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DE10259322B4 - A method of forming an alignment mark in an opaque layer on a substrate - Google Patents

A method of forming an alignment mark in an opaque layer on a substrate Download PDF

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DE10259322B4
DE10259322B4 DE2002159322 DE10259322A DE10259322B4 DE 10259322 B4 DE10259322 B4 DE 10259322B4 DE 2002159322 DE2002159322 DE 2002159322 DE 10259322 A DE10259322 A DE 10259322A DE 10259322 B4 DE10259322 B4 DE 10259322B4
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trench
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Infineon Technologies AG
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Abstract

Verfahren zum Bilden einer Justiermarke in einer lichtundurchlässigen Schicht (100) auf einem Substrat, umfassend die Schritte:
– Bereitstellen des Substrates umfassend eine Oberfläche (91) und einen ersten (10) und einen zweiten (20) Graben, wobei der erste Graben (10) eine erste Breite und eine erste Tiefe und der zweite Graben (20) eine zweite Breite und eine zweite Tiefe aufweist, und wobei die erste Breite größer als die zweite Breite ist und/oder die erste Tiefe größer als die zweite Tiefe ist,
– Aufbringen einer ersten Schicht (50) umfassend ein erstes Material mit einer Dicke derart, daß der zweite Graben (20) aufgrund seiner geringeren Breite und/oder Tiefe vollständig und der erste Graben (10) aufgrund seiner größeren Breite und/oder Tiefe nur teilweise verfüllt wird,
– Aufbringen einer zweiten Schicht (30) umfassend ein zweites Material, welches eine Selektivität in einem Ätzprozess gegenüber dem ersten Material aufweist,
– Einstellen der Dicke der...
A method of forming an alignment mark in an opaque layer (100) on a substrate, comprising the steps of:
Providing the substrate comprising a surface (91) and a first (10) and a second (20) trench, the first trench (10) having a first width and a first depth and the second trench (20) having a second width and a second width second depth and wherein the first width is greater than the second width and / or the first depth is greater than the second depth,
- applying a first layer (50) comprising a first material having a thickness such that the second trench (20) is complete due to its smaller width and / or depth and the first trench (10) only partially due to its greater width and / or depth is filled,
Applying a second layer (30) comprising a second material which has a selectivity in an etching process with respect to the first material,
- Adjusting the thickness of the ...

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung einer Justiermarke in einer lichtundurchlässigen Schicht auf einem Substrat, insbesondere auf einem Halbleiterwafer.The The invention relates to a method for forming an alignment mark in an opaque Layer on a substrate, in particular on a semiconductor wafer.

Um möglichst hohe Lagegenauigkeiten von in einer Schicht zu bildenden Strukturen relativ zu einer Vorebene auf einem Substrat wie etwa einem Halbleiterwafer zu erreichen, werden bei der lithographischen Projektion sogenannte Justiermarken (englisch: alignment marks) zum Ausrichten des Substrates verwendet. Diese werden zusammen mit den Strukturen in den betreffenden Schichtebenen gebildet und dienen der genauen Positionsbestimmung für eine Justieroptik des jeweils eingesetzten Belichtungsgerätes bei der Durchführung einer nachfolgenden Belichtung.Around preferably high positional accuracies of structures to be formed in one layer relative to a pre-plane on a substrate such as a semiconductor wafer to achieve so-called in the lithographic projection Alignment marks (alignment marks) for aligning the substrate uses. These are along with the structures in the concerned ones Layer layers formed and serve the exact position determination for a Justieroptik of the respective exposure device used in the implementation of a subsequent exposure.

Die nachfolgende Belichtung findet in einem photoempfindlichen Resist statt, welcher zu diesem Zweck auf der aktuell zu strukturierenden Schicht aufgebracht wird. Die zu strukturierende Schicht befindet sich wiederum oberhalb der zu der Vorebene gehörenden, bereits strukturierten Schicht, innerhalb welcher die genannten Justiermarken z.B. als im Vergleich zu den Strukturelementen der Schaltung tiefe, breite Gräben angeordnet sind.The subsequent exposure takes place in a photosensitive resist which, for this purpose, is currently being structured Layer is applied. The layer to be structured is located in turn, above the pre-structured, already structured Layer within which said alignment marks are e.g. when deep, wide compared to the structural elements of the circuit trenches are arranged.

Oftmals besitzen die zu strukturierenden Schichten die Eigenschaft lichtdurchlässig, d.h. transparent bei der Wellenlänge des von der Justieroptik verwendeten Lichtes zu sein. Das gleiche gilt im allgemeinen auch für den Resist, so daß mittels der Justieroptik durch den Resist und die zu strukturierende Schicht hindurch die Justiermarken in der unterliegenden Schicht erkannt und deren Positionen gemessen werden können.often For example, the layers to be patterned have the property translucent, i. transparent at the wavelength to be the light used by the alignment optics. The same generally also applies to the resist, so that means the alignment optics through the resist and the layer to be structured through the alignment marks detected in the underlying layer and their positions can be measured.

Verschiedene Materialien, insbesondere solche, die elektrisch leitend sind, wie etwa Metalle zur Bildung von Metalleiterbahnen oder Poly-Silizium, finden Anwendung bei den Herstellungsprozessen, welche lichtundurchlässig, d.h. intransparent gegenüber dem von der Justieroptik eingesetzten Licht sind. In diesem Fall können die in bereits abgedeckten Schichten angeordneten Justiermarken nicht erkannt werden. Es ist jedoch möglich, daß bei Vorhandensein einer entsprechenden Oberflächentopographie vor Aufbringen der zu strukturierenden Schicht sich gerade diese Oberflächentopographie unmittelbar in der neuen Oberfläche der nun aufgebrachten, zu strukturierenden Schicht wiederspiegelt. In diesem Fall wird die Position der Justiermarke anhand der aktuellen Oberflächentopographie identifiziert.Various Materials, especially those that are electrically conductive, such as such as metals to form metal tracks or poly-silicon, find Application in the manufacturing processes which are opaque, i. non-transparent are the light used by the alignment optics. In this case can arranged in already covered layers alignment marks not be recognized. However, it is possible that in the presence of a corresponding surface topography just before applying the layer to be structured surface topography immediately in the new surface the now applied, to be structured layer reflects. In this case, the position of the alignment mark is based on the current surface topography identified.

Bei der Herstellung von Strukturen mit besonders geringen Strukturbreiten gibt es jedoch das Bestreben, die Belichtung in eine möglichst ebene Oberfläche auf einem Substrat durchzuführen. Dabei herrschen nämlich im wesentlichen identische Fokusbedingungen über die Oberfläche hinweg, so daß ein hoher Abbildungskontrast erreicht wird.at the production of structures with particularly small structural widths However, there is an effort to make the exposure as possible flat surface to perform on a substrate. Namely, prevail substantially identical focus conditions across the surface, so that one high image contrast is achieved.

