(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板における導体の形成方法であって、
絶縁体である樹脂材料上に、プラズマによってイオン化した配線材料の蒸発粒子を堆積して導電性の下地層を形成する第１工程と、
前記下地層に所定のバイアス電圧を印加した状態で、当該下地層上に、プラズマによってイオン化した配線材料の蒸発粒子を含むイオンを入射させる第２工程と
を備える導体の形成方法。
【請求項２】
前記第２工程を経た前記下地層上に、プラズマによって配線材料をイオン化した蒸発粒子を堆積して導電性の本体層を形成する第３工程をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の導体の形成方法。
【請求項３】
前記第１工程で形成される前記下地層の膜厚は、１００Å以上２０００Å以下であることを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれか記載の記載の導体の形成方法。
【請求項４】
前記第１工程で形成される前記下地層の膜厚は、２５０Å以上５００Å以下であることを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれか記載の記載の導体の形成方法。
【請求項５】
前記第２工程で前記下地層に印加される前記所定の負電圧は、真空容器の電位に対し−２５０Ｖ以上−７０Ｖ以下の範囲であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか記載の導体の形成方法。
【請求項６】
前記第２工程で前記下地層に印加される前記所定の負電圧は、真空容器の電位に対し−２００Ｖ以上−１５０Ｖ以下の範囲であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか記載の導体の形成方法。
【請求項７】
プラズマビームを成膜室中に供給するプラズマ源と、
前記成膜室中に配置されて前記プラズマビームを導くとともに導電性の膜材料を収容する材料蒸発源を有するハースと、
配線基板を前記ハースに対向して保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持された前記配線基板上に形成された前記膜材料からなる所定膜厚の下地層に着脱自在に接続されて前記下地層に所定の負電圧を印加する可動型の電極手段と
を備える導体の形成装置。
【請求項８】
前記基板保持手段は、前記ハース上方で前記配線基板を搬送し、前記電極手段は、前記配線基板が前記ハースの直上位置にあるときに、前記配線基板に前記所定の負電圧を印加し、前記配線基板が前記ハースの直上位置の前後にあるときに、成膜に際し前記配線基板を電源から遮断し、又は前記配線基板にゼロ若しくは正電圧を印加することを特徴とする請求項７記載の導体の形成装置。
【請求項９】
前記配線基板が前記ハースの直上位置の前後にあるときに、前記配線基板を前記ハースに対向するように傾斜させて保持する傾斜保持手段をさらに備えることを特徴とする請求項７記載の導体の形成装置。
【請求項１０】
前記電極手段によって前記配線基板に前記所定の負電圧が印加される際に基板を冷却する冷却装置をさらに有することを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか記載の導体の形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、配線基板の樹脂材料層の表面に密着性の良い導体を形成するための方法及び装置に関し、特に、ビルドアップ法多層プリント配線板等における層間接続のための導体の形成方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プリント配線板の集積度向上の要求に対応できるものとして、ビルドアップ法多層プリント配線板が着目されている。この種のビルドアップ・プリント配線板を構成する導体の形成方法としては、無電解メッキによって樹脂面上にシード層を形成し、さらにこのシード層上に電解メッキを行って本体の導体を形成するのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近年、配線の微細化にともない、メッキプロセスの信頼性が不安視されている。具体的には、内層導体との接続の信頼性、絶縁の信頼性、付着強度の低下等の改善が問題となっている。特にビルドアップ・プリント配線板では、導体の密着が不十分であると、後工程で欠陥が発生したり製品の信頼性低下につながるため、密着性確保が重要な課題となっている。
