[发明专利]一种提高后段金属线通孔的工艺窗口的方法

说明书

本发明公开了一种提高后段金属线通孔的工艺窗口的方法，利用自对准双重成像结构或者大马士革结构在衬底上制造金属线沟槽，并进行沉积光刻后，利用光刻工艺曝光自对准通孔，并蚀刻所述第一硬掩膜；以设定倾角对所述第一硬掩膜的侧壁在关键方向注入硼离子，并通过得到的两个所述蚀刻选择对所述第二硬掩膜进行过蚀刻，扩大所述第二硬掩膜的非关键方向的尺寸；根据对所述第二硬掩膜过蚀刻后得到的图形，对所述平坦化层进行蚀刻，打开所述通孔；最后利用大马士革工艺对所述通孔填充金属后，对所述通孔进行机械化抛光，提高蚀刻的工艺窗口，提高良率。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路技术领域，尤其涉及一种提高后段金属线通孔的工艺窗口的方法。

背景技术

先进节点的后段(BEOL)金属互联工艺中，自对准通孔(self-alignedvia，SAV)是一种重要的控制工艺稳定性的手段，其通过加大关键方向通孔的尺寸，结合硬掩膜来消除此方向上的EPE(edgeplacementerror)造成的图形缺陷风险，确保最终的通孔尺寸符合设计要求，提高工艺窗口，在极限尺寸下，现有的工艺很容易造成刻蚀不足，而一般采用的过刻蚀方法作为补偿，人为加大刻蚀量来扩大通孔尺寸，以此来提高刻蚀的工艺窗口。但这种方法会造成SAV在关键和非关键方向的尺寸的同时增大，致使关键方向的EPE过大而超过冗余，造成不必要的缺陷影响良率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高后段金属线通孔的工艺窗口的方法，提高蚀刻的工艺窗口，提高良率。

为实现上述目的，本发明提供了一种提高后段金属线通孔的工艺窗口的方法，包括：

在衬底上制造金属线沟槽，并进行沉积光刻；

利用光刻工艺曝光自对准通孔，并蚀刻第一硬掩膜；

以设定倾角向所述第一硬掩膜的关键方向注入硼离子；

对第二硬掩膜进行过蚀刻，扩大非关键方向的尺寸；

对平坦化层进行蚀刻，打开通孔；

利用大马士革工艺填充金属，完成通孔。

其中，所述在衬底上制造金属线沟槽，并进行沉积光刻，包括：

利用自对准双重成像结构或者大马士革结构对第三硬掩膜按照设定图形进行光刻后，根据所述设定图形对所述第三硬掩膜和衬底进行蚀刻，得到金属线第一沟槽。

其中，所述在衬底上制造金属线沟槽，并进行沉积光刻后，所述方法还包括：

得到第一沟槽后，依次沉积平坦化层、第二硬掩膜、第一硬掩膜和光刻胶层，并按照所述设定图形进行光刻。

其中，所述利用光刻工艺曝光自对准通孔，并蚀刻第一硬掩膜，包括：

获取蚀刻的通孔图形，利用光刻工艺曝光所述光刻胶层，并根据所述通孔图形蚀刻所述第一硬掩膜。

其中，所述以设定倾角向第一硬掩膜的关键方向注入硼离子，包括：

以设定倾角对所述第一硬掩膜的侧壁在关键方向注入硼离子，增大所述第一硬掩膜在边界处的第一蚀刻速率，而非关键方向的第二蚀刻速率不变。

其中，所述对第二硬掩膜进行过蚀刻，扩大非关键方向的尺寸，包括：

通过所述第一蚀刻速率对所述第二硬掩膜的非关键方向进行蚀刻，扩大所述第二硬掩膜的非关键方向的尺寸数据，并利用所述第二蚀刻速率对所述第二硬掩膜的非关键方向进行过蚀刻，得到对应尺寸数据。

其中，所述对平坦化层进行蚀刻，打开通孔，包括：

根据对所述第二硬掩膜过蚀刻后得到的图形，对所述平坦化层进行蚀刻，打开所述通孔。