專利名稱：在介電基板上形成導電圖案的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種在介電基板上形成導電圖案的方法，該基板覆有金屬膜，優(yōu)選為銅膜。
過去已經(jīng)提出許多在電路載體上制造導電圖案的不同方法。在嵌板電鍍法(Panel-Plating-Verfahren)中，首先，按導體結(jié)構(gòu)所需的厚度制造一銅層，該銅層覆蓋鉆孔印刷電路板材料的所有部分；然后，在與欲生成的導體結(jié)構(gòu)相同的印刷電路板外側(cè)區(qū)域覆蓋一層保護層，使得這些層面在隨后的蝕刻過程中可被保留下來。在圖案電鍍法(Pattern-Plating-Verfahren)中，首先，只在印刷電路板材料上形成一層薄銅層；然后，在其上涂上如光防護層，并通過在那些與欲形成的導體結(jié)構(gòu)相同的位置上進行光建構(gòu)(Photostructuring)作用，使所述銅層再次外露。在上述銅層外露的區(qū)域上涂上一層金屬膜，接著移除光防護層并將外露的銅層蝕刻掉。如果是使用金屬保護法(Metallresist-verfahren)，則需涂上如錫/鉛層的金屬保護層作為抗電鍍層。
這些方法卻具有相當?shù)娜秉c，特別是在其生產(chǎn)條件下，不太可能以再生方式制造出結(jié)構(gòu)寬度小于100μm的導體結(jié)構(gòu)。而為了達到這個目標確實已經(jīng)做了足夠的嘗試。這種種類的電路已經(jīng)利用某些昂貴的方法和初始材質(zhì)而被成功地制造出來，但是當大量生產(chǎn)時卻不會考慮這種方法，因為它們太過昂貴又浪費，和/或需要相當昂貴的初始產(chǎn)物，然而這些方法并不適合用來制造線路的結(jié)構(gòu)寬度小于50μm的電路。
已提出由咪唑或苯并咪唑的衍生物制得的薄層作為替代的抗蝕刻膜。例如，EP 0 178 864 A2中說明了制造印刷電路板的方法，所述板是利用銅予以通孔電鍍，此法包括首先在銅涂層上，以堿溶性保護劑形成所需的電路圖案，再讓所述板與烷基咪唑的水溶液于外露位置接觸，接著使其干燥，隨后即以堿性蝕刻溶液將外露的銅蝕刻除去，由此而形成抗蝕刻膜。
EP 0 364 132 A1中則提出一種適于形成保護層并可避免失去光澤的溶液，其亦可用作抗蝕刻劑。這種溶液含有具有C5-21烷鏈的咪唑化合物，并另外含有銅或鋅離子。
EP 0 619 333 A2中描述了制造導體結(jié)構(gòu)的方法，其中使用含氮化合物來形成一層抗蝕刻膜?？梢允褂孟铝械幕衔锏茸鳛楹幕衔锉恢辽俸齻€碳原子的烷鏈所取代的咪唑、苯并咪唑、三唑、苯并三唑、吡咯、吡唑、惡唑、異惡唑、噻唑、苯并噻唑、吲哚、腺嘌呤、嘌呤、喹啉、吡嗪、喹唑啉、鳥嘌呤、黃嘌呤、次黃嘌呤、吲唑、肌酸酐、吩嗪、銅鐵靈。為了制造導體結(jié)構(gòu)，首先在堿液中以一種可移除的常規(guī)保護劑形成負像，接著在所述板的外露區(qū)域上，以含有含氮化合物的抗蝕刻薄膜進行覆蓋，之后再除去所述的負保護層，如此可在蝕刻過程之后形成導體結(jié)構(gòu)。
DE 43 39 019 A1中則敘述了另一種方法，其中使用一種由咪唑和/或苯并咪唑制成的保護層，在這個例子中，所述保護層會只生成于穿孔壁上，且是在當另一層也已經(jīng)在印刷電路板的外側(cè)形成至高達所述穿孔板的邊緣之后形成，這種層狀物可以預防所述保護層在此處形成。如果在這個不同的層面上使用光敏漆，則可利用光構(gòu)建法來制造導體結(jié)構(gòu)。
