一种用于MEMS器件封装的超深孔TSV电镀溶液制造技术

本发明专利技术公开了一种用于MEMS器件封装的超深孔TSV电镀溶液，该电镀溶液由硫酸铜、硫酸、氯离子、复合加速剂、复合湿润剂、复合整平剂、协助剂和络合剂组成，按一定质量浓度比例形成均一的混合溶液。本发明专利技术提供的TSV电镀溶液不仅具有药水性能稳定、使用寿命长、操作简便，能够实现最高深度达到700um超深孔型无空洞填充等优势，而且仅需通过调整电流密度即可适应多种孔型，避免使用多段阶梯电流。避免使用多段阶梯电流。避免使用多段阶梯电流。

【技术实现步骤摘要】
一种用于MEMS器件封装的超深孔TSV电镀溶液


[0001]本专利技术涉及铜电镀
，尤其涉及一种用于MEMS器件封装的超深孔TSV电镀溶液。

技术介绍

[0002]TSV技术是目前3D封装上应用最为广泛的技术，贯穿硅晶圆通孔(ThroughSiliconVia
‑
TSV)能够进行三维堆栈式封装方式，在MEMS封装中，关于电信号的引出通过基于TSV技术的纵向互联是最为适合的MEMS的晶圆级真空封装技术。
[0003]TSV的关键技术是垂直互联和电隔离技术，包括通孔的形成，绝缘层和阻挡层的实现，导电材料的填充，其中电镀填充是整个TSV工艺的关键节点，在TSV的实现中，通过先曝光再干法刻蚀在硅片上刻蚀出不同深度孔型、在进行阻挡层生长后进行PVD一层钛用于阻挡铜原子与硅片之间的迁移，最后PVD上一层铜钟子层后进入电镀填孔，通过对流场和电场的控制，以及添加剂的作用下实现bottom
‑
up方式的孔内无空洞填充。为了实现高度集成化，许多研究专注于此，专利CN113046799A就提出CZ609A、CZ609B、CZ609C三种添加剂按一定比例混合均匀形成该TSV电镀溶液，但是该溶液可以实现15:1孔的深度，但是无法突破700微米深度孔型。专利CN103361681A中解决了等壁生长问题，但是对于高深孔型填孔效果较差，无法实现200um以上孔深。
[0004]因此，为了解决以上问题，本专利技术通过特殊添加剂及其比例实现了MEMS孔深达700um深度镀件，远超常规硅通孔的200um左右深度，目前市面上TSV填充技术基本局限在200um深度以内，超过200um即很难实现孔内完全，从而更满足市场上的需求。

