JP2004162098A - 樹脂金属積層構造体およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】樹脂表面の粗化処理や中間層の形成を行うことなく樹脂材料と金属層との密着性が高い積層構造体を製造する方法およびその積層構造体を提供する。
【解決手段】樹脂金属積層構造体の製造方法は、(a)表面に樹脂が露出した基板の該表面を、窒素プラズマに晒す工程と、(b)前記窒素プラズマに晒された後の前記基板の表面上に、金属層を形成する工程と
を有し、前記工程(a)において、前記窒素プラズマに晒した後に、前記基板の樹脂表面をX線光電子分光分析することによって検出された窒素(N1s)ピークの積分強度が、前記窒素プラズマに晒す前に、前記基板の樹脂表面をX線光電子分光分析することによって検出された窒素(N1s)ピークの積分強度より大きくなる条件で窒素プラズマ処理を行う。
【選択図】 図2
【解決手段】樹脂金属積層構造体の製造方法は、(a)表面に樹脂が露出した基板の該表面を、窒素プラズマに晒す工程と、(b)前記窒素プラズマに晒された後の前記基板の表面上に、金属層を形成する工程と
を有し、前記工程(a)において、前記窒素プラズマに晒した後に、前記基板の樹脂表面をX線光電子分光分析することによって検出された窒素(N1s)ピークの積分強度が、前記窒素プラズマに晒す前に、前記基板の樹脂表面をX線光電子分光分析することによって検出された窒素(N1s)ピークの積分強度より大きくなる条件で窒素プラズマ処理を行う。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂材料の表面上に金属層を積層した積層構造体およびその製造方法に関し、特に樹脂材料と金属層との密着性を高めた積層構造体およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
樹脂層上に金属配線が形成されたプリント配線板において、樹脂層と金属配線との密着性を高めるために、樹脂層の表面が粗化処理されている。金属配線の高密度化が進むに従って、配線の細線化及び薄膜化が進んでいる。配線が細くかつ薄くなると、下地表面の粗化処理による数μm程度の凹凸が無視できなくなる。
【0003】
また、樹脂層表面を改質して密着性を高める試みもなされている(例えば、特許文献1〜5参照)。例えば特許文献1においては、スパッタ成膜初期段階で窒素ガスを導入しながらポリイミド樹脂上に銅成膜する方法が提案されている。また特許文献2においては、アルミナまたはシリカの無機フィラーを0.01〜2wt%含むポリイミドフィルム上に銅成膜する前に、アルゴン、ヘリウム、酸素、窒素、炭酸ガス雰囲気でプラズマ処理する方法が提案されている。
【0004】
その他、ポリイミド樹脂層と銅配線との間にクロム、ニッケル等の中間層を設け、密着性を高める試みもなされている(例えば、特許文献6)。
【0005】
【特許文献1】特開平6−228738号公報
【特許文献2】特開2001−151916号公報
【特許文献3】特開昭63−270455号公報
【特許文献4】特開2001−73133号公報
【特許文献5】特開2000−216534号公報
【特許文献6】特開平11−92917号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、樹脂表面の粗化処理や中間層の形成を行うことなく樹脂材料と金属層との密着性が高い積層構造体を製造する方法、および、その積層構造体を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によると、(a)表面に樹脂が露出した基板の該表面を、窒素プラズマに晒す工程と、(b)前記窒素プラズマに晒された後の前記基板の表面上に、金属層を形成する工程とを有し、前記工程(a)において、前記窒素プラズマに晒した後に、前記基板の樹脂表面をX線光電子分光分析することによって検出された窒素(N1s)ピークの積分強度が、前記窒素プラズマに晒す前に、前記基板の樹脂表面をX線光電子分光分析することによって検出された窒素(N1s)ピークの積分強度より大きくなる条件で窒素プラズマ処理を行う樹脂金属積層構造体の製造方法が提供される。
【0008】
また本発明の他の観点によると、表面にポリイミド樹脂が露出した基板と、前記基板のポリイミド樹脂表面上に積層され、ピール強度がJIS規格番号C5012に定める方法による測定で800g/cm以上を示す銅層とを有する樹脂金属積層構造体が提供される。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の第1の実施例による樹脂金属積層構造体の製造方法について説明する。ガラスエポキシ等からなるコア基板の両面に、ポリイミド樹脂からなる樹脂層が積層された基板を準備した。樹脂層に用いるポリイミド樹脂は、アルミナ(Al2O3)、シリカ(SiO2)等のフィラーを含有しないものであった。この基板を、120℃の大気中で30分間乾燥させた。
【0010】
乾燥後の基板を、平行平板型プラズマ処理装置の電極上に、接触させて装着し、窒素プラズマ処理を行った。窒素プラズマ処理の条件は、圧力10Pa、窒素流量100sccm、投入パワー0.8W/cm2、処理時間は10分とした。この時、基板が装着された電極には、アース電位に対して直流成分で−350V程度の電圧と、振幅が500Vの高周波が発生していた。この電圧の作用で窒素イオンが基板に引き付けられることにより、効率的に基板表面の改質がなされると考えられる。
【0011】
その後、基板を銅のイオンプレーティング装置に移送し、銅からなる厚さ500nmのシード層を形成した。シード層の成膜条件は、圧力0.01Pa〜0.1Pa、成膜時間は3分〜5分である。
【0012】
イオンプレーティング装置から基板を取り出し、シード層上に銅を電解めっきすることにより、厚さ20μmの配線層を形成した。
【0013】
上記方法により10分間の窒素プラズマ処理後シード層、配線層を形成した試料と、窒素プラズマ処理は行わずにシード層、配線層を形成した試料とを作製した。これら試料について、JIS規格番号C5012に定める測定法により、引っ張り速度50mm/min、幅10mmの条件で90°ピール試験を行った。
【0014】
図1(A)に、ピール試験結果を示す。10分間の窒素プラズマ処理により、ピール強度が大幅に高くなることがわかる。ピール強度が1000g/cm程度のポリイミド/銅積層構造体が得られる。このように、樹脂層表面の粗化処理や中間層の形成を行うことなく、銅からなる配線層の密着性を高めることができる。
【0015】
なお、図1(A)には比較のため、酸素プラズマ、酸素およびCF4のプラズマ、アルゴンプラズマによる処理結果も示す。酸素プラズマ、酸素およびCF4のプラズマによる処理はほとんど効果がない。アルゴンプラズマ処理ではやや効果が見られるが、窒素プラズマ処理に比べると密着性は大幅に低い。
