形成布線圖案的方法和用于形成布線圖案的蝕刻裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及形成布線圖案的方法和用于形成布線圖案的蝕刻裝置。一種形成布線圖案的方法包括：a)形成金屬底層，所述金屬底層包括與電極接觸的第一基底布線層、不與電極接觸的第二基底布線層、以及將所述第一基底布線層連接到所述第二基底布線層的底部連接層；b)通過電鍍在所述金屬底層上形成金屬鍍層；以及c)通過蝕刻去除金屬連接部。所述金屬連接部是被所述金屬鍍層覆蓋的基底連接層。所述蝕刻包括使包含其中溶解有所述金屬連接部的金屬的溶液的固體電解質(zhì)材料與所述金屬連接部接觸，以及在所述金屬連接部與所述固體電解質(zhì)材料之間施加電壓。
【專利說明】
形成布線圖案的方法和用于形成布線圖案的蝕刻裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及形成布線圖案的方法以及用于形成布線圖案的蝕刻裝置，其中布線圖案包括可以適宜地在樹脂基板的表面上形成的多個金屬布線。
【背景技術】
[0002]在相關技術中，當制造電子電路時，在樹脂基板的表面上形成包括多個金屬布線的布線圖案。例如在公開號為2006-076020的日本專利申請(JP2006-076020A)中，化學鍍層(基底布線層(underlying wiring layer))在樹脂基板的表面上形成以符合布線圖案的形狀，并且通過電鍍在化學鍍層(基底布線層)上層疊(laminate)金屬鍍層。結(jié)果，可獲得這樣的包括多個金屬布線的布線圖案:在該布線圖案中，由金屬形成的化學鍍層和金屬鍍層被依次地層疊在樹脂基板的表面上。
[0003]然而，當使用在JP2006-076020A中公開的方法形成布線圖案時，作為基底布線層的化學鍍層在樹脂基板的表面上形成以符合多個金屬布線的形狀。因此，作為各個金屬布線的基底布線層的化學鍍層在樹脂基板的表面上獨立地(不連續(xù)地)形成。結(jié)果，當通過電鍍形成金屬鍍層時，有必要執(zhí)行連接工作，該連接工作使用諸如導電夾具(conductivejig)等等的電極將作為各個金屬布線的基底布線層的所有化學鍍層分別地電連接到用于電鍍的電源(其負電極)。具體地，為了形成具有復雜形狀的布線圖案(具有復雜形狀的金屬布線)或其中金屬布線被密集形成的布線圖案，很難對所有基底布線層進行連接工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種形成布線圖案的方法和用于形成布線圖案的蝕刻裝置，其中可以在不使所有基底布線層與要被電連接到電源的電極接觸的情況下通過電鍍在基底布線層上形成金屬鍍層。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種形成布線圖案的方法。所述第一方面包括:a)在樹脂基板的表面上形成金屬底層(underlayer)，所述金屬底層包括在電鍍期間與電極接觸的第一基底布線層、在所述電鍍期間不與所述電極接觸的第二基底布線層、以及部分地將所述第一基底布線層連接到所述第二基底布線層的基底連接層;b)通過電鍍在所述金屬底層的表面上形成金屬鍍層；以及c)通過蝕刻至少去除金屬連接部的部分，所述金屬連接部是被所述金屬鍍層的部分覆蓋的所述基底連接層。c)的步驟包括用其中溶解有所述基底連接層的金屬和所述金屬鍍層的金屬的溶液浸漬固體電解質(zhì)材料，并且所述蝕刻包括使所述固體電解質(zhì)材料與所述金屬連接部的所述部分接觸以及在陽極與陰極之間施加電壓，所述陰極為所述固體電解質(zhì)材料，所述陽極為所述金屬連接部的所述部分。
[0006]在第一方面，所述固體電解質(zhì)材料可以是第一固體電解質(zhì)膜，所述第一固體電解質(zhì)膜的第一表面可以具有突出部以與所述金屬連接部的所述部分的表面接觸，并且可以在以下狀態(tài)下執(zhí)行所述蝕刻:第一導電部件被設置在所述第一固體電解質(zhì)膜的第二表面上，所述電極與在所述第一基底布線層上形成的所述金屬鍍層接觸，并且所述金屬連接層的所述部分的表面與所述突出部接觸。
[0007]在上述方面，b)的步驟可以包括使包含金屬離子的第二固體電解質(zhì)膜的第一表面與所述金屬底層接觸;在所述第二固體電解質(zhì)膜的第二表面上設置第二導電部件；以及通過以下方式在所述金屬底層的所述表面上形成所述金屬鍍層:將所述第二導電部件設定為陽極，將所述金屬底層設定為陰極，以及在所述陽極與所述陰極之間施加電壓。
