JP4260396B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
【0002】
本発明は一般に半導体装置の製造に関し、特にいわゆるSOI(silicon-on-insulator)基板上への溝型素子分離(STI:shallow trench isolation)構造形成工程を含む半導体装置の製造方法、およびかかる方法により製造された半導体装置に関する。
【0003】
高速動作が要求される半導体装置においては動作速度の向上を図るため、様々な技術が使われている。スケーリング則に基づいた微細化はその代表的なものであるが、その他に活性層中に形成された拡散領域の寄生容量を減少させるため、前記活性層を構成する半導体層の下に埋め込み絶縁層を形成した、いわゆるSOI構造を有する半導体基板の使用が提案されている。
【0004】
ところでこのような非常に微細化された高速半導体装置では様々な層をパターニングする際に様々なアラインメントマークが使われる。そのうちでも特に半導体装置の動作速度に決定的な影響を与えるゲート電極のパターニングは、ゲート長が0.25μmを割り込むいわゆるサブクォーターミクロン半導体装置においては超高分解能露光装置、例えば電子ビーム露光装置を使っておこなわれている。他の層のパターニングはスループットの大きい光露光装置で行われるため、かかる先端的な超微細化半導体装置では、ゲート電極のパターニングの際に、形成されるゲート電極パターンを精度よく位置合わせするために、あらかじめ電子ビーム露光装置で検出可能なアラインメントマークを形成しておくことが要求される。
【従来の技術】
【0005】
図1A〜図1Iは、従来の超微細化半導体装置の製造工程中におけるゲートアラインメントマークの形成工程を示す。
【0006】
図1Aを参照するに、前記超微細化半導体装置はSi等よりなる支持基板11A上に典型的には厚さが400nmのSiO2 埋め込み絶縁層11Bおよび典型的には厚さが500nmの単結晶Si活性層11Cが順次形成されたSOI基板10上に形成され、前記ゲートアラインメントマークの形成は、STI(shallow trench isolation)構造の素子分離構造の形成と同時におこなわれる。
【0007】
より具体的には、図1Aの工程では前記SOI基板10上に、前記STI素子分離構造が形成される素子配列領域10Aと、前記ゲートアラインメントマークが形成されるアラインメントマーク形成領域10Bとが画成される。前記素子配列領域10Aとアラインメントマーク領域10Bとは、厚さが約10nmのSiO2 膜12および厚さが約110nmのSiN膜13により覆われている。前記SiO2 膜12は例えば900°Cでの塩酸酸化により、また前記SiN膜13はCVD法により形成される。
【0008】
次に図1Bの工程において図1Aの構造上に図1Cに示すレジストパターン14を形成し、前記レジストパターン14をマスクに前記SiN膜13およびその下のSiO2 膜12をパターニングすることにより、前記Si活性層11C上に図1Cに示すSiO2 パターン12AおよびSiNパターン13Aを形成する。図1Bおよび図1Cを参照するに、前記SiNパターン13Aは前記素子配列領域10Aにおいては前記半導体装置の素子領域を覆うパターン13aを含み、一方前記アラインメントマーク形成領域10Bにおいては形成したいアラインメントマークに対応したマスク開口部13b,13cを含む。前記マスク開口部13b,13cは、前記レジストパターン14中のレジスト開口部14A,14Bに対応して形成される。
【0009】
そこで図1Dの工程において前記SiNパターン13Aをハードマスクに前記Si活性層11Cをドライエッチングしてパターニングすることにより、前記素子配列領域10Aに対応して素子分離溝11aが前記活性層11C中に形成される。同時に、前記アラインメントマーク形成領域10Bにおいてはアラインメントマーク11bが前記活性層11C中に、溝部の形で形成される。前記素子分離溝11aおよびアラインメントマーク11bを形成する際に、前記ドライエッチング工程は前記SiO2 埋め込み絶縁層11Bが露出するまで実行される。前記パターニング工程の結果、前記素子配列領域10A中においては前記素子分離溝11aとこれに隣接する素子分離溝11aとの間に、Siよりなる素子領域11cが形成される。一方、前記アラインメントマーク形成領域10Bにおいては、前記相互に隣接する一対の溝部11bの間には、Si領域11dが形成される。前記Si領域11dは、前記溝部11bと共に、前記アラインメントマークを形成する。
【0010】
次に図1Eの工程において図1Dの構造上にSiO2 膜15をCVD法により約700nmの厚さに、前記素子領域11cあるいはSi領域11dが覆われるように堆積し、さらに図1Fの工程で前記SiO2 膜15に対して前記SiNパターン13Aを研磨ストッパとしたCMP法による研磨を行い、さらに図1Gの工程において前記SiNパターン13Aおよびその下のSiO2 パターン12Aがそれぞれ熱リン酸およびHFエッチャントにより除去される。図1Eの工程において、前記SiO2 膜15は前記溝部11a,11bを充填し、その結果図1Gの工程においては前記素子配列領域10Aにおいて前記素子分離溝11aに対応して素子分離絶縁膜パターン15Aが形成される。その際、隣接する前記一対の素子分離絶縁膜パターン15Aの間には、素子領域11cが形成されている。また前記アラインメントマーク形成領域10BにおいてはSiO2 パターン15Bが前記溝部11bに対応して、前記Siパターン11dを側方から挟持するように形成される。
【0011】
さらに図1Hの工程において図1Iに示す前記アラインメントマーク形成領域10Bを露出するレジストパターン16を、前記レジストパターン16が前記図1Gの構造を覆うように形成し、前記レジストパターン16をマスクに前記アラインメントマーク形成領域10Bにおいて前記SiO2 パターン15Bを例えばCHF3 /CF4 混合ガスをエッチングガスとしたドライエッチングにより除去する。前記レジストパターン16を除去することにより、前記素子配列領域10Aには素子領域11cを素子分離領域15Aで分離した構造が、また前記アラインメントマーク形成領域10Bには、前記Siパターン11dと、これに隣接して前記SiO2 パターン15Bに対応して形成される溝部11eとよりなり、先に図1Cで説明した平面形状を有するアラインメントマークが形成される。ただし、図1Hは図1Iの、線x−x’に沿った断面図になっている。
【0012】
かかる従来の構成の半導体装置では、先にも説明したように前記素子配列領域10A中において前記素子領域11c上にゲート電極パターンを電子ビーム露光法をはじめとする超高分解能露光法を使って形成するが、その際に前記アラインメントマーク形成領域10B中のSiパターン11dがアラインメントマークとして使われ、前記Siパターン11dに伴う段差を検出することにより、露光装置のアラインメントが達成される。前記従来の構成では、前記アラインメントマークの形成と前記素子分離領域の形成とは同時に、同一のマスクを使って形成されるため、ゲート電極を高い精度で形成することができる。
