JP4511220B2 - 断面形状検査用パターン及び半導体装置 - Google Patents
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Description
パターン寸法の検査方法として、実パターンに対応するラインパターンを複数平行に配置してなる測長用モニターを用いる方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。このモニターのほぼ中央部のラインパターンの幅を測長することにより、近接効果やマイクロローディング効果の影響を少なくして、密集配線の配線幅を反映した長さを測定することが可能になった。
所定方向に対して、ラインパターンの長手方向が垂直であるライン・アンド・スペース・パターンをL/Sパターンとしたとき、
前記L/Sパターンが前記所定方向に対して垂直な方向に複数並んだ第1パターン列と、
前記第1パターン列と平行に隣接するように、前記L/Sパターンが複数並んだ第2パターン列と、を備え、
前記第1パターン列が、第1のL/Sパターンおよび、前記第1のL/Sパターンと離間して設けられた第2のL/Sパターンを含み、
前記第2パターン列が、第3のL/Sパターンを含み、
前記第3のL/Sパターンが、前記第1のL/Sパターンと前記第2のL/Sパターンとの離間部に隣接して配置されているとともに、
前記ラインパターンの前記長手方向に対して垂直な方向から見たとき、前記第3のL/Sパターンおよび前記第1のL/Sパターン、ならびに前記第3のL/Sパターンおよび前記第2のL/Sパターンが、それぞれ所定距離重複するものである。
また、本発明に係る断面形状検査用パターンにおいては、
前記第1のL/Sパターン、前記第2のL/Sパターン、および前記第3のL/Sパターンが、同一の前記L/Sパターンである。
また、本発明に係る断面形状検査用パターンは、
前記第2パターン列は、さらに、前記第3のL/Sパターンと離間して設けられた第4のL/Sパターンを含み、
前記第2のL/Sパターンが、前記第3のL/Sパターンと前記第4のL/Sパターンとの離間部に隣接して配置されているとともに、
前記ラインパターンの前記長手方向に対して垂直な方向から見たとき、前記第2のL/Sパターンおよび前記第3のL/Sパターン、ならびに前記第2のL/Sパターンおよび前記第4のL/Sパターンが、それぞれ所定距離重複するものである。
また、本発明に係る断面形状検査用パターンにおいては、前記所定距離が、1μm以上である。
前記ダミー配線パターンは、
前記断面形状検査用パターンと同一のパターンであることを特徴とするものである。
前記電気抵抗測定用パターンは、
前記断面形状検査用パターンと同一のパターンであり、
前記第1パターン列又は前記第2パターン列の少なくとも1つのL/Sパターンの前記ラインパターンが、パッド部に接続されたことを特徴とするものである。
図1は、本発明の実施の形態1による断面形状検査用パターンを説明するための平面図である。
図1に示すように、基板(図示せず)上に、ラインパターン11aとスペース11bとが交互に繰り返されてなるライン・アンド・スペース・パターン(以下「L/Sパターン」という。)11が、ラインパターン11aの長手方向(図中の上下方向、すなわち、ラインパターン11aが延びる方向)に所定の間隔L1を空けて複数設けられることにより第1パターン列110が形成されている。
第1パターン列110と同様の第2パターン列120が、第1パターン列110と平行に且つ隣接して形成されている。第2パターン列120は、L/Sパターン11と同一のL/Sパターン12がラインパターン12aの長手方向に上記間隔L1を空けて複数設けられたものである。
なお、基板を割断する前に、何れかのL/Sパターン11(12)のほぼ中央部分のラインパターン11a(12a)の幅W1を測長することにより、近接効果やマイクロローディング効果の影響を極力小さくして、密集配線の配線幅を反映した長さを測定することができる。
次に、実施の形態1をさらに具体化した実施例について説明する。
半導体基板としてのシリコン基板上に絶縁膜と反射防止膜を順次形成し、該反射防止膜上にポジ型レジストを膜厚300nmで塗布した。
次に、図2に示すマスクを用いて露光を行い、その後現像処理を行った。これにより、図1に示すように、ライン/スペース=100nm/100nmのL/Sレジストパターン11,12が2個ずつ並べられた第1パターン列110及び第2パターン列120が形成された。L/Sレジストパターン11,12の重複距離L3は1μmとした。
そして、基板を割断して、レジストパターンの断面形状を検査した。ここで、1回の基板の割断により、近接効果の影響のないレジストパターン断面形状の検査を確実に行うことができた。
