JP2005332968A - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
Manufacturing method of semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005332968A JP2005332968A JP2004149844A JP2004149844A JP2005332968A JP 2005332968 A JP2005332968 A JP 2005332968A JP 2004149844 A JP2004149844 A JP 2004149844A JP 2004149844 A JP2004149844 A JP 2004149844A JP 2005332968 A JP2005332968 A JP 2005332968A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diffusion layer
- semiconductor substrate
- alignment mark
- mask
- alignment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、半導体装置の製造方法に関するものであり、特に、複数回の不純物拡散により拡散層を順次形成する際のマスクのアライメント方法の改良に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to an improvement in a mask alignment method when a diffusion layer is sequentially formed by a plurality of impurity diffusions.
半導体装置の製造においては、フォトレジスト工程、エッチング工程、不純物拡散工程等を組み合わせ、これを多数回繰り返すことで、所望の回路機能を半導体基板上に作り込んでいる。この時のフォトマスクの位置合わせ精度は、半導体装置の集積度を決定付ける重要な要素であり、マスクの位置合わせ精度を向上することができれば、集積度をさらに向上できるものと期待される。 In the manufacture of a semiconductor device, a desired circuit function is built on a semiconductor substrate by combining a photoresist process, an etching process, an impurity diffusion process, and the like and repeating this many times. The alignment accuracy of the photomask at this time is an important factor for determining the integration degree of the semiconductor device. If the alignment accuracy of the mask can be improved, it is expected that the integration degree can be further improved.
このような状況から、フォトリソ時に各層のマスクの位置を合わせるアライメントマークが必要であり、従来は、例えば最初のアライメントマークとして、第1の拡散層形成時に拡散層上に酸化膜を形成し、その時にできる半導体基板との段差を利用してアライメントマークを作製することが行われている。以下、従来のマスクのアライメント方法について説明する。 Under such circumstances, an alignment mark for aligning the mask position of each layer during photolithography is necessary. Conventionally, for example, as the first alignment mark, an oxide film is formed on the diffusion layer when the first diffusion layer is formed. An alignment mark is manufactured using a step difference from the semiconductor substrate that can be formed. A conventional mask alignment method will be described below.
図2は、従来のアライメント方法を説明するものであり、先ず、図2(a)に示すように、Si基板等の半導体基板101上に酸化膜102を形成し、さらに図2(b)に示すように、第1の拡散層に対応して開口部103aを有するレジストパターン103を酸化膜102上に形成する。次に、図2(c)に示すように、前記レジストパターン103をマスクとして酸化膜102をエッチングして開口部102aを形成し、図2(d)に示すように、イオン注入またはデポジションにより不純物拡散を行って第1の拡散層104を形成する。
FIG. 2 illustrates a conventional alignment method. First, as shown in FIG. 2A, an
以上のようにして第1の拡散層104を形成した後、図2(e)に示すように、第1の拡散層104上に酸化膜105を形成する。この時、第1の拡散層104の表面を酸化して酸化膜105を形成すると、第1の拡散層104の表面が半導体基板101の表面から後退し、半導体基板101の表面と第1の拡散層104の表面の間に段差が形成される。従来は、この段差をアライメントマークとして利用し、第2の拡散層形成のための不純物拡散におけるマスク合わせの基準としている。
After forming the
すなわち、前記半導体基板101の表面と第1の拡散層104の表面の間に段差が形成されると、図2(e)に示すように、この段差が方形のアライメントマークAとして認識することが可能になる。そこで、第2の拡散層形成のためのレジストパターンをフォトリソ技術によってパターニングする際に、前記アライメントマークAを位置決めの基準とし、図2(f)に示すように、当該アライメントマークAに対して第2の拡散層形成用マスクのアライメントマークBを位置合わせし、レジストパターン106を形成する。
しかしながら、この従来技術では、解決すべきいくつかの課題がある。先ず、第1に、前記従来技術では、第1の拡散層104を形成した後に、その表面に酸化膜105を形成し、段差を形成する必要があるが、拡散層104の酸化は、結晶欠陥を発生させる要因であり、また酸化時間が必要であるため、製造に長時間を要することになる。したがって、できるならば拡散層104の酸化は行わない方がよい。
However, this conventional technique has several problems to be solved. First, according to the prior art, after the
また、半導体装置の製造においては、今後、より微細、且つ浅い拡散等が必要になるものと推測されるが、その場合、表面の平坦化、不純物拡散の熱履歴の抑制は、必須の技術となる。このような観点から考えた場合、前記拡散層104の酸化は好ましいものではない。
