[发明专利]一种快速判断电镀添加剂性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子产品以及半导体产品的电镀技术领域，尤其是涉及通过电镀工艺来判断电镀添加剂的性能及其稳定性的方法。

背景技术

随着半导体芯片工艺向高密度、高功能、高集成和低成本的方向发展，在半导体芯片尺寸缩小的同时对电镀生产工艺提出了更高的要求。高亮、高平整度的电镀需要具有特殊功能和效益的添加剂。因此添加剂的选择和质量性能的评估对于半导体行业至关重要。目前对于镀铜等的添加剂主要是通过赫尔槽实验以及恒电流电镀的方法对添加剂配方的表面覆盖能力和均镀能力进行评估，同时也会采用电化学手段等研究添加剂对于金属离子沉积电位极化的影响。红外光谱、核磁共振和元素分析仪也被广泛应用于添加剂本身结构的表征和机理研究。

然而，上述的多种方法都或多或少会存在有成本高、不够直接、影响因素多、结果分析较为复杂的缺点。此外，目前也仍然缺少一种简捷的方法能够较为快速、直观地表征添加剂配方在电镀过程中的稳定性以及其他性能或者用于不同种添加剂之间性能的比较。添加剂的消耗速度和稳定性会直接影响半导体电镀工艺的质量和操作成本，目前比较成熟的表征方法通常还比较缺少对于其稳定性或消耗速度的研究关注和方法探索。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种快速判断电镀添加剂性能的方法，通过该方法的运用，可以快速地判断出不同的电镀添加剂的稳定性等性能，不需要价格昂贵的设备或仪器，成本低，对添加剂的性能判断效果好，判断效率高，可以大幅降低电镀客户的添加剂使用成本，帮助客户保证电镀质量。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种快速判断电镀添加剂性能的方法，该方法包括如下步骤：

（1）准备电镀所需的金属化学溶液即母液体系；

（2）将待做出性能判断和比较的添加剂即抑制剂、整平剂和光亮剂水溶液依次加入所述母液体系中，充分搅拌均匀；

（3）取黄铜板作为电镀阴极板，将所述黄铜板在含有质量百分比浓度0.1%的十二烷基磺酸钠的0.2摩尔氢氧化钠水溶液中浸泡3~5分钟，然后在1A/dm²的电流密度下进行阳极清洗25~30秒钟，再用去离子水清洗所述黄铜板，然后将所述黄铜板在质量百分比浓度10%硫酸溶液中浸入5秒钟取出，用去离子水将所述黄铜板清洗干净；

（4）将清洗干净的所述黄铜板放入所述母液体系中作为电镀阴极板，将事先进行预膜处理的磷铜阳极板两块放入所述母液体系中作为电镀阳极板，并使所述两块磷铜阳极板分别位于所述电镀阴极板前后两侧；

（5）将所述电镀阴极板和电镀阳极板接通电流密度为5A/dm²的电流进行电镀，电镀持续时间为4~5分钟；

（6）电镀结束后将所述电镀阴极板用去离子水冲洗干净，然后吹干，待观察测量；

（7）计算电镀效率；

（8）重复步骤（3）、（4）、（5）、（6）和（7）3~5次；

（9）改变待做出性能判断和比较的添加剂，重复步骤（2）-（8）。

在本发明的一个较佳实施例中，所述母液体系包括含铜离子浓度为50g/L的硫酸铜溶液、100g/L的浓硫酸和50ppm的氯离子。

在本发明的一个较佳实施例中，所述电镀阴极板的面积为4×4×2cm²，所述电镀阳极板与所述电镀阴极板的面积比为2:1~3:1。

在本发明的一个较佳实施例中，电镀结束时的铜镀层的厚度为5μm。

在本发明的一个较佳实施例中，步骤（5）在将所述电镀阴极板和电镀阳极板接通电流密度为5A/dm²的电流进行电镀时，电镀持续时间为4.5分钟。

本发明的有益效果是：通过该方法的运用，可以快速地判断出不同的电镀添加剂的稳定性等性能，不需要价格昂贵的设备或仪器，成本低，对添加剂的性能判断效果好，判断效率高，可以大幅降低电镀客户的添加剂使用成本，帮助客户保证电镀质量。该方法的应用范围广，不仅限于酸性镀铜体系，对于其他金属溶液电镀体系均适用。

具体实施方式

下面结合具体的较佳实施例对本发明进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，这些实施例仅仅是例示的目的，并不旨在对本发明的范围进行限定。

以镀铜为例，判断电镀添加剂为聚乙二醇4000、聚乙二醇2000和聚乙二醇600的方法包括如下步骤：