專利名稱：用于基板的金屬層拋光方法及電解槽的制作方法
用于基板的金屬層拋光方法及電解槽
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬層拋光方法，更特別涉及一種用于基板的金屬層拋光方法，
其將一金屬層持續(xù)接觸于所述陽極，以使所述金屬層產(chǎn)生氧化反應(yīng)，以減少所述金屬層厚 度。
背景技術(shù)：
化學(xué)機(jī)械拋光(Chemical Mechamical Polishing ;CMP)制造方法是將工件壓在旋 轉(zhuǎn)的研磨墊上，并將具有腐蝕性的加工液供給到所述工件上，然后利用相對(duì)運(yùn)動(dòng)所進(jìn)行的 加工拋光技術(shù)。當(dāng)所述工件進(jìn)行腐蝕加工時(shí)，同時(shí)供給微磨粒的拋光材料，則可對(duì)所述工件 的凸部進(jìn)行選擇性的拋光。 美國專利公開第2007/0264755A1號(hào)，標(biāo)題為"用以形成微電路的印刷電路板 的制造方法(Method Of Manufacturing Printed Circuit Board For FineCircuit Formation)"，揭示一種用以形成微電路的印刷電路板的制造方法，可通過先進(jìn)行機(jī)械拋 光，再進(jìn)行化學(xué)蝕刻后，而將電路上表面的金屬層的多余部分移除，以取代現(xiàn)有的化學(xué)機(jī) 械拋光(CMP)制造方法。所述機(jī)械拋光(mechanical polishing)制造方法及化學(xué)蝕刻 (chemical etching)制造方法是連續(xù)的被應(yīng)用，以移除且平坦化所述金屬層的多余部分。
然而，所述機(jī)械拋光制造方法通常會(huì)接觸且施壓于所述印刷基板，因此對(duì)所述印 刷電路板有很大的漲縮問題。再者，所述化學(xué)蝕刻制造方法的均勻性(uniformity)有限， 不能選擇性區(qū)域蝕刻，且所述化學(xué)蝕刻制造方法會(huì)隨時(shí)間連續(xù)蝕刻，難以控制蝕刻終點(diǎn)或 深度。 因此，有必要提供一種金屬層的拋光方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種金屬層拋光方法，其包含下列步驟提供一電解槽， 其包含一陽極、一陰極及一電解液，其中所述陽極及陰極位于所述電解液內(nèi)；以及將一金屬 層持續(xù)接觸所述陽極，以使所述金屬層與所述陽極之間的接觸面產(chǎn)生一氧化反應(yīng)，以減少 所述金屬層厚度。 相較于機(jī)械拋光制造方法，本發(fā)明的用于基板的金屬層拋光方法不會(huì)施壓于所 述基板，因此不會(huì)對(duì)所述基板有漲縮問題。再者，相較于化學(xué)蝕刻制造方法，本發(fā)明的用 于基板的金屬層拋光方法所進(jìn)行的金屬層厚度減少與表面拋光，可具有較高的均勻性 (uniformity)。另外，本發(fā)明的用于基板的金屬層拋光方法可只使所述金屬層與所述陽極 之間的接觸面進(jìn)行電解拋光，用以選擇性區(qū)域蝕刻。 達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種金屬層拋光方法，其包含下列步驟提供一電解槽， 其包含一陽極、一陰極及一電解液，其中所述陽極及陰極位于所述電解液內(nèi)；以及將一金屬 層持續(xù)接觸所述陽極，以使所述金屬層與所述陽極之間的接觸面產(chǎn)生一氧化反應(yīng)，以減少 所述金屬層厚度。

圖1 :本發(fā)明第一實(shí)施例的用于基板的金屬層拋光方法的流程圖。
圖2-5 :本發(fā)明第一實(shí)施例的用于基板的金屬層拋光方法的剖面示意圖。
圖6 :本發(fā)明第二實(shí)施例的用于基板的金屬層拋光方法的流程圖。
圖7-9 :本發(fā)明第二實(shí)施例的用于基板的金屬層拋光方法的剖面示意圖。
具體實(shí)施方式
為讓本發(fā)明上述目的、特征及優(yōu)點(diǎn)更明顯易懂，下文特舉本發(fā)明較佳實(shí)施例，并配 合附圖，作詳細(xì)說明如下 請(qǐng)參照?qǐng)Dl，其顯示本發(fā)明的第一實(shí)施例的用于基板的金屬層拋光方法。請(qǐng)參照 圖2，在步驟152中，提供一基板100(例如印刷電路板)，其包含一介質(zhì)層102及一金屬層 104，所述金屬層104配置于所述介質(zhì)層102上。請(qǐng)參照?qǐng)D3，在步驟154中，提供一電解槽 110，其包含一陽極112、一陰極114及一電解液116，其中所述陽極112及陰極114位于所述 電解液116內(nèi)。