專利名稱：集成電路的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種集成電路的制造方法，特別是一種集成電路雙井區(qū)形成中(twin-well process)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(alignment mark)的形成方法，是利用雙氮化硅蝕刻(double nitride etching)方法中提供對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的方法。
在集成電路的制造過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生起伏不平的各形成層表面，這些起伏不平的表面在硅半導(dǎo)體基板上仿佛是一個(gè)標(biāo)記(mark)，人們可利用標(biāo)記起到微影曝光制程的不同層次的光罩的對(duì)準(zhǔn)(alignment)作用。例如，隔離電元件的場(chǎng)氧化層突出硅半導(dǎo)體基板表面大約1000到3000埃之間，便可作為后續(xù)多晶硅柵極的微影曝光工藝的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。
問(wèn)題是，傳統(tǒng)雙井區(qū)集成電路工藝(twin-well process)所形成的各層表面在N井區(qū)跟P井區(qū)之間呈現(xiàn)高低差，而由于光學(xué)效應(yīng)的影響將造成光阻臨界值(critical dimension)不易控制。另外以目前半導(dǎo)體廣泛應(yīng)用的Nikon步進(jìn)對(duì)準(zhǔn)機(jī)而言又必須考慮其對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，藉以改善工藝步驟達(dá)到一定目的。
本發(fā)明的主要目的在于提供一種形成有對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(alignment mark)的集成電路的制造方法。
此方法首先在P型硅半導(dǎo)體基體上形成第一氧化硅墊層和第一氮化硅，接著，利用微影技術(shù)形成第一光阻圖案，并以所述第一光阻圖案作為蝕刻護(hù)罩(etching mask)，利用電漿蝕刻技術(shù)蝕去所述第一氮化硅以形成第一氮化硅圖案。然后，以所述第一光阻圖案作為離子布植護(hù)罩(implantation mask)，通過(guò)＂第一氧化硅墊層＂進(jìn)行N型離子布植，以在所述P型硅半導(dǎo)體基板形成N摻雜區(qū)域(N-doped region)，并去除所述第一光阻圖案。
接著，利用微影技術(shù)形成第二光阻圖案，并以所述第二光阻圖案作為蝕刻護(hù)罩，利用電漿蝕刻技術(shù)蝕去所述“第一氮化硅圖案”以形成第二氮化硅圖案，所述第二氮化硅圖案的位置介于N井區(qū)跟P井區(qū)之間。然后，以所述第二光阻圖案作為離子布植護(hù)罩，通過(guò)“第一氧化硅墊層”進(jìn)行P型離子布植，以在所述P型硅半導(dǎo)體基板形成P摻雜區(qū)域(P-doped region)，并去除所述第地光阻圖案。
接著，在高溫環(huán)境下進(jìn)行井區(qū)驅(qū)入步驟，以活化所述N摻雜區(qū)域與P摻雜區(qū)域，以分別形成N井區(qū)跟P井區(qū)(N-well and P-well)，然后去除所述“第二氮化硅圖案”。在井區(qū)驅(qū)入過(guò)程會(huì)形成氧化物，使得在所述“第二氮化硅圖案”跟“氧化物”之間形成具高度的階梯是因氮化硅會(huì)抑制二氧化硅的生筏，故形成一階梯以作為對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(alignment mark)，作為后續(xù)微影曝光對(duì)準(zhǔn)之用。
