[发明专利]铝基材直接化学镀铜的溶液及其应用方法

说明书

本发明公开了一种铝基材直接化学镀铜的溶液及其应用方法，该溶液包括以下质量浓度的组分：铜盐5‑15g/L、亚硫酸盐20‑60g/L、络合剂10‑50g/L、还原剂10‑30g/L、缓冲剂10‑50g/L、缓蚀剂0.05‑0.5g/L、表面活性剂0.05‑0.1g/L和余量的水；将上述组分按照配比均匀混合后，用缓冲剂调节pH至7.0‑8.0后形成镀铜溶液。本发明的铝基材直接化学镀铜的溶液，解决了传统镀铜腐蚀铝的问题，和镀液攻击光刻胶的问题，在晶圆级封装领域，可以完全替代真空镀铜，降低成本，提高生产率。

技术领域

本发明涉及镀铜溶液技术领域，尤其涉及一种铝基材直接化学镀铜的溶液及其应用方法。

背景技术

铝基材的表面处理方法较多，在化学镀方面，铝基材基本上采用化学镀镍技术，该技术发展多年已经相当成熟，而铝基材直接化学镀铜的工艺却不常见。在半导体技术领域，铝线路长期是芯片内部金属互联的主力，但随着对芯片运算效率、降低功耗等方面的要求不断提高，铝线路已经难以满足这种高要求，于是开始出现在铝基材上进行真空镀铜，或真空镀铜后再利用电镀铜的方式加厚铜层，以增强线路的导电性来提高芯片的运算效能。

众所周知，铝属于两性金属，在强酸和强碱情况下都会受到腐蚀，对于传统的化学镀铜来说，其pH值大于12，氢氧化钠浓度一般在8g/L以上，属于强碱性环境，铝基材在化学镀铜溶液中很快就会被腐蚀。而电镀铜属于强酸性溶液，硫酸往往在几十克每升，甚至上百克每升，铝基材同样会在这种环境被腐蚀。为了解决该问题，在半导体领域，技术人员通过在铝基材表面进行真空镀铜后再电镀铜的方式解决该问题。真空镀铜对铝基材无任何攻击，可以在铝表面顺利形成铜层，但由于真空镀铜成本高昂，生产效率低下，所以真空镀铜一般只做0.5-1μm的铜层，对铝达到覆盖效果后，再进行电镀铜，利用电镀铜的高效率，低成本来加厚铜。

然而这种方法依然存在效率低下，生产成本较高的情况，业内一直在寻求利用化学镀铜的方式来代替真空镀铜，进一步提高生产效率，降低生产成本。

专利《CN 108165959 B》提供了一种化学镀铜溶液，其描述硫脲可为整平剂、还原剂、稳定剂等，显然存在不可行性。其一个操作实施例中的pH在11-13，仍然属于传统的强碱性化学镀铜体系，不适用于带有光刻胶的化学镀铜工艺。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种铝基材直接化学镀铜的溶液及其应用方法，该发明可以替代真空镀铜的化学镀铜方法，进一步提高镀铜效率和生产成本。

为实现上述目的，本发明提供一种铝基材直接化学镀铜的溶液，包括以下质量浓度的组分：

铜盐5-15g/L

亚硫酸盐20-60g/L

络合剂10-50g/L

还原剂10-30g/L

缓冲剂10-50g/L

缓蚀剂0.05-0.5g/L

表面活性剂0.05-0.1g/L

余量的水；

将上述组分按照配比均匀混合后，用缓冲剂调节pH至7.0-8.0后形成镀铜溶液。

其中，所述铜盐为硫酸铜、氯化铜、硫酸铜水合物或氯化铜水合物。

其中，所述亚硫酸盐为亚硫酸钠和/或亚硫酸钾。

其中，所述络合剂为乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸四钠和酒石酸钾钠中的一种或多种的组合。

其中，所述还原剂为硼氢化钠、硫酸羟胺、水合肼中的一种或多种的组合。

其中，所述缓冲剂为氯化铵、氨水、磷酸盐中的一种或多种的组合。