专利名称：包括有若干印制线和微通路的多层电路的制造方法
技术领域：
本发明涉及包括有若干印制线、导电微通路及可能还有片状物的多层电路的一改进实施方法。
背景技术：
在本发明的范围内，微通路可理解为穿过一介电层厚度的微连接。技术领域中，微通路一般称为microvias。
在电子学领域内，倾向于使产品达到最佳的小型化，并提高性能即快速。这些趋势在表面连接元件如BGA/CGA、CSP或倒装片的应用不断增加下更显迫切。
最好在三维空间内实现密集集成沿轴向方向连续堆放越来越薄的介电层/铜层以获得多层，同时在垂直所述方向的平面里，使越来越精细的印制线和片状物靠近。
本发明的方法都符合这些标准，确保建立一“细直线”型电路，其特征在于，印制线和各印制线间的宽度小于100μm，孔或通路的直径小于100μm。
另外，所述方法还保证金属层能牢固贴在介电衬底上，限制了由于各层连续堆放而造成的不准确。
此外，根据本发明的方法在经济上也很有利，因为制造它的步骤很少。
根据其特征之一，本发明提出了在介电中形成印制线及导电通路的一方法，所述介电覆盖着第一电路层或第一金属层，但不会破坏所述第一电路层或所述第一金属层。
美国专利US 5260170中描述了一种制造包括导电微通路的电路的方法。所述方法包括以下阶段1、在衬底上施加包括电气化学金属催化剂的第一感光树脂层2、曝光及显影，以暴露衬底的某些部分3、施加没有电气化学金属催化剂的第二感光树脂层4、曝光及显影，以暴露第一层及衬底的某些部分5、电气化学法喷镀金属化阶段3、4、5可形成印制线及微通路，第二感光树脂层构成一选择性保护。所述层没有除去。
所述制造工序可重复数次，以获得一多层电路，获得的最后一层用作衬底。
根据上述方法所获电路的水平度较差，这会损害其精确度。这个缺陷的产生是因为感光树脂接触到不同处理如激活催化剂或金属化时所用溶液发生膨胀而引起的。也可能是因为层数叠放太多。
发明内容
本发明提出了一种改进的电路制造方法，所述方法尤其能获得很好的水平度。所述方法的优点还在于更加安全，因为降低了由于层数重叠及微通路位置不准确而引起的电路率。
为此，本发明提出一包括若干印制线和微通路的多层互连电路的制造方法，所述方法为实施至少一层包括以下步骤a)在衬底——所述衬底的表面包括可金属化及/或可能可金属化部分——上，形成含有可引起以后金属化的化合物的第一感光绝缘树脂层b)曝光并显影第一层，以有选择地暴露衬底的可金属化及/或可能可金属化部分c)在第一感光绝缘树脂层和步骤b)中的暴露部分表面上，通过金属化，形成印制线和金属微通路，同时实施第二感光树脂层，形成选择性保护，其特征在于，
为实施所述层，所述方法包括除去第二感光树脂层的一阶段。
在一定部分上，通过形成及/或堆放不同性质的材料层，获得电路。因此，可实施金属印制线、金属微通路，及可能还有金属片状物，它们时常分隔开，并由一绝缘材料层支承着。
印制线、微通路及片状物形成一互连电路。
印制线为在一绝缘材料表面上的电路部分。它们一般为厚度递减的直线形。
根据本发明的电路包括若干电路层。
各电路层对应绝缘材料表面上的一组印制线。因此，各电路层由一绝缘材料分隔开，所述绝缘材料在各电路层之间多处有金属连接。两层或更多层之间的这些金属连接称为微通路。这种结构、这些词汇都是本领域的技术人员所熟知的。
制造至少一电路层包括a)、b)、c)三步，除去了所述电路层的第二层。
根据本发明，分隔电路层的绝缘材料层由感光绝缘树脂构成，所述树脂包括可引起以后金属化的一化合物。所述层称为“第一层”。穿过所述层在各层之间建立起金属连接的微通路位于第一层被曝光和显影所除去的部分处。通常称为“photovia”。
阶段a)时，在衬底——所述衬底的表面包括可金属化及/或可能可金属化部分——上，形成第一绝缘感光性树脂层。
可金属化表面即指通过电镀及/或电气化学法不直接被金属化的、但经过相应处理后能被金属化的部分。例如一树脂表面部分，所述部分包括一可引起以后金属化的化合物，可感光或不感光的，绝缘的。尤其为在实施一低层电路时可用作第一感光绝缘树脂层的层的部分。
可金属化表面部分即指可直接采用电镀及/或电气化学法进行金属化处理部分。如衬底上的如印制线、片状物或微通路的金属部分。
通过金属化，在第一感光树脂层及b)中衬底暴露部分的表面上，形成印制线和微通路。在b)中暴露的衬底部分表面上的金属部分对应于微通路。
