布线基板的制造方法、布线基板以及布线基板制造装置与流程

文档序号:13668825阅读:247来源:国知局
布线基板的制造方法、布线基板以及布线基板制造装置与流程

本发明涉及由绝缘层与导电层层叠而成的布线基板的制造方法、通过该制造方法制造出的布线基板、以及布线基板制造装置。



背景技术:

作为用于安装半导体集成电路元件等半导体元件的布线基板,已知由绝缘层与导电层(布线层)交替地层叠而成的多层布线基板。

作为多层布线基板的制造工序的一个例子,首先,对在导电层之上层叠绝缘层而成的布线基板材料实施钻孔加工或激光加工,从而去除绝缘层及/或导电层的一部分,形成导通孔(viahole)或贯通孔(throughhole)。此时,在布线基板材料产生由构成绝缘层或导电层的材料引起的污迹(残渣)。因此,对该布线基板材料进行去除污迹的除污处理。

接下来,在绝缘层上或通孔等的内表面形成晶种层,在绝缘层上形成抗蚀图形,之后,通过电镀层叠导电材料。之后,通过去除抗蚀图形与晶种层从而形成导体电路图案。之后也经过各种工序来制作半导体元件。

在专利文献1(日本特开2003-318519号公报)公开了一种基板制造方法,具有利用湿式除污处理去除在导通孔形成工序中产生的污迹的工序、以及利用无电镀形成晶种层的工序。

专利文献

专利文献1

专利文献1:日本特开2003-318519号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

在上述专利文献1(日本特开2003-318519号公报)所记载的技术中,在除污处理后,利用无电镀形成晶种层。为了确保晶种层与绝缘层的紧贴性,需要适当地将绝缘层的表面设为粗糙状态,并利用锚固效果将晶种层稳固地固定于绝缘层表面。为此,在上述专利文献1(日本特开2003-318519号公报)所记载的技术中,通过实施湿式除污处理来作为除污处理,来使绝缘层表面粗糙化。

并且,近年来,半导体元件处于小型化趋势,布线基板也被要求细微化。然而,若如上述那样为了获得锚固效果而使绝缘层的表面粗糙,则在绝缘层上形成的布线图案、特别是l/s(线/空间)=10/10μm以下的细微布线图案无法立起,不能使布线基板细微化。

因此,本发明以提供可确保晶种层与绝缘层的紧贴性且能够实现布线图案的细微化的布线基板的制造方法、布线基板以及布线基板制造装置为课题。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题,本发明的布线基板的制造方法的一方式包括:对在导电层上层叠绝缘层而成的布线基板材料,形成贯通上述绝缘层的贯通孔的第一工序;通过对形成有上述贯通孔的上述布线基板材料照射波长220nm以下的紫外线,进行该布线基板材料的除污处理的第二工序;在被实施了上述除污处理的上述贯通孔内以及上述绝缘层上,使材料粒子碰撞而附着从而形成晶种层的第三工序;以及在上述晶种层上,通过电结镀形成由导电材料构成的电镀层的第四工序。

这样,由于利用紫外线进行除污处理,因此能够抑制绝缘层表面的粗糙化。因此,能够适当地形成细微布线图案。另外,由于通过使材料粒子碰撞而附着从而形成晶种层,能够不利用以往那样的锚固效果而是利用晶种层确保与绝缘层之间的紧贴强度。特别是,通过照射不透过绝缘层的波长220nm以下的紫外线,从而能够在绝缘层表面产生色心(构造缺陷、键合缺陷)。此时,材料粒子(导电材料)被打入绝缘层,向在受到紫外线照射的树脂表面存在的键合缺陷部处施加能量,从而能够在金属粒子与树脂间产生新的化学键合作用。由此,与金属粒子向没有接收波长220nm以下的紫外线的照射的树脂碰撞而附着的情况相比,能够实现具有强紧贴力的晶种层。

在上述的布线基板的制造方法中,上述第三工序既可以通过溅射法形成上述晶种层,也可以通过离子镀法形成上述晶种层。由此,能够形成确保了与绝缘层之间的高紧贴性的晶种层。

另外,在上述的布线基板的制造方法中也可以是,上述绝缘层由含有粒状填料的树脂形成,上述第二工序包括对上述布线基板材料照射上述紫外线的工序、以及对照射了上述紫外线的上述布线基板材料赋予物理式振动的工序。由此,由有机物质引起的污迹能够通过紫外线照射而分解,由无机物质引起的污迹能够通过物理式振动而分解。这样,无论是有机物质以及无机物质中的哪一个引起的污迹,都能够被可靠地去除。

并且,在上述的布线基板的制造方法中也可以是,上述第二工序在含氧的处理气体的气氛中,一边加热上述布线基板材料一边对该布线基板材料照射上述紫外线。这样,通过在含氧的处理气体的气氛中照射紫外线,能够生产臭氧、活性氧,能够高效地去除污迹。另外,由于加热布线基板材料并照射紫外线,能够加快臭氧、活性氧与污迹的化学反应的速度,能够加快除污处理速度(污迹被去除的速度)。

另外,在上述的布线基板的制造方法中也可以是,上述第一工序是对在上述绝缘层上具有保护层的上述布线基板材料,形成贯通上述保护膜以及上述绝缘层的上述贯通孔的工序,上述第二工序通过以上述保护层为掩模,对上述布线基板材料照射上述紫外线,从而对上述贯通孔内进行除污处理,上述第三工序去除上述保护层后形成上述晶种层。并且,在上述的布线基板的制造方法中,上述第一工序也可以包括在上述绝缘层上形成上述保护层的工序、以及形成贯通上述保护膜以及上述绝缘层的上述贯通孔的工序。

