直接能量电镀：一种用于互连的新型电沉积工艺2023年4月21日16:22对新产品和尖端产品不断升级需求的驱使下，电子产品的生命周期持续缩短，半导体产业面临着对创新的持续渴求。特别是对封装业而言，更小的封装、更高的性能及更低的本钱成为其主要压力。用于各种节距密度铜柱的电沉积工艺测试阵列就互连而言，晶圆级封装〔WLP〕应用，例如再分布层〔RDL〕、凸点及穿透硅通孔〔TSV〕，正取代像引线键和这样的传统技术。WLP结构要求厚金属或高深宽比的结构，这样像物理气相沉淀〔PVD〕或化学气相沉淀〔CVD〕这样的技术有时候很难满足要求。因此，在此类应用中，更适宜的电镀技术开始兴起。虽然电镀可获得出众的沉积速率，但电化学沉积〔ECD〕在生产灵活性及性能方面有一定的限制。ECD性能通常由沉积速率、均匀性、薄膜外表形态、外表形貌及剪切强度等来度量。决定这些衡量标准的工艺参数包括化学品、温度、整流器的设置及搅拌。电镀性能在很大程度上取决于化学品的选取。化学品决定了镀液温度和输出电流。虽然类似周期性逆脉冲电镀1的技术可以提高性能，但工作时间又受到了新的限制。搅拌能影响电镀速率和均匀性。类似喷泉式液流或垂直搓板式洗刷2的方法可增加传输量，但这种方式需远离水面发生且受限于流体性能。一项新技术已研制成功，将ECD提升为直接能量电镀〔DEP〕。取代以往的机械方法，DEP采用可直接耦合到衬底的振动能。这种能量模式比简单的搅拌更加有效。通过对波形的编程可产生多种效果：外表清洗、接触焊、高深宽比结构中的增强型扩散、去除气泡或为加速电镀而减少边界层。电镀的根本原理电镀基于氧化复原反响。将阳极和阴极〔电镀外表〕连接到电源〔或整流器〕上，为系统提供电流〔图1〕。在阳极，金属离子被氧化生成阳离子，在溶液中带有正电荷〔例如铜将生成Cu2+〕。这些离子要么与溶液中的阴离子〔SO42-〕结合，要么在阴极外表复原，吸收电子以形成零价态并沉积在阴极外表。在溶液中，进行搅拌是很重要的，可以防止局部反响及电镀的不均匀。电镀速率根本取决于质量传输。在阴极外表，边界层的存在可降低外表沉积。产生搅拌的机械技术包括喷泉式喷洒和搓板式洗刷〔图2〕。由于在外表上直接喷洒，喷泉式喷洒会产生湍流。搓板式洗刷会沿着外表产生剪切力，使外表上的边界层从典型的50祄降至10祄或稍大。电镀液通常是由许多成分构成的，包括：■作为电镀材料的金属离子■决定电镀液的电导率的酸■用于清洗外表的光亮剂，它具有小分子质量的...
