JP2998832B2 - Semiconductor device pattern forming method - Google Patents

Semiconductor device pattern forming method

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JP2998832B2 JP12805196A JP12805196A JP2998832B2 JP 2998832 B2 JP2998832 B2 JP 2998832B2 JP 12805196 A JP12805196 A JP 12805196A JP 12805196 A JP12805196 A JP 12805196A JP 2998832 B2 JP2998832 B2 JP 2998832B2
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    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/528Geometry or layout of the interconnection structure

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置のパター
ン形成方法に関し、特にシリコンウェハ上にフォトレジ
スト膜をマスクにエッチングを行ってパターンを形成す
る方法に関するものである。
The present invention relates to a method of forming a pattern of a semiconductor device, and more particularly to a method of forming a pattern on a silicon wafer by etching using a photoresist film as a mask.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体装置を製造する場合、半導
体チップ上に形成したトランジスタ等の素子を、同じく
半導体チップ上に形成した配線により相互に接続して所
望の回路を実現していく。MOSトランジスタを用いた
半導体装置を例に挙げると、図6に示すように、半導体
基板1上に、通常のLOCOS技術を用いて素子分離酸
化膜2を形成した後、ゲート酸化膜3を形成する。全面
に多結晶シリコンを形成して通常のリソグラフイ技術お
よびドライエッチング技術を用いてゲート電極4のパタ
ーンを形成する。そして、例えばn型不純物のイオン注
入を行い、ソースおよびドレインとなる不純物領域5を
形成する。その後、図示していないが、層間絶縁膜を形
成し、ゲート電極およびソース、ドレイン上の層間絶縁
膜を部分的に開孔してコンタクトホールを形成し、素子
間を接続するための配線を形成する。
2. Description of the Related Art Conventionally, when manufacturing a semiconductor device, elements such as transistors formed on a semiconductor chip are connected to each other by wirings also formed on the semiconductor chip to realize a desired circuit. Taking a semiconductor device using MOS transistors as an example, as shown in FIG. 6, an element isolation oxide film 2 is formed on a semiconductor substrate 1 using a normal LOCOS technique, and then a gate oxide film 3 is formed. . Polycrystalline silicon is formed on the entire surface, and a pattern of the gate electrode 4 is formed by using a usual lithography technique and a dry etching technique. Then, for example, ion implantation of an n-type impurity is performed to form an impurity region 5 serving as a source and a drain. Thereafter, although not shown, an interlayer insulating film is formed, a gate electrode and an interlayer insulating film on the source and drain are partially opened to form a contact hole, and a wiring for connecting elements is formed. I do.

【0003】ところで、実際の半導体チップ上に形成す
るゲート電極や配線のパターンの密度には疎密がある。
例えば、ボンディングパッドが配列された半導体チップ
外周部などでは、ボンディングパッド部およびその近傍
には回路素子が配置されていない空き領域が存在し、他
の領域に比較してパターン密度が小さくなっている。
Incidentally, the density of gate electrode and wiring patterns formed on an actual semiconductor chip varies.
For example, in an outer peripheral portion of a semiconductor chip in which bonding pads are arranged, a free region where no circuit element is arranged exists in the bonding pad portion and the vicinity thereof, and the pattern density is smaller than other regions. .

【0004】また、半導体チップ上に形成されるトラン
ジスタ等の回路素子が所望の特性を有しているかをモニ
ターすることを目的として、シリコンウェハ上において
本来の半導体チップ(以下、本チップという)に隣接し
てTEG(Test Element Groupの
略)チップとよばれるテスト用チップを配置することが
あるが、このTEGチップでは、パターン密度が極端に
小さい。一般に、TEGチップでは、測定の際に探針を
当てるパッドが多数設けられておりその部分がTEGチ
ップの面積の大半を占めるからである。4MDRAMの
場合、例えばゲート電極を構成する多結晶シリコンのパ
ターン密度は本チップでは20〜30%であるが、一般
的なTEGチップでのパターン密度は5%未満である。
さらに、半導体チップ間のスクライブ線領域上に、本チ
ップ上に形成されるパターンをモニターするためのテス
トパターンが形成されることがあるが、この領域におけ
るパターン密度もTEGチップ上と同様に極めて小さく
なる。
Further, in order to monitor whether a circuit element such as a transistor formed on a semiconductor chip has desired characteristics, an original semiconductor chip (hereinafter referred to as the present chip) is formed on a silicon wafer. There is a case where a test chip called a TEG (abbreviation of Test Element Group) chip is arranged adjacent to the TEG chip, but the TEG chip has an extremely small pattern density. In general, the TEG chip is provided with a large number of pads to which a probe is applied at the time of measurement, and the portion occupies most of the area of the TEG chip. In the case of 4MDRAM, for example, the pattern density of polycrystalline silicon constituting the gate electrode is 20 to 30% in this chip, but the pattern density in a general TEG chip is less than 5%.
Further, a test pattern for monitoring a pattern formed on the present chip may be formed on a scribe line region between the semiconductor chips, and the pattern density in this region is extremely small as on the TEG chip. Become.

