TW202310212A - 積層體及積層體之製造方法 - Google Patents

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Abstract

提供可使樹脂層與晶種層的密接性提升的積層體及積層體之製造方法。積層體依序具有基板、第1佈線層、樹脂層及第2佈線層，前述第2佈線層至少依序包含密接層及晶種層。

Description

積層體及積層體之製造方法
本發明有關積層體及積層體之製造方法。
在將電子零件安裝於包含印刷基板及膜基板的基材的安裝程序中，在絕緣樹脂層上形成作為連接於電子零件的佈線的基底的密接層、用於透過鍍層而形成佈線的晶種層。於各層的形成，使用例如鍍層法、濺鍍法。
於專利文獻1，已記載使用了無電解銅鍍層的密接性方面優異的連接可靠性高的佈線形成方法。此外，於專利文獻2，在微細佈線形成手法方面，已記載將透過在對於平滑樹脂面獲得密接的方法方面為主流的濺鍍法而形成的鈦(Ti)/銅(Cu)層用作為晶種層的佈線形成方法。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2009-10276公報 [專利文獻2] 國際公開第2008/105535號
[發明所欲解決之課題]
然而，在基於記載於專利文獻1的無電解鍍層之佈線形成方法，在絕緣樹脂層的表面進行粗糙化處理從而確保密接性，由於表面凹凸的影響使得在為了半導體封裝體的高密度化方面的微細佈線的形成為困難。
此外，佈線層方面，相對於各種的絕緣樹脂層，期望上在高溫高濕環境等的各種的環境下仍維持密接性，亦即在可靠性方面優異。然而，依本發明人的檢討時，顯知在使用記載於專利文獻2的由Ti層與Cu層所成的晶種層的情況下，對於各種的絕緣樹脂層難獲得充分的密接性。
本發明為鑒於上述先前技術的課題而創作者，目的在於提供可使樹脂層與晶種層的密接性提升的積層體及積層體之製造方法。 [用於解決課題之手段]
為了達成前述目的，根據本發明的一觀點下的積層體依序具有第1佈線層、樹脂層及第2佈線層，前述第2佈線層至少依序包含密接層及晶種層。
根據本發明的其他觀點下的積層體之製造方法具有：在樹脂層上形成鈦膜的第1程序；在前述第1程序之後對前述鈦膜給予能量而形成構成密接層的一部分的碳化鈦層的第2程序；在前述第2程序之後在前述碳化鈦層上形成構成前述密接層的一部分的鈦層的第3程序；以及在前述第3程序之後在前述鈦層上形成晶種層的第4程序。
根據本發明的再其他觀點下的積層體依序具有第1佈線層、樹脂層及第2佈線層，前述第2佈線層依序具有密接層及晶種層，前述密接層依序具有碳化鈦層及鈦層，前述碳化鈦層為對形成於前述樹脂層上的鈦膜給予能量而形成之層。 [對照先前技術之功效]
依本發明時，可提升樹脂層與晶種層的密接性。本發明的其他特徵及優點將透過參照圖式下的以下的說明而明朗化。另外，圖式中，對相同或同樣的構成，標注相同的參考符號。
就從本發明人的見解發現的本發明的實施方式利用圖1～圖9進行說明。
(第1實施方式) 就根據本發明的第1實施方式下的積層體及該製造方法利用圖1～圖4E進行說明。在本實施方式，積層體方面，就在半導體封裝體的佈線部方面的包含佈線層的積層體進行說明。
首先，就根據本實施方式下的半導體封裝體的佈線部利用圖1進行說明。圖1為就根據本實施方式下的半導體封裝體的佈線部進行繪示的示意截面圖。如示於圖1，半導體封裝體的佈線部1依序具有印刷電路板2、第1佈線層5、樹脂層6及第2佈線層7。半導體封裝體的佈線部1進一步具有銲料8及底部填充層9。
印刷電路板2方面，不特別限定，例如可為周知的疊合基板，具有基板3及設於基板3上的佈線4。
佈線4為形成是印刷電路板2的例如疊合基板的內層佈線圖案的金屬層，例如為以鍍層而形成的佈線。用作為此佈線4的金屬層方面，從鍍層密接性、導電率、成本的觀點而言，優選上使用銅或銅合金。
第1佈線層5如後述般為形成於支撐基板C之上而獲得的金屬層，例如為透過半加成法而形成的佈線。用作為此第1佈線層5的金屬層方面，優選上使用銅或銅合金。第1佈線層5形成於樹脂層6的印刷電路板2之側的面。
樹脂層6被以樹脂的硬化物而形成。該樹脂方面，例如可使用聚醯亞胺系、環氧系、酚醛系、聚苯並噁唑系、氟系樹脂。樹脂層6為作用為將第1佈線層5等的導體層之間進行絕緣的層間絕緣膜的絕緣樹脂層。
