一种玻璃基板的通孔高深度电镀铜液及其电镀铜工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种玻璃基板的通孔高深度电镀铜液及其电镀铜工艺，电镀铜溶液包括以下质量浓度的组分：硫酸铜60

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃基板的通孔高深度电镀铜液及其电镀铜工艺


[0001]本专利技术涉及铜电镀
，尤其涉及一种玻璃基板的通孔高深度电镀铜液及其电镀铜工艺。

技术介绍

[0002]近年来，随着5G、可穿戴设备、智能手机、汽车电子、人工智能等新兴领域蓬勃兴起，集成电路应用正向着多元化应用方向发展，先进三维封装技术也逐渐成为实现电子产品小型化、轻质化、多功能化的重要手段。玻璃通孔(TGV)互连技术具有高频电学特性优异、成本低、工艺流程简单、机械稳定性强等应用优势，在射频器件、微机电系统(MEMS)封装、光电系统集成等领域具有广泛的应用前景。
[0003]玻璃通孔(TGV)技术由硅通孔技术引申而来，其通孔金属化填一般包括了化学气相沉积、物理气相沉积、化学镀和电镀四种方法，目前使用较多的是化学镀和电镀这两种方法。本专利技术旨在电镀玻璃通孔技术方面针对市场上使用的一系列问题提出解决方案，如专利CN111441071A中公开了一种玻璃通孔双面镀铜技术，该技术中由于整平剂及光亮剂体系存在缺陷，导致使用电流密度范围较窄，不适用高速生产效率。为了解决整平剂和光亮剂存在的缺陷，市场上产商也做出了许多努力，如专利CN103924268A中公开了一种酸铜整平剂应用，该类型整平剂为季铵盐类化合物，阴离子 X=Cl
‑
或 Br
‑
，含或 S 或 N 、烷基、烯 基、芳烷基、杂芳烷基、取代烷基、取代烯基、取代芳烷基或取代杂芳烷基中的一种 ，主要应用于可调表面形貌晶圆电镀中。但是上述整平剂仍然得不到令人满意的效果。

