JP5676941B2 - 配線基板の製造方法及び配線基板 - Google Patents

Description

本発明は、高アスペクト比のコンタクトホールを有する配線基板の製造方法及び配線基板に関するものである。

近年、配線基板においては配線を高密度に配置する方法として多層化技術が一般に用いられている。多層化配線技術の一つに基板表裏面の層間を電気的に接続する手法がある。基板の表裏面を電気的に接続する方法として、一般に基板に微細穴を形成し、この微細穴に導電膜を形成することにより基板表裏面を電気的に接続するコンタクトホールを形成する方法がある。微細穴の導電膜の形成方法としては、微細穴のアスペクト比が１未満と比較的小さく、かつ工程に温度制約が無い場合には、スパッタ法や蒸着法等のドライプロセスを用いることが可能である。しかし上記ドライプロセスでは、微細穴のアスペクト比が１以上、且つ工程に温度制約がある場合において、プロセスガスの直進性及び膜の密着性の観点から十分な導電膜を形成することが極めて困難である。そこで、ドライプロセスにより微細穴内面にシード層を形成した後、電気メッキにより導電部を成長させるという方法が取られている（特許文献１参照）。また、高アスペクト比の微細穴に導電層を形成するプロセスとして、上記とは別に、導電性材料を含有する液体を微細穴に吐出する液体吐出法（いわゆるインクジェット法）により導電性材料を直接微細穴に充填する手法がとられている（特許文献２参照）。

特開平５−１６７０６２号公報 特開２００３−２４３３２７号公報

しかし、液体吐出法により微細穴に液体を充填する場合は、付与する液体の量が多く高コストとなる。したがって、コストを削減するために、微細穴における必要な箇所にだけ液体を吐出して、液体を付与する量を削減する方法が考えられる。

ところで、一般的に高アスペクト比の微細穴を形成する方法としてエッチング工程とデポジション工程とを交互に繰り返す方法が知られており、これにより高アスペクト比の微細穴を形成することができる。ところが、この方法で形成される微細穴の側壁部には、エッチング工程の等方性エッチングに起因して、周方向の溝（以下「スキャロップ」という）が形成されてしまうことが知られている。そして、ドライプロセスによる導電層及びメッキシード層形成時に、微細穴の側壁部において、スキャロップの突起が影となってしまい、層が離散的に形成されてしまう懸念があり、コンタクトホールにて良好な導電性が得られない可能性がある。そのため、スキャロップの形成を抑制することが考えられるが、スキャロップの形成を抑制するには、エッチングレートを落とす、又はスキャロップを除去する工程を追加するなどの対策をとる必要があり、生産性を犠牲しなければならない。また、微細穴の側壁部全体に亘ってスキャロップの形成を抑制すると、微細穴に付与した液体が微細穴から基板の表面に濡れ広がってしまい、コンタクトホールにて良好な導電性が得られない可能性がある。

そこで、本発明は、生産性がよく、低コストで、信頼性が高い配線基板の製造方法及び配線基板を提供することを目的とするものである。

本発明の配線基板の製造方法は、基板をエッチングして凹部を形成するエッチング工程と前記凹部の側壁を保護する保護層を形成するデポジション工程とを交互に繰り返して、前記基板に第１電極を底部とする微細穴を形成する微細穴形成工程と、第２電極をドライプロセスにより形成する電極形成工程と、導電性材料を含有した液体を液体吐出ヘッドにより吐出させ、前記液体を固化させて前記第１電極と前記第２電極とを導通させる導電膜を形成する導電膜形成工程と、を備え、前記微細穴の側壁部の開口端側の部分であって、周方向に沿う複数の溝からなる第１溝領域と、前記側壁部の前記第１溝領域より底部側の部分であって、前記第１溝領域の溝よりも深くかつ周方向に沿う複数の溝からなる第２溝領域とが前記エッチング工程により形成され、前記第２電極は、前記基板の表面から前記第１溝領域に亘って形成され、前記液体は前記第２溝領域に吐出させることを特徴とするものである。

また、本発明の配線基板は、微細穴があけられた基板と、前記基板の裏面であって、前記微細穴の底部に形成された第１電極と、前記基板の表面に形成された第２電極と、前記微細穴に形成された導電膜と、を有し、前記導電膜によって前記第１電極と前記第２電極とを電気的に接続する配線基板であって、前記微細穴の側壁部は、前記微細穴の開口端側に形成され、周方向に沿う複数の溝からなる第１溝領域と、前記第１溝領域より底部側に形成され、前記第１溝領域の溝よりも深くかつ周方向に沿う複数の溝からなる第２溝領域と、を有し、前記第１溝領域には前記第２電極が形成され、前記第２溝領域には前記導電膜が形成され、前記導電膜は金属微粒子の堆積膜であることを特徴とするものである。