【0005】このようにシリコンウェハ上に形成される
パターン密度に疎密がある場合、パターンが疎に形成さ
れた領域では配線層は本来の寸法よりも細くなってしま
う。その理由は次のように考えられている。フォトレジ
スト膜をマスクとしてその下の材料(ポリシリコン、ア
ルミニウム等)をRIE(Reactive Ion Etching)法な
どのドライ法を用いてエッチングする場合、フォトレジ
スト膜はプラズマ中にある励起活性種と反応してエッチ
ングされ、被エッチング材料(ポリシリコン、アルミニ
ウム等)のエッチングにより形成された側壁に付着して
側壁保護膜となる。形成されるパターン密度が低い領域
では、フォトレジストの反応生成物の量が少ないため形
成される側壁保護膜の膜厚が薄くなりパターン密度の高
い領域に比較してエッチングの異方性が低下してパター
ンが細く形成される。図7は、実際に形成される本来の
パターン(以下、実パターンという)の配線間に空き領
域がある場合の空き領域付近での平面図であり、図8
は、図7のC−C′線での断面図である。図7、図8に
示すように、空き領域を挟んで、実パターン8a〜8
d;8e〜8hが形成される場合、空き領域に近い側に
配置された実パターン8c〜8fが細くなってしまう。
[0005] When the density of patterns formed on a silicon wafer varies as described above, the wiring layer is thinner than its original size in a region where the patterns are sparsely formed. The reason is considered as follows. When using a photoresist film as a mask to etch the underlying material (polysilicon, aluminum, etc.) using a dry method such as RIE (Reactive Ion Etching), the photoresist film reacts with the excited active species in the plasma. And adheres to the side wall formed by etching the material to be etched (polysilicon, aluminum, etc.) to form a side wall protective film. In the region where the pattern density is low, the amount of the reaction product of the photoresist is small, so that the thickness of the formed sidewall protective film is small, and the etching anisotropy is lower than that in the region where the pattern density is high. The pattern is formed thin. FIG. 7 is a plan view in the vicinity of a vacant region when there is a vacant region between wirings of an original pattern actually formed (hereinafter, referred to as an actual pattern).
FIG. 8 is a sectional view taken along line CC ′ of FIG. 7. As shown in FIGS. 7 and 8, the actual patterns 8 a to 8
d; When 8e to 8h are formed, the actual patterns 8c to 8f arranged on the side closer to the empty area become thin.

