JP2628555B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JP2628555B2 JP63067880A JP6788088A JP2628555B2 JP 2628555 B2 JP2628555 B2 JP 2628555B2 JP 63067880 A JP63067880 A JP 63067880A JP 6788088 A JP6788088 A JP 6788088A JP 2628555 B2 JP2628555 B2 JP 2628555B2
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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 半導体装置の製造方法、特にコンタクトホールへのタ
ングステン選択成長時のアライメントマーカーの保護に
関し、 該アライメントマーカーへのタングステンの選択成長
を阻止し、マーカー部の段差を確保し、後工程における
精度良い位置合わせと、マーカー形成工程回数を減少さ
せることを目的とし、 半導体基板上に金属マーカーと、第1の金属配線とを
形成する工程と、 前記半導体基板上の全面に絶縁膜を形成する工程と、 前記絶縁膜を選択的に開口して、段差を設け、金属マ
ーカーと、前記半導体基板とを露出する第1の開口部と
を形成する工程と、 前記第1の開口部を設けた半導体基板上の全面に、保
護膜を形成する工程と、 前記絶縁膜と保護膜とを選択的に開口して、前記第1
の金属配線を露出する第2の開口部を形成する工程と、 前記第2の開口部に接続用金属を選択成長する工程
と、 前記接続用金属を選択成長した半導体基板に、選択的
に第2の金属配線を形成する工程とを有することを含み
構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置の製造方法に関するものであり、
更に詳しく言えば、コンタクトホールにタングステンを
選択成長するときのアライメントマーカー保護に関する
ものである。
〔従来の技術〕
第4,5図は従来例の半導体装置の製造方法に係る説明
図である。
第4図は従来例に係るタングステン選択成長とアライ
メントマーカーとの関係を説明する図である。
図において、Aはアライメントマーカー部,Bはチップ
内パターンであり、1はSi基板,2は1層目のアルミ配
線,3は模擬アルミ電極を利用したアルミマーカー,4はSi
O2膜,5は開口部,6はSi基板1のSiを利用したSiマーカー
である。
また、7は1層目のアルミ配線2と不図示の2層目の
アルミ配線とを接続するための開口部(コンタクトホー
ル)5に選択成長したタングステンである。なおタング
ステン7はSiO2膜4上には成長しないが、マーカー部A
のアルミマーカー3やSiマーカー6にも同様に選択成長
する。
第5図は従来例の半導体装置の製造方法に係る課題を
説明する図であり、電子線によるコンタクトホール等の
位置合わせをする方法を示している。
図において、その位置合わせ方法は、不図示の電子ビ
ーム装置等により電子ビーム8をSi基板1に設けたマー
カー部Aに照射し、そのマーカー部Aより反射される二
次電子8aを二次電子検出器9により検出し、その検出電
流を不図示の処理回路により画像処理して位置合わせを
行う。なお、マーカーAは精度良い位置合わせをするた
めにSiO2膜4より低い位置(段差)に設けることが必須
条件である。
また、破線円内に示す図は、電子ビーム8が照射され
ているアライメントマーカー部Aの拡大図を示してい
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで従来によれば、選択成長するタングステン7
は第4図に示すように、アライメントマーカー部Aに同
時に選択成長する。このため、第5図の破線円内に示す
図のように、タングステン7が凸状に形成されたアルミ
マーカー3や、タングステン7がSiO2膜4と平坦に形成
されたSiマーカー6から反射する二次電子8aは、横方向
への発散が多く、これにより二次電子検出器9により検
出される二次電子8aの検出分布領域が拡大され、二層目
の配線の形成工程に係るマスク等の精度良い位置合わせ
ができないという課題がある。
本発明はかかる従来例の課題に鑑み創作されたもので
あり、アライメントマーカーへのタングステンの選択成