为形成印制线和微通路，可通过实施第二感光树脂层进行选择性保护。受感光树脂层选择性保护的金属互连的形成方法是本领域的技术人员熟知的。此处尤其要提到图案式方法和平板式方法两种。对根据本发明的方法，可以在第一感光树脂层部分上进行金属化，因为所述树脂中包括可引起以后金属化的化合物，还可能因为能在金属化之前作合适的处理。
根据本发明，用来形成选择性保护的感光树脂层(第二感光树脂层)在所述方法中可取消。
取消中间电路层的第二感光树脂层，可提高水平度。中间层即指不是最后一层，在形成顶层时可用作衬底的那一层。它还可在某些部分留出包括一可引起以后金属化的化合物的感光绝缘树脂表面。当制造顶层电路中或在微通路定位时出现不准确时，金属化和所获接触仍可能有良好的粘附性，若第二感光树脂层未取消，这是不可能的。
衬底可为根据本发明的方法或其它方法实施而成的低层电路。当衬底为根据本发明的方法实施的低层电路时，可金属化部分即指低层电路部分，尤其指印制线及/或微通路，可能可金属化部分为第一感光绝缘树脂层的未金属化部分，所述第一层在实施低层电路时实施而成。
衬底还可为在一软或硬支承物上的一层或多层印刷电路，可能还有若干导电微通路。支承物例如可为印刷电路领域中的注入的一绝缘材料或传统合成材料。例如环氧树脂/玻璃纤维构成的支承物。也可为一包括一未编织纤维网或纸的介电材料，所述介电材料浸有介电树脂。网或纸的存在可保证热膨胀系数(CTE)很均匀。
特别有利地是，支承物为一纤维网，所述网由未编织芳族聚酰胺纤维构成，所述纤维预先浸有环氧树脂、聚酰亚胺树脂或这些树脂的混合物。更有利地是，这些芳族聚酰胺纤维(它们最好为金属芳族聚酰胺纤维、对位芳族聚酰胺纤维和两者的混合物)预先浸泡有已功能化的芳族聚酰亚胺树脂(带有热交键化学图案)。所述功能化可通过双重连接或顺丁烯二酸族来获得，如专利EP 0 336 856或专利US4 927 900中所描述的。有利地是，纤维网中包括按重量35％至60％的介电树脂，最好为44％至55％，或更好在40％至50％之间如47％。
例如，纤维网的厚度在10至70μm之间，最好在15至50μm之间，更好则在20至40μm之间。
其克度一般在10至50克/平方米之间，更好则在15至40克/平方米之间。
可确定，根据本发明的方法所获电路可实施在一个或两个面上。
阶段a)中，衬底上形成第一感光绝缘树脂层。
第一感光绝缘树脂层包括一可引起以后金属化的化合物。所述化合物最好为一金属氧化物粒子。金属氧化物可为如Cu、Co、Cr、Ni、Pb、Sb、Sn氧化物及其混合物。尤其是氧化铜如Cu2O。树脂还可包括不导电惰性装料。
至于金属氧化物，最好为小体积的微粒状；其颗粒度一般在0.1至5μm之间。
树脂一般选择阴性或阳性感光树脂。有利地是，在阶段a)中，它可以溶剂中的溶液或一非网状流体形式，贴附在衬底上或低电路层上。树脂如Vantico公司的Probimer系列。原则上，可引起以后金属化的化合物在形成层以前，就注入这些树脂中。
树脂的厚度为足够两材料层之间绝缘即可。有利地是，它小于100μm，例如在10至20μm之间，最好在20至40μm之间。有利地是，层的介电系数小于5。
可引起以后金属化的化合物可在处理例如形成一下层后，实施金属化。后文将描述可实施的处理。
阶段b)中，先曝光再显影第一树脂层。根据树脂性质是阴性还是阳性，显影中可除去部分为已曝光或未曝光部分。
为暴露相邻下层的部分的感光树脂层的曝光和显影操作，是技术人员熟知的。本领域技术现状中已知的两种技术都相当适合。
第一种技术即通过预定蔽光框曝光树脂层。
第二种技术即为LDI(Laser Direct Imaging)技术，指直接暴露感光树脂。
从经济角度考虑，这种技术很有利，因为它不须使用蔽光框。
根据第二种技术，感光树脂通过激光束一象素一象素地扫过含有感光树脂的介电表面，而有选择地曝光。
再采用和使用阴性或阳性感光树脂的传统技术的相同方式，去除树脂的可溶解部分。
实施第二种技术有两类激光合适在红外线中作用的激光(热LDI)和在330-370nm的波长范围中作用的紫外线激光(LDI-UV)。
阶段c)又分为几个阶段。阶段c)有几种实施方式，对应于步骤链上不同的阶段。后文将描述对应各不同实施方式的三条链。
阶段c)时实施第二感光树脂层。有利地是，第二层的树脂不含可引起以后金属化的化合物。
第二层的树脂可为阴性或阳性感光树脂。层可通过以溶剂中一溶液或一非交键流体形式贴附而形成。树脂例如Vantico公司的Probimer系列。
