DE2205869C3 - Aqueous alkaline bath for chemical copper deposition - Google Patents

Aqueous alkaline bath for chemical copper deposition

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DE2205869C3 DE19722205869 DE2205869A DE2205869C3 DE 2205869 C3 DE2205869 C3 DE 2205869C3 DE 19722205869 DE19722205869 DE 19722205869 DE 2205869 A DE2205869 A DE 2205869A DE 2205869 C3 DE2205869 C3 DE 2205869C3
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Description

HOf A-HOf A-

ist, worin R, R' und R" jeweils einzeln zweiwertige Alkylen-, Cycloalkylen-, Alkylenäther- oder Arylenreste sind und diese Reste 1 bis 12 Kohlenstoffatome aufweisen, A einen Alkylenrest mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen und η eine ganze Zahl zwischen 1 und 100 bedeutet.where R, R 'and R "are each individually divalent alkylene, cycloalkylene, alkylene ether or arylene radicals and these radicals have 1 to 12 carbon atoms, A is an alkylene radical with 2 to 5 carbon atoms and η is an integer between 1 and 100.

2. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R, R' und R" Alkylenreste sind.2. Bath according to claim 1, characterized in that R, R 'and R "are alkylene radicals.

3. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R, R' und/oder R" durch eine polare Gruppe substituiert sind.3. Bath according to claim 1, characterized in that R, R 'and / or R "by a polar Group are substituted.

4. Bad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die polare Gruppe eine —NH2-,4. Bath according to claim 3, characterized in that the polar group is an —NH 2 -,

— SO3OH-, — COOH-, -NO3-, -Cl-, -Br-,- SO 3 OH-, - COOH-, -NO 3 -, -Cl-, -Br-,

— J- oder — F-Gruppe ist.- J or - F group.

5. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß η zwischen 5 und 50 variiert.5. Bath according to claim 1, characterized in that η varies between 5 and 50.

6. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es den Polyäther in einer Menge von 1 bis 2000 Teilen pro Million Teile Bad enthält.6. Bath according to claim 1, characterized in that it is the polyether in an amount of Contains 1 to 2000 parts per million parts bath.

7. Bad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es den Polyäther in einer Menge von 25 bis 200 Teilen pro Million Teile Bad enthält.7. Bath according to claim 6, characterized in that it is the polyether in an amount of Contains 25 to 200 parts per million bath parts.

8. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyäther die Formel8. Bath according to claim 1, characterized in that the polyether has the formula

CH2-CH,
CH3-CH2-CH, -CH-CH-C=CH
CH 2 -CH,
CH 3 -CH 2 -CH, -CH-CH-C = CH

4545

besitzt, worin χ zwischen etwa 45 und 50 variiert.where χ varies between about 45 and 50.

9. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Polyäther die Formel9. Bath according to claim 1, characterized in that the polyether has the formula

CH,
CH, — C-C^ CH
CH,
CH, - CC ^ CH

;O -CH2 - CH2JrOH; O -CH 2 - CH 2 JrOH

besitzt.owns.

10. Bad nach Anspruch I. worin der Stabilisator die folgende Formel besitzt:10. Bath according to claim I. wherein the stabilizer has the following formula:

5555

6060

HC = C — R -EO — A3v OH dadurch gekennzeichnet, daß A ein Alkylenrest mitHC = C - R -EO - A3v OH characterized in that A is an alkylene radical with

6565

869869

2 bis 5 Kohlenstoffatomen und n.eine ganze Zahl zwischen 1 und 100 ist.2 to 5 carbon atoms and n. Is an integer between 1 and 100.

11. Bad nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß R ein Alkylenrest und A ein Äthylenrest ist11. Bath according to claim 10, characterized in that R is an alkylene radical and A is a Is ethylene radical

12. Bad nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß π zwischen 5 und 50 variiert und der Polyäther in dem Bad in einer Menge von 25 bis 200 Teilen pro Million Teile enthalten ist.12. Bath according to claim 11, characterized in that that π varies between 5 and 50 and the polyether in the bath in an amount from 25 to 200 parts per million parts is included.