【０００４】
さらに、プリント配線板にマウントする電子デバイスの動作の高速化により、低誘電率の絶縁材料の使用が求められているが、低誘電率材料に対する無電解メッキの付着強度はさらに低く、新しい導電層の形成方法が求められている。
【０００５】
そこで、本発明は、高い信頼性を有する微細配線を形成するための導体の形成方法及び装置であって、特に低誘電率材料に対しても高い付着強度を有する導体の形成方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、信頼性の高い導体を形成することができ、かつ、高効率で、スループットの高い導体の形成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、配線基板における導体の形成方法であって、絶縁体である樹脂材料上に、プラズマによってイオン化した配線材料の蒸発粒子を堆積して導電性の下地層を形成する第１工程と、前記下地層に所定の負電圧を印加した状態で、当該下地層上に、プラズマによってイオン化した配線材料の蒸発粒子を含むイオンを入射させる第２工程とを備える。
【０００８】
上記導体形成方法では、第２工程で、前記下地層に所定の負電圧を印加した状態で、当該下地層上に、プラズマによってイオン化した配線材料の蒸発粒子を含む高エネルギーのイオンを入射させるので、樹脂材料に対する下地層の付着強度を高めることができる。下地層の付着強度が高まる理由は必ずしも明らかではないが、▲１▼樹脂材料と配線材料との間に化学的な結合が生成されることによってより高い付着強度が得られるとか、▲２▼配線材料が樹脂材料の内部に拡散して拡散層が形成されることによってより高い付着強度が得られるといったことが考えられる。
【０００９】
また、上記方法の具体的な態様では、前記第２工程を経た前記下地層上に、プラズマによって配線材料をイオン化した蒸発粒子を堆積して導電性の本体層を形成する第３工程をさらに備える。この場合、高い導電性を有する本体層によって得られた配線の電気的特性を高めることができる。
【００１０】
また、上記方法の別の具体的な態様では、前記第１工程で形成される前記下地層の膜厚が、１００Å以上２０００Å以下である。この場合、第２工程中の高エネルギーイオンの入射により下地層が適度にスパッタされ界面近傍に高エネルギーイオンが入射するので、樹脂材料に対する下地層の付着強度を効果的に高めることができる。なお、下地層の膜厚が、１００Å以下では、十分な導通を確保することができず、下地層の表面で異常放電が生じて良好な導電層が得られない可能性があり、２０００Å以上では、イオン化した蒸発粒子等が下地層と樹脂材料との界面近くまで到達しなくなり、下地層の付着強度を高めることができない。
【００１１】
また、上記方法の別の具体的な態様では、前記第１工程で形成される前記下地層の膜厚は、２５０Å以上５００Å以下である。この場合、下地層がさらに適度にスパッタされるので、樹脂材料に対する下地層の付着強度をさらに高めることができる。
【００１２】
また、上記方法の別の具体的な態様では、前記第２工程で前記下地層に印加される前記所定の負電圧が、真空容器の電位に対し−２５０Ｖ以上−７０Ｖ以下の範囲である。この場合、下地層が適度なエネルギーでスパッタされるので、樹脂材料に対する下地層の付着強度を効果的に高めることができる。なお、前記所定の負電圧が、−２５０Ｖ以下では、配線基板に熱的なダメージが形成される可能性があり、−７０Ｖ以上では、下地層上にイオン化した配線材料の蒸発粒子等を十分なエネルギ−で入射させることができないので、付着強度を十分に向上させることができない。
【００１３】
また、上記方法の別の具体的な態様では、前記第２工程で前記下地層に印加される前記所定の負電圧は、真空容器の電位に対し−２００Ｖ以上−１５０Ｖ以下の範囲であることを特徴とする。この場合、下地層がさらに適度なエネルギーでスパッタされるので、樹脂材料に対する下地層の付着強度をさらに高めることができる。
