專利名稱：覆蓋精度測量游標(biāo)及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及半導(dǎo)體器件。更具體而言，本發(fā)明涉及一種覆蓋精度(overlay accuracy)測量游標(biāo)(vernier)及其形成方法，其中在一區(qū)域的溝槽的形成過程中的平坦化工藝后，形成測量覆蓋精度所必需的階梯，由此防止了覆蓋精度測量誤差，其中覆蓋精度測量游標(biāo)形成在所述區(qū)域中。
背景技術(shù)：
一般而言，半導(dǎo)體器件包括用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的單元形成在其中的單元區(qū)域和用于驅(qū)動(dòng)所述單元的電路元件形成在其中的周邊區(qū)域。在半導(dǎo)體器件的制造工藝中，游標(biāo)用于測量第一層的蝕刻工藝和第二層的蝕刻工藝之間的覆蓋精度。覆蓋精度測量游標(biāo)可形成在劃線(scribe line)或周邊區(qū)域的一部分中。此后，將獨(dú)立于周邊區(qū)域地來描述覆蓋精度測量游標(biāo)將在其中形成的區(qū)域。
同時(shí)，在通過隧穿(tunneling)來存儲(chǔ)和擦除數(shù)據(jù)的閃存器件中，采用雙溝槽結(jié)構(gòu)，在其中用于形成隔離膜的溝槽在70nm或更小器件中的單元區(qū)域和周邊區(qū)域中形成為具有不同的寬度和深度，以便確保高壓區(qū)域和絕緣膜填隙工藝的擊穿電壓。
在上述采用雙溝槽結(jié)構(gòu)的閃存器件中，當(dāng)溝槽形成在周邊區(qū)域中時(shí)，雙溝槽如此形成，使得溝槽也形成在覆蓋精度測量游標(biāo)待形成的區(qū)域中，且然后形成在單元區(qū)域中。形成絕緣膜來掩埋溝槽，且然后對絕緣膜進(jìn)行拋光以在單元區(qū)域和周邊區(qū)域中形成隔離膜。然后執(zhí)行覆蓋精度測量游標(biāo)形成區(qū)域的楔打開(key open)工藝。
然而，由于游標(biāo)區(qū)域的溝槽和周邊區(qū)域的溝槽同時(shí)形成，在兩個(gè)區(qū)域中的溝槽深度相同。因此，在對用于形成隔離膜的絕緣膜的拋光工藝后，在楔打開工藝中沒有合適地形成游標(biāo)。結(jié)果，當(dāng)在如多晶硅膜或鎢膜的不透明膜沉積后形成用于蝕刻工藝的掩模時(shí)，看不到覆蓋精度測量游標(biāo)。因此，因?yàn)橐鹆苏`差或測量本身對于覆蓋精度測量是不可能的，所以出現(xiàn)了問題。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種覆蓋精度測量游標(biāo)及其形成方法，其中覆蓋精度測量誤差可通過形成一區(qū)域的溝槽來防止，在該區(qū)域中將形成Puddle型的覆蓋精度測量游標(biāo)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種覆蓋精度測量游標(biāo)及其形成方法，其中不需要執(zhí)行楔打開工藝，由此簡化了工藝。
根據(jù)一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種覆蓋精度測量游標(biāo)，包括兩個(gè)或更多的第一游標(biāo)，形成在半導(dǎo)體襯底的預(yù)定區(qū)域中，它們彼此隔開；以及第二游標(biāo)，形成在第一游標(biāo)上，所述第二游標(biāo)具有比第一游標(biāo)的寬度窄的寬度。
第二游標(biāo)可優(yōu)選地具有0.7nm至2.0nm的寬度，且第一游標(biāo)可具有比第二游標(biāo)的寬度寬0.2nm至0.4nm的寬度。