【0006】図9はシリコンウェハ10上にTEGチッ
プを設けた場合の平面図であり、パターン密度の極端に
小さなTEGチップ12を囲むように本チップ13が配
置されている。この場合、TEGチップ12内およびこ
れを囲む本チップ13のパターンのでき上がり寸法が変
動する。図10は、本チップとTEGチップとの境界付
近の平面図であり、図11はそのD−D′線での断面図
である。本チップとTEGチップとはスクライブ線領域
6を挟んで配置されており、本チップでは、ワード線と
なるゲート電極4が平行に複数本形成され、TEGチッ
プでは孤立パターンのゲート電極4が形成される。TE
Gチップのゲート電極4の両サイドにはソース、ドレイ
ンとなる不純物領域5が形成される。図10、図11に
示されるように、本チップの最外部のパターンおよびT
EGチップでのパターンは本チップ内の中央部のパター
ンに比較して細く形成される。
FIG. 9 is a plan view showing a case where a TEG chip is provided on a silicon wafer 10. The chip 13 is arranged so as to surround the TEG chip 12 having an extremely small pattern density. In this case, the finished size of the pattern in the TEG chip 12 and the pattern of the main chip 13 surrounding the TEG chip 12 varies. FIG. 10 is a plan view near the boundary between the present chip and the TEG chip, and FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line DD ′. The present chip and the TEG chip are arranged with the scribe line region 6 interposed therebetween. In the present chip, a plurality of gate electrodes 4 serving as word lines are formed in parallel, and in the TEG chip, the gate electrodes 4 having an isolated pattern are formed. You. TE
On both sides of the gate electrode 4 of the G chip, impurity regions 5 serving as a source and a drain are formed. As shown in FIGS. 10 and 11, the outermost pattern and T
The pattern on the EG chip is formed thinner than the pattern at the center in the chip.

【0007】本出願人の調査によると、例えば、ゲート
長0.8μmの4MDRAMのゲート電極の場合、周囲
を空き領域に囲まれた孤立パターンでは平均0.02〜
0.08μm程度の配線層の細りが確認されており、こ
の値はチヤネル長の2.5〜10%に相当する。このよ
うに配線が細くなることによる悪影響としては、例えば
ゲート電極においては、しきい値電圧が低下し、一般の
配線においてはその配線容量および抵抗が変化すること
によって、いずれも回路動作に支障をきたす。また、最
悪の場合、下層配線の影響で配線層の下地に段差があっ
てパターン形成時に十分な製造マージンが確保できない
ような場所では、配線そのものが断線したりショートし
てしまうという問題が起こる。また、本チップ上での素
子の特性や配線の形成状態をモニターするTEGチップ
上やスクライブ線領域でのテストパターンの場合、これ
らの領域のパターンが予定された寸法とは異なって形成
されることにより、正規のパターンの特性を正確にモニ
ターすることができなくなる。
According to the investigation by the present applicant, for example, in the case of a gate electrode of a 4 MDRAM having a gate length of 0.8 μm, an average of 0.02 to 2.0 in an isolated pattern surrounded by an empty area.
Thinning of the wiring layer of about 0.08 μm has been confirmed, and this value corresponds to 2.5 to 10% of the channel length. As an adverse effect of such a thinner wiring, for example, the threshold voltage of a gate electrode is lowered, and the wiring capacity and resistance of a general wiring are changed. Come. Further, in the worst case, there is a problem that the wiring itself is disconnected or short-circuited in a place where there is a step under the wiring layer due to the influence of the lower wiring and a sufficient manufacturing margin cannot be secured at the time of pattern formation. In the case of a test pattern on a TEG chip or a scribe line area for monitoring the characteristics of elements and the formation state of wiring on this chip, the pattern in these areas may be formed differently from the expected dimensions. This makes it impossible to accurately monitor the characteristics of the regular pattern.

【0008】このような問題点を解決する方法として、
特開平4−130709号公報により、回路動作とは関
係のないダミーのパターンをチップ内の空き領域に配置
する方法が提案されている。この方法は、図12の断面
図に示すように、半導体基板1上に形成される実パター
ン8の疎な部分にダミーパターン9を形成してパターン
の疎密を緩和させて配線の細りを防止しようとするもの
である。
As a method for solving such a problem,
Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-130709 proposes a method of arranging a dummy pattern irrelevant to the circuit operation in an empty area in a chip. In this method, as shown in the cross-sectional view of FIG. 12, a dummy pattern 9 is formed in a sparse portion of the actual pattern 8 formed on the semiconductor substrate 1 to reduce the sparseness of the pattern and prevent thinning of the wiring. It is assumed that.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図12
のように、単にパターン密度の小さな領域にダミーパタ
ーンを配置するという方法では、ダミーパターンを挿入
することによってパターンの均一化を図ることは困難で
あり、実際にはパターン密度の差、あるいはダミーパタ
ーンの形状の違いなどから、パターンの疎密に差が生じ
前記エッチング時の悪影響を完全に取り除くことはでき
ない。例えば、パターン間に大きな隙間がありこの隙間
を埋めるように大きな面積のダミーパターンを挿入した
場合、実パターン部の中央付近のパターン密度がダミー
パターン近傍のパターン密度より小さくなってしまい、
逆に、空き領域に隣接する実パターンが太めにできてし
まう恐れがある。
However, FIG.
In the method of simply arranging a dummy pattern in an area having a small pattern density as in the above, it is difficult to make the pattern uniform by inserting the dummy pattern. Due to the difference in the shape of the pattern, there is a difference in the density of the pattern, and the adverse effect at the time of etching cannot be completely removed. For example, if there is a large gap between the patterns and a large area dummy pattern is inserted to fill this gap, the pattern density near the center of the actual pattern portion will be smaller than the pattern density near the dummy pattern,
Conversely, there is a risk that the actual pattern adjacent to the empty area may be made thicker.

