JP2012222034A - Semiconductor device, manufacturing method of the same and semiconductor substrate - Google Patents
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Abstract
【課題】位置合わせ用のマークの内表面に形成された異物等に起因する、半導体素子への異物の影響を抑制することが可能な、半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】半導体基板SUBの主表面上に、第1の薄膜GI1および第2の薄膜GI2,GE,PEがこの順に形成される。上記主表面上のうち、素子形成領域の周辺領域における第2の薄膜GI2,GE,PEがパターニングされたマークMKを位置合わせのために用いながら、素子形成領域における第2の薄膜GI2,GE,PEをパターニングして素子の構成部が形成される。上記構成部が形成される工程において、マークMKの内表面が保護膜RS2により被覆された状態で第2の薄膜GI2,GE,PEがパターニングされる。
【選択図】図15A semiconductor device manufacturing method capable of suppressing the influence of foreign matter on a semiconductor element caused by foreign matter or the like formed on an inner surface of an alignment mark.
A first thin film GI1 and a second thin film GI2, GE, and PE are formed in this order on a main surface of a semiconductor substrate SUB. Among the main surfaces, the second thin films GI2, GE, GE, GE2, GE, PE in the element formation region are used for alignment while using the mark MK in which the second thin films GI2, GE, PE in the peripheral region of the element formation region are patterned. PE is patterned to form a component part of the element. In the step of forming the component, the second thin films GI2, GE, and PE are patterned in a state where the inner surface of the mark MK is covered with the protective film RS2.
[Selection] Figure 15
Description
本発明は半導体装置およびその製造方法、半導体基板に関し、より特定的には、位置合わせ用のマークを用いた半導体装置の製造方法、および当該製造方法により形成された半導体装置や半導体基板に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, a manufacturing method thereof, and a semiconductor substrate, and more particularly, to a manufacturing method of a semiconductor device using an alignment mark, and a semiconductor device and a semiconductor substrate formed by the manufacturing method.
半導体集積回路の微細化に伴い、半導体集積回路を構成する半導体素子の各部の寸法の縮小が進んでいる。このためたとえば下記の非特許文献1に記載のように、ゲート電極を通常の写真製版を用いて加工する際に、いわゆる2回加工がなされることがある。
With the miniaturization of semiconductor integrated circuits, the size of each part of a semiconductor element constituting the semiconductor integrated circuit is being reduced. Therefore, for example, as described in
非特許文献1の2回加工においては具体的には、1回目の加工において、複数のゲート電極が平面視において延在する方向に関して連続するようなパターンのみが形成される。その後、2回目の加工において、各半導体素子のゲート電極を形成するため、上記1回目の加工にて形成されたパターンが、互いに隣り合う半導体素子ごとのゲート電極となるように切断される。このようにすれば、たとえ微細化により1対の隣接するゲート電極の間隔が小さくなった場合においても、各々のゲート電極は、平面視における端部が丸くなることなく、角状の鋭い端部となるように形成される。
Specifically, in the two-time processing of
しかし上記の方法においては、ゲート電極を構成する導電膜の1回目の加工(エッチング)の際に、ゲート電極の加工時に位置合わせのために用いられるマークの内表面を構成する誘電体膜がエッチングされたり、当該マークの内表面上に残渣としての異物が付着する可能性がある。このような状況で、ゲート電極の最終的な形状を形成するための、当該導電膜の2回目の加工がなされれば、誘電体膜の下地の基板がエッチングされたり、エッチング材料との反応により上記異物が変質したりする可能性がある。当該異物が変質すれば、これを除去することが困難になることがある。このような下地基板のエッチングや異物は、たとえマークの形成部に発生したものであっても、素子が形成される領域に廻り込めば、当該素子の特性を劣化させる可能性がある。 However, in the above method, during the first processing (etching) of the conductive film constituting the gate electrode, the dielectric film constituting the inner surface of the mark used for alignment during the processing of the gate electrode is etched. Or foreign matter as a residue may adhere to the inner surface of the mark. In this situation, if the conductive film is processed a second time to form the final shape of the gate electrode, the substrate underlying the dielectric film is etched or reacted with the etching material. The foreign matter may be altered. If the foreign matter is altered, it may be difficult to remove it. Even if such etching of the base substrate or foreign matter occurs in the mark forming portion, if it goes around the region where the element is formed, the characteristics of the element may be deteriorated.
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものである。その目的は、微細化された半導体素子を上記2回加工により形成する場合においても、意図しない領域におけるエッチングや、異物の発生を抑制することが可能な半導体装置の製造方法を提供することである。また当該製造方法を用いた半導体装置や半導体基板を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device capable of suppressing etching in an unintended region and generation of foreign matters even when a miniaturized semiconductor element is formed by the above-described two-time processing. . Another object is to provide a semiconductor device or a semiconductor substrate using the manufacturing method.
本発明の一実施例による半導体装置の製造方法は以下の工程を備えている。
まず半導体基板の主表面上に、第1の薄膜および第2の薄膜がこの順に形成される。上記主表面上のうち、素子が形成される素子形成領域の周辺領域における第2の薄膜がパターニングされる。上記パターニングする工程において形成されたマークを位置合わせのために用いながら、素子形成領域における第2の薄膜をパターニングして素子の構成部が形成される。上記パターニングする工程において、素子形成領域において隣り合う1対の素子に挟まれた領域における第2の薄膜の少なくとも一部が除去される。上記構成部が形成される工程において、マークの内表面が保護膜により被覆された状態で第2の薄膜がパターニングされる。
A manufacturing method of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes the following steps.
First, the first thin film and the second thin film are formed in this order on the main surface of the semiconductor substrate. Of the main surface, the second thin film in the peripheral region of the element formation region where the element is formed is patterned. While using the mark formed in the patterning step for alignment, the second thin film in the element formation region is patterned to form a component part of the element. In the patterning step, at least a part of the second thin film in a region sandwiched between a pair of adjacent elements in the element formation region is removed. In the step of forming the component, the second thin film is patterned in a state where the inner surface of the mark is covered with a protective film.
上記一の実施例によれば、マークの内表面が保護膜により被覆された状態で、素子の構成部を形成する第2の薄膜がパターニングされる。このため、素子の構成部を形成する第2の薄膜がパターニングされる際に、マークの内表面が第2の薄膜のエッチング材料の曝露を受けることが抑制される。このため、下地基板がエッチングされたり、内表面の異物が変質するなどの不具合の発生が抑制でき、素子が形成される領域の特性の劣化が抑制される。 According to the first embodiment, the second thin film forming the component part of the element is patterned in a state where the inner surface of the mark is covered with the protective film. For this reason, when the 2nd thin film which forms the structure part of an element is patterned, it is suppressed that the inner surface of a mark receives the etching material of a 2nd thin film. For this reason, generation | occurrence | production of malfunctions, such as a base substrate being etched or a foreign material of an inner surface changing, can be suppressed, and the characteristic deterioration of the area | region in which an element is formed is suppressed.
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
(実施の形態1)
まず、本実施の形態としてウェハ状態の半導体装置について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
First, a semiconductor device in a wafer state will be described as this embodiment.
図1を参照して、本実施の形態において形成される半導体ウェハSWには、複数のチップ領域IMCおよびダイシングライン領域DLRが形成されている。半導体ウェハSWは、たとえばシリコンなどの半導体結晶からなる半導体基板を含んでいる。半導体基板における不純物の導電型は、いわゆるn型であってもよいし、p型であってもよい。ここでの複数のチップ領域IMCの各々は矩形の平面形状を有し、行列状に配置されている。 Referring to FIG. 1, a plurality of chip regions IMC and dicing line regions DLR are formed on a semiconductor wafer SW formed in the present embodiment. The semiconductor wafer SW includes a semiconductor substrate made of a semiconductor crystal such as silicon. The conductivity type of the impurity in the semiconductor substrate may be so-called n-type or p-type. Each of the plurality of chip regions IMC here has a rectangular planar shape and is arranged in a matrix.
図1および図2を参照して、複数のチップ領域IMCの各々は素子形成領域であり、素子形成領域には、たとえばMIS(Metal Insulator Semiconductor)トランジスタ、ダイオードなどの半導体素子TMが形成される。また複数のダイシングライン領域DLRの各々は、半導体ウェハSWを複数のチップ領域IMCからなる半導体チップに分割するために用いられる領域である。ダイシングライン領域DLRはマーク形成領域(素子形成領域の周辺領域)を含む領域であり、MISトランジスタなどの半導体素子を写真製版にて形成する際にパターニングする位置を決定する(位置合わせ)ために用いられるマークが形成される。 Referring to FIGS. 1 and 2, each of a plurality of chip regions IMC is an element formation region, and a semiconductor element TM such as a MIS (Metal Insulator Semiconductor) transistor or a diode is formed in the element formation region. Each of the plurality of dicing line regions DLR is a region used to divide the semiconductor wafer SW into semiconductor chips composed of a plurality of chip regions IMC. The dicing line region DLR is a region including a mark formation region (peripheral region of the element formation region), and is used for determining (positioning) a patterning position when a semiconductor element such as a MIS transistor is formed by photolithography. Marks are formed.
図2および図3を参照して、半導体基板SUBは、図1の半導体ウェハSWの下地基板である。半導体基板SUBの一方(図3における上側)の主表面上には、たとえばシリコン酸化膜からなる分離絶縁膜SIFが形成されている。半導体基板SUBの素子形成領域IMCとマーク形成領域DLRとは、分離絶縁膜SIFにより、互いに平面視において分離されている。素子形成領域IMCにおいては、平面視において互いに間隔をおいて複数形成される半導体素子TM同士が、分離絶縁膜SIFにより、互いに平面視において分離されている。 2 and 3, semiconductor substrate SUB is a base substrate of semiconductor wafer SW in FIG. On one main surface (upper side in FIG. 3) of the semiconductor substrate SUB, an isolation insulating film SIF made of, for example, a silicon oxide film is formed. The element formation region IMC and the mark formation region DLR of the semiconductor substrate SUB are separated from each other in plan view by the isolation insulating film SIF. In the element formation region IMC, a plurality of semiconductor elements TM formed at intervals from each other in plan view are separated from each other in plan view by the isolation insulating film SIF.
