TWI661754B - 配線基板的製造方法、配線基板及配線基板製造裝置以及濺鍍裝置 - Google Patents
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Abstract
一邊保證種子層與絕緣層的密接性，一邊實現配線圖案的細微化。
作為配線基板的製造工程，包含對於絕緣層被層積於導電層上的配線基板材料，形成貫通絕緣層的貫通孔的第一工程、在第一工程之後，藉由對於配線基板材料，照射波長220nm以下的紫外線，進行該配線基板材料的除膠渣處理的第二工程、在第二工程之後，於貫通孔內及絕緣層上，利用使材料粒子衝突附著，形成種子層的第三工程、及於種子層上，藉由電解電鍍形成由導電材料所成的電鍍層的第四工程。
Description
本發明係關於層積絕緣層與導電層所成之配線基板的製造方法、藉由該製造方法所製造之配線基板、及配線基板製造裝置。
作為用以搭載半導體積體電路元件等之半導體元件的配線基板，公知有交互層積絕緣層與導電層(配線層)所成的多層配線基板。
作為多層配線基板的製造工程之一例，首先，藉由對於絕緣層被層積於導電層上所成的配線基板材料，施加鑽孔加工及雷射加工，來去除絕緣層及導電層的一部分，以形成通孔及貫穿孔。此時，於配線基板材料會產生起因於構成絕緣層及導電層之材料的膠渣(殘渣)。因此，進行對於該配線基板材料去除膠渣的除膠渣處理。
接著，於絕緣層上及通孔等的內面形成種子層，於絕緣層上形成光阻圖案之後，藉由電解電鍍來層積導電材料。之後，利用去除光阻圖案與種子層，形成導體電路圖案。之後也經由各種工程，製作半導體元件。
於專利文獻1，揭示具有藉由濕式除膠渣處理，去除通孔形成工程中產生之膠渣的工程，與藉由無電解電鍍形成種子層的工程的基板製造方法。
[專利文獻1]日本特開2003-318519號公報
在前述專利文獻1所記載的技術中，除膠渣處理後，藉由無電解電鍍形成種子層，但對於為了確保種子層與絕緣層的密接性來說，需要將絕緣層的表面設為適度粗糙的狀態，藉由固著效果將種子層強固地固定於絕緣層表面。在前述專利文獻1所記載的技術中，藉由作為除膠渣處理，進行濕式除膠渣處理，讓絕緣層表面粗化。
然而，近年來，半導體元件有小型化傾向，配線基板也被要求細微化。但是，如上所述，為了獲得固著效果而使絕緣層的表面粗化的話，形成於其上的配線圖案，尤其，L/S(線/空間)=10/10μm以下的細微配線圖案變成不豎立，無法讓配線基板細微化。
因此，本發明的課題係提供可一邊保證種子層與絕緣層的密接性，一邊實現配線圖案的細微化的配線基板的製造方法、配線基板及配線基板製造裝置。
為了解決前述課題，關於本發明之配線基板的製造方法的一樣態，係包含：第一工程，係對於絕緣層被層積於導電層上的配線基板材料，形成貫通前述絕緣層的貫通孔；第二工程，係藉由對於形成前述貫通孔的前述配線基板材料，照射波長220nm以下的紫外線，進行該配線基板材料的除膠渣處理；第三工程，係於進行過前述除膠渣處理的前述貫通孔內及前述絕緣層上，利用使材料粒子衝突附著，形成種子層；及第四工程，係於前述種子層上，藉由電解電鍍形成由導電材料所成的電鍍層。
如此，因為進行紫外線所致之除膠渣處理，可抑制絕緣層表面的粗化。因此，可適切地形成細微配線圖案。又，利用使材料粒子衝突附著，形成種子層，所以，可不依據如先前之固著效果，藉由種子層，保證與絕緣層的密接強度。尤其，利用照射不透射絕緣層之波長220nm以下的紫外線，可讓絕緣層表面產生色中心(構造缺陷、鍵結缺陷)。此時，材料粒子(導電材料)被打入絕緣層，利用對存在於承受紫外線照射之樹脂表面的鍵結缺陷部施加能量，在金屬粒子與樹脂之間可產生新的化學鍵結作用。藉此，相較於金屬粒子衝突附著於未承受波長220nm以下之紫外線的照射的樹脂，可形成具有強密接力的種子層。
於前述之配線基板的製造方法中，前述第三工程，係
藉由濺鍍法，形成前述種子層亦可，藉由離子披覆法，形成前述種子層亦可。藉此，可形成確保與絕緣層之高密接性的種子層。
又，於前述之配線基板的製造方法，其中，前述絕緣層，係由含有粒狀充填物的樹脂所成；前述第二工程係包含對於前述配線基板材料，照射前述紫外線的工程，與對照射過前述紫外線的前述配線基板材料賦予物理性振動的工程亦可。藉此，起因於有機物質的膠渣，可藉由紫外線照射來分解，起因於無機物質的膠渣，可藉由物理性振動來分解。如此，即使是起因於有機物質及無機物質任一的膠渣，也可確實地去除。
進而，於前述之配線基板的製造方法中，前述第二工程，係在包含氧之處理氣體的氣氛中，一邊對前述配線基板材料進行加熱，一邊對該配線基板材料照射前述紫外線亦可。如此，藉由在包含氧之處理氣體的氣氛中照射紫外線，可產生臭氧及活性氧，可有效率地去除膠渣。又，因為一邊對配線基板材料進行加熱一邊照射紫外線，所以，可加快臭氧及活性氧與膠渣的化學反應的速度，且加快除膠渣處理速度(去除膠渣的速度)。
