[发明专利]提供有机抗蚀剂与铜或铜合金表面的粘附的方法

说明书

本发明涉及一种提高有机抗蚀剂材料在铜或铜合金表面上的粘附的方法。铜或铜合金表面与水性粘附增强溶液接触，所述水性粘附增强溶液包含至少一种有机酸、过氧化物化合物和任选地一种或多种如下的物质，其选自尿素、尿素衍生物和水溶性聚合物。

发明领域

本发明涉及一种用于处理铜或铜合金的粘附增强组合物；一种制备具有铜或铜合金表面的工件的方法，其中所述工件然后使用粘附组合物在其铜或铜合金表面涂覆有机抗蚀剂材料；一种在电路载体基底上使用粘附组合物形成铜结构的方法；以及一种或多种氧化铜相的层。

发明背景

在制造印刷电路板和相关产品的过程中的不同阶段，都将有机抗蚀剂材料涂覆到印刷电路板材料的铜表面而且有机抗蚀剂材料必须与铜基体极好地粘附。例如，在构建铜结构时，即，使用线，以及焊接片和焊盘，作为有机抗蚀剂材料的光成像抗蚀剂，来限定这些结构。而且，在这些铜结构被构建后，将作为有机抗蚀剂材料的阻焊层施加到该结构上不应焊接的那些区域。在两种情况中，有机抗蚀剂材料都要施加到铜表面，并且在成像过程中(曝光和显影)和在任何后续处理步骤期间，例如在镀铜(在铜结构产生过程中)和焊接过程中，都必须牢固地粘附至铜表面。

由于这个原因，为了制备用于很好接纳有机抗蚀剂材料并进而在其上粘附的铜或铜合金表面，无论如何都要对铜或铜合金表面进行预处理。蚀刻溶液用于该目的，蚀刻溶液例如是包含用于铜的氧化剂的溶液，例如过氧化氢、过氧二硫酸钠或卡洛酸钠。由于蚀刻用于粗化(roughening)铜或铜合金表面，因此蚀刻已通常被认为是必不可少的。这是因为，粗化被认为是获得有机抗蚀剂材料和铜或铜合金表面之间良好粘附性的必要处理。

这种蚀刻溶液的例子已经被WO02／04706A1公开。在该文件中描述的蚀刻溶液为酸性且含有过氧化氢，至少一种含氮的五元杂环化合物，此外还含至少一种选自有机硫醇、有机硫醚、有机二硫化物和硫代酰胺的微结构改性剂。所述含氮的五元杂环化合物为四唑及其衍生物，例如5-氨基四唑和5-苯基四唑。所述微结构改性剂例如选自L-和DL-半胱氨酸，L-、DL-和D-胱氨酸，2-氨基乙硫醇，巯基乙酸，3-巯基丙酸，2-巯基乙磺酸，3-巯基丙磺酸，双(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-双(丙磺酸)，硫代二乙酸，3，3’-硫代二丙酸，硫脲，硫代苯甲酰胺，和它们的盐。对铜表面实施预处理以得到抗镀层、抗蚀刻层、阻焊层和其上其它介电膜在其上的良好的粘附性。为了得到较低的由于蚀刻去而导致的铜厚度偏差，轻微地蚀刻去铜是本文的一个目的，但是仍然需要将相对于整个铜层厚度的10％的铜蚀刻去以获得良好的粘附性。此外，本文中提到的其它多种蚀刻溶液也含有过氧化氢或铜的其它氧化剂。

另外，EP0890660A1公开了一种用于铜或铜合金的微蚀刻剂。这种蚀刻剂也含有过氧化氢，还含有硫酸，此外还含有至少一种选自四唑和四唑衍生物的化合物。更具体地，该四唑衍生物可以为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。这种溶液用于通过微蚀刻而粗化印刷电路板的铜表面，在铜表面中得到深度是1至5μm的深的、腐蚀的凹凸。

WO2004／085706A1公开了一种含有芳族磺酸和过氧化氢的用于微蚀刻铜和铜合金的组合物。获得的铜或铜合金表面是金属性的并且可直接镀有金属。而且，获得的表面具有光亮的外观，这是通过仅为3.6％的RSAI值和<40nm的R_最大值反映出来的。粘附在这种表面的抗蚀剂材料表现出不可接受的高蚀刻速度(实施例7)。

然而，前述蚀刻溶液并不适用于其中在印刷电路板上生成最精细的线和其它结构的最新工艺中，所述最精细的线例如是10μm的线(=线路的所需的宽度)和10μm的间距(=相邻线路之间的所需的距离)。为了形成这种超精细电路，在通过蚀刻形成这些结构之前镀覆非常薄的铜。在这些工艺中，用化学镀方法沉积铜，其厚度例如仅有约1μm。同时，使用上述常规微蚀刻，铜被去除的深度将至少为1至2μm。因此，由于微蚀刻步骤，将存在将表面上至少部分区域中的铜层全部除去的风险。这当然是不能接受的。因此，对于铜基体的一致性，蚀刻被认为是不利的。