本公开涉及一种改进电子器件中金属-有机界面的粘附强度的方法。
背景技术：
1、电子(或光子)器件的制造工艺由在材料(例如，半导体晶片、玻璃面板、印刷电路板、有机/陶瓷衬底等)的晶片或面板(本文统称为衬底)上产生电路的许多顺序步骤组成。在制造工艺期间引入的任何来源的缺陷降低所得器件的产量。缺陷的一个原因是器件的金属-有机界面处的粘附力不足。电子器件(例如封装衬底、集成电路芯片、光电子器件等)包括许多金属-有机界面。在金属-有机界面处的金属部件(例如，互连、降落垫、过孔等)和有机部件(例如，电介质材料、模制化合物、底部填充材料等)之间的粘附力可由于许多原因而受到损害。例如，在界面处的材料的质量/结构、在界面上的嵌入的颗粒/残留物(碎屑、化学品等)、高热机械界面力(例如，由于cte失配)等。在界面处的金属(例如，铜垫)和有机物(例如，电介质)之间的差粘附力可在界面处引入缺陷(例如，分层、裂纹等)并导致器件的产量和/或可靠性降低。坚固的金属-有机界面确保下游工艺(例如，在下游工艺期间使用的化学品和/或工艺条件)不劣化界面的粘附强度。此外，电子器件的小型化要求集成电路(ic)衬底(例如，印刷电路板(pcb))的小型化，该衬底由有机材料层(通常称为积层或电介质层，包含例如聚合物、积层，例如ajinomoto堆积膜(abf)等)和金属(例如铜)互连电路系统(例如线、平面、过孔等)组成。为了制造用于下一代电子器件的具有小线宽和空间宽度的非常精细的铜电路系统，需要增加铜和电介质层之间的粘附力。
2、目前的粘附力改进方法依赖于对金属表面进行表面粗糙化，以允许重叠的电介质层与金属表面机械互锁并且改进粘附力。例如，在沉积电介质层之前，金属互连的表面通过例如蚀刻、等离子体烧蚀等进行改性以改进金属和电介质之间的粘附力。然而，此类表面粗糙化可不利地影响电子器件的电性能和/或导致可靠性问题。例如，高频应用可需要低表面粗糙度，蚀刻/烧蚀可需要额外的清洁步骤和/或导致来自粗糙化工艺的碎屑重新沉积并嵌入界面上。本公开的改进粘附力的方法可减轻上述缺陷中的至少一些。然而，本公开的范围由权利要求限定，而不是由解决任何问题的能力限定。
技术实现思路
1、公开了一种用于改进电子器件的金属-有机界面的界面强度的方法的实施例。在一些实施例中，改进电子器件中金属-有机界面的粘附力的方法包括提供具有金属结构的衬底。该方法还可以包括用选择的硅烷组合物的蒸气在金属结构的表面上沉积选择的硅烷组合物的单层，并且用有机材料涂覆处理的表面。
2、在一个实施例中，公开了一种改进电子器件中金属-有机界面的粘附力的方法。该方法可包括提供具有铜互连结构的衬底，以及通过气相沉积在铜互连结构的表面上沉积硅烷组合物的单层。硅烷组合物可包括(a)至少一个伯胺基或仲胺基和至少一个烷氧基甲硅烷基，(b)烷氧基甲硅烷基可为乙氧基、甲氧基、丁氧基、丙氧基或异丙氧基中的一种，(c)烷氧基甲硅烷基可附接有一至三个烷氧基，以及(d)在约0.1-10托的压力下的沸点低于约250℃。该方法可另外包括在沉积硅烷组合物的单层之后，在铜互连结构的表面上沉积abf。
3、在另一个实施例中，公开了一种改进电子器件中金属-有机界面的粘附力的方法。该方法可包括提供其上形成有金属结构的衬底，以及用硅烷组合物的蒸气处理金属结构的表面。硅烷组合物可包括以下中的至少一种：(i.)n-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(ae-aptms)，(ii.)n,n'-双[(3-三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺(tmsp-ed)，(iii.)双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺(tmspa)，(iv.)3-巯基丙基三甲氧基硅烷(mptms)，(v.)25％的n-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基硅烷三醇水溶液(ae-apst)，(vi.)3-硫氰基丙基三乙氧基硅烷，92％(tcptes)，(vii.)n-(6-氨基己基)氨基甲基三甲氧基硅烷，(viii.)1,3-双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷，(ix.)双[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]二硫化物，90％(tespds)，(x.)半胱胺，(xi.)3-氨基丙硫醇，(xii.)氨基乙基氨基丙基/甲基倍半硅氧烷水溶液，(xiii.)氨基丙基倍半硅氧烷水溶液(aps)，(xiv.)(2-二乙基磷酰乙基)三乙氧基硅烷，(xv.)(2-二乙基磷酰乙基)甲基二乙氧基硅烷，(xvi.)n-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷，(xvii.)3-(间氨基苯氧基)丙基三甲氧基硅烷，(xviii.)n-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷，(xix.)n-(2-氨基乙基)-3-氨基异丁基甲基二甲氧基硅烷，(xx.)n-(2-氨基乙基)-3-氨基异丁基二甲基甲氧基硅烷，(xxi.)4-氨基丁基三乙氧基硅烷，(xxii.)(氨基乙基氨基甲基)苯乙基三甲氧基硅烷，(xxiii.)n-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷，(xxiv.)n-(2-氨基乙基)-11-氨基十一烷基三甲氧基硅烷，(xxv.)n-(6-氨基己基)氨基丙基三甲氧基硅烷，(xxvi.)n-(6-氨基己基)氨基丙基三甲氧基硅烷，(xxvii.)间氨基苯基三甲氧基硅烷，或(xxviii.)间氨基苯基三甲氧基硅烷。该方法还可包括在处理表面之后，用有机材料涂覆处理的表面。
