电镀岗位职责通用5篇

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电子电镀技术【第一篇】

姓名： xxx 国籍： 中国

目前住地： 广州 民族： 壮族

户 籍 地： 广西 身高体重： 160 cm 53 kg

婚姻状况： 已婚 年龄： 29 岁

培训认证： 人才测评：

求职意向及工作经历

人才类型： 普通求职

应聘职位： 化学工程类：电镀工程师

工作年限： 6 职称： 中级

求职类型： 全职 可到职日期： 两个星期

月薪要求： 3500--5000 希望工作地区： 广州 中山 珠海

工作经历：

公司名称：广州番禺**五金塑料制品厂 起止年月：2005-05 ～

公司性质： 私营企业所属行业：化学化工，生物制品

担任职务： 电镀技术员

工作描述： 1.负责带领一个班化验员对汽车零配件塑胶（ABS，PC/ABS）电镀前处理除油，亲水，粗化，催化，化学沉镍，焦磷酸盐镀铜等分析；电镀线酸铜，半光镍，光镍，镍封，珍珠镍，光铬，三价黑铬等镀液成分的分析和监控及异常问题的处理，

2.对镀铜镍液应力的检测，镀层厚度和电位差的测量。并对分析结果进行SPC过程统计控制，熟悉HULL氏槽试验。

离职原因： 谋求发展

公司名称： 起止年月：2002-01 ～ 2005-04广州白云区丰宁铝轮壳电镀厂

公司性质： 私营企业所属行业：化学化工，生物制品

担任职务： 化验员，化验工程师

工作描述： 汽车铝轮壳电镀镀液(Cu,Ni,Cr,Sn,Zn,Fe,Ag)等含量的分析，废水处理分析(总Cu,Cr,Ni,Zn),通过HULL氏槽试验对光剂调控，及对镀层耐蚀性（CASS）试验．

离职原因： 效益差，工厂倒闭

公司名称： 起止年月：2001-03 ～ 2001-07广州致达电子厂

公司性质： 民营企业所属行业：电器，电子，通信设备

担任职务： 化学分析员

工作描述： PCB电镀（除胶Line,PTHLine,图形电镀线，化学沉镍金线，电镀镍金线，）镀液分析。

离职原因： 回家乡发展

教育背景

毕业院校： 广西河池民族工业中专

最高学历： 中专 毕业日期： 2001-07-01

所学专业： 工业化学分析 第二专业：

培训经历：

起始年月 终止年月 学校（机构） 专 业 获得证书 证书编号

1997-09 2001-07 广西河池民族工业中专 工业分析 职业资格证书

语言能力

外语： 英语 一般

国语水平： 良好 粤语水平： 一般

工作能力及其他专长

1,曾从事PCB电镀（除胶Line,PTHLine,图形电镀线，化学沉镍金线，电镀镍金线，）镀液分析；汽车铝轮壳电镀前处理除油，除腊，沉锌剂，除垢分析，电镀线光铜，半光镍，高硫镍，光镍，光铬等镀液含量的分析；汽车零配件塑胶（ABS，PC/ABS）电镀前处理除油，亲水，粗化，NP-8,化学沉镍，焦磷酸盐镀铜等分析；电镀线酸铜，半光镍，光镍，镍封，珍珠镍，光铬，三价黑铬等镀液成分的分析，并对分析结果进行SPC过程统计控制，对镀铜镍液应力的检测，熟悉HULL氏槽试验。废水处理分析(总Cu,Cr,Ni,Zn)．

2,2001年在广州致达电子厂参加实习工作时，曾单独负责组建一个无机物化验室：从开始筹备各种仪器设备和化学试剂，配制和标定化学标准溶液，到最后正常投入运行都由本人单独完成。

3,熟悉化验室业务A，化验室人员管理B，化验室技术装备管理（包括仪器设备，化学试剂，技术文件等），C，化验室安全管理D，化验室工作质量管理

4,熟悉PCB板湿流程工艺(除胶Line,PTHLine,图形电镀Line,化学沉镍金Line,电镀镍金Line),塑料(ABS,PC+ABS)电镀工艺(Cu/Ni/Cr,Ni/Cu/Ni/Cr,Cu/Ni/Ni/Cr,珍珠镍),善于HULL氏槽试验对光剂调控，及各工艺药水的维护和监测，能解决日常电镀生产中发生的药水故障。

详细个人自传

1．具有八年电镀厂化验室分析工作和管理经验，能熟悉运用酸碱法，配位法，氧化还原法，称量分析法，沉淀法，非水滴定法及仪器分析(UV机)等方法对物质的含量准确分析。

电子电镀技术【第二篇】

关键词：集成电路；电镀；磷铜；阳极；

中图分类号：

Phosphorized Copper Anode in ULSI and studies on related problems

GAO Yan1,2，WANG Xin-ping1,2，HE Jing-jiang1,2，LIU Hong-bin1,2，JIANG Xuan1,2，JIANG Yu-hui1,2

（General Research Institute for Non-ferrous Metals, Beijing 100088，China）

（GRIKIN Advanced Materials Co., Ltd., Beijing 102200，China）

Abstract: With the development of semiconductor technology, copper interconnect is popular technology in VLSI. Damascence process is used to plate copper. The phosphorized copper anode plays an important role in plating solution. The article analyzes the Influence factors of plating quality which is the content of phosphor and oxygen, purity and grain size.

