[发明专利]用于化学镀钯的镀浴组合物和方法

说明书

本发明涉及用于通过化学镀敷将钯层沉积在衬底上的水性镀浴组合物和方法。根据本发明的水性镀浴组合物包含钯离子源、用于钯离子的还原剂和芳族化合物。所述水性镀浴组合物对钯具有高的沉积速率，并在同时维持镀浴稳定性。所述水性镀浴组合物还具有延长的寿命。本发明的芳族化合物使得能够在所述镀浴寿命内将沉积速率调节到恒定范围，并使得能够在较低温度下化学沉积钯层。本发明的芳族化合物活化沉积速率低的化学钯镀浴并再活化老化的化学钯镀浴。

技术领域

本发明涉及在印刷电路板、IC衬底的制造和半导体晶片的金属化中用于化学镀钯的水性镀浴组合物和方法。

背景技术

在印刷电路板、IC衬底等的制造以及半导体晶片的金属化中，钯的化学沉积是已建立的技术。所述钯层被例如用作阻挡层和/或可丝焊和可软焊的罩面层。

包含钯离子源、含氮络合剂和选自甲酸及其衍生物的还原剂的化学钯镀浴组合物公开在US 5,882,736中。与含有次磷酸盐作为还原剂的产生钯-磷合金层的镀浴组合物形成对照，这些化学钯镀浴组合物适合于沉积纯钯。

专利申请WO 2006/065221 A1公开了一种用于金属即钯的镀敷的自催化化学镀浴，其包含表面活性剂即壬基酚聚氧乙烯醚和还原剂即肼或甲醛。当在高于浊点下操作时，包含所述表面活性剂的镀浴引起金属的受控沉积、镀浴的分解降低，并且在非常低的金属浓度下提供了高的镀敷速度。

专利申请DD 222 346 A1公开了一种用于钯的自催化沉积的溶液，其包含钯化合物、还原剂、络合剂、稳定剂和作为表面活性剂的壬基酚。亚硝基萘酚的添加导致溶液稳定性提高。

美国专利4,424,241描述了一种包含钯、有机配体和还原剂即甲醛和甲酸的化学镀溶液。可以添加特定添加剂即酚酞，以改善镀敷的钯的外观和性质。

尽管许多现有技术文献教导了钯镀浴组合物，但使用它们获得的镀敷速率不能满足当前为实现经济制造而要求的稳步增长的镀敷速率的需求。

此外，在镀浴寿命期间沉积速率不断降低，并且过低的沉积速率最终终结化学钯镀浴的寿命。这是由已经沉积的钯的催化效果和自催化沉积机制造成的。通常，改变化学钯镀浴的温度被用于调节沉积速率和镀浴寿命的持续时间。提高镀浴温度也提高沉积速率。但在较高温度下操作镀浴同时也增加了使镀浴不稳定的风险。

这种镀浴的稳定性是指所述镀浴稳定地对抗分解，即金属钯在镀浴本身中的不期望的沉淀。因此，使化学钯镀浴不稳定进而缩短了镀浴寿命。由于钯的价格高，出于经济原因，过早丢弃化学钯镀浴也是不合乎期望的。

发明目的

本发明的目的是提供一种用于化学镀钯的镀浴组合物和方法，其中沉积速率被进一步提高。本发明的另一个目的是提供一种用于化学镀钯的镀浴组合物和方法，其使得能够将沉积速率调节到所期望的高值。本发明的另一个目的是提供一种用于化学镀钯的镀浴组合物和方法，其中沉积速率进一步提高同时镀浴仍保持稳定。本发明的特别目的是提供一种用于化学镀钯的镀浴组合物和方法，其使得能够在镀浴的寿命期间维持恒定的高沉积速率。本发明的另一个目的是提供一种用于化学镀钯的镀浴组合物和方法，其使得能够增加镀浴的寿命。

发明内容

这些目的通过一种用于钯的化学沉积的水性镀浴组合物得以解决，所述组合物包含：

(i)至少一种钯离子源，

(ii)至少一种用于钯离子的还原剂，以及

(iii)至少一种根据式(I)的芳族化合物

其中R1选自–H、–CH₃和–CH₂-CH₃；并且