[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

本发明提供了一种半导体器件及其制造方法，所述半导体器件的制造方法包括：在切割道区的第一沟槽上的光刻胶层中形成第一开口，且在器件区上的光刻胶层中形成第二开口，第一开口的底部保留部分厚度的光刻胶层，第二开口暴露出器件区的器件晶圆的顶表面；以及，执行刻蚀工艺，以去除第一开口的底部保留的光刻胶层，并在第一开口的底部的器件晶圆中形成第二沟槽，在第二开口的底部的器件晶圆中形成第三沟槽，第二沟槽的深度小于第三沟槽的深度。本发明的技术方案使得切割道区的用于制作对准标记的第二沟槽的深度与器件区的用于制作器件结构的第三沟槽的深度不同步，实现了对对准标记的深度的精确控制，确保对准标记的质量，提高晶圆的良率。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别涉及一种半导体器件及其制造方法。

背景技术

在半导体的制造工艺中，会在切割道区制作对准标记，以用于量测需要以及光刻等工艺的对准。其中，传统的方法是会在晶圆的器件区上制造器件结构的图案的同时，在切割道区制作对准标记的图案，切割道区上的对准标记的图案和器件区上的器件结构的图案具有相同的膜层结构，区别在于对准标记的图案都是标准尺寸的图形，而器件结构的图案存在各种尺寸和形状，导致器件结构的图案和对准标记的图案同时制作会使得制作的对准标记存在缺陷，无法满足对准要求，导致晶圆的功能失效。

以至少两片晶圆键合形成的晶圆键合结构为例，晶圆键合结构需要在各片晶圆之间实现电信号的互通，也就意味着需要穿透十几甚至几十微米厚的硅来制作沟槽、通孔等结构，同时在结构中填充相应的金属材料实现电流的传输。参阅图1，从图1中可以看出，器件晶圆11和承载晶圆12通过键合层13进行键合，在器件晶圆11的切割道区A1形成有标准尺寸的对准标记的图案(即沟槽111)，由于切割道区A1的宽度的限制以及对准工艺的要求，沟槽111的宽度固定，不可调整；在器件晶圆11的器件区A2形成有各种器件结构的图案，例如用于制作硅通孔结构的通孔112以及用于制作深沟槽隔离结构的深沟槽113，通孔112以及深沟槽113的宽度和深度均不同，通孔112贯穿器件晶圆11和键合层13，深沟槽113贯穿器件晶圆11，通孔112和深沟槽113的宽度可在设计端进行调整。其中，若在制作通孔112或制作深沟槽113时制作对准标记的图案(即沟槽111)，由于通孔112和深沟槽113的深度很深，使得沟槽111的深度也很深，可以在设计端调整通孔112和深沟槽113的宽度增大以减小深宽比，进而避免导致后续填充通孔112和深沟槽113的工艺出现异常；而沟槽111的宽度不可调整而导致深宽比很大，进而导致在沟槽111中制作对准标记的过程中会存在很多异常。参阅图2a～图2c，图2a是俯视示意图，图2b～图2c是纵向剖视示意图，从图2b中可看出，在向沟槽111中填充金属材料时，无法完全填充，若填充金属铜或铝，沟槽111中的底部会形成空洞B1；若填充金属钨，仅能填充在沟槽111的侧壁上，沟槽111的中间会形成一通孔B2；从图2c中可看出，沟槽111的底部有光刻胶B3残留；另外，还会存在光刻胶涂覆不均匀的情况，导致形成的沟槽111的形貌不标准；并且，若沟槽111的深度和通孔112的深度相同，会导致器件晶圆11的功能失效。

因此，如何优化切割道区的对准标记的制作工艺，确保对准标记的质量，进而提高晶圆的良率是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体器件及其制造方法，使得切割道区的用于制作对准标记的第二沟槽的深度与器件区的用于制作器件结构的第三沟槽的深度不同步，实现了对切割道区的对准标记的深度的精确控制，确保对准标记的质量，提高晶圆的良率。

为实现上述目的，本发明提供了一种半导体器件的制造方法，包括：

提供一器件晶圆，包括多个器件区以及位于所述器件区之间的切割道区；

形成第一沟槽于所述切割道区中；

填充光刻胶层于所述第一沟槽中，且所述光刻胶层覆盖所述器件晶圆；