TW200303376A - Process for electrolytic copper plating - Google Patents
Process for electrolytic copper plating Download PDFInfo
- Publication number
- TW200303376A TW200303376A TW091132736A TW91132736A TW200303376A TW 200303376 A TW200303376 A TW 200303376A TW 091132736 A TW091132736 A TW 091132736A TW 91132736 A TW91132736 A TW 91132736A TW 200303376 A TW200303376 A TW 200303376A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- plating bath
- copper plating
- plating
- electrolytic copper
- copper
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
- C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
- C25D3/38—Electroplating: Baths therefor from solutions of copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
- C25D7/12—Semiconductors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
- C25D7/12—Semiconductors
- C25D7/123—Semiconductors first coated with a seed layer or a conductive layer
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/40—Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
- H05K3/42—Plated through-holes or plated via connections
- H05K3/423—Plated through-holes or plated via connections characterised by electroplating method
-
- H10P14/47—
-
- H10W20/056—
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/09—Shape and layout
- H05K2201/09209—Shape and layout details of conductors
- H05K2201/095—Conductive through-holes or vias
- H05K2201/09563—Metal filled via
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Description
200303376 五、發明說明(1) f發明所屬之技術領域] 本發明大體上係有關於電解銅鍍覆方法。詳而言之, 。本發明係關於電解銅鍍覆方法及含過渡金屬氧化物之鍍覆 浴。 1先前技術] 近年來,為因應如個人電腦之電子裝置之改良性能及 減小尺寸,故需要印刷線路板之密度及厚度的改良。用以 符合此等要求之方法係於各層上形成圖案,然後將下一層 積疊至該圖案層而製造之多層印刷線路板(集成式印刷線 •,板)。 利用此類型集成式印刷線路板,開發出增加該印刷線 路板有效表面積之方法。使能製成具有M VH (微導孔洞)之 電氣連結,該MVH具有比習知僅鑛覆該MVH内壁表面者更小 的直徑。藉由此等方法,意指「導孔洞填充」,所有的 Μ V Η皆可以導體填充,藉以形成集成印刷線路板中相鄰層 之間的電氣連結,並藉以減小印刷線路板之尺寸並增加印 刷線路板之密度。 導孔洞填充方法之實例已經揭示者包含該MVH使用印 刷方法填充導電糊之方法、僅活化該Μ V Η底表面上之導體 @,接著以選擇性無電銅鍍覆進行填充的方法、以及進行 無電銅鍍覆之方法。 ^ 然而,因為導電糊係銅及有機材料之混合物,相對於 金屬銅具有較低的導電度,所以欲利用此等導電糊以小尺 +的MVH提供充分電氣連結係困難的。此方法於減小印刷
