咪唑类缓蚀剂在PCB铜互连线路蚀刻中的作用机制及性能研究

摘要

[目的]为满足印制电路板(PCB)铜互连线路超细化制造对种子层精密蚀刻控制的需求，开发能够有效抑制侧蚀、提升线路质量的新型酸性蚀刻液体系至关重要。[方法]选取单独含有或同时含有杂原子、苯环、咪唑环等活性吸附中心的3种咪唑类缓蚀剂分子(咪唑、5-甲基苯并咪唑和5-甲氧基苯并咪唑)添加到酸性蚀刻液中。采用量子化学计算、分子动力学模拟和电化学测试，研究了咪唑类缓蚀剂的吸附机理及缓蚀效果。[结果]缓蚀剂分子通过O、N原子及苯环C原子作为活性中心，以平行吸附构型稳定吸附于Cu(111)面，其中5-甲氧基苯并咪唑的吸附能最低(-43.71 kcal/mol)。电化学测试结果表明，3种缓蚀剂均为以抑制阳极过程为主的混合型缓蚀剂。5-甲氧基苯并咪唑表现出最佳的缓蚀性能，缓蚀效率达40.88%，在制备线宽25μm、线距25μm的铜互连线路时的蚀刻因子可达11.53。[结论] 5-甲氧基苯并咪唑可有效抑制酸性蚀刻液对铜的腐蚀作用，提升铜互连线路的蚀刻因子。

关键词

铜互连线路 / 蚀刻 / 缓蚀剂 / 咪唑衍生物 / 蚀刻因子