DE60022480T2 - Kupferplattierungsverfahren - Google Patents

Kupferplattierungsverfahren Download PDF

Info

Publication number
DE60022480T2
DE60022480T2 DE60022480T DE60022480T DE60022480T2 DE 60022480 T2 DE60022480 T2 DE 60022480T2 DE 60022480 T DE60022480 T DE 60022480T DE 60022480 T DE60022480 T DE 60022480T DE 60022480 T2 DE60022480 T2 DE 60022480T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
copper
polyethylene glycol
electroplating
sulfopropyl
disulfide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60022480T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60022480D1 (de
Inventor
Takayuki Sone
Hiroshi Kohza-gun Wachi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EEJA Ltd
Original Assignee
Electroplating Engineers of Japan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=37685107&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE60022480(T2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Electroplating Engineers of Japan Ltd filed Critical Electroplating Engineers of Japan Ltd
Publication of DE60022480D1 publication Critical patent/DE60022480D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE60022480T2 publication Critical patent/DE60022480T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/34Pretreatment of metallic surfaces to be electroplated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/12Semiconductors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/38Electroplating: Baths therefor from solutions of copper
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/288Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a liquid, e.g. electrolytic deposition
    • H01L21/2885Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a liquid, e.g. electrolytic deposition using an external electrical current, i.e. electro-deposition
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H01L21/76877Filling of holes, grooves or trenches, e.g. vias, with conductive material
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/40Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/42Plated through-holes or plated via connections
    • H05K3/423Plated through-holes or plated via connections characterised by electroplating method
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09Shape and layout
    • H05K2201/09209Shape and layout details of conductors
    • H05K2201/095Conductive through-holes or vias
    • H05K2201/09563Metal filled via
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/03Metal processing
    • H05K2203/0392Pretreatment of metal, e.g. before finish plating, etching
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/12Using specific substances
    • H05K2203/122Organic non-polymeric compounds, e.g. oil, wax, thiol

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Bereich der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Plattieren von VIA-Löchern oder Nuten einer Vielschicht-Verdrahtungsleiterplatte oder einer Halbleiterscheibe mit Kupfermikroverdrahtung mit durch Elektroplattierung abgeschiedenem Kupfer.
  • Stand der Technik
  • Herkömmlicherweise wurden VIA-Löcher oder Nuten einer Vielschicht-Verdrahtungsleiterplatte oder einer Halbleiterscheibe mit Kupfermikroverdrahtung durch Elektroplattieren mit Kupfer vergraben. Ein Zweck eines solchen Elektroplattierens ist es, eine Anschlußfläche zu bilden, welche die Bestückungsdichte einer Verdrahtungsleiterplatte verbessert. Ein anderer Zweck ist es, die Zuverlässigkeit des elektrischen Kontakts bei der auf der Halbleiterscheibe bereitgestellten Mikroverdrahtung sicherzustellen.
  • Typischerweise wird eine solche Elektroplattierung mit Kupfer in der folgenden Art und Weise ausgeführt. Zuerst wird ein nicht leitfähiger Abschnitt eines zu plattierenden Objektes (hiernach als Plattierungsobjekt bezeichnet), wie eine Verdrahtungsleiterplatte oder eine Halbleiterscheibe, durch elektrolose Kupferplattierung oder Sputtern mit einem dünnen Kupferfilm beschichtet, so daß dadurch der nicht leitfähige Abschnitt in einen leitfähigen Abschnitt umgewandelt wird, welcher weiter mit Kupfer elektroplattiert werden kann. Zweitens wird das auf diese Weise hergestellte Objekt in einem Cu-Elektroplattierungsbad plaziert und als Kathode polarisiert, so daß dadurch die Elektroabscheidung von Kupfer vervollständigt wird.
  • Eine Vielzahl von Plattierungslösungen wie eine Kupfersulfatlösung und eine Kupferpyrophosphatlösung wurden als die zuvor genannte Plattierungslösung angewendet. Solche Plattierungslösungen werden im allgemeinen in Kombination mit Additiven wie einer Vielzahl von Polymeren, Glanzmitteln und Nivelliermitteln verwendet, so daß eine Kupferplattierungsschicht mit einheitlichen physikalischen Eigenschaften und exzellentem äußeren Erscheinungsbild erhalten wird. In anderen Worten werden die Additive in die Plattierungslösungen eingebaut, um die Abscheidung der Kristallteilchen zu regulieren und eine konstante Abscheidungsrate zu erreichen.
