JP2000077464A - 配線基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フリップチップ接続用の電極用パッドをなす
導体層の最表面の経時劣化や高さバラツキの少ないフリ
ップチップ接続方式の配線基板を提供すること。 【構成】 フリップチップ接続用の電極用パッドをなす
導体層の金を含む最表面に、厚み制御が容易なスパッタ
法を用いて安定した厚みのスズ層を形成し、さらに加熱
処理によって当該スズ層を予め化学的に安定な金／スズ
合金層にしたフリップチップ接続方式の配線基板を用い
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配線基板に関し、
詳しくはフリップチップ接続方式の半導体集積回路チッ
プを電気的に接続するための電極用パッド群（多数の電
極用パッド）を有する配線基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型化・薄型化および
信号処理速度の高速化が急速に進むなかで、半導体集積
回路チップ（以下、単にチップという）の実装技術が製
品の性能を左右するまでになってきている。最近では、
チップサイズパッケージ（ＣＳＰ）や、パッケージを用
いずにチップを基板に直接ボンディングするフリップチ
ップ実装を用いたマルチチップモジュール（ＭＣＭ）が
盛んに開発されている。

【０００３】チップ実装方式のうち、フリップチップ接
続方式は、一主面の所定の箇所に電極（入出力接続端
子）用パッドを配置したチップを配線基板の各電極用パ
ッドに電気的に接続するものであり、実装面積や実装高
さといった点で高密度化を実現できる方式である。チッ
プと配線基板との接続を最短距離で接続でき、また、ワ
イヤボンディング方式と比較してインダクタンス成分を
減らすことができるため、信号処理の高速化や高周波化
にも有利である。コンピューターのＭＰＵ用パッケージ
においては、フリップチップ接続方式はクロック動作周
波数が３００ＭＨｚ以上の領域では必須の実装方式にな
るといわれている。具体的には、ボールグリットアレイ
（ＢＧＡ）、ピングリットアレイ（ＰＧＡ）、ランドグ
リットアレイ（ＬＧＡ）等の配線基板（以下、単に基板
ともいう）に広く採用されている。

【０００４】このような配線基板およびその電極用パッ
ド（以下、単にパッドともいう）は、例えば、アルミナ
セラミックからなるセラミック製の薄膜配線基板にあっ
ては、次のようにして製造される。すなわち、アルミナ
グリーンシートに金型等を用いて表裏面を貫通するビア
ホールを穿設した後、タングステンやモリブデン等の高
融点金属粉末を主体とするメタライズペーストをビアホ
ール中に充填する。必要に応じてグリーンシートを積層
した後、同時焼成してアルミナセラミック製の配線基板
を得る（図示せず）。

【０００５】得られた基板１の両面を研磨加工して平ら
にした後（図示せず）、基板の一主面にスパッタ法によ
りチタン、銅の順で薄膜層２を形成する（図１３
（ａ））。該薄膜層２上に感光性レジストを塗布してレ
ジスト膜３を形成し（図１３（ｂ））、フォトリソ加工
によりパターン抜きを行ない開口部４を形成する（図１
３（ｃ））。開口部４に電気メッキにより銅、ニッケル
及び金からなる配線層１６を形成する（図１３
（ｄ））。そして、レジスト層を除去した後（図１４
（ａ））、再びレジスト層６を形成する（図１４
（ｂ））。フォトリソ加工によりパターン抜きを行ない
開口部１７を形成する（図１４（ｃ））。開口部１７に
電気スズメッキにより電極用パッド上にスズメッキ層１
８を形成（図１４（ｄ））した後、残ったレジスト層６
を除去する（図１５（ａ））。その後、レジスト層１９
を形成（図１５（ｂ））し、フォトリソ加工により配線
部以外の部分のパターン抜きを行ない（図１５
（ｃ））、スパッタ層２の不要な部分をエッチング除去
した後（図１６（ａ））、残ったレジスト層１９を除去
して、電極用パッドの形成を完了する（図１６
（ｂ））。

【０００６】そして、フリップチップ接続方式によるア
ッセンブリーにおいては、配線基板側の各電極用パッド
とチップ側の各電極用パッドに形成した金バンプとが一
致するようにして重ね、リフロー炉等を用いて加熱し
て、配線基板側の電極パッドの最表層にあるスズメッキ
層とチップ側の電極用パッドに形成した金バンプとが低
融点合金を形成してハンダ付けすることにより、パッド
間の電気的接続を行なっていた。

【発明が解決しようとする課題】

【０００７】ところが、フリップチップ接続方式の配線
基板の電極用パッドの寸法は、その直径が５０μｍ程度
と微細なため、上記スズメッキ層のメッキ厚みの制御が
非常に困難であった。例えば、スズメッキ厚みのねらい
値が２μｍの場合、実際のバラツキは１．２〜３．５μ
ｍであった。このスズメッキ厚みのバラツキが原因とな
って、集積回路チップ側の接続用金バンプとの接合部で
生ずる金／スズ合金の組成比のバラツキも大きくなり、
その結果、集積回路チップの接合強度のバラツキまでも
大きくなってしまう問題が発生した。

