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JP4364401B2 - Contact misalignment measurement pattern - Google Patents
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JP4364401B2 - Contact misalignment measurement pattern - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路のウェハー製造プロセスにおけるコンタクトの合わせズレ量測定パターンに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のコンタクトの合わせズレ量測定パターンでは、半導体基板上に積層されたパターン上に所定の寸法規則に従って複数個のコンタクトが配置される。複数個のコンタクトのそれぞれに入出力電極が所定の寸法規則に従って配置される。この入出力電極を介してそれぞれのコンタクトの導通状態が個別に測定される。この測定結果に基づいてコンタクトの合わせズレ量が検出されていた。ここでコンタクトとは、絶縁層を介して積層される導電パターン間を電気的に接続する導電孔である。コンタクトの合わせズレ量測定パターンとは、半導体集積回路のウェハー製造プロセスにおいてコンタクトの合わせズレ量を測定するために所望の集積回路チップとは別に半導体基板上にコンタクトの合わせズレ量の測定のみを目的として積層される積層パターンである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
複数個のコンタクトのそれぞれに入出力電極が所定の寸法規則に従って配置されるために入出力電極パターンが煩雑となる。更に、それぞれのコンタクトの導通状態を個別に測定するために端子数が多くなり、かつ、測定に長時間を要するという解決すべき課題が残されていた。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は以上の点を解決するため次の構成を採用する。
〈構成1〉
半導体基板の表面に所定の規則に従って形成され、レーザ光の照射を受けて再結合電流を生成させる複数個のPN接合部と、上記PN接合部に重ねて積層され、レーザ光を透過させる積層間絶縁層と、上記PN接合部上のレーザ光を透過させる所定の部分を除いて上記積層間絶縁層に重ねて積層される配線層と、上記積層間絶縁層を貫通して上記半導体基板の表面と上記配線層を導通させる、複数個のコンタクトを備え、上記複数個のコンタクトの上記半導体基板上での配置は、所定量以上のコンタクトの合わせズレ量が発生している場合に上記複数個のPN接合部の何れかと、上記複数のコンタクトの何れかが導通するように配置され、この導通する上記PN接合部と上記コンタクトとの特定の組み合わせが、上記コンタクトの合わせズレ量の大小によって異なるように配置されることを特徴とするコンタクトの合わせズレ量測定パターン。
【0005】
〈構成2〉
上記構成1に記載のコンタクトの合わせズレ量測定パターンにおいて、上記複数個のコンタクトの上記半導体基板上での配置は、X軸方向に上記所定量以上のコンタクトの合わせズレ量が発生している場合に上記複数個のPN接合部の何れかと、上記複数のコンタクトの何れかが導通するように配置され、Y軸方向に上記所定量以上のコンタクトの合わせズレ量が発生している場合に上記複数個のPN接合部の何れかと、上記複数のコンタクトの何れかが導通するように配置され、この導通するPN接合部とコンタクトとの特定の組み合わせが、上記Y軸方向及び上記X軸方向毎に上記コンタクトの合わせズレ量の大小によって異なるように配置されることを特徴とするコンタクトの合わせズレ量測定パターン。
【0006】
〈構成3〉
半導体基板の表面に所定の規則に従って形成され、レーザ光の照射を受けて再結合電流を生成させる複数個のPN接合部と、上記PN接合部に重ねて積層されるレーザ光を透過させる第一の積層間絶縁層と、上記PN接合部上のレーザ光を透過させる所定の部分を除いて上記第一の積層間絶縁層に重ねて積層される第一の配線層と、上記第一の配線層に重ねて積層されるレーザ光を透過させる第二の積層間絶縁層と、上記PN接合部上のレーザ光を透過させる所定の部分を除いて上記第二の積層間絶縁層に重ねて積層される第二の配線層と、上記第一の積層間絶縁層を貫通して上記第一の半導体基板の表面と上記配線層を導通させる、複数個の第一のコンタクトと、上記第一の積層間絶縁層と上記第二の積層間絶縁層とを貫通して上記第一の半導体基板の表面と上記第二の配線層を導通させる、複数個の第二のコンタクトとを備え、上記複数個の、第一のコンタクト又は第二のコンタクトの上記半導体基板上での配置は、所定量以上のコンタクトの合わせズレ量が発生している場合に上記複数個のPN接合部の何れかと、上記複数のコンタクトの何れかが導通するように配置され、この導通するPN接合部とコンタクトとの特定の組み合わせが、上記コンタクトの合わせズレ量の大小によって異なるように配置されることを特徴とするコンタクトの合わせズレ量測定パターン。
【0007】
〈構成4〉
上記構成3に記載のコンタクトの合わせズレ量測定パターンにおいて、X軸方向に上記所定量以上のコンタクトの合わせズレ量が発生している場合に上記複数個のPN接合部の何れかと、上記複数個の、第一のコンタクト又は第二のコンタクトの何れかが導通するように配置され、Y軸方向に上記所定量以上のコンタクトの合わせズレ量が発生している場合に上記複数個のPN接合部の何れかと、上記複数個の、第一のコンタクト又は第二のコンタクトの何れかが導通するように配置され、この導通する上記PN接合部と上記第一のコンタクト又は上記第二のコンタクトとの特定の組み合わせが、上記Y軸方向及び上記X軸方向毎に上記コンタクトの合わせズレ量の大小によって異なるように配置されることを特徴とするコンタクトの合わせズレ量測定パターン。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を具体例を用いて説明する。
〈具体例1〉
図1は、具体例1の構成図(その1)である。
図1より、具体例1のコンタクトの合わせズレ量測定パターンは、半導体基板1と、素子間絶縁層2と、PN接合部3と、積層間絶縁層4と、アクティブ領域5と、配線層6と、コンタクト7と、端子8と、裏面端子9とによって構成される。
【0009】
半導体基板1は、その表面に所定の規則に従って後に説明するPN接合部3が形成される部分であり例えばシリコン単結晶基板等が用いられる。
素子間絶縁層2は、ここでは上記半導体基板1の表面に形成される複数個のPN接合部3間を絶縁するための絶縁酸化被膜である。
【0010】
PN接合部3は、PN接合のダイオードであり、本発明ではレーザ光の照射を受けて再結合電流を生成させる部分である。複数個のPN接合部3の配置位置については後に図を用いて詳細に説明する。
積層間絶縁層4は、PN接合部3に重ねて積層されレーザ光を透過させる絶縁皮膜である。通常はCVD法等によって積層されるシリコン単結晶などの絶縁皮膜によって構成される。
【0011】
アクティブ領域5は、積層間絶縁層4上の一部に、後に説明する配線層6の被膜を除去してPN接合部3へのレーザ光の照射を可能にする部分である。
配線層6は、PN接合部3上の所定の部分、即ち、アクティブ領域5を除いて積層間絶縁層4に重ねて積層される金属被膜である。
コンタクト7は、積層間絶縁層4を貫通して半導体基板1の表面と配線層6とを導通させる部分である。複数個のコンタクト7の配置位置については後に図を用いて詳細に説明する。
【0012】
次に具体例1のコンタクトの合わせズレ量測定パターンを用いたズレ量の検出について説明する。
具体例1のコンタクトの合わせズレ量測定パターンを用いたズレ量の検出について説明する前に、本発明の進歩性を明確にするために、以下に比較例を挙げて、そのズレ量の検出について説明する。
図2は、比較例の原理説明図(その1)である。
(a)は、平面図であり、(b)は、A−A断面図である。
比較例によるコンタクトの合わせズレ量測定パターンは、半導体基板1と、積層間絶縁層4と、配線層6と、C1〜C6まで6個(一例)のコンタクト7と、半導体基板上のアクティブ領域Z1〜Z6と、配線層6上の端子z1〜z6を備える。
各構成要素は、上記具体例1の構成要素と同様なので説明を割愛する。
【0013】
(a)より、半導体基板上のアクティブ領域Z1〜Z6は半導体基板1上にX方向に所定の間隔で一列に配置されている。
この半導体基板上のアクティブ領域Z1〜Z6に重ねて積層間絶縁層4と配線層6とが積層される。その後C1〜C6まで6個のコンタクト7が一枚のスクリーンに基づいて一括して設定される。従ってC1〜C6まで6個のコンタクト7相互間の配置位置は固定されており、製造工程でのコンタクトの合わせズレ量は6個すべてのコンタクト7が一方向へ全体としてずれることになる。ここではY方向へのズレのみについて説明する。
【0014】
コンタクト配置位置の一例として(a)では、コンタクトC3とコンタクトC4は、Y方向にY0離れて配置されている。コンタクトC3とコンタクトC2及びコンタクトC4とコンタクトC5は、Y方向にY1離れて配置されている。コンタクトC2とコンタクトC1及びコンタクトC5とコンタクトC6は、Y方向にY2離れて配置されている。
