JPH08335543A - アライメントパターンの形成方法 - Google Patents

アライメントパターンの形成方法

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JPH08335543A
JPH08335543A JP7139169A JP13916995A JPH08335543A JP H08335543 A JPH08335543 A JP H08335543A JP 7139169 A JP7139169 A JP 7139169A JP 13916995 A JP13916995 A JP 13916995A JP H08335543 A JPH08335543 A JP H08335543A
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JP
Japan
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pattern
alignment
impurity layer
forming
substrate
Prior art date
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JP7139169A
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English (en)
Inventor
Akira Tanaka
陽 田中
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 不純物層パターンに対して直接位置合わせを
行うことができるアライメントパターンの形成方法を提
供する。 【構成】 基板11上に形成した第1マスクパターン1
2上からイオン注入を行うことによって機能領域11a
に第1不純物層パターン13を形成する際、アライメン
ト領域11bにアライメントパターン形成用の第2不純
物層パターン14を形成する。第1マスクパターン12
を除去した後、アライメント領域11b上に開口部を有
する第2マスクパターン15を基板11上に形成する。
第2マスクパターン15上から第2不純物層パターン1
4を選択的にエッチング除去してアライメントパターン
16を形成する。これによって、直接第1不純物層パタ
ーン13の形成位置を示すアライメントパターン16を
形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アライメントパターン
の形成方法に関し、特には半導体装置の製造工程で基板
の表面層に形成された不純物層に対してリソグラフィー
の位置合わせを行うために上記基板の表面側に形成する
アライメントパターンの形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の製造工程では、基板の表面
層の形状加工を行う場合や基板の表面層に不純物層を形
成する場合に、リソグラフィー法によって上記基板上に
レジストパターンを形成し、このレジストパターンをマ
スクにしてエッチングやイオン注入を行っている。この
際、既に基板表面に形成されている加工パターンや不純
物層パターンに重ね合わせて上記形状加工や不純物層を
形成する必要がある。このため、基板の表面層の形状加
工によって半導体装置を構成する機能パターンを形成す
る際には、当該機能パターンの他に凹凸形状からなるア
ライメントパターンを形成する。そして、このアライメ
ントパターンを用いてリソグラフィーの際の位置合わせ
を行なっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記アライメ
ントパターンは、形状加工の工程で形成したものである
ため、不純物層を形成した後の工程でリソグラフィーを
行う場合には、不純物層を形成する工程より前に行われ
た形状加工の工程で形成したアライメントパターンに対
して位置合わせを行うことになる。これは、上記不純物
層に対する位置合わせ精度を低下させる要因になる。ま
た、位置合わせ精度が低下することによって合わせ余裕
を多く取る必要があることから、半導体装置の集積度の
向上を妨げる要因になる。
【0004】そこで本発明は、不純物層パターンに対し
て直接位置合わせを行うことができるアライメントパタ
ーンの形成方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の請求項1記載のアライメントパターンの形成
方法は、第1マスクパターンを用いて基板の表面層に不
