形成对准标记的方法与流程

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种形成对准标记的方法。

背景技术：

cmos是组成数字电路的一部分，微机电系统(mems)是将微电子技术与机械工程融合到一起的一种工业技术，它的操作范围在微米范围内，现如今，利用feni的各向异性磁阻(amr)效应制造的微机电系统(amrmems)有灵敏度高，热稳定性好，材料成本低，制备工艺简单，已经得到了广泛的应用，现如今可能mems和cmos会结合，因此涉及到mems和cmos的互连，而互连就需要有对准标记作为辅助。

现有技术中，有两种方法形成mems和cmos互连的对准标记，第一种方法是，cmos自身分为多层，每一层都有对准标记，如果在cmos的平面上形成mems器件，且mems器件需要和cmos对准，就需要额外新增一层通孔和一层金属与自身的对准标记相连，并同时在新增金属层形成mems对准标记。第二种方法是，直接打开cmos表面，露出cmos原有的自身的对准标记，mems将以这个对准标记作为参照实现自身的器件与cmos顶层金属的互连。

但是，现有技术的第一种方法中，需要额外新增一层通孔和一层金属，并同时形成后续层次的对准标记，第二种方法中需要新增一不刻蚀层次，打开cmos的对准标记，而这种两种方法都需要额外的工艺形成mems和cmos互连对准标记，浪费成本和时间。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种形成对准标记的方法，不需要额外的工艺形成mems和cmos互连对准标记，节省成本和时间。

为了达到上述目的，本发明提供了一种形成对准标记的方法，包括：

提供一衬底；

在所述衬底上形成第一金属层，刻蚀所述第一金属层形成图案化的第一金属层，所述图案化的第一金属层包括第一对准区和第二对准区，所述第一对准区包括多个第一金属连接柱，所述第二对准区包括至少一个第二金属连接柱；

在所述图案化的第一金属层上形成第一氧化物层，刻蚀所述第一氧化物层形成图案化的氧化物层，所述图案化的氧化层包括去除第一对准区内所述第一金属连接柱间隔的第一氧化物层，在所述第一金属连接柱上的第一氧化物连接柱，以及覆盖第二对准区第一氧化物层，刻蚀覆盖第二对准区的第一氧化物层暴露出第二金属连接柱，形成多个第一通孔；

在所述图案化的氧化物层上形成第二金属层，刻蚀所述第二金属层形成图案化的第二金属层，所述图案化的第二金属层包括去除第一氧化物连接柱间隔的第二金属层，在第一氧化物连接柱上形成的第三金属连接柱，以及去除覆盖第二对准区第一氧化物层之上的部分第二金属层，保留与第二对准区的第二金属连接柱对应位置的第四金属连接柱，所述第三金属连接柱的上表面到第一对准区的图案化的氧化物层的表面的距离与相邻的所述第三金属连接柱之间的间距的比例小于1:1；