【００１４】
また、本発明に係る導体の形成装置は、プラズマビームを成膜室中に供給するプラズマ源と、前記成膜室中に配置されて前記プラズマビームを導くとともに導電性の膜材料を収容する材料蒸発源を有するハースと、配線基板を前記ハースに対向して保持する基板保持手段と、前記基板保持手段に保持された前記配線基板上に形成された前記膜材料からなる所定膜厚の下地層に着脱自在に接続されて前記下地層に所定の負電圧を印加する可動型の電極手段とを備える。
【００１５】
上記導体形成装置では、電極手段が前記基板保持手段に保持された前記配線基板上に形成された前記膜材料からなる所定膜厚の下地層に着脱自在に接続されて前記下地層に所定の負電圧を印加するので、前記下地層に所定の負電圧を印加した状態で、当該下地層上に、プラズマによってイオン化した配線材料の蒸発粒子を含むイオンを入射させることができ、樹脂材料に対する下地層の付着強度を高めることができる。
【００１６】
また、上記装置の具体的な態様では、前記基板保持手段が、前記ハース上方で前記配線基板を搬送し、前記電極手段が、前記配線基板が前記ハースの直上位置にあるときに、前記配線基板に前記所定の負電圧を印加し、前記配線基板が前記ハースの直上位置の前後にあるときに、前記配線基板を電源から遮断し、又は前記配線基板にゼロ若しくは正電圧を印加する。この場合、下地層を形成するとともに、同時にイオン化した蒸発粒子等によって下地層の付着強度を高めることができ、更に処理後の下地層上に導電性の本体層を形成することができるので、効率的な処理が可能になる。
【００１７】
また、上記装置の別の具体的な態様では、前記配線基板が前記ハースの直上位置の前後にあるときに、前記配線基板を前記ハースに対向するように傾斜させて保持する傾斜保持手段をさらに備える。この場合、下地層や本体層を比較的均一な膜厚で形成することができる。
【００１８】
また、上記装置の別の具体的な態様では、前記電極手段によって前記配線基板に前記所定の負電圧が印加される際に基板を冷却する冷却装置をさらに有する。この場合、イオン化した蒸発粒子等を下地層上に入射させても、配線基板に熱的なダメージが生じにくくなる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
図１〜図３は、第１実施形態に係る導体の形成装置の構造を説明する図である。図１は装置の正面図であり、図２は側面図であり、図３は平面図である。この導体形成装置は、ビルドアッププリント配線板用の基板Ｗを構成する絶縁層上に電解メッキ用のシード層となる導電層を形成するための装置であり、成膜室である真空容器１０と、真空容器１０中にプラズマビームＰＢを供給するプラズマ源であるプラズマガン３０と、真空容器１０内の底部に配置されてプラズマビームＰＢが入射する陽極部材５０と、成膜の対象である基板Ｗを陽極部材５０の上方で適宜移動させる搬送機構６０と、基板Ｗを真空容器１０中に搬入するためのローダ装置７０と、基板Ｗを真空容器１０から搬出するためのアンローダ装置８０とを備える。
【００２０】
真空容器１０には、雰囲気ガスを供給するためのガス供給装置２１と、雰囲気ガスを排気するための排気装置２２とが接続されている。ガス供給装置２１は、Ａｒ等の不活性ガスからなる雰囲気ガスを真空容器１０に適当なタイミングで適当量供給することができる。ガス供給装置２１のガス源２１ａから分岐された雰囲気ガスは、流量調節弁２１ｂ及び流量計２１ｃを介して真空容器１０に直接導入される。一方、排気装置２２は、排気ポンプ２２ａにより、真空ゲート２２ｂを介して真空容器１０内の雰囲気ガスを適宜排気する。なお、真空容器１０とこれに隣接するローダ装置７０及びアンローダ装置８０とは、ゲートバルブ１７，１８によって開閉可能に仕切られている。
【００２１】
