一种晶圆用化学镀镍液及其制备方法
文献发布时间:2023-06-19 16:12:48
技术领域
本发明涉及化学镀镍技术领域,具体为一种晶圆用化学镀镍液及其制备方法。
背景技术
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片,由于其形状为圆形,故称为晶圆;在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构,而成为有特定电性功能之IC产品。IC产品是现代信息社会离不开的基本原器件,广泛应用在我们生活的各个方面。
在晶圆的封装中再布线和硅通孔技术是非常重要的两个环节,由于集成度的不断发展和提高,芯片叠加不断增加线路的密度也越来越大,线宽线距越来越小。人们使用化学镀镍制程完成再布线制程或硅通孔的部分制程,与此同时,很多技术弊端也在成品制作过程中出现,比如晶圆表面与镀层的结合力差、不耐腐蚀等等,大大限制了晶圆大规模的封装,成为了化学镀镍领域亟待解决的技术问题。
本发明关注到了这一现状,通过制备晶圆用化学镀镍液来解决这一难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种晶圆用化学镀镍液及其制备方法,以解决现有技术中存在的问题。
为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:
一种晶圆用化学镀镍液的制备方法,所述晶圆用化学镀镍液的制备方法如下:在84~86℃下,将硫酸镍、次磷酸钠、4-戊基邻苯二甲腈、4-(2-甲酸基-3-丙酸基)邻苯二甲腈、8,9-二氨基苯并噻唑、催化剂1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯和水按质量比1:0.5:2.8:1.3:1.5:0.015:800~1:0.6:2.9:1.4:1.6:0.016:1200混合,以200~300r/min搅拌30~40min,以60~80滴/min滴加质量分数为20~30%的氢氧化钠溶液,调节pH至5~5.4,继续搅拌搅拌30~40min,制备得到晶圆用化学镀镍液。
优选的,所述4-戊基邻苯二甲腈的制备方法如下:在0~5℃下,将4-戊基邻苯二甲酰胺和二甲基甲酰胺混合液按质量比1:10.5~1:11.5混合,以1200~1300r/min搅拌4~6h,随后在常温下静置11~12h,用-4~0℃的去离子水洗涤2~3次,抽滤,用去离子水洗涤1~3次,在10~20Pa、20~30℃下烘2~3h,制备得到4-戊基邻苯二甲腈,进一步的,所述二甲基甲酰胺混合液的制备方法如下:在-4~0℃下,将二氯亚砜、二甲基甲酰胺按质量比1:0.75~1:0.8混合,以1200~1300r/min搅拌1.5~2.5h,制备得到二甲基甲酰胺混合液。
优选的,所述4-戊基邻苯二甲酰胺的制备方法如下:在24~26℃、氩气保护条件下,将4-戊基邻苯二甲酰亚胺和质量分数为26~28%的氨水按质量比1:23~1:24混合,以1200~1300r/min搅拌47~49h,过滤,用去离子水洗涤1~3次,在10~20Pa、20~30℃下烘2~3h,制备得到4-戊基邻苯二甲酰胺,进一步的,所述4-戊基邻苯二甲酰亚胺的制备方法如下:在135~140℃、氩气保护条件下,将4-戊基邻苯二甲酸酐、甲酰胺按质量比1:1.5~1:1.55混合,以1200~1300r/min搅拌回流3~4h后,自然冷却至室温,抽滤,用去离子水洗涤1~3次,在10~20Pa、20~30℃下烘2~3h,制备得到4-戊基邻苯二甲酰亚胺。
优选的,所述4-(2-甲酸基-3-丙酸基)邻苯二甲腈的制备方法如下:在24~26℃下,将氯化镍和乙醚按质量比1:10~1:12混合,以1200~1300r/min搅拌20~30min,制备得到氯化镍混合液;在0.5~0.6MPa、120~140℃和氩气保护条件下,将2-甲酸基-3-丙烯酸、邻苯二甲腈、乙醚按质量比1:0.7:10~1:0.8:11混合,以1200~1300r/min搅拌20~30min后,以60~80滴/min滴加2-甲酸基-3-丙烯酸质量0.05~0.06倍的氯化镍混合液,继续搅拌回流5~6h,制备得到4-(2-甲酸基-3-丙酸基)邻苯二甲腈。
