[發明專利]對準標記及其制造方法

有效

• 申請號: 201210477298.6
• 申請日: 2012-11-21
• 公開（公告）號: CN102945842A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 黎坡;林偉銘;張瑛;李佳佳;莘海維;鐘政;紀登峰;奚裴
• 申請（專利權）人: 上海宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L23/544
• 分類號: H01L23/544;H01L21/762
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及一種對準標記及其制造方法，特別是涉及一種用于第一層金屬互連結構的微影工藝的對準標記及其制造方法。

背景技術

在半導體元件的制造過程中，隨著元件日趨微小，光罩圖案也隨之微小，因此在微影（photolithography）工藝中，為了使光罩圖案能精確的轉移到硅片上，通常需要在硅片上形成數個對準標記（alignment?mark）以供光罩（mark）對準，從而使得光罩圖案能精確地復制到硅片上的所需位置。

在半導體元件的制造過程中，硅片表面常常會形成臺階、溝槽，所述臺階、溝槽在硅片上仿佛是一個標記，可以利用這樣的標記來作為光刻制程中的對準標記。評價對準標記的好壞有兩個重要標準：其一、對準標記在工藝制程中具有穩定而良好的標記形貌；其二、利用對準標記進行對準時能夠探測到較強的信號。

圖4是現有一種對準標記的結構示意圖，該對準標記的制造方法如圖1至圖4所示，首先，如圖1所示，提供半導體襯底1，半導體襯底1上形成有層間介質層（ILD）5，接著，在層間介質層5內形成接觸孔2，接觸孔2定義了局部互連金屬的路徑形式，在層間介質層5內形成接觸孔2的同時，在層間介質層5內形成溝槽3，接觸孔2的寬度W₁較小（一般為0.1微米至1微米），溝槽3的寬度W₂較大（一般為1.2微米至10微米），溝槽3的深度與接觸孔2的深度相等。

如圖2所示，在層間介質層5、溝槽3及接觸孔2上形成第一金屬層7，第一金屬層7的材料為鎢。形成第一金屬層7時，第一金屬層7在半導體襯底1上各個位置處的厚度是均勻的，由于第一金屬層7厚度與接觸孔2寬度之間的關系（接觸孔2的寬度較小），第一金屬層7會將接觸孔2填滿，由于第一金屬層7厚度與溝槽3寬度之間的關系（溝槽3的寬度較大），第一金屬層7會覆蓋在溝槽3的側壁及底壁上，但第一金屬層7未將溝槽3填滿，因而第一金屬層7的表面在對應溝槽3的位置會形成凹坑8，但是，凹坑8的深度較小。

如圖3所示，利用化學機械研磨（CMP）工藝去除層間介質層5表面的第一金屬層，化學機械研磨之后，填充在溝槽3內的第一金屬層71的表面形成有凹坑81，凹坑81可以表征接觸孔2在半導體襯底1上的位置。結合圖2所示，由于凹坑8的深度較小，化學機械研磨之后形成的凹坑81深度更小。

如圖4所示，在層間介質層5及第一金屬層71上形成第二金屬層9，第二金屬層9的材料為鋁。由于第一金屬層71的表面在對應溝槽3的位置形成有凹坑81，因此，形成第二金屬層9之后，由于第二金屬層9在半導體襯底1上各個位置處的厚度是均勻的，由于第二金屬層9厚度與凹坑81寬度之間的關系，第二金屬層9的表面在對應凹坑81的位置形成有凹坑91，凹坑91可以表征凹坑81的位置，而凹坑81可以表征接觸孔2在半導體襯底1上的位置，所以，凹坑91也可以用來表征接觸孔2在半導體襯底1上的位置。由于鋁是不透明的金屬，在后續形成第一層金屬互連結構的微影工藝中，為了使光罩圖案能精確的轉移到半導體襯底1上，以實現與接觸孔2的對準，可以將凹坑91作為對準標記。半導體襯底1上形成有多個溝槽3，因此，第二金屬層9的表面也形成有多個與溝槽3位置對應的凹坑91，可以選擇其中一個或多個凹坑91作為對準標記。

但是，由于凹坑81的深度較小，第二金屬層9的表面在對應凹坑81的位置處形成的凹坑91深度也隨之很小，導致在后續微影工藝中很難獲取硅片上的對準標記，產生對準精度下降或無法對準的問題。

更多的關于對準標記及其制造方法知識可以參照于2009年2月25日公開的公開號為CN101373757A的中國專利。

發明內容

本發明的目的是提供一種對準標記及其制造方法，以解決現有對準標記獲取困難、對準精度下降或無法對準的問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種對準標記，所述對準標記形成在半導體襯底上，所述半導體襯底上形成有用于隔離相鄰兩個有源區的隔離結構，所述半導體襯底及隔離結構上形成有層間介質層，所述層間介質層內形成有接觸孔且在對應所述隔離結構的位置形成有第一溝槽，所述第一溝槽的寬度大于所述接觸孔的寬度但小于所述隔離結構的寬度，且所述第一溝槽的底壁位于所述隔離結構表面下方，所述層間介質層、接觸孔及第一溝槽上形成有金屬層，所述金屬層將所述接觸孔填滿，且所述金屬層的表面在對應所述第一溝槽的位置形成有第一凹坑，所述第一凹坑作為所述對準標記。