JPH0340415A - Alignment mark and alignment mark forming method - Google Patents

Alignment mark and alignment mark forming method

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JPH0340415A
JPH0340415A JP2042204A JP4220490A JPH0340415A JP H0340415 A JPH0340415 A JP H0340415A JP 2042204 A JP2042204 A JP 2042204A JP 4220490 A JP4220490 A JP 4220490A JP H0340415 A JPH0340415 A JP H0340415A
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Japan
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oxide film
region
film pattern
substrate
forming
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JP2042204A
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Japanese (ja)
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Isao Sato
功 佐藤
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the positioning accuracy of an isolation region by a method wherein an oxide film pattern is provided on the non-element forming region in advance, and the oxide film pattern is exposed after an epitaxial growth method has been finished. CONSTITUTION:After a silicon oxide film has been formed on a silicon substrate 100, an oxide film pattern 104 is formed in the region 102 located on the surface corresponding to a non-element forming region. Then, an epitaxial layer 106, having arbitrary film thickness in accordance with the requirement of design, is provided on the whole surface of the substrate 100 including the oxide film pattern 104, and a semiconductor main body 108 is formed. Then, the oxide film pattern 104 is exposed by removing mostly a polycrystalline silicon part 106a located on the epitaxial layer 106 of the semiconductor main body 108. A substantial alignment mark 110 is formed with the exposed oxide film pattern itself.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、半導体装Mを製造する際の、ホトリソグラ
フィ工程で必要なマスク合わせ用のアライメントマーク
及びアライメントマークの形成方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to an alignment mark for mask alignment necessary in a photolithography process when manufacturing a semiconductor device M, and a method for forming the alignment mark.

(従来の技術) 半導体装置を製造する過程で、シリコン基板等の下地に
段差(ステップ)部を有する凹部が必然的に形成される
場合がある。そして、このステップ部を後工程のフォト
マスクのアライメントマークとして積極的に利用して、
下地上に設けたエビタキシャル層に、アイソレーション
領域を形成することが行われている。この場合、実際に
は、エピタキシャル層の表面に下地の凹部が転写されて
形成された凹部のステップ部を基準としてフォトマスク
のパターンとエピタキシャル層表面での位置との位置合
わせ壱行っている。
(Prior Art) In the process of manufacturing a semiconductor device, a recessed portion having a step portion may inevitably be formed in the base of a silicon substrate or the like. Then, this step part is actively used as an alignment mark for the photomask in the subsequent process.
An isolation region is formed in an epitaxial layer provided on a base. In this case, in practice, the pattern of the photomask and the position on the surface of the epitaxial layer are aligned based on the step portion of the recess formed by transferring the recess of the base onto the surface of the epitaxial layer.

(発明か解決しようとする課題) しかしながら、アイソレーション領域形成のための、フ
ォトマスクのパターンは、通常は、下地に形11iされ
るステップ部を基準として設計して位置決めされており
、また、エピタキシャル層に転写された凹部の基板面に
平行な面内ての位置は下地の凹部の位置からシフトして
いるため(例えば文献:「ソリッド ステート テクノ
ロジー(Solid 5tate technoloq
y) /日本版、January1982、p61〜6
8J ) 、エピタキシャル層の凹部(ステップ部)を
基準としてマスク合わせを行うと、アイソレーション領
域をエピタキシャル層中の設計通りの位置に形成するこ
とが出来ないという問題点があった。また、このような
基板の凹部とエピタキシャル層に転写形成された凹部と
の位置シフトはパターンシフトと称せられ、半導体素子
の特性の悪化及び半導体素子の高集積化の妨げの一因と
なっていた。
(Problems to be Solved by the Invention) However, the photomask pattern for forming the isolation region is usually designed and positioned based on the step portion formed in the base layer 11i, and Because the position of the recesses transferred to the layer in a plane parallel to the substrate surface is shifted from the position of the recesses on the base (for example, literature: "Solid State Technology"
y) / Japanese version, January 1982, p61-6
8J), there was a problem in that when mask alignment was performed using the concave portion (step portion) of the epitaxial layer as a reference, the isolation region could not be formed at the designed position in the epitaxial layer. In addition, such a positional shift between the recesses on the substrate and the recesses transferred and formed on the epitaxial layer is called a pattern shift, and has been a cause of deterioration of the characteristics of semiconductor devices and an impediment to higher integration of semiconductor devices. .

この問題点につき、−例として、バイポーラ素子のコレ
クタ直列抵抗を低減する目的で設けられた埋込層を有す
る半導体本体にアイソレーション領域を形成する例につ
き、より具体的に、説明する。
This problem will be explained in more detail with reference to an example in which an isolation region is formed in a semiconductor body having a buried layer provided for the purpose of reducing the collector series resistance of a bipolar element.

第2図(A)〜(D)は、半導体本体のエピタキシャル
層にアイソレーション領域を形成する従来方法を説明す
るための概略的な工程図である。
FIGS. 2A to 2D are schematic process diagrams for explaining a conventional method of forming an isolation region in an epitaxial layer of a semiconductor body.

P型シリコン基板10に酸化膜パターン12を形成し、
基板の露出面を含めた全面に例えばアンチモンを含んだ
シリカフィルム14ヲ設ける(第2図(A))。
Forming an oxide film pattern 12 on a P-type silicon substrate 10,
A silica film 14 containing, for example, antimony is provided on the entire surface of the substrate including the exposed surface (FIG. 2(A)).

その後、熱酸化処理を行ってN生型埋込層16を設け、
これらシリカフィルム14及び酸化膜パターン12ソ除
去する。この熱酸化処理時に、基板10の、酸化膜12
で覆われていない部分のシリコンも酸化されるため、周
知の通り、埋込層16の表面に段差か約1000〜80
00A程度の傾斜段差部(ステップ部ともいう)を有す
る浅い平底のくぼみ(凹部ともいう)18が形成されて
しまう(第2図(B))。
After that, a thermal oxidation treatment is performed to provide an N-type buried layer 16,
These silica film 14 and oxide film pattern 12 are removed. During this thermal oxidation treatment, the oxide film 12 of the substrate 10 is
As is well known, the surface of the buried layer 16 has a level difference of about 1000 to 800 mm because the silicon in the parts not covered with the oxide is also oxidized.
A shallow flat-bottomed depression (also referred to as a recess) 18 having an inclined step portion (also referred to as a step portion) of approximately 00A is formed (FIG. 2(B)).

このくぼみ18付き埋込層16が形成されている基板1
0の全面に、例えば膜厚10um程度のN型エピタキシ
ャル層20ヲ成長させると、エピタキシャル層20の表
面にこの基板10のくぼみ18が転写され、実質的に相
似した又は同一の、傾斜段差部を有するくぼみ22が形
成されるが、このくぼみ22は基板10のくぼみ18に
対して、例えば図示のように本来の埋込層18の位置よ
りも図中左側へ、シフトしている(第2図(C))。こ
のシフト量6は、この例では、8um程度にも達する。
Substrate 1 on which this buried layer 16 with recesses 18 is formed
When an N-type epitaxial layer 20 having a thickness of, for example, about 10 um is grown on the entire surface of the substrate 10, the depression 18 of the substrate 10 is transferred to the surface of the epitaxial layer 20, creating a substantially similar or identical sloped step portion. A recess 22 is formed, but this recess 22 is shifted, for example, to the left in the figure from the original position of the buried layer 18, as shown in the figure, with respect to the recess 18 of the substrate 10. (C)). In this example, this shift amount 6 reaches about 8 um.

このようなシフトしているステップ部を基準にしてフォ
トマスクのマスク合わせを行ってエピタキシャル層20
にアイソレーション領域24ヲ形戒すると、本来の設計
士の位置よりもいずれかの方向にすれで形成されてしま
うため、埋込層18に極めて接近するか埋込層18と接
触してしまうことがあり(第2図(D)) 、そのため
、各素子領域間の耐圧か著しく低下してしまう。このよ
うな接近又は接触を回避するため、埋込層とアイソレー
ション領域とを互いにM間させて形成すると半導体素子
の集積度が低下してしまい、半導体装置の高集積化を図
れない。
The epitaxial layer 20 is formed by aligning the photomask with reference to such a shifted step portion.
If the isolation region 24 is shaped too much, it will be formed in any direction from the original designer's position, so it may come very close to the buried layer 18 or come into contact with the buried layer 18. (FIG. 2(D)), and as a result, the breakdown voltage between each element region is significantly reduced. In order to avoid such closeness or contact, if the buried layer and the isolation region are formed with a distance of M from each other, the degree of integration of the semiconductor element will be reduced, making it impossible to achieve high integration of the semiconductor device.

この発明は、上述した従来の問題点に鑑み威されたもの
であり、従って、この発明の目的は、エピタキシャル層
中の設計上の位置にアイソレーシン領域を、位置決め精
度良く、作り込むことが出来るように、フォトマスクの
マスク合わせを行えるアライメントマーク及びアライメ
ントマークを形成する方法を提供することにある。
This invention was developed in view of the above-mentioned conventional problems, and therefore, an object of the invention is to create an isolasin region at a designed position in an epitaxial layer with high positioning accuracy. Accordingly, it is an object of the present invention to provide an alignment mark and a method for forming the alignment mark that can perform mask alignment of photomasks.

(課題を解決するための手段) この目的の遠戚を図るため、この出願の第一の発明によ
れば、シリコンの基板及び該基板上のシリコンのエピタ
キシャル層から成る半導体本体にアイソレーション領域
用のアライメントマークを形成するに当り、 基板の、素子非形成領域に対応する面上の領域内に酸化
膜パターンを形成する第一工程と、この酸化膜パターン
を含む基板の全面にエピタキシャル層を設けて半導体本
体を形成する第二工程と、 このエピタキシャル層の、前述の酸化膜パターンの少な
くとも上側の領域部分を除去してこの酸化膜パターンを
アライメントマークとして露出させる第三工程と を含むことを特徴とする。
(Means for Solving the Problem) In order to achieve this objective, according to the first invention of this application, an isolation region is provided in a semiconductor body consisting of a silicon substrate and a silicon epitaxial layer on the substrate. In forming the alignment marks, a first step is to form an oxide film pattern in a region of the surface of the substrate corresponding to the non-element formation region, and an epitaxial layer is formed on the entire surface of the substrate including this oxide film pattern. and a third step of removing at least a region above the oxide film pattern of the epitaxial layer to expose the oxide film pattern as an alignment mark. shall be.

この第一発明の実施に当り、前述の第二工程のエピタキ
シャル成長で酸化膜パターンの上側に多結晶領域及び残
りの基板面上に単結晶領域をそれぞれ有するエピタキシ
ャル層を設け、 前述の第三工程で、エピタキシャル層のうち主として多
結晶領域部分を除去する ようにするのが好適である。
In carrying out this first invention, an epitaxial layer having a polycrystalline region on the upper side of the oxide film pattern and a single crystalline region on the remaining substrate surface is formed in the epitaxial growth in the second step described above, and in the third step described above It is preferable to remove mainly the polycrystalline region of the epitaxial layer.