根據(jù)另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種形成覆蓋精度測量游標(biāo)的方法，包括以下步驟在半導(dǎo)體襯底上的預(yù)定區(qū)域中形成第一游標(biāo)圖案；使用第一游標(biāo)圖案作為掩模來蝕刻半導(dǎo)體襯底，形成第一深度的溝槽；形成第二游標(biāo)圖案，其具有比第一游標(biāo)圖案的寬度更寬的寬度，所述第二游標(biāo)圖案包括第一游標(biāo)圖案；使用第二游標(biāo)圖案作為掩模來執(zhí)行蝕刻工藝，由此形成第二深度的溝槽，其具有預(yù)定寬度的階梯，剝離第一和第二游標(biāo)圖案，然后形成絕緣膜來掩埋溝槽；以及，蝕刻絕緣膜使得游標(biāo)區(qū)域的半導(dǎo)體襯底暴露。
根據(jù)又一方面，本發(fā)明提供了一種形成覆蓋精度測量游標(biāo)的方法，包括以下步驟提供半導(dǎo)體襯底，在其中限定了單元區(qū)域和游標(biāo)區(qū)域；在單元區(qū)域的半導(dǎo)體襯底上形成多個(gè)隔離圖案，并在游標(biāo)區(qū)域的半導(dǎo)體襯底上形成第一游標(biāo)圖案；使用第一游標(biāo)圖案作為掩模來蝕刻游標(biāo)區(qū)域的半導(dǎo)體襯底，其中單元區(qū)域被遮蔽，由此形成第一深度的溝槽；形成第二游標(biāo)圖案，其具有比第一游標(biāo)圖案的寬度更寬的寬度，所述第二游標(biāo)圖案包括第一游標(biāo)圖案；使用單元圖案和第二游標(biāo)圖案作為掩模來執(zhí)行蝕刻工藝，由此在單元區(qū)域的半導(dǎo)體襯底中形成隔離溝槽并在游標(biāo)區(qū)域中形成具有預(yù)定寬度的階梯的第二深度的溝槽；剝離隔離圖案和第一與第二游標(biāo)圖案，然后形成絕緣膜來掩埋溝槽；以及，蝕刻絕緣膜來暴露游標(biāo)區(qū)域的半導(dǎo)體襯底，然后對絕緣膜進(jìn)行拋光來暴露單元區(qū)域的半導(dǎo)體襯底。
第一游標(biāo)圖案可優(yōu)選地具有0.7nm至2nm的寬度，且第二游標(biāo)圖案可優(yōu)選地具有一寬度，該寬度比第一游標(biāo)圖案的寬度各向同性地寬0.2nm至0.4nm。
可優(yōu)選地執(zhí)行對游標(biāo)區(qū)域的絕緣膜的蝕刻工藝，使得半導(dǎo)體襯底暴露成比絕緣膜的表面高200至400。


通過參考結(jié)合附圖考慮的以下詳細(xì)描述，對本發(fā)明更為徹底的理解和本發(fā)明的許多附加優(yōu)點(diǎn)將更加顯而易見并變得更好理解，在附圖中相似的參考符號表示相同或類似的元件，其中圖1是為了形成根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的覆蓋精度測量游標(biāo)而在周邊區(qū)域中所使用的覆蓋精度測量參考游標(biāo)掩模的布局圖；圖2A至2G是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例從圖1的線A-A所切得的橫截面視圖，圖示了形成覆蓋精度測量游標(biāo)的方法；以及圖3是一半導(dǎo)體器件的橫截面視圖，在其中Puddle型階梯實(shí)際上形成在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的覆蓋精度測量游標(biāo)的預(yù)定區(qū)域中。
具體實(shí)施例方式
以下參考附圖結(jié)合某些示范性實(shí)施例，詳細(xì)描述了本發(fā)明。
