JP7238712B2 - 配線基板の製造方法および配線基板 - Google Patents

Description

本発明は、基材の表面に配線層を形成する配線基板の製造方法および配線基板に関する。

従来、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およびフルアディティブ法等が知られている。高密度な配線基板を製造する場合、セミアディティブ法が主流となっている。

例えば特許文献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。特許文献１では、ベース層（基材）の表面に誘電体層、シード層および第１めっき層をこの順に積層し、第１めっき層の表面に樹脂からなる所定形状のレジストパターンを形成する。そして、第１めっき層のうちレジストパターンから露出した部分に、第２めっき層を形成し、レジストパターンを除去する。その後、第２めっき層をマスクとして第１めっき層およびシード層を除去することにより、シード層、第１めっき層および第２めっき層からなる導電パターンを形成する。

特開２０１６－２２５５２４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の配線基板の製造方法では、第２めっき層を形成するために、第１めっき層の表面に樹脂からなる所定厚みのレジストパターンを形成する必要がある。また、レジストパターンは、配線基板の製造時に必要がなくなった段階で除去する必要がある。このため、レジストパターンの形成および除去に、多数の工程が必要となるとともに、多くの廃液が発生するという問題点がある。

また、上記特許文献１では、第２めっき層は、第１めっき層の表面（上面）のみに形成される。このため、特に微細な配線では第２めっき層と第１めっき層との接触面積が小さくなるので、第２めっき層と第１めっき層との間の密着性を向上させることが望ましい。

本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、樹脂製のレジストパターンを設けることなく、密着性が良好な配線層を形成することが可能な配線基板の製造方法および配線基板を提供することを課題とする。

本発明に係る配線基板の製造方法は、絶縁性の基材と、前記絶縁性の基材の表面に設けられた所定の配線パターンの配線層と、を備えた配線基板の製造方法であって、前記絶縁性の基材の表面に、導電性を有する下地層が設けられ、前記下地層の表面に、前記配線パターンに応じた所定パターンの、金属を含有するシード層が設けられたシード層付き基材を準備し、陽極と陰極である前記シード層との間に固体電解質膜を配置し、前記固体電解質膜を前記シード層および前記下地層に押圧し、前記陽極と前記下地層との間に電圧を印加して、前記固体電解質膜に含有した金属イオンを還元することで、前記シード層の表面に金属層を形成し、前記下地層のうち前記シード層および前記金属層が形成されていない露出領域を除去することによって、前記絶縁性の基材の表面に、前記下地層、前記シード層および前記金属層により構成される前記配線層を形成することで前記配線基板を製造するものであり、前記シード層の表面に前記金属層を形成する際において、前記下地層の前記表面の少なくとも前記シード層が形成されていない領域は、酸化物を含んでいる。

本発明の配線基板の製造方法によれば、絶縁性の基材の表面に下地層が設けられ、下地層の表面にシード層が設けられたシード層付き基材に、金属層を形成する。この際には、前記固体電解質膜が前記シード層および前記下地層に押圧され、前記陽極と前記下地層との間に電圧が印加され、前記固体電解質膜に含有した金属イオンが還元されることで、前記シード層の表面に金属層が形成される。ここで、下地層の表面は酸化物を含んでいるため、下地層の表面はシード層の表面（積層面）および側面に比べて金属イオンの還元反応に対する活性化エネルギーが高いと推察される。このため、固体電解質膜がシード層および下地層に押圧されるため、固体電解質膜はシード層だけでなく下地層にも密着するが、シード層の表面のみに選択的に金属層を形成することが可能である。したがって、樹脂製のレジストパターンを用いることなく、シード層の表面に金属層を形成することが可能である。そして、前記下地層のうち前記シード層および金属層が形成されていない露出領域が除去されることによって、前記絶縁性の基材の表面に所定の配線パターンを有する配線層が形成される。以上のように、樹脂製のレジストパターンを用いることなく、シード層の表面に金属層が形成されるので、レジストパターンの形成および除去が不要である。その結果、配線基板を製造する際に多数の工程が必要になったり、多くの廃液が発生したりするのを抑制することができる。

また、前記固体電解質膜を前記シード層および前記下地層に押圧した状態で前記陽極と前記下地層との間に電圧を印加するため、固体電解質膜がシード層および下地層に倣った状態で金属層が形成される。このため、シード層の表面だけでなく側面にも金属層が形成され、金属層はシード層の表面である積層面と側面とを覆うように形成される。その結果、金属層がシード層の表面のみに形成される場合と比べて、金属層とシード層との間の密着性を向上させることができる。

上記配線基板の製造方法において、好ましくは、前記シード層の表面に前記金属層を形成する際において、前記下地層の前記表面の少なくとも前記シード層が形成されていない領域には、前記酸化物からなる自然酸化膜が形成されている。このように構成すれば、表面が酸化物を含むように下地層を容易に形成することができる。なお、自然酸化膜とは、物質を大気中に放置した場合に物質の表面に自然に形成される酸化膜のことをいう。また、自然酸化膜は、例えばＡｌ、Ｃｒ、Ｔｉおよびその合金の表面に形成される不動態膜や、例えばＺｒＳｉ_２およびＷＳｉ_２の表面に形成されるＳｉＯ_２を含む。

上記配線基板の製造方法において、好ましくは、２５℃の温度で濃度１ｍｏｌ／Ｌの硫酸銅溶液を電解液とし、無酸素銅線を対極とし、飽和カロメル電極を参照電極とし、電位掃引速度を１０ｍＶ／ｓｅｃとして、前記下地層を構成する材料を作用極としたときの第１の分極曲線と前記シード層を構成する前記金属を作用極としたときの第２の分極曲線とを求めた場合、電流密度が０．１ｍＡ／ｃｍ^２での前記第１の分極曲線の電位は、電流密度が０．１ｍＡ／ｃｍ^２での前記第２の分極曲線の電位よりも、０．０２Ｖ以上高い。このように構成すれば、下地層を構成する材料およびシード層を構成する材料の分極曲線の立上り電位の差（約０．０２Ｖ以上）が十分に大きいため、シード層の表面に金属層を形成する際に、固体電解質膜が密着するシード層および下地層のうちシード層の表面のみに容易に選択的に金属層を形成することができる。

上記配線基板の製造方法において、好ましくは、前記シード層付き基材を準備する際に、前記絶縁性の基材として、中心線平均粗さＲａが１μｍ以下の表面を有する基材を準備し、前記絶縁性の基材の前記表面に、スパッタリング法により前記下地層を形成する。通常、基材の中心線平均粗さＲａが小さくなるにしたがって基材と下地層との接触面積が小さくなり密着力が低下するので、従来の配線基板の製造方法では基材の表面を粗化し、アンカー効果により基材と下地層との密着力を確保している。一方、上記のように、絶縁性の基材の表面に下地層をスパッタリング法により形成することによって、基材と下地層とが共有結合によって強固に結合される。このため、基材の中心線平均粗さＲａを１μｍ以下にした場合であっても、基材と下地層との密着力を十分に確保することができる。これにより、基材と下地層との密着力を確保するために、基材の表面を粗化する必要がない。

この場合、好ましくは、前記シード層は、ライン／スペースが２μｍ以上１００μｍ以下／２μｍ以上１００μｍ以下となるように前記下地層の表面に形成される。絶縁性の基材の中心線平均粗さＲａを１μｍ以下にすることによって、下地層の中心線平均粗さＲａも小さくなるので、下地層の表面にインクを配置した際に下地層の表面形状(表面の凹凸)に起因してインクが変形等することが抑制される。これにより、２μｍ以上１００μｍ以下／２μｍ以上１００μｍ以下の微細なライン／スペースのシード層を容易に形成することができる。また、このようにシード層を微細に形成する場合、金属層をシード層の表面のみに形成すると、金属層とシード層との接触面積が極めて小さくなり、金属層とシード層との間の密着性が低下する。しかしながら、本発明の配線基板の製造方法では、上述したように金属層はシード層の表面および側面を覆うように形成されるので、金属層とシード層との間の密着性を向上させることができる。このため、シード層を微細に形成する場合であっても、金属層とシード層との間の密着性を容易に確保することができる。

