电镀水溶液及其制备和使用方法

专利名称：电镀水溶液及其制备和使用方法
技术领域：
本发明的实施方案涉及一种用于电镀铜的电镀水溶液、这样的电镀水溶液的制备 方法以及将铜电镀到基材上的方法。背景铜基材料目前已取代铝基材料成为用于集成电路(IC)中的内部连线 (interconnects)的首选材料。铜提供了比过去一直用于内部连线的主导材料的铝更低的 电阻率和更高的抗电子迁移性。集成电路中的内部连线正在成为决定系统性能和功耗的主要因素之一。例如，在 许多当前可得的集成电路中的内部连线的总长度可达二十英里或更长。在这样的长度下， 内部连线的电阻-电容(“RC”)时间延迟可以超过一个时钟周期并严重影响器件的性能。 此外，由于内部连线的规模持续随晶体管尺寸的相应减少而急剧降低，内部连线RC时间延 迟也增加。使用诸如铜的较低电阻率的材料降低了内部连线的RC时间延迟，增加了那些采 用由铜基材料形成的内部连线的集成电路的速度。铜还具有大约2倍于铝的热导率的导热 系数和约10到约100倍于铝的抗电子迁移性。铜基的内部连线也在集成电路之外的其它应用中得到应用。例如，由于与集成电 路的相同或相似的原因，太阳能电池、平板显示器以及许多其它类型的电子设备可受益于 使用铜基内部连线。由于采用物理气相沉积(“PVD”)和化学气相沉积(“CVD”)的铜的均勻沉积和无 孔充填沟渠的困难以及其它小的特征，通常使用镶嵌(Damascene)工艺制造铜内部连线。 在镶嵌工艺中，例如，在诸如碳掺杂氧化物的层间介电层中形成沟槽。介电层上覆盖着例如 由氮化钽或氮化钛形成的阻挡层，以防止铜扩散到硅基材中并防止降低晶体管的性能。在 阻挡层上形成晶种层，以促进铜在沟槽内的均勻沉积。将基材浸没在包括铜的电镀水溶液 中。该基材作为电化学电池的阴极，其中电镀水溶液作为电解液，来自电镀水溶液中的铜在 沟槽中响应施加在基材和阳极之间的电压而被电镀。然后，使用化学机械抛光(“CMP”)将 沉积到沟槽之外的基材区域上的铜去除。不管其中铜用作导电结构的具体的电子设备如何，重要的是铜的电镀过程足够快 以能够处理大量的基材并有可接受的产率。此外，电镀水溶液的成本也是影响着使用铜的 电子设备的总制造成本的另一个因素。这在必须可与其它潜在更具成本效率的能量产生技 术在成本效率方面相竞争的太阳能电池的制备中是特别重要的。因此，期望铜电镀水溶液 能以均勻的方式(即，高布散能力)和以高沉积率沉积铜。许多电镀水溶液目前可用于电镀铜。例如，基于硫酸盐的电镀水溶液常用于电镀 铜。一些碱性铜电镀水溶液具有高布散能力，但不折损沉积的膜的品质就不能迅速沉积铜。 在高沉积速率下，铜可能会像树枝那样成长，而不是更均勻沉积的膜。此外，这样的碱性铜 电镀水溶液中的碱金属元素(如钠和钾)能扩散到硅基材上，并且是能折损晶体管的性能 的硅中的深层的杂质。氟硼酸盐电镀水溶液能用于铜的高速沉积。然而，氟硼酸盐电镀水 溶液要比更传统的基于硫酸盐的溶液昂贵得多。此外，氟硼酸盐电镀水溶液可能会比用于电镀铜的许多其它电镀水溶液更加危险和难以处理。因此，仍然需要能以高速率沉积高品质铜膜的用于电镀铜的电镀水溶液。概述 在本发明的一个实施方案中，公开了 一种电镀水溶液。所述电镀水溶液包括至少 两种酸、铜、至少一种促进剂和至少两种抑制剂。所述至少一种促进剂提供了至少约2. 0的 促进强度，所述至少两种抑制剂总共提供至少约5. 0的抑制强度。在本发明的另一个实施方案中，公开了电镀的方法。使基材浸没在电镀水溶液中。 该电镀水溶液包括至少两种酸、铜、至少一种促进剂和至少两种抑制剂。所述至少一种促进 剂提供了至少约2. 0的促进强度，所述至少两种抑制剂总共提供至少约5. 0的抑制强度。来 自电镀水溶液的铜的至少一部分被电镀在基材上。在本发明的又一实施方案中，公开了电镀水溶液的制备方法。可以提供保持在第 一温度下的电镀水溶液。该电镀水溶液包括至少两种酸和以低于第一温度下铜在所述至少 两种酸中的溶解度极限的浓度存在的铜。将该电镀水溶液加热到高于所述第一温度的第二 温度。当所述电镀水溶液处于第二温度时，从铜源引入额外的铜到所述电镀水溶液中，以使 得所述电镀水溶液呈现至少约50克/升的铜浓度。附图简述