[0008]在上述方面，所述布線圖案可以包括第一金屬布線和第二金屬布線。所述第一金屬布線可以包括所述第一基底布線層、第一端部和第二端部。所述第一端部可以位于所述樹脂基板的所述表面的第一邊緣部附近。所述第二端部可以位于所述樹脂基板的所述表面的第二邊緣部附近。所述第一金屬布線可以被設置在從所述第一邊緣部到所述第二邊緣部的區(qū)域中。所述第二金屬布線可以包括所述第二基底布線層。與所述第一端部和所述第二端部相比，所述第二金屬布線的相反兩端部可以從所述樹脂基板上的所述第一邊緣部和所述第二邊緣部進一步向內(nèi)設置。在a)的步驟中，所述金屬底層可以在所述樹脂基板的所述表面上形成，所述金屬底層包括:所述第一基底布線層，其被形成為符合所述第一金屬布線的形狀;所述第二基底布線層，其被形成為符合所述第二金屬布線的形狀；以及所述基底連接層，其將所述第二基底布線層連接到所述第一基底布線層。在b)的步驟中，可以在將所述電極設置在所述第一邊緣部和所述第二邊緣部中的至少一者上以與所述第一端部和所述第二端部中的至少一者接觸之后，在所述金屬底層的所述表面上形成所述金屬鍍層。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用于使用上述方法形成布線圖案的蝕刻裝置。所述第二方面包括:陰極;固體電解質(zhì)膜，其被設置在所述陰極與用作陽極的所述金屬連接部之間，所述固體電解質(zhì)膜被配置為允許其中溶解有所述金屬連接部的金屬的溶液的透過；以及電源，其在所述金屬連接部與所述陰極之間施加電壓。
[0010]在第二方面，所述固體電解質(zhì)膜可以具有突出部，所述突出部突出以符合所述金屬連接部的表面的形狀，以使得所述固體電解質(zhì)膜與所述金屬連接部接觸并且不與所述金屬布線接觸。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的方面，可以在不使所有基底布線層與要被電連接到電源的電極接觸的情況下通過電鍍在基底布線層上形成金屬鍍層。
【附圖說明】
[0012]下面將參考附圖描述本發(fā)明的示例性實施例的特征、優(yōu)點以及技術和工業(yè)意義，在所述附圖中，相同的參考標號表示相同的部件，其中:
[0013]圖1A是示出使用根據(jù)本發(fā)明的實施例的形成方法形成的布線圖案的平面圖；
[0014]圖1B是沿著圖1A中的線1B-1B截取的截面圖；
[0015]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的形成布線圖案的方法的流程圖；
[0016]圖3A是示出在形成金屬底層的步驟中在其上形成金屬底層的樹脂基板的平面圖；
[0017]圖3B是沿著圖3A中的線3B-3B截取的截面圖；
[0018]圖4是示出用于形成金屬鍍層的鍍敷裝置的示意性概念圖；
[0019]圖5A是示出在鍍敷(plating)之前的鍍敷裝置的狀態(tài)的示意性截面圖；
[0020]圖5B是示出在鍍敷期間的鍍敷裝置的狀態(tài)的示意性截面圖；
[0021 ]圖6A是示出在形成金屬鍍層的步驟中在其上形成金屬鍍層的樹脂基板的平面圖；
[0022]圖6B是沿著圖6A中的線6B-6B截取的截面圖；
[0023]圖7是示出用于去除金屬連接部的蝕刻裝置的示意性概念圖；
[0024]圖8是示出蝕刻裝置的固體電解質(zhì)膜的表面的示意性透視圖；
[0025]圖9A是示出在蝕刻之前的蝕刻裝置的狀態(tài)的示意性截面圖；
[0026]圖9B是示出在蝕刻期間的蝕刻裝置的狀態(tài)的示意性截面圖；
[0027]圖9C是示出圖9B的主要組件的放大圖；以及
[0028]圖10是示出驗證試驗的結(jié)果的圖像。
【具體實施方式】
[0029]下面將描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的形成布線圖案的方法的實例。
[0030]圖1A和圖1B是示出使用根據(jù)本發(fā)明的實施例的形成方法形成的布線圖案30的圖。圖1A是平面圖，以及圖1B是沿著圖1A中的線1B-1B截取的截面圖。在該實施例中，如圖1A和IB所示，在樹脂基板9的表面9a上形成包括多個金屬布線31、31、...的布線圖案30。根據(jù)實施例形成的布線圖案30的多個金屬布線31、31、...包括第一金屬布線3IA和第二金屬布線31B。
