[發(fā)明專利]光刻套刻標(biāo)記及其形成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310517465.X
• 申請(qǐng)日: 2013-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN104570630B
• 公開（公告）日: 2016-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟鴻林;王雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司
• 主分類號(hào): G03F9/00
• 分類號(hào): G03F9/00;G03F7/20;H01L23/544
• 代理公司: 上海浦一知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀(jì)鐵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路制造領(lǐng)域，特別是涉及用于檢測(cè)晶片與晶片之間套刻精度的光刻套刻標(biāo)記及其形成方法。

背景技術(shù)

在集成半導(dǎo)體工藝中，通常都需要經(jīng)過多次的光刻工序。除第一層光刻外，一般每一層光刻都需要測(cè)量套刻標(biāo)記來監(jiān)測(cè)光刻時(shí)與前層對(duì)準(zhǔn)的好壞。而套刻標(biāo)記通常是一個(gè)內(nèi)框?yàn)?0×10μm的光刻膠圖形，外框?yàn)?0×20μm的其他膜質(zhì)構(gòu)成的方框，而不論內(nèi)框還是外框都需要有一個(gè)臺(tái)階差，同時(shí)都是可以同時(shí)被光學(xué)鏡頭檢測(cè)出來。

在微機(jī)電（MEMS）工藝中，首先是在第一層硅片上做一些結(jié)構(gòu)圖形，然后將第二層硅片和第一層硅片鍵合，接著再在第二層硅片上做結(jié)構(gòu)圖形。但是我們需要在第二層硅片上做的圖形和第一層硅片上做的圖形有很好的對(duì)準(zhǔn)關(guān)系，同時(shí)也檢測(cè)這個(gè)對(duì)準(zhǔn)精度。由于目前的集成電路的生產(chǎn)工藝中，套刻精度是通過光學(xué)工具量測(cè)的，而微機(jī)電工藝中，第一層硅片和第二層硅片是不透明的，所以套刻精度就無法通過現(xiàn)有的手段檢測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之一是提供一種光刻套刻標(biāo)記的形成方法，它可以簡(jiǎn)化晶片之間套刻精度的測(cè)量，并可以節(jié)省成本。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的光刻套刻標(biāo)記的形成方法，包括步驟：

光刻套刻標(biāo)記的形成方法，其特征在于，步驟包括：

1）在第一層晶片上形成薄氧化層；

2）在第一層晶片上刻蝕出凹槽形光刻套刻標(biāo)記；

3）在第一層晶片上進(jìn)行正常的涂膠、光刻、顯影、蝕刻工藝步驟，形成所需的集成電路圖形，然后去除薄氧化層；

4）在第一層晶片上形成蝕刻中止層；

5）將第一層晶片和第二層晶片鍵合；

6）將第二層晶片對(duì)準(zhǔn)第一層晶片上的光刻套刻標(biāo)記，在第二層晶片上涂布光刻膠，曝光顯影，形成所需的集成電路圖形和光刻套刻標(biāo)記圖形；

7）在第二層晶片上刻蝕出凹槽形光刻套刻標(biāo)記以及所需的集成電路圖形，并使第一層晶片上的光刻套刻標(biāo)記露出。

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之二是提供用上述方法形成的光刻套刻標(biāo)記。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的光刻套刻標(biāo)記的截面呈凹槽形，下層晶片上的光刻套刻標(biāo)記的表面有一層蝕刻中止層。

較佳的，下層晶片上的光刻套刻標(biāo)記的截面尺寸小于上層晶片上的光刻套刻標(biāo)記的截面尺寸。

本發(fā)明通過在上下兩層晶圓上刻蝕凹槽形狀的光刻套刻標(biāo)記，簡(jiǎn)化了晶圓鍵合之后光刻套刻精度的測(cè)量，同時(shí)，由于不需要額外購(gòu)買設(shè)備，可以利用現(xiàn)有半導(dǎo)體制程中的設(shè)備及工藝，因此還可以降低制程成本。

附圖說明

圖1-7是本發(fā)明實(shí)施例的光刻套刻標(biāo)記的形成方法流程示意圖。其中，圖7顯示了本實(shí)施例制作的光刻套刻標(biāo)記的樣式的側(cè)視圖。

圖8是本發(fā)明實(shí)施例制作的光刻套刻標(biāo)記的樣式的俯視圖。

具體實(shí)施方式

為對(duì)本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效有更具體的了解，現(xiàn)結(jié)合圖示的實(shí)施方式，詳述如下：

本實(shí)施例的光刻套刻標(biāo)記，其具體的制作工藝流程如下：

步驟1，在第一層晶片（直徑200毫米，厚度725微米）上用物理氣相沉積方法形成一層厚度為125埃米的薄氧化層，如圖1所示。

步驟2，在第一層晶片上刻蝕形成凹槽形的光刻套刻標(biāo)記，如圖2所示。凹槽的截面尺寸為10μm×10μm，凹槽的深度為70μm。

步驟3，在第一層晶片上進(jìn)行正常的涂膠、光刻、顯影、蝕刻等工藝步驟，形成所需的集成電路圖形，然后去除薄氧化層，如圖3所示。本步光刻所用機(jī)臺(tái)為TEL、Nikon等。

步驟4，在第一層晶片上用物理氣相沉積方法形成一層厚度為5000埃米的厚熱氧化層作為蝕刻中止層，如圖4所示。

步驟5，采用硅硅鍵合的方法，將第一層晶片和第二層晶片（直徑200毫米，厚度30微米）直接鍵合在一起，如圖5所示。

硅硅鍵合的具體方法是：將第一層晶片和第二層晶片置于氧氣或氮?dú)猸h(huán)境中，用800攝氏度高溫處理6小時(shí)以上，使第一層晶片和第二層晶片鍵合。

步驟6，將第二層晶片對(duì)準(zhǔn)第一層晶片上的光刻套刻標(biāo)記，在第二層晶片上涂布光刻膠，曝光顯影，形成所需的集成電路圖形和光刻套刻標(biāo)記圖形，如圖6所示。

步驟7，在第二層晶片上刻蝕出凹槽形光刻套刻標(biāo)記以及所需的集成電路圖形，同時(shí)使第一層晶片上的光刻套刻標(biāo)記露出，如圖7所示。第二層晶片上的光刻套刻標(biāo)記的凹槽截面尺寸為20μm×20μm～30μm×30μm，凹槽的深度為70μm。