李轶楠，蔡 坚 ，王德君 ，王 谦 ，魏体伟

(1.大连理工大学电子科学与技术学院，辽宁大连 116024；2.清华大学微电子学研究所，北京 100084；3.清华信息科学与技术国家实验室（筹），北京 100084)

集成电路的发展在过去近五十年中一直遵循着摩尔定律飞速发展，CMOS工艺已经进入了16nm节点，进一步的尺寸微缩化面临着物理的极限。为了满足电子系统产品的高性能要求，超越摩尔定律以及系统集成与系统封装成为了新的半导体发展技术路线，从技术和产品应用上得到了越来越多的重视，以硅通孔（Through Silicon Via，TSV）互连为特征的三维集成封装技术正在成为其中备受关注的新技术[1，2]。

由于铜具有高导电率、与传统多层互连技术兼容等优点，因此铜被广泛的用作硅通孔填充材料[3]。电镀工艺作为最合适的硅通孔填充技术而受到人们的普遍关注[4]，硅通孔填充又分为盲孔填充和通孔填充两种方法[5]。然而，若想获得良好的铜填充却面临着种种困难与挑战，目前影响铜填充的主要问题包括：硅通孔内侧壁种子层的覆盖[6]、硅通孔内气泡的排除、电镀液质量以及电镀电流密度等，其中硅通孔内气泡的排除是非常难以解决的问题。

对于TSV中的高深宽比需求的Cu电镀填充，研究人员已经采取了多种方案进行优化，例如采用正负脉冲电流、优化电镀槽结构以及改变电流密度等[7，8，9]。尽管这些方法已经在优化铜填充问题上取得了很大的进展，但对于如何彻底消除硅通孔内气泡仍存在一些需要解决的问题，电镀过程的前处理对于电镀填充也会产生重要的影响。……