佈線4與第1佈線層5被以銲料8彼此電連接。在包含佈線4的印刷電路板2與包含第1佈線層5的樹脂層6之間，填充有底部填充材，並形成有由該底部填充材所成的底部填充層9。
第2佈線層7依序具有密接層7A、濺鍍晶種層73及電解銅鍍層74。第2佈線層7被形成為在包含被形成於樹脂層6的導孔10的樹脂層6上經由導孔10連接於第1佈線層5。導孔10例如為被形成為在樹脂層6上將感光性抗蝕層透過光阻法進行圖案化而使第1佈線層5的表面的一部分曝露者。第2佈線層7例如為在導孔10的開口部透過濺鍍法形成密接層與晶種層而積層後例如透過半加成法而形成的佈線。另外，第2佈線層7依序包含至少密接層7A與濺鍍晶種層73即可。
第2佈線層7與第1佈線層5在導孔10的底部彼此電連接。於第2佈線層7，在導孔10的底部，從第1佈線層5側依序積層鈦層72、濺鍍晶種層73及電解銅鍍層74。此外，於第2佈線層7，在將第1佈線層5與第2佈線層7絕緣的樹脂層6上，從樹脂層6側，依序積層密接層7A、濺鍍晶種層73及電解銅鍍層74。密接層7A由碳化鈦層71與鈦層72構成。
如此，第2佈線層7被構成為依序具有碳化鈦層71、鈦層72、濺鍍晶種層73及電解銅鍍層74並經由導孔10連接於第1佈線層5的積層體。在導孔10的底部，以第1佈線層5與鈦層72彼此電連接的方式，在第1佈線層5上從第1佈線層5之側依序積層鈦層72、濺鍍晶種層73及電解銅鍍層74。在導孔10的底部，在第1佈線層5上未經由碳化鈦層71而直接形成鈦層72。另一方面，在除導孔10的底部以外的部分，以第1佈線層5與鈦層72被絕緣的方式，在樹脂層6上從樹脂層6之側依序積層碳化鈦層71、鈦層72、濺鍍晶種層73及電解銅鍍層74。
密接層7A從樹脂層6側依序具有碳化鈦層71及鈦層72。密接層7A在樹脂層6側具有與樹脂層6的密接性方面優異的碳化鈦層71，並在濺鍍晶種層73側具有與濺鍍晶種層73的密接性方面優異的鈦層72。
碳化鈦層71被以碳化鈦(TiC)鍵結層而形成。碳化鈦鍵結層為在樹脂層6上形成有鈦膜的狀態下透過離子照射給予能量使得含於鈦膜中的鈦元素與含於樹脂層6中的碳(C)元素進行共價鍵結(以下，亦稱為碳化鈦鍵結)而形成。用於形成碳化鈦層71的鈦膜的膜厚優選上為2.5nm以上。此外，透過離子照射而照射的離子的能量優選上為250eV以上。此處，用於形成碳化鈦層71的鈦膜即使為膜厚2.5nm的極薄膜仍可形成碳化鈦層71，故可在不使生產率降低之下形成碳化鈦層71。此外，使照射的離子的能量為250eV，從而可使離子從樹脂層6的最表面往深度方向侵入數nm以上，故可效率佳地形成碳化鈦層71。
鈦層72被以鈦(Ti)而形成。鈦層72的膜厚可為5nm以上，優選上為20nm～200nm。鈦層72例如可透過在氬(Ar)環境下將鈦靶進行濺鍍的方法而形成。
濺鍍晶種層73被以銅(Cu)形成。濺鍍晶種層73為在密接層7A上以濺鍍法而形成之層，並為用於形成電解銅鍍層74的晶種層。濺鍍晶種層73的膜厚可為50nm以上，優選上為100nm～300nm。濺鍍晶種層73例如可透過在氬環境下將Cu靶進行濺鍍的方法而形成。在本實施方式，濺鍍晶種層73經由密接層7A形成於樹脂層6上，故樹脂層6與濺鍍晶種層73的密接性被提升。
電解銅鍍層74被以銅(Cu)形成。電解銅鍍層74可在形成濺鍍晶種層73之後透過電解鍍層而積層於濺鍍晶種層73之上。電解銅鍍層74的厚度可為5μm以上，優選上為10μm～50μm。
如此，於半導體封裝體的佈線部1，形成有連接於第1佈線層5的第2佈線層7。第2佈線層7之中，密接層7A及濺鍍晶種層73可使用是單一的成膜裝置之示於圖2的根據本實施方式下的成膜裝置而形成。圖2為將本實施方式的成膜裝置以沿著鉛直方向的面進行切斷而示出的截面圖。此處，XY平面當作平行於水平面的面，Z軸當作平行於鉛直方向的軸。
如示於圖2，根據本實施方式下的成膜裝置具有處理室50、處理部FF1、排氣部V50、氣體導入部G1、保持部60及控制裝置CR。處理部FF1設於處理室50內，並被構成為形成是連接於基材S上的電子零件的佈線之第2佈線層7之中的密接層7A與濺鍍晶種層73。排氣部V50被構成為可將處理室50內進行真空排氣。氣體導入部G1被構成為將用於形成密接層7A與濺鍍晶種層73的氣體導入至處理室50內。保持部60被構成為在處理室50之中保持基材S。控制裝置CR被構成為控制排氣部V50、氣體導入部G1、處理部FF1等的成膜裝置的各部分。此外，根據本實施方式下的成膜裝置具有以基材S通過處理室50之中的成膜區域的方式使保持了基材S的保持部60移動的驅動部(未圖示)及將保持部60冷卻的冷卻部(未圖示)。
