KR20190141230A - 배선 기판, 및 배선 기판의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
전기적으로 독립된 배선부를 포함하면서, 품질을 높일 수 있는 배선 기판을 제공한다. 본 개시는, 표면 및 이면을 갖는 절연층과, 절연층의 적어도 표면에 배치되고, 서로 절연된 적어도 2 개의 배선부를 구비하는 배선 기판이다. 적어도 2 개의 배선부 중, 적어도 1 개의 배선부는 절연층에 있어서 전기적으로 독립되어 있다. 또, 적어도 2 개의 배선부는, 각각, 절연층의 표면에 배치된 도전성 하지층과, 도전성 하지층의 표면에 배치된 도전층과, 도전층의 표면의 적어도 일부와 도전성 하지층의 측면의 적어도 일부 및 도전층의 측면의 적어도 일부를 덮도록 배치된 도전성 피복층을 갖는다. 도전성 하지층은, 평면에서 보아 도전층과 일치하도록 겹쳐져 있다.
Description
관련 출원의 상호 참조
본 국제 출원은, 2017년 6월 7일에 일본국 특허청에 출원된 일본국 특허출원 제2017-112643호에 기초하는 우선권을 주장하는 것이고, 일본국 특허출원 제2017-112643호의 전체 내용을 본 국제 출원에 참조에 의해 원용한다.
본 개시는, 배선 기판 및 배선 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
절연층과 그 표면에 배치된 배선부를 구비하는 배선 기판에 있어서, 도전성의 하지층에 복수 회의 도금을 실시함으로써 도전층을 중첩한 다층 구조의 배선부가 형성되는 경우가 있다.
한편, 배선 기판의 회로 설계에 따라서는, 다른 배선부와 절연되며, 또한 절연층에 있어서 전기적으로 독립되어 있는, 요컨대 외부와 도통되지 않는 배선부가 형성되는 경우가 있다. 이 독립된 배선부를 전해 도금으로 형성하는 방법으로서, 보조 배선에 의해 도통 가능한 다른 배선부와 전기적으로 접속하고, 전해 도금 후에 보조 배선을 제거하여, 배선부를 독립시키는 방법이 공지이다 (특허문헌 1 참조).
이 방법에서는, 전해 도금시, 요컨대 배선부의 도전성 피복층의 형성시에, 보조 배선이 포함되는 비도금 영역에 마스크층이 배치되고, 전해 도금 후에 마스크층이 제거된다. 그 후, 보조 배선은 에칭에 의해 제거된다.
특허문헌 1 의 수법에서는, 마스크층의 형상에 따라서는, 도전성 피복층의 밀착 강도의 저하나, 비도금 부분에 있어서의 도금 이물질의 발생이 일어날 수 있다. 이와 같은 결함은, 배선 기판의 품질을 저하시킨다.
본 개시의 일 국면은, 전기적으로 독립된 배선부를 포함하면서, 품질을 높일 수 있는 배선 기판을 제공하는 것이 바람직하다.
본 개시의 일 양태는, 표면 및 이면을 갖는 절연층과, 절연층의 적어도 표면에 배치되고, 서로 절연된 적어도 2 개의 배선부를 구비하는 배선 기판이다. 적어도 2 개의 배선부 중, 적어도 1 개의 배선부는 절연층에 있어서 전기적으로 독립되어 있다. 또, 적어도 2 개의 배선부는, 각각, 절연층의 표면에 배치된 도전성 하지층과, 도전성 하지층의 표면에 배치된 도전층과, 도전층의 표면의 적어도 일부와 도전성 하지층의 측면의 적어도 일부 및 도전층의 측면의 적어도 일부를 덮도록 배치된 도전성 피복층을 갖는다. 도전성 하지층은, 평면에서 보아 도전층과 일치하도록 겹쳐져 있다.
도 9 에 나타내는 바와 같이, 절연층 (102) 에 배치된 배선부 (103) 에 있어서, 도전층 (132) 의 표면에 배치되는 도전성 피복층 (133) 이 도전성 하지층 (131) 에 직접 배치되는 부분 (P) 이 있으면, 도전성 피복층 (133) 형성용의 마스크층을 에칭으로 제거할 때에, 부분 (P) 에 있어서 배선부 (103) 의 내측을 향해 패이는 언더 컷이 발생한다. 그 결과, 도전성 피복층 (133) 의 밀착 강도가 저하되고, 수압 등에 의해 도전성 피복층 (133) 의 박리가 발생할 우려가 있다.
이에 반해, 본 개시의 구성에 의하면, 도전성 하지층이, 평면에서 보아 도전층과 일치하도록 겹쳐져 있기 때문에, 도전성 하지층에 도전성 피복층이 직접 배치되는 것이 억제된다. 그 때문에, 상기 서술한 언더 컷의 발생이 억제되어, 도전성 피복층의 밀착 강도가 향상된다. 그 결과, 전기적으로 독립된 배선부를 포함하는 배선 기판의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 「절연층에 있어서 전기적으로 독립된다」란, 동일한 절연층에 배치된 다른 배선부나 이 절연층을 두께 방향으로 관통하는 비아 도체 등을 개재하여 외부 단자와 도통되지 않는 것을 의미한다.
본 개시의 일 양태에서는, 도전층 중 표면측의 최표층과, 도전성 피복층 중 도전층과 맞닿는 최표층은, 동종의 금속을 함유해도 된다. 이와 같은 구성에 의하면, 도전층과 도전성 피복층의 밀착 강도가 더욱 높아지므로, 품질이 보다 향상된다.
본 개시의 일 양태에서는, 도전층 및 도전성 하지층에 있어서 도전성 피복층에 덮여 있지 않은 비피복 영역은, 산화물막으로 덮여 있어도 된다. 이와 같은 구성에 의하면, 도전층 및 도전성 하지층의 내부식성을 높일 수 있다.
