集成电路电镀镍阳极表面活化装置的制作方法

专利2025-12-08  8


本发明属于集成电路镍电极活化,尤其涉及集成电路电镀镍阳极表面活化装置。


背景技术:

1、在半导体制造领域,晶圆凸块电镀是关键的工艺之一,其中镍电镀因其良好的导电性和机械性能而被广泛使用。然而,金属镍层极易发生钝化,形成一层致密且厚度较大的钝化膜,这层膜对一般的活化处理具有很高的抵抗力,使得有机酸难以有效活化镍层。这种钝化现象不仅发生在阴极上,更常见于阳极,且由于其持续性特点,如果不停机并拆解设备,钝化现象往往难以被及时察觉,最终导致产品质量的严重下降。

2、纯镍作为一种化学活性较高的金属,在粉末状态下可以观察到其高度的反应性,但在大块金属状态下,其与空气的反应却相对缓慢。这是因为镍表面会形成一层具有保护作用的氧化物,即钝化层。阳极钝化的形成,正是由于这层钝化层的存在。此外,电镀过程中,无论是阴极还是阳极上的镍层钝化,都会对镀层质量产生不利影响。钝化后的镍层在微观结构上会出现晶格间的孔隙,这种孔隙率的存在使得镍层及其下的基体金属更易受到腐蚀,从而降低了镀层的抗蚀能力。随着时间的推移,这些问题可能导致氧化变色、水渍返锈,甚至镀层脱落等现象,严重影响了产品的可靠性和性能。

3、因此,解决镍层钝化问题,提高镍电镀层的质量和稳定性,对于提升半导体器件的整体性能和延长其使用寿命具有重要意义。


技术实现思路

1、针对上述情况,为克服现有技术的缺陷,本发明提供了集成电路电镀镍阳极表面活化装置,包括外槽体和内槽体,所述外槽体设于内槽体的一侧,所述外槽体和内槽体各自设有阳极和阴极,所述外槽体的阳极为外槽阳极钛蓝,所述外槽体的阴极为外槽阴极不锈钢网,所述外槽阳极钛蓝和外槽阴极不锈钢网分别设于外槽体的两侧,所述内槽体的阳极为内槽阳极钛蓝,所述内槽体的阴极为夹具,所述内槽阳极钛蓝和夹具分别设有内槽体的两侧,所述夹具内夹持有晶圆,所述外槽阳极钛蓝和内槽阳极钛蓝上附着有阳极镍饼,所述外槽体和内槽体通过循环泵联通,所述内槽体内设有镀液。

2、进一步地,所述镀液从内槽体上部溢出,进入外槽体,然后经过循环泵重新回到内槽体中。

3、进一步地,所述外槽阴极不锈钢网的长为25-35cm,宽为20-30cm。

4、进一步地,所述夹具上接有电解治具。

5、进一步地,所述内槽体和外槽体的作业时间为24h,所述内槽体和外槽体时时处于电解状态,时时进行镀液中杂质的析出。

6、进一步地,所述外槽阳极钛蓝和内槽阳极钛蓝上镍饼的表面时时处于解离状态,消除阴阳极镍层钝化。

7、进一步地,所述内槽体的温度为45±2℃,电压为8-10v,电流为5a。

8、进一步地,所述外槽体的电压为5.5±1v,电流为6±0.5a。

9、本发明的有益效果是:

10、1、本发明中,在现有外槽体基础上修改并架设一组独立电解槽,同时内槽同步配合在不生产的间隙时换上电解治具进行电解,使内外槽时时处于电解的状态,时时进行镀液中杂质的析出,同时阳极镍饼的表面时时处于解离状态,来消除阳极镍层钝化以及镀镍层质量下降带来的不利影响;

11、2、本发明中,通过内外槽的持续电解状态,能够不断析出镀液中的杂质,这不仅延长了药水的使用寿命,还有助于降低生产成本;

12、3、本发明中,内外槽处于持续电解状态,尽管阳极镍饼会因为持续的电解而逐渐消耗,但通过这种方式可以有效避免镍镀层异常所带来的生产中断和品质问题,节省的循环时间和提升的产品良率,以及不锈钢与镍块的可回收性,所带来的正面效益远远超过了消耗的成本。



技术特征:

1.集成电路电镀镍阳极表面活化装置,包括外槽体(1)和内槽体(2),其特征在于:所述外槽体(1)设于内槽体(2)的一侧,所述外槽体(1)和内槽体(2)各自设有阳极和阴极,所述外槽体(1)的阳极为外槽阳极钛蓝(3),所述外槽体(1)的阴极为外槽阴极不锈钢网(4),所述外槽阳极钛蓝(3)和外槽阴极不锈钢网(4)分别设于外槽体(1)的两侧,所述内槽体(2)的阳极为内槽阳极钛蓝(5),所述内槽体(2)的阴极为夹具(6),所述内槽阳极钛蓝(5)和夹具(6)分别设有内槽体(2)的两侧,所述夹具(6)内夹持有晶圆(7),所述外槽阳极钛蓝(3)和内槽阳极钛蓝(5)上附着有阳极镍饼(8),所述外槽体(1)和内槽体(2)通过循环泵(9)联通,所述内槽体(2)内设有镀液(10)。

2.根据权利要求1所述的集成电路电镀镍阳极表面活化装置,其特征在于:所述镀液(10)从内槽体(2)上部溢出,进入外槽体(1),然后经过循环泵(9)重新回到内槽体(2)中。

3.根据权利要求2所述的集成电路电镀镍阳极表面活化装置,其特征在于:所述外槽阴极不锈钢网(4)的长为25-35cm,宽为20-30cm。

4.根据权利要求3所述的集成电路电镀镍阳极表面活化装置,其特征在于:所述夹具(6)上接有电解治具。

5.根据权利要求4所述的集成电路电镀镍阳极表面活化装置,其特征在于:所述内槽体(2)和外槽体(1)的作业时间为24h,所述内槽体(2)和外槽体(1)时时处于电解状态,时时进行镀液(10)中杂质的析出。

6.根据权利要求5所述的集成电路电镀镍阳极表面活化装置,其特征在于:所述外槽阳极钛蓝(3)和内槽阳极钛蓝(5)上镍饼的表面时时处于解离状态,消除阴阳极镍层钝化。

7.根据权利要求6所述的集成电路电镀镍阳极表面活化装置,其特征在于:所述内槽体(2)的温度为45±2℃,电压为8-10v,电流为5a。

8.根据权利要求7所述的集成电路电镀镍阳极表面活化装置,其特征在于:外槽体(1)的电压为5.5±1v,电流为6±0.5a。


技术总结
本发明涉及集成电路镍电极活化技术领域的集成电路电镀镍阳极表面活化装置,包括外槽体和内槽体,所述外槽体设于内槽体的一侧,所述外槽体和内槽体各自设有阳极和阴极,所述外槽体的阳极为外槽阳极钛蓝,所述外槽体的阴极为外槽阴极不锈钢网。本发明在现有外槽体基础上修改并架设一组独立电解槽,内外槽时时处于电解的状态,时时进行镀液中杂质的析出,同时阳极镍饼的表面时时处于解离状态,来消除阳极镍层钝化以及镀镍层质量下降带来的不利影响,还延长了药水的使用寿命,有助于降低生产成本;但通过这种方式可以有效避免镍镀层异常所带来的生产中断和品质问题,节省的循环时间和提升的产品良率,带来的正面效益远远超过了消耗的成本。

技术研发人员:郭剑云
受保护的技术使用者:日月新半导体(昆山)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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