一種在金屬銅表面的光刻方法
2023-09-11 12:20:05 1
專利名稱：一種在金屬銅表面的光刻方法
技術領域：
本發明涉及半導體製造工藝技術，具體涉及一種在金屬銅表面的光刻方法。
背景技術：
當前半導體技術製造中，銅互連中的銅線一般是通過大馬士革工藝形成，因此不 需要通過在金屬銅表面光刻構圖刻蝕形成銅線。然而，在一些工藝中，例如，焊料凸點的形 成過程中，需要在銅金屬的接觸焊盤(Pad)上光刻構圖，進一步在接觸焊盤上形成凸點下 金屬種子層等。 由於金屬銅是光澤性金屬，適於用作接觸焊盤的金屬銅通常具有較低的表面粗糙 度，因此，金屬銅的表面的反射問題十分嚴重，特別是當光刻入射的光線的波長大於lOnm 時，表面反射問題尤顯嚴重。圖6所示為銅金屬表面負膠光刻後的示意圖，1為金屬銅，9為 光刻膠，在對光刻膠進行曝光時，由於銅的表面的反射，局部曝光光線經過表面改變方向向 周邊反射，在光刻圖形的弧形線段92處，更多反射光線集中於弧形中央，因此也實現了對 區域91的光刻膠曝光。經顯影定影以後，被曝光區域的光刻膠得到保留，露出銅l，但是下 區域91的光刻膠並非需要保留的，這種圖形轉移的誤差是由銅的表面反射引起的，嚴重影 響了光刻圖形的精確性。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種能避免銅表面反射、進而提高在金屬銅表 面光刻圖形精確性的光刻方法。 為解決上述技術問題，本發明提供的一種在金屬銅表面的光刻方法包括步驟
(1)在金屬銅表面氧化生成銅金屬氧化物層；
(2)塗覆光刻膠層與所述銅金屬氧化物層之上；
(3)對光刻膠進行曝光； [ooog] (4)進行顯影、定影、堅膜。
根據本發明所提供的光刻方法，其中，在所述步驟(4)之後，通過稀硫酸溶液去除 暴露的銅金屬氧化物層。在步驟(2)和步驟(3)之間，對塗覆光刻膠層進行烘烤處理。
作為較佳的技術方案，所述銅金屬氧化物層可以通過雙氧水溶液氧化形成；在步 驟(2)之前，對經過雙氧水溶液氧化後的銅，進行乾燥烘烤處理。 作為又一較佳的技術方案，所述銅金屬氧化物層可以通過氧等離子體氧化形成。
作為再一較佳的技術方案，所述銅金屬氧化物層可以通過熱處理氧化形成。
根據本發明所提供的光刻方法，其中，所述銅金屬氧化物層可以為氧化銅、氧化亞 銅或者氧化銅於氧化亞銅的混合物之一。所述銅金屬氧化物層的厚度範圍為10nm 50nm。 其特徵在於所述光刻膠可以為正性光刻膠或負性光刻膠之一。 本發明的技術效果是在金屬銅表面的光刻過程中，通過在金屬銅表面氧化生成 銅金屬氧化物層，其氧化層由於不像金屬銅一樣具有高光澤，因此在光刻過程中可是實現
3減少用於光刻的入射光的反射，從而減少非光刻圖案區域的光刻影響，實現光刻圖案的圖 形準確性。 本法發明提供的在金屬銅表面的光刻方法，具有方法簡單、光刻圖形精確性高的 特點。
圖1至圖5是本實施例光刻方法的流程示意圖；
圖6是現有技術中銅金屬表面的負膠光刻後的示意圖。
具體實施例方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖對本發明作進一步 的詳細描述。 圖1至圖5所示為本實施例光刻方法的流程示意圖。本實施例為在接觸焊盤的金 屬銅表面的光刻方法，結合圖1至圖5所示，對實施例作詳細描述。 步驟l，如圖1所示，通過將矽片至於雙氧水溶液中(銅的暴露區域之外被鈍化層 覆蓋)，銅1與雙氧水溶液反應後在其表層生成銅金屬氧化物層2，其中銅金屬氧化物層的 厚度可以通過雙氧水溶液的濃度及時間控制，其厚度範圍為10nm 50nm。在本實施例中， 雙氧水溶液的質量百分比濃度優選為30%，氧化時間優先為5min，生成的銅金屬氧化物層 為20nm。銅金屬氧化物層2可以為氧化銅、氧化亞銅或者氧化銅於氧化亞銅的混合物，銅金 屬氧化物層的其成份也可以通過雙氧水溶液的濃度控制。 