JPH08321453A - 半導体装置用目合わせ方式 - Google Patents

半導体装置用目合わせ方式

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JPH08321453A
JPH08321453A JP12832195A JP12832195A JPH08321453A JP H08321453 A JPH08321453 A JP H08321453A JP 12832195 A JP12832195 A JP 12832195A JP 12832195 A JP12832195 A JP 12832195A JP H08321453 A JPH08321453 A JP H08321453A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pattern
alignment
mask
line width
semiconductor device
Prior art date
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Pending
Application number
JP12832195A
Other languages
English (en)
Inventor
Satoshi Shimada
聡 嶋田
Keiichi Ueda
慶一 植田
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP12832195A priority Critical patent/JPH08321453A/ja
Publication of JPH08321453A publication Critical patent/JPH08321453A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 重ね合わせ精度が良好な半導体装置用目合わ
せ方式を提供する。 【構成】 一定のピッチで配列された第1のパターン1
を有する第1のマスクを用いて半導体基板に形成された
目合わせ用パターン2に、この目合わせ用パターン2の
ピッチと異なるピッチで且つ、前記目合わせ用パターン
2に対応する第2のパターン3を有する第2のマスクを
重ね合わせることによりマスクずれを判定する。前記目
合わせ用パターン2及び第2のパターン3はI字形状で
あり、目合わせ用パターン2が凹状である場合には、そ
の最小線幅を0.9〜2.1μmとし、目合わせ用パタ
ーン2が凸状である場合には、その最小線幅を2.0μ
m以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造プロ
セスにおけるリソグラフィ工程に用いられる目合わせ方
式に関する。
【0002】
【従来の技術】LSIの高集積化に伴うデバイスの微細
化、及び製造の複雑化により、製造プロセスのバラツキ
のマージンが小さくなってきている。このバラツキを押
さえるため、マスクの重ね合わせ技術は重要である。そ
して、このマスク重ね合わせ技術においては、目合わせ
マスクが有効であることが知られている。
【0003】目合わせマスクに関する技術が、特開平3
−238809号公報(H01L21/027)に示さ
れている。すなわち、図10において、51はP1=1
0μmピッチのI字状パターンを有する第1のマスクを
用いて、半導体基板の一角に、リソグラフィ技術及びエ
ッチング技術によってされた目合わせ用のパターンであ
り、凹状又は凸状の2種類の形状がある。
【0004】前記公開公報に記載されている技術は、前
記目合わせ用パターン51に対して、P2=9.9μm
ピッチのI字状パターン52及びP3=10.1μmピ
ッチのI字状パターン53を有する第2のマスクを重ね
て位置合わせを行っている。右方向のズレ量は、前記目
合わせ用パターン51とI字状パターン52との相互関
係をみることにより、0.1μm単位で最大0.5μm
まで読み取れ、また、前記目合わせ用パターン51とI
字状パターン53との相互関係をみることにより、左方
向のズレ量を0.1μm単位で最大0.5μmまで読み
取れることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来例にあっては、第
1のマスクのI字状パターンの線幅(目合わせ用パター
ン51の線幅)Wが3〜5μmと大きく、埋め込み技術
及び堆積技術の影響を大きく受け、高精度で重ね合わせ
測定を行うことができないという欠点がある。図3aは
凹状の目合わせ用パターン51に、高温でAl54を埋
め込んだ時の断面図である。図4aは線幅の異なる凸状
の目合わせ用パターン51に、高温でAl54を堆積さ
せた時の断面図、図5aはAl54を埋め込んだ(堆積
させた)目合わせ用パターンに、第2のマスクのI字状
パターン52(53)を対応させた時の模式図である。
【0006】線幅2.1μm以上の凹状の目合わせ用パ
ターン51では、図2aのように埋め込み量が少なくな
り、そのパターンは図5aのようなギザギザの形状にな
って重ね合わせ測定がきわめて困難になる。また、線幅
2.0μm以上の凸状の目合わせ用パターン51では、
図4aに示すように目合わせ用パターン51上に堆積さ
れるAl54の膜厚Tが大きくなる。Alは、結晶粒の
成長に差が生じるので、結晶粒の大きさが2〜5μmと
バラバラになり、また、結晶粒の方向が一定でないの