【0016】
図1(A)に示した窒素プラズマ処理の有無が異なる2種の試料について、ESCA(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis、X線光電子分光分析)による表面付近の組成の分析を行った。
【0017】
図1(B)に、ESCAの測定データを示す。横軸は結合のエネルギ、縦軸はピーク高さを示す。スペクトルpi0は窒素プラズマ処理なしの場合の測定結果、スペクトルpi10は10分間の窒素プラズマ処理を施した場合の測定結果である。
【0018】
ポリイミド樹脂は成分に窒素を含むため、スペクトルpi0において、ポリイミド樹脂に含まれる一重結合のCN結合に対応する窒素(N1s)ピーク(400eV近傍)が現れている。一方、スペクトルpi10においては、pi0に見られたピークの幅が拡大し、高さも高くなっており、ピークの積分強度が増大している。また、ポリイミド樹脂に含まれるCN結合を示す上記のピークよりも低エネルギ側に別のピークが生じており、異なった結合状態を有する窒素が導入されていることがわかる。
【0019】
なお、第1の実施例において、ポリイミド樹脂は、アルミナ、シリカ等のフィラーを含有しないものであったが、これらのフィラーを含むポリイミド樹脂に対しても、窒素プラズマ処理による密着性向上効果は期待される。
【0020】
また、本実施例では、ガラスエポキシ等からなるコア基板の両面にポリイミド樹脂が積層された基板を用いたが、通常のポリイミドフィルムに銅を積層する場合であっても、同様の効果が得られる。
【0021】
次に、第2の実施例による樹脂金属積層構造体の製造方法について説明する。本実施例では、第1の実施例で用いたポリイミド樹脂に代えて、樹脂層をベンゾシクロブテン(BCB)系樹脂とした基板を用いた。窒素プラズマ処理、銅のシード層および配線層形成工程等は、第1の実施例に示した工程と同様とした。
【0022】
第2の実施例においても、10分間の窒素プラズマ処理後シード層、配線層を形成した試料と、窒素プラズマ処理は行わずにシード層、配線層を形成した試料とを作製した。これら試料について、JIS規格番号C5012に定める測定法により、引っ張り速度50mm/min、幅10mmの条件で90°ピール試験を行った。
【0023】
図2(A)に、ピール試験結果を示す。BCB系樹脂を用いた場合においても、10分間の窒素プラズマ処理により、ピール強度が大幅に高くなることがわかる。ピール強度が600g/cm程度のBCB/銅積層構造体が得られる。樹脂層の表面の粗化処理や中間層の形成を行うことなく、銅からなる配線層の密着性を高めることができる。
【0024】
図2(A)に示した窒素プラズマ処理の有無が異なる2種の試料について、ESCAによる表面付近の組成の分析を行った。
【0025】
図2(B)に、ESCAの測定データを示す。スペクトルbcb0は窒素プラズマ処理なしの場合の測定結果、スペクトルbcb10は10分間の窒素プラズマ処理を施した場合の測定結果である。
【0026】
BCB系樹脂は成分に窒素を含まないため、スペクトルbcb0において、窒素に対応する明瞭なピークは見られない。一方、スペクトルbcb10では、窒素(N1s)ピーク(400eV近傍)に対応する明瞭なピークが出現している。つまり、窒素プラズマ処理により、もともとは窒素を含まないBCB系樹脂の表面に、窒素を含む官能基が導入されるということがわかる。
【0027】
上記の第1、第2の実施例において示した知見より、密着性向上の理由は、例えば以下のように理解される。窒素プラズマ処理で樹脂層表面に導入された窒素を含む官能基には、例えばシアノ基(三重結合のCN結合)等、窒素と銅との間に配位結合を生じさせるものが含まれる。この配位結合により、樹脂層と銅シード層との密着性が向上すると考えられる。
【0028】
以上の知見より、成分元素として窒素を含む樹脂のうち、窒素プラズマ処理後と処理前のESCA分析データを比較すると、窒素プラズマ処理後には窒素の結合エネルギに対応するピークの幅が広がり、あるいは高さが高くなり、ピークの積分強度が拡大するような樹脂であれば、密着性向上が期待される。例えば第1の実施例に示したポリイミド樹脂はこの範疇の樹脂として理解できる。
【0029】
第1の実施例のポリイミド樹脂の場合、図1(B)に示すように、窒素プラズマ処理前後で、ピークの積分強度は約2倍に増大した。成分元素として窒素を含む他の樹脂においても、窒素プラズマ処理前後で、ピークの積分強度が約2倍以上となれば、高い密着性が得られると考えてもよいであろう。
【0030】
また、成分元素として窒素を含まない樹脂であっても、窒素プラズマ処理前後のESCA分析データを比較すると、窒素プラズマ処理前には存在しなかった窒素の結合エネルギに対応するピークが、窒素プラズマ処理後には出現する樹脂であれば、密着性向上効果を有すると考えられる。例えば第2の実施例に示したBCB系樹脂はこの範疇の樹脂として理解できる。
【0031】
なお、窒素プラズマ処理を施した樹脂層に対し高い密着性が得られる金属は、第1、第2の実施例に示した銅に限らない。ニッケル、クロム等の窒素との結合力が強い金属を用いることができる。
【0032】
以上第1、第2の実施例で、窒素プラズマ処理時間は10分とした。密着性向上効果は処理時間1分以上で現れ始めるが、5分以上が好ましい。
【0033】
また、第1、第2の実施例で、銅配線層の厚さを20μmとした試料を作成したが、他の膜厚であっても、窒素プラズマ処理により同様の密着性向上効果が得られる。
【0034】
なお、第1、第2の実施例に示した窒素プラズマ処理の前後で、樹脂層表面の平滑性に特段の変化はない。表面粗さRzは、処理前の5nm程度に対し、処理後でも20nm以下とすることができる。ここで、表面粗さRzは、JIS規格における十点平均粗さRzであり、AFM(Atomic Force Microscopy)により2μm×2μmの範囲を測定して求めた。
【0035】
次に、図3、図4を参照し、第3の実施例を説明する。本実施例では、本発明の樹脂金属積層構造体の製造方法を使用し、サブトラクティブ法により、プリント配線板を作製する方法について説明する。
【0036】
図3(A)に示すように、ガラスエポキシ等の樹脂基板1の表面上に、内層銅配線2が形成されている。内層銅配線2を覆うように、樹脂基板1の表面上にポリイミド樹脂あるいはBCB系樹脂からなる樹脂層3を形成する。樹脂層3としてはその他、上述したように、窒素プラズマ処理により窒素が導入される性質を持つ樹脂を用いることができる。樹脂層3の厚さは例えば40μmである。
【0037】
樹脂層3にレーザビームを入射させることにより、内層銅配線2の一部を露出させるビアホール4を形成する。ビアホール4の直径は例えば50μmである。レーザとしては例えば、紫外レーザを用いることができる。ビアホール4の底面には、レーザ加工後の残渣(スミア)9が残存する。
