JP2005303260A - 転写配線の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 転写配線の歩留まりを向上するとともに、転写配線を確実に転写することが可能な転写配線の製造方法を提供する。
【解決手段】 版基板の全面に酸化亜鉛層および金属銅層を順次積層し、前記版基板の一面上の前記金属銅層にレジスト層を積層し、前記レジスト層にマスクを重ねて露光、現像することにより前記レジスト層にレジスト除去部を設け、前記レジスト除去部の底面に露出した前記金属銅層上に配線パターンをメッキ形成し、形成された前記配線パターンを配線基板に転写することを特徴とする転写配線の製造方法を採用する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、転写配線の製造方法に関するものであり、特に、生産性に優れた転写配線の製造方法に関するものである。

フォトリソグラフィ技術等の半導体製造技術を用いて基板上に微細な配線パターンを形成し、この配線パターンを樹脂フィルム等の別の基板に転写させる所謂転写配線の製造方法が知られている。この方法によれば、樹脂フィルム等のように柔軟性の高い基板にも微細な配線パターンを形成できるため、基板の選択性が広がり、電子機器の小型軽量化が図れるという利点がある。

この転写配線の製造方法においては、基板に配線パターンを形成する手順として、まず予め基板に導電膜を成膜し、次にこの導電膜上に微細配線パターンの型となるメッキ用レジストをパターン形成し、次に微細配線パターンをメッキ法で形成している。先の導電膜は、配線パターンをメッキ形成する際の電極として利用している。このとき、基板と導電膜との接着性が低いと、配線パターンを均一に形成できなくなるので、基板と導電膜との接着性をできるだけ高める必要がある。
一方、形成済みの配線パターンを別の基板に転写する際には、導電膜および配線パターンが先の基板からきれいに剥離することが求められる。従って、基板と導電膜との剥離性も重要になる。

下記特許文献１および２には、転写配線の製造方法の要素技術である微細配線パターンの形成方法が開示されている。
特開２００１―８５３５８号公報 図１ 特開平６―１９６８４０号公報 段落００１０

上記特許文献１では、基板の一面上に酸化亜鉛層および酸化銅層を順次形成してから、酸化銅層を還元して金属銅層とし、この金属銅層上に電気メッキ法で銅配線を形成している。上記特許文献１においては酸化亜鉛層と金属銅層との接着性は比較的高いと思われるが、この特許文献１に記載の方法は転写配線の形成を目的としたものではないので、酸化亜鉛層および金属銅層と基板との剥離性は全く考慮されていない。したがって、特許文献１に記載の方法は、転写配線の製造方法の要素技術として適さないという問題がある。

また、上記特許文献２の段落００１０には、上記特許文献１と同様な技術が開示されている。しかし、この特許文献２においても、基板に対する酸化亜鉛層の剥離性は全く考慮されていない。したがって、特許文献２に記載の方法についても、転写配線の製造方法の要素技術として適さないという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、転写配線の歩留まりを向上するとともに、転写配線を確実に転写することが可能な転写配線の製造方法を提供することを目的とする。
更に本発明においては、配線パターン上に電子部品を載置してから電子部品ごと配線パターンを配線基板に転写することにより、電子部品を備えた転写配線を形成することも目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の転写配線の製造方法は、版基板の全面に酸化亜鉛層および金属銅層を順次積層し、前記版基板の一面上の前記金属銅層にレジスト層を積層し、前記レジスト層にマスクを重ねて露光、現像することにより前記レジスト層にレジスト除去部を設け、前記レジスト除去部の底面に露出した前記金属銅層上に配線パターンをメッキ形成し、形成された前記配線パターンを配線基板に転写することを特徴とする。

上記の構成によれば、版基板の一面のみならず、この一面に接する側面と一面に対向する他面にも酸化亜鉛層および金属銅層を形成するので、酸化亜鉛層および金属銅層と版基板との密着性を高めることができる。また版基板の一面と酸化亜鉛層との剥離性も向上できる。密着性の向上により、配線パターンの形成を確実に行うことができ、配線パターンの歩留まりを高めることができる。また、剥離性の向上により、配線パターンの全部を配線基板に確実に転写できる。

また本発明の転写配線の製造方法は、先に記載の転写配線の製造方法において、前記配線パターンを前記配線基板内部に埋込んで転写することを特徴とする。

上記構成によれば、配線パターンが配線基板内部に埋込まれることで配線パターンの露出面積が小さくなるので、配線基板によって配線パターンを保護することができる。特に、後工程に酸化亜鉛層のエッチング工程が設けられた場合に、配線パターンがエッチングされることがなく、配線パターンの線幅の減少を防止することができる。

更に本発明の転写配線の製造方法は、先に記載の転写配線の製造方法において、前記配線パターンを転写してから前記版基板を前記配線基板から剥離し、前記配線パターンとともに前記配線基板上に転写された前記酸化亜鉛層および前記金属銅層をエッチングにより除去することを特徴とする。

上記構成によれば、前記版基板を前記配線基板から剥離する際に、版基板と酸化亜鉛層との境界面で剥離が起きるので、酸化亜鉛層を設けない場合と比べて配線パターンをきれいに転写することができる。