Key words: IC；plating；phosphorized copper；anode

1 前言

电镀铜层因其具有良好的导电性、导热性和机械延展性等优点而被广泛应用于电子信息产品领域，电镀铜技术也因此渗透到了整个电子材料制造领域，从印制电路板（PCB）制造到IC 封装，再到大规模集成线路（芯片）的铜互连技术等电子领域都离不开它，因此电镀铜技术已成为现代微电子制造中必不可少的关键电镀技术之一。大规模集成电路中广泛采用电镀铜工艺，制备铜互联线。因此铜的电镀工艺，以及电镀阳极的选择越来越成为集成电路行业关注的焦点。

2 集成电路的电镀铜工艺及磷铜阳极

集成电路的电镀铜工艺

在大规模集成电路行业中，由于铜的刻蚀非常困难，因此铜互连采用双嵌入式工艺，即双大马士革工艺（Dual Damascene）。该工艺是在刻好的沟槽内先溅射扩散阻挡层和铜种籽层， 然后通过电沉积（电镀）的方法在沟槽内填充铜，最后采用CMP（ 化学机械抛光） 的方法实现平坦化（图1）。

电镀铜是完成铜填充的主要工艺（图1中③），该工艺要求在制备超微结构刻槽的铜连线过程中电镀铜必须具有很高的凹槽填充能力，因此就对电镀过程中的电镀阳极，电镀液，有机添加剂等的要求很高，特别是电镀用磷铜阳极的要求就更高。

集成电路用磷铜阳极通常是由高纯磷铜合金构成；铜电镀液通常由硫酸铜、硫酸和水组成。在电镀溶液中，当电源加在带有铜种子层的硅片（ 阴极） 和磷铜（ 阳极） 之间时， 溶液中产生电流并形成电场。然后，磷阳极的铜发生反应转化成铜离子和电子，同时阴极也发生反应，阴极附近的铜离子与电子结合形成镀在硅片表面的铜，铜离子在外加电场的作用下，由阳极向阴极定向移动并补充阴极附近的浓度损耗，如图2所示。电镀的主要目的是在硅片上沉积一层致密、无孔洞、无缝隙和其它缺陷、分布均匀的铜。电镀后的表面应尽可能平坦， 以减少后续CMP 工艺中可能出现的凹坑和腐蚀问题[1]。

电镀铜工艺为何使用磷铜阳极

在早期的电镀过程中，采用的是纯铜作为阳极，由于电镀液中含有硫酸，使得纯铜阳极在电镀液中溶解很快，导致电镀液中的铜离子迅速累积，失去平衡。另一方面纯铜阳极在溶解时会产生少量一价铜离子，它在镀液中很不稳定，通过歧化反应分解成为二价铜离子和微粒金属铜，在电镀过程中很容易在镀层上面成为毛刺。为消除阳极一价铜的影响，人们最早使用阳极袋，但很快便发现泥渣过多妨碍了镀液的循环。后改用无氧高导电性铜阳极（OFHC），虽然泥渣减少了，但仍不能阻止铜金属微粒的产生，于是又采用定期在镀液中加入双氧水使一价铜氧化成二价铜，但此法在化学反应中要消耗一部分硫酸，导致镀液中的硫酸质量浓度下降，必须及时补充，同时又要补充被双氧水氧化而损耗的光亮剂，增加了电镀成本。

1954年美国Nevers等人[2]在纯铜中加入少量的磷作阳极时，发现阳极表面生成一层黑色胶状膜（Cu3P），在电镀时阳极溶解几乎不产生铜粉，泥渣极少，零件表面铜镀层不会产生毛刺。这是由于含磷铜阳极的黑色膜具有导电性能，其孔隙又不影响铜离子自由通过，加快了一价铜的氧化，阻止了一价铜的积累，大大地减少了镀液中一价铜离子；同时又使阳极的溶解与阴极沉积的效率渐趋接近，保持了镀铜液中铜含量平衡。美国福特汽车公司使用这种含磷铜阳极的经验证明既保证了镀铜层质量，又节约电镀光亮剂了20％，降低了成本。从此以后，磷铜阳极在酸性镀铜行业中被广泛采用了，然后又逐渐被集成电路行业大规模使用。

3 影响集成电路

用磷铜阳极性能的主要因素

影响集成电路用磷铜阳极性能的主要因素有：磷含量，原料铜的纯度，氧含量和晶粒尺寸。

磷铜阳极的磷含量

磷能够赋予铜阳极优良的电化学性能。添加磷元素后，铜阳极表面生成一层具有特殊性能的黑色阳极膜。保加利亚学者Rashkov等人[3]研究了这种阳极表面黑色膜，主要成分是Cu3P，其具有金属导电性能，这样就解释了黑色膜不会使阳极钝化的原因。他们认为磷的作用在于含磷铜阳极溶解时产生的一价铜生成Cu3P，从而阻止了歧化反应的产生。

阳极中磷的含量应该保持适当，磷含量太低，阳极黑膜太薄，不足以起到保护作用；含磷量太高，阳极黑膜太厚，导致阳极屏蔽性钝化，影响阳极溶解，使镀液中铜离子减少；无论含磷量太低或太高都会增加添加剂的消耗。

关于集成电路用磷铜阳极中磷的含量，根据所采用的加工工艺，以及生产技术水平不同，各研究学者的意见也不同，如表1所示。

阳极的磷含量国内多为%，主要是由于国内生产设备和工艺落后，搅拌不均匀，不能保证磷元素在阳极内部的分布均匀，因此只能够加入过量的磷来保证元素分布。国外的研究表明，磷铜阳极中的磷含量达到%以上时，既有黑膜形成，但是膜过薄，结合力不好。但是当磷含量超过%时，磷含量又过高，黑膜太厚阳极泥渣太多，阳极溶解性差，导致镀液中铜含量下降。因此，阳极磷含量以－%为佳，最佳为－%。国外采用电解或无氧铜和磷铜合金做原料，用中频感应电炉熔炼，原料纯度高，磷含量容易控制。采用中频感应，磁力搅拌效果好，铜磷熔融搅拌均匀，自动控制，这样制造的铜阳极磷分布均匀，溶解均匀，结晶细致，晶粒细小，阳极利用率高，有利于镀层光滑光亮，减少了毛刺和粗糙缺陷[2]。

