專利名稱：零層對準標記及制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體器件及制作領域，尤其涉及零層對準標記及制作方法。
背景技術：
在半導體工藝集成度愈高工藝尺寸愈小的情形下，工藝步驟復雜程度及困 難度也愈來愈高，因此必須在工藝中利用量測設備進行工藝監(jiān)控，以實時反 映問題，降低因工藝錯誤所造成的損失。
半導體工藝中的光刻工藝可說是最舉足輕重的步驟之一。凡是與MOS組 件結構相關的各層圖案及摻雜區(qū)域都是由光刻工藝來決定。而通常決定晶圓 的光刻工藝成敗的因素，除了關鍵尺寸(Critical Dimension, CD)的控制外， 另一重要者即為對準的精確度。如圖1所示，為了能夠作到對準的效果，在進 行光刻工藝前均會先在晶圓10中蝕刻出 一些圖案，以作為后續(xù)各層在曝光時 的對準標記12。
現有零層對準標記的制作工藝如圖2至圖6所示。參考圖2，提供半導體襯 底IOO,所述半導體襯底100為P型硅襯底；在半導體襯底100上形成厚度為200 埃 400埃的氧化層102,所述形成氧化層102的方法為熱氧化法，熱氧化溫度 為1000。C 120(TC,氧化層102的材料為氧化硅；用旋涂法在氧化層102上形成 第一光刻膠層104，對第一光刻膠層104進行曝光及顯影，定義零層對準標記 圖形；以第一光刻膠層104為掩膜，用干法刻蝕法刻蝕氧化層102及半導體襯 底IOO,形成零層對準標記溝槽105,所述零層對準標記溝槽105在半導體襯底 IOO中的深度為1000埃 2000埃。
如圖3所示，灰化法去除第一光刻膠層104,然后，用濕法刻蝕法去除殘留
4第一光刻力交層104和氧化層102;在半導體襯底100上及零層對準標記溝槽105 內壁依次形成墊氧化層106和腐蝕阻擋層108,所述形成墊氧化層106的方法為 熱氧化法，所需溫度為800。C 1000。C,形成的墊氧化層106厚度為80埃 150埃， 材料為氧化硅；所述形成腐蝕阻擋層108的方法為化學氣相沉積法，所需沉積 溫度為700。C 800。C,形成的腐蝕阻擋層108的厚度為1500埃 2500埃，材料為 氮化硅或氮氧化硅等；在腐蝕阻擋層108上旋涂第二光刻膠層110,且第二光 刻膠層110填充滿零層對準標記溝槽105，經過曝光顯影工藝，定義出隔離結 構圖形；以第二光刻膠層110為掩膜，用等離子體干法刻蝕法刻蝕腐蝕阻擋層 108、墊氧化層106和半導體襯底100,形成淺溝槽lll,所述淺溝槽lll在半導 體襯底100中的深度為2000埃 5000埃。
如圖4所示，灰化法去除第二光刻膠層110;用濕法刻蝕法去除形成淺溝 槽111時刻蝕氣體與半導體襯底100中硅反應產生的聚合物，所述濕法刻蝕的 溶液為氫氟酸；然后，用濕法刻蝕法去除殘留的第二光刻膠層IIO,所述濕蝕 溶液是包含碌^酸與過氧化氫的混合溶液；在淺溝槽111內壁形成厚度為1 OO埃 200埃的襯氧化層112,所述形成襯氧化層112的方法為熱氧化法，熱氧化溫 度為800。C 1200。C;用高密度等離子體化學氣相沉積法在腐蝕阻擋層108上形 成厚度為5000埃 7000埃的絕緣介質層114,且絕緣介質層114填充滿溝槽105 和淺溝槽lll，所述絕緣介質層114的材料為氧化硅或旋涂絕緣物質(SOD , Spin-On-Dielectric )等。