又，於前述之配線基板的製造方法中，前述第一工程，係對於在前述絕緣層上具有保護層的前述配線基板材料，形成貫通前述保護膜及前述絕緣層的前述貫通孔的工程；前述第二工程，係藉由將前述保護層設為遮罩且對於前述配線基板材料照射前述紫外線，對前述貫通孔
內進行除膠渣處理；前述第三工程，係去除前述保護層之後，形成前述種子層亦可。進而，於前述之配線基板的製造方法中，前述第一工程係包含於前述絕緣層上形成前述保護層的工程，與形成貫通前述保護膜及前述絕緣層的前述貫通孔的工程亦可。
藉此，可將絕緣層表面的粗化抑制在最小限度，可高精度地形成細微配線圖案。
進而，關於本發明的配線基板，係藉由前述任一之配線基板的製造方法所製造。所以，該配線基板係可作為保證種子層與絕緣層的密接性之高信賴性的細微配線基板。
又，關於本發明之配線基板製造裝置的一樣態，係具備：紫外線照射部，係對於在導電層上，層積由含有粒狀充填物的樹脂所成之絕緣層，並形成貫通前述絕緣層的貫通孔的配線基板材料，照射波長220nm以下的紫外線；振動賦予部，係對藉由前述紫外線照射部照射過前述紫外線的前述配線基板材料賦予物理性振動；及種子層形成部，係於藉由前述紫外線照射部及前述振動賦予部進行過除膠渣處理的前述貫通孔內及前述絕緣層上，利用使材料粒子衝突附著，形成種子層。藉此，可製造保證種子層與絕緣層的密接性之高信賴性的配線基板。
依據本發明，可一邊保證種子層與絕緣層的
密接性，一邊實現配線圖案的細微化，可製造信賴性高的細微配線基板。
10‧‧‧絕緣層
11‧‧‧導電層
12‧‧‧絕緣層
12a‧‧‧通孔
13‧‧‧種子層
14‧‧‧電鍍層
210‧‧‧配線基板製造裝置
211‧‧‧紫外線照射裝置
212‧‧‧超音波洗淨‧乾燥裝置
213‧‧‧濺鍍裝置
220‧‧‧配線基板製造裝置
221‧‧‧紫外線照射裝置
222‧‧‧超音波洗淨‧乾燥裝置
223‧‧‧遮罩剝離裝置
224‧‧‧濺鍍裝置
C‧‧‧色中心
L‧‧‧雷射
R‧‧‧光阻圖案
S‧‧‧膠渣
T‧‧‧靶粒子
[圖1]揭示本實施形態之配線基板的製造方法的圖。
[圖2]表示環氧樹脂之紫外線透射率特性的圖。
[圖3]對承受220nm以下之紫外光的樹脂施加濺鍍的圖。
[圖4]對承受250nm之紫外光的樹脂施加濺鍍的圖。
[圖5]針對通孔連接強度的評估進行說明的圖。
[圖6]揭示配線基板製造裝置之構造的概略圖。
以下，依據圖面來說明本發明的實施形態。
圖1係揭示本實施形態之配線基板的製造方法的圖。於本實施形態中，製造對象的配線基板，係於核心基板上層積導電層(配線層)與絕緣層所成的多層配線基板。核心基板係例如藉由玻璃環氧樹脂等所構成。作為構成導電層(配線層)的材料，例如可使用銅、鎳、金等。
絕緣層係例如藉由含有由無機物質所成之粒狀充填物的樹脂等所構成。作為此種樹脂，係例如可使用環氧樹脂、雙馬來醯亞胺-三氮雜苯樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚酯樹脂等。又，作為構成粒狀充填物的材料，例如可使用氧
化矽、氧化鋁、雲母、矽酸鹽、硫酸鋇、氫氧化鎂、氧化鈦等。
在製造多層配線基板時，首先如圖1(a)所示，形成層積導電層11與絕緣層12所成的配線基板材料。作為於導電層11上形成絕緣層12的方法，可利用塗布液狀的熱硬化性樹脂中含有粒狀充填物所成的絕緣層形成材料之後，對該絕緣層形成材料進行硬化處理的方法，及藉由熱壓接合等來貼合含有粒狀充填物的絕緣片的方法等。
接著，如圖1(b)所示，藉由使用雷射L對絕緣層12進行加工等，形成到達導電層11之深度的通孔12a。作為雷射加工的方法，可利用使用CO2雷射的方法，及使用UV雷射的方法等。再者，形成通孔12a的方法，並不限定於雷射加工，使用例如鑽孔加工等亦可。
如此形成通孔12a的話，於絕緣層12之通孔12a的內壁面(側壁)、絕緣層12的表面之通孔12a的周邊區域、及藉由通孔12a的底部，亦即導電層11之通孔12a所露出的部分等，會發生起因於構成導電層11及絕緣層12之材料的膠渣(殘渣)S。
因此，如圖1(c)所示，進行去除膠渣S的處理(除膠渣處理)。在本實施形態中，作為除膠渣處理，使用利用對於被處理部分照射紫外線(UV)來去除膠渣S的所謂光學除膠渣處理。更具體來說，在光學除膠渣處理中，進行對於配線基板材料的被處理部分照射前述之紫外
線的紫外線照射處理工程，與在該紫外線照射處理工程之後，對配線基板材料賦予物理性振動的物理性振動處理工程。
在此，針對光學除膠渣處理進行詳細說明。
紫外線照射處理係例如可在大氣等之包含氧的氣氛下進行。作為紫外線光源，可利用射出波長220nm以下，理想為190nm以下的紫外線(真空紫外線)之各種燈管。在此，設為波長220nm是因為紫外線的波長超過220nm時，會難以分解去除起因於樹脂等的有機物質的膠渣。