由此,能够最低限度地抑制绝缘层表面的粗糙化,能够高精度地形成细微布线图案。

并且,本发明所涉及的布线基板通过上述任一种布线基板的制造方法制造。因此,该布线基板能够成为确保了晶种层与绝缘层的紧贴性的可靠性高的细微布线基板。

另外,本发明所涉及的布线基板制造装置的一方式具备:紫外线照射部,对布线基板材料照射波长220nm以下的紫外线,上述布线基板材料在导电层上层叠由含有粒状填料的树脂形成的绝缘层,并形成有贯通上述绝缘层的贯通孔;振动赋予部,对通过上述紫外线照射部照射了上述紫外线的上述布线基板材料赋予物理式振动;以及晶种层形成部,在利用上述紫外线照射部以及上述振动赋予部被实施了除污处理的上述贯通孔内以及上述绝缘层上,使材料粒子碰撞而附着,从而形成晶种层。由此,能够制造确保了晶种层与绝缘层的紧贴性的可靠性高的布线基板。

发明效果

根据本发明,能够在确保晶种层与绝缘层的紧贴性的同时实现布线图案的细微化,能够制造可靠性高的细微布线基板。

上述的本发明的目的、方式以及效果,以及上述未提及的本发明的目的、方式以及效果,只要是本领域的技术人员,便应能够通过参照附图以及权利要求书的记载而从用于实施下述的发明的方式(发明的详细说明)中理解。

附图说明

图1a为表示本实施方式的布线基板的制造方法的图。

图1b为表示本实施方式的布线基板的制造方法的图。

图1c为表示本实施方式的布线基板的制造方法的图。

图1d为表示本实施方式的布线基板的制造方法的图。

图1e为表示本实施方式的布线基板的制造方法的图。

图1f为表示本实施方式的布线基板的制造方法的图。

图1g为表示本实施方式的布线基板的制造方法的图。

图1h为表示本实施方式的布线基板的制造方法的图。

图2为表示环氧树脂的紫外线透过率特性的图。

图3a为对布线基板材料照射220nm以下的紫外光的图。

图3b为对接收了220nm以下的紫外光的树脂实施溅射的图。

图3c为对接收了220nm以下的紫外光的树脂实施溅射时的绝缘层表面的放大图。

图4a为对布线基板材料照射250nm的紫外光的图。

图4b为对接收了250nm的紫外光的树脂实施溅射的图。

图4c为对接收了250nm的紫外光的树脂实施溅射时的绝缘层表面的放大图。

图5a为关于导通孔连接强度的评价进行说明图。

图5b为关于导通孔连接强度的评价进行说明图。

图5c为关于导通孔连接强度的评价进行说明图。

图5d为关于导通孔连接强度的评价进行说明图。

图6a为表示布线基板制造装置的构成的概略图。

图6b为表示布线基板制造装置的构成的概略图。

具体实施方式

以下,基于附图说明本发明的实施方式。

图1为表示本实施方式的布线基板的制造方法的图。在本实施方式中,制造对象的布线基板是在芯基板上层叠有导电层(布线层)与绝缘层而成的多层布线基板。芯基板例如由玻璃环氧树脂等构成。作为构成导电层(布线层)的材料例如能够使用铜、镍、金等。

绝缘层例如利用含有由无机物质形成的粒状填料的树脂等而构成。作为这样的树脂,例如可使用环氧树脂、双马来酰亚胺三嗪树脂(bismaleimidetriazine)树脂、聚酰亚胺树脂、聚酯树脂等。另外,作为构成粒状填料的材料,例如可使用硅、氧化铝、云母、硅酸盐、硫酸钡、氢氧化镁、氧化钛等。

在制造多层布线基板的情况下,首先,如图1a所示,形成导电层11与绝缘层12层叠而成的布线基板材料。作为在导电层11上形成绝缘层12的方法,可利用涂覆在液状的热固化性树脂中含有粒状填料而形成的绝缘层形成材料、之后对该绝缘层形成材料进行固化处理的方法,或通过热压等使含有粒状填料的绝缘片材贴合的方法等。

接下来,如图1b所示,通过使用激光l对绝缘层12进行加工等,从而形成深度直达导电层11的导导通孔12a。作为激光加工的方法,可利用使用co2激光的方法或使用uv激光的方法等。此外,形成导通孔12a的方法不限于激光加工,例如还可使用钻孔加工等。

若像这样形成导通孔12a,则在绝缘层12中的导通孔12a的内壁面(侧壁)、绝缘层12的表面上的导通孔12a的周边区域、以及导通孔12a的底部即导电层11中的因导通孔12a而露出的部分等处,产生因构成导电层11及绝缘层12的材料而引起的污迹(残渣)s。

因此,如图1c所示,进行去除污迹s的处理(除污处理)。在本实施方式中,作为除污处理,使用对被处理部分照射紫外线(uv)从而去除污迹s的、所谓光学除污处理。更具体而言,在光学除污处理中,进行对布线基板材料的被处理部分照射上述紫外线的紫外线照射处理工序、以及在该紫外线照射处理工序之后对布线基板材料施以物理式振动的物理式振动处理工序。

这里,对光学除污处理详细进行说明。

紫外线照射处理例如能够在大气等含氧气氛下进行。作为紫外线光源,能够利用射出波长220nm以下、优选的是190nm以下的紫外线(真空紫外线)的各种灯。这里,将波长设为220nm是因为,在紫外线的波长超过220nm时,难以对由树脂等有机物质引起的污迹进行分解去除。

对于由有机物质引起的污迹,在紫外线照射处理工序中,通过照射波长220nm以下的紫外线,而被紫外线的能量以及伴随紫外线的照射而产生的臭氧、活性氧分解。另外,由无机物质引起的污迹,具体而言是硅或氧化铝通过被照射紫外线而成为较脆物质。