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随着大规模集成电路引入酸性电镀铜技术的发展，晶圆上的更细线宽、更小孔径、线路的密集化和多层化对铜镀层的要求就越来越严格。镀层的硬度、晶粒的精细、小孔分散能力以及镀层的延展性等物理化学特性要求磷铜阳极的质量更加的精细。同时由于电镀槽的实时监控系统和各性能参数的SPC控制，要求磷铜阳极的稳定性就越来越高。目前国际上主流集成电路用磷铜阳极的磷含量通常要求为－%，这样减少了磷元素的波动，使得电镀阳极的物理化学参数波动更加小，更加可控。但是，这对熔炼、锻造等加工工艺的要求也就更高了。目前对于装备精良，工艺设计稳定的现代化加工企业来说，是完全有能力将集成电路用磷铜阳极的磷含量控制在－%的。

磷铜阳极的纯度

对于每一种阳极，电镀公司都希望阳极是由高纯铜制备而来的，但是往往受到价格和产品要求等因素的影响。常规的磷铜阳极都是采用电解铜、无氧铜和磷铜合金来制备的。无氧铜的含氧量为3ppm，杂质极少。由于氧含量极低且固定，因此基本不产生磷的氧化物，基本不消耗磷，所以磷含量很容易控制，电解铜的纯度一般为%,杂质含量也很少，也容易控制，所以国内外不少厂家采用电解铜为原料。但是，制备磷铜阳极一定不能采用杂铜或回收铜为原料，因为回收的废铜内部杂质种类很多，往往含有过量的铁、镍、锡和银等元素，这些元素过多将污染阳极，从而影响电镀效果。同时，由于氧含量不确定而含磷量又加得少，造成磷含量失控，严重者导致电镀报废。

对于集成电路用磷铜阳极来说，由于使用的环境更加苛刻，要求的电镀效果更加精细，就要求阳极通常都是由高纯铜（铜含量大于%）来制备的。这样才能够保证后续加入磷铜中间合金不会明显影响杂质含量，满足集成电路电镀的要求。表2列出了国内的几家主要的磷铜阳极生产厂家的产品和集成电路用磷铜阳极对于杂质含量的要求。如表2可知，国内的生产厂家在杂质含量的控制上各有不同，但都无法满足集成电路用磷铜阳极的要求。集成电路用磷铜阳极相较与普通阳极，要求控制的杂质种类更多，更加苛刻。对于铜原料纯度的要求要高出普通阳极至少一个数量级以上。

磷铜阳极的晶粒尺寸

随着集成电路封装和晶圆电镀铜的发展，除了要求电镀过程中形成一层致密、均匀、无空洞和无缝隙的铜镀层外，还要求通过电镀来解决高厚径比结构、微通孔和多层通孔电镀的问题。这就要求磷铜阳极的晶粒尺寸要细小均匀，同时磷含量分布均匀。因为只有这样才能保证黑色的Cu3P镀膜均匀，从而保证在相同电流和酸性环境条件下，Cu2+ 的电离以及结合均匀，形成均一的镀膜。

Kenji Yajima[10] 等人认为电镀阳极的晶粒尺寸和大小在电镀过程中对黑膜的影响很大，但它最好为再结晶结构，这样方便黑膜的形成。小的晶粒尺寸无疑是最优的模式，特别是晶粒尺寸小于10μm是最优的尺寸，但是考虑到成本的因素，平均晶粒尺寸在10－50μm都是比较好的。再结晶后平均晶粒尺寸如果超过50μm，阳极表面形成的黑膜趋向于分离。因此最优的晶粒尺寸应为15－35μm。

图3显示了不同晶粒尺寸的集成电路用磷铜阳极的微观组织照片。由于磷的质量百分含量都约为%左右，因此磷元素都以固溶的形态存在于基体中。晶界上没有明显的第二相或其它组织，因此是典型的纯铜微观组织结构。在图3（a）中可以看到不同的晶粒尺寸，有的很小约几微米，有的很大约几百微米，这样的组织结构是非常不均匀的，可能导致富含在晶内或晶界的P元素分布很不均匀，从而导致在电镀过程中Cu3P黑膜的膜厚不均匀，影响电镀效果，因此这样的组织是要尽量避免的。图（b）和图（c）的平均晶粒尺寸分别为10μm和42μm，而且从金相组织照片看，晶粒分布均匀，方向随机，这样的组织使得P元素的分布均匀，Cu3P黑膜的膜厚均匀，电镀效果会非常好。图（d）的晶粒尺寸约为158μm，由于晶粒过大，很容易引起Cu3P黑膜不够致密，这样使得Cu2+ 的电离速度不相同，引起镀层不够致密，厚度不够均匀，此类组织也不是最佳的组织结构。

在制备磷铜阳极的过程中，由于通常都采用的高纯铜进行熔炼，在凝固过程中，由于杂质含量少，往往形成大晶粒尺寸的磷铜铸锭。然后，再通过塑性变形和热处理结合的方法来细化晶粒尺寸，以满足集成电路行业的要求。

磷铜阳极中的含氧量

磷铜阳极中本身不希望含有大量的氧，因为当氧含量高时，极易生产Cu2O和CuO的两种化合物，会导致Cu2O和CuO分布于晶界处，分布不均匀，影响电镀效果。由于含氧量的不均匀，会导致磷铜阳极电解时产生阳极钝化，使得阳极失去了原有的特性，电镀平衡破坏，影响电镀质量。因此，专利[10]认为，如果O含量高于2ppm, 电极表面的黑膜，很容易受到破坏，而O含量小于时，从生产的角度和成本控制的角度来说，都过高。因此集成电路用磷铜阳极的氧含量在－2ppm比较合适，最优的氧含量为

