一種金屬圖形化結(jié)構(gòu)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及功率器件和微電子制造領(lǐng)域，尤其是涉及金屬圖形化工藝中剝離技術(shù)的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)中，一般光刻過程是用照相復(fù)印的方法，將光刻掩模的圖形精確地復(fù)印到涂在待刻蝕材料等薄層表面的光刻膠上面。然后，在抗蝕劑的保護(hù)下，對(duì)待刻蝕材料進(jìn)行選擇性刻蝕。從而在待刻蝕材料上得到所需的圖形。但在器件制造工藝中，有些材料很難用光刻膠做掩膜，用化學(xué)試劑腐蝕；有些多層金屬用不同的腐蝕液交替使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重橫向鉆蝕；有些金屬腐蝕液會(huì)對(duì)下層材料產(chǎn)生影響。以上這些難題都可以用到剝離技術(shù)來(lái)解決。剝離技術(shù)的難點(diǎn)就在于需要掩膜圖形的穩(wěn)定性好，形變小，金屬易于剝離，金屬焊接層不易peeling等。
[0003]剝離技術(shù)是一種采用犧牲光刻膠的圖形化工藝，它避免了干濕法中襯底損傷和離子污染的問題，且工藝簡(jiǎn)單，非常適合于金屬圖形化。剝離工藝技術(shù)分為單層光刻膠剝離技術(shù)和多層光刻膠剝離技術(shù)，而多層光刻膠剝離技術(shù)必須采用多種光源的光刻膠，使用常規(guī)工藝和設(shè)備很難實(shí)現(xiàn)。單層光刻膠剝離工藝是指在基片表面涂上一層刻膠，經(jīng)過前烘、曝光、顯影形成掩模圖形，要求在不需要金屬膜的區(qū)域覆有光刻膠，用鍍膜的方法在其表面覆蓋一層金屬，這樣金屬膜只在需要的區(qū)域與襯底相接觸，最后浸泡于剝離液中(剝離液不與金屬層發(fā)生反應(yīng))，隨著光刻膠的溶解，其上的金屬也隨其一起脫落，從而留下所需的金屬圖形。剝離工藝的關(guān)鍵是使光刻膠與基底上的金屬膜斷開，從而易于剝離液滲透進(jìn)去溶解光刻膠，使其上面的金屬膜浮起而被除去。
[0004]以金屬剝離工藝為例，它是在需要制作金屬的基片上制作一層具有對(duì)應(yīng)圖形的光刻膠“膜版”，在其上面蒸發(fā)或?yàn)R射金屬膜，再用剝離液(通常用丙酮)去掉光刻膠膜版及其上面覆蓋的金屬層，從而得到需要的金屬圖形。
[0005]現(xiàn)有的金屬剝離技術(shù)為了能有效進(jìn)行剝離，剝離掩膜層必須滿足以下要求:
[0006](I).首先要使好的金屬圖形層沉積在光刻膠掩膜斷開區(qū)域內(nèi)，而掩膜上金屬層與掩膜斷開區(qū)域內(nèi)金屬圖形層相互是分離的。這就要求掩膜層厚度一定要比形成圖形的金屬層厚。
[0007](2).剝離掩膜必須易形成光刻掩膜版上圖形，且有高的分辨率，在烘烤、蒸發(fā)金屬等環(huán)境下，掩膜材料的膨脹率要小，掩膜圖形熱穩(wěn)定性要好，形變小。為了有效形成剝離圖形，所用掩膜層也必須很容易剝離掉。
[0008](3).刻掩膜層圖形側(cè)剖面呈倒“八”字型，這是剝離能否成功的關(guān)鍵因素。
[0009]⑷.脆性金屬材料(如Al)比延展性好的金屬材料(如Au)易得到好的剝離金屬圖形。
[0010](5).所有工序中必須不損傷晶片材料或?qū)砻娼饘傥㈦姌O圖形產(chǎn)生有害的影響。
[0011]上述要求使得金屬剝離技術(shù)極為嚴(yán)苛，使用范圍大大受限，鑒于此，實(shí)有必要提供一種新的金屬圖形化結(jié)構(gòu)及方法以解決上述技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種金屬圖形化結(jié)構(gòu)及方法，用于解決現(xiàn)有剝離工藝中由于金屬層被沾污，氧化等而導(dǎo)致金屬與金屬焊接層之間形成接觸電阻的問題。同時(shí)，可以有防止光刻膠的變形，也可以避免光刻膠汽化引起的接觸面沾污而導(dǎo)致金屬脫離的現(xiàn)象。
[0013]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其它相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種金屬圖形化結(jié)構(gòu)，其包括襯底、形成在所述襯底上的金屬膜、形成于該金屬膜上的鈦層、形成于所述鈦層上的氮化鈦層以及形成于所述氮化鈦層上的圖形化金屬層。
[0014]優(yōu)選地，所述金屬膜為AlSiCu合金或Al或AlCu合金。
[0015]優(yōu)選地，所述金屬膜的厚度在0.1微米至20微米之間。
[0016]優(yōu)選地，所述鈦層的厚度在0.005微米到0.5微米之間；所述氮化鈦層的厚度在
0.005微米到0.5微米之間。
[0017]優(yōu)選地，所述圖形化金屬焊接層的材料為TI/Ni/Ag。
[0018]本發(fā)明還提供一種金屬圖形化方法，該方法包括以下步驟:
[0019]I)提供一襯底，在該襯底上沉積一層金屬膜；
[0020]2)在所述金屬膜上依次沉積鈦層和氮化鈦層；
[0021]3)旋涂光刻膠，并通過掩膜曝光和顯影形成所需的光刻膠圖形；
[0022]4)在該圖形化的光刻膠上形成金屬焊接層；
[0023]5)選取不腐蝕金屬的溶劑選擇性去除光刻膠，從而形成圖形化金屬焊接層。
[0024]優(yōu)選地，所述步驟4)中在圖形化的光刻膠上正面常溫蒸發(fā)鍍膜形成金屬焊接層。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下特點(diǎn):
[0026]1.在金屬焊接層與金屬層之間長(zhǎng)一定厚度的鈦和氮化鈦，可以有效降低金屬的沾污，氧化等而導(dǎo)致的金屬與金屬焊接層之間的接觸電阻；
[0027]2.金屬焊接層選用蒸發(fā)鍍膜的方法可以有效降低需要被剝離的膜層與留下的膜層邊緣在光刻膠側(cè)壁的膜層相連的區(qū)域的大小；
[0028]3.金屬焊接層選用正面金屬常溫蒸發(fā)鍍膜，不僅可以防止光刻膠的變形，也可以避免光刻膠汽化而引起的接觸面沾污而導(dǎo)致金屬焊接層脫落的現(xiàn)象。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1顯示為本發(fā)明襯底沉積金屬膜的示意圖。
[0030]圖2顯示為本發(fā)明襯底沉積金屬膜的示意圖。
[0031]圖3顯示為本發(fā)明中金屬和TI/TIN上涂上光刻膠，并通過掩膜曝光和顯影形成需要的圖形結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖4顯示為本發(fā)明中在金屬層和光刻膠上通過蒸發(fā)鍍膜的方法形成金屬焊接層的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖5顯示為本發(fā)明用不腐蝕金屬的溶劑選擇性去除光刻膠之后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0035]10襯底
[0036]20金屬膜
[0037]30鈦層
[0038]40氮化鈦層
[0039]50圖形化光刻膠層
[0040]60金屬焊接層
【具體實(shí)施方式】
[0041]以下通過特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0042]請(qǐng)參閱附圖所示。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施