半導体素子TMがMISトランジスタである場合、MISトランジスタTMは、チャネル領域と、1対の不純物領域としてのソース領域SO、ドレイン領域DRと、ゲート絶縁膜GI1と、誘電体膜GI2と金属膜GEと多結晶シリコン膜PEとを有している。 When the semiconductor element TM is a MIS transistor, the MIS transistor TM includes a channel region, a source region SO as a pair of impurity regions, a drain region DR, a gate insulating film GI1, a dielectric film GI2, and a metal film GE. A polycrystalline silicon film PE.
ソース領域SOとドレイン領域DRとは、半導体基板SUBの一方の主表面に互いに間隔をおいて形成されている。たとえば半導体基板SUBがn型のシリコン単結晶からなり、トランジスタTMがいわゆるnチャネル型トランジスタである場合には、ソース領域SOやドレイン領域DRは、半導体基板SUBの一方の主表面に配置されるp型ウェル領域WLに形成されることが好ましい。 The source region SO and the drain region DR are formed on one main surface of the semiconductor substrate SUB at a distance from each other. For example, when the semiconductor substrate SUB is made of an n-type silicon single crystal and the transistor TM is a so-called n-channel transistor, the source region SO and the drain region DR are arranged on one main surface of the semiconductor substrate SUB. It is preferably formed in the mold well region WL.
ウェル領域WL上には、ゲート絶縁膜GI1(第1の薄膜)と、誘電体膜GI2と金属膜GEと多結晶シリコン膜PEとがこの順に積層されている。ゲート絶縁膜GI1は分離絶縁膜SIFが形成されない領域のほぼ全面を覆うように形成される。誘電体膜GI2と金属膜GEと多結晶シリコン膜PEとの積層構造(第2の薄膜)は、ゲート絶縁膜GI1に比べて平面視において小さい面積を有している。誘電体膜GI2と金属膜GEと多結晶シリコン膜PEとの積層構造は半導体素子TMのゲート電極(構成部)を構成している。 On the well region WL, a gate insulating film GI1 (first thin film), a dielectric film GI2, a metal film GE, and a polycrystalline silicon film PE are stacked in this order. The gate insulating film GI1 is formed so as to cover almost the entire region where the isolation insulating film SIF is not formed. The laminated structure (second thin film) of the dielectric film GI2, the metal film GE, and the polycrystalline silicon film PE has a smaller area in plan view than the gate insulating film GI1. The laminated structure of the dielectric film GI2, the metal film GE, and the polycrystalline silicon film PE constitutes a gate electrode (component) of the semiconductor element TM.
素子形成領域IMCにおいて複数並ぶゲート電極は、平面視においてたとえば矩形状の長尺形状を有している。隣接する1対の素子TMに注目すれば、ゲート電極の長手方向の端部同士が対向するように配置されている。したがって図2の上下方向に関して隣接する複数の素子TMのゲート電極同士は、長手方向(延在する方向)が互いに略平行となる。また図2の上下方向に関して隣接する複数の素子TMのゲート電極は、全てほぼ一直線上に乗るように配置されている。言い換えれば、図2の上下方向に関して隣接する複数の素子TMのゲート電極同士は、図2の左右方向に関する位置(座標)がほぼ等しい。 A plurality of gate electrodes arranged in the element formation region IMC have, for example, a long rectangular shape in plan view. If attention is paid to a pair of adjacent elements TM, the end portions in the longitudinal direction of the gate electrodes are arranged to face each other. Accordingly, the longitudinal directions (extending directions) of the gate electrodes of the plurality of elements TM adjacent in the vertical direction in FIG. 2 are substantially parallel to each other. In addition, the gate electrodes of the plurality of elements TM adjacent in the vertical direction in FIG. 2 are all arranged on a substantially straight line. In other words, the gate electrodes of a plurality of elements TM adjacent in the vertical direction in FIG. 2 have substantially the same position (coordinates) in the horizontal direction in FIG.
マーク形成領域DLRにおいても、平面視における一部において、分離絶縁膜SIFが形成されずに誘電体膜GI1で覆われた領域が存在する。マーク形成領域においても、半導体素子TMのゲート電極と同様の(誘電体膜GI2、金属膜GE、多結晶シリコン膜PEからなる)積層構造が形成されている。そしてマーク形成領域のうち平面視における一部において溝部MKが形成されている。溝部MKは、マーク形成領域の積層構造が欠落した溝形状を形成する領域である。ここでは一例として、平面視において2本の直線が互いにほぼ直交する、十字型の溝部MK(マーク)が示されている。溝部MKは半導体素子TMの形成時にパターニングするための位置合わせ用のマークとして用いられる。 Also in the mark formation region DLR, there is a region covered with the dielectric film GI1 without being formed with the isolation insulating film SIF in a part in plan view. Also in the mark formation region, a stacked structure (consisting of the dielectric film GI2, the metal film GE, and the polycrystalline silicon film PE) similar to the gate electrode of the semiconductor element TM is formed. A groove MK is formed in a part of the mark formation region in plan view. The groove part MK is an area for forming a groove shape lacking the laminated structure of the mark formation area. Here, as an example, a cross-shaped groove MK (mark) is shown in which two straight lines are substantially orthogonal to each other in plan view. The groove MK is used as an alignment mark for patterning when the semiconductor element TM is formed.
図4〜図7を参照して、図2および図3に示すマークMKは、MISトランジスタTMのゲート電極と同様の、誘電体膜GI2、金属膜GEと多結晶シリコン膜PEとの積層構造の壁面により形成されている。図4〜図7においては、後述する素子形成領域のパターニング工程(いわゆる2回目の加工)時に用いるレジストRSが、先に形成されたマークMKの内表面を覆うように塗布された態様を示している。またレジストRSは平面視において、マークMKの面積以上の面積を有する領域を覆っている(レジストRSはマークMKの外側の領域の一部をも覆っている)。 4 to 7, mark MK shown in FIGS. 2 and 3 has a stacked structure of dielectric film GI2, metal film GE, and polycrystalline silicon film PE, which is the same as the gate electrode of MIS transistor TM. It is formed by the wall surface. 4 to 7 show a mode in which a resist RS used in an element formation region patterning step (so-called second processing) to be described later is applied so as to cover the inner surface of the previously formed mark MK. Yes. Further, the resist RS covers a region having an area larger than the area of the mark MK in plan view (the resist RS also covers a part of the region outside the mark MK).
図4および図5においては、マークMKは、半導体基板SUBの主表面上の分離絶縁膜SIF上に形成されている。これに対して図6および図7においては、マークMKは、半導体基板SUBの主表面上の誘電体膜GI1上に形成されている。このようにマークMKの底面は、分離絶縁膜SIFであってもよいし、誘電体膜GI1であってもよい。本実施の形態では、このことを説明するために、たとえば図2および図3において、シリコン酸化膜GI1と分離絶縁膜SIFとの両者の上にまたがるようにマークMKが形成された態様を示している。 4 and 5, mark MK is formed on isolation insulating film SIF on the main surface of semiconductor substrate SUB. On the other hand, in FIGS. 6 and 7, the mark MK is formed on the dielectric film GI1 on the main surface of the semiconductor substrate SUB. Thus, the bottom surface of the mark MK may be the isolation insulating film SIF or the dielectric film GI1. In the present embodiment, in order to explain this, for example, FIG. 2 and FIG. 3 show a mode in which the mark MK is formed so as to straddle both the silicon oxide film GI1 and the isolation insulating film SIF. Yes.
半導体ウェハSWは、ダイシング工程により個々の半導体チップIMC(半導体装置)に分割する前においては、上記の半導体素子TMとマークMKとが共存する状態となっている。次に図8〜図17を参照して、上記の構成を有する本実施の形態の半導体チップIMC(半導体ウェハSW)の製造方法について、単一のチップ領域IMCとダイシングライン領域DLRとに着目しながら説明する。 The semiconductor element SW and the mark MK coexist before the semiconductor wafer SW is divided into individual semiconductor chips IMC (semiconductor devices) by the dicing process. Next, with reference to FIGS. 8 to 17, the manufacturing method of the semiconductor chip IMC (semiconductor wafer SW) of the present embodiment having the above-described configuration is focused on a single chip region IMC and a dicing line region DLR. While explaining.
図8および図9を参照して、まずシリコンやゲルマニウムなどの単結晶からなる半導体基板SUBが準備される。この半導体基板SUBは図1の半導体ウェハSWの下地として用いられる基板である。 Referring to FIGS. 8 and 9, first, a semiconductor substrate SUB made of a single crystal such as silicon or germanium is prepared. This semiconductor substrate SUB is a substrate used as a base of the semiconductor wafer SW of FIG.
次に素子形成領域、マーク形成領域ともに、当該半導体基板SUBの一方の主表面上に、分離絶縁膜SIFが形成される。具体的には、まず半導体基板SUBの一方の主表面上に形成されるシリコン酸化膜やシリコン窒化膜が、通常の写真製版によりパターニングされる。形成されるパターンをマスクとして、たとえばドライエッチング技術により基板SUBを部分的に除去し、溝が形成される。次にその溝の内壁面を熱酸化した後、溝の内部を充填するように、たとえばCVD(Chemical Vapor Deposition)法によりシリコン酸化膜からなる分離絶縁膜SIFが形成される。 Next, in both the element formation region and the mark formation region, an isolation insulating film SIF is formed on one main surface of the semiconductor substrate SUB. Specifically, first, a silicon oxide film or a silicon nitride film formed on one main surface of the semiconductor substrate SUB is patterned by ordinary photolithography. Using the pattern to be formed as a mask, the substrate SUB is partially removed by, for example, a dry etching technique to form a groove. Next, after thermally oxidizing the inner wall surface of the groove, an isolation insulating film SIF made of a silicon oxide film is formed by, for example, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method so as to fill the inside of the groove.
