(57)【要約】【課題】基材上に表面に段差部を有する配線を備えた配線基板をコスト及び配線の精度の面で有利に製造することができる配線基板の製造方法及び配線基板を提供すること。【解決手段】基材２上に表面に段差部９を有する配線５を備えた配線基板（半導体装置用配線基板１）の製造方法であって、基材２上に配線用金属層（銅箔１０）を設けた積層材料（積層基板１１）を用い、同一のフォトマスクを用いた同一のフォトエッチング処理によって、積層材料（積層基板１１）の配線用金属層（銅箔１０）をパターニング処理して配線５本体を形成すると同時に配線５本体の一部をハーフエッチング処理して段差部９を形成する、配線基板（半導体装置用配線基板１）の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に表面に段差部を有する配線を備えた配線基板の製造方法であって、前記基材上に配線用金属層を設けた積層材料を用意し、同一のフォトマスクを用いた同一のフォトエッチング処理によって、前記積層材料の前記配線用金属層をパターニング処理して配線本体を形成すると同時に前記配線本体の一部をハーフエッチング処理して前記段差部を形成することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記フォトマスクが、前記配線本体に対応するマスクパターンと共に前記段差部に対応するマスクパターンを有し、前記段差部に対応するマスクパターンが、前記配線本体に対応するマスクパターンよりも微細な寸法の複数のマスク部分及び非マスク部分からなると共にこれらマスク部分及び非マスク部分が交互に等間隔的に配置された蜂の巣状等の形状をしていることを特徴とする請求項１に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３】
基材上に表面に段差部を有する配線を備えた配線基板であって、前記配線は、同一のフォトマスクを用いた同一のフォトエッチング処理によって形成された同時エッチング除去層からなることを特徴とする配線基板。
【請求項４】
前記フォトマスクが、前記配線本体に対応するマスクパターンと共に前記段差部に対応するマスクパターンを有し、前記段差部に対応するマスクパターンが、前記配線本体に対応するマスクパターンよりも微細な寸法の複数のマスク部分及び非マスク部分からなると共にこれらマスク部分及び非マスク部分が交互に等間隔的に配置された蜂の巣状等の形状をしていることを特徴とする請求項３に記載の配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材上に表面に段差部を有する配線を備えた配線基板の製造方法及び配線基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、図３のような、半導体素子を搭載するために用いられる半導体装置用配線基板１は、ポリイミドテープ等からなる基材２上に、図示しない半導体素子の電極端子と接続される内部接続端子３と図示しない液晶表示装置等の外部機器と接続される外部接続端子４とを備えた配線５を形成して構成される。６は一般に製品エリアと呼ばれる領域であり、７は基板搬送用のパイロットホールである。このような半導体装置用配線基板１としては、一般にＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｆｉｌｍ）テープ、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）テープと呼ばれるものがある。
【０００３】
半導体装置用配線基板１の配線５は、半導体素子の高機能化と高集積化に伴って微細化（ファイン化）されており、配線５を形成する方法としては、一般にフォトレジスト、フォトマスクを用いたウェットエッチングによるフォトエッチング処理が採用される。
【０００４】
配線５の微細化では、配線５の幅が小さくなると共に配線５のピッチが小さくなるから、断線や短絡（電気的ショート）に結びつきやすい様々な欠陥が発生しやすくなる。また、配線５の微細化に伴って半導体素子の電極端子と接続される内部接続端子３のピッチも小さくなるから、半導体素子の電極パッドとの接合作業が難しくなる。特に、両者の位置合わせ作業が難しくなる。
