新型整平剂对电镀铜填通孔的影响及机制探究

针对目前国内电子电镀专用化学品瓶颈问题,合成了一种由含氮杂环与含氧碳链组成的新型整平剂分子SC-21。通过哈林槽实验、循环伏安法(CV)、计时电位法(CP&CPCR)和电化学交流阻抗谱(EIS)对比,研究了常见整平剂健那绿(JGB)、聚乙烯亚胺烷基盐(PN)与新型整平剂SC-21在电镀铜填充通孔过程中的作用差异。结果表明:以一定浓度SC-21为整平剂时可出现“蝴蝶填充”现象,进而实现对深径比2∶1通孔的无空洞填充;与JGB和PN相比,此浓度下的SC-21在较宽的电流密度范围内具有动态吸附行为,可产生“负微分电阻效应”,使得通孔内呈现与“蝴蝶填充”形状相匹配的沉铜速率梯度,最终实现对通孔的无空洞填充。

亚甲基紫对盲孔镀铜电化学行为和填孔效果的影响

以常见整平剂健那绿(JGB)为参照,研究了亚甲基紫(MV)对铜沉积的电化学行为和填盲孔效果的影响。电化学分析结果表明,在不含PEG的镀液中,MV和JGB均表现为加速铜沉积;加入PEG后,二者均表现为抑制铜沉积,并且JGB对铜沉积的速率控制步骤(Cu^(2+)+e^(−)→Cu^(+))的抑制作用强于MV。哈林槽电镀实验结果表明,以MV和JGB作为整平剂在相同的条件下电镀铜填盲孔时面铜的厚度相同,但采用MV时孔口处出现凸起,采用JGB时孔口则出现凹陷。微观结构分析表明,采用上述2种整平剂时所得铜镀层的择优取向均为(111)晶面,但以JGB作为整平剂时表面更平整。