CN116949523A - 电镀方法及电镀装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种电镀方法及电镀装置。该电镀方法包括：以下步骤：(a)提供阳极、阴极，和位于电镀槽内与阴极连接的被镀物，并且施加电压从而在阳极和阴极之间产生电场，以使金属离子沉积于被镀物上，其中，被镀物包括具有第一沉积速率的第一区域和具有第二沉积速率的第二区域，第一沉积速率大于第二沉积速率；(b)向第二区域提供驱动力，以提升第二沉积速率。

Description

电镀方法及电镀装置

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，更具体地，涉及一种电镀方法及电镀装置。

背景技术

在现有电镀制程中，不同位置处存在沉积速率不同的问题。例如，对于大面积的被镀面板(panel)，面板角落处的沉积速率可能与中央区域处的沉积速率不同。又例如，在后芯片(Chip last)面板制程中，若以较低成本的FR4载板(carrier)取代原本的玻璃载板，由于FR4载板相较于玻璃载板具有较大的金属层干扰(例如，金属纯度/金属含量都会干扰电场)，导致被镀面板的某些位置(例如边缘区域)的金属离子沉积速率小于面板其他位置的沉积速率，因此边缘区域中的重分布线(RDL)厚度会小于面板其他位置RDL的厚度。

因此现有的一种方法中，参考图1所示，电镀槽10内的阳极电极22和阴极电极24与电源供应器30连接以生成用于电镀的金属离子40，借由在阳极电极22至阴极电极24之间的路径中设置阻挡件50来阻挡较大电场强度，以阻挡局部电场，使整体电场达到相对均匀。然而，借由设置阻挡件50于阳极电极22至阴极电极24路径中以降低较大电场强度，会导致整体沉积速率降低。

发明内容

针对相关技术中的上述问题，本发明提出一种电镀方法及电镀装置，能够使被镀物各个区域整体的沉积速率更均匀，而不会降低整体的沉积速率。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电镀方法，包括以下步骤：(a)提供阳极、阴极，和位于电镀槽内与阴极连接的被镀物，并且施加电压从而在阳极和阴极之间产生电场，以使金属离子沉积于被镀物上，其中，被镀物包括具有第一沉积速率的第一区域和具有第二沉积速率的第二区域，第一沉积速率大于第二沉积速率；(b)向第二区域提供驱动力，以提升第二沉积速率。

在一些实施例中，在步骤(b)中，驱动力为磁力。

在一些实施例中，金属离子带正电，并且在步骤(b)中，通过在第二区域处设置磁性件的N极来提供磁力。

在一些实施例中，在步骤(b)中，通过邻近被镀物设置多个磁性件来向第二区域提供驱动力，其中，根据第二区域的配置，通过电力驱动改变多个磁性件中的至少部分磁性件提供的磁力或磁极。

在一些实施例中，金属离子带正电，并且在步骤(b)中，通过在第二区域处设置产生第二电场的阴极来提供驱动力。

在一些实施例中，电镀方法还包括步骤：(c)向第一区域提供第二驱动力，以降低第一沉积速率。

在一些实施例中，金属离子带正电，并且在步骤(c)中，通过在第一区域处设置磁性件的S极来提供第二驱动力。

根据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种电镀装置，包括：电镀槽，电镀槽内的一侧设置有阳极电极，电镀槽内的另一侧设置有阴极电极；调控件，邻近阴极电极设置，调控件被配置为施加驱动力以补偿阳极电极与阴极电极之间电场强度的差。

在一些实施例中，调控件包括磁性件。

在一些实施例中，磁性件由电力驱动产生磁极。

在一些实施例中，驱动力为磁力，调控件包括多个区块，多个区块提供不同强度的磁力。

在一些实施例中，调控件包括多个区块，多个区块提供不同的磁极以通过多个区块施加不同的驱动力。

在一些实施例中，电场强度较大处的区块提供的磁极排斥电镀槽中产生的金属离子，电场强度较小处的区块提供的磁极吸引金属离子。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明的各个方面。应当注意，根据工业中的标准实践，各个部件并非按比例绘制。事实上，为了清楚讨论，各个部件的尺寸可以任意增大或减小。

