金的刻蚀方法与流程

本发明属于半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种金的刻蚀方法。

背景技术：

在半导体晶圆制造工艺中，尤其是微机电系统(mems)晶圆制造中，金有着非常广泛的应用。但是，金由于化学特性非常稳定，无法通过干法化学反应蚀刻金，目前金的干法蚀刻都是通过离子轰击直接去除。但是如果使用传统的光刻胶做金蚀刻掩膜在金蚀刻后，剩余的金101表面会残留蚀刻过程中轰击出来的蚀刻副产物102，这些蚀刻副产物102主要成分是金，在后续的湿法清洗中由于化学特性稳定而非常难以去除，导致蚀刻副产物102残留影响器件性能，如图1所示。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种金的刻蚀方法，用于解决现有技术中金的刻蚀过程中容易产生难以去除的蚀刻副产物的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种金的刻蚀方法，所述干法刻蚀方法包括步骤：1)提供一基底；2)于所述基底上沉积金层；3)于所述金层上形成图形金属硬掩膜；4)基于所述图形金属硬掩膜对所述金层进行干法蚀刻，以形成图形金层；5)湿法蚀刻去除所述图形金层表面上的所述图形金属硬掩膜，覆盖在所述图形金属硬掩膜侧壁表面的金层干法刻蚀所产生的副产物被同时去除。

可选地，步骤3)于所述金层上形成图形金属硬掩膜包括：3-1)于所述金层上沉积金属硬掩膜；3-2)于所述金属硬掩膜上形成光刻材料图形层；3-3)干法刻蚀所述金属硬掩膜，以形成图形金属硬掩膜；3-4)去除所述光刻材料图形层；3-5)湿法清洗去除所述金属硬掩膜干法蚀刻时所产生的副产物。

可选地，采用金属溅射工艺在所述金层上沉积所述金属硬掩膜。

可选地，步骤5)湿法蚀刻去除所述图形金属硬掩膜所使用的腐蚀液不与金反应。

可选地，所述金属硬掩膜的材料包括铝，步骤5)湿法蚀刻去除所述图形金属硬掩膜所使用的腐蚀液包括铝湿法腐蚀液。

可选地，所述金属硬掩膜的材料包括钛，步骤5)湿法蚀刻去除所述图形金属硬掩膜所使用的腐蚀液包括氨水和双氧水的混合液。

可选地，所述基底包括硅衬底，所述硅衬底上具有氧化层，所述金层沉积于所述氧化层表面。

可选地，采用金属溅射工艺在所述基底上沉积所述金层。

可选地，所述金层的厚度范围介于1纳米～10000纳米之间。

可选地，所述金属硬掩膜层的厚度范围介于2纳米～10000纳米之间。

如上所述，本发明的金的刻蚀方法，具有以下有益效果：

本发明在金的干法蚀刻的时加入金属硬掩膜工艺，可以在去除金属硬掩膜的同时把残留的金副产物去除干净。

本发明的金的干法刻蚀工艺可避免由于金蚀刻副产物残留，可有效改善器件性能，提升良率。

附图说明

图1显示为现有技术中的金的刻蚀方法中容易产生副产物残留的示意图。

图2～图9显示为本发明的金的刻蚀方法各步骤所呈现的结构示意图。

元件标号说明

201硅衬底

202氧化层

203金层

204金属硬掩膜

205光刻材料图形层

206图形金属硬掩膜

207图形金层

208副产物

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

如在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。

在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例1

如图2～图9所示，本实施例提供一种金的刻蚀方法，尤其是一种金的干法刻蚀方法，所述金的干法刻蚀方法包括以下步骤：

如图2所示，首先进行步骤1)，提供一基底。

所述基底可以为半导体衬底，如硅衬底、ge衬底、sige衬底、soi衬底或goi衬底等，也可以为绝缘衬底，如氮化硅、二氧化硅、氮氧化硅、柔性聚合物衬底、玻璃衬底、蓝宝石衬底、碳化硅衬底等，也可以为ⅲ-ⅴ族衬底，如氮化镓衬底、砷化镓衬底等，可以依据器件的实际需求，选择合适的半导体材料作为所述基底，在此不作限定。该具体实施方式中，所述基底为硅衬底201，所述硅衬底201表面具有氧化层202，所述氧化层202可以采用热氧化方法或沉积方法形成于所述硅衬底201表面。

