叠合标记的结构以及其形成方法技术

一种形成叠合标记的方法，其特征在于，包括：　　　　在一基底上形成一材料层；　　　　图案化该材料层，以形成一外部标记，并且同时形成一分散应力图案，该分散应力图案将该外部标记包围起来；　　　　在该材料层表面形成一第一膜层；　　　　进行一平坦化步骤，以移除部分该第一膜层；　　　　在该材料层上形成一第二膜层，覆盖该第一膜层，其中该第二膜层之应力系与该第一膜层的应力不同；以及　　　　在该外部标记内围的该第二膜层上形成一内部标号。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种叠合标记(Overlay Mark)的结构以及其形成方法，且特别是有关于一种可改善膜层之间对准精确度的叠合标记结构以及其形成方法。
技术介绍
通常决定一晶圆的微影工艺(Photolithography Process)成败的因素，除了关键尺寸(Critical Dimension)的控制外，另一重要者即为对准精确度(Alignment Accuracy)。因此，对准精确度的量测，即叠合误差的量测是半导体工艺中重要的一环，而叠合标记就是用来量测叠合误差的工具，其用来判断以微影工艺所图案化的光阻层图案与晶圆上的前一膜层之间是否有精确的对准。通常叠合标记会设计在晶圆上部分芯片周缘的角落处，用以量测该次微影工艺所图案化的光阻层图案与晶圆上的前一膜层之间是否有精确的对准。图1，其为公知于金属内联机工艺中一叠合标记的上视示意图；图2A至图2C所示，其为图1中由I-I’的剖面示意图。请参照图1与图2A，通常在金属内联机工艺中，会先在基底100上形成一介电层102，之后图案化介电层102，以在特定位置处形成接触窗开口(未绘示)，并且同时在预定形成叠合标记之处形成沟渠图案104，以作为一外部标记(Outer Mark)之用。之后，继续金属内联机工艺，即在上述所形成的结构上形成一金属钨层，并且填入接触窗开口以及沟渠104中，但因沟渠104的宽度够宽，因此金属钨不会完全填满沟渠104，之后利用化学机械研磨法移除接触窗开口以及沟渠104外的金属钨层，即形成图2A中形成在沟渠104内的金属钨层106。。接着，请参照图2B，在形成接触窗开口之后，会继续在介电层102以及金属钨层106上沉积另一金属层108，且后续会将金属层108定义成导线。然而，因金属层108的应力(stress)较大，因此若应力方向为标号110，则所形成的金属层108在沟渠104处会有沉积厚度不均匀的情形。换言之，位于沟渠104两侧壁上的金属层108厚度并不相等。请参照图1与图2C，在金属层108上形成一图案化的光阻层(未绘示)，此光阻层后续系用来作为图案化金属层108的蚀刻罩幕，特别是，此光阻层形成于外部标记内围处的光阻图案112作为一内部标号(Inner Mark)。之后，即进行叠合标记的量测步骤，其中在图2C中虚线114所标示之处为外部标记104上方金属层108两转角处(箭头所指之处)的中心点讯号，同样的虚线116所标示之处为内部标号112两边缘处(箭头所指之处)的中心点讯号。通过外部标记104的讯号114以及内部标号112和讯号116，即可以判断内部标号是否有精确的与外部标记对准，进而判断该次黄光工艺是否有对准失误之情形，换言之，通过图中A.与A’数值来判断是否有精确对准。然而，在图2C中可看见，因金属层108因应力之故，沉积在沟渠104内的厚度并不均匀。如此，也将造成金属层108所产生的讯号114产生偏移，换言之，讯号114产生之处并非表现出沟槽104中心点之处。但此时由A与A’的判断结果是内部标号112有与外部标记104对准，然而，事实上该次黄光工艺已经产生偏移，因此后续若以此光阻层定义金属层108时，将会造成接触窗开口无法与导线精确对准。
技术实现思路
因此本专利技术的目的就是提供一种，以改善公知具有高应力的膜层会造成叠合标记的对准量测失误的情形。本专利技术提出一种形成叠合标记的方法，其首先在一基底上形成一材料层。之后图案化材料层，以形成一外部标记，并且同时形成一分散应力图案，其中分散应力图案系将外部标记包围起来。接着在材料层表面形成一第一膜层，并且进行一平坦化步骤，以移除部分第一膜层。然后在材料层上形成一第二膜层，覆盖第一膜层，其中第二膜层之应力系与第一膜层的应力不同。之后在外部标记内围的第二膜层上形成一光阻图案，以作为一内部标号。本专利技术提出一种叠合标记的结构，其包括一外部标记、一内部标号以及一分散应力图案。其中内部标号系配置在外部标记的内围。而分散应力图案系配置在外部标记的外围，而将外部标记包围起来。在一较佳实施例中，分散应力图案可以是至少一沟槽图案，或是至少一凸起图案，或是沟槽图案与凸起图案两者的组合。而外部标记可以是沟渠式外部标记或是凸起式外部标记。另外，内部标号则是由光阻图案所构成。