Zu diesem Zweck wird beispielsweise ein chemisch-mechanischer Polierschritt an der auf einer bereits vorhandenen Oberflächentopographie aufgebrachten, zu strukturierenden Schicht durchgeführt. Durch diesen Polierschritt wird allerdings gleichzeitig die Möglichkeit der Erkennung von Justiermarken erheblich gemindert, wenn lichtundurchlässige Schichten aufgetragen werden.To For this purpose, for example, a chemical-mechanical polishing step applied to an existing surface topography, to be structured layer. Through this polishing step However, at the same time the possibility of recognizing Alignment marks significantly diminished when opaque layers be applied.

Man geht infolgedessen vermehrt dazu über, in den unterliegenden Schichten Justiermarken als Gräben mit besonders großen Breiten und/oder Tiefen zu bilden. Die Breiten dieser Gräben sind im Vergleich zu jenen, die den Strukturelementen der Schaltung dienen, so hinreichend groß, daß diese Gräben der Justiermarken durch den Abscheideprozeß der aktuell zu strukturierenden Schicht nicht zu einer vollständigen Verfüllung der Justiermarke führt. In dem Polierprozeß wird somit eine ebene Oberfläche geschaffen, die an den Positionen der Justiermarken durch Vertiefungen aufgrund der nicht verfüllten Gräben gekennzeichnet ist.you As a result, it increasingly turns into, in the underlying Layers alignment marks as trenches with extra large ones To form latitudes and / or depths. The widths of these trenches are compared to those that serve the structural elements of the circuit, so big enough, that these trenches are the Alignment marks through the deposition process of the currently to be structured Do not shift to a complete one backfilling the alignment mark leads. In the polishing process becomes thus a flat surface created at the positions of the alignment marks by recesses due to the unfilled trenches is marked.

Allerdings treten in diesem Zusammenhang weitere Probleme auf. Wie in den 1 und 2 am Beispiel der Bildung einer flachen Grabenisolation (STI, 21) mit anschließender Planarisierung dargestellt ist, wird die Oberfläche in einer Umgebung der nicht vollständig verfüllten Gräben 10 der Justiermarken bei dem chemisch-mechanischen Polierprozeß durch Erosion 101 beeinträchtigt.However, further problems arise in this context. As in the 1 and 2 the example of the formation of a shallow trench isolation (STI, 21 ) with subsequent planarization, the surface is in an environment of not completely filled trenches 10 the alignment marks in the chemical-mechanical polishing process by erosion 101 impaired.

1 zeigt im monokristallinen Silizium 1 eines Substrates gebildete Gräben 10, welche Justiermarken repräsentieren, und Gräben 20, welche mit einem HDP-(High-Density-Plasma)-Oxid 50 zur Bildung der flachen Grabenisolation 21 vollständig verfüllt sind. Außerhalb der Gräben 10, 20 ist dem monokristallinen Silizium 1 des Substrates ein die Oberfläche des bereitgestellten Substrates bildendes Pad-Nitrid 40 angeordnet. In der nicht maßstabsgerechten Zeichnung ist der Graben 10 von dem Oxid 50 nur unvollständig verfüllt. 1 shows in monocrystalline silicon 1 a trench formed by a substrate 10 , which represent alignment marks, and trenches 20 , which with an HDP (high-density plasma) oxide 50 to form the shallow trench isolation 21 are completely filled. Outside the trenches 10 . 20 is the monocrystalline silicon 1 the substrate is a pad nitride forming the surface of the provided substrate 40 arranged. In the not to scale drawing is the ditch 10 from the oxide 50 only partially filled.

In 2 ist die aus dem Polierprozeß resultierende, planarisierte Oberfläche 91 gezeigt. Aufgrund der unvollständigen Verfüllung des Grabens 10 mit dem Oxid 50 werden die oberen Grabenkanten, insbesondere das Pad-Nitrid 40 in der Umgebung der Gräben 10 stark angegriffen und erodiert. Mikroskopuntersuchungen beispielsweise von Halbleiterwafern, auf denen Speichermodule gebildet werden, zeigen, daß nach dem Planarisierungsprozeß die nahe dem Sägerahmenbereich eines Belichtungsfeldes (Kerf) gelegenen Speicherstrukturen durch eine solche Erosion stark in Mitleidenschaft gezogen werden. Es kann somit zu einer erheblichen Verringerung der Ausbeute bei der Halbleiterherstellung kommen.In 2 is the planarized surface resulting from the polishing process 91 shown. Due to incomplete backfilling of the trench 10 with the oxide 50 become the upper trench edges, especially the pad nitride 40 in the vicinity of the trenches 10 heavily attacked and eroded. Microscope examinations, for example of semiconductor wafers on which memory modules are formed, show that after the planarization process, the memory structures located near the saw frame area of an exposure field (kerf) are replaced by a memory array such erosion are badly affected. It can thus lead to a significant reduction in the yield in semiconductor production.

Diese Problematik kann aufwendig umgangen werden, indem auch die durch die unvollständige Verfüllung des Grabens 10 entstehende Vertiefung 81 in der Oberfläche des Oxids 50 mit einer weiteren Schicht, einem sogenannten Cap-Layer 39 auf dem Oxid 50 verfüllt wird. In einem zusätzlichen lithographischen Belichtungsschritt mit anschließender Rückätzung und Entfernung des dazu aufgebrachten Resists kann unter Benutzung einer eigens dafür vorgesehenen Blockmaske der nun vollständig verfüllte Graben 10 nach einem hier unproblematischen Polierschritt wieder geöffnet werden, so daß für die Justieroptik die Topographie der Justiermarken in den Gräben 10 wieder sichtbar wird. Die Vermeidung der durch die Erosion entstehenden Partikel und Ausbeuteprobleme muß dabei durch einen teuren und zeitverlängernden Herstellungsprozeß erkauft werden.This problem can be circumvented consuming, including by the incomplete backfill of the trench 10 resulting depression 81 in the surface of the oxide 50 with another layer, a so-called cap layer 39 on the oxide 50 is filled. In an additional lithographic exposure step with subsequent etching back and removal of the resist applied thereto, the now completely filled trench can be filled using a specially provided block mask 10 be opened again after an unproblematic polishing step, so that for the alignment optics, the topography of the alignment marks in the trenches 10 becomes visible again. The avoidance of the resulting by erosion particles and yield problems must be paid for by an expensive and time-prolonging manufacturing process.

Aus der Druckschrift US 6,153,492 A ist ein Verfahren bekannt, bei dem der Kontrast von Justiermarken nach Abscheidung und Rückplanarisierung einer Wolframschicht erhöht wird, indem sowohl die Gräben der Justiermarken als auch von Kontaktlöchern in einem oberen Bereich jeweils wieder frei- bzw. rückgeätzt werden. Dadurch entstehen Grabenkanten gegenüber der Grabenfüllung, die sich in als Vertiefung in eine anschließend abgeschiedene Schicht aus Aluminium übertragen und somit leichter detektierbar sind. Die Rückätzung im Kontaktloch ist unproblematisch, weil die Rückätzung im oberen Bereich des Kontaktlochs durch die Aluminium-Metallisierung ausgefüllt wird.From the publication US 6,153,492 A For example, a method is known in which the contrast of alignment marks after deposition and re-planarization of a tungsten layer is increased by both the trenches of the alignment marks as well as contact holes in an upper region are respectively re-etched or etched back. This results in trench edges opposite the trench filling, which are transmitted in a recess in a subsequently deposited layer of aluminum and thus are easier to detect. The etch back in the contact hole is not a problem because the etchback in the upper region of the contact hole is filled by the aluminum metallization.