  • Wenn jedoch eine herkömmliche Additive enthaltende Kupferelektroplattierungslösung angewendet wird, wird ein Glanzmittel als eines der Additive zersetzt, so daß es an der Anode verbraucht wird, wenn die Elektrolyse fortschreitet. Dieses Phänomen ist besonders beträchtlich, wenn eine unlösliche Anode angewendet wird. Folglich hat eine solche Plattierungslösung eine unzufriedenstellende Lebensdauer, und die Zusammensetzung der Plattierungslösung verändert sich jederzeit, so daß dadurch die Bedingungen zum Abscheiden einer Plattierungsschicht beeinträchtigt werden. Daher ist eine solche Plattierungslösung im Hinblick auf das Erreichen einer einheitlichen Abscheidung unvorteilhaft.
  • Die zuvor genannten unvorteilhaften Abscheidungsbedingungen führen zu einer verringerten Ausbeute bei einem Elektroplattierungsvorgang. Wenn zum Beispiel eine einheitliche Stromverteilung in einem Bodenabschnitt von VIA-Löchern oder Nuten nicht erreicht wird, führt eine Ungleichmäßigkeit des Stromflusses, welcher auf die Form der VIA-Löcher oder Nuten zurückzuführen ist, zu einer bevorzugten Abscheidung von Kupfer auf einem Oberflächenabschnitt, so daß eine ungleichmäßige Abscheidung erreicht wird. In diesem Fall können in dem Kupfer Kavitäten gebildet werden, welche VIA-Löcher oder Nuten begraben, und ein Abschnitt, an dem die Abscheidung von Kupfer ist unzufriedenstellend, so daß dadurch die Zuverlässigkeit des elektrischen Kontakts in einem Schaltkreis beträchtlich verringert wird.
  • Zusätzlich erfordert die zuvor genannte Änderung der Zusammensetzung einer Kupferplattierungslösung kontinuierliche Überwachung der Zusammensetzung, so daß die Plattierung zuverlässiger und feiner durchgeführt wird. In anderen Worten muß die Zusammensetzung der Lösung häufig überprüft werden. Die Überprüfung durch einen Techniker ist beschwerlich, wohingegen automatisches Überprüfen Anlagekosten notwendig macht, so daß dadurch die Produktkosten ansteigen. Darüber hinaus gab es in den vergangenen Jahren einen Bedarf für feineres Plattieren, um mit den angewandten Techniken zur Herstellung feinerer Verdrahtungsleiterplatten und Halbleiterscheiben mitzuhalten.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Mit Blick auf das Vorangegangene haben die vorliegenden Erfinder ernsthafte Studien durchgeführt und die vorliegende Erfindung abgeschlossen, welche auf ein Verfahren zum Vergraben von VIA-Löchern und Nuten durch Elektroplattierung mit Kupfer gerichtet ist. Das Verfahren verlängert die Lebensdauer einer Plattierungslösung und unterdrückt Veränderungen der Zusammensetzung der Plattierungslösung.
  • Die vorliegenden Erfinder haben berücksichtigt, daß ein Plattierungsobjekt per se verschiedenen Behandlungen anstatt des Einbringens eines Additivs in eine Kupferplattierungslösung unterzogen werden kann, wenn ein Glanzmittel – eines der Additive, das in eine Kupferplattierungslösung eingebracht wurde – immer durch Oxidation an einer Anode zersetzt wird. Eine effektive Alternative, welche an einer Anodengrenzfläche nicht zersetzt wird, kann nicht gefunden werden.
  • Auf der Grundlage des zuvor genannten Konzepts wird ein Additiv, welches herkömmlicherweise in eine Kupferelektroplattierungslösung eingebracht wurde, im Vorhinein auf einem zu plattierenden Objekt, wie einer Verdrahtungsleiterplatte oder einer Halbleiterscheibe, adsorbiert und dann das Objekt mit Kupfer elektroplattiert. Die vorliegenden Erfinder haben die Elektroplattierung in einer solchen Art und Weise durchgeführt und entdeckt, daß Kupfer, im Vergleich mit einem herkömmlichen Elektroplattierungsverfahren, zuverlässig in einem vorteilhaften Zustand elektroabgeschieden und die Lebensdauer einer Plattierungslösung verlängert wird.