92221.ptd 第 6 頁 200303376 五、發明說明(2) 線路板之尺寸及增加印刷線路板之密度並沒有效果。另 外,使用印刷方法填充之方法必需使用黏性糊以填充直徑 小但未貫穿之洞孔(亦即非貫穿孔)。然而,由於該糊之黏 度,難以完全填充此等洞孔而不留間隔或空隙。有關無電 銅鍍覆之方法係優於導電糊的方法,其中該MVH填料係具 有高導電度之金屬銅沉積物,但該銅金屬之沉積速率係低 的。此等方法會有生產力的問題。使用一般的高速無電銅 鍍覆浴時,該鍍覆膜之沉積速率係約3微米/小時,但使用 此等鍍覆浴以銅填充典型的1 0 0微米深、1 0 0微米寬之Μ V Η 時,需要3 0小時或更長的時間。因此以生產力之觀點而 論,此係嚴重的缺點,。 相對地,電解銅鍍覆具有1 0至5 0微米/小時之鍍覆膜 沉積速率,因此相對於無電銅鍍覆可顯著地縮短時間。所 以期待將此等方法用於Μ V Η之電解銅鍍覆。然而,當銅沉 積於所有Μ V Η表面時,接近該Μ V Η底部之沉積速率必須比於 該MVH開口處之沉積速率更快使該MVH内部得填充銅而沒有 空隙形成。如果接近該MVH底部之沉積速率係等於或小於 該開口處之沉積速率的話,該Μ V Η將無法填充,或於銅完 全填充該MVH之前即被覆蓋。結果,間隙或空隙將殘留於 該等微導孔銅中,因此證明此等方法並不適合於實際使 用。 在過去,包括使用特定含硫原子化合物之電解銅鍍覆 浴以加速接近該Μ V Η底表面之沉積速率。概括而言,該電 解條件係關於使用如含磷銅極之可溶性正極進行直流電電
II
«II
ill 92221. ptd 第7頁 200303376 五、發明說明(3) 解。然而,儘管利用此等方法於緊接著該鍍覆浴製造之後 顯現出良好的MVH填充性能,但隨著時間該電解銅鍍覆浴 _將變得不穩定。結果,產製電解銅鍍覆層時經過該鍍覆浴 製造的一段時間之後會形成結塊(c 1 u m p ),導致外觀劣 也,以及不平坦導孔洞填充的問題。本發明之發明人針對 此等問題進行研究,確認該含硫化合物之分解產物會造成 此等問題,如下所述。因此本發明係以氧化反應為主,藉 由氧化鈦進行,該氧化反應係用做減少此等分解產物之方 法。 發明内容] 本發明係按照上述方式開發,藉由利用過渡金屬氧化 物,例如氧化鈦,之光催化能力,提供適用於經填充之導 孔洞的形成而不會使該鍍覆銅外觀劣化之電解銅鍍覆方 法。因此,本發明提供一種電解銅鍍覆之方法,其中鍍覆 係於氧化鈦存在下進行 本發明提供電解銅鍍覆之方法,其中鍍覆於氧化鈦存 在時使用包含具有-X - S - Y -結構之化合物的鍍覆溶液進 行,其中X及Y係分別單獨地選自氫、碳、硫、氮及氧原 子,且X及Y僅當其係碳原子時才可能相同。 Φ 另外,本發明中,用於電解銅鍍覆之基材係典型的印 刷線路板或晶圓,詳而言之,係具有貫穿孔或導孔洞之基 本發明亦提供藉由本發明之鍍覆方法獲得之複合材 料。
92221.ptd 第8頁 200303376 五、發明說明(4) 任何過渡金屬氧化物皆可用於本發明,惟其具有光催 化能力即可。該過渡金屬氧化物較佳係氧化鈦。該等氧化 鈦較佳係二氧化鈦。該氧化鈦具有複數種形形式,包含但 不限於,金紅石形式、銳鈦礦形式或無定形形式。該過渡
I I金屬氧化物粒子之晶體粒徑及顆粒大小可自由選擇。詳言 之,適用於本發明者係以紫外光或可見光照射時會顯現光 催化活性之材料。如本文中使用的,「光催化能力」該詞 表示過渡金屬氧化物,例如氧化鈦,之氧化能力,該氧化 能力係藉由紫外光或可見光而顯現。 氧化鈦可以粉末態摻於該銅電鍍溶液中,但較佳使用 成形品氧化鈦,例如細粒、填料、珠粒或該氧化鈦可藉由 塗覆於適當基材上而獲得支撐。此等基材可以係任何所欲 之材料,且各種形狀之材料皆可使用,包含片形、球形、 棒狀、線形或網狀成形品,以及多孔材料。上述成形品之 製法亦屬已知,包含支撐法或塗覆法,其中任何方法皆可 使用。較佳使用於鈦構成之板子或網狀物表面上形成二氧 化鈦層而製成之材料。 典型地,該氧化鈦之光催化能力係藉由紫外光或可見 光之照射而顯現。該紫外光源可以係日光或人造光。人造 光源之實例包含,但不限於,各種類型之紫外光燈,例如 低壓型、中壓型及高壓型紫外光燈。該紫外光燈可直接使 I用或於照射前先過遽。可見光可利用環境的光線或人造光 i照射該鍍覆浴而充分供予該鍍覆浴。 I 設置該光源使足以顯現光催化能力之光量照射於該氧
92221.ptd 第9頁 200303376 五、發明說明(5) 化鈦上。足以顯現光催化活性之紫外光或可見光之照射量 可由熟於此藝之士輕易地決定。該光源可設置於該鍍覆浴 _外,但該照射器較佳係設置於該鍍覆浴内。 於本發明之電解銅鍍覆方法中,該鍍覆溶液包含具有 -X-S-Y-結構之化合物,其中X及Y係分別單獨地選自氫、 碳、氮、硫及氧。本說明書中,為縮寫的緣故將上述化合 物表示為「含硫化合物」。較佳地,X及Y係分別單獨地選 自氫、碳、氮及硫。更佳地,X及Y係分別單獨地選自氫、 碳及硫。如果XA Y皆係碳原子,才可能相同。X及Y皆可能 呈取代。 上述式子指出S原子具有原子價數2。然而,此並不表 示X及Y原子皆具有原子價數2。該X及Y表示可與其他任何 原子鍵結之原子,端視其原子價數而定。例如,如果X係 氫,該化合物將具有此結構:-Η - S - Y -。 詳言之,該含硫化合物具有續酸基或續酸基之驗金屬 鹽類。該分子中可能出現一或多個磺酸基或鹼金屬鹽基 團。更詳言之,該含硫化合物具有-S~~CH2〇_R-S0 3Μ結構。 又更詳言之,該含硫化合物具有-S - R - S 0 3M結構。上式中’ Μ表示氫或驗金屬,而R表示具有3至8個碳原子之烧基。另 彳•所欲之含硫化合物具有以下所示之結構(1 )至(8 )其中之 --- 〇 . (l)M-S03-(CH2)a-S-(CH2)b-S03-M; (2)M-S03-(CH2) a-0-CH2-S-CH2-0-(CH2) b-S03-M ; • (3)M-S〇3-(CH2)a-S-S-(CH2)b-S03-M;
92221.ptd 第 10 頁 200303376