更にまた、本発明の転写配線の製造方法は、先に記載の転写配線の製造方法において、前記酸化亜鉛層の膜厚が５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲であることを特徴とする。

酸化亜鉛層は本来、金属銅層の下地層として、版基板と金属銅層の密着性を向上させるものであるが、酸化亜鉛層の膜厚を前記の範囲に設定することで、版基板に対する剥離性を向上させることができる。すなわち、酸化亜鉛層の膜厚を前記の範囲に設定することで、酸化亜鉛層および金属銅層と版基板との密着性を高めると同時に剥離性を向上できる。すなわち、膜厚が５０ｎｍ以上にすることで酸化亜鉛層および金属銅層と基板との密着性を高めることができる。また、膜厚を５００ｎｍ以下にすることで酸化亜鉛層および金属銅層と版基板との剥離性を高めることができる。

また、本発明の転写配線の製造方法は、先に記載の転写配線の製造方法において、前記配線パターンが、複数の金属層を順次積層した積層構造であり、前記金属銅層に接する金属層がＡｕ層であることを特徴とする。

金属銅層に接する金属層は、配線パターンが転写された際に配線パターンの最表面となる。従ってこの金属層をＡｕ層で構成することにより、配線パターンの耐エッチング性能を向上することができる。

更にまた、本発明の転写配線の製造方法は、先に記載の転写配線の製造方法において、前記配線パターンを転写する前に、前記配線パターン上に電子部品を実装することを特徴とする。

上記構成によれば、配線パターンとともに電子部品を配線基板に同時に転写させることができる。

更に、本発明の転写配線の製造方法は、先に記載の転写配線の製造方法において、前記配線パターンを構成する金属層のうち、最後に積層する金属層がＡｕ層であることを特徴とする。

配線パターンを形成する際の最後の層をＡｕ層とすることにより、配線パターン上に電子部品を実装する際に電子部品の端子がこのＡｕ層に接合することになる。これにより、電子部品と配線パターンとの接触抵抗を低減することができる。

更にまた、本発明の転写配線の製造方法は、先に記載の転写配線の製造方法において、前記配線パターンを前記転写基板に転写する際に、予め前記転写基板に凹部若しくは貫通孔を設け、前記凹部または前記貫通孔に前記電子部品が収納されるように前記版基板と前記配線基板を位置合わせしてから転写することを特徴とする。

上記構成によれば、転写の際に、転写基板に設けた凹部若しくは貫通孔に電子部品を挿入できるので、電子部品を配線基板に内蔵させることができる。これにより、電子部品を備えた配線基板の薄型化を図ることができる。

また、本発明の転写配線の製造方法は、先に記載の転写配線の製造方法において、前記版基板が硬質基板であることを特徴とする。この構成によれば、配線パターンの下地が硬質の基板になるので、電子部品を配線パターン上に装着した際に、版基板が撓むことがなく、これにより配線パターンが変形したり割れたりするおそれがない。

更に、本発明の転写配線の製造方法は、先に記載の転写配線の製造方法において、前記版基板の全面が酸化膜付きシリコンウエーハで形成されていることを特徴とする。この構成により、酸化亜鉛層を版基板表面に均一に形成することができる。また、配線パターンの転写終了後に、版基板に残存した酸化亜鉛層を酸もしくはアルカリで除去することができ、版基板を再利用することができる。

更にまた、本発明の転写配線の製造方法は、先に記載の転写配線の製造方法において、前記配線基板が熱可塑性樹脂またはガラスエポキシ樹脂からなることを特徴とする。この構成によれば、配線パターンを配線基板内に容易に埋込むことができる。また、配線基板が熱により変形しやすくなり、転写の際に電子部品と凹部または貫通孔との隙間を配線基板の構成材料で埋めることができる。特に、ガラスエポキシ樹脂の場合はエポキシ成分が隙間に滲み出されることにより、隙間を埋めることができる。

また、本発明の転写配線の製造方法においては、前記配線基板が誘電体からなることが好ましい。誘電体の具体例として、エポキシ樹脂、ＢＴ樹脂、アラミド樹脂を例示できる。
また、本発明の転写配線の製造方法においては、前記版基板が誘電体から構成されていても良い。

本発明の転写配線の製造方法によれば、基板との密着性に優れ、かつ基板との剥離性にも優れた酸化亜鉛層を配線パターンの下地層として用いるので、転写配線の歩留まりを向上できるとともに、転写配線を確実に転写することができる。また、配線パターン上に電子部品を載置してから電子部品ごと配線パターンを配線基板に転写することにより、電子部品を備えた転写配線を容易に形成することができる。
更に本発明の転写配線の製造方法によれば、配線パターンの線幅の減少を防止することが可能となり、これにより、従来の転写法では不可能であった１０μｍ／１０μｍのラインアンドスペース（Ｌ／Ｓ）を実現することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態を図面を参照して説明する。本実施形態の転写配線の製造方法は、版基板上に配線パターンを形成する工程と、配線パターンを配線基板に転写する工程から概略構成されている。
各工程の概略について説明すると、まず版基板上に配線パターンを形成する工程は、版基板の全面に酸化亜鉛層および金属銅層を順次積層し、前記版基板の一面上の前記金属銅層にレジスト層を積層し、前記レジスト層にマスクを重ねて露光、現像することにより前記レジスト層にレジスト除去部を設け、前記レジスト除去部の底面に露出した前記金属銅層上に配線パターンをメッキ形成する、という工程である。
また、配線パターンを配線基板に転写する工程は、形成された前記配線パターンを配線基板に転写する、という工程である。

