JP2022127486A

JP2022127486A - 配線基板の製造方法

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Publication number: JP2022127486A
Application number: JP2021025668A
Authority: JP
Inventors: 春樹近藤; Haruki Kondo; 連太郎森; Rentaro Mori; 圭児黒田; Keiji Kuroda; 和昭岡本; Kazuaki Okamoto; 彰加藤; Akira Kato; 盾哉村井; Tateya Murai; 博柳本; Hiroshi Yanagimoto; 賢治中村; Kenji Nakamura; 朋也岡崎; Tomoya Okazaki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2021-02-19
Filing date: 2021-02-19
Publication date: 2022-08-31
Also published as: BR102022002973A2; US11785721B2; KR20220118903A; US20220272847A1; KR102598378B1; CN114980536A; EP4048037A1; CN114980536B; TW202234958A

Abstract

【課題】絶縁層の厚みを低減可能な、絶縁性基材と、前記絶縁性基材上に設けられた所定の配線パターンを有する配線層と、を備える配線基板の製造方法を提供する。【解決手段】まず、（ａ）パターン付き基材を準備する。ここで、前記パターン付き基材は、前記絶縁性基材と、前記絶縁性基材上に設けられた、前記配線パターンに応じた所定パターンを有する第１の部分及び第１の部分以外の部分である第２の部分からなる、導電性のシード層と、前記シード層の第２の部分上に設けられた絶縁層と、を備える。次に、（ｂ）前記シード層の第１の部分上に、前記絶縁層よりも大きい厚みを有する金属層を形成する。ここで、前記パターン付き基材と陽極との間に、金属イオンを含む溶液を含有する樹脂膜を配置し、前記樹脂膜と前記シード層とを圧接させながら、前記陽極と前記シード層との間に電圧を印加する。次に、（ｃ）前記絶縁層、及び前記シード層の第２の部分を除去する。【選択図】図１

Description

本発明は、配線基板の製造方法に関する。

配線基板の製造方法として、サブトラクティブ法、セミアディティブ法、及びフルアディティブ法が知られている。一般に、高密度な配線基板の製造には、セミアディティブ法が用いられる。

特許文献１には、セミアディティブ法を用いた配線基板の製造方法が開示されている。具体的には、ベース層、誘電体層、シード層、及び第１めっき層をこの順に積層し、フォトリソグラフィー法により、第１めっき層上にパターン付きレジストを形成し、第１めっき層の、パターン付きレジストから露出した部分上に、第２めっき層を形成し、次いで、パターン付きレジストを除去し、第２めっき層をマスクとして第１めっき層及びシード層を除去して、配線基板を製造している。

特開２０１６－２２５５２４号公報

特許文献１に記載されるようなめっき法を用いたセミアディティブ法では、形成する第２めっき層の厚み以上の厚みを有するパターン付きレジストを形成する必要がある。しかし、厚みの大きいパターン付きレジストの形成は、多くの工程を要する。また、このようなパターン付きレジストの除去は、多くの工程を要するだけでなく、多量の廃液を発生させる。

そこで、レジスト（絶縁層）の厚みを低減することができる配線基板の製造方法を提供する。

本発明の一態様に従えば、
絶縁性基材と、前記絶縁性基材上に設けられた所定の配線パターンを有する配線層と、を備える配線基板の製造方法であって、
（ａ）パターン付き基材を準備するステップであって、
ここで、前記パターン付き基材が、
前記絶縁性基材と、
前記絶縁性基材上に設けられた、前記配線パターンに応じた所定パターンを有する第１の部分及び第１の部分以外の部分である第２の部分からなる、導電性のシード層と、
前記シード層の第２の部分上に設けられた絶縁層と、を備える、ステップと、
（ｂ）前記シード層の第１の部分上に、前記絶縁層よりも大きい厚みを有する金属層を形成するステップであって、
ここで、前記パターン付き基材と陽極との間に、金属イオンを含む溶液を含有する樹脂膜を配置し、前記樹脂膜と前記シード層とを圧接させながら、前記陽極と前記シード層との間に電圧を印加する、ステップと、
（ｃ）前記絶縁層、及び前記シード層の第２の部分を除去するステップと、
を含む、方法が提供される。

本発明の配線基板の製造方法により、絶縁層の厚みを低減することができる。

図１は、実施形態に係る配線基板の製造方法を示すフローチャートである。図２は、実施形態に係る配線基板の製造方法の、パターン付き基材を準備するステップを示すフローチャートである。図３は、シード層を形成するステップを表す概念図である。図４は、絶縁層を形成するステップを表す概念図である。図５は、絶縁層にレーザービームを照射するステップを表す概念図である。図６は、金属層を形成するステップを表す概念図である。図７は、絶縁層及びシード層の第２の部分を除去するステップを表す概念図である。図８は、絶縁層及びシード層の第２の部分を除去するステップを表す概念図である。図９は、金属層を形成するステップで用いる成膜装置を示す概略断面図である。図１０は、ハウジングを所定高さまで下降させた、図９に示す成膜装置を示す概略断面図である。図１１は、第１変形形態に係る配線基板の製造方法の、パターン付き基材を準備するステップを示すフローチャートである。図１２は、第３変形形態に係る配線基板の製造方法におけるパターン付き基材の概念図である。図１３は、実施例１０の配線基板の断面ＳＥＭ像である。

