JP2021139015A - Composition for electroless gold plating - Google Patents

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Abstract

To provide a composition or the like for electroless gold plating of the surface of a silicon semiconductor, with which it is possible to decrease the rate of precipitation of gold on the surface of the silicon semiconductor.SOLUTION: The present disclosure provides: a composition for electroless gold plating of the surface of a silicon semiconductor, containing a gold ion source, a fluorine compound and acetonitrile; a composition for electroless gold plating of the surface of a silicon semiconductor, containing a gold ion source and hexafluorosilicic acid and/or tetrafluoroboric acid; and the like.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、シリコン半導体の表面を無電解金めっきするための組成物等に関する。 The present invention relates to a composition or the like for electroless gold plating the surface of a silicon semiconductor.

金は、高い導電性、化学的安定性、延性を有する物質として、プリント基板、ワイヤボンディング材料、装飾品等の多様な用途に使用されている。かかる用途には金めっき方法が通常使用されている。
金めっき方法としては、電解金めっき方法および無電解金めっき方法が知られている。無電解金めっき方法としては、自己触媒型無電解金めっき方法、下地触媒金めっき方法、および置換金めっき方法等が知られている。特に、置換金めっき方法は、被めっき面の下地金属と金イオンおよび/または金イオン錯体との電気的な置換反応により金析出を行う金めっき方法である。
Gold is used in various applications such as printed circuit boards, wire bonding materials, and ornaments as a substance having high conductivity, chemical stability, and ductility. A gold plating method is usually used for such applications.
As the gold plating method, an electrolytic gold plating method and a non-electrolytic gold plating method are known. As the electroless gold plating method, a self-catalyzed electroless gold plating method, a base catalyst gold plating method, a replacement gold plating method and the like are known. In particular, the replacement gold plating method is a gold plating method in which gold is deposited by an electrical substitution reaction between a base metal on the surface to be plated and a gold ion and / or a gold ion complex.

近年、置換金めっき方法によってシリコンの表面を無電解金めっきする方法が報告されている(特許文献1)。かかる方法には、金イオン源およびフッ化水素酸を含む金めっき用組成物が使用されている。フッ化水素酸が、シリコンの表面の酸化膜を溶解し、シリコンと金との置換反応により、シリコンがイオン化して金が析出することにより、シリコンの表面に金めっきが形成される。また、シリコンではなく炭化シリコンの表面を無電解金めっきする方法も報告されている(特許文献2)。
上記金めっき用組成物は、太陽電池用多結晶シリコン基板および種々の複合材料の製造方法においても使用されている(特許文献3〜7)。他方、代替的に、金イオン源およびアルカリ金属の水酸化物を含む金めっき用組成物が使用されることもある(特許文献8、9)。
In recent years, a method of electroless gold plating the surface of silicon by a substitution gold plating method has been reported (Patent Document 1). A gold plating composition containing a gold ion source and hydrofluoric acid is used in such a method. Hydrofluoric acid dissolves the oxide film on the surface of silicon, and the substitution reaction between silicon and gold causes the silicon to ionize and deposit gold, thereby forming gold plating on the surface of the silicon. Further, a method of electroless gold plating the surface of silicon carbide instead of silicon has also been reported (Patent Document 2).
The gold plating composition is also used in a method for producing a polycrystalline silicon substrate for a solar cell and various composite materials (Patent Documents 3 to 7). On the other hand, instead, a composition for gold plating containing a gold ion source and a hydroxide of an alkali metal may be used (Patent Documents 8 and 9).

さらに、近年、置換金めっき方法で形成された金めっきを、シリコンのエッチングに応用する方法も報告されている(特許文献10)。具体的には、シリコンの表面に金を析出させることにより、該金析出物が触媒作用を示し、該金析出物下のシリコンを垂直にエッチングすることが可能である。 Further, in recent years, a method of applying the gold plating formed by the substitution gold plating method to the etching of silicon has also been reported (Patent Document 10). Specifically, by depositing gold on the surface of silicon, the gold precipitate exhibits a catalytic action, and the silicon under the gold precipitate can be vertically etched.

特許第5945429号公報Japanese Patent No. 5945429 特許第6603491号公報Japanese Patent No. 6603491 特許第4049329号公報Japanese Patent No. 4049329 特許第5261475号公報Japanese Patent No. 5261475 特許第5281847号公報Japanese Patent No. 5281847 特許第5306670号公報Japanese Patent No. 5306670 特許第5663625号公報Japanese Patent No. 5636625 特許第6553596号公報Japanese Patent No. 6553596 特許第6573603号公報Japanese Patent No. 6573603 特許第6121959号公報Japanese Patent No. 6121959

本発明は、シリコン半導体の表面で金が析出する速度を減少させることが可能である、シリコン半導体の表面を無電解金めっきするための組成物等の提供を目的とする。 An object of the present invention is to provide a composition or the like for electroless gold plating on the surface of a silicon semiconductor, which can reduce the rate of gold precipitation on the surface of the silicon semiconductor.

本発明者らは、シリコン半導体の表面を無電解金めっきする過程で、金イオン源およびフッ化水素酸を含む金めっき用組成物を使用した場合に、シリコン半導体の表面の酸化膜が極めて速く溶解し、これに伴って金の析出も極めて速く進行するため、シリコン半導体の表面で金が過剰に析出し、金めっきの構造制御に困難が伴う現象を確認した。そして、かかる構造制御を容易にすべく鋭意研究を進めたところ、上記金めっき用組成物にアセトニトリルを加えるか、または、フッ化水素酸の代わりにヘキサフルオロケイ酸および/またはテトラフルオロホウ酸を加えることによって、シリコン半導体の表面で金が析出する速度を減少させることが可能であることを見出し、本発明を完成させた。 In the process of electroless gold plating the surface of a silicon semiconductor, the present inventors use a gold plating composition containing a gold ion source and hydrofluoric acid, and the oxide film on the surface of the silicon semiconductor becomes extremely fast. It was confirmed that gold was excessively deposited on the surface of the silicon semiconductor and it was difficult to control the structure of gold plating because the gold was melted and the gold precipitation proceeded extremely rapidly. Then, as a result of diligent research to facilitate such structural control, acetonitrile was added to the above gold plating composition, or hexafluorosilicic acid and / or tetrafluoroboric acid was used instead of hydrofluoric acid. By adding it, it was found that it is possible to reduce the rate at which gold is deposited on the surface of the silicon semiconductor, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は以下に関する。
[1]金イオン源、フッ素化合物およびアセトニトリルを含む、シリコン半導体の表面を無電解金めっきするための組成物。
[2]フッ素化合物が、フッ化水素酸、フッ化アンモニウム、フッ化水素アンモニウム、ヘキサフルオロケイ酸、およびテトラフルオロホウ酸からなる群から選択される1以上のフッ素化合物である、[1]に記載の組成物。
[3]金イオン源およびヘキサフルオロケイ酸および/またはテトラフルオロホウ酸を含む、シリコン半導体の表面を無電解金めっきするための組成物。
[4]アセトニトリルをさらに含む、[3]に記載の組成物。
[5]シリコン半導体が、シリコン、シリコン酸化物、および/または炭化シリコンである、[1]〜[4]のいずれかに記載の組成物。
[6]pHが7以下である、[1]〜[5]のいずれかに記載の組成物。
[7][1]〜[6]のいずれかに記載の組成物をシリコン半導体の表面に適用する工程を含む、金を析出させる方法。
That is, the present invention relates to the following.
[1] A composition for electroless gold plating the surface of a silicon semiconductor, which comprises a gold ion source, a fluorine compound and acetonitrile.
[2] In [1], the fluorine compound is one or more fluorine compounds selected from the group consisting of hydrofluoric acid, ammonium fluoride, ammonium hydrogen fluoride, hexafluorosilicic acid, and tetrafluoroboric acid. The composition described.
[3] A composition for electroless gold plating the surface of a silicon semiconductor, which comprises a gold ion source and hexafluorosilicic acid and / or tetrafluoroboric acid.
[4] The composition according to [3], further comprising acetonitrile.
[5] The composition according to any one of [1] to [4], wherein the silicon semiconductor is silicon, silicon oxide, and / or silicon carbide.
[6] The composition according to any one of [1] to [5], which has a pH of 7 or less.
[7] A method for precipitating gold, which comprises a step of applying the composition according to any one of [1] to [6] to the surface of a silicon semiconductor.

