半导体结构及其形成方法技术

本申请提供半导体结构及其形成方法，所述结构包括：半导体衬底，所述半导体衬底表面设置有第一介质层以及位于所述第一介质层中的若干第一金属层；刻蚀停止层，位于所述第一介质层和若干第一金属层表面；第二介质层，位于所述刻蚀停止层表面；第二金属层，位于所述第二介质层中，所述第二金属层底部的一部分位于所述刻蚀停止层表面，所述第二金属层底部的另一部分电连接所述若干第一金属层中的一个第一金属层。本申请提供一种半导体结构及其形成方法，在形成第二介质层之前先将刻蚀停止层打开，可以避免相邻第一金属层被第二金属层连通，从而提高器件可靠性。从而提高器件可靠性。从而提高器件可靠性。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其形成方法


[0001]本申请涉及半导体
，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。

技术介绍

[0002]随着半导体技术的发展，金属连线的节距越来越小。在10纳米及以上的技术节点，金属连线的关键尺寸通常小于22纳米。由于尺寸收缩，通孔电阻将急剧增加。另一方面，金属连线尺寸缩小后的工艺引起的通孔和通孔底部的不对准将导致成品率问题。如果通孔尺寸太小，通孔电阻和错位会变得更差；如果通孔尺寸太大，通孔底部和下层金属的金属桥会成为问题。如何提高通孔的性能和良率变得越来越重要。
[0003]因此，有必要提供更有效、更可靠的技术方案。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种半导体结构及其形成方法，可以避免相邻第一金属层被第二金属层连通，从而提高器件可靠性。
[0005]本申请的一个方面提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底表面形成有第一介质层以及位于所述第一介质层中的若干第一金属层；在所述第一介质层和若干第一金属层表面形成刻蚀停止层；在所述刻蚀停止层中形成暴露所述若干第一金属层中的一个第一金属层的第一开口；在所述第一开口中和所述刻蚀停止层表面形成第二介质层；在所述第二介质层中形成第二开口以及位于所述第二开口底部的第三开口，其中，所述第三开口的一部分暴露所述刻蚀停止层，所述第三开口的另一部分暴露所述被第一开口暴露的一个第一金属层；在所述第二开口和所述第三开口中形成电连接所述被第三开口暴露的一个第一金属层的第二金属层。
[0006]在本申请的一些实施例中，在所述第二介质层中形成第二开口的方法包括：在所述第二介质层表面依次形成硬掩膜层和图案化的第二光阻层，所述图案化的第二光阻层定义所述第二开口的位置；以所述图案化的第二光阻层为掩膜刻蚀所述硬掩膜层和第二介质层形成所述第二开口；去除所述图案化的第二光阻层。
[0007]在本申请的一些实施例中，在所述第开口底部形成第三开口的方法包括：在所述第二开口中和所述硬掩膜层表面形成图案化的第三光阻层，所述图案化的第三光阻层定义所述第三开口的位置；以所述图案化的第三光阻层为掩膜刻蚀所述第二开口底部的第二介质层形成所述第三开口；去除所述图案化的第三光阻层。
[0008]在本申请的一些实施例中，在所述刻蚀停止层中形成暴露所述若干第一金属层中的一个第一金属层的第一开口的方法包括：在所述刻蚀停止层表面形成图案化的第一光阻层，所述图案化的第一光阻层定义所述第一开口的位置；以所述图案化的第一光阻层为掩膜刻蚀所述刻蚀停止层形成所述第一开口；去除所述图案化的第一光阻层。
[0009]在本申请的一些实施例中，所述第二金属层的侧壁和底部还形成有第二种子层，所述第二种子层的侧壁和底部还形成有第二阻挡层。
[0010]在本申请的一些实施例中，在所述第二开口和所述第三开口中形成电连接所述被第三开口暴露的一个第一金属层的第二金属层的方法包括：在所述第二开口和第三开口两侧和底部以及所述硬掩膜层表面依次形成第二阻挡层和第二种子层；在所述第二种子层表面形成填充满所述第二开口和第三开口的金属材料层；去除高于所述第二介质层表面的第二阻挡层、第二种子层、金属材料层和硬掩膜层形成所述第二金属层。
[0011]在本申请的一些实施例中，所述第一金属层的侧壁和底部还形成有第一种子层，所述第一种子层的侧壁和底部还形成有第一阻挡层。
[0012]本申请的另一个方面还提供一种半导体结构，包括：半导体衬底，所述半导体衬底表面设置有第一介质层以及位于所述第一介质层中的若干第一金属层；刻蚀停止层，位于所述第一介质层和若干第一金属层表面；第二介质层，位于所述刻蚀停止层表面；第二金属层，位于所述第二介质层中，所述第二金属层底部的一部分位于所述刻蚀停止层表面，所述第二金属层底部的另一部分电连接所述若干第一金属层中的一个第一金属层。
[0013]在本申请的一些实施例中，所述第二金属层的侧壁和底部还形成有第二种子层，所述第二种子层的侧壁和底部还形成有第二阻挡层。
