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JP2007273727A - Alignment mark and method for forming the same, semiconductor device and method for manufacturing the same - Google Patents

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JP2007273727A JP2006097553A JP2006097553A JP2007273727A JP 2007273727 A JP2007273727 A JP 2007273727A JP 2006097553 A JP2006097553 A JP 2006097553A JP 2006097553 A JP2006097553 A JP 2006097553A JP 2007273727 A JP2007273727 A JP 2007273727A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an alignment mark that is restrained in deterioration of positioning accuracy, even after passage of an epitaxial film deposition process and high-temperature annealing process. <P>SOLUTION: The alignment mark 14 is formed by a stepwise step difference pattern in a cross-sectional shape. The step difference pattern includes a first step difference pattern 11, formed by digging down a principal surface of a substrate 2; and a second step difference pattern 13, formed by further digging down the principal surface of the substrate 2, in continuation with the first step difference pattern 11 below the first step difference pattern 11 formed by digging down the principal surface of the substrate 2. A sidewall part 17 of the first step difference pattern 11 and a sidewall part 18 of the second step difference pattern 13 are formed at the same angle and is formed so as to have the same crystal orientation. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体基板と転写用マスクの位置合わせに用いられるアライメントマークに関する。   The present invention relates to an alignment mark used for alignment of a semiconductor substrate and a transfer mask.

半導体装置の製造工程では、レジストパターンの転写工程、そのレジストパターンをマスクとして半導体基板の加工を行うエッチング工程、半導体基板の洗浄工程、及び半導体基板の成膜工程などの工程を繰り返し行っている。   In a semiconductor device manufacturing process, a resist pattern transfer process, an etching process for processing a semiconductor substrate using the resist pattern as a mask, a semiconductor substrate cleaning process, a semiconductor substrate film forming process, and the like are repeatedly performed.

そして、半導体基板(以下、単に「基板」と称する場合がある。)上に所望の半導体装置を製造している。   A desired semiconductor device is manufactured on a semiconductor substrate (hereinafter sometimes simply referred to as “substrate”).

レジストパターンの形成には露光装置が用いられる。露光装置は、半導体基板上に形成されたアライメントマークに光を照射して、戻ってくる乱反射光の強度変化を示すアライメント信号波形を用いてアライメントマークの位置を光学的に検出している。   An exposure apparatus is used for forming the resist pattern. The exposure apparatus irradiates the alignment mark formed on the semiconductor substrate with light, and optically detects the position of the alignment mark using an alignment signal waveform indicating the intensity change of the diffusely reflected light that returns.

そして、露光装置は、検出したアライメントマークの位置情報に基づいて、半導体基板と転写用マスクとの位置合わせを行ってから露光を行っている。   Then, the exposure apparatus performs exposure after aligning the semiconductor substrate and the transfer mask based on the detected position information of the alignment mark.

そして、各転写工程で、半導体基板と転写用マスクの位置合わせが可能であるからこそ、多数のプロセスを繰り返し行っても、ほぼ設計通りの半導体装置を製造することができる。   In each transfer process, since the semiconductor substrate and the transfer mask can be aligned, a semiconductor device almost as designed can be manufactured even if many processes are repeated.

以下、転写すべきパターンの位置と実際に転写されたパターンの位置の差を位置合わせ誤差、位置合わせ誤差のばらつきの3σを位置合わせ精度、と定義する。   Hereinafter, the difference between the position of the pattern to be transferred and the position of the actually transferred pattern is defined as the alignment error, and 3σ of the variation in the alignment error is defined as the alignment accuracy.

そして、位置合わせ精度が低下するとは、位置合わせ精度の値が大きいことを表し、転写されたパターン位置の位置合わせ誤差が統計的に大きいことを示す。高精度な半導体装置を製造するためには、位置合わせ精度の値が小さいほど良い。   A decrease in the alignment accuracy means that the value of the alignment accuracy is large, and that the alignment error of the transferred pattern position is statistically large. In order to manufacture a highly accurate semiconductor device, the smaller the value of alignment accuracy, the better.

逆に、基板内や基板ごとの位置合わせ精度の値が大きくなると、半導体装置の歩留まりを低下させる要因となるため望ましくない。   On the contrary, if the value of the alignment accuracy in the substrate or for each substrate is increased, it is not desirable because it causes a decrease in the yield of the semiconductor device.

本来、基板上に形成されたアライメントマーク形状(例えば、アライメントマークパターンの寸法や段差形状)は、半導体製造プロセスを経ても変化しないことが望ましい。   Originally, it is desirable that the alignment mark shape formed on the substrate (for example, the dimension of the alignment mark pattern or the step shape) does not change even after the semiconductor manufacturing process.

しかし、アライメントマーク形状は、半導体製造プロセスを経ることによって変化する場合がある。   However, the alignment mark shape may change depending on the semiconductor manufacturing process.

その結果、基板内や基板ごとの位置合わせ精度の低下が発生し、極端な場合では位置合わせができなくなることもある。   As a result, the accuracy of alignment within the substrate or for each substrate is reduced, and in extreme cases, alignment may not be possible.

例えば、特許文献1には、エピタキシャル成膜工程によって、アライメントマークの段差がエピタキシャル層で埋没され、さらに、平坦化工程によって、アライメントマーク上のエピタキシャル層の平坦化がなされるため、アライメントマークが光学的に不可視となる課題が記載されている。   For example, in Patent Document 1, the alignment mark step is buried in the epitaxial layer by the epitaxial film formation process, and further, the epitaxial layer on the alignment mark is planarized by the planarization process. Describes problems that are invisible.

そして、この課題を解決するために、エピタキシャル成膜工程前にアライメントマークを透過性の材料で埋め込む方法や、アライメントマークを段差形状ではなく、イオン注入等により結晶性の異なる層や不純物の異なる層で形成する方法が開示されている。   In order to solve this problem, a method of embedding the alignment mark with a transparent material before the epitaxial film forming process, or a layer having a different crystallinity or a layer having a different impurity by ion implantation or the like instead of a stepped shape. A method of forming is disclosed.

また、特許文献2には、エピタキシャル層の成長速度が結晶方位よって異なるため、エピタキシャル成膜工程後にX軸方向とY軸方向のアライメントマークのパターン寸法が異なる、という課題が報告されている。   Further, Patent Document 2 reports a problem that the pattern size of the alignment mark in the X-axis direction and that in the Y-axis direction are different after the epitaxial film forming process because the growth rate of the epitaxial layer varies depending on the crystal orientation.