處理部FF1具有是濺鍍靶的複數個靶T1、T2及離子槍I1，並被以使支撐複數個靶T1、T2與離子槍I1的支撐體SP旋轉的旋轉陰極而構成。靶T1例如為鈦(Ti)的靶，優選上被以作用為被形成於基材S上的密接層7A的密接膜的材料而構成。處理部FF1透過使用了靶T1的濺鍍法而形成例如鈦膜。靶T2例如為銅(Cu)的靶，優選上被以作用為形成於密接膜上的濺鍍晶種層73的晶種膜的材料而構成。處理部FF1透過使用了靶T2的濺鍍法而形成例如銅膜。離子槍I1被構成為能以期望的能量朝基材S照射離子。處理部FF1透過離子槍I1將離子照射於使用靶T1而形成的例如鈦膜。
在本實施方式，在樹脂層6上形成有鈦膜的狀態下透過離子照射對鈦膜及樹脂層6給予能量而形成具有由碳化鈦鍵結層所成的碳化鈦層71的密接層7A，密接層7A作用為優異的密接膜。形成密接層7A之際，控制裝置CR首先使處理部FF1旋轉而使靶T1相向於基材S，並透過使用了靶T1的濺鍍法在基材S形成Ti膜。此狀態下，控制裝置CR使處理部FF1進一步旋轉而使離子槍I1相向於基材S，對離子槍I1施加電壓而朝基材S照射離子，將透過氣體導入部G1導入於處理室50內的氬氣進行電漿化。結果，對於形成於基材S的樹脂層6上的鈦膜及樹脂層6被透過離子照射而給予能量，含於鈦膜的鈦元素與含於樹脂層6的碳元素發生共價鍵結。據此，可從鈦膜形成碳化鈦層71。此外，透過了離子槍I1的離子照射時的環境氣體中，不僅氬氣單獨，亦可使用使氮、氣氣等的反應性氣體混合於氬氣的混合氣體。
接著，就使用示於圖2的成膜裝置而進行的包含第2佈線層7的根據本實施方式下的積層體之製造方法進一步利用圖3～圖4E進行說明。圖3為就在示於圖2的成膜裝置進行的根據本實施方式下的積層體之製造方法進行繪示的流程圖。圖4A～圖4E為就根據本實施方式下的積層體之製造方法進行繪示的程序截面圖，具體而言為就半導體封裝體的佈線部的製造方法進行繪示的程序截面圖。
根據本實施方式下的積層體之製造方法的特徵點為下述者：在形成示於圖1的第2佈線層7之際，在鈦膜形成於樹脂層6上的狀態下對鈦膜及樹脂層6透過離子照射給予能量從而從鈦膜形成碳化鈦層71。
如示於圖3，根據本實施方式下的積層體之製造方法包含第1程序(步驟S102)、第2程序(步驟S103)、第3程序(步驟S104)及第4程序(步驟S105)。此外，根據本實施方式下的積層體之製造方法亦可在第1程序(步驟S102)之前包含蝕刻程序(步驟S101)。
第1程序(步驟S102)方面，在樹脂層6及導孔10的底部形成鈦膜。第2程序(步驟S103)方面，在第1程序(步驟S102)之後透過離子照射對在第1程序(步驟S102)形成的鈦膜給予能量而從鈦膜形成密接層7A的碳化鈦層71。第3程序(步驟S104)方面，在第2程序(步驟S103)之後形成密接層7A的鈦層72。第4程序(步驟S105)方面，在第3程序(步驟S104)之後形成濺鍍晶種層73。亦可在第1程序(步驟S102)之前實施的蝕刻程序(步驟S101)方面，在第1程序(步驟S102)之前蝕刻基材S的表面而在樹脂層6形成導孔10。
此外，亦可將第1程序(步驟S102)與第2程序(步驟S103)實施2次以上。透過將第1程序(步驟S102)與第2程序(步驟S103)重複實施2次以上，從而可使碳化鈦層71內的鈦與碳的鍵結比率從樹脂層6側朝鈦層72側而傾斜地變化。亦即，可從樹脂層6側朝鈦層72側使鍵結比率逐漸減少。如此般透過使碳化鈦層71內的鈦與碳的鍵結比率傾斜地變化，從而可使碳化鈦層71的密接性提升。
上述各程序被對於示於圖2的基材S而實施。基材S方面，如示於圖4A，為具有支撐基板C、在支撐基板C上被以例如半加成法圖案化為佈線圖案而形成的第1佈線層5及形成包含第1佈線層5的支撐基板C上的樹脂層6的基材。於樹脂層6，形成有被圖案化並到達於第1佈線層5的導孔10。支撐基板C方面，不特別限定，優選上為矽(Si)基板、玻璃製的基板及樹脂製的基板之中的任一者。將如此的基材S導入於處理室50內而透過保持部60保持後，於處理室50內如以下般實施各程序。