分離絶縁膜SIFは、後に形成される複数の半導体素子TM間を互いに電気的に分離したり、素子形成領域IMCとマーク形成領域DLRとを互いに電気的に分離したりするものである。分離絶縁膜SIFは、たとえば通常の写真製版により、半導体基板SUBの主表面上の必要な領域にのみ配置されるようにパターニングされる。具体的には、たとえば後に半導体素子TMが形成される領域以外の領域に分離絶縁膜SIFが形成されることが好ましい。またマーク形成領域DLRにおいては、たとえば後にマークが形成される領域やその周囲など、任意の領域に分離絶縁膜SIFが形成されうる。 The isolation insulating film SIF electrically isolates a plurality of semiconductor elements TM to be formed later, or electrically isolates the element formation region IMC and the mark formation region DLR from each other. Isolation insulating film SIF is patterned by, for example, ordinary photolithography so as to be disposed only in a necessary region on the main surface of semiconductor substrate SUB. Specifically, for example, the isolation insulating film SIF is preferably formed in a region other than a region where the semiconductor element TM is formed later. In the mark formation region DLR, for example, the isolation insulating film SIF can be formed in an arbitrary region such as a region where a mark is to be formed later and its periphery.
分離絶縁膜SIFが形成された後に、半導体素子TMが形成される領域にウェル領域WLが形成される。ウェル領域WLは、通常の写真製版およびイオン注入技術を用いて形成される。たとえば半導体基板SUBがn型の半導体結晶からなる場合には、p型不純物領域としてのウェル領域WLが形成される。 After the isolation insulating film SIF is formed, a well region WL is formed in a region where the semiconductor element TM is formed. The well region WL is formed using ordinary photolithography and ion implantation techniques. For example, when the semiconductor substrate SUB is made of an n-type semiconductor crystal, a well region WL as a p-type impurity region is formed.
図10および図11を参照して、分離絶縁膜SIFやウェル領域WLが形成された半導体基板SUBの主表面上に、誘電体膜GI1(第1の薄膜)と、誘電体膜GI2と金属膜GEと多結晶シリコン膜PEと(第2の薄膜)がこの順に積層される。誘電体膜GI1はたとえばシリコン酸化膜からなる絶縁膜であることが好ましく、誘電体膜GI2はたとえばシリコン窒化膜からなる絶縁膜であることが好ましい。また金属膜GEはたとえばアルミニウムやタングステンからなる薄膜であることが好ましい。 Referring to FIGS. 10 and 11, on the main surface of semiconductor substrate SUB on which isolation insulating film SIF and well region WL are formed, dielectric film GI1 (first thin film), dielectric film GI2, and metal film GE, polycrystalline silicon film PE (second thin film) are laminated in this order. Dielectric film GI1 is preferably an insulating film made of, for example, a silicon oxide film, and dielectric film GI2 is preferably made of an insulating film made of, for example, a silicon nitride film. The metal film GE is preferably a thin film made of, for example, aluminum or tungsten.
図11においては、たとえば通常の写真製版およびエッチングにより、分離絶縁膜SIFが形成されない領域のみに誘電体膜GI1が形成されている。そして誘電体膜GI2およびその上部の各薄膜は、分離絶縁膜SIFと平面視において重なる領域を含めて形成されている。しかし誘電体膜GI1も誘電体膜GI2などと同様に、分離絶縁膜SIFと平面視において重なる領域を含めて形成されてもよい。また図11においては、分離絶縁膜SIFの最上面(図11における最も上部の表面)が、たとえばウェル領域WL上のゲート絶縁膜GI1の最上面よりも上側を延在する。しかし分離絶縁膜SIFが領域間を電気的に分離する機能を確保できれば、分離絶縁膜SIFの最上面とウェル領域WLの最上面との、図11の上下方向に関する高さがほぼ同じであってもよい。 In FIG. 11, the dielectric film GI1 is formed only in a region where the isolation insulating film SIF is not formed, for example, by normal photolithography and etching. The dielectric film GI2 and the thin films on the dielectric film GI2 are formed including a region overlapping the isolation insulating film SIF in plan view. However, the dielectric film GI1 may also be formed including a region overlapping the isolation insulating film SIF in plan view, like the dielectric film GI2. In FIG. 11, the uppermost surface (uppermost surface in FIG. 11) of isolation insulating film SIF extends, for example, above the uppermost surface of gate insulating film GI1 on well region WL. However, if the isolation insulating film SIF can secure the function of electrically isolating the regions, the uppermost surface of the isolation insulating film SIF and the uppermost surface of the well region WL have substantially the same height in the vertical direction in FIG. Also good.
図12および図13を参照して、たとえばフォトレジストRS1などの感光剤が多結晶シリコン膜PE上に塗布され、通常の写真製版およびエッチング(パターニング)がなされる。この処理により、マーク形成領域DLRの一部の領域における誘電体膜GI2、金属膜GEおよび多結晶シリコン膜PEが除去され、溝状のマークMKが形成される。ここでマークMKの底面(図13におけるマークMKの最下部の面)は、半導体素子TMのチャネル領域などに相当する活性領域と同一材料、すなわちシリコン酸化膜からなる誘電体膜GI1であってもよい。あるいはマークMKの底面は、シリコン酸化膜からなる分離絶縁膜SIFであってもよい。図12および図13においてはそのことを示すために、マークMKの底面は、左側半分が誘電体膜GI1となっており、右側半分が分離絶縁膜SIFとなっている。 Referring to FIGS. 12 and 13, for example, a photosensitizer such as photoresist RS1 is applied onto polycrystalline silicon film PE, and normal photolithography and etching (patterning) are performed. By this process, the dielectric film GI2, the metal film GE, and the polycrystalline silicon film PE in a part of the mark formation region DLR are removed, and a groove-shaped mark MK is formed. Here, the bottom surface of the mark MK (the lowermost surface of the mark MK in FIG. 13) is the same material as the active region corresponding to the channel region of the semiconductor element TM, that is, the dielectric film GI1 made of a silicon oxide film. Good. Alternatively, the bottom surface of the mark MK may be an isolation insulating film SIF made of a silicon oxide film. In order to show this in FIGS. 12 and 13, the left half of the bottom surface of the mark MK is the dielectric film GI1, and the right half is the isolation insulating film SIF.
マークMKが形成されるパターニングの際、同時に素子形成領域IMCにおいても、その一部の領域において誘電体膜GI2、金属膜GEおよび多結晶シリコン膜PEが除去され、底に誘電体膜GI1を残して溝部TRが形成される。この溝部TRは、後に1対の半導体素子TMが形成される領域に挟まれた領域に形成されることが好ましい。より具体的には、溝部TRは、たとえば半導体素子TMがMISトランジスタである場合に、平面視において延在するMISトランジスタのゲート電極の端部に挟まれた領域を含むように形成されることが好ましい。形成されるMISトランジスタは図12における左右方向が長手方向となり、当該長手方向の中心部にゲート電極が形成される。このため溝部TRは、図12の上下方向に隣接する1対のMISトランジスタが形成される領域に挟まれた領域に、図12の左右方向に延在するように形成される。 During patterning for forming the mark MK, the dielectric film GI2, the metal film GE, and the polycrystalline silicon film PE are removed in a part of the element formation region IMC at the same time, leaving the dielectric film GI1 at the bottom. Thus, the trench part TR is formed. The trench part TR is preferably formed in a region sandwiched between regions where a pair of semiconductor elements TM will be formed later. More specifically, for example, when the semiconductor element TM is a MIS transistor, the trench part TR may be formed so as to include a region sandwiched between the end portions of the gate electrode of the MIS transistor extending in plan view. preferable. In the MIS transistor to be formed, the left-right direction in FIG. 12 is the longitudinal direction, and a gate electrode is formed at the center in the longitudinal direction. Therefore, the trench part TR is formed so as to extend in the left-right direction in FIG. 12 in a region sandwiched between regions where a pair of MIS transistors adjacent in the vertical direction in FIG. 12 are formed.
図14および図15を参照して、ゲート電極としての構成部を形成するためのフォトレジストRS2が塗布され、通常の写真製版およびエッチングがなされる。この処理により、MISトランジスタTMのゲート電極を形成しようとする領域と平面視において重なる領域、およびマークMKの内表面を被覆するように、レジストRS2のパターン(保護膜)が形成されることが好ましい。より具体的には、レジストRS2のパターンは、ゲート電極を形成しようとする領域に加えて、マーク形成領域DLRにおいてたとえばマークMKを充填するように配置されることが好ましい。このようにすれば、レジストRS2は、マークMKの内表面すなわちマークMKの内部の側面(図15の多結晶膜PEから誘電体膜GI2まで上下方向に延びる側面)および底面を被覆することができる。当該保護膜(レジストRS2)により、マークMKの内表面は露出されないよう保護される。 Referring to FIGS. 14 and 15, a photoresist RS2 for forming a constituent portion as a gate electrode is applied, and normal photolithography and etching are performed. By this treatment, it is preferable that the resist RS2 pattern (protective film) is formed so as to cover the region where the gate electrode of the MIS transistor TM is to be formed and the inner surface of the mark MK. . More specifically, the pattern of the resist RS2 is preferably arranged so as to fill, for example, the mark MK in the mark formation region DLR in addition to the region where the gate electrode is to be formed. In this way, the resist RS2 can cover the inner surface of the mark MK, that is, the side surface inside the mark MK (the side surface extending in the vertical direction from the polycrystalline film PE to the dielectric film GI2 in FIG. 15) and the bottom surface. . The protective film (resist RS2) protects the inner surface of the mark MK from being exposed.
