形成光刻对准标记的方法

专利名称：形成光刻对准标记的方法
技术领域：
本发明涉及集成电路制造中外延工艺方法，尤其涉及一种利用外延工艺形成光刻 对准标记的方法。
背景技术：
目前大多数的外延工艺，通常会有零层标记用于外延后工艺的对准，零层标记的 形成通常是以零层掩模板作光刻后，通过刻蚀在硅片表面刻出一个硅的凹槽。外延后的光 刻工序则通过对准这个凹槽来进行光刻对准。但随着外延生长，离子注入和退火等工艺影 响，零层标记的台阶、形貌会逐渐变差往往会造成外延后光刻对准的困难。

发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种形成光刻对准标记的方法，该方法可以改善 外延工艺中的对准能力。为解决上述技术问题，本发明提供一种形成光刻对准标记的方法，包括如下步 骤步骤1，在硅衬底上预先生长一层或多层薄膜；步骤2，通过光刻、刻蚀形成一个凸起的零层标记，这个标记用于埋层和外延后第 一层的光刻对位标记；步骤3，外延生长，在硅衬底和凸起的零层标记上外延生长形成外延层。步骤1中所述在硅片上生长一层或多层薄膜，该薄膜是氧化硅或氮化硅，该薄膜 厚度范围为100埃-20000埃。步骤2中通过调整所述凸起的零层标记的形貌来改善外延后标记的形貌。所述调 整所述凸起的零层标记的形貌为垂直或倾斜。步骤1中通过对所述薄膜厚度的调整，来决定外延后标记的形貌。所述外延后标 记的形貌是凹或凸。步骤3中通过外延工艺在硅表面和步骤1生长的薄膜表面的选择性比来调整外延 后标记的形貌。所述外延后标记的形貌是凹或凸。步骤3 中外延生长可包括 Si，Ge，Si1^xGex, Si1^yGexCy, GaAs 和 InP 等。和现有技术相比，本发明具有以下有益效果利用外延选择性生长的特点，造成凸 起的对准标记上不能或不能完全外延生长进而与周边正常的外延层形成较高的对比度来 提高光刻对准能力。通过调整这层薄膜的厚度或者外延生长在这层薄膜和硅上的选择比来 控制外延生长后这个标记的形状(例如凹或凸)和高低。本发明能有效改善外延工艺中的 对准能力。


图1是本发明步骤1完成后的结构示意图2是本发明步骤2完成后的结构示意图；图3是本发明步骤3完成后的结构示意图，图3A显示外延生长后标记的形貌是 凸，图3B显示外延生长后标记的形貌是凹。其中，1是硅衬底，2是薄膜(氧化硅或氮化硅等一层或多层薄膜)，3是外延层(位 于硅衬底1上)，4是外延薄膜(位于薄膜2上)。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。原有零层标记的形成通常是以零层掩模板作光刻后，通过刻蚀在硅片表面刻出一 个硅的凹槽。外延后的光刻工序则通过对准这个凹槽来进行光刻对准。但随着外延生长、 离子注入和退火等工艺影响，零层标记的台阶、形貌会逐渐变差往往会造成外延后光刻对 准的困难。本发明方法利用外延选择性生长的特点，造成凸起的对准标记上不能或不能完全 外延生长进而与周边正常的外延层形成较高的对比度以形成较大的段差来提高对准能力。 通过调整这层薄膜的厚度或者外延生长在这层薄膜和硅上的选择比来控制外延生长后这 个标记的形状(例如凹或凸)和高低。本发明一种形成光刻对准标记的方法，具体包括如下步骤步骤1，在埋层前预先在硅衬底1上生长一层(或多层)薄膜2 (比如氧化硅或氮 化硅)，如图1所示。步骤2，同样利用光刻、刻蚀的方法形成一个凸起的台阶(零层标记，薄膜2)，这个 标记用于埋层和外延后的第一层的光刻对位标记(如图2所示)；可以通过调整该凸起的 零层标记的形貌(垂直或倾斜)来改善外延后标记的形貌。步骤3，外延生长，在硅衬底1上外延生长形成外延层3，在薄膜2 (零层标记)上外 延生长形成外延薄膜4，如图3所示；该步骤的外延生长可包括SLGhSihGex, Si1^GexCy， GaAs和InP等。由于外延生长具有选择性生长的特点，所以可以通过调整步骤1生长的薄 膜的厚度(该薄膜厚度范围为100埃-20000埃)来调整外延生长后这个光刻对位标记的 形状(例如凹或凸)和高低，或者通过外延生长在该薄膜2表面和硅衬底1表面的选择比 来调整外延生长后这个标记的形状(例如凹或凸)和高低(如图3A和图3B所示)。
权利要求
一种形成光刻对准标记的方法，其特征在于，包括如下步骤步骤1，在硅衬底上预先生长一层或多层薄膜；步骤2，通过光刻、刻蚀形成一个凸起的零层标记，这个标记用于埋层和外延后第一层的光刻对位标记；步骤3，外延生长，在硅衬底和凸起的零层标记上外延生长形成外延层。
2.如权利要求1所述的形成光刻对准标记的方法，其特征在于，步骤1中所述在硅片上 生长一层或多层薄膜，该薄膜是氧化硅或氮化硅，该薄膜厚度范围为100埃-20000埃。
3.如权利要求1所述的形成光刻对准标记的方法，其特征在于，步骤2中通过调整所述 凸起的零层标记的形貌来改善外延后标记的形貌。
4.如权利要求3所述的形成光刻对准标记的方法，其特征在于，所述调整所述凸起的 零层标记的形貌为垂直或倾斜。
5.如权利要求1或2所述的形成光刻对准标记的方法，其特征在于，步骤1中通过对所 述薄膜厚度的调整，来决定外延后标记的形貌。
6.如权利要求5所述的形成光刻对准标记的方法，其特征在于，所述外延后标记的形 貌是凹或凸。
7.如权利要求1所述的形成光刻对准标记的方法，其特征在于，步骤3中通过外延工艺 在硅表面和步骤1生长的薄膜表面的选择性比来调整外延后标记的形貌。
8.如权利要求7所述的形成光刻对准标记的方法，其特征在于，所述外延后标记的形 貌是凹或凸。
9.如权利要求1所述的形成光刻对准标记的方法，其特征在于，步骤3中外延生长包括 Si，Ge，SipxGex, Si1^yGexCy, GaAs 禾口 InP0
全文摘要
本发明公开了一种形成光刻对准标记的方法，包括如下步骤步骤1，在硅衬底上预先生长一层或多层薄膜；步骤2，通过光刻、刻蚀形成一个凸起的零层标记，这个标记用于埋层和外延后第一层的光刻对位标记；步骤3，外延生长，在硅衬底和凸起的零层标记上外延生长形成外延层。该方法利用外延选择性生长的特点，造成凸起的对准标记上不能或不能完全外延生长进而与周边正常的外延层形成较高的对比度来提高光刻对准能力。
文档编号G03F7/20GK101958237SQ20091005760
公开日2011年1月26日 申请日期2009年7月16日 优先权日2009年7月16日
发明者吴鹏, 季伟 申请人:上海华虹Nec电子有限公司