【0038】
ビアホール4が形成された基板20を、アルゴン、酸素、または水素のプラズマ、またはこれらの元素の2種類以上を含むプラズマに晒し、ビアホール4底面のスミア9を取り除く。
【0039】
次にスミア除去後の基板を、窒素プラズマに晒し、基板表面を改質し、後に形成される銅のシード層との密着性を高める。窒素プラズマ処理工程の詳細は、後に図4を参照して説明する。
【0040】
なお、ビアホール4の側壁は、窒素プラズマに晒されやすくするため、テーパをつけておくことが好ましい。テーパをつけるためには、レーザのビームプロファイルを、ガウス分布状、台形状等の凸形状とすることが好ましい。
【0041】
図3(B)に示すように、表面改質後の樹脂層3の表面上及びビアホール4の内面上に、銅からなるシード層6をスパッタリング等により形成する。プラズマ処理からシード層6の形成工程の間、基板20は真空中を搬送し、大気には晒さないことが好ましい。
【0042】
シード層6の形成後、シード層6の表面に電解めっきまたは無電解めっきにより、銅からなる配線層7を形成する。無電解めっきは配線層7の厚さを制御しやすいというメリットを有する。めっき方法は、目的に応じて適宜選択すればよい。配線層の厚さは、一般的に10〜30μmである。
【0043】
なお、シード層6は、めっき液中への溶解を考慮し、100nm以上とすることが好ましい。また、成膜時間の短縮化の観点、及び後工程でのエッチングによる除去のし易さの観点から、シード層6は、1μm以下とすることが好ましい。シード層6の厚さは例えば300nm〜1μmである。
【0044】
図3(C)に示すように、配線層7の表面にレジストを塗布し、露光、現像工程を経て、レジストパターン8を形成する。このレジストパターン8をマスクとして、酸性薬液を用い、配線層7およびシード層6をエッチングする。エッチング後、レジストパターン8を除去する。ここまでの工程で、シード層6、及び配線層7からなる配線が形成される。この配線は、ビアホール4内を経由して内層配線2に電気的に接続される。
【0045】
以上、サブトラクティブ法を例に説明したが、プリント配線板はセミアディティブ法で作製することもできる。セミアディティブ法においては、シード層形成後、シード層の表面上にレジストを塗布し、露光、現像工程を経て、レジストパターンを形成する。このレジストパターンを型として電解メッキにより配線層を形成する。レジストパターンが存在しない部分のシード層上に、配線層が形成される。配線層の形成後、レジストパターンを除去し、レジストパターンの下の不要なシード層をエッチング除去する。セミアディティブ法においては、配線層のパターン形成のためのエッチングは行わない。したがって、配線層の肩部がエッチング時に丸くならないというメリットを有する。
【0046】
以下さらに、図4を参照して、窒素プラズマ処理による樹脂層3の表面の改質工程、その前工程のスミア除去(デスミア)工程、および後工程の銅シード層形成工程について詳しく説明する。
【0047】
図4に、本実施例のプリント配線板作製方法に用いられる金属成膜装置の概略図を示す。
【0048】
プラズマ処理チャンバ10とシード層成膜チャンバ12とが、ゲートバルブ15を介して結合されている。プラズマ処理チャンバ10は、ゲートバルブ13を介して搬入用ロードロックチャンバ(図示せず)に接続され、シード層成膜チャンバ12は、ゲートバルブ16を介して搬出用ロードロックチャンバ(図示せず)に接続されている。各チャンバ10、12には、それぞれ処理に必要なガスを導入するためのガス導入口50、54及び排気口51、55が接続されている。排気口51、55は真空排気装置(図示せず)に接続されている。
【0049】
図3(A)に示す、ビアホール4形成後の基板20が、図4に示すゲートバルブ13を通ってプラズマ処理チャンバ10内に搬入される。電極19は、平行平板型プラズマ発生装置の一方の電極である。基板20は電極19に接触させるように設置する。ガス導入口50の一部およびプラズマ処理チャンバ10が、もう一方の電極として機能する。プラズマ処理チャンバ10およびガス導入口50は接地されている。
【0050】
電極19とガス導入口50との間に高周波電源17より高周波電圧が印加される。電極19と高周波電源17との間に、マッチングボックス18が挿入されている。プラズマ処理チャンバ10において、密着性向上のための窒素プラズマ処理と、その前工程のデスミア処理とを行う。
【0051】
まずスミアの除去を行う。プラズマ処理チャンバ10内を真空排気する。酸素ガスもしくはアルゴンガスを導入し、次いで高周波電圧を印加し、プラズマを生成する。ビアホール4底面に残ったスミア9が除去され、樹脂層3の表面およびビアホール4の内面が清浄化される。デスミア処理に要する時間は、樹脂層3の組成に依存するが、1〜5分で充分である。
【0052】
次に、窒素プラズマ処理により、樹脂層3の表面の改質を行う。酸素ガスもしくはアルゴンガスの導入を停止し、処理室を真空排気した後、窒素ガスを導入する。次いで高周波電圧を印加し、プラズマを生成する。
【0053】
窒素プラズマ処理の条件は、圧力1Pa〜20Pa、投入パワー0.1W/cm2〜5.0W/cm2、処理時間1分以上、の範囲であればよい。好ましくは、圧力は5Paより大きく20Pa以下、処理時間は5分〜10分である。また投入パワーは例えば0.8W/cm2、窒素流量は例えば100sccmである。
【0054】
プラズマ処理後の表面平滑性を維持するために、投入パワー密度は、5.0W/cm2以下が好ましい。また密着性向上の効果を得るためには、少なくとも0.1W/cm2以上であることが好ましい。
【0055】
この窒素プラズマ処理により、樹脂層3表面に、銅等の金属との化学結合を促進する窒素を含有する官能基が形成されると考えられる。次の工程で形成されるシード層6との密着性が向上する。
【0056】
窒素プラズマ処理が終了した基板20は、ゲートバルブ15を通って、DCマグネトロンスパッタリング装置であるシード層成膜チャンバ12内に搬入される。膜材料である銅のターゲット60がシード層成膜チャンバ12内に設置されている。
【0057】
シード層成膜チャンバ12内で、図3(B)に示すように、樹脂層3の上の銅からなるシード層6が形成される。なお、温度条件については、成膜中の基板温度が樹脂層3のガラス転移温度以上にならないことが望ましい。
【0058】
なお、シード層成膜チャンバ12は、DCマグネトロンスパッタリング装置に限らず、その他例えば、RFマグネトロンスパッタリング装置、イオンプレーティング装置、真空蒸着装置、化学気相成長装置等、気相成長法を使用できる装置の成膜チャンバであればよい。真空成膜法を採用することにより、湿式成膜法を採用する場合に比べて、微細なビアホール内に再現性よく金属膜を形成することが可能になる。
