(57)【要約】【課題】信頼性の低下を抑制すること。【解決手段】基板１０と、基板１０上に設けられた配線層２０と、基板１０上に配線層２０を覆って設けられた絶縁樹脂膜４０と、を備え、絶縁樹脂膜４０は、ケイ素を有し且つ配線層２０に接していないケイ素含有層４２を上面に含む、回路基板。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられた配線層と、
前記基板上に前記配線層を覆って設けられた第１絶縁樹脂膜と、を備え、
前記第１絶縁樹脂膜は、ケイ素を有し且つ前記配線層に接していないケイ素含有層を上面に含む、回路基板。
【請求項２】
前記第１絶縁樹脂膜は、フェノール樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、イミド樹脂、又はアミド樹脂を主成分とする、請求項１記載の回路基板。
【請求項３】
前記第１絶縁樹脂膜上に設けられ、前記配線層に電気的に接続された金属層を備え、
前記第１絶縁樹脂膜の上面側は、前記ケイ素含有層と前記金属層で覆われている、請求項１または２記載の回路基板。
【請求項４】
前記金属層は、前記第１絶縁樹脂膜の上面に形成された凸部上に設けられ、
前記ケイ素含有層は、前記第１絶縁樹脂膜の上面のうちの前記凸部の上面以外に設けられ、前記金属層に接していない、請求項３記載の回路基板。
【請求項５】
前記第１絶縁樹脂膜上に設けられた第２絶縁樹脂膜を備える、請求項１から４のいずれか一項記載の回路基板。
【請求項６】
回路基板と、
前記回路基板に実装された電子部品と、を備え、
前記回路基板は、基板と前記基板上に設けられた配線層と前記基板上に前記配線層を覆って設けられた絶縁樹脂膜とを備え、前記絶縁樹脂膜は、ケイ素を有し且つ前記配線層に接していないケイ素含有層を上面に含む、電子装置。
【請求項７】
基板上に配線層を形成する工程と、
前記基板上に前記配線層を覆う絶縁樹脂膜を形成する工程と、
前記絶縁樹脂膜の上面をケイ素を有し且つ前記配線層に接していないケイ素含有層とする工程と、を備える、回路基板の製造方法。
【請求項８】
前記ケイ素含有層とする工程は、シリル化処理によって前記絶縁樹脂膜の上面を前記ケイ素含有層とする、請求項７記載の回路基板の製造方法。
【請求項９】
前記シリル化処理は、プロピル基、ブチル基、シクロヘキシル基、ジエチルシリル基、及びｔ−ブチル基の少なくとも１つを含むケイ素化合物を前記絶縁樹脂膜に反応させることで行う、請求項８記載の回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板、電子装置、及び回路基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
配線層が有機絶縁膜で覆われた配線構造が知られている。このような配線層をダマシン法で形成する場合に、有機絶縁膜の膜質劣化を抑えるため、有機絶縁膜に形成したシリル化層をマスクにして有機絶縁膜に配線用の凹部を形成することが知られている（例えば、特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１６８１９２号公報
【特許文献２】特開２０００−１８８３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
配線層が絶縁樹脂膜で覆われた回路基板では、絶縁樹脂膜に浸入した水分によって信頼性の低下が生じることがある。信頼性の低下は、配線層の微細化が進むにつれてより顕著となってきている。
【０００５】
１つの側面では、信頼性の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの態様では、基板と、前記基板上に設けられた配線層と、前記基板上に前記配線層を覆って設けられた絶縁樹脂膜と、を備え、前記絶縁樹脂膜は、ケイ素を有し且つ前記配線層に接していないケイ素含有層を上面に含む、回路基板である。
【０００７】
１つの態様では、回路基板と、前記回路基板に実装された電子部品と、を備え、前記回路基板は、基板と前記基板上に設けられた配線層と前記基板上に前記配線層を覆って設けられた絶縁樹脂膜とを備え、前記絶縁樹脂膜は、ケイ素を有し且つ前記配線層に接していないケイ素含有層を上面に含む、電子装置である。
【０００８】
１つの態様では、基板上に配線層を形成する工程と、前記基板上に前記配線層を覆う絶縁樹脂膜を形成する工程と、前記絶縁樹脂膜の上面をケイ素を有し且つ前記配線層に接していないケイ素含有層とする工程と、を備える、回路基板の製造方法である。
【発明の効果】
【０００９】
１つの側面として、信頼性の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施例１に係る回路基板の断面図である。
