金属互连结构及其形成方法.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CN110970352A(43)申请公布日2020.04.07(21)申请号201811156320.0(22)申请日2018.09.28(71)申请人长鑫存储技术有限公司地址230000安徽省合肥市经济技术开发区翠微路6号海恒大厦630室(72)发明人不公告发明人(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代理人智云(51)Int.Cl.H01L21/768(2006.01)H01L23/538(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称金属互连结构及其形成方法(57)摘要本发明提供了一种金属互连结构及其形成方法。通过在衬底中形成开开孔，并使导电材料层填充开孔的同时，还进一步凸出于衬底的顶表面，从而在定义上层互连线时，由于上层互连线还同时遮盖开孔，进而能够保留开孔中的导电材料层以构成导电插塞，如此即实现了在同一工艺步骤中同时形成上层互连线和导电插塞，有利于简化金属互连结构的形成工艺。CN110970352ACN110970352A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：提供一衬底，所述衬底中形成有开孔；形成一导电材料层在所述衬底上，所述导电材料层填充所述开孔并覆盖所述衬底的顶表面；形成一掩膜层在所述导电材料层上，所述掩膜层中形成有线条图形，所述线条图形遮盖所述开孔；以及，以所述掩膜层为掩膜刻蚀所述导电材料层，以利用剩余的导电材料层构成上层互连线和导电插塞，剩余的导电材料层中高出于所述衬底的部分构成所述上层互连线，剩余的导电材料层中填充在所述开孔中的部分构成导电插塞。2.如权利要求1所述金属互连结构的形成方法，其特征在于，所述导电材料层包括金属扩散阻挡层和金属材料层，所述金属扩散阻挡层覆盖所述开孔的底壁和侧壁，所述金属材料层形成在所述金属扩散阻挡层上并填充所述开孔，同时覆盖所述衬底的顶表面。3.如权利要求1所述金属互连结构的形成方法，其特征在于，所述衬底包括多层相互堆叠的介质层，多层介质层中包括由上至下依次排布的第一介质层和第二介质层，所述开孔形成在所述第一介质层中。4.如权利要求3所述金属互连结构的形成方法，其特征在于，所述第一介质层和所述第二介质层之间设置有第一刻蚀停止层；其中，所述开孔的形成方法包括：形成第一抗反射层在所述衬底上，并在所述第一抗反射层上形成一图形化的第一刻胶层；以及，以所述图形化的第一光刻胶层为掩膜刻蚀所述衬底的所述第一介质层并刻蚀停止于所述第一刻蚀停止层上，并继续刻蚀所述第一刻蚀停止层至暴露出所述第二介质层，以形成所述开孔在所述第一介质层中。5.如权利要求3所述金属互连结构的形成方法，其特征在于，所述第二介质层中形成有下层互连线，所述下层互连线暴露在所述开孔中，以使所述上层互连线和所述下层互连线电性连接。6.如权利要求1所述金属互连结构的形成方法，其特征在于，在形成所述导电材料层之前，还包括形成第二刻蚀停止层在所述衬底上，所述第二刻蚀停止层覆盖所述衬底的顶表面，所述开孔贯穿所述第二刻蚀停止层，以及在刻蚀所述导电材料层时，刻蚀停止于所述第二刻蚀停止层上。7.如权利要求1所述金属互连结构的形成方法，其特征在于，所述掩膜层为第二光刻胶层，并在形成所述掩膜层之前还包括：形成第二抗反射层在所述衬底上。8.一种金属互连结构，其特征在于，包括：衬底，所述衬底中形成有开孔；以及，导电材料层，填充在所述开孔中并进一步凸出于所述衬底的顶表面，所述导电材料层中高出于所述衬底的部分构成上层互连线，所述导电材料层中填充在所述开孔中的部分构成导电插塞。9.如权利要求8所述的金属互连结构，其特征在于，所述导电材料层包括金属扩散阻挡层和金属材料层，所述金属扩散阻挡层覆盖所述开孔的底壁和侧壁，所述金属材料层形成在所述金属扩散阻挡层上并填充所述开孔，并且所述金属材料层还凸出于所述衬底的顶表2CN110970352A权利要求书2/2页面。10.如权利要求8所述的金属互连结构，其特征在于，所述衬底包括多层相互堆叠的介质层，多层介质层中包括由上至下依次排布的第一介质层和第二介质层，所述开孔形成在所述第一介质层中。11.如权利要求10所述的金属互连结构，其特征在于，所述第二介质层中形成有下层互连线，所述下层互连线暴露在所述开孔中，以使所述上层互连线和所述下层互连线电性连接。3CN110970352A说明书1/5页金属互连结构及其形成方法技术领域[0001]本发明涉及半导体器技术领域，特别涉及一种金属互连结构及其形成方法。背景技术[0002]半导体领域中，高效率、高密度集成电路的元件数量上升到几千万个，这些数量庞大的有源元件的信号集成需要通过金属互连结构实现。传统的金属互连工艺中，要形成导电插塞和金属互