探討苯均四酸二酐系列之聚醯亞胺應用在 積體電路製程的研究

The study of pyromellitic dianhydride based polyimides for interlevel dielectrics

高正杰(Zheng-Jie Gao)

指導教授 ： 鄭俊麟

中原大學/工學院/化學工程研究所/碩士(2003年)

https://doi.org/10.6840/cycu200300199

摘要

中文摘要
有機介電材料未來在電子材料元件製程上將扮演一很重要的角色，因它具有相當良好的機械性質，不錯熱穩定性與低介電性等優點，並且其製備簡單，成本低廉，易與電子材料製程相結合，因此有相當大的應用潛力。
本研究中，我們是選擇了苯均四酸二酐(Pyromellitic dianhydride, 簡稱PMDA)與四種含有不同烷基團大小之雙胺單體，分別製備了四種擁有不同分子結構的聚醯亞胺，針對此四種不同分子結構之聚醯亞胺做一些基本性質的量測，同時也探討改變主鏈烷基團分子大小，其對聚醯亞胺的材料機械性質、電氣性質與熱性質的影響等，並且亦探討其應用在積體電路製程之可行性。
由本研究結果顯示，含有苯均四酸二酐之聚醯亞胺，其3%的熱裂解溫度均可維持在420℃之上，並且玻璃轉換溫度也都能維持在340℃以上，且其吸濕性亦都能維持在2%以下，是為具有良好的熱穩定性以及疏水性的材料。同時其楊氏膜數均可以維持在1 GPa以上，也具有相當不錯之機械拉伸性質。此外，在其它材料性質量測結果，此系列之聚醯亞胺也擁有良好的電氣性質、平坦化能力與對銅原子良好之阻障能力，因此具有相當大的潛力可應用在半導體製程上。

關鍵字

積體電路製程 ； 苯均四酸二酐 ； 聚醯亞胺

並列摘要

英文摘要
Organic dielectrics will play an important role in microelectronic industry, because they have good mechanical properties, high thermal stability and quite low dielectric constant.
In this study, a series of pyromellitic dianhydride based polyimides were prepared using four different kinds of diamines containing different alkyl sizes. Our results are shown that all of pyromellitic dianhydride based polyimides show good thermal stability (＞420℃), quite high glass transition temperature (＞340℃), good mechanical properties (Young modulus＞1 GPa), and good diffusion barrier to resist copper penetration. Therefore, they could have good opportunity to be used as inter-layer dielectrics in microelectronic process.
In addition, a low dielectric value (~3) can be reached by varying the size of alkyl group.

並列關鍵字

pyromellitic dianhydride ； polyimide ； microelectronic processing

參考文獻

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