JPH07153802A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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Publication number
JPH07153802A
JPH07153802A JP29879893A JP29879893A JPH07153802A JP H07153802 A JPH07153802 A JP H07153802A JP 29879893 A JP29879893 A JP 29879893A JP 29879893 A JP29879893 A JP 29879893A JP H07153802 A JPH07153802 A JP H07153802A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pattern
etching
holes
patterns
reticle
Prior art date
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Pending
Application number
JP29879893A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tokuji Tsuboi
篤司 壺井
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP29879893A priority Critical patent/JPH07153802A/en
Publication of JPH07153802A publication Critical patent/JPH07153802A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To visually monitor the amount of isotropic etching which is used at the time of opening contact holes, through holes, etc., by using a microscope. CONSTITUTION:In a monitor pattern 1 for isotropic etching, 4mum through holes are formed at constant intervals of 67mum in the length direction, and at 1mum step intervals from 1mum to 5mum in the width direction. By using a reticle having the monitor pattern 1 on scribe lines, PR of through holes is performed, and then through holes are etched by using isotropic etching. The check pattern after PR and etching becomes circular. Etching patterns having intervals corresponding with the etching amount of isotropic etching come into contact with points. Since the check pattern is arranged in a matrix type, it is excellent in visual observation property, and the etching amount can be easily visually detected by using a microscope.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関し、特に
半導体基板の表面にエッチングの程度やエッチング寸法
精度等を視認するテストパターンを配置した半導体装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device in which a test pattern for visually recognizing the degree of etching, etching dimension accuracy and the like is arranged on the surface of a semiconductor substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体基板の製造工程におけるフォトリ
ソグラフィ(PR)工程の外観検査において、その寸法
精度はデバイス性能に直接影響を与えるので、適宜テス
トパターンを設けて、このパターンの寸法測定を行い、
この測定値をもとに不純物拡散を制御したり、またコン
タクトホールの場合もリーク電流の増加や電流利得の低
下等が発生するのを防止するため、このテストパターン
が利用される。
2. Description of the Related Art In a visual inspection of a photolithography (PR) process in a semiconductor substrate manufacturing process, the dimensional accuracy directly affects the device performance. Therefore, a test pattern is appropriately provided and the dimensional measurement of this pattern is performed.
This test pattern is used in order to control the impurity diffusion based on this measured value and to prevent the increase of leak current and the decrease of current gain in the case of a contact hole.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このような従来の測定
に用いられたパターンを示す特開昭60−132337
号公報を参照すると、同公報の第3図乃至第6図に示さ
れているように、いずれも長方形の多数のパターンで構
成されており、特定の位置関係にあるパターンの一辺が
一直線上に並ぶことを以って良好とする技術が示されて
いる。この様子を示す図5を参照すると、上中下の各段
の中央にあるパターン14の一辺が一直線として記載さ
れている。このような状態になっていることが視認され
易いとしているが、このようなマスクパターンが実際に
半導体基板上にどれ程正確に投影されているかは全く不
明であり、このため半導体基板上におけるパターン判定
基準そのものが一定となっていないという欠点がある。
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-132337 showing a pattern used for such conventional measurement.
With reference to the publication, as shown in FIGS. 3 to 6 of the publication, each of them is composed of a large number of rectangular patterns, and one side of a pattern having a specific positional relationship is aligned on a straight line. The technique to make good by lining up is shown. With reference to FIG. 5 showing this state, one side of the pattern 14 at the center of each of the upper, middle and lower steps is described as a straight line. Although it is said that such a state is easily visible, it is completely unknown how accurately such a mask pattern is actually projected on the semiconductor substrate, and therefore, the pattern on the semiconductor substrate is not known. There is a drawback in that the criterion itself is not constant.

【0004】また、スルーホールのPRパターンが実際
には円形となるために、一直線上になり得ず、波状にう
ねって見え、このために顕微鏡等による目視検査では判
定し難いという欠点がある。特に、同公報の第6図に見
られるような千鳥足状上のパターン配置では視認性が悪
いばかりでなく、目の過度の疲労もともない、生産性が
向上しない。
Further, since the PR pattern of the through hole is actually circular, it cannot be in a straight line and appears wavy, which makes it difficult to judge by visual inspection with a microscope or the like. Particularly, in the staggered pattern arrangement as shown in FIG. 6 of the publication, not only the visibility is poor, but also the eyes are excessively fatigued and the productivity is not improved.