【0059】
窒素プラズマ処理後、大気中のほこりやゴミが基板上に付着するのを防止するために真空中で連続的に銅シード層を成膜することが望ましいが、必ずしも連続的に成膜する必要はない。窒素プラズマ処理後、短時間ならばデシケータ等水分の再吸着を防止できる環境に保管後に、シード層成膜チャンバ12に戻し、成膜してもよい。
【0060】
シード層6が形成された基板20は、ゲートバルブ15を通って搬出用ロードロックチャンバに移送される。搬出後、シード層6の表面に銅を電解めっきまたは無電解めっきし、配線層7を形成する。
【0061】
1つのプラズマ処理チャンバを、デスミアのための酸素またはアルゴンプラズマ処理と、密着性向上のための窒素プラズマ処理とで共用する場合を説明したが、それぞれ専用の処理装置を設置すれば生産性を高める事ができる。
【0062】
ビアホールが形成されたプリント配線板の処理を例に説明したが、ビア加工されていない基板を処理する場合には、酸素ガスもしくはアルゴンガスによるデスミア処理を省くことができる。窒素プラズマによる表面改質工程と、シード層形成工程のみ行うこととなる。
【0063】
さて、図3(B)に示したように、シード層6は、50μm程度の微細な径のビアホール4の内面まで連続的に被覆する必要がある。圧力勾配型プラズマガンを用いたイオンプレーティング装置が、微細なビアホール4内を連続的に被覆する膜を形成するのに適している。以下に説明するように、ビアホール4の側壁にも良好に成膜することができる。圧力勾配型プラズマガンを用いたイオンプレーティング装置は、例えば特開2002−30423号公報に説明されている。
【0064】
図5に、このイオンプレーティング装置の概略図を示す。成膜室である真空容器30に、真空排気装置41及び圧力勾配型プラズマガン31が取り付けられている。圧力勾配型プラズマガン31の詳細な構造は、例えば特開平7−138743号公報に説明されている。圧力勾配型プラズマガン31は、真空容器30内にアルゴンプラズマビームPBを入射させる。プラズマガン31と真空容器30との接続部に配置されたステアリングコイル33等が、アルゴンプラズマビームPBの強度やアルゴンイオンの分布状態を制御する。
【0065】
真空容器30内の底部に陽極部材32が配置されている。陽極部材32は、主陽極であるハース34と、その周囲に配置された環状の補助陽極35により構成される。補助陽極35は、ハース34の周囲に、これと同心に配置された環状の容器を含んで構成される。環状容器内に、フェライト等で形成された環状の永久磁石38と、これと同心に積層されたコイル39が収納されている。
【0066】
永久磁石38及びコイル39は、ハース34の直上にカスプ状磁場を形成する。カスプ状磁場は、ハース34に入射するプラズマビームPBの向き等を修正する。コイル39に流す電流を制御することにより、プラズマビームPBの向きを微調整することができる。
【0067】
ハース34は導電材料で形成されるとともに、接地された真空容器30に絶縁物を介して支持されている。ハース34の電位が正になるように制御されており、ハース34はプラズマビームPBを下方に吸引する。なお、ハース34に形成すべき膜材料である銅のターゲット36が装填されている。ターゲット36は、アルゴンプラズマビームPBから流入する電子が衝突することによって加熱され、溶融、蒸発する。
【0068】
真空容器30の上面に、搬送機構40が接続されている。搬送機構40は、成膜すべき対象基板20を、成膜すべき面がハース34を向くように保持し、適宜搬送する。
【0069】
圧力勾配型プラズマガン31から出射されたアルゴンプラズマビームPBから流入する電子が衝突することによってターゲット36の一部を加熱溶融させ、蒸発させる。蒸発した銅原子はアルゴンプラズマ中でイオン化され、高いエネルギを持って基板20の表面に衝突する。
【0070】
基板20に衝突する銅イオンが高いエネルギを持っているため、ビアホール内でリスパッタリング現象が生ずる。ビアホール底面の銅がスパッタされて側壁へ付着する。また、ビアホール底面に入射した銅イオンが反射して側壁に付着する効果も期待される。このように、圧力勾配型プラズマガンを用いたイオンプレーティング装置により、ビアホールの側壁にも充分な厚さのシード層を形成することができる。
【0071】
ここで、銅イオンの加速エネルギは、反跳が頻繁に生じ始める50eV以上で、樹脂の損傷を防止できる300eV以下とすることが望ましい。
【0072】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【0073】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、樹脂部材の表面を窒素プラズマに晒した後に樹脂部材上に金属配線層を形成することで、樹脂表面の粗化処理や中間層の形成を行うことなく、樹脂部材と金属配線層との密着性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ポリイミド樹脂部材上に形成した配線層のピール強度を示す表とポリイミド樹脂部材のESCA分析スペクトルである。
【図2】BCB系樹脂部材上に形成した配線層のピール強度を示す表とBCB系樹脂部材のESCA分析スペクトルである。
【図3】プリント配線板の製造方法を説明するための基板断面図である。
【図4】実施例の樹脂金属積層構造体製造方法で使用される成膜装置の概略図である。
【図5】イオンプレーティング装置の概略図である。
【符号の説明】
1 樹脂基板
2 内層配線
3 樹脂層
4 ビアホール
6 シード層
7 配線層
8 レジストパターン
9 スミア
10 プラズマ処理チャンバ
12 シード層成膜チャンバ
13、15、16 ゲートバルブ
17 高周波電源
18 マッチングボックス
19 電極
20 基板
50、54 ガス導入口
51、55 排気口
60 ターゲット
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂材料の表面上に金属層を積層した積層構造体およびその製造方法に関し、特に樹脂材料と金属層との密着性を高めた積層構造体およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
樹脂層上に金属配線が形成されたプリント配線板において、樹脂層と金属配線との密着性を高めるために、樹脂層の表面が粗化処理されている。金属配線の高密度化が進むに従って、配線の細線化及び薄膜化が進んでいる。配線が細くかつ薄くなると、下地表面の粗化処理による数μm程度の凹凸が無視できなくなる。
【0003】