で、結晶粒の形もバラバラになり、その結果、パターン
はやはり図5aのような形状となって、重ね合わせ測定
がきわめて困難になる。
【0007】本発明は、半導体装置用目合わせ方式に関
し、斯かる問題点を解消するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明における
半導体装置用目合わせ方式は、一定のピッチで配列され
た第1のパターンを有する第1のマスクを用いて半導体
基板に形成された目合わせ用パターンに、この目合わせ
用パターンのピッチと異なるピッチで且つ、前記目合わ
せ用パターンに対応する第2のパターンを有する第2の
マスクを重ね合わせることによりマスクずれを判定する
ものである。
【0009】また、請求項2の発明における半導体装置
用目合わせ方式は、前記目合わせ用パターン及び第2の
パターンの少なくとも一方を一部に帯状部分を有する形
状とし、他方をI字形状としたものである。また、請求
項3の発明における半導体装置用目合わせ方式は、前記
目合わせ用パターン第1及び第2のパターンをI字形状
としたものである。
【0010】また、請求項4の発明における半導体装置
用目合わせ方式は、前記目合わせ用パターンが凹状であ
って、且つ、その最小線幅が、0.9〜2.1μmであ
るものである。また、請求項5の発明における半導体装
置用目合わせ方式は、前記目合わせ用パターンが凸状で
あって、且つ、その最小線幅が2.0μm以下であるも
のである。
【0011】また、請求項6の発明における半導体装置
用目合わせ方式は、前記第2のパターンの最大線幅が前
記目合わせ用パターンの最小線幅と等しいか又はそれよ
りも大きいものである。また、請求項7の発明における
半導体装置用目合わせ方式は、前記第2のパターンの最
大線幅を2.0〜3.0μmとしたものである。
【0012】
【作用】請求項1の発明にあっては、マスク重ね合わせ
技術において、目合わせ用パターン(主尺)と第2のパ
ターン(副尺)との位置関係により重ね合わせ誤差を読
み取る。請求項2の発明にあっては、目合わせ用パター
ン及び第2のパターンの一致する点が分かり易く、請求
項1の発明よりさらに読み取り値の精度が向上する。
【0013】請求項3の発明にあっては、目合わせ用パ
ターン及び第2のパターンをI字形状としたことによ
り、請求項2の発明よりも更に目合わせ用パターン及び
第2のパターンの一致する点が分かり易くなる。請求項
4の発明にあっては、凹状の目合わせ用パターンの最小
線幅を0.9〜2.1μmにすることで、高温でAlを
埋め込んでも、目合わせ用パターンの形状がくずれにく
くなり、下地ピッチが容易に確認できる。
【0014】請求項5の発明にあっては、凸状の目合わ
せ用パターンの最小線幅を2.0μm以下にすること
で、高温でAlを堆積させても、目合わせ用パターンの
形状がくずれにくくなり、下地ピッチが容易に確認でき
る。請求項6及び7の発明にあっては、目合わせ用パタ
ーンのピッチと第2のパターンのピッチとの差が明確に
判断しやすくなる。特に、請求項7の発明にあっては、
第2のパターンの大きさが目合わせ用パターンに対しそ
れほど大きくならないので、微妙な個所での測定が可能
となる。
【0015】
【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
き具体的に説明する。図1は本実施例による半導体装置
用目合わせマスクを示す模式図である。図2は目合わせ
用パターンの線幅と目合わせ用パターン内へのAlの充
填率との関係を示す図である。
【0016】図3b、図3cは凹状の目合わせ用パター
ンに、高温でAl54を埋め込んだ時の断面図である。
図4bは線幅の異なる凸状の目合わせ用パターンに、高
温でAl54を堆積させた時の断面図、図5bはAl5
4を埋め込んだ(堆積させた)目合わせ用パターンに、
第2のマスクのI字状パターンを対応させた時の模式図
である。
【0017】第1のマスクのI字状パターン1は10μ
mピッチで並べてある。尚、図では便宜上、この第1の
マスクのI字状パターン1を用いて半導体基板上に形成
した目合わせ用パターン2を示している。第1のマスク
のI字状パターン1を転写しているので、ピッチや線幅
などの大きさ(寸法)は当然等しい。従って、以下の説
明では、I字状パターン1と同義的に目合わせ用パター
ン2の用語を用いる。
【0018】まず、目合わせ用パターン2が凹状の場合
について説明する。図2と図3cから、目合わせ用パタ
ーン2の線幅Wが0.9μm以下になると、Al54で
完全に埋め込まれることがわかる。従って、目合わせ用
パターン2が見えない状態になるので、第2のマスクの
I字状パターン3を対応させることができず重ね合わせ
は測定できない。
【0019】図2と図3bから、目合わせ用パターン2
の線幅を0.9〜2.1μmにすると、Al54の充填
率が約70%となり、目合わせ用パターン2のエッジが
図5bのように鮮明になる。従って、目合わせ用パター
ン2に、第2のマスクのI字状パターン3を対応させる
ことは容易であり、重ね合わせ測定も可能になり、測定
精度も向上する。目合わせ用パターン2(第1のマスク
のI字状パターン1)の線幅は、光学顕微鏡の分解能が
1000倍であるので、これを考慮すると、2.0μm
が望ましい。
【0020】次に、目合わせ用パターン2が凸状の場合
について説明する。目合わせ用パターン2の線幅を2.
