一种铜表面氧化物的处理方法技术

本发明专利技术提供了一种铜表面氧化物的处理方法，包括以下步骤：a)将表面有氧化物的铜在惰性气体保护条件下进行加热，得到待处理的铜；b)将步骤a)得到的待处理的铜与甲酸气体进行接触，得到去除表面氧化物的铜。与现有技术相比，本发明专利技术提供的处理方法通过甲酸气体与加热后的表面有氧化物的铜进行接触，使所述表面有氧化物的铜实现了表面彻底清洁；本发明专利技术提供的处理方法处理效果好，处理后得到的去除表面氧化物的铜表面粗糙度和平均面积高，且对铜表面污染小，能够直接用于铜键合；同时，该处理方法工艺简单、工艺要求也较低，并且成本低，适用于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种铜表面氧化物的处理方法
本专利技术涉及电子封装
，更具体地说，是涉及一种铜表面氧化物的处理方法。
技术介绍
电子封装就是安装集成电路内置芯片外用的管壳，起着安放固定密封，保护集成电路内置芯片，增强环境适应的能力，并且集成电路芯片上的铆点也就是接点，是焊接到封装管壳的引脚上的。为了延续甚至超越摩尔定律，不断提高封装密度，缩短互连长度和降低功耗，实现电子产品的多功能化和小型化，近年来智能手机、平板电脑等电子产品逐渐采用三维系统封装技术。键合(Bonding)是指通过物理、化学或两者共同作用，将两种相同(如Cu与Cu)或不同(如硅片与陶瓷，硅片与金属等)材料基片紧密粘合在一起的工艺过程。近年来，随着金价格的不断上升，人们在不断的寻求着价格较低的替代品；而铜具有优于金的导电和导热能力，以及低于金的价格，使得铜逐渐成为主要的互连材料。但是，铜在空气中极易氧化，这是铜键合技术面临的主要困难和挑战。现有技术对铜表面氧化物进行处理的技术方案主要使用离子束轰击铜氧化物表面，但是该技术方案对铜表面可能产生一定的污染、工艺过于复杂且设备成本较高，因而限制了其广泛应用。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种铜表面氧化物的处理方法，本专利技术提供的处理方法处理效果好，对铜表面污染小、工艺简单且成本低。本专利技术提供了一种铜表面氧化物的处理方法，包括以下步骤：a)将表面有氧化物的铜在惰性气体保护条件下进行加热，得到待处理的铜；b)将步骤a)得到的待处理的铜与甲酸气体进行接触，得到去除表面氧化物的铜。优选的，步骤a)中所述加热的过程具体为：将表面有氧化物的铜置于密闭环境中，抽真空后通入惰性气体进行保护，再加热，得到待处理的铜。优选的，步骤a)中所述抽真空的真空度为1Pa～10Pa。优选的，步骤a)中所述加热的温度为175℃～225℃。优选的，步骤a)中所述加热的温度为200℃。优选的，步骤b)中所述接触的过程具体为：连续通入甲酸气体使所述甲酸气体在待处理的铜表面吸附后进行还原反应，脱附后得到去除表面氧化物的铜。优选的，步骤b)中所述连续通入甲酸气体的流量为15mL/min～25mL/min。优选的，步骤b)中所述连续通入甲酸气体的流量为20mL/min。优选的，步骤b)中所述接触的时间为0.5min～60min。优选的，步骤b)中所述接触的时间为30min。本专利技术提供了一种铜表面氧化物的处理方法，包括以下步骤：a)将表面有氧化物的铜在惰性气体保护条件下进行加热，得到待处理的铜；b)将步骤a)得到的待处理的铜与甲酸气体进行接触，得到去除表面氧化物的铜。与现有技术相比，本专利技术提供的处理方法通过甲酸气体与加热后的表面有氧化物的铜进行接触，使所述表面有氧化物的铜实现了表面彻底清洁；本专利技术提供的处理方法处理效果好，处理后得到的去除表面氧化物的铜表面粗糙度和平均面积高，且对铜表面污染小，能够直接用于铜键合；同时，该处理方法工艺简单、工艺要求也较低，并且成本低，适用于工业化生产。附图说明图1为本专利技术中所述甲酸气体在待处理的铜表面吸附后进行还原反应的过程的示意图；图2为本专利技术实施例1～3得到的去除表面氧化物的铜的AFM测试结果数据图。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种铜表面氧化物的处理方法，包括以下步骤：a)将表面有氧化物的铜在惰性气体保护条件下进行加热，得到待处理的铜；b)将步骤a)得到的待处理的铜与甲酸气体进行接触，得到去除表面氧化物的铜。本专利技术首先将表面有氧化物的铜在惰性气体保护条件下进行加热，得到待处理的铜。在本专利技术中，所述表面有氧化物的铜优选采用本领域技术人员熟知的用于铜键合的铜片即可；所述用于铜键合的铜片表面有氧化物。