用于增加金屬與有機(jī)材料之間的粘附強(qiáng)度的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種用于增加金屬、金屬合金或金屬氧化物的表面與有機(jī)材料的表面之間的粘附強(qiáng)度的方法，所述方法包括使所述金屬、金屬合金或金屬氧化物的至少一部分與特定唑硅烷化合物、特定唑硅烷寡聚物或包含所述化合物和/或所述寡聚物的混合物接觸作為主要步驟。此外，本發(fā)明專利技術(shù)涉及所述特定唑硅烷化合物、所述特定唑硅烷寡聚物或所述混合物在用于增加金屬、金屬合金或金屬氧化物的表面與有機(jī)材料的表面之間的粘附強(qiáng)度的方法中的用途。表面之間的粘附強(qiáng)度的方法中的用途。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】用于增加金屬與有機(jī)材料之間的粘附強(qiáng)度的方法


[0001]本專利技術(shù)涉及一種用于增加金屬、金屬合金或金屬氧化物的表面與有機(jī)材料的表面之間的粘附強(qiáng)度的方法，所述方法包括使所述金屬、金屬合金或金屬氧化物的至少一部分與特定唑硅烷化合物、特定唑硅烷寡聚物或包含所述化合物和/或所述寡聚物的混合物接觸作為主要步驟。此外，本專利技術(shù)涉及所述特定唑硅烷化合物、所述特定唑硅烷寡聚物或所述混合物在用于增加金屬、金屬合金或金屬氧化物的表面與有機(jī)材料的表面之間的粘附強(qiáng)度的方法中的用途。

技術(shù)介紹

[0002]在集成電路(IC)襯底生產(chǎn)中使用的半加成法堆積(build up)順序中，關(guān)鍵任務(wù)之一是在相鄰層之間形成牢固粘附接合，所述相鄰層本質(zhì)上沒(méi)有自然粘附力。此處的基本挑戰(zhàn)是在用于堆積層或最終阻焊層涂層的金屬跡線與介電材料之間形成牢固接合，而不會(huì)對(duì)最終產(chǎn)品性能產(chǎn)生不利影響。
[0003]在過(guò)去，最常用粘附促進(jìn)劑體系使金屬表面高度粗糙化；然后，所述粗糙化表面可充當(dāng)與介電材料(例如有機(jī)樹脂體系)和金屬跡線形成機(jī)械接合的關(guān)鍵。然而，基于金屬表面積的最大增加以移除最少量金屬的此類型體系現(xiàn)在已不再被接受。隨著導(dǎo)體特征變得越來(lái)越小，形成具有期望的線和空間公差的可靠結(jié)構(gòu)變得越來(lái)越具有挑戰(zhàn)性，因此完全不希望引入基于高度表面粗糙化的粘附促進(jìn)步驟。
[0004]此外，現(xiàn)在面臨的第二個(gè)挑戰(zhàn)是到來(lái)的5G系統(tǒng)，其中信號(hào)完整性與表面粗糙化之間存在很強(qiáng)的關(guān)系。隨著電信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)念l率和速率增加，電信號(hào)路徑移入金屬跡線的最外表層(outer most skin)。顯然，若此“表層(skin)”經(jīng)過(guò)高度粗糙化以增加與堆積層的粘附力，則一些信號(hào)丟失或減慢的風(fēng)險(xiǎn)要高得多。因任何此類損耗，則也會(huì)損害在所需高頻范圍內(nèi)進(jìn)行的能力。
[0005]為克服這些挑戰(zhàn)，期望開發(fā)一種用于處理金屬表面和/或介電材料的方法，其中在不蝕刻和/或粗糙化金屬表面的情況下增加兩種材料之間的粘附。
[0006]唑硅烷化合物常用于電子組件的制造中，特別是表面處理溶液中，例如用于處理金屬表面和有機(jī)材料表面，作為進(jìn)一步加工步驟的準(zhǔn)備。
[0007]US 2016/0368935 A1涉及一種唑硅烷化合物，和使用所述唑硅烷化合物的表面處理溶液，表面處理方法及其用途。
[0008]JP 2018016865 A公開一種包含硅烷化合物的三唑表面處理劑。
[0009]JP 2014240522 A涉及一種銅表面處理液、表面處理方法及其用途。
[0010]JP H06279461 A涉及一種用于印刷電路板的覆銅層壓板的銅箔的表面處理劑。
[0011]文章“3
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氨基
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巰基
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1,2,4
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三唑摻雜的3
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縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷基溶膠
