TWI833203B - 無電鍍銅鍍液及使用該鍍液的無電鍍製備奈米雙晶銅金屬層的方法 - Google Patents
無電鍍銅鍍液及使用該鍍液的無電鍍製備奈米雙晶銅金屬層的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI833203B TWI833203B TW111114585A TW111114585A TWI833203B TW I833203 B TWI833203 B TW I833203B TW 111114585 A TW111114585 A TW 111114585A TW 111114585 A TW111114585 A TW 111114585A TW I833203 B TWI833203 B TW I833203B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- acid
- copper
- substrate
- plating solution
- electroless
- Prior art date
Links
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims abstract description 220
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 214
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 210
- 238000007747 plating Methods 0.000 title claims abstract description 115
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 59
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 41
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 10
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 91
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 51
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- -1 hydrocarbyl quaternary ammonium salt Chemical class 0.000 claims description 17
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 14
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 13
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 12
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 12
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N epsilon-caprolactam Chemical compound O=C1CCCCCN1 JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 7
- URDCARMUOSMFFI-UHFFFAOYSA-N 2-[2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl-(2-hydroxyethyl)amino]acetic acid Chemical compound OCCN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O URDCARMUOSMFFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- CZPWVGJYEJSRLH-UHFFFAOYSA-N Pyrimidine Chemical compound C1=CN=CN=C1 CZPWVGJYEJSRLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- HHLFWLYXYJOTON-UHFFFAOYSA-N glyoxylic acid Chemical compound OC(=O)C=O HHLFWLYXYJOTON-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000005554 pickling Methods 0.000 claims description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 6
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 claims description 5
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 claims description 5
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 claims description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N Carbamic acid Chemical compound NC(O)=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N D-gluconic acid Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Chemical compound OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000673 Indium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 4
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 claims description 4
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical group C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 4
- ZGRWZUDBZZBJQB-UHFFFAOYSA-N benzenecarbodithioic acid Chemical compound SC(=S)C1=CC=CC=C1 ZGRWZUDBZZBJQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RJTANRZEWTUVMA-UHFFFAOYSA-N boron;n-methylmethanamine Chemical compound [B].CNC RJTANRZEWTUVMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- YSHOWEKUVWPFNR-UHFFFAOYSA-N burgess reagent Chemical compound CC[N+](CC)(CC)S(=O)(=O)N=C([O-])OC YSHOWEKUVWPFNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 4
- HHYGZDSEMXDQQS-UHFFFAOYSA-L disodium;4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline-2,3-disulfonate Chemical compound [Na+].[Na+].C=1C=CC=CC=1C1=C(S([O-])(=O)=O)C(S(=O)(=O)[O-])=NC(C2=NC=C3)=C1C=CC2=C3C1=CC=CC=C1 HHYGZDSEMXDQQS-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- ROBFUDYVXSDBQM-UHFFFAOYSA-N hydroxymalonic acid Chemical compound OC(=O)C(O)C(O)=O ROBFUDYVXSDBQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N indium arsenide Chemical compound [In]#[As] RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 4
- YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N salicylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1O YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N Glutamic acid Natural products OC(=O)C(N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- MDPILPRLPQYEEN-UHFFFAOYSA-N aluminium arsenide Chemical compound [As]#[Al] MDPILPRLPQYEEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 235000013922 glutamic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000004220 glutamic acid Substances 0.000 claims description 3