优选的,所述8,9-二氨基苯并噻唑的制备方法如下:在24~26℃、0.5~0.6MPa下,将8,9-二硝基苯并噻唑和乙醇按质量比1:4~1:5混合,以1200~1300r/min搅拌20~30min,随后以4~6℃/min升温至112~115℃,加入8,9-二硝基苯并噻唑质量0.04~0.06倍的铁粉,继续搅拌回流4~6h,以60~80滴/min滴加8,9-二硝基苯并噻唑质量0.12~0.24倍的质量分数为18~22%的氢氧化钠溶液,静置12~13h,过滤,制备得到8,9-二氨基苯并噻唑,进一步的,所述8,9-二硝基苯并噻唑的制备方法如下:在24~26℃下,将4,5-二硝基邻氨基苯硫砜、甲苯和甲酸按质量比1:4.1:1.3~1:4.2:1.4混合,以1200~1300r/min搅拌20~30min,以1~3℃/min降温至-1~0℃,以60~80滴/min滴加4,5-二硝基邻氨基苯硫砜1.15~1.25倍的三甲基氯硅烷,随后以2~4℃/min升温至48~52℃,继续搅拌44~46min,倒入将4,5-二硝基邻氨基苯硫砜质量12~13倍的-1~0℃的饱和碳酸钠溶液中,静置1~2h,抽滤,用去离子水洗涤1~3次,在10~20Pa、20~30℃下烘2~3h,制备得到8,9-二硝基苯并噻唑。
优选的,一种晶圆用化学镀镍液,所述晶圆用化学镀镍液由权利要求1-5任一项所述的制备方法制备得到。
优选的,所述晶圆用化学镀镍液的使用方法如下:在100~102℃、0.5~0.6MPa和氮气保护条件下,将预处理的晶圆放入预处理的晶圆质量20~30倍的化学镀镍液中,以1200~1300r/min搅拌20~30min,随后以2~4℃/min降温至60~70℃,在800~900lx照度下,光照2~3min,继续搅拌1.5~3.5min,取出,用乙醇洗涤2~4次,在10~20Pa、30~40℃条件下烘1~2h。
优选的,所述预处理的晶圆的制备方法如下:将晶圆表面进行脱脂、除尘,随后在0.03~0.07MPa的气压下使用80~200目的玻璃珠砂进行表面喷砂处理,用去离子水洗涤2~4次,在40~50℃烘箱中烘0.9~1.1h,随后在10~70℃下,用晶圆质量0.005~0.02倍的质量分数为96~98%的浓硫酸进行酸洗1~10min,在25~30kHz超声条件下,在晶圆质量5~10倍的去离子水中超声清洗5~10min,制备得到预处理的晶圆。
与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:
本发明制备的晶圆用化学镀镍液,主要是由硫酸镍、次磷酸钠、4-戊基邻苯二甲腈、4-(2-甲酸基-3-丙酸基)邻苯二甲腈、8,9-二氨基苯并噻唑、水等混合得到;本发明制备的晶圆用化学镀镍液要在光照条件下给预处理的晶圆镀镍,其中预处理的晶圆是将晶圆进行脱脂、除尘、表面喷砂、酸洗、超声清洗处理得到。
首先,部分4-戊基邻苯二甲腈和4-(2-甲酸基-3-丙酸基)邻苯二甲腈反应,形成既带有疏水端戊烷又带有亲水端羧基的酞菁,在对预处理的晶圆化学镀镍时,通过高速搅拌可以形成大量泡沫,有助于氢气等气体的逸出,避免在金属镍层表面气孔的形成,降低了镀层的孔隙率,形成致密的金属镍层,从而增强了镀镍层的耐腐蚀性;酞菁与硫酸镍的镍离子螯合形成配位键,生成酞菁镍,在对预处理的晶圆化学镀镍时,部分酞菁镍的羧基与预处理的晶圆表面的羟基反应交联,在晶圆表面形成酞菁镍层,光照时,在酞菁镍的催化作用下镍离子还原,在晶圆表面生成金属镍,与酞菁镍以金属键相连接,增强了金属镍层与晶圆之间的结合力。
其次,8,9-二氨基苯并噻唑中的噻唑毒化自催化过程中产生的镍-磷黑色粉末,可以防止镍-磷黑色粉末催化镀液的自发分解,增加了化学镀镍液的稳定性;同时,8,9-二氨基苯并噻唑的两个氨基与另一部分4-戊基邻苯二甲腈反应在金属镍的催化下反应生成咪唑,使镀层表面更加光亮。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明,在将以下实施例中制备得到的晶圆用化学镀镍液的各指标测试方法如下:
镀层结合力:取相同面积的实施例和对比例制备得到的晶圆用化学镀镍液制备的镀镍晶圆按照GB/T5270标准法测定镀层表面情况来测试镀层结合力。
耐腐蚀性:取相同面积的实施例和对比例制备得到的晶圆用化学镀镍液制备的镀镍晶圆按照GB/T5938标准法测定腐蚀后镀层表面情况来测定耐腐蚀性。
光亮性:取相同面积的实施例和对比例制备得到的晶圆用化学镀镍液制备的镀镍晶圆观察其镀层表面光亮程度。
稳定性:在60℃下,向相同质量的实施例和对比例制备得到的晶圆用化学镀镍液中加入晶圆用化学镀镍液质量0.05倍的质量浓度为100mg/L的氯化钯水溶液,观察镀液开始变浑浊的时间,时间越长稳定性越好。
实施例1
一种晶圆用化学镀镍液的制备方法,所述晶圆用化学镀镍液的制备方法包括以下制备步骤:
(1)在135℃、氩气保护条件下,将4-戊基邻苯二甲酸酐、甲酰胺按质量比1:1.5混合,以1200r/min搅拌回流3h后,自然冷却至室温,抽滤,用去离子水洗涤1次,在10Pa、20℃下烘2h,制备得到4-戊基邻苯二甲酰亚胺;在24℃、氩气保护条件下,将4-戊基邻苯二甲酰亚胺和质量分数为26%的氨水按质量比1:23混合,以1200r/min搅拌47h,过滤,用去离子水洗涤1次,在10Pa、20℃下烘2h,制备得到4-戊基邻苯二甲酰胺;在-4℃下,将二氯亚砜、二甲基甲酰胺按质量比1:0.75混合,以1200r/min搅拌1.5h,制备得到二甲基甲酰胺混合液;在0℃下,将4-戊基邻苯二甲酰胺和二甲基甲酰胺混合液按质量比1:10.5混合,以1200r/min搅拌4h,随后在常温下静置11h,用-4℃的去离子水洗涤2次,抽滤,用去离子水洗涤1次,在10Pa、20℃下烘2h,制备得到4-戊基邻苯二甲腈;
(2)在24℃下,将氯化镍和乙醚按质量比1:10混合,以1200r/min搅拌20min,制备得到氯化镍混合液;在0.5MPa、120℃和氩气保护条件下,将2-甲酸基-3-丙烯酸、邻苯二甲腈、乙醚按质量比1:0.7:10混合,以1200r/min搅拌20min后,以60滴/min滴加2-甲酸基-3-丙烯酸质量0.05倍的氯化镍混合液,继续搅拌回流5h,制备得到4-(2-甲酸基-3-丙酸基)邻苯二甲腈;
(3)在24℃下,将4,5-二硝基邻氨基苯硫砜、甲苯和甲酸按质量比1:4.1:1.3混合,以1200r/min搅拌20min,以1℃/min降温至-1℃,以60滴/min滴加4,5-二硝基邻氨基苯硫砜1.15倍的三甲基氯硅烷,随后以2℃/min升温至48℃,继续搅拌44min,倒入将4,5-二硝基邻氨基苯硫砜质量12倍的-1℃的饱和碳酸钠溶液中,静置1h,抽滤,用去离子水洗涤1次,在10Pa、20℃下烘2h,制备得到8,9-二硝基苯并噻唑;在24℃、0.5MPa下,将8,9-二硝基苯并噻唑和乙醇按质量比1:4混合,以1200r/min搅拌20min,随后以4℃/min升温至112℃,加入8,9-二硝基苯并噻唑质量0.04倍的铁粉,继续搅拌回流4h,以60滴/min滴加8,9-二硝基苯并噻唑质量0.12倍的质量分数为18%的氢氧化钠溶液,静置12h,过滤,制备得到8,9-二氨基苯并噻唑;
(4)在84℃下,将硫酸镍、次磷酸钠、4-戊基邻苯二甲腈、4-(2-甲酸基-3-丙酸基)邻苯二甲腈、8,9-二氨基苯并噻唑、催化剂1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯和水按质量比1:0.5:2.8:1.3:1.5:0.015:800混合,以200r/min搅拌30min,以60滴/min滴加质量分数为20%的氢氧化钠溶液,调节pH至5,继续搅拌搅拌30min,制备得到晶圆用化学镀镍液。
晶圆用化学镀镍液的使用方法,包括以下步骤:
将晶圆表面进行脱脂、除尘,随后在0.03MPa的气压下使用80目的玻璃珠砂进行表面喷砂处理,用去离子水洗涤2次,在40℃烘箱中烘0.9h,随后在10℃下,用晶圆质量0.005倍的质量分数为96%的浓硫酸进行酸洗1min,在25kHz超声条件下,在晶圆质量5倍的去离子水中超声清洗5min,制备得到预处理的晶圆;在100℃、0.5MPa和氮气保护条件下,将预处理的晶圆放入预处理的晶圆质量20倍的化学镀镍液中,以1200r/min搅拌20min,随后以2℃/min降温至60℃,在800lx照度下,光照2min,继续搅拌1.5min,取出,用乙醇洗涤2次,在10Pa、30℃条件下烘1h,制备得到镀镍晶圆。
实施例2
一种晶圆用化学镀镍液的制备方法,所述晶圆用化学镀镍液的制备方法包括以下制备步骤:
(1)在137.5℃、氩气保护条件下,将4-戊基邻苯二甲酸酐、甲酰胺按质量比1:1.525混合,以1250r/min搅拌回流3.5h后,自然冷却至室温,抽滤,用去离子水洗涤2次,在15Pa、25℃下烘2.5h,制备得到4-戊基邻苯二甲酰亚胺;在25℃、氩气保护条件下,将4-戊基邻苯二甲酰亚胺和质量分数为27%的氨水按质量比1:23.5混合,以1250r/min搅拌48h,过滤,用去离子水洗涤2次,在15Pa、25℃下烘2.5h,制备得到4-戊基邻苯二甲酰胺;在-2℃下,将二氯亚砜、二甲基甲酰胺按质量比1:0.775混合,以1250r/min搅拌2h,制备得到二甲基甲酰胺混合液;在2.5℃下,将4-戊基邻苯二甲酰胺和二甲基甲酰胺混合液按质量比1:11混合,以1250r/min搅拌5h,随后在常温下静置11.5h,用-2℃的去离子水洗涤3次,抽滤,用去离子水洗涤2次,在15Pa、25℃下烘2.5h,制备得到4-戊基邻苯二甲腈;
(2)在25℃下,将氯化镍和乙醚按质量比1:11混合,以1250r/min搅拌25min,制备得到氯化镍混合液;在0.55MPa、130℃和氩气保护条件下,将2-甲酸基-3-丙烯酸、邻苯二甲腈、乙醚按质量比1:0.75:10.5混合,以1250r/min搅拌25min后,以70滴/min滴加2-甲酸基-3-丙烯酸质量0.055倍的氯化镍混合液,继续搅拌回流5.5h,制备得到4-(2-甲酸基-3-丙酸基)邻苯二甲腈;
(3)在25℃下,将4,5-二硝基邻氨基苯硫砜、甲苯和甲酸按质量比1:4.15:1.35混合,以1250r/min搅拌25min,以2℃/min降温至-0.5℃,以70滴/min滴加4,5-二硝基邻氨基苯硫砜1.2倍的三甲基氯硅烷,随后以3℃/min升温至50℃,继续搅拌45min,倒入将4,5-二硝基邻氨基苯硫砜质量12.5倍的-0.5℃的饱和碳酸钠溶液中,静置1.5h,抽滤,用去离子水洗涤2次,在15Pa、25℃下烘2.5h,制备得到8,9-二硝基苯并噻唑;在25℃、0.55MPa下,将8,9-二硝基苯并噻唑和乙醇按质量比1:4.5混合,以1250r/min搅拌25min,随后以5℃/min升温至113.5℃,加入8,9-二硝基苯并噻唑质量0.05倍的铁粉,继续搅拌回流5h,以70滴/min滴加8,9-二硝基苯并噻唑质量0.18倍的质量分数为20%的氢氧化钠溶液,静置12.5h,过滤,制备得到8,9-二氨基苯并噻唑;
(4)在85℃下,将硫酸镍、次磷酸钠、4-戊基邻苯二甲腈、4-(2-甲酸基-3-丙酸基)邻苯二甲腈、8,9-二氨基苯并噻唑、催化剂1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯和水按质量比1:0.55:2.85:1.35:1.55:0.0155:1000混合,以250r/min搅拌35min,以70滴/min滴加质量分数为25%的氢氧化钠溶液,调节pH至5.2,继续搅拌搅拌35min,制备得到晶圆用化学镀镍液。
晶圆用化学镀镍液的使用方法,包括以下步骤:
