專利名稱：去除遮蔽對準標記物質(zhì)的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種去除在對準標記上的殘留物質(zhì)的方法，特別涉及一種利用局部濕蝕刻的步驟來去除遮蔽對準標記上殘留物質(zhì)的方法。
在各種平坦化方法中，化學性機械研磨(Chemical-Mechanical Polishing，CMP)技術挾其全面平坦化的優(yōu)勢，已成為目前生產(chǎn)線上重要的加工技術，而廣泛應用于淺溝道隔離制作過程(STI)、金屬內(nèi)連導線制作過程(metalinterconnection)等方面。所謂的化學機械研磨，是一種利用類似磨刀這種機械事研磨的原理，配合適當?shù)幕瘜W助劑(Reagent)，來把晶片表面高低起伏不一的輪廓，一并加以磨平的平坦化技術。
然而，目前利用傳統(tǒng)化學機械研磨來制作芯片的淺溝道隔離的表面平坦化制作過程時，對準標記(Alignment Mark)的溝道也容易一并被磨平，造成后續(xù)的多晶硅沉種時，無法透光而不利芯片上對準標記的對準。因此，為了消除化學機械研磨后造成的遮蔽現(xiàn)象，必須設法使對準標號重現(xiàn)(regeneration)。對準標記是提供如ASM步進機的光罩制作設備進行光罩對準之用。對準標記為數(shù)個溝道構成的幾何圖案，每個溝道的寬度一般為8μm。光罩制作過程時，將光罩中的標記和芯片表面的對準標記相匹配，即可大致決定光罩的方向及位置，減少對準所需的時間。芯片表面的對準標記溝道具有傳遞性，也即每覆蓋一材料層，對準標記會傳遞至新材料層的表面；但如上所述，以化學機械式研磨此材料層時，對準標記卻會因此而消失。
在公知改進的化學機械研磨后造成遮蔽現(xiàn)象的方法中，大多是利用一額外的微影成像和蝕刻步驟來重現(xiàn)對準標記，也就是針對遮蔽對準標記的遮蔽物質(zhì)進行微影制作過程，以僅使對準標記上方的遮蔽物質(zhì)露出表面，并對對準標記上方的遮蔽物質(zhì)定義蝕刻，以去除該遮蔽物質(zhì)?；蛘呤窃谄教够蟮难趸瘜颖砻嫔闲纬上嗤虿煌膶蕵颂枩系溃宰鳛楹罄m(xù)光罩對準之用；然而，這些制作過程步驟通常過于復雜，不僅制作時間長，且所花費的成本較高。
再者，于半導體制作過程中，經(jīng)常對芯片實施多次的黃光微影步驟以達到轉移圖案的目的，同時，在每一次黃光微影步驟中都必須準確地將芯片與黃光微影裝置(photolithography means)對準位置，如此一來，才能使圖案精確地轉移至芯片上。
請參考

圖1a至1b，圖1a至1b是公知于芯片上形成的對準標記。
圖1a是顯示具有對準標記102的一半導體基底101的上視圖，半導體基底101例如是芯片。
圖1b是顯示沿著圖1a的a-a’線切割的剖面圖式。
請參考圖1c-1或1c-2，圖1c-1和1c-2是公知的具有對準標記102的芯片的俯視圖。首先，在作為半導體基底的芯片上覆蓋一圖案化光阻(即光致抗蝕劑)，并將光罩上的對準標記圖案以曝光的方式，有效轉移至半導體基底上；接著，對形成有圖案的遮蔽層進行蝕刻以在半導體基底101上形成一對準標記102；其中，對準標記102由數(shù)個溝道所構成，對準標記102的溝道寬度大約在8μm左右。
請參考圖1d，圖1d是公知的形成有對準標記102的芯片的切面圖。接著，在形成有對準標記102的半導體基底101上施行化學氣相沉積程序，以形成一氮化硅103，對準標記102的溝道也會被氮化硅103所填滿；并于氮化硅103上形成一光阻層104，以作為淺溝道隔離匾制作過程的用其中，化學氣相沉積程序是一種爐管高溫反應或高密度化學氣相沉積程序。
