用于先进封装制程中的电沉积铜的制作方法

本发明涉及电沉积铜，具体涉及一种用于先进封装制程中的电沉积铜。

背景技术：

1、随着半导体的不断发展，半导体逐步由制程节点转向先进封装，先进封装成为半导体一个新的关注焦点，半导体的封装形式有许多，例如倒装封装、凸块封装、晶圆级封装、2.5d封装、3d封装等，先进封装制程在半导体集成电路中是必然的趋势。

2、电镀液的深镀能力又叫覆盖能力，指电镀液使工件深凹处沉积金属的能力，在封装过程对基板上的电镀铜层的要求越来越高，且多数基板具有凸处、凹处，这些位置的电镀铜也影响着先进封装制程，固高的深镀能力对电镀是非常重要的。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了提供一种新的用于先进封装制程中的电沉积铜。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种用于先进封装制程中的电沉积铜，该电沉积铜包括：抑制剂500-1000ppm、硫酸50000-150000ppm、盐酸60-150ppm、铜盐35000-45000ppm、表面活性剂30-200ppm、整平剂10-50ppm、光亮剂80-200ppm，离子液体300-800ppm，余量为水。

3、本发明中的电沉积铜指用于待镀基体的电镀液。

4、在本发明中，为了更好地增加本发明中电沉积铜的综合性能，作为本发明一种优选的技术方案，电沉积铜包括：抑制剂700-800ppm、硫酸90000-120000ppm、盐酸90-110ppm、铜盐38000-42000ppm、表面活性剂50-100ppm、整平剂20-30ppm、光亮剂100-150ppm，离子液体500-600ppm，余量为水。

5、抑制剂

6、在本发明中，抑制剂能够调节镀层铜的沉积速率，使得镀层能够更稳定地沉积，作为本发明一种优选的技术方案，所述抑制剂包括聚丙二醇与eo-po嵌段聚醚。

7、在本发明中，使用聚丙二醇与eo-po嵌段聚醚作为抑制剂，能够更好地增加镀层的平整性。

8、作为本发明一种更优选的技术方案，所述聚丙二醇与eo-po嵌段聚醚的重量比为1：（0.1-1），例如为1:0.1、1:0.2、1:0.3、1:0.4、1:0.5、1:0.6、1:0.7、1:8、1:0.9、1:1，优选为（0.2-0.4）。

9、在本发明中，控制聚丙二醇与eo-po嵌段聚醚的含量使得镀层能够更稳定地沉积。

10、作为本发明一种优选的技术方案，所述聚丙二醇选自聚丙二醇-2000、聚丙二醇-4000和聚丙二醇-600中的至少一种，优选为聚丙二醇-2000。

11、作为本发明一种优选的技术方案，所述eo-po嵌段聚醚的数均分子量为1000-5000，例如为1000、2000、3000、4000或5000。

12、光亮剂

13、作为本发明一种优选的技术方案，所述光亮剂选自丁炔二醇、硫脲、聚乙二醇、乙氧基化丁炔二醇和异丙基乙二醇中的至少一种，优选为乙氧基化丁炔二醇。

14、离子液体

15、在本发明中，离子液体是由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的在室温下呈液态的有机盐，其能够与水互溶，在本发明中使用离子液体能够增加体系中各个组分之间的分散性，作为本发明一种优选的技术方案，所述离子液体选自氯盐型离子液体、溴盐型离子液体、双氰胺盐型离子液体和四氟硼酸盐型离子液体。

16、作为本发明一种更优选的技术方案，所述离子液体为双氰胺盐型离子液体。

17、在本发明中，发明人发现使用双氰胺盐型离子液体不但能够更好地增加体系中各个组分的分散性，而且还能增加电沉积铜的深镀能力，发明人推测在本发明体系中，双氰胺盐型离子液体能够和铜离子络合协同铜离子进入深孔内，加速铜离子在深孔内的沉积。

18、作为本发明一种优选的技术方案，所述双氰胺盐型离子液体选自1-乙基-3-甲基咪唑双氰胺盐、1-丁基-3-甲基咪唑双氰胺盐和1-辛基-3-甲基咪唑双氰胺盐中的至少一种。

19、作为本发明一种更优选的技术方案，所述双氰胺盐型离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺盐（cas号：923019-22-1）。

20、在本发明中，使用1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺盐能够更好地增加电沉积铜的深镀能力。

21、表面活性剂

22、表面活性剂具有一定的分散作用，其能够使得电沉积铜中各个组分能够更好地分散，作为本发明一种优选的技术方案，所述表面活性剂包括全氟十二烷基三甲基碘化铵。

23、在本发明中，全氟十二烷基三甲基碘化铵具有较高热稳定性和高化学稳定性，本发明中使用全氟十二烷基三甲基碘化铵能够更好地促进离子液体在体系中的分散，进一步增加电沉积铜的深镀能力。

24、在本发明中，发明人发现单独使用全氟十二烷基三甲基碘化铵时，电沉积铜的电流效率较差，可能是因为单独的全氟十二烷基三甲基碘化铵比较容易附着在阴极表面，阻碍铜粒子的生长，作为本发明一种更优选的技术方案，所述表面活性剂还包括椰子油二乙醇酰胺。

25、在本发明中，发明人发现使用椰子油二乙醇酰胺与全氟十二烷基三甲基碘化铵共同作为本发明体系中的表面活性剂使得电镀液与待镀基体的表面张力较小，能够提高电镀液与基体的润湿性，表面活性剂不易附着在阴极表面，使得铜粒子能够更好地生长，但是只使用椰子油二乙醇酰胺时，得到的镀层上会有些许针孔，可能是因为椰子油二乙醇酰胺会产生气泡，气泡在阴极表面滞留，从而使得针孔产生，全氟十二烷基三甲基碘化铵与椰子油二乙醇酰胺作用，使得气泡难以在阴极表面滞留，从而以防止针孔的产生。

26、作为本发明一种更优选的技术方案，所述全氟十二烷基三甲基碘化铵与椰子油二乙醇酰胺的重量比为1：（0.5-2），例如为1:0.5、1:0.6、1:0.8、1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.5、1:1.8、1:2，优选为1：（0.8-1.2）。

27、在本发明中，通过控制全氟十二烷基三甲基碘化铵与椰子油二乙醇酰胺的比例能够更好地增加电流效率与镀层的表面性能。

28、整平剂

29、作为本发明一种优选的技术方案，所述整平剂选自苯并三氮唑或其衍生物。

30、铜盐

31、作为本发明一种优选的技术方案，所述铜盐为五水硫酸铜。

32、本发明中的电沉积铜在使用时，可按常规的沉积方法使用，优选地，电沉积铜的使用方法包括：在50-70℃下，将待测基体（可以为已经钻好盲孔的印制板电路板浸润在电沉积铜，液可以为其他印制板，还可为其他基体）浸润在电沉积铜，进行沉积镀铜30-100min，电流可以为100-300 ma。

33、通过本发明的技术方案，本发明至少具有下述有益效果：

34、本发明中的电沉积铜具有优异的深镀能力以及填孔性能；电流效率也是衡量电沉积铜是否优良的一个重要指标，在铜沉积过程中，我们希望所有的铜离子能在阴极全部沉积，但实际上，铜沉积过程中由于电阻存在必然会有一部分电能转化为热能，同时其它的副反应会消耗一部分电子，从而使得电流的利用率不能达到100%，而本发明中的电沉积铜不但具有优异的深镀能力，还具有高的电流效率。