JP2000219994A - 銅メッキ方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の添加剤を含有した電解銅メッキ液を
用いると、電解操業の進行とともに、添加剤であるブラ
イトナーもアノード電極側で分解し消費されてしまう。
そのため、メッキ液としての寿命は短くなり、しかも、
メッキ層の析出状態に与える悪影響も生じていた。 【解決手段】多層プリント配線板又はウエハーの銅微細
配線のバイアホールや溝部等の内部を電解銅メッキによ
り析出銅で埋設する際に用いる銅メッキ液の添加剤特に
ブライトナー成分を被メッキ物に予め吸着させ、ブライ
トナーを含まない銅メッキ浴中で電解メッキすることを
特徴とする銅メッキ方法による。
用いると、電解操業の進行とともに、添加剤であるブラ
イトナーもアノード電極側で分解し消費されてしまう。
そのため、メッキ液としての寿命は短くなり、しかも、
メッキ層の析出状態に与える悪影響も生じていた。 【解決手段】多層プリント配線板又はウエハーの銅微細
配線のバイアホールや溝部等の内部を電解銅メッキによ
り析出銅で埋設する際に用いる銅メッキ液の添加剤特に
ブライトナー成分を被メッキ物に予め吸着させ、ブライ
トナーを含まない銅メッキ浴中で電解メッキすることを
特徴とする銅メッキ方法による。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多層プリント配線
板又はウエハーの銅微細配線のバイアホールや溝内を電
解法により銅メッキする方法に関する。
板又はウエハーの銅微細配線のバイアホールや溝内を電
解法により銅メッキする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の多層プリント配線板又はウエハー
の銅微細配線のバイアホールや溝内を銅メッキを用いて
埋設する電解メッキが広く用いられてきた。このような
電解メッキが行われる背景には、プリント配線板の実装
密度向上のランド形成や、ウエハーの微細配線の接続信
頼性確保等の目的が存在している。
の銅微細配線のバイアホールや溝内を銅メッキを用いて
埋設する電解メッキが広く用いられてきた。このような
電解メッキが行われる背景には、プリント配線板の実装
密度向上のランド形成や、ウエハーの微細配線の接続信
頼性確保等の目的が存在している。
【０００３】一般に、電解銅メッキを行う場合の手順
は、次のようになります。プリント配線板、ウエハー等
の導電性無き部分にも電解銅をつけたい場合は、導電性
無き部分に無電解銅メッキあるいはスパッタリング法で
薄い銅層を形成することになる。このようにして、本来
導電性無き部分であっても、導電性の確保が可能となる
のである。続いて、この導電処理した被メッキ物を、電
解銅メッキ浴中でカソード分極することで、電解銅を析
出させ銅メッキを完了するのである。
は、次のようになります。プリント配線板、ウエハー等
の導電性無き部分にも電解銅をつけたい場合は、導電性
無き部分に無電解銅メッキあるいはスパッタリング法で
薄い銅層を形成することになる。このようにして、本来
導電性無き部分であっても、導電性の確保が可能となる
のである。続いて、この導電処理した被メッキ物を、電
解銅メッキ浴中でカソード分極することで、電解銅を析
出させ銅メッキを完了するのである。
【０００４】そして、この電解銅メッキ液は、硫酸銅
系、ピロ燐酸銅系等に代表されるように種々のものが使
用されてきている。ところが、これらのメッキ液に共通
することは、均一で物性面及び外観に優れた銅メッキ層
を得ることを目的に、種々のポリマー、ブライトナー、
レベラーと称する添加剤を加えているのが一般的であ
る。即ち、添加剤により析出結晶粒子の制御、均一な析
出速度を実現しようとしているのである。
系、ピロ燐酸銅系等に代表されるように種々のものが使
用されてきている。ところが、これらのメッキ液に共通
することは、均一で物性面及び外観に優れた銅メッキ層
を得ることを目的に、種々のポリマー、ブライトナー、
レベラーと称する添加剤を加えているのが一般的であ
る。即ち、添加剤により析出結晶粒子の制御、均一な析
出速度を実現しようとしているのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
添加剤を含有した電解銅メッキ液を用いると、電解操業
の進行とともに、添加剤であるブライトナーもアノード
電極側で分解し消費されてしまう。この現象は、特に不
溶解性アノードを用いたときに顕著である。そのため、
メッキ液としての寿命は短くなり、しかも、メッキ液の
組成コンディションは時々刻々変化するため、メッキ層
の析出状態に与える影響もあり、均一析出を達成するた
めには望ましくない状況が生じる。
添加剤を含有した電解銅メッキ液を用いると、電解操業
の進行とともに、添加剤であるブライトナーもアノード
電極側で分解し消費されてしまう。この現象は、特に不
溶解性アノードを用いたときに顕著である。そのため、
メッキ液としての寿命は短くなり、しかも、メッキ液の
組成コンディションは時々刻々変化するため、メッキ層
の析出状態に与える影響もあり、均一析出を達成するた
めには望ましくない状況が生じる。
【０００６】その結果、望ましくない析出状態となるこ
とがあり、操業の歩留まりの低減要因となっていた。典
型的な析出状態不良は、バイアホールあるいは溝部の底
面部まで均一な電流分布とならずに、形状効果による電
流集中が起こり、表層の銅部のみ優先して銅の析出が発
生し、均一な析出状態が形成できない状況をいう。係る
場合、バイアホールや溝部内に空隙が生じたり、析出の
十分でない部位が生じたりし、回路としての接続信頼性
を著しく低減させることになる。
とがあり、操業の歩留まりの低減要因となっていた。典
型的な析出状態不良は、バイアホールあるいは溝部の底
面部まで均一な電流分布とならずに、形状効果による電
流集中が起こり、表層の銅部のみ優先して銅の析出が発
生し、均一な析出状態が形成できない状況をいう。係る
場合、バイアホールや溝部内に空隙が生じたり、析出の
十分でない部位が生じたりし、回路としての接続信頼性
を著しく低減させることになる。
【０００７】また、銅メッキ液の組成コンディションが
変化するということは、より確実で精密なメッキを行お
うとすると、常に銅メッキ液の組成を監視する必要性が
あることになる。即ち、頻繁な溶液チェックを行わなけ
ればならないのである。溶液の組成のチェックを人手に
よれば煩雑であり、一方、機械化することでの対応もで
きるが、設備のコスト高を招き、製品価格を下げること
は困難となる。しかも、近年は、よりファインなプリン
ト配線板及びウエハーへの当該技術の応用が行われてお
り、より精密なファインプレーティングが求められてき
た。
変化するということは、より確実で精密なメッキを行お
うとすると、常に銅メッキ液の組成を監視する必要性が
あることになる。即ち、頻繁な溶液チェックを行わなけ
ればならないのである。溶液の組成のチェックを人手に
よれば煩雑であり、一方、機械化することでの対応もで
きるが、設備のコスト高を招き、製品価格を下げること
は困難となる。しかも、近年は、よりファインなプリン
ト配線板及びウエハーへの当該技術の応用が行われてお
り、より精密なファインプレーティングが求められてき
た。
【０００８】
【課題を解決するための手段】そこで、本件発明者等
は、鋭意研究の結果、電解銅メッキ液の寿命を延ばし、
銅メッキ液組成の変動の極めて少なくできる方法とし
て、以下のバイアホール及び溝部等の埋設銅メッキ方法
