用于钯的化学浸镀的镀浴组合物及方法技术

本发明专利技术涉及用于通过化学浸镀将钯层沉积到基板上的水性镀浴组合物和方法。根据本发明专利技术的水性镀浴组合物包含钯离子的源、钯离子的还原剂和不饱和化合物。根据本发明专利技术的水性镀浴组合物在将钯的沉积速率保持在期望的满意值的同时，由于所述不饱和化合物而相对于不希望的分解具有改善的稳定性。所述水性镀浴组合物也具有延长的使用寿命。本发明专利技术的不饱和化合物使得能够在所述浴的使用寿命期间将沉积速率调节至满意范围并且使得能够在较低温度下化学沉积钯层。

Bath plating compositions and methods for chemical immersion plating of palladium

The invention relates to a waterborne plating bath composition and method for depositing palladium layer onto a substrate by chemical immersion plating. The aqueous plating bath composition according to the invention comprises a source of palladium ions, a reducing agent for palladium ions and an unsaturated compound. The aqueous bath composition according to the present invention keeps the deposition rate of palladium at the desired satisfactory value, while the unsaturated compound has improved stability compared with the undesired decomposition. The aqueous plating bath composition also has an extended service life. The unsaturated compound of the invention enables the deposition rate to be adjusted to a satisfactory range during the service life of the bath and that the palladium layer can be chemically deposited at a lower temperature.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于钯的化学浸镀的镀浴组合物及方法
本专利技术涉及用于在印刷电路板、IC基板的制造中的和用于半导体晶片的金属化的钯的化学浸镀的水性镀浴组合物和方法。
技术介绍
在印刷电路板、IC基板等的制造以及半导体晶片的金属化中的钯的化学沉积是成熟的技术。钯层用作例如阻挡层和/或可引线粘结和可焊接的表面材料。US5,882,736中公开了这样的化学钯镀浴组合物，其包含钯离子的源、氮化络合剂和选自甲酸及其衍生物的还原剂。与产生钯-磷合金层的含有次磷酸盐/酯作为还原剂的镀浴组合物相比，这种化学钯镀浴组合物适于沉积纯钯。包含钯离子的镀浴组合物的稳定性是这种镀浴组合物的重要特征，这是由于钯的价格高而且要求所沉积的钯层具有可预测的性质如内应力和对上面沉积有所述钯层的底层基板的高粘附性。这种镀浴的稳定性意味着镀浴相对于分解，即金属钯在镀浴本身中的不希望的沉淀是稳定的。因此，与不稳定的镀浴相比，稳定的镀浴具有更长的使用寿命。同时，来自这种镀浴的钯的沉积速率应足够高以满足工业镀钯方法的要求。因此，仍然需要在将沉积速率保持在令人满意的值同时使化学钯镀浴稳定。专利技术目的本专利技术的一个目的是提供一种用于钯的化学浸镀的镀浴组合物和方法，其中所述镀浴相对于不希望的分解的稳定性增加。本专利技术的另一个目的是提供一种可以使沉积速率保持在期望满意值的用于钯的化学浸镀的镀浴组合物和方法。本专利技术的另一个目的是提供一种可以延长所述镀浴的使用寿命的用于钯的化学浸镀的镀浴组合物和方法。
技术实现思路
