TW410391B - Alignment mark structure and method for reproducing the alignment mark - Google Patents

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Description

Α7 Β7 410391 4632twt'. do 〇/00 5 五、發明説明（I ) 本發明是有關於一種於微影製程時進行光罩對準-(Mask Alignment)的技術，且特別是有關於一種對準標記 區（Alignment Marker Area)的結構以及讓其重現的方法。 微影製程是將半導體元件所需的圖案，轉移到晶片表 面上的一種製程技術，也是整個積體電路製造過程中的關 鍵步驟。由於積體電路技術的發展快速，半導體產品的微 線路圖案已愈趨複雜，所需的光罩數量也愈來愈多。因此 在每一次執行光阻的曝光之前，必須做好晶片的對準，否 則將會造成不當的圖案轉移，而導致整個晶片的報廢。 在半導體元件的製程中，對準晶片的方法是先在晶圓 上特定的區域形成一些凹槽以定義出對準標記區。在每一 次的曝光製程中，以凹槽在晶圓表面形成之高度差作爲標 記特徵，利用晶圓表面反射光波所形成的光程差來辨識對 準標記以完成對準。所以對準標記的階梯高度（step height) 必須達到一個最小値以上，例如200埃以上，才能提供夠 淸楚的對準信號。 習知在元件區形成金屬鎢插塞的同時，也在對準標記 區塡入共形的金屬鎢，然後進行化學機械硏磨（Chemical Mechanical Poilishing; CMP)將基底表面以上的金屬鎢去 除掉。接著沈積下--層共形的金屬，同時覆蓋元件區和對 準標記區，再進行微影蝕刻以在元件區形成金屬導線。因 爲金屬鎢在CMP的過程中，不僅表面會有凹陷的現象， . 而且也會有表面粗糙的現象。尤其在沈積下一層金屬時’ 電漿的濺擊更是增加了金屬鎢層的表面粗糙程度，沈積出 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（2!OX297公釐） 請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) M濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -年 "·
410391 4632twf.d〇u/005 A7 B7 k濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（y) 來的下一層金屬也因此跟著表面凹凸不平，使得對準訊號 (alignment signal)模糊不淸，很難進行下一個微影步驟以 將金屬導線圖案精準地轉移至晶圓上。 因此本發明提供一種對準標記的結構，包括：在基底 中有第一溝渠，在第一溝渠之底部以及側壁上有共形之第 .一金屬層，並由第一金屬層構成第二溝渠。在第二溝渠的 側壁上有間隙壁，以及在基底表面上以及第二溝渠中有 共形之第二金屬層。 本發明並提供一種對準標記的重現方法，包括在具有 第一溝渠的基底上形成共形之第一金屬層，在第一溝渠中 之第一金屬層之上形成第二溝渠。然後形成間隙壁於第二 溝渠之側壁上。接著進行化學機械硏磨法，將高於基底表 面高度的第一金屬層以及間隙壁去除之。再來形成共形之 第二金屬層於基底上。 依據本發明對準標記的結構和讓其重現的方法，因爲 利用間隙壁先保護了第一金屬層所形成之第二溝渠的側 壁，才進行化學機械硏磨步驟。所以不會在對第一金屬層 進行化學機械硏磨時，造成第一金屬層表面凹凸不平，使 得在其上形成第二金屬層之後，影響對準訊號的辨認，因 此至少具有使對準標記重現且易於辨認的優點。 爲rife本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細 說明如下： 圖式之簡單說明： (讀先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ,袭- 訂 -旅丨 本紙張又度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（2丨〇X2?7公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 410391 4632lwt'.d〇c/005 B7 五、發明説明（9 ) 第1 A - 1D圖是依照本發明較佳實施例的一種讓對準 標記重現的製造流程剖面圖。 圖式之標記說明： 1〇〇 :基底 110 :阻障層 120、125、160 :金屬層 130、140、170 :溝渠 150、155 :間隙壁 實施例 請參照第1 A - 1D圖，其繪示依照本發明較佳實施例 的一種讓對準標記重現的製造流程剖面圖。 請參照第1A圖，在基底100中有溝渠130。形成阻 障層110覆蓋基底1〇〇以及溝渠130的表面，阻障層110 的材質例如可爲氮化鈦，其形成的方法包括濺鍍法或化學 氣相沈積法。 請參照第1B圖，形成共形的金屬層120在阻障層110 之上，並於溝渠130中形成溝渠140。金屬層120的材質 例如可爲金屬鎢，其形成的方法包括化學氣相沈積法。接 著形成間隙壁150於溝渠140的側壁上，間隙壁150的材 質例如可爲氧化矽，而間隙壁150的形成方法，可爲先沈 積一層材料層，再進行非等向性蝕刻法，直至溝渠140底 部上之材料層被去除掉爲止，只留下溝渠M0側壁上的材 料層，即間隙壁150。 請參照第1C圖，進行化學機械硏磨法，將基底100 ΙΓ - n —Ί)^ —l· I - „ /, ‘(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） 4 63 2twf. do ί；/〇 0 5 A7 B7 ，經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（) 表面高度以上之金屬層120、間隙壁150以及阻障層110 去除之，’剩下金屬層125、間隙壁155以及阻障層115的, 部份。化學機械硏磨法主要是針對金屬層120的部份，所 以間隙壁150被去除的部份主要是靠機械應力來去除的， 因此較佳爲硬度比金屬層120軟的材質。 請參照第ID圖，形成共形之金屬層160於基底1〇〇 上，在位於溝渠130上方之金屬層160的表面，形成輪廓 明顯的溝渠170，可作爲下一微影步驟的對準標記。金屬 層16〇的材質例如可爲金屬鋁或金屬銅，而其形成的方法 包括濺鍍法以及化學氣相沈積法。 由上述本發明較佳實施例可知，因爲利用間隙壁先保 護由第一層金屬所構成之溝渠的側壁之後，才進行化學機 械硏磨的步驟。所以不會在對第一層金屬進行化學機械硏 磨時，造成其表面凹凸不平，使對準標記區的高度差縮減D 因此在第一層金屬上形成第二層金屬之後，仍然可保有輪 廓明顯、階梯高度足夠的對準標記，使對準記號淸晰重現。 所以至少具有使對準標記重現易於辨認，以使微影步驟容 易進行的優點。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上’然其並非用以 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者爲準。 6 J-1 — tt ---1 ? l^n _ i請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁}
i ,-.1Klr,---r.3I — I — -ΓΙ 訂 I 浪---- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2!0X297公釐）