本発明によれば、第２溝領域の溝よりも相対的に浅い溝からなる第１溝領域には、電極形成工程において、ドライプロセスにより第２電極の一部が形成されることとなるので、形成された溝が影になるのが抑制され、良好な第２電極が形成される。また、液体吐出ヘッドにより第１溝領域の溝よりも深い溝の第２溝領域に導電性材料を含有する液体を吐出するようにしたので、周方向への液体の広がりを向上させることができ、微細穴の外部への液体の流出を抑制することができる。したがって、第１電極と第２電極とを導通させる導電膜が均一に形成され、製造される配線基板の信頼性が高くなる。また、側壁部に形成される溝全体を浅くする場合や側壁部の溝を除去する工程を別途設ける場合よりも速く微細穴が形成されるので、生産性がよく、また、低コストである。

さらに、本発明によれば、上記効果に加えて、第３溝領域により、液体の周方向への広がりが向上すると共に、液体の微細穴の底部への流動が向上し、均一な膜厚の導電膜を形成することができ、また、液体の使用量を低減することができる。

本発明の第１実施形態に係る製造方法により製造された配線基板の概略断面を示す図である。 コンタクトホールを形成するための各工程を示す説明図であり、（ａ）は微細穴形成工程において、微細穴を形成している途中の状態を示す図、（ｂ）は微細穴形成工程において、微細穴が形成完了した状態を示す図である。（ｃ）は電極形成工程において、第２電極を形成した状態を示す図である。 コンタクトホールを形成するための各工程を示す説明図であり、（ａ）は液体吐出工程において、液体吐出ヘッドにより液体が吐出されている状態を示す図、（ｂ）は液体吐出工程において、液体が着弾する着弾位置を説明するための図である。 液体吐出工程において微細穴に付与された液体の挙動を説明するための説明図であり、（ａ）は比較例として溝のない微細穴に付与された液体の挙動を示す図、（ｂ）は本第１実施形態の微細穴に付与された液体の挙動を示す図である。 液体吐出工程において微細穴に付与された液体の挙動を説明するための説明図であり、（ａ）は比較例として溝のない微細穴に付与された液体の挙動を示す図、（ｂ）は本第１実施形態の微細穴に付与された液体の挙動を示す図である。 導電膜形成工程において微細穴に形成される導電膜を示す説明図であり、（ａ）は微細穴の側壁部の開口端側の部分拡大断面図、（ｂ）は微細穴の側壁部の底部側の部分拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係る製造方法により製造された配線基板の概略断面を示す図である。 電極形成工程を説明するための微細穴の開口端側の部分拡大断面図である。 液体吐出工程を示す説明図であり、（ａ）は液体吐出工程において、液体吐出ヘッドにより液体が吐出されている状態を示す図、（ｂ）は液体吐出工程において、液体が着弾する着弾位置を説明するための図である。 導電膜形成工程において微細穴に形成される導電膜を示す説明図である。

以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る製造方法により製造された配線基板の概略断面を示す図である。配線基板１００は、平板状の基板１を備えている。この基板１は、例えばＳｉ基板である。この基板１には、下部電極である第１電極３及び上部電極である第２電極７が形成されており、基板１の裏面に形成された第１電極３と基板１の表面に形成された第２電極７とを電気的に接続するコンタクトホール２が形成されている。ここで第２電極７は、化学的安定性の高いＡｕなどを用いることが好ましい。この第２電極７は、スパッタ法などのドライプロセスにより形成され、基板１の表面から微細穴２Ｂの開口端側まで延びて形成される。基板１に形成した第１電極３を底部とする微細穴２Ｂには、第２電極７の一部であり微細穴２Ｂの開口端側に延びる第１の導電層７ａと、第２電極７を形成する際に第１電極３上に堆積する第２の導電層１０と、微細穴内部を覆う導電膜９とが形成されている。この微細穴２Ｂに導電層７ａ，導電層１０及び導電膜９が形成されてコンタクトホール２が構成されている。なお、基板１の表面とは、微細穴２Ｂが開口する側の面であり、基板１の裏面とは、微細穴２Ｂが開口する側の面とは反対側の面である。また、基板１は、Ｓｉ基板であるので、基板１の表面及び微細穴２Ｂの側壁部は、絶縁層６が形成されている。したがって、第２電極７及び導電膜９と基板１とは電気的に絶縁されている。つまり、第２電極７及び導電膜９は、絶縁層６を介して基板１の表面又は微細穴２Ｂに形成されている。なお、基板１が絶縁体で構成されている場合は、この絶縁層６は省略可能である。基板１に形成した微細穴２Ｂの側壁部には、微細穴２Ｂの円周方向に沿う溝が複数形成されており、相対的に浅い溝からなる第１溝領域４と、相対的に深い溝からなる第２溝領域５とが設けられている。

本第１実施形態では、配線基板１００の製造方法、すなわちコンタクトホール２の形成方法に特徴がある。以下、配線基板１００におけるコンタクトホール２の形成方法について詳細に説明する。図２は、コンタクトホールを形成するための各工程を示す説明図である。

