[發明專利]雙大馬士革工藝方法

在審

• 申請號: 202011265285.3
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112382611A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 官錫俊
• 申請（專利權）人: 上海華力集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 郭四華

1.一種雙大馬士革工藝方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、在前層結構上形成層間膜，在所述層間膜上涂布第一光刻膠層并進行第一次軟烘；所述第一光刻膠層具有第一曝光劑量敏感度，所述第一光刻膠層的厚度范圍內開始曝光所需的最大曝光劑量為第一曝光劑量閾值；

步驟二、在所述第一光刻膠層上涂布第二光刻膠層并進行第二次軟烘；所述第二光刻膠層具有第二曝光劑量敏感度，所述第二光刻膠層的厚度范圍內完全曝光所需的最小曝光劑量為第二曝光劑量閾值；所述第一曝光劑量敏感度低于所述第二曝光劑量敏感度，使所述第一曝光劑量閾值大于所述第二曝光劑量閾值；

步驟三、采用具有第一圖形的第一掩模板進行第一次曝光，所述第一次曝光具有第一曝光劑量，所述第一曝光劑量大于所述第二曝光劑量閾值且所述第一曝光劑量小于所述第一曝光劑量閾值；

所述第一次曝光使所述第二光刻膠層的位于所述第一圖形對應的區域中的整個厚度層發生光化學反應同時使所述第一光刻膠層的整個厚度層都不發生光化學反應；

步驟四、采用具有第二圖形的第二掩模板進行第二次曝光，所述第二圖形嵌套在所述第一圖形中且所述第二圖形的尺寸小于所述第一圖形的尺寸；所述第二次曝光具有第二曝光劑量，所述第二次曝光使所述第一光刻膠層的位于所述第二圖形對應的區域中的整個厚度層發生光化學反應；

步驟五、進行顯影，使所述第一圖形轉移到所述第二光刻膠層中以及所述第二圖形轉移到所述第一光刻膠層中；

步驟六、以顯影后的所述第一光刻膠層和所述第二光刻膠層為掩模對所述層間膜進行刻蝕將所述第一圖形和所述第二圖形轉移到所述層間膜，在所述層間膜中所述第一圖形疊加在第二圖形上。

2.如權利要求1所述的雙大馬士革工藝方法，其特征在于：步驟一中，所述第一光刻膠層中含有溫度活化交聯劑，所述溫度活化交聯劑的活化溫度高于所述第二次軟烘的溫度，以使所述第一光刻膠層不受所述第二次軟烘的影響。

3.如權利要求1所述的雙大馬士革工藝方法，其特征在于：所述第一圖形為溝槽圖形，步驟六中，所述第一圖形轉移到所述層間膜中后為溝槽；所述第二圖形為通孔圖形，步驟六中，所述第二圖形轉移到所述層間膜中后為通孔的開口。

4.如權利要求2所述的雙大馬士革工藝方法，其特征在于：步驟六之后，還包括在所述溝槽和所述通孔的開口中同時形成銅層，由填充于所述通孔的開口中的銅層組成所述通孔，由填充于所述溝槽中的銅層組成銅連線。

5.如權利要求1所述的雙大馬士革工藝方法，其特征在于：在所述前層結構形成在半導體襯底上。

6.如權利要求5所述的雙大馬士革工藝方法，其特征在于：所述半導體襯底包括硅襯底。

7.如權利要求5所述的雙大馬士革工藝方法，其特征在于：所述前層結構包括底層金屬層連線以及用于隔離所述底層金屬層連線的底層介質膜。

8.如權利要求7所述的雙大馬士革工藝方法，其特征在于：在所述底層金屬層連線和所述底層介質膜的表面還形成有金屬擴散阻擋層。

9.如權利要求7所述的雙大馬士革工藝方法，其特征在于：所述底層金屬層連線的材料包括銅。

10.如權利要求1所述的雙大馬士革工藝方法，其特征在于：所述層間膜的材料為包括二氧化硅或低K介質層。

11.如權利要求1所述的雙大馬士革工藝方法，其特征在于：所述低K介質層包括BD和BDⅡ。

12.如權利要求8所述的雙大馬士革工藝方法，其特征在于：所述金屬擴散阻擋層的材料為氮化硅或者氮摻雜碳化硅。

13.如權利要求5或7所述的雙大馬士革工藝方法，其特征在于：步驟一中，在涂布所述第一光刻膠層前，在所述層間膜的表面還形成有金屬硬掩膜層。