(57)【要約】【課題】配線パターンとヴィアホールとのコンタクト抵抗の低減、配線とこれに隣接するヴィアホールとの電気的耐圧の確保を図る。【解決手段】絶縁膜１０に配線パターンとこの配線パターンに接続するヴィアホールパターンとを形成する際に行う露光方法であって、前記配線パターンを形成する際のマスクとして用いるレジスト膜１１に前記配線パターンを形成するための露光マスク３１を用いてマスクの配線パターン３２を露光転写する工程と、前記レジスト膜１１に前記ヴィアホールパターンを形成するための露光マスク３３を用いてマスクのヴィアホールパターン３４を露光転写する工程とを備えている。【選択図】        図１
2004247625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁膜に配線パターンとこの配線パターンに接続するヴィアホールパターンとを形成する際に行う露光方法であって、
前記配線パターンを形成する際のマスクとして用いるレジスト膜に前記配線パターンを形成するための露光マスクを用いてマスクの配線パターンを露光転写する工程と、
前記レジスト膜に前記ヴィアホールパターンを形成するための露光マスクを用いてマスクのヴィアホールパターンを露光転写する工程と
を備えたことを特徴とする露光方法。
【請求項２】
前記ヴィアホールパターンを形成する際に用いた露光マスクは、その後にヴィアホールのみを形成する際に用いる露光マスクと同一のものを用いる
ことを特徴とする請求項１記載の露光方法。
【請求項３】
層間絶縁膜に配線とこの配線に接続するヴィアホールとを形成する半導体装置の製造方法において、
前記層間絶縁膜上にハードマスクを形成する工程と、
前記ハ−ドマスクに配線パタ−ンを形成する工程と、
前記ハ−ドマスクにヴィアホールパタ−ンを形成する工程とを行うことにより、
前記ハ−ドマスクに、前記配線パタ−ンと前記ヴィアホ−ルパタ−ンとの論理和になるパタ−ンを形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記ハ−ドマスクにヴィアホールパタ−ンを形成する工程で用いる露光マスクは、その後にヴィアホールのみを形成する際に用いる露光マスクと同一のものを用いる
ことを特徴とする請求項３記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
ヴィアホ−ル層と配線層との位置ずれを測定するマスクパターンであって、
前記配線層を露光する際に一緒に露光される配線層の位置ずれ測定パターンは抜きパターンで形成され、
前記ヴィアホール層を露光する際に一緒に露光されるヴィアホール層の位置ずれ測定パターンは少なくともその一つが前記抜きパターン内に配置される
ことを特徴とするマスクパターン。
【請求項６】
前記位置ずれ測定パターンは前記配線層に前記ヴィアホール層のマスクを合わせるアライメントパターンである
ことを特徴とする請求項５記載のマスクパターン。
【請求項７】
前記配線層を露光する際に一緒に露光される配線層の位置ずれ測定パターンと前記ヴィアホール層を露光する際に一緒に露光されるヴィアホール層の位置ずれ測定パターンとを用いて配線層に対するヴィアホール層の位置ずれを測定する位置ずれ測定方法であって、
前記配線層を露光する際に一緒に露光される配線層の位置ずれ測定パターンは抜きパターンで形成され、
前記ヴィアホール層を露光する際に一緒に露光されるヴィアホール層の位置ずれ測定パターンは少なくともその一つが前記抜きパターン内に配置される
ことを特徴とする位置ずれ測定方法。
【請求項８】
前記位置ずれ測定パターンは前記配線層に前記ヴィアホールそうのマスクを合わせるアライメントパターンである
ことを特徴とする請求項７記載の位置ずれ測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微細なパタ−ン加工に関するものであって、特に微細集積化が進行した半導体集積回路装置を製造する際の露光工程に用いる露光方法、その露光方法を用いた半導体装置の製造方法、露光時のマスク合わせをする際に用いるマスクパターンおよび位置ずれ測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路の高速化、低消費電力化の要求から、配線材料に銅が用いられるようになっている。層間絶縁膜にヴィアプラグを埋め込む孔と配線を埋め込む溝とを刻んで、銅を埋め込む溝配線技術（例えばダマシン法）が一般的に用いられている。溝配線の形成方法の一つに、先に配線溝を形成してから、その次にヴィアホ−ルを形成する、先溝タイプのデュアルダマシン法がある。
【０００３】
先溝タイプのデュアルダマシン法の例を図３２によって説明する。図３２（１）に示すように、銅配線からなる第１層配線３２１１が溝配線構造に形成された層間絶縁膜３２０１上に、この第１層配線３２１１を被覆するように、カバー膜３２０２、層間絶縁膜３２０３、中間ハ−ドマスク膜３２０４、上層ハ−ドマスク膜３２０５を順に成膜する。
【０００４】
次に、図３２（２）に示すように、リソグラフィ工程とエッチング工程により、上層ハ−ドマスク膜３２０５に配線溝パターン３２０６を形成する。次に、図３２（３）に示すように、リソグラフィ工程とエッチング工程により、上層ハ−ドマスク膜３２０５、中間ハ−ドマスク膜３２０４、層間絶縁膜３２０３に第２層ヴィアホール３２２１をあける。ただし、上層ハ−ドマスク膜３２０５がエッチングされるのは、リソグラフィ工程での位置ずれにより第２層ヴィアホール３３２１が配線溝パターン３２０６からはみ出した場合である。次に、図３２（４）に示すように、上層ハ−ドマスク膜３２０５をマスクに中間ハードマスク３２０４および層間絶縁膜３２０３の途中までエッチングして配線を埋め込む配線溝３２０８を形成する。
【０００５】
この後、図３２（５）に示すように、第２層ヴィアホール３２２１の底部に露出しているカバ−膜３２０２をエッチングにより除去し、第１層配線３２１１上面を露出させる。その後、配線溝３２１２、第２層ヴィアホール３２２１に対して、バリアメタル膜の形成工程、銅の埋め込み工程、銅および上層ハ−ドマスク膜の化学的機械研磨（以下ＣＭＰという、ＣＭＰはＣｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇの略）工程を経て、配線溝３２０８に第２層配線３２１２を形成する。さらに、第２層配線３２１２を被覆するように、中間ハードマスク膜３２０４上にカバー膜３２０７を形成する。このようにして、第１層配線３２１１、第２層配線３２１２および第１層配線３２１１と第２層配線３２１２とを接続する第２層ヴィアホール３２２１内に形成された第２層プラグ３２１３とからなる銅配線構造が形成される。
【０００６】
先溝タイプのデュアルダマシン配線加工においては、上記に述べたように、リソグラフィ工程は、第１層配線３２１１→第２層配線３２１２→第２層ヴィアホ−ル３２２１の順で行う。第２層ヴィアホ−ル３２２１の露光のとき、アライメントを第１層配線３２１１に合わせると、第２層配線３２１２に対して第２層ヴィアホ−ル３２２１は間接的な合わせになる。そのため、第２層配線３２１２に対する第２層ヴィアホ−ル３２２１の位置合わせ精度が悪くなり、第２層配線３２１２と第２層ヴィアホ−ル３２２１との間の電気的耐圧がもたないという問題が生じる。例えば、露光装置での位置合わせの精度が５５ｎｍのとき、間接的な合わせ精度は、誤差の伝播に従い、√（５５ｎｍの２乗＋５５ｎｍの２乗）＝７８ｎｍになる。
【０００７】
図３３（１）の平面レイアウト図に示すように、位置ズレがないときは、第２層配線パターン３３０２と第２層ヴィアホールパターン３３０１とが一致して形成される。一方、位置ずれを起こした場合には、図３３（２）の平面レイアウト図および図３３（３）の図３３（２）に示したＡ−Ａ線断面図に示すように、第２層配線パターン３３０２と第２層ヴィアホールパターン３３０１とがずれて形成される。
【０００８】
一方、第２層ヴィアホ−ルパターン３３０１の露光のとき、アライメントを第２層配線パターン３３０２に合わせると、第１層配線（図示せず）に対して第２層ヴィアホ−ルパターン３３０１は間接的な合わせになる。ところで、露光で形成した配線の先端は、露光の解像度不足から、図３４に示すように、配線パターン３４０１は、その設計パターン３４０５（２点鎖線で示す）の寸法よりも先細り形状になって後退している。先に述べたような理由により、図３５（１）の平面レイアウト図に示すように、第１層配線（図示せず）に対する第２層ヴィアホ−ルパターン３５０２の位置ズレがない場合であっても、後退した第１層配線パターン３５０１先端部と第２層ヴィアホ−ルパターン３５０２との重なり面積が小さくなり、コンタクト抵抗が増大するという問題が生じる。特に図３５（２）の平面レイアウト図に示すように、第１層配線（図示せず）に対する第２層ヴィアホ−ルパターン３５０２が位置ズレした場合には、後退した第１層配線パターン３５０１先端部と第２層ヴィアホ−ルパターン３５０２との重なり面積が非常に小さくなり、最悪の場合には導通がとれなくなるという問題が生じる。
【０００９】
配線端の後退を低減する手段として、図３６の露光マスクの平面レイアウト図に示すように、フォトマスクを作成するときに、配線パタ−ン３６０１の先端に、ハンマ−ヘッドと呼ばれる修飾パタ−ン３６０２を付加する方法が一般的に用いられている。露光転写後の配線端後退を十分少なくするには、この修飾パタ−ン３６０２を大きくする必要がある。図面の配線パターン３６０１および修飾パターン３６０２は抜きパターンで形成されている。したがって、その周囲の露光マスク上には遮光膜３６０３が形成されている。しかし、修飾パタ−ン３６０２が大きいと、図３７の平面レイアウト図に示すように、レジスト膜３７０３に露光転写後、配線パタ−ン３７０１先端部が太ったパターン３７０２となってしまう。
