[发明专利]一种电镀液及其应用、镀铜工艺及镀件

说明书

本发明公开了一种电镀液及其应用、镀铜工艺及镀件，属于电镀铜技术领域。该电镀液包括导电介质以及金属离子添加剂；其中，导电介质包括无机酸和有机酸，无机酸包括硫酸，有机酸包括甲基磺酸；金属离子添加剂包括铁离子和锰离子。其中，甲基磺酸可增加凹陷表面和底部的电位差，更有效地发挥有机添加剂选择性吸附的特点，同时其可以提高铜离子的溶解性，避免硫酸铜晶体的析出，防止固体颗粒堵塞微小的凹陷而形成后续线路短路。锰离子可降低加速剂的消耗和铜结晶中硫元素的含量，增加铜在凹陷中的沉积速率。本申请提供的镀铜工艺使用脉冲形组合波形，同时在正向电流中加入正向脉冲，可提高镀铜性能，同时又降低铜的消耗，提高生产效益。

技术领域

本发明涉及电镀铜技术领域，具体而言，涉及一种电镀液及其应用、镀铜工艺及镀件。

背景技术

随着电子技术的发展，电子产品不断趋于小型化和智能化，这种趋势要求芯片和载板的尺寸不断缩小，使得不管是芯片还是芯片的载板的线路和负责不同层互联的通孔或者盲孔越来越细、越来越密集。

电路高频信号的传输要避免传输损失，就必须确保线路平整性(共面性)，包括填孔平整性(凹陷小，孔口无凸起)。传统线路平整性的获得依赖电镀液、电镀设备以及后续的减铜工艺修复。然而线路的线宽/线间距达到20μm以下的时候，镀铜后的磨板/蚀刻等手段(线路板工艺)已经无法使用，只能依赖镀铜设备的电解液的协调作用。

但目前常用的电解液对线路平整性的作用效果还有待提高。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的之一包括提供电镀液，其可提高铜离子在凹陷中的沉积速率，使得孔内的铜含量表面的铜的含量，有利于提高镀件的平整性和通电性能。

本发明的目的之二包括提供一种上述电镀液在镀件镀铜中的应用。

本发明的目的之三包括提供一种镀铜工艺，可有效提高镀铜性能、效率和镀层分布，缩短镀铜时间，提高镀铜效率，并可降低面铜厚度，节约用铜成本。

本发明的目的之四包括提供一种经上述镀铜工艺制得的镀件。

本申请可这样实现：

第一方面，本申请提供一种电镀液，其包括无机组分；无机组分包括导电介质以及金属离子添加剂；

其中，导电介质包括无机酸和有机酸，无机酸包括硫酸，有机酸包括甲基磺酸；

金属离子添加剂包括铁离子和锰离子。

在可选的实施方式中，硫酸在电镀液中的浓度为10-250g/L，优选为20-220g/L；和/或，甲基磺酸在电镀液中的浓度为10-200g/L，优选为20-150g/L。

在可选的实施方式中，铁离子的提供物为铁盐；和/或，锰离子的提供物为锰盐。

在可选的实施方式中，铁盐包括七水硫酸亚铁和硫酸铁中的至少一种。

在可选的实施方式中，铁盐在电镀液中的添加量为10-150g/L，优选为50-100g/L。

在可选的实施方式中，锰盐包括硫酸锰和四水硫酸锰中的至少一种。

在可选的实施方式中，锰盐在电镀液中的添加量为1-1000mg/L，优选为5-500mg/L。

在可选的实施方式中，电镀液还包括铜源。

在可选的实施方式中，铜源包括硫酸铜、五水硫酸铜和甲基磺酸铜中的至少一种。

在可选的实施方式中，电镀液中，铜离子的浓度为10-100g/L，优选为15-80g/L。

在可选的实施方式中，电镀液还包括氯源。