将晶圆表面进行脱脂、除尘,随后在0.05MPa的气压下使用140目的玻璃珠砂进行表面喷砂处理,用去离子水洗涤3次,在42.50℃烘箱中烘1h,随后在40℃下,用晶圆质量0.0125倍的质量分数为97%的浓硫酸进行酸洗5.5min,在27.5kHz超声条件下,在晶圆质量7.5倍的去离子水中超声清洗7.5min,制备得到预处理的晶圆;在101℃、0.55MPa和氮气保护条件下,将预处理的晶圆放入预处理的晶圆质量25倍的化学镀镍液中,以1250r/min搅拌25min,随后以3℃/min降温至65℃,在850lx照度下,光照2.5min,继续搅拌2.5min,取出,用乙醇洗涤3次,在15Pa、35℃条件下烘1.5h,制备得到镀镍晶圆。
实施例3
一种晶圆用化学镀镍液的制备方法,所述晶圆用化学镀镍液的制备方法包括以下制备步骤:
(1)在140℃、氩气保护条件下,将4-戊基邻苯二甲酸酐、甲酰胺按质量比1:1.55混合,以1300r/min搅拌回流4h后,自然冷却至室温,抽滤,用去离子水洗涤3次,在20Pa、30℃下烘3h,制备得到4-戊基邻苯二甲酰亚胺;在26℃、氩气保护条件下,将4-戊基邻苯二甲酰亚胺和质量分数为28%的氨水按质量比1:24混合,以1300r/min搅拌49h,过滤,用去离子水洗涤3次,在20Pa、30℃下烘3h,制备得到4-戊基邻苯二甲酰胺;在0℃下,将二氯亚砜、二甲基甲酰胺按质量比1:0.8混合,以1300r/min搅拌2.5h,制备得到二甲基甲酰胺混合液;在5℃下,将4-戊基邻苯二甲酰胺和二甲基甲酰胺混合液按质量比1:11.5混合,以1300r/min搅拌6h,随后在常温下静置12h,用0℃的去离子水洗涤3次,抽滤,用去离子水洗涤3次,在20Pa、30℃下烘3h,制备得到4-戊基邻苯二甲腈;
(2)在26℃下,将氯化镍和乙醚按质量比1:12混合,以1300r/min搅拌30min,制备得到氯化镍混合液;在0.6MPa、140℃和氩气保护条件下,将2-甲酸基-3-丙烯酸、邻苯二甲腈、乙醚按质量比1:0.8:11混合,以1300r/min搅拌30min后,以80滴/min滴加2-甲酸基-3-丙烯酸质量0.06倍的氯化镍混合液,继续搅拌回流6h,制备得到4-(2-甲酸基-3-丙酸基)邻苯二甲腈;
(3)在26℃下,将4,5-二硝基邻氨基苯硫砜、甲苯和甲酸按质量比1:4.2:1.4混合,以1300r/min搅拌30min,以3℃/min降温至0℃,以80滴/min滴加4,5-二硝基邻氨基苯硫砜1.25倍的三甲基氯硅烷,随后以4℃/min升温至52℃,继续搅拌46min,倒入将4,5-二硝基邻氨基苯硫砜质量13倍的0℃的饱和碳酸钠溶液中,静置2h,抽滤,用去离子水洗涤3次,在20Pa、30℃下烘3h,制备得到8,9-二硝基苯并噻唑;在26℃、0.6MPa下,将8,9-二硝基苯并噻唑和乙醇按质量比1:5混合,以1300r/min搅拌30min,随后以6℃/min升温至115℃,加入8,9-二硝基苯并噻唑质量0.06倍的铁粉,继续搅拌回流6h,以80滴/min滴加8,9-二硝基苯并噻唑质量0.24倍的质量分数为22%的氢氧化钠溶液,静置13h,过滤,制备得到8,9-二氨基苯并噻唑;
(4)在86℃下,将硫酸镍、次磷酸钠、4-戊基邻苯二甲腈、4-(2-甲酸基-3-丙酸基)邻苯二甲腈、8,9-二氨基苯并噻唑、催化剂1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯和水按质量比1:0.6:2.9:1.4:1.6:0.016:1200混合,以300r/min搅拌40min,以80滴/min滴加质量分数为30%的氢氧化钠溶液,调节pH至5.4,继续搅拌搅拌40min,制备得到晶圆用化学镀镍液。
晶圆用化学镀镍液的使用方法,包括以下步骤:
将晶圆表面进行脱脂、除尘,随后在0.07MPa的气压下使用200目的玻璃珠砂进行表面喷砂处理,用去离子水洗涤4次,在50℃烘箱中烘1.1h,随后在70℃下,用晶圆质量0.02倍的质量分数为98%的浓硫酸进行酸洗10min,在30kHz超声条件下,在晶圆质量10倍的去离子水中超声清洗10min,制备得到预处理的晶圆;在102℃、0.6MPa和氮气保护条件下,将预处理的晶圆放入预处理的晶圆质量30倍的化学镀镍液中,以1300r/min搅拌30min,随后以4℃/min降温至70℃,在900lx照度下,光照3min,继续搅拌3.5min,取出,用乙醇洗涤4次,在20Pa、40℃条件下烘2h,制备得到镀镍晶圆。