  • Demzufolge stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Füllen von vertieften Abschnitten eines Substrats mit durch Elektroplattierung abgeschiedenem Kupfer zur Verfügung, wobei das Substrat aus einer Vielschicht-Verdrahtungsleiterplatte oder aus einer Halbleiterscheibe mit Kupfermikroverdrahtung besteht. Das Verfahren umfaßt
    auf dem Substrat Adsorbieren einer wässrigen Lösung, welche eine Glanzmittelkomponente enthält, die eine oder mehrere Spezies umfaßt, die aus der Gruppe ausgewählt wurden, die aus Bis (3-sulfopropyl)disulfid und einem Dinatriumsalz davon; Bis (2-sulfopropyl)disulfid und einem Dinatriumsalz davon; Bis(3-sulfo-2-hydroxypropyl)disulfid und dem Dinatriumsalz davon; Bis(4-sulfopropyl)disulfid und dem Dinatriumsalz davon; Bis(p-sulfophenyl)disulfid und dem Dinatriumsalz davon; 3-(Benzothiazolyl-2-thio)propylsulfonsäure und dem Natriumsalz davon; einem N,N-Dimethyldithiocarbamidsäure-(3-sulfopropyl)-ester und dem Natriumsalz davon; einem o-Ethyl-diethylcarbonat-S(3-sulfopropyl)-ester und dem Kaliumsalz davon; und Thioharnstoff und Derivaten davon besteht. Das Glanzmittel ist in der Lösung in einer Gesamtmenge von 0,001–10 g/l enthalten; und
    Elektroplattieren des behandelten Substrats in einer Kupferplattierungslösung, welche keine Glanzmittelkomponente enthält.
  • Bevorzugt enthält die Glanzmittellösung ferner:
    eine Nivellierkomponente, welche eine oder mehrere Spezies umfaßt, die aus der Gruppe ausgewählt wurden, welche aus Acetamid, Propylamid, Benzamid, Acrylamid, Methacrylamid, N,N-Dimethylacrylamid, N,N-Diethylmethacrylamid, N,N-Diethylacrylamid, N,N-Dimethylmethacrylamid, N-(Hydroxymethyl)acrylamid, Polyacrylamid, einem Polyacrylamidhydrolysat, THIOFLAVIN und SAFRANIN in einer Konzentration in dem Bereich von 0,001–10 g/l besteht; und
    eine Polymerkomponente, welche eine oder mehrere Spezies umfaßt, die aus der Gruppe ausgewählt wurden, welche aus Polyvinylalkohol, Carboxymethylzellulose, Polyethylenglycol, Polypropylenglycol, Stearinsäure-Polyethylenglycolester, Stearylalkohol-Polyethylenglycolether, einem Nonylphenol-Polyethylenglycolether, Octylphenol-Polyethylenglycolether, Poly(ethylen-propylen)glycol, und β-Naphthol-Polyethylenglycolether in einer Konzentration in einem Bereich von 0,001–10 g/l besteht.
  • Bevorzugt wird die Elektroplattierung bei einer Temperatur der Kupferplattierungslösung von 10–60°C und einer Stromdichte von 0,1 bis 10 A/dm2 ausgeführt.
  • Verschiedene andere Ziele, Merkmale und viele der begleitenden Vorteile der vorliegenden Erfindung werden leicht durch das Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen erkannt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Das Verfahren zum Füllen von vertieften Abschnitten wie Durchgangslöchern, Eindrücken oder Nuten einer Vielschicht-Verdrahtungsleiterplatte oder einer Halbleiterscheibe mit Kupfermikroverdrahtung mit durch Elektroplattierung abgeschiedenem Kupfer gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt das Adsorbieren der wäßrigen Lösung, welche ein Additiv, insbesondere eine Glanzmittelkomponente, enthält, auf dem zu plattierenden Objekt und Ausführung von Elektroplattierung in einer Kupferplattierungslösung, welche keine Glanzmittelkomponente enthält. Für den Typ der Kupferelektroplattierungslösung wird keine besondere Begrenzung erhoben. Lösungen, welche herkömmlich angewendet wurden, können verwendet werden.