如圖5所示，用化學機械拋光法平坦化絕緣介質層114至露出腐蝕阻擋層 108;用濕法刻蝕法去除腐蝕阻擋層108至露出墊氧化層106,形成由淺溝槽lll 內的絕緣介質層l 14和襯氧化層112構成的淺溝槽隔離結構115,所述刻蝕溶液 為包含氫氟酸和磷酸的溶液，由于零層對準標記溝槽105側壁有腐蝕阻擋層 108,因此在刻蝕過程中被一起去除，在零層對準標記溝槽105側壁留下縫隙 116，影響了用絕緣介質層114作為對準標記的質量，由于絕緣介質層114的材料為氧化硅，在后續(xù)光刻工藝中，由于與半導體襯底200硅材料折射率不同的
原因，能^^分辨出，因此可作為零層對準標記。
如圖6所示，在墊氧化層106上形成第三光刻膠層，經過曝光及顯影工藝， 露出在零層對準標記溝槽105內的絕緣介質層114;以第三光刻膠層為掩膜， 用干法刻蝕法去除零層對準標記溝槽105內的絕緣介質層114和絕緣介質層 114下的腐蝕阻擋層108至露出墊氧化層106,形成零層對準標記118，由于墊 氧化層106的材料也是氧化硅，因此也可作為零層對準標記。
在申請?zhí)枮?2108451的中國專利申請中，還可以發(fā)現更多與上述技術方 案相關的信息，形成零層對準標記的方法。
現有形成零層對準標記的過程中，由于去除腐蝕阻擋層過程中，將溝槽 側壁的腐蝕阻擋層也一起去除了 ，使作為零層對準標記的絕緣介質層不完整， 因此又需要增加曝光顯影及刻蝕的步驟以去除溝槽內的絕緣介質層和絕緣介 質層下的腐蝕阻擋層，以覆蓋墊氧化層的零層對準標記溝槽作為零層對準標 記。增加了曝光顯影及刻蝕步驟，導致工藝步驟繁瑣，影響工藝進度。

發(fā)明內容
本發(fā)明解決的問題是提供一種零層對準標記及制作方法，用以簡化工藝 步驟。
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種零層對準標記的制作方法，包括提 供依次帶有墊氧化層、腐蝕阻擋層和光刻膠層的半導體襯底；在光刻膠層上 定義出零層對準標記圖形和淺溝槽圖形；以光刻膠層為掩膜，刻蝕腐蝕阻擋 層、墊氧化層和半導體襯底，形成零層對準標記溝槽和淺溝槽；去除光刻膠 層后，在零層對準標記溝槽和淺溝槽內壁形成襯氧化層；在零層對準標記溝 槽和淺溝槽內填充滿絕緣介質層，形成零層對準標記和、淺溝槽隔離結構；去 除腐蝕阻擋層。埃~5000埃。
可選的，定義出零層對準標記圖形和淺溝槽圖形還包括步驟先將光刻 掩模版上的待曝光零層對準標記圖形轉移至光刻膠層上，經過顯影，形成零 層對準標記圖形；然后將另一光刻掩模版上的待曝光淺溝槽圖形轉移至光刻 膠層上，經過顯影，形成淺溝槽圖形。
可選的，定義出零層對準標記圖形和淺溝槽圖形還包括步驟先將光刻 掩模版上的待曝光淺溝槽圖形轉移至光刻膠層上，經過顯影，形成淺溝槽圖 形；然后將另 一光刻掩模版上的待曝光零層對準標記圖形轉移至光刻膠層 上，經過顯影，形成零層對準標記圖形。
可選的，所述在零層對準標記溝槽和淺溝槽內填充滿絕緣介質層時，在 腐蝕阻擋層上形成絕緣介質層；在去除腐蝕阻擋層之前，平坦化絕緣介質層 至露出腐蝕阻擋層。
可選的，形成絕緣介質層的方法為高密度等離子體化學氣相沉積法。所 述絕緣介質層的材料為氧化硅或旋涂絕緣物質。