【０００８】さらに、スズメッキ厚みのバラツキによっ
て電極用パッドの高さバラツキが発生し、その結果、集
積回路チップとの接合状態に不具合が生じる。また、ス
ズメッキ厚みのバラツキによってスズが過剰になった場
合、集積回路チップの実装時にスズの這い上がりが多く
なるという問題を生じる。逆に、スズが少ない場合は集
積回路チップの実装強度が劣化しやすいという問題を生
じる。

【０００９】また、従来のフリップチップ接続方式の配
線基板の電極用パッドの構成は、その最表層がスズメッ
キ層のため不安定であり、保管中にスズメッキ表面に酸
化膜が発生して濡れ性が劣化したり、大気中での放置に
よりホイスカーが発生したり、酸やアルカリに弱いため
製造プロセス上の制約が多い。更に、前述したように、
従来の製造方法では、フォトリソ工程が３回も必要であ
り、その結果、製造コストが高くなる問題もあった。

【００１０】本発明は、かかる知見に基づいてなされた
もので、その目的とするところは、フリップチップ接続
用の電極用パッドをなす導体層の最表面に、厚み制御が
容易なスパッタ法を用いて安定した厚みのスズ層を形成
し、さらに当該スズ層を予め化学的に安定な金／スズ合
金層にすることにより、経時劣化や金／スズ合金の組成
比バラツキの少ないフリップチップ接続方式の配線基板
を提供することにある。また、上記のように金／スズ合
金化を行わない場合においても、本発明が目的とする効
果を奏することが可能である。すなわち、フリップチッ
プ接続用の電極用パッドをなす導体層の最表面に、厚み
制御が容易なスパッタ法を用いて安定した厚みのスズ層
を形成することにより、集積回路チップの実装時に生成
する金／スズ合金の組成比バラツキの少ないフリップチ
ップ接続方式の配線基板を提供することが可能である。
この場合、合金化のための加熱工程が省略可能なため、
製造コストの削減に有効である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、フリップチップ接続方式の集積回路チップを電気的
に接続するための電極パッド群を備えた配線基板であっ
て、基板面から順に、チタン、パラジウム、銅、クロ
ム、モリブデン、ジルコニウム、白金、ニッケル、タン
タルのうち、少なくとも１種類の金属及び／又は少なく
とも１種類の金属を主成分とする合金金属からなる１層
以上の薄膜層と、金を主体とするメッキ層と、金／スズ
合金層と、からなる多層構造の金属膜を有する配線基板
を要旨とする。最表層を金／スズ合金層とすることによ
り、従来問題であったスズ層表面の酸化等の経時劣化
や、ホイスカーの発生、接合強度のバラツキといった種
々の問題を解決することができる。下地の薄膜層は、チ
タン、パラジウム、銅のうち少なくとも１種類の金属か
ら選ばれる。薄膜層の形成方法としては公知の技術が適
用可能であり、無電解メッキによる薄付けメッキ層、ス
パッタ法によるスパッタ層、あるいは、有機金属化合物
の熱分解や光分解によるデポジット層等が用いられる。
好ましい構成としては、スパッタ法を用いてチタン−パ
ラジウム層とするのが接続信頼性の面で好適である。こ
の場合の各スパッタ層の好ましい厚みの範囲としては、
チタンでは１０００〜２０００Å、パラジウムでは１０
００〜３０００Åである。金／スズ合金層と薄膜層との
間に金メッキ層が必要な理由は以下のようである。すな
わち、金メッキ層が無い場合、層厚みの薄い（約３００
０Å）パラジウム薄膜層や銅薄膜層が金／スズ合金層に
食われてしまい、下地のチタン薄膜層と金／スズ合金層
との間に界面剥離が生じ易いからである。したがって、
金メッキ層の厚みの範囲としては、好ましくは０．７５
〜１０μｍ、より好ましくは２〜７μｍである。

【００１２】請求項２に記載の発明は、フリップチップ
接続方式の集積回路チップを電気的に接続するための電
極パッド群を備えた配線基板であって、基板面から順
に、チタン、パラジウム、銅、クロム、モリブデン、ジ
ルコニウム、白金、ニッケル、タンタルのうち、少なく
とも１種類の金属及び／又は少なくとも１種類の金属を
主成分とする合金金属からなる１層以上の薄膜層と、ニ
ッケル、銅の少なくとも１種類からなる第１メッキ層
と、金を主体とする第２メッキ層と、金／スズ合金層
と、からなる多層構造の金属膜を有する配線基板を要旨
とする。本発明は、請求項１に記載の配線基板のより好
ましい構成を例示したものであって、金メッキ層と薄膜
層との間にロー材食われに強いニッケルあるいは低ヤン
グ率材である銅からなるメッキ層を挟むことにより、よ
り接続信頼性の優れたフリップチップ接続方式の配線基
板を得られる。

