【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体器件微纳加工，尤其涉及一种高平整度铬保护层图形化的工艺方法。
技术介绍
1、在半导体器件微纳加工工艺中，会采用蒸发或溅射等金属化工艺在衬底晶圆上沉积不同金属材料作为黏附层、种子层、阻挡层、掩膜层等，包括金、钛、钛坞、铜、铬、铝等。这些金属材料不仅具备优良的导电性、粘附性，耐蚀性等性能，而且和衬底材料容易形成较好的应力匹配，被广泛应用于滤波器、移相器、环形器等mems器件领域。
2、在半导体制造工艺中，较多使用光刻工艺掩膜。在湿法刻蚀工艺中，较少使用金属铬作为腐蚀阻挡层进行图形化工艺；其它保护层金属，经常会出现因金属覆盖率较差而导致粘附层脱落的现象，该现象会影响刻蚀均匀性和晶圆表面状态，影响后续电镀或其它工艺稳定性。而常规的铬腐蚀液，大多是以硝酸铈铵为单一组分的溶液，该组分在工艺过程中容易使晶圆表面产生颗粒，并形成大量的络合物和聚集物。而干法刻蚀工艺，又容易出现过刻蚀造成金属层损伤和铬金属膜残留的现象。
3、因此，亟待解决上述问题。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种高平整度铬保护层图形化的工艺方法，该方法利用铬保护层进行掩膜，利用中等浓度和低浓度的湿法混合溶液可实现不同精度尺寸的图形化工艺，利用高浓度的湿法混合溶液形成适用于半导体工艺的洁净表面。
2、技术方案：为实现以上目的，本专利技术公开了一种高平整度铬保护层图形化的工艺方法，包括如下步骤：
3、(1)准备衬底晶圆并湿法清洗，在衬底晶圆上
4、(2)在种子层上蒸发或溅射金属铬作为阻挡层，形成复合金属膜结构；
5、(3)在复合金属膜结构上旋涂光刻胶并曝光显影，进行后烘烤处理；
6、(4)使用中等浓度湿法混合溶液对铬进行预刻蚀，去除表面钝化层并粗化铬保护层；
7、(5)使用低浓度湿法混合溶液二次刻蚀，去除络合物并获得图形线条平整的铬掩膜层；
8、(6)在种子层上电镀金属层，并去除光刻胶；
9、(7)使用高浓度湿法混合溶液整面刻蚀，去除铬掩膜层并获得所需的金属表面。
10、可选的，所述步骤(4)中的中等浓度湿法混合溶液为无机含氧酸的混合溶液，其中无机含盐酸比例为25％～30％，盐酸比例为5％～10％，酸性添加剂比例为0.1～0.6％，其余为纯水；图形化刻蚀时间为10-15s。
11、可选的，所述步骤(5)中的低浓度湿法混合溶液为无机含氧酸的混合溶液，其中无机含盐酸比例为5％～10％，盐酸比例为3％～5％，酸性添加剂比例为0.1～0.6％，其余为纯水；二次刻蚀时间为5～10s。
12、可选的，所述步骤(6)中的电镀金属层为金属au、cu中的一种，电镀金属层厚度为1.5～3.5um。
13、可选的，所述步骤(7)中的高浓度湿法混合溶液为无机含氧酸的混合溶液，其中无机含盐酸比例为45％～55％，盐酸比例为5％～10％，酸性添加剂比例为0.1～0.6％，其余为纯水；整面刻蚀时间为25～35s。
14、可选的，所述步骤(1)中的黏附层为金属ti、tiw、w、ta中的一种或几种，黏附层厚度为100nm～300nm。
15、可选的，所述步骤(1)中的种子层为金属au、cu、al中的一种或几种，种子层厚度为100nm～300nm。
16、可选的，所述步骤(2)中的阻挡层厚度为30nm～100nm。
17、可选的，所述步骤(3)中的光刻胶为负性光刻胶。
18、可选的，所述步骤(3)中的后烘烤温度为80℃～120℃。
19、有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下显著优点：
20、(1)本专利技术利用金属铬作为刻蚀阻挡层，利用湿法刻蚀的工艺方法进行图形化工艺；首先使用中等浓度湿法混合溶液进行预刻蚀，可去除表面金属钝化层并粗化铬保护层；再使用低浓度湿法混合溶液进行二次刻蚀，可修正图形线条，去除边缘的颗粒物和络合聚集物，获得图形线条平整的铬掩膜层，为电镀提供高精度的图形化结构表面；最后使用高浓度湿法混合溶液进行整体刻蚀，整面去除铬掩膜层，为后续工艺提供光滑洁净的种子层金属表面；本专利技术的工艺过程可控，刻蚀溶液制备简单，使用同组分不同浓度的混合溶液进行工艺，工作效率高。
