【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体结构的形成方法。
技术介绍
1、在先进半导体技术中，5纳米以及更加先进节点的中会采用新型的通孔结构，即超通孔(super-via)结构，用于穿过中间至少两层介质层来连接金属层的通孔结构，可以用于简化连接结构，节约光罩，缓解中间层金属上的特殊结构如head-to-head(hth)图形化的困难等优势。
2、而超通孔结构在制作过程中还存在一些挑战。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是提供一种半导体结构的形成方法，以改善超通孔结构的制作工艺。
2、为解决上述技术问题，本专利技术技术方案提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底；在衬底上形成第一介质层；在第一介质层上形成第二介质层；在第二介质层内形成第一开口，所述第一开口暴露出第一介质层表面；形成第一开口之后，在第二介质层表面形成第一掩膜层；以所述第一掩膜层为掩膜，刻蚀所述第一介质层，直至暴露出衬底表面，在第一开口底部的第一介质层内形成第二开口；在第一开口内和第二开口内形成电连接结构。
3、可选的，在第二介质层表面形成第一掩膜层的方法包括：在第一开口侧壁表面和底部表面、以及第二介质层表面形成第一待处理层；在第一开口内形成牺牲层，所述牺牲层位于第一待处理层表面；对第二介质层表面的第一待处理层进行改性处理，形成第一掩膜层；形成第一掩膜层之后，去除牺牲层和第一开口侧壁表面和底部表面的第一待处理层，在第二介质层表面形成第一掩膜层。
4、可选
5、可选的，对第二介质层表面的第一待处理层进行改性处理的工艺包括离子注入工艺，所述离子注入工艺的注入离子包括硼离子。
6、可选的，去除第一开口侧壁表面和底部表面的第一待处理层的工艺包括湿法刻蚀工艺。
7、可选的，在第一开口侧壁表面和底部表面、以及第二介质层表面形成第一待处理层之前，还包括：在第一开口侧壁表面和底部表面、以及第二介质层表面形成第三介质层；所述第一待处理层位于第三介质层表面；以所述第一掩膜层和第三介质层为掩膜，刻蚀所述第一介质层。
8、可选的，所述第三介质层的材料包括氧化硅。
9、可选的，形成所述第三介质层的工艺包括原子层沉积工艺。
10、可选的，在衬底上形成第一介质层之前，还包括：在衬底上形成第一刻蚀停止层。
11、可选的，所述第一刻蚀停止层的材料与第一介质层的材料不同。
12、可选的，所述第一刻蚀停止层的材料包括氮化硅；所述第一介质层的材料包括氧化硅。
13、可选的，在第一介质层上形成第二介质层之前，还包括：在第一介质层上形成第二刻蚀停止层。
14、可选的，所述第二刻蚀停止层的材料与第二介质层的材料不同。
15、可选的，所述第二刻蚀停止层的材料包括氮化硅；所述第二介质层的材料包括氧化硅。
16、可选的，在第二介质层内形成第一开口的方法包括：在第二介质层上形成掩膜结构；以所述掩膜结构为掩膜刻蚀所述第二介质层，直至暴露出第一介质层表面，在第二介质层内形成第一开口。
17、可选的，所述掩膜结构包括：衬垫层；位于衬垫层上的抗反射层；以及位于抗反射层上的光刻胶层，所述光刻胶层内具有凹槽。
18、可选的，形成所述光刻胶层的工艺包括曝光工艺和显影工艺；所述曝光工艺所采用的光源包括深紫外光或极紫外光。
19、可选的，形成第一开口之后，还包括：在第二介质层内形成第三开口，所述第三开口暴露出第一介质层表面；所述第一待处理层还位于第三开口侧壁表面和底部表面。
20、可选的，形成第二开口的同时，还包括：在第三开口的底部的第一介质层内形成第四开口；在第一开口内和第二开口内形成电连接结构的同时，还包括：在第三开口内和第四开口内形成电连接结构。
21、可选的，所述衬底包括：基底；位于基底上的器件层，所述器件层内具有器件结构，所述器件结构包括晶体管、二极管、三极管、电容、电感或导电结构；位于器件层上的互连层，所述互连层内具有第一金属层，所述第一金属层与器件结构电连接；所述电连接结构与第一金属层电连接。
22、可选的，在衬底上形成第一介质层之前，还包括：在衬底上形成第四介质层；所述第二开口暴露出第四介质层表面。
23、可选的，还包括：在第一开口侧壁表面和底部表面、第二开口侧壁表面和底部表面以及第二介质层表面形成第二待处理层；对第二介质层表面的第二待处理层进行改性处理，形成第二掩膜层；形成第二掩膜层之后，去除第一开口和第二开口侧壁表面和底部表面的第二待处理层；以所述第二掩膜层为掩膜，刻蚀所述第四介质层，直至暴露出衬底表面，在第二开口底部的第四介质层内形成第五开口；在第一开口、第二开口和第五开口内形成电连接结构。
24、与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益效果：
25、本专利技术的技术方案，通过先在第二介质层内形成第一开口，再在第二介质层表面形成第一掩膜层，然后以第一掩膜层为掩膜，刻蚀第一介质层，在第一开口底部的第一介质层内形成第二开口，最后在第一开口内和第二开口内形成电连接结构。通过分步刻蚀，能够在不损伤第二介质层的情况下，形成的深宽比较大的第一开口和第二开口具有较好的侧壁形貌，尺寸均匀好控制，同时能保证第二开口能够完全暴露出衬底表面，确保电连接结构能够与衬底内的器件结构电连接，从而提升了良率。
26、进一步，在第一开口侧壁表面和底部表面、以及第二介质层表面形成第一待处理层之前，还包括：在第一开口侧壁表面和底部表面、以及第二介质层表面形成第三介质层。所述第三介质层能够内缩第一开口平行于衬底表面方向上的尺寸，后续以第一掩膜层和第三介质层共同作为掩膜刻蚀第一介质层，以获得较小尺寸的第二开口和第一开口，从而无需在形成第一开口的掩膜结构阶段就缩小尺寸，从而增大了形成第一开口的掩膜结构的工艺窗口，提高了良率。
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1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在第二介质层表面形成第一掩膜层的方法包括：在第一开口侧壁表面和底部表面、以及第二介质层表面形成第一待处理层；在第一开口内形成牺牲层，所述牺牲层位于第一待处理层表面；对第二介质层表面的第一待处理层进行改性处理，形成第一掩膜层；形成第一掩膜层之后，去除牺牲层和第一开口侧壁表面和底部表面的第一待处理层，在第二介质层表面形成第一掩膜层。
3.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一待处理层的材料包括无定形硅。
4.如权利要求3所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，对第二介质层表面的第一待处理层进行改性处理的工艺包括离子注入工艺，所述离子注入工艺的注入离子包括硼离子。
5.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，去除第一开口侧壁表面和底部表面的第一待处理层的工艺包括湿法刻蚀工艺。
6.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在第一开口侧壁表面和底部表面、以及第二介质层表面形成第一待
7.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第三介质层的材料包括氧化硅。
8.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述第三介质层的工艺包括原子层沉积工艺。
