JP4229110B2

JP4229110B2 - コンタクトの合わせズレ検出方法

Info

Publication number: JP4229110B2
Application number: JP2005295220A
Authority: JP
Inventors: 修難波
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2005-10-07
Filing date: 2005-10-07
Publication date: 2009-02-25
Anticipated expiration: 2019-06-15
Also published as: JP2006060249A

Description

本発明は、半導体装置に係り、特に、半導体集積回路におけるコンタクトの合わせズレ検出パターンに関するものである。

一般に、コンタクトレイヤーと他のレイヤーとの合わせズレ量は、ホトリソ工程において、合わせズレ測定パターン等を用いて光学的に測定管理を行っていた。コンタクトの合わせズレは、コンタクトと隣接する他レイヤーとのショート、導通不良等の不具合を引き起こすため、コンタクトの合わせズレ量の管理は非常に重要なものとなっている。
なし

しかしながら、従来技術であるバーニア等によるホトリソ工程での合わせズレ量測定では、
（１）光学的にしか合わせズレ量を測定できない。

（２）デバイス構造での合わせズレ量を測定できない。
といった問題があった。

本発明は、上記問題点を除去し、コンタクトを介した抵抗を測定するパターンによりデバイス構造での合わせズレ量を的確に検出するコンタクトの合わせズレ検出方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕コンタクトを有する半導体装置における前記コンタクトの合わせズレを電気的に検出するコンタクトの合わせズレ検出方法において、前記半導体装置は、第１の層に設けられた第１導電性部材と、前記第１の層上に位置する第２の層に設けられた第１検出導電性部材と、前記第２の層に前記第１検出導電性部材と第１所定区間離れて設けられ、前記第１導電性部材と抵抗値が異なる第２検出導電性部材と、前記第１導電性部材と接続される複数の第１検出コンタクトであって、前記複数の第１検出コンタクトの各々の少なくとも一部は前記第１検出導電性部材と前記第２検出導電性部材との間に設けられた前記複数の第１検出コンタクトと、前記第２の層上に位置する第３の層に設けられ、前記複数の第１検出コンタクトを介して第１導電性部材とそれぞれ電気的に接続される複数の第２導電性部材とを備えており、前記複数の第２導電性部材の間の抵抗値を測定することでコンタクトの合わせズレを電気的に検出することを特徴とする。

〔２〕コンタクトを有する半導体装置における前記コンタクトの合わせズレを電気的に検出するコンタクトの合わせズレ検出方法において、前記半導体装置は、第１の層に設けられた第１導電性部材と、前記第１の層上に位置する第２の層に設けられた第１検出導電性部材と、前記第２の層に前記第１検出導電性部材と第１所定区間離れて設けられ、前記第１導電性部材と抵抗値が異なる第２検出導電性部材と、前記第１導電性部材と接続される第１検出コンタクトであって、前記第１検出コンタクトの少なくとも一部は前記第１検出導電性部材と前記第２検出導電性部材との間に設けられた前記第１検出コンタクトと、前記第２の層上に位置する第３の層に設けられ、前記第１検出コンタクトを介して前記第１導電性部材と電気的に接続される第２導電性部材と、前記第１の層に設けられ、前記第１導電性部材と電気的に接続された第３導電性部材と、前記第２の層に設けられた第３検出導電性部材と、前記第２の層に前記第３検出導電性部材と前記第１区間とは異なる第２所定区間離れて設けられ、前記第３検出導電性部材と抵抗値が異なる第４検出導電性部材と、前記第２導電性部材と接続される第２検出コンタクトであって、前記第２検出コンタクトの少なくとも一部は前記第３検出導電性部材と前記第４検出導電性部材との間に設けられた前記第２検出コンタクトと、前記第３の層に設けられ、前記第２検出コンタクトを介して前記第２導電性部材と電気的に接続される第４導電性部材とを備えており、前記第２導電性部材と前記第４導電性部材との間の抵抗値を測定することでコンタクトの合わせズレを電気的に検出することを特徴とする。

〔３〕上記〔２〕記載のコンタクトの合わせズレ検出方法において、前記第１検出導電性部材から前記第２検出導電性部材への方向と前記第３検出導電性部材から前記第４検出導電性部材への方向は、直交していることを特徴とする。

〔４〕上記〔１〕記載のコンタクトの合わせズレ検出方法において、前記半導体装置は、さらに、前記第１の層と前記第２の層との間に設けられ、前記第３の層とは異なる第４の層に設けられた第５検出導電性部材と、前記第４の層に前記第５検出導電性部材と第３所定区間離れて設けられ、前記第５検出導電性部材と抵抗値が異なる第６検出導電性部材とを備えており、前記複数の第１検出コンタクトの各々の少なくとも一部は、さらに、前記第５検出導電性部材と前記第６検出導電性部材との間に設けられており、前記複数の第１導電性部材の間の抵抗値を測定することでコンタクトの合わせズレを電気的に検出することを特徴とする。