本発明のシリコン半導体の表面を無電解金めっきするための組成物等により、シリコン半導体の表面で金が析出する速度を減少させることが可能である。これにより、シリコン半導体の表面での金めっきの構造制御を容易にすることができ、所望の析出物の物性等を得ることができる。また、シリコン半導体の表面に適量の金を析出させることができるため、金消費量を抑制でき経済的である。そして、シリコン半導体の表面で金めっきを正確かつ緻密に形成させることにより、背景技術において述べたエッチングへの応用もまた容易にすることができる。さらに、背景技術において述べたアルカリ金属の水酸化物を含む金めっき用組成物を用いる必要がないため、アルカリ金属の残留による半導体特性への悪影響を回避することもできる。 The composition for electroless gold plating the surface of the silicon semiconductor of the present invention can reduce the rate at which gold is deposited on the surface of the silicon semiconductor. As a result, the structure of gold plating on the surface of the silicon semiconductor can be easily controlled, and the desired physical properties of the precipitate can be obtained. Further, since an appropriate amount of gold can be deposited on the surface of the silicon semiconductor, gold consumption can be suppressed, which is economical. Then, by forming the gold plating accurately and precisely on the surface of the silicon semiconductor, the application to the etching described in the background art can also be facilitated. Further, since it is not necessary to use the gold plating composition containing the hydroxide of the alkali metal described in the background art, it is possible to avoid adverse effects on the semiconductor characteristics due to the residue of the alkali metal.

図1は、パターンを形成させたシリコン半導体の表面に金を析出させる工程を示す。図1Aはシリコン半導体の断面図を、図1Bは水平なシリコン半導体を上から見た平面図をそれぞれ示す。FIG. 1 shows a step of depositing gold on the surface of a silicon semiconductor in which a pattern is formed. FIG. 1A shows a cross-sectional view of a silicon semiconductor, and FIG. 1B shows a plan view of a horizontal silicon semiconductor as viewed from above.

本明細書において別様に定義されない限り、本明細書で用いる全ての技術用語および科学用語は、当業者が通常理解しているものと同じ意味を有する。本明細書中で参照する全ての特許、出願および他の出版物や情報は、その全体を参照により本明細書に援用する。 Unless defined otherwise herein, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as those commonly understood by one of ordinary skill in the art. All patents, applications and other publications and information referenced herein are hereby incorporated by reference in their entirety.

[シリコン半導体の表面を無電解金めっきするための組成物(1)]
本発明の一側面は、金イオン源、フッ素化合物およびアセトニトリルを含む、シリコン半導体の表面を無電解金めっきするための組成物(以下、「本発明の組成物(1)」と記す場合がある)に関する。
本発明の組成物(1)は、パターンが形成されたシリコン半導体の表面に適用することもできる。本発明者らは、シリコン半導体の表面を無電解金めっきする過程で、フッ化水素酸を含む金めっき用組成物を使用した場合に、シリコン半導体の表面で金が過剰に析出し、パターンの外に金が析出してしまう現象(以下、「パターン外析出」と記す場合がある)を確認した(図1)。本発明の組成物(1)を用いて、シリコン半導体の表面で金が析出する速度を減少させることにより、パターン外析出を抑制することができる。
[Composition for electroless gold plating the surface of a silicon semiconductor (1)]
One aspect of the present invention may be referred to as a composition for electroless gold plating the surface of a silicon semiconductor containing a gold ion source, a fluorine compound and acetonitrile (hereinafter, referred to as "composition (1) of the present invention"). ).
The composition (1) of the present invention can also be applied to the surface of a silicon semiconductor in which a pattern is formed. In the process of electroless gold plating the surface of a silicon semiconductor, the present inventors, when a gold plating composition containing hydrofluoric acid is used, excessive gold precipitates on the surface of the silicon semiconductor, resulting in a pattern. A phenomenon in which gold is deposited outside (hereinafter, may be referred to as “outside pattern precipitation”) has been confirmed (Fig. 1). By using the composition (1) of the present invention to reduce the rate of gold precipitation on the surface of the silicon semiconductor, out-of-pattern precipitation can be suppressed.

本発明において、「金イオン源」は、具体的には、塩化金酸塩等の水溶性金塩を用いることができる。安全性および廃液処理の問題の観点からシアンを含まない金イオン源を用いることが好ましい。金イオン源は、析出物の物性等、特に析出性および経済性の観点から、0.5〜25mMの濃度であることが好ましく、1〜10mMの濃度であることが特に好ましく、1.5〜5mMの濃度であることがさらに好ましい。 In the present invention, specifically, a water-soluble gold salt such as chloroauric acid can be used as the "gold ion source". From the viewpoint of safety and waste liquid treatment, it is preferable to use a cyan-free gold ion source. The gold ion source preferably has a concentration of 0.5 to 25 mM, particularly preferably 1 to 10 mM, and 1.5 to 1.5, from the viewpoint of physical properties of the precipitate, particularly precipitation and economy. A concentration of 5 mM is even more preferred.

本発明において、「フッ素化合物」は、フッ化水素酸、フッ化アンモニウム、フッ化水素アンモニウム、ヘキサフルオロケイ酸、およびテトラフルオロホウ酸からなる群から選択される1以上のフッ素化合物である。フッ素化合物は、シリコン半導体の表面の酸化膜が溶解する速度を減少させ、シリコン半導体の表面で金が析出する速度を減少させる観点から、ヘキサフルオロケイ酸および/またはテトラフルオロホウ酸であることが好ましい。フッ素化合物は、析出物の物性等、特に反応性および制御性の観点から、0.1〜2.7Mの濃度であることが好ましく、0.5〜2.0Mの濃度であることが特に好ましく、0.7〜1.2Mの濃度であることがさらに好ましい。 In the present invention, the "fluorine compound" is one or more fluorine compounds selected from the group consisting of hydrofluoric acid, ammonium fluoride, ammonium hydrogen fluoride, hexafluorosilicic acid, and tetrafluoroboric acid. The fluorine compound may be hexafluorosilicic acid and / or tetrafluoroboric acid from the viewpoint of reducing the rate at which the oxide film on the surface of the silicon semiconductor dissolves and the rate at which gold precipitates on the surface of the silicon semiconductor. preferable. The fluorine compound preferably has a concentration of 0.1 to 2.7 M, particularly preferably 0.5 to 2.0 M, from the viewpoint of physical properties of the precipitate and particularly reactivity and controllability. , 0.7 to 1.2 M, more preferably.

