JP6836689B2 - ガラスキャリア付銅箔及びその製造方法 - Google Patents
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Description
ガラスキャリアと、
前記ガラスキャリア上に設けられる剥離層と、
前記剥離層上に設けられる銅層と、
を備えたガラスキャリア付銅箔であって、前記剥離層は前記ガラスキャリア及び前記銅層を互いに剥離可能とする機能を有するものであり、
前記ガラスキャリア付銅箔が、前記剥離層が存在する複数の剥離可能領域と、前記剥離層が存在しない剥離不能領域とを有し、該剥離不能領域が、前記複数の剥離可能領域を区画するパターン状に設けられる、ガラスキャリア付銅箔が提供される。
ガラスキャリアを用意する工程と、
複数の領域を区画するパターンに構成されたフレームを前記ガラスキャリアの表面から所定の離間距離を空けて浮かせた状態で配置する工程と、
前記フレームを前記状態で配置したまま、前記ガラスキャリア上に前記剥離層及び前記銅層を順に物理気相堆積(PVD)法で成膜して、前記フレームで隠れた領域に前記剥離層の存在しない前記剥離不能領域を形成する一方、前記フレームで隠れない領域に前記剥離層の存在する前記剥離可能領域を形成する工程と、
を含み、前記剥離層の成膜が、前記フレームで隠れた領域への剥離層成分の侵入及び堆積を抑制して当該領域に前記剥離層を形成させないように前記銅層よりも薄く行われる一方、前記銅層の成膜が、前記フレームで隠れた領域への銅の侵入及び堆積を促進して当該領域に前記銅層を形成させるように前記剥離層よりも厚く行われ、かつ、
前記離間距離及び前記フレームの幅が、前記フレームで隠れた領域における前記剥離層の成膜を妨げるが前記銅層の成膜を許容するように設定される、方法が提供される。
ガラスキャリアを用意する工程と、
前記ガラスキャリア上に剥離層及び銅層を順に成膜して、全領域にわたって前記剥離層及び前記銅層が存在する暫定的なガラスキャリア付銅箔を得る工程と、
前記暫定的なガラスキャリア付銅箔に対して、複数の領域を区画するパターンに加熱を行って、前記パターンに対応する領域に存在する前記剥離層を選択的に消失又は機能不全とし、それにより前記剥離層の存在しない前記剥離不能領域と前記剥離層が残存する前記剥離可能領域とを形成する工程と、
を含む、方法が提供される。
本発明によるガラスキャリア付銅箔10は、あらゆる方法によって製造されたものであってよいが、以下に好ましい製造方法として、第一の態様による製造方法と第二の態様による製造方法とを示す。
第一の態様によるガラスキャリア付銅箔の製造方法では、所定のフレームをガラスキャリア表面から浮かせた状態で配置したまま各種層を順に成膜することにより、剥離可能領域Rと剥離不能領域Uとを有するガラスキャリア付銅箔を作製する。すなわち、第一の態様によるガラスキャリア付銅箔10の製造方法は、(A−1)ガラスキャリアを用意し、(A−2)所定のパターン状に構成されたフレームをガラスキャリア表面から浮かせた状態で配置し、(A−3)フレームを配置したままガラスキャリア上に各種層を物理気相堆積(PVD)法で成膜することを含む。各工程の具体的な手順は以下のとおりである。
まず、ガラスキャリア12を用意する。ガラスキャリア12の少なくとも一方の表面の最大高さRzは1.0μm未満の平坦面であるのが好ましく、より好ましくは0.001μm以上0.5μm以下、さらに好ましくは0.001μm以上0.1μm以下、さらにより好ましくは0.001μm以上0.08μm以下、特に好ましくは0.001μm以上0.05μm以下、最も好ましくは0.001μm以上0.02μm以下である。一般的にガラス製品は平坦性に優れるものであることから、上記範囲内のRzを満たす平坦面を有する市販のガラスシート、ガラスフィルム及びガラス板をガラスキャリア12として用いればよい。あるいは、上記Rzを満たさないガラスキャリア12表面に公知の手法で研磨加工を施すことで上記範囲内のRzを付与してもよい。ガラスキャリア12の好ましい材質や特性については前述したとおりである。
