Abstract
本實驗以SEM、AFM、TEM研究無電鍍銅的成核與成長過程，無電鍍銅前處理採用置換活化與敏化活化兩種濕式活化法，使用的基材分別為Ta2N/SiO2/Si與TaN/SiO2/Si。結果顯示，置換活化產生20-360 nm的Pd顆粒；無電鍍時，銅在具有催化能力的Pd顆粒上成核，而後靠銅的自我催化繼續成長銅膜。銅的成長初期是以約100-500 nm的島狀聚團分佈在基材上，每個聚團又是由很多形狀不規則約10-20 nm的小晶粒構成；隨著鍍著時間增加，銅聚團水平尺寸增加、合併相連，聚團之間的邊界逐漸模糊不可辨。繼續沉積則空隙部分逐漸填滿，銅由初期的島狀分佈歷經成核、成長、合併而彼此連接，消除銅顆粒間的邊界，逐漸形成平整的銅膜。晶粒的形狀也不再是以球形為主，而代之以多角形且有雙晶的晶粒；此現象是因為沉積過程中，鄰近的晶粒彼此競爭成長，導致晶粒成長，以降低表面能。敏化活化法與置換活化法比較，敏化活化法形成的催化聚團較為細密均勻，可供後續無電鍍銅成長的成核點數量多，所以無電鍍銅可成長出連續而更為平整的銅膜。而置換活化法形成的催化位置粗大而稀疏，無電鍍銅成長慢，銅膜粗糙度也較大，但較利於觀察銅膜的成核與成長。