以下、図面を参照して各工程の詳細について説明する。図１は、版基板上に配線パターンを形成する工程を示す工程図であり、図２は、配線パターンを配線基板に転写する工程を示す工程図である。尚、図１および図２は本実施形態の転写配線の製造方法を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の転写配線の寸法関係とは必ずしも一致するものではない。

版基板上に配線パターンを形成する工程では、まず図１Ａに示すように、版基板１の全面に膜厚５０ｎｍないし５００ｎｍの酸化亜鉛層２を形成する。具体的には、版基板１の全面に脱脂処理を施してから、版基板１を酸化亜鉛を含むメッキ浴に投入することにより、酸化亜鉛層２を無電解メッキ法により形成する。
上記の操作によって、図１Ａに示すように酸化亜鉛層２が版基板１の全面に均一に形成される。すなわち、版基板１において最も広い面積を有する一面１ａと、この一面１ａと対向する他面１ｂと、一面１ａおよび他面１ｂにそれぞれ接する全ての側面１ｃに酸化亜鉛層２が形成される。酸化亜鉛層２の膜厚は５０ｎｍないし５００ｎｍの範囲が好ましく、１００ｎｍないし３００ｎｍの範囲がより好ましい。膜厚が５０ｎｍ未満だとこの後に形成する金属銅層と版基板１との密着性が低下するので好ましくなく、膜厚が５００ｎｍを越えると金属銅層と版基板１との剥離性が低下するので好ましくない。酸化亜鉛層２の膜厚は、メッキ浴中に含まれる酸化亜鉛濃度もしくはメッキ時間を調整することにより制御することができる。

ここで使用する版基板１は、全面が酸化シリコンで形成されているものが、酸化亜鉛層２との密着性を向上でき、かつ版基板を再利用できる点で好ましい。版基板１の具体例としては、例えば、酸化ケイ素を主成分として含むガラス板、全面を熱酸化法もしくは熱ＣＶＤ法により酸化ケイ素層を形成させたシリコン基板、スパッタリング法等で酸化ケイ素層を全面に被覆させた樹脂基板または誘電体基板、などを用いることができる。また、前記のシリコン基板としてＢ，Ｐ，Ａｓ等のドーパントを添加したものを用いることもできる。更に前記の樹脂基板として柔軟性を有するものでもよく、この場合は長尺の樹脂基板をロール状に巻き取ることができるので、連続的な製造に適しており、生産性を向上できる。版基板１の厚みは特に制限はないが、例えば３０μｍないし３ｍｍのものを使用できる。

次に、図１Ｂに示すように、酸化亜鉛層２の全面に膜厚が２μｍ程度の金属銅層３を形成する。具体的には、酸化亜鉛層２形成後の版基板１を銅のメッキ浴に投入することにより、無電解メッキ法により金属銅層３を形成する。
上記の操作によって、図１Ｂに示すように酸化亜鉛層２の全面に金属銅層３が均一に形成される。金属銅層３の膜厚は２μｍ程度でよい。膜厚がこれより小さいと金属銅層３の強度が低下し、配線パターンの転写の際の剥離性が低下するので好ましくない。金属銅層３の膜厚は、酸化亜鉛層１の場合と同様にメッキ浴中に含まれる銅の濃度もしくはメッキ時間を調整することにより制御することができる。
このようにして、酸化亜鉛層２および金属銅層３が版基板１の全面１ａ，１ｂ、１ｃに形成されているため、特に、版基板１の一面１ａと、この一面１ａ上の酸化亜鉛層２ａおよび金属銅層３ａとの密着性を高めることができる。
なお、本明細書において、符号２ａ、３ａを付した酸化亜鉛層および金属銅層は、一面１ａ上に形成された酸化亜鉛層および金属銅層のみを指し、版基板のその他の面１ｂ、１ｃに形成された酸化亜鉛層および金属銅層には符号２ｂ，３ｂがそれぞれ付されて区別される。

次に図１Ｃに示すように、版基板１の一面１ａに形成した金属銅層３ａ上に、複数のレジスト除去部４ａを有するパターン化レジスト層４を形成する。具体的には、一面１ａ上の金属銅層３ａの全面に例えば１０μｍ程度の感光性樹脂膜またはドライフィルム（以下レジスト層と表記）を積層してから、マスクを重ねて露光、現像を行うことにより、マスクのパターンに対応するレジスト除去部４ａを形成する。レジスト除去部４ａは、図１Ｃの手前側から奥側に向けて延長形成された溝状に形成されている。このようにして溝状のレジスト除去部４ａを有するパターン化レジスト層４が形成される。

