KR101408157B1

KR101408157B1 - 배선 기판 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101408157B1
Application number: KR1020130024929A
Authority: KR
Inventors: 켄 하세가와
Original assignee: 가부시키가이샤 니혼 마이크로닉스
Priority date: 2012-03-13
Filing date: 2013-03-08
Publication date: 2014-06-17
Also published as: US9215810B2; JP2013191658A; US20130241589A1; KR20130105400A

Abstract

본 발명은 절연막 상에 노출되는 도전부를 덮는 시드층을 선택적으로 제거하기 위한 에칭 마스크의 배치가 소정 부위에서 가령 어긋나더라도, 상기 도전부에 접속되는 배선로에 종래와 같은 큰 전기 저항의 증대를 초래하지 않고, 단선을 초래하기 어려운 배선 기판 및 그 제조방법을 제공한다.
절연막 상에 노출되는 도전부를 덮는 시드층을 선택적으로 제거하기 위한 에칭 마스크를 형성하는 노광 마스크로서, 상기 노광 마스크의 개구영역이 상기 개구영역의 중앙부에서 배선로의 신장방향으로 진행함에 따라 서로 근접하는 2개의 직선을 따른 2개의 변을 가지는 윤곽을 구비하는 노광 마스크를 이용한다.

Description

배선 기판 및 그 제조방법{Wiring Base Plate and Method for Manufacturing the Same}

본 발명은 배선 기판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 프로브 카드(probe card) 내에 전기적 중계를 위해 구비되는 인터포저(interposer)로서 이용하기에 적합한 다층 배선 기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

다층 배선 기판에서 층간 절연층의 양면에 형성된 양 배선로는 필요에 따라 상기 층간 절연막을 관통해서 형성되는 도전부를 거쳐 상호 접속된다. 이러한 다층 배선 기판의 제조방법 중 하나로, 예를 들어 특허문헌 1에 개시되어 있는 것과 같은 방법이 있다.

이 방법에 의하면, 예를 들어 도 6(a)에 도시한 바와 같이, 폴리이미드와 같은 절연체로 이루어지는 하측 기판(50) 상에 시드층(seed layer)(52)을 개재하여 퇴적된 도전 재료에 의해, 하측 기판(50) 상에 하측 배선로(54)가 형성된다.

다음으로, 하측 배선로(54)를 덮도록 하측 기판(50)의 상부면에 절연성 본딩 시트(56)가 결합된다(도 6(b) 참조). 본딩 시트(56)의 상부면에는 폴리이미드와 같은 절연체가 상측 기판(58)으로서 고착되어 있다. 이 상측 기판(58) 및 본딩 시트(56)를 거쳐 하측 배선로(54) 상에 개방되는 비어 개구(60)가 뚫린다(도 6(c) 참조). 이 비어 개구(60) 내부로 도전 재료가 퇴적됨에 따라 하측 배선로(54) 상에 도전부(62)가 형성되고, 그 도전부는 본딩 시트(56) 및 상측 기판(58)으로 구성되는 층간 절연막 내부를 거쳐 그 상측 기판(58) 상에 노출된다(도 6(d) 참조).

그 후, 도전부(62) 및 상측 기판(58)의 상부면을 덮도록 시드층(64)이 형성된다(도 6(e) 참조). 시드층(64)은 상측 배선로를 위한 도전 재료의 상측 기판(58) 상으로의 퇴적을 촉진한다. 이 시드층(64)에는 에칭 마스크(68)를 이용한 선택 에칭 처리에 의해, 시드층(64) 바로 밑의 도전부(62)에 개방되는 개구(66)가 형성된다(도 6(f) 참조).

또한 시드층(64) 상에는 에칭 마스크(68) 제거 후에 형성되는 새로운 마스크(70)를 이용한 도전 재료의 선택적인 퇴적에 의해, 개구(66)를 메워 시드층(64) 상으로 연장되는 상측 배선로(72)가 형성된다(도 6(g)). 마스크(70) 제거 후, 시드층(64)의, 상측 배선로(72)로부터 노출되는 부분이 제거된다(도 6(h)).

이로 인해, 도 6(h)에 도시한 것과 같은 층간 절연막(56, 58) 내부를 통과하는 도전부(62)를 거쳐 상호 접속된 하측 배선로(54) 및 상측 배선로(72)를 가지는 다층 배선 기판(74)이 형성된다.

이 다층 배선 기판(74)에 의하면, 도 6(f)에 도시한 것과 같이 상측 배선로(72) 형성에 앞서 시드층(64)에 도전부(62)에 이르는 개구(66)가 형성되기 때문에, 도전부(62)와 상측 배선로(72) 사이에 시드층(64)이 개재되지 않는다. 따라서 도전부(62)와 상측 배선로(72)의 결합이 약해지는 일이 없어, 양자(62, 72)를 강고하게 결합할 수 있다.

그런데 도전부(62)와 상측 배선로(72)의 직접 결합을 허용하는 개구(66)를 시드층(64)에 형성하기 위해, 도 6(f)에 따라서 설명한 바와 같이 에칭 마스크(68)가 이용된다.

