[發(fā)明專利]應(yīng)用于外延工藝的光刻標(biāo)記及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210367921.2
• 申請(qǐng)日: 2012-09-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103700649A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王雷;蘇波;李偉峰;程晉廣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/544
• 分類號(hào): H01L23/544;H01L21/311;G03F7/20
• 代理公司: 上海浦一知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 孫大為

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微電子芯片制造領(lǐng)域中的半導(dǎo)體制造方法。?

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體制造中的外延工藝是一種常見(jiàn)的成膜工藝。但在外延成長(zhǎng)時(shí)，圖形畸變是比較常見(jiàn)的一種現(xiàn)象。而圖形畸變會(huì)影響后續(xù)的光刻對(duì)準(zhǔn)精度，從而制約光刻的套刻精度，限制了小尺寸外延器件的開(kāi)發(fā)和制造。如何避免或降低外延生長(zhǎng)時(shí)產(chǎn)生的圖形畸變量，對(duì)于提高光刻套刻精度，有非常重要的意義。?

常見(jiàn)的外延工藝前的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記通常采用直接刻蝕硅基板產(chǎn)生，因此其受外延畸變影響很大，因此其對(duì)準(zhǔn)精度通常比較低。?

為了解決外延生長(zhǎng)后的圖形對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題，一些新的方法被提出來(lái)，主要思想為在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中填充一些保護(hù)材料，使外延生長(zhǎng)時(shí)，光刻標(biāo)記區(qū)域不生長(zhǎng)外延層，或通過(guò)外延后，利用保護(hù)層作為刻蝕終止層，刻蝕其上的外延材料，形成對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。?

利用上述方法后可以明顯改善外延對(duì)光刻標(biāo)記的影響，但是在外延生長(zhǎng)厚度很厚，或外延選擇性不是很好的情況下，即保護(hù)層上外延成長(zhǎng)速率依然比較高的情況下，效果并不理想，如圖1、2所表示。因?yàn)榧词故沁x擇性外延生長(zhǎng)，在硅襯底上通常生成單晶硅，而在其他材料上為多晶硅。在硅和其他材料的交界面，硅襯底上成長(zhǎng)的單晶硅和其他材料上生長(zhǎng)的多晶硅的交界面將展寬，并從硅襯底向其他材料區(qū)域延伸。而此時(shí)因?yàn)楣饪虡?biāo)記外邊界和界面依然存在硅材料，因此當(dāng)外延生長(zhǎng)速率較快，生長(zhǎng)厚度較厚，或選擇比不高時(shí)，從硅襯底上長(zhǎng)成的單晶硅會(huì)向光刻標(biāo)記區(qū)域延伸，導(dǎo)致光刻標(biāo)記會(huì)無(wú)法形成或形成不好，?導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。?

在傳統(tǒng)方法中，雖然利用保護(hù)層降低光刻標(biāo)記受外延工藝的影響，但因?yàn)檎麄€(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記依然存在和硅接觸的部分，且光刻標(biāo)記上的保護(hù)材料依然會(huì)隨工藝變化被外延覆蓋。?

同樣，所有利用硅和其他材料的交界面形成的光刻標(biāo)記，同樣會(huì)被外延生長(zhǎng)的這一特性所影響。因此要徹底解決外延工藝對(duì)光刻標(biāo)記的影響，就必須利用非硅材料來(lái)形成，并隔絕光刻標(biāo)記和硅材料的接觸。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種應(yīng)用于外延工藝的光刻標(biāo)記，它可以將光刻標(biāo)記徹底和硅材料隔絕，徹底解決了外延生長(zhǎng)對(duì)光刻標(biāo)記的影響。?

為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于外延工藝的光刻標(biāo)記，光刻標(biāo)記被放置在介質(zhì)材料中，且任何一個(gè)外邊界或外界面均被外延難以生長(zhǎng)的保護(hù)層所包圍。?

本發(fā)明的有益效果在于：將光刻標(biāo)記徹底和硅材料隔絕，徹底解決了外延生長(zhǎng)對(duì)光刻標(biāo)記的影響。?

外延生長(zhǎng)時(shí)很難在保護(hù)層上生長(zhǎng)，生長(zhǎng)速率與襯底層上的生長(zhǎng)速率相比較小。?

保護(hù)層可以氧化物或者氮化物。?

外延成長(zhǎng)后，介質(zhì)層與非介質(zhì)層上外延生長(zhǎng)厚度差≥200埃。?

整個(gè)光刻標(biāo)記均被介質(zhì)層區(qū)域包圍。?

本發(fā)明還提供了一種產(chǎn)生應(yīng)用于外延工藝的光刻標(biāo)記的方法，包括以下步驟：步驟1、刻蝕硅基板形成一個(gè)面積較大的溝槽；步驟2、沉積或通過(guò)熱氧化在溝槽中填充介質(zhì)材料，形成光刻標(biāo)記的基底；步驟3、在基底區(qū)域內(nèi)刻蝕介質(zhì)?層形成光刻標(biāo)記。?

步驟2中的介質(zhì)層刻蝕深度≥500埃。?

步驟3中的介質(zhì)層刻蝕深度≥200埃，且小于后續(xù)外延生長(zhǎng)厚度的1/2×選擇比，選擇比為介質(zhì)層與非介質(zhì)層區(qū)域外延生長(zhǎng)厚度的比率。?

光刻標(biāo)記禁止區(qū)域≥外延生長(zhǎng)時(shí)從硅區(qū)域向介質(zhì)區(qū)域延伸長(zhǎng)度的2倍以上。?

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。?

圖1A本發(fā)明與傳統(tǒng)光刻標(biāo)記斷面比較圖；?

圖1B本發(fā)明與傳統(tǒng)光刻標(biāo)記光顯比較圖；?

圖2本專利光刻標(biāo)記的版圖設(shè)計(jì)圖；?

圖3光刻標(biāo)記形成過(guò)程示意圖。?

具體實(shí)施方式

本發(fā)明所述的一種應(yīng)用于外延工藝的光刻標(biāo)記，光刻標(biāo)記被放置在介質(zhì)材料中，且任何一個(gè)外邊界或外界面均被外延難以生長(zhǎng)的材料所包圍。?

其實(shí)現(xiàn)方式包含兩部分，版圖實(shí)現(xiàn)與工藝流程。?