TW200403359A - Method for determining concentrations of additives in acid copper electrochemical deposition baths - Google Patents

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200403359 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明之廣義態樣係關於包含於金屬電鍍溶 加劑濃度的定量分析，及更明確言之，係關於 性酸銅電鍍溶液中之亮光劑及勻塗劑濃度之方 【先前技術】 傳統上將鋁（A 1 )使用作為在半導體微電子積 製造中在形成互連層時之金屬化的選擇材料。， 用化學蒸氣沉積（CVD)沉積於半導體結構上，其 及高度均勻地沉積包含產物金屬之薄膜。 儘管先前普遍將A 1作為金屬化介質，但與增 之逐漸增加之信號速度及逐漸減小之特徵形體 需求已超越A1金屬的能力。因此，愈來愈常將 作為半導體互連金屬。Cu之性質經不起習知之 方法，部分係由於缺乏適當的銅源試劑，因此< 經由電鍍而沉積於微電子裝置結構上。 然而，銅之電鍍有各種相關的問題。 一般而言，C u係經由於水性酸銅電鑛溶液（ 括硫酸銅、硫酸、及氫氯酸）中電解而鍍於基材 種類型之未增加電鍍溶液之電鍍方法一般會進 速。此種快速電鍍的結果為先前形成之通道， 構（例如，微電子裝置結構中之電極或其他導體 域）之通道經架橋，且未經C u填補。因此，未 結構的期望電路徑，而必需將半導體裝置結構 312/發明說明書(補件)/92-09/92115960 液中之添 一種測定水 法。 體電路之 U —般係利 可精確控制 5:電子元件 相關的性能 銅（C u )利用 CVD金屬化 :u典型上係 良例如可包 上。利用此 行地太過快 即至下層結 或半導體區 形成至下層 再加工或棄 6 200403359 置。 為於微電子裝置之電鍍表面上產生閃亮的銅塗飾，而必 需將各種亮光劑加至酸性電鍍溶液中。此種亮光劑通常包 含有機磺酸及羧酸或其鹽，使用此種亮光劑產生改良之銅 電鍍溶液的安定性及在令人滿意之電流密度範圍内之銅的 有效沉積。關於適當亮光劑之更多細節，參見美國專利第 2707166、 2707167、 2830014、 3276979 及 3288690 號 ° 單獨加入一或多種亮光劑雖然可產生充分閃亮的塗 飾，但如此種電鍍表面包含由微觀裂紋或刮傷所造成之小 凹處或突起的話，則其並無法確保在微電子裝置之電鍍表 面上之平滑的銅沉積層。為消除此種微觀裂紋或刮傷的影 響，需進一步將勻塗劑加至銅電鍍溶液，其可使此種電鍍 溶液具有「勻塗」能力，以於小凹處中產生銅沉積物之甚 厚的層及於小突起上產生銅沉積物之甚薄的層，因而減小 電鍍表面不規則之深度。技藝中知曉之勻塗劑包括硫脲衍 生物、硫脲與脂族醛之縮合物，諸如甲醛及雜環硫-氮有機 化合物，其如揭示於美國專利第3 1 0 1 3 0 5、3 6 5 5 5 3 4、 3725220、 3798138、 3972789 及 4038161 號中 ° 銅沉積速度及所得之銅沉積物之品質及電及機械性質 與添加劑諸如亮光劑及勻塗劑之濃度高度相關。然而，由 於因微電子裝置或因電化學反應之「遷延（drag-out)」及 在電銀過程中之損耗，因而此等添加劑之濃度並非定值。 因此，精確的即時化學濃度監測及電鍍溶液之控制對於在 微電子裝置上產生高品質銅薄膜或結構至為重要。 