Die Erfindung betrifft ein wäßriges alkalisches Bad zur chemischen Kupferabscheidung, enthaltend eine Quelle für Kupfer(II)-ionen, Formaldehyd als Reduktionsmittel, ein komplexbildendes Mittel, zur Einstellung des pH-Wertes ausreichend Hydroxyd sowie einen Alkinylgruppen enthaltenden Stabilisator.The invention relates to an aqueous alkaline bath for chemical copper deposition, containing a Source of copper (II) ions, formaldehyde as reducing agent, a complexing agent, sufficient hydroxide to adjust the pH value as well a stabilizer containing alkynyl groups.

Unter der chemischen Kupferabscheidung ist da» stromlose Aufbringen von Kupferüberzügen auf aktive Oberflächen zu verstehen. Dafür geeignete Bäder und Verfahren sind bereits bekannt und werden in großem Umfange technisch angewendet. Sie sind in zahlreichen Patentschriften beschrieben, beispielsweise in den US-Patentschriften 30 11 920 und 34 57 089.Chemical copper deposition is the electroless application of copper coatings to active ones Understanding surfaces. Baths and processes suitable for this are already known and are being used extensively Extent technically applied. They are described in numerous patents, for example in U.S. Patents 3,011,920 and 3,457,089.

Die bekannten Kupferabscheidungsbäder enthalten vier in Wasser gelöste Bestandteile, nämlich (1) eine Quelle für Kupfer(II)-ionen, in der Regel Kupfersulfat, (2) Formaldehyd als Reduktionsmittel, (3) Alkali, im allgemeinen ein Alkalimetallhydroxyd, vorzugsweise Natriumhydroxyd, in einer Menge, die ausreicht, um dem Bad den erforderlichen pH-Wert zu verleihen, und (4) einen Komplexbildner für das Kupfer, so daß es in alkalischer Lösung nicht ausfällt.The known copper plating baths contain four components dissolved in water, namely (1) one Source of copper (II) ions, usually copper sulfate, (2) formaldehyde as a reducing agent, (3) alkali, im generally an alkali metal hydroxide, preferably sodium hydroxide, in an amount sufficient to give the bath the required pH, and (4) a complexing agent for the copper so that it does not precipitate in alkaline solution.

Als Komplexbildner können die verschiedensten Verbindungen verwendet werden, wie sie beispielsweise in den obengenannten US-Patentschriften sowie in den US-Patentschriften 28 74072, 30 75 856, 31 19 709 und 30 75 855 beschrieben sind.A wide variety of compounds can be used as complexing agents, such as, for example in the above-mentioned US patents and in US patents 28 74072, 30 75 856, 31 19 709 and 30 75 855 are described.

Die vorstehend beschriebenen, sowohl ein Oxydationsmittel als auch ein Reduktionsmittel enthaltenden Kupferabscheidungsbäder haben jedoch nur eine begrenzte Stabilität und die Neigung, unter Reduktion nahezu des gesamten in Lösung befindlichen Kupfers nicht nur auf dem zu beschichtenden Substrat, sondern auch auf den Wänden des Behälters, der Rührvorrichtung u. dgl. sich spontan zu zersetzen. Es hat sich daher als zweckmäßig erwiesen. Stabilisierungsmittel zuzugeben, welche die spontane Zersetzung verhindern und den Bereich der brauchbaren Konzentration und Temperatur erweitern, ohne daß die Fähigkeit der Lösungen, durch Reduktion an katalytischen, in Kontakt damit befindlichen Oberflächen Kupfer abzuscheiden, beeinträchtigt wird. So sind beispielsweise in der US-Patentschrift 34 57 089 Kupferabscheidungsbäder beschrieben, die als Stabilisator ein lösliches, niedermolekulares Alkinol enthalten, in dem die acetylenische Gruppe, insbesondere eine ein aktives Wasserstofl'atom enthaltende Gruppe, vermutlich der wirksame Anteil ist. Ein solcher Stabilisator wird dem Kupferabscheidungsbad im allgemeinen in einer Menge zwischen 2,5 und 2000 Teilen pro Million Teile Bad zugegeben in Abhängigkeit von dem Molekulargewicht des verwendeten Alkohols, wobei die höhermolekularen Alkohole in dem Bad weniger löslich sind als die niedermolekularen Alkohole.Those described above containing both an oxidizing agent and a reducing agent However, copper plating baths have limited stability and a tendency to undergo reduction almost all of the copper in solution not only on the substrate to be coated, but also to decompose spontaneously on the walls of the container, the stirrer and the like. It has therefore proved to be useful. Add stabilizers to prevent spontaneous decomposition prevent and widen the range of usable concentration and temperature without affecting the Ability of the solutions, through reduction on catalytic surfaces in contact with them Depositing copper is impaired. For example, in US Pat. No. 3,457,089, copper plating baths are disclosed described, which contain a soluble, low molecular weight alkynol as a stabilizer, in which the acetylenic group, especially a group containing an active hydrogen atom, presumably the effective part is. Such a stabilizer is generally used in the copper plating bath added in an amount between 2.5 and 2000 parts per million bath depending on the Molecular weight of the alcohol used, with the higher molecular weight alcohols in the bath being less are more soluble than the low molecular weight alcohols.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein wäßriges alkalisches Bad für die chemische Kupferabscheidung anzugeben, das noch beständiger gegen Zersetzung ist als die bisher bekannten Kupferabscheidungsbäder und das zu Kupferüberzügen mit einem verbesserten Aussehen führt.The object of the invention is now to provide an aqueous specify an alkaline bath for chemical copper deposition that is even more resistant to decomposition than the previously known copper plating baths and that to copper coatings with an improved Appearance leads.