請(qǐng)參照?qǐng)D4，在步驟156中，通過一夾持裝置(圖未示)或一輸送裝置(圖 未示)，將所述基板100的金屬層104持續(xù)接觸所述陽極112，以使所述金屬層104與所述 陽極112之間的一接觸面108產(chǎn)生氧化反應(yīng)，以減少所述金屬層104厚度，以移除所述金屬 層104表面上的凸部106，如圖5所示。在本實(shí)施例中，所述基板100的金屬層104的材質(zhì) 為銅，其氧化反應(yīng)方程式為Cu — Cu2++2e—。 詳細(xì)而言，本發(fā)明乃利用電解拋光(electrolytic polishing)技術(shù)將所述金屬層 104接觸所述陽極112，并通過一電池118將所述陽極112及陰極114通電，在適當(dāng)操作參 數(shù)下，使所述金屬層104發(fā)生電解反應(yīng)，亦稱為反電鍍(d印lating)，所述金屬層104表面因 所述氧化反應(yīng)效應(yīng)而產(chǎn)生溶解作用，而可達(dá)成所述金屬層104的厚度減少與表面拋光。應(yīng) 注意的是，本發(fā)明并非將所述金屬層104作為所述陽極112而直接通電，而是將所述金屬層 104持續(xù)接觸所述陽極112，這樣只使所述金屬層104與所述陽極112之間的接觸面108進(jìn) 行電解拋光，如圖4所示。所述金屬層104所減少的厚度正比于所述金屬層104接觸于所 述陽極112的時(shí)間。所述金屬層104的減厚速度正比于所述陽極112的電流。在本實(shí)施例 中，所述金屬層104的最后厚度可等于或小于3微米(ym)，作為后續(xù)金屬線路圖案化制造 方法之用。 另外，本實(shí)施例的所述電解槽110的陽極112及陰極114可為多孔性電極板。所 述多孔性電極板須平坦，亦即所述多孔性電極板的粗糙度(roughness)須小于所述金屬層 的凸部厚度(dimple thickness)。所述多孔性電極板受力時(shí)，不能產(chǎn)生形變，因此可使用高 硬度及非導(dǎo)電的多孔性載板(carrier) 113，再將惰性金屬層[例如鉑(Pt)或鈀(Pd)]形 成[例如涂布(coat)]在所述多孔性載板的上下表面，以成為具有多孔性電極板的陽極112 及陰極114。再者，可選用對(duì)銅不通電時(shí)蝕刻很慢的電解液116，例如稀硫酸。所述電解槽 110可通過一輸入裝置補(bǔ)充所述電解液116。 相較于機(jī)械拋光制造方法，本發(fā)明的用于基板的金屬層拋光方法不會(huì)施壓于所 述基板，因此不會(huì)對(duì)所述基板有漲縮問題。再者，相較于化學(xué)蝕刻制造方法，本發(fā)明的用 于基板的金屬層拋光方法所進(jìn)行的金屬層厚度減少與表面拋光，可具有較高的均勻性
4(uniformity)。另外，本發(fā)明的用于基板的金屬層拋光方法可只使所述金屬層與所述陽極 之間的接觸面進(jìn)行電解拋光，用以選擇性區(qū)域蝕刻。 請(qǐng)參照?qǐng)D6，其顯示本發(fā)明的第二實(shí)施例的用于基板的金屬層拋光方法。請(qǐng)參照 圖7，在步驟252中，提供一基板200(例如印刷電路板)，其包含一第一及第二介質(zhì)層202、 203及一金屬層204，其中所述第二介質(zhì)層203包含多個(gè)凹處222及平坦區(qū)224，所述金屬 層204填滿所述凹處222并覆蓋所述平坦區(qū)224，且所述金屬層204具有一多余部分226， 其位于所述凹處222外及所述平坦區(qū)226上。再請(qǐng)參照?qǐng)D3，在步驟254中，提供一電解槽 110，其包含一陽極112、一陰極114及一電解液116，其中所述陽極112及陰極114位于所 述電解液116內(nèi)。請(qǐng)參照?qǐng)D8，在步驟256中，將所述基板200的金屬層204持續(xù)接觸所述 陽極112，以使所述金屬層204產(chǎn)生氧化反應(yīng)，以移除所述金屬層204的多余部分226，如 圖9所示。在本實(shí)施例中，所述基板200的金屬層204的材質(zhì)為銅，其氧化反應(yīng)方程式為 Cu — Cu2++2e—。 詳細(xì)而言，本發(fā)明乃利用電解拋光(electrolytic polishing)技術(shù)將所述金屬層 204接觸所述陽極112，并通過一電池118將所述陽極112及陰極114通電，在適當(dāng)操作參 數(shù)下，使所述金屬層204發(fā)生電解反應(yīng)(亦稱為反電鍍d印lating)，所述金屬層204表面 因所述氧化反應(yīng)效應(yīng)而產(chǎn)生溶解作用，而可達(dá)成所述金屬層204的多余部分226移除。應(yīng) 注意的是，本發(fā)明并非將所述金屬層204作為所述陽極112而直接通電，而是將所述金屬層 204持續(xù)接觸所述陽極112，這樣只使所述金屬層204與所述陽極112之間的接觸面208進(jìn) 行電解拋光，如圖8所示。