본 개시의 다른 양태는, 표면 및 이면을 갖는 절연층과, 절연층의 적어도 표면에 배치되고, 서로 절연된 적어도 2 개의 배선부를 구비하고, 적어도 2 개의 배선부 중, 적어도 1 개의 배선부는 절연층에 있어서 전기적으로 독립된 배선 기판의 제조 방법이다. 배선 기판의 제조 방법은, 절연층의 표면에, 도전성의 하 (下) 처리층을 형성하는 공정과, 하처리층의 표면에 적어도 2 개의 도전층을 형성하는 공정과, 하처리층의 에칭에 의해, 적어도 2 개의 도전층이 각각 그 표면에 배치된 적어도 2 개의 도전성 하지층과, 적어도 2 개의 도전성 하지층끼리를 접속하는 보조 배선을 포함하는 하지 패턴을 형성하는 공정과, 적어도 2 개의 도전층의 표면에 각각 도전성 피복층을 피복하는 공정과, 보조 배선을 제거하는 공정을 구비한다. 피복하는 공정은, 하지 패턴을 덮는 마스크층을 배치하는 공정과, 마스크층을 배치한 상태에서, 전해 도금에 의해 도전성 피복층을 형성하는 공정과, 마스크층을 제거하는 공정을 갖는다. 마스크층을 배치하는 공정에서, 마스크층은, 하지 패턴 중, 적어도 2 개의 도전성 하지층과 보조 배선의 연결 부분을 덮도록 배치된다. 또한, 「연결 부분」이란, 평면에서 본 도전성 하지층과 보조 배선의 경계 부분을 가리킨다.
이와 같은 구성에 의하면, 도전성 피복층을 형성하는 전해 도금에 있어서, 도전성 하지층에 도전성 피복층이 직접 배치되는 것이 억제된다. 그 때문에, 마스크층을 제거하는 공정에 있어서의 언더 컷의 발생이 억제되어, 도전성 피복층의 밀착 강도가 향상된다. 그 결과, 전기적으로 독립된 배선부를 포함하며, 또한 품질이 높은 배선 기판이 얻어진다.
본 개시의 일 양태에서는, 마스크층을 배치하는 공정에서, 마스크층은, 보조 배선의 측면을 덮도록 배치되어도 된다.
도전성 피복층을 형성하는 전해 도금에 있어서, 보조 배선의 표면만을 마스크층으로 피복하면, 보조 배선의 측면에 도금층이 형성될 수 있다. 이 도금층은, 보조 배선을 제거하는 공정에 있어서도 제거되지 않고 잔존하여, 도금 이물질이 될 우려가 있다.
이에 반해, 상기 서술한 바와 같은 구성에 의하면, 도전성 피복층을 형성하는 전해 도금에 있어서, 보조 배선의 측면과 인접하는 영역에 도금 이물질이 되는 도금층이 형성되는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 배선 기판의 품질을 높일 수 있다.
본 개시의 일 양태에서는, 마스크층을 배치하는 공정에서, 마스크층은, 적어도 2 개의 도전층의 표면의 일부를 덮도록 배치되어도 된다. 이와 같은 구성에 의하면, 보다 확실하게 도전성 하지층에 도전성 피복층이 직접 배치되는 것을 억제할 수 있다. 또, 마스크층의 형상에 요구되는 정밀도를 저감시킬 수 있으므로, 배선 기판의 제조가 용이해진다.
본 개시의 일 양태는, 보조 배선을 제거하는 공정 후, 적어도 2 개의 도전층 및 적어도 2 개의 도전성 하지층을 대기 분위기하에서 가열하는 공정을 추가로 구비해도 된다. 이와 같은 구성에 의하면, 도전층 및 도전성 하지층에 있어서 도전성 피복층에 덮여 있지 않은 비피복 영역을 산화물막으로 피복할 수 있다. 그 결과, 비피복 영역에 있어서의 내부식성을 높일 수 있다.
본 개시의 다른 양태는, 표면 및 이면을 갖는 절연층과, 절연층의 적어도 표면에 배치되고, 서로 절연된 적어도 2 개의 배선부를 구비하고, 적어도 2 개의 배선부 중, 적어도 1 개의 배선부는 절연층에 있어서 전기적으로 독립된 배선 기판의 제조 방법이다. 배선 기판의 제조 방법은, 절연층의 표면에, 도전성의 하처리층을 형성하는 공정과, 하처리층의 표면에 적어도 2 개의 도전층을 형성하는 공정과, 하처리층의 에칭에 의해, 적어도 2 개의 도전층이 각각 그 표면에 배치된 적어도 2 개의 도전성 하지층과, 적어도 2 개의 도전성 하지층끼리를 접속하는 보조 배선을 포함하는 하지 패턴을 형성하는 공정과, 적어도 2 개의 도전층의 표면에 각각 도전성 피복층을 피복하는 공정과, 보조 배선을 제거하는 공정을 구비한다. 피복하는 공정은, 하지 패턴을 덮는 마스크층을 배치하는 공정과, 마스크층을 배치한 상태에서, 전해 도금에 의해 도전성 피복층을 형성하는 공정과, 마스크층을 제거하는 공정을 갖는다. 마스크층을 배치하는 공정에서, 마스크층은, 보조 배선의 측면을 덮도록 배치된다.
이와 같은 구성에 의하면, 도전성 피복층을 형성하는 전해 도금에 있어서, 보조 배선의 측면과 인접하는 영역에 도금 이물질이 되는 도금층이 형성되는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 전기적으로 독립된 배선부를 포함하며, 또한 품질이 높은 배선 기판이 얻어진다.
본 개시의 일 양태는, 보조 배선을 제거하는 공정 후, 적어도 2 개의 도전층 및 적어도 2 개의 도전성 하지층을 대기 분위기하에서 가열하는 공정을 추가로 구비해도 된다. 이와 같은 구성에 의하면, 도전층 및 도전성 하지층에 있어서 도전성 피복층에 덮여 있지 않은 비피복 영역을 산화물막으로 피복할 수 있다. 그 결과, 비피복 영역에 있어서의 내부식성을 높일 수 있다.
도 1 은, 실시형태의 배선 기판의 모식적인 단면도이다.
도 2 는, 실시형태의 배선 기판의 제조 방법을 나타내는 플로 차트이다.