Gegenstand der Erfindung ist ein wäßriges alkalisches Bad zur chemischen Kupferabscheidung, das eine Quelle für Kupfer(ir)-ionen, Formaldehyd als Reduktionsmittel, ein komplexbildendes Mittel, zur Einstellung des pH-Wertes ausreichend Hydroxyd sowie einen Alkinylgruppen enthaltenden Stabilisator enthält und dadurch gekennzeichnet ist, daß der Stabilisator ein Polyäther der folgenden Formel ist: The invention relates to an aqueous alkaline bath for chemical copper deposition, which contains a source of copper (ir) ions, formaldehyde as a reducing agent, a complexing agent, sufficient hydroxide to adjust the pH and a stabilizer containing alkynyl groups and is characterized in that that the stabilizer is a polyether of the following formula:

•5• 5

HC = C — R -f O —HC = C - R -f O -

OHOH

HO-tAHO-tA

' —C = C-R"-fO —Afc-OH '- C = CR "-fO - Afc-OH

worin R, R' und R" jeweils einzeln zweiwertige Alkylen-, Cycloalkylen-, Alkylenäther- oder Arylenreste sind und diese Reste 1 bis 12 Kohlenstoffatomc aufweisen, A einen Alkylenrest mit 2 bis 5 Kohlenstoff- atomen und η eine ganze Zahl zwischen 1 und ICiO bedeutet. wherein R, R 'and R "are each individually divalent alkylene , cycloalkylene, alkylene ether or arylene radicals and these radicals have 1 to 12 carbon atoms, A is an alkylene radical with 2 to 5 carbon atoms and η is an integer between 1 and ICiO means.

Das erfindungsgemäße Kupferabscheidunj^sbad weist eine bessere Stabilität auf als die bisher bekannten Kupferabscheidungsbäder,und es führt zu strom- los abgeschiedenen Kupferüberzügen mit einem besseren Aussehen. Es wird angenommen, daß dies darauf zurückzuführen ist, daß die erfindungsgemäß vei"wendeten Polyätheraddukte eine bessere Löslichkeit in dem Kupferabscheidungsbad besitzen als die Alkinole, aus denen sie hergestellt werden, weshalb auch höhermolekulare Alkohole verwendet werden können, und daß das bessere Aussehen der Kupferabscheidung auf die erhöhte Oberflächenaktivität des nichtionischen hydrophoben Teils des Polyäthers zurückzuführen ist, der sich bei der Epoxydation des Alkylenoxyds bildet. The copper deposition bath according to the invention has better stability than the previously known copper deposition baths, and it leads to electrolessly deposited copper coatings with a better appearance. It is believed that this is due to the fact that the polyether adducts used in accordance with the invention have better solubility in the copper plating bath than the alkynols from which they are made, which is why higher molecular weight alcohols can also be used, and that the better appearance of the copper plating is due to the increased surface activity of the nonionic hydrophobic part of the polyether which is formed during the epoxidation of the alkylene oxide.