【００１０】
図３８（１）の平面レイアウト図に示すように、位置ズレがないときは、レジスト膜には、修飾パターン３８０３を形成した第２層配線パターン３８０１と第２層ヴィアホールパターン３８０２とが一致して形成される。一方、位置ずれを起こした場合には、図３８（２）の平面レイアウト図に示すように、第２層配線パターン３８０１先端部に形成した修飾パターン３８０３から第２層ヴィアホールパターン３８０２がずれて形成される。この場合、例えば、第２層配線パターン３８０１と隣接する第２層ヴィアホ−ルパターン３８０２との間隔が狭くなり、第２層配線パターン３８０１と第２層ヴィアホ−ルパターン３８０２とが接近して、第２層配線と第２層ヴィアホールに形成される第２層プラグとの電気的耐圧がなくなるという問題が生じる。最悪の場合には第２層配線と第２層プラグとが短絡を起こす。
【００１１】
図３９（１）の平面レイアウト図および図３９（２）の図３９（１）に示したＢ−Ｂ線断面図に示すように、第２層ヴィアホ−ル３９０１に配線の一端が接続するように第２層配線３９０２が形成され、第２層配線３９０２の他端に接続するように第３層ヴィアホ−ル３９０３が形成され、第３層ヴィアホール３９０３に接続するように第３層配線３９０４が形成されている。各配線幅は１８０ｎｍで、ピッチは３６０ｎｍである。各ヴィアホ−ルの大きさは１８０ｎｍ×１８０ｎｍである。なお、各ヴィアホール内には上下の配線間の導通をとるプラグが形成されている。
【００１２】
ここで、上記第２層配線３９０２の先端にハンマーヘッド修飾パタ−ンを付けずに形成したときの第２層配線３９０２の形状は、図４０（１）の平面レイアウト図および図４０（２）の図４０（１）に示したＣ−Ｃ線断面図に示すように、第２層ヴィアホ−ル４００１に配線の一端が接続するように第２層配線４００２が形成され、第２層配線４００２の他端に接続するように第３層ヴィアホ−ル４００３が形成されている。そして第２層配線４００２の両端は設計寸法よりも先細りとなり後退した形状となる。第２層配線４００２の露光は、ＮＡ＝０．６８、σ＝０．７５の条件で、ＫｒＦエキシマレ−ザ・スキャナ−を用いて、図４１に示すようなマスクパタ−ン４１１１が形成されたマスク４１０１を用いて化学増幅型ポジレジストにパターンを転写した。マスクパタ−ン４１１１の先端は、露光転写後にレジストの配線パタ−ンの先端が後退することがわかっているので、設計より５０ｎｍのばしている。５０ｎｍ以上のばすと、隣接する配線パタ−ンの先端と接近しすぎて、マスクを製作することができない。つまり、マスク作成の観点から、最大延ばせる長さが５０ｎｍである。それでも、最終的に、第２層配線の先端は、設計より９０ｎｍ後退した。
【００１３】
各ヴィアホ−ルは、エッチング工程で断面形状に傾斜がつき、上面での径は１８０ｎｍになり、底での径は１４０ｎｍになる。先に述べた先溝タイプのデュアルダマシン加工方法では、第２層ヴィアホ−ルと第２層配線とは、第２配線層上で論理和になり、第２層配線の先端が後退しても問題なく接続する。しかし、第３層ヴィアホ−ルは、第２層配線に対して、露光装置のステ−ジ精度の限界から、最大５５ｎｍ位置ずれする。この場合、配線端が設計より９０ｎｍ後退し、位置ずれが５５ｎｍあるので、第３層ヴィアホ−ルと第２層配線は、１４０ｎｍ（第３層ヴィアホ−ルの底径）−９０ｎｍ（設計値からの第２層配線端の後退量）−５５ｎｍ（位置ずれ量）＝−５ｎｍとなり、すなわち第３層ヴィアホールと第２層配線とは重ならず、断線してしまう。
【００１４】
そこで、図４２に示すように、マスク配線パタ−ン４２１１の先端に、自動生成ツ−ルを用いて、ハンマ−ヘッド修飾パタ−ン４２１２を形成した。その配線先端部の拡大を図４３に示す。図４３に示すように、幅１８０ｎｍの第２層配線４３０１に対し、設計先端から５０ｎｍのばし、設計横から４０ｎｍのばし、長さ２５０ｎｍのハンマ−ヘッド修飾パタ−ン４３０２がついている。実際のマスク上のパタ−ンは、第２層配線４３０１とハンマ−ヘッド修飾パタ−ン４３０２との論理和になっている。
【００１５】
これを露光転写した状態を図４４に示す。図４４に示すように、露光後の第２層配線４４０１の設計値パターン４４０５からの後退（配線長手方向の後退）は２０ｎｍである。また第３層ヴィアホ−ルと第２層配線との最大位置ずれは５５ｎｍである。よって、第３層ヴィアホ−ルと第２層配線との位置関係を計算すると、１４０ｎｍ（第３層ヴィアホ−ルの底径）−２０ｎｍ（設計値からの第２層配線端の後退量）−５５ｎｍ（位置ずれ量）＝６５ｎｍとなって、少なくても第３層ヴィアホ−ルと第２層配線とは重なり、ぎりぎり接続抵抗を許容される値より小さくすることができた。第２層配線４４０１のハンマ−ヘッド修飾パタ−ン４５０２は幅方向に太って、第２層配線４４０１の設計値パターン４４０５から片側最大５５ｎｍ太って形成された。なお、図面ではハンマ−ヘッド修飾パタ−ン４４０２の設計値パターン４４０６を破線で示した。
【００１６】
図４５に示すように、第２層ヴィアホ−ル４５０１は、第１層配線（図示せず）端部との接続を優先するので、第１層配線に対してアライメントする。よって、第２層ヴィアホ−ル４５０１は、第２層配線４５０２に対しては、間接合わせになり、最大５５ｎｍの２乗和平均、つまり７８ｎｍ位置ずれする可能性がある。第２層配線４５０２端は片側５５ｎｍ太っており、第２層ヴィアホ−ル４５０１が第２層配線４５０２に対して７８ｎｍずれた場合、第２層ヴィアホ−ル４５０１と第２層配線４５０２との間隔は、１８０ｎｍ（設計値での第２層ヴィアホ−ル１２０１との間隔）−５５ｎｍ−７８ｎｍ＝４７ｎｍになる。電気的な耐圧の確保から、配線間隔は６０ｎｍ以上必要なので、第２層ヴィアホ−ル４５０１と第２層配線４５０２との間隔４７ｎｍは許容できない。
【００１７】
ハンマ−ヘッド修飾パタ−ン以外にも、配線端後退に対して有効であると思われる方法が提案されている。この方法は、配線パタ−ンを複数のフォトマスクに分割して、同一レジスト上に多重露光する方法である（例えば、特許文献１参照。）。
【００１８】
【特許文献１】
再公表特許ＷＯ００／２５１８１号公報（第１８−１９頁、第７図）
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、マスクを余分に作成する必要があり、コストが増大するという問題が新たに生じる。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされた露光方法、半導体装置の製造方法、マスクパターンおよび位置ずれ測定方法である。
【００２１】
本発明の露光方法は、絶縁膜に配線パターンとこの配線パターンに接続するヴィアホールパターンとを形成する際に行う露光方法であって、前記配線パターンを形成する際のマスクとして用いるレジスト膜に前記配線パターンを形成するための露光マスクを用いてマスクの配線パターンを露光転写する工程と、前記レジスト膜に前記ヴィアホールパターンを形成するための露光マスクを用いてマスクのヴィアホールパターンを露光転写する工程とを備えている。
【００２２】
上記露光方法では、配線パターンを形成する際のマスクとして用いるレジスト膜に配線パターンを形成するための露光マスクを用いてマスクの配線パターンを露光転写する工程と、レジスト膜にヴィアホールパターンを形成するための露光マスクを用いてマスクのヴィアホールパターンを露光転写する工程とを備えていることから、配線層を形成するレジスト膜に上記２工程の露光が行われる。そして、そのレジスト膜を現像してエッチングマスクとし、レジスト膜が形成されている下層の配線層を形成する絶縁膜に配線パターンをエッチング加工する。このとき、配線パターンにはヴィアホールパターンも一緒に形成される。このため、さらに上記ヴィアホールパターンを露光したマスクと同一マスクを用いて絶縁膜にヴィアホールを形成した場合、予め配線パターンにはヴィアホールパターンも形成されているため、ヴィアホールはヴィアホールパターンとの合わせずれのみ考慮されればよい。このため、配線パターンとヴィアホールとの接続面積が十分に取れるようになり、設計値通りのコンタクト抵抗が得られ、また配線とこれに隣接するヴィアホールとの電気的耐圧が十分に確保される。よって、配線パターンとヴィアホールとの接続面積が狭くなり、コンタクト抵抗が増大する問題や、配線とこれに隣接するヴィアホールとの電気的耐圧の減少という問題が解決される。
【００２３】
本発明の半導体装置の製造方法は、層間絶縁膜に配線とこの配線に接続するヴィアホールとを形成する半導体装置の製造方法において、前記層間絶縁膜上にハードマスクを形成する工程と、前記ハ−ドマスクに配線パタ−ンを形成する工程と、前記ハ−ドマスクにヴィアホールパタ−ンを形成する工程とを行うことにより、前記ハ−ドマスクに、前記配線パタ−ンと前記ヴィアホ−ルパタ−ンとの論理和になるパタ−ンを形成する。
【００２４】
