무전해 니켈/금 도금 개요
구리 기반 반도체의 경우, 니켈 및 금 도금 Bath는 알루미늄 기반 반도체용과 동일합니다. I/O 패드 표면의 오염물 제거와 구리 산화물 제거를 위해 일반적으로 여러 차례의 산성 세척 단계가 사용됩니다. 구리 활성화 단계는 래미네이트 보드 도금 산업에서 사용되는 방법과 유사하며, 보통 팔라듐 기반 촉매가 사용됩니다. 구리 반도체 도금의 노하우는 주변의 패시베이션을 활성화하지 않으면서 구리 I/O 패드만을 선택적으로 촉매하는 능력에 있습니다.
이 무전해 도금 공정은 본질적으로 저비용이며, 플립 칩 및 WLCSP 범핑 외에도 다양한 응용 분야에 사용할 수 있습니다.
고속 처리량과 그에 따른 저비용은 자동화된 무전해 도금 라인을 통해 웨이퍼가 담긴 캐세트를 배치 처리함으로써 달성됩니다. 니켈 도금 공정을 매우 선택적으로 적용가능하며, 노출된 금속 표면(알루미늄 또는 구리) 위에만 도금이 이루어진다는 점은 이 UBM 증착 기술의 큰 비용 절감 효과로 이어집니다. 기존의 UBM 증착 기술과 비교했을 때, 무전해 니켈 도금을 사용할 경우 다음과 같은 장점이 있습니다:
집적 회로에 대한 무전해 도금은, 그러나, 회로를 만드는 데 사용되는 소재와 공정이 제조 시설별로 다르기 때문에 도전 과제가 될 수 있습니다. 알루미늄(또는 구리) 합금 조성, 패드 금속 하부의 하위 구조, 패시베이션 재료와 품질, 패드의 전기적 전위, 에너지 민감도(방사선 및 접지 영향) 등은 모두 니켈 도금의 속도, 균일성, 접착력에 영향을 미치는 요소입니다.
공정의 세부사항(업계의 노하우)은 일반적으로 특허로 보호되지 않기 때문에, 개발자들은 해당 공정을 자사 고유 기술로 취급합니다. 따라서, 무전해 니켈 도금(electroless nickel plating)의 세부 사항은 일반적으로 공개되어 있지 않습니다.
공정의 처음 세 단계는 도금 공정의 전체적인 선택성, 니켈의 형상(morphology), 그리고 니켈이 알루미늄(또는 구리) 패드에 부착되는 접착력(adherence)을 결정하는 데 있어 매우 중요합니다. 일반적으로 아연 또는 팔라듐 촉매의 미세하고 균일하며 얇은 층을 형성하는 공정이 가장 우수한 니켈 도금 구조를 생성합니다. 이러한 원하는 구조를 형성하기 위해서는 특정 화학 조성 및 구성 성분의 정확한 비율이 매우 중요합니다. 적절한 도금 화학약품을 선택하는 것 외에도, 제조 환경에서 공정을 구현할 때는 화학약품의 공급 가능성, 원산지, 가격, 독성, 욕조 수명, 폐수 처리 및 폐기, 환경 문제 등도 함께 고려해야 합니다.