Bei dem erfindungsgemäß als Stabilisator verwendeten Polyäther handelt es sich um ein Addukt, das aus den Bestandteilen Alkinol und Alkylenoxyd btsteht. Zur Herstellung eines solchen Adduktes könne« die folgenden Alkinole verwendet werden: The polyether used as a stabilizer according to the invention is an adduct which is composed of the constituents alkynol and alkylene oxide. The following alkynols can be used to produce such an adduct:

HC == C — R — OH HC == C - R - OH

HO- R' —C = R"- OHHO-R '- C = R "- OH

worin R, R' und R" jeweils zweiwertige Alkylen-, Cycloalkylen-, Alkylenäther- oder Arylenreste mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen bedeuten. Geeignete Beispiele für den oben angegebenen Formeln entsprechende Alkinalkohole sind folgende:where R, R 'and R "each denote divalent alkylene, cycloalkylene, alkylene ether or arylene radicals having 1 to 12 carbon atoms. Suitable examples of alkyne alcohols corresponding to the formulas given above are the following:

5555

2. Methylbutinol 2. methylbutynol

CH3 CH 3

CH3-C = CHCH 3 -C = CH

OHOH

3. Methyl pentinol3. methyl pentinol

CH3 CH 3

CH3-CH2-C-C =CH 3 -CH 2 -CC =

OHOH

4. Dimethylhexinol4. Dimethylhexynol

CH3 CH3 CH 3 CH 3

CH3 — CH — CH2 — C — C == CH CH 3 - CH - CH 2 - C - C == CH

OHOH

5. 2-Butin-l,4-diol 5. 2-butyne-1,4-diol

C — CH2 — OHC - CH 2 - OH

IIII

C-CH2-OHC-CH 2 -OH

6. Dimelhylhexindiol 6. Dimethylhexynediol

CH3 CH,CH 3 CH,

CH3 — C — C = C — C — CH CH 3 - C - C = C - C - CH

OH OH OH OH

7. Propargylalkohol7. Propargyl alcohol

HC ξξ C — CH2 — OH HC ξξ C - CH 2 - OH

8. Bis-hydroxyläthylbutindioläther 8. Bis-hydroxylethylbutynediol ether

HO - - CH, — CH2 — O — CH2 — C ξ=- C HO - - CH, - CH 2 - O - CH 2 - C ξ = - C

'— rn — η — ι'- rn - η - ι

CH2-O-CH2-CH2OH 9. HexinolCH 2 -O-CH 2 -CH 2 OH 9. Hexynol

CH2 — CH2 - CH2 — CH — C = CHCH 2 - CH 2 - CH 2 - CH - C = CH

OHOH

10. Äthyloctinol10. Ethyl octinol

CH2-CH3 CH 2 -CH 3

CH3-CH2-CH2-CH2-CH-Ch-C=CHCH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH-Ch-C = CH

OHOH

ÄthinylcyclohexanolEthynylcyclohexanol

H1CH 1 C

CH1-CH,CH 1 -CH,

CH, -CH,CH, -CH,

C CHC CH

OHOH

In den vorstehenden genannten Verbindungen kön nen die durch R, R' und R" dargestellten Reste noch weiter durch Gruppen substituiert sein, welche eineIn the compounds mentioned above , the radicals represented by R, R 'and R "can be further substituted by groups which have a

Wasserlöslichkeit bewirken. Beispielsweise kann jeder Rest durch -NH2, -SO3OH, -COOH, -NO3, — Cl, — J, — Br, F u. dgl. substituiert sein.Effect solubility in water. For example, each radical can be substituted by -NH 2 , -SO 3 OH, -COOH, -NO 3 , - Cl, - J, - Br, F and the like.

Niedrigmolekulare Alkylenoxide mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen kommen zur Bildung der Addukte in Betracht. Beispiele für solche Oxide sind Äthylenoxid, Propylenoxid, Isobutylenoxid und 1,2-Epoxybutan. Die Addukte werden durch eine Epoxidationsreaktion unter Spaltung der Epoxidgruppe des AlkylenoxideLow molecular weight alkylene oxides having 2 to 5 carbon atoms can be used to form the adducts . Examples of such oxides are ethylene oxide, propylene oxide, isobutylene oxide and 1,2-epoxybutane. The adducts are formed by an epoxidation reaction with cleavage of the epoxy group of the alkylene oxide

