[发明专利]半导体结构及其形成方法

权利要求书

1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：

提供基底，所述基底内形成有第一金属层；

在所述基底上形成第一介质层；

在所述第一介质层上形成具有沟槽图形开口的第一掩膜结构，所述沟槽图形开口向第一方向延伸；

形成覆盖所述第一掩膜结构的平坦层；

在所述平坦层上形成具有通孔图形开口的第二掩膜结构，所述通孔图形开口位于部分所述沟槽图形开口上方，且在第二方向上，所述通孔图形开口的尺寸大于所述沟槽图形开口的尺寸，所述第二方向垂直于所述第一方向；

以所述第二掩膜结构为掩膜刻蚀所述平坦层，直至暴露出所述第一介质层，在所述平坦层中形成第一开口，所述第一开口还暴露出部分所述第一掩膜结构的侧壁和顶部表面；

在所述第一开口的底部和侧壁表面形成保护层；

沿所述第一开口刻蚀部分厚度的所述第一介质层，在所述第一介质层内形成初始通孔；

去除所述平坦层；

以所述第一掩膜结构为掩膜刻蚀所述第一介质层，在所述第一介质层内形成若干沟槽和通孔，所述通孔暴露出所述第一金属层。

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，所述保护层的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或碳氧化硅。

3.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述保护层的工艺包括化学气相沉积工艺或原子层沉积工艺。

4.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述保护层的厚度为

5.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，当形成多个沟槽时，在所述第二方向上，相邻所述沟槽之间的间距为10～60nm。

6.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在所述第一方向上，所述通孔的侧壁与所述基底之间的夹角为60°～80°。

7.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在形成第一介质层之前，还包括：在所述基底上形成刻蚀停止层。

8.如权利要求7所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成若干沟槽和通孔的方法包括：以所述第一掩膜结构为掩膜刻蚀所述第一介质层，在所述第一介质层内形成初始沟槽，且所述刻蚀过程使所述初始通孔底部露出所述刻蚀停止层；去除所述第一掩膜结构；去除所述初始通孔露出的所述刻蚀停止层，形成通孔和沟槽。

9.如权利要求8所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述刻蚀停止层的材料包括碳氮化硅、碳氧化硅、氮氧化硅或氮化硅。

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，去除所述刻蚀停止层的工艺包括干法刻蚀工艺。

11.如权利要求8所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一掩膜结构的材料包括TiN、Ti或CuN。

12.如权利要求11所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，去除所述第一掩膜结构的工艺包括湿法刻蚀工艺。

13.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在形成所述沟槽和通孔之后，还包括：在所述沟槽和通孔中填充导电材料，在所述沟槽内形成第二金属层，在所述通孔内形成互连金属层，所述互连金属层连接所述第一金属层和所述第二金属层。

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，所述导电材料包括Cu、Ag、Au、Al或W的其中一种或多种。

15.一种半导体结构，其特征在于，包括：

基底，所述基底内形成有底层介质层以及位于所述底层介质层内的第一金属层；

刻蚀停止层，位于所述基底上；

第一介质层，位于所述刻蚀阻挡层上；

通孔，位于所述第一介质层内，所述通孔的底部暴露出所述第一金属层，在第一方向上，所述通孔的顶部宽度大于所述通孔的底部宽度，所述通孔的顶部宽度大于所述第一金属层的顶部宽度，且小于所述第一金属层的顶部宽度与邻近所述底层介质层的宽度之和；

沟槽，位于所述第一介质层内，所述沟槽的底部与所述通孔的顶部相连通；第二金属层，位于所述沟槽内；

互连金属层，位于所述通孔内，所述互连金属层连接所述第一金属层和所述第二金属层。