また、樹脂層表面を改質して密着性を高める試みもなされている(例えば、特許文献1〜5参照)。例えば特許文献1においては、スパッタ成膜初期段階で窒素ガスを導入しながらポリイミド樹脂上に銅成膜する方法が提案されている。また特許文献2においては、アルミナまたはシリカの無機フィラーを0.01〜2wt%含むポリイミドフィルム上に銅成膜する前に、アルゴン、ヘリウム、酸素、窒素、炭酸ガス雰囲気でプラズマ処理する方法が提案されている。
【0004】
その他、ポリイミド樹脂層と銅配線との間にクロム、ニッケル等の中間層を設け、密着性を高める試みもなされている(例えば、特許文献6)。
【0005】
【特許文献1】特開平6−228738号公報
【特許文献2】特開2001−151916号公報
【特許文献3】特開昭63−270455号公報
【特許文献4】特開2001−73133号公報
【特許文献5】特開2000−216534号公報
【特許文献6】特開平11−92917号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、樹脂表面の粗化処理や中間層の形成を行うことなく樹脂材料と金属層との密着性が高い積層構造体を製造する方法、および、その積層構造体を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によると、(a)表面に樹脂が露出した基板の該表面を、窒素プラズマに晒す工程と、(b)前記窒素プラズマに晒された後の前記基板の表面上に、金属層を形成する工程とを有し、前記工程(a)において、前記窒素プラズマに晒した後に、前記基板の樹脂表面をX線光電子分光分析することによって検出された窒素(N1s)ピークの積分強度が、前記窒素プラズマに晒す前に、前記基板の樹脂表面をX線光電子分光分析することによって検出された窒素(N1s)ピークの積分強度より大きくなる条件で窒素プラズマ処理を行う樹脂金属積層構造体の製造方法が提供される。
【0008】
また本発明の他の観点によると、表面にポリイミド樹脂が露出した基板と、前記基板のポリイミド樹脂表面上に積層され、ピール強度がJIS規格番号C5012に定める方法による測定で800g/cm以上を示す銅層とを有する樹脂金属積層構造体が提供される。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の第1の実施例による樹脂金属積層構造体の製造方法について説明する。ガラスエポキシ等からなるコア基板の両面に、ポリイミド樹脂からなる樹脂層が積層された基板を準備した。樹脂層に用いるポリイミド樹脂は、アルミナ(Al2O3)、シリカ(SiO2)等のフィラーを含有しないものであった。この基板を、120℃の大気中で30分間乾燥させた。
【0010】
乾燥後の基板を、平行平板型プラズマ処理装置の電極上に、接触させて装着し、窒素プラズマ処理を行った。窒素プラズマ処理の条件は、圧力10Pa、窒素流量100sccm、投入パワー0.8W/cm2、処理時間は10分とした。この時、基板が装着された電極には、アース電位に対して直流成分で−350V程度の電圧と、振幅が500Vの高周波が発生していた。この電圧の作用で窒素イオンが基板に引き付けられることにより、効率的に基板表面の改質がなされると考えられる。
【0011】
その後、基板を銅のイオンプレーティング装置に移送し、銅からなる厚さ500nmのシード層を形成した。シード層の成膜条件は、圧力0.01Pa〜0.1Pa、成膜時間は3分〜5分である。
【0012】
イオンプレーティング装置から基板を取り出し、シード層上に銅を電解めっきすることにより、厚さ20μmの配線層を形成した。
【0013】
上記方法により10分間の窒素プラズマ処理後シード層、配線層を形成した試料と、窒素プラズマ処理は行わずにシード層、配線層を形成した試料とを作製した。これら試料について、JIS規格番号C5012に定める測定法により、引っ張り速度50mm/min、幅10mmの条件で90°ピール試験を行った。
【0014】
図1(A)に、ピール試験結果を示す。10分間の窒素プラズマ処理により、ピール強度が大幅に高くなることがわかる。ピール強度が1000g/cm程度のポリイミド/銅積層構造体が得られる。このように、樹脂層表面の粗化処理や中間層の形成を行うことなく、銅からなる配線層の密着性を高めることができる。
【0015】
なお、図1(A)には比較のため、酸素プラズマ、酸素およびCF4のプラズマ、アルゴンプラズマによる処理結果も示す。酸素プラズマ、酸素およびCF4のプラズマによる処理はほとんど効果がない。アルゴンプラズマ処理ではやや効果が見られるが、窒素プラズマ処理に比べると密着性は大幅に低い。
【0016】
図1(A)に示した窒素プラズマ処理の有無が異なる2種の試料について、ESCA(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis、X線光電子分光分析)による表面付近の組成の分析を行った。
【0017】
図1(B)に、ESCAの測定データを示す。横軸は結合のエネルギ、縦軸はピーク高さを示す。スペクトルpi0は窒素プラズマ処理なしの場合の測定結果、スペクトルpi10は10分間の窒素プラズマ処理を施した場合の測定結果である。
【0018】
ポリイミド樹脂は成分に窒素を含むため、スペクトルpi0において、ポリイミド樹脂に含まれる一重結合のCN結合に対応する窒素(N1s)ピーク(400eV近傍)が現れている。一方、スペクトルpi10においては、pi0に見られたピークの幅が拡大し、高さも高くなっており、ピークの積分強度が増大している。また、ポリイミド樹脂に含まれるCN結合を示す上記のピークよりも低エネルギ側に別のピークが生じており、異なった結合状態を有する窒素が導入されていることがわかる。
【0019】
なお、第1の実施例において、ポリイミド樹脂は、アルミナ、シリカ等のフィラーを含有しないものであったが、これらのフィラーを含むポリイミド樹脂に対しても、窒素プラズマ処理による密着性向上効果は期待される。
【0020】
また、本実施例では、ガラスエポキシ等からなるコア基板の両面にポリイミド樹脂が積層された基板を用いたが、通常のポリイミドフィルムに銅を積層する場合であっても、同様の効果が得られる。
【0021】
次に、第2の実施例による樹脂金属積層構造体の製造方法について説明する。本実施例では、第1の実施例で用いたポリイミド樹脂に代えて、樹脂層をベンゾシクロブテン(BCB)系樹脂とした基板を用いた。窒素プラズマ処理、銅のシード層および配線層形成工程等は、第1の実施例に示した工程と同様とした。
【0022】
第2の実施例においても、10分間の窒素プラズマ処理後シード層、配線層を形成した試料と、窒素プラズマ処理は行わずにシード層、配線層を形成した試料とを作製した。これら試料について、JIS規格番号C5012に定める測定法により、引っ張り速度50mm/min、幅10mmの条件で90°ピール試験を行った。
【0023】