本發(fā)明提供一種零層對準標記，包括位于半導體襯底內的零層對準標 記溝槽，位于零層對準標記溝槽內壁的襯氧化層，所述零層對準標記溝槽內 填充滿絕緣介質層。
可選的，所述零層對準標記溝槽在半導體襯底內的深度為2000埃~5000埃。
可選的，所述絕緣介質層的材料為氧化硅或旋涂絕緣物質。
與現有技術相比，上述方案具有以下優(yōu)點去除腐蝕阻擋層過程中，由 于零層對準標記溝槽側壁沒有腐蝕阻擋層，因此零層對準標記溝槽內的絕緣
介質層能保持完整，作為零層對準標記，因此不需要增加曝光顯影及刻蝕的 步驟以去除溝槽內的絕緣介質層和絕緣介質層下的腐蝕阻擋層，以覆蓋墊氧化層的零層對準標記溝槽作為零層對準標記。簡化了工藝步驟。
進一步，零層對準標記和淺溝槽隔離結構是同時形成的，使工藝步驟更 為簡化，提高產率。


圖1是現有零層對準標記的示意圖； 圖2至圖6是現有工藝形成零層對準標記的示意圖； 圖7是本發(fā)明形成零層對準標記的具體實施方式
流程圖； 圖8至圖12是本發(fā)明形成零層對準標記的實施例示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明去除腐蝕阻擋層過程中，由于零層對準標記溝槽側壁沒有腐蝕阻 擋層，因此零層對準標記溝槽內的絕緣介質層能保持完整，作為零層對準標 記，因此不需要增加曝光顯影及刻蝕的步驟以去除溝槽內的絕緣介質層和絕 緣介質層下的腐蝕阻擋層，以覆蓋墊氧化層的零層對準標記溝槽作為零層對 準標記。簡化了工藝步驟。
進一步，零層對準標記和淺溝槽隔離結構是同時形成的，使工藝步驟更 為簡化，提高產率。
下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做詳細的說明。
圖7是本發(fā)明形成零層對準標記的具體實施方式
流程圖。如圖7所示， 執(zhí)行步驟S101，提供依次帶有墊氧化層、腐蝕阻擋層和光刻膠層的半導體襯 底；
所述半導體襯底為P型硅襯底。墊氧化層的材料為氧化硅等，厚度為80 埃 150埃；腐蝕阻擋層的厚度為1500埃 2500埃，材料為氮化硅或氮氧化硅 等。執(zhí)行步驟S102，在光刻膠層上定義出零層對準標記圖形和淺溝槽圖形；
定義出零層對準標記圖形和淺溝槽圖形可以步驟先將光刻掩模版上的 待曝光零層對準標記圖形轉移至光刻膠層上，經過顯影，形成零層對準標記 圖形；然后將另一光刻掩模版上的待曝光淺溝槽圖形轉移至光刻膠層上，經 過顯影，形成淺溝槽圖形。
定義出零層對準標記圖形和淺溝槽圖形也可以步驟先將光刻掩模版上 的待曝光淺溝槽圖形轉移至光刻膠層上，經過顯影，形成淺溝槽圖形；然后 將另 一光刻掩模版上的待曝光零層對準標記圖形轉移至光刻膠層上，經過顯 影，形成零層對準標記圖形。
執(zhí)行步驟S103,以光刻膠層為掩膜，刻蝕腐蝕阻擋層、墊氧化層和半導 體襯底，形成零層對準標記溝槽和淺溝槽；
用等離子體干法刻蝕法刻蝕腐蝕阻擋層、墊氧化層和半導體襯底。
執(zhí)行步驟S104，去除光刻膠層后，在零層對準標記溝槽和淺溝槽內壁形 成襯氧化層；
先用灰化法去除光刻膠層，然后用濕法刻蝕法去除殘留的光刻膠層。
形成襯氧化層的方法為熱氧化法，襯氧化層的材料為氧化硅等，厚度為 100埃 200埃。
執(zhí)行步驟S105，在零層對準標記溝槽和淺溝槽內填充滿絕緣介質層，形 成零層對準標記和淺溝槽隔離結構；