を完成するに至ったのである。
は、鋭意研究の結果、電解銅メッキ液の寿命を延ばし、
銅メッキ液組成の変動の極めて少なくできる方法とし
て、以下のバイアホール及び溝部等の埋設銅メッキ方法
を完成するに至ったのである。
【０００９】本発明を行うに当たり、本件発明者等は、
次のように考えた。銅メッキ液に加える添加剤としての
ブライトナーが、常にアノードサイドで酸化分解される
ものであり、しかも、アノード界面で分解されることの
ない有効な代替え品を見いだせないとしたら、銅メッキ
液へ添加剤を加えることは止め、被メッキ物に工夫を加
えることができないかと考えたのである。
次のように考えた。銅メッキ液に加える添加剤としての
ブライトナーが、常にアノードサイドで酸化分解される
ものであり、しかも、アノード界面で分解されることの
ない有効な代替え品を見いだせないとしたら、銅メッキ
液へ添加剤を加えることは止め、被メッキ物に工夫を加
えることができないかと考えたのである。
【００１０】上述のコンセプトの基で研究を行ったとこ
ろ、従来より電解銅メッキ液に加えた添加剤を事前に被
メッキ物であるプリント配線板又はウエハー等のバイア
ホールや回路溝部等に吸着させて、その後、電解銅メッ
キを行ってみた。すると、従来の方法と比較として、遙
かに安定した銅の電解析出が可能であり、しかも、電解
メッキ液の寿命は長くなったのである。
ろ、従来より電解銅メッキ液に加えた添加剤を事前に被
メッキ物であるプリント配線板又はウエハー等のバイア
ホールや回路溝部等に吸着させて、その後、電解銅メッ
キを行ってみた。すると、従来の方法と比較として、遙
かに安定した銅の電解析出が可能であり、しかも、電解
メッキ液の寿命は長くなったのである。
【００１１】従って、請求項１には、多層プリント配線
板又はウエハーの銅微細配線のバイアホールや溝部等の
内部を電解銅メッキにより析出銅で埋設する際に用いる
銅メッキ液の添加剤特にブライトナー成分を被メッキ物
に予め吸着させ、ブライトナーを含まない銅メッキ浴中
で電解メッキすることを特徴とする銅メッキ方法として
いる。ここでいう電解銅メッキ液には、特段の限定はな
く、電解銅メッキに用いることのできるものであればど
のような種類のものでも用いることができる。
板又はウエハーの銅微細配線のバイアホールや溝部等の
内部を電解銅メッキにより析出銅で埋設する際に用いる
銅メッキ液の添加剤特にブライトナー成分を被メッキ物
に予め吸着させ、ブライトナーを含まない銅メッキ浴中
で電解メッキすることを特徴とする銅メッキ方法として
いる。ここでいう電解銅メッキ液には、特段の限定はな
く、電解銅メッキに用いることのできるものであればど
のような種類のものでも用いることができる。
【００１２】そして、請求項２には、予め多層プリント
配線板又はウエハーの銅微細配線のバイアホール等に吸
着させるブライトナーの内極めて安定した性能を示すも
のを開示している。それが、有機チオ化合物を主剤と
し、被メッキ物の性質に応じ酸素含有高分子有機化合物
と有機酸アミド化合物とを配合したものである。従っ
て、一般にブライトナーと称すると、単一の化合物を含
有する場合が多いが、本明細書では、複数種の化合物を
混合させたものも含む概念としている。
配線板又はウエハーの銅微細配線のバイアホール等に吸
着させるブライトナーの内極めて安定した性能を示すも
のを開示している。それが、有機チオ化合物を主剤と
し、被メッキ物の性質に応じ酸素含有高分子有機化合物
と有機酸アミド化合物とを配合したものである。従っ
て、一般にブライトナーと称すると、単一の化合物を含
有する場合が多いが、本明細書では、複数種の化合物を
混合させたものも含む概念としている。
【００１３】被メッキ物に吸着させるブライトナーとし
て具体的には、ビス（３−スルホプロピル）ジスルファ
イド又はその２ナトリウム塩、ビス（２−スルホプロピ
ル）ジスルファイド又はその２ナトリウム塩、ビス（３
−スル−２−ヒドロキシプロピル）ジスルファイド又は
その２ナトリウム塩、ビス（４−スルホプロピル）ジス
ルファイド又はその２ナトリウム塩、ビス（ｐ−スルホ
フェニル）ジスルファイド又はその２ナトリウム塩、３
−（ベンゾチアゾリル−２−チオ）プロピルスルホン酸
又はそのナトリウム塩、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ジチオカル
バミン酸−（３−スルホプロピル）−エステル又はその
ナトリウム塩、Ｏ−エチル−ジエチル炭酸−Ｓ−（３−
スルホプロピル）−エステル又はそのカリウム塩、チオ
尿素及びその誘導体等の一種又は２種以上を、総濃度
０．００１〜１０ｇ／ｌの範囲で用いることが可能であ
る。濃度０．００１ｇ／ｌ以下の場合は、均一な吸着を
達成することができず、一方、濃度１０ｇ／ｌ以上とし
ても顕著な効果の上昇は得られないためである。
て具体的には、ビス（３−スルホプロピル）ジスルファ
イド又はその２ナトリウム塩、ビス（２−スルホプロピ
ル）ジスルファイド又はその２ナトリウム塩、ビス（３
−スル−２−ヒドロキシプロピル）ジスルファイド又は
その２ナトリウム塩、ビス（４−スルホプロピル）ジス
ルファイド又はその２ナトリウム塩、ビス（ｐ−スルホ
フェニル）ジスルファイド又はその２ナトリウム塩、３
−（ベンゾチアゾリル−２−チオ）プロピルスルホン酸
又はそのナトリウム塩、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ジチオカル
バミン酸−（３−スルホプロピル）−エステル又はその
ナトリウム塩、Ｏ−エチル−ジエチル炭酸−Ｓ−（３−
スルホプロピル）−エステル又はそのカリウム塩、チオ
尿素及びその誘導体等の一種又は２種以上を、総濃度
０．００１〜１０ｇ／ｌの範囲で用いることが可能であ
る。濃度０．００１ｇ／ｌ以下の場合は、均一な吸着を
達成することができず、一方、濃度１０ｇ／ｌ以上とし
ても顕著な効果の上昇は得られないためである。
【００１４】また、被メッキ物に吸着させるブライトナ
ーには、従来はメッキ液に添加するものであったポリマ
ー及びレベラー成分を添加することも可能である。ここ
でいう、ポリマー成分としては、ポリビニルアルコー
ル、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレングリコ
ール、ポリプロピレングリコール、ステアリン酸−ポリ
エチレングリコールエステル、ステアリルアルコール−
ポリエチレングリコールエーテル、ノニルフェノール−
ポリエチレングリコールエーテル、オクチルフェノール
−ポリエチレングリコールエーテル、ポリエチレン−プ
ロピレングリコール、β−ナフトール−ポリエチレング
リコールエーテル等の一種又は２種以上を用いることが
できる。そして、ポリマー濃度は、０．０１〜１００ｇ
／ｌの範囲の濃度とすることが望ましい。この濃度範囲
が、最も均一な銅の析出状態を得ることができるからで
ある。
ーには、従来はメッキ液に添加するものであったポリマ
ー及びレベラー成分を添加することも可能である。ここ
でいう、ポリマー成分としては、ポリビニルアルコー
ル、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレングリコ
ール、ポリプロピレングリコール、ステアリン酸−ポリ
エチレングリコールエステル、ステアリルアルコール−
ポリエチレングリコールエーテル、ノニルフェノール−
ポリエチレングリコールエーテル、オクチルフェノール
−ポリエチレングリコールエーテル、ポリエチレン−プ
