JP4477804B2 - 配線基板の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線基板の製造方法に関する。特に本発明は、微細な貫通孔及び当該貫通孔に充填された導電性部材を有する配線基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板に設けられた貫通孔、及び当該貫通孔に設けられた導電部材を有する従来の配線基板として、貫通孔にワイヤを挿入した後、ワイヤと貫通孔との隙間を樹脂等で封することにより製造された配線基板がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年のマイクロマシンの微細化に伴い、例えばマイクロマシンに電力を供給するための、微小な導電部材及び／又は微小ピッチで設けられた導電部材を有する配線基板の開発が望まれている。
【０００４】
しかしながら従来の配線基板は、基板に貫通孔を設け、当該貫通孔にワイヤを挿入する必要がある。ワイヤを貫通孔に挿入するためには、ワイヤの径にある程度の太さが必要であるため、その微細化には限界がある。そのため配線基板の微細化は極めて困難な状況となっている。
【０００５】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる配線基板の製造方法を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の１つの形態によると、貫通孔及び当該貫通孔に設けられた導電性部材を有する配線基板の製造方法であって、第１の基板を用意するステップと、第１の基板に第１の導電性膜を形成するステップと、第１の膜上に、第１のレジスト膜を形成するステップと、第２の基板を用意するステップと、第２の基板の表面から裏面に向かって貫通孔を形成するステップと、第２の基板の表面と第１の基板における第１のレジスト膜が設けられた面とが対向するように第２の基板と第１の基板とを貼り合わせるステップと、貫通孔の底部に存在する第１のレジスト膜を除去するステップと、貫通孔の底部に存在する第１の導電性膜を電極として、電鋳により貫通部に導電性部材を形成するステップとを備えたことを特徴とする配線基板の製造方法を提供する。
【０００７】
また、第１のレジスト膜を除去するステップは、第１のレジスト膜を露光するステップと、露光された第１のレジスト膜を現像するステップとを有することが好ましい。
【０００８】
また、第１のレジスト膜を除去することにより、第２の基板と第１の基板とを離脱させるステップを更に備えることが好ましい。
【０００９】
また、第１の基板と第１の導電性膜との間に、第２のレジスト膜を形成するステップを更に備え、離脱させるステップは、第１及び第２のレジスト膜を除去することにより第２の基板と第１の基板とを離脱させてもよい。
【００１０】
また、第２の基板の表面及び貫通孔の内壁に、第２の導電性膜を形成するステップを更に備えることが好ましい。
【００１１】
また、第２の基板として、光を透過する基板を用意するステップを更に備え、第１のレジスト膜を除去するステップは、第２の導電性膜をマスクとして第１のレジスト膜を露光するステップと、露光された第１のレジスト膜を現像するステップとを含んでもよい。
【００１２】
また、第１の基板から離脱された第２の基板の表面及び裏面を研磨するステップを更に備えることが好ましい。
【００１３】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係る配線基板の製造方法の途中工程を示す。
図１（ａ）は、第１の基板１００を用意するステップを示す。本実施形態において第１の基板１００は、ガラス基板である。第１の基板１００は、例えばシリコン基板などの単結晶基板や、例えば金、ニッケル、銅、アルミニウム、あるいはチタンなどの金属基板であってもよい。
【００１６】
続いて、図１（ｂ）に示すように、第１の基板１００に第２のレジスト膜１１０を形成する。本実施形態において第２のレジスト膜１１０は、ポリイミドを第１の基板１００に塗布することにより形成される。また、第２のレジスト膜１１０を形成する材料を第１の基板１００に塗布した後、当該材料を例えば４０〜１００℃程度の温度に加熱するのが好ましい。
【００１７】
続いて、図１（ｃ）に示すように、バッファ層１２０及び第１の導電性膜１３０を、第２のレジスト膜１１０上に形成する。まず、バッファ層１２０を第２のレジスト膜１１０上に形成する。バッファ層１２０は、第２のレジスト膜１１０及び第１の導電性膜１３０に対して高い密着性を有する材料により形成されるのが望ましい。またバッファ層１２０は、導電性を有する材料により形成されるのが好ましい。本実施形態においてバッファ層１２０は、第２のレジスト膜１１０上に、スパッタリング法によりクロムを堆積させることにより形成される。また、第１の導電性膜１３０が、第２のレジスト膜１１０、及び後述する第１のレジスト膜１４０に対して良好な密着性を有する場合、バッファ層１２０を形成するステップは省略してもよい。