〔５〕上記〔１〕から〔４〕のいずれか１項に記載のコンタクトの合わせズレ検出方法において、前記第１検出コンタクトは、前記第１検出導電性部材から前記第２検出導電性部材への方向に沿って互いに離間して配置される複数のコンタクト群によりなることを特徴とする。

〔６〕上記〔２〕または〔３〕のいずれか１項に記載のコンタクトの合わせズレ検出方法において、前記第２検出コンタクトは、前記第３検出導電性部材から前記第４検出導電性部材への方向に沿って互いに離間して配置される複数のコンタクト群によりなることを特徴とする。

〔７〕上記〔１〕から〔６〕のいずれか１項に記載のコンタクトの合わせズレ検出方法において、前記第１及び第２検出導電性部材の有する抵抗値は、前記第１導電性部材の有する抵抗値に比べて小さいことを特徴とする。

〔８〕上記〔２〕、〔３〕または〔６〕のいずれか１項に記載のコンタクトの合わせズレ検出方法において、前記第３及び第４検出導電性部材の有する抵抗値は、前記第２導電性部材の有する抵抗値に比べて小さいことを特徴とする。

本発明によれば、デバイス構造での合わせズレ量を的確に検出し、コンタクトを介した抵抗を測定するパターンを得ることができる。

本発明のコンタクトの合わせズレ検出方法は、コンタクトを有する半導体装置における前記コンタクトの合わせズレを電気的に検出するコンタクトの合わせズレ検出方法において、前記半導体装置は、第１の層に設けられた第１導電性部材と、前記第１の層上に位置する第２の層に設けられた第１検出導電性部材と、前記第２の層に前記第１検出導電性部材と第１所定区間離れて設けられ、前記第１導電性部材と抵抗値が異なる第２検出導電性部材と、前記第１導電性部材と接続される複数の第１検出コンタクトであって、前記複数の第１検出コンタクトの各々の少なくとも一部は前記第１検出導電性部材と前記第２検出導電性部材との間に設けられた前記複数の第１検出コンタクトと、前記第２の層上に位置する第３の層に設けられ、前記複数の第１検出コンタクトを介して第１導電性部材とそれぞれ電気的に接続される複数の第２導電性部材とを備えており、前記複数の第２導電性部材の間の抵抗値を測定することでコンタクトの合わせズレを電気的に検出することを特徴とする。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の第１実施例を示すコンタクトと他のレイヤーとの合わせズレ量測定パターンを示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線断面図である。

これらの図において、１１，２１，２２はレイヤー（層）、３１はコンタクト、４１は引出電極である。

ここで、レイヤー１１，２１，２２はそれぞれが拡散層やゲート電極などの導電性を有するものであり、抵抗値Ｒは異なる。レイヤー２１，２２は、レイヤー１１と比べ抵抗が低い。また、レイヤー２１，２２は同一レイヤー（層）で構成され、抵抗値を変えるため面積が異なっている。

また、レイヤー２１はコンタクト３１と合わせズレ値Ｌ０だけ距離を置いて、レイヤー２２はレイヤー２１と逆方向に合わせズレ値Ｌ０の距離を置いて配置する。

更に、コンタクト３１は、レイヤー１１，２１，２２より上層からレイヤー１１に開口するように配置する。コンタクト３１の個数は、片側２個以上が望ましい。引出電極４１は、コンタクト３１が合わせズレを起こしても充分にコンタクト３１と導通が確保されるように形成される。

そこで、第１実施例のパターンにおいて、引出電極４１から抵抗値を測定すると、その抵抗値は、引出電極４１、コンタクト３１、レイヤー１１の抵抗値の総和として得られる。

本発明の第１実施例の効果を図４を用いて説明する。

図４はコンタクト３１がレイヤー２１の方向に合わせズレを起こした場合を示している（この場合のズレ方向をＹ＋方向とし、逆方向をＹ−方向とする）。

コンタクト３１とレイヤー２１との合わせズレ量が、図１に示した合わせズレ値Ｌ０以上の場合には、コンタクト３１とレイヤー２１がショートし、レイヤー２１とレイヤー１１とが並列に接続された形になる。レイヤー２１はレイヤー１１よりも抵抗が低いので、引出電極４１を介して測定される抵抗値は合わせズレがない場合より低くなる。

