JP7424218B2

JP7424218B2 - 配線基板の製造方法

Info

Publication number: JP7424218B2
Application number: JP2020102110A
Authority: JP
Inventors: 春樹近藤; 連太郎森; 博柳本; 圭児黒田; 和昭岡本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-06-12
Filing date: 2020-06-12
Publication date: 2024-01-30
Anticipated expiration: 2040-06-12
Also published as: CN113811081B; US11425823B2; CN113811081A; JP2021197424A; US20210392753A1

Description

本発明は、配線基板の製造方法に関する。

従来、配線基板の製造において、配線を形成するために、めっき法が広く使用されてきた。しかし、めっき法は、めっき処理後の水洗が必要であり、廃液を処理する必要があった。そこで、特許文献１において、陽極と陰極（基材）の間に固体電解質膜を配置し、陽極と固体電解質膜の間に金属イオンを含む溶液を配置し、固体電解質膜を基材に接触させ、陽極と基材の間に電圧を印加して金属を基材の表面に析出させる、金属被膜の成膜方法が記載されている。

特開２０１４－１８５３７１号公報

特許文献１に記載の方法を用いて、絶縁性基材上に所定の配線パターンを有する配線層を形成する場合、所定の配線パターン以外の領域に金属が析出することがある。所定の配線パターン以外の領域に析出した金属は、配線間の短絡を引き起こすことがあるため、除去する必要がある。しかし、所定の配線パターン以外の領域に析出した金属を選択的に除去することは難しい。そのため、所定の配線パターン以外の領域に金属が析出することを防止することが望ましい。

そこで、本発明は、所定の配線パターン以外の領域に金属が析出することが防止された、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）シード層付き基材を準備するステップであって、
ここで、前記シード層付き基材は、
前記絶縁性基材と、
前記絶縁性基材上に設けられた、導電性の下地層と、
前記配線パターンに応じた所定パターンを有する第１の領域において、前記下地層上に設けられた、導電性のシード層と、を含む、ステップと、
（ｂ）第１の領域において前記シード層を被覆するとともに、第１の領域以外の領域である第２の領域において前記下地層を被覆する、絶縁層を形成するステップと、
（ｃ）少なくとも第１の領域の前記絶縁層をエッチングして、前記シード層の表面を露出させるとともに、第２の領域において前記下地層を被覆する残留絶縁層を形成するステップと、
（ｄ）前記シード層の表面に金属層を形成するステップであって、
ここで、前記シード層と陽極との間に、金属イオンを含む水溶液を含有する固体電解質膜を配置し、前記固体電解質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、
（ｅ）前記残留絶縁層を除去するステップと、
（ｆ）前記下地層をエッチングするステップと、
をこの順で含む、方法が提供される。

本発明の製造方法では、所定の配線パターン以外の領域に金属が析出することが防止される。

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、下地層を形成するステップを説明する概念図である。図３は、シード層を形成するステップを説明する概念図である。図４は、絶縁層を形成するステップを説明する概念図である。図５は、絶縁層をエッチングするステップを説明する概念図である。図６は、金属層を形成するステップを説明する概念図である。図７は、残留絶縁層を除去するステップを説明する概念図である。図８は、下地層をエッチングするステップを説明する概念図である。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、変形形態に係る配線基板の製造方法における、絶縁層をエッチングするステップを説明する概念図である。図１２は、変形形態に係る配線基板の製造方法における、金属層を形成するステップを説明する概念図である。

以下、図面を参照して本開示の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、シード層付き基材を準備するステップ（Ｓ１）と、絶縁層を形成するステップ（Ｓ２）と、絶縁層をエッチングするステップ（Ｓ３）と、金属層を形成するステップ（Ｓ４）と、残留絶縁層を除去するステップ（Ｓ５）と、下地層をエッチングするステップ（Ｓ６）と、を含む。以下、各ステップを説明する。

