【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于高密度半导体组件或印刷基板等的配线电路的制造或半导体电路的制造中所使用的金电镀液，具体是关于用于高速地在穿孔内部形成剖面为u形积层结构的致密填孔电析物，且该电析物是为不含铊的金电镀皮膜的金电镀液。
技术介绍
1、自1950年代即开始研究通过以亚硫酸金(i)络合物及硫酸盐为基质的金电镀液来进行电解析出反应，为了使电解析出的金镀覆层平滑化而研究了各种金属的结晶调整剂。例如，日本特开平10-251887号公报(后述专利文献1)中，揭示了一种非氰的金电镀浴，其含有亚硫酸金盐(na3[au(s2o3)2])与作为络合剂的1～100g/l的乙酰基半胱氨酸。此金电镀浴中可添加银、铜、铟、铁、镍、钴、铅、锡、镉、锑、铋、锌、砷、铊、硒、碲、铯等在氰化金电镀浴中利用的习知金属添加剂。
2、又，国际公开第2014/054429号(后述专利文献2)中报告了适用于金凸块或金配线的包含结晶调整剂的碱性非氰系电解金电镀液。其揭示的专利技术中，该金电镀液含有亚硫酸金钠的金源、由亚硫酸盐及铂族硫酸盐构成的传导盐及结晶调整剂。该结晶调整剂中较佳是使用铊、铋、铅、锑等金属元素，实施例中记载了铊的结晶调整剂。
3、另一方面，在适用于半导体组件的硅晶圆基板的制造或印刷基板的制造中，若微细的导体电路为高密度，则有必要在导体电路的途中设置直径1～50μm、深度1～100μm左右的盲孔(blind via hole)(有时亦称为通孔、沟、槽等)。例如，设置有集成电路或硅贯通电极(tsv)的印刷配线板(pwb)及晶圆等级封装(wlp)等
4、以金电镀填充穿孔内部所需要的金量，就含金离子的液体而言，其液体量一般必须为存在于内部的镀覆液的103倍左右。图2是示意显示金电镀工艺的阴极中的穿孔周边的电流流向的图。强电流均匀地流入穿孔表面的电路面，强电流会集中于穿孔的开口部。强电流亦会流入穿孔的内部，但在穿孔的侧壁，电流由上往下随之分歧而逐渐变成弱电流。电解析出反应的开始初期，相较于开口部附近的穿孔的侧壁(图2中的a处)，金离子会在位于远离开口部的侧壁(图2中的b处)析出，而该开口部受到因添加剂所造成的吸附的影响较少。电解析出反应中，金离子的周围会存在金属化合物等结晶调整剂以作为抑制剂或促进剂、或是平滑剂。又，结晶调整剂亦具有作为使金电镀液中的金离子稳定的稳定剂的作用。
5、若详述金电镀工艺，通过从阳极释放出来的直流电流，金电镀液中的亚硫酸金(i)络合物与金属盐或亚硫酸离子等分子朝向阴极的被镀覆物的表面侧移动。移动的亚硫酸金(i)络合物随着电流而在阴极上电流密度分布较强之处优先进行电解，而析出金电析物。图中虽未显示，但在穿孔的开口部宽且穿孔侧壁短的情况，可随着电流埋入较为均匀的金电镀层。此情况中，亦会在穿孔的底部发生电解析出反应。
6、一般的金电镀工艺中，如图2所示，在穿孔的开口部，会因为电流集中而电流密度的分布变得密集(图2中的a处)。结晶调整剂发挥作为抑制剂的作用，有使金电镀层平滑的作用。因此，在高密度基板中，即使因为微细配线图案而使电流密度的分布在穿孔的开口部与其周边部变得疏密，亦可得到金电析物的表面平坦且具有厚度较均匀的金电镀皮膜的电路。
7、此外，随着穿孔的内部变深，电流密度分布相较于周缘部逐渐变得稀疏。穿孔的开口部狭窄或是穿孔的侧壁较长的情况，电流难以流至穿孔底部的位置(图2中的b处)，因此无法开始进行电解析出反应。在这样的位置，虽会从穿孔的开口部丰富地供给亚硫酸金(i)络合物，但无法仅通过外部的电能来使亚硫酸金(i)络合物还原/析出。因此，电析物会堆积于穿孔的开口部，而形成如图1中的(a)的穿孔的中心在线所示的孔洞或裂缝。
8、穿孔的内部由于金电镀液的循环不佳，目前为止已进行了将被镀覆物机械性地摆动而使液体流动变得良好或是添加界面活性剂或含硫的有机物等各种添加剂来改变液体性质等各种尝试。然而，即使以既有的金电镀液或金电镀方法来对于通孔进行填孔，仍无法有大电流流至穿孔的底部侧壁(图2中的b处)。因此仍留有如图1中的(a)所示在穿孔的内部形成裂缝或孔洞等缺陷这样的问题。
9、为了解决此问题，有人提出了称为超共形(super conformal)填充法的新颖金电镀方法。例如，美国专利申请案公开第2005/0092616号说明书(后述的专利文献4)的实施例中记载了超共形填充法，其是在包含巯基丙烷磺酸钠(sodium 3-mercapto-1-propanesulfonate)与铊的镀覆浴中使硅晶圆旋转，并以2毫秒开启及8毫秒关闭的周期性间隔进行脉冲镀覆(同一说明书的段落0053～0056)。