作为紫外线光源,例如,能够使用封入了氙气的氙气准分子灯(峰值波长172nm)、低压水银灯(185nm辉线)等。其中,例如氙气准分子灯适用于除污处理。

在上述的进行紫外线照射处理的紫外线照射装置中,作为被处理对象的布线基板材料在含氧的处理气体的气氛中被暴露于紫外线的处理区域,被加热至例如120℃以上190℃以下(例如,150℃)。另外,紫外线出射窗与作为被处理对象的布线基板材料之间的分离距离例如被设定为0.3mm。此外,紫外线的照度、紫外线的照射时间等可考虑污迹s的残留状态等而适当地设定。

另外,物理式振动处理例如能够利用超声波振动处理来进行。超声波振动处理中的超声波的频率例如优选的是20khz以上70khz以下。这是因为,若超声波的频率超过70khz,则难以破坏由无机物质引起的污迹并使其从布线基板材料脱离。

在这样的超声波振动处理中,作为超声波的振动介质,能够使用水等液体以及空气等的气体。

具体进行说明,在使用水作为振动介质的情况下,将布线基板材料例如浸渍于水中,在该状态下,通过对该水进行超声波振动,从而能够实施超声波振动处理。在使用液体作为超声波的振动介质的情况下,超声波振动处理的处理时间例如为10秒~600秒。

另外,在使用空气作为振动介质的情况下,使压缩空气一边超声波振动一边吹向布线基板材料,从而能够实施超声波振动处理。这里,压缩空气的压力例如优选的是0.2mpa以上。另外,基于压缩空气进行的超声波振动处理的处理时间例如为5秒~60秒。

上述的紫外线照射处理工序以及物理式振动处理工序可以以该顺序分别一次一次地执行,但优选的是交替反复执行紫外线照射处理工序以及物理式振动处理工序。这里,紫外线照射处理工序以及物理式振动处理工序的反复次数可考虑各紫外线照射处理工序中的紫外线的照射时间等而适当地设定,例如1次~5次。

这样,在紫外线照射处理中,通过对含氧的处理气体照射波长220nm以下的紫外线来产生臭氧、活性氧,由有机物质引起的污迹s被臭氧、活性氧分解而气化。其结果,由有机物质引起的污迹s的大部分被去除。此时,由无机物质引起的污迹s因有机物质引起的污迹s的去除而露出,并且,通过被照射紫外线而成为较脆的物质。

然后,在该状态下,通过实施物理式振动处理,露出的由无机物质引起的污迹s、由有机物质引起的污迹s的残留部,通过基于振动的机械式作用破坏并去除。或者,由于由无机物质引起的污迹s的收缩、对各污迹s照射紫外线时产生的热膨胀之差等,而在污迹间产生微量间隙,由无机物质引起的污迹s通过实施物理式振动处理而从布线基板材料脱离。其结果,从布线基板材料完全去除由无机物质引起的污迹s、以及由有机物质引起的污迹s。

根据本实施方式中的光学除污处理,由于对布线基板材料进行紫外线照射处理以及物理式振动处理即可,因此无需使用需要废液处理的药品。

光学除污处理结束后,接下来如图1d所示,在绝缘层12的上表面以及导通孔12a的内表面形成晶种层13。在本实施方式中,使用溅射(sp)作为晶种层13的形成方法。例如,为了确保紧贴强度,首先作为目标材料使用ti(钛)形成成为基底的层(10nm~100nm左右),之后,作为目标材料使用cu(铜)形成晶种层(100nm~1000nm左右)。

接下来,如图1e所示,在晶种层13上形成抗蚀图形r。作为抗蚀图形r的形成方法,例如可使用在晶种层13上涂覆抗蚀剂后,通过曝光、显影形成图形的方法。

接下来,如图1f所示,通过将晶种层13用于电镀供电路径时进行的电解镀,从导通孔12a内至抗蚀图形r的开口部地形成电镀层14。作为电镀层14,例如能够使用由cu(铜)等构成的层(20μm~50μm左右)。

之后,如图1g所示,去除抗蚀图形r,接着,如图1h所示,掩盖电镀层14并去除晶种层13(快速蚀刻)。

此外,在上述的各工序中,图1b所示的工序对应于,在层叠于导电层上的绝缘层形成贯通孔的第一工序,图1c所示的工序对应于在第一工序之后,照射波长220nm以下的紫外线来进行除污处理的第二工序。另外,图1d所示的工序对应于在第二工序之后、在上述贯通孔内以及绝缘层上利用溅射法形成晶种层的第三工序,图1f所示的工序对应于在晶种层上利用电解镀形成由导电材料构成的电镀层的第四工序。

这样,在本实施方式中,使用光学除污处理去除污迹s后,利用溅射法形成晶种层13。

以往,绝缘层与晶种层之间的紧贴性通过锚固效果来确保。即,为了确保绝缘层与晶种层之间的紧贴性,优选使绝缘层的表面粗糙化。然而,若使绝缘层的表面粗糙化,特别是l/s(线/空间)=10/10μm以下的细微布线图案无法立起,因此细微布线基板的制作变得困难。为此,为了制作细微布线基板需要在不使绝缘层的表面粗糙化的前提下,确保绝缘层与晶种层之间的紧贴性。本发明者发现了通过光学除污处理与溅射法的组合来进行作为布线基板的制造工序的一部分的除污处理与晶种层形成处理,能够不使绝缘层的表面粗糙化地确保绝缘层与晶种层的紧贴性。

光学除污处理能够不使被处理物体的表面粗糙地去除污迹。另外,在本实施方式中的光学除污处理中,由于接着紫外线照射处理而实施物理式振动处理,因此能够适当地去除由有机物质引起的污迹与由无机物质引起的污迹。