ロピレングリコール、β−ナフトール−ポリエチレング
リコールエーテル等の一種又は２種以上を用いることが
できる。そして、ポリマー濃度は、０．０１〜１００ｇ
／ｌの範囲の濃度とすることが望ましい。この濃度範囲
が、最も均一な銅の析出状態を得ることができるからで
ある。
【００１５】レベラー成分としては、有機酸アミド及び
アミン化合物であり、具体的には、アセトアミド、プロ
ピルアミド、ベンズアミド、アクリルアミド、メタアク
リルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ
−ジエチルメタアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアク
リルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメタアクリルアミド、Ｎ
−（ヒドロキシメチル）アクリルアミド、ポリアクリル
酸アミド、ポリアクリル酸アミド加水和分解物、チオフ
ラビン、サフラニン等の一種又は２種以上を用いること
ができる。このレベラーを被メッキ物に吸着させるブラ
イトナーに含有させる場合は、０．００１〜１０ｇ／ｌ
の範囲の濃度とすることが望ましい。この濃度範囲が、
最も均一な銅の析出状態を得ることができるからであ
る。
アミン化合物であり、具体的には、アセトアミド、プロ
ピルアミド、ベンズアミド、アクリルアミド、メタアク
リルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ
−ジエチルメタアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアク
リルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメタアクリルアミド、Ｎ
−（ヒドロキシメチル）アクリルアミド、ポリアクリル
酸アミド、ポリアクリル酸アミド加水和分解物、チオフ
ラビン、サフラニン等の一種又は２種以上を用いること
ができる。このレベラーを被メッキ物に吸着させるブラ
イトナーに含有させる場合は、０．００１〜１０ｇ／ｌ
の範囲の濃度とすることが望ましい。この濃度範囲が、
最も均一な銅の析出状態を得ることができるからであ
る。
【００１６】ブライトナーの吸着方法は、被メッキ物を
ブライトナーを含む溶液中に浸漬する方法、シャワーリ
ングによる方法、スプレー噴霧法等工程ラインの設計に
適したいずれの方法を採用しても差し支えない。ブライ
トナー濃度に関しても特に制約はなく、被メッキ表面に
目的とするブライトナーの単分子被膜の形成ができれば
よい。工程ラインの処理速度、経済性等の要因を考慮し
て定めることが可能である。ブライトナーを予め被メッ
キ物に吸着させる処理を、以下「ブライトナー吸着処
理」と称する。
ブライトナーを含む溶液中に浸漬する方法、シャワーリ
ングによる方法、スプレー噴霧法等工程ラインの設計に
適したいずれの方法を採用しても差し支えない。ブライ
トナー濃度に関しても特に制約はなく、被メッキ表面に
目的とするブライトナーの単分子被膜の形成ができれば
よい。工程ラインの処理速度、経済性等の要因を考慮し
て定めることが可能である。ブライトナーを予め被メッ
キ物に吸着させる処理を、以下「ブライトナー吸着処
理」と称する。
【００１７】更に、請求項３には、本件発明に係る電解
銅メッキを行うのに最も適していると判断した操業条件
を開示している。その条件とは、銅メッキ浴の液温は１
０〜６０℃及び電流密度は０．１〜１０Ａ／ｄｍ２の条
件下で電解するものである。この条件下で、メッキを行
うことが、良好なメッキ性状と外観を得るために必要な
範囲だからである。
銅メッキを行うのに最も適していると判断した操業条件
を開示している。その条件とは、銅メッキ浴の液温は１
０〜６０℃及び電流密度は０．１〜１０Ａ／ｄｍ２の条
件下で電解するものである。この条件下で、メッキを行
うことが、良好なメッキ性状と外観を得るために必要な
範囲だからである。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に関する実施の形態
として最適と思われるものを説明する。
として最適と思われるものを説明する。
【００１９】第１実施形態： 銅微細配線を持つウエハ
ーに電解銅メッキする事により、その配線部に存在する
溝部の埋込み性を確認した。このとき確認に用いた溝部
は、経０．２０μｍ、深さ１．０μｍの円筒状の凹部で
ある。そして、メッキの付廻性を確認するためには、当
該溝部の断面形状観察を行い、マクロ的には２〜１０倍
にルーペで拡大して観察し、界面の密着状況等は光学金
属顕微鏡を用いて適宜拡大して観察し、ミクロ的には走
査型電子顕微鏡を用いて１００００〜５００００倍に拡
大して観察した。
ーに電解銅メッキする事により、その配線部に存在する
溝部の埋込み性を確認した。このとき確認に用いた溝部
は、経０．２０μｍ、深さ１．０μｍの円筒状の凹部で
ある。そして、メッキの付廻性を確認するためには、当
該溝部の断面形状観察を行い、マクロ的には２〜１０倍
にルーペで拡大して観察し、界面の密着状況等は光学金
属顕微鏡を用いて適宜拡大して観察し、ミクロ的には走
査型電子顕微鏡を用いて１００００〜５００００倍に拡
大して観察した。
【００２０】以上の結果を表１に示すが、表１中の試料
番号及びに関しては、電解前のブライトナー吸着処
理を行っていないものであり、これに対し、試料番号
〜に関しては、電解前のブライトナー吸着処理を行っ
たものである。このときのブライトナー吸着処理は、ビ
ス（２−スルホプロピル）ジスルファイドの濃度０．０
０５ｇ／ｌ溶液中に、水洗し清浄化したウエハーを１０
秒間浸漬する事により行った。
番号及びに関しては、電解前のブライトナー吸着処
理を行っていないものであり、これに対し、試料番号
〜に関しては、電解前のブライトナー吸着処理を行っ
たものである。このときのブライトナー吸着処理は、ビ
ス（２−スルホプロピル）ジスルファイドの濃度０．０
０５ｇ／ｌ溶液中に、水洗し清浄化したウエハーを１０
秒間浸漬する事により行った。
【００２１】そして、電解銅メッキ処理を行うのであ
る。このときの銅メッキ液としては、硫酸銅系メッキ液
を用いた。具体的溶液組成及びメッキ条件は次の通りで
ある。
る。このときの銅メッキ液としては、硫酸銅系メッキ液
を用いた。具体的溶液組成及びメッキ条件は次の通りで
ある。
【００２２】 Ａ．メッキ液組成 ・硫酸銅メッキ組成 銅濃 度 ２８ｇ／ｌ 硫酸濃度 ２００ｇ／ｌ 塩素イオン濃度 ５０ｍｇ／ｌ ・添加剤（ミクロファブＣｕ２１００） 添加量表中記載 Ｂ．メッキ条件 溶液温度 ２０℃ 電流密度 １．０Ａ／ｄｍ２ 電解時間 ４．５ｍｉｎ アノード材質 含リン銅（溶解性アノード）又はＰｔ／ Ｔｉ（不溶解性アノード）
【００２３】
【表１】
【００２４】この表１中、試料番号は、従来の方法で
行った電解銅メッキの正常品を評価したものであり、本
発明に係る試料番号〜の場合の比較対象として用い
た。試料番号は、メッキ液中に従来の添加剤をいっさ
い加えず、メッキ前のブライトナー吸着処理も行わない
場合には、良好な埋設メッキが行えないことを裏付ける
ものとして用いている。そして、表１の試料番号〜
には、溶解性アノードである含リン銅を用いたものであ
るが、表２中に示した試料番号’及び試料番号’
は、不溶解性アノードであるＰｔ／Ｔｉを用いたもので
あることをここに明らかにしておく。
行った電解銅メッキの正常品を評価したものであり、本