プラズマガン３０は、特開平９−１９４２３２号公報等に開示の圧力勾配型のプラズマガンであり、その本体部分は、真空容器１０の側壁に設けられた筒状部１２に装着されている。この本体部分は、陰極３１によって一端が閉塞されたガラス管３２からなる。ガラス管３２内には、モリブデンＭｏで形成された円筒３３が陰極３１に固定されて同心に配置されており、この円筒３３内には、ＬａＢ6で形成された円盤３４とタンタルＴａで形成されたパイプ３５とが内蔵されている。ガラス管３２の両端部のうち陰極３１とは反対側の端部と、真空容器１０に設けた筒状部１２の端部との間には、第１及び第２中間電極４１、４２が同心で直列に配置されている。一方の第１中間電極４１内には、プラズマビームＰＢを収束するための環状永久磁石４４が内蔵されている。第２中間電極４２内にも、プラズマビームＰＢを収束するための電磁石コイル４５が内蔵されている。なお、筒状部１２の周囲には、陰極３１側で発生して第１及び第２中間電極４１、４２まで引き出されたプラズマビームＰＢを真空容器１０内に導くステアリングコイル４７が設けられている。
【００２２】
プラズマガン３０の動作は、図示を省略するガン駆動装置によって制御されている。これにより、陰極３１への給電をオン・オフしたりこれへの供給電圧等を調整することができ、さらに第１及び第２中間電極４１、４２、電磁石コイル４５、及びステアリングコイル４７への給電を調整することができる。つまり、真空容器１０中に供給されるプラズマビームＰＢの強度や分布状態を制御することができるようになる。
【００２３】
なお、プラズマガン３０の最も内心側に配置されるパイプ３５は、プラズマビームＰＢのもととなる、Ａｒ等の不活性ガスからなるキャリアガスをプラズマガン３０ひいては真空容器１０中に導入するためものであり、流量調節弁９２ｂ及び流量計９２ｃを介して上述のガス源２１ａに接続されている。
【００２４】
真空容器１０中の下部に配置された陽極部材５０は、プラズマビームＰＢを下方に導く主陽極であるハース５１と、その周囲に配置された環状の補助陽極５２とからなる。
【００２５】
前者のハース５１は、導電材料で形成されるとともに、接地された真空容器１０に図示を省略する絶縁物を介して支持されている。このハース５１は、陽極電源装置９１によって適当な正電位に制御されており、プラズマガン３０から出射したプラズマビームＰＢを下方に吸引する。なお、ハース５１は、プラズマガン３０からのプラズマビームＰＢ中の電子が入射する中央上部の凹部に、ルツボ状の材料蒸発源であるハース本体５３を有している。ハース本体５３内部には、膜材料である銅等の金属が融液状となって溜まっている。
【００２６】
後者の補助陽極５２は、ハース５１の周囲にこれと同心に配置された環状の容器により構成されている。この環状容器内には、フェライト等で形成された環状の永久磁石５５と、これと同心に積層されたコイル５６とが収納されている。これら永久磁石５５及びコイル５６は、磁場制御部材であり、ハース５１の直上方にカスプ状磁場を形成する。これにより、ハース５１に入射するプラズマビームＰＢの向き、プラズマ密度等を修正することができる。
【００２７】
補助陽極５２内のコイル５６は電磁石を構成し、陽極電源装置９１から給電されて、永久磁石５５により発生する中心側の磁界と同じ向きになるような付加的磁界を形成する。つまり、コイル５６に供給する電流を変化させることで、ハース５１に入射するプラズマビームＰＢの向きの微調整が可能になる。
【００２８】
補助陽極５２の容器も、ハース５１と同様に導電性材料で形成される。この補助陽極５２は、ハース５１に対して図示を省略する絶縁物を介して取り付けられている。陽極電源装置９１から補助陽極５２に印加する電圧変化させることによってハース５１の上方の電界を補的に制御できる。すなわち、補助陽極５２の電位をハース５１と同じにすると、プラズマビームＰＢもこれに引き寄せられてハース５１へのプラズマビームＰＢの供給が減少する。一方、補助陽極５２の電位を真空容器１０と同じ程度に下げると、プラズマビームＰＢがハース５１に引き寄せられてハース本体５３が加熱される。
【００２９】
搬送機構６０は、基板保持手段を構成し、搬送空間内に水平方向に等間隔で配列されて基板Ｗの端部を支持する複数のコロからなるコロ搬送路６１と、これらのコロを適当な速度で回転させて基板Ｗを一定速度で移動させる駆動装置６２とを備える。搬送機構６０は、３つの領域Ａ１〜Ａ３に分けて考えることができる。第１領域Ａ１では、基板Ｗ上に下地層を予備成膜する。第２領域Ａ２では、下地層に負のバイアス電圧を印加した状態としてイオン化した蒸発粒子を入射させる。第３領域Ａ３では、イオン化した蒸発粒子で処理した下地層上に本体層を成膜する。