（１）シード層付き基材を準備するステップ（Ｓ１）
まず、図２に示すように、絶縁性基材１１上に下地層１２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、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、ＰＥＴ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＡ樹脂、ＰＯＭ樹脂、ＰＣ樹脂、ＰＰ樹脂、ＰＥ樹脂、ＰＩ（ポリイミド）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、液晶ポリマー等が挙げられる。好ましくは、絶縁性基材１１としてガラスエポキシ樹脂基材を用いてよい。

下地層１２は、後述する金属層１４の形成のために十分な導電性を有する。下地層１２の材料の例として、ＦｅＳｉ_２、ＣｏＳｉ_２、ＭｏＳｉ_２、ＷＳｉ_２、ＶＳｉ_２、ＲｅＳｉ_１．７５、ＣｒＳｉ_２、ＮｂＳｉ_２、ＴａＳｉ_２、ＴｉＳｉ_２、ＺｒＳｉ_２等の金属ケイ化物（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、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｓｉ、若しくはそれらの少なくとも一種を含有する合金、導電性樹脂が挙げられる。また、下地層１２は、表面に自然酸化膜を有してよい。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。自然酸化膜の例には、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｒ、又はそれらの少なくとも一種を含有する合金の表面に形成される不動態膜、及びＳｉ又はシリサイドの表面に形成されるＳｉＯ_２が含まれる。下地層１２は、後述する金属層１４の面内均一性の観点から２０ｎｍ以上、好ましくは１００μｍ以上の厚みを有してよく、製造コストの観点から３００ｎｍ以下の厚みを有してよい。

下地層１２は、絶縁性基材１１の表面（主面）全体に形成されてよい。下地層１２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下地層１２を形成することができる。

次に、図３に示すように、第１の領域Ｒ１において、下地層１２の表面にシード層１３を形成する。第１の領域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領域である。シード層１３は、下地層１２に電気的に接続される。

シード層１３の材料は、導電性であれば特に限定されない。シード層１３の材料は、高い耐酸化性を有する貴金属であってよい。例えば、シード層１３は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕからなる群より選択される金属の１種以上から形成されてよい。シード層１３は、後述する金属層１４の面内均一性の観点から２０ｎｍ以上、好ましくは１０００μｍ以上の厚みを有してよく、製造コストの観点から１μｍ以下、好ましくは３００ｎｍ以下の厚みを有してよい。

シード層１３は任意の方法で形成してよい。例えば、金属粒子の分散液を第１の領域Ｒ１に塗布し、該分散液を固化することにより、シード層１３を形成することができる。金属粒子は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕからなる群より選択される金属の１種以上を含んでよい。微細な配線を形成するために、金属粒子はより小さい粒径を有することが好ましく、例えば１ｎｍ以上１００ｎｍ以下の粒径を有してよい。また、金属粒子は、２０ｎｍ以下の粒径を有してもよい。それにより金属粒子の融点が低下するため、金属粒子の焼結が容易となる。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。分散液の塗布方法としては、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金属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。

下地層１２上にメタルマスクを配置し、真空蒸着、スパッタリング等を行うことにより、第１の領域Ｒ１にシード層１３を形成してもよい。

なお、第１の領域Ｒ１は、連続した１つの領域のみからなってもよいし、複数の独立した領域を含んでもよい。第１の領域Ｒ１が複数の独立した領域を含む場合、各独立した領域に形成されたシード層１３は、下地層１２を介して電気的に接続される。そのため、各独立した領域に形成されたシード層１３毎に、後述する金属層を形成するステップ（Ｓ４）で使用するための引き出し配線を設ける必要はない。

こうして、絶縁性基材１１と、絶縁性基材１１上に設けられた、導電性の下地層１２と、第１の領域Ｒ１において、下地層１２上に設けられた導電性のシード層１３と、を含む、シード層付き基材１０が得られる。なお、シード層付き基材１０は、自ら作製する必要はなく、予め作製されたものを購入してもよい。