4 结论和展望

采用双大马士革工艺（Dual Damascene）制备的集成电路互连线要求的磷铜阳极必须具备如下条件：① 磷元素的含量在%－%，且分布均匀。②制备的磷铜阳极的高纯铜原料至少保证纯度大于%。③磷铜阳极的最佳晶粒尺寸为小于50微米，且晶粒尺寸均匀无分层。④磷铜阳极的含氧量在为佳。

集成电路互连线用磷铜阳极的研究正在朝着大尺寸、长寿命和低消耗的方向发展。还有很多方面都有待研究：如何通过合理的熔炼方式、冷却方式和热处理方式保证磷元素的分布均匀；如何通过合理的变形工艺和热处理工艺，保证晶粒尺寸的细小，均匀，无明显的分层现象；如何合理的设计阳极的表面形状，增大溶液接触面积，保持电镀液的稳定性；如何通过调整电流参数、添加剂、硫酸和硫酸铜等参数来得到低电阻、高致密度和平整的镀层等。

参考文献

[1] 徐赛生，曾磊，顾晓清等，添加剂对铜互连线脉冲电镀的影响[J];中国集成电路，2008 :61-64

[2] 程良，邝少林，周腾芳，再谈硫酸盐光亮镀铜的磷铜阳极[J]，电镀与涂饰，1999 :20-26

[3] St. Rashkov, L. Vuchkov, The kinetics and mech- anism of the anodic dissolution of phosphorus- containing copper in bright copper plating electrolytes[J], Surface technology 14（1981） 309-321

[4] 沈希宽等， 印刷电路技术，北京，科学出版社，1987:204

[5] 吴以南等， 材料表面技术及其应用手册（电镀篇），北京，机械工业出版社，1998:123

[6] 张立轮，镀铜工艺中基础电镀材料的技术发展及进步[J]，印刷电路信息，2004 :21-25

[7] 赵金敏，铜都铜业铜材厂磷铜产品营销环境分析[J]，铜陵职业技术学院学报，2006 :37-39

[8] 丁士启，王金海，李卫，一种阳极磷铜合金材料的加工方法[P],CN 100453667C,2

[9] 相场玲宏，冈部岳夫，电解镀铜法、电解镀铜的磷铜阳极和利用所述方法及阳极镀铜的半导体晶片[P],WO2003/078698,

[10] Kenji Yajima, Akihiro Kakimoto, Hideyuki Ikenoya, Phosphorized copper anode for electroplating[P], US 6783611 B2,

[11] 王为、刘学雷、巩运兰；硫酸盐镀铜溶液中铜阳极性能的研究[J]，材料保护，2001 :10-11

作者简介

高岩，工学博士，工程师，主要研究方向为高纯金属靶材、微电子和光电子材料、贵金属材料等。

电子电镀技术【第三篇】

关键词：集成电路，铜互连，电镀，阻挡层

1.双嵌入式铜互连工艺

随着芯片集成度的不断提高，铜已经取代铝成为超大规模集成电路制造中的主流互连技术。作为铝的替代物，铜导线可以降低互连阻抗，降低功耗和成本，提高芯片的集成度、器件密度和时钟频率。

由于对铜的刻蚀非常困难，因此铜互连采用双嵌入式工艺，又称双大马士革工艺(Dual Damascene),如图1所示，1)首先沉积一层薄的氮化硅(Si3N4)作为扩散阻挡层和刻蚀终止层，2)接着在上面沉积一定厚度的氧化硅(SiO2),3)然后光刻出微通孔(Via),4)对通孔进行部分刻蚀，5)之后再光刻出沟槽(Trench),6)继续刻蚀出完整的通孔和沟槽，7)接着是溅射(PVD)扩散阻挡层(TaN/Ta)和铜种籽层(Seed Layer)。Ta的作用是增强与Cu的黏附性，种籽层是作为电镀时的导电层，8)之后就是铜互连线的电镀工艺，9)最后是退火和化学机械抛光(CMP),对铜镀层进行平坦化处理和清洗。

图1 铜互连双嵌入式工艺示意图

电镀是完成铜互连线的主要工艺。集成电路铜电镀工艺通常采用硫酸盐体系的电镀液，镀液由硫酸铜、硫酸和水组成，呈淡蓝色。当电源加在铜(阳极)和硅片(阴极)之间时，溶液中产生电流并形成电场。阳极的铜发生反应转化成铜离子和电子，同时阴极也发生反应，阴极附近的铜离子与电子结合形成镀在硅片表面的铜，铜离子在外加电场的作用下，由阳极向阴极定向移动并补充阴极附近的浓度损耗，如图2所示。电镀的主要目的是在硅片上沉积一层致密、无孔洞、无缝隙和其它缺陷、分布均匀的铜。