ざらに、この出願の第二発明によれば、シリコンの基板
及び該基板上のシリコンのエピタキシャル層から成り内
部に埋込層が形成された半導体本体にアイソレーション
領域用のアライメントマークを形成するに当り、 基板の、素子非形成領域に対応する面上の領域内に第一
酸化膜パターンを形成すると共に、素子形成領域に対応
する面内の領域1乙第二酸化膜パターンを形成する第一
工程と、 これら第一及び第二酸化膜パターンの形成後の前述の基
板の露出領域に、埋込層と成るべき高濃度不純物領域を
、形成する第二工程と、この第二酸化膜パターンを除去
する第三工程と、 この第三工程後の、第一酸化膜パターンを含む基板の全
面にエピタキシャル成長を行ってこの第一酸化膜の上側
に多結晶領域及び残りの基板面上に単結晶領域をそれぞ
れ有するエピタキシャル層を設けて前述の高濃度不純物
類@を埋込層とした半導体本体を形成する第四工程と、 主として前述の多結晶領域を基板面まで除去して前述の
第一酸化膜パターンをアライメントマークとして露出さ
せる第五工程と を含むことを特徴とする。
In general, according to the second invention of this application, an alignment mark for an isolation region is formed on a semiconductor body which is made of a silicon substrate and a silicon epitaxial layer on the substrate and has a buried layer formed therein. A first step of forming a first oxide film pattern in a region of the surface of the substrate corresponding to the non-element formation region, and forming a second oxide film pattern in region 1B of the surface corresponding to the element formation region. A second step of forming a high concentration impurity region to become a buried layer in the exposed region of the substrate after the formation of the first and second oxide film patterns, and a second step of removing the second oxide film pattern. After the third step, epitaxial growth is performed on the entire surface of the substrate including the first oxide film pattern to form a polycrystalline region above the first oxide film and a single crystal region on the remaining substrate surface. The fourth step is to form an epitaxial layer to form a semiconductor body with the aforementioned high-concentration impurities @ as a buried layer, and the aforementioned first oxide film pattern is aligned by mainly removing the aforementioned polycrystalline region to the substrate surface. and a fifth step of exposing it as a mark.

ざらに、この出願の第三の発明のアライメントマークに
よれば、 シリコンの基板の、素子非形成領域に対応する面上の領
域内に設けられた酸化膜パターンと、該酸化膜パターン
を含む基板面上に設けられたシリコンのエピタキシャル
層のうち、該酸化膜パターン上の多結晶領域と、 前記エピタキシャル層の表面に設けられた熱酸化膜のう
ち、前記多結晶領域上にあって残りの熱酸化膜の表面よ
りも突出している部分とを具えることを特徴とする。
Roughly, according to the alignment mark of the third invention of this application, an oxide film pattern provided in a region on a surface of a silicon substrate corresponding to a non-element formation region, and a substrate including the oxide film pattern. Of the silicon epitaxial layer provided on the surface, a polycrystalline region on the oxide film pattern, and of the thermal oxide film provided on the surface of the epitaxial layer, the remaining heat is on the polycrystalline region. It is characterized by comprising a portion that protrudes from the surface of the oxide film.

ざらに、この出願の第四の発明によれば、シリコンの基
板及び該基板上のシリコンのエピタキシャル層から成る
半導体本体にアイソレーション領域用のアライメントマ
ークを形成するに当り、 基板の、素子非形成領域に対応する面上の領域内に酸化
膜パターンを形成する第一工程と、該酸化膜パターンを
含む前記基板の全面にエピタキシャル層を設けて半導体
本体を形成する第二工程と、 前記エピタキシャル層の表面に、熱酸化処理により、熱
酸化膜を形成する第三工程と を含むことを特徴とする。
In general, according to the fourth invention of this application, when forming an alignment mark for an isolation region on a semiconductor body made of a silicon substrate and a silicon epitaxial layer on the substrate, the substrate has no element formation. a first step of forming an oxide film pattern in a region on a surface corresponding to the region; a second step of providing an epitaxial layer over the entire surface of the substrate including the oxide film pattern to form a semiconductor body; A third step of forming a thermal oxide film on the surface of the substrate by thermal oxidation treatment.

この第四の発明の方法の実施に当り、好ましくは、前述
の第二工程のエピタキシャル成長で、酸化膜パターンの
上側に多結晶領域を及び残りの基板面上に単結晶領域を
それぞれ成長させるのがよい。
In carrying out the method of the fourth invention, it is preferable to grow a polycrystalline region on the upper side of the oxide film pattern and a single crystalline region on the remaining substrate surface in the epitaxial growth in the second step described above. good.

ざらに、この出願の第五の発明によれば、シリコンの基
板及び該基板上のシリコンのエピタキシャル層から成り
内部に埋込層が形成された半導体本体にアイソレーショ
ン領域用のアライメントマークを形成するに当り、 基板の、素子非形成領域に対応する面上の領域内に第一
酸化膜パターンを形成すると共に、素子形成領域に対応
する面内の領域に第二酸化膜パターンを形成する第−工
程と、 これら第一及び第二酸化膜パターンの形成後の前記基板
の露出領域に、埋込層と成るべき高濃度不純物領域を、
形成する第二工程と、 前記第二酸化膜パターンを除去する第三工程と、 前記第一酸化膜パターンを含む前記基板の全面にエピタ
キシャル成長を行って前記第一酸化膜の上側に多結晶領
域及び残りの基板面上に単結晶領域をそれぞれ有するエ
ピタキシャル層を設けて前記高濃度不純物領域を埋込層
とした半導体本体を形成する第四工程と、 前記エピタキシャル層の表面に、熱酸化処理によって、
熱酸化膜を形成する第五工程とを含むことを特徴とする
In general, according to the fifth invention of this application, an alignment mark for an isolation region is formed on a semiconductor body which is made up of a silicon substrate and a silicon epitaxial layer on the substrate and has a buried layer formed therein. A first oxide film pattern is formed in a region of the surface of the substrate corresponding to the non-element formation region, and a second oxide film pattern is formed in a region of the surface corresponding to the element formation region. After the formation of the first and second oxide film patterns, a high concentration impurity region to become a buried layer is placed in the exposed region of the substrate.
a second step of forming the second oxide film pattern; a third step of removing the second oxide film pattern; and epitaxial growth is performed on the entire surface of the substrate including the first oxide film pattern to form a polycrystalline region on the upper side of the first oxide film and the remainder. a fourth step of forming a semiconductor body with the high concentration impurity region as a buried layer by providing an epitaxial layer each having a single crystal region on the substrate surface of the substrate;
A fifth step of forming a thermal oxide film is included.

(作用) この第一発明によれば、基板の、素子非形成領域に対応
する表面領域に予めアライメントマークとすべき酸化膜
パターンを設け、その後にこの酸化膜パターンを含む基
板全面にエピタキシャル成長を行って半導体本体を形成
し、然る後エピタキシャル層の、主として素子非形成領
域を除去してこの酸化膜パターンv!露出させて、この
露出した酸化膜パターンを実質的なアライメントマーク
としている。従って、このアライメントマークの形成工
程は極めて簡単であって半導体装置の製造過程中に絹み
込むことが出来、しかも、このアライメントマークは基
板上に事実上固定して設けられたものであるため、これ
を基準として、アイソレーション領域形成のためのフォ
トマスクの位置決めを行えば、アイソレーション領域の
位置決め精度は従来に比べて向上する。従って、半導体
装置の高集積化の設計が容易となる。
(Function) According to the first invention, an oxide film pattern to be used as an alignment mark is provided in advance on the surface area of the substrate corresponding to the non-element forming area, and then epitaxial growth is performed on the entire surface of the substrate including the oxide film pattern. After that, the epitaxial layer is mainly removed from the non-device forming region to form the oxide film pattern v! The exposed oxide film pattern serves as a substantial alignment mark. Therefore, the process of forming this alignment mark is extremely simple and can be incorporated into the manufacturing process of semiconductor devices, and furthermore, since this alignment mark is provided virtually fixedly on the substrate, If the photomask for forming the isolation region is positioned using this as a reference, the accuracy of positioning the isolation region will be improved compared to the conventional method. Therefore, it becomes easy to design a highly integrated semiconductor device.

この出願の第二発明は、半導体本体内に埋込層を有する
半導体装置の製造工程の途中の段階で、埋込層の形成後
にアイソレーショ)領域を半導体本体に設けるために必
要なアライメントマークの形成方法である。
The second invention of this application is to create an alignment mark that is necessary for providing an isolation region in the semiconductor body after the buried layer is formed, during the manufacturing process of a semiconductor device having a buried layer within the semiconductor body. This is the formation method.

この第二発明によれば、基板の、素子非形成領域に対応
する表面上の領域内にはアライメントマークとすべき酸
化膜パターンを、また、基板の、素子形成領域に対応す
る面上の領域内には、複数の個別の埋込層を形成するた
めに用いる不純物導入用窓を有する酸化膜パターンを同
一の工程内で一緒に形成しており、また、埋込層のため
の高濃度不純物層を形成した後に、アライメントマーク
用の酸化膜パターンのみを残存させて他の酸化膜パター
ンの全てを除去してから、基板の全面上にエピタキシャ
ル成長を行って半導体本体を形成し、その後、多結晶シ
リコンと単結晶シリコンとのエツチング速度差を利用し
て基板上に残存させた酸化膜パターンを露出させ、この
露出した酸化膜パターンをアライメントマークとしてい
る。
According to the second invention, an oxide film pattern to be used as an alignment mark is provided in an area on the surface of the substrate corresponding to the non-element forming area, and an oxide film pattern is provided on the surface of the substrate corresponding to the element forming area. Inside, oxide film patterns with impurity introduction windows used to form multiple individual buried layers are formed together in the same process, and high-concentration impurity layers for the buried layers are formed together. After forming the layer, only the oxide pattern for the alignment mark remains and all other oxide patterns are removed, and then epitaxial growth is performed on the entire surface of the substrate to form the semiconductor body, and then the polycrystalline The oxide film pattern left on the substrate is exposed by utilizing the difference in etching speed between silicon and single crystal silicon, and this exposed oxide film pattern is used as an alignment mark.

この第二発明の場合にも第一発明と同様な効果を遺戒す
ることか出来ると共に、このアライメントマークによっ
て精度良くアイソレーション領域の位置決めを行うこと
が出来ることに基づいて、埋込層とアイソレーション領
域との位II間係を予めより正確に設定出来る。その結
果、この発明の場合にも、従来よりも高集積化の設計が
容易となると共に、素子の特性の悪化を来たす一因であ
る、埋込層とアイソレーション領域との撞近又は接触を
従来よりも一層確実に回避することが出来る。
In the case of the second invention, the same effect as the first invention can be expected, and based on the fact that the isolation region can be positioned with high precision using this alignment mark, the buried layer and the isolator are The relationship between the position and the ration area can be set more accurately in advance. As a result, in the case of the present invention, it is easier to design a higher degree of integration than in the past, and the proximity or contact between the buried layer and the isolation region, which is one of the causes of deterioration of device characteristics, can be avoided. This can be avoided more reliably than before.

