本发明涉及半导体芯片制造技术领域，特别地，涉及一种半导体芯片的金属连线制作方法。
背景技术：
半导体芯片在当前电子产品扮演的角色越来越重要，金属连线在半导体芯片中可以用来实现电路单元或电路元件之间的电性互连，因为，半导体芯片中金属连线的制作非常重要。对于常规的半导体芯片来说。常规的金属连线是利用光刻胶来制作形成的，具体地，在半导体衬底形成光刻胶，然后通过用甲苯等某种特殊溶液浸泡光刻胶表面，使得光刻胶表面层在显影时，在显影液中的溶解度降低，从而形成倒梯形的光刻胶形貌。然后利用所述光刻胶作为阻隔在半导体衬底表面生长金属层，最后再剥离光刻胶以去除光刻胶表面无用的金属层。
对于上述金属连线制作常方法，存在下面几个缺陷：
一、金属生长必须采用常温工艺，对于绝大多数的金属溅射机台，生长金属时，温度都比常温高很多，至少能达到250度以上。在这个温度下，光刻胶会发生流动，造成剥离工艺无法实现。所以，凡是采用剥离工艺形成金属连线的工艺，都必须采用常温铝生长工艺。这就给这种工艺的推广应用带来很高门槛。
二、金属连线图形精度不高，对于剥离工艺，光刻胶一般都是采用负胶，并且曝光后光刻胶的表面还要经过一些处理，造成光刻图形的尺寸精度比不上非剥离工艺用的光刻胶图形。
有鉴于此，有必要提供一种半导体芯片的金属连线制作方法，以解决现有技术存在的上述问题。
技术实现要素：
本发明的其中一个目的在于为解决上述问题而提供一种半导体芯片的金属连线制作方法。
本发明提供的半导体芯片的金属连线制作方法，包括：在半导体衬底表面形成二氧化硅层；将所述二氧化硅层刻蚀为具有梯形剖面的二氧化硅台阶；在所述半导体衬底表面形成氮化硅层，所述氮化硅层覆盖所述具有梯形剖面的二氧化硅台阶；去除所述二氧化硅台阶以在所述氮化硅层形成梯形槽，其中所述半导体衬底表面保留的氮化硅层具有倒梯形结构；利用所述具有倒梯形结构的氮化硅层进行金属层生长，其中位于所述梯形槽的金属层作为所述半导体衬底表面的金属连线；在所述梯形槽填充二氧化硅介质层，所述二氧化硅介质层覆盖所述半导体衬底表面的金属连线。
作为在本发明提供的半导体芯片的金属连线制作方法的一种改进，在一种优选实施例中，还包括：去除所述氮化硅层表面的金属层，以使所述具有倒梯形结构的氮化硅层和所述二氧化硅介质层的表面平坦。
作为在本发明提供的半导体芯片的金属连线制作方法的一种改进，在一种优选实施例中，所述金属层去除之后，位于所述梯形槽的二氧化硅介质层和所述具有倒梯形结构的氮化硅层的表面平坦，且二者作为所述半导体芯片的钝化层。
作为在本发明提供的半导体芯片的金属连线制作方法的一种改进，在一种优选实施例中，所述氮化硅层表面的金属层通过湿法腐蚀或者干法刻蚀的方式去除。
作为在本发明提供的半导体芯片的金属连线制作方法的一种改进，在一种优选实施例中，还包括：在所述氮化硅层形成之后，对所述氮化硅层进行刻蚀以使所述二氧化硅台阶的表面露出。
作为在本发明提供的半导体芯片的金属连线制作方法的一种改进，在一种优选实施例中，所述氮化硅层通过干法刻蚀或者化学机械抛光进行部分去除，且所述氮化硅层的去除程度以使得所述二氧化硅台阶的顶部表面露出为止。
作为在本发明提供的半导体芯片的金属连线制作方法的一种改进，在一种优选实施例中，在所述梯形槽填充二氧化硅介质层的步骤包括：在所述梯形槽内部涂覆液态二氧化硅介质，所述液态二氧化硅介质至少完全填满所述梯形槽；对所述液态二氧化硅介质进行烘烤固化，所述液态二氧化硅介质固化之后形成填充在所述梯形槽且覆盖所述半导体衬底表面的金属连线的二氧化硅介质层。
作为在本发明提供的半导体芯片的金属连线制作方法的一种改进，在一种优选实施例中，在所述梯形槽填充二氧化硅介质层的步骤还包括：对所述二氧化硅介质层进行回刻处理，，且所述二氧化硅介质层的回刻量以所述氮化硅层表面覆盖的金属层显露出来为止。
