[发明专利]电镀铜溶液添加剂、电镀铜溶液以及电镀方法

说明书

本发明属于电镀技术领域，提供了电镀铜溶液添加剂、电镀铜溶液以及电镀方法，电镀铜溶液添加剂包括加速剂1‑10份、抑制剂150‑300份以及整平剂1‑20份，加速剂为聚二硫二丙烷磺酸钠，抑制剂为聚乙二醇‑6000、聚乙二醇‑8000、聚乙二醇‑10000中的任意一种或几种的任意比例组合，整平剂为5‑氨基‑1,3,4‑噻二唑‑2‑硫醇，该整平剂价格低廉、毒性小且稳定。电镀铜溶液含有本发明的电镀铜溶液添加剂，电镀方法使用了该电镀铜溶液，所以电镀效果较好，从而使得盲孔镀层深镀能力较好，填孔率较高、凹陷度低、填孔效果好，铜层表面平整性好，无明显铜瘤产生，形成超填充，无空洞，无夹缝，表面光亮，可以有效防止因为盲孔空洞传输不稳定等缺点，进一步提高电子产品的可靠性。

技术领域

本发明属于电镀技术领域，具体涉及一种电镀铜溶液添加剂、电镀铜溶液以及电镀方法。

背景技术

随着电子信息产业的发展和电子设备的进步，高端电子制造产业离不开电镀工艺的发展。在电子电路及电子元器件制造产业链中，电镀铜由于具有高的可靠性和生产率以及低的成本优势，同时又可以满足电和热传输特性，在现代电子工业应用中起着关键作用。因此，利用电镀铜进行间隙填充已经成为了一项必不可少的技术，广泛应用于集成电路中高密度互联(High Density Interconnection,HDI)的金属化以及印刷电路板(PrintedCircuit Board,PCB)中盲孔填充。

铜电沉积的方式是在孔中进行自底而上的填充，以确保无空隙填充。这就意味着在电镀过程中，孔的底部具有最高的铜沉积速率。事实上，由于一次电流和二次电流分布不均匀，导致孔底的电流密度小，孔口的电流密度大。不均匀的局部电流密度分布会使得电沉积过程中孔底的铜沉积较少，而孔口处电沉积的铜较多，逐渐封闭孔口，孔的中间会产生孔洞或空隙。为了满足无空隙填充的要求，添加剂是电镀铜中必不可少的成分。自底向上填充行为是添加剂协同相互作用而不是单个因素或组分引起的。添加剂在电镀液中的作用不是每种单一成分添加剂的作用的简单叠加，而是其中复杂的协同或反竞争作用的结果。添加剂之间的协同作用主要来自其在氯离子下的吸附和迁移特性以及加速剂，抑制剂和整平剂之间的竞争。只有在特定的添加剂组合和优化的浓度下，才可以实现完全填充的电镀铜，才能更好的保证镀层的质量，实现层间的互连。不仅如此，添加剂还可以提高电流效率，同时调整高低电流密度区铜的沉积速率，细化晶粒，改善结晶取向，从而获得更加均匀、光滑的镀层。

盲孔电镀铜填孔通常采用高铜低酸体系，且电镀铜溶液中有一种无机添加剂和三种有机添加剂分为加速剂、抑制剂以及整平剂。卤素离子是酸性镀铜体系镀液中不可或缺的组分，通常以氯离子为主，其主要以氯化钠或盐酸的形式存在于电镀铜溶液中。虽然其在电镀铜溶液中所需含量较低，通常氯离子浓度控制在氯30mg/L-70mg/L之间,但却起到了很大的作用。Cl^-除了可以提高阳极活性，促进阳极正常溶解的作用之外，还可以减少因阳极溶解不完全产生的铜粉，提高镀层的光亮和整平能力，改善镀层质量。