由于本专利技术在外部标记的外围形成有分散应力图案，因此第二膜层的应力可以被分散，而使外部标记上的第二膜层的厚度均匀度可以改善，进而使叠合标记的量测准确度提高。为让本专利技术的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明。附图说明图1是金属内联机工艺中一叠合标记的上视示意图；图2A至图2C是公知金属内联机工艺中形成叠合标记的流程剖面示意图；图3是依照本专利技术一较佳实施例的叠合标记的上视示意图；图4A至图4E是依照本专利技术一较佳实施例的形成叠合标记的流程剖面示意图；图5是依照本专利技术另一较佳实施例的叠合标记的剖面示意图；图6是依照本专利技术另一较佳实施例的叠合标记的剖面示意图；图7是依照本专利技术另一较佳实施例的叠合标记的剖面示意图；图8是依照本专利技术另一较佳实施例的叠合标记的剖面示意图；图9是依照本专利技术另一较佳实施例的叠合标记的剖面示意图；图10是依照本专利技术另一较佳实施例的叠合标记的剖面示意图；以及图11是依照本专利技术另一较佳实施例的叠合标记的剖面示意图。标示说明100基底102；介电层104、104a外部标记 106、106a、108金属层110应力方向112光阻图案(内部标号) 114、116、202、204讯号300、500、600、602分散应力图案300a、300b沟槽图案具体实施方式本专利技术的叠合标记以及其形成方法在叠合标记的外围另外形成一分散应力图案，以改善高应力膜层受到应力影响因导致沉积厚度不均匀的情形，进而改善叠合标记的对准量测结果的准确度。以下例举金属内联机工艺中的叠合标记的结构及其形成方法来作说明，但是本专利技术的叠合标记并非只限定用于金属内联机工艺中，在其它工艺步骤中，会有高应力膜层对叠合标记的对准量测造成不良影响者皆适用。图3为依照本专利技术一较佳实施例的叠合标记的上视示意图，图4A至图4E依照本专利技术一较佳实施例的形成一叠合标记的流程剖面示意图，其为图3中由II-II’的剖面图。请参照图3以及图4A，在金属内联机工艺中，首先在基底100上沉积一层介电层102，之后进行一微影工艺以及一蚀刻工艺，以图案化介电层102，而于介电层102中形成接触窗开口(未绘示)。在此同时，会在晶圆上预定形成叠合标记之处形成沟渠图案104，以作为一外部标记之用。在一较佳实施例中，叠合标记的外部标记由四个沟渠图案104围成一矩形所构成，且沟渠图案104的宽度远大于接触窗开口的宽度。在此同时，更在外部标记104的外围形成分散应力图案300，而将外部标记104包围起来，其中分散应力图案300由沟槽图案300a以及沟槽图案300b所构成。请参照图4B，于介电层102上沉积一层金属层106，此金属层106会填入接触窗开口与沟渠104(外部标记)中。由于接触窗开口宽度远小于沟渠104的宽度，因此接触窗开口会被金属层106填满，而沟渠104不会被金属层106填满。请参照图4C，进行一平坦化步骤，以移除接触窗开口以外的金属层106以形成一插本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种形成叠合标记的方法，其特征在于，包括在一基底上形成一材料层；图案化该材料层，以形成一外部标记，并且同时形成一分散应力图案，该分散应力图案将该外部标记包围起来；在该材料层表面形成一第一膜层；进行一平坦化步骤，以移除部分该第一膜层；在该材料层上形成一第二膜层，覆盖该第一膜层，其中该第二膜层之应力系与该第一膜层的应力不同；以及在该外部标记内围的该第二膜层上形成一内部标号。2.如权利要求1所述的形成叠合标记的方法，其特征在于，形成该分散应力图案的步骤包括图案化该材料层，以形成至少一沟槽图案，该沟槽图案系将该外部标记包围起来。3.如权利要求2所述的形成叠合标记的方法，其特征在于，该外部标记为一沟渠式外部标记或是一凸起式外部标记。4.如权利要求1所述的形成叠合标记的方法，其特征在于，形成该分散应力图案的步骤包括图案化该材料层，以形成至少一凸起图案，其中该凸起图案系将该外部标记包围起来。5.如权利要求4所述的形成叠合标记的方法，其特征在于，该外部标记为一沟渠式外部标记或是一凸起式外部标记。6.如权利要求1所述的形成叠合标记的方法，其特征在于，形成该分散应力图案的步骤包括图案化该材料层，以形成至少一沟槽图案以及至少一凸起图案，其中该沟槽图案与该凸起图案系将该外部标记包围起来。7.如权利要求6所述的形成叠合标记的方法，其特征在于，该外部标记为一沟渠式外部标记或是一凸起...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜裕林，张庆裕，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：