上述した第三の発明のアライメントマークの構造によれ
ば、酸化膜パターンと、エピタキシャル層中の多結晶領
域と、熱酸化膜との三層構造であるが、酸化膜パターン
の直上に、熱酸化膜の突出部分を具えており、この突出
部分の段差は酸化膜バターシの端縁の直上に実質的に形
Ili、されているので、酸化膜パターンと突出部分と
の実質的な位置ずれはない。
According to the structure of the alignment mark of the third invention described above, it has a three-layer structure consisting of an oxide film pattern, a polycrystalline region in the epitaxial layer, and a thermal oxide film. It has a protruding part of the film, and the step of this protruding part is substantially shaped like Ili directly above the edge of the oxide film pattern, so there is no substantial positional deviation between the oxide film pattern and the protruding part. .

また、上述した第四及び第五の発明は、上述した第三の
発明のアライメントマー/)を形成するための方法であ
り、いずれの方法も基板上に形成したシリコンのエピタ
キシャル層の表面を、熱酸化して突出部分を形成する。
Further, the fourth and fifth inventions described above are methods for forming the alignment mer/) of the third invention described above, and in both methods, the surface of the silicon epitaxial layer formed on the substrate is Thermal oxidation forms protrusions.

この熱酸化の速度は、エピタキシャル層の多結晶領域と
単結晶領域とでは異なり、多結晶領域の方が速い。従っ
て、同一時間内での熱酸化処理では、多結晶領域の表面
上で厚く、単結晶領域の表面では薄く酸化膜が形成され
る。このため、酸化膜全体では、多結晶領域上では単結
晶上よりも表面が突出して形成される。しかも、上述し
た多結晶領域は、実質上、酸化膜パターンの上側のみに
形成され、熱酸化膜の突出部分も多結晶領域の表面のみ
に実質的に形成されるので、この突出部分が形成古れる
位置は、既に第三発明の説明でも述べたように、基板上
に設計上の基準として形成した酸化膜パターンの位置か
ら実質的にずれない、このように、第四及び第五の発明
のいずれも、酸化膜パターンの形成と、その後のエピタ
キシャル成長及びエピタキシャル層の表面の熱酸化処理
という簡単な手法により、設計上の基準の酸化膜パター
ンと実質的に同位置に突出部分を形成できる。
The speed of this thermal oxidation is different between the polycrystalline region and the single crystalline region of the epitaxial layer, and is faster in the polycrystalline region. Therefore, in thermal oxidation treatment performed within the same period of time, a thick oxide film is formed on the surface of the polycrystalline region and a thin oxide film is formed on the surface of the single crystal region. Therefore, in the entire oxide film, the surface is formed to protrude more on the polycrystalline region than on the single crystal. Moreover, the above-mentioned polycrystalline region is substantially formed only on the upper side of the oxide film pattern, and the protruding portion of the thermal oxide film is also substantially formed only on the surface of the polycrystalline region, so this protruding portion is As already mentioned in the explanation of the third invention, the position of the oxide film pattern does not substantially deviate from the position of the oxide film pattern formed on the substrate as a design reference. In either case, a protruding portion can be formed at substantially the same position as the design reference oxide film pattern by a simple method of forming an oxide film pattern, followed by epitaxial growth and thermal oxidation treatment of the surface of the epitaxial layer.

そして、上述した第三、第四及び第五のいずれの発明に
係るアライメントマークによっても、その熱酸化膜の突
出部分の段差を用いて、アイソレーション領域形成のた
めのフォトマスクの位置決めを行えば、アイソレーショ
ン領域の位置決めの精度は従来に比べて向上する。
By using the alignment mark according to any of the third, fourth, and fifth inventions described above, the step of the protruding portion of the thermal oxide film can be used to position the photomask for forming the isolation region. , the accuracy of positioning the isolation region is improved compared to the conventional method.

(実施例) 以下、図面を参照して、この発明の実施例につき説明す
る。
(Embodiments) Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

尚、以下参照する図は、この発明を理解出来る程度に概
略的に示しであるにすぎず、従って、図示の各構成成分
の寸法、形状及び配置関係等は図示例に限定されるもの
ではないこと、また、以下の実施例の説明は単なる好適
例の説明であるにすぎないことを理解されたい。また、
断面図では断面を表わすハツチング等を一部省略して示
しである。
Note that the figures referred to below are only schematic illustrations to enable understanding of the present invention, and therefore, the dimensions, shapes, arrangement relationships, etc. of each component shown in the figures are not limited to the illustrated examples. It should also be understood that the following description of the embodiments is merely a description of preferred embodiments. Also,
In the cross-sectional view, hatching etc. representing the cross section are partially omitted.

墓:」」動艷塑朋 この第一発明は、シリコン基板上にシリコンのエピタキ
シャル層を設けた半導体本体の当該エピタキシャル層に
、素子領域を形成するためのアイソレーション領域を設
ける工程で必要なアライメントマークを形成する方法で
あり、その好適実施例を説明する。
This first invention is an alignment process that is necessary in the process of providing an isolation region for forming an element region in the epitaxial layer of a semiconductor body in which a silicon epitaxial layer is provided on a silicon substrate. This is a method of forming a mark, and a preferred embodiment thereof will be described.

第1図(A)〜(C)は、この第一発明の説明に供する
工程図であり、各図は主要工程段階で得られた構造体の
断面構造を示すため、アライメントマークに着目した部
分的断面図で示しである。
Figures 1 (A) to (C) are process diagrams used to explain the first invention, and each figure shows the cross-sectional structure of the structure obtained at the main process steps, so the alignment marks are focused on. It is shown in a cross-sectional view.

まず、第一工程において、シリコン基板100 !用意
し、その表面に熱酸化、その他の適当な方法でシリコン
の酸化膜を形成した後、フォトリソ工程で、グリッドラ
イン領域のような、素子非形成領域に対応する面上の領
域102内に酸化膜パターン+04を形成する。この実
施例では基板100をP型とし、この酸化膜パターン1
04の基板面に投影した平面形状を任意好適な形状、好
ましくは、設計に応じた適当な幅のストライブ形状とす
る。
First, in the first step, a silicon substrate 100! After preparing the silicon oxide film and forming a silicon oxide film on its surface by thermal oxidation or other appropriate method, oxidation is performed in the region 102 on the surface corresponding to the non-element forming region, such as the grid line region, in a photolithography process. A film pattern +04 is formed. In this embodiment, the substrate 100 is of P type, and the oxide film pattern 1
The planar shape projected onto the substrate surface of 04 is any suitable shape, preferably a stripe shape with an appropriate width according to the design.

次に、第三工程において、この酸化膜パターン104を
含む基板100の全面に、設計に応じた任意の膜厚のエ
ピタキシャル層106ヲ設けて半導体本体108ヲ形戊
する。このエピタキシャル成長の手法は問わないが、い
ずれにしても、下地が単結晶シリコンである場合には、
エピタキシャル層+06はシリコンの単結晶とし′で成
長し及び、下地がシリコンの酸化膜の場合には、シリコ
ンの多結晶として成長するので、酸化膜パターン+04
のほぼ上側のエピタキシャル層106の領域はシリコン
の多結晶層106aとなり、それ以外の領域はシリコン
の単結晶層+06bとなる。この段階で得られた構造体
の断面構造の様子を第1図(B)に示す。
Next, in a third step, an epitaxial layer 106 having an arbitrary thickness according to the design is provided on the entire surface of the substrate 100 including this oxide film pattern 104, and a semiconductor body 108 is formed. This epitaxial growth method does not matter, but in any case, if the base is single crystal silicon,
The epitaxial layer +06 grows as a silicon single crystal, and if the underlying layer is a silicon oxide film, it grows as a silicon polycrystal, so the oxide film pattern +04
The region of the epitaxial layer 106 substantially above becomes a silicon polycrystalline layer 106a, and the other region becomes a silicon single crystal layer +06b. The cross-sectional structure of the structure obtained at this stage is shown in FIG. 1(B).

次に、第三工程で、この半導体本体108のエピタキシ
ャル層106のうち、主として多結晶シリコン層の部分
を基板100の表面に至る深さまで、例えばプラズマエ
ツチング等の、設計に応じた任意好適な手法で、除去し
て酸化膜パターン+04 を露出させ、この露出させた
酸化膜パターン自体で実質的なアライメントマーク(1
10で示す)を形成する。また、この単結晶シリコン層
106bが半導体本体108の実質的な素子形成領域1
12となる。この段階で得られた構造体の断面構造の様
子を第1図(C)に示す。
Next, in a third step, a portion of the epitaxial layer 106 of this semiconductor body 108, which is mainly a polycrystalline silicon layer, is etched to a depth that reaches the surface of the substrate 100 using any suitable method depending on the design, such as plasma etching. Then, it is removed to expose the oxide film pattern +04, and this exposed oxide film pattern itself makes a substantial alignment mark (1
10) is formed. Further, this single crystal silicon layer 106b is a substantial element forming region 1 of the semiconductor body 108.
It becomes 12. The cross-sectional structure of the structure obtained at this stage is shown in FIG. 1(C).

上述した各工程は、実際には、半導体装置の製造工程の
所要の段階にそれぞれ組み込むことが出来る。
In reality, each of the above-mentioned steps can be incorporated into the required steps of the semiconductor device manufacturing process.

このようなアライメントマーク110は、基板+00上
の素子を作り込まない所定領域の適当な箇所に、設けれ
ば良い。好ましくは、アライメントマー))110を基
板100上で互いに直交させて設けるのが良い、第3図
は、この場合の状態を示す部分的平面図であり、第1図
(C)と寸法を違えて示しであるが、第1図(C)は丁
度図中のI−I線に沿って取って示した断面図に対応す
る。尚、この第3図において、アライメントマーク11
0ヲ強調するため、斜線を付して示しである。
Such an alignment mark 110 may be provided at an appropriate location in a predetermined area on the substrate +00 where no element is formed. Preferably, the alignment units 110 are provided perpendicularly to each other on the substrate 100. FIG. 3 is a partial plan view showing the state in this case, and the dimensions are different from those in FIG. 1(C). 1(C) corresponds to a sectional view taken along the line II in the figure. In addition, in this FIG. 3, the alignment mark 11
0 is shown with diagonal lines to emphasize it.

半導体装置の製造の後工程で、このようにして形成され
たアライメントマーク110¥!用いてマスク合わせを
行って、エピタキシャル層+08に所要のアイソレーシ
ョン@域(図示せず)を設ける。
Alignment marks 110 yen formed in this way in the post-process of manufacturing semiconductor devices! The required isolation @ area (not shown) is provided in the epitaxial layer +08 by performing mask alignment using the same method.

