利用相對易腐蝕的金屬制備另一種金屬圖形的剝離方法
【專利摘要】一種利用相對易腐蝕的金屬制備另一種金屬圖形的剝離方法，包括以下步驟：1)在襯底上通過蒸發(fā)或濺射工藝生長一層易腐蝕金屬；2)在易腐蝕金屬的表面旋涂光刻膠，采用常規(guī)光刻工藝進行光刻，制作圖形；3)采用ICP刻蝕技術(shù)刻蝕易腐蝕金屬，在易腐蝕金屬上形成溝槽，通過調(diào)整工藝參數(shù)來增大刻蝕溝槽的橫向鉆蝕；4)通過蒸發(fā)或濺射工藝，在殘余光刻膠表面和溝槽中暴露的襯底上生長待剝離的金屬，形成樣片；5)將樣片放入易腐蝕金屬的腐蝕液中，將易腐蝕金屬腐蝕掉，得到了襯底上的金屬圖形；6)用去離子水清洗，完成制備。本發(fā)明具有工藝簡單、可重復(fù)性好、對光刻工藝要求低的優(yōu)勢，易于形成斷口，易于剝離的優(yōu)點。
【專利說明】利用相對易腐蝕的金屬制備另一種金屬圖形的剝離方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微電子工藝領(lǐng)域，特別涉及一種利用相對易腐蝕的金屬制備另一種金屬圖形的剝離方法。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的金屬剝離工藝通常采用光刻膠作掩膜層和犧牲層，通過采用丙酮等有機溶劑腐蝕光刻膠實現(xiàn)金屬的剝離。該種方法在工藝上操作簡單，但在實現(xiàn)“上窄下寬”的溝槽上不容易控制，造成在下一步生長金屬薄膜時光刻膠溝槽上下面上的金屬膜連在一起，導(dǎo)致有機溶劑難以接觸到光刻膠，剝離失敗。造成金屬膜剝離失敗的主要原因有兩個:1)由于在顯影過程中很容易發(fā)生顯影不足或過顯影，該兩種情況均會造成側(cè)壁的陡直度降低，側(cè)壁出現(xiàn)一定的外傾角，即光刻膠溝槽呈“上寬下窄”，生長的金屬膜會完全覆蓋在傾斜的側(cè)壁上，致使金屬薄膜剝離失敗。2)在顯影后的堅膜工藝和部分生長金屬膜的工藝中，由于溫度較高(通常大于100°C )，造成光刻膠圖形發(fā)生變形，溝槽頂角處的光刻膠會發(fā)生圓弧化，即由原來的90 □棱角變?yōu)閳A弧狀。該種變形也會造成金屬膜沉積在光刻膠溝槽側(cè)壁上，溝槽上下面生長的金屬膜經(jīng)由光刻膠側(cè)壁上的金屬膜連接成一體，導(dǎo)致剝離失敗。
[0003]針對金屬剝離工藝，除了上面提到的常規(guī)剝離方法外，還出現(xiàn)了其他的剝離工藝。具體工藝方法如下，I)采用雙層或多層光刻膠作掩膜，利用不同的光刻膠在同種顯影液中的顯影速度的差異來實現(xiàn)“上窄下寬”形光刻膠溝槽。2)采用單層光刻膠，合理配比顯影液的濃度，得到特定的顯影液，通過控制顯影過程實現(xiàn)“上窄下寬”形光刻膠溝槽。3)采用單層光刻膠作掩膜，對曝光后的光刻膠做化學(xué)有機處理，得到表面硬化的光刻膠，通過光刻膠表面和內(nèi)部顯影速率的差異實現(xiàn)“上窄下寬”形光刻膠溝槽。
[0004]綜合考慮各個工藝方法，其共同點均是把光刻膠作為了犧牲層，通過有機溶劑腐蝕光刻膠實現(xiàn)的金屬剝離；其得到“上窄下寬”的溝槽的方法均是圍繞光刻膠做了不同的處理。本發(fā)明以相對易腐蝕的金屬11作為掩膜層和犧牲層，采用ICP刻蝕技術(shù)對金屬11進行刻蝕，通過調(diào)整刻蝕工藝條件增大溝槽的橫向鉆蝕，得到“上窄下寬”的溝槽，再用腐蝕液腐蝕金屬11，實現(xiàn)對金屬14的剝離。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，提供一種利用相對易腐蝕的金屬制備另一種金屬圖形的剝離方法，在制備“上窄下寬”型溝槽方面具有工藝簡單、可重復(fù)性好、對光刻工藝要求低的優(yōu)勢，易于形成斷口，易于剝離。在清洗方面可直接用去離子水清洗，省去了復(fù)雜的有機清洗步驟，清洗工藝簡單。犧牲層為金屬層，相比于光刻膠，金屬層可承受更高的溫度，增大了對后續(xù)工藝的兼容性。