レジストRS2がマークMKの内表面のほぼ全面を覆うためには、マークMKの平面視における面積以上の面積を有するようにレジストRS2を形成することが好ましい。マークMKの内表面を保護するレジストRS2は、図15に示すように、マークMKの平面視における面積よりも大きい面積を有する領域に形成されてもよい。この場合レジストRS2のパターンは、マークMKの内表面を被覆するようにマークMKの内部を充填しつつ、平面視におけるマークMKの外周部の少なくとも一部をも被覆するように形成される。このようにすれば、マークMKの内部を確実に被覆するようにレジストRS2のパターンを形成することができる。ただし後述するようにたとえばマークMKと平面視において重なる領域のみに形成されてもよい。 In order for the resist RS2 to cover almost the entire inner surface of the mark MK, it is preferable to form the resist RS2 so as to have an area larger than the area of the mark MK in plan view. The resist RS2 that protects the inner surface of the mark MK may be formed in a region having an area larger than the area of the mark MK in plan view, as shown in FIG. In this case, the pattern of the resist RS2 is formed so as to cover at least part of the outer periphery of the mark MK in plan view while filling the inside of the mark MK so as to cover the inner surface of the mark MK. In this way, the resist RS2 pattern can be formed so as to reliably cover the inside of the mark MK. However, as will be described later, for example, it may be formed only in a region overlapping the mark MK in plan view.
図16および図17を参照して、マークMKをレジストパターンRS2で覆ったまま、
素子形成領域IMCに形成されたレジストパターンRS2をマスクとしたエッチングがなされる。この処理により、素子形成領域IMCの誘電体膜GI2などがパターニングされ、ゲート電極が形成される。このゲート電極は、誘電体膜GI2と金属膜GEと多結晶シリコン膜PEとの積層構造である。図16および図17に示すマーク形成領域の態様は、図4および図5に示すマーク形成領域に対応する。
Referring to FIG. 16 and FIG. 17, the mark MK is covered with the resist pattern RS2,
Etching is performed using the resist pattern RS2 formed in the element formation region IMC as a mask. By this process, the dielectric film GI2 and the like in the element formation region IMC are patterned, and a gate electrode is formed. This gate electrode has a laminated structure of a dielectric film GI2, a metal film GE, and a polycrystalline silicon film PE. The mode of the mark formation region shown in FIGS. 16 and 17 corresponds to the mark formation region shown in FIGS. 4 and 5.
ここで、マーク形成領域のレジストパターンRS2がマークMKの内表面を被覆したままの状態で、ゲート電極を形成するパターニングがなされる。その後、新たなマスクを用いたイオン注入技術により、ウェル領域WLの内部にソース領域SOおよびドレイン領域DRが形成される。 Here, patterning for forming a gate electrode is performed in a state where the resist pattern RS2 in the mark formation region covers the inner surface of the mark MK. Thereafter, the source region SO and the drain region DR are formed inside the well region WL by an ion implantation technique using a new mask.
レジストパターンRS2が除去されることにより、図2および図3に示す態様の半導体素子TMやマークMKが形成される。なお図示は省略されるが、実際には図2および図3に示す態様の半導体素子TMに、後工程を経ることにより、さらに配線や絶縁膜などが形成された構成の半導体素子を複数有する半導体基板(半導体ウェハSW:図1参照)が形成される。さらに半導体ウェハSWがダイシングライン領域DLRにおいてダイシングされることにより、個々のチップ領域IMCとしての半導体チップが形成される。 By removing the resist pattern RS2, the semiconductor element TM and the mark MK shown in FIGS. 2 and 3 are formed. In addition, although illustration is omitted, actually, a semiconductor having a plurality of semiconductor elements having a configuration in which wirings, insulating films, and the like are further formed in the semiconductor element TM of the embodiment shown in FIGS. A substrate (semiconductor wafer SW: see FIG. 1) is formed. Further, the semiconductor wafer SW is diced in the dicing line region DLR, thereby forming semiconductor chips as individual chip regions IMC.
次に、本実施の形態の作用効果について、図18〜図26の比較例を参照しながら説明する。まず図18〜図20を参照しながら、本実施の形態と比較例とに共通の、ゲート電極の加工方法について説明する。 Next, the effect of this Embodiment is demonstrated, referring the comparative example of FIGS. First, a gate electrode processing method common to the present embodiment and the comparative example will be described with reference to FIGS.
図18〜図20においては、素子形成領域の上面図のみ示している。図18を参照して、半導体素子TMは図2〜図3に示す本実施の形態の半導体素子TMと同様の構成(多結晶シリコン膜PEなどを有する積層構造)を有するMISトランジスタである。図18においても本実施の形態と同様に複数の半導体素子TMのゲート電極同士が互いに略平行に、かつほぼ一直線上に乗るように配置されている。また半導体素子TMの周囲には、素子TM同士を電気的に分離する分離絶縁膜SIFが形成されている。 18 to 20, only the top view of the element formation region is shown. Referring to FIG. 18, semiconductor element TM is a MIS transistor having the same configuration (laminated structure including polycrystalline silicon film PE) as semiconductor element TM of the present embodiment shown in FIGS. In FIG. 18, as in the present embodiment, the gate electrodes of the plurality of semiconductor elements TM are arranged so as to be substantially parallel to each other and on a substantially straight line. An isolation insulating film SIF that electrically isolates the elements TM is formed around the semiconductor element TM.
特に半導体集積回路の微細化が進み、図18の隣接する1対のゲート電極の長手方向の端部同士の間隔が小さくなれば、当該端部に挟まれた領域を通常の写真製版にて精密にエッチング加工することが困難になる。その対策として、図19を参照して、まずゲート電極が形成される領域に挟まれた領域を含む溝部TRを形成するように、ゲート電極を構成する積層構造の薄膜がエッチングされる。その後、図20を参照して、ゲート電極を形成する領域のみ残るように、他の領域の当該積層構造がエッチング除去される。図19に示す工程と図20に示す工程とのいわゆる2回加工がなされることにより、図20に示すゲート電極(多結晶シリコン膜PE)が形成される。上記の本実施の形態においても、図12、図14および図16に示すように、図18〜図20と同様の加工方法(いわゆる2回加工)が用いられる。 In particular, if the semiconductor integrated circuit is further miniaturized and the distance between the end portions in the longitudinal direction of a pair of adjacent gate electrodes in FIG. 18 is reduced, the region sandwiched between the end portions is accurately processed by ordinary photoengraving. It becomes difficult to perform the etching process. As a countermeasure, referring to FIG. 19, first, a thin film having a stacked structure that forms a gate electrode is etched so as to form a trench TR including a region sandwiched between regions where a gate electrode is formed. Thereafter, referring to FIG. 20, the stacked structure in the other region is etched away so that only the region for forming the gate electrode remains. The gate electrode (polycrystalline silicon film PE) shown in FIG. 20 is formed by performing so-called twice processing of the process shown in FIG. 19 and the process shown in FIG. Also in the present embodiment, as shown in FIGS. 12, 14, and 16, the same processing method (so-called two-time processing) as in FIGS. 18 to 20 is used.
次に図21〜図26を参照して、本実施の形態の比較例におけるマーク形成領域を含む製造方法について説明する。当該比較例においては、図8〜図13に示す本実施の形態と同様の処理がなされた後、図21〜図26に示す処理がなされる。したがって比較例においても、図12および図13に示す、上記2回加工のうち1回目の加工としての溝部TRとMKとの形成(図12および図13参照)と、2回目の加工としてのゲート電極の形成(図21〜図26)とがなされる。 Next, a manufacturing method including a mark formation region in a comparative example of the present embodiment will be described with reference to FIGS. In the comparative example, after the same processing as that of the present embodiment shown in FIGS. 8 to 13 is performed, the processing shown in FIGS. 21 to 26 is performed. Accordingly, also in the comparative example, the formation of the groove portions TR and MK (see FIGS. 12 and 13) as the first machining out of the two machinings shown in FIGS. 12 and 13 and the gate as the second machining. An electrode is formed (FIGS. 21 to 26).
図21および図22の工程は、図14および図15の工程と比較して、マークMKの溝にレジストRS2が充填されていない点において異なっている。すなわち本比較例においては、多結晶シリコン膜PEなどの導電体膜をゲート電極としてパターニングするために用いるレジストRS2が、マーク形成領域においてはすべてエッチングにより除去される。このためゲート電極のパターニングの際には、マークMKの内表面が露出された状態となる。同様に、図23および図24の工程は図16および図17と比較して、マークMKの内表面上にレジストRS2のパターンが形成されないため、マーク形成領域DLRの薄膜PEなどの積層構造はエッチングによりすべて除去される点において異なっている。また図25および図26は、図2および図3と比較して、マーク形成領域DLRには積層構造が形成されていない点において異なっている。 The steps of FIGS. 21 and 22 differ from the steps of FIGS. 14 and 15 in that the resist RS2 is not filled in the groove of the mark MK. That is, in this comparative example, the resist RS2 used for patterning using a conductive film such as the polycrystalline silicon film PE as a gate electrode is entirely removed by etching in the mark formation region. For this reason, when patterning the gate electrode, the inner surface of the mark MK is exposed. Similarly, in the process of FIGS. 23 and 24, the resist RS2 pattern is not formed on the inner surface of the mark MK as compared with FIGS. 16 and 17, so that the laminated structure such as the thin film PE in the mark formation region DLR is etched. Are different in that they are all removed. 25 and FIG. 26 differ from FIGS. 2 and 3 in that a laminated structure is not formed in the mark formation region DLR.
