Особенности распределения скорости электроосаждения металлов и сплавов в процессах формирования электроосажденных слоев при нанесении покрытий на компоненты электронных устройств

摘要

Рассмотрены основные факторы, от которых зависит характер распределения скорости осаждения металлов и сплавов на компонентах электронных устройств, характерной особенностью которых является наличие большого количества катодных участков различной формы и размера, включенных в электрическую цепь параллельно и расположенных на поверхности диэлектрика. Предлагается рассматривать три типа отклонений вторичного распределения тока и распределения скорости осаждения металла от равномерного: (1) отклонения, связанные с различиями в величине отношения истинной площади суммарной катодной поверхности к суммарной габаритной площади поверхности (включая площадь диэлектрических участков при их наличии) в разных зонах на поверхности изделия; (2) отклонения, обусловленные различиями в значениях средней плотности тока на отдельных катодных участках в пределах одной группы; (3) различия в значениях локальной плотности тока и скорости осаждения в пределах одного катодного участка (рис. 1 и 2). Обсуждаются понятия микрорассеиваю-щей и выравнивающей способности и методы их количественного выражения и измерения (формулы 13-19). Рассмотрены системы, для которых число Вагнера соизмеримо с единицей и на вторичное распределение оказывают существенное влияние факторы макрораспределения.Приведены примеры различных типов микрораспределения скорости осаждения индивидуальных металлов (рис. 3, 4) и сплавов (рис.5, 6). Показано, что неравномерность микрораспределения выражена в большей степени, если осаждаемый металл присутствует в электролите в виде комплексов (рис.7). Проведено сопоставление результатов прямых измерений микрораспределения и рассчитанного на основе измерений первичного распределения тока на макромодели данного микропрофиля и измерений выравнивающей способности (рис. 8). Приведен ряд примеров, иллюстрирующих микрораспределение металла и эволюцию микропрофиля катодной поверхности при использовании электролитов с положительной и отрицательной выравнивающей способностью (рис.9-14), а также примеры, иллюстрирующие решающую роль выравнивающей способности электролита при нанесении гальванических покрытий на детали, изготовленные из металлического порошка (рис. 15). Доказана роль выравнивающей способности электролита, применяемого для меднения сквозных отверстий печатных плат (рис.16).