【0010】したがって、本発明の解決すべき課題は、
回路素子が形成された半導体チップを含むシリコンウェ
ハ上に形成するパターンに、パターンの疎密に応じた寸
法の変動が生じることのないようにすることである。
Therefore, the problem to be solved by the present invention is:
An object of the present invention is to prevent a pattern formed on a silicon wafer including a semiconductor chip on which circuit elements are formed from undergoing dimensional fluctuations depending on the density of the pattern.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の課題は、ウェハ上
に形成されるパターンに疎密がある場合、パターン密度
の疎の領域に、本来のパターンの代表的なパターンの線
幅とほぼ等しい線幅を有するダミーパターンを、疎密の
差がほぼ解消されるように形成することにより、解決す
ることができる。
SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned problem is that when patterns formed on a wafer are sparse and dense, a line having a pattern density substantially equal to the line width of a typical pattern of the original pattern is added to a region having a sparse pattern density. This can be solved by forming the dummy pattern having a width so that the difference in density is substantially eliminated.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明による半導体装置のパター
ン形成方法は、回路素子が形成される本来の半導体チッ
プを含むシリコンウェハ上に所定のパターンのフォトレ
ジスト膜を形成し、これをマスクとしてエッチングを行
って前記シリコンウェハ上に前記パターンを転写する半
導体装置のパターン形成方法において、シリコンウェハ
上に形成すべき本来のパターンのパターン密度が疎の部
分に本来の半導体チップ上の本来のパターンの代表的な
パターンの線幅とほぼ等しい線幅を有するダミーパター
ンを、前記本来の半導体チップ上の本来のパターンの平
均パターン密度と同等のパターン密度となるように設け
ることにより、少なくとも本来の半導体チップ上および
その周辺部においてはほぼ全領域のわたってフォトレジ
スト膜のパターン密度ほぼ一様になるようにしてパタ
ーン形成を行うことを特徴とするものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In a method of forming a pattern of a semiconductor device according to the present invention, a photoresist film having a predetermined pattern is formed on a silicon wafer including an original semiconductor chip on which circuit elements are to be formed, and etching is performed using the photoresist film as a mask. in the pattern forming method of a semiconductor device to transfer the pattern on the silicon wafer by performing a representative of the original pattern on the original semiconductor chip to the pattern density is sparse portions of the original pattern to be formed on a silicon wafer By providing a dummy pattern having a line width substantially equal to the line width of the original pattern so as to have a pattern density equivalent to the average pattern density of the original pattern on the original semiconductor chip, and
In the peripheral area, the photoresist
The pattern is formed such that the pattern density of the strike film is substantially uniform .

【0013】そして、前記ダミーパターンが設けられる
領域は、本来の半導体チップ上の領域、本来の半導体チ
ップに隣接して設けられた、特性評価用デバイスを形成
したテストチップ上の領域、本来の半導体チップに隣接
して設けられた、該本来の半導体チップと一体的に切り
出されるダミーチップ上の領域、および、チップ間のス
クライブ線上の領域の中のいずれか一種若しくは複数種
の領域である。
The area in which the dummy pattern is provided is an area on the original semiconductor chip, an area on a test chip provided adjacent to the original semiconductor chip and on which a device for evaluating characteristics is formed, and an area on the original semiconductor chip. One or more of a region on the dummy chip, which is provided adjacent to the chip and is cut out integrally with the original semiconductor chip, and a region on the scribe line between the chips.