图2 集成电路电镀铜工艺示意图

2. 电镀铜工艺中有机添加剂的作用

由于铜电镀要求在厚度均匀的整个硅片镀层以及电流密度不均匀的微小局部区域(超填充区)能够同时传输差异很大的电流密度，再加上集成电路特征尺寸不断缩小，和沟槽深宽比增大，沟槽的填充效果和镀层质量很大程度上取决于电镀液的化学性能，有机添加剂是改善电镀液性能非常关键的因素，填充性能与添加剂的成份和浓度密切相关，关于添加剂的研究一直是电镀铜工艺的重点之一[1,2]。目前集成电路铜电镀的添加剂供应商有Enthone、Rohm&Haas等公司，其中Enthone公司的ViaForm系列添加剂目前应用较广泛。ViaForm系列包括三种有机添加剂：加速剂(Accelerator)、抑制剂(Suppressor)和平坦剂(Leverler)。当晶片被浸入电镀槽中时，添加剂立刻吸附在铜种籽层表面，如图3所示。沟槽内首先进行的是均匀性填充，填充反应动力学受抑制剂控制。接着，当加速剂达到临界浓度时，电镀开始从均匀性填充转变成由底部向上的填充。加速剂吸附在铜表面，降低电镀反应的电化学反应势，促进快速沉积反应。当沟槽填充过程完成后，表面吸附的平坦剂开始发挥作用，抑制铜的继续沉积，以减小表面的粗糙度。

加速剂通常是含有硫或及其官能团的有机物，例如聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS),或3-巯基丙烷磺酸(MPSA)。加速剂分子量较小，一般吸附在铜表面和沟槽底部，降低电镀反应的电化学电位和阴极极化，从而使该部位沉积速率加快，实现沟槽的超填充。

抑制剂包括聚乙二醇(PEG)、聚丙烯二醇和聚乙二醇的共聚物，一般是长链聚合物。抑制剂的平均相对分子质量一般大于1000,有效性与相对分子质量有关，扩散系数低，溶解度较小，抑制剂的含量通常远大于加速剂和平坦剂。抑制剂一般大量吸附在沟槽的开口处，抑制这部分的铜沉积，防止出现空洞。在和氯离子的共同作用下，抑制剂通过扩散-淀积在阴极表面上形成一层连续抑制电流的单层膜，通过阻碍铜离子扩散来抑制铜的继续沉积。氯离子的存在，可以增强铜表面抑制剂的吸附作用，这样抑制剂在界面处的浓度就不依赖于它们的质量传输速率和向表面扩散的速率。氯离子在电镀液中的含量虽然只有几十ppm,但对铜的超填充过程非常重要。如果氯浓度过低，会使抑制剂的作用减弱；若氯浓度过高，则会与加速剂在吸附上过度竞争。

平坦剂中一般含有氮原子，通常是含氮的高分子聚合物，粘度较大，因此会依赖质量运输，这样在深而窄的孔内与加速剂、抑制剂的吸附竞争中没有优势，但在平坦和突出的表面，质量传输更有效。沟槽填充完成后，加速剂并不停止工作，继续促进铜的沉积，但吸附了平坦剂的地方电流会受到明显抑制，可以抑制铜过度的沉积。平坦剂通过在较密的细线条上方抑制铜的过度沉积从而获得较好的平坦化效果，保证了较小尺寸的图形不会被提前填满，有效地降低了镀层表面起伏。

在铜电镀过程中，对填充过程产生影响的主要是加速剂、抑制剂和氯离子，填充过程完成后对镀层表面粗糙度产生影响的主要是平坦剂。铜电镀是有机添加剂共同作用的结果，它们之间彼此竞争又相互关联。为实现无空洞和无缺陷电镀，除了改进添加剂的单个性能外，还需要确定几种添加剂同时存在时各添加剂浓度的恰当值，使三者之间互相平衡，才能达到良好的综合性能，得到低电阻率、结构致密和表面粗糙度小的铜镀层。

尽管使用有机添加剂可实现深亚微米尺寸的铜电镀，但往往会有微量的添加剂被包埋在铜镀层中。对于镀层来说，这些杂质可能会提高电阻系数，并且使铜在退火时不太容易形成大金属颗粒。

图3 电镀铜表面添加剂作用示意图

A= Accelerator S= Suppressor

L= Leveler Cl= Chloride Ion

电镀过程中添加剂不断地被消耗，为了保证镀层的品质，需要随时监控添加剂的浓度。目前主要使用闭环的循环伏安剥离法(Cylic Voltammetric Stripping,CVS)来监测电镀液的有机添加剂含量。CVS测量仪器的主要供应商是美国ECI公司。CVS尽管硬件成本低，但它很难反映出几种添加剂组分浓度同时改变的准确情况，高效液相色谱(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)分析技术有望能替代CVS。

3.脉冲电镀和化学镀

在铜互连中的应用

在目前的集成电路制造中，芯片的布线和互连几乎全部是采用直流电镀的方法获得铜镀层。但直流电镀只有电流/电压一个可变参数，而脉冲电镀则有电流/电压、脉宽、脉间三个主要可变参数，而且还可以改变脉冲信号的波形。相比之下，脉冲电镀对电镀过程有更强的控制能力。最近几年，关于脉冲电镀在集成电路铜互连线中的应用研究越来越受到重视[3,4]。

脉冲电镀铜所依据的电化学原理是利用脉冲张驰增加阴极的活化极化，降低阴极的浓差极化，从而改善镀层的物理化学性能。在直流电镀中，由于金属离子趋近阴极不断被沉积，因而不可避免地造成浓差极化。而脉冲电镀在电流导通时，接近阴极的金属离子被充分地沉积；当电流关断时，阴极周围的放电离子又重新恢复到初始浓度。这样阴极表面扩散层内的金属离子浓度就得到了及时补充，扩散层周期间隙式形成，从而减薄了扩散层的实际厚度。而且关断时间的存在不仅对阴极附近浓度恢复有好处，还会产生一些对沉积层有利的重结晶、吸脱附等现象。脉冲电镀的主要优点有：降低浓差极化，提高了阴极电流密度和电镀效率，减少氢脆和镀层孔隙；提高镀层纯度，改善镀层物理性能，获得致密的低电阻率金属沉积层。

