CN118471804A - 一种晶圆湿法刻蚀方法及其晶圆 - Google Patents

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CN118471804A CN202410537071.9A CN202410537071A CN118471804A CN 118471804 A CN118471804 A CN 118471804A CN 202410537071 A CN202410537071 A CN 202410537071A CN 118471804 A CN118471804 A CN 118471804A
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程元红
李娜
江俊易
张福容
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Abstract

本申请涉及半导体集成电路制造制造技术领域，具体涉及一种晶圆湿法刻蚀方法及其晶圆，晶圆包括衬底和复合金属层，复合金属层覆盖在衬底的预设面，复合金属层包括第一金属层和第二金属层，第一金属层覆盖在第二金属层的表面，通过本发明提供的湿法刻蚀方法工艺，通过对不同金属层设置不同掩膜版及控制掩膜版透明区域的宽度，有效解决了采用传统工艺对复合金属膜进行湿法刻蚀时，处于底层金属尺寸失真的问题，提高了复合金属薄膜湿法刻蚀底层尺寸精度，也提升了晶圆生产的良品率和可靠性。

Description

一种晶圆湿法刻蚀方法及其晶圆
技术领域
本申请涉及半导体集成电路制造技术领域，尤其涉及一种晶圆湿法刻蚀方法及其晶圆。
背景技术
随着电子设备设计越来越复杂，电子设备对半导体元件的集成度、小型化和性能的要求越来越高，由此，大量的半导体元器件采用MEMS技术制成，微机电系统(MEMS,Micro-Electro-MechanicalSystem)作为一种先进的制造技术平台，将微电路和微机械按功能要求在芯片上的集成，尺寸通常控制在毫米或微米级，已经涉及应用在微电子、材料、力学、化学、机械学等诸多学科领域中的微尺度下的力、电、光、磁、声等物理学的各分支，其中，刻蚀是基于MEMS技术的半导体元件在制造过程中不可或缺的一个工序，它是实现半导体器件微观结构和电路图形化的核心步骤之一，在经过光刻的步骤之后，晶圆表面的光刻胶层上形成有电路设计的图像，刻蚀过程就是通过化学或物理手段，在有光刻胶保护的地方保留材料，而在没有光刻胶覆盖的部分选择性地去除衬底上的薄膜材料，如硅、金属、介质等，从而将掩模版上的图形精确地转移到半导体衬底上，刻蚀工艺用于创建微电子器件的各种微观结构，例如晶体管的栅极、源极和漏极、互连导线、接触孔、电容器和其他关键组件。
其中，刻蚀工艺主要分为湿法刻蚀和干式刻蚀，干式刻蚀通常是在气相环境中进行，利用气体与衬底表面发生化学反应或者物理碰撞以去除材料，湿法刻蚀是利用化学溶液来移除材料表面不需要的部分，在半导体制造中，硅片或晶圆被浸泡在特定的化学溶剂中，通过化学反应选择性地溶解目标材料层；其中，湿法刻蚀对比干式刻蚀有着多个优点，1.湿法刻蚀使用的设备通常相对简单且成本较低，操作和维护成本也较易控制，而且由于不涉及复杂的等离子体或高真空系统，其初期投资和运行成本可能低于干法刻蚀；2.湿法刻蚀依靠特定化学溶液对不同材料的选择性溶解能力来实现良好的选择，可以非常精确地针对目标材料进行选择性刻蚀，而不损伤相邻的保护层；3.在整个晶圆表面，湿法刻蚀能够提供较好的均匀性，尤其在批量处理时，液体介质有助于确保所有被蚀刻区域受到相似的化学作用；4.可以通过调整溶液浓度、温度、pH值以及浸泡时间等参数，较为灵活地控制蚀刻速率和深度；然而，需要注意的是，尽管湿法刻蚀有以上这些优点，但在现代半导体制造工艺中，特别是在需要极高精度、深宽比和复杂三维结构的场合，湿法刻蚀的局限性也十分明显：
1.湿法刻蚀一般为各向同性的，即在垂直和平行方向上的蚀刻速率接近，导致侧壁陡峭度不足，不利于形成高深宽比的结构；2.由于液态腐蚀剂可扩散到掩膜下的基底材料，可能导致横向钻蚀，影响图形保真度和线宽控制，甚至导致层级结构坍塌，导致晶圆报废；3.湿法刻蚀使用大量腐蚀性化学物质，产生的废液处理是环保挑战，并增加了运营成本。
结合图4，利用湿法刻蚀对晶圆上的复合金属薄膜进行刻蚀时，现有的技术一般通过制作一层光刻胶掩膜4来连续进行对复合金属薄膜进行刻蚀，从而导致底层金属6薄膜的刻蚀是使用顶层金属5作为掩膜进行湿法刻蚀的；而湿法刻蚀会产生侧蚀，导致顶层金属5湿法刻蚀完成后，刻蚀的凹槽尺寸比设计尺寸(即光刻胶掩膜4尺寸)大，而底层金属6再进行湿法刻蚀时，以顶层金属5作为掩膜，尺寸会在顶层金属5侧蚀基础上再增大，从而导致底层金属6刻蚀尺寸失真；同时，复合金属膜存在底层金属6刻蚀情况无法观测问题，只能将顶层金属5刻蚀方能观测底层金属6湿刻外观。