在本专利技术中，所述加热的过程优选具体为：将表面有氧化物的铜置于密闭环境中，抽真空后通入惰性气体进行保护，再加热，得到待处理的铜。在本专利技术中，所述密闭环境优选通过键合设备的腔体实现；本专利技术对所述键合设备的来源没有特殊限制，如可采用本领域技术人员熟知的自制键合机。本专利技术抽真空后通入惰性气体进行保护从而使所述表面有氧化物的铜处于隔绝氧气的密闭环境中，避免所述表面有氧化物的铜在整个处理过程中与氧气再接触。在本专利技术中，所述抽真空的真空度优选为1Pa～10Pa。在本专利技术中，所述惰性气体优选为氮气或氦气，更优选为氮气。本专利技术对所述惰性气体的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的实验室自制品或市售商品均可。在本专利技术中，所述加热的温度优选为175℃～225℃，更优选为200℃。在本专利技术中，所述加热的温度低于150℃时，处理效果一般且处理后无法进行后续的铜键合实验；所述加热的温度高于225℃时，处理效果不会有明显变化，同时增加了能源消耗。得到所述待处理的铜后，本专利技术将得到的待处理的铜与甲酸气体进行接触，得到去除表面氧化物的铜。本专利技术对所述甲酸气体的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的实验室自制品或市售商品均可。在本专利技术中，所述接触的过程优选具体为：连续通入甲酸气体使所述甲酸气体在待处理的铜表面吸附后进行还原反应，脱附后得到去除表面氧化物的铜。在本专利技术中，所述甲酸(HCOOH)作为结构最简单的羟基酸具有很好的还原性能；甲酸气体能够在金属(特别是Cu)的表面发生吸附和分解的反应。在本专利技术中，所述甲酸气体在待处理的铜表面吸附后进行还原反应的过程参见图1所示。甲酸气体首先吸附在Cu的表面，然后分解为HCOO(a)和H(a)，且HCOO(a)吸附在Cu的表面；随着温度的逐渐升高，HCOO(a)会进一步分解为CO2(g)和H(a)，最终分解得到的H(a)和Cu表面的氧化物反应将Cu表面的氧化物还原成Cu单质，还原后的水蒸汽和二氧化碳气体在甲酸气体的流动下脱附。在本专利技术中，所述连续通入甲酸气体的流量优选为15mL/min～25mL/min更优选为20mL/min。在本专利技术中，所述接触的时间优选为0.5min～60min，更优选为30min。本专利技术提供的处理方法通过甲酸气体与加热后的表面有氧化物的铜进行接触，使所述表面有氧化物的铜实现了表面彻底清洁；本专利技术提供的处理方法处理效果好，处理后得到的去除表面氧化物的铜表面粗糙度和平均面积高，且对铜表面污染小，能够直接用于铜键合；同时，该处理方法工艺简单、工艺要求也较低，并且成本低，适用于工业化生产。本专利技术提供了一种铜表面氧化物的处理方法，包括以下步骤：a)将表面有氧化物的铜在惰性气体保护条件下进行加热，得到待处理的铜；b)将步骤a)得到的待处理的铜与甲酸气体进行接触，得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铜表面氧化物的处理方法，包括以下步骤：/na)将表面有氧化物的铜在惰性气体保护条件下进行加热，得到待处理的铜；/nb)将步骤a)得到的待处理的铜与甲酸气体进行接触，得到去除表面氧化物的铜。/n

【技术特征摘要】
1.一种铜表面氧化物的处理方法，包括以下步骤：
a)将表面有氧化物的铜在惰性气体保护条件下进行加热，得到待处理的铜；
b)将步骤a)得到的待处理的铜与甲酸气体进行接触，得到去除表面氧化物的铜。


2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤a)中所述加热的过程具体为：
将表面有氧化物的铜置于密闭环境中，抽真空后通入惰性气体进行保护，再加热，得到待处理的铜。


3.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，步骤a)中所述抽真空的真空度为1Pa～10Pa。


4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤a)中所述加热的温度为175℃～225℃。


5.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，步骤a)中所述加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：王英辉，陆阳婷，
申请(专利权)人：中科院微电子研究所昆山分所，
类型：发明
国别省市：江苏;32