[发明专利]金属互连结构及其形成方法

说明书

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。

技术领域

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

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连层，通常是利者单大马士革工艺首先形成导电插塞，然后利用金属线刻蚀工艺或者单大马士革工艺形成金属互连层；或者是基于双大马士革工艺同时形成导电插塞和金属互连层。然而，不论是上述的哪一种金属互连工艺，其制备流程均较为繁杂，需要执行较多的工艺步骤，导致制备成本的增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属互连结构的形成方法，以解决现有的金属互连工艺其流程较为繁杂的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种金属互连结构的形成方法，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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，所述第一介质层和所述第二互介质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。

可选的，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。

可选的，在形成所述导电材料层之前，还包括形成一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。

可选的，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。

本发明的又一目的在于提供一种金属互连结构，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。