上記半導体装置の製造方法では、層間絶縁膜上にハードマスクを形成する工程と、ハ−ドマスクに配線パタ−ンを形成する工程と、ハ−ドマスクにヴィアホールパタ−ンを形成する工程とを行うことにより、ハ−ドマスクに、配線パタ−ンとヴィアホ−ルパタ−ンとの論理和になるパタ−ンを形成することから、ハードマスクが形成されている下層の配線層を形成する絶縁膜に配線パターンをエッチング加工するとき、配線パターンにはヴィアホールパターンも一緒に形成される。このため、さらに上記ヴィアホールを形成する絶縁膜にヴィアホールを形成した場合、予め配線パターンにはヴィアホールパターンも形成されているため、ヴィアホールは配線パタ−ンとヴィアホ−ルパタ−ンとの論理和になるパタ−ンとの合わせずれのみ考慮されればよい。すなわち、露光装置起因の合わせずれのみを考慮すればよい。このため、配線パターンとヴィアホールとの接続面積が十分に取れるようになり、設計値通りのコンタクト抵抗が得られ、また配線とこれに隣接するヴィアホールとの電気的耐圧が十分に確保される。よって、配線パターンとヴィアホールとの接続面積が狭くなり、コンタクト抵抗が増大する問題や、配線とこれに隣接するヴィアホールとの電気的耐圧の減少という問題が解決される。
【００２５】
本発明のマスクパターンは、ヴィアホ−ル層と配線層との位置ずれを測定するマスクパターンであって、前記配線層を露光する際に一緒に露光される配線層の位置ずれ測定パターンは抜きパターン（開口パターンともいう、以下、抜きパターンと記す）で形成され、前記ヴィアホール層を露光する際に一緒に露光されるヴィアホール層の位置ずれ測定パターンは少なくともその一つが前記抜きパターン内に配置されるものである。
【００２６】
上記マスクパターンでは、配線層を露光する際に一緒に露光される配線層の位置ずれ測定パターンは抜きパターンで形成され、ヴィアホール層を露光する際に一緒に露光されるヴィアホール層の位置ずれ測定パターンは少なくともその一つが抜きパターン内に配置されることから、本発明の露光方法を行う際に、同一レジスト膜に配線層とヴィアホール層とを露光しても、もしくは本発明の半導体装置の製造方法を行う際に、同一ハードマスクに配線層とヴィアホール層とを形成しても、ヴィアホール層を露光する際に一緒に露光されるヴィアホール層の位置ずれ測定パターンのうち少なくとも一つはレジスト膜またはハードマスクにパターンとして現れない。このため、その後ヴィアホールを形成する際に形成される位置ずれ測定パターンのうち、すくなくとも抜きパターン内に配置されたパターンは、先に配線層とともに露光したヴィアホールパターンとは重ならない。このため、配線層の位置ずれ測定パターンとヴィアホール層の位置ずれ測定パターンとによって、正確な位置ずれ測定が行えるようになる。
【００２７】
本発明の位置ずれ測定方法は、前記配線層を露光する際に一緒に露光される配線層の位置ずれ測定パターンと前記ヴィアホール層を露光する際に一緒に露光されるヴィアホール層の位置ずれ測定パターンとを用いて配線層に対するヴィアホール層の位置ずれを測定する位置ずれ測定方法であって、前記配線層を露光する際に一緒に露光される配線層の位置ずれ測定パターンは抜きパターンで形成され、前記ヴィアホール層を露光する際に一緒に露光されるヴィアホール層の位置ずれ測定パターンは少なくともその一つが前記抜きパターン内に配置される。
【００２８】
上記位置ずれ測定方法では、配線層を露光する際に一緒に露光される配線層の位置ずれ測定パターンは抜きパターンで形成され、ヴィアホール層を露光する際に一緒に露光されるヴィアホール層の位置ずれ測定パターンは少なくともその一つが抜きパターン内に配置されることから、本発明の露光方法を行う際に、同一レジスト膜に配線層とヴィアホール層とを露光しても、もしくは本発明の半導体装置の製造方法を行う際に、同一ハードマスクに配線層とヴィアホール層とを形成しても、ヴィアホール層を露光する際に一緒に露光されるヴィアホール層の位置ずれ測定パターンのうち少なくとも一つはレジスト膜またはハードマスクにパターンとして現れない。このため、その後ヴィアホールを形成する際に形成される位置ずれ測定パターンのうち、すくなくとも抜きパターン内に配置されたパターンは、先に配線層とともに露光したヴィアホールパターンとは重ならない。このため、配線層の位置ずれ測定パターンとヴィアホール層の位置ずれ測定パターンとによって、正確な位置ずれ測定が行えるようになる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の露光方法に係る一実施の形態を、図１の概略構成断面図によって説明する。この露光方法は、絶縁膜に配線パターンとこの配線パターンに接続するヴィアホールパターンとを形成する際に行う露光方法である。
【００３０】
図１（１）に示すように、絶縁膜１０上に配線パターンを形成する際のマスクとして用いるレジスト膜１１を形成した後、このレジスト膜１１に配線パターンを形成するための露光マスク３１を用いて配線パターン３２を露光する。次いで、図１（２）に示すように、上記レジスト膜１１にヴィアホールパターンを形成するための露光マスク３３を用いてヴィアホールパターン３４を露光する。
【００３１】
上記ヴィアホールパターンを形成する際に用いた露光マスクは、その後にヴィアホールのみを形成する際に用いる露光マスクと同一のものを用いる。
【００３２】
その後、現像工程（ベーキング工程も含む）を行うことで、図２に示すように、上記レジスト膜１１には、配線パターンを転写した配線用抜きパタ−ン１２が形成されるとともに、上記配線パターンに接続されるヴィアホ−ルパターンを転写したヴィアホール抜きパタ−ン１３が形成される。
【００３３】
上記絶縁膜１０〔前記図１の（１）参照〕はハードマスクであってもよい。この場合には、上記レジスト膜１１をマスクにしてハードマスクをエッチング加工することにより、ハードマスクに配線用抜きパタ−ン１２とヴィアホール抜きパタ−ン１３とが形成される。
【００３４】
上記露光方法によれば、配線に接続されるヴィアホ−ルの配線との接続部分に、そのヴィアホ−ル自身のヴィアホール抜きパタ−ン１３が配線用抜きパターン１２とともに付加されているので、ヴィアホ−ルと配線との接続面積は十分にとれるようになる。また、上記ヴィアホールパターンを形成する際に用いた露光マスクは、その後にヴィアホールのみを形成する際に用いる露光マスクと同一のものを用いることから、露光マスク自体の寸法誤差を考慮する必要がなくなる。
また、該配線層の配線パタ−ンにハンマ−ヘッド修飾パタ−ンをつけていないので、配線端の両側とも太るということはなく、配線と隣接するヴィアホ−ルとの電気的耐圧が不足するという問題も生じない。
【００３５】
例えば、配線パタ−ンを形成するとき、配線パターン上に接続するヴィアホ−ルパターンも配線パターンを露光転写した層と同一の層に転写する。さらに、実際にヴィアホ−ルを形成するための露光転写を行う。このとき、ヴィアホールに対して他の層に対する位置ずれ測定を行うが、ヴィアホール下の配線には、すでにヴィアホ−ル層が転写されているので、平面レイアウト上では、同形状の位置ずれ測定マ−クが重なってしまう。ただし、完全に重なるわけではなく、位置ずれした分だけずれてしまい、位置ずれ測定マ−クの波形がシフトしたり、広がったりして、位置ずれ測定精度が劣化する。
【００３６】
例えば、図３（１）に示すように、配線層の露光マスクに形成される上記配線層の位置ずれ測定パターン８１０は、いわゆる一般的に使われているバー型の測定パターンであって、４本の直線状の抜きパターンからなる測定パターン８１１〜８１４が正方形の４辺にそって一本ずつ配置されている。また、図３（２）に示すように、ヴィアホール層の露光マスクに形成される上記ヴィアホ−ル層の位置ずれ測定パターン８２０は、いわゆる一般的に使われているバー型の測定マークであって、４本の直線状の抜きパターンからなる測定パターン８２１〜８２４が正方形の４辺にそって一本ずつ配置されている。ここでは、ヴィアホール層の位置ずれ測定パターン８２０は、配線層の位置ずれ測定パターン８１０よりも外側に配置されるように、大きく形成されている。
【００３７】
上記構成の位置ずれ測定パターンを用いてレジストに露光転写した場合を、図４によって説明する。図４（１）には、配線層とヴィアホ−ル層との位置ずれを測定するときの位置ずれ測定マ−クの相対位置を平面レイアウト図により示す。図４（２）には、図４（１）中のＤ−Ｄ線断面図を示す。また図４（３）には、図４（１）中のＤ−Ｄ線断面位置で、光学式位置ずれ測定装置で測定した位置ずれ測定マ−クの波形を示す。
【００３８】
図４（２）に示すように、下層絶縁膜２１には、配線層に付属する位置ずれ測定マ−ク８３１が形成され、位置ずれ測定マーク８３１には銅が埋め込まれている。また、下層絶縁膜２１には、配線層にヴィアホ−ル層を付加したときに同時に形成されたヴィアホ−ル層の位置ずれマ−ク８３２が形成され、位置ずれマ−ク８３２には銅が埋め込まれている。そして、下層絶縁膜２１上には層間絶縁膜２２が形成され、さらにレジスト膜２３が形成されている。このレジスト膜２３には、ヴィアホ−ル本体を形成するために、ヴィアホ−ル層の位置ずれ測定マ−ク８３３が形成されている。図４（１）の平面レイアウト図では、付加的に形成したヴィアホ−ル層の位置ずれ測定マ−ク８３２と、本体形成のためのヴィアホ−ル層の位置ずれ測定マ−ク８３３とが、位置ずれした分だけずれて重なって見える。このため、図４（３）に示すように、ヴィアホ−ル層の位置ずれ測定マ−ク８３２、８３３による出力波形８４２、８４３は重なるため、出力波形の裾部が広がってしまい、立ち上がりの悪い波形となる。よって、図４（２）に示すように、下層絶縁膜２１に形成される配線層とレジスト膜２３を用いて形成されるヴィアホ−ル層との位置ずれ測定の精度が劣化してしまう。
【００３９】
参考として、配線層を形成するときにヴィアホ−ル層を付加しない通常の方法の位置ずれ測定マ−クを図５によって説明する。図５（１）には、配線層とヴィアホ−ル層との位置ずれを測定するときの位置ずれ測定マ−クの相対位置を平面レイアウト図により示す。図５（２）には、図５（１）中のＥ−Ｅ線断面図を示す。また図５（３）には、図５（１）中のＥ−Ｅ線断面位置で、光学式位置ずれ測定装置で測定した位置ずれ測定マ−クの波形を示す。