9.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在衬底上形成第一介质层之前，还包括：在衬底上形成第一刻蚀停止层。
10.如权利要求9所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一刻蚀停止层的材料与第一介质层的材料不同。
11.如权利要求10所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一刻蚀停止层的材料包括氮化硅；所述第一介质层的材料包括氧化硅。
12.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在第一介质层上形成第二介质层之前，还包括：在第一介质层上形成第二刻蚀停止层。
13.如权利要求12所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二刻蚀停止层的材料与第二介质层的材料不同。
14.如权利要求13所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二刻蚀停止层的材料包括氮化硅；所述第二介质层的材料包括氧化硅。
15.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在第二介质层内形成第一开口的方法包括：在第二介质层上形成掩膜结构；以所述掩膜结构为掩膜刻蚀所述第二介质层，直至暴露出第一介质层表面，在第二介质层内形成第一开口。
16.如权利要求15所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述掩膜结构包括：衬垫层；位于衬垫层上的抗反射层；以及位于抗反射层上的光刻胶层，所述光刻胶层内具有凹槽。
17.如权利要求16所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述光刻胶层的工艺包括曝光工艺和显影工艺；所述曝光工艺所采用的光源包括深紫外光或极紫外光。
18.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成第一开口之后，还包括：在第二介质层内形成第三开口，所述第三开口暴露出第一介质层表面；所述第一待处理层还位于第三开口侧壁表面和底部表面。
19.如权利要求18所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成第二开口的同时，还包括：在第三开口的底部的第一介质层内形成第四开口；在第一开口内和第二开口内形成电连接结构的同时，还包括：在第三开口内和第四开口内形成电连接结构。
20.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述衬底包括：基底；位于基底上的器件层，所述器件层内具有器件结构，所述器件结构包括晶体管、二极管、三极管、电容、电感或导电结构；位于器件层上的互连层，所述互连层内具有第一金属层，所述第一金属层与器件结构电连接；所述电连接结构与第一金属层电连接。
21.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在衬底上形成第一介质层之前，还包括：在衬底上形成第四介质层；所述第二开口暴露出第四介质层表面。
22.如权利要求21所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，还包括：在第一开口侧壁表面和底部表面、第二开口侧壁表面和底部表面以及第二介质层表面形成第二待处理层；对第二介质层表面的第二待处理层进行改性处理，形成第二掩膜层；形成第二掩膜层之后，去除第一开口和第二开口侧壁表面和底部表面的第二待处理层；以所述第二掩膜层为掩膜，刻蚀所述第四介质层，直至暴露出衬底表面，在第二开口底部的第四介质层内形成第五开口；在第一开口、第二开口和第五开口...
【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：
2.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在第二介质层表面形成第一掩膜层的方法包括：在第一开口侧壁表面和底部表面、以及第二介质层表面形成第一待处理层；在第一开口内形成牺牲层，所述牺牲层位于第一待处理层表面；对第二介质层表面的第一待处理层进行改性处理，形成第一掩膜层；形成第一掩膜层之后，去除牺牲层和第一开口侧壁表面和底部表面的第一待处理层，在第二介质层表面形成第一掩膜层。
3.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一待处理层的材料包括无定形硅。
4.如权利要求3所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，对第二介质层表面的第一待处理层进行改性处理的工艺包括离子注入工艺，所述离子注入工艺的注入离子包括硼离子。
5.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，去除第一开口侧壁表面和底部表面的第一待处理层的工艺包括湿法刻蚀工艺。
6.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在第一开口侧壁表面和底部表面、以及第二介质层表面形成第一待处理层之前，还包括：
7.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第三介质层的材料包括氧化硅。
8.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述第三介质层的工艺包括原子层沉积工艺。
9.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在衬底上形成第一介质层之前，还包括：在衬底上形成第一刻蚀停止层。
10.如权利要求9所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一刻蚀停止层的材料与第一介质层的材料不同。
11.如权利要求10所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一刻蚀停止层的材料包括氮化硅；所述第一介质层的材料包括氧化硅。
12.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在第一介质层上形成第二介质层之前，还包括：在第一介质层上形成第二刻蚀停止层。
13.如权利要求12所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二刻蚀停止层的材料与第二介质层的材料不同。
14.如权利要求13所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二刻蚀停止层的材料包括氮化硅；...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈卓凡，顾飞丹，王胜，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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