感光树脂层，尤其是第一层，必要时，可包括其它不导电的惰性化合物，如粉末状矿物填料。例如，碳酸钙粒子。这种填料尤其在第一层中的存在，可增强已形成金属层的粘聚力，提高其粘附性。填料的颗粒度根据与树脂粘贴的方法来选择。
阶段c)时，先曝光再显影第二层，以暴露第一层及/或衬底的某些部分，及/或第二层形成之前所形成的金属层的某些部分。暴露部分的性质根据以后实施的特殊实施方式而改变。下面将描述一些实施方式。例如，对第一种实施方式，暴露第一层的某些部分和阶段b)时衬底的某些已暴露部分，对其它实施方式，则暴露形成于整个第一层表面上的一金属层的某些部分。根据树脂的性质为阴或阳，显影中除去部分为已曝光或未曝光部分。
第二感光树脂层的曝光和显影可根据第一感光树脂层中所述方法来实施。
通过金属化，印制线和微通路形成于第二感光树脂层未保护的整个或部分表面上，或在所述第二层粘附上之前，或在除去所述层某些部分之后。金属化可通过电气化学法(不带电)及/或通过电镀法(带电)来实施。尤其推荐所述后一种方法，因为速度更快。另外，它还可在酸性介质实施，这样可避免感光层膨胀，因而提高不同曝光和显影定位的精确度，增强电路的可靠性和寿命。有利地是，电镀金属法采用强度逐渐增加。金属最好为铜。
电气化学法金属化(不带电)这种技术在“Encyclopedia ofPolymer and Technology”(1986年，第8卷，第658-661页)中描述过。
同样地，电解法金属化(带电)是一种传统技术，也在“Encyclopedia of Polymer and Technology”(第661-663页)中描述过。
根据本发明的一最佳实施例，无论是电镀还是电气化学金属化法，它需一直持续到获得厚度至少为5μm、最好在10至20μm之间的一金属层。
有利地是，在金属化之前，阶段c)包括形成可进行金属化的下层的一阶段，所述下层形成于第一感光树脂层的表面，或被第二层其它部分有选择保护的第一层暴露部分的表面。根据情况，所形成的下层或持续或断续，直接或间接受到电解法金属化。相反，它总可进行电气化学金属化。在此情况下，金属的电化学沉淀物由下层催化，金属化等效于用铂或白金实施的金属化。
获得可金属化的下层的实施方式有两种。
根据下层的第一实施方式，可引起以后金属化的化合物为前面提过的金属氧化物，第一层或第一层的暴露部分与可由氧化粒子还原的贵金属盐溶液接触，形成所述下层。
在此过程中，其它层可与溶液接触。但这些层上不会发生反应。因此，在第一层的暴露表面上形成一持续的贵金属子层。子层的电阻率在106至103安培/□之间。最好，小于103安培/□。这样实施的电气化学金属化最好强度递增。例如，因为氧化粒子的浓度更大，所以子层的粘聚力比其它金属层也更强。
最佳的贵金属盐溶液如可为Au、Ag、Rh、Pd、Cs、Ir、Pt盐溶液，并带有负离子如Cl-、NO3-、CH3COO-。可通过浸在溶液中、喷射、滚筒滚过等法来接触。贵金属盐溶液一般为酸性，pH值一般在0.5至3.5之间，最好在1.5至2.5之间。PH值通常可由添加酸来控制。另外，这种在酸性介质中的处理能限制树脂层处在碱性介质中时发生的膨胀。因此，根据第一实施方式，可获得具有很高精确度和良好水平度的电路。还须指出，当第一感光树脂层包括碳酸钙粒子时，由贵金属盐酸性溶液所作的处理可在用酸性溶液如醋酸清洗之前进行。所述清洗可增加表面的粗糙度，表面上的碳酸钙粒子可溶解，因此能增强金属沉淀物的粘附力。
对下层的第一实施例，金属氧化粒子最好为MnO、NiO、Cu2O、SnO，最好在第一层中，占重量的2.5-90％，还最好占10-30％。最适合的金属氧化物为氧化铜即Cu2O。有利地是，溶液包括10-5mol/L的贵金属盐，最好为0.0005-0.005mol/L之间。可获得一持续的、厚度小于1μm的贵金属下层。所获得的下层非常均匀，这可提高在金属化之后获得的连接质量。可使用的盐例如为AuBr3(HauBr4)、AuCl3(HauCl4)或Au2Cl6、醋酸银、苯甲酸银、AgBrO3、AgClO4、AgOCN、AgNO3、Ag2SO4、RuCl4.5H2O、RhCl3.H2O、Rh(NO3)2.2H2O、Rh2(SO4)3.4H2O、Pd(CH3COO)2、Rh2(SO4)3.12H2O、Rh2(SO4)3.15H2O、PdCl2、PdCl2.2H2O、PdSO4、PdSO4.2H2O、Pd(CH3COO)2、OsCl4、OsCl3、OsCl3.3H2O、Osl4、IrBr34H2O、IrCl2、IrCl4、IrO2、PrBr4、H2PtCl6H2O、PtCl4、PtCl3、Pt(SO4)24H2O或Pt(COCl2)Cl2，及相应措施复合物如NaAuCl4、(NH4)2PdCl4、(NH4)2PdCl6、K2PdCl6或KAuCl4。