【００４０】
図５（２）に示すように、下層絶縁膜２１上の層間絶縁膜２２上に形成されたレジスト膜２３が形成されている。上記下層絶縁膜２１には配線層に付属する位置ずれ測定マ−ク９０１が形成され、上記レジスト膜２３にはヴィアホ−ル本体を形成するためのヴィアホ−ル層の位置ずれ測定マ−ク９０２が形成される。図５（１）に示すように、上記下層絶縁膜２１に形成された配線層に付属する位置ずれ測定マ−ク９０１と、上記レジスト膜２３に形成されたヴィアホ−ル本体を形成するためのヴィアホ−ル層の位置ずれ測定マ−ク９０２とが平面レイアウト図で見て重なっていないので、図５（３）に示すように、光学式位置ずれ測定装置で測定した位置ずれ測定の位置ずれ測定マ−ク９０１の波形９１１、位置ずれ測定マ−ク９０２の波形９１２はともにきれいな立ち上がりを示す。このため、位置ずれ測定が正確にできる。
【００４１】
次に、本発明のマスクパターンおよび位置ずれ測定方法に係る第１実施の形態を、図６の平面レイアウト図によって説明する。
【００４２】
図６（１）に示すように、配線層の露光マスクに形成される配線層の位置ずれ測定パターン４１は、方形の抜きパタ−ン４１１で形成される。そして図６（２）に示すように、ヴィアホール層の露光マスクに形成されるヴィアホ−ル層の位置ずれ測定パターン４２は方形の抜きパタ−ン４２１で形成される。そして抜きパタ−ン４２１は、抜きパタ−ン４１１よりも小さく形成されている。
【００４３】
上記位置ずれ測定パターン４１、４２が形成された露光マスクを用いて本発明の露光方法を実施した場合を図７によって説明する。図７（１）には、配線層とヴィアホ−ル層との位置ずれを測定するときの位置ずれ測定マ−クの相対位置を平面レイアウト図により示す。図７（２）には、図７（１）中のＦ−Ｆ線断面図を示す。また図７（３）には、図７（１）中のＦ−Ｆ線断面位置で、光学式位置ずれ測定装置で測定した位置ずれ測定マ−クの波形を示す。
【００４４】
図７（２）に示すように、下層絶縁膜２１上の層間絶縁膜２２上に形成されたレジスト膜２３が形成されている。上記下層絶縁膜２１には配線層に付属する位置ずれ測定マ−ク４０１が形成され、上記レジスト膜２３にはヴィアホ−ル本体を形成するためのヴィアホ−ル層の位置ずれ測定マ−ク４０２が形成れる。図７（１）に示すように、上記下層絶縁膜２１に形成された配線層に付属する位置ずれ測定マ−ク４０１と、上記レジスト膜２３に形成されたヴィアホ−ル本体を形成するためのヴィアホ−ル層の位置ずれ測定マ−ク４０２とが平面レイアウト図で見て重なってはいるものの、図７（３）に示すように、光学式位置ずれ測定装置で測定した位置ずれ測定マーク４０２の波形４３２が位置ずれ測定マ−ク４０１の波形４３１に対してきれいな立ち上がりを示している。このため、位置ずれ測定が正確にできる。これは、配線層とともに付加的に露光したときの該ヴィアホ−ル層の位置ずれ測定マ−ク４０２は、配線層の位置ずれ測定マ−ク４０１の内側に入るので、パタ−ンとしては形成されないためである。
【００４５】
次に、本発明のマスク４パターンおよび位置ずれ測定方法に係る第２実施の形態を、以下に説明する。
【００４６】
まず、露光マスクに形成される位置ずれ測定パターンを、図８によって説明する。図８（１）に示すように、配線層の露光マスクに形成される配線層の位置ずれ測定パターン５１は、方形の抜きパタ−ン５１１と、方形の抜きパターン５１１の外側４辺に形成された一般的に使われているバー型の抜きパターン５１２〜５１５とからなる。そして図８（２）に示すように、ヴィアホール層の露光マスクに形成されるヴィアホ−ル層の位置ずれ測定パターン５２は、いわゆる一般的に使われているバー型の測定マークであって、４本の直線状の測定マークパターン５２１〜５２４が正方形の４辺にそって一本ずつ配置されている。この測定マ−クパターン５２１〜５２４は、位置ずれ測定マ−ク５１の方形の抜きパターン５１１内に収まるように小さく形成されている。
【００４７】
上記位置ずれ測定マ−ク４１、４２を用いて本発明の露光方法を実施した場合を図９によって説明する。図９（１）には、配線層とヴィアホ−ル層との位置ずれを測定するときの位置ずれ測定マ−クの相対位置を平面レイアウト図により示す。図９（２）には、図９（１）中のＦ−Ｆ線断面図を示す。また図９（３）には、図９（１）中のＧ−Ｇ線断面位置で、光学式位置ずれ測定装置で測定した位置ずれ測定マ−クの波形を示す。
【００４８】
図９（２）に示すように、下層絶縁膜２１上の層間絶縁膜２２上に形成されたレジスト膜２３が形成されている。上記下層絶縁膜２１には配線層に付属する位置ずれ測定マ−ク５３１〜５３５が形成され、上記レジスト膜２３にはヴィアホ−ル本体を形成するためのヴィアホ−ル層の位置ずれ測定マ−ク５４１〜５４４が形成れる。図９（１）に示すように、上記下層絶縁膜２１に形成された配線層に付属する位置ずれ測定マ−ク５１１と、上記レジスト膜２３に形成されたヴィアホ−ル本体を形成するためのヴィアホ−ル層の位置ずれ測定マ−ク５４１〜５４４とが平面レイアウト図で見て一部重なってはいるものの、図９（３）に示すように、光学式位置ずれ測定装置で測定した位置ずれ測定マーク５６２、５６４の波形が位置ずれ測定マ−ク５５１の波形に対してきれいな立ち上がりを示している。このため、位置ずれ測定が正確にできる。これは、配線層とともに付加的に露光したときのヴィアホ−ル層の位置ずれ測定マ−ク５４１〜５４４は、配線層の位置ずれ測定マ−クの抜きパターン５１１内側に入るので、パタ−ンとしては形成されないためである。
【００４９】
次に、本発明のマスクパターンおよび位置ずれ測定方法に係る第３実施の形態を、以下に説明する。この第３実施の形態では、ヴィアホ−ル層で露光転写するときに、ヴィアホ−ル層のアライメントマ−クを用いる場合を説明する。
【００５０】
まず、露光マスクに形成される位置ずれ測定マ−クを、図１０によって説明する。図１０（１）に示すように、配線層の露光マスクに形成される配線層の位置ずれ測定パターン６１は、矩形の抜きパタ−ン６１１が形成されている。そして図１０（２）に示すように、ヴィアホール層の露光マスクに形成されるヴィアホ−ル層の位置ずれ測定パターン６２は、一般的に使われているバー型の測定マークであって、複数本（例えばここでは７本）の直線状の測定マークパターン６２１〜６２７が並列配置されている。この測定マ−クパターン６２１〜６２７は、位置ずれ測定パターン５１の方形の抜きパターン６１１内に収まるように小さく形成されている。
【００５１】
上記図１０によって説明した位置ずれ測定パターンの場合も、上記第１、第２実施の形態の同様に、配線層の位置ずれ測定パターン６１の抜きパターン６１１内にヴィアホール層の位置ずれ測定パターン６２が重なる状態に露光されるため、配線層を露光する際にヴィアホールパターンを付加露光しても、ヴィアホール層の位置ずれ測定パターン６２は形成されない。したがって、ヴィアホールを形成しようとするときには、下層に形成される配線層の位置ずれ測定マ−クに対してヴィアホール層の位置ずれ測定マ−クによりアライメントが可能となる。
【００５２】
上記説明したように、本発明は、ヴィアホ−ル層のアライメントマ−クが配線層のアライメントマ−クに重ならないように、平面レイアウト図で見て、ヴィアホ−ル層の露光用アライメントマ−クの少なくても一つを十分覆うように、配線パタ−ン層に抜きパタ−ンを形成するものである。特に、ヴィアホ−ル層と配線層のとの位置ずれを測定するパタ−ンの少なくても一つは、配線層においては抜きパタ−ンにし、ヴィアホ−ル層においては、配線層の抜きパタ−ンの内側にレイアウトする。そのことにより、配線層にヴィアホ−ル層を付加するときに、ヴィアホ−ル層の位置ずれ測定マ−クが形成されることはなくなる。また、配線層の抜きパタ−ンは一様な背景になるので、ヴィアホ−ル層の位置ズレ測定マ−クの出力波形の裾部が広がることはなくなる。
【００５３】
次に、本発明の具体的な実施例を以下に説明する。
【００５４】
第１実施例を図１１〜図２４によって説明する。まず、図１１では、（１）に平面レイアウト図を示し、（２）に図１１（１）に示したＨ−Ｈ線断面図を示す。
【００５５】
図１１に示すように、第２層ヴィアホ−ル１１１に配線の一端下側もしくは両端下側が接続するように第２層配線１１２が形成され、第２層配線１１２の一端上側に接続するように第３層ヴィアホ−ル１１３が形成され、第３層ヴィアホール１１３に接続するように第３層配線１１４が形成されている。各配線パタ−ンの幅は１８０ｎｍで、最小ピッチは３６０ｎｍである。また、配線端同士の最小間隔は１８０ｎｍである。各ヴィアホ−ルのパタ−ンは１８０ｎｍ×１８０ｎｍの正方形である。
【００５６】
次に、上記図１１の構成を形成する本発明の半導体装置の製造方法の一実施の形態を、図１２、１５および１７の概略構成断面図によって説明する。
【００５７】
図１２（１）に示すように、銅配線からなる第１層配線１１０が溝配線構造に形成された層間絶縁膜１２１上に、この第１層配線１１０を被覆するようにエッチング停止層１２２を例えばＳｉＮ膜を７０ｎｍの厚さに成膜して形成し、次に層間絶縁膜を、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ）膜１２３を例えば３５０ｎｍの厚さに成膜し、次に有機膜（例えばポリアリルエ−テル系の有機高分子膜）１２４を例えば１５０ｎｍの厚さに成膜し、次に酸化シリコン（ＳｉＯ）膜１２５を例えば２００ｎｍの厚さに成膜して形成する。さらに、ハードマスク膜（例えば窒化シリコン膜）１２６を例えば１５０ｎｍの厚さに成膜する。次に、図１２（２）に示すように、ハードマスク膜１２６上に反射防止膜１２７、例えば有機系の反射防止膜を７０ｎｍの厚さに形成し、さらにレジスト膜（例えばアセタ−ル系ポジ型化学増幅レジスト：膜厚４６０ｎｍ）１２８を塗布形成する。
