JPH0982669A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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Publication number
JPH0982669A
JPH0982669A JP7236837A JP23683795A JPH0982669A JP H0982669 A JPH0982669 A JP H0982669A JP 7236837 A JP7236837 A JP 7236837A JP 23683795 A JP23683795 A JP 23683795A JP H0982669 A JPH0982669 A JP H0982669A
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JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
alignment mark
interlayer insulating
film
alignment
Prior art date
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Pending
Application number
JP7236837A
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Japanese (ja)
Inventor
Yukihiro Takao
幸弘 高尾
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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Publication of JPH0982669A publication Critical patent/JPH0982669A/en
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance a metal mask alignment operation in alignment accuracy even after an interlayer insulating film is flattened through a chemical.mechanical polishing method by a method wherein an alignment mark provided with a step is formed on a semiconductor substrate, an interlayer insulating film is formed on all the surface of the semiconductor substrate, and a groove is provided in the insulating film so as to make the alignment mark exposed by partial etching. SOLUTION: A LOCOS oxide film 12 and an alignment mark 13 of polysilicon film are formed on a silicon substrate 11, and an interlayer insulating film 14 of BPSG or the like is formed on all the surface. At this point, a residual step is induced on the surface of the interlayer insulating film 14 corresponding to a step on a ground layer. Then, the interlayer insulating film 14 is partially etched, whereby a groove is provided in the interlayer insulating film 14 so as to make the alignment mark exposed. Next, the interlayer insulating film 14 is flattened by chemical and mechanical polishing, and then the silicon substrate 11 is rinsed with water for removal of polishing tailings. Then, an aluminum film and a resist film are formed, the center position of the alignment mark 13 is detected by irradiation with an He-Ne laser beam, and a metal mask is aligned on the basis of the alignment mark 13.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、さらに詳しくは、層間絶縁膜の平坦化のた
めに化学機械研磨(CMP)技術を適用した場合のウエ
ハの位置合わせマークの形成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to formation of alignment marks on a wafer when a chemical mechanical polishing (CMP) technique is applied for flattening an interlayer insulating film. Regarding the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の半導体ウエハのマスク合わせは、
層間絶縁膜形成後のメタル形成工程やコンタクト形成工
程の場合、層間絶縁膜形成前に半導体ウエハ上に形成し
たゲートポリシリコンやLOCOS(Local Oxidation
Of Silicon)等からなるアライメント・マークの段差が
層間絶縁膜上に残留しており、その残留段差をレーザー
光の回折により検出して行っていた。
2. Description of the Related Art Conventional semiconductor wafer mask alignment is
In the case of a metal forming process or a contact forming process after the interlayer insulating film is formed, the gate polysilicon or LOCOS (Local Oxidation) formed on the semiconductor wafer before the interlayer insulating film is formed.
A step of an alignment mark made of (Of Silicon) or the like remains on the interlayer insulating film, and the remaining step is detected by diffraction of laser light.

【0003】その一例を説明すると、図9に示すよう
に、シリコン基板(1)上にLOCOS酸化膜(2)
と、ポリシリコン膜(3)を形成し、このポリシリコン
膜(3)をアライメント・マークとしている。そして全
面にBPSG(Boron PhosphoSilicate glass)膜(4)
を形成すると、下地のLOCOS酸化膜(2)及びポリ
シリコン膜(3)の段差がBPSG膜(4)の表面に残
留段差として現れる。
As an example, as shown in FIG. 9, a LOCOS oxide film (2) is formed on a silicon substrate (1).
Then, a polysilicon film (3) is formed, and this polysilicon film (3) is used as an alignment mark. And BPSG (Boron PhosphoSilicate glass) film (4) on the entire surface
When the film is formed, the steps of the underlying LOCOS oxide film (2) and the polysilicon film (3) appear as residual steps on the surface of the BPSG film (4).