除了电镀以外，还有一种无需外加电源的沉积方式，这就是化学镀。化学镀不同于电镀，它是利用氧化还原反应使金属离子被还原沉积在基板表面，其主要特点是不需要种籽层，能够在非导体表面沉积，具有设备简单、成本较低等优点。化学镀目前在集成电路铜互连技术中的应用主要有：沉积CoWP等扩散阻挡层和沉积铜种籽层。最近几年关于化学镀铜用于集成电路铜互连线以及沟槽填充的研究亦成为一大热点，有研究报道通过化学镀同样可以得到性能优良的铜镀层[5,6]。但是化学镀铜通常采用甲醛做为还原剂，存在环境污染的问题。

4.铜互连工艺发展趋势

使用原子层沉积(ALD ,Atomic Layer Deposition)技术沉积阻挡层和铜的无种籽层电镀是目前铜互连技术的研究热点[7]。

在当前的铜互连工艺中，扩散阻挡层和铜种籽层都是通过PVD工艺制作。但是当芯片的特征尺寸变为45nm或者更小时，扩散阻挡层和铜种籽层的等比例缩小将面临严重困难。首先，种子层必须足够薄，这样才可以避免在高纵宽比结构上沉积铜时出现顶部外悬结构，防止产生空洞；但是它又不能太薄。其次，扩散层如果减薄到一定厚度，将失去对铜扩散的有效阻挡能力。还有，相对于铜导线，阻挡层横截面积占整个导线横截面积的比例变得越来越大。但实际上只有铜才是真正的导体。例如，在65nm工艺时，铜导线的宽度和高度分别为90nm和150nm,两侧则分别为10nm。这意味着横截面为13,500 nm2的导线中实际上只有8,400 nm2用于导电，效率仅为%[7]。

目前最有可能解决以上问题的方法是ALD和无种籽电镀。使用ALD技术能够在高深宽比结构薄膜沉积时具有100%台阶覆盖率，对沉积薄膜成份和厚度具有出色的控制能力，能获得纯度很高质量很好的薄膜。而且，有研究表明：与PVD阻挡层相比，ALD阻挡层可以降低导线电阻[7]。因此ALD技术很有望会取代PVD技术用于沉积阻挡层。不过ALD目前的缺点是硬件成本高，沉积速度慢，生产效率低。

此外，过渡金属-钌可以实现铜的无种籽电镀，在钌上电镀铜和普通的铜电镀工艺兼容。钌的电阻率(~7 μΩ-cm),熔点(~2300℃),即使900℃下也不与铜发生互熔。钌是贵金属，不容易被氧化，但即使被氧化了，生成的氧化钌也是导体。由于钌对铜有一定的阻挡作用，在一定程度上起到阻挡层的作用，因此钌不仅有可能取代扩散阻挡层常用的Ta/TaN两步工艺，而且还可能同时取代电镀种籽层，至少也可以达到减薄阻挡层厚度的目的。况且，使用ALD技术沉积的钌薄膜具有更高的质量和更低的电阻率。但无种籽层电镀同时也为铜电镀工艺带来新的挑战，钌和铜在结构上的差异，使得钌上电镀铜与铜电镀并不等同，在界面生长，沉积模式上还有许多待研究的问题。

5.结语

铜互连是目前超大规模集成电路中的主流互连技术，而电镀铜是铜互连中的关键工艺之一。有机添加剂是铜电镀工艺中的关键因素，各种有机添加剂相互协同作用但又彼此竞争，恰当的添加剂浓度能保证良好的电镀性能。在45nm或更小特征尺寸技术代下，为得到低电阻率、无孔洞和缺陷的致密铜镀层，ALD和无种籽电镀被认为是目前最有可能的解决办法。此外，研究开发性能更高的有机添加剂也是途径之一，而使用新的电镀方式(比如脉冲电镀)也可能提高铜镀层的质量。

参考文献

[1]Tantavichet N, Pritzker of plating mode, thiourea and chloride on the morphology of copper deposits produced in acidic sulphate solutions [J]. Electrochimica Acta, 2005, 50: 1849-1861

[2]Mohan S, Raj V. The effect of additives on the pulsed electrodeposition of copper [J]. Transactions of the Institute of Metal Finishing, 2005, 83(4): 194-198

[3]Y. Lee, Y.-S. Jo, Y. Roh. Formation of nanometer-scale gaps between metallic electrodes using pulse/DC plating and photolithography [J]. Materials Science and Engineering C23 (2003): 833-839

[4]Song Tao, D Y , mechanical and electrochemical properties of nanocrystalline copper deposits produced by pulse electrodeposition [J]. Nanotechnology 17 (2006) 65?78

[5]王增林，刘志鹃，姜洪艳等。 化学镀技术在超大规模集成电路互连线制造过程的应用 [J]. 电化学， May 2006 :125-133

[6]Rajendra K. Aithal, S. Yenamandra and Gunasekaran, etc. Electroless copper deposition on silicon with titanium seed layer [J]. Materials Chemistry and Physics 98 (2006) 95?102

