JP2001284204A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor device and its manufacturing method

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JP2001284204A
JP2001284204A JP2000089737A JP2000089737A JP2001284204A JP 2001284204 A JP2001284204 A JP 2001284204A JP 2000089737 A JP2000089737 A JP 2000089737A JP 2000089737 A JP2000089737 A JP 2000089737A JP 2001284204 A JP2001284204 A JP 2001284204A
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JP
Japan
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groove
interlayer insulating
conductive film
alignment mark
insulating film
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JP2000089737A
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Japanese (ja)
Inventor
Hisaki Ozaki
久城 小崎
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device provided with an alignment mark, which can prevent erroneous detection at the time of aligning a mask with the mark. SOLUTION: The alignment mark 15 is formed by filling a groove 12 formed on an interlayer insulating film 11 composed of a BPSG film, etc., and formed on a silicon substrate 10 with a metallic layer 13 composed of a material, such as W, etc., which becomes the material of a via plug and a silicon oxide film 14 formed by using a different material from that of the via plug, for example, TEOS.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置及び
その製造方法に関するもので、特にリソグラフィ工程に
おいて用いるアライメントマークの構造及びその製造方
法に係る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a structure of an alignment mark used in a lithography process and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の半導体装置の微細化、高密度化に
は目覚ましいものがある。この微細化、高密度化に従っ
て、リソグラフィ工程の解像度を高める要請があり、そ
のため半導体装置の平坦化技術が重要となってきてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, miniaturization and high density of semiconductor devices have been remarkable. As the miniaturization and the density increase, there is a demand for increasing the resolution of the lithography process. Therefore, the planarization technology of the semiconductor device has become important.

【0003】平坦化を行う技術としては、化学的機械的
研磨(CMP:Chemical Mechanical Polishing)法が
一般的に知られている。CMP法は、例えば層間絶縁膜
の平坦化を例にとっても、従来の層間絶縁膜の材料に段
差被覆性の高いBPSG(Boron Phosphorous Silicate
Glass)等を用いたリフロー法による平坦化技術に比べ
て格段にその平坦性に優れている。また、チップレベル
は勿論のこと、ウェハレベルの大きな面積の平坦化にも
使用できる等の多くの利点を有している。
As a technique for flattening, a chemical mechanical polishing (CMP) method is generally known. In the CMP method, a BPSG (Boron Phosphorous Silicate) having a high step coverage can be added to a conventional material for an interlayer insulating film even when the interlayer insulating film is flattened.
The flatness is remarkably superior to a flattening technique by a reflow method using Glass). Further, it has many advantages such as being able to be used not only at the chip level but also for flattening a large area at the wafer level.

【0004】一方で、リソグラフィ工程では、マスクと
アライメントを取るためのアライメントマークが必要で
ある。このアライメントマークは通常、半導体装置に幅
の広い溝を設けることにより形成される。
On the other hand, in a lithography process, an alignment mark for aligning with a mask is required. This alignment mark is usually formed by providing a wide groove in the semiconductor device.

【0005】このように、幅の広い溝を持った半導体装
置をCMP法により研磨し、平坦化すると、この溝内
に、CMP法で研磨する際に用いる研磨剤(スラリー)
が残留してしまう。そのため、リソグラフィ工程におい
て、溝の段差のエッジ等のコントラストで直線部を認識
してアライメントを取る際に不具合が発生する。
As described above, when a semiconductor device having a wide groove is polished and flattened by the CMP method, an abrasive (slurry) used for polishing by the CMP method is provided in the groove.
Will remain. For this reason, in the lithography process, a problem occurs when the alignment is performed by recognizing the linear portion with the contrast of the edge of the step of the groove or the like.

【0006】上記のように、アライメントマークとなる
溝に研磨剤が残留した場合について、図21(a)、
(b)を用いて説明する。図21(a)はCMP法によ
る研磨後の半導体装置のアライメントマークの平面図、
図21(b)図は(a)図におけるA−A’線に沿った
断面図である。ここでは、ビアプラグ(Via Plug)の形
成時を例に挙げて、層間絶縁膜上に金属層を形成してビ
アホール(Via Hole)を埋め込み、金属層の平坦化を行
った際のアライメントマークの様子を示している。
As described above, the case where the abrasive remains in the groove serving as the alignment mark is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. FIG. 21A is a plan view of an alignment mark of a semiconductor device after polishing by a CMP method,
FIG. 21B is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. Here, taking the example of forming a via plug (Via Plug) as an example, a state of an alignment mark when a metal layer is formed on an interlayer insulating film, a via hole is buried, and the metal layer is flattened. Is shown.

【0007】図示するように、半導体基板100上に例
えば層間絶縁膜110が設けられ、この層間絶縁膜11
0の一部が除去されることで、アライメントマークとな
る溝部120が設けられている。図示せぬ領域では、半
導体素子、または金属配線層とコンタクトを取るための
ビアホールが形成され、このビアホール内を金属層が埋
め込むことでビアプラグが形成されている。通常、この
ビアホールの形成と同時にアライメントマークの溝部1
20を形成する。そして、全面にビアホールを埋め込む
金属層を形成し、CMP法によりこの金属層がビアホー
ル内に残存するように研磨、平坦化する。そのため、ア
ライメントマークの溝部120内には、ビアホール(図
示せず)を埋め込む金属層130の一部が残存してい
る。しかし、溝部120のサイズは比較的大きいため、
溝部120の全てが金属層130に覆われることはな
い。CMP法による研磨終了後には、溝部120内の角
部に研磨剤190が残留している。そのため、図21
(a)の平面図に示すように、溝の段差のエッジが直線
にならず、凹凸を持つようになる。
As shown in the figure, an interlayer insulating film 110 is provided on a semiconductor substrate 100, for example.
A groove 120 serving as an alignment mark is provided by removing a part of 0. In a region (not shown), a via hole for making contact with a semiconductor element or a metal wiring layer is formed, and a via plug is formed by embedding a metal layer in the via hole. Usually, simultaneously with the formation of this via hole, the groove 1 of the alignment mark is formed.
20 is formed. Then, a metal layer for filling the via hole is formed on the entire surface, and is polished and flattened by a CMP method so that the metal layer remains in the via hole. Therefore, a part of the metal layer 130 filling the via hole (not shown) remains in the groove 120 of the alignment mark. However, since the size of the groove 120 is relatively large,
The entire groove 120 is not covered with the metal layer 130. After the completion of the polishing by the CMP method, the abrasive 190 remains at the corners in the groove 120. Therefore, FIG.
As shown in the plan view of (a), the edge of the step of the groove does not become a straight line, but becomes uneven.

