T/CI 512-2024 硅基厚金属膜电镀工艺技术规范 ,该文件为pdf格式 ,请用户放心下载!
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硅基厚金属膜电镀工艺技术规范(T/CI 512-2024)详细总结
1. 标准概述
T/CI 512-2024《硅基厚金属膜电镀工艺技术规范》是由清华大学提出，中国国际科技促进会归口的团体标准。该标准规定了硅基厚金属电镀工艺的加工能力、保障条件、材料、安全与环境操作、检验等技术要求，确立了硅基厚金属电镀工艺加工的程序。
2. 适用范围
本文件适用于硅基MEMS制造技术中厚金属膜多层布线的电镀加工，特别针对厚度在2μm以上的金属膜(定义为"厚金属膜")的电镀工艺。
3. 关键术语定义
标准中明确了多个关键术语：
- 不均匀性：样品表面每点厚度与平均厚度的相对偏差
- 电镀：利用电解方法在零件表面沉积均匀、致密、结合良好的金属或合金层的过程
- 厚金属膜：厚度在2μm以上的金属膜
- 深反应离子刻蚀(DRIE)：一种具有高深宽比的反应离子刻蚀方法
- 湿法腐蚀：利用化学反应溶液对薄膜或器件结构进行腐蚀的技术
4. 工艺流程详解
标准详细规定了14步工艺流程：
4.1 硅片清洗
采用RCA清洗技术，使用三种标准清洗液(氨水+双氧水+去离子水、盐酸+双氧水+去离子水、硫酸+双氧水)去除不同污染物。
4.2 第一层绝缘层沉积
使用PECVD沉积400nm氮化硅作为第一层绝缘层。
4.3 第一层金属层沉积
溅射20nm的Ti/Cr作为粘附层，再溅射150nm的Cu作为种子层。
4.4 第一层厚金属膜光刻
旋涂8μm光刻胶进行正胶光刻，作为电镀掩膜。
4.5 第一层厚金属膜电镀
电镀Cu厚度2-4μm，电流密度4-6A/dm²，电镀速率0.88-1.32μm/min。
4.6 去胶和湿法腐蚀
依次使用丙酮、Cu腐蚀液和Ti/Cr腐蚀液去除各层。
4.7-4.14 第二层工艺
重复类似步骤完成第二层厚金属膜的电镀，第二层厚度4-5μm。
5. 工艺能力要求
标准对关键工序提出了严格的工艺能力要求：
| 工序 | 关键设备 | 工艺能力要求 |
|---|---|---|
| 绝缘层沉积 | PECVD设备 | 片内不均匀性<±10% |
| 金属层沉积 | 溅射镀膜机 | 片内不均匀性<±10% |
| 光刻曝光 | 光刻机 | 最小线宽>10μm，误差<±1μm |
| 绝缘层刻蚀 | DRIE设备 | 深宽比>20:1，垂直度90°±1° |
| 厚金属膜电镀 | 电镀台 | 不均匀性<±3%，结合力>30MPa |
6. 工艺保障条件
6.1 人员要求
工艺人员需具备MEMS工艺基础知识，熟悉设备性能，经过专业培训。
6.2 环境要求
全流程在净化间进行，不同工序净化级别从5级到7级不等，温度控制在20-24℃，湿度30-70%。
7. 材料要求
标准列出了详细的原材料及辅助材料规格要求，包括：
- 硅片：P/N型，<100>晶向，直径150±0.2mm
- 去离子水：符合GB/T 6682-2008一级水标准
- 各类气体纯度要求(如高纯氮气>99.999%)
- 各类化学试剂需为电子纯或分析纯级别
8. 安全与环保
- 用电安全符合GB/T 32814-2016
- 化学试剂操作在通风柜内进行，佩戴防护用具
- 废气、废液排放符合GB 21900标准
9. 检验要求
9.1 关键工艺检验
包括电镀前掩膜检查、外观检查、尺寸检验、厚度测量等。
9.2 最终检验
- 表面质量：结构完整、表面平滑、无污染物
- 加工尺寸：横向、纵向尺寸满足设计要求
10. 标准意义
该标准为硅基MEMS制造中厚金属膜多层布线电镀工艺提供了全面的技术规范，涵盖了从原材料选择、工艺流程、设备要求到质量检验的全过程，对保证MEMS器件性能和可靠性具有重要意义。
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