[發明專利]晶圓結構及其對位標記的制作方法

無效

• 申請號: 201010605384.1
• 申請日: 2010-12-27
• 公開（公告）號: CN102543673A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 胡駿;張辰明;楊要華;劉志成
• 申請（專利權）人: 無錫華潤上華半導體有限公司;無錫華潤上華科技有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L23/544;G03F9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發明涉及半導體芯片制造領域，尤其是涉及一種對位標記的制作方法以及對應的晶圓結構。

【背景技術】

在集成電路制造過程中，需要頻繁進行光刻。各層次的光刻在曝光前都要將該層次的圖形與先前層次留下的圖形對準。對位的過程的目的是將光刻版上的圖形最大精度地覆蓋到圓片上已存在的圖形上。晶圓的多層結構可分為線層次和孔層次，對位標記包括線層次的對位標記與孔層次的對位標記。

現有的半導體芯片集成中，各個晶圓多層結構之間的互連是通過在接觸孔或通孔填充金屬導體來實現的，因此各層間在接觸孔或通孔處的連接非常重要，若沒有正確連接，則會造成斷路的情況，導致整個系統失效。由于晶圓上電路的集成度非常高，因此多層結構中層與層間復合疊加時就需要精確對準，避免層間連接出現問題。為輔助層間對準，需要在介質層上印制對位標記，使后續的金屬層根據對位標記與介質層對準疊加。對位標記一般為線狀，通過線狀對位標記在兩端的對準情況可以判斷介質層與光刻版是否對準。在平坦化的過程中，常常需要對金屬層，如鎢金屬層進行化學機械研磨(CMP)。通常地，線狀對位標記由于磨蝕而產生的孔洞會被一些研磨物質填充，如研磨劑。因而導致線性對位標記容易被破壞，進而在光刻中會導致晶圓對準失效，嚴重的甚至使晶圓無法完成疊加，而被機器拒絕使用。而雖然化學機械研磨程序中有專門針對孔的研磨工序，但該孔的研磨工序不適用于線狀標記的研磨，會對線狀標記產生破壞，導致下一層對準失效。

【發明內容】

鑒于此，有必要針對傳統的晶圓復合疊加工藝中出現對準失效或晶圓無法精確層疊而被浪費的技術問題，提供一種可實現精確對準的晶圓結構及相應的對位標記制作方法。

一種晶圓結構，包括介質層及設于介質層上用于晶圓光刻時對準的對位標記，所述對位標記由點陣構成。

一種對位標記的制作方法，包括：

制作具有對位標記的掩模版，所述對位標記為點陣結構；

涂布光刻膠；

將所述對位標記曝光在所述光刻膠上；

刻蝕所述光刻膠。

本發明的技術效果是：點陣的對位標記可以有效地避免研磨顆粒的填塞；另外點狀的對位標記能通過化學機械研磨的方法來達到優良的拋光效果，從而保證晶圓可以在層疊時精確對準，減小晶圓被浪費的比率。

【附圖說明】

圖1為傳統的晶圓上對位標記的形態；

圖2為根據本發明一個實施方式的晶圓上對位標記的形態。

圖3為根據本發明一個實施方式的對位標記的制作方法流程。

【具體實施方式】

如圖1所示，為傳統的晶圓上對位標記1的形態。該對位標記1為相互間隔的線狀。傳統的線狀對位標記1印制在介質層上，在進行化學機械研磨時，由于研磨劑主要是顆粒狀物質，容易填塞線間間隙，導致對準異常。此外，由于磨蝕而產生的線狀對位標記的孔洞亦會為磨蝕物質所堵塞，進而造成對準導常及光刻失敗。

圖2所示為根據本發明一種實施方式提供的晶圓結構上的對位標記圖形。該晶圓結構包括介質層以及設于介質層上用于晶圓光刻時對準的對位標記2。該對位標記2由點陣構成。該點陣優選為均勻分散的形態，整體呈矩形排布。形成半導體器件的多層結構由對位標記2實現對準，再通過光刻或者離子注入而形成。

該對位標記2的各點孔徑小于研磨顆粒直徑，從而保證各點不會為研磨顆粒所填充，造成對位標記2的失效。在其他可選的實施方式中，對位標記2各點之間的間距大于研磨顆粒直徑，可通過選擇合適的點間距使得其不容易填塞雜質。

該對位標記2的點陣整體呈矩形排布。在一種實施方式中，點陣呈均勻排布在介質層上分布于橫、縱切割道上。對位標記2各點陣的點直徑范圍為0.2微米至0.4微米，點間距范圍為0.12微米至0.4微米。

圖3所示為根據本發明的另一實施方式的一種對位標記的制作方法。結合圖2所示，該對位標記的制作方法包括：

步驟S302，制作具有對位標記的掩模版，該對位標記為點陣結構；

步驟S304，在晶圓上涂布光刻膠；

步驟S306，將前述掩模版上對位標記的圖形曝光在晶圓上；

步驟S308，刻蝕該具有對位標記圖形的晶圓，形成點陣狀的對位標記。

本實施例采用點陣的對位標記2，選擇合適的點間距不容易填塞物質。并且經過拋光后，即使有物質殘留，也可以方便地清洗，不會影響晶圓各層間的精確對準，并且點狀的對位標記更有利于拋光處理。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。