TWI628062B - 線路板的製作方法與感壓印模 - Google Patents

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Abstract

一種線路板的製作方法與感壓印模。此方法包括：於介電基板上形成線路圖案。於介電基板上形成具有開孔或導電孔且覆蓋線路圖案的介電層，其中開孔暴露部分線路圖案而導電孔則電性連接線路圖案。於開孔中與介電層上形成導電晶種層。於導電晶種層上形成光阻層。以感壓印模對光阻層進行壓印，感壓印模朝向導電晶種層的施壓端在與導電晶種層接觸時，其光穿透效果轉變為阻擋或允許特定波長的光穿透。以感壓印模為罩幕，對光阻層進行圖案化以形成圖案化光阻層，並於暴露的導電晶種層上形成圖案化金屬層。移除圖案化光阻層與位於其下的導電晶種層。

Description

線路板的製作方法與感壓印模
本發明是有關於一種線路板的製作方法與感壓印模，且特別是有關於一種感壓印模以及以此感壓印模所形成的線路板的製作方法。
奈米壓印微影(nano-imprint lithography，NIL)是一種製作細線路的技術，廣泛應用於LED、OLED等產業。奈米壓印微影是將有圖案的模具原型(通常稱為模具(mold)、壓模(stamper)、模板(template))壓於抗蝕劑或光阻劑使其發生力學變形，從而精密地轉印微細圖案。因此，一旦模具製作完成，奈米結構等微細結構便可簡單地反覆成型，可有效降低製程成本以及製程中有害廢棄物的產生，因此，近年來奈米壓印微影被期待應用於各種領域中。
然而，奈米壓印微影利用模具將圖案轉印到光阻後，需進行全面性地曝光，導致欲形成的圖案化光阻層與不必要的殘留光阻層皆受到光線曝照，無法簡單地以顯影液將殘留的光阻層移除。因此，不必要的殘留光阻層必須使用感應耦合電漿(ICP)或反應性 離子蝕刻技術(RIE)來移除，使得欲形成的的光阻圖案容易受到破壞，造成製程良率不佳。因此，如何在不破壞轉印至光阻層的細微圖案下清除殘留光阻層，已成為業界急切進行研究的課題。
本發明提供一種線路板的製作方法，其可有效提升線路板的良率及可靠度。
本發明提供一種感壓印模，其受到壓力的施壓端可使得光穿透效果由允許具有特定波長的光穿透轉變為阻擋具有特定波長的光穿透，或者施壓端的光穿透效果由阻擋具有特定波長的光穿透轉變為允許所述具有特定波長的光穿透。
本發明的線路板的製作方法，包括以下步驟。提供一介電基板。形成線路圖案於介電基板上。形成介電層於介電基板上，介電層覆蓋線路圖案且介電層中具有開孔或導電孔，其中開孔暴露部分線路圖案，導電孔則電性連接線路圖案。形成導電晶種層於開孔中與介電層上。形成光阻層於導電晶種層上。以感壓印模對光阻層進行壓印，其中在壓印的過程中感壓印模朝向導電晶種層的施壓端在與導電晶種層接觸時，施壓端的光穿透效果由允許具有特定波長的光穿透轉變為阻擋具有特定波長的光穿透，或者施壓端的光穿透效果由阻擋具有特定波長的光穿透轉變為允許具有特定波長的光穿透。以感壓印模為罩幕，對光阻層進行曝光。移除感壓印模並對光阻層進行顯影，以形成圖案化光阻層。形成圖案化金屬 層於圖案化光阻層所暴露的導電晶種層上。移除圖案化光阻層與位於圖案化光阻層下的導電晶種層。
本發明的線路板的製作方法，包括以下步驟。提供一介電基板。形成線路圖案於介電基板上。形成感光介電層(photo imageable dielectric layer)於介電基板上，感光介電層覆蓋線路圖案。以感壓印模對感光介電層進行壓印，其中在壓印的過程中感壓印模朝向線路圖案的施壓端在與線路圖案接觸時，施壓端的光穿透效果由允許具有特定波長的光穿透轉變為阻擋具有特定波長的光穿透，或者施壓端的光穿透效果由阻擋具有特定波長的光穿透轉變為允許具有特定波長的光穿透。以感壓印模為罩幕，對感光介電層進行曝光。移除感壓印模並對感光介電層進行顯影，以形成圖案化感光介電層，其中圖案化感光介電層具有暴露部分線路圖案的開孔及不暴露線路圖案的溝槽。形成埋入式線路層及電性連接線路圖案的導電孔於圖案化感光介電層中。
