知识星球(星球名:芯片制造与封测技术社区,点击加入)里的学员问:晶圆电镀的速率不能无限制地提高,为什么?半导体工艺普遍遵循“欲速则不达”的原则,要想做的好,需要慢下来。
怎样提高晶圆电镀速率?
根本机理:只有提高阴极(晶圆)电流密度与电流效率的乘积,才能提高镀速。因此,只有从提高电流密度和电流效率两方面入手。
提高电流密度时遇到的问题?
1,剧烈提升电流密度时,电流效率会下降,副反应(如析氢)增强。析氢增强导致针孔等。
2,当阴极电流密度过高,沉积原子的能量高,晶核不仅在表面横向生长,还会在垂直方向甚至三维空间生长,容易形成树枝状或粗糙镀层;
3,整平剂、光亮剂在低速下可有效控制结晶形貌;但电流密度过高时,添加剂来不及扩散或被迅速还原消耗,导致表面整平能力变差;光亮剂失效,表面出现颗粒感或亮度差的区域。
如消除电流密度增大带来的问题?
1,增强电化学极化:更换耐更高电流密度的添加剂;提高电镀液温度;表面粗化等
2,减小浓差极化:增强溶液流动(搅拌/喷淋/旋转阴极/鼓泡);提高镀液浓度;下期讲什么是电化学极化与浓差极化。
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