【０００５】
このようなことから、半導体装置用配線基板１においては、製品エリアと呼ばれる領域６の外側まで配線５を延長してテストパッド８を形成し、このテストパッド８を利用して配線５の断線や欠陥等の有無を検査すると共に、内部接続端子３に接続されて搭載された図示しない半導体素子が正常に機能するかどうかを事前に検査することが行われる。なお、半導体装置用配線基板１は、前記検査を終えた後、半導体素子を搭載した状態で、最終的に領域６で切断され、個別の半導体装置として製品化される。
【０００６】
検査には、テストパッド８に対応する多数のプローブピン（検査用接触針）を備えた専用の検査装置が用いられる。また、各テストパッド８の面積は、テストパッド８に押し付けられるプローブピンの径以上の大きさ（面積）を有することが望まれる。
【０００７】
しかるに、このような半導体装置用配線基板１において、配線密度が大きく配線５が微細な領域では、配線５の幅がプローブピンの径よりも小さくなることがある。この場合、隣接する配線５を直線で結ぶ交差線上に、各配線５上のテストパッド８を並べて配置すると、検査は非常に困難になる。このことから、図４のように、各配線５上のテストパッド８を千鳥状に配置することが実際には行われている。このようにテストパッド８を千鳥状に配置することにより、テストパッド８に対応するプローブピンの配置及び間隔に余裕ができ、その分検査は容易になる。しかし、寸法的に厳しい検査であることには変わりはなく、検査の際、プローブピンが隣接する配線５と接触する可能性がある。
【０００８】
これに対しては、図５のように、千鳥状に配置されたテストパッド８´に隣接する部分の配線５の厚さを部分的に薄くして、配線５の表面に部分的に段差部９を形成することにより、図６（図５のＢ−Ｂ´断面図）のように、隣接する配線５に対してテストパッド８´が相対的に突出状となるように配線５を形成することが検討されている。このようにすれば、隣接する配線５対してテストパッド８´が相対的に突出状となるので、テストパッド８´に向けて押し付けられるプローブピンが隣接する配線５と接触する可能性は低くなる。
【０００９】
このような半導体装置用配線基板１の製造方法としては、図７のように、フォトエッチング処理を２回繰り返す方法がある。
【００１０】
図７においては、まず、基材２上に銅箔１０を貼り付けた積層基板１１を用意し（図７（ａ））、積層基板１１の銅箔１０上にフォトレジスト１２を塗布した後（図７（ｂ））、予め配線５に対応するマスクパターンを形成したフォトマスク１３を用いて前記フォトレジスト１２に光１４を照射（露光）し、現像してレジストパターン１５を形成する（図７（ｃ）、（ｄ））。次いで、このレジストパターン１５を利用して銅箔１０をフォトエッチング処理し、銅箔１０をパターニング処理して配線５を形成した後（図７（ｅ））、レジストパターン１５のフォトレジスト１２を除去して配線５を露出させる（図７（ｆ））。さらに、この配線５上に第二回目のフォトレジスト１２を塗布した後（図７（ｇ））、予め上記段差部９に対応するマスクパターンを形成したフォトマスク１６を用いて前記フォトレジスト１２に光１４を照射（露光）し、現像してレジストパターン１７を形成する（図７（ｈ）、（ｉ））。次いで、このレジストパターン１７を利用して配線５の一部をハーフエッチング処理し、配線５の表面に段差部９を形成した後（図７（ｊ））、最後にレジストパターン１７のフォトレジスト１２を除去して配線５とともに段差部９を露出させる（図７（ｋ））。
【００１１】
この配線基板の製造方法によれば、配線５の表面に段差部９を形成するためにフォトエッチング処理を２回繰り返す必要があり、工程が長く、また、配線形成用と段差部形成用の２種類のフォトマスクを用いる必要がある。また、段差部形成用のフォトマスクを用いた２回目の露光では、フォトマスクの位置合わせ精度（誤差）により、既に形成された配線との位置関係にズレが生じる欠点がある。従って、コスト及び配線の精度の面で問題がある。
【００１２】
