JPS58223327A - 電子ビ−ムを用いた位置合わせ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

（１）発明の技術分里工 本発明は、電子ビームを用いた位置合わせ方法に関する
。特に、各種のドライエツチング法に対して有効な、位
置合わせ方法の改良に関する。 （２）　　技術の背景 半導体装置の製造方法において必須とされるフォトリソ
グラフィー法１＝おけるフォトレジストのν光は、従来
、紫外線等によってなされてお１）、かかる紫外線はガ
ラスに対する透過性を自するため、ノにターン形成には
、主としてＨ［望の・ξターンを有するガラス製のフォ
トマスクが使用されてきた。ところが、紫外線露光の際
には、回折現象や反射現象が付随して発生するため、パ
ターンの微Ｍｌｌ化には自ずから限度があ（）、現在の
技術水準Ｔはほぼ極限に近づいている○従って紫外線に
よる？ｉＷ光方法での・Ｑターン精度をこれ以上改善す
ることは容易ではない。 そこで、紫外線に比してエネルギーも強く、回折現象や
反射現象を伴なわｔ「い電子ビーム直接露うｔ法が開発
された。この方法は、フォトマスクを使用せず、ビーム
径を極力小さくし、外部から電子ビームを電磁気学的に
走査するこまにより、電子ビームの選択的胛射をもって
レジストの露光な行ない、すぐれたノミターン様変な得
ている。 ところで、紫外線露光の場合は、フォトレジストを感光
させない可視光をもってパターンの位置合わせななすこ
とができたが、電子ビーム威光法においては、電子ビー
ムをもって位置合わせなせばるなぐず、その際、位置合
わせマーク上のレジストが露光されることはやむを得な
い。したがって、位置合わせマーク上のレジストの一部
、ずなワチ、露光された領域のレジストは次の現像工程
において除去さＪする（））で、続くエツチング、堆積
、拡散等の累子形成工程において、位置合わせマークの
一部が基板表向に露出していることとな１」、エツチン
グによっては直接的に、唯積にＪ：つてはこの堆積物を
除去する工程において間接的に、位置合わせマークが損
傷を受ける可能１テトがある。 （３）　　従来技術と問題点 そこで、従来技術においては、モリブデンシリザイ）’
（＋７ｏＳ１１等をもって、電子ビーム露光用位置合わ
イトマーク・ンターンの形成をなし、次工程以降の工程
において使用さ牙する動用１的、化学的処理方法に対応
してマーク・ξターンの保→をｔ「すべく、し２スト、
二酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（Ｓ　ｉ　
３Ｎ　４）等の中から適宜選択された材料により、工程
毎に保護膜が形成されていた○ ところが、付加的工程である、この保霞膜形成工程が必
要！あるにもかかわらず、その効果は必ずしも完全であ
るとは認め難い。しかも、特に、保護効犀な高めるため
に仙“護膜の膜Ｊ？を厚くした場合は、位置合わせマー
クからの反射信号、すなわち、マーク信号が十分に得ら
れないという欠点がある。 （４）　　発明の目的 本発明の目的は、この欠点を解消することにあ１）、電
子ビーノ・を月１いた位１６合わせ方法において、半導
体装ｉ＃ｆｆｉ　Ｃ７）製造方法に使用される各袖の物
１４１！的、化学的処理方法のいずれに対しても位置合
わせマークが４１４潟を受けず、しかも簡易な位置合わ
せが可能ｔｖ方法を提供することにある。換言すれば、
ある電子ビーム露光法をもって霧光されたレジストを％
、（象して得らＪｌだレジスト・ξターンを１吏用ｔ２
てなされる次工程における物理的、化学的処理による電
子ビーム露光用位置合わせマークの損傷が、その物Ｊ°
目的、化学的処理方法の如同にかかわらず、十分に防Ｉ
Ｉ−されつるという特徴を有する、電子ビームを用いた
