CN1508285A - 金属膜形成处理方法、半导体器件和布线基板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及对树脂基材的表面依次进行调节处理、Pd活性化处理、无电解镀铜处理、电解镀铜处理，在该表面上形成铜金属膜的金属膜形成方法。在调节处理中，使调节处理液层状地存在于该表面与覆盖玻璃板之间，从覆盖玻璃板的上边向该表面照射紫外线。若在存在着处理液的状态下进行紫外线照射，则树脂表面分子和处理液成分就进行化学反应，促进并强化树脂表面的活性化，提高将附着于树脂表面上的金属铜的贴紧度。

Description

金属膜形成处理方法、半导体器件和布线基板
技术领域
本发明涉及在树脂基材上形成金属膜的金属膜形成处理方法，和在树脂绝缘层上具有金属膜的半导体器件和布线基板，特别是涉及可以提高借助于电镀在该树脂绝缘层的表面上形成的金属膜的贴紧力的金属膜形成处理方法、半导体器件和布线基板。
背景技术
现有技术的金属膜形成方法，例如已应用于例如含有堆积基板或使用该基板的半导体封装的布线基板，或者被叫做在半导体元件上中间存在着树脂绝缘层地形成了布线图形的芯片尺寸封装的半导体器件。
例如，在要在半导体器件上形成布线图形的情况下，为了形成为将布线层叠层到树脂绝缘层的层间，在以聚酰亚胺、环氧树脂等的具有电绝缘性的基材为基底，向其上进行涂敷，或者加压粘接上具有电绝缘性的树脂薄膜形成了树脂绝缘层之后，借助于电镀等在该树脂绝缘层的表面上形成导电体层。通过将在树脂绝缘层的表面上形成的导电体层刻蚀成规定的图形，可以在该树脂绝缘层的表面上形成布线图形。或者，在树脂绝缘层上预先用规定的图形形成了掩模后，再借助于电镀等形成导电体层，形成布线图形。
然而，在借助于电镀在树脂绝缘层的表面上形成导电体层的情况下，为了提高借助于电镀形成的导电体层与树脂绝缘层之间的贴紧性，例如，就如在特开2002-57456号公报中所公开的那样，以往一直进行的做法是在预先对树脂绝缘层的表面进行了粗糙化处理(desmear处理)后，再施行电镀。表面粗糙化处理可通过用高锰酸钾、高锰酸钠等的刻蚀液刻蚀树脂绝缘层的表面进行。
在该情况下，采用向用刻蚀液，借助于表面粗糙化处理使树脂绝缘层的表面形成为凹凸面的树脂绝缘层的表面的凹部内填充导体的办法，借助于锚固定作用就可以使布线图形的导电体贴紧到树脂绝缘层上。但是，当树脂绝缘层的表面的凹凸增大时，在刻蚀导体层以形成布线图形时，表面的凹凸就会给图形形成的精度造成影响，产生不能以良好的精度形成其微细的布线图形的问题。
取决于在树脂绝缘层的表面上的表面粗糙度的大小，在对导体层进行刻蚀以形成布线图形时，如果树脂绝缘层的表面粗糙度大则潜入量将增大，而如果表面粗糙度小则潜入量将减小。就是说，如果树脂绝缘层的表面的凹凸大，则在对导体层进行刻蚀以形成布线图形时，刻蚀液就易于从凹凸部分进入到布线图形的侧面，布线图形的侧面部分就变成为隆起的形状。为此，在表面粗糙度大的情况下，就难于使布线图形微细化。
此外，当树脂绝缘层的表面粗糙度增大时，还存在着高频信号的传送损耗增大的问题。表面粗糙度越小则传送损耗越小。此外，当树脂绝缘层的表面粗糙度增大时，由于抗迁移性就会降低，故优选要形成导电体层的树脂绝缘层的表面粗糙度要尽可能地小。因此，当要向树脂绝缘层上形成导电体层时，要求尽可能地减小树脂绝缘层的表面粗糙度，同时，要求提高树脂绝缘层与导电体层之间的贴紧性。
通常，在半导体器件等中，在要在树脂绝缘层的上边形成导电体层的情况下，例如，采用先后用无电解镀铜和电解镀铜，形成金属膜的办法制作成布线基板。但是，与镀镍等比较起来，镀铜由于与树脂基材之间的贴紧性低，在用铜电镀来形成将成为导电体层的金属膜的情况下，就要求该金属膜和树脂基材之间的更为确实的贴紧性。
于是，例如，就像在特开平6-87964号公报中所公开的那样，作为提高该贴紧性的方案，人们提出了在使树脂基材的表面改质之后，再对其表面进行无电解电镀的种种的方法。例如，有对于被放置在胺化合物气体或酰胺化合物气体气氛下的树脂基材表面照射紫外线激光，然后进行无电解电镀的方法。
此外，人们还提出了这样的方法：例如在特开平8-253869号公报中所公开的那样，作为对树脂基材进行的无电解电镀的前处理，在向树脂基材的表面照射了紫外线之后，再对该树脂基材表面进行无电解电镀的方法，或例如在特开平10-88361号公报中所公开的那样的，通过进行使之与含有具有聚氧化乙烯键的非离子型界面活性剂的碱性溶液进行接触的表面处理工序来提高贴紧性的方法。
再有，人们还提出了这样的方法：例如，在特开平10-310873号公报中所公开的那样，在进行了借助于紫外线照射的表面改质之后，通过使树脂基材的表面吸附具有氨基系官能基的硅烷耦合剂，促进锡-钯系催化剂的赋予，提高借助于无电解电镀在树脂基材上形成的金属膜的贴紧力。
另一方面，除了借助于紫外线照射使树脂基材改质的方法之外，例如，就如在前边提到的特开2002-57456号公报中所公开的那样，还提出了采用在按照等离子体处理和紫外线处理的顺序连续地对树脂基材的表面进行了处理后，再施行无电解电镀的办法，产生显示与进行了无电解电镀后的金属膜之间的贴紧性的官能基，来减小树脂基材的表面粗糙度而且使得贴紧性变成为良好的方法。
如上所述，在作为一直在半导体器件等中使用的树脂绝缘层的树脂基材的上边形成构成导电体层的金属膜时，有种种提高树脂基材与金属膜之间的贴紧性的手法，也有表示其贴紧性的皮尔强度具有变成为可供实用的充分的大小，提高了贴紧性的手法。
但是，在使用这些各个手法时，前提是要对树脂基材表面进行刻蚀以实施表面粗糙化处理。该刻蚀处理，一般地说，要将树脂基材浸泡到铬酸·硫酸混合液、重铬酸·硫酸混合液、盐酸、硫酸·高氯酸混合液等的强氧化性的刻蚀处理液中后进行。然而，该刻蚀处理液，由于是危险性、公害性高的药液，对于其使用和排出处理都要十分小心，在金属膜形成中的电镀处理工序中，作业负担增大。
此外，在上述的各个手法中，即便是可以提高树脂基材与金属膜之间的贴紧性，也存在着不仅要照射紫外线，在该照射后，也必须准备与通常的处理工序中的处理液不同的用来促进树脂基材的表面的改质的处理剂，存在着处理工序数增加，处理成本增加的问题。
再有，在进行树脂基材的表面的改质时，在接在紫外线照射后边施行等离子体处理的情况下，除了紫外线照射的设备之外，还必须设置等离子体处理装置，该等离子体装置，成为使设备成本增大的主要原因，因此廉价的产品的提供就成了问题。
因此，本发明的目的在于提供使得完全照原样地使用在半导体器件等的树脂基材的表面上形成金属膜的现有的金属膜形成中的各种处理工序的处理液，在紫外线照射的效果持续着的期间内进行其次的处理工序，因而可以简单地提高树脂基材与金属膜之间的贴紧性的金属膜形成处理方法，和在树脂基材上具有应用该金属膜形成处理方法形成的金属膜的半导体器件和电路布线装置。
发明内容
为了解决以上的课题，本发明为：在按照电镀核产生工序和无电解电镀工序的顺序进行处理，在树脂基材的表面上形成处理金属膜，或者在该无电解电镀工序之后，再进行由电解电镀工序进行的处理，以在树脂基材的表面上形成处理金属膜的金属膜形成处理方法中，在使中间  存在着上述无电解电镀工序前使用的处理液后向上述表面上照射紫外线。
而且，上述处理液，为在上述电镀核产生工序前对上述表面进行前处理的调节处理液，或者，为在述电镀核产生工序中应用于上述表面的催化处理液，进而，上述紫外线照射，为在中间存在着上述调节处理液的情况下和中间存在着上述催化处理液的情况下这两种情况下实施的。
进而，使上述调节处理液或上述催化处理液薄层状地存在于玻璃板与上述表面之间。
此外，本发明为具有借助于上述的金属膜形成处理方法在树脂绝缘层上形成的金属膜的半导体器件，进而，为具有借助于上述的金属膜形成处理方法在树脂基材上形成的金属膜的布线基板。
附图说明
本发明的其它的特点、目的和优点将会从以下的参看附图进行的优选实施形态的说明中更加明确，在所有这些附图中对于相同的或相似的部分赋予相同的参考标号。在这些附图中，
图1是说明实施形态1的金属膜形成处理方法的处理步骤的流程图。
图2用来说明在实施形态1的金属膜形成处理方法的调节处理工序中进行放射线照射的实施例的图。
图3是说明实施形态2的金属膜形成处理方法的处理步骤的流程图。
图4用来说明在实施形态2的金属膜形成处理方法的调节处理工序中进行放射线照射的实施例的图。
图5是说明将别的实施形态合在一起后的金属膜形成处理方法的处理步骤的流程图。
图6是说明作为本发明的基础的金属膜形成处理方法的处理步骤的流程图。
图7A到图7E是说明图6所示的金属膜形成方法中的处理工序的说明图。
图8是说明作为本发明的基础的另一金属膜形成处理方法的处理步骤的流程图。
具体实施方式
下面，边参看附图边对本发明的金属膜形成方法的实施形态进行说明。
在现有技术中，向树脂基材表面上进行的金属膜的形成，一直都使用电镀法。该电镀法，例如在要在聚酰亚胺等的树脂基材表面上形成铜的金属膜的情况下，一般要由如下工序构成：树脂表面的脱脂等的前处理工序，刻蚀处理工序，催化处理工序，加速处理工序，无电解镀铜处理工序，以及电解镀铜处理工序。
如上所述，之所以经过了种种的处理工序之后再进行电镀处理而不是对树脂基材表面直接进行电镀处理，是因为树脂具有难于沾水的疏水性的缘故。要是直接对树脂基材表面进行电镀处理，则不能在其表面上形成金属膜。在进行像电镀那样的在水溶液中进行表面处理的情况下，就必须预先使树脂基材表面变成为易于沾水的亲水性。此外，为了使树脂基材表面与电镀金属进行贴紧，除了要使树脂基材表面亲水性化之外，还要在树脂表面上形成极性基以使之活性化，实施使树脂表面具有微细孔等的凹凸的表面粗糙化。该处理就是刻蚀处理。
再有，为了析出电镀核，就必须使树脂表面钯(Pd)活性化，浸泡到含有PdCl2和SnCl2的催化处理液内，使树脂基表面吸附催化剂金属。该处理就是催化处理。
当进行催化处理时，由于在树脂基材表面上已吸附有Pd和Sn的络合盐，故在加速处理工序中，在含有HCl或H2SO4或NH4F·HF的加速处理液中，使成为电镀核的钯金属在树脂表面上析出来。
其次，在无电解电镀处理工序中，借助于已析出到树脂表面上的电镀核的催化作用，金属铜就被无电解电镀到树脂表面上，在树脂表面整个面上形成金属膜。无电解电镀产生的金属膜，是具有用来进行电解电镀的给电层的作用的金属膜，通常厚度约为0.5到2.0微米左右。之后，借助于电解镀铜处理工序，一直到变成为可在布线图形中使用的规定的厚度为止进行电解镀铜，形成金属膜。
以上的处理工序，虽然是一般的在树脂基材表面上形成铜金属膜时的形成方法，但是，在变成为本实施形态之前，在该形成方法中作为可以不进行危险性和公害性都高的刻蚀处理，简化金属膜形成方法的处理工序的方法，尝试了图6所示那样的金属膜形成处理。
在向图6所示的树脂基材表面上进行的金属膜形成中，按照调节处理工序S1、预浸泡处理工序S2、催化处理工序S3、加速处理工序S4、无电解镀铜处理工序S5和电解镀铜处理工序S6的顺序进行。
在这里，图6所示的金属膜形成处理方法，与现有技术的金属膜形成方法的不同之处在于：省略了刻蚀处理工序，在调节处理工序S1中，对于树脂基材表面施行脱脂等的前处理，然后，进行用来使树脂基材表面亲水化和活性化的预浸泡处理S2，接着，进行催化处理工序S3。预浸泡处理工序S2，也具有促进由将变成为电镀核的Pd和Sn进行的络合盐的吸附的效果。
图7A到图7E，按照图6所示的金属膜形成方法的处理工序的步骤，模式性地示出了金属膜的形成过程。图7A与调节处理工序S1对应，示出了使调节处理液2与树脂基材1的表面接触，将进行要实施电镀的树脂表面的前处理的状态。
图7B与预浸泡处理工序S2对应，示出了使预浸泡处理液3与树脂基材1的表面接触，正在进行该表面的活性化处理的状态。另外，在图7A和图7B中，调节处理液2或预浸泡处理液3虽然示出的是已载置到树脂基材1的表面上的状态，但是，却是着眼于树脂基材1的表面的处理，模式性地示出的状态，在实际的处理工序中，树脂基材1要浸泡到各个处理液中后进行处理。
接着，图7C示出了在树脂基材1的表面上Pd活性化已结束后的状态，即，示出了进行催化处理工序S3和加速处理工序S4，析出了电镀核4的状态。在图中，电镀核4虽然是用5个黑色圆点表示的，但是这是为便于看图而进行的扩大图示的，实际上电镀核是微细的，而且析出了更多的电镀核。
图7D与无电解电镀处理工序S5对应，示出了在树脂基材1的表面上析出了电镀核4之后正在进行无电解镀铜处理的状态。借助于Pd的催化作用，在电镀核4的表面上都已电镀上了金属铜5。然后继续进行无电解电镀，遍及树脂基材1的表面整个面地电镀上连续的金属铜。
图7E，与电解镀铜处理工序S6对应，示出了从用金属铜5对树脂基材1的整个表面进行无电解电镀之后，进行电解镀铜，形成了金属膜6后的状态。这样一来，就可以按照图6所示的金属膜形成处理方法的步骤在树脂基材1的表面上形成构成导电体层的金属膜。
然而，若使用该金属膜形成处理方法，由于省略了刻蚀处理工序，故树脂基材与金属膜的贴紧性弱，不能充分地得到皮尔强度值。于是，为了用该金属形成方法提高树脂基材和金属膜的贴紧度，进行了向树脂基材表面上照射紫外线的改良。图8示出了进行该紫外线照射的金属膜形成方法。
图8所示的金属膜形成处理方法，以图6所示的该方法的各个处理工序为基本，具备相同的处理工序S1到S6。在图8的金属膜形成处理方法的情况下，在进行调节处理工序S1之前，要先进行紫外线照射工序S0。
人们知道通过向树脂基材的表面上照射紫外线，例如当使用由电介质势垒放电准分子灯泡产生的172nm的单色光时，将使聚酰亚胺树脂等的表面活性化。紫外线的波长，虽然即便是波长长的单色光也可以出现照射产生的活性化效果，但是，已经证明：波长越短，其活性化效果越大(例如参看前面说过的特开2002-57456号公报)。但是，由该紫外线带来的照射效果，只能持续一个短时间，不能持续到Pd活性化处理或无电解镀铜处理。因此，即便是具有因进行紫外线照射所产生的活性化的效果，也达不到提高树脂基材和金属膜的贴紧度的那种程度。
在图8所示的金属膜形成处理方法中，相对于紫外线照射处理工序S0，在调节处理工序S1之前单独地进行，也尝试进行了与该表面的调节处理或催化处理同时进行对树脂基材表面的紫外线照射的方法。即，在在图7A中所示的调节处理的状态，或图7所示的催化处理的状态下，从树脂基材1的上边方，中间存在着调节处理液2或催化处理液3向树脂基材1的表面上照射紫外线。
但是，当试图从树脂基材1的上边方，中间存在着调节处理液2或催化处理液3向树脂基材1的表面上照射紫外线，在树脂基材1的上边形成铜金属膜6时，未发现所形成的铜金属膜6和树脂基材1之间的贴紧度的改善。
于是，使得调节处理液2或催化处理液3在树脂基材1的表面上变薄，例如变成为10微米左右的厚度，将覆盖玻璃板载置到处理液上，然后，通过该覆盖玻璃板向树脂基材1的表面上，照射具有172nm的波长的紫外线后，再在树脂基材1的上边形成铜金属膜6时，所形成的铜金属膜6与树脂基材1之间贴紧度被大幅度地改善，可以得到可供实用的充分大小的皮尔强度值。
该贴紧度的改善效果是由于：通过在中间隔着薄的处理液向树脂表面照射紫外线时，在正好在该表面的树脂分子被活化，反应性高涨起来的那一时刻，使树脂与处理液共存，使处理液中的成分和树脂的分子强烈地进行化学性地结合，持续地促进活性化。
因此，在本实施形态的金属膜形成处理方法中，为了提高树脂基材与金属膜的贴紧度，想了一些办法使得在树脂基材表面上存在着处理液的时候进行通过紫外线照射的定时，提高紫外线照射所产生的活性化，在该活性化持续进行的期间内形成金属膜。
图1示出了本发明的金属膜形成方法的实施形态1的处理工序。该图的实施形态1的金属膜形成处理方法，示出的是将图8所示的紫外线照射处理工序S0和调节处理工序S1结合起来，在调节处理液的存在时进行紫外线照射的情况。因此，实施形态1的金属膜形成方法的各个处理工序，以图8所示的金属膜形成处理方法为基本，对于相同的处理工序，赋予了同一标号。
因此，在实施形态1的金属膜形成处理方法中，图8的紫外线照射处理工序S0和调节处理工序S1，虽然被置换成调节和紫外线照射处理工序S11，但是，预浸泡处理工序S2、催化处理工序S3、加速处理工序S4、无电解镀铜处理工序S5和电解镀铜处理工序S6这些工序没有变化，与图6的金属膜形成处理方法中的各个工序的处理是同样的，所以，在这里将省略处理工序S2以后的各个工序。
参看图2，对在实施形态1的金属膜形成处理方法中作为特征的调节和紫外线照射处理工序S11，进行说明。在图2中，模式性地而且局部地扩大示出了该工序。例如，示出的是要在半导体器件中已叠层上的树脂绝缘层上形成铜金属膜的情况。
在构成树脂绝缘层的树脂基材1的表面上，形成调节处理液2的层。在形成该层时，要将覆盖玻璃板7载置到调节处理液2的上边，使调节处理液2的层厚变成为10微米左右。覆盖玻璃板7，用来使调节处理液2的层在树脂表面上均一薄地形成。
从覆盖玻璃板7的上边方，朝向树脂基材1的表面地照射紫外线。紫外线可以使用例如，由电介质势垒放电准分子灯泡产生的172nm的单色光。当在聚酰亚胺树脂等的表面上存在着调节处理液2的状态下向树脂表面照射该紫外线时，就会促进强化该表面的活性化。
在实施形态1的情况下，由于树脂表面的活性化被促进，故作为调节处理的处理时间，也可以比图8的金属膜形成处理方法中的调节处理工序S1的处理时间短。此外，在这里在调节处理中使用的处理液，没有必要准备特别规格的处理液，可以完全保持原状不变地使用通常在调节处理中使用的处理液。
在进行了图2所示的调节·紫外线照射处理工序S11之后，如图1所示，依次进行通常的Pd活性化处理，无电解镀铜处理和电解镀铜处理，在树脂基材1上形成铜金属膜6。
其次，在图3中示出了本发明的金属膜形成方法的实施形态2的处理工序。在实施形态1中，是将图8所示的紫外线照射处理工序S0和调节处理工序S1结合起来，在调节处理液存在时进行紫外线照射的情况，该图的实施形态2的金属膜形成处理方法，则变成为将图8所示的紫外线照射处理工序S0和催化处理工序S3结合起来，在催化处理液存在时进行紫外线照射。
因此，实施形态2的金属膜形成方法的各个处理工序，由于是以图8所示的金属膜形成处理方法为基本的，故对于相同的处理工序赋予了同一标号。因此，在实施形态2的金属膜形成处理方法中，对于图8所示的紫外线照射处理工序S0和催化处理工序S3来说，已置换成催化·紫外线照射处理工序S31，调节处理工序S1、预浸泡处理工序S2、加速处理工序S4、无电解镀铜处理工序S5和电解镀铜处理工序S6这些工序没有变化，与图6的金属膜形成处理方法中的各个工序是同样的，所以在这里将省略处理工序S31以外的各个工序。
参看图4，对在实施形态2的金属膜形成处理方法中作为特征的催化和紫外线照射处理工序S31，进行说明。在图4中，与图2的情况下同样，模式性地而且局部地扩大示出了该工序。例如，示出的是要在半导体器件中已叠层上的树脂绝缘层上形成铜金属膜的情况。
在构成树脂绝缘层的树脂基材1的表面上，形成催化处理液3的层。该层的形成方法，与图2的情况下是同样的，仅仅是不使用调节处理液2，而代之以使用催化处理液3。将覆盖玻璃板7载置到催化处理液3的上边，使催化处理液3的层厚变成为10微米左右。
从覆盖玻璃板7的上边方，朝向树脂基材1的表面地照射紫外线。紫外线可以使用例如由电介质势垒放电准分子灯泡产生的172nm的单色光。当在聚酰亚胺树脂等的表面上，存在着催化处理液3的状态下向树脂表面照射该紫外线时，就会促进强化该表面的活性化。
在实施形态2的情况下，由于可以促进树脂表面的活性化，故作为催化处理的处理时间，也可以比图8的金属膜形成处理方法中的催化处理工序S3的处理时间短。此外，在这里，在催化处理中可使用的处理液，也没有必要准备特别规格的处理液，可以完全保持原状不变地使用通常在催化处理中使用的处理液。
在进行了图4所示的催化和紫外线照射处理工序S31之后，如图3所示，依次进行通常的Pd吸附处理，无电解镀铜处理和电解镀铜处理，在树脂基材1上形成铜金属膜6。
在以上说明的实施形态1和2的金属膜形成处理方法中，虽然在调节处理液或催化处理液中的任何一方存在的状态下向树脂表面照射紫外线，但是，对于图6所示的金属膜形成处理方法中的调节处理工序S1和催化处理工序S3这两方来说，即便是在各个处理液存在的条件下向树脂表面照射紫外线，也可以进一步强化树脂表面的活性化。
图5示出了对于图6所示的金属膜形成处理方法中的每一个处理工序，都实施了紫外线照射的实施形态3的金属膜形成处理方法的处理步骤。图5所示的实施形态3的金属膜形成处理方法，调节处理工序S1已置换成实施形态1的调节和紫外线照射处理工序S11，而催化处理工序S3则已置换成实施形态2的催化和紫外线照射处理工序S31。
再有，在实施形态3的金属膜形成处理方法中，则在图6的金属膜形成处理方法中的无电解镀铜处理工序S5中，也进行紫外线照射。在该无电解镀铜处理工序中，将无电解镀铜处理本身分割成2个阶段，分成无电解镀铜处理工序S51和S54，在无电解镀铜处理的途中也实施紫外线照射。
在用该处理工序S51进行的电镀处理后，借助于紫外线照射处理工序S52，在树脂基材表面露出来的部分和由无电解镀铜得到的铜金属膜混合存在时进行树脂基材表面的紫外线照射。借助于该紫外线照射，提高树脂表面和通过无电解电镀而析出的金属铜之间的贴紧度。
另外，在无电解镀铜处理工序的途中，即便是要对树脂表面实施紫外线照射的情况下，在将覆盖玻璃板载置到树脂表面上之后，当通过该覆盖玻璃板向树脂表面进行紫外线照射时，也可以进一步提高铜金属膜的贴紧度。
在紫外线照射处理工序S52结束后，经过对所析出的金属铜的表面进行清洗的酸处理工序S53，在无电解镀铜处理工序S54中进行剩下的无电解镀铜处理。接着，进行通常的电解镀铜处理工序S6，在所析出的金属铜的上边形成铜金属膜。另外，在处理工序S51中形成的铜金属膜是可以成为电解镀铜处理中的给电层的膜厚的情况下，可以省略处理工序S54的无电解镀铜处理。
根据以上所述，在采用在树脂表面上存在处理液的状态下，向该表面照射紫外线的办法，使由紫外线照射效果得到的树脂表面的活性化，反应性提高。在这时，处理液中的成分和树脂表面的分子化学性地强烈地进行结合，结果就变成为无电解镀铜的金属铜被牢固地附着在该树脂表面上。
因此，倘采用实施形态1到3的金属膜形成处理方法，则在树脂基材表面上形成的金属膜和树脂基材之间贴紧度，归因于在处理液存在的状态下，紫外线照射效果而得到的树脂表面的活性化的强化而提高。而且，仅仅对紫外线照射的定时动些脑筋，就可以直接使用在现有的树脂基材表面上形成金属膜的方法中使用的各个处理工序中的各种处理液，没有必要准备特别的处理。
另外，在迄今为止说明的实施形态1到3的金属膜形成处理方法中，虽然经由电镀核产生处理工序、无电解电镀处理工序和电解处理工序，在树脂基材表面上形成了金属膜，但是，在树脂基材表面上形成的金属膜和树脂基材之间的贴紧度，却归因于在处理液存在的状态下，紫外线照射效果得到的树脂表面的活性化的强化而得以提高。于是，即便是不进行作为金属膜形成的一部分的电解电镀处理工序而仅仅用无电解电镀处理工序，在树脂基板上形成金属膜的情况下，在各个处理液存在的条件下，也可以照射紫外线，由于该贴紧度归因于照射效果而提高，即便是仅仅用无电解电镀处理工序形成金属膜的情况下，也可以应用本实施形态的金属膜形成处理方法。
此外，至于树脂基材，虽然主要举出的是聚酰亚胺树脂的例子，但是，本实施形态的金属膜形成处理方法，并不限定于聚酰亚胺树脂，对于环氧树脂、聚四氟乙烯等氟系树脂、丙烯腈·丁二烯·苯乙烯树脂、聚碳酸酯树脂等也可以应用。只要是可借助于紫外线照射使树脂表面改质活性化的物质，就可以发挥提高金属膜的贴紧度的效果而对于其材质没有什么特别限定。在要在这些树脂基材的上边形成金属膜的情况下，要照射的紫外线的波长，当然可以根据其材质选择最佳的波长。
此外，本实施形态的金属膜形成处理方法，虽然是以在半导体器件中叠层的树脂绝缘层的上边形成铜金属膜的情况为例进行的说明，但是就适用对象来说，并不限于半导体器件，对以树脂为基材的基板，或用柔性薄片形成的电路布线装置、使用堆叠布线基板的半导体封装中的金属膜形成，也可以应用。
再有，就如在对在树脂基材的表面上形成的金属膜，例如，要求抗蚀性的情况下那样，作为电解电镀的金属，也可以不使用铜，而代之以使用镍、铬等的别的金属。
以下，对本实施形态的金属形成处理方法的具体例子进行说明。在该说明中，示出的情况是要在半导体器件中已叠层上的聚酰亚胺树脂绝缘层上形成铜金属膜。此外，在说明实施例之前，为了给出由本实施形态的金属膜形成处理方法所带来的效果，示出了作为参考的比较例。
[比较例1]
比较例1的金属膜的形成，可按照图6所示的金属膜形成处理方法的各个处理工序进行。
在调节处理工序S1中，使用含有表面活性剂的アトテシク公司制造的商品名为コソディッョナ-ネオパクトU的调节处理液(在1L处理液中含有30mL原液)，在45℃下对聚酰亚胺树脂的表面进行5分钟清洗。在其次的预浸泡处理工序S2中，用含有氯化钠(NaCl)和硫酸氢钠(NaHSO4)的シプレイ公司制造的商品名为キャタプレシプ404的预浸泡处理液(在1L处理液中含有200mL的原液)。用1分的处理时间，进行用来进行聚酰亚胺树脂表面的电镀核吸附的处理。
接着，在催化处理工序S3中，作为催化剂，使用前边提到的ップレイ公司制造的商品名为キヤタプレシプ404(在1L处理液中含有250mL的原液)、和含氯化钯(PdCl2)、氯化锡(SnCl2)的该公司的商品名为キャタポヅシト44(在1L处理液中含有33mL的原液)的混合处理液，在45℃下进行5分钟的催化处理，吸附Pd和Sn的络合盐。然后，在加速处理工序S4中，用含有硼氟化氢酸(HBF4)的シプレイ公司制造的商品名为アクセラレ-タ19E(在1L处理液中含有40mL的原液)，进行处理时间8分钟的加速处理，作为电镀核使Pd在聚酰亚胺树脂表面上析出。
然后，在无电解镀铜处理工序S5中，以Pd为催化剂，用在通常情况下使用的シプレィ公司制造的商品名为キュ-ポヅシト328，进行处理时间8分钟的无电解镀铜，析出0.1微米厚的金属铜，在这里，キュ-ポヅシト328由含有硫酸铜(CuSO4·5H2O)的キュ-ポヅシト328A(在1L处理液中含有120mL)，和含有罗谢尔盐(C4H4O6K·Na)和氢氧化钠(NaOH)的キュ-ポヅシト328L(在1L处理液中含有100mL)、和含有甲醛(HCHO)的キュ-ポヅシト328C(在1L处理液中含有15mL)构成。
接着，在电解镀铜处理工序S6中，使用通常使用的メルテシクス制造的商品名为カパ-グリ-ム125，进行由通电量2A/dm2进行的40分钟的电解镀铜，形成18微米的铜金属膜。
经以上那样地处理，在以聚酰亚胺树脂为基材的绝缘层上，形成了铜金属膜。然后，测定聚酰亚胺树脂和金属膜的贴紧度，得知得到了100gf/cm左右的皮尔强度。
[比较例2]
比较例2的金属膜的形成，按照图8所示的金属膜形成处理方法的各个处理工序进行。图8的金属膜形成处理方法，仅仅在图6的金属膜形成处理方法的各个处理工序的实施前，附加上了紫外线照射处理工序S0。
为此，图8所示的处理工序S1到S6，与在比较例1中所示的处理工序S1到S6的各个处理是完全相同的，所以，将省略在这里的说明，但是，在紫外线照射处理工序S0中，用13.44mW/cm2的照度向聚酰亚胺树脂的表面上照射具有172nm波长的紫外线120秒。对于该被该紫外线照射的树脂基材，依次实施各个处理工序S1到S6的处理。
经以上那样地处理，在以聚酰亚胺树脂为基材的绝缘层上，形成了铜金属膜。然后，测定聚酰亚胺树脂和金属膜的贴紧度，得知得到了122gf/cm左右的皮尔强度。
[实施例1]
实施例1是按照图1所示的金属膜形成处理方法，在以聚酰亚胺树脂为基材的绝缘层上形成铜金属膜的情况。图1的金属膜形成处理方法，虽然以图6的金属膜形成处理方法为基本，但是却将调节处理工序S1置换成调节和紫外线照射处理工序S11。因此，在聚酰亚胺树脂的表面上形成铜金属膜的处理工序，可以以比较例1的处理工序为基本地进行实施。
在比较例1中，在调节处理工序S1中，使用含有表面活性剂的アトテシク公司制造的商品名为コソディシヨナ-ネオパクトU的调节处理液(在1L处理液中含有30mL原液)，在45℃下对聚酰亚胺树脂的表面进行5分钟清洗。在实施例1中，如图2所示，使同样的アトテシク公司制造的商品名为コソデイショナ-ネオパクトU的调节处理液2，在覆盖玻璃板7与树脂1之间存在厚度10微米的层，然后，边从上方用13.44mW/cm2的照度照射具有172nm波长的紫外线边进行120秒的处理。
在处理工序S11的树脂表面的活性化处理结束后，进行比较例1的金属膜形成处理方法的各个处理工序。
经以上那样地处理，在以聚酰亚胺树脂为基材的绝缘层上，形成了铜金属膜。然后，测定聚酰亚胺树脂和金属膜的贴紧度，得知得到了可供实用的570gf/cm以上的皮尔强度值。
[实施例2]
实施例2是按照图3所示的金属膜形成处理方法，在以聚酰亚胺树脂为基材的绝缘层上形成铜金属膜的情况。图3的金属膜形成处理方法，虽然以图6的金属膜形成处理方法为基本，但是将催化处理工序S3置换成催化和紫外线照射处理工序S31。因此，实施例2的在聚酰亚胺树脂的表面上形成铜金属膜的处理工序，可以同样地以比较例1的处理工序为基本进行实施。
在比较例1中在催化处理工序S3中，作为催化剂，使用前边提到的シプレイ公司制造的商品名为キャタプレップ404(在1L处理液中含有250mL的原液)、和含有氯化钯(PdCl2)和氯化锡(SnCl2)的该公司的商品名为キャタポヅシト44(在1L处理液中含有33mL的原液)的混合处理液，在45℃下进行5分钟的催化处理，使其吸附Pd和Sn的络合盐。在实施例2中，作为催化剂，使用同样的ップレィ公司制造的商品名为キヤタプレシプ404和商品名キャタポヅシト44的混合液，对该催化剂，如图4所示，使其在覆盖玻璃板7与树脂1之间存在厚度10微米的层，然后，边从上方用13.44mW/cm2的照度照射具有172nm的波长的紫外线边进行120秒的处理。
经以上那样地处理，在以聚酰亚胺树脂为基材的绝缘层上，形成了铜金属膜。然后，测定聚酰亚胺树脂和金属膜的贴紧度，得知得到了可供实用的700gf/cm以上的皮尔强度值。
[实施例3]
实施例3是按照图5所示的实施形态3的金属膜形成处理方法，在以聚酰亚胺树脂为基材的绝缘层上形成铜金属膜的情况。图5的金属膜形成处理方法，虽然以图6的金属膜形成处理方法为基本，但是却将实施形态1和2组合了起来，将调节处理工序S1置换成调节和紫外线照射处理工序S11，将催化处理工序S3置换成催化和紫外线照射处理工序S31。
因此，在调节和紫外线照射处理工序S11中，使用前边提到的アトテシク公司制造的商品名为コソディシヨナ-ネオパクトU的调节处理液2，使其覆盖玻璃板7与树脂1之间存在着厚度10微米的层，然后，边从上方用13.44mW/cm2的照度照射具有172nm的波长的紫外线边进行120秒的处理，在催化和紫外线照射处理工序S31中，作为催化剂，使用前边提到的ップレイ公司制造的商品名为キャタプレシプ404和商品名キャタポヅシト44，使其在覆盖玻璃板7与树脂1之间存在着厚度10微米的层，然后，边从上方用13.44mW/cm2的照度照射具有172nm波长的紫外线边进行120秒的处理。
此外，在实施形态3的金属膜形成处理方法中，在无电解镀铜处理的途中，也进行对树脂表面的紫外线照射。在比较例1中，无电解镀铜处理，虽然使用前边提到的シプレイ公司制造的商品名为キュ-ポヅシト328进行8分钟的电镀处理，但是，将无电解镀铜处理分成2个阶段，在树脂基材表面露出来的部分，和由无电解镀铜形成的铜金属膜混合存在的无电解电镀处理的途中进行树脂基材的表面的紫外线照射。借助于此，就可以提高树脂基材与用无电解镀铜得到的金属铜之间的贴紧度。
在无电解电镀处理工序S51中，以Pd为催化剂，浸泡到用前边提到的シプレィ公司制造的商品名为キュ-ポヅシト328得到的无电解镀铜处理液内，进行处理时间2分钟的无电解镀铜。在该时刻处，被电镀上的金属铜，换算成树脂表面上的膜厚为0.025微米的厚度。然后，从该无电解镀铜处理液中取出该被处理物，在紫外线处理工序S52中，对该被处理物的表面，用13.44mW/cm2的照度照射具有172nm波长的紫外线120秒。
然后，在酸处理工序S53中，用10％硫酸形成的处理液，进行10秒的酸处理，对作为催化剂附着上Pd的电镀核的金属铜的表面进行清洗。然后，在无电解镀铜处理工序S54中，为了进行追加的无电解镀铜，再次将紫外线照射过的被处理物浸泡到前边提到的无电解镀铜处理液内，实施6分钟的无电解镀铜处理，得到0.075微米的铜金属膜。
接着，与比较例1的情况同样，在电解镀铜处理工序S6中，用前边提到的メルテックス制造的商品名为カパ-グリ-ム125，进行由通电量2A/dm2进行的40分钟的电解镀铜，形成18微米的铜金属膜。
经以上那样地处理，在以聚酰亚胺树脂为基材的绝缘层上，形成了铜金属膜。然后，测定聚酰亚胺树脂和金属膜的贴紧度，得知得到比在实施例1或2中得到的皮尔强度值更该的1050gf/cm以上的皮尔强度值。
如上所述，倘采用上所说的实施例的金属膜形成处理方法，由于树脂基材的表面的紫外线照射，是在处理液存在的状态下进行的，故可知：在该表面的活性化持续着的期间内可进行无电解电镀的金属铜向该表面的附着，其贴紧性增强，树脂表面和金属膜之间的贴紧度可提高得比比较例1和比较例2的金属膜形成的情况更高。
如上所述，倘采用本发明的金属膜形成处理方法，由于作成为使得在各个处理工序中使用的处理液存在的状态下进行对树脂表面的紫外线处理，故可以促进树脂表面的通过紫外线照射的活性化，可在该效果持续着的期间内进行无电解电镀，可以提高得益于紫外线照射得到的树脂表面和析出金属之间的贴紧度，即便是不实施通常一直进行的对树脂表面的刻蚀，也可以得到可将金属膜提供给实际使用的贴紧度。
此外，由于不使用刻蚀处理液，故使得对危险性、公害性的应对变得容易起来，可以减轻其操作，排出处理，可以减轻作业负担。
此外，倘采用本发明的金属膜形成处理方法，由于为对紫外线照射的定时动些脑筋，使得在存在着在各个工序中使用的处理液时进行紫外线照射，提高了树脂基材与金属膜之间的贴紧性，故可以直接使用通常的处理液，而没有必要另外准备与通常的处理工序中的处理液不同的用来促进树脂基材表面的改质的处理剂，可以将处理工序减少一个与可以省略刻蚀处理的处理工序量相对应的量，处理成本也可以降低。
再有，对于树脂基材的表面的改质来说，由于，除了紫外线照射的装置之外，无须设置特别的处理装置，可以完全不变地使用以往一直使用的各个处理液，故不会有设备成本增大，可以提供廉价的产品。
可将本发明的在树脂基材的表面上形成金属膜的方法应用于半导体器件的叠层绝缘层上的金属膜的形成，此外，在树脂基板或柔性薄片上也可以简单地形成金属膜，可以提供廉价的产品。

Claims (24)

1.一种按照电镀核产生工序和无电解电镀工序的顺序进行处理，在树脂基材的表面上形成处理金属膜的方法，
在中间存在着上述无电解电镀工序前使用的处理液时向上述表面照射紫外线。
2.根据权利要求1所述的金属膜形成处理方法，在上述无电解电镀工序之后，进行由电解电镀工序进行的处理。
3.根据权利要求1或2所述的金属膜形成处理方法，上述处理液，是在上述电镀核产生工序前对上述表面进行前处理的调节处理液。
4.根据权利要求3所述的金属膜形成处理方法，上述紫外线的照射，在中间存在着上述调节处理液的情况下和中间存在着在上述电镀核产生工序中应用于上述表面的催化处理液的情况下这两个情况下实施。
5.根据权利要求4所述的金属膜形成处理方法，使上述调节处理液或上述催化处理液薄层状地存在于玻璃板与上述表面之间。
6.根据权利要求1或2所述的金属膜形成处理方法，上述处理液是在上述电镀核产生工序中应用于上述表面的催化处理液。
7.根据权利要求6所述的金属膜形成处理方法，上述紫外线的照射，在中间存在着在上述电镀核产生工序中应用于上述表面的调节处理液的情况下和中间存在着上述催化处理液的情况下这两个情况下实施。
8.根据权利要求7所述的金属膜形成处理方法，使上述调节处理液或上述催化处理液薄层状地存在于玻璃板与上述表面之间。
9.一种在树脂绝缘层上具有借助于电镀形成的金属膜的半导体器件，
上述金属膜，采用进行电镀核产生工序，和包括中间存在着要使用的处理液向上述表面上照射紫外线的无电解电镀工序的处理的办法，在上述树脂基材的表面上形成。
10.根据权利要求9所述的半导体器件，在上述无电解电镀工序之后，进行电解电镀工序的处理。
11.根据权利要求9或10所述的半导体器件，上述处理液，是在上述电镀核产生工序前对上述表面进行前处理的调节处理液。
12.根据权利要求11所述的半导体器件，上述紫外线的照射，在中间存在着上述调节处理液的情况下和中间存在着在上述电镀核产生工序中应用于上述表面的催化处理液的情况下这两种情况下实施。
13.根据权利要求12所述的半导体器件，上述调节处理液或上述催化处理液薄层状地存在于玻璃板与上述表面之间。
14.根据权利要求9或10所述的半导体器件，上述处理液，是在上述电镀核产生工序中应用于上述表面的催化处理液。
15.根据权利要求14所述的半导体器件，上述紫外线的照射，在中间存在着在上述电镀核产生工序中应用于上述表面的调节处理液的情况下和中间存在着上述催化处理液的情况下这两种情况下实施。
16.根据权利要求15所述的半导体器件，上述调节处理液或上述催化处理液薄层状地存在于玻璃板与上述表面之间。
17.一种具有借助于电镀在树脂绝缘层上形成的金属膜的布线基板，
上述金属膜，采用进行电镀核产生工序，和包括中间存在着要使用的处理液向上述表面上照射紫外线的无电解电镀工序的处理的办法，在上述树脂基材的表面上形成。
18.根据权利要求17所述的布线基板，在上述无电解电镀工序之后，进行电解电镀工序的处理。
19.根据权利要求17或18所述的布线基板，上述处理液，是在上述电镀核产生工序前对上述表面进行前处理的调节处理液。
20.根据权利要求19所述的布线基板，上述紫外线的照射，在中间存在着上述调节处理液的情况下和中间存在着在上述电镀核产生工序中应用于上述表面的催化处理液的情况下这两种情况下实施。
21.根据权利要求20所述的布线基板，上述调节处理液或上述催化处理液薄层状地存在于玻璃板与上述表面之间。
22.根据权利要求17或18所述的布线基板，上述处理液，是在上述电镀核产生工序中应用于上述表面的催化处理液。
23.根据权利要求22所述的布线基板，上述紫外线的照射，在中间存在着在上述电镀核产生工序中应用于上述表面的调节处理液的情况下和中间存在着上述催化处理液的情况下这两种情况下实施。
24.根据权利要求23所述的布线基板，上述调节处理液或上述催化处理液薄层状地存在于玻璃板与上述表面之间。
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