【0005】本発明の目的は、以上の諸問題を解決し
て、極めて視認性がよくしかも正確に判定できるパター
ン形状を備えた半導体装置を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a semiconductor device having a pattern shape which has extremely good visibility and can be accurately judged.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の構
成は、一直線上に多数のパターンを、ピッチ寸法を所定
値だけ順次増加させて配列してなるパターン群を、互い
に並行して複数形成したテストパターンが、半導体基板
上に備えられたことを特徴とする
According to the structure of a semiconductor device of the present invention, a plurality of pattern groups are formed in parallel with each other by arranging a large number of patterns on a straight line while sequentially increasing pitch dimensions by a predetermined value. The test pattern is provided on the semiconductor substrate.

【実施例】図1は本発明の第1の実施例の半導体装置に
おいて用意されるレチクルを示す平面図、図2はこのレ
チクルを用いて半導体基板上にPRパターンを形成しエ
ッチングを行なった状態を示す平面図である。
1 is a plan view showing a reticle prepared in a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a state in which a PR pattern is formed on a semiconductor substrate using this reticle and etching is performed. FIG.

【0007】図1において、この実施例で用意されるレ
チクルは、すべて4.0μm各の正方形のスルーホール
・パターン1を縦に4個、横に6個合計24個配列して
いる。各スルーホール・パターン1は、縦方向が6.0
μmの等間隔で、横方向が左側に1.0μmから右側の
5.0μmまで1.0μmのピッチ(間隔)で形成され
ている。これらのスルーホールのパターン1は、スクラ
イブ線領域又はその近傍に作成される。即ち、回路の配
線、パッド領域等以外の空き領域が利用されることにな
る。
In FIG. 1, the reticle prepared in this embodiment has a total of 24 square through-hole patterns 1 each having a size of 4.0 μm, four vertically and six horizontally. Each through-hole pattern 1 has a longitudinal direction of 6.0.
The grooves are formed at equal intervals of μm and are formed at a pitch (interval) of 1.0 μm from 1.0 μm on the left side to 5.0 μm on the right side in the horizontal direction. The pattern 1 of these through holes is created in the scribe line region or in the vicinity thereof. That is, a vacant area other than the circuit wiring and pad area is used.

【0008】このレチクルを用いて、リソグラフィー法
で5分の1に縮小を行い、シリコン基板上にスルーホー
ルのPRパターンを形成した図2を参照すると、この図
では図1の図面寸法を約5倍程度拡大してある。点線で
示す正方形のパターン2は、図1のレチクル・パターン
を5分の1に縮小したものであり、この場合、実際には
スルーホールのPRパターンは円形を呈することにな
り、この円の直径を約1.0μm程度とする様に、PR
パターン3を形成する。この1.0μmの寸法は、左側
のパターン3同士がちょうど接触した状態となってお
り、確認は容易であり、このようなPRパターンが所望
の大きさに出来ているか否かは専用の測長装置等を用い
てもよい。
Using this reticle, the size of the reticle is reduced to 1/5 by the lithography method, and the PR pattern of the through hole is formed on the silicon substrate. Referring to FIG. It has been expanded about twice. The square pattern 2 shown by the dotted line is a one-fifth reduction of the reticle pattern shown in FIG. 1. In this case, the through-hole PR pattern actually has a circular shape, and the diameter of this circle is PR to about 1.0 μm
Pattern 3 is formed. This 1.0 μm dimension is in a state in which the patterns 3 on the left side are in contact with each other, and it is easy to confirm. Whether or not such a PR pattern has a desired size is measured by a dedicated length measurement. A device or the like may be used.

【0009】その後、等方性エッチング法を用いて、ス
ルーホール・パターン3のエッチングを進行させ、この
進行状態を適宜顕微鏡にて目視検査を行う。あるいは、
エッチング終了直後に検査を行う。ここで、図示されて
いないが、半導体ウェハ上の回路部等に所望のパターン
が形成されており、ここで良好なエッチングが行われて
いるかのモニタを、このパターンで行っている。
After that, the isotropic etching method is used to advance the etching of the through-hole pattern 3, and the progress is visually inspected by a microscope. Alternatively,
Inspection is performed immediately after etching is completed. Here, although not shown, a desired pattern is formed in a circuit portion or the like on the semiconductor wafer, and whether or not good etching is performed is monitored by this pattern.