【００３０】
ローダ装置７０から搬出されてコロ搬送路６１を第１領域Ａ１まで搬送されてきた基板Ｗは、傾斜保持手段である第１基板傾斜装置６３に保持されてハース５１に対向するように傾けられ、傾斜した状態で薄い下地層が形成される。第１基板傾斜装置６３は、静電チャックを備えコロ搬送路６１上の基板Ｗを吸着保持する支持プレート６３ａと、支持プレート６３ａを基板Ｗとともに変位させて基板Ｗの傾斜を調節するプレート駆動装置６３ｂとからなる。
【００３１】
次に、コロ搬送路６１を第２領域Ａ２まで搬送されてきた基板Ｗは、給電冷却装置６４に保持されて冷却されるとともに、第１基板傾斜装置６３で形成された下地層に適当な負のバイアス電圧の供給を受ける。給電冷却装置６４は、冷却装置６４ａから冷却水等の供給を受けて所望の温度に維持される冷却板６４ｂと、コロ搬送路６１上の基板Ｗを吊り上げて冷却板６４ｂに付勢するフック部材６４ｃと、フック部材６４ｃを昇降させたり横方向に変位させるとともにフック部材６４ｃの先端に電圧を供給するフック駆動装置６４ｄとからなる。なお、冷却板６４ｂは、静電チャックを備えており、基板Ｗに密着してこれを確実に保持することができるようになっている。また、フック部材６４ｃは、可動の基板保持手段として適当なＤＣ電源に接続されており、予備成膜段階で基板Ｗ表面に形成されている下地層に適当な電圧を印加することができる。
【００３２】
次に、コロ搬送路６１を第３領域Ａ３まで搬送されてきた基板Ｗは、傾斜保持手段である第２基板傾斜装置６５に保持されてハース５１に対向するように傾けられ、傾斜した状態で下地層上に比較的厚い本体層が形成される。第２基板傾斜装置６５は、静電チャックを備えコロ搬送路６１上の基板Ｗを吸着保持する支持プレート６５ａと、支持プレート６５ａを基板Ｗとともに変位させて基板Ｗの傾斜を調節するプレート駆動装置６５ｂとからなる。
【００３３】
ローダ装置７０は、ロードロック室中に、未成膜の基板Ｗを複数収容したカセットＣＡを昇降させて所望の高さに調節する昇降ステージ７１と、カセットＣＡ中の基板Ｗをコロ搬送路６１に押出す押出部材７２と、押出部材７２をカセットＣＡ中に進退させるアクチュエータ７３と、ロードロック室内を真空排気する真空ポンプ（図示を省略）とを備える。動作について説明すると、昇降ステージ７１を動作させてカセットＣＡを適当な高さに保持し、アクチュエータ７３を動作させて押出部材７２を伸ばすと、押出部材７２の先端に設けた当接部材７２ａが基板Ｗの縁に当接して、基板Ｗを第１領域Ａ１のコロ搬送路６１上に移動させる。
【００３４】
アンローダ装置８０は、ロードロック室中に、成膜済みの基板Ｗを複数収容したカセットＣＡを昇降させて所望の高さに調節する昇降ステージ８１と、カセットＣＡ中の基板Ｗをコロ搬送路６１から引き抜く把持部材８２と、把持部材８２をカセットＣＡ中に進退させるアクチュエータ８３と、ロードロック室内を真空排気する真空ポンプ（図示を省略）とを備える。動作について説明すると、昇降ステージ８１を動作させてカセットＣＡを適当な高さに保持し、アクチュエータ８３を動作させて把持部材８２を伸ばし、把持部材８２の先端に設けたクリップ部材８３ａで第３領域Ａ３のコロ搬送路６１上にある基板Ｗの縁をクリップする。次に、アクチュエータ８３を動作させて把持部材８２を縮めると、基板ＷをカセットＣＡ中に収納することができる。
【００３５】
制御装置１００は、搬送機構６０の駆動装置６２、プレート駆動装置６３ｂ、６５ｂ、及びフック駆動装置６４ｄと、ローダ装置７０の昇降ステージ７１及びアクチュエータ７３と、アンローダ装置８０の昇降ステージ８１及びアクチュエータ８３との動作を制御している。これにより、ローダ装置７０中のカセットＣＡ中の未成膜の基板Ｗをコロ搬送路６１に載置して第１領域Ａ１〜第３領域Ａ３を移動させ、それぞれの領域で下地層形成、負電圧印加状態でのイオン照射、及び本体層形成を行うことができる。本体層形成が終了した成膜済みの基板Ｗは、コロ搬送路６１からアンローダ装置８０中のカセットＣＡ中に収納される。
【００３６】
