DE1817355A1

DE1817355A1 - Bad zum Abscheiden von metallischem Kupfer ohne Stromzufuhr von aussen

Info

Publication number: DE1817355A1
Application number: DE19681817355
Authority: DE
Inventors: Mccormack John F; Svetlana Hodoley
Original assignee: Photocircuits Corp
Current assignee: Kollmorgen Corp
Priority date: 1967-12-28
Filing date: 1968-12-28
Publication date: 1969-08-07
Also published as: NL157661B; DE1817355B2; GB1218850A; NL6818581A; US3515563A; FR1599408A

Description

PC 27G

PHOTOCIRCUITS CORPORATION, Glen Cove. New York. U.S.A. BAD ZUM ABSCHEIDEN VON METALLISCHEM KUPFER OHNE STROM-

ZUFUHRVONAUSSEN.

Die Erfindung betrifft Bäder zum stromlosen Abscheiden von Kupfer welche autokatalytisch Schichten beliebiger otärke aufbauen. Derartige Bäder sind nunmehr wohl bekannt. Sie enthalten stets ein geeignetes Kupfersalz, einen Komplexbildner für Kupfer-(il)-Ionen, ein "eduktionsmittel durch dessen Oxydation die zum Abscheiden des Kupfers erforderlichen Elektronen geliefert werden und ein Mittel um den pH-Wert im wesentlichen im Hinblick auf das benutzte Reduktionsmittel einzustellen. Eine für denpraktischen Betrieb wesentliche Eigenschaft solcher Bäder ist deren Stabilität.Eine weitere die Abscheidungsgeschwindigke.it. Im Allgemeinen gilt bei autokatalyitschen Bädern daß einjp Verringerung der Abschöidungageschwindigkeit zu einer Verbesserung der Stabilität führt und . eine Erhöhung der Abschaidungsgeschwindißkeit zu verringerter ; Stabilität. Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Ab- j scheidungsgeechwindigkeit ohne negative Auswirkung auf die Badstabilität zu vergrpssern. Dies geschieht nach der Erfindung ' dadurch daß der Badflüssigkeit eine geringe Menge Osmium zügesetzt wird· ZweckmäsBi^ör Weise wird dafiir Sorge ge tragen, daß j eine gewünschte Osmium Konzentration im Badbetrieb aufrecht -

erha_lten «ird, 909832/12Ϊ0 /

6AO ORIGINAL

Das Osmium wird vorzugsweise als Verbindung beispielsweise als Osmiumtetroxid oder als Oemiat, beispielsweise als Kaliumosmiat zugesetzt* Die zur gewünschten Steigerung der Abscheidungsgeschwindigkeit erforderlichen Osmiumkonzentration sind relativ sehr niedrig} sie betragen vorzugsweise zwischen 0*001 und 30 Milligram Osmium pro Liter Badflüssigkeit. Die zweckmässigste Konzentration wird notwendiger Weise sowohl von der Art der benutzten Usmiumverbindung als auch der sonstigen Badzusammensetzung und Betriebsweise abhängen* Beispielsweise haben sich Badzusammensetzungen nach der folgenden Tabelle ale gut geeignet erwiesen: Tabelle 1

Salz des abzuscheidenden Metalles 0.002 bis 1.0 Gramm-Mole Reduktionsmittel O.ÖO5 bis 4.0 '" "

Komplexbildner ^r"\ 0.7 bis 40 mal die Zahl

^ψ'·''"^?" der Gramm-Mole des Metall-Salzes

Osmiumverbindung (als Osmium) 0.001 bis 30 Milligramm

Mittel zum Einstellen de« pH-Wertee um gewünschtes pH zu erreichen

Wasser ausreichend um 1 Liter ;

Badflüssif'keit herzustellen.

Zweckmässiger Weise werden der Badflüssigkeit Benetzer

wie Phosphate-Ester und Oxyäthilierte Natriumsalze zugesetzt. j Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen» die : einzelnen üadbestandteile soweit essich um Salze handelt als Kaliumsalze zu benutzen*

9Q98 32/ 12 30

aAD

1817356

-■■ 3 -

Nach'einer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, der Badflüssigkeit neben Osmium Phosphor Schwefel oder Cyanid bzw. Verbindungen derselben zuzusetzen.

Phosphor kann beispielsweise in Form anorganischer oder organischer Salze oder ^erbindungen zugesetzt werden wie wasserlösliche Phosphate, Tetrapyrophosphate, Hexametaphosphate Salze der Alkali und Erdalkali Metalle. Die Konzentration kann, beispielsweise, 0*02 bis 0.1 Mol per Liter betragen.

