[發(fā)明專利]一種用于光刻圖形工藝的光刻對準方法

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• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN107946184A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設計）人: 高晶;梁雙;毛曉明;葉偉
• 申請（專利權）人: 長江存儲科技有限責任公司
• 主分類號: H01L21/027
• 分類號: H01L21/027;G03F9/00
• 代理公司: 北京辰權知識產(chǎn)權代理有限公司11619
• 代理人: 佟林松

技術領域

本發(fā)明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種芯片后端金屬制程工藝，特別是一種用于自對準雙重圖形工藝(Self-Aligned Double Pattern，簡稱SADP)的光刻對準方法，例如用于金屬互連結構的制備工藝制程中。

背景技術

半導體器件，例如3D NAND(3D與非)閃存，其制造必須歷經(jīng)一系列工藝流程，該流程包括諸如刻蝕和光刻等各種不同的半導體器件工藝步驟。在傳統(tǒng)的制造流程上會包括300～400個步驟，其中每一步驟都會影響該半導體芯片上各器件的最終形貌，即影響器件的特征尺寸，從而影響器件的各種電特性。在傳統(tǒng)的工藝流程上會區(qū)分為兩類主要的次工藝流程，分別為前段制程(Front End of Line，簡稱FEOL)和后段制程(Back End of Line，簡稱BEOL)。

后段制程可包括金屬層的形成，以及在晶圓上不同層的金屬層間金屬連線、接觸孔的形成等。其中，金屬互連結構是為了實現(xiàn)半導體芯片器件之間的電連接的重要結構，目前已發(fā)展出各種金屬互連結構以及形成工藝，例如銅互連結構，以及形成銅互連結構的電化學鍍(Electrochemical Plating，簡稱ECP)工藝。例如，現(xiàn)有技術中通常的做法是在層間介質層上形成圖形化的溝道，然后電化學鍍沉積金屬銅，將金屬銅作為金屬層鑲嵌(Damascene Process)于層間介質層內以構成半導體器件金屬互連結構基體，隨后在基體表面再沉積一層電遷移阻擋層或者擴散阻擋層，覆蓋所述半導體器件金屬互連結構基體，從而形成一層完整的金屬互連結構層。

然而，隨著半導體技術的發(fā)展，要求特征尺寸(Critical Dimension，簡稱CD)越來越小，而雙重圖形技術(Double Pattern，DP)是目前實現(xiàn)更小尺寸的圖形的關鍵技術。雙重圖形技術一般包括自對準雙重圖形技術(Self-Aligned Double Pattern，SADP)、二次刻蝕雙重圖形技術(Dual-Etch Double Pattern，DEDP)和單刻蝕雙重圖形技術(Single-Etch Double Pattern，SADP)三種。其中，自對準雙重圖形技術(SADP)由于可以實現(xiàn)優(yōu)異線寬和節(jié)距控制效果而被廣泛應用于3D NAND閃存等半導體器件的制造中。

參見圖1，現(xiàn)有自對準雙重圖形技術(SADP)通常會在前層1的表面依次沉積形成正硅酸乙酯(TEOS)氧化物層2、第一硬掩模多晶硅(Poly)層3、核心材料旋涂含碳(SoC)層4、第二硬掩模氮氧化硅層5以及光刻層(未圖示)，并隨后對光刻層進行光刻以開始圖形化。

而現(xiàn)有光刻圖形化的工藝中，為了后續(xù)進行光刻能夠準確對位，如圖1所示，通常會在前層1中設置對準標記6，然后通過光刻-刻蝕的工藝形成對準窗口，以將對準標記6顯現(xiàn)出來，隨后在利用光罩中的對準標記與該前層的對準標記6進行對準，實施光刻及其他后續(xù)工藝。然而對于上述自對準雙重圖形技術(SADP)中，如前所述，由于通常采用多晶硅(Poly)作為第一硬掩模層材料，而多晶硅材料對短波光具有較強的吸收和反射，使得通過用特別波長的激光照射對準標記時難以準確接收其反射的信號，從而給后續(xù)光刻對準造成了困難。

因此，設計一種新的對準方法，以保證在后續(xù)有如多晶硅這樣的高吸收、高反射層的情況下仍能進行疊層對準，從而提高后續(xù)光刻的準確性，這一直為本領域技術人員所致力研究的方向。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供用于前層上含有高吸收和/或高反射層的光刻對準方法，例如用于自對準雙重圖形工藝(Self-Aligned Double Pattern，簡稱SADP)，能夠保證在含有高吸收和/或高反射層的情況下仍能準確進行疊層對準，從而提高光刻對準精度。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種用于光刻圖形工藝的光刻對準方法，其特征在于包括以下步驟：

在具有對準標記的前層的表面沉積有至少一層高吸收和/或高反射層；

沉積光刻層；

對準對準標記實施光刻以形成光刻溝道：

沿光刻溝道實施刻蝕以形成對準窗口；

其中，所述光刻使用的光罩的關鍵尺寸(CD)與對準標記的關鍵尺寸(CD)的比值大于1.5。

進一步的，所述高吸收和/或高反射層為多晶硅(Poly)層。

進一步的，所述光罩的關鍵尺寸(CD)與對準標記的關鍵尺寸(CD)的比值優(yōu)選在1.5-2.5之間。

進一步的，所述對準標記的關鍵尺寸(CD)為28.6μm。