CN102337528A

CN102337528A - 于基材的微小尺寸线路上的无电镀金方法

Info

Publication number: CN102337528A
Application number: CN2010102363567A
Authority: CN
Inventors: 詹博筌
Original assignee: SOLUTION CHEMICALS INS
Current assignee: SOLUTION CHEMICALS INS
Priority date: 2010-07-26
Filing date: 2010-07-26
Publication date: 2012-02-01

Abstract

本发明公开了一种于基材的微小尺寸线路上的无电镀金方法，首先透过清除基板残余的有机物质，再浸润基板以增加其表面润湿度，如此当待镀基板置入于镀金浴中时，透过温度与浓度的调整，而激化镀金浴中的金离子，使金离子正向沉积镀金层于待镀金属线路表面上，因此不需在多加一道设置隔绝层的步骤，即能透过化学反应形成厚度均匀的镀金层，尤其镀金浴中不添加氰化物故为低毒性，但利用其中的羧基化合物及羧基化合物的盐类，做为镀金浴的沉积稳定剂，使金离子具有高安定性、高沉积速率及高附着性金，因此特别适用于具微小尺寸线路的基板上。

Description

于基材的微小尺寸线路上的无电镀金方法

技术领域

本发明涉及一种无电镀金方法，尤其是一种特别适用于在微小尺寸线路上镀上一厚度均匀的金属层的方法。

背景技术

由于集成电路制造技术的进步，制造0.25微米以下尺寸的线路为目前金属化制程的主流。随着线路尺寸日益缩小，如何有效率地达成将导电物质形成于具有微小尺寸线路的基板则为一个发展的重要关键。

电镀制程即为一种有效率地将导电物质填充于具有微小尺寸线路的技术，电镀乃是将待镀工件浸没于含有电镀金属的离子溶液中，使电源与电镀槽内的阴极及阳极(消耗性或非消耗性)电性连接，同时将电镀金属置放于阳极，而待镀工件置放于阴极，通以直流电后便会在待镀工件的表面沉积一金属薄膜层。

镀层的厚度均匀性向来为评估电镀效能的重要指标。参阅图1所示，为现有技术的未使用隔离层的基材镀金方式的示意图，其中基材A上布设有底材B，当底材B在置入镀金浴中进行镀金作业时，若在底材B外侧未设有隔离层A1(参阅图2)，则金离子附着在底材B上，会因没有适当的依靠，则底材B上的镀金层C会形成不稳的半圆***状。

另参阅图2，为现有技术的使用隔离层的基材镀金方式的示意图，传统的镀金浴为在基材A上布设有底材B，且底材B为金属材质，在传统的镀金方式中，都会在基材A上的底材B外侧周边，利用氧化铝、二氧化硅或光阻构成隔离层A1，并可在底材B的上方形成镀金空间A11，而在镀金的过程中才会使金离子游离而填入镀金空间A11内，堆栈成方正的镀金形状，之后再利用化学药剂将隔离层A1从基材A上除去，即完成底材B上的镀金作业。

然而现有技术的缺点为通电镀金的方式极易形成厚度不均匀的镀金层，其因于电镀会有高低电流区的影响而造成厚度不均匀，另外镀金浴在镀金作业时，须事先预置隔离层，而事后再移除隔离层，除了造成镀金作业的麻烦与不便，亦增加材料成本及延长整个制程的处理时间，因此需要一种凭借化学成分的相互作用，即可于基材的微小尺寸线路上形成厚度均匀的镀金层的方法。

发明内容

本发明的主要目的在于一种于基材的微小尺寸线路上的无电镀金方法，其包含提供一待镀基板，该待镀基板具有至少一待镀面，该至少一待镀面上具有一图案化的待镀金属线路；以一清洗方式对该待镀基板的该至少一待镀面进行清洁处理，以去除该至少一待镀面上所残留的有机物质，该清洗方式可以是一电浆清洗方式或一清洗液清洗方式，其中该清洗液可以是至少不超过二十个碳的水溶性界面活性剂或一含有水溶性有机溶剂的溶液的至少其中之一；将该待镀基板浸入于一纯水、一含水至少85％以上的界面活性剂或一盐类水溶液的至少之一中，以使该待镀基板的该至少一待镀面的表面润湿度增加；以及将该待镀基板浸入于一镀金浴中，其中该镀金浴至少包含一水溶性金化合物、至少一种金错合剂、至少一种羧基化合物或其盐类，其中该至少一种羧基化合物或其盐类可以是草酸、丙二酸、丁二酸、丁烯二酸、戊二酸、乳酸、甘醇酸、葡萄糖酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、及其盐类的至少其中之一。

