[发明专利]蚀刻工艺中减少的钛底切

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求申请于2014年5月29日的美国临时申请第62/004751号的权益，在此所述申请的公开内容通过引用全部明确地并入本文。

技术领域

本申请涉及形成金属特征的方法。

背景技术

在晶片级封装应用中，将薄的耐火金属层布置在基板上以充当扩散阻挡层(diffusionbarrier)和改进贵金属(如铜、金和银)至基板(如硅、二氧化硅、玻璃和陶瓷)之间的粘附(adhesion)。典型地，阻挡层是薄的钛或钛化合物层。种晶层被沉积在阻挡层上，然后在种晶层上光刻胶被图案化以提供用于特征形成的凹槽。

在金属层已沉积在凹槽中用于特征形成之后，去除光刻胶(见图3)。用于特征形成的种晶层和下面的阻挡层的图案化通常是通过湿法化学蚀刻(wetchemicaletching)执行。当蚀刻阻挡层时，与纵向蚀刻(verticaletch)相比的横向蚀刻(lateraletch)的蚀刻速率可能在特定蚀刻化学品(etchingchemistry)中有所差异。所述差异可能通过电化蚀刻效应(galvanicetchingeffect)增强。因此，蚀刻工艺步骤可能在阻挡层中产生不利的底切(undercut)(例如，见图15中的钛层122中的底切)。

因此，存在对用于形成金属特征以减少蚀刻工艺中的钛底切的改进方法的需要。本公开内容的实施方式针对这些改进和其他改进。

发明内容

提供本发明内容以用简化形式引入构思的选择，这些构思的选择在下面的具体实施方式中进一步描述。本发明内容不意在识别所要求保护的主题的关键特征，且本发明内容也不意在用作确定所要求保护的主题的范围的帮助。

根据本公开内容的一个实施方式，本发明提供了一种形成金属特征的方法。所述方法包括提供微特征工件，所述微特征工件包括：基板；连续含钛阻挡层，布置在所述基板上；连续第一金属层，布置在具有厚度的阻挡层上；和电介质层，在第一金属层上图案化以提供界定侧壁表面和底表面的凹槽，其中所述凹槽的底表面是金属表面，且所述凹槽的侧壁表面是电介质表面。所述方法进一步包括：在第一金属层的暴露顶表面上的凹槽之内沉积第二金属层；去除电介质层以提供暴露特征；使用第一蚀刻化学品蚀刻第一金属层的一部分；和使用第二蚀刻化学品蚀刻阻挡层的一部分以实现阻挡层底切，所述阻挡层底切小于或等于阻挡层厚度的两倍。

根据本公开内容的另一实施方式，本发明提供了一种形成金属特征的方法。所述方法包括提供微特征工件，所述微特征工件包括：基板；连续含钛阻挡层，布置在所述基板上；连续金属种晶层，布置在阻挡层上；和电介质层，在金属种晶层上图案化以提供界定侧壁表面和底表面的凹槽，其中所述凹槽的底表面是金属表面，且所述凹槽的侧壁表面是电介质表面。所述方法进一步包括：在金属种晶层的暴露顶表面上的凹槽之内电化学沉积第一金属层；去除电介质层以提供暴露特征；使用第一蚀刻化学品蚀刻第一金属层的一部分；和使用第二蚀刻化学品蚀刻阻挡层的一部分，所述第二蚀刻化学品包括过氧化氢和氟化物离子。

根据本公开内容的另一实施方式，提供一种微特征工件。所述工件包括基板和布置在所述基板上的微特征，所述微特征包括在所述基板之上的含钛阻挡层、在所述阻挡层之上的金属种晶层、和布置在所述金属种晶层上的至少第一金属化层，其中所述阻挡层具有小于阻挡层厚度的两倍的底切。

根据本文所述的这些实施方式的任一实施方式，第一金属层可以是种晶层。

根据本文所述的这些实施方式的任一实施方式，方法可进一步包括在第二金属层的暴露顶表面上的凹入特征之内电化学沉积第三金属层。

根据本文所述的这些实施方式的任一实施方式，方法可进一步包括在第三金属层的暴露顶表面上的凹入特征之内电化学沉积第四金属层。

根据本文所述的这些实施方式的任一实施方式，蚀刻化学品可包括过氧化氢和氟化物离子。

根据本文所述的这些实施方式的任一实施方式，蚀刻化学品可包括过氧化氢和氟化铵。

根据本文所述的这些实施方式的任一实施方式，蚀刻化学品中的过氧化氢的摩尔浓度可在0.300M至17.600M的范围之内。

根据本文所述的这些实施方式的任一实施方式，蚀刻化学品中的氟化铵的摩尔浓度可在0.012M至0.900M的范围之内。

根据本文所述的这些实施方式的任一实施方式，过氧化氢与氟化铵的摩尔比率可在83:1至13:1的范围之内。