作为在本发明提供的半导体芯片的金属连线制作方法的一种改进，在一种优选实施例中，所述半导体衬底表面的二氧化硅层利用化学气相淀积的方式生长而成，且其厚度为0.01微米至2.00微米。
作为在本发明提供的半导体芯片的金属连线制作方法的一种改进，在一种优选实施例中，所述氮化硅层利用化学气相淀积在所述半导体衬底表面形成，且其厚度为0.01微米至3.00微米。
相较于现有技术，在本发明提供的半导体芯片的金属连线制作方法中，采用氮化硅层形成倒梯形的结构，然后通过所述倒梯形的氮化硅层在半导体衬底表面生长金属层，再在所述金属连线表面覆盖二氧化硅介质层，然后去除氮化硅层表面的金属层，其中所述半导体衬底表面的金属层可以作为金属连线。由于采用倒梯形的氮化硅层来代替常规的光刻胶，因此采用本发明提供的金属连线制作方法不会存在光刻胶在高温条件下流动的问题，因此金属层的制作不会限制在常温铝生长工艺，且另一方面可以保证所述金属连线的图形精度。并且，所述氮化硅层和二氧化硅介质层还可以作为钝化层，无需单独制作钝化层，因此可以简化制作工艺并且降低制作成本。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1为本发明提供的半导体芯片的金属连线制作方法一种实施例的流程示意图；
图2-是图9所示的半导体芯片的金属连线制作方法各个工艺步骤的示意图。
【具体实施方式】
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
为解决现有技术的半导体芯片采用光刻胶来制作金属连线存在的一系列问题，在本发明提供的半导体芯片的金属连线制作方法中，采用氮化硅层形成倒梯形的结构，然后通过所述倒梯形的氮化硅层在半导体衬底表面生长金属层，再在所述金属连线表面覆盖二氧化硅介质层，然后去除氮化硅层表面的金属层，其中所述半导体衬底表面的金属层可以作为金属连线。由于采用倒梯形的氮化硅层来代替常规的光刻胶，因此采用本发明提供的金属连线制作方法不会存在光刻胶在高温条件下流动的问题，因此金属层的制作不会限制在常温铝生长工艺，且另一方面可以保证所述金属连线的图形精度。并且，所述氮化硅层和二氧化硅介质层还可以作为钝化层，无需单独制作钝化层，因此可以简化制作工艺并且降低制作成本。
请参阅图2，其为本发明提供的半导体芯片的金属连线制作方法一种实施例的流程示意图。所述半导体芯片的金属连线制作方法包括以下步骤：
步骤S1，在半导体衬底表面形成二氧化硅层；
具体地，请参阅图2，在步骤S1中，首先提供一个半导体衬底，所述半导体衬底可以为硅衬底；接着，利用化学气相淀积在所述半导体衬底表面生长出二氧化硅层，所述二氧化硅层的厚度可以根据实际设计需要而定，在本实施例中，所述二氧化硅层的厚度可以具体为0.01～2.00um。
步骤S2，将所述二氧化硅层刻蚀为具有梯形剖面的二氧化硅台阶；
具体地，请参阅图3，在步骤S2中，所述二氧化硅层可以通过干法刻蚀方式进行刻蚀处理，且所述二氧化硅层经过刻蚀之后形成具有梯形剖面的二氧化硅台阶。
步骤S3，在所述半导体衬底表面形成氮化硅层，所述氮化硅层覆盖所述具有梯形剖面的二氧化硅台阶；
具体地，请参阅图4，所述氮化硅层可以利用化学气相淀积在所述半导体衬底表面生长而成，且所述氮化硅层的厚度至少需要满足其可以完全覆盖所述具有梯形剖面的二氧化硅台阶。比如，在本实施例中，所述氮化硅的厚度可以具体为0.01～3.00um。
步骤S4，对所述氮化硅层进行刻蚀以使所述二氧化硅台阶的表面露出；
