化学沉铜工艺技术探讨-中国表面活性剂网.PDF

维普资讯 …：|ll摄繁交流 I TECHNOLOGY EXCHANGE ■文／李明 化学沉铜工艺技术探讨 (接上期) 含 有 10～200ppm的 0c， 0c一联 吡 啶和 200～ o在化学镀铜液中，添加微量的含羧基、醚基 500ppm的亚硝基五氰络铁酸钠或亚铁氰化钾以及 的高分子表面活性剂，它能有效地防止低溶液的表面 1000ppm以上的聚氧 乙烯类非离子表面活性剂，能 张力，提高溶液对／J＼~L、深孔的润湿能力；另外，还 有效地改善化学镀铜层的外观和延展性。 能缩短氢气在反应面上的滞留的时间，改善镀层结 2．3．1．10影响化学镀铜沉积速度的因素 构，提高镀层韧性；同时，这些高分子化合物还能有 这些因素有：溶液的pH值、Cu“离子浓度、络 效地、选择性地吸附在溶液中的分散颗粒的表面，使 合剂的性能和用量、还原剂的性能和用量、添加剂的 其失去催化活性。常使用高分子化合物为聚乙二醇、 性能和用量、溶液工作温度和搅拌速度等。这些因素 聚乙醇硫醚等。 的影响都是相互关联的和互相制约的，切不可片面追 o严格控制化学镀铜的操作温度，对于每种使用 求沉积速度而牺牲镀液和镀层的其它性能。为此，既 的化学镀铜溶液都有一个最高的允许使用的温度，如 要保证铜镀层具有 良好的外观和韧性；又能维持镀液 果化学镀铜反应温度超过tLLJI~介温度极限，则CuO的 的稳定性的条件下，力求镀液具有较高的沉积速率。 形成反应加剧，导致化学镀铜溶液的快速分解。 就需要控制以下条件： o严格控制化学镀铜溶液的pH值，如pH值高于 o控制溶液的pH值 ：在碱性化学镀铜溶液体系 工艺规范规定，同样会加剧CuO副反应。 中，甲醛只有在pH≥11．5以后才具有使Cu“+2e— 2．3．1．9化学镀铜的延展性 Cu的还原效应 ；当pH值越高，还原作用越强烈，铜 在化学镀铜层的技术性能中，铜层的延展性是非 的沉积速度也越快；当pH：12．5左右日寸，铜沉积速率 常重要的指标。因为高密度互连结构的多层板的孔金 达到最大值；随后，如果继续升高溶液的pH值，铜 属化的高可靠性，要求化学镀铜层必须具有足够的延 的沉积速率反而明显下降；当pH值13_2以后，铜的 展性。 沉积速率跌至得几乎与pH值=11．5B-,ttB当。不仅如 直接影响化学沉铜层延展性的主要因素就是甲醛 此，过高的pH值还会使化学镀铜过程中的副反应加 还原铜的过程中的产生氢气。虽然氢气不能与铜共沉 速，而造成溶液 自发分解。 积，但吸附在新生态铜表面，能 自发的聚集成气泡， 化学镀铜的pH值通过氢氧化钠和硫酸水溶液来 夹杂在镀铜层的中间。使化学镀铜层产生大量直径约 调节的。实践表明：当溶液 中氢氧化钠含量为8～ 20～39A的空洞。这些空洞是造成镀层延展性差，电 10g／LI]-,j，镀液具有最佳pH值稳定效果。 阻率高的主要原因。 OCu 离子浓度：化学镀铜的沉积速率与镀液 而改善延展性最佳的工艺方法是添加阻氢剂，防 中的Cu 离子浓度成正比。即Cu“离子浓度越高，铜 止氢气在镀层表面聚集。含羧基和醚基的高分子化合 的沉积速率越快。但是，过高的铜离子浓度将会加速 物，以及亚铁氰化等无机物，都是常用的阻氢剂。但 副反应的速度，进而造成镀液不稳定。同时，过快的 实践表明，在化学镀铜溶液中，往往同时添加几