JPH07321444A - 金属パターン形成方法 - Google Patents
金属パターン形成方法Info
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- JPH07321444A JPH07321444A JP10992494A JP10992494A JPH07321444A JP H07321444 A JPH07321444 A JP H07321444A JP 10992494 A JP10992494 A JP 10992494A JP 10992494 A JP10992494 A JP 10992494A JP H07321444 A JPH07321444 A JP H07321444A
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- Manufacturing Of Printed Circuit Boards (AREA)
- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】薄膜多層回路基板などを構成するために絶縁性
樹脂表面に配線を選択的に形成する金属パターン形成方
法に関し、絶縁性樹脂層表面に選択的に配線を形成する
金属パターン形成方法において、形成工程を簡略化して
スループットを高めること。 【構成】絶縁性樹脂層１の表面に金属微粒子層２を形成
する工程と、前記金属微粒子層２表面の所望領域にレー
ザを照射して、該所望領域にある前記金属微粒子層２を
溶融する工程と、前記絶縁性樹脂層１表面から前記レー
ザの照射により溶融しなかった前記金属微粒子層２を除
去する工程とを含む。
樹脂表面に配線を選択的に形成する金属パターン形成方
法に関し、絶縁性樹脂層表面に選択的に配線を形成する
金属パターン形成方法において、形成工程を簡略化して
スループットを高めること。 【構成】絶縁性樹脂層１の表面に金属微粒子層２を形成
する工程と、前記金属微粒子層２表面の所望領域にレー
ザを照射して、該所望領域にある前記金属微粒子層２を
溶融する工程と、前記絶縁性樹脂層１表面から前記レー
ザの照射により溶融しなかった前記金属微粒子層２を除
去する工程とを含む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属パターン形成方法
に関し、より詳しくは、薄膜多層回路基板などを構成す
るために絶縁性樹脂表面に配線を選択的に形成する金属
パターン形成方法に関する。
に関し、より詳しくは、薄膜多層回路基板などを構成す
るために絶縁性樹脂表面に配線を選択的に形成する金属
パターン形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、大型コンピュータなどに使用され
る回路基板においては、配線を高密度化するためにポリ
イミドなどの薄膜絶縁性樹脂層と配線層とを交互に積層
して形成した薄膜多層回路基板が主流になっている。こ
のような薄膜多層回路基板を構成するためには、たとえ
ばシリコンウェハ上に薄膜絶縁性樹脂層を形成して層間
の導通を取るためのビア孔を開け、その表面に選択的に
配線パターンを形成し、その上に再び薄膜絶縁性樹脂層
を形成してまた配線パターンを形成するというように、
絶縁層と配線層の形成の工程を繰り返す。
る回路基板においては、配線を高密度化するためにポリ
イミドなどの薄膜絶縁性樹脂層と配線層とを交互に積層
して形成した薄膜多層回路基板が主流になっている。こ
のような薄膜多層回路基板を構成するためには、たとえ
ばシリコンウェハ上に薄膜絶縁性樹脂層を形成して層間
の導通を取るためのビア孔を開け、その表面に選択的に
配線パターンを形成し、その上に再び薄膜絶縁性樹脂層
を形成してまた配線パターンを形成するというように、
絶縁層と配線層の形成の工程を繰り返す。
【０００３】従来、薄膜絶縁性樹脂表面に配線パターン
を形成するためには、リフト・オフ法を用いる場合が多
かった。配線パターンをリフトオフ法で形成するために
は、例えば、まず絶縁性樹脂層上に感光性を有するレジ
ストをスピンコートし、ベーキング後、配線パターンに
対応するメタルマスクを介してレジストを露光・現像す
る。次にスパッタ法などによりレジスト上全面に配線金
属を付着させる。その後、溶媒を使用して不用部分の配
線金属をレジストと一緒に剥離して除去する。これによ
り、絶縁性樹脂層上に配線に必要な金属部分だけが残さ
れて、配線パターンが形成される。
を形成するためには、リフト・オフ法を用いる場合が多
かった。配線パターンをリフトオフ法で形成するために
は、例えば、まず絶縁性樹脂層上に感光性を有するレジ
ストをスピンコートし、ベーキング後、配線パターンに
対応するメタルマスクを介してレジストを露光・現像す
る。次にスパッタ法などによりレジスト上全面に配線金
属を付着させる。その後、溶媒を使用して不用部分の配
線金属をレジストと一緒に剥離して除去する。これによ
り、絶縁性樹脂層上に配線に必要な金属部分だけが残さ
れて、配線パターンが形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の配線の形成方法では、配線を形成するために
多くの時間が必要であり、配線形成のスループットが低
いという問題があった。たとえばリフトオフ法では、絶
縁性樹脂層の上に配線パターンを形成するまでに、レジ
スト塗布、べーキング、露光・現像、スパッタ、レジス
ト剥離など、レジストに関連する多くの工程を必要とす
る。
うな従来の配線の形成方法では、配線を形成するために
多くの時間が必要であり、配線形成のスループットが低
いという問題があった。たとえばリフトオフ法では、絶
縁性樹脂層の上に配線パターンを形成するまでに、レジ
スト塗布、べーキング、露光・現像、スパッタ、レジス
ト剥離など、レジストに関連する多くの工程を必要とす
る。
【０００５】また、絶縁性樹脂層上に配線を選択的に形
成するためにリフトオフ法を使用すると、いったんレジ
