快速評(píng)估微孔填充用電鍍配方性能的裝置和方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種電化學(xué)分析裝置和一種用于評(píng)估微孔填充用電解液電鍍配方性能的方法。電化學(xué)分析裝置包括：電力產(chǎn)生裝置、電輸出信號(hào)測(cè)量裝置、電化學(xué)測(cè)量裝置和運(yùn)動(dòng)發(fā)生器。本發(fā)明的電化學(xué)測(cè)量裝置包括一支撐結(jié)構(gòu)、一空腔、一腔電極和一表面電極。在電鍍期間，測(cè)量腔電極和表面電極的電輸出信號(hào)，用于計(jì)算填充性能值。本發(fā)明提供了一種準(zhǔn)確、快速和成本有效的方法，用于評(píng)估電鍍配方的性能，以選擇最高填充性能值的電鍍配方用于實(shí)際微孔填充過(guò)程。
【專(zhuān)利說(shuō)明】快速評(píng)估微孔填充用電鍍配方性能的裝置和方法
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001 ] 本發(fā)明涉及微孔填充中的電沉積，更具體地涉及微孔填充時(shí)電解液電鍍配方的性能評(píng)估的裝置和方法。【【背景技術(shù)】】
[0002]由于最近幾年制作半導(dǎo)體的設(shè)計(jì)規(guī)則大大減少，半導(dǎo)體設(shè)計(jì)和制造的各種技術(shù)已經(jīng)高度發(fā)達(dá)。另一方面，市場(chǎng)對(duì)于制造更便宜、更小、更輕、但又有更好性能、更多功能的電子產(chǎn)品總是有強(qiáng)烈的需求。單個(gè)芯片上電子器件的數(shù)量正在快速增長(zhǎng)，以滿足這種需求，但是適應(yīng)這些需求的二維電路設(shè)計(jì)和制造的能力已經(jīng)達(dá)到了它的極限。
[0003]目前，三維集成電路(3D-1C)突破了這一瓶頸。3D-1C是在一個(gè)芯片上有兩層或多層有源電子器件，被縱向和橫向地集成在一個(gè)單一的集成電路中。這也稱(chēng)為三維堆疊，對(duì)應(yīng)于晶片級(jí)封裝技術(shù)，其中在不同晶片平臺(tái)上制作具體器件，然后集成到一個(gè)單一的晶片級(jí)或芯片級(jí)封裝中，使用硅通孔(TSV)提供3D堆疊中組件之間的電互連。TSV技術(shù)提供了多種優(yōu)點(diǎn)，如更高的集成度、更好的系統(tǒng)性能、更低的功耗、更低的寄生損失。因此，許多芯片設(shè)計(jì)商和制造商都轉(zhuǎn)移到這個(gè)新技術(shù)中來(lái)。
[0004]為了在微孔中沉積不同導(dǎo)電金屬以形成電連接，電鍍是常用的方法。然而，空隙、填充不充分、不均勻的沉積，經(jīng)常出現(xiàn)在微孔填充的電鍍中，并且這種缺陷會(huì)對(duì)器件產(chǎn)生不利影響。
[0005]通常，決定微孔的填充質(zhì)量有許多參數(shù)，包括電鍍槽、微孔幾何形狀、使用的添加劑。此外，添加劑的濃度和類(lèi)型、微孔形狀、縱橫比(深度/寬度)、電流負(fù)載、沉積時(shí)間也經(jīng)常被研究以優(yōu)化電沉積過(guò)程。
[0006]研究上述參數(shù)如何影響這個(gè)過(guò)程的傳統(tǒng)方法是通過(guò)實(shí)驗(yàn)。晶片上的微孔首先在不同的參數(shù)值下電鍍，然后處理后的晶片被切割，使用光學(xué)或掃描電子顯微鏡檢查微孔的橫截面。一般來(lái)說(shuō)，沉積金屬到微孔中的時(shí)間大約需要一小時(shí)。然后準(zhǔn)備微孔的橫截面，接著用顯微鏡檢查的時(shí)間大約是2-3小時(shí)。雖然通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究能夠提供確鑿的結(jié)果，但這個(gè)微孔制作和取證的過(guò)程是非常耗時(shí)的。例如，如果在過(guò)程中有六個(gè)參數(shù)需要研究和調(diào)整，那么就有可能需要幾百次的實(shí)驗(yàn)，因?yàn)閰?shù)的各種可能排列，實(shí)際上使得這種方法不可行。
[0007]為了解決上述問(wèn)題，計(jì)算機(jī)模擬被應(yīng)用于模擬電鍍過(guò)程，用以確定過(guò)程參數(shù)的合適的制程窗口。例如，美國(guó)專(zhuān)利7，279，084公開(kāi)了一種電鍍方法，它使用計(jì)算機(jī)建立一個(gè)模型，用于計(jì)算內(nèi)陽(yáng)極和外陽(yáng)極之間的電流比。