도 3 은, 배선 기판의 제조 방법에 있어서의 한 공정을 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 4A 는, 도 3 의 다음 공정을 나타내는 모식적인 단면도이고, 도 4B 는, 도 4A 의 다음 공정을 나타내는 모식적인 단면도이며, 도 4C 는, 도 4B 의 다음 공정을 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 5A 는, 도 4C 의 다음 공정을 나타내는 모식적인 단면도이고, 도 5B 는, 도 5A 의 다음 공정을 나타내는 모식적인 단면도이며, 도 5C 는, 도 5B 의 다음 공정을 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 6A 는, 도 5C 의 다음 공정을 나타내는 모식적인 단면도이고, 도 6B 는, 도 6A 의 다음 공정을 나타내는 모식적인 단면도이며, 도 6C 는, 도 6B 의 다음 공정을 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 7A 는, 도 6A 의 공정에 있어서의 보조 배선의 주위의 모식적인 부분 확대 평면도이고, 도 7B 는, 도 7A 의 VIIB-VIIB 선에서의 모식적인 부분 단면도이다.
도 8A 는, 도 6C 의 다음 공정을 나타내는 모식적인 단면도이고, 도 8B 는, 도 8A 의 다음 공정을 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 9 는, 종래의 배선 기판의 모식적인 단면도이다.
도 2 는, 실시형태의 배선 기판의 제조 방법을 나타내는 플로 차트이다.
도 3 은, 배선 기판의 제조 방법에 있어서의 한 공정을 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 4A 는, 도 3 의 다음 공정을 나타내는 모식적인 단면도이고, 도 4B 는, 도 4A 의 다음 공정을 나타내는 모식적인 단면도이며, 도 4C 는, 도 4B 의 다음 공정을 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 5A 는, 도 4C 의 다음 공정을 나타내는 모식적인 단면도이고, 도 5B 는, 도 5A 의 다음 공정을 나타내는 모식적인 단면도이며, 도 5C 는, 도 5B 의 다음 공정을 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 6A 는, 도 5C 의 다음 공정을 나타내는 모식적인 단면도이고, 도 6B 는, 도 6A 의 다음 공정을 나타내는 모식적인 단면도이며, 도 6C 는, 도 6B 의 다음 공정을 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 7A 는, 도 6A 의 공정에 있어서의 보조 배선의 주위의 모식적인 부분 확대 평면도이고, 도 7B 는, 도 7A 의 VIIB-VIIB 선에서의 모식적인 부분 단면도이다.
도 8A 는, 도 6C 의 다음 공정을 나타내는 모식적인 단면도이고, 도 8B 는, 도 8A 의 다음 공정을 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 9 는, 종래의 배선 기판의 모식적인 단면도이다.
이하, 본 개시가 적용된 실시형태에 대해, 도면을 사용하여 설명한다.
[1. 제 1 실시형태］
[1-1. 배선 기판］
도 1 에 나타내는 배선 기판 (1) 은, 표면 및 이면을 갖는 절연층 (2) 과, 제 1 배선부 (3) 와, 제 2 배선부 (4) 와, 제 3 배선부 (5) 와, 비아 도체 (6) 를 구비한다.
＜절연층＞
절연층 (2) 은, 세라믹제의 시트상의 부재이다. 절연층 (2) 을 구성하는 세라믹으로는, 예를 들어 알루미나, 베릴리아, 질화알루미늄, 질화붕소, 질화규소, 유리 등을 들 수 있다. 이들 세라믹은 단체로, 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
＜제 1 배선부 및 제 2 배선부＞
제 1 배선부 (3) 및 제 2 배선부 (4) 는, 각각, 절연층 (2) 의 표면에 배치되어 있다. 제 1 배선부 (3) 와 제 2 배선부 (4) 는, 서로 절연되어 있다.
제 1 배선부 (3) 는, 비아 도체 (6) 에 의해, 제 3 배선부 (5) 와 도통되어 있다. 또, 제 1 배선부 (3) 는, 제 3 배선부 (5) 를 개재하여, 외부 단자와 전기적으로 접속된다. 한편, 제 2 배선부 (4) 는, 다른 배선부와 전기적으로 접속되어 있지 않고, 절연층 (2) 에 있어서 전기적으로 독립되어 있다.
제 1 배선부 (3) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 도전성 하지층 (31) 과, 도전층 (32) 과, 도전성 피복층 (33) 을 갖는다. 도전성 하지층 (31), 도전층 (32) 및 도전성 피복층 (33) 은, 각각 2 층 구조이다.
요컨대, 도전성 하지층 (31) 은, 제 1 도전성 하지층 (31A) 및 제 2 도전성 하지층 (31B) 을 갖는다. 도전층 (32) 은, 제 1 도전층 (32A) 및 제 2 도전층 (32B) 을 갖는다. 도전성 피복층 (33) 은, 제 1 도전성 피복층 (33A) 및 제 2 도전성 피복층 (33B) 을 갖는다.
마찬가지로, 제 2 배선부 (4) 는, 도전성 하지층 (41) 과, 도전층 (42) 과, 도전성 피복층 (43) 을 갖는다. 도전성 하지층 (41), 도전층 (42) 및 도전성 피복층 (43) 은, 각각 2 층 구조이다.
요컨대, 도전성 하지층 (41) 은, 제 1 도전성 하지층 (41A) 및 제 2 도전성 하지층 (41B) 을 갖는다. 도전층 (42) 은, 제 1 도전층 (42A) 및 제 2 도전층 (42B) 을 갖는다. 도전성 피복층 (43) 은, 제 1 도전성 피복층 (43A) 및 제 2 도전성 피복층 (43B) 을 갖는다.
제 2 배선부 (4) 를 구성하는 상기 서술한 복수의 층은, 제 1 배선부 (3) 를 구성하는 복수의 층과 동일한 구성 (예를 들어 재료나 배치 등) 을 갖기 때문에, 이하에서는 제 1 배선부 (3) 를 구성하는 복수의 층에 대해 설명한다.
(도전성 하지층)
도전성 하지층 (31) 은, 절연층 (2) 의 표면에 배치된 제 1 도전성 하지층 (31A) 과, 제 1 도전성 하지층 (31A) 의 표면에 배치된 제 2 도전성 하지층 (31B) 을 갖는다. 제 1 도전성 하지층 (31A) 과 제 2 도전성 하지층 (31B) 은, 평면에서 보아 (요컨대 두께 방향으로부터 보아) 동일한 형상이다. 또한, 제 1 배선부 (3) 의 제 1 도전성 하지층 (31A) 은, 비아 도체 (6) 에 접속되어 있지만, 제 2 배선부 (4) 의 제 1 도전성 하지층 (41A) 은, 비아 도체에 접속되어 있지 않다.
