JP2012009576A - Semiconductor device manufacturing method - Google Patents
Semiconductor device manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012009576A JP2012009576A JP2010143174A JP2010143174A JP2012009576A JP 2012009576 A JP2012009576 A JP 2012009576A JP 2010143174 A JP2010143174 A JP 2010143174A JP 2010143174 A JP2010143174 A JP 2010143174A JP 2012009576 A JP2012009576 A JP 2012009576A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon
- alignment mark
- film
- epitaxial layer
- based film
- 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
本発明の実施形態は、半導体製造工程における半導体装置のアライメントマークの形成方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a method for forming an alignment mark of a semiconductor device in a semiconductor manufacturing process.
従来、半導体装置の製造方法では、シリコンなどの半導体ウェハ上に複数のデバイスパターンを形成するために、20を越える異なったマスクパターンを半導体ウェハ上に順次重ねて露光する。この露光のとき、アライナーで検出したアライメントマークを基準に個々のマスクの位置決めを行い、半導体ウェハ上に設けられた各チップ上のデバイスパターンに次に形成すべきデバイスパターンが正しく重ね合わされるか否か重ね合わせずれを検査する。 Conventionally, in a manufacturing method of a semiconductor device, in order to form a plurality of device patterns on a semiconductor wafer such as silicon, over 20 different mask patterns are sequentially stacked and exposed on the semiconductor wafer. During this exposure, each mask is positioned based on the alignment mark detected by the aligner, and whether or not the device pattern to be formed next is correctly superimposed on the device pattern on each chip provided on the semiconductor wafer. Check for misalignment.
図3は半導体の製造工程における従来のアライメントマークの形成工程を示す断面図である。アライメントマークは、通常、選択エッチング、選択酸化等により下地絶縁膜、半導体ウェハ基板などに段差を形成することにより作成される。図3(a)に示す通り、単結晶のシリコン基板10を準備する。シリコン基板10のアライメントマーク領域Aにホトリソグラフィ技術でレジストパターニングを行い、エッチング技術でシリコン基板10を加工し、凹状の段差を有するアライメントマークを形成する。図3では、シリコンエッチングの深さが深い段差11aと、浅い段差11bの2種類のアライメントマークを示している。その後、(b)に示す通り、CVD(気相成長)法によりシリコン基板10上にエピタキシャル層12を堆積する。(c)、(d)はエピタキシャル層12を成長させる過程を示す図であり、特に(d)は目標の層厚までエピタキシャル層12を成長させたものを示している。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a conventional alignment mark forming process in a semiconductor manufacturing process. The alignment mark is usually formed by forming a step in a base insulating film, a semiconductor wafer substrate or the like by selective etching, selective oxidation or the like. As shown in FIG. 3A, a single
一般に、アライメントマークは、アライメントマークの段差にレーザー光を当て、反射された信号に基づいて検出される。したがって、ある程度の深さがある段差を形成しないと、段差のエッジにエピタキシャル層が侵食し、エッジの箇所でレーザー光が精度よく反射されないという問題がある。 In general, the alignment mark is detected based on a reflected signal by applying a laser beam to the step of the alignment mark. Therefore, unless a step having a certain depth is formed, there is a problem that the epitaxial layer erodes at the edge of the step and the laser beam is not accurately reflected at the edge.
たとえば、図3(d)に示すように、浅い段差11bを有するアライメントマークに厚膜のエピタキシャル層12を積層すると、エピタキシャル層12が成長過程で段差11bに侵食し、段差のエッジが鈍る。このため、アライメントマークの検出の際、段差のエッジで信号が十分に取得できず、重ね合わせの精度が低下してしまう。逆に、段差11aのように、段差を極端に深くすると、レジスト塗布時のムラや、エッチング工程における律速段階の問題が発生する。
For example, as shown in FIG. 3D, when a thick
そこで、アライメントマーク形成工程において、段差へのエピタキシャル層の侵食を低減し、アライメントマークの重ね合わせ精度を向上させることを目的とする。 Accordingly, it is an object to reduce the erosion of the epitaxial layer to the step in the alignment mark forming process and improve the alignment accuracy of the alignment mark.