7 312/發明說明書(補件)/92-09/92115960 200403359 銅電鍍溶液中之有機亮光劑及勻塗劑之濃度的精確監 測會面臨各種困難。舉例來說，銅電鍍溶液中之亮光劑及 勻塗劑之各別濃度通常非常低，例如，每百萬份體積之份 婁文（p p m v )，其由於高濃度無機成份諸如硫酸銅及酸之遮蔽 效果，而使得一般的分析程序很難有效地應用。 美國專利第6，2 8 0，6 0 2號揭示一種經由測量溶液之電鍍 位能，及於測得之電鍍位能上進行脈衝循環定電位分析 (Pulsed Cyclic Galvanostatic Analysis) j 而計算金屬 電鍍溶液樣品中之有機添加劑濃度之方法及裝置。將此專 利之全體内容併入本文為參考資料供各種用途用。 美國專利第6，2 8 0，6 0 2號未解決的一問題為在亮光劑之 增亮效果與勻塗劑之勻塗效果之間的交互作用。亮光劑通 常會加速電鍍程序，及另一方面，勻塗劑會減緩電鍍程序。 增亮效果及勻塗效果的交又干擾導致如根據由美國專利第 6，2 8 0，6 0 2號揭示之方法所計算得之濃度的不準確性。 因此，提供一種測定酸金屬電鍍溶液中之亮光劑及勻塗 劑濃度，同時相對於技藝現狀使亮光劑及勻塗劑之效果間 之交叉干擾降低或減至最小之方法，此在技藝中將係一項 顯著的進步，及因此其係本發明之目的。 其他目的及優點將可由隨後之揭示内容及隨附之申請 專利範圍而更加明白。 【發明内容】 本發明之一廣義態樣係關於一種測定包含於水性酸金 屬電鍍溶液中之亮光劑及勻塗劑濃度之方法，其包括下列 8 312/發明說明書(補件)/92-09/92115960 200403359 步驟： (a )提供包括下列組件之測量裝置： (i ) 一參考電極； (ii) 一具有用於將金屬沉積於其上之電鍍表面的 轉碟試驗電極，及一用於使此旋轉碟試驗電極在預定 速度下旋轉之旋轉驅動器，其中此旋轉碟電極係設置 括一電鐘電流源電極之測量室中，及其中將水性酸金 鍍溶液引入至測量室中進行測量； (i i i )在旋轉碟試驗電極與電鍍電流源電極之間） 合及操作結合之電鍍驅動電子元件，藉此使金屬在恒 已知電流密度下自測量室中之水性酸金屬電鍍溶液選 地沉積於旋轉碟試驗電極之電鍍表面上；及 (i v )在旋轉碟試驗電極與參考電極之間電結合及 作結合地測量電路，以測量在旋轉碟試驗電極與參考 之間之電位； (b )經由使用說明於上之測量裝置在第一旋轉速度_ 對第一電鍍期間測量金屬電鍍溶液之第一電位，及經 行如由美國專利第6，2 8 0，6 0 2號所揭示之第一電位之 循環定電位分析，而測定水性酸金屬電鍍溶液中之亮 之濃度；及 (c )經由使用該測量裝置在第二旋轉速度下及對第J 鍍期間測量該金屬電鍍溶液之第二電位，及經由進行 電位之脈衝循環定電位分析，而測定水性酸金屬電鍍 中之勻塗劑之濃度， 312/發明說明書(補件)/92-09/92115960 旋 旋轉 於包 屬電 [結 定的 擇性 操 電極 :及 由進 脈衝 光劑 -電 第二 溶液 9 200403359 其中第一旋轉速度較第二旋轉速度低，且其中第一電鍍期 間較第二電鍍期間短。 本發明人發現亮光劑之增亮效果一般與旋轉碟試驗電 極之旋轉速度及電鍍期間無關且不受其影響，而勻塗劑之 勻塗效果則在較高的旋轉速度及較長的電鍍期間下會顯著 地增加。