発明に係る試料番号〜の場合の比較対象として用い
た。試料番号は、メッキ液中に従来の添加剤をいっさ
い加えず、メッキ前のブライトナー吸着処理も行わない
場合には、良好な埋設メッキが行えないことを裏付ける
ものとして用いている。そして、表１の試料番号〜
には、溶解性アノードである含リン銅を用いたものであ
るが、表２中に示した試料番号’及び試料番号’
は、不溶解性アノードであるＰｔ／Ｔｉを用いたもので
あることをここに明らかにしておく。
【００２５】この結果、本発明に係る試料番号〜
は、試料番号として示した従来の正常品と同様で品質
的に何ら問題のない、良好な溝埋込み性、メッキの密着
性に優れた製品の製造が可能であるとの結果が得られて
いる。これから分かることは、メッキ前のブライトナー
吸着処理を行うと、電解銅メッキ液中の添加剤の有無に
よらず、良好な埋込みメッキ状態が得られるということ
である。試料番号の場合は、当初の予測通り、電解銅
メッキの外観から異なるものとなり、満足のいく溝埋込
み性も得ることができなかった。
は、試料番号として示した従来の正常品と同様で品質
的に何ら問題のない、良好な溝埋込み性、メッキの密着
性に優れた製品の製造が可能であるとの結果が得られて
いる。これから分かることは、メッキ前のブライトナー
吸着処理を行うと、電解銅メッキ液中の添加剤の有無に
よらず、良好な埋込みメッキ状態が得られるということ
である。試料番号の場合は、当初の予測通り、電解銅
メッキの外観から異なるものとなり、満足のいく溝埋込
み性も得ることができなかった。
【００２６】そして、更に、電解銅メッキ液の寿命を調
査するため、表１に示した試料番号と試料番号〜
のメッキ液の溶液安定性を比較した。これは、銅メッキ
液に添加剤を含ませた場合は、その添加剤は途中で補充
することなく、連続通電電解によるランニングテストと
した。結果を表２に示す。試料番号’は試料番号
と、試料番号’は試料番号と、アノード材質を変更
したこと以外、電解条件等その他の条件は相違しない。
査するため、表１に示した試料番号と試料番号〜
のメッキ液の溶液安定性を比較した。これは、銅メッキ
液に添加剤を含ませた場合は、その添加剤は途中で補充
することなく、連続通電電解によるランニングテストと
した。結果を表２に示す。試料番号’は試料番号
と、試料番号’は試料番号と、アノード材質を変更
したこと以外、電解条件等その他の条件は相違しない。
【００２７】
【表２】
【００２８】この表２の結果から分かるように、試料番
号のメッキ液は、添加剤を無補充として使用すると経
時的にメッキ外観及びメッキの付廻り性が悪くなってい
る。これに対し、試料番号〜の本発明に係る方法で
行った場合は、電解銅メッキ液が経時的に劣化せず、メ
ッキ性能を低下させる要因とはならない。従って、電解
銅メッキ液の寿命を長期にわたって維持することがで
き、極めて安定した溶液安定性を確保することができ
る。
号のメッキ液は、添加剤を無補充として使用すると経
時的にメッキ外観及びメッキの付廻り性が悪くなってい
る。これに対し、試料番号〜の本発明に係る方法で
行った場合は、電解銅メッキ液が経時的に劣化せず、メ
ッキ性能を低下させる要因とはならない。従って、電解
銅メッキ液の寿命を長期にわたって維持することがで
き、極めて安定した溶液安定性を確保することができ
る。
【００２９】更に、不溶解性アノードであるＰｔ／Ｔｉ
を用いた場合の特徴として、表２の試料番号’と’
との結果を比較してみると、試料番号’の溶液安定性
が非常に優れているのに対し、試料番号’の溶液の劣
化が激しいことが分かる。従って、本発明に係るメッキ
方法を採用することにより、不溶解性アノードの使用に
よる欠点を解消でき、同時に溶解性アノードを用いたと
きのメッキ液の添加剤のアノード分解及びアノードメン
テナンスの煩雑さをなくすことが可能となるのである。
を用いた場合の特徴として、表２の試料番号’と’
との結果を比較してみると、試料番号’の溶液安定性
が非常に優れているのに対し、試料番号’の溶液の劣
化が激しいことが分かる。従って、本発明に係るメッキ
方法を採用することにより、不溶解性アノードの使用に
よる欠点を解消でき、同時に溶解性アノードを用いたと
きのメッキ液の添加剤のアノード分解及びアノードメン
テナンスの煩雑さをなくすことが可能となるのである。
【００３０】
【発明の効果】本発明に係る電解銅メッキ方法を用いる
ことで、メッキ液としての寿命を長くし工程のランニン
グコストを極めて低減させ、メッキ液の煩雑な管理を不
要としてトータル製造コストの削減を図ることが可能と
なり、不溶解性アノードの使用も容易とした。しかも、
本発明に係る電解銅メッキ方法によって得られる析出銅
層は、優れた均一析出を達成することができ、従来の電
解銅メッキ方法に比べ、より微細な回路への応用が可能
で、製品不良の発生を効率的に削減することができるよ
うになった。
ことで、メッキ液としての寿命を長くし工程のランニン
グコストを極めて低減させ、メッキ液の煩雑な管理を不
要としてトータル製造コストの削減を図ることが可能と
なり、不溶解性アノードの使用も容易とした。しかも、
本発明に係る電解銅メッキ方法によって得られる析出銅
層は、優れた均一析出を達成することができ、従来の電
解銅メッキ方法に比べ、より微細な回路への応用が可能
で、製品不良の発生を効率的に削減することができるよ
うになった。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１２月２０日（１９９９．１２．
２０）
２０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 銅メッキ方法
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多層プリント配線
板又はウエハーの銅微細配線のバイアホールや溝内を電
解法により銅メッキする方法に関する。
板又はウエハーの銅微細配線のバイアホールや溝内を電
解法により銅メッキする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の多層プリント配線板又はウエハー
の銅微細配線のバイアホールや溝内を銅メッキを用いて
埋設する電解メッキが広く用いられてきた。このような
電解メッキが行われる背景には、プリント配線板の実装
密度向上のランド形成や、ウエハーの微細配線の接続信
頼性確保等の目的が存在している。
の銅微細配線のバイアホールや溝内を銅メッキを用いて
埋設する電解メッキが広く用いられてきた。このような
電解メッキが行われる背景には、プリント配線板の実装
密度向上のランド形成や、ウエハーの微細配線の接続信
頼性確保等の目的が存在している。
【０００３】一般に、電解銅メッキを行う場合の手順
は、次のようになります。プリント配線板、ウエハー等
の導電性無き部分にも電解銅をつけたい場合は、導電性
無き部分に無電解銅メッキあるいはスパッタリング法で
薄い銅層を形成することになる。このようにして、本来
導電性無き部分であっても、導電性の確保が可能となる
のである。続いて、この導電処理した被メッキ物を、電
解銅メッキ浴中でカソード分極することで、電解銅を析
出させ銅メッキを完了するのである。
は、次のようになります。プリント配線板、ウエハー等
の導電性無き部分にも電解銅をつけたい場合は、導電性
無き部分に無電解銅メッキあるいはスパッタリング法で
薄い銅層を形成することになる。このようにして、本来
導電性無き部分であっても、導電性の確保が可能となる
のである。続いて、この導電処理した被メッキ物を、電