In addition, in the manufacture of semiconductor devices, it is estimated that finer and shallower diffusion will be required in the future, but in that case, planarization of the surface and suppression of thermal history of impurity diffusion are essential technologies. Become. From this point of view, oxidation of the
さらに、従来技術では、最初のアライメントマークを例えば、埋め込みマスクによって形成しているが、機種によらずパターンの位置が固定しているにも関わらず、そのマスクを全機種で使用することはできない。その理由は、回路中の素子パターンが機種毎に異なるからである。 Furthermore, in the prior art, the first alignment mark is formed by, for example, an embedded mask, but the mask cannot be used in all models even though the pattern position is fixed regardless of the model. . The reason is that the element pattern in the circuit is different for each model.
本発明は、このような従来技術が抱える課題に鑑みて提案されたものであり、アライメントマーク形成のために拡散層の表面を酸化させる必要がなく、結晶欠陥による性能の低下のない、且つ製造時間も短くて済む半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、表面の平坦化や不純物拡散の熱履歴の抑制を実現することが可能で、マスクの増加による経費の増加も全機種に共通なマスクとして使用する事で抑えることが可能な半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of such problems of the prior art, and it is not necessary to oxidize the surface of the diffusion layer for forming the alignment mark, and there is no deterioration in performance due to crystal defects. It is an object to provide a method for manufacturing a semiconductor device that requires less time. Further, the present invention can realize surface flattening and suppression of thermal history of impurity diffusion, and can suppress an increase in cost due to an increase in masks by using it as a mask common to all models. An object is to provide a method for manufacturing a semiconductor device.
上述の目的を達成するために、本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板に対して複数回の不純物拡散を行って拡散層を順次形成する半導体装置の製造方法であって、予め半導体基板をエッチングしてアライメントマークを形成しておき、このアライメントマークを基準として各不純物拡散の際のマスク位置合わせを行うことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device in which a diffusion layer is sequentially formed by performing impurity diffusion multiple times on a semiconductor substrate. The substrate is etched to form an alignment mark, and mask alignment is performed for each impurity diffusion with reference to the alignment mark.
本発明では、第1の拡散層形成時に拡散層上に酸化膜を形成し、その時にできる半導体基板との段差を利用してアライメントマークを作製するわけではなく、半導体基板をエッチングすることで別途アライメントマークを形成するようにしている。その後の拡散層形成のための不純物拡散では、この半導体基板に形成された凹部を基準としてマスクのアライメントを行うようにしているので、拡散層表面の酸化は不要である。拡散層表面の酸化が不要であれば、結晶欠陥の発生が回避され、酸化のための時間も不要である。また、表面の平坦化や不純物拡散の熱履歴の抑制も実現される。 In the present invention, an oxide film is formed on the diffusion layer at the time of forming the first diffusion layer, and the alignment mark is not formed using the step difference from the semiconductor substrate formed at that time, but by separately etching the semiconductor substrate. An alignment mark is formed. In the subsequent impurity diffusion for forming the diffusion layer, mask alignment is performed with reference to the concave portion formed in the semiconductor substrate, so that oxidation of the surface of the diffusion layer is unnecessary. If oxidation of the surface of the diffusion layer is unnecessary, generation of crystal defects is avoided, and time for oxidation is unnecessary. Further, the surface can be planarized and the thermal history of impurity diffusion can be suppressed.