电子电镀技术【第四篇】

关键词 清洁 镀金 新材料 丙尔金 氰化物 丙二腈 清洁生产

无论是电镀行业或是印制电路行业都十分关注无氰镀金工艺，因为早在2002年6月原国家经贸委就下达了淘汰含氰电镀工艺的32号令，从而在两个行业内都掀起了轩然大波。可在当时，在全球范围内就根本没有成熟可靠、不会影响诸如电子连接器、印制电路板等镀金产品质量的无氰镀金工艺存在。为此，2005年12月原国家发改委在借产业结构调整之机，对淘汰含氰电镀工艺的内容进行了细化，明确在淘汰含氰电镀工艺中可“暂缓淘汰含氰电镀金、银、铜基合金及预镀铜打底工艺”，即40号令，但这并不意味着含氰镀金工艺就能一直存在下去。因为氰化物不仅是剧毒品，更是容易污染环境和引发公共安全及职业卫生等恶性事件的危险品。因此，淘汰含氰电镀也就不仅仅是环境问题，更是安全问题，非淘汰不可。另外，原国家发改委产业政策司马荣凯副司长早在“2004?北京？推动电镀与精饰清洁生产技术论坛”会上也讲过：“含氰电镀工艺要被取代，这是大政方针定下的事，国家产业政策定下的事，也是符合国家环保法和其它相关环保法律法规要求的，这个方向不变。”由此可见，所有的含氰电镀工艺迟早都要被淘汰。另外，从19世纪末到20世纪初，我国经济发展速度很快，氰化物的用量在与日俱增，环境与安全问题更加突出。为此，怎样严格控制氰化物的用量，尽快推广已成熟的如无氰镀锌、无氰镀铜等电镀工艺，也就成了许多经济发达地区强化对氰化物监管的重要内容。尤其是在2002年6月至2005年12月期间，许多招商引资项目、特别是江苏省在引进有关电子连接器和印制电路板等生产项目时，因生产环节中有含氰镀金工艺存在而无法顺利通过环境影响报告书评审（不符合当时的产业政策）。但地方经济要发展，招商引资工作还得进行下去，那怎么办呢？一是建设单位必须说明为什么要用含氰镀金工艺，哪怕是低氰的也要讲清楚；二是许多专家在评审意见中都会选用“不得不”的字眼，即对电子连接器和印制电路板等新建项目在当时使用含氰镀金工艺是“不得不”或不得已而为之，并要求镀金溶液中的氰化物含量要越少越好，而且一定要是低氰的。同时还特别强调：“一旦世上有成熟的无氰镀金工艺，建设单位必须立即无条件采用。”否则，该项目就无法通过。这也充分反映了无论是国家发改委或是地方环保厅（局）对淘汰含氰电镀的决心都是很大的，一定会在某一天将所有的含氰电镀全部淘汰掉。

然而，在现实的国民经济建设中，淘汰含氰电镀的步伐还是缓慢的、曲折的。那这次“九年磨成一剑”的清洁镀金新材料丙尔金是否能顺利进入市场呢？是否目前所有的镀金企业都能无条件采用清洁的丙尔金镀金工艺呢？笔者认为目前还不可能做到。因为任何新材料、新工艺、新产品、新技术从问世到推广运用都会经历一个漫长的过程、都会遇到多次质疑、多次对比、多次论证和多次试用，然后才有可能平稳进入市场。尤其是对清洁镀金新材料丙尔金而言，人们最敏感的、最关注的还是它是否存在含氰问题。因为它不仅牵涉到环保，更牵涉到国家的产业政策。对此，笔者对丙尔金镀金新材料的生产过程和废水中为什么会出现微量的氰化物等疑问进行了较详细的探讨，现将探讨情况分述如下，以此来论证丙尔金镀金新材料可以界定为无氰的。文中如有不妥之处，还敬请读者批评指正。

一、丙尔金新材料生产工艺简介

丙尔金新材料的主要生产过程是：先把黄金溶于“王水”中，金就会与“王水”中

的氯离子结合生成三氯化金，然后三氯化金在临界状态下与丙二腈、柠檬酸发生络合反应，就生成了一种新的有机金化合物，即：一水合柠檬酸一钾二[丙二腈合金(Ⅰ)]，简称丙尔金，其分子式为：KAu2N4 C12H11O8，它的产品质量指标可见下表[1]：

从表中我们可以看出，新合成的丙尔金材料不含游离氰。

二、对生产丙尔金所需重要原辅材料丙二腈的认识

1、丙二腈的毒性

丙二腈为无色结晶有机物，分子结构式：CH2(CN)2，它对人体有害，可抑制细胞呼吸，造成组织缺氧，属毒性物质。它对大白鼠经口的半数致死剂量LD50是/kg，只为氰化钾毒性（LD50是5 mg/kg）的%，也只为氰化氢气体毒性（LD50是 mg/kg）的%。因此，尽管丙二腈有毒，对环境也会造成一定的影响，但其毒性都远低于无机氰化物，同时丙二腈也很容易分解生成无害的产物[2]。

2、丙二腈在合成镀金新材料丙尔金中的作用

丙二腈是合成镀金新材料丙尔金中的主络合剂，它能把金离子络合住，同时它也能受柠檬酸根的缔合，生成无毒且较稳定的化合物。因此，丙二腈在生产中起到了完全可取代过去只能用剧毒的无机氰化物才能络合金离子的作用，并且生产出的丙尔金完全属无毒，这和生产氰化亚金钾是用剧毒的原料生产出剧毒的产品截然不同的。尽管丙二腈有毒（低毒），但通过它却能生产出无毒的丙尔金镀金新材料，这正如卤水点豆腐：卤水（是氯化镁、硫酸镁和氯化钠的混合物）有毒，但用它生产出的豆腐却无毒。因此，丙尔金和氰化亚金钾在本质上是有很大区别的，这就是丙二腈所起的作用。

三、 丙尔金在镀金溶液中的状态及金的消耗与补充

1、 在镀金溶液中，丙尔金即：一水合柠檬酸一钾二[丙二腈合金(Ⅰ)]溶于水将建立

以下平衡：

2、在电镀金过程中，游离的Au+会放电沉积到阴极（镀件）上，即Au+-e-Au。因此在电镀溶液中，Au+会不断消耗，但因有上述平衡存在，故Au+能很快得到补充，从而可保持镀液中有稳定的Au+浓度，能确保镀金工艺过程的一致性。另外，在镀金过程中，使用的是不溶性阳极，因此需要不断补充丙尔金来保证镀液中金离子的总浓度。但随着Au+在阴极上不断沉积，丙二腈则残留在溶液中。残留的丙二腈无论是在酸性或碱性条件下，都会逐步水解为腈基乙酸铵和更彻底的丙二酸铵等溶于水的无毒物质[1][3]。其水解反应式如下：