なお、パターン化レジスト層４を形成した後のレジスト除去部４ａには、感光性樹脂膜またはドライフィルムの残渣が残存する場合がある。この残渣が残存すると、この後に形成する配線パターンが断線したり、配線パターンと金属銅層との密着性が低下して後工程である転写工程において不具合が生じる可能性ある。そこで残渣の完全除去を目的として、パターンレジスト層４を形成した後に、レジスト除去部４ａにアルゴンプラズマを照射するか、あるいはレジスト除去部４ａに露出する金属銅層の表面を軽くエッチングすることにより、残渣を除去することが望ましい。アルゴンプラズマを照射する場合には、たとえば、プラズマパワー５００Ｗ程度，雰囲気圧力１０Ｐａ以下、アルゴン流量５０ｓｃｃｍ、照射時間３０秒とする条件で行うと良い。また、金属銅層の表面を軽くエッチングするには、１０％酢酸水溶液からなるエッチャントで３０秒間処理する条件で行うと良い。このような処理を行うことで、金属銅層と配線パターンとの密着強度を３Ｎ／ｃｍ以上にすることができる。

次に図１Ｄに示すように、レジスト除去部４ａにＣｕからなる配線パターン５をメッキ法で形成する。具体的には例えば、硫酸銅等を含むメッキ液をレジスト除去部４ａ内の金属銅層３ａに接触させてから、金属銅層３ａに直流電流を印加してＣｕメッキを成長させる。配線パターン５の厚みはパターン化レジスト層４の厚みよりも薄くすることが好ましく、例えば５μｍ程度がよい。
次に図１Ｅに示すように、ウエットエッチングによりパターン化レジスト層４を除去する。このようにして、版基板１の全面１ａ、１ｂ、１ｃに酸化亜鉛層２および金属銅層３が形成され、更に一面１ａ上の金属銅層３ａ上に、所定の形状にパターン化された配線パターン５が形成される。

次に、配線パターンを配線基板に転写する工程について図２を参照して説明する。
まず、図２Ａに示すように、配線基板６の一面６ａ側および他面６ｂ側に、先に形成した配線パターン５を有する版基板１、１を配置する。配線基板６には、厚さ５０μｍ程度のエポキシ樹脂板もしくはポリエステル樹脂板を用いることができる。

次に図２Ｂに示すように、各版基板１をそれぞれ配線基板６に押し付けて熱プレスする。この熱プレスによって配線基板６が変形し、一面６ａおよび他面６ｂにそれぞれ配線パターン５、５が埋込まれる。熱プレス時の温度は、配線基板６の材質にもよるが、１４０〜１８０℃の範囲が好ましい。また熱プレスの圧力は１５〜２５Ｐａ程度が好ましい。さらにプレス時間は３０〜５０分程度が好ましい。このようにして、配線パターン５、５が配線基板６に転写される。

次に図２Ｃに示すように、各版基板１、１と配線基板６との間に応力を与えて配線基板６から版基板１、１を剥離させる。このとき、版基板１の一面１ａとこの一面１ａ上に形成されていた酸化亜鉛層２ａとの間で剥離が起きる。この結果、配線基板６の一面６ａおよび他面６ｂにそれぞれ、版基板１の一面１ａ上に形成されていた金属銅層３ａおよび酸化亜鉛層２ａおよび配線パターン５、５が転写される。版基板の他面１ｂおよび側面１ｃに形成されていた残りの酸化亜鉛層２ｂおよび金属銅層３ｂはそのまま版基板１、１とともに配線基板６から取り除かれる。

このように、版基板１の一面１ａとこの一面１ａ上に形成された酸化亜鉛層２ａとの間で剥離が起きるのは次の理由によるものと考えられる。版基板１、１を配線基板６から剥離させる際には、一面１ａ上の酸化亜鉛層２ａおよび金属銅層３ａにおいて膜厚方向に引張応力が加えられると推定される。このとき、金属銅層３ａにはメッキ法で形成された配線パターン５が接合され、この配線パターン５は配線基板６に埋込まれて配線基板６と強固に接合されていることから、配線基板６側への引張応力が勝ることになり、これにより、一面１ａ上の酸化亜鉛層２ａおよび金属銅層３ａが配線パターン５、５とともに配線基板６側に転写されるものと考えられる。また、金属銅層３ａには、剥離の際に配線パターン５、５に引張られてせん断応力が加えられるが、金属銅層３ａには酸化亜鉛層２ａが下地層として裏打ちされているので、金属銅層３ａ自体が破れるおそれがなく、酸化亜鉛層２ａとともに版基板１からきれいに剥離させることができる。また、酸化亜鉛層２ａ自体も５０ｎｍないし５００ｎｍの膜厚で形成されているため、酸化亜鉛層２ａの膜強度が高くなっており、酸化亜鉛層２ａ自体も破れる虞がなく、版基板の一面１ａからきれいに剥離させることができる。

