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新型化合物及其利用.pdf

  • 上传人:王**
  • 文档编号:8637682
  • 上传时间:2020-10-14
  • 格式:PDF
  • 页数:25
  • 大小:2.11MB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN201080066482.0

    申请日:

    20100430

    公开号:

    CN102906078B

    公开日:

    20151216

    当前法律状态:

    有效性:

    有效

    法律详情:

    IPC分类号:

    C07D295/08,C25D3/38,C25D7/00,C25D7/12

    主分类号:

    C07D295/08,C25D3/38,C25D7/00,C25D7/12

    申请人:

    株式会社杰希优

    发明人:

    安田弘树,君塚亮一,高须辰治,佐藤琢朗,石塚博士,小合康裕,尾山祐斗,外冈优,小坂美纪子,下村彩,清水由美子

    地址:

    日本国东京都

    优先权:

    JP2010057685W

    专利代理机构:

    中科专利商标代理有限责任公司

    代理人:

    蒋亭

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    内容摘要

    本发明的目的在于,提供可向半导体用硅基板、有机材料基板、陶瓷基板等基板填充高深宽比的通孔、穿孔等的镀铜技术。所述技术为叔胺化合物、其季铵化合物以及含有这些化合物的镀铜用添加剂、铜镀浴、镀铜方法,所述叔胺化合物是通过使杂环化合物与具有3个以上缩水甘油醚基的化合物中的缩水甘油醚基的环氧基反应而得的叔胺化合物。

    权利要求书

    1.一种叔胺化合物,其为以通式(III)表示的化合物,其中,R为氢原子、甲酰基或包含C~C和O~O的可具有羰基的1或2个缩水甘油醚基,R为氢原子、甲基或乙基,R为氢原子、甲酰基或包含C~C和O~O的可具有羰基的1或2个缩水甘油醚基,R为C~C的烃,n为1~4的整数。 2.一种季铵化合物,所述季铵化合物是将权利要求1所述的叔胺化合物季铵化而得的季铵化合物。 3.权利要求1所述的叔胺化合物的制造方法,其特征在于,使通式(II)表示的杂环化合物与通式(I)表示的具有3个以上缩水甘油醚基的化合物中的缩水甘油醚基的环氧基在室温以下反应,R为C~C的烃,其中,R为氢原子、甲酰基或包含C~C和O~O的可具有羰基的1或2个缩水甘油醚基,R为氢原子、甲基或乙基,R为氢原子、甲酰基或包含C~C和O~O的可具有羰基的1或2个缩水甘油醚基,n为1~4的整数。 4.一种季铵化合物的制造方法,其特征在于,使权利要求1所述的叔胺化合物与季铵化试剂反应。 5.一种铜镀浴用添加剂,其特征在于,含有选自权利要求1所述的叔胺化合物和权利要求2的季铵化合物的化合物中的1种或2种以上。 6.一种铜镀浴,其特征在于,含有选自权利要求1所述的叔胺化合物和权利要求2的季铵化合物的化合物中的1种或2种以上。 7.如权利要求6的铜镀浴,其中,铜镀浴是含有10~80g/L的铜离子和5~200g/L的有机酸或无机酸的铜镀浴。 8.如权利要求6或7的铜镀浴,其中,铜镀浴是含有0.1~1000mg/L的选自权利要求1的叔胺化合物和权利要求2的季铵化合物的化合物中的1种或2种以上的铜镀浴。 9.如权利要求6或7的铜镀浴,其中,铜镀浴进一步含有选自硫代烷基磺酸或其盐、二硫代有机化合物和二硫代氨基甲酸衍生物的1种或2种以上,并且所述成分的浓度为0.1~200mg/L。 10.如权利要求6或7的铜镀浴,其中,所述铜镀浴为酸性。 11.一种镀铜方法,其特征在于,用权利要求6~10中任一项的铜镀浴对基板进行镀敷。 12.如权利要求11的镀铜方法,其中,基板是具有深宽比为1以上的盲孔的基板。 13.如权利要求11或12的镀铜方法,其中,基板是具有深宽比为2以上的穿孔的基板。 14.如权利要求11或12的镀铜方法,其中,所述镀铜方法是按照使表层镀膜厚度达到15μm以下的方式进行。

