[发明专利]单一金属的多浴电镀

说明书

提供了将金属电镀至衬底上的部分已制成的电子器件的特征内的方法。该方法包括：(a)在使特征接触具有第一组合物且包含金属离子的第一电镀浴时，将金属电镀进特征中，以通过由下往上填充的机制来部分填充特征；在(b)之后，在特征接触具有不同于第一组合物的第二组合物且包含金属离子的第二电镀浴时，将更多金属电镀到特征内，以进一步填充特征；以及(c)将衬底从执行操作(b)的电镀工具中移开。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年10月19日提交的并且名称为“MULTIBATH PLATING OF ASINGLE METAL,”的美国临时申请No.62/574,426的利益，在此通过引用将其全部内容并出于所有目的并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及一种用于晶片级封装(WLP)应用的电镀。尤其涉及一种多浴电镀方法，以在衬底的特征上电镀多层相同金属，以在可接受的电镀速率下产生高的特征均匀性。

背景技术

用于晶片级封装应用中的电解溶液(如金属镀浴)通常被设计成，在可接受的沉积纯度下产生可接受的管芯内(within-die，WID)、晶片内(within-wafer，WIW)及特征内(within-feature，WIF)不均匀性。这些不均匀性通过控制用于镀浴的溶液中的金属及酸浓度，并选择施加至镀浴的添加剂包料，而在可接受电镀速率下产生。然而，大柱体(pillar)施加通常所需要的较快电镀速率可能导致显著的特征或柱体不均匀性，或者产生不纯的沉积。在寻求镀浴化学过程优化以在可接受的电镀速率及纯度下实现理想WID、WIW及WIF不均匀性时，可能出现进一步的技术挑战。

发明内容

本发明提供了将金属电镀至衬底上的部分已制成的电子器件的特征内的方法。本发明的一方面涉及一种方法，其包括：(a)在使特征接触具有第一组合物且包含金属离子的第一电镀浴时，将金属电镀进特征中，以通过由下往上填充的机制来部分填充特征；在(b)之后，在特征接触具有不同于第一组合物的第二组合物且包含金属离子的第二电镀浴时，将更多金属电镀到特征内，以进一步填充特征；以及(c)将衬底从执行操作(b)的电镀工具中移走。

在一些实施方案中，该金属为铜。

在一些实施方案中，该第一电镀浴和该第二电镀浴各自包含酸。

在一些实施方案中，该第一电镀浴仅包含一种类型的溶解阴离子。

在一些实施方案中，该第一电镀浴及该第二电镀浴各自包含硫酸铜和硫酸。

在一些实施方案中，该第一电镀浴包含两种溶解阴离子。

在一些实施方案中，该第一电镀浴包含硫酸铜和甲磺酸。

在一些实施方案中，该第二电镀浴包含硫酸铜和硫酸，但不含有甲磺酸。

在一些实施方案中，第一电镀浴具有第一浓度的金属离子，而第二电镀浴具有第二浓度的金属离子。此外，第一浓度可大于第二浓度。再者，在某些实施方案中，该金属为铜，铜离子的第一浓度为约85g/l，且其中铜离子的第二浓度为约70g/l。替代地，在其他实施方案中，第一浓度小于第二浓度。

在一些实施方案中，第一电镀浴具有第一浓度的酸，而第二电镀浴具有第二浓度的酸，其中第二浓度大于第一浓度。替代地，在其他实施方案中，第一浓度小于第二浓度。

在一些实施方案中，该金属为铜，酸的第一浓度为约145g/l，且其中酸的第二浓度为约190g/l。