JPH11162935A - 単結晶半導体の異方性エッチング加工方法 - Google Patents
単結晶半導体の異方性エッチング加工方法Info
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- JPH11162935A JPH11162935A JP32172897A JP32172897A JPH11162935A JP H11162935 A JPH11162935 A JP H11162935A JP 32172897 A JP32172897 A JP 32172897A JP 32172897 A JP32172897 A JP 32172897A JP H11162935 A JPH11162935 A JP H11162935A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フォトマスクを事前に評価したミスアングル
だけ回動して異方性エッチング加工を実施する単結晶半
導体の異方性エッチング加工方法を提供する。 【解決手段】 単結晶半導体に異方性エッチングを施す
に際して、単結晶半導体１に形成されるオリフラ１２と
単結晶半導体の結晶方向のなすミスアングルθを事前に
評価しておき、オリフラアライメントマーカ３２が表示
されると共にこれに平行に溝パターン３１が転写されて
いるフォトマスク３’を単結晶半導体に適用してオリフ
ラ１２に対してオリフラアライメントマーカ３２を平行
に調整し、次いで、フォトマスク３’を事前に評価した
ミスアングルだけ回動して結晶方向１３に対してオリフ
ラアライメントマーカ３２を平行に調整する単結晶半導
体の異方性エッチング加工方法。
だけ回動して異方性エッチング加工を実施する単結晶半
導体の異方性エッチング加工方法を提供する。 【解決手段】 単結晶半導体に異方性エッチングを施す
に際して、単結晶半導体１に形成されるオリフラ１２と
単結晶半導体の結晶方向のなすミスアングルθを事前に
評価しておき、オリフラアライメントマーカ３２が表示
されると共にこれに平行に溝パターン３１が転写されて
いるフォトマスク３’を単結晶半導体に適用してオリフ
ラ１２に対してオリフラアライメントマーカ３２を平行
に調整し、次いで、フォトマスク３’を事前に評価した
ミスアングルだけ回動して結晶方向１３に対してオリフ
ラアライメントマーカ３２を平行に調整する単結晶半導
体の異方性エッチング加工方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、単結晶半導体の
異方性エッチング加工方法に関し、特に、フォトマスク
を事前に評価したミスアングルだけ回動して結晶方向に
対してオリフラア ライメントマーカを平行に調整し
て高精度な異方性エッチング加工を実施する単 結晶
半導体の異方性エッチング加工方法に関する。
異方性エッチング加工方法に関し、特に、フォトマスク
を事前に評価したミスアングルだけ回動して結晶方向に
対してオリフラア ライメントマーカを平行に調整し
て高精度な異方性エッチング加工を実施する単 結晶
半導体の異方性エッチング加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】単結晶半導体の異方性エッチング加工方
法を図３を参照して一般的に説明しておく。 （１） 単結晶半導体より成るシリコンウェハの表面に
ＳｉＯ2 より成るエッチングマスクを形成したエッチン
グマスク形成シリコンウェハを準備する。
法を図３を参照して一般的に説明しておく。 （１） 単結晶半導体より成るシリコンウェハの表面に
ＳｉＯ2 より成るエッチングマスクを形成したエッチン
グマスク形成シリコンウェハを準備する。
【０００３】（２） エッチングマスク形成シリコンウ
ェハに半導体フォトリソグラフィ技術を施す。 シリコンウェハのエッチングマスク表面にフォトレ
ジストを塗布する。 シリコンウェハに対してフォトマスクをアライメン
トする。 フォトマスク側からシリコンウェハを露光する。
ェハに半導体フォトリソグラフィ技術を施す。 シリコンウェハのエッチングマスク表面にフォトレ
ジストを塗布する。 シリコンウェハに対してフォトマスクをアライメン
トする。 フォトマスク側からシリコンウェハを露光する。
【０００４】 現像する。 （３） ＳｉＯ2 より成るエッチングマスクにエッチン
グ処理を施す。 （４） フォトレジストを除去する。 （５） シリコンウェハに対して異方性エッチング加工
処理を施す。 ここで、以上の一般的な異方性エッチング加工方法を図
４ないし図６を参照して更に具体的に説明するに、図４
（１）において、１は異方性エッチング加工を 施す
前の単結晶半導体であるシリコンウェハを示し、表面は
２により示されるエ ッチングマスクにより被覆され
ている。（ａ）はエッチングマスク２の被覆され た
シリコンウェハ１の上面を示し、（ｂ）は（ａ）の線ｂ
−ｂ’における断面を示す。
グ処理を施す。 （４） フォトレジストを除去する。 （５） シリコンウェハに対して異方性エッチング加工
