对准标记及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种对准标记及其制造方法，其在层间介质层内形成接触孔的同时，还在层间介质层中对应隔离结构的位置形成沟槽，且沟槽的深度延伸至隔离结构内，因此增大了沟槽的深度，因而后续形成在沟槽内的金属层表面所形成的凹坑深度更大，使在后续微影工艺中更容易获取硅片上的对准标记，不会产生对准精度下降或无法对准的问题。

【技术实现步骤摘要】
对准标记及其制造方法
本专利技术涉及一种对准标记及其制造方法，特别是涉及一种用于第一层金属互连结构的微影工艺的对准标记及其制造方法。
技术介绍
在半导体元件的制造过程中，随着元件日趋微小，光罩图案也随之微小，因此在微影（photolithography）工艺中，为了使光罩图案能精确的转移到硅片上，通常需要在硅片上形成数个对准标记（alignmentmark）以供光罩（mark）对准，从而使得光罩图案能精确地复制到硅片上的所需位置。在半导体元件的制造过程中，硅片表面常常会形成台阶、沟槽，所述台阶、沟槽在硅片上仿佛是一个标记，可以利用这样的标记来作为光刻制程中的对准标记。评价对准标记的好坏有两个重要标准：其一、对准标记在工艺制程中具有稳定而良好的标记形貌；其二、利用对准标记进行对准时能够探测到较强的信号。图4是现有一种对准标记的结构示意图，该对准标记的制造方法如图1至图4所示，首先，如图1所示，提供半导体衬底1，半导体衬底1上形成有层间介质层（ILD）5，接着，在层间介质层5内形成接触孔2，接触孔2定义了局部互连金属的路径形式，在层间介质层5内形成接触孔2的同时，在层间介质层5内形成沟槽3，接触孔2的宽度W1较小（一般为0.1微米至1微米），沟槽3的宽度W2较大（一般为1.2微米至10微米），沟槽3的深度与接触孔2的深度相等。如图2所示，在层间介质层5、沟槽3及接触孔2上形成第一金属层7，第一金属层7的材料为钨。形成第一金属层7时，第一金属层7在半导体衬底1上各个位置处的厚度是均匀的，由于第一金属层7厚度与接触孔2宽度之间的关系（接触孔2的宽度较小），第一金属层7会将接触孔2填满，由于第一金属层7厚度与沟槽3宽度之间的关系（沟槽3的宽度较大），第一金属层7会覆盖在沟槽3的侧壁及底壁上，但第一金属层7未将沟槽3填满，因而第一金属层7的表面在对应沟槽3的位置会形成凹坑8，但是，凹坑8的深度较小。如图3所示，利用化学机械研磨（CMP）工艺去除层间介质层5表面的第一金属层，化学机械研磨之后，填充在沟槽3内的第一金属层71的表面形成有凹坑81，凹坑81可以表征接触孔2在半导体衬底1上的位置。结合图2所示，由于凹坑8的深度较小，化学机械研磨之后形成的凹坑81深度更小。如图4所示，在层间介质层5及第一金属层71上形成第二金属层9，第二金属层9的材料为铝。由于第一金属层71的表面在对应沟槽3的位置形成有凹坑81，因此，形成第二金属层9之后，由于第二金属层9在半导体衬底1上各个位置处的厚度是均匀的，由于第二金属层9厚度与凹坑81宽度之间的关系，第二金属层9的表面在对应凹坑81的位置形成有凹坑91，凹坑91可以表征凹坑81的位置，而凹坑81可以表征接触孔2在半导体衬底1上的位置，所以，凹坑91也可以用来表征接触孔2在半导体衬底1上的位置。由于铝是不透明的金属，在后续形成第一层金属互连结构的微影工艺中，为了使光罩图案能精确的转移到半导体衬底1上，以实现与接触孔2的对准，可以将凹坑91作为对准标记。半导体衬底1上形成有多个沟槽3，因此，第二金属层9的表面也形成有多个与沟槽3位置对应的凹坑91，可以选择其中一个或多个凹坑91作为对准标记。但是，由于凹坑81的深度较小，第二金属层9的表面在对应凹坑81的位置处形成的凹坑91深度也随之很小，导致在后续微影工艺中很难获取硅片上的对准标记，产生对准精度下降或无法对准的问题。更多的关于对准标记及其制造方法知识可以参照于2009年2月25日公开的公开号为CN101373757A的中国专利。