专利名称：布线基板的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种布线基板的制造方法。
背景技术：
近年来，随着电子装置的高速化、高密度化的不断推进，叠加法(additive method)作为布线基板的制造方法而备受瞩目。在叠加法中，公知有一种方法对设置于基板上的光致抗蚀剂(photoresist)制作图案并形成电镀抗蚀层，通过在电镀抗蚀层的开口部进行电镀处理，从而使金属层析出。日本特开平10-140364号公报公开了一种这样使用电镀抗蚀层进行电镀处理的无电解电镀液。
根据这种方法，由于需要最终除去电镀抗蚀层的步骤，所以产生制造工序繁多的问题，因此，在不使用电镀抗蚀层的情况下，使金属层析出的方法备受瞩目。
一般来说，为了通过无电解电镀法使金属层析出，需要将基板浸渍于无电解电镀液中。将该无电解电镀液所包含的金属胶体微粒析出(沉积)到基板上并成为金属微粒，并将这些金属微粒集合而形成金属层。因为由金属胶体微粒形成的金属微粒的微粒直径是金属层的最小单位。因此，当利用不使用电镀抗蚀层而使金属层析出的方法时，为了高精度地形成高密度布线，将无电解电镀液中的金属胶体微粒的微粒直径调整为适宜布线宽度的尺寸是非常重要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在不使用电镀抗蚀层(platingresist)而可以高精度地形成高密度布线的布线基板的制造方法。
本发明涉及的布线基板的制造方法是通过不使用电镀抗蚀层(电镀抗蚀剂)而使金属析出的无电解电镀法制造布线基板的方法，包括(a)通过将基板浸渍于包含钯、过氧化氢及盐酸的催化剂溶液中，从而在该基板上设置催化剂层的步骤；以及(b)通过将上述基板浸渍于无电解电镀液中，从而使金属析出到上述催化剂层上，(以)设置金属层的步骤。
在本发明涉及的布线基板的制造方法中，上述催化剂溶液可以被调整为pH4.0～pH6.9。
在本发明涉及的布线基板的制造方法中，上述催化剂溶液可以被调整为pH4.0～pH5.0。
在本发明涉及的布线基板的制造方法中，上述无电解电镀液可以被调整为pH4.1～pH4.4。
在本发明涉及的布线基板的制造方法中，上述无电解电镀液可以包含镍。
在本发明涉及的布线基板的制造方法是通过不使用电镀抗蚀层而使金属析出的无电解电镀法，制造布线基板的方法，可以包括(a)通过将基板浸渍于催化剂溶液中，从而在该基板上设置催化剂层的步骤；以及(b)通过将上述基板浸渍于被调整为pH4.1～pH4.4的无电解电镀液中，从而使金属析出到上述催化剂层上设置金属层的步骤。
在本发明涉及的布线基板的制造方法中，上述无电解电镀液包含镍。
在本发明涉及的布线基板的制造方法中，在上述步骤(a)之前，可以包括将抗蚀层设置在上述基板上的除所需要的配线图案以外的区域上的步骤；以及将包含表面活化剂的表面活化剂层设置在上述基板上的步骤，在上述步骤(a)之后，还可以包括通过除去上述抗蚀层，从而除去(除)所需要的配线图案以外的区域的表面活化剂层及催化剂层的步骤。
本发明涉及的催化剂溶液是无电解电镀法所使用的催化剂溶液、包括包含钯、过氧化氢及盐酸的混合水溶液。
图1是表示本实施例涉及的布线基板的制造方法的示意图。
图2是本实施例涉及的布线基板的制造方法的示意图。
图3是本实施例涉及的布线基板的制造方法的示意图。
图4是本实施例涉及的布线基板的制造方法的示意图。
图5是本实施例涉及的布线基板的制造方法的示意图。
图6是本实施例涉及的布线基板的制造方法的示意图。
图7是本实施例涉及的布线基板的制造方法的示意图。
图8是本实施例涉及的布线基板的制造方法的示意图。
图9是应用本实施例涉及的布线基板的电子装置的一例的示意图。
具体实施例方式
下面，将参照附图对本发明的优选实施例进行说明。