因此，如何提高复合金属薄膜湿法刻蚀底层尺寸精度是目前技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种晶圆湿法刻蚀方法及其晶圆，以提高底层金属湿法刻蚀的尺寸精度，解决采用传统湿法蚀刻工艺对复合金属膜进行湿法刻蚀时，底层金属尺寸存在的失真的技术问题。
为实现上述目的，本申请提供一种晶圆湿法刻蚀方法，所述晶圆包括衬底和复合金属层，所述复合金属层覆盖在所述衬底的预设面，所述复合金属层由上到下依次包括第一金属层、第二金属层、…、第N金属层，其中N≥2，其中第一金属层覆盖在第二金属层的表面，第二金属层覆盖在第三金属层的表面，……，第N-1金属层覆盖在第N金属层的表面，所述湿法刻蚀方法，包括以下步骤：
S1.在所述第一金属层表面涂覆光刻胶形成第一光刻胶层；
S2.对所述第一光刻胶层进行光刻形成第一掩膜；
S3.对所述第一金属层进行刻蚀；
S4.去除所述第一掩膜；
S5.在所述第一金属层表面及刻蚀后露出的第二金属层的表面涂覆光刻胶形成第二光刻胶层，并确保所述第二光刻胶层的表面平整，即确保覆盖在第一金属层表面及第二金属层表面的第二光刻胶层上表面在同一水平高度，以下采用同样的方式进行涂覆光刻胶，确保所述第N光刻胶层的表面平整，使得覆盖在第一金属层表面及第N金属层表面的第N光刻胶层上表面在同一水平高度；
S6.对所述第二光刻胶层进行光刻形成第二掩膜，其中所述第一光刻胶层对应的掩膜版具有第一透明区，第一透明区宽度为d1，所述第二光刻胶层对应的掩膜版具有第二透明区，第二透明区宽度为d2，d1≥d2；其中第一透明区在第二透明区正上方；
S7.对所述第二金属层进行刻蚀；
S8.去除所述第二掩膜；
……；
依次进行，在所述第一金属层表面及刻蚀后依次露出的第二金属层表面、…、和/或露出的第N金属层表面涂覆光刻胶形成第N光刻胶层，并确保所述第N光刻胶层的上表面平整，使得覆盖在第一金属层表面及其它各金属层表面的第N光刻胶层上表面在同一水平高度；所述第N光刻胶层对应的掩膜版具有第N透明区，宽度为dn，其中d1≥d2…≥dn；
对所述第N光刻胶层进行光刻形成第N掩膜；对所述第N金属层进行刻蚀；
去除所述第N掩膜。进一步地，在步骤S1之前，还包括：
对所述晶圆进行清洗；
对所述晶圆进行干燥。
进一步地，在所述第N金属层表面涂覆光刻胶形成第N光刻胶层之后，在对所述第N光刻胶层进行光刻形成第N掩膜之前，还包括以下处理步骤：
对第N光刻胶层进行软烘烤，所述软烘烤的温度为第N光刻胶层的光刻胶的溶剂的蒸发温度。
进一步地，对所述第N光刻胶层进行光刻形成第N掩膜具体包括以下子步骤：
对所述第N光刻胶层进行曝光；
对所述晶圆进行后烘烤；
将所述晶圆浸泡在显影液中进行显影形成所述第N掩膜。
进一步地，对所述第N-1金属层进行刻蚀，具体包括将所述晶圆浸泡在第N-1刻蚀液中对所述第N-1金属层进行刻蚀，确保所述第N-1刻蚀液与第N-1掩膜及第N金属层不反应；或确保所述第N-1刻蚀液与第N-1掩膜及已经刻蚀完成的其余各金属层不反应。
进一步地，去除所述第N掩膜具体包括：将所述晶圆浸泡在去胶剂中去除所述第N掩膜；
利用清洗液对所述晶圆上残留的所述去胶剂进行冲洗。
进一步地，所述第N光刻胶层的光刻胶比所述第N-1光刻胶层的光刻胶的黏度更低。
进一步地，所述第N-1光刻胶层和所述第N光刻胶层的制作材料相同，所述第N光刻胶层的曝光时间长于所述第N-1光刻胶层的曝光时间，和/或所述第N光刻胶层的曝光光照强度大于所述第N-1光刻胶层的曝光光照强度。
进一步地，对所述第N-1金属层进行刻蚀，具体包括将所述晶圆浸泡在第N-1刻蚀液中对所述第N-1金属层进行刻蚀，所述第N-1刻蚀液与第N-1掩膜、第N金属层及已经刻蚀完成的金属层均不反应。
进一步具体的，该复合金属层包括第一金属层和第二金属层，该第一金属层覆盖在该第二金属层的表面，该湿法刻蚀方法，具体包括以下步骤：
S1.在该第一金属层表面涂覆光刻胶形成第一光刻胶层；
S2.对该第一光刻胶层进行光刻形成第一掩膜；
S3.对该第一金属层进行刻蚀；
S4.去除该第一掩膜；
S5.在该第一金属层及刻蚀后露出的第二金属层上涂覆光刻胶形成第二光刻胶层，并确保该第二光刻胶层的表面平整；
S6.对该第二光刻胶层进行光刻形成第二掩膜，该第一光刻胶层和该第二光刻胶层分别对应的掩膜版的透明区宽度相等或该第二光刻胶层对应的掩膜版的透明区宽度比该第一光刻胶层对应的掩膜版的透明区宽度要窄；
S7.对该第二金属层进行刻蚀；
S8.去除该第二掩膜。
具体的，所述复合金属层包括第一金属层、第二金属层和第三金属层，由上到下，所述第一金属层覆盖在所述第二金属层的表面，所述第二金属层覆盖在所述第三金属层的表面，所述湿法刻蚀方法，包括以下步骤：
S1.在所述第一金属层涂覆光刻胶形成第一光刻胶层；
S2.对所述第一光刻胶层进行光刻形成第一掩膜；
S3.对所述第一金属层进行刻蚀；
S4.去除所述第一掩膜；
S5.在所述第一金属层及刻蚀后露出的第二金属层上涂覆光刻胶形成第二光刻胶层，并确保所述第二光刻胶层的上表面平整；