如圖1e所示，圖1e是公知的圖案化半導體基底101的示意圖。然后，利用一光源透過光罩105對氮化硅103進行曝光，使光罩105上的圖案轉移至氮化硅103上，后由二次蝕刻制作過程將氮化硅103的圖案復制到半導體基底101上。如此一來，半導體基底101上所形成的每一照射景域106都與光罩105的淺溝道隔離區(qū)的圖案相同。
請參考圖1f，圖1f是公知的完成淺溝道隔離區(qū)蝕刻顯影后的芯片的切面圖。在進行淺溝道隔離區(qū)蝕刻顯影后，于半導體基底101及氮化硅103上形成一氧化層107；其中，氧化層107例如是氧化硅層。后續(xù)對氧化層107進行化學機械研磨步驟，以使半導體基底101的表面全面平坦化；然而，對準標記102的溝道也會在此化學性機械研磨步驟后一并被磨平，使得半導體基底表面101再無可供光罩對準的標號圖案。當后續(xù)覆蓋的不透光材料層，例如是一金屬層(未顯示)，且欲借微影成像和蝕刻程序定義其圖案時，將會沒有對準標記可供光罩對準之用。
接下來利用圖2a至2h說明公知的去除遮蔽對準標記的物質(zhì)的方法。
請參考圖2a-1或2a-2，圖2a-1和2a-2是公知的具有對準標記202的半導體基底201的俯視圖。
首先，在作為半導體基底的芯片上覆蓋一圖案化光阻，并將光罩上的對準標記圖案以曝光的方式，有效轉移至半導體基底上；接著，對形成有圖案的遮蔽層進行蝕刻以在半導體基底201上形成一對準標記202；其中，半導體基底201例如是芯片；對準標記202由數(shù)個溝道所構成，對準標記202的溝道寬度大約在8μm左右。
請參考圖2b，圖2b是公知的形成有對準標記202的芯片的切面圖。接著，在形成有對準標記202的半導體基底201上施行化學氣相沉積程序，以形成一氮化硅203，對準標記202的溝道也會被氮化硅203所填滿；并于氮化硅203上形成一光阻層204，以作為淺溝道隔離區(qū)制作過程之用。
其中，化學氣相沉積程序是一種爐管高溫反應或高密度化學氣相沉積程序。
接著，于已建構完成的具有對準標記202的半導體基底201上形成淺溝道隔離結構的圖像，如圖2c所示，圖2c是公知的圖案化半導體基底201的示意圖。然后，利用一光源透過光罩205對氮化硅203進行曝光，使光罩205上的圖案轉移至氮化硅203上，后由二次蝕刻制作過程將氮化硅203的圖案復制到半導體基底201上。如此一來，半導體基底201上所形成的每一照射景域206都與光罩205的淺溝道隔離匾的圖案相同請參考圖2d，圖2d是公知的完成淺溝道隔離區(qū)蝕刻顯影后的芯片的切面圖。在進行淺溝道隔離區(qū)蝕刻顯影后，于半導體基底201及氮化硅203上形成一氧化層207；其中，氧化層207例如是氧化硅層。
請參考圖2e，在具有對準標記202及淺溝道隔離區(qū)204的半導體基底201上施行化學氣相沉積程序以沉積絕緣層205時，對準標記202的溝道也會被絕緣層205所填滿，并進行化學機械研磨以平坦化半導體基底201；其中，化學氣相沉積程序是一種高密度電漿化學氣相沉積程序，絕緣層205例如是氧化層或氮化層。并如圖2f所示，對準標記202利用淺溝道隔離區(qū)204與半導體基底201上的其他元件隔離。
請參考圖2g，圖2g是公知的去除遮蔽對準標記物質(zhì)的半導體基底的切面圖；其中，圖2g的絕緣層205并未經(jīng)過化學機械研磨步驟。而絕緣層205經(jīng)過化學機械研磨步驟之后，對準標記202仍會被絕緣層205所覆蓋。