スト上全面に形成された配線金属層のうちの不用部分の
配線金属が除去されるが、このとき不用な配線金属と一
緒にレジストも除去されるので、除去された不要配線金
属にレジストが混じって再利用することができず、配線
金属材料が無駄になる。この配線金属の無駄により、結
果的に薄膜多層回路基板のコストを上昇させるという問
題が生じる。
成するためにリフトオフ法を使用すると、いったんレジ
スト上全面に形成された配線金属層のうちの不用部分の
配線金属が除去されるが、このとき不用な配線金属と一
緒にレジストも除去されるので、除去された不要配線金
属にレジストが混じって再利用することができず、配線
金属材料が無駄になる。この配線金属の無駄により、結
果的に薄膜多層回路基板のコストを上昇させるという問
題が生じる。
【０００６】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであって、絶縁性樹脂層表面に選択的に配線を形成
する金属パターン形成方法において、形成工程を簡略化
してスループットを高めることを目的とする。
ものであって、絶縁性樹脂層表面に選択的に配線を形成
する金属パターン形成方法において、形成工程を簡略化
してスループットを高めることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記した課題は、図１に
例示するように、絶縁性樹脂層１の表面に金属微粒子層
２を形成する工程と、前記金属微粒子層２表面の所望領
域にレーザを照射して、該所望領域にある前記金属微粒
子層２を溶融する工程と、前記絶縁性樹脂層１表面から
前記レーザの照射により溶融しなかった前記金属微粒子
層２を除去する工程とを有することを特徴とする金属パ
ターン形成方法により解決する。
例示するように、絶縁性樹脂層１の表面に金属微粒子層
２を形成する工程と、前記金属微粒子層２表面の所望領
域にレーザを照射して、該所望領域にある前記金属微粒
子層２を溶融する工程と、前記絶縁性樹脂層１表面から
前記レーザの照射により溶融しなかった前記金属微粒子
層２を除去する工程とを有することを特徴とする金属パ
ターン形成方法により解決する。
【０００８】前記金属微粒子層２は、金属微粒子と有機
溶媒の混合物からなるペースト材料であり、前記金属微
粒子層２は該ペースト材料をスキージングすることによ
り形成されることを特徴とする金属パターン形成方法に
より解決する。前記金属微粒子層２表面に前記レーザを
照射する前に、前記金属微粒子層２を加熱して前記有機
溶媒を取り除くことを特徴とする金属パターン形成方法
によって解決する。
溶媒の混合物からなるペースト材料であり、前記金属微
粒子層２は該ペースト材料をスキージングすることによ
り形成されることを特徴とする金属パターン形成方法に
より解決する。前記金属微粒子層２表面に前記レーザを
照射する前に、前記金属微粒子層２を加熱して前記有機
溶媒を取り除くことを特徴とする金属パターン形成方法
によって解決する。
【０００９】前記レーザは、不活性ガスの雰囲気で照射
されることを特徴とする金属パターン形成方法により解
決する。前記レーザにより溶融しなかった前記金属微粒
子層２は有機溶媒を用いて除去されることを特徴とする
金属パターン形成方法により解決する。または、図２に
例示するように、絶縁性樹脂１１の表面の所望領域に所
定エネルギーの光線を照射して、前記絶縁性樹脂１１表
面の所望領域を改質する工程と、前記絶縁性樹脂１１表
面の改質された領域に金属原子を付着させて、薄い金属
原子層１５を形成する工程と、前記金属原子層１５を土
台として金属配線層１６を形成する工程とを有すること
を特徴とする金属パターン形成方法により解決する。
されることを特徴とする金属パターン形成方法により解
決する。前記レーザにより溶融しなかった前記金属微粒
子層２は有機溶媒を用いて除去されることを特徴とする
金属パターン形成方法により解決する。または、図２に
例示するように、絶縁性樹脂１１の表面の所望領域に所
定エネルギーの光線を照射して、前記絶縁性樹脂１１表
面の所望領域を改質する工程と、前記絶縁性樹脂１１表
面の改質された領域に金属原子を付着させて、薄い金属
原子層１５を形成する工程と、前記金属原子層１５を土
台として金属配線層１６を形成する工程とを有すること
を特徴とする金属パターン形成方法により解決する。
【００１０】前記絶縁性樹脂１１はポリイミド樹脂また
はオレフィン樹脂であり、前記所定エネルギーの光線を
照射することにより前記絶縁性樹脂１１表面にカルボキ
シル基が生じることを特徴とする金属パターン形成方法
により解決する。前記絶縁性樹脂１１表面の改質された
領域に金属原子を付着させるために、前記カルボキシル
基の水素原子を金属原子に置き換えることを特徴とする
金属パターン形成方法により解決する。
はオレフィン樹脂であり、前記所定エネルギーの光線を
照射することにより前記絶縁性樹脂１１表面にカルボキ
シル基が生じることを特徴とする金属パターン形成方法
により解決する。前記絶縁性樹脂１１表面の改質された
領域に金属原子を付着させるために、前記カルボキシル
基の水素原子を金属原子に置き換えることを特徴とする
金属パターン形成方法により解決する。
【００１１】前記金属原子は銀であることを特徴とする
金属パターン形成方法によって解決する。前記金属配線
層１６は、前記金属原子層１５を電極とする電解メッキ
により形成されることを特徴とする金属パターン形成方
法により解決する。前記絶縁性樹脂１６表面の所望領域
を改質する光線として、波長が１８０nm〜２５０nmの光
線を使用することを特徴とする金属パターン形成方法に
より解決する。
金属パターン形成方法によって解決する。前記金属配線
層１６は、前記金属原子層１５を電極とする電解メッキ
により形成されることを特徴とする金属パターン形成方
法により解決する。前記絶縁性樹脂１６表面の所望領域
を改質する光線として、波長が１８０nm〜２５０nmの光
線を使用することを特徴とする金属パターン形成方法に
より解決する。
【００１２】