位置合わせ方法を提供することにある。 （５）　　発明の構成 本発明の構成は、アルミニウム（Ａ／）膜〒表面　３　
− を神った位Ｆｔ合わせマークに電子ビームを照射して位
置合わせを行なうことにある。 本発明は、従来技術において、電子ビーム露光用位置合
わせマークを併置するために各工程スｌｊに形成されて
いた、レジスト、二酸化シリコン（Ｓ１０２）、窒化シ
リコン（Ｓｉ３Ｎ４）等に代えて、アルミニウム（Ａ／
）よｉ）なるイイ１護膜な使用することにある。 」二記の方法によれば、従来多数回にわたり行なわれて
いた保霞膜形成工程を唯一回の工程とすることが↑き、
さらに、アルミニウム（Ａ／’）膜は膜厚も十分薄くで
きるのでマーク信号が十分に得られ、しかも保護効果も
完全であるという利益がある。 （６）発明の実株例 以下図面を参照しつつ、本発明の実施例に係る電子ビー
ム露光用位置合わせマークを保護するＡＩ！保傾膜の形
成方法について説、明し、本発明の構成と特有の効果と
を明らかにする。 本発明の実栴例に係るマーク保護膜形成工程を、半導体
装置の製造方法において電子ビーム露光法　４− を必要とする工程、すなわち、（イ）コンタクトホール
形）次工程に伴なって（第１図）、（ロ）ゲート形成工
程に伴なって（第２図）、（ハ）イオン注入用窓明は工
程に伴なって（第３図）、夫々、実行する場合について
述べる。 （イ）コンタクトボール形成工程に伴なって、マーク保
護膜形成工程を実行する実施例 第１図（１）参照 シリコン（Ｓ　ｊ、　）よりなる基板１Ｊ−ｚに、二酸
化シリコン（Ｓ１０□）よ番）なる絶縁膜２を有し、さ
らに、多Ｍｉ晶シＩＪコン（Ｓｌ）よりなる配線層３が
選択的に形成された状態にある基板１上の所望の位置に
、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ　）よりなる位置合
わせマークパターン４を幅１〜２〔μｍ〕、厚さ５，０
００〔Ｘ）程度に形成する０このマークパターン形成工
程は、基板１全面にフオトレジス）　（ＡＺ）を塗布し
、紫外線露光によるフォトリソグラフィー法と、スノ々
ツタ成長法と、ウェフトエツチング法とを組み合わせて
使用′することによｊｌ　Ｊ行可能であり、マークパタ
ーン４以外の領域のモリブデンシリサイ１７（ＭｏＳｉ
、）層はリフトオフ法によりフォトレジストと共に一括
除去する７、しかるのち、基板１の全面に多層配線のた
めの二酸化シリコン（ＳｉＯ□）よりなる層間絶縁膜２
′を形成する。 第１図（２）参照 」二記基板】の全面に再びフォトレジスト（Ａｚ）を塗
布ｔ７、紫外線露光によるフォトリソグラフィー法によ
りマークパターン４及びその周辺部の７オトレジスト（
ＡＺ）を除去し、残りの領域のフォトレジストをマスク
としてマークツターン４及びその周辺部の二酸化シリコ
ン（８１０□）膜２′を除去する。この工程は、ウェッ
トエツチング法を使用し、二酸化シリコン（８１０２）
のエツチング液にはフッ酸（ＨＦ）を用いることが〒き
る。 第１図（３）参照 次に、位置合わせマーク・ぐターン４を覆うアルミニウ
ム（Ａｔりよりなるマーク保鰻膜５を１，０００〔ス〕
程度の厚さに形成する。この工程は、真空蒸着法を使用
して実行され、マーク保護膜５を除く領域のアルミニウ
ム（Ａｔ）膜は、リフトオフ法によＩ）フォトレジスト
と共に一括除去される。 第１図（４）＠照 最徒に、多結晶シリコン（ｓ　ｉ、　）よｌ）なる配線
層３の一部の領域にコンタクトホール６を形成する。 この工程は、まず上記基板ｌの全面に電子ビーム露光用
フォトレジスト（以下、Ｆ８Ｂレジストという。）を塗
布し、電子ビーム露光により、位置合わせを行なったの
ち、コンタクトホール形成予定領域のＢＢレジストを除
去する。このとき、位置合わ４２フーク４上のＦ、Ｂレ