所获下层特别适合电解金属法。例如，一强度递增的电解金属化。
在第一实施方式范围内的下层的形成特别包括以下操作——实施包括在第一感光树脂层中的金属氧化粒子。所述操作最好通过碱性侵蚀(如在含水酒精介质中的氢氧化钠或氢氧化钾溶液里)来实施，再用水或可能用超声波来冲洗，以除去脱模的氧化粒子。
——当第一感光树脂层包括惰性填料如碳酸钙时，通过酸性侵蚀形成一略粗糙的表面。最好，这一操作不同于形成金属下层的操作。
——通过与含水的、酸、贵金属盐溶液接触，形成持续的贵金属下层。例如，可确定，所获下层一般为单原子，继续氧化还原反应时，贵金属可作为屏障。下层是持续的，因为一部分金属氧化粒子通过溶解释放出离子。这些离子在水介质中和贵金属盐发生反应，引起所述金属的还原，因而充填在整个粒子内部空间中。因为贵金属盐水溶液限制更大，所以反应更加有效、经济。为此，反应最好在薄层中发生即通过浸泡在含有贵金属盐溶液里，再马上取出。这样，在水溶液层中和物体发生反应。
根据下层的第二实施方式，可引起以后金属化发生的化合物为上文提到的金属氧化物，第一层或第一层的暴露部分与可还原氧化粒子的一还原剂接触形成下层。
在此阶段中，其它层可接触到还原剂，但不会发生反应。因此第一层表面上形成一金属氧化物的还原形式且导电的下层。
在下层的第二实施方式中，最佳的金属氧化物为氧化铜Cu2O。有利地是，根据所述实施例，第一层含有10-90％(最好在25-90％之间)的金属氧化物。在一变型中，它包括的氧化铜少于10％。根据情况，所形成的下层或持续或断续，其表面电阻率在0.01至106欧姆/□之间。
下层可达到的表面电阻率取决于第一感光树脂层的构成。例如，因为氧化粒子的浓度越高，下层的粘聚力更好。
当第一感光树脂层由10-90％的金属氧化物构成时，惰性、不导电填料为0至50％；聚合树脂为10-90％，有利地是，还原一直继续，直至达到0.01至106欧姆/□的电阻率。一般可获得一持续下层。持续性和所达到的电阻率尤其可在下层上直接实施电解金属化。例如，强度递增的电镀金属法。
当第一感光树脂层由至少10％的金属氧化物、0至50％的惰性、不导电填料、50至90％的聚合体树脂构成时，有利地是，还原一直继续，直至达到0.01至106Ω/□的电阻率。此时，下层是间断的。
下层无论持续与否，还可保证以后与其完全兼容的金属沉淀物的催化。
准确地说，所述阶段可增强以后金属沉淀物的粘聚力，同时避免已金属化通路上的导电性出现任何中断。
第二实施方式中下层的形成尤其包括以下操作——实施包括在第一感光树脂层中的金属氧化粒子。所述操作最好通过碱性侵蚀(如在含水/酒精介质中的氢氧化钠或氢氧化钾溶液里)来实施，再用水或可能用超声波来冲洗，以除去脱模氧化粒子。
——当第一感光树脂层包括惰性填料如碳酸钙时，通过酸性侵蚀形成一略粗糙的表面。最好，这一操作不同于形成金属下层的操作。
——通过与包括一还原剂的水溶液接触，形成金属下层。下层最好形成为薄层。即根据类似于上述的原理通过浸泡在含有还原剂的水溶液里，再马上取出。
可确定，例如，当金属氧化物为氧化铜时，一部分铜还原成CuH状态，在该状态中，铜作为形成下层的催化剂。如果有多余的CuH，所述CuH慢慢转化成室温下的金属铜，同时向外释放出氢。后文不再讲所述过渡氢化物了，简单地讲，它即指一金属层。
为实施所述还原，本领域技术人员可选择任何一种能把金属氧化物还原成氧化度为0的金属的任何一种还原剂。
在所述阶段中希望达到的电阻率值，一方面，取决于聚合物矩阵中的金属氧化物的性质和比例，另一方面，取决于所进行的还原，尤其是所使用的还原剂类型及预酸洗阶段。
沉积的金属层性质根据所使用的还原剂类型和待还原的金属氧化物的性质而改变。根据本发明的一最佳实施例，还原剂为一硼氢化物。
下面详细描述当金属氧化物为氧化铜时硼氢化物的作用。
通过硼氢化物的作用，氧化铜还原为金属铜。
通过使用所述还原剂，在介电表面形成的层为一持续或断续的金属铜层。
可使用的硼氢化物包括可代替和不可代替的硼氢化物。可代替的硼氢化物，其中，在还原条件下，硼氢化物离子的至少三个氢化原子如烃基、芳基、烷氧基可用惰性代替物来代替。最好为碱性硼氢化物，其中，碱性部分由钠或钾构成。相应的典型化合物为硼氢化钠、硼氢化钾、二乙基硼氢化钠(sodium diethylborohydride)、三乙基硼氢化钾(potassium triphenylborohydride)。