【0013】
一方、超高分解能露光装置において前記アラインメントマークを検出するには、前記Siパターン11dは十分な段差を形成することが要求される。例えば電子ビーム露光装置を使う場合、少なくとも500nmの段差を形成することが必要である。このため、従来は前記Si層11Cの厚さを先に説明したように約700nmの値に設定していた。
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
一方、かかる従来の構成の半導体装置において微細化をさらに進めると、図1Bの工程におけるレジストパターン14中の開口部のピッチが特に素子配列領域10Aにおいて狭くなり、その結果図1CにおけるSiNパターン13a、従って図1DにおけるSi素子領域11cの間隔が狭くなる。しかし、このような微細化された構造では、前記アラインメントマーク形成領域10Bにおいて前記Siパターン11dについて500nm程度の段差を確保しようとすると前記Si素子領域11cの間に介在する素子分離溝11aのアスペクト比が必然的に大きくなってしまい、図1Eの工程において、堆積されたCVD層15がかかる溝11aを完全に充填できず、内部にボイドを形成する場合が生じる。このようなボイドは表面に様々な準位を形成することがあり、その結果、かかる素子分離構造では、特にさらに微細化を行った場合に所望の素子分離作用が得られない場合が生じる。例えば図1Dの構造において素子分離溝11aの幅が0.5μmである場合には前記溝11aのアスペクト比は1であるのに対し、前記溝11aの幅を0.2μmまで縮小すると、溝11aのアスペクト比は2.5まで増加してしまう。
【0015】
この問題を解決するためには前記Si活性層11Cの厚さをより薄くする必要があるが、その場合には前記アラインメントマークを構成するSiパターン11dの段差も対応して小さくなってしまい、その結果電子ビーム露光装置中に前記基板を装着した場合に必要なアラインメントを達成することが出来なくなる。
【0016】
このような事情を考慮して、前記Si活性層11Cの厚さを減少させると共に、前記素子配列領域10Aにおいて前記素子分離溝11aを形成する際に、前記アラインメントマーク形成領域10Bにおいて前記溝部11bを形成する際に使われるマスクとは別のマスクを使い、前記素子分離溝11aと前記溝部11bとをこれら異なったマスクにより別々に、しかも前記溝部11bが十分な深さを有するように例えば前記SiO2 層11Bにまで達するように形成することも考えられよう。しかし、このように素子分離溝11aとアラインメントマークを形成する溝部11bとを別々のマスクで形成しようとすると、これら異なったマスクどうしを位置合わせする必要が生じ、前記素子領域11a上にゲート電極パターンを形成する際の位置合わせ精度が必然的に低下してしまう。
【0017】
そこで、本発明は上記の課題を解決した、新規で有用な半導体装置およびその製造方法を提供する。
【0018】
本発明のより具体的な課題は、SOI基板を有する半導体装置の製造において、前記SOI基板上に素子分離領域とアラインメントマークとを、同一のマスクにより、前記アラインメントマークが十分な段差を有するように形成できる半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0019】
本発明のその他の課題は、
支持基板と、前記支持基板上に形成された埋め込み絶縁層と、前記埋め込み絶縁層上に形成された半導体層とよりなるSOI基板と、
前記複合半導体基板の第1の領域において前記埋め込み絶縁層を露出するように形成された素子分離溝と、
前記素子分離溝を充填する素子分離絶縁膜と、
前記SOI基板の第2の領域において少なくとも前記支持基板に到達するように形成され、アラインメントマークを構成するアラインメント溝とを有することを特徴とする半導体装置を提供することにある。
【0020】
本発明のその他の特徴は、
支持基板と、前記支持基板上に形成された埋め込み絶縁層と、前記埋め込み絶縁層上に 形成された半導体層とよりなるSOI基板の第1の領域において前記支持基板が露出するように、第1のマスクパターンを使い、前記半導体層および前記埋め込み絶縁層をパターニングして溝を形成する工程と、
前記支持基板上に、前記第1の領域の前記溝内において、アラインメントマークに対応した第1の開口部を有し、第2の領域において素子分離溝に対応した第2の開口部を有する第2のマスクパターンを形成する工程と、
前記第2のマスクパターンをマスクに前記半導体層および前記支持基板を同時にパターニングし、前記第1の領域において前記アラインメントマークを前記支持基板中に侵入する溝の形で、また前記第2の領域において前記素子分離溝を前記埋め込み絶縁層を露出する溝の形で形成する工程とよりなることを特徴とする半導体装置の製造方法を提供することにある。
【0021】
本発明のその他の特徴は、
支持基板と、前記支持基板上に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に形成された半導体層とよりなるSOI基板上に、前記半導体層を覆うように、アラインメントマークパターンに対応した第1のマスク開口部を第1の領域において有し、素子分離溝に対応した第2のマスク開口部を第2の領域において有する第1のマスクパターンを形成する工程と、
前記第1のマスクパターンをマスクに前記半導体層をパターニングし、前記第2の領域において前記第2のマスク開口部に対応して前記素子分離溝を、また前記第1の領域において前記第1のマスク開口部に対応した開口部を形成する工程と、
次いで前記第2の領域を覆い前記第1の領域を露出する開口部を有する第2のマスクパターンを形成する工程と、
前記第1および第2のマスクパターンをマスクとして使い、前記第1の領域中に前記第1のマスク開口部に対応して、前記支持基板に到達する溝を、前記アラインメントマークパターンとして形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法を提供することにある。
【0022】
本発明のその他の特徴は、
支持基板と、前記支持基板上に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に形成された半導体層とよりなるSOI基板上に、前記半導体層を覆うように、アラインメントマークパターンに対応した第1のマスク開口部を第1の領域において有し、素子分離溝に対応した第2のマスク開口部を第2の領域において有する第1のマスクパターンを形成する工程と、
前記第1のマスクパターンをマスクに前記半導体層をパターニングし、前記第2の領域において前記第2のマスク開口部に対応して前記素子分離溝を、また前記第1の領域において前記第1のマスク開口部に対応した開口部を形成する工程と、
