制作导电迹线的方法及所得结构技术

本申请涉及一种制作导电迹线的方法及所得结构。一个实施例是一种形成导电迹线的方法，其包括：在衬底的表面上方形成晶种材料；在所述晶种材料上方形成经图案化掩模材料以界定沟槽，从而使所述晶种材料的位于所述沟槽内的部分被暴露；及在所述沟槽中的所述经暴露晶种材料上方沉积导电材料以形成导电迹线。移除所述经图案化掩模材料的至少一部分，在所述导电迹线的侧表面及上部表面上方形成阻挡层，且移除所述晶种材料的经暴露部分。还揭示导电迹线及并入有导电迹线的结构。线及并入有导电迹线的结构。线及并入有导电迹线的结构。

【技术实现步骤摘要】
制作导电迹线的方法及所得结构
[0001]分案申请信息
[0002]本专利技术是申请日为2018年12月12日、申请号为201811520796.8、专利技术名称为“制作导电迹线的方法及所得结构”的专利技术专利申请案的分案申请。
[0003]优先权主张
[0004]本申请案主张于2017年12月14日提出申请的美国专利申请案第15/841,660号“制作导电迹线的方法及所得结构(METHODS OF FABRICATING CONDUCTIVE TRACES AND RESULTING STRUCTURES)”的申请日期的权益。


[0005]本文中所揭示的实施例涉及用于制作导电迹线的方法及如此形成的导电迹线。更具体来说，本文中所揭示的实施例涉及用于制作用于高频率信号发射的导电迹线的方法及所得结构，包含(不加限制地)并入有此类导电迹线的重布层(RDL)及包含此类RDL的组合件。

技术介绍

[0006]近年来，半导体工业已发展到将铜用于导电迹线，所述金属提供比先前材料(例如铝或铝合金)低的电阻及因此低的信号阻抗。已通过采用越来越高的频率信号以适应电路中的较快切换速度的工业而增强此趋势，以便将电力消耗维持处于合理水平。
[0007]与铜迹线的使用相关联的一种现象是响应于由铜迹线展现的表面饰面的所谓的“集肤效应”，所述现象在较低频率下为可忽略的但在大约1GHz及更高的频率下变得显著。随着频率增加，集肤效应将电流驱动到铜的表面中，从而随着表面饰面的粗糙度增加而急剧增加电力损失且减小信号速度。此归因于导体的有效长度随着电流沿循铜的粗糙表面形貌而增加。因此，在高频率下，铜的有效阻抗依据电流在粗糙铜表面上必须横穿的经增加距离而增加。
[0008]制作导电迹线(例如针对RDL)的常规方法涉及在衬底上沉积毯覆晶种层，后续接着沉积及图案化光致抗蚀剂、电镀铜以在光致抗蚀剂中的沟槽中形成迹线，且接着从衬底剥除光致抗蚀剂以暴露晶种层，接着将所述晶种层蚀刻。
[0009]在图1A到1E中图解说明常规制作工艺。在图1A中，衬底100具有金属沉积(举例来说，如通过物理气相沉积(即，溅镀))的晶种层102，以用作粘合层且用作用于其上的金属的后续电镀的电极。在图1B中，在晶种层102上沉积一层光致抗蚀剂104，此后将光致抗蚀剂图案化、显影且将光致抗蚀剂104的部分移除以形成沟槽106。在图1C中，在晶种层102的被暴露于沟槽106中的部分上方电镀铜以形成导电迹线108。接着将光致抗蚀剂104移除，从而暴露导电迹线108，所述导电迹线因电镀工艺而展现平滑表面，如图1D中所展示。然而，还如图1D中所展示，晶种层102的先前由经图案化光致抗蚀剂104覆盖的部分现在被暴露，从而需要进行移除以避免邻近导电迹线108之间的电短路。当通过湿法蚀刻而移除晶种层102(如图1E中所展示)时，经电镀导电迹线108的表面也被蚀刻，从而导致粗糙表面R、增加导电迹
线阻抗。因此，高频率信号发射由于集肤效应而受损，从而导致信号损失且需要额外电力来维持信号速度。

