JPH0355973B2 - - Google Patents

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JPH0355973B2
JPH0355973B2 JP57227602A JP22760282A JPH0355973B2 JP H0355973 B2 JPH0355973 B2 JP H0355973B2 JP 57227602 A JP57227602 A JP 57227602A JP 22760282 A JP22760282 A JP 22760282A JP H0355973 B2 JPH0355973 B2 JP H0355973B2
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JP
Japan
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film
etching
photoresist
semiconductor substrate
mark
Prior art date
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JP57227602A
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English (en)
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JPS59121836A (ja
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P95/00Generic processes or apparatus for manufacture or treatments not covered by the other groups of this subclass

Landscapes

  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の技術分野 本発明は、半導体装置の製造方法に関するもの
であり、より詳しく述べるならば、電子ビーム露
光用位置合せマークの形成方法に関するものであ
る。
(2) 技術の背景 半導体装置、特に、LSIなどにおいては高集積
度化のためにパターン寸法の微細化が図られ、そ
のために電子ビーム露光技術(電子ビームリソグ
ラフイ技術)が採用されるようになつてきた。電
子ビームで描画する際には位置合せが非常い重要
であり、位置合せマークの検出を正確に行なう必
要がある。一般的に位置合せマークにはウエハマ
ークとチツプマークとがあり、比較的大きいウエ
ハマークは半導体ウエハの外周近くに形成され、
ウエハの取付け誤差およびウエハの伸縮を測定す
るのに役立ち、一方、チツプマークは各チツプご
とに3個程度形成され、ビームとマークとの相対
位置誤差および回転誤差を検出するに役立つてい
る。
(3) 従来技術と問題点 例えば、ゲートアレイなどでの配線のマスター
スライス化に伴ない配線工程で電子ビーム露光を
利用するようになつてきた。この場合に、従来
は、位置合せマークを次のようにして電極窓形成
時に形成されている。すなわち、第1図に示すよ
うに半導体基体(シリコンウエハ)1上の絶縁膜
(SiO2膜)2の上にホトレジストを塗布し、電極
窓および位置合せマーク用のマスクパターンを用
いて露光し、現像してホトレジスト膜3を形成す
る。このホトレジスト膜3をマスクとして絶縁膜
2を選択的にエツチングして電極窓4およびマー
クパターン窓5を形成する。次に、別のホトレジ
ストを塗布し、マークパターン窓5の上方でマー
クパターンより大きい部分のみを露光現像によつ
て除去したホトレジスト層6を形成する(第2
図)。したがつて、マーク形成部分以外をホトレ
ジスト層6で覆う。そして、異方性ドライエツチ
ング(例えば、リアクテイブイオンエツチング)
によつてマスクパターン窓5内に露出している半
導体基体1のシリコンを選択的にエツチング除去
して溝7(第3図)を形成する。この溝7が位置
合せマークであり、電子ビームによつてこのマー
クを走査すると段差部にて反射信号が変化してマ
ークの検出が行なわれる。S/Nのよい反射信号
を得るためには半導体基体1に形成するマークの
溝7の深さが約3μm程度で、溝7の側面が垂直
に近いほうが好ましい。
しかしながら、リアクテイブイオンエツチング
では半導体基体1のシリコンと同時にシリコンの
エツチレートより小さいエツチレートであるがホ
トレジスト膜3,6および絶縁膜2のSiO2がエ
ツチングされるので、オーバエツチング的にエツ
チング処理を行なうと、第4図に示すようなるこ
ととがある。特に、絶縁膜(SiO2膜)2の厚さ
が約0.3μmと比較的薄いならば、この絶縁膜2が
エツチング除去されてしまい、側面に段差のある