次に、上述した実施の形態1に対する比較例について説明する。
図4は、本発明の実施の形態1に対する比較例を説明するための平面図である。
図4に示すように、基板上に、複数のラインパターン13aとスペース13bとを交互に有するL/Sパターン13を、ラインパターン13aの長手方向に複数並べて1つのパターン列130を形成している。
図4中のd−d’間で基板を割断した場合には特に問題ないが、L/Sパターン13間のスペースであるf−f’間で基板を割断した場合にはパターン断面形状を検査することができない。また、L/Sパターン13間のスペースに近いe−e’間で基板を割断した場合には、近接効果又はマイクロローディング効果の影響により、正確なパターン断面形状の検査を行うことができない。従って、本比較例では、1回の基板の割断により、近接効果又はマイクロローディング効果の影響のないパターン断面形状の検査を確実に行うことができなかった。よって、再度基板を割断しなければならない場合が生じ、パターン断面形状の検査の効率が低下することとなった。
本発明の実施の形態2は、上述した実施の形態1によるパターンを、配線間の絶縁膜内にダミー配線パターンとして適用したものである。
図5は、本発明の実施の形態2によるダミー配線パターンを示す平面図である。ダミー配線パターンは、実施の形態1で説明したようにL/Sパターン14がラインパターン長手方向に複数配置されてなるパターン列140と、このパターン列140と同様のパターン列150,160を有する。パターン列140のL/Sパターン14と、パターン列150のL/Sパターン15とは長さL3だけ重複している。同様に、パターン列150のL/Sパターン15と、パターン列160のL/Sパターン16とは長さL3だけ重複している。なお、図5では3つのパターン列150,160,170を図示しているが、少なくとも2つのパターン列により本発明の目的を達成することができる。配線間のスペースに応じて、パターン列の数を決定することができる。
層間絶縁膜26上に層間絶縁膜28が形成され、該層間絶縁膜28内に、プラグ27と接続する配線29aと、配線29bとが形成されている。さらに、配線29a,29b間の絶縁膜28内に、ダミー配線31が形成されている。ダミー配線31は、複数の配線パターン30を有するL/Sパターンである。ここで、配線29a,29b間には2つのパターン列を有するダミー配線パターンが適用され、該2つのパターン列のうち1つのパターン列内のL/Sパターン31が図示されている。
また、L/Sパターン31のラインパターン30の幅は実デバイスの最小配線寸法に対応するため、製造ラインで配線パターンの断面形状がモニタ可能になるという効果が得られる。よって、不良発生時に、基板を割断してL/Sパターン31の断面形状を検査することにより、不良の原因遡及を迅速に行うことができる。このとき、実施の形態1で説明したように、1回の基板の割断により、L/Sパターン31の断面形状の検査を確実に行うことができる。
本発明の実施の形態3は、上述した実施の形態1によるパターンを、電気抵抗測定用パターンとして適用したものである。
図7は、本発明の実施の形態3による半導体装置を説明するための平面図である。具体的には、電気抵抗測定用パターンを有する半導体装置を示す平面図である。
図7に示すように、基板上の絶縁膜内に形成された電気抵抗測定用パターンは、実施の形態1で説明したようにL/Sパターン17がラインパターン17aの長手方向に複数配置されてなるパターン列170と、このパターン列170と同様のパターン列180とを有する。パターン列170のL/Sパターン17と、パターン列180のL/Sパターン18とは長さL3だけ重複している。
任意のL/Sパターン17のラインパターン17aの一端は、引き出し配線41aを介してパッド部40aと接続され、該ラインパターン17aの他端は、引き出し配線41bを介してパッド部40bと接続されている。パッド部40a,40b間に電圧を印加することにより、ラインパターン17aの電気抵抗を測定する。なお、パッド部40a,40bは、L/Sパターン17と同一の配線層に形成してもよく、接続ビアを介してL/Sパターン17と異なる配線層に形成してもよい。
図8は、本発明の実施の形態3の変形例を説明するための平面図である。
本変形例では、複数の配線パターンの端部が交互に接続されて蛇行形状のパターン19aが形成されている。該パターン19aの一端は、引き出し配線43aを介してパッド部42aと接続され、該ラインパターン19aの他端は、引き出し配線43bを介してパッド部42bと接続されている。なお、実施の形態3と同様に、パッド部42a,42bは、L/Sパターン19(ラインパターン19a)と同一の配線層に形成してもよく、接続ビアを介してL/Sパターン19と異なる配線層に形成してもよい。