次に、図２Ｄに示すように、配線基板６に転写された酸化亜鉛層２ａおよび金属銅層３ａをウエットエッチングにより除去する。エッチング液には例えば過硫酸水溶液を用いることができる。なお、このエッチングの際に配線パターン５も若干エッチングされるが、配線パターン５はその大部分が配線基板６に埋込まれているので、配線パターン５の露出部分が少なくなっている。これにより、配線基板６によって配線パターン５が保護され、エッチング液による配線パターン５の腐食が防止されて、配線パターン５の線幅の減少を防止することができる。これにより、従来の転写法では不可能であった１０μｍ／１０μｍのラインアンドスペース（Ｌ／Ｓ）を実現することができる。
このようにして、配線基板６の一面６ａおよび他面６ｂの両面に配線パターン５、５が埋込まれてなる転写配線１０が形成される。

また、剥離後の版基板１については、残存する酸化亜鉛層２ｂおよび金属銅層３ｂを酸またはアルカリで除去することで、再利用することができる。

以上説明したように、本実施形態の転写配線の製造方法によれば、酸化亜鉛層２および金属銅層３が版基板１の全面１ａ，１ｂ、１ｃに形成されているため、特に版基板１の一面１ａと、この一面１ａ上の酸化亜鉛層２ａおよび金属銅層３ａとの密着性を高めることができる。
また、金属銅層３ａには酸化亜鉛層２ａが下地層として裏打ちされているので、金属銅層３ａ自体が破れるおそれがなく、酸化亜鉛層２ａとともに版基板１からきれいに剥離させることができる。更に、酸化亜鉛層２ａ自体も５０ｎｍないし５００ｎｍの膜厚で形成されているため、酸化亜鉛層２ａの膜強度が高くなっており、酸化亜鉛層２ａ自体も破れる虞がなく、版基板の一面１ａからきれいに剥離させることができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図面を参照して説明する。本実施形態の転写配線の製造方法は、版基板上に配線パターンを形成する工程と、前記配線パターン上に電子部品を実装する工程と、電子部品と配線パターンを配線基板に転写する工程から概略構成されている。
各工程の概略について説明すると、まず版基板上に配線パターンを形成する工程は、版基板の全面に酸化亜鉛層および金属銅層を順次積層し、前記版基板の一面上の前記金属銅層にレジスト層を積層し、前記レジスト層にマスクを重ねて露光、現像することにより前記レジスト層にレジスト除去部を設け、前記レジスト除去部の底面に露出した前記金属銅層上に配線パターンをメッキ形成する、という工程である。
また、配線パターン上に電子部品を実装する工程は、配線パターン上に電子部品の端子部を接合させるともに、配線パターンと端子部の周囲に封止材を充填する、という工程である。
更に、配線パターンを配線基板に転写する工程は、あらかじめ凹部または貫通孔を設けた配線基板を用意し、この凹部または貫通孔に先の電子部品が収納されるように版基板と配線基板を位置合わせしてから配線パターンと電子部品とを転写する、という工程である。

以下、図面を参照して各工程の詳細について説明する。図３は、版基板上に配線パターンを形成するとともに、配線パターンに電子部品を取り付ける工程を示す工程図であり、図４は配線パターンの拡大断面図であり、図５は、配線パターンおよび電子部品を配線基板に転写する工程を示す工程図である。尚、図３ないし図５は本実施形態の転写配線の製造方法を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の転写配線の寸法関係とは必ずしも一致するものではない。また、図３ないし図５に示す基板、膜、その他の部材のうち、図１および図２で示したものと同一のものについては、同一の符号を付してその説明を省略する。

版基板上に配線パターンを形成する工程では、まず図３Ａに示すように、版基板１の全面に膜厚５０ｎｍないし５００ｎｍの酸化亜鉛層２を形成する。具体的には、版基板１の全面に脱脂処理を施してから、版基板１を酸化亜鉛を含むメッキ浴に投入することにより、酸化亜鉛層２を無電解メッキ法により形成する。上記の操作によって、図３Ａに示すように酸化亜鉛層２が版基板１の全面に均一に形成される。すなわち、一面１ａと、この一面１ａに対向する他面１ｂと、側面１ｃとに酸化亜鉛層２が形成される。

次に、図３Ｂに示すように、酸化亜鉛層２の全面に膜厚２μｍ程度の金属銅層３を形成する。具体的には、酸化亜鉛層２の形成後の版基板１を銅のメッキ浴に投入することにより、無電解メッキ法により金属銅層３を形成する。上記の操作によって、図３Ｂに示すように酸化亜鉛層２の全面に金属銅層３が均一に形成される。金属銅層３の膜厚は２μｍ程度でよい。
このように、酸化亜鉛層２および金属銅層３が版基板１の全面１ａ，１ｂ、１ｃに形成されることで、特に、版基板１の一面１ａと、この一面１ａ上の酸化亜鉛層２ａおよび金属銅層３ａとの密着性を高めることができる。

次に図３Ｃに示すように、版基板１の一面１ａに形成した金属銅層３ａ上に、複数のレジスト除去部４ａを有するパターン化レジスト層４を形成する。レジスト除去部４ａは、図３Ｃの手前側から奥側に向けて延長形成された溝状に形成されている。また、パターン化レジスト層４の形成後に、第１の実施形態と同様に、アルゴンプラズマの照射や金属銅層に対する軽いエッチングを行っても良い。

