[發明專利]提供有機抗蝕劑與銅或銅合金表面的粘附的方法

有效

• 申請號: 201280033868.0
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN103703164B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 托馬斯·許爾斯曼;阿諾·科里克;德里克·特夫斯;米爾科·克洛普施;安德里·梁
• 申請（專利權）人: 埃托特克德國有限公司
• 主分類號: C23C22/52
• 分類號: C23C22/52;H05K3/38;C23F1/18
• 代理公司: 11219 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 郭國清;穆德駿

本發明涉及一種提高有機抗蝕劑材料在銅或銅合金表面上的粘附的方法。銅或銅合金表面與水性粘附增強溶液接觸，所述水性粘附增強溶液包含至少一種有機酸、過氧化物化合物和任選地一種或多種如下的物質，其選自尿素、尿素衍生物和水溶性聚合物。

發明領域

本發明涉及一種用于處理銅或銅合金的粘附增強組合物；一種制備具有銅或銅合金表面的工件的方法，其中所述工件然后使用粘附組合物在其銅或銅合金表面涂覆有機抗蝕劑材料；一種在電路載體基底上使用粘附組合物形成銅結構的方法；以及一種或多種氧化銅相的層。

發明背景

在制造印刷電路板和相關產品的過程中的不同階段，都將有機抗蝕劑材料涂覆到印刷電路板材料的銅表面而且有機抗蝕劑材料必須與銅基體極好地粘附。例如，在構建銅結構時，即，使用線，以及焊接片和焊盤，作為有機抗蝕劑材料的光成像抗蝕劑，來限定這些結構。而且，在這些銅結構被構建后，將作為有機抗蝕劑材料的阻焊層施加到該結構上不應焊接的那些區域。在兩種情況中，有機抗蝕劑材料都要施加到銅表面，并且在成像過程中(曝光和顯影)和在任何后續處理步驟期間，例如在鍍銅(在銅結構產生過程中)和焊接過程中，都必須牢固地粘附至銅表面。

由于這個原因，為了制備用于很好接納有機抗蝕劑材料并進而在其上粘附的銅或銅合金表面，無論如何都要對銅或銅合金表面進行預處理。蝕刻溶液用于該目的，蝕刻溶液例如是包含用于銅的氧化劑的溶液，例如過氧化氫、過氧二硫酸鈉或卡洛酸鈉。由于蝕刻用于粗化(roughening)銅或銅合金表面，因此蝕刻已通常被認為是必不可少的。這是因為，粗化被認為是獲得有機抗蝕劑材料和銅或銅合金表面之間良好粘附性的必要處理。

這種蝕刻溶液的例子已經被WO02／04706A1公開。在該文件中描述的蝕刻溶液為酸性且含有過氧化氫，至少一種含氮的五元雜環化合物，此外還含至少一種選自有機硫醇、有機硫醚、有機二硫化物和硫代酰胺的微結構改性劑。所述含氮的五元雜環化合物為四唑及其衍生物，例如5-氨基四唑和5-苯基四唑。所述微結構改性劑例如選自L-和DL-半胱氨酸，L-、DL-和D-胱氨酸，2-氨基乙硫醇，巰基乙酸，3-巰基丙酸，2-巰基乙磺酸，3-巰基丙磺酸，雙(2-氨乙基)二硫化物，二硫乙酸，3，3’-二硫二丙酸，4，4’-二硫二丁酸，3，3’-二硫-雙(丙磺酸)，硫代二乙酸，3，3’-硫代二丙酸，硫脲，硫代苯甲酰胺，和它們的鹽。對銅表面實施預處理以得到抗鍍層、抗蝕刻層、阻焊層和其上其它介電膜在其上的良好的粘附性。為了得到較低的由于蝕刻去而導致的銅厚度偏差，輕微地蝕刻去銅是本文的一個目的，但是仍然需要將相對于整個銅層厚度的10％的銅蝕刻去以獲得良好的粘附性。此外，本文中提到的其它多種蝕刻溶液也含有過氧化氫或銅的其它氧化劑。

另外，EP0890660A1公開了一種用于銅或銅合金的微蝕刻劑。這種蝕刻劑也含有過氧化氫，還含有硫酸，此外還含有至少一種選自四唑和四唑衍生物的化合物。更具體地，該四唑衍生物可以為1-甲基四唑、2-甲基四唑、5-氨基四唑、5-氨基-1-甲基四唑、1-苯基四唑和5-苯基四唑。這種溶液用于通過微蝕刻而粗化印刷電路板的銅表面，在銅表面中得到深度是1至5μm的深的、腐蝕的凹凸。

WO2004／085706A1公開了一種含有芳族磺酸和過氧化氫的用于微蝕刻銅和銅合金的組合物。獲得的銅或銅合金表面是金屬性的并且可直接鍍有金屬。而且，獲得的表面具有光亮的外觀，這是通過僅為3.6％的RSAI值和<40nm的R_最大值反映出來的。粘附在這種表面的抗蝕劑材料表現出不可接受的高蝕刻速度(實施例7)。

然而，前述蝕刻溶液并不適用于其中在印刷電路板上生成最精細的線和其它結構的最新工藝中，所述最精細的線例如是10μm的線(=線路的所需的寬度)和10μm的間距(=相鄰線路之間的所需的距離)。為了形成這種超精細電路，在通過蝕刻形成這些結構之前鍍覆非常薄的銅。在這些工藝中，用化學鍍方法沉積銅，其厚度例如僅有約1μm。同時，使用上述常規微蝕刻，銅被去除的深度將至少為1至2μm。因此，由于微蝕刻步驟，將存在將表面上至少部分區域中的銅層全部除去的風險。這當然是不能接受的。因此，對于銅基體的一致性，蝕刻被認為是不利的。