专利名称：一种提高对位标记清晰度的方法
技术领域：
本发明涉及半导体器件制造技术领域，特别涉及一种提高对位标记清晰度的方法。
背景技术：
在半导体器件制造前段的过程中，对晶圆的处理需要经过激光首次打标(ZeroMark)，外延层的生长(EPI)，浅沟槽隔离结构的光刻(SDG PHOTO)等工艺步骤。其中，利用激光在晶圆表面设置对位标记可以为后续的浅沟槽隔离结构的光刻步骤提供前层对位的 标记。在光刻的过程中，如果由于对位不准而引起错位，会造成图形歪曲或套准失准，最终影响到所制造的半导体器件的电特性。因此，在整个晶圆制造工艺流程中，保持对位标记的清晰度有着很重要的意义。然而，就目前普遍采用的工艺流程来说，在外延层生长后，由于外延层半透明的特性，会使底层的对位标记变得很不清晰，从而造成后续的光刻经常对位失败。图I是现有技术中激光打标后，外延层生长前的晶圆示意图，图2是现有技术中激光打标后，外延层生长后的晶圆示意图，如图I、图2所示，101是外延层生长前的对位标记,201是外延层生长后的对位标记。由图可以看出，在外延层生长后，对位标记清晰度明显降低。为了能看清底层的对位标记，只能增加激光首次打标的深度，但是，这样也会有很多其它的负面影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供了一种提高对位标记清晰度的方法，以克服外延层对底层激光标记清晰度的影响，避免后续光刻步骤对位失败的问题。本发明公开了一种提高对位标记清晰度的方法，包括在晶圆表面刻蚀对位标记；在所述晶圆上进行外延层的生长；去除覆盖对位标记部分的外延层，使得晶圆表面的对位标记露出。优选地，所述去除覆盖对位标记部分的外延层，使得晶圆表面的对位标记露出，包括根据所述对位标记的位置，对所述外延层进行光刻；对所述进行光刻后的外延层刻蚀，把覆盖在对位标记部分的外延层刻蚀掉，使晶圆表面的对位标记显露出来。优选地，所述方法通过激光刻蚀在晶圆表面刻蚀对位标记。优选地,所述方法在晶圆表面刻蚀对位标记后,还包括进行光刻和离子注入以在晶圆表面形成埋层。优选地，所述对位标记用于为浅沟槽隔离结构光刻步骤提供与前层对位的参照。优选地，所述对所述外延层进行光刻定义覆盖对位标记的区域为需要去除外延层的区域。
优选地，所去除的外延层面积与对位标记所占用面积相同。本发明实施例通过在外延层生长工艺步骤后，利用光刻和刻蚀去除对位标记位置的外延层，使得底层的对位标记显露出来，为后续的浅沟槽隔离结构的光刻步骤提供清晰的的对位标记，从而显著提高了光刻对位的准确度，消除了对位失败的问题。
下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是现有技术中对位标记形成后，外延层生长如的晶圆俯视不意图；图2是现有技术中对位标记形成后且外延层生长完成后的晶圆俯视示意图； 图3是本发明第一实施例提供的提高对位标记清晰度的方法的流程图；图4是经过本发明第一实施例方法处理后的晶圆俯视示意图；图5是经过本发明第一实施例方法处理后的晶圆截面示意图；图6是本发明第二实施例提供的提高对位标记清洗度的方法的流程图；图7是经过第二实施例方法处理后的晶圆的截面示意图。
具体实施例方式下面结合附图并通过具体实施方式
来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的步骤而非全部过程。图3是本发明第一实施例提供的提高对位标记清晰度的方法的流程图。如图3所示，所述方法包括步骤301、在晶圆表面刻蚀对位标记。在本发明的一个实施方式中，可以如图I所示用激光来进行对位标记的刻蚀，通过激光在晶圆的上下左右的预定位置各打出一个十字形的对位标记。当然，标记的形式和位置不局限于图中所示的形式和位置，只要能够为后续步骤提供对位功能即可。