疊合標記的結構以及其形成方法技術

一種形成疊合標記的方法，其特征在于，包括：　　　　在一基底上形成一材料層；　　　　圖案化該材料層，以形成一外部標記，并且同時形成一分散應力圖案，該分散應力圖案將該外部標記包圍起來；　　　　在該材料層表面形成一第一膜層；　　　　進行一平坦化步驟，以移除部分該第一膜層；　　　　在該材料層上形成一第二膜層，覆蓋該第一膜層，其中該第二膜層之應力系與該第一膜層的應力不同；以及　　　　在該外部標記內圍的該第二膜層上形成一內部標號。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術是有關于一種疊合標記(Overlay Mark)的結構以及其形成方法，且特別是有關于一種可改善膜層之間對準精確度的疊合標記結構以及其形成方法。
技術介紹
通常決定一晶圓的微影工藝(Photolithography Process)成敗的因素，除了關鍵尺寸(Critical Dimension)的控制外，另一重要者即為對準精確度(Alignment Accuracy)。因此，對準精確度的量測，即疊合誤差的量測是半導體工藝中重要的一環(huán)，而疊合標記就是用來量測疊合誤差的工具，其用來判斷以微影工藝所圖案化的光阻層圖案與晶圓上的前一膜層之間是否有精確的對準。通常疊合標記會設計在晶圓上部分芯片周緣的角落處，用以量測該次微影工藝所圖案化的光阻層圖案與晶圓上的前一膜層之間是否有精確的對準。圖1，其為公知于金屬內聯(lián)機工藝中一疊合標記的上視示意圖；圖2A至圖2C所示，其為圖1中由I-I’的剖面示意圖。請參照圖1與圖2A，通常在金屬內聯(lián)機工藝中，會先在基底100上形成一介電層102，之后圖案化介電層102，以在特定位置處形成接觸窗開口(未繪示)，并且同時在預定形成疊合標記之處形成溝渠圖案104，以作為一外部標記(Outer Mark)之用。之后，繼續(xù)金屬內聯(lián)機工藝，即在上述所形成的結構上形成一金屬鎢層，并且填入接觸窗開口以及溝渠104中，但因溝渠104的寬度夠寬，因此金屬鎢不會完全填滿溝渠104，之后利用化學機械研磨法移除接觸窗開口以及溝渠104外的金屬鎢層，即形成圖2A中形成在溝渠104內的金屬鎢層106。。接著，請參照圖2B，在形成接觸窗開口之后，會繼續(xù)在介電層102以及金屬鎢層106上沉積另一金屬層108，且后續(xù)會將金屬層108定義成導線。然而，因金屬層108的應力(stress)較大，因此若應力方向為標號110，則所形成的金屬層108在溝渠104處會有沉積厚度不均勻的情形。換言之，位于溝渠104兩側壁上的金屬層108厚度并不相等。請參照圖1與圖2C，在金屬層108上形成一圖案化的光阻層(未繪示)，此光阻層后續(xù)系用來作為圖案化金屬層108的蝕刻罩幕，特別是，此光阻層形成于外部標記內圍處的光阻圖案112作為一內部標號(Inner Mark)。之后，即進行疊合標記的量測步驟，其中在圖2C中虛線114所標示之處為外部標記104上方金屬層108兩轉角處(箭頭所指之處)的中心點訊號，同樣的虛線116所標示之處為內部標號112兩邊緣處(箭頭所指之處)的中心點訊號。通過外部標記104的訊號114以及內部標號112和訊號116，即可以判斷內部標號是否有精確的與外部標記對準，進而判斷該次黃光工藝是否有對準失誤之情形，換言之，通過圖中A.與A’數(shù)值來判斷是否有精確對準。然而，在圖2C中可看見，因金屬層108因應力之故，沉積在溝渠104內的厚度并不均勻。如此，也將造成金屬層108所產生的訊號114產生偏移，換言之，訊號114產生之處并非表現(xiàn)出溝槽104中心點之處。但此時由A與A’的判斷結果是內部標號112有與外部標記104對準，然而，事實上該次黃光工藝已經產生偏移，因此后續(xù)若以此光阻層定義金屬層108時，將會造成接觸窗開口無法與導線精確對準。
技術實現(xiàn)思路
因此本專利技術的目的就是提供一種，以改善公知具有高應力的膜層會造成疊合標記的對準量測失誤的情形。本專利技術提出一種形成疊合標記的方法，其首先在一基底上形成一材料層。之后圖案化材料層，以形成一外部標記，并且同時形成一分散應力圖案，其中分散應力圖案系將外部標記包圍起來。接著在材料層表面形成一第一膜層，并且進行一平坦化步驟，以移除部分第一膜層。然后在材料層上形成一第二膜層，覆蓋第一膜層，其中第二膜層之應力系與第一膜層的應力不同。之后在外部標記內圍的第二膜層上形成一光阻圖案，以作為一內部標號。本專利技術提出一種疊合標記的結構，其包括一外部標記、一內部標號以及一分散應力圖案。其中內部標號系配置在外部標記的內圍。而分散應力圖案系配置在外部標記的外圍，而將外部標記包圍起來。在一較佳實施例中，分散應力圖案可以是至少一溝槽圖案，或是至少一凸起圖案，或是溝槽圖案與凸起圖案兩者的組合。而外部標記可以是溝渠式外部標記或是凸起式外部標記。