【図２】図２（ａ）から図２（ｄ）は、実施例１に係る回路基板の製造方法を示す断面図（その１）である。
【図３】図３（ａ）から図３（ｄ）は、実施例１に係る回路基板の製造方法を示す断面図（その２）である。
【図４】図４（ａ）から図４（ｃ）は、実施例１に係る回路基板の製造方法を示す断面図（その３）である。
【図５】図５（ａ）から図５（ｃ）は、比較例１に係る回路基板から比較例３に係る回路基板の断面図である。
【図６】図６（ａ）から図６（ｄ）は、比較例２に係る回路基板の製造方法を示す断面図である。
【図７】図７（ａ）から図７（ｄ）は、比較例３に係る回路基板の製造方法を示す断面図である。
【図８】図８は、実施例２に係る回路基板の断面図である。
【図９】図９（ａ）から図９（ｄ）は、実施例２に係る回路基板の製造方法を示す断面図である。
【図１０】図１０は、実施例３に係る電子装置の断面図である。
【図１１】図１１は、実施例４に係る電子装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、実施例１に係る回路基板１００の断面図である。図１のように、実施例１の回路基板１００は、基板１０、配線層２０、絶縁樹脂膜４０、パッド６０、及び絶縁樹脂膜７０を備える。基板１０は、例えばシリコン基板又はガラスエポキシ基板などの絶縁基板である。
【００１３】
配線層２０は、基板１０上に設けられ、例えばシード層２２とその上に設けられた導体層２４とを含む。シード層２２は、例えばチタン（Ｔｉ）層とその上に設けられた銅（Ｃｕ）層との積層金属膜である。導体層２４は、例えばＣｕ層からなる金属膜である。したがって、配線層２０は、例えばＣｕを主成分とした配線である。なお、配線層２０は、その他の金属を主成分とした金属配線であってもよい。配線層２０は、例えばＬ／Ｓ（ライン・アンド・スペース）が１μｍ／１μｍ程度のパターンを有し、例えば厚さが１μｍ程度である。
【００１４】
絶縁樹脂膜４０は、配線層２０の上面、下面、及び側面を覆って、基板１０上に設けられている。絶縁樹脂膜４０は、例えば配線層２０の周囲を完全に覆って設けられている。絶縁樹脂膜４０は、例えばフェノール樹脂を主成分とする絶縁樹脂膜であるが、その他の樹脂材料を主成分とする絶縁樹脂膜であってもよい。絶縁樹脂膜４０の厚さは、例えば１０μｍ程度である。
【００１５】
絶縁樹脂膜４０は、上面にケイ素（Ｓｉ）を有するケイ素含有層４２を含む。ケイ素含有層４２は、配線層２０に接してなく、配線層２０から離れて設けられている。ケイ素含有層４２は、Ｓｉの他に、絶縁樹脂膜４０を構成する樹脂に含まれる元素を含む。例えば絶縁樹脂膜４０がフェノール樹脂を主成分とする場合、ケイ素含有層４２は、Ｓｉの他に、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、及び水素（Ｈ）を含む。ケイ素含有層４２に含まれるこれらの元素は、例えば互いに結合しているが、結合していない元素が存在していてもよい。
【００１６】
パッド６０は、絶縁樹脂膜４０上に設けられ、例えばシード層６２とその上に設けられた導体層６４とを含む。シード層６２は、例えばＴｉ層とその上に設けられたＣｕ層との積層金属膜である。導体層６４は、例えばＣｕ層からなる金属膜である。したがって、パッド６０は例えばＣｕを主成分とした金属層である。なお、パッド６０は、その他の金属を主成分とした金属層であってもよい。パッド６０は、例えば直径が１０μｍから１００μｍ程度、厚さが５μｍから２０μｍ程度である。
【００１７】
パッド６０は、絶縁樹脂膜４０に設けられたビア配線２６を介して配線層２０に電気的に接続されている。ビア配線２６は、例えばシード層２８とその上に設けられた導体層３０とを含む。シード層２８は、例えばシード層６２と同じ金属材料で形成されている。導体層３０は、例えば導体層６４と同じ金属材料で形成されている。絶縁樹脂膜４０のうちのパッド６０が設けられた領域はケイ素含有層４２が設けられてなく、パッド６０が設けられた領域以外の領域にはケイ素含有層４２が設けられている。絶縁樹脂膜４０の上面側は、ケイ素含有層４２とパッド６０によって覆われている。
【００１８】
絶縁樹脂膜７０は、絶縁樹脂膜４０上にパッド６０を露出させる開口７２を有して設けられている。絶縁樹脂膜７０は、絶縁樹脂膜４０と同じ樹脂材料で形成されていてもよいし、異なる樹脂材料で形成されていてもよい。製造コストの点からは、絶縁樹脂膜７０は絶縁樹脂膜４０と同じ樹脂材料で形成されていることが好ましい。絶縁樹脂膜７０は、例えばフェノール樹脂を主成分とする絶縁樹脂膜であってもよいし、その他の樹脂材料を主成分とする絶縁樹脂膜であってもよい。絶縁樹脂膜７０の厚さは、例えば１０μｍ程度である。なお、実施例１では、絶縁樹脂膜７０がパッド６０よりも厚い場合を例に示すが、絶縁樹脂膜７０とパッド６０が同程度の厚さとなっている場合でもよい。
【００１９】
