[发明专利]一种TSV微盲孔表面电流密度的测定方法及系统

权利要求书

1.一种TSV微盲孔表面电流密度的测定方法，其特征在于，基于以下测定系统，测定系统包括：三维运动平台、光学显微镜及CCD、计算机、Pt电极、精密电源、精密微电阻仪和电镀电源；

所述三维运动平台、光学显微镜及CCD、精密电源均受控于所述计算机；

所述Pt电极固定在三维运动平台上，在三维运动平台的带动下能进行三维移动；

TSV微盲孔表面电流密度的测定过程为：

步骤1：将带TSV微盲孔的硅片固定在夹具上，并放置在三维运动平台的底座上，通过设置在底座上方的光学显微镜及CCD，确定硅片中TSV微盲孔的位置；

步骤2：先将硅片和夹具一起放入电镀槽中，电镀槽中盛有含有添加剂的电镀液，然后将硅片、夹具、电镀液及电镀槽进行抽真空预处理，使得电镀液浸润到TSV微盲孔中；再放置10～60分钟，等添加剂在TSV微盲孔内表面达到吸附平衡；

步骤3：将硅片、夹具、电镀液连同电镀槽一起放到三维运动平台的底座上；根据步骤1获得的TSV微盲孔的位置信息，通过三维运动平台，将安装在三维运动平台上的Pt电极定位到TSV微盲孔开口位置；

步骤4：测定TSV微盲孔口部电流密度：

ⅰ.将Pt电极移动到距离TSV微盲孔口部10-50纳米的位置；

ⅱ.用精密微电阻仪的两极分别连接Pt电极与硅片表面的种子层，测量此时Pt电极与硅片表面的种子层之间的电阻R₁；

ⅲ.将硅片接入电镀电源的阴极开始进行电镀，并测量Pt电极与硅片表面的种子层之间的电压V₁，结合步骤ⅱ测得Pt电极与硅片表面的种子层之间的电阻R₁，计算出局部电流I₁＝V₁/R₁，然后再除以电极截面积，获得该位置点的局部电流密度；

步骤5：移动Pt电极到TSV微盲孔的中部和底部不同位置，重复上述步骤ⅱ～ⅲ，测定不同位置对应的局部电流密度，从而获得在特定添加剂电镀液作用下，TSV微盲孔表面电流密度的分布情况。

2.根据权利要求1所述的TSV微盲孔表面电流密度的测定方法，其特征在于，所述步骤3中，将安装在三维运动平台上的Pt电极定位到TSV微盲孔开口位置，定位的过程为：

①将Pt电极接到精密电源的正极、带TSV微盲孔的硅片表面的种子层接到精密电源的负极；

②开启精密电源，设定输出电流为0.01-2A，限制电压V_d为0.05-5V；

③启动三维运动平台，使得Pt电极向下运动，在此过程中，检测精密电源两端的电压，直到检测到的电压小于临界电压V_g，表明此时Pt电极已经运动到硅片上表面，记录当前位置的坐标信息(X₁，Y₁，Z₁)；V_g设为V_d的0.05-0.2倍；

④驱动三维运动平台，使得Pt电极向TSV微盲孔开口位置移动，在此过程中，检测电源两端的电压，直到电压大于限制电压V_d的0.1-0.9倍，表明此时Pt电极已经离开硅片上表面，并运动到TSV微盲孔开口位置，记录当前位置的坐标信息(X₂，Y₂，Z₂)。

3.根据权利要求1所述的TSV微盲孔表面电流密度的测定方法，其特征在于，所述步骤2中，将硅片、夹具、电镀液及电镀槽放在0.01-0.5Bar的条件下进行抽真空预处理。

4.根据权利要求1所述的TSV微盲孔表面电流密度的测定方法，其特征在于，所述步骤2中，放置时间为30分钟，等添加剂在TSV微盲孔内表面达到吸附平衡。

5.根据权利要求1所述的TSV微盲孔表面电流密度的测定方法，其特征在于，所述步骤3中，Pt电极为微纳米Pt电极，或者是亚微米Pt电极。

6.根据权利要求2所述的TSV微盲孔表面电流密度的测定方法，其特征在于，所述步骤3的第②步中，设定输出电流为10mA，限制电压V_d为1V。

7.根据权利要求2所述的TSV微盲孔表面电流密度的测定方法，其特征在于，所述步骤3的第③步中，临界电压V_g设为0.1V。