[0031 ] 第一金屬布線31A包括第一端部(襯墊(pad))31a和第二端部(襯墊)31b。第一端部31a位于樹脂基板9的表面9a的第一邊緣部9c附近。第二端部31b位于樹脂基板9的表面9a的第二邊緣部9d附近。第一金屬布線31A在從第一邊緣部9c到第二邊緣部9d的區(qū)域中形成。與第一金屬布線31A的第一端部31a和第二端部31b相比，第二金屬布線31B的相反兩端部31c、31d從樹脂基板9上的邊緣部9c、9d進一步地向內(nèi)形成，并且第二金屬布線31B沿著第一金屬布線31A形成。第二金屬布線31B的長度短于第一金屬布線31A的長度。
[0032]包括第一金屬布線31A和第二金屬布線31B的所有金屬布線31具有這樣的結(jié)構(gòu):在該結(jié)構(gòu)中，由金屬形成的基底布線層41和金屬鍍層51在樹脂基板9的表面9a上被依次層疊。第一金屬布線31A和第二金屬布線31B被獨立分開地、彼此不連續(xù)地設置在樹脂基板9的表面9a上。使用以下方法形成布線圖案30。
[0033]如圖2所示，根據(jù)實施例的形成布線圖案30的方法包括三個主要步驟，這三個主要步驟包括形成金屬底層40的步驟S1、形成金屬鍍層50的步驟S2、以及去除金屬連接部32的步驟S3 ο下面將參考附圖描述每個步驟。
[0034]圖3A和3B是示出形成金屬底層40的步驟SI的圖。圖3A是示出其上形成金屬底層40的樹脂基板9的平面圖。圖3B是沿著圖3A中的線3B-3B截取的截面圖。
[0035]首先，在該實施例中，制備具有平板形狀的樹脂基板9。作為構(gòu)成樹脂基板9的樹月旨，例如可以使用熱塑性樹脂、諸如酚醛樹脂的熱固性樹脂、或者通過將氰酸酯樹脂添加到環(huán)氧樹脂中而獲得的樹脂。熱塑性樹脂的實例包括環(huán)氧樹脂、ABS樹脂、AS樹脂、AAS樹脂、PS樹脂、EVA樹脂、PMMA樹脂、PBT樹脂、PET樹脂、PPS樹脂、PA樹脂、POM樹脂、PC樹脂、PP樹脂、PE樹脂、包括彈性體和PP的聚合物合金樹脂、改性PPO樹脂、PTFE樹脂以及ETFE樹脂。
[0036]包括多個基底布線層41、41的金屬底層40在所制備的樹脂基板9的表面9a上形成。金屬底層40包括:基底布線層41，其作為金屬布線31的底層；以及由金屬形成的基底連接層42，其部分地連接相鄰的基底布線層41、41?；撞季€層41是用于通過下面描述的電鍍形成金屬鍍層的種子層。
[0037]具體地，金屬底層40包括:第一基底布線層41A，其被形成為符合第一金屬布線31A的形狀；以及第二基底布線層41B，其被形成為符合第二金屬布線31B的形狀。金屬底層40進一步包括基底連接層42，其將第二基底布線層41B連接到第一基底布線層41A。
[0038]這里，第一基底布線層41A在下面描述的電鍍期間與導電夾具27(電極)接觸。第二基底布線層41B和基底連接層42在下面描述的電鍍期間不與導電夾具27(電極)接觸。
[0039]更具體地，第一基底布線層41A包括第一端部(襯墊底層)41a和第二端部(襯墊底層)41b。第一端部41a位于樹脂基板9的表面9a的第一邊緣部9c附近。第二端部41b位于樹脂基板9的表面9a的第二邊緣部9d附近。第一基底布線層41A在從樹脂基板9的表面9a的第一邊緣部9c到第二邊緣部9d的區(qū)域中形成。
[0040]與第一基底布線層41A的第一端部41a和第二端部41b相比，第二基底布線層41B的相反兩端部41c、41d從樹脂基板9上的邊緣部9c、9d進一步向內(nèi)形成。通過基底連接層42將第二基底布線層41B的中心連接到第一基底布線層41A的中心。通過基底連接層42將第二基底布線層41B電連接(導電)到第一基底布線層41A。
[0041 ]在該實施例中，基底連接層42將一對的第一基底布線層41A和第二基底布線層41B彼此連接。然而，基底連接層42可以將所有對的第一基底布線層41A和第二基底布線層41B彼此連接。結(jié)果，在下面描述的形成金屬鍍層50的步驟S2中，僅使一個第一基底布線層41A的端部41a與導電夾具(電極)接觸。結(jié)果，金屬底層40被電連接到電源26的負電極，并且可以簡單地形成金屬鍍層50。
[0042]上述金屬底層40可以根據(jù)公知的印刷技術，例如使用漿料形成，該漿料包含構(gòu)成金屬底層40的金屬顆粒。也可以使用掩蔽材料等等形成金屬底層40。
