[发明专利]提高外延填充和CMP研磨后光刻标记信号的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种提高外延填充和CMP研磨后光刻标记信号的方法。

背景技术

超结结构的MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)，由于其构造特殊，导通电阻非常低，耐高压，发热量低，打破了传统功率MOSFET的理论极限。

通常，超结MOSFET的制备方法是在P+衬底硅片上生长N-硅外延层，然后在外延层刻蚀深沟槽，然后再用外延填充沟槽，最后用化学机械研磨(CMP)工艺进行表面平坦化，即可得到交替排列的P型和N型半导体柱。但经过外延填充和化学机械研磨进行表面平坦化两步工序之后，前层所形成的光刻标记也已被平坦化，后续光刻层的对准和套刻标记就会很弱以致无法对准和套刻。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种提高外延填充和CMP研磨后光刻标记信号的方法，其能提高光刻标记信号。

为解决上述技术问题，本发明的提高外延填充和CMP研磨后光刻标记信号的方法，在采用外延工艺填充沟槽形成外延层之后，CMP工艺研磨外延层之前，在外延层上定义出一光刻标记的位置的步骤，而后依次刻蚀所述外延层、阻挡层和硅衬底形成增加的光刻标记，在后续下一个层次的光刻中，采用增加的光刻标记进行光刻对准及套刻。

本发明的方法，在沟槽外延填充之后，由于还未做化学机械研磨，沟槽刻蚀所形成的光刻标记的信号仍是足够强的。此时，追加一次光刻标记的光刻，并在CMP阻挡层之下的硅衬底中刻蚀出足够的深度以形成全新的光刻标记。新的光刻标记在化学机械研磨平坦化及停留层去除之后仍会有足够的信号强度，后续的光刻层次用新增加的光刻标记，能使光刻对准及套刻准确顺利的进行。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为在硅衬底上形成阻挡层之后的截面示意图；

图2为形成原有的光刻标记之后的截面示意图；

图3为在硅衬底上形成外延层后的截面示意图；

图4为刻蚀形成增加的光刻标记之后的截面示意图；

图5为去除阻挡层之后的截面示意图。

具体实施方式

本发明的提高外延填充和CMP研磨后光刻标记信号的方法，其工艺步骤是：

1)先是在淀积了阻挡层的硅衬底上定义出沟槽图形和光刻标记，而后进行刻蚀阻挡层和硅衬底形成沟槽和光刻标记，接着进行外延层的生长以填充沟槽，这里均为已知的工艺步骤；

2)在外延层上定义出一光刻标记的位置，而后依次刻蚀外延层、阻挡层和硅衬底，形成增加的光刻标记，在下一个层次的光刻中，采用新增加的光刻标记进行光刻对准及套刻；

3)接着采用CMP(化学机械研磨)工艺平整化外延层至阻挡层，而后去除阻挡层；

4)后续层次光刻工艺中，用新增加的光刻标记做对准及套刻。

上述新增加的光刻标记的光刻，可以和零层光刻(零层光刻标记为主要用于在空白的硅片上先形成光刻标记以用于后续光刻的对准和套刻。在某些第一层光刻层即能在硅片上形成图形的工艺中可以省略。该零层光刻标记掩模板与上述步骤一中的形成光刻标记的掩模板不一样)共用同一块掩模板。可采用的方法为：在零层光刻时，只曝开其中部分的曝光单元用作零层之后的光刻对准和套刻；而在外延填充沟槽之后，再用同一块掩模板曝开其余的曝光单元，用作沟槽层之后的光刻对准和套刻。新增加的光刻标记的刻蚀至硅衬底的深度范围为10埃至100微米之间。阻挡层材料可以是由硅氧化合物(如SiO₂)、硅氮化合物(如Si₃N₄)和硅氮氧化合物(如SiO_xN_y)中的一种。