10、又，美国专利申请案公开第2019/0093248号说明书(后述的专利文献5)中揭示了通过包含au(so3)23-阴离子、so32-阴离子及bi3+阳离子的电解液而从底部填充凹陷形貌的方法。同一说明书中，显示了以使液体蓄积于埋入式穿孔(沟槽)内的方式使金堆积物无接缝亦无空隙地重叠的影像。同一说明书中，显示了若一边使基板旋转一边使电位步进(stepping)，则会在硅贯通电极(tsv)的内部堆积成剖面为v形的影像。通过这样的金电析物的堆积方法，对于穿孔内部进行超共形填充(同一说明书的段落0060、0070)。
11、然而，无论是通过超共形填充法使金电镀液进行对流而输送至穿孔内部或是使电位步进，皆无法控制穿孔内部的电流密度分布。如图2中的b处所示，穿孔的底部侧壁的电流仍然微弱。又，在超共形填充法中，有难以管理电镀条件这样的缺点。因此超共形填充法是不适合大量生产的方法。
12、例如，若将大量的硅晶圆或印刷基板等被镀覆物大量地投入金电镀液，各被镀覆物的电解析出条件大幅不同。欲在超共形填充法中均匀地控制这种镀覆条件的变动幅度，则装置变得复杂/昂贵而难以实用。亦即，超共形填充法具有镀覆液在电镀作业中容易变得不稳定而不适合大量生产制品这样的缺点。又，经过脉冲电镀的金电析物的金电镀皮膜，延伸及抗张力(tensile strength)等镀覆皮膜特性不佳，因此亦具有在后续步骤中产生进行热处理的多余费用的缺点。
13、
技术介绍
文献
14、专利文献
15、专利文献1：日本特开平10-251887号公报
16、专利文献2：国际公开第2014/054429号
17、专利文献3：美国专利第6410418号说明书
18、专利文献4：美国专利申请案公开第2005/0092616号说明书
19、专利文献5：美国专利申请案公开第2019/0093248号说明书
技术实现思路
1、专利技术所欲解决的课题
2、本专利技术提供一种金电镀液，其可在电流未充分流动的穿孔内部的区域高速地形成剖面为u形积层结构的致密填孔电析物。又，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种金电镀液，其不含氰化物，其是由下述(a)～(c)的基本要件及(d)～(e)的追加要件所构成，其中，含量以金电镀液的体积为计算基准；
2.一种金电镀液，其不含氰化物，其是由下述(a)～(c)的基本要件及(d)～(f)的追加要件所构成，其中，含量以金电镀液的体积为计算基准：
3.如权利要求1或2的金电镀液，其中，该(d)铋催化剂(按铋元素计)的含量为30～150mg/L，该(e)铊催化剂(按铊元素计)的含量为5～50mg/L。
4.如权利要求1或2的金电镀液，其中，该(d)铋催化剂(按铋元素计)的含量为35～140mg/L，该(e)铊催化剂(按铊元素计)的含量为6～45mg/L。
5.如权利要求1或2的金电镀液，其进一步具有下述(h)的追加构成要件：
6.如权利要求1或2的金电镀液，其中，该(d)铋催化剂为硝酸铋盐、胺磺酸铋盐、磷酸铋盐、二磷酸铋盐、乙酸铋盐、柠檬酸铋盐、膦酸铋盐、碳酸铋盐、氧化铋及氢氧化铋之中的任一种以上，该(e)铊催化剂为甲酸铊、硫酸亚铊、硝酸铊、氧化铊、溴化铊、乙酸铊及丙二酸铊之中的任一种以上。
7.一种金电镀方法，其是通过不含氰化物的金电镀液对于被镀覆物的平面电路及穿孔内部进行电镀，其中，该金电镀液是由下述(a)～(c)的基本要件及(d)～(e)的追加要件所构成，其中，含量以金电镀液的体积为计算基准：
8.一种金电镀方法，其是由不包含氰化物的金电镀液对于被镀覆物的平面电路及穿孔内部进行电镀，其中，该金电镀液是由下述(a)～(c)的基本要件及(d)～(f)的追加要件所构成，其中，含量以金电镀液的体积为计算基准：
9.如权利要求7或8的金电镀方法，其是通过不含氰化物的金电镀液对于被镀覆物的平面电路及穿孔内部进行电镀，其中，该金电镀液更具有下述(h)的构成要件：
...【技术特征摘要】
1.一种金电镀液，其不含氰化物，其是由下述(a)～(c)的基本要件及(d)～(e)的追加要件所构成，其中，含量以金电镀液的体积为计算基准；
2.一种金电镀液，其不含氰化物，其是由下述(a)～(c)的基本要件及(d)～(f)的追加要件所构成，其中，含量以金电镀液的体积为计算基准：
3.如权利要求1或2的金电镀液，其中，该(d)铋催化剂(按铋元素计)的含量为30～150mg/l，该(e)铊催化剂(按铊元素计)的含量为5～50mg/l。
4.如权利要求1或2的金电镀液，其中，该(d)铋催化剂(按铋元素计)的含量为35～140mg/l，该(e)铊催化剂(按铊元素计)的含量为6～45mg/l。
5.如权利要求1或2的金电镀液，其进一步具有下述(h)的追加构成要件：
6.如权利要求1或2的金电镀液，其中，该(d)铋催化剂为硝酸铋盐、胺磺酸铋盐、...
【专利技术属性】
技术研发人员：井上晃一郎，露木纯子，前田真伺，今西侑彩，
申请(专利权)人：EEJA株式会社，
类型：发明
国别省市：
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