金屬互連結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬互連結(jié)構(gòu)的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬互連結(jié)構(gòu)是半導(dǎo)體工藝中一種常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)，其包括金屬線(xiàn)圖案(Metal)與位于下方的導(dǎo)電插塞(Contact)。現(xiàn)有技術(shù)中，金屬互連結(jié)構(gòu)中的金屬線(xiàn)圖案一般采用刻蝕溝槽后填充金屬的方法形成。近年來(lái)，隨著器件密度的提高，金屬互連結(jié)構(gòu)的線(xiàn)寬越來(lái)越小，在光刻過(guò)程中，由于衍射等現(xiàn)象存在，曝光機(jī)臺(tái)的分辨率具有一定光學(xué)極限，這使得金屬線(xiàn)圖案對(duì)應(yīng)的掩膜板在圖形轉(zhuǎn)移過(guò)程中，容易產(chǎn)生光學(xué)臨近效應(yīng)(Optical ProximityEffect，ΟΡΕ)。上述光學(xué)臨近效應(yīng)造成掩膜板圖形與轉(zhuǎn)移至光刻膠上的圖形具有偏差。上述偏差會(huì)造成要不金屬線(xiàn)圖案未完全覆蓋導(dǎo)電插塞，兩者電連接性能不可靠；要不由于圖案化光刻膠又細(xì)又長(zhǎng)，容易出現(xiàn)崩塌(Peeling)，造成相鄰金屬線(xiàn)圖案連通，金屬互連結(jié)構(gòu)性能不可靠。
[0003]為了克服上述偏差，一般通過(guò)光學(xué)臨近修正加以解決?，F(xiàn)有技術(shù)中，一種方案例如改變電路圖形的邊界，使其具有一定預(yù)變形進(jìn)而曝光顯影后得到接近目標(biāo)電路圖形的電路圖形；另一種方案例如在相鄰金屬線(xiàn)圖案之間設(shè)定散射條(ScatteringBar, SB),以既避免導(dǎo)電插塞未完全覆蓋的問(wèn)題，又使得光刻膠不容易出現(xiàn)崩塌。
[0004]然而，隨著集成電路特征尺寸進(jìn)一步減小，器件密度進(jìn)一步提高，改變電路邊界的方案效果很有限，金屬互連結(jié)構(gòu)中相鄰金屬線(xiàn)圖案間的間距也越來(lái)越小，變得不再適宜放置散射條。
[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供一種新的金屬互連結(jié)構(gòu)的制作方法，以解決上述技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決的問(wèn)題是對(duì)于集成電路特征尺寸較小的金屬互連結(jié)構(gòu)，如何既避免導(dǎo)電插塞未完全覆蓋的問(wèn)題，又使得光刻膠不容易出現(xiàn)崩塌。
[0007]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種金屬互連結(jié)構(gòu)的制作方法，所述金屬互連結(jié)構(gòu)包括位于下層的導(dǎo)電插塞及位于上層、完全覆蓋所述導(dǎo)電插塞的金屬線(xiàn)圖案，其中，所述制作方法包括:
[0008]提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上具有導(dǎo)電插塞及其間填充的第一介質(zhì)層；
[0009]形成覆蓋所述導(dǎo)電插塞及第一介質(zhì)層的第二介質(zhì)層，在所述第二介質(zhì)層上形成光刻膠，對(duì)所述光刻膠曝光、顯影，得到圖案化的光刻膠；所述曝光過(guò)程中采用的掩膜板為經(jīng)光學(xué)臨近修正后的掩膜板，所述掩膜板具有金屬線(xiàn)圖案對(duì)應(yīng)區(qū)及位于金屬線(xiàn)圖案對(duì)應(yīng)區(qū)中的散射條，所述散射條的位置與導(dǎo)電插塞對(duì)應(yīng)；