DE 37 32 249 A1中描述了一種制造三維印刷電路板的方法，所述法是在絕緣基板之上使用具有影像轉(zhuǎn)移的消減/半加成技術(shù)，其中覆有銅層的基板的所有部分會先以錫-金屬保護層涂覆，這種保護層可以利用無電方式和/或電沉積法而沉積，且所述金屬保護層可利用激光在沒有任何掩模的情況下予以選擇性照射，如此則可以負型方式制造出導電圖案。銅外露的區(qū)域可接著以蝕刻法來移除。
DE 41 31 065 A1涉及一種制造印刷電路板的方法，其中是將金屬層以及抗蝕刻膜依次涂到電絕緣基板之上，并在與隨后的線路圖案直接比鄰的區(qū)域上，以電磁射線除去所述抗蝕刻膜，而金屬層的外露區(qū)域則被往下蝕刻直到基板表面，其方式則在使線路圖案與金屬層的散布區(qū)能通過蝕刻洞成為電絕緣區(qū)，并殘留在基板之上?？刮g刻膜最好是利用無電的金屬沉積法形成。在此也采用其他的替代方案，例如可使用有機材質(zhì)如電沉積涂料。最好使用激光來產(chǎn)生電磁射線，特別是Nd-YAG激光，蝕刻洞的寬度為150μm。在優(yōu)選為銅層的金屬膜的蝕刻期間，在蝕刻洞的邊緣總可檢測到35μm的下蝕刻(Unteraetzung)區(qū)。
EP 0 757 885 B1公開了一種在電絕緣基板之上形成金屬性導電圖案的方法，所述圖案具有可焊接和/或可接合的連結(jié)區(qū)域。該方法中首先將金屬噴鍍層涂到基板上，然后在電浸浴中將一種有機、電鍍以及抗蝕刻的保護層沉積在所述金屬噴鍍層上；而后在后來的連結(jié)區(qū)域中，利用激光再次把所述保護層移除，并將一種抗蝕刻、可焊接和/或可接合的末端表面，以電沉積法沉積在金屬噴鍍層的外露區(qū)域之上；至少在與后來的導電圖案直接相連區(qū)域上的保護層須通過激光移除，最后則是再次將金屬噴鍍層的外露區(qū)域蝕刻至基板的表面。此例中也提到利用Nd-YAG激光作為射線源，所形成的蝕刻洞的寬度為150μm。
這些已知的方法不是過于奢侈而昂貴，就是無法證實其能以再生方式生產(chǎn)相當微細的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)的寬度應為50μm或更小，尤其為20μm或更小。唯一已知的可能性是從具有至少5μm厚的銅層的材質(zhì)著手進行。但是如果從操作技術(shù)的層面觀之，制造這種材質(zhì)是相當奢侈而昂貴的。當使用具有厚銅層的標準材質(zhì)時，可看出由于導體結(jié)構(gòu)有不可忽略的下蝕刻現(xiàn)象，因此通常不具有垂直橫切面，使得它們在基板上的承壓面積會非常小，也因此無法達到線路所需的附著力。
因此，本發(fā)明的任務是避免已知方法中的缺點，特別是要找出一種方法，通過所述方則即使在大量制造時亦可進行簡單的建構(gòu)，這種建構(gòu)使其可能以再生方式制造相當微細的結(jié)構(gòu)，如結(jié)構(gòu)寬度為50μm及更小，尤其是20μm及更小。就導電圖案的成品而言，也不應具有已知方法中存在的問題。線路的形狀也應使其具有再生性，并盡量讓橫切面為垂直。也可以采用如此方式，確保線路和金屬膜之間能在凹陷處也有確實的接觸，來制造“無界設計(landless design)”中所謂的高度集成電路。在“無界設計”中，凹陷處的周遭并沒有銅環(huán)生成，而這種凹陷處則可供做大部分線路面上的電連結(jié)。另外，線路會合并但不擴大到凹陷壁的金屬噴鍍層上。