基板１は、図２（ａ）に示すように、バックグラインド加工などにより任意の厚さとなっている。まず基板１の表面にフォトリソグラフィなどによりマスク層１２のパターニングを実施する。マスク層１２の材質は後のエッチング工程での選択比や基板１の厚さなどによって任意に選択されるものであり、特に限定されない。次に、マスク層１２のパターンに基づき、基板１をエッチングして凹部２Ａを形成するエッチング工程と凹部２Ａの側壁を保護する保護層を形成するデポジション工程とを交互に繰り返し実施する。この製法は特に限定されないが、プラズマエッチング工程とプラズマデポジション工程を交互に繰り返すボッシュ法を用いることによって実現できる。

このエッチング工程とデポジション工程とを交互に繰り返し実施することで、基板１には、図２（ｂ）に示すように、基板１の裏面に形成した第１電極３を底部とする微細穴２Ｂが形成される（微細穴形成工程）。この微細穴２Ｂは、アスペクト比が１以上の高アスペクト比の穴である。この方法で形成される微細穴２Ｂの側壁部には、エッチング工程の等方性エッチングに起因して、エッチング工程を実施した回数分の複数の溝（以下「スキャロップ」という）が円周方向に形成される。

ここで、微細穴２Ｂの側壁部の開口端側（上端側）の部分Ｘには、後述するドライプロセスにより第２電極７の第１の導電層７ａ（図１）が延出して形成されるので、その際に微細穴２Ｂの側壁部のスキャロップで影とならないようにしなければならない。

そこで、本第１実施形態では、微細穴形成工程において、微細穴２Ｂの側壁部の開口端側の部分Ｘには、相対的に浅い複数のスキャロップからなる第１溝領域４が形成される。つまり、第１溝領域４は微細穴２Ｂの開口部近傍に設けられている。その際、例えばプラズマエッチング工程におけるエッチングガス流量を少なくする、プラズマソース用高周波電源の出力を低くする、エッチング工程とデポジション工程の切り替えサイクルを短くするなどの条件で処理されることが望ましい。

次いで、図２（ｂ）に示すように、側壁部における第１溝領域４よりも底部側（下端側）の部分Ｙであって、第１溝領域４のスキャロップよりも深い複数のスキャロップからなる第２溝領域５が底部に達するまで形成される。つまり微細穴形成工程において、微細穴２Ｂの開口端から底部に向かって、側壁部には、第１溝領域４及び第２溝領域５が順次形成される。すなわち、第２溝領域５は第１溝領域４に対し、相対的に微細穴２Ｂの底部に近い位置に設けられている。第２溝領域５の溝を形成する際、例えばプラズマエッチング工程におけるエッチングガス流量を多くする、プラズマソース用高周波電源の出力を高くする、エッチング工程とデポジション工程の切り替えサイクルを長くするなどの条件で処理されることが望ましい。これにより、第１溝領域４における穴の形成速度よりも第２溝領域５における穴の形成速度の方が速くなり、微細穴２Ｂの形成速度が速くなるので、配線基板１００の生産性が向上する。

微細穴２Ｂが形成された後、マスク層１２は除去されてもよく、特にマスク層１２がフォトレジストで形成されている場合、基板の信頼性の観点から除去される事が望ましい。ただし、マスク層１２がＳｉＯ_２の様な化学的に安定した無機質で形成される場合は除去せずに残しておいてもよい。なお本第１実施形態においてはマスク層１２を除去している。次に、図２（ｃ）に示すように、まず絶縁層６をＣＶＤ法などにより、基板１の表面及び微細穴２Ｂの側壁部全域に亘って付与した後、第１電極３上の絶縁層のみドライエッチングなどにより選択除去する。なお、絶縁層６の材質としてポリパラキシリレンを用いると、微細穴２Ｂ内部であっても低温で且つカバレッジ性よく成膜することが容易である。

次に、基板１の表面から微細穴２Ｂの側壁部の開口端側の部分Ｘに亘って第２電極７をスパッタ法やイオンプレーティング法などのドライプロセスにより形成する（電極形成工程）。この方法によれば、基板１の表面へ導電層を付与すると同時に、微細穴２Ｂの側壁部の開口端側の部分Ｘである第１溝領域４上及び第１電極３上に導電層を付与することが可能である。

つまり、第２電極７は、ドライプロセスにより絶縁層６を介して基板１の表面から微細穴２Ｂの第１溝領域４に亘って形成され、このドライプロセスによる第２電極７の形成と同時に、第１電極３上に、導電層１０が形成される。換言すると、第１の導電層７ａは、第２電極７の基板１表面上に形成された部分に連続的に、且つ第１溝領域４を含む領域に形成されている。この第２電極７の形成の際に、微細穴２Ｂの開口端側の部分Ｘに形成される第２電極７の導電層７ａは、相対的に浅い溝からなる第１溝領域４に形成されることとなる。したがって、第２電極７（特に導電層７ａ）は良好な膜厚に形成される。