さらに、前記アライメントマークは、拡散層の形成とは別に行うので、その形成位置には何ら制約がなく、任意の場所に形成可能である。したがって、アライメントマークを作る場所を機種によらず固定しておけば、使用するマスクは全機種において1枚で済み、マスクの増加による経費増が抑制される。また、前記アライメントマークを繰り返し使用することで、半導体基板上の評価パターンの面積も低減され、同じ面積の半導体基板からの製品取り数の増加にも繋がる。 Furthermore, since the alignment mark is performed separately from the formation of the diffusion layer, the formation position thereof is not limited and can be formed at an arbitrary place. Therefore, if the location where the alignment mark is made is fixed regardless of the model, only one mask is required for all models, and an increase in cost due to an increase in the mask is suppressed. Further, by repeatedly using the alignment mark, the area of the evaluation pattern on the semiconductor substrate is reduced, which leads to an increase in the number of products obtained from the semiconductor substrate having the same area.
本発明によれば、アライメントマーク形成のために拡散層の表面を酸化させる必要がないので、結晶欠陥による性能の低下のない、且つ製造時間も短くて済む半導体装置の製造方法を提供することが可能である。また、本発明によれば、表面の平坦化や不純物拡散の熱履歴の抑制を実現することが可能で、より微細、且つ浅い拡散等に対応可能となるばかりか、マスクの増加による経費の増加も抑えることが可能な半導体装置の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is not necessary to oxidize the surface of a diffusion layer for forming an alignment mark, and therefore, it is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor device that does not deteriorate performance due to crystal defects and that requires a short manufacturing time. Is possible. In addition, according to the present invention, it is possible to realize surface flattening and suppression of thermal history of impurity diffusion, and it becomes possible to cope with finer and shallower diffusion, etc., as well as an increase in cost due to an increase in masks. It is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor device capable of suppressing the above problem.
以下、本発明を適用した半導体装置の製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, a method of manufacturing a semiconductor device to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態において、半導体装置を製造するには、先ず、図1(a)に示すように、Si基板等の半導体基板1上に酸化膜2を形成し、さらに図1(b)に示すように、アライメントマークの形成位置に対応して開口部3aを有するレジストパターン3を酸化膜2上に形成する。
In the present embodiment, in order to manufacture a semiconductor device, first, as shown in FIG. 1A, an
次に、図1(c)に示すように、前記レジストパターン3をマスクとして酸化膜2をエッチングして開口部を形成し、さらにエッチングを進めて半導体基板1の表面をエッチングし、半導体基板1に方形状の凹部1aを形成する。この半導体基板1に形成された方形状の凹部1aは、容易に認識することができ、アライメントマークとして機能する。なお、前記凹部1aの深さは任意であるが、あまり深すぎるとエッチングに長時間を要すること、逆に浅すぎると認識し難くなること等を考慮して、適宜設定することが好ましい。また、半導体基板1に凹部1aを形成するためのエッチング方法としては、ドライエッチング、あるいはウエットエッチングのいずれでも良いが、異方性エッチングが可能なドライエッチングによった場合、凹部1aの輪郭がシャープになり、容易に認識することが可能となることから、好ましいと言える。