酸性条件：

（1）

碱性条件：

（2）

不难看出，在PH值较低时丙二腈通过水解会生成丙二酸和铵盐，随着PH值的升高，丙二腈水解会生成丙二酸根离子和氨气，两种水解产物都是没有毒性的。由于一般电镀金工艺采用的是中性或弱碱性镀液，因此在电镀过程中会发生逸出少量氨气的现象。

四、 为什么在丙尔金镀金溶液和废水中都能检测出氰化物，它环保吗？

因为我国目前在产品分析检验方法中，所含的有机腈是能够测出来的，但其含量都

要计入到氰化物总量的分析结果中[4]，而在丙尔金镀金溶液和废水中，因会有少量的没有完全分解的丙二腈残留存在，故在镀液和废水中就能检测出微量的氰化物，但这些残留的丙二腈也都会发生上面的水解反应，生成丙二酸铵等无毒物质[2] [3]。

另外，国家环保部在2010年第103号公告《国家鼓励发展的环境保护目录》中第112条已经写的很清楚：排放废水的氰化物低于/L（即完全达到了2008年《电镀水污染物排放标准》中的表2标准），若再经次氯酸钠破氰可低于/L（即达到了表3的标准，比表3标准要求的/L还要低），因此，镀金清洗水可不经处理、直接排放。但对镀金废液在回收金后，镀液中残留的丙二腈浓度可能超标，为慎重和保险起见，建议先对废液进行氰含量检测，如氰含量超过排放标准，应加次氯酸钠处理、达标后再排放。另外，在三门峡恒生科技研发有限公司提供的资料中，有清华大学环境质量检测中心对丙尔金电镀废水总氰含量的检测报告，其废水中氰化物含量更低，只有/L。由此可见，清洁镀金新材料丙尔金不存在环保问题。

五、丙二腈是否属危险化学品和有毒材料

对这个问题，无需再讨论，因为早在2010年12月24日丙尔金材料经国家安全生产监督管理总局化学品登记中心鉴定不属危险化学品。另外，2011年4月15日丙尔金材料经中国疾病预防控制中心职业卫生与中毒控制所检验，属实际无毒产品。对此，我们坚信无疑。

综上所述，丙尔金镀金新材料不仅是无毒的、清洁的、环保的，也应该算是无氰的。

但到底能否算是无氰的？关键是要看丙尔金材料在制造过程中是否用了无机氰化物和镀金后残留在镀液和废水中的丙二腈是否能分解到、在废水中的氰化物含量在/L以下，甚至经处理后，氰化物含量可达到忽略不计（ mg/L）的程度就行了。如果大家能认同这一点，清洁镀金新材料丙尔金就有可能界定为是无氰的。至于最终怎样讲，这是国家发改委的事。但也巧合，本文在结束前（6月7日），在网上看到了国家发改委、国家环保部等四部委联合的2012年第13号公告，公告中已明确指出：用“丙尔金镀金新材料可替代传统镀金采用的剧毒原料氰化亚金钾（氰化金钾），实现有毒物质源头替代，大幅减少有毒污染物排放”。这足以说明：丙尔金在某种程度上就是无氰的镀金新材料。因此，我们更要加大对丙尔金镀金新材料的推广，确保电镀行业的可持续发展。另外，关于清洁镀金新材料丙尔金对镀件质量有何影响，许多资料报道都说好，不在本文讨论范围，故不再详述。

参考资料：

[1] 三门峡恒生科技研发有限公司相关检测资料、技术资料。

[2] 胡文成“丙二腈镀金过程――丙二腈残留与解析分析报告” 成都电子科大微电子与固体电子学院

[3] 张永强“丙尔金中的丙二腈在电解过程中的分解产物探讨” 四川华丰企业集团有限公司

电镀部生产主管岗位职责【第五篇】

电镀部生产主管岗位职责

1.电镀部主管应以身作则、遵章守纪、为人正直、处事公正，对工作认真负责，不得徇私舞弊、欺上瞒下、弄虚作假。

2.负责生产现场管理：产量、质量、消耗、货期、安全。

3.负责电镀不良品处理。4.负责样品追踪。

5.负责设备保养维护。6.合理安排车间日常工作、督导员工完成生产任务。

7.控制车间物料消耗、注意节约水电、降低生产成本。

8.统计上报每班数量和质量达标状况。9.对新员工进行有计划的培训和指导、考核属下员工、评定生产奖金。10.在每班刚开始上班及每一种镀件初始进缸时，必须认真跟踪，观察镀件在各个镀槽的表面状况，发现异常状况及时处理，绝不允许将不良品大量

送往下一道工序。

11.上班时必须测定各个活化酸缸的波美度，督促员工正确添加，以后每2小时测量一次，达不到工艺要求的要继续补加。

12.指导员工正确添加化工原料，特别是新员工在接触强酸、强碱、强氧化性、腐蚀性、毒害性危险品时，必须现场指导，以免出现安全事故。

13.指导员工正确使用车间电镀设备，并注意设备运行状况，发现异常迅速向有关人员报告。

14.注意分清各个客户的来货镀种、数量及货期，合理调节生产。15.下班时应督导员工捞缸换水，打扫卫生，将掉缸镀件送到指定地方。16.调配员工、协助各部门工作。17.做好交接班记录，并为下一班做好必要的准备工作。