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 claims description 3
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- DIWZKTYQKVKILN-VKHMYHEASA-N (2s)-2-(dicarboxymethylamino)pentanedioic acid Chemical compound OC(=O)CC[C@@H](C(O)=O)NC(C(O)=O)C(O)=O DIWZKTYQKVKILN-VKHMYHEASA-N 0.000 claims description 2
- BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N (S)-malic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N 0.000 claims description 2
- RBNPOMFGQQGHHO-UHFFFAOYSA-N -2,3-Dihydroxypropanoic acid Natural products OCC(O)C(O)=O RBNPOMFGQQGHHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RTBFRGCFXZNCOE-UHFFFAOYSA-N 1-methylsulfonylpiperidin-4-one Chemical compound CS(=O)(=O)N1CCC(=O)CC1 RTBFRGCFXZNCOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GWXQTTKUYBEZBP-UHFFFAOYSA-N 1h-benzimidazol-1-ium-2-sulfonate Chemical compound C1=CC=C2NC(S(=O)(=O)O)=NC2=C1 GWXQTTKUYBEZBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- DFGRBDTXILTPTO-UHFFFAOYSA-N 2,2,3-trihydroxybutanoic acid Chemical compound CC(O)C(O)(O)C(O)=O DFGRBDTXILTPTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 2-(3-fluorophenyl)-1h-imidazole Chemical compound FC1=CC=CC(C=2NC=CN=2)=C1 JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RNMCCPMYXUKHAZ-UHFFFAOYSA-N 2-[3,3-diamino-1,2,2-tris(carboxymethyl)cyclohexyl]acetic acid Chemical compound NC1(N)CCCC(CC(O)=O)(CC(O)=O)C1(CC(O)=O)CC(O)=O RNMCCPMYXUKHAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- DMQQXDPCRUGSQB-UHFFFAOYSA-N 2-[3-[bis(carboxymethyl)amino]propyl-(carboxymethyl)amino]acetic acid Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCCN(CC(O)=O)CC(O)=O DMQQXDPCRUGSQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WYMDDFRYORANCC-UHFFFAOYSA-N 2-[[3-[bis(carboxymethyl)amino]-2-hydroxypropyl]-(carboxymethyl)amino]acetic acid Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CC(O)CN(CC(O)=O)CC(O)=O WYMDDFRYORANCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- TXPKUUXHNFRBPS-UHFFFAOYSA-N 3-(2-carboxyethylamino)propanoic acid Chemical compound OC(=O)CCNCCC(O)=O TXPKUUXHNFRBPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- KWYJDIUEHHCHCZ-UHFFFAOYSA-N 3-[2-[bis(2-carboxyethyl)amino]ethyl-(2-carboxyethyl)amino]propanoic acid Chemical compound OC(=O)CCN(CCC(O)=O)CCN(CCC(O)=O)CCC(O)=O KWYJDIUEHHCHCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PECYZEOJVXMISF-UHFFFAOYSA-N 3-aminoalanine Chemical compound [NH3+]CC(N)C([O-])=O PECYZEOJVXMISF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- SJZRECIVHVDYJC-UHFFFAOYSA-N 4-hydroxybutyric acid Chemical compound OCCCC(O)=O SJZRECIVHVDYJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ROFVEXUMMXZLPA-UHFFFAOYSA-N Bipyridyl Chemical compound N1=CC=CC=C1C1=CC=CC=N1 ROFVEXUMMXZLPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OCUCCJIRFHNWBP-IYEMJOQQSA-L Copper gluconate Chemical compound [Cu+2].OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O.OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O OCUCCJIRFHNWBP-IYEMJOQQSA-L 0.000 claims description 2
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 claims description 2
- XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N Cyanide Chemical compound N#[C-] XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N D-gluconic acid Natural products OCC(O)C(O)C(O)C(O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RBNPOMFGQQGHHO-UWTATZPHSA-N D-glyceric acid Chemical compound OC[C@@H](O)C(O)=O RBNPOMFGQQGHHO-UWTATZPHSA-N 0.000 claims description 2
- ODBLHEXUDAPZAU-ZAFYKAAXSA-N D-threo-isocitric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](C(O)=O)CC(O)=O ODBLHEXUDAPZAU-ZAFYKAAXSA-N 0.000 claims description 2
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 claims description 2
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910005540 GaP Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ODBLHEXUDAPZAU-FONMRSAGSA-N Isocitric acid Natural products OC(=O)[C@@H](O)[C@H](C(O)=O)CC(O)=O ODBLHEXUDAPZAU-FONMRSAGSA-N 0.000 claims description 2
- XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N L-Cysteine Chemical compound SC[C@H](N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N 0.000 claims description 2
- AHLPHDHHMVZTML-BYPYZUCNSA-N L-Ornithine Chemical compound NCCC[C@H](N)C(O)=O AHLPHDHHMVZTML-BYPYZUCNSA-N 0.000 claims description 2
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 claims description 2
- ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N L-leucine Chemical compound CC(C)C[C@H](N)C(O)=O ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N 0.000 claims description 2