エピタキシャル成膜工程後に、X軸方向とY軸方向のアライメントマークのパターン寸法が異なることにより、X軸方向とY軸方向のアライメントマークから信号波形に差が生じ、その結果精度良く重ね合わせを行うことができなくなる。   After the epitaxial film-forming process, the difference in signal waveform from the alignment mark in the X-axis direction and the Y-axis direction is caused by the difference in the pattern size of the alignment mark in the X-axis direction and the Y-axis direction. Can not be.

そして、この課題を解決するために、X軸方向とY軸方向のアライメントマークのパターン寸法を予め補正して形成しておくことで、エピタキシャル成膜工程後のX軸方向とY軸方向のアライメントマークのパターン寸法差を小さくしている。   In order to solve this problem, the alignment marks in the X-axis direction and the Y-axis direction after the epitaxial film-forming process are formed by correcting the pattern dimensions of the alignment marks in the X-axis direction and the Y-axis direction in advance. The pattern dimension difference is reduced.

特開2005−19898JP 2005-1998 A 特開2000−252189JP 2000-252189 A

しかしながら、本願の発明者は、高温アニール工程を経た後に、アライメントマーク端部の側壁の角度が、両端部でそれぞれ異なることを見出した。   However, the inventors of the present application have found that the angle of the side wall of the end portion of the alignment mark is different at both ends after the high temperature annealing step.

さらに、アライメントマーク上にエピタキシャル層を成長すると、アライメントマーク端部に形成されたエピタキシャル層の膜厚が、両端部でそれぞれ異なるということを見出した。   Furthermore, it has been found that when an epitaxial layer is grown on the alignment mark, the film thickness of the epitaxial layer formed at the end of the alignment mark is different at both ends.

アライメントマーク側壁の角度や、エピタキシャル層の膜厚が、アライメントマークの両端部でそれぞれ異なると、アライメントマークを検出する際のアライメント信号波形の対称性が崩れる。その結果、転写工程での位置合わせ精度が低下する。   If the angle of the alignment mark sidewall and the thickness of the epitaxial layer are different at both ends of the alignment mark, the symmetry of the alignment signal waveform when detecting the alignment mark is lost. As a result, the alignment accuracy in the transfer process is lowered.

そこで、特許文献1に記載の発明を適用することを考えると、特許文献1に記載の発明では、エピタキシャル成膜工程前にアライメントマークを透過性の材料で埋め込んでいる。   In view of applying the invention described in Patent Document 1, in the invention described in Patent Document 1, the alignment mark is embedded with a transparent material before the epitaxial film forming step.

しかしながら、炭化珪素のエピタキシャル成膜工程では、約1500℃から1600℃の高温の成長温度でエピタキシャル層を成長している。   However, in the epitaxial film formation step of silicon carbide, the epitaxial layer is grown at a high growth temperature of about 1500 ° C. to 1600 ° C.

そのため、エピタキシャル層の成長温度で透過性の材料の変性や蒸発が引き起こされる。   Therefore, denaturation and evaporation of the permeable material are caused at the growth temperature of the epitaxial layer.

その結果、特許文献1に記載の発明を適用すると、エピタキシャル成膜工程後のアライメントマークの検出が困難になる。   As a result, when the invention described in Patent Document 1 is applied, it becomes difficult to detect the alignment mark after the epitaxial film forming step.

また、イオン注入等により結晶性の異なる層や、不純物の異なる層でアライメントマークを形成する方法を適用しても、注入装置で加速された注入イオンは、基板表面の注入点に入射後、基板構成物と衝突を繰り返しながら基板内を広がる。そのため、アライメントマークのパターン境界部が不明瞭になり位置合わせ精度が低下する。   Even if a method of forming alignment marks with layers having different crystallinity or different impurities by ion implantation or the like is applied, the implanted ions accelerated by the implantation apparatus are incident on the implantation point on the substrate surface and then the substrate. Spreads in the substrate while repeatedly colliding with the components. For this reason, the pattern boundary portion of the alignment mark becomes unclear and the alignment accuracy is lowered.

そして、イオン注入などでアライメントマークを形成後、アライメントマーク上にエピタキシャル層を成長させても、結晶性や不純物の違いによるエピタキシャル層の成長速度が小さい場合には、アライメントマークに対応した段差を十分大きくすることが困難である。   If an epitaxial layer is grown on the alignment mark after the alignment mark is formed by ion implantation or the like, but the growth rate of the epitaxial layer due to the difference in crystallinity or impurities is low, the step corresponding to the alignment mark is sufficient. It is difficult to enlarge.

次に、特許文献2に記載の発明を適用することを考えると、特許文献2に記載の発明では、エピタキシャル層の成長速度が結晶方位よって異なるため、事前にアライメントマークのパターン寸法の補正を行っている。   Next, considering application of the invention described in Patent Document 2, in the invention described in Patent Document 2, since the growth rate of the epitaxial layer differs depending on the crystal orientation, the pattern size of the alignment mark is corrected in advance. ing.

しかし、特許文献2に記載の発明を適用しても、パターン寸法の補正だけでは、高温アニール工程後のアライメントマークの側壁角度の変化を補正できない。さらに、エピタキシャル成膜工程におけるアライメントマークの段差形状の変化も補正できない。   However, even if the invention described in Patent Document 2 is applied, the change in the sidewall angle of the alignment mark after the high-temperature annealing process cannot be corrected only by correcting the pattern dimensions. Furthermore, the change in the step shape of the alignment mark in the epitaxial film forming process cannot be corrected.

そのため、アライメントマークの段差形状の変化により、位置合わせ精度が低下するという課題は解決できない。   Therefore, the problem that the alignment accuracy decreases due to a change in the step shape of the alignment mark cannot be solved.

そこで、本発明の目的は、エピタキシャル成膜工程や高温アニール工程を経た後であっても、位置合わせ精度の低下を抑制できるアライメントマークを提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an alignment mark that can suppress a decrease in alignment accuracy even after an epitaxial film forming step or a high temperature annealing step.

請求項1に記載のアライメントマークは、基板と転写用マスクの位置合わせに用いられるアライメントマークであって、前記基板主面を掘り下げて形成された第1段差パターンと、前記第1段差パターンから更に前記基板主面を掘り下げて形成された第2段差パターンと、を備え、前記第1段差パターンの側壁部の傾斜角度と前記第2段差パターンの側壁部の傾斜角度は、同一の傾斜角度であることを特徴とする。   The alignment mark according to claim 1 is an alignment mark used for alignment of a substrate and a transfer mask, and further includes a first step pattern formed by digging down the substrate main surface, and the first step pattern. A second step pattern formed by digging down the main surface of the substrate, and the inclination angle of the side wall portion of the first step pattern and the inclination angle of the side wall portion of the second step pattern are the same inclination angle. It is characterized by that.

