一种形成光刻对准标记的方法和半导体器件技术

一种形成光刻对准标记的方法和半导体器件，该方法包括：提供半导体衬底，半导体衬底包括对准标记区和有效器件区；执行第一光刻工艺，在半导体衬底的对准标记区中形成栅极沟槽；在栅极沟槽中形成栅极结构；形成覆盖半导体衬底和栅极结构的层间介质层；执行第二光刻工艺，在层间介质层中形成连接栅极结构的接触孔；形成填充接触孔的接触孔金属层，接触孔金属层表面形成有位于接触孔上方的第一凹槽；沉积覆盖接触孔金属层的顶部金属层，顶部金属层表面形成有位于第一凹槽上方的第二凹槽；以第二凹槽作为光刻对准标记，对顶部金属层执行第三光刻工艺。本发明专利技术能够在顶部金属层中产生深度足够识别的凹槽作为光刻对准标记，提高套刻精度。精度。精度。

【技术实现步骤摘要】
一种形成光刻对准标记的方法和半导体器件


[0001]本专利技术涉及半导体
，具体而言涉及一种形成光刻对准标记的方法和半导体器件。

技术介绍

[0002]在半导体光刻过程中，套刻精度(Overlay Accuracy)是衡量光刻工艺的关键参数之一。套刻精度是指前后两道光刻工序之间彼此图形的对准精度，如果对准的偏差过大，就会直接影响产品的良率。
[0003]目前，通常利用识别对准标记(Alignment Mark)的方式来确保套刻精度。在光罩(Mask)的设计过程中需要设置对准标记，以用于晶圆上各膜层间的对位。其中，对准标记是分别刻画在光罩上和晶圆上用于确定二者的相对位置和方向的图形。
[0004]在顶层金属(Top Metal)工艺中，对金属层的光刻需要先覆盖金属再进行对准，由于金属层的厚度较大而填充掉了前一层的对准标记，并且其反光性强，因此导致无法识别到对准标记，从而影响了套刻精度。
[0005]因此，有必要对目前的形成光刻对准标记的方法提出改进，以至少部分地解决上述技术问题。

技术实现思路

[0006]在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0007]本专利技术提供了一种形成光刻对准标记的方法，包括以下步骤：
[0008]提供半导体衬底，所述半导体衬底包括对准标记区和有效器件区；
[0009]执行第一光刻工艺，在所述对准标记区的所述半导体衬底中形成栅极沟槽；
[0010]在所述栅极沟槽中形成栅极结构；
[0011]形成覆盖所述半导体衬底和所述栅极结构的层间介质层；
[0012]执行第二光刻工艺，在所述层间介质层中形成连接所述栅极结构的接触孔；
[0013]形成填充所述接触孔的接触孔金属层，所述接触孔金属层表面形成有位于所述接触孔上方的第一凹槽；
[0014]沉积覆盖所述接触孔金属层的顶部金属层，所述顶部金属层表面形成有位于所述第一凹槽上方的第二凹槽；
[0015]以所述第二凹槽作为光刻对准标记，对所述顶部金属层执行第三光刻工艺。
[0016]在一些实施例中，在所述栅极沟槽中形成栅极结构，包括：
[0017]在所述栅极沟槽中依次形成栅极介质层和第一栅极材料层；
[0018]刻蚀所述栅极介质层和所述第一栅极材料层，使所述栅极介质层和所述第一栅极材料层的厚度小于所述栅极沟槽的深度。
[0019]在一些实施例中，在所述栅极沟槽中形成栅极结构，还包括：
[0020]沉积第二栅极材料层，以填充所述栅极沟槽，所述第二栅极材料层表面形成有位于所述栅极沟槽上方的第三凹槽；
[0021]去除所述栅极沟槽外部的所述第二栅极材料层。
[0022]在一些实施例中，在沉积第二栅极材料层，以填充所述栅极沟槽之前，还包括：
[0023]所述第一栅极材料层顶部形成栅间介质层。
[0024]在一些实施例中，刻蚀所述栅极介质层和所述第一栅极材料层所使用的光罩具有露出所述对准标记区的曝光窗口。
[0025]在一些实施例中，所述第一光刻工艺和所述第二光刻工艺所使用的光罩在所述对准标记区具有相同的曝光窗口。
[0026]在一些实施例中，所述接触孔金属层的材料包括钨，所述顶部金属层的材料包括铝和/或铜。
[0027]在一些实施例中，所述方法还包括：在所述有效器件区中形成屏蔽栅场效应晶体管，所述光刻对准标记与所述屏蔽栅场效应晶体管同步形成。
[0028]在一些实施例中，所述对准标记区为切割道所在的区域。
[0029]本专利技术还提供一种半导体器件，其在制造过程中采用如上所述的形成光刻对准标记的方法形成光刻对准标记
[0030]根据本专利技术提供的形成光刻对准标记的方法将顶部金属层的对准标记形成在接触孔上方，从而在顶部金属层中产生深度足够识别的凹槽作为光刻对准标记，提高了套刻精度；基于该方法得到的半导体器件具有更高的良率。
附图说明
[0031]本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的原理。
[0032]附图中：
[0033]图1A至图1E示出了根据常规的形成光刻对准标记的方法获得的半导体器件的截面结构示意图；
[0034]图2示出了根据本专利技术的一实施例的半形成光刻对准标记的方法的工艺流程图；
[0035]图3A至图3F示出了根据本专利技术的一实施例的形成光刻对准标记的方法的相关步骤获得的半导体器件的截面结构示意图。
具体实施方式
[0036]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0037]应当理解的是，本专利技术能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本专利技术的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终
相同附图标记表示相同的元件。
[0038]应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本专利技术教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
[0039]空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
[0040]在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本专利技术的限制。在此使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种形成光刻对准标记的方法，其特征在于，包括以下步骤：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括对准标记区和有效器件区；执行第一光刻工艺，在所述对准标记区的所述半导体衬底中形成栅极沟槽；在所述栅极沟槽中形成栅极结构；形成覆盖所述半导体衬底和所述栅极结构的层间介质层；执行第二光刻工艺，在所述层间介质层中形成连接所述栅极结构的接触孔；形成填充所述接触孔的接触孔金属层，所述接触孔金属层表面形成有位于所述接触孔上方的第一凹槽；沉积覆盖所述接触孔金属层的顶部金属层，所述顶部金属层表面形成有位于所述第一凹槽上方的第二凹槽；以所述第二凹槽作为光刻对准标记，对所述顶部金属层执行第三光刻工艺。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述栅极沟槽中形成栅极结构，包括：在所述栅极沟槽中依次形成栅极介质层和第一栅极材料层；刻蚀所述栅极介质层和所述第一栅极材料层，使所述栅极介质层和所述第一栅极材料层的厚度小于所述栅极沟槽的深度。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述栅极沟槽中形成栅极结构，还包括：沉积第二栅极材料层，以填充所述栅极沟槽，所述第二栅极材料层表...

【专利技术属性】
技术研发人员：张弓玉帛，
申请(专利权)人：绍兴中芯集成电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：