一种半导体器件介质层蚀刻方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体器件介质层蚀刻方法，包括在砷化镓衬底上方依次沉积一层第一金属层和氮化硅层；在氮化硅层上依次涂布一层聚酰亚胺层和光阻层；对光阻层进行对准显影，形成光阻弧形轮廓，然后对聚酰亚胺层进行氧电浆蚀刻，形成聚酰亚胺弧形轮廓；采用ICP蚀刻将聚酰亚胺弧形轮廓转移到氮化硅层上，形成氮化硅弧形轮廓；在具有光阻弧形轮廓、聚酰亚胺弧形轮廓和氮化硅弧形轮廓的一面蒸镀一层第二金属层。本发明专利技术通过以光阻形貌作为基础掩膜，采用两种蚀刻实现将光阻形貌转移到氮化硅层上，形成小角度的蚀刻形貌，再进行金属的蒸镀，以避免蒸镀上的金属断裂，有效降低了避免金属断裂使用的蒸镀金属量。断裂使用的蒸镀金属量。断裂使用的蒸镀金属量。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体器件介质层蚀刻方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其是涉及一种半导体器件介质层蚀刻方法。

技术介绍

[0002]一般以二氧化硅或氮化硅充当硅介质层，可用于hardmask、电容介电层、金属导线的绝缘和隔离、器件的表面保护和钝化作用等。
[0003]现有一般采用湿法蚀刻或干法蚀刻来蚀刻介电层。湿法蚀刻是各向同性的，蚀刻液在做纵向蚀刻时，侧向的蚀刻也同时发生，但用湿法蚀刻工艺，由于咬边现象，在金属蒸镀时容易出现断层或薄层现象；干法蚀刻方向性强，在进行纵向蚀刻时，横向蚀刻较小，垂直性好，但干法蚀刻的蚀刻角度也较大，也会出现断层或薄层现象。
[0004]现有通常会通过蒸镀沉积较厚的金属来避免金属断层或薄层现象，但这会使金属用量增加，生产成本也随之增加。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种半导体器件介质层蚀刻方法，有效减少通过蒸镀沉积较厚的金属来避免金属断层或薄层现象所使用的金属量。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]一种半导体器件介质层蚀刻方法，包括步骤：
[0008]S1、在砷化镓衬底上方依次沉积一层第一金属层和氮化硅层；
[0009]S2、在所述氮化硅层上依次涂布一层聚酰亚胺层和光阻层；
[0010]S3、对所述光阻层进行对准显影，形成光阻弧形轮廓，然后对所述聚酰亚胺层进行氧电浆蚀刻，形成聚酰亚胺弧形轮廓；
[0011]S4、采用ICP蚀刻将所述聚酰亚胺弧形轮廓转移到所述氮化硅层上，形成氮化硅弧形轮廓；
[0012]S5、在具有所述光阻弧形轮廓、所述聚酰亚胺弧形轮廓和所述氮化硅弧形轮廓的一面蒸镀一层第二金属层。
[0013]本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供一种半导体器件介质层蚀刻方法，通过以光阻形貌作为基础掩膜，第一次蚀刻以氮化硅层作为蚀刻终止层，对聚酰亚胺层进行氧电浆蚀刻，第二次以第一金属层作为蚀刻终止层，采用ICP蚀刻将聚酰亚胺弧形轮廓转移到氮化硅层上，即实现将光阻形貌转移到氮化硅层上，形成小角度的蚀刻形貌，然后再进行第二金属层的蒸镀，由此避免蒸镀上的金属断裂，有效降低了避免金属断裂使用的蒸镀金属量，节省了生产成本。
附图说明
[0014]图1为本专利技术实施例的一种半导体器件介质层蚀刻方法的流程图；
[0015]图2为在砷化镓衬底上依次沉积有第一金属层和氮化硅层以及涂布有聚酰亚胺层
后的晶圆剖面结构图；
[0016]图3为光阻弧形轮廓示意图；
[0017]图4为聚酰亚胺弧形轮廓示意图；
[0018]图5为氮化硅弧形轮廓示意图；
[0019]图6为蒸镀第二金属层示意图；
[0020]图7为采用一种半导体器件介质层蚀刻方法后得到的晶圆示意图。
[0021]标号说明：
[0022]1、砷化镓衬底；2、第一金属层；3、氮化硅层；4、聚酰亚胺层；5、光阻层；6、第二金属层。
具体实施方式
[0023]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
[0024]请参照图1至图7，一种半导体器件介质层蚀刻方法，包括步骤：
[0025]S1、在砷化镓衬底上方依次沉积一层第一金属层和氮化硅层；
[0026]S2、在所述氮化硅层上依次涂布一层聚酰亚胺层和光阻层；
[0027]S3、对所述光阻层进行对准显影，形成光阻弧形轮廓，然后对所述聚酰亚胺层进行氧电浆蚀刻，形成聚酰亚胺弧形轮廓；
