JPS5835923A - マスク位置合わせ方法及びこれに用いる装置 - Google Patents

マスク位置合わせ方法及びこれに用いる装置

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JPS5835923A
JPS5835923A JP56135204A JP13520481A JPS5835923A JP S5835923 A JPS5835923 A JP S5835923A JP 56135204 A JP56135204 A JP 56135204A JP 13520481 A JP13520481 A JP 13520481A JP S5835923 A JPS5835923 A JP S5835923A
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JP
Japan
Prior art keywords
mask
layer
diffusion layer
chuck
wafer
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Pending
Application number
JP56135204A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Sugishima
賢次 杉島
Ryoji Abe
良司 阿部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5835923A publication Critical patent/JPS5835923A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発$3 tX、マスク位置合わせ方法及びこれに用い
る装置、より#しくに、従来方法による可視光−使用に
代え赤外線を用いたマスク位置合わせ方法と装置と(関
する。
半導体装置の製造においてを1.半導体基板の特定の領
域に*あけをなすことが多く行われる・第1図の断面図
を参照すると、例えばシリコン基板1[・で示す不純物
拡散層な形成するには、蚊基板λ上に酸化92に所定の
膜厚に形成し、この酸化膜8に*4’にあけ、この窓4
1通して特定の不純物V拡散する。かかる窓4vあける
には、酸化膜2の上に所定の膜厚にホトレジスト膜3を
塗布する。ホトレジスト膜のパターニングのために、形
成されるべき窓4に対応するりpムの光遮蔽用のパター
ンイが形成されたマスク5を用意し、このマスクを通し
て矢印で示す如(紫外!Iを照射する。引続き現像して
ホトンジス)I[3に孔4′tあけ1次にエツチングに
よって酸化膜3に所望の窓4’&あけ、この*4を通し
【不純物を拡散して拡散層@ts成する。
かかる技術な用−・て形成されるバイポーラ・トラフジ
321112図に示す6wJにおい【、11はpm!シ
リコン基板、12はNllエピタキシャル成長層、13
はN” m埋没層(t”to>、14はアインンーシー
ン層、15は酸化膜(二酸化シリコン膜)、C,l、m
eはそれぞれコレクタ、ベース、エミッタ領域である。
第3図は第2図に示すものの平面図である。これらの領
域形成には811図について説明したマスク合わせが必
要であることはいうまでもない。
かかるバイポーラ・トランジスタにおいて、アインレー
シ履ン層14とN+ 蓋履没層13との間には所定のW
の幅が残されなければならない、そのためには、WIF
)#At′もったマスクから、第1図を参照L”Ca1
j!した方m−tcの1iWvft&11に転写(トラ
ンスファー)する。
ところで、H7llエピタキシャル層成長のためには、
モノシランCSiHm)、II塩化ケイ素CBIC1,
)。
デクロールシラン(81&CJm )などのガス が用
いられる* lIC4ン用い【エピタキシャル層を成長
させる場合を例にとると、1g4図に示される如<、p
mシ9:Iン基板21には既にN+ 埋没層22が形成
されており、その上に例えば10 (μ詭〕の膜厚にエ
ピタキシャル層23に成長させると、この層23にはN
+1:1埋没層22の段部24,24に対応した段部が
形成される。しかし、段部24.24が正規の形で真直
ぐに点線で示す如く上にあがってエピタキシャル層23
の段部2イ、24′となることなく、実線で示す如くに
移動し、24″、2イのずれた位置に段部が形成される
かかる段部の移動は、エピタキシャル成長にBLC4を
用いるとき、最も顕著で、例えばエピタキシャル層t’
 1G (ハ)の膜厚に成長させると、5〜1@ (p
wa )の段部の移動が確認された。
jil&c4を用いるとき移動はやや少なく、SIH。
を用いるときに最も少ないが、いずれのカスを用いても
前記した段部の移動は確実に発生する。しかもこの移動
の大小は常に一定でなく不安定であり、その大小を工、
使用ガスの種類だけでなく、基板の緒蟲方位によっても
左右され、また同一ウニへにおいても、場所が変ると異
なった移動を示す。
なお、かかる移動はエビシフトとも呼称される。
アイソンーション層形成のための前記したマスクの位置
合わせは、第4図のエピタキシャル層23に形成された