[0008]然而，計(jì)算機(jī)模擬的精度始終是一個(gè)大問(wèn)題。更多的考慮因素和更詳細(xì)的模型可以用于增強(qiáng)計(jì)算機(jī)模擬的精確性。然而，需要運(yùn)行這種計(jì)算機(jī)模擬的時(shí)間和計(jì)算資源同時(shí)會(huì)大大增加。此外，在某些情況下，在計(jì)算機(jī)模擬中使用一個(gè)錯(cuò)誤的假設(shè)或數(shù)值可能會(huì)導(dǎo)致無(wú)用的仿真結(jié)果，用于制造而產(chǎn)生重大錯(cuò)誤。
[0009]因此，有需要提供一種準(zhǔn)確、快速和經(jīng)濟(jì)的方法，用于評(píng)估微孔填充中使用的電解液的電鍍配方的性能?！?br/>【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0010]因此，本發(fā)明的第一個(gè)方面是提供一種電化學(xué)分析裝置，用于評(píng)估微孔填充時(shí)使用的電解液的電鍍配方的性能。
[0011]根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，用于評(píng)估微孔填充時(shí)使用的電解液的電鍍配方性能的電化學(xué)分析裝置包括一個(gè)電力產(chǎn)生裝置、一個(gè)電輸出信號(hào)測(cè)量裝置、一個(gè)電化學(xué)測(cè)量裝置、和一個(gè)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生器。
[0012]所述電化學(xué)測(cè)量裝置包括:一個(gè)支撐結(jié)構(gòu)，其包括一測(cè)量表面用于與電解液接觸；一個(gè)空腔，其位于所述支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)，并包括一個(gè)空腔頂部開(kāi)口和一個(gè)空腔底部開(kāi)口，其中空腔頂部開(kāi)口位于所述支撐結(jié)構(gòu)的測(cè)量表面，允許電解液流入空腔；一個(gè)腔電極，其位于所述支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)，其中所述腔電極包括一個(gè)腔電解表面，其與所述空腔底部開(kāi)口接觸，被電解液電鍍；以及一個(gè)表面電極，其位于所述支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)，其中所述表面電極包括一個(gè)頂部電解表面，其位于所述支撐結(jié)構(gòu)的測(cè)量表面，被電解液電鍍。表面電極和腔電極由支撐結(jié)構(gòu)分離，沒(méi)有電連接。
[0013]所述運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生器用于產(chǎn)生電化學(xué)測(cè)量裝置和電解液之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。電力產(chǎn)生裝置電連接到所述腔電極，提供第一電力到腔電極，從而電鍍?cè)谇浑娊獗砻嫔?。該電力產(chǎn)生裝置還電連接到表面電極，提供第二電力到表面電極，從而電鍍?cè)陧敳侩娊獗砻嫔稀?br> [0014]所述電輸出信號(hào)測(cè)量裝置電連接到所述腔電極，并測(cè)量腔電極的電輸出信號(hào)。所述電輸出信號(hào)測(cè)量裝置還電連接到表面電極，并測(cè)量表面電極的電輸出信號(hào)。測(cè)量的腔電極的電輸出信號(hào)和測(cè)量的表面電極的電輸出信號(hào)通過(guò)計(jì)算得到一個(gè)填充性能(FP)值，其被用來(lái)評(píng)估微孔填充時(shí)使用的電 解液電鍍配方的性能。