［実施形態］
以下、適宜図面を参照して実施形態を説明する。なお、以下の説明で参照する図面において、同一の部材又は同様の機能を有する部材には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率が説明の都合上実際の比率とは異なったり、部材の一部が図面から省略されたりする場合がある。また、本願において、記号「～」を用いて表される数値範囲は、記号「～」の前後に記載される数値のそれぞれを下限値及び上限値として含む。

実施形態の配線基板の製造方法は、図１に示すように、パターン付き基材を準備するステップ（Ｓ１）と、金属層を形成するステップ（Ｓ２）と、絶縁層及びシード層の第２の部分を除去するステップ（Ｓ３）と、を含む。パターン付き基材を準備するステップ（Ｓ１）は、図２に示すように、シード層を形成するステップ（Ｓ１１）と、絶縁層を形成するステップ（Ｓ１２）と、絶縁層にレーザービーム（レーザー光）を照射するステップ（Ｓ１３）と、を含んでよい。以下、各ステップを説明する。

（１）パターン付き基材を準備するステップ（Ｓ１）
ａ）シード層の形成（Ｓ１１）
まず、図３に示すように、絶縁性基材１１上にシード層１３を形成する。

絶縁性基材１１としては、例えば、ガラスエポキシ樹脂基材等の樹脂及びガラスを含む基材、樹脂製の基材、ガラス製の基材等を用いることができる。絶縁性基材１１に用いられる樹脂の例として、ＰＥＴ樹脂、ＰＩ樹脂、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、エポキシ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＡＳ樹脂、ＰＳ樹脂、ＥＶＡ樹脂、ＰＭＭＡ樹脂、ＰＢＴ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＡ樹脂、ＰＯＭ樹脂、ＰＣ樹脂、ＰＰ樹脂、ＰＥ樹脂、エラストマーとＰＰを含むポリマーアロイ樹脂、変性ＰＰＯ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＥＴＦＥ樹脂等の熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、アミノ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ジアリルフタレート、シリコーン樹脂、アルキド樹脂等の熱硬化性樹脂、エポキシ樹脂にシアネート樹脂を加えた樹脂等が挙げられる。

シード層１３の材料は、導電性であり且つ後述するステップ（Ｓ３）においてシード層１３をエッチングすることが可能であれば、特に限定されない。例えば、シード層１３の材料は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｓｉ、若しくはそれらの合金、ＦｅＳｉ_２、ＣｏＳｉ_２、ＭｏＳｉ_２、ＷＳｉ_２、ＶＳｉ_２、ＲｅＳｉ_１．７５、ＣｒＳｉ_２、ＮｂＳｉ_２、ＴａＳｉ_２、ＴｉＳｉ_２、ＺｒＳｉ_２等のシリサイド、特に遷移金属ケイ化物、ＴｉＯ_２、ＳｎＯ、ＧｅＯ、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等の導電性金属酸化物、又は導電性樹脂であってよい。後述するレーザービームを照射するステップ（Ｓ１３）において、十分な厚さを有するシード層１３が残存するように、シード層１３は、８０ｎｍ以上、好ましくは１００ｎｍ以上の厚みを有してよい。また、製造コストの観点から、シード層１３は、１０００ｎｍ以下、好ましくは５００ｎｍ以下の厚みを有してよい。

シード層１３は、絶縁性基材１１の主面１１ａの全体に形成されてよい。シード層１３は任意の方法で形成してよい。例えば、スパッタリング法等のＰＶＤ（物理気相蒸着）法、ＣＶＤ（化学気相蒸着）法、無電解めっき法によりシード層１３を形成することができる。あるいは、導電性粒子の分散液を絶縁性基材１１の主面１１ａに塗布し、該分散液を固化することにより、シード層１３を形成することもできる。分散液の分散媒として、加熱により揮発する液体、例えばデカノールを用いることができる。分散液は、添加剤を含んでもよい。添加剤の例として、炭素数が１０～１７個の直鎖脂肪酸塩が挙げられる。分散液の塗布方法は特に限定されない。例えば、ダイコート法、ディップコート法、スピンコート法が挙げられる。分散液を固化する方法は、特に限定されない。例えば、加熱により分散媒を揮発させるとともに導電性粒子を焼結することにより、分散液を固化することができる。

シード層１３は、図３に示すように、第１の部分Ｒ１、及び第１の部分Ｒ１以外の部分である第２の部分Ｒ２からなる。第１の部分Ｒ１は、実施形態の製造方法により製造される配線基板の配線パターンに応じた所定パターンを有する。

シード層１３と絶縁性基材１１の間の密着性を向上させるために、シード層１３を形成する前に、絶縁性基材１１の主面１１ａを表面処理してもよい。例えば、絶縁性基材１１の主面１１ａ上にプライマ等の層を形成してもよい。プライマとしては、ポリイミドやポリアミドイミド等を用いることができる。また、絶縁性基材１１の主面１１ａを粗面化してもよい。粗面化は、レーザー照射、エッチング、デスミア処理、機械加工（研磨、研削）等により行うことができる。

ｂ）絶縁層の形成（Ｓ１２）
図４に示すように、シード層１３上に絶縁層１６を形成する。すなわち、シード層１３の第１の部分Ｒ１及び第２の部分Ｒ２上に絶縁層１６を形成する。