图1是现有方法中的电镀装置的示意图。

图2是根据本发明的实施例的电镀装置的示意图。

图3是根据一些实施例的带正电的金属离子的沉积速率根据多个区块的磁极的变化的示意图。

图4是根据本发明实施例的电镀方法的流程图。

具体实施例

下列公开提供了许多用于实现所提供主题的不同特征的不同实施例或实例。下面将描述元件和布置的特定实例以简化本发明。当然这些仅仅是实例并不旨在限定本发明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触的实施例，也可以包括在第一部件和第二部件之间形成额外的部件使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。而且，本发明在各个实例中可重复参考数字和/或字母。这种重复仅是为了简明和清楚，其自身并不表示所论述的各个实施例和/或配置之间的关系。

根据本发明的实施例提供了一种电镀装置100，可以借由在低沉积速率处施加驱动力以提升低电场处的金属离子沉积速率。图2是根据本发明的实施例的电镀装置100的示意图。参考图2所示，电镀装置100包括电镀槽110，电镀槽110内容纳有电镀液115。为了清楚，图2中只示出了电镀液115的表面。电镀槽110内的一侧设置有阳极电极122，阳极电极122连接至电源供应器130的阳极。电镀槽110内的与阳极电极122相对的另一侧设置有阴极电极126，阴极电极126连接至电源供应器130的阴极。被镀物124可以位于阳极电极122与阴极电极126之间，并且被镀物124邻近阴极电极126设置。被镀物124可以借由夹具138而固定于电镀槽110内。被镀物124可以例如是基板。可以通过电源供应器130施加电压从而在阳极电极122和阴极电极126之间产生电场，以使电镀液115中的金属离子140(例如铜离子)沉积于被镀物124上。

根据本发明的实施例，电镀装置100还包括邻近被镀物124设置的调控件150。在一些实施例中，调控件150可以设置在被镀物124的背向阳极电极122的一侧。由于阳极电极122与阴极电极126之间的电场强度在被镀物124的不同位置处不均匀，因此形成阳极电极122与阴极电极126之间电场强度的差。通过设置调控件150，调控件150可以被配置为通过施加驱动力来补偿阳极电极122与阴极电极126之间电场强度的差。例如，调控件150可以在被镀物124的电场强度较低的位置处施加驱动力，施加的驱动力是可以提升该位置处金属离子140的沉积速率的驱动力。

本发明的电镀装置100，通过设置调控件150，以施加驱动力于电场较低处来补偿阳极电极122与阴极电极126之间电场强度的差，从而可以使阳极电极122与阴极电极126之间电场强度更均匀。并且，施加的驱动力可以提升低电场处金属离子140的沉积速率，从而使得整体沉积速率更均匀，而不会降低整体沉积速率，提高了产量(UPH，Units per Hour)。

具体来说，由于被镀物124的不同位置处的电场强度是不均匀的，因此金属离子140会在不同区域处具有不同的沉积速率。如图2所示，被镀物124可以包括电场强度不同的第一区域AR1和第二区域AR2。第一区域AR1处的电场强度可以大于第二区域AR2处的电场强度，从而第一区域AR1的第一沉积速率会大于第二区域AR2的第二沉积速率。在一些实施例中，第二区域AR2是被镀物124的边缘区域，并且第一区域AR1是被镀物124的中央区域。在其他实施例中，根据被镀物124的特性，第一区域AR1和第二区域AR2可以以其他方式分布。

调控件150可以被配置为向电场强度较低的第二区域AR2提供驱动力，驱动力可以是将金属离子140驱动至被镀物124，以提升第二区域AR2的第二沉积速率。例如，在一些实施例中，当金属离子140带正电时，可以在电场强度较小的第二区域AR2处设置产生第二电场的阴极来提供吸引金属离子140的驱动力。