図2(A)に、ピール試験結果を示す。BCB系樹脂を用いた場合においても、10分間の窒素プラズマ処理により、ピール強度が大幅に高くなることがわかる。ピール強度が600g/cm程度のBCB/銅積層構造体が得られる。樹脂層の表面の粗化処理や中間層の形成を行うことなく、銅からなる配線層の密着性を高めることができる。
【0024】
図2(A)に示した窒素プラズマ処理の有無が異なる2種の試料について、ESCAによる表面付近の組成の分析を行った。
【0025】
図2(B)に、ESCAの測定データを示す。スペクトルbcb0は窒素プラズマ処理なしの場合の測定結果、スペクトルbcb10は10分間の窒素プラズマ処理を施した場合の測定結果である。
【0026】
BCB系樹脂は成分に窒素を含まないため、スペクトルbcb0において、窒素に対応する明瞭なピークは見られない。一方、スペクトルbcb10では、窒素(N1s)ピーク(400eV近傍)に対応する明瞭なピークが出現している。つまり、窒素プラズマ処理により、もともとは窒素を含まないBCB系樹脂の表面に、窒素を含む官能基が導入されるということがわかる。
【0027】
上記の第1、第2の実施例において示した知見より、密着性向上の理由は、例えば以下のように理解される。窒素プラズマ処理で樹脂層表面に導入された窒素を含む官能基には、例えばシアノ基(三重結合のCN結合)等、窒素と銅との間に配位結合を生じさせるものが含まれる。この配位結合により、樹脂層と銅シード層との密着性が向上すると考えられる。
【0028】
以上の知見より、成分元素として窒素を含む樹脂のうち、窒素プラズマ処理後と処理前のESCA分析データを比較すると、窒素プラズマ処理後には窒素の結合エネルギに対応するピークの幅が広がり、あるいは高さが高くなり、ピークの積分強度が拡大するような樹脂であれば、密着性向上が期待される。例えば第1の実施例に示したポリイミド樹脂はこの範疇の樹脂として理解できる。
【0029】
第1の実施例のポリイミド樹脂の場合、図1(B)に示すように、窒素プラズマ処理前後で、ピークの積分強度は約2倍に増大した。成分元素として窒素を含む他の樹脂においても、窒素プラズマ処理前後で、ピークの積分強度が約2倍以上となれば、高い密着性が得られると考えてもよいであろう。
【0030】
また、成分元素として窒素を含まない樹脂であっても、窒素プラズマ処理前後のESCA分析データを比較すると、窒素プラズマ処理前には存在しなかった窒素の結合エネルギに対応するピークが、窒素プラズマ処理後には出現する樹脂であれば、密着性向上効果を有すると考えられる。例えば第2の実施例に示したBCB系樹脂はこの範疇の樹脂として理解できる。
【0031】
なお、窒素プラズマ処理を施した樹脂層に対し高い密着性が得られる金属は、第1、第2の実施例に示した銅に限らない。ニッケル、クロム等の窒素との結合力が強い金属を用いることができる。
【0032】
以上第1、第2の実施例で、窒素プラズマ処理時間は10分とした。密着性向上効果は処理時間1分以上で現れ始めるが、5分以上が好ましい。
【0033】
また、第1、第2の実施例で、銅配線層の厚さを20μmとした試料を作成したが、他の膜厚であっても、窒素プラズマ処理により同様の密着性向上効果が得られる。
【0034】
なお、第1、第2の実施例に示した窒素プラズマ処理の前後で、樹脂層表面の平滑性に特段の変化はない。表面粗さRzは、処理前の5nm程度に対し、処理後でも20nm以下とすることができる。ここで、表面粗さRzは、JIS規格における十点平均粗さRzであり、AFM(Atomic Force Microscopy)により2μm×2μmの範囲を測定して求めた。
【0035】
次に、図3、図4を参照し、第3の実施例を説明する。本実施例では、本発明の樹脂金属積層構造体の製造方法を使用し、サブトラクティブ法により、プリント配線板を作製する方法について説明する。
【0036】
図3(A)に示すように、ガラスエポキシ等の樹脂基板1の表面上に、内層銅配線2が形成されている。内層銅配線2を覆うように、樹脂基板1の表面上にポリイミド樹脂あるいはBCB系樹脂からなる樹脂層3を形成する。樹脂層3としてはその他、上述したように、窒素プラズマ処理により窒素が導入される性質を持つ樹脂を用いることができる。樹脂層3の厚さは例えば40μmである。
【0037】
樹脂層3にレーザビームを入射させることにより、内層銅配線2の一部を露出させるビアホール4を形成する。ビアホール4の直径は例えば50μmである。レーザとしては例えば、紫外レーザを用いることができる。ビアホール4の底面には、レーザ加工後の残渣(スミア)9が残存する。
【0038】
ビアホール4が形成された基板20を、アルゴン、酸素、または水素のプラズマ、またはこれらの元素の2種類以上を含むプラズマに晒し、ビアホール4底面のスミア9を取り除く。
【0039】
次にスミア除去後の基板を、窒素プラズマに晒し、基板表面を改質し、後に形成される銅のシード層との密着性を高める。窒素プラズマ処理工程の詳細は、後に図4を参照して説明する。
【0040】
なお、ビアホール4の側壁は、窒素プラズマに晒されやすくするため、テーパをつけておくことが好ましい。テーパをつけるためには、レーザのビームプロファイルを、ガウス分布状、台形状等の凸形状とすることが好ましい。
【0041】
図3(B)に示すように、表面改質後の樹脂層3の表面上及びビアホール4の内面上に、銅からなるシード層6をスパッタリング等により形成する。プラズマ処理からシード層6の形成工程の間、基板20は真空中を搬送し、大気には晒さないことが好ましい。
【0042】
シード層6の形成後、シード層6の表面に電解めっきまたは無電解めっきにより、銅からなる配線層7を形成する。無電解めっきは配線層7の厚さを制御しやすいというメリットを有する。めっき方法は、目的に応じて適宜選択すればよい。配線層の厚さは、一般的に10〜30μmである。
【0043】
なお、シード層6は、めっき液中への溶解を考慮し、100nm以上とすることが好ましい。また、成膜時間の短縮化の観点、及び後工程でのエッチングによる除去のし易さの観点から、シード層6は、1μm以下とすることが好ましい。シード層6の厚さは例えば300nm〜1μmである。
【0044】
図3(C)に示すように、配線層7の表面にレジストを塗布し、露光、現像工程を経て、レジストパターン8を形成する。このレジストパターン8をマスクとして、酸性薬液を用い、配線層7およびシード層6をエッチングする。エッチング後、レジストパターン8を除去する。ここまでの工程で、シード層6、及び配線層7からなる配線が形成される。この配線は、ビアホール4内を経由して内層配線2に電気的に接続される。
【0045】
