JP2011114241A - 配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】配線パターンを所定の幅で正確に形成することが可能であるとともに配線パターンと絶縁層とが強固に密着した配線基板を提供すること。
【解決手段】
絶縁層１の上に第１の金属層２を形成する工程と、第１の金属層２の上に部分的にレジスト３を形成する工程と、レジスト３に覆われていない部分の第１の金属層２を第２の金属層４により置換する工程と、第２の金属層４の上に第３の金属層５をレジスト３の高さ以下に形成する工程と、レジスト３を除去する工程と、第２の金属層４および第３の金属層５をエッチングしないエッチング液により第１の金属層２をエッチングして除去する工程と、を順次行なう配線基板の製造方法である。
【選択図】図３

Description

本発明は、配線基板の製造方法に関する。

微細な導体パターンを有する配線基板の製造方法の一つにセミアディティブ法がある。セミアディティブ法とは、例えば、まず図４（ａ）に示すように、配線基板を構成する絶縁層１１の表面に下地金属層１２を無電解めっき法やスパッタリング法により例えば０．５〜１．０μｍの厚みに被着させる。次に図４（ｂ）に示すように、下地金属層１２の上にレジスト１３を部分的に形成する。次に図５（ｃ）に示すように、レジスト１３が形成されていない部分の下地金属層１２の上に電解めっき層１４を例えば５〜２０μｍの厚みにする。次に図５（ｄ）に示すように、レジスト１３を除去した後、図６（ｅ）に示すように、電解めっき層１４に覆われていない下地金属層１２をエッチングにより除去することで配線パターンを形成する方法である。

特開２００６−２４９０２公報

しかしながら、従来のセミアディティブ法においては、電解めっき層１４に覆われていない下地金属層１２をエッチングする際に、電解めっき層１４自体もエッチングされるので、配線パターンが細ってしまい、所定幅の配線パターンを形成することが困難であった。さらに、電解めっき層１４により覆われている下地金属層１２の一部が横方向からエッチングされてえぐられてしまう。これは、下地金属層１２が無電解めっきから成る場合に特に顕著であり、無電解めっきのエッチング速度が電解めっき層１４のエッチング速度より速いために起こる。このようなえぐれが発生すると、配線パターンの幅が例えば２０μｍ以下の狭いものとなった場合に、配線パターンを構成する下地金属層１２において絶縁層１１と密着する面積が極端に小さくなって配線パターンが絶縁層１１から剥離し易くなる。このような剥離は、配線基板としての機能を喪失させるので配線基板の製造歩留りを大きく低下させる。したがって、本発明が解決しようとする課題は、配線パターンの細りやえぐれを低減することにより、配線パターンを所定の幅で正確に形成することが可能であるとともに配線パターンと絶縁層とが強固に密着した配線基板を製造する方法を提供することである。

本発明の配線基板の製造方法は、
絶縁層の上に第１の金属層を形成する工程と、
第１の金属層の上に部分的にレジストを形成する工程と、
レジストに覆われていない部分の第１の金属層を第２の金属層により置換する工程と、
第２の金属層の上に第３の金属層をレジストの高さ以下に形成する工程と、
レジストを除去する工程と、
第２の金属層および第３の金属層をエッチングしないエッチング液により第１の金属層をエッチングして除去する工程と、
を順次行なうこと特徴とする。

本発明の配線基板の製造方法によれば、第１の金属層を部分的にレジストで覆うとともに、レジストに覆われていない部分の第１の金属層を第２の金属層で置換し、次に置換した第２の金属層の上に第３の金属層を形成した後、レジストを除去して第１の金属層を露出させ、次にその露出した第１の金属層を、第２の金属層および第３の金属層をエッチングしないエッチング液によりエッチングして除去することから、第１の金属層のみが選択的にエッチング除去され、第２の金属層および第３の金属層がエッチングにより細ったり、えぐれたりすることはない。したがって、配線パターンを所定の幅で正確に形成することが可能であるとともに配線パターンと絶縁層とが強固に密着した配線基板を提供することができる。

図１（ａ），（ｂ）は、本発明の配線基板の製造方法における実施形態の一例を説明するための工程毎の断面模式図である。 図２（ｃ），（ｄ）は、本発明の配線基板の製造方法における実施形態の一例を説明するための工程毎の断面模式図である。 図３（ｅ），（ｆ）は、本発明の配線基板の製造方法における実施形態の一例を説明するための工程毎の断面模式図である。 図４（ａ），（ｂ）は、従来の配線基板の製造方法を説明するための工程毎の断面模式図である。 図５（ｃ），（ｄ）は、従来の配線基板の製造方法を説明するための工程毎の断面模式図である。 図６（ｅ）は、従来技術の配線基板の製造方法を説明するための工程毎の断面模式図である。

