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Untersuchung der Hydrodynamik an einer Drei-Spindel-Anlage zur galvanischen Waferbeschichtung
Bei einer so genannten Drei-Spindel-Anlage können Wafer unter Rotation beschichtet werden, wobei gleichzeitig der Elektrolyt durch eine Längsdüse mit 9 bis etwa 60 m/min auf die Waferoberfläche strömt. Damit wird die Strömung am Wafer/Stamper durch Rotation und Prallströmung erzeugt. Aus potentiodynamischen Stromdichte-Potenzial-Kurven in einem Fe2+/Fe3+-Redoxelektrolyten ohne Metallabscheidung wird der Diffusionsgrenzstrom ermittelt, und daraus die Stoffübergangsgeschwindigkeit berechnet. Bei niedriger Strömungsgeschwindigkeit wird die Stoffübergangsgeschwindigkeit hauptsächlich von der Rotation beeinflusst, bei höheren Strömungsgeschwindigkeiten reduziert sich der Einfluss der Rotation gegenüber der Strömung. Die Messdaten erlauben Schlussfolgerungen für den praktischen Einsatz von verschiedenen Metallabscheidungselektrolyten, was an der Nickel- und der Nickel-Eisen-Abscheidung aufgezeigt wird.
Galvanotechnik, 100 (2009)7, S. 1514-1520, 7 Abb., 1 Tab., 3 Lit.-Hinw. Kutzschbach, P.; Li, Y.; Fritz, M.
Study of the Hydrodynamics of a Three-Spindle Plant for Wafer Electroplating
Using a so-called 3-spindle plant, wafers can be plated as they rotate, while electrolyte is force-flowed over their surface from an elongated nozzle at a rate of 9 to 60 m/min. Thanks to the dual action of rotation and forced flow, the surface of the wafer or stamper is adequately flooded with electrolyte. Using potentiodynamic current-density-potential polarisation plots with a Fe2+/Fe3+ redox electrolyte with no metal deposition, the diffusion-limiting current densities were determined and from these, the rates of mass transport. At lower force-flow rates, mass transport is dominated by the rotational action. At higher flow rates, the rotation effect becomes less significant. The data obtained allow conclusions to be drawn in terms of using various metal deposition electrolytes , as demonstrated using nickel and nickel-iron solutions.
