JP4134172B2 - 両面配線ガラス基板の製造方法 - Google Patents
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Description
また、前記ガラス基板に前記貫通孔を形成する工程と、前記ガラス基板の一方の面に前記貫通孔の開口部を残して電極層を形成する工程と、前記電極層の形成後、前記一方の面に前記貫通孔の開口部が残る状態から、電解メッキ法により、前記電極層が形成された前記一方の面の前記貫通孔の開口部を金属で閉塞する工程と、無電解メッキ法により、前記ガラス基板の他方の面に金属を堆積すると共に、前記他方の面に開口部を残存させつつ前記貫通孔の側壁部に金属を堆積する工程と、電解メッキ法により、閉塞した前記一方の面の前記貫通孔の開口部側から前記他方の面の前記貫通孔の開口部側に向けて金属を堆積して前記貫通孔に金属を充填する工程と、を有することを特徴とする両面配線ガラス基板の製造方法が提供される。
まず、第1の実施の形態について説明する。
図1は第1の実施の形態の両面配線ガラス基板の一例の断面図である。
次に、上記両面配線ガラス基板1のより詳細な構成とその製造方法について説明する。
次に、イオンブロッキング層形成工程について説明する。図4は第1の実施の形態のイオンブロッキング層形成工程の断面図である。
密着力強化層形成工程では、図12に示すように、貫通孔3への銅膜層5の充填後、露出されたイオンブロッキング層4上に、密着力強化層7を形成する。この密着力強化層7は、イオンブロッキング層4と、後に配線として形成される銅膜層6との密着力を確保するためのものであり、その材質、層構造および形成方法等は上記予備密着力強化層17の場合と同様である。また、イオンブロッキング層4を形成しない場合も同様である。
この配線形成工程では、まず、図13に示すように、密着力強化層7上に、電解メッキ法を用いて銅膜層6を形成する。銅膜層6の厚さは、密着力強化層7と同様、サイドエッチング量を考慮して極力薄く形成することが望ましい。しかし、この銅膜層6が薄すぎると、使用環境によって両面配線ガラス基板1の温度変化が繰り返された場合に、銅膜層6の熱膨張係数と感光性ガラス基板2の熱膨張係数との差によって銅膜層6に金属疲労が生じる。そのため、このような金属疲労に対する銅膜層6の接続信頼性を確保するために、銅膜層6はある程度の厚みにしておく必要がある。銅膜層6の厚さは、1μm〜20μm程度とすることが望ましく、さらには4μm〜7μm程度とすることがより好ましい。銅膜層6の厚さが1μmを下回る場合には上記金属疲労によって銅膜層6の断線が生じる危険性が高くなり、銅膜層6の厚さが20μmを上回る場合には配線パターンの微細化が難しくなる。
第2の実施の形態の両面配線ガラス基板の構成は、前記第1の実施の形態の両面配線ガラス基板1と同様である。しかし、その製造方法において多くの点で相違する。
なお、以上の第1,第2の実施の形態では、無電解メッキ法で形成する金属と電解メッキ法で形成する金属が共に銅の場合について説明したが、例えば、電解メッキ法で形成する金属は銅とし、無電解メッキ法で形成する金属はニッケル(Ni)やクロムにする、といったように、金属の種類を異ならせることも可能である。
感光性ガラス基板2上にフォトマスクを密着させ、フォトマスクを通して貫通孔形成部分に紫外線を照射し、露光部分に対応する潜像を形成した。フォトマスクには、石英ガラス基板表面に、クロム/酸化クロム層で所望の貫通孔配列パターンが形成されたものを使用した。用いた光源はディープUVランプで、照射エネルギーは800mJ/cm2とした。その後、温度約400℃で熱処理を行って貫通孔形成部分を結晶化し、露光結晶化部3aを形成した(図2)。露光結晶化部3aを形成した後、希フッ化水素酸(約10%溶液)を感光性ガラス基板2の表裏面にスプレーして露光結晶化部3aを溶解除去し、直径約50μmの貫通孔3を形成した(図3)。