S6.对所述第二光刻胶层进行光刻形成第二掩膜，其中所述第一光刻胶层和所述第二光刻胶层分别对应的掩膜版的透明区宽度相等或所述第二光刻胶层对应的掩膜版的透明区宽度比所述第一光刻胶层对应的掩膜版的透明区宽度窄；
S7.对所述第二金属层进行刻蚀；
S8.去除所述第二掩膜；
S9.在所述第一金属层及刻蚀后露出的第三金属层上涂覆光刻胶形成第三光刻胶层，并确保所述第三光刻胶层的上表面平整；
S10.对所述第三光刻胶层进行光刻形成第三掩膜，其中所述第一光刻胶层、所述第二光刻胶层、所述第三光刻胶层分别对应的掩膜版的透明区宽度相等，或所述第二光刻胶层对应的掩膜版的透明区宽度比所述第一光刻胶层对应的掩膜版的透明区宽度窄且所述第三光刻胶层对应的掩膜版的透明区宽度比所述第二光刻胶层对应的掩膜版的透明区宽度窄；
S11.对所述第三金属层进行刻蚀；
S12.去除所述第三掩膜。
进一步地，在步骤S1之前，还包括以下步骤：
对该晶圆进行清洗；
对该晶圆进行干燥。
进一步地，在步骤S1之后和步骤S2之前，还包括以下步骤：
对第一光刻胶层进行软烘烤，该软烘烤的温度为该光刻胶的溶剂的蒸发温度。
进一步地，步骤S2包括：
对该第一光刻胶层进行曝光；
对该晶圆进行后烘烤；
将该晶圆浸泡在显影液中进行显影形成该第一掩膜。
进一步地，步骤S3包括：
将该晶圆浸泡在第一刻蚀液中对该第一金属层进行刻蚀，其中该第一刻蚀液与该第二金属层和该第一掩膜不反应。
进一步地，步骤S4包括：
将该晶圆浸泡在去胶剂中去除该第一掩膜；
利用清洗液对该晶圆上残留的该去胶剂进行冲洗。
进一步地，确保该第二光刻胶层的光刻胶比该第一光刻胶层的光刻胶的黏度更低。
进一步地，所述第一光刻胶层和所述第二光刻胶层的制作材料相同，所述第二光刻胶层的曝光时间长于所述第一光刻胶层的曝光时间，和/或所述第二光刻胶层的曝光光照强度大于所述第一光刻胶层的曝光光照强度。
进一步地，步骤S7包括：
将该晶圆浸泡在第二刻蚀液中对该第二金属层进行刻蚀，该第二刻蚀液与该第一金属层和该第二掩膜不反应。
本申请还提供一种晶圆，包括：
采用本发明上述的湿法刻蚀方法生产。
本申请提供的技术方案，包括以下有益效果：
1.在本技术方案中，晶圆包括衬底和复合金属层，复合金属层覆盖在衬底的预设面，复合金属层包括第一金属层、第二金属层、…、第N金属层，例如当具有两层金属层时，第一金属层覆盖在所述第二金属层的上表面，对该晶圆进行刻蚀时，首先在第一金属层涂覆光刻胶，以形成第一光刻胶层，之后对第一光刻胶层进行光刻使第一光刻胶层成型为第一掩膜，所述第一掩膜上刻蚀有电路图案，然后对第一金属层进行刻蚀，刻蚀的过程中，第一掩膜所覆盖的区域能够保护下方的第一金属层不被刻蚀，而未被保护的区域则被刻蚀，从而将第一掩膜上的电路图案转移至第一金属层上，刻蚀完成后去除第一掩膜，接着在第一金属层上再次涂覆光刻胶，并且第一金属层上的已经刻蚀得区域(凹槽)也填满光刻胶，且确保形成的第二光刻胶层的表面平整，防止因第二光刻胶层表面不平而出现图像转移失真的问题，之后对第二光刻胶层进行光刻使第二光刻胶层成型为第二掩膜，其中，确保第一光刻胶层和第二光刻胶层分别对应的掩膜版的透明区宽度相等或第二光刻胶层对应的掩膜版的透明区宽度比第一光刻胶层对应的掩膜版的透明区宽度要窄，由于第一金属层在刻蚀时会出现侧蚀问题，导致第一金属层的刻蚀所得的凹槽尺寸会比第一掩膜上的尺寸要大，第二光刻胶层采用与第一光刻胶层对应的透明区宽度相等或比第一光刻胶层对应的透明区宽度更窄的掩膜进行光刻时，能利用形成的第二掩膜将第一金属层上刻蚀的凹槽的尺寸填补到与第一掩膜上的尺寸相等或比第一掩膜上的尺寸要小，然后再对第二金属层进行刻蚀，能够使第二金属层被刻蚀的凹槽的尺寸等于或小于第一金属层上的凹槽的尺寸，最后将第二掩膜去除，即完成对晶圆的刻蚀，该方法解决了使用传统湿法刻蚀工艺对晶圆上的复合金属薄膜进行刻蚀时，利用第一金属层作为第二金属层的掩膜进行刻蚀而导致第二金属层刻蚀尺寸失真的问题，提高了第二层金属层湿法刻蚀的尺寸精度，也提升了晶圆生产的良品率和可靠性。
2.本发明提供的晶圆湿法刻蚀方法加工的晶圆中，其金属复合层的数量可以大于或等于两层，对多层复合金属层的刻蚀具有通用性，当复合金属层还包括第三金属层，且第二金属层覆盖在第三金属层的表面时，该湿法刻蚀方法也能适用于第三金属层的刻蚀，第一金属层与第二金属层按照S1～S7进行湿法刻蚀，刻蚀完成后，将第一金属层与第二金属层合并视作“第一金属层”，第三金属层视作“第二金属层”，按照S5～S8进行湿法刻蚀，即可实现对第三金属层进行刻蚀，实现了对多层金属层进行刻蚀时的刻蚀尺寸精度的提高。
