[发明专利]电镀铜浴用添加剂、含该添加剂的电镀铜浴及使用该电镀铜浴的电镀铜方法

说明书

技术领域

本发明涉及包含具有特定结构的高分子化合物的电镀铜浴用添加剂、含有该添加剂的电镀铜浴、以及使用该电镀铜浴的电镀铜方法。

背景技术

过去，在采用镶嵌法(damascene)或TSV法等的高集成化电子电路的制造中，作为在沟或孔(穴)中嵌入铜的方法，一般进行电镀铜。但是，在嵌入的铜的内部往往产生空隙。作为解决这一问题的手段，已知有通过向电镀铜浴中添加能够促进在沟或孔的底部的电镀层生长的促进剂、能够抑制沟或孔侧面的电镀层生长的抑制剂和平滑剂等，即可抑制空隙的发生，从而获得嵌入特性良好的电镀铜。

专利文献1公开了在半添加法用硫酸系铜电镀液中，含有具有双(3≡磺丙基)的季铵盐聚合物和氯的镀铜液。专利文献1虽然公开了含有二硫化物化合物的镀铜液，但已知二硫化物化合物在不使用电镀液的期间或者在电解过程中会分解，而分解物就蓄积在镀铜液中，该分解物导致电镀液的性能劣化，从而成为问题。

专利文献2公开了作为能够在不会与铜阳极发生反应的低电流下使用的、作为电镀铜用添加剂的特定的有机硫代化合物，而且该硫代化合物在非电解时的消耗少、能够形成光泽性和平滑性均良好的镀铜膜。专利文献2中公开的特定的有机硫代化合物为硫化物化合物。虽然该硫化物化合物在非电解时的消耗比二硫化物化合物要少，但不能避免分解物蓄积在镀铜液中，而分解物会导致电镀液的性能劣化，因此成为问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2011-6773号公报

专利文献2：特开平7-62587号公报

发明内容

发明要解决的课题

当通过电镀铜而向存在微细的沟或孔(下文有时简称为“沟槽”)的被镀基体的沟槽中嵌入铜时，对于以往使用的镀铜浴会出现以下各种问题：镀铜浴中添加的硫化物化合物或者二硫化物化合物产生分解物，使镀铜浴发生劣化；或者往往不能将铜充分嵌入沟槽内部；或者在嵌入的铜的内部产生空隙；或者在被镀基体表面除了沟槽以外的那部分表面上通过电镀生成的铜的厚度太厚。在进行电镀铜处理后，对于在被镀基体表面除了沟槽以外的那部分表面上通过电镀生成的铜，必须采用以CMP法为代表的化学机械抛光工艺等进行平坦化处理来除去。当该铜的厚度太厚时，其除去操作的工序所需的时间增加，因此，该铜的厚度对生产率产生很大影响。另外，在沟槽的宽度和深度之比为1:5～1:15的情况下，当铜已嵌入到沟槽内部时，往往产生空隙，因此人们希望开发出能够解决这些课题的电镀铜浴。

解决课题的手段

本发明人等经过反复研究，结果发现，将具有特定结构的高分子化合物用作电镀铜的添加剂，就能够解决上述课题，从而完成了本发明。进而，本发明还提供含有该电镀铜的添加剂的电镀铜浴以及使用该电镀铜浴的电镀铜方法。

即，本发明提供一种电镀铜浴用添加剂，其含有选自下述通式(1)或下述通式(2)表示的高分子化合物中的至少1种、且重均分子量为20,000～10,000,000的高分子化合物；

[化1]

式中，n表示使重均分子量为20,000～10,000,000的数；

[化2]

式中，X表示选自下述(X-1)～(X-18)表示的单元中的至少1个单元，a和b为使重均分子量为20,000～10,000,000的数，a和b的比例为a:b＝10:90～99:1的范围。

[化3]

另外，本发明还提供含有上述电镀铜浴用添加剂的电镀铜浴、以及使用该电镀铜浴的电镀铜方法。

发明效果

通过使用本发明的电镀铜浴用添加剂，可以提供电镀铜浴，当通过电镀铜将铜嵌入沟槽中时，即使在沟槽的宽度与深度之比较大的情况下，也能够将铜嵌入到沟槽内部而不产生空隙，在被镀基体表面除了沟槽以外的那部分表面上通过电镀生成的铜的厚度薄。另外还提供使用该电镀铜浴来进行电镀铜的方法。

附图说明

图1为示出评价试验中开放部的深度、开放部的直径与铜的厚度(L)的关系的电镀铜处理后被镀基体截面的示意图。1为被镀敷到基体上的铜，2表示铜的厚度(L)，3表示被镀基体，4表示开放部的深度，5表示开放部的直径。