JP2013522468A - レベリング剤を含有する金属電解めっき用組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
Rは、直鎖状のC2−C6アルカンジイル、分岐状のC3−C6アルカンジイル、およびこれらの混合物から選ばれ、
A1は、ポリアルキレンイミン骨格から分岐した基であり、
A2は、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルキルアリール、アリール及びこれらの混合物から選ばれ、
E1は、式−(R1O)PR2のポリオキシアルキレン単位であり、
R1は、各nに対して独立して、エタンジイル、1,2−プロパンジイル、(2−ヒドロキシメチル)エタンジイル、1,2−ブタンジイル、2,3−ブタンジイル、2−メチル−1,2−プロパンジイル(イソブチレン)、1−ペンタンジイル、2,3−ペンタンジイル、2−メチル−1,2−ブタンジイル、3−メチル−1,2−ブタンジイル、2,3−ヘキサンジイル、3,4−ヘキサンジイル、2−メチル−1,2−ペンタンジイル、2−エチル−1,2−ブタンジイル、3−メチル−1,2−ペンタンジイル、1,2−デカンジイル、4−メチル−1,2−ペンタンジイル、(2−フェニル)エタンジイル及びこれらの混合物から選ばれ、
R2は、それぞれ独立して、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルキルアリール、アリール及びこれらの混合物であり、
pは、1.5〜10の数であり、
qとnとmとoは整数であり、(q+n+m+o)は10〜24000である。
[H2N−R]−及び−NH2
及び、修飾後にその水素原子が1.5〜10個のアルキレンオキシ単位、例えばエチレンオキシ単位、プロピレンオキシ単位、ブチレンオキシ単位及びこれらの混合物で置換される次式の二級アミン単位:
なお、
−MAは、水素またはアルカリ金属(好ましくはNaまたはK)であり
−XAはP又はSであり、
−a=1〜6
−RA1は、C1−C8アルキル基またはヘテロアルキル基、アリール基または複素芳香族の基から選ばれ、ヘテロアルキル基は、一個以上のヘテロ原子(N、S、O)と1−12個の炭素をもつ。脂環式アリール基は、フェニルやナフチルなどの典型的なアリール基である。複素芳香族基は、また適当なアリール基であり、1個以上のN、OまたはS原子と1〜3個の非縮合環または縮合環をもつ。
−RA2は、Hまたは(−S−RA1’XA'O3MA')から選ばれ、RA1'は、RA1と同一であっても異なっていてもよい。
MAO3S−RA1−SH
MAO3S−RA1−S−S−RA1'−SO3MA'
MAO3S−Ar−S−S−Ar−SO3MA'
SPS:ビス−(3−スルホプロピル)−ジスルフィド二ナトリウム塩
MPS:3−メルカプト−1−プロパンスルホン酸、ナトリウム塩
(a)少なくとも3個の活性アミノ官能基をもつアミン化合物を、欧州特許出願No.9157540.7に記載のような、エチレンオキシドとC3及びC4アルキレンオキシドから選ばれる少なくとも一種の化合物の混合物と反応させて得られる抑制剤。
HOCH2−(CHOH)v−CH2OH (S3a)
(CHOH)w (S3b)
CHO−(CHOH)x−CH2OH(S4a)
CH2OH−(CHOH)y−CO−(CHOH)z−CH2OH(S4b)
ポリエチレンイミン、BASF社のルパソルPR8515(652g)と水(108.2g)を80℃の2lのオートクレーブに入れ、反応器を2barで窒素で3回置換させた。次いで、120℃でエチレンオキシド(600g)を少しずつ5時間かけて添加した。反応を完了させるため、混合物を4時間、同温度で後反応させ、40℃まで冷却した。この反応混合物を60℃で窒素でストリップさせ、次いで揮発性化合物を60℃、200mbarでロータリーエバポレーターを用いて除いた。黄色の粘稠な液体が、中間生成物(1355g)として、カールフィッシャー滴定による水分率が7.6重量%で、アミン価が8.94mmol/gである水溶液として観察された。
1H−NMR(D2O):δ=3.72(m, 6H, −CH2O−)、2.73(m, 6H, −CH2N−) ppm. アミン価:4.64mmol/g.