技术实现思路

[0010]一种形成导电迹线的方法包括：在衬底的表面上方形成晶种材料；在所述晶种材料上方形成经图案化掩模材料以界定沟槽，从而使所述晶种材料的位于所述沟槽内的部分被暴露；及在所述沟槽中的所述经暴露晶种材料上方沉积导电材料以形成导电迹线。移除所述经图案化掩模材料的至少一部分。在所述导电迹线的侧表面及上部表面上方形成阻挡层，且移除所述晶种材料的经暴露部分。
[0011]一种形成导电迹线的方法包括：在衬底的表面上方形成铜晶种材料；在所述铜晶种材料上方形成及图案化正型光致抗蚀剂材料以界定延伸到所述铜晶种材料的沟槽；在所述沟槽中的经暴露铜晶种材料上方电化学沉积铜以形成导电迹线；及蚀刻所述经图案化正型光致抗蚀剂材料以至少从所述光致抗蚀剂材料的邻近所述导电迹线的侧表面的侧表面移除一定深度的所述光致抗蚀剂材料以使所述光致抗蚀剂材料相对于所述导电迹线的侧表面凹陷。在所述光致抗蚀剂材料的所述侧表面与所述导电迹线的所述邻近侧表面之间且在所述导电迹线的上部表面上方电化学沉积金属阻挡层。剥除剩余正型光致抗蚀剂材料以暴露所述铜晶种材料的部分，且蚀刻所述铜晶种材料的所述经暴露部分。
[0012]一种结构包括：导电迹线，其通过介电材料而相互电隔离。所述导电迹线被配置有矩形横截面，且包括铜芯，且所述铜芯的侧表面及所述铜芯的延伸于所述侧表面之间的表面被覆盖有金属阻挡层。
附图说明
[0013]图1A到1E示意性地描绘用于在衬底上制作导电迹线的常规工艺流程；
[0014]图2A到2G示意性地描绘根据本专利技术的实施例的用于在衬底上制作导电迹线的工艺流程；
[0015]图3A到3D示意性地描绘根据本专利技术的其它实施例的用于在衬底上制作导电迹线的工艺流程；
[0016]图4A是根据本专利技术的实施例形成的导电迹线的示意性俯视立面图；
[0017]图4B是根据本专利技术的实施例形成的导电迹线的示意性侧视立面图；
[0018]图4C是根据本专利技术的实施例形成的RDL的层级的导电迹线的示意性透视图；且
[0019]图4D是包含根据本专利技术的实施例形成的导电迹线的多个层级的RDL的侧视示意性部分横截面立面图。
具体实施方式
[0020]本专利技术的实施例包括形成展现平滑表面饰面的导电迹线的方法。在发射高频率信号时，如此形成的导电迹线大体上消除集肤效应且展现经减小阻抗，从而增强信号发射速度而不增加电力需求。
[0021]以下描述提供特定细节(例如大小、形状、材料组成及定向)，以便提供对本专利技术的实施例的透彻描述。然而，所属领域的技术人员将理解，可在无需采用这些特定细节的情况
下实践本专利技术的实施例。本专利技术的实施例可连同工业中所采用的常规制作技术一起实践。另外，下文所提供的描述并不形成用于制造RDL或包含导电迹线的其它电子结构(例如包含导电迹线的结构，或包含并入有导电迹线的结构的组合件)的完整工艺流程。下文仅详细地描述用于理解本专利技术的实施例所必需的那些工艺动作及结构。如本文中所描述，用以形成包含导电迹线的完整结构或包含并入有导电迹线的结构的完整组合件的额外动作可通过常规制作工艺而执行。
[0022]本文中所呈现的图式仅为出于说明性目的，且并不意指为任何特定材料、组件、结构、装置或系统的实际视图。预期所描绘的形状会由于(举例来说)制造技术及/或公差而有所变化。因此，本文中所描述的实施例不应视为限制于如所图解说明的特定形状或区域，而是包含因(举例来说)制造而引起的形状偏差。举例来说，被图解说明或描述为方框形状的区域可具有粗糙及/或非线性特征，且被图解说明或描述为圆形的区域可包含一些粗糙及/或线性特征。此外，所图解说明的表面之间的锐角可被修圆，且反之亦然。因此，图中所图解说明的区域本质上为示意性的，且其形状并非打算图解说明区域的精确形状且并非打算限制本权利要求书的范围。所述图式未必按比例绘制。
