專利名稱：布線板和制造布線板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及布線板和制造布線板的方法，尤其涉及一種包含布 線層的布線板及其制造方法，其中布線層能夠維持對(duì)樹脂絕緣層的粘 合性能以使其成為接地端而無需復(fù)雜的步驟。
背景技術(shù)：
在諸如半導(dǎo)體封裝的布線板中，傳統(tǒng)上當(dāng)要在樹脂絕緣層上形成Cu布線層時(shí)，首先在樹脂層的表面上形成由諸如Ni、 Ti、 V、 Nb、 Ta、 Cr、 Mo或W的金屬或Cu氮化物構(gòu)成的粘合層，然后在其上形成 Cu布線層，以保持絕緣層的樹脂對(duì)布線層的銅的粘合性能。以Ni被 用作典型粘合層的情況為例，下面將給出對(duì)布線形成工藝的描述。例如，如圖l(l)所示，制備由環(huán)氧樹脂組成的厚度大約為50拜 的樹脂層作為布線板的層間絕緣薄膜。如圖1 (2)所示，用氬氣等離子體清洗樹脂層10的表面，在保 持真空的大約0.5Pa的氬氣氛中通過濺射順序形成Ni粘合層12和 Cu種子層14。例如，Ni粘合層12的厚度是50nm，種子層14的厚度 是500nm。如圖1 (3)所示，在Cu種子層14上通過光致抗蝕劑涂敷、圖 形曝光和顯影形成電鍍抗蝕圖形。如圖1 (4)所示，通過將Ni粘合層12/Cu種子層14用作饋電 層實(shí)現(xiàn)電解Cu電鍍，以及在暴露于電鍍抗蝕圖形16的開口的Cu種 子層14上形成電解Cu電鍍層18。如圖l (5)所示，剝離并且去除電鍍抗蝕圖形16。如圖1 (6)所示，用硫酸蝕刻劑去除經(jīng)過剝離電鍍抗蝕圖形16 而暴露的Cu種子層14的不需要部分。如圖1 (7)所示，用硝酸蝕刻劑去除通過去除Cu種子層14而暴露的Ni粘合層12的不需要部分。因此，完成了由粘合層12、種 子層14和電解Cu電鍍層18組成的預(yù)定圖形的布線層17。如此形成的Cu布線層17通過Ni粘合層12充分地保持著對(duì)樹 脂層17的粘合性能。然而，Ni粘合層12/Cu種子層14的兩層結(jié)構(gòu)具有以下問題[l] 和[2]。問題[l]例如，在進(jìn)行濺射的情況下，需要兩個(gè)耙形成M粘合層12和 Cu種子層14。而且，考慮到制造工藝的節(jié)拍，在某些情況下需要兩 個(gè)濺射腔。因此，提高了制造成本。問題[2]要用不同的蝕刻劑去除Ni粘合層12和Cu種子層14。為此，需 要進(jìn)行兩次蝕刻處理。為了消除這些缺點(diǎn)，專利文獻(xiàn)1已經(jīng)提出一種用CuN制造粘合 層的方法。問題[l]的解決辦法通過采用Cu靶引入氮?dú)鈱?shí)現(xiàn)反應(yīng)濺射，從而形成CuN粘合層。 緊接著在同一個(gè)處理腔內(nèi)停止引入氮?dú)?，使用同一個(gè)Cu靶實(shí)現(xiàn)濺射。 從而，在CuN粘合層上可以形成Cu種子層。因此，降低了制造成本。問題[2]的解決辦法用相同的基于硫酸的Cu蝕刻劑可以去除CuN粘合層和形成在 CuN粘合層上的Cu種子層。因此， 一次蝕刻處理就足夠了。然而，所提出的方法有一個(gè)問題電解Cu電鍍布線層對(duì)樹脂層 的最終粘合性能不如Ni粘合層12/Cu種子層14的兩層結(jié)構(gòu)。[專利文獻(xiàn)1]JP-A-2003-218516公開發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種布線板和制造這種布線板的方法，其 中可以在形成布線板的同時(shí)保持與樹脂層的優(yōu)良粘合性能，而不需要用于在樹脂層上形成粘合層和種子層以及去除這兩層的不需要部分 的復(fù)雜處理。為了實(shí)現(xiàn)該目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種布線板， 該布線板包括 '樹脂絕緣層；Ni-Cu合金粘合種子層，其由質(zhì)量占20。