JP4766764B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は半導体装置の製造過程におけるマスクパターンの位置合わせや重ね合わせ検査などに用いるホールタイプのマスク寸検マークの構造を改良した半導体装置の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程では、多数のマスクを重ね合わせることによって複雑な回路パターンが形成される。従って、加工精度が微小になればなるほど、重ね合わせるマスクとの相対的な位置ずれが製品の歩留りに影響することになる。この相対的な位置合わせを行うため、通常基板上にはマスク重ね合わせ時の基準となる位置合わせマークが設けられる。図3は上述したようなマスクパターンの位置合わせに用いられるマスク寸検マークの上面図である。図において、100は半導体基板としてのシリコン基板、110はシリコン基板100上に形成したシリコン酸化膜であって、マスク寸検マークを構成する。図3に示すように、マスク寸検マークは半導体デバイスの上面からみると田の字型をしている。露光工程などにおいて、マスクを上記半導体基板上のマスク寸検マークの田の字に合わせてマスクパターンの位置合わせを行う。
【0003】
次にDRAMの製造工程(フィールド分離工程からストレージノード工程まで)を例にとって上記マスク寸検マークの作成を説明する。
図4は上述したDRAMの製造工程ごとに作成するマスク寸検マークを示す図であり、(a)から(g)にゆくにつれて製造工程が進むものとする。図において、120はトランスファゲート工程(以下、TG工程と略す)でシリコン基板100上に形成されるW−Si膜層で、130はTG工程でW−Si膜層上に形成されるドウプトアモルファスシリコン膜である。これらW−Si膜層120及びドウプトアモルファスシリコン膜130によってポリサイド膜が構成される。130aはTG工程におけるマスク寸検マークであって、ポリサイド膜に異方性ポリサイドエッチングを施してフィールド分離工程(以下、FL工程と略す)で形成したマスク寸検マークと同一位置に形成される。140はライトリィドウプトドレイン工程(以下、2N工程と略す)でTG工程後の基板上に形成されるシリコン酸化膜、140aは2N工程におけるマスク寸検マークであって、シリコン酸化膜140に酸化膜ドライエッチングを施してマスク寸検マーク130aと同一位置に形成したホールタイプのマークである。
【0004】
150はビットライン直接コンタクト工程(以下、BC工程と略す)で2N工程後の基板上に形成されるシリコン酸化膜、150aはBC工程におけるマスク寸検マークであって、シリコン酸化膜150に酸化膜ドライエッチングを施して形成したホールタイプのマークである。160はビットライン工程(以下、BL工程と略す)でBC工程後の基板上に形成されるW−Si膜で、170はW−Si膜160上に形成されるドウプトアモルファスシリコン膜である。これらW−Si膜層160及びドウプトアモルファスシリコン膜170によってポリサイド膜が構成される。170aはBL工程におけるマスク寸検マークであって、ポリサイド膜に異方性ポリサイドエッチングを施してBC工程で形成したマスク寸検マーク150aと同一位置に形成される。180はストレージノード直接コンタクト工程(以下、SC工程と略す)でBL工程後の基板上に形成されるシリコン酸化膜、180aはSC工程におけるマスク寸検マークであって、シリコン酸化膜180に酸化膜ドライエッチングを施してマスク寸検マーク170aと同一位置に形成される。190はストレージノード工程(以下、SN工程と略す)でSC工程後の基板上に形成されるアモルファスシリコン膜、190aはSN工程におけるマスク寸検マークであって、異方性ポリサイドエッチングを施してSN工程で形成したマスク寸検マーク180aと同一位置に形成される。なお、図3と同一構成要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【0005】
図5は図4(g)に示したマスク寸検マークの断面図を示す図である。図において、aは図4(b)に示したTG工程におけるポリサイド膜からなるマスク寸検マークの寸法、bは図4(d)に示したBC工程におけるホールタイプのマスク寸検マーク150aの開口部の寸法、cは図4(e)に示したBL工程におけるホールタイプのマスク寸検マーク170aの開口部の寸法、dは図4(f)に示したSC工程におけるホールタイプのマスク寸検マーク180aの開口部の寸法、eは図4(g)に示したSN工程におけるホールタイプのマスク寸検マーク190aの開口部の寸法である。
