JP6496755B2 - 低内部応力銅電気めっき方法 - Google Patents
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Description
この特許出願は、カラーで実行された少なくとも1つの図面を含む。カラーの図面を伴うこの特許のコピーは請求および必要な費用の支払いによって特許庁によって提供されるであろう。
以下の表に示される成分および量を有する4種類の水性酸銅めっき浴が製造された。
2枚の可撓性銅/ベリリウム箔試験ストリップが片面上を誘電体でコーティングされ、コーティングされていない面上に片面めっきするのを可能にした。この試験ストリップは、図2に示されるようにプレーターズ(platers)テープで支持基体にテープ付けされ、実施例1の表における浴1の配合物を有する酸銅めっき浴を収容するハーリングセル内に配置された。この浴は室温であった。アノードとして銅金属ストリップが使用された。試験箔ストリップおよびアノードが整流器に接続された。試験箔ストリップは、50ASFの平均電流密度で、それぞれのストリップのコーティングされていない面上に40〜50μmの堆積物厚さまで銅めっきされた。
誘電体で片面上がコーティングされた2枚の可撓性銅/ベリリウム箔試験ストリップが上記実施例2に記載される浴および方法で銅めっきされた。めっき後、試験ストリップおよび支持基体がハーリングセルから取り出され、水ですすがれ、そして乾燥させられた。この試験ストリップ上の銅堆積物は光沢であった。この試験ストリップは支持基体から取り外され、そして一方の端を堆積物応力分析装置(ペンシルベニア州、ジャコブスのスペシャリティテスティングアンドディベロップメントカンパニーから入手可能、www.specialtytest.com)のスクリュークランプに挿入した。この試験ストリップは室温であった。4時間以内に、この試験ストリップは図3aに示されるように弓状変形した。両方のストリップ上の銅堆積物の内部応力は160psiであると決定された。この応力は、式S=U/3TxK(式中、Sはpsi単位での応力であり、Uは較正されたスケールでのたわみの増分の数であり、Tはインチ単位の堆積物厚さ、およびKは試験ストリップ較正定数である)を用いて決定された。試験ストリップを1週間老化させた後で、試験ストリップのたわみは図3bに示されるように増大した。各ストリップの応力は450psiであると決定された。これは、自己アニーリングのせいで銅堆積物の結晶粒構造の変化を示す。
3ppmの3−メルカプト−1−プロパンスルホン酸ナトリウム塩を含んでいた実施例1の表における浴3から、試験ストリップが銅でめっきされたことを除いて、実施例3における方法が繰り返された。銅めっきはハーリングセルにおいて、室温で、50ASFで行われ、この50ASFは実施例1において決定された60ASFの艶消しCDmax未満の電流密度であった。40〜50μmの銅堆積物がそれぞれの試験ストリップ上に堆積されるまで、銅めっきが行われた。
銅シード層でコーティングされた2枚の単結晶シリコンウェハ基体が提供された。それぞれのウェハは、実施例2に記載されるようにめっきセル内で、40ASFの平均電流密度で、40ミクロンの厚さまで銅でめっきされたが、ただし、試験基体の一方は、3−メルカプト−1−プロパンスルホン酸ナトリウム塩の濃度が4ppmに上げられたこと以外は実施例1における浴3の成分を有する銅浴からめっきされた。3−メルカプト−1−プロパンスルホン酸ナトリウム塩を除いた浴中でめっきされたウェハは光沢銅堆積物を有していたが、その一方で、3−メルカプト−1−プロパンスルホン酸ナトリウム塩を有する浴を用いてめっきされたウェハは艶消し銅堆積物を有していた。
Claims (4)
- a)ハルセル金属試験パネルと、1種以上の銅イオン源、1種以上の抑制剤、および1ppm以上の既知の濃度の促進剤を含む組成物とを接触させ;
b)前記ハルセル金属試験パネルに種々の電流密度で所定の時間にわたって電流を適用して、ハルセル金属試験パネル上に銅を電気めっきし;
c)電気めっきされた銅堆積物が艶消しから光沢へ移行する電流密度を促進剤の既知の濃度において相関させることによって艶消しCDmaxを決定し;並びに
d)艶消しCDmaxまたは艶消しCDmaxより低く、かつ2.16ASDから50ASDまでの電流密度で、前記組成物から艶消し外観を有する銅を基体上に電気めっきすることを含む、低内部応力銅堆積物を提供する方法。 - 前記促進剤が3−メルカプトプロパン−1−スルホン酸、エチレンジチオジプロピルスルホン酸、ビス−(ω−スルホブチル)−ジスルフィド、メチル−(ω−スルホプロピル)−ジスルフィド、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、(O−エチルジチオカルボナト)−S−(3−スルホプロピル)−エステル、3−[(アミノ−イミノメチル)−チオール]−1−プロパンスルホン酸、3−(2−ベンジルチアゾリルチオ)−1−プロパンスルホン酸、ビス−(スルホプロピル)−ジスルフィドおよびこれらのアルカリ金属塩の1種以上から選択される請求項1に記載の方法。
- 前記1種以上の銅イオン源が硫酸銅およびアルカンスルホン酸銅から選択される請求項1または2に記載の方法。
- 前記抑制剤がポリオキシアルキレングリコール、カルボキシメチルセルロース、ノニルフェノールポリグリコールエーテル、オクタンジオールビス−(ポリアルキレングリコールエーテル)、オクタノールポリアルキレングリコールエーテル、オレイン酸ポリグリコールエステル、ポリエチレンプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールジメチルエーテル、ポリオキシプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリビニルアルコール、ステアリン酸ポリグリコールエステル、およびステアリルアルコールポリグリコールエーテルの1種以上から選択される請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
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