本發明提供一種感壓印模，感壓印模的施壓端受到壓力時，施壓端的光穿透效果由允許具有特定波長的光穿透轉變為阻擋具有特定波長的光穿透，或者施壓端的光穿透效果由阻擋具有特定波長的光穿透轉變為允許具有特定波長的光穿透。
基於上述，在本發明的線路板的製作方法中，由於感壓印模受到壓力時，施壓端的光穿透效果由允許具有特定波長的光穿透轉變為阻擋具有特定波長的光穿透，或者施壓端的光穿透效果由阻擋具有特定波長的光穿透轉變為允許具有特定波長的光穿透。 故將具有圖案之感壓印模以適當的力量壓於光阻層時，感壓印模在接觸到導電晶種層的部分可轉變為具有阻擋或允許特定波長的光穿透的特性。因此，當對光阻層進行曝光製程後，可簡單地使用顯影液來移除未固化的光阻層，以將欲形成的線路圖案精確地轉印形成圖案化光阻層。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
10‧‧‧紫外光
100‧‧‧介電基板
100a‧‧‧第一表面
100b‧‧‧第二表面
120、280、460‧‧‧線路圖案
140‧‧‧介電層
160、400‧‧‧開孔
180、420‧‧‧導電晶種層
200‧‧‧光阻層
220、340‧‧‧感壓印模
221、341‧‧‧感壓材料層
230、350‧‧‧施壓端
240‧‧‧圖案化光阻層
260、440‧‧‧圖案化金屬層
170、381、500‧‧‧導電孔
320‧‧‧感光介電層
360‧‧‧圖案化感光介電層
380‧‧‧埋入式線路層
401‧‧‧溝槽
圖1A至圖1F是依照本發明的第一實施例的線路板的製作方法的示意圖。
圖2A至圖2B是依照本發明的第二實施例的線路板的製作方法的示意圖。
圖3A至圖3E是依照本發明的第三實施例的線路板的製作方法的示意圖。
圖4是使用正型光阻時施壓端的光穿透效果變化的示意圖。
在本文中，「感壓印模(PIEZOCHROMIC STAMP)」泛指包含有感壓材料的印模，所述感壓材料受到壓力時其本身的材料特性會產生改變，使得其光穿透效果可由允許具有特定波長的光 穿透轉變為阻擋所述具有特定波長的光穿透，或者可由阻擋所述具有特定波長的光穿透轉變為允許所述具有特定波長的光穿透。舉例來說，當感壓材料受到壓力時，其可以產生顏色變化，以阻擋具有特定波長的光穿透，或者允許具有特定波長的光穿透。此外，當感壓材料受到壓力時，其亦可藉由相同或相似的原理，產生材料特性上的變化(非顏色變化)，以產生阻擋或允許具有特定波長的光穿透的效果。在以下實施例中，感壓印模受到壓力所產生的變化並不侷限於變色，只要是產生可以阻擋或允許具有特定波長的光穿透的變化的感壓印模即符合本發明所謂的感壓印模。
圖1A至圖1F是依照本發明的第一實施例的種線路板的製作方法的示意圖。
請參照圖1A，於介電基板100上形成線路圖案120。線路圖案120例如是先藉由壓合的方式將導電層形成於介電基板100上並對其進行圖案化製程而形成。介電基板100的材料例如是環氧樹脂、玻璃纖維布或陶瓷。線路圖案120的材料例如是銅。
接著，於介電基板100上形成介電層140，並覆蓋介電基板100上的線路圖案120。介電層140的材料例如是環氧樹脂。介電層140例如是藉由壓合的方式形成於介電基板100上。介電層140具有暴露部分線路圖案120的開孔160。開孔160的形成方法例如是雷射鑽孔或機械鑽孔。