因此本发明可解决现有技术的缺点，于不需通电及隔离层的条件下，达成一种凭借化学成分的相互作用而于微小尺寸线路上形成厚度均匀的镀金层的方法，如此可有效节省制造成本及制造时间。

附图说明

图1为现有技术的未使用隔离层的基材镀金方式的示意图。

图2为现有技术的使用隔离层的基材镀金方式的示意图。

图3为本发明的于基材的微小尺寸线路上的无电镀金方法的流程示意图。

图4为本发明的于基材的微小尺寸线路上的无电镀金方法的基材示意图。

图5为本发明的于基材的微小尺寸线路上的无电镀金方法的浸润示意图。

图6为本发明的于基材的微小尺寸线路上的无电镀金方法的化学镀金浴示意图。

具体实施方式

以下配合说明书附图对本发明的实施方式做更详细的说明，以使本领域技术人员在研读本说明书后能据以实施。

参阅图3，为本发明的于基材的微小尺寸线路上的无电镀金方法的流程示意图，并配合图4，为本发明的于基材的微小尺寸线路上的无电镀金方法的基材示意图。

本发明为有关一种以化学镀金方式在微小尺寸线路上镀上一厚度均匀的金属层的方法，如图3的步骤S10所示，并配合图4，首先提供一待镀基板1，该待镀基板1具有至少一待镀面11，该待镀面11上具有一图案化的待镀金属线路3，其中该待镀基板1可以是一铜箔基板、一硅基板、一砷化镓基板、一氮化镓基板、一陶瓷基板、一玻璃基板或其它适当的基板，而该待镀金属线路3表面上的金属可以是金(gold)、铂(platinum)、钯(palladium)、银(silver)、镍(nickel)、铜(copper)、一金合金、一铂合金、一钯合金、一银合金、一镍合金、一铜合金或其它适当的合金。

接着进入步骤S20所示，对该待镀基板1的待镀面11进行清洁处理，以去除待镀面11上所残留的有机物质，以利后续化学镀金处理，其中以一适当清洗方式对待镀基板1的待镀面11进行清洁处理，该适当清洗方式可以是一电浆清洗方式、一清洗液清洗方式或其它适当清洗方式，其中该清洗液包含有至少不超过二十个碳的水溶性界面活性剂或一含有水溶性有机溶剂的溶液或其它适当溶液。

该清洗液清洗方式可以是将待镀基板1送至一清洗机台(图面未显示)进行清洗，该清洗机台可以是水平式清洗机台、浸洗式机台、冲洗式机台、溢流式机台或单片式清洗机，而水洗温度可为范围为60°F(华氏度)至200°F(华氏度)。

参阅图5，为本发明的于基材的微小尺寸线路上的无电镀金方法的浸润示意图。接着进入步骤S30所示，对该待镀基板1进行预浸润湿处理，以使该待镀基板1的待镀面11的表面润湿度增加，据以提升后续化学镀金的质量，其是将待镀基板1浸入于一纯水、一含水至少85％以上的界面活性剂、一盐类水溶液或其它适当溶液中，如图5所示，可将待镀基板1浸入于具有上述溶液的至少其中之一的槽体4内。

其中该含水至少85％以上的界面活性剂中的界面活性剂可以是聚乙烯基吡咯烷酮(poly(vinyl pyrrolidone))、聚乙二醇(poly(ethylene glyco1))、聚丙二醇(poly(propylene glyco1))或其共聚合物的至少其中之一，且该含水至少85％以上的界面活性剂中的界面活性剂其含量为0.1-30克/升。

其中该盐类水溶液可以是一氯化钠(sodium chloride)、一氯化钾(potassium chloride)、一磷酸氢钠(Sodium phosphate)、一磷酸二氢钠(monosodium phosphate)、一磷酸氢钾(Potassium phosphate)、一磷酸二氢钾(monopotassium phosphate)的至少其中之一。

参阅图6，为本发明的于基材的微小尺寸线路上的无电镀金方法的化学镀金浴示意图。接着进入步骤S40所示，将该待镀基板1浸入于一镀金浴5中，并令该镀金浴5加热至温度范围为110°F至175°F之间，要注意的是，本发明的镀金浴5并不需通电，而是透过该待镀金属线路3表面的元素与该镀金浴的组成成分之间的化学还原变化，促使镀金浴5中的金离子稳定、快速的正向沉积于待镀金属线路3的表面上，以形成一厚度均匀的镀金层31。

其中该化学镀金浴5至少包含一水溶性金化合物、至少一种金错合剂以及至少一种羧基化合物或至少一种羧基化合物的盐类的至少其中之一，其中该水溶性金化合物可以是一氯化金、一亚硫酸金或一硫代硫酸金的至少其中之一，该水溶性金化合物的金含量为2.0～4.5克/升。