【0010】エッチング進行にともない、次第に左側か
ら右側に向ってパターン3同士が接触していくが、左側
から四番目までのパターン3同士が接触した時点を最良
品の認定基準として、最良寸法のパターン4とする。エ
ッチング不足の場合は左側から三番目までのパターン3
同士の接触となり、過エッチングの場合は左側から五番
目以上のパターン3同士の接触となる。
As the etching progresses, the patterns 3 gradually come in contact with each other from the left side to the right side. However, when the fourth to third patterns 3 from the left side come into contact with each other, the pattern of the best dimension is defined as the certification standard of the best product. Set to 4. If the etching is insufficient, the third pattern from the left is 3
In the case of over-etching, the patterns 3 which are the fifth or more from the left side are in contact with each other.

【0011】ここで、これらパターン4の配列は4列と
も同一であるから、パターン4同士の接触のうち一番右
側の接触点を包絡する線10は、理想的には縦の一直線
となる。この包絡線10は、顕微鏡を介して、極めて視
認の容易な形であることが判明した。また、離間部分を
包絡する線11も視認のし易い部分である。このような
配列パターン4は、目視によらず、コンピュータでのパ
ターン認識も容易であることか解り、自動化にも大きな
道がひらけている。
Since the arrangement of the patterns 4 is the same in all four columns, the line 10 enclosing the rightmost contact point among the contacts between the patterns 4 is ideally a vertical straight line. This envelope 10 was found to be extremely visible through a microscope. Further, the line 11 that envelopes the separated portion is also a portion that is easily visible. It is understood that the array pattern 4 as described above can be easily recognized by a computer without visually recognizing it, and it has a great possibility for automation.

【0012】仮りに、この線10が折れ線になったり、
斜めの線となれば、局部的なエッチングの過不足の原因
が発生したことを意味する。このような状態を呈した半
導体チップは不良品として直ちに廃棄し、半導体装置と
してのその後の工程を通さない。
If the line 10 is a broken line,
The diagonal line means that the cause of local excess or deficiency of etching occurred. The semiconductor chip in such a state is immediately discarded as a defective product and is not passed through the subsequent steps as a semiconductor device.

【0013】図3は本発明の第2の実施例で用いるレチ
クルの平面図、図4はこのレチクルを用いてPRパター
ンを形成しエッチングした状態を示す平面図であり、こ
れら図における図1,図2と共通する部分の説明は省略
する。
FIG. 3 is a plan view of a reticle used in the second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a plan view showing a state in which a PR pattern is formed and etched using this reticle. Descriptions of parts common to FIG. 2 are omitted.

【0014】図3において、このレチクルは、すべて
5.0μm角の正方形のコンタクト・ホールのパターン
1を、横に4個、縦に8個合計32個配列している。各
パターン1は、横方向には10μmのピッチで等間隔
に、縦方向には1.0μmから7.0μmまでの1.0
μmステップ差の間隔で並べてある。これらのレチクル
・パターン1は、リソグラフィー法で5分の1に縮小し
て、シリコン基板上のスクライブ線領域等にコンタクト
ホールのPRパターンを形成すると、図4に示すよう
に、コンタクトホールのレチクルパターンの5分の1縮
小パターン2は正方形であるが、PRパターン3は円形
となり、この円の直径は、約1.2μm程度となる様に
形成する。この時、コンタクトホールのPRパターン3
が所望の大きさに出来ているか否かは、測長装置でも測
定できるが、最上段と次段のパターン3同士が円周上で
接触している関係で、直ちに認め得る。
In FIG. 3, this reticle has a total of 32 square contact hole patterns 1 of 5.0 μm square, four in the horizontal direction and eight in the vertical direction. Each pattern 1 has 1.0 μm to 7.0 μm in the vertical direction and 1.0 μm to 7.0 μm in the vertical direction at equal intervals.
They are arranged at intervals of μm step difference. These reticle patterns 1 are reduced to one-fifth by a lithography method to form a contact hole PR pattern in a scribe line region or the like on a silicon substrate, and as shown in FIG. The 1/5 reduction pattern 2 is a square, but the PR pattern 3 is a circle, and the diameter of this circle is formed to be about 1.2 μm. At this time, PR pattern 3 of the contact hole
Whether or not the pattern has a desired size can be measured with a length measuring device, but it can be immediately recognized because the patterns 3 on the uppermost stage and the next stage are in contact with each other on the circumference.