【００５８】
このレジスト膜１２８に、後に説明する第２配線層のマスク〔図１３の（１）参照〕を用いて露光し、続けて後に説明する第３ヴィアホ−ル層のマスク〔図１３の（２）参照〕を用いて露光する。この露光では、例えば縮小投影率＝１／４のＫｒＦエキシマレ−ザ・スキャナを用いる。露光照明条件は、ＮＡ＝０．６８，  σ＝０．７５である。露光量は、第２配線層、第３配線層に対して、それぞれ、２０ｍＪ／ｃｍ２  、３０ｍＪ／ｃｍ２  である。また、アライメントは、第２配線層、第３配線層とも、第１配線１１０に対して行う。その後、現像工程を行って、レジスト膜１２８に第２配線層を形成するための抜きパターン１２９が形成される。
【００５９】
ここで上記第２配線層のマスクを図１３（１）によって説明する。図１３（１）に示すように、第２配線層のマスク７１には、抜きパターンで形成される配線パターン７１１が形成されており、各配線パターン７１１は、例えば幅が１８０ｎｍであり、設計値での配線長手方向の間隔が１８０ｎｍ、マスク上の配線パターン先端は設計値の配線パターンの先端より５０ｎｍ長く形成されている。また配線幅方向の配線間隔が１８０ｎｍになっている。上記第３ヴィアホ−ル層のマスクを図１３（２）によって説明する。図１３（２）に示すように、第３ヴィアホール層のマスク７２には、抜きパターンで形成されるヴィアホールパターン７２１が形成されており、各ヴィアホールパターン７２１は、例えば１８０ｎｍ×１８０ｎｍの抜きパターンになっている。これらの値は、基板上に縮小投影したときの値に換算したものである。また、塗りつぶされたところが遮光部で、白抜きのパタ−ンは、光を１００％透過する抜きパタ−ンである。
【００６０】
次いで、露光したレジスト膜１２８を現像する。この現像では、例えばアルカリ現像液（２．３８％  ＴＭＡＨ）を用いる。その結果、光が照射された部分のレジスト膜１２８が現像で除去され、抜きパタ−ン１２９が形成される。図１４の抜きパターン１２９の平面レイアウト図に示すように、レジスト膜１２８には、配線パターン１２９１とヴィアホールパターン１２９２とが形成される。この抜きパタ−ン１２９は、第２配線層と第３ヴィアホ−ル層の論理和になる。なお、破線で示す部分は設計パタ−ンに相当する。
【００６１】
次に、図１５（１）に示すように、レジスト膜１２８〔前記図１２の（２）参照〕をマスクにし、ドライエッチング技術を用いて、反射防止膜１２７〔前記図１２の（１）参照〕およびハードマスク膜１２６をエッチングする。その後、レジスト膜１２８、反射防止膜１２７を除去する。この結果、ハードマスク膜１２６に、第２配線層と第３ヴィアホ−ル層の論理和のパタ−ンに相当する溝パタ−ン１３０が形成される。
【００６２】
次に、図１５（２）に示すように、ハードマスク膜１２６上を覆うように反射防止膜（例えば有機系の反射防止膜）１３１を塗布する。塗布量は、平坦な基板上に例えば１４０ｎｍの厚さに塗布するときに相当する。さらに、レジスト膜１３２を塗布形成する。このレジスト膜１３２には、例えばアセタ−ル系ポジ型化学増幅レジスト（膜厚４６０ｎｍ）を用いる。次に、後に図１６によって説明する第２層ヴィアホ−ルのマスクを用いて露光を行う。この露光では、縮小投影率＝１／４のＫｒＦエキシマレ−ザ・スキャナ−を用い、露光照明条件はＮＡ＝０．６８、σ＝０．７５で、露光量は３０ｍＪ／ｃｍ２とする。アライメントは、第１配線層に対して行う。続いて、レジスト膜１３２を現像処理する。この現像処理には、例えばアルカリ現像液（２．３８％：ＴＭＡＨ）を用いる。これにより、ヴィアホ−ルパタ−ン１３３の直径は１８０ｎｍに形成される。
【００６３】
ここで、第２ヴィアホ−ル層のマスクを図１６によって説明する。図１６に示すように、第２ヴィアホ−ル層のマスク７３は、第２配線層の設計値（破線で示す）の先端部分内に収まるように第２ヴィアホール層パターン７３１が、例えば１８０ｎｍ×１８０ｎｍの抜きパターンで形成されている。ここでの値は、基板上に縮小投影したときの値に換算したものである。また、図面塗りつぶされたところが遮光部で、白抜きのパターンは、光を１００％透過する抜きパターンである。
【００６４】
次に、図１７（１）に示すように、上記レジスト膜１３２をマスクに用いて、反射防止膜１３１、ハードマスク膜１２６、酸化シリコン膜１２５までをエッチングする。このエッチングでは第２配線層を形成する配線溝に付加する第３ヴィアホール層のヴィアホールパターン１３３が形成される。
【００６５】
次に、図１７（２）に示すように、ハードマスク膜１２６をマスクにして有機膜１２４をエッチングする。このとき、レジスト膜１３２および反射防止膜１３１〔前記図１７の（１）参照〕も同時に除去される。
【００６６】
次に、図１７（３）に示すように、ハードマスク膜１２６および有機膜１２４をマスクにして酸化シリコン膜１２５、１２３をエッチングする。このエッチングでは、有機膜１２４がマスクとなって下層の酸化シリコン膜１２３がエッチングされ、第２ヴィアホ−ル１３４が形成されるとともに、ハードマスク膜１２６がマスクとなって上層の酸化シリコン膜１２５がエッチングされ、第２配線層（第３ヴィアホ−ル層が付加されている）が形成される配線溝１３５が形成される。
【００６７】
次に、図１７（４）に示すように、ハードマスク膜１２６をマスクに用いて、有機膜１２４をエッチングして、配線溝１３５を下層方向に延長形成する。
【００６８】
次に、図１７（５）に示すように、ヴィアホール１３３底部に露出しているエッチング停止膜１２２をエッチングする。このとき、上面のハードマスク膜１２６〔前記図１７の（４）参照〕が全面エッチバックされる。
【００６９】
次に、図１７（６）に示すように、配線溝１３５およびヴィアホール１３４の各内面および酸化シリコン膜１２５表面にバリアメタル膜（図示せず）を成膜し、さらに銅のシ−ド膜を成膜し、さらに電解メッキにより配線溝１３５およびヴィアホール１３４内を埋め込むように銅膜１３６を形成する。その後、化学的機械研磨法によって、酸化シリコン膜１２５上の余剰な銅膜１３６、バリアメタル膜を研磨除去する。このとき、酸化シリコン膜１２５表層も研磨除去される。このようにして、配線溝１３５内に第２層配線１３７およびヴィアホール１３３内に第１層配線１１０に接続するプラグ１３８が銅膜１３６で形成される。その後、酸化シリコン膜１２５上に第２層配線１３７を被覆するキャップ膜１３９を、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）膜を７０ｎｍの厚さに成膜して形成する。
【００７０】
このときの平面レイアウト図を図１８によって説明する。図１８は、図１７において、酸化シリコン膜１２５とキャップ膜１３９との界面をキャップ膜１３９側から酸化シリコン膜１２５方向（下方向）に見た図である。図１８に示すように、第２層配線１３７は、第２配線層パターン１３７１、第３ヴィアホ−ル層１３７２パターンおよび第２ヴィアホ−ル層パターン１３７３の論理和となって形成される。
【００７１】
次に、図１９に示すように、前記図１２によって説明した製造工程と同様に、上記キャップ膜１３９上に、層間絶縁膜を、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ）膜１４３を例えば３５０ｎｍの厚さに成膜し、次に有機膜（例えばポリアリルエ−テル系の有機高分子膜）１４４を例えば１５０ｎｍの厚さに成膜し、次に酸化シリコン（ＳｉＯ）膜１４５を例えば２００ｎｍの厚さに成膜して形成する。さらに、ハードマスク膜（例えば窒化シリコン膜）（図示せず）を例えば１５０ｎｍの厚さに成膜する。さらにハードマスク膜上に反射防止膜を形成する。
【００７２】
次に、前記図１２（２）、図１５、図１７によって説明したプロセスと同様なプロセスを行う。すなわち、レジスト膜をマスクにし、ドライエッチング技術を用いて、反射防止膜およびハードマスク膜をエッチングする。その後、レジスト膜、反射防止膜を除去する。この結果、ハードマスク膜に、第３配線層と第４ヴィアホ−ル層の論理和のパタ−ンに相当する溝パタ−ンが形成される。
【００７３】
次に、反射防止膜（例えば有機系の反射防止膜）を塗布形成する。塗布量は、平坦な基板上に例えば１４０ｎｍの厚さに塗布するときに相当する。さらに、レジスト膜を塗布形成する。このレジスト膜には、例えばアセタ−ル系ポジ型化学増幅レジスト（膜厚４６０ｎｍ）を用いる。次に、第４層ヴィアホ−ルのマスクを用いて露光を行う。この露光では、縮小投影率＝１／４のＫｒＦエキシマレ−ザ・スキャナ−を用い、露光照明条件はＮＡ＝０．６８、σ＝０．７５で、露光量は３０ｍＪ／ｃｍ２とする。アライメントは、第２配線層に対して行う。続いて、レジスト膜を現像処理する。この現像処理には、例えばアルカリ現像液（２．３８％：ＴＭＡＨ）を用いる。これにより、レジスト膜に直径が１８０ｎｍのヴィアホ−ルパタ−ンが形成される。
【００７４】
次に、上記レジスト膜をマスクに用いて、反射防止膜、ハードマスク膜、酸化シリコン膜１４５までをエッチングする。このエッチングでは第３配線層を形成する配線溝に付加する第４ヴィアホール層のヴィアホールパターン（図示せず）が形成される。
【００７５】
次に、有機膜１４４をエッチングする。このとき、レジスト膜および反射防止膜も同時に除去される。
【００７６】