【0014】[0014]

【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図1は、本発明の第1の実施例を示す平面
図であって、本チップ上にダミーパターンを配置した状
態を表しており、図2は、図1のA−A′線での断面図
である。図1、図2に示されるように、半導体基板1上
には、空き領域をおいて実パターン8が形成されてお
り、その実パターン間の空き領域には実パターンとほぼ
等しいパターン幅を有するダミーパターン9が形成され
ている。図12に示した従来例と相違する点は、配置し
たダミーパターンが実パターンの幅に近い寸法で複数に
分割されていることである。この点に関し以下に詳細に
説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of the present invention, and shows a state where a dummy pattern is arranged on the present chip. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA 'of FIG. FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, a real pattern 8 is formed on a semiconductor substrate 1 with a vacant area therebetween. Pattern 9 is formed. The difference from the conventional example shown in FIG. 12 is that the arranged dummy pattern is divided into a plurality of parts with dimensions close to the width of the actual pattern. This will be described in detail below.

【0015】まず、実パターン8の本チップ上での平均
パターン密度を算出する。この場合、チップ全体の平均
値を求めてもよいが、ボンディングパッドの形成される
チップ周辺部などの空き領域をを除く部分での平均密度
を求めることがより好ましい。簡単なパターンの場合は
手計算でも可能であるが計算機を用いた図形処理により
容易に算出することもできる。このようにして求めたパ
ターン密度になるべく近くなるように、パターンの疎な
部分にダミーパターン9を配置する。この時、ダミーパ
ターンの幅は、例えば隣接する実パターンの平均的な幅
とし、間隔を調整することでパターンの密度を合わせて
いく。
First, the average pattern density of the actual pattern 8 on the chip is calculated. In this case, the average value of the entire chip may be obtained, but it is more preferable to obtain the average density in a portion excluding a vacant region such as a peripheral portion of the chip where the bonding pads are formed. In the case of a simple pattern, manual calculation is possible, but it can also be easily calculated by graphic processing using a computer. The dummy pattern 9 is arranged in a sparse part of the pattern so as to be as close as possible to the pattern density obtained in this way. At this time, the width of the dummy pattern is, for example, an average width of adjacent actual patterns, and the pattern density is adjusted by adjusting the interval.

【0016】ここで、ダミーパターンの幅について規定
するのは、その領域におけるフォトレジストの表面積お
よび被エッチング物のパターン側壁の面積を合わせるこ
とにより、エッチング時の反応生成物の付着状況を同等
にして、エッチングの異方性を合わせるためである。ま
たパターン密度の合わせ込みに関しては、実際のパター
ンの密度の、4分の1から4倍程度の範囲なら効果があ
るが、パターンの幅などによりこの範囲は変わってく
る。このような方法によって実パターンの存在しない空
き領域に、同等な密度および同等な配線形状にてダミー
パターンを配置してシリコンウェハ上にパターニングす
ることにより、パターンの疎密による配線層のエッチン
グ時における寸法変化を防止することができ、特性バラ
ツキの少ないより信頼性の高いデバイスを形成すること
ができる。また、このようなダミーパターンは、テスト
パターンが形成されている、あるいは形成されていない
スクライブ線領域に配置しても同様の効果が得られる。
Here, the width of the dummy pattern is defined by adjusting the surface area of the photoresist in the region and the area of the pattern side wall of the object to be etched so that the adhesion of the reaction product at the time of etching is made equal. This is for adjusting the anisotropy of the etching. The pattern density can be adjusted within a range of about 1/4 to 4 times the actual pattern density, but this range varies depending on the pattern width and the like. By arranging a dummy pattern with a similar density and a similar wiring shape in a vacant area where no actual pattern exists by such a method and patterning the dummy pattern on a silicon wafer, the dimension at the time of etching the wiring layer due to the density of the pattern is reduced. The change can be prevented, and a more reliable device with less characteristic variation can be formed. The same effect can be obtained by arranging such a dummy pattern in a scribe line region where a test pattern is formed or where a test pattern is not formed.

