[发明专利]一种耐高温金属对准标记及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种耐高温金属对准标记及其制备方法和应用，包括粘附金属层和主体金属层，粘附金属层粘附在晶圆上，主体金属层叠加在粘附金属层上；还包括保护层，保护层叠加在主体金属层上，保护层为惰性金属。本发明改善标记金属经高温工艺后的形貌，从而提高标记金属表面平整度以及边缘质量以提高光刻对准精度，提升器件的性能和成品率。

技术领域

本发明涉及半导体器件的加工领域，特别涉及一种耐高温金属对准标记及其制备方法和应用。

背景技术

随着半导体工艺的发展，半导体芯片的面积越来越小，芯片内的线宽也不断缩小，半导体工艺受到的挑战也越来越大，工艺的精度与工艺变异的控制也变得愈加重要。在半导体芯片制造过程中，光刻是非常核心的工艺之一，其通过涂胶、对准、曝光、显影等一系列步骤将掩模版上设计的图形转移到半导体晶圆（以下简称为“晶圆”）上，光刻工艺的质量直接影响到最终形成芯片的性能。

在光刻过程中，通常在半导体圆片上设置光刻对准标记，光刻对准标记包括光刻对位标记和光刻套刻对准标记。为将掩模图形精确转移到晶圆上，关键的步骤是实现掩模版与晶圆的精确对准，以满足对准精度的需求。当特征尺寸越来越小时，对其准精度要求也越来越高。因此，业内对提高光刻对准精度做了大量研究，但所制作的对准标记绝大部分基于常温或低温半导体工艺，而对高温（＞800℃）半导体工艺的特殊制程所使用的对准标记研究较少。

第三代半导体材料GaN由于具有大禁带宽度(3.4eV)、高电子饱和速率(2×10⁷cm/s)，高的击穿电场(1×10¹⁰～3×10¹⁰ V/cm)，较高热导率, 耐腐蚀和抗辐射性能，成为当前研究热点，具有广阔的应用前景。尤其是AlGaN/GaN异质结结构的HEMT(High electronmobility transistors)具有高频、高功率密度以及高工作温度的优点，是固态微波功率器件和功率电子器件的发展方向。

但由于其工艺的特殊性，在制作GaN器件的欧姆接触时需要经历高温过程，如常规Ti/Al/Ni/Au的金属体系的高温退火形成欧姆接触，所需退火温度＞800℃；或非合金欧姆金属工艺的Si离子注入后的高温激活工艺，所需激活温度＞900℃。高温工艺过程往往使对准标记金属表面变粗糙，降低光刻准精度，影响器件性能和成品率。

为此当前有报道采用蚀刻GaN 表面外延层来制备对准标记的方法，但该方法对蚀刻的深度要求较高，当蚀刻深度比较浅时，光刻机检测套刻标记的信号强度弱，对设备要求高；当蚀刻深度较深时，对准标记随着蚀刻深度的加厚而逐渐模糊，存在精度下降的问题，且蚀刻深度深对设备产能也是种浪费。如中国200610127868.3中揭示的一种电子束对准标记的制作方法及其应用，其采用TI/PT金属结构作为对准标记的金属结构，对衬底材料采用光刻方法进行光刻，在衬底材料最顶层的铝镓氮外延层形成电子束对准标记。有效解决了高温退火后对准标记金属形貌发生变化而导致电子束曝光机无法准确辨认对准标记的问题。但是，如图1所示，在实际器件制作过程中，传统耐高温金属表面容易出现多余物沾污，导致标记金属形貌粗糙，影响后续工艺套刻精度。

因此，本发明人对此做进一步研究，研发出一种耐高温金属对准标记及其制备方法和应用，本案由此产生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种耐高温金属对准标记及其制备方法和应用，改善标记金属经高温工艺后的形貌，从而提高标记金属表面平整度以及边缘质量以提高光刻对准精度，提升器件的性能和成品率。

为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：

一种耐高温金属对准标记，包括粘附金属层和主体金属层，粘附金属层粘附在晶圆上，主体金属层叠加在粘附金属层上；还包括保护层，保护层叠加在主体金属层上，保护层为惰性金属。

进一步，保护层为Ti、WTi、W、TiN、AlN、TaN、WN、WTiN、Mo中的一种。