4、在又另一个实施例中，公开了一种改进电子器件中金属-有机界面的粘附力的方法。该方法可包括提供具有铜互连结构的衬底以及用硅烷组合物的蒸气处理铜互连结构的表面。硅烷组合物在约0.1-10托的压力下可具有低于约250℃的沸点，并且包括以下中的至少一种：(i.)n-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(ae-aptms)，(ii.)n,n'-双[(3-三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺(tmsp-ed)，(iii.)双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺(tmspa)，(iv.)3-巯基丙基三甲氧基硅烷(mptms)，(v.)25％的n-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基硅烷三醇水溶液(ae-apst)，(vi.)3-硫氰基丙基三乙氧基硅烷，92％(tcptes)，(vii.)n-(6-氨基己基)氨基甲基三甲氧基硅烷，(viii.)1,3-双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷，(ix.)双[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]二硫化物，90％(tespds)，(x.)半胱胺，(xi.)3-氨基丙硫醇，(xii.)氨基乙基氨基丙基/甲基倍半硅氧烷水溶液，(xiii.)氨基丙基倍半硅氧烷水溶液(aps)，(xiv.)(2-二乙基磷酰乙基)三乙氧基硅烷，(xv.)(2-二乙基磷酰乙基)甲基二乙氧基硅烷，(xvi.)n-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷，(xvii.)3-(间氨基苯氧基)丙基三甲氧基硅烷，(xviii.)n-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷，(xix.)n-(2-氨基乙基)-3-氨基异丁基甲基二甲氧基硅烷，(xx.)n-(2-氨基乙基)-3-氨基异丁基二甲基甲氧基硅烷，(xxi.)4-氨基丁基三乙氧基硅烷，(xxii.)(氨基乙基氨基甲基)苯乙基三甲氧基硅烷，(xxiii.)n-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷，(xxiv.)n-(2-氨基乙基)-11-氨基十一烷基三甲氧基硅烷，(xxv.)n-(6-氨基己基)氨基丙基三甲氧基硅烷，(xxvi.)n-(6-氨基己基)氨基丙基三甲氧基硅烷，(xxvii.)间氨基苯基三甲氧基硅烷，或(xxviii.)间氨基苯基三甲氧基硅烷。该方法还可包括在处理表面之后，用abf涂覆处理的表面。
1.一种改进电子器件中金属-有机界面的粘附力的方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述硅烷组合物包括以下中的至少一种：
3.根据权利要求1所述的方法，其中处理所述金属结构的所述表面包括在所述处理的表面上沉积所述硅烷组合物的单层。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述单层约为1埃至10埃厚。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述硅烷组合物在约0.1-10托的压力下具有低于约250℃的沸点。
6.根据权利要求1所述的方法，其中提供所述衬底包括在加工室中提供所述衬底，并且所述方法还包括在用所述硅烷组合物的所述蒸气处理所述表面之前吹扫所述加工室的氧气或湿气。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括在用所述硅烷组合物的所述蒸气处理所述表面之后吹扫所述加工室的所述硅烷组合物的所述蒸气。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属结构包括铜。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述有机材料包括abf。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述衬底为封装衬底的一部分。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属结构为所述电子器件的互连结构。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述互连结构为互连线、电源平面、接地平面、过孔或镀通孔中的一种。
13.一种改进电子器件中金属-有机界面的粘附力的方法，包括：
14.根据权利要求13所述的方法，其中处理所述表面包括在所述处理的表面上形成所述硅烷组合物的单层。
15.根据权利要求13所述的方法，其中用所述有机材料涂覆所述处理的表面包括在所述处理的表面上沉积所述有机材料。
16.根据权利要求13所述的方法，其中所述衬底为封装衬底的一部分，并且所述铜互连结构为互连线、电源平面、接地平面、过孔或镀通孔中的一种。
17.根据权利要求13所述的方法，其中所述硅烷组合物包括以下中的至少一种：
18.一种改进电子器件中金属-有机界面的粘附力的方法，包括：
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述硅烷组合物包括以下中的至少一种：
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述硅烷组合物包括以下中的至少一种：
