JPH03138920A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH03138920A JPH03138920A JP1276731A JP27673189A JPH03138920A JP H03138920 A JPH03138920 A JP H03138920A JP 1276731 A JP1276731 A JP 1276731A JP 27673189 A JP27673189 A JP 27673189A JP H03138920 A JPH03138920 A JP H03138920A
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- metal wiring
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- film
- wiring film
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- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 45
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 45
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 76
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Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は半導体装置、特にアライメントマークが形成さ
れた半導体装置に関する。
れた半導体装置に関する。
[発明の概要]
本発明は、VLSI、ULSI等のように集積密度の高
い半導体装置において、 金属配線膜よりも下層の複数の薄膜にわたって、アライ
メントマーク用孔を形成して、アライメントマーク用孔
のアスペクト比を大きく設定することにより、 金属配線膜によるコンタクトホールの段差被覆性(ステ
ップカバレッジ)に支障を招くことなく、アライメント
マーク用孔の上部に必要かつ十分な段差を確保して、こ
の段差をアライメントマークとして用いることにより、
金属配線膜のマスク合わせを高精度に行うことができる
ようにしたものである。
い半導体装置において、 金属配線膜よりも下層の複数の薄膜にわたって、アライ
メントマーク用孔を形成して、アライメントマーク用孔
のアスペクト比を大きく設定することにより、 金属配線膜によるコンタクトホールの段差被覆性(ステ
ップカバレッジ)に支障を招くことなく、アライメント
マーク用孔の上部に必要かつ十分な段差を確保して、こ
の段差をアライメントマークとして用いることにより、
金属配線膜のマスク合わせを高精度に行うことができる
ようにしたものである。
[従来の技術]
半導体装置の製造プロセスでは、特公昭6347330
号公報に示されているように、フォトリゾグラフィーの
技法でアライメントマークを基準としてレジストパター
ンを形成している。
号公報に示されているように、フォトリゾグラフィーの
技法でアライメントマークを基準としてレジストパター
ンを形成している。
ところで、VLSIやULSIのような半導体装置にお
いては、第2図に示すように、半導体基板lの上に素子
分離酸化82.第一層間絶縁膜3゜第二層間絶縁膜4.
金属配線膜5を順次形成しである。6は第二層間絶縁膜
4に形成されたコンタクトホール、7は第二絶縁814
に形成されたアライメントマーク用孔である。ここで、
コンタクトホール6とアライメントマーク用孔7との孔
径について述べると、コンタクトホール6は例えば1μ
mであり、アライメントマーク用孔7は例えば4μmで
あるというように、アライメントマーク用孔7がコンタ
クトホール6の数倍になっている。
いては、第2図に示すように、半導体基板lの上に素子
分離酸化82.第一層間絶縁膜3゜第二層間絶縁膜4.
金属配線膜5を順次形成しである。6は第二層間絶縁膜
4に形成されたコンタクトホール、7は第二絶縁814
に形成されたアライメントマーク用孔である。ここで、
コンタクトホール6とアライメントマーク用孔7との孔
径について述べると、コンタクトホール6は例えば1μ
mであり、アライメントマーク用孔7は例えば4μmで
あるというように、アライメントマーク用孔7がコンタ