具体地，请参阅图5，步骤S4可以通过干法刻蚀或者化学机械抛光，来去除部分氮化硅层；作为一种优选的实施例，所述氮化硅层的去除程度可以为以使得所述二氧化硅台阶的顶部表面露出为止。当然，在其他替代实施例中，所述氮化硅层的刻蚀量可以稍微增大而是少部分二氧化硅台阶也会刻蚀掉。经过上述刻蚀处理，所述二氧化硅台阶和所述氮化硅层的表面平整，相当于所述二氧化硅台阶嵌入到所述氮化硅层之中。
步骤S5，去除所述二氧化硅台阶以在所述氮化硅层形成梯形槽，其中所述半导体衬底表面保留的氮化硅层具有倒梯形结构；
具体地，请参阅图6，所述二氧化硅台阶可以采用各向同性的干法刻蚀方式进行去除；由于所述二氧化硅台阶具有梯形剖面，因此所述二氧化硅台阶被去除之后，所述氮化硅层中原来嵌入有所述二氧化硅台阶的区域便形成梯形槽。另一方面，所述氮化硅层仍然保留在所述半导体衬底表面且具有倒梯形结构，如图6所示。
步骤S6，利用所述具有倒梯形结构的氮化硅层进行金属层生长，其中位于所述梯形槽的金属层作为所述半导体衬底表面的金属连线；
具体地，请参阅图7，所述金属层可以通过溅射的方式进行生长，且由于所述倒梯形结构的氮化硅层的存在，所述金属层形成之后会有部分金属层覆盖在所述倒梯形结构的氮化硅层表面，且还有一部分形成在所述梯形槽内部并覆盖在所述半导体衬底的表面，此部分金属层便可以作为所述半导体芯片的金属连线。
在具体实施例中，所述金属层可以采用纯铝、铝硅铜合金或者铝硅合金制作而成；并且，在所述金属层的生长过程中，由于所述氮化硅层具有倒梯形的结构，因此位于所述梯形槽内部的金属层和位于所述氮化硅层表面的金属层会自动断开。另外，由于所述倒梯形结构的材料是氮化硅，其可以承受较高温度，因此不会因为所述金属层的生长温度过高而导致所述倒梯形结构的形貌发生改变。也即是说，所述金属层不需要局限在常温铝生长工艺，可以采用各种高温金属生长工艺。
步骤S7，在所述梯形槽填充二氧化硅介质层，所述二氧化硅介质层覆盖所述半导体衬底表面的金属连线；
具体地，请参阅图8，在步骤S7中，首先可以在所述梯形槽内部涂覆液态二氧化硅(SOG)介质，所述液态二氧化硅介质的涂覆应当至少保证其可以完全填满所述梯形槽；接着，对所述液态二氧化硅介质进行烘烤固化，其中固化可以是在温度为450℃左右的条件下进行，且固化时间为30-90分钟；所述液态二氧化硅介质固化之后便形成填充在所述梯形槽且覆盖所述半导体衬底表面的金属连线的二氧化硅介质层。最后，可以对所述二氧化硅介质层进行回刻处理，具体地，所述回刻处理的刻蚀量要求可以使得所述氮化硅层表面覆盖的金属层显露出来。
步骤S8，去除所述氮化硅层表面的金属层，以使所述具有倒梯形结构的氮化硅层和所述二氧化硅介质层的表面平坦；
具体地，请参阅图9，所述氮化硅层表面的金属层可以通过湿法腐蚀或者干法刻蚀的方式去除，并且所述金属层去除之后，位于所述梯形槽的二氧化硅介质层和所述具有倒梯形结构的氮化硅层的表面平坦，且二者可以作为所述半导体芯片的钝化层。因此，采用本实施例提供的金属连线制作方法可以不需要单独在进行钝化层的生长。
相较于现有技术，在本发明提供的半导体芯片的金属连线制作方法中，采用氮化硅层形成倒梯形的结构，然后通过所述倒梯形的氮化硅层在半导体衬底表面生长金属层，再在所述金属连线表面覆盖二氧化硅介质层，然后去除氮化硅层表面的金属层，其中所述半导体衬底表面的金属层可以作为金属连线。由于采用倒梯形的氮化硅层来代替常规的光刻胶，因此采用本发明提供的金属连线制作方法不会存在光刻胶在高温条件下流动的问题，因此金属层的制作不会限制在常温铝生长工艺，且另一方面可以保证所述金属连线的图形精度。并且，所述氮化硅层和二氧化硅介质层还可以作为钝化层，无需单独制作钝化层，因此可以简化制作工艺并且降低制作成本。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。