填充滿絕緣介質層的方法為高密度等離子體化學氣相沉積法，所述絕緣 介質層的材料為氧化硅或旋涂絕緣物質。
執(zhí)行步驟S106，去除腐蝕阻擋層。
用濕法刻蝕法去除腐蝕阻擋層。
基于上述實施方式形成的零層對準標記，包括位于半導體襯底內的零 層對準標記溝槽，位于零層對準標記溝槽內壁的襯氧化層，所述零層對準標記溝槽內填充滿絕緣介質層。
圖8至圖12是本發(fā)明形成零層對準標記的實施例示意圖。如圖8所示， 提供半導體襯底200，所述半導體襯底200為P型硅襯底；在半導體襯底200 上形成厚度為80埃 150埃的墊氧化層202，所述形成墊氧化層202的方法為 熱氧化法，熱氧化溫度為800。C 1200。C,墊氧化層202的材料為氧化硅等； 在墊氧化層202上形成腐蝕阻擋層204,所述形成腐蝕阻擋層204的方法為化 學氣相沉積法，所需沉積溫度為700。C 800。C，形成的腐蝕阻擋層204的厚度 為1500埃 2500埃，材料為氮化硅或氮氧化硅等。
本實施例中，所述墊氧化層202的厚度具體例如80埃、90埃、IOO埃、110 埃、120埃、130埃、140?；?50埃等。熱氧化溫度具體例如800。C、 900°C、 1000°C、 1100。C或1200。C等。
本實施例中，所述化學氣相沉積溫度具體例如700。C 、 720°C 、 740。C 、 760。C 、 780。C或80(TC等。腐蝕阻擋層204的厚度具體例如1500埃、1600埃、1700埃、 l訓埃、1900埃、2000埃、2100埃、2200埃、2300埃、2400?；?500埃等。
如圖9所示，用旋涂法在腐蝕阻擋層204上形成光刻膠層206,先將光刻掩 模版上的待曝光淺溝槽圖形轉移至光刻膠層206上，經過曝光顯影工藝，在光 刻膠層206上形成淺溝槽圖形207;然后，再將另一光刻掩模版上的待曝光零 層對準標記圖形轉移至光刻膠層206上，經過曝光顯影工藝，在光刻膠層206 上形成零層對準標記圖形208 。
除本實施例外，還可以是先將光刻掩模版上的待曝光零層對準標記圖形轉 移至光刻膠層206上，經過曝光顯影工藝，在光刻膠層206上形成零層對準標 記圖形208;然后再將另一光刻掩模版上的待曝光淺溝槽圖形轉移至光刻膠層 206上，經過曝光顯影工藝，在光刻膠層206上形成淺溝槽圖形207。
如圖10所示，以光刻膠層206為掩膜，用等離子體干法刻蝕法刻蝕腐蝕阻
10擋層204、墊氧化層202和半導體襯底200,形成零層對準標記溝槽210和淺溝 槽2U,所述零層對準標記溝槽210和淺溝槽211在半導體襯底200中的深度為 2000埃 5000埃；灰化法去除光刻膠層206;用濕法刻蝕法去除形成零層對準 標記溝槽210和淺溝槽211時刻蝕氣體與半導體襯底200中硅反應產生的聚合 物，所述濕法刻蝕的溶液是濃度為1%氫氟酸溶液，刻蝕時間為20秒 40秒，具 體例如20秒、22秒、24秒、26秒、28秒、30秒、32秒、34秒、36秒、38秒或 40秒等，優(yōu)選30秒；然后，用濕法刻蝕法去除殘留的光刻膠層206,所述濕法 刻蝕溶液是包含硫酸與過氧化氳的混合溶液。