【0017】図3は、本発明の第2の実施例を示す平面
図であり、図4は図3のB−B′線での断面図である。
図3、図4に示すように、シリコンウェハ上において、
本チップとTEGチップとがスクライブ線領域6を介し
て隣接して配置されており、チップ領域における半導体
基板1上には素子分離領域に素子分離酸化膜2が、また
素子領域にゲート酸化膜3が形成されている。そして、
素子領域においてはゲート電極4の両サイドの半導体基
板表面には不純物領域5が形成されている。そして、本
実施例においては、図10、図11に示した従来例の場
合とは異なって、TEGチップにおける素子分離酸化膜
2上にゲート電極と同等の幅を有するダミーパターン9
が形成されている。TEGチップ上にダミーパターン9
を設けた本実施例によれば、図10、図11に示した従
来例の場合のように本チップ上の最外部のゲート電極4
とTEGチップ上のゲート電極4とが細く形成されるこ
とがなくなり、図3、図4に示すように、全面に渡って
所望の配線幅のゲート電極が得られる。ダミーパターン
の密度や形状に関しては、前記第1の実施例の場合と同
様に決めればよい。
FIG. 3 is a plan view showing a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a sectional view taken along line BB 'of FIG.
As shown in FIGS. 3 and 4, on a silicon wafer,
The present chip and the TEG chip are arranged adjacent to each other with a scribe line region 6 interposed therebetween. An element isolation oxide film 2 is formed in an element isolation region on the semiconductor substrate 1 in the chip region, and a gate oxide film 3 is formed in the element region. Are formed. And
In the element region, impurity regions 5 are formed on the surface of the semiconductor substrate on both sides of the gate electrode 4. In this embodiment, unlike the conventional example shown in FIGS. 10 and 11, the dummy pattern 9 having the same width as the gate electrode is formed on the element isolation oxide film 2 in the TEG chip.
Are formed. Dummy pattern 9 on TEG chip
According to the present embodiment, the outermost gate electrode 4 on this chip is different from that of the conventional example shown in FIGS.
And the gate electrode 4 on the TEG chip is not formed thin, and a gate electrode having a desired wiring width can be obtained over the entire surface as shown in FIGS. The density and shape of the dummy pattern may be determined in the same manner as in the first embodiment.

【0018】図5は、本発明の第3の実施例を示す平面
図である。本実施例では、図5に示すように、シリコン
ウェハ10上に、本チップ11と、それぞれの本チップ
に隣接して設けられたダミーチップ14が形成されてい
る。本チップの寸法の縦横比が極端に大きい場合には、
シリコンウェハから切り出す時に割れてしまう恐れがあ
り、本実施例のダミーチップ14は、この割れを防止す
るため所望の機能を有する本チップに付設した状態で切
り出すために設けられた半導体片である。本実施例では
このダミーチップ14上にダミーパターンが配置され
る。
FIG. 5 is a plan view showing a third embodiment of the present invention. In the present embodiment, as shown in FIG. 5, a main chip 11 and a dummy chip 14 provided adjacent to each main chip are formed on a silicon wafer 10. If the aspect ratio of this chip is extremely large,
There is a possibility that the chip is broken when the chip is cut from the silicon wafer. The dummy chip 14 of the present embodiment is a semiconductor piece provided for cutting in a state attached to the chip having a desired function in order to prevent the crack. In this embodiment, a dummy pattern is arranged on the dummy chip 14.