接著，形成第二氧化硅墊層和第三氮化硅，再利用微影技術(shù)形成第三光阻圖案，并以所述第三光阻圖案作為蝕刻護(hù)罩，利用電漿蝕刻技術(shù)蝕去N井區(qū)跟P井區(qū)之間的所述第三氮化硅以露出所述第二氧化硅墊層，以形成“第三氧化硅圖案”。然后，在含氧氣的高溫環(huán)境中，以所述“第三氮化硅圖案”作為氧化護(hù)罩(oxidation mask)，在露出的所述第二氧化硅墊層區(qū)域形成場(chǎng)氧化層(fieldoxide)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下效果由于所述“第二氮化硅圖案”的位置對(duì)稱的介于N摻雜區(qū)域跟P摻雜區(qū)域之間，故形成場(chǎng)氧化層后，所述N井區(qū)跟P井區(qū)以場(chǎng)氧化層作為對(duì)稱中心，呈現(xiàn)對(duì)稱一致的各層表面。場(chǎng)氧化層可以作為一個(gè)理想的微影制程的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(alignment mark)，供后續(xù)工藝對(duì)準(zhǔn)之用，因此可保證后續(xù)工藝的質(zhì)量。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1到圖11是本發(fā)明實(shí)施例的制作產(chǎn)品的剖面示意圖。
本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明以下利用P型硅半導(dǎo)體基板作為實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的方法，但本發(fā)明的方法可以延伸推廣到用N型硅半導(dǎo)體基板。
請(qǐng)參考圖1、圖2和圖3。首先，在P型硅半導(dǎo)體基板1上形成第一氧化硅墊層3和第一氮化硅5，如圖1所示，接著，利用微影技術(shù)形成第一光阻圖案7，如圖2所示，并以所述第一光阻圖案7作為蝕刻護(hù)罩，利用電漿蝕刻技術(shù)蝕去所述第一氮化硅5以形成“第一氮化硅圖案5A”，然后，以所述第一光阻圖案7作為離子布植護(hù)罩，通過(guò)“第一氧化硅墊層3”進(jìn)行N型離子布植9，以在所述P型硅半導(dǎo)體基板1形成N摻雜區(qū)域11，如圖3所示。
所述“第一氧化硅墊層3”通常是以熱氧化技術(shù)形成，氧化溫度約1000℃，其厚度介于320到380埃之間。所述“第一氧化硅5”是以低壓化學(xué)氣相沉積法形成，其反應(yīng)溫度約760℃，反應(yīng)壓力約350毫托爾，反應(yīng)氣體是SiH2Cl2和NH3，其厚度介于1350到1650埃之間。形成N摻雜區(qū)域11的N型離子通常是磷(P31)，其離子布植劑量介于1E11，到1E13原子/平方公分之間，離子布植能量介于50到150Kev之間。另外，對(duì)所述“第一氮化硅5”的電漿蝕刻，可以利用磁場(chǎng)增強(qiáng)式活性離子式電漿蝕刻技術(shù)(MERIE)或電子回旋共振電漿蝕刻技術(shù)(ECR)或傳統(tǒng)的活性離子式電漿蝕刻技術(shù)(RIE)，通常是利用磁場(chǎng)增強(qiáng)式活性離子式電漿蝕刻技術(shù)，其電漿反應(yīng)氣體是CF4、CHF3、Ar和O2氣體。
請(qǐng)參考圖4、圖5和圖6。利用氧氣電漿和硫酸溶液去除所述第一光阻圖案7后，接著，利用微影技術(shù)形成第二光阻圖案13，如圖4所示，并以所述第二光阻圖案13作為蝕刻護(hù)罩，利用電漿蝕刻技術(shù)蝕去所述“第一氮化硅圖案5A”以形成第二氮化硅圖案5B，如圖5所示，所述“第二氮化硅圖案5B”的位置將介于N井區(qū)跟P井區(qū)之間。然后，以所述第二光阻圖案13作為離子布值護(hù)罩，透過(guò)“第一氧化硅墊層3”進(jìn)行P型離子布植15，以在所述P型硅半導(dǎo)體基板1形成P摻雜區(qū)域17(P-doped region)如圖6所示，最后利用氧氣電漿和硫酸溶液去除所述第二光阻圖案13。
形成P摻雜區(qū)域17的P型離子通常是硼(B11)，也可以是二氟化硼(BF2)，其離子分值劑量介于lE12到1E13原子/平方公分之間，其離子布值能量則介于10到80Kev之間。對(duì)所述“第一氮化硅圖案5A”的電漿蝕刻，也是利用磁場(chǎng)增強(qiáng)式活性離子式電漿蝕刻技術(shù)，其電漿反應(yīng)在氣體是CF4、CHF3、Ar和O2氣體。