[0043]具體地，首先，將具有開口(此開口具有金屬底層40的形狀)的掩蔽材料設置在樹脂基板9的表面9a上。接下來，使用公知的噴涂、印刷等等將金屬顆粒設置在樹脂基板9的表面9a上以符合金屬底層40的圖案形狀。接下來，從樹脂基板9的表面9a去除掩蔽材料。結(jié)果，在樹脂基板9的表面9a上形成金屬底層40。
[0044]根據(jù)另一方法，將具有開口(此開口具有金屬底層40的形狀)的掩蔽材料設置在樹脂基板9的表面9a上。接下來，使用噴涂將諸如鈀的催化劑施加到樹脂基板9的表面9a上以符合金屬底層40的圖案形狀。接下來，在從樹脂基板9的表面9a去除掩蔽材料之后，將樹脂基板9浸入化學鍍?nèi)芤褐?。結(jié)果，通過化學鍍在樹脂基板9的表面9a上形成金屬底層40。
[0045]進一步地，可以通過以下步驟形成金屬底層40:在樹脂基板9的表面9a上層疊金屬箔;使用掩蔽材料覆蓋與金屬底層40對應的部分;使用蝕刻劑去除金屬箔的其它部分；以及從金屬底層40中去除掩蔽材料。
[0046]構(gòu)成金屬底層40的金屬的實例包括銅、鎳和銀。對構(gòu)成金屬底層40的金屬不做具體限制，只要滿足以下條件:可以在下面描述的形成金屬鍍層50的步驟S2中在金屬底層40上形成金屬鍍層50;并且可以在下面描述的去除金屬連接部32的步驟S3中去除基底連接層42 ο
[0047]在形成金屬底層40的步驟SI之后，處理繼續(xù)到形成金屬鍍層50的步驟S2。圖4是示出用于形成金屬鍍層50的鍍敷裝置2的示意性概念圖。圖5Α是示出在鍍敷之前的鍍敷裝置2的狀態(tài)的示意性截面圖。圖5Β是示出在鍍敷期間的鍍敷裝置2的狀態(tài)的示意性截面圖。圖6Α是示出在形成金屬鍍層50的步驟中其上形成金屬鍍層50的樹脂基板9的平面圖。圖6Β是沿著圖6A中的線6B-6B截取的截面圖。
[0048]如圖4所示，在該實施例中，鍍敷裝置2是電鍍裝置，該電鍍裝置至少包括:陽極(用于鍍敷的導電部件)21;用于鍍敷的固體電解質(zhì)膜23，其被設置在陽極21與樹脂基板9之間；以及電源26，其在陽極21與金屬底層40(陰極)之間施加電壓。
[0049]在該實施例中，鍍敷裝置2進一步包括外殼25。陽極21被容納在外殼25中，該外殼25將包含諸如銅、鎳或銀的金屬離子的溶液(下文稱為“電解質(zhì)溶液”)L1供給到陽極21。更具體地，在外殼25的底部，形成容納陽極21的外殼凹部25c，并且陽極21被容納在外殼凹部25。中。
[0050]在該實施例中，在外殼25中，在外殼凹部25c的一側(cè)形成將被連接到外殼凹部25c的供給路徑25a，電解質(zhì)溶液LI通過該供給路徑25a被供給到外殼25。在外殼凹部25c的另一側(cè)形成將被連接到外殼凹部25c的排放路徑25b，電解質(zhì)溶液LI通過該排放路徑25b從外殼25中被排出。
[0051]陽極21由多孔體形成，該多孔體允許電解質(zhì)溶液LI的透過并且將金屬離子供給到固體電解質(zhì)膜。結(jié)果，從供給路徑25a供給的電解質(zhì)溶液LI流過陽極21的內(nèi)部。流過陽極21的內(nèi)部的電解質(zhì)溶液LI的一部分從陽極21與固體電解質(zhì)膜23接觸，以使得用于鍍敷的金屬離子被供給到固體電解質(zhì)膜23。進一步地，已經(jīng)經(jīng)過陽極21的內(nèi)部的電解質(zhì)溶液LI從排放路徑25b被排出。
[0052]對構(gòu)成陽極21的多孔體不做具體限制，只要滿足以下條件:(I)其具有對電解質(zhì)溶液LI的耐腐蝕性；(2)其具有導電性以用作陽極21; (3)其可以允許電解質(zhì)溶液LI的透過；以及(4)其可通過下面描述的加壓單元28被施加壓力。例如，陽極21優(yōu)選地為由具有低氧過電壓的材料(諸如鉑或氧化銥)形成的泡沫金屬或由具有高耐腐蝕性的材料(諸如被鉑、氧化銥等等覆蓋的鈦)形成的泡沫金屬。在使用泡沫金屬的情況下，泡沫金屬優(yōu)選地具有50體積%到95體積%的孔隙度、50μηι到600μηι的孔徑、以及0.1mm到50mm的厚度。