技术实现思路

[0004]针对上述技术中存在的不足之处，本专利技术提供一种玻璃基板的通孔高深度电镀铜液及其电镀铜工艺。该专利技术溶液可以快速实现深度20:1基板的玻璃基板通孔填充电镀铜，无折镀，无空洞现象，填充度高达95%以上，并且承受大电流密度使用范围，提高生产效率。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种玻璃基板的通孔高深度电镀铜液，包括以下质量浓度的组分：硫酸铜60
‑
100g/L、浓硫酸200g/L、氯离子40
‑
80mg/L、复合光亮剂30
‑
90mg/L、复合整平剂20
‑
90mg/L、界面活性剂15
‑
45mg/L、桥联剂20
‑
60mg/L、稳定剂30
‑
90mg/L，余量为纯水操作温度25
‑
35℃电流密度为0.2
‑
7.5A/dm2所述复合光亮剂为烷基咪唑三氟磺酸亚胺类化合物，该复合光亮剂为1
‑
甲基
‑3‑
正辛基咪唑双(三氟甲磺酰)亚胺和1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐组合而成的复合物，两者在使用时的质量浓度比为1:2，1
‑
甲基
‑3‑
正辛基咪唑双(三氟甲磺酰)亚胺为10
‑
30mg/L，1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐20
‑
60mg/L，复合光亮剂不仅可以提高沉积速率，可以耐受大电流，同时对于解决市场上高深通孔的折镀问题有很好的的改善作用。
[0006]其中，所述复合整平剂为磷酸三乙铵类季铵盐，该复合整平剂由8
‑
（4
‑
氯苯硫基）鸟苷3'，5'
‑
环一磷酸三乙铵盐和2
‑
甲基硫代腺苷5'
‑
单磷酸三乙铵盐复合而成，两者在使用时的质量浓度比为1:1至1:2，8
‑
（4
‑
氯苯硫基）鸟苷3'，5'
‑
环一磷酸三乙铵盐为10
‑
30mg/L，2
‑
甲基硫代腺苷5'
‑
单磷酸三乙铵盐为10
‑
60mg/L，复合整平剂可以提高通孔深处的沉积效果，使得深孔中间部位的沉积速率略大于通孔孔口处。
[0007]其中，所述桥联剂为咪唑并[2,1
‑
b]噻唑羧酸结构类化合物，咪唑并[2,1
‑
b]噻唑
‑5‑
羧酸，咪唑并[2,1
‑
b]噻唑
‑6‑
甲酸，咪唑并[2,1
‑
b]噻唑
‑2‑
羧酸中的一种或几种，优选的为咪唑并[2,1
‑
b]噻唑
‑6‑
甲酸，该桥联剂可以在整平剂非抑制处协助铜离子沉积于基材孔内，孔内越深处，整平剂吸附量越低，桥联剂可以和铜络合协同铜离子进入深孔内，深孔内桥联剂量则越高，越有利于加速深孔内沉积，实现填充效果。
[0008]其中，所述稳定剂为3
‑
吲哚甲醇，所述氯离子由盐酸提供。
[0009]其中，所述界面活性剂为月桂醇磷酸酯。
[0010]本专利技术还提供一种含以上玻璃基板的通孔高深度电镀铜液的电镀铜工艺，该电镀铜工艺具体步骤如下：步骤1，镀件先后依次进行氢氟酸微蚀1
‑
2min、纯水清洗后、除油1
‑
2min、清洗，超声清洗；步骤2，夹具上干膜，将夹镀件的夹具上一层干膜起到隔绝作用；步骤3，将贴膜后的夹具进行曝光固化；步骤4，超声清洗完的镀件再用夹具夹好后进入活化槽，使之吸附一层活化钯，活化时间1
‑
2min，再进入纯水水洗槽；步骤5，再单独将夹具进行通入碱洗槽进行退干膜处理，再水洗后用10%体积浓度硝酸浸泡2min，纯水水洗干净，再返回夹好镀件进入化学沉铜；步骤6，正式电镀铜，经过化学沉铜后的镀件进入电镀铜槽，所使用的电镀铜液为上述的任意一种电镀铜液。
[0011]由于种子层活化过程中，钯离子吸附会引起夹具也产生活性，从而会污染沉铜槽液，为此，本专利技术工艺可以通过上干膜形式形成阻挡层阻挡夹具被活化，提高沉铜槽液的使用寿命。另外本专利技术提供一种化学沉铜液可以实现快速沉厚铜，在1h内实现2
‑
3μm的种子层厚度，且结合力优异，而市场上的沉铜液只能达到0.5μm。
[0012]其中，所述步骤2的具体条件是：预热温度为80
‑
100℃、贴膜前板面温度为40
‑
60℃、压辘设定温度为110
‑
120℃，贴膜压力为3
‑
5kgf/cm2，贴膜速度为1.5
‑
2.5m/min，贴膜后静置时间为15min
‑
24H。
[0013]其中，所述步骤3的具体条件是：曝光能量均匀性大于90%，环境湿度90%以上，曝光能级17。
[0014]其中，所述步骤5退干膜的具体条件是：氢氧化钠浓度2
‑
3%、温度45
‑
55℃，2
‑
3kgf/cm2。
[0015]其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玻璃基板的通孔高深度电镀铜液，其特征在于，包括以下质量浓度的组分：硫酸铜60
‑
100g/L、浓硫酸200g/L、氯离子40
‑
80mg/L、复合光亮剂30
‑
90mg/L、复合整平剂20
‑
90mg/L、界面活性剂15
‑
45mg/L、桥联剂20
‑
60mg/L、稳定剂30
‑
90mg/L，余量为纯水；操作温度25
‑
35℃电流密度为0.2
‑
7.5A/dm2所述复合光亮剂为烷基咪唑三氟磺酸亚胺类化合物，且该复合光亮剂为1
‑
甲基
‑3‑
正辛基咪唑双(三氟甲磺酰)亚胺和1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐组合而成的复合物，两者在使用时的质量浓度比为1:2，1
‑
甲基
‑3‑
正辛基咪唑双(三氟甲磺酰)亚胺为10
‑
30mg/L，1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐20
‑
60mg/L。2.根据权利要求1所述的一种玻璃基板的通孔高深度电镀铜液，其特征在于，所述复合整平剂为磷酸三乙铵类季铵盐类化合物，且该复合整平剂由8
‑
（4
‑
氯苯硫基）鸟苷3'，5'
‑
环一磷酸三乙铵盐和2
‑
甲基硫代腺苷5'
‑
单磷酸三乙铵盐复合而成，两者在使用时的质量浓度比为1:1至1:2，8
‑
（4
‑
氯苯硫基）鸟苷3'，5'
‑
环一磷酸三乙铵盐为10
‑
30mg/L，2
‑
甲基硫代腺苷5'
‑
单磷酸三乙铵盐为10
‑
60mg/L。3.根据权利要求1所述的一种玻璃基板的通孔高深度电镀铜液，其特征在于，所述桥联剂为咪唑并[2,1
‑
b]噻唑羧酸结构类化合物，且该桥联剂为咪唑并[2,1
‑
b]噻唑
‑5‑
羧酸，咪唑并[2,1
‑
b]噻唑
‑6‑
甲酸，咪唑并[2,1
‑
b]噻唑
‑2‑
羧酸中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的一种玻璃基板的通孔高深度电镀铜液，其特征在于，所述稳定...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪学平，姚吉豪，
申请(专利权)人：深圳创智芯联科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：