金属线路的制造方法与流程

本发明是有关于一种电子组件的制作，且特别是有关于一种金属线路的制造方法。

背景技术：

近年来，自感旋旋光性聚合物干性移像膜，即一般所称的干膜(dry film)问世后，印刷电路板(PCB)制造业以此技术取代传统湿式光刻胶剂做影像的移转。一般而言，干膜由依序堆栈的盖膜层、感光刻胶剂层以及隔膜层等三个部分所组成，即感光刻胶剂层夹设在盖膜层与隔膜层之间。盖膜层的材料通常采用聚酯类，例如聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)。而隔膜层的材料通常为聚乙烯成分。

干膜可依其光刻胶形式分为正片干膜和负片干膜。目前，业界多以负片干膜来进行生产。负片干膜经曝光后，曝光的部分会形成聚合物而固化。因此，经显影后，负片干膜的未曝光部分会被去除，只留下曝光固化后的聚合物，而得到所需线路的图案。

然而，于显影工艺后，通常仍有部分显影剂会残留在欲制作线路的金属层上，而残留的显影剂中含有高浓度的光刻胶成分。这些含有高浓度光刻胶成分的显影剂若没有清除干净，容易在金属层表面上形成残渣(scum)。这些残渣会造成后续蚀刻不完全，而严重影响金属线路的图案定义与尺寸，进而导致产品良率不佳。

若欲在蚀刻工艺期间移除这些残渣，通常需使用更多的蚀刻剂，如此一来，不仅会使得金属层发生过蚀，也会导致蚀刻剂的浪费，造成工艺成本的提高。

技术实现要素：

本发明的一目的就是在提供一种金属线路的制造方法，其在作为光刻胶的干膜曝光显影后，先利用大气等离子对残留在金属层的表面上的显影剂进行等离子处理，借以去除残留显影剂及/或对残留显影剂的表面改质。如此一来，残 留显影剂及其中所含的干膜成分可被等离子或后续蚀刻工艺所使用的蚀刻剂有效去除，而可提高金属线路图案转移的准确性，提升蚀刻工艺的良率，进而可提高金属线路的品质。

本发明的另一目的是在提供一种金属线路的制造方法，于显影后所导入的大气等离子，不仅可协助显影剂及其内的干膜成分的去除，更有利于清除部分细小的有机物，并可粗化金属层的表面，且可在金属层的表面形成亲水性的官能基，因此可提高金属层的表面的润湿性，进而可增进后续形成在金属层的表面上的材料层对金属层的附着性。

根据本发明的上述目的，提出一种金属线路的制造方法。在此方法中，提供基板，其中此基板的一表面上设有金属层、以及光刻胶层位于金属层上。对光刻胶层进行曝光步骤，以在此光刻胶层中形成至少一曝光部以及至少一未曝光部。利用显影剂进行显影步骤，以移除前述至少一曝光部或至少一未曝光部，并暴露出金属层的一部分，其中于显影步骤后，部分的显影剂残留在金属层的暴露部分上。进行等离子处理，以在显影剂的残留部分与金属层的暴露部分上形成复数个亲水性官能基。利用蚀刻剂对金属层的暴露部分进行蚀刻步骤，以移除金属层的暴露部分，其中于蚀刻步骤期间，蚀刻剂与显影剂的残留部分上的亲水性官能基键结，而移除显影剂的残留部分。

依据本发明的一实施例，上述进行蚀刻步骤时包含利用二流体蚀刻技术。

依据本发明的另一实施例，上述的光刻胶层系干膜层。

依据本发明的又一实施例，上述的光刻胶层系负型光刻胶层，且显影步骤系移除上述至少一未曝光部。

依据本发明的再一实施例，上述的光刻胶层系正型光刻胶层，且显影步骤系移除上述至少一曝光部。

依据本发明的再一实施例，上述进行等离子处理时，包含利用工作气体，其中此工作气体包含氮气(N₂)、或氮气与干净干燥空气(clear dry air，CDA)。

依据本发明的再一实施例，上述进行等离子处理时，包含利用工作气体，其中此工作气体包含氩气(Ar)、氩气与干净干燥空气、或氩气与干净干燥空气及氮气。

依据本发明的再一实施例，上述进行等离子处理时包含利用大气等离子。

依据本发明的再一实施例，上述的亲水性官能基包含氢氧基(OH)、碳氧单 键基(C-O)、碳氧双键基(C＝O)、羧酸基(COOH)、氨基、胺基、及/或过氧基(-O-O-)。

