[发明专利]一种无金属线切口问题的金属湿法蚀刻方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体领域的蚀刻工艺，具体涉及一种无金属线切口问题的金属湿法蚀刻方法。

背景技术

目前，在湿法蚀刻工艺中，由于金属表面粗糙不平，使得光刻胶（PR）与金属之间的附着力不理想，导致在湿法蚀刻工艺过程中，湿法蚀刻的基本（baseline）上会出现类似“老鼠咬（mouse bite）”的切口，严重的会使金属线断开。

例如下述中现有技术的一种湿法蚀刻流程，该流程包含以下步骤：

步骤1、在硅衬底上依次金属溅镀（sputter）一层400埃（?）的钛金属（TI）层、一层1000埃的氮化钛（TIN）层，以及一层40000埃的铝金属（AL）层。

步骤2、根据光刻掩膜版上所设计的图案，在晶圆上涂覆光刻胶（PR）并进行光刻（PH），在晶圆表面上（即上述的铝金属层表面上）设计作为金属线（M1）的区域留下光刻胶。

步骤3、由于经过光刻显影后，保留下来的光刻胶膜发生了软化和膨胀，光刻胶与铝金属层表面的附着力下降，为了保证下一道对铝金属进行湿法蚀刻工序能顺利进行，需使光刻胶和铝金属层表面更好地粘结，所以对保留下的光刻胶进行紫外线硬化（UV cure）工艺。

步骤4、湿法蚀刻去除未被光刻胶覆盖的铝金属层、氮化钛（TIN）层和钛金属（TI）层的相应多余部分。

步骤5、经过湿法蚀刻并完成金属线（M1）的形成后，对其进行金属湿法蚀刻后的灰化处理（ASHING-AFTER METAL WET ET），去除金属线（M1）表面上保留的光刻胶。

步骤6、在晶圆表面涂覆清洗溶剂（SOLVENT），并运用超声波（MEGASONIC）对晶圆表面以及其表面形成的金属线（M1）进行清洗。

步骤7、对晶圆进行55秒的后道制程的灰化处理（ASHING-BEOL），BEOL即back end of line，指接触（contact）之后所涉及到的工艺步骤。

步骤8、对晶圆进行蚀刻后检查（AEI，After Etching Inspection）。在通过湿法蚀刻完成金属线的制成工艺后，对晶圆产品实施全检或抽样检查，以提高产品良率，避免不良品外流；达到品质的一致性和制程的重复性；显示制程能力的指针；阻止异常扩大、节省成本。

在上述的一种湿法蚀刻流程的缺点在于，在对铝金属（AL）层表面涂覆光刻胶（PR）时，由于铝金属层表面粗糙不平，使光刻胶（PR）与铝金属层表面之间的附着力不理想，最终会导致通过湿法蚀刻铝金属层形成的金属线（M1）上产生金属线切口问题。

发明内容

本发明提供了一种无金属线切口问题的金属湿法蚀刻方法，提高金属与光刻胶之间的附着力，解决湿法蚀刻中由于金属与光刻胶附着力不理想，造成的金属线切口问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种无金属线切口问题的金属湿法蚀刻方法，其特点是，该方法包含以下步骤：

步骤1、在硅衬底上依次溅镀钛金属层、氮化钛层和铝金属层，再在铝金属层的表面上溅镀一层氮化钛薄膜；

步骤2、采用光刻，在铝金属层上的整个氮化钛薄膜的表面上涂覆光刻胶，再根据光刻掩膜版的设计进行显影，在晶圆上需要制成金属线的区域内保留光刻胶；

步骤3、对氮化钛薄膜表面上涂覆的光刻胶进行紫外线硬化工艺处理；

步骤4、在未涂覆有光刻胶的区域内采用湿法蚀刻去除铝金属层和铝金属层表面上氮化钛薄膜，从而在涂覆有光刻胶的区域内制成镀有氮化钛薄膜的金属线；

步骤5、将镀有氮化钛薄膜的金属线上所涂覆的光刻胶去除；

步骤6、清洗晶圆表面以及其上制成的镀有氮化钛薄膜的金属线；

步骤7、将未制成金属线区域内的钛金属层、氮化钛层，以及金属线上镀有的氮化钛薄膜采用湿法蚀刻去除，完成金属线的制成；

步骤8、对晶圆进行后道处理；

步骤9、对晶圆进行蚀刻后检查。

上述的步骤5中，采用金属湿法蚀刻后的灰化处理去除光刻胶。

上述的步骤6中，在晶圆表面以及其晶圆表面制成的镀有氮化钛薄膜的金属线上采用涂覆清洗溶剂及超声波进行清洗。

上述的步骤8中，对制成金属线的晶圆进行55秒的后道制程的灰化处理。

上述的步骤9中，晶圆的蚀刻后检查采用全检或抽样检查。