專利名稱：薄金屬層光刻對準(zhǔn)標(biāo)記的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別是涉及一種薄金屬層光刻對準(zhǔn)標(biāo)記的制作方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造工藝中，光刻對準(zhǔn)精度是制約更小尺寸工藝的關(guān)鍵因素之一。由于版圖設(shè)計的前后層關(guān)聯(lián)性，在后道工序中，通常會采用后層直接對前層的光刻對準(zhǔn)標(biāo)記的辦法，以提升前后層的對準(zhǔn)精度，保證產(chǎn)品的性能。在一些特殊的工藝平臺中，會在后道工序中弓丨入薄金屬層以連接上下介質(zhì)層。例如，在嵌入式閃存(Embedded Flash)的工藝平臺中引入 的自對準(zhǔn)工藝，其關(guān)鍵步驟就是氧化層和金屬層對準(zhǔn)工藝，如圖1所示，其中，金屬層工藝使用的是900埃左右的氮化鈦(TiN)。由于這類金屬層非常薄(厚度一般小于2000埃)，導(dǎo)致在刻蝕后形成的光刻對準(zhǔn)標(biāo)記的臺階高低差非常小，與周圍氧化硅層的明暗對比度較差。而根據(jù)尼康光刻機(jī)臺的正常設(shè)定，光刻對準(zhǔn)標(biāo)記的臺階高低差以不小于5000埃為佳；在接近3000埃時可以通過開啟相移功能來增強(qiáng)信號；當(dāng)高低差小于2000埃甚至更低時，光刻對準(zhǔn)標(biāo)記產(chǎn)生的信號(如圖2紅點所指示的信號)過弱，機(jī)臺將無法對其進(jìn)行準(zhǔn)確的分析和讀取。因此，薄金屬層的下一層在對準(zhǔn)時，無法采用直接對準(zhǔn)的方法。為了實現(xiàn)下一層的光刻對準(zhǔn)，目前通常采用間接對準(zhǔn)的方法，即對前前層(薄金屬層之前的那一層)的光刻對準(zhǔn)標(biāo)記。但這種間接對準(zhǔn)的方法存在以下缺點1、對準(zhǔn)穩(wěn)定性較差，如果在薄金屬層工藝中對前前層標(biāo)記產(chǎn)生了影響，則在后一層對準(zhǔn)時很容易出現(xiàn)報警；2、當(dāng)薄金屬層和后一層對準(zhǔn)補(bǔ)償值方向相反時，對準(zhǔn)會出現(xiàn)偏差，增加制品的重工率，甚至影響后續(xù)產(chǎn)品的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種薄金屬層光刻對準(zhǔn)標(biāo)記的制作方法，它可以提高薄金屬層后層的對準(zhǔn)精度，保證后續(xù)產(chǎn)品的性能。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的薄金屬層光刻對準(zhǔn)標(biāo)記的制作方法，在墊積薄金屬層前，還包括以下步驟I)在襯底介質(zhì)層上，與要制作的光刻對準(zhǔn)標(biāo)記相對應(yīng)的位置處，涂布光刻膠作為阻擋層，曝光，刻蝕；2)用與薄金屬層的材質(zhì)不同的金屬或合金填充步驟I)刻蝕掉的區(qū)域；3)化學(xué)機(jī)械研磨填充區(qū)域表面，使其低于所述介質(zhì)層。本發(fā)明的薄金屬層光刻對準(zhǔn)標(biāo)記的制作方法，通過改變薄金屬層光刻對準(zhǔn)標(biāo)記的襯底結(jié)構(gòu)，改善了薄金屬層光刻對準(zhǔn)標(biāo)記的高低差和明暗對比度，從而在下一層對準(zhǔn)時，得以采用直接對準(zhǔn)的辦法，進(jìn)而提高了前后層的對準(zhǔn)精度，保證了產(chǎn)品的設(shè)計性能。


圖1是現(xiàn)有的薄金屬層光刻對準(zhǔn)標(biāo)記的制作工藝流程；圖2是采用現(xiàn)有方法制作的薄金屬層光刻對準(zhǔn)標(biāo)記的信號；圖3是本發(fā)明的薄金屬層光刻對準(zhǔn)標(biāo)記的制作工藝流程；圖4是本發(fā)明的薄金屬層光刻對準(zhǔn)標(biāo)記制作完成后，在后道工序中，薄金屬層的上層介質(zhì)層向薄金屬層的光刻對準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行對準(zhǔn)的示意圖；圖5是采用本發(fā)明的方法制作的薄金屬層光刻對準(zhǔn)標(biāo)記的信號。
附圖標(biāo)記說明1、4:介質(zhì)層2:薄金屬層3 :光刻對準(zhǔn)標(biāo)記