【0008】ビアプラグの形成後、このビアプラグと接
続する金属配線層を形成する。この場合、まず全面に金
属層を形成し、この金属層をリソグラフィ技術とエッチ
ングによりパターニングして所望のパターンの金属配線
層を形成する。
After the formation of the via plug, a metal wiring layer connected to the via plug is formed. In this case, a metal layer is first formed on the entire surface, and the metal layer is patterned by lithography and etching to form a metal wiring layer having a desired pattern.

【0009】しかし、上記のようにアライメントマーク
の溝部内にCMPの研磨材が残留して、溝の段差のエッ
ジが直線にならず、凹凸を持っているため、金属配線層
をパターニングする際に用いるマスクとのアライメント
を取る際に、アライメントマークを正常に認識できない
場合がある。そのため、アライメントを取ることが出来
ない、若しくはアライメントを取っても、あわせずれが
大きくなるという問題がある。
However, as described above, the polishing material of CMP remains in the groove of the alignment mark, and the edge of the step of the groove is not straight, and has irregularities. When the alignment with the mask to be used is performed, the alignment mark may not be normally recognized. For this reason, there is a problem that alignment cannot be performed, or even if alignment is performed, misalignment increases.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の半導体装置
に設けられるリソグラフィ用のアライメントマークは、
被エッチング材の下地に設けられた溝部により形成され
ている。しかし、この溝部を形成した後にCMP工程を
有する場合、溝部内にCMP工程で用いた研磨剤が残留
するという問題があった。この溝部内への研磨剤の残留
は、例えば、本来直線の溝部の段差のエッジが、凹凸を
持つようになるなど、アライメントの誤検知の原因とな
る。そのため、アライメントを取ることが出来ない、ま
たはアライメントを取っても合わせずれ量が大きくな
り、アライメントマークとして機能しないという問題が
あった。
The alignment marks for lithography provided on the above-mentioned conventional semiconductor device are as follows.
It is formed by a groove provided on the base of the material to be etched. However, when the CMP step is performed after forming the groove, there is a problem that the abrasive used in the CMP step remains in the groove. The residual abrasive in the groove causes an erroneous detection of the alignment, for example, the edge of the step of the originally linear groove becomes uneven. For this reason, there has been a problem that alignment cannot be performed, or the amount of misalignment increases even if alignment is performed, and the alignment mark does not function.

【0011】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、その目的は、マスクとのアライメントを取る際に
誤検知を防止できるアライメントマークを備えた半導体
装置及びその製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a semiconductor device having an alignment mark capable of preventing erroneous detection when aligning with a mask, and a method of manufacturing the same. is there.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に記
載した半導体装置は、半導体素子が形成された半導体基
板上に設けられた層間絶縁膜と、この層間絶縁膜に埋め
込まれ、前記半導体素子に電気的に接続されるビアプラ
グと、前記層間絶縁膜上に形成され、前記ビアプラグと
電気的に接続される配線とを備え、前記配線が、前記層
間絶縁膜上に形成された金属層をパターニングして形成
される半導体装置において、前記金属層をパターニング
して配線を形成するためのマスクのアライメントマーク
として、前記層間絶縁膜に形成された溝部と、前記溝部
内の底面及び側面に形成された、前記ビアプラグを形成
するための導電膜と、前記溝部内の前記導電膜上に、前
記溝部を埋め込むように形成され、前記導電膜とは異な
る材料からなるキャップ層とを設けたことを特徴として
いる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: an interlayer insulating film provided on a semiconductor substrate on which a semiconductor element is formed; A via plug electrically connected to the element, and a wiring formed on the interlayer insulating film and electrically connected to the via plug, wherein the wiring comprises a metal layer formed on the interlayer insulating film. In a semiconductor device formed by patterning, a groove formed in the interlayer insulating film and formed on a bottom surface and a side surface in the groove as an alignment mark of a mask for forming a wiring by patterning the metal layer. A conductive film for forming the via plug; and a key formed on the conductive film in the groove so as to fill the groove, and made of a material different from the conductive film. Tsu is characterized in that a and-flops layer.

【0013】この発明の請求項2に記載した半導体装置
の製造方法は、半導体基板上の層間絶縁膜にビアホール
及びアライメントマークの溝部を形成する工程と、前記
層間絶縁膜上に導電膜を形成し、前記ビアホール、及び
前記溝部の一部を埋め込む工程と、前記導電膜上に該導
電膜とは異なる材料によりキャップ層を形成して前記溝
部を埋め込む工程と、前記層間絶縁膜をストッパーに、
前記キャップ層及び前記導電膜を、前記キャップ層によ
り前記溝部を保護しつつ研磨して平坦化する工程と、前
記層間絶縁膜及び前記導電膜上に金属配線層を形成する
工程とを具備することを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a via hole and a groove for an alignment mark in an interlayer insulating film on a semiconductor substrate; and forming a conductive film on the interlayer insulating film. A step of filling the via hole and a part of the groove, a step of forming a cap layer on the conductive film using a material different from the conductive film and filling the groove, and using the interlayer insulating film as a stopper,
A step of polishing and flattening the cap layer and the conductive film while protecting the trench with the cap layer; and a step of forming a metal wiring layer on the interlayer insulating film and the conductive film. It is characterized by.

【0014】また、請求項3に記載したように、請求項
2記載の半導体装置の製造方法において、前記層間絶縁
膜及び前記導電膜上に金属配線層を形成する工程の後、
前記溝部と、該溝部内の一部を埋め込む前記導電膜と、
該導電膜上に設けられ該溝部を埋め込むキャップ層から
形成されるアライメントマークを用いて、リソグラフィ
技術とエッチングにより、前記金属配線層を所望のパタ
ーンにパターニングする工程を更に備えることを特徴と
している。
According to a third aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the second aspect, after the step of forming a metal wiring layer on the interlayer insulating film and the conductive film,
The groove, the conductive film filling a part of the groove,
The method further includes a step of patterning the metal wiring layer into a desired pattern by a lithography technique and etching using an alignment mark formed from a cap layer provided on the conductive film and filling the groove.

【0015】更に、請求項4に記載したように、請求項
2記載の半導体装置の製造方法において、前記キャップ
層及び前記導電膜を、前記キャップ層により前記溝部を
保護しつつ研磨して平坦化する工程の後、前記溝部内の
前記キャップ層を除去する工程を更に備えることを特徴
としている。
Further, as described in claim 4, in the method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, the cap layer and the conductive film are polished and flattened while protecting the groove with the cap layer. After the step of removing, the method further comprises a step of removing the cap layer in the groove.