図２（ａ）から図４（ｃ）は、実施例１に係る回路基板１００の製造方法を示す断面図である。図２（ａ）のように、基板１０上に絶縁樹脂膜４４を形成する。絶縁樹脂膜４４は、例えばフェノール樹脂を主成分とする絶縁樹脂膜であり、例えば厚さが５μｍ程度である。
【００２０】
図２（ｂ）のように、絶縁樹脂膜４４上に、例えばスパッタリング法を用いて、シード層２２を形成する。シード層２２は、例えば厚さが３０ｎｍのＴｉ層とその上に設けられた厚さが５０ｎｍのＣｕ層との積層金属膜である。次いで、シード層２２上に、所望のパターンの配線層が形成されるようにパターニングされたレジスト膜８０を形成する。例えば、Ｌ／Ｓが１μｍ／１μｍ程度のパターンを有し、厚さが２μｍ程度のレジスト膜８０を形成する。
【００２１】
図２（ｃ）のように、レジスト膜８０をマスクとして、例えば電解めっき法を用いて、導体層２４を形成する。導体層２４は、例えばＣｕからなる金属膜であり、厚さが１μｍ程度である。
【００２２】
図２（ｄ）のように、レジスト膜８０を剥離した後、導体層２４をマスクとして、シード層２２を除去する。これにより、シード層２２と導体層２４を含む配線層２０が形成される。シード層２２の除去は、例えばＣｕ層をウエットエッチングによって除去した後、Ｔｉ層をドライエッチングによって除去する。Ｔｉ層を除去するときに、絶縁樹脂膜４４に対してもドライエッチングを施し、シード層２２よりも下方に掘り込まれた凹部を形成する。
【００２３】
図３（ａ）のように、絶縁樹脂膜４４上に、配線層２０を埋め込む絶縁樹脂膜４６を形成する。絶縁樹脂膜４６は、絶縁樹脂膜４４と同じ樹脂材料で形成され、例えばフェノール樹脂を主成分とする絶縁樹脂膜であり、例えば厚さが５μｍ程度である。絶縁樹脂膜４４と絶縁樹脂膜４６によって、配線層２０の上面、下面、及び側面を覆う絶縁樹脂膜４０が形成される。
【００２４】
図３（ｂ）のように、絶縁樹脂膜４０上のうちのパッド６０が形成される領域に、例えばレジスト膜８１を形成する。レジスト膜８１をマスクとして、絶縁樹脂膜４０の上面に紫外線光（ＵＶ光）を照射する。これにより、絶縁樹脂膜４０の上面のうちのレジスト膜８１で覆われずに紫外線光が照射された領域に極性基（例えば、−ＯＨ基）が生成される。なお、絶縁樹脂膜４０の上面に紫外線光を照射する代わりに、絶縁樹脂膜４０の上面をプラズマ処理することで、絶縁樹脂膜４０の上面のうちのレジスト膜８１で覆われていない領域に極性基を生成してもよい。
【００２５】
図３（ｃ）のように、レジスト膜８１を剥離した後、絶縁樹脂膜４０の上面にシリル化処理を行う。シリル化処理は、絶縁樹脂膜４０にケイ素化合物を化学的に反応させる方法である。シリル化処理は、例えばスピンコート法又はスプレーコート法を用いて絶縁樹脂膜４０の上面に液体状のケイ素化合物を塗布することで行ってもよい。また、バッチ内で絶縁樹脂膜４０の上面を液体状又は気体状のケイ素化合物に曝すことで行ってもよい。この場合、バッチ内又はケイ素化合物を例えば３０℃〜１５０℃程度の温度に加温して行ってもよい。なお、ケイ素化合物を塗布又はケイ素化合物に曝した後、基板１０をホットプレートやオーブンなどに投入して例えば６０℃〜１８０℃程度に加熱処理を行うことでシリル化反応を促進させるようにしてもよい。
【００２６】
ケイ素化合物としては、例えばヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、１，１，３，３−テトラメチルジシラザン（ＴＭＤＳ）、ジメチルシリルジメチルアミン（ＤＭＳＤＭＡ）、ジメチルシリルジエチルアミン（ＤＭＳＤＥＡ）などを用いてもよい。また、その他に、プロピル基、ブチル基、シクロヘキシル基、ジエチルシリル基、及びｔ−ブチル基などの嵩高い置換基を含むケイ素化合物、例えばトリプロピルシラン、トリイソプロピルシラン、トリイソブチルシラン、シクロヘキシルジメチルシラン、ｔ−ブチルジメチルシラン、ｔ−ブチルジメチルクロロシランなどを用いてもよい。
【００２７】
絶縁樹脂膜４０の上面にケイ素化合物を塗布又は絶縁樹脂膜４０の上面をケイ素化合物の雰囲気に曝すことで、絶縁樹脂膜４０の上面のうちの極性基（例えば、−ＯＨ基）が生成された領域でシリル化反応が起こる。これにより、絶縁樹脂膜４０の上面を選択的に、絶縁樹脂膜４０を構成する樹脂に含まれる元素の他にＳｉを含むケイ素含有層４２とすることができる。ケイ素含有層４２は、配線層２０に接することなく、配線層２０から離れて形成される。
【００２８】
図３（ｄ）のように、絶縁樹脂膜４０のビア配線２６が形成される領域に、例えばエッチング法用いて開口８２を形成する。次いで、絶縁樹脂膜４０上に、例えばスパッタリング法を用いてシード層８３を形成する。シード層８３は、例えば厚さが３０ｎｍのＴｉ層とその上に設けられた厚さが１００ｎｍのＣｕ層との積層金属膜である。
【００２９】
