スクライブ領域での重ね合わせ精度を上げる工夫をしても、本体チップ領域内の本体パターンでは重ね合わせずれが発生する。   However, when alignment marks and overlay inspection marks are arranged in the scribe area, the main body pattern in the main body chip area can be improved for the following reasons (1) and (2). Then, overlay deviation occurs.

理由(1):実際には、重ね合わせ精度が必要な本体チップ領域内の本体パターンと、アライメントマークおよび重ね合わせ検査マークとの距離が離れている。   Reason (1): Actually, the distance between the main body pattern in the main body chip area that requires overlay accuracy and the alignment mark and overlay inspection mark is large.

理由(2):本体チップ領域内の本体パターンとスクライブ領域とでは、パターン密度等に差があることから加工形状等が微妙に異なる。   Reason (2): The main body pattern in the main body chip area and the scribe area have slightly different processing shapes and the like due to differences in pattern density and the like.

重ね合わせ精度が必要な本体パターンの近辺にアライメントマークおよび重ね合わせ検査マークを配置できればよい。しかし、本体チップ領域内では、本体パターンに影響を与えないようにアライメントマークおよび重ね合わせ検査マークを配置しなければならないため、アライメントマークおよび重ね合わせ検査マークを単純に本体チップ領域内に配置することは容易ではない。   It is only necessary that the alignment mark and the overlay inspection mark can be arranged in the vicinity of the main body pattern that requires overlay accuracy. However, since the alignment mark and overlay inspection mark must be placed in the main body chip area so as not to affect the main body pattern, the alignment mark and overlay inspection mark should simply be placed in the main body chip area. Is not easy.

本実施の形態では、新規のDA(Design Automation)ツール等を用いることなく、簡便に、本体チップ領域内にアライメントマークおよび重ね合わせ検査マークを配置することを可能とする。その結果、実際に重ね合わせ精度の必要な本体チップ領域内の本体パターンの近辺にアライメントマークおよび重ね合わせ検査マークを配置することが可能となり、重ね合わせ精度を向上させることができる。   In the present embodiment, alignment marks and overlay inspection marks can be easily arranged in the main body chip area without using a new DA (Design Automation) tool or the like. As a result, alignment marks and overlay inspection marks can be arranged in the vicinity of the main body pattern in the main body chip area that actually requires overlay accuracy, and the overlay accuracy can be improved.

<第1の課題を解決するための第1の手段について>
加工層には、本体チップ領域内のパターンのない領域にCMP(Chemical Mechanical Polishing:化学機械研磨)ダミーと呼ばれるダミーパターンを配置することが多い。CMPダミーを用いて本体チップ領域内のパターン密度を一定に揃えることにより、CMPの加工平坦性を向上させることが可能になる。CMPダミーは、ある一定の配置ルールに従って、ツールを用いて自動で配置する。
<About the first means for solving the first problem>
In the processed layer, a dummy pattern called a CMP (Chemical Mechanical Polishing) dummy is often arranged in a region having no pattern in the main body chip region. By using the CMP dummy to uniformize the pattern density in the main body chip region, it becomes possible to improve the CMP processing flatness. The CMP dummy is automatically arranged using a tool according to a certain arrangement rule.

第1の配線層に配置されるCMPダミーの配置ルールの一例を以下に示す。   An example of the placement rule for the CMP dummy placed in the first wiring layer is shown below.

(a)パターンは0.4μm×0.4μmの大きさのホールパターン
(b)2.0μm×2.0μm以上の領域にCMPダミーを配置
(c)本体パターンから0.8μm離れた位置からCMPダミーを配置
CMPダミーに用いるパターンは、プロセスマージンが広く、かつ、種々のパターンレイアウトでパターン密度を一定に調整できるようにあまり大きすぎないほうが好ましいが、形状等に大きな制約はない。よって、CMPダミーを配置する領域は、パターン密度に著しく差を発生させなければ、比較的自由にCMPダミーに用いるパターンを置くことができる。
(A) The pattern is a 0.4 μm × 0.4 μm hole pattern. (B) A CMP dummy is placed in an area of 2.0 μm × 2.0 μm or more. (C) CMP is performed from a position 0.8 μm away from the main body pattern. It is preferable that the pattern used for the CMP dummy has a wide process margin and is not too large so that the pattern density can be adjusted to be constant in various pattern layouts, but there is no significant limitation on the shape or the like. Therefore, in the region where the CMP dummy is arranged, a pattern used for the CMP dummy can be placed relatively freely if no significant difference is generated in the pattern density.

本実施の形態では、本体チップ領域内のCMPダミーが配置される領域にアライメントマークおよび重ね合わせ検査マークを配置する。通常は、CMPダミーが存在しているところであるので、そこにアライメントマークおよび重ね合わせ検査マークを配置しても本体パターンへの影響はほとんど見られない。   In the present embodiment, an alignment mark and an overlay inspection mark are arranged in a region where a CMP dummy is arranged in the main body chip region. Usually, since a CMP dummy exists, even if an alignment mark and an overlay inspection mark are arranged there, the influence on the main body pattern is hardly seen.

被合わせ層の本体チップ領域内にアライメントマークを配置する方法について図4を用いて説明する。図4は、本実施の形態による被合わせ層のマスクにアライメントマークを配置する方法を説明する概略図である。図4に説明する露光層はコンタクト(Contact)層、被合わせ層はゲート(Gate)層、被合わせ層より前に露光する加工層は素子分離(STI)層であり、STI層→Gate層→Contact層の順序で露光される。   A method of arranging alignment marks in the main body chip region of the layer to be bonded will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a method of arranging alignment marks on the mask of the layer to be bonded according to the present embodiment. The exposure layer described in FIG. 4 is a contact layer, the mating layer is a gate layer, and the processing layer exposed before the mating layer is an element isolation (STI) layer. STI layer → Gate layer → The exposure is performed in the order of the Contact layer.

1.第1ステップ
まず、被合わせ層のマスクMSKGのレイアウトから、本体チップ領域内のCMPダミー配置領域DAGを抽出し、被合わせ層より前に露光する加工層のマスクMSKSのレイアウトから、本体チップ領域内のCMPダミー配置領域DASを抽出する。
1. First Step First, the CMP dummy arrangement region DAG in the main body chip region is extracted from the layout of the mask MSKG of the mating layer, and the mask layer MSKS of the processing layer exposed before the mating layer is extracted from the layout of the main chip region. The CMP dummy arrangement area DAS is extracted.

2.第2ステップ
CMPダミー配置領域DAGと、CMPダミー配置領域DASとのCMPダミー重複領域DADを抽出する。
2. Second Step A CMP dummy overlapping area DAD between the CMP dummy arrangement area DAG and the CMP dummy arrangement area DAS is extracted.

3.第3ステップ
上記CMPダミー重複領域DAD内から、アライメントマークを配置する位置AMPを決定する。アライメントマークは、本体チップ領域内の高い重ね合わせ精度が要求される本体パターンの近くに配置するのが好ましい。
3. Third Step A position AMP where the alignment mark is to be arranged is determined from within the CMP dummy overlapping area DAD. The alignment mark is preferably arranged near the main body pattern that requires high overlay accuracy in the main body chip region.

4.第4ステップ
被合わせ層のアライメントマークを配置する位置AMPにアライメントマークAMGを配置する。
4). 4th step Alignment mark AMG is arrange | positioned in position AMP which arrange | positions the alignment mark of a to-be-matched layer.

5.第5ステップ
被合わせ層の本体チップ領域内のCMPダミー配置領域DAGに複数のCMPダミーDPを配置する。同様に、被合わせ層より前に露光する加工層の本体チップ領域内のCMPダミー配置領域DASにCMPダミーDPを配置する。
5. Fifth Step A plurality of CMP dummy DPs are arranged in the CMP dummy arrangement region DAG in the main body chip region of the mating layer. Similarly, the CMP dummy DP is arranged in the CMP dummy arrangement area DAS in the main body chip area of the processed layer to be exposed before the layer to be bonded.

アライメントマークAMGの近傍にはマークの誤検出を防ぐために、アライメントマークAMGのパターン端から所定の距離はCMPダミーDPを配置しないようにする。すなわち、アライメントマークAMGが配置された第1領域と、第1領域の周囲で、かつ、アライメントマークAMGのパターン端から所定の距離、例えば0.3μm以内の第2領域とからなるマーク領域AGにはCMPダミーDPを配置しないようにする。   In order to prevent erroneous mark detection in the vicinity of the alignment mark AMG, the CMP dummy DP is not disposed at a predetermined distance from the pattern end of the alignment mark AMG. That is, the mark region AG is composed of a first region where the alignment mark AMG is arranged, and a second region around the first region and a predetermined distance from the pattern end of the alignment mark AMG, for example, within 0.3 μm. Does not arrange a CMP dummy DP.

被合わせ層より前に露光する加工層についても同様に、マークの誤検出を防ぐために、上記CMPダミーDPを配置しないマーク領域AGに対応するマーク領域ASにはCMPダミーDPを配置しないようにする。   Similarly, in the processed layer exposed before the layer to be bonded, in order to prevent erroneous mark detection, the CMP dummy DP is not arranged in the mark area AS corresponding to the mark area AG where the CMP dummy DP is not arranged. .

ただし、CMPダミーDPを配置しない領域AG,ASが著しく大きくなると、パターン密度が変化してCMPの加工平坦性に影響が出るため、CMPダミーDPを配置しないマーク領域AG,ASは所定の範囲以内にする必要がある。   However, if the areas AG and AS in which the CMP dummy DP is not disposed are remarkably increased, the pattern density is changed to affect the processing flatness of the CMP. Therefore, the mark areas AG and AS in which the CMP dummy DP is not disposed are within a predetermined range. It is necessary to.

上述した本体チップ領域内にアライメントマークを配置する方法を用いることにより、本体チップ領域内の高い重ね合わせ精度が要求される本体パターンの近くにアライメントマークを配置することが可能となる。被合わせ層のアライメントマークの近傍、および被合わせ層より前に露光する加工層の同位置にCMPダミーを配置しないことで、マークの誤検出を防ぐ。CMPダミーを配置していない加工層がある場合は、その加工層において仮のCMPダミー配置ルールを設定し、仮のCMPダミー配置領域を算出する。この仮のCMPダミー配置領域も含めてCMPダミー重複領域を抽出する。   By using the method of arranging the alignment mark in the main body chip region described above, the alignment mark can be arranged in the vicinity of the main body pattern that requires high overlay accuracy in the main body chip region. By not arranging a CMP dummy in the vicinity of the alignment mark of the mating layer and at the same position of the processed layer exposed before the mating layer, erroneous mark detection is prevented. When there is a processed layer in which no CMP dummy is arranged, a temporary CMP dummy arrangement rule is set in the processed layer, and a temporary CMP dummy arrangement region is calculated. The CMP dummy overlap area is extracted including the provisional CMP dummy arrangement area.

被合わせ層に配置するアライメントマークの場所は、通常CMPダミーを配置する場所である。アライメントマークが著しく大きくなければ、CMPダミーがアライメントマークに置き換わっても、光近接効果等による本体パターンへの影響は小さい。パターン密度の大きな変化はないため、CMPの加工平坦性劣化も無い。また、被合わせ層より前に露光する加工層においては、アライメントマークに対応する位置にCMPダミーが配置されないが、アライメントマークが著しく大きくなければ、光近接効果等による本体パターンへの影響は小さい。パターン密度の大きな変化はないため、CMPの加工平坦性劣化も無い。   The location of the alignment mark placed on the layer to be bonded is usually the place where the CMP dummy is placed. If the alignment mark is not remarkably large, even if the CMP dummy is replaced with the alignment mark, the influence on the main body pattern due to the optical proximity effect or the like is small. Since there is no significant change in the pattern density, there is no deterioration in CMP processing flatness. In the processed layer exposed before the layer to be bonded, the CMP dummy is not disposed at the position corresponding to the alignment mark. However, if the alignment mark is not significantly large, the effect on the main body pattern due to the optical proximity effect or the like is small. Since there is no significant change in the pattern density, there is no deterioration in CMP processing flatness.

被合わせ層より前に露光する加工層の同位置には、基本的にはCMPダミーを配置しないが、露光層を露光する際にパターンが認識できない層に関してはCMPダミーを配置してもよい。   Basically, no CMP dummy is disposed at the same position of the processed layer exposed before the layer to be bonded, but a CMP dummy may be disposed for a layer whose pattern cannot be recognized when exposing the exposed layer.

次に、被合わせ層および露光層の本体チップ領域内に重ね合わせ検査マークを配置する方法について図5を用いて説明する。図5は、本実施の形態による被合わせ層のマスクおよび露光層のマスクにそれぞれ重ね合わせ検査マークを配置する方法を説明する概略図である。図5に説明する露光層はコンタクト(Contact)層、被合わせ層はゲート(Gate)層、被合わせ層より前に露光する加工層は素子分離(STI)層、であり、STI層→Gate層→Contact層の順序で露光される。   Next, a method for arranging the overlay inspection mark in the main body chip region of the layer to be bonded and the exposure layer will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a method of arranging overlay inspection marks on the mask of the layer to be bonded and the mask of the exposure layer according to the present embodiment. The exposure layer described in FIG. 5 is a contact layer, the mating layer is a gate layer, and the processing layer exposed before the mating layer is an element isolation (STI) layer. STI layer → Gate layer → The exposure is performed in the order of the Contact layer.

1.第1ステップ
まず、露光層のマスクMSKCのレイアウトから本体チップ領域内のCMPダミー領域DACを抽出し、被合わせ層のマスクMSKGのレイアウトから本体チップ領域内のCMPダミー領域DAGを抽出し、被合わせ層より前に露光する加工層のマスクMSKSのレイアウトから、本体チップ領域内のCMPダミー配置領域DASを抽出する。
1. First Step First, the CMP dummy area DAC in the main body chip area is extracted from the layout of the mask MSKC of the exposure layer, and the CMP dummy area DAG in the main body chip area is extracted from the layout of the mask MSKG of the mating layer. The CMP dummy arrangement area DAS in the main body chip area is extracted from the layout of the mask MSKS of the processing layer exposed before the layer.

ただし、露光層についてはCMPダミーDPを用いない層であるため、仮のCMPダミー配置ルールを設定し、仮のCMPダミー配置領域DACを抽出する。   However, since the exposure layer is a layer that does not use the CMP dummy DP, a provisional CMP dummy arrangement rule is set, and a provisional CMP dummy arrangement area DAC is extracted.

2.第2ステップ
CMPダミー配置領域DACと、CMPダミー配置領域DAGと、CMPダミー配置領域DASとのCMPダミー重複領域DADを抽出する。
2. Second Step The CMP dummy overlapping area DAD of the CMP dummy arrangement area DAC, the CMP dummy arrangement area DAG, and the CMP dummy arrangement area DAS is extracted.

3.第3ステップ
上記CMPダミー重複領域DAD内から、重ね合わせ検査マークを配置する位置IMPを決定する。重ね合わせ検査マークは、本体チップ領域内の高い重ね合わせ精度が要求される本体パターンの近くに配置するのが好ましい。
3. Third Step From the CMP dummy overlap area DAD, a position IMP at which the overlay inspection mark is arranged is determined. The overlay inspection mark is preferably arranged near the main body pattern that requires high overlay accuracy in the main body chip region.

4.第4ステップ
露光層の重ね合わせ検査マークを配置する位置IMPに重ね合わせ検査マークIMCを配置し、被合わせ層の重ね合わせ検査マークを配置する位置IMPに重ね合わせ検査マークIMGを配置する。
4). Fourth Step The overlay inspection mark IMC is disposed at the position IMP where the overlay inspection mark of the exposure layer is disposed, and the overlay inspection mark IMG is disposed at the position IMP where the overlay inspection mark of the layer to be matched is disposed.

5.第5ステップ
被合わせ層の本体チップ領域内のCMPダミー配置領域DAGに複数のCMPダミーDPを配置する。同様に、被合わせ層より前に露光する加工層の本体チップ領域内のCMPダミー配置領域DASにCMPダミーDPを配置する。
5. Fifth Step A plurality of CMP dummy DPs are arranged in the CMP dummy arrangement region DAG in the main body chip region of the mating layer. Similarly, the CMP dummy DP is arranged in the CMP dummy arrangement area DAS in the main body chip area of the processed layer to be exposed before the layer to be bonded.

被合わせ層においては、重ね合わせ検査マークIMGの近傍にはマークの誤検出を防ぐために、重ね合わせ検査マークIMGのパターン端から所定の距離はCMPダミーDPを配置しないようにする。すなわち、重ね合わせ検査マークIMGが配置された第1領域と、第1領域の周囲で、かつ、重ね合わせ検査マークIMGのパターン端から所定の距離、例えば0.3μm以内の第2領域とからなる検査マーク領域BGにはCMPダミーDPを配置しないようにする。   In the layer to be bonded, the CMP dummy DP is not arranged at a predetermined distance from the pattern end of the overlay inspection mark IMG in order to prevent erroneous mark detection in the vicinity of the overlay inspection mark IMG. That is, it includes a first area where the overlay inspection mark IMG is arranged, and a second area around the first area and within a predetermined distance from the pattern end of the overlay inspection mark IMG, for example, within 0.3 μm. The CMP dummy DP is not arranged in the inspection mark area BG.

被合わせ層より前に露光する加工層についても同様に、マークの誤検出を防ぐために、上記被合わせ層のCMPダミーDPを配置しない検査マーク領域BGに対応する検査マーク領域BSにはCMPダミーDPを配置しないようにする。   Similarly, in the processed layer exposed before the mating layer, in order to prevent erroneous mark detection, the CMP dummy DP is provided in the inspection mark area BS corresponding to the inspection mark area BG in which the CMP dummy DP of the mating layer is not disposed. Do not place.

ただし、CMPダミーDPを配置しない検査マーク領域BG,BSが著しく大きくなると、パターン密度が変化してCMPの加工平坦性に影響が出るため、CMPダミーDPを配置しない検査マーク領域BG,BSは所定の範囲以内にする必要がある。   However, if the inspection mark areas BG and BS where the CMP dummy DP is not disposed are significantly increased, the pattern density is changed and the processing flatness of the CMP is affected. Therefore, the inspection mark areas BG and BS where the CMP dummy DP is not disposed are predetermined. Must be within the range.