在图2所示的实施例中，通过将调控件150设置在邻近被镀物124处，可以减小施加驱动力的强度，可以节省消耗的能源。而将调控件150设置在被镀物124的背向阳极电极122的一侧，可以直接以驱动力吸引金属离子靠近被镀物124并沉积在被镀物124上。在其他实施例中，调控件150可以设置在电镀槽110中的任意位置，例如设置在阳极电极122与阴极电极126之间，或是设置在邻近阳极电极122处，再视调控件150的设置位置调整驱动力的强度及配置位置。

在一些实施例中，调控件150还可以被配置为向电场强度较高的第一区域AR1提供可降低第一区域AR1中的第一沉积速率的驱动力。通过降低第一区域AR1中的金属离子140的沉积速率，从而可以使每个第一区域AR1和第二区域AR2的整体沉积速率更均匀。

在一些实施例中，调控件150可以包括多个区块152。可以在被镀物124的背向阳极电极122的一侧设置每个区块152。每个第一区域AR1或第二区域AR2处可以分别对应设置多个区块152。每个区块152可以分别用于提供驱动力。在一些实施例中，驱动力可以是磁力。调控件150的第二区域AR2处的每个区块152可以被配置为向第二区域AR2提供磁力，该磁力可以是吸引金属离子140到达被镀物124的磁力，以提升第二区域AR2中的第二沉积速率。调控件150的第一区域AR1处的每个区块152可以被配置为向第一区域AR1提供磁力，该磁力可以是排除金属离子140的磁力，以降低第一区域AR1中的第一沉积速率。在驱动力可以是磁力的实施例中，调控件150可以包括磁性件，并且每个区块152可以例如由至少一个磁性件形成。在一些实施例中，磁性件可以是电磁铁结构。

在一些实施例中，电镀装置100可以包括连接每个区块152的电力驱动装置160。电力驱动装置160可以分别控制每个区块152，从而控制每个区块可提供与所在区域的电场强度和沉积速率相应的磁力。

在一些实施例中，根据金属离子140是带正电或带负电，每个区块152被配置为提供不同的磁极(S极或N极)，以相应地产生吸引金属离子140或排斥金属离子140的磁力。第二区域AR2处的区块152的磁极可以形成吸引金属离子140的磁力，而提升第二区域AR2的第二沉积速率。第一区域AR1处的区块152的磁极可以形成排斥金属离子140的磁力，而降低第一区域AR1的第一沉积速率。可以通过电力驱动装置160施加电力驱动，而使得每个区块152提供相应的磁极。可以通过电力驱动装置160向不同的区块152施加极性相反的电压，而使不同的区块152具有相反的磁极。

图3示出了根据一些实施例的带正电的金属离子140的沉积速率根据多个区块152(见图2)的磁极的变化。结合图2和图3所示，在金属离子140带正电(如铜离子)的实施例中，如上所述，当被镀物124中心处的第一区域AR1的电场强度大于边缘处的第二区域AR2时，可以将第二区域AR2处的区块152的朝向被镀物124的一侧配置为N极，而另一侧配置为S极。因此第二区域AR2处的N极可吸引带正电的金属离子140，这增加了低电场强度的第二区域AR2处的第二沉积速率。如图3中所表示的，设置有N极的第二区域AR2中具有较多的金属离子140。另外，还可以将第一区域AR1处区块152的朝向被镀物124的一侧配置为S极，而另一侧配置为N极。因此第一区域AR1处的S极可排斥带正电的金属离子140，这降低了高电场强度的第一区域AR1处的第一沉积速率。如图3中所表示的，设置有S极的第一区域AR1中具有较少的金属离子140。通过对于沉积速率的上述改变，使整体沉积速率更均匀。根据本发明的实施例，可以依据被镀物124对沉积速率均匀度的需求来控制区块152，使相应区块152对应的区域加速沉积速率或降低沉积速率，以达到所需的均匀度。