因此，經由先在較低旋轉速度下及/或對較短的 電鍍期間測定亮光劑之濃度，藉此使勻塗劑之勻塗效果較 不顯著，因此而與亮光劑之效果有較低干擾，然後再在較 高旋轉速度下及/或對較長的電鍍期間測定勻塗劑之濃 度，可使增亮效果與勻塗效果之間的交叉干擾降低或減至 最小，其中勻塗劑之勻塗效果有較佳的表現，而亮光劑之 增亮效果則大約維持相同。 亮光劑之濃度係先當將旋轉碟試驗電極之旋轉速度設 於自約每分鐘0轉（0 r p m )至約每分鐘4 0 0 0轉之範圍内， 自約每分鐘0轉至約每分鐘2 4 0 0轉更佳，及/或將電鍍循 環之電鍍期間設於自約1秒至約2 0秒之範圍内，自約1 秒至約1 0秒更佳時測定較佳。接著當將旋轉碟試驗電極之 旋轉速度設於自約每分鐘3 0 0轉至約每分鐘1 2 5 0轉之範圍 内較佳，自約每分鐘5 0 0轉至約每分鐘1 2 5 0轉更佳，及/ 或將電鍍期間設於自約1秒至約2 5秒之範圍内較佳，自約 1秒至約1 5秒更佳時測定句塗劑之濃度。 本發明之另一態樣係關於一種測定包含於水性酸金屬 電鍍溶液中之亮光劑及勻塗劑濃度之方法，其包括下列步 驟： 10 312/發明說明書(補件)/92-09/92115960 200403359 (a )在第一組測量條件下測定亮光劑之濃度； (b )在第二組測量條件下測定勻塗劑之濃度， 其中第一組及第二組測量條件之下列測量變數的至少一者 不同： (i )使用於測量此種水性酸金屬電鍍溶液之電鍍位能 之旋轉碟電極的旋轉速度；及 (i i )測量此種水性酸金屬電鍍溶液之電鍍位能的電 鍍期間。 第一組測量條件包括較第二組測量條件低之旋轉碟試 驗電極之旋轉速度，及/或較第二組測量條件短之電鍍期 間較佳。 本發明之再一態樣係關於一種測定包含於金屬電鍍溶 液中之第一添加劑及第二添加劑濃度之方法，其包括下列 步驟： (a )在第一組測量條件下測定金屬電鍍溶液中之第一添 加劑之濃度； (b )在第二組測量條件下測定金屬電鍍溶液中之第二添 加劑之濃度， 其中第一及第二組測量條件之下列測量變數的至少一者彼 此不同： (i )使用於測量此種金屬電鍍溶液之電鍍位能之旋轉 碟電極的旋轉速度；及 (i i )測量此種金屬電鍍溶液之電鍍位能的電鍍期間。 第一及第二添加劑可為對金屬電鍍溶液之電鍍能力具 11 312/發明說明書(補件)/92-09/92115960 200403359 有干擾效果之任何添加劑，其包括’但不限於’亮光 勻塗劑。 本發明之其他態樣、特徵及具體例將可由隨後之揭 容及隨附之申請專利範圍而更加明白。 【實施方式】 在本發明中使用於測量脈衝循環定電位分析用之電 位能的測量裝置可具有任何適當的結構或組件，不應 處之揭示内容就本發明之廣義範圍作狹義地解釋或詮 此種測量裝置包括下列組件較佳： 一參考電極； 一具有用於將金屬沉積於其上之電鍍表面的旋轉碟 驗電極，及一用於使該旋轉碟試驗電極在預定旋轉速 旋轉之旋轉驅動器，其中該旋轉碟電極係設置於包括 鍍電流源電極之測量室中，及其中將水性酸金屬電鍍 引入至測量室中進行測量； 在旋轉碟試驗電極與電鍍電流源電極之間電結合及 作結合之電鍍驅動電子元件，藉此使金屬在恒定的已 流密度下自測量室中之水性酸金屬電鍍溶液選擇性地 於該旋轉碟試驗電極之電鍍表面上；及 在旋轉碟試驗電極與參考電極之間電結合及操作結 合，以測量在旋轉碟試驗電極與參考電極之間之電位 量電路。