次に図３Ｄに示すように、レジスト除去部４ａに複数の金属層からなる積層構造の配線パターン１５を電気メッキ法で形成する。配線パターン１５の一例の拡大断面図を図４Ａに示す。図４Ａに示すように、本実施形態の配線パターン１５は、金属銅層３上に形成されたＡｕ層２１と、Ａｕ層２１上に積層されたＣｕ層２２と、Ｃｕ層２２上に積層されたＮｉ層２３と、Ｎｉ層２３上に形成されたＡｕ層２４とから構成されている。このように本実施形態の配線パターン１５は、Ｃｕ層２２とＮｉ層２３の厚み方向両側にＡｕ層２１，２４が形成されてなるものである。Ａｕ層２１の膜厚は０．００１μｍ−０．１μｍの範囲が好ましく、Ｃｕ層２２の膜厚は５μｍ−１０μｍの範囲が好ましく、Ｎｉ層２３の膜厚は２μｍ−４μｍの範囲が好ましく、Ａｕ層２４の膜厚は０．１μｍ−０．５μｍの範囲が好ましい。より具体的には、Ａｕ層２１を０．０３μｍとし、Ｃｕ層２２を１０μｍとし、Ｎｉ層２３を２μｍとし、Ａｕ層２４を０．２μｍとするとよい。これらの各層はいずれも電気メッキ法で形成される。
なお、配線パターンは図４Ａに示した形態に限定されるものではない。例えば図４Ｂに示すように、Ａｕ層２６、Ｎｉ層２７，Ｃｕ層２８、Ｎｉ層２９およびＡｕ層３０からなる５層構造の配線パターン２５を用いても良い。

次に図３Ｅに示すように、ウエットエッチングによりパターン化レジスト層４を除去する。このようにして、版基板１の全面１ａ、１ｂ、１ｃに酸化亜鉛層２および金属銅層３が形成され、更に一面１ａ上の金属銅層３ａ上に、所定の形状にパターン化された配線パターン１５が形成される。このとき、配線パターン１５の最表面にはＡｕ層２４が位置することになる。
次に図３Ｆに示すように、配線パターン１５上にＩＣチップ３１（電子部品）を実装する。ＩＣチップ３１は、チップ本体３２と、チップ本体３２の下側に備えられた例えば金からなるボールバンプ３３（端子）とから概略構成されている。そして、ＩＣチップ３１のボールバンプ３２を、配線パターン１５の最後に積層されたＡｕ層２４に押し当てて接合する。ボールバンプ３３とＡｕ層２４はいずれも材質が金であるため、ＩＣチップ３１を配線パターン１５に押し当てるだけで両者は容易に接合する。ＩＣチップ３１を装着したら、配線パターン１５とチップ本体３２の間に封止材３４を充填する。封止材３４の材質としては例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂等を例示できる。

次に、配線パターンおよびＩＣチップ（電子部品）を配線基板に転写する工程について図５を参照して説明する。
まず、図５Ａに示すように、貫通孔１７を有する配線基板１６を用意する。貫通孔１７の形成は、例えば金型を用いたパンチングやレーザー加工法を用いることができる。用意した配線基板１６の一面１６ａ側および他面１６ｂ側に、先に形成した配線パターン１５を有する版基板１と、酸化亜鉛層２および金属銅層３のみを形成した版基板４１を配置する。このとき、配線基板１６の貫通孔１７の位置とＩＣチップ３１の位置とが重なるように配線基板１６と版基板１を位置合わせする。なお、配線基板１６には、厚さ５０μｍ程度のガラスエポキシ樹脂板もしくはポリエステル樹脂板などの熱可塑性樹脂板を用いることができる。
更に、配線基板１６としてガラスエポキシ樹脂板を用いる場合は、配線基板１６に貫通孔もしくは凹部を必ず設けることが好ましい。貫通孔等を設けずにＩＣチップ３１等の電子部品を配線基板１６に埋め込もうとすると、ガラスエポキシ樹脂に含まれるガラス繊維によってＩＣチップ３１が破損するおそれがあるためである。

次に図５Ｂに示すように、版基板１、４１をそれぞれ配線基板１６に押し付けて熱プレスする。この熱プレスによって配線基板１６が変形し、他面１６ｂに配線パターン１５が埋込まれる。同時に、ＩＣチップ３１が貫通孔１７の内部に挿入される。配線基板１６は、その厚み方向からプレスされることにより薄板状に変形する。この変形に伴って、図５Ｂに示すように、貫通孔１７およびＩＣチップ３１の間の隙間に配線基板１６の構成材料１６ｃが押し出されてこの隙間に充填される。配線基板１６がガラスエポキシ樹脂からなる場合は、基板からエポキシ樹脂のみが押し出されてこの隙間に充填される。このようにして、ＩＣチップ３１が配線基板１６の内部に完全に埋め込まれる。熱プレス時の温度は、配線基板１６の材質にもよるが、１４０〜１８０℃の範囲が好ましい。また熱プレスの圧力は１５〜２５Ｐａ程度が好ましい。さらにプレス時間は３０〜５０分程度が好ましい。このようにして、配線パターン１５およびＩＣチップ３１が配線基板１６に転写される。