了本发明的各个实施方案，其中相似的附图标记是指在附图中所示的不 同的视图或实施方案中的相似的元件或特征。图IA和图IB是根据本发明的各种方法可用于实施将铜电镀到基材上的实施方案 的电镀系统的示意性的横断面图。图2是说明了可用于从任何公开的电镀水溶液电镀铜的正向脉冲电流密度波形 的一个实施例的图。图3是说明了可用于从任何公开的电镀水溶液电镀铜的反向脉冲电流密度波形 的一个实施例的图。发明详述本发明的实施方案涉及用于电镀铜的电镀水溶液、这样的电镀水溶液的制备方法 和使用这样的电镀水溶液将铜电镀到基材上的方法。所公开的电镀水溶液可用于将铜以基 本上无树枝状结晶的膜形式并以高沉积率(例如，每分钟约10微米或更高)电镀到基材 上，用于形成集成电路、太阳能电池和许多其它应用中使用的电学内部连线。根据本发明的各个实施方案，电镀水溶液包括至少两种酸、铜离子(Cu2+)的形式 的铜、提供了至少约2. 0的促进强度的至少一种促进剂和总共提供至少约5. 0的抑制强度 的至少两种抑制剂。所述至少两种酸和所述铜总共同形成电解液。所述至少两种酸可以选 自下列酸中的两种或更多种硫酸、盐酸、氢碘酸、氢硼酸(hydroboric acid)、氟硼酸及任 何其它合适的酸。在本发明的更具体的实施方案中，所述至少两种酸包括以从约5克/升 (g/L)到约20克/升的浓度存在的硫酸和以从约20毫克/升到约100毫克/升的浓度存在 的盐酸。在本发明的某些实施方案中，除上述的至少两种酸外，电镀水溶液可进一步包括选 择用来增加铜在电镀水溶液中的至少两种酸中的溶解度的补充的酸。例如，所述补充的酸 可以选自烷烃磺酸、甲磺酸、乙磺酸、丙磺酸、丁磺酸、戊磺酸、己磺酸、癸磺酸、十二烷磺酸、 氟硼酸、任何上述补充的酸的混合物或选择用来增加铜在所述电镀水溶液中的所述至少两
铜可以以至少约50克/升，更具体地，从约50克/升到约100克/升的浓度存在 于电镀水溶液中。在本发明的更具体的实施方案中，铜的浓度可以是从至少约85克/升到 约100克/升。如上所述，所述电镀水溶液包括诸如抑制剂和促进剂的可以改善电镀水溶液的某 些电镀特性的添加剂。如本说明书和权利要求中整篇所使用的，术语“新制溶液”(“VMS”)是 指没有任何抑制剂和促进剂的电镀水溶液。对于本文所述的电镀水溶液的实施方案，新制 溶液包括所述至少两种酸和溶解于其中的铜。如本说明书和权利要求中整篇所使用的，电 镀水溶液的一种或多种抑制剂的“抑制强度”是由与包括一般只含有VMS的溶液的电化学 电池的阴极处的电流密度相比，包括含有VMS和一种或多种抑制剂的受抑制的溶液的电化 学电池的阴极处的电流密度的下降来确定，其中各电流密度在相对于硫酸亚汞电极(MSE) 约-0. 7伏下测量。对于本文所述的电镀水溶液的实施方案，受抑制的溶液包括所述至少两 种酸、铜和至少两种抑制剂。仅举一个例子，当在使用受抑制的溶液的电化学电池的阴极处 的电流密度为使用VMS的电化学电池的电流密度的1/5时，抑制剂提供了 5. 0的抑制强度。如本说明书和权利要求书中整篇所使用的，电镀水溶液的一种或多种促进剂的 “促进强度”是由与包括上述受抑制的溶液的电化学电池的阴极处的电流密度相比，包括含 有VMS和一种或多种促进剂的受促进的溶液的电化学电池的阴极处的电流密度的上升来 测量，其中各电流密度在相对于MSE约-0. 7伏下测量。对于本文所述的电镀水溶液的实施 方案，受促进的溶液包括所述至少两种酸、铜和至少一种促进剂。