絶縁層１６の材料は、絶縁性であり且つレーザービームの照射により除去可能な材料であれば特に限定されない。絶縁層１６の材料の例として、ＥＰ（エポキシ）樹脂、レゾール型ＰＦ（フェノール）樹脂、ＵＦ（ユリア）樹脂、ＭＦ（メラミン）樹脂、ＵＰ（不飽和ポリエステル）樹脂、ＰＵＲ（ポリウレタン）樹脂、ＤＡＰ（ジアリルフタレート）樹脂、ＳＩ（シリコーン）樹脂、ＡＬＫ（アルキド）樹脂、熱硬化性ＰＩ（ポリイミド）樹脂、ＰＰＯ（ポリフェニレンオキシド）樹脂、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）樹脂等の熱硬化性樹脂、及びＰＥ（ポリエチレン）樹脂、ＰＰ（ポリプロピレン）樹脂、ＰＳ（ポリスチレン）樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂、ＡＳ（アクリロニトリル－スチレン共重合体）樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体）樹脂、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）樹脂、ＰＶＤＣ（ポリ塩化ビニリデン）樹脂、アクリル樹脂（例えば、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）樹脂）、ノボラック型ＰＦ樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられる。

絶縁層１６は、ダイコート法、ディップコート法、スピンコート法等の任意の方法により形成することができる。また、絶縁層１６は、ドライフィルムレジストなどの絶縁性フィルムをシード層１３に重ねることによって形成することもできる。

絶縁層１６は、後述する金属層を形成するステップ（Ｓ２）で形成される金属層１４よりも小さい厚みを有する。また、絶縁層１６は、１２．５μｍ未満、１０μｍ以下、又は７μｍ以下の厚みを有してよい。それにより、後続のレーザービームを照射するステップ（Ｓ１３）において、シード層１３の第１の部分Ｒ１上の絶縁層１６を除去し、シード層１３の第１の部分Ｒ１を露出させることができる。また、絶縁層１６は、十分な絶縁性を確保する観点から、０．５μｍ以上、特に１μｍ以上の厚みを有してよい。

ｃ）絶縁層へのレーザービームの照射（Ｓ１３）
シード層１３の第１の部分Ｒ１上の絶縁層１６にレーザービームを照射して、レーザーアブレーションによりシード層１３の第１の部分Ｒ１上の絶縁層１６を除去する。それにより、図５に示すように、シード層１３の第１の部分Ｒ１が露出する。一方で、シード層１３の第２の部分Ｒ２上の絶縁層１６は残留する。絶縁層１６へのレーザービームの照射は、絶縁層１６をレーザービームで走査することにより行ってよい。

レーザービームは、パルスレーザービームであってよい。また、レーザービームは、５８０ｎｍ以下の波長及び１５ｐｓ以下のパルス幅を有してよい。後述する実施例で示すように、このようなレーザービームを用いることにより、絶縁層１６を選択的に除去することができる。特に、レーザービームの波長は４００ｎｍ以下であってもよい。また、レーザービームのパルス幅は１ｐｓ以下であってもよい。後述する実施例で示すように、このようなレーザービームを用いることにより、デブリの発生を低減することができる。また、４００ｎｍ以下の波長を有するＵＶレーザーを用いることにより、絶縁層１６の微細加工が容易となり、例えば、線幅と間隔（Ｌ／Ｓ）が５μｍ以下である配線パターンの形成が容易になる。レーザービームの波長は、１０ｎｍ以上、好ましくは２５０ｎｍ以上であってよい。レーザービームのパルス幅は、０．１ｐｓ以上であってよい。なお、ここで、パルス幅とは、パルス持続時間と同義であり、単一のパルスにおける時間強度分布の半値全幅（ＦＷＭＨ）を意味する。

周波数、強度、スポット径、空間強度分布、走査速度等のその他の各種のレーザービームの照射条件は、絶縁層１６の材料及び厚み、シード層１３の材料及び厚み、製造する配線基板の配線パターンのＬ／Ｓ等に応じて適宜設定してよい。例えば、レーザービームはトップハット型の空間強度分布を有してよい。それにより、絶縁層１６の一部が溶融してアブレーションされずに残存することを抑制できる。

こうして、絶縁性基材１１と、絶縁性基材１１上に設けられた導電性のシード層１３と、シード層１３上に設けられた絶縁層１６と、を含む、パターン付き基材１０が得られる。シード層１３は、絶縁層１６に被覆されずに露出している第１の部分Ｒ１と、第１の部分Ｒ１以外の部分である第２の部分Ｒ２からなり、第２の部分Ｒ２の上には絶縁層１６が設けられている。すなわち、シード層１３の第２の部分Ｒ２は絶縁層１６により被覆されている。

（２）金属層を形成するステップ（Ｓ２）
図６に示すように、シード層１３の第１の部分Ｒ１上に金属層１４を形成する。金属層１４の材料としては、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕ等が挙げられ、好ましくはＣｕであってよい。金属層１４は、絶縁層１６よりも大きい厚みを有する。また、金属層１４は、例えば１～１００μｍの厚みを有してよい。

金属層１４の形成に用いる成膜装置５０の一例を図９及び図１０に示す。成膜装置５０は、シード層１３に対向するように配置される金属製の陽極５１と、陽極５１とパターン付き基材１０との間に配置される樹脂膜５２と、陽極５１とシード層１３との間に電圧を印加する電源部５４と、を備える。