依据本发明的再一实施例，上述的等离子处理包含使显影剂的残留部分与金属层的暴露部分具有等于或小于30度的水滴角。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：

图1A至图1F绘示依照本发明的一实施方式的一种金属线路的制造方法的工艺剖面图；以及

图2A与图2B绘示依照本发明的另一实施方式的一种金属线路的制造方法的工艺剖面图。

其中，附图标记：

100 基板

102 表面

104 金属层

106 表面

108 光刻胶层

110 曝光部

112 未曝光部

114 残留部分

116 等离子

118 金属线路

120 金属线路

具体实施方式

请参照图1A至图1F，其绘示依照本发明的一实施方式的一种金属线路的制造方法的工艺剖面图。本实施方式的金属线路的制造方法可应用于各式半导体工艺，例如印刷电路板或软性电路板(FPCB)的金属线路制作上。

在一些实施例中，如图1A所示，制造金属线路时，可先提供基板100。基板100的材料可例如包含金属、陶瓷、高分子聚合物等。此外，基板100可为 单层结构、或多层堆栈的结构。接下来，于基板100的表面102上形成金属层104。金属层104可例如包含铜层或铝层。接着，于金属层104的表面106上涂布光刻胶层108。光刻胶层108可为负型光刻胶层，或者可为正型光刻胶层。在一些例子中，光刻胶层108可为干膜层，例如负片干膜或正片干膜。

接着，如图1B所示，通过具有欲形成的金属线路图案的光掩模(未绘示)，对光刻胶层108进行曝光步骤，以在光刻胶层108中形成至少一曝光部110与至少一未曝光部112。在图1B所示的示范例子中，曝光步骤在光刻胶层108中形成二个曝光部110与三个未曝光部112。在一些例子中，光刻胶层108为负型光刻胶层，因此曝光部110会形成聚合物而固化。在另一些例子中，光刻胶层108为正型光刻胶层，因此曝光部110会形成变软或分解。

完成光刻胶层108的曝光步骤后，利用显影剂对光刻胶层108进行显影步骤，以移除部分的光刻胶层108，而暴露出金属层104的表面106的一部分。在光刻胶层108为负型光刻胶层的例子中，如图1C所示，由于曝光部110经曝光而固化，因此显影步骤移除未曝光部112，而暴露出未曝光部112下方的金属层104的表面106。在光刻胶层108系正型光刻胶层的例子中，由于曝光部110经曝光后会变软或分解，因此显影步骤移除曝光部110，而暴露出曝光部110下方的金属层104的表面106。以下以光刻胶层108为负型光刻胶层的态样举例说明。

于显影步骤后，显影剂可能无法清除干净，而难免残留在金属层104的表面106与光刻胶层108的曝光部110上。这些显影剂的残留部分114通常含有高浓度的光刻胶成分。接下来，如图1D所示，利用等离子116对金属层104的表面106的暴露部分、显影剂的残留部分114与光刻胶层108的曝光部110进行等离子处理。等离子处理可例如使用大气等离子。在一些例子中，进行等离子处理时，包含利用工作气体，其中此工作气体可包含氮气、或氮气与干净干燥空气。在另一些例子中，等离子处理所使用的工作气体可包含氩气、氩气与干净干燥空气、或氩气与干净干燥空气及氮气。

在一些例子中，此等离子处理采用大气等离子，当通入工作气体后，外在电压高于工作气体的崩溃电压，而造成气体分子(例如氮气与干净干燥空气)激发，产生高活性粒子，例如N₂*、N*、N⁺、O*及/或O⁺。这些高活性粒子可将显影剂的残留部分114中的有机物转化成气态的碳氧分子CO、气态 的CH_xO_y等等，借此可去除显影剂的残留部分114，达到清洁的效果。等离子处理亦可粗化金属层的表面，可增进后续形成在金属层表面上的材料层对金属层的附着力。