    说明书

    技术领域

    本发明涉及新型化合物及其用途,更详细而言,涉及作为新型化合物 的叔胺化合物和将它们季铵化而得的季铵化合物,以及利用这些新型化合 物的、能够以高可靠性对硅晶片等半导体基板或印刷基板等具有精细电路 图案或盲孔、穿孔等微孔的基板进行镀铜的铜镀浴,以及使用所述铜镀浴 的镀铜方法等。

    背景技术

    近年来,作为便携终端机器、个人电脑、录像机、游戏机等电子机器 的电路安装方法,以叠加(build-up)方法为代表的基板层叠方法逐渐得 到广泛应用。在该叠加方法中,于层叠板上设置穿孔或通孔,通过在该微 孔内析出的金属,进行各电路层间的连接,从而使得电路的多层化成为可 能。在该微孔中,金属在盲孔内的析出通过保形通孔镀敷或填孔镀敷进行。

    可是,就在通孔的内侧壁面和底面形成金属被摸的通孔镀敷而言,难 以在孔穴上进一步堆积导体层,另外在连接电路层间时,为保障充分的通 电,需要使金属被摸的析出区域增大。

    另一方面,若使用在通孔内填充金属的填孔方法,则孔穴完全填充, 而且若进行了填充之后的通孔部分表面平坦,则在孔穴上仍可形成通孔, 所以对缩小尺寸非常有利。因此,作为代替绝缘体(绝缘层)的平坦化存 在极限的保形通孔镀敷的技术,逐渐多采用填充层间的连接孔穴(孔)的 所谓填孔镀敷。

    迄今为止,作为此类填孔技术,已知以含有胺类与缩水甘油醚的反应 缩合物和/或该缩合物的季铵衍生物为特征的铜镀浴(专利文献1)。

    但是,虽然为孔径大(10μm以上)并且孔的深宽比(孔深度/孔直径) 较小的(1以下)的盲孔时,该技术可无问题地填充,但对于以伴随近年 来的微细化要求的孔径狭小的盲孔、穿孔、硅贯通电极为代表的三维安装 用高深宽比孔而言,难以实现无隙填充。另外,在LSI用途的镀铜中,即 使是现有的技术,若是较大直径(100nmφ以上),则可填充至深宽比为 4-5左右,但对于近年来更小直径的盲孔而言,难以良好的填充。

    另外,作为使铜析出于印刷电路基板的方法,已知将具有特定多分散 性的反应物作为流平剂添加于铜镀浴中的技术,所述反应物为选自咪唑等 的化合物与含有醚键的聚环氧化合物的反应物(专利文献2)。

    但是,就该技术而言,为了能够使上述反应物聚合,必须控制分子量 分布,为稳定制造具有理想的多分散性的流平剂,需要极大的努力。

    专利文献

    专利文献1:国际公开WO2002/90623号

    专利文献2:美国专利第7374652号

    发明内容

    发明所要解决的课题

    因此,要求提供针对半导体用硅基板、有机材料基板、陶瓷基板等基 板能够填充高深宽比的通孔、穿孔等的镀铜技术。另外,为了使配线进一 步精细化,要求即使将表层的镀膜厚度变薄也可良好地填充盲孔、穿孔等 的镀敷液技术。

    解决课题的手段

    本发明人等为解决上述课题而深入研究的结果发现,通过将使具有3 个以上缩水甘油醚基的化合物与杂环化合物在温和的条件下反应而得的 叔胺化合物或其季铵化合物这样的新型化合物用于现有的镀铜技术,可解 决上述课题,从而完成本发明。

    即,本发明如下所示。

    (1)叔胺化合物,所述叔胺化合物为通过使杂环化合物与具有3个 以上缩水甘油醚基的化合物中的缩水甘油醚基的环氧基反应而得的叔胺 化合物。

    (2)季铵化合物,所述季铵化合物是将上述(1)中记载的叔胺化合 物季铵化而得的季铵化合物。

    (3)叔胺化合物的制造方法,其特征在于,使杂环化合物与具有3 个以上缩水甘油醚基的化合物中的缩水甘油醚基的环氧基发生反应。

    (4)季铵化合物的制造方法,其特征在于,使叔胺化合物与季铵化 试剂反应,所述叔胺化合物是通过使杂环化合物与具有3个以上缩水甘油 醚基的化合物中的缩水甘油醚基的环氧基反应而得的叔胺化合物。