  • Zu einer Glanzmittelkomponente können eine Nivellierkomponente und eine Polymerkomponente zugegeben werden, so daß das Leistungsverhalten der Glanzmittelkomponente verbessert wird.
  • Wenn die Konzentration der Glanzmittelkomponente 0,001 g/l oder weniger ist, wird eine einheitliche Adsorption des Glanzmittels nicht erreicht, wohingegen, wenn die Konzentration 10 g/l oder mehr ist, eine beträchtliche Wirkung entsprechend der Zugabe nicht erreicht wird.
  • Die zuvor genannte Polymerkomponente wird in eine wäßrige Lösung bevorzugt in einer Gesamtkonzentration von 0,001 bis 10 g/l einbezogen, welche es ermöglicht, Kupfer im gleichmäßigsten Zustand abzuscheiden.
  • Wenn eine Nivellierkomponente zu der Glanzmittelkomponente zugegeben ist, welche auf dem zu plattierenden Objekt adsorbiert wird, wird das Nivelliermittel bevorzugt in einer Gesamtkonzentration von 0,001 bis 10 g/l in eine wäßrige eine Glanzmittelkomponente enthaltende Lösung einbezogen, wobei die Konzentration die Abscheidung von Kupfer im einheitlichsten Zustand gestattet.
  • Für das Verfahren zum Adsorbieren eines Glanzmittels wird keine besondere Begrenzung erhoben. Jedes für eine Produktionslinie geeignetes Verfahren, wie Tauchen, Duschen oder Sprühen kann angewendet werden. Die Konzentration eines Glanzmittels in einer wäßrigen Lösung ist nicht besonders begrenzt. Die Konzentration wird so kontrolliert, daß ein unimolekularer Film eines vorgegebenen Glanzmittels auf einem Plattierungsobjekt gebildet wird, wie unter Berücksichtigung der Handhabungsgeschwindigkeit einer Produktionslinie, Kosten etc. bestimmt werden kann. Die Behandlung zum Adsorbieren eines Glanzmittels auf einem zu plattierenden Objekt im Vorhinein wird hiernach als „Glanzmitteladsorption" bezeichnet.
  • Um exzellente Eigenschaften und äußeres Erscheinungsbild der Kupferplattierung zu erreichen, wird die Kupferplattierung bevorzugt bei einer Temperatur der Kupferplattierungslösung von 10–60°C und einer Stromdichte von 0,1–10 A/dm2 durchgeführt.
  • BEISPIELE
  • Die beste Art zum Ausführen der vorliegenden Erfindung wird als nächstes auf dem Wege von Beispielen beschrieben.
  • Eine Halbleiterscheibe mit Kupfermikroverdrahtung wurde mit Kupfer elektroplattiert, um dadurch das Leistungsverhalten des Füllens von in dem Verdrahtungsabschnitt enthaltenen Nuten zu untersuchen, was hiernach als „Vergraben" bezeichnet wird. Die Nuten enthielten zylindrische vertiefte Abschnitte mit einem Durchmesser von 0,20 μm und eine Tiefe von 1,0 μm. Ein Querschnitt des vertieften Abschnitts wurde makroskopisch bei einer Vergrößerung von x2–x10 durch eine Vergrößerungslinse beobachtet, um dadurch das Leistungsverhalten der Bedeckung zu überprüfen. Die Adhäsion der Kupferplattierung wurde durch Beobachten einer Plattierungsgrenzfläche unter einem optischen metallurgischen Mikroskop mit einer geeigneten Vergrößerung und durch Beobachten derselben unter einem Rasterelektronenmikroskop bei einer Vergrößerung von x10.000–x50.000 ausgewertet.
  • Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt. Die Proben Nr. 4 und 5 in Tabelle 1 wurden der Glanzmitteladsorption nicht unterzogen, wohingegen die Proben Nummern 1 bis 3 der Glanzmitteladsorption vor der Elektrolyse unterzogen wurden. Die Glanzmitteladsorption wurde durch Eintauchen einer Halbleiterscheibe, welche mit reinem Wasser gewaschen wurde, in eine 0,005 g/l Lösung von Bis (2-sulfopropyl)disulfid für 10 Sekunden ausgeführt.