コンタクト３１がＹ−方向に合わせズレを起こした場合も同様である。

また、レイヤー２１とレイヤー２２とは抵抗値が異なるので、コンタクト３１の合わせズレがＹ＋方向かＹ−方向かが分かる。

以上のように、引出電極４１から測定される抵抗値からＬ０以上の合わせズレが、どの方向（１次元）に発生しているかを電気的に検出することができる。

図５は本発明の第２実施例を示すコンタクトと他のレイヤーとの合わせズレ量測定パターンを示す平面図である。

この第２実施例では、第１のレイヤー１１，２１，２２、コンタクト３１、引出電極４１、第２のレイヤー２３，２４，…で構成される。

このように、第１実施例に加え、合わせズレ量をＬ１，Ｌ２，…と変えた同様のパターンを直列に形成するようにしている。

このように構成したので、引出電極４１から抵抗値を測定すると、抵抗値は、引出電極４１、コンタクト３１、レイヤー１１の抵抗値の総和として得られる。

そこで、コンタクト３１と第１のレイヤー２１との合わせズレ量が、合わせズレ値Ｌ０以上の場合、合わせズレ値Ｌ１以上の場合、合わせズレ値Ｌ２以上の場合で抵抗値の総和が異なるため測定される抵抗値はそれぞれの場合で異なる。

また、第１実施例と同様にＹ＋方向とＹ−方向との区別がつく。

図６は本発明の第２実施例により期待される合わせズレ量と抵抗値のグラフを示す図であり、縦軸に抵抗値（相対値）、横軸に合わせズレ量（相対値）を示している。

以上のように、引出電極４１から測定される抵抗値から発生した合わせズレ量および合わせズレ方向（１次元）を電気的に検出することができる。

図７は本発明の第３実施例を示すコンタクトと他のレイヤーとの合わせズレ量測定パターンを示す平面図である。

第３実施例は、第２実施例に加え、測定パターンの方向を９０°回転したパターンを直列に形成する。また、図７に示すレイヤー２１，２２，２３，２４は同一層上にあり、抵抗値を変えるために面積は異なっている。

そこで、引出電極４１から抵抗値を測定すると、その抵抗値は、引出電極４１、コンタクト３１、レイヤー１１の抵抗値の総和として得られる。

このように、この実施例によれば、第２実施例の効果に加え、図７のＸ＋方向、Ｘ−方向へのズレによる抵抗値の総和が合わせズレ量、合わせズレ方向（２次元）で異なるため測定される抵抗値はそれぞれの場合で異なる。

以上のように、引出電極４１から測定される抵抗値から発生した合わせズレ量および合わせズレ方向（２次元）を電気的に検出することができる。

図８は本発明の第４実施例を示すコンタクトと他のレイヤーとの合わせズレ量測定パターンを示す平面図である。

第４実施例は、第１実施例に加え、レイヤー２１，２２とは異なるレイヤー５１，５２を形成する。

そこで、図８に示したパターンにおいて、引出電極４１から抵抗値を測定すると、引出電極４１、コンタクト３１、レイヤー１１の抵抗値の総和として得られる。

このように構成したので、本実施例によれば、第１実施例の効果に加え、レイヤー２１，２２と別レイヤー５１，５２も加えてコンタクト３１との合わせズレが抵抗値の差から検出できる。

以上のように、引出電極４１から測定される抵抗値から、第１実施例に加え、コンタクトと２つ以上のレイヤー間の合わせズレが検出できる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明のコンタクトの合わせズレ検出方法は、コンタクトの合わせズレ量の管理方法として好適である。

本発明の第１実施例を示すコンタクトと他のレイヤーとの合わせズレ量測定パターンを示す平面図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。図１のＢ−Ｂ線断面図である。本発明の第１実施例の効果の説明図である。本発明の第２実施例を示すコンタクトと他のレイヤーとの合わせズレ量測定パターンを示す平面図である。本発明の第２実施例により期待される合わせズレ量と抵抗値のグラフを示す図である。本発明の第３実施例を示すコンタクトと他のレイヤーとの合わせズレ量測定パターンを示す平面図である。本発明の第４実施例を示すコンタクトと他のレイヤーとの合わせズレ量測定パターンを示す平面図である。

符号の説明

１１，２１，２２レイヤー（層）〔第１のレイヤー〕（導電性部材）
２３，２４レイヤー（層）〔第２のレイヤー〕
３１コンタクト
４１引出電極
５１，５２異なるレイヤー（層）