Eine ebenfalls in US 6,153,492 A angegebene Alternative sieht vor, statt der Rückätzung in den mit Wolfram gefüllten Gräben der Justiermarken und Kontaktlöcher eine Rückätzung der die Gräben umgebenden Oxidschicht vorzunehmen. Dadurch ragt der vormalige Grabeninhalt, die Wolframschicht, über die Oberfläche der Oxidschicht hinaus und bildet somit für die Belichtung einer nachfolgend aufgetragenen Aluminiumschicht eine Kante, die sich gleichfalls kontrastreich in deren Oberfläche wiederspiegelt. Damit das gefüllte Kontaktloch nicht über die Oxidschicht herausragt, kann die Rückätzung durch einen Resist auf eine Umgebung der Justiermarke beschränkt werden.A likewise in US 6,153,492 A According to the alternative provided, instead of etching back into the tungsten-filled trenches of the alignment marks and contact holes, etching back the oxide layer surrounding the trenches. As a result, the former trench content, the tungsten layer, protrudes beyond the surface of the oxide layer and thus forms an edge for the exposure of a subsequently applied aluminum layer, which likewise reflects in a high contrast in its surface. In order that the filled contact hole does not project beyond the oxide layer, the etching back can be limited by a resist to an environment of the alignment mark.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Aufwand und die Kosten für den Prozeß zur Öffnung von Justiermarken bildenden Gräben unterhalb von zu strukturierenden, lichtundurchlässigen Schichten zu reduzieren. Es ist außerdem eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Qualität des Strukturierungsprozesses einer lichtundurchlässigen Schicht zu erhöhen.It is the object of the present invention, the effort and the costs for the process of opening Aligning marks forming trenches below to be patterned, opaque layers to reduce. It is also an object of the present invention, the quality of the structuring process an opaque layer to increase.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Bilden einer Justiermarke in einer lichtundurchlässigen Schicht auf einem Substrat, umfassend die Schritte: Bereitstellen des Substrats, umfassend eine Oberfläche und einen ersten und einen zweiten Graben, wobei der erste Graben eine erste Breite und eine erste Tiefe und der zweite Graben eine zweite Breite und eine zweite Tiefe aufweist, und wobei die erste Breite größer ist als die zweite Breite ist und/oder die erste Tiefe größer als die zweite Tiefe ist, Aufbringen einer ersten Schicht, umfassend ein erstes Material mit einer Dicke derart, daß der zweite Graben aufgrund seiner geringeren Breite und/oder Tiefe vollständig und der erste Graben aufgrund seiner größeren Breite und/oder Tiefe nur teilweise verfüllt wird, Aufbringen einer zweiten Schicht, umfassend ein zweites Material, welches eine Selektivität in einem Ätzprozeß gegenüber dem ersten Material aufweist, Einstellen der Dicke der zweiten Schicht beim Aufbringen derart, daß der erste Graben vollständig durch die zweite Schicht verfüllt wird, chemisch-mechanisches Polieren des Substrates zum Freiliegen der Oberfläche des Substrates unter zur Bildung einer ebenen Oberfläche über den ersten und zweiten Gräben, Ätzen des zweiten Materials selektiv zu dem ersten Material zur teilweisen Öffnung des ersten Grabens, Aufbringen der lichtundurchlässigen Schicht auf die ebene Oberfläche und in die Öffnung des ersten Grabens, so daß die Justiermarke als Vertiefung der lichtundurchlässigen Schicht oberhalb der Öffnung gebildet wird.The Task is solved by a method of forming an alignment mark in an opaque layer on a substrate, comprising the steps of: providing the substrate, comprising a surface and a first and a second trench, wherein the first trench a first width and a first depth and the second trench one second width and second depth, and wherein the first Width is larger is the second width and / or the first depth is greater than the second depth is applying a first layer comprising a first material having a thickness such that the second trench due its lesser width and / or depth is complete and the first ditch due its greater width and / or depth is only partially filled, applying a second layer comprising a second material having a selectivity in an etching process over the first material, adjusting the thickness of the second layer in the Applying such that the first dig completely filled by the second layer is, chemical-mechanical polishing of the substrate to the exposure the surface of the substrate under to form a flat surface over the first and second trenches, etching the second material selectively to the first material for the partial opening of the first trench, applying the opaque layer to the plane surface and in the opening of the first trench, so that the Adjusting mark formed as a recess of the opaque layer above the opening becomes.

Vor der Durchführung des chemisch-mechanischen Polierprozesses werden nicht vollständig mit der ersten Schicht, insbesondere einem STI-Oxid, verfüllte erste Gräben, welche Positionen von Justiermarken repräsentieren, in einem Substrat durch eine zweite Schicht verfüllt. Diese zweite Schicht weist die besondere Eigenschaft auf, in einem Ätzprozeß selektiv gegenüber der die Gräben verfüllenden ersten Schicht geätzt werden zu können. Selektiv bedeutet hier, daß es einen Ätzprozeß gibt, bei dem die Ätzrate des Materials der zweiten Schicht um ein Vielfaches höher ist, als die Ätzrate der ersten oder weiterer Schichten, welche oberflächlich freigelegt sind.In front the implementation of the chemical-mechanical polishing process are not completely with the first layer, in particular a STI oxide, filled first ditches, which represent positions of alignment marks in a substrate filled by a second layer. This second layer has the special property of being selective in an etching process across from the trenches backfilled etched first layer to be able to. Selective means here that it gives an etching process, at which the etching rate the material of the second layer is many times higher, as the etching rate the first or further layers, which are superficially exposed are.

In dem folgenden Polierprozeß wird die den ersten Graben der Justiermarke umgebende Oberfläche des Substrates nicht erodiert, da aufgrund der Verfüllung auch des breiteren bzw. tieferen Grabens im wesentlichen keine Öffnung oder Vertiefung vorliegt. Der Polierprozeß führt zu einer Rückplanarisierung derart, daß die ursprüngliche Oberfläche des Substrates freigelegt wird. Unter Substrat wird hier beispielsweise das für einen Wafer als Basis dienende monokristalline Silizium mit einer oder mehrerer darauf angeordneter Schichten, wie beispielsweise einer dünnen Oxid- und/oder Pad-Nitrid-Schicht verstanden.In the subsequent polishing process, the surface of the substrate surrounding the first trench of the alignment mark is not eroded, since there is essentially no opening or depression due to the filling of the wider or deeper trench. The polishing process results in a backplanarization such that the original surface of the substrate is exposed. Substrate is here, for example, serving as a basis for a wafer monocrystalline silicon with one or more arranged thereon layers, such as a thin oxide and / or pad nitride layer understood.

