JPH0319309A - 位置合わせ方法 - Google Patents

位置合わせ方法

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Publication number
JPH0319309A
JPH0319309A JP1152391A JP15239189A JPH0319309A JP H0319309 A JPH0319309 A JP H0319309A JP 1152391 A JP1152391 A JP 1152391A JP 15239189 A JP15239189 A JP 15239189A JP H0319309 A JPH0319309 A JP H0319309A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring
wafer
layer
mark portion
electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP1152391A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuki Takemura
竹村 克喜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPH0319309A publication Critical patent/JPH0319309A/ja
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要] 半導体装置の製造時に適用して好結果が得られる位置合
わせ方法に関し、 金属材料の埋め込みデポジション技術に依って電極・配
線膜を形戒する半導体装置であっても、そのマーク部分
を適確に検出できるようにして、製造工程に於ける位置
合わせを正確に行い得るようにすることを目的とし、 位置合わせに用いるマーク部分を構戒する為に被膜に形
成された開口が電極・配線を形或する為の金属材料で密
実に埋められ且つ同し金属材料が該被膜を覆って平坦化
しているウェハに電子ビームを照射し、前記マーク部分
から発生するX線を検出して得られる電気信号に基づい
て該ウェハの位置合わせを行うよう構或する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体装置の製造時に適用して好結果が得ら
れる位置合わせ方法に関する。
一般に、半導体装置を高集積化する為、微細化或いは多
層化に種々な手段が採られていてる。
そのように、新しい技術を採り入れることで問題を解決
した場合、新たに別の問題を生ずることが多い。
現在、位置合わせに関して、同様な事態が生している。
〔従来の技術〕
第7図(A)は半導体装置に於けるマーク部分を説明す
る為の要部切断側面図を表している。
図に於いて、1は半導体基板、2は絶縁膜、3は例えば
アルミニウム(Al)からなる第一層目の電極・配線、
4は眉間絶縁膜、5は例えばA/からなる第二層目の電
極・配線膜、Mはマーク部分をそれぞれ示している。
図示のマーク部分Mについて信号を得るには、マーク部
分Mに電子ビームを照射し、そこからの反射電子に依っ
て段差を検出している。
第7図(B)はマーク部分Mからの反射電子に依る信号
波形を表す線図であり、縦軸には反射電子強度を、そし
て、横軸にはウェハ上の位置をそれぞれ採ってある. 第7図(A)及び(B)から明らかなように、マーク部
分Mに於ける段差は、反射電子の強度分布となって現れ
るので、その位置は正確に検出することができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
第7図(A)及び(B)について説明したマーク部分M
の検出に関する確実性は充分に高く、従って、位置合わ
せは実用上で全く問題ないように実施することができる
ところが、近年、A1などを用いた電極・配線膜を形戒
する場合、埋め込みデポジションと称して、金属材料を
熱処理、即ち、溶融させなから被着することが行われて
いる。
第8図(A)は金属材料の埋め込みデポジション技術を
通用して得られた半導体装置の要部切断側面図を表し、
第7図に於いて用いた記号と同記号は同部分を示すか或
いは同し意味を持つものとする。
図示された部分は第7図(Δ〉に示した部分と同じくマ
ーク部分Mの近傍である。
図から明らかなように、この技術に依ると、層間絶縁膜
4に形成された開口はAnで密実に埋められ、その表面
に在る第二層目の配線5は平坦化されている。
このようなマーク部分Mに電子ビームを照射しても、そ
こからの反射電子の強度は常に一定の値となってしまう
第8図(B)は第8図(A)に見られるマーク部分Mか
らの反射電子に依る信号波形を表す線図であり、縦軸に
は反射電子強度を、そして、横軸にはウェハ上の位置を
それぞれ採ってある。
第8図(A)及び(B)から判るように、マーク部分M
の眉間絶縁膜4に段差が在っても、反射電子の強度分布
には変化を生じないから、その位置は全く検出すること
ができない。尚、このマーク部分Mは、半導体装置に於