処理を施す。 ここで、以上の一般的な異方性エッチング加工方法を図
４ないし図６を参照して更に具体的に説明するに、図４
（１）において、１は異方性エッチング加工を 施す
前の単結晶半導体であるシリコンウェハを示し、表面は
２により示されるエ ッチングマスクにより被覆され
ている。（ａ）はエッチングマスク２の被覆され た
シリコンウェハ１の上面を示し、（ｂ）は（ａ）の線ｂ
−ｂ’における断面を示す。
【０００５】図４（２）において、２１はエッチングマ
スク２に形成された窓を示し、シリコンウェハ１に溝を
形成するためのものである。（ａ）はシリコンウェハ１
の上面を示し、（ｂ）は（ａ）の線ｂ−ｂ’における断
面を示す。図４（３）は、エッチングマスク２に窓を形
成してシリコンウェハにエッチング処理を施したところ
を示し、１１により示される溝が形成されている。
（ａ）はシリコンウェハ１の上面を示し、（ｂ）は
（ａ）の線ｂ−ｂ’における断面を示す。
スク２に形成された窓を示し、シリコンウェハ１に溝を
形成するためのものである。（ａ）はシリコンウェハ１
の上面を示し、（ｂ）は（ａ）の線ｂ−ｂ’における断
面を示す。図４（３）は、エッチングマスク２に窓を形
成してシリコンウェハにエッチング処理を施したところ
を示し、１１により示される溝が形成されている。
（ａ）はシリコンウェハ１の上面を示し、（ｂ）は
（ａ）の線ｂ−ｂ’における断面を示す。
【０００６】単結晶半導体であるシリコンウェハ１に異
方性エッチングを施して高精度な溝加工をするには、以
下の如く半導体フォトリソグラフィー技術を適用する。 （工程１） 図５を参照するに、シリコンウェハ１に異
方性エッチングを施すに際して、シリコンウェハ１表面
に形成された酸化被膜より成るエッチングマスク２に、
３により示されるフォトマスクを適用する。このフォト
マスク３には、３１により示される溝パターンが転写さ
れている。この溝パターン３１の形状は図４（２）の窓
２１の形状に対応している。これにより溝パターン３１
に対応する窓２１をエッチングマスク２に形成する。４
はこの際にエッチングマスク２表面に形成されるレジス
トである。
方性エッチングを施して高精度な溝加工をするには、以
下の如く半導体フォトリソグラフィー技術を適用する。 （工程１） 図５を参照するに、シリコンウェハ１に異
方性エッチングを施すに際して、シリコンウェハ１表面
に形成された酸化被膜より成るエッチングマスク２に、
３により示されるフォトマスクを適用する。このフォト
マスク３には、３１により示される溝パターンが転写さ
れている。この溝パターン３１の形状は図４（２）の窓
２１の形状に対応している。これにより溝パターン３１
に対応する窓２１をエッチングマスク２に形成する。４
はこの際にエッチングマスク２表面に形成されるレジス
トである。
【０００７】エッチングマスク２にフォトマスク３を適
用するに際して、フォトマスク３に表示されるオリフラ
アライメントマーカ３２の対向する長い二辺の何れかと
シリコンウェハ１の結晶方向を示すオリエンテーション
フラット（オリフラ）１２とが互に平行となる様に、フ
ォトマスク３をエッチングマスク２に対してアライメン
トする。フォトマスク３の溝パターン３１とオリフラア
ライメントマーカ３２の各辺とを平行に設計しておくこ
とにより、結果的に窓２１の対向する二辺の内の何れか
一方とオリフラ１２とは平行となる。ここで、オリフラ
１２は、当然、所望の溝を形成することができる結晶方
向を示す様に設計されている。
用するに際して、フォトマスク３に表示されるオリフラ
アライメントマーカ３２の対向する長い二辺の何れかと
シリコンウェハ１の結晶方向を示すオリエンテーション
フラット（オリフラ）１２とが互に平行となる様に、フ
ォトマスク３をエッチングマスク２に対してアライメン
トする。フォトマスク３の溝パターン３１とオリフラア
ライメントマーカ３２の各辺とを平行に設計しておくこ
とにより、結果的に窓２１の対向する二辺の内の何れか
一方とオリフラ１２とは平行となる。ここで、オリフラ
１２は、当然、所望の溝を形成することができる結晶方
向を示す様に設計されている。
【０００８】（工程２） 工程１においてエッチングマ
スク２に窓２１の形成されたシリコンウェハ１を水酸化
カリウム溶液に浸漬すると、シリコンウェハ１上面の酸
化膜の除去された窓２１に対応する部分のシリコンがエ
ッチングされる。これによりシリコンウェハ１上面には
溝１１が形成されるに到る。この場合、溝幅Ｗ3 および
溝長Ｌ3 は、シリコンウェハ１を被覆するエッチングマ
スク２に形成された窓２１の窓幅Ｗ2 および窓長Ｌ2 よ
りも通常大きくなり、以下の関係にある。
スク２に窓２１の形成されたシリコンウェハ１を水酸化
カリウム溶液に浸漬すると、シリコンウェハ１上面の酸
化膜の除去された窓２１に対応する部分のシリコンがエ
ッチングされる。これによりシリコンウェハ１上面には
溝１１が形成されるに到る。この場合、溝幅Ｗ3 および
溝長Ｌ3 は、シリコンウェハ１を被覆するエッチングマ
スク２に形成された窓２１の窓幅Ｗ2 および窓長Ｌ2 よ
りも通常大きくなり、以下の関係にある。