도전성 하지층 (31) 의 재질은 도전성을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 제 1 도전성 하지층 (31A) 의 재질을 티탄 (Ti), 제 2 도전성 하지층 (31B) 의 재질을 구리 (Cu) 로 할 수 있다.
(도전층)
도전층 (32) 은, 제 2 도전성 하지층 (31B) 의 표면에 배치된 제 1 도전층 (32A) 과, 제 1 도전층 (32A) 의 표면에 배치된 제 2 도전층 (32B) 을 갖는다. 제 1 도전층 (32A) 과 제 2 도전층 (32B) 은, 평면에서 보아 동일한 형상이다.
도전층 (32) 의 재질은 도전성을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 제 1 도전층 (32A) 의 재질을 구리 (Cu), 제 2 도전층 (32B) 의 재질을 니켈 (Ni) 로 할 수 있다. 도전성 하지층 (31) 중 표면측의 최표층인 제 2 도전성 하지층 (31B) 과, 도전층 (32) 중 제 2 도전성 하지층 (31B) 과 맞닿는 제 1 도전층 (32A) 은, 동종의 금속 (예를 들어 구리) 을 함유하면 된다. 이로써, 도전성 하지층 (31) 과 도전층 (32) 의 밀착도를 높일 수 있다.
도전성 하지층 (31) 은, 평면에서 보아 도전층 (32) 과 일치하도록 겹쳐져 있고, 도전층 (32) 의 외측으로 돌출되지 않는다. 요컨대, 제 2 도전성 하지층 (31B) 의 표면은, 전체가 제 1 도전층 (32A) 에 의해 덮여 있다.
(도전성 피복층)
도전성 피복층 (33) 은, 도전층 (32) 의 표면의 일부와, 도전성 하지층 (31) 의 측면의 일부 및 도전층 (32) 의 측면의 일부를 덮도록 배치되어 있다.
구체적으로는, 도전성 피복층 (33) 은, 제 2 도전층 (32B) 의 표면의 일부와, 도전성 하지층 (31) 의 측면 및 도전층 (32) 의 측면 중, 제 2 배선부 (4) 로부터 먼 쪽의 부분 (요컨대, 제 2 배선부 (4) 와 대향하지 않는 부분) 을 덮도록 배치되어 있다.
또, 상기 서술한 바와 같이, 도전성 하지층 (31) 은 표면이 도전층 (32) 에 의해 덮여 있으므로, 도전성 피복층 (33) 은, 도전성 하지층 (31) 의 측면에만 맞닿고, 도전성 하지층 (31) 의 표면에는 맞닿지 않는다.
제 2 도전층 (32B) 의 표면에 배치된 제 1 도전성 피복층 (33A) 과, 제 1 도전성 피복층 (33A) 의 표면에 배치된 제 2 도전성 피복층 (33B) 에 있어서, 평면에서 보아 도전층 (32) 과 겹치는 부분은 동일한 형상이다.
도전성 피복층 (33) 의 재질은 도전성을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 제 1 도전성 피복층 (33A) 의 재질을 니켈 (Ni), 제 2 도전성 피복층 (33B) 의 재질을 금 (Au) 으로 할 수 있다.
도전층 (32) 중 표면측의 최표층인 제 2 도전층 (32B) 과, 도전성 피복층 (33) 중 제 2 도전층 (32B) 과 맞닿는 최표층인 제 1 도전성 피복층 (33A) 은, 동종의 금속 (예를 들어 니켈) 을 함유하면 된다. 이로써, 도전층 (32) 과 도전성 피복층 (33) 의 밀착도를 높일 수 있다.
제 1 배선부 (3) 및 제 2 배선부 (4) 각각의 도전층 (32, 42) 및 도전성 하지층 (31, 41) 에 있어서, 도전성 피복층 (33, 43) 에 덮여 있지 않은 비피복 영역은, 산화물막으로 덮여 있다.
상기 비피복 영역에는, 도전층 (32, 42) 의 표면 및 측면 중, 도전성 피복층 (33, 43) 이 피복되어 있지 않은 영역과, 도전성 하지층 (31, 41) 의 측면 중, 도전성 피복층 (33, 43) 이 피복되어 있지 않은 영역이 포함된다.
상기 산화물막은, 도전층 (32, 42) 및 도전성 하지층 (31, 41) 에 함유되는 금속의 산화물을 주체로 한다. 상기 산화물막의 두께는, 수 Å ∼ 수십 Å 이고, 예를 들어 10 Å 이다. 상기 산화물막은, 배선 기판 (1) 의 대기 분위기하에서의 가열 (요컨대 어닐 처리) 에 의해, 도전층 (32, 42) 및 도전성 하지층 (31, 41) 상에 형성된다. 또한, 도전성 피복층 (33, 43) 의 표면 및 측면 중, 도전층 (32, 42) 및 도전성 하지층 (31, 41) 과 접촉하고 있지 않는 영역이 산화물막으로 덮여 있어도 된다.
＜제 3 배선부＞
제 3 배선부 (5) 는, 절연층 (2) 의 이면에 배치된다. 제 3 배선부 (5) 는, 도전성 하지층 (51) 과, 복수의 도전층 (52) 을 갖는다.
도전성 하지층 (51) 은, 절연층 (2) 의 이면에 배치되고, 2 층 구조를 갖는다. 도전성 하지층 (51) 은, 절연층 (2) 의 이면에 배치된 제 1 도전성 하지층 (51A) 과, 제 1 도전성 하지층 (51A) 의 이면에 이간되어 배치된 복수의 제 2 도전성 하지층 (51B) 을 갖는다. 제 1 도전성 하지층 (51A) 은, 비아 도체 (6) 와 접속되어 있다. 또한, 제 3 배선부 (5) 에 있어서의 「이면」이란, 절연층 (2) 과 반대측의 면을 의미한다.