仅举一个例子，当使用受 促进的溶液的电化学电池的阴极处的电流密度是使用受抑制的溶液的电化学电池的电流 密度两倍时，促进剂提供了 2. 0的促进强度。所述电镀水溶液中的所述至少一种促进剂用于提高铜在基材上的沉积速率并以 足以提供至少约2. 0的促进强度的量存在于所述电镀水溶液中。所述至少一种促进剂可进 一步增加所述电镀铜膜的亮度和其它品质，诸如减少电镀铜膜中的空隙浓度等。所述至少 一种促进剂可以从约10毫克/升到约1000毫克/升的浓度存在于电镀水溶液中。根据本 发明的各个实施方案，所述至少一种促进剂可选自有机硫化物化合物，例如聚二硫二丙烷 磺酸钠(Bis (sodium-sulfopropyl) disulfide)、3-巯基-1-丙磺酸钠盐、N，N- 二甲基二硫 代氨基甲酰基丙磺酸钠盐、异硫脲丙基硫酸盐(3-S-Isothiuronium propyl sulfonate)或 上述任何化学品的混合物。其它合适的促进剂包括但不限于硫脲、烯丙基硫脲、乙酰硫脲、 吡啶、上述任何化学品的混合物或另一种合适的促进剂。所述至少一种促进剂也可包括选 定的无机化合物来增加从所述电镀水溶液沉积铜的速率、降低可增加在电镀铜膜中的孔隙 度的氢气的释放或两者。例如，合适的无机化合物可包括含硒的阴离子(如SeO广和Se2_)、 含碲的阴离子(如TeO32-和Te2—)或两者。此外，许多公开的促进剂可以基本上不含对集成 电路中所使用的半导体器件的性能有害的碱金属元素(如钠和钾)。相应地，由所公开的具 有基本上不含碱金属元素的促进剂的电镀水溶液中的一种沉积的铜膜也将基本上不含碱 金属元素。所述电镀水溶液中的所述至少两种抑制剂用于大幅度抑制在从电镀水溶液电镀 铜期间的树枝状结晶的形成，并用于改进电镀铜膜的其它品质，诸如表面粗糙度、延展性、 亮度和电导率。所述至少两种抑制剂可以总共以从约10毫克/升到约1000毫克/升的浓
8度存在于电镀水溶液中。所述至少两种抑制剂以合在一起足以提供至少约5. 0的抑制强度 的量存在于所述电镀水溶液中。所述抑制剂可以是表面活性剂、整平剂(leveler agent), 润湿剂、螯合剂或展示任意上述功能的组合的添加剂。所述至少两种抑制剂可选自下面的 抑制剂中的两种或更多种季铵化的聚胺、聚丙烯酰胺、交联的聚酰胺、吩嗪偶氮染料(例 如，健那绿B)、烷氧基化的胺表面活性剂、聚醚表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表 面活性剂、阴离子表面活性剂、嵌段共聚物表面活性剂、聚丙烯酸、聚胺、氨基羧酸、羧酸 (hydrocarboxylic acid)、柠檬酸、四(2_羟丙基)乙二胺、依地酸、酒石酸以及任何其它合 适的抑制剂。所述电镀水溶液可根据许多不同的实施方案来生产。根据本发明的一个实施方 案，可以提供一个装有电解液的容器，该电解液包括所述至少两种酸和溶解在该至少两种 酸中的铜。所述电解液维持在可以例如是约室温(例如约20°C)的第一温度下。所述铜可 以以处于或低于该第一温度下铜在所述电解液中的溶解度极限的浓度存在于所述电解液 中。例如，铜可以以等于或低于50克/升的浓度存在于电解液中。接下来，将所述电解液 加热到高于第一温度的第二温度。在第二温度下，铜在电解液中具有更高的溶解度。第二 温度可以是执行铜电镀过程的温度，诸如约50°C或更高。然后，将额外的铜从铜源添加到电解液中，而电解液维持在第二温度下。铜源可以 是以下铜源中的一种或多种铜盐(如硫酸铜)、氧化铜和氢氧化铜。可以选择额外的铜的 量，以使得电解液中的铜浓度处于或接近第二温度下铜在电解液中的溶解度极限。例如，可 以将额外的铜添加到电解液中，以使其铜浓度增加到约50克/升到约100克/升。在本发 明的某些实施方案中，可以向电解液添加额外的铜，以使得电解液的铜浓度在第二温度下 为至少约85克/升。