所述对位标记是用来为后续的浅沟槽隔离结构光刻步骤提供前层对位的。步骤302、在所述晶圆上进行外延层的生长。在本发明的一个实施例中，外延层生长的厚度大约为20K埃，由于硅外延层是半透明的，所以使得底层对位标记清晰度降低，可参见附图2激光打标后，外延层生长后的晶圆示意图。光刻是将晶圆表面部分薄膜去除的工艺，光刻后会在晶圆表面留下带有微图形结构的薄膜，其生产的目标是根据电路设计的要求生产尺寸精确的特征图形，其要求正确定位图形，也即图案在晶圆表面的位置精确，和其它部件的关联也要精确。光刻确定了器件的关键尺寸和特性，因此对光刻时对位的精确度要求是极高的。所以，对位标记的清晰度对后续步骤具有极其重要的意义。在实际的生产过程中，光刻要完成很多层，由于被新生长的薄层覆盖，对位标记的清晰度会随层数的增加越来越低。虽然可以通过增加打标的深度来提高后续步骤中标记的清晰度，但是这样一方面会影响所造器件的性能，带来很大的负面影响；另一方面，随层数的增多，清晰度降低的问题会变得显著，不能从根本上解决问题。本发明实施例是在不改变对位标记的刻蚀深度的情况下，通过增加刻蚀在对位标记上的外延层露出晶圆表面的对位标记步骤来解决后续步骤中对位标记清晰度的问题。步骤303、去除覆盖对位标记部分的外延层，使得晶圆表面的对位标记露出。所述步骤303中去除覆盖对位标记部分的外延层可以通过光刻和刻蚀两个步骤来实现，具体如下步骤303A、根据所述对位标记的位置，对所述外延层进行光刻。 本实施例首先加入一次光刻，所述光刻定义了所述激光打标的标记位置。一个典型光刻的工艺步骤为首先在晶圆表面均匀涂一薄层光刻胶，胶的厚度大约为O. 5^1. 5 μ m，均匀性为±0. 01 μ m，然后对光刻胶进行烘焙，使光刻胶中的溶剂部分蒸发，但光刻胶仍然保持“软”的状态。烘焙之后就要把所需图形在晶圆表面上定位和对准，使整个图形正确定位于晶圆表面，图形上每部分的相对位置必须正确。图形定位对准后，进行曝光显影，使对定位标记位置处的光刻胶被溶掉。需要说明的是，本发明涉及的光刻工艺不仅限于上述具体工艺流程，上述方法仅是对于典型的光刻工艺的描述，其它本领域技术人员所熟知的光刻工艺也均可应用于本发明实施例的方法。步骤303B、对所述进行光刻后的外延层刻蚀，把覆盖在对位标记部分的外延层刻蚀掉，使晶圆表面的对位标记显露出来。为了把光刻胶上的图形进一步转移到外延层材料上，要经过刻蚀来完成。刻蚀工艺通过把刻蚀液喷在晶圆表面，将暴露在外部的外延层刻蚀掉，从而使底部的对位标记显露出来，效果可参见图5的晶圆示意图。如果后续步骤要进行浅沟槽隔离的光刻，那么在经过上述处理后，就可以根据清晰的对位标记进行对准定位。而且，由于本发明新增步骤仅打开划片槽内有对位标记的狭小区域，所以不会对芯片产生任何不良影响。图4是本发明经过本发明第一实施例方法处理后的晶圆俯视示意图。图5是经过本发明第一实施例方法处理后的晶圆截面示意图。如图4和图5所示，经过本发明第一实施例方法处理后的晶圆包括娃衬底502,被刻蚀掉一部分的外延层503以及位于晶圆表面的对位标记501。由此可见，通过在外延层生长步骤后，增加去除覆盖对位标记部分的上层结构的步骤，使得对位标记露出，从根本上解决了由于外延层覆盖导致对位标记不清楚的问题。从截面示意图来看通过光刻和刻蚀去除掉对位标记上覆盖的外延层后，对位标记得以显露。而且新增的外延层去除步骤仅去除了晶圆外延层内覆盖对位标记的狭小区域，不会对晶圆后续的制造流程产生任何影响。另外，需要说明的是，虽然图4中显示去除掉的外延层的图形为矩形，但是，本领域技术人员可以理解，其仅仅是本发明的一个示例，在其它情况下，只要最终露出对位标记，以任意其它形状来进行外延层的光刻和刻蚀都能够解决本发明提高对位标记清洗度的技术问题，因此，也都应包括在本发明的保护范围内。图6是本发明第二实施例提供的提高对位标记清洗度的方法的流程图。第二实施例针对的是在晶圆加工过程中在外延层生长前通过离子注入在晶圆表面预先生成一层埋层的情形，如图6所示，所述方法包括步骤601、在晶圆表面刻蚀对位标记。