Die Menge des Schwefels hängt wesentlich von der übrigen Zusammensetzung des Bades ab und ebenso von der Art der verwendeten Schwefelverbindung. Sie kann beispielsweise von Spuren bis etwa 300 Teile per Million und in manchen Fällen mehr betragen. Für die meisten brauchbaren Schwefelverbindungen wird sie etwa zwischen 0.001 und 1 Teil per Million betragen.

Cyanid kann der üadflüösifikeit zweckmässiger Weise in einer Menge zwischen 0.00001 und ü.06 Mol pro Liter zugesetzt werden»

Als Beispiel für ein Bad mit Cyanid mag das folgende

^dieneni Kupfersulfate 0*06 Gramm Mole/Liter

Tetranatriumsalz der

A'thy lendiamin t e t raes sig-

säure 0.09 " " ^H

Formaldehyd(37%) 0.0? " " "

Natriumcyanid 0.0005 " ⁿ "

Benetaer(GAFAG RE 610,RTM)

in 20% Lösung 1.0 Gramm pro Liter

Kaliumhydroxid ausreichend für gewünschtes

909832/1230

Diese Badflüssi^kpit wurde benutzt um die Wirkung des Osrniumiousatzejs zu zeilen. Hierzu wurde der pH-Wert derselben auf 12.j eingestellt und es wurde die in 3 Stunden abgeschiedene Kupfermence , in Gramm, in Abhängigkeit von der Osmiumkoiizentration gemessen.
TABELLE 2

Osmiumtetroxid- Konzentration.	Kupfermenge • in Gramm	Abscheidungs- zeit
Null	0.0223	. 3 Stunden
1.0 mg/1	0.0423	3
0.5 mg/1	0.0463	3

Die folgende Tabelle 3 zeigt das Badverhalten für ein pH von 11.9 ι

TABELLE 3

Osmiumtetroxid- Konsentration	Kupfermenge in Gramm	Abscheidungs- zeit
Null	0.0379	5 Stunden
0.5 mg/1	0.0691	5
0.2 mg/1	0.057	5 ^H

Wie sich aus beiden Tabellen ergibt, genügen bereits relativ sehr geringe Osmiumkonzentrationen um die erwünschte Beschleunigung der Abscheidimg zu bewirken. Hierbei wird die vergrbsserte Abscheidungsgeschwindigkeit ohne eine Einbusze an Badstabilität erzielt und es wird ein Kupfernieeerschlag von ausgezeichneter Wualität aufgebaut·

909832/1230

Claims

PATENTANSPRÜCHE ι t .

1« Bad zum Abscheiden von metallischem Kupfer ohne Strpmzufuhr von aussen welches mindestens ein Kupfersalz,einen Komplexbildner für Kupfer, ein Mittel zum Einstellen des pH-Wertes und ein Reduktionsmittel enthält,dadurch gekennzeichnet _t daß eine geringe Menge Osmium enthält.
2. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Osmium in einer Menge zwischen O.OOl und 30 milligram in der Badflüssigkeit anwesend ist.
3· Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß der Osraiumgehalt während des Betriebes aufrechterhalten wird.
4. Bad nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß das Osmium als Osmiumtotroxid oder als Kaliumosmiat oder als eine Mischung beider dom Bad zugesetzt

ist. ';■ " . ■■■/'■■ - - ' '
5« Bad nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch- gekennzeichnet, daß es zusätzlich eine geringe Menge eines Cyanides enthält.
6. Bad nach .mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeiciinet, daß es zusätzlich eine geringe Menge einer Schwefelverbindung enthält-.'
7, Bad nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4

o ■ · -

tp dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich eine,Phaophorver -

i*> bindung enthält.

****
8. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

_w sein Kupförgehait zwischen 0.002 und 1 Mol pro Liter beträgt« daß der Kupferkoiaplexbildner in einer Menge vorhanden ist,dl« dem O>7 bis 40 fachen dor Zahl dor Mole dos Kupfersalzes ent-

spricht, dall als Kodukti nsmittel Formuldohyd in einer ι

Konzentration von zwischen 0.005 und 'f Mol pro Liter verwendet wird und dai3 d(>r pH-Wert des Beidf lüssi^keit vermittels eines Alkalimetalhydroxidea auf einen ^ert zwischen 10 und l4 gebracht wird.

90983 2/1230 SAD OJRiQINAL

COPY