The non-uniformity of electroplating on wafers is due to the appreciable
resistance of the thin seed layer and edge effects. Mathematical analysis
of the current distribution during wafer electroplating reveals that the
ratio between the resistance of the thin deposited seed layer and the
resistance of the electrolyte and the electrochemical reaction determines
the uniformity of the electroplated layer. Uniform plating is
critical-in-wafer metallization for the subsequent step of chemical
mechanical polishing of the wafer. Based on the analysis, methods to
improve the uniformity of metal electroplating over the entire wafer
include increasing the resistance of the electrolyte, increasing the
distance between the wafer and the anode, increasing the thickness of the
seed layer, increasing the ionic resistance of a porous separator placed
between the wafer and the anode, placement of a rotating distributor in
front of the wafer, and establishing contacts at the center of the wafer.
The rotating distributor generates multiple jets hitting the surface of
the wafer, thus ensuring conformal electroplating. The jets can be either
submerged in the electrolyte or above the level of the electrolyte. The
shape and uniformity of the electroplated layer can be also determined by
the shape and relative size of the counter-electrode (anode), by masking
the edge of the wafer and by periodically reversing the plating current.
The problem of uniformity is more severe as the diameter of the wafer
becomes larger.
Η μη-ομοιομορφία της ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης στις γκοφρέτες οφείλεται στην αξιόλογη αντίσταση των λεπτών αποτελεσμάτων στρώματος και ακρών σπόρου. Η μαθηματική ανάλυση της τρέχουσας διανομής κατά τη διάρκεια της ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης γκοφρετών αποκαλύπτει ότι η αναλογία μεταξύ της αντίστασης του λεπτού κατατεθειμένου στρώματος σπόρου και της αντίστασης του ηλεκτρολύτη και της ηλεκτροχημικής αντίδρασης καθορίζει την ομοιομορφία του ηλεκτρολυτικού στρώματος. Η ομοιόμορφη επένδυση είναι επιμετάλλωση κρίσιμος-$$$-ΓΚΟΦΡΕΤΏΝ για το επόμενο βήμα της χημικής μηχανικής στίλβωσης της γκοφρέτας. Με βάση την ανάλυση, οι μέθοδοι για να βελτιώσουν την ομοιομορφία της ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης μετάλλων πέρα από την ολόκληρη γκοφρέτα περιλαμβάνουν την αύξηση της αντίστασης του ηλεκτρολύτη, που αυξάνει την απόσταση μεταξύ της γκοφρέτας και την άνοδο, που αυξάνει το πάχος του στρώματος σπόρου, που αυξάνει την ιοντική αντίσταση ενός πορώδους διαχωριστή που τοποθετείται μεταξύ της γκοφρέτας και της ανόδου, τοποθέτηση ενός περιστρεφόμενου διανομέα μπροστά από την γκοφρέτα, και που καθιερώνει τις επαφές στο κέντρο της γκοφρέτας. Ο περιστρεφόμενος διανομέας παράγει τα πολλαπλάσια αεριωθούμενα αεροπλάνα που χτυπούν την επιφάνεια της γκοφρέτας, εξασφαλίζοντας κατά συνέπεια σύμμορφη ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση. Τα αεριωθούμενα αεροπλάνα μπορούν είτε να καταδυθούν στον ηλεκτρολύτη είτε επάνω από το επίπεδο του ηλεκτρολύτη. Η μορφή και η ομοιομορφία του ηλεκτρολυτικού στρώματος μπορούν να καθοριστούν επίσης από τη μορφή και το σχετικό μέγεθος counter-electrode (άνοδος), με την κάλυψη της άκρης της γκοφρέτας και με περιοδικά να αντιστρέψουν το ρεύμα επένδυσης. Το πρόβλημα της ομοιομορφίας είναι σοβαρότερο καθώς η διάμετρος της γκοφρέτας γίνεται μεγαλύτερη.