JP2020063517A - 高平坦銅メッキ膜の形成のための電解銅メッキ用有機添加剤及びこれを含む電解銅メッキ液 - Google Patents
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Abstract
Description
T1及びT2は、単独で水素を含むか、エーテル作用基を含む1〜10個の炭素を有する線状構造のアルキルであるか、またはエーテル作用基を含む5〜20個の炭素を有する分岐状構造のアルキルであり、
T3及びT4は、単独で水素を含むか、1〜10個の炭素を有する線状構造のアルキルであるか、または5〜20個の炭素を有する分岐状構造のアルキルであり、
m及びnの和は、1から50までの整数であり、
oは、1から100までの整数であり、
Xは、塩素(Cl)、臭素(Br)、ヨウ素(I)、硝酸塩(NO3)、硫酸塩(SO4)、炭酸塩(CO3)、及び水酸基(OH)からなるイオン群のうちの一つ以上を含む)
R2は、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ブチルメタクリレート、エチルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート、グリシジルエステル、グリシジルアミン、及びグリシドールからなる物質群のうちの一つ以上を含み、
R3及びR4は、一つまたは二つのヘテロ原子(窒素、酸素、硫黄、リン等)を含む不飽和ヘテロ環化合物であって、アジリン、オキシリン、チイレン、ジアジリン、アゼト、オキセト、チエト、ジオキセト、ジチエト、ピロール、フラン、チオフェン、ホスホール、イミダゾール、ピラゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イソチアゾール、ピリジン、ピラン、チオピラン、ホスフィニン、ジアジン、オキサジン、チアジン、ジオキシン、ジチイン、アゼピン、オキセピン、チエピン、ジアゼピン、チアゼピン、及びアゾシンからなる物質群のうちの一つ以上を含み、
q及びrの和は、1から300までの整数であり、
Xは、塩素(Cl)、臭素(Br)、ヨウ素(I)、硝酸塩(NO3)、硫酸塩(SO4)、炭酸塩(CO3)、及び水酸基(OH)からなるイオン群のうちの一つ以上を含む)
T1及びT2は、単独で水素を含むか、エーテル作用基を含む1〜10個の炭素を有する線状構造のアルキルであるか、またはエーテル作用基を含む5〜20個の炭素を有する分岐状構造のアルキルであり、
T3及びT4は、単独で水素を含むか、1〜10個の炭素を有する線状構造のアルキルであるか、または5〜20個の炭素を有する分岐状構造のアルキルであり、
m及びnの和は、1から50までの整数であり、
oは、1から100までの整数であり、
Xは、塩素(Cl)、臭素(Br)、ヨウ素(I)、硝酸塩(NO3)、硫酸塩(SO4)、炭酸塩(CO3)、及び水酸基(OH)からなるイオン群のうちの一つ以上を含んでもよい。)
R2は、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ブチルメタクリレート、エチルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート、グリシジルエステル、グリシジルアミン、及びグリシドールからなる物質群のうちの一つ以上を含み、
R3及びR4は、一つまたは二つのヘテロ原子(窒素、酸素、硫黄、リン等)を含む不飽和ヘテロ環化合物であって、アジリン、オキシリン、チイレン、ジアジリン、アゼト、オキセト、チエト、ジオキセト、ジチエト、ピロール、フラン、チオフェン、ホスホール、イミダゾール、ピラゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イソチアゾール、ピリジン、ピラン、チオピラン、ホスフィニン、ジアジン、オキサジン、チアジン、ジオキシン、ジチイン、アゼピン、オキセピン、チエピン、ジアゼピン、チアゼピン、及びアゾシンからなる物質群のうちの一つ以上を含み、
q及びrの和は、1から300までの整数であり、
Xは、塩素(Cl)、臭素(Br)、ヨウ素(I)、硝酸塩(NO3)、硫酸塩(SO4)、炭酸塩(CO3)、及び水酸基(OH)からなるイオン群のうちの一つ以上を含んでもよい。)