上記配線基板の製造方法において、好ましくは、前記シード層付き基材を準備する際に、前記下地層の表面に、金属ナノ粒子を含有するインクを配置した後、前記金属ナノ粒子を焼結することにより前記シード層を形成する。このように、金属ナノ粒子を含有するインクを用いることによって、微細なパターンのシード層を容易に形成することができる。

上記配線基板の製造方法において、好ましくは、前記シード層付き基材を準備する際に、前記シード層を、前記所定パターンが互いに離間して配置される複数の独立パターンを有するように前記下地層の表面に形成する。このように、シード層が互いに離間して配置される複数の独立パターンを有する場合であっても、独立パターンは下地層を介して互いに導通するので、陽極と下地層との間に電圧が印加されると、シード層の独立パターン上にも金属層が形成される。すなわち、従来は、互いに離間して配置される複数の独立パターンの各々に、電圧を印加するための引出し線を形成する必要があったが、この製造方法によれば、独立パターンは下地層を介して互いに導通するので、独立パターンの各々に、電圧を印加するための引出し線を形成する必要がない。このため、引出し線を形成するスペースが必要ないので、より高密度な配線パターンを容易に形成することができる。

本発明に係る配線基板は、絶縁性の基材と、前記絶縁性の基材の表面に設けられた所定の配線パターンの配線層と、を備えた配線基板であって、前記配線層は、前記絶縁性の基材の表面に設けられ、導電性を有する下地層と、前記下地層の表面に設けられ、金属を含有するシード層と、前記シード層の表面に設けられた金属層と、が積層されて構成されており、前記シード層は、前記シード層の前記表面である積層面から前記下地層に向かって延びる側面を有し、前記金属層は、前記シード層の前記表面および前記側面を覆うように設けられており、前記下地層の前記表面の少なくとも前記シード層が形成されていない領域は、酸化物を含んでいる。

本発明の配線基板によれば、前記金属層は、前記シード層の前記表面および前記側面を覆うように設けられている。これにより、金属層がシード層の表面のみに形成される場合と比べて、金属層とシード層との間の密着性を向上させることができる。

なお、本発明に係る配線基板は、上記配線基板の製造方法を用いて製造することができる。

上記配線基板において、好ましくは、前記シード層の前記表面上の前記金属層の厚みは、前記側面上の前記金属層の厚みよりも大きい。このように構成すれば、配線層の厚みを確保しながら、配線層の配線間隔が狭くなるのを抑制することができるので、配線間の絶縁信頼性を容易に確保することができる。

上記配線基板において、好ましくは、前記配線層は、前記シード層の前記表面よりも前記絶縁性の基材に近い部分において、前記絶縁性の基材から遠ざかるに従って先細りとなるテーパ形状に形成されており、前記シード層の前記表面よりも前記絶縁性の基材から遠い部分において、前記絶縁性の基材から遠ざかるに従って先太りとなる逆テーパ形状に形成されており、前記配線層の前記テーパ形状の部分の幅は、前記配線層の前記逆テーパ形状の部分の幅よりも小さい。このように構成すれば、逆テーパ形状の部分により配線幅を確保しながら、テーパ形状の部分の配線間隔（絶縁性の基材の表面近傍における配線間隔）を広くすることができる。このため、配線間の絶縁信頼性を確保することができる。

上記配線基板において、好ましくは、前記シード層のライン／スペースは、２μｍ以上１００μｍ以下／２μｍ以上１００μｍ以下である。このようにシード層を微細に形成した場合、金属層をシード層の表面のみに形成すると、金属層とシード層との接触面積が極めて小さくなり、金属層とシード層との間の密着性が低下する。しかしながら、本発明の配線基板では、上述したように金属層はシード層の表面および側面を覆うように設けられており、金属層とシード層との間の密着性を向上させることができるので、シード層を微細に形成した場合であっても、金属層とシード層との間の密着性を容易に確保することができる。

本発明によれば、樹脂製のレジストパターンを設けることなく、密着性が良好な配線層が形成された配線基板を提供することができる。

本発明の一実施形態による配線基板の製造方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による配線基板の製造方法を示す概略図である。 本発明の一実施形態による配線基板の下地層の表面に独立パターンを有するようにシード層を形成した状態を示す平面図である。 本発明の一実施形態による配線基板の製造に用いる成膜装置の構造を示す断面図である。 図４の状態からハウジングを所定高さまで下降させた状態を示す断面図である。 固体電解質膜がシード層の側面に密着している状態を示す断面図である。 ＷＳｉ_２、ＺｒＳｉ_２、ＩＴＯ、Ｔｉ、ＷＣおよびＡｇ（銀）の分極曲線（分極特性）を示す図である。 固体電解質膜がシード層の側面から離間している状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態による配線基板の配線層の構造を示す断面図である。 実施例１～４、比較例１の配線層の状態を示す平面写真である。 実施例１、６～１１の配線層の状態を示す平面写真である。 実施例１２～１５および比較例２～５のピール試験の結果を示す図である。 実施例１６の配線層の状態を示す平面写真である。

以下に本発明の実施形態による配線基板およびその製造方法について説明する。

まず、本発明の一実施形態による配線基板１の製造方法について説明する。図１は、本発明の一実施形態による配線基板１の製造方法を示すフローチャートである。配線基板１の製造方法は、図１に示すように、下地層形成工程Ｓ１と、シード層形成工程Ｓ２と、金属層形成工程Ｓ３と、除去工程Ｓ４と、を含んでいる。なお、ここでは本発明の配線基板１の製造方法が下地層形成工程Ｓ１およびシード層形成工程Ｓ２を含む例について説明するが、本発明の配線基板１の製造方法は、下地層形成工程Ｓ１およびシード層形成工程Ｓ２を含まず、絶縁性の基材２の表面に下地層４が設けられ、下地層４の表面にシード層５が設けられたシード層付き基材９を準備する工程を含んでもよい。また、本発明の配線基板１の製造方法は、下地層形成工程Ｓ１を含まず、基材２の表面に下地層４が設けられた下地層付き基材を準備する工程およびシード層形成工程Ｓ２を含んでもよい。いずれの場合にも、基材２、下地層４およびシード層５からなるシード層付き基材９を準備することができる。

下地層形成工程Ｓ１において、図２に示すように、準備した絶縁性の基材２の表面に導電性を有する下地層４が形成される。下地層４は、マスクを用いることなく、基材２の表面全面に形成される。

基材２としては、特に限定されるものではないが、例えばガラスエポキシ樹脂からなる基材、ポリイミド樹脂等の可撓性を有するフィルム状の基材、又はガラスからなる基材等を用いることが好ましく、ガラスエポキシ樹脂からなる基材を用いることが特に好ましい。また、基材２として、樹脂からなる基材を用いる場合、例えばＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＡＳ樹脂、ＰＳ樹脂、ＥＶＡ樹脂、ＰＭＭＡ樹脂、ＰＢＴ樹脂、ＰＥＴ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樹脂などの熱可塑性樹脂、あるいはフェノール樹脂、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、アルキド樹脂などの熱硬化性樹脂や、例えばエポキシ樹脂にシアネート樹脂を加えた樹脂や、液晶ポリマーなどからなる基材を用いることができる。

