用于防止铜材料基板氧化的ALD系统及技术

铜是半导体用PCB和Lead Frame等主使用金属材料。但根据水分，温度及pH等条件很容易产生氧化。为防止氧化需要在表面进行处理。PCB一般防氧化处理方式为Solder Mask工程后开放的铜领域进行Electroless Nickel Immersion Gold(ENIG), Organic Solderability Preservative(OSP), Immersion Sn或Ag(ImSn 或ImAg)处理。Lead Frame是先做形象后镀金/银/钯/镍来防止氧化。

最近有很多公司及研究所在使用ALD技术来研究多样的金属氧化物防腐蚀膜coating到铜表面来防止氧化。特别是有防氧化优越的Al2O3层用于防腐蚀膜的研究很活跃。

用多样的薄膜厚度和工程温度在镀金铜板coating Al2O3后，用200度Oven根据热处理时间来评价了铜腐蚀及防氧化特性。热处理进行前所有铜板都未产生氧化，进行了1小时热处理后，确认了温度越低厚度越薄氧化会渐渐产生。5小时后，温度70~100℃/50~60 cycle条件下的铜板未产生氧化。 24小时后100℃/60 cycle条件的铜板未产生氧化。所以温度越高厚度越厚防氧化特性会更优秀。

在100℃条件下在铜板上coating 5nm，10nm的Al2O3，进行Pre-condition热处理后，为确认ALD薄膜构造变化及防氧化特性进行了TEM和EDS分析评价。5nm的Al2O3 coating 后进行热处理时下部基板铜穿过Al2O3层和氧气结合形成了厚的铜氧化膜。但10nm的 Al2O3 coating后进行热处理结果，Al2O3膜维持原来状态，未产生铜氧化膜。所以10nm的ALD Al2O3膜有优秀的铜防腐蚀特性。

铜为主材料的半导体用PCB和Lead Frame上使用ALD coating技术后产生的防腐蚀膜有很优秀的防氧气及水分的特性。我们保有这种高生产大面积ALD系统及技术来对应所述的应用。

Lead Frame用 ALD系统是 Lucida GSH Series为标准，还可以增加专用基板传送装置可以让多数Lead Frame一次得到coating。

另外为了大尺寸基板和柔性PCB的ALD工程，我们正在开发新型PCB专用ALD系统（Lucida GP Series）。我们会坚持研发来扩张ALD技术的新领域。