起因於有機物質的膠渣，係於紫外線照射處理工程中，藉由照射波長220nm以下的紫外線，因紫外線的能量及伴隨紫外線的照射所產生的臭氧及活性氧而分解。又，起因於無機物質的膠渣，具體來說氧化矽及氧化鋁係因被照射紫外線而成為脆弱者。
作為紫外線光源，例如可使用封入氙氣的氙準分子燈(尖峰波長172nm)、低壓水銀燈(185nm輝線)等。其中，作為除膠渣處理所用者，例如氙準分子燈較為理想。
於進行前述之紫外線照射處理的紫外線照射裝置中，被處理對象即配線基板材料在包含氧之處理氣體的氣氛下被暴露於紫外線的處理區域，係被加熱成例如120℃以上190℃以下(例如150℃)。又，紫外線射出窗與被處理對象即配線基板材料的間隔距離，例如設定為0.3mm。再者，紫外線的照度及紫外線的照射時間等，可考慮膠渣S
的殘留狀態等而適當設定。
又，物理性振動處理係例如可藉由超音波振動處理來進行。超音波振動處理之超音波的頻率係例如為20kHz以上70kHz以下為佳。因為超音波的頻率超過70kHz的話，會破壞起因於無機物質的膠渣而難以使其從配線基板材料脫離。
於此種超音波振動處理中，作為超音波的振動媒體，可使用水等的液體及空氣等的氣體。
具體說明的話，在作為振動媒體使用水時，可藉由將配線基板材料例如浸漬於水中，在該狀態下，使該水超音波振動，進行超音波振動處理。在作為超音波的振動媒體使用液體時，超音波振動處理的處理時間例如為10秒鐘~600秒鐘。
又，在作為振動媒體使用空氣時，可藉由一邊使壓縮空氣超音波振動一邊噴吹至配線基板材料，進行超音波振動處理。在此，壓縮空氣的壓力例如為0.2MPa以上為佳。又，壓縮空氣所致之超音波振動處理的處理時間係例如5秒鐘~60秒鐘。
前述之紫外線照射處理工程及物理性振動處理工程，係以該順序分別進行1次亦可，但交互重複進行紫外線照射處理工程及物理性振動處理工程為佳。在此，紫外線照射處理工程及物理性振動處理工程的重複次數，考慮各紫外線照射處理工程之紫外線的照射時間等來適切設定，例如1次~5次。
如此，於紫外線照射處理中藉由將波長220nm以下的紫外線，照射至包含氧的處理氣體而產生臭氧及活性氧，起因於有機物質的膠渣S，係藉由臭氧及活性氧而分解且氣體化。結果，起因於有機物質的膠渣S的大部分被去除。此時，起因於無機物質的膠渣S係因起因於有機物質的膠渣S的去除而露出，進而，因被照射紫外線而成為脆弱者。
然後，藉由在該狀態下施加物理性振動處理，露出之起因於無機物質的膠渣S及起因於有機物質的膠渣S的殘留部分，藉由振動所致之機械作用而被破壞去除。或者，因為起因於無機物質之膠渣S的收縮、及在對各膠渣S照射紫外線時發生之熱膨脹的差等，在膠渣之間產生些微間隙，起因於無機物質的膠渣S，可藉由施加物理性振動處理而從配線基板材料脫離。結果，可從配線基板材料完全去除起因於無機物質的膠渣S，與起因於有機物質的膠渣S。
依據本實施形態之光學除膠渣處理，因為只要對於配線基板材料進行紫外線照射處理及物理性振動處理即可，不需要使用需要廢液處理的藥品。
光學除膠渣處理完成的話，接著如圖1(d)所示，於絕緣層12的上面及通孔12a的內面，形成種子層13。在本實施形態中，作為種子層13的形成方法，使用濺鍍(SP)。例如，為了確保密接強度，首先作為靶材料，使用Ti(鈦)，形成成為基底之層(10nm~100nm
程度)，之後，作為靶材料，使用Cu(銅)，形成種子層(100nm~1000nm程度)。
接著，如圖1(e)所示，於種子層13上，形成光阻圖案R。作為光阻圖案R的形成方法，例如，可使用在種子層13上塗布光阻劑之後，藉由曝光‧顯像，形成圖案的方法。
接著，如圖1(f)所示，將種子層13藉由利用於電鍍供電路徑的電解電鍍，從通孔12a內涵蓋到光阻圖案R的開口部，形成電鍍層14。作為電鍍層14，例如，可使用由Cu(銅)等所成之層(20μm~50μm程度)。
之後，如圖1(g)所示，去除光阻圖案R，接著，如圖1(h)所示，將電鍍層14設為遮罩，去除(閃速蝕刻)種子層13。
再者，圖1所示之各工程中，圖1(b)所示工程，對應在被層積於導電層上的絕緣層形成貫通孔的第一工程，圖1(c)所示工程對應第一工程之後，照射波長220nm以下的紫外線，進行除膠渣處理的第二工程。又，圖1(d)所示工程，對應在第二工程之後，於前述貫通孔內及絕緣層上，藉由濺鍍法形成種子層的第三工程，圖1(f)所示工程，對應在種子層上藉由電解電鍍，形成由導電材料所成之電鍍層的第四工程。
如此，在本實施形態中，利用光學除膠渣處理來去除膠渣S之後，藉由濺鍍法形成種子層13。
先前，絕緣層與種子層的密接性，係藉由固著效果來
保證。亦即，對於為了確保絕緣層與種子層的密接性來說，讓絕緣層的表面粗化為佳。然而，讓絕緣層的表面粗化的話，尤其L/S(線/間隔物)=10/10μm以下的細微配線圖案變成不會豎立，故難以製作細微配線基板。因此，對於為了製作細微配線基板來說，需要不讓絕緣層的表面粗化，且保證絕緣層與種子層的密接性。本發明者係發現利用將配線基板的製造工程之一部分即除膠渣處理與種子層形成處理，藉由光學除膠渣處理與濺鍍法的組合來進行，可不讓絕緣層的表面粗化，保證絕緣層與種子層的密接性。