도전성 하지층 (51) 의 재질은 도전성을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 제 1 도전성 하지층 (51A) 의 재질을 티탄 (Ti), 제 2 도전성 하지층 (51B) 의 재질을 구리 (Cu) 로 할 수 있다.
복수의 도전층 (52) 은, 복수의 제 2 도전성 하지층 (51B) 의 이면에 각각 배치되고, 3 층 구조를 갖는다. 각 도전층 (52) 은, 제 2 도전성 하지층 (51B) 의 이면에 배치된 제 1 도전층 (52A) 과, 제 1 도전층 (52A) 의 이면에 배치된 제 2 도전층 (52B) 과, 제 2 도전층 (52B) 의 이면에 배치된 제 3 도전층 (52C) 을 갖는다. 제 1 도전층 (52A) 과 제 2 도전층 (52B) 과 제 3 도전층 (52C) 은, 평면에서 보아 동일한 형상이다.
도전층 (52) 의 재질은 도전성을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 제 1 도전층 (52A) 의 재질을 구리 (Cu), 제 2 도전층 (52B) 의 재질을 니켈 (Ni), 제 3 도전층 (52C) 의 재질을 금 (Au) 으로 할 수 있다.
＜비아 도체＞
비아 도체 (6) 는, 절연층 (2) 을 두께 방향으로 관통하는 도체이다. 비아 도체 (6) 는, 제 1 배선부 (3) 와 제 3 배선부 (5) 를 전기적으로 접속한다.
[1-2. 배선 기판의 제조 방법］
다음으로, 배선 기판 (1) 의 제조 방법에 대해 설명한다.
본 실시형태의 배선 기판의 제조 방법은, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 하처리층 형성 공정 (S10) 과, 도전층 형성 공정 (S20) 과, 하지 패턴 형성 공정 (S30) 과, 피복 공정 (S40) 과, 보조 배선 제거 공정 (S50) 과, 가열 공정 (S60) 을 구비한다.
＜하처리층 형성 공정＞
본 공정에서는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 비아 도체 (6) 를 형성한 절연층 (2) 의 표면에, 2 층 구조의 도전성의 표면측 하처리층 (10) 을 형성한다. 또, 동시에, 절연층 (2) 의 이면에도 2 층 구조의 도전성의 이면측 하처리층 (20) 을 형성한다.
표면측 하처리층 (10) 은, 제 1 배선부 (3) 의 도전성 하지층 (31) 및 제 2 배선부 (4) 의 도전성 하지층 (41) 이 되는 부분을 포함한다. 이면측 하처리층 (20) 은, 제 3 배선부 (5) 의 도전성 하지층 (51) 이 되는 부분을 포함한다.
표면측 하처리층 (10) 및 이면측 하처리층 (20) 은, 각각, 예를 들어 금속의 스퍼터에 의해 형성할 수 있다. 구체적으로는, Ti 스퍼터에 의해, 절연층 (2) 의 표면 및 이면에 제 1 표면측 하처리층 (10A) 및 제 1 이면측 하처리층 (20A) 을 형성하고, 추가로 Cu 스퍼터에 의해, 제 2 표면측 하처리층 (10B) 및 제 2 이면측 하처리층 (20B) 을 겹쳐서 형성한다.
＜도전층 형성 공정＞
본 공정에서는, 제 2 표면측 하처리층 (10B) 의 표면에 제 1 배선부 (3) 를 구성하는 도전층 (32) 과, 제 2 배선부 (4) 를 구성하는 도전층 (42) 을 형성한다. 또, 동시에, 제 2 이면측 하처리층 (20B) 의 이면에 제 3 배선부 (5) 를 구성하는 도전층 (52) 을 형성한다.
구체적으로는, 먼저, 도 4A 에 나타내는 바와 같이, 제 2 표면측 하처리층 (10B) 의 표면에 마스크층 (M10) 을 배치함과 함께, 제 2 이면측 하처리층 (20B) 의 이면에 마스크층 (M20) 을 배치한다. 마스크층 (M10, M20) 은, 하처리층 중, 도전층을 형성하지 않는 부분을 덮도록 구성되어 있다. 마스크층 (M10, M20) 은 예를 들어 레지스트에 의해 형성된다.
마스크층 (M10, M20) 의 배치 후, 도 4B 에 나타내는 바와 같이, 절연층 (2) 의 표면측 및 이면측 각각에 있어서, 복수 회의 전기 도금을 실시한다. 이로써, 제 1 배선부 (3) 의 도전층 (32), 제 2 배선부 (4) 의 도전층 (42) 및 제 3 배선부 (5) 의 도전층 (52) 이 형성된다. 또한, 본 공정의 전기 도금에서는, 표면측 하처리층 (10) 에 의해, 제 2 배선부 (4) 의 형성 부분에 전기가 도통되어, 도전층 (42) 이 형성된다.
도전층의 형성 후, 도 4C 에 나타내는 바와 같이 레지스트를 제거함과 함께, 도전층을 마스크로 하여, 제 2 표면측 하처리층 (10B) 및 제 2 이면측 하처리층 (20B) 을 에칭한다. 이로써, 제 1 배선부 (3) 의 제 2 도전성 하지층 (31B), 제 2 배선부 (4) 의 제 2 도전성 하지층 (41B), 및 제 3 배선부 (5) 의 제 2 도전성 하지층 (51B) 이 형성된다.
＜하지 패턴 형성 공정＞
본 공정에서는, 제 1 표면측 하처리층 (10A) 의 에칭에 의해, 도전층 (32) 이 그 표면에 배치된 도전성 하지층 (31), 및 도전층 (42) 이 그 표면에 배치된 도전성 하지층 (41) 과, 도전성 하지층 (31, 41) 끼리를 접속하는 보조 배선 (12) 을 포함하는 하지 패턴 (11) 을 형성한다.
구체적으로는, 먼저, 도 5A 에 나타내는 바와 같이, 제 1 표면측 하처리층 (10A) 중, 보조 배선 (12) 을 형성하는 부분을 덮도록 마스크층 (M11) 을 배치한다. 또, 동시에, 절연층 (2) 의 이면측 전체를 마스크층 (M21) 으로 덮는다.
