專利名稱：光刻套刻方法和提高ldmos器件擊穿穩(wěn)定性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明涉及一種光刻套刻方法、采用該光刻套刻方法的光刻方法、以及利用該光刻套刻方法來提高LDMOS器件擊穿穩(wěn)定性的方法。
背景技術(shù)：
橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體(LDMOS)器件是本領(lǐng)域公知的一種半導(dǎo)體器件。LDMOS器件為相當(dāng)近似于傳統(tǒng)場效應(yīng)晶體管(FET)器件的一種場效應(yīng)晶體管器件。與傳統(tǒng)場效應(yīng)晶體管器件一樣，LDMOS器件包括在半導(dǎo)體襯底中形成一對被溝道區(qū)域所分隔開來的源/漏極區(qū)域，并且依次于溝道區(qū)域上方形成柵電極。 然而，LDMOS器件與傳統(tǒng)FET器件不同的部分是，傳統(tǒng)的FET器件中的一對源/漏極區(qū)域制成與柵電極相對稱，而LDMOS器件中的漏極區(qū)域比源極區(qū)域更遠(yuǎn)離柵電極形成，并且漏極區(qū)域同時(shí)形成于用以分隔開溝道區(qū)域與漏極區(qū)域的摻雜阱(具有與漏極區(qū)域相同極性)中。LDMOS器件基本上是一種非對稱性的功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)，其具有共平面的漏極和源極區(qū)域，利用雙擴(kuò)散工藝制成。目前，LDMOS由于更容易與CMOS工藝兼容而被廣泛采用。光刻工藝是橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件制造過程中采用到的一種常見工藝。隨機(jī)半導(dǎo)體制造技術(shù)的發(fā)展以及集成電路設(shè)計(jì)及制造的發(fā)展，光刻成像技術(shù)隨之發(fā)展，半導(dǎo)體器件的特征尺寸也不斷的縮小。光刻時(shí)需要注意層間對準(zhǔn)，即套刻對準(zhǔn)，以保證當(dāng)前圖形與硅片上已經(jīng)存在的圖形之間的對準(zhǔn)，因此，為了實(shí)現(xiàn)良好的產(chǎn)品性能以高產(chǎn)率，希望實(shí)現(xiàn)較好的套刻精度。其中，具體地說，套刻精度指的是硅片表面上存在的圖案與當(dāng)前掩膜版上圖形的對準(zhǔn)精度(疊對精度)。套刻精度是現(xiàn)代高精度步進(jìn)掃描投影光刻機(jī)的重要性能指標(biāo)之一，也是新型光刻技術(shù)需要考慮的一個(gè)重要部分。套準(zhǔn)精度將會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品的良率和性能。提高光刻機(jī)的套準(zhǔn)精度，也是決定最小單元尺寸的關(guān)鍵。由此，隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，對套刻精度也有了更高的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，提供一種提高套刻精度從而能用來提高橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的性能的光刻套刻方法、采用該光刻套刻方法的光刻方法、以及利用該光刻套刻方法來提高LDMOS器件擊穿穩(wěn)定性的方法。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種光刻套刻方法，其包括形成第一層圖案并留下對準(zhǔn)標(biāo)記；形成第二層圖案，并根據(jù)所述對準(zhǔn)標(biāo)記確定第二層圖案相對于第一層圖案的套刻精度；形成第三層圖案的光刻掩膜；根據(jù)所述對準(zhǔn)標(biāo)記確定第三層圖案相對于第一層圖案的套刻精度；利用第二層圖案相對于第一層圖案的套刻精度減去第三層圖案相對于第一層圖案的套刻精度得到的結(jié)果來調(diào)整第三層圖案的光刻掩膜的圖案參數(shù)，以使得第二層圖案和第三層圖案對準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種采用根據(jù)本發(fā)明的第一方面的光刻套刻方法的光刻方法。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種利用提高LDMOS器件擊穿穩(wěn)定性的方法，其包括在襯底中形成N型漂移區(qū)，并且根據(jù)晶圓上的對準(zhǔn)標(biāo)記確定N型漂移區(qū)與對準(zhǔn)標(biāo)記所處的層的圖案之間的對準(zhǔn)誤差；在晶圓上涂覆多晶硅層，并且多晶硅柵極的光刻掩膜；根據(jù)對準(zhǔn)標(biāo)記來確定多晶硅柵極的光刻掩膜與對準(zhǔn)標(biāo)記所處的層的圖案之間的對準(zhǔn)誤差；計(jì)算N型漂移區(qū)與對準(zhǔn)標(biāo)記所處的層的圖案之間的對準(zhǔn)誤差減去多晶硅柵極的光刻掩膜與對準(zhǔn)標(biāo)記所處的層的圖案之間的對準(zhǔn)誤差的差值；然后，根據(jù)計(jì)算出來的差值來調(diào)整多晶硅柵極的光刻掩膜，以消除多晶硅柵極的光刻相對于N型漂移區(qū)的套刻誤差。根據(jù)本發(fā)明，有效地提供了一種提高套刻精度的光刻套刻方法、采用該光刻套刻方法的光刻方法、以及利用該光刻套刻方法來提高LDMOS器件擊穿穩(wěn)定性的方法。


