專利名稱：于基材的微小尺寸線路上的無電鍍金方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無電鍍金方法，尤其是一種特別適用于在微小尺寸線路上鍍上一厚度均勻的金屬層的方法。
背景技術(shù)：
由于集成電路制造技術(shù)的進(jìn)步，制造0. 25微米以下尺寸的線路為目前金屬化制程的主流。隨著線路尺寸日益縮小，如何有效率地達(dá)成將導(dǎo)電物質(zhì)形成于具有微小尺寸線路的基板則為一個(gè)發(fā)展的重要關(guān)鍵。電鍍制程即為一種有效率地將導(dǎo)電物質(zhì)填充于具有微小尺寸線路的技術(shù)，電鍍乃是將待鍍工件浸沒于含有電鍍金屬的離子溶液中，使電源與電鍍槽內(nèi)的陰極及陽極(消耗性或非消耗性)電性連接，同時(shí)將電鍍金屬置放于陽極，而待鍍工件置放于陰極，通以直流電后便會(huì)在待鍍工件的表面沉積一金屬薄膜層。鍍層的厚度均勻性向來為評(píng)估電鍍效能的重要指標(biāo)。參閱圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)的未使用隔離層的基材鍍金方式的示意圖，其中基材A上布設(shè)有底材B，當(dāng)?shù)撞腂在置入鍍金浴中進(jìn)行鍍金作業(yè)時(shí)，若在底材B外側(cè)未設(shè)有隔離層Al (參閱圖2)，則金離子附著在底材 B上，會(huì)因沒有適當(dāng)?shù)囊揽?，則底材B上的鍍金層C會(huì)形成不穩(wěn)的半圓隆起狀。另參閱圖2，為現(xiàn)有技術(shù)的使用隔離層的基材鍍金方式的示意圖，傳統(tǒng)的鍍金浴為在基材A上布設(shè)有底材B，且底材B為金屬材質(zhì)，在傳統(tǒng)的鍍金方式中，都會(huì)在基材A上的底材B外側(cè)周邊，利用氧化鋁、二氧化硅或光阻構(gòu)成隔離層Al，并可在底材B的上方形成鍍金空間All，而在鍍金的過程中才會(huì)使金離子游離而填入鍍金空間All內(nèi)，堆棧成方正的鍍金形狀，之后再利用化學(xué)藥劑將隔離層Al從基材A上除去，即完成底材B上的鍍金作業(yè)。然而現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)為通電鍍金的方式極易形成厚度不均勻的鍍金層，其因于電鍍會(huì)有高低電流區(qū)的影響而造成厚度不均勻，另外鍍金浴在鍍金作業(yè)時(shí)，須事先預(yù)置隔離層，而事后再移除隔離層，除了造成鍍金作業(yè)的麻煩與不便，亦增加材料成本及延長(zhǎng)整個(gè)制程的處理時(shí)間，因此需要一種憑借化學(xué)成分的相互作用，即可于基材的微小尺寸線路上形成厚度均勻的鍍金層的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于一種于基材的微小尺寸線路上的無電鍍金方法，其包含提供一待鍍基板，該待鍍基板具有至少一待鍍面，該至少一待鍍面上具有一圖案化的待鍍金屬線路；以一清洗方式對(duì)該待鍍基板的該至少一待鍍面進(jìn)行清潔處理，以去除該至少一待鍍面上所殘留的有機(jī)物質(zhì)，該清洗方式可以是一電漿清洗方式或一清洗液清洗方式，其中該清洗液可以是至少不超過二十個(gè)碳的水溶性界面活性劑或一含有水溶性有機(jī)溶劑的溶液的至少其中之一；將該待鍍基板浸入于一純水、一含水至少85%以上的界面活性劑或一鹽類水溶液的至少之一中，以使該待鍍基板的該至少一待鍍面的表面潤(rùn)濕度增加；以及將該待鍍基板浸入于一鍍金浴中，其中該鍍金浴至少包含一水溶性金化合物、至少一種金錯(cuò)合劑、至少一種羧基化合物或其鹽類，其中該至少一種羧基化合物或其鹽類可以是草酸、丙二酸、丁二酸、丁烯二酸、戊二酸、乳酸、甘醇酸、葡萄糖酸、檸檬酸、蘋果酸、酒石酸、及其鹽類的至少其中之一。