3.本发明提供的晶圆湿法刻蚀方法中，当第二光刻胶层采用比第一光刻胶层对应的透明区宽度更窄的掩膜进行光刻时，第一金属层上的凹槽侧壁处会形成第二掩膜，第二掩膜的厚度比第一金属层被侧蚀的部分要厚，第二掩膜在填补了第一金属层被刻蚀的部分之后，第二掩膜进一步将凹槽的尺寸缩至小于第一掩膜的凹槽的尺寸，之后对第二金属层进行刻蚀，在第二金属层形成的凹槽尺寸小于第一金属层上的凹槽尺寸，通过上述重复的刻蚀方法对复合金属层逐层刻蚀完毕后，操作人员可以通过观察设备从第一金属层往刻蚀区域的底层观察，复合金属层的各层刻蚀区域的对应尺寸均能被观察量度，解决了复合金属层除第一金属层外其余金属层无法被观测的问题。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1是本申请实施例示出的晶圆湿法刻蚀的流程示意图；
图2是本申请实施例示出的晶圆湿法刻蚀的详细流程示意图；
图3是本申请实施例示出的晶圆湿法刻蚀过程中的结构示意图；
图4是现有的技术示出的晶圆湿法刻蚀过程中的结构示意图；
图5是本申请实施例示出的晶圆湿法刻蚀过程中各金属层掩膜版透明区宽度d1、d2、…、dn尺寸关系示意图。
图中：1、晶圆；10、复合金属层；100、第一金属层；101、第二金属层；11、衬底；2、第一光刻胶层；20、第一掩膜；3、第二光刻胶层；30、第二掩膜；4、光刻胶掩膜；5、顶层金属；6、底层金属。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
实施例一：
本申请提供一种晶圆湿法刻蚀方法，所述晶圆1包括衬底11和复合金属层10，所述复合金属层10覆盖在所述衬底11的预设面，所述复合金属层10包括第一金属层100和第二金属层101，所述第一金属层100覆盖在所述第二金属层101的表面，所述湿法刻蚀方法，包括：
S1.在所述第一金属层100涂覆光刻胶形成第一光刻胶层2；
S2.对所述第一光刻胶层2进行光刻形成第一掩膜20，所述第一掩膜20开设有第一透明区，宽度为d1；
S3.对所述第一金属层100进行刻蚀；
S4.去除所述第一掩膜20；
S5.在所述第一金属层100及刻蚀后露出的第二金属层101上涂覆光刻胶形成第二光刻胶层3，并确保所述第二光刻胶层3的表面平整，第二光刻胶层3覆盖未被刻蚀的第一金属层100及被刻蚀后露出第一金属层100的凹槽及第二金属层101，进而第二光刻胶层3能够包覆已经被刻蚀的发生侧蚀的第一金属层100的侧壁；
S6.对所述第二光刻胶层3进行光刻形成第二掩膜30，所述第二掩膜30上开设有第二透明区，第二透明区具有宽度d2，所述第一光刻胶层2和所述第二光刻胶层3分别对应的掩膜版的透明区宽度相等或所述第二光刻胶层3对应的掩膜版的透明区宽度比所述第一光刻胶层2对应的掩膜版的透明区宽度要窄，即d1≥d2；这样，在第一透明区对应设置第二透明区，且确保第二透明区的宽度d2≤第一透明区的宽度d1，进而在对第二金属层进行刻蚀时，能够有效防止刻蚀后的第二金属层101的凹槽宽度大于第一金属层100的刻蚀后的凹槽宽度，有效克服由于第一金属层100继续发生侧蚀导致的刻蚀尺寸增大，第二金属层刻蚀尺寸失真的技术问题；同时克服了复合金属膜存在底层金属刻蚀情况无法观测问题，只能将顶层金属刻蚀方能观测底层金属湿刻外观的技术问题。
S7.对所述第二金属层101进行刻蚀；
S8.去除所述第二掩膜30。
现有技术利用湿法刻蚀对晶圆1上的复合金属层10进行刻蚀时，一般通过制作一层光刻胶掩模来连续进行对复合金属层10进行刻蚀，从而导致第二金属层101的刻蚀是使用第一金属层100作为掩膜进行湿法刻蚀的；而湿法刻蚀会产生侧蚀，导致第一金属层100湿法刻蚀完成后，刻蚀的凹槽尺寸比设计尺寸(即光刻胶掩膜尺寸)大，而第二金属层101再进行湿法刻蚀时，以第一金属层100作为掩膜，尺寸会在第一金属层100侧蚀基础上再增大，从而导致第二金属层101刻蚀尺寸失真。
结合图1和图3，在本实施例中，晶圆1包括衬底11和复合金属层10，复合金属层10覆盖在衬底11的预设面，复合金属层10包括第一金属层100和第二金属层101，第一金属层100覆盖在所述第二金属层101的表面，对该晶圆1进行刻蚀时，首先在第一金属层100涂覆光刻胶形成第一光刻胶层2，之后对第一光刻胶层2进行光刻形成第一掩膜20，第一掩膜20上刻蚀有电路图案，然后对第一金属层100进行刻蚀，刻蚀的过程中，第一掩膜20所覆盖的区域能够保护下方的第一金属层100不被刻蚀，而未被保护的区域则被刻蚀，从而将第一掩膜20上的电路图案转移至第一金属层100上，刻蚀完成后去除第一掩膜20，接着在第一金属层100上再次涂覆光刻胶，并且要将被刻蚀的区域填满光刻胶，确保形成的第二光刻胶层3的表面平整，由于光刻胶层的表面凹凸不平会导致曝光时各部分的光强度和穿透深度不同，使得形成的电路图案发生形变或尺寸偏差，第二光刻胶层3表面的平整能防止出现图像转移失真的问题，之后对第二光刻胶层3进行光刻形成第二掩膜30，其中，第一光刻胶层2和第二光刻胶层3分别对应的掩膜版的透明区宽度相等或第二光刻胶层3对应的掩膜版的透明区宽度比第一光刻胶层2对应的掩膜版的透明区宽度要窄，由于第一金属层100在刻蚀时会出现侧蚀问题，导致第一金属层100的刻蚀所得的凹槽尺寸会比第一掩膜20上的尺寸要大，当第二光刻胶层3采用与第一光刻胶层2对应的透明区宽度相等的掩膜进行光刻时，第一金属层100上