[发明专利]自含有吡唑化合物和双环氧化物的反应产物的铜电镀浴液电镀光致抗蚀剂限定的特征的方法

说明书

电镀方法能够镀覆具有基本上均匀形态的光致抗蚀剂限定的特征。所述电镀方法包括具有吡唑化合物和双环氧化物的反应产物的铜电镀浴液以电镀所述光致抗蚀剂限定的特征。所述特征包括柱、接合垫和线空间特征。

技术领域

本发明涉及一种自包括吡唑化合物和双环氧化物的反应产物的铜电镀浴液电镀光致抗蚀剂限定的特征的方法。更确切地说，本发明涉及一种自包括吡唑化合物和双环氧化物的反应产物的铜电镀浴液电镀光致抗蚀剂限定的特征的方法，其中所述光致抗蚀剂限定的特征具有基本上均匀的表面形态。

背景技术

光致抗蚀剂限定的特征包括铜柱和再分布层布线，如集成电路芯片和印刷电路板的接合垫和线空间特征。所述特征由光刻方法形成，其中将光致抗蚀剂涂覆到衬底(如半导体晶片芯片，通常在封装技术中称为晶粒，或环氧树脂/玻璃印刷电路板。一般来说，将光致抗蚀剂施加到衬底的表面且将具有图案的掩模施加到光致抗蚀剂上。将具有掩模的衬底暴露于如UV光的辐射。通常，将暴露于辐射的光致抗蚀剂部分显影掉或去除，使衬底的表面暴露。视掩模的特定图案而定，电路线或孔的轮廓可用留在衬底上的未暴露的光致抗蚀剂形成，形成电路线图案或孔的侧壁。衬底的表面包括使得衬底表面能够导电的金属晶种层或其它导电金属或金属合金材料。接着将具有图案化光致抗蚀剂的衬底浸没在金属电镀浴液(典型地，铜电镀浴液)中，且将金属电镀在电路线图案或孔中，以形成特征，如柱、接合垫或电路线，即，线空间特征。当电镀完成时，用剥离溶液将光致抗蚀剂的其余部分自衬底剥离，且进一步处理具有光致抗蚀剂限定的特征的衬底。

柱(如铜柱)典型地用焊料盖住以实现镀覆柱的半导体芯片与衬底之间的粘合以及电导。所述安排见于先进封装技术。归因于改进的输入/输出(I/O)密度，与单独焊料凸起相比，焊料覆盖的铜柱结构在先进封装应用中为快速生长段。具有不可回焊铜柱和可回焊焊料帽的铜柱凸块具有以下优点：(1)铜具有低电阻和高电流密度能力；(2)铜的导热率提供超过三倍的焊接凸点导热率；(3)可改进可能引起可靠性问题的传统BGA CTE(球栅阵列热膨胀系数)错配问题；以及(4)铜柱在回焊期间不塌陷，允许极细间距而不损害托脚高度。

在所有铜柱凸块制造方法中，电镀到目前为止为商业上最可行的方法。在实际工业生产中，考虑到成本和工艺条件，电镀提供大规模生产率，且在形成铜柱之后不存在用以改变铜柱表面形态的抛光或腐蚀工艺。因此，尤其重要的是通过电镀获得平滑表面形态。用于电镀铜柱的理想铜电镀化学作用和方法在用焊料回焊之后产生具有优异均匀性的沉积物、平坦柱形状和无空隙金属间界面，且能够以高沉积速率镀覆以实现高晶片产量。然而，所述镀覆化学物质和方法的发展为行业的难题，因为一种属性的改进典型地会以另一种属性为代价。基于铜柱的结构已被各种制造商用于消费品，如智能电话和PC。随着晶片级处理(WLP)持续演变且采用铜柱技术，会有对于可制造可靠铜柱结构的具有先进能力的铜镀覆浴液和方法的不断增加的需求。

类似形态问题还在金属电镀再分布层布线的情况下遇到。接合垫和线空间特征的形态缺陷还损害先进封装物件的性能。因此，对提供其中特征具有基本上均匀表面形态的铜光致抗蚀剂限定的特征的铜电镀方法和化学物质存在需求。

发明内容

一种方法，其包括：a)提供包含光致抗蚀剂层的衬底，其中光致抗蚀剂层包含多个孔；b)提供包含一或多种吡唑化合物和一或多种双环氧化物的一或多种反应产物的铜电镀浴液；电解质；一或多种加速剂；和一或多种抑制剂；c)将包含具有多个孔的光致抗蚀剂层的衬底浸没于铜电镀浴液中；和d)在多个孔中电镀多个铜光致抗蚀剂限定的特征，多个光致抗蚀剂限定的特征包含0％到10％的平均TIR％。

铜电镀浴液包括一或多种吡唑化合物和一或多种双环氧化物的反应产物、电解质、一或多种铜离子源、一或多种加速剂和一或多种抑制剂，其量足以电镀具有0％到10％的平均TIR％的铜光致抗蚀剂限定的特征。

本发明还涉及一种光致抗蚀剂限定的特征在衬底上的阵列，所述光致抗蚀剂限定的特征包含0％到10％的平均TIR％和0％到10％的WID％。