このため、従来と同様にアイソレーション領域形成用の
レジストパターンを形成するためにフォトマスクを用い
るが、このフォトマスクの様子を第4図の部分的平面図
に示す。この図は第1図の各図の寸法と相違させて示し
であるが、第4図に示すように、このフォトマスク11
4には鍵形の合わせマーク116(図中、斜線を付しで
示しである。)を設けておく、この鍵形の合わせマーク
116ヲ例えばアライメントマーク110の交差する四
箇用のコーナー領域に対応する位置に、互いに適当な間
隔で、設ける。この合わせマーク116の各辺が直交す
る二方向のアライメントマーク110と等間隔で平行と
なるようにマスク合わせそ行えば、容易及び又は高精度
でマスク合わせを行うことが出来る。尚、第4図におい
て、アライメントマーク110の輪郭を一点破線で示し
、素子形成領域((第1図(C)及び第3図の112)
に対応するフォトマスク114の領域部分に斜線を付し
て示しである。尚、図示のフォトマスク114にはアイ
ソレーション領域用のマスクパターンを省略して示しで
ある。
For this reason, a photomask is used to form a resist pattern for forming an isolation region as in the prior art, and the state of this photomask is shown in the partial plan view of FIG. Although this figure is shown with dimensions different from those in each figure in FIG. 1, as shown in FIG. 4, this photomask 11
4 is provided with a key-shaped alignment mark 116 (indicated by diagonal lines in the figure). This key-shaped alignment mark 116 corresponds to, for example, corner areas for four intersections of the alignment marks 110. Provided at appropriate intervals from each other. By aligning the masks so that each side of the alignment mark 116 is parallel to the alignment marks 110 in two orthogonal directions at equal intervals, the mask alignment can be easily and/or with high precision. In FIG. 4, the outline of the alignment mark 110 is indicated by a dotted line, and the element formation area ((112 in FIG. 1(C) and FIG. 3) is
The area of the photomask 114 corresponding to the area shown in FIG. Note that the illustrated photomask 114 is shown with a mask pattern for an isolation region omitted.

この実施例においても明らかなように、アライメントマ
ーク110は、基板100の表面に設けてあり、エピタ
キシャル成長後もエピタキシャル層を部分的に除去して
、当該マークを露出させている。従って、マスク合わせ
の時、フォトマスクの濤型合わせマークを、パターンシ
フトしていない、設計通りの基板上の位置にあるアライ
メントマーク110に対し、合わせることが出来るので
、従来よりも高精度でマスク合わせを行うことが出来る
As is clear in this example, the alignment mark 110 is provided on the surface of the substrate 100, and even after epitaxial growth, the epitaxial layer is partially removed to expose the mark. Therefore, at the time of mask alignment, it is possible to align the photomask's photomask alignment mark with the alignment mark 110, which is located at the designed position on the substrate without pattern shift, so the mask can be aligned with higher precision than before. It is possible to make adjustments.

箸;」」引ユ誼を 次に、第二発明の好適実施例をN+埋込層を有するバイ
ポーラ型半導体装置の製造工程を例に挙げて説明する。
Next, a preferred embodiment of the second invention will be described by taking as an example the manufacturing process of a bipolar type semiconductor device having an N+ buried layer.

第5図(A)〜(K)は、第二発明の説明に供する半導
体装置の製造工程図であり、各図は主要工程段階で得ら
れた構造体の断面構造を示す部分的断面図である。
FIGS. 5(A) to 5(K) are manufacturing process diagrams of a semiconductor device used to explain the second invention, and each figure is a partial sectional view showing the cross-sectional structure of a structure obtained at the main process step. be.

先ず、第一工程において、P型シリコン基板2007&
用意し、この基板200の全面に、熱酸化又はその他の
任意好適な手法によって、3000〜10000Aの膜
厚のシリコン酸化膜202 を形成する(第5図(A)
)。続いて、フォトエツチングでこの酸化膜202のバ
ターニングを行う。この場合形成する酸化膜パターンは
二種類あり、第一酸化膜パターン204はアライメント
マーク用のパターンであって基板200の、後述する素
子非形成領域に対応する面上の領域206内に形成する
。第二酸化膜パターン208は後述する素子形、5!領
域に対応する面内の領域210に形成して第5図(B)
に示すような構造体を得る。この第二酸化膜パターン2
08は、後述する埋込層の形成のため、基板200に不
純物導入用の窓208a%有している。
First, in the first step, a P-type silicon substrate 2007&
A silicon oxide film 202 having a thickness of 3,000 to 10,000 Å is formed on the entire surface of the substrate 200 by thermal oxidation or any other suitable method (FIG. 5(A)).
). Subsequently, this oxide film 202 is patterned by photoetching. In this case, there are two types of oxide film patterns to be formed. A first oxide film pattern 204 is a pattern for an alignment mark and is formed in a region 206 on a surface of the substrate 200 corresponding to a non-element formation region, which will be described later. The second oxide film pattern 208 has an element type 5! which will be described later. FIG. 5(B)
You will get a structure as shown in . This second oxide film pattern 2
08 has a window 208a% for introducing impurities into the substrate 200 for forming a buried layer to be described later.

次の第二工程において、これら第一及び第二酸化膜パタ
ーン204及び208が形成されている基板200の露
出領域に不純物を導入し埋込層と戊るべき高濃度不純物
領域を形成する。このため、この実施例では、好ましく
は、これら酸化膜204及び208を含む基板200の
全面上に、不純物としてのアンチモンを含むシワ力フィ
ルム212ヲ、従来方法で適当に設ける(第5図(C)
)。次に、このシリカフィルム2+218.設けた構造
体に熱酸化処理を行ってアンチモンを基板200中に適
当な深さにまで拡散させてN型の高濃度不純物層214
を形成するCH2図(D))、尚、この熱酸化処理によ
り、シリカフィルム212は酸化膜204及び208と
一体化した酸化膜216となっている。また、この不純
物導入はイオン注入等で行っても良く、不純物として他
の適当な不純物を用いることが出来る。
In the next second step, impurities are introduced into the exposed regions of the substrate 200 where the first and second oxide film patterns 204 and 208 are formed to form a high concentration impurity region to be replaced with a buried layer. Therefore, in this embodiment, preferably, a wrinkle film 212 containing antimony as an impurity is appropriately provided on the entire surface of the substrate 200 including the oxide films 204 and 208 by a conventional method (see FIG. 5(C). )
). Next, this silica film 2+218. A thermal oxidation treatment is performed on the provided structure to diffuse antimony to an appropriate depth in the substrate 200 to form an N-type high concentration impurity layer 214.
CH2 (D)), by this thermal oxidation treatment, the silica film 212 has become an oxide film 216 that is integrated with the oxide films 204 and 208. Further, this impurity introduction may be performed by ion implantation or the like, and other suitable impurities can be used as the impurity.

次の第三工程において、この酸化膜216のうち、第一
酸化膜パターン204の部分を残存させるようにして、
上述した第二酸化膜パターン208を含む残りの酸化膜
部分を除去する。このため、第5図(D)に示した状態
の酸化膜216の、実質的に第一酸化膜パターン204
を除いた部分を、フォトエツチングで除去し、第5図(
E)に示す状態を得る。
In the next third step, a portion of the first oxide film pattern 204 of this oxide film 216 is left to remain.
The remaining oxide film portion including the second oxide film pattern 208 described above is removed. Therefore, the first oxide film pattern 204 of the oxide film 216 in the state shown in FIG.
The part except for was removed by photo-etching, as shown in Figure 5 (
The state shown in E) is obtained.

次の第四工程において、第一酸化膜パターン204ヲ含
む基板200の全面にエピタキシャル層218ヲ形成し
て半導体本体220ヲ形成し、第5図(「)に示す状態
を得る。この実施例では、このエピタキシャル層218
ヲ、N型不純物例えばリンが添加されたシリコン層とし
て、2〜20umの膜厚に、適当な方法で底膜する0周
知の通り、このエピタキシャル成長によって、第一酸化
膜204の上側にはシリコンの多結晶領域218aが形
成され、残りの基板面上にはシリコンの単結晶領域21
8bが形成される。また、このエピタキシャル層218
を設けると、高濃度不純物領域214(第5図(E))
の不純物の一部分がエピタキシャル層中に入り込んでこ
の不純物領域がすこし拡がってN◆型の埋込層222と
なる。
In the next fourth step, an epitaxial layer 218 is formed on the entire surface of the substrate 200 including the first oxide film pattern 204 to form a semiconductor body 220 to obtain the state shown in FIG. , this epitaxial layer 218
2. As is well known, as a silicon layer doped with an N-type impurity such as phosphorus, a silicon layer is formed on the upper side of the first oxide film 204 to a thickness of 2 to 20 um by an appropriate method. A polycrystalline region 218a is formed, and a silicon single crystal region 21 is formed on the remaining substrate surface.
8b is formed. In addition, this epitaxial layer 218
, the high concentration impurity region 214 (FIG. 5(E))
A portion of the impurity enters into the epitaxial layer, and this impurity region expands a little to become an N◆ type buried layer 222.

次の第五工程において、主としてこの多結晶領tlf2
18a!基板面まで除去して第5図(F)に示す第一酸
化膜パターン204ヲアライメントマークとして露出さ
せる。このため、この実施例では、フォトリソ技術を用
いて、第5図(F)に示す構造体の上側全面にレジスト
層226を設け、はぼ多結晶領域218aの上側に窓2
26aを開ける(第5図(G)’)、次に、例えばプラ
ズマエツチング等の適当なエツチングを行って、この多
結晶領域218aを基板200の表面まで除去して溝2
28ヲ形成し、この溝228内に第一酸化膜パターン2
14をアライメントマーク230として露出古せ、その
後にレジスト層226を適当に除去する(第5図00)
In the next fifth step, mainly this polycrystalline region tlf2
18a! The substrate surface is removed to expose the first oxide film pattern 204 shown in FIG. 5(F) as an alignment mark. Therefore, in this embodiment, a resist layer 226 is provided on the entire upper surface of the structure shown in FIG.
26a is opened (FIG. 5(G)'), and then appropriate etching such as plasma etching is performed to remove this polycrystalline region 218a to the surface of the substrate 200 and form the groove 2.
28 is formed, and a first oxide film pattern 2 is formed in this groove 228.
14 is exposed as an alignment mark 230, and then the resist layer 226 is appropriately removed (FIG. 500).
.

尚、この溝228が占める領域と対応する基板領域か素
子非形成領域232aであって、例えばグリッドライン
領域となり、一方、残存したエピタキシャル層領域が素
子形成領域232bである。
Note that the substrate region corresponding to the region occupied by this groove 228 is a non-element forming region 232a, which becomes, for example, a grid line region, while the remaining epitaxial layer region is an element forming region 232b.