0μm未満にすると、図4bに示すように、堆積したA
lの膜厚Tが小さくなりAlの結晶粒の成長性、及び結
晶粒の方向性の違いに影響されることなく、目合わせ用
パターン2が図5bの状態になる。このような状態の下
地パターンに、第2のパターンを対応させることは容易
であり、重ね合わせ精度も向上する。目合わせ用パター
ン2(第1のマスクのI字状パターン1)の線幅は、上
述と同様、光学顕微鏡の分解能を考慮して2.0μmが
望ましい。
【0021】このような目合わせ用パターン2に対し
て、9.9μmのピッチで並べたI字状パターン3を有
する第2のマスクを重ねて位置合わせを行う。ここで、
第2のマスクのI字状パターン3は、目合わせ用パター
ン2のピッチと第2のマスクのI字状パターン3のピッ
チとの差が明確に判断できるようにするために、目合わ
せ用パターン2を覆う大きさでなければならない。従っ
て、第2のマスクのI字状パターン3の大きさは、2.
0μm〜3.0μmが適当である。特に、目合わせ用パ
ターン2と第2のマスクのI字状パターン3とを同じ大
きさにすると、微妙な部分での判断が可能になるので、
重ね合わせの精度がもっとも良くなる。
【0022】このマスクを用いれば、全ての埋め込み技
術及び堆積技術に対し測定可能で、ズレ量は右方向、左
方向どちらに対しても0.1μm単位で最大0.5μm
までのズレ量を読み取ることが可能である。尚、本実施
例では、目合わせ用パターン(第1のマスクのパター
ン)及び第2のマスクのパターン共にI字状で形成して
いるが、これに限るものではなく、以下のような形態が
考えられる。
【0023】2)図6に示すように、目合わせ用パター
ンをI字形状にし、第2のマスクのパターンを平面凸形
状にしてもよい。 3)図7に示すように、図6の目合わせ用パターンと第
2のマスクのパターンとの形状を逆にする。この場合、
目合わせ用パターンの最小線幅を上述の適正数値に設定
する必要がある。
【0024】4)図8に示すように、目合わせ用パター
ンをI字形状にし、第2のマスクのパターンを平面十字
形状にしてもよい。 5)図9に示すように、図8の目合わせ用パターンと第
2のマスクのパターンとの形状を逆にする。この場合、
目合わせ用パターンの最小線幅を上述の適正数値に設定
する必要がある。
【0025】但し、上記1)〜5)においては、第2の
マスクのパターンの最大線幅が目合わせ用パターンのパ
ターンの最小線幅と等しいか又はそれ以上である必要が
ある。
【0026】
【発明の効果】請求項1の発明にあっては、マスク重ね
合わせ技術において、目合わせ用パターン(主尺)と第
2のパターン(副尺)との位置関係により重ね合わせ誤
差を読み取るので、重ね合わせ精度が向上する。請求項
2の発明にあっては、目合わせ用パターン及び第2のパ
ターンの一致する点が分かり易く、読み取り値の精度が
向上して、請求項1の発明よりさらに重ね合わせ精度を
向上させることができる。
【0027】請求項3の発明にあっては、目合わせ用パ
ターン及び第2のパターンをI字形状としたことによ
り、請求項2の発明よりも更に目合わせ用パターン及び
第2のパターンの一致する点が分かり易くなる。請求項
4及び5の発明にあっては、下地ピッチが容易に確認で
き、請求項1〜3の発明よりもさらに重ね合わせ精度を
向上させることができる。
【0028】請求項6及び7の発明にあっては、目合わ
せ用パターンのピッチと第2のパターンのピッチとの差
が明確に判断しやすくなる。特に、請求項7の発明にあ
っては、第2のパターンの大きさが目合わせ用パターン
に対しそれほど大きくならないので、微妙な個所での測
定が可能となる。従って、請求項1〜5の発明よりもさ
らに重ね合わせ精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における目合わせマスクの模式
的平面図である。
【図2】Alを埋め込んだ凹状の目合わせ用パターンの
線幅とAl充填率との関係を示す図である。
【図3】線幅の異なる凹状の目合わせ用パターンにAl
を埋め込んだ時の断面図である。