次に、酸化シリコン膜１４５、１４３をエッチングする。このエッチングでは、有機膜１４４がマスクとなって下層の酸化シリコン膜１４３がエッチングされ、第３ヴィアホ−ル１５４が形成されるとともに、ハードマスク膜がマスクとなって上層の酸化シリコン膜１４５がエッチングされ、第３配線層（第３ヴィアホ−ル層が付加されている）が形成される配線溝１５５が形成される。
【００７７】
次に、ハードマスク膜〔前記図１７の（４）参照〕をマスクに用いて、有機膜１４４をエッチングして、配線溝１５５を下層方向に延長形成する。
【００７８】
次に、ヴィアホール１５４底部に露出しているキャップ膜１３９をエッチングする。このとき、上面のハードマスク膜１４６〔前記図１７の（４）参照〕が全面エッチバックされる。
【００７９】
次に、配線溝１５５およびヴィアホール１５４の各内面および酸化シリコン膜１４５表面にバリアメタル膜（図示せず）を成膜し、さらに銅のシ−ド膜を成膜し、さらに電解メッキにより配線溝１５５およびヴィアホール１５４内を埋め込むように銅膜１５６を形成する。その後、化学的機械研磨法によって、酸化シリコン膜１４５上の余剰な銅膜１５６、バリアメタル膜を研磨除去する。このとき、酸化シリコン膜１４５表層も研磨除去される。このようにして、配線溝１５５内に第２層配線１５７およびヴィアホール１５３内に第２層配線１３７に接続するプラグ１５８が形成される。その後、酸化シリコン膜１４５上に第２層配線１５７を被覆するキャップ膜（図示せず）を、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）膜を７０ｎｍの厚さに成膜して形成する。
【００８０】
ここで上記第３配線層のマスクを図２０に示す。図２０に示すように、第３配線層のマスク７４には、抜きパターンで形成される配線パターン７４１が形成されており、各配線パターン７４１は、例えば幅が１８０ｎｍであり、設計値での配線長手方向の間隔が１８０ｎｍ、マスク上の配線パターン先端は設計値の配線パターンの先端より５０ｎｍ長く形成されている。また配線幅方向の配線間隔が１８０ｎｍになっている。
【００８１】
このときの平面レイアウト図を図２１によって説明する。図２１は、酸化シリコン膜１２５とキャップ膜１３９との界面をキャップ膜１３９側から酸化シリコン膜１２５方向（下方向）に見た図である。図２１に示すように、第２層配線１３７は、第２配線層パターン１３７１、第３ヴィアホ−ル層１３７２パターンおよび第２ヴィアホ−ル層パターン１３７３の論理和となって形成される。そして、図面丸印内に×印を記載した部分は第３ビアホ−ル１５８が落ちる位置になる。
【００８２】
次に、アライメント系統図を、図２２によって説明する。なお、以下の説明で用いた数値は一例であって、露光装置の精度、設計寸法等によって適宜変更することができる。
【００８３】
図２２に示すように、矢印は、直接合わせを示し、矢印の先の層に矢印の元の層を合わせることを意味する。精度は３σで５５ｎｍである。１本の点線の両端にあたる層は、間接合わせの関係にあり、精度は直接合わせの２乗和平均で３σ＝７８ｎｍになる。２本の点線の両端にあたる層は、３重間接合わせの関係にあり、精度は直接合わせの２乗を３つ足し、平方根を取った値で３σ＝９５ｎｍになる。＜＞内に記載された層は、その本体を形成するための露光を示し、（）内に記載された層は配線に付加するためのヴィアホ−ル層の露光を示す。また、図面ではヴィアホールをヴィアと略記した。
【００８４】
配線とヴィアホ−ルとの接続面積が厳しいところは、＜第３ヴィアホ−ル層＞と＜第２配線層＞とである。＜第２配線＞には、（第３ヴィアホ−ル層）が付加されているので、実質的には、＜第３ヴィアホ−ル層＞と（第３ヴィアホ−ル層）との接触面積が問題となる。付加的な（第３ヴィアホ−ル層）のホ−ル径は１８０ｎｍで、そこに落ちる＜第３ヴィアホ−ル層＞のホ−ル径は、加工変換差がついて１４０ｎｍになる。
【００８５】
図２３は、一対の、付加的な（第３ヴィアホ−ル層）のヴィアホ−ル２３１とそこに落ちる＜第３ヴィアホ−ル層＞のヴィアホ−ル２３２との位置関係を示したものである。左図は位置ずれがないとき、右図は位置ずれが９５ｎｍあるときを示す。位置ずれが９５ｎｍあっても、重なりの長さは６５ｎｍあり、所望する接触面積を確保することができた。
【００８６】
配線とヴィアホ−ルとの電気的耐圧が厳しいと思われるところは、＜第３ヴィアホ−ル層＞と＜第２ヴィアホ−ル層＞とである。図２４に示すように、＜第３ヴィアホ−ル層＞のヴィアホ−ル２４２と隣接した＜第２ヴィアホ−ル層＞のヴィアホ−ル２４１との間隔が問題となる。＜第３ヴィアホ−ル層＞のヴィアホ−ル２４２と隣接した＜第２ヴィアホ−ル層＞のヴィアホ−ル２４１とのピッチは３６０ｎｍで、＜第２ヴィアホ−ル層＞のヴィアホ−ル２４１の直径は１８０ｎｍで、＜第３ヴィアホ−ル層＞のヴィアホ−ル２４２の直径は１４０ｎｍである。＜第３ヴィアホ−ル層＞と＜第２ヴィアホ−ル層＞とは、３重間接合わせの関係にあり、９５ｎｍ位置ずれすることがある。しかし、９５ｎｍ位置ずれしても、＜第３ヴィアホ−ル層＞のヴィアホ−ル２４２と隣接した＜第２ヴィアホ−ル層＞のヴィアホ−ル２４１との間隔は１０５ｎｍあり、電気的耐圧の観点からは問題がない。
【００８７】
また、＜第２ヴィアホ−ル層＞のヴィアホ−ルと隣接する配線に付加した（第３ヴィアホ−ル層）のヴィアホ−ルとは２重間接合わせの関係にあるので、７８ｎｍの位置ずれがありえる。しかし、位置ずれがないときの最小間隔は１８０ｎｍなので、位置ずれが７８ｎｍあっても、この２つのヴィアホ−ルの間隔は１０２ｎｍ確保できるので、電気的耐圧の観点からは問題がない。
【００８８】
以上により、接続抵抗が高すぎることはなく、また電気的耐圧も確保できて、良好にデュアルダマシンの多層配線構造を形成することができる。
【００８９】
次に、第２実施例を図２５〜図２７よって説明する。ここでは、マスクパターンおよび位置ずれ測定方法を説明する。
【００９０】
第３ヴィアホ−ル層本体を形成するための第３ヴィアホ−ル層をレジストに転写したときに、第２配線層との第３ヴィアホ−ル層との位置ずれを測定する。このとき、第２配線層においては、図２５（１）に示すように、すなわち、例えば５０μｍ×５０μｍの方形の抜きパタ−ンを用いる。この第２配線層の位置ずれ測定パターン４１は、方形の抜きパタ−ンで形成される。すなわち、例えば５０μｍ×５０μｍの方形の抜きパタ−ンで形成される。一方、第３ヴィアホール層においては、図２５（２）に示すように、第３ヴィアホール層の露光マスクに形成される第３ヴィアホ−ル層の位置ずれ測定パターン４２を用いる。この第３ヴィアホ−ル層の位置ずれ測定パターン４２は方形の抜きパタ−ンで形成され、位置ずれ測定パターン４２は、位置ずれ測定パターン４１よりも小さく形成されている。すなわち、例えば２５μｍ×２５μｍの方形の抜きパタ−ンで形成される。ここでの値は、基板上に縮小投影したときの値に換算したものである。また、図面塗りつぶされたところが遮光部で、白抜きのパターンは、光を１００％透過する抜きパターンである。
【００９１】
このときの断面図の一例を図２６の概略構成断面図によって説明する。図２６に示すように、絶縁膜２７１には銅からなる第２配線層の位置ずれ測定マーク２７２が形成されている。この絶縁膜２７１は、前記図１２によって説明した絶縁膜と同様の構成を有する。すなわち、層間絶縁膜１２１上に、エッチング停止層１２２、酸化シリコン（ＳｉＯ）膜１２３、有機膜（例えばポリアリルエ−テル系の有機高分子膜）１２４、酸化シリコン（ＳｉＯ）膜１２５が積層されている。上記位置ずれ測定マーク２７２は、前記図２５（１）で説明した位置ずれ測定パターン４１を転写して形成されたものであり、有機膜１２４と酸化シリコン膜１２５とに溝配線構造で形成されている。
【００９２】
さらに、絶縁膜２７１上には位置ずれ測定マーク２７２を覆う絶縁膜２７３が形成されている。この絶縁膜２７３は、前記図１９によって説明した絶縁膜と同様の構成を有する。すなわち、酸化シリコン膜１２５上に、エッチング停止層１４２、酸化シリコン（ＳｉＯ）膜１４３、有機膜（例えばポリアリルエ−テル系の有機高分子膜）１４４、酸化シリコン（ＳｉＯ）膜１４５が積層されている。さらに、反射防止膜１４７が形成され、レジスト膜１４８が形成されている。このレジスト膜１４８には、前記図２５（２）で説明した位置ずれ測定パターン４２を転写して形成された抜きパターン１４９が形成されている。
【００９３】
次に、図２７（１）に、配線層とヴィアホ−ル層との位置ずれを測定するときの位置ずれ測定マ−クの相対位置を平面レイアウト図により示す。また図２７（２）には、図２７（１）中のＪ−Ｊ線断面位置で、光学式位置ずれ測定装置で測定した位置ずれ測定マ−クの波形を示す。
【００９４】
図２７（１）に示すように、位置ずれ測定マ−ク２７２と、上記レジスト膜１４７に形成されたヴィアホ−ル本体を形成するためのヴィアホ−ル層の位置ずれ測定マ−ク１４９とが平面レイアウト図で見て重なってはいるものの、図２７（２）に示すように、光学式位置ずれ測定装置で測定した位置ずれ測定マーク１４９の波形１４９１が位置ずれ測定マ−ク２７２の波形２７２２に対してきれいな立ち上がりを示している。このため、位置ずれ測定が正確にできる。これは、第２配線層とともに付加的に露光したときの第３ヴィアホ−ル層の位置ずれ測定マ−クは、配線層の位置ずれ測定マ−ク２７２の内側に入るので、パタ−ンとしては形成されないためである。
【００９５】
次に、第３実施例を図２８よって説明する。
【００９６】