도 7(a) 및 (b)는 도 6(f)에 도시한 공정의 평면도를 나타낸다. 도 7(a) 및 (b)에 도시한 예에서 도전부(62)는 직사각형 횡단면형상을 가지며, 시드층(64) 상에 형성되는 에칭 마스크(68)에는 배치 오차를 고려한 마진(margin)을 가지고 도전부(62)의 횡단면형상과 유사한 개구(68a)가 형성되어 있다. 예를 들어 도전부(62) 횡단면에서의 세로치수(Y) 및 가로치수(X)가 각각 30㎛ 및 40㎛이고, 에칭 마스크(68) 개구의 세로치수(y) 및 가로치수(x)가 각각 20㎛ 및 30㎛일 때, 에칭 마스크(68)의 배치에는 배선로(72)의 신장방향인 그 길이방향 및 이것과 직각인 폭방향에 각각 10㎛의 허용 오차가 부여된다.

따라서 이 허용 오차 내에서 마스크(68)가 형성되면, 도 7(a)에 도시한 바와 같이 에칭 마스크(68)의 개구(68a)는 도전부(62)의 횡단면에 대응된 영역 내에 배치되기 때문에, 에칭 마스크(68)를 이용한 선택 에칭 처리에 의해, 시드층(64)에 형성되는 개구(66)는 확실하게 도전부(62)에 대응되는 영역에서 개방된다. 이로 인해, 이어지는 상측 배선로(72)를 위한 도전 재료의 퇴적에서는 그 도전 재료가 도전부(62)의 개구(66)에 노출되는 영역 및 개구(66) 주변의 시드층(64) 상에 확실하게 퇴적한다. 따라서 도 7(a)에 파선으로 나타낸 바와 같이, 도전 재료가 채워진 똑같은 폭치수의 상측 배선로(72)가 형성된다.

그러나 도 7(b)에 도시한 바와 같이, 에칭 마스크(68) 형성 공정에서, 그 에칭 마스크 개구(68a)의 한쪽 변(68a-1)이 도전부(62)의 대응되는 변(62a)으로 표시되는 가장자리를 넘어서 상측 배선로(72)의 신장방향으로 어긋나는 배치 오차가 생기는 경우가 있다. 이러한 배치 오차가 생기면, 상기한 시드층(64)의 에칭 처리로, 시드층(64)은 에칭 마스크(68)의 개구(68a)에 대응된 영역이 제거되기 때문에, 도전부(62)의 대응되는 변(62a)을 넘어서 시드층(64)이 제거되게 된다. 그 결과, 시드층(68) 밑의 상측 기판(58)이, 도전부(62)의 대응되는 변(62a)을 넘어선 양쪽 변(62a 및 68a-1) 사이에 끼이는 영역(A)에서 노출된다.

상측 기판(58)이 노출된 영역(A) 상에는 상측 배선로(72)를 위한 도전 재료가 적정하게 퇴적되지 않기 때문에, 이어지는 상측 배선로(72)를 위한 도전 재료의 퇴적에 의해 형성되는 상측 배선로(72)에는 상측 기판(58)의 상기 노출영역(A)에 대응된 빈 공간이 형성된다. 이 빈 공간은 상측 배선로(72)를 횡단하는 방향으로 연장되고, 게다가 개구(66)의 한 변(66a) 거의 전체 길이로 연장되기 때문에, 상측 배선로(72)의 전기 저항값을 크게 높이고, 또한 상측 배선로(72)에 단선이 생기기 쉽게 한다.

일본특허공개공보 제2011-258663호

따라서, 본 발명의 목적은 절연막 상에 노출되는 도전부를 덮는 시드층을 선택적으로 제거하기 위한 에칭 마스크의 배치가 가령 소정 부위로부터 벗어나더라도, 상기 도전부에 접속되는 배선로에 종래와 같은 큰 전기 저항의 증대를 초래하지 않고, 단선(斷線)을 초래하기 어려운 배선 기판 및 그 제조방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명에 따른 배선 기판의 제조방법은, 절연막의 두께방향으로 그 절연막의 내부를 신장하여 그 절연막의 면 위에 단면(端面)을 일치시켜 도전부를 형성하는 것, 도전 재료가 상기 절연막의 면 위에 퇴적되는 것을 촉진하는 시드층을 상기 도전부의 상기 단면 및 상기 절연막의 상기 면 위에 형성하는 것, 상기 시드층 상에 에칭 마스크를 형성하고, 상기 시드층의 상기 에칭 마스크의 개구부에 대응되는 부분을 에칭 처리로 제거하여 상기 도전부의 상기 단면에 개방되는 개구(開口)를 상기 시드층에 형성하는 것, 및 상기 에칭 마스크 제거 후, 상기 시드층에 형성된 상기 개구 내에 위치하는 상기 도전부의 상기 단면으로부터 상기 시드층을 따라 그 시드층 상을 한 방향으로 신장하는 배선로를 위한 도전 재료를 상기 도전부의 상기 단면 및 상기 시드층 상에 퇴적하는 것을 포함하며, 상기 에칭 마스크의 개구부가, 그 개구부의 중앙부에서 상기 배선로의 신장방향으로 진행함에 따라 서로 근접하는 2개의 직선을 따른 2개의 변을 가지는 윤곽(輪郭)을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 방법에서, 상기 시드층 아래의 상기 도전부의 상기 단면을 노출시키기 위한 상기 에칭 마스크의 개구부는 그 중앙부로부터 상기 2개의 변을 따라 상기 배선로의 신장방향으로 갈수록 가늘어지는 윤곽을 가진다.

