在铜互连甲基磺酸铜镀液中添加Fe²⁺和Fe³⁺的电镀方法

摘要

本发明涉及一种在铜互连甲基磺酸铜镀液中添加Fe²⁺和Fe³⁺的电镀方法，包括以下步骤：将带有TSV通孔的硅片放在前处理液中进行超声波前处理；将硅片浸入到含Cu²⁺、Cl^-和甲基磺酸的酸性甲基磺酸铜电镀液中；将添加剂PEG、SPS、JGB和Fe²⁺/Fe³⁺氧化还原对进行预混合，静置，获得预混合的添加剂溶液，将所述预混合的添加剂溶液注入所述酸性甲基磺酸铜电镀液中，经过搅拌混合后，在恒定工作电流下进行电镀，同时在电镀过程中使电镀液通过装有高纯铜颗粒的电解槽。本发明在电镀液中增加了Fe²⁺/Fe³⁺氧化还原对与PEG和SPS进行组合，从而加快通孔内部铜的沉积速率并能够更加有效抑制表面铜的沉积，进而实现无缺陷填充并降低表面镀铜的厚度，方便后续处理过程。

主权项

一种在铜互连甲基磺酸铜镀液中添加Fe²⁺和Fe³⁺的电镀方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)将带有TSV通孔的硅片放在前处理液中进行超声波前处理；步骤(2)将所述经过前处理的硅片浸入到含Cu²⁺、Cl^‑和甲基磺酸的酸性甲基磺酸铜电镀液中，所述酸性甲基磺酸铜电镀液的pH值为0～4；步骤(3)将添加剂PEG、SPS、JGB和Fe²⁺/Fe³⁺氧化还原对进行预混合，静置，获得预混合的添加剂溶液，将所述预混合的添加剂溶液注入所述酸性甲基磺酸铜电镀液中，经过搅拌混合后，在恒定工作电流下进行电镀，同时在电镀过程中使电镀液通过装有高纯铜颗粒的电解槽；所述预混合的添加剂溶液中，添加剂的浓度为300ppm PEG、3ppm SPS、20ppm JGB、0.5g/L Fe²⁺以及0.024g/L Fe³⁺；所述酸性甲基磺酸铜电镀液的Cu²⁺浓度为110g/L、Cl^‑浓度为50ppm、甲基磺酸浓度为15g/L；步骤(3)中，添加剂PEG、SPS、JGB和Fe²⁺/Fe³⁺氧化还原对进行预混合后的静置时间为3小时；步骤(3)中，电镀过程在10mA/cm²的恒定工作电流下进行电镀，增加了Fe²⁺/Fe³⁺氧化还原对在阴极表面发生还原反应使铜离子沉积电流减小从而降低了TSV通孔口周围铜离子的沉积速率。