/。至75%的Ni和占余下比 例的Cu在樹脂絕緣層上形成；以及Cu布線層，該層由Cu組成，被形成在Ni-Cu合金粘合種子層上。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種制造根據(jù)第一方面的布線板的方法，該方法包括以下步驟在樹脂絕緣層上將要形成布線層的區(qū)域的整個(gè)表面上形成Nl-Cu合金粘合種子層；在該合種子層上形成電鍍抗蝕圖形；通過將該粘合種子層用作饋電層，在電鍍抗蝕圖形的開口部分通過電解電鍍形成CU布線層； 去除電鍍抗蝕圖形；以及去除在去除電鍍抗蝕圖形時(shí)暴露的部分的粘合種子層。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種制造根據(jù)第一方面的布線 板的方法，該方法包括以下步驟在樹脂絕緣層上將要形成布線層的區(qū)域的整個(gè)表面上形成 Nl-Cu合金粘合種子層；在粘合種子層的整個(gè)表面上形成CU布線層；在CU布線層上形成抗蝕圖形；將抗蝕圖形用作掩模，通過蝕刻Cu布線層和其下的粘合種子層 一次性形成具有圖形的布線層；以及去除抗蝕圖形。而且，為了實(shí)現(xiàn)此目的，根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種具有樹脂絕緣層和形成于其上的布線層的布線板，其中布線層由質(zhì)量占20%至75%的Ni和占余下比例的Cu所組成的 M-Cu合金在整個(gè)布線層的厚度上形成。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了一種制造根據(jù)第三方面的布線 板的方法，該方法包括以下步驟在樹脂絕緣層上將要形成布線層的區(qū)域的整個(gè)表面上形成 Ni-Cu合金的金屬層；在該金屬層上形成抗蝕圖形；將抗蝕圖形用作掩模，通過蝕刻形成Ni-Cu合金的金屬層圖形 從而形成布線層；以及 去除抗蝕圖形。根據(jù)第一發(fā)明，將種子層用作粘合層，即，使用處在預(yù)定成分 范圍內(nèi)的N廣Cu合金形成粘合種子層。從而，通過一次處理可以分別 實(shí)現(xiàn)粘合層和種子層的形成以及去除這兩層的不需要部分。同時(shí)可以 保持布線層對(duì)樹脂層的優(yōu)良粘合性能。 1根據(jù)第二發(fā)明，通過處在預(yù)定成分范圍內(nèi)的Ni-Cu合金直接在 樹脂上形成布線層本身。從而，可以通過一次處理形成布線層并且同 時(shí)保持對(duì)樹脂層的優(yōu)良粘合性能，而不需要分別形成粘合層和種子層 以及去除這兩層的不需要部分。


圖1是典型地示出采用傳統(tǒng)的Ni粘合層/Cu種子層形成電解Cu 電鍍布線層的方法的截面圖。圖2A是典型地示出根據(jù)第一發(fā)明的實(shí)施例在樹脂層上形成的具 有Ni-Cu合金粘合種子層和形成于其上的電解Cu電鍍層的布線層的 方法的截面圖。圖2B是典型地示出根據(jù)第一發(fā)明的另一實(shí)施例在樹脂層上形成的具有Ni-Cu合金粘合種子層和形成于其上的電解Cu電鍍層的布線 層的方法的截面圖。圖3是典型地示出根據(jù)第二發(fā)明在樹脂層上直接形成M-Cu合 金布線層的方法的截面圖。圖4是示出根據(jù)第一發(fā)明形成的電解Cu電鍍布線層的剝離強(qiáng)度 和Ni-Cu合金粘合種子層的Ni含量之間的關(guān)系的圖示。
具體實(shí)施方式