段@24:、2イを目標にしてなされる。その結果、1
g5図を参照すると(なお第5図以下において、第4図
以下に示された部分と同じ部分は同一符号で示す)、エ
ピタキシャル層23に点線で囲む如く形成されなければ
ならないアイ、ンレーシ日ン層25′は、矢印で示すよ
5に移動した位置の実献で囲んだフィンレージ5ン層2
5として形成される、すなわち、第5図に見て左のフイ
ンレーション層25はN”&JI没層と重なり合い、右
のフィンレージ1ン層は埋没層から離れすぎ、図示しな
い他の埋没層と重なり合うこともあり得る。いいかえる
と、シリコン段部のエビシフトにより、マスクの正確な
位置合わせが実現されな〜・、なお、第5図において2
6は酸化膜(二酸化シリプン膜)を示す。
上記したエピシフFの問題に対応するため、従来技術に
おいては、エピタキシャル層の上Vこ形成される酸化膜
に、はシリコン基板の段部がそのまま真直ぐに移される
ことに着目し、基板の一部にエピタキシャル層が成長さ
れない部分を保留する。
菖6図な参照すると、図の右の埋没層22の上には、酸
化膜25v8で示す範囲で厚い酸化膜(二酸化シリフン
II)2ダに形成する。このとき、酸化膜21に形成さ
れる段s2イは1段部24に正しく合致する、すなわち
段部は正常に移動して〜・る、(なお、第6図W−おい
て左に示す部分にはエピシフ)が認められる。)このよ
うな補正手段を設けることKよってマスクの位置合わせ
の正確性な得ようとするのであるが、そのためKは、パ
ターニングとの関係で1位置合わせマスクv2度用い、
ホトレジスト膜の塗布と酸化膜な残す作業tしなければ
ならず、工程数が増え、製造歩留まりの点から問題があ
る。更に、酸化jl12ダの面積が大きすぎるとその上
に多結晶シリコンがエピタキシャル成長のとき成長し、
また、m化@2ダを残すことによって活性であ、るシリ
コン基板210表面に欠陥が生じ、その欠陥がエピタキ
シャル成長と共に拡がる間鮎もある。
本発明の目的は、半導体基板内の不純物拡散層に相対的
なマスクの正確な位置合わせに必JRな上記した余分の
工程を除去するにあり、そのためにを工、従来用いられ
た可視光線に代え鰺外!It用いたマスク位置合わせ方
法と装置を提供する。かかる方法と装置にお−・ては、
赤外線がシリコンの中の不純物によって吸収係数が異な
ることを利用し。
赤外線に対するシリコン中の不N瞼拡敏層の透過率の差
を検知し、不純物拡散層の@yt得てそれを用−・てマ
スクの位置合わせt行う。
以下、本発明の方法と装置の実施例を皺付図面な参照し
て説明する。
第7図な参照すると、それらは第5図におけるアインレ
ーシ運ン層が未だ形成されていない状態を示す、かか4
′#II造体に、矢印で示す光な照射し。
不純物がドープされた拡散層が光を透過しないとすると
、不純物層そのものの像が得られ、しかもかかる像を位
置合わせに反映させると、段差のエピシフトが全く関係
することがない。このような像が得られれば、拡散層2
2に対応したアインレーク17層を正確なあるべき位t
K、すなわち図IC1で示す光軸のまわりに形成するこ
とが可能になる。、レーザ光は、燐、7ンチモン、砒素
などの不純物の種類に応じて吸収されるハンドが異なる
から、例えば拡散層22に燐がドープされていると、レ
ーザはあるバンド内においては拡散層22を透過しない
、すなわち、不純物材料が確定すると、m腋材料に応じ
た波長が、赤外線ν−ザの0.8−3.0 (sur 
)の範囲内で決定され、材料に応じてか(の如(選定さ
れた波長の赤外線を照射すると、第7図に示される如(
に赤外線は拡散層以外のところでは透過しまた拡散層で
は吸収されて、拡散層そのものの像が正確に得られるこ
とになる・なお、同図にはレーザ光が基板を透過する場
合な示したが、i/−ザ光が基板により反射される場合
にも同様の結果が得られる。
かかる赤外線照射によるマスク位置合わせ方法な実施す
る装置は第8図に概略#面図で示され、同図において、
31はウェハ、32はウェハを保持するチャック、33
は固定されたマスク、34はマスクが固着されるマスク
・ステージ、35は対物レンズ%36は赤外線カメラ、
37はブラウン管、38は自動位置ぎめ光学系、39は
赤外線レーザの点光源、40は光ファイ/−,41は赤
外1IIV−ザ発振器を含む光学系、42&X赤外線レ
ーザの点光源、43はハーフミラ−144はチャック3
2に設けた光透過用の窓をそれぞれ示す。
ウェハ31の位置は、チャックを図に矢印Rで示す如(
回転しまたを工矢印りで示す方向に直線的に動かすこと
によって、マスク33に対するその相対的な位置を変え
ることができる。チャック32の内部[は、赤外線レー
ザの点光源39が少なくとも1個配置され、その九瘉エ
チャック32に設けた窓44を通してウェハ31に照射
される。
点光源39には、赤外線レーザ発振器と光学系41から
のレーザが、元フフイ/ζ40′を通し【送られてくる
。前述したように、拡散層にドープされた不純物材料に
応じて、レーザ光は拡散層によす吸収され、ウェハから
は第7図に示す如き状態でレーザ光が出て(る、この光
を対物レンズ35でとらえ、fF、+!対物レンズから
赤外線カメラ36を経由してブラウン管37に表示され