【作 用】本発明によれば、絶縁性樹脂層の表面に、金
属微粒子を有機溶媒と混合したペースト状材料をスキー
ジングなどにより塗布して金属微粒子層を形成し、次に
ペースト状材料内の有機溶媒を加熱除去したあと、レー
ザを配線パターンのメタルマスクを介して絶縁性樹脂層
表面の配線パターン形成領域に照射する。これにより、
金属微粒子が溶融して一体となって絶縁性樹脂層表面に
付着する。レーザ照射を不活性ガス雰囲気で行うと、金
属微粒子を酸化させ変質させることなく溶融することが
できる。そして、絶縁性樹脂表面の溶融しなかった不用
の金属微粒子を、たとえば有機溶媒を使って除去する。
これにより、絶縁性樹脂層表面にはレーザを照射した領
域の金属層が残って配線パターンが形成される。
属微粒子を有機溶媒と混合したペースト状材料をスキー
ジングなどにより塗布して金属微粒子層を形成し、次に
ペースト状材料内の有機溶媒を加熱除去したあと、レー
ザを配線パターンのメタルマスクを介して絶縁性樹脂層
表面の配線パターン形成領域に照射する。これにより、
金属微粒子が溶融して一体となって絶縁性樹脂層表面に
付着する。レーザ照射を不活性ガス雰囲気で行うと、金
属微粒子を酸化させ変質させることなく溶融することが
できる。そして、絶縁性樹脂表面の溶融しなかった不用
の金属微粒子を、たとえば有機溶媒を使って除去する。
これにより、絶縁性樹脂層表面にはレーザを照射した領
域の金属層が残って配線パターンが形成される。
【００１３】したがって、リフトオフ法などと比べて金
属パターン形成方法を簡略化させることができる。ま
た、絶縁性樹脂層表面から除去された不用の金属微粒子
を再利用することができる。また別の方法として、ポリ
イミド樹脂やオレフィン樹脂などの絶縁性樹脂層の表面
の配線パターン形成領域に、レーザなどの所定エネルギ
ーの光線を配線パターンのメタルマスクを介して照射
し、絶縁性樹脂層表面を金属原子が付着するように改質
する。これは、所定エネルギーの光線の照射により樹脂
中のベンゼン環が壊れて（開鎖して）、樹脂表面にたと
えばカルボキシル基が生じるように改質される。次に絶
縁性樹脂表面の改質された領域に、たとえばトリフルオ
ロ酢酸銀溶液により、Ａｇなどの金属原子を単原子層に
付着させて金属原子層を形成する。この金属原子層を電
極として電解メッキをして、金属原子層の上に配線金属
層を形成する。
属パターン形成方法を簡略化させることができる。ま
た、絶縁性樹脂層表面から除去された不用の金属微粒子
を再利用することができる。また別の方法として、ポリ
イミド樹脂やオレフィン樹脂などの絶縁性樹脂層の表面
の配線パターン形成領域に、レーザなどの所定エネルギ
ーの光線を配線パターンのメタルマスクを介して照射
し、絶縁性樹脂層表面を金属原子が付着するように改質
する。これは、所定エネルギーの光線の照射により樹脂
中のベンゼン環が壊れて（開鎖して）、樹脂表面にたと
えばカルボキシル基が生じるように改質される。次に絶
縁性樹脂表面の改質された領域に、たとえばトリフルオ
ロ酢酸銀溶液により、Ａｇなどの金属原子を単原子層に
付着させて金属原子層を形成する。この金属原子層を電
極として電解メッキをして、金属原子層の上に配線金属
層を形成する。
【００１４】これにより、リフトオフ法などと比べて金
属パターン形成方法を簡略化させることができる。ま
た、配線金属を絶縁性樹脂基板の配線形成領域だけに付
着させることができるので、不用の配線金属を除去し廃
棄するような無駄を回避することができる。
属パターン形成方法を簡略化させることができる。ま
た、配線金属を絶縁性樹脂基板の配線形成領域だけに付
着させることができるので、不用の配線金属を除去し廃
棄するような無駄を回避することができる。
【００１５】
【実施例】そこで、以下に本発明の実施例を図面に基づ
いて説明する。 （第１の実施例）図１(a) 〜図１(d) は、本発明の第１
の実施例に係る金属パターン形成方法の各工程を概略的
に示したものである。
いて説明する。 （第１の実施例）図１(a) 〜図１(d) は、本発明の第１
の実施例に係る金属パターン形成方法の各工程を概略的
に示したものである。
【００１６】図１(a) では、ポリイミド樹脂、オレフィ
ン樹脂などからなる絶縁性樹脂薄膜１の上に、平均粒径
約２μｍのＣｕ微粒子（銅微粒子）をアセトンなどの溶
媒に混合したＣｕ微粒子含有層２が厚さ１０μｍに形成
されている。この絶縁性樹脂薄膜１は、実際には、図示
されていないシリコンウェハなどの基板上に形成されて
いるが、この図では省略してある。この絶縁性樹脂薄膜
１を形成する基板は、セラミック、マイカ、ガラス、窒
化アルミ（AlN ）などの絶縁性基板、またはアルミニウ
ムなどの導電性基板でもよい。また、Ｃｕ微粒子含有層
２の金属微粒子の材料は、導電性が高くかつ融点が低い
金属が好ましく、アルミニウムなどでもよい。Ｃｕ微粒
子含有層２は、Ｃｕ微粒子と溶媒を混合してペースト状
にしたものを絶縁性樹脂薄膜１表面にスキージングする
ことにより、簡単で均一に塗布するこができる。
ン樹脂などからなる絶縁性樹脂薄膜１の上に、平均粒径
約２μｍのＣｕ微粒子（銅微粒子）をアセトンなどの溶
媒に混合したＣｕ微粒子含有層２が厚さ１０μｍに形成
されている。この絶縁性樹脂薄膜１は、実際には、図示
されていないシリコンウェハなどの基板上に形成されて
いるが、この図では省略してある。この絶縁性樹脂薄膜
１を形成する基板は、セラミック、マイカ、ガラス、窒
化アルミ（AlN ）などの絶縁性基板、またはアルミニウ
ムなどの導電性基板でもよい。また、Ｃｕ微粒子含有層
２の金属微粒子の材料は、導電性が高くかつ融点が低い
金属が好ましく、アルミニウムなどでもよい。Ｃｕ微粒
子含有層２は、Ｃｕ微粒子と溶媒を混合してペースト状
にしたものを絶縁性樹脂薄膜１表面にスキージングする
ことにより、簡単で均一に塗布するこができる。
【００１７】次に図１(b) では、Ｃｕ微粒子含有層２を
乾燥させる。この工程では、図１(a) に示したＣｕ微粒
子含有層２を形成した基板を、Ｃｕが酸化しないような