尚、上記Y0は、半導体基板上のアクティブ領域Z1〜Z6を中心にしてコンタクトC3とコンタクトC4とでブリッジさせたときにコンタクトC3とコンタクトC4の双方ともアクティブ領域Z1〜Z6に接触しない大きさに設定される。
【0015】
(a)は、コンタクトの合わせズレ量が0の場合を表している。かかる場合には、半導体基板上のアクティブ領域Z1〜Z6を繋いだ直線に対してコンタクトC1とコンタクトC6、コンタクトC2とコンタクトC5、コンタクトC3とコンタクトC4は、それぞれ等間隔に設定される。
【0016】
(b)は、(a)のA−A断面を表している。
コンタクトC4は、アクティブ領域Z4と接触していない。従って、アクティブ領域Z4と端子z4間の抵抗値を測定するとR=∞となる。同様にアクティブ領域Z1と端子z1間の抵抗値、アクティブ領域Z2と端子z2間の抵抗値、アクティブ領域Z3と端子z3間の抵抗値、アクティブ領域Z5と端子z5間の抵抗値、アクティブ領域Z6と端子z6間の抵抗値、全てがR=∞となる。以上の測定結果からコンタクトのY方向のズレ量は0であると判断される。
【0017】
次にコンタクトの合わせズレ量が検出される場合について説明する。
図3は、比較例の原理説明図(その2)である。
(a)は、平面図であり、(b)は、A−A断面図である。
(a)に示す通りコンタクトC4は、アクティブ領域Z4と接触している。従ってアクティブ領域Z4と端子z4間の抵抗値を測定するとR≒0となる。同様にアクティブ領域Z1と端子z1間の抵抗値、アクティブ領域Z2と端子z2間の抵抗値、アクティブ領域Z3と端子z3間の抵抗値、アクティブ領域Z5と端子z5間の抵抗値、アクティブ領域Z6と端子z6間の抵抗値、全てがR=∞となる。
【0018】
以上の測定結果からコンタクトのY方向のズレ量は端子のY方向の寸法をA、ズレ量をLとおくと(Y0−A)/2<L<((Y0−A)/2)+Y1と求められる。同様にしてアクティブ領域Z5と端子z5間の抵抗値がR=0になった場合のずれ量は((Y0−A)/2)+Y1<L<((Y0−A)/2)+Y1+Y2と求められる。
即ち、アクティブ領域Z1と端子z1間、アクティブ領域Z2と端子z2間、アクティブ領域Z3と端子z3間、アクティブ領域Z4と端子z4間、アクティブ領域Z5と端子z5間、アクティブ領域Z6と端子z6間、それぞれの抵抗値を個別に測定することによってコンタクトの合わせズレ量を検出することができる。
【0019】
以上説明した比較例ではアクティブ領域Z1と端子z1間、アクティブ領域Z2と端子z2間、アクティブ領域Z3と端子z3間、アクティブ領域Z4と端子z4間、アクティブ領域Z5と端子z5間、アクティブ領域Z6と端子z6間、それぞれの抵抗値を個別に測定する必要があり、複数個のコンタクトのそれぞれに入出力電極が所定の寸法規則に従って配置されるために入出力電極パターンが煩雑となる。更に、それぞれのコンタクトの導通状態を個別に測定するために端子数が多くなり、かつ、測定に長時間を要していた。かかる問題点を解決するために、具体例1のコンタクトの合わせズレ量測定パターンでは、以下のようにしてコンタクトの合わせズレ量を検出する。
【0020】
再度図1に戻って、具体例1のコンタクトの合わせズレ量の検出について説明する。
(a)は、平面図であり、(b)は、A−A断面図である。
【0021】
(a)より、半導体基板1上のPN接合部3(一例としてP1〜P6までの6個)は半導体基板1上にX方向にX1の間隔で一列に配置されている。
この半導体基板1上のPN接合部3に重ねて素子間絶縁層2と積層間絶縁層4と配線層6とが積層される。その後C1〜C6まで6個のコンタクト7が一枚のスクリーンに基づいて一括して設定される。従ってC1〜C6まで6個のコンタクト7相互間の配置位置は固定されており、製造工程でのコンタクトの合わせズレ量は、6個すべてのコンタクト7が一方向への全体としてずれることになる。ここではY方向へズレのみについて説明する。
【0022】
コンタクト配置位置の一例として(a)では、コンタクトC3とコンタクトC4は、Y方向にY0離れて配置される。コンタクトC3とコンタクトC2及びコンタクトC4とコンタクトC5は、Y方向にY1離れて配置される。コンタクトC2とコンタクトC1及びコンタクトC5とコンタクトC6は、Y方向にY2離れて配置されている。
尚、上記Y0は、コンタクトC3とコンタクトC4の双方ともPN接合部3(P3)及びPN接合部3(P4)に接触しない限度で設定される。
【0023】
(a)は、コンタクトの合わせズレ量が0の場合を表している。かかる場合には、半導体基板上のPN接合部3(P1)〜PN接合部3(P6)を繋いだ直線に対してコンタクトC1とコンタクトC6、コンタクトC2とコンタクトC5、コンタクトC3とコンタクトC4は、それぞれY方向に等間隔に設定される。
【0024】
(b)は、(a)のA−A断面を表している。
コンタクトC4は、PN接合部3(P4)と接触していない。ここでPN接合部3(P4)にレーザ光を照射する(b)。レーザ光はアクティブ領域5を通ってPN接合部3(P4)に照射される。レーザ光を照射されたPN接合部3(P4)は、その空乏層に光起電力を生成する。しかし、PN接合部3(P4)とコンタクトC4は接触していないので端子8と裏面端子9間に接続されているOBICアンプ10に電流は流れない。
【0025】
同様にPN接合部3(P1)〜PN接合部3(P6)へと順番にレーザ光を照射する。
しかし、コンタクトC1〜コンタクトC6の全てがPN接合部3(P1)〜PN接合部3(P6)の何れにも接触していないので端子8と裏面端子9間に接続されているOBICアンプ10に電流が流れることは無い。
【0026】
次にコンタクトの合わせズレ量が検出される場合について説明する。
図4は、具体例1の構成図(その2)である。
(a)は、平面図であり、(b)は、A−A断面図である。
(a)に示す通りコンタクトC4は、PN接合部3(P4)と接触している。従って、ここでPN接合部3(P4)にレーザ光を照射する(b)。レーザ光はアクティブ領域5を通ってPN接合部3(P4)に照射される。レーザ光を照射されたPN接合部3(P4)は、その空乏層に光起電力を生成する。ここで、PN接合部3(P4)とコンタクトC4は接触しているので端子8と裏面端子9間に接続されているOBICアンプ10に電流が流れる。
【0027】
以上の測定結果からPN接合部3のY方向の大きさをA、ズレ量をLとおくと、ズレ量をLは、(Y0−A)/2<L<((Y0−A)/2)+Y1と求められる。
即ち、PN接合部3(P1)〜PN接合部3(P6)に順次レーザ光を照射し、その時に端子8と裏面端子9間に接続されているOBICアンプ10に電流が流れるかどうかによってズレ量を判断することができる。ここでの照射は短時間の内にPN接合部3(P1)〜PN接合部3(P6)の全てを掃引することも可能になる。
【0028】
以上の説明では、Y方向へのズレ量のみについて説明したが、本発明は、この例に限定されるものではない。即ち、XY2方向への適用も可能である。
以下に適用について説明する。
図5は、具体例1のXY2方向への適用例の構成図である。
(a)は、コンタクトの合わせズレ量が0の場合を表している。
(b)は、コンタクトの合わせズレ量が検出される場合を表している。
(a)より具体例1のXY2方向への適用例ではX方向ズレ検出パターンとY方向ズレ検出パターンを備える。Y方向ズレ検出パターンについては既に説明済みなので、X方向ズレ検出パターンのみについて説明する。
【0029】
コンタクト配置位置の一例として、コンタクトの合わせズレ量が0の場合、即ち(a)では、コンタクトc3は、PN接合部3(p3)の中心からX方向の左側にx1、コンタクトc4は、PN接合部3(p3)の中心からX方向の右側にx1離れて配置される。コンタクトc2は、PN接合部3(p2)の中心からX方向の左側にx2、コンタクトc5は、PN接合部3(p5)の中心からX方向の右側にx2離れて配置される。コンタクトc1は、PN接合部3(p1)の中心からX方向の左側にx3、コンタクトc6は、PN接合部3(p6)の中心からX方向の右側にx3離れて配置される。ここでx1は、コンタクトc3とコンタクトc4がPN接合部3(p3)とPN接合部3(p4)にそれぞれ接触しない最低限の寸法に設定され、かつ、x3>x2>x1に設定される。
【0030】
次に、コンタクトの合わせズレ量が検出される場合、即ち(b)では、図に示す通りコンタクトc3と、PN接合部3(p3)が、接触している。この場合にPN接合部3のX方向での大きさをAとすると、X方向へのコンタクトの合わせズレ量Lは、(X1−A/2)<L<(X2−A/2)として容易に求めることができる。
【0031】
〈具体例1の効果〉
以上説明した構成を採用することによって以下の効果を得る。
1.ズレ量検出に要する電極は、基板の裏表に各1個のみであり、測定精度を上げても入出力電極パターンが煩雑となるのを避けることができる。
2.ズレ量検出に当たって、アクティブ領域をレーザ光で掃引するのみであり、コンタクト毎に個別に測定する必要がないため測定が簡単であり測定時間が短縮される。
【0032】
〈具体例2〉
具体例1で、4(図1)は、1層のみであった。従って、コンタクト7(図1)の設定は、1工程で一枚のスクリーンに基づいて設定された。