【0016】請求項5に記載したように、請求項4記載
の半導体装置の製造方法において、前記層間絶縁膜及び
前記導電膜上に金属配線層を形成する工程の後、前記溝
部と、該溝部内の一部を埋め込む前記導電膜とから形成
されるアライメントマークを用いて、リソグラフィ技術
とエッチングにより、前記金属配線層を所望のパターン
にパターニングする工程を更に備えることを特徴として
いる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the fourth aspect, after the step of forming a metal wiring layer on the interlayer insulating film and the conductive film, the trench and the trench are formed. The method further includes a step of patterning the metal wiring layer into a desired pattern by a lithography technique and etching using an alignment mark formed from the conductive film that partially fills the inside.

【0017】請求項6に記載したように、請求項2乃至
5いずれか1項記載の半導体装置の製造方法において、
前記キャップ層及び前記導電膜を、前記キャップ層によ
り前記溝部を保護しつつ研磨して平坦化する工程は、前
記導電膜をストッパーに用いて前記キャップ層を研磨す
る工程と、前記層間絶縁膜をストッパーに用いて前記導
電膜を研磨する工程とを備えることを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to any one of the second to fifth aspects,
The step of polishing and flattening the cap layer and the conductive film while protecting the groove with the cap layer is a step of polishing the cap layer using the conductive film as a stopper, and a step of polishing the interlayer insulating film. Polishing the conductive film using a stopper.

【0018】請求項1乃至3のような構成及び方法によ
れば、アライメントマークとなる溝部内を、キャップ層
により埋め込んでいる。そのため、ビアプラグを形成す
るために導電膜をCMP法等により研磨する際、この研
磨に使用する研磨剤が溝部内に残留するのを防止でき
る。また、導電膜とキャップ層とを互いに異なる膜種に
することで、アライメントマークを容易に認識できる。
そのため、リソグラフィ工程において、このアライメン
トマークとマスクとを合わせる際に、アライメントの誤
検知を防止できる。
According to the structure and the method as described in the first to third aspects, the inside of the groove serving as the alignment mark is filled with the cap layer. Therefore, when the conductive film is polished by a CMP method or the like to form a via plug, it is possible to prevent the abrasive used for the polishing from remaining in the groove. Further, by using different types of film for the conductive film and the cap layer, the alignment mark can be easily recognized.
Therefore, when aligning the alignment mark with the mask in the lithography process, erroneous detection of alignment can be prevented.

【0019】請求項4、5のように、研磨による平坦化
工程の後に、キャップ層を除去する工程を設けることに
より、リソグラフィ時のアライメントの信頼性を更に向
上できる。
By providing a step of removing the cap layer after the planarization step by polishing, the reliability of alignment at the time of lithography can be further improved.

【0020】請求項6のように、キャップ層と導電膜と
を研磨する工程は、この2つの層を別々のステップに分
けて研磨を行ってもかまわない。この場合でも、アライ
メントマークの溝部内はキャップ層により埋め込まれて
いるため、研磨剤が残留することはない。
In the step of polishing the cap layer and the conductive film, the two layers may be polished in separate steps. Even in this case, since the inside of the groove of the alignment mark is buried with the cap layer, the abrasive does not remain.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図面
を参照して説明する。この説明に際し、全図にわたり、
共通する部分には共通する参照符号を付す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. For this explanation,
Common parts are denoted by common reference symbols.

【0022】この発明の第1の実施形態に係る半導体装
置について、図1を用いて説明する。図1は、半導体装
置の断面図であり、リソグラフィ工程の際、マスクとの
位置あわせに用いるアライメントマークを形成する周辺
領域の様子を示している。
A semiconductor device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor device, showing a state of a peripheral region where an alignment mark used for alignment with a mask is formed in a lithography process.

【0023】図示するように、シリコン基板10上に例
えばBPSG(Boron PhosphorousSilicate Grass)膜
等による層間絶縁膜11が形成され、この層間絶縁膜1
1には、溝部12が設けられている。そして、この溝部
12内にはビアプラグの材料となる例えばW(Tungste
n)膜等による金属層13が形成され、更にビアプラグ
の材料とは異なる例えばTEOS(tetraethylorthosil
icate ; Si(OC2H5)4)を用いて形成されたシリコン酸化
膜14がキャップ層として溝部12を埋め込むことによ
りアライメントマーク15が形成されている。
As shown in the figure, an interlayer insulating film 11 such as a BPSG (Boron Phosphorous Silicon Grass) film is formed on a silicon substrate 10.
1 is provided with a groove 12. Then, for example, W (Tungste) serving as a material of a via plug is formed in the groove 12.
n) A metal layer 13 is formed by a film or the like, and further different from the material of the via plug, for example, TEOS (tetraethylorthosilil).
An alignment mark 15 is formed by embedding the groove 12 as a cap layer with a silicon oxide film 14 formed using icate; Si (OC 2 H 5 ) 4 ).

【0024】図2(a)、(b)乃至図7(a)、
(b)は、上記構造の半導体装置の製造工程の断面図を
順次示しており、(a)図は半導体素子の形成される回
路領域、(b)図はアライメントマークの形成される周
辺領域を示している。
2 (a), 2 (b) to 7 (a),
3B is a sectional view sequentially showing a manufacturing process of the semiconductor device having the above structure. FIG. 4A is a circuit region where a semiconductor element is formed, and FIG. 5B is a peripheral region where an alignment mark is formed. Is shown.

【0025】まず図2(a)、(b)に示すように、シ
リコン基板10上の回路領域に金属配線層16を形成
し、その後全面に層間絶縁膜11となるBPSG膜をC
VD(Chemical Vapor Deposition)法等により形成す
る。そして、素子領域では金属配線層16とコンタクト
を取るためのビアホール17を、リソグラフィ技術とR
IE(Reactive Ion Etching)等の異方性のエッチング
により形成する。また、同時にアライメントマークを形
成する溝部12も形成する。なお、通常、アライメント
マーク用の溝部12はビアホール17に比べて開口部の
サイズが非常に大きいため、アライメントマーク用の溝
部12のほうがエッチングスピードが速い。そのため、
図2(b)では示していないが、周辺領域のシリコン基
板10上にあらかじめ、エッチングのストッパーとなる
層を形成して、溝部12の深さを制御しても良い。な
お、このアライメントマーク用の溝部の形成方法につい
ては従来と同様である。
First, as shown in FIGS. 2A and 2B, a metal wiring layer 16 is formed in a circuit region on a silicon substrate 10, and a BPSG film serving as an interlayer insulating film 11 is formed on the entire surface.
It is formed by a VD (Chemical Vapor Deposition) method or the like. In the element region, a via hole 17 for making contact with the metal wiring layer 16 is formed by lithography technology and R
It is formed by anisotropic etching such as IE (Reactive Ion Etching). At the same time, a groove 12 for forming an alignment mark is also formed. In addition, since the size of the opening of the alignment mark groove 12 is usually much larger than that of the via hole 17, the etching speed of the alignment mark groove 12 is higher. for that reason,
Although not shown in FIG. 2B, a depth of the groove 12 may be controlled by forming a layer serving as an etching stopper in advance on the silicon substrate 10 in the peripheral region. The method of forming the groove for the alignment mark is the same as the conventional method.