光學除膠渣處理可不讓被處理物體的表面粗化，來去除膠渣。又，在本實施形態之光學除膠渣處理中，因為在紫外線照射處理之後實施物理性振動處理，所以，可適切地去除起因於有機物質的膠渣與起因於無機物質的膠渣。
進而，因為使用濺鍍法來形成種子層13，在表面未被粗化的絕緣層12上，能以充分的密接強度形成種子層13。尤其，於紫外線照射處理中使用波長220nm以下的紫外線，在該紫外線照射處理之後實施使用濺鍍法的種子層形成處理，所以，於絕緣層12上可形成細緻強固的種子層13。以下，針對此點進行詳細說明。
圖2係揭示環氧樹脂(25μm膜)的紫外線透射率特性的圖。於圖2中，橫軸是紫外線的波長(nm)，縱軸是紫外線的透射率(%)。
如該圖2所示，在波長220nm以上的區域，亦即可視光線及近紫外線之一部分的區域中，光線會透射樹脂，該透射率隨著波長變短而變小。具體來說，在超過波長300nm的區域中，光線幾乎都透射樹脂。在波長300nm以下，紫外線雖稍微被樹脂吸收，但該吸收不高，並不是完全遮蔽紫外線的程度。此係因為在樹脂的厚度方向整體會吸收紫外線，藉由該紫外線激發的樹脂，係廣泛分布於樹脂的整體。
另一方面，波長220nm以下的紫外線，不會透射樹脂。該消光度高，紫外線在樹脂的表面層被吸收。更為短波長的話，在樹脂的極表面中紫外線完全被吸收，因紫外線的吸收所發生之激發處，層狀地分布於樹脂表面。
然後，此種活性的樹脂部係藉由因濺鍍所飛來的靶粒子打入樹脂時的能量，做出新的鍵結，強固地固定靶粒子。
圖3係揭示對承受波長220nm以下之紫外線的樹脂施加濺鍍時之狀態的圖。在該圖3中，揭示包含絕緣層10、具有層積於絕緣層10的表面上之所需要圖案的導電層11、層積於包含導電層11之絕緣層10上的絕緣層12所構成的配線基板材料之一部分。
作為去除殘留於通孔12a的膠渣(未圖示)的光學除膠渣處理，如圖3(a)所示，在照射波長220nm以下的紫外線(UV)時，如上所述，紫外線在絕緣層12表面被吸收，於絕緣層12的表面產生色中心(鍵結缺陷、構造
缺陷)C。所謂色中心C係因吸收前述之紫外線而被激發，因原子彼此的化學鍵結斷裂或鍵結狀態變化所產生的缺陷。
對於如此產生色中心C的絕緣層12表面，如圖3(b)所示，從濺鍍源飛來的靶粒子(金屬粒子)T被打入的話，色中心C會強固地捕捉該金屬粒子T。亦即，利用對存在於承受紫外線照射的樹脂表面的鍵結缺陷部施加能量，在金屬粒子與樹脂之間可產生新的化學鍵結作用。圖3(c)係此時的絕緣層12表面的放大圖。如此，承受波長220nm以下之紫外線的絕緣層12與施加濺鍍的金屬膜(圖1的種子層13)的密接性成為非常強固。
另一方面，對於與圖3所示之配線基板材料相同的配線基板材料，作為光學除膠渣處理，照射例如波長250nm的紫外線時，在承受紫外線的絕緣層12中，被激發之樹脂的分布較鬆散，分布於絕緣層12整體。亦即，如圖4(a)所示，色中心C係不分布於絕緣層12的表面，分布於絕緣層12的內部。
因此，對於該絕緣層12表面，如圖4(b)所示，即使打入從濺鍍源飛來的靶粒子(金屬粒子)T，金屬粒子T的捕捉作用也較少。亦即，於圖4(c)揭示此時之絕緣層12表面的放大圖般，並無絕緣層12表面與金屬粒子T的特別鍵結作用，形成於絕緣層12上的金屬膜(圖1的種子層13)的密接力不會被強化。
在本實施形態中，利用於紫外線照射處理中
使用波長220nm以下的紫外線，在該紫外線照射處理之後實施使用濺鍍法的種子層形成處理，可於絕緣層12上可形成細緻強固的種子層13。所以，將該種子層13對基底施加電解電鍍的電鍍層14，係表示對於絕緣層12的高密接性。如此，可不讓絕緣層12的表面粗化，保證絕緣層12與種子層13的密接性。結果，可實現信賴性高的細微配線基板。
進而，可將絕緣層12的表面保持為平滑，可提升高頻回應性。頻率變高的話，藉由表皮效應，訊號具有集中於導體表面的性質。如上所述，為了獲得固著效果，讓絕緣層12的表面粗化的話，訊號的傳達距離也會變長，伴隨此，傳送損失變大，回應性變差。在本實施形態中，可減低前述傳送損失，提升回應性。
接著，針對為了確認本發明的效果所進行之實施例進行說明。
首先，準備於玻璃環氧樹脂與由銅所成之半固化片(prepreg)的芯材，兩面真空層合25μm的環氧樹脂，藉由高壓加壓與烘乾所作成的層積體。對該層積體，藉由通孔加工機(CO2雷射或UV雷射)施加雷射加工，以500μm間距，格子狀地作成盲通孔。通孔開口徑設為 50μm或
25μm。如此，獲得配線基板材料。又，此時，確認到於配線基板材料的盲通孔底部，殘留有膠渣。
