硫酸盐镀铜的研究进展.pdfVIP

硫酸盐镀铜的研究进展 辜敏4，付遍红6，杨明莉8 (重庆大学a．西南资源与环境灾害控制工程教育部重点实验室； b，资源及环境科学学院，重庆4000“) [摘要]铜的性质决定了铜在工业应用中的重要性，特别是目前在微电子工业中的决定性作 用，使铜的电沉积过程成为研究热点。结合铜在微电子工业中的应用，综述了硫酸盐镀铜中铜的电沉 积机理、铜镀层微结构、添加剂对铜电沉积过程的影响以及铜电沉积初期行为方面的研究进展。指出 了铜电沉积未来的研究方向。 [关键词] 电沉积；铜；硫酸盐体系 [中图分类号]‘rQl53．1[文献标识码]A 0前言 因此硫酸盐镀铜理论与技术的研究成为铜互连技 术中的核心技术之一。硫酸盐铜的电沉积在纳米 铜在金属电沉积中的研究最为广泛，这不仅是 领域也有许多新的应用，如镀膜厚度可以控制在儿 因为它本身的特性适合基础研究，如平衡电位高， 纳米，已经应用到制备具有巨磁阻(GMR)效应、磁 在基础研究中没有氢的形成和干扰，而且更因其优 记录方面的cu／M(M为磁性金属)纳米多层膜。 良的导电性和机加工性能，决定了其在工业应用中 这些重要应用使铜电沉积过程的研究又成为热点， 的重要性。与其他有竞争力的气相沉积技术相比， 各国开展了大量有关铜的电沉积过程及其数值模 铜的电沉积具有经济性和选择性，仅在需要的地方 拟方面的研究。铜电沉积和相关技术在今后高科 沉积，具有优良的深镀能力、较好的抗有机和金属 技中仍然具有重要的地位”’“。 杂质性能。电镀铜常用的工艺有碱性氰化物镀铜、 铜电沉积的早期研究工作主要是电结晶过程及 硫酸盐镀铜、焦磷酸盐镀铜、柠檬酸盐镀铜和 机理，20世纪60年代的研究集中在界面动力学和暂 HEDP镀铜，其中硫酸盐镀铜是电镀生产上应用最 态现象。近二二十几年，由于各种现代物理方法，如隧 早的工艺之一。 硫酸盐镀铜早期应用于塑料电镀、电铸、精饰 普及、金属单晶电极的广泛应用以及电镀新技术的 等方面，包括装饰层和功能镀层。在电子工业中较 开发，对铜镀层的微观结构、性能及其与电沉积条件 早的应用是印刷电路、印刷板、电子接触元件。20 之间的关系等方面的研究取得了许多进展。最近， 肚纪80年代后，硫酸盐镀铜技术涉及到高科技领 鉴于微电子工业、纳米材料应用领域的需求，铜的电 域，在电子制造业中有新的应用，特别是微电子中 沉积研究重点是添加剂作用及其机理，以实现铜在 的互连线技术、封装和磁记录等方面。由于铜比铝 高宽比较大的微刻槽中无空隙的超等角填充，从而 有更好的导电性、更高的抗电迁移性、更高的集成 得到各种形态的纳米材料。 密度以及低的介电常数，1997年IBM公司宣布Ic 芯片中互连