【0006】
次に概要について説明する。
先ず、FL工程において、シリコン基板100にエッチングや熱酸化処理などを施して、図3に示すようなシリコン酸化膜110からなるマスク寸検マークを形成する。図4(a)は図3のA−A線に沿った断面図を示しており、図4(b)から図4(g)までもこのA−A線に沿った断面図を示している。
【0007】
次に、図4(b)に示すTG工程に進み、FL工程後の基板にW−Si膜120とアモルファスシリコン膜130とを積層してポリサイド膜を形成する。このあと、写真製版処理と異方性ポリサイドエッチングとによって、FL工程におけるシリコン酸化膜110からなるマスク寸検マーク上にポリサイド層からなるマスク寸検マーク130aを形成する。
【0008】
TG工程を完了すると、図4(c)に示す2N工程に進み、BP TEOS(Boron Phosphorus Tetra Ethyl Oltho Shilicate)膜、窒化膜などを成膜してシリコン酸化膜140を形成する。このあと、写真製版処理と酸化膜ドライエッチングを施して、TG工程におけるポリサイド膜によるマスク寸検マーク130a上にホールタイプのマスク寸検マーク140aを形成する。
【0009】
2N工程でLDD(Lightly Doped Drain)構造が形成されると、BC工程に進み、再びBP TEOS膜、窒化膜などを成膜してシリコン酸化膜150を形成する。このあと、写真製版処理と酸化膜ドライエッチングを施して、2N工程におけるマスク寸検マーク140a上に、図4(d)に示すようなホールタイプのマスク寸検マーク150aを形成する。
このとき、0.25μmクラスの微細なデザインルールであると、TG工程におけるポリサイド膜によるマスク寸検マーク130aの寸法aと、BC工程におけるホールタイプのマスク寸検マーク150aの開口部の寸法bとの寸法差は、2N工程、BC工程の写真製版処理における重ね合わせマージンに必要な1μm以下しかない。
従って、TG工程におけるポリサイド膜からなるマスク寸検マーク130aによるBC工程のホールタイプのマスク寸検マーク140aの下敷きが不十分(即ち、マスク寸検マーク130aの上面部におけるマスク寸検マーク140aのシリコン酸化膜140層の接触面積が小さい)であるため、シリコン酸化膜140からなるマスク寸検マーク140aに発生した応力を充分に抑制することができない。
【0010】
BC工程が完了すると、BL工程に進み、BC工程後の基板にW−Si膜160とアモルファスシリコン膜170とを積層してポリサイド膜を形成する。このあと、写真製版処理と異方性ポリサイドエッチングとによって、BC工程におけるシリコン酸化膜150からなるマスク寸検マーク150a上に、図4(e)に示すようなポリサイド膜からなるマスク寸検マーク170aを形成する。
このとき、BC工程におけるマスク寸検マーク150aの開口部の寸法bと、BL工程におけるマスク寸検マーク170aの寸法cとの寸法差は、BL工程の写真製版処理における重ね合わせマージンに必要な1μm以下しかない。
従って、BL工程におけるポリサイド膜からなるマスク寸検マーク170aによるBC工程のホールタイプのマスク寸検マーク150aの被覆が不十分(即ち、マスク寸検マーク150aの開口部周辺におけるマスク寸検マーク170aのポリサイド膜層の接触面積が小さい)であるため、シリコン酸化膜150からなるマスク寸検マーク150aに発生した応力を充分に抑制することができない。
【0011】
次に、SC工程に進んでBP TEOS膜、窒化膜などを成膜してBL工程後の基板上にシリコン酸化膜180を形成する。このあと、写真製版処理と酸化膜ドライエッチングを施して、BL工程におけるマスク寸検マーク170a上に、図4(f)に示すようなホールタイプのマスク寸検マーク180aを形成する。
このとき、SC工程におけるマスク寸検マーク180aの開口部の寸法dと、BL工程におけるマスク寸検マーク170aの寸法cとの寸法差は、SC工程の写真製版処理における重ね合わせマージンに必要な1μm以下しかない。