クトホール6の数倍になっている。
また金属配線膜5は、エツチングの終了した第二絶縁膜
4上にスパッタ蒸着法でアルミニウムのような金属材料
を蒸着することにより形成された後、フォトリゾグラフ
ィーの技法でアライメントマーク用孔7を被覆した金属
配線膜5上の段差部を基準としてレジストパターンが形
成される。つまり、スパッタ蒸着法により形成された金
属配線膜5上に図外のレジスト膜を形成し、次いで図外
の露光装置でアライメントマーク用孔7の段差を利用し
てアライメントマーク用孔7の位置を検出し、この位置
検出信号によりマスク合わせをしながらパターニングを
行ってレジストパターンを形成する。この後、エツチン
グにより所定の金属配線パターンが形成される。
4上にスパッタ蒸着法でアルミニウムのような金属材料
を蒸着することにより形成された後、フォトリゾグラフ
ィーの技法でアライメントマーク用孔7を被覆した金属
配線膜5上の段差部を基準としてレジストパターンが形
成される。つまり、スパッタ蒸着法により形成された金
属配線膜5上に図外のレジスト膜を形成し、次いで図外
の露光装置でアライメントマーク用孔7の段差を利用し
てアライメントマーク用孔7の位置を検出し、この位置
検出信号によりマスク合わせをしながらパターニングを
行ってレジストパターンを形成する。この後、エツチン
グにより所定の金属配線パターンが形成される。
[発明が解決しようとする課題]
前述の金属配線膜5をスパッタ蒸着法により形成した場
合には、第2図に示すように、孔径の大きなアライメン
トマーク用孔7は金属配線膜5で段差が確保された状態
に被覆されるけれども、孔径の小さなコンタクトホール
6は段差被覆性が悪化し、コンタクトホール6底部に金
属材料が堆積しにくいものである。
合には、第2図に示すように、孔径の大きなアライメン
トマーク用孔7は金属配線膜5で段差が確保された状態
に被覆されるけれども、孔径の小さなコンタクトホール
6は段差被覆性が悪化し、コンタクトホール6底部に金
属材料が堆積しにくいものである。
そこで、アスペクト比の大きいコンタクトホール6の段
差被覆性を良くするために、スパッタ蒸着法により形成
した金属配線膜5に高エネルギーの光を照射して金属配
線膜5を瞬間的に溶融し、コンタクトホール6を埋め込
むリフロー法、あるいは素子分離酸化膜2.第一層間絶
縁膜3.第二層間絶縁膜4を含む半導体基板lにバイア
ス電圧や高温を印加しながらスパッタ蒸着を行う所謂改
良型スパッタ蒸着法により金属配線膜5を形成する方法
が検討されてきている。
差被覆性を良くするために、スパッタ蒸着法により形成
した金属配線膜5に高エネルギーの光を照射して金属配
線膜5を瞬間的に溶融し、コンタクトホール6を埋め込
むリフロー法、あるいは素子分離酸化膜2.第一層間絶
縁膜3.第二層間絶縁膜4を含む半導体基板lにバイア
ス電圧や高温を印加しながらスパッタ蒸着を行う所謂改
良型スパッタ蒸着法により金属配線膜5を形成する方法
が検討されてきている。
しかしリフロー法や改良型スパッタ蒸着法にあっては、
第3図に示すように、コンタクトホール6内で金属配線
膜5が略平坦化され、その段差被覆性は確保されるけれ
ども、アライメントマーク用孔7内でも金属配線膜5が
略平坦化され、その段差が無くなってしまう。すると、
この後に行われる露光装置によるアライメントマーク用
孔7の位置検出に際しては、金属配線膜5が反射性の下
地であることから、その位置検出が難かしくなり、ある
いは全く不能になり、正常なマスク合わせが行えなくな
る。
第3図に示すように、コンタクトホール6内で金属配線
膜5が略平坦化され、その段差被覆性は確保されるけれ
ども、アライメントマーク用孔7内でも金属配線膜5が
略平坦化され、その段差が無くなってしまう。すると、
この後に行われる露光装置によるアライメントマーク用
孔7の位置検出に際しては、金属配線膜5が反射性の下
地であることから、その位置検出が難かしくなり、ある
いは全く不能になり、正常なマスク合わせが行えなくな
る。
[課題を解決するための手段]
そこで本発明は、金属配線膜よりも下層の複数の薄膜に
わたって、アライメントマーク用孔を形成しである。
わたって、アライメントマーク用孔を形成しである。
[作用]
アライメントマーク用孔が深くなり、そのアスペクト比
が大きくなることにより、金属配線膜直下のコンタクト
ホールを例えばリフロー法や改良型スパッタ蒸着法によ
り段差被覆性良く金属配線膜で埋め込んだ場合でも、ア