在所述图案化的第二金属层、第三金属连接柱和第四金属连接柱上形成第二氧化物层，在与第三金属连接柱间隔区对应位置的第二氧化物层上形成凹槽作为器件对准标记；

刻蚀所述第二氧化层以暴露出所述第四金属连接柱，形成第二通孔，以作为器件互连的通孔。

可选的，在所述的形成对准标记的方法中，所述衬底为cmos器件，所述cmos器件内含有接触孔，所述第一金属连接柱位于所述接触孔上。

可选的，在所述的形成对准标记的方法中，所述第一对准区的图案化的氧化物层的厚度小于所述第一金属连接柱的高度。

可选的，在所述的形成对准标记的方法中，所述第一金属连接柱、所述第一氧化物连接柱和所述第三金属连接柱的形状和宽度均相同。

可选的，在所述的形成对准标记的方法中，所述第二对准区的图案化的氧化物层的高度与所述第一金属连接柱和所述第二氧化物连接柱的高度之和相同。

可选的，在所述的形成对准标记的方法中，在形成多个第一通孔后，所述形成对准标记的方法还包括向所述第一通孔内填充金属。

可选的，在所述的形成对准标记的方法中，所述对准标记向下对应相邻的两个所述第三金属连接柱的中间位置。

可选的，在所述的形成对准标记的方法中，所述刻蚀方法都为干法刻蚀。

可选的，在所述的形成对准标记的方法中，所述第一金属层和所述第二金属层的材料包括铝。

可选的，在所述的形成对准标记的方法中，所述第一氧化层和所述第二氧化物层的材料包括氧化硅。

在本发明提供的形成对准标记的方法中，通过将整个衬底分为第一对准区和第二对准区，在第二对准区形成用于连接的接触孔的同时在第一对准区中形成多个第三金属连接柱，在衬底上和第三金属连接柱上形成第二氧化物层，第二氧化物层在第一对准区的第三金属连接柱之间形成孔洞，孔洞可以作为对准的标记，与现有技术的第一种方法相比，减少了额外新增一层通孔和一层金属制作标记的步骤，因此，减少了用来制作对准标记的金属层和金属接触孔层，与现有技术的第二种方法相比，本发明在形成mems和cmos互连层的同时形成对准标记，不需要打开cmos表面，露出cmos原有的自身的对准标记这一步骤，相对于现有技术方法一和相对于现有技术方法二，本申请可以节省较多的材料和时间。

附图说明

图1是本发明实施例形成对准标记的方法的流程图；

图2至图8是本发明实施例形成对准标记的方法的结构示意图；

图中：110-第一金属连接柱、111-第一金属连接柱、112-第二金属连接柱、120-图案化的氧化物层、121-第一对准区的图案化的氧化物层、122-第二对准区的图案化的氧化物层、130-第一氧化物连接柱、140-第一通孔、150-第二金属层、161-第三金属连接柱、162-第四金属连接柱、170-第二氧化物层、180-凹槽、190-第二通孔、200-mems器件。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

参照图1，本发明提供了一种形成对准标记的方法，包括：

s11：提供一衬底；

s12：在所述衬底上形成第一金属层，刻蚀所述第一金属层形成图案化的第一金属层，所述图案化的第一金属层包括第一对准区和第二对准区，所述第一对准区包括多个第一金属连接柱，所述第二对准区包括至少一个第二金属连接柱；

s13：在所述图案化的第一金属层上形成第一氧化物层，刻蚀所述第一氧化物层形成图案化的氧化物层，所述图案化的氧化层包括去除第一对准区内所述第一金属连接柱间隔的第一氧化物层，在所述第一金属连接柱上的第一氧化物连接柱，以及覆盖第二对准区第一氧化物层，刻蚀覆盖第二对准区的第一氧化物层暴露出第二金属连接柱，形成多个第一通孔；

s14：在所述图案化的氧化物层上形成第二金属层，刻蚀所述第二金属层形成图案化的第二金属层，所述图案化的第二金属层包括去除第一氧化物连接柱间隔的第二金属层，在第一氧化物连接柱上形成的第三金属连接柱，以及去除覆盖第二对准区第一氧化物层之上的部分第二金属层，保留与第二对准区的第二金属连接柱对应位置的第四金属连接柱，所述第三金属连接柱的上表面到第一对准区的图案化的氧化物层的表面的距离与相邻的所述第三金属连接柱之间的间距的比例小于1:1；

s15：在所述图案化的第二金属层、第三金属连接柱和第四金属连接柱上形成第二氧化物层，在与第三金属连接柱间隔区对应位置的第二氧化物层上形成凹槽作为器件对准标记；

s16：刻蚀所述第二氧化层以暴露出所述第四金属连接柱，形成第二通孔，以作为器件互连的通孔。

首先，请参照图2，提供一衬底，所述衬底是一个cmos器件，cmos器件内包含多个接触孔，在衬底上形成第一金属层，金属可以选铝，接着刻蚀第一金属层形成多个第一金属连接柱111和至少一个第二金属连接柱112，第一金属连接柱111和第二金属连接柱112将图案化的第一金属层分为第一对准区和第二对准区。本实施例中，位于左侧的3个第一金属连接柱111用于形成后续的用于cmos和mems对准的对准标记，这3个第一金属连接柱111形成于cmos的接触孔上。位于右侧的第二金属连接柱112用于后续的cmos和mems互连。