（２）絶縁層を形成するステップ（Ｓ２）
図４に示すように、シード層付き基材１０上に、絶縁層１６を形成する。絶縁層１６は、第１の領域Ｒ１においてシード層１３を被覆するとともに、第１の領域Ｒ１以外の領域である第２の領域Ｒ２において下地層１２を被覆する。

絶縁層１６の材料は、絶縁性であれば特に限定されない。絶縁層１６の材料の例として、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＳｉＯＣ（炭素添加シリコン酸化物）等の酸化物、ポリシラン、ポリシラザン、エポキシ系樹脂、アクリレート系樹脂が挙げられる。

絶縁層１６は、ＣＶＤ法、スパッタ法、ミストコート法、スピンコート法、ディップコート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、該ミストを基板に供給して熱エネルギー等により基板の表面で分解及び／又は反応させることにより、基板の表面に上記金属元素を含む薄膜を形成する方法である。

絶縁層１６は、シード層１３の厚み以上の厚みを有してよい。特に、絶縁層１６は、シード層１３の厚みの２．５倍～１０倍の厚みを有してよい。それにより、絶縁層１６の表面が十分に平坦になり、それにより、後続の絶縁層１６をエッチングするステップ（Ｓ３）において、シード層１３の厚みと実質的に等しい厚みを有する残留絶縁層１６ａを形成することが容易となる。

（３）絶縁層をエッチングするステップ（Ｓ３）
図５に示すように、絶縁層１６をエッチングして、第１の領域Ｒ１においてシード層１３の表面を露出させ、第２の領域Ｒ２において下地層１２を被覆する残留絶縁層１６ａを形成する。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下地層１２と、第１の領域Ｒ１において下地層１２上に設けられた導電性のシード層１３と、第２の領域Ｒ２において下地層１２上に設けられた残留絶縁層１６ａと、を含む絶縁処理基材１５が得られる。

本実施形態においては、パターニング手法を用いることなく、絶縁層１６の全面をエッチングする。すなわち、第１の領域Ｒ１及び第２の領域Ｒ２の両方において、絶縁層１６をエッチングする。それにより形成される残留絶縁層１６ａは、シード層１３の厚みと実質的に等しい厚みを有してよい。それにより、シード層１３及び残留絶縁層１６ａの表面の高さが揃うため、後続の金属層を形成するステップ（Ｓ４）において、固体電解質膜５２を、シード層１３及び残留絶縁層１６ａの表面に、より均一な圧力で圧接することが可能となる。

なお、後述する変形形態でも説明するように、第２の領域Ｒ２における絶縁層１６のエッチングは必須ではなく、少なくとも第１の領域Ｒ１において絶縁層１６をエッチングすればよい。

絶縁層１６のエッチングは、乾式エッチング法及び湿式エッチング法のいずれで行ってもよい。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、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。湿式エッチングの例として、エッチング液としてＨＦ等の酸又はアルカリの溶液を用いた化学的エッチング、及び化学的エッチングと機械研磨を組み合わせた化学機械研磨（ＣＭＰ）が挙げられる。

エッチングに用いるエッチングガス又はエッチング液は、絶縁層１６の材質に応じて、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。また、エッチング液として、ＨＦ等の酸又はアルカリの溶液等を用いることができる。例えば、絶縁層１６が、ＳｉＯ_２、ＳｉＯＣ、ポリシラン、又はポリシラザンから形成される場合、ＣＦ_４ガスを用いた反応性イオンエッチング法によって絶縁層１６をエッチングすることができる。また、絶縁層１６がＳｉＯ_２又はＳｉＯＣから形成される場合、ＨＦ溶液を用いた湿式エッチングにより絶縁層１６をエッチングできる。絶縁層１６が、エポキシ系樹脂又はアクリレート系樹脂から形成される場合、Ｏ_２／ＣＦ_４混合ガス若しくはＯ_２／ＳＦ_６／ＣＨＦ_３混合ガスを用いた反応性イオンエッチング法、又はアルカリ溶液を用いた湿式エッチングにより、絶縁層１６をエッチングできる。