前記素子分離溝および前記第1のマスク開口部に対応した開口部を、絶縁膜により充填し、前記絶縁膜よりなる第2のマスクパターンを自己整合的に形成する工程と、
前記第1のマスクパターンを除去する工程と、
前記第1のマスクパターンを除去する工程の後、前記SOI基板上に前記第2の領域を覆い前記第1の領域を露出する第3のマスクパターンを形成する工程と、
前記第2および第3のマスクパターンをマスクとして使い、前記第1の領域中に前記第1のマスク開口部に対応して、前記支持基板に到達する溝を、前記アラインメントマークパターンとして形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法を提供することにある。
【発明の効果】
【0023】
本発明によれば、前記複合半導体基板中の半導体層の厚さを減少させることにより、前記半導体装置を微細化した場合でも素子分離溝のアスペクト比が小さく維持され、前記素子分離溝を素子分離絶縁膜により、欠陥を生じることなく充填することができる。その際、本発明によれば、前記素子分離溝を形成するマスクと前記アラインメントマークを形成するマスクとを同一のマスクにより構成でき、しかも前記アラインメントマークを、前記支持基板中にまで到達する溝部の形で形成することにより、アラインメントマークに十分な深さを確保することができる。その際、前記素子分離溝を形成するマスクと前記アラインメントマークを形成するマスクとは本発明では同一であるため、前記素子分離領域形成領域中の素子領域と、前記アラインメントマークとの間には理想的な位置整合が成立する。
【0024】
本発明のその他の特徴および利点は以下図面を参照して行う本発明の好ましい実施例についての説明より明らかとなろう。
【発明の実施の形態】
【0025】
[原理]
最初に本発明の第1の実施態様について、その原理を図2A〜図2Dを参照しながら説明する。ただし、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【0026】
図2A,2Bを最初に参照するに、先に説明した図1Aと同様な構造上には図1Iで説明したレジストパターン16が形成され、前記レジストパターン16をマスクに前記SiO2 膜12をパターニングし、SiO2 パターン12Aを形成する。ただし、図2A,2Bの構造では、記活性層11Cの厚さは素子の微細化に対応して100から150nm程度と、従来よりも薄く設定されている。一方前記SiO2 埋め込み絶縁層11Bは約400nmの厚さを有する。図2A,2Bの段階では、前記SiO2 膜12上に前記SiN膜13は形成されていない。図2Bは図2A中線x−x’に沿った断面図である。
【0027】
図2A,2Bの工程において、前記レジストパターン16は前記アラインメントマーク形成領域10Bに対応するレジスト開口部16Aにおいて前記SiO2 膜12を露出しており、前記レジストパターン16をマスクに前記SiO2 膜12、その下のSi活性層11C、さらにその下のSiO2 埋め込み絶縁層11Bを順次パターニングすることにより、図2Bに示すように前記アラインメントマーク形成領域10Bにおいて前記Si支持基板11Aが露出した構造が得られる。
【0028】
次に図2C,2Dの工程において、図1A,1Bの構造から前記レジストパターン16を除去し、さらにこのようにして得られた構造上に前記SiN膜13を一様に堆積し、これを先に図1Bで説明したレジストパターン14(図2C,2Dには図示せず)によりパターニングし、SiNパターン13Aを形成する。先にも説明したように、前記SiNパターン13Aは、前記素子配列領域10A中にマスクパターン13aを、また前記アラインメントマーク形成領域10B中にマスク開口部13b,13cを含む。
【0029】
さらに図2C,2Dの工程においては、前記SiNパターン13Aをいわゆるハードマスクとして使い、前記素子配列領域10Aにおいては前記Si活性層11Cを、また前記アラインメントマーク形成領域10Bにおいては露出されている前記Si支持基板11Aを同時にドライエッチング法によりパターニングすることにより、前記領域10A中に、素子分離溝11aにより隔てられたSi素子領域11cを、また前記アラインメントマーク形成領域10B中に前記アラインメントマークを形成する溝部11bを形成する。
【0030】
図2Dの断面図よりわかるように、このようにして形成された溝部11bは前記支持基板11A中に深く侵入し、その結果前記溝部11bおよびSi領域11dより形成されるアラインメントマーク中には、500nmを超える、電子ビーム露光装置で検出可能な段差が形成される。その際、前記素子領域11cを画成する溝部11aおよび前記アラインメントマークを画成する溝部11bは同一のマスクパターンにより形成されるため、ゲート電極は前記素子領域11cに対して理想的な位置整合をもって形成される。
【0031】
図3A〜図3Dは、本発明の第2の実施態様について、その原理を説明する図である。ただし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【0032】
図3A,3Bを参照するに、先に説明した図1Aと同様な構造上には図1Bで説明したのと同様なレジストパターン14が形成され、前記レジストパターン14をマスクに前記SiN膜13およびその下の前記SiO2 膜12がパターニングされ、その結果SiNパターン13AおよびSiO2 パターン12Aが形成される。前記素子配列領域10AにおいてはSiNパターン13Aを構成するパターン13aの間において、また前記アラインメントマーク形成領域10Bにおいては、レジスト開口部14A,14Bにそれぞれ対応して前記SiNパターン13A中に形成される開口部13b,13cにおいて、前記活性層11Cが露出される。ただし、図3A,3Bの構造では、前記活性層11Cの厚さは素子の微細化に対応して、図2A,2Bの場合と同様に100から150nm程度と、従来よりも薄く設定されている。一方、前記SiO2 埋め込み絶縁層11Bは約400nmの厚さを有する。図3Bは図3中線x−x’に沿った断面図である。
【0033】
次に図3C,図3Dの工程において前記レジストパターン14をマスクに前記活性層11Cをパターニングし、前記素子配列領域10Aにおいて前記素子領域11cを、前記SiNパターン13AおよびSiO2 パターン12Aにより覆われた状態で形成する。同時に前記アラインメントマーク形成領域10Bにおいて、前記レジスト開口部、従ってSiNパターン13A中の開口部13b,13cに対応して前記活性層11Cがパターニングされ、前記SiO2 埋め込み絶縁層11Bが露出される。
【0034】
