[发明专利]电解铜镀液和电解铜镀覆方法

说明书

发明领域

本发明涉及电解铜镀液，其中包含含有硫原子的化合物和特殊脲衍生物，以及使用所述电解铜镀液的电解镀覆方法。

背景技术

近年来，镀覆法即所谓通孔镀覆或者孔填充镀覆方法已经用于生产电子设备，例如个人电脑等中的印刷电路板的基体。在电解铜镀覆中镀膜的沉积速度是很快的，10-50μm/小时，因此，期望在通孔镀覆和孔填充镀覆中也应用这种技术。然而，在孔的全部内表面上沉积铜的情况下，为了用铜完全填充铜孔内部并且没有空隙，在孔底面附近的沉积速度必须比在开口端的沉积速度更快。如果底面附近的沉积速度等于或者小于开口端的沉积速度，孔不可能被填充，或者在孔中镀覆的铜完全填充之前开口将会闭合，从而在内部形成空隙，这两种情况都是实际应用中不能接受的。此外，在通孔镀覆中，需要在通孔中具有良好的覆盖强度，即所谓减速能力(slowing power)。

迄今为止，为了提高孔底面附近和通孔壁面上的沉积速度，已经使用的电解铜镀液包括含硫的特殊化合物，并且关于电解条件，通常是使用可溶性阳极(例如含硫铜阳极等等)进行直流电解。然而在这种方法中，虽然在刚刚制备好的镀液中能够观察到良好的孔填充性能，但是电解铜镀液随着时间推移变得不稳定，并且在一段时间之后，在形成的电镀铜层中产生结瘤，并且镀层外观变差孔填充变得不稳定，这些都是问题。此外，在通孔电镀中，热冲击的可靠性和减速能力常常降低。

为了解决这些问题，Kokai专利2002-249891公开了包含特殊化合物的电解铜镀液，该化合物包含硫原子和硫醇活性化合物。作为硫醇活性化合物，已经公开的有脂肪族、脂环族、芳族或杂环化合物/羧酸、过氧酸、醛和酮以及过氧化氢，并且在具体实施方式中，指出甲醛能够改善填充性能。然而，近来甲醛对环境和人体的影响成为焦点并且甲醛的燃点较低(66℃)，因此人们一直在寻找能够改善孔填充性能的并能够替代甲醛的另一种化合物。

发明内容

本发明是在考虑上述情况后作出的，目的是提供一种电解铜镀液，该电解铜镀液中包含含有硫原子的特殊化合物并且不使用甲醛，并且能够不导致镀层外观劣化，还适合于形成孔填充，还提供一种使用所述镀液的电解镀铜方法。

发明人研究了各种化合物，并且作为结果，他们发现能够通过使用特殊的脲衍生物代替甲醛从而解决上述问题，并且本发明做到了。

即，本发明涉及电解铜镀液，其包括具有-X-S-Y-结构(式中，X和Y是分别选自氢原子、碳原子、硫原子、氮原子和氧原子的原子，并且仅当它们是碳原子时X和Y可以是相同的)，和N，N’-双(羟基甲基)脲的化合物，该N，N’-双(羟基甲基)脲如下列化学式表示。

化学式1

此外，本发明涉及使用上述电解铜镀液的电解镀铜方法。

正如下面将解释的，根据本发明，使用了包含含硫化合物和N，N’-双(羟基甲基)脲的电解铜镀液，因此，含硫化合物分解产生的具有“-X-S-^-”结构的化合物减少了，并且因此镀层外观不会劣化，孔填充性能保持良好。

附图说明

图1显示的是在使用实施例1的镀液的情况下进行孔填充，并且示出了电镀处理后孔的横截面。

图2显示的是在使用对比例1的镀液的情况下进行孔填充，并且示出了电镀处理后孔的横截面。

图3显示的是在使用对比例2的镀液的情况下进行孔填充，并且示出了电镀处理后孔的横截面。

图4显示的是在使用对比例4的镀液的情况下进行孔填充，并且示出了电镀处理后孔的横截面。

图5显示的是在使用对比例5的镀液的情况下进行孔填充，并且示出了电镀处理后孔的横截面。

具体实施方式

关于电解铜镀液，只要能够电镀铜，任何镀液都可以使用。例如，可以列出硫酸铜镀覆液，氰化铜镀覆液，焦磷酸铜镀覆液等等，但是并不限于此。优选，铜电镀液是硫酸铜镀覆液。接下来，硫酸铜镀覆液作为铜电镀液的代表性例子进行解释说明，但是，根据下列描述和已知的参考文献等等，甚至在其他镀液的情况下，本领域技术人员很容易确定出配方、组分等等，这是可能的。