文档介绍：电镀层均匀性的��模拟与优化�
董久超�,王�磊�,汤�俊�,刘�瑞�,汪�红�,戴旭涵。�
��.上海交通大学微电子学院,上海��;�.上海交通大学微纳科学技术研究院�
薄膜与微细技术教育部重点试验室微米/纳米加工技术国家级重点试验室,上海��
摘�要:尝试用��有限元软件对电镀过程中电力线分布进行模拟分析,并采用一些辅助措施改�
进电镀模型,力求使电镀层厚度的均匀性有所提高。模拟分析发现:在阴阳极之间加上一块中间带孔的�
挡板,可以改善镀层的均匀性。当辅助挡板的孔径为��、且离开阴极�.��时,电镀层厚度的相对误�
差由无挡板时的��.��/�降为��.��,通过电镀试验验证模拟分析,结果两者显示出较好的一致性。�
关键词:微机电系统;电镀;均匀性;模拟;有限元分析�
中图分类号:��文献标志码:��
微机电系统��—��—��—�
��,��作为一个新兴的技术领域,在信息、�
通信、国防、航空航天、医疗和生物工程等领域的应�
用必将越来越广泛。��技术的快速发展,给传�
统的电镀技术带来了前所未有的活力。由于电镀技�
术可以同时实现结构材料、功能材料的制备和器件�
成形,已成为��非硅微加工技术中不可代替的�
一个重要工艺环节,对于��器件的研制、性能�
至关重要。�
然而,电镀技术在��非硅微加工领域的应�
用遇到了一些新难题,如:镀层内应力控制问题、掩�
模电沉积厚度均匀性问题、叠层结构层间结合力问�
题、高深宽比孔洞填充问题��】�等,限制了电镀工艺�
技术优势的正常发挥,因此,这些技术问题亟待�
解决。�
在��器件的制备过程中,如何控制镀层厚�一
度和成分的均匀性,保证镀层微观组织结构一致和�二�
衬�
性能稳定,是获得符合设计要求器件的关键。影响�
镀层均匀性的因素很多,主要有几何因素和电化学�
图�镀片�阴极板�图��阴阳极板与挡板模型�
因素。目前,对于镀层均匀性的研究大多集中在具�
�.�.��网格划分�
体工艺条件的探讨或添加剂的改良方面。本文作者�
该仿真使用的是�表�材料参数�
尝试利用��模拟软件对电镀过程中阴极电力�
��的静电分析,所—�——�
线分布进行模拟分析,并施加一定尺寸的辅助挡板,�
要使用的材料参数为电�铜��.��一��
力求改善初级电流分布的均匀性,期待为电沉积工�
阻率。试验中涉及的��。‘��
艺研究提供有参考价值的基础数据。�
种主材料参数见表�,——�
��模拟�
阴阳极板使用的是铜材料,挡板和衬底都使用的是�
�.�模型的建立�电阻率无穷大的绝缘材料,电镀液的电阻率为�.��
按照实际试片的形状和尺寸,在��模拟��/�。这里数值的设定尽量接近于实际的试验器�
中,首先对电镀环境进行了建模,主要分为�个部�材的数据。�
分:空间模型的建立和网格的划分。�定义好材料属性之后,对模型进行网格划分。�
�.�.�空间模型的建立�试验中起作用的以及主要观察的部分是挡板和极�
电沉积过程