CN101726996A - 一种在金属铜表面的光刻方法 - Google Patents

Abstract

一种在铜金属表面的光刻方法，属于半导体制造工艺技术领域。在金属铜表面的光刻过程中，通过在金属铜表面氧化生成铜金属氧化物层，其氧化层由于不像金属铜一样具有高光泽，因此在光刻过程中可是实现减少用于光刻的入射光的反射，实现光刻图案的图形准确性。本发明提供的在金属铜表面的光刻方法，具有方法简单、光刻图形精确性高的特点。

Description

一种在金属铜表面的光刻方法

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺技术，具体涉及一种在金属铜表面的光刻方法。

背景技术

当前半导体技术制造中，铜互连中的铜线一般是通过大马士革工艺形成，因此不需要通过在金属铜表面光刻构图刻蚀形成铜线。然而，在一些工艺中，例如，焊料凸点的形成过程中，需要在铜金属的接触焊盘(Pad)上光刻构图，进一步在接触焊盘上形成凸点下金属种子层等。

由于金属铜是光泽性金属，适于用作接触焊盘的金属铜通常具有较低的表面粗糙度，因此，金属铜的表面的反射问题十分严重，特别是当光刻入射的光线的波长大于10nm时，表面反射问题尤显严重。图6所示为铜金属表面负胶光刻后的示意图，1为金属铜，9为光刻胶，在对光刻胶进行曝光时，由于铜的表面的反射，局部曝光光线经过表面改变方向向周边反射，在光刻图形的弧形线段92处，更多反射光线集中于弧形中央，因此也实现了对区域91的光刻胶曝光。经显影定影以后，被曝光区域的光刻胶得到保留，露出铜1，但是下区域91的光刻胶并非需要保留的，这种图形转移的误差是由铜的表面反射引起的，严重影响了光刻图形的精确性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种能避免铜表面反射、进而提高在金属铜表面光刻图形精确性的光刻方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种在金属铜表面的光刻方法包括步骤：

(1)在金属铜表面氧化生成铜金属氧化物层；

(2)涂覆光刻胶层与所述铜金属氧化物层之上；

(3)对光刻胶进行曝光；

(4)进行显影、定影、坚膜。

根据本发明所提供的光刻方法，其中，在所述步骤(4)之后，通过稀硫酸溶液去除暴露的铜金属氧化物层。在步骤(2)和步骤(3)之间，对涂覆光刻胶层进行烘烤处理。

作为较佳的技术方案，所述铜金属氧化物层可以通过双氧水溶液氧化形成；在步骤(2)之前，对经过双氧水溶液氧化后的铜，进行干燥烘烤处理。

作为又一较佳的技术方案，所述铜金属氧化物层可以通过氧等离子体氧化形成。

作为再一较佳的技术方案，所述铜金属氧化物层可以通过热处理氧化形成。

根据本发明所提供的光刻方法，其中，所述铜金属氧化物层可以为氧化铜、氧化亚铜或者氧化铜于氧化亚铜的混合物之一。所述铜金属氧化物层的厚度范围为10nm～50nm。其特征在于：所述光刻胶可以为正性光刻胶或负性光刻胶之一。

本发明的技术效果是：在金属铜表面的光刻过程中，通过在金属铜表面氧化生成铜金属氧化物层，其氧化层由于不像金属铜一样具有高光泽，因此在光刻过程中可是实现减少用于光刻的入射光的反射，从而减少非光刻图案区域的光刻影响，实现光刻图案的图形准确性。

本法发明提供的在金属铜表面的光刻方法，具有方法简单、光刻图形精确性高的特点。

附图说明

图1至图5是本实施例光刻方法的流程示意图；

图6是现有技术中铜金属表面的负胶光刻后的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

图1至图5所示为本实施例光刻方法的流程示意图。本实施例为在接触焊盘的金属铜表面的光刻方法，结合图1至图5所示，对实施例作详细描述。

步骤1，如图1所示，通过将硅片至于双氧水溶液中(铜的暴露区域之外被钝化层覆盖)，铜1与双氧水溶液反应后在其表层生成铜金属氧化物层2，其中铜金属氧化物层的厚度可以通过双氧水溶液的浓度及时间控制，其厚度范围为10nm～50nm。在本实施例中，双氧水溶液的质量百分比浓度优选为30％，氧化时间优先为5min，生成的铜金属氧化物层为20nm。铜金属氧化物层2可以为氧化铜、氧化亚铜或者氧化铜于氧化亚铜的混合物，铜金属氧化物层的其成份也可以通过双氧水溶液的浓度控制。