55 66th

durch die OH-Gruppe des Alkohols unter Bildung Die Stabilität der vorsehenden Lösung wurde unter des Polyäthers gebildet. Die Addukte können durch die Anwendung des Palladiumchlond-Tropfentests befolgenden Formeln wiedergegeben werden: stimmt, bei welchem 50 Tropfen einer 0,5gewichts-by forming the OH group of the alcohol. The stability of the solution provided was under of polyether. The adducts can be obeyed by using the palladium chloride drop test Formulas are reproduced: it is correct for which 50 drops of a 0.5 weight

prozentigen Palladiumchiondlosung einer Probe vonpercent palladium chloride solution of a sample of

I. HCsC- R-EOJhrA — OH 5 30cm3 der Zusammensetzung von Beispiel 1 zugegeben werden. Die 50 Tropfen werden mit einerI. HCsC-R-EOJhrA-OH 5 30cm 3 of the composition of Example 1 are added. The 50 drops come with a

und Geschwindigkeit von 10 Tropfen/30 Sekunden unter and speed of 10 drops / 30 seconds below

II. HO-FA—OJ^-R'-C=C-R"-FO—A^OH konstantem Rühren zugesetzt, um eine örtliche Zersetzung oder Ausfällung zu verhindern. Der Zeit-II. HO-FA-OJ ^ -R'-C = C-R "-FO-A ^ OH added to constant stirring to prevent local decomposition or to prevent precipitation. Currently-

worir R, R' und R" die vorstehend angegebene Be- ;0 punkt für die spontane Zersetzung wird ausgehend deutung besitzen, A einen Alkylenrest mit 2 bis von dem Zeitpunkt, an welchem die Zugabe von Palla-5 Kohlenstoffatomen und π eine ganze Zahl zwischen diumchlorid beendet ist, bestimmt. Bezüglich der Zu-1 und 100, vorzugsweise zwischen 5 und 50,bedeutet. sammensetzung von Beispiel 1 trat eine Zersetzung Diese Addukte sind neue Verbindungen. Die der vor- innerhalb 48 Stunden nicht auf.
stehenden Formel II entsprechenden Verbindungen 15 Beispiel 1 wurde ohne Zusatz des Addukts wiedersind weniger bevorzugt, da sie weniger als halb so holt. Eine Zersetzung erfolgte innerhalb einer Stunde. wirksame Stabilisierungsmittel sind als die durch die Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt. vorstehende Formel I dargestellten. jedoch wurde das Addukt durch Athyloctinol ersetzt.
worir R, R 'and R "are the above-mentioned loading, 0 point for the spontaneous decomposition will have starting importance, A is an alkylene radical having 2 to from the time at which the addition of Palla-5 carbon atoms, and π is an integer between With regard to the addition 1 and 100, preferably between 5 and 50, means the composition of Example 1 decomposed These adducts are new compounds, those of the previous ones did not occur within 48 hours.
Compounds corresponding to formula II according to the formula II Example 1 was again less preferred without the addition of the adduct, since it brings less than half as much. Decomposition occurred within an hour. The procedure of Example 1 was repeated. Formula I shown above. however, the adduct was replaced by athyloctinol.