对比例1
一种晶圆用化学镀镍液的制备方法,所述晶圆用化学镀镍液的制备方法包括以下制备步骤:
(1)在25℃下,将氯化镍和乙醚按质量比1:11混合,以1250r/min搅拌25min,制备得到氯化镍混合液;在0.55MPa、130℃和氩气保护条件下,将2-甲酸基-3-丙烯酸、邻苯二甲腈、乙醚按质量比1:0.75:10.5混合,以1250r/min搅拌25min后,以70滴/min滴加2-甲酸基-3-丙烯酸质量0.055倍的氯化镍混合液,继续搅拌回流5.5h,制备得到4-(2-甲酸基-3-丙酸基)邻苯二甲腈;
(2)在25℃下,将4,5-二硝基邻氨基苯硫砜、甲苯和甲酸按质量比1:4.15:1.35混合,以1250r/min搅拌25min,以2℃/min降温至-0.5℃,以70滴/min滴加4,5-二硝基邻氨基苯硫砜1.2倍的三甲基氯硅烷,随后以3℃/min升温至50℃,继续搅拌45min,倒入将4,5-二硝基邻氨基苯硫砜质量12.5倍的-0.5℃的饱和碳酸钠溶液中,静置1.5h,抽滤,用去离子水洗涤2次,在15Pa、25℃下烘2.5h,制备得到8,9-二硝基苯并噻唑;在25℃、0.55MPa下,将8,9-二硝基苯并噻唑和乙醇按质量比1:4.5混合,以1250r/min搅拌25min,随后以5℃/min升温至113.5℃,加入8,9-二硝基苯并噻唑质量0.05倍的铁粉,继续搅拌回流5h,以70滴/min滴加8,9-二硝基苯并噻唑质量0.18倍的质量分数为20%的氢氧化钠溶液,静置12.5h,过滤,制备得到8,9-二氨基苯并噻唑;
(3)在85℃下,将硫酸镍、次磷酸钠、4-(2-甲酸基-3-丙酸基)邻苯二甲腈、8,9-二氨基苯并噻唑、催化剂1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯和水按质量比1:0.55:1.35:1.55:0.0155:1000混合,以250r/min搅拌35min,以70滴/min滴加质量分数为25%的氢氧化钠溶液,调节pH至5.2,继续搅拌搅拌35min,制备得到晶圆用化学镀镍液。
晶圆用化学镀镍液的使用方法,包括以下步骤:
将晶圆表面进行脱脂、除尘,随后在0.05MPa的气压下使用140目的玻璃珠砂进行表面喷砂处理,用去离子水洗涤3次,在42.50℃烘箱中烘1h,随后在40℃下,用晶圆质量0.0125倍的质量分数为97%的浓硫酸进行酸洗5.5min,在27.5kHz超声条件下,在晶圆质量7.5倍的去离子水中超声清洗7.5min,制备得到预处理的晶圆;在101℃、0.55MPa和氮气保护条件下,将预处理的晶圆放入预处理的晶圆质量25倍的化学镀镍液中,以1250r/min搅拌25min,随后以3℃/min降温至65℃,在850lx照度下,光照2.5min,继续搅拌2.5min,取出,用乙醇洗涤3次,在15Pa、35℃条件下烘1.5h,制备得到镀镍晶圆。
对比例2
一种晶圆用化学镀镍液的制备方法,所述晶圆用化学镀镍液的制备方法包括以下制备步骤:
(1)在137.5℃、氩气保护条件下,将4-戊基邻苯二甲酸酐、甲酰胺按质量比1:1.525混合,以1250r/min搅拌回流3.5h后,自然冷却至室温,抽滤,用去离子水洗涤2次,在15Pa、25℃下烘2.5h,制备得到4-戊基邻苯二甲酰亚胺;在25℃、氩气保护条件下,将4-戊基邻苯二甲酰亚胺和质量分数为27%的氨水按质量比1:23.5混合,以1250r/min搅拌48h,过滤,用去离子水洗涤2次,在15Pa、25℃下烘2.5h,制备得到4-戊基邻苯二甲酰胺;在-2℃下,将二氯亚砜、二甲基甲酰胺按质量比1:0.775混合,以1250r/min搅拌2h,制备得到二甲基甲酰胺混合液;在2.5℃下,将4-戊基邻苯二甲酰胺和二甲基甲酰胺混合液按质量比1:11混合,以1250r/min搅拌5h,随后在常温下静置11.5h,用-2℃的去离子水洗涤3次,抽滤,用去离子水洗涤2次,在15Pa、25℃下烘2.5h,制备得到4-戊基邻苯二甲腈;