図４（ａ）のように、絶縁樹脂膜４０上に、パッド６０が形成される領域であってケイ素含有層４２が形成されていない領域に開口８５を有するレジスト膜８６を形成する。レジスト膜８６は例えば厚さが１０μｍであり、開口８５は例えば直径が１００μｍの円形形状である。次いで、レジスト膜８６をマスクとして、例えば電解めっき法を用いて、導体層８４を形成する。導体層８４は、例えばＣｕからなる金属膜であり、厚さが８μｍ程度である。
【００３０】
図４（ｂ）のように、レジスト膜８６を除去した後、導体層８４をマスクとして、シード層８３を例えばウエットエッチングによって除去する。これにより、シード層８３であるシード層２８と導体層８４である導体層３０を含むビア配線２６が形成される。シード層８３であるシード層６２と導体層８４である導体層６４を含むパッド６０が形成される。
【００３１】
図４（ｃ）のように、絶縁樹脂膜４０上に、パッド６０を覆う絶縁樹脂膜７０を形成する。絶縁樹脂膜７０は、例えばフェノール樹脂を主成分とする絶縁樹脂膜であり、例えば厚さが１０μｍ程度である。次いで、例えばドライエッチング法によって、絶縁樹脂膜７０にパッド６０を露出させる開口７２を形成する。これにより、実施例１の回路基板１００が形成される。
【００３２】
ここで、実施例１の回路基板１００の効果を説明するにあたり、比較例の回路基板について説明する。図５（ａ）から図５（ｃ）は、比較例１に係る回路基板５００から比較例３に係る回路基板７００の断面図である。比較例１の回路基板５００は、図５（ａ）のように、絶縁樹脂膜４０は上面にケイ素含有層を有さない。比較例１の回路基板５００は、実施例１の図２（ａ）から図３（ａ）で説明した工程を実施した後、図３（ｂ）及び図３（ｃ）で説明したシリル化処理を行うことなく、図３（ｄ）から図４（ｃ）で説明した工程を実施することで形成される。
【００３３】
比較例１の回路基板５００では、絶縁樹脂膜４０は上面にケイ素含有層を有さない。このため、絶縁樹脂膜４０に外部から水分が浸入することがある。この水分によって絶縁樹脂膜４０に加水分解が生じて有機酸が発生し、配線層２０を腐食させることや、電圧が印加されている状況下においてはイオンマイグレーションを促進させることが生じてしまう。これにより、配線層２０のパターン間に短絡が生じることや配線層２０の抵抗値が変化することが生じ、信頼性の低下が生じてしまう。また、絶縁樹脂膜４０が水分を含むことで誘電率が変化し、これによっても信頼性の低下が生じてしまう。例えば、配線層２０のＬ／Ｓが５μｍ／５μｍ以下のような微細配線である場合に信頼性の低下が顕著に現れ、Ｌ／Ｓが２μｍ／２μｍ以下の場合には更に顕著に現れる。
【００３４】
比較例２の回路基板６００は、図５（ｂ）のように、絶縁樹脂膜４０は配線層２０の側面と下面を覆っているが、配線層２０の上面は覆っていない。したがって、絶縁樹脂膜４０の上面に形成されたケイ素含有層４２は、配線層２０の側面に接している。ケイ素含有層４２は、例えば配線層２０の上側の角部近傍で接している。
【００３５】
図６（ａ）から図６（ｄ）は、比較例２に係る回路基板６００の製造方法を示す断面図である。まず、実施例１の図２（ａ）から図２（ｄ）で説明した工程を実施する。その後、図６（ａ）のように、絶縁樹脂膜４４上に配線層２０を埋め込む絶縁樹脂膜４６を形成した後、絶縁樹脂膜４６の上面を例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法で平坦化処理をし、絶縁樹脂膜４６の上面と配線層２０の上面とを同一面にする。絶縁樹脂膜４４と絶縁樹脂膜４６によって、配線層２０の側面及び下面を覆い且つ上面を覆わない絶縁樹脂膜４０が形成される。
【００３６】
図６（ｂ）のように、絶縁樹脂膜４０の上面にシリル化処理を行い、絶縁樹脂膜４０の上面をケイ素含有層４２にする。ケイ素含有層４２は、配線層２０の側面に接して形成される。
【００３７】
図６（ｃ）のように、絶縁樹脂膜４０上に絶縁樹脂膜７４を形成する。絶縁樹脂膜７４のうちのビア配線２６が形成される領域に開口８７を形成した後、絶縁樹脂膜７４上に、例えばスパッタリング法を用いてシード層８３を形成する。
【００３８】
図６（ｄ）のように、実施例１の図４（ａ）及び図４（ｂ）で説明した工程と同様の工程を行ってビア配線２６及びパッド６０を形成した後、絶縁樹脂膜７４上にパッド６０を露出させる開口７２を有する絶縁樹脂膜７６を形成する。絶縁樹脂膜７４と絶縁樹脂膜７６とで、絶縁樹脂膜４０上に設けられ、パッド６０を露出させる開口７２を有する絶縁樹脂膜７０が形成される。
【００３９】
比較例３の回路基板７００は、図５（ｃ）のように、配線層２０において、導体層２４の側面と下面にシード層２２が設けられている。その他の構成は比較例２と同じである。
【００４０】