基材２の表面（図２において上面）は平坦面であることが好ましく、基材２の表面の中心線平均粗さＲａは、特に限定されるものではないが、１μｍ以下であることがより好ましい。基材２の中心線平均粗さＲａを１μｍ以下にすることによって、下地層４の中心線平均粗さＲａも小さくなるので、下地層４の表面に後述するようにインクを配置した際に下地層４の表面形状(表面の凹凸)に起因してインクが変形等することが抑制される。これにより、後述するように、例えば２μｍ以上１００μｍ以下／２μｍ以上１００μｍ以下の微細なライン／スペースのシード層５を容易に形成することができる。なお、本明細書および特許請求の範囲において、中心線平均粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ０６０１－１９９４に準じて測定した値である。

ここで、下地層４は、酸化物を表面に含む層である。酸化物を表面に含む層としては、例えば、表面に自然酸化膜が形成される層や、層全体に酸化物を含む層等を挙げることができるが、下地層４は表面に自然酸化膜が形成される層であることが好ましい。なお、自然酸化膜とは、物質を大気中に放置した場合に物質の表面に自然に形成される酸化膜のことをいう。また、自然酸化膜は、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔｉおよびその合金の表面に形成される不動態膜や、ＺｒＳｉ_２およびＷＳｉ_２の表面に形成されるＳｉＯ_２を含む。

また、下地層４を表面に自然酸化膜が形成される層とする場合、下地層４を例えばシリサイドにより形成することが好ましい。なお、シリサイドとは、金属とシリコンにより構成される化合物のことをいう。また、下地層４をシリサイドにより形成する場合、シリサイドとして遷移金属シリサイドを用いることが好ましい。なお、遷移金属シリサイドとは、遷移金属とシリコンにより構成されるシリサイドのことをいう。また、下地層４を遷移金属シリサイドにより形成する場合、遷移金属シリサイドとしてＦｅＳｉ_２、ＣｏＳｉ_２、ＭｏＳｉ_２、ＷＳｉ_２、ＶＳｉ_２、ＲｅＳｉ_１．７５、ＣｒＳｉ_２、ＮｂＳｉ_２、ＴａＳｉ_２、ＴｉＳｉ_２またはＺｒＳｉ_２等を用いることが好ましく、ＺｒＳｉ_２またはＷＳｉ_２を用いることがより好ましい。

下地層４の材質としては、特に限定されるものではないが、例えばＺｒＳｉ_２またはＷＳｉ_２等の遷移金属シリサイド、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等の金属酸化物、Ｔｉ、Ｔｉを含有する合金、ステンレス鋼等のＣｒを含有する合金、導電性樹脂等を用いることが好ましく、ＺｒＳｉ_２またはＷＳｉ_２等の遷移金属シリサイドを用いることが特に好ましい。下地層４の厚みは、特に限定されるものではないが、例えば２０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが好ましい。下地層４の厚みを２０ｎｍ未満にした場合、後述する金属層形成工程Ｓ３において金属層６の一部にムラが生じる可能性がある。また、下地層４の厚みを３００ｎｍよりも厚くした場合、後述する金属層形成工程Ｓ３において金属層６は良好に形成されるが、下地層４の形成および除去に必要な材料費や加工費が増加するため、コストメリットが低下する。

下地層４は、例えばスパッタリング法により形成することができる。これにより、下地層４と基材２とが共有結合して、下地層４と基材２とが強固に密着する。このため、例えば中心線平均粗さＲａが１μｍ以下の基材２を用いた場合であっても、下地層４が基材２から剥がれるのを抑制することができる。すなわち、基材２の中心線平均粗さＲａを１μｍ以下にした場合であっても、基材２と下地層４との密着力を十分に確保することができる。なお、基材２にガラスエポキシ樹脂を用い、下地層４にＷＳｉ_２やＺｒＳｉ_２等の遷移金属シリサイドを用いた場合、下地層４と基材２との密着力を容易に強固にすることができる。また、下地層４の形成方法は、特に限定されるものではなく、スパッタリング法の他、例えばＰＶＤ（物理気相成長）法やＣＶＤ（化学気相成長）法等の蒸着法や、めっき法等を用いることができる。また、下地層４と基材２とが共有結合して強固に密着するので、下地層４と基材２との密着力を確保するために、基材２の表面を粗化する必要がない。なお、通常、基材２の中心線平均粗さＲａが小さくなるにしたがって基材２と下地層４との接触面積が小さくなり密着力が低下するので、従来の配線基板では基材の表面を粗化する必要があった。

シード層形成工程Ｓ２において、下地層４の表面に、所定パターンの、金属を含有するシード層５が形成される。これにより、基材２、下地層４およびシード層５からなるシード層付き基材９が得られる。

ここで、シード層５の材質として下地層４と同じ材質を用いることは、後述するようにシード層５の表面に選択的に金属層６を形成することができなくなるため、好ましくない。シード層５は、表面に自然酸化膜が形成されない層や、層全体に酸化物を含まない層等であることが好ましい。また、仮にシード層５の表面に自然酸化膜が形成されたとしても、自然酸化膜の厚みは下地層４よりもシード層５の方が薄いことが好ましい。具体的には、シード層５の材質としては、例えば銀、銅、金、パラジウムまたは白金等を用いることが好ましく、銀または銅を用いることが特に好ましい。また、シード層５の材質として、例えば銀、銅、金、パラジウムおよび白金からなる群より選択される２種以上を用いてもよい。

シード層５の厚みは、特に限定されるものではないが、例えば２０ｎｍ以上３００ｎｍ以下に形成されることが好ましい。シード層５の厚みを２０ｎｍ未満にした場合、後述する金属層形成工程Ｓ３において金属層６の一部にムラが生じる可能性がある。また、シード層５の厚みを３００ｎｍよりも厚くした場合、後述する金属層形成工程Ｓ３において金属層６は良好に形成されるが、シード層５の形成に必要な材料費や加工費が増加するため、コストメリットが低下する。シード層５のライン／スペースは、特に限定されるものではないが、例えば２μｍ以上１００μｍ以下／２μｍ以上１００μｍ以下に形成される。すなわち、シード層５のライン（線幅）Ｗ１１は例えば２μｍ以上１００μｍ以下に形成され、シード層５のスペース（線間隔）Ｗ１２は例えば２μｍ以上１００μｍ以下に形成される。ライン／スペースは、配線基板１を平面視したときの線幅Ｗ１１／線間隔Ｗ１２である。なお、シード層５のライン（線幅）Ｗ１１とスペース（線間隔）Ｗ１２は、同じ大きさに形成されてもよいし、異なる大きさに形成されてもよい。

このようにシード層５を微細に形成する場合、金属層６をシード層５の表面（積層面）５ａのみに形成すると、金属層６とシード層５との接触面積が極めて小さくなり、金属層６とシード層５との間の密着性が低下する。しかしながら、本発明の配線基板１では、後述するように金属層６はシード層５の表面５ａおよび側面５ｂを覆うように設けられており、金属層６とシード層５との間の密着性を向上させることができるので、シード層５を微細に形成した場合であっても、金属層６とシード層５との間の密着性を容易に確保することができる。

また、シード層５は図３に示すように、互いに離間して配置される複数の独立パターン５ｃを有するように形成される。なお、図３では、複数の独立パターン５ｃにハッチングを施している。複数の独立パターン５ｃは、下地層４を介して互いに導通しているため、後述する金属層形成工程Ｓ３においてシード層５の独立パターン５ｃ上にも金属層６が形成される。すなわち、従来は、互いに離間して配置される複数の独立パターンの各々に、電圧を印加するための引出し線を形成する必要があったが、本実施形態の製造方法によれば、独立パターン５ｃは下地層４を介して互いに導通するので、独立パターン５ｃの各々に、電圧を印加するための引出し線を形成する必要がない。このため、引出し線を形成するスペースが必要ないので、より高密度配線パターンを容易に形成することができる。