本発明の実施形態によれば、半導体装置のアライメントマーク形成方法は、アライメントマーク領域のシリコン基板上に底面に対して垂直な側壁を有する段差を形成し、この段差を被覆するように珪素系膜を形成する工程と、前記段差を埋め込み被覆するように、前記珪素系膜上にレジストを形成する工程と、前記レジストを除去し、前記珪素系膜を露出させる工程と、前記段差の側壁に形成された前記珪素系膜を残して、前記珪素系膜を除去する異方性エッチング工程からなることを特徴とする。 According to the embodiment of the present invention, a method for forming an alignment mark of a semiconductor device forms a step having a side wall perpendicular to a bottom surface on a silicon substrate in an alignment mark region, and a silicon-based film so as to cover the step Forming a resist on the silicon-based film so as to bury and cover the step, removing the resist and exposing the silicon-based film, and forming on the side wall of the step The method comprises an anisotropic etching process for removing the silicon film while leaving the silicon film formed.
以下、図面を参照しながら発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態にかかるアライメントマークの段差の形成方法を工程順に示す断面図である。まず、図1(a)に示すように、シリコン基板20上にアライメントマーク領域Aと素子領域Bが形成されている。このシリコン基板20の表面にレジストを塗布し(図示せず)、ドライエッチングにより窒化膜と酸化膜を選択的除去することにより、深さ寸法が1〜10um程度の凹形状の段差21を形成する。このとき、RIE(Reactive Ion Etching)を用いて異方性エッチングを施すことにより、底面に対して側壁がほぼ垂直な段差21を形成する。段差21を形成した後、CVD(Chemical Vapor Deposition)法により二酸化珪素SiO 2 からなる膜(以下、珪素系膜という)22をシリコン基板20上全体に形成する。より具体的には、プラズマCVD法では200〜600℃程度、通常のCVD法では1000℃前後の温度で、厚さ100〜200nm程度の珪素系膜を成長させる。なお、この珪素系膜22は、窒化珪素Si 3 N 4 からなる膜であっても良い。また、図1では、シリコン基板20上に段差21が直接形成される例を示すが、シリコン基板20上にSiO 2 からなる下地絶縁膜を設けた上で、段差21を形成するようにしても構わない。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a method of forming a step of an alignment mark according to an embodiment of the present invention in the order of steps. First, as shown in FIG. 1A, an alignment mark region A and an element region B are formed on a
次に、図1(b)に示すように、半導体ウェハ全体に第1のレジスト膜23を形成する。この第1のレジスト膜23は、アライメントマーク領域Aの段差21を十分に埋め込むことのできる程度の膜厚とする。
Next, as shown in FIG. 1B, a
図1(b)で形成された第1のレジスト膜23に対してホトリソグラフィを行い、素子領域Bに堆積している第1のレジスト膜23を取り除くことにより、素子領域B上の珪素系膜22を一旦露出させる。その上でエッチングを施すことにより、図1(c)に示すように、第1のレジスト膜23で被覆されていない素子領域Bの珪素系膜22は除去される。
Photolithography is performed on the
さらに、図1(d)に示すように、アライメント領域A及び素子領域Bの全体に第2のレジスト膜24を形成する。
Further, as shown in FIG. 1D, a
図1(e)に示す通り、今度はアライメントマーク領域Aの側の第2のレジスト膜24を取り除き、珪素系膜22が露出される。
As shown in FIG. 1E, this time, the
さらに、図1(d)のアライメントマーク領域Aに対してドライエッチングが施すことにより、アライメントマーク領域Aの側の珪素系膜22が除去される。ここでも、RIEを用いて異方性エッチングを行うことで、段差21に珪素系膜22が残ることとなる。その後、素子領域Bの側のレジスト膜24を剥離する。
Further, by performing dry etching on the alignment mark region A in FIG. 1D, the silicon-based
図2は、図1のアライメントマーク領域Aに形成された段差に対して、エピタキシャル層を積層する工程を示す断面図である。図2(a)に示す通り、アライメントマーク領域Aには同じ深さ寸法の段差21を有する2つのアライメントマークが例示されている。この段差21の側壁は段差の中心軸C方向に厚みを有する珪素系膜22で覆われている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a process of laminating an epitaxial layer on the step formed in the alignment mark region A of FIG. As shown in FIG. 2A, two alignment marks having a
図2(b)に示す通り、上記段差21を有するアライメントマーク領域Aにエピタキシャル層30を積層する。
As shown in FIG. 2B, the
図2(c)、(d)は、(b)で積層したエピタキシャル層30の成長過程を示す。(c)、(d)に示す通り、段差21の側壁には珪素系膜22があるため、段差21の側壁ではエピタキシャル層30が成長しない。したがって、従来のアライメントマークの段差と異なり、段差21の中心軸C方向へのエピタキシャル層30の成長が抑制され、エピタキシャル層30を積層しても順テーパー形状の段差21を維持する事ができる。このため、レーザー光が精度よく反射され、安定した信号を取り出すことが可能となる。
2C and 2D show the growth process of the
さらに、本実施形態の段差21の形成方法によると、シリコン基板20上に異方性エッチングで段差21を形成するので、エピタキシャル層30を重ねた後に半導体ウェハを直接合わせすることができるため、合わせ精度がよい。
Furthermore, according to the method for forming the
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
20 シリコン基板、21 段差、22 珪素系膜、23 第1のレジスト膜、 24 第2のレジスト膜、30 エピタキシャル層 20 silicon substrate, 21 step, 22 silicon-based film, 23 first resist film, 24 second resist film, 30 epitaxial layer
Claims (3)
前記珪素系膜上にレジストパタ−ンを形成し、前記アライメントマ−ク領域の珪素系膜を露出させるエッチング工程と、
前記段差の側壁に形成された前記珪素系膜を残して、前記珪素系膜を除去する異方性エッチング工程からなることを特徴とする半導体装置のアライメントマークの形成方法。 Forming a step having a side wall perpendicular to the bottom surface on the silicon substrate in the alignment mark region, and forming a silicon-based film so as to cover the step;