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凝膠涂層對(duì)銅的腐蝕防護(hù)”，《化學(xué)中間體研究雜志》(Journal of Research on Chemical Intermediates)，第42卷，第2期，第1315頁(yè)到第1328頁(yè)，2015公開有關(guān)通過(guò)在銅表面上方形成溶膠
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凝膠涂層來(lái)腐蝕防護(hù)中性介質(zhì)中的銅的研究。其公開銅上的3
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三唑摻雜的3
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縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷基溶膠
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凝膠涂層形成與銅的硫醇鹽鍵。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0012]基于上述問(wèn)題，因此本專利技術(shù)的目的欲提供一種用于處理金屬表面和/或介電材料的方法，其中增加兩種材料之間的粘附，優(yōu)選地?zé)o需蝕刻和/或粗糙化金屬表面。
具體實(shí)施方式
[0013]上述目的是通過(guò)一種用于增加金屬、金屬合金或金屬氧化物的表面與有機(jī)材料的表面之間的粘附強(qiáng)度的方法來(lái)解決，所述方法包括按此順序的以下步驟：
[0014](i)提供襯底，所述襯底的至少一側(cè)上包含金屬、金屬合金或金屬氧化物，
[0015](ii)使所述金屬、金屬合金或金屬氧化物的至少一部分與以下接觸
[0016]A)式(I)唑硅烷化合物
[0017][0018]其中
[0019]X表示NH2、NH(NH2)、NH(NHU)、SH、SCH3、OCH3、NHU或SU，
[0020]Y表示NH、N(NH2)、N(NHU)或S，
[0021]U獨(dú)立地表示CH2?
CH(OH)
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CH2?
O
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(CH2)
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Si(OR)3，R獨(dú)立地為(CH2?
CH2?
O)
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Z，其中獨(dú)立地
[0022]n為1到12之間的整數(shù)，
[0023]m為0、1、2、3或4，且
[0024]Z表示H或C1到C5烷基，
[0025]和/或
[0026]B)唑硅烷寡聚物，其是通過(guò)使式(I)唑硅烷化合物在水的存在下彼此反應(yīng)，使得所述唑硅烷寡聚物包含至少一個(gè)硅
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氧
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硅部分而獲得，
[0027]其中在用于所述反應(yīng)以形成唑硅烷寡聚物的式(I)化合物中
[0028]X表示H、CH3、NH2、NH(NH2)、NH(NHU)、SH、SCH3、OCH3、NHU或SU，且
[0029]Y和U具有上文給出的含義，
[0030]和
[0031](iii)施加有機(jī)材料，使得在步驟(ii)期間與唑硅烷化合物和/或唑硅烷寡聚物接觸的金屬、金屬合金或金屬氧化物的至少一部分與所施加的有機(jī)材料接觸。
[0032]我們的實(shí)驗(yàn)令人驚訝地顯示，可增加金屬、金屬合金或金屬氧化物與有機(jī)材料之間的粘附強(qiáng)度，而無(wú)需蝕刻或明顯移除金屬、金屬合金或金屬氧化物。在本專利技術(shù)方法的步驟(ii)期間，金屬、金屬合金或金屬氧化物的總表面積沒(méi)有增加而是保持恒定。換句話說(shuō)，在步驟(ii)之后，金屬、金屬合金或金屬氧化物的總表面積與步驟(ii)的開始相比基本上相
同。這將本專利技術(shù)方法與許多已知方法(特別是蝕刻方法)區(qū)分開，許多已知方法(特別是蝕刻方法)的目的是通過(guò)粗糙化來(lái)增加總表面積。因此，本專利技術(shù)方法是非蝕刻方法。