図７（ａ）から図７（ｄ）は、比較例３に係る回路基板７００の製造方法を示す断面図である。図７（ａ）のように、基板１０上に絶縁樹脂膜４０を形成した後、絶縁樹脂膜４０の上面にシリル化処理を行って、絶縁樹脂膜４０の上面をケイ素含有層４２とする。
【００４１】
図７（ｂ）のように、所望のパターンの配線層が形成されるようにパターニングされたレジスト膜をマスクとして、例えばドライエッチング法を用いて、絶縁樹脂膜４０に凹部８８を形成する。次いで、絶縁樹脂膜４０上に、例えばスパッタリング法を用いて、シード層２２を形成する。
【００４２】
図７（ｃ）のように、電解メッキ法を用いてシード層２２上に導体層２４を形成した後、例えばＣＭＰ法を用いて絶縁樹脂膜４０の上面が露出するように導体層２４を研磨する。これにより、シード層２２と導体層２４を含む配線層２０が形成される。その後、実施例２の図６（ｃ）及び図６（ｄ）で説明した工程と同様の工程を行い、図７（ｄ）のように、絶縁樹脂膜４０上に、パッド６０を露出させる開口７２を有する絶縁樹脂膜７０を形成する。
【００４３】
比較例２の回路基板６００及び比較例３の回路基板７００では、絶縁樹脂膜４０は上面にケイ素含有層４２を含む。ケイ素含有層４２は、ケイ素を含むことから、疎水性を有する。したがって、ケイ素含有層４２が設けられていることにより、絶縁樹脂膜４０に外部から水分が浸入することが抑制される。しかしながら、ケイ素含有層４２は配線層２０の側面に接しているため、ケイ素含有層４２と配線層２０との界面で水分によるイオンマイグレーション及び電流リークが発生し易くなってしまう。特にケイ素含有層４２が配線層２０の角部で接している場合ではイオンマイグレーションが発生し易くなってしまう。また、配線層２０の上面はケイ素含有層４２で覆われずに絶縁樹脂膜７０に接していることから、絶縁樹脂膜７０で発生した有機酸によって配線層２０の腐食やイオンマイグレーションが生じる恐れがある。したがって、比較例２の回路基板６００及び比較例３の回路基板７００でも信頼性の低下が生じてしまう。
【００４４】
一方、実施例１によれば、図１のように、配線層２０を覆って設けられた絶縁樹脂膜４０は、上面に配線層２０に接していないケイ素含有層４２を含む。これにより、絶縁樹脂膜４０に外部から水分が浸入することを抑制できると共に、ケイ素含有層４２が配線層２０に接していないためイオンマイグレーション及び電流リークの発生を抑制できる。よって、信頼性の低下を抑制することができる。なお、ケイ素含有層４２は、良好な疎水性を有する点から、Ｓｉ−ＣＨ３結合を有することが好ましく、また、水の接触角は７０°以上である場合が好ましく、７５°以上である場合がより好ましく、８０°以上である場合が更に好ましい。
【００４５】
ここで、発明者が実施例１から比較例３の回路基板に対して行った信頼性試験について説明する。信頼性試験を行った回路基板では、絶縁樹脂膜４０及び絶縁樹脂膜７０はフェノール樹脂を主成分とした絶縁樹脂膜とした。絶縁樹脂膜４０の上面のケイ素含有層４２は、ケイ素化合物としてｔ−ブチル基を官能基に含むｔ-ブチルジメチルシランを用いたシリル化処理によって形成した。配線層２０、ビア配線２６、及びパッド６０はＣｕを主成分とした金属膜とした。配線層２０は、Ｌ／Ｓが１μｍ／１μｍのパターンを有するとした。信頼性試験の前処理として、回路基板を１２５℃の大気雰囲気のオーブンで２４時間の乾燥処理を行った後、回路基板を温度６０℃、湿度６５％の恒温恒湿層に投入して吸湿させ、その後、２６０℃×３回のリフロー処理を行った。信頼性試験は、温度１３０℃、湿度８５％の環境下で回路基板の配線層２０にパッド６０を介して３．５Ｖの電圧を印加し、リーク電流が所定値以上となったときを不良発生として不良発生時間を測定した。
【００４６】
表１は、信頼性試験の試験結果を示している。
【表１】
2019021658.tif 000003
表１のように、比較例１の回路基板５００は４５時間経過後に不良が発生し、比較例２の回路基板６００は７０時間経過後に不良が発生し、比較例３の回路基板７００は９０時間経過後に不良が発生した。一方、実施例１の回路基板１００では、１５０時間を経過しても不良は発生しなかった。この試験結果からも、実施例１の回路基板１００では、絶縁樹脂膜４０の上面のケイ素含有層４２によって外部からの水分の浸入が抑制され、その結果、信頼性の低下が抑制されていることが分かる。
【００４７】