    (5)铜镀浴用添加剂,其特征在于,含有选自上述(1)中记载的叔 胺化合物和上述(2)中记载的季铵化合物的化合物中的1种或2种以上。

    (6)铜镀浴,其特征在于,含有选自上述(1)中记载的叔胺化合物 和上述(2)中记载的季铵化合物的化合物中的1种或2种以上。

    (7)镀铜方法,其特征在于,用上述(6)中记载的铜镀浴对基板进 行镀敷。

    发明的效果

    本发明的叔胺化合物和将它们季铵化而得的季铵化合物均可通过添 加于现有的铜镀浴中而以高可靠性对硅晶片等半导体基板或印刷基板等 具有精细电路图案、盲孔、穿孔等微孔等的基板进行镀铜。

    另外,通过上述镀铜,从而可对在基板上形成的高深宽比的盲孔、穿 孔等无缝隙地填充铜。另外,由于此时也可防止盲孔、穿孔等的过镀敷 (overplate),所以在最外层的情况下变得易于安装,而且在层叠的情况 下因可确保基板表面的平坦性而容易实施多层化。

    此外,上述镀铜与用含有以往添加剂的铜镀浴对基板进行镀铜的情况 相比,即使基板表面的镀膜厚度薄,也可获得良好的填充性能。

    附图说明

    图1是在实施例5中进行镀敷后的通孔内部的截面照片。

    图2是在实施例6中进行镀敷后的通孔内部的截面照片(A是镀敷时 间为35分钟,B是25分钟)。

    图3是在比较例1或2中进行镀敷后的通孔内部的截面照片(C是比 较例1,D是比较例2)。

    图4是在实施例7中进行镀敷后的通孔内部的截面照片。

    具体实施方式

    本发明的新型化合物是通过使杂环化合物与具有3个以上缩水甘油 醚基的化合物中的缩水甘油醚基的环氧基反应而得的叔胺化合物(以下称 “本发明叔胺化合物”)。

    作为上述本发明叔胺化合物的原料的具有3个以上缩水甘油醚基的 化合物无特殊限定,例如可列举出以下列通式(I)表示的化合物(以下 简称“化合物(I)”)。

    [化3]

    (其中,R1为氢原子、甲酰基或包含C4~C8和O2~O4的可具有羰基的1 或2个缩水甘油醚基,优选为氢原子或缩水甘油醚基,R2为氢原子、甲 基或乙基,优选为氢原子或乙基,R3为氢原子、甲酰基或包含C4~C8和 O2~O4的可具有羰基的1或2个缩水甘油醚基,优选为氢原子或缩水甘 油醚基,n为1~4的整数)

    作为上述化合物(I)的具体实例,可列举出以下化合物。需说明的 是,这些化合物(I)除均可作为市售品购入以外,若是本领域的技术人 员,则也可根据ChemicalAbstract(vol.73,57454n,(1970)),通过使与具 有3个以上缩水甘油醚基的化合物相对应的多元醇和表氯醇反应而得。

    [表1]

    另外,作为本发明叔胺化合物的另一原料的杂环化合物无特殊限定, 例如可列举出以通式(II)表示的杂环化合物。

    [化4]

    (其中,R4为以C2~C8表示的可具有不饱和键可被氮原子、氧原子或硫 原子取代的形成5元环、6元环或5元环和6元环的烃,优选为C4~C5的烃)

    作为以上述通式(II)表示的杂环化合物的优选化合物,可列举出吡 唑、苯并咪唑、1,2,4-三唑、苯并三唑、吡咯烷、哌啶、吗啉、硫吗啉等。 需说明的是,这些杂环化合物可具有甲基、乙基等烷基,羟基、羟甲基、 羟乙基等羟基,甲酰基、羧基等羰基等取代基。

    为使上述杂环化合物与具有3个以上缩水甘油醚基的化合物中的缩 水甘油醚基的环氧基反应而获得本发明叔胺化合物,在室温以下、例如 -78~25℃的冷却条件下进行反应是重要的。具体而言,可列举出在向具 有3个以上缩水甘油醚基的化合物中添加杂环化合物时冷却至0~10℃, 在添加结束后,升温至室温而使未反应的环氧基不残留的条件。需说明的 是,该反应条件不是缩水甘油醚本身聚合的条件。