이로부터, 상기 에칭 마스크의 배치 오차로 인해 상기 에칭 마스크가 적정 위치로부터 상기 배선의 신장방향으로 벗어나고, 그로 인해 가령 상기 개구부의 일부가 상기 도전부의 가장자리를 넘어서 튀어나오더라도, 상기 시드층은 상기 에칭 처리로 도 7(b)에 도시한 종래 기술에서와 같은 개구부의 폭 치수 거의 전역에서 제거되는 일이 없으며, 이로 인해 상기 시드층 아래의 상기 절연막이 상기 개구부의 폭 치수 거의 전역에서 노출되는 일이 없다.

따라서, 상기 시드층은 상기 에칭 처리로 상기 개구부의 윤곽을 따라 상기 개구부의 튀어나온 영역에 대응되는 약간의 부분이 제거되는 것에 불과하며, 상기 도전 재료의 퇴적에 의해 형성되는 상기 배선로에 그 폭 치수 거의 전역으로 연장되는 종래와 같은 큰 빈공간이 형성되는 일이 없다. 그 결과, 상기 배선로의 단선을 확실하게 방지하고, 상기 빈공간으로 인한 배선로의 저항값 증대를 억제할 수 있다.

상기 에칭 마스크의 개구부는 상기 2개의 변 사이에서, 상기 배선로의 신장방향과 직각인 상기 개구부의 폭 치수를 상기 배선의 신장방향을 향해 점차 줄어들게 할 수 있다.

상기 에칭 마스크는 상기 시드층 위에 감광성 레지스트를 도포한 후, 노광 마스크를 통해 상기 감광성 레지스트를 노광 및 현상 처리함으로써 형성할 수 있다. 이 경우, 상기 노광 마스크로서, 그 노광 마스크의 개구 영역은 그 개구 영역의 중앙부에서 상기 배선로의 신장방향으로 진행함에 따라 서로 근접하는 2개의 직선을 따른 2개의 변을 가지는 윤곽을 구비한 노광 마스크를 이용할 수 있다.

상기 도전부는 대향하는 한 쌍의 변이 상기 배선로의 신장방향을 따르는 직사각형 단면형상 또는 원형 단면형상을 가질 수 있다. 이 경우, 상기 에칭 마스크의 상기 개구영역은 다각형 단면형상을 가질 수 있다.

상기 다각형 단면형상은 사변형, 육각형 또는 팔각형 중 어느 하나로 할 수 있다.

상기 절연막은 층간 절연막이며, 이 경우, 상기 배선 기판은 다층 배선 기판이다.

본 발명에 따른 배선 기판은, 절연막의 두께방향으로 그 절연막의 내부를 신장하여 그 절연막의 면 위에 단면을 일치시켜 형성된 도전부와, 도전 재료가 상기 절연막의 상기 면 위에 퇴적되는 것을 촉진하기 위해 그 면 위에 형성되며, 상기 도전부의 상기 단면에 개방되는 개구를 가지는 시드층과, 상기 시드층의 상기 개구 내부 및 상기 시드층 위에 퇴적된 도전 재료에 의해 형성되며, 그 시드층의 상기 개구를 관통하여 상기 도전부의 상기 단면에 연속해서, 상기 시드층 상을 한 방향으로 신장하는 배선로를 포함하고, 상기 시드층의 상기 개구는 그 개구의 중앙부에서 상기 배선로의 신장방향으로 진행함에 따라 서로 근접하는 2개의 직선을 따른 2개의 변을 가지는 윤곽을 구비한다.

그렇기 때문에, 상기 시드층의 상기 개구는 중앙부에서 상기 2개의 변을 따라 상기 배선로의 신장방향으로 갈수록 가늘어지는 윤곽을 가지며, 이 가늘어진 부분이 상기 시드층 밑의 상기 도전부로부터 상기 배선로의 신장방향으로 튀어나오도록 상기 시드층의 상기 개구가 형성되어도, 이 튀어나온 부분에 대응되어 형성되는 상기 배선로의 빈공간은 그 배선로의 폭 치수 거의 전역에 걸쳐 연장되지 않는다. 따라서, 상기 빈공간으로 인한 상기 배선로의 단선이나 큰 저항 증가를 초래하지 않는 배선 기판이 제공된다.

본 발명에 따른 상기 배선 기판은 다층 기판으로 할 수 있다. 이 다층 배선 기판은 반도체 웨이퍼에 만들어 넣어진 다수의 IC 회로의 전기 특성을 각 IC 칩으로 분리하기에 앞서 일괄적 혹은 복수 개의 IC마다 시험하기 위한 종래 잘 알려진 프로브 카드의 인터포저로서 이용할 수 있다. 즉, 프로브 카드는 배선 기판과, 그 배선 기판에 형성된 배선로에 대응되는 배선로 및 그 배선로에 접속된 다수의 프로브가 마련된 프로브 기판을 구비하며, 본 발명에 따른 상기 다층 배선 기판은 상기 배선 기판과 상기 프로브 기판 사이에 삽입되어, 대응하는 양 배선로를 전기적으로 접속하는 인터포저로서 이용할 수 있다.