解銅メッキ浴中でカソード分極することで、電解銅を析
出させ銅メッキを完了するのである。
【０００４】そして、この電解銅メッキ液は、硫酸銅
系、ピロ燐酸銅系等に代表されるように種々のものが使
用されてきている。ところが、これらのメッキ液に共通
することは、均一で物性面及び外観に優れた銅メッキ層
を得ることを目的に、種々のポリマー、ブライトナー、
レベラーと称する添加剤を加えているのが一般的であ
る。即ち、添加剤により析出結晶粒子の制御、均一な析
出速度を実現しようとしているのである。
系、ピロ燐酸銅系等に代表されるように種々のものが使
用されてきている。ところが、これらのメッキ液に共通
することは、均一で物性面及び外観に優れた銅メッキ層
を得ることを目的に、種々のポリマー、ブライトナー、
レベラーと称する添加剤を加えているのが一般的であ
る。即ち、添加剤により析出結晶粒子の制御、均一な析
出速度を実現しようとしているのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
添加剤を含有した電解銅メッキ液を用いると、電解操業
の進行とともに、添加剤であるブライトナー成分もアノ
ード電極側で分解し消費されてしまう。この現象は、特
に不溶解性アノードを用いたときに顕著である。そのた
め、メッキ液としての寿命は短くなり、しかも、メッキ
液の組成コンディションは時々刻々変化するため、メッ
キ層の析出状態に与える影響もあり、均一析出を達成す
るためには望ましくない状況が生じる。
添加剤を含有した電解銅メッキ液を用いると、電解操業
の進行とともに、添加剤であるブライトナー成分もアノ
ード電極側で分解し消費されてしまう。この現象は、特
に不溶解性アノードを用いたときに顕著である。そのた
め、メッキ液としての寿命は短くなり、しかも、メッキ
液の組成コンディションは時々刻々変化するため、メッ
キ層の析出状態に与える影響もあり、均一析出を達成す
るためには望ましくない状況が生じる。
【０００６】その結果、望ましくない析出状態となるこ
とがあり、操業の歩留まりの低減要因となっていた。典
型的な析出状態不良は、バイアホールあるいは溝部の底
面部まで均一な電流分布とならずに、形状効果による電
流集中が起こり、表層の銅部のみ優先して銅の析出が発
生し、均一な析出状態が形成できない状況をいう。係る
場合、バイアホールや溝部内に空隙が生じたり、析出の
十分でない部位が生じたりし、回路としての接続信頼性
を著しく低減させることになる。
とがあり、操業の歩留まりの低減要因となっていた。典
型的な析出状態不良は、バイアホールあるいは溝部の底
面部まで均一な電流分布とならずに、形状効果による電
流集中が起こり、表層の銅部のみ優先して銅の析出が発
生し、均一な析出状態が形成できない状況をいう。係る
場合、バイアホールや溝部内に空隙が生じたり、析出の
十分でない部位が生じたりし、回路としての接続信頼性
を著しく低減させることになる。
【０００７】また、銅メッキ液の組成コンディションが
変化するということは、より確実で精密なメッキを行お
うとすると、常に銅メッキ液の組成を監視する必要性が
あることになる。即ち、頻繁な溶液チェックを行わなけ
ればならないのである。溶液の組成のチェックを人手に
よれば煩雑であり、一方、機械化することでの対応もで
きるが、設備のコスト高を招き、製品価格を下げること
は困難となる。しかも、近年は、よりファインなプリン
ト配線板及びウエハーへの当該技術の応用が行われてお
り、より精密なファインプレーティングが求められてき
た。
変化するということは、より確実で精密なメッキを行お
うとすると、常に銅メッキ液の組成を監視する必要性が
あることになる。即ち、頻繁な溶液チェックを行わなけ
ればならないのである。溶液の組成のチェックを人手に
よれば煩雑であり、一方、機械化することでの対応もで
きるが、設備のコスト高を招き、製品価格を下げること
は困難となる。しかも、近年は、よりファインなプリン
ト配線板及びウエハーへの当該技術の応用が行われてお
り、より精密なファインプレーティングが求められてき
た。
【０００８】
【課題を解決するための手段】そこで、本件発明者等
は、鋭意研究の結果、電解銅メッキ液の寿命を延ばし、
銅メッキ液組成の変動の極めて少なくできる方法とし
て、以下のバイアホール及び溝部等の埋設銅メッキ方法
を完成するに至ったのである。
は、鋭意研究の結果、電解銅メッキ液の寿命を延ばし、
銅メッキ液組成の変動の極めて少なくできる方法とし
て、以下のバイアホール及び溝部等の埋設銅メッキ方法
を完成するに至ったのである。
【０００９】本発明を行うに当たり、本件発明者等は、
次のように考えた。銅メッキ液に加える添加剤としての
ブライトナー成分が、常にアノードサイドで酸化分解さ
れるものであり、しかも、アノード界面で分解されるこ
とのない有効な代替え品を見いだせないとしたら、銅メ
ッキ液へ添加剤を加えることは止め、被メッキ物に工夫
を加えることができないかと考えたのである。
次のように考えた。銅メッキ液に加える添加剤としての
ブライトナー成分が、常にアノードサイドで酸化分解さ
れるものであり、しかも、アノード界面で分解されるこ
とのない有効な代替え品を見いだせないとしたら、銅メ
ッキ液へ添加剤を加えることは止め、被メッキ物に工夫
を加えることができないかと考えたのである。
【００１０】上述のコンセプトの基で研究を行ったとこ
ろ、従来より電解銅メッキ液に加えた添加剤を事前に被
メッキ物であるプリント配線板又はウエハー等のバイア
ホールや回路溝部等に吸着させて、その後、電解銅メッ
キを行ってみた。すると、従来の方法と比較として、遙
かに安定した銅の電解析出が可能であり、しかも、電解
メッキ液の寿命は長くなったのである。
ろ、従来より電解銅メッキ液に加えた添加剤を事前に被
メッキ物であるプリント配線板又はウエハー等のバイア
ホールや回路溝部等に吸着させて、その後、電解銅メッ
キを行ってみた。すると、従来の方法と比較として、遙
かに安定した銅の電解析出が可能であり、しかも、電解
メッキ液の寿命は長くなったのである。
【００１１】従って、請求項１には、多層プリント配線
板又はウエハーの銅微細配線のバイアホールや溝部等の
内部を電解銅メッキにより析出銅で埋設する際に用いる
銅メッキ液の添加剤特にブライトナー成分を被メッキ物
に予め吸着させ、ブライトナー成分を含まない銅メッキ
浴中で電解メッキすることを特徴とする銅メッキ方法と
している。ここでいう電解銅メッキ液には、特段の限定
はなく、電解銅メッキに用いることのできるものであれ
ばどのような種類のものでも用いることができる。
板又はウエハーの銅微細配線のバイアホールや溝部等の
内部を電解銅メッキにより析出銅で埋設する際に用いる
銅メッキ液の添加剤特にブライトナー成分を被メッキ物
に予め吸着させ、ブライトナー成分を含まない銅メッキ
浴中で電解メッキすることを特徴とする銅メッキ方法と
している。ここでいう電解銅メッキ液には、特段の限定
はなく、電解銅メッキに用いることのできるものであれ
ばどのような種類のものでも用いることができる。
【００１２】そして、請求項２には、予め多層プリント
配線板又はウエハーの銅微細配線のバイアホール等に吸
着させるブライトナーの内、極めて安定した性能を示す
ものを開示している。それが、ブライトナー成分に一般
にレベラー成分及びポリマー成分と言われる薬品を一定
量添加した溶液とし、予め被メッキ物に添加するのであ
る。これは、ブライトナー成分を主剤とし、被メッキ物
の性質に応じレベラー成分及びポリマー成分を適宜加え