Die Gräben sind in dem monokristallinen Silizium und den darauf angeordneten Schichten des bereitgestellten Substrates gebildet. Nach der Rückplanarisierung ist der erste, die Justiermarke bildende Graben mit Teilen der ersten und der zweiten Schicht verfüllt. Da die zweiten, der Bildung von Strukturelementen wie etwa der flachen Grabenisolation dienende Gräben bereits mit der ersten Schicht vollständig verfüllt wurden, da sie eine geringere zweite Breite und/oder Tiefe als die erste Breite und/oder Tiefe der ersten Gräben der Justiermarken besitzen, weisen diese Gräben keinen Anteil des zweiten Materials der zweiten Schicht auf.The trenches are in the monocrystalline silicon and arranged thereon Layers of the provided substrate formed. After backplaning is the first, the alignment mark forming trench with parts of the first and the second layer filled. As the second, the formation of structural elements such as the flat Trench isolation trenches have already been completely filled with the first layer, as they have a lesser second Width and / or depth as the first width and / or depth of the first trenches have the alignment marks, these trenches have no share of the second Material of the second layer.

Ob im einzelnen die Tiefe, die Breite oder eine Kombination aus beidem das Kriterium für die Verfüllung des ersten und die Nichtverfüllung des zweiten Grabens erfüllt, hängt insbesondere von den aktuell eingestellten Prozeßparametern beim Abscheideprozeß der ersten Schicht oder auch schon früher abgeschiedener Schichten ab. In der Mehrzahl der Fälle wird die unterschiedliche aktuelle Tiefe des Grabens der Justiermarke relativ zu dem Graben eines zu verfüllenden Strukturelementes ausschlaggebend für das Funktionieren des erfindungsgemäßen Verfahrens sein.If in detail the depth, the width or a combination of both the criterion for the backfilling the first and the non-filling of the second trench, depends in particular from the currently set process parameters in the deposition process of the first Shift or even earlier deposited layers. In the majority of cases will the different current depth of the trench of the alignment mark relative to the trench of a structural element to be filled crucial for the Functioning of the method according to the invention be.

Mit einem Ätzprozeß, welcher das Material der zweiten Schicht selektiv zu jenem der ersten Schicht rückätzt, werden nun gerade die Gräben der Justiermarken zumindest in den von der zweiten Schicht eingenommenen Raumanteilen freigeätzt. Je nach eingestellter Ätzselektivität werden auch andere Bereiche der Substratoberfläche etwas rückgeätzt, jedoch sind die Rückätztiefen vergleichsweise gering.With an etching process, which the material of the second layer selectively to that of the first layer be etched now the trenches the alignment marks at least in the occupied by the second layer Room shares etched. Depending on the selected Ätzselektivität be also etched back some other areas of the substrate surface, but the etch depths are comparatively low.

Nach dem Ätzvorgang weist die ebene, planarisierte Oberfläche lediglich Vertiefungen in den Gräben der Justiermarken auf. Wird nun eine lichtundurchlässige Schicht aufgebracht, so überträgt sich die Vertiefung auf die lichtundurchlässige Schicht, soweit der Abscheideprozeß eine hinreichende Konformität besitzt und die Dicke der abgeschiedenen Schicht nicht wesentlich größer als die Breite und/oder Tiefe des ersten Grabens ist. Anhand dieser Vertiefung kann mit einer Justieroptik die Position der Justiermarke erkannt werden. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden weder Partikel durch erodierende Grabenkanten während eines Planarisierungsverfahrens generiert, noch werden zusätzliche Maskenschritte benötigt, um die Erosion zu vermeiden.To the etching process For example, the planar planarized surface has only pits in the trenches of the alignment marks. Will now be an opaque layer applied, so transfers the Recess on the opaque Layer, as far as the deposition process has a sufficient conformity and the thickness of the deposited layer is not significantly greater than is the width and / or depth of the first trench. Based on this Recess can with an adjustment optics, the position of the alignment mark be recognized. To carry out the inventive method neither particles are damaged by eroding trench edges during a Planarization generated, still will be additional Mask steps needed, to avoid erosion.

Die Lichtdurchlässigkeit der zu strukturierenden Schicht bezieht sich nicht nur auf den optischen oder ultravioletten Wellenlängenbereich, wie sie für herkömmliche Justieroptiken in Betracht kommen. Für Belichtungsgeräte zukünftiger Technologiegenerationen können auch solche Optiken in Betracht kommen, welche im Röntgen-, Ionen- oder Elektronenstrahlverfahren arbeiten. Diese Definitionen sind von der vorliegenden Erfindung eingeschlossen.The Light transmission the layer to be structured does not only refer to the optical or ultraviolet wavelength range, as for traditional Adjustment optics come into consideration. For exposure devices in the future Technology generations can Also such optics are considered, which in the X-ray, Ion or electron beam work. These definitions are included in the present invention.

Der erfindungsgemäße Ätzschritt kann auch eine Summe von nachfolgenden separaten Ätzschritten umfassen, beispielsweise kann nach einem STI-Prozeß zunächst ein naßchemischer Oxid-Ätzprozeß, anschließend ein naßchemischer Nitrid-Ätzprozeß und danach wiederum ein naßchemischer Oxid-Ätzprozeß durchgeführt werden. Ein besonderer Vorteil entsteht genau dann, wenn der erfindungsgemäße Ätzschritt zur Freilegung der Markenöffnung in Kombination mit einem Ätzschritt zum Entfernen einer oberflächlich aufgebrachten weiteren Schicht, beispielsweise des Pad-Nitrids oder einer unmittelbar auf dem monokristallinen Silizium angeordneten Oxidschicht, durchgeführt wird.Of the etching step according to the invention may also be a sum of subsequent separate etching steps For example, after an STI process, a first wet chemical Oxide etching process, then a wet chemical Nitride etching process and after Again, a wet chemical oxide etching process can be performed. A particular advantage arises if and only if the etching step according to the invention to expose the trade mark opening in Combination with an etching step to remove a superficial applied further layer, for example, the pad nitride or an oxide layer arranged directly on the monocrystalline silicon, carried out becomes.

Das Aufbringen der ersten Schicht kann auch mehrere Teilschritte jeweils mit einem Auftragen von Teilschichten umfassen. Bei zukünftigen Technologien ist es beispielsweise vorgesehen, die Prozeßparameter während einer Abscheidung in ge eigneter Weise zu variieren, so daß sich eine horizontale Abfolge von Schichtstrukturen in einer solchen ersten Schicht einstellt.The Applying the first layer may also include several substeps respectively comprising applying partial layers. For future technologies For example, it is provided that the process parameters during a Deposition in ge suitable manner to vary, so that a horizontal sequence of layered structures in such a first Shift setting.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf die Anwendung von Justiermarken für die Ausrichtung in einem Belichtungsgerät beschränkt. Vielmehr wird in diesem Dokument unter einer Justiermarke auch eine Meßmarke zur Bestimmung der relativen Positionsgenauigkeit zweier auf einem Substrat angeordneter, strukturierter Schichtebenen verstanden, die im allgemeinen erst nach der Durchführung einer Belichtung in einem Mikroskopmeßgerät untersucht werden.The inventive method is not on the application of alignment marks for alignment in one exposure unit limited. Rather, in this document under an alignment mark and a measuring mark for determining the relative positional accuracy of two on a Substrate arranged, structured layer planes understood, generally after performing an exposure in one Microscope examined become.

Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe von Zeichnungen näher erläutert werden. Darin zeigen:The Invention will now be described with reference to an embodiment with the aid of Drawings closer explained become. Show:

12 Verfahrensschritte zum Öffnen einer verfüllten Justiermarke gemäß einem ersten Beispiel nach dem Stand der Technik, 1 - 2 Method steps for opening a filled adjustment mark according to a first example according to the prior art,

37 Verfahrensschritte zum Öffnen einer verfüllten Justiermarke gemäß einem zweiten Beispiel nach dem Stand der Technik, 3 - 7 Method steps for opening a filled adjustment mark according to a second example according to the prior art,

811 Verfahrensschritte zum Öffnen einer verfüllten Justiermarke gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel nach dem Stand der Technik. 8th - 11 Method steps for opening a filled alignment mark according to an embodiment of the invention according to the prior art.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft anwendbar auf die Strukturierung von Poly-Silizium-Bahnen, welche zur Gate-Kontaktierung der aktiven Gebiete von Auswahltransistoren beispielsweise für Grabenkondensatoren dienen. Dazu wird ein Substrat bereitgestellt, welches monokristallines Silizium 1 umfaßt, auf welchem eine dünne Oxid- und darauf wiederum eine Pad-Nitrid-Schicht 40 angeordnet ist, welche als Endemarke für nachfolgende Ätzprozesse dienen kann.The inventive method is particularly advantageous applicable to the structuring of poly-silicon tracks, which serve for gate contacting of the active regions of selection transistors, for example, trench capacitors. For this purpose, a substrate is provided, which is monocrystalline silicon 1 comprising, on which a thin oxide and in turn a pad nitride layer 40 is arranged, which can serve as an end mark for subsequent etching processes.

Das Substrat ist ein Halbleiterwafer, auf welchem Speicherzellenfelder gebildet werden sollen.The Substrate is a semiconductor wafer on which memory cell arrays should be formed.

In dem bereitgestellten Substrat sind bereits als Speicherknoten dienende Grabenkondensatoren (deep trenches) sowie aktive Gebiete zur Bildung von Auswahltransistoren angeordnet. Die Speicherzellen werden voneinander durch eine flache Grabenisolation getrennt, zu welchem Zweck in dem monokristallinen Silizium 1 Gräben 20 mit geringer Tiefe gebildet wurden.In the substrate provided already serving as a storage node trench capacitors (deep trenches) and active areas for forming selection transistors are arranged. The memory cells are separated from each other by a shallow trench isolation, for what purpose in the monocrystalline silicon 1 trenches 20 formed with shallow depths.

Die Breite dieser Gräben 20 (im folgenden STI-Gräben bzw. zweite Gräben 20) besitzen eine Strukturbreite von 240 Nanometern (nm). Bevor die flachen STI-Gräben innerhalb der Speicherzellenfelder gebildet werden, werden erste Gräben 10 der Justiermarken in dem monokristallinen Silizium 1 im Sägerahmen des Belichtungsfeldes gebildet, welches unter anderem das Speicherzellenfeld umfaßt. Zur Vereinfachung und nicht maßstabsgetreu sind in 3 die Gräben 10 und 20 unmittelbar nebeneinander gezeichnet.The width of these trenches 20 (in the following STI trenches or second trenches 20 ) have a structure width of 240 nanometers (nm). Before the shallow STI trenches are formed within the memory cell arrays, first trenches are formed 10 the alignment marks in the monocrystalline silicon 1 formed in the sawing frame of the exposure field, which includes, among other things, the memory cell array. For simplicity and not to scale are in 3 the trenches 10 and 20 drawn directly next to each other.

Das Profil der Gräben 10 und/oder Gräben 20 kann beliebig sein, insbesondere sind neben den in den Figuren gezeigten Rechteckprofilen auch V-förmige oder U-förmige Profile, etc. möglich.The profile of the trenches 10 and / or trenches 20 can be arbitrary, in particular, in addition to the rectangular profiles shown in the figures, V-shaped or U-shaped profiles, etc. are possible.

Die ersten Gräben 10 der Justiermarken besitzen eine wesentlich größere Tiefe als die STI-Gräben 20 oder weitere Gräben, die innerhalb des Speicherzellenfeldes oder in dessen Peripherie strukturiert werden. Die Breite der ersten Gräben 10 beträgt beispielsweise 1,2 μm. Die Tiefe beträgt 1,5 μm. Versuchsweise im Sägerahmenbereich gebildete Gräben, welche eine Breite von beispielsweise 0,5 μm und eine Tiefe von etwa 100 bis 150 nm aufweisen, zeigen bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Bezug auf eine Verfüllung die ähnliche Eigenschaften wie die zweiten Gräben 20. Die unterschiedliche Tiefe der ursprünglich beispielweise bis zu 5 μm tief ins Silizium geätzten Gräben zur Bildung von Justiermarken liegt in einem verschieden ausgeführten Verfüllungsprofil, hier von Poly-Silizium zur Verfüllung von Gräben für Speicherkondensatoren (Deep Trenches), begründet. Im Ausführungsbeispiel liegt die Gräben 10 von Justiermarken kennzeichnende Tiefe oberhalb von beispielsweise 0,5 μm.The first trenches 10 The alignment marks have a much greater depth than the STI trenches 20 or further trenches that are structured within the memory cell array or in its periphery. The width of the first trenches 10 is for example 1.2 microns. The depth is 1.5 μm. Trenches formed in the sawing frame area, which have a width of, for example, 0.5 μm and a depth of approximately 100 to 150 nm, exhibit the same properties as the second trenches when carrying out the method according to the invention with regard to backfilling 20 , The different depth of the originally for example up to 5 microns deep into the silicon etched trenches to form alignment marks is due to a different running filling profile, here of poly-silicon for backfilling trenches for storage capacitors (deep trenches), justified. In the embodiment, the trenches 10 By Marks indicative depth above, for example, 0.5 microns.

Die Tiefe der Gräben 10, 20 eine hier eine besondere Rolle für das Verfüllungsverhalten. Bei der flachen Grabenisolation (STI – shallow trench isolation) ist die Tiefe definitionsgemäß gering, sie beträgt in den Ausführungsbeispielen etwa 280 nm.The depth of the trenches 10 . 20 one here a special role for the filling behavior. In shallow trench isolation (STI), the depth is by definition low, it is about 280 nm in the exemplary embodiments.

In einem HDP-Verfahren (HDP – High Density Plasma, hochverdichtetes Plasma) wird ein elektrisch isolierendes Oxid auf das Substrat und in die Gräben als erste Schicht 50 abgeschieden. Die Dicke der Schicht beträgt 480 nm. Bei dem HDP-Abscheideverfahren wird aufgrund von parallel ablaufenden Sputterprozessen auf horizontalen Flächen eine größere Dicke der ersten Schicht als an vertikalen Flächen erzeugt. Die angegebene Schichtdicke bezieht sich auf die Dicke über einer horizontalen Fläche. In dem noch zu beschreibenden Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein HDP-Verfahren verwendet, andere geeignete Abscheideverfahren, insbesondere solche mit einem konformen Abscheideprofil sind erfindungsgemäß jedoch genauso anwendbar.In an HDP (High Density Plasma) process, an electrically insulating oxide is applied to the substrate and into the trenches as the first layer 50 deposited. The thickness of the layer is 480 nm. In the HDP deposition method, a larger thickness of the first layer than on vertical surfaces is produced due to parallel sputtering processes on horizontal surfaces. The specified layer thickness refers to the thickness over a horizontal surface. In the embodiment of the present invention to be described, an HDP method is used, but other suitable deposition methods, especially those having a conformal deposition profile, are equally applicable to the invention.