并且,由于使用溅射法来形成晶种层13,因此能够在表面未被粗糙化的绝缘层12上以足够的紧贴强度形成晶种层13。特别是,在紫外线照射处理中使用波长220nm以下的紫外线,在该紫外线照射处理后实施使用了溅射法的晶种层形成处理,因此能够在绝缘层12上形成致密稳固的晶种层13。以下,详细地对该点进行说明。

图2为表示环氧树脂(25μm膜)的紫外线透过率特性的图。在图2中,横轴为紫外线的波长(nm),纵轴为紫外线的透过率(%)。

如该图2所示,在波长220nm以上的区域、即可见光线以及近紫外线的一部分的区域中,光透过树脂,其透过率随着波长变短而变小。具体而言,在超过波长300nm的区域中,光几乎全部透过树脂。在波长300nm以下,紫外线被树脂少许吸收,但其吸收较小,并非是紫外线被完全遮挡的程度。这是因为在树脂的厚度方向整体上吸收紫外线,被该紫外线激励的树脂在树脂的整体上广泛分布。

另一方面,波长220nm以下的紫外线不透过树脂。该吸光度较高,紫外线在树脂的表面层被吸收。进一步变为短波长的话,紫外线在树脂的极表面被完全吸收,由紫外线的吸收而产生的激励位置在树脂表面呈层状分布。

然后,这样的活性的树脂部利用通过溅射而飞来的靶粒子被打入树脂时的能量而作出新的键合,稳固地固定靶粒子。

图3a~图3c为说明对接收到波长220nm以下的紫外线的树脂实施溅射时的状态说明的图。在图3a中,示出了包含绝缘层10、层叠于绝缘层10的表面上的具有所需的图案的导电层11、以及层叠在包含导电层11的绝缘层10上的绝缘层12而构成的布线基板材料的一部分。

作为去除残留在导通孔12a的污迹(未图示)的光学除污处理,如图3a所示,在照射波长220nm以下的紫外线(uv)的情况下,如上述那样,紫外线在绝缘层12表面被吸收,在绝缘层12的表面产生色心(键合缺陷、构造缺陷)c。色心c是指,因吸收上述的紫外线而被激励、原子彼此的化学键合被切断或键合状态发生变化从而产生的缺陷。

像这样,如图3b所示,若从溅射源飞来的靶粒子(金属粒子)t被打入产生了色心c的绝缘层12表面,则色心c稳固地捕获该金属粒子t。换句话说,通过向存在于接收到紫外线照射的树脂表面的键合缺陷部施加能量,能够在金属粒子与树脂之间产生新的化学性键合作用。图3c是此时的绝缘层12表面的放大图。如此,接收到波长220nm以下的紫外线的绝缘层12与实施了溅射的金属膜(图1d的晶种层13)之间的紧贴性变得非常稳固。

另一方面,对于与图3a所示的布线基板材料相同的布线基板材料,作为光学除污处理,例如在照射波长250nm的紫外线的情况下,在接收到紫外线的绝缘层12中,被激励的树脂的分布稀疏地分布于绝缘层12整体。即,如图4a所示,色心c不在绝缘层12的表面分布,而是分布于绝缘层12的内部。

因此,如图4b所示,即使从溅射源飞来的靶粒子(金属粒子)t被打入该绝缘层12表面,金属粒子t的捕获作用也较小。即,如图4c中的此时的绝缘层12表面的放大图所示那样,不存在绝缘层12表面与金属粒子t之间的特别的键合作用,形成于绝缘层12上的金属膜(图1d的晶种层13)的紧贴力不被强化。

在本实施方式中,通过在紫外线照射处理中使用波长220nm以下的紫外线,并在该紫外线照射处理之后实施使用了溅射法的晶种层形成处理,从而能够在绝缘层12上形成致密稳固的晶种层13。因此,以该晶种层13为基底实施了电镀的电镀层14对于绝缘层12显示出高紧贴性。这样,能够不使绝缘层12的表面粗糙化地确保绝缘层12与晶种层13的紧贴性。其结果,能够实现可靠性高的细微布线基板。

并且,由于能够平滑地保持绝缘层12的表面,因此能够提高高频响应性。具有若频率增高,则信号因表皮效应而集中于导体的表面这一性质。如上述的以往那样,若为了获得锚固效果而使绝缘层12的表面粗糙,则信号的传递距离也增大,因此传送损失也随之增大,响应性恶化。在本实施方式中,能够减少上述传送损失、提高响应性。

(实施例)

接下来,对为了确认本发明的效果而进行的实施例进行说明。

<布线基板材料>

首先,准备如下作成的层叠体:对由玻璃环氧树脂与铜构成的预浸料的芯材的两面,真空层压25μm的环氧树脂,并通过高压加压与烘烤作成。利用导通孔加工机(co2激光或uv激光)对该层叠体实施激光加工,以500μm间距呈格子状地作成盲孔。导通孔开口径设为像上述这样获得布线基板材料。另外,此时,确认到在布线基板材料的盲孔的底部残留有污迹。

<参考例1>

使用通过co2激光形成了导通孔开口径的导通孔的布线基板材料。对该布线基板材料实施利用了高锰酸液的湿式除污处理,之后,在通过无电镀铜镀覆而形成了1μm的晶种层的基板上,通过电解镀形成了30μm的cu层(电镀层)。

<比较例1>

使用通过co2激光而形成了导通孔开口径的导通孔的布线基板材料。对该布线基板材料实施利用了高锰酸液的湿式除污处理,之后,在通过溅射法而形成了0.33μm(ti/cu=0.03μm/0.3μm)的晶种层的基板上,通过电解镀形成了30μm的cu层(电镀层)。