使用藉由CO2雷射形成通孔開口徑 50μm之通孔的配線基板材料。對於該配線基板材料，施加利用過錳酸液的濕式除膠渣處理，之後，於藉由無電解銅電鍍形成1μm的種子層的基板，藉由電解電鍍形成30μm的Cu層(電鍍層)。
使用藉由CO2雷射形成通孔開口徑 50μm之通孔的配線基板材料。對於該配線基板材料，施加利用過錳酸液的濕式除膠渣處理，之後，於藉由濺鍍法形成0.33μm(Ti/Cu=0.03μm/0.3μm)的種子層的基板，藉由電解電鍍形成30μm的Cu層(電鍍層)。
使用藉由CO2雷射形成通孔開口徑 50μm之通孔的配線基板材料。對於該配線基板材料，施加波長172nm之紫外線的光學除膠渣處理，之後，於藉由濺鍍法形成0.33μm(Ti/Cu=0.03μm/0.3μm)的種子層的基板，藉由電解電鍍形成30μm的Cu層(電鍍層)。再者，於光學除膠渣處理中，實施紫外線照射處理與物理性振動處理(超
音波振動處理)。
使用於前述層積體(環氧基板)貼上厚度38μm之PET薄膜所致之保護膜，之後，藉由UV雷射，形成通孔開口徑 50μm之通孔的配線基板材料。對於該配線基板材料，施加利用過錳酸液的濕式除膠渣處理，剝離保護膜之後，藉由濺鍍法形成0.33μm(Ti/Cu=0.03μm/0.3μm)的種子層。進而，於其基板，藉由電解電鍍形成30μm的Cu層(電鍍層)。
使用於前述層積體(環氧基板)貼上厚度38μm之PET薄膜所致之保護膜，之後，藉由UV雷射，形成通孔開口徑 50μm之通孔的配線基板材料。對於該配線基板材料，施加使用波長172nm之紫外線的光學除膠渣處理，剝離保護膜之後，藉由濺鍍法形成0.33μm(Ti/Cu=0.03μm/0.3μm)的種子層。進而，於其基板，藉由電解電鍍形成30μm的Cu層(電鍍層)。再者，於光學除膠渣處理中，實施紫外線照射處理與物理性振動處理(超音波振動處理)。
使用於前述層積體(環氧基板)貼上厚度38μm之
PET薄膜所致之保護膜，之後，藉由UV雷射，形成通孔開口徑 25μm之通孔的配線基板材料。對於該配線基板材料，施加利用過錳酸液的濕式除膠渣處理，剝離保護膜之後，藉由濺鍍法形成0.33μm(Ti/Cu=0.03μm/0.3μm)的種子層。進而，於其基板，藉由電解電鍍形成30μm的Cu層(電鍍層)。
使用於前述層積體(環氧基板)貼上厚度38μm之PET薄膜所致之保護膜，之後，藉由UV雷射，形成通孔開口徑 25μm之通孔的配線基板材料。對於該配線基板材料，施加使用波長172nm之紫外線的光學除膠渣處理，剝離保護膜之後，藉由濺鍍法形成0.33μm(Ti/Cu=0.03μm/0.3μm)的種子層。進而，於其基板，藉由電解電鍍形成30μm的Cu層(電鍍層)。再者，於光學除膠渣處理中，實施紫外線照射處理與物理性振動處理(超音波振動處理)。
使用藉由CO2雷射形成通孔開口徑 50μm之通孔的配線基板材料。對於該配線基板材料，施加波長254nm之紫外線的光學除膠渣處理，之後，於藉由濺鍍法形成0.33μm(Ti/Cu=0.03μm/0.3μm)的種子層的基板，藉由電解電鍍形成30μm的Cu層(電鍍層)。再者，於光學除
膠渣處理中，實施紫外線照射處理與物理性振動處理(超音波振動處理)。
針對前述的實施例1~3、參考例1、比較例1~4，將基板的Cu層，依據JIS H8630附屬書1所記載的方法，於1cm的寬度以截切刀切開切口，並利用拉伸試驗器往90度方向進行撕裂剝離試驗。然後，求出剝離強度(kg/cm)，與之後說明的通孔連接強度(%)。又，分別測定除膠渣處理後之基板表面的粗度Ratop(nm)、通孔的側壁的粗度Ravia(nm)、通孔的開口徑(μm)。進而，於形成種子層的基板表面貼上7μm的乾膜，曝光L/S(線/間隔物)=2μm/2μm的圖案，觀察顯像的光阻劑。並於表1揭示其結果。
所謂前述通孔連接強度，係對於以相同條件
製作之基板上的100個通孔進行剝離試驗，以顯微鏡觀察該通孔的樣子，計算並表示良率者。
例如，如圖5(a)所示，於剝離試驗中，形成於試料100的絕緣層112之通孔112a的底與側壁的雙方中電鍍層114剝離時，則判定為不良品(通孔底不良+側壁不良)。該圖5(a)所示形式係在通孔底(導電層111與電鍍層114)與通孔的側壁(絕緣層112與電鍍層114)雙方的密接性低時發生。
又，如圖5(b)所示，於剝離試驗中，電鍍層114與導電層111一起剝離時，則判定為不良品(側壁不良)。該圖5(b)所示形式係在通孔底的Cu彼此(導電層111與電鍍層114)的密接性沒問題，但側壁(絕緣層112與電鍍層114)的密接性不充分時發生。
相對於該等，如圖5(c)所示，於剝離試驗中，電鍍層114從絕緣層112的表面剝離，維持與通孔112a密接之狀態時，則判定為良品。該圖5(c)所示形式係在通孔內(通孔底及側壁)的密接性非常高時發生。
又，如圖5(d)所示，於剝離試驗中，通孔112a越大幅崩壞則絕緣層112內越會發生凝聚破壞時，也判定為良品。
