JP2016176099A - Plating method and intermediate for plating - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress elution of an organic substance into a plating solution during plating and to elongate a service life of the plating solution.SOLUTION: A plating method is provided, which includes: a seed layer formation step of forming a seed layer 12 on a surface of a treatment target substrate (substance to be treated) 11; a resist layer formation step of forming a resist layer 13 having an opening 13h so as to cover the seed layer 12 with a resist except for a plating target surface 12a and to form a plating pattern 15; a protection film formation step of forming metal protection films 14A, 14B covering the plating target surface 12a and a surface 13a of the resist layer 13 to form an intermediate 21 for plating; a plating step of forming a plating pattern 15 in the opening 13h of the resist layer 13 by applying electricity using the seed layer 12 as an electrode; a resist stripping step of removing the resist layer 13 and the metal protection film 14B deposited on the resist layer 13; and an etching step of removing the seed layer 12 in a part covered with the resist layer 13.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、半導体部品や実装基板等の配線パターンや、はんだバンプ、金属ピラー等の微細パターンの形成に用いられる被処理物の被めっき処理面にめっきを施すめっき処理方法及びその方法に用いられるめっき用中間体に関する。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used in a plating method and a method for plating a plated surface of a workpiece to be used for forming a wiring pattern such as a semiconductor component or a mounting substrate, or a fine pattern such as a solder bump or a metal pillar. The present invention relates to an intermediate for plating.

被処理物の被めっき処理面にめっき処理を施す方法として、電解めっき法が広く用いられている。電解めっき法により被めっき処理面にめっき処理を施す場合には、予め被処理物の表面に導電材料からなるシード層(導通膜)を形成しておき、さらにこのシード層をフォトレジストによりパターニングして被覆することで、シード層の被めっき処理面を露出させたレジストパターンを形成しておく。そして、このレジストパターンが形成された被処理物(以下、めっき用中間体と称す。)を、めっき液中に浸漬させて、シード層を電極としてレジストパターンの間に露出したシード層の表面(被めっき処理面)に金属を析出させることにより、めっき膜(めっきパターン)を形成する。   An electrolytic plating method is widely used as a method for performing a plating process on a surface to be plated of a workpiece. When plating the surface to be plated by the electrolytic plating method, a seed layer (conducting film) made of a conductive material is previously formed on the surface of the object to be processed, and this seed layer is patterned with a photoresist. A resist pattern is formed by exposing the surface to be plated of the seed layer. And the to-be-processed object (henceforth a plating intermediate body) in which this resist pattern was formed was immersed in a plating solution, and the surface of the seed layer exposed between the resist patterns using the seed layer as an electrode ( By depositing metal on the surface to be plated, a plating film (plating pattern) is formed.

ところで、このような電解めっき法に用いられるめっき液は、所定の電解量に到達するまで繰り返し使用される。その一方で、有機物であるレジストが被覆されためっき用中間体が次々と連続的にめっき液に浸漬されることにより、各めっき用中間体のレジスト成分がめっき液中に徐々に溶出し、めっき処理数が増えるにつれて溶出量が増えることで、その溶出成分がめっき用中間体へのめっき性に悪影響を及ぼし、正常にめっきができなくなる。この場合、めっき液を新しいものに交換する必要があり、レジスト成分がめっき液中に溶出することで浴寿命が短くなることが問題となっている。   By the way, the plating solution used in such an electrolytic plating method is repeatedly used until a predetermined amount of electrolysis is reached. On the other hand, the plating intermediate coated with the organic resist is immersed in the plating solution successively one after another, so that the resist components of each plating intermediate are gradually eluted into the plating solution. As the number of treatments increases, the amount of elution increases, so that the elution component has an adverse effect on the plating properties of the plating intermediate and plating cannot be performed normally. In this case, it is necessary to replace the plating solution with a new one, and the problem is that the bath life is shortened by the dissolution of the resist component in the plating solution.

この点、特許文献1には、被処理物(樹脂製品)にめっき層を形成するに際し、レジスト塗料が酸性溶液(めっき液)中に溶解するのを防止するため、レジスト塗料自体の組成を、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体と、アクリル−スチレン共重合体との混合物を主成分として構成することが提案されている。併せて、特許文献1には、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体が耐薬品性に優れていることから、めっきの際にレジスト塗料が酸性溶液中にさらされても溶出しないと記載されている。   In this regard, Patent Document 1 describes the composition of the resist coating itself in order to prevent the resist coating from dissolving in the acidic solution (plating solution) when forming the plating layer on the object to be processed (resin product). It has been proposed that a main component is a mixture of a vinyl chloride-vinyl acetate copolymer and an acrylic-styrene copolymer. In addition, Patent Document 1 describes that since the vinyl chloride-vinyl acetate copolymer has excellent chemical resistance, it does not elute even when the resist coating is exposed to an acidic solution during plating. .

特開平8‐48933号公報JP-A-8-48933

ところが、特許文献1に記載されるように、耐酸性のレジスト塗料を用いる場合であっても、レジスト塗料が有機物である以上、めっき液中への溶出は少なからず生じており、さらなる改善が望まれている。   However, as described in Patent Document 1, even when an acid-resistant resist paint is used, as long as the resist paint is organic, elution into the plating solution has occurred, and further improvement is desired. It is rare.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、めっき処理中のめっき液への有機物の溶出を抑制し、めっき液の高寿命化を図ることができるめっき処理方法及びめっき用中間体を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and suppresses the elution of organic substances into the plating solution during the plating process, and can improve the life of the plating solution and a plating intermediate. The purpose is to provide.

本発明のめっき処理方法は、被処理物の表面にシード層を形成するシード層形成工程と、前記シード層上の被めっき処理面を除く部分をレジストで被覆するとともにめっきパターンを形成するための開口部を有するレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、前記被めっき処理面及び前記レジスト層の表面を被覆する金属保護膜を形成してめっき用中間体を形成する保護膜形成工程と、前記めっき用中間体をめっき液中に浸漬させて前記シード層を電極として通電することにより、前記レジスト層の前記開口部内に金属を析出させてめっきパターンを形成するめっき形成工程と、前記レジスト層及び該レジスト層に積層されていた前記金属保護膜を除去するレジスト剥離工程と、前記レジスト層に被覆されていた部分の前記シード層を除去するエッチング工程とを有する。   The plating treatment method of the present invention includes a seed layer forming step of forming a seed layer on the surface of an object to be processed, and a portion other than the surface to be plated on the seed layer is covered with a resist and a plating pattern is formed. A resist layer forming step of forming a resist layer having an opening, a protective film forming step of forming a metal protective film covering the surface to be plated and the surface of the resist layer to form an intermediate for plating, and A plating formation step of forming a plating pattern by depositing a metal in the opening of the resist layer by immersing a plating intermediate in a plating solution and energizing the seed layer as an electrode; and the resist layer and A resist stripping process that removes the metal protective film laminated on the resist layer, and a portion of the seed layer that is covered with the resist layer is removed. And a etching process that.

レジスト層の表面上に金属保護膜を形成して被覆することにより、めっき形成工程において、めっき液とレジストとが接触する部分を極力少なくすることができる。これにより、めっき処理中のめっき液へのレジスト成分(有機物)の溶出を抑制することができ、めっき液の高寿命化を図ることができる。
また、保護膜形成工程においては、金属保護膜を、レジスト層の表面上だけでなく、レジスト層の開口部内の被めっき処理面上にも形成するが、レジスト層の表面上の金属保護膜と被めっき処理面上の金属保護膜とはレジスト層の厚み分の高低差があり、絶縁された状態である。このため、めっき形成工程において、シード層を介して被めっき処理面上の金属保護膜は通電されるが、レジスト層の表面上の金属保護膜は通電されないため、レジスト層の開口部内にのみ金属を析出させて、めっきパターン(めっき膜)を形成することができる。このように、金属保護膜は、スパッタやイオンプレーティング等の方法により形成することで、レジスト層の表面上と被めっき処理面上とにおいて塗り分ける必要がなく、容易に形成することができる。したがって、微細化されためっきパターンであっても、本発明のめっき処理方法により容易に形成することができる。
By forming and covering a metal protective film on the surface of the resist layer, it is possible to minimize the portion where the plating solution and the resist come into contact in the plating forming step. Thereby, elution of the resist component (organic substance) to the plating solution during the plating treatment can be suppressed, and the life of the plating solution can be extended.
In the protective film forming step, the metal protective film is formed not only on the surface of the resist layer but also on the surface to be plated in the opening of the resist layer. The metal protective film on the surface to be plated has a height difference corresponding to the thickness of the resist layer and is in an insulated state. Therefore, in the plating process, the metal protective film on the surface to be plated is energized through the seed layer, but the metal protective film on the surface of the resist layer is not energized. Can be deposited to form a plating pattern (plating film). As described above, the metal protective film is formed by a method such as sputtering or ion plating, so that it is not necessary to separately coat the resist layer surface and the surface to be plated, and can be easily formed. Therefore, even a refined plating pattern can be easily formed by the plating method of the present invention.

本発明のめっき処理方法において、前記金属保護膜は、前記めっきパターンと同一の金属種により形成され、又は、前記めっきパターンが合金めっきである場合においては、前記金属保護膜は、前記合金めっきの組成金属のうち最も貴な金属により形成されるとよい。   In the plating method of the present invention, the metal protective film is formed of the same metal species as the plating pattern, or when the plating pattern is alloy plating, the metal protective film is formed of the alloy plating. It is good to form with the most precious metal among the constituent metals.

金属保護膜を、めっきパターンと同一の金属種により形成することで、異種金属が混入するコンタミネーションを防止することができる。また、めっきパターンが合金めっきである場合には、金属保護膜を合金めっきの組成中の最も貴な金属(イオン化傾向の低い金属)により形成することで、金属保護膜上への組成中の卑な金属(イオン化傾向の高い金属)の置換析出を防止することができる。   By forming the metal protective film with the same metal species as the plating pattern, contamination with foreign metals can be prevented. In addition, when the plating pattern is alloy plating, the metal protective film is formed of the most precious metal (metal having a low ionization tendency) in the composition of the alloy plating, so that the base layer in the composition on the metal protective film is formed. Substitutional precipitation of metals (metals with a high ionization tendency) can be prevented.

本発明のめっき用中間体は、めっきパターンが形成される被処理物と、前記被処理物の表面に形成されたシード層と、前記シード層上の被めっき処理面を除く部分をレジストで被覆するとともに前記めっきパターンを形成するための開口部を有するレジスト層と、前記被めっき処理面及び前記レジスト層の表面に被覆された金属保護膜とを有する。   The intermediate for plating according to the present invention covers an object to be processed on which a plating pattern is formed, a seed layer formed on the surface of the object to be processed, and a portion on the seed layer excluding the surface to be plated with a resist. And a resist layer having an opening for forming the plating pattern, and a metal protective film coated on the surface to be plated and the surface of the resist layer.

本発明によれば、めっき処理中のめっき液への有機物の溶出を抑制し、めっき液の高寿命化を図ることができ、微細化されためっきパターンを容易に形成することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, elution of the organic substance to the plating solution during plating processing can be suppressed, the lifetime of a plating solution can be aimed at, and the refined plating pattern can be formed easily.

本発明のめっき処理方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the plating processing method of this invention. 本発明のめっき処理方法を説明する被処理基板の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the to-be-processed substrate explaining the plating processing method of this invention.

以下、本発明に係るめっき処理方法の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態のめっき処理方法を示すフローチャートである。また、図2は、図1に示すめっき処理方法の各工程を説明する被処理基板(本発明でいう、被処理物)の要部断面図である。
Hereinafter, an embodiment of a plating method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a flowchart showing the plating method of the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of an essential part of a substrate to be processed (object to be processed in the present invention) for explaining each step of the plating method shown in FIG.

本実施形態のめっき処理方法により製造される配線基板22は、図2(e)に示すように、被処理基板11の表面に、シード層12と、このシード層12上に積層された金属保護膜14Aとを介して、めっきパターン15が形成されたものである。このように構成される配線基板22は、図1のフローチャート及び図2の各工程説明図に示すように、被処理基板11の表面にシード層12を形成するシード層形成工程(S1)と、シード層12上にめっきパターン15を画定する開口部13hを有するレジスト層13を形成するレジスト層形成工程(S2)と、被めっき処理面12a及びレジスト層13の表面13aを被覆する金属保護膜14A,14Bを形成してめっき用中間体21を形成する保護膜形成工程(S3)と、めっき用中間体21をめっき液中に浸漬させてシード層12を電極として通電することにより、レジスト層13の開口部13h内に金属を析出させてめっきパターン15を形成するめっき形成工程(S4)と、レジスト層13及びそのレジスト層13に積層されていた金属保護膜14Bを除去するレジスト剥離工程(S5)と、エッチング処理によりレジスト層13に被覆されていた部分のシード層12を除去するエッチング工程(S6)とを経て製造される。   As shown in FIG. 2E, the wiring board 22 manufactured by the plating method of the present embodiment has a seed layer 12 and a metal protection layer laminated on the seed layer 12 on the surface of the substrate 11 to be processed. A plating pattern 15 is formed through the film 14A. The wiring board 22 configured as described above includes a seed layer forming step (S1) for forming a seed layer 12 on the surface of the substrate 11 to be processed, as shown in the flowchart of FIG. A resist layer forming step (S2) for forming a resist layer 13 having an opening 13h for defining a plating pattern 15 on the seed layer 12, and a metal protective film 14A for covering the surface 12a to be plated and the surface 13a of the resist layer 13 , 14B to form a plating intermediate 21 (S3), and the plating intermediate 21 is immersed in a plating solution and energized with the seed layer 12 as an electrode, whereby the resist layer 13 A plating formation step (S4) for depositing a metal in the opening 13h to form the plating pattern 15; and the resist layer 13 and the resist layer 13 are laminated. And a metal protective film 14B resist separation step of removing (S5), is manufactured through the etching step (S6) of removing the seed layer 12 of the portion covered with the resist layer 13 by etching.

上記のめっき処理方法の各工程を詳述すると、まず、シード層形成工程(S1)では、図2(a)に示すように、被処理基板11の表面に、Ti層とCu層とを積層してなるシード層12を形成する。例えば、被処理基板11として、シリコンウエハからなる絶縁基板を用意し、被処理基板11の表面上にTi層とCu層とを順次スパッタして、Cu層とTi層の2層からなるシード層12を形成する。   To describe each step of the plating method in detail, first, in the seed layer forming step (S1), as shown in FIG. 2A, a Ti layer and a Cu layer are laminated on the surface of the substrate 11 to be processed. A seed layer 12 is formed. For example, an insulating substrate made of a silicon wafer is prepared as the substrate 11 to be processed, a Ti layer and a Cu layer are sequentially sputtered on the surface of the substrate 11 to be processed, and a seed layer consisting of two layers of a Cu layer and a Ti layer is formed. 12 is formed.

次に、レジスト層形成工程(S2)において、図2(b)に示すように、シード層12上の被めっき処理面12aを除く部分をレジストで被覆するとともに、めっきパターン15を形成するための開口部13hを有するレジスト層13を形成する。具体的には、シード層12の表面にアクリル樹脂系のドライフィルムレジストをラミネートし、マスク露光により開口部13hを形成する。なお、このようにマスク露光によりレジスト層13を形成する場合にあっては、ドライフィルムレジストを使用する以外にも、液体レジストも使用可能であり、アクリル樹脂系、エポキシ樹脂系、ノボラック樹脂系、ナフトキノンジアジド系等、レジストの材質に関わらず、レジスト層13を形成することが可能である。また、これらのレジストは、ポジ型、ネガ型を問わずに使用可能である。さらに、レジスト層13の形成は、レーザ加工法やスクリーン印刷等の方法により形成することもできる。   Next, in the resist layer forming step (S2), as shown in FIG. 2 (b), the portion excluding the surface to be plated 12a on the seed layer 12 is covered with a resist and the plating pattern 15 is formed. A resist layer 13 having an opening 13h is formed. Specifically, an acrylic resin-based dry film resist is laminated on the surface of the seed layer 12, and the opening 13h is formed by mask exposure. In addition, in the case of forming the resist layer 13 by mask exposure in this way, in addition to using a dry film resist, a liquid resist can also be used, and an acrylic resin type, an epoxy resin type, a novolac resin type, Regardless of the material of the resist, such as naphthoquinonediazide, it is possible to form the resist layer 13. Moreover, these resists can be used regardless of positive type or negative type. Further, the resist layer 13 can also be formed by a method such as laser processing or screen printing.

そして、保護膜形成工程(S3)において、図2(c)に示すように、レジスト層13の開口部13h内に露出する被めっき処理面12aとレジスト層13の表面13aとに金属保護膜14A,14Bを形成することにより、めっき用中間体21を形成する。金属保護膜14A,14Bはスパッタやイオンプレーティング等の方法により容易に形成することができるが、レジスト層13の開口部13h内の側壁への金属保護膜の付着を防止する観点では、直進性の高いスパッタにより形成することが好ましい。開口部13h内の側壁への金属保護膜の付着がある場合には、めっき形成工程(S4)においてシード層12に通電をおこなった際に、被めっき処理面12a上の金属保護膜14Aと、レジスト層13の表面13a上の金属保護膜14Bとの間で絶縁状態が維持されずに、レジスト層13の表面13a上にも金属が析出することとなり、めっきパターン15を正常に形成することが難しくなるためである。また、スパッタリング粒子の直進性を上げ、開口部13h内の側壁への金属保護膜の付着を防止するために、成膜時のアルゴンガス圧は低圧が望ましく、電極間距離はできるだけ長くとることが望ましい。   Then, in the protective film forming step (S3), as shown in FIG. 2C, the metal protective film 14A is formed on the surface to be plated 12a exposed in the opening 13h of the resist layer 13 and the surface 13a of the resist layer 13. , 14B is formed to form the plating intermediate 21. The metal protective films 14A and 14B can be easily formed by a method such as sputtering or ion plating. However, from the viewpoint of preventing the metal protective film from adhering to the side wall in the opening 13h of the resist layer 13, straightness is achieved. It is preferable to form by high sputtering. When there is adhesion of the metal protective film to the side wall in the opening 13h, when the seed layer 12 is energized in the plating formation step (S4), the metal protective film 14A on the surface to be plated 12a, Insulating state is not maintained with the metal protective film 14B on the surface 13a of the resist layer 13, and metal is deposited on the surface 13a of the resist layer 13, so that the plating pattern 15 can be formed normally. This is because it becomes difficult. Also, in order to increase the straightness of the sputtered particles and prevent the metal protective film from adhering to the side wall in the opening 13h, it is desirable that the argon gas pressure during film formation is low, and the distance between the electrodes should be as long as possible. desirable.

なお、レジスト層13の開口部13h内の側壁は、レジスト層13の表面13aに対して面積が小さいことから、金属保護膜により覆われていなくても、側壁からのレジスト成分の溶出は少なく、有機物の溶出に伴うめっき液の汚染を最小限に止めることができる。   The side wall in the opening 13h of the resist layer 13 has a small area with respect to the surface 13a of the resist layer 13, so that the resist component is not eluted from the side wall even if it is not covered with the metal protective film. Contamination of the plating solution due to elution of organic substances can be minimized.

また、金属保護膜14A,14Bの膜厚は、めっき形成工程(S4)におけるめっき処理時間の間に十分な保護機能を有する程度に厚く(50nm以上)形成され、めっきパターン15の被膜組成に影響を与えない程度に薄く(1μm以下)形成することが望ましい。   Further, the metal protective films 14A and 14B are formed thick (50 nm or more) to such an extent that they have a sufficient protective function during the plating process time in the plating formation step (S4), and affect the coating composition of the plating pattern 15. It is desirable to form it thinly (1 μm or less) to such an extent that it does not give an effect.

そして、金属保護膜14A,14Bは、めっきパターン15と同一の金属種により形成され、又は、めっきパターン15が合金めっきである場合においては、金属保護膜14A,14Bは、合金めっきの組成金属のうち最も貴な金属により形成される。このように、金属保護膜14A,14Bを、めっきパターン15と同一の金属種により形成することで、異種金属が混入するコンタミネーションを防止することができる。また、めっきパターン15が合金めっきである場合には、金属保護膜14A,14Bを合金めっきの組成中の最も貴な金属(イオン化傾向の低い金属)により形成することで、金属保護膜14A,14B上への組成中の卑な金属(イオン化傾向の高い金属)の置換析出を防止することができる。具体的には、例えば、めっきパターン15をCuで形成する場合は、金属保護膜14A,14BをCu膜により形成する。また、めっきパターン15をSnAg合金で形成する場合には、金属保護膜14A,14BをAg膜により形成する。   The metal protective films 14A and 14B are formed of the same metal species as the plating pattern 15. Alternatively, when the plating pattern 15 is alloy plating, the metal protective films 14A and 14B are made of alloy plating metal. Of these, the most precious metal is used. In this way, by forming the metal protective films 14A and 14B with the same metal species as the plating pattern 15, it is possible to prevent contamination from mixing different kinds of metals. When the plating pattern 15 is alloy plating, the metal protective films 14A and 14B are formed of the most precious metal (metal having a low ionization tendency) in the composition of the alloy plating, so that the metal protective films 14A and 14B are formed. Substitutional precipitation of a base metal (a metal having a high ionization tendency) in the composition can be prevented. Specifically, for example, when the plating pattern 15 is formed of Cu, the metal protective films 14A and 14B are formed of a Cu film. Further, when the plating pattern 15 is formed of a SnAg alloy, the metal protective films 14A and 14B are formed of an Ag film.

次いで、めっき形成工程(S4)において、めっき用中間体21をめっき液中に浸漬させた状態で、シード層12を電極として通電することにより、レジスト層13の開口部13h内に金属を析出させて、図2(d)に示すように、めっきパターン15を形成する。具体的には、めっき用中間体21を、Cuめっき液やSnAgめっき液中に浸漬させて、シード層12を電極として通電することにより、レジスト層13の開口部13h内に露出する金属保護膜14A上に、開口部13hを埋め込むようにCuやSnAg合金のめっき膜を堆積させて、めっきパターン15を形成する。なお、めっき処理は、開口部13h内のめっき膜が、金属保護膜14Bに到達する前に終了することが望ましい。   Next, in the plating formation step (S4), a metal is deposited in the opening 13h of the resist layer 13 by energizing the seed layer 12 as an electrode while the plating intermediate 21 is immersed in the plating solution. Then, a plating pattern 15 is formed as shown in FIG. Specifically, a metal protective film exposed in the opening 13h of the resist layer 13 by immersing the plating intermediate 21 in a Cu plating solution or a SnAg plating solution and energizing the seed layer 12 as an electrode. A plating pattern 15 is formed by depositing a plating film of Cu or SnAg alloy on 14A so as to fill the opening 13h. In addition, it is desirable that the plating process is finished before the plating film in the opening 13h reaches the metal protective film 14B.

そして、レジスト剥離工程(S5)において、レジスト層13を除去するとともに、そのレジスト層13に積層された金属保護膜14Bを除去する。具体的には、レジスト層13の剥離処理は、めっきパターン15が形成されためっき用中間体21を剥離液に浸漬させることにより行う。
最後に、エッチング工程(S6)において、レジスト層13に被覆されていた部分のシード層12とを除去することにより、図2(e)に示す配線基板22が製造される。具体的には、レジスト剥離工程(S5)後の被処理基板11を、硫酸、燐酸、弗化水素酸、過酸化水素等からなるエッチング液に一定時間浸漬してエッチング処理を施す。
In the resist stripping step (S5), the resist layer 13 is removed, and the metal protective film 14B laminated on the resist layer 13 is removed. Specifically, the peeling process of the resist layer 13 is performed by immersing the plating intermediate 21 on which the plating pattern 15 is formed in a peeling solution.
Finally, in the etching step (S6), the portion of the seed layer 12 covered with the resist layer 13 is removed, whereby the wiring substrate 22 shown in FIG. Specifically, the substrate to be processed 11 after the resist stripping step (S5) is immersed in an etching solution made of sulfuric acid, phosphoric acid, hydrofluoric acid, hydrogen peroxide, etc. for a predetermined time to perform an etching process.

このように、本実施形態のめっき処理方法においては、レジスト層13の表面13a上に金属保護膜14Bを形成して被覆することにより、めっき形成工程(S4)において、めっき液とレジストとが接触する部分を極力少なくすることができる。これにより、めっき処理中のめっき液へのレジスト成分(有機物)の溶出を抑制することができ、めっき液の高寿命化を図ることができる。   As described above, in the plating method of the present embodiment, the plating solution and the resist are brought into contact in the plating formation step (S4) by forming and covering the metal protective film 14B on the surface 13a of the resist layer 13. It is possible to reduce the portion to be as much as possible. Thereby, elution of the resist component (organic substance) to the plating solution during the plating treatment can be suppressed, and the life of the plating solution can be extended.

また、保護膜形成工程(S3)においては、金属保護膜を、レジスト層13の表面13a上だけでなく、レジスト層13の開口部13h内の被めっき処理面12a上にも形成するが、レジスト層13の表面13a上の金属保護膜14Bと被めっき処理面12a上の金属保護膜14Aとはレジスト層13の厚み分の高低差があり、絶縁された状態である。このため、めっき形成工程(S4)において、シード層12を介して被めっき処理面12a上の金属保護膜14Aは通電されるが、レジスト層13の表面13a上の金属保護膜14Bは通電されないため、レジスト層13の開口部13h内にのみ金属を析出させて、めっきパターン15を形成することができる。このように、金属保護膜は、スパッタやイオンプレーティング等の方法により形成することで、レジスト層13の表面13a上と被めっき処理面12aとにおいて塗り分ける必要がなく、容易に形成することができる。したがって、微細化されためっきパターン15であっても、本実施形態のめっき処理方法により容易に形成することができる。   In the protective film forming step (S3), a metal protective film is formed not only on the surface 13a of the resist layer 13 but also on the surface to be plated 12a in the opening 13h of the resist layer 13. The metal protective film 14B on the surface 13a of the layer 13 and the metal protective film 14A on the surface to be plated 12a have a height difference corresponding to the thickness of the resist layer 13, and are in an insulated state. Therefore, in the plating formation step (S4), the metal protective film 14A on the surface to be plated 12a is energized through the seed layer 12, but the metal protective film 14B on the surface 13a of the resist layer 13 is not energized. The plating pattern 15 can be formed by depositing metal only in the opening 13 h of the resist layer 13. In this way, the metal protective film is formed by a method such as sputtering or ion plating, so that it is not necessary to separately coat the surface 13a of the resist layer 13 and the surface to be plated 12a, and can be easily formed. it can. Therefore, even the refined plating pattern 15 can be easily formed by the plating method of this embodiment.

本発明の効果を確認するために、複数のめっき用中間体の試料(比較例1〜3、実施例1〜3)を形成し、各試料のめっき用中間体をめっき液に浸漬してめっき処理を行い、めっき液中に溶出するレジスト成分の含有量を確認した。
各試料のめっき用中間体として、被処理基板として直径6インチのシリコンウエハを用い、このシリコンウエハの表面にTi層(1μm)とCu層(0.3μm)とを積層したシード層を形成した。また、このシード層上に、膜厚50μmのアクリル樹脂系ドライフィルムレジストをラミネートした後、マスク露光により直径75μmのバンプ孔を225μm間隔で配置したマトリクス状のバンプパターン(合計90000個のバンプ孔)を形成し、レジスト層を形成した。そして、実施例1〜3については、レジスト層を形成後、表1に示すスパッタ条件で、スパッタにより各試料に表3に示す各種の金属保護膜を形成して、各種のめっき用中間体を作製した。なお、比較例1〜3は、金属保護膜を形成せずに、レジスト層の表面を露出した状態のめっき用中間体を作製した。
In order to confirm the effect of the present invention, a plurality of plating intermediate samples (Comparative Examples 1 to 3 and Examples 1 to 3) are formed, and the plating intermediates of each sample are immersed in a plating solution for plating. Processing was performed to confirm the content of the resist component eluted in the plating solution.
As an intermediate for plating of each sample, a 6-inch diameter silicon wafer was used as a substrate to be processed, and a seed layer in which a Ti layer (1 μm) and a Cu layer (0.3 μm) were laminated was formed on the surface of the silicon wafer. . Also, after laminating an acrylic resin dry film resist with a film thickness of 50 μm on this seed layer, a bump pattern in a matrix form in which bump holes with a diameter of 75 μm are arranged at intervals of 225 μm by mask exposure (total of 90000 bump holes) And a resist layer was formed. And about Examples 1-3, after forming a resist layer, on the sputtering conditions shown in Table 1, various metal protective films shown in Table 3 are formed on each sample by sputtering, and various intermediates for plating are formed. Produced. In Comparative Examples 1 to 3, an intermediate for plating in which the surface of the resist layer was exposed was formed without forming a metal protective film.

このようにして作製した各めっき用中間体を、10Lのめっき液中に浸漬して、バンプ孔内にめっき膜(めっきパターン)を形成した。このめっき形成工程においては、パドル撹拌型めっき漕を用いた。また、めっき液には、表2に示すように、一般に市販されている硫酸銅系Cuめっき液(表3ではCuと記載)、アルキルスルホン酸系SnAgめっき液(表3ではSnAgと記載)、スルファミン酸系Niめっき液(表3ではNiと記載)を用いた。めっき液中への各めっき用中間体の浸漬時間は、めっき用中間体1枚につき数分〜数十分間行い、各めっき液ごとに、合計処理時間が20時間に到達するまで複数枚のめっき用中間体を浸漬させてめっき処理を行った。めっき処理条件を表2に示す。   Each of the plating intermediates thus produced was immersed in a 10 L plating solution to form a plating film (plating pattern) in the bump hole. In this plating forming step, a paddle stirring type plating rod was used. In addition, as shown in Table 2, the plating solution generally includes a commercially available copper sulfate-based Cu plating solution (described as Cu in Table 3), an alkylsulfonic acid-based SnAg plating solution (described as SnAg in Table 3), A sulfamic acid-based Ni plating solution (described as Ni in Table 3) was used. The immersion time of each plating intermediate in the plating solution is performed for several minutes to several tens of minutes for each plating intermediate, and for each plating solution, a plurality of pieces are used until the total processing time reaches 20 hours. The plating intermediate was immersed in the plating process. Table 2 shows the plating treatment conditions.

そして、めっき処理後の各めっき液を分取し、高速液体クロマトグラフィーを用いて、めっき液中に溶解しているレジスト成分の定量分析を行った。
表3に分析結果を示す。
And each plating solution after a plating process was fractionated, and the quantitative analysis of the resist component melt | dissolved in the plating solution was performed using the high performance liquid chromatography.
Table 3 shows the analysis results.

Figure 2016176099
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表3の結果からわかるように、レジスト層の表面に金属保護膜を形成した実施例1〜3においては、めっき液中から検出されるレジストのピーク面積が、金属保護膜を形成していない比較例1〜3と比較して、1/10以下であり、金属保護膜を形成することにより、めっき液中へのレジスト成分の溶出を効率的に抑制できた。   As can be seen from the results in Table 3, in Examples 1 to 3 in which a metal protective film was formed on the surface of the resist layer, the peak area of the resist detected from the plating solution was not compared with the metal protective film formed. Compared with Examples 1 to 3, it was 1/10 or less, and by forming a metal protective film, elution of the resist component into the plating solution could be efficiently suppressed.

11 被処理基板(被処理物)
12 シード層
12a 被めっき処理面
13 レジスト層
13a 表面
13h 開口部
14A,14B 金属保護膜
15 めっきパターン
21 めっき用中間体
22 配線基板
11 Substrate to be processed (object to be processed)
12 Seed layer 12a Surface to be plated 13 Resist layer 13a Surface 13h Openings 14A and 14B Metal protective film 15 Plating pattern 21 Plating intermediate 22 Wiring substrate

Claims (3)

被処理物の表面にシード層を形成するシード層形成工程と、
前記シード層上の被めっき処理面を除く部分をレジストで被覆するとともにめっきパターンを形成するための開口部を有するレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、
前記被めっき処理面及び前記レジスト層の表面を被覆する金属保護膜を形成してめっき用中間体を形成する保護膜形成工程と、
前記めっき用中間体をめっき液中に浸漬させて前記シード層を電極として通電することにより、前記レジスト層の前記開口部内に金属を析出させてめっきパターンを形成するめっき形成工程と、
前記レジスト層及び該レジスト層に積層されていた前記金属保護膜を除去するレジスト剥離工程と、
前記レジスト層に被覆されていた部分の前記シード層を除去するエッチング工程とを有するめっき処理方法。
A seed layer forming step of forming a seed layer on the surface of the workpiece;
A resist layer forming step of forming a resist layer having an opening for forming a plating pattern while covering a portion of the seed layer excluding the surface to be plated with a resist,
A protective film forming step of forming an intermediate for plating by forming a metal protective film covering the surface to be plated and the surface of the resist layer;
A plating formation step of forming a plating pattern by depositing a metal in the opening of the resist layer by immersing the plating intermediate in a plating solution and energizing the seed layer as an electrode;
A resist stripping step for removing the resist layer and the metal protective film laminated on the resist layer;
An etching step of removing the seed layer in a portion covered with the resist layer.
前記金属保護膜は、前記めっきパターンと同一の金属種により形成され、又は、前記めっきパターンが合金めっきである場合においては、前記金属保護膜は、前記合金めっきの組成金属のうち最も貴な金属により形成される請求項1に記載のめっき処理方法。   The metal protective film is formed of the same metal species as the plating pattern, or when the plating pattern is alloy plating, the metal protective film is the most precious metal among the constituent metals of the alloy plating. The plating method according to claim 1, which is formed by: めっきパターンが形成される被処理物と、
前記被処理物の表面に形成されたシード層と、
前記シード層上の被めっき処理面を除く部分をレジストで被覆するとともに前記めっきパターンを形成するための開口部を有するレジスト層と、
前記被めっき処理面及び前記レジスト層の表面に被覆された金属保護膜とを有するめっき用中間体。
An object to be processed on which a plating pattern is formed;
A seed layer formed on the surface of the workpiece;
A resist layer having an opening for forming the plating pattern while covering a portion of the seed layer excluding the surface to be plated with a resist,
An intermediate for plating, comprising: a surface to be plated and a metal protective film coated on the surface of the resist layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111137845A (en) * 2019-12-16 2020-05-12 中芯集成电路制造(绍兴)有限公司 Method for forming patterned metal layer

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