窒素雰囲気のオーブンに入れ、６０℃で１０分間乾燥す
る。これにより、Ｃｕ微粒子含有層２中の溶媒が蒸発し
てＣｕ微粒子だけが残り、固まった状態のＣｕ微粒子層
３になる。
乾燥させる。この工程では、図１(a) に示したＣｕ微粒
子含有層２を形成した基板を、Ｃｕが酸化しないような
窒素雰囲気のオーブンに入れ、６０℃で１０分間乾燥す
る。これにより、Ｃｕ微粒子含有層２中の溶媒が蒸発し
てＣｕ微粒子だけが残り、固まった状態のＣｕ微粒子層
３になる。
【００１８】次に図１(c) に示すように、ステンレスよ
りなるメタルマスク４を介してエキシマレーザ５をＣｕ
微粒子層３表面に照射し、Ｃｕ微粒子層３内のＣｕ微粒
子を選択的に溶融させる。メタルマスク４は、絶縁性樹
脂薄膜１上に形成する配線パターンが刻まれたものであ
る。レーザ５は、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレー
ザを、エネルギー密度１．０J/cm2 、照射時間１５０ns
で１０パルスで照射する。このとき、Ｃｕが酸化しない
ように、雰囲気ガスとして不活性なアルゴンガスを使用
する。
りなるメタルマスク４を介してエキシマレーザ５をＣｕ
微粒子層３表面に照射し、Ｃｕ微粒子層３内のＣｕ微粒
子を選択的に溶融させる。メタルマスク４は、絶縁性樹
脂薄膜１上に形成する配線パターンが刻まれたものであ
る。レーザ５は、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレー
ザを、エネルギー密度１．０J/cm2 、照射時間１５０ns
で１０パルスで照射する。このとき、Ｃｕが酸化しない
ように、雰囲気ガスとして不活性なアルゴンガスを使用
する。
【００１９】これにより、Ｃｕ微粒子層３のレーザ５が
照射された領域は約１０００℃の温度に上昇してＣｕ微
粒子がそれぞれ溶融して一体化し、溶融Ｃｕ領域３ａと
して絶縁性樹脂薄膜１表面に付着する。また、Ｃｕ微粒
子層３のうちレーザ５が照射されなかった領域は溶融し
ていないので、Ｃｕ微粒子がそれぞれ分離したばらばら
の状態のままである。
照射された領域は約１０００℃の温度に上昇してＣｕ微
粒子がそれぞれ溶融して一体化し、溶融Ｃｕ領域３ａと
して絶縁性樹脂薄膜１表面に付着する。また、Ｃｕ微粒
子層３のうちレーザ５が照射されなかった領域は溶融し
ていないので、Ｃｕ微粒子がそれぞれ分離したばらばら
の状態のままである。
【００２０】最後に図１(d) では、Ｃｕ微粒子層３に選
択的にレーザ照射した基板を、容器７内のアセトン、エ
タノールなどの有機溶媒６に浸して軽く攪拌する。この
有機溶媒６としては、Ｃｕなどの金属微粒子を酸化させ
ないものが好ましい。これにより、Ｃｕ微粒子層３の溶
融Ｃｕ領域３ａ以外のＣｕ微粒子は、すべて絶縁性樹脂
薄膜１表面から分離して有機溶媒６に混ざり、しばらく
すると容器７の下の方に沈殿する。溶融Ｃｕ領域３ａの
Ｃｕ微粒子は、溶融して絶縁性樹脂薄膜１表面に付着し
ているので、有機溶媒６中に離れ除去されることはな
い。
択的にレーザ照射した基板を、容器７内のアセトン、エ
タノールなどの有機溶媒６に浸して軽く攪拌する。この
有機溶媒６としては、Ｃｕなどの金属微粒子を酸化させ
ないものが好ましい。これにより、Ｃｕ微粒子層３の溶
融Ｃｕ領域３ａ以外のＣｕ微粒子は、すべて絶縁性樹脂
薄膜１表面から分離して有機溶媒６に混ざり、しばらく
すると容器７の下の方に沈殿する。溶融Ｃｕ領域３ａの
Ｃｕ微粒子は、溶融して絶縁性樹脂薄膜１表面に付着し
ているので、有機溶媒６中に離れ除去されることはな
い。
【００２１】こうして、絶縁性樹脂薄膜１表面から溶融
Ｃｕ領域３ａ以外の領域のＣｕ微粒子が除去されると、
結果的に、絶縁性樹脂薄膜１表面には溶融Ｃｕ領域３ａ
が残され配線となる。本実施例では、幅１０μｍ厚さ５
μｍの配線を形成した。このように、絶縁性樹脂薄膜表
面にＣｕ微粒子を有機溶媒と混合したペーストを塗布
し、そのペースト層に配線パターンのメタルマスクを介
して選択的にレーザを照射することにより、レーザ照射
領域のＣｕ微粒子が溶融して絶縁性樹脂薄膜表面に付着
する。その後、この基板を有機溶媒中に浸すことによ
り、レーザ照射されなかった領域の不用のＣｕ微粒子は
有機溶媒中に分離し、絶縁性樹脂薄膜表面には溶融した
Ｃｕ層だけが残り、配線が形成される。
Ｃｕ領域３ａ以外の領域のＣｕ微粒子が除去されると、
結果的に、絶縁性樹脂薄膜１表面には溶融Ｃｕ領域３ａ
が残され配線となる。本実施例では、幅１０μｍ厚さ５
μｍの配線を形成した。このように、絶縁性樹脂薄膜表
面にＣｕ微粒子を有機溶媒と混合したペーストを塗布
し、そのペースト層に配線パターンのメタルマスクを介
して選択的にレーザを照射することにより、レーザ照射
領域のＣｕ微粒子が溶融して絶縁性樹脂薄膜表面に付着
する。その後、この基板を有機溶媒中に浸すことによ
り、レーザ照射されなかった領域の不用のＣｕ微粒子は
有機溶媒中に分離し、絶縁性樹脂薄膜表面には溶融した
Ｃｕ層だけが残り、配線が形成される。
【００２２】ここで形成された配線層の上に絶縁性樹脂
薄膜を形成し、その上に以上で説明したような方法で配
線を形成し、それを繰り返すことで、薄膜多層回路基板
を形成することができる。したがって、リフトオフ法の
ような長い工程を必要としないので、配線形成が簡略化
され、配線形成のスループットが向上する。
薄膜を形成し、その上に以上で説明したような方法で配
線を形成し、それを繰り返すことで、薄膜多層回路基板
を形成することができる。したがって、リフトオフ法の
ような長い工程を必要としないので、配線形成が簡略化
され、配線形成のスループットが向上する。
【００２３】また、有機溶媒により絶縁性樹脂薄膜表面
から分離した不用のＣｕ微粒子は、有機溶媒から分離し
てまたは有機溶媒と混合された状態で再利用が可能であ
り、配線金属の無駄が大幅に減少し、薄膜多層回路基板
の製造コストを削減することができる。 （第２の実施例）図２(a) 〜(c) は、本発明の第２の実
施例に係る配線形成方法の各工程を、概略的に示したも