Claims

コンタクトを有する半導体装置における前記コンタクトの合わせズレを電気的に検出するコンタクトの合わせズレ検出方法において、
前記半導体装置は、第１の層に設けられた第１導電性部材と、
前記第１の層上に位置する第２の層に設けられた第１検出導電性部材と、
前記第２の層に前記第１検出導電性部材と第１所定区間離れて設けられ、前記第１導電性部材と抵抗値が異なる第２検出導電性部材と、
前記第１導電性部材と接続される複数の第１検出コンタクトであって、前記複数の第１検出コンタクトの各々の少なくとも一部は前記第１検出導電性部材と前記第２検出導電性部材との間に設けられた前記複数の第１検出コンタクトと、
前記第２の層上に位置する第３の層に設けられ、前記複数の第１検出コンタクトを介して第１導電性部材とそれぞれ電気的に接続される複数の第２導電性部材とを備えており、
前記複数の第２導電性部材の間の抵抗値を測定することでコンタクトの合わせズレを電気的に検出することを特徴とするコンタクトの合わせズレ検出方法。
コンタクトを有する半導体装置における前記コンタクトの合わせズレを電気的に検出するコンタクトの合わせズレ検出方法において、
前記半導体装置は、第１の層に設けられた第１導電性部材と、
前記第１の層上に位置する第２の層に設けられた第１検出導電性部材と、
前記第２の層に前記第１検出導電性部材と第１所定区間離れて設けられ、前記第１導電性部材と抵抗値が異なる第２検出導電性部材と、
前記第１導電性部材と接続される第１検出コンタクトであって、前記第１検出コンタクトの少なくとも一部は前記第１検出導電性部材と前記第２検出導電性部材との間に設けられた前記第１検出コンタクトと、
前記第２の層上に位置する第３の層に設けられ、前記第１検出コンタクトを介して前記第１導電性部材と電気的に接続される第２導電性部材と、
前記第１の層に設けられ、前記第１導電性部材と電気的に接続された第３導電性部材と、
前記第２の層に設けられた第３検出導電性部材と、
前記第２の層に前記第３検出導電性部材と前記第１区間とは異なる第２所定区間離れて設けられ、前記第３検出導電性部材と抵抗値が異なる第４検出導電性部材と、
前記第２導電性部材と接続される第２検出コンタクトであって、前記第２検出コンタクトの少なくとも一部は前記第３検出導電性部材と前記第４検出導電性部材との間に設けられた前記第２検出コンタクトと、
前記第３の層に設けられ、前記第２検出コンタクトを介して前記第２導電性部材と電気的に接続される第４導電性部材とを備えており、
前記第２導電性部材と前記第４導電性部材との間の抵抗値を測定することでコンタクトの合わせズレを電気的に検出することを特徴とするコンタクトの合わせズレ検出方法。
請求項２記載のコンタクトの合わせズレ検出方法において、
前記第１検出導電性部材から前記第２検出導電性部材への方向と前記第３検出導電性部材から前記第４検出導電性部材への方向は、直交していることを特徴とするコンタクトの合わせズレ検出方法。
請求項１記載のコンタクトの合わせズレ検出方法において、
前記半導体装置は、さらに、
前記第１の層と前記第２の層との間に設けられ、前記第３の層とは異なる第４の層に設けられた第５検出導電性部材と、
前記第４の層に前記第５検出導電性部材と第３所定区間離れて設けられ、前記第５検出導電性部材と抵抗値が異なる第６検出導電性部材とを備えており、
前記複数の第１検出コンタクトの各々の少なくとも一部は、さらに、前記第５検出導電性部材と前記第６検出導電性部材との間に設けられており、
前記複数の第１導電性部材の間の抵抗値を測定することでコンタクトの合わせズレを電気的に検出することを特徴とするコンタクトの合わせズレ検出方法。
請求項１から４のいずれか１項に記載のコンタクトの合わせズレ検出方法において、
前記第１検出コンタクトは、前記第１検出導電性部材から前記第２検出導電性部材への方向に沿って互いに離間して配置される複数のコンタクト群によりなることを特徴とするコンタクトの合わせズレ検出方法。
請求項２または３のいずれか１項に記載のコンタクトの合わせズレ検出方法において、
前記第２検出コンタクトは、前記第３検出導電性部材から前記第４検出導電性部材への方向に沿って互いに離間して配置される複数のコンタクト群によりなることを特徴とするコンタクトの合わせズレ検出方法。
請求項１から６いずれか１項に記載のコンタクトの合わせズレ検出方法において、
前記第１及び第２検出導電性部材の有する抵抗値は、前記第１導電性部材の有する抵抗値に比べて小さいことを特徴とするコンタクトの合わせズレ検出方法。
請求項２、３または６のいずれか１項に記載のコンタクトの合わせズレ検出方法において、
前記第３及び第４検出導電性部材の有する抵抗値は、前記第２導電性部材の有する抵抗値に比べて小さいことを特徴とするコンタクトの合わせズレ検出方法。