酸性鍍銅添加劑與制作工藝
酸性鍍銅添加劑與工藝
鍍銅添加劑主要由載體、光亮劑、整平劑和潤濕劑組成載體多為表面活性劑,在溶液中能降低表面張力,增強(qiáng)溶液對電極的潤濕作用,減少針孔,還能增大陰極極化,但通常不單獨(dú)使用。常用的安聚醚類化合物、乙二胺的四聚醚類陰離子化合物、聚亞乙基亞胺的季銨鹽等。典型的潤濕劑聚乙二醇(四G)和聚丙二醇也可看作載體。
添加劑的作用
添加劑毗對鍍銅溶液微孔填充能力具有相當(dāng)影響,而且隨著服分子量增大,電鍍液的微孔填充力明顯增強(qiáng)。當(dāng)電流密度為2A/dbn2時(shí),添加6000、8000相對分子質(zhì)量的PEL電鍍液能夠完全填充直徑50ym、深徑比為1的微孔,沒有任何空洞和縫隙出現(xiàn)。隨著瓜分子量增大,cu2‘的極化電位明顯負(fù)移,還原電流減小,抑制了銅在表面的沉積。隨著添加劑PEG分子量增大,沉積銅層的結(jié)晶度和cM(111)晶面的成核趨勢降低,沉積銅膜的電阻率也隨之降低,表面更加光滑。
適用范圍
電鍍銅已廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體和印刷電路板孔金屬化的互連線。隨著芯片集成度的不斷提高,互連線的寬度越來越窄,高深徑比微孔無空洞、無縫隙填充己成為印刷電路板銅互連線制造技術(shù)的一個(gè)關(guān)鍵。為了保證印制板銅互連線質(zhì)量,方法是在電鍍液中添加聚二硫二丙烷磺酸鈉(5Ps)、聚乙二醇(PEG)、c1—等添加劑以實(shí)現(xiàn)微孔的超級電鍍銅填充。本工藝適用于直徑為50ym,深徑比為1的盲孔的超級電鍍銅填充。
整平劑是加入到電鍍液中能改善鍍層的平整性,使獲得的鍍層比基體表面更為平滑的物質(zhì),并可改善銅鍍層低電流密度區(qū)光亮范圍,通常為含氮雜環(huán)的有機(jī)分子如琉基雜環(huán)化合物、硫服衍生物及染料。有些整平劑兼有光亮劑的作用。
添加劑的作用
QPNV[(聚演化1Y—乙烯基—N’—丁基瞇陛)在陰極吸附較大,電化學(xué)反應(yīng)電阻增大,阻礙了銅離子的還原,拓寬了操作條件使鍍液可以在更寬的電位范圍進(jìn)行電鍍;增加銅電沉積的陰極極化。
SP5用于酸性鍍銅光亮劑,可得到裝飾性和功能性鍍層(如:印刷電路板)。sP5可以和典型鍍銅配方中如非離子表面活性劑、聚胺和其他硫基化合物結(jié)合使用,也可以與染料結(jié)合使用。
工藝特點(diǎn)
酸性鍍銅槽液中添加QPNvI之后,改善了基體上凹槽電流密度的分布,使得銅鍍層晶粒顯著細(xì)化、表面細(xì)致光亮,可以將其作為印刷電路板鍍銅添加劑來進(jìn)一步提高電鍍層的性能。
良好深鍍能力及較好的通孔電鍍能力;在較正電位下,該組合添加劑有較好的抑制作用;而在較負(fù)電位下,該組合添加刑具有較好的促進(jìn)作用,這有利于在通Z帥得到均勻的鍍層。