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晶圆电镀原理
2025年06月04日 09:06   浏览:105   来源:小萍子
之前我们写过,晶圆电镀在半导体行业中的应用,见文章:

哪些制程会用到电镀工序?
电镀是一个很重要的金属化工艺,今天我们就以微型电镀设备为例,来详细说说晶圆电镀的原理。
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如上图,1.2L的微信电镀槽与2000万一台的量产型电镀机的基本原理一致。
共有6个核心部件,分别是阴极,阳极,鼓泡器,电源,搅拌器,电镀槽。

  1. 电镀槽(Plating Bath)

        容积约 1.2 L 的透明绝缘槽体,通常由聚丙烯(PP)或聚四氟乙烯(PTFE)等化学惰性材料制成。内部盛装的是电镀液,用来提供可被还原的金属离子来源。

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  2. 阴极(Cathode):即被电镀的待镀晶圆。

  3. 阳极(Anode):通常是同种金属的可溶阳极,比如铜电镀时用铜阳极;若采用惰性阳极,则需外部提供金属离子来源。

  4. 磁力搅拌器,鼓泡器

       磁力搅拌功能,鼓泡,或循环功能,主要用于搅拌电镀液,增强溶液中金属离子的扩散,消除浓差极化。

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  5. 电源(DC Power Supply)

        电镀所用电源必须为直流电源。

       图中红黑两根粗导线从电源输出到电镀槽,红色(正极)接阳极,黑色(负极)接阴极衬底。

  6. 加热系统

    部分镀种需要加热,比如:镍电镀等。

    有些镀种不需加热,比如:铜电镀。

当电路导通后,阳极氧化溶解,金属离子进入电镀液中,反应方程式:

                        Cu-2e-->Cu(2+)

     在阴极上,电镀液中的金属离子发生还原反应,在晶圆表面接受电子,沉积为金属原子。
                           Cu(2+)+2e-->Cu
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