(実験例)
Claims (16)
- パターンが形成された基板上に電解メッキ方式で銅膜を形成するための銅メッキ液に添加されるものであって、
前記パターン上に形成される前記銅膜の均一度及び平坦度を高めるために、少なくとも2種の平坦化剤を含み、
前記平坦化剤が、前記銅膜の表面を凸状にする第1の平坦化剤と、前記銅膜の表面を凹状にする第2の平坦化剤とを含み、
重量百分率(wt%)を基準として前記銅メッキ液内で前記第1の平坦化剤の濃度が、前記第2の平坦化剤の濃度よりも高い
ことを特徴とする電解銅メッキ用有機添加剤。 - 前記第2の平坦化剤に対する前記第1の平坦化剤の濃度比が、重量百分率(wt%)を基準として4.2〜9.8倍の範囲である
請求項1に記載の電解銅メッキ用有機添加剤。 - 前記第1の平坦化剤が、下記の化学式1で示される構造を有した化合物
T1及びT2は、単独で水素を含むか、エーテル作用基を含む1〜10個の炭素を有する線状構造のアルキルであるか、またはエーテル作用基を含む5〜20個の炭素を有する分岐状構造のアルキルであり、
T3及びT4は、単独で水素を含むか、1〜10個の炭素を有する線状構造のアルキルであるか、または5〜20個の炭素を有する分岐状構造のアルキルであり、
m及びnの和は、1から50までの整数であり、
oは、1から100までの整数であり、
Xは、塩素(Cl)、臭素(Br)、ヨウ素(I)、硝酸塩(NO3)、硫酸塩(SO4)、炭酸塩(CO3)、及び水酸基(OH)からなるイオン群のうちの一つ以上を含む)
を含む
請求項1に記載の電解銅メッキ用有機添加剤。 - 前記第1の平坦化剤において、Aは、N‐ニトロソメタンアミン、N'‐ヒドロキシイミドホルムアミド、(ヒドロキシニトリル)メタニドアンモニア化物、ウレア、ジアゼニルメタノールまたは3‐ジアジリジノールのうちの一つであり、T1は、単独で水素を含み、T2は、エーテル作用基が含まれた6つの炭素を有する分岐状構造のアルキルであり、m及びnの和は、5から10の整数であり、oは、2から30の整数であり、Xは、ハロゲンイオンのうちの一つである
請求項3に記載の電解銅メッキ用有機添加剤。 - 前記第1の平坦化剤が、100〜500,000g/molの範囲の分子量を有する
請求項1に記載の電解銅メッキ用有機添加剤。 - 前記第2の平坦化剤が、下記の化学式2で示される構造を有した化合物
R2は、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ブチルメタクリレート、エチルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート、グリシジルエステル、グリシジルアミン、及びグリシドールからなる物質群のうちの一つ以上を含み、
R3及びR4は、一つまたは二つのヘテロ原子(窒素、酸素、硫黄、リン等)を含む不飽和ヘテロ環化合物であって、アジリン、オキシリン、チイレン、ジアジリン、アゼト、オキセト、チエト、ジオキセト、ジチエト、ピロール、フラン、チオフェン、ホスホール、イミダゾール、ピラゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イソチアゾール、ピリジン、ピラン、チオピラン、ホスフィニン、ジアジン、オキサジン、チアジン、ジオキシン、ジチイン、アゼピン、オキセピン、チエピン、ジアゼピン、チアゼピン、及びアゾシンからなる物質群のうちの一つ以上を含み、
q及びrの和は、1から300までの整数であり、
Xは、塩素(Cl)、臭素(Br)、ヨウ素(I)、硝酸塩(NO3)、硫酸塩(SO4)、炭酸塩(CO3)、及び水酸基(OH)からなるイオン群のうちの一つ以上を含む)
を含む
請求項1ないし5のいずれかに記載の電解銅メッキ用有機添加剤。 - 前記第2の平坦化剤において、R1は、3つの炭素を有する線状構造のアルキルであり、R2は、ブチルメタクリレート、エチルメタクリレート、またはグリシジルメタクリレートのうちの一つであり、R3及びR4は、不飽和ヘテロ環化合物であって、アジリン、ピロール、ピラゾール、ピリジン、ジアジン、イミダゾールまたはチアジンのうちの一つであり、q及びrの和は、150から250までの整数であり、Xは、ハロゲンイオンのうちの一つである
請求項6に記載の電解銅メッキ用有機添加剤。 - 前記第2の平坦化剤が、100〜500,000g/molの範囲の分子量を有する