其後，於開孔160中形成導電孔170。導電孔170的形成方法例如是以電鍍的方式於開孔160中與介電層140上形成導電 材料層，接著進行平坦化製程來移除開孔160外的導電材料層。接著，於介電層140上形成導電晶種層180。導電晶種層180的材料例如是銅。
之後，於導電晶種層180上形成光阻層200。光阻層200的形成方法例如是旋塗法。在本實施例中，光阻層200例如是負型光阻，其在後續的曝光製程中受到具有特定波長的光照射的部分會固化而在顯影製程中被保留下來。
請參照圖1B，以感壓印模220對光阻層200進行壓印。感壓印模220具有對應欲形成於介電基板100上的線路圖案的圖案。當將感壓印模220壓於光阻層200時，可使光阻層200發生力學變形，從而精密地將圖案轉印於光阻層200上。在壓印的過程中，感壓印模220在接觸到導電晶種層180的施壓端230會產生一個反作用力而形成壓力，使得感壓印模220與導電晶種層180接觸時，施壓端230的光穿透效果由允許具有特定波長的光穿透轉變為阻擋具有特定波長的光穿透，或者施壓端230的光穿透效果由阻擋具有特定波長的光穿透轉變為允許具有特定波長的光穿透。在本實施例中，施壓端230包括感壓印模220的一部分以及貼附於其上的感壓材料層221。上述所謂的「感壓印模220接觸導電晶種層180」表示感壓印模220與導電晶種層180之間存在一層極薄且不可避免的光阻層200(如圖1B所繪示)。特別是，對於感壓印模220與導電晶種層180之間的大面積接觸區域來說，上述極薄且不可避免的光阻層(亦可稱為光阻殘留物)大多會集中在接 觸區域的中心處，例如光阻殘留物的厚度分佈由周邊朝向中心呈現類似高斯曲線(Gaussian distribution)分佈(圖式中並未特別繪示出此種情況)。
詳細地說，在本實施例中，由於所使用的光阻層200為負型光阻，因此當感壓印模220與導電晶種層180接觸時，施壓端230的光穿透效果必須由允許具有特定波長的光穿透轉變為阻擋具有特定波長的光穿透。舉例來說，在光阻層200經受紫外光照射而固化的情況下，感壓印模220的感壓材料層221與導電晶種層180接觸時會轉變為阻擋紫外光穿透，而感壓印模220的其他部分仍保持為允許紫外光穿透。
接著，以感壓印模220為罩幕，以紫外光10對光阻層200進行曝光。在本實施例中，由於光阻層200為負型光阻層且感壓材料層221可阻擋曝光製程所使用的紫外光10穿透，因此存在於感壓材料層221與導電晶種層180之間的光阻層200不會經受照光，而光阻層200的其他部分會經受照光而固化。
請參照圖1C，在曝光製程之後，移除感壓印模220。此時，導電晶種層180上形成有固化的圖案化光阻層240以及保留有未固化的光阻層200。
請參照圖1D，進行顯影製程。由於固化的圖案化光阻層240在顯影製程中不會被移除而僅有未固化的光阻層200會被移除，因此可暴露出部分導電晶種層180(即後續欲形成線路圖案的區域)。也就是說，經由圖1A至圖1D所述的方式可以將感壓印 模220的圖案(對應欲形成於介電基板100上的線路圖案)精準地轉印至光阻層中200中而形成圖案化光阻層240。
請參照圖1E，於圖案化光阻層240所暴露的導電晶種層180上形成圖案化金屬層260。圖案化金屬層260的材料例如是銅。圖案化金屬層260的形成方法例如是以導電晶種層180為種子層來進行電鍍。
請參照圖1F，移除圖案化光阻層240與位於圖案化光阻層240下的導電晶種層180，以暴露部分的介電層140。如此一來，即可形成線路圖案280(由圖案化金屬層260及其下方位於介電層140上的導電晶種層180構成)。