[實(shí)施例1A]下面將給出對(duì)用于制造根據(jù)第一發(fā)明的布線板的理想實(shí)施例示 例的描述。如圖2A (1)所示，制備由環(huán)氧樹脂或聚酰亞胺組成的厚度大約 為50，的樹脂層10作為布線板的層間的絕緣薄膜。如圖2A (2)所示，用大約0.5Pa的氬等離子體清洗樹脂表面， 通過在保持真空的大約0.5Pa的氬氣氛中通過濺射形成根據(jù)本發(fā)明 的由具有特定成分的Ni-Cu合金組成的粘合種子層。粘合種子層通常 具有大約500nm的厚度，而考慮到在樹脂層上形成凹凸部分的情況， 粘合種子層可望具有大約100至1000nm的厚度。如圖2A (3)所示，在N廣Cu合金粘合種子層上通過光致抗蝕劑 涂敷、圖形曝光和顯影形成電鍍抗蝕圖形16。如圖2A (4)所示，通過將Ni-Cu合金粘合種子層20用作饋電 層實(shí)現(xiàn)電解Cu電鍍，在暴露于電鍍抗蝕圖形16開口中的M-Cu合金 粘合種子層20上形成厚度大約20pm的電解Cu電鍍層18。如圖2A (5)所示，剝離并且去除電鍍抗蝕圖形16。如圖2A (6)所示，使用作為Cu蝕刻液的以硫酸為基料的溶液 去除在通過電鍍抗蝕圖形16的剝離而暴露的不需要部分中的Ni-Cu 合金粘合種子層20。與Ni-Cu合金粘合種子層20的厚度相比，電解 Cu電鍍層18的厚度較大。因此，不存在由蝕刻產(chǎn)生不連接的缺點(diǎn)。 從而，完成了預(yù)定圖形的布線層19，布線層19典型地由行間距(L/S) =2(^m/20pm的種子層20和電解Cu電鍍層18組成。最后，確認(rèn)布線圖形之間的絕緣性能，從而完成布線形成工藝。根據(jù)本實(shí)施例，在樹脂層上通過一次處理步驟形成用作粘合層 和種子層的粘合種子層，還可以通過一次蝕刻處理去除這兩個(gè)層的不 需要部分，以及同時(shí)可以保持電解銅電鍍布線層對(duì)樹脂層的優(yōu)良粘合 性能。[實(shí)施例1B]下面將給出對(duì)用于制造根據(jù)第一發(fā)明的布線板的理想實(shí)施例的 另一示例的描述。如圖2B (1)所示，制備由環(huán)氧樹脂或聚酰亞胺組成的厚度大約 為50pm的樹脂層IO作為布線板的層間絕緣薄膜。如圖2B (2)所示，用大約0. 5Pa的氬等離子體清洗樹脂表面， 并在保持真空的大約0. 5Pa的氬氣氛中通過濺射形成根據(jù)本發(fā)明的 由具有特定成分的N:l-Cu合金組成的粘合種子層。粘合種子層20通 常具有例如大約500nm的厚度。然而，考慮到在樹脂層上形成粗糙面 的情況，粘合種子層20可望具有大約100至1000nm的厚度。上述工 藝與實(shí)施例1A中的相同，而接下來的工藝是不同的。如圖2B (3)所示，通過使用Ni-Cu合金粘合種子層20作為饋 電層實(shí)現(xiàn)電解Cu電鍍，以及在Ni-Cu合金粘合種子層20上形成具有 大約2(^m厚度的電解Cu電鍍層18。如圖2B (4)所示，通過光致抗蝕劑涂敷、圖形曝光和顯影形 成抗蝕圖形16。如圖2B (5)所示，使用作為Cu蝕刻液的以硫酸為基料的溶液 一次性去除暴露于電鍍抗蝕圖形16開口中的電解Cu電鍍層18和其 下的Ni-Cu合金粘合種子層20。如圖2B (6)所示，剝離抗蝕圖形16。從而，完成了預(yù)定圖形 的布線層19，布線層19典型地由行間距(L/S) 二20pm/20^im的粘 合種子層20和電解Cu電鍍層18組成。最后，確認(rèn)布線圖形之間的 絕緣性能，從而完成布線形成工藝。根據(jù)本實(shí)施例，在樹脂層上通過一次處理步驟形成用作粘合層 和種子層的粘合種子層，還可以通過一次蝕刻處理在粘合種子層和其上的電解Cu電鍍層上形成圖形，從而形成由這兩個(gè)層組成的布線層， 以及同時(shí)可以保持電解銅電鍍布線層對(duì)樹脂層的優(yōu)良粘合性能。在本實(shí)施例中，在圖2B (3)所示的工藝中，形成了具有大約 20pm厚度的電解Cu電鍍層18?？梢孕纬衫缇哂写蠹s2000nm厚度 的Cu層18來代替電解Cu電鍍層。此改變不會(huì)使其它工藝發(fā)生變化。在上述修改的實(shí)施例中，可以在同一個(gè)濺射設(shè)備中形成圖2B(2) 中所示的Ni-Cu合金粘合種子層20和圖2B (3)中所示的Cu層18。 所以可以簡(jiǎn)化整個(gè)布線形成工藝。