[发明专利]一种半导体器件制作光刻对准方法

说明书

本发明公开了一种半导体器件制作光刻对准方法，用于半导体器件制作过程中，当工艺对准层或光刻对准标记不清晰，但基底层具有凹凸型台阶结构的光刻对准标记时对工艺对准层进行光刻对准。半导体器件制作光刻对准方法包括：在基底层上形成工艺对准层之后，对工艺对准层进行匀光刻胶之前，在工艺对准层上形成二次对准标记的步骤。本发明能够解决现有半导体器件制作工艺由于半导体器件制成结构复杂以致很多层在曝光时标记变得不清晰难以识别的技术问题，能优化具有台阶但难以识别的标记信号，而且实施步骤简单易行。

技术领域

本发明涉及半导体器件制作领域，尤其是涉及一种应用于半导体器件的光刻对准方法。

背景技术

在目前的IC（集成电路）制作过程中，一个完整的芯片通常都需要经过数十次以上的光刻，在如此多次的光刻工艺中，除了第一次光刻以外，其余层次的光刻在曝光前都要将该层次的图形与以前层次留下的图形进行对准。而由于半导体器件结构制程复杂，光刻工艺的次数过多，以致于很多层在曝光时对准标记变得不清晰而难以识别。由于半导体器件结构制程的复杂性，以及结构层、基底层的复杂性导致曝光对准标记外观形貌多变，难以识别，因此光刻曝光需要进行对准。对准的过程存在于上版和圆片曝光的过程中，其目的是将光刻版上的图形最大精度地覆盖至圆片上已存在的图形上。对准过程通常包括以图像方式读取圆片上的对位标记并对图像进行处理，从而检测对位标记的位置。它包括了以下几部分：光刻版对位系统、圆片对位系统（又包括LSA、FIA等）。以铝层为例，铝层镀膜厚微米级别以上会导致对准标记难以识别，从而影响对准效果。在铝层工艺中，高温溅射的铝在填充对位标记的台阶时，由于铝表面构造粗糙和铝对对位标记的填充不对称等原因，对位的精度往往要比其它层次差很多。铝表面的粗糙归因于金属晶粒太大，较大的铝结晶可以干扰到LSA对位标记的衍射作用，使识别信号无法跟噪音信号分开。铝工艺步骤中的阴影可导致对位标记的形貌变形，产生不对称的对位标记，不同的阴影会对对位产生不同的影响，于是出现随机的对位错误。这种对位错误在表现上常常是从圆片的中心按一定比例关系呈辐射状向圆片边缘形成的。LSA是Laser Step Alignment的缩写，它是一个暗场下的衍射光或散射光的侦测系统。对位激光光束相干性的特点，决定了这种对位系统的高灵敏度及高识别能力，它适合于大多数的层次。但在铝层，在结晶颗粒比较大的时候，精确性会受到限制。在EGA（增强全局对位）对位技术里，虽然这种结晶颗粒产生的随机错误的影响可随对位点的数量增加而得到一定的改善。但由于激光束的相干性是固有的，因此，对位标记的非对称性引起的对位错误在EGA中是得不到改善的。

现有技术中，在铝层上进行光刻的工艺主要有两种基本方式，一种方式主要包括：HMDS处理、匀胶对准曝光、显影等过程。另一种主要包括：HMDS（六甲基二硅胺）处理、预涂BARC（抗反射涂层）、匀胶、对准曝光、显影等过程。前一种方式适用于线宽较大的产品，而第二种方式采用涂抗反射层消除驻波效应，适用于线宽较小的产品。但是，这两种光刻工艺都没有考虑特殊器件需镀较厚铝层而导致曝光对准识别困难的因素。在现有技术中，铝层对准工艺主要包括如下步骤：

光刻对准分为两步，首先进行Search粗对准，然后进行EGA（增强全局对位）精对准，其标记以EGA对准方式的FIA标记为例，光刻对准标记1的结构如附图1所示，侧视图如附图2所示。在附图2中，在基底层2的上部形成氧化层后，通过薄膜光刻或刻蚀形成光刻对准标记1。

经过铝层淀积后半导体器件的表面变得平滑，LSA（Laser Step Alignment）标记难以识别，FIA标记也由于铝层的影响难以识别。如附图3所示为经过铝层淀积之后实际的光刻对准标记1的示意图，如附图4所示是经过铝层淀积后的半导体器件表面结构示意图，如附图5所示为机台对此标记进行识别的信号图。在附图3中，通过薄膜生长出金属层（工艺对准层3）。