成膜装置５０は、さらに、ハウジング５３を備える。ハウジング５３には、陽極５１と、金属層１４の材料である金属のイオンを含む溶液（以下、金属溶液という）Ｌと、が収容される。ハウジング５３は、図９に示すように、陽極５１と樹脂膜５２との間に、金属溶液Ｌが収容される空間を画成してよい。この場合、陽極５１は、金属層１４の材料と同じで且つ金属溶液Ｌに可溶な材料（例えばＣｕ）から形成された板状部材、又は金属溶液Ｌに不溶な材料（例えばＴｉ）から形成された板状部材であり得る。陽極５１と樹脂膜５２との間に金属溶液Ｌが収容される成膜装置５０では、樹脂膜５２とパターン付き基材１０とを均一な圧力で圧接させることができるため、パターン付き基材１０の全体にわたり、シード層１３の第１の部分Ｒ１上に均一に金属層１４を形成することが可能である。そのため、このような成膜装置５０は、微細な配線パターンの形成に好適である。

なお、図には示していないが、陽極５１と樹脂膜５２とが接触していてもよい。この場合、陽極５１は、金属溶液Ｌを透過することができる多孔質体から形成されてよく、陽極５１の樹脂膜５２と接触する面の反対の面が、金属溶液Ｌが収容される空間と接触していてよい。

樹脂膜５２として、固体電解質膜又は多孔膜を用いることができる。

固体電解質膜としては、例えば、デュポン社製のナフィオン（登録商標）等のフッ素系樹脂、炭化水素系樹脂、ポリアミック酸樹脂、旭硝子社製のセレミオン（ＣＭＶ、ＣＭＤ、ＣＭＦシリーズ）等の陽イオン交換機能を有する樹脂の膜が挙げられる。

多孔膜としては、例えば、ポリオレフィン鎖から構成される膜が挙げられる。ここで、ポリオレフィンとは、オレフィンの重合体（ポリマー）のすべてを指し、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、又はこれらの混合物を包含する。ポリオレフィン鎖は、架橋又は非架橋であってよく、飽和又は不飽和であってよく、直鎖状でも分枝していてもよい。ポリオレフィン鎖は、置換又は非置換であってよい。ポリオレフィン鎖の好ましい実施形態として、側鎖を有さない、架橋又は非架橋のポリエチレン鎖が例示できる。多孔膜は、イオン交換性官能基を有さなくてよい。

多孔膜は、２０～２０００ｎｍ、又は２７～１０００ｎｍの空孔径を有してよい。空孔径が上記範囲内であることにより、高い電流効率での金属層１４の形成が可能になる。ここで、空孔径は、空孔径分布の体積平均を意味する。空孔径分布は、ＪＩＳＲ１６５５：２００３に準じる水銀圧入法により求めることができる。水銀圧入法とは、圧力をかけて水銀を開気孔に浸入させ、開気孔に浸入した水銀の体積とその時加えた圧力値の関係を求め、その結果に基づき、開気孔を円柱状と仮定してＷａｓｈｂｕｒｎの式から開気孔の径を算出する方法である。多孔膜は、５～５００ｓ／１００ｃｍ^３又は１０～２６０ｓ／１００ｃｍ^３の透気度を有してよい。透気度が上記範囲内であることにより、高い電流効率での金属層１４の形成が可能になる。透気度は、ＪＩＳＬ１０９６－６－２７－１Ａ、又は、ＡＳＴＭＤ７３７に準じて測定される。多孔膜は、３５～９０％、又は４５～８０％の空孔率（気孔率）を有してよい。空孔率が上記範囲内であることにより、高い電流効率での金属層１４の形成が可能になる。空孔率は、単位体積中に含まれる空孔の割合である。多孔膜のみかけの密度（かさ密度）をρ_１、多孔膜の真密度（多孔膜を構成するポリマーの密度）をρ_２とすると、空孔率ｐは、ｐ＝１－ρ_１／ρ_２と表される。多孔膜のかさ密度ρ_１は多孔膜の重量及び外寸体積から求めることができる。多孔膜の真密度はヘリウムガス置換法により測定される。多孔膜は、７５０～３０００ｋｇｆ／ｃｍ^２、又は１０００～２４００ｋｇｆ／ｃｍでの引張強度を有してよい。引張強度が上記範囲内であることにより、より平坦な金属層１４の形成が可能になる。引張強度は、ＪＩＳＫ７１２７：１９９９に準じて測定される。多孔膜は、５～８５％、又は１５～８０％の引張伸び度を有してよい。引張伸び度が上記範囲内であることにより、より平坦な金属層１４の形成が可能になる。引張伸び度は、ＪＩＳＣ２１５１、若しくは、ＡＳＴＭＤ８８２に準じて測定される。多孔膜として、市販の電池用セパレータを用いることができる。市販のセパレータは固体電解質膜と比べて低コストであるとともに、さらなる低廉化が期待される。

樹脂膜５２を金属溶液Ｌに接触させると、金属溶液Ｌが樹脂膜５２に浸透する。その結果、樹脂膜５２は、金属溶液Ｌを内部に含有する。樹脂膜５２は、例えば、約５μｍ～約２００μｍの厚みを有してよい。

金属溶液Ｌは、金属層１４の材料である金属（例えばＣｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕ等）をイオンの状態で含有する。金属溶液Ｌは、硝酸イオン、リン酸イオン、コハク酸イオン、硫酸イオン、ピロリン酸イオンを含んでよい。金属溶液Ｌは、金属の塩、例えば、硝酸塩、リン酸塩、コハク酸塩、硫酸塩、ピロリン酸塩等の水溶液であってよい。

