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芯片制造中的电镀工艺

前天 09:32 浏览：114 来源：小萍子

在现代芯片制造的复杂工艺中，电镀（Electroplating）技术扮演着关键角色。这项看似传统的技术，经过精密改良后，已成为纳米级集成电路制造的核心工艺之一。

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芯片制造中的电镀工艺

电镀是通过电化学反应在物体表面沉积金属层的技术。与传统装饰性电镀不同，芯片电镀具有以下特点：

纳米级精度
：金属层厚度控制在10-200纳米范围。
超高纯度
：金属纯度需达99.9999%以上。
三维填充
：需完美填充微米级沟槽结构。

电镀在芯片制造中的应用

电镀工艺主要应用于芯片制造的后端工艺（BEOL，Back End of Line）：

金属互连层形成
：在绝缘层上构建铜导线。
TSV（硅通孔）填充
：3D芯片堆叠中的垂直导电通道。
UBM（凸块下金属层）制备
：芯片封装的关键界面层。

电镀工艺流程

1. 前处理阶段

晶圆清洗
：使用超纯水与化学试剂去除表面污染物。
阻挡层沉积
：2-5nm厚的Ta/TaN复合层，防止铜扩散。
种子层沉积
：50-100nm铜层（PVD工艺），提供导电基底。

2. 电镀核心过程

步骤	参数	作用
电解液填充	流速1-5m/s	确保溶液均匀流动
电流施加	电流密度1-10mA/cm²	控制沉积速率
金属沉积	温度20-25℃	形成致密铜层
添加剂调控	加速剂/抑制剂/整平剂	优化填充效果

3.后处理工艺

退火
：150-400℃热处理改善晶体结构。
化学机械抛光（CMP）
：去除多余铜层，实现表面平坦化。

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