のである。
から分離した不用のＣｕ微粒子は、有機溶媒から分離し
てまたは有機溶媒と混合された状態で再利用が可能であ
り、配線金属の無駄が大幅に減少し、薄膜多層回路基板
の製造コストを削減することができる。 （第２の実施例）図２(a) 〜(c) は、本発明の第２の実
施例に係る配線形成方法の各工程を、概略的に示したも
のである。
【００２４】図２(a) では、ポリイミド樹脂、オレフィ
ン樹脂など絶縁性樹脂薄膜１１の表面に、配線パターン
が形成されたステンレスよりなるメタルマスク１２を介
してレーザ１３を照射する。絶縁性樹脂薄膜１１は、実
際には、シリコンウェハなどの基板上に形成されている
が、ここでは省略してある。また、また、この基板とし
ては、セラミック、マイカ、ガラス、窒化アルミ（AlN
）などの絶縁性基板、またはアルミニウムなどの導電
性基板でもよい。レーザ１３は、波長２４８nmのＫｒＦ
エキシマレーザを使用し、エネルギー密度１００mJ/c
m2、照射時間１５ns（１パルス）で、大気 雰囲気中で
照射される。 このように、レーザ１３を絶縁性樹脂薄
膜１１の配線パターン形成領域に照射することにより、
絶縁性樹脂薄膜１１表面のポリイミド樹脂やオレフィン
樹脂などに含まれるベンゼン環が壊れて（開鎖して）、
絶縁性樹脂薄膜１１表面にカルボキシル基( -COOH)が生
じる。この開鎖の深さは絶縁性樹脂薄膜１１表面から３
０００オングストローム程度であり、カルボキシル基は
絶縁性樹脂薄膜１１の表面側に出るように生じる。この
ように、絶縁性樹脂薄膜１１の表面が改質するために
は、レーザ１３の波長、照射時間、およびエネルギー密
度の条件が適切でなければならない。波長は、絶縁性樹
脂薄膜１１に使用されている樹脂の吸収帯に含まれる必
要があり、ここでは１８０nm〜２５０nmの範囲が好まし
く、具体的にはＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３nm）
がより好ましい。また、エネルギー密度が高すぎると絶
縁性樹脂薄膜１１が蒸発してしまうので、エネルギー密
度は４０mJ/cm2（閾値）〜１００mJ/cm2ある程度の高さ
に抑えた方がよい。照射時間は、レーザ１３の波長とエ
ネルギー密度に関係するエネルギー量で決まる。
ン樹脂など絶縁性樹脂薄膜１１の表面に、配線パターン
が形成されたステンレスよりなるメタルマスク１２を介
してレーザ１３を照射する。絶縁性樹脂薄膜１１は、実
際には、シリコンウェハなどの基板上に形成されている
が、ここでは省略してある。また、また、この基板とし
ては、セラミック、マイカ、ガラス、窒化アルミ（AlN
）などの絶縁性基板、またはアルミニウムなどの導電
性基板でもよい。レーザ１３は、波長２４８nmのＫｒＦ
エキシマレーザを使用し、エネルギー密度１００mJ/c
m2、照射時間１５ns（１パルス）で、大気 雰囲気中で
照射される。 このように、レーザ１３を絶縁性樹脂薄
膜１１の配線パターン形成領域に照射することにより、
絶縁性樹脂薄膜１１表面のポリイミド樹脂やオレフィン
樹脂などに含まれるベンゼン環が壊れて（開鎖して）、
絶縁性樹脂薄膜１１表面にカルボキシル基( -COOH)が生
じる。この開鎖の深さは絶縁性樹脂薄膜１１表面から３
０００オングストローム程度であり、カルボキシル基は
絶縁性樹脂薄膜１１の表面側に出るように生じる。この
ように、絶縁性樹脂薄膜１１の表面が改質するために
は、レーザ１３の波長、照射時間、およびエネルギー密
度の条件が適切でなければならない。波長は、絶縁性樹
脂薄膜１１に使用されている樹脂の吸収帯に含まれる必
要があり、ここでは１８０nm〜２５０nmの範囲が好まし
く、具体的にはＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３nm）
がより好ましい。また、エネルギー密度が高すぎると絶
縁性樹脂薄膜１１が蒸発してしまうので、エネルギー密
度は４０mJ/cm2（閾値）〜１００mJ/cm2ある程度の高さ
に抑えた方がよい。照射時間は、レーザ１３の波長とエ
ネルギー密度に関係するエネルギー量で決まる。
【００２５】図２(b) では、選択的にレーザ照射された
絶縁性樹脂薄膜１１を、アセトン１０で洗浄後、１０-2
Ｍのトリフルオロ酢酸銀(CF3COOAg)溶液１４に１０分間
侵漬する。これにより、下記のような化学反応が進み、
絶縁性樹脂薄膜１１表面側にあるのカルボキシル基の水
素原子とトリフルオロ酢酸銀１４のＡｇ原子が置換し、
絶縁性樹脂薄膜１１表面にはＡｇ原子の単原子層が形成
される。
絶縁性樹脂薄膜１１を、アセトン１０で洗浄後、１０-2
Ｍのトリフルオロ酢酸銀(CF3COOAg)溶液１４に１０分間
侵漬する。これにより、下記のような化学反応が進み、
絶縁性樹脂薄膜１１表面側にあるのカルボキシル基の水
素原子とトリフルオロ酢酸銀１４のＡｇ原子が置換し、
絶縁性樹脂薄膜１１表面にはＡｇ原子の単原子層が形成
される。
【００２６】 -COOH ＋ CF3COOAg → -COOAg ＋ CF3COOH Ａｇ原子は、実際にはポリイミド樹脂やオレフィン樹脂
を構成する有機化合物の一部として結合しているが、前
述したように、カルボキシル基は絶縁性樹脂薄膜１１の
表面側に生じるので、Ａｇ原子も絶縁性樹脂薄膜１１の
表面にだけ配列し、Ａｇ原子層５が形成される。このカ
ルボキシル基は、絶縁性樹脂薄膜１１表面のレーザ１３
が照射された領域だけに生じるので、このＡｇ原子層１
５はレーザ１３が照射された領域だけに形成される。ま
た明らかに、このＡｇ原子層１５は導電性を有する。
を構成する有機化合物の一部として結合しているが、前
述したように、カルボキシル基は絶縁性樹脂薄膜１１の
表面側に生じるので、Ａｇ原子も絶縁性樹脂薄膜１１の
表面にだけ配列し、Ａｇ原子層５が形成される。このカ
ルボキシル基は、絶縁性樹脂薄膜１１表面のレーザ１３
が照射された領域だけに生じるので、このＡｇ原子層１
５はレーザ１３が照射された領域だけに形成される。ま
た明らかに、このＡｇ原子層１５は導電性を有する。