(2)在25℃下,将4,5-二硝基邻氨基苯硫砜、甲苯和甲酸按质量比1:4.15:1.35混合,以1250r/min搅拌25min,以2℃/min降温至-0.5℃,以70滴/min滴加4,5-二硝基邻氨基苯硫砜1.2倍的三甲基氯硅烷,随后以3℃/min升温至50℃,继续搅拌45min,倒入将4,5-二硝基邻氨基苯硫砜质量12.5倍的-0.5℃的饱和碳酸钠溶液中,静置1.5h,抽滤,用去离子水洗涤2次,在15Pa、25℃下烘2.5h,制备得到8,9-二硝基苯并噻唑;在25℃、0.55MPa下,将8,9-二硝基苯并噻唑和乙醇按质量比1:4.5混合,以1250r/min搅拌25min,随后以5℃/min升温至113.5℃,加入8,9-二硝基苯并噻唑质量0.05倍的铁粉,继续搅拌回流5h,以70滴/min滴加8,9-二硝基苯并噻唑质量0.18倍的质量分数为20%的氢氧化钠溶液,静置12.5h,过滤,制备得到8,9-二氨基苯并噻唑;
(3)在85℃下,将硫酸镍、次磷酸钠、4-戊基邻苯二甲腈、8,9-二氨基苯并噻唑、催化剂1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯和水按质量比1:0.55:2.85:1.55:0.0155:1000混合,以250r/min搅拌35min,以70滴/min滴加质量分数为25%的氢氧化钠溶液,调节pH至5.2,继续搅拌搅拌35min,制备得到晶圆用化学镀镍液。
晶圆用化学镀镍液的使用方法,包括以下步骤:
将晶圆表面进行脱脂、除尘,随后在0.05MPa的气压下使用140目的玻璃珠砂进行表面喷砂处理,用去离子水洗涤3次,在42.50℃烘箱中烘1h,随后在40℃下,用晶圆质量0.0125倍的质量分数为97%的浓硫酸进行酸洗5.5min,在27.5kHz超声条件下,在晶圆质量7.5倍的去离子水中超声清洗7.5min,制备得到预处理的晶圆;在101℃、0.55MPa和氮气保护条件下,将预处理的晶圆放入预处理的晶圆质量25倍的化学镀镍液中,以1250r/min搅拌25min,随后以3℃/min降温至65℃,在850lx照度下,光照2.5min,继续搅拌2.5min,取出,用乙醇洗涤3次,在15Pa、35℃条件下烘1.5h,制备得到镀镍晶圆。
对比例3
一种晶圆用化学镀镍液的制备方法,所述晶圆用化学镀镍液的制备方法包括以下制备步骤:
(1)在137.5℃、氩气保护条件下,将4-戊基邻苯二甲酸酐、甲酰胺按质量比1:1.525混合,以1250r/min搅拌回流3.5h后,自然冷却至室温,抽滤,用去离子水洗涤2次,在15Pa、25℃下烘2.5h,制备得到4-戊基邻苯二甲酰亚胺;在25℃、氩气保护条件下,将4-戊基邻苯二甲酰亚胺和质量分数为27%的氨水按质量比1:23.5混合,以1250r/min搅拌48h,过滤,用去离子水洗涤2次,在15Pa、25℃下烘2.5h,制备得到4-戊基邻苯二甲酰胺;在-2℃下,将二氯亚砜、二甲基甲酰胺按质量比1:0.775混合,以1250r/min搅拌2h,制备得到二甲基甲酰胺混合液;在2.5℃下,将4-戊基邻苯二甲酰胺和二甲基甲酰胺混合液按质量比1:11混合,以1250r/min搅拌5h,随后在常温下静置11.5h,用-2℃的去离子水洗涤3次,抽滤,用去离子水洗涤2次,在15Pa、25℃下烘2.5h,制备得到4-戊基邻苯二甲腈;
(2)在25℃下,将氯化镍和乙醚按质量比1:11混合,以1250r/min搅拌25min,制备得到氯化镍混合液;在0.55MPa、130℃和氩气保护条件下,将2-甲酸基-3-丙烯酸、邻苯二甲腈、乙醚按质量比1:0.75:10.5混合,以1250r/min搅拌25min后,以70滴/min滴加2-甲酸基-3-丙烯酸质量0.055倍的氯化镍混合液,继续搅拌回流5.5h,制备得到4-(2-甲酸基-3-丙酸基)邻苯二甲腈;