このように、上述した第一工程から第五工程を経て、埋
込層222ヲ有する半導体本体220にアライメントマ
ーク230 v?形形成ることが出来る。
In this way, through the first to fifth steps described above, the alignment mark 230v? is formed on the semiconductor body 220 having the buried layer 222. It can be shaped.

次に、このようなアライメントマーク230ヲフオトマ
スクとのマスク合わせに用いて、素子形成領域232b
内に、アイソレーション領域を設け、このアイソレーシ
ョン領域で互いに分Mされた素子領域にバイポーラトラ
ンジスタを形成する工程例につき説明する。しかし、こ
こでは、主としてアイソレーション領域の形成工程につ
き説明する。
Next, such an alignment mark 230 is used for mask alignment with a photomask to form an element formation region 232b.
An example of a process will be described in which an isolation region is provided in the semiconductor device and bipolar transistors are formed in element regions separated from each other by the isolation region. However, here, the process of forming the isolation region will be mainly explained.

先ず、第5図(ロ)に示すような構造体の全表面に適当
な膜厚、好ましくは、3000A程度の膜厚で、しかも
、少なくとも下側のアライメントマーク230ヲ透かし
て見ることが出来る、透明な保護膜300を形成する。
First, the entire surface of the structure as shown in FIG. A transparent protective film 300 is formed.

好ましくは、この保護膜300 を例えば半導体本体2
20の熱処理によって形成したシリコン酸化膜とする。
Preferably, this protective film 300 is applied to the semiconductor body 2, for example.
This is a silicon oxide film formed by the heat treatment in step 20.

然る後、フォトリン技術を用いて、アライメントマーク
230ヲ含めこの酸化l11300の上側全面にレジス
ト層302 !形成する(第5図(■))。この実施例
では、好ましくは、レジスト層302ヲ、下側のアライ
メントマーク230ヲ透かして見えがつポジ型のレジス
ト層とするのが良い。
After that, a resist layer 302 is applied to the entire upper surface of this oxidized l11300, including the alignment mark 230, using photorin technology! form (Figure 5 (■)). In this embodiment, the resist layer 302 is preferably a positive resist layer that allows the alignment mark 230 underneath to be seen through.

次に、アイソレーション領域形成用のマスクパターンが
予め形成されているフォトマスク400ヲこのアライメ
ントマーク230に対してマスク合わせを行う(第5図
(J))、尚、同図においてこのフォトマスク400の
アイソレーション領域用の透明パターンヲ402で示し
、その他の不透明領域を斜線を付して示し、ざらに鍵形
合わせマーク(図中斜線を付して示しである)9404
で示すと共に、その部分的平面図を第6図に概略的に示
す。第6図はフォトマスク400ヲ半導体本体220に
マスク合わせした状態で示しであるが、図の複雑化を回
避するため、半導体本体220側の構成成分としてアラ
イメントマーク230のみを一点破線で示しである。ま
た、第6図のV−V線に沿って示した断面が第5図(」
)に示したフォトマスク400の部分に対応している。
Next, a photomask 400 on which a mask pattern for forming an isolation region has been formed in advance is aligned with this alignment mark 230 (FIG. 5(J)). A transparent pattern for the isolation area is shown as 402, other opaque areas are shown with diagonal lines, and key-shaped matching marks (shown with diagonal lines in the figure) 9404 are provided.
6, and a partial plan view thereof is schematically shown in FIG. FIG. 6 shows the photomask 400 aligned with the semiconductor body 220, but in order to avoid complicating the diagram, only the alignment mark 230 is shown as a component on the semiconductor body 220 side by a dashed line. . In addition, the cross section taken along the line V-V in FIG. 6 is shown in FIG.
) corresponds to the portion of the photomask 400 shown in FIG.

この場合のマスク合わせは、第4図ヲ参照して説明した
場合と同様に、鍵形合わせマーク404の各辺が対向す
るアライメントマーク230の各辺と平行でかつ対応す
る辺間が等間隔となるようにして行う。
Mask alignment in this case is performed in the same manner as described with reference to FIG. I will do it as I see fit.

次に、フォトリソ技術の工程としで、レジスト層302
に、アイソレーション領域形成用の窓304を形成し、
然る後、この窓を利用して下側の保護膜としての酸化膜
300に窓306ヲ開ける(第5図(K))。
Next, as a photolithography process, the resist layer 302 is
A window 304 for forming an isolation region is formed,
Thereafter, using this window, a window 306 is opened in the oxide film 300 serving as the lower protective film (FIG. 5(K)).

その後、レジスト層302ヲ除去して、例えば、気相拡
散によりシリコンの単結晶領域218b中にP型の適当
な不純物を適当な深さにまで高濃度に導入して、シリコ
ンの単結晶領域218bを部分的に高濃度不純物層30
8に変え(第5図(K)) 、続いて熱処理を行って高
濃度不純物層308の周囲のシリコン単結晶領域部分に
不純物の熱拡散を図り、その部分を高濃度不純物領域に
変えて、この領域と不純物層308とで実質的に設計通
りのアイソレージヨシ領域310を形成する(第5図(
L)’)、尚、この熱処理により、アイソレーション領
域3100表面も酸化されて、保護膜300と一体化し
た酸化膜312となる。また、このアイソレージヨシ領
域310によって囲まれて互いに電気的に分離され、そ
れぞれシリコンの単結晶領域(第5図(K)に218b
で示す)としで残存する領域が素子領域314となる。
Thereafter, the resist layer 302 is removed, and a suitable P-type impurity is introduced at a high concentration to an appropriate depth into the silicon single crystal region 218b by vapor phase diffusion, for example, to form the silicon single crystal region 218b. A partially high concentration impurity layer 30
8 (FIG. 5(K)), and then heat treatment is performed to thermally diffuse the impurity into the silicon single crystal region around the high concentration impurity layer 308, thereby converting that region into a high concentration impurity region. This region and the impurity layer 308 form an isolation region 310 substantially as designed (see FIG.
By this heat treatment, the surface of the isolation region 3100 is also oxidized to become an oxide film 312 that is integrated with the protective film 300. Further, they are surrounded by this isolation reed region 310 and are electrically isolated from each other, and are each a silicon single crystal region (218b in FIG. 5(K)).
The remaining region becomes the element region 314.

次に、この酸化膜312及びアライメントマーク(酸化
膜である)230を適当な方法で除去した後、従来のバ
イポーラ素子の構成領域の形成技術に従って、P型の拡
散領域から成るベース領域320、次にN+型の拡散領
域から成るエミッタ及びコレクタ領域322及び324
ヲそれぞれ形成する。これら各領域320.322.3
24の形成に際して行う熱処理時に、各構Fjj、戒分
が作り込まれている半導体本体220の表面も酸化膜3
16が形成されるので、この酸化膜316に各電極用の
拡散層320.322.324に対してコンタクトをと
るための窓を開けた後、それぞれの電極(配線層)32
6.328.330をそれぞれ設ける。その結果、NP
N型バイポーラトランジスタが形成される。
Next, after removing this oxide film 312 and the alignment mark (oxide film) 230 by an appropriate method, the base region 320 consisting of a P-type diffusion region is emitter and collector regions 322 and 324 consisting of N+ type diffusion regions;
Form each of them. Each of these areas 320.322.3
24, the surface of the semiconductor body 220 in which each structure Fjj and precepts are formed is also coated with an oxide film 3.
16 is formed, so after opening a window in this oxide film 316 to make contact with the diffusion layer 320, 322, 324 for each electrode, each electrode (wiring layer) 32 is formed.
6.328.330 respectively. As a result, N.P.
An N-type bipolar transistor is formed.

三 四び  の 次に、第三、第四及び第3発明の好適実施例を、既に説
明した第二発明の好適実施例の場合と同様に、N+埋込
層を有するバイポーラ型半導体装置の製造工程を例に挙
げて説明する。
3.4. Next, the third, fourth and third preferred embodiments of the third invention will be described in the same manner as the already explained preferred embodiment of the second invention. The process will be explained using an example.

尚、以下の説明において、第5図ヲ参照して説明した第
二発明の実施例と共通する工程の説明及び図面に示した
構成成分については、特に言及する場合を除き、重複説
明を回避するため、その説明を省略する。また、第5図
で説明した第一酸化膜パターン204は、以下の説明で
は、この発明のアライメントマークのための、設計上の
基準のアライメントマークとして機能している。また、
第5図の実施例では、エピタキシャル層の膜厚を2〜2
0urnとしたが、この実施例では、この膜厚を6〜2
0L1mとする。
In the following explanation, duplicate explanations of steps common to the embodiment of the second invention explained with reference to FIG. 5 and constituent components shown in the drawings will be avoided unless specifically mentioned. Therefore, its explanation will be omitted. In the following description, the first oxide film pattern 204 described in FIG. 5 functions as a design reference alignment mark for the alignment mark of the present invention. Also,
In the embodiment shown in FIG. 5, the thickness of the epitaxial layer is 2 to 2.
In this example, the film thickness was set to 6 to 2 urn.
0L1m.

第7図(A)〜(「)は、第三、第四及び第3発明の説
明に供する半導体装置の製造工程図であり、各図は、主
要工程段階で得られた構造体の断面構造を示す部分的断
面図である。
7(A) to 7(') are manufacturing process diagrams of semiconductor devices provided for explanation of the third, fourth, and third inventions, and each figure shows a cross-sectional structure of a structure obtained in the main process steps. FIG.

先ず、第3発明によるアライメントマークの形成方法の
実施例につき説明する。
First, an embodiment of the alignment mark forming method according to the third invention will be described.

この実施例によれば、第一工程から第四工程までは、第
二発゛明の第一工程から第四工程までの、第5図(A)
〜(F)を参照して説明した工程と同一工程を得るので
その説明を省略する。
According to this embodiment, the first step to the fourth step is as shown in FIG. 5(A) from the first step to the fourth step of the second invention.
Since the same steps as those described with reference to (F) are obtained, the explanation thereof will be omitted.

この実施例では、次の第五工程において、前工程で得ら
れた構造体(第5図(F)?照)に熱処理を行って、多
結晶領域218a及び単結晶領域218bを有するエピ
タキシャル層218の全表面に熱酸化膜500を形成す
る(第7図(A))。この場合、熱酸化膜500はSi
O2膜であり、その膜厚を適当な膜厚、好ましくは、3
000λ〜5000λの範囲内の値とし、しがも、少な
くとも下側の、設計上の基準のアライメントマークとし
て設けた第一酸化膜パターン204ヲ透がして見ること
が出来る、透明な膜である。一方、この熱酸化膜500
は、多結晶類t*218a上の、膜厚の大なる部分50
0aと、単結晶領域218b上の膜厚のそれより薄い部
分500bとを有し、この部分500aは部分500b
の表面よりも上方へ突出した突出部分を形成している。
In this embodiment, in the next fifth step, the structure obtained in the previous step (see FIG. 5(F)) is heat-treated to form an epitaxial layer 218 having a polycrystalline region 218a and a single-crystalline region 218b. A thermal oxide film 500 is formed on the entire surface (FIG. 7(A)). In this case, the thermal oxide film 500 is made of Si
It is an O2 film, and its thickness is set to an appropriate thickness, preferably 3.
The value is within the range of 000λ to 5000λ, and it is a transparent film that can be seen through at least the first oxide film pattern 204 provided as an alignment mark for design standards on the lower side. . On the other hand, this thermal oxide film 500
is the thickest part 50 on the polycrystalline t*218a
0a, and a portion 500b whose film thickness is thinner than that on the single crystal region 218b, and this portion 500a is thinner than the portion 500b.
It forms a protruding part that protrudes upward from the surface of.

