一种金属互连结构的形成方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111900128A(43)申请公布日2020.11.06(21)申请号202011054620.5(22)申请日2020.09.30(71)申请人晶芯成（北京）科技有限公司地址100176北京市大兴区北京经济技术开发区科创十三街29号院一区2号楼13层1302-C54(72)发明人张国伟许宗能王建智(74)专利代理机构上海思微知识产权代理事务所(普通合伙)31237代理人曹廷廷(51)Int.Cl.H01L21/768(2006.01)H01L23/48(2006.01)H01L23/528(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图8页(54)发明名称一种金属互连结构的形成方法(57)摘要本发明提供的一种金属互连结构的形成方法，通过形成具有第一斜坡的第二通孔，具有第二斜坡的第一通孔，且所述第二斜坡较所述第一斜坡平缓，以使得后续形成的金属膜层在第一通孔上具有更为平缓的斜坡，使得形成的金属插塞上不会出现保护层残留物，从而提高后续封装时的产品良率，同时在WAT测试时也不会影响探针的使用寿命。CN111900128ACN111900128A权利要求书1/2页1.一种金属互连结构的形成方法，其特征在于，包括以下步骤：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上依次形成底部金属互连结构、电介质层和图形化的第一光刻胶层，图形化的所述第一光刻胶层具有第一图形；以图形化的所述第一光刻胶层为掩模，在所述第一图形处第一次刻蚀所述电介质层，以形成第一通孔和第二通孔，再去除剩余的所述第一光刻胶层，其中，所述第一通孔和所述第二通孔连通，所述第二通孔位于所述第一通孔的底部，所述第一通孔和所述第二通孔均具有第一斜坡；在所述电介质层上形成图形化的第二光刻胶层，图形化的所述第二光刻胶层具有第二图形，所述第一通孔和所述第二通孔均位于所述第二图形内，所述第二图形的开口尺寸大于所述第一通孔的开口尺寸，且所述第二光刻胶层填充所述第二通孔，暴露出所述第一通孔；以所述第二光刻胶层为掩模，在所述第二图形处第二次刻蚀所述电介质层，以扩大所述第一通孔的开口尺寸，再去除剩余的所述第二光刻胶层，其中，开口尺寸扩大后的所述第一通孔具有第二斜坡，所述第二斜坡较所述第一斜坡平缓；在所述电介质层上形成金属膜层，所述金属膜层填充了第二通孔以及部分所述第一通孔，以形成金属插塞和顶层互连层，从而形成金属互连结构。2.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述第一通孔和所述第二通孔呈台阶状连接。3.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述金属插塞和顶层互连层的形成方法具体包括：在所述电介质层上，以及所述第一通孔和所述第二通孔上通过沉积工艺形成金属膜层，其中，位于所述第一通孔和所述第二通孔中的金属膜层构成了金属插塞，位于所述电介质层上的金属膜层构成顶层互连层。4.如权利要求3所述的形成方法，其特征在于，所述金属插塞的表面的斜坡较所述第二斜坡平缓。5.如权利要求3所述的形成方法，其特征在于，在形成所述金属插塞和所述顶层互连层之后还包括：通过沉积工艺在所述金属膜层上形成一保护层；在所述保护层上形成图形化的第三光刻胶层，图形化的所述第三光刻胶层在所述第一通孔上方具有开口，以暴露出所述第一通孔上方的所述保护层；以图形化的所述第三光刻胶层为掩模，通过干法刻蚀工艺刻蚀所述保护层，以形成图形化的保护层，并暴露出所述金属插塞；去除剩余的所述第三光刻胶层。6.如权利要求5所述的形成方法，其特征在于，所述保护层包括依次形成于所述金属膜层上的SiO2层和SiN层。7.如权利要求1-4中任一项所述的形成方法，其特征在于，所述金属膜层的材料为铝。8.如权利要求1-4中任一项所述的形成方法，其特征在于，所述底部金属互连结构和电介质层之间还形成有停止层。9.如权利要求8所述的形成方法，其特征在于，所述停止层为氮化物层。2CN111900128A权利要求书2/2页10.如权利要求8所述的形成方法，其特征在于，所述第一通孔和所述第二通孔的形成方法包括：以图形化的所述第一光刻胶层为掩模，在所述第一图形处第一次通过干法刻蚀工艺刻蚀所述电介质层，以形成第一通孔；继续刻蚀所述第一通孔的底部，在所述第一通孔的下方形成了第二通孔，所述第二通孔的底部位于所述停止层中。3CN111900128A说明书1/5页一种金属互连结构的形成方法技术领域[0001]本发明涉及半导体的制造工艺领域，特别涉及一种金属互连结构的形成方法。背景技术[0002]在半导体后段工艺中，可根据不同需要在半导体衬底上设置多层金属互连结构，每层金属互连层包括金属互连线和绝缘层，在绝缘层内形成沟槽和通孔，然后在所述沟槽和通孔内沉积金属，沉积的金属即为金属互连线，一般选用铜或铝作为金属互连线材料。[0003