[发明专利]一种硅通孔铜电镀液及其电镀方法

说明书

本申请涉及一种硅通孔铜电镀液及其电镀方法，属于芯片封装领域；本申请提供一种硅通孔铜电镀液，所述铜电镀液的组分包括：铜离子、氯离子、氨羧络合剂、酯类化合物、葡萄糖、磷酸根离子、pH调节物质，其中，所述pH调节物质用以调节所述铜电镀液的pH呈碱性，且不参与化学反应。

技术领域

本申请涉及芯片封装领域，尤其涉及一种硅通孔铜电镀液及其电镀方法。

背景技术

硅通孔技术，属于穿透硅通孔技术的简称，英文缩写为TSV(through siliconvia)。它是三维集成电路中堆叠芯片实现互连的一种新的技术解决方案。由于硅通孔技术能够使芯片在三维方向堆叠的密度最大、芯片之间的互连线最短、外形尺寸最小，可以有效地实现这种3D芯片层叠，制造出结构更复杂、性能更强大、更具成本效率的芯片，成为了目前电子封装技术中最引人注目的一种技术。电镀铜是根据电化学原理使金属铜在种子层上不断生长，将通孔填充。

目前，TSV铜电镀工艺存在极限深宽比不足的技术问题，无法满足更高的半导体封装要求，为此，亟需研发出一种能提升TSV铜电镀工艺的极限深宽比的硅通孔铜电镀液。

发明内容

本申请提供了一种硅通孔铜电镀液及其电镀方法，以解决现有技术中硅通孔铜电镀工艺的极限深宽比较低的技术问题。

第一方面，本申请提供一种硅通孔铜电镀液，所述铜电镀液的组分包括：

铜离子、氯离子、氨羧络合剂、酯类化合物、葡萄糖、磷酸根离子、pH调节物质，

其中，所述pH调节物质用以调节所述铜电镀液的pH呈碱性，且不参与化学反应。

可选的，所述铜电镀液的pH值为9-10.5。

可选的，提供所述铜离子的物质包括如下至少一种：焦磷酸铜。

可选的，提供所述氯离子的物质包括如下至少一种：氯化钠、氯化钠。

可选的，所述氨羧络合剂为EDTA络合剂。

可选的，所述酯类化合物包括如下至少一种：甘油酯、不饱和脂肪酸甘油酯、饱和脂肪酸甘油酯、油酸甘油酯。

可选的，所述铜离子的质量浓度为5-14g/L，所述氯离子的ppm浓度为100ppm，所述氨羧络合剂的质量浓度为15-18g//L，所述酯类化合物的质量浓度0.5-1.5g/L，所述葡萄糖的质量浓度为0.5-1.5g/L，所述磷酸根离子的质量浓度为1-3g/L。

第二方面，本申请还提供一种第一方面所述硅通孔铜电镀液的电镀方法，所述方法包括如下工艺参数：

电镀温度为38-45℃，

阴极电流密度为1.0-3.0Adm^-2，

阳极材料和阴极材料的质量比为2.8-3.2∶1.8-2.2；

所述阳极材料为可溶性铜。

可选的，所述阳极材料和所述阴极材料的质量比为3∶2。

可选的，所述可溶性铜包括OFHC铜合金或EFT 110铜合金。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本申请实施例提供提供一种硅通孔铜电镀液，所述铜电镀液的组分包括：铜离子、氯离子、氨羧络合剂、酯类化合物、葡萄糖、磷酸根离子、pH调节物质，其中，所述pH调节物质用以调节所述铜电镀液的pH呈碱性，且不参与化学反应。本申请通过将常规的硫酸铜酸性电镀液体系改性为碱性，牺牲一定量的沉积速率，达到应力更小，强度更强，高深宽比时电镀层仍能保持稳定。若条件允许，可以采用周期性反沉积的电流模式，两种波形对最终效果影响不大。

附图说明