[发明专利]半导体结构及其形成方法

说明书

一种半导体结构及其形成方法，形成方法包括：提供基底，基底上形成有底部介质层以及位于底部介质层内的互连线，底部介质层露出互连线的顶部；刻蚀部分厚度的底部介质层，沿互连线的延伸方向，相邻互连线与剩余底部介质层围成凹槽；至少在凹槽中形成刻蚀停止层，刻蚀停止层密封凹槽的顶部；形成顶部介质层，覆盖互连线、刻蚀停止层以及底部介质层；在凹槽两侧的顶部介质层内形成通孔，通孔露出互连线的顶部；形成填充于通孔内的通孔互连结构，通孔互连结构与互连线电连接。本发明实施例在增大形成通孔的工艺窗口、提高通孔互连结构布局设计的自由度的同时，保证半导体结构的可靠性和稳定性。

技术领域

本发明实施例涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。

背景技术

现有的半导体结构通常由一半导体衬底以及形成于该半导体衬底上的多个介电层及导电层构成。具体而言，可以通过在一介电层上形成另一介电层的方式在衬底上形成多个介电层，且每一介电层中包含至少一金属线，包含至少一金属线的每一介电层可被称为一金属层(metal layer)。现有的半导体结构由许多金属层构成，金属层内的金属线可通过通孔(Via)互连结构而在电气上被相互连接。

现有的通孔互连结构通常通过大马士革(damascene)工艺形成。具体而言，在金属层的介电层内形成第一金属线之后，可在该介电层内形成沟槽或开口，而露出该第一金属线的上表面。可以视需要采用衬垫材料及金属填充该沟槽或开口，可将该金属(及衬垫)平坦化到该介电层的顶面。然后，可在该金属及该介电层上方形成第二金属线，使该金属电气连接该第一及第二金属线。在形成每一金属层中的每一金属线之后，视需要而继续该工艺，以便视需要而提供该金属层内的各金属线之间的电气连接。

发明内容

本发明实施例解决的问题是提供一种半导体结构及其形成方法，在增大形成通孔的工艺窗口的同时，保证半导体结构的可靠性和稳定性。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供基底，所述基底上形成有底部介质层以及位于所述底部介质层内的互连线，所述底部介质层露出所述互连线的顶部；刻蚀部分厚度的所述底部介质层，沿所述互连线的延伸方向，相邻所述互连线与剩余所述底部介质层围成凹槽；至少在所述凹槽中形成刻蚀停止层，所述刻蚀停止层密封所述凹槽的顶部；形成顶部介质层，覆盖所述互连线、刻蚀停止层以及底部介质层；在所述凹槽两侧的顶部介质层内形成通孔，所述通孔露出所述互连线的顶部；形成填充于所述通孔内的通孔互连结构，所述通孔互连结构与所述互连线电连接。

相应的，本发明实施例还提供一种半导体结构，包括：基底；底部介质层，位于所述基底上；互连线，位于所述底部介质层内，所述互连线顶部高于所述底部介质层顶部，且沿所述互连线的延伸方向，相邻所述互连线与所述底部介质层围成凹槽；刻蚀停止层，至少位于所述凹槽中且密封所述凹槽的顶部；顶部介质层，覆盖所述互连线、刻蚀停止层以及底部介质层；通孔互连结构，位于所述凹槽两侧的顶部介质层内，所述通孔互连结构与所述互连线电连接。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：

本发明实施例刻蚀部分厚度的所述底部介质层，沿所述互连线的延伸方向，相邻所述互连线与剩余所述底部介质层围成凹槽；至少在所述凹槽中形成刻蚀停止层，所述刻蚀停止层密封所述凹槽的顶部，后续在位于所述凹槽两侧的顶部介质层内形成通孔的刻蚀工艺中，位于所述凹槽顶部的刻蚀停止层能够起到定义刻蚀停止位置的作用，所述通孔刻蚀工艺难以对位于相邻互连线之间的刻蚀停止层造成误刻蚀，从而降低所述通孔露出相邻互连线的概率，或者，防止所述通孔过于靠近相邻的互连线，后续形成填充于所述通孔内的通孔互连结构后，所述通孔互连结构与相邻的互连线之间发生短接(short)问题的概率较低，从而在增大形成所述通孔的工艺窗口、提高通孔互连结构布局设计的自由度的同时，保证半导体结构的可靠性和稳定性。

附图说明

图1至图4是一种半导体结构的形成方法中各步骤对应的结构示意图；