（４）金属層を形成するステップ（Ｓ４）
図６に示すように、シード層１３の表面に金属層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、例えば１μｍ以上１００μｍ以下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とシード層１３との間に配置される固体電解質膜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水溶液（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と固体電解質膜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と固体電解質膜５２との間に金属溶液Ｌが収容される成膜装置５０では、固体電解質膜５２と絶縁処理基材１５とを均一な圧力で圧接させることができるため、絶縁処理基材１５の全面にわたり、シード層１３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と固体電解質膜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の固体電解質膜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。

固体電解質膜５２の材料としては、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が挙げられる。固体電解質膜５２を金属溶液Ｌに接触させると、金属溶液Ｌが固体電解質膜５２に浸透する。その結果、固体電解質膜５２は、金属溶液Ｌを内部に含有する。固体電解質膜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、絶縁処理基材１５を載置する金属台座５６と、該絶縁処理基材１５の下地層１２又はシード層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、絶縁処理基材１５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を介して下地層１２及びシード層１３に電気的に接続される。なお、導電部材５７は、絶縁処理基材１５に脱着可能であってよい。

電源部５４の負極は、金属台座５６を介して下地層１２及びシード層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上の所定位置に絶縁処理基材１５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、固体電解質膜５２が、絶縁処理基材１５の表面、すなわち、シード層１３及び残留絶縁層１６ａの表面に倣うように変形し、シード層１３及び残留絶縁層１６ａの表面に接触する。それにより、固体電解質膜５２に含有される金属溶液Ｌが、シード層１３及び残留絶縁層１６ａの表面に接触する。固体電解質膜５２は、ハウジング５３内の金属溶液Ｌの圧力で、シード層１３及び残留絶縁層１６ａ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の表面で還元され、シード層１３の表面に金属が析出する。一方、残留絶縁層１６ａ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の表面に選択的に金属層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。

所定厚みを有する金属層１４が形成された後、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）、金属層１４が形成された絶縁処理基材１５を金属台座５６から取り外す。

（５）残留絶縁層を除去するステップ（Ｓ５）
図７に示すように、残留絶縁層１６ａ（図６参照）を除去する。残留絶縁層１６ａはエッチングにより除去することができる。

残留絶縁層１６ａ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、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。

残留絶縁層１６ａのエッチングに用いるエッチングガス又はエッチング液は、残留絶縁層１６ａの材質に応じて、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。また、エッチング液として、ＨＦ等の酸又はアルカリの溶液等を用いることができる。例えば、残留絶縁層１６ａが、ＳｉＯ_２、ＳｉＯＣ、ポリシラン、又はポリシラザンから形成される場合、ＣＦ_４ガスを用いた反応性イオンエッチング法によって残留絶縁層１６ａをエッチングすることができる。また、残留絶縁層１６ａがＳｉＯ_２又はＳｉＯＣから形成される場合、ＨＦ溶液を用いた湿式エッチングにより残留絶縁層１６ａをエッチングできる。残留絶縁層１６ａが、エポキシ系樹脂又はアクリレート系樹脂から形成される場合、Ｏ_２／ＣＦ_４混合ガス若しくはＯ_２／ＳＦ_６／ＣＨＦ_３混合ガスを用いた反応性イオンエッチング法、又はアルカリ溶液を用いた湿式エッチングにより、残留絶縁層１６ａをエッチングできる。

（６）下地層をエッチングするステップ（Ｓ６）
次いで、図８に示すように、下地層１２（図７参照）をエッチングする。下地層１２のエッチングにおいて、金属層１４がマスクとなるため、下地層１２の、金属層１４の下に位置する部分（以下、「適宜、残留下地層」という）１２ａはエッチングされることなく、絶縁性基材１１上に残留する。それにより、絶縁性基材１１上に、残留下地層１２ａ、シード層１３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。