本発明において、「アセトニトリル」は、金析出速度の抑制および経済性の観点から、0.02〜2Mの濃度であることが好ましく、0.2〜1.5Mの濃度であることが特に好ましく、0.5〜1Mの濃度であることがさらに好ましい。
本発明において、「シリコン半導体」は、シロキサン結合を有する無機ケイ素化合物および/または炭素−ケイ素結合を有する有機ケイ素化合物を含む半導体を指す。シリコン半導体は、析出物の物性等の観点から、シリコン、シリコン酸化物、および/または炭化シリコンであることが好ましい。
In the present invention, "acetonitrile" is preferably at a concentration of 0.02 to 2M, particularly preferably at a concentration of 0.2 to 1.5M, from the viewpoint of suppressing the gold precipitation rate and economically. More preferably, the concentration is 0.5 to 1 M.
In the present invention, the "silicon semiconductor" refers to a semiconductor containing an inorganic silicon compound having a siloxane bond and / or an organosilicon compound having a carbon-silicon bond. The silicon semiconductor is preferably silicon, silicon oxide, and / or silicon carbide from the viewpoint of physical properties of the precipitate.

本発明において、「無電解金めっき」は、例えば、自己触媒型無電解金めっき方法、下地触媒金めっき方法、および置換金めっき方法による金めっきを指す。自己触媒型電解金めっき方法は、金を触媒とする還元剤により金析出を行う方法である。下地触媒金めっきは、下地金属を触媒として還元剤により金析出を行う方法である。置換金めっきは、被めっき面の下地金属と金イオンおよび/または金イオン錯体との電気的な置換反応により金析出を行う方法である。これらのめっき方法は2種以上を組み合わせて用いることができる。無電解金めっきは、析出物の物性等の観点から、置換金めっき方法であることが好ましい。 In the present invention, "electrolytic gold plating" refers to, for example, gold plating by a self-catalyzed electroless gold plating method, a base catalyst gold plating method, and a replacement gold plating method. The self-catalytic electrolytic gold plating method is a method of depositing gold with a reducing agent using gold as a catalyst. Base catalyst gold plating is a method of depositing gold with a reducing agent using the base metal as a catalyst. Substitution gold plating is a method of performing gold precipitation by an electrical substitution reaction between a base metal on the surface to be plated and a gold ion and / or a gold ion complex. Two or more of these plating methods can be used in combination. The electroless gold plating is preferably a substitution gold plating method from the viewpoint of physical properties of precipitates and the like.

本発明において、「パターン」は、マスクが存在する部分およびマスクが存在しない部分を有する微細な構造を指す。マスクとマスクとの間の間隙の幅は、析出物の物性等の観点から、0.5〜20μmであることが好ましく、1〜10μmであることが特に好ましい。例えば、パターンはレジストパターンである。
本発明において、「マスク」は、金めっき処理に対する保護膜を指す。マスクが存在する場所においては、金めっき処理が進行せず、マスク下のシリコン半導体の表面は金めっき処理の前後で変化しない。マスクを構成する成分は、金めっき処理時の処理薬品に応じて選択されるものであればよく、特に限定されない。例えば、マスクはレジストである。
本発明の組成物(1)は、該組成物の安定性と析出速度等の観点から、pHが7以下であることが好ましく、4以下であることが特に好ましく、3未満であることがさらに好ましい。
In the present invention, the "pattern" refers to a fine structure having a portion in which a mask is present and a portion in which the mask is not present. The width of the gap between the masks is preferably 0.5 to 20 μm, and particularly preferably 1 to 10 μm, from the viewpoint of physical properties of the precipitate. For example, the pattern is a resist pattern.
In the present invention, "mask" refers to a protective film against gold plating. In the place where the mask exists, the gold plating process does not proceed, and the surface of the silicon semiconductor under the mask does not change before and after the gold plating process. The components constituting the mask may be selected as long as they are selected according to the chemicals to be treated during the gold plating process, and are not particularly limited. For example, the mask is a resist.
The composition (1) of the present invention preferably has a pH of 7 or less, particularly preferably 4 or less, and further preferably less than 3, from the viewpoint of stability and precipitation rate of the composition. preferable.

[シリコン半導体の表面を無電解金めっきするための組成物(2)]
本発明の別の側面は、金イオン源およびヘキサフルオロケイ酸および/またはテトラフルオロホウ酸を含む、シリコン半導体の表面を無電解金めっきするための組成物(以下、「本発明の組成物(2)」と記す場合がある)に関する。本発明の組成物(2)は、シリコン半導体の表面で金が析出する速度を減少させる観点から、アセトニトリルをさらに含むことが好ましい。
本発明の組成物(2)は、パターンが形成されたシリコン半導体の表面に適用することもできる。本発明の組成物(2)を用いて、シリコン半導体の表面の酸化膜が溶解する速度を減少させ、シリコン半導体の表面で金が析出する速度を減少させることにより、パターン外析出を抑制することができる。
[Composition for electroless gold plating the surface of a silicon semiconductor (2)]
Another aspect of the present invention is a composition for electroless gold plating the surface of a silicon semiconductor, which comprises a gold ion source and hexafluorosilicic acid and / or tetrafluoroboric acid (hereinafter, "the composition of the present invention". 2) ”may be described). The composition (2) of the present invention preferably further contains acetonitrile from the viewpoint of reducing the rate of gold precipitation on the surface of the silicon semiconductor.
The composition (2) of the present invention can also be applied to the surface of a silicon semiconductor in which a pattern is formed. Using the composition (2) of the present invention, the out-of-pattern precipitation is suppressed by reducing the rate at which the oxide film on the surface of the silicon semiconductor dissolves and the rate at which gold precipitates on the surface of the silicon semiconductor. Can be done.

本発明において、「金イオン源」は、具体的には、塩化金酸塩等の水溶性金塩を用いることができる。安全性および廃液処理の問題の観点からシアンを含まない金イオン源を用いることが好ましい。金イオン源は、析出物の物性等、特に析出性および経済性の観点から、0.5〜25mMの濃度であることが好ましく、1〜10mMの濃度であることが特に好ましく、1.5〜5mMの濃度であることがさらに好ましい。 In the present invention, specifically, a water-soluble gold salt such as chloroauric acid can be used as the "gold ion source". From the viewpoint of safety and waste liquid treatment, it is preferable to use a cyan-free gold ion source. The gold ion source preferably has a concentration of 0.5 to 25 mM, particularly preferably 1 to 10 mM, and 1.5 to 1.5, from the viewpoint of physical properties of the precipitate, particularly precipitation and economy. A concentration of 5 mM is even more preferred.