본 발명에서는 상기한 바와 같이, 절연막 상에 노출되는 도전부를 덮는 시드층을 선택적으로 제거하기 위한 에칭 마스크의 배치가 소정 부위로부터 가령 상기 배선로의 신장방향으로 벗어나더라도, 상기 도전부에 접속되는 배선로에 종래와 같은 큰 빈공간으로 인한 큰 결함이 도입되는 일이 없다. 따라서 본 발명에 의하면, 이 결함으로 인한 전기 저항의 증대를 초래하지 않고, 단선을 일으키기 어려운 배선 기판 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 다층 배선 기판의 제조 공정을 나타내는 각 공정도 (a)~(i)이다.
도 2는 본 발명에 따른 다층 배선 기판의 제조 공정을 나타내는 도 1의 공정도(i)에 이어지는 각 공정도 (j)~(p)이다.
도 3은 도 2의 공정도(k)에 도시된 에칭 마스크를 형성하기 위해 포토레지스트 막을 선택적으로 노광하기 위한 노광 마스크의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 노광 마스크를 이용해서 형성되는 에칭 마스크의 일부를 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시형태를 나타내는 도 4와 동일한 도면이다.
도 6은 종래의 다층 배선 기판의 제조 공정을 나타내는 각 공정도 (a)~(h)이다.
도 7은 도 6(f)의 종래 제조 공정에 도시된 에칭 마스크의 평면도로서, 도 7 (a)는 적정하게 배치된 에칭 마스크를 나타내고, 도 7 (b)는 적정 위치로부터 배선로의 신장방향으로 벗어나 배치된 에칭 마스크를 나타낸다.

도 1(a)~도 1(i) 및 도 2(j)~도 2(p)는 본 발명에 따른 다층 배선 기판 제조방법의 각 공정을 나타낸다.

본 발명에 따른 상기 방법은 예를 들면 폴리이미드와 같은 전기 절연체로 이루어지는 제1 기판(10)이 준비되고, 기판(10)의 한쪽 면(10a) 위에는 그 거의 전역에 걸쳐 시드층(12)이 형성된다(도 1(a) 참조). 시드층(12)은 종래 잘 알려져 있는 바와 같이, 기판(10) 상에 후술되는 배선로를 위한 예를 들면 구리와 같은 도전 재료의 퇴적 촉진을 목적으로 해서 형성된다. 시드층(12)으로는 예를 들면 티탄과 같은 금속 재료가 적절히 선택되며, 이 금속 재료를 예를 들어 무전해 도금법(sputtering method)을 이용해서 기판(10)의 면(10a) 상에 퇴적시킴으로써 시드층(12)을 형성할 수 있다.

시드층(12) 위에 상기 금속 재료를 선택적으로 퇴적하기 위한 마스크를 형성하기 위해, 감광성 레지스트가 예를 들면 스핀 코트법을 이용해서 시드층(12) 상에 퇴적되어 레지스트층(14)이 형성된다(도 1(b) 참조). 레지스트층(14)은 종래 잘 알려져 있는 바와 같이, 도시하지 않은 배선 패턴을 가지는 노광 마스크를 통해 선택 노광을 받은 후, 현상 및 건조 처리를 받는다. 이로 인해 레지스트층(14)에는 배선 패턴(14a)이 전사된다(도 1(c) 참조).

레지스트층(14)을 퇴적 마스크로 해서, 그 배선 패턴(14a)을 따라 예를 들면 구리와 같은 도전 재료(16)가 퇴적된다(도 1(d) 참조). 이 도전 재료(16)의 퇴적에 전해 도금법을 이용할 경우, 전해 도금의 적용을 가능하게 하기 위해, 종래 잘 알려져 있는 바와 같이 레지스트층(14) 형성에 앞서 시드층(12) 상에 도전 재료(16)의 박막이 무전해 도금법(sputtering method)으로 형성된다.

배선 패턴(14a)을 따라 도전 재료(16)를 퇴적한 후, 레지스트층(14)이 제거되고, 기판(10) 상에는 시드층(12)을 개재하여 배선로(16)가 형성된다(도 1(e) 참조). 이 배선로(16) 형성 후, 그 배선로를 에칭 마스크로 해서, 시드층(12)의 배선로(16)로부터 노출된 부분이 에칭 처리에 의해 제거된다(도 1(f) 참조).

다음으로 배선로(16)를 덮도록 점착제층을 가지는 절연 시트로 이루어지는 본딩 시트(18)가 기판(10)의 면(10a)에 접착되고, 또한 본딩 시트(bonding sheet)(18)의 상부면(18a)에는 예를 들면 폴리이미드로 이루어지는 제2 기판(20)이 고착된다(도 1(g) 참조).