ライメントマーク用孔を被覆する金属配線膜の表面には
凹部が明確に形成される。この凹部による段差がフォト
リゾグラフィー技法での精密な位置の基準となるアライ
メントマークとしての機能を発揮する。
が大きくなることにより、金属配線膜直下のコンタクト
ホールを例えばリフロー法や改良型スパッタ蒸着法によ
り段差被覆性良く金属配線膜で埋め込んだ場合でも、ア
ライメントマーク用孔を被覆する金属配線膜の表面には
凹部が明確に形成される。この凹部による段差がフォト
リゾグラフィー技法での精密な位置の基準となるアライ
メントマークとしての機能を発揮する。
[実施例]
以下、本発明の実施例を図面とともに従来の構造と同一
部分に同一符号を付して詳述する。
部分に同一符号を付して詳述する。
第1図に示すように、半導体基板lの上に素子分離酸化
膜2.ゲート電極膜10.第一層間絶縁膜3.高抵抗用
薄膜11.第二層間絶縁膜4.アルミニウムで構成され
た金属配線膜5を順次形成しである。
膜2.ゲート電極膜10.第一層間絶縁膜3.高抵抗用
薄膜11.第二層間絶縁膜4.アルミニウムで構成され
た金属配線膜5を順次形成しである。
ここで、金属配線膜5よりも下層の複数の薄膜にわたっ
て、アライメントマーク用孔17を形成しである。具体
的には、アライメントマーク用孔17は素子分離酸化膜
2.ゲート電極膜10.第一層間絶縁膜3.高抵抗用薄
膜11.第二層間抱締膜4それぞれに形成された孔17
a、17b。
て、アライメントマーク用孔17を形成しである。具体
的には、アライメントマーク用孔17は素子分離酸化膜
2.ゲート電極膜10.第一層間絶縁膜3.高抵抗用薄
膜11.第二層間抱締膜4それぞれに形成された孔17
a、17b。
17c、17d、17eで構成されている。これら孔1
7a=17eは素子分離酸化膜2.ゲート電極膜10.
第一層間絶縁膜3.高抵抗用薄膜I1、第二層間絶縁膜
4それぞれのエツチング工程で同軸状に形成されている
とともに、素子分離酸化膜2の孔!7aよりもゲート電
極膜!0の孔17bの孔径が大きく、この孔17bより
も第一層間絶縁膜3の孔17cの孔径が大きく、この孔
17cよりも高抵抗用薄膜11の孔17dの孔径が大き
く、この孔17dよりも第二層間絶縁膜4の孔17eの
孔径が大きいというように、下層の孔よりら上層の孔の
方が大きい孔径になっている。
7a=17eは素子分離酸化膜2.ゲート電極膜10.
第一層間絶縁膜3.高抵抗用薄膜I1、第二層間絶縁膜
4それぞれのエツチング工程で同軸状に形成されている
とともに、素子分離酸化膜2の孔!7aよりもゲート電
極膜!0の孔17bの孔径が大きく、この孔17bより
も第一層間絶縁膜3の孔17cの孔径が大きく、この孔
17cよりも高抵抗用薄膜11の孔17dの孔径が大き
く、この孔17dよりも第二層間絶縁膜4の孔17eの
孔径が大きいというように、下層の孔よりら上層の孔の
方が大きい孔径になっている。
また第二層間絶縁膜4のエツチング工程ではコンタクト
ホール6も形成される。
ホール6も形成される。
一方、金属配線膜5はリフロー法あるいは改良型スパッ
タ蒸着法により形成されている。つまり、リフロー法の
場合には、スパッタ蒸着法により金属配線膜5を形成し
、この金属配線膜5に高エネルギーの光を照射して金属
配線膜5を瞬間的に溶融する。改良型スパッタ蒸着法の
場合には素子分離酸化膜2.ゲート電極膜1o、第一層
間絶縁膜3、高抵抗用薄膜I1.第二層間絶縁84を含
む半導体基板りにバイアス電圧や高圧を印加しながらス
パッタ蒸着を行う。これによりコンタクトホール6は金
属配線膜5を構成しているアルミニウムのような金属材
料が埋め込まれ、コンタクトホール6内で金属配線膜5
が略平坦になり、コンタクトホール6の段差被覆性が確
保されている。
タ蒸着法により形成されている。つまり、リフロー法の
場合には、スパッタ蒸着法により金属配線膜5を形成し
、この金属配線膜5に高エネルギーの光を照射して金属
配線膜5を瞬間的に溶融する。改良型スパッタ蒸着法の
場合には素子分離酸化膜2.ゲート電極膜1o、第一層
間絶縁膜3、高抵抗用薄膜I1.第二層間絶縁84を含
む半導体基板りにバイアス電圧や高圧を印加しながらス
パッタ蒸着を行う。これによりコンタクトホール6は金
属配線膜5を構成しているアルミニウムのような金属材
料が埋め込まれ、コンタクトホール6内で金属配線膜5
が略平坦になり、コンタクトホール6の段差被覆性が確
保されている。
方、アライメントマーク用孔17のアスペクト比が大き
