CN101996866B - 保护套刻标记图形的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种保护套刻标记图形的方法，所述套刻标记图形已形成于硅片上，所述方法应用于对硅片进行多次光刻，每次光刻后紧跟着进行离子注入的情况，所述多次光刻共用所述套刻标记图形；所述方法为：每次光刻时，形成一部分光刻图形覆盖在套刻标记图形的至少是内边界的上方；每次离子注入后，去除光刻胶。本发明由于在每次离子注入之前，使用光刻图形的一部分保护套刻标记图形的至少是内边界，使得离子注入时套刻标记图形的内边界不会受到离子轰击，从而使得套刻标记图形的内边界不会受到损伤而可以多次复用。

Description

保护套刻标记图形的方法
技术领域
本发明涉及一种半导体集成电路制造的光刻工艺，特别是涉及一种套刻工艺。
背景技术
光刻是将掩膜版上的电路图形转移到硅片表面的光刻胶上，光刻胶显影后形成光刻胶掩蔽图形(简称为光刻图形)。光刻后通常进行刻蚀或离子注入。半导体集成电路制造中，通常需要经过多次光刻工序。除硅片第一层图形(最下层)形成过程中的光刻外，每一层图形的光刻都要测量套刻精度，以便监测当前层光刻图形与硅片上已有图形是否对准。
请参阅图1，硅片上具有方环形的套刻标记图形10和当前层光刻图形20。套刻标记图形10是之前工序在硅片上形成的，例如采用光刻和刻蚀工艺，用于给即将形成的新的一层图形提供对准的基准。方环形是一种典型的套刻标记的形状。具有套刻标记图形10的这一层硅片图形称为被对准层。当前层光刻图形包括两部分，一部分用于形成后续工艺的窗口，如刻蚀窗口、离子注入窗口；另一部分用于测量套刻精度，如图1中的光刻图形20。测量套刻精度，就是分别测量当前层光刻图形20与被对准层套刻标记图形10内部四条边界的距离a、b、c、d，当前层与被对准层在x轴方向的偏移值为(d-c)/2，在y轴方向的偏移值为(a-b)/2。
有时多步光刻工序会出现共用套刻标记图形的情况，例如对硅片上的同一层图形进行多次光刻，每次光刻用于形成不同位置的离子注入窗口，每次光刻后紧跟着进行一次离子注入。由于离子注入不会在硅片上形成新的一层图形，因此为了节省套刻标记图形占用的面积，通常会让多次光刻共用一个套刻标记图形，即每次测量套刻精度都以一个套刻标记图形作为基准，这个套刻标记图形是之前工序在硅片上形成的。可是套刻标记图形在共用过程中会经受多次离子轰击，其内边界往往因损伤而难以辨别及测量。请参阅图2，这是图1中A-A剖视图。当经受多次离子注入工序后，套刻标记图形10的内边界因损伤而难以辨别，这样测量套刻精度就变得不准确。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种共用套刻标记图形时，例如对硅片上的同一层图形进行多次光刻和离子注入时，保护套刻标记图形的方法。
为解决上述技术问题，本发明保护套刻标记的方法，所述套刻标记图形已形成于硅片上，所述方法应用于对硅片进行多次光刻，每次光刻后紧跟着进行离子注入的情况，所述多次光刻共用所述套刻标记图形；
所述方法为：每次光刻时，形成的光刻图形至少包括三部分，第一部分形成刻蚀或离子注入窗口，第二部分用于与套刻标记图形之间测量套刻精度，第三部分覆盖在套刻标记图形的内边界的上方；对套刻标记图形和光刻图形的第二部分之间测量套刻精度；每次离子注入后，去除光刻胶。
本发明由于在每次离子注入之前，使用光刻图形的一部分保护套刻标记图形的至少是内边界，使得离子注入时套刻标记图形的内边界不会受到离子轰击，从而使得套刻标记图形的内边界不会受到损伤而可以多次复用。
附图说明
图1是一种现有的测量套刻精度的示意图；
图2是图1中A-A剖视图；
图3是本发明保护套刻标记的示意图；
图4是图3中B-B剖视图；
图5、图6是套刻标记图形的二种示意图。
图中附图标记说明：10为套刻标记图形；20为光刻图形；30为套刻标记图形；40为光刻图形；41为用于测量套刻精度的光刻图形；42为保护套刻标记图形的光刻图形。
具体实施方式
本发明保护套刻标记图形的方法，应用于共用套刻标记图形的情况。更具体地，是针对硅片上的同一层图形进行多次光刻，每次光刻后紧跟着进行离子注入的情况。此时每次光刻用于形成不同的离子注入窗口，多次光刻共用一个套刻标记图形。例如，CMOS工艺中的p型轻掺杂漏注入(LDD)和n型轻掺杂漏注入，就是对硅片上的同一层图形进行两次光刻，每次光刻后紧跟着进行离子注入。
套刻标记图形已通过之前工序形成于硅片上，是被对准层图形，通常是通过光刻和刻蚀工序形成被对准层图形。
本发明所述方法为：在每次离子注入之前的光刻时，将光刻图形的一部分覆盖在套刻标记图形的至少是内边界的上方；在每次离子注入之后，去除光刻胶。