종래 잘 알려진 포토리소그래피법 및 에칭 처리로, 제2 기판(20) 및 본딩 시트(18)를 거쳐 하측 기판(10) 상의 배선로(16)에 개방되는 비어 개구(via opening)(22)가 형성된다(도 1(h) 참조). 비어 개구(22) 내에는 예를 들면 전해 도금법을 이용해서 구리와 같은 도전 재료(24)가 퇴적되고, 이로 인해 비어 개구(22)를 충전하는 도전부(24)가 형성된다(도 1(i) 참조). 도전부(24)는 그 하단에서 배선로(16)와 일체적으로 접속된다. 도전부(24)는 배선로(16)로부터, 본딩 시트(18) 및 상측 기판(20)으로 구성되는 층간 절연막을 그 두께방향으로 신장하고, 또 상측 기판이 되는 제2 기판(20)의 상부면(20a)에 노출되어 그 상부면에 일치하는 상단면(24a)을 가진다.

도전부(24) 형성 후, 그 도전부의 상단면(24a) 및 상측 기판(20)의 상부면(20a)을 덮도록, 재차 상기한 것과 같은 시드층(26)이 형성된다(도 2(j) 참조). 필요에 따라 시드층(26) 상에 상기한 것과 같은 도전 재료의 박막을 무전해 도금법으로 형성할 수 있다.

시드층(26) 상에는 그 시드층 바로 밑의 도전부(24)에 대응되는 영역에서 개구되는 개구부(28a)를 가지는 에칭 마스크(28)가 형성된다. 그 후, 에칭 마스크(28)를 이용한 에칭 처리에 의해, 시드층(26)에는 그 시드층 바로 밑의 도전부(24)의 상단면(24a)에 개방되는 개구(26a)가 형성된다(도 2(k) 참조).

이 에칭 마스크(28)는 종래 잘 알려져 있는 바와 같이, 예를 들면 스핀 코트법으로 감광성 레지스트를 시드층(26) 상에 도포하고, 상기 레지스트에 노광 마스크(30)(도 3 참조)를 이용해서 선택 노광한 후, 현상 및 건조 처리를 실시함으로써 형성할 수 있다. 이 노광 마스크(30) 및 에칭 마스크(28)에 대해서는 나중에 도 3에서 도 5에 따라 상세하게 설명한다.

에칭 마스크(28)를 시드층(26) 상에서 제거한 후, 종래 잘 알려진 감광성 레지스트가, 시드층(26)의 개구(26a)에서 노출되는 도전부(24)의 상단면(24a) 및 시드층(26)의 상부면을 덮도록 도포되고, 이로 인해 시드층(26) 상에 레지스트층(32)이 형성된다(도 2(l) 참조). 레지스트층(32)은 도시하지 않지만, 상측 배선로를 위한 배선 패턴을 가지는 노광 마스크를 이용해서 선택 노광을 받은 후, 현상 및 건조 처리를 받는다. 이로 인해, 레지스트층(32)에는 상측 배선로를 위한 배선 패턴(32a)이 전사된다(도 2(m) 참조). 이 배선 패턴(32a)은 시드층(26)의 개구(26a)에 중복된다.

상측 배선로를 위한 배선 패턴(32a)이 전사된 레지스트층(32)을 퇴적 마스크로 해서, 예를 들면 전해 도금법으로 배선 패턴(32a)을 따라 배선로를 위한 도전 재료(34)가 퇴적된다. 이때, 상기한 바와 같이 배선 패턴(32a)이 시드층(26)의 개구(26a)에 중복되기 때문에, 배선 패턴(32a)을 따른 상기 도전 재료의 퇴적에 의해, 도전부(24)의 상단면(24a)에 일체적으로 이어져서 시드층(26)의 면 위를 도전부(24)에서부터 한 방향으로 신장하는 배선로(34)가 형성된다(도 2(n) 참조).

퇴적 마스크로서 이용된 레지스트층(32)이 시드층(26) 상에서 제거되면(도 2(o) 참조), 시드층(26)의 배선로(34)에서 노출되는 부분이 에칭 처리에 의해 제거된다(도 2(p) 참조). 시드층(26) 상으로의 도전 재료의 상기한 전해 도금을 가능하게 하기 위한 무전해 도금에 의한 상기 박막이 시드층(26) 위에 형성되어 있을 경우, 그 박막의 배선로(34)에서 노출되는 부분은 시드층(26)을 제거하는 상기 에칭 처리에 의해 그 시드층과 함께 제거된다.

이로 인해, 도 2(p)에 도시한 것과 같은 층간 절연막(18, 20) 내부를 통과하는 도전부(24)를 거쳐 상호 접속된 하측 배선로(16) 및 상측 배선로(34)를 가지는 다층 배선 기판(36)이 형성된다.

또한, 상측 배선로(34)가 형성된 상측 기판(20) 상에, 상기한 도 1(f)에서 도 2(p)에 도시한 공정을 반복함으로써, 원하는 계층에 적층된 3층 이상의 다층 기판이 형성된다.

도 2(k)는 상기한 바와 같이, 도전부(24)의 상단면(24a)에 개방되는 개구(26a)를 시드층(26)에 형성하는 공정을 나타낸다. 도 2(k) 및 그 도면에 도시된 에칭 마스크(28)의 평면도를 나타낸 도 4를 참조하여 이 에칭 마스크(28)를 상세하게 설명한다.