【０００９】Ｗ3 ＞Ｗ2 Ｌ3 ＞Ｌ2 これは、サイドエッチに因るものである。次に、異方性
エッチング加工方法の他の従来例を図７および図８を参
照して説明する。図７（１）は第１エッチングマスク２
ｆの被覆された異方性エッチング加工処理を施される前
の単結晶半導体であるシリコンウェハ１を示す図であ
る。
エッチング加工方法の他の従来例を図７および図８を参
照して説明する。図７（１）は第１エッチングマスク２
ｆの被覆された異方性エッチング加工処理を施される前
の単結晶半導体であるシリコンウェハ１を示す図であ
る。
【００１０】（ａ）はシリコンウェハ１を上から視た図
であり、（ｂ）は（ａ）の線ｂ−ｂ’における断面を示
す。図７（２）は第１エッチングマスク２ｆに円形窓２
１ｃを形成したところを示す図である。（ａ）はシリコ
ンウェハ１を上から視た図であり、（ｂ）は（ａ）の線
ｂ−ｂ’における断面を示す。
であり、（ｂ）は（ａ）の線ｂ−ｂ’における断面を示
す。図７（２）は第１エッチングマスク２ｆに円形窓２
１ｃを形成したところを示す図である。（ａ）はシリコ
ンウェハ１を上から視た図であり、（ｂ）は（ａ）の線
ｂ−ｂ’における断面を示す。
【００１１】図７（３）はシリコンウェハ１の円形窓２
１ｃに対応する領域をエッチングしたところを示す図で
ある。（ａ）はシリコンウェハ１を上から視た図であ
り、（ｂ）は（ａ）の線ｂ−ｂ’における断面を示す。
図８（４）は第１エッチングマスク２ｆを除去した後、
第２エッチングマスク２ｓの被覆されたシリコンウェハ
１を示す図である。（ａ）はシリコンウェハ１を上から
視た図であり、（ｂ）は（ａ）の線ｂ−ｂ’における断
面を示す。
１ｃに対応する領域をエッチングしたところを示す図で
ある。（ａ）はシリコンウェハ１を上から視た図であ
り、（ｂ）は（ａ）の線ｂ−ｂ’における断面を示す。
図８（４）は第１エッチングマスク２ｆを除去した後、
第２エッチングマスク２ｓの被覆されたシリコンウェハ
１を示す図である。（ａ）はシリコンウェハ１を上から
視た図であり、（ｂ）は（ａ）の線ｂ−ｂ’における断
面を示す。
【００１２】図８（５）は第２エッチングマスク２ｓに
溝１１を形成する窓２１を形成したところを示す図であ
る。（ａ）はシリコンウェハ１を上から視た図であり、
（ｂ）は（ａ）の線ｂ−ｂ’における断面を示す。図８
（６）は図８（５）の状態のシリコンウェハ１にエッチ
ング処理を施して溝１１を形成したところを示す図であ
る。（ａ）はシリコンウェハ１を上から視た図であり、
（ｂ）は（ａ）の線ｂ−ｂ’における断面を示す。
溝１１を形成する窓２１を形成したところを示す図であ
る。（ａ）はシリコンウェハ１を上から視た図であり、
（ｂ）は（ａ）の線ｂ−ｂ’における断面を示す。図８
（６）は図８（５）の状態のシリコンウェハ１にエッチ
ング処理を施して溝１１を形成したところを示す図であ
る。（ａ）はシリコンウェハ１を上から視た図であり、
（ｂ）は（ａ）の線ｂ−ｂ’における断面を示す。
【００１３】この他の従来例においては、異方性エッチ
ング加工処理を施されるべき単結晶半導体であるシリコ
ンウェハ１に円形パターンを有するフォトマスクを適用
してシリコンウェハ１表面に形成されるエッチングマス
ク２ｆに円形窓２１ｃを形成する。エッチングマスク２
ｆに円形窓２１ｃを形成したシリコンウェハ１を水酸化
カリウム溶液に浸漬すると結晶方向を正確に示す辺を有
する正方形パターン１５がエッチング形成されることは
良く知られている。この従来例は、結晶方向を正確に示
す辺を有する正方形パターン１５の辺をシリコンウェハ
１側のオリフラアライメントマーカとして使用して、溝
１１の各辺がシリコンウェハ１の結晶方向と正確に一致
した高精度な溝加工をするものである（詳細は、特開平
９−７４０５４号明細書参照）。
ング加工処理を施されるべき単結晶半導体であるシリコ
ンウェハ１に円形パターンを有するフォトマスクを適用
してシリコンウェハ１表面に形成されるエッチングマス
ク２ｆに円形窓２１ｃを形成する。エッチングマスク２
ｆに円形窓２１ｃを形成したシリコンウェハ１を水酸化
カリウム溶液に浸漬すると結晶方向を正確に示す辺を有
する正方形パターン１５がエッチング形成されることは
良く知られている。この従来例は、結晶方向を正確に示
す辺を有する正方形パターン１５の辺をシリコンウェハ
１側のオリフラアライメントマーカとして使用して、溝
１１の各辺がシリコンウェハ１の結晶方向と正確に一致
した高精度な溝加工をするものである（詳細は、特開平
９−７４０５４号明細書参照）。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】先の異方性エッチング
加工方法の従来例において、シリコンウェハ１のオリフ
ラ１２の結晶軸方向＜１１０＞方向とエッチングにより
形成する溝２１の各辺を正確にアライメントすることが
重要である。ところが、シリコンウェハ１のオリフラ１
２は、通常、結晶方向１３に関して僅かの誤差を含んで
いる。ＳＥＭＩ規格によれば、許容誤差θは正負１度と
されており、オリフラ１２とシリコンウェハ１を被覆す
るエッチングマスク２に形成される窓２１の対向する二
辺の内の何れか一方とが平行にアライメントされていて
も、窓２１の各辺と結晶方向１３とは平行にはならない
こととなる。この場合、シリコンウェハ１に異方性エッ
チングを施して形成された溝２１には次の現象が生じて
いる。
加工方法の従来例において、シリコンウェハ１のオリフ
ラ１２の結晶軸方向＜１１０＞方向とエッチングにより
形成する溝２１の各辺を正確にアライメントすることが
重要である。ところが、シリコンウェハ１のオリフラ１
２は、通常、結晶方向１３に関して僅かの誤差を含んで
いる。ＳＥＭＩ規格によれば、許容誤差θは正負１度と
されており、オリフラ１２とシリコンウェハ１を被覆す
るエッチングマスク２に形成される窓２１の対向する二
辺の内の何れか一方とが平行にアライメントされていて
も、窓２１の各辺と結晶方向１３とは平行にはならない
こととなる。この場合、シリコンウェハ１に異方性エッ
チングを施して形成された溝２１には次の現象が生じて
いる。
【００１５】溝１１の側面に図６に示される如きステッ
プ状の溝荒れ１１1 が生じ、用途によっては不都合であ
る。図６において、（ａ）はシリコンウェハ１を上から
視たところを示し、（ｂ）は（ａ）の一部を拡大したと
ころを示す。そして、溝１１の側面方向のエッチングに
おけるアンダーカット１４の進行する速さを示すサイド
エッチレートと、ミスアライメントの大きさを示すオリ
フラ１２と正しい結晶方向１３のなす角度θとの間には
相関がある。即ち、オリフラ１２と結晶方向１３のなす
角度θの大小によりサイドエッチレートは変化し、その
結果、溝幅Ｗ3 および溝長Ｌ3 はエッチングを同じ時間
行なう場合に製造ロット間においてバラツキが生じ、寸
法精度上問題を残す。
プ状の溝荒れ１１1 が生じ、用途によっては不都合であ
る。図６において、（ａ）はシリコンウェハ１を上から
視たところを示し、（ｂ）は（ａ）の一部を拡大したと
ころを示す。そして、溝１１の側面方向のエッチングに
おけるアンダーカット１４の進行する速さを示すサイド
エッチレートと、ミスアライメントの大きさを示すオリ
フラ１２と正しい結晶方向１３のなす角度θとの間には
相関がある。即ち、オリフラ１２と結晶方向１３のなす
角度θの大小によりサイドエッチレートは変化し、その
結果、溝幅Ｗ3 および溝長Ｌ3 はエッチングを同じ時間
行なう場合に製造ロット間においてバラツキが生じ、寸
法精度上問題を残す。
【００１６】他の従来例に依れば高精度な異方性エッチ
ング加工を実施することができる。しかし、結晶方向を
正確に示す辺を有する正方形パターン１５をシリコンウ
ェハ１に形成する事前の工程は、本来の溝加工をするの
と同程度の作業量を必要とするものであり、１回の異方
性エッチング加工に２回の加工工程を実施したに等しい
ことになる。
ング加工を実施することができる。しかし、結晶方向を
正確に示す辺を有する正方形パターン１５をシリコンウ
ェハ１に形成する事前の工程は、本来の溝加工をするの
と同程度の作業量を必要とするものであり、１回の異方
性エッチング加工に２回の加工工程を実施したに等しい
ことになる。
【００１７】この発明は、上述の問題を解消した高精度
な異方性エッチング加工を簡易に実施する単結晶半導体
の異方性エッチング加工方法を提供するものである。
な異方性エッチング加工を簡易に実施する単結晶半導体
の異方性エッチング加工方法を提供するものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】請求項１：単結晶半導体
に異方性エッチングを施すに際して、単結晶半導体１に
形成されるオリフラ１２と単結晶半導体の結晶方向のな
すミスアングルθを事前に評価しておき、オリフラアラ
イメントマーカ３２が表示されると共にこれに平行に溝
パターン３１が転写されているフォトマスク３’を単結
晶半導体に適用してオリフラ１２に対してオリフラアラ
イメントマーカ３２を平行に調整し、次いで、フォトマ
スク３’を事前に評価したミスアングルだけ回動して結
晶方向１３に対してオリフラアライメントマーカ３２を
平行に調整する単結晶半導体の異方性エッチング加工方
法を提供した。
に異方性エッチングを施すに際して、単結晶半導体１に
形成されるオリフラ１２と単結晶半導体の結晶方向のな
すミスアングルθを事前に評価しておき、オリフラアラ
イメントマーカ３２が表示されると共にこれに平行に溝
パターン３１が転写されているフォトマスク３’を単結
晶半導体に適用してオリフラ１２に対してオリフラアラ
イメントマーカ３２を平行に調整し、次いで、フォトマ
スク３’を事前に評価したミスアングルだけ回動して結
晶方向１３に対してオリフラアライメントマーカ３２を
平行に調整する単結晶半導体の異方性エッチング加工方
法を提供した。
【００１９】そして、請求項２：請求項１に記載される
単結晶半導体の異方性エッチング加工方法において、フ
ォトマスク３’はフォトマスク回転スケールパターン３
３を表示し、これはオリフラアライメントマーカ３２と
平行に配置された１対のパターンを、マスクアライナが
フォトマスク３’を回転させるフォトマスク回転中心Ｃ
を中心として或る適正な所定の角度目盛りピッチで複数
配置したものより成る単結晶半導体の異方性エッチング
加工方法を提供した。
単結晶半導体の異方性エッチング加工方法において、フ
ォトマスク３’はフォトマスク回転スケールパターン３
３を表示し、これはオリフラアライメントマーカ３２と
平行に配置された１対のパターンを、マスクアライナが
フォトマスク３’を回転させるフォトマスク回転中心Ｃ
を中心として或る適正な所定の角度目盛りピッチで複数
配置したものより成る単結晶半導体の異方性エッチング
加工方法を提供した。
【００２０】また、請求項３：請求項２に記載される単
結晶半導体の異方性エッチング加工方法において、フォ
トマスク回転中心Ｃはフォトマスク３’の中心に一致し
て設定され、フォトマスク回転スケールパターン３３の
角度目盛りピッチは０. １度ピッチである単結晶半導体
の異方性エッチング加工方法を提供した。更に、請求項
４：請求項２および請求項３の内の何れかに記載される
単結晶半導体の異方性エッチング加工方法において、フ
ォトマスク回転スケールパターン３３のフォトマスク
３’表面における表示位置はフォトマスク３’からシリ
コンウェハ１に転写されるパターン領域外である単結晶
半導体の異方性エッチング加工方法を提供する。
結晶半導体の異方性エッチング加工方法において、フォ
トマスク回転中心Ｃはフォトマスク３’の中心に一致し
て設定され、フォトマスク回転スケールパターン３３の
角度目盛りピッチは０. １度ピッチである単結晶半導体
の異方性エッチング加工方法を提供した。更に、請求項
４：請求項２および請求項３の内の何れかに記載される
単結晶半導体の異方性エッチング加工方法において、フ
ォトマスク回転スケールパターン３３のフォトマスク
３’表面における表示位置はフォトマスク３’からシリ
コンウェハ１に転写されるパターン領域外である単結晶
半導体の異方性エッチング加工方法を提供する。
【００２１】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図１の実
施例を参照して説明する。先に図４および図５を参照し
て説明した通り、シリコンウェハ１に異方性エッチング
を施すには、先ず、シリコンウェハ１表面に形成された
酸化被膜より成るエッチングマスク２にフォトマスク３
を適用する。このフォトマスク３には、３１により示さ
れる溝パターンが転写されている。この溝パターン３１
の形状は図４（２）の窓２１の形状に対応している。こ
れにより溝パターン３１に対応する窓２１をエッチング
マスク２に形成する。エッチングマスク２にフォトマス
ク３を適用するに際して、フォトマスク３に表示される
オリフラアライメントマーカ３２の対向する長い二辺の
何れかとシリコンウェハ１の結晶方向を示すオリフラ１
２とが互に平行となる様に、フォトマスク３をエッチン
グマスク２に対してアライメントする。フォトマスク３
の溝パターン３１とオリフラアライメントマーカ３２の
各辺とを平行に設計しておくことにより、結果的に窓２
１の対向する二辺の内の何れか一方とオリフラ１２とは
平行となる。ここで、オリフラ１２は、当然、所望の溝
を形成することができる結晶方向を示す様に設計されて
いる。ところが、シリコンウェハ１のオリフラ１２は、
通常、結晶方向１３に関して僅かの誤差を含んでいる。
ＳＥＭＩ規格によれば、許容誤差：ミスアングルθは正
負１度とされており、オリフラ１２とシリコンウェハ１
を被覆するエッチングマスク２に形成される窓２１の対
向する二辺の内の何れか一方とが平行にアライメントさ
れていても、結局、窓２１の各辺と結晶方向１３とは平
行にはならないこととなる。
施例を参照して説明する。先に図４および図５を参照し
て説明した通り、シリコンウェハ１に異方性エッチング
を施すには、先ず、シリコンウェハ１表面に形成された
酸化被膜より成るエッチングマスク２にフォトマスク３
を適用する。このフォトマスク３には、３１により示さ
れる溝パターンが転写されている。この溝パターン３１
の形状は図４（２）の窓２１の形状に対応している。こ
れにより溝パターン３１に対応する窓２１をエッチング
マスク２に形成する。エッチングマスク２にフォトマス
ク３を適用するに際して、フォトマスク３に表示される
オリフラアライメントマーカ３２の対向する長い二辺の
何れかとシリコンウェハ１の結晶方向を示すオリフラ１
２とが互に平行となる様に、フォトマスク３をエッチン
グマスク２に対してアライメントする。フォトマスク３
の溝パターン３１とオリフラアライメントマーカ３２の
各辺とを平行に設計しておくことにより、結果的に窓２
１の対向する二辺の内の何れか一方とオリフラ１２とは
平行となる。ここで、オリフラ１２は、当然、所望の溝
を形成することができる結晶方向を示す様に設計されて
いる。ところが、シリコンウェハ１のオリフラ１２は、
通常、結晶方向１３に関して僅かの誤差を含んでいる。
ＳＥＭＩ規格によれば、許容誤差：ミスアングルθは正
負１度とされており、オリフラ１２とシリコンウェハ１
を被覆するエッチングマスク２に形成される窓２１の対
向する二辺の内の何れか一方とが平行にアライメントさ
れていても、結局、窓２１の各辺と結晶方向１３とは平
行にはならないこととなる。
【００２２】以上のことから、この発明は、シリコンウ
ェハ１のミスアングルθをＸ線回析装置の如きカット面
検査機を使用してカット面を被破壊検査してミスアング
ルθとその誤差の向き、即ちオリフラ１２に対して結晶
方向がＣＷか或はＣＣＷかを予め検査、評価しておく。
そして、従来のフォトマスク３の代わりに図１に示され
るフォトマスク３’を使用してミスアングルθを相殺補
正する。
ェハ１のミスアングルθをＸ線回析装置の如きカット面
検査機を使用してカット面を被破壊検査してミスアング
ルθとその誤差の向き、即ちオリフラ１２に対して結晶
方向がＣＷか或はＣＣＷかを予め検査、評価しておく。
そして、従来のフォトマスク３の代わりに図１に示され
るフォトマスク３’を使用してミスアングルθを相殺補
正する。
【００２３】先ず、カット面検査機としてＸ線回析装置
を使用するミスアングルθとその誤差の向きの非破壊検
査について簡単に説明するに、この検査はシリコンウェ
ハ１の微小な断面であるオリフラ１２にＸ線を照射し、
回折されるＸ線を回析することによりオリフラ１２の断
面とシリコンウェハ１の結晶方向のなす角度を認識する
ことができる。
を使用するミスアングルθとその誤差の向きの非破壊検
査について簡単に説明するに、この検査はシリコンウェ
ハ１の微小な断面であるオリフラ１２にＸ線を照射し、
回折されるＸ線を回析することによりオリフラ１２の断
面とシリコンウェハ１の結晶方向のなす角度を認識する
ことができる。
【００２４】そして、この発明のフォトマスク３’は、
図１（ａ）を参照するに、従来のフォトマスク３表面に
フォトマスク回転スケールパターン３３を表示したもの
である。フォトマスク回転スケールパターン３３は図１
（ｂ）に拡大して示されている。Ｃはフォトマスク回転
中心を示す。このフォトマスク回転スケールパターン３
３はオリフラアライメントマーカ３２と平行に配置され
た１対のパターンを、マスクアライナがフォトマスク
３’を回転させるフォトマスク回転中心Ｃを中心として
或る適正な所定の角度目盛りピッチで複数配置したもの
である。図１の実施例においては、フォトマスク回転中
心Ｃはフォトマスク３’の中心に一致して設定されてい
る。そして、フォトマスク回転スケールパターン３３の
角度目盛りピッチは０. １度ピッチに設定されている。
フォトマスク回転スケールパターン３３のフォトマスク
３’表面における表示位置は、フォトマスク３’からシ
リコンウェハ１に転写されるパターン領域外とすると好
適である。
図１（ａ）を参照するに、従来のフォトマスク３表面に
フォトマスク回転スケールパターン３３を表示したもの
である。フォトマスク回転スケールパターン３３は図１
（ｂ）に拡大して示されている。Ｃはフォトマスク回転
中心を示す。このフォトマスク回転スケールパターン３
３はオリフラアライメントマーカ３２と平行に配置され
た１対のパターンを、マスクアライナがフォトマスク
３’を回転させるフォトマスク回転中心Ｃを中心として
或る適正な所定の角度目盛りピッチで複数配置したもの
である。図１の実施例においては、フォトマスク回転中
心Ｃはフォトマスク３’の中心に一致して設定されてい
る。そして、フォトマスク回転スケールパターン３３の
角度目盛りピッチは０. １度ピッチに設定されている。
フォトマスク回転スケールパターン３３のフォトマスク
３’表面における表示位置は、フォトマスク３’からシ
リコンウェハ１に転写されるパターン領域外とすると好
適である。
【００２５】図２を参照してミスアングルθを相殺補正
する仕方を説明する。シリコンウェハ１およびフォトマ
スク３’をマスクアライナに装着し、マスクアライナを
操作して、先ず、フォトマスク３’の下面にシリコンウ
ェハ１を移送対向させる。ここで、フォトマスク３’は
ＸーＹ方向およびＺ方向軸に関するθ方向の自由度を有
してマスクアライナに固定されているので、マスクアラ
イナを操作してフォトマスク３’をＸーＹ方向に駆動し
てフォトマスク回転中心Ｃをシリコンウェハ１の中心に
芯出しする。シリコンウェハ１とフォトマスク３’とを
芯出しした状態において、今度はフォトマスク３’をθ
方向に回動操作してオリフラ１２をオリフラアライメン
トマーカ３２に平行に設定する。
する仕方を説明する。シリコンウェハ１およびフォトマ
スク３’をマスクアライナに装着し、マスクアライナを
操作して、先ず、フォトマスク３’の下面にシリコンウ
ェハ１を移送対向させる。ここで、フォトマスク３’は
ＸーＹ方向およびＺ方向軸に関するθ方向の自由度を有
してマスクアライナに固定されているので、マスクアラ
イナを操作してフォトマスク３’をＸーＹ方向に駆動し
てフォトマスク回転中心Ｃをシリコンウェハ１の中心に
芯出しする。シリコンウェハ１とフォトマスク３’とを
芯出しした状態において、今度はフォトマスク３’をθ
方向に回動操作してオリフラ１２をオリフラアライメン
トマーカ３２に平行に設定する。
【００２６】図２（ａ）は図５とほぼ同様の状態を示
す。即ち、シリコンウェハ１のオリフラ１２は、通常、
結晶方向１３に関して僅かの誤差を含んでいて、オリフ
ラ１２とシリコンウェハ１を被覆するエッチングマスク
２に形成される窓２１の対向する二辺の内の何れか一方
とが平行にアライメントされていても、結局、窓２１の
各辺と結晶方向１３とは平行にはならないところを示し
ている。
す。即ち、シリコンウェハ１のオリフラ１２は、通常、
結晶方向１３に関して僅かの誤差を含んでいて、オリフ
ラ１２とシリコンウェハ１を被覆するエッチングマスク
２に形成される窓２１の対向する二辺の内の何れか一方
とが平行にアライメントされていても、結局、窓２１の
各辺と結晶方向１３とは平行にはならないところを示し
ている。
【００２７】ここで、マスクアライナを操作し、フォト
マスク３’をフォトマスク回転中心Ｃを中心としてシリ
コンウェハ１に対してθ方向に回動操作する。その回動
量と向きは、先に評価した結果が、 ミスアングルθ：θM 向き：ＣＣＷ であるものとすると、これに相当する量および向きとす
る。図２（ｂ）はフォトマスク３’をフォトマスク回転
中心Ｃを中心としてシリコンウェハ１に対して以上の量
および向きを回動操作をした結果を示す。即ち、フォト
マスク３’をＣＣＷの向きにθM だけ回動したことによ
り、結晶方向１３と溝パターン３１の辺とが平行にアラ
イメントされた。
マスク３’をフォトマスク回転中心Ｃを中心としてシリ
コンウェハ１に対してθ方向に回動操作する。その回動
量と向きは、先に評価した結果が、 ミスアングルθ：θM 向き：ＣＣＷ であるものとすると、これに相当する量および向きとす
る。図２（ｂ）はフォトマスク３’をフォトマスク回転
中心Ｃを中心としてシリコンウェハ１に対して以上の量
および向きを回動操作をした結果を示す。即ち、フォト
マスク３’をＣＣＷの向きにθM だけ回動したことによ
り、結晶方向１３と溝パターン３１の辺とが平行にアラ
イメントされた。
【００２８】以上の説明においては、面方位（１０
０）、オリフラ１２の結晶方向＜１１０＞のシリコンウ
ェハに、半導体フォトリソグラフィとＫＯＨの如き薬液
による異方性エッチングを施して｛１１１｝面により囲
まれた溝パターン３１を形成する場合について説明した
が、この発明はこれらの結晶方位の場合についてのみ限
定するものでなく、次の場合についても同様に適用する
ことができる。
０）、オリフラ１２の結晶方向＜１１０＞のシリコンウ
ェハに、半導体フォトリソグラフィとＫＯＨの如き薬液
による異方性エッチングを施して｛１１１｝面により囲
まれた溝パターン３１を形成する場合について説明した
が、この発明はこれらの結晶方位の場合についてのみ限
定するものでなく、次の場合についても同様に適用する
ことができる。
【００２９】 この発明を適用することができる組合せ シリコンウェハの面方位 溝を形成する面の方位 場合１ （１００） （１１１）と（２１１）その他 場合２ （１００） （１００） 場合３ （１１０） （１１１） 更に、パターンの加工形状についても溝に限定するもの
ではなく、貫通口の如き比較的に広領域の加工形状構造
にも適用することができる。
ではなく、貫通口の如き比較的に広領域の加工形状構造
にも適用することができる。
【００３０】
【発明の効果】以上の通りであって、この発明によれ
ば、ミスアライメントが発生する主要因であったミスア
ングルを殆ど無くし、単結晶半導体の異方性エッチング
加工を高精度に実施することができる。そして、結晶方
向を正確に示す辺を有する正方形パターンを加工される
べきシリコンウェハ自体に形成する事前の工程を採用す
る従来方法と比較して、この発明の事前工程であるカッ
ト面検査機による評価は極く簡単に短時間に実施するこ
とができる。シリコンウェハ１個当りについてみると、
この従来方法の所用時間は約１時間であるのに対して、
この発明の方法は約０. １時間である。
ば、ミスアライメントが発生する主要因であったミスア
ングルを殆ど無くし、単結晶半導体の異方性エッチング
加工を高精度に実施することができる。そして、結晶方
向を正確に示す辺を有する正方形パターンを加工される
べきシリコンウェハ自体に形成する事前の工程を採用す
る従来方法と比較して、この発明の事前工程であるカッ
ト面検査機による評価は極く簡単に短時間に実施するこ
とができる。シリコンウェハ１個当りについてみると、
この従来方法の所用時間は約１時間であるのに対して、
この発明の方法は約０. １時間である。
【００３１】また、結晶方向を示す辺を正方形パターン
を加工されるべきシリコンウェハ自体に形成すれば、そ
れだけ実際に使用するパターン領域を減少することとな
り、１個のシリコンウェハから取れるチップ数が少なく
なる。それに対して、この発明は、フォトマスク回転ス
ケールパターンをシリコンウェハへの転写領域外へ配置
することにより、実際に使用するパターン領域を広く取
ることができる。
を加工されるべきシリコンウェハ自体に形成すれば、そ
れだけ実際に使用するパターン領域を減少することとな
り、１個のシリコンウェハから取れるチップ数が少なく
なる。それに対して、この発明は、フォトマスク回転ス
ケールパターンをシリコンウェハへの転写領域外へ配置
することにより、実際に使用するパターン領域を広く取
ることができる。
【図１】実施例に使用されるフォトマスクを示す図。
【図２】実施例を説明する図。
【図３】単結晶半導体の異方性エッチング加工工程のフ
ローチャート。
ローチャート。
【図４】単結晶半導体の異方性エッチング加工工程の従
来例を説明する図。
来例を説明する図。
【図５】図４の続き。
【図６】溝荒れを説明する図。
【図７】単結晶半導体の異方性エッチング加工工程の他
の従来例を説明する図。
の従来例を説明する図。
【図８】図７の続き。
１ 単結晶半導体 １２ オリフラ １３ 結晶方向 ３’フォトマスク ３１ 溝パターン ３２ オリフラアライメントマーカ ３３ フォトマスク回転スケールパターン Ｃ フォトマスク回転中心 θ ミスアングル
Claims (4)
- 【請求項１】 単結晶半導体に異方性エッチングを施す
に際して、 単結晶半導体に形成されるオリフラと単結晶半導体の結
晶方向のなすミスアングルを事前に評価しておき、 オリフラアライメントマーカが表示されると共にこれに
平行に溝パターンが転写されているフォトマスクを単結
晶半導体に適用してオリフラに対してオリフラアライメ
ントマーカを平行に調整し、 次いで、フォトマスクを事前に評価したミスアングルだ
け回動して結晶方向に対してオリフラアライメントマー
カを平行に調整することを特徴とする単結晶半導体の異
方性エッチング加工方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載される単結晶半導体の異
方性エッチング加工方法において、 フォトマスクはフォトマスク回転スケールパターンを表
示し、これはオリフラアライメントマーカと平行に配置
された１対のパターンを、マスクアライナがフォトマス
クを回転させるフォトマスク回転中心を中心として或る
適正な所定の角度目盛りピッチで複数配置したものより
成ることを特徴とする単結晶半導体の異方性エッチング
加工方法。 - 【請求項３】 請求項２に記載される単結晶半導体の異
方性エッチング加工方法において、 フォトマスク回転中心はフォトマスクの中心に一致して
設定され、フォトマスク回転スケールパターンの角度目
盛りピッチは０. １度ピッチであることを特徴とする単
結晶半導体の異方性エッチング加工方法。 - 【請求項４】 請求項２および請求項３の内の何れかに
記載される単結晶半導体の異方性エッチング加工方法に
おいて、 フォトマスク回転スケールパターンのフォトマスク表面
における表示位置はフォトマスクからシリコンウェハに
転写されるパターン領域外であることを特徴とする単結
晶半導体の異方性エッチング加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32172897A JPH11162935A (ja) | 1997-11-21 | 1997-11-21 | 単結晶半導体の異方性エッチング加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32172897A JPH11162935A (ja) | 1997-11-21 | 1997-11-21 | 単結晶半導体の異方性エッチング加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11162935A true JPH11162935A (ja) | 1999-06-18 |
Family
ID=18135787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32172897A Pending JPH11162935A (ja) | 1997-11-21 | 1997-11-21 | 単結晶半導体の異方性エッチング加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11162935A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103035477A (zh) * | 2011-09-30 | 2013-04-10 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种制备单晶硅纳米结构的方法 |
-
1997
- 1997-11-21 JP JP32172897A patent/JPH11162935A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103035477A (zh) * | 2011-09-30 | 2013-04-10 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种制备单晶硅纳米结构的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011030 |