[0006]本發(fā)明提供一種利用相對易腐蝕的金屬制備另一種金屬圖形的剝離方法，包括以下步驟:
[0007]I)在襯底上通過蒸發(fā)或濺射工藝生長一層易腐蝕金屬；
[0008]2)在易腐蝕金屬的表面旋涂光刻膠，采用常規(guī)光刻工藝進行光刻，制作圖形；
[0009]3)采用ICP刻蝕技術(shù)刻蝕易腐蝕金屬，在易腐蝕金屬上形成溝槽，通過調(diào)整工藝參數(shù)來增大刻蝕溝槽的橫向鉆蝕；
[0010]4)通過蒸發(fā)或濺射工藝，在殘余光刻膠表面和溝槽中暴露的襯底上生長待剝離的金屬，形成樣片；
[0011]5)將樣片放入易腐蝕金屬的腐蝕液中，將易腐蝕金屬腐蝕掉，得到了襯底上的金屬圖形；
[0012]6)用去離子水清洗，完成制備。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:1)采用ICP刻蝕技術(shù)刻蝕金屬11，充分利用刻蝕中的橫向鉆蝕，易于得到“上窄下寬”的刻蝕溝槽，省去了如其他工藝中對光刻膠的一系列處理，操作簡單，且該步工藝可重復(fù)性好，成功率高。2)生長待剝離金屬14時，相當(dāng)于以金屬11和光刻膠12整體作為掩膜，其中金屬11兼作犧牲層，該種結(jié)構(gòu)不受光刻膠側(cè)壁傾角的影響，因而對光刻膠的種類、層數(shù)、曝光、顯影、堅膜等無特殊要求，常規(guī)光刻工藝即可。3)以金屬11的腐蝕液腐蝕金屬11，成功剝離之后用去離子水清洗即可。而通常的剝離工藝中一般以光刻膠為犧牲層，用丙酮腐蝕光刻膠實現(xiàn)剝離，清洗則需要先用乙醇清洗去掉殘余的丙酮，再用去離子水清洗去掉殘余的乙醇，因此本發(fā)明的優(yōu)勢在于省去了常規(guī)剝離中的多步清洗工藝。4)金屬層11作為犧牲層，相比于光刻膠可承受更高的溫度，對后續(xù)的高溫工藝具有更高的兼容性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]為進一步說明本發(fā)明的具體技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實施例及附圖詳細說明如后，其中:
[0015]圖1為本發(fā)明的制備方法流程圖；
[0016]圖2-圖4為本發(fā)明制備過程的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0017]請參閱圖1及圖2-圖4所示，本發(fā)明提供一種利用相對易腐蝕的金屬制備另一種金屬圖形的剝離方法，包括以下步驟:
[0018]I)在襯底10上通過蒸發(fā)或濺射工藝生長一層易腐蝕金屬11，該易腐蝕金屬11的材料為鐵、鋅或鑰；金屬11可承受200°c以上溫度，對后續(xù)工藝的溫度兼容性高于光刻膠。
[0019]2)在易腐蝕金屬11的表面旋涂光刻膠12，采用常規(guī)光刻工藝進行光刻，制作圖形；
[0020]3)采用ICP刻蝕技術(shù)刻蝕易腐蝕金屬11，在易腐蝕金屬11上形成溝槽13，通過調(diào)整工藝參數(shù)來增大刻蝕溝槽13的橫向鉆蝕，所述溝槽13為“上窄下寬”的溝槽，該溝槽13的寬度為0.1-1OOOOym ；