ここで、図21および図22に示す工程の前に行なう工程(図12および図13参照)において形成されるマークMKは通常、その良好な視認性を確保するために、平面視における(半導体基板SUBの主表面に沿う方向の)幅が0.1μm以上と比較的大きい。このように幅が比較的大きい溝部MKを形成すれば、当該溝部MKの内表面にオーバーエッチング部OEや異物FRNが形成されることがある。オーバーエッチング部OEとはマークMKを形成する際に誘電体膜GI2とともに、(本来エッチングされるべきでない)マークMKの底面を構成する誘電体膜GI1の一部がエッチングされた領域を意味する。また異物FRNとは、図12および図13においてマークMKを形成する際に、マークMKの底面を構成する分離絶縁膜SIFの上などに付着する、エッチング生成物やフォトレジストなどの残渣物である。 Here, the mark MK formed in the step (see FIGS. 12 and 13) performed before the step shown in FIGS. 21 and 22 is normally (planar view) in order to ensure good visibility (semiconductor substrate). The width (in the direction along the main surface of the SUB) is relatively large at 0.1 μm or more. When the groove portion MK having a relatively large width is formed as described above, an over-etched portion OE and a foreign matter FRN may be formed on the inner surface of the groove portion MK. The over-etched portion OE means a region where a part of the dielectric film GI1 constituting the bottom surface of the mark MK (which should not be etched originally) is etched together with the dielectric film GI2 when the mark MK is formed. The foreign substance FRN is a residue such as an etching product or a photoresist that adheres on the isolation insulating film SIF constituting the bottom surface of the mark MK when the mark MK is formed in FIGS. .
図21〜図26の比較例においては、マークMKの内表面がレジスト(保護膜)により保護されない状態で、ゲート電極を形成するためのエッチングがなされる。このためマークMKの形成等の際に生じたオーバーエッチング部OEや異物FRNが露出された状態で、当該エッチングがなされる。 In the comparative example of FIGS. 21 to 26, etching for forming the gate electrode is performed in a state where the inner surface of the mark MK is not protected by the resist (protective film). For this reason, the etching is performed in a state where the over-etched portion OE and the foreign matter FRN generated during the formation of the mark MK are exposed.
オーバーエッチング部OEが露出した状態で図23および図24に示すゲート電極のパターニングがなされれば、そのとき用いられるエッチングガスやエッチング液により、オーバーエッチングされた誘電体膜GI1の下に存在する半導体基板SUBについてもエッチングされることがある。またマークMKの内表面上に形成された異物FRNが露出された状態で図23および図24に示すゲート電極のパターニングがなされれば、異物FRNがそのとき用いられるエッチングガスやエッチング液と反応して変質することがある。変質した異物FRNは、図25および図26に示す(レジストRS2のパターンを除去する)工程においても、レジストRS2と一緒に除去することが困難となる。 If the gate electrode shown in FIGS. 23 and 24 is patterned with the overetched portion OE exposed, the semiconductor existing under the overetched dielectric film GI1 by the etching gas or etchant used at that time. The substrate SUB may also be etched. If the gate electrode shown in FIGS. 23 and 24 is patterned in a state where the foreign matter FRN formed on the inner surface of the mark MK is exposed, the foreign matter FRN reacts with the etching gas or etchant used at that time. May be altered. The altered foreign substance FRN is difficult to remove together with the resist RS2 even in the step shown in FIGS. 25 and 26 (removing the pattern of the resist RS2).
また図25および図26に示す工程にて残留した異物FRNがそれ以降の工程において剥がれた場合、当該異物FRNが素子形成領域に廻り込むことにより、素子TMの性能等に影響を及ぼす可能性がある。オーバーエッチング部OEによりその下部の半導体基板SUBの一部がエッチングされた場合においても、当該オーバーエッチング部に起因して形成された異物が、素子形成領域に廻り込むように付着する可能性がある。 Further, when the foreign matter FRN remaining in the steps shown in FIGS. 25 and 26 is peeled off in the subsequent steps, the foreign matter FRN may enter the element formation region, thereby possibly affecting the performance of the element TM. is there. Even when a part of the semiconductor substrate SUB underneath is etched by the over-etching portion OE, the foreign matter formed due to the over-etching portion may adhere to the element formation region. .
そこで図14〜図17に示す本実施の形態のように、上記2回加工のうち2回目の加工において、マークMKの内表面を、ゲート電極のエッチングに用いるレジストRS2と同一のレジストRS2で覆う。この状態でゲート電極がエッチングされれば、マークMKの内表面のオーバーエッチング部OEや異物FRNは、当該エッチングに用いるエッチングガスやエッチング液の曝露を受けない。これはオーバーエッチング部OEや異物FRNがレジストRS2で保護されるためである。このため、たとえば誘電体膜GI1をエッチングしたオーバーエッチング部OEからその下部の半導体基板SUBがエッチングされる可能性を低減することができる。したがって、半導体基板SUBのエッチングに起因する異物の発生を抑制することができる。 Therefore, as in the present embodiment shown in FIGS. 14 to 17, in the second processing among the above two processings, the inner surface of the mark MK is covered with the same resist RS2 as the resist RS2 used for etching the gate electrode. . If the gate electrode is etched in this state, the over-etched portion OE and the foreign matter FRN on the inner surface of the mark MK are not exposed to the etching gas or the etchant used for the etching. This is because the over-etched portion OE and the foreign matter FRN are protected by the resist RS2. Therefore, for example, it is possible to reduce the possibility that the semiconductor substrate SUB under the overetched portion OE that has etched the dielectric film GI1 is etched. Therefore, the generation of foreign matter due to the etching of the semiconductor substrate SUB can be suppressed.
また2回加工のうちの1回目の加工時(溝部MKが形成されるとき)において溝部MKに形成される異物FRNが、ゲート電極を形成するエッチングガスやエッチング液により変質し、除去が困難になる可能性を低減することができる。したがって図16〜図17に示すレジストRS2を除去する際に、同時に異物FRNを除去することが容易になる。 Further, the foreign substance FRN formed in the groove MK at the time of the first processing (when the groove MK is formed) of the two times processing is changed by the etching gas or the etching liquid forming the gate electrode, and is difficult to remove. The possibility of becoming can be reduced. Therefore, when removing the resist RS2 shown in FIGS. 16 to 17, it becomes easy to remove the foreign substance FRN at the same time.
以上より、本実施の形態のようにマークMKがレジストRS2により保護されれば、素子形成領域に異物が付着する不具合の発生を抑制し、形成される半導体素子(半導体装置)の性能等を向上させることができる。 As described above, if the mark MK is protected by the resist RS2 as in the present embodiment, it is possible to suppress the occurrence of a defect that foreign matter adheres to the element formation region and improve the performance of the formed semiconductor element (semiconductor device). Can be made.
なお、特に半導体素子TMの微細化が進めば、たとえば図2の上下方向に隣接する1対の素子TM間の距離(ゲート電極の端部間の距離)も小さくなる。この場合、図12に示す上記1回目の加工において形成される溝部TRの幅(図の上下方向の幅)も小さくなり、0.1μm未満となる。この場合は、当該溝部TRの内表面にはマークMKの内表面のようなオーバーエッチングOEや異物FRNが発生する可能性が低くなる。したがって上記2回目の加工の際、溝部TRの内表面をレジストRS2で保護する必要はない。ただし上記の幅が0.1μm以上となる場合には、素子形成領域の溝部TRもマークMKと同様に、レジストRS2を用いて保護することが好ましい。図8〜図17の製造工程を説明する各図においては、マークMKの幅の方が素子TM間の溝部TRよりも大きいことを誇張して図示している。 In particular, if the semiconductor element TM is miniaturized, for example, the distance between a pair of elements TM adjacent in the vertical direction in FIG. 2 (the distance between the end portions of the gate electrode) is also reduced. In this case, the width of the trench TR formed in the first processing shown in FIG. 12 (the vertical width in the figure) is also reduced to less than 0.1 μm. In this case, the possibility of occurrence of overetching OE and foreign matter FRN like the inner surface of the mark MK on the inner surface of the trench part TR is reduced. Therefore, it is not necessary to protect the inner surface of the trench part TR with the resist RS2 during the second processing. However, when the width is 0.1 μm or more, it is preferable to protect the trench part TR in the element formation region using the resist RS2 as in the case of the mark MK. In each drawing explaining the manufacturing process of FIGS. 8 to 17, it is exaggerated that the width of the mark MK is larger than the groove part TR between the elements TM.
次に、上記内容と一部重複するが、本実施の形態における、マークMKの内表面を覆うレジストRS2の変形例について、図27〜図32を参照しながら説明する。 Next, although partially overlapping with the above description, a modified example of the resist RS2 that covers the inner surface of the mark MK in the present embodiment will be described with reference to FIGS.
図27および図28を参照して、これらの図は、図2および図3と比較して、マーク形成領域のうちマークMKと平面的に重なる領域以外の領域には多結晶シリコン膜PEなどの導電体膜が形成されていない点において異なっている。すなわち図27および図28においては、上記以外の点においては、図2および図3と同様の構成を備えている。 Referring to FIGS. 27 and 28, these figures are different from FIGS. 2 and 3 in the region other than the region overlapping with the mark MK in the mark forming region such as the polycrystalline silicon film PE. The difference is that a conductor film is not formed. That is, FIGS. 27 and 28 have the same configuration as that of FIGS. 2 and 3 except for the points described above.
図27および図28に示す素子形成領域とマーク形成領域との構成は、基本的には図8〜図17と同様の工程により形成される。図29および図30を参照して、これらの図に示す工程は、上記の図14および図15に示す工程と基本的に同様である。ただし図29および図30においては、素子TMのゲート電極を形成するための2回目の加工に用いるレジストRS2のパターンが、マーク形成領域において、マークMKと平面視において重なる領域のみに形成されている。この点において図29および図30の工程は、図14および図15の工程と異なっている。 The structure of the element formation region and the mark formation region shown in FIGS. 27 and 28 is basically formed by the same processes as those in FIGS. Referring to FIGS. 29 and 30, the steps shown in these drawings are basically the same as the steps shown in FIGS. 14 and 15 described above. However, in FIG. 29 and FIG. 30, the pattern of the resist RS2 used for the second processing for forming the gate electrode of the element TM is formed only in the region overlapping the mark MK in plan view in the mark formation region. . In this respect, the steps of FIGS. 29 and 30 are different from the steps of FIGS.