這個問題可以利用如權(quán)利要求1中的方法來解決。本發(fā)明的優(yōu)選具體實施例是在附屬的權(quán)利要求中提及。
本發(fā)明的方法可用來在介電基板之上形成導電圖案。
本方法是用以制造微電子的高度集成電路載體。所述方法自然也可以用來制造其他的產(chǎn)品，例如用來制造微反應器、儲存媒體、太陽能收集器以及用來在塑膠材質(zhì)上形成裝飾效果的金屬圖樣。
為了實施本發(fā)明的方法，使用一種覆有優(yōu)選為銅層的金屬膜的基板，且可按本發(fā)明的建構(gòu)方法，以蝕刻去除此金屬膜，如此即可制造所需的導電圖案。為了建構(gòu)所述金屬膜，a)基板以一層保護層涂覆之，而所述層是通過讓金屬在含有至少一種含氮化物的溶液中處理而形成的；且b)接著，在與欲形成導電圖案不同的區(qū)域中，利用紫外線剝除其上至少一部分的保護層，以這種方式令金屬膜外露；c)利用蝕刻法除去外露的金屬膜。
其中，最好以激光作為能量射線，因為這種射線具有制造相當細微的結(jié)構(gòu)時所需的特性，又因為激光可達到足夠高的能量密度，以便將保護層剝除。
為了選擇性除去金屬層的欲外露區(qū)域上的保護層，最好使用一種可特別以脈沖輸送的激發(fā)激光，這種激光源特別適合用來剝除以有機材質(zhì)組成的薄保護層，且不會留下任何殘留物。原則上其他型式的激光也可以利用，只是使用這些型式的激光就無法保證不會有任何的保護層殘留。
利用本發(fā)明的方法可形成的導電圖案，其線路的結(jié)構(gòu)寬度為50μm且更小，尤其為20μm且更小。例如實際上為垂直截面的線路，其可生成15μm的基底寬度。線路截面的型式基本上為梯形，也發(fā)現(xiàn)了與介電體相連的線路的基底面積會比其表面來的寬。這種方式可使線路與介電體間的接觸面積變大，也因此可在基板上達到最適宜的附著力量。線路邊緣的斜度稱之為下蝕刻，它的區(qū)域相對于大約20μm寬及20μm高的線路為2.5μm。這表示線路每個邊緣上的基底面積，會被線路表面下的距離投射。例如如果制造出基底面積寬度為15μm的線路，則線路表面的寬度大約為11μm。
線路的寬度也可被設定成可再生的方式，例如，可獲得的線路的結(jié)構(gòu)寬度可大致維持恒定，且的為20μm或甚至更小(如10μm)，而寬度的變動范圍則大約在±1μm的范圍內(nèi)。以此方式可確定整個電路的電完整性；例如表示其可確保電路電阻的可再生性。
當使用本發(fā)明的方法時，則特別不會發(fā)生在DE 37 32 249 A1的方法中所觀察到的問題，也沒有發(fā)現(xiàn)外露銅層在隨后的蝕刻中的缺陷。欲進行處理的電路的所有表面區(qū)域可毫無問題地予以蝕刻，而區(qū)域內(nèi)的保護層則利用激光處理去除，且沒有殘余物殘留。另一方面，當使用DE 37 32 249 A1提出的方法時，可注意到即使在經(jīng)過激光剝除之后，仍然可在銅的表面區(qū)域上發(fā)現(xiàn)可觀量的錫，而事實上該區(qū)域之前是沒有錫存在的，這使得蝕刻的結(jié)果不盡人意?；旧?，這個方法只適合于生產(chǎn)最小寬度大約為120μm的線路。如果想要利用這種方法來生產(chǎn)線路結(jié)構(gòu)寬度小于50μm的電路載體，則所得的結(jié)果將不再會具有再生性。線路的形狀和寬度會在非常大的范圍內(nèi)變動。線路之間的空隙，部分會相互連接或是觀察到其在線路內(nèi)破碎。而在以蝕刻法將銅層移除后，也會在導電圖案的蝕刻部位觀察到部分類凹陷的腐蝕現(xiàn)象出現(xiàn)。