[0053]供給路徑25a和排放路徑25b通過管道被連接到溶液供給單元29。溶液供給單元29包括:栗(未示出)，其將電解質(zhì)溶液LI供給到外殼25的供給路徑25a，該電解質(zhì)溶液LI的金屬離子濃度被調(diào)整為預定值；回收槽(未示出)，其回收從排放路徑25b排放出的電解質(zhì)溶液LI。被回收在回收槽中的電解質(zhì)溶液LI再次通過栗進行供給。以此方式，可以在鍍敷裝置2中循環(huán)電解質(zhì)溶液LI。
[0054]通過使固體電解質(zhì)膜23與上述電解質(zhì)溶液LI接觸，金屬離子可以被浸漬(包含)到固體電解質(zhì)膜23中，并且當對其施加電壓時，源于金屬離子的金屬可以被沉積在樹脂基板9的金屬底層40的表面上。對固體電解質(zhì)膜23的材料不做具體限制，只要可以呈現(xiàn)上述功能。固體電解質(zhì)膜23的材料的實例包括氟樹脂、烴類樹脂、和諸如由DuPont制造的NAF1N(商品名稱)的聚酰胺酸樹脂；以及諸如由Asahi Glass C0.,Ltd制造的SELEM1N(CMV、CMD、CMF系列)的具有離子交換功能的樹脂。
[0055]電解質(zhì)溶液LI包含上述處于離子狀態(tài)的金屬鍍層的金屬。金屬鍍層的金屬的實例包括銅、鎳和銀。在電解質(zhì)溶液LI中，這些金屬被溶解(被電離)在諸如硝酸、磷酸、丁二酸、硫酸或焦磷酸的酸中。例如，在金屬為銅的情況下，電解質(zhì)溶液LI的實例包括氯化銅、硝酸銅、磷酸銅、丁二酸銅、硫酸銅、焦磷酸銅等等的溶液。
[0056]根據(jù)該實施例的鍍敷裝置2包括被設置在外殼25上方的加壓單元28。作為加壓單元28，例如，可以使用液壓缸或氣壓缸。加壓單元28通過陽極21使用固體電解質(zhì)膜23對金屬底層40進行加壓。使用加壓單元28，可以在使用固體電解質(zhì)膜23均勻地對金屬底層40加壓的同時，在金屬底層40上形成(鍍敷)金屬鍍層50。
[0057]根據(jù)該實施例的鍍敷裝置2包括被置于樹脂基板9上的金屬臺座24。金屬臺座24被電連接(導電)到電源26的負電極。電源26的正電極被電連接(導電)到被設置在外殼25中的陽極21。進一步地，鍍敷裝置2包括導電夾具(電極)27，該導電夾具27在金屬鍍層50的形成期間(電鍍期間)與金屬鍍層50的一部分(具體地，端部)接觸以使電源26的負電極被電連接到金屬鍍層50。
[0058]具體地，導電夾具27在金屬鍍層50的形成期間被安裝為與金屬底層40的多個基底布線層中的一些(具體地，第一基底布線層41A)接觸。導電夾具27可被從與導電夾具27接觸的金屬底層40的部分移除。在該實施例中，導電夾具27被設置在樹脂基板9上以可以自由地與金屬底層40的一部分接觸。
[0059]這里，導電夾具27是覆蓋樹脂基板9的金屬板。在導電夾具27中，形成具有與金屬底層40的大小相對應的矩形形狀的通孔27a，并且在導電夾具27的相反兩側(cè)形成一對凸緣部27b。當導電夾具27被設置在樹脂基板9的表面9a上時，通孔27a被形成為使得:在樹脂基板9的表面9a中，周邊部被導電夾具27覆蓋并且金屬底層40通過通孔27a而被暴露。具體地，當導電夾具27被設置在樹脂基板9的表面9a上時，通孔27a的周邊27c與第一基底布線層41A接觸，并且導電夾具27不與第二基底布線層41B接觸，
[0060]以此方式，在該實施例中，導電夾具27被設置為與第一基底布線層41A中的每一個的端部41a、41b接觸并且覆蓋樹脂基板9的表面9a的周邊部。在該實施例中，第二基底布線層41B通過基底連接層42被連接到第一基底布線層41A。因此，通過至少使第一基底布線層41A的第一端部41a與導電夾具27接觸，也可簡單地將第二基底布線層41B電連接到導電夾具27。
[0061]導電夾具27由可用于容易地形成鈍化膜的金屬或化學穩(wěn)定的金屬形成。具體地，在構(gòu)成金屬鍍層50的金屬為銅、鎳或銀的情況下，構(gòu)成導電夾具27的金屬優(yōu)選地為鋁、鈦、鉬、鎢或它們的合金。
[0062]在金屬鍍層50的形成期間，首先，如圖5A所示，導電夾具27被設置在樹脂基板9的表面9a上，以使形成于樹脂基板9上的金屬底層40被暴露并且使凸緣部27b的對與金屬臺座24接觸。在該設置狀態(tài)下，形成導電夾具27的通孔27a的周邊27c的部分與第一基底布線層41A中的每一個的端部41a、41b接觸(參考圖3A)。結(jié)果，可以通過金屬臺座24和導電夾具27簡單地將所有第一和第二基底布線層41A、41B電連接到電源26的負電極。