次に、本発明の配線基板の製造方法における実施形態の一例について、添付の図面を基に説明する。まず、図１（ａ）に示すように、配線基板を構成する絶縁層１の上に第１の金属層２を形成する。第１の金属層２は、例えば厚みが０．１〜０．５μｍの錫から成る。このような第１の金属層２は、錫から成る場合、絶縁層１の上に厚みが０．１〜０．５μｍの無電解銅めっき層を被着するとともに、その無電解銅めっき層を錯化剤の作用により錫めっき層に置換することにより形成される。このような置換に用いられる無電解錫めっき浴には、例えば錫塩として塩化錫、ホウフッ化錫、有機スルホン酸錫が用いられ、酸として塩酸、ホウフッ化水素酸、カルボン酸、有機スルホン酸が用いられ、錯化剤としてイオウ系錯化剤が用いられ、酸化防止剤としてハイドロキノン、次亜リン酸、スコルビン酸が用いられ、他に界面活性剤が用いられる。銅と錫とは、略１：１の割合で置換される。例えば無電解銅めっき層の厚みが０．４４μｍ場合、０．５μｍの厚みの無電解錫めっき層に置換される。なお、無電解銅めっき層を略完全に無電解錫めっき層に置換するには、無電解銅めっき層の厚みは０．１〜０．５μｍの範囲であることが好ましい。但し、必ずしも無電解銅めっき層を完全に無電解錫めっき層に置換する必要はなく、置換した無電解錫めっき層の下に例えば０．１μｍ以下の薄い無電解銅めっき層が残存していてもかまわない。さらに、第１の金属層２は、錫に限らず、ニッケル，コバルト，亜鉛，インジウムであってもよい。また、第１の金属層２の形成方法としては、錯化剤の作用による無電解めっき法に限らず、例えば、還元剤の作用による無電解めっき法やスパッタリング等の他の方法を用いてもよい。

次に、図１（ｂ）に示すように、第１の金属層２の上に部分的にレジスト３を形成する。レジスト３は、感光性のレジストフィルムを第１の金属層２上に貼着するとともに周知のフォトリソグラフィー技術を採用して所定のパターンに露光・現像することにより形成される。

次に、図２（ｃ）に示すように、レジスト３に覆われていない部分の第１の金属層２を第２の金属層４に置換する。第２の金属層４としては、例えば第１の金属層２が無電解錫めっき層から成る場合、錫を置換した銅層が好ましく、銅を含有する水溶液、例えば硫酸銅水溶液により無電解錫めっき層を銅層に置換する方法が採用される。なお、第２の金属層としては、銅に限らず、第１の金属層２の材質よりイオン化傾向の低い材質である銀，金、プラチナが使用されてもよい。

次に、図２（ｄ）に示すように、第２の金属層４の上に第３の金属層５をレジスト３の高さ以下に電解めっきにより形成する。第３の金属層５としては、例えば電解銅めっき層が使用される。

次に、図３（ｅ）に示すように、レジスト３をアルカリ系エッチング液により除去する。これにより第２の金属層４および第３の金属層５の間に第１の金属層２が露出する。

次に、図３（ｆ）に示すように、第２の金属層４および第３の金属層５の間に露出する第１の金属層２をエッチングにより除去する。これにより、絶縁層１の上に第２の金属層４および第３の金属層５から成る配線パターンが形成される。第１の金属層２をエッチング除去するエッチング液としては、第２の金属層４および第３の金属層５をエッチングしないエッチング液を用いる。 例えば第１の金属層２が錫から成る場合、レジスト３を剥離するためのアルカリエッチング液によりエッチングできる。さらに、第２の金属層４および第３の金属層５が銅から成る場合、このアルカリエッチング液により第２の金属層４および第３の金属層５がエッチングされないため、第２の金属層４および第３の金属層５から成る配線パターンに細りやえぐれが発生することがない。したがって、本発明の配線基板の製造方法によれば、配線パターンを所定の幅で正確に形成することが可能であるとともに配線パターンと絶縁層とが強固に密着した配線基板を提供することができる。なお、第１の金属層２を、絶縁層１の表面に被着した無電解銅めっき層を錯化剤の作用により錫めっき層に置換することにより形成した場合に、錫めっき層の下に無電解銅めっき層が完全に置換されずに残ることがある。この場合、錫めっき層をアルカリエッチング液でエッチングした後、銅に対するエッチング工程を新たに追加することで、配線パターン間に残留する無電解銅めっき層を除去することができる。この場合は、非常に微量の無電解銅めっき層のエッチングを行なえばよいので、第２の金属層４および第３の金属層５の細りやえぐれは極めて限定的なものとなるので問題となることはない。

１ 絶縁層
２ 第１の金属層
３ レジスト
４ 第２の金属層
５ 第３の金属層

Claims (8)

1. 絶縁層の上に第１の金属層を形成する工程と、
   該第１の金属層の上に部分的にレジストを形成する工程と、
   該レジストに覆われていない部分の前記第１の金属層を第２の金属層により置換する工程と、
   前記第２の金属層の上に第３の金属層を前記レジストの高さ以下に形成する工程と、
   前記レジストを除去する工程と、
   前記第２の金属層および第３の金属層をエッチングしないエッチング液により前記第１の金属層をエッチングして除去する工程と、
   を順次行なうこと特徴とする配線基板の製造方法。
2. 前記第１の金属層は、前記絶縁層の上に被着させた前記第１の金属層と異なる金属層を前記第１の金属層に置換させることにより形成されることを特徴とする請求項１記載の配線基板の製造方法。
3. 前記第１の金属層と異なる金属層が銅から成ることを特徴とする請求項２に記載の配線基板の製造方法。
4. 前記第１の金属層と前記第２の金属層とが無電解めっき層でありかつ前記第３の金属層が電解めっき層であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の配線基板の製造方法。
5. 前記第１の金属層が、錯化剤作用の置換反応により形成される無電解めっき層であることを特徴とする請求項２または３に記載の配線基板の製造方法。
6. 前記第２の金属層が、前記第１の金属層よりもイオン化傾向の低いことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の配線基板の製造方法。
7. 前記第１の金属層が錫から成り、前記第２の金属層および前記第３の金属層が銅から成ることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の配線基板の製造方法。
8. 前記レジストを除去する工程と前記第１の金属層をエッチングにより除去する工程とが同じエッチング液により行われることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の配線基板の製造方法。

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