An etching step of forming a resist pattern on the silicon-based film and exposing the silicon-based film in the alignment mark region;
A method of forming an alignment mark for a semiconductor device, comprising an anisotropic etching step of removing the silicon film while leaving the silicon film formed on the side wall of the step.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010143174A JP2012009576A (en) | 2010-06-23 | 2010-06-23 | Semiconductor device manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010143174A JP2012009576A (en) | 2010-06-23 | 2010-06-23 | Semiconductor device manufacturing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012009576A true JP2012009576A (en) | 2012-01-12 |
Family
ID=45539812
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010143174A Pending JP2012009576A (en) | 2010-06-23 | 2010-06-23 | Semiconductor device manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012009576A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104460243A (en) * | 2014-12-26 | 2015-03-25 | 上海集成电路研发中心有限公司 | Dual-patterning exposure aligning method |
WO2019039173A1 (en) * | 2017-08-21 | 2019-02-28 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
-
2010
- 2010-06-23 JP JP2010143174A patent/JP2012009576A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104460243A (en) * | 2014-12-26 | 2015-03-25 | 上海集成电路研发中心有限公司 | Dual-patterning exposure aligning method |
WO2019039173A1 (en) * | 2017-08-21 | 2019-02-28 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
US11329002B2 (en) | 2017-08-21 | 2022-05-10 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Semiconductor device and fabrication method for semiconductor device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2008218656A (en) | Manufacturing method of semiconductor device, and semiconductor wafer | |
JP2006049835A (en) | Semiconductor element having element isolation film in trench structure and manufacturing method for the same | |
JP2014089403A (en) | Method for fabricating semiconductor optical element | |
JP4848937B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
US11569411B2 (en) | Method for forming a common electrode of a plurality of optoelectronic devices | |
JP2012009576A (en) | Semiconductor device manufacturing method | |
JP3813128B2 (en) | Microstructure manufacturing method | |
US7553774B2 (en) | Method of fabricating semiconductor optical device | |
JP2007027681A (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
CN105633070B (en) | A kind of semiconductor devices and preparation method thereof | |
JP2005005547A (en) | Manufacturing method of thin film member | |
JP2007273665A (en) | Mold and method of manufacturing same | |
US8759204B1 (en) | Method for manufacturing semiconductor substrate | |
JP2009081318A (en) | Semiconductor wafer | |
KR20080089998A (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
JPH02203549A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
JP2012204640A (en) | Method for forming alignment mark and method for manufacturing optical semiconductor element | |
JP2008047671A (en) | Method of manufacturing semiconductor optical integrated device | |
JP2007534168A (en) | Reorganization between levels after the epitaxy step on the substrate surface | |
JP2006186275A (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JP5310978B2 (en) | Stencil mask manufacturing method | |
JP2012019054A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
TW201225286A (en) | Nitride semiconductor template and fabricating method thereof | |
KR100835420B1 (en) | Method for fabricating semiconductor device | |
JPH11135608A (en) | Manufacture of semiconductor device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20111125 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20111205 |