長を阻止し、該マーカー部の段差を確保し、後工程にお
ける精度良い位置合わせと、マーカー形成工程回数を減
少させることを可能とする半導体装置の製造方法の提供
を目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の半導体装置の製造方法は、その原理図を第1
図に、その一実施例を第2図に示すように、 半導体基板11上に金属マーカー13と、第1の金属配線
12とを形成する工程と、 前記半導体基板11上の全面に絶縁膜14を形成する工程
と、 前記絶縁膜14を選択的に開口して、段差を設け、金属
マーカー13と、前記半導体基板11とを露出する第1の開
口部15とを形成する工程と、 前記第1の開口部15を設けた半導体基板11上の全面
に、保護膜16を形成する工程と、 前記絶縁膜14と保護膜16とを選択的に開口して、前記
第1の金属配線12を露出する第2の開口部17を形成する
工程と、 前記第2の開口部17に接続用金属18を選択成長する工
程と、 前記接続用金属18を選択成長した半導体基板11に、選
択的に第2の金属配線19を形成する工程とを有すること
を特徴とし、上記目的を達成する。
〔作用〕
本発明によれば、絶縁膜を選択的に開口して開口部を
設け、金属マーカーを露出した後、半導体基板の全面に
保護膜を形成している。
このため、金属マーカーを後工程における接続用金属
選択成長から保護することが可能となり、次工程の電子
線による位置合わせ露光に用いるアライメントマーカー
の開口部の段差を確保し、精度良い位置合わせをするこ
とが可能となる。
〔実施例〕
次に図を参照しながら本発明の実施例について説明す
る。
第1〜3図は本発明の実施例に係る半導体装置の製造
方法を説明する図であり、第1図は本発明の実施例に係
るアライメントマーカーを保護する方法の原理図であ
る。
同図(a)はアライメントマーカーAを説明する図で
ある。
図において、10はトランジスタ素子等の所定形成工程
等を経たSi基板11や絶縁膜14から成る半導体ウエハ,Aは
電子線による位置合わせ露光をする場合のアライメント
マーカーである。
なおアライメントマーカーAは、アルミマーカー13a
や半導体ウエハ10のSi基板11を利用するSiマーカー13b
等であり、不図示の電子ビームを半導体ウエハ10に照射
したとき、二次電子を放出する金属性のマーカーであ
る。
なお、位置合わせ方法は、その二次電子を画像処理
し、絶縁膜14の段差を設けた開口部50のエッジを位置検
出することにより行う。
同図(b)は、アライメントマーカーAを保護する状
態を示している。
図において、アライメントマーカーAは一回目の位置
合わせに利用した後に、半導体ウエハ10内の多層配線等
のコンタクト用金属膜の選択成長からこれを保護するた
め保護膜16を形成する。
なお、保護膜16は絶縁性のSiO2膜やSi3N4膜等を用い
る。
このようにして、金属性のアライメントマーカーAに
絶縁性の保護膜16を形成する工程を有している。
このため、アライメントマーカーAに選択成長する金
属を保護膜16を介して阻止することができる。これによ
り開口部50の段差を維持することが可能となり、次工程
における位置合わせ用のアライメントマーカーに使用す
ることが可能となる。
第2図は本発明の実施例に係る多層アルミ配線の形成
工程図を示している。
図において、まず所定形成工程を経たSi基板11上のチ
ップ内パターンBに第1層目のアルミ配線12と,アライ
メントマーカー部Aにアルミマーカー13とをそれぞれス
パッタ法等により形成する(同図(a))。
次にSi基板11の全面に層間絶縁膜としてSiO2,Si3N4,P
SC膜等の絶縁膜14を形成し、その後平坦化を行う(同図
(b))。
次いで、アライメントマーカー部Aの絶縁膜14をレジ
ストをマスクにして、絶縁膜14を選択的に除去し、アル
ミマーカー13とSi基板11とを露出する開口部15を形成す
る。その後、不図示の電子線により位置合わせ露光し、
チップ内パターンBのコンタクトホール用のマスクパタ
ーンを形成する(同図(c))。
次に、位置合わせ露光したアルミマーカーBを保護す
る膜厚500〜1000〔Å〕程度の絶縁性の保護膜16をプラ
ズマCVD法等により形成する(同図(d))。
さらに、チップ内パターンBの絶縁膜14をレジストを
マスクにして、選択的に除去し、第2層目のアルミ配線
12を露出する開口部17を形成する(同図(e))。
次いで、チップ内パターンBの開口部17にタングステ