在上述實施例中，施壓端230包括感壓印模220的一部分以及貼附於其上的感壓材料層221。然而，本發明不限於此。在另一實施例中，感壓印模220本身可由感壓材料製成。因此，當施壓端230與導電晶種層180接觸時，施壓端230的光穿透效果由允許具有特定波長的光穿透轉變為阻擋具有特定波長的光穿透，或者施壓端230的光穿透效果由阻擋具有特定波長的光穿透轉變為允許具有特定波長的光穿透。此外，在施壓端230中，因反作用力所受到的壓力可能會隨著遠離導電晶種層180的方向而呈現遞減的趨勢，使得施壓端230產生的材料特性的改變可能會以接近梯度變化的方式呈現(如圖1B’所示)，然並不以此為限。
在本實施例中，光阻層200為負型光阻，但本發明不限於此。在其他實施例中，光阻層200也可以是正型光阻，其在曝光 製程中經受照光的部分在顯影製程中會被移除。因此，在感壓印模220本身由感壓材料製成的情況下，取決於感壓印模220的材料，當感壓印模220與導電晶種層180接觸時，感壓印模220與導電晶種層180接觸時，施壓端230的光穿透效果由阻擋具有特定波長的光穿透轉變為允許具有特定波長的光穿透(如圖4所繪示)，而感壓印模220的其他部分仍保持為阻擋具有特定波長的光穿透。如此一來，在曝光製程中，施壓端230下方的光阻層200經受照光而會在顯影製程中被移除，而感壓印模220的其他部分下方的光阻層200不會經受照光而不會在顯影製程中被移除。此外，在本實施例中，由於施壓端230的光穿透效果必須整體由阻擋具有特定波長的光穿透轉變為允許具有特定波長的光穿透，因此所施加的壓力必須足以讓整個施壓端230的光穿透效果產生變化。感壓印模220在鄰近施壓端230的部分受到的壓力則會以圖中水平方向朝遠離施壓端230的方向遞減(如圖4所示)。
在本發明的線路板的製作方法中，由於感壓印模220受到壓力的施壓端230可使得光穿透效果由允許具有特定波長的光穿透轉變為阻擋具有特定波長的光穿透，或者施壓端230的光穿透效果由阻擋具有特定波長的光穿透轉變為允許具有特定波長的光穿透，因此當對光阻層200進行曝光製程後，可簡單地使用顯影液來移除殘留光阻層200，以將欲形成的線路圖案精確地轉印形成圖案化光阻層240。
圖2A至圖2B是依照本發明的第二實施例的一種線路板 的製作方法的示意圖。
請參照圖2A，於介電基板100上形成線路圖案120。接著，於介電基板100上形成介電層140，並覆蓋介電基板100上的線路圖案120，其中介電層140具有暴露部分線路圖案的開孔160。其後，於開孔160中與介電層140上形成導電晶種層420。在本實施例中，導電晶種層420形成於開孔160的側面與底面。之後，將光阻層200形成於導電晶種層420上，並填滿開孔160。
之後，請參照圖2B，進行如同圖1B至圖1F的製程步驟，以形成線路圖案460(由圖案化金屬層440及其下方位於的介電層上的導電晶種層420構成)以及連接線路圖案460與線路圖案120的導電孔500(包括開孔160中的導電晶種層420與圖案化金屬層440)。基於上述，本發明的第二實施例與第一實施例的差異僅在於導電晶種層420是形成於開孔160的側面及底面，故其餘各構件的連接關係、材料與形成方法已於前文中進行詳盡地描述，故於下文中不再重複贅述。
圖3A至圖3E是依照本發明的第三實施例的線路板的製作方法的示意圖。在本實施例中，感壓印模的施壓端包括感壓印模的一部分以及貼附於其上的感壓材料層。然而，在另一實施例中，也可以是感壓印模本身由感壓材料製成。
請參照圖3A，於介電基板100上形成線路圖案120，其中，線路圖案120可形成於介電基板100的第一表面100a與第二表面100b上。線路圖案120例如是先藉由壓合的方式將導電層形 成於介電基板100上並對其進行圖案化製程而形成。介電基板100的材料例如是環氧樹脂、玻璃纖維布或陶瓷。線路圖案120的材料例如是銅。