上述した本体チップ領域内に重ね合わせ検査マークを配置する方法を用いることにより、本体チップ領域内の高い重ね合わせ精度が要求される本体パターンの近くに重ね合わせ検査マークを配置することが可能となる。被合わせ層の重ね合わせ検査マークの近傍、および被合わせ層より前に露光する加工層の同位置にCMPダミーを配置しないことで、マークの誤検出を防ぐ。CMPダミーを配置していない加工層がある場合は、その加工層において仮のCMPダミー配置ルールを設定し、仮のCMPダミー配置領域を算出する。この仮のCMPダミー配置領域も含めてCMPダミー重複領域を抽出する。   By using the above-described method of arranging the overlay inspection mark in the main body chip area, it is possible to place the overlay inspection mark in the vicinity of the main body pattern that requires high overlay accuracy in the main body chip area. . By not providing a CMP dummy in the vicinity of the overlay inspection mark of the mating layer and at the same position of the processed layer exposed before the mating layer, erroneous mark detection is prevented. When there is a processed layer in which no CMP dummy is arranged, a temporary CMP dummy arrangement rule is set in the processed layer, and a temporary CMP dummy arrangement region is calculated. The CMP dummy overlap area is extracted including the provisional CMP dummy arrangement area.

露光層に配置する重ね合わせ検査マークおよび被合わせ層に配置する重ね合わせ検査マークの場所は、通常CMPダミーを配置する場所である。重ね合わせ検査マークが著しく大きくなければ、CMPダミーが重ね合わせ検査マークに置き換わっても、光近接効果等による本体パターンへの影響は小さい。パターン密度の大きな変化はないため、CMPの加工平坦性劣化も無い。また、被合わせ層より前に露光する加工層においては、重ね合わせ検査マークに対応する位置にCMPダミーが配置されないが、重ね合わせ検査マークが著しく大きくなければ、光近接効果等による本体パターンへの影響は小さい。パターン密度の大きな変化はないため、CMPの加工平坦性劣化も無い。   The location of the overlay inspection mark placed on the exposure layer and the overlay inspection mark placed on the layer to be mated are usually locations where CMP dummy is placed. If the overlay inspection mark is not significantly large, even if the CMP dummy is replaced with the overlay inspection mark, the influence on the main body pattern due to the optical proximity effect or the like is small. Since there is no significant change in the pattern density, there is no deterioration in CMP processing flatness. Further, in the processed layer exposed before the layer to be bonded, the CMP dummy is not disposed at the position corresponding to the overlay inspection mark. The impact is small. Since there is no significant change in the pattern density, there is no deterioration in CMP processing flatness.

被合わせ層より前に露光する加工層の同位置には、基本的にはCMPダミーを配置しないが、露光層を露光する際にパターンが認識できない層に関してはCMPダミーを配置してもよい。   Basically, no CMP dummy is disposed at the same position of the processed layer exposed before the layer to be bonded, but a CMP dummy may be disposed for a layer whose pattern cannot be recognized when exposing the exposed layer.

このように、本実施の形態を用いることにより、新規のDAツール等を用いることなく、簡便に、本体チップ領域内の実際に重ね合わせ精度の必要なパターンの近辺にアライメントマークおよび重ね合わせ検査マークを配置することが可能となり、実際の重ね合わせ精度を向上させることができる。   As described above, by using this embodiment, an alignment mark and an overlay inspection mark can be easily located in the vicinity of a pattern that actually requires overlay accuracy in the main body chip area without using a new DA tool or the like. Can be arranged, and the actual overlay accuracy can be improved.

<第2の課題について>
例えば、SOI(Silicon On Insulator)ウエハを用いた場合、またはフラッシュ(FLASH)混載チップを形成する場合は、図6に示すように、熱処理を加えることによりウェハWAFまたはチップが複雑に歪むという問題がある。ウェハWAFの歪が複雑であるため、これをEGAによって補正することは難しい。
<About the second issue>
For example, when an SOI (Silicon On Insulator) wafer is used or when a flash (FLASH) mixed chip is formed, there is a problem that the wafer WAF or the chip is complicatedly distorted by applying heat treatment as shown in FIG. is there. Since the distortion of the wafer WAF is complicated, it is difficult to correct this by EGA.

しかし、ショット単位で被合わせ層のショット形状を計測し、ショット毎にショット形状を補正して露光を行うことにより、高い合わせ精度を得ることができる。   However, it is possible to obtain high alignment accuracy by measuring the shot shape of the layer to be matched in shot units and correcting the shot shape for each shot and performing exposure.

本実施の形態では、さらに高い重ね合わせ精度を達成するために、前述した手法により本体チップ領域内にアライメントマークおよび重ね合わせ検査マークを配置し、ラフアライメントおよびEGAの後に、それらのマークを用いてチップ毎に位置計測を行い、チップ毎に形状補正して露光するダイバイダイアライメントを行う。   In this embodiment, in order to achieve higher overlay accuracy, alignment marks and overlay inspection marks are arranged in the main body chip region by the above-described method, and these marks are used after rough alignment and EGA. Die-by-die alignment is performed in which position measurement is performed for each chip and shape correction is performed for each chip for exposure.

<第2の課題を解決するための第2の手段について>
アライメントマークの配置方法を図7を用いて説明する。図7は、本実施の形態によるアライメントマークの配置方法を説明する概略図である。ここでは、アライメントマークの配置方法について説明するが、重ね合わせ検査マークの配置方法も同様である。
<About the second means for solving the second problem>
A method for arranging alignment marks will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic diagram for explaining an alignment mark arrangement method according to the present embodiment. Here, the alignment mark arranging method will be described, but the overlay inspection mark arranging method is also the same.

本体チップ領域SC内に第1ピッチで格子点を設け、被合わせ層のCMPダミー配置領域と、被合わせ層より前に露光する加工層のCMPダミー配置領域とのCMPダミー重複領域DAD内の格子点位置に、被合わせ層のアライメントマークAMを配置する。本体チップ領域SC内に第1ピッチで複数のアライメントマークAMを配置することで、本体チップ領域SC内の位置情報を平均的に得ることが可能になる。   Lattice points are provided at a first pitch in the main body chip region SC, and a lattice in the CMP dummy overlap region DAD between the CMP dummy placement region of the mating layer and the CMP dummy placement region of the processed layer exposed before the mating layer The alignment mark AM of the layer to be bonded is arranged at the point position. By arranging the plurality of alignment marks AM at the first pitch in the main body chip area SC, it becomes possible to obtain the position information in the main body chip area SC on average.

アライメントマークAMの計測は実際の露光と同じステージ動作で実施することが好ましい。そうすることで位置計測時と露光時の装置動作間のばらつきによる位置ずれを低減することができる。   The alignment mark AM is preferably measured by the same stage operation as the actual exposure. By doing so, it is possible to reduce misalignment due to variations between apparatus operations during position measurement and exposure.

ダイバイダイアライメントは処理に時間がかかるため、処理時間を短縮するためには、ダイバイダイアライメントを実施する前に行うEGAの結果で残渣成分が大きいショットを抽出し、残渣成分の大きいショットのみを上記アライメントマークAMを用いてダイバイダイアライメントすることが好ましい。また、高い重ね合わせ精度を要求される工程にのみ本実施の形態によるダイバイダイアライメントを行い、それ以外の工程は従来のアライメント手法で露光を行うこともスループット対策として有効である。   Since die-by-die alignment takes time to process, in order to shorten the processing time, a shot with a large residual component is extracted as a result of EGA performed before performing die-by-die alignment, and only a shot with a large residual component is described above. It is preferable to perform die-by-die alignment using the alignment mark AM. It is also effective as a countermeasure against throughput to perform die-by-die alignment according to the present embodiment only in a process that requires high overlay accuracy and perform exposure using a conventional alignment method in other processes.

上述した第2の手段では、格子点位置にアライメントマークおよび重ね合わせ検査マークを配置した。これは本体チップ領域内で万遍なく位置情報を取得するためである。万遍なく位置情報が得ることができるマーク配置になっていれば、必ずしも格子点位置にアライメントマークおよび重ね合わせ検査マークを配置しなくてもよい。   In the second means described above, alignment marks and overlay inspection marks are arranged at the lattice point positions. This is because the position information is obtained uniformly in the main body chip area. If the mark arrangement is such that the position information can be obtained uniformly, the alignment mark and overlay inspection mark need not necessarily be arranged at the lattice point position.

本体パターン内で特に重ね合わせ精度を要求されるパターンが存在する場合は、その本体パターン近辺にアライメントマークおよび重ね合わせ検査マークを多く配置すると、その本体パターンに重み付けされた位置情報を得ることが可能になる。例えば重ね合わせ精度を要求されないパターンの近辺には第1ピッチを有する複数の第1格子点を設け、重ね合わせ精度を要求されるパターンの近辺には前記第1ピッチよりも小さい第2ピッチを有する複数の第2格子点を設けてもよい。   If there is a pattern that requires superposition accuracy in the main body pattern, position information weighted on the main body pattern can be obtained by placing many alignment marks and overlay inspection marks near the main body pattern. become. For example, a plurality of first lattice points having a first pitch are provided in the vicinity of a pattern that does not require overlay accuracy, and a second pitch smaller than the first pitch is provided in the vicinity of a pattern that requires overlay accuracy. A plurality of second lattice points may be provided.

また、アライメントマークおよび重ね合わせ検査マークから得られる位置情報のうち、重要度の高い本体パターン付近のアライメントマークおよび重ね合わせ検査マークから得られる位置情報について重み付けを行うと、その本体パターンをより重視した情報を得ることができる。   In addition, among the position information obtained from alignment marks and overlay inspection marks, weighting the position information obtained from alignment marks and overlay inspection marks in the vicinity of the highly important body pattern makes the body pattern more important Information can be obtained.

以下に、上述した第1および第2の課題を解決するための具体的な手段を実施の形態1〜4において説明する。   Hereinafter, specific means for solving the first and second problems described above will be described in the first to fourth embodiments.

(実施の形態1)
実施の形態1による被合わせ層のパターンデータにアライメントマークを配置する方法を図8を用いて説明する。図8は、実施の形態1によるゲート層(被合わせ層)のマスクにアライメントマークを配置する方法を説明する概略図である。
(Embodiment 1)
A method for arranging alignment marks in the pattern data of the layer to be bonded according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a method of arranging alignment marks on the mask of the gate layer (matched layer) according to the first embodiment.

図8に説明する露光層はコンタクト(Contact)層、被合わせ層はゲート(Gate)層、被合わせ層より前に露光する加工層は素子分離(STI)層であり、STI層→Gate層→Contact層の順序で露光される。   The exposure layer described in FIG. 8 is a contact layer, the bonding layer is a gate layer, and the processing layer exposed before the bonding layer is an element isolation (STI) layer. The STI layer → Gate layer → The exposure is performed in the order of the Contact layer.

マスクMSKGに描画されるGate層のパターンデータおよびマスクMSKSに描画されるSTI層のパターンデータには、それぞれ本体チップ領域内の本体パターンの無い領域にCMPダミーが配置される。   In the pattern data of the Gate layer drawn on the mask MSKG and the pattern data of the STI layer drawn on the mask MSKS, a CMP dummy is arranged in an area without the main body pattern in the main body chip area.

STI層のCMPダミー生成ルールの一例を以下に示す。   An example of the CMP dummy generation rule for the STI layer is shown below.

(a)パターンは1.5μm×0.5μmの大きさの溝パターン
(b)3.0μm×3.0μm以上の領域にCMPダミーを配置
(c)本体パターンから1.0μm離れた位置からCMPダミーを配置
また、Gate層のCMPダミー生成ルールの一例を以下に示す。
(A) The pattern is a groove pattern having a size of 1.5 μm × 0.5 μm. (B) A CMP dummy is placed in an area of 3.0 μm × 3.0 μm or more. (C) CMP is performed from a position 1.0 μm away from the main body pattern. Arrangement of dummy In addition, an example of a CMP dummy generation rule for the Gate layer is shown below.

(a)パターンは0.3μm×1.7μmの大きさのラインパターン
(b)3.0μm×3.0μm以上の領域にCMPダミーを配置
(c)本体パターンから1.0μm離れた位置からCMPダミーを配置
1.第1ステップ
まず、マスクMSKGのパターンデータからGate層のCMPダミー配置領域DAGを抽出し、マスクMSKSのパターンデータからSTI層のCMPダミー配置領域DASを抽出する。
(A) The pattern is a line pattern having a size of 0.3 μm × 1.7 μm. (B) A CMP dummy is arranged in an area of 3.0 μm × 3.0 μm or more. (C) CMP is performed from a position 1.0 μm away from the main body pattern. Place a dummy First Step First, the CMP dummy arrangement area DAG of the Gate layer is extracted from the pattern data of the mask MSKG, and the CMP dummy arrangement area DAS of the STI layer is extracted from the pattern data of the mask MSKS.

2.第2ステップ
Gate層のCMPダミー配置領域DAGと、STI層のCMPダミー配置領域DASとのCMPダミー重複領域DADを抽出する。
2. Second Step A CMP dummy overlap area DAD between the CMP dummy arrangement area DAG of the Gate layer and the CMP dummy arrangement area DAS of the STI layer is extracted.

3.第3ステップ
Contact層とGate層とで高い重ね合わせ精度が必要な本体パターンの近傍で、かつ、CMPダミー配置領域DAG,DASの重複領域DADである場所の中から、Gate層のアライメントマークを配置する位置を決定する。
3. Third Step Place the alignment mark of the Gate layer in the vicinity of the main body pattern that requires high overlay accuracy between the Contact layer and the Gate layer, and from the place where the CMP dummy placement area DAG, DAS overlaps the DAD. Decide where to go.

4.第4ステップ
Gate層にアライメントマークAMGを配置する。アライメントマークAMGには、例えば1.4μm×1.4μmの大きさのパターンを用いる。
4). Fourth Step An alignment mark AMG is arranged on the Gate layer. For the alignment mark AMG, for example, a pattern having a size of 1.4 μm × 1.4 μm is used.

5.第5ステップ
Gate層のCMPダミー領域DAGおよびSTI層のCMPダミー領域DASにCMPダミーDPを配置する。Gate層のCMPダミー領域DAGに配置されるCMPダミーDPには、例えば0.3μm×1.7μmの大きさのラインパターンを用いる。STI層のCMPダミー領域DASに配置されるCMPダミーDPには、例えば1.5μm×0.5μmの大きさの溝パターンを用いる。また、Gate層についてはアライメントマークAMGを中心とする2.0μm×2.0μmの範囲(マーク領域AG)内にはCMPダミーDPを配置しないようにする。また、STI層については、Gate層のマーク領域AGと対応する同位置の2.0μm×2.0μmの範囲(マーク領域AS)内にCMPダミーDPを配置しないようにする。
5. Fifth Step A CMP dummy DP is disposed in the CMP dummy region DAG of the Gate layer and the CMP dummy region DAS of the STI layer. For the CMP dummy DP disposed in the CMP dummy region DAG of the Gate layer, for example, a line pattern having a size of 0.3 μm × 1.7 μm is used. For the CMP dummy DP disposed in the CMP dummy area DAS of the STI layer, for example, a groove pattern having a size of 1.5 μm × 0.5 μm is used. For the Gate layer, the CMP dummy DP is not disposed in the range (mark area AG) of 2.0 μm × 2.0 μm centering on the alignment mark AMG. For the STI layer, the CMP dummy DP is not arranged in the 2.0 μm × 2.0 μm range (mark region AS) at the same position corresponding to the mark region AG of the Gate layer.

次に、実施の形態1による露光層のパターンデータおよび被合わせ層のパターンデータにそれぞれ重ね合わせ検査マークを配置する方法を図9を用いて説明する。図9は、実施の形態1によるコンタクト層(露光層)のマスクおよびゲート層(被合わせ層)のマスクにそれぞれ重ね合わせ検査マークを配置する方法を説明する概略図である。   Next, a method for arranging overlay inspection marks in the pattern data of the exposure layer and the pattern data of the layer to be matched according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic diagram for explaining a method of arranging overlay inspection marks on the mask of the contact layer (exposure layer) and the mask of the gate layer (matched layer) according to the first embodiment.

図9に説明する露光層はコンタクト(Contact)層、被合わせ層はゲート(Gate)層、被合わせ層より前に露光する加工層は素子分離(STI)層であり、STI層→Gate層→Contact層の順序で露光される。   The exposure layer described in FIG. 9 is a contact layer, the mating layer is a gate layer, and the processing layer exposed before the mating layer is an element isolation (STI) layer. STI layer → Gate layer → The exposure is performed in the order of the Contact layer.

マスクMSKGに描画されるGate層のパターンデータおよびマスクMSKSに描画されるSTI層のパターンデータには、それぞれ本体チップ領域内の本体パターンの無い領域にCMPダミーが配置されるが、マスクMSKCに描画されるContact層のパターンデータにはCMPダミーは配置されない。   In the pattern data of the Gate layer drawn on the mask MSKG and the pattern data of the STI layer drawn on the mask MSKS, a CMP dummy is arranged in the area without the main body pattern in the main body chip area, but the mask dummy is drawn on the mask MSKS. The CMP dummy is not arranged in the pattern data of the contact layer.

1.第1ステップ
まず、マスクMSKGのパターンデータからGate層のCMPダミー配置領域DAGを抽出し、マスクMSKSのパターンデータからSTI層のCMPダミー配置領域DASを抽出する。
1. First Step First, the CMP dummy arrangement area DAG of the Gate layer is extracted from the pattern data of the mask MSKG, and the CMP dummy arrangement area DAS of the STI layer is extracted from the pattern data of the mask MSKS.

次に、Contact層に仮のCMPダミー生成ルールを設定し、マスクMSKCのパターンデータに仮のCMPダミー配置領域DACを設定する。Contact層の仮のCMPダミー生成ルールの一例を以下に示す。   Next, a provisional CMP dummy generation rule is set in the Contact layer, and a provisional CMP dummy arrangement area DAC is set in the pattern data of the mask MSKC. An example of a provisional CMP dummy generation rule for the Contact layer is shown below.

(a)パターンは0.4μm×0.4μmの大きさのホールパターン
(b)2.0μm×2.0μm以上の領域にCMPダミーを配置
(c)本体パターンから0.8μm離れた位置からCMPダミーを配置
2.第2ステップ
Contact層のCMPダミー配置領域DACと、Gate層のCMPダミー配置領域DAGと、STI層のCMPダミー配置領域DASとのCMPダミー重複領域DADを抽出する。
(A) The pattern is a 0.4 μm × 0.4 μm hole pattern. (B) A CMP dummy is placed in an area of 2.0 μm × 2.0 μm or more. (C) CMP is performed from a position 0.8 μm away from the main body pattern. Place dummy Second Step A CMP dummy overlapping area DAD of the CMP dummy arrangement area DAC of the Contact layer, the CMP dummy arrangement area DAG of the Gate layer, and the CMP dummy arrangement area DAS of the STI layer is extracted.

3.第3ステップ
Contact層とGate層とで高い重ね合わせ精度が必要な本体パターンの近傍で、かつ、CMPダミー配置領域DAC,DAG,DASのCMPダミー重複領域DADである場所の中から、Contact層の重ね合わせ検査マークとGate層の重ね合わせ検査マークを配置する位置を決定する。
3. Third Step In the contact layer and the gate layer, in the vicinity of the main body pattern that requires high overlay accuracy and the CMP dummy overlapping area DAD of the CMP dummy arrangement areas DAC, DAG, and DAS, The position where the overlay inspection mark and the overlay inspection mark of the Gate layer are arranged is determined.

4.第4ステップ
Contact層に重ね合わせ検査マークIMCを配置し、Gate層に重ね合わせ検査マークIMGを配置する。Contact層に配置される重ね合わせ検査マークIMCには、例えば0.75μm×0.75μmの大きさのパターンを用い、Gate層に配置される重ね合わせ検査マークIMGには、例えば1.4μm×1.4μmの大きさのパターンを用いた。
4). Fourth Step The overlay inspection mark IMC is disposed on the Contact layer, and the overlay inspection mark IMG is disposed on the Gate layer. For example, a pattern having a size of 0.75 μm × 0.75 μm is used for the overlay inspection mark IMC disposed in the Contact layer, and for the overlay inspection mark IMG disposed in the Gate layer, for example, 1.4 μm × 1. A pattern with a size of 4 μm was used.

5.第5ステップ
Gate層のCMPダミー領域DAGおよびSTI層のCMPダミー領域DASにCMPダミーDPを配置する。Gate層のCMPダミー領域DAGに配置されるCMPダミーDPには、例えば0.3μm×1.7μmの大きさのラインパターンを用いる。STI層のCMPダミー領域DASに配置されるCMPダミーDPには、例えば1.5μm×0.5μmの大きさの溝パターンを用いる。また、Gate層については、重ね合わせ検査マークIMGを中心とする2.0μm×2.0μmの範囲(検査マーク領域BG)内にはCMPダミーDPを配置しないようにする。また、STI層については、Gate層の検査マーク領域BGと対応する同位置の2.0μm×2.0μmの範囲(検査マーク領域BS)内にCMPダミーDPを配置しないようにする。
5. Fifth Step A CMP dummy DP is disposed in the CMP dummy region DAG of the Gate layer and the CMP dummy region DAS of the STI layer. For the CMP dummy DP disposed in the CMP dummy region DAG of the Gate layer, for example, a line pattern having a size of 0.3 μm × 1.7 μm is used. For the CMP dummy DP disposed in the CMP dummy area DAS of the STI layer, for example, a groove pattern having a size of 1.5 μm × 0.5 μm is used. For the Gate layer, the CMP dummy DP is not arranged in the range of 2.0 μm × 2.0 μm (inspection mark region BG) centering on the overlay inspection mark IMG. In addition, for the STI layer, the CMP dummy DP is not arranged in a 2.0 μm × 2.0 μm range (inspection mark region BS) at the same position corresponding to the inspection mark region BG of the Gate layer.

上述したアライメントマークの情報および重ね合わせ検査マークの情報をパターンデータに盛り込み、STI層、Gate層、およびContact層のレチクルを作製する。   The above-described alignment mark information and overlay inspection mark information are included in the pattern data, and reticles of the STI layer, the Gate layer, and the Contact layer are manufactured.

次に、実施の形態1による上記レチクルを用いた電界効果トランジスタの製造方法の一例を説明する。   Next, an example of a method for manufacturing a field effect transistor using the reticle according to the first embodiment will be described.

p型のシリコン基板を準備し、シリコン基板の上に酸化シリコン膜および窒化シリコン膜を形成した後、STI層のレチクルを用いて窒化シリコン膜上にレジストパターンを形成する。続いて、レジストパターンをマスクとして窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、およびシリコン基板を順次加工して、シリコン基板に分離溝を形成する。続いて、レジストパターンを除去した後、分離溝の内部に酸化シリコン膜を埋め込むことにより素子分離部を形成する。   A p-type silicon substrate is prepared, and after a silicon oxide film and a silicon nitride film are formed on the silicon substrate, a resist pattern is formed on the silicon nitride film using an STI layer reticle. Subsequently, the silicon nitride film, the silicon oxide film, and the silicon substrate are sequentially processed using the resist pattern as a mask to form an isolation groove in the silicon substrate. Subsequently, after removing the resist pattern, an element isolation portion is formed by embedding a silicon oxide film inside the isolation trench.

次に、シリコン基板の主面にゲート酸化膜を形成し、ゲート酸化膜上に、例えば200nm程度の厚さの多結晶シリコン膜を堆積した後、Gate層のレチクルを用いて多結晶シリコン膜上にレジストパターンを形成する。続いて、レジストパターンをマスクとして多結晶シリコン膜を加工して、ゲート電極を形成する。続いて、レジストパターンを除去した後、ゲート電極の両側のシリコン基板にn型不純物を導入して、ソース・ドレイン領域を形成する。その後、ゲート電極の側壁にサイドウォールを形成し、ゲート電極の上面およびシリコン基板の主面にシリサイド膜を形成する。   Next, a gate oxide film is formed on the main surface of the silicon substrate, a polycrystalline silicon film having a thickness of, for example, about 200 nm is deposited on the gate oxide film, and then a gate layer reticle is used to form the gate oxide film on the polycrystalline silicon film. A resist pattern is formed on the substrate. Subsequently, the polycrystalline silicon film is processed using the resist pattern as a mask to form a gate electrode. Subsequently, after removing the resist pattern, n-type impurities are introduced into the silicon substrate on both sides of the gate electrode to form source / drain regions. Thereafter, a sidewall is formed on the side wall of the gate electrode, and a silicide film is formed on the upper surface of the gate electrode and the main surface of the silicon substrate.

次に、CVD(Chemical Vapor Deposition)法により、例えば850nm程度の厚さの酸化シリコン膜を堆積した後、その酸化シリコン膜の上面をCMP法で平坦化して層間絶縁膜を形成する。   Next, after depositing a silicon oxide film having a thickness of, for example, about 850 nm by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, the upper surface of the silicon oxide film is planarized by a CMP method to form an interlayer insulating film.

次に、本体チップ領域内に配置したゲートアライメントマークを基準にして目合わせを行い、Contact層のレチクルを用いて層間絶縁膜上にレジストパターンを形成する。続いて、ゲート電極を加工したときに形成された本体チップ領域内のGate層の重ね合わせ検査マークと、Contact層のレジストパターニングでレジストパターンに形成されたContact層の重ね合わせ検査マークとを用いて重ね合わせずれの測定を行う。この測定の結果は、次のロット処理のContact層の露光パラメータにフィードバックされる。   Next, alignment is performed with reference to the gate alignment mark arranged in the main body chip region, and a resist pattern is formed on the interlayer insulating film using a contact layer reticle. Subsequently, using the overlay inspection mark of the Gate layer in the main body chip region formed when the gate electrode is processed, and the overlay inspection mark of the Contact layer formed in the resist pattern by resist patterning of the Contact layer. Measure overlay deviation. The result of this measurement is fed back to the exposure parameter of the Contact layer in the next lot processing.

次に、レジストパターンをマスクとして層間絶縁膜を加工して、層間絶縁膜に接続孔を形成した後、レジストパターンを除去し、接続孔の底部に露出するシリコン基板の主面を洗浄して自然酸化膜を除去する。   Next, the interlayer insulating film is processed using the resist pattern as a mask to form a connection hole in the interlayer insulating film, and then the resist pattern is removed, and the main surface of the silicon substrate exposed at the bottom of the connection hole is washed to naturally The oxide film is removed.

次に、コリメーションスパッタリング法によりチタン(Ti)膜および窒化チタン(TiN)膜を堆積してバリアメタル膜を形成する。続いて、接続孔の内部を含む層間絶縁膜上に、例えば厚さ600nm程度のタングステン(W)膜を堆積した後、接続孔の内部以外のタングステン(W)膜をCMP法により研磨して除去することにより、接続孔の内部にプラグを形成する。その後、プラグに電気的に接続する第1の配線層を形成する。以上の工程により、電界効果トランジスタが略完成する。   Next, a barrier metal film is formed by depositing a titanium (Ti) film and a titanium nitride (TiN) film by a collimation sputtering method. Subsequently, after depositing, for example, a tungsten (W) film having a thickness of about 600 nm on the interlayer insulating film including the inside of the connection hole, the tungsten (W) film other than the inside of the connection hole is polished and removed by a CMP method. By doing so, a plug is formed inside the connection hole. Thereafter, a first wiring layer electrically connected to the plug is formed. Through the above steps, the field effect transistor is substantially completed.

このように、実施の形態1によれば、Gate層とContact層とには、高い重ね合わせ精度が要求されるが、本体パターンの近辺にアライメントマークおよび重ね合わせ検査マークを配置することができるので、アライメントマークおよび重ね合わせ検査マークを用いて露光処理を行うことにより、重ね合わせずれを小さくすることが可能となり、高い重ね合わせ精度を実現することができる。   As described above, according to the first embodiment, the gate layer and the contact layer are required to have high overlay accuracy, but the alignment mark and overlay inspection mark can be arranged in the vicinity of the main body pattern. By performing the exposure process using the alignment mark and the overlay inspection mark, it is possible to reduce the overlay deviation and realize high overlay accuracy.

(実施の形態2)
実施の形態2による被合わせ層のパターンデータにアライメントマークを配置する方法を図10を用いて説明する。図10は、実施の形態2によるコンタクト層(被合わせ層)のマスクにアライメントマークを配置する方法を説明する概略図である。
(Embodiment 2)
A method for arranging alignment marks in the pattern data of the layer to be bonded according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a method of arranging alignment marks on the mask of the contact layer (matched layer) according to the second embodiment.

図10に説明する露光層は第1の配線(M1)層、被合わせ層はコンタクト(Contact)層、被合わせ層より前に露光する加工層はゲート(Gate)層と素子分離(STI)層であり、STI層→Gate層→Contact層→M1層の順序で露光される。   The exposure layer described in FIG. 10 is the first wiring (M1) layer, the mating layer is a contact layer, and the processing layer exposed before the mating layer is a gate layer and an element isolation (STI) layer. The exposure is performed in the order of STI layer → Gate layer → Contact layer → M1 layer.

マスクMSKGに描画されるGate層のパターンデータおよびマスクMSKSに描画されるSTI層のパターンデータには、それぞれ本体チップ領域内の本体パターンの無い領域にCMPダミーが配置されるが、マスクMSKCに描画されるContact層のパターンデータにはCMPダミーは配置されない。   In the pattern data of the Gate layer drawn on the mask MSKG and the pattern data of the STI layer drawn on the mask MSKS, a CMP dummy is arranged in the area without the main body pattern in the main body chip area, but the mask dummy is drawn on the mask MSKS. The CMP dummy is not arranged in the pattern data of the contact layer.

STI層のCMPダミー生成ルールの一例を以下に示す。   An example of the CMP dummy generation rule for the STI layer is shown below.

(a)パターンは1.5μm×0.5μmの大きさの溝パターン
(b)3.0μm×3.0μm以上の領域にCMPダミーを配置
(c)本体パターンから1.0μm離れた位置からCMPダミーを配置
また、Gate層のCMPダミー生成ルールの一例を以下に示す。
(A) The pattern is a groove pattern having a size of 1.5 μm × 0.5 μm. (B) A CMP dummy is placed in an area of 3.0 μm × 3.0 μm or more. (C) CMP is performed from a position 1.0 μm away from the main body pattern. Arrangement of dummy In addition, an example of a CMP dummy generation rule for the Gate layer is shown below.

(a)パターンは0.3μm×1.7μmの大きさのラインパターン
(b)3.0μm×3.0μm以上の領域にCMPダミーを配置
(c)本体パターンから1.0μm離れた位置からCMPダミーを配置
1.第1ステップ
まず、マスクMSKGのパターンデータからGate層のCMPダミー配置領域DAGを抽出し、マスクMSKSのパターンデータからSTI層のCMPダミー配置領域DASを抽出する。
(A) The pattern is a line pattern having a size of 0.3 μm × 1.7 μm. (B) A CMP dummy is arranged in an area of 3.0 μm × 3.0 μm or more. (C) CMP is performed from a position 1.0 μm away from the main body pattern. Place a dummy First Step First, the CMP dummy arrangement area DAG of the Gate layer is extracted from the pattern data of the mask MSKG, and the CMP dummy arrangement area DAS of the STI layer is extracted from the pattern data of the mask MSKS.

次に、Contact層に仮のCMPダミー生成ルールを設定し、マスクMSKCのパターンデータに仮のCMPダミー配置領域DACを設定する。Contact層の仮のCMPダミー生成ルールの一例を以下に示す。   Next, a provisional CMP dummy generation rule is set in the Contact layer, and a provisional CMP dummy arrangement area DAC is set in the pattern data of the mask MSKC. An example of a provisional CMP dummy generation rule for the Contact layer is shown below.

(a)パターンは0.4μm×0.4μmの大きさのホールパターン
(b)2.0μm×2.0μm以上の領域にCMPダミーを配置
(c)本体パターンから0.8μm離れた位置からCMPダミーを配置
2.第2ステップ
Contact層のCMPダミー配置領域DACと、Gate層のCMPダミー配置領域DAGと、STI層のCMPダミー配置領域DASとのCMPダミー重複領域DADを抽出する。
(A) The pattern is a 0.4 μm × 0.4 μm hole pattern. (B) A CMP dummy is placed in an area of 2.0 μm × 2.0 μm or more. (C) CMP is performed from a position 0.8 μm away from the main body pattern. Place dummy Second Step A CMP dummy overlapping area DAD of the CMP dummy arrangement area DAC of the Contact layer, the CMP dummy arrangement area DAG of the Gate layer, and the CMP dummy arrangement area DAS of the STI layer is extracted.

3.第3ステップ
M1層とContact層とで高い重ね合わせ精度が必要な本体パターンの近傍で、かつ、CMPダミー配置領域DAC,DAG,DASのCMPダミー重複領域DADである場所の中から、Contact層のアライメントマークを配置する位置を決定する。
3. Third Step In the vicinity of the main body pattern that requires high overlay accuracy in the M1 layer and the Contact layer, and in the CMP dummy overlapping area DAD of the CMP dummy arrangement areas DAC, DAG, and DAS, The position where the alignment mark is arranged is determined.

4.第4ステップ
Contact層にアライメントマークAMCを配置する。アライメントマークAMCには、例えば1.4μm×1.4μmの大きさのパターンを用いた。
4). Fourth Step An alignment mark AMC is placed on the contact layer. For the alignment mark AMC, for example, a pattern having a size of 1.4 μm × 1.4 μm was used.

5.第5ステップ
Gate層のCMPダミー領域DAGおよびSTI層のCMPダミー領域DASにCMPダミーDPを配置する。Gate層のCMPダミー領域DAGに配置されるCMPダミーDPには、例えば0.3μm×1.7μmの大きさのラインパターンを用いる。STI層のCMPダミー領域DASに配置されるCMPダミーDPには、例えば1.5μm×0.5μmの大きさの溝パターンを用いる。また、Gate層およびSTI層については、Contact層のアライメントマークAMCを配置する領域と対応する同位置の2.0μm×2.0μmの範囲(マーク領域AG,AS)内にはCMPダミーDPを配置しないようにする。
5. Fifth Step A CMP dummy DP is disposed in the CMP dummy region DAG of the Gate layer and the CMP dummy region DAS of the STI layer. For the CMP dummy DP disposed in the CMP dummy region DAG of the Gate layer, for example, a line pattern having a size of 0.3 μm × 1.7 μm is used. For the CMP dummy DP disposed in the CMP dummy area DAS of the STI layer, for example, a groove pattern having a size of 1.5 μm × 0.5 μm is used. For the Gate layer and the STI layer, a CMP dummy DP is disposed in a 2.0 μm × 2.0 μm range (mark regions AG, AS) corresponding to the region where the alignment mark AMC of the Contact layer is disposed. Do not.

次に、実施の形態2による露光層のパターンデータおよび被合わせ層のパターンデータにそれぞれ重ね合わせ検査マークを配置する方法を図11Aおよび図11Bを用いて説明する。図11Aと11Bは、実施の形態2による第1の配線層(露光層)のマスクおよびコンタクト層(被合わせ層)のマスクにそれぞれ重ね合わせ検査マークを配置する方法を説明する概略図である。   Next, a method for arranging overlay inspection marks in the pattern data of the exposure layer and the pattern data of the layer to be matched according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 11A and 11B. FIGS. 11A and 11B are schematic diagrams for explaining a method of arranging overlay inspection marks on the mask of the first wiring layer (exposure layer) and the mask of the contact layer (matched layer) according to the second embodiment.

図11に説明する露光層は第1の配線(M1)層、被合わせ層はコンタクト(Contact)層、被合わせ層より前に露光する加工層はゲート(Gate)層と素子分離(STI)層であり、STI層→Gate層→Contact層→M1層の順序で露光される。   The exposure layer described in FIG. 11 is the first wiring (M1) layer, the mating layer is a contact layer, and the processing layer exposed before the mating layer is a gate layer and an element isolation (STI) layer. The exposure is performed in the order of STI layer → Gate layer → Contact layer → M1 layer.

マスクMSKM1に描画されるM1層のパターンデータ、マスクMSKGに描画されるGate層のパターンデータ、およびマスクMSKSに描画されるSTI層のパターンデータには、それぞれ本体チップ領域内の本体パターンの無い領域にCMPダミーが配置されるが、マスクMSKCに描画されるContact層のパターンデータにはCMPダミーは配置されない。   The pattern data of the M1 layer drawn on the mask MSKM1, the pattern data of the Gate layer drawn on the mask MSKG, and the pattern data of the STI layer drawn on the mask MSKS are areas without a main body pattern in the main body chip area, respectively. However, no CMP dummy is arranged in the pattern data of the Contact layer drawn on the mask MSKC.

M1層のCMPダミー生成ルールの一例を以下に示す。   An example of a CMP dummy generation rule for the M1 layer is shown below.

(a)パターンは0.4μm×0.4μmの大きさのホールパターン
(b)2.0μm×2.0μm以上の領域にCMPダミーを配置
(c)本体パターンから0.8μm離れた位置からCMPダミーを配置
1.第1ステップ
まず、マスクMSKM1のパターンデータからM1層のCMPダミー配置領域DAM1を抽出し、マスクMSKGのパターンデータからGate層のCMPダミー配置領域DAGを抽出し、マスクMSKSのパターンデータからSTI層のCMPダミー配置領域DASを抽出する。
(A) The pattern is a 0.4 μm × 0.4 μm hole pattern. (B) A CMP dummy is placed in an area of 2.0 μm × 2.0 μm or more. (C) CMP is performed from a position 0.8 μm away from the main body pattern. Place a dummy First Step First, the CMP dummy arrangement area DAM1 of the M1 layer is extracted from the pattern data of the mask MSKM1, the CMP dummy arrangement area DAG of the Gate layer is extracted from the pattern data of the mask MSKG, and the STI layer of the mask MSKS pattern data is extracted. The CMP dummy arrangement area DAS is extracted.

次に、Contact層に仮のCMPダミー生成ルールを上述したように設定し、マスクMSKCのパターンデータに仮のCMPダミー配置領域DACを設定する。   Next, the provisional CMP dummy generation rule is set in the Contact layer as described above, and the provisional CMP dummy arrangement area DAC is set in the pattern data of the mask MSKC.

2.第2ステップ
M1層のCMPダミー配置領域DAM1と、Contact層のCMPダミー配置領域DACと、Gate層のCMPダミー配置領域DAGと、STI層のCMPダミー配置領域DASとのCMPダミー重複領域DADを抽出する。
2. Second Step Extract CMP dummy overlapping area DAD of CMP dummy arrangement area DAM1 of M1 layer, CMP dummy arrangement area DAC of Contact layer, CMP dummy arrangement area DAG of Gate layer, and CMP dummy arrangement area DAS of STI layer To do.

3.第3ステップ
M1層とGate層とで高い重ね合わせ精度が必要な本体パターンの近傍で、かつ、CMPダミー配置領域DAM1,DAC,DAG,DASのCMPダミー重複領域DADである場所の中から、M1層の重ね位置合わせ検査マークとContact層の重ね合わせ検査マークを配置する位置を決定する。
3. Third Step M1 is located in the vicinity of the main body pattern that requires high overlay accuracy between the M1 layer and the Gate layer, and from among the CMP dummy overlapping areas DAD of the CMP dummy arrangement areas DAM1, DAC, DAG, and DAS, M1 The position where the layer overlay alignment inspection mark and the contact layer overlay inspection mark are arranged is determined.

4.第4ステップ
M1層に重ね合わせ検査マークIMM1を配置し、Contact層に重ね合わせ検査マークIMCを配置する。M1層に配置される重ね合わせ検査マークIMM1には、例えば0.75μm×0.75μmの大きさのパターンを用い、Contact層に配置される重ね合わせ検査マークIMCには、例えば1.4μm×1.4μmの大きさのパターンを用いる。
4). Fourth Step The overlay inspection mark IMM1 is disposed on the M1 layer, and the overlay inspection mark IMC is disposed on the Contact layer. For example, a pattern having a size of 0.75 μm × 0.75 μm is used for the overlay inspection mark IMM1 disposed in the M1 layer, and for the overlay inspection mark IMC disposed in the Contact layer, for example, 1.4 μm × 1. A pattern with a size of 4 μm is used.

5.第5ステップ
M1層のCMPダミー領域DAM1、Gate層のCMPダミー領域DAG、およびSTI層のCMPダミー領域DASにCMPダミーDPを配置する。M1層のCMPダミー領域DAM1に配置されるCMPダミーDPには、0.4μm×0.4μmの大きさのホールパターンを用いる。Gate層のCMPダミー領域DAGに配置されるCMPダミーDPには、例えば0.3μm×1.7μmの大きさのラインパターンを用いる。STI層のCMPダミー領域DASに配置されるCMPダミーDPには、例えば1.5μm×0.5μmの大きさの溝パターンを用いる。また、M1層については、重ね合わせ検査マークIMM1を中心とする2.0μm×2.0μmの範囲(検査マーク領域BM1)内にはCMPダミーDPを配置しないようにする。また、Gate層およびSTI層については、M1層の検査マーク領域BM1と対応する同位置の2.0μm×2.0μmの範囲(検査マーク領域BG,BS)内にCMPダミーDPを配置しないようにする。
5. Fifth Step A CMP dummy DP is arranged in the CMP dummy area DAM1 of the M1 layer, the CMP dummy area DAG of the Gate layer, and the CMP dummy area DAS of the STI layer. A hole pattern having a size of 0.4 μm × 0.4 μm is used for the CMP dummy DP disposed in the CMP dummy region DAM1 of the M1 layer. For the CMP dummy DP disposed in the CMP dummy region DAG of the Gate layer, for example, a line pattern having a size of 0.3 μm × 1.7 μm is used. For the CMP dummy DP disposed in the CMP dummy area DAS of the STI layer, for example, a groove pattern having a size of 1.5 μm × 0.5 μm is used. For the M1 layer, the CMP dummy DP is not arranged in the range of 2.0 μm × 2.0 μm (inspection mark region BM1) centering on the overlay inspection mark IMM1. For the Gate layer and the STI layer, the CMP dummy DP is not arranged in the 2.0 μm × 2.0 μm range (inspection mark regions BG, BS) corresponding to the inspection mark region BM1 of the M1 layer. To do.

上述したアライメントマークの情報および重ね合わせ検査マークの情報をパターンデータに盛り込み、STI層、Gate層、Contact層、およびM1層のレチクルを作製する。   The alignment mark information and overlay inspection mark information described above are included in the pattern data, and the STI layer, Gate layer, Contact layer, and M1 layer reticles are manufactured.

次に、実施の形態2による上記レチクルを用いた電界効果トランジスタの製造方法の一例を説明する。   Next, an example of a method for manufacturing a field effect transistor using the reticle according to the second embodiment will be described.

p型のシリコン基板を準備し、シリコン基板の上に酸化シリコン膜および窒化シリコン膜を形成した後、STI層のレチクルを用いて窒化シリコン膜上にレジストパターンを形成する。続いて、レジストパターンをマスクとして窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、およびシリコン基板を順次加工して、シリコン基板に分離溝を形成する。続いて、レジストパターンを除去した後、分離溝の内部に酸化シリコン膜を埋め込むことにより素子分離部を形成する。   A p-type silicon substrate is prepared, and after a silicon oxide film and a silicon nitride film are formed on the silicon substrate, a resist pattern is formed on the silicon nitride film using an STI layer reticle. Subsequently, the silicon nitride film, the silicon oxide film, and the silicon substrate are sequentially processed using the resist pattern as a mask to form an isolation groove in the silicon substrate. Subsequently, after removing the resist pattern, an element isolation portion is formed by embedding a silicon oxide film inside the isolation trench.

次に、シリコン基板の主面にゲート酸化膜を形成し、ゲート酸化膜上に、例えば200nm程度の厚さの多結晶シリコン膜を堆積した後、Gate層のレチクルを用いて多結晶シリコン膜上にレジストパターンを形成する。続いて、レジストパターンをマスクとして多結晶シリコン膜を加工して、ゲート電極を形成する。続いて、レジストパターンを除去した後、ゲート電極の両側のシリコン基板にn型不純物を導入して、ソース・ドレイン領域を形成する。その後、ゲート電極の側壁にサイドウォールを形成し、ゲート電極の上面およびシリコン基板の主面にシリサイド膜を形成する。   Next, a gate oxide film is formed on the main surface of the silicon substrate, a polycrystalline silicon film having a thickness of, for example, about 200 nm is deposited on the gate oxide film, and then a gate layer reticle is used to form the gate oxide film on the polycrystalline silicon film. A resist pattern is formed on the substrate. Subsequently, the polycrystalline silicon film is processed using the resist pattern as a mask to form a gate electrode. Subsequently, after removing the resist pattern, n-type impurities are introduced into the silicon substrate on both sides of the gate electrode to form source / drain regions. Thereafter, a sidewall is formed on the side wall of the gate electrode, and a silicide film is formed on the upper surface of the gate electrode and the main surface of the silicon substrate.

次に、CVD法により、例えば850nm程度の厚さの酸化シリコン膜を堆積した後、その酸化シリコン膜の上面をCMP法で平坦化して第1層間絶縁膜を形成する。   Next, after a silicon oxide film having a thickness of, for example, about 850 nm is deposited by CVD, the upper surface of the silicon oxide film is planarized by CMP to form a first interlayer insulating film.

次に、Contact層のレチクルを用いて第2層間絶縁膜上にレジストパターンを形成する。続いて、レジストパターンをマスクとして第1層間絶縁膜を加工して、第1層間絶縁膜に接続孔を形成した後、レジストパターンを除去し、接続孔の底部に露出するシリコン基板の主面を洗浄して自然酸化膜を除去する。   Next, a resist pattern is formed on the second interlayer insulating film using a contact layer reticle. Subsequently, the first interlayer insulating film is processed using the resist pattern as a mask to form a connection hole in the first interlayer insulating film. Then, the resist pattern is removed, and the main surface of the silicon substrate exposed at the bottom of the connection hole is removed. Clean and remove the native oxide film.

次に、コリメーションスパッタリング法によりチタン(Ti)膜および窒化チタン(TiN)膜を堆積してバリアメタル膜を形成する。続いて、接続孔の内部を含む第1層間絶縁膜上に、例えば厚さ600nm程度のタングステン(W)膜を堆積した後、接続孔の内部以外のタングステン(W)膜をCMP法により研磨して除去することにより、接続孔の内部にプラグを形成する。   Next, a barrier metal film is formed by depositing a titanium (Ti) film and a titanium nitride (TiN) film by a collimation sputtering method. Subsequently, after depositing, for example, a tungsten (W) film having a thickness of about 600 nm on the first interlayer insulating film including the inside of the connection hole, the tungsten (W) film other than the inside of the connection hole is polished by a CMP method. By removing them, a plug is formed inside the connection hole.

次に、第1層間絶縁膜上に第2層間絶縁膜を形成した後、本体チップ領域内に配置したコンタクトアライメントマークを基準にして目合わせを行い、M1層のレチクルを用いて第2層間絶縁膜上にレジストパターンを形成する。続いて、接続孔を加工したときに形成された本体チップ領域内のContact層の重ね合わせ検査マークと、M1層のレジストパターニングでレジストパターンに形成されたM1層の重ね合わせ検査マークとを用いて重ね合わせずれの測定を行う。この測定の結果は、次のロット処理のM1層の露光パラメータにフィードバックされる。   Next, after a second interlayer insulating film is formed on the first interlayer insulating film, alignment is performed with reference to the contact alignment mark arranged in the main body chip region, and the second interlayer insulating is performed using the M1 layer reticle. A resist pattern is formed on the film. Subsequently, using the overlay inspection mark of the Contact layer in the main body chip region formed when the connection hole is processed, and the overlay inspection mark of the M1 layer formed in the resist pattern by resist patterning of the M1 layer. Measure overlay deviation. The result of this measurement is fed back to the exposure parameter of the M1 layer in the next lot processing.

次に、レジストパターンをマスクとして第2層間絶縁膜を加工して、第2層間絶縁膜に配線用の溝を形成する。続いて、レジストパターンを除去した後、タンタル(Ta)膜またはチタン(Ti)膜からなるバリア導体膜をスパッタリング法により形成し、さらに、バリア導体膜を覆うように銅(Cu)を主体とする導体膜からなるシード層をスパッタリング法により形成する。その後、電解めっき法によりシード層上に配線用の溝を埋め込むように、銅(Cu)を主体とする配線用の導体膜を形成する。続いて、配線用の溝の内部以外のバリア導体膜および導体膜をCMP法により研磨して除去することにより、配線用の溝の内部に第1の配線層を形成する。以上の工程により、電界効果トランジスタが略完成する。   Next, the second interlayer insulating film is processed using the resist pattern as a mask to form a wiring groove in the second interlayer insulating film. Subsequently, after removing the resist pattern, a barrier conductor film made of a tantalum (Ta) film or a titanium (Ti) film is formed by sputtering, and copper (Cu) is mainly used so as to cover the barrier conductor film. A seed layer made of a conductor film is formed by a sputtering method. Thereafter, a conductor film for wiring mainly composed of copper (Cu) is formed so as to fill the wiring groove on the seed layer by electrolytic plating. Subsequently, the barrier conductor film and the conductor film other than the inside of the wiring groove are polished and removed by CMP to form a first wiring layer inside the wiring groove. Through the above steps, the field effect transistor is substantially completed.

このように、実施の形態2によれば、M1層とContact層とには、高い重ね合わせ精度が要求されるが、本体パターンの近辺にアライメントマークおよび重ね合わせ検査マークを配置することができるので、アライメントマークおよび重ね合わせ検査マークを用いて露光処理を行うことにより、重ね合わせずれを小さくすることが可能となり、高い重ね合わせ精度を実現することができる。   As described above, according to the second embodiment, the M1 layer and the Contact layer are required to have high overlay accuracy, but the alignment mark and overlay inspection mark can be arranged in the vicinity of the main body pattern. By performing the exposure process using the alignment mark and the overlay inspection mark, it is possible to reduce the overlay deviation and realize high overlay accuracy.

(実施の形態3)
実施の形態3では、例えば箕箸らの特開平2−229419号公報に開示されている半導体装置の製造方法を用いて、第1のビアホール層(V1層)を層間絶縁膜に形成した後、層間絶縁膜上に不透明膜を形成する。不透明膜を形成した後は、M1層、Contact層、Gate層、およびSTI層のアライメントマークは不透明膜により見えなくなる。よって、M1層、Contact層、Gate層、およびSTI層は、V1層およびM1層のアライメントマーク配置に対して、パターンレイアウトを変更する必要はない。
(Embodiment 3)
In the third embodiment, for example, after the first via hole layer (V1 layer) is formed on the interlayer insulating film by using the method for manufacturing a semiconductor device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-241919 by Kashiwagashi et al. An opaque film is formed on the interlayer insulating film. After the opaque film is formed, the alignment marks of the M1 layer, the Contact layer, the Gate layer, and the STI layer are not visible by the opaque film. Therefore, it is not necessary to change the pattern layout of the M1 layer, Contact layer, Gate layer, and STI layer with respect to the alignment mark arrangement of the V1 layer and the M1 layer.

実施の形態3による被合わせ層のパターンデータにアライメントマークを配置する方法を図12および図13を用いて説明する。実施の形態3では、第1の配線(M1)層と第2の配線(M2)層とを接続する第1のビアホール(V1)層のパターンデータ、および第2の配線(M2)層のパターンデータにそれぞれアライメントマークを配置する。図12は、実施の形態3による第1のビアホール層(被合わせ層)のマスクにアライメントマークを配置する方法を説明する概略図である。図13は、実施の形態3による第2の配線層(被合わせ層)のマスクにアライメントマークを配置する方法を説明する概略図である。   A method for arranging alignment marks in the pattern data of the layer to be bonded according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. In the third embodiment, the pattern data of the first via hole (V1) layer connecting the first wiring (M1) layer and the second wiring (M2) layer, and the pattern of the second wiring (M2) layer An alignment mark is placed on each data. FIG. 12 is a schematic diagram for explaining a method of arranging alignment marks on the mask of the first via hole layer (matched layer) according to the third embodiment. FIG. 13 is a schematic diagram for explaining a method of arranging alignment marks on the mask of the second wiring layer (matched layer) according to the third embodiment.

図12に説明する被合わせ層は第1のビアホール(V1)層であり、図13に説明する被合わせ層は第2の配線(M2)層、被合わせ層より前に露光する加工層は第1のビアホール(V1)層であり、M1層→V1層→M2層の順序で露光される。   The mating layer described in FIG. 12 is the first via hole (V1) layer, the mating layer described in FIG. 13 is the second wiring (M2) layer, and the processed layer exposed before the mating layer is the first layer. 1 via hole (V1) layer, which is exposed in the order of M1 layer → V1 layer → M2 layer.

マスクMSKV1に描画されるV1層のパターンデータ、およびマスクMSKM2に描画されるM2層のパターンデータには、それぞれ本体チップ領域内の本体パターンの無い領域にCMPダミーが配置される。   In the pattern data of the V1 layer drawn on the mask MSKV1 and the pattern data of the M2 layer drawn on the mask MSKM2, a CMP dummy is arranged in a region without the main body pattern in the main body chip region.

V1層およびM2層のCMPダミー生成ルールの一例を以下に示す。   An example of CMP dummy generation rules for the V1 layer and the M2 layer is shown below.

(a)パターンは0.4μm×0.4μmの大きさのホールパターン
(b)2.0μm×2.0μm以上の領域にCMPダミーを配置
(c)本体パターンから0.8μm離れた位置からCMPダミーを配置
まず、図12に示すように、V1層のパターンデータにアライメントマークを配置する。
(A) The pattern is a 0.4 μm × 0.4 μm hole pattern. (B) A CMP dummy is placed in an area of 2.0 μm × 2.0 μm or more. (C) CMP is performed from a position 0.8 μm away from the main body pattern. Arrangement of Dummy First, as shown in FIG. 12, alignment marks are arranged on the pattern data of the V1 layer.

1.第1ステップ
まず、マスクMSKV1のパターンデータからV1層のCMPダミー配置領域DAV1を抽出する。
1. First Step First, the CMP dummy arrangement area DAV1 of the V1 layer is extracted from the pattern data of the mask MSKV1.

2.第2ステップ
M2層とV1層とで高い重ね合わせ精度が必要な本体パターンの近傍で、かつ、CMPダミー配置領域DAV1である場所の中から、V1層のアライメントマークを配置する位置を決定する。
2. Second Step In the vicinity of the main body pattern that requires high overlay accuracy between the M2 layer and the V1 layer, the position where the alignment mark of the V1 layer is arranged is determined from the location that is the CMP dummy arrangement area DAV1.

3.第3ステップ
V1層にアライメントマークAMV1を配置する。アライメントマークAMV1には1.4μm×1.4μmの大きさのパターンを用いる。
3. Third Step An alignment mark AMV1 is placed on the V1 layer. A pattern having a size of 1.4 μm × 1.4 μm is used for the alignment mark AMV1.

4.第4ステップ
V1層のCMPダミー領域DAV1にCMPダミーDPを配置する。V1層のCMPダミー領域DAV1に配置されるCMPダミーDPには、例えば0.4μm×0.4μmの大きさのホールパターンを用いる。アライメントマークAMV1を中心とする2.0μm×2.0μmの範囲内にはCMPダミーDPを配置しないようにする。
4). Fourth Step A CMP dummy DP is arranged in the CMP dummy area DAV1 of the V1 layer. For the CMP dummy DP disposed in the CMP dummy area DAV1 of the V1 layer, for example, a hole pattern having a size of 0.4 μm × 0.4 μm is used. The CMP dummy DP is not arranged in the range of 2.0 μm × 2.0 μm centering on the alignment mark AMV1.

次に、図13に示すように、M2層のパターンデータにアライメントマークを配置する。   Next, as shown in FIG. 13, alignment marks are arranged on the pattern data of the M2 layer.

1.第1ステップ
まず、マスクMSKM2のパターンデータからM2層のCMPダミー配置領域DAM2を抽出し、マスクMSKV1のパターンデータからV1層のCMPダミー配置領域DAV1を抽出する。
1. First Step First, the CMP dummy arrangement area DAM2 of the M2 layer is extracted from the pattern data of the mask MSKM2, and the CMP dummy arrangement area DAV1 of the V1 layer is extracted from the pattern data of the mask MSKV1.

2.第2ステップ
M2層のCMPダミー配置領域DAM2と、V1層のCMPダミー配置領域DAV1とのCMPダミー重複領域DADを抽出する。
2. Second Step A CMP dummy overlapping area DAD between the CMP dummy arrangement area DAM2 of the M2 layer and the CMP dummy arrangement area DAV1 of the V1 layer is extracted.

3.第3ステップ
V1層とM2層とで高い重ね合わせ精度が必要な本体パターンの近傍で、かつ、CMPダミー配置領域DAM2,DAV1のCMPダミー重複領域DADである場所の中から、M2層のアライメントマークを配置する位置を決定する。
3. Third step: An alignment mark for the M2 layer from the vicinity of the main body pattern that requires high overlay accuracy between the V1 layer and the M2 layer and the CMP dummy overlapping area DAD of the CMP dummy arrangement areas DAM2 and DAV1. Decide where to place.

4.第4ステップ
M2層にアライメントマークAMM2を配置する。アライメントマークAMM2には、例えば1.4μm×1.4μmの大きさのパターンを用いる。
4). Fourth Step An alignment mark AMM2 is placed on the M2 layer. For the alignment mark AMM2, for example, a pattern having a size of 1.4 μm × 1.4 μm is used.

5.第5ステップ
M2層のCMPダミー領域DAM2およびV1層のCMPダミー領域DAV1にCMPダミーDPを配置する。M2層のCMPダミー領域DAM2に配置されるCMPダミーDP、およびV1層のCMPダミー領域DAV1に配置されるCMPダミーDPには、例えば0.4μm×0.4μmの大きさのホールパターンを用いる。M2層についてはアライメントマークAMM2を中心とする2.0μm×2.0μmの範囲(検査マーク領域AM2)内にはCMPダミーDPを配置しないようにした。また、V1層については、M2層の検査マーク領域AM2と対応する同位置の2.0μm×2.0μmの範囲(検査マーク領域AV1)内にCMPダミーDPを配置しないようにした。
5. Fifth Step A CMP dummy DP is arranged in the CMP dummy area DAM2 of the M2 layer and the CMP dummy area DAV1 of the V1 layer. A hole pattern having a size of 0.4 μm × 0.4 μm, for example, is used for the CMP dummy DP disposed in the CMP dummy area DAM2 of the M2 layer and the CMP dummy DP disposed in the CMP dummy area DAV1 of the V1 layer. In the M2 layer, the CMP dummy DP is not disposed in the range of 2.0 μm × 2.0 μm (inspection mark area AM2) centering on the alignment mark AMM2. In addition, for the V1 layer, the CMP dummy DP is not arranged in the 2.0 μm × 2.0 μm range (inspection mark area AV1) at the same position corresponding to the inspection mark area AM2 of the M2 layer.

次に、実施の形態3による露光層のパターンデータおよび被合わせ層のパターンデータにそれぞれ重ね合わせ検査マークを配置する方法を図14および図15を用いて説明する。実施の形態3では、第2の配線(M2)層と第1のビアホール(V1)層との重ね合わせ検査マーク、および第2のビアホール(V2)層と第2の配線(M2)層との重ね合わせマークをそれぞれパターンデータ内に配置する。図14は、実施の形態3による第2の配線層(露光層)のマスクおよび第1のビアホール層(被合わせ層)のマスクにそれぞれ重ね合わせ検査マークを配置する方法を説明する概略図である。図15は、実施の形態3による第2のビアホール層(露光層)のマスクおよび第2の配線層(被合わせ層)のマスクにそれぞれ重ね合わせ検査マークを配置する方法を説明する概略図である。   Next, a method for arranging overlay inspection marks in the pattern data of the exposure layer and the pattern data of the layer to be matched according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. In the third embodiment, the overlay inspection mark between the second wiring (M2) layer and the first via hole (V1) layer, and the second via hole (V2) layer and the second wiring (M2) layer Each overlay mark is arranged in the pattern data. FIG. 14 is a schematic diagram for explaining a method for arranging overlay inspection marks on the mask of the second wiring layer (exposure layer) and the mask of the first via hole layer (matched layer) according to the third embodiment. . FIG. 15 is a schematic diagram for explaining a method of placing overlay inspection marks on the mask of the second via hole layer (exposure layer) and the mask of the second wiring layer (matched layer) according to the third embodiment. .

図14に説明する露光層は第2の配線(M2)層、被合わせ層は第1のビアホール(V1)層であり、図15に説明する露光層は第2のビアホール(V2)層、被合わせ層は第2の配線(M2)層、被合わせ層より前に露光する加工層は第1のビアホール(V1)であり、M1層→V1層→M2層→V2層の順序で露光される。   The exposure layer described in FIG. 14 is the second wiring (M2) layer, the layer to be bonded is the first via hole (V1) layer, and the exposure layer described in FIG. 15 is the second via hole (V2) layer, The mating layer is the second wiring (M2) layer, and the processed layer exposed before the mating layer is the first via hole (V1), which is exposed in the order of M1 layer → V1 layer → M2 layer → V2 layer. .

マスクMSKV1に描画されるV1層のパターンデータ、マスクMSKM2に描画されるM2層のパターンデータ、およびマスクMSKV2に描画されるV2層のパターンデータには、それぞれ本体チップ領域内の本体パターンの無い領域にCMPダミーが配置される。   The pattern data of the V1 layer drawn on the mask MSKV1, the pattern data of the M2 layer drawn on the mask MSKM2, and the pattern data of the V2 layer drawn on the mask MSKV2 are areas without body patterns in the body chip area, respectively. A CMP dummy is disposed on the substrate.

V2層のCMPダミー生成ルールの一例を以下に示す。   An example of the V2 layer CMP dummy generation rule is shown below.

(a)パターンは0.4μm×0.4μmの大きさのホールパターン
(b)2.0μm×2.0μm以上の領域にCMPダミーを配置
(c)本体パターンから0.8μm離れた位置からCMPダミーを配置
まず、図14に示すように、M2層およびV1層のそれぞれのパターンデータに重ね合わせ検査マークを配置する。
(A) The pattern is a 0.4 μm × 0.4 μm hole pattern. (B) A CMP dummy is placed in an area of 2.0 μm × 2.0 μm or more. (C) CMP is performed from a position 0.8 μm away from the main body pattern. Arrangement of Dummy First, as shown in FIG. 14, an overlay inspection mark is arranged in each pattern data of the M2 layer and the V1 layer.

1.第1ステップ
まず、マスクMSKM2のパターンデータからM2層のCMPダミー配置領域DAM2を抽出し、マスクMSKV1のパターンデータからV1層のCMPダミー配置領域DAV1を抽出する。
1. First Step First, the CMP dummy arrangement area DAM2 of the M2 layer is extracted from the pattern data of the mask MSKM2, and the CMP dummy arrangement area DAV1 of the V1 layer is extracted from the pattern data of the mask MSKV1.

2.第2ステップ
M2層のCMPダミー配置領域DAM2と、V1層のCMPダミー配置領域DAV1とのCMPダミー重複領域DADを抽出する。
2. Second Step A CMP dummy overlapping area DAD between the CMP dummy arrangement area DAM2 of the M2 layer and the CMP dummy arrangement area DAV1 of the V1 layer is extracted.

3.第3ステップ
M2層とV1層とで高い重ね合わせ精度が必要な本体パターンの近傍で、かつ、CMPダミー配置領域DAM2,DAV1のCMPダミー重複領域DADである場所の中から、M2層とV1層の重ね合わせ検査マークを配置する位置を決定する。
3. Third Step The M2 layer and the V1 layer are located in the vicinity of the main body pattern that requires high overlay accuracy between the M2 layer and the V1 layer and from the CMP dummy overlapping area DAD of the CMP dummy arrangement areas DAM2 and DAV1. The position for arranging the overlay inspection mark is determined.

4.第4ステップ
M2層に重ね合わせ検査マークIMM2を配置し、V1層に重ね合わせ検査マーク位置IMV1を配置する。M2層に配置される重ね合わせ検査マークIMM2には、例えば0.75μm×0.75μmの大きさのパターンを用い、V1層に配置される重ね合わせ検査マークIMV1には、例えば1.4μm×1.4μmの大きさのパターンを用いる。
4). Fourth Step The overlay inspection mark IMM2 is disposed on the M2 layer, and the overlay inspection mark position IMV1 is disposed on the V1 layer. For example, a pattern having a size of 0.75 μm × 0.75 μm is used for the overlay inspection mark IMM2 arranged in the M2 layer, and 1.4 μm × 1 is used for the overlay inspection mark IMV1 arranged in the V1 layer. A pattern with a size of 4 μm is used.

5.第5ステップ
M2層のCMPダミー領域DAM2およびV1層のCMPダミー領域DAV1にCMPダミーDPを配置する。M2層のCMPダミー領域DAM2に配置されるCMPダミーDP、およびV1層のCMPダミー領域DAV1に配置されるCMPダミーDPには、例えば0.4μm×0.4μmの大きさのホールパターンを用いる。また、M2層およびV1層については、重ね合わせ検査マークIMM2,IMV1を中心とする2.0μm×2.0μmの範囲(検査マーク領域BM2,BV1)内にはCMPダミーDPを配置しないようにする。
5. Fifth Step A CMP dummy DP is arranged in the CMP dummy area DAM2 of the M2 layer and the CMP dummy area DAV1 of the V1 layer. A hole pattern having a size of 0.4 μm × 0.4 μm, for example, is used for the CMP dummy DP disposed in the CMP dummy area DAM2 of the M2 layer and the CMP dummy DP disposed in the CMP dummy area DAV1 of the V1 layer. For the M2 layer and the V1 layer, the CMP dummy DP is not arranged in the range of 2.0 μm × 2.0 μm (inspection mark regions BM2, BV1) centering on the overlay inspection marks IMM2, IMV1. .

次に、図15に示すように、V2層およびM2層のそれぞれのパターンデータに重ね合わせ検査マークを配置する。   Next, as shown in FIG. 15, overlay inspection marks are arranged in the pattern data of the V2 layer and the M2 layer.

1.第1ステップ
まず、マスクMSKV2のパターンデータからV2層のCMPダミー配置領域DAV2を抽出し、マスクMSKM2のパターンデータからM2層のCMPダミー配置領域DAM2を抽出し、マスクMSKV1のパターンデータからV1層のCMPダミー配置領域DAV1を抽出する。
1. First Step First, the CMP dummy arrangement area DAV2 of the V2 layer is extracted from the pattern data of the mask MSKV2, the CMP dummy arrangement area DAM2 of the M2 layer is extracted from the pattern data of the mask MSKM2, and the V1 layer is extracted from the pattern data of the mask MSKV1. The CMP dummy arrangement area DAV1 is extracted.

2.第2ステップ
V2層のCMPダミー配置領域DAV2と、M2層のCMPダミー配置領域DAM2と、V1層のCMPダミー配置領域DAV1とのCMPダミー重複領域DADを抽出する。
2. Second Step A CMP dummy overlapping area DAD of the CMP dummy arrangement area DAM2 of the V2 layer, the CMP dummy arrangement area DAM2 of the M2 layer, and the CMP dummy arrangement area DAV1 of the V1 layer is extracted.

3.第3ステップ
V2層とM2層とで高い重ね合わせ精度が必要な本体パターンの近傍で、かつ、CMPダミー配置領域DAV2,DAM2,DAV1のCMPダミー重複領域DADである場所の中から、V2層およびM2層のそれぞれの重ね合わせ検査マークの位置を決定する。
3. Third Step In the vicinity of the main body pattern that requires high overlay accuracy in the V2 layer and the M2 layer, and in the CMP dummy overlapping area DAD of the CMP dummy arrangement areas DAV2, DAM2, and DAV1, the V2 layer and The position of each overlay inspection mark on the M2 layer is determined.

4.第4ステップ
V2層に重ね合わせ検査マークIMV2を配置し、M2層に重ね合わせ検査マーク位置IMM2を配置する。V2層に配置される重ね合わせ検査マークIMV2には、例えば0.75μm×0.75μmの大きさのパターンを用い、M2層に配置される重ね合わせ検査マークIMM2には、例えば1.4μm×1.4μmの大きさのパターンを用いる。
4). Fourth Step The overlay inspection mark IMV2 is disposed on the V2 layer, and the overlay inspection mark position IMM2 is disposed on the M2 layer. A pattern having a size of, for example, 0.75 μm × 0.75 μm is used for the overlay inspection mark IMV2 arranged in the V2 layer, and for example, 1.4 μm × 1 is used for the overlay inspection mark IMM2 arranged in the M2 layer. A pattern with a size of 4 μm is used.

5.第5ステップ
V2層のCMPダミー領域DAV2、M2層のCMPダミー領域DAM2、およびV1層のCMPダミー領域DAV1にCMPダミーDPを配置する。V2層のCMPダミー領域DAV2に配置されるCMPダミーDP、M2層のCMPダミー領域DAM2に配置されるCMPダミーDP、V1層のCMPダミー領域DAV1に配置されるCMPダミーDPには、例えば0.4μm×0.4μmの大きさのホールパターンを用いる。また、V2層およびM2層については、重ね合わせ検査マークIMV2,IMM2を中心とする2.0μm×2.0μmの範囲(検査マーク領域BV2,BM2)内にはCMPダミーDPを配置しないようにする。また、V1層については、V2層およびM2層の検査マーク領域BV2,BM2と対応する同位置の2.0μm×2.0μmの範囲(検査マーク領域BV1)内にCMPダミーDPを配置しないようにする。
5. Fifth Step A CMP dummy DP is arranged in the CMP dummy area DAV2 in the V2 layer, the CMP dummy area DAM2 in the M2 layer, and the CMP dummy area DAV1 in the V1 layer. The CMP dummy DP disposed in the CMP dummy area DAV2 in the V2 layer, the CMP dummy DP disposed in the CMP dummy area DAM2 in the M2 layer, and the CMP dummy DP disposed in the CMP dummy area DAV1 in the V1 layer include, for example,. A hole pattern having a size of 4 μm × 0.4 μm is used. For the V2 layer and the M2 layer, the CMP dummy DP is not arranged in the range of 2.0 μm × 2.0 μm (inspection mark regions BV2, BM2) centering on the overlay inspection marks IMV2, IMM2. . For the V1 layer, the CMP dummy DP is not disposed in the 2.0 μm × 2.0 μm range (inspection mark region BV1) at the same position corresponding to the inspection mark regions BV2 and BM2 of the V2 layer and the M2 layer. To do.

上述したアライメントマークの情報および重ね合わせ検査マークの情報をパターンデータに盛り込み、V1層、M1層、およびV2層のレチクルを作製する。   The above-described alignment mark information and overlay inspection mark information are included in the pattern data, and reticles for the V1, M1, and V2 layers are manufactured.

次に、実施の形態3による上記レチクルを用いた電界効果トランジスタの製造方法の一例を図16〜図28を用いて説明する。図16〜図28は、実施の形態3による半導体装置(電界効果トランジスタ)の製造方法を示す半導体装置の要部断面図である。   Next, an example of a method for manufacturing a field effect transistor using the reticle according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 16 to 28 are cross-sectional views of main parts of the semiconductor device showing the method for manufacturing the semiconductor device (field effect transistor) according to the third embodiment.