さらに図3C,3Dの工程では前記レジストパターン14を除去し、このようにしてパターニングされた構造上に、先に図1Iで説明したレジストパターン16を形成する。さらに前記レジストパターン16中に形成された前記アラインメントマーク形成領域10Bを露出するレジスト開口部16Aにおいて、前記露出されているSiO2 埋め込み絶縁層11Bおよびその下のSi支持基板11Aを、前記SiNパターン13Aをハードマスクにドライエッチング法によりパターニングし、前記SiN膜開口部13b,13cに対応して溝部11bを、アラインメントマークとして形成する。前記アラインメントマークは、前記SiO2 埋め込み絶縁層11Bが400nmの厚さを有し、前記Si活性層11Cが100nmの厚さを有することから、少なくとも500nmの、電子ビーム露光におけるアラインメントマークに対する要求を十分に満足する段差を有する。本実施態様によるアラインメントマークでは、段差の値が先の実施態様のものよりも、前記SiO2 埋め込み絶縁層11BおよびSi活性層11Cの分だけ大きくなる。 本実施態様においても、前記素子領域11cとアラインメントマーク中の溝部11bとは同一のマスクにより形成されるため、ゲート電極は素子領域11cに対して理想的な位置整合をもって形成される。
【0035】
次に本発明の第3の実施態様について、その原理を図4A〜4Dを参照しながら説明する。ただし図中先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【0036】
図4A,4Bを参照するに、先の図2A,2Bの実施態様と同様な、Si支持基板11A上に厚さが約400nmのSiO2 埋め込み絶縁層11Bと厚さが約100nmのSi活性層11Cとを順次形成したSOI基板10において、前記Si活性層11Cを、図示を省略したが図1Bのレジストパターン14を使ったパターニング工程によりパターニングすることにより、素子配列領域10A中に素子領域11cが、相互に素子分離溝により隔てられて形成される。図4A、4Bの工程では、さらに前記素子分離溝がSiO2 素子分離膜パターン15Aにより充填されている。また、前記アラインメントマーク形成領域10Bにおいては、前記レジストパターン14中のレジスト開口部14A,14Bに対応して、SiO2 パターン15Bが形成され、さらに前記SiO2 パターン15Bと15Bの間に、前記Si活性層11Cのパターニングの結果形成されたSiパターン11c’が形成されている。前記Siパターン11c’は、前記SiN開口部13bあるいは13cに対応した形状を有する。
【0037】
次に図4Cの工程において、前記図1Hのレジストパターン16を図4A,4Bの構造上に形成し、さらに前記レジスト開口部16Aにおいて前記SiO2 パターン15Bおよびその下のSiO2 埋め込み絶縁層11Bを、前記Siパターン11c’をマスクにドライエッチングにより除去し、前記絶縁層11B中に、前記支持基板11Aにまで侵入する溝部11bを、アラインメントマークとして形成する。
【0038】
かかる構成においても、前記溝部11bを電子ビーム露光装置においてアラインメントが可能な500μmを超える深さに容易に形成することが可能になる。 本実施態様においても、前記溝部11bを形成する際に使われるマスクパターン11c’は、図4A,4Bの段階において前記素子領域11cと同時に形成されているため、ゲート電極は前記素子領域11cに対して理想的な位置整合をもって形成される。
【0039】
[第1実施例]
次に、本発明の第1実施例による半導体装置の製造方法を、図5A〜図5Kを参照しながら説明する。ただし図5Aは図5B中、線x−x’に沿った断面図、図5Cは図5D中、線x−x’に沿った断面図である。
【0040】
図5Aを参照するに、例えばSIMOX法により形成されたSOI基板20はSi支持基板21Aと、前記支持基板21A上に形成された厚さが約400nmのSiO2 埋め込み絶縁層21Bと、前記SiO2 埋め込み絶縁層21B上に形成された単結晶Siよりなり厚さが約150nmの活性層21Cとよりなり、素子領域および素子分離領域が形成される素子配列領域20Aと、アラインメントマークが形成されるアラインメントマーク形成領域20Bとが形成されている。また前記活性層21C上には900°Cにおける塩酸酸化により、厚さが約10nmのSiO2 膜22が形成されている。
【0041】
図5Aの工程においては、さらに前記SOI基板20上に、前記アラインメントマーク形成領域20Bに対応して開口部24Aを形成されたレジストパターン24が形成されており、前記レジストパターン24をマスクに前記レジスト開口部24Aにおいて前記SiO2 膜22、前記Si活性層21C、およびその下のSiO2 埋め込み絶縁層21Bをドライエッチング工程により順次除去することにより、図5Aに示すような前記Si支持基板21Aが露出された構造を形成する。その際、前記SiO2 膜22およびSiO2 埋め込み絶縁層21Bのドライエッチングは、CHF3 /CF4 の混合ガスをエッチングガスとして使い、CHF3 とCF4 をそれぞれ20ml/minおよび33ml/minの流量で供給することにより実行すればよい。一方前記Si活性層21Cのドライエッチングは、エッチングガスとしてCl2 系を使い、Cl2 ガスを156sccmの流量で供給することにより実行すればよい。
【0042】
次に図5C,5Dの工程において前記レジストパターン24を除去し、さらにSiN膜23が前記素子配列領域20Aにおいては前記SiO2 層22を、また前記アラインメントマーク形成領域20Bにおいては前記露出された支持基板21Aを連続して覆うように堆積される。さらに図5C,5Dの工程では、前記SiN膜23上に、前記素子配列領域20Aにおいては素子分離領域に対応したレジスト開口部25Aを有し、さらに前記アラインメントマーク形成領域20Bにおいては形成したいアラインメントマークに対応したレジスト開口部25B,25Cを有するレジストパターン25が形成され、さらに前記レジストパターン25をマスクに前記SiN膜23およびその下のSiO2 膜22をパターニングすることにより、前記素子配列領域20AにおいてはSiNパターン23Aが、また前記アラインメントマーク形成領域20Bにおいては前記支持基板21Aを露出するSiN開口部23B,23Cが形成される。かかるパターニングの結果、前記素子配列領域20Aでは前記SiNパターニング23Aが形成されている部分を除き、前記活性層21Cが露出される。
【0043】
次に図5Eの工程において前記レジストパターン25を除去し、前記素子配列領域20Aにおいては前記SiNパターン23Aをマスクに、また前記アラインメントマーク形成領域20Bにおいては前記SiN開口部23B,23Cを形成された前記SiN膜23をマスクに、露出された前記Si活性層21Cあるいは支持基板21AをCl2 系をエッチングガスとしたドライエッチング法によりパターニングする。したがって、前記素子配列領域20Aにおいては素子領域21aを、素子分離溝21bにより相互に分離された状態で、また前記アラインメントマーク形成領域20Bにおいてはアラインメントマークを形成する溝部21cおよび21dを、前記開口部23B,23Cに対応した形状で形成できる。その際、前記素子分離溝21bを形成するドライエッチグは前記SiO2 埋め込み絶縁層21Bが露出した時点で自発的に停止するが、前記溝部21c,21dはこのようなエッチングストッパ層が存在しないため、前記支持基板21A中に深く侵入し、500μmを超える段差が形成される。