[0010]以所述圖案化的光刻膠為掩膜刻蝕所述第二介質(zhì)層形成溝槽，在所述溝槽內(nèi)填充金屬得到金屬線(xiàn)圖案。
[0011]可選地，所述散射條為長(zhǎng)條狀，所述散射條的長(zhǎng)度方向沿與所述導(dǎo)電插塞連接處的金屬線(xiàn)圖案對(duì)應(yīng)區(qū)的走向，所述散射條的中心與所述導(dǎo)電插塞的中心的連線(xiàn)垂直于與所述導(dǎo)電插塞連接處的金屬線(xiàn)圖案對(duì)應(yīng)區(qū)的走向。
[0012]可選地，對(duì)于某一個(gè)所述導(dǎo)電插塞，所述散射條包括走向一致的多個(gè)。
[0013]可選地，所述導(dǎo)電插塞具有多個(gè)，所述散射條為連續(xù)的長(zhǎng)條狀，所述連續(xù)長(zhǎng)條狀的長(zhǎng)度方向沿與所述多個(gè)導(dǎo)電插塞連接處的金屬線(xiàn)圖案對(duì)應(yīng)區(qū)的走向。
[0014]可選地，所述連續(xù)長(zhǎng)條狀散射條包括走向一致的多個(gè)。
[0015]可選地，所述散射條的寬度范圍為15納米-30納米。
[0016]可選地，所述相鄰金屬線(xiàn)圖案之間的間距范圍為30納米-100納米。
[0017]可選地，所述光刻膠為正性光刻膠，所述掩膜板中金屬線(xiàn)圖案對(duì)應(yīng)區(qū)透光，所述散射條區(qū)域不透光。
[0018]可選地，所述光刻膠為負(fù)性光刻膠，所述掩膜板中金屬線(xiàn)圖案對(duì)應(yīng)區(qū)不透光，所述散射條區(qū)域透光。
[0019]可選地，經(jīng)光學(xué)臨近修正后的掩膜板的獲取方法為:
[0020]設(shè)定所述散射條的初始位置、長(zhǎng)度及寬度；
[0021]對(duì)包含散射條的金屬線(xiàn)圖案對(duì)應(yīng)區(qū)進(jìn)行光學(xué)臨近修正，若所述金屬線(xiàn)圖案對(duì)應(yīng)區(qū)滿(mǎn)足需求，則將所述金屬線(xiàn)圖案對(duì)應(yīng)區(qū)的形狀、尺寸以及散射條的位置、長(zhǎng)度及寬度作為修正后的掩膜板；若所述金屬線(xiàn)圖案對(duì)應(yīng)區(qū)不滿(mǎn)足需求，則調(diào)整所述散射條的初始位置、長(zhǎng)度及寬度，重復(fù)對(duì)包含散射條的金屬線(xiàn)圖案對(duì)應(yīng)區(qū)進(jìn)行光學(xué)臨近修正直至滿(mǎn)足需求。
[0022]可選地，所述金屬線(xiàn)圖案對(duì)應(yīng)區(qū)滿(mǎn)足需求為所述金屬線(xiàn)圖案完全覆蓋所述導(dǎo)電插塞且相鄰金屬線(xiàn)圖案不連通。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):1)本發(fā)明在形成金屬線(xiàn)圖案的掩膜板中，不僅包括金屬線(xiàn)圖案對(duì)應(yīng)區(qū)，還包括位于金屬線(xiàn)圖案對(duì)應(yīng)區(qū)的散射條，對(duì)兩者進(jìn)行光學(xué)臨近修正得到修正后的掩膜板，利用了散射條改變位于導(dǎo)電插塞處的光刻膠的光強(qiáng)分布，使得曝光后的圖案化光刻膠一方面具有一定程度收縮，以該圖案化光刻膠為掩膜刻蝕第二介質(zhì)層所形成的溝槽完全暴露出導(dǎo)電插塞，在其內(nèi)填充的金屬線(xiàn)圖案能完全覆蓋該導(dǎo)電插塞，另一方面又使得圖案化光刻膠收縮程度不至于過(guò)大造成該光刻膠崩塌剝落，對(duì)應(yīng)溝槽內(nèi)填充的相鄰金屬線(xiàn)圖案不連通。