因此本發(fā)明可解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，于不需通電及隔離層的條件下，達(dá)成一種憑借化學(xué)成分的相互作用而于微小尺寸線路上形成厚度均勻的鍍金層的方法，如此可有效節(jié)省制造成本及制造時(shí)間。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的未使用隔離層的基材鍍金方式的示意圖。圖2為現(xiàn)有技術(shù)的使用隔離層的基材鍍金方式的示意圖。圖3為本發(fā)明的于基材的微小尺寸線路上的無電鍍金方法的流程示意圖。圖4為本發(fā)明的于基材的微小尺寸線路上的無電鍍金方法的基材示意圖。圖5為本發(fā)明的于基材的微小尺寸線路上的無電鍍金方法的浸潤(rùn)示意圖。圖6為本發(fā)明的于基材的微小尺寸線路上的無電鍍金方法的化學(xué)鍍金浴示意圖。
具體實(shí)施例方式以下配合說明書附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式做更詳細(xì)的說明，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員在研讀本說明書后能據(jù)以實(shí)施。參閱圖3，為本發(fā)明的于基材的微小尺寸線路上的無電鍍金方法的流程示意圖，并配合圖4，為本發(fā)明的于基材的微小尺寸線路上的無電鍍金方法的基材示意圖。本發(fā)明為有關(guān)一種以化學(xué)鍍金方式在微小尺寸線路上鍍上一厚度均勻的金屬層的方法，如圖3的步驟SlO所示，并配合圖4，首先提供一待鍍基板1，該待鍍基板1具有至少一待鍍面11，該待鍍面11上具有一圖案化的待鍍金屬線路3，其中該待鍍基板1可以是一銅箔基板、一硅基板、一砷化鎵基板、一氮化鎵基板、一陶瓷基板、一玻璃基板或其它適當(dāng)?shù)幕?，而該待鍍金屬線路3表面上的金屬可以是金(gold)、鉬(platinum)、鈀(palladium)、 銀(silver)、鎳(nickel)、銅(copper)、一金合金、一鉬合金、一鈀合金、一銀合金、一鎳合金、一銅合金或其它適當(dāng)?shù)暮辖?。接著進(jìn)入步驟S20所示，對(duì)該待鍍基板1的待鍍面11進(jìn)行清潔處理，以去除待鍍面11上所殘留的有機(jī)物質(zhì)，以利后續(xù)化學(xué)鍍金處理，其中以一適當(dāng)清洗方式對(duì)待鍍基板1 的待鍍面11進(jìn)行清潔處理，該適當(dāng)清洗方式可以是一電漿清洗方式、一清洗液清洗方式或其它適當(dāng)清洗方式，其中該清洗液包含有至少不超過二十個(gè)碳的水溶性界面活性劑或一含有水溶性有機(jī)溶劑的溶液或其它適當(dāng)溶液。該清洗液清洗方式可以是將待鍍基板1送至一清洗機(jī)臺(tái)(圖面未顯示)進(jìn)行清洗，該清洗機(jī)臺(tái)可以是水平式清洗機(jī)臺(tái)、浸洗式機(jī)臺(tái)、沖洗式機(jī)臺(tái)、溢流式機(jī)臺(tái)或單片式清洗機(jī)，而水洗溫度可為范圍為60° F(華氏度)至200° F(華氏度)。參閱圖5，為本發(fā)明的于基材的微小尺寸線路上的無電鍍金方法的浸潤(rùn)示意圖。接著進(jìn)入步驟S30所示，對(duì)該待鍍基板1進(jìn)行預(yù)浸潤(rùn)濕處理，以使該待鍍基板1的待鍍面11 的表面潤(rùn)濕度增加，據(jù)以提升后續(xù)化學(xué)鍍金的質(zhì)量，其是將待鍍基板1浸入于一純水、一含水至少85%以上的界面活性劑、一鹽類水溶液或其它適當(dāng)溶液中，如圖5所示，可將待鍍基板1浸入于具有上述溶液的至少其中之一的槽體4內(nèi)。