次に第１の実施形態の場合と同様にして、図５Ｃに示すように各版基板１、４１と配線基板１６との間に応力を与えて配線基板１６から版基板１、４１を剥離させ、その後、配線基板１６に残存する酸化亜鉛層および金属銅層をウエットエッチングにより除去する。版基板１側の金属銅層には一部に配線パターン１５が積層されており、金属銅層の除去に伴って配線パターン１５にもエッチング液が接触することになるが、配線パターン１５を構成する金属層の中で金属銅層に接しているのはＡｕ層２１なので、このＡｕ層２１によって配線パターン１５のエッチングが防止される。本実施形態ではこのようにして配線パターン１５が保護され、エッチング液による配線パターン１５の腐食が防止されて、配線パターン１５の線幅の減少を防止することができる。

以上のようにして、配線基板１６の一面１６ａに配線パターン１５が埋込まれて転写配線１０が形成される。また、配線基板１６の内部に、転写配線１０に接続されたＩＣチップ３１が埋め込まれる。

本実施形態の転写配線の製造方法によれば、第１の実施形態における効果と同様の効果が得られるとともに、更に以下の効果が得られる。すなわち、本実施形態では、配線パターン１５上にＩＣチップ３１を実装してから配線基板１６に転写するので、配線基板１６内にＩＣチップ３１を埋め込ませることができ、配線基板１６の薄板化を図ることができる。また、配線パターン１５を構成する金属層のうち、最後に積層する層をＡｕ層２４とすることで、配線パターン１５とＩＣチップ３１との導通を容易に確保できる。特に、ボールバンプや金線ボンドといった導通確保の手段を容易に採用することができる。更に、配線パターン１５を構成する金属層のうち、金属銅層に接する層をＡｕ層２１とすることによって、酸化亜鉛層および金属銅層のエッチング除去の際にこのＡｕ層２１が保護層となり、配線パターン１５の線幅の減少を防止することができる。これにより、従来の転写法では不可能であった１０μｍ／１０μｍのラインアンドスペース（Ｌ／Ｓ）を実現することができる。

また本実施形態の製造法において、硬質の版基板上に配線パターンを形成し、更に電子部品を配線パターンに接合させてから、これらを樹脂材料からなる転写基板に転写することにより、版基板が撓んで配線パターンが変形したり割れたりすることがない。これにより、従来の樹脂系基板では採用できなかったＡｕ−Ａｕ接合による電子部品のフリップ実装を実現することができる。

なお本実施形態では、一方の版基板１のみに配線パターン１５を形成した例について説明したが、本実施形態はこれに限るものではない。たとえば、図６に示すように、版基板１に配線パターン１５とＩＣチップ３１（電子部品）を実装するともに、もう一方の版基板５１にも配線パターン５５を形成し（図６Ａ）、各版基板１、５１を配線基板１６に熱プレスさせ（図６Ｂ）、続いて版基板１，５１を剥離させるとともに金属銅層および酸化亜鉛層をエッチングすることにより、配線基板１６内部にＩＣチップ３１が埋め込まれるとともに、配線基板１６の一面１６ａおよび他面１６ｂの両方に配線パターン１５，５５が埋め込まれてなる配線基板を得ることができる（図６Ｃ）。

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
まず、厚さ７００μｍのガラス基板（版基板）を用意し、この版基板を脱脂処理してから酸化亜鉛のメッキ浴に浸積させて、ガラス基板の全面に膜厚２０ｎｍないし６００ｎｍの酸化亜鉛層２を形成した。次に、酸化亜鉛層を形成済みのガラス基板を、銅のメッキ浴に浸積させて、膜厚２μｍの金属銅層を酸化亜鉛層の全面に形成した。
次に、版基板の一面側の金属銅層に対し、スピンコート法で膜厚１０μｍのレジスト層を積層した。このレジスト層にマスクを重ねて露光、現像することで、幅１００μｍの溝状のレジスト除去部を複数有するパターン化レジスト層とした。レジスト除去部同士の間隔は１００μｍとした。
次に、硫酸銅等を含むメッキ液をレジスト除去部内の金属銅層に接触させてから、金属銅層に直流電流を印加することによりＣｕメッキを行い、厚みが５μｍの配線パターンを形成した。

次に、配線基板として厚さ５０μｍのエポキシ樹脂板を用意し、このエポキシ樹脂板の一面上に配線パターンを有するガラス基板を配置させた。そして、ガラス基板をエポキシ樹脂板に押し付けて、１８０℃、５０分の条件で熱プレスを行い、エポキシ樹脂板の一面に配線パターンを埋込んだ。
次にガラス基板とエポキシ樹脂板との間に応力を与えてガラス基板とエポキシ樹脂板を剥離させた。このようにして、エポキシ樹脂板に配線パターンが埋込まれてなる転写配線を製造した。