結(jié)合附圖，并通過參考下面的詳細(xì)描述，將會(huì)更容易地對本發(fā)明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點(diǎn)和特征，其中圖I示意性地示出了橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的截面結(jié)構(gòu)。圖2示意性地示出了橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的另一種截面結(jié)構(gòu)。圖3示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的光刻套刻方法。圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光刻套刻方法的示意圖。圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光刻套刻方法的流程圖。需要說明的是，附圖用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結(jié)構(gòu)的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標(biāo)有相同或者類似的標(biāo)號。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚和易懂，下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)描述。首先，參考圖I和圖2來簡要描述橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的制造方法。圖I示意性地示出了橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的截面結(jié)構(gòu)，其中示出了一個(gè)橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件；圖2示意性地示出了橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的另一種截面結(jié)構(gòu)，其中示出了相鄰的兩個(gè)橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件。在橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件制造方法中，以n型橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件為例，如圖I和圖2所示，首先在襯底I中形成P阱2，隨后在P阱2 (例如高壓P阱)中形成P型重?fù)诫s區(qū)3和N型漂移區(qū)4 (例如作為漏極區(qū)域)，隨后例如通過離子注入在P型重?fù)诫s區(qū)3中形成源極區(qū)域5，并且例如通過離子注入在N型漂移區(qū)4中形成漏極接觸區(qū)6，此后例如利用掩膜SIN沉積柵極氧化物并形成多晶硅柵極7。此外，優(yōu)選地，如圖I所示，還在P型重?fù)诫s區(qū)3中形成位于源極區(qū)域5的與橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的溝道相對的一側(cè)的隔離器9。該隔離器9與源極區(qū)域5的摻雜類型相反。進(jìn)一步優(yōu)選地，還漏極接觸區(qū)6周圍形成第一淺溝槽隔離區(qū)(參見圖I中的參考標(biāo)號81和82)。并且，例如第一淺溝槽隔離區(qū)81和82中填充了絕緣材料。進(jìn)一步優(yōu)選地，，還在隔離器9的與源極區(qū)域5相對的一側(cè)形成第二淺溝槽隔離區(qū)83，并且，例如第二淺溝槽隔離區(qū)83中填充了絕緣材料。對于上述橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件制造過程，如果N型漂移區(qū)4對零層(Zero)的套刻精度為+/_150nm，有源區(qū)對零層(Zero)的套刻精度為+/_70nm，則N型漂移區(qū)4對有源區(qū)的套刻精度可高達(dá)+/_165nm (誤差傳遞)。然而，如圖I和圖2所示，每當(dāng)N型漂移區(qū)4和多晶硅柵極7之間的套刻精度e改 變+/-0. 2um時(shí)，橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的源漏擊穿電壓(BVDS)將變化+/-4V，因此，如果N型漂移區(qū)4和多晶硅柵極7之間的套刻精度e不穩(wěn)定，將極大地影響橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的性能，尤其是橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的源漏擊穿電壓。