金屬互連結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種金屬互連結構的制作方法。
【背景技術】
[0002]金屬互連結構是半導體工藝中一種常見的結構，其包括金屬線圖案(Metal)與位于下方的導電插塞(Contact)。現(xiàn)有技術中，金屬互連結構中的金屬線圖案一般采用刻蝕溝槽后填充金屬的方法形成。近年來，隨著器件密度的提高，金屬互連結構的線寬越來越小，在光刻過程中，由于衍射等現(xiàn)象存在，曝光機臺的分辨率具有一定光學極限，這使得金屬線圖案對應的掩膜板在圖形轉移過程中，容易產生光學臨近效應(Optical ProximityEffect，ΟΡΕ)。上述光學臨近效應造成掩膜板圖形與轉移至光刻膠上的圖形具有偏差。上述偏差會造成要不金屬線圖案未完全覆蓋導電插塞，兩者電連接性能不可靠；要不由于圖案化光刻膠又細又長，容易出現(xiàn)崩塌(Peeling)，造成相鄰金屬線圖案連通，金屬互連結構性能不可靠。
[0003]為了克服上述偏差，一般通過光學臨近修正加以解決?，F(xiàn)有技術中，一種方案例如改變電路圖形的邊界，使其具有一定預變形進而曝光顯影后得到接近目標電路圖形的電路圖形；另一種方案例如在相鄰金屬線圖案之間設定散射條(ScatteringBar, SB),以既避免導電插塞未完全覆蓋的問題，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一步減小，器件密度進一步提高，改變電路邊界的方案效果很有限，金屬互連結構中相鄰金屬線圖案間的間距也越來越小，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構的制作方法，以解決上述技術問題。
【發(fā)明內容】
[0006]本發(fā)明解決的問題是對于集成電路特征尺寸較小的金屬互連結構，如何既避免導電插塞未完全覆蓋的問題，又使得光刻膠不容易出現(xiàn)崩塌。
[0007]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種金屬互連結構的制作方法，所述金屬互連結構包括位于下層的導電插塞及位于上層、完全覆蓋所述導電插塞的金屬線圖案，其中，所述制作方法包括:
[0008]提供半導體襯底，所述半導體襯底上具有導電插塞及其間填充的第一介質層；
[0009]形成覆蓋所述導電插塞及第一介質層的第二介質層，在所述第二介質層上形成光刻膠，對所述光刻膠曝光、顯影，得到圖案化的光刻膠；所述曝光過程中采用的掩膜板為經光學臨近修正后的掩膜板，所述掩膜板具有金屬線圖案對應區(qū)及位于金屬線圖案對應區(qū)中的散射條，所述散射條的位置與導電插塞對應；
[0010]以所述圖案化的光刻膠為掩膜刻蝕所述第二介質層形成溝槽，在所述溝槽內填充金屬得到金屬線圖案。
[0011]可選地，所述散射條為長條狀，所述散射條的長度方向沿與所述導電插塞連接處的金屬線圖案對應區(qū)的走向，所述散射條的中心與所述導電插塞的中心的連線垂直于與所述導電插塞連接處的金屬線圖案對應區(qū)的走向。
[0012]可選地，對于某一個所述導電插塞，所述散射條包括走向一致的多個。
[0013]可選地，所述導電插塞具有多個，所述散射條為連續(xù)的長條狀，所述連續(xù)長條狀的長度方向沿與所述多個導電插塞連接處的金屬線圖案對應區(qū)的走向。
[0014]可選地，所述連續(xù)長條狀散射條包括走向一致的多個。
[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圖案對應區(qū)透光，所述散射條區(qū)域不透光。
[0018]可選地，所述光刻膠為負性光刻膠，所述掩膜板中金屬線圖案對應區(qū)不透光，所述散射條區(qū)域透光。
[0019]可選地，經光學臨近修正后的掩膜板的獲取方法為:
[0020]設定所述散射條的初始位置、長度及寬度；
[0021]對包含散射條的金屬線圖案對應區(qū)進行光學臨近修正，若所述金屬線圖案對應區(qū)滿足需求，則將所述金屬線圖案對應區(qū)的形狀、尺寸以及散射條的位置、長度及寬度作為修正后的掩膜板；若所述金屬線圖案對應區(qū)不滿足需求，則調整所述散射條的初始位置、長度及寬度，重復對包含散射條的金屬線圖案對應區(qū)進行光學臨近修正直至滿足需求。
[0022]可選地，所述金屬線圖案對應區(qū)滿足需求為所述金屬線圖案完全覆蓋所述導電插塞且相鄰金屬線圖案不連通。
[0023]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的技術方案具有以下優(yōu)點:1)本發(fā)明在形成金屬線圖案的掩膜板中，不僅包括金屬線圖案對應區(qū)，還包括位于金屬線圖案對應區(qū)的散射條，對兩者進行光學臨近修正得到修正后的掩膜板，利用了散射條改變位于導電插塞處的光刻膠的光強分布，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層所形成的溝槽完全暴露出導電插塞，在其內填充的金屬線圖案能完全覆蓋該導電插塞，另一方面又使得圖案化光刻膠收縮程度不至于過大造成該光刻膠崩塌剝落，對應溝槽內填充的相鄰金屬線圖案不連通。