92221.ptd 第11頁 200303376 五、發明說明(7) 銅膜外觀之劣化及使用電解銅鍍覆溶液之導孔洞填充能力 之劣化。例如,如果該含硫化合物具有此結構(1 ) M-S0 3 ..-(CH2)a-S-(CH2)b-S03-M,則可想像分解產物為 M-S〇3-(CH2) a-S或S-(CH2) b-S03-M,但此等產物亦可分別表示為-X-S’及 •-Y-S’。本說明書中,為方便的緣故將該含硫化合物之分 解產物表示為「X-S」。 另外,該該電解銅鍍覆浴中包含之-X - S ’化合物可係 具有該分子之其他部分未分解之結構的化合物,或該含硫 化合物-X-S-Y-之X-S或S-Y鍵其中之一斷裂產生之化合 ,或可係保持X-S結構之分解產物或鍵結至X部分亦分解 之化合物,或此等化合物之各種混合物。 具有χ-s’結構之化合物的濃度,該具有χ-s’結構之化 合物係該含硫化合物之分解產物,可藉由任何習知的方法 測量。適合之方法包含,但不限於,高效率液相層析法。 如果使用高效率液相層析法,該鍍覆浴可直接進行高效率 液相層析,或如果出現會妨礙測量之污染物,可先處理移 除該污染物,然後再進行該層析分析。 如果出現單一類型之-X-S-化合物,則此等化合物之 濃度應與具有-X-S結構之化合物濃度相等,又如果出現 鲁X - S結構之化合物的混合物,則各種化合物之總濃度將與 具有-X-S-結構之化合物濃度相等。 • 另外,該電解鍍覆浴之-X - S -化合物通常以如金屬離 子或水合氫離子之陽離子的抗衡離子形式出現。因此,本 發明中,如果未另行具體指明,則具有-X-S-H結構之化合
92221.ptd 第12頁 200303376 i五、發明說明(8) ! 物亦包含-X - S化合物。 為不受理論限制,例如,如果使用含磷銅或其他此等 可溶性陽極,則認為產製具有X - S ’結構之化合物的機構係 有關於電解停滯期間該含硫化合物及該可溶性陽極之間的 反應。經認為該含硫化合物之S - X或S - Y單鍵係斷裂而產生 具有X - S結構之化合物。另外,電鍍期間,經認為該含硫 化合物接收陰極之電子,因此使S-X或S-Y單鍵斷裂並產生 具有X - S ’結構之化合物。再者,認定於可溶性陽極處C u轉 化成C u 2釋放之電子係經攫取,故上述之含硫化合物會產 生-X - S結構。 再者’為不受理論限制’經認定具有-X - S結構之化 合物對電解鍍覆之不良影響係導源於該化合物與如Cu +或 C U 2離子之金屬離子之間的鍵結。如果此化合物出現的 話,沉積之金屬會形成結塊,因此會產生具有較差的黏附 力及耐熱性之金屬層。另外,經認定此等化合物亦會使最 終得到之沉積物的外觀劣化,例如獲得較差的亮度。如果 i同樣形成經填充之導孔洞的話,經認定由上述分解產物形 | 成之鍵結化合物及金屬離子會使接近該等導孔洞底部之金 屬沉積速率降至等於或小於該導孔洞開口處之金屬沉積速 率,造成導孔洞填充不足。端視如導孔洞形狀之因素而 定,由於殘餘空隙之出現,因此認定此等化合物會造成該 導孔洞填充的問題。 丨本發明中,就維持該沉積物之亮度之觀點而論,該電 i解銅鍍覆浴中具有-X-S結構之化合物濃度較佳維持於2.0
92221.ptd 第13頁 200303376 五、發明說明(9) 微莫耳/升或更低。就產製光亮的沉積物之觀點而論,較 佳係1 . 0微莫耳/升或更低。此化合物之濃度更佳係0. 5微 ^莫耳/升。就改良導孔洞填充性質之觀點而論,所欲為將 具有-X-S-結構之化合物濃度維持於0. 15微莫耳/升或更 #低,較佳為0. 1微莫耳/升或更低。 各種電解銅鍍覆浴皆可用於本發明。此等鍍覆浴之實 例包含,但不限於,硫酸銅鍍覆浴、氰化銅鍍覆浴、焦磷 酸銅鍍覆浴及其他此等之溶液。該電解銅鍍覆浴較佳係硫 酸銅鍍覆浴。藉由實例的方式,說明硫酸銅鍍覆溶液如 。該鍍覆浴其他組成物及成分可用於複數個範圍中,熟 於此藝之士可根據文獻及以下關於硫酸銅鍍覆溶液之說明 輕易地決定該範圍。可對該基底銅鍍覆浴組成物之組成 物、濃度及添加物用量做適當之改質,惟仍能達到本發明 之目的即可。 除了上述之含硫化合物之外,習知的硫酸銅鍍覆溶液 係具有包含硫酸、硫酸銅及水溶性氯離子化合物來源之基 底組成物的水溶液。對於此鍍覆浴之基底组成物並無特別 限制。 代表性而言該酸銅鍍覆溶液中硫酸濃度係3 0至4 0 0克/ ,較佳1 7 0至2 1 0克/升。儘管可使用低於3 0克/升之硫酸 濃度,但由於該鍍覆浴之導電度降低,可能難以將電力通 *入該鍍覆浴中。如果硫酸之濃度太高的話,可能會發生硫 酸銅沉澱。 代表性而言硫酸銅鍍覆浴中硫酸銅之濃度係2 0至2 5 0
92221.ptd 第14頁 200303376 五、發明說明(ίο) 克/升,較佳6 0至1 8 0克/升。儘管可使用低於2 0克/升之硫 酸銅濃度,但銅離子之供應可能不足而無法沉積適當的銅 膜。儘管可使用大於2 5 0克/升之硫酸銅濃度,但該鍍覆浴 可能難以溶解如此高濃度之硫酸銅。 該硫酸銅鍍覆浴中包含之水溶性氯離子化合物源並無 特別限制,惟該化合物能提供氣離子予該硫酸銅鍍覆浴即 可。該水性氯離子源化合物之實例包含,但不限於,氫氯 酸、氯化鈉、氯化鉀及氯化銨。可使用單一水溶性氯離子 源化合物,或使用二或更多類型之混合物。該水溶性氯離 子源化合物之濃度,就氯離子而論,代表性而言係1 0至 2 0 0毫克/升,較佳3 0至8 0毫克/升。如果該氯離子濃度太 低,例如低於1 0毫克/升,可能難以用做增亮劑、界面活 性劑或其他此等化合物能適當扮演者。 有庫數種界面活性劑可用於本發明之電解銅鍍覆溶液 中。任何可當作添加物用於電解銅鍍覆溶液中之習知界面 活性劑皆可用於本發明中。較佳界面活性劑之實例係具有 結構(9 )至(1 3 )者,但不限於此等界面活性劑。 (9) H〇-(CH2-CH2-0) a-H (式中,a係 5 至 5 0 0 之整數); (10) H〇-(CH2-CH(CH3)—〇)a—Η (式中,a係 5至 2 0 0之整 數 (1 1 )H0-(CH2-CH2-0)a-(CH2-CH(CH3)-0)b-(CH2-CH2-0) Η (式中,a及c係整數,a + c = 5至2 5 0,b係1至1 0 0之整 數 (12)-(NH2CH2CH2)n-(式中,η係 5至 5 0 0 );以及
