[發明專利]一種改善光刻對位能力的方法

在審

• 申請號: 201310285937.3
• 申請日: 2013-07-08
• 公開（公告）號: CN104281020A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 胡駿
• 申請（專利權）人: 無錫華潤上華科技有限公司
• 主分類號: G03F9/00
• 分類號: G03F9/00;G03F7/20
• 代理公司: 無錫互維知識產權代理有限公司 32236
• 代理人: 王愛偉

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及改善光刻對位能力的技術問題，降低光刻和刻蝕成本等技術。

背景技術

目前大多數外延工藝，通常會用零層標記（Zero?layer）來定義零對位標記，為后續的光刻步驟提供對準服務。零層標記的形成通常是以零層掩膜板作光刻后，通過刻蝕在硅片表面刻出一個硅的凹槽。外延后額光刻工序則通過對準這個凹槽來進行光刻對準。但是，隨著外延生長，離子注入和退火等工藝影響，零層標記的臺階，形貌會逐漸變差，往往會造成外延后光刻對準的困難。

傳統觀念認為：對位標記刻蝕越深，越容易被后續的光刻步驟識別，這樣后續光刻步驟對前層的漂移(overlay)就越小，而且容易控制。因此現有工藝中，對位標記的刻蝕深度為一般較深，有些晶圓廠把深度控制在之間。如附圖1所示，對位標記刻蝕深度為后續注入工藝的光刻步驟要和對位標記進行對準，而且光刻步驟完成后，還要在線量測光刻圖案漂移的大小（即overlay的大小）。

例如，現有技術中國專利201210341696.5，就是對零層對準標記進行補刻蝕工作，其目的是為了達到零層對準標記所需的刻蝕深度，這樣的做法將會導致工藝更加復雜，成本提高。更為重要的是，實際生產中發現：盡管對位標記的刻蝕深度很深，后續光刻步驟對前層的漂移還是很大，而且很不穩定。如附圖2所示overlay的長期曲線，晶圓和晶圓之間,批次和批次之間都有較大的差異。在此狀況下，光刻的反饋系統很難發揮作用，光刻工藝的可控性變差，同時，造成光刻的返工頻率增加，成本提高。而且，晶圓的對位漂移偏大，直接影響晶圓的電學性能。

因此，有必要提出改進的方案來克服上述缺點。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提出了一種改善光刻對位能力的方法，其能夠提高光刻工藝對對位標記的識別能力，降低了后續光刻步驟的漂移量，提高了光刻對位的可控性和穩定性。

為解決上述技術問題，本發明提出如下技術方案：一種改善光刻對位能力的方法，包括如下步驟：

1）在硅襯底上形成零層光刻對準標記圖形；

2）通過刻蝕工藝在硅襯底上刻蝕出深度為溝槽；

3）對硅片進行后道工序。

作為本發明所述的改善光刻對位能力的方法的一種優選方案，所述步驟1）中，利用光刻工藝，在硅襯底上進行光學顯影，形成零層光刻對準標記圖形。

作為本發明所述的改善光刻對位能力的方法的一種優選方案，所述步驟1）中，

a)在硅襯底上沉積一層刻蝕阻擋層；

b)涂布光刻膠覆蓋刻蝕阻擋層的上表面；

c)顯影后，去除部分光刻膠至刻蝕阻擋層的上表面，于剩余光刻膠中形成溝槽；

d)再以刻蝕阻擋層為掩膜，沿溝槽繼續刻蝕，在硅襯底上形成深度的溝槽；

e)利用灰化和化學清洗方法去除剩余的光刻膠，在硅襯底上形成按一定圖形排列的一定深度的溝槽，用于后續各層光刻膠顯影時的對位標記。

作為本發明所述的改善光刻對位能力的方法的一種優選方案，所述硅襯底上的對位標記溝槽的刻蝕深度為。

作為本發明所述的改善光刻對位能力的方法的一種優選方案，所述硅襯底上的對位標記溝槽的刻蝕深度為。

本發明所述技術方案的技術效果在于：本方法大大提高了光刻工藝對對位標記的識別能力，降低了后續光刻步驟的漂移量，提高了光刻對位的可控性和穩定性，使晶圓和晶圓之間，批次和批次之間的漂移量的差異變小，光刻返工頻率降低，生產成本降低。同時對位標記的刻蝕深度變淺，使刻蝕時間變短，機臺使用效率提高。本發明的關鍵點在于：改變傳統零層必須采用較深的刻蝕深度的慣常思維，反其道而行之，采用淺刻蝕的方法，將對位標記的刻蝕深度定義在（埃）（埃）范圍內，得到了非常理想的光刻對對位標記的識別能力，降低了后續光刻步驟的漂移量，提高了光刻對位的可控性和穩定性，取得了意想不到的良好效果。這種逆向思維所產生的技術方案，對于改進生產質量具有非常優異的效果，操作簡單，易于實施，并且能夠降低成本，從而提高了整體效益。

附圖說明

圖1為現有技術有關零層對位標記的光刻與刻蝕示意圖。

圖2為刻蝕深度為4000埃時，后續光刻步驟對前層的漂移（overlay）的長期曲線示意圖，其中橫坐標為晶圓批次。縱坐標為Overlay(當層對前層的漂移量)，單位是μm(微米)。

圖3為本發明所述實施例的零層對位標記的光刻與刻蝕示意圖。

圖4為本發明所述實施例的零層對位標記和后續光刻步驟對前層的漂移的關系示意圖。