さらに、成膜装置５０は、ハウジング５３の上部に、ハウジング５３を昇降させる昇降装置５５を備える。昇降装置５５は、例えば、油圧式又は空圧式のシリンダ、電動式のアクチュエータ、リニアガイド、モータ等を含んでよい。

ハウジング５３は、供給口５３ａと排出口５３ｂとを有する。供給口５３ａ及び排出口５３ｂは、配管６４を介してタンク６１に接続される。配管６４に接続されたポンプ６２によってタンク６１から送り出された金属溶液Ｌは、供給口５３ａからハウジング５３内に流入し、排出口５３ｂを介してハウジング５３から排出されてタンク６１に戻る。配管６４には、排出口５３ｂの下流において、圧力調整弁６３が設けられる。圧力調整弁６３及びポンプ６２によりハウジング５３内の金属溶液Ｌの圧力を調整することができる。

成膜装置５０は、さらに、パターン付き基材１０を載置する金属台座５６と、パターン付き基材１０のシード層１３と金属台座５６とを電気的に接続するための導電部材５７と、を備える。導電部材５７は、パターン付き基材１０の縁部の一部を覆うとともに、部分的に折り曲げられて金属台座５６に接触する金属板であってよい。これにより、金属台座５６が導電部材５７を介してシード層１３に電気的に接続される。なお、導電部材５７は、パターン付き基材１０に脱着可能であってよい。

電源部５４の負極は、金属台座５６を介してシード層１３に電気的に接続され、電源部５４の正極は、陽極５１に電気的に接続される。

以下のようにして、成膜装置５０を用いて金属層１４を形成することができる。

図９に示すように、金属台座５６上の所定位置にパターン付き基材１０及び導電部材５７を載置する。次いで、図１０に示すように、昇降装置５５によりハウジング５３を所定高さまで下降させる。

次いで、ポンプ６２により金属溶液Ｌを加圧する。すると、圧力調整弁６３によりハウジング５３内の金属溶液Ｌが、所定の圧力に保たれる。また、樹脂膜５２が、パターン付き基材１０の表面、すなわち、シード層１３の第１の部分Ｒ１及び絶縁層１６の表面に倣うように変形し、シード層１３の第１の部分Ｒ１及び絶縁層１６の表面に接触する。それにより、樹脂膜５２に含有される金属溶液Ｌが、シード層１３の第１の部分Ｒ１及び絶縁層１６の表面に接触する。樹脂膜５２は、ハウジング５３内の金属溶液Ｌの圧力で、シード層１３の第１の部分Ｒ１及び絶縁層１６の表面に均一に押圧される。

電源部５４により、陽極５１とシード層１３との間に電圧を印加する。すると、シード層１３の第１の部分Ｒ１に接触した金属溶液Ｌに含まれる金属イオンがシード層１３の第１の部分Ｒ１の表面で還元され、シード層１３の第１の部分Ｒ１の表面に金属が析出する。一方、絶縁層１６の表面では金属イオンの還元反応は起こらないため、金属は析出しない。それにより、シード層１３の第１の部分Ｒ１上に選択的に金属層１４が形成される。なお、陽極５１とシード層１３との間に印加する電圧は、適宜設定してよい。より高い電圧を印加することにより、金属の析出速度を高めることができる。また、金属溶液Ｌを加熱してもよい。それにより、金属の析出速度を高めることができる。

絶縁層１６の厚みを超える所定厚みを有する金属層１４が形成されるまで、陽極５１とシード層１３の間の電圧の印加を継続する。金属層１４の厚みが絶縁層１６の厚みを超えた後も、金属層１４の水平方向（すなわち、金属層１４の厚み方向に垂直な方向）の寸法の増加を抑制しながら、金属層１４の厚みを増加させることができる（図６参照）。すなわち、金属層１４は、シード層１３の第１の部分Ｒ１のパターンのＬ／Ｓに対応するＬ／Ｓを有することができる。その後、陽極５１とシード層１３の間の電圧の印加を停止し、ポンプ６２による金属溶液Ｌの加圧を停止する。そして、ハウジング５３を所定高さまで上昇させ（図９参照）、樹脂膜５２と金属層１４を離間させる。金属層１４が形成されたパターン付き基材１０を金属台座５６から取り外す。

（３）絶縁層及びシード層の第２の部分を除去するステップ（Ｓ３）
図７に示すように、絶縁層１６を除去し、次いで、図８に示すように、シード層１３の第２の部分Ｒ２を除去する。それにより、絶縁性基材１１の主面１１ａ上に、シード層１３の第１の部分Ｒ１及び金属層１４を含む、所定の配線パターンを有する配線層２が形成される。

絶縁層１６及びシード層１３の第２の部分Ｒ２は、エッチングにより除去することができる。絶縁層１６及びシード層１３の第２の部分Ｒ２のエッチング法は、乾式及び湿式のいずれであってもよい。乾式エッチングの例として、反応性ガスエッチング法、スパッタエッチング法、プラズマエッチング法、イオンミリング法、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法、反応性イオンビームエッチング法、ラジカルエッチング法、光励起エッチング法、レーザーアシストエッチング法、レーザーアブレーションエッチング法が挙げられる。反応性イオンエッチング法には、容量結合型プラズマ（ＣＣＰ）、誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）、又はマイクロ波ＥＣＲ（ＥｌｅｃｔｒｏｎＣｙｃｌｏｔｒｏｎＲｅｓｏｎａｎｃｅ）プラズマを用いることができる。乾式エッチングに用いるエッチングガスは、絶縁層１６及びシード層１３の第２の部分Ｒ２の各材質に応じて、適宜選択してよい。エッチングガスの例として、ＣＦ_４、ＳＦ_６、ホウ素、塩素、ＨＢｒ、ＢＣｌ_３が挙げられる。湿式エッチングでは、酸又はアルカリの溶液をエッチング液として用いることができる。エッチング液は絶縁層１６及びシード層１３の第２の部分Ｒ２の各材質に応じて、適宜選択してよい。