ジストも同時に除去される。［、かるのち、残ったＥＢ
Ｌ／シストなマスクとして、コンタクトホール６の領域
の二酸化シリコン（Ｓｉｎ２）を除去する。この工程は
、ドライエツチング法を使用ｌて実行することができ、
このとき、トリフルオロメタン（ＣＨＩＩ′３）、ある
いは２、四７ツ化炭素（ＯＦ４）等の気体を用いること
が〒きる。そして、さらに、残ったＢＢレジストを除去
してコンタクトホールな完成する。 」二言ピの工林）（二よりば、コンタクトホールＩｆｔ
　成Ｔ。 秤において、マーク保循膜形成工程に必要とされる付加
的工程は、第１図（２）及び（３）に示ｔ７た工程のみ
であ

【ｊ、非常に簡易なマーク保護膜を提供できる０ （ロ）ゲート形１戊工程に伴なって、マーク？ａ膜形成
工程も・実行する実施例 第２図（１）参照 シリコン（Ｓ　１．　）よりなる基板１土の首望の位置
に、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）よりｔ「る位置
合わせマーク・ξターン４を幅１〜２〔μｍ）、Ｊ４’
さ５．０００　　（Ｘ〕程度に形成する。この工程は、
−上記のコンタクトホール形成工程に対し適用された本
発明巧−実施例と同様、紫外線露光によるフォトリソグ
ラフィー法とスパッタ成長法とウェットエツチング法と
を糾み合わせて使用することにより実行することができ
る。次に、−Ｆ記基板１の全面に二酸化シリコン（Ｓｊ
ｏ２）膜２を形成し、さらに、二酸化シリコン（Ｓ１０
□）膜２の全面にゲート材と［７て、多結晶シリコン（
８１）よりなるｊｆｄｉ　３’を化学気相成長法（ＯＶ
Ｄ法）によって形成する。 第２図（２）参照 上記シリコン基板】の全面にフォトレジスト（ＡＺ）を
塗布し、紫外線露光によるフォトリソグラフィー法を使
用してマーク・ξターン４及びその周辺部のフォトレノ
スト（ＡＺ）を除去し、残りＯ）領域のフォトレジスト
をマスクとして、マークパターン４及びその周辺部の二
酸化シリコン（Ｓｉｎ２）膜２．Ｌ−多結晶シリコン（
Ｓｉ　）層３′を除去する。この工程は、ウェットエツ
チング法を使用して実行でき、二酸化シリコン（ｓ　ｉ
、　ｏ□）のエツチング液にはフン酸（ＨＦ）を、多結
晶シリコン（Ｂ　１．　）のエツチング液ニ（−［、フ
ッ酸（ＨＦ）と硝酸（ＨＮＯ３）との混合液を夫々用い
ることがでとる。さらに、−に記基板１の全面にアルミ
ニウム（Ａｅ）膜５を貞空蒸着法によ０形成し、マーク
・ぞターン領域を除く領域ノアルミニウム（Ａｔ）膜５
は、リフトオフ工程によＩ）フォトレジスト（ＡＺ’）
と共に一括除去する。 第２図（３）参照 上記基板１の全面にＦＢレジストを塗布し、電子ビーム
露光による位置合わせな行なった後、ゲート形成予定領
域を除く領域を露光ビームにより鋸光してＥＥレジスト
を・ξターニングし、詠レジストをマスクとして名刹１
晶シリコン（Ｓ」）層３′を除去する。これよ　ｌ）ゲ
ート３″が完１ｉしする。多結茜シリコン（Ｓｌ）層３
′の除去は、上記と同様にウェットエツチング状を使用
して実行できる。最後にゲヘート３″どマーク・ξター
ン４上に残ったＦｉＢレジストを除去する。 上記のゲート形成工程において、マーク保ａｌｌ膜プヒ
成工程に必をどされる付加曲玉＋′−は、第２図（２）
に示した工程のみである。 （・→イオン注入ｊ旧窓明は工程に伴なって、マーク保
護膜形成工程を実行する実施例 第３図（１）参照 シリコン（Ｓｌ）よりなる基板１上の所望の位置に、モ
リブデンシリサイド（ＭＯ８Ｊ、）よ０なる位置合わせ
マークパターン４を形成する。この工程は、上記コンタ
クトホール形成工程（、二対し適用された本発明の一実
施例、及びゲート形成工程に対し通用された本発明の一
実施例と同様、紫外線による）Ａトリソゲラフイー法と
スー？ツタ成長法とウェットエツチング法とを紹み合わ