- ROHFNLRQFUQHCH-UHFFFAOYSA-N Leucine Natural products CC(C)CC(N)C(O)=O ROHFNLRQFUQHCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N N,N-bis{2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl}glycine Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(=O)O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- AHLPHDHHMVZTML-UHFFFAOYSA-N Orn-delta-NH2 Natural products NCCCC(N)C(O)=O AHLPHDHHMVZTML-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- UTJLXEIPEHZYQJ-UHFFFAOYSA-N Ornithine Natural products OC(=O)C(C)CCCN UTJLXEIPEHZYQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-O Piperidinium(1+) Chemical compound C1CC[NH2+]CC1 NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 2
- WTKZEGDFNFYCGP-UHFFFAOYSA-N Pyrazole Chemical compound C=1C=NNC=1 WTKZEGDFNFYCGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 claims description 2
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N Succinic acid Natural products OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- FZWLAAWBMGSTSO-UHFFFAOYSA-N Thiazole Chemical compound C1=CSC=N1 FZWLAAWBMGSTSO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-M Thiocyanate anion Chemical compound [S-]C#N ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Natural products NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N [1,10]phenanthroline Chemical compound C1=CN=C2C3=NC=CC=C3C=CC2=C1 DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ge] Chemical compound [Si].[Ge] LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 claims description 2
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxysuccinic acid Natural products OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- AUCDRFABNLOFRE-UHFFFAOYSA-N alumane;indium Chemical compound [AlH3].[In] AUCDRFABNLOFRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 claims description 2
- JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N anhydrous glutaric acid Natural products OC(=O)CCCC(O)=O JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 claims description 2
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 claims description 2
- UORVGPXVDQYIDP-UHFFFAOYSA-N borane Chemical class B UORVGPXVDQYIDP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N butanedioic acid Chemical compound O[14C](=O)CC[14C](O)=O KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N 0.000 claims description 2
- HDFRDWFLWVCOGP-UHFFFAOYSA-N carbonothioic O,S-acid Chemical class OC(S)=O HDFRDWFLWVCOGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 2
- HNEGQIOMVPPMNR-IHWYPQMZSA-N citraconic acid Chemical compound OC(=O)C(/C)=C\C(O)=O HNEGQIOMVPPMNR-IHWYPQMZSA-N 0.000 claims description 2
- 229940018557 citraconic acid Drugs 0.000 claims description 2
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 2
- 229940108925 copper gluconate Drugs 0.000 claims description 2
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical compound [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L copper(ii) acetate Chemical compound [Cu+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N cysteine Natural products SCC(N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000018417 cysteine Nutrition 0.000 claims description 2
- GVJHHUAWPYXKBD-UHFFFAOYSA-N d-alpha-tocopherol Natural products OC1=C(C)C(C)=C2OC(CCCC(C)CCCC(C)CCCC(C)C)(C)CCC2=C1C GVJHHUAWPYXKBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PEVJCYPAFCUXEZ-UHFFFAOYSA-J dicopper;phosphonato phosphate Chemical compound [Cu+2].[Cu+2].[O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O PEVJCYPAFCUXEZ-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 2
- HZXMRANICFIONG-UHFFFAOYSA-N gallium phosphide Chemical compound [Ga]#P HZXMRANICFIONG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000174 gluconic acid Substances 0.000 claims description 2
- 235000012208 gluconic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-N hydrogen thiocyanate Natural products SC#N ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000007976 iminium ions Chemical class 0.000 claims description 2
- NBZBKCUXIYYUSX-UHFFFAOYSA-N iminodiacetic acid Chemical compound OC(=O)CNCC(O)=O NBZBKCUXIYYUSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000002527 isonitriles Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 claims description 2
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 claims description 2
- 239000001630 malic acid Substances 0.000 claims description 2
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- HNEGQIOMVPPMNR-NSCUHMNNSA-N mesaconic acid Chemical compound OC(=O)C(/C)=C/C(O)=O HNEGQIOMVPPMNR-NSCUHMNNSA-N 0.000 claims description 2
