巯基吡啶异构体对电镀铜填盲孔的影响研究

本文以同分异构体2-巯基吡啶(2-MP)和4-巯基吡啶(4-MP)为研究对象,在对比其作为整平剂填充盲孔性能差异的基础上,阐述其分子构效关系。首先,通过哈林槽镀铜实验研究了2-MP与4-MP的填盲孔性能,结果表明,2-MP的填孔性能更佳,其填孔率可达82%。之后,通过量子化学计算,发现2-MP分子中S原子电子云密度低于4-MP,这说明2-MP更易吸附在铜表面。计时电位法测试结果表明:Cl^(-)可促进2-MP在铜表面的吸附,此外,2-MP与PEG之间的相互作用显著强于4-MP。最后,通过X射线光电子能谱(XPS)检测到了Cu-S键的存在,证明两种整平剂分子在铜表面均发生了化学吸附。然而,由于2-MP分子中的巯基S原子与N原子处于邻位,可以形成S-Cu^(2+)-N配合物,进而与Cl^(-)、PEG形成复杂且致密的抑制层,强烈抑制表面铜沉积,从而提高了其盲孔填孔率。