WitiU
92221. ptd 第15頁 200303376 五、發明說明(11) CH2-[〇-CH2-CH(CH3)]aNH2 . I " CH3-CH2-C-CH2-[0-CH2-CH(CH3)]b-NH2
一 I (13) CH2-[〇-CH2-CH(CH3)]a-NH2 (式中,a、b及c係5至2 0 0之整數)。 本發明中可使用單一界面活性劑或使用界面活性劑之 g合物。一般而言,該界面活性劑之用量係0. 0 5至1 0克/ 升,較佳0. 1至5克/升。該界面活性劑濃度可能少於0. 0 5 克/升,然而,由於未充分濕潤而影響該沉積銅膜中可能 產生針孔。 適用於本發明之基材係任何能忍受該電解銅鍍覆方法 之條件的基材。該基材可以係任何材料或形狀,惟銅層可 電解沉積於其上即可。適當基材之實例包含,但不限於, 樹脂、陶竞及金屬。例如,印刷線路板係由樹脂組成之適 當基材,半導體晶圓係由陶曼組成之適當基材。金屬之實 例包含如矽晶圓之矽,但不限於矽。詳言之就導孔洞填充 •言,本發明之電解銅鍍覆方法係優異的。較佳的基材包 含具有貫穿孔及導孔洞之基材。較佳係具有貫穿孔及/或 導孔洞之印刷線路板或晶圓。 可用於該基材之樹脂的實例包含高密度聚乙烯、中密 度聚乙烯、分支低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、超高
I
92221. ptd 第16頁 200303376 五、發明說明(12) 分子量聚乙烯及其他聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚丁二 烯、聚丁烯樹脂、聚苯乙烯樹脂及其他聚烯烴樹脂;聚氯 乙烯樹脂、聚偏氯乙烯樹脂、聚偏氣乙烯-氣乙烯共聚物 樹脂、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、四氟乙烯及其他經鹵化 之樹脂;AS樹脂;ABS樹脂;MBS樹脂;聚乙烯醇樹脂;聚 丙烯酸曱酯及其他聚丙烯酸酯樹脂;聚甲基丙烯酸曱酯及 其他聚曱基丙烯酸酯樹脂;甲基丙烯酸曱酯-苯乙烯共聚 物樹脂;順丁烯二酸酐_苯乙烯共聚物樹脂;聚乙酸乙烯 酯;纖維素丙酸酯樹脂、纖維素醋酸酯樹脂及其他纖維素 樹脂;環氧樹脂;聚醯亞胺樹脂;耐龍(n y 1 ο η )及其他聚 醯胺樹脂;聚醯胺醯亞胺樹脂;聚丙烯酸樹脂;聚醚醯亞 胺樹脂;聚醚醚酮樹脂;聚環氧乙烯樹脂;PET (聚對苯二 甲酸乙二酯)樹脂及其他各種聚酯樹脂類;聚碳酸樹脂; 聚楓樹,;聚乙烯醚樹脂;聚乙烯醇縮丁醛樹脂;聚苯醚 及其他聚苯撐醚樹脂類;聚苯硫醚樹脂;聚對苯二曱酸丁 二酯樹脂;聚曱基戊烯樹脂;聚乙縮醛樹脂;二氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物;乙烯-醋酸乙烯酯共聚物;乙烯-二氯 乙烯共聚物;及其他此等樹脂;及其共聚物及摻混物及其 他熱塑性樹脂類。其他實例包含環氧樹脂;二甲苯樹脂; 鳥糞胺樹脂;二烯丙基苯二曱酸酯樹脂;乙烯酯樹脂;酚 樹脂;不飽和聚酯樹脂;呋喃樹脂;聚醯亞胺樹脂;聚胺 酯樹脂;順丁烯二酸樹脂;三聚氰胺樹脂;尿素樹脂;及 其他熱固性樹脂類,以及其混合物。然而,實例並不限於 此。較佳樹脂之實例係環氧樹脂、聚醯亞胺樹脂、乙烯樹
92221.ptd 第17頁 200303376 五、發明說明(13) 脂、酚樹脂、耐龍樹脂、聚苯醚樹脂、聚丙烯樹脂、氟系 樹脂及ABS樹脂,而更佳的樹脂係環氧樹脂、聚醯亞胺樹 J旨、聚苯醚樹脂、氟系樹脂及ABS樹脂,又更佳之樹脂係 壞氧樹脂及聚驢亞胺樹脂。該樹脂基材可以由早獨的樹脂 ’組成,或由多種樹脂組成,且該材料亦可以藉由將樹脂塗 覆或積疊於另一種基材上製成之複合材料。可用於本發明 之樹脂基材不限於樹脂成形品,如玻璃纖維強化成分之補 強材料浸入樹脂中製成的複合材料亦可使用。或者,由樹 脂組成之塗層可形成於如陶瓷、玻璃及矽或其他金屬等各 類型成分組成的基材上。 可用做基材之陶瓷實例包含氧化鋁(A 1 20 3)、塊滑石 (M g〇· S i〇2)、鎮撖欖石(2 M g〇· S i〇2)、富紹紅柱石(3 A 1 2〇 3· 2Si02)、氧化鎂(MgO)、尖晶石(MgO· Al2〇3)、氧化鈹 (B e 0 )及其他氧化物系陶瓷或氮化鋁、碳化矽及其他非氧 化物系陶瓷。其他實例包含,但不限於,低溫陶瓷。 銅鍍覆之前,先對欲鍍覆之基材上欲鍍覆之區域上進 行導電化處理。例如,如果藉由本發明之鍍覆方法,用金 屬銅填充該Μ V Η的話,該Μ V Η之内表面必須先經導電化處 理。用於本發明之導電化處理可係任何習知的導電化方 j.。可引用之導電化方法的適當實例包含,但不限於,無 電銅鍍覆、直接鍍覆、導電微粒吸附處理及其他各種方 -法。 本發明之電解銅鍍覆方法中,依據所使用之鍍覆浴的 類型適當地設定鍍覆溫度(溶液溫度)。代表性而言,該鍍