以下、図１〜図３に示す導体形成装置の動作について説明する。まず、ローダ装置７０のロードロック室中にカセットＣＡが装填され、ロードロック室内が真空排気される。ローダ装置７０中のカセットＣＡからは、押出部材７２によって未成膜の基板Ｗが一枚単位で送り出される。カセットＣＡからコロ搬送路６１に送り出されて第１領域Ａ１に移動した未成膜の基板Ｗは、第１基板傾斜装置６３の支持プレート６３ａに吸着され、支持プレート６３ａとともに傾斜した状態に保持される。これにより、バイアス電圧が印加されていない基板Ｗ上にハース５１からの蒸着粒子が入射し、１００Å〜２００Åの比較的薄い下地層が形成される。成膜過程についてより詳細に説明すると、プラズマガン３０の陰極３１と真空容器１０内のハース５１との間で放電を生じさせると、プラズマビームＰＢが生成される。このプラズマビームＰＢは、ステアリングコイル４７と補助陽極５２内の永久磁石５５等とにより決定される磁界に案内されてハース５１に到達する。ハース５１に載置したハース本体５３中のＣｕ等の膜材料は、プラズマビームＰＢからの電流により加熱され、膜材料が溶融・蒸発してここから膜材料の粒子が出射する。この蒸発粒子は、プラズマビームＰＢによりイオン化され、基板Ｗの表面に付着してＣｕ等の膜材料からなる下地層を形成する。なお、基板Ｗを第１基板傾斜装置６３によって傾斜させるのは、膜厚を均一にするためである。
【００３７】
下地層を形成した基板Ｗは、第１基板傾斜装置６３による保持を解除された後、コロ搬送路６１上を第２領域Ａ２に搬送される。ここで、一対のフック部材６４ｃを降下させて互いの間隔を基板Ｗ長さよりわずかに狭めるとともに、両フック部材６４ｃを上昇させると、基板Ｗが上昇し次いで冷却板６４ｂに吸着され、基板Ｗが目標温度に冷却される。フック部材６４ｃは電源に接続されており、接地された真空容器１０に対して−７０Ｖ〜−２５０Ｖ程度の負のバイアス電圧を基板Ｗ上の下地層に印加することができる。これにより、ハース本体５３からのイオン化したＣｕの蒸発粒子等がフック部材６４ｃの電位に対応するエネルギーで基板Ｗ上の下地層に入射するので、下地層がスパッタによって徐々に薄くなるか、或いは下地層の膜厚が徐々に増加する。このような状況では、下地層上にイオン化したＣｕ等の蒸発粒子やＡｒ等の雰囲気ガスのイオンを入射させることになるので、樹脂材料に対する下地層の付着強度を高めることができる。下地層の付着強度が高まる理由は、基板Ｗ本体の樹脂材料と下地層との間に化学的な結合が生成されることによると考えられる。或いは、蒸発粒子が基板Ｗ本体の樹脂材料の内部に拡散して拡散層が形成されるとも考えられる。なお、基板Ｗ上の下地層に負のバイアス電圧を印加すると、高エネルギーのイオンが入射するため、基板温度が上昇しやすく、熱によるダメージが心配されるため、基板Ｗを冷却板６４ｂに密着させて冷却しつつ成膜を行なっている。
【００３８】
イオン化した蒸発粒子による処理を施した基板Ｗは、給電冷却装置６４による保持を解除された後、コロ搬送路６１上を第３領域Ａ３に搬送される。この基板Ｗは、第３基板傾斜装置６５の支持プレート６５ａに吸着され、支持プレート６５ａとともに傾斜した状態に保持される。これにより、基板Ｗ上にハース５１からのイオン化した蒸着粒子が入射し、下地層上に比較的厚い本体層が形成される。このようにして形成された下地層及び本体層は、次工程の電解メッキで必要となるシード層であり、シード層全体として１０００Å〜３０００Åの厚さになるように調整する。
【００３９】
本体層の成膜が完了した基板Ｗは、アンローダ装置８０に設けた把持部材８２によってカセットＣＡ中に順次収容され、１カセット部の処理が終了した段階でアンローダ装置８０から処理済みとしてカセットＣＡが取り出される。
【００４０】
図４は、成膜の進行を概念的に説明する図である。図４（ａ）は、基板Ｗ表面の絶縁性の樹脂層ＲＬ上に下地層ＵＬが形成された段階を示す側方断面である。この下地層ＵＬは、図１に示す第１基板傾斜装置６３に保持された基板Ｗに対して形成される。図４（ｂ）は、基板Ｗに形成された下地層ＵＬに負のバイアス電圧を印加してイオン化した蒸発粒子や雰囲気ガスを入射させることによって改質した段階を示す側方断面である。下地層ＵＬの改質は、図１に示す給電冷却装置６４に保持された基板Ｗに対して形成される。図４（ｃ）は、基板Ｗ表面の改質された下地層ＵＬ上に本体層ＭＬが形成された段階を示す側方断面である。ここでの改質とは、高エネルギーイオンを入射させて、基板と導体の付着力を向上させることを意味する。上側の本体層ＭＬは、図１に示す第２基板傾斜装置６５に保持された基板Ｗに対して形成される。上述のように、下地層ＵＬ及び本体層ＭＬは、電解メッキ用のシード層となる。なお、本図は概念図であり、下地層ＵＬと本体層ＭＬが実際には分離している訳でなく、一体となっている。