1.布线基板的制造方法图1～图8是本实施例涉及的布线基板100(参照图8)的制造方法的示意图。在本实施例中，应用无电解电镀法制造布线基板。
(1)首先，准备基板10。如图1所示，基板10可以是绝缘基板。基板10也可以是有机基板(例如塑性材料、树脂基板)，也可以是无机基板(例如石英玻璃、硅片、氧化物层)。作为塑性材料例举有聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚苯硫醚等。或者基板10也可以是透光性基板(例如透明基板)。基板10不仅限于单层，还包括在基础基板上至少形成有一层绝缘层的多层的情况。在本实施例中，在基板10上形成有金属层。
接着，形成抗蚀层22。先将抗蚀剂(未图示)涂敷到基板10的上表面，然后，通过光刻法对该抗蚀剂制作图案，如图1所示，从而可以形成抗蚀层22。在此，抗蚀层22形成在所需要的配线图案以外的区域上。
(2)接下来，洗净基板10。基板10的洗净可以是干洗，也可以是湿洗，但是优选干洗。通过干洗，可以防止对抗蚀层22造成损坏，如剥离等。
如图2所示，干洗可以使用真空紫外线灯，并在氮气环境下，照射真空紫外线30秒～900秒而进行。通过洗净基板10，可以除去付着于基板10表面的油脂等污垢。而且，可使基板10及抗蚀层22的表面从疏水性变化为亲水性。并且，若基板10的液中表面电位为负电位，则通过洗净基板10可以形成均匀的负电位面。
湿洗是通过例如，将基板10在室温状态下浸渍在臭氧水(臭氧浓度为10ppm～20ppm)中5分钟～30分钟左右而进行的。而且，干洗是使用真空紫外线灯(波长172nm、输出10mW、样品间距离1mm)，并在氮气环境下，照射真空紫外线30秒～900秒而进行的。
(3)接下来，如图3所示，将基板10浸渍于表面活化剂溶液14中。作为表面活化剂溶液14中所包含的表面活化剂可以是阳离子表面活化剂或者阴离子表面活化剂。当基板10表面的液中表面电位为负电位时，优选应用阳离子表面活化剂。这是因为阳离子表面活化剂与其他表面活化剂相比更容易吸附于基板10。另一方面，当基板10表面的液中表面电位为正电位时，作为表面活化剂溶液14中所包含的表面活化剂优选适用阴离子表面活化剂。
作为阳离子表面活化剂可以使用例如，包括氨基硅烷系列成分的水溶性表面活化剂、或者烷基铵系列的表面活化剂(例如，十六烷基三甲基铵氯化物、十六烷基三甲基铵溴化物、十六烷基二甲基铵溴化物等)等。作为阴离子表面活化剂可以使用聚氧乙烯烷基硫酸酯(十二烷基硫酸钠、十二烷基硫酸锂、N-月桂酰肌氨酸)等。浸渍时间例如可以为1分钟～10分钟左右。
接着，从表面活化剂溶液中将基板10取出，并用超纯水洗净。然后，将基板10在例如室温下自然干燥或者吹入压缩空气除去水滴后，在90℃～120℃的炉内放置10分钟～1小时左右使其干燥。通过以上的步骤，如图4所示，可以将表面活化剂层24设置到基板10上。此时，在应用阳离子表面活化剂作为表面活化剂的情况下，基板10的液中表面电位与吸附前相比向正电位层偏移。
(4)然后，如图5所示，将基板10浸渍于催化剂溶液30中。催化剂溶液30包含作为无电解电镀的催化剂而发挥作用的催化剂成分。作为催化剂成分可以使用例如钯。
例如，可以通过下面的步骤制作催化剂溶液30。
(4a)使纯度为99.99％的钯颗粒(Palladium pellets)溶解于盐酸、过氧化氢溶液和水的混合溶液中，并将其作为钯浓度为0.1～0.5g/l的氯化钯溶液。在此，盐酸、过氧化氢溶液和水的混合溶液优选为在600ml的水中添加50ml～200ml的35％盐酸和50ml～200ml的30％过氧化氢溶液。
(4b)将上述的氯化钯溶液进一步通过水和过氧化氢溶液进行稀释，从而将钯浓度变为0.01～0.05g/l。在此，添加的水和过氧化氢溶液的混合比优选为在250ml的水添加5ml～30ml的30％的过氧化氢溶液。