[0024]2)可選方案中，散射條為長條狀，散射條的長度方向沿與所述導電插塞連接處的金屬線圖案對應區(qū)的走向，散射條的中心與所述導電插塞的中心的連線垂直于與所述導電插塞連接處的金屬線圖案對應區(qū)的走向。研究表明，上述形狀的散射條對導電插塞處的光刻膠的光強分布改善，有利于形成既能避免導電插塞未完全覆蓋的問題，又不容易出現(xiàn)崩塌的圖形化光刻膠。
[0025]3)可選方案中，對于某一個導電插塞，該散射條包括走向一致的多個，即采用位于不同位置的多個散射條，對與所述導電插塞連接處的光刻膠進行光強分布調整，進一步有利于形成既避免導電插塞未完全覆蓋的問題，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導電插塞，對于上述多個導電插塞處的光刻膠的光強分布調整，除了對每一導電插塞分別設置散射條進行調整外，還可以將上述散射條連接起來，形成一連續(xù)的長條狀，所述連續(xù)長條狀的長度方向沿與所述多個導電插塞連接處的金屬線圖案對應區(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)可選方案類似，4)可選方案中的連續(xù)長條狀散射條包括走向一致的多個，通過位于不同位置的多個散射條，對與所述多個導電插塞連接處的光刻膠進行光強分布調整，進一步有利于形成既避免導電插塞未完全覆蓋的問題，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程中不會在光刻膠上留下對應的圖案化光刻膠，僅起改善用于形成金屬線圖案的光刻膠的光強分布的作用。
[0029]7)可選方案中，所述光刻膠可以為正性光刻膠，也可以為負性光刻膠，對于正性光刻膠，所述掩膜板中對應金屬線圖案的區(qū)域透光，對應所述散射條的區(qū)域不透光；對于負性光刻膠，所述掩膜板中對應金屬線圖案的區(qū)域不透光，對應所述散射條的區(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，經光學臨近修正后的掩膜板的獲取方法為:設定所述散射條的初始位置、長度及寬度；對包含散射條的金屬線圖案對應區(qū)進行光學臨近修正，若所述金屬線圖案對應區(qū)滿足需求，則將所述金屬線圖案對應區(qū)的形狀、尺寸以及散射條的位置、長度及寬度作為修正后的掩膜板；若所述金屬線圖案對應區(qū)不滿足需求，則調整所述散射條的初始位置、長度及寬度，重復對包含散射條的金屬線圖案對應區(qū)進行光學臨近修正直至滿足需求。上述方案提供了獲得包含散射條的掩膜板的具體方案。
【附圖說明】
[0031]圖1是本發(fā)明一個實施例的經光學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構過程中的俯視圖；
[0033]圖5是本發(fā)明另一個實施例的經光學臨近修正后的掩膜板制作金屬互連結構過程中的俯視圖；
[0034]圖6是本發(fā)明又一個實施例的經光學臨近修正后的掩膜板制作金屬互連結構過程中的俯視圖；
[0035]圖7是本發(fā)明再一個實施例的經光學臨近修正后的掩膜板制作金屬互連結構過程中的俯視圖。
【具體實施方式】
[0036]如【背景技術】中所述，要實現(xiàn)既避免導電插塞未完全覆蓋的問題，又使得光刻膠不容易出現(xiàn)崩塌，一方面現(xiàn)有技術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構中相鄰金屬線圖案間的間距也越來越小，變得不再適宜放置散射條。為解決上述技術問題，本發(fā)明在形成金屬線圖案的掩膜板中，不僅包括金屬線圖案對應區(qū)，還包括位于金屬線圖案對應區(qū)的散射條，對兩者進行光學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電插塞處的光刻膠的光強分布，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層所形成的溝槽完全暴露出導電插塞，在其內填充的金屬線圖案能完全覆蓋該導電插塞，另一方面又使得光刻膠收縮程度不至于過大造成該圖案化光刻膠崩塌剝落，對應溝槽內填充的相鄰金屬線圖案不連通。
[0037]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施例做詳細的說明。
[0038]圖1是本發(fā)明一個實施例提供的經光學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構過程中的俯視圖。
[0039]以下結合圖1至圖4詳細介紹金屬互連結構的制作方法。
[0040]首先，如圖2所示，提供半導體襯底，所述半導體襯底上具有導電插塞10及其間填充的第一介質層11。
[0041]本實施例中，導電插塞10為方形孔，其它實施例中，也可以為圓形孔。其間填充的第一介質層11例如可以為二氧化硅。另外，導電插塞10可以直接形成在半導體襯底上，例如硅、鍺、絕緣體上硅等材質上，也可以形成在某一層金屬互連結構的金屬線圖案上。
[0042]接著，形成覆蓋所述導電插塞10及第一介質層11的第二介質層12 (參見圖