在又一實施例中，銅1通過氧等離子體氧化形成銅金屬氧化物層2，氧等離子體氧 化的設備可以為RIE (Reactive Ion Etching)設備，銅金屬氧化物層的厚度可以通過RIE 設備的功率、時間、氧氣流量等工作參數控制，其厚度範圍為10nm 50nm。銅金屬氧化物層 2可以為氧化銅、氧化亞銅或者氧化銅於氧化亞銅的混合物，銅金屬氧化物層的其成份也可 以通過RIE設備的功率、氧氣流量等工作參數控制。 在再一實施例中，銅1通過熱處理氧化形成銅金屬氧化物層2，氧等離子體氧化的 設備可以為退火爐設備，銅金屬氧化物層的厚度可以通過退火爐設備的溫度、時間、氧氣流 量等工作參數控制，其厚度範圍為8nm 50nm。銅金屬氧化物層2可以為氧化銅、氧化亞銅 或者氧化銅於氧化亞銅的混合物，銅金屬氧化物層的其成份也可以通過退火爐設備的溫度 參數控制。當退火溫度低於20(TC時，其主要成份是氧化亞銅，退火溫度高於30(TC時，其主 要成份是氧化銅。 步驟2，矽片從雙氧水溶液中氧化取出後，對矽片進行乾燥烘烤處理，去除其中的 水汽。 步驟3，如圖2所示，均勻塗覆光刻膠層9'於所述銅金屬氧化物層2之上，然後對 光刻膠層9'進行烘烤處理，烘烤溫度在100°C 120°C。光刻膠可以為正性光刻膠或負性 光刻膠，在本實施例中為負性光刻膠。 步驟4，如圖3所示，在掩膜版的掩膜的條件下，對光刻膠層9'進行曝光處理。
步驟5，對曝光後的光刻膠層9'進行顯影，然後進行定影、堅膜處理，被曝光的光 刻膠層被去除，得到圖4所示的光刻膠9。
步驟6，如圖5所示，把圖4所示的樣品置於稀硫酸溶液中，去除暴露區域的銅金屬 氧化物層，得到圖示銅金屬氧化物層2'，稀硫酸溶液的質量百分比濃度在本實施例中優選 為5%，置於溶液中的時間為50s。因此金屬銅1構圖區域被暴露，用來進一步在其上面電 鍍形成金屬。 至此，金屬銅表面上的光刻方法已經結束。 在不偏離本發明的精神和範圍的情況下還可以構成許多有很大差別的實施例。應 當理解，除了如所附的權利要求所限定的，本發明不限於在說明書中所述的具體實施例。
權利要求
一種在金屬銅表面的光刻方法，其特徵在於包括步驟(1)在金屬銅表面氧化生成銅金屬氧化物層；(2)塗覆光刻膠層與所述銅金屬氧化物層之上；(3)對光刻膠進行曝光；(4)進行顯影、定影、堅膜。
2. 根據權利要求1所述的光刻方法，其特徵在於還包括步驟在所述步驟(4)之後，通 過稀硫酸溶液去除暴露的銅金屬氧化物層。
3. 根據權利要求1所述的光刻方法，其特徵在於所述銅金屬氧化物層可以通過雙氧 水溶液氧化形成。
4. 根據權利要求1所述的光刻方法，其特徵在於所述銅金屬氧化物層可以通過氧等 離子體氧化形成。
5. 根據權利要求1所述的光刻方法，其特徵在於所述銅金屬氧化物層可以通過熱處 理氧化形成。
6 根據權利要求1至5中任意一項所述的光刻方法，其特徵在於所述銅金屬氧化物 層可以為氧化銅、氧化亞銅或者氧化銅於氧化亞銅的混合物之一。
7. 根據權利要求1至5中任意一項所述的光刻方法，所述銅金屬氧化物層的厚度範圍 為10nm 50nm。
8. 根據權利要求3所述的光刻方法，其特徵在於在步驟(2)之前，對經過雙氧水溶液氧化後的銅，進行乾燥烘烤處理。
9. 根據權利要求1所述的光刻方法，其特徵在於所述光刻膠可以為正性光刻膠或負 性光刻膠之一。
10. 根據權利要求1所述的光刻方法，其特徵在於在步驟(2)和步驟(3)之間，對塗覆光刻膠層進行烘烤處理。
全文摘要
一種在銅金屬表面的光刻方法，屬於半導體製造工藝技術領域。在金屬銅表面的光刻過程中，通過在金屬銅表面氧化生成銅金屬氧化物層，其氧化層由於不像金屬銅一樣具有高光澤，因此在光刻過程中可是實現減少用於光刻的入射光的反射，實現光刻圖案的圖形準確性。本發明提供的在金屬銅表面的光刻方法，具有方法簡單、光刻圖形精確性高的特點。
文檔編號G03F7/004GK101726996SQ20081020144
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月21日 優先權日2008年10月21日
發明者李德君 申請人:中芯國際集成電路製造(上海)有限公司