一方、先行技術文献である特許文献１には、ボンディングツールにより折り曲げられ、切断されて、半導体素子の電極と接続されるボンディングリードの深さ方向に、ハーフエッチング部を形成する方法が記載されている。また、このハーフエッチング部の形成方法としては、ボンディングリードが形成される銅箔上のフォトレジストの一部を現像して、つまり、ごく狭い間隔で現像して、その部分のエッチング液によるエッチング速度が他の部分よりも遅くなるようにすることにより、ボンディングリードの形成（パターニング）と同時にハーフエッチング部を形成する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００２−７６０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
前記したように、従来の配線基板の製造方法によれば、配線５の表面に段差部９を形成するためにフォトエッチング処理を２回繰り返す必要があり、工程が長く、また、配線形成用と段差部形成用の２種類のフォトマスクを用いる必要がある。また、段差部形成用のフォトマスクを用いた２回目の露光では、フォトマスクの位置合わせ精度（誤差）により、既に形成された配線との位置関係にズレが生じる欠点がある。従って、コスト及び配線の精度の面で問題がある。
【００１５】
特許文献１には、ボンディングリードの深さ方向にハーフエッチング部を形成する方法として、ボンディングリードが形成される銅箔上のフォトレジストの一部を現像して、つまり、ごく狭い間隔で現像して、その部分のエッチング液によるエッチング速度が他の部分よりも遅くなるようにすることにより、ボンディングリードの形成（パターニング）と同時にハーフエッチング部を形成する方法が記載されている。しかし、この方法においてハーフエッチング部は、ボンディングツールにより折り曲げられ、切断されて、半導体素子の電極と接続されるボンディングリードのいわゆる切れ目となるものである。また、ボンディングリードは、基材により裏打ちされた通常の配線基板上の配線ではない。従って、特許文献１に記載の方法は、基材上に表面に段差部を有する配線を一体に備えた配線基板の製造方法を対象とするものではないし、それを示唆するものでもないことは明らかである。
【００１６】
従って、本発明の目的は、基材上に表面に段差部を有する配線を備えた配線基板をコスト及び配線の精度の面で有利に製造することができる配線基板の製造方法及び配線基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、基材上に表面に段差部を有する配線を備えた配線基板の製造方法であって、前記基材上に配線用金属層を設けた積層材料を用い、同一のフォトマスクを用いた同一のフォトエッチング処理によって、前記積層材料の前記配線用金属層をパターニング処理して配線本体を形成すると同時に前記配線本体の一部をハーフエッチング処理して前記段差部を形成することを特徴とする配線基板の製造方法を提供する。
【００１８】
この配線基板の製造方法によれば、上記構成の採用により、特に、同一のフォトマスクを用いた同一のフォトエッチング処理によって、配線本体を形成すると同時に配線本体の一部をハーフエッチング処理して段差部を形成するようにすることにより、基材上に表面に段差部を有する配線を備えた配線基板をコスト及び配線の精度の面で有利に製造することができる。
【００１９】
請求項２の発明は、前記フォトマスクが、前記配線本体に対応するマスクパターンと共に前記段差部に対応するマスクパターンを有し、前記段差部に対応するマスクパターンが、前記配線本体に対応するマスクパターンよりも微細な寸法の複数のマスク部分及び非マスク部分からなると共にこれらマスク部分及び非マスク部分が交互に等間隔的に配置された蜂の巣状等の形状をしていることを特徴とする請求項１に記載の配線基板の製造方法を提供する。
【００２０】
