JP2001044605A

JP2001044605A - 薄膜付き配線基板の製造方法

Info

Publication number: JP2001044605A
Application number: JP11214737A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ono; 大野　　猛; Toshikatsu Takada; 俊克高田
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1999-07-29
Filing date: 1999-07-29
Publication date: 2001-02-16

Abstract

(57)【要約】【目的】フォトリソグラフィにおけるレジスト層の密
着不良に起因するメッキ液の潜り込みによって配線層周
縁に形成されるひさし状金属を容易に除去して、配線層
の輪郭を整形可能な薄膜付き配線基板の製造方法を提供
すること。【構成】配線層周縁に形成されるひさし状金属を、加
圧した流体を用いて除去して該配線層の輪郭を整形す
る。流体としては、水を用いることが好ましい。噴射圧
としては、５０〜３５０ｋｇｆ／ｃｍ²、より好ましく
は１５０〜２５０ｋｇｆ／ｃｍ²であることが好まし
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、配線層の輪郭形状が良
好な薄膜付き配線基板の製造方法に関する。更に詳しく
は、薄膜配線層を有するＩＣパッケージ、高周波モジュ
ール基板等の製造方法に関する。例えば、フォトリソグ
ラフィ時のレジスト層の密着不良に起因するメッキ液の
潜り込みにより形成される配線層周縁のにじみを除去す
る方法として好適である。

【０００２】

【従来の技術】近年の急速な電子機器の小型化・高性能
化に伴い、それに用いられるＩＣパッケージやモジュー
ル基板等の配線基板に対しても更なる小型化・高密度化
への要求が高まっている。フォトリソグラフィを用いて
微細な配線層を高精度に形成可能な薄膜付き配線基板
は、かかる市場の要求に十分応え得るものとして期待さ
れている。

【０００３】高精度の配線層を形成するために、薄膜付
き配線基板の薄膜形成面は、事前の研磨により平滑化さ
れる。薄膜形成面の研磨状態には、大きく分けて３つの
段階がある。研磨の度合いが低い方から高い方へ挙げる
と、「ラップ研磨」、「鏡面研磨」、「ポリッシュ研磨
（Ｒａ＜０．０５μｍ）」の３段階である。研磨の度合
いが高い程、薄膜形成面の平滑性が上がるため、より高
精度の配線層を形成できる。したがって、薄膜形成面は
ポリッシュ研磨（Ｒａ＜０．０５μｍ）の状態に仕上げ
ることが好ましい。

【０００４】ところが、薄膜形成面をポリッシュ研磨
（Ｒａ＜０．０５μｍ）まで仕上げると、フォトリソグ
ラフィ時にレジスト層の密着力が弱くなる問題がある。
その結果、レジスト層と基板面との隙間に電解或いは無
電解のメッキ液が潜り込み、得られた配線層の周縁にＡ
ｕを主体とするにじみが発生する。かかるにじみは、下
地の薄膜層のエッチング除去の際に、ひさし状金属にな
る。このひさし状金属はＡｕを主体とする。Ａｕは薄膜
層のエッチング液では溶解されないため、サイドエッチ
ングにより浮いた状態のひさし状金属として残るからで
ある。かかるひさし状金属は、外観不良であるだけでな
く、密着力がないため容易に脱落して、配線間をショー
トさせる原因にもなっていた。

【０００５】配線層周縁のひさし状金属は、そのにじみ
の程度の低いものは手修正を行って合格品としている。
しかし、その修正にはかなりの時間と熟練を要するた
め、製品の生産性、歩留まり安定性、コスト低減の障害
となっていた。しかし、配線層に傷を付けることなく、
微細なひさし状金属を容易に安定して取り除く方法は見
出されていなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、薄膜
層とメッキ導体層とからなる配線層の周縁に発生するひ
さし状金属を除去して配線層の輪郭を整形可能な薄膜付
き配線基板の製造方法を提供することである。より具体
的には、フォトリソグラフィにおいてレジスト層の密着
不良に起因するメッキ液の潜り込みにより配線層周縁に
形成されるひさし状金属を容易に除去して配線層の輪郭
を整形可能な薄膜付き配線基板の製造方法を提供するこ
とである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、セラ
ミックスからなる絶縁体上に形成された薄膜層と、該薄
膜層上に形成されたメッキ導体層とを有する薄膜付き配
線基板の製造方法において、該薄膜層と該メッキ導体層
とからなる配線層の周縁であって、該薄膜層と該メッキ
導体層との境界面近傍に発生するひさし状金属を、加圧
した流体を用いて除去して該配線層の輪郭を整形する工
程を有することを特徴とする薄膜付き配線基板の製造方
法を要旨とする。

