半导体结构的制作方法

本实用新型涉及半导体技术领域，特别是涉及一种半导体结构。

背景技术：

在目前的IC生产中，经常会遇到需要利用厚介质层来满足产品要求。厚介质层对光刻标记存在非常致命的影响，厚度越厚，光刻标记形成的台阶差越小，无法实现光刻的正常对位。

请参考图1-图3，示出了一种介质层对位方法。包括如下步骤：

如图1所示，在硅片1正面2应用对偏精度非常高曝光设备，预留两个对称的对位标记3；

如图2所示，通过双面曝光机使用正面2的对位标记3，进行背面曝光，并通过深槽刻蚀的方法，在背面4预留双面曝光机使用的辅助标记5；

如图3所示，应用所述背面4的辅助标记5进行正面2图形曝光，实现厚介质层曝光，由此通过多层光刻层的叠加来完成介质层的对位。

由于双面曝光机台对偏能力限制(对偏最小控制极限量控制在1.5μm)，无法满足现在制品更加精细化的对偏要求。

另外，采用双面曝光机还容易对硅片产生划伤，容易引起报废。

于是，如何改善上述缺陷，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种半导体结构，改善厚介质层对位问题，并减少硅片受损。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种半导体结构，包括：

前端结构，所述前端结构具有前端标记；

位于所述前端结构上的介质层；

位于所述介质层中的通孔，所述通孔暴露出所述前端标记。

可选的，对于所述的半导体结构，所述介质层的厚度大于等于20μm。

可选的，对于所述的半导体结构，所述前端结构为衬底、外延层、氧化硅层、氮化硅层、碳层或金属层中的一种。

可选的，对于所述的半导体结构，所述介质层为外延层、氧化硅层、氮化硅层、碳层或金属层中不同于所述前端结构的另一种。

可选的，对于所述的半导体结构，所述通孔与所述前端标记的数量相同且一一对应。

可选的，对于所述的半导体结构，所述通孔与所述前端标记图形形状匹配。

可选的，对于所述的半导体结构，所述通孔的形状为矩形，所述前端标记具有一外接矩形，所述通孔与所述外接矩形中心重叠且包围所述外接矩形。

可选的，对于所述的半导体结构，所述通孔各边到所述中心距离为D，其中D＝D0+C，D0为所述外接矩形的边到所述中心的距离，C为一表示距离的常数。

可选的，对于所述的半导体结构，C≤50μm。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种半导体结构，包括前端结构，所述前端结构具有前端标记；位于所述前端结构上的介质层；位于所述介质层中的通孔，所述通孔暴露出所述前端标记。由此对厚介质层露出前端标记，实现正常光刻对位，改善现有多次曝光的转移方式带来的对偏问题，消除厚介质层无法对位问题，并且规避了双面曝光，有效防止对硅片的刮擦划伤，确保了较佳的对准质量，有利于后续膜层的对准。

附图说明

图1-图3示出了一种介质层对位方法中的结构示意图；

图4为本实用新型介质层对位方法的流程图；

图5为本实用新型一实施例中提供前端结构的示意图；

图6为本实用新型一实施例中在前端结构上布置前端标记的示意图；

图7为本实用新型一实施例中在前端结构上形成介质层的示意图；

图8为本实用新型一实施例中在介质层上涂覆光刻胶并开口的示意图；

图9为本实用新型一实施例中对一片硅片进行曝光时的示意图；

图10为本实用新型一实施例中一个曝光单元的示意图；

图11为本实用新型一实施例中刻蚀介质层形成通孔的示意图；

图12为本实用新型一实施例中获得的半导体结构的示意图；

图13为本实用新型一实施例中通孔和前端标记的俯视示意图；

图14为本实用新型另一实施例中通孔和前端标记的俯视示意图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本实用新型的介质层对位方法及半导体结构进行更详细的描述，其中表示了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型，而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书，本实用新型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、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

本实用新型提供一种介质层对位方法，包括：

步骤S11，提供前端结构，所述前端结构具有前端标记；

步骤S12，在所述前端结构上形成介质层；

步骤S13，在所述介质层上涂覆光刻胶，并在光刻胶中形成开口，暴露出所述介质层，所述开口包围所述前端标记；

步骤S14，自所述开口刻蚀所述介质层形成通孔，所述通孔暴露出所述前端标记。

由此对厚介质层通过正常的光刻外加深槽刻蚀方法露出前端标记，实现正常光刻对位，消除厚介质层无法对位问题，改善现有多次曝光的转移方式带来的对偏问题。

下面结合图4-图14对本实施例的介质层对位方法及半导体结构进行详细介绍。

如图5所示，对于步骤S11，提供前端结构10，所述前端结构10具有前端标记11。所述前端结构10例如可以是衬底，例如硅衬底等，或者是外延层、或者是氧化硅层、氮化硅层、碳层、甚至金属层等任意结构，通常可以是形成在硅片上。所述前端标记11位于所述前端结构10上表面，用于之后的对准，依据具体曝光机台的不同，可以设置多个前端标记11，例如是2个、3个、6个、8个等。所述前端标记11的形状本实用新型并不做限定，下文中涉及到的前端标记11仅作为示意性的例子。