有用於實施本發明之測量裝置的較佳具體例揭示於 國專利第6，2 8 0，6 0 2號，及於2 0 0 0年1 0月1 7日以P 312/發明說明書(補件)/92-09/92115960 劑及 示内 鍍 將此 釋。 試 度下 一電 溶液 操 知電 沉積 的測 美 e t e r 12 200403359 M. Robertson之名義提出申請之申請中之美國專利申請案 第0 9 / 6 9 0，7 7 0號中，將其之全體内容併入本文為參考資料 供各種用途用。 明確言之，如圖1所示之此種測量裝置包括設置於參考 室3中，且連續浸泡於鹼銅電鍍電解質溶液4中之參考電 極2。鹼溶液4係經由流體流動入口 7注入至參考室3中， 及經由毛細管5流入至測量室8中。將包含亮光劑及勻塗 劑之額外的溶液（即樣品溶液及校準溶液）引入至測量室中 (經由未描繪於圖1中之構件），因而與經由毛細管5引入 於其中之鹼銅電鍍電解質溶液混合。流體壓差及/或流體 流動閥可防止混合電解質溶液自測量室8行進至參考室 3。因此，參考電極2連續單獨浸泡於鹼銅電鍍電解質溶液 4中。 毛細管5之測量室端係緊鄰於試驗電極1之電鍍表面設 置，以在20毫米内較佳，在10毫米内更佳，及在5毫米 内最佳。此緊密的空間關係可防止在試驗電極1之電鍍表 面上的空氣泡形成，及降低或消除電解質中之位能差（i R 降落）的影響。電鍍電流源電極9透過適當、可逆、可控制 的電流源（未示於圖中）而與試驗電極1電結合及操作結 合。試驗電極1包含鉑或玻質碳（玻化碳）基材較佳，雖然 其並不限於此等材料。試驗電極1為具有旋轉驅動器6之 旋轉碟電極較佳。使用旋轉碟電極經由攪拌包含於測量室 中之電解質溶液而提高在循環間之測量的準確度及一致 性。旋轉碟試驗電極1自垂直傾斜一角度，以防止空氣泡 13 312/發明說明書(補件)/92-09/92115960 200403359 聚集及滯留於其之表面上較佳。使用用於測量在試驗電極 與參考電極之間之電位的適當構件（未示於圖1中）。 使用用於將包含添加劑諸如亮光劑及勻塗劑之電鍍溶 液引入至測量室8中之適當構件，以及用於沖洗測量室8 之適當構件，雖然未將其示於圖1中。另外，可於各電鍍 循環完成後，將酸浴及滌洗水注入至測量室中及自其中排 出，且可視需要設置強制流體沖洗構件（未示於圖中）。此 等輔助功能係利用技藝中熟知之構件容易地提供，且其未 示於圖1中或詳盡論述於本揭示内容中。 經由使用說明於前文之測量裝置，在包含各種已知及未 知濃度之添加劑的混合電鍍溶液中進行多個電鍍/測量循 環，而適當地利用如於美國專利第6，2 8 0，6 0 2號中所引介 之脈衝循環定電位分析（P C G A)方法於計算標的酸銅電鍍溶 液中之添加劑濃度。在各電鍍/測量循環中，先將旋轉碟 試驗電極及測量室徹底清潔，例如，於酸浴中電解，隨後 再進行水及/或強制空氣沖洗。接著將鹼電解質溶液自參 考室引入至測量室中，與包含添加劑之電鍍溶液混合，及 使旋轉碟試驗電極平衡。接著經由在預定的旋轉速度及已 知或恒定的電流密度下在混合電解質溶液中電鍍預定的電 鍍期間，而使Cu沉積於旋轉碟試驗電極上之電鍍表面上。 接著於到達預定的電鍍期間之後，測量在旋轉碟試驗電極 與參考電極之間之決定性的電位。然後經由使電鍍電路逆 向偏壓及/或經由化學剝除而將沉積的Cu自試驗電極剝 除。經由使用校準電鍍溶液進行多個電鍍/測量循環，以 14 312/發明說明書(補件)/92-09/92115960 200403359 在標的添加劑之濃度與測得之決定性電位之 曲線，然後再測量標的電鍍溶液之決定性電 建立之校準曲線外插標的電鍍溶液中之標的 度，而間接計算標的銅電鍍溶液中之標的添 關於PCGA之更多細節，請參見美國專利第6 如前文所說明，亮光劑及勻塗劑之各別效 而導致不準確的濃度測定。