【００４１】
ここで、下地層ＵＬ及び本体層ＭＬの具体的な形成条件について説明しておく。図１〜図３に示す導体形成装置で、基板Ｗの下地層ＵＬにバイアス電圧を印加しない場合、イオン化したＣｕ等が３０ｅＶ〜１００ｅＶのエネルギーで下地層ＵＬに入射する。しかし、この程度の入射エネルギーでは下地層ＵＬを十分に改質することができない。そこで、基板Ｗに対するシード層の高い付着強度を確保するために、Ｃｕ等の金属イオンをさらに高エネルギーで基板に衝突させることとした。これにより、シード層の付着強度を向上させることができることが実験的に分かった。具体的には、基板Ｗ上に成膜した膜厚１００Å〜２０００Åの下地層ＵＬに可動式の電極であるフック部材６４ｃを接触させ、下地層ＵＬに−７０Ｖ〜２５０Ｖのバイアス電位を与え、プラスイオンであるＣｕ＋、Ａｒ＋等をこのバイアス電圧で加速させて下地層ＵＬに入射させた。
【００４２】
このとき、下地層ＵＬの厚さは、上述のように１００Å〜２０００Åとしてある。１００Å以下では、十分な導通が確保できず、基板Ｗと電極であるフック部材６４ｃと間で放電が生じ、良好な成膜が行われない可能性があり、２０００Å以上では、高い付着強度が得られない。
【００４３】
また、下地層ＵＬに印加するバイアス電圧は、上述のように−７０Ｖ〜−２５０Ｖである。−７０Ｖ以上では、下地層ＵＬに入射させるプラスイオンのエネルギーが不十分となり、十分な付着強度が得られず、また、−２５０Ｖ以下では、基板Ｗに高いエネルギーのプラスイオンが入射し、基板Ｗ自体に熱的ダメージを含む各種ダメージが与えられてしまう。なお、バイアス電圧の下限（−２５０Ｖ）については、基板Ｗを構成する樹脂層の耐熱性や基板Ｗの冷却効率にも依存する要素であり、樹脂層の耐熱性向上や冷却効率の向上によってさらに低いバイアス電圧でも、基板Ｗにダメージを与えることなく下地層ＵＬを改質できるものと期待できる。
【００４４】
以下、具体的な実験例について説明する。表１は、下地層ＵＬの膜厚、下地層ＵＬに印加するバイアス電圧、バイアス印加状態での成膜時間、及び、本体層ＭＬの膜厚を変化させた場合における、Ｃｕシード層（下地層ＵＬ及び本体層ＭＬ）の剥離強度を示す。
【表１】
0003765990.tif 000002
【００４５】
なお、実施例１〜１５は、図１〜図３によってシード層を形成した基板Ｗに対し電解メッキを２０μｍ施した状態で、ピール強度を測定したものである。また、比較例１は、絶縁層上に１０００Å程度の無電解メッキ層を形成した基板Ｗに対し電解メッキを２０μｍ施した状態で、ピール強度を測定したものである。
【００４６】
表からも明らかなように、実施例１〜１５のシード層を形成した基板Ｗでは、比較例１の場合よりもかなり大きなピール強度が得られることが分かる。さらに、実施例１〜１１のシード層を形成した基板Ｗでは、実施例１２〜１５の場合よりも各段に高いピール強度が得られることが分かる。
【００４７】
図５は、表１の部分的なデータをグラフ化したものであり、下地層ＵＬの膜厚を一定にしてバイアス電圧を変化させた場合におけるピール強度の変化を示す。グラフからも明らかなように、下地層ＵＬに印加するバイアス電圧が−１５０Ｖ以下の範囲で特に良好な付着強度を確保することができる。なお、バイアス電圧が−２００Ｖ以下では、基板Ｗに熱的なダメージが発生する傾向が生じ、−２５０Ｖ以下では、基板Ｗに発生する熱的ダメージの頻度が増した。
【００４８】
〔第２実施形態〕
図６は、第２実施形態の導体形成装置の構造を示す図である。第２実施形態の導体形成装置は、枚葉処理が可能な第１実施形態の装置を変形したものであり、基板Ｗ毎個別に成膜処理を行う枚葉式の導体形成装置としたものである。
【００４９】
この場合、冷却板１６４ｂに設けたチャック１６４ｆによって冷却板１６４ｂに基板Ｗを固定したままで成膜処理を行う。そして、基板Ｗ表面の下地層に負のバイアス電圧を印加するため、可動な電極部材１６４ｃを設けている。この電極部材１６４ｃは、電極駆動装置１６４ｄに駆動されて、先端部分が適宜変位し、この先端部分に所望の負バイアス電圧が供給される。