溝8が形成される。このためにS/Nの良い反射
信号が得られない。さらに、ホトレジスト膜を2
層とするために、はじめのホトレジスト膜3には
ポジ形レジストを使用できないという制約があ
る。これはポジ形ホトレジスト膜の上にポジ形レ
ジストを塗布したときに塗布レジストの溶剤によ
つて溶解してしまうためであり、また、ネガ形レ
ジストを塗布したときにはネガ形レジストの現像
時に現像剤に溶解してしまうからである。
(4) 発明の目的 本発明の目的は、S/Nの良い反射信号を得る
ことのできる電子ビーム露光用位置合せマークを
形成することである。
(5) 発明の構成 本発明の目的が、所定形状の耐酸化膜を半導体
基体上に形成し、該半導体基体の該耐酸化膜で覆
われない領域を選択的に酸化して酸化物膜を形成
した後該耐酸化膜を除去し、次いで該半導体基体
の酸化されない領域およびその周囲の該酸化物膜
部分を除いて全面に耐エツチング膜を形成した後
エツチングを行ない、該半導体基体の酸化されな
い領域に溝形状の位置合せマークを形成すること
を含んでなる位置合せマークの形成方法によつて
達成される。
本発明の位置合せマークの形成方法において
は、エツチングすべきマーク形状の半導体基板部
分およびその周囲の比較的厚い酸化物膜(いわゆ
るフイールド酸化膜)は露出しており、ドライエ
ツチング時にこの酸化物膜も多少エツチングされ
てしまうがその厚さが十分にあるのでマスクとし
て働く。
(6) 発明の実施態様 以下、添付図面を参照して本発明の実施態様例
によつて本発明をより詳細に説明する。
第5図に示すように半導体シリコン基板(シリ
コンウエハ)11上に選択酸化のための耐酸化膜
12を電子ビーム露光用位置合せマーク形状に形
成する。このためには、まず、シリコン基板11
を熱酸化して薄い酸化(SiO2)膜13を形成し、
その上に窒化(Si3N4)膜14をCVD法によつて
形成する。次に、ホトレジストを塗布し、集積回
路(IC)の素子を規定するパターンおよび位置
合せマークのパターンを有するホトマスクを使用
して露光し、現像してホトレジスト膜(図示せ
ず)を形成する。このホトレジスト膜をマスクと
して窒化膜14および酸化膜13を選択エツチン
グする。なお、第5図ないし第12図においては
位置合せマークを形成する部分のみを示す。
耐酸化膜12をマスクとしてシリコン基板11
をエツチングしてから、熱酸化処理によつて比較
的厚い酸化物(SiO2)膜15(第6図)を形成
する。この酸化物膜15はフイールド酸化膜と呼
ばれるもので、Isoplanar方式又はoxide
Surrounded Transiston方式などの
ComposedMosk方式で集積回路を製造する場合
の厚い酸化膜であることは好ましい。シリコン基
板11のエツチング深さは、厚い酸化物膜15の
表面が酸化されずにあるシリコン基板11の表面
とほぼ高さとなるよう設定する。
次に、シリコン基板11の図示していない所定
領域に回路素子であるバイポーラトランジスタ、
MOSFET、拡散抵抗などの不純物導入領域を通
常の製造工程にしたがつて形成し、電極窓形成と
同時に第7図に示すようにシリコン基板11のマ
ーク形状部分を露出させる。
ホトレジストを全面に塗布し、位置合せマーク
部分に対して位置合せ余裕をとつたパターンのホ
トマスクで露光し、現像して第8図に示すように
シリコン基板11の露出部分およびその近傍周囲
の厚い酸化物膜部分を除いてホトレジスト膜16
で覆う。
次に、異方性ドライエツチングである塩素系ガ
ス(CCl4、BCl3、SiCl4又はCl2)のリアクテイブ
イオンエツチングによつて露出しているマーク形
状のシリコン基板部分をエツチングして溝17を
形成する。この溝17が位置合せマークである。
このドライエツチングによつて厚い酸化物膜15
もエツチングされてしまうが、エツチレードがシ
リコンよりも小さいのでエツチング深さはその厚
さに比べて小さい。すなわち、この厚い酸化物膜
15が溝17の形成のためのマスクとして働いて
いる。また、ホトレジスト16を同時にエツチン
グされるが、十分に厚く形成しておくことでホト
レジスト膜16に覆われている部分はエツチング
から保護されている。そしてこのホトレジスト膜
16を適切な溶剤で除去することで電子ビーム露
光用マークが完成する。
上述した実施態様例では位置合せマークである
溝をドライエツチングによつて形成する際に厚い
酸化物膜上にホトレジスト膜を形成していたが、
このホトレジスト膜の代わりにエミツタ領域形成
をウオツシユアウト方式で行なう場合のノンドー
プの多結晶シリコン膜とその上のリン・シリケー
ト・ガラス(PSG)膜との2層膜を使用するこ
とができる。
この場合には、上述した実施態様例の工程と同
様にして第5図および第6図の状態を経て第7図
に示すように厚い酸化物膜15を形成し、シリコ
ン基板11のマーク形状部分を露出させる。次
に、ノンドープの多結晶シリコン膜21(厚さ約