したがって、図31および図32を参照して、当該レジストパターンRS2を用いてエッチングすれば、多結晶シリコン膜PEなどの導電膜の積層構造は、ゲート電極を形成する領域にのみ残り、マーク形成領域においては全て除去される。これに伴い、マークMKは半導体基板SUBの主表面上から消失する。この点において図31および図32の工程は、図16および図17の工程と異なっている。 Therefore, referring to FIGS. 31 and 32, if etching is performed using the resist pattern RS2, the laminated structure of the conductive film such as the polycrystalline silicon film PE remains only in the region where the gate electrode is formed, and the mark formation region All are removed. Along with this, the mark MK disappears from the main surface of the semiconductor substrate SUB. In this respect, the steps of FIGS. 31 and 32 are different from the steps of FIGS.
マークMKは素子TMを形成する際のパターニングに用いられる。このため当該パターニングが完了すれば、マークMKはマーク形成領域から消失しても問題はない。図29〜図32に示す工程を用いた場合においても、マークMKの内表面に付着した異物などに起因する不具合の発生を抑制することができる。 The mark MK is used for patterning when the element TM is formed. Therefore, if the patterning is completed, there is no problem even if the mark MK disappears from the mark formation region. Even in the case where the steps shown in FIGS. 29 to 32 are used, it is possible to suppress the occurrence of defects caused by foreign matters attached to the inner surface of the mark MK.
(実施の形態2)
本実施の形態は、実施の形態1と比較して、2回加工がなされる薄膜の種類、および製造方法において異なっている。以下、本実施の形態の構成について説明する。
(Embodiment 2)
This embodiment differs from the first embodiment in the type of thin film that is processed twice and the manufacturing method. Hereinafter, the configuration of the present embodiment will be described.
図33および図34を参照して、本実施の形態においては、素子形成領域の分離絶縁膜SIFのパターンを形成するために、いわゆる2回加工がなされる。より具体的には、図33および図34の素子形成領域に複数並ぶ誘電体膜GI1のパターンが2回加工により形成される結果、当該誘電体膜GI1のパターンに挟まれた領域に分離絶縁膜SIFが形成される。 Referring to FIGS. 33 and 34, in the present embodiment, so-called twice processing is performed to form a pattern of isolation insulating film SIF in the element formation region. More specifically, as a result of forming a plurality of patterns of the dielectric film GI1 arranged in the element formation region of FIGS. 33 and 34 by the two-time processing, an isolation insulating film is formed in a region sandwiched between the patterns of the dielectric film GI1. A SIF is formed.
図33および図34の素子形成領域における複数の誘電体膜GI1のパターンは、実施の形態1の素子形成領域における誘電体膜GI1と同様に、半導体素子TM(図2参照)を構成するものであってもよい。このため図34に示すように、当該誘電体膜GI1の下部にはウェル領域WLが形成されてもよい。 The pattern of the plurality of dielectric films GI1 in the element formation region of FIGS. 33 and 34 constitutes the semiconductor element TM (see FIG. 2), similar to the dielectric film GI1 in the element formation region of the first embodiment. There may be. Therefore, as shown in FIG. 34, a well region WL may be formed below the dielectric film GI1.
素子形成領域において所望の分離絶縁膜SIFのパターンが形成された後、マーク形成領域においては、十字型のマークを形成する溝部に分離絶縁膜SIFが充填される結果、マークが消失している。すなわち素子形成領域、マーク形成領域ともに、その最上面は、分離絶縁膜SIFと誘電体膜GI1とによりほぼ平坦な面となっている。ただしこれはあくまで一例であり、後述するように、分離絶縁膜SIFと誘電体膜GI1との表面に段差が形成される場合もある。 After the desired isolation insulating film SIF pattern is formed in the element formation region, the mark disappears in the mark formation region as a result of filling the isolation insulating film SIF in the groove for forming the cross-shaped mark. That is, the uppermost surfaces of both the element formation region and the mark formation region are substantially flat surfaces due to the isolation insulating film SIF and the dielectric film GI1. However, this is merely an example, and a step may be formed on the surface of the isolation insulating film SIF and the dielectric film GI1, as will be described later.
図35および図36を参照して、本実施の形態において、2回加工を行なうために形成されたマークMKは、(図33および図34においては消失している)シリコン窒化膜NFにより形成される。マークMKは半導体基板SUBの主表面上の誘電体膜GI1上に形成される。このシリコン窒化膜NFが素子形成領域において2回加工されることにより、図33および図34の素子形成領域に複数並ぶ誘電体膜GI1のパターンが2回加工される。 Referring to FIGS. 35 and 36, in the present embodiment, mark MK formed for performing processing twice is formed of silicon nitride film NF (disappearing in FIGS. 33 and 34). The The mark MK is formed on the dielectric film GI1 on the main surface of the semiconductor substrate SUB. The silicon nitride film NF is processed twice in the element formation region, whereby the pattern of the dielectric film GI1 arranged in the element formation region of FIGS. 33 and 34 is processed twice.
なお、本実施の形態の構成は、上記以外は実施の形態1の構成とほぼ同じであるため、図33〜図48において実施の形態1と同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。 Since the configuration of the present embodiment is substantially the same as the configuration of the first embodiment except for the above, the same elements as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals in FIGS. Do not repeat the explanation.
次に、図37〜図48を参照して、上記の構成を有する本実施の形態の半導体チップIMC(半導体ウェハSW)の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the semiconductor chip IMC (semiconductor wafer SW) of the present embodiment having the above-described configuration will be described with reference to FIGS.
図37および図38を参照して、まずシリコンやゲルマニウムなどの単結晶からなる半導体基板SUBが準備される。この半導体基板SUBは図8および図9に示す半導体基板SUBと同様である。半導体基板SUBの主表面上に、誘電体膜GI1(第1の薄膜)とシリコン窒化膜NF(第2の薄膜)とがこの順に積層される。誘電体膜GI1はたとえばシリコン酸化膜からなる絶縁膜であることが好ましい。 Referring to FIGS. 37 and 38, first, a semiconductor substrate SUB made of a single crystal such as silicon or germanium is prepared. This semiconductor substrate SUB is the same as the semiconductor substrate SUB shown in FIGS. A dielectric film GI1 (first thin film) and a silicon nitride film NF (second thin film) are stacked in this order on the main surface of the semiconductor substrate SUB. Dielectric film GI1 is preferably an insulating film made of, for example, a silicon oxide film.
図39および図40を参照して、たとえばフォトレジストRS1などの感光剤がシリコン窒化膜NF上に塗布され、通常の写真製版およびエッチング(パターニング)がなされる。この処理により、マーク形成領域DLRの一部の領域におけるシリコン窒化膜NFが除去され、溝状のマークMKが形成される。これがシリコン窒化膜NFの2回加工のうち1回目の加工に相当する。 Referring to FIGS. 39 and 40, for example, a photosensitizer such as photoresist RS1 is applied onto silicon nitride film NF, and normal photolithography and etching (patterning) are performed. By this process, the silicon nitride film NF in a part of the mark formation region DLR is removed, and a groove-shaped mark MK is formed. This corresponds to the first processing of the two processing of the silicon nitride film NF.
マークMKが形成されるパターニングの際、同時に素子形成領域IMCにおいても、その一部の領域においてシリコン窒化膜NFが除去され、底に誘電体膜GI1を残して溝部TRが形成される。ただし溝部TRを形成する際に、溝部TRの底の誘電体膜GI1および半導体基板SUBの一部がエッチングされてもよい。この溝部TRは、後にたとえば実施の形態1の図2および図3に示すように複数形成される半導体素子TMに挟まれた領域に形成されることが好ましい。 At the time of patterning for forming the mark MK, the silicon nitride film NF is also removed in a part of the element formation region IMC, and the trench TR is formed leaving the dielectric film GI1 at the bottom. However, when forming the trench part TR, the dielectric film GI1 at the bottom of the trench part TR and a part of the semiconductor substrate SUB may be etched. This trench part TR is preferably formed in a region sandwiched between a plurality of semiconductor elements TM to be formed later, for example, as shown in FIGS. 2 and 3 of the first embodiment.
図41および図42を参照して、分離絶縁膜のパターンを形成する領域を形成するためのフォトレジストRS2が塗布され、通常の写真製版およびエッチングがなされる。この処理により、分離絶縁膜のパターンを形成しようとする領域以外の領域、およびマークMKの内表面を被覆するように、レジストRS2のパターン(保護膜)が形成されることが好ましい。より具体的には、レジストRS2のパターンは、素子形成領域のうち後に分離絶縁膜のパターンを形成しようとする領域を除く領域に加えて、マーク形成領域DLRにおいてたとえばマークMKを充填するように配置されることが好ましい。このようにすれば、レジストRS2は、マークMKの内表面すなわちマークMKの内部の側面(図42のシリコン窒化膜NFを上下方向に延びる側面)および底面を被覆することができる。当該保護膜(レジストRS2)により、マークMKの内表面は露出されないよう保護される。 Referring to FIGS. 41 and 42, a photoresist RS2 for forming a region for forming the pattern of the isolation insulating film is applied, and normal photolithography and etching are performed. By this treatment, it is preferable that the resist RS2 pattern (protective film) is formed so as to cover the region other than the region where the pattern of the isolation insulating film is to be formed and the inner surface of the mark MK. More specifically, the pattern of the resist RS2 is arranged so as to fill, for example, the mark MK in the mark formation region DLR in addition to the region other than the region where the isolation insulating film pattern is to be formed later in the element formation region. It is preferred that In this way, the resist RS2 can cover the inner surface of the mark MK, that is, the side surface inside the mark MK (the side surface extending in the vertical direction of the silicon nitride film NF in FIG. 42) and the bottom surface. The protective film (resist RS2) protects the inner surface of the mark MK from being exposed.
