[發(fā)明專利]用于保持晶片邊緣的材料完整性的唇形密封件邊緣排除工程在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202180031832.8 | 申請日： | 2021-04-07 |
| 公開（公告）號： | CN115516140A | 公開（公告）日： | 2022-12-23 |
| 發(fā)明（設計）人： | 賈斯廷·奧伯斯特;布萊恩·L·巴卡柳;卡利·托爾凱爾森 | 申請（專利權(quán)）人： | 朗姆研究公司 |
| 主分類號： | C25D17/00 | 分類號： | C25D17/00;C25D5/02;C25D7/12;H01L23/525;H01L23/485;H01L23/00 |
| 代理公司： | 上海勝康律師事務所 31263 | 代理人： | 李獻忠;張華 |
| 地址： | 美國加利*** | 國省代碼： | 暫無信息 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 用于 保持 晶片 邊緣 材料 完整性 密封件 排除 工程 | ||
將金屬順序電沉積到半導體襯底上的貫穿掩模的特征中，以減少唇形密封件對掩模材料的壓力的有害后果。在第一電鍍步驟中，使用唇形密封件電沉積第一金屬(例如，鎳)，該唇形密封件具有在距襯底邊緣第一距離處與半導體襯底接觸的最內(nèi)接觸點。在第二電鍍步驟中，第二金屬(例如錫)使用具有與半導體襯底接觸的最內(nèi)接觸點(該最內(nèi)接觸點距襯底邊緣的距離大于第一距離)的唇形密封件進行電沉積。這允許至少部分地從可能在第一電沉積步驟期間損壞的點轉(zhuǎn)移唇形密封件壓力，并防止在第一電鍍步驟期間可能在掩模材料中形成的任何裂縫受電解液影響。
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技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及用于制造半導體器件的方法和裝置。具體而言，本發(fā)明的實施方案涉及金屬的電沉積，特別是貫穿掩模電鍍。
背景技術(shù)
半導體器件制造中的貫穿掩模電鍍涉及將金屬電沉積到凹陷特征中，該凹陷特征在凹陷特征的底部具有暴露的導電層。這些襯底中的凹陷特征的側(cè)壁和場區(qū)由非導電掩模材料(例如光致抗蝕劑)制成。在電鍍期間，半導體襯底通過與掩膜材料下面的導電層進行電接觸并通過從電源向該層施加負電壓而被陰極偏置。該接觸通常在襯底保持器組件中的半導體襯底的外圍處進行。
襯底保持器通常還包括保持半導體襯底的杯和彈性體唇形密封件，該彈性體唇形密封件將晶片襯底的外邊緣和背面從電解液密封。在電鍍過程中，使陰極偏置的襯底與電解液接觸，從而導致電解液在與半導體襯底上的陰極偏置金屬接觸時引起電解液中所含離子的電化學還原。在某些應用中，例如在晶片級封裝(WLP)中，使用含有錫和銀離子的電解液對兩種金屬(例如錫和銀)進行電鍍。然后可以使用形成的錫銀(SnAg)凸塊將多個襯底焊接在一起。
這里提供的背景描述是為了總體呈現(xiàn)本公開的背景的目的。當前指定的發(fā)明人的工作在其在此背景技術(shù)部分以及在提交申請時不能確定為現(xiàn)有技術(shù)的說明書的各方面中描述的范圍內(nèi)既不明確也不暗示地承認是針對本公開的現(xiàn)有技術(shù)。
發(fā)明內(nèi)容
提供了用于將金屬順序電沉積到半導體襯底上的貫穿掩模的凹陷特征中的方法和裝置。所提供的方法可用于減少順序電鍍期間掩模材料損壞的有害后果。
在一方面，提供了將金屬電沉積到具有多個貫穿掩模的凹陷特征的半導體襯底上的方法。該方法包括：(a)使用第一唇形密封件在第一電鍍槽中將第一金屬電沉積到所述半導體襯底的所述凹陷的貫穿掩模特征中，而不完全填充所述凹陷的貫穿掩模特征，其中所述第一唇形密封件在所述半導體襯底的外圍接觸所述半導體襯底，并且其中介于所述第一唇形密封件和所述半導體襯底之間的最內(nèi)接觸點位于距所述半導體襯底邊緣的第一距離處；以及(b)在(a)之后，使用第二唇形密封件在第二電鍍槽中將第二金屬電沉積到所述半導體襯底的所述凹陷的貫穿掩模特征中，其中所述第二唇形密封件在所述半導體襯底的外圍接觸所述半導體襯底，其中所述第二唇形密封件和所述半導體襯底之間的最內(nèi)接觸點位于距所述半導體襯底的所述邊緣第二距離處，并且其中所述第二距離大于所述第一距離。在一些實施方案中，所述掩模材料是光致抗蝕劑，并且所述第一和第二唇形密封件接觸所述半導體襯底上的所述光致抗蝕劑材料。在一些實施方案中，所述第二金屬的電沉積不會導致電沉積的所述第二金屬突出到掩模材料的水平之上。
在一些實施方案中，在所述第一金屬已經(jīng)被電沉積之后，該方法包括在之后解除所述半導體襯底與所述第一唇形密封件的接觸，并且在電鍍第二金屬之前使所述半導體襯底在一段時間(例如，至少一小時)不與唇形密封件接觸。
當所述第一金屬的沉積在溫電解液中進行時，所述方法特別有用，因為溫電解液更可能導致所述唇形密封件附近的所述掩模材料損壞。在一個實施方案中，所述第一金屬在具有大于25℃，例如大于40℃的溫度的電鍍浴(電解液)中電沉積。在一具體實現(xiàn)方案中，所述第一金屬是鎳，并且使用具有大于25℃，例如大于40℃的溫度的鍍浴來電沉積所述鎳。
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