0.1μmをCVD法でもつて全面に形成する(第1
0図)。この多結晶シリコン膜21の上にPSG膜
22(厚さ0.5〜1.0μm)をCVD法でもつて全面
に形成する。ホトレジストをPSG膜22の上に
塗布し、第8図でのホトレジスト膜16を形成す
るのに使用したホトマスクでもつて露光し、現像
して、ホトレジスト膜23を形成する(第10
図)。
このホトレジスト膜23をマスクとしてPSG
膜22および多結晶シリコン膜21をウエツトエ
ツチング法(緩衝HF溶液−PSG)およびドライ
エツチング法(CF4等−poly si)で選択エツチン
グして第11図に示すようにシリコン基板11の
マーク部分およびその近傍周囲の厚い酸化物膜1
5を露出させる。この露出部分以外は多結晶シリ
コン膜21およびPSG膜22で覆われている。
次に、上述の実施態様例と同じ異方性ドライエ
ツチング(リアクテイブイオンエツチング)によ
つて露出しているマーク形状のシリコン基板部分
を選択的に除去して溝24(第12図)を形成す
る。この溝24が電子ビーム露光用位置合せマー
クであり、第9図の場合と同様に厚い酸化物膜1
5はエツチングされにもかかわらず残在するので
溝17の形成のためのマスクとして働く。また、
PSG膜22も同時にエツチングされるがエツチ
レートがシリコンのエツチレートよりも小さいの
で第12図のように残る。この後で、通常の工程
にしたがつてPSG膜23を所定の拡散領域上の
みに残すようにホトエツチング法で選択エツチン
グする。そして、加熱処理によつてPSG膜23
中のリンをシリコン基板11内へ拡散させてエミ
ツタ(N型)領域(図示せず)を形成する。この
PSG膜をウオツシユアウトし、所定の電極窓を
開けてから配線(図示せず)を電子ビーム露光を
利用して形成する。
(7) 発明の効果 本発明の位置合せマーク形成方法によつて、
S/Nのよい反射信号を得ることのできる深い溝
形状マークが形成できる。比較的厚い酸化物膜を
溝マークのエツチングの際にマスクとしているの
で、従来の場合よりもドライエツチング条件の範
囲が広くなる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は、従来の電子ビーム露光
用位置合せマークの形成方法を説明する半導体装
置の部分断面図であり、第4図は従来の位置合せ
マーク形成方法での欠点を説明するための半導体
装置の部分断面図であり、第5図ないし第9図は
本発明の位置合せマーク形成方法の実施態様例を
説明する半導体装置の部分断面図であり、第10
図ないし第12図は別の実施例態様例を説明する
半導体装置の部分断面図である。 1……半導体基板、2……絶縁膜、3……ホト
レジスト膜、5……マークパターン窓、6……ホ
トレジスト膜、7,8……溝(位置合せマーク)、
11……半導体基板、12……耐酸化膜、15…
…厚い酸化物膜、16……ホトレジスト膜、17
……溝、22……PSG膜、24……溝。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 所定形状の耐酸化膜を半導体基体上に形成
    し、該半導体基体の該耐酸化膜で覆われない領域
    を選択的に酸化して酸化物膜を形成した後該耐酸
    化膜を除去し、次いで該半導体基体の酸化されな
    い領域およびその周囲の該酸化物膜部分を除いて
    全面に耐エツチング膜を形成した後エツチングを
    行ない、該半導体基体の酸化されない領域に溝形
    状の位置合せマークを形成することを含んでなる
    位置合せマークの形成方法。 2 前記耐エツチング膜がレジスト膜であことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の形成方
    法。 3 前記耐エツチング膜がノンドープの多結晶シ
    リコン膜とリン・シリケート・ガラス膜とからな
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    形成方法。
JP57227602A 1982-12-28 1982-12-28 位置合せマ−クの形成方法 Granted JPS59121836A (ja)

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JPS59121836A JPS59121836A (ja) 1984-07-14
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JP2767594B2 (ja) * 1988-11-16 1998-06-18 富士通株式会社 半導体装置の製造方法
JPH02230718A (ja) * 1989-03-03 1990-09-13 Nec Corp 目合わせマークおよびその作製方法

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