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 claims description 2
- LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N methylenebutanedioic acid Natural products OC(=O)CC(=C)C(O)=O LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HNEGQIOMVPPMNR-UHFFFAOYSA-N methylfumaric acid Natural products OC(=O)C(C)=CC(O)=O HNEGQIOMVPPMNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229960003104 ornithine Drugs 0.000 claims description 2
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N papa-hydroxy-benzoic acid Natural products OC(=O)C1=CC=C(O)C=C1 FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-M phosphinate Chemical compound [O-][PH2]=O ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-O phosphonium Chemical compound [PH4+] XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 2
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 claims description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 claims description 2
- WSHYKIAQCMIPTB-UHFFFAOYSA-M potassium;2-oxo-3-(3-oxo-1-phenylbutyl)chromen-4-olate Chemical compound [K+].[O-]C=1C2=CC=CC=C2OC(=O)C=1C(CC(=O)C)C1=CC=CC=C1 WSHYKIAQCMIPTB-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229960004889 salicylic acid Drugs 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 claims description 2
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 150000003536 tetrazoles Chemical class 0.000 claims description 2
- VLLMWSRANPNYQX-UHFFFAOYSA-N thiadiazole Chemical compound C1=CSN=N1.C1=CSN=N1 VLLMWSRANPNYQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ODBLHEXUDAPZAU-UHFFFAOYSA-N threo-D-isocitric acid Natural products OC(=O)C(O)C(C(O)=O)CC(O)=O ODBLHEXUDAPZAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000010384 tocopherol Nutrition 0.000 claims description 2
- 229960001295 tocopherol Drugs 0.000 claims description 2
- 229930003799 tocopherol Natural products 0.000 claims description 2
- 239000011732 tocopherol Substances 0.000 claims description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000003852 triazoles Chemical class 0.000 claims description 2
- GVJHHUAWPYXKBD-IEOSBIPESA-N α-tocopherol Chemical compound OC1=C(C)C(C)=C2O[C@@](CCC[C@H](C)CCC[C@H](C)CCCC(C)C)(C)CCC2=C1C GVJHHUAWPYXKBD-IEOSBIPESA-N 0.000 claims description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N Pyrrole Chemical compound C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N diphenyl Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- UQYKWBXIWWPDDP-ZETCQYMHSA-N (2s)-2-[bis(2-hydroxyethyl)amino]pentanedioic acid Chemical compound OCCN(CCO)[C@H](C(O)=O)CCC(O)=O UQYKWBXIWWPDDP-ZETCQYMHSA-N 0.000 claims 1
- JZIBVTUXIVIFGC-UHFFFAOYSA-N 2H-pyrrole Chemical compound C1C=CC=N1 JZIBVTUXIVIFGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 claims 1
- LEVWYRKDKASIDU-IMJSIDKUSA-N L-cystine Chemical compound [O-]C(=O)[C@@H]([NH3+])CSSC[C@H]([NH3+])C([O-])=O LEVWYRKDKASIDU-IMJSIDKUSA-N 0.000 claims 1
- JYXGIOKAKDAARW-UHFFFAOYSA-N N-(2-hydroxyethyl)iminodiacetic acid Chemical compound OCCN(CC(O)=O)CC(O)=O JYXGIOKAKDAARW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- VYTBPJNGNGMRFH-UHFFFAOYSA-N acetic acid;azane Chemical compound N.N.CC(O)=O.CC(O)=O.CC(O)=O.CC(O)=O VYTBPJNGNGMRFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- ZPUKWLNGBYOBGD-UHFFFAOYSA-N acetic acid;benzene-1,3-diamine Chemical compound CC(O)=O.CC(O)=O.CC(O)=O.CC(O)=O.NC1=CC=CC(N)=C1 ZPUKWLNGBYOBGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- XCYOHCWRRZZRHL-UHFFFAOYSA-N acetic acid;ethene Chemical compound C=C.CC(O)=O.CC(O)=O XCYOHCWRRZZRHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims 1
- FTWRSWRBSVXQPI-UHFFFAOYSA-N alumanylidynearsane;gallanylidynearsane Chemical compound [As]#[Al].[As]#[Ga] FTWRSWRBSVXQPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 claims 1
- YRNNKGFMTBWUGL-UHFFFAOYSA-L copper(ii) perchlorate Chemical compound [Cu+2].[O-]Cl(=O)(=O)=O.[O-]Cl(=O)(=O)=O YRNNKGFMTBWUGL-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 229960003067 cystine Drugs 0.000 claims 1
- 239000001177 diphosphate Substances 0.000 claims 1
- XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-J diphosphate(4-) Chemical compound [O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims 1
- 235000011180 diphosphates Nutrition 0.000 claims 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims 1