シード層形成工程Ｓ２では、例えば、下地層４の表面に金属粒子を含有するインクを配置して固化することにより、所定パターンのシード層５が形成される。インクを下地層４の表面に配置する方法は、特に限定されるものではないが、例えばスクリーン印刷、インクジェット印刷、転写印刷等の様々な印刷法を用いることができる。なお、インクを用いずに、例えば蒸着法やスパッタリング法によってシード層５を形成することもできる。下地層４の表面に配置したインクを固化する方法は、特に限定されるものではないが、例えばインクに含有された金属粒子を焼結したり、インクを加熱や乾燥により固化したりすることができる。なお、シード層５を焼結により形成する場合、基材２の耐熱温度以下（例えばガラスエポキシ樹脂からなる基材２を用いる場合、約２５０℃以下）で焼結を行う。

インクに含有される金属粒子の材質としては、特に限定されるものではないが、例えば銀、銅、金、パラジウムまたは白金等を用いることが好ましく、銀または銅を用いることが特に好ましい。また、例えば銀、銅、金、パラジウムおよび白金からなる群より選択される２種以上を用いてもよい。また、金属粒子の粒径は、特に限定されるものではないが、μｍオーダーの配線を形成するためには、より小さい方が好ましく、例えば１ｎｍ以上１００ｎｍ以下のｎｍオーダーの粒径であることがより好ましい。このような金属粒子は、金属ナノ粒子とも言う。また、例えば２０ｎｍ以下の金属ナノ粒子を用いることによって、金属粒子の融点が低下し焼結しやすくなる。また、金属ナノ粒子を含有するインクを用いることによって、微細なパターンのシード層５を容易に形成することができる。

インクに含まれる分散媒および添加剤は、特に限定されるものではないが、焼結の際に揮発するものが好ましい。例えば、分散媒としてデカノールを用いることができ、添加剤として炭素数が１０個～１７個程度の直鎖の脂肪酸塩を用いることができる。

シード層５は、断面視において、基材２とは反対側に配置される表面（図２において上面）５ａと、表面５ａの両端から基材２側に向かって延びる側面５ｂとを有する。シード層５は、断面視において、基材２から遠ざかるに従って先細りとなるテーパ形状、又は矩形状に形成される。

ここで、本実施形態では、金属層形成工程Ｓ３を実行する際に、下地層４の表面４ａは、酸化物を含んでいる。酸化物は、特に限定されるものではないが、例えばＺｒＳｉ_２またはＷＳｉ_２等のシリサイドの表面やＴｉまたはステンレス鋼等の金属の表面に形成される自然酸化膜であってもよいし、選択的にシード層５に通電できるのであれば、シリサイドや金属等の表面上に別途設けられた酸化物膜であってもよい。酸化物が自然酸化膜からなる場合、表面４ａが酸化物を含むように下地層４を容易に形成することができる。例えば、下地層４がＺｒＳｉ_２やＷＳｉ_２のシリサイドからなる場合、シリサイドの表面には、ＳｉＯ_２からなる自然酸化膜が形成されている。なお、酸化物が自然酸化膜からなる場合、下地層４の表面４ａの全域に自然酸化膜が形成される。一方、酸化物が別途設けられた酸化物膜からなる場合、シード層形成工程Ｓ２の後に、下地層４の表面４ａのシード層５が形成されていない領域に酸化物膜が別途形成される。いずれの場合であっても、下地層４の表面４ａの少なくともシード層５が形成されていない領域は、酸化物を含んでいる。

金属層形成工程Ｓ３において、シード層５の表面５ａに金属層６を形成する。金属層６の材質としては、特に限定されるものではないが、例えば銅、ニッケル、銀、金等を用いることが好ましく、銅を用いることが特に好ましい。金属層６の厚みは、特に限定されるものではないが、例えば１μｍ以上１００μｍ以下に形成される。

ここで、金属層形成工程Ｓ３において金属層６の形成に用いる成膜装置１００（図４参照）の構造について説明する。この成膜装置１００は、固相電析法で金属皮膜（本実施形態では金属層６）を成膜する成膜装置（めっき装置）であり、シード層５の表面５ａに金属層６を形成する際に用いられる。

図４に示すように、成膜装置１００は、金属製の陽極１１と、陽極１１と陰極であるシード層５との間に設置された固体電解質膜１３と、陽極１１と下地層４との間に電圧を印加する電源部１６と、を備えている。下地層４とシード層５とは導通しているため、陽極１１と下地層４との間に電源部１６で電圧を印加することにより、成膜時に、陽極１１ とシード層５との間に電流が流れる。

本実施形態では、成膜装置１００は、さらにハウジング１５を備えており、ハウジング１５には、陽極１１と、成膜される金属皮膜（ここでは金属層６）の材料である銅、ニッケル、銀、または金などの金属のイオンを含む溶液Ｌ（以下、金属溶液Ｌという）と、が収容されている。より具体的には、陽極１１と固体電解質膜１３との間に、金属溶液Ｌを収容する空間が形成され、収容された金属溶液Ｌは、一方側から他方側に流れるようになっている。

陽極１１は、板状であり、金属皮膜（ここでは金属層６）と同じ材料（例えば銅）からなる可溶性の陽極または金属溶液Ｌに対して不溶性を有した材料（例えばチタン）からなる陽極のいずれであってもよい。また、本実施形態では、陽極１１と固体電解質膜１３とは、離間して配置されている。なお、陽極１１と固体電解質膜１３を接触させ、陽極１１として、金属溶液Ｌが透過し、かつ固体電解質膜１３に金属イオンを供給する、多孔質体からなる陽極を用いてもよい。ただし、この場合、陽極１１を固体電解質膜１３に押圧すると、固体電解質膜１３に対する陽極１１の押圧力のばらつきに起因して、析出ムラが生じる可能性があるため、陽極１１を固体電解質膜１３に押圧する構成を微細配線の製造に用いることは好ましくない。しかしながら、配線幅が微細でない場合には、析出ムラによる悪影響が小さいため、陽極１１を固体電解質膜１３に押圧する構成としてもよい。

固体電解質膜１３は、上述した金属溶液Ｌに接触させることにより、金属イオンを内部に含浸（含有）することができ、電圧を印加したときに陰極（シード層５）の表面において金属イオン由来の金属を析出できるのであれば、特に限定されるものではない。固体電解質膜１３の厚みは、例えば、約５μｍ～約２００μｍである。固体電解質膜１３の材料としては、たとえばデュポン社製のナフィオン（登録商標）などのフッ素系樹脂、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）などの陽イオン交換機能を有した樹脂を挙げることができる。

金属溶液Ｌは、上述したように成膜すべき金属皮膜の金属をイオンの状態で含有している液であり、その金属に、例えば、銅、ニッケル、銀または金等を挙げることができ、金属溶液Ｌは、これらの金属を、硝酸、リン酸、コハク酸、硫酸ニッケル、またはピロリン酸などの酸で溶解（イオン化）したものである。

さらに、本実施形態の成膜装置１００は、ハウジング１５の上部に、ハウジング１５を昇降させる昇降装置１８を備えている。昇降装置１８は、ハウジング１５を昇降させることができるのであれば特に限定されるものではないが、例えば、油圧式または空圧式のシリンダ、電動式のアクチュエータ、リニアガイドおよびモータ等によって構成することができる。また、ハウジング１５には、金属溶液Ｌが供給される供給口１５ａと、金属溶液Ｌが排出される排出口１５ｂとが設けられている。供給口１５ａおよび排出口１５ｂは、配管を介してタンク１０１に接続されている。タンク１０１からポンプ１０２によって送り出された金属溶液Ｌは、供給口１５ａからハウジング１５に流入し、排出口１５ｂから排出されてタンク１０１に戻る。排出口１５ｂの下流側には圧力調整弁１０３が設けられており、圧力調整弁１０３およびポンプ１０２によりハウジング１５内の金属溶液Ｌを所定の圧力で加圧することが可能である。このため、成膜時には、金属溶液Ｌの液圧により、固体電解質膜１３がシード層５を押圧する。これにより、シード層５を固体電解質膜１３で均一に加圧しながら、シード層５に金属皮膜（ここでは金属層６）を成膜することができる。