圖1是為了形成根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的覆蓋精度測量游標(biāo)而在周邊區(qū)域中所使用的覆蓋精度測量參考游標(biāo)掩模的布局圖。圖2A至2G是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例從圖1的線A-A所切得的橫截面視圖，圖示了形成覆蓋精度測量游標(biāo)的方法。
同時(shí)，圖2A至2G中所示的單元區(qū)域不是通過圖1中所述掩模來形成的，而是被示出用于參考，以便和單元區(qū)域的形成工藝一起描述游標(biāo)的形成工藝。
參考圖1，用于形成覆蓋精度測量游標(biāo)的掩?？删哂卸喾N形狀，如盒形和條形。在本實(shí)施例中，掩模包括起拋光工藝的導(dǎo)向線作用的區(qū)域(未示出)和四個(gè)條。參考數(shù)字10表示用于形成覆蓋精度測量游標(biāo)的第一掩模，參考數(shù)字20表示相對于水平和豎直周邊單元的覆蓋精度測量游標(biāo)和由0.1nm至0.2nm的鉻(Cr)所組成的第二掩模。在圖1中沒有示出游標(biāo)。如果待測部分位于四個(gè)條形區(qū)域的中心，則使用覆蓋精度測量游標(biāo)來測量是可能的。
參考圖1和2A，緩沖氧化物膜102、氮化物膜104和硬掩模膜106形成在半導(dǎo)體襯底100上，在半導(dǎo)體襯底100中限定了單元區(qū)域和游標(biāo)區(qū)域，在游標(biāo)區(qū)域中形成了覆蓋精度測量游標(biāo)。硬掩模106、氮化物膜104和緩沖氧化物膜102的一部分被蝕刻，以形成隔離圖案。使用具有寬度“a”的第一掩模10、通過光刻和蝕刻工藝將游標(biāo)圖案形成在游標(biāo)區(qū)域中。具有預(yù)定寬度的隔離圖案也形成在周邊區(qū)域中。
參考圖1和2B，第一光致抗蝕劑膜108形成在整個(gè)結(jié)構(gòu)上。第一光致抗蝕劑膜108經(jīng)曝光和顯影，使得單元區(qū)域被遮蔽。在第一光致抗蝕劑膜108形成在單元區(qū)域中的狀態(tài)下，使用游標(biāo)圖案作為掩模將半導(dǎo)體襯底100蝕刻到預(yù)定深度，由此在游標(biāo)區(qū)域中形成溝槽。還在周邊區(qū)域中形成溝槽。
參考圖1和2C，在單元區(qū)域中所形成的第一光致抗蝕劑膜108被剝離。在第二光致抗蝕劑膜110形成在整個(gè)結(jié)構(gòu)上后，執(zhí)行使用第二掩模20的曝光和顯影工藝，該第二掩模20具有圖1中的寬度“b”。從而，第二光致抗蝕劑膜110被圖案化，使得單元區(qū)域暴露且游標(biāo)區(qū)域的一部分被遮蔽。
這時(shí)，周邊區(qū)域通過第二光致抗蝕劑膜110來遮蔽。在相對于水平和豎直周邊單元的覆蓋精度測量游標(biāo)中，圖案化的第二抗蝕劑膜110可具有約0.15μm的寬度。寬度“a”可在0.7nm至2nm的范圍中，而寬度“b”可在0.9nm至2.4nm的范圍中。
使用圖案化的第二光致抗蝕劑膜110和單元區(qū)域的隔離圖案作為掩模，將游標(biāo)區(qū)域的半導(dǎo)體襯底100進(jìn)一步蝕刻，形成雙深溝槽。結(jié)果，在覆蓋精度測量游標(biāo)中形成具有寬度“b”的Puddle型階梯的同時(shí)，預(yù)定深度的溝槽形成在單元區(qū)域中。
參考圖2D，第二光致抗蝕劑圖案110和硬掩模膜106被剝離。
參考圖2E，絕緣膜112形成在整個(gè)結(jié)構(gòu)上，使得溝槽被掩埋。