  • Nachfolgend wurde die Elektroplattierung in einer Kupfersulfat enthaltenden Plattierungslösung ausgeführt. Die Zusammensetzung der Plattierungslösung und die Plattierungsbedingungen waren wie folgt. A. Zusammensetzung der Plattierungslösung
    Zusammensetzung der Kupfersulfatplattierungslösung Kupfer 28 g/l Sulfat 20 g/l Chlorid 50 mg/l
    Microfab Cu 2100 in Tabelle 1 gezeigte Mengen
    B. Plattierungsbedingungen
    Lösungstemperatur 20°C
    Stromdichte 1,0 A/dm2
    Elektrolysedauer 4,5 Minuten
    Anode Cu-P (löslich) oder Pt/Ti (unlöslich)
    Tabelle 1
    Figure 00090001
    • 1) 2 g/l von Polyethylenglycol (Polymerkomponente)
    • 2) 2 g/l von Polyethylenglycol (Polymerkomponente) und 0,05 g/l von Acrylamid (Nivellierkomponente)
    • 3) Microfab Cu 2100 und eine Polymerkomponente, eine Nivellierkomponente und eine Glanzmittelkomponente
  • Die Probe Nr. 4 in Tabelle 1 bezieht sich auf ein Cu-plattiertes Feinprodukt, welches durch ein herkömmliches Elektroplattierungsverfahren erhalten wurde, und dient als Referenzprobe für die Proben Nummern 1 bis 3, welche in den Bereich der vorliegenden Erfindung fallen. Probe Nr. 5 wurde der Glanzmitteladsorption nicht unterzogen, sondern der Elektroplattierung in einer Plattierungslösung ohne herkömmliche Additive. Probe Nr. 5 wird als Probe angesehen, welche zum Vergraben von Verdrahtungen unzureichend elektroplattiert ist. Die Proben Nr. 1 bis 5 in Tabelle 1 wurden unter Verwendung einer löslichen Anode, das heißt P-enthaltendes Cu, elektroplattiert, wohingegen die Proben Nummern 1' und 4' in Tabelle 2 unter Verwendung einer unlöslichen Anode, das heißt Pt/Ti, elektroplattiert wurden.
  • Die Ergebnisse zeigen, daß die Proben Nr. 1 bis 3, welche in den Bereich der vorliegenden Erfindung fallen, mit Kupfer elektroplattiert wurden, so daß ein exzellentes Leistungsverhalten des Vergrabens und Plattierungsadhäsion erreicht wurden. Diese Proben sind in ihrer Qualität der Probe Nr. 4 vergleichbar. Die Ergebnisse zeigen, daß die Glanzmitteladsorption, welche vor dem Plattieren ausgeführt wurde, eine vorteilhafte Elektroplattierung zum Vergraben von Verdrahtung erreicht, ungeachtet der in einer Elektroplattierungslösung eingebrachten Additive. Wie zuvor gezeigt, war das äußere Erscheinungsbild der Kupferplattierung von Probe Nr. 5 schlecht und das Leistungsverhalten des Vergrabens unzureichend.
  • Um die Lebensdauer jeder Kupferplattierungslösung einzuschätzen, wurden die zum Herstellen der Proben Nr. 1 bis 3 verwendeten Plattierungslösungen mit denen zum Herstellen der Probe 4 verwendeten in Bezug auf die Leistungsfähigkeit der Plattierung verglichen. Wenn eine Kupferplattierungslösung ein Additiv enthielt, wurde kein Nachfüllen ausgeführt und eine Prüfung wurde in derselben Art und Weise der kontinuierlichen Elektrolyse durchlaufen. Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 gezeigt. Die Bedingungen einschließlich der Elektrolysebedingungen zum Herstellen der Proben Nummern 1 und 4 und jene zum Herstellen der Proben Nummern 1' und 4' waren identisch, mit der Ausnahme, daß unterschiedliche Anodenmaterialien angewendet wurden.