다음으로, 도 5B 에 나타내는 바와 같이, 에칭에 의해, 제 1 표면측 하처리층 (10A) 중, 마스크층 (M11) 및 2 개의 도전층 (32, 42) 으로 덮여 있지 않은 부분을 에칭에 의해 제거한다. 이로써, 보조 배선 (12) 을 포함하는 하지 패턴 (11) 이 형성된다. 하지 패턴 (11) 의 형성 후에는, 도 5C 에 나타내는 바와 같이, 마스크층 (M11, M21) 을 제거한다.
＜피복 공정＞
본 공정에서는, 제 1 배선부 (3) 의 도전층 (32) 및 제 2 배선부 (4) 의 도전층 (42) 의 표면에 각각 도전성 피복층 (33, 43) 을 피복한다. 본 공정은, 마스크층 배치 공정 (S41) 과, 도전성 피복층 형성 공정 (S42) 과, 마스크층 제거 공정 (S43) 을 갖는다.
(마스크층 배치 공정)
본 공정에서는, 도 6A 에 나타내는 바와 같이, 하지 패턴 (11) 을 덮는 마스크층 (M12) 을 배치한다. 또, 본 공정에서는, 절연층 (2) 의 이면측 전체를 마스크층 (M22) 으로 덮는다.
마스크층 (M12) 은, 하지 패턴 (11) 중, 도전성 피복층 (33, 43) 을 형성하지 않는 영역을 덮도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 도 7A 에 나타내는 바와 같이, 마스크층 (M12) 은, 하지 패턴 (11) 중, 보조 배선 (12) 의 표면 전체와, 제 1 배선부 (3) 의 제 1 도전성 하지층 (31A) (도 7A 에서는, 도전층 (32) 과 겹쳐져 있다) 과 보조 배선 (12) 의 연결 부분 (13A) 과, 제 2 배선부 (4) 의 제 1 도전성 하지층 (41A) (도 7A 에서는, 도전층 (42) 과 겹쳐져 있다) 과 보조 배선 (12) 의 연결 부분 (13B) 을 덮도록 배치된다. 또, 마스크층 (M12) 은, 제 1 배선부 (3) 의 도전층 (32) 및 제 2 배선부 (4) 의 도전층 (42) 의 표면의 일부를 덮도록 배치된다.
또한, 마스크층 (M12) 은, 제 1 배선부 (3) 의 도전층 (32) 의 측면 및 제 2 배선부 (4) 의 도전층 (42) 의 측면 중, 서로 마주 보는 부분과, 제 1 배선부 (3) 의 제 2 도전성 하지층 (31B) 의 측면 및 제 2 배선부 (4) 의 제 2 도전성 하지층 (41B) 의 측면 중, 서로 마주 보는 부분을 덮도록 배치된다.
또한, 도 7B 에 나타내는 바와 같이, 마스크층 (M12) 은, 제 1 배선부 (3) 의 도전층 (32) 과 제 2 배선부 (4) 의 도전층 (42) 사이에 있어서의 보조 배선 (12) 의 측면 전체를 덮도록 배치된다. 또한, 마스크층 (M12) 의 보조 배선 (12) 의 측면과 수직인 방향의 폭 (D2) 은, 보조 배선 (12) 의 폭 (D1) 의 1.2 배 이상이 바람직하고, 1.5 배 이상이 더욱 바람직하다.
(도전성 피복층 형성 공정)
본 공정에서는, 도 6B 에 나타내는 바와 같이, 마스크층 (M12, M22) 을 배치한 상태에서, 전해 도금에 의해 제 1 배선부 (3) 의 도전성 피복층 (33) 및 제 2 배선부 (4) 의 도전성 피복층 (43) 을 형성한다. 또한, 본 공정의 전기 도금에서는, 보조 배선 (12) 에 의해, 제 2 배선부 (4) 의 형성 부분에 전기가 도통되어, 도전성 피복층 (43) 이 형성된다.
(마스크층 제거 공정)
본 공정에서는, 도 6C 에 나타내는 바와 같이, 마스크층 (M12, M22) 을 제거한다. 이 상태에서는, 제 1 배선부 (3) 및 제 2 배선부 (4) 는 보조 배선 (12) 에 의해 도통되어 있다.
＜보조 배선 제거 공정＞
본 공정에서는, 보조 배선 (12) 을 제거한다. 구체적으로는, 먼저, 도 8A 에 나타내는 바와 같이, 절연층 (2) 의 이면측 전체를 마스크층 (M23) 으로 덮는다.
다음으로, 도전성 피복층 (33, 43) 을 마스크로 하여, 에칭에 의해, 보조 배선 (12) 을 제거한다. 이로써, 제 1 배선부 (3) 의 제 1 도전성 하지층 (31A) 및 제 2 배선부 (4) 의 제 1 도전성 하지층 (41A) 이 분리되어, 서로 절연된 제 1 배선부 (3) 및 제 2 배선부 (4) 가 형성된다. 보조 배선 (12) 의 제거 후, 마스크층 (M23) 을 제거한다.
＜가열 공정＞
본 공정에서는, 보조 배선 (12) 을 제거한 후, 도전층 (32, 42) 및 도전성 하지층 (31, 41) 을 포함하는 기판 전체에 대해, 대기 분위기하에서 가열하는 어닐 처리를 실시한다.
본 공정에서의 가열 온도는, 예를 들어 250 ℃ 이상 350 ℃ 이하이다. 본 공정에 의해, 도전층 (32, 42), 도전성 하지층 (31, 41) 및 도전성 피복층 (33, 43) 의 노출면에 산화물막이 형성되고, 도 1 의 배선 기판 (1) 이 얻어진다.
[1-3. 효과］
이상 상세히 서술한 실시형태에 의하면, 이하의 효과가 얻어진다.
(1a) 도전성 하지층 (31, 41) 이, 평면에서 보아 도전층 (32, 42) 과 일치하도록 겹쳐져 있기 때문에, 도전성 하지층 (31, 41) 에 도전성 피복층 (33, 43) 이 직접 배치되는 것이 억제된다.