【００１８】
次いで、バッファ層１２０上に第１の導電性膜１３０を形成する。第１の導電性膜１３０は、後述する工程において、第２の基板２００に設けられた貫通孔２１０を充填する導電部材を鍍金により形成するための電極となりうる導電性材料により形成される。本実施形態において第１の導電性膜１３０は金であって、スパッタリング法により形成される。
【００１９】
続いて、図１（ｄ）に示すように、第１の導電性膜１３０上に、第１のレジスト膜１４０を形成する。第１のレジスト膜１４０は、例えば紫外光などの所定の波長を有する光に対して反応するフォトレジストであることが好ましい。この場合、第１のレジスト膜１４０は、ポジ型のフォトレジストであることが望ましい。また、第１のレジスト膜１４０は、電子線やＸ線に対して反応するレジストにより形成されてもよい。
【００２０】
図１（ｅ）は、第２の基板２００を用意するステップを示す。第２の基板２００は、絶縁性を有し、強度が高く、加工しやすい基板であることが望ましい。また、第２の基板２００は、第１のレジスト膜１４０が所定の波長を有する光に反応するフォトレジストである場合に、当該光を透過する基板であることが好ましい。本実施形態において、第２の基板２００はガラス基板である。また他の例において第２の基板２００は、例えばシリコン基板などの単結晶基板であってもよい。
【００２１】
図１（ｆ）は、第２の基板２００に貫通孔２１０を形成するステップを示す。貫通孔２１０は、第２の基板の表面２１２から裏面２１４に向かって、第２の基板２００を貫通して形成される。本実施形態において貫通孔２１０は、第２の基板２００の表面２１２及び／又は裏面２１４に対して略垂直に形成される。貫通孔２１０は、第２の基板２００の表面２１２及び／又は裏面２１４に対して斜めに形成されてもよい。また貫通孔２１０は、表面２１２から裏面２１４に、又は裏面２１４から表面２１２に向かって断面が狭くなるようなテーパ形状を有するように形成されてもよい。貫通孔２１０がテーパ形状を有するように形成されることにより、後述する第２の導電性膜２２０を形成するステップにおいて、より容易に貫通孔２１０の内壁２１６に第２の導電性膜２２０を形成することができる。
【００２２】
図１（ｇ）は、第２の基板２００に第２の導電性膜２２０を形成するステップを示す。第２の導電性膜２２０は、第２の基板２００の表面２１２及び内壁２１６に形成されるのが望ましい。第２の導電性膜２２０は、例えばスパッタリング法や蒸着法などの物理蒸着により、第２の導電性膜２２０を形成する材料を、第２の基板２００の表面２１２から裏面２１４に向かう方向に飛散させることにより、表面２１２及び内壁２１６に形成するのが望ましい。
【００２３】
図２は、本実施形態に係る配線基板の製造方法の途中工程を示す。
まず、図２（ａ）に示すように、図１（ｄ）において得られた第１の基板１００と、図１（ｇ）において得られた第２の基板２００とを貼り合わせる。本実施形態においては、第２の基板２００に設けられた第２の導電性膜２２０と、第１の基板１００に設けられた第１のレジスト膜１４０とが接するように、第２の基板２００と第１の基板１００とを貼り合わせる。また、第２の基板２００に第２の導電性膜２２０が設けられない場合には、第２の基板２００の表面２１２と第１のレジスト膜１４０とが接するように、第２の基板２００と第１の基板１００とを貼り合わせてもよい。
【００２４】
また、第２の導電性膜２２０と第１のレジスト膜１４０とを接触させた後に、第１のレジスト膜１４０を加熱するのが好ましい。第１のレジスト膜１４０を加熱する温度は、４０〜１００℃程度であることが好ましい。本実施形態においては、第２の基板２００及び第１の基板１００を、ホットプレートを用いて加熱することにより第１のレジスト膜１４０を加熱する。第２の導電性膜２２０と第１のレジスト膜１４０とを接触させた後に、第１のレジスト膜１４０を加熱することにより、第２の基板２００と第１の基板１００との密着性をより高めることができる。
【００２５】
本実施形態において第１の基板１００に第１のレジスト膜１４０を形成することにより、第１の基板１００と第２の基板２００との密着性を高め、かつ、後述するステップにおいて、第２の基板２００と第１の基板１００とを容易に離脱させることができる。
【００２６】