また、実施例１によれば、絶縁樹脂膜４０はフェノール樹脂を主成分とする絶縁樹脂膜である。これにより、図３（ｂ）及び図３（ｃ）で説明したように、絶縁樹脂膜４０の上面にシリル化処理を行うことで、絶縁樹脂膜４０の上面をケイ素含有層４２とすることができる。なお、絶縁樹脂膜４０は、フェノール樹脂以外にも、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、イミド樹脂、又はアミド樹脂を主成分とする絶縁樹脂膜であってもよい。これらの場合でも、シリル化処理によって絶縁樹脂膜４０の上面をケイ素含有層４２とすることができる。なお、絶縁樹脂膜４０にこのような樹脂を用いた場合、ケイ素含有層４２は、ケイ素（Ｓｉ）、炭素（Ｃ）、及び酸素（Ｏ）を少なくとも含むようになり、その他に水素（Ｈ）、窒素（Ｎ）、及び硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。なお、シリル化処理以外の方法によってケイ素含有層４２を形成してもよい。
【００４８】
また、実施例１によれば、図１のように、絶縁樹脂膜４０の上面側は、ケイ素含有層４２とパッド６０で覆われている。パッド６０は金属層であることから水分が浸透し難い。したがって、絶縁樹脂膜４０の上面側がケイ素含有層４２とパッド６０で覆われることで、絶縁樹脂膜４０に外部から水分が浸入することを効果的に抑制できる。絶縁樹脂膜４０に外部から水分が浸入することを抑制する点から、絶縁樹脂膜４０の上面全面がケイ素含有層４２とパッド６０で覆われていることが好ましい。なお、実施例１では、絶縁樹脂膜４０上に設けられた金属層がパッド６０である場合を例に示したが、配線層などのその他の場合であってもよい。
【００４９】
また、実施例１によれば、図１のように、絶縁樹脂膜４０上に絶縁樹脂膜７０が設けられている。例えば、絶縁樹脂膜４０に外部から水分が浸入することを抑制するために、絶縁樹脂膜４０と絶縁樹脂膜７０との間にＳｉ層を設けることが考えられる。しかしながらこの場合、絶縁樹脂膜４０とＳｉ層、及び、絶縁樹脂膜７０とＳｉ層の間で密着性が悪くなることがある。一方、実施例１では、絶縁樹脂膜７０は絶縁樹脂膜４０の上面に設けられているため、絶縁樹脂膜４０と絶縁樹脂膜７０の密着性の低下を抑制できる。
【実施例２】
【００５０】
図８は、実施例２に係る回路基板２００の断面図である。図８のように、実施例２の回路基板２００では、絶縁樹脂膜４０は、上面に段差４８を有し、平坦部５０から突出した凸部５２が形成されている。パッド６０は、絶縁樹脂膜４０の凸部５２の上面上に設けられている。ケイ素含有層４２は、絶縁樹脂膜４０の上面のうちの凸部５２の上面には設けられてなく、平坦部５０の上面及び凸部５２の側面のうちの下側部分に設けられている。したがって、ケイ素含有層４２とパッド６０とは接していない。絶縁樹脂膜７０は、段差４８を埋め込んで絶縁樹脂膜４０上に設けられている。その他の構成は実施例１と同じであるため説明を省略する。
【００５１】
図９（ａ）から図９（ｄ）は、実施例２に係る回路基板２００の製造方法を示す断面図である。まず、実施例１の図２（ａ）から図３（ａ）で説明した処理を行う。その後、図９（ａ）のように、絶縁樹脂膜４０上のパッド６０を形成する領域にレジスト膜８９を形成する。図９（ｂ）のように、レジスト膜８９をマスクとして、絶縁樹脂膜４０に対して例えばドライエッチングを行って、絶縁樹脂膜４０の上面に段差４８を形成する。段差４８の深さは例えば５００ｎｍである。これにより、絶縁樹脂膜４０の上面に平坦部５０から突出した凸部５２が形成される。
【００５２】
図９（ｃ）のように、レジスト膜８９をマスクとして、絶縁樹脂膜４０の上面に紫外線光の照射又はプラズマ処理を行った後、レジスト膜８９を剥離し、その後、絶縁樹脂膜４０の上面にシリル化処理を行う。これにより、絶縁樹脂膜４０の上面のうちの凸部５２の上面以外、すなわち平坦部５０の上面及び凸部５２の側面のうちの下側部分がケイ素含有層４２となる。
【００５３】
次いで、実施例１の図３（ｄ）から図４（ｂ）で説明した処理を行った後、図９（ｄ）のように、絶縁樹脂膜４０上に、絶縁樹脂膜４０の上面に形成された段差４８を埋め込み且つパッド６０を覆う絶縁樹脂膜７０を形成する。次いで、例えばドライエッチング法によって、絶縁樹脂膜７０にパッド６０を露出させる開口７２を形成する。これにより、実施例２の回路基板２００が形成される。
【００５４】
実施例２においても、図８のように、絶縁樹脂膜４０は上面に配線層２０に接していないケイ素含有層４２を含むため、実施例１と同様に、信頼性の低下を抑制することができる。ここで、実施例２の回路基板２００に対して行った信頼性試験について説明する。信頼性試験は、実施例１で説明した方法と同じ方法を用いて行った。表２は、信頼性試験の試験結果を示している。
【表２】
2019021658.tif 000004
表２のように、実施例２の回路基板２００では、実施例１の回路基板１００と同様に、１５０時間を経過しても不良は発生しなかった。したがって、この試験結果からも、信頼性の低下が抑制されていることが分かる。
【００５５】