しかし、具体例2では、積層間絶縁層が複数層(一例として2層)の場合を想定する。かかる場合は、複数工程(一例として2工程)で複数枚(一例として2枚)のスクリーンに基づいて設定される。以下にその詳細について説明する。
【0033】
図6は、具体例2の構成図(その1)である。
(a)は、平面図を、(b)は、A−A断面図を表している。
図6より、具体例2のコンタクトの合わせズレ量測定パターンは、半導体基板1と、素子間絶縁層2と、PN接合部3と、アクティブ領域5と、第一の積層間絶縁層21と、第二の積層間絶縁層22と、第一の配線層23と、第二の配線層24と、第一のコンタクト25と、第二のコンタクト26と、端子8と、裏面端子9と、によって構成される。
【0034】
第一の積層間絶縁層21は、PN接合部3に重ねて積層されレーザ光を透過させる絶縁皮膜である。通常はCVD法等によって積層されるシリコン単結晶などの絶縁皮膜によって構成される。
第二の積層間絶縁層22は、第一の積層間絶縁層21又は第一の配線層23に重ねて積層されレーザ光を透過させる絶縁皮膜である。通常はCVD法等によって積層されるシリコン単結晶などの絶縁皮膜によって構成される。
【0035】
第一の配線層23は、PN接合部3上の所定の部分、即ち、アクティブ領域5を除いて第一の積層間絶縁層21に重ねて積層される金属被膜である。
第二の配線層24は、PN接合部3上の所定の部分、即ち、アクティブ領域5を除いて第一の積層間絶縁層21と第二の積層間絶縁層22に重ねて積層される金属被膜である。
【0036】
第一のコンタクト25は、第一の積層間絶縁層21を貫通して半導体基板1の表面と第一の配線層23とを導通させる部分である。複数個のコンタクト25の配置位置については後に図を用いて詳細に説明する。
第二のコンタクト26は、第一の積層間絶縁層21と第二の積層間絶縁層22を貫通して半導体基板1の表面と第二の配線層24とを導通させる部分である。複数個のコンタクト26の配置位置については後に図を用いて詳細に説明する。
他の構成部分は具体例1と同様なので説明を割愛する。
【0037】
次に第一のコンタクト25と第二のコンタクト26の配置位置について図を用いて詳細に説明する。
(a)は、コンタクトの合わせズレ量が0の場合を表している。
(a)より、半導体基板1上のPN接合部3(一例としてP1〜P6までの6個)は半導体基板1上にX方向に所定の間隔で一列に配置されている。
この半導体基板1上のPN接合部3に重ねて素子間絶縁層2と第一の積層間絶縁層21と第二の積層間絶縁層22と第二の配線層24とが積層されている複層部D1とD2、PN接合部3に重ねて素子間絶縁層2と第一の積層間絶縁層21と第一の配線層23とが積層されている単層部B1とB2とが交互に配置されている。
【0038】
複層部D1とD2には、C1〜C6まで6個のコンタクト26が一枚のスクリーンに基づいて一括して設定されている。従ってC1〜C6まで6個の第二のコンタクト26相互間の位置配置は固定されており、製造工程でのコンタクトの合わせズレ量は6個すべての第二のコンタクト26が一方向への全体としてずれることになる。ここではY方向へのズレのみについて説明する。
【0039】
同様に単層部B1とB2には、c1〜c6まで6個の第一のコンタクト25が一枚のスクリーンに基づいて一括して設定されている。従ってc1〜c6まで6個の第一のコンタクト25相互間の配置位置は固定されており、製造工程でのコンタクトの合わせズレ量は6個すべての第一のコンタクト25が一方向への全体としてずれることになる。ここではY方向へのズレのみについて説明する。
【0040】
複層部D1とD2上へのコンタクト配置位置の一例として(a)では、第二のコンタクト26(C3)と第二のコンタクト26(C4)は、Y方向にY0離れて配置されている。第二のコンタクト26(C3)と第二のコンタクト26(C2)及び第二のコンタクト26(C4)と第二のコンタクト26(C5)は、Y方向にY1離れて配置されている。第二のコンタクト26(C2)と第二のコンタクト26(C1)及び第二のコンタクト26(C5)と第二のコンタクト26(C6)は、Y方向にY2離れて配置されている。
尚、上記Y0は、第二のコンタクト26(C3)と第二のコンタクト26(C4)の双方ともPN接合部3(P3)とPN接合部3(P4)に接触しない限度で設定される。
【0041】
単層部B1とB2上へのコンタクトも上記複層部D1とD2上への配置位置と同様に配置される。再度(b)に戻る。(b)は、(a)のA−A断面を表している。
(b)より第一のコンタクト25第二のコンタクト26、とも、PN接合部3(P4)と接触していない。ここでPN接合部3にレーザ光を照射する(b)。レーザ光はアクティブ領域5を通ってPN接合部3に照射される。レーザ光を照射されたPN接合部3は、その空乏層に光起電力を生成する。しかし、PN接合部3(P4)と第一のコンタクト25、第二のコンタクト26とも接触していないので端子8と裏面端子9間に接続されているOBICアンプ10に電流は流れない。
【0042】
同様にPN接合部3(P1)〜PN接合部3(P6)へと順番にレーザ光を照射する。
しかし、コンタクトC1〜コンタクトC6の全てがPN接合部3(P1)〜PN接合部3(P6)の何れにも接触していないので端子8と裏面端子9間に接続されているOBICアンプ10に電流が流れることは無い。
【0043】
次にコンタクトの合わせズレ量が検出される場合について説明する。
図7は、具体例2の構成図(その2)である。
(a)は、平面図であり、(b)は、A−A断面図である。
(a)に示す通り単層部B2の第一のコンタクトc4は、PN接合部3(P4)と接触している。従って、ここでPN接合部3(P4)にレーザ光を照射する(b)。レーザ光はアクティブ領域5を通ってPN接合部3(P4)に照射される。レーザ光を照射されたPN接合部3(P4)は、その空乏層に光起電力を生成する。ここで、PN接合部3(P4)とコンタクトC4は接触しているので端子8と裏面端子9間に接続されているOBICアンプ10に電流が流れる。
【0044】
同様に(a)に示す通り複層部D2の第二のコンタクトC4は、PN接合部3(P4)と接触している。従って、ここでPN接合部3(P4)にレーザ光を照射する(b)。レーザ光はアクティブ領域5を通ってPN接合部3(P4)に照射される。レーザ光を照射されたPN接合部3(P4)は、その空乏層に光起電力を生成する。ここで、PN接合部3(P4)とコンタクトC4は接触しているので端子8と裏面端子9間に接続されているOBICアンプ10に電流が流れる。
【0045】
以上の測定結果から、PN接合部3の大きさをA、第一のコンタクト25及び第二のコンタクト26とも、ズレ量をLとおくと、ズレ量Lは、(Y0−A)/2<L<((Y0−A)/2)+Y1と求められる。ここでA、Y0、Y1の値は図6の(a)による。
即ち、PN接合部3(P1)〜PN接合部3(P6)に順次レーザ光を照射し、その時に端子8と裏面端子9間に接続されているOBICアンプ10に電流が流れるかどうかによってズレ量を判断することができる。ここでの照射は短時間の内にPN接合部3(P1)〜PN接合部3(P6)の全てを掃引することも可能になる。
【0046】
以上の説明では、Y方向へのズレ量のみについて説明したが、本発明は、この例に限定されるものではない。即ち、XY2方向への適用も可能である。
以下に適用について説明する。
図8は、具体例2のXY2方向への適用例の構成図である。
(a)は、コンタクトの合わせズレ量が0の場合を表している。
(b)は、コンタクトの合わせズレ量が検出される場合を表している。
【0047】
(a)より具体例2のXY2方向への適用例ではX方向ズレ検出パターンとY方向ズレ検出パターンを備える。図中上段の黒丸は複層部Y方向検出パターンであり、図中下段の黒丸は複層部X方向検出パターンである。同様に図中上段の白丸は単層部X方向検出パターンであり、図中下段の白丸は単層部Y方向検出パターンである。
Y方向ズレ検出パターンについては既に説明済みなのでX方向ズレ検出パターンのみについて説明する。図中上段の白丸(単層部X方向検出パターン)のみについて説明する。
【0048】
コンタクト位置配置の一例として、コンタクトの合わせズレ量が0の場合、即ち(a)では、コンタクトE3は、PN接合部3(P3)の中心からX方向の左側にx1、コンタクトE4は、PN接合部3(P3)の中心からX方向の右側にx1離れて配置される。コンタクトE2は、PN接合部3(P2)の中心からX方向の左側にx2、コンタクトE5は、PN接合部3(P5)の中心からX方向の右側にx2離れて配置される。コンタクトE1は、PN接合部3(P1)の中心からX方向の左側にx3、コンタクトE6は、PN接合部3(P6)の中心からX方向の右側にx3離れて配置される。ここでx1は、コンタクトE3とコンタクトE4がPN接合部3(P3)とPN接合部3(P4)にそれぞれ接触しない最低限の寸法に設定され、かつ、x3>x2>x1に設定される。
【0049】
次に、コンタクトの合わせズレ量が検出される場合、即ち(b)では、図に示す通りコンタクトE3と、PN接合部3(P3)が、接触している。この場合にPN接合部3のX方向での大きさをAとすると、X方向へのコンタクトの合わせズレ量Lは、(X1−A/2)<L<(X2−A/2)として容易に求めることができる。
(a)図中下段の黒丸(複層部X方向検出パターン)についても全く同様にして検出できるので説明を割愛する。
【0050】
〈具体例2の効果〉