【００２７】図２(c) では、配線パターンとして、絶縁
性樹脂薄膜１１表面のＡｇ原子層１５上にＣｕ配線層１
６を形成する。これは、絶縁性樹脂薄膜１１を硫酸銅溶
液（図示せず）中に入れ、Ａｇ原子層１５を電極として
電解メッキを行い、Ａｇ原子層１５がある領域だけにＣ
ｕ配線層１６を成長させることにより行われる。本実施
例では、幅１０μｍ、厚さ５μｍのＣｕ配線層１６を形
成した。
性樹脂薄膜１１表面のＡｇ原子層１５上にＣｕ配線層１
６を形成する。これは、絶縁性樹脂薄膜１１を硫酸銅溶
液（図示せず）中に入れ、Ａｇ原子層１５を電極として
電解メッキを行い、Ａｇ原子層１５がある領域だけにＣ
ｕ配線層１６を成長させることにより行われる。本実施
例では、幅１０μｍ、厚さ５μｍのＣｕ配線層１６を形
成した。
【００２８】このように、絶縁性樹脂薄膜１１の表面
に、配線パターンのメタルマスク１２を介して所定エネ
ルギーを有するレーザ１３を照射して、絶縁性樹脂薄膜
１１表面を選択的に改質する。そして、その改質された
部分にトリフルオロ酢酸銀溶液によってＡｇ原子層１５
を形成し、そのＡｇ原子層１５を電極として利用して電
解メッキによりＣｕ配線層１６を形成すことにより、絶
縁性樹脂薄膜１１上に配線パターンを形成することがで
きる。
に、配線パターンのメタルマスク１２を介して所定エネ
ルギーを有するレーザ１３を照射して、絶縁性樹脂薄膜
１１表面を選択的に改質する。そして、その改質された
部分にトリフルオロ酢酸銀溶液によってＡｇ原子層１５
を形成し、そのＡｇ原子層１５を電極として利用して電
解メッキによりＣｕ配線層１６を形成すことにより、絶
縁性樹脂薄膜１１上に配線パターンを形成することがで
きる。
【００２９】したがって、配線パターンを形成する方法
において、リフトオフ法によりも工程を簡略化すること
ができるので、配線形成のスループットが向上する。ま
た、絶縁性樹脂薄膜１１表面の配線パターン形成領域だ
けに選択的に配線金属が付着されるので、配線金属の無
駄がなくなり、配線形成のコストが削減される。また、
この実施例において形成した配線パターンの上にさらに
絶縁性樹脂薄膜を積層し、その上に同じ方法で配線パタ
ーンを形成する。これを繰り返すことにより、薄膜回路
基板を容易に形成することができる。 （第３の実施例）次に、本発明の第３の実施例に係る配
線形成方法を説明する。
において、リフトオフ法によりも工程を簡略化すること
ができるので、配線形成のスループットが向上する。ま
た、絶縁性樹脂薄膜１１表面の配線パターン形成領域だ
けに選択的に配線金属が付着されるので、配線金属の無
駄がなくなり、配線形成のコストが削減される。また、
この実施例において形成した配線パターンの上にさらに
絶縁性樹脂薄膜を積層し、その上に同じ方法で配線パタ
ーンを形成する。これを繰り返すことにより、薄膜回路
基板を容易に形成することができる。 （第３の実施例）次に、本発明の第３の実施例に係る配
線形成方法を説明する。
【００３０】本実施例は、先に説明した第２の実施例と
原理的には同じであり、図２(a) 〜図２(c) で説明した
工程と流れは同じである。第２の実施例と異なる点は、
第２の実施例では２図(a) の工程において絶縁性樹脂薄
膜１１表面を選択的に改質するためエキシマレーザを使
用したが、本実施例では水銀ランプを使用する点であ
る。
原理的には同じであり、図２(a) 〜図２(c) で説明した
工程と流れは同じである。第２の実施例と異なる点は、
第２の実施例では２図(a) の工程において絶縁性樹脂薄
膜１１表面を選択的に改質するためエキシマレーザを使
用したが、本実施例では水銀ランプを使用する点であ
る。
【００３１】水銀ランプによる波長１８５nmの紫外線
は、エネルギー密度２０mJ/cm2、照射時間１００min 、
１０-3Torr以下の減圧雰囲気で照射される。水銀ランプ
を使用すると、レーザを使用する場合よりもエネルギー
密度が低く照射時間が長くなるので、照射部分が周囲の
酸素の影響を受けないように、雰囲気を真空にする必要
がある。
は、エネルギー密度２０mJ/cm2、照射時間１００min 、
１０-3Torr以下の減圧雰囲気で照射される。水銀ランプ
を使用すると、レーザを使用する場合よりもエネルギー
密度が低く照射時間が長くなるので、照射部分が周囲の
酸素の影響を受けないように、雰囲気を真空にする必要
がある。
【００３２】絶縁性樹脂薄膜表面の所望領域を改質した
後は、第２の実施例と同様に、改質された領域にトリフ
ルオロ酢酸銀水溶液によりＡｇ原子層を形成し、そのＡ
ｇ原子層の上に配線金属層を成長させて配線パターンを
形成する。また本実施例においても、第２の実施例と同
様の作用・効果が得られる。
後は、第２の実施例と同様に、改質された領域にトリフ
ルオロ酢酸銀水溶液によりＡｇ原子層を形成し、そのＡ
ｇ原子層の上に配線金属層を成長させて配線パターンを
形成する。また本実施例においても、第２の実施例と同
様の作用・効果が得られる。
【００３３】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、基板
上に形成された絶縁性樹脂薄膜の上にＣｕなどの金属微
粒子を含むペーストを塗布し、そのペースト層の配線パ
ターンを形成する領域にレーザを照射すると、レーザ照
射領域の金属微粒子が溶融して絶縁性樹脂薄膜表面に付
着し、レーザ照射により溶融しなかった領域の金属微粒
子は有機溶媒で除去される。これにより、リフトオフ法
などと比べて、配線形成工程が簡略化され、配線形成の
スループットを高めることができる。また、絶縁性樹脂
薄膜表面から除去された不用な金属微粒子は、回収が容
易で再利用することができるので、配線形成のコストを
低減することができる。
上に形成された絶縁性樹脂薄膜の上にＣｕなどの金属微
粒子を含むペーストを塗布し、そのペースト層の配線パ
ターンを形成する領域にレーザを照射すると、レーザ照
射領域の金属微粒子が溶融して絶縁性樹脂薄膜表面に付
着し、レーザ照射により溶融しなかった領域の金属微粒