ン18を選択成長する。なお、アライメントマーカー部A
には保護膜16を設けているためタングステン18は成長し
ない(同図(f))。
次に、スパッタ法等により、第2層目のアルミ配線19
を形成し、該第2のアルミ配線19と第1のアルミ配線12
とを、タングステン18を介して接続し、多層配線を形成
する。なおアライメントマーカー部Aの開口部15内に成
長した第2層目のアルミ配線19は、パターニングするこ
とにより次工程におけるアルミマーカーとして使用する
ことができる。
第3図は本発明の実施例の多層アルミ配線工程に係る
平面図であり、チップ内パターンBのコンタクトホール
のアライメント方法を示している。
図において、13a,13bはアルミマーカー,12a,12bは第
1層目のアルミ配線,14は絶縁膜である。
コンタクトホールのアライメントに使用するアルミマ
ーカー部12a,12bは、不図示の電子線が照射されるた
め、現像によりレジスト膜が無くなり、コンタクトホー
ルエッチングの際に、保護膜16がエッチングされて露出
することがある。
この対策として、アライメントマーカー部Aに二以上
のアルミマーカー13a,13bを設け、交互に使用する。
このようにして、絶縁膜14を選択的に開口して、開口
部15を設け、アルミマーカー13を露出した後、Si基板11
の全面に保護膜16を形成している。
このためアルミマーカー13を後工程におけるタングス
テン選択成長から保護することが可能となり、次工程の
電子線による位置合わせ露光に用いるアライメントマー
カーの開口部15の段差を確保し、精度良い位置合わせを
することが可能となる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、アライメントマ
ーカー部を保護膜により接続用金属の選択成長を阻止す
ることができる。
これにより、次工程における位置合わせ用のアライメ
ントマーカーとして使用することが可能になり、マーカ
ー形成工程の節減を図ること及び精度良い位置合わせを
することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係るアライメントマーカーを
保護する方法の原理図、 第2図は本発明の実施例に係る多層配線工程の形成工程
図、 第3図は本発明の実施例の多層配線工程に係る平面図、 第4図は従来例のタングステン選択成長とアライメント
マーカーとの関係を説明する図、 第5図は、従来例の半導体装置の製造方法に係る課題を
説明する図である。 (符号の説明) 10……半導体ウエハ、 1,11……Si基板(半導体基板)、 2,12……第1層目のアルミ配線(第1の金属配線)、 3,13a,13,131,132……アルミマーカー(金属マーカ
ー)、 4,14……SiO2膜(絶縁膜)、 5,50,15,17……開口部、 6,13b……Siマーカー(金属マーカー)、 7,18……タングステン(接続用金属)、 8……電子ビーム(電子線)、 9……二次電子検出器、 8a……二次電子、 16……保護膜、 19……第2層目のアルミ配線(第2の金属配線)、 A……アライメントマーカー部、 B……チップ内パターン部。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板(11)上に金属マーカー(13)
    及び第1の金属配線(12)を形成する工程と、 前記半導体基板(11)上の全面に絶縁膜(14)を形成す
    る工程と、 前記絶縁膜(14)を選択的に開口して段差を設けるとと
    もに、前記金属マーカー(13)及び半導体基板(11)が
    露出する第1の開口部(15)を形成する工程と、 前記第1の開口部(15)を設けた半導体基板(11)上の
    全面に保護膜(16)を形成する工程と、 前記絶縁膜(14)及び保護膜(16)を選択的に開口し
    て、前記第1の金属配線(12)を露出する第2の開口部
    (17)を形成する工程と、 前記第2の開口部(17)に接続用金属(18)を選択成長
    する工程と、 前記接続用金属(18)を選択成長した半導体基板(11)
    に選択的に第2の金属配線(19)を形成する工程とを有
    することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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