【0026】次に、図3(a)、(b)に示すように、
ビアホール17を埋め込むビア材として、W膜等の金属
層13をCVD法等により全面に形成する。なお、この
金属層13はビアホール17を完全に埋め込むが、アラ
イメントマーク部の溝部12は幅が広いために完全に埋
め込むことはない。
Next, as shown in FIGS. 3A and 3B,
As a via material for filling the via hole 17, a metal layer 13 such as a W film is formed on the entire surface by a CVD method or the like. The metal layer 13 completely fills the via hole 17, but does not completely fill the groove 12 of the alignment mark portion because it is wide.

【0027】引き続き、図4(a)、(b)に示すよう
に、アライメントマーク部の溝部12のキャップ層とし
て、全面にTEOSを用いたCVD法によりシリコン酸
化膜14を形成して、アライメントマーク部の溝部12
を完全に埋め込む。この溝部12を埋め込む材料は、金
属層13と異なる材料であればよく、シリコン酸化膜に
限られるものではない。
Subsequently, as shown in FIGS. 4A and 4B, a silicon oxide film 14 is formed on the entire surface by a CVD method using TEOS as a cap layer for the groove portion 12 of the alignment mark portion. Groove 12
Embed completely. The material for filling the groove 12 may be a material different from that of the metal layer 13 and is not limited to the silicon oxide film.

【0028】次に、金属層13をストッパーに用いたC
MP法により、シリコン酸化膜14の研磨を行うこと
で、図5(a)、(b)に示す構造を得る。
Next, C using the metal layer 13 as a stopper
The structure shown in FIGS. 5A and 5B is obtained by polishing the silicon oxide film 14 by the MP method.

【0029】更に、図6(a)、(b)に示すように、
層間絶縁膜11をストッパーに用いたCMP法により金
属層13及びシリコン酸化膜14の研磨を行うことで、
ビアプラグ及びアライメントマーク15を完成する。
Further, as shown in FIGS. 6A and 6B,
By polishing the metal layer 13 and the silicon oxide film 14 by the CMP method using the interlayer insulating film 11 as a stopper,
The via plug and the alignment mark 15 are completed.

【0030】そして、図7(a)、(b)に示すよう
に、Ti膜、TiN膜、及びAl膜による3層構造の金
属層18を、スパッタリングにより形成する。
Then, as shown in FIGS. 7A and 7B, a metal layer 18 having a three-layer structure of a Ti film, a TiN film, and an Al film is formed by sputtering.

【0031】その後は、リソグラフィ技術とエッチング
により、上記金属層13を所望のパターンにパターニン
グして、金属配線層を完成する。このリソグラフィ工程
の際、アライメントマーク15を用いて、リソグラフィ
用のマスクと、半導体装置とのアライメントを取る。ア
ライメントは光学的手法または、膜種の違いによるコン
トラストにより行う。本実施形態により形成したアライ
メントマーク15は、溝部12内に金属層13を形成
し、更に透明なシリコン酸化膜により埋め込んでいる。
そのため、上記2つの方法のどちらの方法によってもア
ライメントを取ることが出来る。また、溝部12内をシ
リコン酸化膜により埋め込んでいるため、図5、図6に
示したCMP工程の際に、溝部12内に研磨剤が残留す
るのを防止できる。そのため、設計通りの所望のアライ
メントマークを形成でき、アライメントマークを、認識
が容易となる形状に出来る。よって、アライメントの誤
検知を防止し、また、合わせずれ量を低減できる。
Thereafter, the metal layer 13 is patterned into a desired pattern by lithography and etching to complete a metal wiring layer. At the time of this lithography step, alignment between the lithography mask and the semiconductor device is performed using the alignment mark 15. The alignment is performed by an optical method or by contrast depending on the type of film. In the alignment mark 15 formed according to the present embodiment, the metal layer 13 is formed in the groove 12 and further embedded with a transparent silicon oxide film.
Therefore, alignment can be achieved by either of the above two methods. Further, since the trench 12 is filled with the silicon oxide film, it is possible to prevent the abrasive from remaining in the trench 12 during the CMP process shown in FIGS. Therefore, a desired alignment mark as designed can be formed, and the alignment mark can be formed into a shape that facilitates recognition. Therefore, misdetection of alignment can be prevented, and the amount of misalignment can be reduced.

【0032】なお、図6の工程で、金属層13をCMP
により研磨した後、例えばウェットエッチングにより、
キャップ層としてのシリコン酸化膜14を除去してもか
まわない。このシリコン酸化膜14は、CMPにおいて
溝部12内に研磨剤が残留するのを防止するためのもの
であり、アライメントマークとしては必須ものではない
ためである。すなわち、光学的な手法や、膜種の違いに
よるコントラストではなく、段差によりアライメントを
取る際には、このシリコン酸化膜14を除去する必要が
ある。ただし、この場合、キャップ層として機能する材
料には、層間絶縁膜11とは異なる材料、例えばシリコ
ン窒化膜などを用いる必要がある。
In the process of FIG. 6, the metal layer 13 is
After polishing, for example, by wet etching,
The silicon oxide film 14 as the cap layer may be removed. This silicon oxide film 14 is for preventing the abrasive from remaining in the groove 12 in the CMP, and is not essential as an alignment mark. That is, it is necessary to remove the silicon oxide film 14 when performing alignment not by an optical method or by a difference in film type but by a step. However, in this case, it is necessary to use a material different from the interlayer insulating film 11, for example, a silicon nitride film, as the material functioning as the cap layer.