對于上述制造過程，會(huì)經(jīng)過多次光刻，因此需要在各個(gè)光刻進(jìn)行光刻套刻。在現(xiàn)有技術(shù)的制造方法中，如圖3所示，光刻的步驟如下先形成第一層圖案LI(最底層圖案)并留下對準(zhǔn)標(biāo)記，然后形成第二層圖案L2 (在做完第二層之后并不留下對準(zhǔn)標(biāo)記)，這樣第一層圖案LI和第二層圖案L2之間存在一個(gè)套刻精度(及，存在一個(gè)套刻誤差)，由此可以確定第一層圖案LI和第二層圖案L2之間存在一個(gè)套刻精度(步驟SI)。此后形成第三層圖案L 3，由于第二層圖案L2做完之后沒有在晶圓上留下任何對準(zhǔn)記號，所以做第三層圖案L3的時(shí)候還是得去對第一層圖案LI的對準(zhǔn)標(biāo)記(步驟S2)。所以，最后得到的第二層圖案L2和第三層圖案L3均是參照第一層圖案LI來確定套刻精度的。但是，設(shè)計(jì)人員實(shí)際上關(guān)心的是第二層圖案L2和第三層圖案L3之間的套刻精度，因此需要想辦法來減小這個(gè)誤差。所以，在本發(fā)明實(shí)施例中，在做第三層圖案L3的時(shí)候通過補(bǔ)償?shù)谝粚訄D案LI和第二層圖案L2之間的誤差來減小第二層圖案L2和第三層圖案L3之間的誤差。具體地說，圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光刻套刻方法的流程圖。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光刻套刻方法包括在步驟Sll中形成第一層圖案LI (最底層圖案)并留下對準(zhǔn)標(biāo)記；在步驟S12中形成第二層圖案L2，并根據(jù)所述對準(zhǔn)標(biāo)記確定第二層圖案L2相對于第一層圖案LI的套刻精度，例如在此假設(shè)第二層圖案L2相對于第一層圖案LI的套刻精度為A ；具體地說，參見圖4，步驟Sll與步驟S12的組合所形成的光刻效果如圖4的SI所
/Jn o在步驟S21中形成第三層圖案L3的光刻掩膜；在步驟S22中根據(jù)所述對準(zhǔn)標(biāo)記確定第三層圖案L3的光刻掩膜的掩膜相對于第一層圖案LI的套刻精度，例如在此假設(shè)第三層圖案L3相對于第一層圖案LI的套刻精度為B ；具體地說，參見圖4，步驟S21與步驟S22的組合所形成的光刻效果如圖4的S2所
/Jn o
接下來，如圖4和圖5所示，在步驟S3的補(bǔ)償步驟中，利用第二層圖案L2相對于第一層圖案LI的套刻精度A減去第三層圖案L3相對于第一層圖案LI的套刻精度B得到的結(jié)果A-B來調(diào)整第三層圖案L3的圖案參數(shù)(光刻參數(shù))，以使得第二層圖案和第三層圖案對準(zhǔn)。更具體地說，由于計(jì)算出了第二層圖案L2相對于第一層圖案LI的套刻精度A，而且計(jì)算出了第三層圖案L3相對于第一層圖案LI的套刻精度B，由此，第二層圖案L2和第三層圖案L3相對于第一層圖案LI的套刻時(shí)的對準(zhǔn)誤差都是已知的，這樣通過以第一層圖案LI為參照物，調(diào)整第二層圖案L2和第三層圖案L3之一(由于第三層圖案L3后形成，所以在本發(fā)明實(shí)施例中調(diào)整兩者中的第三層圖案L3)的圖案參數(shù)，即可使得第二層圖案L2和第三層圖案L3兩者對準(zhǔn)?，F(xiàn)在回到橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的制造方法，以N型漂移區(qū)4與多晶硅柵極7的套刻為例，可執(zhí)行下述步驟在襯底中形成N型漂移區(qū)4，并且根據(jù)晶圓上的對準(zhǔn)標(biāo)記確定N型漂移區(qū)4與對準(zhǔn) 標(biāo)記所處的層的圖案之間的對準(zhǔn)誤差；隨后，在晶圓上涂覆多晶硅層，并且形成橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的多晶娃柵極7的光刻掩膜；根據(jù)對準(zhǔn)標(biāo)記來確定多晶硅柵極的光刻掩膜與對準(zhǔn)標(biāo)記所處的層的圖案之間的對準(zhǔn)誤差；此后，計(jì)算N型漂移區(qū)4與對準(zhǔn)標(biāo)記所處的層的圖案之間的對準(zhǔn)誤差減去多晶硅柵極的光刻掩膜與對準(zhǔn)標(biāo)記所處的層的圖案之間的對準(zhǔn)誤差；然后，根據(jù)計(jì)算出來的差值來調(diào)整多晶硅柵極的光刻掩膜，以消除多晶硅柵極7的光刻相對于N型漂移區(qū)4的套刻誤差。如前所述，每當(dāng)N型漂移區(qū)4和多晶硅柵極7之間的套刻精度e改變+/-0. 2um時(shí)，橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的源漏擊穿電壓(BVDS)將變化+/-4V，因此，如果N型漂移區(qū)4和多晶硅柵極7之間的套刻精度e不穩(wěn)定，將極大地影響橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的性能，尤其是橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的源漏擊穿電壓。