[0063]在該實施例中，通過金屬臺座24將導電夾具27電連接到電源26的負電極。然而，可以在沒有金屬臺座24的情況下將導電夾具27直接連接到電源26的負電極，并且可以使用非導電臺座代替金屬臺座。
[0064]接下來，如圖5B所示，通過加壓單元28將固體電解質(zhì)膜23的表面朝向金屬底層40加壓，溶液供給單元29執(zhí)行操作以將電解質(zhì)溶液LI供給到外殼25。結(jié)果，被供給到外殼25的電解質(zhì)溶液LI經(jīng)過作為多孔體的陽極21的內(nèi)部，并且電解質(zhì)溶液LI的金屬離子被供給到固體電解質(zhì)膜23。
[0065]在此狀態(tài)下，在陽極21與金屬底層40(陰極)之間施加電壓。結(jié)果，被包含在固體電解質(zhì)膜23中的金屬離子被還原，并且由此可以在金屬底層40的表面上形成金屬鍍層50。具體地，如圖6A和6B所示，可以獲得這樣的圖案30’:在該圖案中，第二金屬布線31B通過金屬連接部32部分地被連接到第一金屬布線31A。
[0066]在該實施例中，作為鍍敷裝置2，使用固體電解質(zhì)膜23的裝置被用于形成金屬鍍層50。然而，例如，在不使用固體電解質(zhì)膜23的情況下，可以通過以下步驟形成金屬鍍層50:將導電夾具27和樹脂基板P浸入其中設置有陽極的電鍍槽的電鍍?nèi)芤褐?，使得金屬底?0位于陽極的對面；以及在陽極與金屬底層40(陰極)之間施加電壓。
[0067]如圖6A和6B所示，金屬連接部32是其中基底連接層42的表面被金屬鍍層50的部分52覆蓋的層。金屬連接部32是其中第二金屬布線32B被連接到第一金屬布線31A的部分，并且該部分是不必要的。因此，如下面所述，通過蝕刻去除金屬連接部32。
[0068]在去除金屬連接部32的步驟S3中，使用圖7所示的蝕刻裝置I。圖7是示出用于去除金屬連接部32的蝕刻裝置I的示意性概念圖。圖8是示出蝕刻裝置I的固體電解質(zhì)膜13的表面的示意性透視圖。圖9A是示出在蝕刻之前的蝕刻裝置I的狀態(tài)的示意性截面圖。圖9B是示出在蝕刻期間的蝕刻裝置I的狀態(tài)的示意性截面圖。圖9C是示出圖9B的主要組件的放大圖。
[0069]根據(jù)該實施例，在蝕刻裝置I中，金屬臺座24、外殼25、加壓單元28和溶液供給單元29的配置與圖4所示的鍍敷裝置2的配置相同。因此，這些組件由上述相同的參考標號表示，并且將不重復對它們的描述。在蝕刻裝置I中，使用其中溶解有基底連接層42的金屬和金屬鍍層50的金屬(其部分52)的溶液L2來代替電解質(zhì)溶液LI。
[0070]如圖7所示，蝕刻裝置I包括:陰極11(用于蝕刻的導電部件)；以及用于蝕刻的固體電解質(zhì)膜13。固體電解質(zhì)膜13被設置在陰極11與作為陽極的圖案30’(具體地，金屬連接部32)之間，并且允許其中溶解有金屬連接部32的金屬的溶液L2透過。
[0071]對陰極11不做具體限制，只要滿足以下條件:(I)其具有對溶液L2的耐腐蝕性；(2)其可允許溶液L2的透過；(3)其具有導電性以用作陰極；以及(4)加壓單元28可以將固體電解質(zhì)膜13朝向金屬鍍層50(其部分52)的表面加壓。例如，陰極11優(yōu)選地為由具有低氧過電壓的材料(諸如鉑或氧化銥)形成的泡沫金屬或由具有高耐腐蝕性的材料(諸如被鉑、氧化銥覆蓋等等的鈦)形成的泡沫金屬。
[0072]如圖8所示，在固體電解質(zhì)膜13中，在與樹脂基板9相對的表面13a上形成突出部13b，該突出部13b突出以符合金屬連接部32 (基底連接層42)的表面的形狀，使得固體電解質(zhì)膜13與金屬連接部32接觸，并且不與金屬布線31接觸。
[0073]固體電解質(zhì)膜13由允許其中溶解有金屬連接部32(金屬鍍層50的部分52以及基底連接層42)的金屬的溶液L2的透過的材料形成，也就是，由允許氫離子、氫氧離子、氯離子等等的透過的材料形成。對固體電解質(zhì)膜13不做具體限制，只要它可通過與溶液L2接觸而允許溶液L2的透過。
[0074]溶液L2的實例包括氫氧化鉀水溶液、氯化鐵水溶液、硝酸水溶液和硫酸水溶液。例如，在溶液L2為諸如硫酸水溶液或硝酸水溶液的酸性溶液的情況下或在溶解所需要的成分為陽離子的情況下，固體電解質(zhì)膜的材料的實例包括氟樹脂、烴類樹脂、和諸如由DuPont制造的NAF1N(商品名稱)的聚酰胺酸樹脂；以及諸如由Asahi Glass C0.，Ltd制造的SELEM1N(CMV、CMD、CMF系列)的具有導電陽離子的陽離子交換功能的樹脂。在這種情況下，固體電解質(zhì)膜13由與鍍敷裝置2的固體電解質(zhì)膜23的材料相同的材料形成。