首先，於步驟S101的蝕刻程序，控制裝置CR使支撐複數個靶T1、T2及離子槍I1的支撐體SP旋轉而使離子槍I1朝向基材S側，使離子槍I1相向於基材S。接著，控制裝置CR在從氣體導入部G1將氬氣導入於處理室50內而處理室50內的壓力穩定化後對離子槍I1施加電壓而將氬氣電漿化。透過如此生成的電漿，從而如示於圖4A般蝕刻支撐基板C上的第1佈線層5及形成有被圖案化同時到達於第1佈線層5的導孔10的樹脂層6。透過此蝕刻使得基材S的表面被清淨化。在步驟S101的蝕刻程序完成的時點，控制裝置CR停止往離子槍I1的電壓施加。
接著，於步驟S102的第1程序，控制裝置CR使支撐複數個靶T1、T2及離子槍I1的支撐體SP旋轉而使靶T1朝向基材S側，使靶T1相向於基材S。接著，控制裝置CR在處理室50的壓力穩定化後對靶T1供應預先設定的電力而將氬氣電漿化。透過以如此生成的電漿將靶T1進行濺鍍，從而如示於圖4B般在樹脂層6之上及在導孔10的底部曝露的第1佈線層5之上形成鈦膜P。
接著，於步驟S103的第2程序，控制裝置CR使支撐複數個靶T1、T2及離子槍I1的支撐體SP旋轉而使離子槍I1朝向基材S側，使離子槍I1相向於基材S。接著，控制裝置CR在從氣體導入部G1將氬氣導入而處理室50內的壓力穩定化後對離子槍I1施加電壓而將氬氣電漿化。如此透過利用了離子槍I1之離子照射對鈦膜P及樹脂層6給予能量，從而將基材S的樹脂層6的表面進行改質，使含於鈦膜P中的鈦元素與含於樹脂層6中的碳元素形成碳化鈦鍵結。據此，如示於圖4C般，作為密接層7A的靠近樹脂層6之側的層，從鈦膜P形成構成密接層7A的一部分的碳化鈦層71。此時，於導孔10的底部，透過離子照射使鈦膜P被蝕刻而除去的結果，第1佈線層5曝露。另外，碳化鈦層71局部地形成於鈦膜P的至少樹脂層6側的部分即可。
接著，於步驟S104的第3程序，控制裝置CR使支撐複數個靶T1、T2及離子槍I1的支撐體SP旋轉而使靶T1朝向基材S側，使靶T1相向於基材S。接著，控制裝置CR在處理室50的壓力穩定化後對靶T1供應預先設定的電力而將氬氣電漿化。以如此生成的電漿將靶T1進行濺鍍，從而如示於圖4D般，在碳化鈦層71上，形成作用密接層7A之上層而構成密接層7A的一部分的鈦層72。鈦層72被形成於第1佈線層5的表面與碳化鈦層71的表面。
接著，於步驟S105的第4程序，控制裝置CR使支撐複數個靶T1、T2及離子槍I1的支撐體旋轉而使靶T2朝向基材S側，使靶T2相向於基材S。接著，控制裝置CR在處理室50的壓力穩定化後對靶T2供應預先設定的電力而將氬氣電漿化。以如此生成的電漿將靶T2進行濺鍍，從而如示於圖4E般，在密接層7A的鈦層72上形成濺鍍晶種層73。濺鍍晶種層73方面，不特別限定，優選上為Cu膜、CuAl合金膜及CuW合金膜之中的任一者。可依應形成的膜的種類而酌情變更靶T2。
如此，可使用示於圖2的成膜裝置，對基材S形成密接層7A與濺鍍晶種層73。
形成至濺鍍晶種層73後，可從示於圖2的成膜裝置將基材S取出而使濺鍍晶種層73作為晶種層透過電解鍍層法在濺鍍晶種層73上形成電解銅鍍層74。如此，在樹脂層6上形成具有密接層7A、濺鍍晶種層73及電解銅鍍層74的第2佈線層7。
如以上，在本實施方式，透過離子照射將樹脂層6的表面進行改質而將包含了構成密接層7A的鈦層72的鈦元素的碳化鈦層71形成於樹脂層6與鈦層72之間。據此，可提升樹脂層6與包含濺鍍晶種層73的第2佈線層7的密接性。在本實施方式，透過離子照射進行能量提供，使得在樹脂層6誘發懸鍵而使鈦元素與樹脂層6的碳元素鍵結，在樹脂層6與鈦層72之間形成碳化鈦層71。由於如此的碳化鈦層71使得樹脂層6與密接層7A的鈦層72的密接力提高，因而可確保依序積層了密接層7A、濺鍍晶種層73及電解銅鍍層74的第2佈線層7與樹脂層6的密接性。
如此般，依本實施方式時，經由具有碳化鈦層71與鈦層72的密接層7A在樹脂層6上形成濺鍍晶種層73，故可提升樹脂層6與濺鍍晶種層73的密接性。
另外，包含第1佈線層5與第2佈線層7的樹脂層6的膜可從支撐基板C分離而用於示於圖1的半導體封裝體之製造。在製造半導體封裝體之際，將在樹脂層6的膜之第1佈線層5透過銲料8連接於印刷電路板2的佈線4。接著，在印刷電路板2與樹脂層6的膜之間填充底部填充材而形成底部填充層9。
(第2實施方式) 就根據本發明的第2實施方式下的積層體及積層體之製造方法利用圖5進行說明。另外，就與根據第1實施方式下的積層體及積層體之製造方法同樣的構成要素標注相同的符號並將說明省略或簡略化。