本発明において、「ヘキサフルオロケイ酸」および/または「テトラフルオロホウ酸」は、シリコン半導体の表面の酸化膜が溶解する速度を減少させ、シリコン半導体の表面で金が析出する速度を減少させる観点から、0.1〜2.7Mの濃度であることが好ましく、0.5〜2.0Mの濃度であることが特に好ましく、0.7〜1.2Mの濃度であることがさらに好ましい。
本発明において、「シリコン半導体」は、シロキサン結合を有する無機ケイ素化合物および/または炭素−ケイ素結合を有する有機ケイ素化合物を含む半導体を指す。シリコン半導体は、析出物の物性等の観点から、シリコン、シリコン酸化物、および/または炭化シリコンであることが好ましい。
In the present invention, "hexafluorosilicic acid" and / or "tetrafluoroboric acid" reduces the rate at which the oxide film on the surface of the silicon semiconductor dissolves, and reduces the rate at which gold precipitates on the surface of the silicon semiconductor. Therefore, the concentration is preferably 0.1 to 2.7 M, particularly preferably 0.5 to 2.0 M, and even more preferably 0.7 to 1.2 M.
In the present invention, the "silicon semiconductor" refers to a semiconductor containing an inorganic silicon compound having a siloxane bond and / or an organosilicon compound having a carbon-silicon bond. The silicon semiconductor is preferably silicon, silicon oxide, and / or silicon carbide from the viewpoint of physical properties of the precipitate.

本発明において、「無電解金めっき」は、例えば、自己触媒型無電解金めっき方法、下地触媒金めっき方法、および置換金めっき方法による金めっきを指す。自己触媒型電解金めっき方法は、金を触媒とする還元剤により金析出を行う方法である。下地触媒金めっきは、下地金属を触媒として還元剤により金析出を行う方法である。置換金めっきは、被めっき面の下地金属と金イオンおよび/または金イオン錯体との電気的な置換反応により金析出を行う方法である。これらのめっき方法は2種以上を組み合わせて用いることができる。無電解金めっきは、析出物の物性等の観点から、置換金めっき方法であることが好ましい。
本発明において、「アセトニトリル」は、金析出速度の抑制および経済性の観点から、0.02〜2Mの濃度であることが好ましく、0.2〜1.5Mの濃度であることが特に好ましく、0.5〜1Mの濃度であることがさらに好ましい。
In the present invention, "electrolytic gold plating" refers to, for example, gold plating by a self-catalyzed electroless gold plating method, a base catalyst gold plating method, and a replacement gold plating method. The self-catalytic electrolytic gold plating method is a method of depositing gold with a reducing agent using gold as a catalyst. Base catalyst gold plating is a method of depositing gold with a reducing agent using the base metal as a catalyst. Substitution gold plating is a method of performing gold precipitation by an electrical substitution reaction between a base metal on the surface to be plated and a gold ion and / or a gold ion complex. Two or more of these plating methods can be used in combination. The electroless gold plating is preferably a substitution gold plating method from the viewpoint of physical properties of precipitates and the like.
In the present invention, "acetonitrile" is preferably at a concentration of 0.02 to 2M, particularly preferably at a concentration of 0.2 to 1.5M, from the viewpoint of suppressing the gold precipitation rate and economically. More preferably, the concentration is 0.5 to 1 M.

本発明において、「パターン」は、マスクが存在する部分およびマスクが存在しない部分を有する微細な構造を指す。マスクとマスクとの間の間隙の幅は、析出物の物性等の観点から、0.5〜20μmであることが好ましく、1〜10μmであることが特に好ましい。例えば、パターンはレジストパターンである。
本発明において、「マスク」は、金めっき処理に対する保護膜を指す。マスクが存在する場所においては、金めっき処理が進行せず、マスク下のシリコン半導体の表面は金めっき処理の前後で変化しない。マスクを構成する成分は、金めっき処理時の処理薬品に応じて選択されるものであればよく、特に限定されない。例えば、マスクはレジストである。
本発明の組成物(2)は、該組成物の安定性と析出速度等の観点から、pHが7以下であることが好ましく、4以下であることが特に好ましく、3未満であることがさらに好ましい。
In the present invention, the "pattern" refers to a fine structure having a portion in which a mask is present and a portion in which the mask is not present. The width of the gap between the masks is preferably 0.5 to 20 μm, and particularly preferably 1 to 10 μm, from the viewpoint of physical properties of the precipitate. For example, the pattern is a resist pattern.
In the present invention, "mask" refers to a protective film against gold plating. In the place where the mask exists, the gold plating process does not proceed, and the surface of the silicon semiconductor under the mask does not change before and after the gold plating process. The components constituting the mask may be selected as long as they are selected according to the chemicals to be treated during the gold plating process, and are not particularly limited. For example, the mask is a resist.
The composition (2) of the present invention preferably has a pH of 7 or less, particularly preferably 4 or less, and further preferably less than 3, from the viewpoint of stability and precipitation rate of the composition. preferable.

[シリコン半導体の表面を無電解金めっきするための組成物(3)]
本発明の別の側面は、金イオン源およびフッ素化合物を含む、パターンが形成されたシリコン半導体の表面を無電解金めっきするための組成物(以下、「本発明の組成物(3)」と記す場合がある)に関する。フッ素化合物は、シリコン半導体の表面の酸化膜が溶解する速度を減少させ、シリコン半導体の表面で金が析出する速度を減少させる観点から、ヘキサフルオロケイ酸および/またはテトラフルオロホウ酸であることが好ましい。本発明の組成物(3)は、シリコン半導体の表面で金が析出する速度を減少させる観点から、アセトニトリルをさらに含むことが好ましい。
[Composition for electroless gold plating the surface of a silicon semiconductor (3)]
Another aspect of the present invention is a composition for electroless gold plating the surface of a patterned silicon semiconductor containing a gold ion source and a fluorine compound (hereinafter, "composition (3) of the present invention"). May be noted). The fluorine compound may be hexafluorosilicic acid and / or tetrafluoroboric acid from the viewpoint of reducing the rate at which the oxide film on the surface of the silicon semiconductor dissolves and the rate at which gold precipitates on the surface of the silicon semiconductor. preferable. The composition (3) of the present invention preferably further contains acetonitrile from the viewpoint of reducing the rate of gold precipitation on the surface of the silicon semiconductor.

本発明において、「金イオン源」は、具体的には、塩化金酸塩等の水溶性金塩を用いることができる。安全性および廃液処理の問題の観点からシアンを含まない金イオン源を用いることが好ましい。金イオン源は、析出物の物性等、特に析出性および経済性の観点から、0.5〜25mMの濃度であることが好ましく、1〜10mMの濃度であることが特に好ましく、1.5〜5mMの濃度であることがさらに好ましい。 In the present invention, specifically, a water-soluble gold salt such as chloroauric acid can be used as the "gold ion source". From the viewpoint of safety and waste liquid treatment, it is preferable to use a cyan-free gold ion source. The gold ion source preferably has a concentration of 0.5 to 25 mM, particularly preferably 1 to 10 mM, and 1.5 to 1.5, from the viewpoint of physical properties of the precipitate, particularly precipitation and economy. A concentration of 5 mM is even more preferred.