- ZHGGKBUAFDCFPZ-UHFFFAOYSA-M sodium 1H-imidazole-2-sulfonate Chemical compound [Na+].N1C(=NC=C1)S(=O)(=O)[O-] ZHGGKBUAFDCFPZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- ILJSQTXMGCGYMG-UHFFFAOYSA-N triacetic acid Chemical compound CC(=O)CC(=O)CC(O)=O ILJSQTXMGCGYMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 13
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 9
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 abstract description 8
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 abstract 1
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 23
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 23
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 16
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 8
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 5
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- JNUBZSFXMKCDFD-UHFFFAOYSA-M sodium;2-phenyl-3h-benzimidazole-5-sulfonate Chemical compound [Na+].N1C2=CC(S(=O)(=O)[O-])=CC=C2N=C1C1=CC=CC=C1 JNUBZSFXMKCDFD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 3
- 229940124024 weight reducing agent Drugs 0.000 description 3
- BIGYLAKFCGVRAN-UHFFFAOYSA-N 1,3,4-thiadiazolidine-2,5-dithione Chemical compound S=C1NNC(=S)S1 BIGYLAKFCGVRAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 238000012858 packaging process Methods 0.000 description 2
- 238000012536 packaging technology Methods 0.000 description 2
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002523 polyethylene Glycol 1000 Polymers 0.000 description 2
- 229940113116 polyethylene glycol 1000 Drugs 0.000 description 2
- LJCNRYVRMXRIQR-OLXYHTOASA-L potassium sodium L-tartrate Chemical compound [Na+].[K+].[O-]C(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O LJCNRYVRMXRIQR-OLXYHTOASA-L 0.000 description 2
- 229940074439 potassium sodium tartrate Drugs 0.000 description 2
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 2
- 235000011006 sodium potassium tartrate Nutrition 0.000 description 2
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- WJFKNYWRSNBZNX-UHFFFAOYSA-N 10H-phenothiazine Chemical compound C1=CC=C2NC3=CC=CC=C3SC2=C1 WJFKNYWRSNBZNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SVYBEBLNQGDRHF-UHFFFAOYSA-N 4-amino-N-(5-ethyl-1,3,4-thiadiazol-2-yl)benzenesulfonamide Chemical compound S1C(CC)=NN=C1NS(=O)(=O)C1=CC=C(N)C=C1 SVYBEBLNQGDRHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GAWIXWVDTYZWAW-UHFFFAOYSA-N C[CH]O Chemical group C[CH]O GAWIXWVDTYZWAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XFTRTWQBIOMVPK-YFKPBYRVSA-N Citramalic acid Natural products OC(=O)[C@](O)(C)CC(O)=O XFTRTWQBIOMVPK-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 1
- 229910017482 Cu 6 Sn 5 Inorganic materials 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012369 In process control Methods 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LMFWXTZEFKLNSB-UHFFFAOYSA-N OS(O)(=O)=O.OS(O)(=O)=O.OS(O)(=O)=O.P.P Chemical compound OS(O)(=O)=O.OS(O)(=O)=O.OS(O)(=O)=O.P.P LMFWXTZEFKLNSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GBFLZEXEOZUWRN-VKHMYHEASA-M S-carboxylatomethyl-L-cysteine(1-) Chemical compound [O-]C(=O)[C@@H]([NH3+])CSCC([O-])=O GBFLZEXEOZUWRN-VKHMYHEASA-M 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WDJHALXBUFZDSR-UHFFFAOYSA-N acetoacetic acid Chemical compound CC(=O)CC(O)=O WDJHALXBUFZDSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910010277 boron hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- XFTRTWQBIOMVPK-UHFFFAOYSA-N citramalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)(C)CC(O)=O XFTRTWQBIOMVPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- DEFVIWRASFVYLL-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol bis(2-aminoethyl)tetraacetic acid Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCOCCOCCN(CC(O)=O)CC(O)=O DEFVIWRASFVYLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- TVZISJTYELEYPI-UHFFFAOYSA-N hypodiphosphoric acid Chemical compound OP(O)(=O)P(O)(O)=O TVZISJTYELEYPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000010965 in-process control Methods 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- NFHFRUOZVGFOOS-UHFFFAOYSA-N palladium;triphenylphosphane Chemical compound [Pd].C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 NFHFRUOZVGFOOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960003330 pentetic acid Drugs 0.000 description 1
- 229950000688 phenothiazine Drugs 0.000 description 1
- GGIBUBYMTNZISI-UHFFFAOYSA-N phosphanylmethanol sulfuric acid Chemical compound OCP.OS(O)(=O)=O GGIBUBYMTNZISI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 229960003288 sulfaethidole Drugs 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Chemically Coating (AREA)