下地層１２のエッチングに用いるエッチングガス又はエッチング液は、下地層１２の材質に応じて、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。また、エッチング液として、ＨＦ等の酸又はアルカリの溶液等を用いることができる。例えば、下地層１２が、シリサイドから形成される場合、ＣＦ_４ガスを用いた反応性イオンエッチング法によって下地層１２をエッチングすることができる。

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、上述のように、第２の領域Ｒ２に残留絶縁層１６ａを形成することにより、金属層１４を形成するステップ（Ｓ４）において、シード層１３の表面に選択的に金属を析出させることができる。すなわち、所定の配線パターン以外の領域（すなわち、第２の領域Ｒ２）に金属が析出することを防止することができる。

本発明者らの鋭意検討によれば、第２の領域Ｒ２に残留絶縁層１６ａを形成しない場合、金属層１４を形成するステップ（Ｓ４）において、より高い電圧を印加したり、金属溶液Ｌを加熱したりすると、第２の領域Ｒ２における金属が析出するおそれがある。しかし、実施形態に係る製造方法では、第２の領域Ｒ２に形成された残留絶縁層１６ａにより、このような意図しない金属の析出が防止される。そのため、金属層１４を形成するステップ（Ｓ４）において、高電圧印加及び／又は金属溶液Ｌの加熱を行うことができ、それにより金属の析出速度を高め、配線基板１の製造時間を短縮することができる。

また、実施形態に係る製造方法では、レジストマスクを用いることなく配線基板１を製造することができるため、配線基板１の製造コストの低減及び製造時間の短縮が可能となる。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、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、以下に記載する変形が可能である。なお、以下の変形形態の説明において、上記実施形態とは異なる事項のみを説明し、上記実施形態と同様の事項については説明を省略する。

変形形態に係る配線基板の製造方法では、絶縁層をエッチングするステップ（Ｓ３）において、図１１に示すように、第１の領域Ｒ１の絶縁層１６（図４参照）のみをエッチングして、第２の領域Ｒ２に残留絶縁層１６ａを形成する。絶縁層１６のエッチングは、レーザー加工により行ってよい。また、絶縁層１６をエッチングした後、レーザー照射により、下地層１２とシード層１３を焼結してもよい。それにより、下地層１２とシード層１３の密着性を向上させることができる。

次いで、金属層を形成するステップ（Ｓ４）において、上記実施形態と同様にして金属層１４を形成する。図１２に示すように、本変形形態では、残留絶縁層１６ａの側面１６ｂに沿って金属層１４が成長する。すなわち、金属層１４の横方向（絶縁性基材１１の表面に平行な方向）への成長が、残留絶縁層１６ａにより抑制される。そのため、形成される金属層１４の幅を精度良く制御することがきる。

なお、本変形形態において、絶縁層を形成するステップ（Ｓ２）において、接着剤付きの絶縁性フィルムをシード層付き基材１０に接着することにより、絶縁層１６を形成してもよい。この場合、残留絶縁層１６ａを除去するステップ（Ｓ５）において、フィルム状の残留絶縁層１６ａを剥離することにより除去することができる。もし金属層１４を形成するステップ（Ｓ４）において残留絶縁層１６ａ上に析出金属が付着したとしても、残留絶縁層１６ａを剥離することで、析出金属を残留絶縁層１６ａとともに剥離し、除去することができる。残留絶縁層１６ａの剥離後に、下地層１２表面の接着剤残渣を除去するために、プラズマ処理を行ってもよい。絶縁層１６として用いられる絶縁性フィルムは、例えば、１５～２０μｍの厚さを有してよい。

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基材を用意した。絶縁性基材の表面に、下地層として厚み３００ｎｍのＷＳｉ_２層をスパッタリング法により形成した。次に、銅ナノ粒子を含有するインクを用いて、スクリーン印刷法により、下地層の表面に、所定のパターンを有する厚み３００ｎｍのＣｕ層をシード層として形成した。それにより、シード層付き基材を得た。