従って、この突出部分500bとその他の部分500b
との間には段差が生じている。このような段差が生じる
理由は、第一酸化膜パターン204上に形成された多結
晶とシリコン基板上に形成された単結晶とでは、結晶の
粒径が具なるため、それぞれの表面での酸化速度に差が
生じ、そしてこの酸化速度は、多結晶の方が単結晶より
も速いからである。
Therefore, this protruding portion 500b and other portions 500b
There is a gap between the two. The reason why such a difference in level occurs is that the polycrystalline formed on the first oxide film pattern 204 and the single crystalline formed on the silicon substrate have different crystal grain sizes, so oxidation occurs on the respective surfaces. This is because the oxidation rate is faster in polycrystals than in single crystals.

尚、この多結晶領域218aと、この領域218aが占
める領域と対応する基板領域とが素子非形成領域230
aであって、例えばグリッドライン領域となり、一方、
残りのエピタキシャル層領域等が素子形成領域232b
である。
Note that this polycrystalline region 218a and the substrate region corresponding to the region occupied by this region 218a form an element non-forming region 230.
a, which is, for example, a grid line area, and on the other hand,
The remaining epitaxial layer region etc. is the element formation region 232b.
It is.

また、アライメントマークは基板200上の、素子を作
り込まない所定領域に適当に設ければ良いが、好ましく
は、基板200上で互いに直交させて設けるのが良い。
Further, the alignment marks may be provided on the substrate 200 in a predetermined area where no element is formed, but preferably they are provided on the substrate 200 so as to be perpendicular to each other.

第8図は、この場合の状態を示す、アライメントマーク
の直交する部分に着目して示した平面図であり、第7図
(A)とは寸法を違えて示しであるが、第7図(A)の
対応する部分は丁度図中の■−■線に沿って取って示し
た断面図に対応する。従って、第8図の平面図において
は、透明な酸化膜500の下側の第一酸化膜パターン2
04ヲ強調してその輪郭を破線で示し、パターンの部分
には斜線を付して示してあり、その上側の全面に酸化膜
500が設けられている。そして、この図では、酸化f
i500のうち突出部分500aの下側がグリッド素子
非形成領域230aに相当するライン領域であり、残り
の膜厚の薄い部分500bの下側が素子形成領域232
bである。
FIG. 8 is a plan view showing the state in this case, focusing on the orthogonal portions of the alignment marks, and although the dimensions are different from those in FIG. The corresponding portion of A) corresponds to the cross-sectional view taken along the line ■-■ in the figure. Therefore, in the plan view of FIG. 8, the first oxide film pattern 2 below the transparent oxide film 500 is
04 is emphasized and its outline is shown with broken lines, and the pattern portion is shown with diagonal lines, and an oxide film 500 is provided on the entire surface above it. And in this figure, oxidation f
The lower side of the protruding portion 500a of i500 is a line area corresponding to the grid element non-forming area 230a, and the lower side of the remaining thinner portion 500b is the element forming area 232.
It is b.

このように、上述した第一工程から第五工程を経で、埋
込層222を有する半導体本体220に、第一酸化膜パ
ターン204、多結晶領域218a及び突出部分500
aから成るアライメントマーク510の本体を形成する
ことか出来る。
As described above, through the first to fifth steps described above, the first oxide film pattern 204, the polycrystalline region 218a, and the protruding portion 500 are formed on the semiconductor body 220 having the buried layer 222.
It is possible to form the main body of the alignment mark 510 consisting of a.

次に、第5図につき既に説明したと同様に、このような
アライメントマーク510ヲフオトマスクとのマスク合
わせに用いて、素子形成領域232b内に、アイソレー
ション領域ヲ設け、このアイソレーション領域で互いに
分Mされた素子領域にバイポーラトランジスタを形成す
る工程例につき説明する。しかし、ここでは、主として
アイソレーション領域の形成工程につき説明する。
Next, as already explained with reference to FIG. 5, an isolation region is provided in the element formation region 232b by using the alignment mark 510 for mask alignment with a photomask, and the isolation regions are separated from each other in this isolation region. An example of a process for forming a bipolar transistor in the device region will be described. However, here, the process of forming the isolation region will be mainly explained.

先ず、フォトリソ技術を用いて、アライメントマーク5
10ヲ含めこの酸化膜500の上側全面にレジスト層5
12ヲ形戒する(第7図(B))。この実施例では、好
ましくは、レジスト層512を、下側のアライメントマ
ーク510 %透かして見えかつポジ型のレジスト層と
するのが良い。
First, using photolithography, the alignment mark 5 is
A resist layer 5 is formed on the entire upper surface of this oxide film 500 including 10.
Do the 12 o-kata precepts (Figure 7 (B)). In this embodiment, the resist layer 512 is preferably a positive resist layer that is transparent to the lower alignment mark 510%.

次に、第5図につき既に説明したと同様な、アイソレー
ション領域形成用のマスクパターンが予め形成されてい
るフォトマスク400ヲこのアライメントマーク510
に対してマスク合わせを行う(第7図(C) )、尚、
このフォトマスク400についでは既に説明したので、
その説明は省略する。
Next, a photomask 400 on which a mask pattern for forming an isolation region, similar to that already explained with reference to FIG.
Perform mask alignment for (Figure 7 (C)), and
Since this photomask 400 has already been explained,
The explanation will be omitted.

この場合のマスク合わせは、第4図を参照して説明した
場合と同様に、鍵形合わせマーク404の各辺が対向す
゛るアライメントマーク510の、特に、突出部分50
0aの各辺と平行でかつ対応する辺間か等間隔となるよ
うにして行う。
Mask alignment in this case is performed by aligning the protruding portions 510 of the alignment marks 510, in which each side of the key-shaped alignment mark 404 faces, in the same manner as described with reference to FIG.
This is done so that it is parallel to each side of 0a and at equal intervals between corresponding sides.

次に、フォトリソ技術の工程として、レジスト層512
に、アイソレーション領域形成用の窓514を形成し、
然る後、この窓を利用して下側の保護膜としての酸化膜
500に窓516を開ける(第7図CD))。
Next, as a photolithography process, a resist layer 512 is
forming a window 514 for forming an isolation region;
Thereafter, using this window, a window 516 is opened in the oxide film 500 as the lower protective film (FIG. 7CD)).

その後、レジスト層512ヲ除去して、例えば、気相拡
散によりシリコンの単結晶領域218b中にP型の適当
な不純物を適当な深さにまで高濃度に導入しで、シリコ
ンの単結晶領域2+8b7a部分的に高濃度不純物層5
18に変え(第7図(D))、続いて熱処理を行って高
濃度不純物層518の周囲のシリコン単結晶領域部分に
不純物の熱拡散を図り、その部分を高濃度不純物領域に
変えて、この領域と不純物層518とて実質的に設計通
りのアイソレーション領域520ヲ形成する(第7図(
E))。尚、この熱処理により、アイソレーション領域
520の表面も酸化されて、保護膜500と一体化した
酸化膜522となる。また、このアイソレーション領W
t520によって囲まれて互いに電気的に分離され、そ
れぞれシリコンの単結晶領域(第7図(D)に218b
で示す)として残存する領域が素子領域524となる(
第7図(E)”)。
Thereafter, the resist layer 512 is removed and, for example, a suitable P-type impurity is introduced at a high concentration to an appropriate depth into the silicon single crystal region 218b by vapor phase diffusion to form the silicon single crystal region 2+8b7a. Partially high concentration impurity layer 5
18 (FIG. 7(D)), followed by heat treatment to thermally diffuse impurities into the silicon single crystal region around the high concentration impurity layer 518, and convert that region into a high concentration impurity region. This region and the impurity layer 518 form an isolation region 520 substantially as designed (see FIG.
E)). Note that by this heat treatment, the surface of the isolation region 520 is also oxidized to become an oxide film 522 that is integrated with the protective film 500. Also, this isolation region W
t520 and are electrically isolated from each other, each having a silicon single crystal region (218b in FIG. 7(D)).
The remaining region (indicated by ) becomes the element region 524 (
Figure 7 (E)”).

次に、従来のバイポーラ素子の構成領域の形成技術に従
って、P型の拡散領域から成るベース領域530、次に
N生型の拡散領域から成るエミッタ及びコレクタ領域5
32及び534ヲそれぞれ形成する。これら各領域53
0 、532.534の形成に際して行う熱処理時に、
各構15に成分が作り込まれている半導体本体220の
表面も酸化膜326が形成されるので、この酸化膜32
6に各電極用の拡散層530.532 、534に対し
てコンタクトをとるための窓を開けた後、それぞれの電
極(配線層)536.538.540 !それぞれ設け
る。その結果、NPN型バイポーラトランジスタが形成
される。
Next, in accordance with the conventional technique for forming constituent regions of a bipolar element, a base region 530 consisting of a P-type diffusion region, and then an emitter and collector region 530 consisting of an N-type diffusion region.
32 and 534, respectively. Each of these areas 53
0, 532. During the heat treatment performed during the formation of 534,
Since an oxide film 326 is also formed on the surface of the semiconductor body 220 in which components are incorporated into each structure 15, this oxide film 32
After opening windows for contacting the diffusion layers 530, 532 and 534 for each electrode in 6, the respective electrodes (wiring layers) 536, 538, 540! Provide each. As a result, an NPN type bipolar transistor is formed.