【図4】線幅の異なる凸状の目合わせ用パターンにAl
を堆積した時の断面図である。
【図5】Alを埋め込んだ(堆積した)目合わせ用パタ
ーンに第2のパターンを対応させた時の平面図である。
【図6】本発明の他の実施例における目合わせマスクの
模式的平面図である。
【図7】本発明の他の実施例における目合わせマスクの
模式的平面図である。
【図8】本発明の他の実施例における目合わせマスクの
模式的平面図である。
【図9】本発明の他の実施例における目合わせマスクの
模式的平面図である。
【図10】従来の目合わせマスクの模式的平面図であ
る。
【符号の説明】
1 第1のマスクのI字状パターン(第1のパターン) 2 目合わせ用パターン 3 第2のマスクのI字状パターン(第2のパターン)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/30 506A 522Z

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一定のピッチで配列された第1のパター
    ンを有する第1のマスクを用いて半導体基板に形成され
    た目合わせ用パターンに、この目合わせ用パターンのピ
    ッチと異なるピッチで且つ、前記目合わせ用パターンに
    対応する第2のパターンを有する第2のマスクを重ね合
    わせることによりマスクずれを判定することを特徴とし
    た半導体装置用目合わせ方式。
  2. 【請求項2】 前記目合わせ用パターン及び第2のパタ
    ーンの少なくとも一方が一部に帯状部分を有する形状で
    あり、他方がI字形状であることを特徴とした請求項1
    に記載の半導体装置用目合わせ方式。
  3. 【請求項3】 前記目合わせ用パターン及び第2のパタ
    ーンがI字形状であることを特徴とした請求項1に記載
    の半導体装置用目合わせ方式。
  4. 【請求項4】 前記目合わせ用パターンが凹状であっ
    て、且つ、その最小線幅が、0.9〜2.1μmである
    ことを特徴とした請求項1乃至3のいずれか1項に記載
    の半導体装置用目合わせ方式。
  5. 【請求項5】 前記目合わせ用パターンが凸状であっ
    て、且つ、その最小線幅が2.0μm以下であることを
    特徴とした請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導
    体装置用目合わせ方式。
  6. 【請求項6】 前記第2のパターンの最大線幅が前記目
    合わせ用パターンの最小線幅と等しいか又はそれよりも
    大きいことを特徴とした請求項1乃至5のいずれか1項
    に記載の半導体装置用目合わせ方式。
  7. 【請求項7】 前記第2のパターンの最大線幅が2.0
    〜3.0μmであることを特徴とした請求項6に記載の
    半導体装置用目合わせ方式。
JP12832195A 1995-05-26 1995-05-26 半導体装置用目合わせ方式 Pending JPH08321453A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09127680A (ja) * 1995-10-31 1997-05-16 Nec Corp 露光用マスク
KR100365255B1 (ko) * 1999-03-02 2002-12-18 샤프 가부시키가이샤 포토마스크, tft 기판을 제조하는 방법 및 디스플레이장치를 제조하는 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09127680A (ja) * 1995-10-31 1997-05-16 Nec Corp 露光用マスク
KR100365255B1 (ko) * 1999-03-02 2002-12-18 샤프 가부시키가이샤 포토마스크, tft 기판을 제조하는 방법 및 디스플레이장치를 제조하는 방법

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