的凹槽侧壁处会形成第二掩膜30，第二掩膜30会将第一金属层100被侧蚀的部分填补完整，从而缩小该凹槽的尺寸，使侧壁覆盖有第二掩膜30的凹槽的尺寸与第一掩膜20的尺寸相等，之后对第二金属层101进行刻蚀，在第二金属层101形成的凹槽尺寸与第一金属层100上的凹槽尺寸相等，解决了湿法刻蚀复合金属层10时第二金属层101侧蚀严重，导致刻蚀尺寸失真的问题，当第二光刻胶层3采用比第一光刻胶层2对应的透明区宽度更窄的掩膜进行光刻时，第一金属层100上的凹槽侧壁处会形成第二掩膜30，第二掩膜30的厚度比第一金属层100被侧蚀的部分要厚，第二掩膜30在填补了第一金属层100被刻蚀的部分之后，第二掩膜30进一步将凹槽的尺寸缩至小于第一掩膜20的尺寸，之后对第二金属层101进行刻蚀，在第二金属层101形成的凹槽尺寸小于第一金属层100上的凹槽尺寸，从而能够直接观察第二金属层101的刻蚀情况，解决了复合金属膜第二金属层101无法观测的问题，最后将第二掩膜30去除，即完成对晶圆1的刻蚀，该方法解决了使用湿法刻蚀对晶圆1上的复合金属薄膜进行刻蚀时，利用第一金属层100作为第二金属层101的掩膜进行刻蚀导致第二金属层101刻蚀尺寸失真的问题，提高了第二层金属层湿法刻蚀的尺寸精度，也提升了晶圆1生产的良品率和可靠性。
另外，当复合金属层10还包括第三金属层，且第二金属层101覆盖在第三金属层的表面时，该湿法刻蚀方法也能适用于第三金属层的刻蚀，第一金属层100与第二金属层101按照S1～S7进行湿法刻蚀，刻蚀完成后，将第一金属层100与第二金属层101合并视作“第一金属层100”，第三金属层视作“第二金属层101”，按照S5～S8进行湿法刻蚀，即可实现对第三金属层进行刻蚀，同时也实现了对多层金属层的进行刻蚀时的刻蚀尺寸精度的提高。
实施例二：
该晶圆1湿法刻蚀方法，在S1之前，还包括：
对所述晶圆1进行清洗；
对所述晶圆1进行干燥。
在S1之后S2之前，还包括：
对第一光刻胶层2进行软烘烤，所述软烘烤的温度为所述光刻胶的溶剂的蒸发温度。
结合图2，在本实施例中，为避免晶圆1表面的污染物影响光刻胶的光刻，在第一金属层100涂覆光刻胶之间，还需要清洁晶圆1的表面，晶圆1在生产过程中，其表面可能会沾染有机污染物(如油脂、溶剂残留、颗粒物等)、无机污染物(如金属离子、氧化物)以及其他杂质，这些污染物会降低光刻胶的附着力，在后续显影和蚀刻步骤中容易出现剥离、脱落现象，进而导致电路图案完整性受损，同时也会造成形成的光刻胶层不均匀或者存在缺陷的问题，改变光刻胶在晶圆1表面上的厚度分布和光敏反应，使得曝光过程中光线不能准确地通过光刻胶并到达复合金属层10表面，造成图形转移失真，影响电路线条的精确度和分辨率，会降低晶圆1所制成的芯片的性能和良品率，对晶圆1进行清洗时，先进行预清洗，通过溶剂(如异丙醇(IPA)、乙醇或其它有机溶剂)去除晶圆1表面的油性污渍、颗粒和松散的杂质，之后利用去离子水(去离子水是一种高度纯净的水，通过特殊的净化过程几乎完全去除了水中溶解的矿物质离子，去离子水对各种半导体材料具有良好的兼容性，不会对其产生不良化学反应或物理损害，能避免造成电路缺陷)冲洗晶圆1，清除残留的溶剂和其他可溶性物质，接着通过超声波清洗机(利用超声波在液体中产生的空化效应对物体进行清洗)将附着在晶圆1外表的微细颗粒剥离，最后利用高压氮气流吹除表面的液体，防止液体干燥后在表面留渍，降低了再次沾污的风险，从而实现了对晶圆1的清洗，避免了晶圆1表面的污染物对光刻胶的光刻产生不良的影响。
在第一金属层100完成光刻胶的涂覆之后，并在对光刻胶进行光刻之前，需将晶圆1放进烘箱中，对第一光刻胶层2进行软烘烤，烘箱内设置的温度光刻胶的溶剂的蒸发温度，对光刻胶的软烘烤能将光刻胶层内的溶剂蒸发去除掉，提高了光刻胶与复合金属层10的黏附性和稳定性，防止后续出现剥离和脱落的现象，也能避免溶剂残留在第一光刻胶层2内，导致光刻时转移的电路图案变形，同时能够防止在曝光过程中，溶剂蒸汽干扰光刻胶的光化学反应，从而导致对后续的显影产生不良影响。
实施例三：
该晶圆1湿法刻蚀方法，S2包括：
对所述第一光刻胶层2进行曝光；
对所述晶圆1进行后烘烤；
将所述晶圆1浸泡在显影液中进行显影形成所述第一掩膜20。
其中，S3包括：
所述晶圆1浸泡在第一刻蚀液中对所述第一金属层100进行刻蚀，所述第一刻蚀液与所述第二金属层101和所述第一掩膜20不反应。
S4包括：
将所述晶圆1浸泡在去胶剂中去除所述第一掩膜20；
利用清洗液对所述晶圆1上残留的所述去胶剂进行冲洗。
结合图2，在本实施例中，为实现将掩膜版上的电路图案转移至第一光刻胶层2处，具体地，对第一光刻胶层2进行曝光，光源(如紫外光、深紫外光或极紫外光)照射在掩膜版上，然后穿过掩膜版的透明区照射到第一光刻胶层2上，被光线照射到的区域会发生化学反应，使得曝光区变得对显影液具有可溶解性或曝光区变得对显影液不具有可溶解性，然后将晶圆1送进烘箱中进行后烘烤，加速光刻胶内部的化学反应，增强曝光区与未曝光区之间的对比度，接着将述晶圆1浸泡在显影液中，当曝光区变得对显影液具有可溶解性时，显影液会将曝光区溶解，保留剩余的区域形成第一掩膜20；当曝光区变得对显影液不具有可溶解性时，显影液会将未曝光的区域溶解，保留曝光区形成第一掩膜20，从而将掩膜版上的电路图案转移至第一光刻胶层2处。
