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本文标题:"不同平整剂进行通孔电镀填充实验!"

新闻来源:未知 发布时间:2012-1-6 11:11:36 本站主页地址:http://www.jiance17.com

不同平整剂进行通孔电镀填充实验,其实验结果如 1 所示,1(a)为添加
VF1 添加剂所得实验结果,可观察得知,在填充过程中一孔填充成爆炸型,而另
一孔则完全无铜沈积之现象,明显有填孔不均匀的现象,且板面面铜沈积厚度几
乎完全没有成长的趋势,所以吾人认为该平整剂抑制铜沈积速率能力过强,导致
铜沈积不均匀的现象产生。改用VF2 平整剂,进行通孔电镀填充,实验结果如
1(b)所示,所得通孔填充均匀且无空洞(Void)产生的现象。因此吾人将针对VF2
之平整剂进行电化学行为之研究。值得注意的是,此填充过程是由通孔之中央处
优先开始沈积,此一特殊的填充行为,目前是一项新的发现。
使用循环线性扫描伏安法(Cyclic Linear Sweep Voltammetry,CLSV),针对不
同转速、酸浓度、氯離子对其VF2 电化学行为影响进行研究,由实验结果如2
所示,为不同电极转速、酸浓度对于VF2 影响,在电极 0 rpm 条件下,如2(A),
中(a)曲线为不添加硫酸之曲线,可观察到VF2 有很明显二支脱附电流峰,分
别在Peak1:-0.51V、Peak2:-0.58V(vs. S.S.E.),表示该添加剂在电极表面有兩种吸附
形态;若将镀液的酸浓度提高至1%时,如(b)曲线所示,可观察到VF2 脱附电
流峰只剩一支且脱附电位在-0.62 V(vs. S.S.E.)表示Peak 1、2 均受到酸浓度的影
响,与(a)曲线相较下明显较为极化,再将酸的浓度提高至3%时,如(c)曲线所
示,VF2 脱附电位更高为-0.65 V(vs S.S.E),此结果說明该添加剂抑制铜沈积的能
力大小,受到酸浓度的影响,当酸浓度越高时VF2 抑制能力越强,相对的也观察
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到当VF2 脱附后再重新吸附(Re-adsorption )电位也受到酸浓度的影响,电位分
别为-0.45V、-0.53V、-0.58V,当酸浓度越高时重新吸附(Re-adsorption )电位也
越高,换言之当重新吸附(Re-adsorption )电位越高时也就是重新吸附速率也比
较快;当将电极转速提高到500 rpm 时,如2(B)所示,中(a)曲线为不添加硫
酸之曲线,可观察到VF2 与如2(A) 中(a)曲线相同,有很明显二支脱附电流
峰,分别在Peak1:-0.51V、Peak2:-0.61V(vs S.S.E),其Peak 2 脱附电位较电极转速
为0 rpm 的电位高,而Peak 1 却变化不大,表示Peak 2 脱附电位是受转速的影响;
若将该镀液的酸浓度提高至1%时,如(b)曲线所示,亦与1(A)相同,脱附
电流峰只剩一支且脱附电位在-0.63 V(vs S.S.E)亦比(a)曲线为极化,再将硫酸浓
度提高至3%时,如(c)曲线所示,VF2 脱附电位更高在-0.66 V(vs S.S.E),此结果
說明脱附电位会随电极转速提高而会有提高的趋势但变大并不大,观察VF2 重新
吸附(Re-adsorption )电位在转速500 rpm 分别为-0.46V、-0.56V、-0.62V,此一
结果与2(A)中相较下(c)曲线稍微极化,得知转速对于VF2 脱附电压影响不大,
但对于重新吸附(Re-adsorption )速率会随着转速越快而吸附速率相对提高。
使用电化学之计时电位法所得之稳态极化曲线,研究其氯離子、酸浓度、
转速对于VF2 电化学行为之影响,于20 ppm VF2 不添加酸之电镀液,改变氯離子、
