1、CVS基本原理分析电镀溶液中有机添加剂组分VA/CVS高级客户服务工程师周志军电化学电镀酸铜电镀电沉积过程 Cu2+ 2 eCu0采用恒电流模式溶液中主要有CuSO4, H2SO4, 抑制剂/光亮剂电渡槽液组成 高浓度组分 (100 g/L Men+) 添加剂 酸、碱、络合剂 表面活性剂 低浓度离子 有机物 还原剂 (化学镀 )添加剂的作用稳定剂还原剂(化学镀)镀层控制控制金属镀层的性质延展性拉伸强度硬度可焊性表面光学性能均一性Brightener光亮剂一般是含硫化合物(RS)在基板上形成RS层铜沉积没有方向性WaterR-SR-SR-SR-SR-SR-SR-SR-SR-SR-SR-Sdepo
2、sited CuSuppressor抑制剂一般是聚乙二醇类提高铜的沉积电位表面形成一个相同厚度的扩散层铜沉积的厚度相同deposited CuR-SR-SR-SR-SR-SR-SR-SR-SR-SR-SR-SO-C-CnO-C-CnO-C-CnO-C-CnO-C-CnWaterLeveler整平剂Leveler可以是阳离子表面活性剂吸附在高负电位处减慢高电位处的铜的沉积速率使表面平整deposited CuR-SR-SR-SR-SR-SR-SR-SO-C-CnO-C-CnO-C-CnO-C-CnO-C-CnLLLLLLLLLLLLWaterCVSCyclic Voltammetric Stri
3、pping循环伏安剥蚀仪分析电镀溶液中的有机添加剂组分浓度CVS电极WE - Pt-RDE工作电极AE Pt rod辅助电极RE Ag/AgCl参比电极tICyclic voltammetry (CV)施加电位 响应曲线Ut循环伏安法 (CV)施加电位 响应曲线UtUI0.0 0.5 1.0 1.5U-5 mA05 mA10 mA15 mA20 mAICVS 循环伏安剥蚀法施加电位 响应曲线Ut电化学反应Cu0 Cu2+ 2 eCu2+ 2 e Cu0CleaningConditioning峰评估0 0.50 1.00 1.50U (V)-5.00m05.00m10.0m15.0mI (A)C
4、u Stripping PeakI (A)电荷铜沉积测量CVS分析有机添加剂是测量添加剂对铜的沉积速率的影响0 0.50 1.00 1.50U (V)-5.00m05.00m10.0m15.0mI (A)Cu Stripping PeakI (A)电镀溶液中的有机添加剂Suppressor抑制剂 Levelers整平剂 Wetteners湿润剂 Carriers载剂降低痛的沉积速率光亮剂 Additives添加剂 Brightening agent光剂 AntiSuppressor半抑制剂增加铜的沉积速率一般混合使用CVS校正技术Suppressor 抑制剂分析by DT Dilution T
5、itrationDT Dilution Titration抑制剂分析滴定和校正曲线方法的混合分析过程分两步1.用标准样品做校正曲线2.调用校正曲线进行样品测试只能采用CVS模式抑制剂的作用 在酸铜溶液（没有添加剂， VMS）加入抑制剂中会降低铜的沉积速率抑制剂作用Influence of suppressor 在酸铜溶液（没有添加剂， VMS）加入抑制剂中会降低铜的沉积速率-0.20 0.00 0.20 0.40U (V)-5.00m05.00m10.0m15.0mI (A)Suppressor0.00 0.05 0.10 0.15 0.20V (mL)0.000.200.400.600.80
6、1.00Q/Q(0)Suppressorc = -I (A)Q/Q(0)I (A)Q/Q(0)I (A)Q/Q(0)I (A)Q/Q(0)I (A)Q/Q(0)I (A)Q/Q(0)Evaluation ratio 0.5DT Calibration with suppressor standardDT Sample determination槽液中抑制剂浓度计算Simple approach:At Evaluation ratio评估点VStd cStd= VBath cBathcStd= 10 mL/LVStd= 0.163 mL VBath= 0.13 mLVStd/VBath= 1.2
7、5cBath= 12.5 mL/LBathc c VVStdBathStd=抑制剂分析校正因子 Z 等于在 Evaluation ratio 评估点的时候测量杯中抑制剂的浓度计算槽液中抑制剂的浓度在评估点 :c加入标准样品后测量杯中的浓度= c加入样品后测量杯中抑制剂的浓度 in the vesselStdStdVMSStdc V VV+=ZZ VV VcBathBathVMSBath+=抑制剂分析流程797 VA Computrace Metrohm800 Dosi noMet rohmVENT50 mLVENT2mL800 Dosi noMetrohmVENT2mL800 Dosi noM
8、et rohmVMS Cu electrolyteSuppressor standardSample1. Electrode conditioning797 VA Computrace Metrohm800 Dosi noMet rohmVENT50 mLVENT2mL800 Dosi noMetrohmVENT2mL800 Dosi noMet rohmVMS Cu electrolyte2. Prep (清洗 Dosino)797 VA Computrace Metrohm800 Dosi noMet rohmVENT50 mLVENT2mL800 Dosi noMetrohmVENT2mL800 Dosi noMet rohmStandard3. Suppressor calibration797 VA Computrace Metrohm800 Dosi noMet rohmVENT50 mLVENT2mL800 Dosi noMetrohmVENT2mL800 Dosi noMet rohmVMS Cu electrolyteSuppressor standard