貫通孔3が形成された感光性ガラス基板2を約20体積%の硫酸水溶液に浸漬しながら、これに約20Vのプラス電圧を約10分間印加し、感光性ガラス基板2に脱アルカリ処理を施した。このときのマイナス電極にはステンレスを用いた。脱アルカリ処理を施した後、通常のRFスパッタ装置を使用して、感光性ガラス基板2の表裏面に膜厚約0.05μmのSi3N4膜を成膜してスパッタ窒化シリコン層4aを形成した後、その上に膜厚約0.05μmのSiO2膜を成膜してスパッタ酸化シリコン層4bを形成した(図4)。
通常のDCスパッタ装置を使用して、スパッタ酸化シリコン層4b上に膜厚約0.05μmのクロム膜を成膜してスパッタクロム層17aを、このスパッタクロム層17a上に膜厚約0.05μmのクロム銅合金膜(クロム:約4%/銅:約96%)を成膜してスパッタクロム銅層17bを、さらにこのスパッタクロム銅層17b上に膜厚約1.5μmの銅膜を成膜してスパッタ銅層17cを形成し、予備密着力強化層17とした。なお、これらの金属膜は、大気に暴露することなく連続成膜した(図5)。
無電解メッキは、無電解メッキ銅層5aを形成するためのものであり、メッキ液として、市販のメルテックッス社製のメルプレートCu−390を用いた。
通常のスパッタ装置を使用し、露出されたスパッタ酸化シリコン層4b上に膜厚約0.05μmのクロム膜を成膜してスパッタクロム層7aを、スパッタクロム層7a上に膜厚約0.05μmのクロム銅合金膜(クロム:約4%/銅:約96%)を成膜してスパッタクロム銅層7bを、スパッタクロム銅層7b上に膜厚約1.5μmの銅膜を成膜してスパッタ銅層7cを、それぞれ形成し、密着力強化層7を形成した。なお、これらの膜は、大気に暴露することなく連続成膜した。(図12)。
電解メッキ法によって膜厚約5μmの銅膜を形成し、配線となる銅膜層6を形成した(図13)。用いたメッキ液は、市販の硫酸銅メッキ液(メルテックス社製カパーグリームST−901)で、電流密度条件は3A/dm2とした。
本実施例においては、無電解メッキ法によって膜厚約0.3μmのニッケル膜を形成した。無電解メッキプロセスは、基本的に実施例1に記載した前処理、ソフトエッチング、プレディップ、触媒付与、触媒活性化、無電解メッキの順に行うプロセスと同様であるが、最後の無電解メッキの部分が異なり、ここではニッケル膜の無電解メッキ用のメッキ液としてメルテックス社製のメルプレートNI−865を用いた。
貫通孔形成工程を経て、貫通孔3が形成された感光性ガラス基板2全体に紫外線を約700mJ/cm2で照射し、その後、温度約850℃で約2時間の熱処理を行った。これにより、感光性ガラス基板2全体を結晶化し、結晶化ガラス基板21を形成した。
貫通孔充填工程では、まず、結晶化ガラス基板21の裏面側に、通常のスパッタ装置を用いて、膜厚約0.05μmのクロム膜を成膜してスパッタクロム層27aを形成し、次いで、このスパッタクロム層27a上に膜厚約0.05μmのクロム銅合金膜を成膜してスパッタクロム銅層27bを形成し、最後にスパッタクロム銅層27b上に膜厚約1.5μmの銅膜を成膜してスパッタ銅層27cを形成して、電極層27を形成した(図14)。なお、これらの金属膜は、大気に暴露することなく連続成膜した。
本実施例においては、無電解メッキ法によって膜厚約0.3μmのニッケル膜を形成した。無電解メッキプロセスは、基本的に実施例1に記載した前処理、ソフトエッチング、プレディップ、触媒付与、触媒活性化、無電解メッキの順に行うプロセスと同様であるが、最後の無電解メッキの部分が異なり、ここではニッケル膜の無電解メッキ用のメッキ液としてメルテックス社製のメルプレートNI−865を用いた。
2 感光性ガラス基板
3 貫通孔
3a 露光結晶化部
4 イオンブロッキング層
4a スパッタ窒化シリコン層
4b スパッタ酸化シリコン層
5,6 銅膜層
5a 無電解メッキ銅層
5b 電解メッキ銅層
7 密着力強化層
7a,17a、27a スパッタクロム層
7b,17b,27b スパッタクロム銅層
7c,17c、27c スパッタ銅層
10 粘着テープ