Abstract
本發明為一種無電鍍銅鍍液及使用該鍍液的無電鍍製備奈米雙晶銅金屬層的方法，其中無電鍍銅鍍液是由錯合劑、銅離子源、還原劑、安定劑和晶形成長劑所調配而成的水溶液；採用此無電鍍銅鍍液能達到以無電鍍技術成功製備奈米雙晶銅金屬層，相較於習知的電鍍或磁控濺鍍技術，本發明的方法不需額外提供電流，流場管控範圍較寬，欲鍍區域不需額外設計導線供電，從而可提升製程與產能控管能力，並降低生產成本。
Description
本發明係有關一種金屬表面處理技術，特別是指一種無電鍍銅鍍液及使用該鍍液的無電鍍製備奈米雙晶銅金屬層的方法。
近來半導體產業快速發展，晶片尺寸往小型化發展，因此封裝技術也隨之提升，而晶片間之接合關鍵之一便是3D 積體電路（3D IC）封裝技術。而3D IC是指堆疊不同的晶片並將多顆晶片進行三維空間垂直整合，晶片與晶片之間以銅錫材料的微凸塊作接點，對於銅錫系統的冶金反應持續被研究，在冶金反應上會形成Cu
6Sn
5與Cu
3Sn兩種介金屬化合物。
研究指出使用奈米雙晶銅當作金屬墊層，製作銲錫為純錫的微凸塊，可使迴焊溫度在260 °C下短時間形成Cu
3Sn接點，在Cu
3Sn層幾近沒有科肯德爾（Kirkendall）孔洞生成，而且還保留奈米雙晶銅的柱狀結晶。而研究也指出奈米雙晶銅的電遷移壽命是一般銅的10倍以上，機械強度也很好，因此，使用奈米雙晶銅在銅墊上使用無孔洞Cu
3Sn當接點，在3D IC封裝上具有相當的潛力。
另外，為了提高單位面積下的I/O數量，晶片尺寸將進一步縮小，接點間距與錫球直徑也隨之縮小。然而，在回焊過程中發現會發生橋接失效等問題使得接點失效，因此衍生不使用錫球只靠銅層對接來形成可靠接點的方式。
在銅/銅接合的製程中，由於銅在＜1,1,1＞方向具較快之擴散速率，因此具有優選方向之奈米雙晶銅，可運用快速接合與低溫接合兩個方向，達到降低熱預算的要求，然而現有之奈米雙晶銅在製備上需使用電鍍技術或磁控濺鍍技術進行，而電鍍方式更必須搭配一定之流場控制，方能得到優選方向之（1,1,1）之奈米雙晶銅，且需要額外提供電流，並嚴格控制流場，還必須額外設計導線供電於欲鍍區域，其所需的線路設計及設備需求，皆造成流程及成本上的負擔。
此外，奈米雙晶銅箔具良好的熱穩定性，使其經250℃退火後，強度明顯高於一般銅箔。然而，有部分研究以銅合金方式來達成強度提升，但電阻也隨之提升，而奈米雙晶銅箔除了維持銅之優良導電性，並可藉由雙晶結構提升強度，且在奈米雙晶銅箔應用於鋰電池充放電過程中，其高速維持率至少比一般銅箔提升20%，具有優異機械性質、高熱穩定性及高導電性等特性之奈米雙晶銅箔，對於電動車輛產業有著無限潛力，但製備上仍受電鍍需在硬體上及線上設計上之限制。
有鑑於此，本發明的主要目的在提供一種無電鍍銅鍍液及使用該鍍液的無電鍍製備奈米雙晶銅金屬層的方法，以解決目前製備奈米雙晶銅之方法需要額外提供電流並嚴格控制流場，且須設計額外導線供電於欲鍍區域等技術問題，進而降低製程控管及設備需求上的困難及成本需求。
為達上述之目的，本發明提供一種無電鍍銅鍍液，用以無電鍍製備奈米雙晶銅金屬層，無電鍍銅鍍液的組成包括：
a) 0.1-30重量％的錯合劑；
b) 0.01-5重量％的銅離子源；
c) 0.01-5重量％的還原劑；
d) 0.00001-0.1重量％的安定劑；
e) 0.0001-0.1重量％的晶形成長劑；以及
f) 其餘為水。
另外，本發明也提供一種無電鍍製備奈米雙晶銅金屬層的方法，其步驟包括：
1) 調製前述無電鍍銅鍍液，並將無電鍍銅鍍液的pH值調節至8-14；
2) 對於基板進行前處理；及
3) 使用前述無電鍍銅鍍液於前處理過的基板沉積奈米雙晶銅金屬層。
與先前技術相比，本發明具有以下優勢：
（1） 本發明提供的無電鍍銅鍍液的特殊配方能夠實現以無電鍍技術成功製造奈米雙晶銅金屬層。
（2） 本發明提供的無電鍍製備奈米雙晶銅金屬層的方法，由於並非使用電鍍或磁控濺鍍技術，因此可用於半導體封裝製程中，並擁有不需額外供電、硬體需求較低及線路設計上等優勢。
底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。
本發明提供了一種無電鍍銅鍍液，其由以下成分及其重量百分比例來組成：錯合劑0.1-30重量％，銅離子源0.01-5重量％，還原劑0.01-5重量％，安定劑0.00001-0.1重量％，晶形成長劑0.0001-0.1重量％，其餘為水。上述無電鍍銅鍍液中可添加有pH調整劑，pH調整劑的用量是使無電鍍銅鍍液的pH值為8-14的量。
錯合劑可選自胺基羧酸、羥基羧酸及多元羧酸的至少其中一種。其中，胺基羧酸可選自乙二胺四乙酸（EDTA）、N-(2-羥乙基)乙二胺-N,N’,N’-三乙酸（HEDTA）、環己二胺四乙酸、二亞乙基三胺五乙酸、羥乙基乙二胺三乙酸、三亞乙基四胺六乙酸、乙二胺四丙酸、胺三乙酸、亞胺基二乙酸、羥乙基亞胺基二乙酸、亞胺基二丙酸、1,3-丙二胺四乙酸、1,3-二胺基-2-羥基丙烷四乙酸、乙二醇醚二胺四乙酸、間苯二胺四乙酸、二胺基丙酸、谷胺酸、二羧甲基谷胺酸、鳥胺酸、半胱胺酸、S-羧甲基-L-半胱胺酸、N,N-二（2-羥乙基）谷胺酸、（S,S）-乙二胺琥珀酸及其鹽類的至少其中一種。羥基羧酸可選自酒石酸、葡萄糖酸、檸檬酸、蘋果酸、葡庚糖酸、乙醇酸、乳酸、三羥基丁酸、抗壞血酸、異檸檬酸、羥基丙二酸、甘油酸、羥基丁酸、亮胺酸、檸蘋酸、水楊酸及其鹽類的至少其中一種。多元羧酸可選自琥珀酸、戊二酸、丙二酸、己二酸、乙二酸、馬來酸、檸康酸、衣康酸、中康酸及其鹽類的至少其中一種。
銅離子源可包括硫酸銅、鹵化銅、硝酸銅、氧化銅、乙酸銅、焦磷酸銅、四氟硼酸銅、烷基磺酸銅、芳基磺酸銅、胺基磺酸銅、過氯酸銅、葡萄糖酸銅的至少其中之一者。
還原劑可選自甲醛、二甲基胺硼烷（DMAB）、乙醛酸、乙醛酸鹽、焦亞磷酸鹽（pyrophosphite）、次磷酸鹽、連二磷酸鹽、氫化硼鹽、肼及醣類的至少其中之一者。
安定劑可選自吡啶、聯吡啶、菲囉啉、噻唑、噻二唑、咪唑、二唑、嘧啶、㗁唑、異㗁唑、三氮唑、四氮唑、硫脲、氰化物、硫氰酸鹽、碘化物、乙醇胺、苯二酚、生育酚、己內醯脲、己內醯胺、聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙烯亞胺、聚丙醯胺、聚丙烯酸、環氧乙烷環氧丙烷共聚物、聚丙二醇-嵌段-聚乙二醇共聚物及其個別之衍生物的至少其中之一者。
晶形成長劑可選自烴基磺酸鹽、烴基四級銨鹽、四烴基鏻、亞銨離子（iminium）或其聚合物、伯吉斯試劑，派啶（piperidinium）、異腈、苯併咪唑磺酸鹽、巰基苯併噻唑、巰基三氮唑、巰基苯併㗁唑、菲囉啉磺酸鹽、聚二硫二烴基磺酸鹽、巰基烴基磺酸鹽（mercapto-hydrocarbyl-sulfonic acid salts）、硫代羧酸鹽（Thiocarboxylic acid salts）、巰基羧酸鹽（Mercaptocarboxylic acid salts）、吩噻嗪或其衍生物。進一步而言，晶形成長劑可選自4,7-二苯基-1,10-菲羅啉二磺酸二鈉、二硫代苯甲酸、苯基苯並咪唑磺酸鈉、四羥甲基硫酸磷和聚季銨鹽-7的至少其中之一者。
pH調整劑可選自氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋰、氫氧化銨、四甲基氫氧化銨或氨水。
進一步地，本發明提供了一種使用上述無電鍍銅鍍液於無電鍍製備奈米雙晶銅金屬層的方法，其具體步驟如下：
步驟1） 調製上述無電鍍銅鍍液，並將無電鍍銅鍍液的pH值調節至8-14。
步驟2） 提供一基板，並對於基板進行前處理；此基板選自非導體基板或具銅面或銅合金線路之非導體基板或半導體基板。前處理的過程依序包括清洗、微蝕和酸洗基板之步驟。
步驟3） 以催化劑活化前處理過之基板。
步驟4） 使用無電鍍銅鍍液於前處理過且經活化的基板沉積奈米雙晶銅金屬層。
上述方法中，非導體基板可包括但不限於樹脂基板、陶瓷基板或玻璃基板；半導體基板可包括但不限於矽基板、鍺基板、矽鍺基板、碳化矽基板或Ⅲ-V族半導體基板，而Ⅲ-V族半導體基板可包括但不限於砷化鎵基板、氮化鎵基板、磷化銦基板、磷化銦鎵基板、氮化鋁基板、砷化銦基板、砷化鋁基板、砷化鋁鎵基板、砷化銦氮基板、砷化銦鋁鎵基板或磷砷化鎵銦基板。
本發明提供了另一種使用上述無電鍍銅鍍液於無電鍍製備奈米雙晶銅金屬層的方法，其具體步驟如下：
步驟1） 調製上述無電鍍銅鍍液，並將無電鍍銅鍍液的pH值調節至8-14。
步驟2） 提供一基板，並對於基板進行前處理；此基板為金屬基板。前處理的過程包括酸洗基板之步驟。
步驟3）使用無電鍍銅鍍液於前處理過的基板沉積奈米雙晶銅金屬層。
進一步地，為了說明和驗證本發明提出的無電鍍銅鍍液所能達到之技術效果，使用本發明之無電鍍銅鍍液（實施例一至三） 與傳統的無電鍍銅鍍液（比較例一至三）進行無電鍍製程製作銅層，並對於所得銅層之銅晶格的排列方式進行分析、比較。另外，使用聚焦離子束斷層掃描 （FIB-SEM）的方式檢視本發明之無電鍍銅鍍液在不同基板及流場上的晶格狀況。最後，還以X-射線繞射分析（XRD）比較本發明之無電鍍銅鍍液所製得的銅層在高溫烘烤前後的結構方向。
無電鍍銅晶格比較方式：配製欲觀察之無電鍍銅鍍液，並於昇溫至40-50℃後將已經過前處理並具有催化劑之欲鍍基板置於其中，操作時間為30-60分鐘，其後以去離子水清洗表面並以90度烘箱進行10分鐘乾燥，並透過FIB-SEM的方式比較銅晶格的排列方式，以驗證本發明之無電鍍銅鍍液的組成可以有效形成奈米雙晶銅金屬層。
製備方式 ：在基板使用非導體基板或半導體基板的例子中，依序以下述步驟對於基板進行表面金屬化處理：清潔除油 （50 ℃，5 分鐘）；水洗 （常溫，1 分鐘） ；微蝕 （常溫，1 分鐘） ；水洗 （常溫，1 分鐘） ；酸洗 （常溫，1 分鐘） ；水洗 （常溫，1 分鐘） ；活化 （常溫，1 分鐘） ；水洗 （常溫，1 分鐘） 。最後，進行無電鍍銅，其製程條件詳述如後。
在基板使用金屬基板的例子中，依序以下述步驟對於基板進行表面金屬化處理：清潔除油 （50 ℃，5 分鐘）；水洗 （常溫，1 分鐘） ；酸洗 （常溫，1 分鐘） ；水洗 （常溫，1 分鐘） 。最後，進行無電鍍銅，其製程條件詳述如後。
實施例一：本實施例中，無電鍍銅鍍液的組成成分如表一所示。以氫氧化鈉將無電鍍銅鍍液的pH 調節到12，並將 100 × 100 mm 已濺鍍銅的玻璃基板於鍍液中浸泡 30 分鐘，鍍液溫度為 45 ℃。即可製得平均厚度為 2 μm 的奈米雙晶銅金屬層，將此銅層以FIB-SEM可見明顯之層狀與柱狀結構，如第1圖所示。由FIB-SEM圖可觀察到銅層為圖中淺色部分，如第1圖的銅層厚度以d表示底下不再重複說明。
表一
| 組成 | 含量 （WT%） |