參考圖2F，游標(biāo)區(qū)域的絕緣膜112被蝕刻到預(yù)定厚度，以便減少化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)的不規(guī)則和/或凹陷，這些可由于單元區(qū)域和周邊區(qū)域之間的高階梯而發(fā)生。
優(yōu)選地蝕刻游標(biāo)區(qū)域的絕緣膜112，使得覆蓋精度測量游標(biāo)的頂表面突起成高于絕緣膜的表面200至600。
參考圖2G，在CMP工藝執(zhí)行后，氮化物膜104被剝離。如果這樣，具有預(yù)定寬度的第一游標(biāo)具有一覆蓋精度測量游標(biāo)，在其中寬度比第一游標(biāo)寬度窄的第二游標(biāo)形成在第一游標(biāo)上。
在以上實(shí)施例中，描述了一實(shí)例，在其中單元區(qū)域的溝槽和覆蓋精度測量游標(biāo)形成區(qū)域的階梯同時(shí)形成。然而，階梯可在單元區(qū)域中形成溝槽后，形成在覆蓋精度測量游標(biāo)的形成區(qū)域中，或者溝槽可在覆蓋精度測量游標(biāo)的形成區(qū)域中形成階梯后，形成在周邊區(qū)域被封閉(shut)的單元區(qū)域中。
圖3是一半導(dǎo)體器件的橫截面視圖，在其中Puddle型階梯實(shí)際上形成在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的覆蓋精度測量游標(biāo)的預(yù)定區(qū)域中。
如圖3中所示，如果執(zhí)行圖2A至2G的工藝，在周邊區(qū)域中的覆蓋精度測量游標(biāo)中形成Puddle型階梯。
以下將描述測量方法。如果測量設(shè)備將從覆蓋精度測量游標(biāo)的Puddle型階梯部所產(chǎn)生的信號識別為峰值信號并計(jì)算峰值信號的平均，則可設(shè)置覆蓋精度測量游標(biāo)的精確基準(zhǔn)值。
因而，由于可如上所述地設(shè)置每個(gè)覆蓋精度測量游標(biāo)的精確基準(zhǔn)值，無誤差的更精確測量是可能的。
根據(jù)本發(fā)明，在形成覆蓋精度測量游標(biāo)形成在其中的周邊區(qū)域的溝槽的工藝中，在平坦化工藝后形成了覆蓋精度測量所需的階梯。因此，有可能防止覆蓋精度測量誤差。
此外，根據(jù)本發(fā)明，由于不需要執(zhí)行楔打開工藝，可簡化工藝。
盡管已結(jié)合實(shí)際的示范性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施例，而相反，旨在覆蓋在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)所包括的各種修改和等同設(shè)置。
權(quán)利要求
1.一種覆蓋精度測量游標(biāo)，包括兩個(gè)或更多的第一游標(biāo)，形成在半導(dǎo)體襯底的預(yù)定區(qū)域中且它們彼此隔開，所述第一游標(biāo)具有一寬度；以及在所述第一游標(biāo)上形成的第二游標(biāo)，所述第二游標(biāo)具有比第一游標(biāo)的寬度窄的寬度。
2.權(quán)利要求1的覆蓋精度測量游標(biāo)，其中所述第二游標(biāo)具有0.7nm至2.0nm的寬度，且所述第一游標(biāo)的寬度比所述第二游標(biāo)的寬度寬0.2nm至0.4nm。