従って、BL工程におけるポリサイド膜からなるマスク寸検マーク170aによるSC工程のホールタイプのマスク寸検マーク180aの下敷きが不十分(即ち、マスク寸検マーク170aの上面部におけるマスク寸検マーク180aのシリコン酸化膜180層の接触面積が小さい)であるため、シリコン酸化膜180からなるマスク寸検マーク180aに発生した応力を充分に抑制することができない。
【0012】
SC工程が完了すると、SN工程に進み、SC工程後の基板にアモルファスシリコン膜190を積層する。このあと、写真製版処理と異方性ポリサイドエッチングとによって、SC工程におけるシリコン酸化膜180からなるマスク寸検マーク180a上に、図4(g)に示すようなマスク寸検マーク190aを形成する。
このとき、SC工程におけるマスク寸検マーク180aの開口部の寸法dと、SN工程におけるマスク寸検マーク190aの寸法eとの寸法差は、SN工程の写真製版処理における重ね合わせマージンに必要な1μm以下しかない。
従って、SN工程におけるアモルファスシリコン膜190からなるマスク寸検マーク190aによるSC工程のホールタイプのマスク寸検マーク180aの被覆が不十分(即ち、マスク寸検マーク180aの開口部周辺におけるマスク寸検マーク190aのアモルファスシリコン膜190層の接触面積が小さい)であるため、シリコン酸化膜190からなるマスク寸検マーク180aに発生した応力を充分に抑制することができない。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
従来の半導体装置の製造方法は以上のようになされているので、ホールタイプのマスク寸検マークの開口部の層間絶縁膜にクラックなどの亀裂が入りやすく、このクラックに導電膜が進入することで配線間が漏電する可能性があるという課題があった。
【0014】
上記課題を具体的に説明すると、BP TEOSからなる層間のシリコン酸化膜は、被覆性はよいが膜内に大きな応力が蓄積しやすい。また、ホールタイプのマスク寸検マークは、数μmのデザインルールでシリコン酸化膜に形成したホールからなる。このため、マスク寸検マークを構成するシリコン酸化膜からの応力は、最小のデザインルールを用いて作成される他の箇所における応力許容値より大きくなる。このため、図5中の丸記号を付した位置X,Yで示したマスク寸検マーク150a,180aの開口部の層間絶縁膜にクラックなどの亀裂が発生しやすい。さらに、各工程において同一位置に同形(ホールタイプ)のマークを積層することから、マーク形成時に生じる応力が集中しやすい上に、開口部において上下の層間の接触面積も小さくなって応力の抑制も不十分になる。
【0015】
このようにしてマスク寸検マーク150a,180aの開口部の層間絶縁膜に生じたクラックなどの亀裂には、後工程においてスパッタリングなどで積層させる例えばタングステンなどの導電材が埋め込まれてしまう可能性がある。このため、この上層にアルミニウム配線などを設けると、配線間ショートなどの不具合を起し、製造時における歩留まりを低下させると共に、製品の信頼性も低下させる要因にもなる。
【0016】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、各工程におけるホールタイプのマスク寸検マークをベタパターンによって挟み込むサンドイッチ構造としたり、各工程においてマスク寸検マークのサンドイッチ構造を別の場所に形成することによって、各層に生じた応力を抑制してマスク寸検マークの開口部の層間絶縁膜におけるクラックなどの亀裂の発生を防止した半導体装置の製造方法を得ることを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る半導体装置の製造方法は、マスクパターンの位置合わせに使用するホールタイプのマークを半導体基板に形成したポリサイド膜からなる第1のベタパターン上に設け、該マークの使用後にはマークの開口部を含む領域を被覆するように第2のベタパターンを形成することを特徴とするものである。
【0018】
この発明に係る半導体装置の製造方法は、ホールタイプのマークを複数設ける際、各々を別々の領域に配置することを特徴とするものである。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態1.
