金属互联工艺方法
【专利摘要】本发明公开了一种金属互联工艺方法，步骤包括：1）在衬底上形成第一层金属铝层；2）在第一层金属铝层上生长绝缘层；3）刻蚀出绝缘层的图形；4）除去第一层金属铝层表面的氧化铝；5）形成第二层金属铝层。本发明通过直接刻蚀金属层表面氧化物的方式，使两层金属层直接互联，不仅有效降低了金属互联电路的电阻，减少了器件工作时的发热量，而且减少了工艺流程，降低了生产成本，并提高了生产效率。
【专利说明】金属互联工艺方法【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种金属互联工艺方法。
【背景技术】
[0002]金属互联工艺对半导体器件的特性有着至关重要的影响，尤其是器件的导电电阻。由于半导体工艺集成化趋势，半导体芯片的性能越来越丰富，但由此也导致电路集中、器件发热量增加的问题，最终影响器件的性能和使用寿命。
[0003]现有的金属互联工艺为了防止金属铝表面氧化，成膜后需要在真空下再成长一层阻挡层。如图1、2所示，在衬底106上成长第一层金属铝层101后，需要接着生长一层金属钛104和氮化钛103作为阻挡层，来防止金属铝氧化，然后再成长一层氧化膜绝缘层102以隔开两层金属铝层101、105，最后再做第二层金属铝层105。在刻蚀绝缘层102时，为了完全刻蚀掉绝缘层102，会有一部分阻挡层被刻蚀掉，但不会被完全刻蚀掉，由于阻挡层本身电阻大，在作为金属互联时，根据发热量公式:Q=I~2*R，会严重增加器件工作时的发热量。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种金属互联工艺方法，它可以降低金属互联电路的电阻，减少器件工作时的发热量。
[0005]为解决上述技术问题，本发明的金属互联工艺方法，包括以下步骤:
[0006]I)在衬底上形成第一层金属铝层；
`[0007]2)在第一层金属铝层上生长一层绝缘层；
[0008]3 )刻蚀出绝缘层的图形；
[0009]4)刻蚀掉第一层金属铝层表面的氧化铝；
[0010]5)形成第二层金属铝层。
[0011]本发明通过直接刻蚀金属层表面氧化物的方式，使两层金属层直接互联，不仅有效降低了金属互联电路的电阻，减少了器件工作时的发热量，而且由于不需要进行阻挡层的成膜，
[0012]因此减少了工艺流程，降低了生产成本，并提高了生产效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是现有金属互联工艺流程图。
[0014]图2是按照现有工艺形成的金属互联结构示意图。
[0015]图3是本发明实施例的金属互联工艺流程图。
[0016]图4是用本发明实施例的工艺方法形成的金属互联结构示意图。
[0017]图中附图标记说明如下:
[0018]101、105、201、203:金属铝层
[0019]102、202:绝缘层[0020]103:氮化钛
[0021]104:金属钛
[0022]106,204:衬底
【具体实施方式】
[0023]为对本发明的技术内容、特点与功效有更具体的了解，现结合图示的实施方式，详述如下:
[0024]本发明的金属互联工艺方法，具体包括以下工艺步骤:
[0025]步骤1，在硅衬底204上用物理溅射成膜工艺形成第一层厚度为10?20000A的金属铝层201。工艺条件为:溅射温度10?500°C，压力I?IOtorr。
[0026]步骤2，在金属铝层201上，生长一层厚度为0.1?20 μ m的绝缘层202。绝缘层的成分可以是氧化硅或者氮化硅等具有硅绝缘功能的硅化物。
[0027]步骤3，涂布光刻胶，光刻显影，刻蚀出绝缘层202的图形。刻蚀方法包括但不限于干法刻蚀和湿法刻蚀。刻蚀至第一层金属铝层201即停止。
[0028]步骤4，采用物理气相等离子刻蚀方法，除去第一层金属铝层201表面的氧化铝。刻蚀温度为10?500°c，刻蚀压力为I?lOtorr。刻蚀厚度视表面氧化铝的厚度而定，一般在IO?
[0029]
500A。
[0030]步骤5，采用物理溅射成膜工艺形成第二层厚度为10?20000A的金属铝层203。溅射温度为10?500°C，压力为I?IOtorr。
【权利要求】
1.金属互联工艺方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)在衬底上形成第一层金属铝层； 2)在第一层金属招层上生长一层绝缘层； 3)刻蚀出绝缘层的图形； 4)刻蚀掉第一层金属铝层表面的氧化铝； 5)形成第二层金属铝层。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤I)和5)，采用物理溅射成膜工艺形成金属铝层。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤I)和5)，溅射温度为10~500°C，压力为I~IOtorr0
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属铝层的厚度为10~20000A?
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述绝缘层的厚度为0.1~20 μ m。
6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述绝缘层的材料为氧化硅或者氮化硅。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)，采用物理气相等离子刻蚀方法。·
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤4)，刻蚀温度为10~500°C，刻蚀压力为I~IOtorr0
【文档编号】H01L21/768GK103855078SQ201210525188
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年12月7日 优先权日:2012年12月7日
【发明者】王东, 刘善善, 费强 申请人:上海华虹宏力半导体制造有限公司