請求項1に記載のアライメントマークによれば、第1段差パターンの側壁部と、第2段差パターンの側壁部とが同一の傾斜角度を有しているので、高温の熱処理により側壁部がエッチングされた後でも、側壁部の傾斜角度を同一にできる。さらに、この発明によれば、第1段差パターン及び第2段差パターンの側壁部表面が同一の結晶方位で形成されるので、側壁部上に成長するエピタキシャル層の膜厚を等しくすることができる。   According to the alignment mark of the first aspect, since the side wall portion of the first step pattern and the side wall portion of the second step pattern have the same inclination angle, the side wall portion is etched by high-temperature heat treatment. Even after this, the inclination angle of the side wall can be made the same. Furthermore, according to the present invention, the sidewall surfaces of the first step pattern and the second step pattern are formed with the same crystal orientation, so that the thicknesses of the epitaxial layers grown on the sidewall portions can be made equal.

そのため、高温の熱処理後や、エピタキシャル成長後の転写工程においても、第1段差パターン及び第2段差パターンからの信号波形を対称に保持することができる。その結果、アライメント精度の低下を抑制できる。   Therefore, the signal waveforms from the first step pattern and the second step pattern can be held symmetrically even after the high-temperature heat treatment and the transfer step after epitaxial growth. As a result, a decrease in alignment accuracy can be suppressed.

<実施の形態1>
<1.構成>
図1は、本実施の形態1に係る半導体装置のアライメントマーク14の構成を示す断面図である。本実施の形態1に係るアライメントマーク14は、半導体基板(基板)2上に形成され、基板2と転写用マスクの位置合わせに用いられる。図1に示すように、アライメントマーク14は、基板2の主面を掘り下げて、断面形状が階段状に形成された段差パターンである。そして、アライメントマーク14は、第1段差パターン11と第2段差パターン13により構成されている。
<Embodiment 1>
<1. Configuration>
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the alignment mark 14 of the semiconductor device according to the first embodiment. The alignment mark 14 according to the first embodiment is formed on the semiconductor substrate (substrate) 2 and used for alignment of the substrate 2 and the transfer mask. As shown in FIG. 1, the alignment mark 14 is a step pattern in which the main surface of the substrate 2 is dug down and the cross-sectional shape is formed in a staircase shape. The alignment mark 14 includes a first step pattern 11 and a second step pattern 13.

第2段差パターン13は、基板2の主面を掘り下げた第1段差パターン11の下方に第1段差パターン11に連続して更に基板2の主面を掘り下げて形成されている。そして、第1段差パターン11の側壁部17の傾斜角度と、第2段差パターン13の側壁部18の傾斜角度は、同一の傾斜角度で形成されている。また、第1段差パターン11の側壁部表面の結晶方位と、第2段差パターン13の側壁部表面の結晶方位は、同一の結晶方位で形成されている。   The second step pattern 13 is formed below the first step pattern 11 formed by digging the main surface of the substrate 2 and further digging the main surface of the substrate 2 continuously to the first step pattern 11. The inclination angle of the side wall portion 17 of the first step pattern 11 and the inclination angle of the side wall portion 18 of the second step pattern 13 are formed at the same inclination angle. Further, the crystal orientation of the surface of the side wall portion of the first step pattern 11 and the crystal orientation of the surface of the side wall portion of the second step pattern 13 are formed with the same crystal orientation.

<2.形成方法>
<2−1.アライメントマーク14の形成方法>
次に、図2から図4を参照して、本実施の形態1に係るアライメントマーク14の形成方法について説明する。図2から図4は、本実施の形態1に係るアライメントマーク14の形成工程を示す断面図である。まず、図2に示す工程では、露光装置を用いて導電型がN型の基板2上に第1レジストパターン10を形成する。次に、図3に示す工程では、第1レジストパターン10をエッチングマスクとして基板2をエッチングすることにより、側壁部17を有する第1段差パターン11を形成する。
<2. Forming method>
<2-1. Method of forming alignment mark 14>
Next, a method of forming the alignment mark 14 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 4 are cross-sectional views showing a process of forming the alignment mark 14 according to the first embodiment. First, in the step shown in FIG. 2, the first resist pattern 10 is formed on the substrate 2 having an N conductivity type using an exposure apparatus. Next, in the step shown in FIG. 3, the first step pattern 11 having the side wall portions 17 is formed by etching the substrate 2 using the first resist pattern 10 as an etching mask.

次に、図4に示す工程では、第1段差パターン11の側壁部17を覆うように、基板2上に第2レジストパターン12を形成する。そして、第2レジストパターン12をマスクに用いて、再び基板2のエッチングを行うことによって、第2段差パターン13を形成する。このとき、第2段差パターン13は、第1段差パターン11と同じ深さで側壁角度及び側壁部表面の結晶方位が同一になるように形成される。以上の製造工程により、図1に示すアライメントマーク14を形成できる。   Next, in the step shown in FIG. 4, the second resist pattern 12 is formed on the substrate 2 so as to cover the side wall portion 17 of the first step pattern 11. Then, the second step pattern 13 is formed by etching the substrate 2 again using the second resist pattern 12 as a mask. At this time, the second step pattern 13 is formed at the same depth as the first step pattern 11 so that the side wall angle and the crystal orientation of the surface of the side wall portion are the same. The alignment mark 14 shown in FIG. 1 can be formed by the above manufacturing process.

なお、第1段差パターン11及び第2段差パターン13は、エッチング工程において、エッチング深さや側壁角度を制御して形成することができる。また、本実施の形態1では、第1段差パターン11の段差と第2段差パターン13の段差の深さを同じ深さとしたが、異なっていても良い。   The first step pattern 11 and the second step pattern 13 can be formed by controlling the etching depth and the sidewall angle in the etching process. Further, in the first embodiment, the steps of the first step pattern 11 and the steps of the second step pattern 13 have the same depth, but may be different.

<2−2.半導体装置の製造方法>
次に、本実施の形態1に係る半導体装置の製造方法について説明する。まず、前述した工程に従って、アライメントマーク14が形成された基板2を準備する。そして、転写工程では、アライメントマーク14の位置を光学的に検出することによって、基板2と転写用マスクの位置合わせを行ってレジストパターンの露光を行う。
<2-2. Manufacturing Method of Semiconductor Device>
Next, a method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment will be described. First, the substrate 2 on which the alignment mark 14 is formed is prepared according to the above-described process. In the transfer step, the position of the alignment mark 14 is optically detected, thereby aligning the substrate 2 and the transfer mask to expose the resist pattern.

