專利名稱：金屬連線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及金屬連線的制作方法。
技術(shù)背景隨著集成電路集成度的不斷提高，金屬連線變得更細(xì)、更窄、更薄，因 此其中的電流密度越來越大。在較高的電流密度作用下，金屬連線中的金屬原子將會(huì)沿著電子運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行遷移，這種現(xiàn)象就是電遷移(EM)。電遷移 能使集成電路中的金屬連線在工作過程中產(chǎn)生斷路或短路，是引起集成電路 失效的一種重要機(jī)制。所以，對(duì)于金屬連線的質(zhì)量要求很高。現(xiàn)有金屬連線的制作工藝如圖1至圖3所示。參考圖1，在半導(dǎo)體襯底 10上形成鈍化層12,所述鈍化層12的材料是氮化硅等；在鈍化層12上形成 阻擋層14,所述阻擋層14的材料為鈦等；在阻擋層14上形成厚度為0.5 ia m 10Mm的金屬層16,所述金屬層16的材料為銅等；用旋涂法在金屬層16 上形成厚度為5fJm 10fim的光刻膠層18。參考圖2,對(duì)光刻膠層18進(jìn)行曝光及顯影，定義出金屬連線圖形；以光 刻膠層18為掩膜，用濕法刻蝕法刻蝕金屬層16和阻擋層14至露出鈍化層12, 形成金屬連線16a。如圖3所示，用濕法刻蝕法去除光刻膠層18。在例如申請?zhí)枮?00510093165的中國專利申請中還公布了更多相關(guān)信息。由于集成電路集成度的不斷提高，使金屬連線變得越來越細(xì)，光刻膠層 很容易剝落，如圖4中金屬連線1上沒有光刻膠層，進(jìn)而會(huì)影響金屬連線的 形成。,相對(duì)于金屬連線的厚度0.5 ju m 10nm,屬于比較厚的，同時(shí)由于刻蝕工藝的各向異性，因此在后續(xù)刻蝕 過程中，刻蝕溶液在金屬連線邊緣停留時(shí)間長，進(jìn)而造成金屬連線邊緣2被 刻蝕程度不一致(如圖5所示)。另外，由于刻蝕工藝的非選擇性，造成金屬連線表面會(huì)被刻蝕溶液腐蝕， 進(jìn)而表面會(huì)產(chǎn)生缺陷。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明解決的問題是提供一種金屬連線的制作方法，防止金屬連線邊緣 刻蝕不一致及金屬連線表面產(chǎn)生缺陷。為解決上述問題，本發(fā)明提供一種金屬連線的制作方法，包括在半導(dǎo) 體襯底上形成金屬層；在金屬層上形成焊料層，所述焊料層位置與后續(xù)金屬 連線對(duì)應(yīng)；以焊料層為掩膜刻蝕金屬層至露出半導(dǎo)體襯底，形成金屬連線； 去除焊料層?？蛇x的，形成焊料層的工藝為電鍍。所述焊料層的材料為錫、錫鉛合金 或錫銀合金。所述焊料層的厚度為0.5 ja m~2 |u m。可選的，所述金屬層的材料是銅、鋁或鋁銅合金。本發(fā)明提供一種金屬連線的制作方法，包括在半導(dǎo)體襯底上形成第一 金屬層；在第一金屬層上依次形成第二金屬層和焊料層，所述焊料層位置與 后續(xù)金屬連線對(duì)應(yīng)；以焊料層為掩膜刻蝕第一金屬層至露出半導(dǎo)體襯底，刻 蝕后的第一金屬層與第二金屬層構(gòu)成金屬連線；去除焊料層?？蛇x的，形成焊料層的工藝為電鍍。所述焊料層的材料為錫、錫鉛合金 或錫銀合金。所述焊料層的厚度為0.5 p m~2 ia m?？蛇x的，所述第一金屬層和第二金屬層的材料是銅、鋁或鋁銅合金。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)在形成金屬連線過程中，以焊 料層為掩膜，由于焊料層的粘附能力強(qiáng)，因此不會(huì)產(chǎn)生剝落現(xiàn)象，進(jìn)而不會(huì)對(duì)金屬連線產(chǎn)生影響。另外，焊料層與金屬層的結(jié)合力強(qiáng)，在后續(xù)刻蝕過程中，刻蝕溶液不會(huì) 滲透進(jìn)去對(duì)金屬連線造成影響；去除焊料層的溶液對(duì)金屬層為一般的化學(xué)劑， 不會(huì)對(duì)金屬連線有影響，提高了金屬連線的質(zhì)量。上述方案的進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)焊料層厚度為0.5nm 2pm,比較薄，在后續(xù) 刻蝕形成金屬連線的過程中不會(huì)影響刻蝕溶液刻蝕金屬層的效率，使金屬連 線邊緣平整。