図2はこの発明の実施の形態1による半導体装置の製造方法においてマスクパターンの位置合わせに用いるマスク寸検マーク及びこれを被覆するベタパターンの上面図であり、(a)はマスク寸検マーク、(b)はベタパターンを示す。図において、1は半導体基板としてのシリコン基板、2はシリコン基板1上に形成したシリコン酸化膜であって、マスク寸検マークを構成する。4はベタパターンであって、W−Si膜とドウプトアモルファスシリコン膜とからなるポリサイド膜から構成される。
【0020】
図2はこの発明の実施の形態1による半導体装置の製造方法を示す図であり、半導体装置としてDRAMを例に挙げ、(a)から(g)にゆくにつれて工程が進行するものとする。図において、3はTG工程でシリコン基板1上に形成されるW−Si膜層で、4はTG工程でW−Si膜層上に形成されるドウプトアモルファスシリコン膜である。これらW−Si膜層3及びドウプトアモルファスシリコン膜4によってポリサイド膜が構成される。4aはTG工程におけるマスク寸検マークであって、ポリサイド膜に異方性ポリサイドエッチングを施してFL工程で形成したマスク寸検マークと同一の位置Aに形成される。5は2N工程でTG工程後の基板上に形成されるシリコン酸化膜、5aは2N工程におけるマスク寸検マーク(ホールタイプのマーク)であって、シリコン酸化膜5に酸化膜ドライエッチングを施してマスク寸検マーク4aとは異なる位置Bに形成したホールタイプのマークである。
【0021】
6はBC工程で2N工程後の基板上に形成されるシリコン酸化膜、6aはBC工程におけるマスク寸検マーク(ホールタイプのマーク)であって、シリコン酸化膜6に酸化膜ドライエッチングを施して形成したホールタイプのマークである。7はBL工程でBC工程後の基板上に形成されるW−Si膜で、8はW−Si膜7上に形成されるドウプトアモルファスシリコン膜である。これらW−Si膜層7及びドウプトアモルファスシリコン膜8によってポリサイド膜が構成される。8aはBL工程におけるマスク寸検マーク(ホールタイプのマーク)であって、ポリサイド膜に異方性ポリサイドエッチングを施してBC工程で形成したマスク寸検マーク6aとは異なる位置Aに形成される。9はSC工程でBL工程後の基板上に形成されるシリコン酸化膜、9aはSC工程におけるマスク寸検マーク(ホールタイプのマーク)であって、シリコン酸化膜9に酸化膜ドライエッチングを施してマスク寸検マーク8aとは異なる位置Cに形成される。10はSN工程でSC工程後の基板上に形成されるアモルファスシリコン膜、10aはSN工程におけるマスク寸検マーク(ホールタイプのマーク)であって、異方性ポリサイドエッチングを施してSN工程で形成したマスク寸検マーク9aとは異なる位置Aに形成される。
【0022】
次に概要について説明する。
先ず、FL工程においてシリコン基板1にエッチングや熱酸化処理などを施して、図1(a)に示すようなシリコン酸化膜2からなるマスク寸検マークを半導体基板1上の位置Aに形成する。また、図2(a)は図1のB−B線に沿った断面図を示しており、図2(b)から図2(g)までの各位置A,B,CもB−B線に沿った断面図を示している。
【0023】
次に、図2(b)に示すTG工程に進み、FL工程後の基板の位置A及び位置BにW−Si膜3とアモルファスシリコン膜4とを積層してポリサイド膜を形成する。このあと、写真製版処理と異方性ポリサイドエッチングとによって、FL工程におけるシリコン酸化膜2からなるマスク寸検マーク上にポリサイド層からなるマスク寸検マーク4aを位置Aに形成する。また、位置Bでは、図1(b)に示すようなポリサイド膜のベタパターンが設けられる。この位置Bに設けたベタパターンの面積は、以後のBC工程で作成されるホールタイプのマークを構成するシリコン酸化膜の応力を抑制するのに充分な面積を持っていればよく、必ずしも図1(b)に示すようなパターンに限定されるものではない(例えば、図1(a)のマスク寸検マークにおける凹部(開口部)をそれぞれ被覆するパターンでもよい)。
【0024】
TG工程を完了すると、図2(c)に示す2N工程に進み、BP TEOS(Boron Phosphorus Tetra Ethyl Oltho Shilicate)膜、窒化膜などを成膜してシリコン酸化膜5を位置A,B,Cに形成する。このあと、写真製版処理と酸化膜ドライエッチングを施して、TG工程において位置Bに設けたポリサイド膜によるベタパターン上にホールタイプのマスク寸検マーク5aを形成する。また、位置A,Bには、シリコン酸化膜5によるベタパターンが設けられる。これらのベタパターンは、以後の工程において作成されるホールタイプのマークの底面領域を構成する。
【0025】