结合图3，之后为实现对第一金属层100进行刻蚀，具体地，本例将晶圆1浸泡在第一刻蚀液中，第一刻蚀液具有选择性，第一刻蚀液只与第一金属层100之间发生强烈的化学反应，并且溶解第一金属层100，而与第二金属层101和第一掩膜20不反应，因此有第一掩膜20覆盖的区域不会被第一刻蚀液所刻蚀，当第一刻蚀液将第一金属层100刻蚀穿后也不会刻蚀第二金属层101，从而完成对第一金属层100的刻蚀，将第一掩膜20上的电路图案转移至第一金属层100处，也能避免第二金属层101被损坏。
结合图2和图3，接着需要将第一掩膜20去除，由于第一掩膜20的材质实际为光刻胶，可将晶圆1浸泡在装有去胶剂的超声波清洗槽中对第一掩膜20进行溶解去除，其中，去胶剂可采用如丙酮、异丙醇(IPA)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)等溶剂，在超声波清洗槽中，光刻胶会因溶剂作用和超声波振动而快速脱落，然后利用去离子水对晶圆1上的去胶剂进行冲洗，最后利用高压氮气流吹除晶圆1表面的液体，对于晶圆1进行干燥，防止残留的溶剂影响下一层光刻胶层的涂覆，完成对第一掩膜20的去除。
实施例四：
该晶圆1湿法刻蚀方法，
所述第二光刻胶层3的光刻胶比所述第一光刻胶层2的光刻胶的黏度更低。
其中，当所述第一光刻胶层和所述第二光刻胶层的制作材料相同，所述第二光刻胶层的曝光时间长于所述第一光刻胶层的曝光时间，和/或所述第二光刻胶层的曝光光照强度大于所述第一光刻胶层的曝光光照强度。
另外，S7包括：
将所述晶圆1浸泡在第二刻蚀液中对所述第二金属层101进行刻蚀，所述第二刻蚀液与所述第一金属层100和所述第二掩膜30不反应。
结合图2和图3，在本实施例中，需对晶圆1涂覆两次光刻胶，在涂覆光刻胶形成第一光刻胶层2时，第一金属层100的表面为平整表面，涂覆的光刻胶的表面很容易形成平整面，而第一金属层100在刻蚀后，电路图案转移至第一金属层100的表面，导致第一金属层100的表面变得凹凸不平，光刻胶涂覆在第一金属层时，需要填满第一金属层100上刻蚀的凹槽，如若形成的第二光刻胶层3的表面并不平整，则会导致光刻的分辨率和显影后形成的图形边缘质量下降，电路图形变形，因此第二光刻胶层3需采用比第一光刻胶层2黏度更低的光刻胶，以提高光刻胶在涂覆过程中的流动性，让光刻胶拥有更好的填充性能，以确保在涂覆光刻胶时，光刻胶能快速的填充凹槽，使形成的第二光刻胶层3的表面平整。
结合图2和图3，其中，由于第二次的刻蚀是在第一次刻蚀的基础上对第二金属层101进行刻蚀，因此，第二光刻胶层3的曝光区域实际都位于第一金属层100刻蚀的凹槽内，导致第二光刻胶层3的曝光区比第一光刻胶层2的曝光区的厚度要更厚，光刻胶与光产生反应是因为光刻胶中包含特定的感光成分，这些成分在特定波长的光照射下会发生化学反应，实现了对光刻胶的可溶性控制，光刻胶层的厚度增加会降低光刻胶的曝光灵敏度(曝光灵敏度是指光刻胶在特定光源照射下，单位时间内发生光化学反应，曝光灵敏度反映了光刻胶对光能量的响应速度和效率)以及增加底层光刻胶的曝光剂量(当光穿过光刻胶层时，由于光的吸收和散射，光强随着胶层深度而衰减，需要增强光照强度才能对底部的光刻胶产生化学反应)，如若第一光刻胶层2所采用的光刻胶的黏度能够满足对第一金属层100凹槽的填充，并且填充后能够形成的第二光刻胶层3的表面平整的情况下，第二光刻胶层3所采用的光刻胶与第一光刻胶层的一致，此时需要花费更多的时间去对曝光区进行曝光，或者通过调整第二光刻胶层的曝光光照强度，令第二光刻胶层的曝光光照强度大于第一光刻胶层的曝光光照强度，也可同时采用增加曝光时间和增大曝光光照强度的方式，从而防止出现在显影时无法将需要刻蚀的区域的光刻胶完全去掉，导致无法完成对第二金属层101的刻蚀，电路图案无法完整转移至第二金属层101上的问题。
结合图2和图3，另外，为实现对第二金属层101进行刻蚀，具体地，本例将晶圆1浸泡在第二刻蚀液中，第二刻蚀液具有选择性，第二刻蚀液只与第二金属层101之间发生强烈的化学反应，并且溶解第二金属层101，而与第一金属层100和第二掩膜30不反应，因此有第二掩膜30覆盖的区域不会被第二刻蚀液所刻蚀，当第二刻蚀液将第二金属层101刻蚀穿后也不会刻蚀底部的金属层或衬底11，从而完成对第二金属层101的刻蚀，将第二掩膜30上的电路图案转移至第二金属层101处，也能避免第一金属层100被损坏。
实施例五：
复合金属层包括第一金属层、第二金属层和第三金属层，由上到下，所述第一金属层覆盖在所述第二金属层的表面，所述第二金属层覆盖在所述第三金属层的表面，所述湿法刻蚀方法，包括以下步骤：
S1.在所述第一金属层涂覆光刻胶形成第一光刻胶层；