其中該含水至少85%以上的界面活性劑中的界面活性劑可以是聚乙烯基吡口各；^ Sl (polyvinyl pyrrolidone))、胃乙二酉享(poly (ethylene glycol))、胃 M 二酉享 (poly (propylene glycol))或其共聚合物的至少其中之一，且該含水至少85%以上的界面活性劑中的界面活性劑其含量為0. 1-30克/升。其中該鹽類水溶液可以是一氯化鈉(sodium chloride)、一氯化鉀(potassium chloride)、一憐酸氧鈉(Sodium phosphate)、一憐酸二氧鈉(monosodium phosphate)、一磷酸S鉀(Potassium phosphate)、一磷酸二氧鉀(monopotassium phosphate)的至少其中之一。參閱圖6，為本發(fā)明的于基材的微小尺寸線路上的無電鍍金方法的化學(xué)鍍金浴示意圖。接著進(jìn)入步驟S40所示，將該待鍍基板1浸入于一鍍金浴5中，并令該鍍金浴5加熱至溫度范圍為110° F至175° F之間，要注意的是，本發(fā)明的鍍金浴5并不需通電，而是透過該待鍍金屬線路3表面的元素與該鍍金浴的組成成分之間的化學(xué)還原變化，促使鍍金浴 5中的金離子穩(wěn)定、快速的正向沉積于待鍍金屬線路3的表面上，以形成一厚度均勻的鍍金層31。其中該化學(xué)鍍金浴5至少包含一水溶性金化合物、至少一種金錯(cuò)合劑以及至少一種羧基化合物或至少一種羧基化合物的鹽類的至少其中之一，其中該水溶性金化合物可以是一氯化金、一亞硫酸金或一硫代硫酸金的至少其中之一，該水溶性金化合物的金含量為 2. 0 4.5克/升。而該至少一種羧基化合物可以是草酸(oxalic acid)、丙二酸(propanedionic acid)、丁二酸(butanedionic acid)、丁烯二酸、戊二酸(pentanedionic acid)、乳酸 (lactic acid)、甘酉享酸(glycolic acid)、葡萄糖酸(gluconic acid)、梓檬酸(citric acid)、蘋果酸(hydroxybutanedioic acid)、酒石酸(tartaric acid)、及其鹽類的至少其中之一。該鍍金浴5內(nèi)可進(jìn)一步設(shè)置一循環(huán)過濾器(圖面未顯示)，該循環(huán)過濾器用以使該鍍金浴5的濃度保持均勻化，另外該待鍍基板1于該鍍金浴5的鍍件搖擺量為4-12米/分鐘，如此可驅(qū)使金離子均勻分布于待鍍金屬線路3的表面上，使鍍金層31厚度更加均勻。綜上所述，透過清潔將有殘留的有機(jī)物質(zhì)去除，而基板浸潤(rùn)后待鍍金屬線路3可增加其表面濕潤(rùn)度，如此當(dāng)待鍍基板1置入于鍍金浴中時(shí)，透過溫度與濃度的調(diào)整，而激化鍍金浴5中的金離子，使金離子正向沉積鍍金層于待鍍金屬線路3表面上，因此不需在多加一道設(shè)置隔絕層的步驟，即能透過化學(xué)反應(yīng)形成厚度均勻的鍍金層，尤其鍍金浴5中不添加氰化物，因此鍍金浴5為低毒性，并利用其中的羧基化合物及羧基化合物的鹽類，做為鍍金浴5的沉積穩(wěn)定劑，使金離子具有高安定性、高沉積速率及高附著性，因此特別適用于具微小尺寸線路的基板上。以上所述僅為用以解釋本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非企圖據(jù)以對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，因此，凡有在相同的創(chuàng)作精神下所作有關(guān)本發(fā)明的任何修飾或變更，皆仍應(yīng)包括在本發(fā)明意圖保護(hù)的范疇。
權(quán)利要求