【0044】
次に、図5Fの工程において図5Eの構造上にSiO2 膜26をCVD法により約500nmの厚さに堆積し、さらにこのようにして堆積されたSiO2 膜26を、前記SiN層23が露出するまでCMP法により研磨・除去することにより、図5Gに示すように、前記素子分離溝21bがSiO2 素子分離層26Aにより充填された構造が得られる。ただし図5Gの状態では、前記アラインメントマークとなる溝部21cおよび21dも、前記SiO2 膜26に起因するSiO2 パターン26B,26Cにより部分的に充填されている。
【0045】
そこで図5Hの工程において図5Gの構造を熱リン酸溶液中において処理することにより前記SiNパターン23AおよびSiN層23を除去し、さらにHF水溶液中において等方性エッチングを行うことにより、前記SiN膜23Aの下のSiO2 パターンを除去する。この工程において、前記アラインメントマーク形成領域20B中においてもSiO2 パターン26B,26Cのエッチングが、約10nm程度生じる。
【0046】
さらに前記図5Hの構造上に前記図5Aの工程で使ったレジストパターン24と実質的に同一の、前記アラインメントマーク形成領域20Bを露出するレジスト開口部27Aを有するレジストパターン27を形成し、前記開口部27Aにおいて前記SiO2 パターン26B,26Cをドライエッチングにより除去することにより、図5Iに示すように溝部21cおよび21dが露出した構造が得られる。ただし、図5Iの構造では、前記溝部21cあるいは21dの側壁部に前記SiO2 パターン26Bあるいは26Cに由来する側壁絶縁が残留している。図5Iの構造では、前記側壁絶縁膜で覆われている部分を除き、前記溝部21cおよび21dが、アラインメントマークとして露出されている。
【0047】
さらに図5Jの工程において、図5Iの構造中、Si素子領域21aの表面にHCl雰囲気中における酸化により厚さが数nm以下、例えば3.5nmの薄いSiO2 膜28を成長させ、さらにその上にポリシリコン層29を約180nmの厚さに、CVD法により形成する。図5Jの工程では、前記HCl雰囲気中での酸化の結果、前記アラインメントマーク形成領域20Bにおいても前記SiO2 膜28に対応する薄いSiO2 膜が形成されるが、これは簡単のため図示を省略してある。
【0048】
次に図5Kの工程において図5Jの構造のうち、前記素子配列領域20Aにレジスト膜を形成し、これを電子ビーム露光装置中に装着する。さらに図5Lに示すように前記アラインメントマーク形成領域20Bからの反射電子強度を測定することにより前記アラインメントマーク21c,21dの段差に対応する信号を検出し、これを基準に前記レジスト膜を形成したいゲート電極パターンに従って露光する。
【0049】
露光されたレジスト膜を現像することにより、図5Kに示すように、前記Si素子領域21a上にゲート電極パターンに対応したレジストパターン30が形成され、前記レジストパターン30をマスクに前記ポリシリコン層29をCl2 /O2 混合ガスをエッチングガスとしたドライエッチング法によりパターニングすることにより、前記レジストパターン30に対応してゲート電極パターン29Aが形成される。図5Kの工程では、実際には前記ポリシリコン層29のパターニングの結果、前記アラインメントマーク形成領域20Bにおいては前記ポリシリコン層29が除去されているが、図5Lに示すアラインメントマークの検出工程を示すために、便宜上前記ポリシリコン層29の図示を残してある。
【0050】
本実施例では、図5Eの工程におけるドライエッチング時間を増大することにより、前記溝21c,21dを任意の深さまで形成することができる。このようにエッチング時間を増大させても、素子配列領域20AにおいてはSi層とSiO2 層との間でのエッチングの選択性の結果、前記SiO2 埋め込み絶縁層中に溝21bが侵入することはない。従って、図5Eの工程において前記溝21c,21dを容易に500nm以上の深さに形成でき、図5Kの工程において図5Lに示すような明確な段差検出信号を、電子ビーム露光装置を使って得ることができる。本実施例では、前記溝部21c,21dと素子分離溝21bとが同一のマスクにより同時に形成されるため、ゲート電極が素子領域21a上に、理想的な位置整合をもって形成される。
【0051】
[第2実施例]
次に、本発明の第2実施例による半導体装置の製造方法を、図6A〜図6Lを参照しながら説明する。ただし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【0052】
最初に図6A,6Bを参照するに、本実施例では先に図5Aで説明したSOI基板20上にSiN膜23がCVD法等により、前記SiO2 膜22を覆うように堆積され、さらに前記SiN膜23上に先に図5Cで説明したレジストパターン25が形成される。さらに前記SiN膜23およびその下の前記SiO2 膜22を前記レジストパターン25をマスクとしてパターニングすることにより、前記素子配列領域20A中にSiNパターン23Aが、またアラインメントマーク形成領域20B中において前記SiN層23中に前記レジスト開口部25B,25Cにそれぞれ対応した開口部23B,23Cが形成される。ただし図6Aは図6B中、線x−x’に沿った断面図である。
【0053】
図6A,6Bの状態では、前記素子配列領域20Aにおいては前記Si活性層21Cが、前記SiNパターン23Aの形成されている部分を除き露出されており、また前記アラインメントマーク形成領域20Bでは前記開口部23B,23Cにおいて前記Si活性層21Cが露出されている。
【0054】
そこで、図6Cの工程において前記レジストパターン25を除去し、前記SiN層23をマスクに前記Si活性層21Cをその下のSiO2 埋め込み絶縁層21Bに対して選択的にドライエッチングすることにより、前記素子配列領域20A中には多数の素子領域21aが、前記SiNパターン23Aに対応して、相互に素子分離溝21cにより隔てられて形成される。一方、前記アラインメントマーク形成領域20B中には、前記SiN開口部25B,25Cにそれぞれ対応して前記埋め込み絶縁層21Bを露出する開口部21c,21dが形成される。
【0055】
図6Cの段階では、前記素子領域21aの高さと前記開口部21c,21dの深さは等しい。
【0056】
