后端工序中光刻对准图形的形成方法与流程

[0001]
本申请涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种后端(back end of line，beol)工序中光刻对准图形(alignment mark)的形成方法。


背景技术：

[0002]
半导体制造的后端工序中，通常在介质层中刻蚀形成金属连线的通孔，填充第一层金属层，再对第一层金属层进行平坦化，通孔中的金属层形成金属连线，再形成第二层金属层，实现上下金属层的互连。其中，光刻对准图形与金属连线在相同的工序中形成。
[0003]
参考图1，其示出了相关技术中提供的后端工序中，通过化学机械研磨(chemical mechanical polishing，cmp)工艺进行平坦化后的剖面示意图。如图1所示，衬底110上形成有介质层120，介质层120中形成有沟槽101，该沟槽101用作后续工序的光刻对准图形，在形成金属层130后，通过cmp工艺进行平坦化处理，由于沟槽101较深，因此在平坦化的过程中，会有较大的几率使研磨中产生的副产物200卡进沟槽101中，从而降低了后续工序中的光刻对准的准确度。


技术实现要素：

[0004]
本申请提供了一种后端工序中光刻对准图形的形成方法，可以解决相关技术中提供的后端工序中光刻对准图形的形成方法由于会有较大几率在光刻对准图形的沟槽中卡住研磨副产物所导致的光刻对准准确度较差的问题。
[0005]
一方面，本申请实施例提供了一种后端工序中光刻对准图形的形成方法，其特征在于，包括：
[0006]
通过cmp工艺对进行平坦化处理，去除预定深度的金属层，所述金属层形成于阻挡层上，所述阻挡层形成于介质层和沟槽的表面，所述介质层形成于衬底上，所述沟槽形成于介质层中，所述沟槽与光刻工艺中的对准图形相对应；
[0007]
通过去胶机进行灰化处理以去除所述平坦化处理过程中产生的副产物；
[0008]
进行刻蚀，去除所述沟槽外的介质层和阻挡层。
[0009]
可选的，所述通过cmp工艺对进行平坦化处理之前，还包括：
[0010]
在所述衬底上形成所述介质层；
[0011]
在所述介质层中形成所述沟槽；
[0012]
依次形成所述阻挡层和所述金属层。
[0013]
可选的，所述介质层包括二氧化硅(sio2)。
[0014]
可选的，所述在所述衬底上形成所述介质层，包括：
[0015]
通过化学气相沉积(chemical vapor deposition，cvd)工艺在所述衬底上沉积二氧化硅形成所述介质层。
[0016]
可选的，所述阻挡层包括钛(ti)和/或氮化钛(tin)。
[0017]
可选的，所述金属层包括钨(w)。
[0018]
可选的，所述依次形成所述阻挡层和所述金属层，包括：
[0019]
通过物理气相沉积(physical vapor deposition，pvd)工艺在所述介质层和所述沟槽表面沉积钛和/或氮化钛形成所述阻挡层；
[0020]
通过pvd工艺在所述阻挡层表面沉积钨形成所述金属层。
[0021]
本申请技术方案，至少包括如下优点：
[0022]
通过在后端结构的沟槽和介质层表面依次形成阻挡层和金属层后，通过cmp工艺对进行平坦化处理，保留一定厚度的金属层，通过去胶机进行灰化处理以去除平坦化处理过程中产生的副产物，通过刻蚀工艺去除沟槽外剩余的阻挡层和金属层，由于cmp工艺中的副产物被灰化去除，因此解决了相关技术中由于在沟槽中存在反应副产物从而影响后续光刻工艺的问题，提高了后端工序中的光刻对准度。
附图说明
[0023]
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]
图1是相关技术中提供的后端工序中，通过cmp工艺进行平坦化后的剖面示意图；
[0025]
图2是本申请一个示例性实施例提供的后端工序中光刻对准图形的形成方法的流程图；
[0026]
图3至图6是本申请一个示例性实施例提供的后端工序中光刻对准图形的形成示意图。
具体实施方式
[0027]
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