【0015】その後エッチングが行われるが、パターン
3同士の接触チェックを顕微鏡にて目視で行う。最下段
の接触点を包絡する線10が、直線であり、かつ5個の
パターン4同士が接触及び重複していれば、理想状態と
なる。この際、離間したパターン4間を包絡する線11
を基準に視認してもよい。
After that, etching is performed, and the contact between the patterns 3 is visually checked with a microscope. If the line 10 enveloping the contact point at the bottom is a straight line and the five patterns 4 are in contact with and overlap with each other, an ideal state is achieved. At this time, the line 11 enveloping between the separated patterns 4
You may visually recognize based on.

【0016】以上、第1,第2の実施例を挙げたが、こ
れらの実施例を一枚の半導体基板上に並用してもよく、
この場合は平面的な異方性の有無がわかる。また、ピッ
チについては、1.0μmに限らず、0.5μmピッチ
でもよく、1.5μmでもよい。さらに、より細かなエ
ッチング進行度を視認したい場合には、多くのパターン
を縦・横に配列すればよい。本実施例で用いるエッチン
グ液や被エッチング膜等は、どのようなものであって
も、適用し得る。
Although the first and second embodiments have been described above, these embodiments may be used together on a single semiconductor substrate.
In this case, the presence or absence of planar anisotropy can be known. The pitch is not limited to 1.0 μm, and may be 0.5 μm or 1.5 μm. Further, if it is desired to visually recognize a finer degree of etching progress, many patterns may be arranged vertically and horizontally. Any etching liquid, film to be etched, or the like used in this embodiment can be applied.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上の通り、本発明は、スルーホールや
コンタクトホール等のエッチング量をモニタするテスト
パターンを行又は列状に配置したため、顕微鏡による視
認が極めて容易となるという効果がある。
As described above, according to the present invention, since the test patterns for monitoring the etching amount of the through holes, the contact holes, etc. are arranged in rows or columns, there is an effect that it is very easy to see with a microscope.

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

【図1】本発明の第1の実施例の半導体装置で使用され
るレチクルパターンの平面図である。
FIG. 1 is a plan view of a reticle pattern used in a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のレチクルパターンを用いて半導体基板上
にPRパターンを形成しエッチングした状態を示す平面
図である。
2 is a plan view showing a state in which a PR pattern is formed on a semiconductor substrate using the reticle pattern of FIG. 1 and etched.

【図3】本発明の第2の実施例で使用されるレチクルパ
ターンの平面図である。
FIG. 3 is a plan view of a reticle pattern used in the second embodiment of the present invention.

【図4】図3のレチクルパターンを用いて半導体基板上
にPRパターンを形成しエッチングした状態を示す平面
図である。
FIG. 4 is a plan view showing a state in which a PR pattern is formed on a semiconductor substrate using the reticle pattern of FIG. 3 and etched.

【図5】従来のマスクパターンを示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing a conventional mask pattern.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,14 スルーホールのレチクルパターン 2 5分の1に縮小したレチクルパターン 3 スルーホールのPRパターン 4 等方性エッチング後のパターン 10,11 包絡した線 1,14 Through-hole reticle pattern 2 Reticle pattern reduced to one-third 3 Through-hole PR pattern 4 Pattern after isotropic etching 10, 11 Envelope line

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一直線上に多数のパターンを、ピッチ寸
法を所定値だけ順次増加させて配列してなるパターン群
を、互いに並行して複数形成したテストパターンが、半
導体基板上に備えられたことを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor substrate is provided with a test pattern in which a plurality of pattern groups, each of which is formed by arranging a large number of patterns on a straight line while sequentially increasing a pitch dimension by a predetermined value, are formed in parallel with each other. A semiconductor device characterized by:
【請求項2】 前記パターンが円形となっている請求項
1記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the pattern has a circular shape.
JP29879893A 1993-11-30 1993-11-30 Semiconductor device Pending JPH07153802A (en)

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JP29879893A JPH07153802A (en) 1993-11-30 1993-11-30 Semiconductor device

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5792673A (en) * 1995-01-31 1998-08-11 Yamaha Corporation Monitoring of eching
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Legal Events

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A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19970121