專利名稱：保護(hù)套刻標(biāo)記圖形的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路制造的光刻工藝，特別是涉及一種套刻工藝。
背景技術(shù)：
光刻是將掩膜版上的電路圖形轉(zhuǎn)移到硅片表面的光刻膠上，光刻膠顯影后形成光 刻膠掩蔽圖形(簡稱為光刻圖形)。光刻后通常進(jìn)行刻蝕或離子注入。半導(dǎo)體集成電路制 造中，通常需要經(jīng)過多次光刻工序。除硅片第一層圖形(最下層)形成過程中的光刻外， 每一層圖形的光刻都要測量套刻精度，以便監(jiān)測當(dāng)前層光刻圖形與硅片上已有圖形是否對 準(zhǔn)。請參閱圖1，硅片上具有方環(huán)形的套刻標(biāo)記圖形10和當(dāng)前層光刻圖形20。套刻標(biāo) 記圖形10是之前工序在硅片上形成的，例如采用光刻和刻蝕工藝，用于給即將形成的新的 一層圖形提供對準(zhǔn)的基準(zhǔn)。方環(huán)形是一種典型的套刻標(biāo)記的形狀。具有套刻標(biāo)記圖形10 的這一層硅片圖形稱為被對準(zhǔn)層。當(dāng)前層光刻圖形包括兩部分，一部分用于形成后續(xù)工藝 的窗口，如刻蝕窗口、離子注入窗口 ；另一部分用于測量套刻精度，如圖1中的光刻圖形20。 測量套刻精度，就是分別測量當(dāng)前層光刻圖形20與被對準(zhǔn)層套刻標(biāo)記圖形10內(nèi)部四條邊 界的距離a、b、c、d，當(dāng)前層與被對準(zhǔn)層在χ軸方向的偏移值為(d_c)/2，在y軸方向的偏移 值為(a_b)/2。有時(shí)多步光刻工序會出現(xiàn)共用套刻標(biāo)記圖形的情況，例如對硅片上的同一層圖形 進(jìn)行多次光刻，每次光刻用于形成不同位置的離子注入窗口，每次光刻后緊跟著進(jìn)行一次 離子注入。由于離子注入不會在硅片上形成新的一層圖形，因此為了節(jié)省套刻標(biāo)記圖形占 用的面積，通常會讓多次光刻共用一個套刻標(biāo)記圖形，即每次測量套刻精度都以一個套刻 標(biāo)記圖形作為基準(zhǔn)，這個套刻標(biāo)記圖形是之前工序在硅片上形成的?？墒翘卓虡?biāo)記圖形在 共用過程中會經(jīng)受多次離子轟擊，其內(nèi)邊界往往因損傷而難以辨別及測量。請參閱圖2，這 是圖1中A-A剖視圖。當(dāng)經(jīng)受多次離子注入工序后，套刻標(biāo)記圖形10的內(nèi)邊界因損傷而難 以辨別，這樣測量套刻精度就變得不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種共用套刻標(biāo)記圖形時(shí)，例如對硅片上的同 一層圖形進(jìn)行多次光刻和離子注入時(shí)，保護(hù)套刻標(biāo)記圖形的方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明保護(hù)套刻標(biāo)記的方法，所述套刻標(biāo)記圖形已形成于 硅片上，所述方法應(yīng)用于對硅片進(jìn)行多次光刻，每次光刻后緊跟著進(jìn)行離子注入的情況，所 述多次光刻共用所述套刻標(biāo)記圖形；所述方法為每次光刻時(shí)，形成一部分光刻圖形覆蓋在套刻標(biāo)記圖形的至少是內(nèi) 邊界的上方；每次離子注入后，去除光刻膠。本發(fā)明由于在每次離子注入之前，使用光刻圖形的一部分保護(hù)套刻標(biāo)記圖形的至 少是內(nèi)邊界，使得離子注入時(shí)套刻標(biāo)記圖形的內(nèi)邊界不會受到離子轟擊，從而使得套刻標(biāo)記圖形的內(nèi)邊界不會受到損傷而可以多次復(fù)用。


圖1是一種現(xiàn)有的測量套刻精度的示意圖；圖2是圖1中A-A剖視圖；圖3是本發(fā)明保護(hù)套刻標(biāo)記的示意圖；圖4是圖3中B-B剖視圖；圖5、圖6是套刻標(biāo)記圖形的二種示意圖。圖中附圖標(biāo)記說明10為套刻標(biāo)記圖形；20為光刻圖形；30為套刻標(biāo)記圖形；40 為光刻圖形；41為用于測量套刻精度的光刻圖形；42為保護(hù)套刻標(biāo)記圖形的光刻圖形。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明保護(hù)套刻標(biāo)記圖形的方法，應(yīng)用于共用套刻標(biāo)記圖形的情況。