Электролит для гальванического осаждения медного покрытия

 

Изобретение относится к гальванотехнике , в частности к сернокислым электролитам меднения, и может быть использовано Изобретение относится к гальванотехнике , в частности к сернокислым электролитам меднения, и может быть использовано, при изготовлении функциональных проводящих медных покрытий гибридных интегральных микросхем. Цель изобретения - получение покрытий с высоким классом чистоты поверхности при низких плотностях тока. Согласно изобретению электролит содержит , г/л: сернокислую медь 100 - 250; серную кислоту 70 - 250; парамолибдат или паравольфрамат аммония 5 - 20. В качестве окислителя, который переводит осаждаемую на катоде медь в одновалентное состояние (не достигая двухвалентного состояния), используется парамолибдат или паравольфрамат аммония. Введение одной из этих добавок обеспечивает получение блестящих осадков меди при плотностях тока 0,1 - 0,1 А/дм2 без какого-либо наблюдапри изготовлении функциональных проводящих медных покрытий гибридных интегральных микросхем. Целью изобретения является получение покрытий с высоким классом чистоты поверхности при низких плотностях тока. Электролит для гальванического осаждения медного покрытия содержит, г/л: сернокислую медь 100 - 250, серную кислоту 70 - 250, парамолибдат или паравольфрамат аммония 5 - 20. Введение в состав электролита в качестве окислителя парамолибдата или паравольфрамата аммония способствует осаждению покрытий со средней высотой микронеровностей 0,079 - 0,065 (г12 ) при низких плотностях тока 0,Я - 1 А/дм без локального растворения меди.2 табл. емого локального подтравливания покрытия . Снижение концентрации парамолибдата или паравольфрамата аммония ниже 5 г/л существенно уменьшает блеск и мало устраняет шероховатость покрытия. Напротив , увеличение концентрации названных добавок выше 20 г/л приводит к малой их устойчивости в растворе (образование молибденовой сини для парамолибдата). Это связано с тем, что с ростом концентрации парамолибдата в растворе требуется повышенная концентрация серной кислоты. Однако ее предел ограничен высаливающим эффектом сульфат-иона, снижающего растворимость медного купороса. В табл. 1 приведены данные о химическом составе электролита. Примеры практического испытания предлагаемого и известного электролитов приведены в табл. 2. w Ј о о о ел 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю С 25 О 3/38

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР й0ВОЮНМ " -" 1@- HNHЧЕ3яя

»1 ЛИСТЕРА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4702341/02 (22) 24.04,89 (46) 07.12.91, Бюл, f4 45 (72) В.А.Хамаев и С.В.Буравцев (53) 621.357.7.669,387(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1315525, кл. С 25 D 3/38, 20.12.85.

Авторское свидетельство СССР

М 474572, кл, С 25 D 3/38, 1975.

Розенфельд И.Л. Ингибиторы коррозии. — М.: Химия, 1977, с. 59 — 63, 195 — 282. (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ МЕДНОГО ПОКРЫТИЯ (57) Изобретение относится к гальванотехнике, в частности к сернокислым электролитам меднения, и может быть использовано

Изобретение относится к гальванотехнике, в частности к сернокислым электролитам меднения, и может быть использовано при изготовлении функциональных проводящих медных покрытий гибридных интегральных микросхем.

Цель изобретения — получение покрытий с высоким классом чистоты поверхности при низких плотностях тока.

Согласно изобретению электролит содержит, г/л: сернокислую медь 100 — 250; серную кислоту 70 — 250; парамолибдат или паравольфрамат аммония 5 — 20.