[實(shí)施例2]下面將給出對(duì)用于制造根據(jù)第二發(fā)明的布線板的理想實(shí)施例的 示例的描述。如圖3 (1)所示，制備由環(huán)氧樹脂或聚酰亞胺組成的厚度大約 為50pm的樹脂層IO作為布線板的層間絕緣薄膜。如圖3 (2)所示，用大約0.5Pa的氬等離子體清洗樹脂表面， 在保持真空的大約0. 5Pa的氬氣氛中通過濺射形成根據(jù)本發(fā)明的由 具有特定成分的Ni-Cu合金組成的金屬層25。金屬層25具有例如大 約2000nm的厚度。如圖3 (3)所示，通過光致抗蝕劑涂敷、圖形曝光和顯影形成 抗蝕圖形16。如圖3 (4)所示，使用作為Cu蝕刻液的以硫酸為基料的溶液 去除從抗蝕圖形16暴露的金屬層25的一部分。如圖3(5)所示，剝離抗蝕圖形16。從而，完成了預(yù)定圖形的 布線層26，布線層26典型地由行間距(L/S) =20pm/20)Lim的Ni-Cu 合金25組成。最后，確認(rèn)布線圖形之間的絕緣性能，從而完成布線 形成工藝。根據(jù)本實(shí)施例，在樹脂層上可以直接形成由Ni-Cu合金組成的 布線層，而不分別需要粘合層和種子層。從而，在大大簡(jiǎn)化布線板制 造工藝的同時(shí)，可以保持布線層對(duì)樹脂層的優(yōu)良粘合性能。根據(jù)第一實(shí)施例的方法，在樹脂層上形成具有各種成分的NtCu合金粘合種子層，并在其上形成電解Cu布線層以測(cè)量剝離強(qiáng)度。在 接下來的工序(1)至(5)中制造測(cè)量樣品。(1) 提供具有大約50pm厚度的環(huán)氧樹脂作為具有由壓力粘合 的銅箔的印廂U板上的層間絕緣薄膜。(2) 在大約O. 5Pa的氬氣等離子體中清洗樹脂表面。(3) 在(2)中的保持真空的大約0. 5Pa的氬氣氛中通過濺射 形成具有各種成分的厚度為500nm的Ni-Cu合金薄膜(粘合種子層)。(4) 在Ni-Cu合金薄膜上形成厚度為20pm的電解Cu電鍍薄膜。(5) 通過光致抗蝕劑涂敷、圖形曝光和使用碳酸鈉溶液顯影， 在Ni-Cu合金薄膜上形成抗蝕圖形，然后蝕刻N(yùn)i-Cu合金薄膜并且剝 離和去除抗蝕圖形，從而形成由寬度為1cm的電解Cu電鍍薄膜組成 的布線層。接下來，對(duì)如上述所獲得的布線層進(jìn)行剝離強(qiáng)度測(cè)試。在該測(cè)試中，布線板被固定在拉力測(cè)試儀器的臺(tái)上，在垂直方 向上拉厚度為lcm的電解Cu電鍍薄膜(布線層)，測(cè)試作為剝離強(qiáng) 度的在從樹脂層剝離的產(chǎn)生過程中所獲得的拉力。圖4示出Ni-Cu合金薄膜(粘合種子層)的Ni含量和剝離強(qiáng)度 之間的關(guān)系。在圖4的右端上示出的Ni含量為100wt。/。時(shí)的狀態(tài)對(duì) 應(yīng)于在傳統(tǒng)的Ni粘合層ZCu種子層的情況下的剝離強(qiáng)度。如圖4所示，當(dāng)Ni含量等于或大于20wt。/。時(shí)，可以獲得0.70 至0. 77kgf/cm的剝離強(qiáng)度。這是相當(dāng)于在使用傳統(tǒng)的Ni粘合層/Cu 種子層的情況下的剝離強(qiáng)度的極好值。觀察剝離形態(tài)，在Ni含量小于20wt。/。的情況下，剝離發(fā)生在電 解Cu電鍍薄膜和Ni-Cu合金薄膜之間的分界面上。在這種情況下， 剝離小。另一方面，在Ni含量等于或大于20wt。/。的情況下，剝離完 全體現(xiàn)為樹脂層的凝固和剝離，樹脂層本身的抗斷強(qiáng)度決定了剝離強(qiáng) 度。因此，可以穩(wěn)定地獲得高剝離強(qiáng)度。這個(gè)剝離形態(tài)與在使用傳統(tǒng) 的Ni粘合層/Cu種子層的情況下的剝離結(jié)構(gòu)相同。當(dāng)Ni含量超過75wt。/。時(shí)，很難用作為Cu蝕刻液的以硫酸為基料的溶液實(shí)現(xiàn)蝕刻。