接着，请参照图3，在第一金属连接柱111、第二金属连接柱112和所述衬底上形成第一氧化物层，刻蚀第一氧化物层形成图案化的氧化物层120，去除第一对准区内的第一金属连接柱111间隔的部分第一氧化物层，形成位于第一金属连接柱111上的第一氧化物连接柱130，并且第一氧化物连接柱130和第一金属连接柱111的形状和宽度一致。同时，刻蚀第二对准区的第一氧化物层形成多个第一通孔140，并且向第一通孔140内填充金属，例如，填充铝。其中，图案化的氧化物层120包括：第一对准区的图案化的氧化物层121和第二对准区的图案化的氧化物层122。第一对准区的图案化的氧化物层121厚度低于第一金属连接柱111的厚度，所述第二对准区的图案化的氧化物层122的上表面与第一氧化物连接柱130的上表面对齐。

接着，请参照图4和图5，沉积第二金属层150，刻蚀第二金属层150，形成第三金属连接柱161和第四金属连接柱162，第三金属连接柱161与第一氧化物连接柱130对齐，并且形状和宽度与第一氧化物连接柱130一致，第四金属连接柱162位于第一通孔140上方与第二金属连接柱112对齐并且形状和宽度可以与第二金属连接柱112一致。整个工艺过程中，第三金属连接柱161的上表面到第一对准区的图案化的氧化物层121表面的距离与相邻的第三金属连接柱161之间的距离的比例小于1:1。上述比例关系可以从第一对准区的图案化的氧化物层121表面沉积氧化物并覆盖第三金属连接柱161，第三金属连接柱161的氧化物层会出现孔洞，这个孔洞可以作为对准标记。

接着，请参照图6，沉积第二氧化物层170，覆盖第三金属连接柱161、第四金属连接柱162和图案化的氧化物层120，第二氧化物层170的表面向下对应第三金属连接柱161的间隔区形成有多个孔洞，再经过化学机械研磨形成凹槽180，最终，整个第二氧化物层170表面会形成多个凹槽180，多个凹槽180可用于后续mems和cmos对准时的对准标记。相比于现有技术，本发明在制作mems和cmos互连层的同时，形成互连的对准标记，减少了额外形成对准标记的工艺，节省了时间和成本。

接着，请参照图7和图8，mems器件200是将要与cmos互连的mems器件的一部分，与第二氧化物层170表面贴合，以凹槽180作为对准标记。将第四金属连接柱162上的第二氧化物层170使用干法刻蚀挖开形成第二通孔190，从而实现cmos器件和mems器件的互连。

在本发明的实施例中，刻蚀方法都可以使用干法刻蚀，第一氧化物层和第二氧化物层都可以选择氧化硅，第一金属层和第二金属层都可以选择铝制作。

综上，在本发明实施例提供的形成对准标记的方法中，通过将整个衬底分为第一对准区和第二对准区，在第二对准区形成用于连接的接触孔的同时在第一对准区中形成多个第三金属连接柱，在衬底上和第三金属连接柱上形成第二氧化物层，第二氧化物层在第一对准区的第三金属连接柱之间形成孔洞，孔洞可以作为对准的标记，与现有技术的第一种方法相比，本申请可以减少现有技术中额外用于制作对准标记的锂金属层和锂金属接触孔，与现有技术的第二种方法相比，本发明在形成mems和cmos互连层的同时形成对准标记，不需要打开cmos表面，露出cmos原有的自身的对准标记这一步骤，因此，相对于现有技术方法一和相对于现有技术方法二，本申请可以节省较多的材料和时间。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。