図16に示すように、p型のシリコン基板SUBを準備し、シリコン基板SUB上に酸化シリコン膜および窒化シリコン膜を形成した後、STI層のレチクルを用いて窒化シリコン膜上にレジストパターンを形成する。続いて、レジストパターンをマスクとして窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、およびシリコン基板SUBを順次加工して、シリコン基板SUBに分離溝を形成する。続いて、レジストパターンを除去した後、分離溝の内部に酸化シリコン膜を埋め込むことにより素子分離部STIを形成する。その後、シリコン基板SUB上の露出した窒化シリコン膜および酸化シリコン膜を除去する。   As shown in FIG. 16, a p-type silicon substrate SUB is prepared, a silicon oxide film and a silicon nitride film are formed on the silicon substrate SUB, and then a resist pattern is formed on the silicon nitride film using an STI layer reticle. To do. Subsequently, the silicon nitride film, the silicon oxide film, and the silicon substrate SUB are sequentially processed using the resist pattern as a mask to form separation grooves in the silicon substrate SUB. Subsequently, after removing the resist pattern, an element isolation portion STI is formed by embedding a silicon oxide film inside the isolation trench. Thereafter, the exposed silicon nitride film and silicon oxide film on the silicon substrate SUB are removed.

次に、シリコン基板SUBの主面にゲート酸化膜GIを形成し、ゲート酸化膜GI上に、例えば200nm程度の厚さの多結晶シリコン膜を堆積した後、Gate層のレチクルを用いて多結晶シリコン膜上にレジストパターンを形成する。続いて、レジストパターンをマスクとして多結晶シリコン膜を加工して、ゲート電極GEを形成する。   Next, a gate oxide film GI is formed on the main surface of the silicon substrate SUB, a polycrystalline silicon film having a thickness of, for example, about 200 nm is deposited on the gate oxide film GI, and then polycrystalline using a gate layer reticle. A resist pattern is formed on the silicon film. Subsequently, the polycrystalline silicon film is processed using the resist pattern as a mask to form the gate electrode GE.

次に、図17に示すように、レジストパターンを除去した後、ゲート電極GEの両側のシリコン基板SUBにn型不純物を導入して、ソース・ドレイン領域SDを形成する。続いて、ゲート電極GEの側壁にサイドウォールSWを形成した後、サイドウォールSWの両側のシリコン基板SUBにn型不純物を導入する。   Next, as shown in FIG. 17, after removing the resist pattern, n-type impurities are introduced into the silicon substrate SUB on both sides of the gate electrode GE to form source / drain regions SD. Subsequently, after forming a sidewall SW on the side wall of the gate electrode GE, an n-type impurity is introduced into the silicon substrate SUB on both sides of the sidewall SW.

次に、図18に示すように、ゲート電極GEの上面およびシリコン基板SUBの露出した主面にシリサイド膜SIを形成する。   Next, as shown in FIG. 18, a silicide film SI is formed on the upper surface of the gate electrode GE and the exposed main surface of the silicon substrate SUB.

次に、図19に示すように、CVD法により、ライナー窒化シリコン膜SNを堆積する。続いて、例えば850nm程度の厚さの酸化シリコン膜を堆積した後、その酸化シリコン膜の上面をCMP法で平坦化して第1層間絶縁膜IS1を形成する。   Next, as shown in FIG. 19, a liner silicon nitride film SN is deposited by the CVD method. Subsequently, after depositing a silicon oxide film having a thickness of, for example, about 850 nm, the upper surface of the silicon oxide film is planarized by CMP to form a first interlayer insulating film IS1.

次に、図20に示すように、Contact層のレチクルを用いて第1層間絶縁膜IS1上にレジストパターンを形成する。続いて、レジストパターンをマスクとして第1層間絶縁膜IS1およびライナー窒化シリコン膜SNを加工して、第1層間絶縁膜IS1およびライナー窒化シリコン膜SNに接続孔CNT1を形成した後、レジストパターンを除去し、接続孔CNT1の底部に露出するシリコン基板SUBの主面を洗浄して自然酸化膜を除去する。   Next, as shown in FIG. 20, a resist pattern is formed on the first interlayer insulating film IS1 using a contact layer reticle. Subsequently, the first interlayer insulating film IS1 and the liner silicon nitride film SN are processed using the resist pattern as a mask to form connection holes CNT1 in the first interlayer insulating film IS1 and the liner silicon nitride film SN, and then the resist pattern is removed. Then, the main surface of the silicon substrate SUB exposed at the bottom of the connection hole CNT1 is washed to remove the natural oxide film.

次に、コリメーションスパッタリング法によりチタン(Ti)膜および窒化チタン(TiN)膜を堆積してバリアメタル膜(図示は省略)を形成する。続いて、接続孔CNT1の内部を含む第1層間絶縁膜IS1上に、例えば厚さ600nm程度のタングステン(W)膜を堆積した後、接続孔CNT1の内部以外のタングステン(W)膜およびアリアメタル膜をCMP法により研磨して除去することにより、接続孔CNT1の内部にプラグPLGを形成する。   Next, a titanium (Ti) film and a titanium nitride (TiN) film are deposited by collimation sputtering to form a barrier metal film (not shown). Subsequently, a tungsten (W) film having a thickness of, for example, about 600 nm is deposited on the first interlayer insulating film IS1 including the inside of the connection hole CNT1, and then a tungsten (W) film and an aryl metal other than the inside of the connection hole CNT1. The film is polished and removed by the CMP method to form a plug PLG inside the connection hole CNT1.

次に、図21に示すように、シングルダマシン法により第1の配線層を形成する。   Next, as shown in FIG. 21, a first wiring layer is formed by a single damascene method.

まず、第1層間絶縁膜IS1上に第2層間絶縁膜IS2を形成した後、M1層のレチクルを用いて第2層間絶縁膜IS2上にレジストパターンを形成する。   First, a second interlayer insulating film IS2 is formed on the first interlayer insulating film IS1, and then a resist pattern is formed on the second interlayer insulating film IS2 using an M1 layer reticle.

次に、レジストパターンをマスクとして第2層間絶縁膜IS2を加工して、第2層間絶縁膜IS2に配線溝MT1を形成する。続いて、レジストパターンを除去した後、タンタル(Ta)膜またはチタン(Ti)膜からなるバリア導体膜をスパッタリング法により形成し、さらに、バリア導体膜を覆うように銅(Cu)を主体とする導体膜からなるシード層をスパッタリング法により形成する。その後、電解めっき法によりシード層上に配線溝MT1を埋め込むように、銅(Cu)を主体とする配線用の導体膜を形成する。続いて、配線溝MT1の内部以外のバリア導体膜および導体膜をCMP法により研磨して除去することにより、配線溝MT1の内部に第1の配線層M1を形成する。   Next, the second interlayer insulating film IS2 is processed using the resist pattern as a mask to form a wiring trench MT1 in the second interlayer insulating film IS2. Subsequently, after removing the resist pattern, a barrier conductor film made of a tantalum (Ta) film or a titanium (Ti) film is formed by sputtering, and copper (Cu) is mainly used so as to cover the barrier conductor film. A seed layer made of a conductor film is formed by a sputtering method. Thereafter, a conductor film for wiring mainly composed of copper (Cu) is formed by embedding the wiring groove MT1 on the seed layer by electrolytic plating. Subsequently, the barrier conductor film and the conductor film other than the inside of the wiring trench MT1 are polished and removed by CMP to form the first wiring layer M1 inside the wiring trench MT1.

次に、図22〜図26に示すように、デュアルダマシン法により第2の配線層を形成する。   Next, as shown in FIGS. 22 to 26, a second wiring layer is formed by a dual damascene method.

まず、図22に示すように、第2層間絶縁膜IS2および第1の配線層M1上に第3層間絶縁膜IS3を形成する。   First, as shown in FIG. 22, a third interlayer insulating film IS3 is formed on the second interlayer insulating film IS2 and the first wiring layer M1.

次に、V1層のレチクルを用いて第3層間絶縁膜IS3上にレジストパターンを形成する。   Next, a resist pattern is formed on the third interlayer insulating film IS3 using a V1 layer reticle.

次に、図23に示すように、レジストパターンをマスクとして第3層間絶縁膜IS3を加工して、第3層間絶縁膜IS3を貫通しないように、本体チップ領域内に第1のビアホールV1およびV1層のアライメントマークAMV1を形成する。   Next, as shown in FIG. 23, the third interlayer insulating film IS3 is processed using the resist pattern as a mask, and the first via holes V1 and V1 are formed in the main body chip region so as not to penetrate the third interlayer insulating film IS3. A layer alignment mark AMV1 is formed.

次に、図24に示すように、レジストパターンを除去した後、第1のビアホールV1およびV1層のアライメントマークAMV1の内壁を含む第3層間絶縁膜IS3上に不透明膜NTを形成する。第1のビアホールV1は、V1層のアライメントマークAMV1を含めて段差があるため、その形状が検出可能であるが、第1の配線層M1より下層のパターンは不透明膜NTにより見えなくなる。   Next, as shown in FIG. 24, after removing the resist pattern, an opaque film NT is formed on the third interlayer insulating film IS3 including the inner wall of the first via hole V1 and the alignment mark AMV1 of the V1 layer. Since the first via hole V1 includes a step including the alignment mark AMV1 of the V1 layer, the shape of the first via hole V1 can be detected. However, the pattern below the first wiring layer M1 cannot be seen by the opaque film NT.

次に、図25に示すように、第1のビアホールV1およびV1層のアライメントマークAMV1の内部に、例えばスピンコート法によりビアフィル材BFを埋め込んだ後、本体チップ領域内に配置したV1層のアライメントマークAMV1を基準にして目合わせを行い、M2層のレチクルを用いて不透明膜NT上にレジストパターンRPを形成する。   Next, as shown in FIG. 25, the alignment mark AMV1 in the first via hole V1 and the V1 layer is filled with a via fill material BF, for example, by spin coating, and then the alignment of the V1 layer disposed in the main body chip region is performed. Alignment is performed with reference to the mark AMV1, and a resist pattern RP is formed on the opaque film NT using an M2 layer reticle.

次に、第1のビアホールV1およびV1層のアライメントマークAMV1を加工したときに形成された本体チップ領域内のV1層の重ね合わせ検査マークと、M2層のレジストパターニングでレジストパターンRPに形成されたM2層の重ね合わせ検査マークとを用いて重ね合わせずれの測定を行う。この測定の結果は、次のロット処理のM2層の露光パラメータにフィードバックされる。   Next, the first via hole V1 and the alignment mark AMV1 of the V1 layer were formed on the resist pattern RP by the overlay inspection mark of the V1 layer in the main body chip region and the resist patterning of the M2 layer. The overlay deviation is measured using the overlay inspection mark of the M2 layer. The result of this measurement is fed back to the exposure parameter of the M2 layer in the next lot processing.

次に、図26に示すように、レジストパターンRPをマスクとして不透明膜NT、ビアフィル材BF、および第3層間絶縁膜IS3を加工して、第3層間絶縁膜IS3に配線溝MT2と接続孔CNT2とを形成する。接続孔CNT2は平面視において上述した第1のビアホールV1が形成された箇所に対応する位置に形成され、接続孔CNT2の一端は配線溝MT2の一部と繋がり、他端は第1の配線層M1の一部と繋がる。さらに、本体チップ領域内の第3層間絶縁膜IS3にM2層のアライメントマークAMM2を形成する。   Next, as shown in FIG. 26, the opaque film NT, the via fill material BF, and the third interlayer insulating film IS3 are processed using the resist pattern RP as a mask, and the wiring trench MT2 and the connection hole CNT2 are formed in the third interlayer insulating film IS3. And form. The connection hole CNT2 is formed at a position corresponding to the position where the first via hole V1 described above is formed in plan view, one end of the connection hole CNT2 is connected to a part of the wiring trench MT2, and the other end is the first wiring layer. Connected to a part of M1. Further, an alignment mark AMM2 of the M2 layer is formed in the third interlayer insulating film IS3 in the main body chip region.

次に、レジストパターンを除去した後、タンタル(Ta)膜またはチタン(Ti)膜からなるバリア導体膜をスパッタリング法により形成し、さらに、バリア導体膜を覆うように銅(Cu)を主体とする導体膜からなるシード層をスパッタリング法により形成する。その後、電解めっき法によりシード層上に配線溝MT2および接続孔CNT2を埋め込むように、銅(Cu)を主体とする導体膜を形成する。続いて、配線溝MT2および接続孔CNT2の内部以外のバリア導体膜および導体膜をCMP法により研磨して除去することにより、配線溝MT2の内部に第2の配線層M2を形成し、接続孔CNT2の内部に第2の配線層M2と一体に形成される接続部材C2を形成する。   Next, after removing the resist pattern, a barrier conductor film made of a tantalum (Ta) film or a titanium (Ti) film is formed by sputtering, and copper (Cu) is mainly used so as to cover the barrier conductor film. A seed layer made of a conductor film is formed by a sputtering method. Thereafter, a conductor film mainly composed of copper (Cu) is formed so as to bury the wiring trench MT2 and the connection hole CNT2 on the seed layer by electrolytic plating. Subsequently, the second conductor layer M2 is formed inside the wiring groove MT2 by polishing and removing the barrier conductor film and the conductor film other than the inside of the wiring groove MT2 and the connection hole CNT2 by the CMP method. A connection member C2 formed integrally with the second wiring layer M2 is formed inside the CNT2.

次に、図27および図28に示すように、デュアルダマシン法により第3の配線層を形成する。   Next, as shown in FIGS. 27 and 28, a third wiring layer is formed by a dual damascene method.

まず、図27に示すように、不透明膜NTおよび第2の配線層M2上に第4層間絶縁膜IS4を形成する。   First, as shown in FIG. 27, a fourth interlayer insulating film IS4 is formed on the opaque film NT and the second wiring layer M2.

次に、本体チップ領域内に配置したM2層のアライメントマークAMM2を基準にして目合わせを行い、V2層のレチクルを用いて第4層間絶縁膜IS4上にレジストパターンを形成する。   Next, alignment is performed on the basis of the alignment mark AMM2 of the M2 layer disposed in the main body chip region, and a resist pattern is formed on the fourth interlayer insulating film IS4 using a reticle of the V2 layer.

次に、配線溝MT2およびM2層のアライメントマークAMM2を加工したときに形成された本体チップ領域内のM2層の重ね合わせ検査マークと、V2層のレジストパターニングでレジストパターンに形成されたV2層の重ね合わせ検査マークとを用いて重ね合わせずれの測定を行う。この測定の結果は、次のロット処理のV2層の露光パラメータにフィードバックされる。   Next, the overlay inspection mark of the M2 layer in the main body chip region formed when the alignment mark AMM2 of the wiring trench MT2 and the M2 layer is processed, and the V2 layer formed in the resist pattern by resist patterning of the V2 layer The overlay deviation is measured using the overlay inspection mark. The result of this measurement is fed back to the exposure parameter of the V2 layer in the next lot processing.

次に、レジストパターンをマスクとして第4層間絶縁膜IS4を加工して、第4層間絶縁膜IS4を貫通しないように、本体チップ領域内に第2のビアホールV2およびV2層のアライメントマークAMV2を形成する。   Next, the fourth interlayer insulating film IS4 is processed using the resist pattern as a mask to form the second via hole V2 and the alignment mark AMV2 of the V2 layer in the main body chip region so as not to penetrate the fourth interlayer insulating film IS4. To do.

次に、レジストパターンを除去した後、本体チップ領域内に配置したV2層のアライメントマークAMV2を基準にして目合わせを行い、M3層のレチクルを用いて第4層間絶縁膜IS4上にレジストパターンを形成する。   Next, after removing the resist pattern, alignment is performed with reference to the alignment mark AMV2 of the V2 layer disposed in the main body chip region, and the resist pattern is formed on the fourth interlayer insulating film IS4 using the M3 layer reticle. Form.

次に、第2のビアホールV2およびV2層のアライメントマークAMV2を加工したときに形成された本体チップ領域内のV2層の重ね合わせ検査マークと、M3層のレジストパターニングでレジストパターンに形成されたM3層の重ね合わせ検査マークとを用いて重ね合わせずれの測定を行う。この測定の結果は、次のロット処理のM3層の露光パラメータにフィードバックされる。   Next, the overlay inspection mark of the V2 layer in the main body chip region formed when the second via hole V2 and the alignment mark AMV2 of the V2 layer are processed, and M3 formed in the resist pattern by resist patterning of the M3 layer The overlay deviation is measured using the overlay inspection mark of the layer. The result of this measurement is fed back to the exposure parameter of the M3 layer in the next lot processing.

次に、図28に示すように、レジストパターンをマスクとして第4層間絶縁膜IS4を加工して、第4層間絶縁膜IS4に配線溝MT3と接続孔CNT3とを形成する。接続孔CNT3は平面視において上述した第2のビアホールV2が形成された箇所に対応する位置に形成され、接続孔CNT3の一端は配線溝MT3の一部と繋がり、他端は第2の配線層M2の一部と繋がる。   Next, as shown in FIG. 28, the fourth interlayer insulating film IS4 is processed using the resist pattern as a mask to form wiring trenches MT3 and connection holes CNT3 in the fourth interlayer insulating film IS4. The connection hole CNT3 is formed at a position corresponding to the position where the second via hole V2 described above is formed in plan view, one end of the connection hole CNT3 is connected to a part of the wiring trench MT3, and the other end is the second wiring layer. Connected to part of M2.