Claims (1)

  1. ABCD 壁上 其 其 其 其 其 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 其 其
    410391 4632t\vf. doc/005 六、申請專利祀圍 .1. 一種對準標記的結構，可應用在半導體積體電路中’ 該結構包括： 一基底，該基底中具有一第一溝渠； 共形之一第一金屬層，位於該第一溝渠之底部以及側 第二溝渠； 一間隙壁，位於該第二溝渠的側壁上；以及 共形之一第二金屬層，位於該基底表面上以及該第二 溝渠中。 2. 如申請專利範圍第1項所述之對準標記的結構 中於該基底和該第一金屬層之間更包括一阻障層。 3. 如申請專利範圍第2項所述之對準標記的結構 中該阻障層的材質包括氮化鈦。 4. 如申請專利範圍第1項所述之對準標記的結構 中該第一金屬層的材質包括金屬鎢。 5. 如申請專利範圍第1項所述之對準標記的結構 中該間隙壁的材質包括氧化矽。 6. 如申請專利範圍第1項所述之對準標記的結構 中該間隙壁的材質包括硬度較該第一金屬層軟的材質 7·如申請專利範圍第1項所述之對準標記的結構 中該第二金屬層的材質包括金屬鋁。 8. 如申請專利範圍第1項所述之對準標記的結構 中該第二金屬層的材質包括金屬銅。 9. --種對準標記的重現方法，適用於一基底上，該基 底中具有一第一溝渠，該方法包括： 良紙張適用中國國家標準（CNS )人4驗（210X297公釐7" A8 B8 C8 D8 410391 4632twf.doc/005
    六、申請專利範圍 形成共形之一第一金屬層於該基底上以及該第一溝渠 中，於該第一溝渠中之該第一金屬層之上形成一第二溝 渠； 形成一間隙壁於該第二溝渠之側壁上； 進行一化學機械硏磨法，將該基底表面高度以上之該 第一金屬層以及該間隙壁去除之；以及 形成共形之一第二金屬層於該基底上。 10.如申請專利範圍第9項所述之對準標記的重現方 法，其中該第一金屬層包括以化學氣相沈積法所形成的金 屬鎢層。 1】.如申請專利範圍第9項所述之對準標記的重現方 法，其中於形成該第一金屬層之前更包括形成一阻障層於 該第一溝渠的表面上。 12. 如申請專利範圍第9項所述之對準標記的重現方 法，其中該阻障層包括以濺鍍法所形成的氮化鈦。_ 13. 如申請專利範圍第12項所述之對準標記的重現方 ^ 銷 法，其中該阻障層包括以化學氣相沈積法所形成的氮化 V | 鈦。 丨丨 經濟部中央襟隼局員工消費合作社印製 14. 如申請專利範圍第9項所述之對準標記的重現方 [ 法，其中該間隙壁的材質包括硬度較該第一金屬層軟的材 丨 質。 | 15. 如申請專利範圍第9項所述之對準標記的重現方 [ 法，其中該間隙壁的材質包括氧化矽。 j 16. 如申請專利範圍第9項所述之對準標記的重現方 丨 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A8 B8 CB D8 410391 4632ΐννί. doc/005 六、申請專利範圍 法，其中該第二金屬層包括以濺鍍法所形成的金屬鋁層。 17.如申請專利範圍第9項所述之對準標記的重現方、 法，其中該第二金屬層包括以化學氣相沈積法所形成的金 屬銅層。 -{請先閲諫背面之ii意事項再一4#·'·本頁) 、11 錄· 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）
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