利用用于钯的化学沉积的水性镀浴组合物来实现这些目的，所述水性镀浴组合物包含：(i)至少一种钯离子的源，(ii)至少一种钯离子的还原剂，和(iii)至少一种不饱和化合物，所述不饱和化合物选自根据式(I)和(II)的化合物、其盐以及前述物质的混合物其中R1、R3、R5彼此独立地选自-H；未取代的或取代的直链C1至C20烷基基团；未取代的或取代的支链C3至C20烷基基团；和未取代的或取代的芳基基团；并且其中R2、R4彼此独立地选自-H；未取代的或取代的直链C1至C20烷基基团；未取代的或取代的支链C3至C20烷基基团；未取代的或取代的芳基基团；和–(CH(R10))n–X–(C(R9)(R8))m–R7；并且其中如果R4是–H则R2不是–H或者如果R2是–H则R4不是–H；并且其中R6选自未取代的或取代的直链C1至C20烷基基团；未取代的或取代的支链C3至C20烷基基团；未取代的或取代的芳基基团；和–(CH(R10))n–X–(C(R8)(R9))m–R7；并且其中X选自O，NH和NCH3；R7选自羟基，氨基，磺酸，羧基；R8、R9、R10彼此独立地选自氢和C1至C4烷基基团；n是1至6范围内的整数；并且m是1至8范围内的整数，并且其中所述取代的直链C1至C20烷基基团、所述取代的支链C3至C20烷基基团或所述取代的芳基基团的取代基彼此独立地选自羟基，醛，磺酸，巯基，甲氧基，乙氧基，卤素，烯丙基，乙烯基，苯基，吡啶基和萘基基团。还通过用于化学浸镀钯的方法来实现这些目的，所述方法包括以下步骤：(a)提供基板，(b)使所述基板与如上所述的水性镀浴组合物接触，并由此在所述基板的至少一部分上沉积钯层。根据本专利技术的水性镀浴组合物在本文中被称为组合物或根据本专利技术的组合物。术语“镀敷”和“沉积”在本文中可互换使用。根据式(I)和(II)的不饱和化合物提供了根据本专利技术的水性镀浴组合物，所述水性镀浴组合物相对于不希望的分解具有改善的稳定性和延长的使用寿命。因此，根据式(I)和(II)的不饱和化合物在用于钯的化学沉积的水性镀浴组合物中起到稳定化剂的作用。此外，根据式(I)和(II)的不饱和化合物提供了对污染物的敏感性降低的根据本专利技术的水性镀浴组合物。此外，水性镀浴组合物在用于化学浸镀钯的方法中的稳定性能使得能够在延长的时间段内沉积具有期望物理性能的钯层。另外，将根据式(I)和(II)的不饱和化合物添加到化学钯镀浴使得能够在所述浴的使用寿命期间将沉积速率保持在令人满意的值。附图说明图1示出了含有丙-2-烯-1-醇或3-甲基-丁-3-烯-1-醇的水性镀浴组合物的沉积速率。图2示出了含有3-(丙-2-炔-1-基氧基)-丙烷-1-磺酸的水性镀浴组合物的沉积速率。图3示出了含有2-(吡啶-3-基)丁-3-炔-2-醇的水性镀浴组合物的沉积速率。图4示出了含有根据式(I)和(II)的不饱和化合物和不含这些化合物的水性镀浴组合物的pH变化。具体实施方式本说明书涉及一种用于钯的化学沉积的水性镀浴组合物，所述水性镀浴组合物包含：(i)至少一种钯离子的源，(ii)至少一种钯离子的还原剂，和(iii)至少一种不饱和化合物，所述不饱和化合物选自根据式(I)和(II)的化合物、其盐以及前述物质的混合物其中R1、R3、R5彼此独立地选自-H；未取代的或取代的直链C1至C20烷基基团；未取代的或取代的支链C3至C20烷基基团；和未取代的或取代的芳基基团；并且其中R2、R4彼此独立地选自-H；未取代的或取代的直链C1至C20烷基基团；未取代的或取代的支链C3至C20烷基基团；未取代的或取代的芳基基团；和–(CH(R10))n–X–(C(R9)(R8))m–R7；并且其中如果R4是–H则R2不是–H或者如果R2是–H则R4不是–H；并且其中R6选自未取代的或取代的直链C1至C20烷基基团；未取代的或取代的支链C3至C20烷基基团；未取代的或取代的芳基基团；和–(CH(R10))n–X–(C(R8)(R9))m–R7；并且其中X选自O，NH和NCH3；R7选自羟基，氨基，磺酸，羧基；R8、R9、R10彼此独立地选自氢和C1至C4烷基基团；n是1至6范围内的整数；并且m是1至8范围内的整数。根据本专利技术的水性镀浴组合物优选包含：(iii)至少一种不饱和化合物，所述不饱和化合物选自根据式(I)和(II)的化合物、其盐以及前述物质的混合物其中R1、R3、R5彼此独立地选自-H；未取代的或取代的直链C1至C20烷基基团；未取代的或取代的支链C3至C20烷基基团；和未取代的或取代的芳基基团；并且其中R2、R4彼此独立地选自-H；未取代的或取代的直链C1至C20烷基基团；未取代的或取代的支链C3至C20烷基基团；未取代的或取代的芳基基团；和–(CH(R10))n–X–(C(R8)(R9))m–R7；并且其中如果R4是–H则R2不是–H或者如果R2是–H则R4不是–H；并且其中R6选自未取代的或取代的直链C1至C20烷基基团；未取代的或取代的支链C3至C20烷基基团；未取代的或取代的芳基基团；和–(CH(R10))n–X–(C(R8)(R9))m–R7；并且其中X选自O，NH和NCH3；R7选自羟基，氨基，磺酸，羧基；R8、R9、R10彼此独立地选自氢和C1至C4烷基基团；n是1至6范围内的整数；并且m是1至8范围内的整数，并且其中所述取代的直链C1至C20烷基基团、所述取代的支链C3至C20烷基基团或所述取代的芳基基团的取代基彼此独立地选自羟基，醛，磺酸，巯基，甲氧基，乙氧基，卤素，烯丙基，乙烯基，苯基，吡啶基和萘基基团。