なお、第１電極３の材質によっては、第１電極３の表面に自然酸化膜が生成されてしまうため、第２電極７の形成の前に、スパッタリングなどの自然酸化膜除去ステップを加えることが接触抵抗低減の観点から望ましい。また自然酸化膜の生成は、導電層７ａ及び導電層１０についても同様に発生してしまう事象である。したがって、後に付与される導電膜９との接触抵抗低減の観点から、第２電極７（導電層７ａ）及び導電層１０はＡｕなどの化学的に安定した材料であることが望まれる。また、絶縁層６及び第１電極３との密着性の観点から、付与する第２電極７及び導電層１０は密着層を含む二層構造とするのが望ましい。このように、ドライプロセス等で自然酸化膜を除去した後、そのままスパッタ法などで第１電極３及び第２電極７にＡｕ膜を付与する工程がコンタクト抵抗を低く抑える上でも効率的であると言える。またその際に、同時に微細穴２Ｂの開口部近傍のスキャロップが浅い第１溝領域４にはＡｕ膜からなる導電層７ａをカバレッジ性良く付与することもできる。

次に、図３（ａ）に示すように、液体吐出ヘッド１３により、微細穴２Ｂに導電性材料を含有した液体１４を吐出する（液体吐出工程）。この液体１４は、分散溶媒に導電性材料である金属微粒子を分散させて構成されている。この液体吐出工程では、液体吐出ヘッド１３は基板１に対して基板１の表面に沿って相対的に移動している。したがって、液体吐出ヘッド１３より吐出された液体１４は、吐出方向（垂直方向）とは別に基板１の表面に対して水平方向に相対的な速度成分を有する。したがって、吐出された液体１４は、液体吐出ヘッド１３の相対的な移動方向と同一方向に斜めに飛行し、微細穴２Ｂの側壁部、具体的には第２溝領域５に着弾する。この吐出方向の速度成分、相対的な速度成分、液体吐出ヘッド１３と基板１とのギャップ等を調整することにより、微細穴２Ｂ内の任意の位置に液体１４を着弾させることができる。なお、着弾させる液体１４は一滴である必要はなく、また着弾させる箇所も一箇所である必要はない。例えば、液体吐出ヘッド１３により、図３（ｂ）に示すように、微細穴２Ｂに複数の液体１４が吐出され、液体１４が第２溝領域５の複数の着弾位置１５〜１７に着弾する。

ここで、着弾位置１７に着弾させた液体１４は、仮に微細穴２Ｂの側壁部にスキャロップがない場合、図４（ａ）に示すように、液の乾燥が相対的に速い微細穴２Ｂの開口部に向かって広がりやすい。その結果、付与した液体１４は、微細穴２Ｂの外部（矢印で示す方向）へ流出してしまい、十分な厚さの導電膜が得られなくなる。つまり、液体１４が一部でも微細穴２Ｂの外部へ流出してしまうと、そこから急激に乾燥が始まるため、金属微粒子を含む液体１４の外部への流出が加速させてしまう。

これに対し、本第１実施形態では、図４（ｂ）に示すように、微細穴２Ｂの側壁部の第２溝領域５には、スキャロップが複数形成されている。第２溝領域５は、いわゆるインクジェット法により、液体１４が塗布される領域である。したがって、第２溝領域５のスキャロップは、第１溝領域４のスキャロップよりも相対的に深く形成されており、液体１４が毛細管現象により微細穴２Ｂ内の周方向へ効率良く濡れ広がる。つまり、第２溝領域５に付与された液体１４は、スキャロップに沿って周方向（矢印で示す方向）に毛細管現象により広がる。そして、第２溝領域５のスキャロップにより、液体１４が微細穴２Ｂの外部へ流出するのが阻止される。したがって第２溝領域５において、特に微細穴２Ｂの開口側に近い領域（上部領域）については、液体１４の外部への流出を防ぐべく、スキャロップを相対的に最も深く形成するのが望ましい。なお、スキャロップの深さを深くすればするほど、液との接触面積が増大するため毛細管力は増大する一方、後述する導電膜９が断線する可能性も増大するため、付与する液体１４の量や表面張力と照らし合わせ、適切に条件を求める必要がある。このように、第２溝領域５では、液体１４が、図４（ｂ）に示したように、毛細管効果により周方向へ広がりやすくなる。

また、着弾位置１５に着弾させた液体１４は、上記とは逆に微細穴２Ｂの底部近傍が溶媒雰囲気で満たされているため、乾燥速度が非常に遅い状態となる。その結果、仮に微細穴２Ｂの側壁部にスキャロップがない場合は、図５（ａ）に示したように、乾燥の過程で液体１４が自重により微細穴２Ｂの底部に溜まってしまい、側壁部には十分な厚さの導電膜が得られなくなる。

これに対し、本第１実施形態では、第２溝領域５は、図５（ｂ）に示すように、微細穴２Ｂの底部の第１電極３の近傍まで形成されている。したがって、第２溝領域５に付与された液体１４はスキャロップで底部への移動が抑制されると共に、スキャロップにより液体１４が保持される。したがって、液体１４が底部に溜まり込むのを抑制することができる。そして、液体１４は、毛細管効果により円周方向へ広がりやすくなる。また、第２溝領域５のスキャロップに保持されなかった液体１４の余剰分は底部に流動する。以上、第２溝領域５に付与された液体１４は、第２溝領域５のスキャロップの作用により、微細穴２Ｂの内部で均一に広がる。そして、付与された液体１４は、第２溝領域５全周に濡れ広がると共に、第１電極３及び第２電極７の導電層７ａに重なるように均一に濡れ広がる。