换而言之，本发明在每次离子注入之前的光刻时，所形成的光刻图形都包括三部分，第一部分是形成后续刻蚀工艺或离子注入工艺的窗口；第二部分用于与套刻标记图形之间测量套刻精度；第三部分是保护用途的光刻图形，即覆盖在套刻标记图形的至少是内边界的上方(也可以是覆盖在整个套刻标记图形的上方)，保护套刻标记图形的至少是内边界的形貌，便于测量套刻精度。与传统工艺相比，上述光刻图形仅增加了第三部分。
请参阅图3和图4，图3是在硅片上方以俯视角度朝下观察的示意图，图4是图3中B-B剖视图。硅片上具有方环形的套刻标记图形30，套刻标记图形30是之前工序在硅片上形成的。仍以CMOS工艺中的p型轻掺杂漏注入(LDD)和n型轻掺杂漏注入为例，本发明保护套刻标记图形的方法具体包括如下步骤：
第1步，采用光刻工艺，在硅片表面形成第一光刻图形40，第一光刻图形40包括三部分，第一部分是形成离子注入窗口的部分未图示；第二部分是用于测量套刻精度的为光刻图形41；第三部分覆盖在套刻标记图形30的内边界的上方的为光刻图形42。然后测量光刻图形41与套刻标记图形30之间的套刻精度(如图1所示)。此时，虽然套刻标记图形30的内边界被光刻图形42覆盖，但不会影响套刻精度的测量。
第2步，采用离子注入工艺，在第一光刻图形40所形成的离子注入窗口(未图示)进行离子注入；由于套刻标记图形30的内边界被光刻图形42保护，因此不会受到离子轰击的影响；
第3步，去除硅片表面的光刻胶，即去除第一光刻图形40；此时套刻标记图形30的内边界又暴露出来；
第4步，采用光刻工艺，在硅片表面形成第二光刻图形40，第二光刻图形40也包括三部分，第一部分是形成离子注入窗口的部分未图示；第二部分是用于测量套刻精度的为光刻图形41；第三部分覆盖在套刻标记图形30的内边界的上方的为光刻图形42。然后测量光刻图形41与套刻标记图形30之间的套刻精度(如图1所示)。
第5步，采用离子注入工艺，在第一光刻图形40所形成的离子注入窗口(未图示)进行离子注入；由于套刻标记图形30的内边界被光刻图形42保护，因此不会受到离子轰击的影响；
第6步，去除硅片表面的光刻胶，即去除第二光刻图形40；此时套刻标记图形30的内边界又暴露出来。
上述实施例中，第1步光刻和第4步光刻共用了套刻标记图形30。显然，按照上述实施例的第1-3步、第4-6步循环，本发明可适用于多次的光刻、离子注入、去除光刻胶的复杂工艺，只要在每次光刻时都覆盖在套刻标记图形30的至少是内边界上即可使多次光刻共用套刻标记图形30。
如图3和图4所示，套刻标记图形30的内边界(图3中的虚线)为正方形，保护光刻图形42为方环形。被覆盖住的套刻标记图形30的宽度是y，即保护光刻图形42与套刻标记图形30相重合部分的宽度。保护光刻图形42与套刻标记图形30不重合部分的宽度为x。保护光刻图形42的总宽度为x+y。在一个优选的实施例中，x＝y＝1μm。
图3所示的套刻标记图形30为方环形，这是一种典型的套刻标记的形状。套刻标记图形也可以是其他形状，例如两个矩形(如图5所示)，又如四个矩形(如图6所示)，这都可视为方环形的一部分。当套刻标记图形是方环形的一部分，光刻图形的保护部分也是方环形的相应部分，只需覆盖住套刻标记图形的至少是内边界即可。
上述实施例中的形状、位置、数值等均为示意，在不违反本发明思想与精神的前提下所作的任何变动或修饰，均应视作在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种保护套刻标记图形的方法，其特征是，所述套刻标记图形已形成于硅片上，所述方法应用于对硅片进行多次光刻，每次光刻后紧跟着进行离子注入的情况，所述多次光刻共用所述套刻标记图形；
所述方法为：每次光刻时，形成的光刻图形至少包括三部分，第一部分形成刻蚀或离子注入窗口，第二部分用于与套刻标记图形之间测量套刻精度，第三部分覆盖在套刻标记图形的内边界的上方；对套刻标记图形和光刻图形的第二部分之间测量套刻精度；每次离子注入后，去除光刻胶。
2.根据权利要求1所述的保护套刻标记图形的方法，其特征是，包括如下步骤：
第1步，采用光刻工艺，在硅片表面形成光刻图形，所述光刻图形的一部分形成离子注入窗口，另一部分覆盖在套刻标记图形的至少是内边界的上方；
第2步，采用离子注入工艺，在所述光刻图形形成的离子注入窗口进行离子注入；
第3步，去除硅片表面的光刻胶；
重复上述第1-3步，直至完成对硅片进行多次光刻，所述多次光刻共用所述套刻标记图形。
3.根据权利要求1所述的保护套刻标记图形的方法，其特征是，所述覆盖在套刻标记图形的至少是内边界的上方的光刻图形与套刻标记图形相重合的宽度为1μm，所述覆盖在套刻标记图形的至少是内边界的上方的光刻图形与套刻标记图形不重合的宽度为1μm，所述覆盖在套刻标记图形的至少是内边界的上方的光刻图形的总宽度为2μm。
4.根据权利要求1所述的保护套刻标记图形的方法，其特征是，所述套刻标记图形为方环形，所述套刻标记图形的内边界为正方形，所述覆盖在套刻标记图形的至少是内边界的上方的光刻图形也是方环形。
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