另外，以這種方法制造的導電圖案，其在隨后的操作過程中會常常出現(xiàn)問題，例如在涂用止焊掩模(Loetstopmask)時，以及在令鎳/金層組合物沉積作為末端層的方法中時。在第一個例子中，所述掩模無法與導體結(jié)構(gòu)充分附著，而在第二個例子中，這種又不含錫的銅結(jié)構(gòu)，其為了形成鎳/金層卻無法被完全蝕刻，此外，在蝕刻之后，將錫層再次由微細孔洞中移除的可能性并不大。尤其是處理基板上暗孔的過程，其中有相當多的問題發(fā)生在將錫層自洞中移除之時。而且，為了除去錫層，必須使用非常昂貴的蝕刻溶液，但是這些溶液卻尚未有明確的廢水處理技術(shù)。
當使用DE 41 31 065 A1和EP 0 757 885 B1提出的方法時，其在生產(chǎn)具有寬度小于約75μm的線路的電路載體方面，結(jié)果并不令人滿意。在這個例子中，線路的邊緣也還沒有明確的界定，使得后續(xù)在制造寬度為50μm或更小的線路時，結(jié)果都是完全失敗。此外在這個例子中也發(fā)現(xiàn)了當以激光剝除有機保護層時，殘余物會停留在金屬表面，使得隨后的蝕刻過程發(fā)生問題。
另外，使用本發(fā)明的方法，則可能會毫無任何問題地在所謂的“無界設計”中制造電路載體。藉著讓線路的橫切面以可再生的方式生成，使得此技術(shù)在實施之時并不會發(fā)生問題。而且當銅層蝕刻后，導電圖案上也沒有發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)類凹陷腐蝕區(qū)。
其次，銅層蝕刻之后接著除去保護層，此時也沒有問題產(chǎn)生。除此之外，與已知方法相反，保護層可以從非常狹窄的凹陷處移除，甚至可以通過稀無機酸而從暗洞中移除。
另外如果使用本發(fā)明的方法，則蝕刻后的電路載體在進一步處理時就不會產(chǎn)生問題。與已知的方法相反，在這個例子中涂用止焊掩模時，其在隨后的鎳/金層沉積過程中所引起的困難會少之又少。當使用本發(fā)明的方法時，止焊掩模在線路上的附著力便夠強；另一方面，當使用已知方法時，則線路表面會無法在涂上末端層之前完成令人滿意的蝕刻。
如果使用本發(fā)明的方法，在移除保護層時所伴隨的液體廢水處理上，不會產(chǎn)生任何問題。
與傳統(tǒng)上使用光-或網(wǎng)版印刷抗蝕劑的建構(gòu)技術(shù)相比，則本發(fā)明的剝除法大體上歷時較短，且需要較少的程序步驟，特別是不需要保護層的顯影步驟。
為了制造保護層，讓銅層與優(yōu)選以水為溶劑的酸性溶液接觸，所述溶液除了不能僅只為水外，也可以利用其他溶劑與水混合，或是溶劑間相互混合。溶液中含有至少一種含氮化含物，例如優(yōu)選為六環(huán)的環(huán)狀和/或芳香族化合物，尤其是以烷基側(cè)鏈，或是環(huán)狀化合物的低聚物或聚合物取代，以及其他成分。
含氮化合物最好使用以烷基、芳基和/或芳烷基取代的環(huán)狀化合物，例如選自以下物質(zhì)種類的化合物咪唑、苯并咪唑、三唑、苯并三唑、吡咯、吡唑、惡唑、異惡唑、噻唑、苯并噻唑、吲哚、腺嘌呤、漂呤、喹啉、吡嗪、喹唑啉、鳥嘌玲、黃嘌呤、次黃嘌呤、吲唑、肌酸酐、吩嗪、銅鐵靈、四唑、噻二唑、噻三唑、異噻唑及其衍生物，其中所述烷基中具有至少3個碳原子。
也可以使用含低聚物或聚合物鏈的替代性化合物作為含氮化合物，其可與之前提及的化合物連接起來。例如，聚乙烯基咪唑即可形成一種具有相當抗蝕刻性的蝕刻層。