转速时之稳态极化曲线,如3(A)中(a)、(b)曲线所示,在无添加氯離子时,
当转速提高时铜沈积之电位上会上升,表示VF2 抑制铜沈积速率能力会提高,但
再加入10ppm 氯離子时,不管在高、低转速下,电位均会提高至-0.45V(vs S.S.E),
抑制铜沈积速率能力会提高,再提高氯離子浓度时,不管在高、低转速下,电位
均维持在-0.45V(vs S.S.E),由此一结果发现VF2 在不添加酸情况下,抑制铜沈积
能力不强,此时将于20 ppm VF2 镀液添加1% 酸,进行研究,其结果如3(A)
中(c)、(d)曲线所示,在无添加氯離子时,其铜沈积电位较无添加硫酸之(a)、(b)
曲线明显高,表示添加硫酸有助于VF2 抑制能力,当再添加入10ppm 氯離子时,
不管在高、低转速下,电位均会提高至-0.58V(vs S.S.E),抑制铜沈积速率能力明显
提高,再将氯離子浓度提高至20ppm 时,在高转速下,电位维持在-0.60V(vs S.S.E),
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在低转速下,电位维持在-0.58V(vs S.S.E),此一现象,說明了该添加剂具有对流敏
感吸附特性(Convection Dependent Adsorption,CDA),于高转速下抑制铜沈积能
力大于低转速下抑制铜沈积能力,此时再将氯離子浓度提高时,在高转速下,电
位仍维持在-0.60V(vs S.S.E),在低转速下,电位维持在-0.58V(vs S.S.E)变化不大;
此时将于20ppm VF2 将酸浓度提高至3 %时,进行研究,其结果如3(A)中(e)、(f)
曲线所示,在无添加氯離子时,其铜沈积电位较无添加1%硫酸之(c)、(d)曲线
明显高,表示提高硫酸浓度是有助于VF2 抑制能力,当再添加入10ppm 氯離子时,
不管在高、低转速下,电位均会提高至-0.60V(vs S.S.E),抑制铜沈积速率能力明显
提高,此时再将氯離子浓度提高时,不管在高、低转速下,电位仍维持在-0.60V(vs
S.S.E)左右变化不大。
吾人将将于VF2 浓度提高至40ppm,进行相同的研究,其如3(B)中(a)、(b)
曲线所示,在无添加氯離子时,当转速提高时铜沈积之电位上会上升,表示VF2
抑制铜沈积速率能力会提高,但再加入10ppm 氯離子时,不管在高、低转速下,
电位均会提高至-0.45V(vs S.S.E),抑制铜沈积速率能力会提高,此一结果与20ppm
VF2 实验结果相同,此时再将氯離子浓度提高时,不管在高、低转速下,电位均
维持在-0.45V(vs S.S.E)左右,由此一结果发现VF2 在不添加硫酸情况下,就算提
高VF2 浓度抑制铜沈积能力仍然不强,此时将于VF2 20ppm 添加1%硫酸,进行
研究,其结果如3(B)中(c)、(d)曲线所示,在无添加氯離子时,其铜沈积电位
较无添加硫酸之(a)、(b)曲线明显高,当再添加入10ppm 氯離子时,不管在高、
低转速下,电位均会提高至-0.58V(vs S.S.E),抑制铜沈积速率能力明显提高,再将
氯離子浓度提高至20ppm 时,不管在高、低转速下,电位维持在-0.61V(vs S.S.E),
此时再将氯離子浓度提高时,不管在高、低转速下,电位仍维持在-0.61V(vs S.S.E)
左右变化不大;此将酸浓度提高至3%,进行研究,其结果如3(B)中(e)、(f)曲
线所示,在无添加氯離子时,其铜沈积电位较无添加1%硫酸之(c)、(d)曲线明
显高,表示提高硫酸浓度确实有助于VF2 抑制能力,当再添加入10ppm 氯離子时,
在高转速下,电位维持在-0.61V(vs S.S.E),在低转速下,电位维持在-0.60V(vs
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