、ブラウン管37に現われた像を観察してチャック32
な動かし′″C位置合わせをなす、かかる操作な自動的
に行5KG工、光を自動位置ぎめ光学系38に送り、そ
れを通してチャック32を操作する。ρλかる装置は、
赤外線レーザの点光源がチャック32の内部に配置され
ていることを除(と、すべて従来の全知の部品で構成す
ることが可能である。
赤外線レーザ光の反射によって前記した位置合わせをな
した〜・場合には1図に42で示す如くに赤外線レーザ
の点光源を配置し、/’L−7ミラー43によって光を
反射させてウニ/31 t’照射し、反射される光を同
じハーフミラ−43t−通して赤外線カメラ3sK4<
と、・それ以後は前述したと同様の操作でウェハ31の
位置V調整し5る。この場合(も、拡散層Z2’tfl
iA封した光はすべて吸収されて反射することがな(・
から、上記に説明したと全く同様の原理で拡散層の儂が
得られる。
以上に説明した如(1本発明の方法によれば、マスク位
置合わせにおいて、従来技術における如き工st’*せ
ず、その工程に伴う結晶欠陥発生の問題が回避され、か
かる方法を実施する装置は。
チャック内に赤外線光源が設けられる点を除(と。
従来公知の部品で構成される利点があり、バイポーラ型
半導体集積回路の製造等における製造歩留りが改善され
る。なお1以上においてをエバイボーラ型半導体集積回
路内のトランジスタの製造を例に説明したが、本発明の
適用範囲はその場合に限定されるものではなく、不純物
拡散層に相対的なマスクの位置合わせのすべての場合に
及ぶことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】 第1図はマスク欠周いる窓あけt説明するための断面図
、第2図と第3図はバイポーラ型半導体集積回路内のト
ランジスタの断面図と一部平面図、第4図はエピタキシ
ャル層成長のときにおけるエビシフトt−説明するだめ
の断面図、第5図はエビシフトがある場合のフインレー
ション層の位置を示す断面図、第6図は従来方法におけ
るエビシフトに対応する補正手段を示す断面図、第7図
番工本発明の方法の原理を示す断面図、第8図は本発明
の方法を実施する装置の概略断面図である。 21・−・シリコン基板、22−N”bmm没層(不純
物拡散層)、23・・・エピタキシャル層、24・・・
シリコン基板段部、24’ 、 24’・−・エピタキ
シャル層段部、25・・・7172717層、26 、
26’・・・酸化膜、31・−ウェハ、32・・・チャ
ック、33−・・マスク、34−マスクステージ、35
・一対物ンンズ、36−=赤外線カメラ、37・・・ブ
ラウン管、38・・・自動位置ぎめ光学系、39 、4
2・・・赤外線レーザの点光源。 40−・・光ファイバ、 41・−・赤外線レーザ発振
器および光学系、43−・・ハーフミラ−144・・・
窓特許出願人 富士通株式会社 第1図 3 第2図 3 第3図 2 第4図 2 第5rlT 第6図 第7図 40 第8図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  半導体基板内の不純物拡散層に相対的なマス
    クの位置ぎめをなす方法#Cおい(該不義物の材料によ
    って徴収される波長′%c4hつ赤外線レーザな該基板
    に透過または反射せしめ、それによって得られる不純物
    拡散層の像によってマスクの位置ぎめtなすととt’@
    微とするマスク位置合わせ方法。
  2. (2)  ウニへt’保持するチャックおよびマスクを
    固定するiスフステージを具備するマスク位置合わせ装
    置において、少なくとも1個の赤外線レーザの点光l[
    を該チャック内に配設し、該点光源からの光をウェハに
    透過する窓なチャックに設け。 ウェハを透過した光を導(対物レンズ、赤外線カメラお
    よびウェハの不純物拡散層の像を表示する光学系を備え
    たことな4I徴とするマスク位置合わせ装置。
JP56135204A 1981-08-28 1981-08-28 マスク位置合わせ方法及びこれに用いる装置 Pending JPS5835923A (ja)

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JPS5835923A true JPS5835923A (ja) 1983-03-02

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59165421A (ja) * 1983-03-10 1984-09-18 Nec Corp 半導体装置の位置合わせマ−ク
JP2006165554A (ja) * 2004-12-01 2006-06-22 Asml Holding Nv システムおよび方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS59165421A (ja) * 1983-03-10 1984-09-18 Nec Corp 半導体装置の位置合わせマ−ク
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