Next, as shown in FIG. 1C, the
本発明では、ここで形成した半導体基板1の凹部1aをアライメントマークとして利用し、これを位置決めの基準として、その後の複数回の不純物拡散の際のマスク合わせを行う。以下、2回の不純物拡散により第1の拡散層と第2の拡散層を形成する場合を例にして説明する。
In the present invention, the
前記のように半導体基板1に凹部1aをエッチング形成し、アライメントマークを作製した後、第1の拡散層の形成を行う。第1の拡散層の形成に際しては、図1(d)に示すように、酸化膜2上にレジスト層4を形成し、マスク露光によりレジスト層4を露光、現像し、第1の拡散層に対応する位置に開口部4aを形成する。このレジスト層4に開口部4aを形成するためのマスク露光に際して、図1(d)に示すように、使用するマスクのアライメントマーク5を基準となるアライメントマークである半導体基板1の凹部1aと一致させ、位置合わせを行う。
As described above, the
前記によりレジスト層4に開口部4aを形成した後、図1(e)に示すように、レジスト層4をマスクとしてイオン注入による不純物拡散を行い、図1(f)に示すように、前記レジスト層4の開口部4aに対応して、例えばN型埋め込み拡散層である第1の拡散層6を形成する。第1の拡散層6は、酸化膜2を介したイオン注入、及びアニールにより形成することができ、形成時に酸化を行わなければ、結晶欠陥の発生が回避され、酸化時間も不要となり、工数も削減される。加えて、第1の拡散層6が形成された半導体装置の平坦性も保たれ、熱履歴も必要最低限で済む。
After the
なお、前記第1の拡散層6を形成するための不純物拡散に際しては、前記マスクのアライメントマーク5に対応して半導体基板1の凹部1aにおいても不純物拡散が行われ、N型埋め込み拡散層7が形成されるが、形成時に酸化を行わないので拡散層7の表面とエッチングした半導体基板1表面に段差を生じない為、このN型埋め込み拡散層7は半導体基板1の凹部1aを認識する上で何の妨げにもならない。
In the impurity diffusion for forming the
第1の拡散層6の形成の後、第2の拡散層を形成する。この第2の拡散層の形成方法も、先の第1の拡散層6の形成の場合と同様である。すなわち、第2の拡散層の形成に際しては、図1(g)に示すように、酸化膜2上にレジスト層8を形成し、マスク露光によりレジスト層8を露光、現像し、第2の拡散層に対応する位置に開口部8aを形成する。このレジスト層8に開口部8aを形成するためのマスク露光に際して、図1(g)に示すように、使用するマスクのアライメントマーク9を基準となるアライメントマークである半導体基板1の凹部1aと一致させ、位置合わせを行う。
After the formation of the
前記によりレジスト層8に開口部8aを形成した後、図1(h)に示すように、レジスト層8をマスクとしてイオン注入による不純物拡散を行い、図1(i)に示すように、前記レジスト層8の開口部8aに対応して、例えばP型埋め込み拡散層である第2の拡散層10を形成する。第2の拡散層10は、酸化膜2を介したイオン注入、及びアニールにより形成することができる。また、形成される第2の拡散層10は、半導体基板1の凹部1aをアライメントマークとしたマスク合わせによって形成されるので、第1の拡散層6の位置に依らず第2の拡散層10の位置を精度良く形成することができる。
After the
さらに、第3の拡散層以下を形成する場合にも、前記半導体基板1の凹部1aを位置合わせの基準として、同様の工程を繰り返せばよい。また、拡散層形成に限らず、他のフォトリソ工程において、マスクアライメントの際に、前記半導体基板1の凹部1aをアライメントマークとして利用することが可能である。
Further, when forming the third diffusion layer or less, the same process may be repeated using the
以上のように、本発明によれば、マスクの位置合わせ精度を向上することができ、半導体装置の集積度を向上することができる。また、表面を平坦化することができ、拡散層の熱履歴を抑制することができるので、本発明技術の導入は、今後のプロセス開発に有用である。 As described above, according to the present invention, the mask alignment accuracy can be improved, and the degree of integration of the semiconductor device can be improved. Moreover, since the surface can be flattened and the thermal history of the diffusion layer can be suppressed, the introduction of the technique of the present invention is useful for future process development.