這些物質(zhì)在溶液中可用的濃度范圍為，例如由0.001g/l到400g/l，優(yōu)選由1g/l到50g/l。
另外，含有含氮化合物的溶液中具有至少一種酸，如磷酸、硫酸、氫氯酸、亞磷酸、甲酸、乙酸、乙醇酸、草酸、丁二酸、順丁烯二酸、酒石酸、已二酸或乳酸。
溶液的pH值應該比7小，且優(yōu)選在2至5的范圍內(nèi)。
溶液中也可以含有其他成分，例如可加入堿性物質(zhì)來穩(wěn)定pH值(即緩沖)，加入銅和/或其他重金屬的鹽類則可使層面堅固?？墒褂玫膲A性物質(zhì)最好是脂肪胺類，例如乙烯基二胺、單烷基胺、二烷基胺類、乙醇胺，諸如單、二與三乙醇胺。
在形成保護層時，將溶液加熱到優(yōu)選為30℃到95℃的溫度，再讓基板與所述溶液接觸大約2到10分鐘。
在不同的方法里，當基板與溶液接觸的同時，也會與一個外電流和一種也和溶液接觸的反向電極電連接，或是直接連接到一種也和處理溶液接觸的第二電極。在此，保護層是在當銅層與具有含氮化合物的溶液接觸之時，由電化學反應生成，該過程中至少會在銅層與電極之間供以間歇性電壓；或是由于銅層與電極之間的標準電位差，使得銅層極化成陽極，而電極則極化為陰極。通過這種方式，可使銅層與電極之間有電流流通。
第二電極或反向電極與基板之間的電壓，最好設定在0.5伏特到1.5伏特的范圍。產(chǎn)生的電流則最好在0.1A/dm2到1A/dm2的范圍。
如果沒有使用外部電流，且基板是直接與第二電極連接時，則利用比銅更貴重的金屬作為電極材料，例如使用精煉鋼或金。
當保護層形成之后，令基板干燥來固化保護層。為達到此目的，將基板置于如循環(huán)空氣干燥箱中，或是置于本方法的紅外線加熱裝置中進行干燥。亦可聯(lián)合使用連續(xù)干燥箱及紅外線加熱裝置，或是熱空氣法。
其后，用紫外線使基板外露，優(yōu)選以激光進行。保護層可以利用照射其上的激光束而移除，以這種方式，可以除去與欲形成的導電圖案不同的區(qū)域上的保護層。激光的作用是打散保護層上的有機物質(zhì)，并將其轉(zhuǎn)化成氣相。最好以脈沖性激發(fā)激光作為適合的激光，可以通過它來打破有機分子間的鍵合(光解作用)。所產(chǎn)生的氣態(tài)產(chǎn)物可以利用基板周圍的適當泵系統(tǒng)抽走，其目的是預防生成新層。
為了將導電圖案復制到覆有金屬膜的基板上，尤其可使用一種能透過紫外線的掩模(mask)。
影像排列式的掩模會格外適合，其中在間隔基板一段距離處，將所述掩模引進激光的平行光路中(非接觸法)，再接著將掩模的圖案直接傳送到基板上。最好使用一種薄鉻層來制造掩模，所述層是在石英基板之上以線路圖案建構(gòu)。這種掩模在制造時可具有大約0.2μm的分辨率。其次，可以在掩模和基板之間的光路中，導入一種影像透鏡系統(tǒng)，通過此系統(tǒng)，保護層上的掩模影像可以放大或縮小的方式復制，而基板則不在影像透鏡系統(tǒng)的焦點上。由于激光束沒有足夠大的光束截面，所以如果掩模沒有以激光束完全照射時，那么，不是掩模可垂直移動到激光束，就是激光束可在掩模之上移動，使得激光束將逐一覆蓋掩模上的所有區(qū)域。以這種方式，可以掃描掩模的圖案。假如掩模移動了，基板也會跟著以同方位的移動方式移動。