    这样操作而得的本发明叔胺化合物无特殊限定,例如可列举出以下列 通式(III)表示的叔胺化合物。

    [化5]

    (其中,R1为氢原子、甲酰基或包含C4~C8和O2~O4的可具有羰基的1 或2个缩水甘油醚基,优选为氢原子或缩水甘油醚基,R2为氢原子、甲 基或乙基,优选为氢原子或乙基,R3为氢原子、甲酰基或包含C4~C8和 O2~O4的可具有羰基的1或2个缩水甘油醚基,优选为氢原子或缩水甘 油醚基,R4为以C2~C8表示的可具有不饱和键可被氮原子、氧原子或硫 原子取代的形成5元环、6元环或5元环和6元环的烃,优选为C4~C5的烃,n为1~4的整数)

    这样的本发明叔胺化合物例如可通过红外分光光度法(IR)的测定而 鉴定,具体而言,可通过在本发明叔胺化合物的IR光谱中确认来自羟基 的3400cm-1附近的峰和来自叔胺化合物的1300cm-1附近的峰而鉴定。需 说明的是,以下示出本发明人等实际获得的属于本发明叔胺化合物的化合 物的结构式和通过IR光谱测定而得的峰位置。

    [化6]

    IR:3400、2910、1450、1310、1290、1110(cm-1)

    [化7]

    IR:3400、2920、1440、1310、1280、1110(cm-1)

    [化8]

    IR:3410、2910、1450、1300、1280、1100(cm-1)

    [化9]

    IR:3400、2910、1440、1310、1280、1110(cm-1)

    [化10]

    IR:3400、2910、1460、1320、1270、1100(cm-1)

    [化11]

    IR:3400、2920、1440、1310、1280、1110(cm-1)

    [化12]

    IR:3410、2920、1440、1320、1270、1090(cm-1)

    [化13]

    IR:3400、2920、1430、1320、1280、1100(cm-1)

    [化14]

    IR:3400、2930、1450、1320、1280、1110(cm-1)

    [化15]

    IR:3410、2920、1440、1320、1270、1100(cm-1)

    上述本发明叔胺化合物可季铵化而制成季铵化合物(以下称“本发明 季铵化合物”)。本发明叔胺化合物的季铵化例如可通过使卤代烷烃、卤代 烯烃或卤代芳烃、二烷基硫酸酯等季铵化试剂与本发明叔胺化合物反应而 得。该季铵化反应优选在回流条件下或冷却条件下进行,具体而言,与卤 化物的反应可列举出以作为非质子性溶剂的丙酮或乙腈等为反应溶剂进 行回流的条件,而与二烷基硫酸酯的反应可列举出以丙酮、乙腈或水为反 应溶剂冷却至0~10℃进行反应的条件。

    这样操作而得的本发明季铵化合物无特殊限定,例如可列举出以通式 (IV)表示的季铵化合物(以下简称“化合物(IV)”)。

    [化16]

    (其中,R1为氢原子、甲酰基或包含C4~C8和O2~O4的可具有羰基的1 或2个缩水甘油醚基,优选为氢原子或缩水甘油醚基,R2为氢原子、甲 基或乙基,优选为氢原子或乙基,R3为氢原子、甲酰基或包含C4~C8和 O2~O4的可具有羰基的1或2个缩水甘油醚基,优选为氢原子或缩水甘 油醚基,R4为以C2~C8表示的可具有不饱和键的可被氮原子、氧原子或 硫原子取代的形成5元环、6元环或5元环和6元环的烃,优选为C4~ C5的烃,R5为以C1~C7表示的可具有不饱和键的烃,优选为C1~C3的 烃,X为卤素原子或以C1~C7表示的单烷基硫酸酯,优选为选自氯原子、 溴原子或碘原子的卤素原子或以C1~C3表示的单烷基硫酸酯,n为1~4 的整数)

    需说明的是,上述化合物(IV)的平衡阴离子(X-)并不受以上内容 限定,例如可以是由上述平衡阴离子衍生的氢氧化物离子等。这些由平衡 阴离子衍生的氢氧化物离子等可根据常规方法,通过用阴离子交换树脂等 处理化合物(IV)而得。