以上、サブトラクティブ法を例に説明したが、プリント配線板はセミアディティブ法で作製することもできる。セミアディティブ法においては、シード層形成後、シード層の表面上にレジストを塗布し、露光、現像工程を経て、レジストパターンを形成する。このレジストパターンを型として電解メッキにより配線層を形成する。レジストパターンが存在しない部分のシード層上に、配線層が形成される。配線層の形成後、レジストパターンを除去し、レジストパターンの下の不要なシード層をエッチング除去する。セミアディティブ法においては、配線層のパターン形成のためのエッチングは行わない。したがって、配線層の肩部がエッチング時に丸くならないというメリットを有する。
【0046】
以下さらに、図4を参照して、窒素プラズマ処理による樹脂層3の表面の改質工程、その前工程のスミア除去(デスミア)工程、および後工程の銅シード層形成工程について詳しく説明する。
【0047】
図4に、本実施例のプリント配線板作製方法に用いられる金属成膜装置の概略図を示す。
【0048】
プラズマ処理チャンバ10とシード層成膜チャンバ12とが、ゲートバルブ15を介して結合されている。プラズマ処理チャンバ10は、ゲートバルブ13を介して搬入用ロードロックチャンバ(図示せず)に接続され、シード層成膜チャンバ12は、ゲートバルブ16を介して搬出用ロードロックチャンバ(図示せず)に接続されている。各チャンバ10、12には、それぞれ処理に必要なガスを導入するためのガス導入口50、54及び排気口51、55が接続されている。排気口51、55は真空排気装置(図示せず)に接続されている。
【0049】
図3(A)に示す、ビアホール4形成後の基板20が、図4に示すゲートバルブ13を通ってプラズマ処理チャンバ10内に搬入される。電極19は、平行平板型プラズマ発生装置の一方の電極である。基板20は電極19に接触させるように設置する。ガス導入口50の一部およびプラズマ処理チャンバ10が、もう一方の電極として機能する。プラズマ処理チャンバ10およびガス導入口50は接地されている。
【0050】
電極19とガス導入口50との間に高周波電源17より高周波電圧が印加される。電極19と高周波電源17との間に、マッチングボックス18が挿入されている。プラズマ処理チャンバ10において、密着性向上のための窒素プラズマ処理と、その前工程のデスミア処理とを行う。
【0051】
まずスミアの除去を行う。プラズマ処理チャンバ10内を真空排気する。酸素ガスもしくはアルゴンガスを導入し、次いで高周波電圧を印加し、プラズマを生成する。ビアホール4底面に残ったスミア9が除去され、樹脂層3の表面およびビアホール4の内面が清浄化される。デスミア処理に要する時間は、樹脂層3の組成に依存するが、1〜5分で充分である。
【0052】
次に、窒素プラズマ処理により、樹脂層3の表面の改質を行う。酸素ガスもしくはアルゴンガスの導入を停止し、処理室を真空排気した後、窒素ガスを導入する。次いで高周波電圧を印加し、プラズマを生成する。
【0053】
窒素プラズマ処理の条件は、圧力1Pa〜20Pa、投入パワー0.1W/cm2〜5.0W/cm2、処理時間1分以上、の範囲であればよい。好ましくは、圧力は5Paより大きく20Pa以下、処理時間は5分〜10分である。また投入パワーは例えば0.8W/cm2、窒素流量は例えば100sccmである。
【0054】
プラズマ処理後の表面平滑性を維持するために、投入パワー密度は、5.0W/cm2以下が好ましい。また密着性向上の効果を得るためには、少なくとも0.1W/cm2以上であることが好ましい。
【0055】
この窒素プラズマ処理により、樹脂層3表面に、銅等の金属との化学結合を促進する窒素を含有する官能基が形成されると考えられる。次の工程で形成されるシード層6との密着性が向上する。
【0056】
窒素プラズマ処理が終了した基板20は、ゲートバルブ15を通って、DCマグネトロンスパッタリング装置であるシード層成膜チャンバ12内に搬入される。膜材料である銅のターゲット60がシード層成膜チャンバ12内に設置されている。
【0057】
シード層成膜チャンバ12内で、図3(B)に示すように、樹脂層3の上の銅からなるシード層6が形成される。なお、温度条件については、成膜中の基板温度が樹脂層3のガラス転移温度以上にならないことが望ましい。
【0058】
なお、シード層成膜チャンバ12は、DCマグネトロンスパッタリング装置に限らず、その他例えば、RFマグネトロンスパッタリング装置、イオンプレーティング装置、真空蒸着装置、化学気相成長装置等、気相成長法を使用できる装置の成膜チャンバであればよい。真空成膜法を採用することにより、湿式成膜法を採用する場合に比べて、微細なビアホール内に再現性よく金属膜を形成することが可能になる。
【0059】
窒素プラズマ処理後、大気中のほこりやゴミが基板上に付着するのを防止するために真空中で連続的に銅シード層を成膜することが望ましいが、必ずしも連続的に成膜する必要はない。窒素プラズマ処理後、短時間ならばデシケータ等水分の再吸着を防止できる環境に保管後に、シード層成膜チャンバ12に戻し、成膜してもよい。
【0060】
シード層6が形成された基板20は、ゲートバルブ15を通って搬出用ロードロックチャンバに移送される。搬出後、シード層6の表面に銅を電解めっきまたは無電解めっきし、配線層7を形成する。
【0061】
1つのプラズマ処理チャンバを、デスミアのための酸素またはアルゴンプラズマ処理と、密着性向上のための窒素プラズマ処理とで共用する場合を説明したが、それぞれ専用の処理装置を設置すれば生産性を高める事ができる。
【0062】
ビアホールが形成されたプリント配線板の処理を例に説明したが、ビア加工されていない基板を処理する場合には、酸素ガスもしくはアルゴンガスによるデスミア処理を省くことができる。窒素プラズマによる表面改質工程と、シード層形成工程のみ行うこととなる。
【0063】
さて、図3(B)に示したように、シード層6は、50μm程度の微細な径のビアホール4の内面まで連続的に被覆する必要がある。圧力勾配型プラズマガンを用いたイオンプレーティング装置が、微細なビアホール4内を連続的に被覆する膜を形成するのに適している。以下に説明するように、ビアホール4の側壁にも良好に成膜することができる。圧力勾配型プラズマガンを用いたイオンプレーティング装置は、例えば特開2002−30423号公報に説明されている。
【0064】
図5に、このイオンプレーティング装置の概略図を示す。成膜室である真空容器30に、真空排気装置41及び圧力勾配型プラズマガン31が取り付けられている。圧力勾配型プラズマガン31の詳細な構造は、例えば特開平7−138743号公報に説明されている。圧力勾配型プラズマガン31は、真空容器30内にアルゴンプラズマビームPBを入射させる。プラズマガン31と真空容器30との接続部に配置されたステアリングコイル33等が、アルゴンプラズマビームPBの強度やアルゴンイオンの分布状態を制御する。
【0065】