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种对准标记及其制造方法，以解决现有对准标记获取困难、对准精度下降或无法对准的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种对准标记，所述对准标记形成在半导体衬底上，所述半导体衬底上形成有用于隔离相邻两个有源区的隔离结构，所述半导体衬底及隔离结构上形成有层间介质层，所述层间介质层内形成有接触孔且在对应所述隔离结构的位置形成有第一沟槽，所述第一沟槽的宽度大于所述接触孔的宽度但小于所述隔离结构的宽度，且所述第一沟槽的底壁位于所述隔离结构表面下方，所述层间介质层、接触孔及第一沟槽上形成有金属层，所述金属层将所述接触孔填满，且所述金属层的表面在对应所述第一沟槽的位置形成有第一凹坑，所述第一凹坑作为所述对准标记。可选地，所述金属层包括第一金属层及第二金属层，其中，所述第一金属层将所述接触孔填满并覆盖在所述第一沟槽的侧壁及底壁上，所述第一金属层的表面在对应所述第一沟槽的位置形成有第二凹坑，所述第二金属层形成在所述层间介质层及第一金属层上，所述第二金属层的表面在对应所述第二凹坑的位置形成有所述第一凹坑。可选地，所述隔离结构内形成有位置与所述第一沟槽对应的第二沟槽，所述第二沟槽的宽度小于所述隔离结构的宽度但大于所述第一沟槽的宽度，所述第一沟槽与第二沟槽之间填充有所述层间介质层，所述第二沟槽的底壁位于所述隔离结构表面下方，所述第一沟槽的底壁位于所述第二沟槽的底壁下方。可选地，所述第一金属层的材料为钨。可选地，所述第二金属层的材料为铝。可选地，所述隔离结构为浅沟槽隔离结构，所述层间介质层的材料为氧化硅。另外，本专利技术还提供了一种对准标记的制造方法，其包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有用于隔离相邻两个有源区的隔离结构；在所述半导体衬底及隔离结构上形成层间介质层；对所述层间介质层进行平坦化处理，在所述层间介质层内形成接触孔并在对应所述隔离结构的位置形成第一沟槽，所述第一沟槽的宽度大于所述接触孔的宽度但小于所述隔离结构的宽度，且所述第一沟槽的底壁设置在所述隔离结构表面下方；在所述层间介质层、接触孔及第一沟槽上形成金属层，所述金属层将所述接触孔填满，且所述金属层的表面在对应所述第一沟槽的位置形成有第一凹坑，所述第一凹坑作为所述对准标记。可选地，在形成所述层间介质层之前还包括步骤：进行离子注入以在所述半导体衬底内形成源极和漏极，在进行所述离子注入的步骤中，部分所述隔离结构暴露在注入离子下；离子注入之后，在所述半导体衬底及隔离结构上形成金属硅化物阻挡层；对所述金属硅化物阻挡层进行过刻蚀，以在图形化金属硅化物阻挡层的同时在所述隔离结构内形成第二沟槽，所述第二沟槽的位置与暴露在注入离子下的隔离结构部分对应，所述第二沟槽的宽度小于所述隔离结构的宽度，且所述第二沟槽的底壁位于所述隔离结构表面下方；在所述半导体衬底及第二沟槽上形成阻挡层。可选地，在所述层间介质层内形成接触孔并在对应所述隔离结构的位置形成第一沟槽的步骤包括：在所述层间介质层上形成图形化光刻胶层，以所述图形化光刻胶层为掩模对层间介质层进行刻蚀，在层间介质层内形成接触孔，并在对应所述第二沟槽的位置形成第一沟槽，所述第一沟槽的宽度大于所述接触孔的宽度，所述第一沟槽的宽度小于所述第二沟槽的宽度，且所述第二沟槽与第一沟槽之间填充有所述层间介质层；对所述接触孔及第一沟槽下方的阻挡层进行过刻蚀，以在去除阻挡层的同时去除阻挡层下方的部分隔离结构，将所述第一沟槽的底壁延伸至所述第二沟槽的底壁下方。可选地，所述隔离结构为浅沟槽隔离结构，所述离子注入的工艺参数包括：注入离子的剂量为1E14cm-2-1E16cm-2，能量为10KeV-100KeV。可选地，所述金属硅化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对准标记，其特征在于，所述对准标记形成在半导体衬底上，所述半导体衬底上形成有用于隔离相邻两个有源区的隔离结构，所述半导体衬底及隔离结构上形成有层间介质层，所述层间介质层内形成有接触孔且在对应所述隔离结构的位置形成有第一沟槽，所述第一沟槽的宽度大于所述接触孔的宽度但小于所述隔离结构的宽度，且所述第一沟槽的底壁位于所述隔离结构表面下方，所述层间介质层、接触孔及第一沟槽上形成有金属层，所述金属层将所述接触孔填满，且所述金属层的表面在对应所述第一沟槽的位置形成有第一凹坑，所述第一凹坑作为所述对准标记。