上記一連の工程の後、液体１４を固化させて第１電極３と第２電極７とを導通させる導電膜９を形成する（導電膜形成工程）。具体的には、まず、基板１を液体１４の溶媒を気化させることで、図６（ａ）に示すように、第２電極７の一部に接触した状態で金属微粒子１１からなる堆積膜が形成される。また、第１電極３上には、第２の導電層１０が形成されている。なお、導電層１０は、第２電極７と同時に形成されたものである。したがって、金属微粒子１１からなる堆積膜は、図６（ｂ）に示すように、第１電極３及び第１電極３上の導電層１０に接触した状態で形成される。そして、基板１を加熱することにより金属微粒子１１が焼結され、均一な膜厚の導電膜９が形成される。これにより、導電膜９は、カバレッジ性よく、かつ十分な膜厚に形成され、図１に示す配線基板１００のコンタクトホール２を得るに至る。この構成により、第１電極３と第２電極７（導電層７ａ）とを導電膜９により導電層１０を介して導通させることができる。なお、金属微粒子１１を金属ナノ粒子とすることで、金属微粒子をより低温で焼結させることが可能となり、工程の更なる低温化が実現できる。

以上、本第１実施形態によれば、第２溝領域５のスキャロップよりも相対的に浅いスキャロップからなる第１溝領域４には、電極形成工程において、ドライプロセスにより第２電極７の一部である導電層７ａが形成されることとなる。したがって、第１溝領域４に形成されたスキャロップが影になるのが抑制され、良好な第２電極７が形成される。また、液体吐出ヘッド１３により第１溝領域４の溝よりも深い溝の第２溝領域５に液体１４を吐出するようにしたので、微細穴２Ｂの周方向への液体１４の広がりを向上させることができ、微細穴２Ｂの外部への液体１４の流出を抑制することができる。したがって、第１電極３と第２電極７とを導通させる導電膜９が少ない液量の液体１４でも均一に形成され、製造される配線基板１００の信頼性が高くなる。また、微細穴の側壁部に形成される溝全体を浅くする場合や側壁部の溝を除去する工程を別途設ける場合よりも速く微細穴２Ｂが形成されるので、生産性がよく、また、低コストである。

また、インクジェット法を用いることで、液体１４の着弾位置を正確に制御できる。これにより液体１４の使用量を抑えることができると共に、付き回りを正確に制御できるため、製造コストの低下と更なる信頼性向上を実現できる。

［第２実施形態］
次に、本発明に係る第２実施形態の配線基板の製造方法について説明する。図７は、本発明の第２実施形態に係る製造方法により製造された配線基板の概略断面を示す図である。なお、上記第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略する。本第２実施形態では、上記第１実施形態に示す微細穴の側壁部に第２溝領域５を形成する代わりに、図７に示すように、微細穴の側壁部の中間に第２溝領域５Ａを形成し、微細穴の側壁部の底部側に第３溝領域１８を形成したものである。以下、具体的に説明すると、基板１をエッチングして凹部を形成するエッチング工程と凹部の側壁を保護する保護層を形成するデポジション工程とを交互に繰り返して、基板１に第１電極３を底部とする微細穴２Ｂを形成する（微細穴形成工程）。

ここで、微細穴形成工程では、まず、微細穴２Ｂの側壁部の開口端側の部分であって、周方向に沿う複数のスキャロップからなる第１溝領域４が形成される。次いで、微細穴２Ｂの側壁部の上下方向の中間の部分であって、第１溝領域４のスキャロップよりも深くかつ周方向に沿う複数のスキャロップからなる第２溝領域５Ａが形成される。次いで、微細穴２Ｂの側壁部の底部側の部分であって、第２溝領域５Ａのスキャロップよりも浅くかつ周方向に沿う複数のスキャロップからなる第３溝領域１８が形成される。つまり、微細穴２Ｂの開口端から底部に向かって、側壁部には、第１溝領域４、第２溝領域５Ａ及び第３溝領域１８が順次形成される。ここで、本第２実施形態では、マスク層１２をＳｉＯ_２などの無機物で構成し、微細穴２Ｂを形成した後、マスク層１２を除去せずに残した状態で絶縁層６を成膜する。次に、第１電極３上の絶縁層のみドライエッチングなどにより選択除去する。なお本第２実施形態ではマスク層１２を残しているが、マスク層１２はエッチング工程などにより除去されても構わない。

次に、上記第１実施形態と同様に、基板１の表面から微細穴２Ｂの側壁部の開口端側に亘って第２電極７をドライプロセスにより形成する（電極形成工程）。なお、この電極形成工程において、図８に示すように、第２溝領域５Ａのスキャロップにアイランド状の導電層１９が形成されていても構わない。