本實施例中，等離子體干法刻蝕法所采用的氣體為氯氣和溴化氫，其中氪 氣的流量為20 sccm (標準毫升/分) 100sccm ，具體流量例如20sccm、 30sccm、 40sccm、 50sccm、 60sccm、 70sccm、 80sccm、 90sccm或100sccm等；溴化氬的 流量為100 sccm 300sccm,具體流量例如100sccm、 120sccm、 140sccm、 160sccm、 180sccm、 200sccm、 220sccm、 240sccm、 260sccm、 280sccm或300sccm 等。
本實施例中，所述零層對準標記溝槽210和淺溝槽211在半導體襯底200中 的深度具體例如2000埃、2500埃、3000埃、3500埃、4000埃、4500?；?000埃等。
如圖11所示，在零層對準標記溝槽210和淺溝槽211內壁形成厚度為1 OO埃 200埃的襯氧化層212,所述形成襯氧化層212的方法為熱氧化法，熱氧化溫 度為800。C 1200。C;用高密度等離子體化學氣相沉積法在腐蝕阻擋層204上形 成厚度為5000埃 7000埃的絕纟彖介質層214，且絕纟彖介質層214填充滿零層對準 標記溝槽210和淺溝槽211，所述絕緣介質層214的材料為氧化硅或旋涂絕緣物 質(SOD)等。
本實施例中，所述襯氧化層212的厚度具體例如IOO埃、120埃、140埃、160埃、180?；?00埃等。所述熱氧化溫度具體例如800°C、 850°C、 900°C、 950°C、 1000°C、 1050°C、 1100°C、 1150。C或1200。C等。
本實施例中，所述絕緣介質層214在腐蝕阻擋層204上的厚度具體例如 5000埃、5500埃、6000埃、6500?；?000埃等。
如圖12所示，用化學機械拋光法平坦化絕緣介質層214至露出腐蝕阻擋層 204;用濕法刻蝕法去除腐蝕阻擋層204至露出墊氧化層202,形成零層對準標 記216及淺溝槽隔離結構217,所述刻蝕溶液為氫氟酸和磷酸，即先用濃度為 2%的氫氟酸溶液刻蝕50秒 70秒，然后再用磷酸溶液刻蝕40分鐘 60分鐘。
本實施例中，用氫氟酸溶液刻蝕的時間具體例如50秒、52秒、54秒、56 秒、58秒、60秒、62秒、64秒、66秒、68秒或70秒等，優(yōu)選60秒；用磷酸溶 液刻蝕的時間具體例如40分鐘、42分鐘、44分鐘、46分鐘、48分鐘、50分鐘、 52分鐘、54分鐘、56分鐘、58分鐘或60分鐘等，優(yōu)選50分鐘。
零層對準標記216和淺溝槽隔離結構217是同時形成的，使工藝步驟更 為簡化，提高產率。并且在去除腐蝕阻擋層過程中，由于零層對準標記溝槽 側壁沒有腐蝕阻擋層，因此零層對準標記溝槽內的絕緣介質層能保持完整， 作為零層對準標記，因此不需要增加曝光顯影及刻蝕的步驟以去除溝槽內的
絕緣介質層和絕緣介質層下的腐蝕阻擋層，以覆蓋墊氧化層的零層對準標記 溝槽作為零層對準標記，簡化了工藝步驟。
基于上述實施例形成的零層對準標記，包括半導體襯底200;位于半導 體襯底200上的墊氧化層202;位于半導體襯底200內且貫穿墊氧化層202的 零層對準標記溝槽210;位于零層對準標記溝槽210內壁的襯氧化層212;填 充滿對準標記溝槽210內的絕》彖介質層214。
本發(fā)明雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何 本領域4支術人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，都可以^f故出可能的變動和 修改，因此本發(fā)明的保護范圍應當以本發(fā)明權利要求所界定的范圍為準。