(4c)使用氢氧化钠水溶液等，将氯化钯溶液的pH值调整为4.0～6.9，优选调整为4.0～5.0。通过如此调整，可以形成适宜形成催化剂层的催化剂溶液。
此外，催化剂溶液30只要最终具有上述的pH值即可，对各溶液的添加顺序并没有特别的限定，例如也可以在通过氢氧化钠水溶液调整之后再添加过氧化氢溶液。
在催化剂溶液30中浸渍以后，也可以对基板10进行水洗。水洗可以通过纯水进行。通过该水洗，可以防止催化剂的残渣混入后述的无电解电镀液中。
通过以上的步骤，形成催化剂层31。如图6所示，催化剂层31形成于基板10及抗蚀层22上的表面活化剂层24的上面。
然后，如图7所示，除去抗蚀层22，并形成具有所需要的布线图案的表面活化剂层26及催化剂层32。在此，抗蚀层22可以使用例如丙酮等加以除去。与抗蚀层22同时还除去了设置于抗蚀层22上的表面活化剂层24及催化剂层31。
(5)接下来，使金属层34析出(沉积)在催化剂层32上。具体而言，通过使基板10浸渍于无电解电镀液中，可以使金属层34析出在催化剂层32上(参照图8)。
作为无电解电镀液分为在酸性环境下使用的类型和在碱性环境下使用的类型，但是在本实施例中，适用在酸性环境下使用的类型。当将析出镍层作为金属层34时，无电解电镀液包含例如镍、还原剂和络合剂等。具体而言，作为无电解电镀液可以使用包括以硫酸镍六水合物和氯化镍六水合物为主体、以次磷酸钠作为还原剂的溶液。而且，在本实施例中，将无电解电镀液调整为pH4.1～pH4.4。由于市场上销售的无电解电镀液通常都是pH4.5～5左右，所以可以通过在该无电解电镀液中通过添加硫酸或者盐酸等强酸试剂来调整pH值。而且，也可以通过改变还原剂的添加量等来调整pH值。
通过将基板10浸渍在例如包含硫酸镍六水合物的无电解电镀液(温度为70～80℃)10秒～10分钟左右，从而可以形成具有20nm～100nm厚度的镍层。此外，金属层34的材料只要是通过催化剂引起电镀反应的材料即可，并没有特别的限定，也可以通过例如，铂(Pt)、金(Au)等形成。如此，可以在基板10上的催化剂层32的上面形成金属层34。
通过以上的步骤，可以形成布线基板100。在本实施例涉及的布线基板100的制造方法中，使用通过钯、过氧化氢及盐酸而制成的催化剂溶液，形成催化剂层。在该催化剂溶液中，仅将钯、氢、氧、钠和氯作为构成成分，不包含其他表面活化剂和络合剂等。因此，在催化剂溶液中，由于分子量大的分子和体积大的官能团等未进入构成钯胶体微粒的钯原子之间，所以该钯胶体微粒的尺寸可以变小。因此，通过使用这样的无电解电镀液，可以高精度地形成微细图案的催化剂层，并可以进一步精确地形成高密度的布线。
而且，在本实施例中，将无电解电镀液调整为pH4.1～pH4.4。改变pH值是为了将无电解电镀液中的金属离子化。通过将金属离子化，可以减小无电解电镀液中的金属胶体微粒的尺寸。因此，通过使用这样的无电解电镀液，可以高精度地形成微细图案的金属层。
2.电子装置图9表示使用由本实施例涉及的布线基板的制造方法制造的布线基板的电子装置的一个例子。电子装置1000包括布线基板100、集成电路芯片90和其他基板92。
形成于布线基板100上的布线图案可以用于在电子元件之间进行电连接。布线基板100通过上述的制造方法制造。在图9所示的例子中，集成电路芯片90电连接于布线基板100，布线基板100的一侧端部电连接于其他基板92(例如显示面板)。电子装置1000可以是液晶显示装置、等离子显示装置、EL(Electro luminescent电致发光)显示装置等的显示装置。
3.实验例3.1.第一实验例通过本实施例涉及的布线基板的制造方法形成布线基板。
(1)在玻璃基板上形成光致抗蚀膜(photoresist film，光刻膜)，然后，通过直写方式，以大约1μm间距、约200nm宽度的直线状的形式对光致抗蚀膜进行曝光、显影，从而形成具有约800nm宽度的直线状的线和约200nm间隔的条纹状的开口部的光致抗蚀层。