ける電極・配線の形成と同時に形成されるものであるか
ら、その工程とは別の工程で形成するか、眉間絶縁膜4
の開口を埋めているAN及びその近傍にある第二層目の
電極・配線膜5を選択的に除去する工程を採れば問題は
生じないが、そのようなことをすれば、工程増になるこ
とは当然である。
前記したような金属材料の埋め込みデポジション技術に
依る電極・配線膜の形成は、半導体装置の微細化、高集
積化に伴い、不可欠のものとなりつつある。
本発明は、金属材料の埋め込みデポジション技術に依っ
て電極・配線膜を形成する半導体装置であっても、その
マーク部分を適確に検出できるようにして、製造工程に
於ける位置合わせを正確に行い得るようにする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明では、第8図(A)に見られるような埋め込みデ
ポジション技術を通用して電極・配線膜を形成した半導
体装置であっても、X線を利用すればマーク部分を確実
に検出し得る旨の知見が基礎になっている。
第1図は第8図(A)に見られるマーク部分MからのX
線に起因する信号の波形を表す線図であり、縦軸にはX
線強度を、そして、横軸にはウェハ上の位置をそれぞれ
採ってある。
第8図(A)に見られるマーク部分Mに電子ビームを照
射すると、微弱なX線が放射され、その強度は金属材料
からなる電極・配線膜の厚さに比例する. 従って、第1図に見られるように、マーク部分Mに於い
ては、X線強度のレベルは高くなって確実に検出するこ
とができるから、容易に位置合わせを行うことが可能で
ある。
このようなことから、本発明に於ける位置合わせ方法で
は、位置合わせに用いるマーク部分(例えばマーク部分
M)を構戒する為に被膜(例えば層間絶縁膜4)に形成
された開口が電極・配線を形戊する為の金属材料(例え
ばAI!)で密実に埋められ且つ同し金属材料が該被膜
を覆って平坦化しているウェハ(例えばウェハWF)に
電子ビーム(例えば電子ビームEB)を照射し、前記マ
ーク部分から発生するX線(例えばX線XL)を検出し
て得られる電気信号に基づいて該ウェハの位置合わせを
行う. 〔作用〕 前記手段を採ることに依り、マーク部分を構威する為の
段差が存在する部分を含めて金属材料の埋め込みデポジ
ション技術に依って電極・配線膜を形成され、その表面
が平坦化されている半導体装置であっても、そのマーク
部分を適確に検出することが可能であり、製造工程に於
ける位置合わせを正確に行うことができる。
〔実施例〕
第2図乃至第5図は本発明実施の試料である半導体装置
の製造工程を解説する為の工程要所に於ける半導体装置
の要部切断側面図を表し、以下、これ等の図を参照しつ
つ説明する。向、第7図及び第8図に於いて用いた記号
と同記号は同部分を示すか或いは同じ意味を持つものと
する。
第2図参照 (21−1 悲酸化法を適用することに依り、例えばシリコンからな
る半導体基板1の上に厚さ例えば1〔μm〕程度の二酸
化シリコン(SiOz)からなる絶縁膜2を形成する。
尚、記号Eは電極部分を示している. (2i2 真空蒸着法を適用することに依り、厚さ例えばl 〔μ
m〕程度のAlからなる第一層目の電極・配線膜を形或
する。
(21 − 3 通常のフォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プ
ロセス及びエノチング・ガスを塩素系ガスとする反応性
イオン・エッチング(『eactive  ion  
etching:RIE)法を通用することに依り、前
記第一層目の電極・配線膜のパターニングを行って、第
一層目の電極・配線3E及び第一層目の金属マーク部分
3Mを形成する。
第3図参照 +3) − 1 化学気相堆積(chemical  vapor  d
epos i t ion :CVD)法を適用するこ
とに依り、厚さが例えば1 〔μm〕程度であるS i
 O 2からなる層間絶縁膜4を形戒する。
第4図参照 (4i1 通常のフォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プ
ロセス並びにエッチング・ガスをCF,十CHF3とす
るRIE法を適用することに依り、眉間絶縁膜4の選択
的エソチングを行って電極コンタクト・ホール4E及び
マーク用開口4Mを形戒する。
第5図参照 (51−1 熱処理を伴う埋め込みデポジション技術を適用すること
に依り、厚さ例えば1 〔μm)(1も薄い部分)程度
のAfからなる第二層目の電極・配線膜5を形戒する。
この第二層目の電極・配線II!! 5の表面が殆ど平
坦であることは云うまでもない。
前記したように第二層目の電極・配線III 5を形成
してから、これをパターニングして、第二層目の電極・
配線や第二層目の金属マーク部分を形成しなければなら
ないが、その際のウェハとマスクの位置合わせを行うに
は、マーク部分Mに電子ビームを照射することに依って
発生するX線を検出する. 第6図は本発明を実施する装置を例示する要部説明図を
表している. 図に於いて、EGは電子銃、EBは電子ビーム、WFは
ウェハ、XLはX線、DTはX線検出器、ARは増幅器
