JPS6245112A - Semconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semconductor device and manufacture thereof

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Publication number
JPS6245112A
JPS6245112A JP60184137A JP18413785A JPS6245112A JP S6245112 A JPS6245112 A JP S6245112A JP 60184137 A JP60184137 A JP 60184137A JP 18413785 A JP18413785 A JP 18413785A JP S6245112 A JPS6245112 A JP S6245112A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring layer
wiring
layer
alignment mark
semiconductor device
Prior art date
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Pending
Application number
JP60184137A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hajime Hayakawa
早川 肇
Nobuo Owada
伸郎 大和田
Takahiko Takahashi
高橋 貴彦
Noboru Moriuchi
森内 昇
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP60184137A priority Critical patent/JPS6245112A/en
Publication of JPS6245112A publication Critical patent/JPS6245112A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To detect a positioning mark easily and positively by electron beams, etc., by selectively leaving a film shaped before the formation of a wiring layer constituting the positioning mark in a positioning-mark forming region. CONSTITUTION:A second wiring layer 10 is positioned while using a positioning mark shaped at the same time as a first wiring layer 5 as a reference position on the operation of exposure for forming the second wiring layer 10 in order to shape the second wiring layer 10 in precise positional relationship to the first wiring layer 5 under the second wiring layer. Since a bulk swelling layer 2a is left in the lower section of the positioning mark 6 at that time, the top section of the positioning mark 6 is projected in size higher than a wiring connector 8 for the simultaneously shaped first wiring layer 5 only by approximately the thickness section of the bulk swelling layer 2a, thus distinctly discriminating the positioning mark 6.

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は、半導体装置およびその製造技術、特に多層配
線構造を有する半導体装置およびその製造技術に適用し
て有効な技術に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a semiconductor device and its manufacturing technology, and particularly to a technology that is effective when applied to a semiconductor device having a multilayer wiring structure and its manufacturing technology.

[背景技術] 半導体装置の製造においては、半導体素子の高密度化、
高集積化に伴って、素子の集積度を大きく左右する配線
構造の面積を減少させるため、金属などからなる配線構
造と絶縁膜を交互に重ねて構成することによって配線の
自由度を増す、いわゆる多層配線技術が用いられる場合
がある。
[Background technology] In the manufacturing of semiconductor devices, there is an increase in the density of semiconductor elements,
In order to reduce the area of the wiring structure, which greatly affects the degree of integration of devices, as the degree of integration increases, so-called Multilayer wiring techniques may be used.

この場合、配線構造によって生じる絶縁膜の段差は、よ
り上層に形成される配線構造の断線などを招きやすく、
このため配線間隙を絶縁物で一様に埋め込む配線平坦化
技術を用いることが考えられる。
In this case, the level difference in the insulating film caused by the wiring structure is likely to cause disconnection in the wiring structure formed in the upper layer.
For this reason, it is conceivable to use a wiring planarization technique that uniformly fills the wiring gaps with an insulator.

さらに、多層に形成された配線層間を接続するため、エ
ツチングなどによって絶縁膜に貫通孔を形成して各配線
層相互間の電気的な導通を達成する技術に代わって、予
めより下側の配線構造の−部に、その上に形成される絶
縁膜を貫通して表面が露出される高さの配線接続子を形
成させ、この配線接続子によって各配線層間の電気的な
接続が確実に行われるようにして、配線構造の微細化に
対応できるようにすることが考えられる。
Furthermore, in order to connect multiple wiring layers formed in multiple layers, instead of the technique of forming through holes in an insulating film by etching or the like to achieve electrical continuity between each wiring layer, we have developed a method that allows the wiring layers to be connected in advance. A wiring connector is formed in the negative part of the structure to a height that penetrates the insulating film formed thereon and exposes the surface, and this wiring connector ensures electrical connection between each wiring layer. It is conceivable to make it possible to cope with the miniaturization of the wiring structure by making the wiring structure smaller.

一方、前記の多層配線技術においては、各配線層の相互
の位置関係を高精度に維持することが重要であり、この
ため、配vAltiを形成する際に、所定の領域に配線
構造およびこの配線構造から突出して形成される前記配
線接続子を同時に形成し、次の配線層を形成する際の露
光操作などにおける位置合わせマークとして用いること
が考えられるが、次の配線層の形成に先立って形成され
る絶縁膜から構成される装置合わせマークとしての配線
接続子と周辺部の絶縁層との段差が小さく、たとえば電
子線による露光操作などにおいて、電子線による位置合
わせマークの検出精度が比較的低くなり、多層配線構造
の形成における位置精度が低下されるという欠点がある
ことを本発明者は見い出した。
On the other hand, in the multilayer wiring technology described above, it is important to maintain the mutual positional relationship of each wiring layer with high precision. It is conceivable that the wiring connectors that are formed protruding from the structure are formed at the same time and used as positioning marks in the exposure operation when forming the next wiring layer, but it is possible to form them before forming the next wiring layer. The difference in level between the wiring connector, which serves as a device alignment mark made of an insulating film, and the surrounding insulating layer is small, and the detection accuracy of the alignment mark using an electron beam is relatively low, for example in an exposure operation using an electron beam. The inventors of the present invention have found that there is a drawback that the positional accuracy in forming a multilayer wiring structure is reduced.