次に図6D,6Eの工程において図6Cの構造上に、先に図5Iの工程で使われたアラインメントマーク形成領域20Bに対応してレジスト開口部27Aを有するレジストパターン27を形成し、さらに前記レジストパターン27をマスクに、前記アラインメントマーク形成領域20B中において前記SiO2 埋め込み絶縁層21Bを、前記SiN開口部23B、23Cにより露出されている部分において、その下の支持基板21Aが露出するまで、SiO2 膜に対するエッチングレシピにより、例えばCHF3 /CF4 混合ガスをエッチングガスとして使いながらドライエッチングする。さらにエッチングレシピをSi膜に対するものに変更し、例えばCl2 系をエッチングガスとして露出されたSi支持基板21Aをドライエッチングすることにより、前記開口部21c,21dはさらに下方に延在し、前記支持基板21Aに到達し、さらに支持基板21A中に侵入する溝を形成する。図6D,6Eにおいて、図6Dは、図6E中、線x−x’に沿った断面図になっている。
【0057】
当然ながら、かかる溝21cおよび21dは前記素子領域21aの高さをはるかに超える深さを有し、前記活性層21Cが100nm、前記埋め込みSiO2 層21Bが400nmの厚さを有する場合、電子ビーム露光装置のアラインメントマークとして要求される500nmを超える段差が容易に得られる。
【0058】
次に、図6Fの工程において前記レジストパターン27を除去した後、図6Dの構造上にSiO2 膜26をCVD法により約500nmの厚さに堆積し、さらにこのようにして堆積されたSiO2 膜26を、前記SiN層23が露出するまでCMP法により研磨・除去することにより、図6Gに示すように、前記素子分離溝21bがSiO2 素子分離層26Aにより充填された構造が得られる。ただし図6Gの状態では、前記アラインメントマークとなる溝部21cおよび21dも、前記SiO2 膜26に起因するSiO2 パターン26B,26Cにより部分的に充填されている。
【0059】
そこで図6Hの工程において図6Gの構造を熱リン酸溶液中において処理することにより前記SiNパターン23AおよびSiN層23を除去し、さらにHF水溶液中において等方性エッチングを行うことにより、前記SiN膜23の下のSiO2 層22をも除去する。この工程において、前記アラインメントマーク形成領域20B中においてもSiO2 パターン26B,26Cのエッチングが、図示は省略するが、約10nm程度生じる。
【0060】
さらに図6I,6Jの工程において、前記図6Hの構造上に前記図6Dの工程で使ったレジストパターン24と実質的に同一の、前記アラインメントマーク形成領域20Bを露出するレジスト開口部27Aを有するレジストパターン27を形成し、前記開口部27Aにおいて前記SiO2 パターン26B,26Cをドライエッチングにより除去することにより、図6Iに示すように溝部21cおよび21dが露出した構造が得られる。ただし、図6Iの構造では、前記溝部21cあるいは21dの側壁部に前記SiO2 パターン26Bあるいは26Cに由来する側壁絶縁が残留している。図6Iの構造では、前記側壁絶縁膜で覆われている部分を除き、前記溝部21cおよび21dが、アラインメントマークとして露出されている。図6Iは図6J中、線x−x’に沿った断面図である。
【0061】
さらに図6Kの工程において、図6Iの構造中、Si素子領域21aの表面にHCl雰囲気中における酸化により厚さが数nm以下、例えば3.5nmの薄いSiO2 膜28を成長させ、さらにその上にポリシリコン層29を約180nmの厚さに、CVD法により形成する。図6Kの工程では、前記HCl雰囲気中での酸化の結果、前記アラインメントマーク形成領域20Bにおいても露出しているSi活性層21Cあるいは支持基板21A表面に、前記薄いSiO2 膜28が形成される。
【0062】
次に図6Lの工程において図6Kの構造のうち、前記素子配列領域20Aにレジスト膜を形成し、これを電子ビーム露光装置中に装着する。さらに図6Mに示すように前記アラインメントマーク形成領域20Bからの反射電子強度を測定することにより前記アラインメントマーク21c,21dの段差に対応する信号を検出し、これを基準に前記レジスト膜を形成したいゲート電極パターンに従って露光する。
【0063】
露光されたレジスト膜を現像することにより図6Lに示すように、前記Si素子領域21a上にゲート電極パターンに対応したレジストパターン30が形成され、前記レジストパターン30をマスクに前記ポリシリコン層29を典型的にはCl2 /O2 混合ガスをエッチングガスとしたドライエッチング法によりパターニングすることにより、前記レジストパターン30に対応してゲート電極パターン29Aが形成される。図6Lの工程では、実際には前記ポリシリコン層29のパターニングの結果、前記アラインメントマーク形成領域20Bにおいては前記ポリシリコン層29が除去されているが、図6Mに示すアラインメントマークの検出工程を示すために、便宜上前記ポリシリコン層29の図示を残してある。また図6K,6Lでは、簡単のため図6I中、溝部21d,21eの側壁面に形成された側壁酸化膜は図示を省略している。
【0064】
本実施例では、図6Dの工程において、前記溝21c,21dを前記活性層21Cおよびその下のSiO2 埋め込み絶縁層21Bを横切って、前記Si支持基板21Aに到達するように形成する。その際、前記素子配列領域20Aはレジストパターン27により保護されているため、前記素子分離溝21bにおいて前記埋め込み絶縁層21Bがエッチングされることはない。従って、図6Dの工程において形成される前記溝21c,21dは500nm以上の深さを有し、図6Lの工程において図6Mに示すような明確な段差検出信号を、電子ビーム露光装置を使って得ることができる。本実施例においても、前記溝部21c,21dと素子領域21aとは同一のマスクを使って同時に形成されるため、ゲート電極は素子領域21cに対して理想的な位置整合をもって形成される。
【0065】
[第3実施例]
次に、本発明の第3実施例による半導体装置の製造方法を、図7A〜図7Hを参照しながら説明する。ただし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【0066】
図面を参照するに、図7A〜図7Cまでの工程は先の実施例の図6A〜6Cまでの工程と同じであり、図7Dの工程において図7Cの構造上に前記SiO2 膜26をCVD法により、前記SiO2 膜26が前記素子分離溝21bおよび前記溝部21c,21dを埋めるように堆積する。
【0067】
さらに図7Eの工程においてCMP法により前記SiO2 膜26を、前記SiN膜23あるいはSiNパターン23Aが露出するまで研磨・除去する。図7Eの工程の結果、前記素子配列領域20A中においては前記素子領域21aの間の素子分離溝21b(図6C参照)が前記SiO2 膜26に由来する素子分離絶縁膜26Aにより充填され、また前記アラインメントマーク形成領域20Bにおいては前記溝部21c,21dが前記SiO2 膜26に起因する絶縁膜パターン26Bにより充填された構造が得られる。前記アラインメントマーク形成領域20Bにおいては、隣接する前記絶縁膜パターン26B間に、当初のSi活性層21Cに由来するSiパターン21a’が形成される。