前記第１実施例では、同一のレジストに、第２配線層と第３ヴィアホ−ル層を露光転写した。この第３実施例では、レジスト膜に第２配線層のパターンだけ露光転写し、その後エッチング工程で、レジスト膜下層に形成されているハ−ドマスク膜に、レジスト膜に転写形成された第２配線層のパターンを刻む。次に、反射防止膜、レジストを再度塗布して、第３ヴィアホ−ル層を露光転写する。そして、エッチング工程で、上記ハードマスク膜に、第３ヴィアホ−ル層のパターンを刻む。
【００９７】
前記第１実施例では、同一レジスト膜に、一度に第２配線層と第３ヴィアホ−ル層との各パターンを露光転写してから、そのレジスト膜をマスクにしてハ−ドマスク膜をエッチングした。この第３実施例では、第２配線層と第３ヴィアホ−ル層とを、２回に分けて露光転写して、ハ−ドマスク膜をエッチングする。第３実施例ではレジスト塗布、現像工程の回数が増える。しかし、個別に露光、現像を行うので、線幅制御が容易になる。
【００９８】
第３ヴィアホ−ル層を露光転写するときは、ハ−ドマスク膜に形成した、第２配線層の位置ずれマ−クに合わせる。このときの、アライメント系統図を、図２８に示す。
【００９９】
図２８に示すように、矢印は、直接合わせを示し、矢印の先の層に矢印の元の層を合わせることを意味する。精度は３σで５５ｎｍである。１本の点線の両端にあたる層は、間接合わせの関係にあり、精度は直接合わせの２乗和平均で３σ＝７８ｎｍになる。２本の点線の両端にあたる層は、３重間接合わせの関係にあり、精度は直接合わせの２乗を３つ足し、平方根を取った値で３σ＝９５ｎｍになる。＜＞内に記載された層は、その本体を形成するための露光を示し、（）内に記載された層は配線に付加するためのヴィアホ−ル層の露光を示す。なお、図面ではヴィアホールをヴィアと略記した。
【０１００】
＜第２ヴィアホ−ル層＞のヴィアホ−ルと隣接する配線に付加した（第３ヴィアホ−ル層）のヴィアホ−ルとは３重間接合わせの関係にあるので、９５ｎｍの位置ずれがありえる。しかし、位置ずれがないときの最小間隔は１８０ｎｍなので、位置ずれが９５ｎｍあっても、この２つのヴィアホ−ルの間隔は８５ｎｍ確保できるので、電気的耐圧の観点からは問題がない。
【０１０１】
また、＜第３ヴィアホ−ル層＞と＜第２ヴィアホ−ル層＞とは、３重間接合わせの関係にあり、９５ｎｍ位置ずれすることがある。＜第３ヴィアホ−ル層＞のヴィアホ−ルと隣接した＜第２ヴィアホ−ル層＞のヴィアホ−ルとの間隔が問題となる。ピッチは３６０ｎｍで、＜第２ヴィアホ−ル層＞のヴィアホ−ルの直径は１８０ｎｍで、＜第３ヴィアホ−ル層＞のヴィアホ−ル径は１４０ｎｍである。しかし、９５ｎｍ位置ずれしても、＜第３ヴィアホ−ル層＞のヴィアホ−ルと隣接した＜第２ヴィアホ−ル層＞のヴィアホ−ルとの間隔は１０５ｎｍあり、電気的耐圧の観点からは問題がない。
【０１０２】
配線とヴィアホ−ルとの接続面積が厳しいところは、＜第３ヴィアホ−ル層＞と＜第２配線層＞である。＜第２配線＞には、（第３ヴィアホ−ル層）が付加されているので、実質的には、＜第３ヴィアホ−ル層＞と（第３ヴィアホ−ル層）との接触面積が問題となる。付加的な（第３ヴィアホ−ル層）のホ−ル径は１８０ｎｍで、そこに落ちる＜第３ヴィアホ−ル層＞のホ−ル径は、加工変換差がついて１４０ｎｍになる。第３ヴィアホ−ル層＞と（第３ヴィアホ−ル層）とは、２重間接合わせの関係にあるので、７８ｎｍ位置ずれする可能性があるが、接触長さは８３ｎｍあり、所望する接触面積を十分確保することができた。
【０１０３】
次に、第４実施例を図２９および図３０よって説明する。
【０１０４】
まず、露光マスクに形成される位置ずれ測定パターンを、図２９によって説明する。第２配線層と第３ヴィアホ−ル層との位置ずれを測定するときの、位置ずれ測定用パターンを、第２配線層に対しては、図２９（１）に示すように、配線層の露光マスクに形成される配線層の位置ずれ測定パターン５１は、方形の抜きパタ−ン５１１と、方形の抜きパターン５１１の外側４辺に所定距離を離して形成された一般的に使われているバー型の抜きパターン５１２〜５１５とからなる。方形の抜きパタ−ン５１１は、例えば５０μｍ×５０μｍの抜きパタ−ンで形成され、バー型の抜きパターン５１２〜５１５は、方形の抜きパターン５１１から１０μｍ離して、幅１０μｍのバー型の抜きパタ−ンで形成されている。そして第３ヴィアホールに対しては、図２９（２）に示すように、ヴィアホール層の露光マスクに形成されるヴィアホ−ル層の位置ずれ測定パターン５２は、いわゆる一般的に使われているバー型の測定パターンであって、２５μｍ×２５μｍの正方形内に収まるように、かつこの正方形の各４辺にそって直線状の抜きパターン５２１〜５２４が一本ずつ配置されている。この位置ずれ測定パターン５２１〜５２４は、幅０．５μｍのバー型抜きパターンで形成され、隣接するバー型抜きパターンとは１μｍ離されて形成されている。したがって、位置ずれ測定パターン５２は位置ずれ測定パターン５１の方形の抜きパターン５１１内に収まる。
【０１０５】
上記位置ずれ測定マ−ク５１、５２を用いて本発明の露光方法を実施した場合を図３０によって説明する。図３０（１）には、配線層とヴィアホ−ル層との位置ずれを測定するときの位置ずれ測定マ−クの相対位置を平面レイアウト図により示す。図３０（２）には、図３０（１）中のＦ−Ｆ線断面図を示す。また図３０（３）には、図３０（１）中のＧ−Ｇ線断面位置で、光学式位置ずれ測定装置で測定した位置ずれ測定マ−クの波形を示す。
【０１０６】
図３０（２）に示すように、前記図１２によって説明したのと同様な絶縁膜が形成される。すなわち、層間絶縁膜１２１上に、エッチング停止層１２２、酸化シリコン膜１２３、有機膜１２４、酸化シリコン膜１２５、ハードマスク膜１２６が順に成膜されている。さらに、ハードマスク膜１２６上には反射防止膜１２７、レジスト膜１２８が形成されている。上記ハードマスク膜１２６には、第２配線層のパターンとともに位置ずれ測定パターン５１１〜５１５が転写され、開口パターンからなる位置ずれ測定マーク５３１〜５３５が形成されている。また上記レジスト膜１２８には第３ヴィアホ−ル層のパターンとともに位置ずれ測定パターン５２１〜５２４が転写され、開口パターンからなる位置ずれ測定マーク５４１〜５４４が形成されている。
【０１０７】
図３０（１）に示すように、上記位置ずれ測定マ−ク５３１と、上記レジスト膜２８に形成されたヴィアホ−ル本体を形成するためのヴィアホ−ル層の位置ずれ測定マ−ク５４１〜５４４とが平面レイアウト図で見て重なってはいるものの、図３０（３）に示すように、光学式位置ずれ測定装置で測定した位置ずれ測定マーク５４２、５４４の波形５６２、５６４が、位置ずれ測定マ−ク５３１の波形５５１に対してきれいな立ち上がりを示している。このため、位置ずれ測定が正確にできる。これは、配線層とともに付加的に露光したときの該ヴィアホ−ル層の位置ずれ測定パターン５２１〜５２４は、配線層の位置ずれ測定パターン５１の抜きパターン５１１内側に入るので、パタ−ンとしては形成されないためである。
【０１０８】
次に、第５実施例を図３１よって説明する。
【０１０９】
上記位置ずれ測定パターン５１、５２を用いて本発明の露光方法を実施した場合を図３１によって説明する。図３１（１）には、配線層とヴィアホ−ル層との位置ずれを測定するときの位置ずれ測定マ−クの相対位置を平面レイアウト図により示す。図３１（２）には、図３１（１）中のＦ−Ｆ線断面図を示す。また図３１（３）には、図３１（１）中のＧ−Ｇ線断面位置で、光学式位置ずれ測定装置で測定した位置ずれ測定マ−クの波形を示す。
【０１１０】
図３１（２）に示すように、前記図１２によって説明したのと同様な絶縁膜が形成される。すなわち、層間絶縁膜１２１上に、エッチング停止層１２２、酸化シリコン膜１２３、有機膜１２４、酸化シリコン膜１２５、ハードマスク膜１２６が順に成膜されている。さらに、ハードマスク膜１２６上には反射防止膜１２７、レジスト膜１２８が形成されている。上記有機膜１２４および酸化シリコン膜１２５には、第２配線層のパターンとともに位置ずれ測定パターン５１が転写され、溝配線構造と同様な構造の位置ずれ測定マーク５３（図面では５３３、５３１、５３５）が形成されている。また上記レジスト膜１４８には第３ヴィアホ−ル層のパターンとともに位置ずれ測定パターン５２が転写され、開口パターンからなる位置ずれ測定マーク５４（図面では５４２、５４４）が形成されている。
【０１１１】
図３１（１）に示すように、上記位置ずれ測定マ−ク５３１と、上記レジスト膜２８に形成されたヴィアホ−ル本体を形成するためのヴィアホ−ル層の位置ずれ測定マ−ク５４１〜５４４とが平面レイアウト図で見て重なってはいるものの、図３１（３）に示すように、光学式位置ずれ測定装置で測定した位置ずれ測定マーク５４２、５４４の波形５６２、５６４が、位置ずれ測定マ−ク５３１の波形５５１に対してきれいな立ち上がりを示している。このため、位置ずれ測定が正確にできた。これは、配線層とともに付加的に露光したときの該ヴィアホ−ル層の位置ずれ測定パターン５２は、配線層の位置ずれ測定パターン５１の抜きパターン５１１内側に入るので、パタ−ンとしては形成されないためである。