1.一種于基材的微小尺寸線路上的無電鍍金方法，其特征在于，步驟包括提供一待鍍基板，該待鍍基板具有至少一待鍍面，該至少一待鍍面上具有一圖案化的待鍍金屬線路；以一清洗方式對(duì)該待鍍基板的該至少一待鍍面進(jìn)行清潔處理，以去除該至少一待鍍面上所殘留的有機(jī)物質(zhì)，該清洗方式為一電漿清洗方式或一清洗液清洗方式的至少其中之一，其中該清洗液為至少不超過二十個(gè)碳的水溶性界面活性劑或一含有水溶性有機(jī)溶劑的溶液的至少其中之一；將該待鍍基板浸入于一純水、一含水至少85%以上的界面活性劑或一鹽類水溶液的至少其中之一中，以使該待鍍基板的該至少一待鍍面的表面潤(rùn)濕度增加；以及將該待鍍基板浸入于一鍍金浴中，其中該鍍金浴至少包含一水溶性金化合物、至少一種金錯(cuò)合劑以及至少一種羧基化合物或該至少一種羧基化合物的鹽類的至少其中之一，其中該至少一種羧基化合物可以是草酸、丙二酸、丁二酸、丁烯二酸、戊二酸、乳酸、甘醇酸、葡萄糖酸、檸檬酸、蘋果酸、酒石酸、及其鹽類的至少其中之一。
2.如權(quán)利要求1所述的于基材的微小尺寸線路上的無電鍍金方法，其特征在于，該待鍍基板為一銅箔基板、一硅基板、一砷化鎵基板、一氮化鎵基板、一陶瓷基板或一玻璃基板的至少其中之一。
3.如權(quán)利要求1所述的于基材的微小尺寸線路上的無電鍍金方法，其特征在于，該待鍍金屬線路表面上的金屬為一金、一鉬、一鈀、一銀、一鎳、一銅、一金合金、一鉬合金、一鈀合金、一銀合金、一鎳合金、或一銅合金的至少其中之一。
4.如權(quán)利要求1所述的于基材的微小尺寸線路上的無電鍍金方法，其特征在于，該含水至少85%以上的界面活性劑中的界面活性劑為聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇、聚丙二醇或其共聚合物的至少其中之一，且該含水至少85%以上的界面活性劑中的界面活性劑含量為0. 1-30克/升。
5.如權(quán)利要求1所述的于基材的微小尺寸線路上的無電鍍金方法，其特征在于，該鹽類水溶液為一氯化鈉、一氯化鉀、一磷酸氫鈉、一磷酸二氫鈉、一磷酸氫鉀、一磷酸二氫鉀的至少其中之一。
6.如權(quán)利要求1所述的于基材的微小尺寸線路上的無電鍍金方法，其特征在于，該水溶性金化合物為一氯化金、一亞硫酸金或一硫代硫酸金的至少其中一，該水溶性金化合物的金含量為2. 0-4. 5克/升。
7.如權(quán)利要求1所述的于基材的微小尺寸線路上的無電鍍金方法，其特征在于，該鍍金浴加熱至溫度范圍為110° F至175° F之間。
8.如權(quán)利要求1所述的于基材的微小尺寸線路上的無電鍍金方法，其特征在于，該鍍金浴內(nèi)進(jìn)一步設(shè)置一循環(huán)過濾器。
9.如權(quán)利要求1所述的于基材的微小尺寸線路上的無電鍍金方法，其特征在于，該待鍍基板于該鍍金浴的鍍件搖擺量為4-12米/分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種于基材的微小尺寸線路上的無電鍍金方法，首先透過清除基板殘余的有機(jī)物質(zhì)，再浸潤(rùn)基板以增加其表面潤(rùn)濕度，如此當(dāng)待鍍基板置入于鍍金浴中時(shí)，透過溫度與濃度的調(diào)整，而激化鍍金浴中的金離子，使金離子正向沉積鍍金層于待鍍金屬線路表面上，因此不需在多加一道設(shè)置隔絕層的步驟，即能透過化學(xué)反應(yīng)形成厚度均勻的鍍金層，尤其鍍金浴中不添加氰化物故為低毒性，但利用其中的羧基化合物及羧基化合物的鹽類，做為鍍金浴的沉積穩(wěn)定劑，使金離子具有高安定性、高沉積速率及高附著性金，因此特別適用于具微小尺寸線路的基板上。
文檔編號(hào)C23C18/48GK102337528SQ20101023635
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2010年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月26日
發(fā)明者詹博筌 申請(qǐng)人:榮易化學(xué)有限公司