如表1所示，在參考例1中，剝離強度為0.42kg/cm。又，該試料之通孔連接強度，可獲得100%良品。該試料的表面粗度Ratop為200nm，側壁粗度Ravia也為200nm。此係有濕式除膠渣處理的藥液損傷環氧樹脂的
表面的作用，基板的表面與通孔的側壁也同樣地被損傷。又，因表面被損傷，將無電解電鍍層作為基底的Cu電鍍層，係藉由固著效果而黏著、密接性變高。
但是，參考例1的試料係在通孔的開口部之侵蝕變大，以CO2雷射開出之50μm的開口變大到60μm程度。
進而，觀察形成於表面的光阻圖案的話，可到處發現圖案的倒壞。此係因表面粗度大而光阻劑的設置面小，密接性降低之故。如此，如參考例1般，濕式除膠渣處理與無電解電鍍所致之種子層的形成處理的組合中，雖可藉由固著效果而保證導電層與絕緣層的密接性，但因為絕緣層表面的粗化而難以製作細微配線基板。
在比較例1中，剝離強度為0.45kg/cm。又，該試料之通孔連接強度為65%，品質並不好。此係在因濕式除膠渣處理的過錳酸所致之侵蝕作用而變成凹凸不平的表面，從濺鍍源飛來的金屬粒子堆積時成為不均，於影子的部分不會形成Cu的種子膜之故。又，表面粗度Ratop及側壁粗度Ravia根據與參考例1相同的理由，皆為200nm。
再者，藉由濺鍍飛來的金屬粒子係具有高運動能量，被打入至樹脂表面。此時，硬金屬的濺鍍係有稍微侵入樹脂表面的作用，通常，顯示比無電解電鍍種子還高的剝離強度。然而，在該比較例1的試料中，因放置種子層的表面凹凸不平，該作用被抵消，對於參考例1之剝離強度的提升，僅有0.03kg/cm。進而，因表面損傷，將濺鍍種子層作為基底的電鍍層有間隙，密接性變低。
進而，比較例1的試料係與參考例1相同，在通孔的開口部之侵蝕變大，以CO2雷射開出之50μm的開口變大到60μm程度。
又，觀察形成於表面的光阻圖案的話，可到處發現圖案的倒壞。此係因表面粗度大而光阻劑的設置面小，密接性降低之故。如此，如比較例1般，濕式除膠渣處理與濺鍍所致之種子層的形成處理的組合中，無法保證導電層與絕緣層的密接性，又，因為絕緣層表面的粗化，也難以製作細微配線基板。
相對於此，在實施例1中，剝離強度為0.85kg/cm。又，該實施例1的試料之通孔連接強度為品質好的100%。此係因藉由波長220nm以下的紫外線照射，於樹脂的表面層發生色中心，該活性部捕捉濺鍍粒子而形成種子層。如此，產生不僅是從濺鍍源飛來之金屬粒子的單純堆積、單純的打入之強固的結合力。
如此，在光學除膠渣處理與濺鍍所致之種子層的形成處理的組合中，形成的濺鍍種子膜非常強固，顯示比利用與濕式除膠渣處理的組合所形成之濺鍍種子膜還要高的剝離強度。也如表1所示，相對於比較例1之剝離強度的提升，係大幅變高成0.4kg/cm。
又，於實施例1中，表面粗度Ratop為120nm，側壁粗度Ravia為95nm。此係紫外線損傷表面的作用少，故基板的表面與通孔的側壁也同樣地抑制損傷之故。進而，實施例1的試料係在通孔的開口部之侵蝕變
小，以CO2雷射開出之50μm的開口止於52μm。
又，觀察形成於表面的光阻圖案的話，可到處發現漂亮的圖案。此係因表面粗度小而確保了光阻劑的設置面，維持密接性之故。如此，如實施例1般，光學除膠渣處理與濺鍍所致之種子層的形成處理的組合中，可不讓絕緣層表面粗化，而保證導電層與絕緣層的密接性。又，不讓絕緣層表面粗化，故也可進行細微配線基板的製作。
在比較例2中，剝離強度為0.40kg/cm。又，該試料之通孔連接強度為72%，品質並不好。此係未受到PET薄膜(保護膜)的保護作用的通孔內(側壁)因濕式除膠渣處理的過錳酸所致之侵蝕作用而變成凹凸不平，從濺鍍源飛來的金屬粒子堆積成為不均，於影子的部分未形成Cu的種子膜之故。
於比較例2中，表面粗度Ratop為平滑的70nm，側壁粗度Ravia為169nm。如此，可知藉由PET薄膜(保護膜)的保護作用，環氧樹脂的表面不接觸藥液，環氧樹脂的表面保持平滑，但通孔的側壁因藥液損傷。
進而，比較例2的試料係在通孔的開口部之侵蝕變大，50μm的開口變大到57μm程度。又，可看到因保護膜的作用而藥液滯留，通孔的底部的直徑變得比通孔的開口部的直徑大，通孔的內側成為膨脹的構造。再者，觀察形成於表面的光阻圖案，結果是良好的。此係因表面粗度小而光阻劑的設置面變大，維持密接性之故。
如此，即使是濕式除膠渣處理與濺鍍所致之種子層的
形成處理的組合，只要使用PET薄膜(保護膜)的話，即可進行細微配線基板的製作。但是，無法保證導電層與絕緣層的密接性。如前述的實施例1般，作為光學除膠渣處理與濺鍍所致之種子層的形成處理的組合的話，即使不使用PET薄膜(保護膜)，也可實現細微配線基板的製作，與導電層與絕緣層的密接性之保證。
相對於此，在實施例2中，剝離強度為0.62kg/cm。又，該實施例2的試料之通孔連接強度為品質好的100%。此係不受到PET薄膜(保護膜)的保護作用之通孔內(側壁)承受波長220nm以下的紫外線，藉此發生於樹脂內的色中心強固地捕捉從濺鍍源飛來的金屬粒子，密接性被強化之故。