純物層パターンを形成する際に当該基板の表面層にアラ
イメントパターン形成用の不純物層パターンを形成し、
第2マスクパターン上からアライメントパターン形成用
の不純物層パターンを選択的にエッチング除去してアラ
イメントパターンを形成することを特徴としている。
【0006】また、請求項2記載のアライメントパター
ンの形成方法は、上記アライメントパターン形成用の不
純物層パターン部分を選択的に酸化成長させた凸状部分
を有する酸化膜からなるアライメントパターンを形成す
ることを特徴としている。
【0007】
【作用】請求項1または2記載のアライメントパターン
の形成方法によれば、同一マスクパターンを用いて同時
に基板に形成した複数の不純物層パターンのうちアライ
メントパターン形成用の不純物層パターンを選択的にエ
ッチング除去するかまたは選択的に酸化膜を成長させて
凹型形状または凸型形状のアライメントパターンを形成
する。このため、当該アライメントパターンは同一のマ
スクパターンを用いて同時に基板表面に同時に形成され
た上記不純物層パターンの形成位置を直接示すものにな
る。
【0008】
【実施例】以下、本発明のアライメントパターンの形成
方法の実施例を図面に基づいて説明する。図1(1)〜
(3)は、請求項1記載の形成方法の一例を示す図であ
り、この図を用いて第1実施例のアライメントパターン
の形成方法を説明する。先ず、図1(1)に示す第1工
程では、基板11上に、リソグラフィー法によって形成
したレジストパターンからなる第1マスクパターン12
を形成する。この基板11は、半導体装置やその他周辺
回路が形成される機能領域11aと、アライメントパタ
ーンが形成されるアライメント領域11bとを有するも
のである。第1マスクパターン12は、基板11の機能
領域11aに不純物層パターンを形成する際に用いるも
のであり、基板11の機能領域11aにおいて当該不純
物層パターンを形成する表面部分とアライメント領域1
1bにおいてアライメントパターンを形成する表面部分
とを露出させるようにパターン形成されている。
【0009】上記第1マスクパターン12を形成した
後、この上方からのイオン注入によって、基板11の表
面側から当該基板11中に不純物を導入する。これによ
って、基板11の機能領域11aに第1不純物層パター
ン13を形成し、アライメント領域11bにアライメン
トパターン形成用の第2不純物層パターン14を形成す
る。
【0010】次いで、上記第1マスクパターン12を基
板11上から除去した後、図1(2)に示す第2工程で
は、基板11上にアライメント領域11bの上方に開口
部を有する形状の第2マスクパターン15を形成する。
第2マスクパターン15は、例えばリソグラフィー法に
よって形成したレジストパターンからなるものであり、
この第2マスクパターン15の位置合わせは上記第1工
程の前の工程で基板11上に形成したアライメントパタ
ーン(図示せず)を用いて行っても良い。尚第2マスク
パターン15は、アライメントパターン形成用の第2不
純物層パターン14を露出し第1不純物層パターン13
を覆う形状であれば良く、必ずしも上記第1マスクパタ
−ン(12)を除去する必要はない。
【0011】その後、図1(3)に示す第3工程では、
第2マスクパターン15上からアライメント領域11b
に露出する第2不純物層パターン14を選択的にエッチ
ング除去する。ここでは、例えば基板11が単結晶シリ
コンである場合には、水酸化カリウムをエッチング溶液
に用いてたウェットエッチングを行うことによって、不
純物のイオン注入で非結質化した第2不純物層パターン
14のエッチング選択比を高く保って当該第2不純物層
パターン14のエッチングを選択的に行う。また、例え
ば基板11が酸化シリコンである場合には、フッ化水素
をエッチング溶液に用いたウェットエッチングを行うこ
とによって、不純物のイオン注入によって化学的な性質
が変化した第2不純物層パターン14のエッチング選択
比を高く保って当該第2不純物層パターン14のエッチ
ングを選択的に行う。これによって、基板11のアライ
メント領域11bに第2不純物層パターン14が除去さ
れてなるアライメントパターン16が形成される。
【0012】上記のようにして形成したアライメントパ
ターン16は、第1マスクパターン12上からのイオン
注入によって基板11の機能領域11aに第1不純物層
パターン13を形成する際に当該基板11のアライメン
ト領域11bに形成した第2不純物層パターン14を、
選択的にエッチングしたものである。このことから、当
該アライメントパターン16は、第1マスクパターン1
2の形成位置に対応して形成され、第1不純物層パター