なお、半導体装置の製造における多層配線技術について
説明されている文献としては、株式会社工業調査会、昭
和56年11月10日発行[電子材料J 1982年別
冊、P23〜P・28がある。
In addition, as a document explaining the multilayer wiring technology in the manufacture of semiconductor devices, there is Kogyo Research Association Co., Ltd., published November 10, 1982 [Electronic Materials J, 1982 special issue, P23 to P.28].

[発明の目的] 本発明の目的は、多層配線構造を高精度に形成すること
が可能な半導体装置およびその製造技術を提供すること
にある。
[Object of the Invention] An object of the present invention is to provide a semiconductor device and a manufacturing technique thereof that can form a multilayer wiring structure with high precision.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

[発明の概要] 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、つぎの通りである。
[Summary of the Invention] A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、位置合わせマークを配線層の一部を用いて構
成する半導体装置の、前記位置合わせマーク形成領域に
、該位置合わせマークを構成する前記配線層を形成する
以前に形成される膜を選択的に残存させることによって
、位置合わせマーク形成領域に配線層の形成と同時に該
配線層の一部を用いて構成される位置合わせマークが、
それ以前に選択的に残存された前記膜の厚さだけ周辺部
から比較的高く突出されるようにして、たとえば電子線
などによる位置合わせマークの検出精度を向上させ、半
導体装置の多層配線構造を高精度に形成することを可能
にしたものである。
That is, a film formed before forming the wiring layer constituting the alignment mark is selectively applied to the alignment mark forming region of the semiconductor device in which the alignment mark is constituted using a part of the wiring layer. By leaving the wiring layer in the alignment mark forming area, the alignment mark formed using a part of the wiring layer at the same time as the formation of the wiring layer is formed.
By protruding relatively high from the periphery by the thickness of the film that was selectively left before, the detection accuracy of alignment marks by, for example, electron beams can be improved, and the multilayer wiring structure of semiconductor devices can be improved. This makes it possible to form with high precision.

[実施例] 第1図(al〜telは、本発明の一実施例である半導
体装置の製造方法を工程順に説明する拡大断面図である
[Example] FIG. 1 (al to tel are enlarged cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention in order of steps.

まず、第1図+a+に示されるように、表面に所定のト
ランジスタ構造(図示せず)などが形成された基板1の
上には、前記トランジスタ構造の電極部などに相当する
位置に導電性の多結晶シリコンなどからなる緩衝層2が
被着された後に、シリコンの酸化物などからなる絶縁膜
が全面にわたって被着され、さらに、前記緩衝層2に被
着された部分の絶縁膜3はエツチングなどによって除去
され、開口部4が形成される。
First, as shown in FIG. 1+a+, on a substrate 1 on which a predetermined transistor structure (not shown) is formed, a conductive layer is placed at a position corresponding to the electrode part of the transistor structure. After the buffer layer 2 made of polycrystalline silicon or the like is deposited, an insulating film made of silicon oxide or the like is deposited over the entire surface, and the portion of the insulating film 3 deposited on the buffer layer 2 is etched. etc., and the opening 4 is formed.

この場合、基板1の表面に前記緩衝層2を被着形成する
際に、基板1の表面における位置合わせマーク形成領域
には、前記緩衝層2を形成するために基板1の表面に全
面にわたって被着された多結晶シリコンなどからなる膜
の一部を残存させることによって嵩上層(換言すれば、
基板1表面から突出しかさばった状態の領域)2aが同
時に形成され、この高上q2 aの上に被着形成された
絶縁膜3の嵩上層2aの位置に対応する部分は、他の平
坦な部分に比較して嵩上層2aの厚さ分だけ盛り上がっ
た状態にされている。
In this case, when forming the buffer layer 2 on the surface of the substrate 1, the alignment mark forming area on the surface of the substrate 1 is covered with the entire surface of the substrate 1 in order to form the buffer layer 2. By leaving a part of the deposited film made of polycrystalline silicon etc., a bulky layer (in other words,
A bulky region 2a protruding from the surface of the substrate 1 is formed at the same time, and the portion corresponding to the position of the bulky layer 2a of the insulating film 3 deposited on top of this height q2a is another flat portion. It is in a raised state by the thickness of the bulky layer 2a compared to the above.