【００１３】請求項３に記載の発明は、フリップチップ
接続方式の集積回路チップを電気的に接続するための電
極パッド群を備えた配線基板であって、基板面から順
に、チタン、パラジウム、銅、クロム、モリブデン、ジ
ルコニウム、白金、ニッケル、タンタルのうち、少なく
とも１種類の金属及び／又は少なくとも１種類の金属を
主成分とする合金金属からなる１層以上の薄膜層と、金
を主体とするメッキ層と、スズを主体とするスパッタ層
と、からなる多層構造の金属膜を有する配線基板を要旨
とする。薄膜層の形成方法としては公知の技術が適用可
能であり、無電解メッキによる薄付けメッキ層、スパッ
タ法によるスパッタ層、あるいは、有機金属化合物の熱
分解や光分解によるデポジット層等が用いられる。好ま
しい構成としては、スパッタ法を用いてチタン−パラジ
ウム層とするのが接続信頼性の面で好適である。この場
合の各スパッタ層の好ましい厚みの範囲としては、チタ
ンでは１０００〜２０００Å、パラジウムでは１０００
〜３０００Åである。金メッキ層の厚みの範囲として
は、好ましくは０．７５〜１０μｍ、より好ましくは２
〜７μｍである。本発明では、金メッキ層上にスズを主
体とするスパッタ層を形成した構成である点で請求項１
に記載の発明と異なるが、ここでいう「スズを主体とす
るスパッタ層」とは、当該スパッタ層に金／スズ合金層
が含まれる場合をもいう。なぜなら、金メッキ層上にス
ズをターゲット材としてスパッタを行った場合には、ス
パッタ工程中の加熱等によりスズと金との熱拡散が発生
し、金メッキ層と当該スパッタ層との間に金／スズ合金
層を形成する場合があるからである。もちろん、「スズ
を主体とするスパッタ層」には、まったく金／スズ合金
層を含まないスズのみからなるスパッタ層を含むことは
いうまでもない。

【００１４】請求項４に記載の発明は、フリップチップ
接続方式の集積回路チップを電気的に接続するための電
極パッド群を備えた配線基板であって、基板面から順
に、チタン、パラジウム、銅、クロム、モリブデン、ジ
ルコニウム、白金、ニッケル、タンタルのうち、少なく
とも１種類の金属及び／又は少なくとも１種類の金属を
主成分とする合金金属からなる１層以上の薄膜層と、ニ
ッケル、銅の少なくとも１種類からなる第１メッキ層
と、金を主体とする第２メッキ層と、スズを主体とする
スパッタ層と、からなる多層構造の金属膜を有する配線
基板を要旨とする。薄膜層の形成方法としては公知の技
術が適用可能であり、無電解メッキによる薄付けメッキ
層、スパッタ法によるスパッタ層、あるいは、有機金属
化合物の熱分解や光分解によるデポジット層等が用いら
れる。好ましい構成としては、スパッタ法を用いてチタ
ン−パラジウム層とするのが接続信頼性の面で好適であ
る。この場合の各スパッタ層の好ましい厚みの範囲とし
ては、チタンでは１０００〜２０００Å、パラジウムで
は１０００〜３０００Åである。金メッキ層の厚みの範
囲としては、好ましくは０．７５〜１０μｍ、より好ま
しくは２〜７μｍである。本発明では、金メッキからな
る第２メッキ層上にスズを主体とするスパッタ層を形成
した構成である点で請求項２に記載の発明と異なるが、
ここでいう「スズを主体とするスパッタ層」とは、当該
スパッタ層に金／スズ合金層が含まれる場合をもいう。
なぜなら、金メッキ層上にスズをターゲット材としてス
パッタを行った場合には、スパッタ工程中の加熱等によ
りスズと金との熱拡散が発生し、金メッキ層と当該スパ
ッタ層との間に金／スズ合金層を形成する場合があるか
らである。もちろん、「スズを主体とするスパッタ層」
には、まったく金／スズ合金層を含まないスズのみから
なるスパッタ層を含むことはいうまでもない。