アライメントマーク14の位置は、アライメントマーク14の段差部17,18の重心位置とする。段差部17,18の重心位置はそれぞれの位置を光学的に検出して求めても良いし、段差部17,18からの乱反射光を含む光強度分布を用いて検出してもよい。すなわち、基板2のアライメントマーク14の第1段差パターン11と第2段差パターン13とを用いて、基板2と転写用マスクの位置合わせをする。   The position of the alignment mark 14 is the center of gravity of the step portions 17 and 18 of the alignment mark 14. The barycentric positions of the stepped portions 17 and 18 may be obtained by optically detecting the respective positions, or may be detected using a light intensity distribution including irregularly reflected light from the stepped portions 17 and 18. That is, the substrate 2 and the transfer mask are aligned using the first step pattern 11 and the second step pattern 13 of the alignment mark 14 of the substrate 2.

そうして、アライメントマーク14を用いて、基板2と転写用マスクの位置合わせを行う転写工程を繰り返すことにより、イオン注入、活性化アニール、及びエピタキシャル成長膜の形成工程等を行って、最終的に、位置合わせ精度の高い半導体装置を完成する。   Then, by repeating the transfer process for aligning the substrate 2 and the transfer mask using the alignment mark 14, ion implantation, activation annealing, epitaxial growth film forming process, etc. are performed, and finally A semiconductor device with high alignment accuracy is completed.

<3.効果>
<3−1.従来技術>
従来技術と本実施の形態1に係る発明とを比較するために、まず、図5から8を参照して従来のアライメントマーク3の形成方法について説明する。図5から図8は、従来のアライメントマーク3の形成工程を示す断面図である。まず、図5に示す転写工程において、露光装置を用いて、導電型がN型の炭化珪素の半導体基板2上に、アライメントマーク3を形成するためのレジストパターン1を転写する。
<3. Effect>
<3-1. Conventional technology>
In order to compare the prior art and the invention according to the first embodiment, first, a conventional method of forming the alignment mark 3 will be described with reference to FIGS. 5 to 8 are cross-sectional views showing a conventional process of forming the alignment mark 3. First, in the transfer step shown in FIG. 5, the resist pattern 1 for forming the alignment mark 3 is transferred onto the semiconductor substrate 2 of N-type silicon carbide using an exposure apparatus.

次に、図6に示すエッチング工程では、レジストパターン1をエッチングマスクとして基板2をエッチングすることによって、段差パターンからなるアライメントマーク3を形成する。アライメントマーク3は、側壁部5,6を備えている。アライメントマーク3形成後の工程では、アライメントマーク3と転写用マスクとを位置合わせすることによって、位置合わせ誤差の少ないデバイス構造を基板2上に形成する。   Next, in the etching step shown in FIG. 6, the alignment mark 3 composed of a step pattern is formed by etching the substrate 2 using the resist pattern 1 as an etching mask. The alignment mark 3 includes side wall parts 5 and 6. In the process after the alignment mark 3 is formed, the alignment mark 3 and the transfer mask are aligned to form a device structure with little alignment error on the substrate 2.

次に、図示しないイオン注入工程では、基板2上にイオン注入の遮蔽体としてレジストパターンを形成し、その後にイオン注入を行う。イオン注入を行うためのレジストパターンを転写する際には、露光装置内でアライメントマーク3からの乱反射光を検出することによって、基板2と転写用マスクとの位置合わせを行う。そして、イオン注入工程を複数回実施し、基板2に導電型がN型のイオン注入領域、及びP型のイオン注入領域を形成する。   Next, in an ion implantation step (not shown), a resist pattern is formed on the substrate 2 as a shield for ion implantation, and then ion implantation is performed. When transferring a resist pattern for ion implantation, the substrate 2 and the transfer mask are aligned by detecting diffusely reflected light from the alignment mark 3 in the exposure apparatus. Then, the ion implantation step is performed a plurality of times, and an N type conductivity implantation region and a P type ion implantation region are formed on the substrate 2.

次に、図7に示す活性化アニール工程では、イオン注入に用いたレジストパターンを除去した後に、1600℃から1800℃の温度範囲で10分間の熱処理を行い、注入したイオンの活性化処理を実施する。次に、図8に示すエピタキシャル層9の成膜工程では、1500℃〜1600℃の温度範囲で炭化珪素のエピタキシャル層9を炭化珪素半導体基板2上に成膜する。この時、段差構造を有するアライメントマーク3上にもエピタキシャル層9が成膜され、アライメントマーク3の段差構造に対応する凹凸4が、アライメントマーク3上に形成される。   Next, in the activation annealing step shown in FIG. 7, after removing the resist pattern used for ion implantation, heat treatment is performed for 10 minutes at a temperature range of 1600 ° C. to 1800 ° C. to activate the implanted ions. To do. Next, in the step of forming epitaxial layer 9 shown in FIG. 8, silicon carbide epitaxial layer 9 is formed on silicon carbide semiconductor substrate 2 at a temperature range of 1500 ° C. to 1600 ° C. At this time, the epitaxial layer 9 is also formed on the alignment mark 3 having a step structure, and the unevenness 4 corresponding to the step structure of the alignment mark 3 is formed on the alignment mark 3.

次に、図示しないエピタキシャル層9の加工工程では、露光装置内でこのアライメントマーク3の段差に対応した凹凸4を光学的に検出することによって、エピタキシャル層9が成膜された炭化珪素半導体基板2と転写用マスクとの位置合わせを行う。そして、所望の位置にレジストパターンを形成し、このレジストパターンをエッチングマスクとしてエピタキシャル層9の加工を行う。   Next, in the processing step of the epitaxial layer 9 (not shown), the silicon carbide semiconductor substrate 2 on which the epitaxial layer 9 is formed is detected by optically detecting the unevenness 4 corresponding to the step of the alignment mark 3 in the exposure apparatus. Is aligned with the transfer mask. Then, a resist pattern is formed at a desired position, and the epitaxial layer 9 is processed using this resist pattern as an etching mask.

<3−2.従来技術の課題>
次に、エピタキシャル層9が形成された基板2を用いた転写工程において、従来の基板2と転写用マスクとの位置合わせ方法に関して見出した新たな課題について説明する。エピタキシャル層9の成膜工程後に、エピタキシャル層9が形成された基板2を用いて転写を行うと、本来転写すべき転写パターンの位置に対して実際に転写された転写パターンとの位置が大きくなることがわかった。
<3-2. Issues of conventional technology>
Next, a description will be given of a new problem found regarding a conventional method of aligning the substrate 2 and the transfer mask in the transfer process using the substrate 2 on which the epitaxial layer 9 is formed. When transfer is performed using the substrate 2 on which the epitaxial layer 9 is formed after the film formation process of the epitaxial layer 9, the position of the transfer pattern that is actually transferred becomes larger than the position of the transfer pattern that should be transferred originally. I understood it.

