[发明专利]一种平坦化金属叠层的方法及器件

说明书

本发明涉及一种平坦化金属叠层的方法，包括在金属底层上沉积电介质层，使用负性光刻胶：在电介质层上形成光刻胶层，通过光刻在光刻胶层上形成图案，并蚀刻掉该部分的电介质，并使光刻胶层的开口角度θ≥90°，沉积金属层，剥离光刻胶层、位于光刻胶层上的金属层，沉积金属覆盖层，使金属覆盖层的上表面为平面。一种器件，其包括由平坦化金属叠层的方法形成的结构。本发明在不使用CMP、钨塞（化学机械研磨）、铜（双）镶嵌工艺的情况下，大大改善金属层的平坦度，极大的简化了工艺流程，提高了器件的性能。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种平坦化金属叠层的方法及器件。

背景技术

在现代CMOS（互补金属氧化物半导体）器件工艺流程中，通常的做法是在各个步骤中使用CMP（化学机械研磨）工艺，以在通孔内与钨塞或铜双镶嵌塞（大马士革镶嵌）一起实现平坦化的金属化堆叠，如图1-1、1-1a、1-1b所示。

钨塞形成的常用方法包括：在介质层上形成通孔；沉积金属钨覆盖所有的通孔和介质层；采用CMP（化学机械研磨）工艺将金属钨研磨直至通孔中的金属钨凸伸出介质层的表面。

铜双镶嵌塞的常用方法包括：沉积介质层并以干法蚀刻完成铜双镶嵌结构之图型后，沉积一层扩散阻障层，一般为TaN；进行金属沉积，如PVD、CVD，或电镀6；再进行CMP（化学机械研磨）即告完成。

相比之下，对于功率MOSFET（金属-氧化物半导体场效应晶体管）器件，放宽了金属化设计规则。这样，通常不必强制使用昂贵的CMP和/或钨/铜塞工艺，取而代之的是，铝基金属化仍然在设备制造商中流行。例如通过电子束蒸发或溅射来沉积铝，但是其间隙填充（孔填充）能力差，即使通过以45°或更大的斜度逐渐缩小间隙/孔的轮廓，如图2-1、2-2所示，可以在某种程度上提高铝的金属填充能力，但由于下面的形貌，仍然存在一些金属层台阶。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种平坦化金属叠层的方法，可以在不使用CMP、钨塞（化学机械研磨）、铜（双）镶嵌工艺的情况下，大大改善金属层的平坦度。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种平坦化金属叠层的方法，包括以下步骤：

步骤1：

在金属底层上沉积电介质层，

步骤2：

（1）、使用负性光刻胶：在电介质层上形成光刻胶层，

（2）、通过光刻在光刻胶层上形成图案，并蚀刻掉该部分的电介质，并使光刻胶层的开口角度θ≥90°，

步骤3：

沉积金属层，

步骤4：

剥离光刻胶层、位于光刻胶层上的金属层，

步骤5：

沉积金属覆盖层，使金属覆盖层的上表面为平面。

优选地，在步骤3、步骤5中使用同一金属沉积金属层、金属覆盖层。

进一步优选地，所述的金属采用铝。

优选地，在步骤2中：光刻胶层的开口角度θ＞90°。

优选地，在步骤2中：使用双层liftoff光刻胶堆叠。

优选地，在步骤2中：通过电子束或溅射方式沉积金属层。

优选地，在步骤3中：沉积在电介质层开口内的金属层的厚度与电介质层的厚度接近。

优选地，在步骤4中：采用Liftoff工艺对光刻胶层进行剥离。

优选地，所述的电介质层采用SiO₂或SiN。

本发明的另一个目的是提供一种器件。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：