요컨대, 도전성 피복층 (33, 43) 을 형성하는 전해 도금에 있어서, 도전성 하지층 (31, 41) 에 도전성 피복층 (33, 43) 이 직접 배치되는 것이 억제된다. 그 때문에, 마스크층 제거 공정 (S43) 에 있어서의 언더 컷의 발생이 억제되고, 도전성 피복층 (33, 43) 의 밀착 강도가 향상된다. 그 결과, 전기적으로 독립된 배선부를 포함하며, 또한 품질이 높은 배선 기판이 얻어진다.
(1b) 도전성 피복층 (33, 43) 을 형성하는 전해 도금에 있어서, 마스크층 (M12) 에 의해 보조 배선 (12) 의 측면을 덮음으로써, 보조 배선 (12) 의 측면과 인접하는 영역에 도금 이물질이 되는 도금층이 형성되는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 배선 기판의 품질을 높일 수 있다.
(1c) 도전성 피복층 (33, 43) 을 형성하는 전해 도금에 있어서, 마스크층 (M12) 이 도전층 (32, 42) 의 표면의 일부를 덮도록 배치됨으로써, 보다 확실하게 도전성 하지층 (31, 41) 에 도전성 피복층 (33, 43) 이 직접 배치되는 것을 억제할 수 있다. 또, 마스크층 (M12) 의 형상에 요구되는 정밀도를 저감시킬 수 있으므로, 배선 기판의 제조가 용이해진다.
(1d) 도전층 (32, 42) 및 도전성 하지층 (31, 41) 의 비피복 영역이 산화물막으로 덮여 있음으로써, 도전층 (32, 42) 및 도전성 하지층 (31, 41) 의 내부식성을 높일 수 있다.
[2. 다른 실시형태］
이상, 본 개시의 실시형태에 대해 설명하였지만, 본 개시는, 상기 실시형태에 한정되지 않고, 다양한 형태를 취할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.
(2a) 상기 실시형태의 배선 기판의 제조 방법에 있어서, 피복 공정 (S40) 에 있어서의 마스크층 (M12) 은, 2 개의 도전성 하지층 (31, 41) 과 보조 배선 (12) 의 연결 부분 (13A, 13B) 을 덮도록 배치되면, 반드시 보조 배선 (12) 의 측면을 덮을 필요는 없다.
반대로, 피복 공정 (S40) 에 있어서의 마스크층 (M12) 은, 보조 배선 (12) 의 측면을 덮도록 배치되면, 반드시 2 개의 도전성 하지층 (31, 41) 과 보조 배선 (12) 의 연결 부분 (13A, 13B) 을 덮을 필요는 없다.
예를 들어, 상기 실시형태의 배선 기판의 제조 방법에 있어서, 피복 공정 (S40) 에 있어서의 마스크층 (M12) 은, 도전층 (32, 42) 의 표면을 피복하지 않으며, 또한 2 개의 도전성 하지층 (31, 41) 의 측면에 접하지 않도록 (요컨대, 2 개의 도전성 하지층 (31, 41) 의 측면과 이간되도록) 보조 배선 (12) 의 표면 및 측면을 피복해도 된다.
요컨대, 마스크층 (M12) 이 2 개의 도전성 하지층 (31, 41) 과 보조 배선 (12) 의 연결 부분 (13A, 13B) 을 덮거나, 또는 보조 배선 (12) 의 측면을 덮거나를 하면, 배선 기판 (1) 의 품질을 향상시킬 수 있다.
(2b) 상기 실시형태의 배선 기판 (1) 에 있어서, 절연층 (2) 의 재질은 세라믹에 한정되지 않는다. 예를 들어, 절연층 (2) 은 수지제여도 된다.
(2c) 상기 실시형태의 배선 기판 (1) 에 있어서, 절연층 (2) 의 이면에 배선부가 형성되지 않아도 된다. 요컨대, 배선 기판 (1) 은, 편면 기판이어도 된다. 또, 배선 기판 (1) 은, 절연층 (2) 의 표면에 서로 절연된 3 이상의 배선부를 가져도 된다.
(2d) 상기 실시형태의 배선 기판 (1) 에 있어서, 도전성 피복층 (33, 43) 은, 도전층 (32, 42) 의 표면 전체나 도전층 (32, 42) 의 측면 중 서로 마주 보는 부분을 덮고 있어도 된다. 요컨대, 상기 실시형태의 배선 기판의 제조 방법에 있어서, 피복 공정 (S40) 에 있어서의 마스크층 (M12) 은, 도전층 (32, 42) 의 표면을 피복하지 않으며, 또한 2 개의 도전성 하지층 (31, 41) 의 측면과 보조 배선 (12) 의 표면을 피복하도록 배치되어도 된다.
(2e) 상기 실시형태의 배선 기판 (1) 에 있어서, 각 배선부를 구성하는 층의 구조는 일례이다. 요컨대, 도전성 하지층 (31, 41), 도전층 (32, 42) 및 도전성 피복층 (33, 43) 은, 단층 구조여도 되고, 3 층 이상의 다층 구조여도 된다.
(2f) 상기 실시형태의 배선 기판 (1) 에 있어서, 도전층 (32, 42) 및 도전성 하지층 (31, 41) 의 비피복 영역은, 반드시 산화물막으로 덮이지 않아도 된다. 요컨대, 상기 실시형태의 배선 기판의 제조 방법에 있어서, 가열 공정 (S60) 은 생략되어도 된다.
(2g) 상기 실시형태에 있어서의 1 개의 구성 요소가 갖는 기능을 복수의 구성 요소로서 분산시키거나, 복수의 구성 요소가 갖는 기능을 1 개의 구성 요소로 통합하거나 해도 된다. 또, 상기 실시형태의 구성의 일부를 생략해도 된다. 또, 상기 실시형태의 구성의 적어도 일부를, 다른 상기 실시형태의 구성에 대해 부가, 치환 등 해도 된다. 또한, 특허 청구의 범위에 기재된 문언으로부터 특정되는 기술 사상에 포함되는 모든 양태가 본 개시의 실시형태이다.