くなっているので、アライメントマーク用孔I7の素子
分離酸化膜2の孔+7aから第一層間絶縁膜3の孔17
cまでは金属配線膜5が埋め込まれ、孔17cよりも上
方に位置している高抵抗用薄膜11の孔17dから第二
層間絶縁膜4の孔17eまでの埋め込みが不十分となっ
ているというように、アライメントマーク用孔17の部
分で金属配線膜5の表面に凹部18が明確に形成され、
アライメントマーク用孔17内の金属配線膜5に段差が
確保されている。
くなっているので、アライメントマーク用孔I7の素子
分離酸化膜2の孔+7aから第一層間絶縁膜3の孔17
cまでは金属配線膜5が埋め込まれ、孔17cよりも上
方に位置している高抵抗用薄膜11の孔17dから第二
層間絶縁膜4の孔17eまでの埋め込みが不十分となっ
ているというように、アライメントマーク用孔17の部
分で金属配線膜5の表面に凹部18が明確に形成され、
アライメントマーク用孔17内の金属配線膜5に段差が
確保されている。
したがってこの実施例の構造によれば、金属配線膜5の
形成後に、露光装置によるアライメントマーク用孔I7
の位置検出が行われる際に、アライメントマーク用孔I
7内で金属配線膜5の凹部18による段差が確保されて
いるので、当該凹部18をアライメントマークとして、
その位置検出が容易となり、正常なマスク合わせが行え
る。しかも、アライメントマーク用孔17を構成する孔
17a〜17eは下層の孔よりも上層の孔の孔径が大き
くしであるので、孔17a〜17e相互の位置合わせが
容易になる。
形成後に、露光装置によるアライメントマーク用孔I7
の位置検出が行われる際に、アライメントマーク用孔I
7内で金属配線膜5の凹部18による段差が確保されて
いるので、当該凹部18をアライメントマークとして、
その位置検出が容易となり、正常なマスク合わせが行え
る。しかも、アライメントマーク用孔17を構成する孔
17a〜17eは下層の孔よりも上層の孔の孔径が大き
くしであるので、孔17a〜17e相互の位置合わせが
容易になる。
なお前記実施例ではアライメントマーク用孔17を半導
体基板1上の複数の薄膜全部にわたって形成したけれど
も、本発明においては金属配線膜5の膜厚や材料、リフ
ロー法や改良型スパッタ蒸着法の条件等により、アライ
メントマーク用孔17の上部に金属配線膜5の凹部18
が明確に形成できる範囲、例えば第二層間絶縁膜4と高
抵抗用薄膜11というように、金属配線膜5のすぐ下の
2つ以上の薄膜にわたって形成することも可能である。
体基板1上の複数の薄膜全部にわたって形成したけれど
も、本発明においては金属配線膜5の膜厚や材料、リフ
ロー法や改良型スパッタ蒸着法の条件等により、アライ
メントマーク用孔17の上部に金属配線膜5の凹部18
が明確に形成できる範囲、例えば第二層間絶縁膜4と高
抵抗用薄膜11というように、金属配線膜5のすぐ下の
2つ以上の薄膜にわたって形成することも可能である。
また、前記実施例では金属配線膜5よりも下層の薄膜が
5層構造であったが、本発明においてはコンタクトホー
ル17に対してアスペクト比や深さが十分確保できれば
、これに限定されるものではない。
5層構造であったが、本発明においてはコンタクトホー
ル17に対してアスペクト比や深さが十分確保できれば
、これに限定されるものではない。
さらに、前記実施例では金属配線膜5をアルミニウムで
構成したが、本発明においてはアルミニウム以外の金属
材料でも適用できる。
構成したが、本発明においてはアルミニウム以外の金属
材料でも適用できる。
[発明の効果]
以上のように本発明によれば、アライメントマーク用孔
のアスペクト比を大きく設定できるので、金属配線膜に
よるコンタクトホールの段差被覆性を良くするために、
リフロー法や改良型スパッタ蒸着法を採用してもアライ
メントマーク用孔の上部に段差を確保することができ、
もってアライメントマーク用孔の位置を正確に検出して
、金属配線膜のマスク合わせを高精度に行うことができ
る。
のアスペクト比を大きく設定できるので、金属配線膜に
よるコンタクトホールの段差被覆性を良くするために、
リフロー法や改良型スパッタ蒸着法を採用してもアライ
メントマーク用孔の上部に段差を確保することができ、
もってアライメントマーク用孔の位置を正確に検出して
、金属配線膜のマスク合わせを高精度に行うことができ
る。
第1図は本発明の一実施例を示すコンタクトポールとア
ライメントマーク用孔との周辺部の断面図、第2図は従
来のスパッタ蒸着法によるコンタクトホールとアライメ
ントマーク用孔との周辺部の断面図、第3図は従来のり
フロー法または改良型スパッタ蒸着法によるコンタクト
ホールとアライメントマーク用孔との周辺部の断面図で
ある。 1・・・半導体基板、2・・・素子分離酸化膜(薄膜)
、3・・・第一層間絶縁膜(薄膜)、4・・・第二層間
絶縁膜(薄膜)、5・・・金属配線膜、IO・・・ゲー
ト電極膜(薄膜)、11・・・高抵抗用薄膜(薄膜)、
17・・・アライメントマーク用孔。 了う4メントマーク用JLヒの周社H予の壌キ面図第1
図
ライメントマーク用孔との周辺部の断面図、第2図は従
来のスパッタ蒸着法によるコンタクトホールとアライメ
ントマーク用孔との周辺部の断面図、第3図は従来のり
フロー法または改良型スパッタ蒸着法によるコンタクト
ホールとアライメントマーク用孔との周辺部の断面図で
ある。 1・・・半導体基板、2・・・素子分離酸化膜(薄膜)
、3・・・第一層間絶縁膜(薄膜)、4・・・第二層間
絶縁膜(薄膜)、5・・・金属配線膜、IO・・・ゲー
ト電極膜(薄膜)、11・・・高抵抗用薄膜(薄膜)、
17・・・アライメントマーク用孔。 了う4メントマーク用JLヒの周社H予の壌キ面図第1
図
Claims (1)
- (1)金属配線膜よりも下層の複数の薄膜にわたって、
アライメントマーク用孔を形成したことを特徴とする半
導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1276731A JP2890538B2 (ja) | 1989-10-24 | 1989-10-24 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1276731A JP2890538B2 (ja) | 1989-10-24 | 1989-10-24 | 半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03138920A true JPH03138920A (ja) | 1991-06-13 |
JP2890538B2 JP2890538B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=17573557
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1276731A Expired - Fee Related JP2890538B2 (ja) | 1989-10-24 | 1989-10-24 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2890538B2 (ja) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US5614767A (en) * | 1993-12-10 | 1997-03-25 | Nec Corporation | Alignment accuracy check pattern |
KR970051926A (ja) * | 1995-12-29 | 1997-07-29 | ||
US5969428A (en) * | 1994-09-30 | 1999-10-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Alignment mark, manufacturing method thereof, exposing method using the alignment mark, semiconductor device manufactured using the exposing method |
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JP2006147667A (ja) * | 2004-11-16 | 2006-06-08 | Fujitsu Ltd | 半導体ウエハ、半導体装置、及び半導体装置の製造方法 |
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-
1989
- 1989-10-24 JP JP1276731A patent/JP2890538B2/ja not_active Expired - Fee Related
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