上記において、段差部に対応するマスクパターンは、配線本体に対応するマスクパターンよりも微細な寸法の複数のマスク部分及び非マスク部分からなる必要があり、これらマスク部分及び非マスク部分の幅及び間隔は、各々数μｍ程度の小さい寸法であることが好ましい。すなわち、そのような寸法の、段差部に対応するマスクパターンに対しては、フォトレジストによる同様の寸法のレジストパターン（現像パターン）が形成されるが、このようなレジストパターンだと、配線本体に対する通常のエッチングと比較してエッチング液の入れ替わりが悪く、エッチング速度が遅くなるため、配線本体に対するエッチング処理（パターニング処理）と同時に段差部に対するハーフエッチング処理を行うことができる。また、それらの処理を同時に終了させることができる。しかも、段差部に対応するマスクパターンは、複数のマスク部分及び非マスク部分が交互に等間隔的に配置された蜂の巣状等の形状をしているから、そのような形状に基づき形成されたフォトレジストのレジストパターンでは、エッチング液を用いたエッチング処理におけるサイドエッチング特性により、現像パターン下に存在する配線用金属層が全てエッチング空間で繋がるようにハーフエッチング処理されることになる。この場合、現像パターンを構成するフォトレジストは、これを支持する配線用金属層が全てハーフエッチングされるので、支持基盤を失って、エッチング液とともに流出される。
【００２１】
蜂の巣状等の形状には、格子状等の形状も含まれる。要は、配線本体に対応するマスクパターンよりも微細な寸法の複数のマスク部分及び非マスク部分が交互に等間隔的に配置された形状とされていればよい。マスク部分もしくは非マスク部分の個々の形状としては、例えば、円形、三角形、矩形等の形状を採用することができる。
【００２２】
この配線基板の製造方法によれば、上記効果に加えて、上記のようなフォトマスクを採用することにより、同一のフォトマスクを用いた同一のフォトエッチング処理によって、確実に、配線本体を形成すると同時に配線本体の一部をハーフエッチング処理して段差部を形成することができる。これにより確実な方法で、基材上に表面に段差部を有する配線を備えた配線基板をコスト及び配線の精度の面で有利に製造することができる。
【００２３】
請求項３の発明は、基材上に表面に段差部を有する配線を備えた配線基板であって、前記配線は、同一のフォトマスクを用いた同一のフォトエッチング処理によって形成された同時エッチング除去層からなることを特徴とする配線基板を提供する。
【００２４】
この配線基板によれば、上記構成の採用により、同一のフォトマスクを用いた同一のフォトエッチング処理によって、基材上に表面に段差部を有する配線を備えた配線基板をコスト及び配線の精度の面で有利に製造することができる。特に、段差部に対する配線の精度を確実に向上させることができる。
【００２５】
請求項４の発明は、前記フォトマスクが、前記配線本体に対応するマスクパターンと共に前記段差部に対応するマスクパターンを有し、前記段差部に対応するマスクパターンが、前記配線本体に対応するマスクパターンよりも微細な寸法の複数のマスク部分及び非マスク部分からなると共にこれらマスク部分及び非マスク部分が交互に等間隔的に配置された蜂の巣状等の形状をしていることを特徴とする請求項３に記載の配線基板を提供する。
【００２６】
この配線基板によれば、上記効果に加えて、上記のようなフォトマスクを採用することにより、同一のフォトマスクを用いた同一のフォトエッチング処理によって、確実に、配線本体を形成すると同時に配線本体の一部をハーフエッチング処理して段差部を形成することができる。これにより確実な方法で、基材上に表面に段差部を有する配線を備えた配線基板をコスト及び配線の精度の面で有利に製造することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の配線基板の製造方法及び配線基板によれば、基材上に表面に段差部を有する配線を備えた配線基板をコスト及び配線の精度の面で有利に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る半導体装置用配線基板の製造方法の説明図である。
【図２】図１におけるハーフエッチング処理（段差部の形成方法）の詳細説明図である。
【図３】従来の半導体装置用配線基板の平面図である。
【図４】図３の一部（テストパッド部分）を拡大した平面図である。
【図５】従来の、基材上に表面に段差部を有する配線を備えた半導体装置用配線基板の一部（テストパッド部分）を拡大した斜視図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ´断面図である。