【００１５】請求項５に記載の発明は、基板表面にチタ
ン、パラジウム、銅、クロム、モリブデン、ジルコニウ
ム、白金、ニッケル、タンタルのうち、少なくとも１種
類の金属及び／又は少なくとも１種類の金属を主成分と
する合金金属からなる第１スパッタ層を形成する第１ス
パッタ層形成工程と、上記第１スパッタ層上にメッキレ
ジスト層を形成後、パターニングを行ない、電極パッド
用開口部を形成する露光・現像工程と、上記電極パッド
用開口部に金からなるメッキ層を形成するメッキ工程
と、上記メッキレジスト層及び露出した上記メッキ層の
全面にスズからなる第２スパッタ層を形成する第２スパ
ッタ層形成工程と、上記電極用パッド部以外の第２スパ
ッタ層を除去する工程と、上記電極用パッド部における
上記メッキ層の少なくとも一部と上記第２スパッタ層と
から金／スズ合金層を形成する合金化加熱処理工程と、
を少なくとも具備する配線基板の製造方法を要旨とし、
請求項１に記載の配線基板の製造方法を具体的に例示し
たものである。スズ層の形成にスパッタ法を用い、且
つ、メッキレジスト層上から全面に均一にスパッタする
ため、φ５０μｍ程度の微細な電極用パッド上に均一な
厚みでスズ層が形成できる。ちなみに、本発明のよう
に、レジスト層上から全面にスパッタ層を形成した後、
レジスト層を除去して必要な部分のスパッタ層を残す方
法は、「リフトオフ法」と呼ばれている。

【００１６】請求項６に記載の発明は、基板表面にチタ
ン、パラジウム、銅、クロム、モリブデン、ジルコニウ
ム、白金、ニッケル、タンタルのうち、少なくとも１種
類の金属及び／又は少なくとも１種類の金属を主成分と
する合金金属からなる第１スパッタ層を形成する第１ス
パッタ層形成工程と、上記第１スパッタ層上にメッキレ
ジスト層を形成後、パターニングを行ない電極パッド用
開口部を形成する露光・現像工程と、上記電極パッド用
開口部に、ニッケル、銅のうち少なくとも１種類の金属
からなる第１メッキ層を形成後、次いで、金からなる第
２メッキ層を形成するメッキ工程と、上記メッキレジス
ト層及び露出した上記第２メッキ層の全面にスズからな
る第２スパッタ層を形成する第２スパッタ層形成工程
と、上記電極用パッド部以外の第２スパッタ層を除去す
る工程と、上記電極用パッド部に形成された上記第２メ
ッキ層の少なくとも一部と上記第２スパッタ層とから金
／スズ合金層を形成する合金化加熱処理工程と、を少な
くとも具備する配線基板の製造方法を要旨とし、請求項
２に記載の配線基板の製造方法を具体的に例示したもの
である。スズ層の形成にスパッタ法を用い、且つ、メッ
キレジスト層上から全面に均一にスパッタするため、φ
５０μｍ程度の微細な電極用パッド上に均一な厚みでス
ズ層が形成できるとともに、金メッキ層と薄膜層との間
にロー材食われに強いニッケルあるいは低ヤング率材で
ある銅からなるメッキ層を挟むことにより、より接続信
頼性の優れたフリップチップ接続方式の配線基板を得ら
れる。

【００１７】請求項７に記載の発明は、基板表面にチタ
ン、パラジウム、銅、クロム、モリブデン、ジルコニウ
ム、白金、ニッケル、タンタルのうち、少なくとも１種
類の金属及び／又は少なくとも１種類の金属を主成分と
する合金金属からなる第１スパッタ層を形成する第１ス
パッタ層形成工程と、上記第１スパッタ層上にメッキレ
ジスト層を形成後、パターニングを行ない、電極パッド
用開口部を形成する露光・現像工程と、上記電極パッド
用開口部に金からなるメッキ層を形成するメッキ工程
と、上記メッキレジスト層及び露出した上記メッキ層の
全面にスズを主体とする第２スパッタ層を形成する第２
スパッタ層形成工程と、上記電極用パッド部以外の第２
スパッタ層を除去する工程と、を少なくとも具備する配
線基板の製造方法を要旨とし、請求項３に記載の配線基
板の製造方法を具体的に例示したものである。スズ層の
形成にスパッタ法を用い、且つ、メッキレジスト層上か
ら全面に均一にスパッタするため、φ５０μｍ程度の微
細な電極用パッド上に均一な厚みでスズ層が形成できる
とともに、金メッキ層と薄膜層との間にロー材食われに
強いニッケルあるいは低ヤング率材である銅からなるメ
ッキ層を挟むことにより、より接続信頼性の優れたフリ
ップチップ接続方式の配線基板を得られる。本発明が奏
する効果は、前述した請求項５に記載の発明と基本的に
同様であるが、金／スズ合金化の加熱処理を行わないこ
とにより工程の短縮が可能である。特には、スズのウイ
スカーが発生するような長期保管を行わない場合におい
て有効である。