以上説明した構成を採用することによって、積層間絶縁層が複数層(一例として2層)の場合であり、複数工程(一例として2工程)で複数枚(一例として2枚)のスクリーンに基づいてコンタクトが設定される場合であっても、上記具体例1と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】具体例1の構成図(その1)である。
【図2】比較例の原理説明図(その1)である。
【図3】比較例の原理説明図(その2)である。
【図4】具体例1の構成図(その2)である。
【図5】具体例1のXY方向への適用例の構成図である。
【図6】具体例2の構成図(その1)である。
【図7】具体例2の構成図(その2)である。
【図8】具体例2のXY方向への適用例の構成図である。
【符号の説明】
1 半導体基板
2 素子間絶縁層
3 PN接合部
4 積層間絶縁層
5 アクティブ領域
6 配線層
7 コンタクト
8 端子
9 裏面端子
10 OBICアンプ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a contact misalignment measurement pattern in a wafer manufacturing process of a semiconductor integrated circuit.
[0002]
[Prior art]
In a conventional contact misalignment measurement pattern, a plurality of contacts are arranged on a pattern stacked on a semiconductor substrate according to a predetermined dimensional rule. Input / output electrodes are arranged on each of the plurality of contacts according to a predetermined dimension rule. The conduction state of each contact is individually measured through the input / output electrodes. Based on the measurement result, the contact misalignment amount was detected. Here, the contact is a conductive hole that electrically connects conductive patterns laminated via an insulating layer. The contact misalignment measurement pattern is intended only for measuring the misalignment of contacts on a semiconductor substrate separately from the desired integrated circuit chip in order to measure the misalignment of contacts in the wafer manufacturing process of semiconductor integrated circuits. It is a lamination pattern laminated as.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Since the input / output electrodes are arranged on each of the plurality of contacts according to a predetermined dimensional rule, the input / output electrode pattern becomes complicated. Furthermore, the problem to be solved remains that the number of terminals is increased in order to individually measure the conductive state of each contact, and a long time is required for the measurement.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention adopts the following configuration in order to solve the above points.
<Configuration 1>
A plurality of PN junctions that are formed on the surface of a semiconductor substrate according to a predetermined rule and generate a recombination current upon receiving laser light, and stacked between the PN junctions so as to transmit laser light. An insulating layer, a wiring layer stacked on the inter-layer insulating layer except for a predetermined portion that transmits the laser light on the PN junction, and a surface of the semiconductor substrate penetrating the inter-layer insulating layer And a plurality of contacts for conducting the wiring layer, and disposing the plurality of contacts on the semiconductor substrate when the misalignment amount of the contacts more than a predetermined amount occurs. Any one of the PN junctions and any of the plurality of contacts are arranged to be conductive, and a specific combination of the conductive PN junction and the contacts is a misalignment of the contacts. Shift amount measurement pattern mating contact, characterized in that it is arranged differently by the large and small.
[0005]
<Configuration 2>
In the contact misalignment measurement pattern according to Configuration 1, when the plurality of contacts are arranged on the semiconductor substrate, a contact misalignment amount of the predetermined amount or more occurs in the X-axis direction. If any of the plurality of PN junctions and any of the plurality of contacts are electrically connected to each other, and the contact misalignment amount of the predetermined amount or more is generated in the Y-axis direction, Any one of the PN junctions and any of the plurality of contacts are arranged to conduct, and a specific combination of the conducting PN junction and the contact is provided for each of the Y-axis direction and the X-axis direction. The contact misalignment amount measurement pattern, wherein the contact misalignment amount is arranged differently depending on the contact misalignment amount.