次に、同図(blに示されるように絶縁膜3の上にはア
ルミニウムなどからなる第1配線層5が全面にわたって
被着され、絶縁膜3の開口部4を通じて第1配線層5と
基板1に形成されたトランジスタ構造の電極部などが緩
衝層2を介して電気的に接続された状態とされる。
Next, as shown in FIG. The electrode portions of the transistor structure formed in 1 are electrically connected via the buffer layer 2.

この場合、前記第1配′lL!A層5は破線で示される
導体などからなるストッパ層5aを挟んで下層5bおよ
び上Ji5Cで構成されている。
In this case, the first arrangement 'lL! The A layer 5 is composed of a lower layer 5b and an upper layer 5C with a stopper layer 5a made of a conductor or the like indicated by a broken line sandwiched therebetween.

次に、同図(C1に示されるように、第1配線N5の一
部がエツチングによって除去され、絶縁膜3の上には所
定の配線構造が形成されるとともに、前記嵩上層2aが
残存された位置合わせマーク形成領域に対応する部分に
は第1配線層5の一部が残されて位置合わせマーク6が
形成される。
Next, as shown in Figure C1, a part of the first wiring N5 is removed by etching, a predetermined wiring structure is formed on the insulating film 3, and the bulky layer 2a remains. A portion of the first wiring layer 5 is left in a portion corresponding to the alignment mark forming area, and an alignment mark 6 is formed.

さらに、前記位置合わせマーク6および第1配線層5の
所定の部位にはレジスト7が被着された後に第1配線層
5を構成する上層5Cがストッパ層5aまでエツチング
によって除去され、同図(dlに示されるように、第1
配線層5の一部には上層5Cが残されて突出状態に形成
された配線接続子8が形成される。
Further, after a resist 7 is deposited on the alignment mark 6 and a predetermined portion of the first wiring layer 5, the upper layer 5C constituting the first wiring layer 5 is removed by etching up to the stopper layer 5a. As shown in dl, the first
The upper layer 5C is left in a part of the wiring layer 5, and a protruding wiring connector 8 is formed.

そして、同図(e)に示されるように、第1配線層5の
上には絶縁膜9が、たとえばエッチバック技術などによ
って平坦に形成され、第1配線層5に形成された配線接
続子8の頂部は絶縁膜9の表面から僅かに突出した状態
にされ、絶縁膜9の上に形成される一点鎖線で示される
次の第2配線層10に接続されることによって、第1配
線N5と第2配線層10の電気的な接続が達成される。
As shown in FIG. 5E, an insulating film 9 is formed flat on the first wiring layer 5 by, for example, an etch-back technique, and the wiring connectors formed on the first wiring layer 5 are The top of N5 is made to slightly protrude from the surface of the insulating film 9, and is connected to the next second wiring layer 10 formed on the insulating film 9 and indicated by the dashed line, thereby forming the first wiring N5. Electrical connection between the second wiring layer 10 and the second wiring layer 10 is achieved.

この場合、第2配線層10をその下の第1配線層5に対
して正確な位置関係で形成するため、第2配線層10を
形成するための露光操作に際して、第1配線層5と同時
に形成された位置合わせマーク6を基準位置として位置
決めが行われるが、本実施例においては、位置合わせマ
ーク6の下部に高上1i12aが残存されているため、
位置合わせマーク6の頂部が同時に形成された第1配線
層5の配線接続子8よりもほぼ高上N2aの厚さ分だけ
高く突出されている。
In this case, in order to form the second wiring layer 10 in a precise positional relationship with respect to the first wiring layer 5 below, the exposure operation for forming the second wiring layer 10 is performed at the same time as the first wiring layer 5. Positioning is performed using the formed alignment mark 6 as a reference position, but in this embodiment, since the height 1i12a remains below the alignment mark 6,
The top of the alignment mark 6 protrudes higher than the wiring connector 8 of the first wiring layer 5 formed at the same time by approximately the height N2a.

この結果、たとえば電子線などによる露光操作などに際
して、位置合わせマーク6が位置合わせマーク6の周辺
部から容易にかつ明瞭に区別でき、第2配線層10は第
1配線層5に対して正確な位置関係で高精度に形成でき
る。
As a result, the alignment mark 6 can be easily and clearly distinguished from the periphery of the alignment mark 6 during an exposure operation using an electron beam or the like, and the second wiring layer 10 can be accurately distinguished from the first wiring layer 5. It can be formed with high precision depending on the positional relationship.

上記の操作を順次繰り返すことによって、多層配線構造
を、高精度で形成することができる。
By sequentially repeating the above operations, a multilayer wiring structure can be formed with high precision.

