[发明专利]晶圆结构及其制备方法

说明书

本发明公开了一种晶圆结构及其制备方法。本发明通过在对应所述光栅对准标记处采取具有台阶边缘靠近光栅对准标记的第一台阶以及台阶边缘远离光栅对准标记的第二台阶的双台阶式PF窗口，改善了光栅对准标记正上方的钝化层平整度，使得对准激光经过“钝化层—空气”界面时一致性更好，能更好地获得和携带光栅对准标记信息，增强对准信号的强度及稳定性；同时由于台阶处的钝化层弧形面的弯曲弧度减小，从而进一步减少了该弧形面的反射光进入透镜组，从而提高了信噪比。钝化层的工艺层次改进后信号强度更加稳定，曝光过程中设备出现无法曝光的概率显著降低。

技术领域

本发明涉及集成电路制造技术领域，尤其涉及一种晶圆结构及其制备方法。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT)是由双极型三极管(Bipolar Junction Transistor，简称BJT)和金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，简称MOSFET)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。IGBT作为一种混合型功率器件，既具有MOSFET的输入阻抗高、驱动电路功率小、驱动简单、开关速度快、开关损耗小的优点，又具有BJT的电流密度大、电流处理能力强、导通饱和压降低的优点。

现有IGBT工艺，经光刻层次一般有以下工艺层次：光栅对准标记(Alignment MarkGrating，简称AM)、浮空场环P型材料注入(DP)、有源区(OD)、多晶硅栅层(PS)、N型注入层(SN)、接触孔层(CO)、金属层(IN)、钝化层(CB)。主场(Primary Field，简称PF)窗口是主对准标记上选择去除(clear)曝光的一个方形区域。

在DP、PS、IN工艺层次时，通过对PF窗口上方的光刻胶曝光后经显影后去除，依次经刻蚀去除掉光栅对准标记表面的场氧化层(Field Oxide)、多晶硅层(Poly-silicon)、金属层，目的分别是增强PS层次曝光对准信号和通过去除多晶硅层和金属层这两种高反射率、透光性差的材料层来改善后面光刻层次曝光对准信号。在CB工艺层次时，很多晶圆(wafer)因为对准失败而出现无法曝光(reject)的现象，光刻机反馈的错误信息均为8micron error(8微米(信号)错误)和No valid transitions found(未找到有效(信号)转换值)。工程师在处理此问题，通常是用丙酮将PF窗口处的钝化材料去除后再进行曝光。由于旋涂的钝化材料比较厚(高达17μm)，很多时候去除不是很干净，因此还是无法曝光，此时只有将相应晶圆拆分返工。但是钝化材料工艺复杂，涂胶-曝光-显影耗时较长，这不仅增加了原材料消耗，也降低了设备使用率，延长了工艺生产的周期(cycle time)，增大了产出压力。

因此，如何来改善PF窗口处钝化层工艺层次曝光对准信号强度，增强光刻机对晶圆上光栅对准标记的识别，降低在钝化层曝光工艺中出现无法曝光的概率，降低光刻图形套偏的风险，减少返工率，降低原材料消耗，保障设备利用率，缩短产品周期，保障产品质量，减缓产出压力，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种晶圆结构及其制备方法，以改善PF窗口处钝化层工艺层次曝光对准信号强度。

为解决上述问题，本发明一实施例提供了一种晶圆结构，包括：光栅对准标记；双台阶式PF窗口，形成于对应所述光栅对准标记处、并暴露出所述光栅对准标记，所述双台阶式PF窗口具有第一台阶以及第二台阶，所述第一台阶的台阶边缘与所述光栅对准标记之间具有第一距离，所述第二台阶的台阶边缘与所述光栅对准标记之间具有第二距离，所述第二距离大于所述第一距离；以及钝化层，形成于所述双台阶式PF窗口远离所述光栅对准标记侧、并具有对应所述光栅对准标记处的平面以及适配所述第一台阶以及所述第二台阶的弧形面。