도 4에 도시한 예에서 도전부(24)는 직사각형 횡단면형상을 가지며, 그 횡단면에서의 세로치수(Y) 및 가로치수(X)는 예를 들면 각각 30㎛ 및 40㎛이다. 한편, 에칭 마스크(28)에 형성되는 개구부(28a)는, 예를 들어 배선로(34)의 폭 방향을 따른 세로치수(y1) 및 배선로(34)의 신장방향을 따른 가로치수(x1)가 각각 20㎛ 및 30㎛로 그려지는 직사각형(38)을 가상하면, 이 가상의 직사각형(38)의 각 모퉁이부를 4개의 직선변(38a₁,38a₂,38a₃,38a₄)으로 모따기하여 형성되는 팔각형의 윤곽을 그린다.

즉, 개구부(28a)는 배선로(34)의 신장방향을 따른 한 쌍의 서로 평행한 변(38b₁,38b₂)과, 배선로(34)의 신장방향과 직각인 배선로(34)의 폭방향을 따른 한 쌍의 서로 평행한 변(38c₁,38c₂)과, 상기한 4개의 변(38a₁,38a₂,38a₃,38a₄)으로 구성되는 팔각형의 윤곽을 가진다.

에칭 마스크(28)의 개구부(28a)는 에칭 마스크(28) 밑의 시드층(26)을 부분적으로 노출시키고, 이 시드층(26)의, 개구부(28a)로부터 노출되는 부분은 이어지는 에칭 처리로 제거된다. 따라서 에칭 처리에 의해 시드층(26) 밑의 도전부(24)의 상단면(24a)은 그 면적 영역하에서 시드층(26)으로부터 노출된다.

이 상단면(24a)과 그 상단면에 연속해서 형성되는 배선로(34)와의 확실한 결합에 필요한 접합면적은, 도전부(24) 및 배선로(34)의 재료에 따라 달라지는데, 양자를 구리로 구성한 경우의 일례에서는 예를 들면 550㎛² 이상이고, 바람직하게는 개구부(28a)의 면적이 그 20%가 증가된 660㎛²가 되도록 변(38a₁,38a₂,38a₃,38a₄)이 설정된다. 도시된 예에서는 변(38a₁,38a₂,38a₃,38a₄)이 인접하는 변(38b₁,38b₂,38c₁,38c₂)과 45도의 각도를 이룬다. 이 각도 및 변(38a₁,38a₂,38a₃,38a₄)의 길이는 적절히 설정할 수 있다. 또한, 개구부(28a)의 상기 가로세로 치수(x1 및 y1)는 도전부(24)의 세로치수(Y) 및 가로치수(X) 사이에서 충분한 마진을 확보할 수 있는 범위 내에서 필요에 따라 증감할 수 있다.

도 4에 도시한 예에서 개구부(28a)에는 4개의 모따기 변(38a₁,38a₂,38a₃,38a₄)이 형성되어 있다. 이로 인해 개구부(28a)에는 그 중앙부에서 배선로(34)의 신장방향 측을 향해 폭치수를 점차 줄여가는 가늘어짐부(tapered portion)가 변(38a₁)과 변(38a₂) 사이에 형성되고, 또 그 가늘어짐부와 반대측에 있어서 배선로(34)의 신장방향과 반대방향을 향해 폭치수를 점차 줄여가는 가늘어짐부가 변(38a₃)과 변(38a₄) 사이에 형성되어 있다. 또, 개구부(28a)에는 배선로(34)의 폭방향에서 봤을 때 양 바깥쪽을 향해 각각 끝이 가늘어지는 가늘어짐부가 변(38a₄)과 변(38a₁) 사이 및 변(38a₂)과 변(38a₃) 사이에 각각 형성되어 있다.

이러한 팔각형 개구부(28a)를 가지는 에칭 마스크(28)는 예를 들면 도 3에 도시한 것과 같은 노광 마스크(30)를 이용해서, 상기한 것과 같이 감광성 레지스트를 선택적으로 노광, 현상 및 건조 처리를 실시함으로써 형성할 수 있다.

도 3에 도시한 예에서 노광 마스크(30)는 도면 좌측으로 연장되는 한 쌍의 배선로(34a,34a)를 위한 개구부(28a)에 대응된 한 쌍의 개구영역(30a,30a)과, 도면 우측으로 연장되는 배선로(34b)를 위해, 한 쌍의 개구영역(30a,30a) 사이에 형성된 1개의 개구영역(30a)이 마련되어 있다. 각 개구영역(30a)은 개구부(28a)와 서로 닮은 팔각형상을 가진다.

노광 마스크(30)의 개구영역(30a)은 에칭 마스크(28)를 위한 포토레지스트가 포지티브형인 경우, 그 포토레지스트의 노광을 받는 부분이 현상 처리에 의해 제거되도록 투광영역으로 구성된다. 반대로, 에칭 마스크(28)를 위한 포토레지스트가 네거티브형인 경우, 그 포토레지스트의 비노광 부분이 현상 처리에 의해 제거되도록 개구영역(30a)은 차광영역으로 구성된다.