請(qǐng)參考圖7。接著，在含氮?dú)夂脱鯕獾母邷氐沫h(huán)境下進(jìn)行井區(qū)驅(qū)入步驟(well drive-in)，以活化所述N摻雜區(qū)域11與P摻雜區(qū)域17，以分別形成N井區(qū)11A跟P井區(qū)17A(N-well and P-well)，另一方面，在井區(qū)驅(qū)入過(guò)程會(huì)形成氧化物19，其厚度介于2000到2400埃之間，如圖7所示。請(qǐng)注意，完成井區(qū)驅(qū)入后，在所述“第二氮化硅圖案5B”跟“氧化物19”之間形成了高度約1000埃的階梯99，如圖7所示，所述“階梯99”附近呈現(xiàn)對(duì)稱一致的表層，能作為對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(altnment mark)，可為后續(xù)微影曝請(qǐng)參考圖8、圖9和圖10。利用氧氣電漿或磷酸溶液去除所述“第二氮化硅圖案5B”后，接著形成第二氧化硅墊層21和第三氮化硅23，如圖8所示，然后，利用微影技術(shù)形成第三光阻圖案25，如圖9所示，并以所述第三光阻圖案25作為蝕刻護(hù)罩，利用電漿蝕刻技術(shù)蝕去N井區(qū)11A跟P井區(qū)17A之間的所述第三氮化硅23以露出N井區(qū)11A跟P井區(qū)17A之間的所述第二氮化硅墊層21，以形成“第三氮化硅圖案23A”，再利用氧氣電漿和硫酸溶液去除所述第三光阻圖案25，如圖10所示。
同樣的，所述“第二氧化硅墊層21”也是以熱氧化技術(shù)形成，氧化溫度約1000℃，其厚度介于320到380埃之間。所述“第三氮化硅23”是以低壓化學(xué)氣相沉積法形成，其反應(yīng)溫度約760℃，反應(yīng)壓力約350毫托爾，反應(yīng)氣體是SiH2Cl2和NH3，其厚度介于1350到1650埃之間。而對(duì)所述“第三氮化硅23”的電漿蝕刻，也是利用磁場(chǎng)增強(qiáng)式活性離子式電漿蝕刻技術(shù)，其電漿反應(yīng)氣體是CF4、CHF3、Ar和O2氣體。
請(qǐng)參考圖11。然后，在含氧氣的高溫環(huán)境中，介于925到975℃之間，以所述“第三氮化硅圖案23A作為氧化護(hù)罩，在露出的所述第二氧化硅墊層21區(qū)域熱氧化所述P型硅半導(dǎo)體基板1以形成場(chǎng)氧化層27，其氧化時(shí)間介于150到200分鐘之間，所形成場(chǎng)氧化層27的厚度介于4000到6000埃之間，利用磷酸溶液去除所述“第三氮化硅圖案23A”和利用氫氟酸溶液去除所述“第二氧化硅墊層21”，如圖11所示。
請(qǐng)注意，由于所述“第二氮化在硅圖案5B”的位置對(duì)稱的介于N摻雜區(qū)域11跟P摻雜區(qū)域17之間，故形成場(chǎng)氧化層27后，所述N井區(qū)11A跟P井區(qū)17A以所述場(chǎng)氧化層27作為對(duì)稱中心，呈現(xiàn)對(duì)稱一致的表層。所述場(chǎng)氧化層27作為后續(xù)工藝步驟的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(alignment mark)。
以上是以最佳實(shí)施例來(lái)闡述本發(fā)明，并非用以限制本發(fā)明，并且，熟知半導(dǎo)體技術(shù)的人士皆能明了，適當(dāng)作些改變及調(diào)整，仍將不失本發(fā)明的本義所在，并不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種集成電路的制造方法，包括以下步驟(a)在P型硅半導(dǎo)體基板上形成第一氧化硅墊層和第一氮化硅；(b)利用微影技術(shù)形成第一光阻圖案；(c)以所述第一光阻圖案作為蝕刻護(hù)罩， 