子は有機溶媒で除去される。これにより、リフトオフ法
などと比べて、配線形成工程が簡略化され、配線形成の
スループットを高めることができる。また、絶縁性樹脂
薄膜表面から除去された不用な金属微粒子は、回収が容
易で再利用することができるので、配線形成のコストを
低減することができる。
【００３４】また、本発明の別の方法によれば、基板上
に形成された絶縁性樹脂薄膜表面の配線パターン形成領
域に所定エネルギーの光線を照射して表面を改質し、そ
の改質領域にごく薄い金属原子層を形成させ、この金属
原子層を土台として配線金属層を形成する。これによ
り、この方法においても、リフトオフ法などと比べ、配
線を形成するための工程が簡略化され、配線形成のスル
ープットを高めることができる。さらに、配線を形成す
るために必要な金属材料だけが絶縁性樹脂薄膜表面に付
着され、リフトオフ法のように配線金属材料が絶縁性樹
脂薄膜表面から除去されて廃棄されることがないので、
配線金属材料の無駄がなくなり配線形成のコストを低く
することができる。
に形成された絶縁性樹脂薄膜表面の配線パターン形成領
域に所定エネルギーの光線を照射して表面を改質し、そ
の改質領域にごく薄い金属原子層を形成させ、この金属
原子層を土台として配線金属層を形成する。これによ
り、この方法においても、リフトオフ法などと比べ、配
線を形成するための工程が簡略化され、配線形成のスル
ープットを高めることができる。さらに、配線を形成す
るために必要な金属材料だけが絶縁性樹脂薄膜表面に付
着され、リフトオフ法のように配線金属材料が絶縁性樹
脂薄膜表面から除去されて廃棄されることがないので、
配線金属材料の無駄がなくなり配線形成のコストを低く
することができる。
【図１】本発明の第１の実施例に係る配線形成方法を示
し、(a) 〜(d) はその各工程を示す図である。
し、(a) 〜(d) はその各工程を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施例に係る配線形成方法を示
し、(a) 〜(c) はその各工程を示す図である。
し、(a) 〜(c) はその各工程を示す図である。
１、１１ 絶縁性樹脂薄膜 ２ Ｃｕ微粒子含有層 ３ Ｃｕ微粒子層 ３ａ 溶融Ｃｕ層 ４、１２ メタルマスク ５、１３ レーザ ６ 有機溶媒 ７ 容器 １４ トリフルオロ酢酸銀溶液 １５ Ａｇ原子層 １６ Ｃｕ配線層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 3/46 Ｅ 6921−4Ｅ
Claims (11)
- 【請求項１】 絶縁性樹脂層（１）の表面に金属微粒子
層（２）を形成する工程と、 前記金属微粒子層（２）表面の所望領域にレーザを照射
して、該所望領域にある前記金属微粒子層（２）を溶融
する工程と、 前記絶縁性樹脂層（１）表面から前記レーザの照射によ
り溶融しなかった前記金属微粒子層（２）を除去する工
程とを有することを特徴とする金属パターン形成方法。 - 【請求項２】 前記金属微粒子層（２）は、金属微粒子
と有機溶媒の混合物からなるペースト材料であり、前記
金属微粒子層（２）は該ペースト材料をスキージングす
ることにより形成されることを特徴とする請求項１記載
の金属パターン形成方法。 - 【請求項３】 前記金属微粒子層（２）表面に前記レー
ザを照射する前に、前記金属微粒子層（２）を加熱して
前記有機溶媒を取り除くことを特徴とする請求項２記載
の金属パターン形成方法。 - 【請求項４】 前記レーザは、不活性ガスの雰囲気で照
射されることを特徴とする請求項１記載の金属パターン
形成方法。 - 【請求項５】 前記レーザにより溶融しなかった前記金
属微粒子層（２）は有機溶媒を用いて除去されることを
特徴とする請求項１記載の金属パターン形成方法。 - 【請求項６】 絶縁性樹脂（１１）の表面の所望領域に
所定エネルギーの光線を照射して、前記絶縁性樹脂（１
１）表面の所望領域を改質する工程と、 前記絶縁性樹脂（１１）表面の改質された領域に金属原
子を付着させて、薄い金属原子層（１５）を形成する工
程と、 前記金属原子層（１５）を土台として金属配線層（１
６）を形成する工程とを有することを特徴とする金属パ
ターン形成方法。 - 【請求項７】 前記絶縁性樹脂（１１）はポリイミド樹
脂またはオレフィン樹脂であり、前記所定エネルギーの
光線を照射することにより前記絶縁性樹脂（１１）表面
にカルボキシル基が生じることを特徴とする請求項６記
載の金属パターン形成方法。 - 【請求項８】 前記絶縁性樹脂（１１）表面の改質され
た領域に金属原子を付着させるために、前記カルボキシ
ル基の水素原子を金属原子に置き換えることを特徴とす
る請求項７記載の金属パターン形成方法。 - 【請求項９】 前記金属原子は銀であることを特徴とす
る請求項６記載の金属パターン形成方法。 - 【請求項１０】 前記金属配線層（１６）は、前記金属
原子層（１５）を電極とする電解メッキにより形成され
ることを特徴とする請求項６記載の金属パターン形成方
法。 - 【請求項１１】 前記絶縁性樹脂（１６）表面の所望領
域を改質する光線として、波長が１８０nm〜２５０nmの
光線を使用することを特徴とする請求項６記載の金属パ
ターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10992494A JPH07321444A (ja) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | 金属パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10992494A JPH07321444A (ja) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | 金属パターン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07321444A true JPH07321444A (ja) | 1995-12-08 |
