用于硅通孔制作的对准结构及硅通孔的制作方法_4

文档序号:9236736阅读:来源:国知局
200内的金属层104、氮化层106和位于氮化层106上方的凹陷201,如果多晶硅层107没有被完全去除对准结构还包括部分多晶硅层107。上述去除部分或全部多晶硅层107的过程采用化学湿法刻蚀实施,湿法刻蚀的刻蚀剂优选为四甲基氢氧化铵溶液,该溶液对多晶硅的选择性较高,在刻蚀时只刻蚀多晶硅,不刻蚀其他材料。在上述去除多晶硅层的过程中,第一介电层103对层间介质层102及其以下结构起到保护作用,进而避免在去除多晶硅层107的过程中对已经形成的半导体器件造成损伤。
[0083]为了进一步说明本申请的技术效果,在形成上述对准结构之后,在图23所示的第一介电层103、介电隔离层108、导电层109、接触孔105、凹槽200的金属层104和氮化层106上形成图24所示的第一金属互连层110。上述第一金属互连层110的采用化学气相沉积、物理气相沉积或等离子体沉积金属形成。由于对准结构的上表面低于层间介质层102的上表面,即在凹槽200所在位置形成凹陷201,因此,在沉积金属时,金属需要填充该凹陷201,那么在完成金属的沉积之后,由于凹陷的存在使得位于对准结构上方的第一金属互连层110也存在小的凹陷,那么在利用该对准结构进一步制作硅通孔时,能够快速准确地定位对准结构所在位置,进而对准掩模板能够与对准结构进行快速对准,进行下一步的刻蚀时能够精确地在已形成的硅通孔的上方进行刻蚀,使硅通孔在三维结构上进行精确对准延伸。
[0084]从以上的描述中,可以看出,本申请上述的实施例实现了如下技术效果:
[0085]I)、凹槽内设置有凹陷,因此在形成第一金属互连层后由于该凹陷的存在,使得第一金属互连层在制作时需要填充该凹陷进而在第一金属互连层的表面形成小的凹陷,进而在利用其对准时,利用其表面不平整的特点可以快速找到并对准该对准结构,而且提高了所形成的硅通孔的对准程度;
[0086]2)、本申请的硅通孔制作方法对准速度较快且精确,因此制作效率得到提高且所得到的硅通孔的精确程度较高。
[0087]以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于硅通孔制作的对准结构,所述对准结构包括: 衬底; 层间介质层,设置在所述衬底的表面上; 第一介电层,设置在所述层间介质层远离所述衬底的表面上; 凹槽,贯穿所述层间介质层和所述第一介电层设置; 金属层,沿所述凹槽的内壁设置; 氮化层,设置在所述金属层上,其特征在于, 所述凹槽具有凹陷,所述凹陷设置在所述氮化层上。2.根据权利要求1所述对准结构,其特征在于,所述对准结构还包括多晶硅层,所述多晶硅层位于所述凹陷中且所述多晶硅层的上表面低于所述氮化层的上表面。3.根据权利要求2所述对准结构,其特征在于,所述凹槽的特征尺寸为W1、深度为L1,所述多晶硅层的特征尺寸为W2,所述多晶硅层的上表面距离所述衬底上表面的距离为L2,其中,W2为W1的30?80%,优选40?70% ;L2为L1的I?70%,优选I?60%,进一步优选5 ?50%。4.根据权利要求1至3中任一项所述对准结构,其特征在于,所述金属层为金属钨层。5.根据权利要求1至3中任一项所述对准结构,其特征在于,所述氮化层为氮化硅层。6.—种娃通孔的制作方法,包括: 步骤SI,提供芯片,所述芯片具有衬底和位于所述衬底上的半导体前道工艺结构; 步骤S2,在所述芯片上制作对准结构和第一硅通孔; 步骤S3,利用所述对准结构使所述第一硅通孔与硅通孔掩模开口对准,以进行所述硅通孔的制作,其特征在于,所述对准结构为权利要求1至5中任一项所述的对准结构。7.根据权利要求6所述的制作方法,其特征在于,所述半导体前道工艺结构包括栅极结构,所述步骤S2包括: 在所述衬底的具有所述栅极结构的表面上依次设置层间介质层和第一介电层; 依次刻蚀所述第一介电层和所述层间介质层,形成所述对准结构的凹槽和位于所述栅极结构上方的导电沟槽; 在所述凹槽和所述导电沟槽内对应设置金属层和接触孔; 在所述第一介电层、所述金属层和接触孔上设置氮化层; 在所述凹槽内的所述氮化层上设置多晶硅层并刻蚀形成第一硅孔; 在所述第一硅孔内设置介电隔离层和导电层,形成所述第一硅通孔; 去除所述第一介电层以上的所述氮化层;以及 去除部分或全部所述多晶硅层形成所述对准结构的凹陷。