【0033】次に、この発明の第2の実施形態に係る半
導体装置及びその製造方法について図8(a)、(b)
乃至図20(a)、(b)を用いて説明する。本実施形
態は、第1の実施形態で説明したアライメントマーク
を、具体的な半導体装置の製造方法に適用した例であ
る。図8(a)、(b)乃至図20(a)、(b)はそ
れぞれ半導体装置の製造工程の断面図を順次示してお
り、図8(a)乃至図20(a)は半導体素子を形成す
る回路領域を、図8(b)乃至図20(b)はアライメ
ントマークを形成する周辺領域を示している。
Next, a semiconductor device and a method for manufacturing the same according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
A description will be given with reference to FIGS. This embodiment is an example in which the alignment mark described in the first embodiment is applied to a specific method for manufacturing a semiconductor device. 8 (a), 8 (b) to 20 (a), and (b) are cross-sectional views sequentially showing a manufacturing process of a semiconductor device. FIGS. 8 (a) to 20 (a) show a semiconductor element. FIGS. 8B to 20B show a circuit region to be formed, and a peripheral region in which an alignment mark is formed.

【0034】まず、図8(a)、(b)に示すように、
シリコン基板20上に半導体素子を形成する。ここでは
MOSトランジスタを例に挙げている。図示するよう
に、回路領域のシリコン基板20に素子分離領域21を
STI(Shallow Trench Isolation)技術等により形成
する。そして、シリコン基板20上にゲート絶縁膜22
を介してゲート電極23を形成し、このゲート電極23
をマスクにしてシリコン基板20中に不純物を導入する
ことで、ソース、ドレイン領域となる不純物拡散層24
を形成して、MOSトランジスタを完成する。
First, as shown in FIGS. 8A and 8B,
A semiconductor element is formed on the silicon substrate 20. Here, a MOS transistor is taken as an example. As shown, an element isolation region 21 is formed on a silicon substrate 20 in a circuit region by STI (Shallow Trench Isolation) technology or the like. Then, the gate insulating film 22 is formed on the silicon substrate 20.
A gate electrode 23 is formed through the gate electrode 23.
Is used as a mask to introduce impurities into the silicon substrate 20 so that the impurity diffusion layers 24 serving as source and drain regions can be formed.
Is formed to complete a MOS transistor.

【0035】次に、図9(a)、(b)に示すように、
全面にBPSG膜により第1の層間絶縁膜25をCVD
法等により形成する。そして、加熱処理により第1の層
間絶縁膜25をリフローさせ、更にCMP法により研磨
することで、第1の層間絶縁膜25を平坦化する。
Next, as shown in FIGS. 9A and 9B,
The first interlayer insulating film 25 is entirely formed of BPSG film by CVD.
It is formed by a method or the like. Then, the first interlayer insulating film 25 is reflowed by heat treatment, and further polished by a CMP method, so that the first interlayer insulating film 25 is flattened.

【0036】そして、図10(a)、(b)に示すよう
に、回路領域では、MOSトランジスタの不純物拡散層
24とコンタクトを取るためのビアホール26を、周辺
領域ではアライメントマークを形成するための溝部27
を、リソグラフィ技術と異方性のエッチングにより形成
する。なお、図10(b)では示していないが、第1の
実施形態で説明したように、予め、周辺領域のシリコン
基板20上に、溝部27を形成する際のエッチングのス
トッパーとなる層を形成しても良いし、ストッパーを設
けずにシリコン基板20が露出するまでエッチングし
て、溝部27を形成してもかまわない。なお、アライメ
ントマークを形成する周辺領域は、回路領域に形成され
る半導体素子には何らの影響も与えるものではない。
As shown in FIGS. 10A and 10B, a via hole 26 for making contact with the impurity diffusion layer 24 of the MOS transistor is formed in the circuit region, and an alignment mark is formed in the peripheral region. Groove 27
Is formed by lithography and anisotropic etching. Although not shown in FIG. 10B, as described in the first embodiment, a layer serving as an etching stopper for forming the groove 27 is formed in advance on the silicon substrate 20 in the peripheral region. The groove 27 may be formed by etching until the silicon substrate 20 is exposed without providing a stopper. The peripheral region where the alignment mark is formed has no influence on the semiconductor element formed in the circuit region.

【0037】更に、図11(a)、(b)のように、ビ
アプラグを形成するために、W膜等の金属層28を、C
VD法等により全面に形成する。この金属層28はビア
ホール26を完全に埋め込むが、周辺領域の溝部27は
幅が広いために完全に埋め込むことはない。なお、この
金属層28の代わりに、多結晶シリコン膜等の低抵抗の
半導体膜を形成してもかまわない。
Further, as shown in FIGS. 11A and 11B, in order to form a via plug, a metal layer 28 such as a W film is
It is formed on the entire surface by a VD method or the like. Although the metal layer 28 completely fills the via hole 26, the groove 27 in the peripheral region is not completely filled because it is wide. Note that a low-resistance semiconductor film such as a polycrystalline silicon film may be formed instead of the metal layer 28.

【0038】引き続き、図12(a)、(b)のよう
に、アライメントマークのキャップ層として機能する、
シリコン酸化膜29を、TEOSを用いたCVD法によ
り全面に形成して、溝部27を完全に埋め込む。この溝
部27を埋め込む材料は、金属層28と異なる材料であ
ればよく、シリコン酸化膜に限られるものではない。
Subsequently, as shown in FIGS. 12A and 12B, the layer functions as a cap layer for the alignment mark.
A silicon oxide film 29 is formed on the entire surface by a CVD method using TEOS, and the trench 27 is completely buried. The material for filling the groove 27 may be a material different from that of the metal layer 28, and is not limited to the silicon oxide film.

【0039】そして、CMP法により、シリコン酸化膜
29及び金属層28を研磨して図13(a)、(b)の
構造を得る。なお、CMPは、金属層28をストッパー
に用いて、まずシリコン酸化膜29を研磨し、次に第1
の層間絶縁膜25をストッパーに用いて金属層28を研
磨しても良い。また、第1の層間絶縁膜25をストッパ
ーに用いて、シリコン酸化膜29及び金属層28を連続
的に研磨してもかまわない。
Then, the silicon oxide film 29 and the metal layer 28 are polished by the CMP method to obtain the structures shown in FIGS. In the CMP, first, the silicon oxide film 29 is polished using the metal layer 28 as a stopper, and then the first
The metal layer 28 may be polished using the interlayer insulating film 25 as a stopper. In addition, the silicon oxide film 29 and the metal layer 28 may be continuously polished using the first interlayer insulating film 25 as a stopper.

【0040】上記工程によりアライメントマーク30を
完成する。
The above process completes the alignment mark 30.