[0024]2)可選方案中，散射條為長(zhǎng)條狀，散射條的長(zhǎng)度方向沿與所述導(dǎo)電插塞連接處的金屬線(xiàn)圖案對(duì)應(yīng)區(qū)的走向，散射條的中心與所述導(dǎo)電插塞的中心的連線(xiàn)垂直于與所述導(dǎo)電插塞連接處的金屬線(xiàn)圖案對(duì)應(yīng)區(qū)的走向。研究表明，上述形狀的散射條對(duì)導(dǎo)電插塞處的光刻膠的光強(qiáng)分布改善，有利于形成既能避免導(dǎo)電插塞未完全覆蓋的問(wèn)題，又不容易出現(xiàn)崩塌的圖形化光刻膠。
[0025]3)可選方案中，對(duì)于某一個(gè)導(dǎo)電插塞，該散射條包括走向一致的多個(gè)，即采用位于不同位置的多個(gè)散射條，對(duì)與所述導(dǎo)電插塞連接處的光刻膠進(jìn)行光強(qiáng)分布調(diào)整，進(jìn)一步有利于形成既避免導(dǎo)電插塞未完全覆蓋的問(wèn)題，又不容易出現(xiàn)崩塌的圖形化光刻膠。
[0026]4)可選方案中，電路圖形一般具有多個(gè)導(dǎo)電插塞，對(duì)于上述多個(gè)導(dǎo)電插塞處的光刻膠的光強(qiáng)分布調(diào)整，除了對(duì)每一導(dǎo)電插塞分別設(shè)置散射條進(jìn)行調(diào)整外，還可以將上述散射條連接起來(lái)，形成一連續(xù)的長(zhǎng)條狀，所述連續(xù)長(zhǎng)條狀的長(zhǎng)度方向沿與所述多個(gè)導(dǎo)電插塞連接處的金屬線(xiàn)圖案對(duì)應(yīng)區(qū)的走向。上述方案使得散射條的制作成本較低。
[0027]5)可選方案中，與3)可選方案類(lèi)似，4)可選方案中的連續(xù)長(zhǎng)條狀散射條包括走向一致的多個(gè)，通過(guò)位于不同位置的多個(gè)散射條，對(duì)與所述多個(gè)導(dǎo)電插塞連接處的光刻膠進(jìn)行光強(qiáng)分布調(diào)整，進(jìn)一步有利于形成既避免導(dǎo)電插塞未完全覆蓋的問(wèn)題，又不容易出現(xiàn)崩塌的圖形化光刻膠。
[0028]6)可選方案中，散射條的寬度范圍為15納米-30納米，上述寬度的散射條在曝光過(guò)程中不會(huì)在光刻膠上留下對(duì)應(yīng)的圖案化光刻膠，僅起改善用于形成金屬線(xiàn)圖案的光刻膠的光強(qiáng)分布的作用。
[0029]7)可選方案中，所述光刻膠可以為正性光刻膠，也可以為負(fù)性光刻膠，對(duì)于正性光刻膠，所述掩膜板中對(duì)應(yīng)金屬線(xiàn)圖案的區(qū)域透光，對(duì)應(yīng)所述散射條的區(qū)域不透光；對(duì)于負(fù)性光刻膠，所述掩膜板中對(duì)應(yīng)金屬線(xiàn)圖案的區(qū)域不透光，對(duì)應(yīng)所述散射條的區(qū)域透光。上述提供了兩種曝光的具體方案。
[0030]8)可選方案中，經(jīng)光學(xué)臨近修正后的掩膜板的獲取方法為:設(shè)定所述散射條的初始位置、長(zhǎng)度及寬度；對(duì)包含散射條的金屬線(xiàn)圖案對(duì)應(yīng)區(qū)進(jìn)行光學(xué)臨近修正，若所述金屬線(xiàn)圖案對(duì)應(yīng)區(qū)滿(mǎn)足需求，則將所述金屬線(xiàn)圖案對(duì)應(yīng)區(qū)的形狀、尺寸以及散射條的位置、長(zhǎng)度及寬度作為修正后的掩膜板；若所述金屬線(xiàn)圖案對(duì)應(yīng)區(qū)不滿(mǎn)足需求，則調(diào)整所述散射條的初始位置、長(zhǎng)度及寬度，重復(fù)對(duì)包含散射條的金屬線(xiàn)圖案對(duì)應(yīng)區(qū)進(jìn)行光學(xué)臨近修正直至滿(mǎn)足需求。上述方案提供了獲得包含散射條的掩膜板的具體方案。
