(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｕよりなる第１層目のパターンとこの第１層目のパターンの上に積層されたＮｉより成る第２層目のパターンで構成される配線またはランドとを少なくとも有する絶縁性基板を用意し、
前記第１のパターンのＮｉをＣｕＣｌｘ（ｘ＝１，２）のエッチング液でエッチングすることを特徴とした配線のエッチング方法。
【請求項２】
前記エッチングは、主としてＮｉの庇またはＮｉ突起である請求項１記載の配線のエッチング方法。
【請求項３】
全面に設けられた第１層目のＣｕ膜とこのＣｕ膜の上に設けられた第２層目のＮｉ膜とを有する絶縁性基板を用意し、
前記絶縁性基板のＣｕ膜およびＮｉ膜を塩化第２鉄エッチング液でエッチングし、
前記エッチングで生じるＮｉ膜の庇をＣｕＣｌｘ（ｘ＝１，２）のエッチング液で取り除くことを特徴とした配線のエッチング方法。
【請求項４】
全面に設けられた第１層目のＣｕ膜を有する絶縁性基板を用意し、
前記第１層目のＣｕ膜の上にレジスト膜を介して選択的に第２層目のＮｉ膜を被着し、
前記Ｎｉ膜またはこの上に設けられたマスクを介して、塩化第２鉄のエッチング液でＣｕ膜をエッチングし、
前記このパターン化されたＣｕ膜の上のＮｉ膜に生ずるＮｉ突起をＣｕＣｌｘ（ｘ＝１，２）のエッチング液で取り除くことを特徴とした配線のエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線のエッチング方法に関し、特にＮｉ庇やＮｉヒゲを除去するためのエッチング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、混成集積回路装置において、例えば導電路としてＣｕを使うことがある。図７はその一例であり、例えば少なくとも表面が絶縁性を有する基板（１）に所望の回路を達成するための導電路（２）が形成され、この導電路（２）またはこれと一体または島状に独立してなる導電ランドに半導体チップやチップ抵抗等が実装され、前記回路が実現されている。
【０００３】
ここでは基板（１）としてはＡｌ金属により成り、表面を陽極酸化して酸化アルミニウム（３）を生成し、導電路との接着性を考えエポキシ系の樹脂（４）がその全面に被着されている。いわゆるホットプレスにより導電路が熱圧着されている。
前記構成において、Ｃｕ（５）の酸化防止や金属細線のボンディング性を考慮してその表面にＮｉ（６）がメッキされている。
【０００４】
一方、エッチングとしては、ドライエッチとウェットエッチングの２通りが主に有るがスループットを考えてウェットがその主流となっている。一般に数μｍ〜数十μｍの金属をドライで行った場合、数時間以上かかるものが、シャワー式のウェットエッチングで行えば数分〜数十分程度でエッチングできる。
特に全面にＣｕ、Ｎｉを被着し、塩化第２鉄（ＦｅＣｌ2）のエッチャントでウェットエッチングをした場合、Ｃｕの方がエッチングレートが大きいため、図７のようにＮｉの庇（７）が形成される。
【０００５】
一方、製造工程中において、レジストゴミやその他のゴミの除去、およびＮｉ表面が平らであるためボンディング性の向上を考えてブラッシングが行われる。つまりこのブラッシングによりゴミは除去され、Ｎｉの表面は粗面になる。
しかし図７のようにＮｉの庇がエッチングにより設けられているため、ブラシの毛足がこの庇に当り、Ｎｉヒゲ（８）を生成し、導電路（２）間の短絡を発生させたり、膜剥がれ等を発生させていた。
【０００６】
またＮｉの成膜領域以外をレジストで覆い、電解メッキで選択的にＮｉを被着させる場合、レジストの周辺に電流が集中し、レジストを除去してみると、図４のようにＮｉパターンの周辺に突起が生成され、これがボンディング性を悪化させていた問題もあった。
そのため特開平７−１４７４７６号公報のような対策がとられた。つまり、強制供給法であるシャワーによるウェットエッチングでまず庇のある導電路（図２を参照）を形成し、その後に例えば図５のようにエッチング液（塩化第２鉄を主とする水溶液、図では黒丸で示す。）に基板（１）をディップさせ、Ｃｕ（５）側面にエッチング液の一要素、例えば塩素Ｃｌと化合した保護膜（塩化銅、図では白丸で示した。）を生成した状態で、この膜を破壊しないように静的にＮｉ膜を選択的に除去させることにより、Ｎｉの庇や突起を取り除いていた。
【０００７】
つまり強制供給法でウェットエッチすると図６のように前記保護膜が剥げ、常時新しいＣｕ表面に塩化第２鉄がアタックしエッチングが進むが、ディップでしかも液は静止状態に保持されると、この保護膜は、Ｃｕの側辺に付着したままの状態を維持し、Ｃｕのエッチングを抑制しながらＮｉの選択エッチングが可能となるわけである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図５のように、前記保護膜は、ＣｕＣｌｘ（Ｘ＝１，２）がＣｕの表面に残留しているもので、膜と言うよりは液膜が層状に残留している状態であると推察している。従って、静止状態のエッチング液に基板を投入すれば、最初はＣｕがエッチングされるが、その後ＣｕＣｌｘが生成し、前記保護液層がＣｕの側壁に残留するため、エッチング液がニッケルをアッタクする量が増加してくる。しかし塩化第２鉄の量が多いと、その相対比は程度の差であり、やはりＣｕをアタックし、ＮｉよりもＣｕの方が相対的に多く選択される。Ｃｕと比べてエッチングレートは小さいがＮｉはエッチングはされているのでいつかは庇が無くなるが、やはりエッチング時間が長いことは非常に問題である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は前述の課題に鑑みてなされ、第１に、塩化銅（ＣｕＣｌｘ）を主とするエッチング液は、ＣｕよりもＮｉを大きく選択する。従ってＮｉを上層に有したＣｕ配線をパターン化した後に、選択的にＮｉをエッチングできる。また従来例のような静的手方ではなく動的、つまりシャワーや撹拌等を利用した強制循環でエッチングできる。従ってエッチング時間の短縮がはかれる。
【００１０】
第２に、前記ＣｕＣｌｘを使ってエッチングすれば、１層目のＣｕパターンを殆どエッチングすることなく、Ｎｉ庇や突起を取り除くことができる。
第３に、塩化第２鉄は、ＮｉもエッチングするがＣｕの方がそのエッチングレートは大きい。そのため、まず塩化第２鉄でＣｕパターンが所定の形状となるようにエッチングし、これにより発生するＮｉ庇をＣｕＣｌｘエッチング液で取り除いている。この場合、塩化第２鉄がエッチング液にないため、静的にエッチング液をすることが無く、シャワーや撹拌等の強制供給が可能となり、全体としてエッチング時間を短縮させることができる。
【００１１】
第４に、レジストとの界面に突起を有したＮｉメッキを設け、この後に塩化第２鉄でエッチングすれば庇も形成される。しかし第３と同様に、静的エッチングをすることなく動的エッチングが可能となり、Ｎｉ突起やＮｉ庇を短い時間で取り除くことができる。
従って、第１から第４に渡り共通に言えることであるが、庇が取れるために、ブラッシングしても配線を短絡させるヒゲが発生せず、更にはボンデイング性も向上し大幅な歩留まり向上を達成できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
まず基板構造を図８を使って説明する。まず、少なくともその表面が絶縁性を有する基板（２０）があり、この上には導電路（２１）が形成される。この基板（２０）は、ここではＡｌ基板よりなり、その表面は陽極酸化により酸化アルミニウム（２２）が生成され、更に導電路（２１）との接着性を考えて、エポキシ系の樹脂（２３）が被膜されている。しかし少なくとも表面が絶縁処理されていればよく、セラミック、プリント基板またはガラス基板等を用いてＣｕパターンを形成しても本発明は実施可能である。
【００１３】
前記導電路（２１）は、２層構造で成り、下層の第１の導電路（２４）は、Ｃｕで形成され、ここでは３５μｍの厚さでこの導電路（２１）の主となる。また第１の導電路（２４）上には、この導電路よりもエッチングレートの小さい材料、例えば数μｍ〜１０μｍ程度、実際ここでは５μｍのＮｉより成る第２の導電路（２５）が被着されている。詳しくは後述するが、第１の導電路（２４）の方がエッチングレートが大きいエッチャント（塩化第２鉄水溶液）でウェットエッチングし、第１の導電路（２４）と第２の導電路（２５）を同時にエッチングすると、どうしても第１の導電路（２４）の方が選択されアンダーカッとされ、従来例図７のように庇（７）が形成されるが、本発明の方法を採用することによりＮｉの庇は除去され、図８のようにＣｕのパターンの内側に配置される。
【００１４】
ここでＮｉ（２５）は、必要箇所に設けて有れば良く、例えばワイヤーボンデイング部に設けたものが図８であり、ボンデイングエリア以外はＮｉは設けられていない。更に必要により、半田止めとしてＮｉを載せる場合がある。例えばチップが載るランドやリードの固着部であるパッド部に半田を載せるが、半田が流れて短絡等の欠陥を誘発する場合があり、Ｎｉは半田との融合性が悪いために、ランドやパッドの周囲に幅の狭い囲いを設ければ、このＮｉにより半田止めが可能となる。特にボンデイング部は、ブラッシングされて粗面化されるのでボンデイング性が向上する。
【００１５】