在其他实施例中，根据电场强度高低的具体分配，第一区域AR1与第二区域AR2可以具有不同的配置，可以根据需求相应地调整区块152的磁极。在一些实施例中，可以通过电力驱动装置160改变每个区块152的磁极。例如，若电场强度较大的第一区域AR1的是位于被镀物124边缘而电场强度较小的第二区域AR2的位于中心时，则相应地将中心处的区块152配置为N极朝向被镀物124，将边缘处的区块152配置为S极朝向被镀物124，因此使整体沉积速率更均匀。

在一些实施例中，根据电场强度的具体分配，可以分别控制多个区块152使得多个区块152可以提供不同强度的磁力。可以通过电力驱动装置160向多个区块152提供不同的电力驱动来提供不同强度的磁力。例如，可以通过电力驱动装置160向不同的区块152施加不同大小的电流和/或电压，以使多个区块152提供不同强度的磁力。在一个实施例中，若第二区域AR2中不同位置的电场强度不均匀，则可以向第二区域AR2中电场较低处的区块152施加更大的电流和/或电压，以使得该处的区块152提供强度较大的磁力。

此外，参考图3所示，被镀物124还可以包括具有第三沉积速率的第三区域AR3。在一些实施例中，第三区域AR3的第三沉积速率大于第二区域AR2的第二沉积速率并且小于第一区域AR1的第一沉积速率。可以配置第三区域AR3处的区块152向第三区域AR3提供为零的第三驱动力，即不提供任何驱动力。在图3中将第三区域AR3处的该不提供任何驱动力的状态以字母C表示。例如，可以通过不向第三区域AR3处的区块152施加任何电力驱动，以提供为零的第三驱动力。

在一些实施例中，对于不同的被镀物124，第一区域AR1、第二区域AR2和第三区域AR3(如果存在)的配置可能不同。由于每个区块152是可以例如通过电力驱动装置160分别控制的，因此对于不同的被镀物124，可以根据第一区域AR1、第二区域AR2和第三区域AR3(如果存在)的配置，通过电力驱动改变每个第一区域AR1、第二区域AR2和第三区域AR3(如果存在)处的多个区块152中的至少部分区块152提供的磁力或磁极，以满足不同被镀物124的需求。

本发明提供的电镀装置100，通过在调控件150中划分用于施加磁力的多个区块152，可以根据需要调控任意区域的磁极和磁力，因此当电场强度不均匀时或电场强度不规则分配时，可借由控制多个区块152的磁力以控制电场强度更均匀，从而使沉积速率更均匀。这样可以更精密调控被镀物124中每一位置的沉积速率，例如对于需要电镀形成较细线宽线距的基板，可以在较细线宽线距中可达到更佳的均匀度。

根据本发明的实施例还提供了一种电镀方法。图4是根据本发明实施例的电镀方法的流程图。结合图2、图3和图4所示，在步骤S410处，提供阳极、阴极、和阴极连接的被镀物124，并且通过电源供应器130施加电压从而在阳极电极122和阴极电极126之间产生电场，以使金属离子140沉积于被镀物124上。其中，被镀物124包括具有第一沉积速率的第一区域AR1和具有第二沉积速率的第二区域AR2，第一区域AR1的第一沉积速率大于第二区域AR2的第二沉积速率。

在步骤S420处，向第二区域AR2提供驱动力，以提升第二区域AR2的第二沉积速率。在其他实施例中，在步骤S420中，金属离子140带正电，通过在第二区域AR2处设置产生第二电场的阴极来提供驱动力，以吸引金属离子140到达第二区域AR2，从而提升第二区域AR2的第二沉积速率。

在一些实施例中，驱动力可以是磁力。可以通过磁性件(对应于图2中的区块152)来提供磁力。在一些实施例中，金属离子140带正电，通过在第二区域AR2处设置磁性件的N极来提供磁力。