1 : 배선 기판
2 : 절연층
3 : 제 1 배선부
4 : 제 2 배선부
5 : 제 3 배선부
6 : 비아 도체
10 : 표면측 하처리층
11 : 하지 패턴
12 : 보조 배선
13A, 13B : 연결 부분
20 : 이면측 하처리층
31 : 도전성 하지층
32 : 도전층
33 : 도전성 피복층
41 : 도전성 하지층
42 : 도전층
43 : 도전성 피복층
51 : 도전성 하지층
52 : 도전층
M10, M11, M12, M20, M21, M22, M23 : 마스크층
2 : 절연층
3 : 제 1 배선부
4 : 제 2 배선부
5 : 제 3 배선부
6 : 비아 도체
10 : 표면측 하처리층
11 : 하지 패턴
12 : 보조 배선
13A, 13B : 연결 부분
20 : 이면측 하처리층
31 : 도전성 하지층
32 : 도전층
33 : 도전성 피복층
41 : 도전성 하지층
42 : 도전층
43 : 도전성 피복층
51 : 도전성 하지층
52 : 도전층
M10, M11, M12, M20, M21, M22, M23 : 마스크층
Claims (9)
- 표면 및 이면을 갖는 절연층과,
상기 절연층의 적어도 표면에 배치되고, 서로 절연된 적어도 2 개의 배선부를 구비하고,
상기 적어도 2 개의 배선부 중, 적어도 1 개의 배선부는 상기 절연층에 있어서 전기적으로 독립되고,
상기 적어도 2 개의 배선부는, 각각,
상기 절연층의 표면에 배치된 도전성 하지층과,
상기 도전성 하지층의 표면에 배치된 도전층과,
상기 도전층의 표면의 적어도 일부와 상기 도전성 하지층의 측면의 적어도 일부 및 상기 도전층의 측면의 적어도 일부를 덮도록 배치된 도전성 피복층을 갖고,
상기 도전성 하지층은, 평면에서 보아 상기 도전층과 일치하도록 겹쳐져 있는, 배선 기판. - 제 1 항에 있어서,
상기 도전층 중 표면측의 최표층과, 상기 도전성 피복층 중 상기 도전층과 맞닿는 최표층은, 동종의 금속을 함유하는, 배선 기판. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 도전층 및 상기 도전성 하지층에 있어서 상기 도전성 피복층에 덮여 있지 않은 비피복 영역은, 산화물막으로 덮여 있는, 배선 기판. - 표면 및 이면을 갖는 절연층과, 상기 절연층의 적어도 표면에 배치되고, 서로 절연된 적어도 2 개의 배선부를 구비하고, 상기 적어도 2 개의 배선부 중, 적어도 1 개의 배선부는 상기 절연층에 있어서 전기적으로 독립된 배선 기판의 제조 방법으로서,
상기 절연층의 표면에, 도전성의 하처리층을 형성하는 공정과,
상기 하처리층의 표면에 적어도 2 개의 도전층을 형성하는 공정과,
상기 하처리층의 에칭에 의해, 상기 적어도 2 개의 도전층이 각각 그 표면에 배치된 적어도 2 개의 도전성 하지층과, 상기 적어도 2 개의 도전성 하지층끼리를 접속하는 보조 배선을 포함하는 하지 패턴을 형성하는 공정과,
상기 적어도 2 개의 도전층의 표면에 각각 도전성 피복층을 피복하는 공정과,
상기 보조 배선을 제거하는 공정을 구비하고,
상기 피복하는 공정은,
상기 하지 패턴을 덮는 마스크층을 배치하는 공정과,
상기 마스크층을 배치한 상태에서, 전해 도금에 의해 상기 도전성 피복층을 형성하는 공정과,
상기 마스크층을 제거하는 공정을 갖고,
상기 마스크층을 배치하는 공정에서, 상기 마스크층은, 상기 하지 패턴 중, 상기 적어도 2 개의 도전성 하지층과 상기 보조 배선의 연결 부분을 덮도록 배치되는, 배선 기판의 제조 방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 마스크층을 배치하는 공정에서, 상기 마스크층은, 상기 보조 배선의 측면을 덮도록 배치되는, 배선 기판의 제조 방법. - 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 마스크층을 배치하는 공정에서, 상기 마스크층은, 상기 적어도 2 개의 도전층의 표면의 일부를 덮도록 배치되는, 배선 기판의 제조 방법. - 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보조 배선을 제거하는 공정 후, 상기 적어도 2 개의 도전층 및 상기 적어도 2 개의 도전성 하지층을 대기 분위기하에서 가열하는 공정을 추가로 구비하는, 배선 기판의 제조 방법. - 표면 및 이면을 갖는 절연층과, 상기 절연층의 적어도 표면에 배치되고, 서로 절연된 적어도 2 개의 배선부를 구비하고, 상기 적어도 2 개의 배선부 중, 적어도 1 개의 배선부는 상기 절연층에 있어서 전기적으로 독립된 배선 기판의 제조 방법으로서,
상기 절연층의 표면에, 도전성의 하처리층을 형성하는 공정과,
상기 하처리층의 표면에 적어도 2 개의 도전층을 형성하는 공정과,
상기 하처리층의 에칭에 의해, 상기 적어도 2 개의 도전층이 각각 그 표면에 배치된 적어도 2 개의 도전성 하지층과, 상기 적어도 2 개의 도전성 하지층끼리를 접속하는 보조 배선을 포함하는 하지 패턴을 형성하는 공정과,
상기 적어도 2 개의 도전층의 표면에 각각 도전성 피복층을 피복하는 공정과,
상기 보조 배선을 제거하는 공정을 구비하고,
상기 피복하는 공정은,
상기 하지 패턴을 덮는 마스크층을 배치하는 공정과,
상기 마스크층을 배치한 상태에서, 전해 도금에 의해 상기 도전성 피복층을 형성하는 공정과,
상기 마스크층을 제거하는 공정을 갖고,
상기 마스크층을 배치하는 공정에서, 상기 마스크층은, 상기 보조 배선의 측면을 덮도록 배치되는, 배선 기판의 제조 방법. - 제 8 항에 있어서,
상기 보조 배선을 제거하는 공정 후, 상기 적어도 2 개의 도전층 및 상기 적어도 2 개의 도전성 하지층을 대기 분위기하에서 가열하는 공정을 추가로 구비하는, 배선 기판의 제조 방법.
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