圖1至圖3是現(xiàn)有技術(shù)制作金屬連線的示意圖； 圖4是現(xiàn)有技術(shù)制作金屬連線過程中產(chǎn)生光刻膠層剝落的示意圖； 圖5是現(xiàn)有技術(shù)制作的金屬連線邊緣不平的效果圖； 圖6是本發(fā)明制作金屬連線的第一具體實(shí)施方式
流程圖； 圖7至圖IO是本發(fā)明制作金屬連線的第一實(shí)施例示意圖； 圖11是本發(fā)明制作金屬連線的第二具體實(shí)施方式
流程圖； 圖12至圖15是本發(fā)明制作金屬連線的第二實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明在形成金屬連線過程中，以焊料層為掩膜，由于焊料層的粘附能 力強(qiáng)，因此不會(huì)產(chǎn)生剝落現(xiàn)象，進(jìn)而不會(huì)對(duì)金屬連線產(chǎn)生影響。另外，焊料 層與金屬層的結(jié)合力強(qiáng)，在后續(xù)刻蝕過程中，刻蝕溶液不會(huì)滲透進(jìn)去對(duì)金屬 連線造成影響；去除焊料層的溶液對(duì)金屬層為一般的化學(xué)劑，不會(huì)對(duì)金屬連 線有影響，提高了金屬連線的質(zhì)量。本發(fā)明中焊料層的厚度為0.5jam 2ium, 比較薄，在后續(xù)刻蝕形成金屬連線的過程中不會(huì)影響刻蝕溶液刻蝕金屬層的 效率，使金屬連線邊緣平整。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。
圖6是本發(fā)明制作金屬連線的第一具體實(shí)施方式
流程圖。如圖6所示， 執(zhí)行步驟S101,在半導(dǎo)體襯底上形成金屬層；執(zhí)行步驟S102,在金屬層上形 成焊料層，所述焊料層位置與后續(xù)金屬連線對(duì)應(yīng)；執(zhí)行步驟S103,以焊料層 為掩膜刻蝕金屬層至露出半導(dǎo)體襯底，形成金屬連線；執(zhí)行步驟S104,去除 焊料層。
圖7至圖IO是本發(fā)明制作金屬連線的第一實(shí)施例示意圖。如圖7所示， 提供一半導(dǎo)體襯底100;用物理氣相沉積法或化學(xué)氣相沉積法在半導(dǎo)體襯底 IOO上形成鈍化層102,所述鈍化層102的材料可以是氮化硅等，其中在鈍化 層102與半導(dǎo)體襯底IOO之間還有其它膜層及半導(dǎo)體器件(未圖示)；然后， 在鈍化層102上形成導(dǎo)電層104,所述導(dǎo)電層104的材料為鋁等，形成導(dǎo)電層 104的工藝為賊射、蒸發(fā)或化學(xué)氣相沉積法。
接著，在導(dǎo)電層104上形成附著層106,所述附著層106的材料為鈦，其 作用為防止導(dǎo)電層與后續(xù)形成于附著層106上的金屬層之間互相滲透，形成 附著層106的方法為化學(xué)氣相沉積法；用濺射法或蒸發(fā)法在附著層106上形 成金屬層108，所述金屬層108的材料為銅、鋁或鋁銅合金；用旋涂法在金屬 層108上形成光刻膠層110。
如圖8所示，對(duì)光刻膠層110進(jìn)行曝光、顯影工藝后，在光刻膠層110 上形成開口，所述開口的位置與后續(xù)金屬連線的位置對(duì)應(yīng)；用電鍍的方法在 開口內(nèi)形成一層焊料層112,采用電鍍的方法可以使焊料層112的厚度薄點(diǎn)， 所述焊料層112的材料為錫、錫鉛合金或錫銀合金等。