还原处理可简单地通过把介电表面与水中或水及惰性极性熔剂如低脂肪酒精中的硼氢化物溶液相接触来实施。
最好采用纯的硼氢化物溶液。这些溶液的浓度可在较大范围内变化，最好介于0.05至1％之间(溶液中的硼氢化物的活性氢重量)。还原处理可在高温下进行，但最好在接近环境温度的一温度中实施，例如15至30摄氏度。至于反应的发生，必须注意，它能产生B(OH)3和OH-离子，这些离子可增加还原过程中介质的pH值。但达到较高的pH值如13时，还原放慢，这样有利于在缓冲介质中的操作，以使还原速度很固定。
原则上通过控制处理时间，可很容易控制所发生还原的程度。要获得对应于所需值的一电阻率，必要的处理时间一般足够短，根据介电中氧化物比例，它通常介于约一分钟至一刻钟之间。对于一定的处理时间，还可通过在介质中添加多种加速剂如硼酸、草酸、柠檬酸、酒石酸或氯化金属如二氯化钴、二氯化镍、二氯化镁、二氯化铜，来改变还原速度。
还可控制所实施硼氢氧化物的数量，以控制还原的程度。一最佳操作方式即把待还原衬底浸入或多或少有点粘的硼氢化物溶液中，再取出衬底，使还原反应在空气中发生。所消耗的硼氢化物离子BH4-的数量取决于粘度。BH4-在要被还原的薄层中反应。这种方法的优点还在于不会污染原液槽，不会使其性质不稳定。
采用硼氢化物实施还原的准确条件在EP 82 094中描述过了。当然还须明白，在本发明的范围内，只有介电的表面部分必须还原。
下层上的金属化如前所述。
在实施电路层时，除去了感光树脂层。根据实施例，这一操作分为多步。除去树脂层可通过溶解或脱模方式实施。整个感光树脂层的除去技术已知了。
由于第二感光树脂层不是预硬化状态，所以除去更容易。最好所述除去在阶段A时实施。
本方法可包括一处理阶段如阶段B，所述阶段用于安放预硬化状态下的第一感光绝缘树脂层。所述处理例如由焙烧构成。最好在除去第二感光树脂层后再实施。所述处理可使电路更稳定，尤其是尺寸的稳定性更大，因此能提高实施印晒和显影的准确性。另外，它限制了树脂和不同处理中所用溶液相接触时发生膨胀的现象。
所述方法尤其适于实施印刷电路和高集成密度的多层模块。
本发明的其它细节和优点将在下文中参照具体实施例加以更详细的说明。准确地说，后文根据附图提出了三个实施例，所述附图示出了根据本发明方法所实施电路的横剖面简图，分别描述了所述方法的不同阶段。
图1a)至1g)示出了根据第一实施例的方法不同阶段的电路。
图2a)至2h)示出了根据第二实施例的方法不同阶段的电路。
图3a)至3i)示出了根据第三实施例的方法不同阶段的电路。
图4a)至4c)示出了所述方法不同阶段的多层电路。
具体实施例方式
根据第一实施例，所述方法包括以下阶段a1)在衬底101——所述衬底包括可金属化部分102及/或可能可金属化部分——上，形成含有金属氧化粒子的第一感光绝缘树脂层103，所述氧化物可为如Cu、Co、Cr、Ni、Pb、Sb、Sn氧化物及其混合物，及必要时，一种或多种其它不导电惰性装料；b1)曝光并显影第一层，以有选择地暴露衬底的可金属化及/或可能可金属化部分；c1)在第一层上和衬底的暴露部分上，形成第二感光树脂层105，以形成选择性保护，所述第二层中没有金属氧化粒子；d1)曝光及显影第二层，以有选择地暴露第一层的某些部分或衬底的某些部分；e1)形成下层107，所述下层可采用以下方式进行金属化——或与可通过金属氧化粒子还原的贵金属盐溶液接触；——或与可通过金属氧化粒子还原的还原剂接触；f1)采用电解或电气化学法进行金属化，以在第一层和衬底的暴露部分上覆盖一金属层108；g1)除去第二感光树脂层。
第一实施例适合图案式金属化。
对第一实施例来说，除去第二感光树脂层在阶段g1)时进行。阶段a1)和b1)对应于阶段a)、b)。第一感光绝缘树脂层中的化合物可引起以后的金属化，所述化合物为金属氧化物，如Cu、Co、Cr、Ni、Pb、Sn氧化物。形成印制线和微通路的阶段c)为由阶段c1)、d1)、e1)、f1)和g1)构成的一序列。