2N工程でLDD(Lightly Doped Drain)構造が形成されると、BC工程に進み、再びBP TEOS膜、窒化膜などを成膜してシリコン酸化膜6を形成する。このあと、写真製版処理と酸化膜ドライエッチングを施して、2N工程において位置Bに設けたマスク寸検マーク5a上に、図2(d)に示すようなホールタイプのマスク寸検マーク6aを形成する。
このとき、TG工程において位置Bにはポリサイド膜によるベタパターンが形成されているので、上記ポリサイド膜のベタパターンによるBC工程のホールタイプのマスク寸検マーク5aの下敷きが充分(即ち、TG工程において設けたポリサイド膜によるベタパターンとマスク寸検マーク5aのシリコン酸化膜5層の接触面積が大きい)であるため、シリコン酸化膜5からなるマスク寸検マーク5aに発生した応力を充分に抑制することができる。
【0026】
BC工程が完了すると、BL工程に進み、BC工程後の基板の位置A,B,CにW−Si膜7とアモルファスシリコン膜8とを積層してポリサイド膜を形成する。このあと、写真製版処理と異方性ポリサイドエッチングとによって、BC工程にて設けたシリコン酸化膜6からなるベタパターン上に、図2(e)に示すようなポリサイド膜からなるマスク寸検マーク8aを形成する。
このとき、図2(e)に示すように、BC工程において位置Bに設けたマスク寸検マーク6aの開口部を含む領域がポリサイド膜のベタパターンによって被覆される。このようにマスク寸検マーク6aをTG工程において位置Bに設けたポリサイド膜によるベタパターンとBC工程において位置Bに設けたポリサイド膜のベタパターンとによって挟み込むサンドイッチ型構造にすることで、マスク寸検マーク6aの開口部周辺に発生する応力を抑制することができる。また、後工程でホールタイプのマークを設けるために位置Cにもポリサイド膜によるベタパターンが形成される。
【0027】
次に、SC工程に進んで、BP TEOS膜、窒化膜などを成膜してBL工程後の基板上にシリコン酸化膜9を位置A,B,Cに形成する。このあと、写真製版処理と酸化膜ドライエッチングを施して、BL工程において位置Cに設けたポリサイド膜のベタパターン上に、図2(f)に示すようなホールタイプのマスク寸検マーク9aを形成する。
このとき、SC工程において位置Cに設けたマスク寸検マーク9aのシリコン酸化膜9層とBL工程において位置Cに設けたポリサイド膜からなるベタパターンとの接触面積が大きいため、シリコン酸化膜9からなるマスク寸検マーク9aに発生した応力を充分に抑制することができる。また、後工程でホールタイプのマークを設けるために位置A,Bにはシリコン酸化膜9からなるベタパターンが形成される。
【0028】
SC工程が完了すると、SN工程に進み、SC工程後の基板の位置A,Cにアモルファスシリコン膜10を積層する。このあと、写真製版処理と異方性ポリサイドエッチングとによって、SC工程におけるシリコン酸化膜9からなるベタパターン上に、図2(g)に示すようなマスク寸検マーク10aを形成する。
このとき、図2(g)に示すように、SC工程において位置Cに設けたマスク寸検マーク9aの開口部を含む領域がアモルファスシリコン膜10のベタパターンによって被覆される。このようにマスク寸検マーク9aをBL工程において位置Cに設けたポリサイド膜によるベタパターンとSC工程において位置Cに設けたアモルファスシリコン膜10のベタパターンとによって挟み込むサンドイッチ型構造にすることで、マスク寸検マーク9aの開口部周辺に発生する応力を抑制することができる。
【0029】
以上のように、この実施の形態1によれば、マスクパターンの位置合わせに使用するホールタイプのマーク6a,9aを半導体基板に形成したベタパターン上に設け、該マークの使用後にはマーク6a,9aの開口部を含む領域を被覆するようにベタパターンを形成するので、ホールタイプのマーク6a,9aから発生する応力を抑制することができることから、マーク6a,9aの開口部の外部の層間絶縁膜にクラックなどの亀裂が発生するのを防ぐことができる。これにより、これらクラックに起因する歩留まりの低下を抑制することができるとともに、製品の信頼性も向上させることができる。
【0030】
また、この実施の形態1によれば、ホールタイプのマークを複数設ける際、各々を別々の領域に配置するので、ホールタイプのマーク6a,9aから発生する応力が蓄積することを防ぐことができる。
【0031】
なお、上記実施の形態1では、半導体装置としてDRAMの製造工程について示したが、BP TEOSなどの大きな応力を蓄積する絶縁膜をホールタイプのマークの層間膜として使用する全てのデバイスに適用することができる。
【0032】
また、上記実施の形態1では、BP TEOSからなるシリコン酸化膜をホールタイプのマークの層間膜として使用する例を示したが、デバイスとした際に応力が発生する全ての層間膜に適用することができる。