[0014]在本申请的一些实施例中，所述第一金属层的侧壁和底部还形成有第一种子层，所述第一种子层的侧壁和底部还形成有第一阻挡层。
[0015]本申请提供一种半导体结构及其形成方法，在形成第二介质层之前先将刻蚀停止层打开，可以避免相邻第一金属层被第二金属层连通，从而提高器件可靠性。
附图说明
[0016]以下附图详细描述了本申请中披露的示例性实施例。其中相同的附图标记在附图的若干视图中表示类似的结构。本领域的一般技术人员将理解这些实施例是非限制性的、示例性的实施例，附图仅用于说明和描述的目的，并不旨在限制本申请的范围，其他方式的实施例也可能同样的完成本申请中的专利技术意图。应当理解，附图未按比例绘制。
[0017]其中：
[0018]图1至图4为一种半导体结构的形成方法中各步骤的结构示意图；
[0019]图5至图17为本申请实施例所述的半导体结构的形成方法中各步骤的结构示意图。
具体实施方式
[0020]以下描述提供了本申请的特定应用场景和要求，目的是使本领域技术人员能够制造和使用本申请中的内容。对于本领域技术人员来说，对所公开的实施例的各种局部修改是显而易见的，并且在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可以将这里定义的一般原理应用于其他实施例和应用。因此，本申请不限于所示的实施例，而是与权利要求一致的最宽范围。
[0021]下面结合实施例和附图对本专利技术技术方案进行详细说明。
[0022]图1至图4为一种半导体结构的形成方法中各步骤的结构示意图。
[0023]参考图1所示，提供半导体衬底100，所述半导体衬底100表面形成有第一介质层110以及位于所述第一介质层110中的若干第一金属层120，在所述第一介质层110和若干第
一金属层120表面还形成有刻蚀停止层130。
[0024]参考图2所示，在所述刻蚀停止层130表面形成第二介质层140。
[0025]参考图3所示在所述第二介质层140中形成第一开口151以及位于所述第一开口151底部的第二开口152。在理想情况下，所述第二开口152只能暴露一个第一金属层120(也就是第二开口152与一个第一金属层120对准)。然而由于所述第二介质层140的厚度较厚，刻蚀形成所述第二开口152时，第二开口152会向两侧扩张导致最终形成的第二开口152宽度较宽甚至同时暴露了相邻的两个第一金属层120。此外，光刻工艺时的对准精度也可能不准确导致第二开口152并不是完全对准某个第一金属层120的。尤其是当工艺节点越来越小时，这种现象也越来越突出。参考图3所示，在实际工艺中，所述第二开口152不仅位置相对于第一金属层120有所偏移，且第二开口152暴露所述若干第一金属层120中的一个第一金属层120以及与所述一个第一金属层120相邻的一个第一金属层120的一部分。
[0026]参考图4所示，在所述第一开口151和所述第二开口152中形成第二金属层160。同样本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底表面形成有第一介质层以及位于所述第一介质层中的若干第一金属层；在所述第一介质层和若干第一金属层表面形成刻蚀停止层；在所述刻蚀停止层中形成暴露所述若干第一金属层中的一个第一金属层的第一开口；在所述第一开口中和所述刻蚀停止层表面形成第二介质层；在所述第二介质层中形成第二开口以及位于所述第二开口底部的第三开口，其中，所述第三开口的一部分暴露所述刻蚀停止层，所述第三开口的另一部分暴露所述被第一开口暴露的一个第一金属层；在所述第二开口和所述第三开口中形成电连接所述被第三开口暴露的一个第一金属层的第二金属层。2.如权利要求1所述半导体结构的形成方法，其特征在于，在所述第二介质层中形成第二开口的方法包括：在所述第二介质层表面依次形成硬掩膜层和图案化的第二光阻层，所述图案化的第二光阻层定义所述第二开口的位置；以所述图案化的第二光阻层为掩膜刻蚀所述硬掩膜层和第二介质层形成所述第二开口；去除所述图案化的第二光阻层。3.如权利要求2所述半导体结构的形成方法，其特征在于，在所述第开口底部形成第三开口的方法包括：在所述第二开口中和所述硬掩膜层表面形成图案化的第三光阻层，所述图案化的第三光阻层定义所述第三开口的位置；以所述图案化的第三光阻层为掩膜刻蚀所述第二开口底部的第二介质层形成所述第三开口；去除所述图案化的第三光阻层。4.如权利要求1所述半导体结构的形成方法，其特征在于，在所述刻蚀停止层中形成暴露所述若干第一金属层中的一个第一金属层的第一开口的方法包括：在所述刻蚀停止层表面形成图案化的第一光阻层，所述图案化的第一光阻层定义所述第一开口的位置；以所述图案化的第一光...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘继全，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：