前面已详细描述过各阶段的实施方式。在根据第一实施例的方法中，阶段b1)时，形成光通路104，即所述通路在感光绝缘树脂层中，通向可金属化部分102及/或可能可金属化部分。阶段d1)时，通过在光通路104处形成通路106以暴露可金属化部分102，并在第一感光树脂层处实施通路107，获得选择性保护。阶段e1)时，形成一下层，所述下层可根据所述两种方式之一作金属化处理。最好是第一种，通过酸性介质中贵金属盐。阶段f1)中，最好通过电解实施金属化。获得金属互连109，所述互连尤其可构成印制线和微通路。阶段g1)时，除去第二感光树脂层。所获电路的表面包括——第一感光树脂层113——在第一层表面上、未接触到衬底的印制线部分111——和衬底接触的微通路110——第一层表面上、接触到微通路的印制线部分112根据第二实施例，所述方法包括以下阶段a2)在衬底201——所述衬底包括可金属化部分202及/或可能可金属化部分——上，形成含有金属氧化粒子的第一感光绝缘树脂层203，所述氧化物可为如Cu、Co、Cr、Ni、Pb、Sb、Sn氧化物及其混合物，及必要时，一种或多种其它不导电惰性装料；b2)曝光并显影第一层，以有选择地暴露衬底的可金属化及/或可能可金属化部分；c2)在第一感光绝缘树脂层上和衬底的暴露部分上，形成第二感光树脂层205；——或与可通过金属氧化粒子还原的贵金属盐溶液接触——或与可还原金属氧化粒子的还原剂接触d2)采用电镀或电气化学法进行金属化，以在第一层和衬底的暴露部分上覆盖一金属层206e2)在已金属化表面上形成第二感光树脂层207f2)曝光并显影第二层207，以有选择地暴露金属层的某些部分g2)阶段f2)时，除去暴露部分处的金属层
h2)除去第二感光树脂层第二实施例适合根据平板式金属化。
对第二实施例来说，除去第二感光树脂层在阶段h2)时进行。阶段a2)和b2)对应于阶段a)、b)。第一感光绝缘树脂层中的化合物可引起以后的金属化，所述为金属氧化物为如Cu、Co、Cr、Ni、Pb、Sn氧化物。形成印制线和微通路的阶段c)为由阶段c2)、d2)、f2)、e2)、g2)及h2)构成的一序列。
前面已详细描述过各阶段的实施方式。在根据第二实施例的方法中，阶段b2)时，形成光通路204，即所述通路在感光绝缘树脂层中，通向可金属化部分202及/或可能可金属化部分。阶段c2)时形成一可金属化的下层205，所述下层可根据所述两方式之一(最好为第一种)，利用酸性介质中的贵金属盐形成在第一层的整个可用表面上。阶段d2)时实施金属化，以获得在整个可用表面上的一持续金属层206。金属化最好采用酸性介质中的电解法。阶段f2)时，通过在第二层实施通路208，以使第二感光树脂层在整个金属表面上的多处，而获得选择性保护。因此，通路204处还有第二层209的保护，第一层没有通路的部分有第二层210的保护。
阶段g2)中，除去金属层中已在阶段f2)时被暴露的部分。所述除去可通过本领域技术人员熟知的蚀刻或溶解法进行。已除去部分一般为金属层中、和阶段b2)时已暴露部分未接触过的部分。所述除去最好在酸性介质中、最好通过蚀刻法进行。
阶段h2)中除去第二感光树脂层后，所获电路的表面包括——第一感光树脂层214——在第一层表面上、未接触到衬底的印制线部分212——和衬底接触的微通路211——第一层表面上、接触到微通路的印制线部分213根据第三实施例，所述方法包括以下阶段a3)在衬底301——所述衬底包括可金属化部分302及/或可能可金属化部分——上，形成含有金属氧化粒子的第一感光绝缘树脂层303，所述氧化物可为如Cu、Co、Cr、Ni、Pb、Sb、Sn氧化物及其混合物，及必要时，一种或多种其它不导电惰性装料。
B3)曝光并显影第一层，以有选择地暴露衬底的可金属化及/或可能可金属化部分C3)在第一感光绝缘树脂层上和衬底的暴露部分上，形成一下层305，——或与可通过金属氧化粒子还原的贵金属盐溶液接触——或与可通过金属氧化粒子还原的还原剂接触d2)必要时，采用电解或电气化学法进行金属化，以在第一层和衬底的暴露部分上覆盖一金属层306e3)在已金属化表面上形成第二层307，所述第二层不含金属氧化粒子f3)曝光并显影第二层，以有选择地暴露金属层的某些部分g3)加强对在阶段f3)时已暴露部分处通过金属化形成的金属层h3)除去第二感光树脂层，以暴露某些部分已加强的金属层i3)蚀刻金属层，以除去未加强部分上的整个层。
第三实施例适合具有图案加强的平板型金属化。
对第三实施例来说，除去第二感光树脂层在阶段h3)时进行。阶段a3)和b3)对应于阶段a)、b)。第一感光绝缘树脂层中的化合物可引起以后的金属化，所述化合物为金属氧化物，如Cu、Co、Cr、Ni、Pb、Sn氧化物。形成印制线和微通路的阶段c)为由阶段c3)、d3)、e3)、f3)、g3)、h3)及i3)构成的一链条。
前面已详细描述过各阶段的实施方式。在根据第三实施例的方法中，阶段b3)时，形成光通路304，即所述通路在感光绝缘树脂层中，通向可金属化部分302及/或可能可金属化部分。阶段c3)时形成一可金属化的下层305，所述下层可根据所述两方式之一(最好为第一种)，利用酸性介质中的贵金属盐，进行金属化处理。阶段d3)时实施金属化，以获得在整个可用表面上的一持续金属层306。阶段f3)时，通过实施通路308，以使金属层暴露在光通路304处，以及实施通路309以暴露在第一层没有通路的部分的金属层而获得选择性保护。
阶段g3)中，加强金属层中已在阶段f3)时被暴露的部分，即在通路308和309处。加强部分310可由一容易蚀刻的简单金属沉淀物构成，所述沉淀物如和金属层相同性质，且最好通过电解金属法。加强部分上的金属层厚度比未加强部分处大。加强部分还可由一容易蚀刻的金属材料如金构成。
在阶段h3)中除去所述感光树脂层后，可在阶段i3)时蚀刻金属层，以除去未加强部分上的整个金属层，并在已加强部分处留下金属沉淀物。例如可采用差动蚀刻法实施。如在酸性介质中实施的蚀刻。
所获电路的表面包括——第一感光树脂层314；——在第一层表面上、未接触到衬底的印制线部分312；——和衬底接触的微通路311；——第一层表面上、接触到微通路的印制线部分313；所获电路层可支承根据相似步骤序列获得的另一电路层。第二电路层的一实施例如图4a至4c所述。
在所述实施例中，根据和第一实施例相似的工序实施。
阶段a4)时，在根据上述实施例之一所获电路层的表面上形成第一感光树脂层，即感光树脂层401，所述树脂层包括前一电路层(即低层)的金属氧化物颗粒，并有印制线和微通路402、403。
阶段b4)时，曝光并显影第一树脂层，以形成光通路406、407，所述光通路通向一印制线部分，或微通路402、403，必要时，通向可金属化部分405，所述部分由低层电路的第一层的一部分构成(低层电路的第二层已除去)。
阶段c4)和d4)时，安放第二感光树脂层，再曝光并显影，形成一选择性保护。
阶段e4)时，形成一下层，所述下层如上所述可进行金属化处理。另外，下层形成于第一层的未保护表面上和可能可金属化表面405上。
阶段f4)时，实施金属化。形成印制线和微通路410、411和412。
阶段g4)时，除去第二感光树脂层。
权利要求
1.一种包括金属通路和微通路的多层互连电路的制造方法，所述方法包括用于制造至少一层的以下阶段a)在衬底——其表面包括可金属化及/或可能可金属化部分——上，形成含有可引起以后金属化的化合物的第一感光绝缘树脂层；b)曝光并显影第一层，以有选择地暴露衬底的可金属化及/或可能可金属化部分；c)在第一感光绝缘树脂层上和步骤b)中的暴露部分上，通过金属化形成印制线和金属微通路，同时实施第二感光树脂层形成选择性保护，其特征在于，为实施所述电路层，所述方法包括除去第二感光树脂层的一阶段。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，衬底为一低电路层，可金属化部分为印制线或金属微通路，可能可金属化部分为实施一低层电路时第一感光绝缘树脂层的未金属化部分。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，第二感光树脂层不包括可引起以后金属化的化合物。
4.根据上述权利要求其中之一所述的方法，其特征在于，可引起以后金属化的化合物由金属氧化物粒子，如Cu、Co、Cr、Ni、Pb、Sb、Sn氧化物及其混合物构成。
5.根据上述权利要求其中之一所述的方法，其特征在于，第一感光树脂层包括不导电的惰性填料。
6.根据上述权利要求其中之一所述的方法，其特征在于，金属化实施在一可被金属化的下层上，所述下层预先形成于第一感光树脂层的表面或第一感光树脂层暴露部分的表面上。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，可引起以后金属化的化合物由金属氧化物粒子如Cu、Co、Cr、Ni、Pb、Sb、Sn氧化物及其混合物构成，其特征还在于，第一感光树脂层或第一感光树脂层的某些部分与可由氧化粒子还原的贵金属盐溶液接触，形成所述下层。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，贵金属盐溶液为一酸性溶液。