[0075]例如，在溶液L2為堿性溶液的情況下或在溶解所需要的成分為陰離子的情況下(例如，鹽酸水溶液或氯化鐵水溶液)，固體電解質(zhì)膜的材料的實例包括諸如由A S T O MCorporat1n制造的NEOSEPTA(AMX、AHA、ACS)和由Asahi Glass C0.,Ltd制造的SELEM10N(AMV、AMT、AHO系列)的具有陰離子交換功能的樹脂。
[0076]在金屬連接部32的去除期間，首先，如圖9A所示，導電夾具27被設置在樹脂基板9的表面9a上，以使得在樹脂基板9上形成的圖案30’被暴露并且使凸緣部24b的對與金屬臺座24接觸。在該設置狀態(tài)下，形成導電夾具27的通孔27a的開口邊緣的一部分與第一金屬布線31A中的每一個的端部31a、31b接觸，但是第二金屬布線31B中的每一個不與導電夾具27接觸(參考圖6A)。然而，第二金屬布線31B通過金屬連接部32被連接到第一金屬布線31A。因此，可以通過金屬臺座24和導電夾具27簡單地將所有第一和第二金屬布線31A、31B電連接到電源16的正電極。
[0077]接下來，如圖9B所示，通過加壓單元28借助固體電解質(zhì)膜13的突出部13b對金屬連接部32(金屬鍍層50的部分52)的表面加壓，溶液供給單元29執(zhí)行操作以將電解質(zhì)溶液L2供給到外殼25 ο結(jié)果，被供給到外殼25的溶液L2經(jīng)過作為多孔體的陰極11的內(nèi)部，并且被供給到固體電解質(zhì)膜13。
[0078]在此狀態(tài)下，電源16在陰極11與金屬連接部32(陽極)之間施加電壓。結(jié)果，如圖9B和9C所示，可以通過蝕刻去除金屬連接部32。
[0079]例如，在其中金屬連接部32由銅形成以及其中溶液L2為硝酸水溶液或硫酸水溶液的情況下，如上所述，具有陽離子交換功能的膜被選作固體電解質(zhì)膜13。結(jié)果，在陽極(金屬連接部32)上發(fā)生反應Cu—Cu2++2e—，在陰極11上發(fā)生反應2H++2e——H2,可以去除金屬連接部32。
[0080]另一方面，例如在其中金屬連接部32由銅形成以及其中溶液L2為鹽酸水溶液的情況下，如上所述，具有陰離子交換功能的膜被選作固體電解質(zhì)膜13。結(jié)果，在陽極(金屬連接部32)上發(fā)生反應Cu+4Cl——[CuCl4]2-+2e—，在陰極11上發(fā)生反應2H++2e——H2，并且可以去除金屬連接部32。
[0081]以此方式，通過蝕刻不僅可以去除具有被金屬鍍層50的部分52覆蓋的表面52a的基底連接層42，而且可以去除金屬鍍層50的部分52(可以去除金屬連接部32)。因此，甚至可以簡單地形成圖1A和IB所示的復雜的布線圖案30。
[0082]特別地，在密集地形成多個金屬布線的情況下或在如圖1A所示地第二金屬布線31B獨立地被浸入樹脂基板9的表面B內(nèi)的情況下，很難將金屬布線的所有基底布線層直接電連接到電源以執(zhí)行電鍍。
[0083]然而，當像在該實施例中那樣形成基底連接層42時，沒有必要將金屬布線的所有基底布線層直接電連接到電源。因此，可以更簡單地形成布線圖案。
[0084]下面將描述作為本發(fā)明的實例進行的驗證試驗。
[0085]在樹脂基板的表面上形成銅濺射膜(Cu濺射膜)。接下來，使用圖7所示的蝕刻裝置，部分地蝕刻銅濺射膜。具體地，10 %的硫酸水溶液被用作溶液，并且在由泡沫鈦(1mm X1 Omm X Imm)形成的多孔體(由Mitsubishi Materials Corporat1n制造)的表面上形成鏈鉑層以制備陰極。作為固體電解質(zhì)膜，使用具有183μπι的厚度的電解質(zhì)膜(由DuPont制造；NAF1N NI 17 )，該電解質(zhì)膜上形成有突出部(凸部)。與銅濺射膜接觸的突出部的表面(突出表面)的大小為40mm X 40mm。
[0086]通過陰極朝向銅濺射膜對固體電解質(zhì)膜加壓，并且在以下條件下執(zhí)行蝕刻:施加的壓力為0.110^、施加的電壓為3.0￥、處理時間為10分鐘、以及溫度為25°(:(室溫)。結(jié)果在圖10中示出。如圖10所示，僅在形成為符合固體電解質(zhì)膜的突出部(凸部)的形狀的區(qū)域中的銅濺射膜被去除。