又，於實施例2中，表面粗度Ratop為平滑的75nm，側壁粗度Ravia也為平滑的70nm。此係藉由PET薄膜(保護膜)的保護作用，環氧樹脂的表面保持為平滑，通孔內係藉由紫外線照射而抑制損傷。
進而，實施例2的試料係在通孔的開口部之侵蝕變小，50μm的開口止於51μm。如此，通孔形狀的維持性也高。又，觀察形成於表面的光阻圖案，結果也是良好的。此係因表面粗度小而光阻劑的設置面變大，維持密接性之故。
如此，利用組合光學除膠渣處理與濺鍍所致之種子層的形成處理，進而使用PET薄膜(保護膜)，可一邊將絕緣層表面的粗化抑制在最小限度，一邊保證導電層與絕
緣層的密接性。因不讓絕緣層表面粗化，故也可進行細微配線基板的製作。
在比較例3中，剝離強度為0.40kg/cm。又，該比較例3的試料之通孔連接強度為品質不好的23%。此係因通孔直徑小，濕式除膠渣處理的過錳酸不會進入到通孔內，無法去除膠渣之故。從濺鍍源飛來的金屬粒子堆積於膠渣殘留的表面，並於其上形成Cu電鍍層，故密接性明顯降低。
進而，於比較例3中，表面粗度Ratop為平滑的70nm，側壁粗度Ravia為120nm。此係因藉由PET薄膜(保護膜)的保護作用，環氧樹脂的表面不接觸藥液，環氧樹脂的表面保持平滑，但通孔的側壁因藥液損傷之故。
進而，比較例3的試料係在通孔的開口部之侵蝕變大，25μm的開口變大到30μm程度。又，可看到因保護膜的作用而藥液滯留，通孔的底部的直徑變得比通孔的開口部的直徑大，通孔的內側成為膨脹的構造。再者，觀察形成於表面的光阻圖案，結果是良好的。此係因表面粗度小而光阻劑的設置面變大，維持密接性之故。
如此，即使是濕式除膠渣處理與濺鍍所致之種子層的形成處理的組合，只要使用PET薄膜(保護膜)的話，即可進行細微配線基板的製作。然而，通孔直徑為比較小的 25μm的話，濕式除膠渣處理所致之膠渣的去除未被適切進行，無法保證導電層與絕緣層的密接性。
相對於此，在實施例3中，剝離強度為
0.62kg/cm。又，該實施例3的試料之通孔連接強度為品質好的100%。此係不受到PET薄膜(保護膜)的保護作用之通孔內(側壁)承受波長220nm以下的紫外線，藉此發生於樹脂內的色中心強固地捕捉從濺鍍源飛來的金屬粒子，密接性被強化之故。
又，於實施例3中，表面粗度Ratop為平滑的80nm，側壁粗度Ravia也為平滑的90nm。此係藉由PET薄膜(保護膜)的保護作用，環氧樹脂的表面保持為平滑，通孔內係藉由紫外線照射而抑制損傷。
進而，實施例3的試料係在通孔的開口部之侵蝕變小，25μm的開口止於27μm。如此，通孔形狀的維持性也高。又，觀察形成於表面的光阻圖案，結果也是良好的。此係因表面粗度小而光阻劑的設置面變大，維持密接性之故。
如此，利用組合光學除膠渣處理與濺鍍所致之種子層的形成處理，進而使用PET薄膜(保護膜)，可一邊將絕緣層表面的粗化抑制在最小限度，一邊保證導電層與絕緣層的密接性。因不讓絕緣層表面粗化，故也可進行細微配線基板的製作。然而，即使通孔直徑為比較小的 25μm，也可藉由進行光學除膠渣處理，適切去除膠渣，保證導電層與絕緣層的密接性。
在比較例4中，剝離強度為0.45kg/cm。又，該比較例4的試料之通孔連接強度為品質不好的87%。此係因雖通孔內的樹脂會吸收紫外線，但為波長254nm而
表面部的色中心的作用少，幾乎沒有濺鍍粒子的捕捉作用之故。所以，基板表面及通孔內面的密接性低。
於比較例4之試料的表面粗度Ratop為平滑的100nm，側壁粗度Ravia也為平滑的100nm。此係紫外線損傷表面的作用少，故基板的表面與通孔的側壁也同樣地抑制損傷之故。又，觀察形成於表面的光阻圖案，結果也是良好的。此係因表面粗度小而光阻劑的設置面變大，維持密接性之故。
如此，在波長254nm的紫外線所致之光學除膠渣處理與濺鍍所致之種子層的形成處理的組合中，與前述的實施例1相同，不讓絕緣層表面粗化，故可進行細微配線基板的製作。然而，在光學除膠渣處理中所用之紫外線的波長並不是如前述之實施例1的220nm以下，故無法讓樹脂的表面層產生色中心，無法提升導電層與絕緣層的密接性。
如以上所說明般，藉由使用波長220nm以下之紫外線的光學除膠渣處理，與濺鍍所致之種子層的形成處理的組合，可在絕緣層表面與通孔內雙方中保證高密接性，可實現信賴性高的基板。進而，因為可將樹脂表面保持平滑，可穩定形成用以形成細微配線的光阻圖案，可高精度地製作細微配線基板。
以上說明之配線基板的製造，可藉由以下所示之配線
基板製造裝置來實現。
圖6係揭示配線基板製造裝置之構造的概略圖。在此，圖6(a)係揭示不使用上述之保護膜而製造配線基板的配線基板製造裝置210的構造，圖6(b)係揭示使用上述之保護膜來製造配線基板的配線基板製造裝置220的構造。