此外，这些高活性粒子也可以在显影剂的残留部分114与金属层104的表面106的暴露部分上形成许多亲水性官能基，来取代原本的有机碳链，以对显影剂的残留部分114与金属层104的表面106的暴露部分进行表面改质。在一些示范例子中，亲水性官能基包含氢氧基(OH)、碳氧单键基(C-O)、碳氧双键基(C＝O)、羧酸基(COOH)、氨基、胺基、及/或过氧基(-O-O-)。在一些示范例子中，由于等离子处理可在显影剂的残留部分114与金属层104的表面106的暴露部分形成许多亲水性官能基，因此可提升显影剂的残留部分114与金属层104的表面106的暴露部分的润湿性。举例而言，经等离子处理后，显影剂的残留部分114与金属层104的表面106的暴露部分可例如具有等于或小于30度的水滴角。

完成等离子处理后，光刻胶层108的曝光部110为蚀刻掩膜，对金属层104的暴露部分进行蚀刻步骤，借以利用蚀刻剂来移除金属层104的暴露部分，而暴露出底下的基板100的表面102。在此蚀刻步骤期间，蚀刻剂可与显影剂的残留部分114上以及金属层104的表面106上的细小有机物上的亲水性官能基键结，而随着蚀刻剂的去除可将显影剂的残留部分114与细小有机物带离金属层104的表面106，有效去除金属层104的表面106上的显影剂的残留部分114与细小有机物。于是，如图1E所示，蚀刻剂可顺利移除金属层104的暴露部分，并暴露出底下的基板100的表面102，而将光刻胶层108的曝光部110的图案准确地转移至金属层104，进而在基板100的表面102上形成所需的金属线路118。在一些实施例中，进行蚀刻步骤时可利用二流体蚀刻机台，以利用二流体蚀刻技术进行此蚀刻步骤。在另一些实施例中，进行蚀刻步骤时可利用一般的蚀刻机台，例如湿式蚀刻机台，以利用一般蚀刻技术进行此蚀刻步骤。

完成金属层104的蚀刻步骤后，如图1F所示，将光刻胶层108的曝光部110的剩余部分予以去除，而完成金属线路118的制作。

请参照图2A与图2B，其绘示依照本发明的另一实施方式的一种金属线路的制造方法的工艺剖面图，且请一并参照图1B。在一些例子中，光刻胶层108为正型光刻胶层，且于完成光刻胶层108的曝光步骤与显影步骤后，光刻胶层 108的曝光部110会遭移除，而暴露出曝光部110下方的金属层104的表面106，以形成线路雏形，如图2A所示。此时，类似于上述实施例子，对利用等离子对金属层104的表面106的暴露部分、显影剂的残留部分114与光刻胶层108的未曝光部112进行等离子处理。由于此等离子处理除了可在显影剂的残留部分114与金属层104的表面106的暴露部分形成许多亲水性官能基，而可提升显影剂的残留部分114与金属层104的表面106的暴露部分的润湿性外，也可粗化金属层104的表面106。因此，完成等离子处理后，可先进行湿式清洗处理，以移除显影剂的残留部分114。然后，可利用例如电镀方式，于金属层104的表面106的暴露部分上形成金属线路120。而后，将光刻胶层108的未曝光部112的剩余部分予以去除，而完成金属线路120的制作。由于金属层104的表面106的暴露部分已在等离子处理期间被粗化，因此金属线路120对金属层104的表面106的暴露部分具有良好的附着力。

由上述的实施方式可知，本发明的一优点就是因为本发明的金属线路的制造方法在作为光刻胶的干膜曝光显影后，先利用大气等离子对残留在金属层的表面上的显影剂进行等离子处理，借以去除残留显影剂及/或对残留显影剂的表面改质。如此一来，残留显影剂及其中所含的干膜成分可被等离子或后续蚀刻工艺所使用的蚀刻剂有效去除，而可提高金属线路图案转移的准确性，提升蚀刻工艺的良率，进而可提高金属线路的品质。

由上述的实施方式可知，本发明的另一优点就是因为本发明的金属线路的制造方法于显影后所导入的大气等离子，不仅可协助显影剂及其内的干膜成分的去除，更有利于清除部分细小的有机物，并可粗化金属层的表面，且可在金属层的表面形成亲水性的官能基，因此可提高金属层的表面的润湿性，进而可增进后续形成在金属层的表面上的材料层对金属层的附着性。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。