3.一種形成覆蓋精度測量游標(biāo)的方法，所述方法包括以下步驟在半導(dǎo)體襯底上的預(yù)定區(qū)域中形成第一游標(biāo)圖案，所述第一游標(biāo)圖案具有一寬度；使用所述第一游標(biāo)圖案作為掩模來蝕刻所述半導(dǎo)體襯底，形成第一深度的溝槽；形成第二游標(biāo)圖案，其具有比所述第一游標(biāo)圖案的寬度更寬的寬度，所述第二游標(biāo)圖案包括所述第一游標(biāo)圖案；使用所述第二游標(biāo)圖案作為掩模來執(zhí)行蝕刻工藝，由此形成第二深度的溝槽，其具有預(yù)定寬度的階梯；剝離所述第一和第二游標(biāo)圖案，然后形成絕緣膜來掩埋所述溝槽；以及，蝕刻所述絕緣膜使得所述游標(biāo)區(qū)域的半導(dǎo)體襯底暴露。
4.權(quán)利要求3的方法，其中所述第一游標(biāo)圖案具有0.7nm至2nm的寬度，且所述第二游標(biāo)圖案具有一寬度，所述寬度比所述第一游標(biāo)圖案的寬度各向同性地寬0.2nm至0.4nm。
5.一種形成覆蓋精度測量游標(biāo)的方法，所述方法包括以下步驟提供半導(dǎo)體襯底，在其中限定了單元區(qū)域和游標(biāo)區(qū)域；在所述單元區(qū)域的半導(dǎo)體襯底上形成多個(gè)隔離圖案，并在所述游標(biāo)區(qū)域的半導(dǎo)體襯底上形成第一游標(biāo)圖案，所述第一游標(biāo)圖案具有一寬度；使用所述第一游標(biāo)圖案作為掩模來蝕刻所述游標(biāo)區(qū)域的半導(dǎo)體襯底，其中所述單元區(qū)域被遮蔽，由此形成第一深度的溝槽；形成第二游標(biāo)圖案，其具有比所述第一游標(biāo)圖案的寬度更寬的寬度，所述第二游標(biāo)圖案包括所述第一游標(biāo)圖案；使用所述單元圖案和所述第二游標(biāo)圖案作為掩模來執(zhí)行蝕刻工藝，由此在所述單元區(qū)域的半導(dǎo)體襯底中形成隔離溝槽并在所述游標(biāo)區(qū)域中形成具有預(yù)定寬度的階梯的第二深度的溝槽；剝離所述隔離圖案以及所述第一和第二游標(biāo)圖案，然后形成絕緣膜來掩埋所述溝槽；以及蝕刻所述絕緣膜來暴露所述游標(biāo)區(qū)域的半導(dǎo)體襯底，然后對所述絕緣膜進(jìn)行拋光來暴露所述單元區(qū)域的半導(dǎo)體襯底。
6.權(quán)利要求5的方法，其中所述第一游標(biāo)圖案具有0.7nm至2nm的寬度，且所述第二游標(biāo)圖案具有一寬度，所述寬度比所述第一游標(biāo)圖案的寬度各向同性地寬0.2nm至0.4nm。
7.權(quán)利要求5的方法，包括執(zhí)行所述游標(biāo)區(qū)域的絕緣膜的蝕刻工藝，使得所述半導(dǎo)體襯底暴露成比所述絕緣膜的表面高200至400。
全文摘要
一種覆蓋精度測量游標(biāo)及其形成方法。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，形成覆蓋精度測量游標(biāo)的方法包括以下步驟在半導(dǎo)體襯底上的預(yù)定區(qū)域中形成第一游標(biāo)圖案；使用第一游標(biāo)圖案作為掩模來蝕刻半導(dǎo)體襯底，形成第一深度的溝槽；形成第二游標(biāo)圖案，其具有比第一游標(biāo)圖案的寬度更寬的寬度，所述第二游標(biāo)圖案包括第一游標(biāo)圖案；使用第二游標(biāo)圖案作為掩模來執(zhí)行蝕刻工藝，由此形成第二深度的溝槽，其具有預(yù)定寬度的階梯；剝離第一和第二游標(biāo)圖案，且然后形成絕緣膜來掩埋溝槽；以及，蝕刻絕緣膜使得游標(biāo)區(qū)域的半導(dǎo)體襯底暴露。
文檔編號H01L21/00GK101034698SQ200610098828
公開日2007年9月12日 申請日期2006年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月8日
發(fā)明者沈貴潢 申請人:海力士半導(dǎo)體有限公司