本変形例によっても、実施の形態3と同様の効果が得られる。
11a,12a ラインパターン
11b,12b スペース
20 基板
21 ゲート絶縁膜
22 ゲート電極
23 サイドウォール
24 エクステンション領域
25 ソース/ドレイン領域
26 層間絶縁膜
27 プラグ
28 層間絶縁膜
29a,29b 配線
30 配線パターン
31 ダミー配線パターン
40a,40b,42a,42b パッド部
41a,41b,43a,43b 引き出し配線
101,102 マスク
110 第1パターン列
110a,111b,120a,121b 透光パターン
110b,111a,120b,121a 遮光パターン
120 第2パターン列
130,140,150,160,170,180,190 パターン列
Claims (8)
- 基板上に形成された断面形状の検査に用いられるパターンであって、
所定方向に対して、ラインパターンの長手方向が垂直であるライン・アンド・スペース・パターンをL/Sパターンとしたとき、
前記L/Sパターンが前記所定方向に対して垂直な方向に複数並んだ第1パターン列と、
前記第1パターン列と平行に隣接するように、前記L/Sパターンが複数並んだ第2パターン列と、を備え、
前記第1パターン列が、第1のL/Sパターンおよび、前記第1のL/Sパターンと離間して設けられた第2のL/Sパターンを含み、
前記第2パターン列が、第3のL/Sパターンを含み、
前記第3のL/Sパターンが、前記第1のL/Sパターンと前記第2のL/Sパターンとの離間部に隣接して配置されているとともに、
前記ラインパターンの前記長手方向に対して垂直な方向から見たとき、前記第3のL/Sパターンおよび前記第1のL/Sパターン、ならびに前記第3のL/Sパターンおよび前記第2のL/Sパターンが、それぞれ所定距離重複する、断面形状検査用パターン。 - 前記第1のL/Sパターン、前記第2のL/Sパターン、および前記第3のL/Sパターンが、同一の前記L/Sパターンである、請求項1に記載の断面形状検査用パターン。
- 前記第2パターン列は、さらに、前記第3のL/Sパターンと離間して設けられた第4のL/Sパターンを含み、
前記第2のL/Sパターンが、前記第3のL/Sパターンと前記第4のL/Sパターンとの離間部に隣接して配置されているとともに、
前記ラインパターンの前記長手方向に対して垂直な方向から見たとき、前記第2のL/Sパターンおよび前記第3のL/Sパターン、ならびに前記第2のL/Sパターンおよび前記第4のL/Sパターンが、それぞれ所定距離重複する、請求項1または2に記載の断面形状検査用パターン。 - 前記所定距離が、1μm以上である、請求項1から3のいずれかに記載の断面形状検査用パターン。
- 前記第1パターン列又は前記第2パターン列の前記長手方向の長さが0.5mm以上である、請求項1から4のいずれかに記載の断面形状検査用パターン。
- 基板上の絶縁膜内に配線パターンとダミー配線パターンとを有する半導体装置であって、
前記ダミー配線パターンは、請求項1から5のいずれかに記載の断面形状検査用パターンと同一のパターンである、半導体装置。 - 基板上の絶縁膜内に電気抵抗測定用パターンを有する半導体装置であって、
前記電気抵抗測定用パターンは、請求項1から5のいずれかに記載の断面形状検査用パターンと同一のパターンであり、
前記第1パターン列又は前記第2パターン列の少なくとも1つのL/Sパターンの前記ラインパターンが、パッド部に接続された、半導体装置。 - 請求項7に記載の半導体装置において、
前記L/Sパターンの複数の前記ラインパターンの端部が交互に接続されて蛇行形状のラインパターンを形成し、該蛇行形状のラインパターンの端部が前記パッド部に接続された、半導体装置。
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JPH07142368A (ja) * | 1993-11-16 | 1995-06-02 | Nec Corp | フォトレジストチェックパターン |
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JP2002093812A (ja) * | 2000-09-19 | 2002-03-29 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
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