【0033】
【発明の効果】
以上のように、この発明の半導体装置の製造方法によれば、マスクパターンの位置合わせに使用するホールタイプのマークを半導体基板に形成したベタパターン上に設け、該マークの使用後にはマークの開口部を含む領域を被覆するようにベタパターンを形成することを特徴とするので、ホールタイプのマークから発生する応力を抑制することができることから、マークの開口部の外部の層間絶縁膜にクラックなどの亀裂が発生するのを防ぐことができるという効果がある。これにより、これらクラックに起因する歩留まりの低下を抑制することができるとともに、製品の信頼性も向上させることができるという効果がある。
【0034】
この発明の半導体装置の製造方法によれば、ホールタイプのマークを複数設ける際、各々を別々の領域に配置することを特徴とするので、ホールタイプのマークから発生する応力が蓄積することを防ぐことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1による半導体装置の製造方法においてマスクパターンの位置合わせに用いるマスク寸検マーク及びこれを被覆するベタパターンの上面図である。
【図2】 この発明の実施の形態1による半導体装置の製造方法を示す図である。
【図3】 マスク寸検マークの上面図である。
【図4】 DRAMの製造工程ごとに作成するマスク寸検マークを示す図である。
【図5】 図5は図4(g)に示したマスク寸検マークの断面図を示す図である。
【符号の説明】
1 シリコン基板(半導体基板)、2 シリコン酸化膜、3 W−Si膜層、4 ドウプトアモルファスシリコン膜、4a マスク寸検マーク、5 シリコン酸化膜、5a マスク寸検マーク(ホールタイプのマーク)、6 シリコン酸化膜、6a マスク寸検マーク(ホールタイプのマーク)、7 W−Si膜、8 ドウプトアモルファスシリコン膜、8a マスク寸検マーク(ホールタイプのマーク)、9 シリコン酸化膜、9a マスク寸検マーク(ホールタイプのマーク)、10 アモルファスシリコン膜、10a マスク寸検マーク(ホールタイプのマーク)。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device in which the structure of a hole type mask dimension inspection mark used for mask pattern alignment, overlay inspection, etc. in the manufacturing process of the semiconductor device is improved.
[0002]
[Prior art]
In the manufacturing process of a semiconductor device, a complicated circuit pattern is formed by superimposing many masks. Therefore, the smaller the processing accuracy is, the more the relative positional deviation from the mask to be overlaid affects the product yield. In order to perform this relative alignment, an alignment mark serving as a reference for mask overlay is usually provided on the substrate. FIG. 3 is a top view of a mask dimension inspection mark used for alignment of the mask pattern as described above. In the figure, 100 is a silicon substrate as a semiconductor substrate, 110 is a silicon oxide film formed on the
[0003]
Next, the creation of the mask dimension inspection mark will be described by taking a DRAM manufacturing process (from a field separation process to a storage node process) as an example.