[0006]
<Configuration 3>
A plurality of PN junctions that are formed on the surface of the semiconductor substrate according to a predetermined rule and generate a recombination current upon irradiation with laser light, and a first laser beam that is laminated on the PN junction and transmits the laser light. An inter-laminar insulating layer, a first wiring layer stacked on the first inter-laminating insulating layer except for a predetermined portion that transmits laser light on the PN junction, and the first wiring A second inter-laminar insulating layer that transmits laser light that is stacked on the layer and a predetermined portion that transmits laser light on the PN junction are stacked on the second inter-laminating insulating layer except for a predetermined portion that transmits the laser light. A plurality of first contacts that connect the surface of the first semiconductor substrate and the wiring layer through the first interlayer insulating layer, Penetrating through the interlaminar insulating layer and the second interlaminar insulating layer, A plurality of second contacts for conducting the surface of the conductor substrate and the second wiring layer, the arrangement of the plurality of first contacts or second contacts on the semiconductor substrate, Any of the plurality of PN junctions and any of the plurality of contacts are arranged to be conductive when a contact misalignment amount of a predetermined amount or more is generated, and the conductive PN junction and the contact are arranged. The contact misalignment amount measurement pattern is characterized in that a specific combination of the contact and the contact is different depending on the contact misalignment amount.
[0007]
<Configuration 4>
In the contact misalignment measurement pattern according to Configuration 3, when the contact misalignment amount of the predetermined amount or more is generated in the X-axis direction, any of the plurality of PN junctions and the plurality of contacts When the first contact or the second contact is arranged to be conductive, and the contact misalignment amount of the predetermined amount or more is generated in the Y-axis direction, the plurality of PN junction portions And the plurality of first contacts or the second contacts are arranged to conduct, and the conducting PN junction and the first contact or the second contact The contact combination is characterized in that a specific combination is arranged so as to differ depending on the amount of misalignment of the contact in the Y-axis direction and the X-axis direction. Les amount measurement pattern.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described using specific examples.
<Specific example 1>
FIG. 1 is a configuration diagram (part 1) of the first specific example.
From FIG. 1, the contact misalignment measurement pattern of Example 1 shows the semiconductor substrate 1, the inter-element insulating layer 2, the PN junction portion 3, the inter-stack insulating layer 4, the active region 5, and the wiring layer 6. And a contact 7, a terminal 8, and a back terminal 9.
[0009]
The semiconductor substrate 1 is a portion where a PN junction portion 3 to be described later is formed on the surface according to a predetermined rule. For example, a silicon single crystal substrate or the like is used.
Here, the inter-element insulating layer 2 is an insulating oxide film for insulating a plurality of PN junctions 3 formed on the surface of the semiconductor substrate 1.
[0010]
The PN junction portion 3 is a PN junction diode, and is a portion that generates a recombination current upon irradiation with laser light in the present invention. The arrangement positions of the plurality of PN junctions 3 will be described in detail later with reference to the drawings.
The inter-layer insulating layer 4 is an insulating film that is stacked on the PN junction 3 and transmits laser light. Usually, it is comprised by insulating films, such as a silicon single crystal laminated | stacked by CVD method etc.
[0011]
The active region 5 is a part that removes a film of a wiring layer 6 described later on a part of the inter-layer insulating layer 4 and enables the PN junction 3 to be irradiated with laser light.
The wiring layer 6 is a metal film that is laminated on the inter-laminate insulating layer 4 except for a predetermined portion on the PN junction 3, that is, the active region 5.
The contact 7 is a portion that penetrates the insulating layer 4 between the layers and makes the surface of the semiconductor substrate 1 and the wiring layer 6 conductive. The arrangement positions of the plurality of contacts 7 will be described in detail later with reference to the drawings.
[0012]
Next, detection of the deviation amount using the contact misalignment measurement pattern of specific example 1 will be described.
Before explaining the detection of the deviation amount using the contact misalignment measurement pattern of the specific example 1, in order to clarify the inventive step of the present invention, a comparative example will be given below to detect the deviation amount. explain.
FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of a comparative example (part 1).
(A) is a top view, (b) is AA sectional drawing.
The contact misalignment measurement pattern according to the comparative example includes the semiconductor substrate 1, the inter-stack insulating layer 4, the wiring layer 6, the six contacts 7 (for example) C1 to C6, and the active region Z1 on the semiconductor substrate. To Z6 and terminals z1 to z6 on the wiring layer 6.
Since each component is the same as the component of the said specific example 1, description is omitted.
[0013]
From (a), the active regions Z1 to Z6 on the semiconductor substrate are arranged on the semiconductor substrate 1 in a line at a predetermined interval in the X direction.
The inter-stack insulating layer 4 and the wiring layer 6 are stacked on the active regions Z1 to Z6 on the semiconductor substrate. Thereafter, six contacts 7 from C1 to C6 are set collectively on the basis of one screen. Accordingly, the arrangement positions of the six contacts 7 from C1 to C6 are fixed, and the amount of misalignment of the contacts in the manufacturing process is shifted as a whole for all six contacts 7 in one direction. Here, only the shift in the Y direction will be described.
[0014]
As an example of the contact arrangement position, in FIG. 5A, the contact C3 and the contact C4 are arranged apart from Y0 in the Y direction. The contact C3 and the contact C2, and the contact C4 and the contact C5 are arranged apart from each other in the Y direction by Y1. The contact C2 and the contact C1, and the contact C5 and the contact C6 are arranged apart from each other in the Y direction by Y2.
The above Y0 has such a size that neither the contact C3 nor the contact C4 is in contact with the active regions Z1 to Z6 when the contacts C3 and C4 are bridged around the active regions Z1 to Z6 on the semiconductor substrate. Is set.
[0015]
(A) represents the case where the contact misalignment amount is zero. In such a case, the contact C1 and the contact C6, the contact C2 and the contact C5, and the contact C3 and the contact C4 are set at equal intervals with respect to the straight line connecting the active regions Z1 to Z6 on the semiconductor substrate.
[0016]
(B) represents the AA cross section of (a).
The contact C4 is not in contact with the active area Z4. Therefore, when the resistance value between the active region Z4 and the terminal z4 is measured, R = ∞. Similarly, the resistance value between the active region Z1 and the terminal z1, the resistance value between the active region Z2 and the terminal z2, the resistance value between the active region Z3 and the terminal z3, the resistance value between the active region Z5 and the terminal z5, and the active region Z6 All of the resistance values between the terminals z6 are R = ∞. From the above measurement results, it is determined that the amount of deviation in the Y direction of the contact is zero.
[0017]
Next, a case where the contact misalignment amount is detected will be described.
FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of the comparative example (part 2).
(A) is a top view, (b) is AA sectional drawing.
As shown in (a), the contact C4 is in contact with the active region Z4. Therefore, when the resistance value between the active region Z4 and the terminal z4 is measured, R≈0. Similarly, the resistance value between the active region Z1 and the terminal z1, the resistance value between the active region Z2 and the terminal z2, the resistance value between the active region Z3 and the terminal z3, the resistance value between the active region Z5 and the terminal z5, and the active region Z6 All of the resistance values between the terminals z6 are R = ∞.
[0018]
From the above measurement results, the amount of displacement in the Y direction of the contact is (Y0−A) / 2 <L <((Y0−A) / 2) + Y1 when the dimension in the Y direction of the terminal is A and the amount of displacement is L. Desired. Similarly, when the resistance value between the active region Z5 and the terminal z5 becomes R = 0, the shift amount is obtained as ((Y0−A) / 2) + Y1 <L <((Y0−A) / 2) + Y1 + Y2. It is done.
That is, between the active region Z1 and the terminal z1, between the active region Z2 and the terminal z2, between the active region Z3 and the terminal z3, between the active region Z4 and the terminal z4, between the active region Z5 and the terminal z5, between the active region Z6 and the terminal z6, The contact misalignment amount can be detected by measuring each resistance value individually.
[0019]
In the comparative example described above, the active region Z1 and the terminal z1, the active region Z2 and the terminal z2, the active region Z3 and the terminal z3, the active region Z4 and the terminal z4, the active region Z5 and the terminal z5, and the active region Z6 It is necessary to individually measure the resistance value between the terminals z6, and the input / output electrode pattern is complicated because the input / output electrodes are arranged in accordance with a predetermined dimensional rule for each of the plurality of contacts. Furthermore, the number of terminals is increased in order to measure the conduction state of each contact individually, and a long time is required for the measurement. In order to solve such a problem, in the contact misalignment measurement pattern of specific example 1, the contact misalignment amount is detected as follows.
[0020]
Returning to FIG. 1 again, detection of the contact misalignment amount of the specific example 1 will be described.