【主權項】
1.一種形成布線圖案的方法，其特征在于包括: a)在樹脂基板的表面上形成金屬底層，所述金屬底層包括: 在電鍍期間與電極接觸的第一基底布線層， 在所述電鍍期間不與所述電極接觸的第二基底布線層，以及 部分地將所述第一基底布線層連接到所述第二基底布線層的基底連接層； b)通過電鍍在所述金屬底層的表面上形成金屬鍍層；以及 c)通過蝕刻至少去除金屬連接部的部分，所述金屬連接部是被所述金屬鍍層的部分覆蓋的所述基底連接層，其中 c)的步驟包括用其中溶解有所述基底連接層的金屬和所述金屬鍍層的金屬的溶液浸漬固體電解質(zhì)材料，并且所述蝕刻包括 使所述固體電解質(zhì)材料與所述金屬連接部的所述部分接觸；以及在陽極與陰極之間施加電壓，所述陰極為所述固體電解質(zhì)材料，并且所述陽極為所述金屬連接部的所述部分。2.根據(jù)權利要求1所述的形成布線圖案的方法，其中 所述固體電解質(zhì)材料是第一固體電解質(zhì)膜， 所述第一固體電解質(zhì)膜的第一表面具有突出部以與所述金屬連接部的所述部分的表面接觸，并且 在以下狀態(tài)下執(zhí)行所述蝕刻:第一導電部件被設置在所述第一固體電解質(zhì)膜的第二表面上，所述電極與在所述第一基底布線層上形成的所述金屬鍍層接觸，并且所述金屬連接層的所述部分的表面與所述突出部接觸。3.根據(jù)權利要求2所述的形成布線圖案的方法，其中 b)的步驟包括 使包含金屬離子的第二固體電解質(zhì)膜的第一表面與所述金屬底層接觸， 在所述第二固體電解質(zhì)膜的第二表面上設置第二導電部件，以及通過以下方式在所述金屬底層的所述表面上形成所述金屬鍍層:將所述第二導電部件設定為陽極，將所述金屬底層設定為陰極，以及在所述陽極與所述陰極之間施加電壓。4.根據(jù)權利要求3所述的形成布線圖案的方法，其中 所述布線圖案包括第一金屬布線和第二金屬布線， 所述第一金屬布線包括所述第一基底布線層、第一端部和第二端部， 所述第一端部位于所述樹脂基板的所述表面的第一邊緣部附近， 所述第二端部位于所述樹脂基板的所述表面的第二邊緣部附近， 所述第一金屬布線被設置在從所述第一邊緣部到所述第二邊緣部的區(qū)域中， 所述第二金屬布線包括所述第二基底布線層， 與所述第一端部和所述第二端部相比，所述第二金屬布線的相反兩端部從所述樹脂基板上的所述第一邊緣部和所述第二邊緣部進一步向內(nèi)設置， 在a)的步驟中，所述金屬底層在所述樹脂基板的所述表面上形成，所述金屬底層包括:所述第一基底布線層，其被形成為符合所述第一金屬布線的形狀;所述第二基底布線層，其被形成為符合所述第二金屬布線的形狀；以及所述基底連接層，其將所述第二基底布線層連接到所述第一基底布線層，并且 在b)的步驟中，在將所述電極設置在所述第一邊緣部和所述第二邊緣部中的至少一者上以與所述第一端部和所述第二端部中的至少一者接觸之后，在所述金屬底層的所述表面上形成所述金屬鍍層。5.一種蝕刻裝置，其通過蝕刻來去除這樣的金屬連接部:在該金屬連接部處，被設置在基板表面上的多個金屬布線中的相鄰金屬布線部分地彼此連接，所述蝕刻裝置的特征在于包括: 陰極； 固體電解質(zhì)膜，其被設置在所述陰極與用作陽極的所述金屬連接部之間，所述固體電解質(zhì)膜被配置為允許其中溶解有所述金屬連接部的金屬的溶液的透過;以及 電源，其在所述金屬連接部與所述陰極之間施加電壓。6.根據(jù)權利要求5所述的蝕刻裝置，其中 所述固體電解質(zhì)膜具有突出部，所述突出部突出以符合所述金屬連接部的表面的形狀，以使得所述固體電解質(zhì)膜與所述金屬連接部接觸并且不與所述金屬布線接觸。
【文檔編號】H05K3/07GK106061124SQ201610195708
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年3月31日 公開號201610195708.6, CN 106061124 A, CN 106061124A, CN 201610195708, CN-A-106061124, CN106061124 A, CN106061124A, CN201610195708, CN201610195708.6
【發(fā)明人】佐藤祐規(guī), 平岡基記, 柳本博, 臼井弘樹
【申請人】豐田自動車株式會社