    这样的本发明季铵化合物例如可通过红外分光光度法(IR)的测定而 鉴定,具体而言,可通过确认来自叔胺化合物的1300cm-1附近的峰的消 失和确认来自季铵化合物的1700cm-1附近的峰而鉴定。需说明的是,以 下示出本发明人等实际获得的属于本发明季铵化合物的化合物的结构式 和通过IR光谱测定而得的峰位置。

    [化17]

    IR:3420、2950、1680、1450、1110(cm-1)

    [化16]

    1R:3400、2940、1640、1440、1110、1050、950(cm-1)

    [化17]

    IR:3410、2940、1440、1680、1100(cm-1)

    [化18]

    1R:3400、2950、1640、1430、1100、1040、940(cm-1)

    [化19]

    IR:3410、2920、1650、1440、1100(cm-1)

    [化20]

    1R:3420、2930、1630、1450、1100、1050、940(cm-1)

    [化21]

    IR:3400、2920、1640、1450、1110(cm-1)

    [化22]

    IR:3400、2940、1650、1440、1100、1050、960(cm-1)

    [化23]

    IR:3420、2950、1650、1440、1110(cm-1)

    [化24]

    IR:3400、2940、1650、1450、1110、1040、950(cm-1)

    [化25]

    IR:3400、2950、1660、1450、1100(cm-1)

    [化26]

    IR:3400、2950、1640、1480、1100、1050、950(cm-1)

    [化27]

    IR:3410、2960、1660、1440、1100(cm-1)

    [化28]

    IR:3410、2940、1640、1440、1110、1040、960(cm-1)

    [化29]

    IR:3400、2950、1680、1440、1100(cm-1)

    [化30]

    IR:3400、2940、1640、1450、1100、1040、960(cm-1)

    [化31]

    IR:3420、2960、1680、1440、1110(cm-1)

    [化32]

    IR:3400、2950、1630、1460、1110、1050、950(cm-1)

    [化33]

    IR:3420、2950、1670、1430、1100(cm-1)

    [化34]

    IR:3400、2950、1640、1440、1110、1040、950(cm-1)

    上述本发明叔胺化合物和本发明季铵化合物例如可使用选自这些化 合物的1种或2种以上用于各种用途,例如可用于铜镀浴用添加剂。在此 情况下,铜镀浴中的这些化合物的浓度为0.1~1000mg/L,优选为1~ 800mg/L。

    添加该铜镀浴用添加剂的铜镀浴无特殊限制,例如可列举出含有铜离 子和有机酸或无机酸的铜镀浴。

    作为该铜镀浴中可含有的铜离子源,只要是通常的铜镀浴中使用的铜 化合物,就可无特殊限制而使用。作为其具体实例,可列举出硫酸铜、氧 化铜、氯化铜、碳酸铜、焦磷酸铜,或甲磺酸铜、丙磺酸铜等链烷磺酸铜, 羟乙基磺酸铜、羟丙基磺酸铜等链烷醇磺酸铜,醋酸铜、枸橼酸铜、酒石 酸铜等有机酸铜及其盐等。这些铜化合物可单独使用1种或组合2种以上 使用。

    另外,在铜镀浴的组成中,铜镀浴中的铜离子的浓度为10~80g/L, 优选为35~75g/L。

    另一方面,铜镀浴中可含有的有机酸或无机酸只要是能够溶解铜的 酸,则可无限制地使用,但作为其优选的具体实例,可列举出硫酸,甲磺 酸、丙磺酸等链烷磺酸类,羟乙基磺酸、羟丙基磺酸等链烷醇磺酸类,枸 橼酸、酒石酸、甲酸等有机酸类等。这些有机酸或无机酸可单独使用1 种或组合2种以上使用。需说明的是,铜镀浴优选事先制成酸性。在铜镀 浴的组成中,该有机酸或无机酸的浓度为5~200g/L,优选为10~100g/L。

    需说明的是,该铜镀浴是以金属铜为其基本组成的铜镀浴,但也可含 有例如Ge、Fe、In、Mn、Mo、Ni、Co、Pb、Pd、Pt、Re、S、Ti、W、 Cd、Cr、Zn、Sn、Ag、As、Au、Bi、Rh、Ru、Ir等金属。

    另外,该铜镀浴中也可根据需要与通常的酸性铜镀浴一样添加氯、碘、 溴等卤素离子。在铜镀浴的组成中,此时的卤素离子的浓度为0.01~ 150mg/L,优选为10~100mg/L。

    此外,可使上述铜镀浴中含有选自硫代烷基磺酸或其盐、二硫代有机 化合物和二硫代氨基甲酸衍生物的1种或2种以上。它们是通常被称为载 体成分或明亮剂的添加成分,作为其具体实例,可列举出以下(1)~(3) 的化合物。

    (1)以下列式(a)表示的硫代烷基磺酸及其盐

    [化35]

    HS-L1-SO3M1(a)

    (其中,L1表示C1~C18的饱和或不饱和的亚烷基,M1表示氢或碱金属)

    (2)以下列式(b)表示的二硫代有机化合物

    [化36]

    X1-L2-S-S-L3-Y1(b)

    (其中,X1和Y1表示硫酸盐残基或磷酸盐残基,L2和L3表示C1~C18的饱和或不饱和的亚烷基)

    (3)以下列式(c)表示的二硫代氨基甲酸衍生物

    [化37]

    (其中,R6和R7均表示氢原子或C1~C3的低级烷基,L4表示C3~C6的 亚烷基,X2表示硫酸盐残基或磷酸盐残基)

    上述成分可单独使用1种或组合2种以上使用。另外,在铜镀浴的组 成中,其浓度为0.1~200mg/L,优选为0.3~20mg/L。

    另外,除上述成分外,可使铜镀浴中含有通常在镀铜中使用的聚醚类, 具体而言聚乙二醇、聚丙二醇、普朗尼克型表面活性剂、特求尼克型表面 活性剂、聚乙二醇甘油醚、聚乙二醇二烷基醚等所谓的聚合物类或目的在 于降低表面张力的润湿剂类,被称为流平剂的聚亚烷基亚胺、烷基咪唑啉 化合物,金胺及其衍生物、酞菁化合物、杰纳斯绿等有机染料等。

    如上所述的铜镀浴可采用常规方法制备,其具体方法可考虑各成分的 组成或配合量等适宜确定。

    接着,对使用以上说明的本发明的铜镀浴的镀铜方法进行说明。

    作为本发明的镀铜方法对象的基板无特殊限定,例如可列举出在树脂 制等的基板上形成金属等的导电层,进行图案化而得的基板,或表面设置 有精细电路图案的硅晶片等半导体基板、印刷基板等电子电路用基板等。

    在这些基板中可混合存在盲孔、微细配线用的槽(沟)、贯通基板的 穿孔等。

    作为这些基板的具体实例,可列举出直接安装IC裸芯片的封装基板 等印刷基板或直接安装LSI等的硅晶片,以及目的在于半导体芯片本身的 制造的硅晶片基板等。

    为实施本发明的镀铜方法,根据需要在进行了阻挡层的形成等的前处 理后,对基板进行形成作为供电层的金属种子层等的导电化处理。该导电 化处理可通过通常的导电化处理方法进行,例如可通过利用非电解镀敷的 金属(包含碳)被覆处理、利用碳或钯等的所谓直接镀敷处理方法、溅射 镀、蒸镀或化学气相沉积法(ChemicalVaporDeposition:CVD)等进行。

    导电化处理过的基板接着用铜镀浴进行镀铜。用本发明的铜镀浴进行 镀铜的条件无特殊限定,可根据通常的硫酸铜镀敷条件。即,可在20~ 30℃左右的镀敷液温度、0.05~3A/dm2左右的阴极电流密度下进行镀敷。 另外,镀敷时间可对照镀敷目的适宜设定。此外,在镀敷时优选进行利用 通风、泵循环、桨搅拌等的镀敷液搅拌。

    以上说明的镀铜方法可以表层镀膜厚度(与盲孔、穿孔、槽、硅贯通 电极同时被镀敷的且不含它们的基板部分的镀膜厚度)很薄的状态填充存 在于上述基板的盲孔、穿孔、槽、硅贯通电极等。

    具体而言,为了对经图案化的具有直径为50μm、深度为30μm的盲 孔的基板进行镀铜,从而完全填充通孔,可在1.5A/dm2的阴极电流密度 下镀敷30分钟左右。此时的表层镀膜厚度达到10μm左右。