[0015]本發(fā)明的第二個(gè)方面是提供電化學(xué)測(cè)量裝置，用于評(píng)估微孔填充用電解液的電鍍配方的性能。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，電化學(xué)測(cè)量裝置包括:一個(gè)支撐結(jié)構(gòu)，其包括一測(cè)量表面用于接觸所述電解液；一個(gè)空腔，其位于所述支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)，其中所述空腔包括一個(gè)空腔頂部開(kāi)口和一個(gè)空腔底部開(kāi)口，其中所述空腔頂部開(kāi)口位于所述支撐結(jié)構(gòu)的測(cè)量表面，允許電解液流入空腔；一個(gè)腔電極，其位于所述支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)，其中所述腔電極包括一個(gè)腔電解表面，其與空腔底部開(kāi)口接觸，被電解液電鍍；以及一個(gè)表面電極，其位于所述支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)，其中所述表面電極包括一個(gè)頂部電解表面，其位于所述支撐結(jié)構(gòu)的測(cè)量表面，被電解液電鍍。表面電極和腔電極被支撐結(jié)構(gòu)分離，沒(méi)有電連接。支撐結(jié)構(gòu)是圓柱形的?？涨皇菆A錐形的，并且與支撐結(jié)構(gòu)同軸。表面電極是環(huán)形形狀，圍繞著所述空腔。
[0017]本發(fā)明的第三個(gè)方面是提供了一種評(píng)價(jià)微孔填充用電解液電鍍配方的性能的方法。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一種評(píng)估微孔填充用電解液電鍍配方的性能的方法，包括以下步驟:提供一種具有一個(gè)電鍍配方的電解液；插入本發(fā)明的電化學(xué)測(cè)量裝置到電解液中；產(chǎn)生電化學(xué)測(cè)量裝置和電解液之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；提供第一電力到腔電極，提供第二電力到表面電極；在腔電解表面和頂部電解表面上電鍍金屬；測(cè)量腔電極的電輸出信號(hào)和表面電極的電輸出信號(hào)；根據(jù)所述腔電極的電輸出信號(hào)和表面電極的電輸出信號(hào)，評(píng)價(jià)電解液的電鍍配方的性能。[0019]根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明方法還包括以下步驟:根據(jù)所述腔電極的電輸出信號(hào)和表面電極的電輸出信號(hào)，計(jì)算填充性能(FP)值；對(duì)于其他電鍍配方電解液,重復(fù)以上步驟；選擇至少一個(gè)相對(duì)較高FP值的電鍍配方用于微孔填充，或選擇最高FP值的電鍍配方用于微孔填充。
[0020]本發(fā)明提供了一種準(zhǔn)確、快速和成本有效的方法，用于評(píng)估微孔填充用的電解液電鍍配方的性能，還選擇合適電鍍配方的電解液用于實(shí)際制作過(guò)程。與現(xiàn)有技術(shù)相比，現(xiàn)有技術(shù)采用實(shí)驗(yàn)方法，通常需要很長(zhǎng)時(shí)間來(lái)評(píng)估電鍍配方，本發(fā)明僅需幾分鐘進(jìn)行評(píng)估。另外，根據(jù)本發(fā)明的裝置和方法，也不需要使用具有微孔的昂貴的晶片或襯底樣品來(lái)評(píng)估電鍍配方。此外，也大大減少使用電鍍槽和電鍍添加劑，從而在尋找理想的電鍍配方時(shí)大大節(jié)省了成本。
【【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】】
[0021]本發(fā)明【具體實(shí)施方式】將在下文中參照附圖更詳細(xì)地描述，其中:
[0022]圖1顯示一個(gè)電化學(xué)分析裝置的示意圖，其用于評(píng)價(jià) 微孔填充用電解液的電鍍配方的性能。
[0023]圖2A是圖1裝置中的電化學(xué)測(cè)量裝置的透視圖。
[0024]圖2B是圖2A的電化學(xué)測(cè)量裝置的截面圖。
[0025]圖2C顯示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的在電輸出信號(hào)測(cè)量過(guò)程中電化學(xué)測(cè)量裝置的橫截面圖。
[0026]圖3顯不本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的沉積有金屬的微孔截面圖。
[0027]圖4A-E顯示本發(fā)明電化學(xué)測(cè)量裝置的第一、第二、第三、第四、第五典型實(shí)施例。
[0028]圖5顯示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的評(píng)估微孔填充用電解液電鍍配方的性能的步驟流程圖。