【０００８】密着力の少ないひさし状金属を除去する手
段として加圧した流体を用いる。かかる構成により、配
線層その他の部位に傷等の不具合を設けることなく、短
時間で容易にひさし状金属を除去可能である。流体の圧
力条件を設定すれば一律に同じ条件で作業を行えるた
め、作業者の熟練が不要になるばかりでなく、配線層の
輪郭を整形する工程の自動化が可能となる。

【０００９】配線層の輪郭を整形する工程に用いる流体
としては、液体、気体或いはこれらの混合を用いること
ができる。また、配線層に傷を付けない程度の低硬度の
粒子を添加してもよい。例えば、樹脂ビーズ、やわらか
い無機粒子等を添加することができる。

【００１０】液体としては、配線層を汚損、劣化させな
いものであれば、あらゆる液体を用いることができる。
例えば、水、有機溶媒或いはこれらの混合物を用いるこ
とができる。水は、配線層の汚損や乾燥時のシミを防止
するために、純水を用いるのが好ましい。有機溶媒は、
アルコール類やフロリナート（商標名）等の不活性なハ
ロゲン系を用いるのが好ましい。液体には、配線層の表
面を親油化するためのカップリング剤や、洗浄効果を高
めるために界面活性剤を添加してもよい。

【００１１】気体としては、配線層を汚損、劣化させな
いものであれば、あらゆる気体を用いることができる。
例えば、乾燥した空気、炭酸ガス、窒素ガス、アルゴン
ガス等を用いることができる。配線層中に酸化しやすい
金属を含む場合は、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性
ガスを用いるのが好ましい。

【００１２】これら流体を加圧ポンプ等で加圧した状態
で薄膜付き配線基板に吹き付けることで、薄膜層とメッ
キ導体層との境界面近傍に発生するひさし状金属を短時
間で容易に除去可能となる。

【００１３】請求項２の発明は、配線層の輪郭を整形す
る工程に用いる加圧された流体が水であることを要旨と
し、請求項１に記載の薄膜付き配線基板の製造方法のよ
り好ましい構成を例示したものである。密着力の少ない
ひさし状金属を除去する手段として加圧した水を用いる
ことで、配線層を痛めることなく容易に作業を行うこと
ができる。また、流体が水なので、作業環境を悪化させ
ることもなく安全である。

【００１４】水は、配線層の汚損や乾燥時のシミを防止
するために、純水を用いるのが好ましいが、必要に応じ
て界面活性剤等を添加して、脱落したひさし状金属の配
線基板への再付着を防止してもよい。

【００１５】請求項３の発明は、請求項２に記載の発明
のより好ましい構成を例示したものであり、水の水圧
を、５０〜３５０ｋｇｆ／ｃｍ²の範囲に規定すること
を要旨とする。

【００１６】水圧の下限値を５０ｋｇｆ／ｃｍ²以上に
規定した理由は、５０ｋｇｆ／ｃｍ²以下ではひさし状
金属の除去を完全に行うことができないからである。水
圧の上限値を３５０ｋｇｆ／ｃｍ²以下に規定した理由
は、３５０ｋｇｆ／ｃｍ²以上では基板が破損する可能
性が高いからである。水圧をかかる範囲に規定すること
で、ひさし状金属の除去を歩留まりよく効果的に行うこ
とができる。