【００１８】請求項８に記載の発明は、基板表面にチタ
ン、パラジウム、銅、クロム、モリブデン、ジルコニウ
ム、白金、ニッケル、タンタルのうち、少なくとも１種
類の金属及び／又は少なくとも１種類の金属を主成分と
する合金金属からなるスパッタ層を形成する第１スパッ
タ層形成工程と、上記第１スパッタ層上にメッキレジス
ト層を形成後、パターニングを行ない電極パッド用開口
部を形成する露光・現像工程と、上記電極パッド用開口
部に、ニッケル、銅のうち少なくとも１種類の金属から
なる第１メッキ層を形成後、次いで、金からなる第２メ
ッキ層を形成するメッキ工程と、上記メッキレジスト層
及び露出した上記第２メッキ層の全面にスズを主体とす
るスパッタ層を形成する第２スパッタ層形成工程と、上
記電極用パッド部以外の第２スパッタ層を除去する工程
と、を少なくとも具備する配線基板の製造方法を要旨と
し、請求項４に記載の配線基板の製造方法を具体的に例
示したものである。スズ層の形成にスパッタ法を用い、
且つ、メッキレジスト層上から全面に均一にスパッタす
るため、φ５０μｍ程度の微細な電極用パッド上に均一
な厚みでスズ層が形成できるとともに、金メッキ層と薄
膜層との間にロー材食われに強いニッケルあるいは低ヤ
ング率材である銅からなるメッキ層を挟むことにより、
より接続信頼性の優れたフリップチップ接続方式の配線
基板を得られる。本発明が奏する効果は、前述した請求
項６に記載の発明と基本的に同様であるが、金／スズ合
金化の加熱処理を行わないことにより工程の短縮が可能
である。特には、スズのウイスカーが発生するような長
期保管を行わない場合において有効である。

【００１９】本願発明の配線基板には、セラミック配線
基板を用いることができる。セラミックの材質は特に限
定されるものではないが、アルミナ、窒化アルミニウ
ム、セラミックフィラーをガラスに添加したセラミック
−ガラス複合材料（いわゆるガラスセラミックあるいは
低温焼成材料）、各種誘電体材料、炭化珪素あるいは窒
化珪素といったものを用いることができる。配線基板と
して更には、ＢＴ（ビスマレイミド−トリアジン）系、
エポキシ系、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）系、Ｐ
ＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）系といった耐熱
性樹脂を主成分とするプリント配線基板を用いることが
できるが、樹脂材料としては、金／スズ合金化時の加熱
温度に耐えうる耐熱特性の特に優れたものが好ましい。
したがって、金／スズ合金化時の加熱温度を少しでも下
げるために、金／スズ合金化層の組成比としては、金８
０％／スズ２０％（融点２８０℃）となり得るように各
層の厚みと加熱処理の温度と時間をコントロールする必
要がある。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の製造方法の例を、以下に
詳細に説明する。 請求項５に係る配線基板の製造方法の例（図１〜図３を
参照） 両面を研磨加工して平らにしたアルミナ基板１の一主面
にスパッタ法によりチタン（層厚：２０００Å）、パラ
ジウム（層厚：３０００Å）の順で薄膜層２を形成した
（図１（ａ））。該薄膜層２上に感光性レジストを塗布
してレジスト膜３を形成し（図１（ｂ））、フォトリソ
加工によりパターン抜きを行ない開口部４を形成した
（図１（ｃ））。開口部４に電気金メッキにより配線層
５（層厚；３μｍ）を形成した（図１（ｄ））。その
後、残ったレジスト層３を除去した後（図２（ａ））、
薄膜層２の不要な部分を、ウエットエッチングで除去し
た（図２（ｂ））。再びレジスト層６を形成（図２
（ｃ））した後、フォトリソ加工によりパターン抜きを
行ない、電極パッド用の開口部７（直径；５０μｍ）を
形成した（図２（ｄ））。開口部７及びパターン抜きし
たレジスト層６の全面にスパッタ法によりスズ層８，９
を形成した（図３（ａ））。当該スズ層の厚みは、０．
５μｍと２μｍの2種類とした。その後、スズ層８の付
着したレジスト層６を除去して、電極用パッド部分のみ
スズ層９を残した後（図３（ｂ））、窒素／水素の還元
雰囲気下で２８０℃×５分の条件で加熱処理を行い、ス
ズ層９と金メッキによる配線層５とを合金化して、金／
スズ合金からなる電極用パッド１０を形成した（図３
（ｃ））。

【００２１】請求項６に係る配線基板の製造方法の例
（図４〜図６を参照） 両面を研磨加工して平らにした基板１の一主面にスパッ
タ法によりチタン（層厚：２０００Å）、銅（層厚：３
０００Å）の順で薄膜層２を形成した（図４（ａ））。
該薄膜層２上に感光性レジストを塗布してレジスト膜３
を形成し（図４（ｂ））、フォトリソ加工によりパター
ン抜きを行ない開口部４を形成した（図４（ｃ））。開
口部４に電気メッキにより基板側から銅（層厚：３μ
ｍ）、ニッケル（層厚：１μｍ）の順に第1メッキ層１
１、次いで、電解金メッキ（層厚：２μｍ）により第2
メッキ層１２を形成した（図４（ｄ））。そして、残っ
たレジスト層を除去した後（図５（ａ））、薄膜層２の
不要な部分を、ウエットエッチングで除去した（図５
（ｂ））。再びレジスト層６を形成（図５（ｃ））した
後、フォトリソ加工によりパターン抜きを行ない開口部
７を形成した（図５（ｄ））。開口部７及びパターン抜
きしたレジスト層６の全面にスパッタ法によりスズ層１
３、１４を、０．５μｍと２μｍの2種類の厚みで形成
（図６（ａ））した後、スズ層１３の付着したレジスト
層６を除去して、金メッキによる第2メッキ層１４の上
の電極用パッド部分のみスズ層を残した（図６
（ｂ））。その後、窒素／水素の還元雰囲気下で２８０
℃×５分の条件で加熱処理を行い、スズ層１４と金メッ
キによる第2メッキ層１２とを合金化して金／スズ合金
層１５を形成し、電極用パッドの形成を完了した（図６
（ｃ））。