步骤602、进行光刻和离子注入以在晶圆表面形成埋层。步骤603、在所述晶圆上进行外延层的生长。在本发明的一个实施例中，外延层生长的厚度大约为20K埃，由于硅外延层是半透明的，所以使得底层对位标记清晰度降低。步骤604、去除对位标记上方生长的外延层,使得晶圆表面的对位标记露出。与本发明第一实施例类似，所述去除步骤也可以包括根据所述对位标记的位置，对所述外延层进行光刻，以及，对所述进行光刻后的外延层刻蚀，把覆盖在对位标记部分的外延层刻蚀掉，使晶圆表面的对位标记显露出来的步骤。图7是本发明经过本发明第二实施例方法处理后的晶圆截 面示意图。如图7所示，经过本发明第二实施例方法处理后的晶圆包括硅衬底702，由步骤602形成的埋层704，被刻蚀掉一部分的外延层703以及位于晶圆表面的对位标记701。由此可见，通过在外延层生长步骤后，增加去除覆盖对位标记部分的上层结构的步骤，使得对位标记露出，从根本上解决了由于外延层覆盖导致对位标记不清楚的问题。而且新增的外延层去除步骤仅去除了晶圆外延层内覆盖对位标记的狭小区域，不会对晶圆后续的制造流程产生任何影响。根据本发明第二实施例可知，对于在外延层生长前制造埋层的晶圆制造工艺流程,去除外延层同样能够提高对位标记的清晰度。本发明实施例通过在外延层生长工艺步骤后，利用光刻和刻蚀去除对位标记位置的外延层，使得底层的对位标记显露出来，为后续的浅沟槽隔离结构的光刻步骤提供清晰的对位标记，从而显著提高了光刻对位的准确度，消除了对位失败的问题。以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种提高对位标记清晰度的方法，包括 在晶圆表面刻蚀对位标记； 在所述晶圆上进行外延层的生长； 去除覆盖对位标记部分的外延层，使得晶圆表面的对位标记露出。
2.如权利要求I所述的提高对位标记清晰度的方法，其特征在于，所述去除覆盖对位标记上方部分的外延层，使得晶圆表面的对位标记露出，包括 根据所述对位标记的位置，对所述外延层进行光刻； 对所述进行光刻后的外延层刻蚀，把覆盖在对位标记部分的外延层刻蚀掉，使晶圆表面的对位标记显露出来。
3.如权利要求I所述的提高对位标记清晰度的方法，其特征在于，通过激光刻蚀在晶圆表面刻蚀对位标记。
4.如权利要求I所述的提高对位标记清晰度的方法，其特征在于，所述方法在晶圆表面刻蚀对位标记后，还包括 进行光刻和离子注入以在晶圆表面形成埋层。
5.如权利要求I所述的提高对位标记清晰度的方法，其特征在于，所述对位标记用于为浅沟槽隔离结构光刻步骤提供与前层对位的参照。
6.如权利要求2所述的提高对位标记清晰度的方法，其特征在于，所述对所述外延层进行光刻定义覆盖对位标记的区域为需要去除外延层的区域。
7.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所去除的外延层面积与对位标记所占用面积相同。
全文摘要
本发明提供了一种提高对位标记清晰度的方法，所述方法包括在晶圆表面刻蚀对位标记；在所述晶圆上进行外延层的生长；去除对位标记上方生长的外延层，使得晶圆表面的对位标记露出。该方法通过在外延层生长之后增加一次光刻和刻蚀，将底层有对位标记的外延部分被刻蚀掉，使底层的标记显露出来，为后续的光刻步骤提供清晰可见的对位标记，消除了对位失败的问题。
文档编号H01L23/544GK102856164SQ20121032988
公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月7日 优先权日2012年9月7日
发明者胡骏 申请人:无锡华润上华科技有限公司