技术实现思路

[0005]针对上述技术中存在的不足之处，本专利技术提供一种用于MEMS器件封装的超深孔TSV电镀溶液实现孔内深度达到700um孔径的无空洞填充，其效果如图1所示。本专利技术提供的TSV电镀溶液不仅具有药水性能稳定、使用寿命长、操作简便，能够实现最高深度达到700um超深孔型无空洞填充等优势，而且仅需通过调整电流密度即可适应多种孔型，避免使用多段阶梯电流。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供一种用于MEMS器件封装的超深孔TSV电镀溶液，包括以下质量浓度组分：
[0007][0008]所述氯离子由浓盐酸提供。
[0009]其中，所述加速剂为醇巯基丙烷磺酸钠和4
‑
甲基
‑
N
‑
烯丙基
‑
N
‑
(1
‑
(5
‑
溴
‑2‑
(对氯苄基氧基)苄基)
‑4‑
哌啶基)苯磺酰胺，其在使用的质量浓度比为3:1，即醇巯基丙烷磺酸钠在使用时的质量浓度为15
‑
45ppm/L，4
‑
甲基
‑
N
‑
烯丙基
‑
N
‑
(1
‑
(5
‑
溴
‑2‑
(对氯苄基氧基)苄基)
‑4‑
哌啶基)苯磺酰胺在使用时的质量浓度为5
‑
15ppm/L。
[0010]其中，所述复合湿润剂为PEG
‑
6000和聚环氧乙烷聚环氧丙烷单丁基醚，其在使用的质量浓度比为8:1，即PEG
‑
6000为16
‑
64ppm/L，聚环氧乙烷聚环氧丙烷单丁基醚为2
‑
8ppm/L。
[0011]其中，所述复合整平剂为6
‑
氨基苯并噻唑与2
‑
羟基苯并噻唑，其在使用的质量浓度比为1：1。
[0012]其中，所述络合剂为氮唑类化合物，优选为5
‑
氨基四氮唑。
[0013]其中，所述协助剂为磺酸钠盐芳香类化合物，优选为异丙苯磺酸钠。
[0014]其中，所述协助剂与络合剂在使用时的质量浓度比为1:1。
[0015]其中，该电镀溶液的配制方法具体步骤如下：
[0016]a、配制复合加速剂为A剂，将浓度为300
‑
900ppm/L的醇巯基丙烷磺酸钠、100
‑
300ppm/L的4
‑
甲基
‑
N
‑
烯丙基
‑
N
‑
(1
‑
(5
‑
溴
‑2‑
(对氯苄基氧基)苄基)
‑4‑
哌啶基)苯磺酰胺、200
‑
500ppm/L异丙苯磺酸钠和200
‑
500ppm/L5
‑
氨基四氮唑分别溶于纯水中，加入0.5ml/L1,4
‑
二氧六环作助溶剂，搅拌均匀，密封保存，使用时取A剂50ml/L；
[0017]b、配制复合润湿剂为B剂，将质量浓度为320
‑
1280ppm/L的PEG
‑
6000和质量浓度为为40
‑
160ppm/L的聚环氧乙烷聚环氧丙烷单丁基醚，溶于纯水中，并加入硫酸铜浓度为2g/L，浓硫酸5ml/L，搅拌均匀，密封保存，使用时取B剂50ml/L；
[0018]c、配制复合整平剂为C剂，将200
‑
400ppm/L的6
‑
氨基苯并噻唑与2
‑
羟基苯并噻唑，分别溶于水，加入5ml/L的浓硫酸进行搅拌均匀，使用时取C剂50ml/L；
[0019]d、将质量浓度为150
‑
450ppm/L的醇巯基丙烷磺酸钠、质量浓度为100
‑
300ppm/L的4
‑
甲基
‑
N
‑
烯丙基
‑
N
‑
(1
‑
(5
‑
溴
‑2‑
(对氯苄基氧基)苄基)
‑4‑
哌啶基)苯磺酰胺、质量浓度为160
‑
640ppm/L的PEG
‑
6000、质量浓度为40
‑
160ppm/L的聚环氧乙烷聚环氧丙烷单丁基醚、质量浓度为200
‑
400ppm/L的6
‑
氨基苯并噻唑和2
‑
羟基苯并噻唑、质量浓度为100
‑
250ppm/L的异丙苯磺酸钠及质量浓度为100
‑
250ppm/L的5
‑
氨基四氮唑进行溶解于纯水，再加入2g/L硫
酸铜和10ml/L硫酸得到补加剂D剂。
[0020]其中，步骤d的补加的D剂的具体条件是10000Ah/25ml。
[0021]本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，本专利技术提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于MEMS器件封装的超深孔TSV电镀溶液，其特征在于，包括以下质量浓度组分：温度22
‑
28℃所述氯离子由浓盐酸提供。2.根据权利要求1所述的一种用于MEMS器件封装的超深孔TSV电镀溶液，其特征在于，所述加速剂为醇巯基丙烷磺酸钠和4
‑
甲基
‑
N
‑
烯丙基
‑
N
‑
(1
‑
(5
‑
溴
‑2‑
(对氯苄基氧基)苄基)
‑4‑
哌啶基)苯磺酰胺，其在使用的质量浓度比为3:1，醇巯基丙烷磺酸钠在使用时的质量浓度为15
‑
45ppm/L，4
‑
甲基
‑
N
‑
烯丙基
‑
N
‑
(1
‑
(5
‑
溴
‑2‑
(对氯苄基氧基)苄基)
‑4‑
哌啶基)苯磺酰胺在使用时的质量浓度为5
‑
15ppm/L。3.根据权利要求1所述的一种用于MEMS器件封装的超深孔TSV电镀溶液，其特征在于，所述复合湿润剂为PEG
‑
6000和聚环氧乙烷聚环氧丙烷单丁基醚，其在使用的质量浓度比为8:1，PEG
‑
6000为16
‑
64ppm/L，聚环氧乙烷聚环氧丙烷单丁基醚为2
‑
8ppm/L。4.根据权利要求1所述的一种用于MEMS器件封装的超深孔TSV电镀溶液，其特征在于，所述复合整平剂为6
‑
氨基苯并噻唑与2
‑
羟基苯并噻唑，其在使用的质量浓度比为1：1。5.根据权利要求1所述的一种用于MEMS器件封装的超深孔TSV电镀溶液，其特征在于，所述络合剂为氮唑类化合物，优选为5
‑
氨基四氮唑。6.根据权利要求1所述的一种用于MEMS器件封装的超深孔TSV电镀溶液，其特征在于，所述协助剂为磺酸钠盐芳香类化合物，优选为异丙苯磺酸钠。7.根据权利要求1所述的一种用于MEMS器件封装的超深孔TSV电镀溶液，其特征在于，所述协助剂与络合剂在使用时的质量浓度比为1:1。8.根据权利要求1所述的一种用于MEMS器件封装的超深孔TSV电镀溶液，其特征在于，该电镀溶液的配制方法具体步骤如下：a、配制复合加速剂为A剂，将浓度为300
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900ppm/L的醇巯基丙烷磺酸钠、100
‑
300ppm/L的4
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【专利技术属性】
技术研发人员：沈文宝，姚玉，
申请(专利权)人：珠海市创智成功科技有限公司，
类型：发明
国别省市：