ン13の形成位置を示すものになる。このため、次の工
程で基板11上に第1不純物層パターン13の形成位置
に合わせて新たに第3マスクパターン(図示せず)を形
成する場合には、アライメントパターン16を用いるこ
とによって直接第1不純物層パターン13の形成位置に
対して位置合わせを行うことができる。
【0013】以上から、第1不純物層パターン13に対
する上記第3マスクパターンの位置合わせ精度は、当該
第3マスクパターンの位置合わせ精度aのみになる。こ
れに対して、上記第1工程の前の工程で基板11に形成
されたアライメントパターン(図示せず)を用いて第1
不純物層パターン13に対して間接的に第3マスクパタ
ーンの位置合わせを行った場合には、第1不純物層パタ
ーン13に対する第3マスクパターンの位置合わせ精度
が、第3マスクターンの位置合わせ精度aと第1マスク
パターン12の位置合わせ精度bとに依存して(a2
2 1/2 になる。したがって、上記アライメントパタ
ーン16を用いて第3マスクパターンの位置合わせを行
うことによって、第1不純物層パターン13に対する第
3マスクパターンの位置合わせ精度を向上させることが
可能になる。そして、合わせ余裕を小さくすることが可
能になり、半導体装置の集積度を向上させることができ
る。
【0014】上記第1実施例の第3工程では、第2不純
物層パターン14の選択的エッチングをウェットエッチ
ングによって行った。しかし、基板11材料に対してエ
ッチング選択比を高く保てる方法であれば、上記で示し
たエッチング溶液以外の溶液を用いたウェットエッチン
グやドライエッチングを行っても良い。
【0015】次に、図2(1)〜(3)を用いて請求項
2記載のアライメントパターンの形成方法の一例を第2
実施例として説明する。先ず、図2(1)に示す第1工
程は、上記第1実施例の第1工程と同様に、第1マスク
パターン12上からのイオン注入によって基板11の機
能領域11aに第1不純物層パターン13を形成しアラ
イメント領域11bに第2不純物層パターン14を形成
する。
【0016】その後、図2(2)に示す第2工程では、
基板11上の第1マスクパターン(12)を除去した
後、上記第1実施例の第2工程と同様の形状の第2マス
クパターン21を基板11上に形成する。第2マスクパ
ターン21は、酸化防止膜になるもので形成するとと
し、ここではその中から例えば酸化シリコンのような層
間絶縁膜になるものを用いることとする。
【0017】次に、図2(3)に示す第3工程では、基
板11の酸化処理を行い、当該基板11のアライメント
領域11b表面に酸化膜22を成長させる。この際、イ
オン注入によって不純物が導入された第2不純物層パタ
ーン14部分では選択的に酸化成長が速く進む。このた
め、酸化膜22は、第2不純物層パターン14部分が選
択的に酸化成長してなる凸状部分を有するアライメント
パターン23として形成される。
【0018】そして、層間絶縁膜として形成した第2マ
スクパターン21に第1不純物層パターン13に達する
コンタクトホールを形成する場合には、第2マスクパタ
ーン21上を含む基板11上に第3マスクパターン(図
示せず)を形成する。この第3マスクパターンは、第1
不純物層パターン13上に開口部が配置されるように、
アライメントパターン23を用いて位置合わせを行う。
その後、第3マスクパターンを用いて第2マスクパター
ン21をエッチングすることによって第1不純物層パタ
ーン13に達するコンタクトホール(図示せず)が形成
される。
【0019】上記アライメントパターン23は、上記第
1実施例で形成したアライメントパターン(16)と同
様に、第1マスクパターン(12)の形成位置に対応し
て形成される。このため、上記第1実施例と同様に、次
の工程で基板11上に第1不純物層パターン13の形成
位置に合わせて新たに第3マスクパターン(図示せず)
を形成する場合の位置合わせ精度を向上させることが可
能になると共に、半導体装置の集積度を向上させること
ができる。したがって、上記コンタクトホールの形成位
置精度が向上すると共に、合わせ余裕の縮小幅だけ第1
不純物層パターン13の幅を縮小することも可能にな
る。
【0020】また、上記第2実施例では、基板11の機
能領域11aにおける第1不純物層パターン13以外の
表面部分に酸化膜を成膜したい場合には、第2工程で基
板上に形成する第2マスクパターン15に機能領域11
a上を開口する開口部を設け、第3工程で酸化処理を行
う。これによって、特別な酸化処理工程を行うことなく
アライメントパターン23を形成することが可能にな
る。