本實(shí)施例中，所述焊料層112的厚度為0.5 ja m 2 m m,具體例如0.5 ju m、 0.6jum、 0.7 jam、 0.8 ju m、 0.9 m m、 ljam、 l.ljam、 1.2|um、 1.3 (am 、 1.4 iam、 1.5(Jm、 1.6|um、 1.7jam、1.8jam、 1.9lam或2lum等。
如圖9所示，用濕法刻蝕法去除光刻膠層110;以焊料層112為掩膜，用濕法刻蝕法刻蝕金屬層108和附著層106至露出導(dǎo)電層104，形成金屬連線 108a。
參考圖10,去除焊料層112,去除的方法為濕法刻蝕，具體刻蝕溶液為 4易鉛剝離液。
本實(shí)施例中，以焊料層112為掩膜，由于焊料層112的粘附能力強(qiáng)，因 此不會(huì)產(chǎn)生剝落現(xiàn)象，進(jìn)而不會(huì)對(duì)金屬連線108a產(chǎn)生影響。另外，焊料層112 附著能力強(qiáng)，在后續(xù)刻蝕過程中，刻蝕溶液不會(huì)滲透進(jìn)去對(duì)金屬連線108a造 成影響；去除焊料層112的溶液對(duì)金屬層為一般的化學(xué)劑，不會(huì)對(duì)金屬連線 108a有影響，提高了金屬連線108a的質(zhì)量。
本實(shí)施例中，焊料層112的厚度為0.5jam 2pm,比較薄，在后續(xù)刻蝕 形成金屬連線108a的過程中不會(huì)影響刻蝕溶液刻蝕金屬層108的效率，使金 屬連線108a邊緣平整。
圖ll是本發(fā)明制作金屬連線的第二具體實(shí)施方式
流程圖。執(zhí)行步驟S201, 在半導(dǎo)體襯底上形成第一金屬層和光刻膠層，所述光刻膠層上有開口；執(zhí)行
步驟S202,在開口內(nèi)依次形成第二金屬層和焊料層；執(zhí)行步驟S203,去除光 刻膠層后，以焊料層為掩膜刻蝕第一金屬層至露出半導(dǎo)體襯底，刻蝕后的第 一金屬層與第二金屬層構(gòu)成金屬連線；執(zhí)行步驟S204,去除焊料層。
圖12至圖15是本發(fā)明制作金屬連線的第二實(shí)施例示意圖。如圖12所示， 提供一半導(dǎo)體襯底200;用物理氣相沉積法或化學(xué)氣相沉積法在半導(dǎo)體村底 200上形成鈍化層202,所述鈍化層202的材料可以是氮化硅等，其中在鈍化 層202與半導(dǎo)體襯底200之間還有其它膜層及半導(dǎo)體器件；然后，在鈍化層 202上形成導(dǎo)電層204,所述導(dǎo)電層204的材料為鋁等，形成導(dǎo)電層204的工 藝為濺射、蒸發(fā)或化學(xué)氣相沉積法。
接著，在導(dǎo)電層204上形成附著層206，所述附著層206的材料為鈦，其 作用為防止導(dǎo)電層與后續(xù)形成與附著層206上的金屬層之間互相滲透，形成附著層206的方法為化學(xué)氣相沉積法；用濺射法或蒸發(fā)法在附著層206上形 成第一金屬層208,所述第一金屬層208的材料為銅、鋁或鋁銅合金；用旋涂 法在第一金屬層208上形成光刻膠層210。
如圖13所示，對(duì)光刻膠層210進(jìn)行曝光、顯影工藝后，在光刻膠層210 上形成開口，所述開口的位置與后續(xù)金屬連線的位置對(duì)應(yīng)；用電鍍的方法在 開口內(nèi)、第一金屬層208上形成第二金屬層211,所述第二金屬層211的材料 與第一金屬層208 —致，由于在再分布金屬連線的制作過程中，金屬連線的 厚度需要厚一些，而電鍍法形成的金屬層比較薄，因此在形成第一金屬層208 后，在其上再形成一第二金屬層211以增加后續(xù)形成的金屬連線的厚度；用 電鍍法在第二金屬層211上形成一層焊料層212,采用電鍍的方法可以使焊料 層212的厚度薄點(diǎn)，所述焊料層212的材料為錫、錫鉛合金或錫銀合金等。
本實(shí)施例中，所述焊料層212的厚度為0.5 ju m~2 p m,具體例如0.5 ja m、 0.6|um、 0.7|am、 0.8|um、 0.9 n m、 1 m m、 1.1 jam、 1.2jam、 1.3 jam 、 1.4 iam、 1.5|um、 1.6jam、 1.7|um、1.8|um、 1.9i-im或2lum等。