에칭 마스크(28) 형성을 위해, 예를 들어 도 3에 도시한 것과 같은 노광 마스크(30)를 이용해서 시드층(26) 상의 감광성 레지스트가 상기한 것과 같이 선택 노광을 받는다. 이때, 노광 마스크(30)의 기판(10)에 대한 배치가 예를 들어 도 3의 배선로(34b)의 신장방향에 어긋나고, 그로 인해 도 4에 도시한 바와 같이 상기한 노광 후의 현상 및 건조 처리에 의해 형성된 에칭 마스크(28)의 배치가 배선로(34)의 신장방향으로 어긋나면, 에칭 마스크(28)의 개구부(28a)의 변(38a₁)이 도전부(24)의 대응되는 변(40)으로부터 튀어나오는 경우가 있다.

이 경우, 이어지는 상기한 에칭 처리로 시드층(26)은 에칭 마스크(28)의 개구부(28a)에 대응되는 영역에서 제거되기 때문에, 개구부(28a)의 도전부(24)의 변(40)으로부터 튀어나오는 영역에서는 시드층(26) 밑에 위치하는 상측 기판(20)이 노출된다. 시드층(26)을 선택 에칭 처리한 후, 도 2(n)에 따라 설명한 대로 배선로(34)를 위한 도전 재료가 퇴적되는데, 이 상측 기판(20)이 노출된 부분에는 도전부(24)의 상단면(24a) 및 시드층(26) 상으로의 퇴적과 같이 상기 도전 재료가 퇴적되는 일이 없다. 그렇기 때문에, 상기한 바와 같이 상기 도전 재료의 퇴적에 의해 형성되는 배선로(34)에는 상측 기판(24)이 노출된 부분에 빈공간과 같은 결함이 생긴다.

그러나 본 발명에 따른 상기 방법에 의하면, 도 4에 도시한 바와 같이 에칭 마스크(28)의 개구부(28a)는 그 변(38a₁ 및 38a₂) 사이에서 배선로(34)의 신장?향으로 갈수록 끝이 가늘어지는 영역(B)으로 나타내는 선단 부분이 도전부(24)로부터 튀어나오는 것에 불과하다. 그렇기 때문에, 도 7(b)에 도시한 튀어나온 영역(A)이 거의 상측 배선로(72)의 폭 방향 전역으로 확대되는 것에 비해, 튀어나온 영역(B)은 약간 배선로(34)의 중앙부에 존재하는 것에 불과하다.

그렇기 때문에, 에칭 마스크(28)의 어긋남에 기인하여 배선로(34)에 도입되는 상기 빈공간으로 인한 결함의 축소화를 도모하고, 그로 인해 배선로(34)의 단선이나 큰 저항 증가를 억제할 수 있다.

도 4에 도시한 한 쌍의 모따기 변(38a₃,38a₄)을 생략하고, 개구부(28a)의 평면형상을 육각 형상으로 할 수 있다. 이 경우, 도 4에서 봤을 때 개구부(28a)는 우측에만 상기한 가늘어짐부가 형성된다. 이 에칭 마스크(28)는 도 3에 도시한 한 방향으로 연장되는 배선로(34b)의 도전부(24)에 대해서는 상기한 것과 같은 효과를 발휘한다.

그러나 도 3에 도시한 바와 같이, 다층 배선 기판(36)에는 일반적으로 배선로(34b)와 반대방향으로 연장되는 배선로(34a)도 형성되어 있다. 그렇기 때문에 도 4에 도시한 바와 같이, 각 개구부(28a)의 변(38a₁)과 변(38a₂) 사이 및 변(38a₃)과 변(38a₄) 사이에 형성되는 좌우로 한 쌍의 가늘어짐부를 가지는 다각형의 윤곽을 부여함으로써, 서로 반대방향으로 연장되는 배선로(34a, 34b)에 대하여 대응할 수 있다. 따라서 서로 반대방향으로 연장되는 배선로(34a, 34b)에 대해서도 본원 발명의 소정 효과를 발휘할 수 있다. 또, 도 4에 도시한 바와 같이 각 개구부(28a)의 변(38a₄)과 변(38a₁) 사이 및 변(38a₂)과 변(38a₃) 사이에 형성되는 위아래 한 쌍의 가늘어짐부를 마련함으로써, 기판(10)에 평행한 면 위에서 다층 배선 기판(36)을 상하좌우의 네 방향으로 연장되는 배선로(34)에 대응할 수 있게 된다.

본원발명에 따른 에칭 마스크(28)는 도 5에 도시한 바와 같이, 원형 횡단면형상을 가지는 도전부(24)와의 조합에도 적용할 수 있다. 이 경우, 도전부(24)와의 보다 넓은 접합면적을 확보하기 위해, 개구부(28a)는 4개의 변(38a₅,38a₆,38a₇,38a₈)으로 구성되는 정사변형의 윤곽을 가지는 것이 바람직하다. 한 쌍의 대향하는 정점을 연결하는 대각선은 배선로(34)의 길이방향을 따르게 해서 배치되고, 다른 한 쌍의 대향하는 정점을 연결하는 대각선은 배선로(34)의 폭 방향을 따르게 해서 배치된다.