另外，內部標號則是由光阻圖案所構成。由于本專利技術在外部標記的外圍形成有分散應力圖案，因此第二膜層的應力可以被分散，而使外部標記上的第二膜層的厚度均勻度可以改善，進而使疊合標記的量測準確度提高。為讓本專利技術的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明。附圖說明圖1是金屬內聯(lián)機工藝中一疊合標記的上視示意圖；圖2A至圖2C是公知金屬內聯(lián)機工藝中形成疊合標記的流程剖面示意圖；圖3是依照本專利技術一較佳實施例的疊合標記的上視示意圖；圖4A至圖4E是依照本專利技術一較佳實施例的形成疊合標記的流程剖面示意圖；圖5是依照本專利技術另一較佳實施例的疊合標記的剖面示意圖；圖6是依照本專利技術另一較佳實施例的疊合標記的剖面示意圖；圖7是依照本專利技術另一較佳實施例的疊合標記的剖面示意圖；圖8是依照本專利技術另一較佳實施例的疊合標記的剖面示意圖；圖9是依照本專利技術另一較佳實施例的疊合標記的剖面示意圖；圖10是依照本專利技術另一較佳實施例的疊合標記的剖面示意圖；以及圖11是依照本專利技術另一較佳實施例的疊合標記的剖面示意圖。標示說明100基底102；介電層104、104a外部標記 106、106a、108金屬層110應力方向112光阻圖案(內部標號) 114、116、202、204訊號300、500、600、602分散應力圖案300a、300b溝槽圖案具體實施方式本專利技術的疊合標記以及其形成方法在疊合標記的外圍另外形成一分散應力圖案，以改善高應力膜層受到應力影響因導致沉積厚度不均勻的情形，進而改善疊合標記的對準量測結果的準確度。以下例舉金屬內聯(lián)機工藝中的疊合標記的結構及其形成方法來作說明，但是本專利技術的疊合標記并非只限定用于金屬內聯(lián)機工藝中，在其它工藝步驟中，會有高應力膜層對疊合標記的對準量測造成不良影響者皆適用。圖3為依照本專利技術一較佳實施例的疊合標記的上視示意圖，圖4A至圖4E依照本專利技術一較佳實施例的形成一疊合標記的流程剖面示意圖，其為圖3中由II-II’的剖面圖。請參照圖3以及圖4A，在金屬內聯(lián)機工藝中，首先在基底100上沉積一層介電層102，之后進行一微影工藝以及一蝕刻工藝，以圖案化介電層102，而于介電層102中形成接觸窗開口(未繪示)。在此同時，會在晶圓上預定形成疊合標記之處形成溝渠圖案104，以作為一外部標記之用。在一較佳實施例中，疊合標記的外部標記由四個溝渠圖案104圍成一矩形所構成，且溝渠圖案104的寬度遠大于接觸窗開口的寬度。在此同時，更在外部標記104的外圍形成分散應力圖案300，而將外部標記104包圍起來，其中分散應力圖案300由溝槽圖案300a以及溝槽圖案300b所構成。請參照圖4B，于介電層102上沉積一層金屬層106，此金屬層106會填入接觸窗開口與溝渠104(外部標記)中。由于接觸窗開口寬度遠小于溝渠104的寬度，因此接觸窗開口會被金屬層106填滿，而溝渠104不會被金屬層106填滿。請參照圖4C，進行一平坦化步驟，以移除接觸窗開口以外的金屬層106以形成一插本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種形成疊合標記的方法，其特征在于，包括在一基底上形成一材料層；圖案化該材料層，以形成一外部標記，并且同時形成一分散應力圖案，該分散應力圖案將該外部標記包圍起來；在該材料層表面形成一第一膜層；進行一平坦化步驟，以移除部分該第一膜層；在該材料層上形成一第二膜層，覆蓋該第一膜層，其中該第二膜層之應力系與該第一膜層的應力不同；以及在該外部標記內圍的該第二膜層上形成一內部標號。2.如權利要求1所述的形成疊合標記的方法，其特征在于，形成該分散應力圖案的步驟包括圖案化該材料層，以形成至少一溝槽圖案，該溝槽圖案系將該外部標記包圍起來。3.如權利要求2所述的形成疊合標記的方法，其特征在于，該外部標記為一溝渠式外部標記或是一凸起式外部標記。4.如權利要求1所述的形成疊合標記的方法，其特征在于，形成該分散應力圖案的步驟包括圖案化該材料層，以形成至少一凸起圖案，其中該凸起圖案系將該外部標記包圍起來。5.如權利要求4所述的形成疊合標記的方法，其特征在于，該外部標記為一溝渠式外部標記或是一凸起式外部標記。6.如權利要求1所述的形成疊合標記的方法，其特征在于，形成該分散應力圖案的步驟包括圖案化該材料層，以形成至少一溝槽圖案以及至少一凸起圖案，其中該溝槽圖案與該凸起圖案系將該外部標記包圍起來。7.如權利要求6所述的形成疊合標記的方法，其特征在于，該外部標記為一溝渠式外部標記或是一凸起...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：顏裕林，張慶裕，
申請(專利權)人：旺宏電子股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：