硅通孔（Through Silicon Via,TSV）是目前最受关注的三维封装技术之一,该技术具有提高芯片的集成密度、减小外形尺寸,缩短互连延迟和降低功耗等优点。作为硅通孔技术的关键工艺,TSV镀铜的无缺陷填充在保证芯片器件的正常工作方面显得格外重要,尤其在高深宽比的TSV中。实现TSV铜填充的数值模拟,不仅可以显著节约研发成本,同时在控制铜填充质量上也能呈现出色的参考价值。本文采用有限元仿真与实验相结合的方法,针对TSV定电流铜填充技术,分别研究了添加剂预吸附处理和电镀参数对TSV填充质量的影响及规律。在对添加剂预吸附处理的研究中,本文从单步法和多步法两个方面展开,确定了最佳填充的预处理控制参数。仿真和实验的结果显示单步法中15ppm SPS预吸附900s时,TSV接近于等厚生长模式,改善了高深宽比TSV孔的填充质量。多步法中20ppm SPS预吸附15min加10ppm JGB钝化20min的预吸附控制参数更有利于高深宽比TSV孔的镀铜填充。为进一步优化填充的效果,本文还对TSV铜填充过程中的对流、电势以及阳极电流密度等因素展开了研究。本文定义综合对流和电势对TSV镀铜填充质量的影响的参数Kads,并通过比较其与临界阈值K0(1.631×10-7 m/s)大小关系,结合添加剂行为来预测不同尺寸TSV的填充形貌。阳极电流密度的研究突破了较低深宽比的限制,采用高深宽比TSV（20um×200um）进行研究,实验和仿真结果显示最佳阳极电流密度工作窗口为0.1ASD-0.2ASD。