本發明基於發現 效果一般與旋轉碟試驗電極之旋轉速度及電 不受其影響，而勻塗劑之勻塗效果則在較高 較長的電鍍期間下顯著地增加，而提供一種 低或減至最小之方法。 圖2顯示兩校準曲線，其指示在不同濃度 升/公升）下之亮光劑（即加速劑）之增亮效I 電鍍溶液之電鍍位能。一校準曲線係當將旋車 之旋轉速度設於每分鐘3 0 0轉，及電鍍期間 持續約1 . 2秒時所建立。另一校準曲線係當 (即每分鐘3 0 0轉），但電鍍期間持續1 5秒明 圖3顯示兩校準曲線，其指示亮光劑之增 酸銅電鍍溶液之電鍍位能，一曲線係當將旋 分鐘1 2 5 0轉，及電鍍期間約1 . 2秒時所建立 係當旋轉速度相同（即每分鐘1 2 5 0轉），但1 秒時所建立。 圖4顯示兩校準曲線，其指示亮光劑·^增 酸銅電鍍溶液之電鍍位能，一曲線係當將旋 312/發明說明書(補件)/92-09/92115960 間建立一校準 位，以基於所 添加劑之濃 加劑之濃度。 ，2 8 0，6 0 2 號。 果互相干擾， 亮光劑之增亮 鍍期間無關且 的旋轉速度及 使此種干擾降 (自0至3毫 L對水性酸銅 ^碟電極（RDE) (即電鍍時間） 旋轉速度相同 t所建立。 亮效果對水性 轉速度設於每 ，及另一曲線 ί鍍期間為1 5 亮效果對水性 轉速度設於每 15 200403359 分鐘2 5 0 0轉，及電鍍期間約1 . 2秒時所建立，及另一曲線 係當旋轉速度相同（即每分鐘2 5 0 0轉），但電鍍期間為1 5 秒時所建立。 圖5顯示兩校準曲線，其指示在不同濃度（自0至1毫 升/公升）下之勻塗劑（即抑制劑）之勻塗效果對水性酸銅 電鍍溶液之電鍍位能。一校準曲線係當將RDE之旋轉速度 設於每分鐘3 0 0轉，及電鍍期間持續約1 . 2秒時所建立， 及另一校準曲線係當旋轉速度相同（即每分鐘3 0 0轉），但 電鍍期間為1 5秒時所建立。 圖6顯示兩校準曲線，其指示勻塗劑之勻塗效果對水性 酸銅電鍍溶液之電鍍位能，一曲線係當將旋轉速度設於每 分鐘1 2 5 0轉，及電鍍期間約1 . 2秒時所建立，及另一曲線 係當旋轉速度相同（即每分鐘1 2 5 0轉），但電鍍期間為1 5 秒時所建立。 圖7顯示兩校準曲線，其指示勻塗劑之勻塗效果對水性 酸銅電鍍溶液之電鍍位能，一曲線係當將旋轉速度設於每 分鐘2 5 0 0轉，及電鍍期間約1 . 2秒時所建立，及另一曲線 係當旋轉速度相同（即每分鐘2 5 0 0轉），但電鍍期間為1 5 秒時所建立。 圖8顯示三校準曲線，其指示亮光劑之增亮效果對水性 酸銅電鍍溶液之電鍍位能。第一校準曲線係當將RDE之旋 轉速度設於每分鐘3 0 0轉時所建立；第二校準曲線係當將 旋轉速度設於每分鐘1 2 5 0轉時所建立；及第三校準曲線係 當將旋轉速度設於每分鐘2 5 0 0轉時所建立。對於所有三校 16 312/發明說明書(補件)/92-09/92115960 200403359 準曲線，將電鍍期間設於1 . 2秒之定值下。 圖9顯示三校準曲線，其指示亮光劑之增亮效果對水性 酸銅電鍍溶液之電鍍位能，第一校準曲線係當將R D E之旋 轉速度設於每分鐘3 0 0轉時所建立；第二校準曲線係當將 旋轉速度設於每分鐘1 2 5 0轉時所建立；及第三校準曲線係 當將旋轉速度設於每分鐘2 5 0 0轉時所建立，同時對於所有 三校準曲線，將電鍍期間設於1 5秒之定值下。 圖1 0顯示三校準曲線，其指示勻塗劑之勻塗效果對水 性酸銅電鍍溶液之電鍍位能。