專利名稱：一種聚酰亞胺基板的銅金屬化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚酰亞胺基板的銅金屬化方法，屬微電子封裝技術(shù)領(lǐng)域。
聚酰亞胺的金屬化方法通常是化學(xué)鍍、電鍍、物理氣相沉積，化學(xué)鍍和電鍍的速率低，需要采用活性貴金屬進(jìn)行活化，鍍液污染嚴(yán)重，需要后處理。物理氣相沉積的缺點(diǎn)是繞射性差，不利于臺(tái)階、通孔的金屬化。而普通的化學(xué)氣相沉積的溫度較高(大于400℃)，無(wú)法對(duì)聚酰亞胺基板進(jìn)行金屬化。
T.Maruyama等[參見期刊Journal of Materials Science 30(1995)5551-5553]利用玻璃陶瓷做基片，研究乙酰丙酮銅的沉積理論問(wèn)題；A.Devi等[參見期刊Thin Solid Films，397(2001)，70-77]利用二丙酮基的銅化合物在半導(dǎo)體硅片上利用化學(xué)氣相沉積技術(shù)沉積銅膜；K.K.Choi等[參見期刊Materials Res.，Vol.13，No.3，1998，687-692]對(duì)乙酰丙酮銅進(jìn)行改性，利用氟基乙酰丙酮銅在半導(dǎo)體硅片上沉積銅薄膜；專利[Patent NumberKR99067958-A，JP11315081-A，JP3009887-B2，US6090964-A]、[Patent NumberRD409033-A]、[Patent NumberJP2001035811-A，KR2001029908-A]和專利[Patent NumberKR2000047942-A，US6046364-A]的工作都是對(duì)銅有機(jī)化合物的前驅(qū)體進(jìn)行改性，在陶瓷和半導(dǎo)體硅片表面形成銅膜，滿足集成電路硅芯片的金屬化需要。
本發(fā)明提出的一種聚酰亞胺基板的銅金屬化方法，以聚酰亞胺為基板，其特征在于以乙酰丙酮銅有機(jī)金屬化合物為前驅(qū)體，采用化學(xué)氣相沉積法進(jìn)行銅金屬化。
本發(fā)明提出的一種聚酰亞胺基板銅金屬化方法，其特征在于該方法依次包括以下步驟(1)首先將聚酰亞胺基板表面進(jìn)行拋光清洗；(2)利用濺射鍍膜法在上述處理后的基板表面沉積TiN非晶層；(3)以N2為載氣，其流量170-350ml/min，以H2反應(yīng)氣體，其流量為400-700ml/min，利用化學(xué)氣相沉積法在上述TiN非晶層上制備Cu膜，沉積反應(yīng)溫度為220-280℃，前驅(qū)體揮發(fā)溫度為180-270℃。
由于本發(fā)明利用聚酰亞胺作為基板，首先采用物理氣相沉積形成TiN非晶層，然后在TiN表面化學(xué)氣相沉積Cu，TiN有效地阻擋Cu向聚酰亞胺內(nèi)部擴(kuò)散。因此本方法具有沉積溫度低、易于實(shí)現(xiàn)臺(tái)階、溝槽和通孔的金屬化，同時(shí)具有沉積速率高、無(wú)化學(xué)鍍的污染問(wèn)題。利用本發(fā)明銅金屬化方法，其Cu膜電阻率低，抗電遷移能力好，結(jié)合強(qiáng)度大，完全滿足電子封裝基板需要。
采用常壓化學(xué)氣相沉積方法在聚酰亞胺基板(PI)表面沉積Cu膜，為了阻擋Cu向基板內(nèi)部擴(kuò)散，在基板和Cu之間預(yù)先用物理氣相沉積技術(shù)形成TiN非晶層?；瘜W(xué)氣相沉積的前驅(qū)體為乙酰丙酮銅有機(jī)金屬化合物，載氣為N2，流量170-350ml/min，反應(yīng)氣體為H2，流量為400-700ml/min，沉積時(shí)反應(yīng)溫度為220-280℃，前驅(qū)體揮發(fā)溫度在180-270℃，沉積速率在60-250埃/分。
利用本發(fā)明所述方法制備的Cu膜，其電阻為25-40mΩ/□，結(jié)合強(qiáng)度大于10Mpa，滿足電子封裝基板需要。
權(quán)利要求
1.一種聚酰亞胺基板的銅金屬化方法，以聚酰亞胺為基板，其特征在于以乙酰丙酮銅有機(jī)金屬化合物為前驅(qū)體，采用化學(xué)氣相沉積法進(jìn)行銅金屬化。
2.按照權(quán)利要求1所述的銅金屬化方法，其特征在于該方法依次包括以下步驟(1)首先將聚酰亞胺基板表面進(jìn)行拋光清洗；(2)利用濺射鍍膜法在上述處理后的基板表面沉積TiN非晶層；(3)以N2為載氣，其流量170-350ml/min，以H2為反應(yīng)氣體，其流量為400-700ml/min，利用化學(xué)氣相沉積法在上述TiN非晶層上制備Cu膜，沉積反應(yīng)溫度為220-280℃，前驅(qū)體揮發(fā)溫度為180-270℃。
全文摘要
一種聚酰亞胺基板的銅金屬化方法,涉及微電子封裝技術(shù)。本發(fā)明的特征是以乙酰丙酮銅有機(jī)金屬化合物為前驅(qū)體,采用化學(xué)氣相沉積法進(jìn)行銅金屬化。其制備方法為:首先將聚酰亞胺基板表面進(jìn)行拋光清洗;利用濺射鍍膜法在上述處理后的基板表面沉積TiN非晶層;以N
文檔編號(hào)C23C16/18GK1382830SQ0210407
公開日2002年12月4日 申請(qǐng)日期2002年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月8日
發(fā)明者梁彤祥, 劉楊秋, 倪曉軍, 符曉銘, 付志強(qiáng) 申請(qǐng)人:清華大學(xué)