本発明において、「フッ素化合物」は、フッ化水素酸、フッ化アンモニウム、フッ化水素アンモニウム、ヘキサフルオロケイ酸、およびテトラフルオロホウ酸からなる群から選択される1以上のフッ素化合物である。フッ素化合物は、シリコン半導体の表面の酸化膜が溶解する速度を減少させ、シリコン半導体の表面で金が析出する速度を減少させる観点から、ヘキサフルオロケイ酸および/またはテトラフルオロホウ酸であることが好ましい。フッ素化合物は、析出物の物性等、特に反応性および制御性の観点から、0.1〜2.7Mの濃度であることが好ましく、0.5〜2.0Mの濃度であることが特に好ましく、0.7〜1.2Mの濃度であることがさらに好ましい。 In the present invention, the "fluorine compound" is one or more fluorine compounds selected from the group consisting of hydrofluoric acid, ammonium fluoride, ammonium hydrogen fluoride, hexafluorosilicic acid, and tetrafluoroboric acid. The fluorine compound may be hexafluorosilicic acid and / or tetrafluoroboric acid from the viewpoint of reducing the rate at which the oxide film on the surface of the silicon semiconductor dissolves and the rate at which gold precipitates on the surface of the silicon semiconductor. preferable. The fluorine compound preferably has a concentration of 0.1 to 2.7 M, particularly preferably 0.5 to 2.0 M, from the viewpoint of physical properties of the precipitate and particularly reactivity and controllability. , 0.7 to 1.2 M, more preferably.

本発明において、「パターン」は、マスクが存在する部分およびマスクが存在しない部分を有する微細な構造を指す。マスクとマスクとの間の間隙の幅は、析出物の物性等の観点から、0.5〜20μmであることが好ましく、1〜10μmであることが特に好ましい。例えば、パターンはレジストパターンである。
本発明において、「マスク」は、金めっき処理に対する保護膜を指す。マスクが存在する場所においては、金めっき処理が進行せず、マスク下のシリコン半導体の表面は金めっき処理の前後で変化しない。マスクを構成する成分は、金めっき処理時の処理薬品に応じて選択されるものであればよく、特に限定されない。例えば、マスクはレジストである。
In the present invention, the "pattern" refers to a fine structure having a portion in which a mask is present and a portion in which the mask is not present. The width of the gap between the masks is preferably 0.5 to 20 μm, and particularly preferably 1 to 10 μm, from the viewpoint of physical properties of the precipitate. For example, the pattern is a resist pattern.
In the present invention, "mask" refers to a protective film against gold plating. In the place where the mask exists, the gold plating process does not proceed, and the surface of the silicon semiconductor under the mask does not change before and after the gold plating process. The components constituting the mask may be selected as long as they are selected according to the chemicals to be treated during the gold plating process, and are not particularly limited. For example, the mask is a resist.

本発明において、「シリコン半導体」は、シロキサン結合を有する無機ケイ素化合物および/または炭素−ケイ素結合を有する有機ケイ素化合物を含む半導体を指す。シリコン半導体は、析出物の物性等の観点から、シリコン、シリコン酸化物、および/または炭化シリコンであることが好ましい。
本発明において、「無電解金めっき」は、例えば、自己触媒型無電解金めっき方法、下地触媒金めっき方法、および置換金めっき方法による金めっきを指す。自己触媒型電解金めっき方法は、金を触媒とする還元剤により金析出を行う方法である。下地触媒金めっきは、下地金属を触媒として還元剤により金析出を行う方法である。置換金めっきは、被めっき面の下地金属と金イオンおよび/または金イオン錯体との電気的な置換反応により金析出を行う方法である。これらのめっき方法は2種以上を組み合わせて用いることができる。無電解金めっきは、析出物の物性等の観点から、置換金めっき方法であることが好ましい。
In the present invention, the "silicon semiconductor" refers to a semiconductor containing an inorganic silicon compound having a siloxane bond and / or an organosilicon compound having a carbon-silicon bond. The silicon semiconductor is preferably silicon, silicon oxide, and / or silicon carbide from the viewpoint of physical properties of the precipitate.
In the present invention, "electrolytic gold plating" refers to, for example, gold plating by a self-catalyzed electroless gold plating method, a base catalyst gold plating method, and a replacement gold plating method. The self-catalytic electrolytic gold plating method is a method of depositing gold with a reducing agent using gold as a catalyst. Base catalyst gold plating is a method of depositing gold with a reducing agent using the base metal as a catalyst. Substitution gold plating is a method of performing gold precipitation by an electrical substitution reaction between a base metal on the surface to be plated and a gold ion and / or a gold ion complex. Two or more of these plating methods can be used in combination. The electroless gold plating is preferably a substitution gold plating method from the viewpoint of physical properties of precipitates and the like.

本発明において、「アセトニトリル」は、金析出速度の抑制および経済性の観点から、0.02〜2Mの濃度であることが好ましく、0.2〜1.5Mの濃度であることが特に好ましく、0.5〜1Mの濃度であることがさらに好ましい。
本発明の組成物(3)は、該組成物の安定性と析出速度等の観点から、pHが7以下であることが好ましく、4以下であることが特に好ましく、3未満であることがさらに好ましい。
In the present invention, "acetonitrile" is preferably at a concentration of 0.02 to 2M, particularly preferably at a concentration of 0.2 to 1.5M, from the viewpoint of suppressing the gold precipitation rate and economically. More preferably, the concentration is 0.5 to 1 M.
The composition (3) of the present invention preferably has a pH of 7 or less, particularly preferably 4 or less, and further preferably less than 3, from the viewpoint of stability and precipitation rate of the composition. preferable.

[金を析出させる方法]
本発明の別の側面は、本発明の組成物(1)〜(3)のいずれかをシリコン半導体の表面に適用する工程を含む、金を析出させる方法(以下、「本発明の方法」と記す場合がある)に関する。
前記工程における本発明の組成物(1)〜(3)のいずれかの使用温度は、析出速度の観点から、10〜50℃が好ましく、15〜30℃がより好ましい。
前記工程における本発明の組成物(1)〜(3)のいずれかの使用量は、シリコン半導体の表面に適用するのに充分な量であればよく、特に限定されない。例えば、該使用量は、シリコン半導体の表面を浸漬するのに充分な量である。
前記工程は、静置条件下で行ってもよく、または、撹拌条件下で行ってもよい。撹拌条件は、特に限定されないが、析出速度の観点から、50〜1500rpmが好ましく、100〜1000rpmがより好ましい。
前記工程の時間は、特に限定されないが、析出速度の観点から、15秒〜10分間が好ましく、30秒〜5分間がより好ましい。
[Method of depositing gold]
Another aspect of the present invention is a method for precipitating gold (hereinafter, "method of the present invention"), which comprises a step of applying any of the compositions (1) to (3) of the present invention to the surface of a silicon semiconductor. May be noted).
The operating temperature of any one of the compositions (1) to (3) of the present invention in the above step is preferably 10 to 50 ° C., more preferably 15 to 30 ° C. from the viewpoint of the precipitation rate.
The amount of any of the compositions (1) to (3) used in the above step is not particularly limited as long as it is sufficient to be applied to the surface of the silicon semiconductor. For example, the amount used is sufficient to immerse the surface of the silicon semiconductor.
The step may be carried out under static conditions or under stirring conditions. The stirring conditions are not particularly limited, but from the viewpoint of the precipitation rate, 50 to 1500 rpm is preferable, and 100 to 1000 rpm is more preferable.
The time of the step is not particularly limited, but from the viewpoint of the precipitation rate, it is preferably 15 seconds to 10 minutes, more preferably 30 seconds to 5 minutes.