【００５０】
この装置では、図示していない搬送ロボットにより搬送された基板Ｗを冷却板１６４ｂに固定して、電極部材１６４ｃに電圧を印加することなくかつ、電極部材１６４ｃを基板Ｗに接触させることなく、図４（ａ）に示すような下地層ＵＬを形成する。次に、基板Ｗを冷却板１６４ｂに固定したままで、電極部材１６４ｃを基板Ｗ上に形成された下地層ＵＬに接触させて下地層ＵＬに負のバイアス電圧を印加することにより、下地層ＵＬにイオン化した蒸発粒子を入射させて、図４（ｂ）に示すような下地層ＵＬの改質処理を行う。次に、基板Ｗを冷却板１６４ｂに固定したままで、電極部材１６４ｃへの電圧印加を停止し、図４（ｃ）に示すような本体層ＭＬを形成する。
【００５１】
以上、実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、基板Ｗに形成すべきシード層は、導電性の材料であれば、Ｃｕに限るものではない。
【００５２】
また、図１〜図３では、ローダ装置７０に押出部材７２やアクチュエータ７３を設けて基板ＷをカセットＣＡから取り出しているが、これを搬送ロボットに置き換え得ることは言うまでもない。また、アンローダ装置８０の把持部材８２やアクチュエータ８３も搬送ロボットに置き換え得る。さらに、成膜中の基板Ｗの保持方法も図示のものに限らない。
【００５３】
また、フック部材６４ｃや電極部材１６４ｃは、基板Ｗの周囲の一部に接触するものに限らず、基板Ｗの特定の辺全体や外周全体に接触するものとすることができる。
【００５４】
また、上記実施形態は、ビルドアップ法多層プリント配線板において層間接続を行うための配線層の導体形成装置として説明したが、本発明はこれに限らず、他のプリント配線板の成膜等に適用することができる。また、プラスチック材料に導電性を持たせるために行われる他の同様のメタライジング処理において、高い付着力を確保することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る導体の形成方法によれば、第２工程で、前記下地層に所定の負電圧を印加した状態で、当該下地層上に、プラズマによってイオン化した配線材料の蒸発粒子を含む高エネルギーのイオンを入射させるので、樹脂材料に対する下地層の付着強度を高めることができる。
【００５６】
また、本発明の上記導体形成装置によれば、電極手段が前記基板保持手段に保持された前記配線基板上に形成された前記膜材料からなる所定膜厚の下地層に着脱自在に接続されて前記下地層に所定の負電圧を印加するので、前記下地層に所定の負電圧を印加した状態で、当該下地層上に、プラズマによってイオン化した配線材料の蒸発粒子を含む高エネルギーのイオンを入射させることができ、樹脂材料に対する下地層の付着強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る導体形成装置を説明する正面図である。
【図２】図１の装置の側面図である。
【図３】図１の装置の平面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、図１〜図３の導体形成装置による成膜工程を説明する図である。
【図５】下地層の膜厚とピール強度との関係を説明する図である。
【図６】第２実施形態に係る導体形成装置を説明する図である。
【符号の説明】
１０      真空容器
３０      プラズマガン
５０      陽極部材
５１      ハース
５３      ハース本体
６０      搬送機構
６１      コロ搬送路
６３      第１基板傾斜装置
６４      給電冷却装置
６４ｂ    冷却板
６４ｃ    フック部材
６４ｄ    フック駆動装置
６５      第２基板傾斜装置
６５      第３基板傾斜装置
７０      ローダ装置
８０      アンローダ装置
Ｗ      基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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