【0019】なお、第2および第3の実施例の場合、T
EGチップやダミーチップの全領域にわたってダミーパ
ターンを配置してもよいが、本チップに近い領域のみ
に、あるいは本チップに近い領域と必要なテストパター
ンの近傍のみに配置することもできる。また、以上の実
施例では、MOSトランジスタを用いた半導体装置のパ
ターン形成方法を例に説明したが、本発明は、これに限
定されるものではなく、バイポーラトランジスタを用い
た半導体装置、あるいは、MOSトランジスタとバイポ
ーラトランジスタの両方を用いた半導体装置など、一般
の半導体装置のパターン形成に広く適用することができ
る。
In the case of the second and third embodiments, T
The dummy pattern may be arranged over the entire area of the EG chip or the dummy chip. However, the dummy pattern may be arranged only in the area close to the present chip or only in the area close to the present chip and the necessary test pattern. Further, in the above embodiments, a pattern formation method of a semiconductor device using a MOS transistor has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and a semiconductor device using a bipolar transistor, The present invention can be widely applied to pattern formation of general semiconductor devices such as a semiconductor device using both a transistor and a bipolar transistor.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるパタ
ーン形成方法は、パターン密度の疎な領域の少なくとも
一部に実パターンとほぼ同等のパターン幅を有するダミ
ーパターンを設けてパターン密度をほぼ等しくするもの
であるので、本来は空き領域に隣接するパターン部にお
いても、空き領域のない実パターン部と同等なパターン
形状で同等のパターン密度を有するようになるため、配
線層のパターン形成の際のエッチング工程において、フ
ォトレジストが励起活性種と反応してエッチングされそ
の反応生成物がエッチングされた配線層の側壁に付着す
る現象が、空き領域の有無に関係なく一様に起こるよう
になる。したがって、本発明によれば、空き領域近くの
パターンにおいても、パターンの疎密による寸法変化の
懸念がないパターン内部と同等のエッチング環境が実現
され、ウェハ面内全体に渡って配線の寸法変化を防止で
き、特性バラツキが少なく信頼性の高いデバイスを形成
することができる。また、テストパターンでの寸法変化
を防止できることにより信頼性の高い評価を行うことが
可能になる。
As described above, in the pattern forming method according to the present invention, a dummy pattern having a pattern width substantially equal to the actual pattern is provided in at least a part of a region having a low pattern density so that the pattern density is substantially equal. Therefore, even in the pattern portion which is originally adjacent to the empty region, the same pattern shape and the same pattern density as those of the actual pattern portion having no empty region are obtained. In the etching process, the phenomenon in which the photoresist reacts with the excited active species to be etched and the reaction product adheres to the side wall of the etched wiring layer uniformly occurs regardless of the presence or absence of the empty region. Therefore, according to the present invention, even in a pattern near a vacant area, an etching environment equivalent to the inside of the pattern without dimensional change due to the density of the pattern is realized, and the dimensional change of wiring is prevented over the entire wafer surface. As a result, a highly reliable device with little characteristic variation can be formed. Further, since a dimensional change in the test pattern can be prevented, highly reliable evaluation can be performed.

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

【図1】 本発明の第1の実施例の平面図。FIG. 1 is a plan view of a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1のA−A′線に沿った断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 1;

【図3】 本発明の第2の実施例の平面図。FIG. 3 is a plan view of a second embodiment of the present invention.

【図4】 図3のB−B′線に沿った断面図。FIG. 4 is a sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 3;

【図5】 本発明の第3の実施例の平面図。FIG. 5 is a plan view of a third embodiment of the present invention.

【図6】 半導体装置の形成手順を示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a procedure for forming a semiconductor device.

【図7】 従来例の平面図。FIG. 7 is a plan view of a conventional example.

【図8】 図7のC−C′線に沿った断面図。FIG. 8 is a sectional view taken along the line CC ′ of FIG. 7;

【図9】 シリコンウェハ上に本チップに隣接してTE
Gチップを設けた状態を示す平面図。
FIG. 9 shows TE on a silicon wafer adjacent to this chip
FIG. 4 is a plan view showing a state where a G chip is provided.

【図10】 他の従来例の平面図。FIG. 10 is a plan view of another conventional example.

【図11】 図10のD−D′線に沿った断面図。FIG. 11 is a sectional view taken along the line DD ′ of FIG. 10;

【図12】 空き領域にダミーパターンを設けた従来例
の断面図。
FIG. 12 is a cross-sectional view of a conventional example in which a dummy pattern is provided in an empty area.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 2 素子分離酸化膜 3 ゲート酸化膜 4 ゲート電極 5 不純物領域 6 スクライブ線領域 8、8a〜8h 実パターン 9 ダミーパターン 10 シリコンウェハ 11 半導体チップ(本チップ) 12 TEGチップ 13 TEGチップに隣接する本チップ 14 半導体チップに隣接するダミーチップ Reference Signs List 1 semiconductor substrate 2 element isolation oxide film 3 gate oxide film 4 gate electrode 5 impurity region 6 scribe line region 8, 8a to 8h actual pattern 9 dummy pattern 10 silicon wafer 11 semiconductor chip (this chip) 12 TEG chip 13 adjacent to TEG chip The present chip 14 A dummy chip adjacent to the semiconductor chip