【0021】次に、本発明の請求項3記載の方法を第3
実施例として図3を用いて説明する。ここでは、上記第
2実施例の第3工程に引き続き図3に示す第4工程を行
う。この第4工程では、基板11のアライメント領域1
1bに形成された酸化膜(22)からなるアライメント
パターン23をエッチング除去する。この酸化膜(2
2)は、第2不純物層パターン14部分で選択的に酸化
成長が進んだ凸状部分を有するものであり、この凸状部
分では基板11の内部方向にも酸化成長が進んでいる。
このため、上記酸化膜(22)をエッチング除去する
と、凸状部分に対応して凹状部分が形成され、これによ
ってアライメントパターン31が形成される。またこの
際、第2マスクパターン(21)が酸化シリコンである
場合には、これも同時に除去される。
【0022】上記のようにして形成されたアライメント
パターン31は、上記第1及び第2実施例で形成したア
ライメントパターン(16,23)と同様に、第1マス
クパターン(12)の形成位置に対応して形成される。
このため、上記第1実施例及び第2実施例と同様に、次
の工程で基板11上に第1不純物層パターン13の形成
位置に合わせて新たに第3マスクパターン(図示せず)
を形成する場合の位置合わせ精度を向上させることが可
能になると共に、半導体装置の集積度を向上させること
ができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明のアライメン
トパターンの形成方法によれば、同一マスクターンを用
いて同時に形成した複数の不純物層パターンのうちアラ
イメントパターン形成用の不純物層パターンを選択的に
エッチング除去するかまたは選択的に酸化膜を成長させ
てることで、不純物層パターンの形成位置を直接示す凹
型形状または凸型形状のアライメントパターンを形成す
ることができる。このため、不純物層パターンに対して
直接位置合わせを行い、マスク合わせの精度を向上させ
ることが可能になる。したがって、パターン形成の際の
合わせ余裕を小さくして半導体装置の高集積化を図るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例を示す断面工程図である。
【図2】第2実施例を示す断面工程図である。
【図3】第3実施例を示す断面工程図である。
【符号の説明】
11 基板 12 第1マスクパターン 13 第1不純物層パターン(不純物層パターン) 14 第2不純物層パターン(不純物層パターン) 15,21 第2マスクパターン 16,23,31 アライメントパターン 22 酸化膜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1マスクパターンを用いて基板の表面
    層に不純物層パターンを形成する際、当該基板の表面層
    にアライメントパターン形成用の不純物層パターンを形
    成する第1工程と、 前記アライメントパターン形成用の不純物層パターンを
    露出しその他の不純物層パターンを覆う形状の第2マス
    クパターンを前記基板上に形成する第2工程と、 前記第2マスクパターン上から前記不純物層パターンを
    選択的にエッチング除去してアライメントパターンを形
    成する第3工程と、を備えたことを特徴とするアライメ
    ントパターンの形成方法。
  2. 【請求項2】 第1マスクパターンを用いて基板の表面
    層に不純物層パターンを形成する際、当該基板の表面層
    にアライメントパターン形成用の不純物層パターンを形
    成する第1工程と、 前記アライメントパターン形成用の不純物層パターンを
    露出しその他の不純物層パターンを覆う形状の第2マス
    クパターンを前記基板上に形成する第2工程と、 前記第2マスクパターン上から前記基板表面の酸化処理
    を行うことによって、前記不純物層パターン部分が選択
    的に酸化成長した凸状部分を有する酸化膜からなるアラ
    イメントパターンを形成する第3工程と、を備えたこと
    を特徴とするアライメントパターンの形成方法。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のアライメントパターンの
    形成方法において、 前記第3工程の後、前記酸化膜を除去することによっ
    て、当該酸化膜の凸状部分が除去された凹状部分を有す
    るアメントパターンを形成する第4工程を備えたことを
    特徴とするアライメントパターンの形成方法。
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