図43および図44を参照して、マークMKをレジストパターンRS2で覆ったまま、素子形成領域IMCに形成されたレジストパターンRS2をマスクとしたエッチングがなされる。この処理により、素子形成領域IMCのシリコン窒化膜NFがパターニングされる。図41〜図44の工程がシリコン窒化膜NFの2回加工のうち2回目の加工に相当する。図43および図44に示すマーク形成領域の態様は、図35および図36に示すマーク形成領域に対応する。 Referring to FIGS. 43 and 44, etching is performed using resist pattern RS2 formed in element formation region IMC as a mask while covering mark MK with resist pattern RS2. By this process, the silicon nitride film NF in the element formation region IMC is patterned. The steps of FIGS. 41 to 44 correspond to the second process of the two processes of the silicon nitride film NF. The mode of the mark formation region shown in FIGS. 43 and 44 corresponds to the mark formation region shown in FIGS.
図45および図46を参照して、レジストパターンRS2が除去された後、図43および図44においてシリコン窒化膜NFが除去された領域の誘電体膜GI1およびその下の半導体基板SUBの一部がエッチングにより除去される。このエッチングは、シリコン窒化膜NFのパターンをマスクとしてなされ、溝状のエッチング領域ETが形成される。 Referring to FIGS. 45 and 46, after resist pattern RS2 is removed, dielectric film GI1 in the region where silicon nitride film NF is removed in FIGS. 43 and 44 and a part of semiconductor substrate SUB therebelow are formed. It is removed by etching. This etching is performed using the pattern of the silicon nitride film NF as a mask to form a groove-shaped etching region ET.
図47および図48を参照して、エッチング領域ETを充填するように分離絶縁膜SIFが形成される。分離絶縁膜SIFは熱酸化法により薄いシリコン酸化膜を形成した後にCVD法により形成されることが好ましい。次にたとえばCMP(Chemical Mechanical Polishing)により、形成されたシリコン酸化膜が平坦化される。このときシリコン窒化膜NFはシリコン酸化膜より硬く、CMPにより研磨されにくいため、シリコン窒化膜NFの下のシリコン酸化膜GI1が研磨されることを抑制することができる。 47 and 48, isolation insulating film SIF is formed to fill etching region ET. The isolation insulating film SIF is preferably formed by a CVD method after forming a thin silicon oxide film by a thermal oxidation method. Next, the formed silicon oxide film is planarized by, for example, CMP (Chemical Mechanical Polishing). At this time, since the silicon nitride film NF is harder than the silicon oxide film and difficult to be polished by CMP, the silicon oxide film GI1 under the silicon nitride film NF can be prevented from being polished.
分離絶縁膜SIFが研磨された後、上記のようにマスク(誘電体膜GI1の保護膜)として用いられたシリコン窒化膜が除去され、図47および図48に示す態様となる。これらは図8および図9に示す、半導体基板SUB上に分離絶縁膜SIFが形成された態様に対応する。図8、図9、図47、図48において分離絶縁膜SIFの表面が半導体基板SUBの表面に対して上方に盛り上がっているのは、上記のCMP時にシリコン窒化膜が研磨されず、シリコン窒化膜の厚み分だけ分離絶縁膜SIFが上方に残るためである。ただしシリコン窒化膜NFの厚みを調整することなどにより、図35および図36に示すように、分離絶縁膜SIFと誘電体膜GI1との表面の段差を限りなく小さくすることもできる。この後、図8および図9と同様に、必要に応じて、後に半導体素子TMが形成される領域にウェル領域WLが形成される。 After the isolation insulating film SIF is polished, the silicon nitride film used as the mask (protective film for the dielectric film GI1) as described above is removed, and the modes shown in FIGS. 47 and 48 are obtained. These correspond to the embodiment shown in FIGS. 8 and 9 in which the isolation insulating film SIF is formed on the semiconductor substrate SUB. 8, 9, 47, and 48, the surface of the isolation insulating film SIF is raised upward with respect to the surface of the semiconductor substrate SUB because the silicon nitride film is not polished during the above CMP, and the silicon nitride film This is because the isolation insulating film SIF remains on the upper side by the thickness of. However, by adjusting the thickness of the silicon nitride film NF, etc., the step on the surface of the isolation insulating film SIF and the dielectric film GI1 can be made as small as possible as shown in FIGS. Thereafter, similarly to FIGS. 8 and 9, if necessary, well region WL is formed in a region where semiconductor element TM is to be formed later.
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態においても、実施の形態1と同様に、素子形成領域に分離絶縁膜SIFを形成するためにシリコン窒化膜NFが2回加工される際に、マークMKがレジストパターンRS2で充填されたまま、シリコン窒化膜NFの2回目の加工がなされる。このため、実施の形態1と同様に、シリコン窒化膜NFの2回目の加工時に、1回目の加工時に形成された溝部MKの内表面のオーバーエッチング部OEが半導体基板SUBをオーバーエッチングすることによる異物の発生を抑制することができる。またシリコン窒化物NFの2回目の加工時に、1回目の加工時に形成された、溝部MKの内表面における異物の変質を抑制することができる。以上のように異物の変質を抑制するため、異物を容易に除去することができる。
Next, the effect of this Embodiment is demonstrated.
Also in the present embodiment, the mark MK is filled with the resist pattern RS2 when the silicon nitride film NF is processed twice in order to form the isolation insulating film SIF in the element formation region, as in the first embodiment. The second processing of the silicon nitride film NF is performed as it is. Therefore, as in the first embodiment, when the silicon nitride film NF is processed for the second time, the over-etched portion OE on the inner surface of the groove MK formed during the first processing over-etches the semiconductor substrate SUB. Generation of foreign matter can be suppressed. Further, it is possible to suppress the deterioration of the foreign matter on the inner surface of the groove MK formed during the first processing of the silicon nitride NF during the first processing. As described above, since the deterioration of the foreign matter is suppressed, the foreign matter can be easily removed.
本発明の実施の形態2は、以上に述べた各点についてのみ、本発明の実施の形態1と異なる。すなわち、本発明の実施の形態2について、上述しなかった構成や条件、手順や効果などは、全て本発明の実施の形態1に順ずる。 The second embodiment of the present invention is different from the first embodiment of the present invention only in each point described above. That is, the configuration, conditions, procedures, effects, and the like that have not been described above for the second embodiment of the present invention are all in accordance with the first embodiment of the present invention.
(実施の形態3)
本実施の形態は、実施の形態1と比較して、2回加工がなされる薄膜の種類において異なっている。以下、本実施の形態の構成について説明する。
(Embodiment 3)
This embodiment differs from the first embodiment in the type of thin film that is processed twice. Hereinafter, the configuration of the present embodiment will be described.
図49および図50を参照して、本実施の形態においては、素子形成領域に形成される複数の半導体素子TM(図2および図3参照)同士を電気的に接続する配線のパターン(構成部)を形成するために、いわゆる2回加工がなされる。より具体的には、図49および図50の素子形成領域に複数並ぶ、金属膜の積層構造(積層金属膜)などからなる配線のパターンが2回加工により形成される。このとき、マーク形成領域DLRには、当該積層構造の壁面からなるマークMKが形成される。ここでの配線およびマークMKを構成する金属膜は、単一の金属膜であってもよいし、金属膜の積層構造(積層金属膜)であってもよい。図49および図50においては、積層金属膜は、たとえばチタンの薄膜と窒化チタンの薄膜とが積層された積層膜MF1と、アルミニウムからなる薄膜MF2と、積層膜MF1とがこの順に積層された構造となっている。配線としての積層金属膜は、たとえばシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜IIの上に形成される。層間絶縁膜IIは、半導体基板SUBの主表面に交差する方向(図49〜図50における上下方向)に積層する積層物の一部である。 Referring to FIGS. 49 and 50, in the present embodiment, a wiring pattern (configuration part) that electrically connects a plurality of semiconductor elements TM (see FIGS. 2 and 3) formed in the element formation region. ) Is formed so-called twice. More specifically, a wiring pattern made of a laminated structure of metal films (laminated metal film) or the like arranged in a plurality of element formation regions in FIGS. 49 and 50 is formed by twice processing. At this time, the mark MK made of the wall surface of the laminated structure is formed in the mark formation region DLR. Here, the metal film constituting the wiring and the mark MK may be a single metal film or a laminated structure of metal films (laminated metal film). 49 and 50, the laminated metal film has a structure in which, for example, a laminated film MF1 in which a thin film of titanium and a thin film of titanium nitride are laminated, a thin film MF2 made of aluminum, and a laminated film MF1 are laminated in this order. It has become. The laminated metal film as the wiring is formed on the interlayer insulating film II made of, for example, a silicon oxide film. The interlayer insulating film II is a part of a stack that is stacked in a direction (vertical direction in FIGS. 49 to 50) that intersects the main surface of the semiconductor substrate SUB.
図51および図52を参照して、本実施の形態において、2回加工を行なうために形成されたマークMKは、金属膜の積層構造(積層金属膜)の壁面により形成される。マークMKは配線のパターンと同様に、半導体基板SUBの主表面上の層間絶縁膜II上に形成される。 Referring to FIGS. 51 and 52, in the present embodiment, mark MK formed for performing the two-time machining is formed by the wall surface of the laminated structure (laminated metal film) of the metal film. The mark MK is formed on the interlayer insulating film II on the main surface of the semiconductor substrate SUB similarly to the wiring pattern.
なお、本実施の形態の構成は、上記以外は実施の形態1の構成とほぼ同じであるため、図49〜図52において実施の形態1と同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。 Since the configuration of the present embodiment is substantially the same as the configuration of the first embodiment except for the above, the same elements as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals in FIGS. Do not repeat the explanation.
次に、図53〜図60を参照して、上記の構成を有する本実施の形態の半導体チップIMC(半導体ウェハSW)の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the semiconductor chip IMC (semiconductor wafer SW) of the present embodiment having the above-described configuration will be described with reference to FIGS.
