【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，特别涉及一种金属连接孔及其形成方法。
技术介绍
1、芯片的关键尺寸进入90nm以下后，后段的金属连线采用铜线工艺，由于其铜线结构似“大马士革结构”，因此，铜线工艺也叫“大马士革”工艺。图1是现有技术中的金属连接孔的sem图。铜线工艺中的上层金属层沟槽刻蚀与金属连接孔刻蚀采用一步法刻蚀完成，但现有的一步法会导致金属连接孔100的顶部形貌倾斜，如图1所示，无法形成垂直的连接孔。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种金属连接孔及其形成方法，以解决金属连接孔的顶部形貌倾斜的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种金属连接孔的形成方法，包括：
3、提供一衬底，所述衬底上形成有第一介质层和位于所述第一介质层中的下层金属层，在所述下层金属层和所述第一介质层上依次形成有第一刻蚀停止层、第二介质层、第二刻蚀停止层、第三介质层；
4、形成第一沟槽和第一通孔，所述第一沟槽贯穿所述第三介质层并停止在所述第二刻蚀停止层上，所述第一通孔贯穿所述第二刻蚀停止层和所述第二介质层并停止在所述第一刻蚀停止层上，所述第一沟槽和所述第一通孔连通；
5、刻蚀所述第一沟槽形成第二沟槽，同时刻蚀所述第一通孔形成第二通孔，所述第二沟槽贯穿所述第三介质层和第二刻蚀停止层，所述第二通孔贯穿所述第二介质层和所述第一刻蚀停止层并暴露出所述下层金属层，所述第二沟槽构成上层金属层沟槽，所述第二通孔构成金属连接孔。
6、可选的，所述第二刻蚀停
7、可选的，所述第一刻蚀停止层和所述第二刻蚀停止层的材质为掺氮的碳化硅。
8、可选的，所述第一刻蚀停止层和所述第二刻蚀停止层的介电常数为2.8至3.3。
9、可选的，所述第一介质层、所述第二介质层和第三介质层的材质为黑钻石。
10、可选的，形成所述第一沟槽和所述第一通孔的步骤包括：
11、在所述第三介质层上依次形成第四介质层、图形化的阻挡层、抗反射层和图形化的光刻胶层；
12、以图形化的光刻胶层为掩膜，刻蚀所述抗反射层和所述第四介质层以形成第一开口，所述第一开口贯穿所述抗反射层和所述第四介质层并暴露出第三介质层；
13、以图形化的光刻胶层为掩膜，继续刻蚀第三介质层和第二刻蚀停止层，以形成第二开口，所述第二开口为第一开口在第三介质层和第二刻蚀停止层中的延伸；
14、去除所述图形化的光刻胶层和所述抗反射层，暴露出所述图形化的阻挡层中的第三开口；
15、以所述图形化的阻挡层为掩膜，刻蚀所述第四介质层和所述第三介质层形成第一沟槽，刻蚀所述第二介质层形成第一通孔。
16、可选的，所述第一通孔为所述第二开口在所述第二介质层内的延伸。
17、可选的，所述图形化的阻挡层的材质为氮化钛。
18、可选的，采用等离子刻蚀工艺形成所述第一沟槽、所述第一通孔、所述第二沟槽和所述第二通孔。
19、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种金属连接孔，采用上述任一项所述的金属连接孔的形成方法制作而成。
20、在本专利技术提供的金属连接孔及其形成方法中，通过在第二介质层和第三介质层中间增加第二刻蚀停止层，也即缓冲层，在刻蚀上层金属层沟槽时，利用第二刻蚀停止层的阻挡作用，避免上层金属层沟槽直角处的第二介质层被等离子体过刻蚀，从而避免形成倾斜的金属连接孔形貌。同时，第二刻蚀停止层可以定义上层金属层沟槽的深度，也即上层金属的深度，同理，第二刻蚀停止层也可以定义金属连接孔的深度，避免利用刻蚀时间和刻蚀速率这两个不稳定的参数控制上层金属层沟槽的深度和金属连接孔的深度。
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1.一种金属连接孔的形成方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的金属连接孔的形成方法，其特征在于，所述第二刻蚀停止层的厚度小于或者等于所述第一刻蚀停止层的厚度。
3.根据权利要求1所述的金属连接孔的形成方法，其特征在于，所述第一刻蚀停止层和所述第二刻蚀停止层的材质为掺氮的碳化硅。
4.根据权利要求1所述的金属连接孔的形成方法，其特征在于，所述第一刻蚀停止层和所述第二刻蚀停止层的介电常数为2.8至3.3。
5.根据权利要求1所述的金属连接孔的形成方法，其特征在于，所述第一介质层、所述第二介质层和第三介质层的材质为黑钻石。
6.根据权利要求1所述的金属连接孔的形成方法，其特征在于，形成所述第一沟槽和所述第一通孔的步骤包括：
7.根据权利要求6所述的金属连接孔的形成方法，其特征在于，所述第一通孔为所述第二开口在所述第二介质层内的延伸。
8.根据权利要求6所述的金属连接孔的形成方法，其特征在于，所述图形化的阻挡层的材质为氮化钛。
9.根据权利要求1所述的金属连接孔的形成方法，其特征在
10.一种金属连接孔，其特征在于，采用如权利要求1～9任一项所述的金属连接孔的形成方法制作而成。
...【技术特征摘要】
1.一种金属连接孔的形成方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的金属连接孔的形成方法，其特征在于，所述第二刻蚀停止层的厚度小于或者等于所述第一刻蚀停止层的厚度。
3.根据权利要求1所述的金属连接孔的形成方法，其特征在于，所述第一刻蚀停止层和所述第二刻蚀停止层的材质为掺氮的碳化硅。
4.根据权利要求1所述的金属连接孔的形成方法，其特征在于，所述第一刻蚀停止层和所述第二刻蚀停止层的介电常数为2.8至3.3。
5.根据权利要求1所述的金属连接孔的形成方法，其特征在于，所述第一介质层、所述第二介质层和第三介质层的材质为黑钻石。
【专利技术属性】
技术研发人员：孟凡顺，阮杰平，舒思桅，何鑫，
申请(专利权)人：粤芯半导体技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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