るという意味である。従って、一般にブライトナー成分
と称すると、単一の化合物を含有する場合が多いが、本
明細書では、複数種の化合物を混合させたものをも含む
概念として以下用いている。
配線板又はウエハーの銅微細配線のバイアホール等に吸
着させるブライトナーの内、極めて安定した性能を示す
ものを開示している。それが、ブライトナー成分に一般
にレベラー成分及びポリマー成分と言われる薬品を一定
量添加した溶液とし、予め被メッキ物に添加するのであ
る。これは、ブライトナー成分を主剤とし、被メッキ物
の性質に応じレベラー成分及びポリマー成分を適宜加え
るという意味である。従って、一般にブライトナー成分
と称すると、単一の化合物を含有する場合が多いが、本
明細書では、複数種の化合物を混合させたものをも含む
概念として以下用いている。
【００１３】請求項１に記載の被メッキ物に予め吸着さ
せるブライトナーとして具体的には、ビス（３−スルホ
プロピル）ジスルファイド又はその２ナトリウム塩、ビ
ス（２−スルホプロピル）ジスルファイド又はその２ナ
トリウム塩、ビス（３−スル−２−ヒドロキシプロピ
ル）ジスルファイド又はその２ナトリウム塩、ビス（４
−スルホプロピル）ジスルファイド又はその２ナトリウ
ム塩、ビス（ｐ−スルホフェニル）ジスルファイド又は
その２ナトリウム塩、３−（ベンゾチアゾリル−２−チ
オ）プロピルスルホン酸又はそのナトリウム塩、Ｎ，Ｎ
−ジメチル−ジチオカルバミン酸−（３−スルホプロピ
ル）−エステル又はそのナトリウム塩、Ｏ−エチル−ジ
エチル炭酸−Ｓ−（３−スルホプロピル）−エステル又
はそのカリウム塩、チオ尿素及びその誘導体の一種又は
２種以上を、総濃度０．００１〜１０ｇ／ｌの範囲で用
いることが可能である。濃度０．００１ｇ／ｌ以下の場
合は、均一な吸着を達成することができず、一方、濃度
１０ｇ／ｌ以上としても顕著な効果の上昇は得られない
ためである。
せるブライトナーとして具体的には、ビス（３−スルホ
プロピル）ジスルファイド又はその２ナトリウム塩、ビ
ス（２−スルホプロピル）ジスルファイド又はその２ナ
トリウム塩、ビス（３−スル−２−ヒドロキシプロピ
ル）ジスルファイド又はその２ナトリウム塩、ビス（４
−スルホプロピル）ジスルファイド又はその２ナトリウ
ム塩、ビス（ｐ−スルホフェニル）ジスルファイド又は
その２ナトリウム塩、３−（ベンゾチアゾリル−２−チ
オ）プロピルスルホン酸又はそのナトリウム塩、Ｎ，Ｎ
−ジメチル−ジチオカルバミン酸−（３−スルホプロピ
ル）−エステル又はそのナトリウム塩、Ｏ−エチル−ジ
エチル炭酸−Ｓ−（３−スルホプロピル）−エステル又
はそのカリウム塩、チオ尿素及びその誘導体の一種又は
２種以上を、総濃度０．００１〜１０ｇ／ｌの範囲で用
いることが可能である。濃度０．００１ｇ／ｌ以下の場
合は、均一な吸着を達成することができず、一方、濃度
１０ｇ／ｌ以上としても顕著な効果の上昇は得られない
ためである。
【００１４】また、請求項２に記載したように、被メッ
キ物に吸着させるブライトナー成分には、従来はメッキ
液に添加するものであったポリマー成分及びレベラー成
分を添加することが可能である。言い換えれば、有機チ
オ化合物を主剤とし、被メッキ物の性質に応じて酸素含
有高分子化合物と有機酸アミド化合物とを配合したもの
であると言えるのである。ここでいう、ポリマー成分と
しては、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセル
ロース、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリ
コール、ステアリン酸−ポリエチレングリコールエステ
ル、ステアリルアルコール−ポリエチレングリコールエ
ーテル、ノニルフェノール−ポリエチレングリコールエ
ーテル、オクチルフェノール−ポリエチレングリコール
エーテル、ポリエチレン−プロピレングリコール、β−
ナフトール−ポリエチレングリコールエーテル等の一種
又は２種以上を用いることができる。そして、ポリマー
濃度は、０．０１〜１００ｇ／ｌの範囲の濃度とするこ
とが望ましい。この濃度範囲が、最も均一な銅の析出状
態を得ることができるからである。
キ物に吸着させるブライトナー成分には、従来はメッキ
液に添加するものであったポリマー成分及びレベラー成
分を添加することが可能である。言い換えれば、有機チ
オ化合物を主剤とし、被メッキ物の性質に応じて酸素含
有高分子化合物と有機酸アミド化合物とを配合したもの
であると言えるのである。ここでいう、ポリマー成分と
しては、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセル
ロース、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリ
コール、ステアリン酸−ポリエチレングリコールエステ
ル、ステアリルアルコール−ポリエチレングリコールエ
ーテル、ノニルフェノール−ポリエチレングリコールエ
ーテル、オクチルフェノール−ポリエチレングリコール
エーテル、ポリエチレン−プロピレングリコール、β−
ナフトール−ポリエチレングリコールエーテル等の一種
又は２種以上を用いることができる。そして、ポリマー
濃度は、０．０１〜１００ｇ／ｌの範囲の濃度とするこ
とが望ましい。この濃度範囲が、最も均一な銅の析出状
態を得ることができるからである。
【００１５】レベラー成分としては、有機酸アミド及び
アミン化合物であり、具体的には、アセトアミド、プロ
ピルアミド、ベンズアミド、アクリルアミド、メタアク
リルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ
−ジエチルメタアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアク
リルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメタアクリルアミド、Ｎ
−（ヒドロキシメチル）アクリルアミド、ポリアクリル
酸アミド、ポリアクリル酸アミド加水和分解物、チオフ
ラビン、サフラニン等の一種又は２種以上を用いること
ができる。このレベラーを被メッキ物に吸着させるブラ
イトナーに含有させる場合は、０．００１〜１０ｇ／ｌ
の範囲の濃度とすることが望ましい。この濃度範囲が、
最も均一な銅の析出状態を得ることができるからであ
る。
アミン化合物であり、具体的には、アセトアミド、プロ
ピルアミド、ベンズアミド、アクリルアミド、メタアク
リルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ
−ジエチルメタアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアク
リルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメタアクリルアミド、Ｎ
−（ヒドロキシメチル）アクリルアミド、ポリアクリル
酸アミド、ポリアクリル酸アミド加水和分解物、チオフ
ラビン、サフラニン等の一種又は２種以上を用いること
ができる。このレベラーを被メッキ物に吸着させるブラ
イトナーに含有させる場合は、０．００１〜１０ｇ／ｌ
の範囲の濃度とすることが望ましい。この濃度範囲が、
最も均一な銅の析出状態を得ることができるからであ
る。
【００１６】ブライトナーの吸着方法は、被メッキ物を
ブライトナーを含む溶液中に浸漬する方法、シャワーリ
ングによる方法、スプレー噴霧法等工程ラインの設計に