在一个实施例中，例如考虑到深槽刻蚀(即本实用新型中之后的形成通孔)后，为了改善涂胶均匀性，所述前端标记11尽量放置在硅片边缘位置。

如图6所示，以光刻过程采用Nikon曝光机进行操作为例，所述前端标记11可以设置包括硅片整体非对称标记(Wafer Global Asymmetric，WGA)、激光步对准标记(Laser Step Alignment，LSA)和场图像对准标记(Field Image Alignment，FIA)在内，含有这种前端标记11的场总共放置大于等于5个，例如在进行对准时，先选取3或2个此类场借助WGA标记进行粗对准，再选择含有这种前端标记11的场5个及以上借助LSA和FIA标记进行精对准，而实现曝光。可以理解的是，所述前端标记11放置位置满足曝光机台标记放置要求。为了有助于后续开口和通孔的形成，可以使得所述前端标记11与后续开口边界距离之间满足30μm以上的间距。如图6中的每个矩形块30用以辅助完成所述前端标记11的放置，例如，上下相邻两个矩形块30可以限定一个曝光单元。此外，矩形块30并不存在在所述前端结构上，仅作为程序辅助作用。

如图7所示，对于步骤S12，在所述前端结构10上形成介质层12。在一个实施例中，所述介质层12的厚度H大于等于20μm，对于需求厚介质层12的产品而言，当介质层12大于等于20μm时，介质层12对标记覆盖性严重，曝光机台无法分辨标记信号，如背景技术中所记载，可能无法实现光刻的正常对位，本实用新型正是针对这一较厚的介质层12提出的方法。所述介质层12覆盖在所述前端标记11上。所述介质层12例如可以是外延层，或者是氧化硅层、氮化硅层、碳层、甚至金属层等，然而为了后续形成通孔，所述介质层12的选择需要与所述前端结构材质的选择不同为佳，从而通过不同的刻蚀选择比，以利于刻蚀。

如图8所示，对于步骤S13，在所述介质层12上涂覆光刻胶13，并在光刻胶13中形成开口131，暴露出所述介质层12，所述开口131包围所述前端标记11，即，所述开口131正对所述前端标记11，且其平行于前端结构10表面方向的宽度(横截面宽度)大于前端标记11平行于前端结构10表面方向的尺寸。所述开口用于对介质层12进行刻蚀形成通孔121(将在如图11所示的步骤S14中描述)，考虑到最终通孔121形成之后的台阶位置(即通孔侧壁和底壁处)可能会对前端标记11产生信号影响，因此使得所述开口131相比于前端标记11留有余量。

具体的，本步骤S13可以为采用曝光机台的自对准进行曝光(即盲曝)然后显影形成开口131，由此可以使得所述开口131包围所述前端标记11。

请参考图9，在进行一个硅片100的曝光中，所述硅片100可以有着多个曝光单元(shot)20，例如可以针对图6中布置的前端标记11所在的曝光单元20(如图9所示)进行曝光。可以理解的是，根据采用的曝光工艺不同，可以采用相对应的曝光参数设定，完成对覆盖前端标记11处的光刻胶的曝光。

请参考图10，其示出了一个曝光单元20，所述曝光单元20包括一副场22和一主场21，所述开口131形成于所述副场22中，所述曝光单元20其余位置皆被光刻胶覆盖。

如图11所示，对于步骤S14，自所述开口刻蚀所述介质层12形成通孔121，所述通孔121暴露出所述前端标记11。即以所述光刻胶13为掩膜，通过光刻胶13与所述介质层12的不同的刻蚀选择比以刻蚀出所述通孔121在纵方向的图形，完成对所述介质层12的刻蚀，例如可以采用湿法刻蚀来完成。

进一步的，去除所述光刻胶，如图12所示。

具体的，在一个实施例中，所述通孔121与所述前端标记11的数量相同且一一对应，所述通孔121与所述前端标记11图形形状匹配。如图13所示，所述通孔121的形状为矩形。所述前端标记11为十字形，所述前端标记11具有一外接矩形111，所述通孔121与所述外接矩形111中心重叠且包围所述外接矩形111。在一个实施例中，考虑到为了防止通孔121边界可能影响曝光机台扫描所述前端标记11，记所述通孔121各边到所述中心距离为D，其中D＝D0+C，D0为所述外接矩形111的边到所述中心的距离，C为一表示距离的常数，C≤50μm，这一数据范围可以将通孔121边界对曝光机台的影响规避掉，而过大则不利于小型化生产。在一个实施例中，例如C＝20μm，C＝30μm等，可以依据实际需求，设定C的大小。可以理解的是，对于非正方形的情况，指的是每个外接矩形111的边和与其相对应的通孔121的边各自到所述中心的距离满足上述D＝D0+C。由于通孔121的面积大，能够完全的暴露出所述前端标记11，因此有助于进行后续的对准。