因此，適合的Ni含量應(yīng)該是20wt。/。至75wt%。 另外，在本發(fā)明中，樹脂層材料不限于環(huán)氧樹脂或聚酰亞胺。 根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種布線板和制造這種布線板的方法，其中可以在保持對(duì)樹脂層的優(yōu)良粘合性能的同時(shí)，形成布線層，而不 需要用于在樹脂層上形成粘合層和種子層以及去除這兩層的不需要 部分的復(fù)雜處理。根據(jù)第一發(fā)明，顯著的是，在樹脂層上通過一次處理步驟可以 形成用作粘合層和種子層的粘合種子層，也可以通過一次蝕刻處理去 除這兩層的不需要部分，并且同時(shí)可以保持電解銅電鍍布線層對(duì)樹脂 層的優(yōu)良粘合性能。根據(jù)第二發(fā)明，不分別需要粘合層和種子層，在樹脂層上可以 直接形成由Ni-Cu合金組成的布線層。從而，在大大簡(jiǎn)化布線板制造 工藝的同時(shí)，可以保持布線層對(duì)樹脂層的優(yōu)良粘合性能。
權(quán)利要求
1. 一種布線板，該布線板包括樹脂絕緣層；Ni-Cu合金粘合種子層，其由質(zhì)量占20％至75％的Ni和占余下比例的Cu在所述樹脂絕緣層上形成；以及在所述Ni-Cu合金粘合種子層上形成的由Cu組成的Cu布線層。
2. —種制造根據(jù)權(quán)利要求1的布線板的方法，該方法包括以下步驟在樹脂絕緣層上將要形成布線層的區(qū)域的整個(gè)表面上形成Ni-Cu合金粘合種子層；在所述粘合種子層上形成電鍍抗蝕圖形；通過將所述粘合種子層用作饋電層，在所述電鍍抗蝕圖形的開口部分通過電解電鍍形成CU布線層；去除所述電鍍抗蝕圖形；以及去除在去除所述電鍍抗蝕圖形時(shí)暴露的部分中的粘合種子層。
3. —種制造根據(jù)權(quán)利要求1的布線板的方法，該方法包括以下步驟在樹脂絕緣層上將要形成布線層的區(qū)域的整個(gè)表面上形成Ni-Cu合金粘合種子層；在所述粘合種子層的整個(gè)表面上形成CU布線層； 在所述CU布線層上形成抗蝕圖形；將所述抗蝕圖形用作掩模，通過蝕刻所述Cu布線層和其下的粘 合種子層一次性形成具有圖形的布線層；以及 去除所述抗蝕圖形。
4. 一種布線板，該布線板具有樹脂絕緣層和在其上形成的布線 層，其中布線層由質(zhì)量占20%至75%的Ni和占余下比例的Cu所組成的 M-Cu合金在整個(gè)布線層的厚度上形成。
5. —種制造根據(jù)權(quán)利要求3的布線板的方法，該方法包括以下步驟在樹脂絕緣層上將要形成布線層的區(qū)域的整個(gè)表面上形成 Ni-Cu合金金屬層；在所述金屬層上形成抗蝕圖形；將抗蝕圖形用作掩模，通過蝕刻形成所述Ni-Cu合金金屬層圖 形從而形成所述布線層；以及 去除所述抗蝕圖形。
全文摘要
提供了一種布線板，該布線板包括在樹脂絕緣層上形成的由質(zhì)量占20％至75％的Ni和占余下比例的Cu所組成的合金粘合種子層以及在其上形成的由Cu組成的布線層。(A)可以通過一次處理形成Ni-Cu合金粘合種子層以及通過布線成形后的一次蝕刻去除不需要部分來制造所述布線板，或者(B)通過形成Ni-Cu合金粘合種子層，以及在其上形成Cu層，進(jìn)行一次性蝕刻形成圖形來制造所述布線板。還提供了一種布線板，其中的布線層由質(zhì)量占20％至75％的Ni和占余下比例的Cu所組成的合金在整個(gè)布線層的厚度上形成。
文檔編號(hào)H05K3/18GK101282620SQ20081009064
公開日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2008年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月2日
發(fā)明者山崎智生 申請(qǐng)人:新光電氣工業(yè)株式會(huì)社