기판 도금 공정 (전기동도금 3)

전기동도금의 불량들에 대해 알아보겠습니다.

우선 전기동도금의 mechanism은 다음과 같습니다.

초기에는 확산설로 표면의 석출이 억제되어 TH 중앙이 이어집니다.
그다음은 기억설에 의해 TH 중앙부의 석출이 촉진되어 표면이 평탄하게 됩니다.

확산설 : 교반이 강해 확산층이 얇은 표면에 Leveler(석출을 억제)가 많이 흡착하며 표면의 석출을 강하게 억제합니다. 결과적으로 Hole 하부의 석출이 촉진되고 filling이 행해집니다.

기억설 : Brightener(석출을 촉진)는 확산층과 무관하게 균일하게 흡착하지만 흡착한 장소에 그쳐 도금됩니다. Hole 하부의 Brightener 밀도가 높아지면서 서서히 Hole 하부의 석출 속도가 빨라지고 filling이 행해집니다.

TH filling 교반의 영향

교반이 약하면 확산층이 두꺼워지는 Hole 입구 부근이 최초로 이어지기 때문에 void 불량이 커집니다.
교반이 강하면 표면과 구멍 내 leveler 흡착 밀도가 같아져서 구멍 중앙부가 이어지는 것이 늦어지므로 dimple 불량이 커집니다.

불량에 영향을 많이 주는 첨가제들의 역할을 다시 한번 remind 하겠습니다.

Brightener 촉진제 : 도금 입자를 작게 만들어 도금 표면에 광택이 나게 함 / 도금의 품질을 개선시킴 / 도금 성장을 촉진함

Carrier 운반제 : Cu의 환원 반응에 필요한 Brightener, Leveler, Cl- 등을 운반하고 조절함 / cathode 근방에서 Cu 이온의 공급을 저해하여 균일 전착성 개선시킴

Leveler 억제제 : Cu 이온의 공급을 저해해 전류 분포를 개선시킴

불량과 원인 분석 (Trouble shooting)

: nodule, dimple, void, over fill, pit and pin hole, 밀림 현상, 혹 발생(돌출부위), large arc rate, 버닝 현상, 도금 피막 균열, 도금 피막의 불균일

nodule (결절)

1. 첨가제 농도가 낮음 -> 첨가제를 가하기
2. 첨가제 농도가 높음 -> 더미 도금 / 활성탄 필터 처리
: 첨가제 농도가 관리 범위에서 벗어나면 첨가제 작용의 균형이 깨지기 때문입니다.

3. 불순물 -> 더미 도금 / 활성탄 필터 처리
: 불순물이 혼입되면 nodule이 발생하는 경우가 있습니다.

4. 전처리의 오류 -> 전처리 액의 농도 조정 및 재건욕
5. 기판의 더러움 -> 기판 제조 공정의 재검토
: 기판이 더러우면 nodule 발생의 원인이 됩니다.


전기동도금의 mechanism과 첨가제를 review하고 nodule 불량을 알아보았습니다.
dimple 불량부터는 전기동도금 4편에서 이어서 설명드리겠습니다.