(A) is a top view, (b) is AA sectional drawing.
[0021]
From (a), the PN junctions 3 on the semiconductor substrate 1 (as an example, six from P1 to P6) are arranged on the semiconductor substrate 1 in a row at an interval of X1 in the X direction.
An inter-element insulating layer 2, an inter-layer insulating layer 4, and a wiring layer 6 are stacked on the PN junction 3 on the semiconductor substrate 1. Thereafter, six contacts 7 from C1 to C6 are set collectively on the basis of one screen. Accordingly, the arrangement positions of the six contacts 7 from C1 to C6 are fixed, and the amount of misalignment of the contacts in the manufacturing process is shifted as a whole in all six contacts 7 in one direction. Here, only the shift in the Y direction will be described.
[0022]
As an example of the contact arrangement position, (a), the contact C3 and the contact C4 are arranged apart from Y0 in the Y direction. The contact C3 and the contact C2 and the contact C4 and the contact C5 are arranged apart from each other in the Y direction by Y1. The contact C2 and the contact C1, and the contact C5 and the contact C6 are arranged apart from each other in the Y direction by Y2.
Y0 is set as long as neither the contact C3 nor the contact C4 contacts the PN junction 3 (P3) and the PN junction 3 (P4).
[0023]
(A) represents the case where the contact misalignment amount is zero. In such a case, the contact C1 and the contact C6, the contact C2 and the contact C5, and the contact C3 and the contact C4 with respect to the straight line connecting the PN junction 3 (P1) to the PN junction 3 (P6) on the semiconductor substrate are: Each is set at equal intervals in the Y direction.
[0024]
(B) represents the AA cross section of (a).
Contact C4 is not in contact with PN junction 3 (P4). Here, the PN junction 3 (P4) is irradiated with laser light (b). The laser beam is applied to the PN junction 3 (P4) through the active region 5. The PN junction 3 (P4) irradiated with the laser light generates a photovoltaic force in the depletion layer. However, since the PN junction 3 (P4) and the contact C4 are not in contact with each other, no current flows through the OBIC amplifier 10 connected between the terminal 8 and the back terminal 9.
[0025]
Similarly, the PN junction 3 (P1) to the PN junction 3 (P6) are irradiated with laser light in order.
However, since all of the contacts C1 to C6 are not in contact with any of the PN junction 3 (P1) to PN junction 3 (P6), the OBIC amplifier 10 connected between the terminal 8 and the back terminal 9 is connected to the OBIC amplifier 10. There is no current flow.
[0026]
Next, a case where the contact misalignment amount is detected will be described.
FIG. 4 is a configuration diagram (part 2) of the first specific example.
(A) is a top view, (b) is AA sectional drawing.
As shown in (a), the contact C4 is in contact with the PN junction 3 (P4). Therefore, the PN junction 3 (P4) is irradiated with laser light here (b). The laser beam is applied to the PN junction 3 (P4) through the active region 5. The PN junction 3 (P4) irradiated with the laser light generates a photovoltaic force in the depletion layer. Here, since the PN junction 3 (P4) and the contact C4 are in contact with each other, a current flows through the OBIC amplifier 10 connected between the terminal 8 and the back terminal 9.
[0027]
From the above measurement results, if the size of the PN junction 3 in the Y direction is A and the amount of deviation is L, the amount of deviation L is (Y0−A) / 2 <L <((Y0−A) / 2. ) + Y1.
That is, the laser beam is sequentially irradiated to the PN junction 3 (P1) to the PN junction 3 (P6), and a deviation is caused depending on whether or not a current flows through the OBIC amplifier 10 connected between the terminal 8 and the back terminal 9 at that time. The amount can be judged. The irradiation here can also sweep all of the PN junction 3 (P1) to PN junction 3 (P6) within a short time.
[0028]
In the above description, only the shift amount in the Y direction has been described, but the present invention is not limited to this example. That is, application in the XY2 direction is also possible.
The application will be described below.
FIG. 5 is a configuration diagram of an application example of the first specific example in the XY2 direction.
(A) represents the case where the contact misalignment amount is zero.
(B) represents a case where the contact misalignment amount is detected.
(A) The application example of the specific example 1 in the XY2 direction includes an X-direction shift detection pattern and a Y-direction shift detection pattern. Since the Y-direction shift detection pattern has already been described, only the X-direction shift detection pattern will be described.
[0029]
As an example of the contact arrangement position, when the contact misalignment amount is 0, that is, in (a), the contact c3 is x1 on the left side in the X direction from the center of the PN junction 3 (p3), and the contact c4 is the PN junction. It is arranged x1 away from the center of the part 3 (p3) on the right side in the X direction. The contact c2 is arranged x2 on the left side in the X direction from the center of the PN junction 3 (p2), and the contact c5 is arranged x2 away from the center of the PN junction 3 (p5) on the right side in the X direction. The contact c1 is arranged x3 on the left side in the X direction from the center of the PN junction 3 (p1), and the contact c6 is arranged x3 away from the center of the PN junction 3 (p6) on the right side in the X direction. Here, x1 is set to a minimum dimension at which the contact c3 and the contact c4 do not contact the PN junction 3 (p3) and the PN junction 3 (p4), respectively, and is set to x3>x2> x1.
[0030]
Next, when the contact misalignment amount is detected, that is, in (b), the contact c3 and the PN junction 3 (p3) are in contact with each other as shown in the figure. In this case, if the size of the PN junction 3 in the X direction is A, the contact misalignment amount L in the X direction can be easily set as (X1−A / 2) <L <(X2−A / 2). Can be requested.
[0031]
<Effect of specific example 1>
By adopting the configuration described above, the following effects are obtained.
1. The number of electrodes required for detecting the amount of deviation is only one on each side of the substrate, so that the input / output electrode pattern can be prevented from becoming complicated even if the measurement accuracy is increased.
2. In detecting the amount of deviation, only the active area is swept with laser light, and there is no need to measure each contact individually, so that the measurement is simple and the measurement time is shortened.
[0032]
<Specific example 2>
In Example 1, 4 (FIG. 1) was only one layer. Therefore, the setting of the contact 7 (FIG. 1) was set based on one screen in one process.
However, in specific example 2, it is assumed that the inter-layer insulating layer has a plurality of layers (two layers as an example). In such a case, a plurality of steps (two steps as an example) are set based on a plurality of (two steps as an example) screens. The details will be described below.
[0033]
FIG. 6 is a configuration diagram (part 1) of the second specific example.
(A) represents a plan view and (b) represents an AA cross-sectional view.
From FIG. 6, the contact misalignment measurement pattern of the specific example 2 includes a semiconductor substrate 1, an inter-element insulating layer 2, a PN junction portion 3, an active region 5, a first inter-stack insulating layer 21, By the second inter-layer insulating layer 22, the first wiring layer 23, the second wiring layer 24, the first contact 25, the second contact 26, the terminal 8, and the back terminal 9. Composed.
[0034]
The first inter-layer insulating layer 21 is an insulating film that is stacked on the PN junction 3 and transmits laser light. Usually, it is comprised by insulating films, such as a silicon single crystal laminated | stacked by CVD method etc.
The second inter-layer insulating layer 22 is an insulating film that is laminated on the first inter-layer insulating layer 21 or the first wiring layer 23 and transmits laser light. Usually, it is comprised by insulating films, such as a silicon single crystal laminated | stacked by CVD method etc.
[0035]
The first wiring layer 23 is a metal film laminated on the first inter-stack insulating layer 21 except for a predetermined portion on the PN junction 3, that is, the active region 5.
The second wiring layer 24 is a metal layered on a predetermined portion on the PN junction 3, that is, on the first inter-laminate insulating layer 21 and the second inter-laminate insulating layer 22 except for the active region 5. It is a film.
[0036]
The first contact 25 is a portion that penetrates the first inter-layer insulating layer 21 and makes the surface of the semiconductor substrate 1 and the first wiring layer 23 conductive. The arrangement positions of the plurality of contacts 25 will be described in detail later with reference to the drawings.