【0004】次いで、図10に示すように、BPSG膜
(4)上にアルミニウム膜(5)をスパッタ法により形
成し、そのアルミニウム膜(5)上にレジスト膜(6)
を塗布形成する。そして、例えばHe-Neレーザーをシリ
コン基板(1)の上方から照射し、アルミニウム膜
(5)の表面の残留段差から生じる回折信号を検出する
ことにより、アライメント・マークのセンター位置を決
定し、これを基準としてメタルマスクのマスク合わせを
行っていた。
Next, as shown in FIG. 10, an aluminum film (5) is formed on the BPSG film (4) by a sputtering method, and a resist film (6) is formed on the aluminum film (5).
Is applied and formed. Then, for example, a He-Ne laser is irradiated from above the silicon substrate (1), and a diffraction signal generated from a residual step on the surface of the aluminum film (5) is detected to determine the center position of the alignment mark. The metal mask was aligned based on.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、LSIの配
線の多層化に伴い、層間絶縁膜の新たな平坦化技術とし
て化学機械研磨(CMP;Chemical Mechanical Polish
ing)が注目されている。CMPはウエハ上にスラリ(研
磨材)を供給してパッド(研磨布)で機械的に表面を研
磨する技術であり、従来の平坦化技術に比して、平坦
性、垂直方向の形状制御性が格段に優れている。なお、
CMPに関しては、例えば「月刊セミコンダクターワー
ルド1995年2月号」に詳しく記載されている。
By the way, as the wiring of the LSI is multi-layered, chemical mechanical polishing (CMP) is used as a new planarization technique for the interlayer insulating film.
ing) is receiving attention. CMP is a technique of supplying a slurry (polishing material) onto a wafer and mechanically polishing the surface with a pad (polishing cloth). Compared with conventional planarization techniques, flatness and shape controllability in the vertical direction are provided. Is remarkably excellent. In addition,
The CMP is described in detail, for example, in "Monthly Semiconductor World February 1995".

【0006】しかしながら、このCMPを従来プロセス
にそのまま適用すると、図11に示すように、BPSG
膜(4)の残留段差は皆無となり、回折信号が出なくな
ることからアライメント・マークのセンター位置を決定
できず、その後に継続するマスク合わせは不可能とな
る。本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、
CMPにより層間絶縁膜を平坦化した後も精度の高い位
置合わせを可能とすることを目的としている。
However, if this CMP is directly applied to the conventional process, as shown in FIG.
Since there is no residual step on the film (4) and no diffraction signal is output, the center position of the alignment mark cannot be determined, and subsequent mask alignment becomes impossible. The present invention has been made in view of the above problems,
The purpose is to enable highly accurate alignment even after the interlayer insulating film is flattened by CMP.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、図1乃至図4
に示すように、半導体基板(11)上に段差を有するア
ライメント・マーク(13)を形成する工程と、前記半
導体基板(11)上の全面に絶縁膜(14)を形成する
工程と、前記絶縁膜(14)を部分的にエッチングして
前記アライメント・マーク(13)を露出する溝(1
5)を形成する工程と、化学機械研磨(CMP)により
前記絶縁膜(14)を平坦化する工程と、前記溝内(1
5)に堆積した研磨くずを洗浄により除去する工程と、
露出された前記アライメント・マーク(13)を用いて
マスク合わせを行う工程とを有する。
The present invention will be described with reference to FIGS.
, A step of forming an alignment mark (13) having a step on the semiconductor substrate (11), a step of forming an insulating film (14) on the entire surface of the semiconductor substrate (11), A groove (1) exposing the alignment mark (13) by partially etching the film (14).
5), a step of planarizing the insulating film (14) by chemical mechanical polishing (CMP), and a step (1) in the groove.
5) a step of removing polishing debris accumulated in 5) by washing,
And mask alignment using the exposed alignment mark (13).

【0008】また、本発明は、図5乃至図8に示すよう
に、半導体基板(21)上に絶縁膜(23)を形成する
工程と、前記絶縁膜(23)を部分的にエッチングする
ことにより絶縁膜の溝からなるアライメント・マーク
(24)を形成する工程と、化学機械研磨(CMP)に
より前記絶縁膜(23)を平坦化する工程と、前記溝に
堆積した研磨くずを洗浄により除去する工程と、前記ア
ライメント・マーク(24)を用いてマスク合わせを行
う工程とを有する。
Further, according to the present invention, as shown in FIGS. 5 to 8, a step of forming an insulating film (23) on a semiconductor substrate (21) and a partial etching of the insulating film (23). Forming an alignment mark (24) consisting of a groove in the insulating film, planarizing the insulating film (23) by chemical mechanical polishing (CMP), and removing polishing debris deposited in the groove by cleaning And a step of performing mask alignment using the alignment mark (24).

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(1)第1の実施形態 まず、図1に示すように、シリコン基板(11)上にL
OCOS酸化膜(12)とポリシリコン膜からなるアラ
イメント・マーク(13)を形成し、全面にBPSG膜
等からなる層間絶縁膜(14)を形成する。このとき、
層間絶縁膜(14)の表面には下地の段差を反映して残
留段差が生じている。
(1) First Embodiment First, as shown in FIG. 1, L is formed on a silicon substrate (11).
An alignment mark (13) made of an OCOS oxide film (12) and a polysilicon film is formed, and an interlayer insulating film (14) made of a BPSG film or the like is formed on the entire surface. At this time,
A residual step is formed on the surface of the interlayer insulating film (14) reflecting the step of the base.

