本发明涉及一种Cu湿法刻蚀方法。
背景技术：
半导体工艺中制作Cu线条一般有三种方法：(1)IC(集成电路)中会用到Cu布线，但是采用大马士革工艺，即先刻蚀槽，然后CVD沉积Cu，再CMP(化学机械抛光)的工艺方式，工艺成本较高；(2)剥离技术：先用光阻定义图形区，电镀或蒸发Cu，光阻剥离留下Cu，Cu剥离技术需要用到双层光刻胶，工艺调试难度较高(3)湿法腐蚀。相对于Al的湿法刻蚀工艺较成熟，Cu的湿法刻蚀是一个难题，主要问题在于刻蚀后侧壁相貌通常较缓，Cu线条刻蚀后CD会比设计的小很多。传统湿法腐蚀属于各向同性，腐蚀过程中存在着一定的侧向侵蚀，会导致金属形貌发生变化，同时金属线条会变细。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种步骤简单、操作方便、限制横向腐蚀、线条直线性较好且工艺成本较低的Cu湿法刻蚀方法。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种Cu湿法刻蚀方法，所述方法包括如下步骤：
S1：将基板放置于PECVD沉积系统中，在所述基板上沉积形成氧化物层；
S2：在所述氧化物层表面溅射生长第一金属层，在所述第一金属层的表面溅射生长第二金属层，再在所述第二金属层的表面溅射形成金属掩膜层；
S3：在所述金属掩膜层的表面旋涂光刻胶，并对所述光刻胶曝光、显影得到光刻图形；
S4：干法刻蚀或湿法腐蚀所述金属掩膜层，再对所述第二金属层进行湿法腐蚀处理；
S5：最后进行光阻去除处理，再湿法去除所述金属掩膜层。
进一步地，所述步骤“S4”中，在对所述第二金属层进行湿法腐蚀之前需进行烘烤处理，烘烤温度范围为25～100℃，烘烤时间范围为0～20min。
进一步地，所述金属掩膜层的厚度范围为10～30nm。
进一步地，所述步骤“S2”中，所述步骤“S2”中，所述步骤“S2”中，所述金属掩膜层为Ti与TiN的叠层或TiN单层或SiN单层或Al。
进一步地，所述第一金属层为Ti与TiN的叠层，其中，所述Ti的厚度范围为10～30nm，所述TiN的厚度范围为10～40nm。
进一步地，所述第二金属层为Ta与Cu的叠层，其中，所述Ta的厚度范围为10～40nm，所述Cu的厚度范围为100～2000nm。
进一步地，所述步骤“S1”中，所述氧化物层的厚度范围100～300nm。
本发明的有益效果在于：通过在第二金属层及光刻胶的之间添加金属掩膜层，增加光刻胶与第二金属层之间粘附性，减少第二金属层与光刻胶之间的间隙从而减少腐蚀液对第二金属层的腐蚀，以控制反应速率和图形关键尺寸。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明方法的流程示意图。
图2为实施例1的电镜形貌图。
图3为实施例2的电镜形貌图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
请参见图1及图2，本发明的Cu湿法刻蚀方法包括如下步骤：
S1：将基板放置于PECVD沉积系统中，在所述基板上沉积形成氧化物层；其中，所述氧化物层的厚度范围100～300nm。
S2：在所述氧化物层表面溅射生长第一金属层，起到扩散阻挡及增加粘附的作用。在所述第一金属层的表面溅射生长第二金属层，再在所述第二金属层的表面溅射形成金属掩膜层；其中，所述金属掩膜层为Ti与TiN叠层或TiN单层或SiN单层或Al，所述掩膜层的厚度范围为10～30nm。
S3：干法刻蚀或湿法腐蚀所述金属掩膜层，再对所述第二金属层进行湿法腐蚀处理；
S4：干法刻蚀或湿法腐蚀所述掩膜层，再对所述第二金属层进行湿法腐蚀处理；其中，在对所述第二金属层进行湿法腐蚀之前需进行烘烤处理，烘烤温度范围为25～100℃，烘烤时间范围为0～20min，在此烘烤温度及烘烤时间范围内，能够更好的形成直线性较好的目标线条。
S5：最后进行光阻去除处理，再湿法去除所述金属掩膜层。
在本实施例中，所述第一金属层为Ti与TiN的叠层，其中，所述Ti的厚度范围为10～30nm，所述TiN的厚度范围为10～40nm。所述第二金属层为Ta与Cu的叠层，其中，所述Ta的厚度范围为10～40nm，所述Cu的厚度范围为100～2000nm。
实施例1：
请参见图2，将基板放置于PECVD沉积系统中，在所述基板上沉积厚度为150nm的氧化物层，然后在所述氧化物层的表面溅射生长厚度为20nm的金属Ti层，并在金属Ti层的表面溅射生长厚度为30nm的TiN层。然后在TiN层的表面溅射生长厚度为30nm金属Ta层，在金属Ta层表面溅射生长厚度为1000nm的金属Cu层，然后在金属Cu层的表面溅射生长厚度为30nm的金属TiN层作为掩膜层。在掩膜层上旋涂光刻胶，通过曝光、显影得到光刻图形。然后，对所述掩膜层和Cu层进行湿法腐蚀处理。最后，依次去除处理光阻和金属TiN掩膜层，得到目标铜线条。从图2中可以看出，在金属Cu层与光刻胶之间添加了金属TiN作为金属掩膜层，达到侧向腐蚀速率可控的效果，从而形成直线性较好的目标铜线条。
实施例2：
与上述实施例1不同的是，在本实施例2中，直接在所述金属Cu层上旋涂光刻胶，然后曝光、显影以得到光刻图形，并进行Cu光刻处理，再湿法腐蚀Cu层，最后对光阻进行处理干法或者湿法去除。
请参见图3，是实施例2最后形成的形貌图。从图中可以看出，在相同放大倍数的电镜图中，在不加掩膜层的情况下对金属Cu层进行湿法腐蚀会使得腐蚀不均匀，且横向腐蚀较为严重；而在金属Cu层与光刻胶之间添加一层掩膜层，增加金属Cu层与光刻胶之间的粘附性，减少Cu刻蚀液的钻入以对Cu进行不必要的腐蚀，对横向腐蚀进行限制，使得线条直线性较好。且本发明工艺成本较低，可以量产。
实施例3：
与实施例1不同的是，在本实施例3中，在金属Cu层与光刻胶之间添加Ti/TiN叠层作为掩膜层。将基板放置于PECVD沉积系统中，在所述基板上沉积厚度为150nm的氧化物层，然后在所述氧化物层的表面溅射生长厚度为20nm的金属Ti层，并在金属Ti层的表面溅射生长厚度为30nm的TiN层。然后在TiN层的表面溅射生长厚度为30nm金属Ta层，在金属Ta层表面溅射生长厚度为1000nm的金属Cu层，然后在金属Cu层的表面依次溅射生长厚度为10nm的金属Ti层,和20nm TiN层,Ti/TiN叠层结构共同作为金属掩膜层。在金属掩膜层上旋涂光刻胶，通过曝光、显影得到光刻图形。然后，对所述Ti/TiN叠层掩膜层和金属Cu层依次进行湿法腐蚀处理。最后，依次去除光阻和Ti/TiN叠层掩膜层，依旧得到直线性较好的目标铜线条。
综上所述：通过在第二金属层及光刻胶的之间添加金属掩膜层，增加第二金属层与光刻胶之间的粘附性，减少第二金属层与光刻胶之间的间隙从而控制反应速率和图形关键尺寸。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。