[發明專利]用于適合超大電流密度的電鍍銅柱溶液及電鍍方法

有效

• 申請號: 202010003329.9
• 申請日: 2020-01-02
• 公開（公告）號: CN111074306B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 孫道豫;姚吉豪;黃雷
• 申請（專利權）人: 江蘇矽智半導體科技有限公司
• 主分類號: C25D3/38
• 分類號: C25D3/38;C25D7/12;C25D21/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于適合超大電流密度的電鍍銅柱溶液，其特征在于，按照濃度包括以下組分：

甲基磺酸銅：150-240g/L

甲基磺酸：40-70g/L

氯離子：30-50mg/L

聚二硫二丙烷磺酸鈉:2-5mg/L

聚乙二醇：40-100mg/L

煙魯綠：40-80mg/L

DI純水：余量；

上述組分均勻混合后形成該適合超大電流密度的電鍍銅柱溶液；且該電鍍銅柱溶液的超大電流密度為30ASD；

晶圓片進行電鍍之前，需由前處理溶液進行真空處理；所述前處理溶液為DI純水，將晶圓片采用電鍍掛具安裝好后在真空設備中用DI純水抽真空5-10min；抽真空后在該電鍍銅柱溶液中進行電鍍。

2.根據權利要求1所述的用于適合超大電流密度的電鍍銅柱溶液，其特征在于，所述煙魯綠的濃度為60-80mg/L；該煙魯綠是添加劑體系中最重要的一環，主要作用是令添加劑吸附在種子層表面，使銅柱均勻的電鍍在基材表面，并可以滿足無燒焦，拱形率小于等于5%的性能指標。

3.根據權利要求1所述的用于適合超大電流密度的電鍍銅柱溶液，其特征在于，所述聚二硫二丙烷磺酸鈉的濃度為2-4mg/L，主要作用是起到加速鍍銅的效果，并且使銅柱表面光亮。

4.根據權利要求1所述的用于適合超大電流密度的電鍍銅柱溶液，其特征在于，所述聚乙二醇的濃度為60-80mg/L，主要作用是降低電鍍銅柱盲孔內表面張力，增加潤濕效果，可以使銅柱有序的電鍍到盲孔內。

5.根據權利要求1所述的用于適合超大電流密度的電鍍銅柱溶液，其特征在于，所述甲基磺酸銅的濃度為200-240g/L，是溶液中銅離子的主要來源；所述甲基磺酸的濃度為40-60g/L，可以提高溶液的導電性；所述氯離子的濃度為40-50mg/L，氯離子由二水合氯化銅、氯化鈉或鹽酸中的一種或多種提供，可以提高銅柱表面光亮和整平能力，改善銅柱質量。

6.一種用于適合超大電流密度的電鍍銅柱溶液的電鍍方法，其特征在于，該電鍍銅柱溶液為權利要求1中制備的溶液，

按照濃度準備以下組分：

甲基磺酸銅：150-240g/L

甲基磺酸：40-70g/L

氯離子：30-50mg/L

聚二硫二丙烷磺酸鈉:2-5mg/L

聚乙二醇：40-100mg/L

煙魯綠：40-80mg/L

DI純水：余量；

上述組分均勻混合后形成該適合超大電流密度的電鍍銅柱溶液；

將晶圓片固定在陰極電鍍掛具上，用前處理溶液DI純水抽真空后；前處理溶液的處理作用是DI純水進入盲孔內，利用真空負壓使晶圓片盲孔內空氣排出，防止因為空氣在盲孔底部出現卡氣泡現象影響電鍍效果；

將抽真空后的晶圓片放置在電鍍銅溶液槽中進行攪拌、循環和搖擺操作，加速電鍍銅溶液流動，使電鍍溶液中銅離子以及添加劑進入電鍍銅柱盲孔中，確保鍍液在盲孔內有足夠的銅離子供應，開啟電源進行電鍍，在電流密度為30ASD下，根據電鍍銅柱所需要的高度來調整電鍍時間。

7.根據權利要求6所述的用于適合超大電流密度的電鍍銅柱溶液的電鍍方法，其特征在于，抽真空時間在5-10min之間；電鍍交換時間在5-10min之間，電鍍時電流密度在25-30A/dm²之間，溫度在25-35℃之間，攪拌速率在100-200r/min之間。

8.根據權利要求6所述的用于適合超大電流密度的電鍍銅柱溶液的電鍍方法，其特征在于，前處理操作還包括噴淋、超聲的工藝。