本實施方式在代替示於圖2的成膜裝置使用示於圖5的成膜裝置而形成密接層7A及濺鍍晶種層73方面與第1實施方式不同。圖5為將根據本實施方式下的成膜裝置以沿著鉛直方向的面進行切斷而示出的截面圖。此處，XY平面為平行於水平面的面，Z軸平行於鉛直方向的軸。
根據本實施方式下的成膜裝置的基本構成與示於圖2的成膜裝置相同。根據本實施方式下的成膜裝置方面，如示於圖5般，在一方面未設置離子槍I1另一方面具有被構成為可對被保持部60保持的基材S經由保持部60施加高頻電壓的高頻電源P1方面與示於圖2的成膜裝置不同。高頻電源P1方面，可使用輸出電壓可變的高頻電源。另外，於根據本實施方式下的成膜裝置，亦可為了實施步驟S101的蝕刻程序而設置離子槍I1。
根據使用了示於圖5的成膜裝置的本實施方式下的積層體之製造方法除步驟S103的第2程序以外與根據第1實施方式的積層體之製造方法相同。步驟S103的第2程序方面，亦可為對基材S施加高頻電壓的方法。在本實施方式，作成為如以下而透過是高頻電壓施加機構的高頻電源P1將高頻電壓施加於基材S從而實施步驟S103的第2程序。
具體而言，於步驟S103的第2程序，控制裝置CR使支撐複數個靶T1、T2的支撐體SP旋轉而使處理部FF1的未設置靶T1、T2之面朝向基材S側。接著，控制裝置CR透過高頻電源P1對基材S施加高頻電壓而予以產生電漿，透過出現於基材S的自偏置電壓Vdc往基材S引入基於電漿的離子，對在步驟S102的第1程序形成的鈦膜P及樹脂層6給予能量。如此給予能量從而將基材S的樹脂層6的表面進行改質，如同示於圖4C的第1實施方式般形成是密接層7A的靠近樹脂層6之側的層的碳化鈦層71。
如本實施方式般，亦可代替使用了離子槍I1的離子照射而利用基於透過高頻電源P1施加的高頻電壓之離子的引入而對鈦膜P及樹脂層6給予能量而形成碳化鈦層71。
(第3實施方式) 就根據本發明的第3實施方式下的積層體及積層體之製造方法利用圖6進行說明。另外，就與根據第1及第2實施方式下的積層體及積層體之製造方法同樣的構成要素標注相同的符號並將說明省略或簡略化。
本實施方式在代替示於圖2的成膜裝置使用示於圖6的成膜裝置而形成密接層7A及濺鍍晶種層73方面與第1實施方式不同。圖6為將根據本實施方式下的成膜裝置以沿著鉛直方向的面進行切斷而示出的截面圖。此處，XY平面為平行於水平面的面，Z軸平行於鉛直方向的軸。
根據本實施方式下的成膜裝置的基本構成與示於圖2的成膜裝置相同。根據本實施方式下的成膜裝置方面，如示於圖6般，在一方面未設置離子槍I1另一方面具有被構成為可對被保持部60保持的基材S經由保持部60施加直流電壓的直流電源P2方面與示於圖2的成膜裝置不同。直流電源P2方面，可使用輸出電壓可變的直流電源。另外，於根據本實施方式下的成膜裝置，亦可為了實施步驟S101的蝕刻程序而設置離子槍I1。
根據使用了示於圖6的成膜裝置的本實施方式下的積層體之製造方法除步驟S103的第2程序以外與第1實施方式相同。步驟S103的第2程序方面，亦可依照在對基材S施加了負的偏置電壓的狀態下形成鈦膜的方法。在本實施方式，作成為如以下而在透過是直流電壓施加機構的直流電源P2將負的偏置電壓施加於基材S的狀態下形成鈦膜從而實施步驟S103的第2程序。
具體而言，於步驟S103的第2程序，控制裝置CR使支撐複數個靶T1、T2的支撐體SP旋轉而使靶T1朝向基材S側，使靶T1相向於基材S。接著，控制裝置CR在處理室50的壓力穩定化後在透過直流電源P2對基材S施加了負的偏置電壓的狀態下對靶T1供應預先設定的電力而將氬氣電漿化。據此，一面透過濺鍍形成鈦膜，一面透過負的偏置電壓將基於電漿之離子引入至基材S，對在步驟S102的第1程序形成的鈦膜P及樹脂層6給予能量。如此給予能量從而將基材S的樹脂層6的表面進行改質，如同示於圖4C的第1實施方式般形成是密接層7A的靠近樹脂層6之側的層的碳化鈦層71。此處，透過直流電源P2對基材S施加的偏置電壓優選上為直流脈衝偏置電壓。對基材S施加的負的偏置電壓可為固定，亦可隨時間經過予以階段地變化。
依本實施方式時，即使為不具有離子槍I1及高頻電源P1中的任一者的成膜裝置仍可形成碳化鈦層71。
(第4實施方式) 就根據本發明的第4實施方式下的積層體及積層體之製造方法進行說明。另外，就與根據第1～3實施方式下的積層體及積層體之製造方法同樣的構成要素標注相同的符號並將說明省略或簡略化。
