[发明专利]不含甲醛的化学镀镀铜溶液

说明书

本发明涉及一种化学镀铜水溶液，其包含铜离子来源，作为还原剂的乙醛酸来源，及至少一种聚氨基二丁二酸或至少一种聚氨基单丁二酸、或至少一种聚氨基二丁二酸与至少一种聚氨基单丁二酸的混合物作为络合剂，本发明还涉及一种利用该溶液进行化学镀铜的方法及该溶液用于镀基板的用途。

技术领域

本发明涉及一种化学镀镀铜溶液、利用该溶液进行化学镀铜的方法及该溶液用于镀基板的用途。

背景技术

化学镀为在无外部电子供应的帮助下连续金属膜的受控自催化沉积。可预处理非金属表面以使其对沉积具有接受性或催化性。表面的全部或所选部分宜经预处理。化学镀铜浴的主要组分为铜盐、络合剂、还原剂及作为视情况选用的成分的碱，及添加剂，例如稳定剂。络合剂用于螯合所沉积的铜且防止铜自溶液中沉淀(也即呈氢氧化物及其类似物形式)。将铜螯合使得铜可被还原剂利用，该还原剂将铜离子转化为金属形式。

常见的化学镀铜浴使用甲醛作为还原剂。甲醛为常见化学镀铜方法的最重要且公认的还原剂。1987年，美国环境保护局(U.S.Environmental Protection Agency)将甲醛分类为可能的人类致癌物。2004年6月，国际癌症研究机构(International Agency forResearch on Cancer；IARC)将甲醛分类为人类致癌物。因此，已开发出不含甲醛的化学镀铜浴来满足安全性及职业健康要求。

US4,617,205揭示了一种用于铜的化学镀沉积的组合物，其包含铜离子、作为还原剂的乙醛酸盐，及络合剂，例如EDTA，其能够与铜形成强于乙二酸铜络合物的络合物。

US7,220,296教导了一种化学镀浴，其包含水溶性的铜化合物、乙醛酸及络合剂(可为EDTA)。

US20020064592揭示了一种化学镀浴，其包含铜离子来源、作为还原剂的乙醛酸或甲醛，及作为络合剂的EDTA、酒石酸盐或烷醇胺。

US20080223253揭示了一种化学镀铜溶液，其包括铜盐、可选自甲醛、多聚甲醛、乙醛酸、NaBH₄、KBH₄、NaH₂PO₂、肼、福尔马林、多醣(诸如葡萄糖)及其混合物的还原剂，及可选自乙二胺四乙酸(EDTA)、羟乙基乙二胺三乙酸(HEDTA)、环己烷二胺四乙酸、二乙烯三胺五乙酸及四(2-羟丙基)乙二胺(下文也称为“Quadrol”，其为BASF公司的商标)的络合剂。

EDTA、HEDTA、四(2-羟丙基)乙二胺及其它相关络合剂的缺陷在于缺乏生物降解性。

镀铜溶液的性能一般不可预测且主要视其组分(尤其是络合剂及还原剂)及其组分的摩尔比而定。

发明内容

本发明的一目标为提供不含甲醛的化学镀铜溶液。

另一目标在于提供具有改善性能(例如改善的铜沉积速率)的化学镀铜溶液。

本发明的另一目标在于采用铜的生物可降解络合剂的化学镀铜溶液。

又一目标在于不含甲醛的镀铜溶液必须达到甲醛化学镀铜浴的标准。其应适合应用于水平过程与垂直过程，其中最终产品例如用于高端技术，如HDI(高密度互连)PCB及IC基板(IC=集成电路，PCB=印刷电路板)。该溶液也应适于制造显示器。

本发明提供一种化学镀铜溶液，其包含

-铜离子来源，

-作为还原剂的乙醛酸来源，及

-至少一种聚氨基二丁二酸或至少一种聚氨基单丁二酸，或至少一种聚氨基二丁二酸与至少一种聚氨基单丁二酸的混合物作为络合剂，

其中络合剂与铜离子的摩尔比在1.1:1至5:1的范围内。