Zu einer besseren Illustration der Vorteile der vorliegenden Erfindung wird zunächst in den 3 bis 7 eine Prozeßabfolge gemäß dem Stand der Technik unter Verwendung eines zusätzlichen Maskenschrittes zur Öffnung des verfüllten Grabens 10 gezeigt. Wie in 3 zu sehen ist, wird auf die mit dem HDP-Verfahren abgeschiedene Oxidschicht 50 ein Cap-Layer 39 abgeschieden derart, daß der Graben 10 der Justiermarke bis oberhalb des durch die Pad-Nitrid-Schicht 40 gekennzeichneten Grabenrandes verfüllt ist.For a better illustration of the advantages of the present invention is first in the 3 to 7 a prior art process sequence using an additional mask step to open the filled trench 10 shown. As in 3 is seen on the deposited with the HDP process oxide layer 50 a cap layer 39 deposited in such a way that the trench 10 the alignment mark to above the through the pad nitride layer 40 marked trench edge is filled.

Anschließend wird ein chemisch-mechanischer Polierschritt (CMP-Schritt) solange durchgeführt bis die Oberfläche 91 des ursprünglich bereitgestellten Substrates, d.h. der Pad-Nitrid-Schicht 40 freigelegt ist (4). Im weiteren Verlauf wird eine photoempfindliche Schicht 70 aufgetragen und mit einer unkritischen Blockmaske belichtet, wobei die belichteten Strukturen auf den verfüllten Gräben 10 im Rahmenbereich der Belichtungsfelder zu liegen kommen. Nach dem Entwickeln und Entfernen der belichteten Resistteile (5) wird das in den ersten Gräben 10 befindliche Oxid mit dem Cap-Layer 39 in einem zeitgesteuerten Ätzprozeß rückgeätzt. Bei dem Cap-Layer handelt es sich ebenfalls um ein Oxid mit den ähnlichen chemischen wie physikalischen Eigenschaften wie jenen des STI-Oxides 50 (6).Subsequently, a chemical-mechanical polishing (CMP) step is performed until the surface 91 the originally provided substrate, ie the pad nitride layer 40 is exposed ( 4 ). In the course of becoming a photosensitive layer 70 applied and exposed with a non-critical block mask, the exposed structures on the filled trenches 10 within the frame of the exposure fields. After developing and removing the exposed resist parts ( 5 ) will be in the first trenches 10 oxide present with the cap layer 39 etched back in a timed etching process. The cap layer is also an oxide with chemical and physical properties similar to those of the STI oxide 50 ( 6 ).

Nach dem Entfernen der photoempfindlichen Schicht 70 und der Durchführung weiterer Prozeßschritte, beispielsweise naßchemische Ätzschritte, Oxidation, Implantation, etc., wird dotiertes Poly-Silizium als lichtundurchlässige Schicht 100 aufgetragen. Über den rückgeätzten Öffnungen 180 der ersten Gräben 10 beliebigen Profils bildet sich eine Vertiefung 200 in der im wesentlichen konform abgeschiedenen lichtundurchlässigen Schicht 100. Nach Aufbringen einer weiteren, für die Justieroptik lichtdurchlässigen, photoempfindlichen Schicht kann diese Vertiefung 200 in einem Justageprozeß (englisch: alignment) zur Bestimmung der Position der Justiermarke erkannt und verwendet werden.After removing the photosensitive layer 70 and the implementation of further process steps, for example wet chemical etching, oxidation, implantation, etc., is doped poly-silicon as an opaque layer 100 applied. Over the etched holes 180 the first trenches 10 any profile forms a depression 200 in the substantially conform abge different opaque layer 100 , After application of another, for the alignment optics translucent, photosensitive layer, this depression 200 in an alignment process (English: alignment) to determine the position of the alignment mark recognized and used.

Auf einem Vergleichssubstrat wird nun das erfindungsgemäße Verfahren angewendet. Ausgangspunkt ist der beschriebene, bereitgestellte Wafer mit ersten Gräben 10 (Justiermarken) und zweiten Gräben 20 (STI-Gräben), auf und in welche eine 480 nm dicke Oxid-Schicht 50 in einem HDP-Verfahren abgeschieden wurde. In die Öffnung 81 des nicht ganz vollständig verfüllten ersten Grabens 10 der Justiermarke und auf die Oxid-Schicht 50 wird ein Flow-Fill-Oxid 30 abgeschieden. Im Gegensatz zu dem STI-Oxid 50 ist dieses Flow-Fill-Oxid 30 keinem Hochtemperaturprozeß ausgesetzt gewesen. Seine innere Struktur unterscheidet sich dadurch erheblich von der des STI-Oxides 50, sowie auch von dem Oxid des Cap-Layers 39 gemäß dem Stand der Technik. Das Flowfill-Oxid läßt sich folglich mit hoher Selektivität in einem Ätzprozeß gegenüber dem STI-Oxid 50 entfernen. 8 zeigt den Zustand nach Aufbringen. dieser zweiten Schicht mit hoher Ätzselektivität.On a comparison substrate, the inventive method is now applied. The starting point is the described, provided wafer with first trenches 10 (Alignment marks) and second trenches 20 (STI trenches), on and in which a 480 nm thick oxide layer 50 was deposited in an HDP process. In the opening 81 of the not completely filled in first trench 10 the alignment mark and on the oxide layer 50 becomes a flow-fill oxide 30 deposited. Unlike the STI oxide 50 is this flow fill oxide 30 have not been exposed to a high-temperature process. Its internal structure differs considerably from that of the STI oxide 50 as well as the oxide of the cap layer 39 according to the prior art. The flowfill oxide can thus be deposited with high selectivity in an etching process over the STI oxide 50 remove. 8th shows the condition after application. this second layer with high Ätzselektivität.

Nach Durchführen des CMP-Schrittes (9), bei der im Speicherzellenfeld sowie auch im Rahmen eine im wesentlichen ebene Oberfläche 91 hergestellt wird, findet ein Naßätzprozeß Anwendung. Die ursprüngliche konforme Schichtdicke des Flow-Fill-Oxides 30 betrug 160 nm. Nach einer 24-sekündigen Ätzung mit BHF ist das Flow-Fill-Oxid 30 bis zu einer Tiefe von 200 nm aus der früheren Öffnung 81 in dem STI-Oxid 50 entfernt (10). In der gleichen Zeit hat das STI-Oxid 50 gegenüber dem benachbarten Pad-Nitrid 40 einen Verlust von etwa 40 nm an Höhe durch Ätzverluste erlitten (nicht gezeigt). Dieser Verlust ist aber durchaus tolerierbar. Die erreichte Ätzselektivität beträgt also etwa einen Faktor 5.After performing the CMP step ( 9 ), in the memory cell array as well as in the context of a substantially flat surface 91 is prepared, a wet etching process is used. The original conformal layer thickness of the flow-fill oxide 30 was 160 nm. After a 24 second etch with BHF, the flow-fill oxide is 30 to a depth of 200 nm from the previous opening 81 in the STI oxide 50 away ( 10 ). At the same time, the STI oxide has 50 opposite the adjacent pad nitride 40 suffered a loss of about 40 nm in height due to etching losses (not shown). But this loss is tolerable. The etching selectivity achieved is thus about a factor of 5.

