[发明专利]吡锭盐化合物，其合成方法，包括所述吡锭盐化合物的金属或金属合金电镀浴，及所述金属或金属合金电镀浴的使用方法

说明书

本发明涉及吡锭盐化合物、用于其制备的合成方法、含有所述吡锭盐化合物的金属或金属合金电镀浴，及所述金属或金属合金电镀浴的使用方法。所述电镀浴尤其适合用于填充电子及半导体行业中的凹陷结构，包含双镶嵌应用。

技术领域

本发明涉及吡锭盐化合物、用于其制备的合成方法、包括所述吡锭盐化合物的金属或金属合金电镀浴，及所述金属或金属合金电镀浴的使用方法。

电镀浴尤其适合于填充电子及半导体行业中的凹陷结构，包含双镶嵌应用。

背景技术

金属及金属合金(金属电镀)的湿式化学沉积广泛用于制造装饰性及功能性涂层的各种行业中。大量金属及金属合金可由此形成于各种衬底上。电子及半导体行业中备受关注的为铜电镀。铜因其较高导电性及相对较低价格而用于这些行业。铜用于构建导线，常常利用电解铜沉积，因为此快速且有成本效益。

用于铜电解沉积的电镀浴尤其用于制造印刷电路板及IC衬底，其中如沟槽、通孔(TH)、盲微通道(BMV)及柱状凸块的精细结构需要用铜来填充或构建。这类铜电解沉积的另一应用为填充诸如硅穿孔(TSV)的凹陷结构，及双镶嵌电镀或形成半导电衬底中及上的重布层(RDL)及柱状凸块。正变得更为苛刻的另一应用为通过电镀用铜或铜合金填充玻璃穿孔，即玻璃衬底中的孔洞及相关凹陷结构。

常规地，在这类电镀浴组合物中使用各种添加剂的组合。举例来说，电解铜电镀浴包括众多个别添加剂，其包含调平剂、载剂-抑制剂及加速剂-增亮剂。

专利申请案EP 1 069 211 A2揭示包括铜离子源、酸、载剂添加剂、增亮剂添加剂及调平剂添加剂的含水铜电镀浴，所述调平剂添加剂可为至少一个末端中包括有机结合的卤原子(例如，共价C-Cl键)的聚[双(2-氯乙基)醚-交替-1,3-双[3-(二甲氨基)丙基]脲(CAS第68555-36-2号)。

US 2009/0205969 A1描述由脲、N,N-二烷基氨基烷基胺及N,N-双(氨基烷基)-烷基胺制成的交联聚合物作为用于电解金属沉积的添加剂。本文中所揭示的方法涉及电解锌沉积。

类似的基于脲的聚合物也报导于US 4,157,388中，其中所有脲部分经由含氮亚烷基，即二级、三级胺及其类似物来桥接。阳离子衍生物及其在电解电镀浴中的用途揭示于德国专利申请案DE 10 2005 060 030 A1中。这些聚合物中的个别脲部分通过四级铵衍生物键联。

此外，WO 2007/024606教示脲、硫脲及聚合物作为化妆品应用中的添加剂，其中个别脲、硫脲及部分通过四级铵部分键联。

根据EP 2 735 627 A1，脲基聚合物在本领域中已知为铜电解沉积的调平剂。此类聚合物可通过氨基脲衍生物及亲核试剂的加成聚合获得。WO 2011/029781教示用于锌电解沉积的相同聚合物。

然而，当用于酸性铜电镀浴中时，此类添加剂不适合于满足制造高级印刷电路板、IC衬底及半导电及玻璃衬底金属化中的当前及未来需求。取决于电路布局，印刷电路板及IC衬底中的BMV不仅需要用铜保形地填充，而且需要用铜完全填充。BMV填充的典型需求为例如：获得完全填充的BMV，沉积同时沉积不超过12μm至18μm铜于相邻平面衬底区域上，且同时在所填充的不超过5μm的BMV的外表面上产生凹坑。

在半导电晶片金属化中，TSV填充必须致使用铜完全且无空隙填充，同时于相邻平面区域上产生不超过1/5过度电镀铜的孔径。类似要求需要用于用铜填充玻璃穿孔。

本发明的目标

因此，本发明的目标为提供可用于金属电镀浴、优选地用于铜或铜合金电解沉积的铜电镀浴中的化合物，所述化合物满足在印刷电路板及IC衬底制造以及半导电衬底金属化领域中的上文所提及的应用的要求，所述应用如TSV填充、双镶嵌电镀、重布层沉积或玻璃穿孔及盲微通道(BMV)柱状凸起及填充。

发明内容