    另外,以半导体制造为目的,为了对具有直径为0.1~0.5μm、深度 为0.2~1μm的通孔或槽的硅晶片等基板镀铜,从而完全填充通孔或槽, 可在2A/dm2左右的阴极电流密度下镀敷150秒左右。此时的表层镀膜厚 度达到1μm左右。

    此外,以3维安装为目的,在对直径为10μm、深度为20μm的硅贯 通电极进行填充镀敷的情况下,可在2A/dm2的阴极电流密度下镀敷10 分钟左右。此时的表层镀膜厚度达到5μm左右。另外,在对直径为20μm、 深度为100μm的硅贯通电极进行填充镀敷的情况下,可在0.2A/dm2的阴 极电流密度下镀敷60分钟左右。此时的表层镀膜厚度为3μm左右。

    以上说明的本发明的镀敷方法无特殊限定,可在各种镀敷工序或装置 下实施。

    实施例

    以下列举制造例、实施例,对本发明进行更详细地说明,但本发明丝 毫不被这些实施例所制约。

    实施例1

    叔胺化合物(IIIa)的合成:

    向装有温度计、搅拌器、滴液漏斗的反应容器中加入20g的甘油三缩 水甘油醚(环氧当量为143g/e.q.),在加入100mL的纯水使其溶解后,冷 却至0℃,缓慢加入10.2g的吡咯烷使反应温度处于30℃以内。然后,升 温至室温,使其反应2小时,通过NMR确认来自环氧化物的信号(2.54、 2.71、3.08ppm)消失。接着,减压浓缩除去反应溶剂和过量的吡咯烷, 从而获得29.9g的叔胺化合物。

    当通过IR测定确认所得的叔胺化合物的官能团时,在3400、2910、 1450、1310、1290、1110cm-1可见吸收峰,可在这些峰中确认来自羟基的 峰(3400cm-1)和来自叔胺化合物的峰(1310、1290cm-1)。

    由以上结果可知获得了叔胺化合物(IIIa)。

    实施例2

    季铵化合物(IVa)的合成:

    向装有温度计、搅拌器、滴液漏斗、迪姆罗特冷凝器的反应容器中加 入29.9g的在上述实施例1中获得的叔胺化合物(IIIa),加入100mL的 乙腈,在完全溶解后,加入17.4mL的碘甲烷,加热回流12小时使其反 应。接着,减压浓缩除去反应溶剂和过量的碘甲烷,从而获得季铵化合物。

    当通过IR测定确认所得的季铵化合物的官能团时,可重新确认到来 自叔胺化合物的峰(1310、1290cm-1)消失和来自季铵化合物的峰 (1680cm-1)。

    由以上结果可知获得了季铵化合物(IVa)。

    实施例3

    叔胺化合物(IIIj)的合成:

    根据实施例1,使20g的山梨醇六缩水甘油醚(环氧当量为170g/e.q.) 与10.4g的哌啶反应,通过NMR确认来自环氧化物的信号(2.54、2.71、 3.08ppm)消失,从而获得30.0g的叔胺化合物。

    当通过IR测定确认所得的第三元化合物的官能团时,在3410、2920、 1440、1320、1270、1100cm-1可见吸收峰,可在这些峰中确认来自羟基的 峰(3410cm-1)和来自叔胺化合物的峰(1320、1270cm-1)。

    由以上结果可知获得了叔胺化合物(IIIj)。

    实施例4

    季铵化合物(IVt)的合成:

    根据实施例2,使30.0g的在上述实施例3中获得的叔胺化合物(IIIj) 与19.2mL的氯丙烯,从而获得39.0g的季铵化合物。

    当通过IR测定确认所得的季铵化合物的官能团时,可重新确认到来 自叔胺化合物的峰(1320、1270cm-1)消失和来自季铵化合物的峰 (1640cm-1)与来自烯丙基的峰(1040、950cm-1)。

    由以上结果可知获得了季铵化合物(IVt)。

    实施例5

    对树脂基板的镀铜:

    在以下条件下,使用添加了在实施例1中合成的叔胺化合物(IIIa) 的以下组成的铜镀浴,对通过非电解镀铜形成种子层的具有直径为70μm、 深度为40μm的盲孔(深宽比为0.57)的环氧树脂基板实施电镀铜。