所述至少一种促进剂和至少两种抑制剂可以在将所述电解液加热到 第二温度之前或在添加额外的铜之后与所述电解液混合。当铜的沉淀不是问题时，所述电镀水溶液可以仅仅通过混合所选择的至少两种 酸、铜盐、至少一种促进剂和至少两种抑制剂来配制。例如，当氟硼酸构成所述至少两种酸 之一时，在室温下铜在其中的溶解度足够大，因此不需要在更高的温度下添加额外的铜来 将铜浓度提高到期望的水平。图IA是根据本发明的各种方法可用于实施将铜电镀到基材上的实施方案的电镀 系统100的示意性的横断面图。电镀系统100可包括若干个成直线隔开的且隔离的容器。 但是，在其它配置中，这些容器可彼此径向地隔开并隔离。例如，电镀系统100可包括容纳 清洗溶液102的清洗容器101、容纳冲洗溶液104(例如，水)的冲洗容器103、容纳可以是 任意的前述电镀水溶液的实施方案的电镀水溶液106的电镀容器105、容纳镀后清洗溶液 108的镀后清洗容器107和用于在镀后清洗容器107中清洗之后干燥电镀基材的干燥容器 109。例如，清洗溶液102可包含一种或多种抑制剂。在本发明的一个实施方案中，清洗溶 液102的一种或多种抑制剂可以与电镀水溶液106中所使用的抑制剂中的一种成份相同。 干燥容器109可容纳干燥溶液110(例如，在水中的异丙醇(“IPA”)或其它干燥溶液)以 除去基材上的任何镀后清洗溶液108或者所述基材可被旋转干燥。尽管没有示出，但外部 的加热器可以将置于所述电镀容器105内的所述电镀水溶液106的温度维持在选定的电镀 温度下，例如维持在约20°C到约60°C之间。电镀系统100还包括在操作时通过可移动臂114与基材托112连接的传动机构系统111。传动机构系统111可操作以可控制地和可选择地在垂直方向V1和V2上上下移动 基材托112并在水平方向H1和H2上水平地移动基材托112。基材托112被配置为托住具 有将铜膜119电镀到其上的表面117的基材116并还包括诸如与基材116电接触的电接触 针等装备(provision)。应该强调的是，可以使用任何合适的基材托114。虽然为了简单在 图IA中只示有一个基材，但许多商业的基材托被配置为托住多个基材。此外，术语“基材” 是指任何能够被电镀的工件。举例来说，适当的基材包括但不限于在其中形成或未形成有 源和/或无源器件(如晶体管、二极管、电容、电阻等)的半导体基材(例如，单晶硅片、单 晶砷化镓晶片等)、印刷电路板、柔性聚合物基材和许多其它类型的基材。此外，可采用各种 不同的流体供应系统来供应容器101、103、105、107和109中的各种流体并可选地再循环该 电镀水溶液106以在基材116上方提供基本上是层流的电镀水溶液106。这些流体供应系 统和容器配置是众所周知的，出于简洁起见，在这里不进行详细说明。参考图1B，在其它配 置中，基材托112可以被定位成使基材116的表面117是朝向向下方向(如图所示)或向 上方向的，且传动机构系统111可操作以在方向R上旋转基材托112和基材116。该电镀系统100还包括被电连接到基材托112(即阴极)并因此电连接到基体116 上的电压源118。电压源118进一步电连接到浸没在电镀槽105的电镀水溶液106之中的 阳极120。阳极120可与基材116的表面117隔开距离S。例如，距离S可以是约0. 1厘米 (“cm”)到约10厘米，更具体地说，约1厘米。电压源118可操作地在基材116和阳极120 之间施加选定的电压。现在在下文中结合图IA和图IB更详细地讨论用于将铜电镀到基材116上的本发 明的方法的各个实施方案。在实践中，传动机构系统111可将载有基材116的基材托112 浸入清洗溶液102中，然后将载有基材116的基材托112浸入冲洗溶液104中。接下来，传 动机构系统111可将载有基材116的基材托112浸入电镀水溶液106中。