[发明专利]量测对准标记结构及晶圆结构、厚度量测方法

说明书

本发明公开了一种量测对准标记结构及晶圆结构、厚度量测方法。所述量测对准标记结构用于化学机械研磨制程的厚度量测对准，包括：一第一标记区，所述第一标记区包括至少一第一对准图案，所述第一对准图案的线条宽度大于或等于预设阈值，以用于量测机台识别对准。本发明通过改进量测对准标记结构，采用线条宽度较宽的对准图案，使得量测机台能够很容易找到对准图案，提高化学机械研磨后量测机台的对准成功率，可增加量测机台的可靠度，从而避免在线收集的薄膜厚度量测结果出现失真，维持生产线的正常运转，进而达到提高产能的功效。

技术领域

本发明涉及集成电路制造技术领域，尤其涉及一种量测对准标记结构及晶圆结构、厚度量测方法。

背景技术

在半导体技术中，化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing，简称CMP)是目前超大规模集成电路阶段中用于晶圆表面平坦化的重要工艺手段。高平整度的晶圆形貌会大大降低后续工艺难度，可提高后续工艺的精准度、稳定性等。

在集成电路的制程中，存在将光罩上设计的图案转移至芯片的预先沉积的薄膜上的步骤。该步骤实际上又包含上光阻、曝光和显影三道步骤。集成电路由多层图案所组成，理论上是要求每层间都能精确对准。为了便利各层的对准，在光罩设计时在图案的切割道上都留有重叠对准记号。

对于多晶硅(Poly)化学机械研磨制程来说，由于多晶硅薄膜在深紫外光(DeepUltraviolet，简称DUV)波段的消光系数很高，透光率低，相比透光率较高的二氧化硅薄膜(SiO2 film)化学机械研磨制程，多晶硅化学机械研磨在前值量测时对准图案已经较模糊，易造成对准失败。而在多晶硅化学机械研磨之后，由于多晶硅薄膜表面的粗糙度发生改变，会造成对准图案完全无法识别。最终的结果就是，多晶硅化学机械研磨后量测机台的对准失败率成倍增加，导致在线收集(inline)的薄膜厚度量测结果出现失真，严重影响生产线的正常运转。

因此，如何降低多晶硅化学机械研磨后的对准失败率，维持生产线的正常运转，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种量测对准标记结构及晶圆结构、厚度量测方法，以降低多晶硅化学机械研磨后的对准失败率，提高量测机台的可靠度及准确度。

为解决上述问题，本发明一实施例提供了一种量测对准标记结构，用于化学机械研磨制程的厚度量测对准，包括：一第一标记区，所述第一标记区包括至少一第一对准图案，所述第一对准图案的线条宽度大于或等于预设阈值，以用于量测机台识别对准。

在一些实施例中，所述线条宽度的取值范围为3um至5um。

在一些实施例中，所述第一对准图案为十字形图案，所述十字形图案的线条宽度约为4um。

在一些实施例中，所述第一标记区包括多个第一对准图案，相邻两所述第一对准图案对称设置，且相邻两所述第一对准图案之间的间隙宽度大于所述第一对准图案的线条宽度，所述第一对准图案的图形长度及图形高度均大于所述间隙宽度。

在一些实施例中，所述量测对准标记结构还包括围绕所述第一标记区设置的一第二标记区，所述第二标记区包括至少一第二对准图案；其中，所述第一对准图案与所述第二对准图案的线条宽度基本相同、图案不相同。

在一些实施例中，所述第二对准图案为环形图案，所述环形图案的线条宽度约为4um；其中，所述环形图案选自矩形、圆形、椭圆形的任意其中之一。

在一些实施例中，每一所述第一对准图案与至少一所述第二对准图案相邻设置。

在一些实施例中，与所述第一标记区的每一顶点相对应处设置一所述第二对准图案。

为解决上述问题，本发明一实施例还提供了一种晶圆结构，包括：一晶圆，所述晶圆的切割道内设置有至少一如本发明所述的量测对准标记结构；以及一薄膜层，形成于所述晶圆上，并覆盖所述量测对准标记结构。