利用蝕刻技術(shù)蝕去所述第一氮化硅以形成“第一氮化硅圖案”；(d)以所述第一光阻圖案作為離子布植護(hù)罩，透過(guò)“第一氧化硅墊層”進(jìn)行N型離子布植，以在所述P型硅半導(dǎo)體基板形成N摻雜區(qū)域，然后去除所述第一光阻圖案；(e)利用微影技術(shù)形成第二光阻圖案；(f)以所述第二光阻圖案作為蝕刻護(hù)罩，利用電漿蝕刻技術(shù)蝕去所述第一氮化硅圖案以形成第二氮化硅圖案，而所述第二氮化硅圖案的位置介于N井區(qū)跟P井區(qū)之間；(g)以所述第二光阻圖案作為離子布植護(hù)罩，透過(guò)“第一氧化硅墊層”進(jìn)行P型離子布值，以在所述P型硅半導(dǎo)體基板形成P摻雜區(qū)域，然后去除所述第二光阻圖案；(h)進(jìn)行井區(qū)驅(qū)入，以活化所述N摻雜區(qū)域與P摻區(qū)域，以形成N井區(qū)跟P井區(qū)，同時(shí)，井區(qū)驅(qū)入過(guò)程在所述“第二氮化硅圖案”覆蓋區(qū)域以外會(huì)形成氧化物；(i)去除所述“第二氮化硅圖案”和“氧化物”；(j)形成第二氧化硅墊層和第三氮化硅；(K)利用微影技術(shù)形成第三光阻圖案，并以所述第三光阻圖案作為蝕刻護(hù)罩，利用蝕刻技術(shù)蝕去N井區(qū)跟P井區(qū)之間的所述第三氮化硅以露出所述第二氧化硅墊層，以形成“第三氮化硅圖案”；在含氧氣的高溫環(huán)境中，以所述“第三氮化硅圖案”作為氧化護(hù)罩，在露出的所述第二氧化硅墊層區(qū)域形成場(chǎng)氧化層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述第一氧化硅墊層于富含氧氣的高溫環(huán)境中形成，溫度介于800℃到1000℃之間，厚度介于320到380埃之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述第一氮化硅，是利用低壓化學(xué)氣相沉積法形成，其厚度介于1350到1650埃之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述N摻雜區(qū)域，是利用離子布值技術(shù)形成，其離子種類是磷P31，其離子布植劑量介于1E11到1E13原子/平方公分之間，離子布值能量介于50到150Kev之間。
5.權(quán)根據(jù)利權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述P摻雜區(qū)域，是利用離子布植技術(shù)形成，其離子種類是硼B(yǎng)11或二氟化硼B(yǎng)F2，其離子布值劑量介于1E12到1E13原子/平方公分之間，其離子布值能量則介于10到80Kev之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述第二氧化硅墊層于富含氧氣的高溫環(huán)境中形成，溫度介于800℃到1000℃之間，厚度介于320到380埃之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述第三氮化硅，是利用低壓化學(xué)氣相沉積法形成，其厚度介于1350到1650埃之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述P型硅半導(dǎo)體基板，為N型硅半導(dǎo)體基板。
全文摘要
一種集成電路的制造方法。其步驟:在P型硅半導(dǎo)體基板上形成第一氧化硅墊層和第一氮化硅,并形成第一光阻圖案,再蝕去第一氮化硅以形成第一氮化硅圖案。然后,以第一光阻圖案作為離子布植護(hù)罩以形成N摻雜區(qū)域。接著,形成第二光阻圖案,并蝕去第一氮化硅圖案以形成第二氮化硅圖案,該圖案位于N及P井區(qū)之間。以第二光阻圖案作為離子布植護(hù)罩,在P型硅半導(dǎo)體基板形成P摻雜區(qū)域。再進(jìn)行井區(qū)驅(qū)入以形成N及P井區(qū),在井區(qū)驅(qū)入過(guò)程形成氧化物,使得在第二氮化硅圖案跟氧化物之間形成階梯以作為后續(xù)加工的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。
文檔編號(hào)H01L21/70GK1181614SQ9612065
公開(kāi)日1998年5月13日 申請(qǐng)日期1996年11月1日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月1日
發(fā)明者劉家成 申請(qǐng)人:合泰半導(dǎo)體股份有限公司