適したいずれの方法を採用しても差し支えない。ブライ
トナー濃度に関しても特に制約はなく、被メッキ表面に
目的とするブライトナーの単分子被膜の形成ができれば
よい。工程ラインの処理速度、経済性等の要因を考慮し
て定めることが可能である。ブライトナーを予め被メッ
キ物に吸着させる処理を、以下「ブライトナー吸着処
理」と称する。
ブライトナーを含む溶液中に浸漬する方法、シャワーリ
ングによる方法、スプレー噴霧法等工程ラインの設計に
適したいずれの方法を採用しても差し支えない。ブライ
トナー濃度に関しても特に制約はなく、被メッキ表面に
目的とするブライトナーの単分子被膜の形成ができれば
よい。工程ラインの処理速度、経済性等の要因を考慮し
て定めることが可能である。ブライトナーを予め被メッ
キ物に吸着させる処理を、以下「ブライトナー吸着処
理」と称する。
【００１７】更に、請求項３には、本件発明に係る電解
銅メッキを行うのに最も適していると判断した操業条件
を開示している。その条件とは、銅メッキ浴の液温は１
０〜６０℃及び電流密度は０．１〜１０Ａ／ｄｍ２の条
件下で電解するものである。この条件下で、メッキを行
うことが、良好なメッキ性状と外観を得るために必要な
範囲だからである。
銅メッキを行うのに最も適していると判断した操業条件
を開示している。その条件とは、銅メッキ浴の液温は１
０〜６０℃及び電流密度は０．１〜１０Ａ／ｄｍ２の条
件下で電解するものである。この条件下で、メッキを行
うことが、良好なメッキ性状と外観を得るために必要な
範囲だからである。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に関する実施の形態
として最適と思われるものを説明する。
として最適と思われるものを説明する。
【００１９】第１実施形態： 銅微細配線を持つウエハ
ーに電解銅メッキする事により、その配線部に存在する
溝部の埋込み性を確認した。このとき確認に用いた溝部
は、経０．２０μｍ、深さ１．０μｍの円筒状の凹部で
ある。そして、メッキの付廻性を確認するためには、当
該溝部の断面形状観察を行い、マクロ的には２〜１０倍
にルーペで拡大して観察し、界面の密着状況等は光学金
属顕微鏡を用いて適宜拡大して観察し、ミクロ的には走
査型電子顕微鏡を用いて１００００〜５００００倍に拡
大して観察した。
ーに電解銅メッキする事により、その配線部に存在する
溝部の埋込み性を確認した。このとき確認に用いた溝部
は、経０．２０μｍ、深さ１．０μｍの円筒状の凹部で
ある。そして、メッキの付廻性を確認するためには、当
該溝部の断面形状観察を行い、マクロ的には２〜１０倍
にルーペで拡大して観察し、界面の密着状況等は光学金
属顕微鏡を用いて適宜拡大して観察し、ミクロ的には走
査型電子顕微鏡を用いて１００００〜５００００倍に拡
大して観察した。
【００２０】以上の結果を表１に示すが、表１中の試料
番号及びに関しては、電解前のブライトナー吸着処
理を行っていないものであり、これに対し、試料番号
〜に関しては、電解前のブライトナー吸着処理を行っ
たものである。このときのブライトナー吸着処理は、ビ
ス（２−スルホプロピル）ジスルファイドの濃度０．０
０５ｇ／ｌ溶液中に、水洗し清浄化したウエハーを１０
秒間浸漬する事により行った。
番号及びに関しては、電解前のブライトナー吸着処
理を行っていないものであり、これに対し、試料番号
〜に関しては、電解前のブライトナー吸着処理を行っ
たものである。このときのブライトナー吸着処理は、ビ
ス（２−スルホプロピル）ジスルファイドの濃度０．０
０５ｇ／ｌ溶液中に、水洗し清浄化したウエハーを１０
秒間浸漬する事により行った。
【００２１】そして、電解銅メッキ処理を行うのであ
る。このときの銅メッキ液としては、硫酸銅系メッキ液
を用いた。具体的溶液組成及びメッキ条件は次の通りで
ある。
る。このときの銅メッキ液としては、硫酸銅系メッキ液
を用いた。具体的溶液組成及びメッキ条件は次の通りで
ある。
【００２２】 Ａ．メッキ液組成 ・硫酸銅メッキ組成 銅濃 度 ２８ｇ／ｌ 硫酸濃度 ２００ｇ／ｌ 塩素イオン濃度 ５０ｍｇ／ｌ ・添加剤（ミクロファブＣｕ２１００） 添加量表中記載 Ｂ．メッキ条件 溶液温度 ２０℃ 電流密度 １．０Ａ／ｄｍ２ 電解時間 ４．５ｍｉｎ アノード材質 含リン銅（溶解性アノード）又はＰｔ／ Ｔｉ（不溶解性アノード）
【００２３】
【表１】
【００２４】この表１中、試料番号は、従来の方法で
行った電解銅メッキの正常品を評価したものであり、本
発明に係る試料番号〜の場合の比較対象として用い
た。試料番号は、メッキ液中に従来の添加剤をいっさ
い加えず、メッキ前のブライトナー吸着処理も行わない
場合には、良好な埋設メッキが行えないことを裏付ける
ものとして用いている。そして、表１の試料番号〜
には、溶解性アノードである含リン銅を用いたものであ
るが、表２中に示した試料番号’及び試料番号’
は、不溶解性アノードであるＰｔ／Ｔｉを用いたもので
あることをここに明らかにしておく。
行った電解銅メッキの正常品を評価したものであり、本
発明に係る試料番号〜の場合の比較対象として用い
た。試料番号は、メッキ液中に従来の添加剤をいっさ
い加えず、メッキ前のブライトナー吸着処理も行わない
場合には、良好な埋設メッキが行えないことを裏付ける
ものとして用いている。そして、表１の試料番号〜
には、溶解性アノードである含リン銅を用いたものであ
るが、表２中に示した試料番号’及び試料番号’
は、不溶解性アノードであるＰｔ／Ｔｉを用いたもので
あることをここに明らかにしておく。
【００２５】この結果、本発明に係る試料番号〜
は、試料番号として示した従来の正常品と同様で品質
的に何ら問題のない、良好な溝埋込み性、メッキの密着
性に優れた製品の製造が可能であるとの結果が得られて
いる。これから分かることは、メッキ前のブライトナー
吸着処理を行うと、電解銅メッキ液中の添加剤の有無に
よらず、良好な埋込みメッキ状態が得られるということ
である。試料番号の場合は、当初の予測通り、電解銅
メッキの外観から異なるものとなり、満足のいく溝埋込
み性も得ることができなかった。
は、試料番号として示した従来の正常品と同様で品質
的に何ら問題のない、良好な溝埋込み性、メッキの密着
性に優れた製品の製造が可能であるとの結果が得られて
いる。これから分かることは、メッキ前のブライトナー
吸着処理を行うと、電解銅メッキ液中の添加剤の有無に
よらず、良好な埋込みメッキ状態が得られるということ
である。試料番号の場合は、当初の予測通り、電解銅
メッキの外観から異なるものとなり、満足のいく溝埋込
み性も得ることができなかった。
【００２６】そして、更に、電解銅メッキ液の寿命を調
査するため、表１に示した試料番号と試料番号〜
のメッキ液の溶液安定性を比較した。これは、銅メッキ
液に添加剤を含ませた場合は、その添加剤は途中で補充
することなく、連続通電電解によるランニングテストと
した。結果を表２に示す。試料番号’は試料番号
と、試料番号’は試料番号と、アノード材質を変更
したこと以外、電解条件等その他の条件は相違しない。
査するため、表１に示した試料番号と試料番号〜
のメッキ液の溶液安定性を比較した。これは、銅メッキ
液に添加剤を含ませた場合は、その添加剤は途中で補充
することなく、連続通電電解によるランニングテストと
した。結果を表２に示す。試料番号’は試料番号
と、試料番号’は試料番号と、アノード材質を変更
したこと以外、電解条件等その他の条件は相違しない。
【００２７】
【表２】
【００２８】この表２の結果から分かるように、試料番
