文章來源：老虎說芯

原文作者：老虎說芯

本文介紹了半導體制造工藝中Plating(電鍍)工藝的原理、設備、操作和維護。

Plating 定義

Plating(電鍍)是一種電化學過程，通過此過程在基片(wafer)表面沉積金屬層。在微電子領域，特別是在Bump連接技術中，電鍍起到至關重要的作用，用于形成穩固且導電的連接點，這些連接點是芯片封裝的關鍵組成部分。

設備介紹

①電鍍槽

電鍍槽是一個容器，用來盛放含有待沉積金屬的溶液。基片通過特制的架子懸掛在溶液中。這些槽通常配備有攪拌器和溫度控制系統，以保持化學溶液的均勻性和適宜溫度。

②電源

電鍍過程需要一個穩定的電源來提供電流或電壓。電源的穩定性至關重要，因為電鍍過程的質量直接受到電流密度和電壓的影響。通常使用直流電源，但在特定應用中也可能使用脈沖電源以優化鍍層的微觀結構。

操作技巧

a. 電鍍液的管理

化學成分與溫度：確保電鍍液的化學成分和溫度恒定是獲得高質量鍍層的關鍵。鍍液中的金屬離子濃度、pH值和有機添加劑的含量必須嚴格控制。溫度影響鍍液的粘度和離子活性，通常維持在特定范圍內，例如銅鍍液通常保持在20°C到25°C。

b. 電流密度與鍍層時間

電流密度：電流密度是決定鍍層速率和質量的重要參數。電流密度過高可能導致鍍層粗糙、氣泡生成和不均勻沉積。適當調整電流密度可以幫助控制鍍層的均勻性和結晶性。

鍍層時間：鍍層時間決定了鍍層的總厚度。鍍層時間需要與電流密度協同調整，以確保鍍層的連續性和均勻性。

c. 電鍍液的維護

定期檢測：定期對電鍍液進行化學和物理性質的檢測，可以預防污染和成分失衡。例如，鍍銅液中銅離子的消耗需要通過定期添加來補充，確保電鍍過程的穩定性。

維護與過濾：電鍍液中可能積累各種雜質，如溶解的金屬顆粒和有機污染物。使用過濾系統可以去除這些雜質，防止鍍層缺陷的發生。

常見問題與解決策略

a. 鍍層不均勻

原因：電流分布不均、電鍍槽中溶液流動不充分或基片固定不良。

解決方法：優化電極和基片的配置，提高槽液的循環與攪拌效果，檢查并調整基片的固定方式。

b. 鍍層剝落

原因：基片表面清潔度不足或電鍍液中有機添加劑過量。

解決方法：改進基片的清潔工藝，調整有機添加劑的使用量和種類。

c. 鍍層孔洞

原因：電流密度過高、氣泡附著或鍍液中有雜質。

解決方法：降低電流密度，優化攪拌和過濾系統以減少氣泡和雜質。

Plating是Bump工藝中的核心步驟之一，對于保證產品的質量和性能至關重要。通過精細控制操作條件和維護電鍍液的質量，可以顯著提高鍍層的一致性和可靠性。