当基材116浸没 在电镀水溶液106中时，电压源118可以在基材116和阳极120之间施加电压以使铜从电 镀水溶液106中电镀到基材116的表面117上以形成铜膜119。当基材116浸没在电镀水溶液106中并且铜正被电镀到基材116的表面117上 时，传动机构系统111可以在V1* V2方向上以线性振荡方式移动该基材托112和基材116。 例如，基材116可以以约10毫米/秒(mm/s)到约1000毫米/秒的速度并以约600毫米的 冲程进行线性振荡。在本发明的一个实施方案中，当基材116有约300毫米的直径时，基材 116以约100冲/分钟的频率线性振荡。在本发明的一些实施方案中，冲程可以等于或大于 要电镀的表面117的尺寸D。参考图1B，在本发明的另一实施方案中，基材托116和基材112可以作为整体以方 向R旋转，而基材116的表面117通常保持与阳极120的纵轴平行。例如，基材托116和基 材112可以作为整体以约150转/分钟(rpm)到约300转/分钟、更具体地约200转/分 钟的转速在方向R上旋转。在本发明的其它实施方案中，可使用基材托112和基材116作 为整体在H1和H2方向上的线性振荡运动和在方向R上的旋转运动的组合。使用任何上述 用于线性振荡和/或旋转基材112的技术能增加被电镀水溶液106中的铜离子向基材116 的表面117的扩散所限制的基材116处的极限电流密度。相应地，增加基材116处的电流密 度增加了铜膜119的电镀沉积速率。例如，将任何上述基材运动技术与电镀水溶液106的 化学组合使用，使得电压源118能在基材116处施加约200毫安/平方厘米(mA/cm2)到约
102000毫安/平方厘米的电流密度。在这样高的电流密度下，铜沉积到基材116的表面117 上的速率可以是10微米/分钟或更高。此外，尽管是在这样高的沉积速率下沉积，所沉积 的铜膜119可以基本上不含树枝状结晶。当阳极120是惰性阳极时，可以不断地将铜添加到电镀水溶液106中，以便当沉积 铜膜119时维持大体上恒定的铜浓度。当阳极120是自耗性铜阳极时，来自阳极120的铜 有可能被氧化并溶解在电镀水溶液106中，以便当沉积铜膜119时维持大体上恒定铜浓度。在本发明的某些实施方案中，电压源118可施加随时间变化的电压以对基材116 施加正向脉冲电流密度，以促进在铜膜119中形成更细微的晶粒尺寸。例如，图2示出了可 以通过使用电压源118在基材116和阳极120之间施加电压而施加在基材116上的正向脉 冲电流密度波形200的一个例子。正向脉冲电流密度波形200在基材112(即阴极)处的 代表性的电流密度可以是约200毫安/平方厘米到约2000毫安/平方厘米。在本发明其 它的实施方案中，电压源118可施加随时间变化的电压以对基材116施加反向脉冲电流密 度波形或正向脉冲和反向脉冲电流密度波形的组合。例如，图3示出了其中在基材116处 的电流密度可以周期性地反转的正向/反向脉冲电流密度波形300的一个例子。正向脉冲 /反向脉冲电流密度波形300的正向脉冲在基材112(即阴极)处的代表性的电流密度可以 在约0. 1毫秒到约100毫秒的脉冲持续时间t内增加到约10安/平方厘米。在将铜膜119电镀到基材116上之后，传动机构系统111可将基材托112和基材 116移动并浸没到所述镀后清洗容器107的镀后清洗溶液108中。然后，传动机构系统111 可将基材托112和基材116移动并浸没到干燥容器109的干燥溶液110中。所公开的电镀水溶液可用于以高沉积速率电镀高品质的铜膜以形成许多不同类 型的的导电结构。例如，根据本文公开的方法电镀的铜可用于使用镶嵌法形成集成电路的 内部连线。根据本文公开的方法电镀的铜还可用来形成贯穿基材的内部连线、贯穿掩膜的 电镀膜、用于倒装晶片型电连接的电镀凸块或集成电路和其它电子设备中的其它金属结 构。此外，根据本文公开的方法电镀的铜还可用于形成用于太阳能电池的电接触。上述非 限制性的应用的列表只提供了根据本文公开的方法电镀的铜的用途的一些例子。从上述情况将认识到，虽然本文已出于说明的目的描述了本发明的具体实施方 案，但可进行各种修改而不偏离本发明的精神和范围。