この基板は、ＩＣ回路を達成する素子、トランジスタ、ＩＣ等の半導体素子、チップ抵抗、チップコンデンサ、印刷抵抗等が実装される。図では、ランド（２６）の上に半導体素子（２７）が実装され、両側にあるボンディングエリアと半導体素子（２７）が金属細線にて接続されている。また右端には印刷抵抗がスクリーンで印刷されている。
【００１６】
また図では省略したが、基板周辺には配線から延在されてリード用のパッドが設けられ、ここに外部リードが固着されている。
従って従来例で説明したように、レジストゴミやその他のゴミの除去、Ｎｉ表面の粗面化のためにブラッシングを行ってから図８のような構成を実現しても、Ｎｉ庇が形成されないため、Ｎｉヒゲが発生せずショート等を抑制することができる。
【００１７】
また回路規模が大きい場合、これら半導体基板の上には、第２層目の配線が設けられた絶縁性フレキシブルシートが貼着されていても良い。予めパターン化されたもの、またはパターン化されていない銅箔が基板全面に貼り付けられ、その後にフレキシブルシートの銅箔がパターン化されても良い。この場合、Ｃｕパターンの上にＮｉが被覆される場合、本発明を採用できることは言うまでもない。当然、第２層目の配線にも前記受動素子および能動素子が形成され、第１および第２層目のこれらの要素を含めて所定の回路が実現される。
【００１８】
前述した１層または多層の基板は、封止される。金属性のカンで封止されても良いし、樹脂モールドされても良い。またケース材が基板に当てがわれ、中に樹脂が注入されても良い。
続いて製造方法について説明する。
まずＡｌ金属基板（２０）を用意し、その表面を陽極酸化して酸化アルミニウム（２２）を形成し、エポキシ系の樹脂（２３）を成膜した後、この樹脂の接着性を利用して、全面にＣｕ箔（２４）をプレス接着し、更にこの全表面にＮｉ層（２５）をメッキにより成膜している。ここでは予め全面にＮｉが被覆されている銅箔を貼着させても良い。またＮｉはメッキ以外の方法で成膜されても良い。またＮｉ箔とＣｕ箔のクラッド材料でも良い。（以上図１参照）
（また銅箔（２４）にＮｉ膜の設置領域以外にレジストｒを配置し、電気メッキで成膜しても良い。レジストとの界面に電流が収集し、Ｎｉ突起（３０）が発生する。）
続いて、ホトリソグラフィ技術により、導電路（２１）を形成する領域にホトレジスト（３１）を成膜し、被エッチング面に常時新しいエッチャントが供給されるようにしてウェットエッチングする。この新しいエッチャントを被エッチング面に供給すると同時に、反応物を取り除くためにエッチャントに流れを与える方式を、ここでは強制供給法と仮称する。この方法は、シャワー、液層内を循環させる方法等色々考えられ、ここでエッチャントは塩化第２鉄であり、強制循環方式としてシャワーを採用した。塩化第２鉄のエッチングレートＲは、Ｒ（Ｃｕ）＞Ｒ（Ｎｉ）であるため、図７にも示したような庇（７）がレジスト３０の真下に符号３２としてでき、この状態で第１の導電路（２４）と第２の導電路（２５）が形成される。（以上図２参照）
（図４の方法では、図２の庇の周辺にＮｉ突起（３０）が生成される。）
続いて、基板２０の面に塩化銅（ＣｕＣｌｘ）をひたし選択的にＮｉをエッチングする工程がある。
【００１９】
本工程は、本発明の特徴とするところであり、最大のポイントは、塩化銅でエッチングすることであり、ここでは静止したエッチング液でも可能であるが、シャワーや撹拌等で強制的に新鮮なエッチング液をエッチング面に供給することでエッチング時間の短縮がはかれる。
従来例で説明した図５のような静止したエッチャントを使う場合、その反応物がＣｕのエッチング面に残り、この反応物が保護膜として働き、エッチャントがＣｕをアタックしにくくなり、相対的にＮｉがエッチングされやすくなる。ここで「静止した」と表現した意味について説明する。図２のＣｕのエッチングの場合、エッチング液がシャワーやスクリュのような手段で、エッチング面には絶えず新鮮なエッチング液が供給され、エッチングレートが非常に高くなる。そのため図２までのエッチングは、手段の意味から強制的に循環させて動的に行う意味で強制供給法と名付けた。
【００２０】
それに対し、強制循環を弱くすれば、前記保護膜として働く層が破壊されないため、Ｃｕの表面に新鮮なエッチング液が供給されない。つまり強制的に循環させるに対して静的なと表現した。
これはエッチング液が全く静止していた方が良いが、製造工程において静止は難しいので若干前記保護膜が動く程度で有れば、前記動的に対してエッチング液が静止しているといえる事を付け加えておく。つまり保護膜が破壊に至らない程度で有れば静止の範疇に含まれると考える。
【００２１】