Zum wiederholten Bilden der Öffnung 81 in dem ersten Graben 10 der Justiermarke ist demnach kein zusätzlicher Maskenschritt notwendig. Das Pad-Nitrid 40 und das STI-Oxid 50 bleiben durch den selektiven Ätzprozeß nahezu unbeeinträchtigt. Das Pad-Nitrid 40 ist im vorliegenden Beispiel nachfolgend abzutragen. Der dazu notwendige Ätzschritt kann vorteilhaft mit dem erfindungsgemäßen Ätzschritt zur Freilegung der Öffnung 81 kombiniert werden. Hierzu ist die Selektivität des erfindungsgemäßen Ätzschritt entsprechend einzustellen. Gleiches gilt für die Kombination mit einem Ätzschritt zur dabei notwendigen Anpassung der Höhe des STI-Oxides 50.To repeatedly make the opening 81 in the first ditch 10 the alignment mark is therefore no additional mask step necessary. The pad nitride 40 and the STI oxide 50 remain almost unimpaired by the selective etching process. The pad nitride 40 is to be deducted in the present example below. The etching step required for this purpose can be advantageous with the etching step according to the invention for exposing the opening 81 be combined. For this purpose, the selectivity of the etching step according to the invention is set accordingly. The same applies to the combination with an etching step for the necessary adjustment of the height of the STI oxide 50 ,

Es ist auch möglich, anstatt nur des Flow-Fill-Oxides einen Liner etwa aus Poly-Silizium abzuscheiden sowie darauf beispielweise einen Oxid-Stöpsel. Durch Unterätzen mittels einer Poly-Silizium-Ätzung kann so der Oxid-Stöpsel aus der Öffnung 81 entfernt werden.It is also possible, instead of only the flow-fill oxide, to deposit a liner of, for example, poly-silicon and, for example, an oxide plug. By undercutting by means of a poly-silicon etch so the oxide plug from the opening 81 be removed.

Es wird nun die lichtundurchlässige Schicht 100 umfassend Poly-Silizium aufgetragen, in die sich aufgrund einer im wesentlichen konformen Abscheidung die Form der Öffnung 81 als Vertiefung 201 überträgt. Wie eingangs beschrieben, kann anhand dieser Vertiefung 201, die nur unwesentlich kleiner als die Vertiefung 200 gemäß dem Stand der Technik ist, zur Ausrichtung des Substrates bzw. Wafers mittels einer Justieroptik in einem Belichtungsgerät verwendet werden.It will now be the opaque layer 100 comprising poly-silicon, in which, due to a substantially conformal deposition, the shape of the opening 81 as a depression 201 transfers. As described above, based on this depression 201 , which is only slightly smaller than the recess 200 According to the prior art, for aligning the substrate or wafer by means of an alignment optics are used in an exposure device.

Es ist klar, daß die in dem Ausführungsbeispiel beschriebenen Materialien keine Einschränkung der vorliegenden Erfindung darstellen. Der im Bereich von Ätztechniken kundige Durchschnittsfachmann kann anstatt des Flow-Fill-Oxides beispielsweise auch dotierte Oxide, Bor-Silikatglase, Bor-Phosphor-Silikatglase, sogenannte Low-k-Materialien mit niedriger Dielektrizitätskonstante, Ozon-TEOS, amorphes oder Poly-Silizium einsetzen.It it is clear that the in the embodiment materials described no limitation of the present invention represent. The one in the field of etching techniques Skilled average expert may instead of the flow-fill oxide for example, doped oxides, boron-silicate, boron-phosphorus silicate, so-called Low-k materials with low dielectric constant, ozone TEOS, amorphous or use poly-silicon.

Unter Kenntnis der chemischen und physikalischen Zusammensetzung des Materials der ersten Schicht 50, bei welchem es sich im Ausführungsbeispiel um das STI-Oxid handelte, kann der Fachmann einem geeigneten Ätzprozeß mit geeigneten Ätzparametern auswählen, um eine gewünschte Ätzselektivität für die genannten Materialien zu erreichen. Bei Kenntnis der vorliegenden Erfindung ist es auch naheliegend, andere Materialien als das STI-Oxid 50 zum Verfüllen der Gräben 10 und 20 einzusetzen.With knowledge of the chemical and physical composition of the material of the first layer 50 which was the STI oxide in the exemplary embodiment, the person skilled in the art can select a suitable etching process with suitable etching parameters in order to achieve a desired etch selectivity for said materials. With knowledge of the present invention, it is also obvious to use materials other than the STI oxide 50 for filling the trenches 10 and 20 use.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das ätzselektive Material der zweiten Schicht eine Ätzselektivität sowohl gegenüber dem Pad-Nitrid wie auch dem ersten Material der verfüllten Gräben 10 und 20 aufweist.It is particularly advantageous if the etch-selective material of the second layer has an etching selectivity both relative to the pad nitride and to the first material of the filled trenches 10 and 20 having.

Die Erfindung ist auch nicht beschränkt auf eine Anwendung zur Strukturierung von lichtundurchlässiges Polysilizium 100 umfassenden Wortleitungen. Vielmehr kommt die Anwendung der Erfindung besonders auch bei der Strukturierung höherer Metallebenen in Betracht. Lichtundurchlässige Schichten können beispielsweise auch andere elektrisch leitende Materialien wie die genannten Metalle, insbesondere Kupfer, Aluminium, oder Metallverbindungen wie Wolframsilizid, etc., dotierte Halbleitermaterialien, Kohlenstoff, Antireflexschichtmaterialien etc. umfassen. Gerade die Bildung von Metallebenen ist in der Regel mit einem vorher durchzuführenden CMP-Prozeß verbunden, durch welchen die Topographie der Justiermarken beeinträchtigt werden kann. Auf die Strukturierung von Metallebenen ist die Erfindung folglich besonders vorteilhaft anwendbar.The invention is not limited to an application for structuring opaque polysilicon 100 comprehensive wordlines. Rather, the application of the invention is especially in the structuring of higher metal levels into consideration. Opaque layers may, for example, also include other electrically conductive materials such as the metals mentioned, in particular copper, aluminum, or metal compounds such as tungsten silicide, etc., doped semiconductor materials, carbon, antireflective layer materials, etc. Especially the formation of metal layers is usually associated with a previously performed CMP process by which the topography of the alignment marks are affected can. Consequently, the invention is particularly advantageously applicable to the structuring of metal planes.

