电镀工艺流程讲解1

QTech西钛新进员工教育训练教材晶圆电镀工艺讲解部门：工程部日期：2010-10讲师：赵林QTech西钛新进员工教育训练教材内容大纲①初识电镀②电镀目的③产品简介④镀层结构⑤电镀步骤QTech西钛新进员工教育训练教材初识电镀外觀•装饰要求(美觀)功能•防止腐蝕(防銹)•提高表面硬度和耐磨性能•提高導電性能•提高电磁性能•修復尺寸•提高光的反射性能•增加焊錫性•防止局部滲碳;滲氮•提高潤滑性•延長耐候性與耐熱性电镀用途QTech西钛新进员工教育训练教材初识电镀广义的电镀包括化学镀，电镀，电铸，真空镀等.狭义：电镀就是利用电解（电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程）的方式使金属或合金沉积在工件表面，以形成均匀、致密、结合力良好的金属层的过程，就叫电镀。简单的理解，是物理和化学变化的结合。电镀概念化学镀是不需要电流提供，直接通过自催化或置换等原理进行的.电镀，电铸必需要有外部直流电流提供才能进行。真空镀主要包括真空蒸镀、溅射镀和离子镀几种类型，它们都是采用在真空条件下，通过蒸馏或溅射等方式在塑件表面沉积各种金属和非金属薄膜.在我们的制程中除了电铸，其它3种方式的电镀都会应用到.QTech西钛新进员工教育训练教材初识电镀电解电镀Wafer可溶或不可溶性阳极三要素：直流电源，欲镀金属之电解质溶液，阴阳极导电导体.M++e-→MM-e-→M+QTech西钛新进员工教育训练教材电镀目的我们电镀的主要目的：1.保护已有的电路线路铝层,增强线路信号传输的可靠性和稳定性.在电镀工序之前的电路线路为很薄的铝层（厚度约1-4um）,金属铝的化学性质很活泼,暴露在大气中非常容易被氧化和腐蚀.由于厚度很薄,一旦线路被氧化或腐蚀,其信号传输的可靠性和稳定性会大大下降,甚至失效,从而严重影响产品品质和性能.如果在金属铝表面镀上镍层,就可以起到保护线路的作用.2.为后面的BGA工序提供焊锡载体。电镀后面的工序是置锡球,金属铝不具可焊锡性能,所以直接在金属铝上进行置锡球是不可能的.如果在金属铝表面先镀上镍层,然后再镀上一层薄薄的金,就可以达到既能保护铝层线路又能提供良好的焊锡效果的目的.QTech西钛新进员工教育训练教材表面湿润的作用：使用DI纯水将干燥的Wafer表面进行预浸润，排出孔中的气泡。然后Wafer再浸入后面的cleaner除油液中时，除油液能均匀的分布在Wafer表面，达到除油均匀一致的效果.电镀目的QTech西钛新进员工教育训练教材QDR清洗的作用：从除油液中取出Wafer后，Wafer表面残留有大量的药水，在进入下一工站之前必须保证Wafer表面是清洁的，否则会污染药水，影响产品镀层品质和药水的使用寿命。电镀目的QTech西钛新进员工教育训练教材TRAP槽的作用：1.分级漂洗，节约用水资源；2.让反应速度慢慢将下来.电镀目的QTech西钛新进员工教育训练教材孔径35um，孔深40um电镀目的QTech西钛新进员工教育训练教材产品简介产品外观QTech西钛新进员工教育训练教材金属金层镀层结构电镀前金属铝层电镀后QTech西钛新进员工教育训练教材电镀步骤根据电镀作用,整个电镀过程可分三个步骤：PART1电镀：镀镍PART1电镀：蚀刻铝&去胶PART3电镀：边缘镀金我们电镀的目的是什么？QTech西钛新进员工教育训练教材换铁氟龙换干净的cassette60℃，15min600W，100sccmAr，20minIPQC可稽核作业手法：1.放入金属制提篮一次不超过3片2.notch口全部朝上3.线路面全部朝外PlatingRoom刻铝&去胶步骤QTech西钛新进员工教育训练教材镀镍&金步骤20-30min，88℃±2，PH=4.6-4.8,Ni厚度2-4um10-20min，88℃±2，PH=5.7-6.3,金厚度0.03-0.07umQTech西钛新进员工教育训练教材1.