この結果、製造プロセスにおける半導体装置の歩留まりを大きく低下させていた。位置合わせ誤差は、エピタキシャル層9の成膜工程や活性化アニール工程を実施していない基板2の位置合わせ誤差よりも大きくなっていた。そこで、製造工程ごとにアライメントマーク3の形状の変化を詳細に調べた結果、エッチング工程によってはじめて基板2に形成されたアライメントマーク3の段差形状が、イオン注入工程や活性化アニール工程によって変化していた。   As a result, the yield of semiconductor devices in the manufacturing process has been greatly reduced. The alignment error was larger than the alignment error of the substrate 2 on which the epitaxial layer 9 deposition process and the activation annealing process were not performed. Therefore, as a result of examining in detail the change in the shape of the alignment mark 3 for each manufacturing process, the step shape of the alignment mark 3 formed on the substrate 2 for the first time by the etching process is changed by the ion implantation process and the activation annealing process. It was.

さらに詳細に調べると、段差形状のアライメントマーク3の両端部において、アライメントマーク3の側壁部5,6の傾斜角度がそれぞれ異なることを見出した。具体的には、図7に示すように、側壁部5の傾斜角度φAと側壁部6の傾斜角度φBが異なる角度になることを見出した。さらに、アライメントマーク3上にエピタキシャル層9を成長すると、アライメントマーク3の側壁部5でのエピタキシャル層9の膜厚7と、アライメントマーク3の側壁部6でのエピタキシャル層9の膜厚8が異なることを見出した。 Examining in more detail, it was found that the inclination angles of the side wall portions 5 and 6 of the alignment mark 3 are different at both ends of the step-shaped alignment mark 3. Specifically, as shown in FIG. 7, it was found that the inclination angle phi B of the inclination angle phi A and the side wall portion 6 of the side wall portion 5 is at a different angle. Further, when the epitaxial layer 9 is grown on the alignment mark 3, the film thickness 7 of the epitaxial layer 9 on the side wall 5 of the alignment mark 3 is different from the film thickness 8 of the epitaxial layer 9 on the side wall 6 of the alignment mark 3. I found out.

これは、基板2表面の結晶方位によって炭化珪素のエッチング速度や成長速度が異なるために生じている。つまり、活性化アニール時には、基板2は非常に高温になるため、表面の炭化珪素が蒸発してエッチングされる。基板2のエッチング速度は結晶方位によって異なる。また、エピタキシャル層9の成膜時の炭化珪素の成長速度も結晶方位に依存する。   This occurs because the etching rate and growth rate of silicon carbide differ depending on the crystal orientation of the surface of the substrate 2. That is, at the time of activation annealing, the substrate 2 becomes very high temperature, so that the silicon carbide on the surface is evaporated and etched. The etching rate of the substrate 2 varies depending on the crystal orientation. Further, the growth rate of silicon carbide during the formation of the epitaxial layer 9 also depends on the crystal orientation.

このため、活性化アニール工程やエピタキシャル層9の成膜工程では、結晶方位の異なる段差形状を段差パターンの両端に有する従来のアライメントマーク3では、段差パターン両端の側壁部5,6の側壁角度やエピタキシャル層9の膜厚に違いが生じることになる。段差パターン両端の側壁部5,6の角度やエピタキシャル層9の膜厚がそれぞれ異なると、アライメントマーク3を検出する際のアライメント信号波形の対称性が崩れる。その結果、転写工程での位置合わせ精度が低下するという問題が生じる。   For this reason, in the activation annealing step and the step of forming the epitaxial layer 9, in the conventional alignment mark 3 having step shapes with different crystal orientations at both ends of the step pattern, the side wall angles of the side wall portions 5 and 6 at both ends of the step pattern A difference occurs in the film thickness of the epitaxial layer 9. If the angles of the side wall portions 5 and 6 at both ends of the step pattern and the film thickness of the epitaxial layer 9 are different, the symmetry of the alignment signal waveform when the alignment mark 3 is detected is lost. As a result, there arises a problem that the alignment accuracy in the transfer process is lowered.

本実施の形態1に係るアライメントマーク14は、第1段差パターン11の側壁部17と第2段差パターン13の側壁部18の結晶方位が同一となっている。そのため、高温アニールにより側壁部17と側壁部18は同じ形状にエッチングされるので、高温アニール後も側壁部17、18のなす角度は一定に保持される。その結果、高温アニール後も、アライメントマーク14からの信号波形が変わらず、位置合わせを精度良く行うことができる。   In the alignment mark 14 according to the first embodiment, the crystal orientations of the side wall portion 17 of the first step pattern 11 and the side wall portion 18 of the second step pattern 13 are the same. Therefore, since the side wall portion 17 and the side wall portion 18 are etched into the same shape by the high temperature annealing, the angle formed by the side wall portions 17 and 18 is kept constant even after the high temperature annealing. As a result, even after high-temperature annealing, the signal waveform from the alignment mark 14 does not change, and alignment can be performed with high accuracy.

さらに、本実施の形態1に係るアライメントマーク14によれば、第1段差パターン11の側壁部17と第2段差パターン13の側壁部18における基板2の結晶方位が同じであるため、側壁部17,18上に膜厚の等しいエピタキシャル層を形成できる。その結果、エピタキシャル層9の、位置合わせを精度良く行うことができる。    Furthermore, according to the alignment mark 14 according to the first embodiment, since the crystal orientation of the substrate 2 in the side wall portion 17 of the first step pattern 11 and the side wall portion 18 of the second step pattern 13 is the same, the side wall portion 17. , 18 can be formed with an epitaxial layer having the same film thickness. As a result, the alignment of the epitaxial layer 9 can be performed with high accuracy.

本実施の形態1に係るアライメントマーク14の形成方法によれば、階段状の段差パターンを備え、側壁部17,18の角度が等しく結晶方位の等しいアライメントマーク14を容易に製造できる。   According to the method of forming the alignment mark 14 according to the first embodiment, it is possible to easily manufacture the alignment mark 14 having a stepped step pattern and the side walls 17 and 18 having the same angle and the same crystal orientation.

本実施の形態1に係る半導体装置は、アライメントマーク14を備えているので、高温アニール後も、アライメントマーク14を用いて半導体基板2と転写用マスクの位置合わせを精度良く行う製造方法により製造できる。   Since the semiconductor device according to the first embodiment includes the alignment mark 14, it can be manufactured by a manufacturing method in which the alignment of the semiconductor substrate 2 and the transfer mask is accurately performed using the alignment mark 14 even after high-temperature annealing. .