<实施例1>

使用通过co2激光而形成了导通孔开口径的导通孔的布线基板材料。对该布线基板材料实施使用了波长172nm的紫外线的光学除污处理,之后,在通过溅射法而形成了0.33μm(ti/cu=0.03μm/0.3μm)的晶种层的基板上,通过电解镀形成了30μm的cu层(电镀层)。此外,在光学除污处理中,实施了紫外线照射处理与物理式振动处理(超声波振动处理)。

<比较例2>

使用对上述层叠体(环氧基板)粘贴厚度38μm的pet薄膜的保护膜、之后通过uv激光而形成了导通孔开口径的导通孔的布线基板材料。对该布线基板材料实施利用了高锰酸液的湿式除污处理,在揭下保护膜后,通过溅射法形成了0.33μm(ti/cu=0.03μm/0.3μm)的晶种层。并且,在该基板上通过电解镀形成了30μm的cu层(电镀层)。

<实施例2>

使用对上述层叠体(环氧基板)粘贴厚度38μm的pet薄膜的保护膜、之后通过uv激光而形成了导通孔开口径的导通孔的布线基板材料。对该布线基板材料实施使用了波长172nm的紫外线的光学除污处理,在揭下保护膜后,通过溅射法形成了0.33μm(ti/cu=0.03μm/0.3μm)的晶种层。并且,在该基板上通过电解镀形成了30μm的cu层(电镀层)。此外,在光学除污处理中,实施了紫外线照射处理与物理式振动处理(超声波振动处理)。

<比较例3>

使用对上述层叠体(环氧基板)粘贴厚度38μm的pet薄膜的保护膜、之后通过uv激光而形成了导通孔开口径的导通孔的布线基板材料。对该布线基板材料实施利用了高锰酸液的湿式除污处理,在揭下保护膜后,通过溅射法形成了0.33μm(ti/cu=0.03μm/0.3μm)的晶种层。并且,在该基板上通过电解镀形成了30μm的cu层(电镀层)。

<实施例3>

使用对上述层叠体(环氧基板)粘贴厚度38μm的pet薄膜的保护膜、之后通过uv激光而形成了导通孔开口径的导通孔的布线基板材料。对该布线基板材料实施使用了波长172nm的紫外线的光学除污处理,在揭下保护膜后,通过溅射法形成了0.33μm(ti/cu=0.03μm/0.3μm)的晶种层。并且,在该基板上通过电解镀形成了30μm的cu层(电镀层)。此外,在光学除污处理中,实施了紫外线照射处理与物理式振动处理(超声波振动处理)。

<比较例4>

使用通过co2激光而形成了导通孔开口径的导通孔的布线基板材料。对该布线基板材料实施使用了波长254nm的紫外线的光学除污处理,之后,在通过溅射法形成了0.33μm(ti/cu=0.03μm/0.3μm)的晶种层的基板上,通过电解镀形成了30μm的cu层(电镀层)。此外,在光学除污处理中,实施了紫外线照射处理与物理式振动处理(超声波振动处理)。

对于上述的实施例1~3、参考例1、比较例1~4对基板的cu层进行了下述试验,即以jish8630附件1中记载的方法为基准、用割刀裁切1cm宽度的切深、并用张力测试器向90度方向撕扯的剥离试验。然后,求出了剥离强度(kg/cm)、以及之后进行说明的导通孔连接强度(%)。另外,分别测定了除污处理后的基板的表面的粗糙度ratop(nm)、导通孔的侧壁的粗糙度ravia(nm)、以及导通孔的开口径(μm)。并且,对形成了晶种层的基板表面粘贴7μm的干膜、对l/s(线/空间)=2μm/2μm的图案进行曝光,并观察显影后的抗蚀剂。在表1中示出其结果。

表1

上述导通孔连接强度是指,对在相同的条件下制作的基板上的100个导通孔进行剥离试验,用显微镜观察这些导通孔的状况,并计算合格率而进行表示。

例如,如图5a所示,在剥离试验中,在试样100的绝缘层112中形成的导通孔112a的底与侧壁这两方,电镀层114被揭下的情况下,判定为不合格(导通孔底不合格+侧壁不合格)。该图5a所示的图案在导通孔底(导电层111与电镀层114)与导通孔的侧壁(绝缘层112与电镀层114)这两方的紧贴性较低的情况下发生。

另外,如图5b所示,在剥离试验中,在导电层111与电镀层114一起被揭下的情况下,判定为不合格(侧壁不合格)。该图5b所示的图案在导通孔底的cu彼此(导电层111与电镀层114)的紧贴性没有问题、但侧壁(绝缘层112与电镀层114)的紧贴性不充分的情况下发生。

相对于此,如图5c所示,在剥离试验中,在电镀层114从绝缘层112的表面被揭下但仍与导通孔112a紧贴的情况下判定为合格。该图5c所示的图案在导通孔内(导通孔底以及侧壁)的紧贴性非常高的情况下发生。

另外,如图5d所示,在剥离试验中,在绝缘层112内发生导通孔112a严重崩毁程度的凝聚破坏的情况下,也判定为合格。

如表1所示,在参考例1中,剥离强度为0.42kg/cm。另外,该试样中的导通孔连接强度100%得到了合格品。该试样的表面粗糙度ratop为200nm,侧壁粗糙度ravia也为200nm。这是因为湿式除污处理的药液有使环氧树脂的表面粗糙的作用,基板的表面以及导通孔的侧壁也被同样地粗糙化。另外,由于表面被粗糙化,以非电解镀层为基底的cu电镀层因锚固效果而被咬住,紧贴性变高。