The second contact 26 is a portion that penetrates the first inter-stack insulating layer 21 and the second inter-stack insulating layer 22 and makes the surface of the semiconductor substrate 1 and the second wiring layer 24 conductive. The arrangement positions of the plurality of contacts 26 will be described in detail later with reference to the drawings.
Since other components are the same as those in the first specific example, the description is omitted.
[0037]
Next, the arrangement positions of the first contact 25 and the second contact 26 will be described in detail with reference to the drawings.
(A) represents the case where the contact misalignment amount is zero.
From (a), the PN junctions 3 (six examples P1 to P6 as an example) on the semiconductor substrate 1 are arranged on the semiconductor substrate 1 in a row at a predetermined interval in the X direction.
A multi-layered structure in which an inter-element insulating layer 2, a first inter-stack insulating layer 21, a second inter-stack insulating layer 22, and a second wiring layer 24 are stacked on the PN junction 3 on the semiconductor substrate 1. Single layer portions B1 and B2 in which the inter-element insulating layer 2, the first inter-stack insulating layer 21 and the first wiring layer 23 are stacked on the PN junction portion 3 are alternately stacked. Has been placed.
[0038]
In the multilayer portions D1 and D2, six contacts 26 from C1 to C6 are collectively set based on one screen. Accordingly, the positional arrangement between the six second contacts 26 from C1 to C6 is fixed, and the amount of misalignment of the contacts in the manufacturing process is such that all the six second contacts 26 as a whole in one direction. It will shift. Here, only the shift in the Y direction will be described.
[0039]
Similarly, in the single layer portions B1 and B2, six first contacts 25 from c1 to c6 are collectively set based on one screen. Accordingly, the arrangement positions of the six first contacts 25 from c1 to c6 are fixed, and the amount of misalignment of the contacts in the manufacturing process is such that all six first contacts 25 as a whole in one direction. It will shift. Here, only the shift in the Y direction will be described.
[0040]
As an example of contact arrangement positions on the multilayer portions D1 and D2, in (a), the second contact 26 (C3) and the second contact 26 (C4) are arranged apart from Y0 in the Y direction. The second contact 26 (C3), the second contact 26 (C2), the second contact 26 (C4), and the second contact 26 (C5) are arranged apart from each other in the Y direction by Y1. The second contact 26 (C2), the second contact 26 (C1), the second contact 26 (C5), and the second contact 26 (C6) are arranged apart from each other in the Y direction by Y2.
Y0 is set to the extent that neither the second contact 26 (C3) nor the second contact 26 (C4) is in contact with the PN junction 3 (P3) and the PN junction 3 (P4).
[0041]
The contacts on the single layer portions B1 and B2 are also arranged in the same manner as the arrangement positions on the multilayer portions D1 and D2. Return to (b) again. (B) represents the AA cross section of (a).
From (b), the first contact 25 and the second contact 26 are not in contact with the PN junction 3 (P4). Here, the PN junction 3 is irradiated with laser light (b). Laser light is applied to the PN junction 3 through the active region 5. The PN junction 3 irradiated with the laser light generates a photovoltaic force in the depletion layer. However, since the PN junction 3 (P4) is not in contact with the first contact 25 and the second contact 26, no current flows through the OBIC amplifier 10 connected between the terminal 8 and the back terminal 9.
[0042]
Similarly, the PN junction 3 (P1) to the PN junction 3 (P6) are irradiated with laser light in order.
However, since all of the contacts C1 to C6 are not in contact with any of the PN junction 3 (P1) to PN junction 3 (P6), the OBIC amplifier 10 connected between the terminal 8 and the back terminal 9 is connected to the OBIC amplifier 10. There is no current flow.
[0043]
Next, a case where the contact misalignment amount is detected will be described.
FIG. 7 is a configuration diagram (part 2) of the second specific example.
(A) is a top view, (b) is AA sectional drawing.
As shown to (a), the 1st contact c4 of the single layer part B2 is contacting the PN junction part 3 (P4). Therefore, the PN junction 3 (P4) is irradiated with laser light here (b). The laser beam is applied to the PN junction 3 (P4) through the active region 5. The PN junction 3 (P4) irradiated with the laser light generates a photovoltaic force in the depletion layer. Here, since the PN junction 3 (P4) and the contact C4 are in contact with each other, a current flows through the OBIC amplifier 10 connected between the terminal 8 and the back terminal 9.
[0044]
Similarly, as shown in (a), the second contact C4 of the multilayer part D2 is in contact with the PN junction part 3 (P4). Therefore, the PN junction 3 (P4) is irradiated with laser light here (b). The laser beam is applied to the PN junction 3 (P4) through the active region 5. The PN junction 3 (P4) irradiated with the laser light generates a photovoltaic force in the depletion layer. Here, since the PN junction 3 (P4) and the contact C4 are in contact with each other, a current flows through the OBIC amplifier 10 connected between the terminal 8 and the back terminal 9.
[0045]
From the above measurement results, when the size of the PN junction 3 is A, and the amount of deviation is L for both the first contact 25 and the second contact 26, the amount of deviation L is (Y0−A) / 2 <. L <((Y0−A) / 2) + Y1 is obtained. Here, the values of A, Y0, and Y1 are as shown in FIG.
That is, the laser beam is sequentially irradiated to the PN junction 3 (P1) to the PN junction 3 (P6), and a deviation is caused depending on whether or not a current flows through the OBIC amplifier 10 connected between the terminal 8 and the back terminal 9 at that time. The amount can be judged. The irradiation here can also sweep all of the PN junction 3 (P1) to PN junction 3 (P6) within a short time.
[0046]
In the above description, only the shift amount in the Y direction has been described, but the present invention is not limited to this example. That is, application in the XY2 direction is also possible.
The application will be described below.
FIG. 8 is a configuration diagram of an application example of the specific example 2 in the XY2 direction.
(A) represents the case where the contact misalignment amount is zero.
(B) represents a case where the contact misalignment amount is detected.
[0047]
(A) The application example of the specific example 2 in the XY2 direction includes an X-direction shift detection pattern and a Y-direction shift detection pattern. The black circle in the upper part of the figure is the multilayer part Y direction detection pattern, and the black circle in the lower part of the figure is the multilayer part X direction detection pattern. Similarly, the upper white circle in the figure is the single layer portion X direction detection pattern, and the lower white circle in the drawing is the single layer portion Y direction detection pattern.
Since the Y-direction shift detection pattern has already been described, only the X-direction shift detection pattern will be described. Only the upper white circle (single layer portion X direction detection pattern) in the figure will be described.
[0048]
As an example of the contact position arrangement, when the contact misalignment amount is 0, that is, in (a), the contact E3 is x1 on the left side in the X direction from the center of the PN junction 3 (P3), and the contact E4 is a PN junction. It is arranged x1 away from the center of the part 3 (P3) on the right side in the X direction. The contact E2 is arranged x2 on the left side in the X direction from the center of the PN junction 3 (P2), and the contact E5 is arranged x2 away from the center of the PN junction 3 (P5) on the right side in the X direction. The contact E1 is arranged x3 on the left side in the X direction from the center of the PN junction 3 (P1), and the contact E6 is arranged x3 away from the center of the PN junction 3 (P6) on the right side in the X direction. Here, x1 is set to a minimum dimension at which the contact E3 and the contact E4 do not contact the PN junction 3 (P3) and the PN junction 3 (P4), respectively, and is set to x3>x2> x1.
[0049]
Next, when the contact misalignment amount is detected, that is, in (b), the contact E3 and the PN junction 3 (P3) are in contact as shown in the drawing. In this case, if the size of the PN junction 3 in the X direction is A, the contact misalignment amount L in the X direction can be easily set as (X1−A / 2) <L <(X2−A / 2). Can be requested.
(A) Since the lower black dot (multilayer portion X direction detection pattern) in the figure can be detected in the same manner, the description is omitted.
[0050]
<Effect of specific example 2>
By adopting the configuration described above, the insulating layer between layers is a plurality of layers (two layers as an example), and is based on a plurality of (two steps as an example) screens in a plurality of steps (two steps as an example). Even when the contact is set, the same effect as in the first specific example can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram (part 1) of a specific example 1;
FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of a comparative example (part 1);
FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of a comparative example (part 2);
4 is a configuration diagram (part 2) of the first specific example. FIG.
