[發(fā)明專利]蝕刻工藝中減少的鈦底切

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510291027.5
• 申請日: 2015-05-29
• 公開（公告）號: CN105304503A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 大衛(wèi)·P·蘇爾杜克;馬文·L·伯恩特
• 申請（專利權(quán)）人: 應(yīng)用材料公司
• 主分類號: H01L21/48
• 分類號: H01L21/48;H01L23/498
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求申請于2014年5月29日的美國臨時申請第62/004751號的權(quán)益，在此所述申請的公開內(nèi)容通過引用全部明確地并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及形成金屬特征的方法。

背景技術(shù)

在晶片級封裝應(yīng)用中，將薄的耐火金屬層布置在基板上以充當擴散阻擋層(diffusionbarrier)和改進貴金屬(如銅、金和銀)至基板(如硅、二氧化硅、玻璃和陶瓷)之間的粘附(adhesion)。典型地，阻擋層是薄的鈦或鈦化合物層。種晶層被沉積在阻擋層上，然后在種晶層上光刻膠被圖案化以提供用于特征形成的凹槽。

在金屬層已沉積在凹槽中用于特征形成之后，去除光刻膠(見圖3)。用于特征形成的種晶層和下面的阻擋層的圖案化通常是通過濕法化學(xué)蝕刻(wetchemicaletching)執(zhí)行。當蝕刻阻擋層時，與縱向蝕刻(verticaletch)相比的橫向蝕刻(lateraletch)的蝕刻速率可能在特定蝕刻化學(xué)品(etchingchemistry)中有所差異。所述差異可能通過電化蝕刻效應(yīng)(galvanicetchingeffect)增強。因此，蝕刻工藝步驟可能在阻擋層中產(chǎn)生不利的底切(undercut)(例如，見圖15中的鈦層122中的底切)。

因此，存在對用于形成金屬特征以減少蝕刻工藝中的鈦底切的改進方法的需要。本公開內(nèi)容的實施方式針對這些改進和其他改進。

發(fā)明內(nèi)容

提供本發(fā)明內(nèi)容以用簡化形式引入構(gòu)思的選擇，這些構(gòu)思的選擇在下面的具體實施方式中進一步描述。本發(fā)明內(nèi)容不意在識別所要求保護的主題的關(guān)鍵特征，且本發(fā)明內(nèi)容也不意在用作確定所要求保護的主題的范圍的幫助。

根據(jù)本公開內(nèi)容的一個實施方式，本發(fā)明提供了一種形成金屬特征的方法。所述方法包括提供微特征工件，所述微特征工件包括：基板；連續(xù)含鈦阻擋層，布置在所述基板上；連續(xù)第一金屬層，布置在具有厚度的阻擋層上；和電介質(zhì)層，在第一金屬層上圖案化以提供界定側(cè)壁表面和底表面的凹槽，其中所述凹槽的底表面是金屬表面，且所述凹槽的側(cè)壁表面是電介質(zhì)表面。所述方法進一步包括：在第一金屬層的暴露頂表面上的凹槽之內(nèi)沉積第二金屬層；去除電介質(zhì)層以提供暴露特征；使用第一蝕刻化學(xué)品蝕刻第一金屬層的一部分；和使用第二蝕刻化學(xué)品蝕刻阻擋層的一部分以實現(xiàn)阻擋層底切，所述阻擋層底切小于或等于阻擋層厚度的兩倍。

根據(jù)本公開內(nèi)容的另一實施方式，本發(fā)明提供了一種形成金屬特征的方法。所述方法包括提供微特征工件，所述微特征工件包括：基板；連續(xù)含鈦阻擋層，布置在所述基板上；連續(xù)金屬種晶層，布置在阻擋層上；和電介質(zhì)層，在金屬種晶層上圖案化以提供界定側(cè)壁表面和底表面的凹槽，其中所述凹槽的底表面是金屬表面，且所述凹槽的側(cè)壁表面是電介質(zhì)表面。所述方法進一步包括：在金屬種晶層的暴露頂表面上的凹槽之內(nèi)電化學(xué)沉積第一金屬層；去除電介質(zhì)層以提供暴露特征；使用第一蝕刻化學(xué)品蝕刻第一金屬層的一部分；和使用第二蝕刻化學(xué)品蝕刻阻擋層的一部分，所述第二蝕刻化學(xué)品包括過氧化氫和氟化物離子。

根據(jù)本公開內(nèi)容的另一實施方式，提供一種微特征工件。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鈦阻擋層、在所述阻擋層之上的金屬種晶層、和布置在所述金屬種晶層上的至少第一金屬化層，其中所述阻擋層具有小于阻擋層厚度的兩倍的底切。

根據(jù)本文所述的這些實施方式的任一實施方式，第一金屬層可以是種晶層。

根據(jù)本文所述的這些實施方式的任一實施方式，方法可進一步包括在第二金屬層的暴露頂表面上的凹入特征之內(nèi)電化學(xué)沉積第三金屬層。

根據(jù)本文所述的這些實施方式的任一實施方式，方法可進一步包括在第三金屬層的暴露頂表面上的凹入特征之內(nèi)電化學(xué)沉積第四金屬層。

根據(jù)本文所述的這些實施方式的任一實施方式，蝕刻化學(xué)品可包括過氧化氫和氟化物離子。

根據(jù)本文所述的這些實施方式的任一實施方式，蝕刻化學(xué)品可包括過氧化氫和氟化銨。

根據(jù)本文所述的這些實施方式的任一實施方式，蝕刻化學(xué)品中的過氧化氫的摩爾濃度可在0.300M至17.600M的范圍之內(nèi)。

根據(jù)本文所述的這些實施方式的任一實施方式，蝕刻化學(xué)品中的氟化銨的摩爾濃度可在0.012M至0.900M的范圍之內(nèi)。

根據(jù)本文所述的這些實施方式的任一實施方式，過氧化氫與氟化銨的摩爾比率可在83:1至13:1的范圍之內(nèi)。