請參考圖2h，然后，針對對準標記202進行局部的微影及蝕刻步驟，以去除對準標記202上的絕緣層205而露出對準標記202及遮蔽層203。當淺溝道隔離區(qū)204完成后，全部的絕緣層205及遮蔽層203會被移除，如此一來，即完成去除遮蔽對準標記物質(zhì)的目的。
然而，微影制作過程包含涂底、上光阻、曝光、顯影及去光阻等步驟，公知利用局部微影及蝕刻的方法雖可去除遮蔽對準標記202的物質(zhì)，但此額外的微影及蝕刻的步驟需再多花費一次冗長的時間來進行，不僅浪費時間，更花費許多成本。
根據(jù)上述目的，本發(fā)明再提供一種去除遮蔽對準標記物質(zhì)的方法，包括下列步驟提供一芯片，芯片具有至少一對準標記，于芯片上形成一氮化硅層；定義蝕刻氮化硅層以形成一淺溝道隔離區(qū)以將對準標記與芯片的其他部分隔離；于半導體基底上形成氧化層或氮化層其中的一后，化學機械研磨芯片；及滴灑蝕刻液以蝕刻對準標記上的氧化層。
請參考圖3a-1或3a-2，圖3a-1或3a-2是公知的具有對準標記302的半導體基底301的俯視圖。
首先，在作為半導體基底的芯片上覆蓋一圖案化光阻，并將光罩上的對準標記圖案以曝光的方式，有效轉移至半導體基底上；接著，對形成有圖案的遮蔽層進行蝕刻以在半導體基底301上形成一對準標記302；其中，半導體基底301例如是芯片；對準標記302由數(shù)個溝道所構成，對準標記302的溝道寬度大約在8μm左右。
請參考圖3b，圖3b是公知的形成有對準標記302的芯片的切面圖。接著，在形成有對準標記302的半導體基底301上施行化學氣相沉積程序，以形成一氮化硅303，對準標記302的溝道也會被氮化硅303所填滿；并于氮化硅303上形成一光阻層304，以作為淺溝道隔離區(qū)制作過程之用。
其中，化學氣相沉積程序是一種爐管高溫反應或高密度化學氣相沉積程序接著，于已建構完成的具有對準標記302的半導體基底301上形成淺溝道隔離結構的圖像，如圖3c所示，圖3c是公知的圖案化半導體基底301的示意圖。然后，利用一光源透過光罩305對氮化硅303進行曝光，使光罩305上的圖案轉移至氮化硅203上，后由二次蝕刻制作過程將氮化硅303的圖案復制到半導體基底301上。如此一來，半導體基底301上所形成的每一照射景域306都與光罩305的淺溝道隔離區(qū)的圖案相同。
請參考圖3d，圖3d是公知的完成淺溝道隔離區(qū)蝕刻顯影后的芯片的切面圖。在進行淺溝道隔離區(qū)蝕刻顯影后，于半導體基底301及氮化硅303上形成一氧化層307；其中，氧化層307例如是氧化硅層。
請參考圖3e，在具有對準標記302及淺溝道隔離區(qū)304的半導體基底301上施行化學氣相沉積程序以沉積絕緣層305時，對準標記302的溝道也會被絕緣層305所填滿，并進行化學機械研磨以平坦化半導體基底301；其中，化學氣相沉積程序是一種高密度電漿化學氣相沉積程序，絕緣層305例如是氧化層或氮化層。并如圖3f所示，對準標記302利用淺溝道隔離區(qū)304與半導體基底301上的其他元件隔離。
請參考圖3f，圖3f是本發(fā)明的形成有對準標記的半導體基底的俯視圖；其中，對準標記302利用淺溝道隔離區(qū)304與半導體基底301上的其他元件隔離。利用蝕刻液307滴下或嘖灑或其他類似的方式在絕緣層305遮蔽的對準標記302上，以作為去除遮蔽對準標記物質(zhì)的方法；且蝕刻液307蝕刻絕緣層305與遮蔽層303的速率比為2∶1至200∶1，也就是蝕刻液307蝕刻絕緣層305的速率較遮蔽層303為快，這樣的蝕刻方式可以避免蝕刻液307損害到半導體基底301。其中，蝕刻液307例如是緩沖氧化硅蝕刻液(Buffer oxide etcher，BOE)或氬氟酸等。