  • Tabelle 2
    Figure 00110001
  • Wie aus Tabelle 2 deutlich wird, wurden das äußere Erscheinungsbild und das Leistungsverhalten der Bedeckung der Plattierung mit Ablaufen der Zeit des Stromflusses beeinträchtigt, wenn eine Plattierungslösung zur Herstellung von Probe Nr. 4 ohne Nachfüllen angewendet wurde. Im Gegensatz dazu zeigten die Plattierungslösungen zum Herstellen der Proben Nr. 1 bis 3 gemäß der vorliegenden Erfindung keine Beeinträchtigung mit Ablauf der Zeit des Stromflusses, so daß dadurch das Leistungsverhalten der Plattierung aufrechterhalten wurde. Daher wird in der vorliegenden Erfindung das Leistungsverhalten der Lebensdauer einer Kupferelektroplattierungslösung für einen langen Zeitraum aufrechterhalten und eine Plattierungslösung mit bemerkenswert hoher Stabilität erhalten.
  • Darüber hinaus wurden die Proben Nummern 1' und 4', welche unter Verwendung einer unlöslichen Pt/Ti Anode hergestellt wurden, miteinander verglichen. Die Plattierungslösung zur Herstellung von Probe Nr. 1' zeigte ein konstantes Leistungsverhalten der Plattierung, wohingegen die Plattierungslösung zum Herstellen der Probe Nr. 4' bemerkenswert beeinträchtigt wurde. Daher realisiert die vorliegende Erfindung die Verwendung einer unlöslichen Anode. Die vorliegende Erfindung eliminiert ebenso die Zersetzung eines Additivs für eine Plattierungslösung an einer Anode und einen beschwerlichen Schritt zum Aufrechterhalten einer Anode, wenn eine lösliche Anode angewendet wird.
  • Wie hiervor beschrieben, verlängert die vorliegende Erfindung die Lebensdauer einer Kupferelektroplattierungslösung, verringert die Betriebskosten für die Elektroplattierung und unterbindet die beschwerliche Kontrolle einer Plattierungslösung. Daher kann die Erfindung die Gesamtproduktionskosten eines kupferplattierten Produkts verringern und die Verwendung einer unlöslichen Anode erleichtern. Im Vergleich mit einem herkömmlichen Verfahren zur Elektroplattierung mit Kupfer kann die abgeschiedene Kupferschicht, welche gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wurde, eine einheitliche Abscheidung erreichen und auf feinere elektrische Schaltkreise angewendet werden. Daher wird das Auftreten von fehlerhaften Produkten wirkungsvoll verringert.

Claims (5)

  1. Verfahren zum Füllen von vertieften Abschnitten eines Substrats mit durch Elektroplattierung abgeschiedenem Kupfer, das Substrat besteht aus einer Vielschicht-Verdrahtungsleiterplatte oder aus einer Halbleiterscheibe mit Kupfermikroverdrahtung, wobei das Verfahren umfaßt auf dem Substrat Adsorbieren einer wässrigen Lösung, welche eine Glanzmittelkomponente enthält, die eine oder mehrere Spezies umfaßt, die aus der Gruppe ausgewählt wurden, die aus Bis (3-sulfopropyl)disulfid und einem Dinatriumsalz davon; Bis (2-sulfopropyl)disulfid und einem Dinatriumsalz davon; Bis(3-sulfo-2-hydroxypropyl)disulfid und dem Dinatriumsalz davon; Bis (4-sulfopropyl)disulfid und dem Dinatriumsalz davon; Bis(p-sulfophenyl)disulfid und dem Dinatriumsalz davon; 3-(Benzothiazolyl-2-thio)propylsulfonsäure und dem Natriumsalz davon; einem N,N-Dimethyldithiocarbamidsäure-(3-sulfopropyl)-ester und dem Natriumsalz davon; einem o-Ethyl-diethylcarbonat-S(3-sulfopropyl)-ester und dem Kaliumsalz davon; und Thioharnstoff und Derivaten davon besteht; das Glanzmittel ist in der Lösung in einer Gesamtmenge von 0,001–10 g/l enthalten; und Elektroplattieren des behandelten Substrats in einer Kupferplattierungslösung, welche keine Glanzmittelkomponente enthält.