(3)在85℃下,将硫酸镍、次磷酸钠、4-戊基邻苯二甲腈、4-(2-甲酸基-3-丙酸基)邻苯二甲腈、催化剂1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯和水按质量比1:0.55:2.85:1.35:0.0155:1000混合,以250r/min搅拌35min,以70滴/min滴加质量分数为25%的氢氧化钠溶液,调节pH至5.2,继续搅拌搅拌35min,制备得到晶圆用化学镀镍液。
晶圆用化学镀镍液的使用方法,包括以下步骤:
将晶圆表面进行脱脂、除尘,随后在0.05MPa的气压下使用140目的玻璃珠砂进行表面喷砂处理,用去离子水洗涤3次,在42.50℃烘箱中烘1h,随后在40℃下,用晶圆质量0.0125倍的质量分数为97%的浓硫酸进行酸洗5.5min,在27.5kHz超声条件下,在晶圆质量7.5倍的去离子水中超声清洗7.5min,制备得到预处理的晶圆;在101℃、0.55MPa和氮气保护条件下,将预处理的晶圆放入预处理的晶圆质量25倍的化学镀镍液中,以1250r/min搅拌25min,随后以3℃/min降温至65℃,在850lx照度下,光照2.5min,继续搅拌2.5min,取出,用乙醇洗涤3次,在15Pa、35℃条件下烘1.5h,制备得到镀镍晶圆。
对比例4
对比例4与实施例2的区别仅在于步骤(3)、(4)的不同,将步骤(3)修改为:在25℃下,将4,5-二硝基邻氨基苯硫砜、甲苯和甲酸按质量比1:4.15:1.35混合,以1250r/min搅拌25min,以2℃/min降温至-0.5℃,以70滴/min滴加4,5-二硝基邻氨基苯硫砜1.2倍的三甲基氯硅烷,随后以3℃/min升温至50℃,继续搅拌45min,倒入将4,5-二硝基邻氨基苯硫砜质量12.5倍的-0.5℃的饱和碳酸钠溶液中,静置1.5h,抽滤,用去离子水洗涤2次,在15Pa、25℃下烘2.5h,制备得到8,9-二硝基苯并噻唑。将对比例(4)修改为:在85℃下,将硫酸镍、次磷酸钠、4-戊基邻苯二甲腈、4-(2-甲酸基-3-丙酸基)邻苯二甲腈、8,9-二硝基苯并噻唑、催化剂1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯和水按质量比1:0.55:2.85:1.35:1.55:0.0155:1000混合,以250r/min搅拌35min,以70滴/min滴加质量分数为25%的氢氧化钠溶液,调节pH至5.2,继续搅拌搅拌35min,制备得到晶圆用化学镀镍液。其余制备步骤同实施例2。
效果例
下表1给出了采用本发明实施例1至3与对比例1至4制备得到的晶圆用化学镀镍液的稳定性和晶圆用化学镀镍液制备的镀镍晶圆的镀层的耐腐蚀性、镀层结合力、光亮性的分析结果。
表1
从表1中可发现实施例1、2、3制备得到的晶圆用化学镀镍液的稳定性较强,且晶圆用化学镀镍液制备的镀镍晶圆的镀层耐腐蚀性、镀层结合力、光亮性较强;从实施例1、2、3和对比例1的实验数据比较可发现,使用4-戊基邻苯二甲腈制备的晶圆用化学镀镍液,在对预处理的晶圆进行化学镀的过程中可以形成双亲性酞菁和咪唑,晶圆用化学镀镍液制备的镀镍晶圆的镀层的耐腐蚀性和光亮性较强;从实施例1、2、3和对比例2的实验数据可发现,利用4-(2-甲酸基-3-丙酸基)邻苯二甲腈制备晶圆用化学镀镍液,在对预处理的晶圆进行化学镀的过程中可以形成双亲性酞菁,晶圆用化学镀镍液制备的镀镍晶圆的镀层的耐腐蚀性和镀层结合力较强;从实施例1、2、3和对比例3的实验数据可发现,使用8,9-二氨基苯并噻唑制备晶圆用化学镀镍液,在对预处理的晶圆进行化学镀的过程中可以形成咪唑,制备得到的晶圆用化学镀镍液的稳定性较强,且晶圆用化学镀镍液制备的镀镍晶圆的镀层的光亮性较强;从实施例1、2、3和对比例4实验数据可发现,采用8,9-二硝基苯并噻唑制备晶圆用化学镀镍液,在对预处理的晶圆进行化学镀的过程中无法形成咪唑,晶圆用化学镀镍液制备的镀镍晶圆的镀层的光亮性较弱。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
- 一种晶圆用化学镀镍液及其制备方法
- 化学镀-电镀用镍铜合金液及镍铜合金非晶基复合镀层的制备方法