在一種替代的排列方式中，掩模的位置也可以直接和保護層表面接觸，藉此可以很明顯的發(fā)現(xiàn)，照射不足的效應會比使用非接觸法時更容易予以預防。然而這種排列有其缺點，即無法使用可將掩模影像放大或縮小的影像透鏡系統(tǒng)。而且當掩模相對于基板做適當?shù)耐轿灰苿訒r，其圖樣亦無法在保護層表面做數(shù)次復制。在使用非接觸法時，可通過配合其他適當?shù)墓怅@系統(tǒng)來擋住于邊緣處散失的射線，因而大大減少了照射不足的問題。
原則上，導體結(jié)構(gòu)也可以利用一種聚焦激光束，在沒有掩模的情況下(激光直接成像)將之“寫”到保護層的表面上。通過使用一種相當強烈聚集的激光束，也可能可以減少主光束周圍散失的射線，使其在保護層表面上移動時，可在保護層上形成相當微細的結(jié)構(gòu)(50μm)。
接著在蝕刻過程中除去銅的外露區(qū)域，其優(yōu)選以堿性的銅蝕刻溶液(氨的氯化銅(II)蝕刻溶液)來達到此目的，由此而形成導電圖案。
其沒將保護層自形成的銅結(jié)構(gòu)上移除，此過程則靠酸性溶液達到?？墒褂脽o機酸水溶液等，例如稀鹽酸或硫酸溶液。
所得的銅的圖案為具有陡峭的邊緣、陡峭且直立的非常微細的銅結(jié)構(gòu)。
所述銅層可以不同的方法技術(shù)加以處理。例如，可將銅層提供的基板降下到裝盛于儲存槽的浴中，讓它浸泡在處理溶液中?；迮c處理溶液接觸的優(yōu)選方式包括使用一種水平連續(xù)法來形成保護層并除去外露的銅層。本方法是引導基板以水平的運輸方向通過這個系統(tǒng)，此處所述基板可保持在垂直或水平的方向，并再次以水平或相對于運輸平面的垂直方向引導所述基板，利用適當?shù)膰姽軐⑷芤簬е粱灞砻嫔?，例如噴射、噴灑或噴霧噴管。使用這些噴管，即使最微細的凹陷處也能確保其達到有效的浸滿。
為了制造高度集成電路載體，可使用含有介電體的堿性材質(zhì)，所述介電體是裝備在銅層的單或雙側(cè)。這種堿性材質(zhì)可先以傳統(tǒng)的方式制造，利用未熟化且飽和樹脂的玻璃纖維布讓銅箔成薄層狀，或是經(jīng)由倒灌法，或是將樹脂在適當?shù)妮d體基板上打薄并熟化所述樹脂。載體基板最好以傳統(tǒng)的方式將之生成為具有粗電路結(jié)構(gòu)的多層電路載體，例如，在接地、供應電流或遮蔽物時，其是以適當?shù)姆绞?，?jīng)由穿孔電鍍凹穴而互相連接和/或連接到另外配置的介電層上的訊號配線平板。根據(jù)配線密度的需求，所述介電層可以配置在載體基板的單或雙側(cè)。
導電圖案各自在新層面上形成，則多層涂層的可能性也顯而易見。以這種方式，則訊號配線的密度便可以用任何方式做實質(zhì)性的增加。其在此處可顯見當其他介電層建構(gòu)之前，即必須完成各自的導電圖案。
各層內(nèi)的銅層可經(jīng)由介電體的金屬化而制造。已知經(jīng)由金屬化法，可使銅層與介電體之間達到充分的附著鍵合。例如樹脂即可在適當?shù)奈g刻預處理后，以化學方式使其金屬化。為了達到這個目的，所述介電體首先先以如貴金屬鹽類活化，然后以無電方式也可能用電解法鍍銅。另一種方法中，介電體也可以通過電漿法而金屬化，為了達到這個目的，所述介電體首先在輝光放電管中進行蝕刻，之后，也是在輝光放電管中，以貴金屬鹽類進行涂覆(PECVD法，如濺射等物理涂覆方法)。如此可使用無電法以及若情況需要時的電解法而使銅沉積并安全地附著。
將銅涂到介電體上的電解法，其在傳統(tǒng)上是使用直流電，但利用脈沖法(脈沖電鍍)也有其優(yōu)點，所述法中使用了單極或雙極電流或電位沖。一般可形成大約10μm到20μm厚的銅層。
以下的實施例用以對本發(fā)明做較為詳細的說明