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, in welchem die wässrige Lösung ferner umfaßt: (A): eine Nivellierkomponente, welche eine oder mehrere Spezies umfaßt, die aus der Gruppe ausgewählt wurden, welche aus Acetamid, Propylamid, Benzamid, Acrylamid, Methacrylamid, N,N-Dimethylacrylamid, N,N-Diethylmethacrylamid, N,N-Diethylacrylamid, N,N-Dimethylmethacrylamid, N-(Hydroxymethyl)acrylamid, Polyacrylamid, einem Polyacrylamidhydrolysat, THIOFLAVIN und SAFRANIN in einer Konzentration in dem Bereich von 0,001–10 g/l besteht; und (B): eine Polymerkomponente, welche eine oder mehrere Spezies umfaßt, die aus der Gruppe ausgewählt wurden, welche aus Polyvinylalkohol, Carboxymethylzellulose, Polyethylenglycol, Polypropylenglycol, Stearinsäurepolyethylenglycolester, Stearylalkoholpolyethylenglycolether, einem Nonylphenolpolyethylenglycolether, Octylphenolpolyethylenglycolether, Poly(ethylenpropylen)glycol und β-Naphtholpolyethylenglycolether in einer Konzentration in dem Bereich von 0,001–10 g/l besteht.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Elektroplattierung bei einer Temperatur der Kupferplattierungslösung von 10–60°C und einer Stromdichte von 0,1–10 A/dm2 ausgeführt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, in welchem die Elektroplattierung eine unlösliche Anode verwendet.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, in welchem die Anode aus Pt/Ti gebildet ist.
DE60022480T 1999-01-28 2000-05-02 Kupferplattierungsverfahren Expired - Lifetime DE60022480T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11019795A JP3124523B2 (ja) 1999-01-28 1999-01-28 銅メッキ方法
EP00303672A EP1152071B1 (de) 1999-01-28 2000-05-02 Kupferplattierungsverfahren

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60022480D1 DE60022480D1 (de) 2005-10-13
DE60022480T2 true DE60022480T2 (de) 2006-03-16

Family

ID=37685107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60022480T Expired - Lifetime DE60022480T2 (de) 1999-01-28 2000-05-02 Kupferplattierungsverfahren

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP1152071B1 (de)
JP (1) JP3124523B2 (de)
DE (1) DE60022480T2 (de)
TW (1) TW527446B (de)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3498306B2 (ja) * 1999-09-16 2004-02-16 石原薬品株式会社 ボイドフリー銅メッキ方法
JP3594894B2 (ja) 2000-02-01 2004-12-02 新光電気工業株式会社 ビアフィリングめっき方法
JP2001316866A (ja) * 2000-05-08 2001-11-16 Tokyo Electron Ltd 半導体装置の製造方法および製造装置
JP4762423B2 (ja) * 2001-03-05 2011-08-31 石原薬品株式会社 ボイドフリー銅メッキ方法
US6863795B2 (en) * 2001-03-23 2005-03-08 Interuniversitair Microelektronica Centrum (Imec) Multi-step method for metal deposition
US6784104B2 (en) * 2001-07-27 2004-08-31 Texas Instruments Incorporated Method for improved cu electroplating in integrated circuit fabrication
JP2003041393A (ja) * 2001-07-30 2003-02-13 Atotech Japan Kk 銅メッキ方法
JP2005036285A (ja) 2003-07-15 2005-02-10 Tokyo Electron Ltd 無電解メッキ用前処理液及び無電解メッキ方法
US7282602B2 (en) * 2004-09-21 2007-10-16 Bionumerik Pharmaceuticals, Inc. Medicinal disulfide salts
JP4862508B2 (ja) * 2006-06-12 2012-01-25 日立電線株式会社 導体パターン形成方法
JP5864161B2 (ja) * 2011-08-23 2016-02-17 石原ケミカル株式会社 銅フィリング方法及び当該方法を適用した電子部品の製造方法
US20140262801A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Method of filling through-holes
US9598787B2 (en) 2013-03-14 2017-03-21 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Method of filling through-holes