[0023]如本文中所使用，术语“包括”、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种形成导电迹线的方法，所述方法包括：形成延伸于衬底的平面表面的一部分上方的晶种材料；在所述晶种材料上方形成经图案化掩模材料以界定沟槽，从而使所述晶种材料的位于所述沟槽内的部分被暴露；在所述沟槽中的所述经暴露晶种材料上方沉积导电材料以形成导电迹线；通过干法蚀刻工艺移除所述经图案化掩模材料的至少一部分以在所述经图案化掩模材料与所述导电迹线之间形成间隙；在移除所述经图案化掩模材料的所述至少一部分之后，在所述导电迹线的侧表面及上部表面上方直接形成阻挡层以完全填充所述间隙；在形成所述阻挡层之后，移除所述经图案化掩模材料的剩余部分；及移除所述晶种材料的经暴露部分。2.根据权利要求1所述的方法，其中：移除所述经图案化掩模材料的至少一部分包括：至少从所述经图案化掩模材料的邻近所述导电迹线的侧表面的侧表面移除一定深度的所述经图案化掩模材料，以在所述经图案化掩模材料与所述导电迹线之间形成所述间隙；及形成阻挡层包括：在邻近所述侧表面的所述间隙中且在所述导电迹线的上部表面上方形成阻挡层。3.根据权利要求1所述的方法，其中在衬底的表面上方形成晶种材料包括：通过物理气相沉积而形成所述晶种材料铜的至少一部分。4.根据权利要求3所述的方法，其中在所述沟槽中的所述经暴露晶种材料上方沉积导电材料以形成导电迹线包括：在所述沟槽中电镀铜。5.根据权利要求4所述的方法，其中在所述沟槽中电镀铜包括：将所述导电迹线形成为展现所述侧表面及所述上部表面的不超过约2纳米(nm)RMS的形貌变化。6.根据权利要求5所述的方法，其中在所述导电迹线的侧表面及上部表面上方形成阻挡层包括：在所述侧表面及上部表面上方电镀镍、金、钽、钴、铟、TiN、钒或其组合。7.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括仅在所述导电迹线的所述上部表面中的至少一者的一部分上方电镀另一金属。8.根据权利要求3所述的方法，其中形成晶种材料进一步包括：在于钛上方形成所述晶种材料铜的所述至少一部分之前通过物理气相沉积而形成钛。9.根据权利要求1所述的方法，其中在所述晶种材料上方形成及图案化掩模材料包括：形成及图案化光致抗蚀剂材料。10.根据权利要求1所述的方法，其中移除所述晶种材料的经暴露部分包括：利用相对于所述阻挡层的材料对所述晶种材料的一或多种材料具有选择性的一或多种蚀刻剂来蚀刻所述晶种材料的所述经暴露部分。11.一种形成导电迹线的方法，所述方法包括：在衬底的表面上方形成铜晶种材料；在所述铜晶种材料上方形成及图案化正型光致抗蚀剂材料以界定延伸到所述铜晶种材料的沟槽；在所述沟槽中的经暴露铜晶种材料上方电化学沉积铜以形成导电迹线；
干法蚀刻所述经图案化正型光致抗蚀剂材料以至少从所述正型光致抗蚀剂材料的邻近所述导电迹线的侧表面的侧表面移除一定深度的所述正型光致抗蚀剂材料以使所述正型光致抗蚀剂材料相对于所述导电迹线的侧表面凹陷；在所述光致抗蚀剂材料的所述侧表面与所述导电迹线的所述邻近侧表面之间且在所述导电迹线的上部表面上方电化学直接沉积金属阻挡层；剥除剩余正型光致抗蚀剂材料以暴露所...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：