步驟S102的第1程序與步驟S103的第2程序亦可同時實施。根據本實施方式下的積層體之製造方法使用示於圖6的成膜裝置並作成為如以下而同時實施步驟S102的第1程序與步驟S103的第2程序。
具體而言，於同時實施步驟S102的第1程序與步驟S103的第2程序時，控制裝置CR使支撐複數個靶T1、T2的支撐體SP旋轉而使靶T1朝向基材S側，使靶T1相向於基材S。接著，控制裝置CR在處理室50的壓力穩定化後在透過直流電源P2對基材S施加了負的偏置電壓的狀態下對靶T1供應預先設定的電力而將氬氣電漿化。一面透過負的偏置電壓而給予基於離子照射之能量一面形成鈦膜，故含於鈦膜中的鈦元素與含於樹脂層6中的碳元素會共價鍵結。如此一面給予能量一面形成鈦膜從而將基材S的樹脂層6的表面進行改質，如同示於圖4C的第1實施方式般形成是密接層7A的靠近樹脂層6之側的層的碳化鈦層71。此處，透過直流電源P2對基材S施加的偏置電壓優選上為直流脈衝偏置電壓。對基材S施加的負的偏置電壓可為固定，亦可隨時間經過予以階段地變化。
依本實施方式時，同時進行步驟S102的第1程序與步驟S103的第2程序，從而謀求生產率的提升，且即使為不具有離子槍I1及高頻電源P1中的任一者的成膜裝置仍可形成碳化鈦層71。
以下，就本發明的實施例利用圖7～圖9進行說明。
透過X射線光電子光譜裝置(SSX-100、 Surface Science Instruments公司製)測定了樹脂層與密接膜的界面的鍵結狀態。測定以非破壞性進行，X射線源為AlKα(1487eV)，以光電子的檢測深度成為最大的方式作成為如樣品台與分析儀角度成為90度的配置。測定用的樣品方面，實施示於圖3的成膜流程之中直到步驟S103的第2程序為止，亦即實施步驟S101的蝕刻程序、步驟S102的第1程序及在根據第1實施方式下的方法下的步驟S103的第2程序而製作。在步驟S102的第1程序形成3nm的鈦膜。此外，作為比較用而製作了不實施步驟S103的第2程序的樣品。另外，X射線光電子光譜法方面，由於產生的光電子在樣品內承受非彈性散射，故鈦膜的膜厚厚時無法分析樹脂層與密接膜的界面。為此，以鈦膜的膜厚成為10nm以下的方式製作了樣品。
圖7為以前述X射線光電子光譜法的測定而獲得的C1s光譜的一例，圖8為示出Ti2p光譜的一例的圖。圖7及圖8的橫軸表示測定電子的對於原子核之結合能，縱軸表示放出光電子的強度。圖7及圖8中，實線的光譜表示在實施了直到步驟S103的第2程序為止的測定用的樣品方面的測定結果之例，虛線的光譜表示在不實施步驟S103的第2程序的比較用的樣品方面的測定結果之例。元素方面，結合能因與接近原子的鍵結狀態而異。為此，可透過結合能而獲得關於鍵結狀態之資訊。
首先，比較示於圖7的C1s光譜時，對在第1程序形成的樹脂層上的鈦薄膜在第2程序進行了離子照射的測定用的樣品方面，在無離子照射的比較用的樣品方面未觀察到的282.0eV附近檢測出峰值。接著，比較示於圖8的Ti2p光譜時，對在第1程序形成的樹脂層上的鈦薄膜在第2程序進行了離子照射的測定用的樣品方面，在無離子照射的比較用的樣品方面未觀察到的455.0eV附近檢測出峰值。
此圖7的C1s光譜的282.0ev附近的峰值與圖8的Ti2p光譜的455.0ev附近的峰值分別為因碳與鈦產生鍵結之碳化鈦鍵結而產生的峰值。於示於圖7及圖8的測定結果，檢測出因碳化鈦鍵結而產生的結合能的峰值，可確認出形成有碳化鈦鍵結。
接著，將就透過第1實施方式的手法對樹脂層上的鈦薄膜進行了離子照射之際的鈦薄膜的膜厚與按離子照射時間之碳化鈦鍵結的形成的有無進行了調查的結果示於表1。碳化鈦鍵結的形成的有無透過X射線光電子光譜法進行了確認。
Figure 02_image001
如示於表1，相對於在鈦膜成膜後不進行離子照射的情況下未形成碳化鈦鍵結，獲得透過對在第1程序形成的樹脂層上的鈦薄膜進行離子照射從而形成碳化鈦鍵結如此之結果。此外，鈦薄膜的膜厚為2.5nm以上時，進行了離子照射的情況下，確認了會形成碳化鈦鍵結。
接著，將就透過第1實施方式的手法對形成於樹脂層上的膜厚5nm的鈦薄膜進行了離子照射之際的按離子能的碳化鈦鍵結的形成的有無進行了調查的結果示於表2。
Figure 02_image003