所述金屬層204的減厚速度正比于所述陽極112的電流。當(dāng)所 述金屬層204的多余部分226移除后，則位于所述凹處222內(nèi)的所述金屬層204并不會(huì)接 觸所述陽極112，因而自動(dòng)控制對(duì)所述金屬層204停止電解拋光。位于所述凹處222內(nèi)的所 述金屬層204可形成一內(nèi)埋式金屬線路。 綜上所述，相較于機(jī)械拋光制造方法，本發(fā)明的用于基板的金屬層拋光方法不會(huì) 施壓于所述基板，因此不會(huì)對(duì)所述基板有漲縮問題。再者，相較于化學(xué)蝕刻制造方法，本 發(fā)明的用于基板的金屬層拋光方法所進(jìn)行的金屬層的多余部分移除，可具有較高的均勻性 (uniformity)。另外，本發(fā)明的用于基板的金屬層拋光方法可只使所述金屬層與所述陽極 之間的接觸面進(jìn)行電解拋光，用以選擇性區(qū)域蝕刻，并自動(dòng)控制對(duì)所述金屬層停止電解拋 光。
權(quán)利要求
一種金屬層拋光方法，其特征在于所述金屬層拋光方法包含下列步驟提供一電解槽，其包含一陽極、一陰極及一電解液，其中所述陽極及陰極位于所述電解液內(nèi)；以及將一金屬層持續(xù)接觸所述陽極，以使所述金屬層與所述陽極之間的一接觸面產(chǎn)生一氧化反應(yīng)，以減少所述金屬層厚度。
2. 如權(quán)利要求1所述的金屬層拋光方法，其特征在于所述金屬層所減少的厚度正比 于所述金屬層接觸所述陽極的時(shí)間。
3. 如權(quán)利要求1所述的金屬層拋光方法，其特征在于所述金屬層的減厚速度正比于 所述陽極的電流。
4. 一種用于基板的金屬層拋光方法，其特征在于所述金屬層拋光方法包含下列步 驟提供一基板，其包含一介質(zhì)層及一金屬層，所述金屬層配置于所述介質(zhì)層上；提供一電 解槽，其包含一陽極、一陰極及一電解液，其中所述陽極及陰極位于所述電解液內(nèi)；以及將 所述基板的金屬層持續(xù)接觸所述陽極，以使所述基板的金屬層持續(xù)接觸所述陽極，以使所 述金屬層與所述陽極之間的一接觸面產(chǎn)生一氧化反應(yīng)，以減少所述金屬層厚度。
5. —種用于基板的金屬層拋光方法，其特征在于所述金屬層拋光方法包含下列步 驟提供一基板，其包含一介質(zhì)層及一金屬層，其中所述介質(zhì)層包含多個(gè)凹處及平坦區(qū)，所 述金屬層填滿所述凹處并覆蓋所述平坦區(qū)，且所述金屬層具有一多余部分，其位于所述凹 處外及所述平坦區(qū)上；提供一電解槽，其包含一陽極、一陰極及一電解液，其中所述陽極及 陰極位于所述電解液內(nèi)；以及將所述基板的金屬層持續(xù)接觸所述陽極，以使所述金屬層與 所述陽極之間的一接觸面產(chǎn)生一氧化反應(yīng)，以移除所述金屬層的多余部分。
6. 如權(quán)利要求5所述的金屬層拋光方法，其特征在于其中位于所述凹處內(nèi)的所述金 屬層形成一內(nèi)埋式金屬線路。
7. —種電解槽，其特征在于所述電解槽包含一多孔性載板，具有一上表面及一下表 面；一第一惰性金屬層及一第二惰性金屬層，分別形成在所述多孔性載板的上表面及下表 面；以及一電解液，其中所述多孔性載板、陽極及陰極都位于所述電解液內(nèi)。
8. 如權(quán)利要求7所述的電解槽，其特征在于所述電解槽用以拋光一金屬層，所述金屬 層接觸所述陽極，所述金屬層具有一凸部厚度，且所述多孔性電極板的粗糙度小于所述金 屬層的凸部厚度。
9. 一種用以拋光一金屬層的電解槽，其特征在于所述電解槽包含一電解液；以及一 陽極及一陰極，都位于所述電解液內(nèi)，其中所述金屬層接觸所述陽極。
10. 如權(quán)利要求9所述的電解槽，其特征在于所述電解槽另包含一多孔性載板，具 有一上表面及一下表面，其中所述陽極及陰極分別為一第一惰性金屬及一第二惰性金屬所 制，并分別形成在所述多孔性載板的上表面及下表面。
全文摘要
本發(fā)明公開一種金屬層拋光方法，包含下列步驟提供一電解槽，其包含一陽極、一陰極及一電解液，其中所述陽極及陰極位于所述電解液內(nèi)；以及將一金屬層持續(xù)接觸所述陽極，以使所述金屬層與所述陽極之間的接觸面產(chǎn)生一氧化反應(yīng)，以減少所述金屬層厚度。
文檔編號(hào)C25F3/16GK101781789SQ20091000335
公開日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2009年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月16日
發(fā)明者翁肇甫 申請(qǐng)人:日月光半導(dǎo)體制造股份有限公司