以上のようにして、絶縁性基材１１と、絶縁性基材１１上に設けられた所定の配線パターンを有する配線層２と、を備える配線基板１が製造される。

本実施形態では、図９及び図１０に示されるような樹脂膜５２を用いた成膜装置を用いて金属層１４を形成するため、絶縁層１６よりも大きい厚みを有する金属層１４を形成することができる。したがって、絶縁層１６の厚みを低減することができる。

［変形形態］
本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができる。例えば、以下の変形が可能である。

第１変形形態
本変形形態において、パターン付き基材１０を準備するステップ（Ｓ１）は、図１１に示すように、シード層１３を形成するステップ（Ｓ１１）と、絶縁層１６を形成するステップ（Ｓ１４）と、絶縁層１６にレーザービーム（レーザー光）を照射するステップ（Ｓ１５）と、シード層１３の第１の部分Ｒ１上の絶縁層１６を除去するステップ（Ｓ１６）を含む。上述した実施形態では、絶縁層１６にレーザービームを照射するステップ（Ｓ１３）において、レーザーアブレーションによりシード層１３の第１の部分Ｒ１上の絶縁層１６を除去したが、本変形形態では、レーザービームを用いたフォトリソグラフィー（レーザーフォトリソグラフィー）により、シード層１３の第１の部分Ｒ１上の絶縁層１６を除去する。

シード層１３を形成するステップ（Ｓ１１）は、上記実施形態のステップ（Ｓ１１）と同様であるため、説明を省略する。なお、本変形形態では、シード層１３の厚みは、金属層１４を形成するステップ（Ｓ２）において金属層１４がパターン付き基材１０の全体にわたって均一に形成されるように、及び配線基板１の製造コストが抑制されるように、適宜設定してよい。

絶縁層１６を形成するステップ（Ｓ１４）では、絶縁層１６として、ポジ型又はネガ型レジストの層を形成する。ポジ型又はネガ型のレジストとしては、一般的なフォトリソグラフィープロセスにおいて使用される任意のレジスト材料を使用してよい。絶縁層１６の形成方法は、上記実施形態のステップ（Ｓ１２）で説明した方法と同様であるため説明を省略する。なお、本変形形態では、絶縁層１６の厚みは、絶縁層１６が、十分な絶縁性を有するとともに、後続のステップ（Ｓ１５）及びステップ（Ｓ１６）でパターニング可能であるように、適宜設定してよい。

絶縁層１６にレーザービームを照射するステップ（Ｓ１５）では、シード層１３の第１の部分Ｒ１上又は第２の部分Ｒ２上のいずれかの絶縁層１６にレーザービームを照射する。絶縁層１６がポジ型レジスト層の場合は、シード層１３の第１の部分Ｒ１上の絶縁層１６にレーザービームを照射し、絶縁層１６がネガ型レジスト層の場合は、シード層１３の第２の部分Ｒ２上の絶縁層１６にレーザービームを照射する。

絶縁層１６へのレーザービームの照射は、絶縁層１６をレーザービームで走査することにより行ってよい。レーザービームは、パルス波であってもよいし、連続波（ＣＷ）であってもよい。レーザービームの波長、強度、スポット径、空間強度分布、走査速度、パルス幅、周波数等の各種照射条件は、絶縁層１６の材料及び厚み、製造する配線基板の配線パターンのＬ／Ｓ等に応じて適宜設定してよい。例えば、レーザービームの波長は、１０～５８０ｎｍの範囲内であってよいが、これに限定されるものではない。

次いで、シード層１３の第１の部分Ｒ１上の絶縁層１６を、現像液で溶解して除去する（ステップ（Ｓ１６））。それにより、図５に示されるようなパターン付き基材１０が得られる。現像液は、絶縁層１６の材料に応じて適宜選択される。

第２変形形態
本変形形態では、上述したレーザーアブレーション及びレーザーフォトリソグラフィーの代わりに、その他のパターニング法（例えば、スクリーン印刷、インクジェット印刷、転写印刷等の印刷法、フォトリソグラフィー）が、絶縁層１６のパターニング法として適用される。

第３変形形態
本変形形態では、パターン付き基材を準備するステップ（Ｓ１）において、図１２に示すようなパターン付き基材１０を準備する。図１２において、絶縁層１６は、シード層１３の第２の部分Ｒ２上に形成された主絶縁層１６ａと、主絶縁層１６ａ上に形成された撥水層１６ｂとを備える。撥水層１６ｂの表面の水の接触角は、９０度超、特に１２０度以上であってよい。それにより、金属層を形成するステップ（Ｓ２）において、絶縁層１６上に金属が析出する可能性を低減することができる。

主絶縁層１６ａは、上記実施形態の絶縁層を形成するステップ（Ｓ１２）又は上記第１変形形態の絶縁層を形成するステップ（Ｓ１４）における絶縁層１６の形成方法と同様にして形成することができる。