無水のヒドロキシエチル化ポリエチレンイミン、BASF社製ルパソルSC−61B(100.5g)を水で希釈し、超音波で均一に混合して水溶液(150ml)を得た。次いで水酸化カリウム(濃度:50重量パーセント;0.4g)を加え、混合物を一夜混合した。
1H−NMR(CDCl3):δ=3.58 (m, 6H, −CH2O−), 2.64(m, 6H, −CH2N−)ppm
アミン価:7.0mmol/g.
実施例2で合成した化合物(20.0g)と水(153g)を250mlのフラスコに入れ、室温でジメチルスルフェートをこの溶液中に滴下した。反応混合物を室温で22時間攪拌し、さらに100℃で6.5時間加熱した。得られた褐色溶液のアミン価は0mmol/gであり、ポリアルコキシ化ポリエチレンイミン出発原料中に存在する全てのアミン原子が完全に四級化されたことを示した。この生成物の水溶液の水分率は77.3%であった。
BASF社製ヒドロキシエチル化ポリエチレンイミン、ルパソルSC−61B
BASF社製ポリエチレンイミンルパソルG100(1001g;水分率:50重量%)を80℃の2lのオートクレーブに入れた。この反応混合物を100℃で加熱し、一定速度の窒素流(0.25m3−N2/h)で3時間パージした。次いでエチレンオキシド(460.8g)を120℃で少しずつ5時間10分かけて加えた。反応を完了させるため、この混合物を同温度で2時間後反応させ、40℃に冷却した。この反応混合物を80℃で窒素でパージし、次いで、揮発性化合物を、60℃、200mbarでロータリーエバボレータを用いて除いた。黄色の粘稠な液体が、中間生成物(1360g)として、水分率が31%である水溶液として得られた。
アミン価:2.60mmol/g
1H−NMR(D2O):δ=3.72 (m, 18H, −CH2O−)、2.73 (m, 6H, −CH2N−)ppm
40g/lの銅(硫酸銅として)と10g/lの硫酸、0.050g/lの塩素イオン(HClとして)、0.100g/lのEO/POコポリマーサプレッサー、0.028g/lのSPS、蒸留水を混合して銅めっき浴を調整した。このEO/POコポリマーサプレッサーの分子量は5000g/モル未満であり、末端ヒドロキシル基を持っていた。
実施例6の方法を繰り返した。ただし本例では、1ml/lの、実施例1の活性レベリング剤を1重量%で含むストック水溶液をめっき浴に加えた。
実施例6を繰り返した。ただし本例では、1ml/lの、1重量%の実施例2の活性レベリング剤を含むストック水溶液をめっき浴に加えた。
実施例6の方法を繰り返した。ただし本例では、1ml/lの、実施例3の活性レベリング剤を1重量%で含むストック水溶液をめっき浴に加えた。
実施例6の方法を繰り返した。ただし本例では、1ml/lの、実施例4の活性レベリング剤を1重量%で含むストック水溶液をめっき浴に加えた。
実施例6の方法を繰り返した。ただし本例では、1ml/lの、実施例5の活性レベリング剤を1重量%で含むストック水溶液をめっき浴に加えた。
蒸留水と40g/lの銅(硫酸銅として)、10g/lの硫酸、0.050g/lの塩素イオン(HClとして)、0.028g/lのSPS、2.00ml/lの、分子量Mwが13000g/モル未満で末端ヒドロキシル基をもつEO/POコポリマーサプレッサーの5.3重量%の蒸留水溶液とを混合して、めっき浴を調整した。
実施例12の方法を繰り返した。ただし本例では、0.625ml/lの、実施例1の1重量%ポリエチレンイミン水溶液をめっき浴に加えた。
実施例12の方法を繰り返した。ただし本例では、0.625ml/lの、実施例2の1重量%ポリエチレンイミン水溶液をめっき浴に加えた。
実施例12の方法を繰り返した。ただし本例では、0.625ml/lの、実施例3の1重量%ポリエチレンイミン水溶液をめっき浴に加えた。
実施例12の方法を繰り返した。ただし本例では、0.625ml/lの、実施例4の1重量%ポリエチレンイミン水溶液をめっき浴に加えた。
実施例12の方法を繰り返した。ただし本例では、0.625ml/lの、実施例5の1重量%ポリエチレンイミン水溶液をめっき浴に加えた。