次に、レジストパターンを除去した後、タンタル(Ta)膜またはチタン(Ti)膜からなるバリア導体膜をスパッタリング法により形成し、さらに、バリア導体膜を覆うように銅(Cu)を主体とする導体膜からなるシード層をスパッタリング法により形成する。その後、電解めっき法によりシード層上に配線溝MT3および接続孔CNT3を埋め込むように、銅(Cu)を主体とする導体膜を形成する。続いて、配線溝MT3および接続孔CNT3の内部以外のバリア導体膜および導体膜をCMP法により研磨して除去することにより、配線溝MT3の内部に第3の配線層M3を形成し、接続孔CNT3の内部に第3の配線層M3と一体に形成される接続部材C3を形成する。以上の工程により、電界効果トランジスタが略完成する。   Next, after removing the resist pattern, a barrier conductor film made of a tantalum (Ta) film or a titanium (Ti) film is formed by sputtering, and copper (Cu) is mainly used so as to cover the barrier conductor film. A seed layer made of a conductor film is formed by a sputtering method. Thereafter, a conductor film mainly composed of copper (Cu) is formed so as to bury the wiring trench MT3 and the connection hole CNT3 on the seed layer by electrolytic plating. Subsequently, the third conductor layer M3 is formed inside the wiring groove MT3 by polishing and removing the barrier conductor film and the conductor film other than the inside of the wiring groove MT3 and the connection hole CNT3 by the CMP method. A connection member C3 formed integrally with the third wiring layer M3 is formed inside the CNT3. Through the above steps, the field effect transistor is substantially completed.

このように、実施の形態3によれば、M2層とV1層、およびV2層とM2層には、高い重ね合わせ精度を要求されるが、本体パターンの近辺にアライメントマークおよび重ね合わせ検査マークを配置することができるので、アライメントマークおよび重ね合わせ検査マークを用いて露光処理を行うことにより、重ね合わせずれを小さくすることが可能となり、高い重ね合わせ精度を実現することができる。   As described above, according to the third embodiment, the M2 layer and the V1 layer, and the V2 layer and the M2 layer are required to have high overlay accuracy, but the alignment mark and overlay inspection mark are provided in the vicinity of the main body pattern. Therefore, by performing exposure processing using the alignment mark and the overlay inspection mark, it is possible to reduce overlay deviation and to achieve high overlay accuracy.

(実施の形態4)
実施の形態4による被合わせ層のパターンデータにアライメントマークを配置する方法を説明する。
(Embodiment 4)
A method for arranging alignment marks in the pattern data of the layer to be bonded according to the fourth embodiment will be described.

露光層はコンタクト(Contact)層、被合わせ層はゲート(Gate)層、被合わせ層より前に露光する加工層は素子分離(STI)層であり、STI層→Gate層→Contact層の順序で露光される。   The exposure layer is a contact layer, the mating layer is a gate layer, and the processing layer exposed before the mating layer is an element isolation (STI) layer, in the order of STI layer → Gate layer → Contact layer. Exposed.

Gate層のマスクに描画されるGate層のパターンデータおよびSTI層のマスクに描画されるSTI層のパターンデータには、それぞれ本体チップ領域内の本体パターンの無い領域にCMPダミーが配置される。   In the pattern data of the Gate layer drawn on the mask of the Gate layer and the pattern data of the STI layer drawn on the mask of the STI layer, a CMP dummy is arranged in a region without the main body pattern in the main body chip region.

STI層のCMPダミー生成ルールの一例を以下に示す。   An example of the CMP dummy generation rule for the STI layer is shown below.

(a)パターンは1.5μm×0.5μmの大きさの溝パターン
(b)3.0μm×3.0μm以上の領域にCMPダミーを配置
(c)本体パターンから1.0μm離れた位置からCMPダミーを配置
また、Gate層のCMPダミー生成ルールの一例を以下に示す。
(A) The pattern is a groove pattern having a size of 1.5 μm × 0.5 μm. (B) A CMP dummy is placed in an area of 3.0 μm × 3.0 μm or more. (C) CMP is performed from a position 1.0 μm away from the main body pattern. Arrangement of dummy In addition, an example of a CMP dummy generation rule for the Gate layer is shown below.

(a)パターンは0.3μm×1.7μmの大きさのラインパターン
(b)3.0μm×3.0μm以上の領域にCMPダミーを配置
(c)本体パターンから1.0μm離れた位置からCMPダミーを配置
1.第1ステップ
まず、Gate層のマスクのパターンデータからGate層のCMPダミー配置領域を抽出し、STI層のマスクのパターンデータからSTI層のCMPダミー配置領域を抽出する。
(A) The pattern is a line pattern having a size of 0.3 μm × 1.7 μm. (B) A CMP dummy is arranged in an area of 3.0 μm × 3.0 μm or more. (C) CMP is performed from a position 1.0 μm away from the main body pattern. Place a dummy First Step First, a CMP dummy placement region of the Gate layer is extracted from the pattern data of the Gate layer mask, and a CMP dummy placement region of the STI layer is extracted from the pattern data of the STI layer mask.

2.第2ステップ
Gate層のCMPダミー配置領域と、STI層のCMPダミー配置領域とのCMPダミー重複領域を抽出する。
2. Second Step A CMP dummy overlap area between the CMP dummy arrangement area of the Gate layer and the CMP dummy arrangement area of the STI layer is extracted.

3.第3ステップ
本体チップ領域を第1ピッチ、例えば3,000μm間隔(ウェハ換算)で格子点を設ける。
3. Third Step The main body chip region is provided with lattice points at a first pitch, for example, at an interval of 3,000 μm (wafer conversion).

4.第4ステップ
CMPダミー重複領域内にある格子点位置にアライメントマークを配置する。アライメントマークには、例えば1.4μm×1.4μmの大きさのパターンを用いる。
4). Fourth Step Alignment marks are arranged at lattice point positions within the CMP dummy overlap region. For the alignment mark, for example, a pattern having a size of 1.4 μm × 1.4 μm is used.

5.第5ステップ
Gate層のCMPダミー領域およびSTI層のCMPダミー領域にCMPダミーを配置する。Gate層のCMPダミー領域に配置されるCMPダミーには、例えば0.3μm×1.7μmの大きさのラインパターンを用いる。STI層のCMPダミー領域に配置されるCMPダミーには、例えば1.5μm×0.5μmの大きさの溝パターンを用いる。また、Gate層についてはアライメントマークを中心とする2.0μm×2.0μmの範囲内にはCMPダミーを配置しないようにする。また、STI層については、Gate層のCMPダミーを配置しない領域と対応する同位置の2.0μm×2.0μmの範囲内にCMPダミーを配置しないようにする。
5. Fifth Step A CMP dummy is disposed in the CMP dummy region of the Gate layer and the CMP dummy region of the STI layer. For the CMP dummy disposed in the CMP dummy region of the Gate layer, for example, a line pattern having a size of 0.3 μm × 1.7 μm is used. For the CMP dummy disposed in the CMP dummy region of the STI layer, for example, a groove pattern having a size of 1.5 μm × 0.5 μm is used. For the Gate layer, no CMP dummy is arranged in the range of 2.0 μm × 2.0 μm centered on the alignment mark. For the STI layer, the CMP dummy is not disposed within the range of 2.0 μm × 2.0 μm at the same position corresponding to the region of the Gate layer where the CMP dummy is not disposed.

次に、実施の形態4による露光層のパターンデータおよび被合わせ層のパターンデータにそれぞれ重ね合わせ検査マークを配置する方法を説明する。   Next, a method for arranging overlay inspection marks in the pattern data of the exposure layer and the pattern data of the layer to be matched according to the fourth embodiment will be described.

露光層はコンタクト(Contact)層、被合わせ層はゲート(Gate)層、被合わせ層より前に露光する加工層は素子分離(STI)層であり、STI層→Gate層→Contact層の順序で露光される。   The exposure layer is a contact layer, the mating layer is a gate layer, and the processing layer exposed before the mating layer is an element isolation (STI) layer, in the order of STI layer → Gate layer → Contact layer. Exposed.

Gate層のマスクに描画されるGate層のパターンデータおよびSTI層のマスクに描画されるSTI層のパターンデータには、それぞれ本体チップ領域内の本体パターンの無い領域にCMPダミーが配置されるが、Contact層のマスクに描画されるContact層のパターンデータにはCMPダミーは配置されない。   In the pattern data of the Gate layer drawn on the mask of the Gate layer and the pattern data of the STI layer drawn on the mask of the STI layer, a CMP dummy is arranged in a region without the main body pattern in the main body chip region. The CMP dummy is not arranged in the pattern data of the contact layer drawn on the contact layer mask.

1.第1ステップ
まず、Gate層のマスクのパターンデータからGate層のCMPダミー配置領域を抽出し、STI層のマスクのパターンデータからSTI層のCMPダミー配置領域を抽出する。
1. First Step First, a CMP dummy placement region of the Gate layer is extracted from the pattern data of the Gate layer mask, and a CMP dummy placement region of the STI layer is extracted from the pattern data of the STI layer mask.

次に、Contact層に仮のCMPダミー生成ルールを設定し、Contact層のマスクのパターンデータに仮のCMPダミー配置領域を設定する。Contact層の仮のCMPダミー生成ルールの一例を以下に示す。   Next, a provisional CMP dummy generation rule is set in the Contact layer, and a provisional CMP dummy arrangement area is set in the pattern data of the Contact layer mask. An example of a provisional CMP dummy generation rule for the Contact layer is shown below.

(a)パターンは0.4μm×0.4μmの大きさのホールパターン
(b)2.0μm×2.0μm以上の領域にCMPダミーを配置
(c)本体パターンから0.8μm離れた位置からCMPダミーを配置
2.第2ステップ
次に、Contact層のCMPダミー配置領域と、Gate層のCMPダミー配置領域と、STI層のCMPダミー配置領域とのCMPダミー重複領域を抽出する。
(A) The pattern is a 0.4 μm × 0.4 μm hole pattern. (B) A CMP dummy is placed in an area of 2.0 μm × 2.0 μm or more. (C) CMP is performed from a position 0.8 μm away from the main body pattern. Place dummy Second Step Next, a CMP dummy overlapping area is extracted from the CMP dummy arrangement area of the Contact layer, the CMP dummy arrangement area of the Gate layer, and the CMP dummy arrangement area of the STI layer.

3.第3ステップ
本体チップ領域を第1ピッチ、例えば3,000μm間隔(ウェハ換算)で格子点を設ける。
3. Third Step The main body chip region is provided with lattice points at a first pitch, for example, at an interval of 3,000 μm (wafer conversion).

4.第4ステップ
CMPダミー重複領域内にある格子点位置に重ね合わせ検査マークを配置する。Contact層に配置される重ね合わせ検査マークには、例えば0.75μm×0.75μmの大きさのパターンを用い、Gate層に配置される重ね合わせ検査マークには、例えば1.4μm×1.4μmの大きさのパターンを用いる。
4). Fourth Step An overlay inspection mark is arranged at a lattice point position in the CMP dummy overlap region. For example, a pattern having a size of 0.75 μm × 0.75 μm is used for the overlay inspection mark disposed in the contact layer, and for example, 1.4 μm × 1.4 μm is employed for the overlay inspection mark disposed in the Gate layer. Use a pattern of size.

5.第5ステップ
Gate層のCMPダミー領域およびSTI層のCMPダミー領域にCMPダミーを配置する。Gate層のCMPダミー領域に配置されるCMPダミーには、例えば0.3μm×1.7μmの大きさのラインパターンを用いる。STI層のCMPダミー領域に配置されるCMPダミーには、例えば1.5μm×0.5μmの大きさの溝パターンを用いる。また、Gate層については、重ね合わせ検査マークを中心とする2.0μm×2.0μmの範囲内にはCMPダミーを配置しないようにする。また、STI層については、Gate層のCMPダミーを配置しない領域と対応する同位置の2.0μm×2.0μmの範囲内にCMPダミーを配置しないようにする。
5. Fifth Step A CMP dummy is disposed in the CMP dummy region of the Gate layer and the CMP dummy region of the STI layer. For the CMP dummy disposed in the CMP dummy region of the Gate layer, for example, a line pattern having a size of 0.3 μm × 1.7 μm is used. For the CMP dummy disposed in the CMP dummy region of the STI layer, for example, a groove pattern having a size of 1.5 μm × 0.5 μm is used. For the Gate layer, no CMP dummy is arranged within a range of 2.0 μm × 2.0 μm centered on the overlay inspection mark. For the STI layer, the CMP dummy is not disposed within the range of 2.0 μm × 2.0 μm at the same position corresponding to the region of the Gate layer where the CMP dummy is not disposed.

上述したアライメントマークの情報および重ね合わせ検査マークの情報をパターンデータに盛り込み、STI層、Gate層、およびContact層のレチクルを作製する。   The above-described alignment mark information and overlay inspection mark information are included in the pattern data, and reticles of the STI layer, the Gate layer, and the Contact layer are manufactured.

次に、実施の形態4による上記レチクルを用いた電界効果トランジスタの製造方法の一例を説明する。   Next, an example of a method for manufacturing a field effect transistor using the reticle according to the fourth embodiment will be described.

p型のシリコン基板を準備し、シリコン基板上に酸化シリコン膜および窒化シリコン膜を形成した後、STI層のレチクルを用いて窒化シリコン膜上にレジストパターンを形成する。続いて、レジストパターンをマスクとして窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、およびシリコン基板を順次加工して、シリコン基板に分離溝を形成する。続いて、レジストパターンを除去した後、分離溝の内部に酸化シリコン膜を埋め込むことにより素子分離部を形成する。   A p-type silicon substrate is prepared, and after a silicon oxide film and a silicon nitride film are formed on the silicon substrate, a resist pattern is formed on the silicon nitride film using an STI layer reticle. Subsequently, the silicon nitride film, the silicon oxide film, and the silicon substrate are sequentially processed using the resist pattern as a mask to form an isolation groove in the silicon substrate. Subsequently, after removing the resist pattern, an element isolation portion is formed by embedding a silicon oxide film inside the isolation trench.

次に、シリコン基板の主面にゲート酸化膜を形成し、ゲート酸化膜上に、例えば200nm程度の厚さの多結晶シリコン膜を堆積した後、Gate層のレチクルを用いて多結晶シリコン膜上にレジストパターンを形成する。続いて、レジストパターンをマスクとして多結晶シリコン膜を加工して、ゲート電極を形成する。続いて、レジストパターンを除去した後、ゲート電極の両側のシリコン基板にn型不純物を導入して、ソース・ドレイン領域を形成する。その後、ゲート電極の側壁にサイドウォールを形成し、ゲート電極の上面およびシリコン基板の主面にシリサイド膜を形成する。   Next, a gate oxide film is formed on the main surface of the silicon substrate, a polycrystalline silicon film having a thickness of, for example, about 200 nm is deposited on the gate oxide film, and then a gate layer reticle is used to form the gate oxide film on the polycrystalline silicon film. A resist pattern is formed on the substrate. Subsequently, the polycrystalline silicon film is processed using the resist pattern as a mask to form a gate electrode. Subsequently, after removing the resist pattern, n-type impurities are introduced into the silicon substrate on both sides of the gate electrode to form source / drain regions. Thereafter, a sidewall is formed on the side wall of the gate electrode, and a silicide film is formed on the upper surface of the gate electrode and the main surface of the silicon substrate.

次に、CVD法により、例えば850nm程度の厚さの酸化シリコン膜を堆積した後、その酸化シリコン膜の上面をCMP法で平坦化して層間絶縁膜を形成する。   Next, after a silicon oxide film having a thickness of, for example, about 850 nm is deposited by CVD, the upper surface of the silicon oxide film is planarized by CMP to form an interlayer insulating film.

次に、層間絶縁膜上にレジスト膜を塗布し、Contact層のレチクルを用いて露光を行う。Contact層の露光には、ラフアライメントおよびEGAを行い、その後、本体チップ領域内に第1ピッチで配置したゲートアライメントマークを用いて各ショットの位置情報を取得し、そのデータをもとにダイバイダイアライメントを行う。   Next, a resist film is applied on the interlayer insulating film, and exposure is performed using a contact layer reticle. For exposure of the contact layer, rough alignment and EGA are performed, and then position information of each shot is obtained using gate alignment marks arranged at the first pitch in the main body chip region, and die-by-die is obtained based on the data. Align.

次に、ゲート電極を加工したときに形成された本体チップ領域内のGate層の重ね合わせ検査マークと、Contact層のレジストパターニングでレジストパターンに形成されたContact層の重ね合わせ検査マークとを用いて重ね合わせずれの測定を行う。この測定の結果は、次のロット処理のContact層の露光パラメータにフィードバックされる。   Next, using the overlay inspection mark of the Gate layer in the main body chip region formed when the gate electrode is processed, and the overlay inspection mark of the Contact layer formed in the resist pattern by resist patterning of the Contact layer. Measure overlay deviation. The result of this measurement is fed back to the exposure parameter of the Contact layer in the next lot processing.

次に、レジストパターンをマスクとして層間絶縁膜を加工して、層間絶縁膜に接続孔を形成した後、レジストパターンを除去し、接続孔の底部に露出するシリコン基板の主面を洗浄して自然酸化膜を除去する。   Next, the interlayer insulating film is processed using the resist pattern as a mask to form a connection hole in the interlayer insulating film, and then the resist pattern is removed, and the main surface of the silicon substrate exposed at the bottom of the connection hole is washed to naturally The oxide film is removed.

次に、コリメーションスパッタリング法によりチタン(Ti)膜および窒化チタン(TiN)膜を堆積してバリアメタル膜を形成する。続いて、接続孔の内部を含む層間絶縁膜上に、例えば厚さ600nm程度のタングステン(W)膜を堆積した後、接続孔の内部以外のタングステン(W)膜をCMP法により研磨して除去することにより、接続孔の内部にプラグを形成する。その後、プラグに電気的に接続する第1の配線層を形成する。以上の工程により、電界効果トランジスタが略完成する。   Next, a barrier metal film is formed by depositing a titanium (Ti) film and a titanium nitride (TiN) film by a collimation sputtering method. Subsequently, after depositing, for example, a tungsten (W) film having a thickness of about 600 nm on the interlayer insulating film including the inside of the connection hole, the tungsten (W) film other than the inside of the connection hole is polished and removed by a CMP method. By doing so, a plug is formed inside the connection hole. Thereafter, a first wiring layer electrically connected to the plug is formed. Through the above steps, the field effect transistor is substantially completed.