铝表面活化--除油目的：除去铝表面的污染物，如油脂，指纹，灰尘等.Step1:表面湿润Step2:cleaner浸泡Step3:QDR清洗作业流程作业要求温度：室温时间：30秒钟冲水过程中要盖上盖子温度：室温时间：2.5分钟要求手动上下振动,振动过程Wafer不得露出药液面,药水一直循环过滤温度：室温时间：5分钟冲水过程中要盖上盖子QTech西钛新进员工教育训练教材2.铝表面活化—酸浸目的：除去铝表面的氧化物及其它合金元素（线路铝层为含铜4%的合金层），使其表面露出活性的金属铝层.Step1:硝酸浸泡Step2:Trap2次清洗Step3:QDR清洗作业流程作业要求温度：室温时间：10秒钟要求手动上下振动,振动过程Wafer不得露出药液面,药水一直循环过滤温度：室温时间：5秒钟/槽要求手动上下振动,振动过程Wafer不得露出药液面,温度：室温时间：5分钟冲水过程中要盖上盖子QTech西钛新进员工教育训练教材3.第一次化学镀锌目的：1.去除铝表面的氧化膜.2.在铝的表面形成一层锌的置换层,阻挡铝被再次氧化.Step1:第一次化学镀锌Step2:Trap2次清洗Step3:QDR清洗作业流程作业要求温度：室温时间：10秒钟要求手动上下振动,振动过程Wafer不得露出药液面,药水一直循环过滤温度：室温时间：5秒钟/槽要求手动上下振动,振动过程Wafer不得露出药液面,温度：室温时间：5分钟冲水过程中要盖上盖子铝能将溶液中的锌置换出来QTech西钛新进员工教育训练教材4.硝酸退除目的：1.去除第一次浸锌层.因第一次浸锌镀层比较粗糙,且覆盖不完全.2.去除暴露出来的合金腐蚀层.浸锌时对基体的腐蚀会使合金夹杂物暴露出来.Step1:硝酸退除Step2:Trap2次清洗Step3:QDR清洗作业流程作业要求温度：室温时间：10秒钟要求手动上下振动,振动过程Wafer不得露出药液面,药水一直循环过滤温度：室温时间：5秒钟/槽要求手动上下振动,振动过程Wafer不得露出药液面,温度：室温时间：5分钟冲水过程中要盖上盖子QTech西钛新进员工教育训练教材5.第二次化学镀锌目的：镀上一层更薄更均匀更致密的锌层.粗糙的镀层硝酸已经去除，表面平整细致，镀出的镀层更均匀致密.Step1:第二次化学镀锌Step2:Trap2次清洗Step3:QDR清洗作业流程作业要求温度：室温时间：5秒钟要求手动上下振动,振动过程Wafer不得露出药液面,药水一直循环过滤温度：室温时间：5秒钟/槽要求手动上下振动,振动过程Wafer不得露出药液面,温度：室温时间：5分钟冲水过程中要盖上盖子QTech西钛新进员工教育训练教材常见问题及解决方法序号问题点产生后果解决方法1cleaner除油之前没有先用DI水浸润除油不均匀，影响镀层结合力和外观.cleaner之前必须先用QDR冲洗30秒钟.2没有进行第二次镀锌就直接镀碱性化学镍镀层粗糙，影响镀层结合力和外观.严格按流程进行，不可跳过任何一个步骤.3镀锌时没有垂直振动或振幅过大镀层不均匀，影响镀层结合力.1.确保镀液液位正常.2.注意振幅不要过大，保证Wafer始终浸没在药水里面.4镀锌时间过长或不够镀层结合力差.严格按作业条件进行操作.5未经QDR清洗或时间短残留在Wafer及cassette上的药水被带入到下一个工作槽液中，造成交叉污染.严格按流程进行，不可跳过任何一个步骤.QTech西钛新进员工教育训练教材小结与提问（1-5）提问：小结：1.镀前为什么要先除油？如果作业过程中遗漏这个步骤会有何种结果？2.第一次化学镀锌后要用硝酸来退除，为什么？如果不做会怎样？3.在操作的过程中，为何要抖动？？？1.此1-5步骤都可以称之为是铝金属底材镀前的前处理过程.前处理是所有镀前处理最重要的技术环节.镀前处理不到位，直接影响到产品的结合力和外观等品质问题.2.铝金属很容易被氧化而在其表面形成一层薄的氧化膜,这层氧化膜的存在会严重影响镀层之间的结合力.所以制程中采用两次化学镀锌的方法来解决这个问题.3.操作过程中要严格按照操作条件（处理时长，槽液条件等）来进行操作.4.