Family
ID=14522574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10992494A Withdrawn JPH07321444A (ja) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | 金属パターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07321444A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006038999A (ja) * | 2004-07-23 | 2006-02-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | レーザ照射を用いた導電性回路形成方法と導電性回路 |
| JP2007129220A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-24 | Freescale Semiconductor Inc | 基板上に多層バンプを形成する方法 |
| JP2007273533A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 導電パターンの形成方法及び形成装置 |
| JP2008112942A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-05-15 | Tohoku Univ | 電気回路基板用材料およびそれを用いた電気回路基板 |
| US7504719B2 (en) | 1998-09-28 | 2009-03-17 | Ibiden Co., Ltd. | Printed wiring board having a roughened surface formed on a metal layer, and method for producing the same |
| DE102013114907A1 (de) * | 2013-12-27 | 2015-07-02 | Pac Tech-Packaging Technologies Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Chipmoduls |
-
1994
- 1994-05-24 JP JP10992494A patent/JPH07321444A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7504719B2 (en) | 1998-09-28 | 2009-03-17 | Ibiden Co., Ltd. | Printed wiring board having a roughened surface formed on a metal layer, and method for producing the same |
| US7535095B1 (en) | 1998-09-28 | 2009-05-19 | Ibiden Co., Ltd. | Printed wiring board and method for producing the same |
| US7994433B2 (en) | 1998-09-28 | 2011-08-09 | Ibiden Co., Ltd. | Printed wiring board and method for producing the same |
| US8020291B2 (en) | 1998-09-28 | 2011-09-20 | Ibiden Co., Ltd. | Method of manufacturing a printed wiring board |
| US8533943B2 (en) | 1998-09-28 | 2013-09-17 | Ibiden Co., Ltd. | Printed wiring board and method for producing the same |
| JP2006038999A (ja) * | 2004-07-23 | 2006-02-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | レーザ照射を用いた導電性回路形成方法と導電性回路 |
| JP2007129220A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-24 | Freescale Semiconductor Inc | 基板上に多層バンプを形成する方法 |
| JP2007273533A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 導電パターンの形成方法及び形成装置 |
| JP2008112942A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-05-15 | Tohoku Univ | 電気回路基板用材料およびそれを用いた電気回路基板 |
| DE102013114907A1 (de) * | 2013-12-27 | 2015-07-02 | Pac Tech-Packaging Technologies Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Chipmoduls |
| US10354971B2 (en) | 2013-12-27 | 2019-07-16 | PAC Tech—Packaging Technologies GmbH | Method for producing a chip module |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010731 |