但是,参考例1的试样在导通孔的开口部处的侵蚀较大,用co2激光打开的50μm的开口扩大至60μm。

并且,若观察在表面形成的抗蚀图形,在所见之处观察到了图案的倒塌。这是因为表面粗糙度较大而抗蚀剂的设置面变小、紧贴性降低。像这样,如参考例1那样在湿式除污处理与基于非电解镀覆的晶种层的形成处理的组合中,虽然能够通过锚固效果确保导电层与绝缘层的紧贴性,但由于绝缘层表面的粗糙化而难以制作细微布线基板。

在比较例1中,剥离强度为0.45kg/cm。另外,在该试样中的导通孔连接强度为65%、品质较差。这是因为在湿式除污处理的高锰酸引起的侵蚀作用而导致变得凹凸不平的表面上,从溅射源飞来的金属粒子在堆积之际变得不均,在阴影的部分未形成cu的晶种膜。另外,表面粗糙度ratop以及侧壁粗糙度ravia以参考例1与相同的理由均为200nm。

此外,因溅射而飞来的金属粒子具有高运动能量,被打入树脂表面。此时,对于坚固金属的溅射可以说有少许陷入树脂表面的作用,通常,表现出比非电解镀覆晶种高的剥离强度。然而,在该比较例1的试样中,由于承载晶种层的表面凹凸不平,该作用相抵消,相对于参考例1的剥离强度的提高至于0.03kg/cm。并且,由于表面粗糙,在以溅射晶种层为基底的电镀层中存在间隙,紧贴性变低。

并且,比较例1的试样与参考例1同样地在导通孔的开口部处的侵蚀较大,用co2激光打开的50μm的开口扩大至60μm。

另外,若观察在表面形成的抗蚀图形,则所见之处观察到了图案的倒塌。这是因为表面粗糙度较大而抗蚀剂的设置面变小、紧贴性降低。像这样,如比较例1那样,在湿式除污处理与通过溅射形成晶种层的形成处理的组合中,不能确保导电层与绝缘层的紧贴性,另外,由于绝缘层表面的粗糙化而导致难以制作细微布线基板。

与此相对,在实施例1中,剥离强度为0.85kg/cm。另外,该实施例1的试样中的导通孔连接强度为100%,品质良好。这是因为由于波长220nm以下的紫外线照射导致在树脂的表面层产生色心,其活性部捕获溅射粒子从而形成晶种层。这样,产生了不仅仅是通过从溅射源飞来的金属粒子的单纯的堆积、单纯的打入的稳固的键合力。

这样,在光学除污处理与通过溅射形成晶种层的形成处理的组合中,所形成的溅射晶种膜非常稳固,表现出比与湿式除污处理的组合而形成的溅射晶种膜更高的剥离强度。如表1中也示出的那样,相对于比较例1的剥离强度的提高大幅增长了0.4kg/cm。

另外,在实施例1中,表面粗糙度ratop为120nm,侧壁粗糙度ravia为95nm。这是因为紫外线使表面粗糙化的作用较少,基板的表面与导通孔的侧壁的粗糙化被同样地抑制。并且,实施例1的试样在导通孔的开口部处的侵蚀较小,通过co2激光钻开的50μm的开口止于52μm。

另外,若观察在表面形成的抗蚀图形,则可观察到清晰的图案。这是因为,由于表面粗糙度较小而确保了抗蚀剂的设置面、维持了紧贴性。这样,在实施例1那样的光学除污处理与通过溅射形成晶种层的形成处理的组合中,能够不使绝缘层表面粗糙化地确保导电层与绝缘层的紧贴性。另外,由于不使绝缘层表面粗糙化,因此细微布线基板的制作也成为可能。

在比较例2中,剥离强度为0.40kg/cm。另外,该试样中的导通孔连接强度为72%,品质较差。这是因为没有受到pet薄膜(保护膜)的保护作用的导通孔内(侧壁),因湿式除污处理的高锰酸引起的侵蚀作用而变得凹凸不平,从溅射源飞来的金属粒子的堆积变得不均,在阴影的部分未形成cu的晶种膜。

在比较例2中,表面粗糙度ratop为70nm、平滑,侧壁粗糙度ravia为169nm。这样,可知由于pet薄膜(保护膜)的保护作用,药液不接触环氧树脂的表面,环氧树脂的表面被平滑地保持,导通孔的侧壁被药液粗糙化。

并且,比较例2的试样在导通孔的开口部处的侵蚀较大,50μm的开口扩大至57μm。另外,可观察到下述构造,即,药液由于保护膜的作用而滞留,导通孔的底部的直径变得大于导通孔的开口部的直径,导通孔的内侧膨胀而成的构造。此外,观察在表面形成的抗蚀图形的结果为良好。这是因为,由于表面粗糙度较小而抗蚀剂的设置面增大、紧贴性被维持。

这样,即使是湿式除污处理与通过溅射形成晶种层的形成处理的组合,只要使用pet薄膜(保护膜)便能够制作细微布线基板。然而,不能确保导电层与绝缘层的紧贴性。如上述的实施例1那样,只要设为光学除污处理与通过溅射形成晶种层的形成处理的组合,即使不使用pet薄膜(保护膜),也能够实现细微布线基板的制作、以及确保导电层与绝缘层的紧贴性。

与此相对,在实施例2中,剥离强度为0.62kg/cm。另外,该实施例2的试样中的导通孔连接强度为100%,品质良好。这是因为,没有受到pet薄膜(保护膜)的保护作用的导通孔内(侧壁),接收到波长220nm以下的紫外线,由此在树脂内产生的色心稳固地捕获从溅射源飞来的金属粒子,从而紧贴性被强化。