92221.ptd 第18頁 200303376 五、發明說明(14) 覆溫度係1 0至4 0°C,較佳2 0至3 0°C。儘管該鍍覆浴之溫度 可低於1 (TC,但會降低該鍍覆液之導電度,且無法提高電 解期間之電流密度。最後造成鍍覆塗層成長速率及生產力 降低。如果該鍍覆溫度太高,該增亮劑可能會分解。 本發明之電解銅鍍覆方法中,可使用如直流電或PPR (脈衝式週期性逆衝)電流之任何類型電流。儘管該正極電 流密度係依據使用之鍍覆浴類型適當地設定,但代表性而 言該電流密度係0. 1至1 0安培/平方公寸,較佳1至3安培/ 平方公寸。 本發明之電解鍍覆方法可使用如可溶性陽極或不可溶 性陽極之任何類型陽極。含磷:銅陽極係可溶性陽極之實 例。不可溶性陽極之實例包含,但不限於,氧化銦、顧包 層鈦、鉑、石墨、亞鐵鹽、不銹鋼或經塗覆二氧化鉛或鉑 族元素氧化物之鈦及其他材料。 本發明之鍍覆方法中,較佳以空氣或氧氣通入該鍍覆 溶液以增加可溶性氧濃度。為不受理論限制,經認為該鍍 覆溶液中之可溶性氧用作氧化劑,藉以減少該鍍覆溶液中 具有X - S結構之化合物的量。提高該鍍覆溶液中該可溶性 氧濃度之方法係使氣泡化之空氣或氧氣通過該鍍覆溶液, 並且可以同時攪拌該鍍覆溶液之結構進行氣泡化。獨立於 攪拌以外之結構亦可用於氣泡化。進行氣泡化以提高該鍍 覆溶液中之溶氧濃度,並且該氣泡化可於電解鍍覆期間或 該鍍覆處理停滯期間進行。 本發明之鍍覆方法不一定要攪拌,但較佳進行攪拌以
92221.ptd 第19頁 200303376 五、發明說明(15) 提供更均勻供應之添加物及銅離子予欲鍍覆材料之表面。 該攪拌方法可以係空氣攪拌或噴射流。就提供該鍍覆溶液 中可溶性氧氣之觀點而論,所欲利用空氣進行攪拌,即使 用喷射流進行攪拌,亦可同時用空氣攪拌。取代式過濾或 _循環式過濾皆可進行,特別是,較佳係使用過濾器之鍍覆 液循環過濾,因為進行此等過濾會使該鍍覆液之溫度安定 下來,並且可移除該鍍覆液中出現如廢棄物及沉澱之材 料。 本電解銅鍍覆方法提供基材上含銅層之複合材料。藉 進行本鍍覆方法,可達到導孔洞之無間隙填充,最後的 複合材料銅層中無結塊。 以下係用實施例說明本發明,但此等實施例不會限制 本發明之範圍。 [實施亨式] 實施例 實驗方法 製程1 :製備2升具有表示如下之導孔洞填充用標準組 成之鍍覆浴,添加1毫克/升之MPS至該鍍覆浴,如此製備 具有人工方式折衷處理之導孔洞填充性能的鍍覆浴。 • 製程2 :添加0. 5克/升之氧化鈦粉末至上述具有折衷 導孔洞填充性能之鍍覆浴,且該粉末係伴隨攪拌分散於該 -鍍覆浴中。然後將該鍍覆浴放置5小時同時以紫外光照 射。 製程3 :使用以下條件以PPR電解法進行鍍覆處理。
92221.ptd 第20頁 200303376 五、發明說明(16) 製程4 :填充情況則係以截面方法觀察。 比較Ϊ列 1 繼上述實施例中說明之製程1之後,立即以PPR電解法 進行鍍覆處理。 比較例2 繼上述實施例中說明之製程1之後,將該鍍覆浴放置5 小時,接著,以PPR電解法進行鍍覆處理。 製程1之鍍覆浴組成
CuS04· 5H 20 1 3 0克 /升 H2S0 4 1 9 0克/升 C 1 " 6 0毫克/升 4 毫克/升 2 5 0毫克/升 1 毫克/升
SPS
非離子型界面活性劑 MPS 註: S P S ··雙(3 -磺丙基)二硫化二鈉 ί MPS : 3-巯基-1-丙烷磺酸鈉(可自東京化成公司購得)i 氧化鈦:氧化鈦(IV)、銳鈦礦(可自關東化學公司購 |
I 得;1級,0 · 5克/升) 鍍覆浴溫度:2 3至3 7°C 紫外光燈:光束型/輸出:4瓦 機體:Velight公司,PS- 2 0 0 0 - 2 0 型 主電壓:1 2 0伏特,6 0赫茲 照射器:Double Bo re a®照射器
92221.ptd 第21頁 200303376 五、發明說明(17) PPR電解條件 電流密度:2安培/平方公寸 正向:逆衝擊電流密度(F : R C . D · ) : 1:1
正向/逆衝時間(F / R P . T. ) : 1 0 / 0 · 5 (毫秒) ‘溫度:2 0°C 時間:6 0分鐘 導孔洞大小:導孔洞直徑1 2 0微米/深度6 0微米 結果 使用評等用具有1 0 0個導孔洞之基材進行上述製程 g夺,於該實施例中該1 0 0個導孔洞幾乎全都填充良好。另 一方面,於比較例1及2中,大部分之導孔洞皆未填滿。經 處理之後的導孔洞截面之概略圖示如第1圖(實施例)及第 2 A (比較例1 )及2 B (比較例2 )所示。藉由本發明,能獲得良 好之導.孔洞填充能力,反之比較例1及2之填充係不良的。 實施例及比較例2中,經填充之導孔洞之銅沉積物具 有良好的亮度,但比較例1則製出晦暗的外觀。
iir mm
92221.ptd 第22頁 200303376 圖式簡單說明 [圖式簡單說明] 第1圖係經本發明之銅鍍覆後的導孔洞剖面概略圖 示。 第2 A及2 B圖係經習知方法之銅鍍覆後的導孔洞剖面概 略圖示。
92221.ptd 第23頁
Claims (1)