而该至少一种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)、甘醇酸(glycolic acid)、葡萄糖酸(gluconic acid)、柠檬酸(citric acid)、苹果酸(hydroxybutanedioic acid)、酒石酸(tartaric acid)、及其盐类的至少其中之一。

该镀金浴5内可进一步设置一循环过滤器(图面未显示)，该循环过滤器用以使该镀金浴5的浓度保持均匀化，另外该待镀基板1于该镀金浴5的镀件摇摆量为4-12米/分钟，如此可驱使金离子均匀分布于待镀金属线路3的表面上，使镀金层31厚度更加均匀。

综上所述，透过清洁将有残留的有机物质去除，而基板浸润后待镀金属线路3可增加其表面湿润度，如此当待镀基板1置入于镀金浴中时，透过温度与浓度的调整，而激化镀金浴5中的金离子，使金离子正向沉积镀金层于待镀金属线路3表面上，因此不需在多加一道设置隔绝层的步骤，即能透过化学反应形成厚度均匀的镀金层，尤其镀金浴5中不添加氰化物，因此镀金浴5为低毒性，并利用其中的羧基化合物及羧基化合物的盐类，做为镀金浴5的沉积稳定剂，使金离子具有高安定性、高沉积速率及高附着性，因此特别适用于具微小尺寸线路的基板上。

以上所述仅为用以解释本发明的较佳实施例，并非企图据以对本发明做任何形式上的限制，因此，凡有在相同的创作精神下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护的范畴。

Claims

1.一种于基材的微小尺寸线路上的无电镀金方法，其特征在于，步骤包括：

提供一待镀基板，该待镀基板具有至少一待镀面，该至少一待镀面上具有一图案化的待镀金属线路；

以一清洗方式对该待镀基板的该至少一待镀面进行清洁处理，以去除该至少一待镀面上所残留的有机物质，该清洗方式为一电浆清洗方式或一清洗液清洗方式的至少其中之一，其中该清洗液为至少不超过二十个碳的水溶性界面活性剂或一含有水溶性有机溶剂的溶液的至少其中之一；

将该待镀基板浸入于一纯水、一含水至少85％以上的界面活性剂或一盐类水溶液的至少其中之一中，以使该待镀基板的该至少一待镀面的表面润湿度增加；以及

将该待镀基板浸入于一镀金浴中，其中该镀金浴至少包含一水溶性金化合物、至少一种金错合剂以及至少一种羧基化合物或该至少一种羧基化合物的盐类的至少其中之一，其中该至少一种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、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、及其盐类的至少其中之一。

2.如权利要求1所述的于基材的微小尺寸线路上的无电镀金方法，其特征在于，该待镀基板为一铜箔基板、一硅基板、一砷化镓基板、一氮化镓基板、一陶瓷基板或一玻璃基板的至少其中之一。

3.如权利要求1所述的于基材的微小尺寸线路上的无电镀金方法，其特征在于，该待镀金属线路表面上的金属为一金、一铂、一钯、一银、一镍、一铜、一金合金、一铂合金、一钯合金、一银合金、一镍合金、或一铜合金的至少其中之一。

4.如权利要求1所述的于基材的微小尺寸线路上的无电镀金方法，其特征在于，该含水至少85％以上的界面活性剂中的界面活性剂为聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇、聚丙二醇或其共聚合物的至少其中之一，且该含水至少85％以上的界面活性剂中的界面活性剂含量为0.1-30克/升。

5.如权利要求1所述的于基材的微小尺寸线路上的无电镀金方法，其特征在于，该盐类水溶液为一氯化钠、一氯化钾、一磷酸氢钠、一磷酸二氢钠、一磷酸氢钾、一磷酸二氢钾的至少其中之一。

6.如权利要求1所述的于基材的微小尺寸线路上的无电镀金方法，其特征在于，该水溶性金化合物为一氯化金、一亚硫酸金或一硫代硫酸金的至少其中一，该水溶性金化合物的金含量为2.0-4.5克/升。

7.如权利要求1所述的于基材的微小尺寸线路上的无电镀金方法，其特征在于，该镀金浴加热至温度范围为110°F至175°F之间。

8.如权利要求1所述的于基材的微小尺寸线路上的无电镀金方法，其特征在于，该镀金浴内进一步设置一循环过滤器。

9.如权利要求1所述的于基材的微小尺寸线路上的无电镀金方法，其特征在于，该待镀基板于该镀金浴的镀件摇摆量为4-12米/分钟。