次に、図９（ａ）に示すように、微細穴２Ｂの側壁部に導電性材料を含有した液体１４を液体吐出ヘッド１３により吐出する（液体吐出工程）。ここで、この液体吐出工程において、第２溝領域５Ａ及び第３溝領域１８のうち、少なくとも第２溝領域５Ａに液体吐出ヘッド１３により液体１４を吐出すればよい。本第２実施形態では、図９（ｂ）に示すように、第２溝領域５Ａ及び第３溝領域１８のうち、両方の溝領域５Ａ，１８に液体吐出ヘッド１３により液体１４を吐出する。つまり、液体１４，１４が、第２溝領域５Ａの着弾位置１６と、第３溝領域１８の着弾位置１５とに着弾する。

これにより、第２溝領域５Ａに付与された液体１４は、スキャロップにより微細穴２Ｂの外部に流出するのが抑制され、周方向に溝に沿って濡れ広がることとなる。また、この第２溝領域５Ａに付与された液体１４のうち、余剰分は、自重によりスキャロップを超えて下方に設けられた第３溝領域１８に流れ、この第３溝領域１８のスキャロップにおいて周方向に濡れ広がる。また、第３溝領域１８にも液体１４が付与されるので、この液体１４も周方向に濡れ広がる。

ところで、微細穴２Ｂの底部近傍において、スキャロップが深すぎると少ない液量では微細穴２Ｂの底部、つまり第１電極３まで液体１４が流れない可能性がある。したがって、本第２実施形態では、第３溝領域１８のスキャロップは、第２溝領域５Ａのスキャロップよりも浅く形成されている。これにより、少ない液量の液体１４でも、良好に第１電極３に流れ、微細穴２Ｂにおいて、より均一に液体１４を濡れ広がらせることができる。

ここで、本第２実施形態では、第３溝領域１８のスキャロップが微細穴２Ｂの底部に近づくに連れて漸次浅くなるように形成される。したがって、底部に向かうほど底部方向に流れる液体１４の量が減少したとしても、スキャロップにより液体１４の流動が阻止されるのを抑制することができ、少ない液量の液体１４でもより均一に液体１４を濡れ広がらせることができる。

上記一連の工程の後、上記第１実施形態と同様に、液体１４を固化させて第１電極３と第２電極７とを導通させる導電膜９を形成する（導電膜形成工程）。なお、図１０に示すように、スパッタ成膜等のドライプロセス時に付与されたアイランド状の導電層１９により、導電膜９が相対的に薄くなるスキャロップ突起部での導通信頼性を保証することができる。

以上、本第２実施形態によれば、第２溝領域５Ａのスキャロップよりも相対的に浅いスキャロップからなる第１溝領域４には、電極形成工程において、ドライプロセスにより第２電極７の一部である導電層７ａが形成されることとなる。したがって、第１溝領域４に形成されたスキャロップが影になるのが抑制され、良好な第２電極７が形成される。また、液体吐出ヘッド１３により第１溝領域４の溝よりも深い溝の第２溝領域５Ａに液体１４を吐出するようにしたので、微細穴２Ｂの周方向への液体１４の広がりを向上させることができ、微細穴２Ｂの外部への液体１４の流出を抑制することができる。したがって、第１電極３と第２電極７とを導通させる導電膜９が少ない液量の液体１４でも均一に形成され、製造される配線基板１００の信頼性が高くなる。また、微細穴の側壁部に形成される溝全体を浅くする場合や側壁部の溝を除去する工程を別途設ける場合よりも速く微細穴２Ｂが形成されるので、生産性がよく、また、低コストである。

更に、本第２実施形態では、相対的に浅い溝からなる第３溝領域１８を設けたことにより、第３溝領域１８の液体１４は溝を容易に乗り越えることができる。ゆえに、第３溝領域１８により液体１４の微細穴２Ｂの底部への流動が向上する。したがって、付与する液体１４の液量を少なくしても、微細穴２Ｂの底部にまで液体１４を流すことができ、均一な膜厚の導電膜９を形成することが可能となる。したがって、付与する液体１４の使用量を低減することができるので、更なる低コストを実現することが可能となる。

なお、上記第１，第２実施形態では、第１電極が基板の裏面に形成される場合について説明したが、第１電極が基板の内部に形成される場合についても適用することができる。

次に、本第２実施形態に対応する製造方法で配線基板を製造する実施例について、詳細に説明する。以下、図７から図１０を参照しながら本実施例について説明する。なお、本実施例では、コンタクトホール２を介した第１電極３と第２電極７とのコンタクト抵抗値を３Ω以下とすることを目的としている。

