[发明专利]一种金属互连结构的形成方法

权利要求书

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，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；

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，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，所述金属插塞的表面的斜坡较所述第二斜坡平缓。

4.如权利要求1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。

5.如权利要求1-3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。

6.如权利要求1-3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。

7.如权利要求6所述的形成方法，其特征在于，所述停止层为氮化物层。

8.如权利要求6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。