- 200303376 六、申請專利範圍 1. 一種電解銅鍍覆方法,包括以下之步驟:使欲鍍覆之 基材與包括過渡金屬氧化物之電解銅鍍覆浴接觸,以 . 及對該鍍覆浴施以足量的電流密度俾將銅層沉積於該 基材上。 4 .如申請專利範圍第1項之方法,其中該電解銅鍍覆浴復 包括硫酸銅。 3. 如申請專利範圍第1項之方法,復包括以紫外光或可見 光照射該電解銅鍍覆浴之步驟。 4. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該電解銅鍍覆浴復 φ 包括具有-X-S-Y結構之增亮劑,其中X及Y係獨立地選 自氫、碳、硫、氮及氧,惟X及Y皆係碳時才會相同。 5 .如申請專利範圍第1項之方法,其中該基材係印刷線路 板或晶圓。 6 .如肀請專利範圍第1項之方法,其中該基材具有一或多 個貫穿孔或導孔洞。 7 . —種銅鍍覆浴組成物,其係適用於電解銅鍍覆,該銅 鑛覆浴組成物包括銅離子源、電解液、水及過渡金屬 氧化物。 8.如申請專利範圍第8項之組成物,其中該過渡金屬氧化 修物係氧化鈦。 9 .如申請專利範圍第8項之組成物,復包括具有X - S - Y結 • 構之增竞劑’其中X及Y係獨立地選自鼠、碳、硫、氣 及氧’惟X及γ皆係碳時才會相同。92221.ptd 第24頁
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001341976 | 2001-11-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW200303376A true TW200303376A (en) | 2003-09-01 |
Family
ID=19155917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW091132736A TW200303376A (en) | 2001-11-07 | 2002-11-07 | Process for electrolytic copper plating |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20040089557A1 (zh) |
| EP (1) | EP1310582A1 (zh) |
| KR (1) | KR20030038475A (zh) |
| CN (1) | CN1432666A (zh) |
| TW (1) | TW200303376A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI512149B (zh) * | 2012-05-31 | 2015-12-11 | 羅門哈斯電子材料有限公司 | 電解式銅鍍覆溶液及電解式銅鍍覆方法 |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI255871B (en) * | 2000-12-20 | 2006-06-01 | Learonal Japan Inc | Electrolytic copper plating solution and process for electrolytic plating using the same |
| US20040101665A1 (en) * | 2001-02-14 | 2004-05-27 | Shipley Company, L.L.C. | Direct patterning method |
| TWI268966B (en) * | 2001-06-07 | 2006-12-21 | Shipley Co Llc | Electrolytic copper plating method |
| JP2003213489A (ja) * | 2002-01-15 | 2003-07-30 | Learonal Japan Inc | ビアフィリング方法 |
| US20040118691A1 (en) * | 2002-12-23 | 2004-06-24 | Shipley Company, L.L.C. | Electroplating method |
| JP3972813B2 (ja) * | 2002-12-24 | 2007-09-05 | セイコーエプソン株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| US7494925B2 (en) * | 2004-02-23 | 2009-02-24 | Micron Technology, Inc. | Method for making through-hole conductors for semiconductor substrates |
| EP1712660A1 (de) * | 2005-04-12 | 2006-10-18 | Enthone Inc. | Unlösliche Anode |
| EP1717351A1 (de) | 2005-04-27 | 2006-11-02 | Enthone Inc. | Galvanikbad |
| US8076244B2 (en) * | 2006-02-10 | 2011-12-13 | Micron Technology, Inc. | Methods for causing fluid to flow through or into via holes, vents and other openings or recesses that communicate with surfaces of substrates of semiconductor device components |