配線基板製造裝置210係具備紫外線照射裝置211、超音波洗淨‧乾燥裝置212、濺鍍裝置213。紫外線照射裝置211係對於工件(配線基板材料)進行光學除膠渣處理之紫外線照射處理。超音波洗淨‧乾燥裝置212係作為光學除膠渣處理之物理性振動處理，進行超音波振動處理(超音波洗淨處理)之後，進行乾燥工件的乾燥處理。濺鍍裝置213係採用濺鍍法，進行於光學除膠渣處理後的工件表面形成種子層的處理。
配線基板製造裝置220係具備紫外線照射裝置221、超音波洗淨‧乾燥裝置222、遮罩剝離裝置223、濺鍍裝置224。紫外線照射裝置221及超音波洗淨‧乾燥裝置222與紫外線照射裝置211及超音波洗淨‧乾燥裝置212相同。遮罩剝離裝置223係進行從光學除膠渣處理後的工件去除保護膜的處理。濺鍍裝置224係採用濺鍍法，進行於去除保護膜後的工件表面形成種子層的處理。
依據此種配線基板製造裝置210、220，可製造保證種子層與絕緣層的密接性之高信賴性的配線基板。
再者，於圖6中，紫外線照射裝置211及221對應紫外線照射部，超音波洗淨‧乾燥裝置212及222對應振動賦予部，濺鍍裝置213及224對應種子層形成部。
於前述實施形態中，已針對藉由濺鍍法形成種子層之狀況進行說明，但並不限定於此者。例如，藉由離子披覆法，形成種子層亦可。此時，也可獲得與藉由濺鍍法形成種子層時相同的效果。亦即，如濺鍍法及離子披覆法般，只要是利用讓材料粒子(金屬粒子)衝突附著而形成種子層的手法，即可獲得與前述實施形態相同的效果。
Claims (10)
- 一種配線基板的製造方法，其特徵為包含：第一工程，係對於絕緣層被層積於導電層上的配線基板材料，形成貫通前述絕緣層的貫通孔；第二工程，係藉由對於形成前述貫通孔的前述配線基板材料，照射波長220nm以下的紫外線，進行該配線基板材料的除膠渣處理，並且於前述絕緣層的表面產生鍵結缺陷；第三工程，係於進行過前述除膠渣處理且產生了鍵結缺陷的前述絕緣層的表面，利用使材料粒子衝突並予以打入，形成種子層；及第四工程，係於前述種子層上，藉由電解電鍍形成由導電材料所成的電鍍層。
- 如申請專利範圍第1項所記載之配線基板的製造方法，其中，前述第三工程，係藉由濺鍍法，形成前述種子層。
- 如申請專利範圍第1項所記載之配線基板的製造方法，其中，前述第三工程，係藉由離子披覆法，形成前述種子層。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所記載之配線基板的製造方法，其中，前述絕緣層，係由含有粒狀充填物的樹脂所成；前述第二工程係包含：對於前述配線基板材料，照射前述紫外線的工程；及對照射過前述紫外線的前述配線基板材料賦予物理性振動的工程。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所記載之配線基板的製造方法，其中，前述第二工程，係在包含氧之處理氣體的氣氛中，一邊對前述配線基板材料進行加熱，一邊對該配線基板材料照射前述紫外線。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所記載之配線基板的製造方法，其中，前述第一工程，係對於在前述絕緣層上具有保護層的前述配線基板材料，形成貫通前述保護膜及前述絕緣層的前述貫通孔的工程；前述第二工程，係藉由將前述保護層設為遮罩且對於前述配線基板材料照射前述紫外線，對前述貫通孔內進行除膠渣處理；前述第三工程，係去除前述保護層之後，形成前述種子層。
- 如申請專利範圍第6項所記載之配線基板的製造方法，其中，前述第一工程係包含：於前述絕緣層上形成前述保護層的工程；及形成貫通前述保護膜及前述絕緣層的前述貫通孔的工程。
- 一種配線基板，其特徵為藉由前述申請專利範圍第1項至第7項中任一項所記載之配線基板的製造方法製造。
- 一種配線基板製造裝置，其特徵為具備：紫外線照射部，係對於在導電層上，層積由含有粒狀充填物的樹脂所成之絕緣層，並形成貫通前述絕緣層的貫通孔的配線基板材料，照射波長220nm以下的紫外線，於前述絕緣層的表面產生鍵結缺陷；振動賦予部，係對藉由前述紫外線照射部照射過前述紫外線的前述配線基板材料賦予物理性振動；及種子層形成部，係於藉由前述紫外線照射部及前述振動賦予部進行過除膠渣處理且產生了鍵結缺陷的前述絕緣層的表面，利用使材料粒子衝突並予以打入，形成種子層。
- 一種濺鍍裝置，係對於配線基板材料之絕緣層的表面，利用使材料粒子衝突並予以打入，藉由濺鍍法形成種子層的濺鍍裝置，其特徵為：前述配線基板材料，係於導電層之上，層積由含有粒狀充填物之樹脂所成的前述絕緣層，並形成貫通前述絕緣層的貫通孔所成；對於應形成前述種子層的前述配線基板材料，照射波長220nm以下的紫外線，藉由賦予物理振動的除膠渣處理，於前述絕緣層的表面產生鍵結缺陷。
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