請求項1に記載の電解銅メッキ用有機添加剤。 - 抑制剤及び加速剤をさらに含む
請求項6に記載の電解銅メッキ用有機添加剤。 - 前記抑制剤が、Polyoxyalkylene glycol、Carboxymethylcellulose、N‐nonylphenolpoly glycol ether、Octandiobis glycol ether、Oleic acid polyglycol ester、Polyethylene glycol、Polyethylene glycol dimethyl ether、Poly(ethyleneglycol)‐block‐poly(propylene glycol)‐block‐poly(ethylene glycol)、Polypropylene glycol、Poly vinyl alcohol、Stearyl alcoholpolyglycol ether、Stearic acidpolyglycol ester、3‐Methyl‐l‐butyne‐3‐ol、3‐Methyl‐pentene‐3‐ol、L‐ethynylcyclohexanol、phenyl‐propynol、3‐Phenyl‐l‐butyne‐3‐ol、Propargyl alcohol、Methyl butynol‐ethylene oxide、2‐Methyl‐4‐chloro‐3‐butyne‐2‐ol、Dimethyl hexynediol、Dimethylhexynediol‐ethylene oxide、Dimethyloctynediol、Phenylbutynol、及び1,4‐Butandiol Diglycidyl Etherからなる物質群のうちの一つ以上を含む
請求項9に記載の電解銅メッキ用有機添加剤。 - 前記加速剤が、(O‐Ethyldithiocarbonato)‐S‐(3‐sulfopropyl)‐ester、3‐[(Amino‐iminomethyl)‐thiol]‐1‐propanesulfonic acid、3‐(Benzothiazolyl‐2‐mercapto)‐propyl‐sulfonic acid、sodium bis‐(sulfopropyl)‐disulfide、N,N‐Dimethyl‐dithiocarbamyl propyl sulfonic acid、3,3‐Thiobis(1‐propanesulfonic acid)、2‐Hydroxy‐3‐[tris(hydroxymethyl) methylamino]‐1‐propanesulfonic acid、sodium2,3‐dimercaptopropanesulfonate、3‐Mercapto‐1‐propanesulfonic acid、N,N‐Bis(4‐sulfobutyl)‐3,5‐dimethylaniline、sodium2‐Mercapto‐5‐benzimidazolesulfonic acid、5,5′‐Dithiobis(2‐nitrobenzoic acid)、DL‐Cysteine、4‐Mercapto‐Benzenesulfonic acid、及び5‐Mercapto‐1H‐tetrazole‐1‐methanesulfonic acidからなる物質群のうちの一つ以上を含む
請求項9に記載の電解銅メッキ用有機添加剤。 - 前記加速剤及び前記抑制剤が、100〜100,000g/molの範囲の分子量をそれぞれ有する
請求項9に記載の電解銅メッキ用有機添加剤。 - 銅イオンを含有する電解質と、前記電解質に添加される請求項9に記載の有機添加剤とを含む
ことを特徴とする電解銅メッキ液。 - 前記第1の平坦化剤が、前記メッキ液の1リットル当たり0.1〜1000mgの範囲の濃度で添加される
請求項13に記載の電解銅メッキ液。 - 前記第2の平坦化剤が、前記メッキ液の1リットル当たり0.1〜1000mgの範囲の濃度で添加される
請求項13に記載の電解銅メッキ液。 - 前記抑制剤及び前記加速剤が、前記メッキ液の1リットル当たり0.1〜1000mgの範囲の濃度でそれぞれ添加される
請求項13に記載の電解銅メッキ液。
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