本実施形態の成膜装置１００は、基材２を載置する金属台座４０を備えており、金属台座４０は、電源部１６の負極に電気的に接続されている（導通している）。電源部１６の正極は、ハウジング１５に内蔵された陽極１１に電気的に接続されている（導通している）。

具体的には、成膜装置１００は、電源部１６の負極と下地層４またはシード層５とを導通するよう、金属皮膜の成膜時に、下地層４またはシード層５の一部（具体的には端部）に接触する導電部材１７を備えている。導電部材１７は、成膜時に下地層４の一部に接触するように基材２に取り付け可能であるとともに、基材２から取り外し可能である。導電部材１７は基材２の縁部の一部を覆う金属板であり、導電部材１７の一部は折り曲げられて金属台座４０に接触するように形成されている。これにより、金属台座４０が導電部材１７を介して下地層４と導通する。なお、導電部材１７は、シード層５の一部に接触するように形成されていてもよい。この場合にも、シード層５のうち導電部材１７に接触した部分は、下地層４を介してシード層５の他の部分と導通する。

金属層形成工程Ｓ３では、図４に示すように、金属台座４０上の所定位置に基材２および導電部材１７を載置する。そして、図５に示すように、昇降装置１８によりハウジング１５を所定高さまで下降させる。そして、ポンプ１０２により金属溶液Ｌを加圧すると図６に示すように、固体電解質膜１３がシード層５および下地層４に倣うとともに圧力調整弁１０３によりハウジング１５内の金属溶液Ｌは設定された一定の圧力になる。すなわち、固体電解質膜１３は、ハウジング１５内の金属溶液Ｌの調圧させた液圧でシード層５の表面５ａおよび側面５ｂと下地層４の表面４ａとを均一に押圧することができる。このように固体電解質膜１３がシード層５の表面５ａおよび側面５ｂと下地層４の表面４ａとを押圧した状態で陽極１１と下地層４との間に電圧を印加することによって、シード層５の表面５ａおよび側面５ｂに固体電解質膜１３に含有する金属イオンに由来の金属が析出する。さらに、電圧の印加により固体電解質膜１３には、ハウジング１５内の金属溶液Ｌの金属イオンは陰極で引き続き還元されるので、金属層６が形成される。

このとき、下地層４の表面４ａは酸化物を含んでいるため、下地層４の表面４ａはシード層５の表面５ａおよび側面５ｂに比べて金属イオンの還元反応に対する活性化エネルギーが高いと推察される。このため、固体電解質膜１３はシード層５の表面５ａおよび側面５ｂと下地層４の表面４ａとに密着しているが、シード層５の表面５ａおよび側面５ｂのみで電流が流れる。これにより、表面５ａおよび側面５ｂで固体電解質膜１３に含有した金属イオン（ここでは銅イオン）が還元され、金属（ここでは銅）が析出する。この結果、シード層５の表面５ａおよび側面５ｂと下地層４の表面４ａとのうちシード層５の表面５ａおよび側面５ｂのみに選択的に金属層６が形成される。

より具体的に説明すると、図７に示すように、下地層４を構成する材料（例えばＷＳｉ_２、ＺｒＳｉ_２、ＩＴＯ、Ｔｉ等）の分極曲線（第１の分極曲線）の立上り電位は、シード層５を構成する材料（ここでは銀）の分極曲線（第２の分極曲線）の立上り電位よりも高い。これは、下地層４の表面４ａがシード層５の表面５ａおよび側面５ｂに比べて金属イオンの還元反応に対する活性化エネルギーが高いことを意味している。立上り電位は、電流密度が上昇を開始する電位であるが、電流密度が０ｍＡ／ｃｍ^２に近づくと立上り電位を特定しにくくなる（誤差が大きくなる）ため、ここでは、電流密度が０．１ｍＡ／ｃｍ^２のときの電位を立上り電位としている。また、ＷＣの分極曲線の立上り電位は、シード層５を構成する材料（ここでは銀）の分極曲線（第２の分極曲線）の立上り電位と略同じであるため、下地層４としてＷＣを用いることはできない。なお、図７に示した分極曲線の詳細については実施例で後述する。

例えば、ＷＳｉ_２およびＺｒＳｉ_２には、表面にＳｉＯ_２の自然酸化膜が形成されるため、これらの分極曲線において電流密度が０．１ｍＡ／ｃｍ^２での電位は、銀の分極曲線において電流密度が０．１ｍＡ／ｃｍ^２での電位よりも、０．０２Ｖ以上高い。このため、銅からなる陽極１１とＷＳｉ_２またはＺｒＳｉ_２からなる下地層４との間に例えば０．１Ｖの電圧を印加すると、銀からなるシード層５には電流は流れるが、ＷＳｉ_２またはＺｒＳｉ_２からなる下地層４には電流は流れない。言い換えると、シード層５には電流は流れるが、下地層４は表面４ａに酸化物を含んでおり表面４ａの上記活性化エネルギーが比較的高いため、下地層４には電流は流れない。このように、下地層４およびシード層５の分極曲線の立上り電位の差（約０．０２Ｖ以上）が十分に大きいため、シード層５に金属層６を形成する際に、固体電解質膜１３が密着するシード層５の表面５ａおよび側面５ｂと下地層４の表面４ａとのうちシード層５の表面５ａおよび側面５ｂのみに選択的に金属層６が形成される。このように、シード層５の表面５ａだけでなく側面５ｂにも金属層６が形成されることによって、金属層６がシード層５の表面５ａのみに形成される場合と比べて、金属層６とシード層５との間の密着性を向上させることができる。

この状態で陽極１１と下地層４との間に電圧を印加し続けると、シード層５の表面５ａおよび側面５ｂに徐々に金属層６が形成され、金属層６の厚みが増す。このとき、側面５ｂ上の金属層６は、側面５ｂから下地層４の表面４ａに沿った方向（図８の左右方向）に向かって成長し、下地層４の表面４ａのうちシード層５近傍の部分だけには形成される。

ここで、シード層５の表面５ａおよび側面５ｂに金属（ここでは銅）が析出する際には、シード層５の表面５ａの図６の両端において電流が集中するため、幅方向にも金属層６が成長し、シード層５から遠ざかるに従って金属層６は幅が広くなるように成長する。なお、図６の状態から金属層６の厚みが増加すると図８に示すように、固体電解質膜１３はシード層５の側面５ｂの下端部から離間するため、シード層５の側面５ｂにおいて金属層６は成長しなくなる。

したがって、陽極１１と下地層４との間に電圧を印加し続けると、金属層６は図８に示すような形状になる。具体的には、シード層５の表面５ａ上の金属層６の厚みＴ１は、側面５ｂ上の金属層６の厚みＴ２よりも大きくなる。

金属層６が所定厚みＴ１に形成されると、陽極１１と下地層４との間の電圧の印加を停止し、ポンプ１０２による金属溶液Ｌの加圧を停止する。そして、ハウジング１５を所定高さまで上昇させ、金属台座４０から基材２を取り外す。

金属層形成工程Ｓ３では、上記のように、電解めっきにより金属層６を形成するため、無電解めっきにより金属層６を形成する場合に比べて、成膜速度を大きくすることができ、めっき時間を短縮することができる。