【００１７】請求項４の発明は、請求項３に記載の発明
のより好ましい構成を例示したものであり、水の水圧
を、１５０〜２５０ｋｇｆ／ｃｍ²の範囲に規定するこ
とを要旨とする。

【００１８】水圧の下限値を１５０ｋｇｆ／ｃｍ²以上
に規定した理由は、加圧した水により一旦除去したひさ
し状金属の基板への再付着を効果的に防止できるからで
ある。水圧の上限値を２５０ｋｇｆ／ｃｍ²以下に規定
した理由は、厚みが１ｍｍ以下の薄い基板を用いた場合
でも、基板が破損することが無いからである。水圧をか
かる範囲に規定することで、厚みが１ｍｍ以下の薄い基
板に発生したひさし状金属の除去を歩留まりよく効果的
に行うことができるとともに、一旦除去したひさし状金
属の再付着を効果的に防止できる。

【００１９】

【実施例】本発明を以下の実施例に基づいて詳細に説明
する。

【００２０】公知のドクターブレード法で作製したアル
ミナグリーンシート上に、公知のスクリーン印刷法によ
りタングステン導電ペーストを印刷して、所定の配線パ
ターンを形成する。アルミナグリーンシートを積層圧着
した後、還元雰囲気中にて焼成して、アルミナ配線基板
を得る。アルミナ配線基板の表面をＳｉＮ等の砥石を用
いてポリッシュ研磨（Ｒａ＜０．０５μｍ）する。

【００２１】アルミナ配線基板（図１の１）のポリッシ
ュ研磨（Ｒａ＜０．０５μｍ）面にスパッタ法を用い
て、Ｔｉ／Ｃｕ（各層厚；２０００Å／３０００Å）か
らなる薄膜層（図１の２／３）を形成する。薄膜の構成
としては、Ｔｉ／ＰｄやＴｉ／Ｍｏ／Ｃｕ等を用いても
よい。

【００２２】薄膜上にレジスト層（図１の４）を形成
し、フォトリソグラフィにより配線パターンとなる開口
部（図１の５）を形成する。尚、開口部の幅（配線幅）
は３５μｍである。開口部（５）に露出した薄膜層の表
面（３）に電解メッキにより、Ｃｕ／Ｎｉ／Ａｕ（各層
厚；２μｍ／１μｍ／２μｍ）の３層メッキ（図２の６
／７／８）を形成する。この際、レジスト層（４）と薄
膜層（３）の間にメッキ液の潜り込みがおこり、ひさし
状金属となるメッキにじみ（図２の９）を生ずる。

【００２３】次いで、レジストを除去した後、Ａｕメッ
キで被覆された配線層以外の薄膜層をエッチング除去し
する。その結果、図３に示すように、Ａｕを主体とする
ひさし状金属（９）が発生する。Ａｕは薄膜エッチング
液では溶解されないため、サイドエッチングにより浮い
た状態のひさし状金属として残るからである。ひさし状
金属の張り出し量を金属顕微鏡を用いて測定する。ひさ
し状金属の張り出し量は、表１に示すように１〜１０μ
ｍ程度である。この微細なひさし状金属を作業者の手作
業によって除去するのは大変困難である。

【００２４】図４は、ひさし状金属を除去するためのウ
ォータージェッターの該略図である。筐体１２内のコン
ベア１３上に置かれたひさし状金属を有する薄膜付き配
線基板１０に向けて、高圧ポンプ１４で加圧した純水１
７を配管１５を通じてノズル１６から噴射させて吹き付
ける。図５に示すように、噴射によりひさし状金属を衝
撃により折り取るようにして除去し、配線の輪郭を整形
する。基板は各条件につき１０枚用いる。１回目の噴射
でひさし状金属を除去しきれなかった場合は、水圧を上
げて再度２回目の噴射を行う。加圧条件、噴射回数は表
１に示す通りである。合格率を表１にしめす。尚、２回
目の再噴射後の合格率は、最初の１０枚の基板に対する
累積合格率を示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】表１の結果より、本発明によれば、ひさし
状金属を特殊な技能無しで容易に除去可能であることが
わかる。１回目の噴射の水圧が５０ｋｇｆ／ｃｍ²以下
の比較例である試料番号３を見ると、張り出し量５μｍ
に対して合格率が６０％と低いが、水圧を５０ｋｇｆ／
ｃｍ²に上げた２回目の再噴射により、最終合格率は９
８％にまで上がることがわかる。