図53および図54を参照して、たとえば実施の形態1と同様の半導体基板SUB上の層間絶縁膜II(第1の薄膜)の主表面上に、チタン・窒化チタン積層膜MF1とアルミニウム膜MF2とチタン・窒化チタン積層膜MF1と(第2の薄膜)がこの順に積層される。これらの膜が積層されたものが、素子形成領域における配線のパターンとなる積層金属膜である。 Referring to FIGS. 53 and 54, for example, a titanium / titanium nitride multilayer film MF1 and an aluminum film MF2 are formed on the main surface of interlayer insulating film II (first thin film) on semiconductor substrate SUB similar to that of the first embodiment. And a titanium / titanium nitride laminated film MF1 (second thin film) are laminated in this order. A laminate of these films is a laminated metal film that becomes a wiring pattern in the element formation region.
図55および図56を参照して、たとえばフォトレジストRS1などの感光剤が最上層のチタン・窒化チタン積層膜MF1上に塗布され、通常の写真製版およびエッチング(パターニング)がなされる。この処理により、マーク形成領域DLRの一部の領域における積層金属膜が除去され、溝状のマークMKが形成される。これが積層金属膜の2回加工のうち1回目の加工に相当する。 Referring to FIGS. 55 and 56, for example, a photosensitive agent such as photoresist RS1 is applied on the uppermost titanium / titanium nitride laminated film MF1, and normal photolithography and etching (patterning) are performed. By this process, the laminated metal film in a part of the mark formation region DLR is removed, and a groove-shaped mark MK is formed. This corresponds to the first processing of the two processings of the laminated metal film.
マークMKが形成されるパターニングの際、同時に素子形成領域IMCにおいても、その一部の領域において積層金属膜が除去され、底に層間絶縁膜IIを残して溝部TRが形成される。この溝部TRは、後に複数形成される積層金属膜のパターンに挟まれた領域に形成されることが好ましい。 During the patterning for forming the mark MK, at the same time, also in the element formation region IMC, the laminated metal film is removed in a part of the region, and the trench TR is formed leaving the interlayer insulating film II at the bottom. The trench part TR is preferably formed in a region sandwiched between a plurality of laminated metal film patterns to be formed later.
図57および図58を参照して、配線のパターンを形成するためのフォトレジストRS2が塗布され、通常の写真製版およびエッチングがなされる。この処理により、配線のパターンを形成しようとする領域と平面視において重なる領域、およびマークMKの内表面を被覆するように、レジストRS2のパターン(保護膜)が形成されることが好ましい。より具体的には、レジストRS2のパターンは、たとえば半導体素子同士を接続する配線のパターンを形成しようとする領域に加えて、マーク形成領域DLRにおいてたとえばマークMKを充填するように配置されることが好ましい。このようにすれば、レジストRS2は、マークMKの内表面すなわちマークMKの内部の側面(図58の積層金属膜の、上下方向に延びる側面)および底面を被覆することができる。当該保護膜(レジストRS2)により、マークMKの内表面は露出されないよう保護される。 Referring to FIGS. 57 and 58, a photoresist RS2 for forming a wiring pattern is applied, and normal photolithography and etching are performed. By this processing, it is preferable that the pattern (protective film) of the resist RS2 is formed so as to cover the area overlapping the area where the wiring pattern is to be formed in plan view and the inner surface of the mark MK. More specifically, the pattern of the resist RS2 may be arranged so as to fill, for example, the mark MK in the mark formation region DLR in addition to the region where the wiring pattern connecting the semiconductor elements is to be formed. preferable. In this way, the resist RS2 can cover the inner surface of the mark MK, that is, the side surface inside the mark MK (the side surface extending in the vertical direction of the laminated metal film in FIG. 58) and the bottom surface. The protective film (resist RS2) protects the inner surface of the mark MK from being exposed.
図59および図60を参照して、マークMKをレジストパターンRS2で覆ったまま、素子形成領域IMCに形成されたレジストパターンRS2をマスクとしたエッチングがなされる。この処理により、素子形成領域IMCの積層金属膜がパターニングされる。図57〜図60の工程が積層金属膜の2回加工のうち2回目の加工に相当する。図59および図60に示すマーク形成領域の態様は、図51および図52に示すマーク形成領域に対応する。 Referring to FIGS. 59 and 60, etching is performed using resist pattern RS2 formed in element formation region IMC as a mask while mark MK is covered with resist pattern RS2. By this process, the laminated metal film in the element formation region IMC is patterned. The process of FIGS. 57 to 60 corresponds to the second processing of the two processings of the laminated metal film. The form of the mark formation region shown in FIGS. 59 and 60 corresponds to the mark formation region shown in FIGS.
そしてレジストパターンRS2が除去されることにより、図49および図50に示す態様の半導体素子TMやマークMKが形成される。その後様々な後工程を経ることにより、さらに配線や絶縁膜などが形成された構成の半導体素子を複数有する半導体基板(半導体ウェハSW:図1参照)が形成される。さらに半導体ウェハSWがダイシングライン領域DLRにおいてダイシングされることにより、個々のチップ領域IMCとしての半導体チップが形成される。 Then, by removing the resist pattern RS2, the semiconductor element TM and the mark MK shown in FIGS. 49 and 50 are formed. Thereafter, through various post-processes, a semiconductor substrate (semiconductor wafer SW: see FIG. 1) having a plurality of semiconductor elements having a structure in which wirings, insulating films and the like are further formed is formed. Further, the semiconductor wafer SW is diced in the dicing line region DLR, thereby forming semiconductor chips as individual chip regions IMC.
本発明の実施の形態3は、以上に述べた各点についてのみ、本発明の実施の形態1と異なる。すなわち、本発明の実施の形態3について、上述しなかった構成や条件、手順や効果などは、全て本発明の実施の形態1に順ずる。 The third embodiment of the present invention is different from the first embodiment of the present invention only in each point described above. That is, the configuration, conditions, procedures, effects, and the like that have not been described above for the third embodiment of the present invention are all in accordance with the first embodiment of the present invention.
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態においても、実施の形態1と同様に、素子形成領域に形成される、たとえば積層金属膜の配線パターンが2回加工される際に、マークMKがレジストパターンRS2で充填されたまま、金属膜の2回目の加工がなされる。このため、実施の形態1と同様に、金属膜の2回目の加工時に、1回目の加工時に形成された、溝部MKの内表面における異物の変質を抑制することができる。以上のように異物の変質を抑制するため、異物を容易に除去することができる。
Next, the effect of this Embodiment is demonstrated.
Also in the present embodiment, as in the first embodiment, when the wiring pattern of the laminated metal film, for example, formed in the element formation region is processed twice, the mark MK remains filled with the resist pattern RS2. The second processing of the metal film is performed. For this reason, as in the first embodiment, the alteration of the foreign matter on the inner surface of the groove MK formed during the first processing can be suppressed during the second processing of the metal film. As described above, since the deterioration of the foreign matter is suppressed, the foreign matter can be easily removed.
本発明の実施の形態3は、以上に述べた各点についてのみ、本発明の実施の形態1と異なる。すなわち、本発明の実施の形態3について、上述しなかった構成や条件、手順や効果などは、全て本発明の実施の形態1に順ずる。 The third embodiment of the present invention is different from the first embodiment of the present invention only in each point described above. That is, the configuration, conditions, procedures, effects, and the like that have not been described above for the third embodiment of the present invention are all in accordance with the first embodiment of the present invention.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明は、位置合わせ用のマークを用いた半導体装置の製造方法に、特に有利に利用され得る。 The present invention can be used particularly advantageously in a method for manufacturing a semiconductor device using alignment marks.
DLR ダイシングライン領域、DR ドレイン領域、ET エッチング領域、FRN 異物、GE 金属膜、GI1 ゲート絶縁膜、GI2 誘電体膜、II 層間絶縁層、IMC チップ領域、MK マーク、NF シリコン窒化膜、OE オーバーエッチング部、PE 多結晶シリコン膜、RS,RS1,RS2 フォトレジスト、SIF 分離絶縁膜、SO ソース領域、SW 半導体ウェハ、TM 半導体素子、TR 溝部、WL ウェル領域。 DLR dicing line region, DR drain region, ET etching region, FRN foreign matter, GE metal film, GI1 gate insulating film, GI2 dielectric film, II interlayer insulating layer, IMC chip region, MK mark, NF silicon nitride film, OE overetching Part, PE polycrystalline silicon film, RS, RS1, RS2 photoresist, SIF isolation insulating film, SO source region, SW semiconductor wafer, TM semiconductor element, TR trench, WL well region.
Claims (10)
前記主表面上のうち、素子が形成される素子形成領域の周辺領域における前記第2の薄膜をパターニングする工程と、
前記パターニングする工程において形成されたマークを位置合わせのために用いながら、前記素子形成領域における前記第2の薄膜をパターニングして前記素子の構成部を形成する工程とを備えており、
前記パターニングする工程において、前記素子形成領域において隣り合う1対の前記素子に挟まれた領域における前記第2の薄膜の少なくとも一部が除去され、
前記構成部を形成する工程において、前記マークの内表面が保護膜により被覆された状態で前記第2の薄膜がパターニングされる、半導体装置の製造方法。 Forming a first thin film and a second thin film in this order on the main surface of the semiconductor substrate;
Patterning the second thin film in a peripheral region of an element formation region where an element is formed on the main surface;
Using the mark formed in the patterning step for alignment, patterning the second thin film in the element formation region to form a component part of the element, and
In the patterning step, at least a part of the second thin film in a region sandwiched between a pair of adjacent elements in the element formation region is removed;
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein in the step of forming the constituent part, the second thin film is patterned in a state where an inner surface of the mark is covered with a protective film.
前記レジスト材料は、平面視において、前記マークの面積以上の面積を有する領域を覆った状態で、前記構成部が形成される、請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。 In the step of forming the component, the protective film is a resist material used for patterning to form the component.
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the component part is formed in a state where the resist material covers a region having an area equal to or larger than the area of the mark in plan view.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20140701 |