一种提高光刻对准和套刻精度的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种提高光刻对准和套刻精度的工艺方法，尤其涉及一种通过改善光刻对准和套刻标记的粗糙度来提高光刻对准和套刻精度的工艺方法。
【背景技术】
[0002]光刻的套刻精度是衡量光刻工艺的关键参数之一，它是指硅片上上下两层图形之间的偏移量。为了保证当前层图形和前层图形的套刻精度，在当前层的曝光过程中，先会通过寻找前层的对准标记(Alignment Mark)来实现一个和前层的对准过程，然后再曝光显影，形成当前层图形。而套刻精度则是通过测量当前层和前层的套刻标记(Overlay Mark)相互之间的偏移量来实现的。由此可见，对于光刻的对准和套刻过程，需要分别使用前层的对准和套刻标记，因此，这两种标记的质量将直接影响光刻的对准和套刻精度。在通常的半导体器件的制造工艺中，都会在第一层光刻(有源区光刻或零层光刻)形成对准和套刻标记的光刻胶图形，然后通过刻蚀硅基片来形成最终的对准和套刻标记，该对准和套刻标记用于后续光刻步骤的对准和套刻测量。
[0003]一般的对准和套刻标记形成以后，都会经历一些离子注入和退火的过程，在此过程中，由于离子的物理轰击和退火时的化学反应，往往会使得已经形成的对准和套刻标记的表面变得粗糙，如图1所示，这个粗糙的标记表面，会严重影响后续光刻的对准和套刻精度，进而影响半导体器件最终的性能。
[0004]针对上述问题，目前业界常用的方法是通过优化退火时的条件(例如改变退火时氧气的含量)来改善对准和套刻标记的粗糙度，这种方法的缺点是退火条件需要根据注入条件的变化而变化，实现起来较为复杂，且有时一个退火条件不能同时满足离子激活和改善对准和套刻标记表面粗糙度的要求。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够通过改善光刻对准和套刻标记表面粗糙度，以提高光刻的对准和套刻精度的工艺方法。
[0006]为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种提高光刻对准和套刻精度的方法，包括:
[0007]第一步骤:通过光刻和刻蚀的方法在硅基片上形成光刻的对准和套刻标记；
[0008]第二步骤:对硅基片执行离子注入和退火工艺；
[0009]第三步骤:对离子注入和退火后的对准和套刻标记进行激光处理；
[0010]第四步骤:利用经激光处理后的对准和套刻标记对硅基片执行后续光刻工艺。
[0011]优选地，所述方法还包括第五步骤:利用经激光处理后的套刻标记测量第四步骤的光刻工艺的套刻精度。
[0012]优选地，所述对准和套刻标记形成于硅基片中的芯片区域之间的划片槽内。
[0013]优选地，在第二步骤中，离子注入的离子包括N型离子和P型离子。
[0014]优选地，在第二步骤中，所述退火工艺是指炉管退火工艺，退火温度大于300°C。
[0015]优选地，在第三步骤中，使所述激光处理只作用于硅基片的划片槽内，或使所述激光处理只作用于经历了第二步骤的离子注入和退火工艺的对准和套刻标记处。
[0016]优选地，所述激光处理的激光源满足以下条件:激光波长为500?1000纳米，激光功率为80?200瓦，激光能量密度为1-5焦/平方厘米，激光脉冲持续时间为300?1200纳秒。
[0017]优选地，所述激光处理的方式是步进式或扫描式。
[0018]优选地，在第四步骤中，所述后续光刻工艺包括利用经激光处理后的对准标记进行对准的过程。
[0019]本发明通过对前层粗糙的对准和套刻标记进行激光处理，利用激光的瞬时高温特点，使得对准和套刻标记的粗糙表面经历熔融和再结晶的过程，使粗糙的表面变得光滑，从而提高后续光刻工艺的对准和套刻精度。与此同时，本发明进一步地通过调节激光的光斑大小和位置，使得激光处理只作用于硅基片的划片槽内或只作用于对准和套刻标记处，而不会作用于芯片区域，从而可以保证芯片区域内的器件性能不受激光处理的影响。
【附图说明】
[0020]结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中:
[0021]图1示意性地示出了根据现有技术的形成的具有粗糙表面的对准和套刻标记的电子显微镜图片。
[0022]图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的提高光刻对准和套刻精度的方法的流程图。
[0023]图3示意性地示出了根据本发明优选实施例的提高光刻对准和套刻精度的方法中的硅片的示意图。
[0024]图4示意性地示出了根据本发明优选实施例的提高光刻对准和套刻精度的方法得到的对准和套刻标记的电子显微镜图片。
[0025]附图标记说明:
[0026]100-硅基片，200-对准和套刻标记，300-硅基片上的划片槽，400-硅基片上的芯片区域
[0027]需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
【具体实施方式】
[0028]为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。
[0029]图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的提高光刻对准和套刻精度的方法的流程图。
[0030]如图2所示，根据本发明优选实施例的提高光刻对准和套刻精度的方法包括:[0031 ] 第一步骤S1:通过光刻和刻蚀的方法在硅基片100上形成光刻的对准和套刻标记200，如图3所示;
[0032]在第一步骤SI中，所述光刻可以是专门为了形成对准和套刻标记而增加的光刻(比如零层光刻)，也可以是半导体器件制造工艺中