【０１１２】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の露光方法によれば、配線パターンを形成する際のマスクとして用いるレジスト膜に配線パターンを形成するための露光マスクを用いて配線パターンを露光する工程と、レジスト膜にヴィアホールパターンを形成するための露光マスクを用いてヴィアホールパターンを露光する工程の２工程の露光を行うので、配線パターンにはヴィアホールパターンも一緒に形成できる。したがって、さらに上記ヴィアホールパターンを露光したマスクと同一マスクを用いてヴィアホールを形成する絶縁膜にヴィアホールを形成した場合、予め配線パターンにはヴィアホールパターンも形成されているため、ヴィアホールはヴィアホールパターンとの合わせずれのみ考慮されればよい。このため、配線パターンとヴィアホールとの接続面積が十分に取れるようになり、設計値通りのコンタクト抵抗が得られ、また配線とこれに隣接するヴィアホールとの電気的耐圧が十分に確保できる。よって、配線パターンとヴィアホールとの接続面積が狭くなり、コンタクト抵抗が増大する問題や、配線とこれに隣接するヴィアホールとの電気的耐圧の減少という問題が解決できる。これにより、有機系層間絶縁膜を用いた微細なデュアルダマシン配線構造を容易に作製できる。また高度に集積した半導体装置が容易に作製できる。さらに、消費電力が低く、かつ高速に作動する半導体装置が容易に作製できる。
【０１１３】
本発明の半導体装置の製造方法によれば、層間絶縁膜上にハードマスクを形成する工程と、ハ−ドマスクに配線パタ−ンを形成する工程と、ハ−ドマスクにヴィアホールパタ−ンを形成する工程とを行うことにより、ハ−ドマスクに、配線パタ−ンとヴィアホ−ルパタ−ンとの論理和になるパタ−ンを形成するので、配線層にヴィアホール層を形成する際には、露光装置起因の合わせずれのみを考慮すればよい。このため、配線パターンとヴィアホールとの接続面積が十分に取れるようになり、設計値通りのコンタクト抵抗が得られ、また配線とこれに隣接するヴィアホールとの電気的耐圧が十分に確保できる。よって、配線パターンとヴィアホールとの接続面積が狭くなり、コンタクト抵抗が増大する問題や、配線とこれに隣接するヴィアホールとの電気的耐圧の減少という問題が解決できる。これにより、有機系層間絶縁膜を用いた微細なデュアルダマシン配線構造を容易に作製できる。また高度に集積した半導体装置が容易に作製できる。さらに、消費電力が低く、かつ高速に作動する半導体装置が容易に作製できる。
【０１１４】
本発明のマスクパターンによれば、配線層を露光する際に一緒に露光される配線層の位置ずれ測定パターンは抜きパターンで形成され、ヴィアホール層を露光する際に一緒に露光されるヴィアホール層の位置ずれ測定パターンは少なくともその一つが抜きパターン内に配置されるので、本発明の露光方法を行う際に、配線層の位置ずれ測定パターンとヴィアホール層の位置ずれ測定パターンとによって、正確な位置ずれ測定が行えるようになる。これにより、有機系層間絶縁膜を用いた微細なデュアルダマシン配線構造を容易に作製できる。また高度に集積した半導体装置が容易に作成できる。さらに、消費電力が低く、かつ高速に作動する半導体装置が容易に作製できる。
【０１１５】
本発明の位置ずれ測定方法によれば、配線層を露光する際に一緒に露光される配線層の位置ずれ測定パターンは抜きパターンで形成され、ヴィアホール層を露光する際に一緒に露光されるヴィアホール層の位置ずれ測定パターンは少なくともその一つが抜きパターン内に配置されることから、本発明の露光方法を行う際に、配線層の位置ずれ測定パターンとヴィアホール層の位置ずれ測定パターンとによって、正確な位置ずれ測定が行えるようになる。これにより、有機系層間絶縁膜を用いた微細なデュアルダマシン配線構造を容易に作製できる。また高度に集積した半導体装置が容易に作成できる。さらに、消費電力が低く、かつ高速に作動する半導体装置が容易に作製できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の露光方法に係る一実施の形態を示す概略構成断面図である。
【図２】上記レジスト膜に形成された配線パターンとヴィアホールパターンとの合わせを示す平面レイアウト図である。
【図３】従来の配線層の位置ずれ測定パターンとヴィアホール層の位置ずれ測定パターンとを示す平面レイアウト図である。
【図４】従来の配線層とヴィアホール層との位置ずれ測定パターンを転写して得られた位置ずれ測定マ−クを示す平面レイアウト図、Ｄ−Ｄ線断面図および位置ずれ測定マ−クの出力波形図である。
【図５】従来の配線層とヴィアホール層との位置ずれ測定パターンを転写して得られた位置ずれ測定マ−クを示す平面レイアウト図、Ｅ−Ｅ線断面図および位置ずれ測定マ−クの出力波形図である。
【図６】本発明の配線層の位置ずれ測定パターンとヴィアホール層の位置ずれ測定パターンとを示す平面レイアウト図である。
【図７】本発明の配線層とヴィアホール層との位置ずれ測定パターンを転写して得られた位置ずれ測定マ−クを示す平面レイアウト図、概略構成断面図および位置ずれ測定マ−クの出力波形図である。
【図８】本発明の配線層の位置ずれ測定パターンとヴィアホール層の位置ずれ測定パターンとを示す平面レイアウト図である。
【図９】本発明の配線層とヴィアホール層との位置ずれ測定パターンを転写して得られた位置ずれ測定マ−クを示す平面レイアウト図、概略構成断面図および位置ずれ測定マ−クの出力波形図である。
【図１０】本発明の配線層の位置ずれ測定パターンとヴィアホール層の位置ずれ測定パターンとを示す平面レイアウト図である。
【図１１】本発明の配線構造を説明する平面レイアウトおよびＨ−Ｈ線断面図である。
【図１２】本発明の半導体装置の製造方法の一実施の形態を示す概略構成断面図である。
【図１３】第２配線層のマスクおよび第３ヴィアホール層のマスクを示す平面レイアウト図である。
【図１４】第２配線層のマスクおよび第３ヴィアホール層のマスクを用いて露光した後の第２配線層と第３ヴィアホール層との合わせを示す平面レイアウト図である。
【図１５】本発明の半導体装置の製造方法の一実施の形態を示す概略構成断面図である。
【図１６】第２ヴィアホール層のマスクを示す平面レイアウト図である。
【図１７】本発明の半導体装置の製造方法の一実施の形態を示す概略構成断面図である。
【図１８】第２配線層パターン、第３ヴィアホ−ル層パターンおよび第２ヴィアホ−ル層パターンからなる第２層配線を示す平面レイアウト図である。
【図１９】本発明の半導体装置の製造方法の一実施の形態を示す概略構成断面図である。
【図２０】第３配線層のマスクのマスクを示す平面レイアウト図である。
【図２１】第２配線層パターン、第３ヴィアホ−ル層パターンおよび第２ヴィアホ−ル層パターンからなる第２層配線への第３ヴィアホール層の位置を示す平面レイアウト図である。
【図２２】本発明の露光方法を用いた場合のアライメント系統図である。
【図２３】付加的な（第３ヴィアホ−ル層）のヴィアホ−ルとそこに落ちる＜第３ヴィアホ−ル層＞のヴィアホ−ルとの位置関係を示す平面レイアウト図である。
【図２４】＜第３ヴィアホ−ル層＞のヴィアホ−ルと隣接した＜第２ヴィアホ−ル層＞のヴィアホ−ルとの位置関係を示す平面レイアウト図である。
【図２５】本発明の配線層の位置ずれ測定パターンとヴィアホール層の位置ずれ測定パターンとを示す平面レイアウト図である。
【図２６】本発明の実施例に係わる半導体装置の製造方法の一実施例を示す概略構成断面図である。
【図２７】本発明の実施例に係わる配線層とヴィアホール層との位置ずれ測定パターンを転写して得られた位置ずれ測定マ−クを示す平面レイアウト図および位置ずれ測定マ−クの出力波形図である。
【図２８】本発明の露光方法を用いた場合のアライメント系統図である。
【図２９】本発明の配線層の位置ずれ測定パターンとヴィアホール層の位置ずれ測定パターンとを示す平面レイアウト図である。
【図３０】本発明の実施例に係わる配線層とヴィアホール層との位置ずれ測定パターンを転写して得られた位置ずれ測定マ−クを示す平面レイアウト図、Ｇ−Ｇ線断面図および位置ずれ測定マ−クの出力波形図である。
【図３１】本発明の実施例に係わる配線層とヴィアホール層との位置ずれ測定パターンを転写して得られた位置ずれ測定マ−クを示す平面レイアウト図、Ｆ−Ｆ線断面図および位置ずれ測定マ−クの出力波形図である。
【図３２】先溝タイプのデュアルダマシン法による配線構造の製造工程を示す概略構成断面図である。
【図３３】第２層配線パターンと第２層ヴィアホールパターンとの合わせを説明する平面図およびＡ−Ａ線断面図である。
【図３４】露光で形成した解像度不足の配線の先端部を示す平面レイアウト図である。
【図３５】第１層配線パターン先端部と第２層ヴィアホ−ルパターンとの合わせを説明する平面レイアウト図である。
【図３６】配線端に修飾パターンを形成した露光マスクの平面レイアウト図である。
【図３７】配線端に修飾パターンを形成した露光パターンの平面レイアウト図である。
【図３８】修飾パターンを形成した第２層配線パターンと第２層ヴィアホールパターンとの合わせを説明する平面レイアウト図である。
【図３９】配線構造を説明する平面レイアウトおよびＢ−Ｂ線断面図である。
【図４０】第２層配線先端にハンマーヘッド修飾パタ−ンを付けずに形成したときの第２層配線の形状を示す平面レイアウト図およびＣ−Ｃ線断面図である。
【図４１】マスク配線パターンの平面レイアウト図である。
【図４２】ハンマーヘッド修飾パターンを設けたマスク配線パターンの平面レイアウト図である。
【図４３】ハンマーヘッド修飾パターンを設けたマスク配線パターンの平面レイアウト拡大図である。
【図４４】ハンマーヘッド修飾パターンを設けたマスク配線パターンを露光した後のパターンの平面レイアウト図である。
【図４５】第２層ヴィアホ−ルと第２層配線との合わせを説明する平面レイアウト図である。
【符号の説明】
１１…レジスト膜、３１…配線パターンを形成するための露光マスク、３２…配線パターン、３３…ヴィアホールパターンを形成するための露光マスク、３４…ヴィアホールパターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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