上述した第7図(A)〜(F)につき説明した実施例か
らも明らかなように、第三発明のアライメントマーク5
10は、基板200上に、設計上の基準アライメントマ
ークとして、設けた第一酸化膜パターン204と、シリ
コンのエピタキシャル成長によってこの第一酸化膜パタ
ーン204の上側に形成されたシリコンの多結晶領域2
18aと、ざらにこの多結晶領域218aの表面に熱酸
化によって形成された熱酸化膜の突出部分500aとで
構15!されていることがわかる。そして、この多結晶
領tli218aは、基板200の面に対しほぼ垂直に
、第一酸化膜パターン204の直上に形成され、また、
熱酸化膜の突出部分500aもこの多結晶領域218a
の直上に形成される。第7図(A)〜(「)では、これ
ら多結晶領域218a及び突出部分500aそ、第一酸
化膜パターン204の基板面に平行な方向の幅よりも拡
がって形成されている状態で、示しであるか、その拡が
り幅は、エピタキシャル層の膜厚を20umとしたとし
ても8umよりも遥るかに短く、そのずれ幅は実質的に
零とみなし得る程度であるにすぎない。従って、一番表
面側に形成された突出部分500aは、第一酸化膜パタ
ーンの実質的に直上に位置し、この突出部分500aの
段差を形成する角部(やや傾斜している)を位置合わせ
マークとして用いても、基準の第一酸化膜パターンを用
いて位置合わせを行うのと同様な高精度で、マスクパタ
ーンの位置合わせを行うことが出来る。
As is clear from the embodiments described with reference to FIGS. 7(A) to 7(F) above, the alignment mark 5 of the third invention
Reference numeral 10 indicates a first oxide film pattern 204 provided on a substrate 200 as a design reference alignment mark, and a silicon polycrystalline region 2 formed above the first oxide film pattern 204 by silicon epitaxial growth.
18a and a protruding portion 500a of a thermal oxide film formed roughly on the surface of this polycrystalline region 218a by thermal oxidation 15! I can see that it has been done. This polycrystalline region tli218a is formed almost perpendicularly to the surface of the substrate 200, directly above the first oxide film pattern 204, and
The protruding portion 500a of the thermal oxide film also forms this polycrystalline region 218a.
is formed directly above the In FIGS. 7(A) to 7('), these polycrystalline regions 218a and protruding portions 500a are shown in a state where they are formed to be wider than the width of the first oxide film pattern 204 in the direction parallel to the substrate surface. Even if the thickness of the epitaxial layer is 20 um, the spread width is much shorter than 8 um, and the deviation width can be considered as substantially zero. The protruding portion 500a formed on the front surface side is located substantially directly above the first oxide film pattern, and the corner (slightly inclined) forming the step of this protruding portion 500a is used as an alignment mark. However, the mask pattern can be aligned with the same high precision as alignment using the reference first oxide film pattern.

また、上述した第5図(A)〜(M)及び第7図(A)
〜(「)を参照して説明した実施例では、アライメント
マークの形成方法を、N+埋込層を有するバイポーラ型
半導体装置の製造を前提として、説明したが、このアラ
イメントマーク510自体に着目した場合には、第四発
明のアライメントマーク形成方法の工程を含めば良い。
In addition, the above-mentioned FIGS. 5(A) to (M) and FIG. 7(A)
In the embodiment described with reference to ~(''), the method for forming the alignment mark was explained on the premise of manufacturing a bipolar semiconductor device having an N+ buried layer. However, when focusing on the alignment mark 510 itself, may include the steps of the alignment mark forming method of the fourth invention.

すなわち、第四発明の方法によれば、先ず第一工程で基
板200の、素子非形成領域に対応する面上の領域内に
酸化膜パターン204を形成する(第5図(A)及び(
B))。
That is, according to the method of the fourth invention, first, in the first step, an oxide film pattern 204 is formed in a region on the surface of the substrate 200 corresponding to the non-element formation region (see FIGS. 5A and 5).
B)).

次に、第二工程において、この酸化膜パターン204ヲ
含む基板の全面にエピタキシャル層218を設けて半導
体本体220を形成する(第5図(F))。このエピタ
キシャル層218の成長により、酸化膜パターンの上側
に多結晶領域218a及び残りの基板面上に単結晶領域
218bが形成される(第5図(F))。
Next, in a second step, an epitaxial layer 218 is provided on the entire surface of the substrate including this oxide film pattern 204 to form a semiconductor body 220 (FIG. 5(F)). By the growth of this epitaxial layer 218, a polycrystalline region 218a is formed above the oxide film pattern and a single crystalline region 218b is formed on the remaining substrate surface (FIG. 5(F)).

次に、第三工程において、このエピタキシャル層218
の表面に熱酸化膜500を設けることにより、この酸化
膜パターン218の少なくとも上側の熱酸化膜の領域部
分を突出させる(第7図(A))。このようにして形成
された熱酸化膜500の突出部分500aは、既に説明
した通り、酸化膜パターン204の実質的な直上に形成
されるので、この突出部分500aの角部をフォトマス
クの位置合わせマークとしで用いることが出来る。この
第四発明の各工程も実際の半導体装置の製造工程中に連
続してまたは分けて含ませることが出来る。
Next, in the third step, this epitaxial layer 218
By providing a thermal oxide film 500 on the surface of the oxide film pattern 218, at least a region of the thermal oxide film above the oxide film pattern 218 is made to protrude (FIG. 7(A)). As described above, the protruding portion 500a of the thermal oxide film 500 formed in this way is formed substantially directly above the oxide film pattern 204, so the corner of the protruding portion 500a is aligned with the photomask. It can be used as a mark. Each step of the fourth invention can also be included continuously or separately in the actual manufacturing process of a semiconductor device.

この発明は上述した実施例にのみ限定されるものではな
く、多くの変形または変更を行い得る。
The invention is not limited only to the embodiments described above, but can be subjected to many variations and modifications.

(発明の効果) 上述した説明からも明らかなように、この出願の第一及
び第二発明によれば、いずれも、エピタキシャル成長さ
せる前に基板の素子非形Fli、領域に予め酸化膜パタ
ーンを設け、エピタキシャル成長後、この酸化膜パター
ンlFr露出させてこれをアライメントマークとするの
であるから、従来のようなアライメントマークのパター
ンシフトを生じておらず、従って、アイソレーション領
域形成のためのマスクパターンを有するフォトマスクを
このアライメントマークに従来よりも容易かつ位置決め
精度良くマスク合わせすることが出来る。
(Effects of the Invention) As is clear from the above description, according to the first and second inventions of this application, an oxide film pattern is provided in advance on the element non-formed region of the substrate before epitaxial growth. After the epitaxial growth, this oxide film pattern lFr is exposed and used as an alignment mark, so there is no pattern shift of the alignment mark as in the conventional method, and therefore a mask pattern for forming an isolation region is provided. The photomask can be aligned with this alignment mark more easily and with better positioning accuracy than before.

また、上述した第四及び第3発明によれば、シリコンの
基板上に予め、アライメントの基準となるマークを酸化
膜パターンとして形成しておき、その上側にシリコンを
エピタキシャル成長させて多結晶領域と単結晶領域を有
するエピタキシャル層を形成し、その後に、このエピタ
キシャル層の表面を熱酸化させると、多結晶領域の表面
での酸化速度と単結晶領域の表面での酸化速度の相違に
起因して、多結晶領域上に単結晶領域上よりも表面が突
出した酸化膜が形成される。この多結晶領域上の酸化膜
の突出部と単結晶領域上の残りの酸化膜部分とは段差が
生じる。この突出部分は基板に設けた酸化膜パターンの
実質的に直上に形成される。従って、これら第四及び第
3発明の方法に従って形成された第三発明のアライメン
トマークによれば、この突出部分の段差を、エピタキシ
ャル成長後のアイソレーション領域の形成のためのマス
ク合わせのマークとして、利用すれば、従来よりも精度
良く、マスク合わせすることが出来る。
Further, according to the fourth and third inventions described above, a mark serving as an alignment reference is formed in advance on a silicon substrate as an oxide film pattern, and silicon is epitaxially grown on the silicon substrate to form a single polycrystalline region. When an epitaxial layer having a crystalline region is formed and then the surface of this epitaxial layer is thermally oxidized, due to the difference in oxidation rate at the surface of the polycrystalline region and that at the surface of the single crystalline region, An oxide film whose surface is more protruding than the single crystal region is formed on the polycrystalline region. A step is created between the protruding portion of the oxide film on the polycrystalline region and the remaining oxide film portion on the single crystal region. This protruding portion is formed substantially directly above the oxide film pattern provided on the substrate. Therefore, according to the alignment mark of the third invention formed according to the methods of the fourth and third inventions, the step of the protruding portion can be used as a mask alignment mark for forming an isolation region after epitaxial growth. By doing so, it is possible to match masks with higher precision than before.

本願の発明によれば、このような位置決め精度の良いマ
スク合わせが出来る結果、アイソレーション領域を設計
通りに設けることが出来、従ってバイポーラ型半導体素
子の高集積化を図ることが出来ると共に、形成した各半
導体素子が作り込まれた素子領域間の耐圧を著しく向上
させて各素子の特性の悪化の防止を図ることが出来る。
According to the invention of the present application, as a result of being able to perform mask alignment with such high positioning accuracy, it is possible to provide an isolation region as designed, and therefore it is possible to achieve high integration of bipolar semiconductor devices and to It is possible to significantly improve the breakdown voltage between the device regions in which each semiconductor device is built, and to prevent deterioration of the characteristics of each device.