真空容器30内の底部に陽極部材32が配置されている。陽極部材32は、主陽極であるハース34と、その周囲に配置された環状の補助陽極35により構成される。補助陽極35は、ハース34の周囲に、これと同心に配置された環状の容器を含んで構成される。環状容器内に、フェライト等で形成された環状の永久磁石38と、これと同心に積層されたコイル39が収納されている。
【0066】
永久磁石38及びコイル39は、ハース34の直上にカスプ状磁場を形成する。カスプ状磁場は、ハース34に入射するプラズマビームPBの向き等を修正する。コイル39に流す電流を制御することにより、プラズマビームPBの向きを微調整することができる。
【0067】
ハース34は導電材料で形成されるとともに、接地された真空容器30に絶縁物を介して支持されている。ハース34の電位が正になるように制御されており、ハース34はプラズマビームPBを下方に吸引する。なお、ハース34に形成すべき膜材料である銅のターゲット36が装填されている。ターゲット36は、アルゴンプラズマビームPBから流入する電子が衝突することによって加熱され、溶融、蒸発する。
【0068】
真空容器30の上面に、搬送機構40が接続されている。搬送機構40は、成膜すべき対象基板20を、成膜すべき面がハース34を向くように保持し、適宜搬送する。
【0069】
圧力勾配型プラズマガン31から出射されたアルゴンプラズマビームPBから流入する電子が衝突することによってターゲット36の一部を加熱溶融させ、蒸発させる。蒸発した銅原子はアルゴンプラズマ中でイオン化され、高いエネルギを持って基板20の表面に衝突する。
【0070】
基板20に衝突する銅イオンが高いエネルギを持っているため、ビアホール内でリスパッタリング現象が生ずる。ビアホール底面の銅がスパッタされて側壁へ付着する。また、ビアホール底面に入射した銅イオンが反射して側壁に付着する効果も期待される。このように、圧力勾配型プラズマガンを用いたイオンプレーティング装置により、ビアホールの側壁にも充分な厚さのシード層を形成することができる。
【0071】
ここで、銅イオンの加速エネルギは、反跳が頻繁に生じ始める50eV以上で、樹脂の損傷を防止できる300eV以下とすることが望ましい。
【0072】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【0073】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、樹脂部材の表面を窒素プラズマに晒した後に樹脂部材上に金属配線層を形成することで、樹脂表面の粗化処理や中間層の形成を行うことなく、樹脂部材と金属配線層との密着性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ポリイミド樹脂部材上に形成した配線層のピール強度を示す表とポリイミド樹脂部材のESCA分析スペクトルである。
【図2】BCB系樹脂部材上に形成した配線層のピール強度を示す表とBCB系樹脂部材のESCA分析スペクトルである。
【図3】プリント配線板の製造方法を説明するための基板断面図である。
【図4】実施例の樹脂金属積層構造体製造方法で使用される成膜装置の概略図である。
【図5】イオンプレーティング装置の概略図である。
【符号の説明】
1 樹脂基板
2 内層配線
3 樹脂層
4 ビアホール
6 シード層
7 配線層
8 レジストパターン
9 スミア
10 プラズマ処理チャンバ
12 シード層成膜チャンバ
13、15、16 ゲートバルブ
17 高周波電源
18 マッチングボックス
19 電極
20 基板
50、54 ガス導入口
51、55 排気口
60 ターゲット
Claims (11)
- (a)表面に樹脂が露出した基板の該表面を、窒素プラズマに晒す工程と、
(b)前記窒素プラズマに晒された後の前記基板の表面上に、金属層を形成する工程と
を有し、
前記工程(a)において、前記窒素プラズマに晒した後に、前記基板の樹脂表面をX線光電子分光分析することによって検出された窒素(N1s)ピークの積分強度が、前記窒素プラズマに晒す前に、前記基板の樹脂表面をX線光電子分光分析することによって検出された窒素(N1s)ピークの積分強度より大きくなる条件で窒素プラズマ処理を行う樹脂金属積層構造体の製造方法。 - (c)表面に樹脂が露出した基板の該表面を、窒素プラズマに晒す工程と、
(d)前記窒素プラズマに晒された後の前記基板の表面上に、金属層を形成する工程と
を有し、
前記基板の樹脂表面を前記窒素プラズマに晒す前においては、前記基板の樹脂表面をX線光電子分光分析することによって窒素(N1s)ピークが検出されず、前記工程(c)において、前記窒素プラズマに晒した後に、前記基板の樹脂表面をX線光電子分光分析することによって窒素(N1s)ピークが検出される条件で窒素プラズマ処理を行う樹脂金属積層構造体の製造方法。 - 表面に樹脂が露出した基板の該表面を、プラズマ室内の圧力を5Paより大きく20Pa以下として窒素プラズマに晒す工程と、
前記窒素プラズマに晒された後の前記基板の表面上に、金属層を形成する工程と
を有する樹脂金属積層構造体の製造方法。 - 表面にフィラーを含有しないポリイミド樹脂が露出した基板の該表面を、窒素プラズマに晒す工程と、
前記窒素プラズマに晒された後の前記基板の表面上に、金属層を形成する工程と
を有する樹脂金属積層構造体の製造方法。 - 表面にベンゾシクロブテン系樹脂が露出した基板の該表面を、窒素プラズマに晒す工程と、
前記窒素プラズマに晒された後の前記基板の表面上に、金属層を形成する工程と
を有する樹脂金属積層構造体の製造方法。 - 前記金属層を形成する金属が、銅、ニッケル、クロムの少なくとも1つである請求項1〜5のいずれかに記載の樹脂金属積層構造体の製造方法。
- 前記金属層が、圧力勾配型プラズマガンを有するイオンプレーティング装置で形成される請求項1〜6のいずれかに記載の樹脂金属積層構造体の製造方法。
- 表面にポリイミド樹脂が露出した基板と、
前記基板のポリイミド樹脂表面上に積層され、ピール強度がJIS規格番号C5012に定める方法による測定で800g/cm以上を示す銅層と、
を有する樹脂金属積層構造体。 - 表面にベンゾシクロブテン系樹脂が露出した基板と、
前記基板のベンゾシクロブテン系樹脂表面上に積層され、ピール強度がJIS規格番号C5012に定める方法による測定で500g/cm以上を示す銅層と、
を有する樹脂金属積層構造体。 - 表面に樹脂が露出し、該表面には窒素を含む官能基が存在する基板と、
前記基板の表面上に積層され、前記官能基が含む窒素と配位結合を形成する銅を含む銅層と、
を有する樹脂金属積層構造体。 - 前記基板の表面のJIS規格に定める十点平均粗さRzが20nm以下である請求項8〜10のいずれかに記載の樹脂金属積層構造体。
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