【００２７】１回目の噴射の水圧が５０ｋｇｆ／ｃｍ²
の実施例である試料番号４を見ると、合格率は９５％と
良好であるが、水圧を１５０ｋｇｆ／ｃｍ²に上げた２
回目の再噴射により、最終合格率は１００％にまで上が
ることがわかる。また、１回目の噴射の水圧が１５０ｋ
ｇｆ／ｃｍ²の実施例である試料番号５を見ると、１回
の噴射で合格率が１００％であることがわかる。

【００２８】以上の結果より、１回の噴射で効率よく除
去するには、水圧を１５０ｋｇｆ／ｃｍ²以上に設定す
ればよいことがわかる。

【００２９】水圧を３５０ｋｇｆ／ｃｍ²に上げた比較
例である試料番号９を見ると、水圧が高すぎて基板に破
損が生じてしまうことがわかる。水圧を３５０ｋｇｆ／
ｃｍ ²に設定した実施例である試料番号８では破損の問
題ないが、基板が噴射によりコンベア上で若干動く傾向
がある。したがって、水圧の上限としては３５０ｋｇｆ
／ｃｍ²までに抑え、好ましくは２５０ｋｇｆ／ｃｍ²ま
でに設定するのがよいことがわかる。

【００３０】以上の結果より、水圧の範囲としては５０
〜３５０ｋｇｆ／ｃｍ²が好ましく、作業効率をより向
上するには、１５０〜２５０ｋｇｆ／ｃｍ²が好ましい
ことがわかる。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、フォトリソグラフィに
おいてレジスト層の密着不良に起因するメッキ液の潜り
込みにより配線層周縁に形成されるひさし状金属を容易
に除去して配線層の輪郭を整形可能な薄膜付き配線基板
の製造方法を提供可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ひさし状金属を有する薄膜付き配線基板の製造
方法の説明図。

【図２】ひさし状金属を有する薄膜付き配線基板の製造
方法の説明図。

【図３】ひさし状金属を有する薄膜付き配線基板の説明
図。

【図４】ひさし状金属を除去するためのウォータージェ
ッターの該略図。

【図５】ひさし状金属を除去した薄膜付き配線基板の説
明図。

【符号の説明】

１基板２Ｔｉ薄膜層３Ｃｕ薄膜層４レジスト層５配線用開口部６Ｃｕメッキ層７Ｎｉメッキ層８Ａｕメッキ層９ひさし状金属１０ひさし状金属を有する薄膜付き配線基板１１ひさし状金属を除去した薄膜付き配線基板１２筐体１３コンベア１４高圧ポンプ１５配管１６ノズル１７加圧された純水

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミックスからなる絶縁体と、該絶縁
体上に形成された薄膜層と、該薄膜層上に形成されたメ
ッキ導体層とを有する薄膜付き配線基板の製造方法にお
いて、該薄膜層と該メッキ導体層とからなる配線層の周縁であ
って、該薄膜層と該メッキ導体層との境界面近傍に発生
するひさし状金属を、加圧した流体を用いて除去して該
配線層の輪郭を整形する工程を有することを特徴とする
薄膜付き配線基板の製造方法。
【請求項２】前記配線層の輪郭を整形する工程が、前
記配線層の周縁に加圧された水を吹き付ける工程である
ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜付き配線基板の
製造方法。
【請求項３】前記加圧された水の水圧が、５０〜３５
０ｋｇｆ／ｃｍ²であることを特徴とする請求項２に記
載の薄膜付き配線基板の製造方法。
【請求項４】前記加圧された水の水圧が、１５０〜２
５０ｋｇｆ／ｃｍ²であることを特徴とする請求項２に
記載の薄膜付き配線基板の製造方法。