主絶縁層１６ａの形成に続いて、主絶縁層１６ａ上に撥水層１６ｂを形成する。撥水層１６ｂは、例えば、式ＳｉＲ_ｎ－Ｘ_４－ｎ（式中、ｎは１、２、３、又は４を表し、Ｒは、それぞれ独立して、置換又は非置換のアルキル基、フェニル基、トリフルオロメチル基、アルキルシリル基、又はフルオロシリル基を表し、Ｘは、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、酸素、又は窒素を表す）で表される有機シラン、式ＳｉＲ_３－（ＮＲ－ＳｉＲ_２）_ｍ－Ｒ（式中、ｍは１以上の整数を表し、Ｒは、それぞれ独立して、置換又は非置換のアルキル基、フェニル基、トリフルオロメチル基、アルキルシリル基、又はフルオロシリル基を表す。）で表される有機シラザン等を用いて形成することができる。有機シランの例として、テトラエチルシラン、テトラメチルシラン、パラアミノフェニルトリメトキシシランが挙げられる。有機シラザンの例として、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）が挙げられる。

撥水層１６ｂは、ディップコート法、ミストコート法、スプレーコート法、ＣＶＤ法、ＬＢ（ＬａｎｇｍｕｉｒＢｌｏｇｅｔｔｏ）法等の任意の方法により形成することができる。なお、ミストコート法とは、超音波振動子を用いて金属元素を含む原料溶液を霧化してミストを形成し、ミストを所定の表面に供給し、この表面上で熱エネルギー等によりミストを分解及び／又は反応させることにより、この表面上に金属元素を含む薄膜を形成する方法である。

主絶縁層１６ａ及び撥水層１６ｂを備える絶縁層１６は、上記実施形態及び変形形態に記載したようなレーザーアブレーション法、レーザーフォトリソグラフィー、又はその他のパターニングにより、パターニングすることができる。

パターニングされた主絶縁層１６ａを任意の方法で形成した後、主絶縁層１６ａ上に選択的に撥水層１６ｂを形成してもよい。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例１
絶縁性基材としてガラスエポキシ基材（ガラス繊維強化エポキシ積層材）を用意した。絶縁性基材の主面に、シード層として、５００ｎｍの厚みを有する銅膜をスパッタ法により形成した。シード層上に、絶縁層として、１．５～３μｍの厚みを有する熱可塑性のノボラック樹脂の層をスピンコート法により形成した。絶縁層の所定の領域を、スポット状のレーザービーム（波長３５５ｎｍ、パルス幅７ｐｓ）で１回走査して、Ｌ／Ｓが５μｍであるパターン付き基材を得た。

パターン付き基材の断面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、レーザービームで走査した領域において、絶縁層が除去されてシード層が露出したこと、及び当該領域のシード層が連続膜の状態で残存したことを確認した。すなわち、絶縁層を選択的に除去することができたことが確認された（この結果は、表１中「〇」で示される）。

上記の条件にてパターン付き基材を再度作製し、露出したシード層の表面に、金属層として５μｍの厚みを有するＣｕ層を形成した。具体的には、図９、１０に示す成膜装置５０を用いて、以下の条件にてＣｕ層を形成した。

陰極：シード層
陽極：無酸素銅線
樹脂膜：ナフィオン（登録商標）（厚み約８μｍ）
金属溶液：１．０ｍｏｌ／Ｌの硫酸銅水溶液
樹脂膜をシード層に押し当てる圧力：１．０ＭＰａ
電流密度：０．２３ｍＡ／ｃｍ^２

次いで、ＣＦ_４ガスを用いた容量結合型プラズマエッチングにより、絶縁層を除去し、さらに、金属層をマスクとしてシード層をエッチングした。それにより、シード層及び金属層からなる所定の配線パターンの配線層が、絶縁性基材上に形成された。こうして、絶縁性基材と配線層とを備える配線基板が得られた。

実施例２
７μｍの厚みを有する熱可塑性のドライフィルムをシード層に貼り付けることにより絶縁層を形成したこと以外は実施例１と同様にして配線基板を作製した。

なお、パターン付き基材の断面を、ＳＥＭで観察したところ、レーザービームで走査した領域において、絶縁層が除去されてシード層が露出したこと、及び当該領域のシード層が連続膜の状態で残存したことが確認された。すなわち、絶縁層を選択的に除去することができたことが確認された。

比較例１
１２．５μｍの厚みを有する熱硬化性のポリイミドフィルムをシード層に貼り付けることにより絶縁層を形成したこと以外は実施例１と同様にして、パターン付き基材を作製した。パターン付き基材の断面を、ＳＥＭで観察した。レーザービームで走査した領域において、絶縁層が残存し、シード層が十分に露出していないことが確認された。すなわち、絶縁層を選択的に除去することができなかった（この結果は、表１中「×」で示される）。

実施例３、４
シード層の厚みを表１に記載の通りとしたこと以外は実施例１と同様にして、配線基板を作製した。

比較例２、３
シード層の厚みを表１に記載の通りとしたこと以外は実施例１と同様にして、パターン付き基材を作製した。パターン付き基材の断面を、ＳＥＭで観察した。レーザービームで走査した領域において、絶縁層だけでなくシード層も除去され、十分な厚さを有するシード層は残存しなかった。すなわち、絶縁層を選択的に除去することができなかった。