除去工程Ｓ４において、下地層４のうちシード層５および金属層６が形成されていない露出領域Ｒをマスクを用いず除去することによって、基材２の表面に、下地層４ｂ、シード層５および金属層６により構成される配線層３が形成される。露出領域Ｒを除去する方法は、特に限定されるものではないが、例えばプラズマエッチング法、スパッタリング法、化学エッチング法等を用いることができる。なお、例えば、下地層４をＷＳｉ_２またはＺｒＳｉ_２によって形成している場合、ＣＦ_４ガスを用いたプラズマエッチング法によって露出領域Ｒを除去することが好ましい。

配線層３のライン／スペースは、特に限定されるものではないが、例えば、シード層５のスペースが２μｍである場合には、配線層３のスペースは１μｍ程度確保される。このような観点から、例えば、シード層５のライン／スペースが、２μｍ以上１００μｍ以下／２μｍ以上１００μｍ以下である場合には、配線層３のライン／スペースは、３μｍ以上１０１μｍ以下／１μｍ以上９９μｍ以下である。このような微細配線を有する配線基板１は、高密度実装に適している。なお、ライン／スペースは、配線基板１を平面視したときの配線幅Ｗ１／配線間隔Ｗ２（図９参照）である。

そして、配線層３は図９に示すように、シード層５の表面５ａよりも基材２に近い部分３ａにおいて、基材２から遠ざかるに従って先細りとなるテーパ形状（図９において台形状）に形成される。その一方、配線層３は、シード層５の表面５ａよりも基材２から遠い部分３ｂにおいて、基材２から遠ざかるに従って先太りとなる逆テーパ形状（図９において逆台形状）に形成される。また、金属層６のテーパ形状の部分（部分３ａ）の幅は、金属層６の逆テーパ形状の部分（部分３ｂ）の幅よりも小さくなる。これにより、逆テーパ形状の部分により配線幅を確保しながら、テーパ形状の部分の配線間隔（基材２の表面近傍における配線間隔）を広くすることができる。このため、配線間の絶縁信頼性を確保することができる。

また、シード層５の表面５ａ上の金属層６の厚みＴ１は、側面５ｂ上の金属層６の厚みＴ２よりも大きくなっている。これにより、配線層３の厚みを確保しながら、配線層３の配線間隔が狭くなるのを抑制することができるので、配線間の絶縁信頼性を容易に確保することができる。例えば、表面５ａ上の金属層６の厚みＴ１は、１μｍ以上、１００μｍ以下であり、側面５ｂ上の金属層６の厚みＴ２は２μｍ以下である。金属層６の厚みＴ１を１μｍ以上にすることによって、配線層３を微細配線に形成した場合であっても、配線抵抗が大きくなり過ぎるのを抑制することができる。また、金属層６の厚みＴ１を１００μｍ以下にすることによって、金属層６の形成にかかる時間（めっき時間）が長くなり過ぎるのを抑制することができる。

以上のようにして、図９に示した配線基板１が製造される。

本実施形態では、上記のように、固体電解質膜１３がシード層５および下地層４に押圧され、陽極１１と下地層４との間に電圧が印加され、固体電解質膜１３に含有した金属イオンが還元されることで、シード層５の表面５ａおよび側面５ｂに金属層６が形成される。ここで、シード層５の表面５ａに金属層６を形成する際に、固体電解質膜１３がシード層５および下地層４に押圧されるため、固体電解質膜１３はシード層５だけでなく下地層４にも密着するが、下地層４の表面４ａは酸化物を含んでいるため、下地層４の表面４ａはシード層５の表面（表面５ａおよび側面５ｂ）に比べて金属イオンの還元反応に対する活性化エネルギーが高いと推察される。このため、シード層５および下地層４のうちシード層５の表面のみに選択的に金属層６を形成することが可能であるので、樹脂製のレジストパターンを用いることなく、シード層５の表面に金属層６を形成することが可能である。そして、下地層４のうちシード層５および金属層６が形成されていない露出領域Ｒが除去されることによって、基材２の表面に所定の配線パターンを有する配線層３が形成される。以上のように、樹脂製のレジストパターンを用いることなく、シード層５の表面に金属層６が形成されるので、レジストパターンの形成および除去が不要である。その結果、配線基板１を製造する際に多数の工程が必要になったり、多くの廃液が発生したりするのを抑制することができる。

また、固体電解質膜１３をシード層５および下地層４に押圧した状態で陽極１１と下地層４との間に電圧を印加するため、固体電解質膜１３がシード層５および下地層４に倣った状態で金属層６が形成される。このため、シード層５の表面５ａだけでなく側面５ｂにも金属層６が形成され、金属層６はシード層５の表面５ａおよび側面５ｂを覆うように形成される。その結果、金属層６がシード層５の表面５ａのみに形成される場合と比べて、金属層６とシード層５との間の密着性を向上させることができる。

次に、本発明の実施例について説明する。

＜シード層の材質について＞
（実施例１）
基材２の材質をガラス、下地層４の材質をＷＳｉ_２、シード層５の材質を銀、金属層６の材質を銅として、上述した製造方法によって、配線基板１を製造した。具体的には、ガラスからなる基材２の表面にＷＳｉ_２からなる下地層４をＷＳｉ_２をターゲットとしてスパッタリング法により形成した。このとき、下地層４の厚みを１００ｎｍにした。そして、下地層４の表面に平均粒径５０ｎｍの銀ナノ粒子を含有するインクを用いて１００ｎｍの厚みを有するシード層５を形成した。このとき、下地層４の表面にインクをスクリーン印刷法により配置し、銀ナノ粒子を１２０℃の温度で焼結することによって、シード層５を形成した。また、このとき、複数の独立パターン５ｃを有するように、シード層５を形成した。

次に、成膜装置１００を用いて、シード層５の表面５ａに金属層６を形成した。このとき、金属溶液Ｌとして１．０ｍｏｌ／Ｌの硫酸銅水溶液を用い、陽極１１として無酸素銅線を用い、固体電解質膜１３としてナフィオン（登録商標）（厚み約８μｍ）を用い、ポンプ１０２により固体電解質膜１３をシード層５に１．０ＭＰａで押圧し、約０．５Ｖの印加電圧（約１００ｍＡの定電流制御）で０．２３ｍＡ／ｃｍ^２の電流密度で金属層６を形成した。また、金属層６の厚みＴ１を５μｍに形成した。

その後、下地層４のうちシード層５および金属層６が形成されていない露出領域ＲをＣＦ_４ガスを用いた真空プラズマエッチング法によって下地層４の露出領域Ｒを除去した。このようにして得られた配線基板１を実施例１とした。

（実施例２）
下地層４の材質をＺｒＳｉ_２とした。その他の製造方法は、実施例１と同様にした。

（実施例３）
下地層４の材質をＩＴＯとした。その他の製造方法は、実施例１と同様にした。

（実施例４）
下地層４の材質をＴｉとした。その他の製造方法は、実施例１と同様にした。

（比較例１）
下地層４の材質をＷＣとした。その他の製造方法は、実施例１と同様にした。

そして、実施例１～４、比較例１について、配線層３を観察した。その結果を図１０に示す。

図１０に示すように、実施例１～４では、配線層３が良好に形成されることが判明した。具体的には、銅（金属層６）は、シード層５のない領域（下地層４の露出領域Ｒ）には形成されず、シード層５上のみに形成された。また、銅（金属層６）はシード層５上に均一に形成され、例えばシード層５が露出することもなかった。その一方、比較例１では、銅（金属層６）はシード層５のない領域（ＷＣ上の領域）にも析出（形成）することが判明した。すなわち、実施例１～４では金属層６の析出に選択性があり、比較例１では金属層６の析出に選択性がない（又は低い）ことが判明した。