【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的經(jīng)光學(xué)臨近修正后的掩膜板的俯視圖；
[0032]圖2至4是使用圖1中的掩膜板制作金屬互連結(jié)構(gòu)過(guò)程中的俯視圖；
[0033]圖5是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的經(jīng)光學(xué)臨近修正后的掩膜板制作金屬互連結(jié)構(gòu)過(guò)程中的俯視圖；
[0034]圖6是本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的經(jīng)光學(xué)臨近修正后的掩膜板制作金屬互連結(jié)構(gòu)過(guò)程中的俯視圖；
[0035]圖7是本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例的經(jīng)光學(xué)臨近修正后的掩膜板制作金屬互連結(jié)構(gòu)過(guò)程中的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]如【背景技術(shù)】中所述，要實(shí)現(xiàn)既避免導(dǎo)電插塞未完全覆蓋的問(wèn)題，又使得光刻膠不容易出現(xiàn)崩塌，一方面現(xiàn)有技術(shù)中的改變電路邊界的方案效果很有限，另一方面金屬互連結(jié)構(gòu)中相鄰金屬線(xiàn)圖案間的間距也越來(lái)越小，變得不再適宜放置散射條。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明在形成金屬線(xiàn)圖案的掩膜板中，不僅包括金屬線(xiàn)圖案對(duì)應(yīng)區(qū)，還包括位于金屬線(xiàn)圖案對(duì)應(yīng)區(qū)的散射條，對(duì)兩者進(jìn)行光學(xué)臨近修正得到修正后的掩膜板，上述方案利用了散射條改變位于導(dǎo)電插塞處的光刻膠的光強(qiáng)分布，一方面使得曝光后的圖案化光刻膠具有一定程度收縮，以該圖案化光刻膠為掩膜刻蝕第二介質(zhì)層所形成的溝槽完全暴露出導(dǎo)電插塞，在其內(nèi)填充的金屬線(xiàn)圖案能完全覆蓋該導(dǎo)電插塞，另一方面又使得光刻膠收縮程度不至于過(guò)大造成該圖案化光刻膠崩塌剝落，對(duì)應(yīng)溝槽內(nèi)填充的相鄰金屬線(xiàn)圖案不連通。
[0037]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。
[0038]圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的經(jīng)光學(xué)臨近修正后的掩膜板的俯視圖；圖2至圖4是使用圖1中的掩膜板制作金屬互連結(jié)構(gòu)過(guò)程中的俯視圖。
[0039]以下結(jié)合圖1至圖4詳細(xì)介紹金屬互連結(jié)構(gòu)的制作方法。
[0040]首先，如圖2所示，提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上具有導(dǎo)電插塞10及其間填充的第一介質(zhì)層11。
[0041]本實(shí)施例中，導(dǎo)電插塞10為方形孔，其它實(shí)施例中，也可以為圓形孔。其間填充的第一介質(zhì)層11例如可以為二氧化硅。另外，導(dǎo)電插塞10可以直接形成在半導(dǎo)體襯底上，例如硅、鍺、絕緣體上硅等材質(zhì)上，也可以形成在某一層金屬互連結(jié)構(gòu)的金屬線(xiàn)圖案上。
[0042]接著，形成覆蓋所述導(dǎo)電插塞10及第一介質(zhì)層11的第二介質(zhì)層12 (參見(jiàn)圖