[0028]
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0029]
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0030]
此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0031]
参考图2，其示出了本申请一个示例性实施例提供的后端工序中光刻对准图形的形成方法的流程图，该方法包括：
[0032]
步骤201，通过cmp工艺对进行平坦化处理，去除预定深度的金属层，金属层形成于阻挡层上，阻挡层形成于介质层和沟槽的表面，介质层形成于衬底上，沟槽形成于介质层中，沟槽与光刻工艺中的对准图形相对应。
[0033]
参考图3，其示出了进行平坦化处理之前的剖面示意图；参考图4，其示出了进行平坦化处理之后的剖面示意图。
[0034]
如图3和图4所示，衬底310上形成有介质层320，介质层320中形成有沟槽301，在介质层320和沟槽301表面依次形成有阻挡层331和金属层332，通过cmp工艺平坦化处理后，金属层332被减薄，沟槽301外的金属层332没有被完全去除，在平坦化处理过程中产生的副产物200卡在沟槽301中。
[0035]
其中，介质层320为低介电常数材料(介电常数k小于4的材料，例如二氧化硅)，金属层332的构成材料可以包括钨，阻挡层331的构成材料可以包括钛和/或氮化钛。
[0036]
可选的，步骤201之前，还包括：在衬底310上形成介质层320；在介质层320中形成沟槽301；依次形成阻挡层331和金属层332。其中：
[0037]“在衬底310上形成介质层320”包括但不限于：通过cvd工艺在衬底310上沉积二氧化硅形成介质层320。
[0038]“在介质层320中形成沟槽301”包括但不限于：通过光刻工艺在介质层320上除目标区域以外的其它区域覆盖光阻，该目标区域是沟槽301对应的区域；进行刻蚀，直至目标区域的衬底310暴露；去除光阻。
[0039]“依次形成阻挡层331和金属层332”包括但不限于：通过pvd工艺在介质层320和沟槽301表面沉积钛和/或氮化钛形成阻挡层331；通过pvd工艺在阻挡层331表面沉积钨形成金属层332。其中，“通过pvd工艺在介质层320和沟槽301表面沉积钛和/或氮化钛形成阻挡层331”可以是以下步骤a、b、c中的任一种：a.通过pvd工艺在介质层320和沟槽301表面沉积钛形成阻挡层331；或，通过pvd工艺在介质层320和沟槽301表面沉积氮化钛形成阻挡层331；或，通过pvd工艺在介质层320和沟槽301表面依次沉积钛和氮化钛形成阻挡层331。
[0040]
步骤202，通过去胶机进行灰化处理以去除平坦化处理过程中产生的副产物。
[0041]
参考图5，其示出了进行灰化处理后的剖面示意图。如图5所示，通过灰化处理后，平坦化处理过程中产生的副产物200被去除。
[0042]
步骤203，进行刻蚀，去除沟槽外的介质层和阻挡层。
[0043]
参考图6，其示出了进行刻蚀的剖面示意图。如图6所示，经过刻蚀后，沟槽301外的阻挡层331和金属层332被去除，沟槽301内的阻挡层331和金属层332形成对准图形(如图6中虚线所示)。
[0044]
综上所述，本申请实施例中，通过在后端结构的沟槽和介质层表面依次形成阻挡层和金属层后，通过cmp工艺对进行平坦化处理，保留一定厚度的金属层，通过去胶机进行灰化处理以去除平坦化处理过程中产生的副产物，通过刻蚀工艺去除沟槽外剩余的阻挡层和金属层，由于cmp工艺中的副产物被灰化去除，因此解决了相关技术中由于在沟槽中存在反应副产物从而影响后续光刻工艺的问题，提高了后端工序中的光刻对准度。
[0045]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对
于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请创造的保护范围之中。