第一校準曲線係當將RDE之 旋轉速度設於每分鐘3 0 0轉時所建立；第二校準曲線係當 將旋轉速度設於每分鐘1 2 5 0轉時所建立；及第三校準曲線 係當將旋轉速度設於每分鐘2 5 0 0轉時所建立。對於所有三 校準曲線，將電，鍍期間設於1 . 2秒之定值下。 圖1 1顯示三校準曲線，其指示勻塗劑之勻塗效果對水 性酸銅電鍍溶液之電鍍位能，第一校準曲線係當將RDE之 旋轉速度設於每分鐘3 0 0轉時所建立；第二校準曲線係當 將旋轉速度設於每分鐘1 2 5 0轉時所建立；及第三校準曲線 係當將旋轉速度設於每分鐘2 5 0 0轉時所建立，同時對於所 有三校準曲線，將電鍍期間設於1 5秒之定值下。 圖2 - 4顯示經由使電鍍期間自1 . 2秒增加至1 5秒，同 時維持RDE速度不變，則如由校準曲線之斜率所指示之亮 光劑的增亮（即加速）效果並未顯著地改變。此顯示亮光劑 之增亮效果與電鍍期間無關。 相對地，圖5 - 7顯示經由使電鍍期間自1 . 2秒增加至1 5 17 312/發明說明書(補件)/92-09/92115960 200403359 秒，同時維持RDE速度不變，則如由校準曲 示之勻塗劑的勻塗（即抑制）效果顯著地增加 鍍期間較長時，勻塗劑之勻塗效果有較佳的 因此，本發明之一態樣提供一種經由在較 下對亮光劑建立校準曲線及測量電鑛位能， 電鍍期間下對勻塗劑建立校準曲線及測量電 增亮與勻塗效果之間之干擾降低或減至最小 圖8-9顯示經由使RDE之旋轉速度自每分 至每分鐘1 2 5 0轉然後再至每分鐘2 5 0 0轉， 期間不變，則如由校準曲線之斜率所指示之 效果並未顯著地改變。此顯示亮光劑之增亮 之旋轉速度無關。 另一方面，圖10-11顯示經由使RDE之旋 鐘3 0 0轉增加至每分鐘1 2 5 0轉然後再至每j 同時維持電鍍期間不變，則如由校準曲線之 勻塗劑的勻塗效果顯著地增加。此顯示當將 度設地較高時，勻塗劑之勻塗效果有較佳的 因此，本發明之另一態樣提供一種經由在 轉速度下對亮光劑建立校準曲線及測量電鍍 較高的RDE旋轉速度下對勻塗劑建立校準曲 位能，而將增亮與勻塗效果之間之干擾降低 方法。 本發明亦思考一種經由在包括較低RDE旋 電鍍期間之一組測量條件下對亮光劑進行濃 312/發明說明書(補件)/92-09/92115960 線之斜率所指 。此顯示當電 表現。 短的電鍍期間 同時在較長的 鑛位能，而將 之方法。 鐘3 0 0轉增加 同時維持電鍍 亮光劑的增亮 效果亦與R D E 轉速度自每分 卜鐘2 5 0 0轉， 斜率所指示之 RDE之旋轉速 表現。 較低的RDE旋 位能，同時在 線及測量電鍍 或減至最小之 轉速度及較短 度測定，然後 18 200403359 在包括較高RDE旋轉速度及較長電鍍期間之不同組測量條 件下對勻塗劑進行濃度測定，而將此種在亮光劑與勻塗劑 之間之干擾減至最小之方法。 可先當將旋轉碟試驗電極之旋轉速度設於自約每分鐘0 轉至約每分鐘4 0 0 0轉之範圍内，自約每分鐘0轉至約每分 鐘2 4 0 0轉更佳，及將電鍍循環之電鍍期間設於自約1秒至 約2 0秒之範圍内，自約1秒至約1 0秒更佳時，測定亮光 劑之濃度。接著可當將旋轉碟試驗電極之旋轉速度設於自 約每分鐘3 0 0轉至約每分鐘1 2 5 0轉之範圍内較佳，自約每 分鐘5 0 0轉至約每分鐘1 2 5 0轉更佳，及/或將電鍍期間設 於自約1秒至約2 5秒之範圍内較佳，自約1秒至約1 5秒 更佳時，測定勻塗劑之濃度。 