9.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，贵金属盐可为Au、Ag、Rh、Pd、Os、Ir、Pt盐，并带有负离子如Cl-、NO3-、CH3COO-。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，可引起以后金属化的化合物由金属氧化物粒子如Cu、Co、Cr、Ni、Pb、Sb、Sn氧化物及其混合物构成，其特征还在于，第一感光树脂层或第一感光树脂层的某些部分与可由氧化粒子还原的一还原剂接触，形成所述下层。
11.根据权利要求6至10其中之一所述的方法，其特征在于，形成可被金属化的下层前，预先实施第一感光树脂层的粒子。
12.根据上述权利要求其中之一所述的方法，其特征在于，金属化通过电解法及/或电气化学法来实施。
13.根据上述权利要求其中之一所述的方法，其特征在于，金属化在酸性介质中通过电解法来实施。
14.根据权利要求7至13其中之一所述的方法，其特征在于，阶段c)包括以下阶段c1)在第一感光绝缘树脂层上和衬底的暴露部分上，形成第二感光树脂层，以形成选择性保护，所述第二层中没有能引起以后金属化的化合物；d1)曝光及显影第二层，以有选择地暴露第一层的某些部分或衬底的某些部分；e1)形成下层，所述下层可采用以下方式进行金属化——或与可通过金属氧化粒子还原的贵金属盐溶液接触；——或与可通过金属氧化粒子还原的还原剂接触；f1)采用电解或电气化学法进行金属化，以在第一层和衬底的暴露部分上覆盖一金属层；g1)除去第二感光树脂层。
15. 根据权利要求7至13其中之一所述的方法，其特征在于，阶段c)包括以下阶段c2)在第一感光绝缘树脂层和衬底的暴露部分表面上，形成能够被金属化的一个下层，——通过或与可通过金属氧化粒子还原的贵金属盐溶液接触；——通过或与可还原金属氧化粒子的还原剂接触；d2)采用电解或电气化学法进行金属化，以在第一层和衬底的暴露部分上覆盖一金属层；e2)在已金属化表面上形成第二感光树脂层以形成选择性保护；f2)曝光并显影第二层，以有选择地暴露金属层的某些部分；g2)从阶段f2)时暴露部分除去该金属层；h2)除去第二感光树脂层。
16.根据权利要求7至13其中之一所述的方法，其特征在于，阶段c)包括以下阶段c3)在第一感光绝缘树脂层上和衬底的暴露部分上，形成可被金属化的子层，——或通过与可通过金属氧化粒子还原的贵金属盐溶液接触；——或通过与可还原金属氧化粒子的还原剂接触；d2)必要时，采用电解或电气化学法进行金属化，以在第一层和衬底的暴露部分上覆盖一金属层；e3)在已金属化表面上形成将形成选择性保护的第二感光树脂层307，所述第二层不含能引起以后金属化的化合物；f3)曝光并显影第二层，以有选择地暴露金属层的某些部分；g3)加强对在阶段f3)时已暴露部分处通过金属化形成的金属层；h3)除去第二感光树脂层，以暴露某些部分已加强的金属层；i3)蚀刻金属层，以除去未加强部分上的整层。
17.根据上述权利要求其中之一所述的方法，其特征在于，它包括一第一感光树脂层处理阶段，以获得阶段B时的一树脂。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述处理为一焙烧，在除去第二感光树脂层后实施。
19.根据上述权利要求其中之一所述的方法，其特征在于，衬底为表面上有些印制线的一印刷电路。
20.使用根据上述权利要求其中之一所述的方法来制造印刷电路和高集成密度的多层模块。
21.通过权利要求1至19其中之一的方法可获得包括印制线和微通路的电路。
全文摘要
本发明涉及一包括金属通路和微通路的多层互连电路的制造方法。用于制造至少一层的所述方法包括以下阶段a)在衬底——其表面包括可金属化及/或可能可金属化部分(102)——上，形成含有可引起以后金属化的化合物的第一感光绝缘树脂层(103)；b)曝光并显影第一层(103)，以有选择地暴露衬底的可金属化及/或可能可金属化部分(102)；c)在第一感光绝缘树脂层(113)上和步骤b)中的暴露部分上，通过金属化，形成印制线(111)和金属微通路(110)，同时实施第二感光树脂层(105)，形成选择性保护，第二感光树脂层(105)要除去。
文档编号H05K3/18GK1488235SQ0182229
公开日2004年4月7日 申请日期2001年12月24日 优先权日2000年12月29日
发明者罗伯特·卡赛特, 温森特·洛伦茨, 洛伦茨, 罗伯特 卡赛特 申请人:盖尔麦公司