続いて、図２（ｂ）に示すように、第１のレジスト膜１４０の一部を露光する。具体的には、第２の基板２００に設けられた貫通孔２１０の底部に存在する第１のレジスト膜１４０を露光する。本実施形態において第２の基板２００は、当該第２の基板２００の表面２１２及び内壁２１６に、第２の導電性膜２２０として光を遮蔽する金属であるクロム膜を有する。そのため、第１のレジスト膜１４０が反応する波長の光を、第２の基板２００の裏面２１４から、第２の基板２００の略全面に照射することにより、貫通孔２１０の底部に存在する第１のレジスト膜１４０を選択的に露光することができる。
【００２７】
他の例においては、第２の基板２００の裏面２１４に、貫通孔２１０の底部に存在する第１のレジスト膜１４０を露光するためのマスクを形成することにより、第１のレジスト膜１４０を露光してもよい。
【００２８】
続いて、図２（ｃ）に示すように、第１のレジスト膜１４０を露光するステップにおいて露光された第１のレジスト膜１４０を除去する。具体的には、貫通孔２１０の底部に存在する、露光された第１のレジスト膜１４０を、現像液を用いて除去する。
【００２９】
本実施形態において、第１の基板１００と第２の基板２００とを接着すべくレジスト膜を形成することにより、後述する鍍金するステップにおいてシード層となる導電性膜を、露光及び現像処理を用いて貫通孔２１０の底部に極めて容易に露出させることができる。また、第２の基板２００に設けられた貫通孔２１０の表面２１２及び内壁２１６に、第１のレジスト膜１４０を露光するための光を遮蔽することができる導電性膜を形成することにより、露光処理を容易に行うことができる。従って、配線基板の製造工程を簡略化することができ、ひいては配線基板のコストを低減させることができる。
【００３０】
本実施形態においては、貫通孔２１０の底部に存在する第１のレジスト膜１４０を、露光及び現像することにより除去したが、他の例においては、貫通孔２１０の底部に存在する第１のレジスト膜１４０を、例えばドライエッチングやウエットエッチングなどのエッチングにより除去してもよい。この場合、第１のレジスト膜１４０を選択的に除去することができるエッチャントを用いて、即ち、第２の導電性膜２２０及び第１の導電性膜１３０を実質的にエッチングしないエッチャントを用いて、第１のレジスト膜１４０をエッチングするのが望ましい。この場合、第２の基板２００をマスクとして、貫通孔２１０の底部に存在する第１のレジスト膜１４０を除去してよい。
【００３１】
続いて、図２（ｄ）に示すように、貫通孔２１０に導電性部材３００を形成する。導電性部材３００は、電鋳により貫通孔２１０を充填するように形成されるのが望ましい。また、導電性部材３００は、ニッケル、銅、金などの高い導電性を有する材料により形成されるのが望ましい。本実施形態において導電性部材３００は、第１の導電性膜１３０を電極とした電解鍍金により、ニッケルを貫通孔２１０に充填させることにより形成される。
【００３２】
本実施形態において、鍍金により導電性部材３００を形成することにより、貫通孔２１０を封止することができる。そのため配線基板を、例えばマイクロスイッチなどの気密性を必要とするマイクロマシンに使用した場合であっても、十分に気密性を保つことができる。
【００３３】
続いて、図２（ｅ）に示すように、第２の基板２００と第１の基板１００とを離脱させる。具体的には、第１のレジスト膜１４０及び第２のレジスト２１０の少なくとも一方を除去することにより、第１の基板１００と第２の基板２００とを離脱させる。本実施形態において第１のレジスト膜１４０及び第２のレジスト膜１１０は同じ材料により形成されており、第１のレジスト膜１４０及び第２のレジスト膜１１０を有機溶剤に含浸させることにより、第１のレジスト膜１４０及び第２のレジスト膜１１０の双方を除去する。そして、バッファ層２２０及び第１の導電性膜１２０を剥離されるため、第１の基板１００と第２の基板２００とを離脱させることができる。
【００３４】
本実施形態において第１の基板１００と第２の基板２００との間に、第１のレジスト膜１４０及び第２のレジスト膜１１０を設けることにより、バッファ層１２０及び第１の導電性膜１２０を容易に剥離することができる。即ち、第１の基板１００と第２の基板２００とを容易に離脱させることができる。
【００３５】
また、第１の基板１００と第２の基板２００とを離脱させた後に、第１の導電性膜１３０（及びバッファ層１２０）を除去するステップを更に備えてもよい。当該ステップを更に備えることにより、第１の導電性膜１３０（及びバッファ層１２０）が、第２の基板２００に残存した場合であっても、第１の導電性膜１３０（及びバッファ層１２０）を十分に除去することができる。この場合、第１の導電性膜１３０（及びバッファ層１２０）を除去した後に、第１のレジスト膜１４０を再度、除去するステップを更に備えることが好ましい。