【0068】
そこで、続く図7Fの工程において図7Eの構造から前記SiN膜23およびSiNパターン23A、さらにその下のSiO2 膜22および対応するSiO2 パターンを、熱リン酸溶液中での処理後、さらにHF溶液中での処理により除去し、図7Gの工程において図7Fの構造上に先の実施例において図6Iの工程で使われたマスクを使って前記素子配列領域20Aを覆うレジストパターン27が形成され、前記アラインメントマーク形成領域20Bを露出する前記レジストパターン27の開口部27Aにおいて前記SiO2 膜パターン26Bおよびその下のSiO2 埋め込み絶縁層21Bを、前記Siパターン21a’を自己整合マスクに、SiO2 膜をエッチングするレシピに従ってドライエッチングし、前記溝部21c,21dを前記支持基板21Aが露出されるように形成する。さらに前記ドライエッチングレシピをSi膜をエッチングするレシピに切り替え、今度は前記SiO2 埋め込み絶縁層21Bを自己整合マスクに、前記露出したSi支持基板21Aをドライエッチングすることにより、前記溝部21c,21dが前記支持基板21A中に深く侵入する。一方、前記素子配列領域20Aにおいては、前記素子分離絶縁膜26Aあるいは素子領域21aは前記レジストパターン27により保護されているため、かかるドライエッチングを行っても前記SiO2 埋め込み絶縁層21B中に侵入する溝が形成されることはない。
【0069】
本実施例によれば、前記溝部21c,21dを、電子ビーム露光装置におけるアラインメントマークとして要求される500μm以上の深さに容易に形成することができる。
【0070】
本実施例においても、前記溝部21c,21dと素子領域21aとは同一のマスクを使って同時に形成されるため、ゲート電極は前記素子領域21cに対して理想的な位置整合をもって形成される。
【0071】
以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。
【0072】
本発明によれば、SOI基板上の素子配列領域とアラインメントマーク形成領域とに、それぞれ素子分離溝とアラインメントマークを、同一のマスクにより、前記素子分離溝は低いアスペクト比が維持されるように、一方アラインメントマークでは、電子ビーム露光装置における前記アラインメントマークの検出が精度よく行われるような深さに形成されるため、動作速度を向上させるために前記半導体装置を0.2μmあるいはそれ以下のパターン幅に微細化した場合にも確実に素子分離溝を素子分離絶縁膜により充填することができ、理想的なパターンのアラインメントと素子分離とを、同時に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
図1A〜図1Iは、従来の半導体装置の製造方法を示す図;
図2A〜図2Dは、本発明の原理を示す図;
図3A〜図3Dは、本発明の原理を示す別の図;
図4A〜図4Dは、本発明の原理を示すさらに別の図;
図5A〜図5Lは、本発明の第1実施例による半導体装置の製造方法を説明する図;
図6A〜図6Mは、本発明の第2実施例による半導体装置の製造方法を説明する図;
図7A〜図7Hは、本発明の第3実施例による半導体装置の製造方法を説明する図である。

Claims (20)

  1. 支持基板と、前記支持基板上に形成された埋め込み絶縁層と、前記埋め込み絶縁層上に形成された半導体層とよりなるSOI基板と、
    前記複合半導体基板の第1の領域において前記埋め込み絶縁層を露出するように形成された素子分離溝と、
    前記素子分離溝を充填する素子分離絶縁膜と、
    前記SOI基板の第2の領域において少なくとも前記支持基板に到達するように形成され、アラインメントマークを構成するアラインメント溝とを有することを特徴とする半導体装置。
  2. 前記アラインメント溝は、前記支持基板の表面よりも低い位置まで延在することを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  3. 前記第2の領域において、前記アラインメントマーク周辺の領域からは、前記埋め込み絶縁層および前記半導体層が除去されており、前記アラインメント溝は、前記支持基板中に形成されていることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  4. 前記アラインメント溝は、前記第2の領域中において、少なくとも前記埋め込み絶縁層および前記支持基板の一部を貫通することを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  5. 前記アラインメント溝は、前記第2の領域中において、さらに前記半導体層を貫通することを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  6. 支持基板と、前記支持基板上に形成された埋め込み絶縁層と、前記埋め込み絶縁層上に形成された半導体層とよりなるSOI基板の第1の領域において前記支持基板が露出するように、第1のマスクパターンを使い、前記半導体層および前記埋め込み絶縁層をパターニングして溝を形成する工程と、
    前記支持基板上に、前記第1の領域の前記溝内において、アラインメントマークに対応した第1の開口部を有し、第2の領域において素子分離溝に対応した第2の開口部を有する第2のマスクパターンを形成する工程と、
    前記第2のマスクパターンをマスクに前記半導体層および前記支持基板を同時にパターニングし、前記第1の領域において前記アラインメントマークを前記支持基板中に侵入する溝の形で、また前記第2の領域において前記素子分離溝を前記埋め込み絶縁層を露出する溝の形で形成する工程とよりなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  7. さらに、前記SOI基板上に膜を形成する工程と、前記膜上にレジスト膜を形成する工程と、電子ビーム露光装置のアラインメントを前記アラインメントマークを検出することにより行う工程と、前記電子ビーム露光装置を使って前記レジスト膜をパターニングし、レジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマスクに前記膜をパターニングする工程とを含むことを特徴とする請求項6記載の半導体装置の製造方法。
  8. 前記第2のマスクパターンを形成する工程は、前記半導体層および前記絶縁層をパターニングする工程の後、前記支持基板をパターニングするエッチングレシピ、前記絶縁層をパターニングするエッチングレシピ、および前記半導体層をパターニングするエッチングレシピのいずれに対してもエッチングストッパとして作用するような組成を有するエッチングストッパ膜を、前記第1の領域および前記第2の領域上に一様に堆積する工程と、前記エッチングストッパ膜をパターニングする工程とよりなることを特徴とする請求項6記載の半導体装置の製造方法。
