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電鍍是國民經(jīng)濟中不可缺少的行業(yè),但歷來也是重度污染行業(yè)。凸點電鍍是最近發(fā)展起來的新型電鍍技術(shù),是將傳統(tǒng)電鍍技術(shù)應(yīng)用于微電子微細加工領(lǐng)域的典型范例。近年來,蓬勃發(fā)展的MEMS電鍍以及超大規(guī)模集成電路銅布線電鍍等高新技術(shù),代表電鍍這門古老的工業(yè)技術(shù)正迅速向高技術(shù)含量、高精度、高可靠性方向邁進。

與傳統(tǒng)電鍍技術(shù)一樣,凸點電鍍過程也面臨非常嚴峻的環(huán)境問題,比如氰化物鍍金、含鉛電鍍、節(jié)能節(jié)水、三廢排放與處理等,一旦處理不好,將會對環(huán)境產(chǎn)生巨大危害。本文主要探討在芯片凸點電鍍過程中應(yīng)用清潔生產(chǎn)技術(shù)的考慮和措施。

芯片凸點的典型加工流程

目前,比較典型的凸點制作工藝流程主要包括焊料凸點制作和金凸點制作。

焊料凸點制作工藝流程:清洗→濺射Ti/Cu→光刻1→電鍍Cu/Ni→去膠→腐蝕→介質(zhì)制作→光刻2→腐蝕介質(zhì)→去膠→濺射Ti/Cu→光刻3→鍍Cu/Ni→鍍焊料→去膠→腐蝕Cu→腐蝕Ti→硅片回流→檢測凸點→劃片分割→成品。

金凸點制作工藝流程:清洗→濺射TiW/Au→厚膠光刻→掃膠→電鍍Au→去膠→等離子清洗→腐蝕Au→腐蝕TiW→退火→檢測→成品。一般來說,凸點制備過程中,主要采用電鍍銅、鎳、金、錫鉛、錫銀等鍍種,一些特殊的凸點工藝還使用金錫、錫、銀、銦、化學(xué)鍍鎳等鍍種。

凸點電鍍配方及施鍍方式

目前,凸點電鍍中會涉及氰化物電鍍、含鉛電鍍等問題。就施鍍方式而言,可能會涉及電鍍、化學(xué)鍍,以及物理沉積等。首先,就電鍍液配方而言,基本上能夠做到全部選用無毒/微毒工藝,避免鉛、氰化物等有毒有害物質(zhì)的使用。表1列出目前凸點電鍍過程中選用的電鍍配方的主要成分。

??? 其次,在凸點制備過程中,會多次用到物理沉積工藝,即采用專門的設(shè)備,利用真空蒸發(fā)、濺射方式,在真空容器內(nèi)將所需金屬或非金屬原子沉積到材料的表面。比如,凸點工藝中Ti/Cu和TiW/Au等薄膜的沉積就是采取濺射工藝,其膜層粘附力強、鍍層均勻、致密,具有比化學(xué)沉積用料省、幾乎無有害物質(zhì)產(chǎn)生等特點。

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