【0010】次に、図2に示すように、層間絶縁膜(1
4)を部分的にエッチングし、アライメント・マーク
(13)を露出する溝(15)を形成する。本工程で
は、マーク露出用の専用のレチクル、または兼用のレチ
クル(例えば、コンタクト形成用レチクル)を用いて、
レジストパターン形成、エッチング処理を行う。次に、
図3に示すように、CMPによる層間絶縁膜(14)の
平坦化を行う。このとき、研磨によって生じたSiO
2、研磨材等の研磨くずが溝(15)に堆積し、アライ
メント・マークの検出精度を悪化せたり、クリーン度に
悪影響を与えるおそれがある。そこで、CMP後に水洗
を行い研磨くずの除去を行う。
Next, as shown in FIG. 2, an interlayer insulating film (1
4) is partially etched to form a groove (15) exposing the alignment mark (13). In this step, a reticle dedicated to mark exposure or a reticle that also serves as a mark (for example, a reticle for contact formation) is used.
Resist pattern formation and etching processing are performed. next,
As shown in FIG. 3, the interlayer insulating film (14) is planarized by CMP. At this time, SiO generated by polishing
2. Abrasive debris such as abrasives may be deposited on the groove (15), deteriorating the accuracy of alignment mark detection and adversely affecting the cleanliness. Therefore, the polishing debris is removed by washing with water after CMP.

【0011】次いで、図4に示すように、アルミニウム
膜(16)、レジスト膜(不図示)を形成し、He-Neレ
ーザー照射によってアライメント・マーク(13)のセ
ンター位置を検出し、これに基づいてメタルマスク合わ
せを行うわけであるが、本実施形態によれば、アライメ
ント・マーク(13)が層間絶縁膜(14)から露出さ
れているので、精度の高い位置検出とマスク合わせが可
能になる。 (2)第2の実施形態 まず、図5に示すように、シリコン基板(21)上にL
OCOS酸化膜(22)、BPSG膜からなる層間絶縁
膜(23)を形成する。
Next, as shown in FIG. 4, an aluminum film (16) and a resist film (not shown) are formed, and the center position of the alignment mark (13) is detected by He-Ne laser irradiation. According to the present embodiment, since the alignment mark (13) is exposed from the interlayer insulating film (14), highly accurate position detection and mask alignment can be performed. . (2) Second Embodiment First, as shown in FIG. 5, L is formed on a silicon substrate (21).
An OCOS oxide film (22) and an interlayer insulating film (23) made of a BPSG film are formed.

【0012】次に、図6に示すように、層間絶縁膜(2
3)をエッチングして溝からなるアライメント・マーク
(24)を形成する。第1の実施形態では、アライメン
ト・マークを露出するために層間絶縁膜をエッチングし
ているのに対して、本実施形態では、エッチングによっ
てアライメント・マークそのものを形成している点が異
なる。
Next, as shown in FIG. 6, the interlayer insulating film (2
3) is etched to form an alignment mark (24) consisting of a groove. In the first embodiment, the interlayer insulating film is etched to expose the alignment mark, but in the present embodiment, the alignment mark itself is formed by etching.

【0013】次に、図7に示すように、CMPによる層
間絶縁膜(23)のエッチングを行い、第1の実施形態
と同様に、水洗を行い、溝部分にたまった研磨くずの除
去を行う。この後、図8に示すように、アルミニウム膜
(25)、レジスト膜(不図示)を形成し、He-Neレー
ザー照射によってアライメント・マーク(24)のセン
ター位置を検出するわけであるが、本実施形態によれ
ば、CMP後もアライメント・マークの段差が残るの
で、精度の高い位置検出とマスク合わせが可能になる。
Next, as shown in FIG. 7, the interlayer insulating film (23) is etched by CMP, and like the first embodiment, it is washed with water to remove polishing debris accumulated in the groove portion. . After this, as shown in FIG. 8, an aluminum film (25) and a resist film (not shown) are formed, and the center position of the alignment mark (24) is detected by He-Ne laser irradiation. According to the embodiment, since the step of the alignment mark remains after CMP, highly accurate position detection and mask alignment can be performed.

【0014】[0014]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アライメント・マークを露出するように、層間絶縁膜を
エッチングするか、またはその層間絶縁膜をエッチング
してアライメント・マークそのものを形成した後に、化
学機械研磨(CMP)によって層間絶縁膜を平坦化して
いるので、アライメント・マークの段差が残存し、層間
絶縁膜形成後の、メタルマスク、コンタクトマスク等の
マスク合わせを高精度で行うことが可能になる。
As described above, according to the present invention,
The interlayer insulating film is etched to expose the alignment mark, or the interlayer insulating film is etched to form the alignment mark itself, and then the interlayer insulating film is planarized by chemical mechanical polishing (CMP). Therefore, the step of the alignment mark remains, and it becomes possible to perform mask alignment of the metal mask, the contact mask, etc. with high accuracy after the interlayer insulating film is formed.

