用于金属特征的无光致抗蚀剂形成的电流体动力喷射打印和电镀制造技术

本文中提供了用于在半导体衬底上形成金属特征的方法、墨水、装置以及系统。有利地，本文中的技术不需要使用光致抗蚀剂且可在不需要使用传统处理流程中所用的许多处理及装置的情况下完成。而是使用电流体动力喷射打印沉积包含电镀添加物如加速剂或抑制剂的墨水。接着可在优先沉积处理中电镀经打印的衬底，优先沉积处理在存在墨水的衬底区域上实现第一沉积速率并在不存在墨水的衬底区域上实现第二沉积速率，第一和第二沉积速率彼此不同。在电镀之后，可使用化学蚀刻使优先成长的金属特征彼此空间隔离。彼此空间隔离。彼此空间隔离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于金属特征的无光致抗蚀剂形成的电流体动力喷射打印和电镀
通过引用并入
[0001]PCT申请表作为本申请的一部分与本说明书同时提交。如在同时提交的PCT申请表中所标识的本申请要求享有其权益或优先权的每个申请均通过引用全文并入本文且用于所有目的。

技术介绍

[0002]制造半导体器件通常涉及一系列用于形成精细线互连件或其他金属特征的步骤。在涉及许多不同半导体处理设备的数个处理步骤期间可形成此类特征。例如，在3D封装领域，金属化可涉及在衬底上形成导电晶种层、在晶种层上形成光致抗蚀剂层、暴露和显影该光致抗蚀剂层以在其中定义图案、对衬底进行除渣以移除图案化特征内任何剩余的非所期望的光致抗蚀剂、以金属电镀衬底、剥除光致抗蚀剂、以及化学蚀刻移除先前受到光致抗蚀剂保护的任何暴露的晶种层。
[0003]这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的专利技术人的工作在其在此
技术介绍
部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。

技术实现思路

[0004]本文中的各本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种在衬底上沉积金属的方法，所述方法包含：a)接收包含晶种层的衬底，其中所述晶种层为导电的且在所述衬底的表面上暴露；b)经由电流体动力喷射打印将墨水以图案打印至所述晶种层上，其中所述墨水包含溶解于溶剂中的电镀添加物，其中所述电镀添加物包含加速剂或抑制剂，其中所述电镀添加物吸附至所述晶种层上；以及c)经由优先沉积将金属电镀至所述衬底上，所述优先沉积在来自所述墨水的所述电镀添加物存在的位置处提供第一沉积速率并在来自所述墨水的所述电镀添加物不存在的位置处提供第二沉积速率，其中所述第一沉积速率不同于所述第二沉积速率。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述电镀添加物包含加速剂，且其中所述第一沉积速率大于所述第二沉积速率，使得所述金属优先沉积在来自所述墨水的所述加速剂存在的位置处。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述加速剂包含具有至少一个巯基和一个磺酸基的烷链、或酸盐。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述加速剂包含巯基丙烷磺酸或巯基乙烷磺酸。5.根据权利要求3所述的方法，其中所述墨水中的所述溶剂包含选自由下列项所组成的群组中的至少一种材料：水、松油醇、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、二甲基亚砜(DMSO)、乙二醇和丙二醇。6.根据权利要求2所述的方法，其还包含化学蚀刻所述衬底以移除在(c)中沉积的所述金属的一部分和所述晶种层的一部分，由此在来自所述墨水的所述加速剂存在的位置处形成金属特征，所述金属特征彼此空间隔离。7.根据权利要求6所述的方法，其中在(c)中于电解液中电镀所述衬底，所述电解液包含：介于约10
‑
1000ppm之间的电镀抑制剂添加物；介于约10
‑
60g/L之间的铜离子；介于约5
‑
180g/L之间的酸；以及介于约30
‑
80ppm之间的卤素离子。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述电解液不具有加速剂或仅具有微量的加速剂。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述电镀添加物包含抑制剂，其中所述第一沉积速率低于所述第二沉积速率使得所述金属优先沉积在来自所述墨水的所述抑制剂不存在的位置处。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述抑制剂包含选自由下列材料所组成的群组中的至少一种材料：6
‑
巯基己醇和苯并三唑。11.根据权利要求9所述的方法，其还包含化学蚀刻所述衬底以移除在(c)中沉积的所述金属的一部分、在(b)中打印的所述墨水、以及所述晶种层的一部分，由此在来自所述墨水的所述抑制剂不存在的位置处形成金属特征，所述金属特征彼此空间隔离。12.根据权利要求9所述的方法，其中在(c)中于电解液中电镀所述衬底，所述电解液包含：介于约0
‑
1000ppm之间的加速剂；介于约10
‑
60g/L之间的铜离子；以及
介于约5
‑
180g/L之间的酸。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述电解液不具有所述抑制剂或仅具有微量的所述抑制剂。14.根据权利要求1
‑
13中任一项所述的方法，其中所述衬底还包含位于所述晶种层下方的粘附阻挡层，所述方法还包含：d)化学蚀刻所述衬底以移除在(c)中沉积的所述金属的一部分以及所述晶种层的一部分，由此形成金属特征，所述金属特征彼此空间隔离；以及e)将第二金属电镀至所述衬底上，其中所述第二金属选择性地沉积至在(d)中所形成的所述金属特征上但基本上不形成在所述粘附阻挡层上。15.根据权利要求14所述的方法，其中所述第二金属形成扩散阻挡层，所述方法还包含：f)将焊接材料电镀至所述扩散阻挡层上，其中所述焊接材料选择性地沉积在(e)中所形成的所述扩散阻挡层上但基本上不形成在所述粘附阻挡层上。16.根据权利要求1
‑
13中任一项所述的方法，其中所述墨水中的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂文，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：