另外,在实施例2中,表面粗糙度ratop为75nm且平滑,侧壁粗糙度ravia也为70nm且平滑。这是因为,由于pet薄膜(保护膜)的保护作用而使环氧树脂的表面被平滑地保持,导通孔内抑制了紫外线照射引起的粗糙化。

并且,实施例2的试样在导通孔的开口部处的侵蚀较小,50μm的开口止于51μm。这样,导通孔形状的维持性也较高。另外,观察在表面形成的抗蚀图形的结果也良好。这是因为,由于表面粗糙度较小而抗蚀剂的设置面增大,紧贴性被维持。

这样,通过组合光学除污处理与通过溅射形成晶种层的形成处理,并进一步使用pet薄膜(保护膜),能够最低限度地抑制绝缘层表面的粗糙化并且能够确保导电层与绝缘层的紧贴性。由于不使绝缘层表面粗糙化,因此也能够制作细微布线基板。

在比较例3中,剥离强度为0.40kg/cm。另外,该比较例3的试样中的导通孔连接强度为23%,品质较差。这是因为,导通孔直径较小,湿式除污处理的高锰酸不会进入导通孔内,不能去除污迹。从溅射源飞来的金属粒子堆积在残留有污迹的表面,在其上形成cu电镀层,因此紧贴性显著降低。

并且,在比较例3中,表面粗糙度ratop为70nm且平滑,侧壁粗糙度ravia为120nm。这是因为,由于pet薄膜(保护膜)的保护作用,药液不与环氧树脂的表面接触,环氧树脂的表面虽被平滑地保持,但导通孔的侧壁被药液粗糙化。

并且,比较例3的试样在导通孔的开口部处的侵蚀较大,25μm的开口扩大至30μm。另外,可观察到下述构造,即,药液由于保护膜的作用而滞留,导通孔的底部的直径变得大于导通孔的开口部的直径,导通孔的内侧膨胀而成的构造。此外,观察在表面形成的抗蚀图形的结果良好。这是因为,由于表面粗糙度较小而抗蚀剂的设置面增大,紧贴性被维持。

这样,即使是湿式除污处理与通过溅射形成晶种层的形成处理的组合,只要使用pet薄膜(保护膜)就能够制作细微布线基板。然而,若导通孔直径为比较小的则不能适当进行通过湿式除污处理去除污迹,不能确保导电层与绝缘层的紧贴性。

与此相对,在实施例3中,剥离强度为0.62kg/cm。另外,该实施例3的试样中的导通孔连接强度为100%、品质良好。这是因为,没有受到pet薄膜(保护膜)的保护作用的导通孔内(侧壁),接收到波长220nm以下的紫外线,由此在树脂内产生的色心稳固地捕获从溅射源飞来的金属粒子,紧贴性被强化。

另外,在实施例3中,表面粗糙度ratop为80nm、平滑,侧壁粗糙度ravia也为90nm、平滑。这是因为,由于pet薄膜(保护膜)的保护作用而使环氧树脂的表面被平滑保持,导通孔内抑制了紫外线照射引起的粗糙化。

并且,实施例3的试样在导通孔的开口部处的侵蚀较小,25μm的开口止于27μm。这样,导通孔形状的维持性也较高。另外,观察在表面形成的抗蚀图形的结果也良好。这是因为,由于表面粗糙度而抗蚀剂的设置面增大,紧贴性被维持。

这样,通过组合光学除污处理与通过溅射形成晶种层的形成处理,并进一步使用pet薄膜(保护膜),能够最低限度地抑制绝缘层表面的粗糙化,并且能够确保导电层与绝缘层的紧贴性。由于不使绝缘层表面粗糙化,因此制作细微布线基板也成为可能。另外,导通孔径即使是较小的也能够通过进行光学除污处理而适当去除污迹,从而确保导电层与绝缘层的紧贴性。

在比较例4中,剥离强度为0.45kg/cm。另外,该比较例4的试样中的导通孔连接强度为87%,品质较差。这是因为,虽然导通孔内的树脂吸收紫外线,但由于波长为254nm,所以表面部的色心的作用较少,几乎没有溅射粒子的捕获作用。因此,基板表面以及导通孔内面的紧贴性较低。

比较例4的试样的表面粗糙度ratop为100nm且平滑,侧壁粗糙度ravia也为100nm且平滑。这是因为紫外线使表面粗糙化的作用较少,基板的表面以及导通孔的侧壁被同样被抑制了粗糙化。另外,观察在表面形成的抗蚀图形的结果也良好。这是因为,由于表面粗糙度较小而抗蚀剂的设置面增大,紧贴性被维持。

这样,在基于波长254nm的紫外线的光学除污处理与通过溅射形成晶种层的形成处理的组合中,由于与上述的实施例1同样地不使绝缘层表面粗糙化,因此能够制作细微布线基板。然而,在光学除污处理中使用的紫外线的波长不像上述的实施例1那样为220nm以下,因此不能在树脂的表面层产生色心,不能提高导电层与绝缘层的紧贴性。

如以上说明那样,通过使用波长220nm以下的紫外线的光学除污处理、与通过溅射形成晶种层的形成处理的组合,能够在绝缘层表面与导通孔内这两方确保高紧贴性,能够实现可靠性较高的基板。并且,由于能够平滑地保持树脂表面,能够稳定地形成细微布线形成用的抗蚀图形,能够高精度地制作细微布线基板。

(布线基板制造装置)

以上说明的布线基板的制造能够通过以下所示的布线基板制造装置来实现。

图6a以及图6b为表示布线基板制造装置的构成的概略图。这里,图6a表示不使用上述保护膜来制造布线基板的布线基板制造装置210的构成,图6b表示使用上述保护膜来制造布线基板的布线基板制造装置220的构成。