FIG. 5 is a configuration diagram of an application example of Example 1 in the XY directions.
FIG. 6 is a configuration diagram (part 1) of a specific example 2;
FIG. 7 is a configuration diagram (part 2) of the specific example 2;
FIG. 8 is a configuration diagram of an application example of the specific example 2 in the XY directions.
[Explanation of symbols]
1 Semiconductor substrate
2 Inter-element insulation layer
3 PN junction
4 Insulating layer between layers
5 Active area
6 Wiring layer
7 Contact
8 terminals
9 Back terminal
10 OBIC amplifier

Claims (4)

半導体基板の表面に所定の規則に従って形成され、レーザ光の照射を受けて再結合電流を生成させる複数個のPN接合部と、
前記PN接合部に重ねて積層され、レーザ光を透過させる積層間絶縁層と、
前記PN接合部上のレーザ光を透過させる所定の部分を除いて前記積層間絶縁層に重ねて積層される配線層と、
前記積層間絶縁層を貫通して前記半導体基板の表面と前記配線層を導通させる、複数個のコンタクトを備え、
前記複数個のコンタクトの前記半導体基板上での配置は、所定量以上のコンタクトの合わせズレ量が発生している場合に前記複数個のPN接合部の何れかと、前記複数のコンタクトの何れかが導通するように配置され、この導通する前記PN接合部と前記コンタクトとの特定の組み合わせが、前記コンタクトの合わせズレ量の大小によって異なるように配置されることを特徴とするコンタクトの合わせズレ量測定パターン。
A plurality of PN junctions that are formed on the surface of the semiconductor substrate according to a predetermined rule and generate a recombination current upon irradiation with laser light;
An inter-layer insulating layer that is stacked on the PN junction and transmits laser light;
A wiring layer laminated on the inter-layer insulating layer except for a predetermined portion that transmits laser light on the PN junction; and
A plurality of contacts that pass through the insulating layer between the layers and connect the surface of the semiconductor substrate and the wiring layer;
The arrangement of the plurality of contacts on the semiconductor substrate may be any one of the plurality of PN junctions and any of the plurality of contacts when a contact misalignment amount of a predetermined amount or more occurs. The contact misalignment measurement, wherein the contact misalignment amount is arranged such that the specific combination of the conducting PN junction and the contact differs depending on the amount of misalignment of the contact. pattern.
前記請求項1に記載のコンタクトの合わせズレ量測定パターンにおいて、前記複数個のコンタクトの前記半導体基板上での配置は、
X軸方向に前記所定量以上のコンタクトの合わせズレ量が発生している場合に前記複数個のPN接合部の何れかと、前記複数のコンタクトの何れかが導通するように配置され、Y軸方向に前記所定量以上のコンタクトの合わせズレ量が発生している場合に前記複数個のPN接合部の何れかと、前記複数のコンタクトの何れかが導通するように配置され、この導通するPN接合部とコンタクトとの特定の組み合わせが、前記Y軸方向及び前記X軸方向毎に前記コンタクトの合わせズレ量の大小によって異なるように配置されることを特徴とするコンタクトの合わせズレ量測定パターン。
The contact misalignment measurement pattern according to claim 1, wherein the plurality of contacts are arranged on the semiconductor substrate.
Any of the plurality of PN junctions and any of the plurality of contacts are arranged to be conductive when a contact misalignment amount of the predetermined amount or more occurs in the X axis direction, and the Y axis direction When the contact misalignment amount of the predetermined amount or more is generated, any one of the plurality of PN junctions and one of the plurality of contacts are arranged to conduct, and this conducting PN junction The contact misalignment amount measurement pattern is characterized in that a specific combination of a contact and a contact is arranged so as to differ depending on the amount of misalignment of the contact in each of the Y-axis direction and the X-axis direction.
半導体基板の表面に所定の規則に従って形成され、レーザ光の照射を受けて再結合電流を生成させる複数個のPN接合部と、
前記PN接合部に重ねて積層されるレーザ光を透過させる第一の積層間絶縁層と、
前記PN接合部上のレーザ光を透過させる所定の部分を除いて前記第一の積層間絶縁層に重ねて積層される第一の配線層と、
前記第一の配線層に重ねて積層されるレーザ光を透過させる第二の積層間絶縁層と、
前記PN接合部上のレーザ光を透過させる所定の部分を除いて前記第二の積層間絶縁層に重ねて積層される第二の配線層と、
前記第一の積層間絶縁層を貫通して前記第一の半導体基板の表面と前記配線層を導通させる、複数個の第一のコンタクトと、
前記第一の積層間絶縁層と前記第二の積層間絶縁層とを貫通して前記第一の半導体基板の表面と前記第二の配線層を導通させる、複数個の第二のコンタクトとを備え、
前記複数個の、第一のコンタクト又は第二のコンタクトの前記半導体基板上での配置は、所定量以上のコンタクトの合わせズレ量が発生している場合に前記複数個のPN接合部の何れかと、前記複数のコンタクトの何れかが導通するように配置され、この導通するPN接合部とコンタクトとの特定の組み合わせが、前記コンタクトの合わせズレ量の大小によって異なるように配置されることを特徴とするコンタクトの合わせズレ量測定パターン。
A plurality of PN junctions that are formed on the surface of the semiconductor substrate according to a predetermined rule and generate a recombination current upon irradiation with laser light;
A first inter-layer insulating layer that transmits a laser beam stacked on the PN junction; and
A first wiring layer stacked on the first inter-layer insulating layer except for a predetermined portion that transmits laser light on the PN junction; and
A second inter-laminate insulating layer that transmits laser light that is laminated on the first wiring layer; and
A second wiring layer stacked on the second inter-layer insulating layer except for a predetermined portion that transmits laser light on the PN junction; and
A plurality of first contacts that connect the surface of the first semiconductor substrate and the wiring layer through the first inter-layer insulating layer;
A plurality of second contacts that pass through the first interlayer insulating layer and the second interlayer insulating layer and connect the surface of the first semiconductor substrate and the second wiring layer; Prepared,
The arrangement of the plurality of first contacts or second contacts on the semiconductor substrate may be any of the plurality of PN junctions when a contact misalignment amount of a predetermined amount or more occurs. Any one of the plurality of contacts is arranged to conduct, and a specific combination of the conducting PN junction and the contact is arranged to be different depending on the amount of misalignment of the contacts. Pattern for measuring the amount of misalignment of the contact.
前記請求項3に記載のコンタクトの合わせズレ量測定パターンにおいて、
X軸方向に前記所定量以上のコンタクトの合わせズレ量が発生している場合に前記複数個のPN接合部の何れかと、前記複数個の、第一のコンタクト又は第二のコンタクトの何れかが導通するように配置され、Y軸方向に前記所定量以上のコンタクトの合わせズレ量が発生している場合に前記複数個のPN接合部の何れかと、前記複数個の、第一のコンタクト又は第二のコンタクトの何れかが導通するように配置され、この導通する前記PN接合部と前記第一のコンタクト又は前記第二のコンタクトとの特定の組み合わせが、前記Y軸方向及び前記X軸方向毎に前記コンタクトの合わせズレ量の大小によって異なるように配置されることを特徴とするコンタクトの合わせズレ量測定パターン。
In the contact misalignment measurement pattern according to claim 3,
Any of the plurality of PN junctions and any of the plurality of first contacts or second contacts when a contact misalignment amount of the predetermined amount or more occurs in the X-axis direction. When the contact misalignment amount of the predetermined amount or more is generated in the Y-axis direction, the plurality of PN junction portions and the plurality of first contacts or first contacts One of the two contacts is arranged to conduct, and a specific combination of the conducting PN junction and the first contact or the second contact is provided for each of the Y-axis direction and the X-axis direction. The contact misalignment amount measurement pattern is characterized in that the contact misalignment amount is arranged differently depending on the contact misalignment amount.
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