【0041】なお、この後、第1の実施形態同様、アラ
イメントマーク30の溝部27を埋め込んでいるシリコ
ン酸化膜29を除去してもかまわない。この場合も、ア
ライメントマークのキャップ層として機能する材料に
は、第1の層間絶縁膜25とは異なる材料、例えばシリ
コン窒化膜などを用いる必要がある。
Thereafter, as in the first embodiment, the silicon oxide film 29 filling the groove 27 of the alignment mark 30 may be removed. Also in this case, it is necessary to use a material different from the first interlayer insulating film 25, for example, a silicon nitride film, as a material functioning as a cap layer of the alignment mark.

【0042】次に、図14(a)、(b)に示すよう
に、全面にTi膜、TiN膜、及びAl膜による3層構
造の金属層31を、スパッタリングにより形成する。
Next, as shown in FIGS. 14A and 14B, a metal layer 31 having a three-layer structure of a Ti film, a TiN film and an Al film is formed on the entire surface by sputtering.

【0043】そして、リソグラフィ技術とエッチングに
より、上記金属層31を所望のパターンにパターニング
して、図15(a)、(b)に示すように金属配線層を
完成する。このリソグラフィ工程の際、アライメントマ
ーク30を用いて、リソグラフィ用のマスクと、半導体
装置とのアライメントを取る。
Then, the metal layer 31 is patterned into a desired pattern by lithography and etching to complete a metal wiring layer as shown in FIGS. 15 (a) and 15 (b). At the time of this lithography step, the alignment mark 30 is used to align the lithography mask with the semiconductor device.

【0044】引き続き、図16(a)、(b)に示すよ
うに、全面に第2の層間絶縁膜32を形成する。
Subsequently, as shown in FIGS. 16A and 16B, a second interlayer insulating film 32 is formed on the entire surface.

【0045】そして、図17(a)、(b)に示すよう
に、回路領域では、金属配線層31とコンタクトを取る
ためのビアホール33を、周辺領域ではアライメントマ
ークを形成するための溝部34を、リソグラフィ技術と
異方性のエッチングにより形成する。勿論、この工程に
おいても、予め、周辺領域の第1の層間絶縁膜25上
に、溝部34を形成する際のエッチングのストッパーと
なる層を形成しても良い。
As shown in FIGS. 17A and 17B, a via hole 33 for making contact with the metal wiring layer 31 is formed in the circuit region, and a groove portion 34 for forming an alignment mark is formed in the peripheral region. , By lithography and anisotropic etching. Of course, also in this step, a layer serving as an etching stopper when forming the groove 34 may be formed in advance on the first interlayer insulating film 25 in the peripheral region.

【0046】次に、図18(a)、(b)に示すよう
に、ビアプラグを形成するために、W膜等の金属層35
を、CVD法等により全面に形成する。この金属層35
はビアホール33を完全に埋め込むが、周辺領域の溝部
34は幅が広いために完全に埋め込むことはない。
Next, as shown in FIGS. 18A and 18B, a metal layer 35 such as a W film is formed to form a via plug.
Is formed on the entire surface by a CVD method or the like. This metal layer 35
Completely fills the via hole 33, but does not completely fill the groove 34 in the peripheral region because the width is wide.

【0047】引き続き、アライメントマークのキャップ
層としてのシリコン酸化膜36を、TEOSを用いたC
VD法により全面に形成して、溝部34を完全に埋め込
む。この溝部34を埋め込む材料は、金属層35と異な
る材料であればよく、シリコン酸化膜に限られるもので
はない。そして、金属層35及びシリコン酸化膜36
を、第2の層間絶縁膜32をストッパーに用いたCMP
により研磨してビアプラグ及びアライメントマーク37
を形成し、図19(a)、(b)に示す構造を得る。な
お、CMPは、金属層35をストッパーに用いて、まず
シリコン酸化膜36を研磨し、次に第2の層間絶縁膜3
2をストッパーに用いて金属層35を研磨する2ステッ
プにより行っても良い。また、第2の層間絶縁膜32を
ストッパーに用いて、シリコン酸化膜36及び金属層3
5を連続的に研磨してもかまわない。
Subsequently, the silicon oxide film 36 as a cap layer for the alignment mark is
The groove 34 is completely buried by the VD method. The material for filling the groove 34 may be a material different from the metal layer 35, and is not limited to the silicon oxide film. Then, the metal layer 35 and the silicon oxide film 36
Using CMP using the second interlayer insulating film 32 as a stopper.
Via plug and alignment mark 37
Is formed to obtain the structure shown in FIGS. In the CMP, the silicon oxide film 36 is first polished using the metal layer 35 as a stopper, and then the second interlayer insulating film 3 is polished.
The polishing may be performed by two steps of polishing the metal layer 35 by using 2 as a stopper. Further, the silicon oxide film 36 and the metal layer 3 are formed using the second interlayer insulating film 32 as a stopper.
5 may be continuously polished.

【0048】上記工程によりアライメントマーク37を
完成する。
The alignment mark 37 is completed by the above steps.

【0049】なお、この後、アライメントマーク30と
同様に、アライメントマーク37の溝部34を埋め込ん
でいるシリコン酸化膜36を除去してもかまわない。こ
の場合も、アライメントマークのキャップ層としての材
料には、第2の層間絶縁膜32とは異なる材料を用いる
必要がある。
After that, similarly to the alignment mark 30, the silicon oxide film 36 filling the groove 34 of the alignment mark 37 may be removed. Also in this case, it is necessary to use a material different from that of the second interlayer insulating film 32 as a material for the cap layer of the alignment mark.

【0050】次に、全面にTi膜、TiN膜、及びAl
膜による3層構造の金属層38を、スパッタリングによ
り形成する。そして、上記アライメントマーク37を用
いて、リソグラフィ技術とエッチングにより、上記金属
層38を所望のパターンにパターニングして、図20
(a)、(b)に示すような金属配線層を完成する。
Next, a Ti film, a TiN film, and an Al
A three-layer metal layer 38 of a film is formed by sputtering. Then, using the alignment mark 37, the metal layer 38 is patterned into a desired pattern by lithography and etching.
A metal wiring layer as shown in (a) and (b) is completed.

【0051】その後は、周知の技術によりボンディング
パッド領域(図示せず)に開口を有するコーティング材
などを形成して、半導体装置を完成する。
Thereafter, a coating material having an opening in a bonding pad region (not shown) is formed by a well-known technique to complete a semiconductor device.