図6及び7に模式的に示されるように、複数の領域を区画するパターン状に構成されたフレーム20をガラスキャリア12の表面から所定の離間距離を空けて浮かせた状態で配置する。こうすることで、物理気相堆積(PVD)法による成膜が薄く行われる場合には、フレーム20で隠れた領域(図7においてドットで示される領域)における層成分の侵入及び堆積をフレーム20で実質的に防ぐことができる。一方、物理気相堆積(PVD)法による成膜が厚く行われる場合には、浮かせたフレーム20の周縁から層成分が十分に回り込むため、フレーム20で隠れた領域にも層成分が侵入及び堆積する。その結果、単一のフレーム20を所定の位置に配置したままの状態で各種層を順に成膜した場合に、フレーム20で隠れた領域に膜厚が厚い層(例えば中間層14、機能層17又は銅層18)が形成されることを許容しながら、膜厚が薄い層(例えば剥離層16)がこの領域に形成されることを選択的に抑制することが可能となる。したがって、剥離層16を形成する直前にガラスキャリア12の表面にマスキング加工を施し、剥離層16の形成直後にマスキング除去を行う場合と比べて、効率的かつ安価に本発明のガラスキャリア付銅箔10を製造することができる。フレーム20は金属で構成されるのが高い剛性を付与できる点で好ましく、好ましい金属の例としてはステンレス鋼(SUS)、Al、Ni、Cr、Cu、Ti、Mo、W、Ta及びそれらの組合せやこれらの合金が挙げられる。こうすることで、成膜時等においてフレーム20のたわみが抑制され、剥離不能領域Uを所望のパターン状に再現性良く形成することが可能になる。
フレーム20をガラスキャリア12の表面から所定の離間距離を空けて浮かせた状態で配置したまま、ガラスキャリア12上に、所望により中間層14、剥離層16、所望により機能層17、及び銅層18を順に物理気相堆積(PVD)法で成膜してガラスキャリア付銅箔10を得る。このとき、フレーム20で隠れた領域への剥離層16成分の侵入及び堆積を抑制してこの領域に剥離層16を形成させないように、剥離層16の成膜を銅層18よりも薄く行う。一方、フレーム20で隠れた領域への銅層18成分の侵入及び堆積を促進してこの領域に銅層18を形成させるように、銅層18の成膜を剥離層16よりも厚く行う。こうして、フレーム20で隠れた領域に剥離層16の存在しない剥離不能領域Uを形成する一方、フレーム20で隠れない領域に剥離層16の存在する剥離可能領域Rを形成する。中間層14及び/又は機能層17を成膜する場合には、銅層18の場合と同様、これらの成膜を剥離層16よりも厚く行うのが好ましい。物理気相堆積(PVD)法の例としては、スパッタリング法、真空蒸着法、及びイオンプレーティング法が挙げられるが、0.05nmから5000nmまでといった幅広い範囲で膜厚制御できる点、広い幅ないし面積にわたって膜厚均一性を確保できる点等から、最も好ましくはスパッタリング法である。特に、中間層14(存在する場合)、剥離層16、機能層17(存在する場合)及び銅層18の全ての層をスパッタリング法により形成することで、製造効率が格段に高くなる。この点、前述したように、各種層の成膜前にフレーム20をガラスキャリア12から所定の離間距離を空けて浮かせた状態で配置しているため、剥離層16の形成直前及び直後にガラスキャリア12の表面にマスクを設置ないし除去することが不要となる。その結果、真空状態を保ったままの状態で各種層を効率的に成膜することができる。物理気相堆積(PVD)法による成膜は公知の気相成膜装置を用いて公知の条件に従って行えばよく特に限定されない。例えば、スパッタリング法を採用する場合、スパッタリング方式は、マグネトロンスパッタリング、2極スパッタリング法、対向ターゲットスパッタリング法等、公知の種々の方法であってよいが、マグネトロンスパッタリングが、成膜速度が速く生産性が高い点で好ましい。スパッタリングはDC(直流)及びRF(高周波)のいずれの電源で行ってもよい。また、ターゲット形状も広く知られているプレート型ターゲットを使用することができるが、ターゲット使用効率の観点から円筒形ターゲットを用いることが望ましい。以下、中間層14(存在する場合)、剥離層16、機能層17(存在する場合)及び銅層18の各種層の物理気相堆積(PVD)法(好ましくはスパッタリング法)による成膜について説明する。
第二の態様によるガラスキャリア付銅箔の製造方法では、ガラスキャリア上に各種層を成膜して暫定的なガラスキャリア付銅箔を得た後、この暫定的なガラスキャリア付銅箔に対して所定のパターン状に加熱を行うことにより、剥離可能領域Rと剥離不能領域Uとを有するガラスキャリア付銅箔を作製する。すなわち、第二の態様によるガラスキャリア付銅箔10の製造方法は、(B−1)ガラスキャリアを用意し、(B−2)ガラスキャリア上に各種層を順に成膜して暫定的なガラスキャリア付銅箔を得、(B−3)暫定的なガラスキャリア付銅箔に対して、所定のパターン状に加熱を行うことを含む。各工程の具体的な手順は以下のとおりである。
まず、ガラスキャリア12を用意する。ガラスキャリア12の好ましい態様は第一の態様による製造方法(工程A−1)で述べたとおりである。
ガラスキャリア12上に、所望により中間層14、剥離層16、所望により機能層17、及び銅層18を順に成膜して、全領域にわたって剥離層16及び銅層18が存在する暫定的なガラスキャリア付銅箔を得る。中間層14及び/又は機能層17を製膜する場合には、暫定的なガラスキャリア付銅箔の全領域にわたって中間層14及び/又は機能層17が存在してよいのはいうまでもない。中間層14(存在する場合)、剥離層16、機能層17(存在する場合)及び銅層18の各種層の成膜は、極薄化によるファインピッチ化に対応しやすい観点から、物理気相堆積(PVD)法により行われるのが好ましい。物理気相堆積(PVD)法による成膜の好ましい態様は第一の態様による製造方法(工程A−3)で述べたとおりである。
暫定的なガラスキャリア付銅箔に対して、複数の領域を区画するパターン状に加熱を行い、このパターンに対応する領域に存在する剥離層16を選択的に消失又は機能不全とする。こうして、剥離層16の存在しない剥離不能領域Uと剥離層16が残存する剥離可能領域Rとを形成する。このとき、加熱によって各種層に由来する金属元素が剥離層16を通り抜けて拡散することで、図9に模式的に示されるように、各種層が合金化して合金層19となり、その結果、加熱を行った領域の剥離層16が消失又は機能不全となりうる。したがって、剥離層16の膜厚や他の層を構成する金属元素の種類等に応じて、各種層における金属拡散を強制的に起こさせて合金層19を形成させるような加熱温度及び加熱時間を適宜設定すればよい。加熱はレーザー照射により行われるのが好ましく、こうすることで所望のパターン状に剥離不能領域Uを選択的かつ効率的に形成することができる。
図1に示されるように、ガラスキャリア12上に、中間層14(Ti含有層及びCu含有層)、剥離層16としての炭素層、機能層17、及び銅層18をこの順に成膜して、剥離可能領域Rと剥離不能領域Uとを有するガラスキャリア付銅箔10を作製した。具体的な手順は以下のとおりである。なお、以下の例において言及される最大高さRzはJIS B 0601−2001に準拠して非接触表面形状測定機(Zygo株式会社製NewView5032)で測定された値である。
最大高さRz2.7nmの平坦面を有する200mm×250mmで厚さ1.1mmのガラスシート(材質:ソーダライムガラス、セントラル硝子株式会社製)を用意した。
図10A及びBに模式的に示されるように、支持体22上にガラスキャリア12を設置した。次いで、図11A及びBに模式的に示されるように、格子状のパターンで構成された幅2.5mm及び厚さ0.3mmのステンレス鋼(SUS)製のフレーム20をガラスキャリア12の表面から上方2mmの位置に設置した。このようにして、フレーム20をガラスキャリア12の表面から2mmの離間距離を空けて浮かせた状態で配置したまま、後述する各種層の形成を行った。
ガラスキャリア12表面に、Ti含有層としてのチタン層を、フレーム20で隠れない領域における厚さが100nmとなるように、以下の装置及び条件でスパッタリングにより形成した。
‐ 装置:枚葉式マグネトロンスパッタリング装置(キヤノントッキ株式会社製、MLS464)
‐ ターゲット:直径8インチ(203.2mm)のTiターゲット(純度99.999%)
‐ 到達真空度:1×10−4Pa未満
‐ キャリアガス:Ar(流量:100sccm)
‐ スパッタリング圧:0.35Pa
‐ スパッタリング電力:1000W(3.1W/cm2)
‐ 成膜時温度:40℃
Ti含有層の上に、Cu含有層としての銅層を、フレーム20で隠れない領域における厚さが100nmとなるように、以下の装置及び条件でスパッタリングにより形成した。
‐ 装置:枚葉式DCスパッタリング装置(キヤノントッキ株式会社製、MLS464)
‐ ターゲット:直径8インチ(203.2mm)の銅ターゲット(純度99.98%)
‐ 到達真空度:1×10−4Pa未満
‐ ガス:アルゴンガス(流量:100sccm)
‐ スパッタリング圧:0.35Pa
‐ スパッタリング電力:1000W(6.2W/cm2)
‐ 成膜時温度:40℃
Cu含有層の上に、剥離層16としてのアモルファスカーボン層を、フレーム20で隠れない領域における厚さが6nmとなるように、以下の装置及び条件でスパッタリングにより形成した。
‐ 装置:枚葉式DCスパッタリング装置(キヤノントッキ株式会社製、MLS464)
‐ ターゲット:直径8インチ(203.2mm)の炭素ターゲット(純度99.999%)
‐ 到達真空度:1×10−4Pa未満
‐ キャリアガス:Ar(流量:100sccm)
‐ スパッタリング圧:0.35Pa
‐ スパッタリング電力:250W(0.7W/cm2)
‐ 成膜時温度:40℃
上記(5)で得られたサンプルの表面(剥離層16ないしCu含有層が露出している表面)に、機能層17としてのチタン層を、フレーム20で隠れない領域における厚さが100nmとなるように、以下の装置及び条件でスパッタリングにより形成した。
‐ 装置:枚葉式DCスパッタリング装置(キヤノントッキ株式会社製、MLS464)
‐ ターゲット:直径8インチ(203.2mm)のチタンターゲット(純度99.999%)
‐ キャリアガス:Ar(流量:100sccm)
‐ 到達真空度:1×10−4Pa未満
‐ スパッタリング圧:0.35Pa
‐ スパッタリング電力:1000W(3.1W/cm2)
機能層17の上に、銅層18を、フレーム20で隠れない領域における厚さが300nmとなるように、以下の装置及び条件でスパッタリングにより形成して、ガラスキャリア付銅箔10を得た。
‐ 装置:枚葉式DCスパッタリング装置(キヤノントッキ株式会社製、MLS464)
‐ ターゲット:直径8インチ(203.2mm)の銅ターゲット(純度99.98%)
‐ 到達真空度:1×10−4Pa未満
‐ キャリアガス:Ar(流量:100sccm)
‐ スパッタリング圧:0.35Pa
‐ スパッタリング電力:1000W(3.1W/cm2)
‐ 成膜時温度:40℃
作製されたガラスキャリア付銅箔10について、以下に示されるとおり、各種評価を行った。
ガラスキャリア付銅箔10の銅層18表面に粘着テープ(セロハンテープ)を貼り付け、この粘着テープを剥離した。このとき、粘着テープの剥離に伴う機能層17及び銅層18の剥離の有無を観察した。その結果、フレーム20で隠れていなかった領域では、機能層17及び銅層18の剥離が観察された一方、フレーム20で隠れていた領域では、機能層17及び銅層18の剥離が観察されなかった。このことから、ガラスキャリア付銅箔10において、フレーム20で隠れていなかった領域に剥離可能領域Rが形成され、フレーム20で隠れていた領域に剥離不能領域Uが形成されたことが確認された。
ガラスキャリア付銅箔10の元素分析を以下の測定条件及び解析条件に基づきSTEM−EDSにより行った。
(測定条件)
‐ 装置:走査型透過電子顕微鏡(STEM)(日本電子株式会社製、JEM−ARM200F)
‐ 加速電圧:200kV
‐ 測定面積:100nm×100nm(ラインプロファイル抽出データ)
‐ 測定元素:C、O、Ti及びCu
(解析条件)
データ解析ソフト(サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社製「NSS4.1」)を用いてSTEM−EDSデータの解析を行った。
Claims (19)
- ガラスキャリアと、
前記ガラスキャリア上に設けられる剥離層と、
前記剥離層上に設けられる銅層と、
を備えたガラスキャリア付銅箔であって、前記剥離層は前記ガラスキャリア及び前記銅層を互いに剥離可能とする機能を有するものであり、
前記ガラスキャリア付銅箔が、前記剥離層が存在する複数の剥離可能領域と、前記剥離層が存在しない剥離不能領域とを有し、該剥離不能領域が、前記複数の剥離可能領域を区画するパターン状に設けられる、ガラスキャリア付銅箔。 - 前記ガラスキャリアと前記剥離層との間に、Cu、Ti、Al、Nb、Zr、Cr、W、Ta、Co、Ag、Ni、In、Sn、Zn、Ga及びMoからなる群から選択される少なくとも1種の金属を含む中間層をさらに備えた、請求項1に記載のガラスキャリア付銅箔。
- 前記剥離層と前記銅層との間に、Ti、Al、Nb、Zr、Cr、W、Ta、Co、Ag、Ni及びMoからなる群から選択される少なくとも1種の金属で構成される機能層をさらに備えた、請求項1又は請求項2に記載のガラスキャリア付銅箔。
- 前記銅層の厚さが0.05μm以上3.0μm以下であり、かつ、JIS B0601−2001に準拠して測定される前記銅層の最大高さRzが1.0μm未満である、請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載のガラスキャリア付銅箔。