本実施の形態1に係る半導体装置の製造方法は、アライメントマーク14を備える半導体基板2を準備する工程と、半導体基板2のアライメントマーク14を用いて、半導体基板2と転写用マスクの位置合わせをする工程と、を備えているので、高温アニールやエピタキシャル層の成膜後も精度良く位置合わせを行うことができ、重ね合わせ精度の高い半導体装置を製造できる。   In the method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment, the step of preparing the semiconductor substrate 2 including the alignment mark 14 and the alignment of the semiconductor substrate 2 and the transfer mask using the alignment mark 14 of the semiconductor substrate 2 are performed. Therefore, alignment can be performed with high accuracy even after high-temperature annealing or epitaxial film formation, and a semiconductor device with high overlay accuracy can be manufactured.

<実施の形態2>
<1.構成>
図9は、本実施の形態2に係るアライメントマーク16の構成を示す上面図である。図9は、半導体装置のうち、アライメントマーク16が形成されるアライメント領域15を図示している。本実施の形態2に係るアライメントマーク16は、二次元形状のアライメントマークである。
<Embodiment 2>
<1. Configuration>
FIG. 9 is a top view showing the configuration of the alignment mark 16 according to the second embodiment. FIG. 9 illustrates an alignment region 15 in the semiconductor device where the alignment mark 16 is formed. The alignment mark 16 according to the second embodiment is a two-dimensional alignment mark.

図9に示すように、本実施の形態2に係るアライメントマーク16は、第1段差パターン11が平面視で十字形に形成されている。そして、平面視で、第1段差パターン11の十字形の中心を斜めに挟むように第2段差パターン13が対抗して2箇所に配置されている。そして、図9に示すように、第1段差パターン11と第2段差パターン13により、アライメントマークD,E,F,Gが形成される。   As shown in FIG. 9, in the alignment mark 16 according to the second embodiment, the first step pattern 11 is formed in a cross shape in plan view. Then, in plan view, the second step pattern 13 is arranged at two locations so as to sandwich the cross-shaped center of the first step pattern 11 diagonally. Then, as shown in FIG. 9, alignment marks D, E, F, and G are formed by the first step pattern 11 and the second step pattern 13.

十字形の第1段差パターン11のうちY軸に対称にアライメントマークD,Eが配置され、X軸に対称にアライメントマークF,Gが配置されている。アライメントマークD,E,F,Gの断面形状は、階段状に形成され、実施の形態1の図1と同様の形状に形成されている。例えば、図9に示すアライメントマークEのA−A線断面の形状は、図1と同様の形状に形成される。   In the cross-shaped first step pattern 11, alignment marks D and E are arranged symmetrically with respect to the Y axis, and alignment marks F and G are arranged symmetrically with respect to the X axis. The cross-sectional shapes of the alignment marks D, E, F, and G are formed in a step shape, and are formed in the same shape as that of FIG. For example, the shape of the cross section along line AA of the alignment mark E shown in FIG. 9 is formed in the same shape as FIG.

<2.形成方法>
<2−1.アライメントマーク16の形成方法>
次に、図10から図12を参照して本実施の形態2に係るアライメントマーク16の形成方法について説明する。図10から図12は、本実施の形態2に係るアライメントマーク16の形成工程を示す上面図である。まず、図10に示すように、基板上のアライメント領域15に、第1段差パターン11を形成するための第1レジストパターン10を形成する。第1レジストパターン10は、開口部19を備えている。
<2. Forming method>
<2-1. Method of forming alignment mark 16>
Next, a method for forming the alignment mark 16 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 10 to 12 are top views showing the steps of forming the alignment mark 16 according to the second embodiment. First, as shown in FIG. 10, the first resist pattern 10 for forming the first step pattern 11 is formed in the alignment region 15 on the substrate. The first resist pattern 10 includes an opening 19.

次に、図11に示す工程では、第1レジストパターン10をマスクにしてエッチングを行うことで第1段差パターンBを形成し、第1レジストパターン10を除去する。次に、図12に示す工程では、第1段差パターンBの一部を覆うように第2レジストパターン12を形成し、基板をエッチングすることで、平面視で十字形に形成された第1段差パターン11と、その十字形の中心を斜めに挟むように対向して2箇所に配置されるように第2段差パターン13を形成する。そして、第2レジストパターン12を除去することで、図10に示すアライメントマーク16を得ることができる。   Next, in the process shown in FIG. 11, the first step pattern B is formed by etching using the first resist pattern 10 as a mask, and the first resist pattern 10 is removed. Next, in the step shown in FIG. 12, the second resist pattern 12 is formed so as to cover a part of the first step pattern B, and the substrate is etched to form a first step formed in a cross shape in plan view. The second step pattern 13 is formed so as to be disposed at two locations opposite to the pattern 11 so as to sandwich the center of the cross shape obliquely. Then, by removing the second resist pattern 12, the alignment mark 16 shown in FIG. 10 can be obtained.

<2−2.半導体装置の製造方法>
次に、本実施の形態2に係る半導体装置の製造方法について説明する。まず、前述した形成方法によって、アライメント領域15にアライメントマーク16を有する基板を準備する。次に、基板上に、イオン注入の遮蔽体としてレジストパターン(図示せず)を形成する。このレジストパターンを転写する際には、露光装置内で、アライメントマーク16からの乱反射光を検出することによって、基板と転写用マスクの位置合わせを行う。
<2-2. Manufacturing Method of Semiconductor Device>
Next, a method for manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment will be described. First, a substrate having alignment marks 16 in the alignment region 15 is prepared by the above-described forming method. Next, a resist pattern (not shown) is formed on the substrate as an ion implantation shield. When this resist pattern is transferred, the substrate and the transfer mask are aligned by detecting diffusely reflected light from the alignment mark 16 in the exposure apparatus.

このとき、X軸方向の位置合わせは、アライメントマークF又はGを用い、Y軸方向の位置合わせは、アライメントマークD又はEを用いる。上記イオン注入工程を複数回実施し、導電型がN型のイオン注入領域及びP型のイオン注入領域を基板に形成する。次に、レジストパターンを除去してから、1600℃〜1800℃の温度範囲で10分間、活性化アニールを実施する。   At this time, alignment mark F or G is used for alignment in the X-axis direction, and alignment mark D or E is used for alignment in the Y-axis direction. The ion implantation process is performed a plurality of times to form an N type conductivity implantation region and a P type implantation region on the substrate. Next, after removing the resist pattern, activation annealing is performed in a temperature range of 1600 ° C. to 1800 ° C. for 10 minutes.

この時、高温の活性化アニールによって基板表面が蒸発しエッチングされるが、実施の形態1において説明したように、第1段差パターン11の側壁部17(図1参照)と第2段差パターン13の側壁部18は同一の結晶方位なので、同じ速度でエッチングされる。   At this time, the substrate surface is evaporated and etched by the high-temperature activation annealing. As described in the first embodiment, the side wall portion 17 (see FIG. 1) of the first step pattern 11 and the second step pattern 13 Since the side wall portion 18 has the same crystal orientation, it is etched at the same speed.