如图3所示，然后进行步骤2)，于所述基底上沉积金层203。

例如，可以采用金属溅射工艺，如磁控溅射工艺等在所述基底(本实施例为在所述氧化层202)上沉积所述金层203。所述金层203的厚度范围可以介于1纳米～10000纳米之间，例如，所述金层203的厚度可以为5纳米、10纳米、20纳米、30纳米、500纳米、800纳米等，并不限于此处所列举的示例。

如图4～图7所示，3)于所述金层203上形成图形金属硬掩膜206。

例如，可以采用金属溅射工艺，如磁控溅射工艺等在所述金层203上沉积所述金属硬掩膜204。所述金属硬掩膜204层的厚度范围可以介于2纳米～10000纳米之间，例如，所述金属硬掩膜204的厚度可以为10纳米、20纳米、30纳米、50纳米、800纳米、1200纳米等，并不限于此处所列举的示例。

所述图形金属掩膜的图形可以为金属岛、金属栅、金属互连线等形状，并不限于此处所列举的示例，该图形后续会转移至所述金层203中。

具体地，于所述金层203上形成图形金属硬掩膜206包括：

如图4所示，进行步骤3-1)，于所述金层203上沉积金属硬掩膜204。

如图5所示，进行步骤3-2)，通过旋涂、曝光及显影等工艺于所述金属硬掩膜204上形成光刻材料图形层205。

如图6所示，进行步骤3-3)，干法刻蚀所述金属硬掩膜204，以形成图形金属硬掩膜206。在所述金属硬掩膜204的干法刻蚀过程中，有可能产生一些副产物，该副产物的主要成本为金属硬掩膜204中的金属材料或其化合物。

如图7所示，进行步骤3-4)，去除所述光刻材料图形层205。

例如，可以采用如灰化工艺等去除所述光刻材料图形层205。

接着进行步骤3-5)，湿法清洗去除所述金属硬掩膜204干法蚀刻时所产生的副产物。

如图8所示，接着进行步骤4)，基于所述图形金属硬掩膜206对所述金层203进行干法蚀刻，以形成图形金层207，在此干法刻蚀的过程中，所述图形金属硬掩膜206侧壁表面可能会覆盖所述金层203干法刻蚀所产生的副产物208，该副产物208主要成分是金或金的化合物等。

如图9所示，最后进行步骤5)，湿法蚀刻去除所述图形金层207表面上的所述图形金属硬掩膜206，覆盖在所述图形金属硬掩膜206侧壁表面的金层203干法刻蚀所产生的副产物208被同时去除。

所述湿法蚀刻去除所述图形金属硬掩膜206所使用的腐蚀液不与金反应。

例如，在本实施例中，所述金属硬掩膜204的材料包括铝，步骤5)湿法蚀刻去除所述图形金属硬掩膜206所使用的腐蚀液包括铝湿法腐蚀液，该铝湿法腐蚀液仅与铝或铝的化合物发生反应，而不会对所述金层203造成腐蚀。

本实施例在金的干法蚀刻的时加入金属硬掩膜204工艺，可以在去除金属硬掩膜204的同时把残留的金副产物去除干净，可有效改善器件性能，提升良率。

实施例2

本实施例提供一种金的刻蚀方法，其基本步骤如实施例1，其中，与实施例1的不同之处在于：所述金属硬掩膜204的材料包括钛，步骤5)湿法蚀刻去除所述图形金属硬掩膜206所使用的腐蚀液包括氨水和双氧水的混合液。

如上所述，本发明的金的刻蚀方法，具有以下有益效果：

本发明在金的干法蚀刻的时加入金属硬掩膜工艺，可以在去除金属硬掩膜的同时把残留的金副产物去除干净。

本发明的金的干法刻蚀工艺可避免由于金蚀刻副产物残留，可有效改善器件性能，提升良率。

所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。