この原因を調査するために、ＷＳｉ_２、ＺｒＳｉ_２、ＩＴＯ、Ｔｉ、ＷＣおよび銀の分極曲線（分極特性）を調べた。具体的には、２５℃の温度で濃度１ｍｏｌ／Ｌの硫酸銅溶液を電解液とし、無酸素銅線を対極とし、飽和カロメル電極（東亜ディーケーケー株式会社製のＨＣ－２０５Ｃ）を参照電極とし、電位掃引速度を１０ｍＶ／ｓｅｃとし、ＷＳｉ_２、ＺｒＳｉ_２、ＩＴＯ、Ｔｉ、ＷＣまたは銀を作用極として、ポテンショスタット（北斗電工株式会社製のＨＺ－７０００）によって、分極曲線（分極特性）を測定した。このとき、電解槽としてビーカーを用い、電解液量を１．０Ｌ、攪拌速度を３００ｒｐｍとした。この結果、ＷＳｉ_２、ＺｒＳｉ_２、ＩＴＯ、Ｔｉ、ＷＣおよび銀の分極曲線（分極特性）は、図７に示すようになった。

図７に示すように、銀の立上り電位に対する、ＷＳｉ_２、ＺｒＳｉ_２、ＩＴＯ、ＴｉおよびＷＣの立上り電位の差は、それぞれ約０．２５Ｖ、約０．２５Ｖ、約０．１８Ｖ、約０．０２Ｖおよび約０Ｖとなった。なお、立上り電位は、電流密度が０．１ｍＡ／ｃｍ^２のときの電位を用いた。

このため、シード層５を構成する材料（ここでは銀）に対して電流密度が０．１ｍＡ／ｃｍ^２のときに約０．０２Ｖ以上の立上り電位差を有する材料を、下地層４を構成する材料として用いることによって、金属層６を、シード層５のない領域（下地層４の露出領域Ｒ）には形成せず、シード層５上のみに形成することができることが判明した。なお、シード層５に対する立上り電位差がより大きい下地層４を用いることによって、金属層６の形成時の選択析出性がより大きくなる。このため、より大きな電流密度で金属層６を形成しても下地層４上に金属層６が析出するのを防止することができるので、金属層６の形成時間を短縮することができる。

＜配線層の断面形状について＞
（実施例５）
基材２の材質をガラスエポキシ樹脂とし、シード層５の表面５ａ上の金属層６の厚みＴ１を１０μｍとした。その他の製造方法は、実施例１と同様にした。そして、実施例５について、配線層３の断面を観察した。

図９に示す模式的な断面図と同様に、実施例５で形成された金属層６は、シード層５の表面５ａおよび側面５ｂを覆うように形成された形状であることが確認できた。また、シード層５の表面５ａ上の金属層６の厚みＴ１が側面５ｂ上の金属層６の厚みＴ２よりも大きくなることが確認できた。また、表面５ａ上の金属層６の厚みＴ１は１０μｍであり、側面５ｂ上の金属層６の厚みＴ２は２μｍ以下であった。

また、シード層５の表面５ａよりも基材２に近い部分３ａにおいて、配線層３が基材２から遠ざかるに従って先細りとなるテーパ形状（図９において台形状）に形成されることが確認できた。その一方、シード層５の表面５ａよりも基材２から遠い部分３ｂにおいて、配線層３が基材２から遠ざかるに従って先太りとなる逆テーパ形状（図９において逆台形状）に形成されることが確認できた。また、配線層３のテーパ形状の部分（部分３ａ）の幅が配線層３の逆テーパ形状の部分（部分３ｂ）の幅よりも小さくなることが確認できた。

＜下地層とシード層の最適厚みについて＞
（実施例６）
シード層５の厚みを３００ｎｍにした。その他の製造方法は、実施例１と同様にした。

（実施例７）
シード層５の厚みを２０ｎｍにした。その他の製造方法は、実施例１と同様にした。

（実施例８）
下地層４の厚みを３００ｎｍにした。その他の製造方法は、実施例１と同様にした。

（実施例９）
下地層４の厚みを２０ｎｍにした。その他の製造方法は、実施例１と同様にした。

（実施例１０）
シード層５の厚みを１０ｎｍにした。その他の製造方法は、実施例１と同様にした。

（実施例１１）
下地層４の厚みを１０ｎｍにした。その他の製造方法は、実施例１と同様にした。

なお、実施例６、７、１０では、インクの塗工量を調整することにより、シード層５の厚みを調整し、実施例８、９、１１では、スパッタリング時間を調整することにより、下地層４の厚みを調整した。そして、実施例１、６～１１について、配線層３を観察した。その結果を図１１に示す。

図１１に示すように、実施例１、６～９では、配線層３が良好に形成されることが判明した。具体的には、銅（金属層６）は、シード層５のない領域（下地層４の露出領域Ｒ）には形成されず、シード層５上のみに形成された。また、銅（金属層６）はシード層５上に均一に形成され、例えばシード層５が露出することもなかった。このため、下地層４の厚みを２０ｎｍ以上３００ｎｍ以下、シード層５の厚みを２０ｎｍ以上３００ｎｍ以下にすることによって、配線基板１を良好に形成できることが判明した。

実施例１０および１１では、銅（金属層６）は、シード層５のない領域（下地層４の露出領域Ｒ）には形成されず、シード層５上のみに形成された。しかしながら、銅（金属層６）は、シード層５上の一部の領域に形成されず、ムラが生じた。ただし、実施例１０および１１のように、銅（金属層６）の一部にムラが生じている場合であっても、この程度のムラであれば配線基板１は問題なく使用できる。

なお、下地層４の厚みを３００ｎｍよりも厚く、シード層５の厚みを３００ｎｍよりも厚くしても配線基板１を良好に形成することが可能であるが、下地層４およびシード層５の形成、下地層４の除去に必要な材料費や加工費が増加するため、コストメリットが低下する。

（実施例１２）
基材２の材質をガラスエポキシ樹脂とし、基材２の中心線平均粗さＲａを０．１μｍとした。その他の製造方法は、実施例１と同様にした。

（実施例１３）
基材２の中心線平均粗さＲａを０．５μｍとした。その他の製造方法は、実施例１２と同様にした。

（実施例１４）
基材２の中心線平均粗さＲａを１．０μｍとした。その他の製造方法は、実施例１２と同様にした。

（実施例１５）
基材２の中心線平均粗さＲａを１．２μｍとした。その他の製造方法は、実施例１２と同様にした。

（比較例２）
基材２の材質をガラスエポキシ樹脂とし、基材２の中心線平均粗さＲａを０．１μｍとした。そして、基材２の表面に、既知のセミアディティブ法を用いて無電解めっきで銅配線を形成した。

（比較例３）
基材２の中心線平均粗さＲａを０．５μｍとした。その他の製造方法は、比較例２と同様にした。

（比較例４）
基材２の中心線平均粗さＲａを１．０μｍとした。その他の製造方法は、比較例２と同様にした。

（比較例５）
基材２の中心線平均粗さＲａを１．２μｍとした。その他の製造方法は、比較例２と同様にした。

なお、実施例１２～１５および比較例２～５の基材２の中心線平均粗さＲａは、基材２の製造時に調整されたものである。そして、実施例１２～１５、比較例２～５について、ピール試験を行った。このとき、配線層３の幅を１０ｍｍとし、基材２に対して垂直方向に配線層３を引っ張った。

図１２に示すように、実施例１２～１５では、基材２に対する配線層３の密着力はそれぞれ約０．８ｋＮ／ｍ、約０．８７ｋＮ／ｍ、約０．９ｋＮ／ｍ、約０．８５ｋＮ／ｍであった。また、実施例１２～１５では、いずれも基材２内部で破壊（剥離）した。このように、実施例１２～１５では、基材２の中心線平均粗さＲａにかかわらず、配線層３は基材２に対して強固に密着していることが判明した。