在步骤S430处，向第一区域AR1提供第二驱动力，以降低第一沉积速率。在一些实施例中，金属离子140带正电，通过在第一区域AR1处设置磁性件的S极来提供第二驱动力。

在一些实施例中，根据第二区域AR2的配置，例如根据不同被镀物124中第二区域AR2的不同配置，例如通过电力驱动装置160施加电力驱动改变多个磁性件中的至少部分磁性件提供的磁力或磁极。在一些实施例中，根据第一区域AR1的配置，例如不同被镀物124中第一区域AR1的不同配置，也可以例如通过电力驱动装置160施加电力驱动改变多个磁性件中的至少部分磁性件提供的磁力或磁极。从而可满足不同被镀物124对沉积速率均匀度的需求。

上述内容概括了几个实施例的特征使得本领域技术人员可更好地理解本公开的各个方面。本领域技术人员应该理解，可以很容易地使用本发明作为基础来设计或更改其他的处理和结构以用于达到与本发明所介绍实施例相同的目的和/或实现相同优点。本领域技术人员也应该意识到，这些等效结构并不背离本发明的精神和范围，并且在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以进行多种变化、替换以及改变。

Claims (13)

1.一种电镀方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)在电镀槽内设置阳极电极、阴极电极，和位于所述阳极电极和所述阴极电极之间的被镀物，并且施加电压从而在所述阳极电极和所述阴极电极之间产生电场，以使金属离子沉积于所述被镀物上，其中，所述被镀物包括具有第一沉积速率的第一区域和具有第二沉积速率的第二区域，所述第一沉积速率大于所述第二沉积速率；

(b)向所述第二区域提供驱动力，以提升所述第二沉积速率。

2.根据权利要求1所述的电镀方法，其特征在于，在步骤(b)中，所述驱动力为磁力。

3.根据权利要求2所述的电镀方法，其特征在于，所述金属离子带正电，并且在步骤(b)中，通过在所述第二区域处设置磁性件的N极来提供所述磁力。

4.根据权利要求1所述的电镀方法，其特征在于，在步骤(b)中，通过邻近所述被镀物设置多个磁性件来向所述第二区域提供所述驱动力，其中，根据所述第二区域的配置，通过电力驱动改变所述多个磁性件中的至少部分磁性件提供的磁力或磁极。

5.根据权利要求1所述的电镀方法，其特征在于，所述金属离子带正电，并且在步骤(b)中，通过在所述第二区域处设置产生第二电场的阴极来提供所述驱动力。

6.根据权利要求1所述的电镀方法，其特征在于，还包括步骤：

(c)向所述第一区域提供第二驱动力，以降低所述第一沉积速率。

7.根据权利要求6所述的电镀方法，其特征在于，所述金属离子带正电，并且在步骤(c)中，通过在所述第一区域处设置磁性件的S极来提供所述第二驱动力。

8.一种电镀装置，其特征在于，包括：

电镀槽，所述电镀槽内的一侧设置有阳极电极，所述电镀槽内的另一侧设置有阴极电极；

调控件，邻近所述阴极电极设置，所述调控件被配置为施加驱动力以补偿所述阳极电极与所述阴极电极之间电场强度的差。

9.根据权利要求8所述的电镀装置，其特征在于，所述调控件包括磁性件。

10.根据权利要求9所述的电镀装置，其特征在于，所述磁性件由电力驱动产生磁极。

11.根据权利要求8所述的电镀装置，其特征在于，所述驱动力为磁力，所述调控件包括多个区块，所述多个区块提供不同强度的磁力。

12.根据权利要求8所述的电镀装置，其特征在于，所述调控件包括多个区块，所述多个区块提供不同的磁极以通过所述多个区块施加不同的驱动力。

13.根据权利要求12所述的电镀装置，其特征在于，电场强度较大处的区块提供的磁极排斥所述电镀槽中产生的金属离子，电场强度较小处的区块提供的磁极吸引所述金属离子。