[发明专利]对准标记及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对准标记及其制造方法，特别是涉及一种用于第一层金属互连结构的微影工艺的对准标记及其制造方法。

背景技术

在半导体元件的制造过程中，随着元件日趋微小，光罩图案也随之微小，因此在微影（photolithography）工艺中，为了使光罩图案能精确的转移到硅片上，通常需要在硅片上形成数个对准标记（alignment mark）以供光罩（mark）对准，从而使得光罩图案能精确地复制到硅片上的所需位置。

在半导体元件的制造过程中，硅片表面常常会形成台阶、沟槽，所述台阶、沟槽在硅片上仿佛是一个标记，可以利用这样的标记来作为光刻制程中的对准标记。评价对准标记的好坏有两个重要标准：其一、对准标记在工艺制程中具有稳定而良好的标记形貌；其二、利用对准标记进行对准时能够探测到较强的信号。

图4是现有一种对准标记的结构示意图，该对准标记的制造方法如图1至图4所示，首先，如图1所示，提供半导体衬底1，半导体衬底1上形成有层间介质层（ILD）5，接着，在层间介质层5内形成接触孔2，接触孔2定义了局部互连金属的路径形式，在层间介质层5内形成接触孔2的同时，在层间介质层5内形成沟槽3，接触孔2的宽度W₁较小（一般为0.1微米至1微米），沟槽3的宽度W₂较大（一般为1.2微米至10微米），沟槽3的深度与接触孔2的深度相等。

如图2所示，在层间介质层5、沟槽3及接触孔2上形成第一金属层7，第一金属层7的材料为钨。形成第一金属层7时，第一金属层7在半导体衬底1上各个位置处的厚度是均匀的，由于第一金属层7厚度与接触孔2宽度之间的关系（接触孔2的宽度较小），第一金属层7会将接触孔2填满，由于第一金属层7厚度与沟槽3宽度之间的关系（沟槽3的宽度较大），第一金属层7会覆盖在沟槽3的侧壁及底壁上，但第一金属层7未将沟槽3填满，因而第一金属层7的表面在对应沟槽3的位置会形成凹坑8，但是，凹坑8的深度较小。

如图3所示，利用化学机械研磨（CMP）工艺去除层间介质层5表面的第一金属层，化学机械研磨之后，填充在沟槽3内的第一金属层71的表面形成有凹坑81，凹坑81可以表征接触孔2在半导体衬底1上的位置。结合图2所示，由于凹坑8的深度较小，化学机械研磨之后形成的凹坑81深度更小。

如图4所示，在层间介质层5及第一金属层71上形成第二金属层9，第二金属层9的材料为铝。由于第一金属层71的表面在对应沟槽3的位置形成有凹坑81，因此，形成第二金属层9之后，由于第二金属层9在半导体衬底1上各个位置处的厚度是均匀的，由于第二金属层9厚度与凹坑81宽度之间的关系，第二金属层9的表面在对应凹坑81的位置形成有凹坑91，凹坑91可以表征凹坑81的位置，而凹坑81可以表征接触孔2在半导体衬底1上的位置，所以，凹坑91也可以用来表征接触孔2在半导体衬底1上的位置。由于铝是不透明的金属，在后续形成第一层金属互连结构的微影工艺中，为了使光罩图案能精确的转移到半导体衬底1上，以实现与接触孔2的对准，可以将凹坑91作为对准标记。半导体衬底1上形成有多个沟槽3，因此，第二金属层9的表面也形成有多个与沟槽3位置对应的凹坑91，可以选择其中一个或多个凹坑91作为对准标记。

但是，由于凹坑81的深度较小，第二金属层9的表面在对应凹坑81的位置处形成的凹坑91深度也随之很小，导致在后续微影工艺中很难获取硅片上的对准标记，产生对准精度下降或无法对准的问题。

更多的关于对准标记及其制造方法知识可以参照于2009年2月25日公开的公开号为CN101373757A的中国专利。

发明内容

本发明的目的是提供一种对准标记及其制造方法，以解决现有对准标记获取困难、对准精度下降或无法对准的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种对准标记，所述对准标记形成在半导体衬底上，所述半导体衬底上形成有用于隔离相邻两个有源区的隔离结构，所述半导体衬底及隔离结构上形成有层间介质层，所述层间介质层内形成有接触孔且在对应所述隔离结构的位置形成有第一沟槽，所述第一沟槽的宽度大于所述接触孔的宽度但小于所述隔离结构的宽度，且所述第一沟槽的底壁位于所述隔离结构表面下方，所述层间介质层、接触孔及第一沟槽上形成有金属层，所述金属层将所述接触孔填满，且所述金属层的表面在对应所述第一沟槽的位置形成有第一凹坑，所述第一凹坑作为所述对准标记。