FIG. 4 is a diagram showing a mask dimension inspection mark created for each manufacturing process of the above-described DRAM, and the manufacturing process proceeds from (a) to (g). In the figure, 120 is a W-Si film layer formed on the
[0004]
150 is a silicon oxide film formed on the substrate after the 2N process in the bit line direct contact process (hereinafter abbreviated as BC process), 150a is a mask dimension inspection mark in the BC process, and an oxide film is formed on the
[0005]
FIG. 5 is a cross-sectional view of the mask dimension inspection mark shown in FIG. In the drawing, a is a dimension of a mask dimension inspection mark made of a polycide film in the TG process shown in FIG. 4B, and b is an opening of the hole type mask
[0006]
Next, an outline will be described.
First, in the FL process, the
[0007]
Next, the process proceeds to a TG process shown in FIG. 4B, and a polycide film is formed by laminating the W-Si
[0008]
When the TG process is completed, the process proceeds to a 2N process shown in FIG. 4C, and a
[0009]
When an LDD (Lightly Doped Drain) structure is formed in the 2N process, the process proceeds to the BC process, and a BP TEOS film, a nitride film, etc. are formed again to form a
At this time, if it is a fine design rule of 0.25 μm class, the dimension a of the mask
Therefore, underlaying of the hole type
[0010]
When the BC process is completed, the process proceeds to the BL process, where a W-Si
At this time, the size difference between the dimension b of the opening of the mask
Therefore, the hole size
[0011]
Next, the process proceeds to an SC process to form a BP TEOS film, a nitride film, etc., and form a
At this time, the dimension difference between the dimension d of the opening of the mask
Accordingly, the underlay of the hole type
[0012]
When the SC process is completed, the process proceeds to the SN process, and an
At this time, the dimension difference between the dimension d of the opening of the mask
Accordingly, the
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional method for manufacturing a semiconductor device is as described above, cracks such as cracks are likely to occur in the interlayer insulating film in the opening of the hole type mask dimension inspection mark, and the conductive film enters the crack. There was a problem that there was a possibility of leakage between wiring.
[0014]
Specifically, the silicon oxide film between the layers made of BP TEOS has good coverage, but large stress tends to accumulate in the film. The hole type mask dimension inspection mark is made of a hole formed in the silicon oxide film with a design rule of several μm. For this reason, the stress from the silicon oxide film constituting the mask dimension inspection mark is larger than the allowable stress value at other locations created using the minimum design rule. For this reason, cracks such as cracks are likely to occur in the interlayer insulating film at the openings of the mask dimension detection marks 150a and 180a indicated by the positions X and Y marked with a circle symbol in FIG. Furthermore, since the same shape (hole type) mark is laminated at the same position in each process, the stress generated at the time of mark formation tends to be concentrated, and the contact area between the upper and lower layers is reduced in the opening, thereby suppressing the stress. It becomes insufficient.
[0015]
In this way, there is a possibility that a conductive material such as tungsten, which is laminated by sputtering or the like in a later process, is buried in the cracks such as cracks generated in the interlayer insulating film at the openings of the mask dimension detection marks 150a and 180a. is there. For this reason, if an aluminum wiring or the like is provided in this upper layer, problems such as a short circuit between the wirings occur, resulting in a decrease in yield during manufacturing and a decrease in product reliability.
[0016]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and has a sandwich structure in which a hole type mask dimension inspection mark in each process is sandwiched between solid patterns, or a mask dimension inspection mark sandwich structure in each process is different. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device in which the stress generated in each layer is suppressed by preventing the occurrence of cracks such as cracks in an interlayer insulating film at the opening of a mask dimension inspection mark. .
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a hole type mark used for alignment of a mask pattern is provided on a first solid pattern made of a polycide film formed on a semiconductor substrate. The second solid pattern is formed so as to cover the region including the opening.
[0018]
The semiconductor device manufacturing method according to the present invention is characterized in that when a plurality of hole type marks are provided, each of them is arranged in a separate region.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below.