例1 シリコン半導体の表面で金が析出する速度を減少させる効果
パターンが形成されていないシリコン基板(n-Si (100) Low <0.02Ωcm、株式会社ニラコ)を0.5cm×1cmの大きさにカットした。実施例1(テトラクロロ金(III)酸3mM、フッ化水素酸1M、アセトニトリル1M、pH2〜3)、実施例2(テトラクロロ金(III)酸3mM、ヘキサフルオロケイ酸1M、pH<1)、実施例3(テトラクロロ金(III)酸3mM、ヘキサフルオロケイ酸1M、アセトニトリル1M、pH<1)、および比較例(テトラクロロ金(III)酸3mM、フッ化水素酸1M、pH2〜3)の各組成物(0.1L)に室温(25℃)でシリコン基板を静置条件下1分間浸漬し、金を析出させた。その後、シリコン基板を10秒間リンス(純水によるオーバーフロー)し窒素ブローで乾燥させた。蛍光X線膜厚計(FT9500X、日立ハイテクサイエンス)でシリコン基板上に析出した金の蛍光X線強度を測定することにより(測定時間:30秒、励起電圧:45kV、管電流:1000μA、測定元素:金、分析線:Lα、ROI(蛍光X線強度を求めるエネルギー範囲):9.52〜9.89keV)、シリコン基板上に析出した金の量を評価した。
Example 1 A silicon substrate (n-Si (100) Low <0.02Ωcm, Nirako Co., Ltd.) having no effect pattern for reducing the rate of gold precipitation on the surface of a silicon semiconductor is 0.5 cm x 1 cm in size. Cut into. Example 1 (tetrachloroauric acid (III) acid 3 mM, hydrofluoric acid 1M, acetonitrile 1M, pH 2-3), Example 2 (tetrachloroauric acid (III) acid 3 mM, hexafluorosilicate 1M, pH <1) , Example 3 (tetrachloroauric acid (III) acid 3 mM, hexafluorosilicate 1M, acetonitrile 1M, pH <1), and Comparative Example (tetrachloroauric acid (III) acid 3 mM, hydrofluoric acid 1M, pH 2-3 ), The silicon substrate was immersed in each composition (0.1 L) at room temperature (25 ° C.) for 1 minute under static conditions to precipitate gold. Then, the silicon substrate was rinsed (overflowed with pure water) for 10 seconds and dried with a nitrogen blow. By measuring the fluorescent X-ray intensity of gold deposited on a silicon substrate with a fluorescent X-ray film thickness meter (FT9500X, Hitachi High-Tech Science) (measurement time: 30 seconds, excitation voltage: 45 kV, tube current: 1000 μA, measurement element : Gold, analysis line: Lα, ROI (energy range for obtaining fluorescent X-ray intensity): 9.52 to 9.89 keV), the amount of gold deposited on the silicon substrate was evaluated.

その結果、比較例の蛍光X線強度の値(246cps)に対して、実施例1〜3の蛍光X線強度の値(232、222、227cps)は低いことが確認された。以上の結果を表1にまとめる。なお、蛍光X線強度の値は5回測定の平均値である。

Figure 2021139015
As a result, it was confirmed that the fluorescent X-ray intensity values (232, 222, 227 cps) of Examples 1 to 3 were lower than the fluorescent X-ray intensity values (246 cps) of the comparative example. The above results are summarized in Table 1. The value of the fluorescent X-ray intensity is an average value of five measurements.
Figure 2021139015

よって、フッ化水素酸を含む金めっき用組成物にアセトニトリルを加えることによって、シリコン基板上で金が析出する速度を減少させることがわかった。また、フッ素化合物としてフッ化水素酸ではなくヘキサフルオロケイ酸を用いることによっても、シリコンシリコン基板上で金が析出する速度を減少させることがわかった。さらに、ヘキサフルオロケイ酸およびアセトニトリルを組み合せて用いることによっても、シリコン基板上で金が析出する速度を減少させることがわかった。
なお、実施例1および3の各組成物において、上記の検討とは別に、アセトニトリルをその他の有機溶剤(極性溶媒:イソプロパノール、ジエチレングリコール、メタノール、エチレングリコール、グリセリン、水、N−メチル−2−ピロリジノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド)と置き換えた検討も行ったが、いずれの有機溶剤についても金めっき用組成物の安定性を低下させるため実用的ではなかった。また、無極性溶媒は水への溶解度が低く、金めっき用組成物と混ざり合わないため実用的ではなかった。
上記結果から、アセトニトリルおよび/またはフッ素化合物としてヘキサフルオロケイ酸を用いることによって、シリコン半導体の表面で金が析出する速度を減少させることにより、シリコン半導体の表面での金めっきの構造制御を容易にすることができると考えられる。
Therefore, it was found that adding acetonitrile to the gold plating composition containing hydrofluoric acid reduces the rate of gold precipitation on the silicon substrate. It was also found that the use of hexafluorosilicic acid instead of hydrofluoric acid as the fluorine compound also reduced the rate of gold precipitation on the silicon silicon substrate. Furthermore, it was found that the combined use of hexafluorosilicic acid and acetonitrile also reduced the rate of gold precipitation on the silicon substrate.
In each of the compositions of Examples 1 and 3, acetonitrile is used as another organic solvent (polar solvent: isopropanol, diethylene glycol, methanol, ethylene glycol, glycerin, water, N-methyl-2-pyrrolidinone) in addition to the above studies. , 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinone, dimethyl sulfoxide), but it was not practical for any of the organic solvents because it reduces the stability of the composition for gold plating. Further, the non-polar solvent has low solubility in water and is immiscible with the composition for gold plating, so that it is not practical.
From the above results, by using hexafluorosilicic acid as the acetonitrile and / or fluorine compound, the rate of gold precipitation on the surface of the silicon semiconductor is reduced, so that the structure of gold plating on the surface of the silicon semiconductor can be easily controlled. It is thought that it can be done.

