之前我們寫過(guò),晶圓電鍍?cè)诎雽?dǎo)體行業(yè)中的應(yīng)用,見(jiàn)文章:哪些制程會(huì)用到電鍍工序?電鍍是一個(gè)很重要的金屬化工藝,今天我們就以微型電鍍?cè)O(shè)備為例,來(lái)詳細(xì)說(shuō)說(shuō)晶圓電鍍的原理。
如上圖,1.2L的微信電鍍槽與2000萬(wàn)一臺(tái)的量產(chǎn)型電鍍機(jī)的基本原理一致。共有6個(gè)核心部件,分別是陰極,陽(yáng)極,鼓泡器,電源,攪拌器,電鍍槽。
電鍍槽(Plating Bath)
? ? 容積約 1.2 L?的透明絕緣槽體,通常由聚丙烯(PP)或聚四氟乙烯(PTFE)等化學(xué)惰性材料制成。內(nèi)部盛裝的是電鍍液,用來(lái)提供可被還原的金屬離子來(lái)源。
陰極(Cathode):即被電鍍的待鍍晶圓。
陽(yáng)極(Anode):通常是同種金屬的可溶陽(yáng)極,比如銅電鍍時(shí)用銅陽(yáng)極;若采用惰性陽(yáng)極,則需外部提供金屬離子來(lái)源。
磁力攪拌器,鼓泡器
磁力攪拌功能,鼓泡,或循環(huán)功能,主要用于攪拌電鍍液,增強(qiáng)溶液中金屬離子的擴(kuò)散,消除濃差極化。
電源(DC Power Supply)
電鍍所用電源必須為直流電源。
圖中紅黑兩根粗導(dǎo)線從電源輸出到電鍍槽,紅色(正極)接陽(yáng)極,黑色(負(fù)極)接陰極襯底。
加熱系統(tǒng)
部分鍍種需要加熱,比如:鎳電鍍等。
有些鍍種不需加熱,比如:銅電鍍。
當(dāng)電路導(dǎo)通后,陽(yáng)極氧化溶解,金屬離子進(jìn)入電鍍液中,反應(yīng)方程式:
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Cu-2e-->Cu(2+)
在陰極上,電鍍液中的金屬離子發(fā)生還原反應(yīng),在晶圓表面接受電子,沉積為金屬原子。
Cu(2+)+2e-->Cu?如有需要1.2L全套微型電鍍槽,可聯(lián)系Tom