1权利要求
电镀水溶液，包含至少两种酸；铜；至少一种促进剂，其提供至少约2.0的促进强度；和至少两种抑制剂，它们总共提供至少约5.0的抑制强度。
2.权利要求1的电镀水溶液，其中，所述至少两种酸包括下面的酸中的一种或多种 硫酸；盐酸； 氢碘酸； 氢硼酸；和 氟硼酸。
3.权利要求1的电镀水溶液，其中所述至少两种酸包括 以从约5克/升到约20克/升的浓度存在的硫酸；和 以从约20毫克/升到约100毫克/升的浓度存在的盐酸。
4.权利要求1的电镀水溶液，其中所述铜以从约50克/升到约100克/升的浓度存在。
5.权利要求1的电镀水溶液，其中所述浓度是至少约85克/升。
6.权利要求1的电镀水溶液，其中所述至少一种促进剂包括下面物质中的至少一种 硫化物化合物；含硒的阴离子；和 含碲的阴离子。
7.权利要求1的电镀水溶液，其中所述至少两种抑制剂包括下面抑制剂中的一种或多种表面活性剂； 螯合剂； 整平剂；和 润湿剂。
8.权利要求1的电镀水溶液，其中所述至少两种抑制剂包括下面抑制剂中的一种或多种季铵化的聚胺；聚丙烯酰胺；交联的聚酰胺；吩嗪偶氮染料；烷氧基化的胺表面活性 剂；聚醚表面活性剂；非离子表面活性剂；阳离子表面活性剂；阴离子表面活性剂；嵌段共 聚物表面活性剂；聚丙烯酸；聚胺；氨基羧酸；羧酸；柠檬酸；四(2-羟丙基)乙二胺；依地 酸和酒石酸。
9.权利要求1的电镀水溶液，其中所述至少一种促进剂以从约10毫克/升到约1000毫克/升的浓度存在；和 所述至少两种抑制剂总共以从约10毫克/升到约1000毫克/升的浓度存在。
10.权利要求1的电镀水溶液，其中所述至少两种酸总共以从约5克/升到约20克/升的浓度存在；和 所述铜以从约50克/升到约100克/升的浓度存在。
11.电镀方法，包括将基材浸没在电镀水溶液中，所述电镀水溶液包括 至少两种酸； 铜；至少一种促进剂，其提供至少约2. 0的促进强度；和 至少两种抑制剂，它们总共提供至少约5. 0的抑制强度；和 将来自所述电镀水溶液的至少一部分铜电镀到所述基材上。
12.权利要求11的方法，进一步包括在电镀行为期间在所述电镀水溶液中线性振荡所 述基材。
13.权利要求12的方法，其中在所述电镀水溶液中线性振荡所述基材包括 以从约10毫米/秒至约1000毫米/秒的速度在镀浴中线性振荡所述基材。
14.权利要求11的方法，进一步包括在电镀行为期间在所述电镀水溶液中旋转所述基材。
15.权利要求14的方法，其中，在所述电镀水溶液中旋转所述基材包括以从约150转/分钟到约300转/分钟的速度在所述电镀水溶液中旋转所述基材。
16.权利要求14的方法其中所述基材包括要用铜电镀的表面；且进一步包括使所述表面朝向面向上的方向或面向下的方向。
17.权利要求14的方法其中所述基材包括要用铜电镀的表面；进一步包括以保持所述表面基本上与浸没在所述电镀水溶液中的阳极的纵轴平行的 方式移动所述基材。
18.权利要求11的方法，其中将来自所述电镀水溶液的至少一部分铜电镀到所述基材 上包括将所述铜以基本上无树枝状结晶的膜的形式以至少10微米/分钟的沉积速率沉积到 所述基材上。
19.权利要求11的方法，进一步包括从浸没在所述电镀水溶液中的自耗性阳极向所述 电镀水溶液中添加额外的铜。
20.权利要求11的方法，进一步包括用引入到所述电镀水溶液中的额外的铜来补充所 述电镀水溶液。
21.权利要求11的方法，进一步包括在将所述基材浸没在所述电镀水溶液中之前，在包括至少一种抑制剂的清洗溶液中 清洗所述基材，该至少一种抑制剂与所述电镀水溶液中的所述至少两种抑制剂之一成份相 同。