接著，於介電基板100上形成感光介電層320，並覆蓋介電基板100上的線路圖案120。感光介電層320例如是藉由壓合的方式形成於介電基板100上。
請參照圖3B，以感壓印模340對感光介電層320進行壓印。感壓印模340具有對應欲形成於介電基板100上的線路圖案的圖案。當感壓印模340壓於感光介電層320時，可使感光介電層320發生力學變形，從而精密地將圖案轉印於感光介電層320上。在壓印的過程中，感壓印模340在接觸到線路圖案120的施壓端350會產生一個反作用力而形成壓力，使得感壓印模340與線路圖案120接觸時，施壓端350的光穿透效果由允許具有特定波長的光穿透轉變為阻擋具有特定波長的光穿透，或者施壓端350的光穿透效果由阻擋具有特定波長的光穿透轉變為允許具有特定波長的光穿透。上述所謂的「感壓印模340接觸線路圖案120」表示感壓印模340與線路圖案120之間存在一層極薄且不可避免的感光介電層320(如圖3B所繪示)。特別是，對於感壓印模340與線路圖案120之間的大面積接觸區域來說，上述極薄且不可避免的感光介電層(亦可稱為感光介電層殘留物)大多會集中在接觸區域的中心處(圖式中並未特別繪示出此種情況)，例如感光介電層殘留物的厚度分佈由周邊朝向中心呈現類似高斯曲線(Gaussian distribution)分佈(圖式中並未特別繪示出此種情況)。
詳細地說，在本實施例中，由於感光介電層320為負型感光介電層，因此當感壓印模340與線路圖案120接觸時，施壓端350的光穿透效果必須由允許具有特定波長的光穿透轉變為阻擋具有特定波長的光穿透。舉例來說，在感光介電層320經受紫外光照射而固化的情況下，感壓印模340與線路圖案120接觸時接觸的施壓端350會轉變為阻擋紫外光穿透，而感壓印模340的其他部分仍保持為允許紫外光穿透。
接著，以感壓印模340為罩幕，以紫外光10對感光介電層320進行曝光。在本實施例中，由於感光介電層320為負型感光介電層且感壓材料層341可阻擋曝光製程所使用的光穿透，因此存在於感壓材料層341與線路圖案120之間的感光介電層320不會經受照光，而感光介電層320的其他部份會經受照光而固化。
請參照圖3C，在曝光製程之後，移除感壓印模340。此時，介電基板100與線路圖案120上形成有固化的圖案化感光介電層360，而線路圖案120上保留有未固化的感光介電層320。
請參照圖3D，進行顯影製程。由於固化的圖案化感光介電層360在顯影製程中不會被移除而僅有未固化的感光介電層320會被移除，因此可形成暴露出部份線路圖案120的開孔400及不暴露線路圖案的溝槽401。也就是說，經由圖3A至圖3D所述的方式可以將感壓印模340的圖案精準地轉印至感光介電層320中而形成圖案化感光介電層360。
請參照圖3E，分別於開孔400與溝槽401中填入導電材料，以形成埋入式線路層380及電性連接線路圖案120的導電孔381。埋入式線路層380與導電孔381的材料例如是銅。
在本實施例中，感光介電層320為負型感光介電層，但本發明不限於此。在其他實施例中，感光介電層320也可以是正型感光介電層，其在曝光製程中經受照光的部分在顯影製程中會被移除。因此，在感壓印模340本身由感壓材料製成的情況下，取決於感壓印模340的材料，而本實施例的感壓印模340如同本發明第一實施例所述的感壓印模220，故在此不再重複贅述。
由本實施例可知，在本發明的線路板的製作方法中，由於感壓印模340受到壓力的施壓端350可使得光穿透效果由允許具有特定波長的光穿透轉變為阻擋具有特定波長的光穿透，或者施壓端350的光穿透效果由阻擋具有特定波長的光穿透轉變為允許具有特定波長的光穿透，因此當對感光介電層320進行曝光製程後，可簡單地使用顯影液來移除殘留感光介電層320，以將欲形成的線路圖案精確地轉印形成圖案化感光介電層360。另外，在本實施例中，感光介電層320可省去於介電層上形成光阻層之製程且可藉由曝光顯影的方式將開孔400形成於感光介電層320中，因此可降低線路板的製造成本。