まずＳｉ基板１の裏面に第１電極３や半導体素子（不図示）などをパターニングした後、基板１の表面をバックグラインド加工及びポリッシュ加工により研磨し、２００μｍの厚さとした。次にＳｉ基板１の研磨された表面に対し、ＣＶＤ法によりＳｉＯ_２膜を成膜し、マスク層１２とした。その後、マスク層１２を、ポジレジストをマスクとしてＲＩＥ法によりパターニングを実施し、微細穴２Ｂを形成する際の位置を規定する開口を形成した（不図示）。なおこの開口はΦ５０μｍとした。次に、マスク層１２及びポジレジストをマスクとし、ボッシュ法を用いて微細穴２Ｂを第１溝領域４まで形成した。このときプラズマエッチング工程とプラズマデポジション工程とは３ｓｅｃ／２ｓｅｃのサイクルで計１００サイクル実施した。またこの際、プラズマエッチング工程の条件は基板温度２３℃、圧力８Ｐａ、ＳＦ_６流量７５０ｓｃｃ／ｍｉｎ、１３．５６ＭＨｚのプラズマソース用高周波出力２．５ｋＷとした。またプラズマデポジション工程の条件は基板温度２３℃、圧力３Ｐａ、Ｃ_４Ｆ_８流量２００ｓｃｃ／ｍｉｎ、１３．５６ＭＨｚのプラズマソース用高周波出力２．５ｋＷとした。上記条件で加工した微細穴２Ｂを計測した結果、深さは約３０μｍ、スキャロップの深さは約５０ｎｍであった。

次に、再びボッシュ法を用いて微細穴２Ｂを第２溝領域５Ａまで形成した。このときプラズマエッチング工程とプラズマデポジション工程とは１０ｓｅｃ／４ｓｅｃのサイクルで計５０サイクル実施した。またこの際、プラズマエッチング工程の条件は基板温度２３℃、圧力８．５Ｐａ、ＳＦ_６流量８００ｓｃｃ／ｍｉｎ、１３．５６ＭＨｚのプラズマソース用高周波出力３．０ｋＷとした。またプラズマデポジション工程の条件は基板温度２３℃、圧力３Ｐａ、Ｃ_４Ｆ_８流量２００ｓｃｃ／ｍｉｎ、１３．５６ＭＨｚのプラズマソース用高周波出力３．０ｋＷとした。上記条件で加工した微細穴２Ｂを計測した結果、約５０μｍの深さ領域に渡って、深さ約４００ｎｍのスキャロップが存在する第２溝領域５Ａが形成されていることが確認された。

次に、更にボッシュ法を用いて微細穴２Ｂを第３溝領域１８を形成しつつ、第１電極３に連通するまで形成した。このときプラズマエッチング工程とプラズマデポジション工程とは７ｓｅｃ／３ｓｅｃのサイクルで計２００サイクル実施した。またこの際、プラズマエッチング工程の条件は基板温度２３℃、圧力８．５Ｐａ、ＳＦ_６流量８００ｓｃｃ／ｍｉｎ、１３．５６ＭＨｚのプラズマソース用高周波出力３．０ｋＷとした。またプラズマデポジション工程の条件は基板温度２３℃、圧力３Ｐａ、Ｃ_４Ｆ_８流量２００ｓｃｃ／ｍｉｎ、１３．５６ＭＨｚのプラズマソース用高周波出力３．０ｋＷとした。上記条件で加工した微細穴２Ｂの第３溝領域１８を計測した結果、スキャロップの深さは最大で約１５０ｎｍであり、第１電極３近傍になるにつれ浅くなっていた。

微細穴２Ｂを形成した後、ポジレジストを剥離除去し、続いてＣＶＤ法にて絶縁層６となる１．５μｍ厚のパラキシリレンを成膜した。この後、ＲＩＥにより第１電極３上のポリパラキシリレンを選択的に除去した。

なおここで、第１電極３の材質にアルミニウムを用いたため、上記一連の工程後にはその表面に自然酸化膜が生成していた。したがって逆スパッタ処理により第１電極３上の自然酸化膜を除去した後、直ちにＴｉ層及びＡｕ層のスパッタ成膜を行い、第２電極７と導電層１０とを同時に付与した。ここで同時に、図８に示すように、スキャロップの凸部においてアイランド状の導電層１９が形成されていることも確認された。

次に、液体１４としてＡｇナノ粒子インクを用いて、液体吐出法（いわゆるインクジェット法）による付与を行った。Ａｇナノ粒子インクである液体１４として、粒径約３０ｎｍのＡｇナノ粒子を５０ｗｔ％含有したものを用いた。ここでＡｇナノ粒子は有機保護膜によりコーティングされており、これにより溶媒中の分散性が確保されている。なお、溶媒にはｎ―ウンデカンとテルピネオールを４対１で混合させたものを用いた。