可以理解的是，通常前端标记11的形状都是接近于或者可以延展为矩形，因此使得所述通孔121成为矩形状能够最大程度的暴露出前端标记11。当然，这并不能够成为通孔121形状的限制，例如圆形甚至三角形也是可以接受的，只需要能够将前端标记11完全暴露出来。

请参考图14，示出了其他形状的前端标记11的情况。例如这里的前端标记11包括3部分，作为示例，这3部分是矩形，当然每部分都可以是其他形状，则以这3部分为基准，可以获得一外接矩形111，为了便于识别，标记中心为O。介质层12中形成有通孔121，所述通孔121与所述外接矩形111中心O重叠且包围所述外接矩形111。在一个实施例中，考虑到为了防止通孔121边界可能影响曝光机台扫描所述前端标记11，记所述通孔121各边到所述中心O距离为D，其中D＝D0+C，D0为所述外接矩形111的边到所述中心O的距离，C为一表示距离的常数，C≤50μm，这一数据范围可以将通孔121边界对曝光机台的影响规避掉，而过大则不利于小型化生产。在一个实施例中，例如C＝20μm，C＝30μm等，可以依据实际需求，设定C的大小。同样的，对于非正方形的情况，指的是每个外接矩形111的边和与其相对应的通孔121的边各自到所述中心的距离满足上述D＝D0+C。

上文以采用Nikon曝光机为例进行了本实用新型的描述，可以理解的是，本实用新型的方法可以应用在其他曝光机台中，例如扫描式(scan)设备，以及步进式(step)设备中。即都是“先在前端结构上布置所需的前端标记，然后进行介质层(例如厚度≥20μm)的形成，覆盖前端标记，再通过光刻工艺形成图案化的光刻胶，所述前端标记位于光刻胶的开口下方，然后以光刻胶开口进行刻蚀介质层，暴露出前端标记”这样的过程。针对不同的曝光机台，只需要适应性的调整所述前端标记11的具体对象和数量即可，本领域技术人员在阅读本实用新型后，自能够灵活的采用不同的曝光机台进行操作。

请继续参考图12和图13，本实用新型获得的一种半导体结构，包括：

前端结构10，所述前端结构10具有前端标记11；

位于所述前端结构10上的介质层12，所述介质层12的厚度H大于等于20μm；

位于所述介质层12中的通孔121，所述通孔121暴露出所述前端标记11。

其中，在一个实施例中，所述通孔121与所述前端标记11的数量相同且一一对应，所述通孔121与所述前端标记11图形形状匹配。例如，所述通孔121的形状为矩形，所述前端标记11位十字形，所述前端标记11具有一外接矩形111，所述通孔121与所述外接矩形111中心重叠且包围所述外接矩形111。在一个实施例中，考虑到为了防止通孔121边界可能影响曝光机台扫描所述前端标记11，记所述通孔121各边到所述中心距离为D，其中D＝D0+C，D0为所述外接矩形111的边到所述中心的距离，C为一表示距离的常数，C≤50μm，这一数据范围可以将通孔121边界对曝光机台的影响规避掉，而过大则不利于小型化生产。在一个实施例中，例如C＝20μm，C＝30μm等，可以依据实际需求，设定C的大小。可以理解的是，对于非正方形的情况，指的是每个外接矩形111的边和与其相对应的通孔121的边各自到所述中心的距离满足上述D＝D0+C。由于通孔121的面积大，能够完全的暴露出所述前端标记11，因此有助于进行后续的对准。

可以理解的是，通常前端标记11的形状都是接近于或者可以延展为矩形，因此使得所述通孔121成为矩形状能够最大程度的暴露出前端标记11。当然，这并不能够成为通孔121形状的限制，例如圆形甚至三角形也是可以接受的，只需要能够将前端标记11完全暴露出来。

与现有技术相比，本实用新型对厚介质层通过正常的光刻外加深槽刻蚀方法露出前端标记，实现正常光刻对位，改善现有多次曝光的转移方式带来的对偏问题，消除厚介质层无法对位问题，并且规避了双面曝光，有效防止对硅片的刮擦划伤。由这一方法获得的半导体结构，有着较佳的对准质量，有利于后续膜层的对准。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。