また、実施例２によれば、図８のように、パッド６０は絶縁樹脂膜４０の上面に形成された凸部５２上に設けられている。ケイ素含有層４２は、絶縁樹脂膜４０の上面のうちの凸部５２の上面以外に設けられ、パッド６０に接していない。ケイ素含有層４２とパッド６０とが接する場合、ケイ素含有層４２とパッド６０との界面でイオンマイグレーション及び電流リークが発生し易くなる。しかしながら、実施例２では、ケイ素含有層４２はパッド６０に接していないため、このようなイオンマイグレーション及び電流リークが発生し難くなり、信頼性を更に向上させることができる。
【００５６】
イオンマイグレーション及び電流リークの発生を抑制する点から、ケイ素含有層４２とパッド６０の間隔Ｘは、５０ｎｍ以上である場合が好ましく、１００ｎｍ以上である場合がより好ましく、２００ｎｍ以上である場合が更に好ましい。
【００５７】
実施例１及び実施例２において、シリル化処理によってケイ素含有層４２を形成する場合、シリル化処理に用いるケイ素化合物として嵩高い置換基を含むケイ素化合物を用いることが好ましい。例えばプロピル基、ブチル基、シクロヘキシル基、ジエチルシリル基、及びｔ−ブチル基のうちの少なくとも１つの置換基を含むケイ素化合物を用いることが好ましい。このような嵩高い置換基を含むケイ素化合物を用いることで、ケイ素含有層４２の疎水性を更に向上させることができる。
【００５８】
ここで、実施例２及び比較例２の回路基板に対して行った信頼性試験について説明する。信頼性試験は、シリル化処理によってケイ素含有層４２を形成する際に、ケイ素化合物として嵩低い置換基を含むヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）を用いた点以外は、実施例１で説明した方法と同じ方法を用いて行った。表３は、信頼性試験の試験結果を示している。
【表３】
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表３のように、実施例２の回路基板２００では、１５０時間を経過しても不良は発生しなかったが、比較例２の回路基板６００では、４０時間経過後に不良が発生した。実施例２の信頼性結果から、嵩低い置換基を含むケイ素化合物を用いてケイ素含有層４２を形成した場合でも、信頼性の低下を抑制できることが分かる。しかしながら、比較例２の回路基板６００での不良発生時間（４０時間）は、嵩高い置換基を含むケイ素化合物を用いた場合である表１での不良発生時間（７０時間）よりも短い。このことから、嵩高い置換基を含むケイ素化合物を用いることで、ケイ素含有層４２の疎水性を更に向上させることができ、信頼性の低下を更に抑制できることが分かる。
【実施例３】
【００５９】
図１０は、実施例３に係る電子装置３００の断面図である。図１０のように、実施例３の電子装置３００は、実施例１の回路基板１００と、プリント基板９０と、電子部品９２と、を有する。回路基板１００は、基板１０に設けられたパッド１２がプリント基板９０に設けられたパッド９４にバンプ９６で接合されることで、プリント基板９０に実装されている。電子部品９２は、回路基板１００に設けられたパッド６０にバンプ９６で接合されることで、回路基板１００に実装されている。電子部品９２は、回路基板１００の配線層２０に電気的に接続されている。電子部品９２は、例えばＬＳＩ（Large Scale Integration）チップなどの半導体チップであるが、その他の電子チップであってもよい。回路基板１００は例えばインターポーザ基板として機能する。回路基板１００は、実施例１で説明したように、基板１０上に設けられた配線層２０を覆って絶縁樹脂膜４０が設けられている。絶縁樹脂膜４０は上面に配線層２０に接していないケイ素含有層４２を含む。
【００６０】
実施例３の電子装置３００は、実施例１の回路基板１００を備えていることから、実施例１で説明したように、信頼性の低下を抑制できる。
【実施例４】
【００６１】
図１１は、実施例４に係る電子装置４００の断面図である。図１１のように、実施例４の電子装置４００は、実施例１の回路基板１００と、プリント基板９０と、電子部品９２と、を有する。回路基板１００は、パッド６０がプリント基板９０のパッド９４にバンプ９６で接合されることで、プリント基板９０に実装されている。電子部品９２は、基板１０に内蔵されて回路基板１００に実装されている。電子部品９２は、回路基板１００の配線層２０に電気的に接続されている。回路基板１００は、実施例１で説明したように、基板１０上に設けられた配線層２０を覆って絶縁樹脂膜４０が設けられている。絶縁樹脂膜４０は上面に配線層２０に接していないケイ素含有層４２を有する。
【００６２】
実施例４の電子装置４００は、実施例１の回路基板１００を備えていることから、実施例１で説明したように、信頼性の低下を抑制できる。
【００６３】
なお、実施例３及び実施例４では、実施例１の回路基板１００を備える場合を例に示したが、実施例２の回路基板２００を備える場合でもよい。
【００６４】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００６５】
なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１）基板と、前記基板上に設けられた配線層と、前記基板上に前記配線層を覆って設けられた第１絶縁樹脂膜と、を備え、前記第１絶縁樹脂膜は、ケイ素を有し且つ前記配線層に接していないケイ素含有層を上面に含む、回路基板。
（付記２）前記第１絶縁樹脂膜は、フェノール樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、イミド樹脂、又はアミド樹脂を主成分とする、付記１記載の回路基板。
（付記３）前記第１絶縁樹脂膜上に設けられ、前記配線層に電気的に接続された金属層を備え、前記第１絶縁樹脂膜の上面側は、前記ケイ素含有層と前記金属層で覆われている、付記１または２記載の回路基板。
（付記４）前記金属層は、前記第１絶縁樹脂膜の上面に形成された凸部上に設けられ、前記ケイ素含有層は、前記第１絶縁樹脂膜の上面のうちの前記凸部の上面以外に設けられ、前記金属層に接していない、付記３記載の回路基板。
（付記５）前記第１絶縁樹脂膜上に設けられた第２絶縁樹脂膜を備える、付記１から４のいずれか一項記載の回路基板。
（付記６）前記第１絶縁樹脂膜は、前記配線層の上面、下面、及び側面を覆って設けられている、付記１から５のいずれか一項記載の回路基板。
（付記７）前記ケイ素含有層は、ケイ素と炭素と酸素を少なくとも含む、付記１から６のいずれか一項記載の回路基板。
（付記８）前記金属層は、パッドである、付記１から７のいずれか一項記載の回路基板。
（付記９）回路基板と、前記回路基板に実装された電子部品と、を備え、前記回路基板は、基板と前記基板上に設けられた配線層と前記基板上に前記配線層を覆って設けられた絶縁樹脂膜とを備え、前記絶縁樹脂膜は、ケイ素を有し且つ前記配線層に接していないケイ素含有層を上面に含む、電子装置。
（付記１０）基板上に配線層を形成する工程と、前記基板上に前記配線層を覆う絶縁樹脂膜を形成する工程と、前記絶縁樹脂膜の上面をケイ素を有し且つ前記配線層に接していないケイ素含有層とする工程と、を備える、回路基板の製造方法。
（付記１１）前記ケイ素含有層とする工程は、シリル化処理によって前記絶縁樹脂膜の上面を前記ケイ素含有層とする、付記１０記載の回路基板の製造方法。
（付記１２）前記シリル化処理は、プロピル基、ブチル基、シクロヘキシル基、ジエチルシリル基、及びｔ−ブチル基の少なくとも１つを含むケイ素化合物を前記絶縁樹脂膜に反応させることで行う、付記１１記載の回路基板の製造方法。
（付記１３）前記シリル化処理は、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、１，１，３，３−テトラメチルジシラザン（ＴＭＤＳ）、ジメチルシリルジメチルアミン（ＤＭＳＤＭＡ）、又はジメチルシリルジエチルアミン（ＤＭＳＤＥＡ）を前記絶縁樹脂膜に反応させることで行う、付記１１記載の回路基板の製造方法。
（付記１４）前記絶縁樹脂膜上に、前記配線層に電気的に接続された金属層を形成する工程を備え、前記絶縁樹脂膜の上面側は、前記ケイ素含有層と前記金属層で覆われている、付記１０から１３のいずれか一項記載の回路基板の製造方法。
（付記１５）前記絶縁樹脂膜の上面に凸部を形成する工程を備え、前記金属層を形成する工程は、前記絶縁樹脂膜の上面に形成された前記凸部上に前記金属層を形成し、前記ケイ素含有層とする工程は、前記ケイ素含有層が前記金属層に接しないように、前記絶縁樹脂膜の上面のうちの前記凸部の上面以外を前記ケイ素含有層とする、付記１０から１４のいずれか一項記載の回路基板の製造方法。
【符号の説明】
【００６６】
１０  基板
２０  配線層
２６  ビア配線
４０  絶縁樹脂膜
４２  ケイ素含有層
４８  段差
５０  平坦部
５２  凸部
６０  パッド
７０  絶縁樹脂膜
７２  開口
９０  プリント基板
９２  電子部品
１００、２００  回路基板
３００、４００  電子装置
【図１】
2019021658.tif 000006
【図２】
2019021658.tif 000007
【図３】
2019021658.tif 000008
【図４】
2019021658.tif 000009
【図５】
2019021658.tif 000010
【図６】
2019021658.tif 000011
【図７】
2019021658.tif 000012
【図８】
2019021658.tif 000013
【図９】
2019021658.tif 000014
【図１０】
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【図１１】
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