| JP5471276B2 (ja) * | 2009-10-15 | 2014-04-16 | 上村工業株式会社 | 電気銅めっき浴及び電気銅めっき方法 |
| US11047064B2 (en) | 2013-01-10 | 2021-06-29 | Coventya, Inc. | Apparatus and method to maintaining trivalent chromium bath plating |
| KR102384016B1 (ko) * | 2013-01-10 | 2022-04-08 | 코벤트야 인크. | 3가 크롬 도금욕 효율 유지 장치 및 방법 |
| CN105451455A (zh) * | 2014-08-06 | 2016-03-30 | 上海量子绘景电子股份有限公司 | 利用选择性电镀填充沟槽制备微细线条线路板的方法 |
| US20160298249A1 (en) * | 2014-09-30 | 2016-10-13 | Rohm And Haas Electronic Materials Llc | Cyanide-free electroplating baths for white bronze based on copper (i) ions |
| CN104532318A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-04-22 | 广州兴森快捷电路科技有限公司 | 一种电镀填通孔的方法 |
| WO2017201640A1 (zh) * | 2016-05-23 | 2017-11-30 | 鹤山市精工制版有限公司 | 一种离型纸版辊的电镀方法 |
| CN120425431B (zh) * | 2025-07-09 | 2025-11-07 | 阜阳师范大学 | 一种微孔电镀方法 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4217183A (en) * | 1979-05-08 | 1980-08-12 | International Business Machines Corporation | Method for locally enhancing electroplating rates |
| US4755265A (en) * | 1985-06-28 | 1988-07-05 | Union Oil Company Of California | Processes for the deposition or removal of metals |
| GB8913561D0 (en) * | 1989-06-13 | 1989-08-02 | Learonal Uk Plc | Method of stabilising an organic additive in an electroplating solution |
| DE4126502C1 (zh) * | 1991-08-07 | 1993-02-11 | Schering Ag Berlin Und Bergkamen, 1000 Berlin, De | |
| US5302278A (en) * | 1993-02-19 | 1994-04-12 | Learonal, Inc. | Cyanide-free plating solutions for monovalent metals |
| DE19653681C2 (de) * | 1996-12-13 | 2000-04-06 | Atotech Deutschland Gmbh | Verfahren zur elektrolytischen Abscheidung von Kupferschichten mit gleichmäßiger Schichtdicke und guten optischen und metallphysikalischen Eigenschaften und Anwendung des Verfahrens |
| US5891771A (en) * | 1997-12-22 | 1999-04-06 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Recessed structure for shallow trench isolation and salicide process |
| US5863820A (en) * | 1998-02-02 | 1999-01-26 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Integration of sac and salicide processes on a chip having embedded memory |
| US6444110B2 (en) * | 1999-05-17 | 2002-09-03 | Shipley Company, L.L.C. | Electrolytic copper plating method |