次に、図９（ａ）に示すように、液体吐出ヘッド１３は基板１と相対的に移動しつつ、Ａｇナノ粒子インクである液体１４（液滴）を微細穴２Ｂの内部へ適切に付与していく。まず、インクジェット描画装置（不図示）に取り付けてある液体吐出ヘッド１３を基板１のアライメントマーク（不図示）にて、基板１に対して液体吐出ヘッド１３を相対的にアライメントした。アライメントした後、微細穴２Ｂに対して、開口部のほぼ中心部に液滴が位置するように液体吐出ヘッド１３に液滴形成用の吐出駆動信号を印加した。なお本実施例において、前記吐出駆動信号として１５Ｖ−１８μｓｅｃと、１３Ｖ−１８μｓｅｃの二つのパルスを１８μｓｅｃの間隔で配置した電圧パルス波形を用いている。これにより図９（ａ）に示すように、一つの吐出駆動信号によりＡｇナノ粒子インクである液体１４を二滴連続して吐出できる。なお上記駆動信号により吐出された二滴のＡｇナノ粒子インクである液体１４（液滴）の径は共にΦ３０μｍ程度であった。ここで、液体吐出ヘッド１３を相対的に２００ｍｍ／ｓｅｃ移動させて上記吐出を行った場合、二つのＡｇナノ粒子インクである液体１４は、図８（ｂ）に示すように着弾位置１５と、着弾位置１６にそれぞれ着弾するのが確認された。着弾位置１５は第３溝領域１８のほぼ中央部に位置しており、これにより第３溝領域１８と第１電極３上にＡｇナノ粒子インクである液体１４が濡れ広がる。また着弾位置１６は第２溝領域５Ａのほぼ中央部に位置しており、これにより第２溝領域５Ａと第１溝領域４及び第３溝領域１８の一部にＡｇナノ粒子インクである液体１４が濡れ広がる。

上記液体１４の吐出を９０秒間隔で計４回行った後に、クリーンオーブン（不図示）にて１４０℃で１時間の焼成を行った。その後、微細穴２Ｂの断面を観察したところ、微細穴２Ｂの側壁部に厚さ約０．５μｍの導電膜９が一様に形成されていることが確認された。なお、第２溝領域５Ａのスキャロップ突起部において導電膜９の厚さは０．２μｍ程度とやや薄かったが、図１０に示すようにスパッタ成膜時に付与されたアイランド状の導電層１９を介することで導通信頼性が保証されていた。なお、上記方法により形成したコンタクトホール計１００箇所についてコンタクト抵抗値を測定したところ、全てのコンタクトホールで３Ω以下となることを確認できた。以上本実施例により、アスペクト比１以上のコンタクトホールを低温で、生産性良く、低コストで、信頼性良く製造可能であることが確認された。

１ 基板
２Ａ 凹部
２Ｂ 微細穴
３ 第１電極
４ 第１溝領域
５ 第２溝領域
７ 第２電極
１３ 液体吐出ヘッド
１４ 液体
１８ 第３溝領域
１００ 配線基板

Claims (6)

1. 基板をエッチングして凹部を形成するエッチング工程と前記凹部の側壁を保護する保護層を形成するデポジション工程とを交互に繰り返して、前記基板に第１電極を底部とする微細穴を形成する微細穴形成工程と、
   第２電極をドライプロセスにより形成する電極形成工程と、
   導電性材料を含有した液体を液体吐出ヘッドにより吐出させ、前記液体を固化させて前記第１電極と前記第２電極とを導通させる導電膜を形成する導電膜形成工程と、を備え、
   前記微細穴の側壁部の開口端側の部分であって、周方向に沿う複数の溝からなる第１溝領域と、前記側壁部の前記第１溝領域より底部側の部分であって、前記第１溝領域の溝よりも深くかつ周方向に沿う複数の溝からなる第２溝領域とが前記エッチング工程により形成され、
   前記第２電極は、前記基板の表面から前記第１溝領域に亘って形成され、
   前記液体は前記第２溝領域に吐出させることを特徴とする配線基板の製造方法。
2. 前記側壁部の前記第２溝領域より底部側の部分であって、前記第２溝領域の溝よりも浅くかつ周方向に沿う複数の溝からなる第３溝領域が前記エッチング工程によりさらに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３溝領域の溝は前記底部に近づくに連れて浅くなるように形成され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. 微細穴があけられた基板と、
   前記基板の裏面であって、前記微細穴の底部に形成された第１電極と、
   前記基板の表面に形成された第２電極と、
   前記微細穴に形成された導電膜と、を有し、
   前記導電膜によって前記第１電極と前記第２電極とを電気的に接続する配線基板であって、
   前記微細穴の側壁部は、
   前記微細穴の開口端側に形成され、周方向に沿う複数の溝からなる第１溝領域と、
   前記第１溝領域より底部側に形成され、前記第１溝領域の溝よりも深くかつ周方向に沿う複数の溝からなる第２溝領域と、を有し、
   前記第１溝領域には前記第２電極が形成され、
   前記第２溝領域には前記導電膜が形成され、
   前記導電膜は金属微粒子の堆積膜であることを特徴とする配線基板。
5. 前記第２溝領域より底部側に形成され、前記第２溝領域の溝よりも浅くかつ周方向に沿う複数の溝からなる第３溝領域をさらに有することを特徴とする請求項４記載の配線基板。
6. 前記第３溝領域の溝は前記底部に近づくに連れて浅くなるように形成されていることを特徴とする請求項５に記載の配線基板。

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