ミストコート法により、シード層付き基材にポリシラザンを塗布して、シード層及び下地層を被覆する絶縁層を形成した。

絶縁層全体をイオンミリング法によりエッチングして、シード層の表面を露出させた。下地層上には絶縁層が残留し、下地層の表面は露出しなかった。

図９、１０に示す成膜装置５０を用いて、以下の条件にて、シード層の表面に金属層としてＣｕ層を形成した。

陰極：シード層
陽極：無酸素銅線
固体電解質膜：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
固体電解質膜をシード層に押し当てる圧力：１．０ＭＰａ
印加電圧：０．５Ｖ
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、下地層上の残留絶縁層を除去した。さらに、金属層をマスクとして、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、絶縁性基材の表面が露出するまで下地層をエッチングした。それにより、残留下地層、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
ディップコート法によりシード層付き基材にエポキシアクリレートを塗布して、シード層及び下地層を被覆する絶縁層を形成したこと、及びＯ_２／ＣＦ_４混合ガスを用いて下地層上の残留絶縁層を除去したこと以外は、実施例１と同様にして配線基板を作製した。

実施例３
ＣＶＤ法によりシード層付き基材上にＳｉＯ_２を成膜して、シード層及び下地層を被覆する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。

実施例４
スパッタ法によりシード層付き基材上にＳｉＯ_２を成膜して、シード層及び下地層を被覆する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。

比較例
絶縁層の形成及びエッチングを行わなかっ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。

評価
比較例の配線基板を、マイクロスコープ（倍率：１００倍）にて観察した。配線パターンに対応する領域以外の領域において、Ｃｕの析出が観察された。すなわち、配線層に含まれないＣｕ層が観察された。マイクロスコープ像に基づき、配線パターンに対応する領域以外の領域の面積に対する、配線層に含まれないＣｕ層の面積の割合を、画像解析ソフトウェアＷｉｎＲＯＯＦを用いて計算した。Ｃｕ層の面積割合は、１％であった。

同様に、実施例１～４の配線基板もマイクロスコープにて観察した。配線パターンに対応する領域以外の領域において、Ｃｕの析出は見られなかった。

１：配線基板、２：配線層、１０：シード層付き基材、１１：絶縁性基材、１２：下地層、Ｒ１：第１の領域、Ｒ２：第２の領域、１３：シード層、１４：金属層、１５：絶縁処理基材、１６：絶縁層、１６ａ：残留絶縁層、５０：成膜装置

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）シード層付き基材を準備するステップであって、
ここで、前記シード層付き基材は、
前記絶縁性基材と、
前記絶縁性基材上に設けられた、導電性の下地層と、
前記配線パターンに応じた所定パターンを有する第１の領域において、前記下地層上に設けられた、導電性のシード層と、を含む、ステップと、
（ｂ）第１の領域において前記シード層を被覆するとともに、第１の領域以外の領域である第２の領域において前記下地層を被覆する、絶縁層を形成するステップと、
（ｃ）少なくとも第１の領域の前記絶縁層をエッチングして、前記シード層の表面を露出させるとともに、第２の領域において前記下地層を被覆する残留絶縁層を形成するステップと、
（ｄ）前記シード層の表面に金属層を形成するステップであって、
ここで、前記シード層と陽極との間に、金属イオンを含む水溶液を含有する固体電解質膜を配置し、前記固体電解質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、
（ｅ）前記残留絶縁層を除去するステップと、
（ｆ）前記下地層をエッチングするステップと、
をこの順で含む、方法。
前記ステップ（ｃ）において、
第１の領域及び第２の領域の前記絶縁層をエッチングする、請求項１に記載の方法。
前記ステップ（ｃ）において、
第１の領域の前記絶縁層のみをエッチングする、請求項１に記載の方法。