但是，通過采用上述方法，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例制造的橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的N型漂移區(qū)4和多晶硅柵極7之間能夠非常有效地對準(zhǔn)，從而有效地改善了橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的性能，尤其是橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的源漏擊穿電壓。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，可以理解的是，雖然N型漂移區(qū)4與多晶硅柵極7的套刻為例描述了圖4和圖5所示的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光刻套刻方法的具體應(yīng)用，但是本發(fā)明并不限于應(yīng)用至N型漂移區(qū)4，例如還可以應(yīng)用至橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的有源區(qū)，或者可以進(jìn)一步地應(yīng)用至其它半導(dǎo)體器件的制造過程。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明還提供了一種采用上述實(shí)施例所述的光刻套刻方法的光刻方法。可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而上述實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單 修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種光刻套刻方法，其特征在于包括 形成第一層圖案并留下對準(zhǔn)標(biāo)記； 形成第二層圖案，井根據(jù)所述對準(zhǔn)標(biāo)記確定第二層圖案相對于第一層圖案的套刻精度； 形成第三層圖案的光刻掩膜； 根據(jù)所述對準(zhǔn)標(biāo)記確定第三層圖案相對于第一層圖案的套刻精度； 利用第二層圖案相對于第一層圖案的套刻精度減去第三層圖案相對于第一層圖案的套刻精度得到的結(jié)果來調(diào)整第三層圖案的光刻掩膜的圖案參數(shù)，以使得第二層圖案和第三層圖案對準(zhǔn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光刻套刻方法，其特征在于，所述光刻套刻方法被用于LDMOS器件的制造。
3.一種米用根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的第一方面的光刻套刻方法的光刻方法。
4.一種提高LDMOS器件擊穿穩(wěn)定性的方法，其特征在于包括 在襯底中形成N型漂移區(qū)，并且根據(jù)晶圓上的對準(zhǔn)標(biāo)記確定N型漂移區(qū)與對準(zhǔn)標(biāo)記所處的層的圖案之間的對準(zhǔn)誤差； 在晶圓上涂覆多晶硅層，并且多晶硅柵極的光刻掩膜； 根據(jù)對準(zhǔn)標(biāo)記來確定多晶硅柵極的光刻掩膜與對準(zhǔn)標(biāo)記所處的層的圖案之間的對準(zhǔn)誤差; 計(jì)算N型漂移區(qū)與對準(zhǔn)標(biāo)記所處的層的圖案之間的對準(zhǔn)誤差減去多晶硅柵極的光刻掩膜與對準(zhǔn)標(biāo)記所處的層的圖案之間的對準(zhǔn)誤差的差值； 然后，根據(jù)計(jì)算出來的差值來調(diào)整多晶硅柵極的光刻掩膜，以消除多晶硅柵極的光刻相對于N型漂移區(qū)的套刻誤差。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種光刻套刻方法、光刻方法和提高LDMOS器件擊穿穩(wěn)定性的方法。根據(jù)本發(fā)明的光刻套刻方法包括形成第一層圖案并留下對準(zhǔn)標(biāo)記；形成第二層圖案，并根據(jù)所述對準(zhǔn)標(biāo)記確定第二層圖案相對于第一層圖案的套刻精度；形成第三層圖案的光刻掩膜；根據(jù)所述對準(zhǔn)標(biāo)記確定第三層圖案相對于第一層圖案的套刻精度；利用第二層圖案相對于第一層圖案的套刻精度減去第三層圖案相對于第一層圖案的套刻精度得到的結(jié)果來調(diào)整第三層圖案的光刻掩膜的圖案參數(shù)，以使得第二層圖案和第三層圖案對準(zhǔn)。
文檔編號G03F9/00GK102681370SQ20121014343
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月9日
發(fā)明者劉正超, 孫賢波 申請人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司