[0033]我們的實(shí)驗(yàn)還令人驚訝地顯示，由于式(I)唑硅烷化合物和唑硅烷寡聚物的側(cè)鏈(U)中的OH基團(tuán)，在極性溶劑中的溶解度增加(與其中OH基團(tuán)經(jīng)氫置換的式(I)化合物或唑硅烷寡聚物相比)。因此，過(guò)量唑硅烷化合物或唑硅烷寡聚物可在步驟(ii)之后通過(guò)常規(guī)濕化學(xué)方法移除，且不必進(jìn)行等離子體處理。
[0034]優(yōu)選的是本專利技術(shù)方法，其中在步驟(i)中，金屬、金屬合金或金屬氧化物包括金屬、金屬合金或金屬氧化物電路，優(yōu)選為金屬、金屬合金或金屬氧化物電路。在這種情況下，金屬、金屬合金或金屬氧化物合金經(jīng)結(jié)構(gòu)化。其優(yōu)選意指有機(jī)材料同時(shí)暴露于同一側(cè)非導(dǎo)電(優(yōu)選有機(jī))區(qū)域和導(dǎo)電金屬、金屬合金本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】1.一種用于增加金屬、金屬合金或金屬氧化物的表面與有機(jī)材料的表面之間的粘附強(qiáng)度的方法，所述方法包括按此順序的以下步驟：(i)提供襯底，所述襯底的至少一側(cè)上包含所述金屬、金屬合金或金屬氧化物，(ii)使所述金屬、金屬合金或金屬氧化物的至少一部分與以下接觸A)式(I)唑硅烷化合物其中X表示NH2、NH(NH2)、NH(NHU)、SH、SCH3、OCH3、NHU或SU，Y表示NH、N(NH2)、N(NHU)或S，U獨(dú)立地表示CH2?
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Si(OR)3，R獨(dú)立地為(CH2?
CH2?
O)
m
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Z，其中獨(dú)立地n為1到12之間的整數(shù)，m為0、1、2、3或4，且Z表示H或C1到C5烷基，和/或B)唑硅烷寡聚物，其是通過(guò)使所述式(I)唑硅烷化合物在水的存在下彼此反應(yīng)，使得所述唑硅烷寡聚物包含至少一個(gè)硅
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氧
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硅部分而獲得，其中在用于所述反應(yīng)以形成所述唑硅烷寡聚物的所述式(I)化合物中X表示H、CH3、NH2、NH(NH2)、NH(NHU)、SH、SCH3、OCH3、NHU或SU，且Y和U具有上文給出的含義，和(iii)施加所述有機(jī)材料，使得在步驟(ii)期間與所述唑硅烷化合物和/或所述唑硅烷寡聚物接觸的所述金屬、金屬合金或金屬氧化物的所述至少一部分與所述所施加的有機(jī)材料接觸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在步驟(ii)中使用所述式(I)唑硅烷化合物和/或所述唑硅烷寡聚物的水溶液，和其中所述水溶液優(yōu)選包含基于所述水溶液的總重量至少51重量％的水。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述水溶液另外包含一種或多于一種水可混溶性有機(jī)溶劑。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述一種或多于一種水可混溶性有機(jī)溶劑包括水可混溶性有機(jī)溶劑，其選自由C1到C4醇、二醇醚及其混合物組成的群組，優(yōu)選選自由以下組成的群組
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C1到C3醇，
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(CH2?
CH2?
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Z，其中m為1、2、3或4，優(yōu)選1或2，且
Z表示C1到C5烷基，優(yōu)選C3到C5烷基，及其混合物，更優(yōu)選地選自由甲醇、二乙二醇單丁醚、乙二醇單丁醚及其混合物組成的群，甚至更優(yōu)選地選自由二乙二醇單丁醚、乙二醇單丁醚及其混合物組成的群組。5.根據(jù)權(quán)利要求2到4中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述唑...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：唐志孟，F，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：德國(guó)艾托特克公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：