号のメッキ液は、添加剤を無補充として使用すると経
時的にメッキ外観及びメッキの付廻り性が悪くなってい
る。これに対し、試料番号〜の本発明に係る方法で
行った場合は、電解銅メッキ液が経時的に劣化せず、メ
ッキ性能を低下させる要因とはならない。従って、電解
銅メッキ液の寿命を長期にわたって維持することがで
き、極めて安定した溶液安定性を確保することができ
る。
号のメッキ液は、添加剤を無補充として使用すると経
時的にメッキ外観及びメッキの付廻り性が悪くなってい
る。これに対し、試料番号〜の本発明に係る方法で
行った場合は、電解銅メッキ液が経時的に劣化せず、メ
ッキ性能を低下させる要因とはならない。従って、電解
銅メッキ液の寿命を長期にわたって維持することがで
き、極めて安定した溶液安定性を確保することができ
る。
【００２９】更に、不溶解性アノードであるＰｔ／Ｔｉ
を用いた場合の特徴として、表２の試料番号’と’
との結果を比較してみると、試料番号’の溶液安定性
が非常に優れているのに対し、試料番号’の溶液の劣
化が激しいことが分かる。従って、本発明に係るメッキ
方法を採用することにより、不溶解性アノードの使用に
よる欠点を解消でき、同時に溶解性アノードを用いたと
きのメッキ液の添加剤のアノード分解及びアノードメン
テナンスの煩雑さをなくすことが可能となるのである。
を用いた場合の特徴として、表２の試料番号’と’
との結果を比較してみると、試料番号’の溶液安定性
が非常に優れているのに対し、試料番号’の溶液の劣
化が激しいことが分かる。従って、本発明に係るメッキ
方法を採用することにより、不溶解性アノードの使用に
よる欠点を解消でき、同時に溶解性アノードを用いたと
きのメッキ液の添加剤のアノード分解及びアノードメン
テナンスの煩雑さをなくすことが可能となるのである。
【００３０】
【発明の効果】本発明に係る電解銅メッキ方法を用いる
ことで、メッキ液としての寿命を長くし工程のランニン
グコストを極めて低減させ、メッキ液の煩雑な管理を不
要としてトータル製造コストの削減を図ることが可能と
なり、不溶解性アノードの使用も容易とした。しかも、
本発明に係る電解銅メッキ方法によって得られる析出銅
層は、優れた均一析出を達成することができ、従来の電
解銅メッキ方法に比べ、より微細な回路への応用が可能
で、製品不良の発生を効率的に削減することができるよ
うになった。
ことで、メッキ液としての寿命を長くし工程のランニン
グコストを極めて低減させ、メッキ液の煩雑な管理を不
要としてトータル製造コストの削減を図ることが可能と
なり、不溶解性アノードの使用も容易とした。しかも、
本発明に係る電解銅メッキ方法によって得られる析出銅
層は、優れた均一析出を達成することができ、従来の電
解銅メッキ方法に比べ、より微細な回路への応用が可能
で、製品不良の発生を効率的に削減することができるよ
うになった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K023 AA19 BA06 CA01 DA07 DA08 4K024 AA09 BB11 CA04 CA06 DA10 GA16 5E343 AA07 AA22 BB03 BB24 CC22 CC78 DD46 GG08 GG20
Claims (3)
- 【請求項１】 多層プリント配線板又はウエハーの銅微
細配線のバイアホールや溝部等の凹部を電解銅メッキに
より析出銅で埋設する際に用いる銅メッキ液の添加剤で
あるブライトナー成分を被メッキ物に予め吸着させ、ブ
ライトナーを含まない銅メッキ浴中で電解メッキするこ
とを特徴とする銅メッキ方法。 - 【請求項２】添加剤であるブライトナー成分は、有機チ
オ化合物を主剤とし、被メッキ物の性質に応じ酸素含有
高分子有機化合物と有機酸アミド化合物とを配合したも
のであることを特徴とする請求項１に記載の銅メッキ方
法。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載のバイアホ
ールや溝部の埋設銅メッキ方法であって、 電解銅メッキ浴の液温は１０〜６０℃及び電流密度は
０．１〜１０Ａ／ｄｍ２の条件下で電解することを特徴
とする銅メッキ方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11019795A JP3124523B2 (ja) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | 銅メッキ方法 |
| TW089107822A TW527446B (en) | 1999-01-28 | 2000-04-26 | Copper plating method |
| DE60022480T DE60022480T2 (de) | 1999-01-28 | 2000-05-02 | Kupferplattierungsverfahren |
| EP00303672A EP1152071B1 (en) | 1999-01-28 | 2000-05-02 | Copper plating method |
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 (en) | 1999-01-28 | 2000-05-02 | Copper plating method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000219994A true JP2000219994A (ja) | 2000-08-08 |
| JP3124523B2 JP3124523B2 (ja) | 2001-01-15 |
Family
ID=37685107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11019795A Expired - Lifetime JP3124523B2 (ja) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | 銅メッキ方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1152071B1 (ja) |
| JP (1) | JP3124523B2 (ja) |
| DE (1) | DE60022480T2 (ja) |
| TW (1) | TW527446B (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001152387A (ja) * | 1999-09-16 | 2001-06-05 | Ishihara Chem Co Ltd | ボイドフリー銅メッキ方法 |
| 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 |
| JP2002256484A (ja) * | 2001-03-05 | 2002-09-11 | Ishihara Chem Co Ltd | ボイドフリー銅メッキ方法 |
| EP1249861A2 (en) * | 2001-03-23 | 2002-10-16 | Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum | A multi-step method for metal deposition |
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