、LGは演算器をそれぞれ示している. ここで用いているX線検出器DTは、通常、SSD (
solid  state  detector)と呼
ばれ、その主体は逆バイアス電圧を印加したpn接合ダ
イオードであって、そこに放射線(X線)が入射するし
た場合、前記逆バイアス電圧を印加したことに依ってp
n接合から延び出ている空乏層に電子・正孔対が発生す
るので、それを電荷として取り出すものである.このよ
うなX検出器DTとしては、走査型電子顕微鏡(sca
nning  electron  microsco
ps:SEM)にオブシッン部品となっているものを使
用することができる。
さて、この装置に於いて、電子銃EGから放射される電
子ビームEBでウェハWFのマーク部分を照射すると、
前記説明したように、マーク部分からはX線XLが発生
するので、それをX線検出器DTで受けて電気信号に変
換し、増幅器ARで増幅し、そして、演算器LGに於い
て位置と信号強度との関係を演算する。
このようにすることで、演算器LGからは、第l図につ
いて説明した信号を得ることができるので、それを利用
して位置合わせを行うことが可能になる. 〔発明の効果〕 本発明に依る位置合わせ方法に於いては、マーク部分を
構威する為に被膜に形成された開口が電極・配線を形成
する為の金属材料で埋められ且つ同じ金属材料が該被膜
を覆って平坦化しているウェハに電子ビームを照射し、
そのマーク部分から発生するX,%Iを検出して得られ
る電気信号に基づいて該ウェハの位置合わせを行ってい
る.前記構成を採ることに依り、マーク部分を構威する
為の段差が存在する部分を含めて金属材料の埋め込みデ
ポジション技術に依って電極・配線膜を形成され、その
表面が平坦化されている半導体装置であっても、そのマ
ーク部分を適確に検出することが可能であり、製造工程
に於ける位置合わせを正確に行うことができる.
【図面の簡単な説明】
第1図はマーク部分からのXwAに起因する信号の波形
を表す線図、第2図乃至第5図は本発明を実施する試料
である半導体装置の製造工程を解説する為の工程要所に
於ける半導体装置の要部切断側面図、第6図は本発明を
実施する装置を例示する要部説明図、第7図(A)は半
導体装置に於けるマーク部分を説明する為の要部切断側
面図、第7図(B)はマーク部分Mからの反射電子に依
る信号波形を表す線図、第8図(A)は金属材料の埋め
込みデポジション技術を適用して得られた半導体装置の
要部切断側面図、第8図(B)は第8図(A)に見られ
るマーク部分Mからの反射電子に依る信号波形を表す線
図である。 図に於いて、1は半導体基板、2は絶縁膜、3は例えば
Alからなる第一層目の電極・配線、4は眉間絶縁膜、
5は例えばAlからなる第二層目の電極・配線膜、Mは
マーク部分、ECは電子銃、EBは電子ビーム、WFは
ウェハ、XLはX線、DTはXIIA検出器、ARは増
幅器、LGは演算器をそれぞれ示している.

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 位置合わせに用いるマーク部分を構成する為に被膜に形
    成された開口が電極・配線を形成する為の金属材料で密
    実に埋められ且つ同じ金属材料が該被膜を覆って平坦化
    しているウェハに電子ビームを照射し、 前記マーク部分から発生するX線を検出して得られる電
    気信号に基づいて該ウェハの位置合わせを行うこと を特徴とする位置合わせ方法。
JP1152391A 1989-06-16 1989-06-16 位置合わせ方法 Pending JPH0319309A (ja)

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JP1152391A JPH0319309A (ja) 1989-06-16 1989-06-16 位置合わせ方法

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5985124A (en) * 1997-01-29 1999-11-16 Shinko Electric Industries Co., Ltd. Nickel or nickel alloy electroplating bath and plating process using the same
KR100610555B1 (ko) * 2003-05-26 2006-08-10 가시오게산키 가부시키가이샤 반도체소자 및 그 제조방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5985124A (en) * 1997-01-29 1999-11-16 Shinko Electric Industries Co., Ltd. Nickel or nickel alloy electroplating bath and plating process using the same
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