| 乙二胺四乙酸 | 3.0 % |
| 硫酸銅 | 1.0 % |
| 甲醛 | 0.3 % |
| 氫氧化鈉 | 0.5 % |
| 乙醇胺 | 0.1 % |
| 嘧啶 | 0.001 % |
| 4,7-二苯基-1,10-菲羅啉二磺酸二鈉 | 0.003 % |
| 水 | 95 % |
比較例一：本比較例中，無電鍍銅鍍液的組成成分如表二所示。在與實施例一相同條件下，將嘧啶與4,7-二苯基-1,10-菲羅啉二磺酸二鈉從實施例一的無電鍍銅鍍液中移除，對製成之銅層進行檢測，其平均銅厚為2.5μm，將此銅層以聚焦離子束斷層掃描觀察，並無明顯晶型產生，如第2圖所示。
表二
| 組成 | 含量 （WT%） |
| 乙二胺四乙酸 | 3.0 % |
| 硫酸銅 | 1.0 % |
| 甲醛 | 0.3 % |
| 氫氧化鈉 | 0.5 % |
| 乙醇胺 | 0.1 % |
| 水 | 95 % |
實施例二：本實施例中，無電鍍銅鍍液的組成成分如表三所示。以氫氧化鈉將無電鍍銅鍍液的pH 調節到13，並將50×50 mm 銅箔基板於鍍液中浸泡 60 分鐘，鍍液溫度為 55 ℃。即可製得平均厚度為4.5 μm 的奈米雙晶銅金屬層，將此銅層以FIB-SEM可見明顯之層狀與柱狀結構，如第3圖所示。
表三
| 組成 | 含量 （WT%） |
| 中康酸 | 15.0 % |
| 硫酸銅 | 1.0 % |
| 甲醛 | 0.3 % |
| 氫氧化鈉 | 0.5 % |
| 聚乙烯亞胺 | 0.1 % |
| 二硫代苯甲酸 | 0.0001 % |
| 水 | 95 % |
比較例二：本比較例中，無電鍍銅鍍液的組成成分如表四所示。在與實施例二相同條件下，將二硫代苯甲酸從實施例二的無電鍍銅鍍液中移除，對製成之銅層進行檢測，其平均銅厚為 5μm，將此銅層以聚焦離子束斷層掃描觀察，並無明顯晶型產生，如第4圖所示。
表四
| 組成 | 含量 （WT%） |
| 中康酸 | 15.0 % |
| 硫酸銅 | 1.0 % |
| 甲醛 | 0.3 % |
| 氫氧化鈉 | 0.5 % |
| 聚乙烯亞胺 | 0.1 % |
| 水 | 95 % |
實施例三：本實施例中，無電鍍銅鍍液的組成成分如表五所示。以氫氧化鈉將無電鍍銅鍍液的pH 調節到12，並將 50 × 50 mm 樹脂基板於鍍液中浸泡60 分鐘，鍍液溫度為 60 ℃。即可製得平均厚度為5 μm 的奈米雙晶銅金屬層，將此銅層以聚焦離子束斷層掃描可見明顯之層狀與柱狀結構，如第5圖所示。
表五
| 組成 | 含量 （WT%） |
| 乙二胺四乙酸 | 3.0 % |
| 硫酸銅 | 1.0 % |
| 甲醛 | 0.3 % |
| 氫氧化鈉 | 0.5 % |
| 聚乙二醇-1000 | 0.2 % |
| 嘧啶 | 0.001 % |
| 苯基苯並咪唑磺酸鈉 | 0.001% |
| 水 | 95 % |
比較例三：本比較例中，無電鍍銅鍍液的組成成分如表六所示。在與實施例三相同條件下，將嘧啶與苯基苯並咪唑磺酸鈉從實施例三的無電鍍銅鍍液中移除，對製成之銅層進行檢測，其平均銅厚為 5.5μm，將此銅層以聚焦離子束斷層掃描觀察，並無明顯晶型產生，如第6圖所示。
表六
| 組成 | 含量 （WT%） |
| 乙二胺四乙酸 | 3.0 % |
| 硫酸銅 | 1.0 % |
| 甲醛 | 0.3 % |
| 氫氧化鈉 | 0.5 % |
| 聚乙二醇-1000 | 0.2 % |
| 水 | 95 % |
實施例四：本實施例中，無電鍍銅鍍液的組成成分如表七所示。以氫氧化鈉將無電鍍銅鍍液的pH 調節到12，並將 50 × 50 mm 樹脂基板於鍍液中浸泡60 分鐘，鍍液溫度為 45 ℃。即可製得平均厚度為3.5 μm 的奈米雙晶銅金屬層，將此銅層以聚焦離子束斷層掃描可見明顯之層狀與柱狀結構，如第7圖所示。
表七
| 組成 | 含量 （WT%） |
| 酒石酸鉀鈉 | 3.0 % |
| 硫酸銅 | 1.0 % |
| 甲醛 | 0.3 % |
| 氫氧化鈉 | 0.5 % |
| 咪唑 | 0.1 % |
| 四羥甲基硫酸磷 | 0.1 % |
| 水 | 95 % |
比較例四：本比較例中，無電鍍銅鍍液的組成成分如表八所示。在與實施例四相同條件下，將四羥甲基硫酸磷從實施例四的無電鍍銅鍍液中移除，對製成之銅層進行檢測，其平均銅厚為 3.5μm，將此銅層以聚焦離子束斷層掃描觀察，並無明顯晶型產生，如第8圖所示。
表八
| 組成 | 含量 （WT%） |
| 酒石酸鉀鈉 | 5.0 % |
| 硫酸銅 | 1.0 % |
| 甲醛 | 0.3 % |
| 氫氧化鈉 | 0.5 % |
| 咪唑 | 0.1 % |
| 水 | 95 % |
實施例五 - 七：在實施例五-七中，無電鍍銅鍍液的組成成分如表九所示，各成分所占比例的單位為wt%。以氫氧化鈉將無電鍍銅鍍液的pH 調節到10，並將 4 吋半導體基板於鍍液中浸泡60 分鐘，鍍液溫度為 55 ℃。依聚季銨鹽-7濃度差異可製備得平均厚度分別為4 μm、5μm與5.8μm 的奈米雙晶銅金屬層，將此些銅層以聚焦離子束斷層掃描可見明顯之層狀與柱狀結構，如第9-11圖所示。
表九
| 組成 | 實施例五 | 實施例六 | 實施例七 |
| 乙二胺四乙酸 | 3.0 % | 3.0 % | 3.0 % |
| 硫酸銅 | 1.0 % | 1.0 % | 1.0 % |
| 甲醛 | 0.3 % | 0.3 % | 0.3 % |
| 氫氧化鈉 | 0.5 % | 0.5 % | 0.5 % |
| 乙醇胺 | 0.1 % | 0.1 % | 0.1 % |
| 二巰基噻二唑 | 0.001 % | 0.001 % | 0.001 % |
| 聚季銨鹽-7 | 0.0001 % | 0.001 % | 0.1 % |
| 平均銅厚 | 4 μm | 5 μm | 5.8 μm |
比較例五：本比較例中，無電鍍銅鍍液的組成成分如表十所示。在與實施例六相同條件下，將聚季銨鹽-7從實施例六的無電鍍銅鍍液中移除，對製成之銅層進行檢測，其平均銅厚為 4.5μm，將此銅層以聚焦離子束斷層掃描觀察，並無明顯晶型產生，如第12圖所示。
表十
| 組成 | 含量 （WT%） |
| 乙二胺四乙酸 | 3.0 % |
| 硫酸銅 | 1.0 % |
| 甲醛 | 0.3 % |
| 氫氧化鈉 | 0.5 % |
| 乙醇胺 | 0.1 % |
| 二巰基噻二唑 | 0.001 % |
| 水 | 95 % |
不同基板之上鍍結構觀察：如第13圖和第14圖所示，其分別顯示本發明之無電鍍銅鍍液於絕緣樹脂基板和金屬基板上所製作的銅層，其施鍍條件為浸泡60分鐘，鍍液溫度為50℃，可發現銅層皆具有明顯之層狀與柱狀結構。因此，本發明之無電鍍銅鍍液於不同基板上製作之銅層均可再現奈米雙晶銅晶格結構。
不同流場之上鍍結構觀察：如第15圖和第16圖所示，其分別顯示本發明之無電鍍銅鍍液於攪拌速度為300 rpm和不攪拌情況下進行無電鍍製程所製作的銅層，其施鍍條件為浸泡20分鐘，鍍液溫度為50℃，可發現銅層皆具有明顯之層狀與柱狀結構。因此，本發明之無電鍍銅鍍液於不同攪拌速度下製作之銅層均可再現奈米雙晶銅晶格結構。
高溫烘烤前後銅層結構 XRD 分析：如第17圖和第18圖所示，其分別顯示本發明之無電鍍銅鍍液所製得的銅層於高溫烘烤前以及高溫烘烤後的XRD圖譜，烘烤條件為烘烤溫度150℃，烘烤30分鐘，XRD結果顯示烘烤後結構方向幾無差異，都可以清楚地觀察到明顯的Cu（1,1,1）晶面的繞射峰，且銅層內Cu（1,1,1）比例接近100%，符合其比例為大於96%的奈米雙晶銅定義。
綜上所述，根據本發明所揭露的無電鍍銅鍍液及使用該鍍液的無電鍍製備奈米雙晶銅金屬層的方法，藉由無電鍍銅鍍液的特殊配方能夠成功達到以無電鍍技術製造奈米雙晶銅金屬層，由於並非使用電鍍或磁控濺鍍技術，不需額外提供電流，流場管控範圍較寬，欲鍍區域不需額外設計導線來供電，因此具有硬體需求較低及線路設計上等優勢。藉此，可將硬體成本、設計成本和製程成本予以大幅降低。
根據本發明所揭露的無電鍍銅鍍液及使用該鍍液的無電鍍製備奈米雙晶銅金屬層的方法，可以無電鍍方式製備優選方向（1,1,1）之奈米雙晶銅，此奈米雙晶銅具有優異機械性質、高熱穩定性及高導電性，並同時有抗電子遷移、減少科肯德爾孔洞等特性。未來隨著晶片尺寸的細小化，本發明可運用在半導體封裝製程或電池銅箔應用等相關製程中，因免除電鍍時所必須之線路設計需求，進而提昇封裝結合強度、減少孔洞降低訊號傳遞問題，並提昇單位面積內可容納之I/O數，可有效改善製程並降低成本。
唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。故即凡依本發明申請範圍所述之特徵及精神所為之均等變化或修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
d:銅層厚度
第1圖為使用本發明實施例一之無電鍍銅鍍液所製得的銅層的聚焦離子束斷層掃描圖。
第2圖為使用比較例一之無電鍍銅鍍液所製得的銅層的聚焦離子束斷層掃描圖。
第3圖為使用本發明實施例二之無電鍍銅鍍液所製得的銅層的聚焦離子束斷層掃描圖。
第4圖為使用比較例二之無電鍍銅鍍液所製得的銅層的聚焦離子束斷層掃描圖。
第5圖為使用本發明實施例三之無電鍍銅鍍液所製得的銅層的聚焦離子束斷層掃描圖。
第6圖為使用比較例三之無電鍍銅鍍液所製得的銅層的聚焦離子束斷層掃描圖。
第7圖為使用本發明實施例四之無電鍍銅鍍液所製得的銅層的聚焦離子束斷層掃描圖。
第8圖為使用比較例四之無電鍍銅鍍液所製得的銅層的聚焦離子束斷層掃描圖。
第9-11圖分別為使用本發明實施例五-七之無電鍍銅鍍液所製得的銅層的聚焦離子束斷層掃描圖。
第12圖為使用比較例五之無電鍍銅鍍液所製得的銅層的聚焦離子束斷層掃描圖。
第13圖為使用本發明之無電鍍銅鍍液在絕緣樹脂基板所製得的銅層的聚焦離子束斷層掃描圖。
第14圖為使用本發明之無電鍍銅鍍液在金屬基板所製得的銅層的聚焦離子束斷層掃描圖。
第15圖為使用本發明之無電鍍銅鍍液在攪拌速度為300 rpm時所製得的銅層的聚焦離子束斷層掃描圖。
第16圖為使用本發明之無電鍍銅鍍液在不攪拌情況下所製得的銅層的聚焦離子束斷層掃描圖。
第17圖為使用本發明之無電鍍銅鍍液所製得的銅層未經烘烤時的XRD圖譜。
第18圖為使用本發明之無電鍍銅鍍液所製得的銅層經高溫烘烤後的XRD圖譜。
Claims (20)