FIG. 2 is a top view of a mask dimension inspection mark used for alignment of a mask pattern and a solid pattern covering the mask pattern in the method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. (B) shows a solid pattern. In the figure, 1 is a silicon substrate as a semiconductor substrate, 2 is a silicon oxide film formed on the
[0020]
FIG. 2 is a diagram showing a method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. A DRAM is taken as an example of the semiconductor device, and the process proceeds from (a) to (g). In the figure, 3 is a W-Si film layer formed on the
[0021]
6 is a silicon oxide film formed on the substrate after the 2N process in the BC process, and 6a is a mask dimension inspection mark (hole type mark) in the BC process. The
[0022]
Next, an outline will be described.
First, in the FL process, the
[0023]
Next, the process proceeds to the TG process shown in FIG. 2B, and the polycide film is formed by laminating the W-
[0024]
When the TG process is completed, the process proceeds to the 2N process shown in FIG. 2C, and a BP TEOS (Boron Phosphorus Tetra Ethyl Silicate) film, a nitride film, etc. are formed to form the
[0025]
When an LDD (Lightly Doped Drain) structure is formed in the 2N process, the process proceeds to the BC process, and a BP TEOS film, a nitride film, etc. are formed again to form a
At this time, since a solid pattern of the polycide film is formed at the position B in the TG process, the underlay of the hole type
[0026]
When the BC process is completed, the process proceeds to the BL process, and the W-Si film 7 and the
At this time, as shown in FIG. 2E, the region including the opening of the mask
[0027]
Next, proceeding to the SC process, a BP TEOS film, a nitride film, and the like are formed, and
At this time, since the contact area between the
[0028]
When the SC process is completed, the process proceeds to the SN process, and the
At this time, as shown in FIG. 2G, the region including the opening of the mask
[0029]
As described above, according to the first embodiment, the hole type marks 6a and 9a used for the alignment of the mask pattern are provided on the solid pattern formed on the semiconductor substrate, and the
[0030]
Further, according to the first embodiment, when a plurality of hole type marks are provided, each is arranged in a separate region, so that it is possible to prevent the stress generated from the hole type marks 6a and 9a from accumulating. .
[0031]
In the first embodiment, the manufacturing process of the DRAM as the semiconductor device has been described. However, the present invention is applicable to all devices that use an insulating film that accumulates a large stress, such as BP TEOS, as an interlayer film of a hole type mark. Can do.
[0032]
In the first embodiment, an example in which a silicon oxide film made of BP TEOS is used as an interlayer film of a hole type mark has been described. However, the present invention is applied to all interlayer films that generate stress when used as a device. Can do.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a hole type mark used for alignment of a mask pattern is provided on a solid pattern formed on a semiconductor substrate, and the mark is opened after the mark is used. Since the solid pattern is formed so as to cover the region including the portion, the stress generated from the hole type mark can be suppressed. It is possible to prevent the occurrence of cracks. As a result, it is possible to suppress a decrease in yield due to these cracks and to improve the reliability of the product.
[0034]
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, when a plurality of hole type marks are provided, each of them is arranged in a separate region, so that accumulation of stress generated from the hole type marks is prevented. There is an effect that can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a top view of a mask dimension inspection mark used for alignment of a mask pattern and a solid pattern covering the mask pattern used in the method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a diagram showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a top view of a mask dimension inspection mark.
FIG. 4 is a diagram showing a mask dimension inspection mark created for each manufacturing process of a DRAM.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the mask dimension inspection mark shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1 silicon substrate (semiconductor substrate), 2 silicon oxide film, 3 W-Si film layer, 4 doped amorphous silicon film, 4a mask dimension mark, 5 silicon oxide film, 5a mask dimension mark (hole type mark), 6 silicon oxide film, 6a mask dimension mark (hole type mark), 7 W-Si film, 8 doped amorphous silicon film, 8a mask dimension mark (hole type mark), 9 silicon oxide film, 9a mask dimension Inspection mark (hole type mark), 10 Amorphous silicon film, 10a Mask dimension inspection mark (hole type mark).
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