任何操作之前必须先确认镀液浓度，温度，pH值，是否有循环过滤等操作条件是否在规格之内.QTech西钛新进员工教育训练教材6.碱性预镀化学镍目的：1.减少锌镀层被后面的酸性化学镍溶液所溶解,以保证镍镀层与铝层的结合力.锌在碱性溶液中的溶解速度比酸性慢,故在铝表面置换一层薄的镍后,再次进入酸性化学镍溶液时其与镀液接触的阻挡层已经不再是锌,而是镍。2.化学镀具有较好的镀孔能力.Step1:碱性预镀化学镍Step2:Trap2次清洗Step3:QDR清洗作业流程作业要求温度：39±2℃时间：3分钟要求机械垂直振动,振动过程Wafer不得露出药液面,药水一直循环过滤温度：室温时间：5秒钟/槽要求手动上下振动,振动过程Wafer不得露出药液面,温度：室温时间：3分半钟冲水过程中要盖上盖子QTech西钛新进员工教育训练教材7.酸性化学镍目的：在极薄的碱性预镀镍镀层上均匀的沉积一层化学镍镀层.化学镀镍具有比电镀镍更好的镀深孔能力.我们的产品上具有多个直径约35um深度约40um的微孔,微孔的内表面必须被均匀的镀上各种金属镀层才能满足产品功能需求.Step1:酸性化学镍IStep2:Trap2次清洗Step3:QDR清洗作业流程作业要求温度：84±2℃时间：30分钟要求机械垂直振动,振动过程Wafer不得露出药液面,药水一直循环过滤温度：70±2，50±2℃时间：5秒钟/槽要求手动上下振动,振动过程Wafer不得露出药液面,温度：室温时间：5分钟冲水过程中要盖上盖子QTech西钛新进员工教育训练教材常见问题及解决方法序号问题点产生后果解决方法1遗漏碱性化学镀镍锌被过度腐蚀，造成镀层结合力差.严格按作业条件进行操作.2遗漏镀酸性化学镍产品深孔内镀层质量NG.严格按流程进行，不可跳过任何一个步骤.QTech西钛新进员工教育训练教材小结与提问（1-7）提问：小结：1.请叙述此节（1-7步骤）各步骤的内容.2.此节制程中用到哪几种化学镀镍工艺？其作用是什么？3.为何酸性化学镀镍槽后的2个TRAP槽的温度不是室温？1.此1-7步骤主要目的是镀镍2.镀完锌后在酸性化学镀镍之前必须先镀碱性化学镍.以防止锌被过度腐蚀.3.每个步骤完成后要立即进行后面的操作，防止等待时间过长而影响镀层的结合力.QTech西钛新进员工教育训练教材8.外观检验目的：镀镍效果.外观检验作业流程作业要求按照去胶检验规范规定要求进行检验.Wafer上面不可有明显的光刻胶残留QTech西钛新进员工教育训练教材9.酸性化学镀金目的：在凸起的线路层的三面均匀的沉积一层化学金镀层,将整个线路进行包覆,对线路起到很好的保护作用.并对后段的BGA制程提供焊锡载体。Step1:酸性化学镀金Step2:Trap2次清洗Step3:QDR清洗作业流程作业要求温度：88±2℃时间：10-20分钟要求垂直振动,振动过程Wafer不得露出药液面,药水一直循环过滤温度：室温时间：3分30秒冲水过程中要盖上盖子温度：70±2，50±2℃时间：5秒钟/槽要求手动上下振动,振动过程Wafer不得露出药液面,QTech西钛新进员工教育训练教材10.表面干燥目的：驱除镀层内，镀层表面及产品内的水分，使得产品干燥.Step4:氮气吹干作业流程作业要求Step5:烘箱烘干温度：60±2℃时间：60分钟1.Wafer下面垫清洁的无尘纸；2.吹干要求表面无明显水珠QTech西钛新进员工教育训练教材11.品质检验目的：检测镀层质量是否达到规格之内.XRF膜厚测试仪测试镀层厚度是否达到规格要求.电性能测试测试镀层电路是否导通.（蚀刻完铝和镀完金后均需要测试）外观检验检测镀层的完整性，外观均匀性QTech西钛新进员工教育训练教材常见问题及解决方法序号不良现象不良原因解决方法1.循环过滤系统有漏气现象检测循环过滤系统2.槽液中有杂质掉入，致使槽液分解换槽，清洁槽体1.镀液金浓度低分析金离子浓度是否在规格内2.镀液温度不在规格内确保镀液温度在规格内3.槽液老化重新开缸换新的药水1.镀液浓度低分析浓度是否在规