更具體地，是 針對硅片上的同一層圖形進(jìn)行多次光刻，每次光刻后緊跟著進(jìn)行離子注入的情況。此時(shí)每 次光刻用于形成不同的離子注入窗口，多次光刻共用一個套刻標(biāo)記圖形。例如，CMOS工藝 中的P型輕摻雜漏注入(LDD)和η型輕摻雜漏注入，就是對硅片上的同一層圖形進(jìn)行兩次 光刻，每次光刻后緊跟著進(jìn)行離子注入。套刻標(biāo)記圖形已通過之前工序形成于硅片上，是被對準(zhǔn)層圖形，通常是通過光刻 和刻蝕工序形成被對準(zhǔn)層圖形。本發(fā)明所述方法為在每次離子注入之前的光刻時(shí)，將光刻圖形的一部分覆蓋在 套刻標(biāo)記圖形的至少是內(nèi)邊界的上方；在每次離子注入之后，去除光刻膠。換而言之，本發(fā)明在每次離子注入之前的光刻時(shí)，所形成的光刻圖形都包括三部 分，第一部分是形成后續(xù)刻蝕工藝或離子注入工藝的窗口 ；第二部分用于與套刻標(biāo)記圖形 之間測量套刻精度；第三部分是保護(hù)用途的光刻圖形，即覆蓋在套刻標(biāo)記圖形的至少是內(nèi) 邊界的上方(也可以是覆蓋在整個套刻標(biāo)記圖形的上方)，保護(hù)套刻標(biāo)記圖形的至少是內(nèi) 邊界的形貌，便于測量套刻精度。與傳統(tǒng)工藝相比，上述光刻圖形僅增加了第三部分。請參閱圖3和圖4，圖3是在硅片上方以俯視角度朝下觀察的示意圖，圖4是圖3 中B-B剖視圖。硅片上具有方環(huán)形的套刻標(biāo)記圖形30，套刻標(biāo)記圖形30是之前工序在硅片 上形成的。仍以CMOS工藝中的ρ型輕摻雜漏注入(LDD)和η型輕摻雜漏注入為例，本發(fā)明 保護(hù)套刻標(biāo)記圖形的方法具體包括如下步驟第1步，采用光刻工藝，在硅片表面形成第一光刻圖形40，第一光刻圖形40包括三 部分，第一部分是形成離子注入窗口的部分未圖示；第二部分是用于測量套刻精度的為光 刻圖形41 ；第三部分覆蓋在套刻標(biāo)記圖形30的內(nèi)邊界的上方的為光刻圖形42。然后測量 光刻圖形41與套刻標(biāo)記圖形30之間的套刻精度(如圖1所示)。此時(shí)，雖然套刻標(biāo)記圖形 30的內(nèi)邊界被光刻圖形42覆蓋，但不會影響套刻精度的測量。第2步，采用離子注入工藝，在第一光刻圖形40所形成的離子注入窗口(未圖示) 進(jìn)行離子注入；由于套刻標(biāo)記圖形30的內(nèi)邊界被光刻圖形42保護(hù)，因此不會受到離子轟擊 的影響；第3步，去除硅片表面的光刻膠，即去除第一光刻圖形40 ；此時(shí)套刻標(biāo)記圖形30
4的內(nèi)邊界又暴露出來；第4步，采用光刻工藝，在硅片表面形成第二光刻圖形40，第二光刻圖形40也包括 三部分，第一部分是形成離子注入窗口的部分未圖示；第二部分是用于測量套刻精度的為 光刻圖形41 ；第三部分覆蓋在套刻標(biāo)記圖形30的內(nèi)邊界的上方的為光刻圖形42。然后測 量光刻圖形41與套刻標(biāo)記圖形30之間的套刻精度(如圖1所示)。第5步，采用離子注入工藝，在第一光刻圖形40所形成的離子注入窗口(未圖示) 進(jìn)行離子注入；由于套刻標(biāo)記圖形30的內(nèi)邊界被光刻圖形42保護(hù)，因此不會受到離子轟擊 的影響；第6步，去除硅片表面的光刻膠，即去除第二光刻圖形40 ；此時(shí)套刻標(biāo)記圖形30 的內(nèi)邊界又暴露出來。上述實(shí)施例中，第1步光刻和第4步光刻共用了套刻標(biāo)記圖形30。顯然，按照上述 實(shí)施例的第1-3步、第4-6步循環(huán)，本發(fā)明可適用于多次的光刻、離子注入、去除光刻膠的復(fù) 雜工藝，只要在每次光刻時(shí)都覆蓋在套刻標(biāo)記圖形30的至少是內(nèi)邊界上即可使多次光刻 共用套刻標(biāo)記圖形30。如圖3和圖4所示，套刻標(biāo)記圖形30的內(nèi)邊界(圖3中的虛線)為正方形，保護(hù) 光刻圖形42為方環(huán)形。被覆蓋住的套刻標(biāo)記圖形30的寬度是y，即保護(hù)光刻圖形42與套 刻標(biāo)記圖形30相重合部分的寬度。保護(hù)光刻圖形42與套刻標(biāo)記圖形30不重合部分的寬 度為χ。保護(hù)光刻圖形42的總寬度為x+y。在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，x = y = lym。