[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，其中方法包括：提供基底，所述基底上具有第一互连结构；在所述第一互连结构上形成第一停止层；在基底和第一停止层上形成第一介质层；采用第一刻蚀工艺对第一互连线上的第一介质层进行刻蚀，直至暴露出第一停止层，在所述第一介质层内形成第一开口；采用第二刻蚀工艺对第一介质层进行刻蚀，在第一介质层内形成沟槽，并对第一开口底部的第一停止层进行刻蚀，直至暴露出第一互连结构，在第一停止层和第一介质层内形成通孔，所述通孔和沟槽连通。所述方法形成的器件的性能较好。

技术领域

本发明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

随着半导体技术的发展，半导体器件已经具有深亚微米结构，半导体集成电路IC中包含巨大数量的半导体元件。在这种大规模集成电路中，不仅保护单层互连结构，还包括多层互连结构。其中多层互连结构相互堆叠，并通过多层互连结构间的介质层进行隔离。特别地，利用双镶嵌(dual-damascene) 工艺形成多层互连结构时，需要预先在介质层中形成用于互连的沟槽和通孔，然后用导电材料如铜填充所述沟槽和通孔。

所述双镶嵌工艺，按照工艺实现先后方式的不同可分为两类：先沟槽工艺(TrenchFirst)和先通孔(Via First)工艺。先沟槽工艺包括：首先在已沉积的介质层上刻蚀出沟槽图形，然后再刻蚀出通孔图形；先通孔工艺包括：首先在介质层中定义出穿过介质层的通孔，然后利用另一光刻胶定义并形成沟槽。

然而，现有技术中双镶嵌工艺形成的通孔的底部尺寸与顶部尺寸差异较大。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种半导体结构的形成方法，以提高通孔的可控性。

为解决上述技术问题，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，所述基底上具有第一互连结构；在所述第一互连结构上形成第一停止层；在所述基底和第一停止层上形成第一介质层；采用第一刻蚀工艺对所述第一互连结构上的第一介质层进行刻蚀，直至暴露出第一停止层，在所述第一介质层内形成第一开口；采用第二刻蚀工艺对第一介质层进行刻蚀，在所述第一介质层内形成沟槽，并对第一开口底部的第一停止层进行刻蚀，直至暴露出第一互连结构，在所述第一停止层和第一介质层内形成通孔，所述通孔与沟槽连通。

可选的，所述第一开口的侧壁与底部构成第一夹角，所述第一夹角的范围为：90度～95度；所述沟槽的侧壁与底部构成第二夹角，所述第二夹角大于第一夹角。

可选的，所述第一刻蚀工艺包括第一刻蚀气体；所述第二刻蚀工艺包括第二刻蚀气体；所述第一刻蚀气体和第二刻蚀气体均包括含氧气体和含氟气体，且所述第一刻蚀气体中的氧氟比大于第二刻蚀气体中刻蚀气体的氧氟比。

可选的，所述第一刻蚀工艺的参数包括：第一刻蚀气体包括CH₂F₂、N₂、 O₂和H₂，其中，CH₂F₂的流量为5标准毫升/分钟～200标准毫升/分钟，N2的流量为10标准毫升/分钟～200标准毫升/分钟，O₂的流量为10标准毫升/分钟～200标准毫升/分钟，H₂的流量为10标准毫升/分钟～200标准毫升/分钟，气压为10毫托～200毫托，功率为100瓦～1000瓦。

可选的，所述第二刻蚀工艺的参数包括：所述第二刻蚀气体包括C₄F₈、 N₂、O₂和Ar，其中，C₄F₈的流量为5标准毫升/分钟～200标准毫升/分钟，N₂的流量为10标准毫升/分钟～200标准毫升/分钟，O₂的流量为5标准毫升/分钟～200标准毫升/分钟，Ar的流量为200标准毫升/分钟～2000标准毫升/分钟，气压为10毫托～200毫托，功率为100瓦～1000瓦。