[0029]圖6A-C顯示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電鍍平整劑濃度分別為8ml/L、15ml/L和30ml/L的電流密度和時(shí)間之間的關(guān)系。
[0030]圖7A-C是電鍍平整劑濃度分別為8ml/L/、5ml/L和30ml/L時(shí)微孔填充輪廓的橫截面照片。
【【具體實(shí)施方式】】
[0031]在以下描述中，作為優(yōu)選例子闡述了用于評(píng)估微孔填充中使用的電解液的電鍍配方的性能的裝置和方法。在不脫離本發(fā)明范圍和精神情況下的修改，包括添加和/或替代，這些對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言都是顯而易見(jiàn)的。某些具體細(xì)節(jié)省略了，以免混淆本發(fā)明，但是本公開(kāi)內(nèi)容會(huì)使本領(lǐng)域技術(shù)人員無(wú)需過(guò)度實(shí)驗(yàn)就能實(shí)踐本教義。
[0032]圖1顯示一個(gè)電化學(xué)分析裝置的示意圖，其用于評(píng)價(jià)微孔填充用電解液的電鍍配方的性能。電化學(xué)分析裝置包括電化學(xué)測(cè)量裝置11、運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生器12、電化學(xué)分析儀13、導(dǎo)線
14、參考電極15和對(duì)電極16。
[0033]電化學(xué)測(cè)量裝置11連接到運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生器12，并由兩根電線14電連接至所述電化學(xué)分析儀13。參考電極15和對(duì)電極16分別由兩根電線14連接到電化學(xué)分析儀13。在微孔填充模擬期間，電化學(xué)測(cè)量裝置11浸入到容器18中的電解液17里。對(duì)電極16用于連接電解液17，這樣電流/電勢(shì)就可以施加到所述電化學(xué)測(cè)量裝置11上。參考電極15具有已知的和穩(wěn)定的電化學(xué)勢(shì)，在測(cè)量腔電極(cavity electrode)和表面電極(surface electrode)的電化學(xué)勢(shì)時(shí)即能夠作為參考。用于雙通道發(fā)電和電信號(hào)測(cè)量的電化學(xué)分析儀13，包括一個(gè)電力產(chǎn)生裝置和一個(gè)電輸出信號(hào)測(cè)量裝置。
[0034]圖2A是電化學(xué)測(cè)量裝置11的透視圖。電化學(xué)測(cè)量裝置11包括支撐結(jié)構(gòu)21、空腔22、腔電極(圖2A中未示出)、以及表面電極24。支撐結(jié)構(gòu)21是圓柱形的，由電絕緣材料制成，包括一測(cè)量表面25，測(cè)量過(guò)程中測(cè)量表面25接觸電解液17。空腔22是圓錐形的，其與支撐結(jié)構(gòu)21同軸。表面電極24是環(huán)狀，圍繞住所述空腔22。
[0035]圖2B是圖2A的電化學(xué)測(cè)量裝置11的剖面圖。如圖2B所示，支撐結(jié)構(gòu)21固定了空腔22、腔電極23和表面電極24的位置。
[0036]空腔22為電鍍提供了空間。位于支撐結(jié)構(gòu)21內(nèi)部的空腔22包括空腔頂部開(kāi)口26和空腔底部開(kāi)口 27。空腔頂部開(kāi)口 26位于支撐結(jié)構(gòu)21的測(cè)量表面25，允許電解液17流入空腔22。空腔底部開(kāi)口 27與腔電極23相接觸。
[0037]腔電極23位于支撐結(jié)構(gòu)21內(nèi)，包括一個(gè)腔電解表面28，它位于空腔底部開(kāi)口 27，被電解液17電鍍。腔電極23電連接到電力產(chǎn)生裝置13，電力產(chǎn)生裝置13為腔電極23的腔電解表面28的金屬電鍍提供電力。
[0038]表面電極24位于支撐結(jié)構(gòu)21內(nèi)，包括一個(gè)頂部電解表面29，其位于所述支撐結(jié)構(gòu)13的測(cè)量表面25，被電解液17電鍍。腔電極24電連接到電力產(chǎn)生裝置13，電力產(chǎn)生裝置13為表面電極24的頂部電解表面29金屬電鍍提供電力。腔電極23和表面電極24之間被支撐結(jié)構(gòu)21相互隔離，沒(méi)有電連接。
