[发明专利]一种晶圆金属层的腐蚀方法和装置

说明书

本发明提供一种晶圆金属层的腐蚀方法和装置，采用溅射工艺或蒸发工艺在晶圆表面沉积一定厚度的金属层，采用光刻工艺在沉积有金属层的晶圆表面形成光刻胶掩膜图案，采用腐蚀工艺对所述光刻胶掩膜图案底部的金属层进行腐蚀，能够尽可能避免腐蚀后出现掉胶和塌胶现象，避免掉胶和塌胶而引起的表面线条不规整、侧壁形貌参差不齐等工艺不良问题，可极大改善腐蚀区边缘线条的光滑平直性，提高了晶圆的良率。同时保证了金属层腐蚀图形的质量，有效地完善了金属腐蚀工艺和光刻工艺之间的互补性。

技术领域

本发明涉及半导体工艺技术领域，具体涉及一种晶圆金属层的腐蚀方法和装置。

背景技术

腐蚀工艺是半导体后道工艺中良率的保证，其属于晶圆金属湿法刻蚀工艺，也称为湿法化学刻蚀，主要是利用腐蚀液与晶圆上沉积的金属之间的化学反应将金属层溶解，达到刻蚀图形的目的。腐蚀工艺通过图像质量的转移，需要保证图形的质量。金属图形边缘线条和侧壁是否光滑是影响腐蚀工艺的直接因素。

对于沉积较厚金属层的碳化硅晶圆，如果仅仅按照腐蚀液对光刻胶掩膜和金属的刻蚀比来计算得到所需的光刻胶掩膜厚度大多时候无法保证图形中线条规整平直。主要原因在于金属腐蚀的过程中，腐蚀液不仅仅在金属层的纵向腐蚀，同时对金属层的横向也进行腐蚀，称为横向钻蚀，同时腐蚀过程中伴随着晶圆在腐蚀液中的抖动，光刻胶如果没有下层金属粘接或粘接力不足，容易导致光刻胶掉落。当金属层厚度较薄时，光刻胶和碳化硅衬底之间的狭窄间隙阻止了大部分腐蚀液分子进入，因此在一定程度上阻止了横向钻蚀过程，避免了光刻胶掩膜层和金属下层衬底之间因无支撑而出现掉胶现象或塌胶现象。但是当沉积的金属层较厚时，横向钻蚀非常明显，尤其在过腐蚀过程中，腐蚀边缘由于掉胶和塌胶引起的线条参差不齐的现象愈加明显，导致晶圆的良率低。

发明内容

为了克服上述现有技术中由于掉胶和塌胶引起的腐蚀边缘线条参差不齐导致的晶圆良率低的不足，本发明提供了一种晶圆金属层的腐蚀方法，包括：

采用溅射工艺或蒸发工艺在晶圆表面沉积一定厚度的金属层；

采用光刻工艺在沉积有金属层的晶圆表面形成光刻胶掩膜图案；

采用腐蚀工艺对所述光刻胶掩膜图案底部的金属层进行腐蚀。

所述金属层的厚度大于2.5微米。

所述采用光刻工艺在沉积有金属层的晶圆表面形成光刻胶掩膜图案，包括：

对金属层表面进行增粘处理，并在增粘处理后的金属层表面涂覆光刻胶；

将涂覆有光刻胶的晶圆依次进行烘烤、曝光和显影，得到光刻胶掩膜图案。

所述对金属层表面进行增粘处理，包括：

在所述金属层表面粘附增粘剂。

所述在增粘处理后的金属层表面涂覆光刻胶，包括：

采用涂胶工艺在增粘处理后的金属层表面涂覆粘稠状的光刻胶；

其中，所述光刻胶的厚度均匀，且厚度大于所述金属层厚度的1.2倍。

所述将涂覆有光刻胶的晶圆依次进行烘烤、曝光和显影，得到光刻胶掩膜图案，包括：

按照预设的烘烤温度和烘烤时间，采用烘烤工艺将涂覆有光刻胶的晶圆进行烘烤；

采用曝光工艺对烘烤后的晶圆进行曝光；

使用显影工艺对晶圆表面进行显影，使曝光区域的光刻胶溶解；

采用清洗液对晶圆表面进行清洗，得到光刻胶掩膜图案。

所述采用光刻工艺在沉积有金属层的晶圆表面形成光刻胶掩膜图案之后，所述方法还包括：

采用坚膜工艺对晶圆表面进行处理，使光刻胶固化。