如示於表2，獲得由於對樹脂層上的鈦薄膜進行離子照射使得形成碳化鈦鍵結如此的結果。
接著，就在實施例1至4獲得的積層體及在比較例獲得的積層體，將測定了剝離強度的結果示於圖9。圖9為就測定了在實施例1至4獲得的積層體及在比較例獲得的積層體的剝離強度進行繪示的圖形。
在實施例1獲得的積層體為在第1實施方式獲得的積層體。在實施例2獲得的積層體為在第2實施方式獲得的積層體。在實施例3獲得的積層體為在第3實施方式獲得的積層體。在實施例4獲得的積層體為在第4實施方式獲得的積層體。各實施例中，樹脂層6方面，使用了感光性聚醯亞胺樹脂層。
在比較例獲得的積層體除未進行步驟S102的第1程序與步驟S103的第2程序方面以外，與在實施例1獲得的積層體相同。在比較例，不進行步驟S102的第1程序與步驟S103的第2程序，替而在步驟S104的第3程序之前透過在氬環境下將碳化鈦靶進行濺鍍的方法而形成了碳化鈦層。
在剝離強度的測定，利用剝離試驗機(島津製作所製AutographAG-100kNXplus)而進行了90度剝離試驗。在90度剝離試驗，測定了將依序積層密接層7A、濺鍍晶種層73及電解銅鍍層74的第2佈線層7與樹脂層6進行了剝離之際的剝離強度。另外，90度剝離試驗在試驗室溫度23±2度、試驗室濕度50±5%RH中進行，試驗速度設為10mm/分。圖9中，將在實施例1至4及比較例獲得的積層體的剝離強度標準化而示出。
如示於圖9，得知就實施例1至4的積層體進行了測定的剝離強度相對於就比較例的積層體進行了測定的剝離強度高至1.35倍～1.5倍。透過本發明的應用，確認了可使是層間絕緣膜的樹脂層與晶種層的密接性提升。
(變形實施方式) 以上，雖就本發明的優選上的第1～第4實施方式進行了說明，惟本發明不限定於此等第1～第4實施方式，在其要旨的範圍內可進行各種的變形及變更。
例如，在上述第1～第4實施方式，雖以密接層7A為包含Ti之層的情況為例進行了說明，惟密接層7A不限定於包含Ti之層。密接層7A方面，例如亦可使用被用作為Cu晶種層與層間絕緣膜等的樹脂層之間的密接膜的包含Ta、Ni、Cr、TiN、Ti合金、Ta合金、Ni合金、Cr合金等之層。此情況下，密接層7A可作成為TaC層及Ta層、NiC層及Ni層、CrC層及Cr層、TiNC層及TiN層、Ti合金-C層及Ti合金層、Ta合金-C層及Ta合金層、Ni合金-C層及Ni合金層、Cr合金-C層及Cr合金層等的在樹脂層6側具有金屬碳化物層的積層體等。金屬碳化物層可與根據上述各第1～第4方式下之碳化鈦層71同樣地形成。
此外，在上述第1～第4實施方式，雖以濺鍍晶種層73為Cu層的情況為例進行了說明，惟濺鍍晶種層73不限定於Cu層。濺鍍晶種層73方面，例如亦可使用CuAl合金層、CuW合金層等的包含Cu的合金層。
此外，在上述第1～第4實施方式，雖以樹脂層6是作用為半導體封裝體的佈線部1的層間絕緣膜的絕緣樹脂層的情況為例進行了說明，惟樹脂層6不限定於作用為半導體封裝體的佈線部1的層間絕緣膜的絕緣樹脂層。樹脂層6例如亦可為被用作為印刷基板的樹脂基板，具體而言亦可為玻璃環氧基板、氟樹脂基板、聚醯亞胺膜等。此情況下，積層體可作成為依序具有作為樹脂層6的樹脂基板、密接層7A及濺鍍晶種層73。
1:半導體封裝體的佈線部 2:印刷電路板 3:基板 4:佈線 5:第1佈線層 6:樹脂層 7:第2佈線層 7A:密接層 8:銲料 9:底部填充層 10:導孔 50:處理室 60:保持部 71:碳化鈦層 72:鈦層 73:濺鍍晶種層 74:電解銅鍍層 C:支撐基板 CR:控制裝置 FF1:處理部 G1:氣體導入部 I1:離子槍 P:鈦膜 P1:高頻電源 P2:直流電源 S:基材 SP:支撐體 T1:靶 T2:靶 V50:排氣部
[圖1]為就根據本發明的第1實施方式下的半導體封裝體的佈線部進行繪示的示意截面圖。 [圖2]為將根據本發明的第1實施方式下的成膜裝置以沿著鉛直方向之面進行切斷而示的截面圖。 [圖3]為就根據本發明的第1實施方式下的積層體之製造方法進行繪示的流程圖。 [圖4A]為就根據本發明的第1實施方式下的積層體之製造方法進行繪示的程序截面圖。 [圖4B]為就根據本發明的第1實施方式下的積層體之製造方法進行繪示的程序截面圖。 [圖4C]為就根據本發明的第1實施方式下的積層體之製造方法進行繪示的程序截面圖。 [圖4D]為就根據本發明的第1實施方式下的積層體之製造方法進行繪示的程序截面圖。 [圖4E]為就根據本發明的第1實施方式下的積層體之製造方法進行繪示的程序截面圖。 [圖5]為將根據本發明的第2實施方式下的成膜裝置以沿著鉛直方向之面進行切斷而示的截面圖。 [圖6]為將根據本發明的第3實施方式下的成膜裝置以沿著鉛直方向之面進行切斷而示的截面圖。 [圖7]為就以X射線光電子光譜法的測定而獲得的C1s光譜的一例進行繪示的圖。 [圖8]為就以X射線光電子光譜法的測定而獲得的Ti2p光譜的一例進行繪示的圖。 [圖9]為就在本發明的實施方式獲得的積層體的90度剝離試驗的測定結果進行繪示的圖。