このように、実施の形態4によれば、Gate層とContact層とには、高い重ね合わせ精度が要求されるが、露光ショット単位で本体チップ領域内の位置情報を取得し、各ショット毎にその位置情報をもとに補正しながらダイバイダイアライメントを行うことにより、重ね合わせずれを小さくすることが可能となり、高い重ね合わせ精度を実現することができる。   As described above, according to the fourth embodiment, the gate layer and the contact layer are required to have high overlay accuracy. However, the position information in the main body chip area is obtained for each exposure shot, and is obtained for each shot. By performing die-by-die alignment while correcting based on the position information, it is possible to reduce overlay deviation and to realize high overlay accuracy.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

AG,AM2,AS,AV1 マーク領域
AM,AMC,AMG,AMM2,AMV1,AMV2 アライメントマーク
AMP アライメントマークを配置する位置
BF ビアフィル材
BG,BM1,BM2,BS,BV1,BV2 検査マーク領域
C2,C3 接続部材
CNT1,CNT2,CNT3 接続孔
DAC,DAG,DAS,DAM1,DAM2 CMPダミー配置領域
DAV1,DAV2 CMPダミー配置領域
DAD CMPダミー重複領域
DP CMPダミー
GI ゲート酸化膜
GE ゲート電極
IMC,IMG,IMM1,IMM2,IMV1,IMV2 重ね合わせ検査マーク
IMP 重ね合わせ検査マークを配置する位置
IS1 第1層間絶縁膜
IS2 第2層間絶縁膜
IS3 第3層間絶縁膜
IS4 第4層間絶縁膜
M1 第1の配線層
M2 第2の配線層
M3 第3の配線層
MSKC,MSKG,MSKM1,MSKM2,MSKS マスク
MSKV1,MSKV2 マスク
MT1,MT2,MT3 配線溝
NT 不透明膜
SA スクライブ領域
SC 本体チップ領域
SD ソース・ドレイン領域
SI シリサイド膜
SN ライナー窒化シリコン膜
STI 素子分離部
SUB シリコン基板
SW サイドウォール
PLG プラグ
RP レジストパターン
V1 第1のビアホール
V2 第2のビアホール
WAF ウェハ
AG, AM2, AS, AV1 Mark area AM, AMC, AMG, AMM2, AMV1, AMV2 Alignment mark AMP Position where alignment mark is placed BF Viafill material BG, BM1, BM2, BS, BV1, BV2 Inspection mark area C2, C3 Connection Member CNT1, CNT2, CNT3 Connection hole DAC, DAG, DAS, DAM1, DAM2 CMP dummy arrangement area DAV1, DAV2 CMP dummy arrangement area DAD CMP dummy overlap area DP CMP dummy GI Gate oxide film GE Gate electrodes IMC, IMG, IMM1, IMM2 , IMV1, IMV2 Overlay inspection mark IMP Position where overlay inspection mark is placed IS1 First interlayer insulating film IS2 Second interlayer insulating film IS3 Third interlayer insulating film IS4 Fourth interlayer insulating film M1 First wiring layer M2 Second wiring layer M3 Third wiring layer MSKC, MSKG, MSKM1, MSKM2, MSKS Mask MSKV1, MSKV2 Mask MT1, MT2, MT3 Wiring trench NT Opaque film SA Scribe area SC Body chip area SD Source / drain area SI Silicide film SN Liner silicon nitride film STI Element isolation part SUB Silicon substrate SW Side wall PLG Plug RP Resist pattern V1 First via hole V2 Second via hole WAF Wafer

Claims (16)

第1加工層、第2加工層・・第(n−1)加工層、第n加工層を、前記第1加工層、第2加工層・・第(n−1)加工層、第n加工層の順序で露光を行う半導体装置の製造方法であって、
被合わせ層が第m加工層(1≦m≦n−1)で、露光層が第n加工層である場合に、
前記第1加工層〜第(n−1)加工層のパターンデータを露光する際に用いられる第1マスク〜第(n−1)マスクは、それぞれ前記第1加工層〜第(n−1)加工層の製品領域のパターンデータが描画された本体チップ領域内に第1ダミー領域〜第(n−1)ダミー領域を有し、
前記第mマスクの前記第mダミー領域には、前記第1ダミー領域〜第(n−1)ダミー領域から抽出されるダミー領域の重複領域にアライメントマークが配置され、
前記第mマスク以外の前記第1マスク〜第(n−1)マスクの前記第1ダミー領域〜第(n−1)ダミー領域には、前記アライメントマークと対応する位置にパターンが配置されていない、半導体装置の製造方法。
The first processed layer, the second processed layer, the (n-1) processed layer, and the nth processed layer are the first processed layer, the second processed layer, the (n-1) processed layer, and the nth processed layer. A method of manufacturing a semiconductor device that performs exposure in the order of layers,
When the layer to be bonded is the m-th processed layer (1 ≦ m ≦ n−1) and the exposure layer is the n-th processed layer,
The first mask to the (n-1) th mask used when exposing the pattern data of the first processed layer to the (n-1) th processed layer are respectively the first processed layer to the (n-1) th. In the main body chip area where the pattern data of the product area of the processed layer is drawn, the first dummy area to the (n-1) th dummy area are provided,
In the mth dummy area of the mth mask, an alignment mark is disposed in an overlapping area of the dummy area extracted from the first dummy area to the (n-1) th dummy area,
A pattern is not arranged at a position corresponding to the alignment mark in the first dummy area to the (n-1) th dummy area of the first mask to the (n-1) th mask other than the mth mask. A method for manufacturing a semiconductor device.
請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
前記第1ダミー領域〜第(n−1)ダミー領域はCMPにおける加工平坦性を向上させるためのダミーパターンを配置する領域である、半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the first dummy region to the (n−1) th dummy region are regions in which a dummy pattern for improving processing flatness in CMP is disposed.
請求項2記載の半導体装置の製造方法において、
CMPにおける加工平坦性を向上させるためのダミーパターンを配置しない前記第1加工層〜第(n−1)加工層においては、仮のダミーパターンを生成して前記ダミー領域の重複領域を算出する、半導体装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2.
In the first processing layer to the (n−1) th processing layer in which no dummy pattern for improving processing flatness in CMP is arranged, a temporary dummy pattern is generated to calculate an overlapping region of the dummy region. A method for manufacturing a semiconductor device.
請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
前記第mマスクの前記第mダミー領域では、
前記アライメントマークが配置された第1領域と、前記第1領域の周囲で、かつ、前記アライメントマークのパターン端から一定の幅をもつ第2領域と、からなる第mマーク領域に、前記アライメントマーク以外のパターンが配置されておらず、
前記第mマスク以外の前記第1マスク〜第(n−1)マスクの前記第1ダミー領域〜第(n−1)ダミー領域では、
前記第mマーク領域と対応する位置の第1マーク領域〜第(n−1)マーク領域にパターンが配置されていない、半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1,
In the mth dummy region of the mth mask,
The alignment mark is arranged in an m-th mark area comprising a first area where the alignment mark is arranged and a second area around the first area and having a certain width from the pattern end of the alignment mark. There is no pattern other than
In the first dummy region to the (n−1) th dummy region of the first mask to the (n−1) th mask other than the mth mask,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein no pattern is arranged in a first mark area to an (n-1) th mark area at a position corresponding to the m-th mark area.
請求項4記載の半導体装置の製造方法において、
前記第2領域は前記アライメントマークのパターン端から0.3μm以上の幅をもつ、半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 4,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the second region has a width of 0.3 μm or more from a pattern end of the alignment mark.
第1加工層、第2加工層・・第(n−1)加工層、第n加工層を、前記第1加工層、第2加工層・・第(n−1)加工層、第n加工層の順序で露光を行う半導体装置の製造方法であって、
被合わせ層が第m加工層(1≦m≦n−1)で、露光層が第n加工層である場合に、
前記第1加工層〜第n加工層のパターンデータを露光する際に用いられる第1マスク〜第nマスクは、それぞれ前記第1加工層〜第n加工層の製品領域のパターンデータが描画された本体チップ領域内に第1ダミー領域〜第nダミー領域を有し、
前記第mマスクの前記第mダミー領域には、前記第1ダミー領域〜第nダミー領域から抽出されるダミー領域の重複領域に第1重ね合わせ検査マークが配置され、
前記第nマスクの前記第nダミー領域には、前記第1重ね合わせ検査マークと対応する位置に第2重ね合わせ検査マークが配置され、
前記第mマスク以外の前記第1マスク〜第(n−1)マスクの前記第1ダミー領域〜第(n−1)ダミー領域には、前記第1および第2重ね合わせ検査マークと対応する位置にパターンが配置されていない、半導体装置の製造方法。
The first processed layer, the second processed layer, the (n-1) processed layer, and the nth processed layer are the first processed layer, the second processed layer, the (n-1) processed layer, and the nth processed layer. A method of manufacturing a semiconductor device that performs exposure in the order of layers,
When the layer to be bonded is the m-th processed layer (1 ≦ m ≦ n−1) and the exposure layer is the n-th processed layer,
The first mask to nth mask used when exposing the pattern data of the first processed layer to the nth processed layer are drawn with the pattern data of the product region of the first processed layer to the nth processed layer, respectively. Having a first dummy area to an nth dummy area in the main body chip area;
In the mth dummy area of the mth mask, a first overlay inspection mark is disposed in an overlapping area of dummy areas extracted from the first dummy area to the nth dummy area,
A second overlay inspection mark is disposed at a position corresponding to the first overlay inspection mark in the nth dummy region of the nth mask;
Positions corresponding to the first and second overlay inspection marks in the first dummy area to the (n-1) dummy area of the first mask to the (n-1) mask other than the m-th mask. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein no pattern is disposed on the substrate.
請求項6記載の半導体装置の製造方法において、
前記第1ダミー領域〜第nダミー領域はCMPにおける加工平坦性を向上させるためのダミーパターンを配置する領域である、半導体装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6.
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the first to nth dummy regions are regions in which dummy patterns for improving processing flatness in CMP are disposed.
請求項7記載の半導体装置の製造方法において、
CMPにおける加工平坦性を向上させるためのダミーパターンを配置しない前記第1加工層〜第n加工層においては、仮のダミーパターンを生成して前記ダミー領域の重複領域を算出する、半導体装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7.
Manufacturing of a semiconductor device in which a dummy pattern is generated and an overlapping area of the dummy area is calculated in the first to n-th processing layers where no dummy pattern for improving processing flatness in CMP is arranged Method.
請求項6記載の半導体装置の製造方法において、
前記第mマスクの前記第mダミー領域および前記第nマスクの前記第nダミー領域では、
重ね合わせ検査マークが配置された第1領域と、前記第1領域の周囲で、かつ、前記重ね合わせ検査マークのパターン端から一定の幅をもつ第2領域と、からなる第m検査マーク領域および第n検査マーク領域に、前記重ね合わせ検査マーク以外のパターンが配置されておらず、
前記第mマスク以外の前記第1マスク〜第(n−1)マスクの前記第1ダミー領域〜第(n−1)ダミー領域では、
前記第m検査マーク領域および第n検査マーク領域に対応する位置の第1検査マーク領域〜第(n−1)検査マーク領域にパターンが配置されていない、半導体装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6.
In the mth dummy region of the mth mask and the nth dummy region of the nth mask,
An m-th inspection mark region comprising: a first region in which an overlay inspection mark is disposed; and a second region around the first region and having a certain width from the pattern end of the overlay inspection mark; No pattern other than the overlay inspection mark is arranged in the nth inspection mark region,
In the first dummy region to the (n−1) th dummy region of the first mask to the (n−1) th mask other than the mth mask,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a pattern is not arranged in a first inspection mark region to an (n-1) th inspection mark region at positions corresponding to the mth inspection mark region and the nth inspection mark region.
請求項9記載の半導体装置の製造方法において、
前記第2領域は前記重ね合わせ検査マークのパターン端から0.3μm以上の幅をもつ、半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 9,
The semiconductor device manufacturing method, wherein the second region has a width of 0.3 μm or more from a pattern end of the overlay inspection mark.
第1加工層、第2加工層・・第(n−1)加工層、第n加工層を、前記第1加工層、第2加工層・・第(n−1)加工層、第n加工層の順序で露光を行う半導体装置の製造方法であって、
被合わせ層が第m加工層(1≦m≦n−1)で、露光層が第n加工層である場合に、
前記第1加工層〜第(n−1)加工層のパターンデータを露光する際に用いられる第1マスク〜第(n−1)マスクは、それぞれ前記第1加工層〜第(n−1)加工層の製品領域のパターンデータが描画された本体チップ領域内に第1ダミー領域〜第(n−1)ダミー領域を有し、
前記第mマスクの前記第mダミー領域には、前記第1ダミー領域〜第(n−1)ダミー領域から抽出されるダミー領域の重複領域に複数のアライメントマークが配置され、
前記複数のアライメントマークを用いてダイバイダイアライメントを行う、半導体装置の製造方法。
The first processed layer, the second processed layer, the (n-1) processed layer, and the nth processed layer are the first processed layer, the second processed layer, the (n-1) processed layer, and the nth processed layer. A method of manufacturing a semiconductor device that performs exposure in the order of layers,
When the layer to be bonded is the m-th processed layer (1 ≦ m ≦ n−1) and the exposure layer is the n-th processed layer,
The first mask to the (n-1) th mask used when exposing the pattern data of the first processed layer to the (n-1) th processed layer are respectively the first processed layer to the (n-1) th. In the main body chip area where the pattern data of the product area of the processed layer is drawn, the first dummy area to the (n-1) th dummy area are provided,
In the mth dummy region of the mth mask, a plurality of alignment marks are arranged in an overlapping region of the dummy region extracted from the first dummy region to the (n−1) th dummy region,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein die-by-die alignment is performed using the plurality of alignment marks.
請求項11記載の半導体装置の製造方法において、
前記ダミー領域の重複領域に第1ピッチを有する複数の第1格子点が設けられ、前記複数の第1格子点にそれぞれ前記アライメントマークが配置されている、半導体装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 11.
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a plurality of first lattice points having a first pitch are provided in an overlapping region of the dummy region, and the alignment marks are respectively disposed at the plurality of first lattice points.
請求項11記載の半導体装置の製造方法において、
前記ダミー領域の重複領域に第1ピッチを有する複数の第1格子点、および前記第1ピッチよりも小さい第2ピッチを有する複数の第2格子点が設けられ、前記複数の第1格子点および複数の第2格子点にそれぞれ前記アライメントマークが配置されている、半導体装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 11.
A plurality of first lattice points having a first pitch and a plurality of second lattice points having a second pitch smaller than the first pitch are provided in an overlapping region of the dummy region, and the plurality of first lattice points and A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the alignment marks are respectively arranged at a plurality of second lattice points.
第1加工層、第2加工層・・第(n−1)加工層、第n加工層を、前記第1加工層、第2加工層・・第(n−1)加工層、第n加工層の順序で露光を行う半導体装置の製造方法であって、
被合わせ層が第m加工層(1≦m≦n−1)で、露光層が第n加工層である場合に、
前記第1加工層〜第n加工層のパターンデータを露光する際に用いられる第1マスク〜第nマスクは、それぞれ前記第1加工層〜第n加工層の製品領域のパターンデータが描画された本体チップ領域内に第1ダミー領域〜第nダミー領域を有し、
前記第mマスクの前記第mダミー領域には、前記第1ダミー領域〜第nダミー領域から抽出されるダミー領域の重複領域に複数の第1重ね合わせ検査マークが配置され、
前記第nマスクの前記第nダミー領域には、前記複数の第1重ね合わせ検査マークと対応する位置に複数の第2重ね合わせ検査マークが配置され、
前記複数の第1重ね合わせ検査マークと前記複数の第2重ね合わせ検査マークとを用いて合わせずれ計測を行った結果をフィードバックして、ダイバイダイアライメントを行う、半導体装置の製造方法。
The first processed layer, the second processed layer, the (n-1) processed layer, and the nth processed layer are the first processed layer, the second processed layer, the (n-1) processed layer, and the nth processed layer. A method of manufacturing a semiconductor device that performs exposure in the order of layers,
When the layer to be bonded is the m-th processed layer (1 ≦ m ≦ n−1) and the exposure layer is the n-th processed layer,
The first mask to nth mask used when exposing the pattern data of the first processed layer to the nth processed layer are drawn with the pattern data of the product region of the first processed layer to the nth processed layer, respectively. Having a first dummy area to an nth dummy area in the main body chip area;
In the m-th dummy area of the m-th mask, a plurality of first overlay inspection marks are arranged in an overlapping area of dummy areas extracted from the first dummy area to the n-th dummy area,
In the nth dummy area of the nth mask, a plurality of second overlay inspection marks are arranged at positions corresponding to the plurality of first overlay inspection marks,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein die-by-die alignment is performed by feeding back a result of misalignment measurement using the plurality of first overlay inspection marks and the plurality of second overlay inspection marks.
請求項14記載の半導体装置の製造方法において、
前記ダミー領域の重複領域に第1ピッチを有する複数の第1格子点が設けられ、前記複数の第1格子点にそれぞれ重ね合わせ検査マークが配置されている、半導体装置の製造方法。
15. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 14,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a plurality of first lattice points having a first pitch are provided in an overlapping region of the dummy region, and an overlay inspection mark is disposed at each of the plurality of first lattice points.
請求項14記載の半導体装置の製造方法において、
前記ダミー領域の重複領域に第1ピッチを有する複数の第1格子点、および前記第1ピッチよりも小さい第2ピッチを有する複数の第2格子点が設けられ、前記複数の第1格子点および前記複数の第2格子点にそれぞれ重ね合わせ検査マークが配置されている、半導体装置の製造方法。
15. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 14,
A plurality of first lattice points having a first pitch and a plurality of second lattice points having a second pitch smaller than the first pitch are provided in an overlapping region of the dummy region, and the plurality of first lattice points and A method for manufacturing a semiconductor device, wherein an overlay inspection mark is arranged at each of the plurality of second lattice points.
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