【図７】従来の、基材上に表面に段差部を有する配線を備えた半導体装置用配線基板の製造方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図１〜２に基づいて本発明の好適な実施の形態を説明する。なお、ここでは、従来技術と同一の称呼を持つ部材及び部品については、同一の符号を付して説明する。
【００３０】
この実施の形態では、半導体装置用配線基板を対象に説明するが、本発明が半導体装置用配線基板以外の配線基板にも適用できることは言うまでもない。
【００３１】
半導体装置用配線基板の基本的な構造は、図３と同じである。すなわち、半導体装置用配線基板１は、図３のように、ポリイミドテープ等からなる基材２上に、図示しない半導体素子の電極端子と接続される内部接続端子３と図示しない液晶表示装置等の外部機器と接続される外部接続端子４とを備えた配線５を形成して構成される。また、半導体装置用配線基板１は、図５のように、基材２上に表面に段差部９を有する配線５を備えて構成される。図５のテストパッド８´は、あくまでも一例であり、段差部はテストパッドとは別の意味で形成されることもある。
【００３２】
図１に、半導体装置用配線基板１の製造方法を示す。すなわち、図１の方法においては、まず、基材２上に銅箔１０を貼り付けた積層基板１１を用意し（図１（ａ））、積層基板１１の銅箔１０上にフォトレジスト１２を塗布した後（図１（ｂ））、予め配線５に対応するマスクパターンと共に段差部９に対応するマスクパターンを形成したフォトマスク１８を用いて、前記フォトレジスト１２に光１４を照射（露光）し、現像してレジストパターン１９を形成する（図１（ｃ）、（ｄ））。次いで、このレジストパターン１９を利用して銅箔１０をフォトエッチング処理し、銅箔１０をパターニング処理して配線５本体を形成すると同時に配線５本体の一部をハーフエッチング処理して段差部９を形成する（図１（ｅ））。この後、レジストパターン１９のフォトレジスト１２を除去して配線５とともに段差部９を露出させる（図１（ｆ））。これにより半導体装置用配線基板１を製造する。この方法は、同一のフォトマスク１８を用いた同一のエッチング処理によって、基材２上に表面に段差部９を有する配線５を備えた半導体装置用配線基板１を製造する方法である。
【００３３】
図２に、図１におけるハーフエッチング処理の詳細（段差部を形成する方法）を示す。図２の（ａ）には、前記によりフォトマスク１８を用いてフォトレジスト１２に光１４を照射（露光）し、現像して形成されたフォトレジスト１２のレジストパターン１９（現像パターン）が平面図をもって示されている。また、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ´断面図である。図２の（ａ）、（ｂ）において、フォトレジスト１２により覆われたところ以外は、全て銅箔１０の露出部分である。
【００３４】
銅箔１０上に塗布されたフォトレジスト１２の現像パターンである前記レジストパターン１９は、露光の際に使用するフォトマスク１８のマスクパターンに基づいて同様の寸法形状に形成される。前記したように、フォトマスク１８は、配線５本体に対応するマスクパターンと共に段差部９に対応するマスクパターンを有する。このことから、レジストパターン１９のうちのレジストパターン１９ａは、フォトマスク１８の、配線５本体に対応するマスクパターンに基づいて形成された現像パターンである。また、レジストパターン１９ｂは、フォトマスク１８の、段差部９に対応するマスクパターンに基づいて形成された現像パターンである。
【００３５】
レジストパターン１９ａ、１９ｂの形状から、フォトマスク１８の、段差部９に対応するマスクパターンは、配線５本体に対応するマスクパターンよりも微細な寸法の複数のマスク部分及び非マスク部分からなると共にこれらマスク部分及び非マスク部分が交互に等間隔的に配置された蜂の巣状等の形状をしていることが分かる。また、レジストパターン１９ｂの形状については、フォトマスク１８の、マスク部分及び非マスク部分の幅及び間隔が、各々数μｍ程度の小さい寸法であることが好ましい。ここでは、マスク部分に相当するフォトレジスト１２の個々の形状は円形にされている。