綜上所述，在本發明的線路板的製作方法中，感壓印模具有對應欲形成於介電基板上的線路圖案的圖案，當感壓印模壓於光阻層或感光介電層時，可使光阻層或感光介電層發生力學變形， 從而精密地將圖案轉印於光阻層或感光介電層上。另外，在壓印過程中，感壓印模在接觸到導電晶種層或線路圖案的施壓端會產生一個反作用力而形成壓力，使得感壓印模與導電晶種層或線路圖案接觸的施壓端時，施壓端的光穿透效果由允許具有特定波長的光穿透轉變為阻擋具有特定波長的光穿透，或者施壓端的光穿透效果由阻擋具有特定波長的光穿透轉變為允許具有特定波長的光穿透。因此，對光阻層或感光介電層進行曝光製程後，可簡單地使用顯影液來移除殘留的光阻層或感光介電層，以將欲形成的線路圖案精確地轉印形成圖案化光阻層或圖案化感光介電層。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

Claims (4)

  1. 一種線路板的製作方法，包括：提供介電基板；形成線路圖案於所述介電基板上；形成介電層於所述介電基板上，所述介電層覆蓋所述線路圖案且所述介電層中具有開孔或導電孔，其中所述開孔暴露部分所述線路圖案，所述導電孔則電性連接所述線路圖案；形成導電晶種層於所述開孔中與所述介電層上；形成光阻層於所述導電晶種層上；以感壓印模對所述光阻層進行壓印，其中在壓印的過程中所述感壓印模朝向所述導電晶種層的施壓端在與所述導電晶種層接觸時，所述施壓端的光穿透效果由允許具有特定波長的光穿透轉變為阻擋所述具有特定波長的光穿透，或者所述施壓端的光穿透效果由阻擋所述具有特定波長的光穿透轉變為允許所述具有特定波長的光穿透；以所述感壓印模為罩幕，對所述光阻層進行曝光；移除所述感壓印模並對所述光阻層進行顯影，以形成圖案化光阻層；形成圖案化金屬層於所述圖案化光阻層所暴露的所述導電晶種層上；以及移除所述圖案化光阻層與位於所述圖案化光阻層下的所述導電晶種層。
  2. 一種線路板的製作方法，包括：提供介電基板；形成線路圖案於所述介電基板上；形成感光介電層於所述介電基板上，所述感光介電層覆蓋所述線路圖案；以感壓印模對所述感光介電層進行壓印，其中在壓印的過程中所述感壓印模朝向所述線路圖案的施壓端在與所述線路圖案接觸時，所述施壓端的光穿透效果由允許具有特定波長的光穿透轉變為阻擋所述具有特定波長的光穿透，或者所述施壓端的光穿透效果由阻擋所述具有特定波長的光穿透轉變為允許所述具有特定波長的光穿透；以所述感壓印模為罩幕，對所述感光介電層進行曝光；移除所述感壓印模並對所述感光介電層進行顯影，以形成圖案化感光介電層，其中所述圖案化感光介電層具有暴露部分所述線路圖案的開孔及不暴露所述線路圖案的溝槽；以及形成埋入式線路層及電性連接所述線路圖案的導電孔於所述圖案化感光介電層中。
  3. 一種感壓印模，所述感壓印模的施壓端受到壓力時，所述施壓端的光穿透效果由允許具有特定波長的光穿透轉變為阻擋所述具有特定波長的光穿透，所述感壓印模的所述施壓端以外的部分仍保持為允許所述具有特定波長的光穿透。
  4. 一種感壓印模，所述感壓印模的施壓端受到壓力時，所述施壓端的光穿透效果由阻擋具有特定波長的光穿透轉變為允許所述具有特定波長的光穿透，所述感壓印模的所述施壓端以外的部分仍保持為阻擋所述具有特定波長的光穿透。
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