【００２２】（３）請求項７に係る配線基板の製造方法
の例（図７〜図９を参照） 両面を研磨加工して平らにしたアルミナ基板１の一主面
にスパッタ法によりチタン（層厚：２０００Å）、パラ
ジウム（層厚：３０００Å）の順で薄膜層２を形成した
（図７（ａ））。該薄膜層２上に感光性レジストを塗布
してレジスト膜３を形成し（図７（ｂ））、フォトリソ
加工によりパターン抜きを行ない開口部４を形成した
（図７（ｃ））。開口部４に電気金メッキにより配線層
５（層厚；３μｍ）を形成した（図７（ｄ））。その
後、残ったレジスト層３を除去した後（図８（ａ））、
薄膜層２の不要な部分を、ウエットエッチングで除去し
た（図８（ｂ））。再びレジスト層６を形成（図８
（ｃ））した後、フォトリソ加工によりパターン抜きを
行ない、電極パッド用の開口部７（直径；５０μｍ）を
形成した（図８（ｄ））。開口部７及びパターン抜きし
たレジスト層６の全面にスパッタ法によりスズ層８，９
を形成した（図９（ａ））。当該スズ層の厚みは、０．
５μｍと２μｍの２種類とした。その後、スズ層８の付
着したレジスト層６を除去して、スズを主体とする電極
用パッド９を形成した（図９（ｂ））。

【００２３】（４）請求項８係る配線基板の製造方法の
例（図１０〜図１２を参照） 両面を研磨加工して平らにした基板１の一主面にスパッ
タ法によりチタン（層厚：２０００Å）、銅（層厚：３
０００Å）の順で薄膜層２を形成した（図１０
（ａ））。該薄膜層２上に感光性レジストを塗布してレ
ジスト膜３を形成し（図１０（ｂ））、フォトリソ加工
によりパターン抜きを行ない開口部４を形成した（図１
０（ｃ））。開口部４に電気メッキにより基板側から銅
（層厚：３μｍ）、ニッケル（層厚：１μｍ）の順に第
1メッキ層１１、次いで、電解金メッキ（層厚：２μ
ｍ）により第2メッキ層１２を形成した（図１０
（ｄ））。そして、残ったレジスト層を除去した後（図
１１（ａ））、薄膜層２の不要な部分を、ウエットエッ
チングで除去した（図１１（ｂ））。再びレジスト層６
を形成（図１１（ｃ））した後、フォトリソ加工により
パターン抜きを行ない開口部７を形成した（図１１
（ｄ））。開口部７及びパターン抜きしたレジスト層６
の全面にスパッタ法によりスズ層１３、１４を、０．５
μｍと２μｍの２種類の厚みで形成（図１２（ａ））し
た後、スズ層13の付着したレジスト層６を除去して、金
メッキによる第2メッキ層14の上の電極用パッド部分の
みスズ層を残して、スズを主体とする電極用パッド14の
形成を完了した（図１２（ｂ））。

【００２４】（５）電極用パッド高さのバラツキの評価 本願の請求項５に記載の製造方法（以下、「リフトオフ
法」とも称する）により形成された電極用パッドの高さ
と、比較例として、従来のスズメッキを用いて形成され
た電極用パッドの高さを表面粗度計を用いて測定し、そ
の高さバラツキを比較した。測定条件の詳細を以下に示
す。 電極用パッドの直径；５０μｍ 電極用パッドの高さ；２μｍ、０．５μｍの２種類 測定パッド数；各５０個 バラツキの算出方法；各５０個の測定値から電極用パッ
ドの高さ平均値および標準偏差σを求め、平均値に対す
る±３σの比（単位；％）で表示した。結果を表１に示
した。