    (铜镀浴组成)

    硫酸铜五水合物:230g/L

    硫酸(98%):50g/L

    氯:40mg/L

    叔胺化合物(IIIa):100mg/L

    SPS(*):1mg/L

    *代表聚二硫二丙磺酸(Bis3-(sulfopropyl)disulfide)

    (电解镀铜条件)

    镀敷温度:25℃

    阴极电流密度:2A/dm2

    镀敷时间:35分钟

    搅拌:空气搅拌

    实施例6

    对树脂基板的镀铜:

    在以下条件下,使用添加了在实施例2中合成的季铵化合物(IVa) 的以下组成的铜镀浴,对通过非电解镀铜形成种子层的具有直径为70μm、 深度为40μm的盲孔(深宽比为0.57)的环氧树脂基板实施电解镀铜。

    (铜镀浴组成)

    硫酸铜五水合物:230g/L

    硫酸(98%):50g/L

    氯:40mg/L

    季铵化合物(IVa):100mg/L

    SPS(*):1mg/L

    *代表聚二硫二丙磺酸(Bis3-(sulfopropyl)disulfide)

    (电解镀铜条件)

    镀敷温度:25℃

    阴极电流密度:2A/dm2

    镀敷时间:25分钟或35分钟

    搅拌:空气搅拌

    比较例1

    对树脂基板的镀铜(1):

    除了将在铜镀浴中添加的100mg/L的叔胺化合物(IIIa)变更为4mg/L 的杰纳斯绿B和100mg/L的PEG4000以外,与实施例5同样操作,从而 对树脂基板实施电解镀铜。

    比较例2

    对树脂基板的镀铜(2):

    除了将在铜镀浴中添加的100mg/L的叔胺化合物(IIIa)变更为 100mg/L的以下式表示的由聚乙二醇(九聚物)与二甲胺和氯丙烯形成的 季铵化合物以外,与实施例5同样操作,从而对树脂基板实施电解镀铜。

    [化38]

    试验例1

    镀铜的评价:

    将在实施例5中实施了电解镀铜的树脂基板的截面照片示出于图1 (镀敷时间为35分)中,将在实施例6中实施了电解镀铜的树脂基板的 截面照片示出于图2(A是镀敷时间为35分,B是25分)中。另外,将 在比较例1、2中实施了电解镀铜的树脂基板的截面照片示出于图3(C 是比较例1,D是比较例2,镀敷时间均为35分钟)中。实施例5和实施 例6与比较例1、2相比,发挥了良好的填充性能。特别是由图2的B可 知,在实施例6中在镀敷时间为25分钟下可完全填孔,在表层镀膜厚度 为9.1μm的非常薄的镀膜厚度下的填充是可能的。由此表明本发明可应 用于精细图案电路。

    实施例7

    对硅晶片基板的镀铜:

    在以下条件下,使用添加了在实施例3中合成的叔胺化合物(IIIj) 的以下组成的铜镀浴,对通过真空溅射形成Cu种子层的具有直径为 20μm、深度为110μm的盲孔(深宽比为5.5)的硅晶片基板实施电解镀 铜。

    (铜镀浴组成)

    硫酸铜五水合物:250g/L

    硫酸(98%):30g/L

    氯:40mg/L

    叔胺化合物(IIIj):10mg/L

    SPS(*):1mg/L

    *代表聚二硫二丙磺酸(Bis3-(sulfopropyl)disulfide)

    (电解镀铜条件)

    镀敷温度:25℃

    阴极电流密度:0.4A/dm2

    镀敷时间:80分钟

    搅拌:挤压搅拌

    将实施了电解镀铜的硅晶片基板的截面照片示出于图4中。由该图表 明,即使是硅晶片基板,本发明也可发挥良好的填充性能。

    这样凭借以往的填孔用镀敷液在深宽比为1以上条件下难以自下而 上的填充,在通孔内产生空隙,但凭借本发明,即使是深宽比大于2的通 孔,也可完全不产生空隙而进行镀敷填充。

    产业上的可利用性

    本发明的新型化合物可用于铜镀浴用添加剂。添加了该新型化合物的 铜镀浴特别适合基板的镀敷。

    关 键  词:
    新型 化合物 及其 利用
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