(2)接着，将该玻璃基板切成1×1cm的正方形，并浸渍于阳离子表面活化剂溶液(テクニツクジヤパン(株)製FPDコンデイシヨナ一，Technic Japan(株)制FPD调节剂)中，然后，将玻璃基板充分水洗。
(3)接着，催化剂溶液通过以下步骤制作。首先，通过在600ml水中添加100ml的35％盐酸(特级纯试剂)和100ml的30％过氧化氢溶液(特级纯试剂)，制作盐酸、过氧化氢溶液和水的混合溶液。将0.2g纯度为99.99％的钯颗粒放入上述混合溶液中，并保持48小时左右使其溶解，将其作为钯浓度约为0.25g/l的氯化钯溶液。
然后，在50ml该氯化钯溶液中加入250ml水，再添加20ml过氧化氢溶液。进而，使用氢氧化钠水溶液等将氯化钯溶液调整为pH6左右。
(4)接着，将玻璃基板浸渍于上述催化剂溶液中。然后，使用丙酮等有机溶剂除去玻璃基板上的光致抗蚀层。然后，将玻璃基板充分水洗。由此，形成具有约800nm宽度的直线状的线和约200nm间隔的条纹状的催化剂层。
(5)然后，将形成有催化剂层的玻璃基板浸渍于调整为pH4.1～4.4左右的、80℃的镍无电解电镀液(テクニツクジヤパン(株)製FPDコンデイシヨナ一，Technic Japan(株)制FPD调节剂)中。由此，在玻璃基板上能够获得约30nm～50nm左右厚度的、约850nm宽度的、间隔150nm的金属层。
3.2.第二实验例(比较例)通过本实施例涉及的布线基板的制造方法形成布线基板。
(1)在玻璃基板上形成光致抗蚀膜，然后，通过直写方式，以大约1μm间距、约200nm宽度的直线状的形式对光致抗蚀膜进行曝光、显影，从而形成具有约800nm宽度的直线状的线和约200nm间隔的条纹状的开口部的光致抗蚀层。
(2)将该玻璃基板切成1×1cm的正方形，并浸渍于阳离子表面活化剂溶液(テクニツクジヤパン(株)製FPDコンデイシヨナ一，Technic Japan(株)制FPD调节剂)中，然后，将玻璃基板充分水洗。
(3)浸渍于包含钯的、市场上销售的催化剂溶液中。该催化剂溶液包含钯、表面活化剂等，pH值为6。然后，使用丙酮等有机溶剂除去玻璃基板上的光致抗蚀层。然后，将玻璃基板充分水洗。由此，形成约800nm宽度的直线状的线和具有约200nm间隔的条纹状的催化剂层。
(4)接下来，将形成有催化剂层的玻璃基板浸渍于未调整pH的、80℃的镍无电解电镀液(テクニツクジヤパン(株)製FPDニツケル，Technic Japan(株)制FPD镍)中。该镍无电解电镀液为pH4.6左右。
由此，在玻璃基板上可以获得约30nm～50nm左右厚度的、约950nm宽度的金属层，该金属层的边沿弯曲且一部分接触于邻接部。
4.实验结果在第一实验例中，使用包含过氧化氢及盐酸的催化剂溶液，并使用催化剂层和调整为pH4.1～4.4的无电解电镀液形成镍层。与此相对，在第二实验例中，使用市场上销售的催化剂溶液形成催化剂层，并使用普通pH值的镍无电解电镀液形成镍层。由于在第二实验例中制作的镍层的宽度为约950nm，所以可以确认边沿部分为非直线、不规则的摇摆状，而且，一部分接触于邻接部。
在第一实验例中制造的镍层的宽度约为850nm，其与在第二实验例中使用市场上销售的催化剂溶液而制造的镍层相比，宽度变细，这点是可以确认的。因此，根据第一实验例和第二实验例，可以知晓通过使用包含过氧化氢及盐酸的催化剂溶液，可以高精度地形成高密度的布线，并提高布线基板的可靠性。