[0039]電力產(chǎn)生裝置通過(guò)電線14電連接到腔電極23和表面電極24，分別為它們提供電力，產(chǎn)生電荷并傳送到腔電極23和表面電極24，以還原電解液中的金屬陽(yáng)離子，從而在腔電解表面28和頂部電解表面29上沉積金屬。
[0040]電力產(chǎn)生裝置可以在不同的運(yùn)行模式下運(yùn)行，以提供不同的電力。例如，在恒電位加載模式下，加載的電力是恒電勢(shì)，在恒電流加載模式下，加載的電力是恒電流，在循環(huán)伏安剝離(CVS)的加載模式下，加載的電力是周期性三角波電勢(shì)，或在環(huán)狀脈沖伏安剝離(CPVS)加載模式下，加載的電力是周期性方形波電勢(shì)。因此，該電力產(chǎn)生裝置可以是一個(gè)恒流器或穩(wěn)壓器。
[0041]運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生器12是用于促使電化學(xué)測(cè)量裝置11和電解液17之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生電解液17的流動(dòng)。因此，運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生器12是一個(gè)連接至電化學(xué)測(cè)量裝置11的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)，用于旋轉(zhuǎn)所述電化學(xué)測(cè)量裝置11。
[0042]電輸出信號(hào)測(cè)量裝置通過(guò)電線14電連接到腔電極23，用于測(cè)量電鍍期間腔電極23的電輸出信號(hào)，電輸出信號(hào)測(cè)量裝置還通過(guò)電線14電連接到表面電極24，用于測(cè)量電鍍過(guò)程中表面電極24的電輸出信號(hào)。腔電極的電輸出信號(hào)和表面電極的電輸出信號(hào)可以是電流密度、電勢(shì)或電荷。電輸出信號(hào)測(cè)量裝置可以是電壓表、電流表、或電荷計(jì)。腔電極23的電輸出信號(hào)和表面電極24的電輸出信號(hào)被用于評(píng)估用于微孔填充中電解液17電鍍配方的性能。
[0043]圖2C顯示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的在電輸出信號(hào)測(cè)量過(guò)程中電化學(xué)測(cè)量裝置的橫截面圖。支撐結(jié)構(gòu)21由一旋轉(zhuǎn)馬達(dá)(圖2C中未示出)旋轉(zhuǎn)。電解液流入空腔22，或經(jīng)過(guò)支撐結(jié)構(gòu)21的測(cè)量表面25。金屬210和211分別被電鍍?cè)谇浑娊獗砻?8和頂部電解表面29上。來(lái)自腔電極23的電流和來(lái)自表面電極24的電流分別通過(guò)電線14由電輸出信號(hào)測(cè)量
裝置測(cè)量。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例，微孔填充用的電解液電鍍配方的性能是由填充性能(FP)值來(lái)評(píng)估的，而填充性能值是由腔電極電輸出信號(hào)和表面電極電輸出信號(hào)來(lái)計(jì)算的。
[0045]圖3顯不用于導(dǎo)出FP值的沉積有金屬的微孔的不意圖。如圖3所不，h0表不微孔31的微孔深度，hi表示沉積在微孔31內(nèi)金屬32的高度，h2表示微孔深度加上沉積在微孔頂部的金屬32的高度，h3表示沉積在微孔頂部金屬32的高度。hi和h2之間的比值是一個(gè)評(píng)價(jià)微孔填充性能的合適參數(shù)。當(dāng)hi接近h2時(shí)，微孔就幾乎填滿了，這意味比值越高，微孔填充得就越好。因此，恒電位加載模式下電鍍配方的填充性能可按如下公式評(píng)估:
其中iMVity表示腔電極的電流密度，isurfare表示表面電極的電流密度。
[0046]hi和。咐成正比，113和ieavity成正比，因?yàn)槌练e速率(dS/dt)和電流(i)成正比，如以下等式:
【權(quán)利要求】