接著，把鍍銅板浸泡到涂料溶液中以形成保護層。這個溶液的組成如下2-正戊基苯并咪唑10g甲酸32g氯化銅(II) 1.0g以水填充至 11將所述板置于加熱到40℃的溶液中處理5分鐘，接著在用水漂洗之后，放至130℃的循環(huán)空氣干燥箱中干燥10分鐘。
經(jīng)過溶液處理后，可在銅層上形成一層有機薄層(厚度在1到10μm的范圍)作為保護層。
在另外一種測試中，使用化合物2-正已基苯并咪唑以取代2-正戊基苯并咪唑，發(fā)現(xiàn)可以得到相同的結(jié)果。
為了形成結(jié)構(gòu)寬度為20μm導體結(jié)構(gòu)，之后可藉著脈沖性激發(fā)激光來建構(gòu)保護層，其初始激光出功率為50W且能量密度為150mJ/cm2到200mJ/cm2為達到此目的，將一種掩模(在石英板模上以導電圖案建構(gòu)的鉻層)引到激光的光路中。掩模與絕綠材料板間放置影像透鏡系統(tǒng)，且自透鏡系統(tǒng)觀之，其位置須使絕緣材料板坐落在光束焦點的反側(cè)。因此，掩模的導電圖案以線性因子2而復制到保護層上。由于激光只照射到掩模的一小部分，所以掩模和絕緣材料板是以同方位移動方式而垂直移動到光束軸，且位于其相反方向，如此可使整個導電圖案依次復制到保護層上。
外露的銅在激光建構(gòu)期間，以氨的CuCl2蝕刻溶液移除。
此步驟之后，再次以3重量％的HCl溶液除去有機層。
這樣就形成了包含銅線路的圖案，線路的寬度大約為20μm(在基底之上)且厚度為20μm。
蝕刻的結(jié)果利用掃描電子顯微鏡予以證實線路具有非常平整的橫切面，形狀為梯形。線路在FR4材質(zhì)上的承壓面是大于線路的表面。所得線路的邊緣平整、垂直且又陡峭，使得下蝕刻的部分為2.5μm。
并未發(fā)現(xiàn)有缺口、漏斗狀腐蝕以及其他缺陷的存在。
使用含2-正戊基苯并咪唑的涂料溶液，以及使用含2-正己基苯并咪唑的涂料溶液都可以得到這些結(jié)果。
使用相同的溶液來形成如實施例1中的保護層，并利用相同的排列在保護層上以激發(fā)激光形成導電圖案。
蝕刻的給果與實施例1相同。
蝕刻的結(jié)果與實施例1相同。
權(quán)利要求
1.一種在介電基板之上形成導電圖案的方法，該方法包括a)在一種覆有金屬膜的基板上涂覆一層保護層，所述保護層是通過將金屬膜放入含有至少一種含氮化合物的溶液中進行處理而得；b)在非對應于將形成導電圖案的區(qū)域上，以紫外線剝除其上至少部分的保護層，以這種方式使所述金屬膜外露；以及c)利用蝕刻法除去所述外露的金屬膜。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述導電圖案是在覆有一層銅層的基板上形成的。
3.如前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，使用激光作為照射的紫外線。
4.如前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，在步驟b)中，利用一種脈沖性激發(fā)激光來除去欲外露區(qū)域上的保護層。
5.如前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，采用一種可使紫外線通過的掩模，將導電圖案復制到所述的覆有金屬膜的基板上。