22.权利要求11的方法，进一步包括将所述电镀水溶液维持在约20摄氏度到约60摄 氏度之间的温度下。
23.权利要求11的方法其中所述基材包括要用铜电镀的表面；和进一步包括使所述表面离开浸没在所述电镀水溶液中的阳极约0. 1厘米到约10厘米的距离。
24.权利要求11的方法，其中，所述电镀水溶液中的所述至少两种酸包括下面的酸中 的一种或多种硫酸； 盐酸； 氢碘酸； 氢硼酸；和 氟硼酸。
25.权利要求11的方法，其中所述电镀水溶液中的所述至少两种酸包括 以从约5克/升到约20克/升的浓度存在的硫酸；和以从约20毫克/升到约100毫克/升的浓度存在的盐酸。
26.权利要求11的方法，其中所述电镀水溶液中的铜以从约50克/升到约100克/升 的浓度存在。
27.权利要求11的方法，其中所述电镀水溶液中的所述至少一种促进剂包括下面物质 中的至少一种硫化物化合物； 含硒的阴离子；和 含碲的阴离子。
28.权利要求11的方法，其中所述电镀水溶液中的所述至少两种抑制剂包括下面的抑 制剂中的一种或多种表面活性剂； 螯合剂； 整平剂；和 润湿剂。
29.权利要求11的方法，其中所述电镀水溶液中的所述至少两种抑制剂包括下面的抑 制剂中的一种或多种季铵化的聚胺；聚丙烯酰胺；交联的聚酰胺；吩嗪偶氮染料；烷氧基化的胺表面活性 剂；聚醚表面活性剂；非离子表面活性剂；阳离子表面活性剂；阴离子表面活性剂；嵌段共 聚物表面活性剂；聚丙烯酸；聚胺；氨基羧酸；羧酸；柠檬酸；四(2-羟丙基)乙二胺；依地 酸和酒石酸。
30.权利要求11的方法，其中所述至少一种促进剂以从约10毫克/升到约1000毫克/升的浓度存在；和 所述至少两种抑制剂总共以从约10毫克/升到约1000毫克/升的浓度存在。
31.权利要求11的方法，其中所述电镀水溶液中的所述至少两种酸总共以从约5克/升到约20克/升的浓度存在；和所述电镀水溶液中的铜以从约50克/升到约100克/升的浓度存在。
32.电镀水溶液的制备方法，包括将电镀水溶液维持在第一温度下，所述电镀水溶液包括至少两种酸；以低于第一温度下铜在所述至少两种酸中的溶解度极限的浓度存在的铜； 将所述电镀水溶液加热到高于所述第一温度的第二温度；和当所述电镀水溶液处于第二温度时，从铜源引入额外的铜到所述电镀水溶液中，以使 得所述电镀水溶液呈现至少约50克/升的铜浓度。
33.权利要求32的方法，其中，从铜源引入额外的铜包括以低于电镀温度下铜在所述至少两种酸中的溶解度极限的浓度引入的额外的铜。
34.权利要求32的方法，其中，引入额外的铜包括以使得所述铜浓度在所述第二温度下为约50克/升到约100克/升的量将所述额外 的铜引入到所述电镀水溶液中。
35.权利要求32的方法，其中从铜源引入额外的铜包括以使得所述铜浓度在所述第二温度下为约85克/升或更高的量将所述额外的铜引入 到所述电镀水溶液中。
36.权利要求32的方法，其中所述铜源包括下面物质中的至少一种 铜盐；氧化铜；和 氢氧化铜。
37.权利要求31的方法，其中，所述电镀水溶液包括提供至少约2.0的促进强度的至少 一种促进剂和总共提供至少约5. 0的抑制强度的至少两种抑制剂。
全文摘要
在本发明的一个实施方案中，公开了一种电镀水溶液。所述电镀水溶液包括至少两种酸、铜、至少一种促进剂和至少两种抑制剂。所述至少一种促进剂提供至少约2.0的促进强度，所述至少两种抑制剂总共提供至少约5.0的抑制强度。还公开了制备和使用这样的电镀水溶液的方法。
文档编号C25D3/60GK101952487SQ200880109265
公开日2011年1月19日 申请日期2008年7月29日 优先权日2007年8月7日
发明者J·D·布兰查德, V·M·杜宾, X·徐, Y·陶 申请人:摩西湖工业公司