[0021]4)通過蒸發(fā)或濺射工藝，在殘余光刻膠12表面和溝槽13中暴露的襯底10上生長待剝離的金屬14，形成樣片，該金屬14的材料為鋁、鉻或鎳；其中步驟I)中生長的易腐蝕金屬11的厚度大于待剝離金屬14的厚度；
[0022]5)將樣片放入易腐蝕金屬11的腐蝕液中,加入超聲振蕩以加速易腐蝕金屬11的腐蝕過程；將易腐蝕金屬11腐蝕掉,保留襯底10上的金屬14，該腐蝕液為鹽酸、磷酸、醋酸、硫酸、氨水、氫氧化鈉或氫氧化鉀腐蝕液，或是氯化鐵具有氧化性的金屬鹽溶液，或是雙氧水與氨水的具有強氧化性的混合溶液，或者上述溶液的混合溶液；
[0023]6)用去離子水清洗，完成制備。
[0024]本發(fā)明第一實施例:腐蝕金屬鑰(Mo)，實現(xiàn)對金屬鎳(Ni)的剝離。采用本發(fā)明的工藝方法，用NH40H/H202的混合溶液腐蝕Mo，該腐蝕液的配比NH4OH: H2O2體積比在1:1-1: 9之間。腐蝕金屬Mo實現(xiàn)對金屬Ni的剝離。
[0025]本發(fā)明的第二實施例:腐蝕金屬鎳(Ni)，實現(xiàn)對金屬鉻(Cr)的剝離工藝。采用本發(fā)明的工藝方法，用FeCl3溶液腐蝕Ni，該腐蝕液的質(zhì)量濃度為10% -30%之間。
【權(quán)利要求】
1.一種利用相對易腐蝕的金屬制備另一種金屬圖形的剝離方法，包括以下步驟: 1)在襯底上通過蒸發(fā)或濺射工藝生長一層易腐蝕金屬； 2)在易腐蝕金屬的表面旋涂光刻膠，采用常規(guī)光刻工藝進行光刻，制作圖形； 3)采用ICP刻蝕技術(shù)刻蝕易腐蝕金屬，在易腐蝕金屬上形成溝槽，通過調(diào)整工藝參數(shù)來增大刻蝕溝槽的橫向鉆蝕； 4)通過蒸發(fā)或濺射工藝，在殘余光刻膠表面和溝槽中暴露的襯底上生長待剝離的金屬，形成樣片； 5)將樣片放入易腐蝕金屬的腐蝕液中，將易腐蝕金屬腐蝕掉，得到了襯底上的金屬圖形； 6)用去離子水清洗，完成制備。
2.如權(quán)利要求1所述的利用相對易腐蝕的金屬制備另一種金屬圖形的剝離方法，其中步驟I中生長的易腐蝕金屬的厚度大于待剝離金屬的厚度。
3.如權(quán)利要求1所述的利用相對易腐蝕的金屬制備另一種金屬圖形的剝離方法，其中步驟3中所述溝槽為“上窄下寬”的溝槽，該溝槽的寬度為0.1-10000 μ m。
4.如權(quán)利要求1所述的利用相對易腐蝕的金屬制備另一種金屬圖形的剝離方法，其中步驟5中樣片放入易腐蝕金屬的腐蝕液中，加入超聲振蕩以加速易腐蝕金屬的腐蝕過程。
5.如權(quán)利要求1所述的利用相對易腐蝕的金屬制備另一種金屬圖形的剝離方法，其中易腐蝕金屬的材料為鐵、鋅或鑰。
6.如權(quán)利要求1所述的利用相對易腐蝕的金屬制備另一種金屬圖形的剝離方法，其中金屬的材料為鋁、鉻或鎳。
7.如權(quán)利要求1所述的利用相對易腐蝕的金屬制備另一種金屬圖形的剝離方法，其中腐蝕液為鹽酸、磷酸、醋酸、硫酸、氨水、氫氧化鈉或氫氧化鉀腐蝕液，或是氯化鐵具有氧化性的金屬鹽溶液，或是雙氧水與氨水的具有強氧化性的混合溶液，或者上述溶液的混合溶液。
【文檔編號】H01L21/02GK104377117SQ201410500353
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】楊健, 司朝偉, 韓國威, 寧瑾, 趙永梅, 梁秀琴 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所