本发明并不仅限于上述的实施例，可以有各种变形。例如，在上述的实施例中，预先在基板的所需要的图案区域以外的区域上设置抗蚀层，并全面地形成表面活化剂层及催化剂层，然后，除去抗蚀层，从而将催化剂层形成在规定的区域上，但是代替这个，也可以不使用抗蚀层而形成催化剂层。具体而言，例如，在基板的整个表面形成表面活化剂层，并将该表面活化剂层的一部分进行光分解，仅在所需要的图案区域上残留表面活化剂。由此，可以仅在所需要的图案区域上形成催化剂层。表面活化剂层的光分解可以使用真空紫外线(VUV；vacuum ultraviolet)进行。通过将光的波长定为例如，170nm～260nm，可以切断原子间的键(例如，C-C、C＝C、C-H、C-F、C-Cl、C-O、C-N、C＝O、O＝O、O-H、H-F、H-Cl、N-H等)。通过使用该波段，无需黄色室(yellow room)等的设备，就可以在例如，白色灯下进行本实施例涉及的一系列步骤。
而且，本发明包括与在实施例中说明的结构实质上相同的结构(例如，功能、方法以及结果相同的结构，或者，目的以及结果相同的结构)。并且，本发明还包括置换了实施例中说明的结构中的非本质部分的结构。此外，本发明还包括与实施例中说明的结构发挥相同作用效果的结构，或者可以实现相同目的的结构。并且，本发明还包括在实施例说明的结构中添加现有技术的结构。
附图标记说明10 基板14 表面活化剂溶液18 光源20 光22 抗蚀层 24 表面活化剂层26 表面活化剂层30 催化剂溶液31 催化剂层32 催化剂层33 金属层 34 金属层90 集成电路芯片92 其他基板100 布线基板1000电子装置
权利要求
1.一种布线基板的制造方法，通过不使用电镀抗蚀层而使金属析出的无电解电镀法制造布线基板，包括以下步骤(a)通过将基板浸渍于包含钯、过氧化氢及盐酸的催化剂溶液中，从而在该基板上设置催化剂层；以及(b)通过将所述基板浸渍于无电解电镀液中，从而使金属析出到所述催化剂层上设置金属层。
2.根据权利要求1所述的布线基板的制造方法，其中，所述催化剂溶液被调整为pH4.0～pH6.9。
3.根据权利要求1所述的布线基板的制造方法，其中，所述催化剂溶液被调整为pH4.0～pH5.0。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的布线基板的制造方法，其中，所述无电解电镀液被调整为pH4.1～pH4.4。
5.根据权利要求4所述的布线基板的制造方法，其中，所述无电解电镀液包含镍。
6.一种布线基板的制造方法，通过不使用电镀抗蚀层而使金属析出的无电解电镀法制造布线基板，包括以下步骤(a)通过将基板浸渍于催化剂溶液中，从而在该基板上设置催化剂层；以及(b)通过将所述基板浸渍于被调整为pH4.1～pH4.4的无电解电镀液中，从而使金属析出到所述催化剂层上设置金属层。
7.根据权利要求6所述的布线基板的制造方法，其中，所述无电解电镀液包含镍。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的布线基板的制造方法，其中，在所述步骤(a)之前，还包括以下步骤将抗蚀层设置在所述基板上的所需要的配线图案以外的区域；以及将包含表面活化剂的表面活化剂层设置在所述基板上，在所述步骤(a)之后，包括通过除去所述抗蚀层，从而除去所需要的配线图案以外的区域的表面活化剂层及催化剂层的步骤。
9.一种无电解电镀法所使用的催化剂溶液，其中，催化剂溶液包括包含钯、过氧化氢及盐酸的混合水溶液。
全文摘要
本发明提供了一种高精度地形成高密度布线的布线基板的制造方法。本发明涉及的布线基板(100)的制造方法是在不使用电镀抗蚀层的情况下，通过使金属析出的无电解电镀法制造布线基板的方法，其包括以下步骤(a)通过将基板(10)浸渍于包含钯、过氧化氢及盐酸的催化剂溶液，从而在该基板上设置催化剂层(32)；以及(b)通过将上述基板浸渍于无电解电镀液中，从而使金属析出到上述催化剂层上设置金属层(34)。
文档编号C23C18/32GK101035414SQ20071008731
公开日2007年9月12日 申请日期2007年3月9日 优先权日2006年3月10日
发明者木村里至, 降旗荣道 申请人:精工爱普生株式会社