在55nm集成电路生产工艺中已经大量应用金属硬掩膜层的双大马士革一体化工艺，该工艺解决了传统双大马士革工艺所固有的低K介电层顶部圆滑化，沟槽间的低K介电层厚度变薄以及侧壁角变小等问题，但是也有随之而来的新问题和缺陷，如工艺研发过程中发现的一种金属连线空洞问题。这种金属空洞缺陷会导致金属连线方块电阻升高，增加信号在金属连线中传输所受到的容阻延迟，阻碍信号传输。严重的情况会直接导致金属连线断路，使信号无法传输。同时金属连线中的空洞还会导致严重的可靠性问题，比如应力迁移和电迁移。本文主要通过对金属连线空洞缺陷发生的环境因素以及通过逐步扫描检查法对工艺因素进行分析，总结了金属连线空洞缺陷的发生条件以及演变恶化过程，明确了金属连线空洞缺陷的成因：金属硬掩膜层的应力使得金属介电层发生弯曲变形，导致金属连线沟槽开口部位缩小，致使铜电镀沉积工艺的时候铜无法沉积进入金属连线沟槽从而形成空洞。本文提出了调整光刻图形尺寸，零偏差刻蚀以及降低金属硬掩膜层应力三种方法调整工艺达到避免金属连线空洞缺陷的发生，其中控制金属硬掩膜层应力的方法最直接也最有效。