Die Addukte werden nach für Alkohole und Alkylen- Infolge seiner beschränkten Löslichkeit gingen maxioxide üblichen Epoxidationsreaktionen gebildet. Im 20 mal etwa 25 ppm des AthyloctinoJs in Lösung. Der allgemeinen kommen erhöhte Temperaturen, z.B. Rest bildete in der Lösung eine unlösliche Phase. 50 bis 150 C und erhöhte Drücke, z. B. über 1, Vorzugs- Die Lösung wurde bei dem Palladiumchlorid-Tropfenweise über 2 Atmosphären, zur Anwendung. In typi- test in etwa 18 Stunden zersetzt, was möglicherweise scher Weise wird auch ein Epoxidationskatalysator, auf die geringere Menge des in Lösung befindlichen z. B. BCl3 oder ein tertiäres Amin verwendet. Das 25 Stibilisierungsmittels zurückzuführen ist.
Verhältnis des Alkylenoxide zu dem Alkohol hängt Ein Phenolharzsubstrat wurde für die Plattierunu von der Anzahl OH-Gruppen an dem Alkohol und unter Anwendung der üblichen Vorbehandlung prüder gewünschten Kettenlänge des Polyäthers ent- pariert, nämlich Reinigung, Konditionierung und sprechend den dem Fachmanne bekannten Methoden Katalysierung mit einem einstufigen Palladium-Zinnab. Einzelheiten über die Bildung von Polyäther- 30 Säurekatalysator. Das Substrat wurde durch Eintau-Addukten aus Alkoholen und Alkylenoxiden finden chen in die Zusammensetzung von Beispiel 1 plattiert, sich in Jelinek, C. F., und Mey Hew, R. L., »In- Die so plattierte Fläche besaß ein glänzendes Ausdustrial Engineering Chemistry«, 46 (1954), worauf sehen.
The adducts are formed according to the epoxidation reactions customary for alcohols and alkylene due to its limited solubility. In 20 times about 25 ppm of the AthyloctinoJs in solution. In general, elevated temperatures occur, for example the remainder formed an insoluble phase in the solution. 50 to 150 C and elevated pressures, e.g. B. over 1, preferred The solution was applied to the palladium chloride dropwise over 2 atmospheres. Typically it decomposes in about 18 hours, which is possibly also an epoxidation catalyst. B. BCl 3 or a tertiary amine is used. The 25 sensitizer is due.
The ratio of the alkylene oxide to the alcohol depends on the number of OH groups on the alcohol and using the usual pretreatment for the desired chain length of the polyether, namely cleaning, conditioning and, in accordance with the methods known to those skilled in the art, catalyzing a single stage palladium-tin. Details of the formation of polyether acid catalyst. The substrate was plated by dew adducts of alcohols and alkylene oxides found in the composition of Example 1, found in Jelinek, CF, and Mey Hew, RL, "In- The surface so plated had a shiny industrial engineering chemistry", 46 ( 1954) what to look at.

hier Bezug genommen wird. Bei Betrachtung der Ein phenolisches Substrat wurde mit der Zuvorstehenden Formeln ergibt sich, daß diese Addukte 35 sammensetzung von Beispiel 1 plattiert, jedoch wurde keine einzelnen Verbindungen sind, sondern daß die das Addukt durch Athyloctinol ersetzt; man erhielt Reaktionsprodukte Mischungen mit etwa Poisson- einen glänzenden überzug, der allerdings nicht so scher Verteilung darstellen. glänzend war, wie er aus der das Addukt enthalten-is referred to here. Looking at the A phenolic substrate was made with the foregoing Formulas shows that this adducts composition of Example 1 was plated but was are not individual compounds, but that they replace the adduct with athyloctynol; one received Reaction products Mixtures with about Poisson - a glossy coating, but not so represent a shear distribution. was shiny as it was made from the adduct

Die vorstehenden Polyäther-Addukte werden in den Lösung erhalten wurde,
solchen Mengen verwendet, die zur Verbesserung der 40
Stabilität und des Aussehens der Abscheidung ausreichen oder anderweitig die Leistung des Bades ver- Beispiel 2
bessern; die Mengen sollten jedoch nicht so groß sein,
daß die Abscheidung verhindert wird. Geeignete
The above polyether adducts are obtained in the solution
used in amounts that improve the 40th
The stability and appearance of the deposit are sufficient or the performance of the bath is otherwise impaired
improve; however, the quantities should not be so large
that the deposition is prevented. Suitable

Mengen liegen im allgemeinen zwischen 2,0 und 45 Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt,Quantities are generally between 2.0 and 45 The procedure of Example 1 was repeated,

2000 Teilen pro Million Teile Bad, auf Gewichtsbasis wobei jedoch das Addukt von Beispiel 1 durch die2000 parts per million bath on a weight basis, however with the adduct of Example 1 being replaced by the

berechnet, obwohl der bevorzugte Bereich zwischen folgende Verbindung in einer Menge von 100 Teilencalculated although the preferred range between the following compound in an amount of 100 parts

etwa 25 und 2000Teilen pro Million Teile liegt. Die pro Million Teile Lösung ersetzt wurde:
Höchstmenge jedes gegebenen Addukts, die in die
Lösung gegeben werden kann, hängt von dem Äthoxy- 50
is about 25 and 2000 parts per million parts. The per million parts solution was replaced:
Maximum amount of any given adduct that can be used in the
Solution that can be given depends on the ethoxy 50

lationsgrad, d. h. der Kettenlänge des Polyäthers, ab. q^ degree of lation, ie the chain length of the polyether. q ^

Im allgemeinen ist die Menge des Addukis, das in dem | 3 In general, the amount of Addukis present in the | 3

Bad gelöst werden kann, um so größer, je höher der CH3 — C — C = CHBath can be dissolved, the larger, the higher the CH 3 - C - C = CH

Äthoxylationsgrad ist. IDegree of ethoxylation is. I.