Claims (9)

Verfahren zum Bilden einer Justiermarke in einer lichtundurchlässigen Schicht (100) auf einem Substrat, umfassend die Schritte: – Bereitstellen des Substrates umfassend eine Oberfläche (91) und einen ersten (10) und einen zweiten (20) Graben, wobei der erste Graben (10) eine erste Breite und eine erste Tiefe und der zweite Graben (20) eine zweite Breite und eine zweite Tiefe aufweist, und wobei die erste Breite größer als die zweite Breite ist und/oder die erste Tiefe größer als die zweite Tiefe ist, – Aufbringen einer ersten Schicht (50) umfassend ein erstes Material mit einer Dicke derart, daß der zweite Graben (20) aufgrund seiner geringeren Breite und/oder Tiefe vollständig und der erste Graben (10) aufgrund seiner größeren Breite und/oder Tiefe nur teilweise verfüllt wird, – Aufbringen einer zweiten Schicht (30) umfassend ein zweites Material, welches eine Selektivität in einem Ätzprozess gegenüber dem ersten Material aufweist, – Einstellen der Dicke der zweiten Schicht (30) beim Aufbringen derart, daß der erste Graben (10) vollständig durch die zweite Schicht (30) verfüllt wird, – Chemisch-mechanisches Polieren des Substrates zum Freilegen der Oberfläche (91) des Substrates und zur Bildung einer ebenen Oberfläche über den ersten (10) und zweiten (20) Gräben, – Ätzen des zweiten Materials selektiv zu dem ersten Material zur teilweisen Öffnung (81) des ersten Grabens, ohne daß eine Resist- oder Hartmaske verwendet wird, – Aufbringen der lichtundurchlässigen Schicht (100) auf die ebene Oberfläche und in die Öffnung (81) des ersten Grabens (10), so daß die Justiermarke als Vertiefung (201) der licht undurchlässigen Schicht oberhalb der Öffnung (81) gebildet wird.Method for forming an alignment mark in an opaque layer ( 100 ) on a substrate, comprising the steps: - providing the substrate comprising a surface ( 91 ) and a first ( 10 ) and a second ( 20 ) Digging, the first trench ( 10 ) a first width and a first depth and the second trench ( 20 ) has a second width and a second depth, and wherein the first width is greater than the second width and / or the first depth is greater than the second depth, - applying a first layer ( 50 ) comprising a first material having a thickness such that the second trench ( 20 ) due to its smaller width and / or depth is complete and the first trench ( 10 ) is only partially filled due to its greater width and / or depth, - application of a second layer ( 30 ) comprising a second material which has a selectivity in an etching process with respect to the first material, - adjusting the thickness of the second layer ( 30 ) when applying such that the first trench ( 10 ) completely through the second layer ( 30 ), - chemical-mechanical polishing of the substrate to expose the surface ( 91 ) of the substrate and to form a planar surface over the first ( 10 ) and second ( 20 ) Trenches, - etching the second material selectively to the first material for partial opening ( 81 ) of the first trench, without the use of a resist or hard mask, - application of the opaque layer ( 100 ) on the flat surface and in the opening ( 81 ) of the first trench ( 10 ), so that the alignment mark as depression ( 201 ) of the light-impermeable layer above the opening ( 81 ) is formed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Aufbringen der zweiten Schicht wenigstens ein zweites Material aus der Gruppe umfassend: dotierte oder nichtstöchiomterische Oxide oder Nitride, Bor-Silikatgals, Bor-Phosphor-Silikatglas, Flowfill-Oxid, Low-k-materials, Ozon-Tetra-Ethyl-Ortho-Silikat, Poly-Silizium eingesetzt werden.Method according to claim 1, characterized in that that at the application of the second layer at least a second material from the group comprising: doped or non-stoichiometric oxides or nitrides, Borosilicate gels, Boron phosphorous silicate glass, Flowfill oxide, low-k-materials, ozone-tetra-ethyl-ortho-silicate, poly-silicon be used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Aufbringen der erste Schicht (50) ein Material umfassend ein undotiertes Oxid oder ein Oxi-Nitrid verwendet wird.Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that in the application of the first layer ( 50 ) a material comprising an undoped oxide or an oxi-nitride is used. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (50) zur Bildung einer flachen Grabenisolation (21) in einem Abscheideprozeß unter erhöhten Temperaturen, insbesondere einem High-Density-Plasma-, einem chemischen Dampf abscheide- oder einem physikalisch verstärkten Dampfabscheideprozeß aufgebracht wird, oder daß dem Abscheideprozeß ein Hochtemperaturprozeß, insbesondere eine Temperung folgt, um das Material der ersten Schicht zu verdichten.Method according to Claim 3, characterized in that the first layer ( 50 ) to form a shallow trench isolation ( 21 ) is applied in a deposition process at elevated temperatures, in particular a high-density plasma, a chemical vapor deposition or a physically enhanced Dampfabscheideprozeß, or that the deposition process is followed by a high-temperature process, in particular annealing to densify the material of the first layer , Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat mit einer Schicht (1) umfassend monokristallines Silizium und einer darüber an der Oberfläche angeordneten weiteren Schicht umfassend ein Pad-Nitrid (40) bereitgestellt wird, in welchen beiden Schichten (1, 40) der erste (10) und der zweite Graben (20) jeweils gebildet sind.Method according to Claim 4, characterized in that the substrate is provided with a layer ( 1 ) comprising monocrystalline silicon and a further layer arranged above it on the surface comprising a pad nitride ( 40 ), in which two layers ( 1 . 40 ) the first ( 10 ) and the second trench ( 20 ) are each formed. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Material mit einer Ätzselektivität gegenüber dem Pad-Nitrid (40) und dem Oxid oder Oxi-Nitrid der flachen Grabenisolation (21) ausgewählt wird.Method according to Claim 5, characterized in that the second material has an etching selectivity with respect to the pad nitride ( 40 ) and the oxide or oxi-nitride of the shallow trench isolation ( 21 ) is selected. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtundurchlässige Schicht (100) ein Material aus der Gruppe umfassend Metalle, Halbleitermaterialen, Kohlenstoff, Antireflex-Schichtmaterialien, amorphes oder Poly-Silizium umfaßt.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the opaque layer ( 100 ) comprises a material from the group comprising metals, semiconductor materials, carbon, antireflective layer materials, amorphous or poly-silicon. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß – die lichtundurchlässige Schicht (100) Poly-Silizium umfaßt, – eine photoempfindliche Schicht (70) aufgebracht wird, – die Justiermarke zum Ausrichten des Substrates in einem Projektionsgerät verwendet wird, – die lichtundurchlässige Schicht (100) zur Bildung von Wortleitungen zur Ansteuerung aktiver Gebiete auf dem monokristallinen Silizium (1) mit einem einen dynamischen Speicher repräsentierenden Strukturmuster belichtet wird.Method according to claim 5, characterized in that - the opaque layer ( 100 ) Comprises poly-silicon, - a photosensitive layer ( 70 ) is applied, - the alignment mark is used for aligning the substrate in a projection device, - the opaque layer ( 100 ) for forming word lines for driving active regions on the monocrystalline silicon ( 1 ) is exposed with a structural pattern representing a dynamic memory. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ätzen naßchemisch oder in einem Trockenätzprozeß durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the etching is wet-chemical or in a dry etching process.
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