その結果、第1段差パターン11と第2段差パターン13とで側壁部17,18の傾斜角度が変化する場合でも、ともに同じく変化するため、第1段差パターン11と第2段差パターン13とで側壁部17,18の傾斜角度の間に差は生じない。また、アライメントマーク16は、透過性の材料等で埋め込まれていないため、埋め込み材料の蒸発のような問題は発生しない。   As a result, even when the inclination angles of the side wall portions 17 and 18 change between the first step pattern 11 and the second step pattern 13, both of them change in the same way. There is no difference between the inclination angles of the portions 17 and 18. Further, since the alignment mark 16 is not embedded with a transmissive material or the like, a problem such as evaporation of the embedded material does not occur.

次に、1500℃から1600℃の温度範囲で炭化珪素のエピタキシャル層を半導体基板上に成膜する。このとき、段差構造を有するアライメントマーク16上にもエピタキシャル層が成膜され、段差構造に対応する凹凸がアライメントマーク16上に形成される。第1段差パターン11の側壁部17と第2段差パターン13の側壁部18は、同一の結晶方位を有しているので、エピタキシャル層は同じ成長速度で成長し、側壁部17,18のエピタキシャル層は同じ膜厚で成膜される。そして、アライメントマーク16は、段差構造を有しているため、エピタキシャル層が成膜された後も光学的に明瞭に観察することができる。   Next, an epitaxial layer of silicon carbide is formed on the semiconductor substrate at a temperature range of 1500 ° C. to 1600 ° C. At this time, an epitaxial layer is also formed on the alignment mark 16 having a step structure, and irregularities corresponding to the step structure are formed on the alignment mark 16. Since the side wall portion 17 of the first step pattern 11 and the side wall portion 18 of the second step pattern 13 have the same crystal orientation, the epitaxial layers grow at the same growth rate, and the epitaxial layers of the side wall portions 17 and 18 are grown. Are formed with the same film thickness. Since the alignment mark 16 has a step structure, it can be clearly observed optically even after the epitaxial layer is formed.

次に、露光装置では、このアライメントマーク16の段差に対応した凹凸を光学的に検出することによって、エピタキシャル層付き炭化珪素基板と転写用マスクの位置合わせを行い、所望の位置にレジストパターンを転写する。レジストパターンをエッチングすることによって、エピタキシャル層の加工が行われる。以上の工程を繰り返すことにより、半導体装置を完成する。   Next, the exposure apparatus optically detects the unevenness corresponding to the step of the alignment mark 16, thereby aligning the silicon carbide substrate with the epitaxial layer and the transfer mask, and transferring the resist pattern to a desired position. To do. The epitaxial layer is processed by etching the resist pattern. The semiconductor device is completed by repeating the above steps.

<3.効果>
本実施の形態2に係るアライメントマーク16によれば、活性化アニール工程やエピタキシャル工程を経てもアライメントマーク16を構成する第1段差パターン11及び第2段差パターン13の側壁角度の間に差が生じないため、従来よりも対称性の良いアライメント信号波形が得られる。その結果、従来のアライメントマークを用いた場合よりも、位置合わせ精度の向上や位置合わせ精度の低下を抑制するという顕著な効果が得られる。
<3. Effect>
According to the alignment mark 16 according to the second embodiment, a difference occurs between the side wall angles of the first step pattern 11 and the second step pattern 13 constituting the alignment mark 16 even after the activation annealing process and the epitaxial process. Therefore, an alignment signal waveform having better symmetry than the conventional one can be obtained. As a result, it is possible to obtain a significant effect of improving the alignment accuracy and suppressing the deterioration of the alignment accuracy, compared to the case where the conventional alignment mark is used.

また、露光装置における位置合わせは、通常、X軸方向とY軸方向両方に対して実施される。例えば、十字形のアライメントマークでは、X軸方向に長手のパターンを用いてY軸方向の位置合わせを行い、Y軸方向に長手のパターンを用いてX軸方向の位置合わせを行う。   In addition, alignment in the exposure apparatus is usually performed in both the X-axis direction and the Y-axis direction. For example, in a cross-shaped alignment mark, alignment in the Y-axis direction is performed using a long pattern in the X-axis direction, and alignment in the X-axis direction is performed using a long pattern in the Y-axis direction.

本実施の形態2に係るアライメントマーク16はアライメントマークD,Eを備えているので、Y軸方向の位置合わせには、アライメントマークDとアライメントマークEのいずれかをアライメントマークとして用いることができる。また、本実施の形態2に係るアライメントマーク16は、アライメントマークF,Gを備えているので、X軸方向の位置合わせでは、アライメントマークFとアライメントマークGのいずれかをアライメントマークとして用いることができる。   Since the alignment mark 16 according to the second embodiment includes the alignment marks D and E, either the alignment mark D or the alignment mark E can be used as the alignment mark for alignment in the Y-axis direction. In addition, since the alignment mark 16 according to the second embodiment includes the alignment marks F and G, in the alignment in the X-axis direction, either the alignment mark F or the alignment mark G is used as the alignment mark. it can.

図10に示すように、アライメントマーク16において、アライメントマークDとアライメントマークEとでは、段差パターン側壁部の結晶方位が異なる。また、アライメントマークFとアライメントマークGとでは、段差パターン側壁部の結晶方位が異なる。   As shown in FIG. 10, in the alignment mark 16, the alignment mark D and the alignment mark E have different crystal orientations in the side wall portion of the step pattern. Further, the alignment mark F and the alignment mark G have different crystal orientations of the side wall portions of the step pattern.

そのため、本実施の形態2に係るアライメントマーク16は、X軸方向とY軸方向の位置合わせにおいて、結晶方位の異なる2種類の段差パターンからいずれかを選択して位置合わせを行うことが可能である。その結果、活性化アニール後やエピタキシャル成膜後の転写工程では、より高いアライメント精度が得られる結晶方位の段差パターンを選択して位置合わせを行うことができる。   Therefore, the alignment mark 16 according to the second embodiment can be aligned by selecting one of two types of step patterns having different crystal orientations in the alignment in the X-axis direction and the Y-axis direction. is there. As a result, in the transfer process after activation annealing or after epitaxial film formation, it is possible to perform alignment by selecting a step pattern having a crystal orientation that can provide higher alignment accuracy.

従来のアライメントマークの形成方法では、このように段差パターンの結晶方位が異なるアライメントマークを同時に複数個形成することは不可能であった。しかし、本実施の形態2に係るアライメントマークの形成方法では、X軸方向とY軸方向それぞれに対して、結晶方位が異なる段差パターンを2種類同時に容易に形成することができる。   In the conventional alignment mark forming method, it is impossible to simultaneously form a plurality of alignment marks having different crystal orientations of the step pattern. However, in the alignment mark forming method according to the second embodiment, two types of step patterns having different crystal orientations can be easily formed simultaneously in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively.