例2 アセトニトリルによるパターン外析出の抑制効果
L/S=1μm/1μmのレジストパターン(OFPR-800LB、膜厚約1.8μm、東京応化工業株式会社)が形成されたシリコン基板(n-Si (100) Low <0.02Ωcm、株式会社ニラコ)を0.5cm×1cmの大きさにカットした。実施例4(テトラクロロ金(III)酸3mM、フッ化水素酸1M、アセトニトリル1M、pH2〜3)、実施例5(テトラクロロ金(III)酸3mM、ヘキサフルオロケイ酸1M、アセトニトリル1M、pH<1)、および比較例(テトラクロロ金(III)酸3mM、フッ化水素酸1M、pH2〜3)の各組成物(0.1L)に室温(25℃)で撹拌(100rpm)しながらシリコン基板を2分間浸漬し、金を析出させた。その後、シリコン基板を10秒間リンス(純水によるオーバーフロー)し窒素ブローで乾燥させた。電界放出形走査電子顕微鏡(Regulus8230、日立ハイテクノロジーズ)でシリコン基板の表面を観察し、パターン外析出の有無を確認した。
Example 2 Suppression effect of out-of-pattern precipitation by acetonitrile L / S = 1 μm / 1 μm resist pattern (OFPR-800LB, film thickness about 1.8 μm, Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) formed on a silicon substrate (n-Si (100) ) Low <0.02Ωcm, Nirako Co., Ltd.) was cut into a size of 0.5cm × 1cm. Example 4 (tetrachloroauric acid (III) acid 3 mM, fluorinated acid 1M, acetonitrile 1M, pH 2-3), Example 5 (tetrachloroauric acid (III) acid 3 mM, hexafluorosilicic acid 1M, acetonitrile 1M, pH Silicon while stirring (100 rpm) at room temperature (25 ° C.) in each composition (0.1 L) of <1) and Comparative Example (tetrachloroauric acid (III) acid 3 mM, fluorinated acid 1M, pH 2-3). The substrate was immersed for 2 minutes to precipitate gold. Then, the silicon substrate was rinsed (overflowed with pure water) for 10 seconds and dried with a nitrogen blow. The surface of the silicon substrate was observed with a field emission scanning electron microscope (Regulus8230, Hitachi High-Technologies Corporation) to confirm the presence or absence of out-of-pattern precipitation.

その結果、パターン外析出は比較例では多量に確認されたが、実施例4では少量のみ確認され、実施例5では極少量のみ確認された。また、実施例4および5および比較例のいずれについても、シリコン基板上に金を多量に析出させ、金の析出が阻害されないことが確認された。以上の結果を表2にまとめる。

Figure 2021139015
As a result, out-of-pattern precipitation was confirmed in a large amount in Comparative Example, but only in a small amount in Example 4, and only a very small amount was confirmed in Example 5. Further, in all of Examples 4 and 5 and Comparative Example, it was confirmed that a large amount of gold was deposited on the silicon substrate and the precipitation of gold was not inhibited. The above results are summarized in Table 2.
Figure 2021139015

よって、フッ化水素酸を含む金めっき用組成物にアセトニトリルを加えることによって、パターン外析出を抑制できることがわかった。また、該組成物においてフッ素化合物としてフッ化水素酸ではなくヘキサフルオロケイ酸を用いることによって、さらにパターン外析出を抑制できることもわかった。
なお、上記の検討とは別に、アセトニトリルをその他の有機溶剤(極性溶媒:イソプロパノール、ジエチレングリコール、メタノール、エチレングリコール、グリセリン、水、N−メチル−2−ピロリジノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド)と置き換えた検討も行ったが、いずれの有機溶剤についても金めっき用組成物の安定性を低下させるため実用的ではなかった。また、無極性溶媒は水への溶解度が低く、金めっき用組成物と混ざり合わないため実用的ではなかった。
上記結果から、アセトニトリルを用いることによって、シリコン半導体の表面で金が析出する速度を減少させることにより、シリコン半導体の表面での金めっきの構造制御を容易にすることができると考えられる。
Therefore, it was found that the out-of-pattern precipitation can be suppressed by adding acetonitrile to the gold plating composition containing hydrofluoric acid. It was also found that by using hexafluorosilicic acid instead of hydrofluoric acid as the fluorine compound in the composition, out-of-pattern precipitation can be further suppressed.
Apart from the above study, acetonitrile is used as another organic solvent (polar solvent: isopropanol, diethylene glycol, methanol, ethylene glycol, glycerin, water, N-methyl-2-pyrrolidinone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidi). A study was also conducted in which the composition was replaced with non-dimethyl sulfoxide), but it was not practical for any of the organic solvents because it reduced the stability of the composition for gold plating. Further, the non-polar solvent has low solubility in water and is immiscible with the composition for gold plating, so that it is not practical.
From the above results, it is considered that the use of acetonitrile can facilitate the structural control of gold plating on the surface of the silicon semiconductor by reducing the rate of gold precipitation on the surface of the silicon semiconductor.

例3 ヘキサフルオロケイ酸および/またはテトラフルオロホウ酸によるパターン外析出の抑制効果
L/S=1μm/1μmのレジストパターン(OFPR-800LB、膜厚約1.8μm、東京応化工業株式会社)が形成されたシリコン基板(n-Si (100) Low <0.02Ωcm、株式会社ニラコ)を0.5cm×1cmの大きさにカットした。実施例6(テトラクロロ金(III)酸3mM、ヘキサフルオロケイ酸1M、pH<1)、実施例7(テトラクロロ金(III)酸3mM、テトラフルオロホウ酸1M、pH<1)、実施例8(テトラクロロ金(III)酸3mM、ヘキサフルオロケイ酸1M、テトラフルオロホウ酸1M、pH<1)、および比較例(テトラクロロ金(III)酸3mM、フッ化水素酸1M、pH2〜3)の各組成物(0.1L)に室温(25℃)で撹拌(100rpm)しながらシリコン基板を2分間浸漬し、金を析出させた。その後、シリコン基板を10秒間リンス(純水によるオーバーフロー)し窒素ブローで乾燥させた。電界放出形走査電子顕微鏡(Regulus8230、日立ハイテクノロジーズ)でシリコン基板の表面を観察し、パターン外析出の有無を確認した。
Example 3 Suppressive effect of out-of-pattern precipitation by hexafluorosilicic acid and / or tetrafluoroboric acid A resist pattern (OFPR-800LB, film thickness of about 1.8 μm, Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is formed with L / S = 1 μm / 1 μm. The silicon substrate (n-Si (100) Low <0.02 Ωcm, Nirako Co., Ltd.) was cut into a size of 0.5 cm × 1 cm. Example 6 (tetrachloroauric acid (III) acid 3 mM, hexafluorosilicate 1M, pH <1), Example 7 (tetrachloroauric acid (III) acid 3 mM, tetrafluoroborate 1M, pH <1), Example 8 (Tetrachloroauric acid (III) acid 3 mM, Hexafluorosilicic acid 1M, Tetrafluoroboric acid 1M, pH <1), and Comparative example (Tetrachloroauric acid (III) acid 3 mM, Hydrofluoric acid 1M, pH 2-3 ) Was immersed in each composition (0.1 L) for 2 minutes with stirring (100 rpm) at room temperature (25 ° C.) to precipitate gold. Then, the silicon substrate was rinsed (overflowed with pure water) for 10 seconds and dried with a nitrogen blow. The surface of the silicon substrate was observed with a field emission scanning electron microscope (Regulus8230, Hitachi High-Technologies Corporation) to confirm the presence or absence of out-of-pattern precipitation.