6.如前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，所述的含氮化合物是選自包括以下被烷基、芳基和/或芳烷基取代的化合物群中咪唑、苯并咪唑、三唑、苯并三唑、吡咯、吡唑、惡唑、異惡唑、噻唑、苯并噻唑、吲哚、腺嘌呤、嘌呤、喹啉、吡嗪、喹唑啉、鳥嘌呤、黃嘌呤、次黃嘌呤、吲唑、肌酸酐、吩嗪、銅鐵靈、四唑、噻二唑、噻三唑、異噻唑以及其衍生物，其中所述烷基中具有至少3個碳原子。
7.如權(quán)利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，所述的含氮化合物中包含連接于其上的低聚物或聚合物鏈，且所述的含氮化合物選自包括以下被烷基、芳基和/或芳烷基所取代的化合物群中咪唑、苯并咪唑、三唑、苯并三唑、吡咯、吡唑、惡唑、異惡唑、噻唑、苯并噻唑、吲哚、腺嘌呤、嘌呤、喹啉、吡嗪、喹唑啉、鳥嘌呤、黃嘌呤、次黃嘌呤、吲唑、肌酸酐、吩嗪、銅鐵靈、四唑、噻二唑、噻三唑、異噻唑及其衍生物，其中所述烷基中具有至少3個碳原子。
8.如前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，所述保護層的形成是通過使所述金屬層與一種含至少一個氮的化合物的酸性水溶液接觸而得。
9.如前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，所述用以形成保護層的溶液中含有至少一種選自如下的酸磷酸、硫酸、鹽酸、亞磷酸、甲酸、乙酸、乙醇酸、草酸、丁二酸、順丁烯二酸、酒石酸、己二酸或乳酸。
10.如前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，所述保護層是是利用電化學反應形成的，其中，當所述金屬層與含有含氮化合物的溶液接觸時，在所述金屬層與同樣和溶液接觸的電極之間至少施以一個間歇性電壓；或者由于所述金屬層與所述電極間的標準電位差，結(jié)果使所述金屬層極化為陽極，而所述電極則極化為陰極，使得所述金屬層和所述電極之間有電流流通。
11.如前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，所述外露的金屬膜是利用堿金屬蝕刻溶液予以移除。
12.如前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，使用水平連續(xù)法來形成所述保護層，并除去所述外露的金屬膜。
13.如前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，所述保護層是在所述金屬膜已經(jīng)移除之后再予以剝除。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在介電基板上形成導電圖案的方法,包括:a)在覆有金屬膜的基板上涂覆一層保護層,涂覆的方法是讓所述金屬膜在含有至少一種含氮化合物的溶液中進行處理;b)在非對應將形成的導電圖案的區(qū)域上,以紫外線剝除其上至少一部分的保護層,以此方式而使所述金屬膜外露;以及c)所述外露的金屬膜則接著以蝕刻法去除。通過這種方法可在介電基板上以可再生的方式,生產(chǎn)及其微細的導電圖案。
文檔編號C23F1/00GK1373817SQ00812683
公開日2002年10月9日 申請日期2000年7月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月10日
發(fā)明者麥克·古基摩斯, 法蘭滋·寇恩里 申請人:艾托特克德國公司