本実施の形態4に係る半導体装置は、アライメントマーク16を備えているので、高温アニール後も、アライメントマーク16を用いて、基板と転写用マスクの位置合わせを精度良く行う製造方法により製造できる。   Since the semiconductor device according to the fourth embodiment includes the alignment mark 16, it can be manufactured by a manufacturing method that uses the alignment mark 16 to accurately align the substrate and the transfer mask even after high-temperature annealing.

本実施の形態2に係る半導体装置の製造方法によれば、結晶方位の異なる2種類のアライメントマークから、高い位置合わせ精度が得られるアライメントマークを選択して位置合わせを行うことができる。なお、本実施の形態2においても、従来と同様に位置合わせ時に位置合わせ誤差のオフセット量の除去やアライメント信号強度の強度調整が実施されることは言うまでもない。   According to the method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment, alignment can be performed by selecting an alignment mark that provides high alignment accuracy from two types of alignment marks having different crystal orientations. In the second embodiment, it goes without saying that the offset amount of the alignment error and the intensity adjustment of the alignment signal intensity are performed at the time of alignment as in the conventional case.

実施の形態1に係るアライメントマークの構成を示す断面図である。3 is a cross-sectional view showing a configuration of an alignment mark according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係るアライメントマークの形成工程を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing an alignment mark forming process according to the first embodiment. 実施の形態1に係るアライメントマークの形成工程を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing an alignment mark forming process according to the first embodiment. 実施の形態1に係るアライメントマークの形成工程を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing an alignment mark forming process according to the first embodiment. 従来のアライメントマークの形成工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the formation process of the conventional alignment mark. 従来のアライメントマークの形成工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the formation process of the conventional alignment mark. 従来のアライメントマークの形成工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the formation process of the conventional alignment mark. 従来のアライメントマークの形成工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the formation process of the conventional alignment mark. 実施の形態2に係るアライメントマークの構成を示す上面図である。6 is a top view showing a configuration of an alignment mark according to Embodiment 2. FIG. 実施の形態2に係るアライメントマークの形成工程を示す上面図である。FIG. 10 is a top view showing an alignment mark forming process according to the second embodiment. 実施の形態2に係るアライメントマークの形成工程を示す上面図である。FIG. 10 is a top view showing an alignment mark forming process according to the second embodiment. 実施の形態2に係るアライメントマークの形成工程を示す上面図である。FIG. 10 is a top view showing an alignment mark forming process according to the second embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 レジストパターン、2 基板、3,14,16,D,E,F,G アライメントマーク、4 凹凸、5,6,17,18 側壁部、7,8 膜厚、9 エピタキシャル層、10 第1レジストパターン、11 第1段差パターン、12 第2レジストパターン、13 第2段差パターン、14 アライメントマーク、15 アライメント領域、19 開口部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Resist pattern, 2 Substrate, 3, 14, 16, D, E, F, G Alignment mark, 4 Concavity, convexity, 5, 6, 17, 18 Side wall part, 7, 8 Film thickness, 9 Epitaxial layer, 10 First resist Pattern, 11 first step pattern, 12 second resist pattern, 13 second step pattern, 14 alignment mark, 15 alignment region, 19 opening.

Claims (6)

基板と転写用マスクの位置合わせに用いられるアライメントマークであって、
前記基板主面を掘り下げて形成された第1段差パターンと、
前記第1段差パターンから更に前記基板主面を掘り下げて形成された第2段差パターンと、
を備え、
前記第1段差パターンの側壁部の傾斜角度と前記第2段差パターンの側壁部の傾斜角度は、同一の傾斜角度であることを特徴とするアライメントマーク。
An alignment mark used for alignment of a substrate and a transfer mask,
A first step pattern formed by digging down the substrate main surface;
A second step pattern formed by further digging the substrate main surface from the first step pattern;
With
The alignment mark, wherein an inclination angle of the side wall portion of the first step pattern and an inclination angle of the side wall portion of the second step pattern are the same inclination angle.
前記第1段差パターンは、平面視で十字形に形成され、
前記第2段差パターンは、平面視で前記第1段差パターンの前記十字形の中心を斜めに挟むように対向して2箇所に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のアライメントマーク。
The first step pattern is formed in a cross shape in plan view,
2. The alignment mark according to claim 1, wherein the second step pattern is disposed at two locations facing each other so as to obliquely sandwich the center of the cross shape of the first step pattern in plan view. .
(a)基板上に第1レジストパターンを形成し、前記第1レジストパターンをマスクに用いて前記基板をエッチングすることにより、前記基板上に第1段差パターンを形成する工程と、
(b)前記基板上に第2レジストパターンを形成し、前記第2レジストパターンをマスクに用いて前記基板をエッチングすることにより、前記第1段差パターンから更に前記基板主面を掘り下げて形成された第2段差パターンを形成する工程と、
を備えることを特徴とするアライメントマークの形成方法。
(A) forming a first step pattern on the substrate by forming a first resist pattern on the substrate and etching the substrate using the first resist pattern as a mask;
(B) A second resist pattern is formed on the substrate, and the substrate is etched using the second resist pattern as a mask, so that the substrate main surface is further dug down from the first step pattern. Forming a second step pattern;
A method of forming an alignment mark, comprising:
前記工程(b)は、平面視で前記第1段差パターンが十字形になるように、しかも前記十字形の中心を斜めに挟むように対向して2箇所に配置されるように前記第2段差パターンを形成する工程を含むことを特徴とする請求項3に記載のアライメントマークの形成方法。   In the step (b), the second step is arranged so that the first step pattern has a cross shape in plan view, and is disposed at two positions facing each other so as to sandwich the center of the cross shape diagonally. The method of forming an alignment mark according to claim 3, further comprising a step of forming a pattern. 請求項1又は2に記載のアライメントマークを備える半導体装置。   A semiconductor device comprising the alignment mark according to claim 1. 請求項1又は2に記載のアライメントマークを備える半導体装置の製造方法であって、
(a)請求項1又は2に記載のアライメントマークを備える基板を準備する工程と、
(b)前記基板の前記アライメントマークの前記第1段差パターンと前記第2段差パターンとを用いて、前記基板と前記転写用マスクの位置合わせをする工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device comprising the alignment mark according to claim 1 or 2,
(A) preparing a substrate including the alignment mark according to claim 1 or 2,
(B) aligning the substrate and the transfer mask using the first step pattern and the second step pattern of the alignment mark of the substrate;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
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