その結果、パターン外析出は比較例では多量に確認されたが、実施例6では少量のみ確認され、実施例7では確認されず、実施例8では少量のみ確認された。また、実施例6および7および比較例のいずれについても、シリコン基板上に金を多量に析出させ、金の析出が阻害されないことが確認されたが、実施例7についてはシリコン基板上に析出した金は少量であった。以上の結果を表3にまとめる。

Figure 2021139015
As a result, out-of-pattern precipitation was confirmed in a large amount in Comparative Example, but only in a small amount in Example 6, not in Example 7, and only in a small amount in Example 8. Further, in all of Examples 6 and 7 and Comparative Example, it was confirmed that a large amount of gold was deposited on the silicon substrate and the precipitation of gold was not inhibited, but in Example 7, it was deposited on the silicon substrate. There was a small amount of gold. The above results are summarized in Table 3.
Figure 2021139015

よって、フッ素化合物としてフッ化水素酸ではなくヘキサフルオロケイ酸またはテトラフルオロホウ酸を用いることによって、金めっき用組成物によるパターン外析出を抑制できることがわかった。また、フッ素化合物としてフッ化水素酸ではなくヘキサフルオロケイ酸およびテトラフルオロホウ酸の組み合わせを用いることによって、金めっき用組成物によるパターン外析出を抑制できることもわかった。
上記結果から、フッ素化合物としてヘキサフルオロケイ酸および/またはテトラフルオロホウ酸を用いることによって、シリコン半導体の表面の酸化膜が溶解する速度を減少させ、シリコン半導体の表面で金が析出する速度を減少させることにより、シリコン半導体の表面での金めっきの構造制御を容易にすることができると考えられる。
Therefore, it was found that by using hexafluorosilicic acid or tetrafluoroboric acid instead of hydrofluoric acid as the fluorine compound, out-of-pattern precipitation due to the gold plating composition can be suppressed. It was also found that by using a combination of hexafluorosilicic acid and tetrafluoroboric acid instead of hydrofluoric acid as the fluorine compound, out-of-pattern precipitation due to the gold plating composition can be suppressed.
From the above results, by using hexafluorosilicic acid and / or tetrafluoroboric acid as the fluorine compound, the rate of dissolution of the oxide film on the surface of the silicon semiconductor is reduced, and the rate of gold precipitation on the surface of the silicon semiconductor is reduced. By doing so, it is considered that the structure control of gold plating on the surface of the silicon semiconductor can be facilitated.

本明細書に記載された本発明の種々の特徴は様々に組み合わせることができ、そのような組み合せにより得られる態様は、本明細書に具体的に記載されていない組み合せも含め、すべて本発明の範囲内である。また、当業者は、本発明の精神から逸脱しない多数の様々な改変が可能であることを理解しており、かかる改変を含む均等物も本発明の範囲に含まれる。したがって、本明細書に記載された態様は例示にすぎず、これらが本発明の範囲を制限する意図をもって記載されたものではないことを理解すべきである。


The various features of the invention described herein can be combined in various ways, and all aspects obtained by such combinations, including combinations not specifically described herein, are of the present invention. It is within the range. Those skilled in the art also understand that a number of various modifications that do not deviate from the spirit of the present invention are possible, and equivalents containing such modifications are also included in the scope of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described herein are merely exemplary and are not intended to limit the scope of the invention.


Claims (7)

金イオン源、フッ素化合物およびアセトニトリルを含む、シリコン半導体の表面を無電解金めっきするための組成物。 A composition for electroless gold plating the surface of a silicon semiconductor, which comprises a gold ion source, a fluorine compound and acetonitrile. フッ素化合物が、フッ化水素酸、フッ化アンモニウム、フッ化水素アンモニウム、ヘキサフルオロケイ酸、およびテトラフルオロホウ酸からなる群から選択される1以上のフッ素化合物である、請求項1に記載の組成物。 The composition according to claim 1, wherein the fluorine compound is one or more fluorine compounds selected from the group consisting of hydrofluoric acid, ammonium fluoride, ammonium hydrogen fluoride, hexafluorosilicic acid, and tetrafluoroboric acid. thing. 金イオン源およびヘキサフルオロケイ酸および/またはテトラフルオロホウ酸を含む、シリコン半導体の表面を無電解金めっきするための組成物。 A composition for electroless gold plating the surface of a silicon semiconductor, which comprises a gold ion source and hexafluorosilicic acid and / or tetrafluoroboric acid. アセトニトリルをさらに含む、請求項3に記載の組成物。 The composition according to claim 3, further comprising acetonitrile. シリコン半導体が、シリコン、シリコン酸化物、および/または炭化シリコンである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の組成物。 The composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the silicon semiconductor is silicon, silicon oxide, and / or silicon carbide. pHが7以下である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の組成物。 The composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the pH is 7 or less. 請求項1〜6のいずれか一項に記載の組成物をシリコン半導体の表面に適用する工程を含む、金を析出させる方法。


A method for precipitating gold, which comprises a step of applying the composition according to any one of claims 1 to 6 to the surface of a silicon semiconductor.


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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4474838A (en) * 1982-12-01 1984-10-02 Omi International Corporation Electroless direct deposition of gold on metallized ceramics
DE3917867A1 (en) * 1989-06-01 1990-12-06 Hoechst Ceram Tec Ag Electroless gold plating - of tungsten or molybdenum metallisations esp. on electronic ceramic components
GB9717368D0 (en) 1997-08-18 1997-10-22 Crowther Jonathan Cold plasma metallization
US6593221B1 (en) * 2002-08-13 2003-07-15 Micron Technology, Inc. Selective passivation of exposed silicon
US20100098863A1 (en) 2003-03-12 2010-04-22 University Of Missouri Process for spontaneous deposition from an organic solution
JP4559818B2 (en) * 2004-04-30 2010-10-13 アルプス電気株式会社 Electroless plating method for silicon substrate and metal layer forming method on silicon substrate
JP5281847B2 (en) 2008-08-19 2013-09-04 独立行政法人科学技術振興機構 COMPOSITE MATERIAL, ITS MANUFACTURING METHOD, AND ITS MANUFACTURING DEVICE
GB201004092D0 (en) 2010-03-12 2010-04-28 Univ Leuven Kath Liquid metal salts
TWI505348B (en) * 2010-10-08 2015-10-21 Wakom Semiconductor Corp And a method of forming a microporous structure or a groove structure on the surface of the silicon substrate
KR20180051630A (en) * 2015-12-18 2018-05-16 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머트어리얼즈 엘엘씨 Gold plating solution
US10358725B2 (en) 2017-06-14 2019-07-23 Eastman Kodak Company Compositions and methods for forming articles having silver metal

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