布线基板制造装置210具备紫外线照射装置211、超声波清洗·干燥装置212、溅射装置213。紫外线照射装置211对工件(布线基板材料)进行光学除污处理中的紫外线照射处理。超声波清洗·干燥装置212在进行作为光学除污处理中的物理式振动处理的超声波振动处理(超声波清洗处理)之后,进行干燥工件的干燥处理。溅射装置213采用溅射法,进行在光学除污处理后的工件表面形成晶种层的处理。

布线基板制造装置220具备紫外线照射装置221、超声波清洗·干燥装置222、掩模剥除装置223、以及溅射装置224。紫外线照射装置221以及超声波清洗·干燥装置222与紫外线照射装置211以及超声波清洗·干燥装置212相同。掩模剥除装置223进行从光学除污处理后的工件去除保护膜的处理。溅射装置224采用溅射法,进行在去除了保护膜后的工件表面形成晶种层的处理。

根据这样的布线基板制造装置210、220,能够实现确保了晶种层与绝缘层的紧贴性的可靠性较高的布线基板的制造。

此外,在图6中,紫外线照射装置211以及221对应于紫外线照射部,超声波清洗·干燥装置212以及222对应于振动赋予部,溅射装置213以及224对应于晶种层形成部。

(变形例)

在上述实施方式中,说明了通过溅射法形成晶种层的情况,但不限于此。例如,也可以通过离子镀法形成晶种层。在这种情况下,也能够获得与通过溅射法形成晶种层的情况相同的效果。即,只要是像溅射法或离子镀法那样,通过使材料粒子(金属粒子)碰撞而附着来形成晶种层的方法,则能够获得与上述实施方式相同的效果。

此外,虽然在上述中说明了特定的实施方式,但该实施方式仅为例示,无意限定本发明的范围。本说明书所记载的装置以及方法能够在上述以外的方式中实现。另外,能够在不脱离本发明的范围的前提下对上述的实施方式适当地实施省略、置换以及变更。实施了相关的省略、置换以及变更的方式包含于权利要求书所记载的方式以及其等同物的范畴,属于本发明的技术范围。

标号说明

10…绝缘层,11…导电层,12…绝缘层,12a…导通孔,13…晶种层,14…电镀层,c…色心,l…激光,r…抗蚀图形,s…污迹,t…靶粒子

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.(修改后)一种布线基板的制造方法,其特征在于,包括:

第一工序,对于在导电层上层叠了绝缘层而成的布线基板材料,形成贯通所述绝缘层的贯通孔;

第二工序,对于形成了所述贯通孔的所述布线基板材料,照射波长220nm以下的紫外线,从而进行该布线基板材料的除污处理,并且在所述绝缘层的表面生成键合缺陷;

第三工序,对于被实施了所述除污处理并生成了所述键合缺陷的所述绝缘层的表面,使材料粒子碰撞而打入,从而形成晶种层;以及

第四工序,在所述晶种层上,通过电解镀形成由导电材料构成的电镀层。

2.如权利要求1所述的布线基板的制造方法,其特征在于,

所述第三工序通过溅射法形成所述晶种层。

3.如权利要求1所述的布线基板的制造方法,其特征在于,

所述第三工序通过离子镀法形成所述晶种层。

4.如权利要求1~3中任一项所述的布线基板的制造方法,其特征在于,

所述绝缘层由含有粒状填料的树脂形成,

所述第二工序包括对所述布线基板材料照射所述紫外线的工序、以及对照射了所述紫外线的所述布线基板材料施予物理式振动的工序。

5.如权利要求1~4中任一项所述的布线基板的制造方法,其特征在于,

所述第二工序在含氧的处理气体的气氛中,一边加热所述布线基板材料一边对该布线基板材料照射所述紫外线。

6.(修改后)如权利要求1~5中任一项所述的布线基板的制造方法,其特征在于,

所述第一工序是对在所述绝缘层上具有保护层的所述布线基板材料,形成贯通所述保护层以及所述绝缘层的所述贯通孔的工序,

所述第二工序通过以所述保护层为掩模,对所述布线基板材料照射所述紫外线,从而对所述贯通孔内进行除污处理,

所述第三工序去除所述保护层然后形成所述晶种层。

7.(修改后)如权利要求6所述的布线基板的制造方法,其特征在于,

所述第一工序包括:

在所述绝缘层之上形成所述保护层的工序;以及

形成贯通所述保护层以及所述绝缘层的所述贯通孔的工序。

8.一种布线基板,通过所述权利要求1~7中任一项所述的布线基板的制造方法制造。

9.(修改后)一种布线基板制造装置,其特征在于,具备:

紫外线照射部,对于在导电层上层叠由含有粒状填料的树脂形成的绝缘层、并形成有贯通所述绝缘层的贯通孔的布线基板材料,照射波长220nm以下的紫外线,在所述绝缘层的表面生成键合缺陷;

振动赋予部,对通过所述紫外线照射部照射了所述紫外线的所述布线基板材料赋予物理式振动;以及

晶种层形成部,对于利用所述紫外线照射部以及所述振动赋予部被实施了除污处理、并生成了所述键合缺陷的所述绝缘层的表面,使材料粒子碰撞而打入,从而形成晶种层。

10.(追加)一种溅射装置,对于布线基板材料的绝缘层的表面,使材料粒子碰撞而打入,从而利用溅射法形成晶种层,其特征在于,

所述布线基板材料通过在导电层上层叠由含有粒状填料的树脂形成的绝缘层,并形成贯通所述绝缘层的贯通孔而成,

对于应形成所述晶种层的所述布线基板材料,通过照射波长220nm以下的紫外线并赋予物理式振动的除污处理,在所述绝缘层的表面生成键合缺陷。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1