1.一種電化學(xué)測(cè)量裝置，用于評(píng)估微孔填充時(shí)使用的電解液電鍍配方的性能，該裝置包括: 至少一個(gè)支撐結(jié)構(gòu)，其包括至少一個(gè)測(cè)量表面，接觸所述電解液； 至少一個(gè)空腔，其位于所述支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)，其包括一個(gè)空腔頂部開(kāi)口和一個(gè)空腔底部開(kāi)口，其中所述空腔頂部開(kāi)口位于所述支撐結(jié)構(gòu)的測(cè)量表面上，允許所述電解液流入所述空腔； 至少一個(gè)腔電極，其中所述腔電極包括至少一個(gè)腔電解表面，其接觸所述空腔底部開(kāi)口，并由所述電解液電鍍其上； 至少一個(gè)表面電極，其中所述表面電極包括至少一個(gè)頂部電解表面，其位于所述支撐結(jié)構(gòu)的測(cè)量表面上，并由所述電解液電鍍其上； 其中所述表面電極和所述腔電極被所述支撐結(jié)構(gòu)分隔開(kāi)，相互沒(méi)有電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述支撐結(jié)構(gòu)是圓柱形的，所述空腔是錐形的，與所述支撐結(jié)構(gòu)同軸，所述表面電極是環(huán)形的，圍繞著所述空腔。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述空腔是圓柱形的或錐形的。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述空腔頂部開(kāi)口小于所述空腔底部開(kāi)口。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述空腔頂部開(kāi)口和所述空腔底部開(kāi)口是圓形的，所述空腔頂部開(kāi)口和所述空腔底部開(kāi)口的直徑之比值范圍是從1:6到1:1。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括多于一個(gè)的空腔和多于一個(gè)的腔電極，所述空腔和所述腔電極位于所述支撐結(jié)構(gòu)測(cè)量表面的中心。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述表面電極是部分環(huán)狀的。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括一個(gè)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生所述電化學(xué)測(cè)量裝置和所述電解液之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述腔電極和所述表面電極是使用不同的電極材料制成的。
10.一種評(píng)估微孔填充時(shí)使用的至少一種電解液的至少一種電鍍配方的性能的方法，包括步驟: 提供一種具有一種電鍍配方的電解液； 將電化學(xué)測(cè)量裝置插入到所述電解液中，其中所述電化學(xué)測(cè)量裝置包括: 至少一個(gè)支撐結(jié)構(gòu)，包括至少一個(gè)測(cè)量表面接觸所述電解液； 至少一個(gè)空腔，其位于所述支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)，其包括一個(gè)空腔頂部開(kāi)口和一個(gè)空腔底部開(kāi)口，其中所述空腔頂部開(kāi)口位于所述支撐結(jié)構(gòu)的測(cè)量表面上，允許所述電解液流入所述空腔； 至少一個(gè)腔電極，其中所述腔電極包括至少一個(gè)腔電解表面，其接觸所述空腔底部開(kāi)口，并由所述電解液電鍍其上； 至少一個(gè)表面電極，其中所述表面電極包括至少一個(gè)頂部電解表面，其位于所述支撐結(jié)構(gòu)的測(cè)量表面上，并由所述電解液電鍍其上；其中所述表面電極和所述腔電極被所述支撐結(jié)構(gòu)分隔開(kāi)，相互沒(méi)有電連接； 產(chǎn)生所述電化學(xué)測(cè)量裝置和所述電解液之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)； 測(cè)量所述腔電極的電輸出信號(hào)和所述表面電極的電輸出信號(hào)；根據(jù)所述腔電極的電輸出信號(hào)和所述表面電極的電輸出信號(hào)，評(píng)估所述電解液電鍍配方的性能。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述評(píng)估步驟還包括: 根據(jù)所述腔電極的電輸出信號(hào)和所述表面電極的電輸出信號(hào)，計(jì)算填充性能(FP)值。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述腔電極的電輸出信號(hào)和所述表面電極的電輸出信號(hào)是電流密度、電勢(shì)、或電荷，其中所述FP值的計(jì)算如以下等式之一:
13.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括: 對(duì)于有其他電鍍配方的其他電解液，重復(fù)以上步驟； 選擇至少一個(gè)相對(duì)較高FP值的電鍍配方用于微孔填充，或者選擇最高FP值的電鍍配方用于微孔填充。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，還包括: 提供第一電力到所述腔電極，提供第二電力到所述表面電極； 電鍍金屬在所述腔電解表面和所述頂部電解表面上。
15.如權(quán)利要求14所述的方法,其中所述第一電力和所述第二電力在恒電位加載模式下是恒電勢(shì)，在恒電流加載模式下是橫電流，在循環(huán)伏安剝離(CVS)加載模式下是周期性三角波電勢(shì)，在循環(huán)脈沖伏安剝離(CVS)加載模式下是周期性方波電勢(shì)。
16.一種電化學(xué)分析裝置，用于評(píng)估微孔填充時(shí)使用的電解液電鍍配方的性能，該裝置包括: 至少一個(gè)電力產(chǎn)生裝置； 至少一個(gè)電輸出信號(hào)測(cè)量裝置； 至少一個(gè)電化學(xué)測(cè)量裝置，其包括: 至少一個(gè)支撐結(jié)構(gòu)，包括至少一個(gè)測(cè)量表面接觸所述電解液； 至少一個(gè)空腔，其位于所述支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)，其包括一個(gè)空腔頂部開(kāi)口和一個(gè)空腔底部開(kāi)口，其中所述空腔頂部開(kāi)口位于所述支撐結(jié)構(gòu)的測(cè)量表面上，允許所述電解液流入所述空腔； 至少一個(gè)腔電極，其中所述腔電極包括至少一個(gè)腔電解表面，其接觸所述空腔底部開(kāi)口，并由所述電解液電鍍其上； 至少一個(gè)表面電極，其中所述表面電極包括至少一個(gè)頂部電解表面，其位于所述支撐結(jié)構(gòu)的測(cè)量表面上，并由所述電解液電鍍其上；其中所述表面電極和所述腔電極被所述支撐結(jié)構(gòu)分隔開(kāi)，相互沒(méi)有電連接；至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生所述電化學(xué)測(cè)量裝置和所述電解液之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)； 其中所述電力產(chǎn)生裝置電連接到所述腔電極，并提供第一電力到所述腔電極，以電鍍?cè)谒銮浑娊獗砻嫔希鲭娏Ξa(chǎn)生裝置電連接到所述表面電極，并提供第二電力到所述表面電極，以電鍍?cè)谒鲰敳侩娊獗砻嫔希? 其中測(cè)量到的所述腔電極的電輸出信號(hào)和測(cè)量到的所述表面電極的電輸出信號(hào)被用于評(píng)估微孔填充用的電解液電鍍配方的性能。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述微孔填充用電解液的電鍍配方的性能是由一個(gè)填充性能(FP)值來(lái)評(píng)估的，所述填充性能值是根據(jù)所述腔電極的電輸出信號(hào)和所述表面電極的電輸出信號(hào)來(lái)計(jì)算的。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述腔電極的電輸出信號(hào)和所述表面電極的電輸出信號(hào)是電流密度、電勢(shì)、或電荷，其中所述FP值的計(jì)算如以下等式之一:

19.如權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述支撐結(jié)構(gòu)是圓柱形的，所述空腔是錐形的并與所述支撐結(jié)構(gòu)同軸，所述表面電極是環(huán)形的并圍繞著所述空腔。
20.如權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生器是旋轉(zhuǎn)電機(jī)或磁力攪拌器，與所述支撐結(jié)構(gòu)連接或與所述電解液的容器接觸。
【文檔編號(hào)】G01N27/26GK103743798SQ201410006927
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】孫耀峰, 高銘徽, 丘樹(shù)堅(jiān), 高敏 申請(qǐng)人:香港應(yīng)用科技研究院有限公司