実施例５
絶縁層に照射するレーザービームの波長及びパルス幅を表１に記載の通りとしたこと以外は実施例１と同様にして、配線基板を作製した。

実施例６
絶縁層に照射するレーザービームの波長及びパルス幅を表１に記載の通りとしたこと以外は実施例１と同様にして、配線基板を作製した。

なお、パターン付き基材の断面を、ＳＥＭで観察したところ、レーザービームで走査した領域において、絶縁層が除去されてシード層が露出したこと、及び当該領域のシード層が連続膜の状態で残存したことが確認された。すなわち、絶縁層を選択的に除去することができたことが確認された。ただし、パターン付基材には、絶縁層の溶融固化物であるデブリが見られた（この結果は、表１中「△」で示される）。

比較例４
絶縁層に照射するレーザービームの波長及びパルス幅を表１に記載の通りとしたこと以外は実施例２と同様にして、パターン付き基材を作製した。パターン付き基材の断面を、ＳＥＭで観察した。レーザービームで走査した領域において、絶縁層が残存し、シード層が十分に露出していないことが確認された。すなわち、絶縁層を選択的に除去することができなかった。

実施例７
絶縁層として、１．５～３μｍの厚みを有する熱硬化性のエポキシ樹脂の層をスピンコート法により形成したこと、及び絶縁層に照射するレーザービームのパルス幅を表１に記載の通りとしたこと以外は実施例１と同様にして配線基板を作製した。

実施例８
絶縁層として、１．５～３μｍの厚みを有する熱硬化性のポリイミド樹脂の層をスピンコート法により形成したこと以外は実施例７と同様にして配線基板を作製した。

実施例９
絶縁層に照射するレーザービームの波長を表１に記載の通りとしたこと以外は実施例１と同様にして、配線基板を作製した。

実施例１０
レーザーフォトリソグラフィーにより所定の領域の絶縁層を消失させたこと以外は、実施例１と同様にして、配線基板を作製した。なお、レーザーフォトリソグラフィーは、具体的には、絶縁層の所定の領域をスポット状の連続波レーザービーム（波長４３６ｎｍ）で１回走査して露光し、次いで、現像液で所定の領域の絶縁層を溶解させて除去することにより行った。また、Ｃｕ層を形成した後、絶縁層を除去する前に、断面ＳＥＭ観察を行った。断面ＳＥＭ写真を図１３に示す。絶縁層の厚みを超える厚みを有するＣｕ層が形成されたことが確認された。Ｃｕ層は、いずれの高さ（厚み方向の位置）においても略一定の幅（水平方向の寸法）を有していた。

１：配線基板、２：配線層、１０：パターン付き基材、１１：絶縁性基材、Ｒ１：第１の部分、Ｒ２：第２の部分、１３：シード層、１４：金属層、１６：絶縁層、５０：成膜装置、５１：陽極、５２：樹脂膜、Ｌ：金属イオンを含む溶液（金属溶液）

Claims

絶縁性基材と、前記絶縁性基材上に設けられた所定の配線パターンを有する配線層と、を備える配線基板の製造方法であって、
（ａ）パターン付き基材を準備するステップであって、
ここで、前記パターン付き基材が、
前記絶縁性基材と、
前記絶縁性基材上に設けられた、前記配線パターンに応じた所定パターンを有する第１の部分及び第１の部分以外の部分である第２の部分からなる、導電性のシード層と、
前記シード層の第２の部分上に設けられた絶縁層と、を備える、ステップと、
（ｂ）前記シード層の第１の部分上に、前記絶縁層よりも大きい厚みを有する金属層を形成するステップであって、
ここで、前記パターン付き基材と陽極との間に、金属イオンを含む溶液を含有する樹脂膜を配置し、前記樹脂膜と前記シード層とを圧接させながら、前記陽極と前記シード層との間に電圧を印加する、ステップと、
（ｃ）前記絶縁層、及び前記シード層の第２の部分を除去するステップと、
を含む、方法。
前記ステップ（ａ）が、
前記シード層の第１の部分及び第２の部分上に、前記絶縁層を形成することと、
第１の部分上の前記絶縁層にレーザービームを照射して、第１の部分上の前記絶縁層を除去することと、
を含む、請求項１に記載の方法。
前記シード層の厚さが、８０ｎｍ以上である、請求項２に記載の方法。
前記レーザービームが、５８０ｎｍ以下の波長及び１５ｐｓ以下のパルス幅を有する、請求項２又は３に記載の方法。
前記レーザービームが、１ｐｓ以下のパルス幅を有する、請求項４に記載の方法。
前記レーザービームが、４００ｎｍ以下の波長を有する、請求項４又は５に記載の方法。
前記絶縁層の厚さが、１２．５μｍ未満である、請求項１～６のいずれか１項に記載の方法。
前記ステップ（ａ）が、
前記シード層の第１の部分及び第２の部分上に前記絶縁層を形成することと、
第１の部分上又は第２の部分上のいずれかの前記絶縁層にレーザービームを照射することと、
第１の部分上の前記絶縁層を現像液で溶解して除去することと、
を含む、請求項１に記載の方法。
前記絶縁層が、前記シード層の第２の部分上に設けられた主絶縁層、及び前記主絶縁層上に設けられた撥水層を備える、請求項１～８のいずれか１項に記載の方法。
前記撥水層の表面の水の接触角が９０度超である、請求項９に記載の方法。
前記樹脂膜が固体電解質膜である、請求項１～１０のいずれか１項に記載の方法。