Разработка полифункциональных органических добавок для процессов химического и электрохимического осаждения металлов и сплавов, применяемых в электронной промышленности

Объектами исследования являются электролиты, используемые в процессах меднения и никелирования, органические добавки, используемые для получения электролитов. Цель работы – исследование фундаментальных основ, разработка стратегии и тактики направленного синтеза полифункциональных органических добавок (катализаторов, ингибиторов, стабилизаторов и других специальных химических добавок), используемых в процессах химического и электрохимического осаждения металлов (на примере никеля и меди) и сплавов, применяемых в электронной промышленности. Разработка многофункциональных и многокомпонентных составов инновационных электролитов для осаждения слоев металлов, в том числе при изготовлении печатных плат и/или интегральных схем и/или приборов фотоники и/или интерпозеров, Исследование химического и электрохимического осаждения никеля, а также электрохимического осаждения меди в присутствии разработанных добавок. Оптимизация условий проведения процессов химического и электрохимического осаждения металлов и сплавов. Анализ поверхности осажденных металлов и сплавов, структуры и состава слоев, оптимизация основных физико-химических свойств и эксплуатационных характеристик получаемых слоев с помощью варьирования структуры и состава органических добавок. Разработка оптимальных ресурсосберегающих методов и технологий получения специальных химических добавок из доступного для России сырья. Разработка технологий получения специальных химических добавок. Разработка технологических процессов никелирования и меднения с использованием разработанных добавок для нужд микроэлектроники. На первом этапе: - осуществлен анализ научно-технической литературы, нормативно-технической документации и других материалов, относящихся к разрабатываемой теме; - проведено обоснование выбора направления исследований; - проведены патентные исследования по органическим добавкам, применяемым в процессах осаждения металлов, и составлены отчеты о патентных исследованиях, оформленный в соответствии с ГОСТ 15.011-96; - представлены данные по составу внедренных в практику импортных добавок; - предложены методы синтеза этих добавок в целях импортозамещения и улучшения качественных характеристик; - разработаны стратегия и тактика направленного синтеза полифункциональных органических добавок (катализаторов, ингибиторов, стабилизаторов и других специальных химических добавок), используемых в процессах химического и электрохимического осаждения металлов (на примере никеля и меди) и сплавов, применяемых в электронной промышленности на основе данных научной литературы и данных по составу внедренных в практику добавок; - комплексное исследование структуры синтезированных органических добавок и промежуточных соединений осуществлено с привлечением соисполнителя Федерального государственного бюджетного учреждения науки Институт органической химии им. Н. Д. Зелинского Российской академии наук (ИОХ РАН в рамках выполнения работ по Контракту № 30-14/198-22 от 28.11.2022 г. При этом предложены и обоснованы методы спектрального анализа органических добавок, применяемых в процессах осаждения металлов, и промежуточных органических веществ, образующихся в процессе их синтеза. С учетом выбранных методов, включая двумерные эксперименты, зарегистрированы ЯМР-спектры органических добавок и промежуточных органических веществ, образующихся в процессе их синтеза, предоставлены ЯМР-спектры в виде fid-файлов и pdf-файлов, выявлены особенности ЯМР-спектров органических добавок. По результатам работы опубликована научная статья в журнале РИНЦ; - предложены структуры и состав полифункциональных добавок; - проведены тестовые испытания синтезированных органических соединений в качестве добавок в электролиты никелирования и меднения; - проведена первичная оценка свойств получаемого покрытия. Исследование физико-химических характеристик слоев металлов, полученных в результате химического и электрохимического осаждения с применением органических добавок, проведено с привлечением соисполнителя Федерального государственного бюджетного учреждения науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН) в рамках выполнения работ по Контрактам № 30-14/199-22 от 28.11.2022 г. и № 30-14/200-22 от 28.11.2022 г. Предложены и обоснованы методы анализа слоев металлов, полученных в результате химического или электрохимического осаждения в присутствии органических добавок: метод эллипсометрии, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС). С учетом выбранных методов произведены исследования физико-химических свойств образцов слоев металлов. Выявлены особенности физико-химических свойств образцов слоев металлов, полученных в присутствии различных добавок. По результатам работы опубликована научная статья в журнале, индексируемом в базах данных Web of Science и Scopus. Исследованы коррозионные свойства слоев металлов, полученных в результате химического осаждения с применением органических добавок. По результатам, полученным в ходе выполнения проекта опубликованы 4 научные статьи, из которых 2 статьи в журналах, индексируемых в базах данных Web of Science и Scopus (из них 1 статья в журнале 2 (Q2) квартиля) и 2 статьи в научных журналах РИНЦ. Сделан доклад на профильной конференции. Подана 1 заявка на патент РФ. В процессе реализации этапа проведен ряд совещаний с предприятиями реального сектора экономики – индустриальными партнерами, в том числе: АО «НИИМЭ» (г. Зеленоград) и АО «ВЗПП-Микрон» (г. Воронеж)