【0015】さらに、本発明によれば、CMPの際に層
間絶縁膜の溝に堆積した研磨くずを水洗等で除去してい
るので、アライメント・マークの検出精度を悪化せた
り、クリーン度に悪影響を与えるおそれを除去すること
ができる。
Further, according to the present invention, since polishing debris deposited in the groove of the interlayer insulating film is removed by washing with water or the like during CMP, the alignment mark detection accuracy is deteriorated and the cleanliness is adversely affected. It is possible to eliminate the risk of giving.

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

【図1】本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の製
造方法を示す第1の断面図である。
FIG. 1 is a first cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the invention.

【図2】本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の製
造方法を示す第2の断面図である。
FIG. 2 is a second cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the invention.

【図3】本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の製
造方法を示す第3の断面図である。
FIG. 3 is a third cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the invention.

【図4】本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の製
造方法を示す第4の断面図である。
FIG. 4 is a fourth cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the invention.

【図5】本発明の第2の実施形態に係る半導体装置の製
造方法を示す第1の断面図である。
FIG. 5 is a first cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment of the invention.

【図6】本発明の第2の実施形態に係る半導体装置の製
造方法を示す第2の断面図である。
FIG. 6 is a second cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment of the invention.

【図7】本発明の第2の実施形態に係る半導体装置の製
造方法を示す第3の断面図である。
FIG. 7 is a third cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment of the invention.

【図8】本発明の第2の実施形態に係る半導体装置の製
造方法を示す第4の断面図である。
FIG. 8 is a fourth cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment of the invention.

【図9】従来例に係る半導体装置の製造方法を示す第1
の断面図である。
FIG. 9 is a first diagram showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a conventional example.
FIG.

【図10】従来例に係る半導体装置の製造方法を示す第
2の断面図である。
FIG. 10 is a second cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the conventional example.

【図11】従来例に係る半導体装置の製造方法を示す第
3の断面図である。
FIG. 11 is a third cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the conventional example.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に段差を有するアライメン
ト・マークを形成する工程と、前記半導体基板上の全面
に層間絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜を部分的に
エッチングして前記アライメント・マークを露出する溝
を形成する工程と、化学機械研磨(CMP)により前記
絶縁膜を平坦化する工程と、前記溝内に堆積した研磨く
ずを洗浄により除去する工程と、露出された前記アライ
メント・マークを用いてマスク合わせを行う工程とを有
することを特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A step of forming an alignment mark having a step on a semiconductor substrate, a step of forming an interlayer insulating film on the entire surface of the semiconductor substrate, and a step of etching the insulating film to form the alignment mark. A step of forming a groove exposing the mark; a step of planarizing the insulating film by chemical mechanical polishing (CMP); a step of removing polishing debris accumulated in the groove by washing; And a step of performing mask alignment using a mark.
【請求項2】 前記アライメント・マークをポリシリコ
ン膜で形成することを特徴とする請求項1記載の半導体
装置の製造方法。
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the alignment mark is formed of a polysilicon film.
【請求項3】 半導体基板上に層間絶縁膜を形成する工
程と、前記絶縁膜を部分的にエッチングすることにより
絶縁膜の溝からなるアライメント・マークを形成する工
程と、化学機械研磨(CMP)により前記絶縁膜を平坦
化する工程と、前記溝に堆積した研磨くずを洗浄により
除去する工程と、前記アライメント・マークを用いてマ
スク合わせを行う工程とを有することを特徴とする半導
体装置の製造方法。
3. A step of forming an interlayer insulating film on a semiconductor substrate, a step of partially etching the insulating film to form an alignment mark composed of a groove of the insulating film, and a chemical mechanical polishing (CMP). A step of flattening the insulating film by means of, a step of removing polishing debris accumulated in the groove by washing, and a step of performing mask alignment using the alignment mark. Method.
JP7236837A 1995-09-14 1995-09-14 Manufacture of semiconductor device Pending JPH0982669A (en)

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JP (1) JPH0982669A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6376924B1 (en) 1999-07-21 2002-04-23 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Position check mark
US7534695B2 (en) 2006-08-08 2009-05-19 Elpida Memory, Inc. Method of manufacturing a semiconductor device
CN103456659A (en) * 2013-08-26 2013-12-18 中国电子科技集团公司第十三研究所 Method for manufacturing photoetching registration mark for manufacturing semiconductor device

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