도 5에 도시한 에칭 마스크(28)는 도 4에 도시한 예에서와 마찬가지로, 기판(10)에 평행한 면 위에서 다층 배선 기판(36)을 상하좌우의 네 방향으로 연장되는 배선로(36)에 대응할 수 있게 된다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 그 취지를 일탈하지 않는 한 다양하게 변경할 수 있다. 예를 들어 에칭 마스크 개구부의 윤곽으로는 상기한 예에 한정되지 않고 정육각형이나 정팔각형 등을 적절히 선택할 수 있다.

10, 20; 기판
12, 26; 시드층
14, 32; 레지스트층
16, 34(34a, 34b); 배선로
18; 본딩 시트(층간 절연막)
22; 비어 개구(via opening)
24; 도전부
28; 에칭 마스크
30; 노광 마스크
36; 다층 배선 기판

Claims

절연막의 두께방향으로 그 절연막의 내부를 신장하여 그 절연막의 면 위에 단면(端面)을 일치시켜서 형성된 도전부와,
도전 재료가 상기 절연막의 상기 면 위에 퇴적되는 것을 촉진하기 위해 그 면 위에 형성되며, 상기 도전부의 상기 단면에 개방되는 개구(開口)를 가지는 시드층(seed layer)과,
상기 시드층의 상기 개구 내부 및 상기 시드층 상에 퇴적된 도전 재료에 의해 형성되며, 그 시드층의 상기 개구를 관통하여 상기 도전부의 상기 단면에 연속해서, 상기 시드층 상을 한 방향으로 신장하는 배선로를 포함하고, 상기 시드층의 상기 개구가, 그 개구의 중앙부에서 상기 배선로의 신장방향으로 진행함에 따라 서로 근접하는 2개의 직선을 따른 2개의 변을 가지는 윤곽을 구비하는 배선 기판.
제1항에 있어서,
상기 시드층의 개구는, 상기 2개의 변 사이에서, 상기 배선로의 신장방향과 직각인 상기 개구의 폭 치수를 상기 배선의 신장방향을 향해 점차 줄여가는 배선 기판.
제1항에 있어서,
상기 도전부는 대향하는 한 쌍의 변이 상기 배선로의 신장방향을 따르는 직사각형 단면형상 또는 원형 단면형상을 가지며, 상기 시드층의 상기 개구는 다각형 단면형상을 가지는 배선 기판.
제3항에 있어서,
상기 다각형 단면형상은 사변형, 육각형 또는 팔각형 중 어느 하나인 배선 기판.
제1항에 있어서,
상기 절연막은 층간 절연막이고, 상기 배선 기판은 다층 배선 기판인 배선 기판.
제5항에 기재된 다층 배선 기판을 인터포저로서 포함한 프로브 카드.
절연막의 두께방향으로 그 절연막의 내부를 신장하여 그 절연막의 면 위에 단면을 일치시켜 도전부를 형성하는 것,
도전 재료가 상기 절연막의 면 위에 퇴적되는 것을 촉진하는 시드층을 상기 도전부의 상기 단면 및 상기 절연막의 상기 면 위에 형성하는 것,
상기 시드 층 상에 에칭 마스크를 형성하고, 상기 시드층의 상기 에칭 마스크의 개구부에 대응되는 부분을 에칭 처리로 제거하여 상기 도전부의 상기 단면에 개방되는 개구를 상기 시드층에 형성하는 것, 및
상기 에칭 마스크의 제거 후, 상기 시드층에 형성된 상기 개구 내에 위치하는 상기 도전부의 상기 단면으로부터 상기 시드층을 따라 그 시드층 상을 한 방향으로 신장하는 배선로를 위한 도전 재료를 상기 도전부의 상기 단면 및 상기 시드층 상에 퇴적하는 것을 포함하고,
상기 에칭 마스크의 개구부가, 그 개구부의 중앙부에서 상기 배선로의 신장방향으로 진행함에 따라 서로 근접하는 2개의 직선을 따른 2개의 변을 가지는 윤곽을 구비하는 것을 특징으로 하는 배선 기판의 제조방법.
제7항에 있어서,
상기 에칭 마스크의 개구부는 상기 2개의 변 사이에서 상기 배선로의 신장방향과 직각인 상기 개구부의 폭 치수를 상기 배선의 신장방향을 향해 점차 줄여가는 제조방법.
제7항에 있어서,
상기 에칭 마스크는 상기 시드층 상에 감광성 레지스트를 도포한 후, 노광 마스크를 통해서 상기 감광성 레지스트를 노광 및 현상 처리함으로써 형성되며, 상기 노광 마스크로서, 그 노광 마스크의 개구영역이, 그 개구영역의 중앙부로부터 상기 배선로의 신장방향으로 진행함에 따라 서로 근접하는 2개의 직선을 따른 2개의 변을 가지는 윤곽을 구비한 노광 마스크를 이용하는 제조방법.
제7항에 있어서,
상기 도전부는 대향하는 한 쌍의 변이 상기 배선로의 신장방향을 따르는 직사각형 단면형상 또는 원형 단면형상을 가지며, 상기 에칭 마스크의 상기 개구부는 다각형 단면형상을 가지는 제조방법.
제10항에 있어서,
상기 다각형 단면형상은 사변형, 육각형 또는 팔각형 중 어느 하나인 제조방법.
제7항에 있어서,
상기 절연막은 층간 절연막이고, 상기 배선 기판은 다층 배선 기판인 제조방법.