【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体制造领域，具体涉及一种用于硅通孔tsv套刻标记。
技术介绍
1、随着半导体制程线宽的不断缩小，上下层之间的对准精度也越来越重要。在光刻工艺中，上下层之间的对准精度通常由光刻的套刻误差来表征。光刻套刻误差的减小经由光刻机对准系统、套刻误差测量系统和对准修正反馈系统三部分来实现。对准操作经光刻机的对准系统来实现，通过测定晶圆上基准层图形的位置并调整曝光系统，使当层曝光图形与晶圆上基准层图形精准重叠。套刻误差是经量测设备量测套刻标记中当层与基准层之间的位置偏差，来衡量对准精度的大小。对准修正反馈系统将位置偏差反馈至对准系统，进而实现套刻误差的减小。
2、在现有技术中，套刻标记有多种不同的设计，代表性的设计有盒中盒型（box inbox）如图1所示、条中条型（bar in bar）如图2所示，、先进图像量度型（advanced imagingmetrology，aim）如图3所示。这三种套刻标记均包含外圈的前层套刻标记和内圈的当层套刻标记，前层套刻标记形成于前层，可被定义为凹型的沟槽或开口，也可被定义为凸型的线或方块。当层套刻标记定义为当层的光刻胶层，可被定义为凹型的沟槽或开口，也可被定义为凸型的线或方块。通过量测前层套刻标记和当层套刻标记在x方向和y方向的距离来衡量对准精度的大小。
3、硅通孔（tsv）是2.5d和3d封装解决方案的关键实现技术，以贯穿硅基板的金属，将晶圆与晶圆之间、芯片与芯片之间垂直导通，实现硅片内部垂直电气互联，以及晶圆、芯片的堆叠。tsv工艺主要包括：（1）使用光刻胶对
4、由于传统套刻标记图形与标准tsv图形存在差异，包括图形类别以及特征尺寸，当传统的套刻标记应用在tsv层时会出现如下类型问题：
5、如图4所示，类型一：当tsv层套刻标记采用矩形结构，且所述矩形结构的短边边长w1远小于标准tsv的直径，即w1<<d时，如图2所示。经过tsv蚀刻工艺之后，所述矩形结构的蚀刻深度h1会远小于标准tsv的蚀刻深度h，即h1<<h，但所述矩形图形的蚀刻深宽比会大于标准tsv的蚀刻深宽比。需要指出的是，这会导致ti或ta阻挡层以及cu种子层的覆盖均匀性变差，特别是在tsv孔下端区域；不仅如此，还会导致在电镀cu过程中深孔上端处及早封口，带来孔洞。进一步地，所述孔洞会在真空热处理过程产生炸裂，带来缺陷影响。
6、如图5所示，类型二：当tsv层套刻标记采用矩形结构，且所述矩形结构的短边边长w2远大于标准tsv的直径，也即w2>>d时，如图3所示。经过tsv蚀刻工艺之后，所述矩形结构的蚀刻深度h2会远大于标准tsv蚀刻深度h，即h2>>h，但所述矩形图形的蚀刻深宽比会小于标准tsv的蚀刻深宽比。一方面，这会导致在电镀cu过程中无法完整填充tsv孔洞，残留缝隙，增加了后续制程中的缺陷风险。另一方面，这会在晶圆背面减薄过程中优先露铜，导致减薄工艺提前终止，最终减薄厚度不满足要求，标准tsv通孔无法露铜，进而无法实现器件之间的导通。
7、综上所述，现有的套刻标记应用于tsv层时存在诸多问题，并难以在工艺端解决。因此，有必要提供一种新的应用于tsv层的套刻标记，已解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术提出一种用于硅通孔tsv套刻标记。
2、本专利技术的技术方案：
3、一种用于硅通孔tsv套刻标记，所述套刻标记制造在半导体衬底上；所述套刻标记包括tsv前层和tsv当层两部分；
4、所述tsv前层为两条x向条状图形和两条y向条状图形，所述条状图形为设置在半导体衬底上的凹型沟槽；
5、所述tsv当层为标准tsv的内切或外切正多边形，所述正多边形为设置在半导体衬底上的光阻，所述正多边形具有两条x向边和两条y向边。
6、所述正多边形被条状图形包围。
7、两条x向条状图形和两条y向条状图形组成一个矩形。
8、所述矩形的中心与正多边形的中心重合。
9、所述半导体衬底为硅衬底。
10、所述套刻标记的制造：
11、s1：在半导体硅衬底上形成二氧化硅缓冲层；
12、s2：在二氧化硅缓冲层上形成光阻，利用tsv前层光罩对光阻进行曝光和显影，再经干法蚀刻，在半导体硅衬底上形成凹型沟槽，随后去除残留光阻；
13、s3：在二氧化硅缓冲层上形成光阻，利用tsv当层光罩对所述光阻进行曝光和显影。
14、所述套刻标记检测tsv当层与tsv前层之间的对准精度：
15、1）x方向对准精度检测：量测左侧y向条状图形的中线与正多边形的左侧y向边的距离x1，量测右侧y向条形图形的中线与正多边形的右侧y向边的距离x2，以x1-x2评估x方向上的对准精度；
16、2）y方向对准精度检测：量测上方x向条状图形的中线与正多边形的上方x向边的距离y1，量测下方x向条状图形的中线与正多边形的下方x向边的距离y2，以y1-y2评估y方向上的对准精度。
17、本专利技术的优点是，设计合理，构思巧妙，tsv当层的图形与标准tsv图形较为接近，可避免因图形和特征尺寸差异而带来的tsv孔深度和孔深宽比的负载效应（loadingeffect），故可避免tsv套刻标记带来的工艺问题。
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1.一种用于硅通孔TSV套刻标记，所述套刻标记制造在半导体衬底上；其特征在于，所述套刻标记包括TSV前层和TSV当层两部分；
2.根据权利要求1所述的一种用于硅通孔TSV套刻标记，其特征在于，所述正多边形被条状图形包围。
3.根据权利要求1所述的一种用于硅通孔TSV套刻标记，其特征在于，两条X向条状图形和两条Y向条状图形组成一个矩形。
4.根据权利要求3所述的一种用于硅通孔TSV套刻标记，其特征在于，所述矩形的中心与正多边形的中心重合。
5.根据权利要求1所述的一种用于硅通孔TSV套刻标记，其特征在于，所述半导体衬底为硅衬底。
6.根据权利要求1所述的一种用于硅通孔TSV套刻标记，其特征在于，所述套刻标记的制造：
7.根据权利要求1所述的一种用于硅通孔TSV套刻标记，其特征在于，所述套刻标记检测TSV当层与TSV前层之间的对准精度：
【技术特征摘要】
1.一种用于硅通孔tsv套刻标记，所述套刻标记制造在半导体衬底上；其特征在于，所述套刻标记包括tsv前层和tsv当层两部分；
2.根据权利要求1所述的一种用于硅通孔tsv套刻标记，其特征在于，所述正多边形被条状图形包围。
3.根据权利要求1所述的一种用于硅通孔tsv套刻标记，其特征在于，两条x向条状图形和两条y向条状图形组成一个矩形。
4.根据权利要求3所述的一种用于硅...
【专利技术属性】
技术研发人员：聂祥龙，宋一诺，曹红霞，
申请(专利权)人：上海兆方半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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