专利名称：电镀液和电镀方法
技术领域：
本发明通常涉及金属电镀领域。本发明特别涉及铜电镀领域。
背景技术：
通常在物品上电镀金属镀层的方法包括在电镀液中的两个电极之间施加电流，其中电极之一是待镀物品。通常酸性铜电镀液包括溶解的铜(通常是硫酸铜)，酸性电解质例如一定量的硫酸以给予镀液足够的导电性，和合适的改善电镀均匀性和金属镀层质量的添加剂。这样的添加剂包括促进剂、整平剂和抑制剂等等。铜电镀液已用于多种工业应用中，例如装饰性镀层和防护性镀层，以及在电子工·业中特别是用于印刷电路板和半导体的制造。对于电路板制造，在印刷电路板的表面上选定的部分、盲孔中和贯穿线路板基材表面的通孔的壁面上电镀铜。在通孔的壁面上电镀铜之前，首先例如通过金属化学沉积使得通孔的壁面导电。电镀后的通孔提供了从板表面一侧到另一侧的导电通路。对于半导体制造，在具有多种形貌特征(feature)例如通孔、沟槽及它们的组合的晶片表面电镀铜。经金属化处理过的通孔和沟槽为半导体装置的不同层之间提供导电性。已知在电镀的特定领域，例如印刷电路板(“PCBs，”)的电镀，电镀液中促进剂和/或整平剂的使用对于在基板表面获得均匀的金属镀层是至关重要的。不规则形貌的基板的电镀引起特殊的困难。在电镀中，沿着不规则表面典型地存在电压降的变化，这能够导致出现不均匀的金属镀层。结果，在这样不规则的表面上观察到较厚的金属镀层，称为过电镀(overplating)。因此，在电子设备的生产中获得基本上均匀厚度的金属层常常是具有挑战性的步骤。整平剂常常用于铜电镀液中以在电子设备中提供基本上均匀或平整的铜镀层。电子设备的功能性增强且兼具便携性的电子设备的发展趋势驱使PCB小型化。已经开发出高密度互联的方法，例如利用盲孔的顺序增层技术。在利用盲孔的过程中，目标之一是在孔填充最大化的同时使得整个基体表面的铜镀层厚度变化最小化。当PCB同时包含通孔和盲孔时这是特别具有挑战性的。通常，用于铜镀液中的整平剂可赋予整个基体表面的镀层较好的整平能力，但是易于劣化电镀液的分散能力。分散能力定义为孔中心铜镀层厚度与表面铜镀层厚度的比值。制造的新的PCB含有通孔和盲孔。目前的镀液添加剂，特别是目前的整平剂不能有效地在基体表面上提供平坦的铜镀层并且实现通孔填充和/或盲孔填充。这就需要用于制造PCB的铜电镀液中的整平剂具有提供平坦铜镀层的同时又不会明显影响镀液的分散能力，也就是说，镀液能够有效地填充盲孔和通孔。US专利号5607570 (Rohbani)公开了一种在锌上沉积铜镀层的无氰化物碱性(PH9-14)铜冲击镀(strike)镀液，该镀液包括表氯醇与一系列含氮化合物的反应产物，该含氮化合物包括含氮杂环例如咪唑、吡唑、三唑、四唑和哒嗪等等。这个专利的关键是，通过使用这些反应产物，使得无氰化物冲击电镀液能够在锌上沉积铜，而且在锌上沉积铜的期间不会受到有害的铁的污染。这种铁的污染导致在镀覆过程中沉积的铁与沉积的铜形成了复合镀层，并且这种复合镀层会劣化铜层和锌层之间的结合力。虽然在该专利中没有特别说明，但是可以推测出该反应产物加入到铜触击电镀液中以防止铁污染的影响。没有公开这种反应产物特别是用于酸性铜电镀液中作为整平剂。
发明内容
本发明提供了一种铜电镀液，包括铜离子源，电解质和整平剂，其中整平剂是一种或多种环状二氮杂化合物和一种或多种含环氧化物的化合物的反应产物；其中至少一种环状二氮杂化合物具有结构式(I)
权利要求
1.一种铜电镀液，所述铜电镀液包括铜离子源，电解质和整平剂，其中整平剂是一种或多种环状二氮杂化合物和一种或多种含环氧化物的化合物的反应产物；其中至少一种环状二氮杂化合物具有结构式(I)
2.根据权利要求I的铜电镀液，其特征在于含环氧化物的化合物包含1-3个环氧基团。
3.根据权利要求2的铜电镀液，其特征在于含环氧化物的化合物选自下列结构式的化合物
4.根据权利要求I的铜电镀液，其特征在于至少一种环状二氮杂化合物具有结构式
5.根据权利要求I的铜电镀液，其特征在于至少一种环状重氮化合物具有结构式(IIIa)或者(IIIb)
6.根据权利要求I的铜电镀液，其特征在于还包括促进剂。
7.一种在基体上沉积铜的方法，所述方法包括使待镀铜的基体浸入铜电镀液中，该铜电镀液包括铜离子源，电解质和整平剂，其中整平剂是一种或多种环状二氮杂化合物和一种或多种含环氧化物的化合物的反应产物；其中至少一种环状重氮化合物具有结构式
8.根据权利要求7的方法，其特征在于含环氧化物的化合物选自下列结构式的化合物
9.根据权利要求7的方法，其特征在于铜电镀液还包括促进剂。
10.一种组合物，所述组合物包含一种或多种环状二氮杂化合物和一种或多种含环氧化物的化合物的反应产物；其中至少一种环状重氮化合物具有结构式(I)
全文摘要
电镀液和电镀方法。提供了在导电层的表面上沉积铜镀的含有整平剂的铜电镀液层，该整平剂是一种或多种环状重氮化合物和一种或多种含环氧化物的化合物的反应产物。这种镀液在电解质浓度范围内在基体上沉积出基本上均匀的铜层。还公开了使用这种铜电镀液沉积铜层的方法。提供了一种铜电镀液，所述铜电镀液包括铜离子源，电解质和整平剂，其中整平剂是一种或多种环状二氮杂化合物和一种或多种含环氧化物的化合物的反应产物；其中至少一种环状二氮杂化合物具有结构式(I)。
文档编号C25D3/38GK102953097SQ20121041006
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月22日 优先权日2011年8月22日
发明者Z·I·尼亚齐比托瓦, M·A·热兹尼克 申请人:罗门哈斯电子材料有限公司