- 一種無電鍍銅鍍液，用以無電鍍製備一奈米雙晶銅金屬層，該無電鍍銅鍍液的組成包括：a)0.1-30重量%的錯合劑；b)0.01-5重量%的銅離子源；c)0.01-5重量%的還原劑；d)0.00001-0.1重量%的安定劑；e)0.0001-0.1重量%的晶形成長劑；以及f)其餘為水；其中，該晶形成長劑選自烴基四級銨鹽、四烴基鏻、亞銨離子(iminium)或其聚合物，伯吉斯試劑、派啶(piperidinium)、異腈、苯併咪唑磺酸鹽、菲囉啉磺酸鹽、硫代羧酸鹽(Thiocarboxylic acid salts)、巰基羧酸鹽(Mercaptocarboxylic acid salts)或其衍生物。
- 如請求項1所述之無電鍍銅鍍液，其中該錯合劑選自胺基羧酸、羥基羧酸及多元羧酸的至少其中一種。
- 如請求項2所述之無電鍍銅鍍液，其中該胺基羧酸選自乙二胺四乙酸(EDTA)、N-(2-羥乙基)乙二胺-N,N’,N’-三乙酸(HEDTA)、環己二胺四乙酸、二亞乙基三胺五乙酸、羥乙基乙二胺三乙酸、三亞乙基四胺六乙酸、乙二胺四丙酸、胺三乙酸、亞胺基二乙酸、羥乙基亞胺基二乙酸、亞胺基二丙酸、1,3-丙二胺四乙酸、1,3-二胺基-2-羥基丙烷四乙酸、乙二醇醚二胺四乙酸、間苯二胺四乙酸、二胺基丙酸、谷胺酸、二羧甲基谷胺酸、鳥胺酸、半胱胺酸、S-羧甲基-L-半胱胺酸、N,N-二(2-羥乙基)谷胺酸、(S,S)-乙二胺琥珀酸及其鹽類的至少其中一種。
- 如請求項2所述之無電鍍銅鍍液，其中該羥基羧酸選自酒石酸、 葡萄糖酸、檸檬酸、蘋果酸、葡庚糖酸、乙醇酸、乳酸、三羥基丁酸、抗壞血酸、異檸檬酸、羥基丙二酸、甘油酸、羥基丁酸、亮胺酸、檸蘋酸、水楊酸及其鹽類的至少其中一種。
- 如請求項2所述之無電鍍銅鍍液，其中該多元羧酸選自琥珀酸、戊二酸、丙二酸、己二酸、乙二酸、馬來酸、檸康酸、衣康酸、中康酸及其鹽類的至少其中一種。
- 如請求項1所述之無電鍍銅鍍液，其中該銅離子源包括硫酸銅、鹵化銅、硝酸銅、氧化銅、乙酸銅、焦磷酸銅、四氟硼酸銅、烷基磺酸銅、芳基磺酸銅、胺基磺酸銅、過氯酸銅及葡萄糖酸銅的至少其中之一者。
- 如請求項1所述之無電鍍銅鍍液，其中該還原劑選自甲醛、二甲基胺硼烷(DMAB)、乙醛酸、乙醛酸鹽、焦亞磷酸鹽、次磷酸鹽、連二磷酸鹽、氫化硼鹽、肼及醣類的至少其中之一者。
- 如請求項1所述之無電鍍銅鍍液，其中該安定劑選自吡啶、聯吡啶、菲囉啉、噻唑、噻二唑、咪唑、二唑、嘧啶、唑、異
唑、三氮唑、四氮唑、硫脲、氰化物、硫氰酸鹽、碘化物、乙醇胺、苯二酚、生育酚、己內醯脲、己內醯胺、聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙烯亞胺、聚丙醯胺、聚丙烯酸、環氧乙烷環氧丙烷共聚物、聚丙二醇-嵌段-聚乙二醇共聚物及其個別之衍生物的至少其中之一者。
- 如請求項1所述之無電鍍銅鍍液，其中該晶形成長劑選自4,7-二苯基-1,10-菲羅啉二磺酸二鈉、二硫代苯甲酸、苯基苯並咪唑磺酸鈉、四羥甲基硫酸磷和聚季銨鹽-7的至少其中之一者。
- 如請求項1所述之無電鍍銅鍍液，其組成更包括pH調整劑，用以調節該無電鍍銅鍍液的pH值為8-14。
- 如請求項10所述之無電鍍銅鍍液，其中該pH調整劑選自氫氧 化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋰、氫氧化銨、四甲基氫氧化胺或氨水。
- 一種無電鍍製備奈米雙晶銅金屬層的方法，其步驟包括：1)調製如請求項1所述之無電鍍銅鍍液，並調節該無電鍍銅鍍液的pH值至8-14；2)對於一基板進行前處理；及3)使用該無電鍍銅鍍液於前處理過的該基板沉積一奈米雙晶銅金屬層。
- 如請求項12所述之無電鍍製備奈米雙晶銅金屬層的方法，其中該基板選自非導體基板或具銅面或銅合金線路之非導體基板或半導體基板。
- 如請求項13所述之無電鍍製備奈米雙晶銅金屬層的方法，其中該非導體基板為樹脂基板、陶瓷基板或玻璃基板。
- 如請求項13所述之無電鍍製備奈米雙晶銅金屬層的方法，其中該半導體基板為矽基板、鍺基板、矽鍺基板、碳化矽基板或Ⅲ-V族半導體基板。
- 如請求項16所述之無電鍍製備奈米雙晶銅金屬層的方法，其中該Ⅲ-V族半導體基板為砷化鎵基板、氮化鎵基板、磷化銦基板、磷化銦鎵基板、氮化鋁基板、砷化銦基板、砷化鋁基板、砷化鋁鎵基板、砷化銦氮基板、砷化銦鋁鎵基板或磷砷化鎵銦基板。
- 如請求項13所述之無電鍍製備奈米雙晶銅金屬層的方法，其中步驟2)包括依序清洗、微蝕和酸洗該基板之步驟。
- 如請求項14所述之無電鍍製備奈米雙晶銅金屬層的方法，其中該步驟2)之後，包括以催化劑活化該基板之步驟。
- 如請求項15所述之無電鍍製備奈米雙晶銅金屬層的方法，其中該基板為金屬基板。
- 如請求項19所述之無電鍍製備奈米雙晶銅金屬層的方法，其中 步驟2)包括酸洗該基板之步驟。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW111114585A TWI833203B (zh) | 2022-04-18 | 2022-04-18 | 無電鍍銅鍍液及使用該鍍液的無電鍍製備奈米雙晶銅金屬層的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW111114585A TWI833203B (zh) | 2022-04-18 | 2022-04-18 | 無電鍍銅鍍液及使用該鍍液的無電鍍製備奈米雙晶銅金屬層的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202342816A TW202342816A (zh) | 2023-11-01 |
| TWI833203B true TWI833203B (zh) | 2024-02-21 |
Family
ID=89720525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW111114585A TWI833203B (zh) | 2022-04-18 | 2022-04-18 | 無電鍍銅鍍液及使用該鍍液的無電鍍製備奈米雙晶銅金屬層的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWI833203B (zh) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201723224A (zh) * | 2015-12-25 | 2017-07-01 | Ginzer Technology Co Ltd | 無電鍍銅鍍液及增加銅鍍層平整性的無電鍍銅方法 |
-
2022
- 2022-04-18 TW TW111114585A patent/TWI833203B/zh active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201723224A (zh) * | 2015-12-25 | 2017-07-01 | Ginzer Technology Co Ltd | 無電鍍銅鍍液及增加銅鍍層平整性的無電鍍銅方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202342816A (zh) | 2023-11-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4932094B2 (ja) | 無電解金めっき液および無電解金めっき方法 | |
| JP5665136B2 (ja) | 接合可能なウェハ表面のための応力が低減されたＮｉ−Ｐ／Ｐｄ積層を調製するための方法 | |
| JP5567478B2 (ja) | 銅系金属上のパラジウムめっき皮膜の製造方法及び該製造方法により得られるパラジウムめっき皮膜 | |
| KR101518519B1 (ko) | 코발트 합금의 무전해 증착 | |
| JP2000144441A (ja) | 無電解金めっき方法及びそれに使用する無電解金めっき液 | |
| CN112996933B (zh) | 无电镍镀敷溶液 | |
| TWI582266B (zh) | 用於鈷合金無電沈積之鹼性鍍浴 | |
| US20110059611A1 (en) | Electroless deposition of barrier layers | |
| TWI833203B (zh) | 無電鍍銅鍍液及使用該鍍液的無電鍍製備奈米雙晶銅金屬層的方法 | |
| WO2006065221A1 (en) | Stabilization amd performance of autocatalytic electroless processes. | |
| JP7348984B1 (ja) | 無電解銅めっき液及び前記無電解銅めっき液を利用するナノ双晶銅金属層の製造方法 | |
| WO2009142126A1 (ja) | はんだめっき用触媒付与液 | |
| JP5363142B2 (ja) | 錫めっき皮膜の成膜方法 | |
| CN116949435A (zh) | 无电镀铜镀液及无电镀制备奈米双晶铜金属层的方法 | |
| JP4078977B2 (ja) | 無電解金めっき液及び無電解金めっき方法 | |
| JP7144048B2 (ja) | 無電解ニッケル－リンめっき浴 | |
| TWI820379B (zh) | 無電解電鍍製程及雙層鍍膜 | |
| JP7560093B2 (ja) | 無電解ニッケル－リンめっき浴 | |
| JP7407644B2 (ja) | パラジウムめっき液及びめっき方法 | |
| KR101219586B1 (ko) | 급속열처리 공정을 이용한 동피막의 저항 감소 방법 | |
| Arakawa et al. | Influence of Complexing Agents on Adhesion Strength of Electroless Nickel–Phosphorus Plating to Silicon Nitride–Aluminum–Polyimide Mixed Substrates | |
| Luo et al. | Development of electroless nickel-iron plating process for microelectronic applications | |
| KR20220038196A (ko) | Tbab를 포함한, 리튬 이온 전지의 전극 단자 도금용 니켈-보론 무전해 도금액, 이를 이용한 니켈-보론 무전해 도금 방법, 및 이를 이용하여 제조된 니켈-보론 무전해 도금층이 형성된 리튬 이온 전지의 전극 단자 | |
| KR20120063565A (ko) | 반도체 배선용 무전해 은 도금액, 이를 이용한 무전해 도금 공정 및 이에 의해 제조된 은 피막 |