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

第1図(A)〜(C)は、第一発明のアライメントマー
ク形成方法の説明に供する工程図、第2図(A)〜(D
)は、従来の問題点の説明に供するアライメントマーク
の形成方法の説明図、 第3図は、第一の発明に従ってアライメントマークを基
板上で互いに直交させて設けた例を概略的に示す部分的
平面図、 第4図は、第一の発明のアライメントマークの形成方法
によって形/fflされたアライメントマークを用いて
アイソレーション9M域を形成する場合のフォトマスク
を概略的に示す部分的平面図、第5図(A)〜(M)は
、第二発明のアライメントマーク形成方法の説明及びこ
のアライメントマークを用いてアイソレーション領域を
形成して半導体装置の製造の説明にそれぞれ供する工程
図、 第6図は、第二発明のアライメントマークの形成方法に
よって形成されたアライメントマークを用いてアイソレ
ーション領域を形成する場合のフォトマスクを概略的に
示す部分的平面図、第7図(A)〜(「)は、第三、第
四および第3発明の説明に供する、アライメントマーク
の製造工程の一例を示す工程図、 第8図は、第三、第四および第3発明の説明に供する、
アライメントマークの部分的平面図である。 +00.200・・・シリコン基板 +02.206・・・素子非形成領域に対応する基板面
領域 104・・・酸化膜パターン 106.218・・・エピタキシャル層06a、218
a・・・多結晶領域 06b、218b・・・単結晶領域 08.220・・・半導体本体 10.230.510・・・アライメントマーク12・
・・素子形成領域 14・・・フォトマスク 16・・・合わせマーク 202 、216.312 、316 、522・・・
酸化膜204・・・第一酸化膜パターン(または、酸化
膜パターン) 208・・・第二酸化膜パターン 210・・・素子形成領域に対応する基板面領域212
・・・シリカフィルム 214・・・高濃度不純物層(N生鉱散層)222・・
・埋込層 226.302.512・・・レジスト層226a、3
04.306・・・窓 228−・・溝 232a・・・素子非形成領域 232b・・・素子形成領域 300・・・保護膜(酸化膜) 308.518・・・高濃度不純物層 310.520・・・アイソレージヨシ領1f4314
.524・・・素子領域 320.530・・・ベース領域 322.532・・・エミッタ領域 324.534・・・コレクタ領域 326 、328.330.536.538.540・
・・電極(配線層) 400・・・フォトマスク 402・・・マスクパターン 404・・・鍵形合わせマーク 500・・・熱酸化膜 500a・・・突出部分 500b・・・膜厚の薄い部分。
FIGS. 1(A) to (C) are process diagrams for explaining the alignment mark forming method of the first invention, and FIGS. 2(A) to (D
) is an explanatory diagram of a method of forming alignment marks to explain the conventional problems, and FIG. 3 is a partial diagram schematically showing an example in which alignment marks are provided orthogonally to each other on a substrate according to the first invention. FIG. 4 is a partial plan view schematically showing a photomask when an isolation 9M region is formed using an alignment mark formed by the alignment mark forming method of the first invention; FIG. 5(A) to 5(M) are process diagrams for explaining the alignment mark forming method of the second invention and for explaining the manufacturing of a semiconductor device by forming an isolation region using this alignment mark, respectively; 7(A) to (" ) is a process diagram showing an example of an alignment mark manufacturing process, which serves to explain the third, fourth, and third inventions; FIG. 8 provides an explanation of the third, fourth, and third inventions;
FIG. 3 is a partial plan view of an alignment mark. +00.200...Silicon substrate +02.206...Substrate surface region 104 corresponding to the non-element formation region...Oxide film pattern 106.218...Epitaxial layer 06a, 218
a... Polycrystalline region 06b, 218b... Single crystal region 08.220... Semiconductor body 10.230.510... Alignment mark 12.
...Element formation region 14...Photomask 16...Alignment marks 202, 216, 312, 316, 522...
Oxide film 204...First oxide film pattern (or oxide film pattern) 208...Second oxide film pattern 210...Substrate surface area 212 corresponding to the element formation area
... Silica film 214 ... High concentration impurity layer (N raw mineral dispersion layer) 222 ...
・Embedded layer 226.302.512...Resist layer 226a, 3
04.306...Window 228--Groove 232a...Element non-formation region 232b...Element formation region 300...Protective film (oxide film) 308.518...High concentration impurity layer 310.520 ...Isolation Yoshi territory 1f4314
.. 524...Element region 320.530...Base region 322.532...Emitter region 324.534...Collector region 326, 328.330.536.538.540...
...Electrode (wiring layer) 400...Photomask 402...Mask pattern 404...Key-shaped alignment mark 500...Thermal oxide film 500a...Protruding portion 500b...Thin film thickness portion.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)シリコンの基板及び該基板上のシリコンのエピタ
キシャル層から成る半導体本体にアイソレーション領域
用のアライメントマークを形成するに当り、 基板の、素子非形成領域に対応する面上の領域内に酸化
膜パターンを形成する第一工程と、該酸化膜パターンを
含む前記基板の全面にエピタキシャル層を設けて半導体
本体を形成する第二工程と、 前記エピタキシャル層の、前記酸化膜パターンの少なく
とも上側の領域部分を除去して該酸化膜パターンをアラ
イメントマークとして露出させる第三工程と を含むことを特徴とするアライメントマーク形成方法。
(1) When forming an alignment mark for an isolation region on a semiconductor body consisting of a silicon substrate and a silicon epitaxial layer on the substrate, oxidation is performed in the area on the surface of the substrate corresponding to the non-device forming area. a first step of forming a film pattern; a second step of forming a semiconductor body by providing an epitaxial layer over the entire surface of the substrate including the oxide film pattern; and a region of the epitaxial layer at least above the oxide film pattern. A method for forming an alignment mark, comprising: a third step of removing a portion of the oxide film pattern to expose the oxide film pattern as an alignment mark.
(2)請求項1記載のアライメントマーク形成方法にお
いて、 前記第二工程のエピタキシャル成長で前記酸化膜パター
ンの上側に多結晶領域及び残りの基板面上に単結晶領域
をそれぞれ有するエピタキシャル層を設け、 前記第三工程で、前記エピタキシャル層のうち主として
前記多結晶領域部分を除去する ことを特徴とするアライメントマーク形成方法。
(2) In the alignment mark forming method according to claim 1, an epitaxial layer having a polycrystalline region above the oxide film pattern and a single crystalline region on the remaining substrate surface is provided in the epitaxial growth of the second step, and An alignment mark forming method characterized in that in the third step, mainly the polycrystalline region portion of the epitaxial layer is removed.
(3)シリコンの基板及び該基板上のシリコンのエピタ
キシャル層から成り内部に埋込層が形成された半導体本
体にアイソレーション領域用のアライメントマークを形
成するに当り、 基板の、素子非形成領域に対応する面上の領域内に第一
酸化膜パターンを形成すると共に、素子形成領域に対応
する面内の領域に第二酸化膜パターンを形成する第一工
程と、 これら第一及び第二酸化膜パターンの形成後の前記基板
の露出領域に、埋込層と成るべき高濃度不純物領域を、
形成する第二工程と、 前記第二酸化膜パターンを除去する第三工程と、 前記第三工程後の、第一酸化膜パターンを含む基板の全
面にエピタキシャル成長を行って前記第一酸化膜パター
ンの上側に多結晶領域及び残りの基板面上に単結晶領域
をそれぞれ有するエピタキシャル層を設けて前記高濃度
不純物領域を埋込層とした半導体本体を形成する第四工
程と、 主として前記多結晶領域を前記基板面まで除去して前記
第一酸化膜パターンをアライメントマークとして露出さ
せる第五工程と を含むことを特徴とするアライメントマーク形成方法。
(3) When forming an alignment mark for an isolation region on a semiconductor body consisting of a silicon substrate and a silicon epitaxial layer on the substrate with a buried layer formed inside, a first step of forming a first oxide film pattern in a region on a corresponding surface and a second oxide film pattern in a region on the surface corresponding to an element formation region; In the exposed region of the substrate after formation, a high concentration impurity region to be a buried layer is formed.
a second step of forming the second oxide film pattern; a third step of removing the second oxide film pattern; and after the third step, performing epitaxial growth on the entire surface of the substrate including the first oxide film pattern on the upper side of the first oxide film pattern. a fourth step of forming an epitaxial layer having a polycrystalline region and a single crystalline region on the remaining substrate surface to form a semiconductor body with the high concentration impurity region as a buried layer; A method for forming an alignment mark, comprising: a fifth step of removing the first oxide film pattern to the substrate surface to expose the first oxide film pattern as an alignment mark.
(4)シリコンの基板の、素子非形成領域に対応する面
上の領域内に設けられた酸化膜パターンと、 該酸化膜パターンを含む基板面上に設けられたシリコン
のエピタキシャル層のうち、該酸化膜パターン上の多結
晶領域と、 前記エピタキシャル層の表面に設けられた熱酸化膜のう
ち、前記多結晶領域上にあって残りの熱酸化膜の表面よ
りも突出している部分と を具えることを特徴とするアライメントマーク。
(4) Among the oxide film pattern provided in a region on the surface of the silicon substrate corresponding to the non-element formation region, and the silicon epitaxial layer provided on the substrate surface including the oxide film pattern, a polycrystalline region on the oxide film pattern; and a portion of the thermal oxide film provided on the surface of the epitaxial layer that is on the polycrystalline region and protrudes from the surface of the remaining thermal oxide film. An alignment mark that is characterized by:
(5)シリコンの基板及び該基板上のシリコンのエピタ
キシャル層から成る半導体本体にアイソレーション領域
用のアライメントマークを形成するに当り、 基板の、素子非形成領域に対応する面上の領域内に酸化
膜パターンを形成する第一工程と、該酸化膜パターンを
含む前記基板の全面にエピタキシャル層を設けて半導体
本体を形成する第二工程と、 前記エピタキシャル層の表面に、熱酸化処理により、熱
酸化膜を形成する第三工程と を含むことを特徴とするアライメントマーク形成方法。
(5) When forming an alignment mark for an isolation region on a semiconductor body consisting of a silicon substrate and a silicon epitaxial layer on the substrate, oxidation is performed in the area on the surface of the substrate corresponding to the non-device forming area. a first step of forming a film pattern; a second step of forming a semiconductor body by providing an epitaxial layer on the entire surface of the substrate including the oxide film pattern; and a thermal oxidation treatment on the surface of the epitaxial layer. An alignment mark forming method comprising: a third step of forming a film.
(6)請求項5記載のアライメントマーク形成方法にお
いて、 前記第二工程のエピタキシャル成長で前記酸化膜パター
ンの上側に多結晶領域及び残りの基板面上に単結晶領域
をそれぞれ有するエピタキシャル層を設ける ことを特徴とするアライメントマーク形成方法。
(6) The alignment mark forming method according to claim 5, further comprising providing an epitaxial layer having a polycrystalline region above the oxide film pattern and a single crystalline region on the remaining substrate surface in the epitaxial growth of the second step. Characteristic alignment mark formation method.
(7)シリコンの基板及び該基板上のシリコンのエピタ
キシャル層から成り内部に埋込層が形成された半導体本
体にアイソレーション領域用のアライメントマークを形
成するに当り、 基板の、素子非形成領域に対応する面上の領域内に第一
酸化膜パターンを形成すると共に、素子形成領域に対応
する面内の領域に第二酸化膜パターンを形成する第一工
程と、 これら第一及び第二酸化膜パターンの形成後の前記基板
の露出領域に、埋込層と成るべき高濃度不純物領域を、
形成する第二工程と、 前記第二酸化膜パターンを除去する第三工程と、 前記第一酸化膜パターンを含む前記基板の全面にエピタ
キシャル成長を行って前記第一酸化膜の上側に多結晶領
域及び残りの基板面上に単結晶領域をそれぞれ有するエ
ピタキシャル層を設けて前記高濃度不純物領域を埋込層
とした半導体本体を形成する第四工程と、 前記エピタキシャル層の表面に、熱酸化処理によって、
熱酸化膜を形成する第五工程と を含むことを特徴とするアライメントマーク形成方法。
(7) When forming an alignment mark for an isolation region on a semiconductor body consisting of a silicon substrate and a silicon epitaxial layer on the substrate with a buried layer formed therein, a first step of forming a first oxide film pattern in a region on a corresponding surface and a second oxide film pattern in a region on the surface corresponding to an element formation region; In the exposed region of the substrate after formation, a high concentration impurity region to be a buried layer is formed.
a second step of forming the second oxide film pattern; a third step of removing the second oxide film pattern; and epitaxial growth is performed on the entire surface of the substrate including the first oxide film pattern to form a polycrystalline region on the upper side of the first oxide film and a remaining polycrystalline region. a fourth step of forming a semiconductor body with the high concentration impurity region as a buried layer by providing an epitaxial layer each having a single crystal region on the substrate surface of the substrate;
and a fifth step of forming a thermal oxide film.
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