[0028]S4、采用ICP蚀刻将所述聚酰亚胺弧形轮廓转移到所述氮化硅层上，形成氮化硅弧形轮廓；
[0029]S5、在具有所述光阻弧形轮廓、所述聚酰亚胺弧形轮廓和所述氮化硅弧形轮廓的一面蒸镀一层第二金属层。
[0030]由上述描述可知，本专利技术的有益效果在于：通过以光阻形貌作为基础掩膜，第一次蚀刻以氮化硅层作为蚀刻终止层，对聚酰亚胺层进行氧电浆蚀刻，第二次以第一金属层作为蚀刻终止层，采用ICP蚀刻将聚酰亚胺弧形轮廓转移到氮化硅层上，即实现将光阻形貌转移到氮化硅层上，形成小角度的蚀刻形貌，然后再进行第二金属层的蒸镀，由此避免蒸镀上的金属断裂，有效降低了避免金属断裂使用的蒸镀金属量，节省了生产成本。
[0031]进一步地，所述S1还包括：
[0032]所述氮化硅层可替换为二氧化硅层
[0033]由上述描述可知，二氧化硅和氮化硅一样，均可以起到钝化和保护第一金属层的作用。
[0034]进一步地，所述光阻层包括依次涂布的AR80光阻和R200微缩光阻；
[0035]所述AR80光阻的涂布厚度为
[0036]所述R200微缩光阻的涂布厚度为
[0037]进一步地，所述步骤S3中对所述光阻层进行对准显影，形成光阻弧形轮廓，具体为：
[0038]对所述AR80光阻进行对准显影后，涂布所述R200微缩光阻，并进行水洗、烘烤和硬化，形成所述光阻弧形轮廓。
[0039]进一步地，所述烘烤温度为124
±
5℃，时间为60
±
5min。
[0040]由上述描述可知，光阻层采用AR80光阻和R200微缩光阻的两种型号且不同厚度的光阻，并分别进行对准显影和水洗、烘烤及硬化后以确保得到角度较小的光阻弧形轮廓。
[0041]进一步地，所述步骤S3中进行氧电浆蚀刻的时间为100
±
5s；
[0042]所述氧电浆的气体流量为50
±
5sccm，气压为190mTorr。
[0043]进一步地，所述聚酰亚胺层的厚度为
[0044]由上述描述可知，采用厚度为的聚酰亚胺层并对其进行一定条件下的氧电浆蚀刻，以确保得到角度较小的聚酰亚胺弧形轮廓；其中，采用聚酰亚胺具有平坦化的特点，能减缓晶圆整体的表面高低差，使晶圆在未蚀刻区域避免因前道制程形成的高低差而导致金属断裂。
[0045]进一步地，所述步骤S4具体为：
[0046]采用ICP蚀刻对晶圆进行整面性蚀刻，将所述聚酰亚胺层的所述聚酰亚胺弧形轮廓转移到所述氮化硅层上，形成氮化硅弧形轮廓。
[0047]进一步地，所述步骤S4中进行ICP蚀刻的厚度为所述氮化硅层的厚度。
[0048]由上述描述可知，以聚酰亚胺为掩膜采用ICP蚀刻工艺将聚酰亚胺弧形轮廓转移到氮化硅层上，即实现将光阻形貌转移到氮化硅层上，确保形成小角度的蚀刻形貌，避免后续蒸镀第二金属层的断裂，同时也有效减少了第二金属层的蒸镀量。
[0049]本专利技术提供的一种半导体器件介质层蚀刻方法，适用于对半导体器件的介质层进行蚀刻的场景。以下结合实施例具体说明。
[0050]请参照图1，本专利技术的实施例一为：
[0051]一种半导体器件介质层蚀刻方法，如图1所示，包括步骤：
[0052]S1、在砷化镓衬底上方依次沉积一层第一金属层和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件介质层蚀刻方法，其特征在于，包括步骤：S1、在砷化镓衬底上方依次沉积一层第一金属层和氮化硅层；S2、在所述氮化硅层上依次涂布一层聚酰亚胺层和光阻层；S3、对所述光阻层进行对准显影，形成光阻弧形轮廓，然后对所述聚酰亚胺层进行氧电浆蚀刻，形成聚酰亚胺弧形轮廓；S4、采用ICP蚀刻将所述聚酰亚胺弧形轮廓转移到所述氮化硅层上，形成氮化硅弧形轮廓；S5、在具有所述光阻弧形轮廓、所述聚酰亚胺弧形轮廓和所述氮化硅弧形轮廓的一面蒸镀一层第二金属层。2.根据权利要求1所述的一种半导体器件介质层蚀刻方法，其特征在于，所述S1还包括：所述氮化硅层可替换为二氧化硅层。3.根据权利要求1所述的一种半导体器件介质层蚀刻方法，其特征在于，所述光阻层包括依次涂布的AR80光阻和R200微缩光阻；所述AR80光阻的涂布厚度为所述R200微缩光阻的涂布厚度为4.根据权利要求2所述的一种半导体器件介质层蚀刻方法，其特征在于，所述步骤S3中对所述光阻层进行对准显影，形成光阻弧形轮廓，具体为：对所述AR80光阻进行对准显...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄光伟，林进福，张朝闵，陈建星，吴靖，
申请(专利权)人：福建省福联集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：