【００２５】

【表１】

【００２６】表1の結果より、電極用パッド高さの狙い
値が０．５μｍと薄い場合、本発明のリフトオフ法を用
いた時のバラツキ値は±１０％と良好であるが、従来方
法のメッキ法を用いた時のバラツキ値は再現性がなく、
実質高さの制御が不可能であった。電極用パッド高さの
狙い値が２μｍの場合、本発明のリフトオフ法を用いた
時のバラツキ値は±７．５％と良好であるが、従来方法
のメッキ法を用いた時のバラツキ値は±７５％と、本発
明の１０倍のバラツキ値を示した。これらの結果より、
本発明のスズスパッタ法を用いた方法によれば、従来の
スズメッキ方法と比較して高さバラツキを著しく低減で
きる効果が得られることがわかる。特に、電極パッドの
寸法が１００μｍ以下の微細なものに対して１μｍ以下
の薄いスズ層を形成する場合に極めて好適である。ま
た、（１）、（２）において前述したように、本発明で
は、いわゆる「リフトオフ法」を用いるため、フォトリ
ソ工程が２回と、従来方法の３回より工数が減少してお
り、製造コストの面でも有利である。

【００２７】

【発明の効果】以上に説明したように本願発明によれ
ば、フリップチップ接続する電極用パッドの最表面に、
厚み制御が容易なスパッタ法を用いて安定した厚みのス
ズ層を形成できる。さらに当該スズ層を予め化学的に安
定な金／スズ合金層にすることにより、経時劣化や金／
スズ合金の組成比バラツキの少ないフリップチップ接続
方式の配線基板を提供できる。さらに、スズ層の形成に
リフトオフ法を用いることで、フォトリソ工程の回数を
メッキ法を用いた従来方法の半分以下にすることができ
る。

【００２８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項５に記載の配線基板の製造工程
の説明図。

【図２】本発明の請求項５に記載の配線基板の製造工程
の説明図。

【図３】本発明の請求項５に記載の配線基板の製造工程
の説明図。

【図４】本発明の請求項６に記載の配線基板の製造工程
の説明図。

【図５】本発明の請求項６に記載の配線基板の製造工程
の説明図。

【図６】本発明の請求項６に記載の配線基板の製造工程
の説明図。

【図７】本発明の請求項７に記載の配線基板の製造工程
の説明図。

【図８】本発明の請求項７に記載の配線基板の製造工程
の説明図。

【図９】本発明の請求項７に記載の配線基板の製造工程
の説明図。

【図１０】本発明の請求項８に記載の配線基板の製造工
程の説明図。

【図１１】本発明の請求項８に記載の配線基板の製造工
程の説明図。

【図１２】本発明の請求項８に記載の配線基板の製造工
程の説明図。

【図１３】従来方法の配線基板の製造工程の説明図。

【図１４】従来方法の配線基板の製造工程の説明図。

【図１５】従来方法の配線基板の製造工程の説明図。

【図１６】従来方法の配線基板の製造工程の説明図。

【符号の説明】

１ 配線基板 ２ チタンスパッタ層と銅スパッタ層とからなる薄膜
層 ５ 金メッキ層 ６ レジスト層 ８ レジスト層６上に形成されたスズスパッタ層 ９ 金メッキ層５上に形成されたスズスパッタ層から
なる電極用パッド １０ 金／スズ合金からなる電極用パッド