その一方、比較例２～５では、基材２に対する配線層３の密着力はそれぞれ約０．１ｋＮ／ｍ、約０．４ｋＮ／ｍ、約０．６４ｋＮ／ｍ、約０．８９ｋＮ／ｍであった。また、比較例２～４では、配線層３（無電解めっきによる銅配線）と基材２との界面で剥離し、比較例５のみが基材２内部で破壊（剥離）した。このように、比較例２～５では、基材２の中心線平均粗さＲａが１．０μｍ以下の場合、配線層３（無電解めっきによる銅配線）を基材２に対して強固に密着させることが困難であることが判明した。一方、実施例１２～１５で示したように、本実施形態による製造方法を用いた場合、基材２の中心線平均粗さＲａが１．０μｍ以下であっても、配線層３を基材２に対して強固に密着させることができる。したがって、基材２の中心線平均粗さＲａが１．０μｍ以下の場合に、本実施形態の製造方法を適用することは特に有効である。

なお、実施例１２～１５において基材２に対する配線層３の密着性が向上したのは、基材２の表面に下地層４をスパッタリング法により形成することによって、基材２と下地層４とがＳｉ－Ｏの共有結合により強固に結合したためであると考えられる。なお、基材２の表面に下地層４を蒸着法により形成した場合も同様に、基材２と下地層４とが共有結合によって強固に結合するため、基材２に対する配線層３の密着性が向上する。

（実施例１６）
下地層４の材質をＺｒＳｉ_２とし、下地層４の厚みを１００ｎｍとした。その他の製造方法は、実施例１と同様にした。そして、実施例１６について、配線層３を観察した。

図１３に示すように、実施例１６では、配線層３が良好に形成されることが判明した。具体的には、銅（金属層６）は、シード層５のない領域（下地層４の露出領域Ｒ）には形成されず、シード層５上のみに形成された。また、銅（金属層６）はシード層５上に均一に形成され、例えばシード層５が露出することもなかった。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、上記実施形態では、基材２の一方の面のみに配線層３を設ける例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば基材２の一方および他方の面に（上下両面）に配線層３を設け、２層基板としてもよい。また、４層（又は４層以上）の多層基板とすることも可能である。

また、上記実施形態では、配線基板１の製造方法に、下地層形成工程Ｓ１およびシード層形成工程Ｓ２を設ける例について示した。すなわち、基材２の表面に下地層４を形成する工程と、下地層４の表面にシード層５を形成する工程とを設ける例について示した。しかしながら、本発明はこれに限らず、表面に下地層４が形成された基材２を準備した後で下地層４の表面にシード層５を形成してもよいし、表面に下地層４およびシード層５が積層された基材２を準備した後でシード層５の表面に金属層６を形成してもよい。

１：配線基板、２：基材、３：配線層、３ａ、３ｂ：部分、４、４ｂ：下地層、４ａ：表面、５：シード層、５ａ：表面、５ｂ：側面、５ｃ：独立パターン、６：金属層、９：シード層付き基材、１１：陽極、１３：固体電解質膜、Ｌ：金属溶液、Ｒ：露出領域、Ｔ１、Ｔ２：厚み

Claims (10)

1. 絶縁性の基材と、前記絶縁性の基材の表面に設けられた所定の配線パターンの配線層と、を備えた配線基板の製造方法であって、
   前記絶縁性の基材の表面に、ＺｒＳｉ _２ またはＷＳｉ _２ から構成される導電性を有する下地層が設けられ、前記下地層の表面に、前記配線パターンに応じた所定パターンの、金属を含有するシード層が設けられたシード層付き基材を準備し、
   陽極と陰極である前記シード層との間に固体電解質膜を配置し、前記固体電解質膜を前記シード層および前記下地層に押圧し、前記陽極と前記下地層との間に電圧を印加して、前記固体電解質膜に含有した金属イオンを還元することで、前記シード層の表面に金属層を形成し、
   前記下地層のうち前記シード層および前記金属層が形成されていない露出領域を真空プラズマエッチング法により除去することによって、前記絶縁性の基材の表面に、前記下地層、前記シード層および前記金属層により構成される前記配線層を形成することで前記配線基板を製造するものであり、
   前記シード層の表面に前記金属層を形成する際において、前記下地層の前記表面の少なくとも前記シード層が形成されていない領域は、酸化物を含んでいることを特徴とする配線基板の製造方法。
2. 前記シード層の表面に前記金属層を形成する際において、前記下地層の前記表面の少なくとも前記シード層が形成されていない領域には、前記酸化物からなる自然酸化膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の配線基板の製造方法。
3. ２５℃の温度で濃度１ｍｏｌ／Ｌの硫酸銅溶液を電解液とし、無酸素銅線を対極とし、飽和カロメル電極を参照電極とし、電位掃引速度を１０ｍＶ／ｓｅｃとして、前記下地層を構成する材料を作用極としたときの第１の分極曲線と前記シード層を構成する前記金属を作用極としたときの第２の分極曲線とを求めた場合、電流密度が０．１ｍＡ／ｃｍ^２での前記第１の分極曲線の電位は、電流密度が０．１ｍＡ／ｃｍ^２での前記第２の分極曲線の電位よりも、０．０２Ｖ以上高いことを特徴とする請求項１または２に記載の配線基板の製造方法。
4. 前記シード層付き基材を準備する際に、
   前記絶縁性の基材として、中心線平均粗さＲａが１μｍ以下の表面を有する基材を準備し、
   前記絶縁性の基材の前記表面に、スパッタリング法により前記下地層を形成することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
5. 前記シード層は、ライン／スペースが２μｍ以上１００μｍ以下／２μｍ以上１００μｍ以下となるように前記下地層の表面に形成されることを特徴とする請求項４に記載の配線基板の製造方法。
6. 前記シード層付き基材を準備する際に、前記下地層の表面に、金属ナノ粒子を含有するインクを配置した後、前記金属ナノ粒子を焼結することにより前記シード層を形成することを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
7. 前記シード層付き基材を準備する際に、前記シード層を、前記所定パターンが互いに離間して配置される複数の独立パターンを有するように前記下地層の表面に形成することを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
8. 絶縁性の基材と、前記絶縁性の基材の表面に設けられた所定の配線パターンの配線層と、を備えた配線基板であって、
   前記配線層は、
   前記絶縁性の基材の表面に設けられ、ＺｒＳｉ _２ またはＷＳｉ _２ から構成される導電性を有する下地層と、
   前記下地層の表面に設けられ、金属を含有するシード層と、
   前記シード層の表面に設けられた金属層と、が積層されて構成されており、
   前記シード層は、前記シード層の前記表面である積層面から前記下地層に向かって延びる側面を有し、
   前記金属層は、前記シード層の前記表面および前記側面を覆うように設けられており、
   前記下地層の前記表面の少なくとも前記シード層が形成されていない領域は、酸化物を含んでおり、
   前記配線層は、前記シード層の前記表面よりも前記絶縁性の基材に近い部分において、前記絶縁性の基材から遠ざかるに従って先細りとなるテーパ形状に形成されており、前記シード層の前記表面よりも前記絶縁性の基材から遠い部分において、前記絶縁性の基材から遠ざかるに従って先太りとなる逆テーパ形状に形成されており、
   前記配線層の前記テーパ形状の部分の幅は、前記配線層の前記逆テーパ形状の部分の幅よりも小さいことを特徴とする配線基板。
9. 前記シード層の前記表面上の前記金属層の厚みは、前記側面上の前記金属層の厚みよりも大きいことを特徴とする請求項８に記載の配線基板。
10. 前記シード層のライン／スペースは、２μｍ以上１００μｍ以下／２μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする請求項８または９に記載の配線基板。

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