17 予備密着力強化層
21 結晶化ガラス基板
27 電極層
Claims (8)
- ガラス基板の表裏面に形成された電気配線と、前記ガラス基板の表裏面に連通する、金属が充填された貫通孔とを有し、前記ガラス基板の表裏面に形成された各前記電気配線が、前記貫通孔に充填された金属を介して電気的に導通された両面配線ガラス基板の製造方法であって、
前記ガラス基板に前記貫通孔を形成する工程と、
無電解メッキ法により、前記貫通孔を形成した前記ガラス基板の表裏面に金属を堆積すると共に、前記貫通孔の中央部に前記ガラス基板の表裏面に連通する空隙部を残存させつつ前記貫通孔の側壁部に金属を堆積する工程と、
前記ガラス基板の一方の面の前記空隙部の開口部を絶縁性部材で閉塞する工程と、
電解メッキ法により、前記ガラス基板の他方の面の前記空隙部の開口部を金属で閉塞する工程と、
前記絶縁性部材の除去後、電解メッキ法により、閉塞した前記他方の面の前記空隙部の開口部側から前記一方の面の前記空隙部の開口部側に向けて前記空隙部内に金属を堆積して前記貫通孔に金属を充填する工程と、
を有することを特徴とする両面配線ガラス基板の製造方法。 - 前記貫通孔に充填する金属が、銅、ニッケル、金、銀、白金、パラジウム、クロム、アルミニウムのいずれか1種または2種以上からなることを特徴とする請求項1記載の両面配線ガラス基板の製造方法。
- 前記ガラス基板には感光性ガラス基板が用いられ、
前記ガラス基板に前記貫通孔を形成する工程が、
前記ガラス基板にフォトマスクを通して前記貫通孔を形成する部分に潜像が形成されるように露光する工程と、
露光した前記部分を熱処理して結晶化する工程と、
結晶化した前記部分を溶解除去して前記貫通孔を形成する工程と、
を有することを特徴とする請求項1記載の両面配線ガラス基板の製造方法。 - 無電解メッキ法によって堆積する金属と、電解メッキ法によって堆積する金属とは、異なる種類の金属であることを特徴とする請求項1記載の両面配線ガラス基板の製造方法。
- ガラス基板の表裏面に形成された電気配線と、前記ガラス基板の表裏面に連通する、金属が充填された貫通孔とを有し、前記ガラス基板の表裏面に形成された各前記電気配線が、前記貫通孔に充填された金属を介して電気的に導通された両面配線ガラス基板の製造方法であって、
前記ガラス基板に前記貫通孔を形成する工程と、
前記ガラス基板の一方の面に前記貫通孔の開口部を残して電極層を形成する工程と、
前記電極層の形成後、前記一方の面に前記貫通孔の開口部が残る状態から、電解メッキ法により、前記電極層が形成された前記一方の面の前記貫通孔の開口部を金属で閉塞する工程と、
無電解メッキ法により、前記ガラス基板の他方の面に金属を堆積すると共に、前記他方の面に開口部を残存させつつ前記貫通孔の側壁部に金属を堆積する工程と、
電解メッキ法により、閉塞した前記一方の面の前記貫通孔の開口部側から前記他方の面の前記貫通孔の開口部側に向けて金属を堆積して前記貫通孔に金属を充填する工程と、
を有することを特徴とする両面配線ガラス基板の製造方法。 - 前記貫通孔に充填する金属が、銅、ニッケル、金、銀、白金、パラジウム、クロム、アルミニウムのいずれか1種または2種以上からなることを特徴とする請求項5記載の両面配線ガラス基板の製造方法。
- 前記ガラス基板には感光性ガラス基板が用いられ、
前記ガラス基板に前記貫通孔を形成する工程が、
前記ガラス基板にフォトマスクを通して前記貫通孔を形成する部分に潜像が形成されるように露光する工程と、
露光した前記部分を熱処理して結晶化する工程と、
結晶化した前記部分を溶解除去して前記貫通孔を形成する工程と、
を有することを特徴とする請求項5記載の両面配線ガラス基板の製造方法。 - 無電解メッキ法によって堆積する金属と、電解メッキ法によって堆積する金属とは、異なる種類の金属であることを特徴とする請求項5記載の両面配線ガラス基板の製造方法。
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