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フリップチップ接続方式の集積回路チッ
   プを電気的に接続するための電極パッド群を備えた配線
   基板であって、 基板面から順に、 チタン、パラジウム、銅、クロム、モリブデン、ジルコ
   ニウム、白金、ニッケル、タンタルのうち、少なくとも
   １種類の金属及び／又は少なくとも１種類の金属を主成
   分とする合金金属からなる１層以上の薄膜層と、 金を主体とするメッキ層と、 金／スズ合金層と、からなる多層構造の金属膜を有する
   ことを特徴とする配線基板。
2. 【請求項２】 フリップチップ接続方式の集積回路チッ
   プを電気的に接続するための電極パッド群を備えた配線
   基板であって、 基板面から順に、 チタン、パラジウム、銅、クロム、モリブデン、ジルコ
   ニウム、白金、ニッケル、タンタルのうち、少なくとも
   １種類の金属及び／又は少なくとも１種類の金属を主成
   分とする合金金属からなる１層以上の薄膜層と、 ニッケル、銅の少なくとも１種類からなる第１メッキ層
   と、 金を主体とする第２メッキ層と、 金／スズ合金層と、からなる多層構造の金属膜を有する
   ことを特徴とする配線基板。
3. 【請求項３】 フリップチップ接続方式の集積回路チッ
   プを電気的に接続するための電極パッド群を備えた配線
   基板であって、 基板面から順に、 チタン、パラジウム、銅、クロム、モリブデン、ジルコ
   ニウム、白金、ニッケル、タンタルのうち、少なくとも
   １種類の金属及び／又は少なくとも１種類の金属を主成
   分とする合金金属からなる１層以上の薄膜層と、 金を主体とするメッキ層と、 スズを主体とするスパッタ層と、からなる多層構造の金
   属膜を有することを特徴とする配線基板。
4. 【請求項４】 フリップチップ接続方式の集積回路チッ
   プを電気的に接続するための電極パッド群を備えた配線
   基板であって、 基板面から順に、 チタン、パラジウム、銅、クロム、モリブデン、ジルコ
   ニウム、白金、ニッケル、タンタルのうち、少なくとも
   １種類の金属及び／又は少なくとも１種類の金属を主成
   分とする合金金属からなる１層以上の薄膜層と、 ニッケル、銅の少なくとも１種類からなる第１メッキ層
   と、 金を主体とする第２メッキ層と、 スズを主体とするスパッタ層と、からなる多層構造の金
   属膜を有することを特徴とする配線基板。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の配線基板の製造方法で
   あって、 基板表面にチタン、パラジウム、銅、クロム、モリブデ
   ン、ジルコニウム、白金、ニッケル、タンタルのうち、
   少なくとも１種類の金属及び／又は少なくとも１種類の
   金属を主成分とする合金金属からなるスパッタ層を形成
   する第１スパッタ層形成工程と、 上記第１スパッタ層上にメッキレジスト層を形成後、パ
   ターニングを行ない、電極パッド用開口部を形成する露
   光・現像工程と、 上記電極パッド用開口部に金からなるメッキ層を形成す
   るメッキ工程と、 上記メッキレジスト層及び露出した上記メッキ層の全面
   にスズからなるスパッタ層を形成する第２スパッタ層形
   成工程と、 上記電極用パッド部以外の第２スパッタ層を除去する工
   程と、 上記電極用パッド部における上記メッキ層の少なくとも
   一部と上記第２スパッタ層とから金／スズ合金層を形成
   する合金化加熱処理工程と、を少なくとも具備すること
   を特徴とする配線基板の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項２に記載の配線基板の製造方法で
   あって、 基板表面にチタン、パラジウム、銅、クロム、モリブデ
   ン、ジルコニウム、白金、ニッケル、タンタルのうち、
   少なくとも１種類の金属及び／又は少なくとも１種類の
   金属を主成分とする合金金属からなるスパッタ層を形成
   する第１スパッタ層形成工程と、 上記第１スパッタ層上にメッキレジスト層を形成後、パ
   ターニングを行ない電極パッド用開口部を形成する露光
   ・現像工程と、 上記電極パッド用開口部に、ニッケル、銅のうち少なく
   とも１種類の金属からなる第１メッキ層を形成後、次い
   で、金からなる第２メッキ層を形成するメッキ工程と、 上記メッキレジスト層及び露出した上記第２メッキ層の
   全面にスズからなるスパッタ層を形成する第２スパッタ
   層形成工程と、 上記電極用パッド部以外の第２スパッタ層を除去する工
   程と、 上記電極用パッド部に形成された上記第２メッキ層の少
   なくとも一部と上記第２スパッタ層とから金／スズ合金
   層を形成する合金化加熱処理工程と、を少なくとも具備
   することを特徴とする配線基板の製造方法。
7. 【請求項７】 請求項３に記載の配線基板の製造方法で
   あって、 基板表面にチタン、パラジウム、銅、クロム、モリブデ
   ン、ジルコニウム、白金、ニッケル、タンタルのうち、
   少なくとも１種類の金属及び／又は少なくとも１種類の
   金属を主成分とする合金金属からなるスパッタ層を形成
   する第１スパッタ層形成工程と、 上記第１スパッタ層上にメッキレジスト層を形成後、パ
   ターニングを行ない、電極パッド用開口部を形成する露
   光・現像工程と、 上記電極パッド用開口部に金からなるメッキ層を形成す
   るメッキ工程と、 上記メッキレジスト層及び露出した上記メッキ層の全面
   にスズからなるスパッタ層を形成する第２スパッタ層形
   成工程と、 上記電極用パッド部以外の第２スパッタ層を除去する工
   程と、を少なくとも具備することを特徴とする配線基板
   の製造方法。
8. 【請求項８】 請求項４に記載の配線基板の製造方法で
   あって、 基板表面にチタン、パラジウム、銅、クロム、モリブデ
   ン、ジルコニウム、白金、ニッケル、タンタルのうち、
   少なくとも１種類の金属及び／又は少なくとも１種類の
   金属を主成分とする合金金属からなるスパッタ層を形成
   する第１スパッタ層形成工程と、 上記第１スパッタ層上にメッキレジスト層を形成後、パ
   ターニングを行ない電極パッド用開口部を形成する露光
   ・現像工程と、 上記電極パッド用開口部に、ニッケル、銅のうち少なく
   とも１種類の金属からなる第１メッキ層を形成後、次い
   で、金からなる第２メッキ層を形成するメッキ工程と、 上記メッキレジスト層及び露出した上記第２メッキ層の
   全面にスズからなるスパッタ層を形成する第２スパッタ
   層形成工程と、 上記電極用パッド部以外の第２スパッタ層を除去する工
   程と、を少なくとも具備することを特徴とする配線基板
   の製造方法。