1:半導體封裝體的佈線部
2:印刷電路板
3:基板
4:佈線
5:第1佈線層
6:樹脂層
7:第2佈線層
7A:密接層
8:銲料
9:底部填充層
10:導孔
71:碳化鈦層
72:鈦層
73:濺鍍晶種層
74:電解銅鍍層

Claims (14)

  1. 一種積層體，其依序具有第1佈線層、樹脂層及第2佈線層， 前述第2佈線層至少依序包含密接層及晶種層。
  2. 如請求項1的積層體，其中，前述密接層依序具有碳化鈦層及鈦層。
  3. 如請求項2的積層體，其中， 於前述樹脂層，形成有到達於前述第1佈線層的導孔， 在前述導孔的底部，以前述第1佈線層與前述鈦層彼此電連接的方式，在前述第1佈線層上，從前述第1佈線層之側，依序積層前述鈦層及前述晶種層， 在除前述導孔之前述底部以外的部分，以前述第1佈線層與前述鈦層被絕緣的方式，在前述樹脂層上，從前述樹脂層之側，依序積層前述碳化鈦層、前述鈦層及前述晶種層。
  4. 一種積層體之製造方法，其具有： 在樹脂層上形成鈦膜的第1程序； 在前述第1程序之後對前述鈦膜給予能量而形成構成密接層的一部分的碳化鈦層的第2程序； 在前述第2程序之後在前述碳化鈦層上形成構成前述密接層的一部分的鈦層的第3程序；以及 在前述第3程序之後在前述鈦層上形成晶種層的第4程序。
  5. 如請求項4的積層體之製造方法，其中，前述第2程序為在前述樹脂層上形成有前述鈦膜的狀態下透過離子照射對前述鈦膜給予前述能量，並從前述鈦膜形成前述碳化鈦層者。
  6. 如請求項4的積層體之製造方法，其中，前述第2程序為對形成有前述樹脂層的基材施加高頻電壓而予以產生電漿，透過出現於前述基材的自偏置電壓而引入離子，對前述鈦膜給予前述能量，並從前述鈦膜形成前述碳化鈦層者。
  7. 如請求項4的積層體之製造方法，其中，前述第2程序為對形成有前述樹脂層的基材施加負的偏置電壓，透過負的偏置電壓而引入離子，對前述鈦膜給予前述能量，並從前述鈦膜形成前述碳化鈦層者。
  8. 如請求項4的積層體之製造方法，其中，一面對形成有前述樹脂層的基材施加負的偏置電壓，透過前述負的偏置電壓給予基於離子照射之前述能量一面形成前述鈦膜，同時形成前述碳化鈦層而同時實施前述第1程序與前述第2程序。
  9. 如請求項4～8中任一項的積層體之製造方法，其中，前述第2程序為對前述鈦膜給予前述能量從而將前述樹脂層的表面進行改質，並在前述鈦膜的至少前述樹脂層之側的部分形成前述碳化鈦層者。
  10. 如請求項4～8中任一項的積層體之製造方法，其具有在前述第1程序之前對第1佈線層與形成有到達於前述第1佈線層的導孔之前述樹脂層進行蝕刻的蝕刻程序。
  11. 如請求項10的積層體之製造方法，其中，前述第1程序為在前述第1佈線層上與前述樹脂層上形成前述鈦膜者。
  12. 如請求項11的積層體之製造方法，其中，前述第3程序為在前述第1佈線層的表面與前述碳化鈦層的表面形成前述鈦層者。
  13. 一種積層體，其依序具有第1佈線層、樹脂層及第2佈線層， 前述第2佈線層依序具有密接層及晶種層， 前述密接層依序具有碳化鈦層及鈦層， 前述碳化鈦層為對形成於前述樹脂層上的鈦膜給予能量而形成之層。
  14. 如請求項13的積層體，其中， 於前述樹脂層，形成有到達於前述第1佈線層的導孔， 在前述導孔的底部，以前述第1佈線層與前述鈦層彼此電連接的方式，在前述第1佈線層上，從前述第1佈線層之側，依序積層前述鈦層及前述晶種層， 在除前述導孔之前述底部以外的部分，以前述第1佈線層與前述鈦層被絕緣的方式，在前述樹脂層上，從前述樹脂層側，依序積層前述碳化鈦層、前述鈦層及前述晶種層。
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