在一个实施方式中，所述至少一种根据(iii)的不饱和化合物是选自根据式(I)或式(II)的化合物、其盐以及前述物质的混本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于钯的化学沉积的水性镀浴组合物，所述水性镀浴组合物包含：(i)至少一种钯离子的源，(ii)至少一种钯离子的还原剂，和(iii)至少一种不饱和化合物，所述不饱和化合物选自根据式(I)和(II)的化合物、其盐以及前述物质的混合物，

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.27 EP 15196799.91.一种用于钯的化学沉积的水性镀浴组合物，所述水性镀浴组合物包含：(i)至少一种钯离子的源，(ii)至少一种钯离子的还原剂，和(iii)至少一种不饱和化合物，所述不饱和化合物选自根据式(I)和(II)的化合物、其盐以及前述物质的混合物，其中R1、R3、R5彼此独立地选自-H；未取代的或取代的直链C1至C20烷基基团；未取代的或取代的支链C3至C20烷基基团；和未取代的或取代的芳基基团；并且其中R2、R4彼此独立地选自-H；未取代的或取代的直链C1至C20烷基基团；未取代的或取代的支链C3至C20烷基基团；未取代的或取代的芳基基团；和–(CH(R10))n–X–(C(R8)(R9))m–R7；并且其中如果R4是–H则R2不是–H或者如果R2是–H则R4不是–H；并且其中R6选自未取代的或取代的直链C1至C20烷基基团；未取代的或取代的支链C3至C20烷基基团；未取代的或取代的芳基基团；和–(CH(R10))n–X–(C(R8)(R9))m–R7；并且其中X选自O，NH和NCH3；R7选自羟基，氨基，磺酸，羧基；R8、R9、R10彼此独立地选自氢和C1至C4烷基基团；n是1至6范围内的整数；并且m是1至8范围内的整数，并且其中所述取代的直链C1至C20烷基基团、所述取代的支链C3至C20烷基基团或所述取代的芳基基团的取代基彼此独立地选自羟基，醛，磺酸，巯基，甲氧基，乙氧基，卤素，烯丙基，乙烯基，苯基，吡啶基和萘基基团。2.根据权利要求1所述的水性镀浴组合物，其中R1、R3、R5彼此独立地选自–H；未取代的或取代的直链C1至C10烷基基团；未取代的或取代的支链C3至C10烷基基团；和未取代的或取代的芳基基团；并且其中R2、R4彼此独立地选自–H；未取代的或取代的直链C1至C10烷基基团；未取代的或取代的支链C3至C10烷基基团；未取代的或取代的芳基基团；和–(CH(R10))n–X–(C(R8)(R9))m–R7；并且其中如果R4是–H则R2不是–H或者如果R2是–H则R4不是–H；并且其中R6选自未取代的或取代的直链C1至C10烷基基团；未取代的或取代的支链C3至C10烷基基团；未取代的或取代的芳基基团；和–(CH(R10))n–X–(C(R8)(R9))m–R7；并且其中X选自O和NH；R7选自羟基，氨基，磺酸，羧基；R8、R9、R10彼此独立地选自氢，甲基和乙基基团；n是1至4范围内的整数；并且m是1至6范围内的整数。3.根据权利要求1或2所述的水性镀浴组合物，其中根据R1、R2、R3、R4、R5、R6的所述未取代的或取代的芳基基团彼此独立地选自苯基，吡啶基和萘基。4.根据前述权利要求中的任一项所述的水性镀浴组合物，其中所述至少一种根据式(I)和/或(II)的不饱和化合物选自丙-2-烯-1-醇，3-甲基丁-3-烯-1-醇，丙-2-炔-1-醇，3-(丙-2-炔-1-基氧基)丙烷-1-磺酸，3...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈亚斯·韦尔特，克里斯托夫·舒恩特伦克，托马斯·贝克，格哈德·施泰因贝格尔，霍尔格·贝拉，海科·布鲁纳，贝恩德·弗勒泽，
申请(专利权)人：埃托特克德国有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE