[发明专利]一种改善金属线路断裂的方法及器件

说明书

本发明公开一种改善金属线路断裂的方法及器件，其中方法包括如下步骤：对衬底进行介电层薄膜气相沉积；在介电层薄膜上进行正性光刻胶覆盖，并进行正性光刻胶曝光显影使得正性光刻胶的开口宽度由外向内收缩；采用等离子刻蚀对介电层薄膜刻蚀，刻蚀介电层薄膜和正性光刻胶，使得介电层薄膜的开口宽度由外向内收缩；去除正性光刻胶；在介电层薄膜上进行负性光刻胶覆盖、曝光和显影；进行金属镀膜和金属剥离。本方案采用侧壁倾斜的正性光刻胶，并使用等离子刻蚀对介电层薄膜进行刻蚀，从而使得介电层薄膜侧壁与底面的夹角为锐角，避免了后续金属沉积时发生金属断裂的情况。

技术领域

本发明涉及领域，尤其涉及一种改善金属线路断裂的方法及器件。

背景技术

氮化硅是一种优秀的半导体介电材料，在半导体生产工艺中常被用作绝缘层、表面钝化层、最后保护膜和结构功能层，氮化硅刻蚀工艺有以磷酸为主湿法刻蚀和以氟基为主的干法刻蚀两种，干法刻蚀更加适用于半导体芯片尺寸较小，图形更细微的半导体工艺。现有技术通过正性光刻胶作为掩膜，利用氟碳气体对介电层刻蚀，刻蚀工艺为等离子刻蚀，再利用负性光刻胶作为掩膜进行金属镀膜，最后剥离金属。

现有的氮化硅工艺具有如下缺点：

缺点1：如图1所示，光刻胶曝光显影后的形貌过于垂直，使后续刻蚀氮化硅介电层工艺也会呈现垂直甚至钝角形貌，造成金属线路内部断裂，虽然可通过优化刻蚀工艺改变形貌，但光刻胶需在等离子刻蚀设备内再次调整侧壁角度，增加工艺的参数复杂程度。

缺点2：如图2所示，目前刻蚀方式为等离子刻蚀(PE刻蚀)，由于等离子刻蚀(PE刻蚀)存在各向同性倾向，与湿法刻蚀的化学反应类似，所以在控制氮化硅介电层形貌上存在一定的局限性，因此通过碳氟比较低的C2F6气体形成侧壁保护，阻止各向同性倾向，但同时也会使氮化硅薄膜介电层在干刻蚀完形貌过于垂直或形成钝角，不利于后续金属镀膜。

缺点3：如图3所示，氮化硅介电层内侧壁与底部的夹角θ为钝角及直角时，使周围电场集中于金属转角处，造成击穿电压降低，这会减少器件的可工作范围。

缺点4：由于介电层高低差的原因，氮化硅侧壁上面的θ为钝角及直角时可能使后续金属镀膜于侧壁产生断层现象，如图4所示，造成断路、电阻增加、局部温度较高、RC延迟等问题，导致产品良率降低。

缺点5：大多介电层选择将夹角θ制作成90°，简化了刻蚀工艺复杂度，选择通过增加金属线路层厚度来改善金属断层问题，但效果依然不理想，也同时增加了金属成本及镀膜制程时间。

发明内容

为此，需要提供一种改善金属线路断裂的方法及器件，解决现有在介电层进行金属沉积时金属线路容易发生断裂的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种改善金属线路断裂的方法，包括如下步骤：

对衬底进行介电层薄膜气相沉积；

在介电层薄膜上进行正性光刻胶覆盖，并进行正性光刻胶曝光显影使得正性光刻胶的开口宽度由外向内收缩；

采用等离子刻蚀对介电层薄膜刻蚀，刻蚀介电层薄膜和正性光刻胶，使得介电层薄膜的开口宽度由外向内收缩；

去除正性光刻胶；

在介电层薄膜上进行负性光刻胶覆盖、曝光和显影；

进行金属镀膜和金属剥离。

进一步地，介电层薄膜沉积时沉积厚度为到薄膜应力为-600Mpa到-300Mpa。

进一步地，所述正性光刻胶的厚度在以上。

进一步地，所述正性光刻胶曝光时曝光机曝光能量在500eV到600eV之间，曝光焦距为大于0小于等于2.0um。

进一步地，采用等离子刻蚀对介电层薄膜刻蚀时，刻蚀气体为含氟气体与氧气的混合气体。