請參考圖3g，圖3g是本發(fā)明的去除遮蔽對準標記物質(zhì)的切面圖。然后，對準標記302中所殘留的絕緣層305，會被蝕刻液307蝕刻而去除，并露出對準標記302。
請參考圖3h，圖3h是本發(fā)明的移除遮蔽層的芯片的切面圖。移除形成于半導體基底301上的遮蔽層303；如此，即達到將遮蔽對準標記302的物質(zhì)去除的目的。
利用本發(fā)明所提供的方法，不需額外的微影及蝕刻的步驟，即可在對準標記上進行簡單的局部蝕刻以去除遮蔽對準標記的物質(zhì)，更可輕易地與其他制作過程結合，達到節(jié)省時間及成本的目的。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，然其并非用于限定本發(fā)明，任何本領域的普通技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作一些等效變化和變動，因此本發(fā)明的保護范圍以權利要求為準。
權利要求
1.一種去除遮蔽對準標記物質(zhì)的方法，其特征在于，它包括下列步驟提供一半導體基底，該半導體基底上形成有一遮蔽層，其中該半導體基底具有對準標記；于該半導體基底上形成一絕緣層，并定義蝕刻該絕緣層以形成一淺溝道隔離區(qū)；化學機械研磨該半導體基底；及以蝕刻液蝕刻該對準標記上的該絕緣層。
2.如權利要求1所述的去除遮蔽對準標記物質(zhì)的方法，其特征在于所述的遮蔽層為氮化硅層。
3.如權利要求1所述的去除遮蔽對準標記物質(zhì)的方法，其特征在于所述的對準標記具有數(shù)個溝道。
4.如權利要求1所述的去除遮蔽對準標記物質(zhì)的方法，其特征在于，具有至少一該對準標記。
5.如權利要求1所述的去除遮蔽對準標記物質(zhì)的方法，其特征在于所述的淺溝道隔離區(qū)將該對準標記與該半導體基底上其他部分隔離。
6.如權利要求1所述的去除遮蔽對準標記物質(zhì)的方法，其特征在于所述的絕緣層為氧化層。
7.如權利要求1所述的去除遮蔽對準標記物質(zhì)的方法，其特征在于所述的絕緣層為氮化層。
8.如權利要求1所述的去除遮蔽對準標記物質(zhì)的方法，其特征在于所述的蝕刻液為緩沖氧化硅蝕刻液。
9.如權利要求1所述的去除遮蔽對準標記物質(zhì)的方法，其特征在于所述的蝕刻液為氫氟酸。
10.如權利要求1所述的去除遮蔽對準標記物質(zhì)的方法，其特征在于所述的將該蝕刻液以滴的方式局部蝕刻該對準標記。
11.如權利要求1所述的去除遮蔽對準標記物質(zhì)的方法，其特征在于所述的該蝕刻液以噴灑的方式局部蝕刻該對準標記。
12.如權利要求1所述的去除遮蔽對準標記物質(zhì)的方法，其特征在于所述的蝕刻液蝕刻該絕緣層與該遮蔽層的速率比為2∶1至200∶1。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種去除遮蔽對準標記物質(zhì)的方法，首先，提供一半導體基底，半導體基底上形成有一遮蔽層，其中半導體基底具有對準標記；接著，于半導體基底上形成一絕緣層，并定義蝕刻絕緣層以形成一淺溝道隔離區(qū)；然后，化學機械研磨半導體基底，并以蝕刻液蝕刻對準標記上的絕緣層。
文檔編號H01L21/31GK1476045SQ02130579
公開日2004年2月18日 申請日期2002年8月16日 優(yōu)先權日2002年8月16日
發(fā)明者張家龍, 羅冠騰, 蔡尚庭, 林俞良 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司