さらに、以上のプロセスでは、アライメントマークとなる半導体基板1の凹部1aは、第1の拡散層とは全く独立して別個に形成するので、この凹部1aを形成する位置を機種によらず決めておけば、いずれの機種を製造する場合にも、アライメントマークとなる凹部1a形成に使用するマスクは1枚で済む。したがって、マスク増加による経費の増加を抑えることができる。
Further, in the above process, the
1 半導体基板、1a 凹部(アライメントマーク)、2 酸化膜、3 レジストパターン、4 レジスト層、5 アライメントマーク、6 第1の拡散層、7 第1の拡散層、8 レジスト層、9 アライメントマーク、10 第2の拡散層、11 第2の拡散層
DESCRIPTION OF
Claims (3)
予め半導体基板をエッチングしてアライメントマークを形成しておき、このアライメントマークを基準として各不純物拡散の際のマスク位置合わせを行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor device in which a diffusion layer is sequentially formed by performing impurity diffusion a plurality of times on a semiconductor substrate,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein an alignment mark is formed by etching a semiconductor substrate in advance, and mask alignment is performed for each impurity diffusion with reference to the alignment mark.
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein each diffusion layer is formed by impurity diffusion from an oxide film formed on a semiconductor substrate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004149844A JP2005332968A (en) | 2004-05-20 | 2004-05-20 | Manufacturing method of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004149844A JP2005332968A (en) | 2004-05-20 | 2004-05-20 | Manufacturing method of semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005332968A true JP2005332968A (en) | 2005-12-02 |
Family
ID=35487408
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004149844A Pending JP2005332968A (en) | 2004-05-20 | 2004-05-20 | Manufacturing method of semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005332968A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100859493B1 (en) | 2007-09-05 | 2008-09-24 | 주식회사 동부하이텍 | Fabricating method of semiconductor device |
JP2011154117A (en) * | 2010-01-26 | 2011-08-11 | Renesas Electronics Corp | Method for designing semiconductor device, method for manufacturing semiconductor device, apparatus for designing semiconductor, and program |
-
2004
- 2004-05-20 JP JP2004149844A patent/JP2005332968A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100859493B1 (en) | 2007-09-05 | 2008-09-24 | 주식회사 동부하이텍 | Fabricating method of semiconductor device |
JP2011154117A (en) * | 2010-01-26 | 2011-08-11 | Renesas Electronics Corp | Method for designing semiconductor device, method for manufacturing semiconductor device, apparatus for designing semiconductor, and program |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9490217B1 (en) | Overlay marks and semiconductor process using the overlay marks | |
TWI473143B (en) | Method for forming micro-pattern in semiconductor device | |
JP4598047B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JP2005191331A (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
CN108666207B (en) | Method for manufacturing semiconductor element | |
KR100810895B1 (en) | the semiconductor device and the manufacturing method thereof | |
JP2010087300A (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
KR100933868B1 (en) | How to form a mask pattern | |
JP4848937B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JP2009239030A (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
KR20090049524A (en) | Method for fabricating fine pattern in semicondutor device using spacer | |
KR100620663B1 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
KR100796509B1 (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
KR20070069841A (en) | Alignment key and the forming method for semiconductor device | |
JP2005332968A (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
US6583036B1 (en) | Method of manufacturing a semiconductor device | |
US20070161189A1 (en) | Method of fabricating the floating gate of flash memory device | |
KR100818389B1 (en) | Method for fabricating a narrow pattern in a semiconductor | |
JP2007103541A (en) | Forming method of micropattern | |
KR100946023B1 (en) | Align key and manufacturing method thereof | |
KR20090067531A (en) | Method for fabricating semiconductor device | |
KR100620173B1 (en) | Method for forming gate pattern minutely in semiconductor device fabrication process | |
KR20010037979A (en) | Fabricating method of semiconductor device | |
KR100843045B1 (en) | Method of manufacturing a overlay vernier in the semiconductor cell | |
JP2010087298A (en) | Method of manufacturing semiconductor device |