【技术特征摘要】
1.一种对准标记，其特征在于，所述对准标记形成在半导体衬底上，所述半导体衬底上形成有用于隔离相邻两个有源区的隔离结构，所述半导体衬底及隔离结构上形成有层间介质层，所述层间介质层内形成有接触孔且在对应所述隔离结构的位置形成有第一沟槽，所述第一沟槽的宽度大于所述接触孔的宽度但小于所述隔离结构的宽度，且所述第一沟槽的底壁位于所述隔离结构表面下方，所述层间介质层、接触孔及第一沟槽上形成有金属层，所述金属层将所述接触孔填满，且所述金属层的表面在对应所述第一沟槽的位置形成有第一凹坑，所述第一凹坑作为所述对准标记；所述隔离结构内形成有位置与所述第一沟槽对应的第二沟槽，所述第二沟槽的宽度小于所述隔离结构的宽度但大于所述第一沟槽的宽度，所述第一沟槽与第二沟槽之间填充有所述层间介质层，所述第二沟槽的底壁位于所述隔离结构表面下方，所述第一沟槽的底壁位于所述第二沟槽的底壁下方。2.根据权利要求1所述的对准标记，其特征在于，所述金属层包括第一金属层及第二金属层，其中，所述第一金属层将所述接触孔填满并覆盖在所述第一沟槽的侧壁及底壁上，所述第一金属层的表面在对应所述第一沟槽的位置形成有第二凹坑，所述第二金属层形成在所述层间介质层及第一金属层上，所述第二金属层的表面在对应所述第二凹坑的位置形成有所述第一凹坑。3.根据权利要求2所述的对准标记，其特征在于，所述第一金属层的材料为钨。4.根据权利要求2所述的对准标记，其特征在于，所述第二金属层的材料为铝。5.根据权利要求1或2所述的对准标记，其特征在于，所述隔离结构为浅沟槽隔离结构，所述层间介质层的材料为氧化硅。6.一种对准标记的制造方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有用于隔离相邻两个有源区的隔离结构；进行离子注入以在所述半导体衬底内形成源极和漏极，在进行所述离子注入的步骤中，部分所述隔离结构暴露在注入离子下；离子注入之后，在所述半导体衬底及隔离结构上形成金属硅化物阻挡层；对所述金属硅化物阻挡层进行过刻蚀，以在图形化金属硅化物阻挡层的同时在所述隔离结构内形成第二沟槽，所述第二沟槽的位置与暴露在注入离子下的隔离结构部分对应，所述第二沟槽的宽度小于所述隔离结构的宽度，且所述第二沟槽的底壁位于所述隔离结构表面下方；在所述半导体衬底及隔离结构上形成层间介质层；对所述层间介质层进行平坦化处理，在所述层间介质层内形成接触孔并在对应所述隔离结构的位置形成第一沟槽，所述第一沟槽的宽度大于所述接触孔的宽度但小于所述第二沟槽的宽度，且所述第一沟槽的底壁位于所述第二沟槽的底壁下方；在所述层间介质层、接触孔及第一沟槽上形成金属层，所述金属层将所述接触孔填满，且所述金属层的表面在对应所述第一沟槽的位置形成有第一凹坑，所述第一凹坑作为所述对准标记。7.根据权利要求6所述的对准标记的制造方法，其特征在于，在形成所述层间介质层之前还包括步骤：在所述半导体衬底及第二沟槽上形成阻挡层。8.根据权利要求7所述的对准标记的制造方法，其特征在于，在所述层间介质层内形成接触孔并在对应所述隔离结构的位置形成第一沟槽的步骤包括：在所述层间介质层上形成图形化光刻胶层，以所述图形化光刻胶层为掩模对层间介质层...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎坡，林伟铭，张瑛，李佳佳，莘海维，钟政，纪登峰，奚裴，
申请(专利权)人：上海宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：