  9. さらに前記アラインメントマークおよび素子分離溝を形成する工程の後、前記第1および第2の領域上に一様に絶縁膜を、前記絶縁膜が前記素子分離溝を埋めるように堆積する工程と、前記絶縁膜を前記第2の領域において前記半導体層が露出するまで除去する工程と、前記第1の領域において前記絶縁層を、前記支持基板に対して選択的に除去する工程とを含むことを特徴とする請求項6記載の半導体装置の製造方法。
  10. 前記第1の領域において前記絶縁層を選択的に除去する工程は、前記第1のマスクパターンと同一のマスクパターンを使って実行されることを特徴とする請求項9記載の半導体装置の製造方法。
  11. 支持基板と、前記支持基板上に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に形成された半導体層とよりなるSOI基板上に、前記半導体層を覆うように、アラインメントマークパターンに対応した第1のマスク開口部を第1の領域において有し、素子分離溝に対応した第2のマスク開口部を第2の領域において有する第1のマスクパターンを形成する工程と、
    前記第1のマスクパターンをマスクに前記半導体層をパターニングし、前記第2の領域において前記第2のマスク開口部に対応して前記素子分離溝を、また前記第1の領域において前記第1のマスク開口部に対応した開口部を形成する工程と、
    次いで前記第2の領域を覆い前記第1の領域を露出する開口部を有する第2のマスクパターンを形成する工程と、
    前記第1および第2のマスクパターンをマスクとして使い、前記第1の領域中に前記第1のマスク開口部に対応して、前記支持基板に到達する溝を、前記アラインメントマークパターンとして形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  12. さらに、前記SOI基板上に膜を形成する工程と、前記膜上にレジスト膜を形成する工程と、電子ビーム露光装置のアラインメントを前記アラインメントマークを検出することにより行う工程と、前記電子ビーム露光装置を使って前記レジスト膜をパターニングし、レジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマスクに前記膜をパターニングする工程とを含むことを特徴とする請求項11記載の半導体装置の製造方法。
  13. さらに、前記SOI基板上に膜を形成する工程と、前記膜上にレジスト膜を形成する工程と、露光装置のアラインメントを、前記アラインメントマークを検出することにより行う工程と、前記露光装置を使って前記レジスト膜をパターニングし、レジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマスクに前記膜をパターニングする工程とを含むことを特徴とする請求項11記載の半導体装置の製造方法。
  14. 前記第1のマスクパターンを形成する工程は、前記支持基板をパターニングするエッチングレシピ、前記絶縁層をパターニングするエッチングレシピ、および前記半導体層をパターニングするエッチングレシピのいずれに対してもエッチングストッパとして作用するような組成を有するエッチングストッパ膜を、前記第1の領域および前記第2の領域上に一様に堆積する工程と、前記エッチングストッパ膜をパターニングする工程とよりなることを特徴とする請求項11記載の半導体装置の製造方法。
  15. さらに前記アラインメントマークおよび素子分離溝を形成する工程の後、前記第1および第2の領域上に一様に絶縁膜を、前記絶縁膜が前記素子分離溝を埋めるように堆積する工程と、前記絶縁膜を前記第2の領域において前記半導体層が露出するまで除去する工程と、前記第1の領域において前記絶縁層を、前記支持基板に対して選択的に除去する工程とを含むことを特徴とする請求項11記載の半導体装置の製造方法。
  16. 前記第1の領域において前記絶縁層を選択的に除去する工程は、前記第2のマスクパターンと同一のマスクパターンを使って実行されることを特徴とする請求項15記載の半導体装置の製造方法。
  17. 支持基板と、前記支持基板上に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に形成された半導体層とよりなるSOI基板上に、前記半導体層を覆うように、アラインメントマークパターンに対応した第1のマスク開口部を第1の領域において有し、素子分離溝に対応した第2のマスク開口部を第2の領域において有する第1のマスクパターンを形成する工程と、
    前記第1のマスクパターンをマスクに前記半導体層をパターニングし、前記第2の領域において前記第2のマスク開口部に対応して前記素子分離溝を、また前記第1の領域において前記第1のマスク開口部に対応した開口部を形成する工程と、
    前記素子分離溝および前記第1のマスク開口部に対応した開口部を、絶縁膜により充填し、前記絶縁膜よりなる第2のマスクパターンを自己整合的に形成する工程と、
    前記第1のマスクパターンを除去する工程と、
    前記第1のマスクパターンを除去する工程の後、前記SOI基板上に前記第2の領域を覆い前記第1の領域を露出する第3のマスクパターンを形成する工程と、
    前記第2および第3のマスクパターンをマスクとして使い、前記第1の領域中に前記第1のマスク開口部に対応して、前記支持基板に到達する溝を、前記アラインメントマークパターンとして形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  18. さらに、前記SOI基板上に膜を形成する工程と、前記膜上にレジスト膜を形成する工程と、露光装置のアラインメントを、前記アラインメントマークを検出することにより行う工程と、前記露光装置を使って前記レジスト膜をパターニングし、レジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマスクに前記膜をパターニングする工程とを含むことを特徴とする請求項17記載の半導体装置の製造方法。
  19. 前記第1のマスクパターンを形成する工程は、前記支持基板をパターニングするエッチングレシピ、前記絶縁層をパターニングするエッチングレシピ、および前記半導体層をパターニングするエッチングレシピのいずれに対してもエッチングストッパとして作用するような組成を有するエッチングストッパ膜を、前記第1の領域および前記第2の領域上に一様に堆積する工程と、前記エッチングストッパ膜をパターニングする工程とよりなることを特徴とする請求項17記載の半導体装置の製造方法。
  20. 前記第2のマスクパターンを形成する工程は、前記絶縁膜を、前記第1のマスクパターンを覆うように堆積する工程と、前記絶縁膜を、前記第1のマスクパターン上から除去する工程とを含むことを特徴とする請求項17記載の半導体装置の製造方法。
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