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−291344(JP,A) 特開 平4−101146(JP,A) 特開 平5−190791(JP,A) 特開 平6−275492(JP,A) 特開 平4−100043(JP,A) 特開 平6−242594(JP,A) 特開 平9−288347(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03F 1/08 H01L 21/027 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-4-291344 (JP, A) JP-A-4-101146 (JP, A) JP-A-5-190791 (JP, A) JP-A-6-106 275492 (JP, A) JP-A-4-100043 (JP, A) JP-A-6-242594 (JP, A) JP-A-9-288347 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. 7 , DB name) G03F 1/08 H01L 21/027

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 回路素子が形成される本来の半導体チッ
プを含むシリコンウェハ上に所定のパターンのフォトレ
ジスト膜を形成し、これをマスクとしてエッチングを行
って前記シリコンウェハ上に前記パターンを転写する半
導体装置のパターン形成方法において、シリコンウェハ
上に形成すべき本来のパターンのパターン密度が疎の部
分に本来の半導体チップ上の本来のパターンの代表的な
パターンの線幅とほぼ等しい線幅を有するダミーパター
ンを、前記本来の半導体チップ上の本来のパターンの平
均パターン密度と同等のパターン密度となるように設け
ることにより、少なくとも本来の半導体チップ上および
その周辺部においてはほぼ全領域のわたってフォトレジ
スト膜のパターン密度ほぼ一様になるようにしてパタ
ーン形成を行うことを特徴とする半導体装置のパターン
形成方法。
1. A photoresist film having a predetermined pattern is formed on a silicon wafer including an original semiconductor chip on which circuit elements are to be formed, and the photoresist film is used as a mask to perform etching to transfer the pattern onto the silicon wafer. In a method for forming a pattern of a semiconductor device, a portion having a low pattern density of an original pattern to be formed on a silicon wafer has a line width substantially equal to a line width of a typical pattern of an original pattern on an original semiconductor chip. By providing the dummy pattern so as to have a pattern density equal to the average pattern density of the original pattern on the original semiconductor chip , at least on the original semiconductor chip and
In the peripheral area, the photoresist
The pattern formation method of a semiconductor device, characterized in that the pattern density of the strike layer performs to patterning so that a substantially uniform.
【請求項2】 前記ダミーパターンが設けられる領域
が、本来の半導体チップ上の領域、本来の半導体チップ
に隣接して設けられた、特性評価用デバイスを形成した
テストチップ上の領域、本来の半導体チップに隣接して
設けられた、該本来の半導体チップと一体的に切り出さ
れるダミーチップ上の領域、および、チップ間のスクラ
イブ線上の領域の中のいずれか一種若しくは複数種の領
域であることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の
パターン形成方法。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the area where the dummy pattern is provided is an area on an original semiconductor chip, an area on a test chip provided adjacent to the original semiconductor chip and on which a characteristic evaluation device is formed, or an original semiconductor chip. A region on a dummy chip provided adjacent to the chip, which is cut out integrally with the original semiconductor chip, and a region on a scribe line between the chips, which is one or more of a plurality of regions. 2. The pattern forming method for a semiconductor device according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記テストチップ上または前記ダミーチ
ップ上に設けられるダミーパターンが、本来の半導体チ
ップの近傍のみに、または、本来の半導体チップの近傍
および必要なテストパターンの近傍のみに形成されるこ
とを特徴とする請求項2記載の半導体装置のパターン形
成方法。
3. The dummy pattern provided on the test chip or the dummy chip is formed only in the vicinity of the original semiconductor chip, or only in the vicinity of the original semiconductor chip and the necessary test pattern. 3. The method for forming a pattern of a semiconductor device according to claim 2, wherein:
【請求項4】 前記ダミーパターンの密度が本来のパタ
ーンの平均密度の4分の1乃至4倍であることを特徴と
する請求項1または2記載の半導体装置のパターン形成
方法。
4. The method according to claim 1, wherein the density of the dummy pattern is one-fourth to four times the average density of the original pattern.
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