如圖14所示，用濕法刻蝕法去除光刻膠層210;以焊料層212為掩膜， 用濕法刻蝕法刻蝕第一金屬層208和附著層206至露出導(dǎo)電層204,所述刻蝕 后的第一金屬層208a與第二金屬層211構(gòu)成金屬連線213。
參考圖15,去除焊料層212,去除的方法為濕法刻蝕，具體刻蝕溶液為 錫鉛剝離液。
雖然本發(fā)明以較佳實(shí)施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng) 域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因 此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種金屬連線的制作方法，其特征在于，包括在半導(dǎo)體襯底上形成金屬層；在金屬層上形成焊料層，所述焊料層位置與后續(xù)金屬連線對(duì)應(yīng)；以焊料層為掩膜刻蝕金屬層至露出半導(dǎo)體襯底，形成金屬連線；去除焊料層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述金屬連線的制作方法，其特征在于，形成焊料層的 工藝為電鍍。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述金屬連線的制作方法，其特征在于，所述焊料層的 厚度為0.5 |J m~2 |a m。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述金屬連線的制作方法，其特征在于，所述焊料層的 材料為錫、錫鉛合金或錫銀合金。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述金屬連線的制作方法，其特征在于，所述金屬層的 材料是銅、鋁或鋁銅合金。
6. —種金屬連線的制作方法，其特征在于，包括 在半導(dǎo)體村底上形成第一金屬層；在第一金屬層上依次形成第二金屬層和焊料層，所述焊料層位置與后續(xù) 金屬連線對(duì)應(yīng)；以焊料層為掩膜刻蝕第 一金屬層至露出半導(dǎo)體襯底，刻蝕后的第一金屬 層與第二金屬層構(gòu)成金屬連線；去除焊料層。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述金屬連線的制作方法，其特征在于，形成焊料層的 工藝為電鍍。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述金屬連線的制作方法，其特征在于，所述焊料層的 厚度為0.5 p m~2 p m。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述金屬連線的制作方法，其特征在于，所述焊料層的 材料為錫、錫鉛合金或錫銀合金。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述金屬連線的制作方法，其特征在于，所述第一金屬 層和第二金屬層的材料是銅、鋁或鋁銅合金。
全文摘要
一種金屬連線的制作方法，包括在半導(dǎo)體襯底上形成金屬層；在金屬層上形成焊料層，所述焊料層位置與后續(xù)金屬連線對(duì)應(yīng)；以焊料層為掩膜刻蝕金屬層至露出半導(dǎo)體襯底，形成金屬連線；去除焊料層。本發(fā)明提高了金屬連線的質(zhì)量。
文檔編號(hào)H01L21/768GK101645413SQ200810041380
公開日2010年2月10日 申請日期2008年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月4日
發(fā)明者丁萬春 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司