【0052】上記第1、第2の実施形態によれば、アラ
イメントマークとなる溝部内を、ビアホールを埋め込む
金属層及びキャップ層により埋め込んでいる。そのた
め、金属層をCMP法等により研磨してビアプラグを形
成する際、この研磨に使用する研磨剤が溝部内に残留す
るのを防止できる。また、金属層とキャップ層とを互い
に異なる膜種にすることで、アライメントマークを容易
に認識できる。そのため、リソグラフィ工程において、
このアライメントマークとマスクとを合わせる際に、ア
ライメントの誤検知を防止できる。
According to the first and second embodiments, the groove serving as the alignment mark is filled with the metal layer and the cap layer for filling the via hole. Therefore, when the metal layer is polished by the CMP method or the like to form a via plug, it is possible to prevent the abrasive used for the polishing from remaining in the groove. In addition, the alignment mark can be easily recognized by using different types of films for the metal layer and the cap layer. Therefore, in the lithography process,
When aligning the alignment mark with the mask, erroneous detection of alignment can be prevented.

【0053】なお、各層の材料などは、上記実施形態で
説明したものに限られるものではなく、本発明の主旨を
逸脱しない範囲で適宜変更して実施することが出来る。
The materials of the respective layers are not limited to those described in the above embodiment, but can be changed as appropriate without departing from the gist of the present invention.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、マスクとのアライメントを取る際に誤検知を防止で
きるアライメントマークを備えた半導体装置及びその製
造方法を提供できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor device having an alignment mark which can prevent erroneous detection when aligning with a mask, and a method of manufacturing the same.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の第1の実施形態に係る半導体装置の
アライメントマークの断面図。
FIG. 1 is a sectional view of an alignment mark of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の第1の実施形態に係る半導体装置の
第1の製造工程の断面図で、(a)図は回路領域、
(b)図は周辺領域。
FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views of a first manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, wherein FIG.
(B) The figure shows the peripheral area.

【図3】この発明の第1の実施形態に係る半導体装置の
第2の製造工程の断面図で、(a)図は回路領域、
(b)図は周辺領域。
FIGS. 3A and 3B are cross-sectional views illustrating a second manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention; FIG.
(B) The figure shows the peripheral area.

【図4】この発明の第1の実施形態に係る半導体装置の
第3の製造工程の断面図で、(a)図は回路領域、
(b)図は周辺領域。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a third manufacturing step of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, wherein FIG.
(B) The figure shows the peripheral area.

【図5】この発明の第1の実施形態に係る半導体装置の
第4の製造工程の断面図で、(a)図は回路領域、
(b)図は周辺領域。
FIG. 5 is a sectional view of a fourth manufacturing step of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, wherein FIG.
(B) The figure shows the peripheral area.

【図6】この発明の第1の実施形態に係る半導体装置の
第5の製造工程の断面図で、(a)図は回路領域、
(b)図は周辺領域。
FIG. 6 is a sectional view of a fifth manufacturing step of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, wherein FIG.
(B) The figure shows the peripheral area.

【図7】この発明の第1の実施形態に係る半導体装置の
第6の製造工程の断面図で、(a)図は回路領域、
(b)図は周辺領域。
FIG. 7 is a sectional view of a sixth manufacturing step of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, wherein FIG.
(B) The figure shows the peripheral area.

【図8】この発明の第2の実施形態に係る半導体装置の
第1の製造工程の断面図で、(a)図は回路領域、
(b)図は周辺領域。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a first manufacturing step of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention, wherein FIG.
(B) The figure shows the peripheral area.

【図9】この発明の第2の実施形態に係る半導体装置の
第2の製造工程の断面図で、(a)図は回路領域、
(b)図は周辺領域。
FIGS. 9A and 9B are cross-sectional views of a second manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, wherein FIG.
(B) The figure shows the peripheral area.

【図10】この発明の第2の実施形態に係る半導体装置
の第3の製造工程の断面図で、(a)図は回路領域、
(b)図は周辺領域。
FIGS. 10A and 10B are cross-sectional views of a third manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, wherein FIG.
(B) The figure shows the peripheral area.

【図11】この発明の第2の実施形態に係る半導体装置
の第4の製造工程の断面図で、(a)図は回路領域、
(b)図は周辺領域。
FIGS. 11A and 11B are cross-sectional views illustrating a fourth manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment; FIG.
(B) The figure shows the peripheral area.

【図12】この発明の第2の実施形態に係る半導体装置
の第5の製造工程の断面図で、(a)図は回路領域、
(b)図は周辺領域。
FIG. 12 is a sectional view of a fifth manufacturing step of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.
(B) The figure shows the peripheral area.

【図13】この発明の第2の実施形態に係る半導体装置
の第6の製造工程の断面図で、(a)図は回路領域、
(b)図は周辺領域。
FIG. 13 is a sectional view of a sixth manufacturing step of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.
(B) The figure shows the peripheral area.

【図14】この発明の第2の実施形態に係る半導体装置
の第7の製造工程の断面図で、(a)図は回路領域、
(b)図は周辺領域。
FIGS. 14A and 14B are cross-sectional views of a seventh manufacturing step of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, wherein FIG.
(B) The figure shows the peripheral area.

【図15】この発明の第2の実施形態に係る半導体装置
の第8の製造工程の断面図で、(a)図は回路領域、
(b)図は周辺領域。
FIG. 15 is a sectional view of an eighth manufacturing step of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, wherein FIG.
(B) The figure shows the peripheral area.

【図16】この発明の第2の実施形態に係る半導体装置
の第9の製造工程の断面図で、(a)図は回路領域、
(b)図は周辺領域。
FIG. 16 is a cross-sectional view of a ninth manufacturing step of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.
(B) The figure shows the peripheral area.

【図17】この発明の第2の実施形態に係る半導体装置
の第10の製造工程の断面図で、(a)図は回路領域、
(b)図は周辺領域。
FIG. 17 is a cross-sectional view of a tenth manufacturing step of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.
(B) The figure shows the peripheral area.

【図18】この発明の第2の実施形態に係る半導体装置
の第11の製造工程の断面図で、(a)図は回路領域、
(b)図は周辺領域。
FIG. 18 is a cross-sectional view of an eleventh manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.
(B) The figure shows the peripheral area.

【図19】この発明の第2の実施形態に係る半導体装置
の第12の製造工程の断面図で、(a)図は回路領域、
(b)図は周辺領域。
FIG. 19 is a sectional view of a twelfth manufacturing step of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, wherein FIG.
(B) The figure shows the peripheral area.

【図20】この発明の第2の実施形態に係る半導体装置
の第13の製造工程の断面図で、(a)図は回路領域、
(b)図は周辺領域。
FIG. 20 is a sectional view of a thirteenth manufacturing step of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, wherein FIG.
(B) The figure shows the peripheral area.