ガラス基板の一面上に酸化亜鉛層および金属銅層が残存していないかを目視および光学顕微鏡で観察した。また、転写された配線パターンの状態も目視および光学顕微鏡で観察した。一面上に酸化亜鉛層および金属銅層が残存していない場合は酸化亜鉛層および金属銅層の剥離性が良好と評価した。また配線パターンに割れや欠けが見られない場合は酸化亜鉛層および金属銅層の接着性が良好と評価した。酸化亜鉛層の膜厚ごとの評価結果を下記表１に示す。

表１に示すように、実験例２ないし７については、酸化亜鉛層の膜厚を５０ｎｍないし５００ｎｍの範囲に設定したため、配線パターンの形成時に酸化亜鉛層の割れによる配線パターンの損傷がみられず、版基板と酸化亜鉛層との接着性が良好であった。また、実験例２ないし７については、配線版基板への転写の際に、版基板の一面上に形成された酸化亜鉛層がほとんど全部配線版基板側に転写されており、基板と酸化亜鉛層との剥離性も良好であった。

一方、実験例１については、酸化亜鉛層の膜厚が２０ｎｍと薄いため、配線パターンの形成工程時に酸化亜鉛層が割れてしまい、配線基板への転写する前に配線パターンの一部が損傷してしまった。このように実験例１では、版基板と酸化亜鉛層との密着性が不良であった。
また、実験例８については、酸化亜鉛層の膜厚が６００ｎｍと厚すぎたため、配線基板から剥離させる際に、酸化亜鉛層が膜厚方向に分断されてしまい、版基板の一面にも酸化亜鉛層の一部が残存してしまった。このように実験例８では、版基板と酸化亜鉛層との剥離性が不良であった。

また、ガラス基板に代えて、膜厚が１００μｍ程度の熱酸化膜（酸化ケイ素膜）を全面に備えたシリコン基板を用いた場合も、上記と同様な結果が得られた。
更に、ガラス基板に代えて、膜厚が１００μｍ程度のスパッタ膜（酸化ケイ素膜）を全面に備えた樹脂基板を用いた場合も、上記と同様な結果が得られた。

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、本実施形態では配線基板の両面に配線パターンを転写させたが、配線基板の一面または他面のいずれか一方のみに配線パターンを転写させてもよい。また、レジスト除去部の形状は溝状に限らず、下地の金属銅層が露出される形状であれば、どのような形状でもよい。これに伴い、配線パターンの形状についても図１および図２において図示した形状に限定されるものではない。

図１は本発明の第１の実施形態である転写配線の製造方法を説明する工程図。 図２は本発明の第１の実施形態である転写配線の製造方法を説明する工程図。 図３は本発明の第２の実施形態である転写配線の製造方法を説明する工程図。 図４は本発明の第２の実施形態である転写配線の製造方法における配線パターンの断面模式図。 図５は本発明の第２の実施形態である転写配線の製造方法を説明する工程図。 図６は本発明の第２の実施形態の転写配線の製造方法の他の例を説明する工程図。

符号の説明

１…版基板、１ａ…一面、２…酸化亜鉛層、３…金属銅層、３ａ…一面上の金属銅層、４ａ…レジスト除去部、５、１５…配線パターン、６、１６…配線基板

Claims (13)

1. 版基板の全面に酸化亜鉛層および金属銅層を順次積層し、前記版基板の一面上の前記金属銅層にレジスト層を積層し、前記レジスト層にマスクを重ねて露光、現像することにより前記レジスト層にレジスト除去部を設け、前記レジスト除去部の底面に露出した前記金属銅層上に配線パターンをメッキ形成し、形成された前記配線パターンを配線基板に転写することを特徴とする転写配線の製造方法。
2. 前記配線パターンを前記配線基板内部に埋込んで転写することを特徴とする請求項１に記載の転写配線の製造方法。
3. 前記配線パターンを転写してから前記版基板を前記配線基板から剥離し、前記配線パターンとともに前記配線基板上に転写された前記酸化亜鉛層および前記金属銅層をエッチングにより除去することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の転写配線の製造方法。
4. 前記酸化亜鉛層の膜厚が５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の転写配線の製造方法。
5. 前記配線パターンが、複数の金属層を順次積層した積層構造であり、前記金属銅層に接する金属層がＡｕ層であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の転写配線の製造方法。
6. 前記配線パターンを転写する前に、前記配線パターン上に電子部品を実装することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の転写配線の製造方法。
7. 前記配線パターンを構成する金属層のうち、最後に積層する金属層がＡｕ層であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の転写配線の製造方法。
8. 前記配線パターンを前記転写基板に転写する際に、予め前記転写基板に凹部若しくは貫通孔を設け、前記凹部または前記貫通孔に前記電子部品が収納されるように前記版基板と前記配線基板を位置合わせしてから転写することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の転写配線の製造方法。
9. 前記版基板が硬質基板であることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の転写配線の製造方法。
10. 前記版基板の全面が酸化膜付きシリコンウエーハで形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の転写配線の製造方法。
11. 前記配線基板が熱可塑性樹脂またはガラスエポキシ樹脂からなることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の転写配線の製造方法。
12. 前記配線基板が誘電体からなることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の転写配線の製造方法。
13. 前記版基板が誘電体からなることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の転写配線の製造方法。
    
    

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