雖然本發明已參照說明具體例及特徵以不同方式揭示 於文中，但當明瞭說明於上之具體例及特徵並非要限制本 發明之範圍，熟悉技藝人士當可容易明瞭其他的變化、修 改及其他具體例。因此，應將本發明與記述於後之申請專 利範圍一致地作廣義的解釋。 【圖式簡單說明】 圖1係使用於根據本發明之一具體例之測量裝置的概略 圖式。 圖2 - 4係顯示電鍍期間對水性酸銅電鍍溶液中之亮光劑 之增亮（即加速）效果之影響的圖。 圖5 - 7係顯示電鍍期間對水性酸銅電鍍溶液中之勻塗劑 19 312/發明說明書(補件)/92-09/92115960 200403359 之勻塗（即抑制）效果之影響的圖。 圖8 - 9係顯示旋轉碟電極（R D E )之旋轉速度對水性酸銅 電鍍溶液中之亮光劑之增亮效果之影響的圖。 圖1 0 - 1 1係顯示旋轉碟電極（R D E )之旋轉速度對水性酸 銅電鍍溶液中之勻塗劑之勻塗效果之影響的圖。 20 312/發明說明書(補件)/9109/92115960 200403359 (元件符號說明） 1 試驗電極 2 參考電極 3 參考室 4 鹼銅電鍍電解質溶液 5 毛細管 6 旋轉驅動器 7 流體流動入口 8 測量室 9 電鍍電流源電極 21 312/發明說明書(補件)/92-09/92115960

Claims (1)

1. 200403359 拾、申請專利範圍： 1 . 一種測定包含於水性酸金屬電鍍溶液中之亮光劑及 勻塗劑濃度之方法，包括下列步驟： (a )提供包括下列組件之測量裝置： (i ) 一參考電極； (ii) 一具有用於將金屬沉積於其上之電鍍表面的旋 轉碟試驗電極，及一用於使該旋轉碟試驗電極在預定旋轉 速度下旋轉之旋轉驅動器，其中該旋轉碟電極係設置於包 括一電鍵電流源電極之測量室中，及其中將水性酸金屬電 鍍溶液引入至測量室中進行測量； (i i i )在旋轉碟試驗電極與電鍍電流源電極之間電結 合及操作結合之電鍍驅動電子元件，藉此使金屬在恒定的 已知電流密度下自測量室中之水性酸金屬電鍍溶液選擇性 地沉積於該旋轉碟試驗電極之電鍍表面上；及 (i v )在旋轉碟試驗電極與參考電極之間電結合及操 作結合地測量電硌，以測量在旋轉碟試驗電極與參考電極 之間之電位； (b )經由使用該測量裝置在第一旋轉速度下及對第一電 鍍期間測量該金屬電鍍溶液之第一電位，及經由進行測得 之第一電位之脈衝循環定電位分析（Pulsed Cyclic Galvanostatic Analysis) ?而測定水性酸金屬電鍵溶液中 之亮光劑濃度；及 (c )經由使用該測量裝置在第二旋轉速度下及對第二電 鍍期間測量該金屬電鍍溶液之第二電位，及經由進行測得 22 312/發明說明書(補件)/92-09/92115960 200403359 之第二電位之脈衝循環定電位分析，而測定水性酸金屬電 鑛溶液中之勻塗劑濃度， 其中該第一旋轉速度較該第二旋轉速度低，且其中該第一 電鍍期間較該第二電鍍期間短。 2 .如申請專利範圍第1項之方法，其中該旋轉碟試驗電 極之第一旋轉速度係在自約每分鐘0轉（0 r p m )至約每分鐘 4 0 0 0轉之範圍内。 3 .如申請專利範圍第1項之方法，其中該旋轉碟試驗電 極之第一旋轉速度係在自約每分鐘0轉至約每分鐘2 4 0 0 轉之範圍内。 4 .如申請專利範圍第1項之方法，其中該旋轉碟試驗電 極之第二旋轉速度係在自約每分鐘3 0 0轉至約每分鐘1 2 5 0 轉之範圍内。 5 .如申請專利範圍第1項之方法，其中該旋轉碟試驗電 極之第二旋轉速度係在自約每分鐘5 0 0轉至約每分鐘1 2 5 0 轉之範圍内。 