【００３６】
続いて、図２（ｆ）に示すように、導電性部材３００及び第２の導電性膜２２０の不要な部分を除去する。具体的には、第２の基板２００の表面２１２から突出した導電性部材３００、及び表面２１２に設けられた第２の導電性膜２２０を除去することにより、それぞれの貫通孔２１０に設けられた導電性部材３００及び第２の導電性膜２２０を絶縁する。そして、第２の基板２００の裏面から突出した導電性部材３００を除去する。本実施形態においては、第２の基板２００の表面２１２及び裏面２１４の双方を、化学機械研磨（ＣＭＰ： Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈ）により研磨することにより、第２の導電性膜２２０及び導電性部材３００を除去するとともに、第２の基板２００の表面２１２及び裏面２１４を平坦化することにより配線基板を得る。
【００３７】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることができる。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００３８】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば非常に微細な導電部材を有する配線基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る配線基板の製造方法の途中工程を示す。
【図２】本実施形態に係る配線基板の製造方法の途中工程を示す。
【符号の説明】
１００ 第１の基板 １１０ 第２のレジスト膜
１２０ バッファ層 １３０ 第１の導電性膜
１４０ 第１のレジスト膜 ２００ 第２の基板
２１０ 貫通孔 ２１２ 表面
２１４ 裏面 ２１６ 内壁
２２０ 第２の導電性膜 ３００ 導電部材

Claims (7)

1. 貫通孔及び当該貫通孔に設けられた導電性部材を有する配線基板の製造方法であって、
   第１の基板に第１の導電性膜を形成するステップと、
   前記第１の導電性膜上に、第１のレジスト膜を形成するステップと、
   第２の基板の表面から裏面に向かって前記貫通孔を形成するステップと、
   前記第２の基板の前記表面と、前記第１の基板における前記第１のレジスト膜が設けられた面とが対向するように、前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合わせるステップと、
   前記貫通孔の底部に存在する前記第１のレジスト膜を除去するステップと、
   前記貫通孔の底部に存在する前記第１の導電性膜を電極として、電鋳により前記貫通部に前記導電性部材を形成するステップと
   を備えたことを特徴とする配線基板の製造方法。
2. 前記第１のレジスト膜を除去するステップは、
   前記第１のレジスト膜を露光するステップと、
   露光された前記第１のレジスト膜を現像するステップと
   を含む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のレジスト膜を除去することにより、前記第１の基板と前記第２の基板とを離脱させるステップを更に備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の配線基板の製造方法。
4. 前記第１の基板と前記第１の導電性膜との間に、第２のレジスト膜を形成するステップを更に備え、
   前記離脱させるステップは、前記第１及び第２のレジスト膜を除去することにより前記第１の基板と第２の基板とを離脱させる
   ことを特徴とする請求項３記載の配線基板の製造方法。
5. 前記第２の基板の前記表面及び前記貫通孔の内壁に、第２の導電性膜を形成するステップを更に備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれか記載の配線基板の製造方法。
6. 前記第２の基板として、所定の波長を有する光を透過する基板を用意するステップを更に備え、
   前記第１のレジスト膜を除去するステップは、
   前記第２の導電性膜をマスクとして、前記所定の波長を有する光により前記第１のレジスト膜を露光するステップと、
   露光された前記第１のレジスト膜を現像するステップと
   を含む
   ことを特徴とする請求項５記載の配線基板の製造方法。
7. 離脱された前記第２の基板の前記表面及び前記裏面を研磨するステップを更に備えたことを特徴とする請求項１から６のいずれか記載の配線基板の製造方法。

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