【００３６】
このような寸法、形状のレジストパターン１９ｂ（現像パターン）だと、レジストパターン１９ａにおける配線５本体に対する通常のエッチングと比較して、エッチング液の入れ替わりが悪く、エッチング速度が遅くなるため、（ｃ）のように、配線５本体に対するエッチング処理（パターニング処理）と同時に段差部９に対するハーフエッチング処理を行うことができる。
【００３７】
また、フォトマスク１８の、段差部９に対応するマスクパターンは、複数のマスク部分及び非マスク部分が交互に等間隔的に配置された蜂の巣状等の形状をしているから、そのような形状に基づき形成されたフォトレジスト１２のレジストパターン１９ｂでは、（ｄ）のように、エッチング液を用いたエッチング処理におけるサイドエッチング特性により、レジストパターン１９ｂ下に存在する銅箔１０が全てエッチング空間で繋がるようにハーフエッチング処理される。この場合、レジストパターン１９ｂを構成するフォトレジスト１２は、これを支持する銅箔１０が全てハーフエッチングされるので、支持基盤を失って、エッチング液とともに流出される。また、（ｄ）の状態から、さらにハーフエッチング処理を進めることにより、サイドエッチングが全面エッチングに変わるので、サイドエッチングの痕跡であるエッチング面の小突起２０が、（ｅ）のように、平滑化（レべリング）される。このハーフエッチング処理は、配線５本体の一部に段差部９を形成する方法であり、配線５本体に対するエッチング処理（パターニング処理）の終了のタイミングに合わせて終了させることができる。
【００３８】
因みに、図１及び図２において、基材２上に厚さ８μｍの銅箔１０を貼り付けた積層基板１１を用い、図１のフォトマスク１８に基づき形成された図２（ａ）のレジストパターン１９ｂ（現像パターン）の、フォトレジスト１２の幅及び間隔を夫々３μｍとした場合、当該レジストパターン１９ｂ部分では、エッチング液を用いたエッチング処理により銅箔１０が厚さ方向に４μｍエッチングが進行すると、レジストパターン１９ｂ下の銅箔１０は片側から１．５〜２μｍ程度、両側から３〜４μｍ程度サイドエッチングされるため、全てエッチング空間で繋がるようにハーフエッチングされることが確認された。一方、レジストパターン１９ａ部分では、厚さ８μｍの銅箔１０は全てエッチングされて（エッチング終了点に到達）、配線５が形成されることが確認された。また、この場合において、レジストパターン１９ｂ部分では、フォトレジスト１２の幅がその間隔よりも大き過ぎると、サイドエッチングで切りきれない銅箔１０部分が残り、これに対し、フォトレジスト１２の幅がその間隔よりも小さ過ぎると、配線５との間でエッチング速度に差がつきにくくなり、期待通りに段差部９を形成することができないことが確認された。
【００３９】
本実施の形態によれば、１種類のフォトマスクを用いて１回のフォトエッチング処理工程（フォトリソグラフィー工程）で、基材上に表面に段差部を有する配線を備えた配線基板を容易に製造することができるから、製造工程を飛躍的に短縮することができ、またフォトマスクも１種類にできるため、製造コストの大幅な削減が可能になる。また、従来のように２種類のフォトマスクを用いてフォトエッチング処理を２回繰り返す場合は、２回目の露光では既に形成された配線との関係でフォトマスクの位置合わせが必要になるが、本実施の形態によれば、この位置合わせが不要になるため、配線の精度を確実に向上させることが可能になる。
【符号の説明】
【００４０】
１  半導体装置用配線基板
２  基材
３  内部接続端子
４  外部接続端子
５  配線
６  領域
７  パイロットホール
８、８´  テストパッド
９  段差部
１０  銅箔
１１  積層基板
１２  フォトレジスト
１３、１６、１８  フォトマスク
１４  光  
１５、１７、１９、１９ａ、１９ｂ  レジストパターン
２０  小突起
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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