[发明专利]咪唑基脲聚合物及其在金属或金属合金镀浴组合物中的用途

说明书

本发明涉及咪唑基脲聚合物及其在用于金属或金属合金沉积如铜或其合金的电解沉积的含水酸性镀浴中在制造用于电子应用的印刷电路板、IC基底、半导体和玻璃装置中的用途。根据本发明的镀浴包含至少一种金属离子源和咪唑基脲聚合物。所述镀浴特别可用于填充凹陷结构和构建柱状凸起结构。

技术领域

本发明涉及咪唑基脲聚合物和包含所述聚合物作为添加剂的用于金属或金属合金沉积的镀浴组合物。其特别涉及作为铜或铜合金的电解沉积中的添加剂的咪唑基脲聚合物。镀浴组合物适合制造印刷电路板、IC基底等以及用于半导体和玻璃基底的金属化。

背景技术

用于铜的电解沉积的含水酸性镀浴用于制造印刷电路板和IC基底，其中需要用铜填充或构建如沟槽、通孔(TH)、盲微孔(BMV)和柱状凸起的精细结构。这种电解沉积铜的另一应用是填充例如硅通孔(TSV)的凹陷结构和在半导体基底中和在半导体基底上双镶嵌镀敷或形成重新分布层(RDL)和柱状凸起。需求越来越高的另一应用是通过电镀用铜或铜合金填充在玻璃基底中的玻璃通孔，即孔和相关的凹陷结构。

常规地，在含水镀浴组合物中使用各种添加剂的组合。例如，电解铜镀浴包含大量的各种添加剂，这些添加剂包括整平剂、载体-抑制剂和加速剂-光亮剂。类似地，锌镀浴含有尤其改善锌沉积物的视觉特性的添加剂。

专利申请EP 1 069 211 A2公开了包含铜离子源、酸、载体添加剂、光亮剂添加剂和整平剂添加剂的含水铜镀浴，该整平剂添加剂可以是聚[双(2-氯乙基)醚-交替-1,3-双[3-(二甲基氨基)丙基]脲(CAS-No.68555-36-2)，其在至少一个末端含有有机结合的卤原子(例如，共价C-Cl键)。

US 2009/0205969 A1描述了作为用于电解金属沉积的添加剂的由脲、N,N二烷基氨基烷基胺和N,N-双-(氨基烷基)-烷基胺制成的交联聚合物。其中公开的方法涉及电解锌沉积。

在US 4,157,388中也报道了类似的基于脲的聚合物，其中所有脲部分都通过含氮的亚烷基桥连，即仲胺、叔胺等等。德国专利申请DE10 2005 060 030 A1中公开了阳离子衍生物及其在电解镀浴中的用途。这些聚合物中的各脲部分通过季铵衍生物连接。

而且，WO 2007/024606教导了脲、硫脲和胍聚合物作为化妆品应用中的添加剂，其中各脲、硫脲和胍部分通过季铵部分连接。

在本领域中自EP 2 735 627 A1已知脲基(ureyl)聚合物作为用于铜的电解沉积的整平剂。此类聚合物可通过氨基脲衍生物和亲核试剂的逐步加成聚合获得。WO 2011/029781教导了用于锌的电解沉积的相同聚合物。后一文件还教导了通式的双脲衍生物，但未公开任何具体实例。此外，与所述结构有关的实例是二酰胺(其中的实例5和18)。

然而，这些添加剂在酸性铜镀浴中使用时不适合于满足先进的印刷电路板、IC基底的制造以及半导体和玻璃基底的金属化的当前和未来的要求。根据电路布局，印刷电路板和IC基底中的BMV需要用铜不仅保形地而且完全地填充。BMV填充的典型要求是例如：获得完全填充的BMV，同时沉积不超过12至18μm的铜到相邻的平面基底区域上并且同时在填充的BMV的外表面上产生不超过5μm的凹坑。

在半导体晶片的金属化中，TSV填充必须引起用铜完全且无空隙地填充，同时在相邻的平面区域上产生不超过孔直径的1/5的过多镀敷(overplated)的铜。对于用铜填充玻璃通孔需要类似的要求。

发明目的

因此，本发明的一个目的在于提供一种含水的金属或金属合金镀浴，优选用于铜或铜合金的电解沉积的铜镀浴，其满足在印刷电路板和IC基底制造以及半导体基底的金属化如TSV填充、双镶嵌镀敷、沉积重新分布层或柱状凸起以及填充玻璃通孔的领域中对于上文提到的应用的需求。

发明内容