圖3所示的套刻標(biāo)記圖形30為方環(huán)形，這是一種典型的套刻標(biāo)記的形狀。套刻標(biāo) 記圖形也可以是其他形狀，例如兩個矩形(如圖5所示)，又如四個矩形(如圖6所示)，這 都可視為方環(huán)形的一部分。當(dāng)套刻標(biāo)記圖形是方環(huán)形的一部分，光刻圖形的保護(hù)部分也是 方環(huán)形的相應(yīng)部分，只需覆蓋住套刻標(biāo)記圖形的至少是內(nèi)邊界即可。上述實(shí)施例中的形狀、位置、數(shù)值等均為示意，在不違反本發(fā)明思想與精神的前提 下所作的任何變動或修飾，均應(yīng)視作在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種保護(hù)套刻標(biāo)記圖形的方法，其特征是，所述套刻標(biāo)記圖形已形成于硅片上，所述方法應(yīng)用于對硅片進(jìn)行多次光刻，每次光刻后緊跟著進(jìn)行離子注入的情況，所述多次光刻共用所述套刻標(biāo)記圖形；所述方法為每次光刻時(shí)，形成一部分光刻圖形覆蓋在套刻標(biāo)記圖形的至少是內(nèi)邊界的上方；每次離子注入后，去除光刻膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)套刻標(biāo)記圖形的方法，其特征是，每次光刻形成的光刻 圖形至少包括三部分，第一部分形成刻蝕或離子注入窗口，第二部分用于與套刻標(biāo)記圖形 之間測量套刻精度，第三部分覆蓋在套刻標(biāo)記圖形的至少是內(nèi)邊界的上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的保護(hù)套刻標(biāo)記圖形的方法，其特征是，包括如下步驟第1步，采用光刻工藝，在硅片表面形成光刻圖形，所述光刻圖形的一部分形成離子注 入窗口，另一部分覆蓋在套刻標(biāo)記圖形的至少是內(nèi)邊界的上方；第2步，采用離子注入工藝，在所述光刻圖形形成的離子注入窗口進(jìn)行離子注入；第3步，去除硅片表面的光刻膠；重復(fù)上述第1-3步，直至完成對硅片進(jìn)行多次光刻，所述多次光刻共用所述套刻標(biāo)記 圖形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)套刻標(biāo)記圖形的方法，其特征是，所述覆蓋在套刻標(biāo)記 圖形的至少是內(nèi)邊界的上方的光刻圖形與套刻標(biāo)記圖形相重合的寬度為1 μ m，所述覆蓋在 套刻標(biāo)記圖形的至少是內(nèi)邊界的上方的光刻圖形與套刻標(biāo)記圖形不重合的寬度為1 μ m，所 述覆蓋在套刻標(biāo)記圖形的至少是內(nèi)邊界的上方的光刻圖形的總寬度為2 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)套刻標(biāo)記圖形的方法，其特征是，所述套刻標(biāo)記圖形為 方環(huán)形，所述套刻標(biāo)記圖形的內(nèi)邊界為正方形，所述覆蓋在套刻標(biāo)記圖形的至少是內(nèi)邊界 的上方的光刻圖形也是方環(huán)形。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種保護(hù)套刻標(biāo)記圖形的方法，所述套刻標(biāo)記圖形已形成于硅片上，所述方法應(yīng)用于對硅片進(jìn)行多次光刻，每次光刻后緊跟著進(jìn)行離子注入的情況，所述多次光刻共用所述套刻標(biāo)記圖形；所述方法為每次光刻時(shí)，形成一部分光刻圖形覆蓋在套刻標(biāo)記圖形的至少是內(nèi)邊界的上方；每次離子注入后，去除光刻膠。本發(fā)明由于在每次離子注入之前，使用光刻圖形的一部分保護(hù)套刻標(biāo)記圖形的至少是內(nèi)邊界，使得離子注入時(shí)套刻標(biāo)記圖形的內(nèi)邊界不會受到離子轟擊，從而使得套刻標(biāo)記圖形的內(nèi)邊界不會受到損傷而可以多次復(fù)用。
文檔編號G03F7/00GK101996866SQ200910057780
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月27日
發(fā)明者吳鵬, 闞歡 申請人:上海華虹Nec電子有限公司