またこの保護膜は、定かではないが、膜と言うよりはＣｕＣｌｘ（Ｘ＝１，２）がＣｕの表面に残留しており、液膜が層状に残留している状態であると推察している。従って、静止状態のエッチング液に基板を投入すれば、Ｃｕのエッチングにより生成する前記保護液層がＣｕの側壁に残留したままであるため、エッチング液のニッケルアッタク量が相対的に多くなるが、塩化第２鉄の量が多いと、その相対比は程度の差であり、やはりＣｕをアタックし、ＮｉよりもＣｕの方が相対的に多く選択エッチされやはりＮｉの庇がエッチングしにくい事が判った。
【００２２】
従って、本工程は、塩化銅のみで塩化第２鉄が加えられてない状態でエッチングすれば、静的でも動的でも、銅よりもＮｉの方がエッチングレートが高いために、Ｎｉが選択的に取り除け、Ｎｉ庇が取り除ける。
（図４の場合、Ｎｉ庇と一緒にＮｉ突起も除去できる。）
次に、エッチング液を例えば純水で取り除き、その後に従来例で説明したようにブラッシングを行う。従って図３のように最終的にＮｉ庇やＮｉ突起を除去してパターニングできる。
【００２３】
この後、スクリーン印刷で厚膜抵抗を形成したり、チップ状の受動素子や能動素子を半田、銀ペーストや半田ペースト等を介して電気的に接続し、必要によっては素子と配線とを金属細線にてワイヤーボンディングする。更に必要によりリードを付け、封止される。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、第１に、塩化銅（ＣｕＣｌｘ）を主とするエッチング液は、ＣｕよりもＮｉを大きく選択する。従ってＮｉを上層に有したＣｕ配線をパターン化した後に、選択的にＮｉをエッチングできる。また従来例のような静的手方ではなく動的、つまりシャワーや撹拌等を利用した強制循環
で塩化銅のエッチング液を供給でき、エッチングできる。従って選択的にＮｉのエッチングができると同時にエッチング時間の短縮がはかれる。
【００２５】
第２に、前記ＣｕＣｌｘを使ってエッチングすれば、１層目のＣｕパターンを殆どエッチングすることなく、Ｎｉ庇や突起を取り除くことができる。
従ってブラッシングしてもヒゲが発生せず短絡問題が抑制でき、突起の除去によりボンデイング性が向上でき、歩留まりの向上が達成できる。
第３に、塩化第２鉄は、ＮｉもエッチングするがＣｕの方がそのエッチングレートは大きい。そのため、まず塩化第２鉄でＣｕパターンが所定の形状となるようにエッチングし、これにより発生するＮｉ庇をＣｕＣｌｘエッチング液で取り除いている。この場合、塩化第２鉄がエッチング液にないため、静的にエッチング液をすることが無く、シャワーや撹拌等の強制供給が可能となり、全体としてエッチング時間を短縮させることができる。
【００２６】
第４に、レジストとの界面に突起を有したＮｉメッキを設け、この後に塩化第２鉄でエッチングすれば庇も形成される。しかし第３と同様に、静的エッチングをすることなく動的エッチングが可能となり、Ｎｉ突起やＮｉ庇を短い時間で取り除くことができる。
従って、第１から第４に渡り共通に言えることであるが、庇が取れるために、ブラッシングしても配線を短絡させるヒゲが発生せず、更にはボンデイング性も向上し大幅な歩留まり向上を達成できる。
【００２７】
また本発明は基板に実装された配線にて説明したが、多層基板でも当然応用が可能なものである。基板の上に形成されるフレキシブルシート上の配線が、Ｎｉ庇や突起が形成されてもこれらを取り除くことができ、多層配線の混成集積回路でも歩留まりを向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法を説明する断面図である。
【図２】本発明の製造方法を説明する断面図である。
【図３】本発明の製造方法を説明する断面図である。
【図４】本発明の製造方法を説明する断面図である。
【図５】従来の製造方法を説明する断面図である。
【図６】従来の製造方法を説明する断面図である。
【図７】従来の混成集積回路装置を説明する断面図である。
【図８】一般的な混成集積回路装置の構造を説明する断面図である。
【符号の説明】
２０            基板
２１            導電路
２４            Ｃｕの導電路
２５            Ｎｉの導電路
３０            突起
３２            庇
【図１】
0003695816.tif 000002
【図２】
0003695816.tif 000003
【図３】
0003695816.tif 000004
【図４】
0003695816.tif 000005
【図５】
0003695816.tif 000006
【図６】
0003695816.tif 000007
【図７】
0003695816.tif 000008
【図８】
0003695816.tif 000009