せて使用することによりチ行できる。次に上口１基板１
の全面に二酸化シリコン（Ｓ１０２）膜２を形成する。 第３図１２）参照 上記基板１の全面にフォトレジス）　（ＡＺ）ヲ！布し
、マークパターン４及びその周辺部のフォトレジスト（
ＡＺ）及び二酸化シリコン（Ｓ１０□）を除去する。こ
の工程は紫外線露光によるフォトリソグラフィー法とウ
ェットエツチング法とを糾み合わせて実行できる。さら
に残余の７オトレジスト（ＡＺ）をマスクとして基板１
の全面にアルミニウム（ＡＩり膜５を真空蒸着法を使用
して形成し、マークパターン４及びその周辺部を除く領
域上のアルミニウム（ＡＩ）膜は、リフトオフ工程によ
りフォトレジストと共に一括除去する。 第３図（３）参照 さらに、上記基板】の全面にＫＢレジストを塗布し、電
子ビーム露光法により、位置合わせな行なったのち、シ
リコン基板１のイオン注入予定領域上に開口部７を設け
る。この工程は、開口部７上のＦｉＢレジストを除去し
、残りのＥＢレジストをマスクとして、開［１部７上の
二酸化シリコン（ＳｉＯ２１膜２をウェットエツチング
法を使用して除去することによって実行することができ
る。 上記のイオン注入用窓明は工程において、マーク保護膜
形成工程に必要とされる伺加的工程は、第３図（２）に
示される工程のみである。 上記実施例の工程によれば、半導体装置製造工程の一部
であ０、かつ、精度の高い電子ビーム露光法が必要とさ
れる、コンタクトホール形成工程、ゲート形成工程、及
び、イオン注入用窓明は工程の実行過程において、特に
不利益を伴なう付加的工程を要することなく、アルミニ
ウム（ＡＩ）よりなる位置合わせマーク保護膜が形成さ
れ、付加的工程をほとんど伴ｔ「わないばかりでなく、
続くドライエツチング等、様々な工程においてマークを
十分保護することができ、しかも、膜厚を非常に湖く〒
きるため、電子ビームによる位置合わせに際し、マーク
信号に影響を与えず、精度の高い位置合わせな実現でき
る。 （７）発明の詳細 な説明せるとおり、本発明によりば、電子ビームを用い
た位置合わせ方法において、半導体装置の製造方法に使
用される各種の物理的、化学的処理方法のいずれに対し
ても位置合わせマークが損傷を受けず、しかも、簡易な
位置合わせ方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（１）、（２）、（３）、（４）は、半導体装ｆ
製造方法において、コンタクトホール形成工程と同時的
に本発明の一実施例に係る電子ビーム露光用位置合わせ
マークを保護するＡ／保護膜の形成方法を実施した場合
の各主要工程完了後の基板断面図マあり、第２図（１）
、（２）、（３）は、同じくゲート形成工程と同時的に
本発明の一実施例に係る′電子ビーム露光用位置合わせ
マークを保護する保護膜形成方法を実施した場合の各主
要工程完了後の基板断面図であ１）、第３図（１）、（
２）、（３）は、ｌ’ｉｉｌじくイオン注入用窓明は工
程と１′８１時的に本発明の一実施例に係る電子ビーム
露光用位置合わせマークを保護する＃、Ｎ膜形成方法を
実姉した場合の各主要工程完了後の基板断面図である。 １・・・基板（Ｓｌ）、２．２′・・・絶縁膜（Ｓコ、
０□）、３・・・配線層（多結晶シリコン）、３′・・
・多結晶シリコ（Ｓｌ）層、３′・・・ゲート（多結晶
シリコン）、４・・。 マークパターン（Ｍ　ＯＳ　ｉ　）、５・・・保護膜（
ＡＩり、６・・・コンタクトポール、７・・・イオン注
入用開口部１、１５− １１３−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アルミニウム膜〒表血を覆った位置合わせマークに電、
   子ビームを照射して位置合わせを行なうことを特徴とす
   る電子ビームを用いた位置合わせ方法。