S2.对所述第一光刻胶层进行光刻形成第一掩膜；
S3.对所述第一金属层进行刻蚀；
S4.去除所述第一掩膜；
S5.在所述第一金属层及刻蚀后露出的第二金属层上涂覆光刻胶形成第二光刻胶层，并确保所述第二光刻胶层的上表面平整，第二光刻胶层覆盖未第一金属层、被刻蚀后露出的第一金属层的凹槽及第二金属层，进而第二光刻胶层也能够包覆已经刻蚀过程中发生侧蚀的第一金属层的侧壁；
S6.对所述第二光刻胶层进行光刻形成第二掩膜，其中所述第一光刻胶层和所述第二光刻胶层分别对应的掩膜版的透明区宽度相等或所述第二光刻胶层对应的掩膜版的透明区宽度比所述第一光刻胶层对应的掩膜版的透明区宽度窄；
S7.对所述第二金属层进行刻蚀；
S8.去除所述第二掩膜；
S9.在所述第一金属层、经过刻蚀的第一金属层凹槽、第二金属层凹槽及第三金属层上涂覆光刻胶形成第三光刻胶层，并确保所述第三光刻胶层的上表面平整，第三光刻胶层覆盖第一金属层、被刻蚀后露出第一金属层、第二金属层的凹槽及第三金属层，进而第三光刻胶层也能够包覆已经被刻蚀的第一金属层、第二金属层的凹槽对应的侧壁；
S10.对所述第三光刻胶层进行光刻形成第三掩膜，其中所述第一光刻胶层、所述第二光刻胶层、所述第三光刻胶层分别对应的掩膜版的透明区宽度相等，或所述第二光刻胶层对应的掩膜版的透明区宽度比所述第一光刻胶层对应的掩膜版的透明区宽度窄且所述第三光刻胶层对应的掩膜版的透明区宽度比所述第二光刻胶层对应的掩膜版的透明区宽度窄；
S11对所述第三金属层进行刻蚀；
S12.去除所述第三掩膜。
实施例六：
一种晶圆湿法刻蚀方法，所述晶圆包括衬底和复合金属层，所述复合金属层覆盖在所述衬底的预设面，所述复合金属层由上到下依次包括第一金属层、第二金属层、…、第N金属层，其中N≥4，其中第一金属层覆盖在第二金属层的表面，第二金属层覆盖在第三金属层的表面，……，第N-1金属层覆盖在第N金属层的表面，所述湿法刻蚀方法，包括以下步骤：
S1.在所述第一金属层表面涂覆光刻胶形成第一光刻胶层；
S2.对所述第一光刻胶层进行光刻形成第一掩膜；
S3.对所述第一金属层进行刻蚀；
S4.去除所述第一掩膜；
S5.在所述第一金属层表面及刻蚀后露出的第二金属层的表面涂覆光刻胶形成第二光刻胶层，并确保所述第二光刻胶层的表面平整，即确保覆盖在第一金属层表面及第二金属层表面的第二光刻胶层上表面在同一水平高度，以下采用同样的方式进行涂覆光刻胶，确保所述第N光刻胶层的表面平整，使得覆盖在第一金属层表面及第N金属层表面的第N光刻胶层上表面在同一水平高度；
S6.对所述第二光刻胶层进行光刻形成第二掩膜，其中所述第一光刻胶层对应的掩膜版具有第一透明区，第一透明区宽度为d1，所述第二光刻胶层对应的掩膜版具有第二透明区，第二透明区宽度为d2，d1≥d2；其中第一透明区在第二透明区正上方；
S7.对所述第二金属层进行刻蚀；
S8.去除所述第二掩膜；
……；
依次进行，在所述第一金属层表面及刻蚀后依次露出的第二金属层表面、…、和/或露出的第N金属层表面涂覆光刻胶形成第N光刻胶层，并确保所述第N光刻胶层的上表面平整，使得覆盖在第一金属层表面及其它被刻蚀后的各金属层凹槽及金属层上的第N光刻胶层上表面在同一水平高度；所述第N光刻胶层对应的掩膜版具有第N透明区，宽度为dn，其中d1≥d2…≥dn；图5给出了N层金属复合层的晶圆，工艺历次各掩膜版透明区宽度d1、d2、…、dn的示意；这样，可以确保每次涂覆光刻胶层时，都能够将光刻胶层包覆在已经刻蚀完具有相应金属层的凹槽的侧壁上，防止其进一步被侧蚀，且通过透明区宽度设置，也可以有效防止处于下层的金属层发生侧蚀后凹槽实际宽度大于处于上层金属层的凹槽宽度，或发生整体的刻蚀尺寸失真。
对所述第N光刻胶层进行光刻形成第N掩膜；对所述第N金属层进行刻蚀；
去除所述第N掩膜。
进一步地，在步骤S1之前，还包括：
对所述晶圆进行清洗；
对所述晶圆进行干燥。
进一步地，在所述第N金属层表面涂覆光刻胶形成第N光刻胶层之后，在对所述第N光刻胶层进行光刻形成第N掩膜之前，还包括以下处理步骤：
对第N光刻胶层进行软烘烤，所述软烘烤的温度为第N光刻胶层的光刻胶的溶剂的蒸发温度。
进一步地，对所述第N光刻胶层进行光刻形成第N掩膜具体包括以下子步骤：
对所述第N光刻胶层进行曝光；
对所述晶圆进行后烘烤；
将所述晶圆浸泡在显影液中进行显影形成所述第N掩膜。
进一步地，对所述第N-1金属层进行刻蚀，具体包括将所述晶圆浸泡在第N-1刻蚀液中对所述第N-1金属层进行刻蚀，确保所述第N-1刻蚀液与第N-1掩膜及第N金属层不反应；或确保所述第N-1刻蚀液与第N-1掩膜及已经刻蚀完成的其余各金属层不反应。
进一步地，去除所述第N掩膜具体包括：将所述晶圆浸泡在去胶剂中去除所述第N掩膜；
利用清洗液对所述晶圆上残留的所述去胶剂进行冲洗。
进一步地，所述第N光刻胶层的光刻胶比所述第N-1光刻胶层的光刻胶的黏度更低。
进一步地，所述第N-1光刻胶层和所述第N光刻胶层的制作材料相同，所述第N光刻胶层的曝光时间长于所述第N-1光刻胶层的曝光时间，和/或所述第N光刻胶层的曝光光照强度大于所述第N-1光刻胶层的曝光光照强度。
进一步地，对所述第N-1金属层进行刻蚀，具体包括将所述晶圆浸泡在第N-1刻蚀液中对所述第N-1金属层进行刻蚀，所述第N-1刻蚀液与第N-1掩膜、第N金属层及已经刻蚀完成的金属层均不反应。
实施例七：
本申请还提供一种晶圆，该晶圆1采用上述的湿法刻蚀方法生产。
在本实施例中，晶圆1采用上述的湿法刻蚀方法生产，湿法刻蚀工艺对比干法刻蚀更为简单，并且湿法刻蚀所采用的设备的成本更为低廉，能够降低晶圆1生产过程中的设备成本投入，同时湿法刻蚀的速率对比干法刻蚀更加快速，能够提高晶圆1的生产速率，另外，上述的湿法刻蚀方法也解决了复合金属层10的第二金属层101的刻蚀尺寸精度差的问题，使得由该湿法刻蚀方法进行批量生产的晶圆1其性能和可靠性都有所提升，对比采用现有湿法刻蚀方法生产的晶圆有着更高的竞争性。
上文中已经参考附图详细描述了本申请的方案。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。另外，可以理解，本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减，本申请实施例装置中的结构可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种晶圆湿法刻蚀方法，所述晶圆包括衬底和复合金属层，所述复合金属层覆盖在所述衬底的预设面，所述复合金属层由上到下依次包括第一金属层、第二金属层、…、第N金属层，其中N≥2，其中第一金属层覆盖在第二金属层的表面，第二金属层覆盖在第三金属层的表面，……，第N-1金属层覆盖在第N金属层的表面，其特征在于，所述湿法刻蚀方法，包括以下步骤：
S1.在所述第一金属层表面涂覆光刻胶形成第一光刻胶层；
S2.对所述第一光刻胶层进行光刻形成第一掩膜；
S3.对所述第一金属层进行刻蚀；
S4.去除所述第一掩膜；
S5.在所述第一金属层表面及刻蚀后露出的第二金属层表面涂覆光刻胶形成第二光刻胶层，并确保所述第二光刻胶层的表面平整；
S6.对所述第二光刻胶层进行光刻形成第二掩膜，其中所述第一光刻胶层对应的掩膜版具有第一透明区，宽度为d1，所述第二光刻胶层对应的掩膜版具有第二透明区，宽度为d2，其中d1≥d2；
S7.对所述第二金属层进行刻蚀；
S8.去除所述第二掩膜；
……；
在所述第一金属层表面及刻蚀后依次露出的第二金属层表面、…、和/或露出的第N金属层表面涂覆光刻胶形成第N光刻胶层，并确保所述第N光刻胶层的表面平整，所述第N光刻胶层对应的掩膜版具有第N透明区，宽度为dn，其中d1≥d2…≥dn；
对所述第N光刻胶层进行光刻形成第N掩膜；对所述第N金属层进行刻蚀；
去除所述第N掩膜。
2.根据权利要求1所述的一种晶圆湿法刻蚀方法，其特征在于，在步骤S1之前，还包括：
对所述晶圆进行清洗；
对所述晶圆进行干燥。
3.根据权利要求1所述的一种晶圆湿法刻蚀方法，其特征在于：
在所述第N金属层表面涂覆光刻胶形成第N光刻胶层之后，在对所述第N光刻胶层进行光刻形成第N掩膜之前，还包括以下处理步骤：
对第N光刻胶层进行软烘烤，所述软烘烤的温度为第N光刻胶层的光刻胶的溶剂的蒸发温度。
4.根据权利要求3所述的一种晶圆湿法刻蚀方法，其特征在于，对所述第N光刻胶层进行光刻形成第N掩膜具体包括以下子步骤：
对所述第N光刻胶层进行曝光；
对所述晶圆进行后烘烤；
将所述晶圆浸泡在显影液中进行显影形成所述第N掩膜。
5.根据权利要求1或2所述的一种晶圆湿法刻蚀方法，其特征在于，
对所述第N-1金属层进行刻蚀，具体包括将所述晶圆浸泡在第N-1刻蚀液中对所述第N-1金属层进行刻蚀，所述第N-1刻蚀液与第N-1掩膜及第N金属层不反应。
6.根据权利要求1或2所述的一种晶圆湿法刻蚀方法，其特征在于，
去除所述第N掩膜具体包括：将所述晶圆浸泡在去胶剂中去除所述第N掩膜；
利用清洗液对所述晶圆上残留的所述去胶剂进行冲洗。
7.根据权利要求1或2所述的一种晶圆湿法刻蚀方法，其特征在于，
所述第N光刻胶层的光刻胶比所述第N-1光刻胶层的光刻胶的黏度更低。
8.根据权利要求1或2所述的一种晶圆湿法刻蚀方法，其特征在于，
所述第N-1光刻胶层和所述第N光刻胶层的制作材料相同，所述第N光刻胶层的曝光时间长于所述第N-1光刻胶层的曝光时间，和/或所述第N光刻胶层的曝光光照强度大于所述第N-1光刻胶层的曝光光照强度。
9.根据权利要求1或2所述的一种晶圆湿法刻蚀方法，其特征在于，
对所述第N-1金属层进行刻蚀，具体包括将所述晶圆浸泡在第N-1刻蚀液中对所述第N-1金属层进行刻蚀，所述第N-1刻蚀液与第N-1掩膜、第N金属层及已经刻蚀完成的金属层均不反应。
10.一种晶圆，其特征在于，包括：
采用如权利要求1～9任一项所述的湿法刻蚀方法生产。
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