US10512174B2 (en) 2016-02-15 2019-12-17 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Method of filling through-holes to reduce voids and other defects
US10508357B2 (en) 2016-02-15 2019-12-17 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Method of filling through-holes to reduce voids and other defects
JP7215211B2 (ja) * 2019-02-21 2023-01-31 住友金属鉱山株式会社 銅張積層板の製造方法
KR20210062369A (ko) * 2019-11-21 2021-05-31 에스케이넥실리스 주식회사 찢김 또는 주름 불량을 방지할 수 있는 전해동박, 그것을 포함하는 전극, 그것을 포함하는 이차전지, 및 그것의 제조방법
CN114411214B (zh) * 2022-01-27 2023-05-05 四会富仕电子科技股份有限公司 一种铜基板电镀铜的方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE962489C (de) * 1954-02-10 1957-04-25 Dehydag Gmbh Sparbeizmittel zum Schutze von Metallen bei der Behandlung mit sauren Mitteln
KR100665745B1 (ko) * 1999-01-26 2007-01-09 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 구리도금방법 및 그 장치

Also Published As

Publication number Publication date
EP1152071B1 (de) 2005-09-07
JP2000219994A (ja) 2000-08-08
TW527446B (en) 2003-04-11
EP1152071A1 (de) 2001-11-07
DE60022480D1 (de) 2005-10-13
JP3124523B2 (ja) 2001-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60022480T2 (de) Kupferplattierungsverfahren
DE19653681C2 (de) Verfahren zur elektrolytischen Abscheidung von Kupferschichten mit gleichmäßiger Schichtdicke und guten optischen und metallphysikalischen Eigenschaften und Anwendung des Verfahrens
DE3836521C2 (de) Wäßriges saures Bad zur galvanischen Abscheidung von glänzenden und rißfreien Kupferüberzügen und Verwendung des Bades
DE4343946C2 (de) Galvanisches Kupferbad und Verfahren zur galvanischen Abscheidung von Kupfer
EP0862665B1 (de) Verfahren zur elektrolytischen abscheidung von metallschichten
DE60123189T2 (de) Keimschichtreparatur und Elektroplattierungsbad
DE60126853T2 (de) Plattierungsverfahren zum Füllen von Kontaktlöchern
DE602004000179T2 (de) Zinn-oder Zinnlegierungs -Elektroplattierung auf Verbundwerkstoffsubstraten
DE602004012910T2 (de) Kupferfolie für gedruckte Leiterplatten mit feinen Strukturen und Herstellungsverfahren
DE102005011708B3 (de) Polyvinylammoniumverbindung und Verfahren zu deren Herstellung sowie diese Verbindung enthaltende saure Lösung und Verfahren zum elektrolytischen Abscheiden eines Kupferniederschlages
DE10309085A1 (de) Defektverminderung bei galvanisch niedergeschlagenem Kupfer für Halbleiteranwendungen
DE10196930T5 (de) Elektroplattierungschemie zum Füllen von Submikro-Merkmalen von VLSI/ULSI Verbindungen mit Kupfer
DE2255584C2 (de) Saures Kupfergalvanisierbad
GB2123036A (en) Electroplating non-metallic surfaces
DE102007013763A1 (de) Elektroplattierungsverfahren
DE10321509B4 (de) Verfahren zum Füllen blinder Durchkontaktierungen und zum Bilden einer Elektrode
DE2647527C2 (de)
DE2747955C2 (de)
DE102020101204A1 (de) Kompositplattiertes Produkt und Verfahren zur Herstellung Desselben
DE4032864C2 (de)
DE3149043A1 (de) "bad zur galvanischen abscheidung duenner weisser palladiumueberzuege und verfahren zur herstellung solcher ueberzuege unter verwendung des bades"
EP0785297B1 (de) Wässriges, saures Bad zur galvanischen Abscheidung von glänzenden und rissfreien Kupferüberzügen und Verwendung dieses Bades
DE4338148C2 (de) Verfahren zur elektrolytischen Abscheidung matter und pickelfreier Kupferschichten mit hoher Bruchdehnung auf Substratoberflächen
CH674020A5 (de)
DE3139641A1 (de) "galvanisches bad und verfahren zur abscheidung halbglaenzender duktiler und spannungsfreier nickelueberzuege"

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition