KR102386554B1 - 유리 캐리어를 구비하는 구리박 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

회로 실장 가능한 크기로 다운사이징 되어도 절단 개소에서 구리층이 박리되기 어렵고, 의도한 회로 패턴을 형성하기 쉽고, 게다가 파인 피치의 회로 실장 기판을 바람직하게 실현 가능한 유리 캐리어를 구비하는 구리박이 제공된다. 이 유리 캐리어를 구비하는 구리박은, 유리 캐리어와, 유리 캐리어 상에 마련되는 박리층과, 박리층 상에 마련되는, 두께 0.1㎛ 이상 3.0㎛ 이하의 구리층을 구비한다. 유리 캐리어는, 적어도 구리층측의 표면에, JIS B 0601-2001에 준거하여 측정되는 최대 높이 Rz가 1.0㎛ 미만인 복수의 평탄 영역과, JIS B 0601-2001에 준거하여 측정되는 최대 높이 Rz가 1.0㎛ 이상 30.0㎛ 이하인 요철 영역을 갖고, 요철 영역이, 복수의 평탄 영역을 구획하는 패턴의 선상으로 마련된다.

Description

유리 캐리어를 구비하는 구리박 및 그 제조 방법
본 발명은, 유리 캐리어를 구비하는 구리박 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
근년의 휴대용 전자 기기 등의 전자 기기의 소형화 및 고기능화에 수반하여, 프린트 배선판에는 배선 패턴의 가일층의 미세화(파인 피치화)가 요구되고 있다. 이러한 요구에 대응하기 위해서, 프린트 배선판 제조용 구리박에는 종전 이상으로 얇고 또한 낮은 표면 조도의 것이 요망되고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1(일본 특허 공개 제2005-76091호 공보)에는, 평균 표면 조도 Rz를 0.01㎛ 이상 2.0㎛ 이하로 저감한 캐리어 구리박의 평활면에 박리층 및 극박 구리박을 이 순으로 적층하는 것을 포함하는, 캐리어를 구비하는 극박 구리박의 제조 방법이 개시되어 있고, 이 캐리어를 구비하는 극박 구리박에 의해 고밀도 극미세 배선(파인 패턴)을 실시하여 다층 프린트 배선판을 얻는 것도 개시되어 있다.
또한, 캐리어를 구비하는 극박 구리박에 있어서의 극박 구리층의 두께와 표면 조도의 가일층의 저감을 실현하기 위해서, 종래부터 전형적으로 사용되고 있는 수지제 캐리어 대신에, 유리 기판이나 연마 금속 기판 등을 초평활 캐리어로서 사용하고, 이 초평활면 상에 스퍼터링 등의 기상법에 의해 극박 구리층을 형성하는 것도 최근 제안되고 있다. 예를 들어, 특허문헌 2(국제 공개 제2017/150283호)에는, 캐리어(예를 들어 유리 캐리어), 박리층, 반사 방지층, 극박 구리층을 이 순으로 구비한 캐리어를 구비하는 구리박이 개시되어 있고, 박리층, 반사 방지층 및 극박 구리층을 스퍼터링으로 형성하는 것이 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 3(국제 공개 제2017/150284호)에는, 캐리어(예를 들어 유리 캐리어), 중간층(예를 들어 밀착 금속층 및 박리 보조층), 박리층 및 극박 구리층을 구비한 캐리어를 구비하는 구리박이 개시되어 있고, 중간층, 박리층 및 극박 구리층을 스퍼터링으로 형성하는 것이 기재되어 있다. 특허문헌 2 및 3의 어떤 경우든, 표면 평탄성이 우수한 유리 등의 캐리어 상에 각 층이 스퍼터링 형성됨으로써, 극박 구리층의 외측 표면에 있어서 1.0nm 이상 100nm 이하라고 하는 극히 낮은 산술 평균 조도 Ra를 실현하고 있다.
그런데, 캐리어를 구비하는 구리박의 반송 시 등에, 캐리어와 구리층의 적층 부분이 다른 부재와 접촉함으로써, 구리층의 예기치 않은 박리가 발생하는 경우가 있고, 이러한 문제에 대처 가능한 캐리어를 구비하는 구리박이 몇 가지 제안되어 있다. 예를 들어, 특허문헌 4(일본 특허 공개 제2016-137727호 공보)에는, 금속 캐리어와 금속박의 외주의 일부 또는 전체가 수지로 덮인 적층체가 개시되어 있고, 이러한 구성으로 함으로써, 다른 부재와의 접촉을 방지하여 핸들링 중의 금속박의 박리를 적게 할 수 있다고 되어 있다. 또한, 특허문헌 5(국제 공개 제2014/054812호)에는, 수지제 캐리어와 금속박 사이의 계면이 외주 영역의 적어도 네 코너에 있어서 접착층을 개재하여 견고하게 접착되어 있음으로써 각 부분의 예기치 않은 박리를 방지한 캐리어를 구비하는 금속박이 개시되어 있고, 반송 종료 후에, 접착층보다도 내측 부분에서 캐리어를 구비하는 금속박을 절단하는 것도 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 6(일본 특허 공개 제2000-331537호 공보)에는, 구리박 캐리어의 좌우 에지 근방 부분의 표면 조도를 중앙부보다도 크게 한 캐리어를 구비하는 구리박이 개시되어 있고, 이렇게 함으로써 캐리어를 구비하는 구리박의 취급 시나 동장 적층판의 제작 시에 구리층이 캐리어로부터 박리하는 등의 문제가 발생하지 않게 된다고 되어 있다.
일본 특허 공개 제2005-76091호 공보 국제 공개 제2017/150283호 국제 공개 제2017/150284호 일본 특허 공개 제2016-137727호 공보 국제 공개 제2014/054812호 일본 특허 공개 제2000-331537호 공보
그런데, IC칩 등을 기판에 실장할 때, 실장 설비가 처리할 수 있는 기판의 크기에는 상한이 있고, 전형적인 사이즈의 캐리어를 구비하는 구리박(예를 들어 400mm×400mm)은 이 상한을 상회한다. 따라서, 실장 설비가 처리할 수 있는 크기로 되도록 캐리어를 구비하는 구리박을 절단하여, 예를 들어 100mm 폭 정도로 다운사이징하는 것이 행하여지고 있다. 그러나, 캐리어를 구비하는 구리박을 절단할 때, 절단 계면에 노출한 박리층의 박리 강도가 낮기 때문에, 절단 시의 부하에 의해 구리층이 캐리어로부터 박리되어 버리는 경우가 있다. 그 결과, 의도한 회로 패턴을 형성할 수 없고, 그 이후의 공정으로 진행되지 않는다고 하는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 유리를 캐리어로서 사용한 경우, 캐리어를 구비하는 구리박의 절단 시에 유리 단부에 칩핑(조개껍질형 깨짐부)이 발생하는 등의 문제가 발생하기 쉽다.
본 발명자들은, 금번, 유리 캐리어를 구비하는 구리박에 있어서, 본래적으로 평탄한 유리 캐리어의 표면에 절단 여유부로서 선상의 요철 영역을 형성함으로써, 다운사이징 되어도 절단 개소에서 구리층이 박리되기 어렵고, 의도한 회로 패턴을 형성하기 쉽고, 게다가 파인 피치의 회로 실장 기판을 바람직하게 실현할 수 있다는 지견을 얻었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 회로 실장 가능한 크기로 다운사이징 되어도 절단 개소에서 구리층이 박리되기 어렵고, 의도한 회로 패턴의 형성을 하기 쉽고, 게다가 파인 피치의 회로 실장 기판을 바람직하게 실현 가능한, 유리 캐리어를 구비하는 구리박을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 형태에 의하면,
유리 캐리어와,
상기 유리 캐리어 상에 마련되는 박리층과,
상기 박리층 상에 마련되는, 두께 0.1㎛ 이상 3.0㎛ 이하의 구리층을
구비하고,
상기 유리 캐리어가, 적어도 상기 구리층측의 표면에, JIS B 0601-2001에 준거하여 측정되는 최대 높이 Rz가 1.0㎛ 미만인 복수의 평탄 영역과, JIS B 0601-2001에 준거하여 측정되는 최대 높이 Rz가 1.0㎛ 이상 30.0㎛ 이하인 요철 영역을 갖고, 해당 요철 영역이, 상기 복수의 평탄 영역을 구획하는 패턴의 선상으로 마련되는, 유리 캐리어를 구비하는 구리박이 제공된다.
본 발명의 다른 일 형태에 의하면, 상기 유리 캐리어를 구비하는 구리박의 제조 방법이며,
적어도 한쪽의 표면이, JIS B 0601-2001에 준거하여 측정되는 최대 높이 Rz가 1.0㎛ 미만의 평탄면인, 유리 캐리어를 준비하는 공정과,
상기 유리 캐리어의 표면 소정의 영역에 조화 처리를 행하여, JIS B 0601-2001에 준거하여 측정되는 최대 높이 Rz가 1.0㎛ 이상 30.0㎛ 이하인 요철 영역을, 복수의 영역을 구획하는 패턴의 선상으로 형성하는 공정과,
상기 유리 캐리어 상에 박리층을 형성하는 공정과,
상기 박리층 상에 두께 0.1㎛ 이상 3.0㎛ 이하의 구리층을 형성하는 공정을
포함하는, 방법이 제공된다.
또한, 본 명세서 중의 이하의 설명에 있어서, JIS B 0601-2001에 준거하여 측정되는 최대 높이 Rz를, 단순히 「최대 높이 Rz」 또는 「Rz」라고 칭하는 것으로 한다.
도 1은, 본 발명의 유리 캐리어를 구비하는 구리박의 일 형태를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 2는, 도 1에 도시되는 유리 캐리어를 구비하는 구리박이 점선으로 둘러싸인 부분의 층 구성을 도시하는 모식 단면도이다.
도 3은, 도 1에 도시되는 유리 캐리어를 구비하는 구리박에 포함되는, 유리 캐리어를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 4는, 요철 영역 상에서 절단된 유리 캐리어를 구비하는 구리박을 도시하는 모식 단면도이다.
도 5는, 마스킹층을 형성한 유리 캐리어를 도시하는 상면 모식도이다.
유리 캐리어를 구비하는 구리박
본 발명의 유리 캐리어를 구비하는 구리박의 일례가 도 1 및 2에 모식적으로 도시된다. 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 유리 캐리어를 구비하는 구리박(10)은, 유리 캐리어(12)와, 박리층(16)과, 구리층(18)을 이 순으로 구비한 것이다. 박리층(16)은, 유리 캐리어(12) 상에 마련되는 층이다. 구리층(18)은 박리층(16) 상에 마련되고, 두께 0.1㎛ 이상 3.0㎛ 이하의 층이다. 원한다면, 유리 캐리어를 구비하는 구리박(10)은, 유리 캐리어(12)와 박리층(16) 사이에 중간층(14)을 더 갖고 있어도 된다. 또한, 유리 캐리어를 구비하는 구리박(10)은, 박리층(16)과 구리층(18) 사이에 기능층(17)을 더 갖고 있어도 된다. 또한, 유리 캐리어(12)의 양면에 상하 대칭으로 되도록 상술한 각종 층을 이 순으로 구비하여 이루어지는 구성으로 해도 된다. 유리 캐리어를 구비하는 구리박(10)은, 상술한 양태의 유리 캐리어(12)를 구비하는 것 이외에는, 공지의 층 구성을 채용하면 되고 특별히 한정되지 않는다. 어떻든, 본 발명에 있어서는, 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 유리 캐리어(12)는, 적어도 구리층(18)측의 표면에 최대 높이 Rz가 1.0㎛ 미만인 복수의 평탄 영역 F와, 최대 높이 Rz가 1.0㎛ 이상 30.0㎛ 이하인 요철 영역 R을 갖는다. 그리고, 이 요철 영역 R이, 서로 개별화된 복수의 평탄 영역 F를 구획하는 패턴의 선상으로 마련된다.
이와 같이, 유리 캐리어를 구비하는 구리박에 있어서, 본래적으로 평탄한 유리 캐리어(12)의 표면에 절단 여유부로서 선상의 요철 영역 R을 마련함으로써, 다운사이징 되어도 절단 개소에서 구리층(18)이 박리되기 어렵고, 의도한 회로 패턴을 형성하기 쉽고, 게다가 파인 피치의 회로 실장 기판을 바람직하게 실현하는 것이 가능하게 된다. 즉, 유리 캐리어(12)가 최대 높이 Rz가 작은 평탄 영역 F를 가짐으로써, 유리 캐리어(12) 상에 박리층(16)을 개재하여 적층된 구리층(18)의 평탄 영역 F 상의 표면도 평탄한 형상으로 되고, 이 구리층(18)의 평탄면이 파인 패턴의 형성을 가능하게 한다. 또한, 유리 캐리어(12)는 최대 높이 Rz가 큰 요철 영역 R도 갖고 있고, 이 요철에 기인하는 앵커 효과에 의해, 박리층(16) 및 구리층(18)의 요철 영역 R 상에 형성된 부분에 있어서의 박리 강도가 높아진다. 그리고, 유리 캐리어(12)의 요철 영역 R은 서로 개별화된 복수의 평탄 영역 F를 구획하는 패턴의 선상으로 마련되어 있기 때문에, 이 요철 영역 R의 패턴을 따라서 유리 캐리어를 구비하는 구리박(10)을 절단함으로써, 각각의 평탄 영역 F를 갖고, 또한, 실장 설비가 처리 가능한 크기로 다운사이징 된 복수의 유리 캐리어를 구비하는 구리박(10')을 얻을 수 있다. 요철 영역 R에서 절단함으로써 얻어진 유리 캐리어를 구비하는 구리박(10')이 도 4에 도시된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 유리 캐리어를 구비하는 구리박(10')은, 절단면이 요철 영역 R에 존재하기 때문에, 절단면에 있어서의 박리층(16)의 박리 강도가 높고, 그 때문에 절단면에서의 구리층(18)이 바람직하지 않은 박리를, 절단 시뿐만 아니라, 절단 후(예를 들어 실장 공정에서의 캐리어를 구비하는 구리박의 반송 시나 핸들링 시)에 있어서도, 극히 효과적으로 방지할 수 있다. 그 결과, 의도한 회로 패턴을 형성하기 쉬워져, 파인 피치의 회로 실장 기판을 바람직하게 실현할 수 있다.
따라서, 본 발명의 유리 캐리어를 구비하는 구리박(10)은, 유리 캐리어를 구비하는 구리박(10)이 복수매로 분할되도록, 요철 영역 R이 상기 소정의 패턴을 따라서 절단되는 것이 예정되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 유리 캐리어를 구비하는 구리박(10)은, 회로 실장을 위한 다운사이징이 요구될 때에, 요철 영역 R에서 상기 소정의 패턴을 따라서 절단하여 복수매로 분할되는 것이 바람직하다. 유리 캐리어를 구비하는 구리박(10)의 절단은 공지된 방법을 따라서 행하면 되고, 특별히 한정되지 않는다. 바람직한 절단 방법의 예로서는, 다이싱, 워터 커터, 레이저 커터 등을 들 수 있다.
유리 캐리어(12)는 유리로 구성된다. 유리 캐리어(12)의 형태는 시트, 필름 및 판 중 어느 것이어도 된다. 또한, 유리 캐리어(12)는 이들의 시트, 필름 및 판 등이 적층된 것이어도 된다. 예를 들어, 유리 캐리어(12)는 유리판 등의 강성을 갖는 지지체로서 기능할 수 있는 것인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 가열을 수반하는 프로세스에 있어서의 유리 캐리어를 구비하는 구리박(10)의 휨 방지의 관점에서, 열팽창 계수(CTE)가 25ppm/K 미만(전형적으로는 1.0ppm/K 이상 23ppm/K 이하)의 유리이다. 또한, 핸들링성이나 칩 실장 시의 평탄성 확보의 관점에서, 유리 캐리어(12)는 비커스 경도가 100HV 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 150HV 이상 2500HV 이하이다. 유리를 캐리어로서 사용한 경우, 경량으로, 열팽창 계수가 낮고, 절연성이 높고, 강직으로 표면이 평탄하기 때문에, 구리층(18)의 표면을 극도로 평활하게 할 수 있는 등의 이점이 있다. 또한, 캐리어가 유리인 경우, 배선층을 형성한 후, 화상 검사를 행할 때에 구리 도금과의 시인성이 우수한 점, 전자 소자 탑재 시에 유리한 표면 평탄성(코플래너리티)을 갖고 있는 점, 프린트 배선판 제조 공정에 있어서의 디스미어나 각종 도금 공정에 있어서 내약품성을 갖고 있는 점, 유리 캐리어를 구비하는 구리박(10)으로부터 유리 캐리어(12)를 박리할 때에 화학적 분리법을 채용할 수 있는 점 등의 이점이 있다. 유리 캐리어(12)는 SiO2를 포함하는 유리인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 SiO2를 50중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 SiO2를 60중량％ 이상 포함하는 유리이다. 유리 캐리어(12)를 구성하는 유리의 바람직한 예로서는, 석영 유리, 붕규산 유리, 무알칼리 유리, 소다석회 유리, 아미노실리케이트 유리, 및 그것들의 조합을 들 수 있고, 보다 바람직하게는 붕규산 유리, 무알칼리 유리, 소다석회 유리, 및 그것들의 조합이고, 특히 바람직하게는 무알칼리 유리, 소다석회 유리, 및 그것들의 조합이고, 가장 바람직하게는 무알칼리 유리이다. 유리 캐리어(12)이 붕규산 유리, 무알칼리 유리 또는 소다석회 유리로 구성되는 경우, 유리 캐리어를 구비하는 구리박(10)을 절단할 때에 유리 캐리어(12)의 칩핑을 적게 할 수 있기 때문에 바람직하다. 무알칼리 유리는, 이산화규소, 산화알루미늄, 산화붕소 및 산화칼슘이나 산화바륨 등의 알칼리 토금속 산화물을 주성분으로 하고, 또한 붕산을 함유하는, 알칼리 금속을 실질적으로 함유하지 않는 유리이다. 이 무알칼리 유리는, 0℃에서 350℃까지의 넓은 온도 대역에 있어서 열팽창 계수가 3ppm/K 이상 5ppm/K 이하의 범위에서 낮게 안정되어 있기 때문에, 가열을 수반하는 프로세스에 있어서의 유리의 휨을 최소한으로 할 수 있다는 이점이 있다. 유리 캐리어(12)의 두께는 100㎛ 이상 2000㎛ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 300㎛ 이상 1800㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 400㎛ 이상 1100㎛ 이하이다. 이러한 범위 내의 두께이면, 핸들링에 지장을 초래하지 않는 적절한 강도를 확보하면서 프린트 배선판의 박형화 및 전자 부품 탑재 시에 발생하는 휨의 저감을 실현할 수 있다.
유리 캐리어(12)의 평탄 영역 F의 각각은, 최대 높이 Rz가 1.0㎛ 미만이고, 바람직하게는 0.001㎛ 이상 0.5㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.001㎛ 이상 0.1㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 0.001㎛ 이상 0.08㎛ 이하, 특히 바람직하게는 0.001㎛ 이상 0.05㎛ 이하, 가장 바람직하게는 0.001㎛ 이상 0.02㎛ 이하이다. 이렇게 평탄 영역 F의 최대 높이 Rz가 작을수록, 유리 캐리어(12) 상에 적층되는 구리층(18)의 최외면(즉 박리층(16)과 반대측의 표면)에 있어서 바람직하게 낮은 최대 높이 Rz를 갖게 할 수있고, 그것에 의하여, 유리 캐리어를 구비하는 구리박(10)을 사용하여 제조되는 프린트 배선판에 있어서, 라인/스페이스(L/S)가 13㎛ 이하/13㎛ 이하(예를 들어 12㎛/12㎛로부터 2㎛/2㎛까지)라고 한 정도에까지 고도로 미세화된 배선 패턴을 형성하기에 적합한 것으로 된다.
유리 캐리어(12)의 요철 영역 R은, 최대 높이 Rz가 1.0㎛ 이상 30.0㎛ 이하이고, 바람직하게는 1.5㎛ 이상 28.0㎛ 이하, 보다 바람직하게는 2.0㎛ 이상 26.0㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 2.5㎛ 이상 24.0㎛ 이하, 특히 바람직하게는 5.0㎛ 이상 22.0㎛ 이하, 가장 바람직하게는 10.0㎛ 이상 20.0㎛ 이하이다. 이렇게 함으로써, 요철 영역 R에 있어서의 박리층(16)과의 밀착성이 향상되고, 유리 캐리어를 구비하는 구리박(10)을 요철 영역 R의 패턴을 따라서 절단했을 때에, 절단면에 있어서의 양호한 박리 강도를 확보할 수 있고, 절단에 수반하는 구리층(18)의 바람직하지 않은 박리를 더 효과적으로 억제할 수 있다. 게다가, 유리 캐리어(12) 표면에 뾰족해진 부분이나 금이 간 부분이 발생하기 어렵기 때문에, 유리 캐리어를 구비하는 구리박(10)을 절단했을 때에 발생하는 유리의 입자상 파편의 수를 저감할 수 있다. 요철 영역 R에 있어서의 유리 캐리어(12)의 박리 강도는 30gf/cm 이상 3000gf/cm 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50gf/cm 이상 2800gf/cm 이하, 더욱 바람직하게는 200gf/cm 이상 2500gf/cm 이하, 특히 바람직하게는 400gf/cm 이상 2300gf/cm 이하, 가장 바람직하게는 1000gf/cm 이상 2000gf/cm 이하이다. 이 박리 강도는 후술하는 실시예에서 언급되는 것처럼, JIS Z 0237-2009에 준거하여 측정되는 값이다.
요철 영역 R의 패턴은 격자상, 울타리상 또는 십자상으로 마련되는 것이, 복수의 평탄 영역 F를 회로 실장 기판에 적합한 균등한 형상 및 사이즈로 구획하기 쉬운 점에서 바람직하다. 그 중에서도, 요철 영역 R의 패턴을 격자상 또는 울타리상으로 마련하는 것이 특히 바람직하다. 이렇게 함으로써, 개개의 평탄 영역 F의 주위의 전체 또는 대부분을 요철 영역 R로 둘러쌀 수 있으므로, 절단 후에 분할된 각 유리 캐리어를 구비하는 구리박(10')의 단부에 있어서 박리의 기점을 발생하기 어려워진다.
요철 영역 R의 패턴의 선 폭은 1mm 이상 50mm 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.5mm 이상 45mm 이하, 더욱 바람직하게는, 2.0mm 이상 40mm 이하, 특히 바람직하게는 2.5mm 이상 35mm 이하이다. 이러한 범위 내로 함으로써, 커터 등의 절단 수단의 요철 영역 R로의 위치 결정을 하기 쉽고 또한 절단도 하기 쉬워짐과 함께, 평탄 영역 F를 많이 확보하면서, 요철 영역 R에 의한 각종 이점을 바람직하게 실현할 수 있다.
또한, 파인 패턴의 형성에 필요한 평탄성을 구리층(18)에 부여 가능한 영역(즉 평탄 영역 F)을 충분히 확보하는 관점에서, 유리 캐리어(12)의 평탄 영역 F 및 요철 영역 R의 합계 면적에 대한 요철 영역 R의 면적의 비율이 0.01 이상 0.5 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.02 이상 0.45 이하, 더욱 바람직하게는 0.05 이상 0.40 이하, 특히 바람직하게는 0.1 이상 0.35 이하이다.
원한다면 마련되는 중간층(14)은, 캐리어(12)와 박리층(16) 사이에 개재하여, 캐리어(12)와 박리층(16)의 밀착성의 확보에 기여하는 층이다. 중간층(14)을 구성하는 금속의 예로서는 Cu, Ti, Al, Nb, Zr, Cr, W, Ta, Co, Ag, Ni, In, Sn, Zn, Ga, Mo 및 그것들의 조합(이하, 금속 M이라고 함)을 들 수 있고, 바람직하게는 Cu, Ti, Al, Nb, Zr, Cr, W, Ta, Co, Ag, Ni, Mo 및 그것들의 조합, 보다 바람직하게는 Cu, Ti, Zr, Al, Cr, W, Ni, Mo 및 그것들의 조합, 더욱 바람직하게는 Cu, Ti, Al, Cr, Ni, Mo 및 그것들의 조합, 특히 바람직하게는 Cu, Ti, Al, Ni 및 그것들의 조합을 들 수 있다. 중간층(14)은 순금속이어도 되고, 합금이어도 된다. 중간층(14)을 구성하는 금속은 원료 성분이나 성막 공정 등에 기인하는 불가피 불순물을 포함하고 있어도 된다. 또한, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 중간층(14)의 성막 후에 대기에 폭로되는 경우, 거기에 기인하여 혼입되는 산소의 존재는 허용된다. 상기 금속의 함유율의 상한은 특별히 한정되지 않고, 100원자％여도 된다. 중간층(14)은 물리 기상 퇴적(PVD)법에 의해 형성된 층인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 스퍼터링에 의해 형성된 층이다. 중간층(14)은 금속 타깃을 사용한 마그네트론 스퍼터링법에 의해 형성된 층인 것이 막 두께 분포의 균일성을 향상할 수 있는 점에서 특히 바람직하다. 중간층(14)의 두께는 10nm 이상 1000nm 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30nm 이상 800nm 이하, 더욱 바람직하게는 60nm 이상 600nm 이하, 특히 바람직하게는 100nm 이상 400nm 이하이다. 이 두께는, 층 단면을 투과형 전자 현미경의 에너지 분산형 X선 분광 분석기(TEM-EDX)로 분석함으로써 측정되는 값으로 한다.
중간층(14)은 1층 구성이어도 되고, 2층 이상의 구성이어도 된다. 중간층(14)이 1층 구성인 경우, 중간층(14)은 Cu, Al, Ti, Ni 또는 그것들의 조합(예를 들어 합금이나 금속간 화합물)으로 구성되는 금속을 함유하는 층으로 이루어지는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 Al, Ti, 또는 그것들의 조합(예를 들어 합금이나 금속간 화합물)이고, 더욱 바람직하게는 주로 Al을 함유하는 층 또는 주로 Ti를 함유하는 층이다. 한편, 유리 캐리어(12)와의 밀착성이 충분히 높다고는 할 수 없는 금속 또는 합금을 중간층(14)에 채용하는 경우에는, 중간층(14)을 2층 구성으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 유리 캐리어(12)와의 밀착성이 우수한 금속(예를 들어 Ti) 또는 합금으로 구성된 층을 유리 캐리어(12)에 인접시켜서 마련하고, 또한, 유리 캐리어(12)와의 밀착성이 떨어지는 금속(예를 들어 Cu) 또는 합금으로 구성한 층을 박리층(16)에 인접시켜서 마련함으로써, 유리 캐리어(12)와의 밀착성을 향상할 수 있다. 따라서, 중간층(14)의 바람직한 2층 구성의 예로서는, 유리 캐리어(12)에 인접하는 Ti 함유층과, 박리층(16)에 인접하는 Cu 함유층을 포함하는 적층 구조를 들 수 있다. 또한, 2층 구성의 각 층의 구성 원소나 두께의 밸런스를 바꾸면, 박리 강도도 바뀌기 때문에, 각 층의 구성 원소나 두께를 적절히 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 본 명세서에 있어서 「금속 M 함유층」의 범주에는, 캐리어의 박리성을 손상시키지 않는 범위에 있어서, 금속 M 이외의 원소를 포함하는 합금도 포함되는 것으로 한다. 따라서, 중간층(14)은 주로 금속 M을 포함하는 층이라고도 할 수 있다. 상기의 점에서, 중간층(14)에 있어서의 금속 M의 함유율은 50원자％ 이상 100원자％ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 60원자％ 이상 100원자％ 이하, 더욱 바람직하게는 70원자％ 이상 100원자％ 이하, 특히 바람직하게는 80원자％ 이상 100원자％ 이하, 가장 바람직하게는 90원자％ 이상 100원자％ 이하이다.
중간층(14)을 합금으로 구성하는 경우, 바람직한 합금의 예로서는 Ni 합금을 들 수 있다. Ni 합금은 Ni 함유율이 45중량％ 이상 98중량％ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 55중량％ 이상 90중량％ 이하, 더욱 바람직하게는 65중량％ 이상 85중량％ 이하이다. 바람직한 Ni 합금은, Ni와, Cr, W, Ta, Co, Cu, Ti, Zr, Si, C, Nd, Nb 및 La로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 합금이고, 보다 바람직하게는 Ni와, Cr, W, Cu 및 Si로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 합금이다. 중간층(14)을 Ni 합금층으로 하는 경우, Ni 합금 타깃을 사용한 마그네트론 스퍼터링법에 의해 형성된 층인 것이 막 두께 분포의 균일성을 향상할 수 있는 점에서 특히 바람직하다.
박리층(16)은 유리 캐리어(12)의 박리를 가능하게 하는 층이고, 캐리어를 구비하는 구리박의 박리층으로서 채용되는 공지된 재료로 구성될 수 있다. 박리층(16)은, 유기 박리층 및 무기 박리층 중 어느 것이어도 된다. 유기 박리층에 사용되는 유기 성분의 예로서는, 질소 함유 유기 화합물, 황 함유 유기 화합물, 카르복실산 등을 들 수 있다. 질소 함유 유기 화합물의 예로서는, 트리아졸 화합물, 이미다졸 화합물 등을 들 수 있다. 한편, 무기 박리층에 사용되는 무기 성분의 예로서는, Ni, Mo, Co, Cr, Fe, Ti, W, P, Zn, Cu, Al, Nb, Zr, Ta, Ag, In, Sn, Ga의 적어도 1종 이상의 금속 산화물, 탄소층 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 특히, 박리층(16)은 탄소층, 즉 주로 탄소를 포함하여 이루어지는 층인 것이 박리 용이성이나 막 형성성의 점 등에서 바람직하고, 보다 바람직하게는 주로 탄소 또는 탄화수소로 이루어지는 층이고, 더욱 바람직하게는 경질 탄소막인 아몰퍼스 카본으로 이루어진다. 이 경우, 박리층(16)(즉 탄소층)은 XPS에 의해 측정되는 탄소 농도가 60원자％ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 70원자％ 이상, 더욱 바람직하게는 80원자％ 이상, 특히 바람직하게는 85원자％ 이상이다. 탄소 농도의 상한값은 특별히 한정되지 않고 100원자％여도 되지만, 98원자％ 이하가 현실적이다. 박리층(16)(특히 탄소층)은 불가피 불순물(예를 들어 분위기 등의 주위 환경에서 유래되는 산소, 수소 등)을 포함할 수 있다. 또한, 박리층(16)(특히 탄소층)에는 기능층(17) 또는 구리층(18)의 성막 방법에 기인하여 금속 원자가 혼입될 수 있다. 탄소는 캐리어와의 상호 확산성 및 반응성이 작고, 300℃를 초과하는 온도에서의 프레스 가공 등을 받아도, 구리박층과 접합 계면 사이에서의 고온 가열에 의한 금속 결합의 형성을 방지하여, 캐리어의 박리 제거가 용이한 상태를 유지할 수 있다. 이 박리층(16)도 스퍼터링 등의 기상법에 의해 형성된 층인 것이 아몰퍼스 카본 중의 과도한 불순물을 억제하는 점, 원한다면 마련되는 중간층(14)의 성막과의 연속 생산성의 점 등에서 바람직하다. 박리층(16)(특히 탄소층)의 두께는 1nm 이상 20nm 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1nm 이상 10nm 이하이다. 이 두께는, 층 단면을 투과형 전자 현미경의 에너지 분산형 X선 분광 분석기(TEM-EDX)로 분석함으로써 측정되는 값으로 한다.
원한다면 박리층(16)과 구리층(18) 사이에 기능층(17)이 마련되어도 된다. 기능층(17)은 유리 캐리어를 구비하는 구리박(10)에, 에칭 스토퍼 기능이나 반사 방지 기능 등의 원하는 기능을 부여하는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 기능층(17)을 구성하는 금속의 바람직한 예로서는, Ti, Al, Nb, Zr, Cr, W, Ta, Co, Ag, Ni, Mo 및 그것들의 조합을 들 수 있고, 보다 바람직하게는 Ti, Zr, Al, Cr, W, Ni, Mo 및 그것들의 조합, 더욱 바람직하게는 Ti, Al, Cr, Ni, Mo 및 그것들의 조합, 특히 바람직하게는 Ti, Mo 및 그것들의 조합이다. 이들의 원소는, 구리 플래시 에칭액에 대하여 용해되지 않는다고 하는 성질을 갖고, 그 결과, 구리 플래시 에칭액에 대하여 우수한 내약품성을 나타낼 수 있다. 따라서, 기능층(17)은, 구리층(18)보다도 구리 플래시 에칭액에 의해 에칭되기 어려운 층으로 되고, 그 때문에 에칭 스토퍼층으로서 기능할 수 있다. 또한, 기능층(17)을 구성하는 상술한 금속은 광의 반사를 방지하는 기능도 갖기 때문에, 기능층(17)은 화상 검사(예를 들어 자동 화상 검사(AOI))에 있어서 시인성을 향상시키기 위한 반사 방지층으로서도 기능할 수 있다. 기능층(17)은 순금속이어도 되고, 합금이어도 된다. 기능층(17)을 구성하는 금속은 원료 성분이나 성막 공정 등에 기인하는 불가피 불순물을 포함하고 있어도 된다. 또한, 상기 금속의 함유율의 상한은 특별히 한정되지 않고, 100원자％여도 된다. 기능층(17)은 물리 기상 퇴적(PVD)법에 의해 형성된 층인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 스퍼터링에 의해 형성된 층이다. 기능층(17)의 두께는 1nm 이상 500nm 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10nm 이상 400nm 이하, 더욱 바람직하게는 30nm 이상 300nm 이하, 특히 바람직하게는 50nm 이상 200nm 이하이다.
구리층(18)은 구리로 구성되는 층이다. 구리층(18)을 구성하는 구리는 원료 성분이나 성막 공정 등에 기인하는 불가피 불순물을 포함하고 있어도 된다. 구리층(18)은, 어떠한 방법으로 제조된 것이어도 되고, 예를 들어 무전해 구리 도금법 및 전해 구리 도금법 등의 습식 성막법, 스퍼터링 및 진공 증착 등의 물리 기상 퇴적(PVD)법, 화학 기상 성막, 또는 그것들의 조합에 의해 형성된 구리층이면 된다. 특히 바람직하게는, 극박화에 의한 파인 피치화에 대응하기 쉬운 관점에서, 스퍼터링법이나 진공 증착 등의 물리 기상 퇴적(PVD)법에 의해 형성된 구리층이고, 가장 바람직하게는 스퍼터링법에 의해 제조된 구리층이다. 또한, 구리층(18)은 무조화의 구리층인 것이 바람직하지만, 프린트 배선판 제조 시의 배선 패턴 형성에 지장을 초래하지 않는 한 예비적 조화나 소프트 에칭 처리나 세정 처리, 산화 환원 처리에 의해 2차적인 조화가 발생한 것이어도 된다. 상술한 바와 같은 파인 피치화에 대응하는 관점에서, 구리층(18)의 두께는 0.05㎛ 이상 3.0㎛ 이하이고, 바람직하게는 0.10㎛ 이상 2.5㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.15㎛ 이상 2.0㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 0.20㎛ 이상 1.5㎛ 이하, 특히 바람직하게는 0.25㎛ 이상 1.25㎛ 이하, 가장 바람직하게는 0.28㎛ 이상 1.0㎛ 이하이다. 이러한 범위 내의 두께의 구리층(18)은 스퍼터링법에 의해 제조되는 것이 성막 두께의 면내 균일성이나, 시트상이나 롤상에서의 생산성의 관점에서 바람직하다.
구리층(18)의 최외면은, 유리 캐리어(12)의 평탄 영역 F의 표면 형상에 대응한 평탄 형상과, 유리 캐리어(12)의 요철 영역 R의 표면 형상에 대응한 요철 형상을 갖는 것이 바람직하다. 즉, 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 평탄 영역 F 및 요철 영역 R을 갖는 유리 캐리어(12) 상에 중간층(14)(존재하는 경우), 박리층(16), 기능층(17)(존재하는 경우)을 개재하여 구리층(18)이 형성됨으로써, 유리 캐리어(12)의 평탄 영역 F 및 요철 영역 R의 표면 프로파일이 각 층의 표면에 각각 전사된다. 이렇게 해서, 구리층(18)의 최외면에 유리 캐리어(12)의 각 영역의 형상에 대응한 바람직한 표면 프로파일이 부여되는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 유리 캐리어를 구비하는 구리박(10)을 절단한 경우에 있어서의 구리층(18)의 박리를 보다 한층 방지할 수 있음과 함께, 파인 피치화에 보다 한층 대응할 수 있다. 전형적으로는, 구리층(18)의 최외면에 있어서의, 유리 캐리어(12)의 평탄 영역 F에 대응한 평탄 형상을 갖는 면(즉 평탄면)은, 최대 높이 Rz가 1.0㎛ 미만이고, 바람직하게는 0.001㎛ 이상 0.5㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.001㎛ 이상 0.1㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 0.001㎛ 이상 0.08㎛ 이하, 특히 바람직하게는 0.001㎛ 이상 0.05㎛ 이하, 가장 바람직하게는 0.001㎛ 이상 0.02㎛ 이하이다. 또한, 구리층(18)의 최외면에 있어서의, 유리 캐리어(12)의 요철 영역 R에 대응한 요철 형상을 갖는 면(즉 요철면)은 최대 높이 Rz가 전형적으로는 1.0㎛ 이상 30.0㎛ 이하이고, 바람직하게는 1.5㎛ 이상 28.0㎛ 이하, 보다 바람직하게는 2.0㎛ 이상 26.0㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 2.5㎛ 이상 24.0㎛ 이하, 특히 바람직하게는 5.0㎛ 이상 22.0㎛ 이하, 가장 바람직하게는 10.0㎛ 이상 20.0㎛ 이하이다.
중간층(14)(존재하는 경우), 박리층(16), 기능층(17)(존재하는 경우) 및 구리층(18)은 모두 물리 기상 퇴적(PVD)막, 즉 물리 기상 퇴적(PVD)법에 의해 형성된 막인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 스퍼터막, 즉 스퍼터링법에 의해 형성된 막이다.
유리 캐리어를 구비하는 구리박의 제조 방법
본 발명의 유리 캐리어를 구비하는 구리박(10)은, (1) 유리 캐리어를 준비하고, (2) 유리 캐리어 표면의 소정의 영역에 조화 처리를 행하고, (3) 유리 캐리어 상에 박리층, 구리층 등의 각종 층을 형성함으로써 제조할 수 있다.
(1) 유리 캐리어의 준비
먼저, 적어도 한쪽의 표면의 최대 높이 Rz가 1.0㎛ 미만의 평탄면인, 유리 캐리어(12)를 준비한다. 이 최대 높이 Rz는, 바람직하게는 0.001㎛ 이상 0.5㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.001㎛ 이상 0.1㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 0.001㎛ 이상 0.08㎛ 이하, 특히 바람직하게는 0.001㎛ 이상 0.05㎛ 이하, 가장 바람직하게는 0.001㎛ 이상 0.02㎛ 이하이다. 일반적으로 유리 제품은 평탄성이 우수한 것인 점에서, 상기 범위 내의 Rz를 만족시키는 평탄면을 갖는 시판하고 있는 유리 시트, 유리 필름 및 유리판을 유리 캐리어(12)로서 사용하면 된다. 혹은, 상기 Rz를 만족시키지 않는 유리 캐리어(12) 표면에 공지된 방법으로 연마 가공을 실시함으로써 상기 범위 내의 Rz를 부여해도 된다. 유리 캐리어(12)의 바람직한 재질이나 특성에 대해서는 전술한 바와 같다.
(2) 유리 캐리어 표면의 조화 처리
이어서, 유리 캐리어(12)의 표면 소정의 영역에 조화 처리를 행하여, 최대 높이 Rz가 1.0㎛ 이상 30.0㎛ 이하인 요철 영역 R을, 서로 개별화된 복수의 영역을 구획하는 패턴의 선상으로 형성한다. 이 최대 높이 Rz는, 바람직하게는 1.1㎛ 이상 20.0㎛ 이하, 보다 바람직하게는 1.2㎛ 이상 15.0㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 1.3㎛ 이상 10.0㎛ 이하, 특히 바람직하게는 1.4㎛ 이상 7.0㎛ 이하, 가장 바람직하게는 1.5㎛ 이상 5.0㎛ 이하이다. 조화 처리는 공지된 방법을 따라서 행하면 되고, 상기 범위 내의 최대 높이 Rz를 실현할 수 있고, 또한, (필요에 따라 마스킹을 병용하여) 원하는 패턴으로 요철 영역 R을 형성하는 것이 가능한 한 특별히 한정되지 않는다. 바람직한 조화 처리의 방법은, 원하는 Rz의 요철 영역 R을 효율적으로 형성 가능한 점에서 블라스트 처리 또는 에칭 처리이고, 보다 바람직하게는 블라스트 처리이다. 블라스트 처리에 의한 조화 처리는, 유리 캐리어(12)의 표면의 소정 영역(즉 요철 영역 R이 형성되어야 할 영역)에 대하여 입자상의 미디어(투사재)를 노즐로부터 투사함으로써 행할 수 있다. 바람직한 노즐의 토출 직경은 0.5mm 이상 10.0mm 이하이고, 보다 바람직하게는 0.75mm 이상 8.5mm 이하이다. 미디어의 입경은 1.0㎛ 이상 1000㎛ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.0mm 이상 800mm 이하이고, 투사량은 10g/분 이상 3000g/분 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 25g/분 이상 2750g/분 이하이다. 또한, 바람직한 미디어의 토출 압력은 0.005MPa 이상 0.5MPa 이하이고, 보다 바람직하게는 0.01MPa 이상 0.1MPa 이하이다. 미디어의 재질의 바람직한 예로서는, 알루미나, 지르코니아, 탄화규소, 철, 알루미늄, 아연, 유리, 스틸 및 보론 카바이트를 들 수 있다. 미디어의 모스 경도는 4 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5.5 이상, 더욱 바람직하게는 6.0 이상이다. 한편, 에칭 처리에 의한 조화 처리의 바람직한 예로서는, 불산(불화수소산)을 포함하는 용액을 사용한 웨트 프로세스 및 불소를 포함하는 프로세스 가스(예를 들어 CF4나 SF6 등)를 사용한 반응성 이온 에칭(RIE: Reactive ion etching)에 의한 드라이 프로세스를 들 수 있다.
원하는 영역에 선택적으로 조화 처리(특히 블라스트 처리 또는 에칭 처리)를 행하기 위해서, 마스킹을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 도 5에 도시된 바와 같이, 조화 처리 전에, 유리 캐리어(12)의 표면 소정의 영역(즉 요철 영역 R이 형성되어야 할 영역) 이외의 부분에 마스킹층(20)을 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우, 조화 처리 후에, 마스킹층(20)을 제거하는 것이 요망된다. 특히, 조화 처리를 에칭 처리로 행하는 경우에는 마스킹층을 사용하는 것이 바람직하지만, 블라스트 처리의 경우라도 필요에 따라서 마스킹층을 사용할 수 있다.
(3) 유리 캐리어 상으로의 각종 층의 형성
조화 처리를 행한 유리 캐리어(12) 상에 원한다면 중간층(14), 박리층(16), 원한다면 기능층(17) 및 두께 0.1㎛ 이상 3.0㎛ 이하의 구리층(18)을 형성한다. 중간층(14)(존재하는 경우), 박리층(16), 기능층(17)(존재하는 경우) 및 구리층(18)의 각 층의 형성은, 극박화에 의한 파인 피치화에 대응하기 쉬운 관점에서, 물리 기상 퇴적(PVD)법에 의해 행해지는 것이 바람직하다. 물리 기상 퇴적(PVD)법의 예로서는, 스퍼터링법, 진공 증착법 및 이온 플레이팅법을 들 수 있지만, 0.05nm 이상 5000nm 이하라고 하는 폭넓은 범위에서 막 두께 제어할 수 있는 점, 넓은 폭 내지 면적에 걸쳐 막 두께 균일성을 확보할 수 있는 점 등에서, 가장 바람직하게는 스퍼터링법이다. 특히, 중간층(14)(존재하는 경우), 박리층(16), 기능층(17)(존재하는 경우) 및 구리층(18)의 모든 층을 스퍼터링법에 의해 형성함으로써, 제조 효율이 현저히 높아진다. 물리 기상 퇴적(PVD)법에 의한 성막은 공지된 기상 성막 장치를 사용하여 공지된 조건에 따라 행하면 되고 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 스퍼터링법을 채용하는 경우, 스퍼터링 방식은, 마그네트론 스퍼터링, 2극 스퍼터링법, 대향 타깃 스퍼터링법 등, 공지된 다양한 방법이면 되지만, 마그네트론 스퍼터링이, 성막 속도가 빠르고 생산성이 높은 점에서 바람직하다. 스퍼터링은 DC(직류) 및 RF(고주파)의 어느 전원에서 행해도 된다. 또한, 타깃 형상도 널리 알려져 있는 플레이트형 타깃을 사용할 수 있지만, 타깃 사용 효율의 관점에서 원통형 타깃을 사용하는 것이 바람직하다. 이하, 중간층(14)(존재하는 경우), 박리층(16), 기능층(17)(존재하는 경우) 및 구리층(18)의 각 층의 물리 기상 퇴적(PVD)법(바람직하게는 스퍼터링법)에 의한 성막에 대하여 설명한다.
중간층(14)의 물리 기상 퇴적(PVD)법(바람직하게는 스퍼터링법)에 의한 성막은, Cu, Ti, Al, Nb, Zr, Cr, W, Ta, Co, Ag, Ni, In, Sn, Zn, Ga 및 Mo로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 금속으로 구성되는 타깃을 사용하여, 비산화성 분위기 하에서 마그네트론 스퍼터링에 의해 행해지는 것이 막 두께 분포 균일성을 향상할 수 있는 점에서 바람직하다. 타깃의 순도는 99.9％ 이상이 바람직하다. 스퍼터링에 사용하는 가스로서는, 아르곤 가스 등의 불활성 가스를 사용하는 것이 바람직하다. 아르곤 가스의 유량은 스퍼터링 챔버 사이즈 및 성막 조건에 따라서 적절히 결정하면 되고 특별히 한정되지 않는다. 또한, 이상 방전이나 플라스마 조사 불량 등의 가동 불량 없이, 연속적으로 성막하는 관점에서 성막 시의 압력은 0.1Pa 이상 20Pa 이하의 범위에서 행하는 것이 바람직하다. 이 압력 범위는, 장치 구조, 용량, 진공 펌프의 배기 용량, 성막 전원의 정격 용량 등에 따라, 성막 전력, 아르곤 가스의 유량을 조정함으로써 설정하면 된다. 또한, 스퍼터링 전력은 성막의 막 두께 균일성, 생산성 등을 고려하여 타깃의 단위 면적당 0.05W/㎠ 이상 10.0W/㎠ 이하의 범위 내에서 적절히 설정하면 된다.
박리층(16)의 물리 기상 퇴적(PVD)법(바람직하게는 스퍼터링법)에 의한 성막은, 카본 타깃을 사용하여 아르곤 등의 불활성 분위기 하에서 행해지는 것이 바람직하다. 카본 타깃은 그래파이트로 구성되는 것이 바람직하지만, 불가피 불순물(예를 들어 분위기 등의 주위 환경에서 유래되는 산소나 탄소)을 포함할 수 있다. 카본 타깃의 순도는 99.99％ 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 99.999％ 이상이다. 또한, 이상 방전이나 플라스마 조사 불량 등의 가동 불량 없이, 연속적으로 성막하는 관점에서 성막 시의 압력은 0.1Pa 이상 2.0Pa 이하의 범위에서 행하는 것이 바람직하다. 이 압력 범위는, 장치 구조, 용량, 진공 펌프의 배기 용량, 성막 전원의 정격 용량 등에 따라, 성막 전력, 아르곤 가스의 유량을 조정함으로써 설정하면 된다. 또한, 스퍼터링 전력은 성막의 막 두께 균일성, 생산성 등을 고려하여 타깃의 단위 면적당 0.05W/㎠ 이상 10.0W/㎠ 이하의 범위 내에서 적절히 설정하면 된다.
기능층(17)의 물리 기상 퇴적(PVD)법(바람직하게는 스퍼터링법)에 의한 성막은, Ti, Al, Nb, Zr, Cr, W, Ta, Co, Ag, Ni 및 Mo로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 금속으로 구성되는 타깃을 사용하여, 마그네트론 스퍼터법에 의해 행해지는 것이 바람직하다. 타깃의 순도는 99.9％ 이상이 바람직하다. 특히, 기능층(17)의 마그네트론 스퍼터법에 의한 성막은, 아르곤 등의 불활성 가스 분위기 하에서, 압력 0.1Pa 이상 20Pa 이하에서 행해지는 것이 바람직하다. 스퍼터링 압력은, 보다 바람직하게는 0.2Pa 이상 15Pa 이하, 더욱 바람직하게는 0.3Pa 이상 10Pa 이하이다. 또한, 상기 압력 범위의 제어는, 장치 구조, 용량, 진공 펌프의 배기 용량, 성막 전원의 정격 용량 등에 따라, 성막 전력, 아르곤 가스의 유량을 조정함으로써 행하면 된다. 아르곤 가스의 유량은 스퍼터링 챔버 사이즈 및 성막 조건에 따라서 적절히 결정하면 되고 특별히 한정되지 않는다. 또한, 스퍼터링 전력은 성막의 막 두께 균일성, 생산성 등을 고려하여 타깃의 단위 면적당 1.0W/㎠ 이상 15.0W/㎠ 이하의 범위 내에서 적절히 설정하면 된다. 또한, 제막 시에 캐리어 온도를 일정하게 유지하는 것이, 안정된 막 특성(예를 들어 막 저항이나 결정 사이즈)을 얻기 쉬운 점에서 바람직하다. 성막 시의 캐리어 온도는 25℃ 이상 300℃ 이하의 범위 내에서 조정하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 40℃ 이상 200℃ 이하, 더욱 바람직하게는 50℃ 이상 150℃ 이하의 범위 내이다.
구리층(18)의 물리 기상 퇴적(PVD)법(바람직하게는 스퍼터링법)에 의한 성막은, 구리 타깃을 사용하여 아르곤 등의 불활성 분위기 하에서 행해지는 것이 바람직하다. 구리 타깃은 금속 구리로 구성되는 것이 바람직하지만, 불가피 불순물을 포함할 수 있다. 구리 타깃의 순도는 99.9％ 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 99.99％, 더욱 바람직하게는 99.999％ 이상이다. 구리층(18)의 기상 성막 시의 온도 상승을 피하기 위해서, 스퍼터링 시, 스테이지의 냉각 기구를 마련해도 된다. 또한, 이상 방전이나 플라스마 조사 불량 등의 가동 불량 없이, 안정적으로 성막하는 관점에서 성막 시의 압력은 0.1Pa 이상 2.0Pa 이하의 범위에서 행하는 것이 바람직하다. 이 압력 범위는, 장치 구조, 용량, 진공 펌프의 배기 용량, 성막 전원의 정격 용량 등에 따라, 성막 전력, 아르곤 가스의 유량을 조정함으로써 설정하면 된다. 또한, 스퍼터링 전력은 성막의 막 두께 균일성, 생산성 등을 고려하여 타깃의 단위 면적당 0.05W/㎠ 이상 10.0W/㎠ 이하의 범위 내에서 적절히 설정하면 된다.
실시예
본 발명을 이하의 예에 의해 더욱 구체적으로 설명한다.
예 1
도 1에 도시된 바와 같이, 유리 캐리어(12) 상에 요철 영역 R을 형성한 후, 중간층(14)(Ti 함유층 및 Cu 함유층), 박리층(16)으로서의 탄소층, 기능층(17) 및 구리층(18)을 이 순으로 성막하여 유리 캐리어를 구비하는 구리박(10)을 제작하였다. 구체적인 수순은 이하와 같다. 또한, 이하의 예에 있어서 언급되는 최대 높이 Rz는 JIS B 0601-2001에 준거하여 비접촉 표면 형상 측정기(Zygo 가부시키가이샤제 NewView5032)로 측정된 값이다.
(1) 유리 캐리어의 준비
최대 높이 Rz2.7nm의 평탄면을 갖는 200mm×250mm로 두께 1.1mm의 유리 시트(재질: 소다석회 유리, 센트럴 글래스 가부시키가이샤제)를 준비하였다.
(2) 유리 캐리어의 조화 처리
도 5에 도시된 바와 같이, 유리 캐리어(12) 표면에 마스킹층(20)을, 4개의 직사각 형상 마스킹 영역이 2.5mm의 평균 선 폭으로 서로 이격하여 배치되는 패턴으로 형성하였다. 이 마스킹층(20)의 형성은, 감광성 필름을 사용하여 롤 라미네이션에 의해 행하였다. 이어서, 블로워 블라스트 장치(가부시키가이샤 불이(후지 세이사쿠쇼제, LDQ-3(AB))를 사용하여, 마스킹층(20)으로 부분적으로 피복된 유리 캐리어(12) 표면에 대하여, 토출 직경 5mm의 노즐로부터, 입경 0.16mm의 미디어(알루미나)를 0.05MPa의 토출 압력으로 30초간 투사함으로써, 유리 캐리어(12)의 노출 부분에 대하여 조화 처리를 행하였다. 이렇게 해서, 유리 캐리어(12) 표면에, 평균 2.5mm의 선 폭을 갖는 최대 높이 Rz 1.0㎛의 요철 영역 R을 격자상의 패턴으로 형성하였다. 그 후, 마스킹층(20)을 제거하여 평탄 영역 F를 노출시켰다.
(3) Ti 함유층의 형성
조화 처리를 행한 측의 유리 캐리어(12) 표면에, Ti 함유층으로서 두께 100nm의 티타늄층을 이하의 장치 및 조건에서 스퍼터링에 의해 형성하였다.
-장치: 매엽식 마그네로톤 스퍼터링 장치(캐논 톳키 가부시키가이샤제, MLS464)
-타깃: 직경 8인치(203.2mm)의 Ti 타깃(순도 99.999％)
-도달 진공도: 1×10-4Pa 미만
-캐리어 가스: Ar(유량: 100sccm)
-스퍼터링압: 0.35Pa
-스퍼터링 전력: 1000W(3.1W/㎠)
-성막시 온도: 40℃
(4) Cu 함유층의 형성
Ti 함유층 상에, Cu 함유층으로서 두께 100nm의 구리층을 이하의 장치 및 조건에서 스퍼터링에 의해 형성하였다.
-장치: 매엽식 DC 스퍼터링 장치(캐논 톳키 가부시키가이샤제, MLS464)
-타깃: 직경 8인치(203.2mm)의 구리 타깃(순도 99.98％)
-도달 진공도: 1×10-4Pa 미만
-가스: 아르곤 가스(유량: 100sccm)
-스퍼터링압: 0.35Pa
-스퍼터링 전력: 1000W(6.2W/㎠)
-성막 시 온도: 40℃
(5) 탄소층의 형성
Cu 함유층 상에, 박리층(16)으로서 두께 6nm의 아몰퍼스 카본층을 이하의 장치 및 조건에서 스퍼터링에 의해 형성하였다.
-장치: 매엽식 DC 스퍼터링 장치(캐논 톳키 가부시키가이샤제, MLS464)
-타깃: 직경 8인치(203.2mm)의 탄소 타깃(순도 99.999％)
-도달 진공도: 1×10-4Pa 미만
-캐리어 가스: Ar(유량: 100sccm)
-스퍼터링압: 0.35Pa
-스퍼터링 전력: 250W(0.7W/㎠)
-성막 시 온도: 40℃
(6) 기능층의 형성
박리층(16)의 표면에, 기능층(17)으로서 두께 100nm의 티타늄층을 이하의 장치 및 조건에서 스퍼터링에 의해 형성하였다.
-장치: 매엽식 DC 스퍼터링 장치(캐논 톳키 가부시키가이샤제, MLS464)
-타깃: 직경 8인치(203.2mm)의 티타늄 타깃(순도 99.999％)
-캐리어 가스: Ar(유량: 100sccm)
-도달 진공도: 1×10-4Pa 미만
-스퍼터링압: 0.35Pa
-스퍼터링 전력: 1000W(3.1W/㎠)
(7) 극박 구리층의 형성
기능층(17) 상에, 막 두께 300nm의 구리층(18)을 이하의 장치 및 조건에서 스퍼터링에 의해 형성하여, 유리 캐리어를 구비하는 구리박(10)을 얻었다.
-장치: 매엽식 DC 스퍼터링 장치(캐논 톳키 가부시키가이샤제, MLS464)
-타깃: 직경 8인치(203.2mm)의 구리 타깃(순도 99.98％)
-도달 진공도: 1×10-4Pa 미만
-캐리어 가스: Ar(유량: 100sccm)
-스퍼터링압: 0.35Pa
-스퍼터링 전력: 1000W(3.1W/㎠)
-성막시 온도: 40℃
(8) 요철 영역의 박리 강도의 측정
마스킹층(20)의 형성을 행하지 않은 것 이외에는 상기 (1) 내지 (7)과 마찬가지로 하여, 편면의 전역이 요철 영역인 유리 캐리어를 구비하는 구리박을 제작하였다. 이 유리 캐리어를 구비하는 구리박의 구리층측에 전해 도금에 의해 구리를 18㎛ 적층하고, 측정 샘플을 얻었다. 이 측정 샘플에 대하여 JIS Z 0237-2009에 준거하여, 전해 도금한 구리층을 박리했을 때의 박리 강도(gf/cm)를, 측정 폭 10mm, 측정 길이 17mm 및 박리 속도 50mm/분의 조건에서 측정하였다. 이렇게 하여 측정된 요철 영역의 박리 강도는 표 1에 나타나는 대로였다.
예 2 내지 11
유리 캐리어(12)의 조화 처리 공정에 있어서, 블라스트 처리의 조건 및/또는 마스킹층(20)끼리의 이격 거리(선 폭)를 적절히 변경함으로써, 유리 캐리어(12)의 요철 영역 R의 최대 높이 Rz 및/또는 패턴의 평균 선 폭을 변화시킨 것 이외에는, 예 1과 마찬가지로 하여 유리 캐리어를 구비하는 구리박(10)의 제작을 행하였다. 또한, 요철 영역의 박리 강도의 측정도 예 1과 마찬가지로 하여 행하였다.
평가
예 1 내지 11의 유리 캐리어를 구비하는 구리박(10)에 대해서, 이하에 나타나는 대로, 각종 평가를 행하였다. 평가 결과는 표 1에 나타나는 대로였다. 또한, 표 1에는 유리 캐리어(12)의 요철 영역 R에 있어서의 최대 높이 Rz, 박리 강도, 패턴의 평균 선 폭, 그리고 평탄 영역 F 및 요철 영역 R의 합계 면적에 대한 요철 영역 R의 면적의 비율도 함께 나타내고 있다.
<평가 1: 요철 영역의 절단에 의해 발생한 입자상 파편 수>
다이싱 장치를 사용하여, 유리 캐리어를 구비하는 구리박(10)을 요철 영역의 선 폭 방향의 중앙을 통하도록 선상 패턴과 평행하게 절단하였다. 유리 캐리어를 구비하는 구리박(10)의 절단 단부를 포함하는 10㎠의 영역을 현미경 관찰하고, 절단에 의해 발생한 직경 20㎛ 이상의 입자상 파편의 수를 카운트하였다. 이렇게 하여 얻어진 입자상 파편 수를 이하의 기준으로 등급을 매겼다.
평가 A: 입자상 파편 수가 10개 미만
평가 B: 입자상 파편 수가 10개 이상 50개 미만
평가 C: 입자상 파편 수가 50개 이상 100개 미만
평가 D: 입자상 파편 수가 100개 이상
<평가 2: 절단 단부에 있어서의 박리 시험>
스테인리스 커터를 사용하여, 유리 캐리어를 구비하는 구리박(10)을 요철 영역의 선 폭 방향의 중앙을 통하도록 선상 패턴과 평행하게 절단하였다. 유리 캐리어를 구비하는 구리박(10)의 절단 단부에 인접하는 구리층(18)에 점착 테이프(셀로판 테이프)를 첩부하고, 이 점착 테이프를 박리하였다. 이때, 점착 테이프의 박리에 수반하는 절단 단부에 있어서의 구리층(18)의 박리 유무 내지 정도를 관찰하고, 이하의 기준으로 등급을 매겼다.
평가 A: 절단 단부로부터 구리층이 박리하지 않았다.
평가 B: 절단 단부로부터 구리층이 부분적으로 박리하였다.
평가 C: 절단 단부로부터 구리층의 대부분이 박리하였다.
평가 D: 점착 테이프를 붙이기 전부터 절단 단부로부터 구리층이 자연스럽게 박리하고 있었다.
<평가 3: 요철 영역의 절단에 의해 발생한 칩핑 수>
다이싱 장치를 사용하여, 유리 캐리어를 구비하는 구리박(10)을 요철 영역의 선 폭 방향의 중앙을 통하도록 선상 패턴과 평행하게 절단하였다. 유리 캐리어를 구비하는 구리박(10)의 절단 단부를 현미경 관찰하고, 유리 단부로부터 1mm 이상의 영역에 달하는 사이즈의 칩핑(조개껍질형 깨짐부)의 개수를 카운트하고, 절단 길이 1cm 당 개수로 환산하였다. 이렇게 하여 얻어진 칩핑 수를 이하의 기준으로 등급을 매겼다.
평가 A: 절단 길이 1cm 당 1mm 이상의 칩핑 수가 10개 미만
평가 B: 절단 길이 1cm 당 1mm 이상의 칩핑 수가 10개 이상 30개 미만
평가 C: 절단 길이 1cm 당 1mm 이상의 칩핑 수가 30개 이상
Figure 112020052898749-pct00001
표 1에 도시된 바와 같이, 유리 캐리어에 있어서의 요철 영역의 최대 높이 Rz가 1.0㎛ 이상 30.0㎛ 이하의 범위 내인 예 1 내지 7 및 9 내지 11은, 평가 1 내지 3의 모두에 있어서 양호한 결과인 것을 알 수 있다. 따라서, 이들의 유리 캐리어를 구비하는 구리박을 요철 영역의 패턴을 따라서 절단함으로써, 절단 단부로부터의 구리층 등의 박리, 그리고 유리 캐리어에 있어서의 입자상 파편 및 칩핑의 발생을 극히 효과적으로 방지하면서, 회로 실장 가능한 크기로 다운사이징하는 것이 가능하게 된다.

Claims (16)

  1. 유리 캐리어와,
    상기 유리 캐리어 상에 마련되는 박리층과,
    상기 박리층 상에 마련되는, 두께 0.1㎛ 이상 3.0㎛ 이하의 구리층을
    구비하고,
    상기 유리 캐리어가, 적어도 상기 구리층측의 표면에, JIS B 0601-2001에 준거하여 측정되는 최대 높이 Rz가 1.0㎛ 미만인 복수의 평탄 영역과, JIS B 0601-2001에 준거하여 측정되는 최대 높이 Rz가 1.0㎛ 이상 30.0㎛ 이하인 요철 영역을 갖고, 해당 요철 영역이, 상기 복수의 평탄 영역을 구획하는 패턴의 선상으로 마련되는, 유리 캐리어를 구비하는 구리박.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구리층의 최외면이, 상기 유리 캐리어의 상기 평탄 영역의 표면 형상에 대응한 평탄 형상과, 상기 유리 캐리어의 상기 요철 영역의 표면 형상에 대응한 요철 형상을 갖는, 유리 캐리어를 구비하는 구리박.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유리 캐리어와 상기 박리층 사이에, Cu, Ti, Al, Nb, Zr, Cr, W, Ta, Co, Ag, Ni, In, Sn, Zn, Ga 및 Mo로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 금속을 포함하는 중간층을 더 구비한, 유리 캐리어를 구비하는 구리박.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 박리층과 상기 구리층 사이에, Ti, Al, Nb, Zr, Cr, W, Ta, Co, Ag, Ni 및 Mo로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 금속으로 구성되는 기능층을 더 구비한, 유리 캐리어를 구비하는 구리박.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유리 캐리어가 SiO2를 포함하는 유리인, 유리 캐리어를 구비하는 구리박.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 요철 영역의 패턴의 선 폭이 1mm 이상 50mm 이하인, 유리 캐리어를 구비하는 구리박.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 요철 영역의 패턴이, 격자상, 울타리상 또는 십자상으로 마련되는, 유리 캐리어를 구비하는 구리박.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유리 캐리어의 상기 평탄 영역 및 상기 요철 영역의 합계 면적에 대한, 상기 요철 영역의 면적 비율이 0.01 이상 0.5 이하인, 유리 캐리어를 구비하는 구리박.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 요철 영역에 있어서의 상기 유리 캐리어의 박리 강도가 30gf/cm 이상 3000gf/cm 이하인, 유리 캐리어를 구비하는 구리박.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유리 캐리어를 구비하는 구리박이 복수매로 분할되도록, 상기 요철 영역이 상기 패턴을 따라서 절단되는 것이 예정되어 있는, 유리 캐리어를 구비하는 구리박.
  11. 제1항 또는 제2항에 기재된 유리 캐리어를 구비하는 구리박의 제조 방법이며,
    적어도 한쪽의 표면이, JIS B 0601-2001에 준거하여 측정되는 최대 높이 Rz가 1.0㎛ 미만의 평탄면인, 유리 캐리어를 준비하는 공정과,
    상기 유리 캐리어의 표면의 소정의 영역에 조화 처리를 행하여, JIS B 0601-2001에 준거하여 측정되는 최대 높이 Rz가 1.0㎛ 이상 30.0㎛ 이하인 요철 영역을, 복수의 영역을 구획하는 패턴의 선상으로 형성하는 공정과,
    상기 유리 캐리어 상에 박리층을 형성하는 공정과,
    상기 박리층 상에 두께 0.1㎛ 이상 3.0㎛ 이하의 구리층을 형성하는 공정을
    포함하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 조화 처리가 블라스트 처리 또는 에칭 처리인, 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 조화 처리 전에, 상기 유리 캐리어의 표면의 상기 소정의 영역 이외의 부분에 마스킹층을 형성하는 공정과,
    상기 조화 처리 후에, 상기 마스킹층을 제거하는 공정을
    더 포함하는, 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 조화 처리가 블라스트 처리이며, 해당 블라스트 처리가, 토출 직경 0.5mm 이상 10.0mm 이하의 노즐로부터, 입경 1.0㎛ 이상 1000㎛ 이하의 미디어를 0.01MPa 이상 0.1MPa 이하의 토출 압력으로 상기 유리 캐리어에 대하여 투사하는 것을 포함하는, 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 박리층의 형성이, 물리 기상 퇴적(PVD)법에 의해 행하여지는, 방법.
  16. 제11항에 있어서, 상기 구리층의 형성이, 물리 기상 퇴적(PVD)법에 의해 행하여지는, 방법.
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