В качестве окислителя, который переводит осаждаемую на катоде медь в одновалентное состояние (не достигая двухвалентного состояния), используется парамолибдат или паравольфрамат аммония. Введение одной из этих добавок обеспечивает получение блестящих осадков меди при плотностях тока 0,1 — 0,1 А/дм2 без какого-либо наблюда, Ы„„1696581 А1 при изготовлении функциональных проводящих медных покрытий гибридных интегральных микросхем, Целью изобретения является получение покрытий с высоким классом чистоты поверхности при низких плотностях тока. Электролит для гальванического осаждения медного покрытия содержит, г/л, сернокислую медь 100 — 250, серную кислоту 70 — 250, парамолибдат. или паравольфрамат аммония 5 — 20. Введение в состав электролита в качестве окислителя парамолибдата или паравольфрамата аммония способствует осаждению покрытий со средней высотой микронеровностей 0,079—

0,065 (г12 — у14) при низких плотностях тока

0,1 — 1 А/дм без локального растворения

2 меди. 2 табл, емого локального подтравливания покрытия.

Снижение концентрации парамолибдата или паравольфрамата аммония ниже 5 г/л существенно уменьшает блеск и мало устраняет шероховатость покрытия. Напротив, увеличение концентрации названных добавок выше 20 г/л приводит к малой их устойчивости в растворе (образование молибденовой сини для парамолибдата), Это связано с тем, что с ростом концентрации парамолибдата в растворе требуется повышенная концентрация серной кислоты. Однако ее предел ограничен высаливающим эффектом сульфат-иона, снижающего растворимость медного купороса, В табл. 1 приведены данные о химическом составе электролита.

Примеры практического испытания предлагаемого и известного электролитов приведены в табл. 2.

1б96581

Таблица1

Содсь

Та ол ила 2

Значения показателей для злектролнтов

Показатели

2 3

4 (известный) при плотности т(ка, А/дм

0 1 1,0 3,0 0,1 1,0 3,0

Состояние поверх- }}ез слепок локальности ного растворения

}(ез следов Локального растворения

0,039 Ор072

1!ез следов локалькога Стравливараствооеьз(я ние иеци

Еез следов локального растворения

О> 135

0,079 0,065 0,053

Средняя высота зв(кронеровностей, икм

КозФФнциент разрастанияя

Удельяое сопротивление, мк((м

0, 114 ((,085

0 ° 21 0э2В Оэ25 0з3 0 ° 36

0,45

0,39

0,41

1,68 1, 72 1,78

1,69

Составитель Н.Нечитайло

Техред M.Моргентал Корректор M.Ùeðoojä

Редактор И.Горная

Заказ 4282 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР! 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производстве!(}!с(издательский комбинат "Патент", г. Ужгг}вод, ул,Г згврина. }(ь1

Осаждение меди производится в диапазоне плотностей тока 0,1 — 8 А/дм . Чис2 тота поверхности оценивается с помощью профилограф профилометра "Калибр-201".

Коэффициент бокового разрастания оценивается с помоьдью микроскопа БИОЛАМ-М и МИС-11. Состояние поверхности (внешний вид) оценивается с помощькь микроскопа МБС-9. Для приготовления электролита используются компоненты марки иЧ" и "ХЧи вода-деионизованная, Медное покрытие толщиной не мене t5 мкм осаждается на образцы из ситалла (боросиликатное стекло 60 х 48 мм чистотой поверхностис714 с предварительно нанесенной вакуумно-плавленным методом пленкой меди толщиной 1 мкм), Исходя из данных табл. 2, наличие в составе электролита добавок парамолибдата или паравольфрамата аммония дает возможность получать осадки меди с высоким классом чистоты поверхности <12 — ю 14 в, широком диапазоне плотностей тока 0,1 — 8

А/дм, низким коэффициентом бокового г

5 разрастания 0,21 — 0,41, без увеличения удельного сопротивления и без следов локального растворения меди при низких (0,1 — 1 А/дм ) плотностях тока.

Формула изобретения

10 Электролит для гальванического осаждения медного покрытия, содержащий Ьернокислую медь, серную кислоту и окислитель, о тл и ча ющийся тем,что, с целью получения покрытий с высоким классом чистоты повер15 хности при низких плотностях тока, он в качестве окислителя содержит парамолибдат или паравольфрамат при следующем содержании компонентов, г/л; сернокислая медь

100 — 250; серная кислота 70 -250, парамо20 либдат или паравольфрамат аммония 5 — 20.