[发明专利]混合电镀液中添加剂的控制方法、系统以及存储介质

说明书

本发明公开了一种混合电镀液中添加剂的控制方法，利用了电镀添加剂在不同电位下的吸附率会产生变化，从而多种电镀添加剂受电位影响产生的相互作用也不相同的这一原理，通过实验确定了多种电镀添加剂在各电位下协同、竞争或取代的关系，并将该关系具体表达为第三本构方程，根据第三本构方程控制各电镀添加剂的量就能准确得到所需的吸附率，该方法具有能准确控制多种电镀添加剂吸附率和避免电镀缺陷等优点。本发明还相应公开了一种能实现该方法的控制系统以及一种能实现该方法的计算机存储介质，同样具有以上方法所具备的优点。

技术领域

本发明涉及集成电路封装技术领域，具体涉及一种混合电镀液中添加剂的控制方法及其控制系统以及一种能实现该方法的计算机存储介质。

背景技术

随着集成电路(IC)器件持续朝着多功能化、高密度化方向发展，其芯片的复杂性大大增加，传统的单芯片封装难以满足要求，三维(3D)封装成为IC器件封装领域的必然趋势。与传统封装相比，使用3D技术可缩小芯片尺寸、减轻重量达40-50倍；在信号传输速度方面，3D技术节约的功率可使3D元件以每秒更快的传输速度运转而不增加能耗。

3D封装凭借在芯片之间独特的微通孔互连结构，实现了距离短、传输快、集成度高的芯片间互连。微通孔互连结构的制造首先刻蚀微通孔，然后利用电镀的方式将铜填充到孔内，成为微米尺度铜柱互连结构。由于微通孔的直径仅有数十微米左右，而深宽比可高达3到10，这导致电镀时微通孔开口处的填充率比底部填充率要快，因此通常不可避免地出现缺陷。为了避免这些缺陷，最常用的措施是在电解质中加入添加剂，促使微通孔开口和底部的填充速率反转。随着底部填充速度的增长，孔底的填充速度比开口处更快，形成了自下而上的增长模式，实现无空洞的微通孔填充。

常用的添加剂通常有作为抑制剂的聚乙二醇(PEG)、作为加速剂的聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)和作为整平剂的健那绿(JGB)。在Cl^ˉ等卤素离子的协助之下，这些添加剂将吸附在阴极表面上，介于铜离子与衬底表面之间，抑制或催化铜离子与衬底表面原子的结合，从而改变局部沉积速率。但PEG、SPS与JGB之间存在竞争吸附机制，需要通过实验方法来测定三者的竞争吸附关系，从而有效控制三者的吸附率。

发明内容

本发明所要解决的问题是，针对现有技术存在的问题，提供一种能准确控制多种电镀添加剂吸附率和避免电镀缺陷的混合电镀液中添加剂的控制方法、及其控制系统以及一种能实现该方法的计算机存储介质。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种混合电镀液中添加剂的控制方法，包含以下步骤：

S1：确定由至少三种电镀添加剂组成的混合电镀液，且各电镀添加剂在同一电位、同一浓度的混合液中的吸附率不同、且各电镀添加剂分别在至少一个不同的电位段呈主导作用；

S2：将混合电镀液中的每种电镀添加剂分别进行单种的第一电镀实验，通过采样数据的拟合得到每种电镀添加剂的浓度、吸附率和电位之间关系的第一本构方程；

S3：将混合电镀液中的电镀添加剂分别进行两两混合的第二电镀实验，通过采样数据的拟合得到电镀添加剂两两混合后的浓度、吸附率和电位之间关系的第二本构方程；

S4：根据第一本构方程和各组合对应的第二本构方程推导出混合电镀液的第三本构方程，并对所述第三本构方程进行第三电镀实验校验，根据检验之后的第三本构方程求解所需电位下，所需各种电镀添加剂的吸附率所对应的混合电镀添加剂的量。

所述第一电镀实验包含以下步骤：

S21：建立能进行电流测试的包含基础电镀液的电化学测试体系，将基础电镀液的电位设置为某一工作电位，测定基础电镀液的稳态电流；

S22：在基础电镀液中加入若干量电镀添加剂，测定加入电镀添加剂后电镀液的稳态电流；