[發明專利]外延后光刻對準零層標記的方法

有效

• 申請號: 200910057946.0
• 申請日: 2009-09-24
• 公開（公告）號: CN102034685A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 闞歡;吳鵬
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/027;G03F7/20
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 王關根

技術領域

本發明涉及一種半導體集成電路制造工藝，特別是涉及一種光刻工藝中的對準方法。

背景技術

光刻是將掩膜版(mask)上圖形形式的電路結構通過對準、曝光、顯影等步驟轉印到涂有光刻膠的硅片表面的工藝過程。光刻工藝會在硅片表面形成一層光刻膠掩蔽圖形，其后續工藝是刻蝕或離子注入。

半導體集成電路制造中，通常需要經過多次光刻工序。其中形成硅片第一層(最下層)圖形的光刻稱為零層光刻。零層光刻與刻蝕所形成的硅片第一層圖形稱為零層標記，零層標記是供后續光刻時對準之用的。

在形成零層標記之后，往往跟隨有外延工藝，即在硅片表面生長從幾微米到十幾微米甚至更厚的外延層。外延工藝完成后，零層標記被外延層覆蓋，這里就出現了兩種情況。

第一種情況，在零層光刻和刻蝕之后、外延生長之前，沒有其他工藝。這種情況的典型例子如圖1所示，外延后光刻對準零層標記的方法包括：

第1步，對硅襯底進行離子注入。具體又包括：

第1.1步，在硅襯底上淀積一層薄膜，該層薄膜用于使后續離子注入的射程不會過深(該步淀積薄膜可以省略)。

第1.2步，對硅襯底進行光刻，所形成的光刻膠掩蔽圖形暴露出離子注入窗口，其余硅片區域被光刻膠覆蓋。

第1.3步，在離子注入窗口中進行離子注入。

第1.4步，對硅片進行退火。

第1.5步，反復上述第1.1步至第1.4步中的一步或多步。

第2步，如圖1左側所示，對硅襯底10進行零層光刻和刻蝕，形成零層標記11(在圖中示例性地表示為溝槽形式)。

第3步，如圖1右側所示，清洗硅片，對硅片進行外延生長，零層標記11被外延層12覆蓋。

第4步，對外延層進行光刻，該步光刻對準零層標記11。由于在零層標記11形成之后直接進行外延生長，外延生長之前的零層標記11形態完好，因此外延生長之后零層標記11仍能清楚地分辨。

第二種情況，在零層光刻和刻蝕之后、外延生長之前，存在一些用于調整器件性能的工藝(如薄膜生長、離子注入、退火等)。這種情況的典型例子如圖2所示，外延后光刻對準零層標記的方法包括：

第1步，如圖2左上側所示，對硅襯底10進行零層光刻和刻蝕，形成零層標記11(在圖中示例性地表示為溝槽形式)。

第2步，如圖2左下側所示，對硅襯底10進行離子注入，具體步驟與上述第一種情況中的第1步相同。由于受到薄膜生長、離子注入、退火等工藝的影響，零層標記11的形態遭到破壞。

第3步，如圖2右側所示，清洗硅片，對硅片進行外延生長，零層標記11被外延層12覆蓋。

第4步，對外延層進行光刻，該步光刻對準零層標記11。此時外延生長之前零層標記11的形態遭到破壞，因此外延工藝之后零層標記11變形甚至無法測量。

顯然，工程師們希望無論在哪一種情況下，硅片進行外延生長后零層標記都可清楚辨認。但對于上述第二種情況，如何克服零層光刻和刻蝕之后、外延生長之前的工藝影響，是一個亟需解決的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種硅片在外延生長后進行光刻時，該步光刻對準零層標記的方法，該方法的核心是使零層標記經過外延工藝后仍能清楚辨認。

為解決上述技術問題，本發明外延后光刻對準零層標記的方法包括如下步驟：

第1步，對硅片進行零層光刻，僅在硅片的第一組曝光單元進行曝光，然后刻蝕形成第一組零層標記；

第2步，對硅襯底進行離子注入；

第3步，再對硅片進行零層光刻，僅在硅片的第二組曝光單元進行曝光，然后刻蝕形成第二組零層標記；

所述第一組曝光單元與第二組曝光單元完全不重合；

第4步，清洗硅片，對硅片進行外延生長；

第5步，對外延層進行光刻，該步光刻對準第二組零層標記。

本發明采用兩次零層光刻和刻蝕形成兩組零層標記，分別用于外延前和外延后的對準。這樣既保證了外延前光刻對準的需要，又提供了一組全新的零層標記供外延后光刻使用。

附圖說明

圖1是一種現有的外延后光刻對準零層標記的方法的示意圖；

圖2是另一種現有的外延后光刻對準零層標記的方法的示意圖；

圖3是硅片上曝光單元的示意圖；

圖4是本發明外延后光刻對準零層標記的方法的示意圖。

圖中附圖標記說明：

10為硅襯底；11為零層標記；12為外延層；

1為硅片；2為曝光單元；21為第一組曝光單元；22為第二組曝光單元。

具體實施方式