權利要求
1. 一種零層對準標記的制作方法，其特征在于，包括提供依次帶有墊氧化層、腐蝕阻擋層和光刻膠層的半導體襯底；在光刻膠層上定義出零層對準標記圖形和淺溝槽圖形；以光刻膠層為掩膜，刻蝕腐蝕阻擋層、墊氧化層和半導體襯底，形成零層對準標記溝槽和淺溝槽；去除光刻膠層后，在零層對準標記溝槽和淺溝槽內壁形成襯氧化層；在零層對準標記溝槽和淺溝槽內填充滿絕緣介質層，形成零層對準標記和淺溝槽隔離結構；去除腐蝕阻擋層。
2. 根據權利要求1所述零層對準標記的制作方法，其特征在于，所述零層對 準標記溝槽和淺溝槽在半導體襯底內的深度為2000埃 5000埃。
3. 根據權利要求1所述零層對準標記的制作方法，其特征在于，定義出零層 對準標記圖形和淺溝槽圖形還包括步驟先將光刻掩模版上的待曝光零層對準標記圖形轉移至光刻力交層上，經過顯 影，形成零層對準標記圖形；然后將另一光刻掩模版上的待曝光淺溝槽圖形轉移至光刻膠層上，經過顯 影，形成淺溝槽圖形。
4. 根據權利要求1所述零層對準標記的制作方法，其特征在于，定義出零層 對準標記圖形和淺溝槽圖形還包括步驟先將光刻掩模版上的待曝光淺溝槽圖形轉移至光刻膠層上，經過顯影，形 成淺溝槽圖形；然后將另 一光刻掩模版上的待曝光零層對準標記圖形轉移至光刻膠層上， 經過顯影，形成零層對準標記圖形。
5. 根據權利要求1所述零層對準標記的制作方法，其特征在于，所述在零層對準標記溝槽和淺溝槽內填充滿絕緣介質層時，在腐蝕阻擋層上形成絕緣介質層；在去除腐蝕阻擋層之前，平坦化絕緣介質層至露出腐蝕阻擋層。
6. 根據權利要求5所述零層對準標記的制作方法，其特征在于，形成絕緣介質層的方法為高密度等離子體化學氣相沉積法。
7. 根據權利要求6所述零層對準標記的制作方法，其特征在于，所述絕緣介 質層的材料為氧化硅或旋涂絕緣物質。
8. —種零層對準標記，包括位于半導體襯底內的零層對準標記溝槽，位于 零層對準標記溝槽內壁的襯氧化層，其特征在于，所述零層對準標記溝槽 內填充滿絕緣介質層。
9. 才艮據權利要求8所述零層對準標記，其特征在于，所述零層對準標記溝槽 在半導體襯底內的深度為2000埃 5000埃。
10. 根據權利要求8所述零層對準標記，其特征在于，所述絕緣介質層的材料 為氧化石圭或旋涂絕緣物質。
全文摘要
一種零層對準標記的制作方法，包括提供依次帶有墊氧化層、腐蝕阻擋層和光刻膠層的半導體襯底；在光刻膠層上定義出零層對準標記圖形和淺溝槽圖形；以光刻膠層為掩膜，刻蝕腐蝕阻擋層、墊氧化層和半導體襯底，形成零層對準標記溝槽和淺溝槽；去除光刻膠層后，在零層對準標記溝槽和淺溝槽內壁形成襯氧化層；在零層對準標記溝槽和淺溝槽內填充滿絕緣介質層，形成零層對準標記和淺溝槽隔離結構；去除腐蝕阻擋層。本發(fā)明還提供一種零層對準標記，簡化了工藝步驟。
文檔編號G03F7/20GK101446768SQ200710171089
公開日2009年6月3日 申請日期2007年11月27日 優(yōu)先權日2007年11月27日
發(fā)明者永 劉, 肖德元 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司