- 前記ガラスキャリアがSiO2を含むガラスである、請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載のガラスキャリア付銅箔。
- 前記剥離不能領域のパターンの幅が1mm以上50mm以下である、請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載のガラスキャリア付銅箔。
- 前記剥離不能領域のパターンが、格子状、柵状又は十字状に設けられる、請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載のガラスキャリア付銅箔。
- 前記剥離不能領域が断続パターンである、請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載のガラスキャリア付銅箔。
- 前記断続パターンの構成単位の形状が、円形、楕円形、多角形及び星型多角形からなる群から選択される少なくとも1種である、請求項8に記載のガラスキャリア付銅箔。
- 前記断続パターンの構成単位の面積が100mm2以下である、請求項8又は請求項9に記載のガラスキャリア付銅箔。
- 前記剥離可能領域及び前記剥離不能領域の合計面積に対する、前記剥離不能領域の面積の比率が0.01以上0.5以下である、請求項1から請求項10までのいずれか一項に記載のガラスキャリア付銅箔。
- 請求項1から請求項11までのいずれか一項に記載のガラスキャリア付銅箔を、前記ガラスキャリア付銅箔が複数枚に分割されるように、前記剥離不能領域で前記パターンに従って切断することを含む、ガラスキャリア付銅箔の製造方法。
- 請求項1から請求項11までのいずれか一項に記載のガラスキャリア付銅箔の製造方法であって、
ガラスキャリアを用意する工程と、
複数の領域を区画するパターン状に構成されたフレームを前記ガラスキャリアの表面から所定の離間距離を空けて浮かせた状態で配置する工程と、
前記フレームを前記状態で配置したまま、前記ガラスキャリア上に前記剥離層及び前記銅層を順に物理気相堆積(PVD)法で成膜して、前記フレームで隠れた領域に前記剥離層の存在しない前記剥離不能領域を形成する一方、前記フレームで隠れない領域に前記剥離層の存在する前記剥離可能領域を形成する工程と、
を含み、前記剥離層の成膜が、前記フレームで隠れた領域への剥離層成分の侵入及び堆積を抑制して当該領域に前記剥離層を形成させないように前記銅層よりも薄く行われる一方、前記銅層の成膜が、前記フレームで隠れた領域への銅の侵入及び堆積を促進して当該領域に前記銅層を形成させるように前記剥離層よりも厚く行われ、かつ、
前記離間距離及び前記フレームの幅が、前記フレームで隠れた領域における前記剥離層の成膜を妨げるが前記銅層の成膜を許容するように設定される、方法。 - 前記フレーム及び/又は前記ガラスキャリアが前記離間距離を調整する機構によって支持されている、請求項13に記載の方法。
- 前記フレームが、前記ガラスキャリアの表面から離れる方向に向かって前記フレームの幅が増大する逆テーパー状の断面形状を有する、又は前記ガラスキャリアの表面から離れる方向に向かって前記フレームの幅が減少するテーパー状の断面形状を有する、請求項13又は14に記載の方法。
- 前記フレームが金属で構成される、請求項13から請求項15までのいずれか一項に記載の方法。
- 請求項1から請求項11までのいずれか一項に記載のガラスキャリア付銅箔の製造方法であって、
ガラスキャリアを用意する工程と、
前記ガラスキャリア上に剥離層及び銅層を順に成膜して、全領域にわたって前記剥離層及び前記銅層が存在する暫定的なガラスキャリア付銅箔を得る工程と、
前記暫定的なガラスキャリア付銅箔に対して、複数の領域を区画するパターン状に加熱を行って、前記パターンに対応する領域に存在する前記剥離層を選択的に消失又は機能不全とし、それにより前記剥離層の存在しない前記剥離不能領域と前記剥離層が残存する前記剥離可能領域とを形成する工程と、
を含む、方法。 - 前記加熱がレーザー照射により行われる、請求項17に記載の方法。
- 前記剥離層及び前記銅層の成膜が物理気相堆積(PVD)法により行われる、請求項17又は請求項18に記載の方法。
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