6 .如申請專利範圍第1項之方法，其中該第一電鍍期間 係在自約1秒至約2 0秒之範圍内。 7 .如申請專利範圍第1項之方法，其中該第一電鍍期間 係在自約1秒至約1 0秒之範圍内。 8 .如申請專利範圍第1項之方法，其中該第二電鍍期間 係在自約1秒至約2 5秒之範圍内。 9 .如申請專利範圍第1項之方法，其中該第二電鍍期間 係在自約1秒至約1 5秒之範圍内。 23 312/發明說明書(補件)/92-09/92115960 200403359 1 ο. —種測定包含於水性酸金屬電鍍溶液中之亮光劑及 勻塗劑濃度之方法，包括下列步驟： (a )在第一組測量條件下測定亮光劑之濃度； (b )在第二組測量條件下測定勻塗劑之濃度， 其中該第一組及第二組測量條件之下列測量變數的至少一 者不同： (i )使用於測量該水性酸金屬電鍍溶液之電鍍位能之旋 轉碟電極的旋轉速度；及 (i i )測量該水性酸金屬電鍍溶液之電鍍位能的電鍍期 間。 1 1 .如申請專利範圍第1 〇項之方法，其中該第一組測量 條件包括較該第二組測量條件低之旋轉速度。 1 2 .如申請專利範圍第1 0項之方法，其中該第一組測量 條件包括較該第二組測量條件短之電鍍期間。 1 3 .如申請專利範圍第1 0項之方法，其中該第一組測量 條件包括第一旋轉速度及第一電鍍期間，其中該第二組測 量條件包括第二旋轉速度及第二電鍍期間，其中該第一旋 轉速度較第二旋轉速度低，且其中該第一電鍍期間較第二 電鍍期間短。 1 4.如申請專利範圍第1 3項之方法，其中該第一旋轉速 度係在自約每分鐘0轉至約每分鐘4 0 0 0轉之範圍内，且其 中該第二旋轉速度係在自約每分鐘3 0 0轉至約每分鐘1 2 5 0 轉之範圍内。 1 5 .如申請專利範圍第1 3項之方法，其中該第一電鍍期 24 312/發明說明書(補件)/92-09/92115960 200403359 間係在自約1秒至約2 0秒之範圍内，及其中該第二電鍍期 間係在自約1秒至約2 5秒之範圍内。 1 6 . —種測定包含於金屬電鍍溶液中之第一及第二添加 劑濃度之方法，包括下列步驟： (a) 在第一組測量條件下測定該金屬電鍍溶液中之第一 添加劑之濃度； (b) 在第二組測量條件下測定該金屬電鍍溶液中之第二 添加劑之濃度， 其中該第一組及第二組測量條件之下列測量變數的至少一 者不同： (i )使用於測量該金屬電鍍溶液之電鍍位能之旋轉碟 電極的旋轉速度；及 (i i )測量該金屬電鍍溶液之電鍍位能的電鍍期間。 1 7.如申請專利範圍第1 6項之方法，其中該第一添加劑 係為亮光劑，且該第二添加劑係為勻塗劑。 1 8 .如申請專利範圍第1 7項之方法，其中該第一組測量 條件具有較該第二組測量條件低之旋轉速度，且較該第二 組測量條件短之電鍍期間。 1 9 .如申請專利範圍第1 8項之方法，其中該第一組測量 條件具有在自約每分鐘〇轉至約每分鐘4 0 0 0轉之範圍内之 旋轉速度，且該第二組測量條件具有在自約每分鐘3 0 0轉 至約每分鐘1 2 5 0轉之範圍内之旋轉速度。 2 0 .如申請專利範圍第1 8項之方法，其中該第一組測量 條件具有在自約1秒至約2 0秒之範圍内之電鍍期間，且該 25 312/發明說明書(補件)/92-〇9/9211596〇 200403359 第二組測量條件具有在自約1秒至約2 5秒之範圍内之電鍍 期間。 26 312/發明說明書(補件)/92-09/92115960