21、(2)本专利技术采用三种不同浓度的多组分湿法混合溶液，配比包含无机含氧酸、盐酸、酸性添加剂和水；第一次预刻蚀主要目的是去除表面钝化层，刻蚀时间可控，不会发生侧刻蚀和钻蚀现象，钝化层去除较为均匀；第二次刻蚀主要目的是修正线条，获得平整光滑的图形形貌；第三次刻蚀主要目的是整面去除铬掩膜层，高浓度混合溶液去除效率高，工艺效果较好。
22、(3)本专利技术避免了干法刻蚀对下层金属层的过刻蚀现象，干法刻蚀对复合金属层的刻蚀量较大，对种子层金属的过刻蚀不容易控制；本专利技术通过预刻蚀和二次刻蚀，能够更精准控制侧刻蚀量，在腐蚀过程中对侧边线条刻蚀量小；而且该多组分混合溶液在工艺过程中不与种子层金属发生反应，能够保护底层金属，同时能够避免金属铬络合物和聚集物在表面残留的现象。
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1.一种高平整度铬保护层图形化的工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高平整度铬保护层图形化的工艺方法，其特征在于：所述步骤(4)中的中等浓度湿法混合溶液为无机含氧酸的混合溶液，其中无机含盐酸比例为25％～30％，盐酸比例为5％～10％，酸性添加剂比例为0.1～0.6％，其余为纯水；图形化刻蚀时间为10-15s。
3.根据权利要求1所述的一种高平整度铬保护层图形化的工艺方法，其特征在于：所述步骤(5)中的低浓度湿法混合溶液为无机含氧酸的混合溶液，其中无机含盐酸比例为5％～10％，盐酸比例为3％～5％，酸性添加剂比例为0.1～0.6％，其余为纯水；二次刻蚀时间为5～10s。
4.根据权利要求1所述的一种高平整度铬保护层图形化的工艺方法，其特征在于：所述步骤(6)中的电镀金属层为金属Au、Cu中的一种，电镀金属层厚度为1.5～3.5um。
5.根据权利要求1所述的一种高平整度铬保护层图形化的工艺方法，其特征在于：所述步骤(7)中的高浓度湿法混合溶液为无机含氧酸的混合溶液，其中无机含盐酸比例为45％～55％，盐
6.根据权利要求1所述的一种高平整度铬保护层图形化的工艺方法，其特征在于：所述步骤(1)中的黏附层为金属Ti、TiW、W、Ta中的一种或几种，黏附层厚度为100nm～300nm。
7.根据权利要求1所述的一种高平整度铬保护层图形化的工艺方法，其特征在于：所述步骤(1)中的种子层为金属Au、Cu、Al中的一种或几种，种子层厚度为100nm～300nm。
8.根据权利要求1所述的一种高平整度铬保护层图形化的工艺方法，其特征在于：所述步骤(2)中的阻挡层厚度为30nm～100nm。
9.根据权利要求1所述的一种高平整度铬保护层图形化的工艺方法，其特征在于：所述步骤(3)中的光刻胶为负性光刻胶。
10.根据权利要求1所述的一种高平整度铬保护层图形化的工艺方法，其特征在于：所述步骤(3)中的后烘烤温度为80℃～120℃。
...【技术特征摘要】
1.一种高平整度铬保护层图形化的工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高平整度铬保护层图形化的工艺方法，其特征在于：所述步骤(4)中的中等浓度湿法混合溶液为无机含氧酸的混合溶液，其中无机含盐酸比例为25％～30％，盐酸比例为5％～10％，酸性添加剂比例为0.1～0.6％，其余为纯水；图形化刻蚀时间为10-15s。
3.根据权利要求1所述的一种高平整度铬保护层图形化的工艺方法，其特征在于：所述步骤(5)中的低浓度湿法混合溶液为无机含氧酸的混合溶液，其中无机含盐酸比例为5％～10％，盐酸比例为3％～5％，酸性添加剂比例为0.1～0.6％，其余为纯水；二次刻蚀时间为5～10s。
4.根据权利要求1所述的一种高平整度铬保护层图形化的工艺方法，其特征在于：所述步骤(6)中的电镀金属层为金属au、cu中的一种，电镀金属层厚度为1.5～3.5um。
5.根据权利要求1所述的一种高平整度铬保护层图形化的工艺方法，其特征在于：所述步骤(7)中的高浓度湿法混合溶液为无...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵留嘉，李杰，陈聪，尹子轩，吴杰，姜理利，贾世星，黄旼，郁元卫，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十五研究所，
类型：发明
国别省市：
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