[効果] (1)1位置合わせマークが配線層の一部を用いて構成
される半導体装置の、前記位置合わせマーク形成領域に
、該位置合わせマークを構成する前記配線層形成以前に
形成された膜が選択的に残存される構造であるため、位
置合わせマーク形成領域に配線層の形成と同時に、該配
線層の一部を用いて構成される位置合わせマークが、そ
れ以前に選択的に残存された前記1模の厚さだけ周辺部
から比較的大きく突出され、たとえば電子線などによる
位置合わせマークの検出を容易にかつ確実に行うことが
でき、半導体装置の多層配線構造を高精度に形成するこ
とが可能となる。
[Effects] (1) One alignment mark is formed in the alignment mark forming region of a semiconductor device using a part of a wiring layer before the wiring layer forming the alignment mark is formed. Since the film has a structure in which the film is selectively left, at the same time as the wiring layer is formed in the alignment mark forming area, the alignment mark formed using a part of the wiring layer is left selectively before that. It protrudes relatively largely from the periphery by the thickness of said one pattern, and allows for easy and reliable detection of alignment marks using, for example, electron beams, and enables highly accurate formation of multilayer wiring structures of semiconductor devices. It becomes possible to do so.

(2)、前記+11の結果、各配線層の配線をより密に
配設でき、半導体素子の高密度化、高集積化が可能とな
り、半導体装置の動作速度等の性能が向上される。
(2) As a result of +11, the wiring in each wiring layer can be arranged more densely, the density and integration of semiconductor elements can be increased, and performance such as operating speed of the semiconductor device can be improved.

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on Examples, it goes without saying that the present invention is not limited to the Examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Nor.

たとえば、位置合わせマークを複数形成しても良い。For example, a plurality of alignment marks may be formed.

[利用分野〕 以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体装置の多層配
線構造の形成に適用した場合について説明したが、それ
に限定されるものではなく、微細な構造の製造プロセス
などに広く適用できる。
[Field of Application] In the above explanation, the invention made by the present inventor was mainly applied to the field of application which is the background thereof, which is the formation of a multilayer wiring structure of a semiconductor device, but the present invention is not limited thereto. It can be widely applied to the manufacturing process of fine structures.

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

第1図(al〜(e)は、本発明の一実施例である半導
体装置の製造方法を工程順に説明する拡大断面図である
。 l・・・基板、2・・・緩衝層、2a・・・嵩上層、3
・・・絶縁膜、4・・・開口部、5・・・第1配線層、
5a・・・ストッパ層、5b・・・下層、5C・・・上
層、6・・・位置合わせマーク、7・・・レジスト、8
・・・配線接続子、9・・・絶縁膜、10・・・第2配
線層。
FIGS. 1A to 1E are enlarged cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention in order of steps. 1...Substrate, 2...Buffer layer, 2a... ...bulky layer, 3
... Insulating film, 4... Opening, 5... First wiring layer,
5a... Stopper layer, 5b... Lower layer, 5C... Upper layer, 6... Positioning mark, 7... Resist, 8
... Wiring connector, 9... Insulating film, 10... Second wiring layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、位置合わせマークが配線層の一部を用いて構成され
る半導体装置であって、前記位置合わせマーク形成領域
に、該位置合わせマークを構成する前記配線層形成以前
に形成された膜が選択的に残存されてなることを特徴と
する半導体装置。 2、前記半導体装置が、層間接続子を用いる平坦化多層
配線構造を有することを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の半導体装置。 3、位置合わせマークを配線層の一部を用いて構成する
半導体装置の製造方法であって、前記位置合わせマーク
形成領域における基板上に嵩上層を残存させ、この嵩上
層の上方に配線層を形成することを特徴とする半導体装
置の製造方法。 4、前記半導体装置が、層間接続子を用いる平坦化多層
配線構造を有することを特徴とする特許請求の範囲第3
項記載の半導体装置の製造方法。
[Scope of Claims] 1. A semiconductor device in which an alignment mark is formed using a part of a wiring layer, wherein the alignment mark is formed in the alignment mark formation region before the wiring layer forming the alignment mark is formed. A semiconductor device characterized in that a formed film is selectively left. 2. Claim 1, wherein the semiconductor device has a planarized multilayer wiring structure using interlayer connectors.
1. Semiconductor device described in Section 1. 3. A method for manufacturing a semiconductor device in which an alignment mark is formed using a part of a wiring layer, the method comprising: leaving a bulky layer on the substrate in the alignment mark forming region, and forming a wiring layer above the bulky layer; 1. A method for manufacturing a semiconductor device, characterized by forming a semiconductor device. 4. Claim 3, wherein the semiconductor device has a planarized multilayer wiring structure using interlayer connectors.
A method for manufacturing a semiconductor device according to section 1.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0398024U (en) * 1990-01-25 1991-10-09
JP2006173218A (en) * 2004-12-14 2006-06-29 Ricoh Co Ltd Semiconductor wafer, its positioning method and laser trimming method

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