8.根据权利要求7所述的制作方法,其特征在于,所述第一介电层的厚度为10?200nm,优选形成所述第一介电层的材料为氮化硅、含碳的氮化硅或臭氧氧化的正硅酸乙酯,优选所述第一介电层的设置过程采用物理气相沉积法、化学气相沉积法或等离子体沉积法实施。9.根据权利要求7所述的制作方法,其特征在于,所述金属层和所述接触孔的形成过程包括: 在所述凹槽内、所述导电沟槽内和所述第一介电层上沉积金属; 对所述第一介电层上的金属进行化学机械平坦化,得到形成于所述凹槽内的所述金属层和形成于所述导电沟槽内的所述接触孔。10.根据权利要求7所述的制作方法,其特征在于,在所述凹槽内的所述氮化层上设置多晶硅层并刻蚀形成第一硅孔的过程包括: 在所述氮化层上沉积多晶硅; 去除所述凹槽之外的所述多晶硅,得到所述多晶硅层; 依次刻蚀所述氮化层、所述第一介电层、所述层间介质层和所述衬底,形成所述第一硅孔;或者 在所述氮化层上沉积多晶硅; 依次刻蚀所述多晶硅、所述氮化层、所述第一介电层、所述层间介质层和所述衬底,形成所述第一娃孔; 去除所述凹槽之外的所述多晶硅,得到所述多晶硅层。11.根据权利要求10所述的制作方法,其特征在于,所述去除多晶硅的过程采用化学机械平坦化方法实施。12.根据权利要求7所述的制作方法,其特征在于,所述设置介电隔离层和导电层的过程包括: 在所述第一硅孔的内壁上、裸露的所述氮化层上和所述多晶硅层上沉积介电隔离材料; 在所述介电隔离材料上沉积导电材料; 去除所述氮化层以上的所述导电材料和所述介电隔离材料,形成所述导电层和所述介电隔离层;或者 在所述第一硅孔的内壁上、裸露的所述氮化层上和所述多晶硅层上沉积介电隔离材料; 在所述第一硅孔中的所述介电隔离材料上覆盖晶种层; 在所述晶种层和所述介电隔离材料上沉积导电材料; 去除所述氮化层以上的所述导电材料和所述介电隔离材料,形成所述导电层和所述介电隔尚层。13.根据权利要求12所述的制作方法,其特征在于,所述介电隔离材料为氧化硅、碳氧化硅或氮氧化硅。14.根据权利要求7或12所述的制作方法,其特征在于,所述介电隔离层的厚度为50 ?lOOOnm。15.根据权利要求12所述的制作方法,其特征在于,所述沉积导电材料的过程采用物理气相沉积法、化学气相沉积法或等离子体沉积法实施。16.根据权利要求12所述的制作方法,其特征在于,所述去除氮化层以上的导电材料和介电隔离材料的过程采用化学机械平坦化方法实施。17.根据权利要求7所述的制作方法,其特征在于,所述去除第一介电层以上的氮化层的过程采用化学湿法刻蚀法实施。18.根据权利要求7所述的制作方法,其特征在于,所述去除部分或全部多晶硅层的过程采用化学湿法刻蚀实施,所述湿法刻蚀的刻蚀剂包括四甲基氢氧化铵。
【专利摘要】本申请提供了一种用于硅通孔制作的对准结构及硅通孔的制作方法。该对准结构包括:衬底;层间介质层,设置在衬底的表面上;第一介电层,设置在层间介质层远离衬底的表面上;凹槽,贯穿层间介质层和第一介电层设置;金属层,沿凹槽的内壁设置;氮化层,设置在金属层上,凹槽具有凹陷,凹陷设置在氮化层上。由于凹槽内设置有凹陷,因此在形成第一金属互连层后由于该凹陷的存在,使得第一金属互连层在制作时需要填充该凹陷进而在第一金属互连层的表面形成小的凹陷,进而在利用其对准时,利用其表面不平整的特点可以快速找到并对准该对准结构,而且提高了所形成的硅通孔的对准程度。
【IPC分类】H01L23/544, H01L21/768
【公开号】CN104952849
【申请号】CN201410127763
【发明人】严琰
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2014年3月31日
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