具體實施例方式為對本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、特點與功效有更具體的了解，現(xiàn)結(jié)合圖示的實施方式，詳述如下本實施例的薄金屬層光刻對準(zhǔn)標(biāo)記的制作方法，其具體工藝流程如下步驟I，墊積薄金屬層2下層的介質(zhì)層1，如圖3(a)所示；步驟2，在所述介質(zhì)層I上，對應(yīng)于要制作的薄金屬層2光刻對準(zhǔn)標(biāo)記3的位置處，涂布光刻膠，然后曝光，刻蝕掉沒有光刻膠阻擋的區(qū)域，如圖3(b)所示。步驟3，用鎢(W)填充步驟2刻蝕掉的區(qū)域。該步驟中，也可以用其他金屬或合金來進(jìn)行填充，但填充材質(zhì)不能與薄金屬層的材質(zhì)相同。步驟4，以所述介質(zhì)層I作為阻擋層，對鎢填充區(qū)表面進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)，使鎢填充區(qū)表面平坦化，并略低于介質(zhì)層I的高度，如圖3(c)所示。步驟5，墊積薄金屬層2。薄金屬層2與介質(zhì)層I的厚度比率小于或等于1: 3。薄金屬層2的材質(zhì)可以是鋁、銅、鋁銅合金或其他金屬材質(zhì)。步驟6，在薄金屬層2上要制作光刻對準(zhǔn)標(biāo)記3的位置處，涂布光刻膠作為阻擋層，然后曝光，刻蝕掉沒有光刻膠阻擋的區(qū)域，形成薄金屬層2的光刻對準(zhǔn)標(biāo)記3。光刻對準(zhǔn)標(biāo)記3的大小可以與其對應(yīng)的下層介質(zhì)層的大小相同，也可以存在差值(差值一般控制在± 15%以內(nèi))。上述方法通過在薄金屬層2的光刻對準(zhǔn)標(biāo)記3處放置同樣大小但明暗相反的標(biāo)記(即下層介質(zhì)層I高出鎢填充區(qū)的部分)，提高了光刻對準(zhǔn)標(biāo)記3的明暗對比度。在后段工藝中，當(dāng)薄金屬層2上層的介質(zhì)層4(與下層介質(zhì)層I材質(zhì)相同)向薄金屬層2的光刻對準(zhǔn)標(biāo)記3進(jìn)行對準(zhǔn)時，產(chǎn)生的對準(zhǔn)信號得到了明顯增強(qiáng)(如圖4、5所示)，從而使光刻機(jī)臺能夠抓取到理想的信號，并對信號進(jìn)行直接分析，獲得薄金屬層的準(zhǔn)確形貌和信息。
權(quán)利要求
1.薄金屬層光刻對準(zhǔn)標(biāo)記的制作方法，其特征在于，在墊積薄金屬層前，包括以下步驟1)在襯底介質(zhì)層上，與要制作的光刻對準(zhǔn)標(biāo)記相對應(yīng)的位置處，涂布光刻膠作為阻擋層，曝光，刻蝕；2)用與薄金屬層的材質(zhì)不同的金屬或合金填充步驟I)刻蝕掉的區(qū)域；3)化學(xué)機(jī)械研磨填充區(qū)域表面，使其低于所述介質(zhì)層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述薄金屬層的材質(zhì)為鋁、銅或鋁銅合金。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)中，用鎢進(jìn)行填充。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述薄金屬層與所述介質(zhì)層的厚度比率小于或等于1: 3。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種薄金屬層光刻對準(zhǔn)標(biāo)記的制作方法，該方法在墊積薄金屬層前，還包括以下步驟1)在襯底介質(zhì)層上，與要制作的光刻對準(zhǔn)標(biāo)記相對應(yīng)的位置處，涂布光刻膠作為阻擋層，曝光，刻蝕；2)用與薄金屬層的材質(zhì)不同的金屬或合金填充步驟1)刻蝕掉的區(qū)域；3)化學(xué)機(jī)械研磨填充區(qū)域表面，使其低于所述介質(zhì)層。該方法通過改變薄金屬層光刻對準(zhǔn)標(biāo)記的襯底結(jié)構(gòu)，改善了薄金屬層光刻對準(zhǔn)標(biāo)記的高低差和明暗對比度，從而實現(xiàn)了后層與薄金屬層的直接對準(zhǔn)，提高了前后層的對準(zhǔn)精度，保證了產(chǎn)品的設(shè)計性能。
文檔編號H01L23/544GK103000616SQ201110272670
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者童宇鋒, 李偉峰, 陳福成 申請人:上海華虹Nec電子有限公司