Claims (17)
- 金属イオン源と少なくとも一種のポリアルキレンイミン骨格を持つ添加物からなる組成物であって、該ポリアルキレンイミン骨格の分子量Mwが300g/mol〜1000000g/molであり、該骨格中のN水素原子がポリオキシアルキレン基で置換され、該ポリオキシアルキレン基のオキシアルキレン単位の平均数がN−H単位当り1.5〜10である組成物。
- 上記ポリオキシアルキレン基中のオキシアルキレン単位の平均数がN−H単位当り2〜8である請求項1に記載の組成物。
- 上記少なくとも一種の添加物が、式L1:
A1は、ポリアルキレンイミン骨格から分岐した基であり、
A2は、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルキルアリール、アリール及びこれらの混合物から選ばれ、
E1は、式−(R1O)PR2のポリオキシアルキレン単位であり、
R1は、各々のnに対して独立して、エタンジイル、1,2−プロパンジイル、(2−ヒドロキシメチル)エタンジイル、1,2−ブタンジイル、2,3−ブタンジイル、2−メチル−1,2−プロパンジイル(イソブチレン)、1−ペンタンジイル、2,3−ペンタンジイル、2−メチル−1,2−ブタンジイル、3−メチル−1,2−ブタンジイル、2,3−ヘキサンジイル、3,4−ヘキサンジイル、2−メチル−1,2−ペンタンジイル、2−エチル−1,2−ブタンジイル、3−メチル−1,2−ペンタンジイル、1,2−デカンジイル、4−メチル−1,2−ペンタンジイル、(2−フェニル)エタンジイル及びこれらの混合物から選ばれ、
R2は、それぞれ独立して、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルキルアリール、アリール、あるいはこれらの混合物であり、
pは、1.5〜10の数であり、
qとnとmとoは、整数であり、(q+n+m+o)は10〜24000である]
で表さられるポリアルキレンイミンであるか、又はそのプロトン化若しくは四級化により得られる誘導体である請求項1又は2に記載の組成物。 - Rが、エタンジイル又はエタンジイルと1,2−プロパンジイルの組合せから選ばれる請求項3に記載の組成物。
- R1が、エタンジイルまたはエタンジイルと1,2−プロパンジイルの組合せから選ばれる請求項3又は4に記載の組成物。
- R2が水素である請求項3〜5のいずれか一項に記載の組成物。
- pが2〜5、特に2〜3である請求項3〜6のいずれか一項に記載の組成物。
- q+n+m+oが15〜10000、特に20〜5000である請求項3〜7のいずれか一項に記載の組成物。
- q+n+m+oが25〜65または1000〜1800である請求項3〜8のいずれか一項に記載の組成物。
- oが0である請求項3〜9のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記金属イオンが銅イオンを含む請求項1〜10のいずれか一項に記載の組成物。
- さらに一種以上の加速剤を含む請求項1〜11のいずれか一項に記載の組成物。
- さらに一種以上の抑制剤を含む請求項1〜12のいずれか一項に記載の組成物。
- 請求項1〜13のいずれか一項に規定された組成物を金属含有層を析出させる浴中で使用する方法。
- a)請求項1〜13のいずれか一項に記載の組成物を含む金属めっき浴を基材と接触させる工程、
b)該基材上に金属の層を析出させるために十分な期間、該基材に電流密度を印加する工程からなる基材上に金属層を析出させる方法。 - 上記基材が、マイクロメートル又はサブマイクロメートルサイズの構造物を含み、
上記析出が該マイクロメートル又はサブマイクロメートルサイズの構造物を充填するために行われる請求項15に記載の方法。 - 上記マイクロメートル又はサブマイクロメートルサイズの構造物が、1〜1000nmの大きさ及び/又は4以上のアスペクト比を有する請求項16に記載の方法。
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