【図21】従来の半導体装置のアライメントマーク部の
(a)図は平面図、(b)図は断面図。
21A is a plan view and FIG. 21B is a cross-sectional view of an alignment mark portion of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、20、100…シリコン基板 11、25、32、110…層間絶縁膜 12、27、34、120…溝部 13、28、31、35、130、38…金属層 14、29、36…シリコン酸化膜 15、30、37…アライメントマーク 16、18…金属配線層 17、26、33…ビアホール 190…研磨剤 21…素子分離領域 22…ゲート絶縁膜 23…ゲート電極 24…不純物拡散層 10, 20, 100: silicon substrate 11, 25, 32, 110: interlayer insulating film 12, 27, 34, 120: groove 13, 28, 31, 35, 130, 38: metal layer 14, 29, 36: silicon oxide Film 15, 30, 37 Alignment mark 16, 18 Metal wiring layer 17, 26, 33 Via hole 190 Polishing agent 21 Element isolation region 22 Gate insulating film 23 Gate electrode 24 Impurity diffusion layer

フロントページの続き Fターム(参考) 5F033 HH08 HH18 HH33 JJ04 JJ19 KK01 KK08 KK18 KK33 MM08 PP06 QQ01 QQ09 QQ13 QQ16 QQ48 QQ49 RR04 RR15 SS04 SS11 5F046 AA20 AA26 EA11 EA18 EB01 EB05 FC01 Continued on the front page F-term (reference)

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体素子が形成された半導体基板上に
設けられた層間絶縁膜と、この層間絶縁膜に埋め込ま
れ、前記半導体素子に電気的に接続されるビアプラグ
と、前記層間絶縁膜上に形成され、前記ビアプラグと電
気的に接続される配線とを備え、前記配線が、前記層間
絶縁膜上に形成された金属層をパターニングして形成さ
れる半導体装置において、 前記金属層をパターニングして配線を形成するためのマ
スクのアライメントマークとして、 前記層間絶縁膜に形成された溝部と、 前記溝部内の底面及び側面に形成された、前記ビアプラ
グを形成するための導電膜と、 前記溝部内の前記導電膜上に、前記溝部を埋め込むよう
に形成され、前記導電膜とは異なる材料からなるキャッ
プ層とを設けたことを特徴とする半導体装置。
An interlayer insulating film provided on a semiconductor substrate on which a semiconductor element is formed; a via plug embedded in the interlayer insulating film and electrically connected to the semiconductor element; A wiring formed, wherein the wiring is formed by patterning a metal layer formed on the interlayer insulating film, wherein the wiring is formed by patterning a metal layer formed on the interlayer insulating film. A groove formed in the interlayer insulating film, a conductive film formed on the bottom surface and a side surface in the groove, and a conductive film for forming the via plug, as an alignment mark of a mask for forming a wiring; A semiconductor device, comprising: a cap layer formed on the conductive film so as to fill the trench and made of a different material from the conductive film.
【請求項2】 半導体基板上の層間絶縁膜にビアホール
及びアライメントマークの溝部を形成する工程と、 前記層間絶縁膜上に導電膜を形成し、前記ビアホール、
及び前記溝部の一部を埋め込む工程と、 前記導電膜上に該導電膜とは異なる材料によりキャップ
層を形成して前記溝部を埋め込む工程と、 前記層間絶縁膜をストッパーに、前記キャップ層及び前
記導電膜を、前記キャップ層により前記溝部を保護しつ
つ研磨して平坦化する工程と、 前記層間絶縁膜及び前記導電膜上に金属配線層を形成す
る工程とを具備することを特徴とする半導体装置の製造
方法。
2. A step of forming a via hole and a groove for an alignment mark in an interlayer insulating film on a semiconductor substrate; and forming a conductive film on the interlayer insulating film;
A step of filling a part of the groove, a step of forming a cap layer on the conductive film with a material different from the conductive film and filling the groove, a step of using the interlayer insulating film as a stopper, A semiconductor comprising: a step of polishing and flattening a conductive film while protecting the trench with the cap layer; and a step of forming a metal wiring layer on the interlayer insulating film and the conductive film. Device manufacturing method.
【請求項3】 前記層間絶縁膜及び前記導電膜上に金属
配線層を形成する工程の後、 前記溝部と、該溝部内の一部を埋め込む前記導電膜と、
該導電膜上に設けられ該溝部を埋め込むキャップ層から
形成されるアライメントマークを用いて、リソグラフィ
技術とエッチングにより、前記金属配線層を所望のパタ
ーンにパターニングする工程を更に備えることを特徴と
する請求項2記載の半導体装置の製造方法。
3. After the step of forming a metal wiring layer on the interlayer insulating film and the conductive film, the groove, the conductive film filling a part of the groove,
A step of patterning the metal wiring layer into a desired pattern by lithography and etching using an alignment mark formed on a cap layer provided on the conductive film and filling the groove. Item 3. A method for manufacturing a semiconductor device according to Item 2.
【請求項4】 前記キャップ層及び前記導電膜を、前記
キャップ層により前記溝部を保護しつつ研磨して平坦化
する工程の後、 前記溝部内の前記キャップ層を除去する工程を更に備え
ることを特徴とする請求項2記載の半導体装置の製造方
法。
4. After the step of polishing and flattening the cap layer and the conductive film while protecting the groove with the cap layer, the method further comprises a step of removing the cap layer in the groove. 3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein:
【請求項5】 前記層間絶縁膜及び前記導電膜上に金属
配線層を形成する工程の後、 前記溝部と、該溝部内の一部を埋め込む前記導電膜とか
ら形成されるアライメントマークを用いて、リソグラフ
ィ技術とエッチングにより、前記金属配線層を所望のパ
ターンにパターニングする工程を更に備えることを特徴
とする請求項4記載の半導体装置の製造方法。
5. After the step of forming a metal wiring layer on the interlayer insulating film and the conductive film, using an alignment mark formed by the groove and the conductive film filling a part of the groove. 5. The method according to claim 4, further comprising the step of patterning the metal wiring layer into a desired pattern by lithography and etching.
【請求項6】 前記キャップ層及び前記導電膜を、前記
キャップ層により前記溝部を保護しつつ研磨して平坦化
する工程は、 前記導電膜をストッパーに用いて前記キャップ層を研磨
する工程と、 前記層間絶縁膜をストッパーに用いて前記導電膜を研磨
する工程とを備えることを特徴とする請求項2乃至5い
ずれか1項記載の半導体装置の製造方法。
6. The step of polishing and flattening the cap layer and the conductive film while protecting the groove with the cap layer, the step of polishing the cap layer using the conductive film as a stopper; 6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, further comprising: polishing the conductive film using the interlayer insulating film as a stopper. 7.
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