[发明专利]一种对位标记及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种对位标记及其制作方法。

背景技术

从20世纪60年代初到目前，光刻对准技术从最初的明场和暗场对准发展到如今的干涉全息或外差干涉全息对准技术和混合匹配及粗、精对准技术，对准精度由原来的微米级提高到纳米级，促进了集成电路的发展。我国《光刻对准技术研究进展))(2004年总第117期，第30到34页)回顾了光刻对准技术的发展功能，对各种对准方法的原理和特点进行了分析和评价，介绍了几种典型主流光刻对准系统结构形式。

随着集成电路的发展，能够在单片芯片上集成的电子元器件也越来越多，目前在单片芯片上可集成的器件总数已经超过10亿个。然而晶圆从晶圆厂生产出来的时候，其表面是不含有任何器件的纯净晶面。半导体生产厂商需要在裸晶的表面通过反复的镀膜和光刻工艺，最终形成一定功能的半导体器件。几乎每一步光刻工艺都涉及对位的过程。

所谓对位或对准过程，是指通过光刻设备上的机器识别或人眼识别衬底表面特殊的对位标记，从而使后道工艺和前道工艺具有位置上的重叠。对于晶圆来说，第一次光刻的对位标记需要根据需要制作在衬底表面。该头次光刻对位标记的好坏对半导体器件的整个制作过程都有着十分重要的影响：第一，它决定了后续所有器件的位置精确度；第二，它也标识了晶圆表面的晶格排列方向。对于第二点的重要性在于，晶圆从晶柱被切割成晶片的时候，往往都需要依据后续的用途决定晶圆的切割方向，比如<100>晶向的晶圆用来制造MOS器件和电路，而<111>晶向的晶圆用来制造双极型器件和电路。砷化镓晶体只能沿<100>晶面切割。因而在不同晶向的晶圆上，头次光刻的对位标记也需要具有标识该晶圆晶向的功能。

一种现有的制作头次光刻对位标记的方法是，依据晶圆出厂时的平边，将晶圆定位在光刻设备中，通过光刻刻蚀出需要的对位标记。虽然现在ASML,NIKON,CANON等公司的新型光刻机都内置了高精度的光学对平边机构，由光刻机引入的对位误差已经很小，但受限于工艺水平，晶圆厂生产的晶圆的晶向无法保证绝对精确，同时，晶圆上平边所指示的晶向与实际晶向通常也有误差。以上各种误差叠加，导致直接依据晶圆平边对位制作出的对位标记图形与实际晶向间的夹角较大。

因此，有必要提出一种新的对位标记制作方法，使得现有技术中的问题得到解决。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种对位标记及其制作方法，该对位标记中的主要识别线严格准直于一特定晶向，并且不受制作工艺的影响，使该对位标记确保第一光刻的对位精确度。

根据本发明的目的提出的一种对位标记，形成于一具有衬底取向的晶圆衬底上，所述对位标记包括第一V型槽和第二V型槽，该第一V型槽和第二V型槽的槽脊线互相垂直，所述该第一V型槽的两个第一槽面和所述第二V型槽的两个第二槽面具有同一晶面族的表面取向，且该表面取向不同于所述衬底取向，其中两个第一槽面所夹形成的槽脊线严格准直于衬底晶向。

优选的，所述衬底取向为（100）。

优选的，所述两个第一槽面和两个第二槽面的表面取向为{111}面。

优选的，所述第一V型槽的槽脊线和第二V型槽的槽脊线直线相交，形成十字形。

优选的，第一V型槽的槽脊线和第二V型槽的槽脊线形成错位相交。

同时本发明提出了上述对位标记的制作方法，该方法包括步骤：

提供一具有衬底取向的晶圆衬底，在该衬底上制作一层掩模层；

在所述掩模层上刻蚀出对位标记的表面图形，在所述对位标记的表面图形所对应的区域暴露出衬底；

对所述掩模层暴露出来的衬底区域进行一各向异性刻蚀步骤，依据掩模层上的对位标记表面图形，在衬底上得到对位标记。

优选的，所述掩模层包括光致抗蚀剂、介电材料、介电材料的叠层、介电和半导体材料的叠层，或介电材料和光致抗蚀剂的叠层。

优选的，所述掩模层上的对位标记的表面图形为中空十字形。

优选的，所述各向异性刻蚀为湿法刻蚀工艺或反应离子刻蚀工艺。

优选的，所述湿法刻蚀工艺中的刻蚀液为氢氧化钾溶液或四甲基安羟化物溶液。