在又一实施例中，铜1通过氧等离子体氧化形成铜金属氧化物层2，氧等离子体氧化的设备可以为RIE(Reactive Ion Etching)设备，铜金属氧化物层的厚度可以通过RIE设备的功率、时间、氧气流量等工作参数控制，其厚度范围为10nm～50nm。铜金属氧化物层2可以为氧化铜、氧化亚铜或者氧化铜于氧化亚铜的混合物，铜金属氧化物层的其成份也可以通过RIE设备的功率、氧气流量等工作参数控制。

在再一实施例中，铜1通过热处理氧化形成铜金属氧化物层2，氧等离子体氧化的设备可以为退火炉设备，铜金属氧化物层的厚度可以通过退火炉设备的温度、时间、氧气流量等工作参数控制，其厚度范围为8nm～50nm。铜金属氧化物层2可以为氧化铜、氧化亚铜或者氧化铜于氧化亚铜的混合物，铜金属氧化物层的其成份也可以通过退火炉设备的温度参数控制。当退火温度低于200℃时，其主要成份是氧化亚铜，退火温度高于300℃时，其主要成份是氧化铜。

步骤2，硅片从双氧水溶液中氧化取出后，对硅片进行干燥烘烤处理，去除其中的水汽。

步骤3，如图2所示，均匀涂覆光刻胶层9’于所述铜金属氧化物层2之上，然后对光刻胶层9’进行烘烤处理，烘烤温度在100℃～120℃。光刻胶可以为正性光刻胶或负性光刻胶，在本实施例中为负性光刻胶。

步骤4，如图3所示，在掩膜版的掩膜的条件下，对光刻胶层9’进行曝光处理。

步骤5，对曝光后的光刻胶层9’进行显影，然后进行定影、坚膜处理，被曝光的光刻胶层被去除，得到图4所示的光刻胶9。

步骤6，如图5所示，把图4所示的样品置于稀硫酸溶液中，去除暴露区域的铜金属氧化物层，得到图示铜金属氧化物层2’，稀硫酸溶液的质量百分比浓度在本实施例中优选为5％，置于溶液中的时间为50s。因此金属铜1构图区域被暴露，用来进一步在其上面电镀形成金属。

至此，金属铜表面上的光刻方法已经结束。

在不偏离本发明的精神和范围的情况下还可以构成许多有很大差别的实施例。应当理解，除了如所附的权利要求所限定的，本发明不限于在说明书中所述的具体实施例。

Claims (10)

1.一种在金属铜表面的光刻方法，其特征在于包括步骤：

(1)在金属铜表面氧化生成铜金属氧化物层；

(2)涂覆光刻胶层与所述铜金属氧化物层之上；

(3)对光刻胶进行曝光；

(4)进行显影、定影、坚膜。

2.根据权利要求1所述的光刻方法，其特征在于还包括步骤：在所述步骤(4)之后，通过稀硫酸溶液去除暴露的铜金属氧化物层。

3.根据权利要求1所述的光刻方法，其特征在于：所述铜金属氧化物层可以通过双氧水溶液氧化形成。

4.根据权利要求1所述的光刻方法，其特征在于：所述铜金属氧化物层可以通过氧等离子体氧化形成。

5.根据权利要求1所述的光刻方法，其特征在于：所述铜金属氧化物层可以通过热处理氧化形成。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的光刻方法，其特征在于：所述铜金属氧化物层可以为氧化铜、氧化亚铜或者氧化铜于氧化亚铜的混合物之一。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的光刻方法，所述铜金属氧化物层的厚度范围为10nm～50nm。

8.根据权利要求3所述的光刻方法，其特征在于：在步骤(2)之前，对经过双氧水溶液氧化后的铜，进行干燥烘烤处理。

9.根据权利要求1所述的光刻方法，其特征在于：所述光刻胶可以为正性光刻胶或负性光刻胶之一。

10.根据权利要求1所述的光刻方法，其特征在于：在步骤(2)和步骤(3)之间，对涂覆光刻胶层进行烘烤处理。

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