| JP3541931B2 (ja) * | 1999-05-17 | 2004-07-14 | 富士ゼロックス株式会社 | 電着膜形成方法、電極形成方法および電着膜形成装置 |
| US6093593A (en) * | 1999-06-28 | 2000-07-25 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Method of forming a gate which provides a reduced corner recess in adjacent shallow trench isolation |
| US6294448B1 (en) * | 2000-01-18 | 2001-09-25 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Method to improve TiSix salicide formation |
| US6811680B2 (en) * | 2001-03-14 | 2004-11-02 | Applied Materials Inc. | Planarization of substrates using electrochemical mechanical polishing |
| TWI268966B (en) * | 2001-06-07 | 2006-12-21 | Shipley Co Llc | Electrolytic copper plating method |
| US6736954B2 (en) * | 2001-10-02 | 2004-05-18 | Shipley Company, L.L.C. | Plating bath and method for depositing a metal layer on a substrate |
-
2002
- 2002-11-06 EP EP02257669A patent/EP1310582A1/en not_active Withdrawn
- 2002-11-07 KR KR1020020068625A patent/KR20030038475A/ko not_active Withdrawn
- 2002-11-07 CN CN02154219A patent/CN1432666A/zh active Pending
- 2002-11-07 TW TW091132736A patent/TW200303376A/zh unknown
- 2002-11-07 US US10/289,964 patent/US20040089557A1/en not_active Abandoned
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI512149B (zh) * | 2012-05-31 | 2015-12-11 | 羅門哈斯電子材料有限公司 | 電解式銅鍍覆溶液及電解式銅鍍覆方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1310582A1 (en) | 2003-05-14 |
| CN1432666A (zh) | 2003-07-30 |
| US20040089557A1 (en) | 2004-05-13 |
| KR20030038475A (ko) | 2003-05-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW200303376A (en) | Process for electrolytic copper plating | |
| TWI361639B (en) | Plating method and article comprising substrate having metal layer | |
| US6835294B2 (en) | Electrolytic copper plating method | |
| JP4510369B2 (ja) | 電解銅めっき方法 | |
| TW200307768A (en) | Via filling method, printed circuit board, and wafer | |
| JP3976564B2 (ja) | ビアフィリング方法 | |
| JP4481541B2 (ja) | 電解銅めっき液および電解銅めっき液の管理方法 | |
| JPWO2002031228A1 (ja) | 不溶性陽極を使用する電解銅めっき方法 | |
| KR102150878B1 (ko) | 전해 구리 도금액 및 전해 구리 도금 방법 | |
| JP3853671B2 (ja) | 電解銅めっき方法 | |
| CN1277958C (zh) | 电镀方法 | |
| EP2610370B1 (en) | Copper electroplating solution and method of copper electroplating | |
| EP2607523B1 (en) | Method of copper electroplating | |
| JP2003213478A (ja) | 電解銅めっき方法 |