Beispiel 1 55 LfO-CH2-CH2JyOHExample 1 55 LfO-CH 2 -CH 2 JyOH

Kupfersulfatpentahydrat 7,5 gCopper sulfate pentahydrate 7.5 g

Natriumhydroxyd 5,0 gSodium hydroxide 5.0 g

Formaldehyd 2,5 g Bei Anwendung des Palladium-Tropfentests zer-Formaldehyde 2.5 g If the palladium drop test is used, it

Rochellesalz 12,0 g 60 setzte sich das Bad nicht innerhalb 30 Stunden.Rochelle Salt 12.0 g 60 did not settle the bath within 30 hours.

Addukt1) 50 ppmAdduct 1 ) 50 ppm

Wasser auf 1 1Water on 1 1

,, CH2-CH3 Beispiel 3,, CH 2 -CH 3 Example 3

CH1-CH, -CH,-CH2-CH-CH-C=CH 65CH 1 -CH, -CH, -CH 2 -CH-CH-C = CH 65

I Unter Verwendung der Zusammensetzung und desI Using the composition and the

LfO-CHi-CH2-J-OH Verfahrens von Beispiel 1 wurde das Addukt vonLfO-CHi-CH 2 -J-OH procedure of Example 1 was the adduct of

(v = 45 bis 50). * Beispiel 1 durch die folgende Verbindung in einer(v = 45 to 50). * Example 1 through the following connection in one

Menge von 75 Teilen pro Million Teile Lösung ersetzt :Replaced amount of 75 parts per million parts of solution :

CH, CH,CH, CH,

1 " I '1 "I '

CH, — CH — CH2 -C = CHCH, - CH - CH 2 -C = CH

O — CHXH — OHO - CHXH - OH

CH,CH,

Bei dem Palladium-Tropfentest zersetzte sich das Bad nicht innerhalb 36 Stunden.In the palladium drop test, the bath did not degrade within 36 hours.

in den vorstehenden Beispielen können an Stelle der angegebenen komplexbildenden Mittel und Quellen für Kupfer(II)-ionen andere bekannte verwendet werden. Beispielsweise ergeben die in den vorstehend genannten Patentschriften aufgeführten brauchbare Lösungen.In the above examples, instead of the specified complexing agents and sources other known ones are used for copper (II) ions will. For example, those listed in the aforementioned patents provide useful ones Solutions.

Die Konzentrationen der vorstehenden Bestandteile sind nicht kritisch und liegen in der Regel in den für chemische Kupferabscheidungslösungen bekannten Bereichen. Es muß eine zur Erzielung einer ausreichenden Abscheidung genügende Kupfermenge und so viel Alkali verwendet werden, daß sich der erforderliehe hohe pH-Wert, in der Regel von 10 bis 14, einstellt. Der Formaldehyd muß als Reduktionsmittel für das Kupfer in Anwesenheit einer katalytisch wirkenden Oberfläche ausreichen-, und es muß so viel komplexbildendes Mittel zugegen sein, daß eine Ausfällung von Kupfer in der alkalischen Lösung während der Lagerung und des Gebrauchs vermieden wird. Allgemein haben sich die in der folgenden Tabelle angegebenen Konzentrationen für diese Stoffe als am geeienetsten erwiesen:The concentrations of the above ingredients are not critical and are usually in the areas known for chemical copper deposition solutions. There has to be one to achieve a sufficient Deposition sufficient amount of copper and so much alkali are used that the required high pH, usually 10-14. The formaldehyde must act as a reducing agent sufficient for the copper in the presence of a catalytically active surface - and there must be so much Complexing agent must be present that a precipitation of copper in the alkaline solution during storage and use is avoided. Generally, those in the following table have been found given concentrations for these substances proved to be the most suitable:

KonzentrationenConcentrations

Cu++ 0,02—0,12MoI LiterCu ++ 0.02-0.12MoI liters

Alkali 0.17—1.15 Mol LiterAlkali 0.17-1.15 mol liter

HCHO 2—20 Mol Liter Cu" + HCHO 2-20 mole liters Cu " +

Komplexbildner.. .1.1—5 Mol Liter Cu+ + Complexing agent .. .1.1-5 mol liters Cu + +

Bei Verwendung der hier beschriebenen Addukte sind diese wahrscheinlich über die Acetylengruppe wirksam, um Verunreinigungen, z.B. Kupfcr(I)-Verbindungen, in der aktivierten Form zu halten. Die Äthoxylation des Alkinols ergibt wahrscheinlich die Verbesserung, da dadurch höhermolekulare Alkinole löslich in der Lösung werden, welche wirksamere Stabilisatoren für das chemische Abscheidungsbad zu sein scheinen. Auch wirkt der so gebildete Polyäther als oberflächenaktives MiUeI in der Lösung, was wahrscheinlich das verbesserte Aussehen bedingt.When using the adducts described here, these are likely via the acetylene group effective to remove impurities, e.g. copper (I) compounds, keep in the activated form. The ethoxylation of the alkynol probably gives the Improvement, as this makes higher molecular weight alkynols soluble in the solution, which are more effective stabilizers for the chemical deposition bath. The polyether thus formed also acts as a surface-active MiUeI in the solution, which probably causes the improved appearance.

Von den beschriebenen Addukten sind die mit der — C=^ CH-Gruppe mindestens zweimal so wirksam wie die mit der —C = C-Gruppe und stellen somit eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar. Es ist dies wahrscheinlich auf die größere Reaktionsfähigkeit der —C = CH-Gruppe zurückzuführen. Das folgende Beispiel erläutert dies.Of the adducts described, those with the - C = ^ CH group are at least twice as effective such as those with the —C = C group and thus represent a preferred embodiment of the invention. This is probably due to the greater reactivity of the —C = CH group. The following example explains this.

Beispiel 4Example 4

Die Zusammensetzung von Beispiel 1 wurde verwendet, wobei jedoch das Addukt von Beispiel 1 durch das folgende ersetzt wurde:The composition of Example 1 was used, but using the adduct of Example 1 has been replaced by the following:

CH3 CH3 CH3 CH3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3

1*1 i i1 * 1 i i

CH3-CH-CH2-C-C-C-C-Ch2-CH-CH3 CH 3 -CH-CH 2 -CCCC-Ch 2 -CH-CH 3

Eine die obige Verbindung in einer Menge vor 75 ppm enthaltende Lösung zersetzte sich innerhalt etwa 8 Stunden nach dem Palladiumchlorid-Tropfentest; ersetzte man das Addukt durch das Diol, se gingen 15 ppm in Lösung, und die Zersetzung trat ir etwa 3 Stunden ein. Die kein Stabilisierungsmitte enthaltende Lösung zersetzte sich in etwas wenigei als einer Stunde.A solution containing the above compound in an amount less than 75 ppm internally decomposed about 8 hours after the palladium chloride drop test; if the adduct was replaced by the diol, se 15 ppm went into solution and decomposition occurred in about 3 hours. The no stabilization center containing solution decomposed in a little less than an hour.

409 640/150409 640/150

Claims (1)

Patentansprüche: 22Claims: 22 1. Wäßriges alkalisches Bad zur chemischen Kupferabscheidung, enthaltend eine Quelle für Kupfer(IIHonen, Formaldehyd als Reduktionsmittel, ein komplexbildendes Mittel, zur Einstellung des pH-Werts ausreichend Hydroxyd sowie einen Alkinylgruppen enthaltenden Stabilisator, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisator ein Polyäther der folgenden Formel1. Aqueous alkaline bath for chemical copper deposition containing a source of Copper (IIHonen, formaldehyde as reducing agent, a complexing agent, sufficient hydroxide to adjust the pH value as well a stabilizer containing alkynyl groups, characterized in that the stabilizer a polyether of the following formula
DE19722205869 1971-05-20 1972-02-08 Aqueous alkaline bath for chemical copper deposition Expired DE2205869C3 (en)

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