(57)【要約】【課題】樹脂層上への密着層およびシード層の形成およびこれら両層の不要部分の除去のための煩雑な処理を必要とせずに、樹脂層との密着性を良好に確保して配線層を形成することができる配線基板およびその製造方法を提供する。【解決手段】樹脂絶縁層上に、Ｎｉ：２０〜７５wt％および残部Ｃｕから成るＮi−Ｃｕ合金の密着シード層とその上のＣｕ層とから成る配線層を備えた配線基板。この配線基板は、（Ａ）Ｎｉ−Ｃｕ合金密着シード層を１回の処理で形成し、配線パターニング後に不要部分を１回のエッチングで除去するか、（Ｂ）Ｎｉ−Ｃｕ合金密着シード層とその上のＣｕ層とを形成し、これらをエッチングにより一括してパターニングすることにより製造できる。配線層が、配線層全厚に亘ってＮｉ：２０〜７５wt％および残部Ｃｕから成るＮi−Ｃｕ合金で形成されている配線基板。これは樹脂層上に直接Ｎｉ−Ｃｕ合金配線層を形成することにより製造できる。【選択図】図２Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂絶縁層とその上のＣｕ配線層とを有する配線基板において、
上記樹脂絶縁層上に、Ｎｉ：２０〜７５wt％および残部Ｃｕから成るＮi−Ｃｕ合金の密着シード層とその上のＣｕ層とから成る配線層を備えたことを特徴とする配線基板。
【請求項２】
請求項１記載の配線基板を製造する方法であって、
上記樹脂絶縁層上の配線層形成予定領域全面に、上記Ｎｉ−Ｃｕ合金の密着シード層を形成する工程、
上記密着シード層上にめっきレジストパターンを形成する工程、
上記密着シード層を給電層とし、上記めっきレジストパターンの開口部内に、電解めっきによりＣｕ層を形成する工程、
上記めっきレジストパターンを除去する工程、および
上記めっきレジストパターンの除去により露出した部分の上記密着シード層を除去する工程
を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の配線基板を製造する方法であって、
上記樹脂絶縁層上の配線層形成予定領域全面に、上記Ｎｉ−Ｃｕ合金の密着シード層を形成する工程、
上記密着シード層上の全面に、Ｃｕ層を形成する工程、
上記Ｃｕ層上にエッチングレジストパターンを形成する工程、
上記エッチングレジストパターンをマスクとして、上記Ｃｕ層およびその下の上記密着シード層をエッチングにより一括してパターニングにして配線層を形成する工程、および
上記めっきレジストパターンを除去する工程、および
を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項４】
樹脂絶縁層とその上の配線層とを有する配線基板において、
上記配線層が、配線層全厚に亘ってＮｉ：２０〜７５wt％および残部Ｃｕから成るＮi−Ｃｕ合金で形成されていることを特徴とする配線基板。
【請求項５】
請求項４記載の配線基板を製造する方法であって、
上記樹脂絶縁層上の配線層形成予定領域全面に、上記Ｎｉ−Ｃｕ合金の金属層を形成する工程、
上記金属層上にエッチングレジストパターンを形成する工程、
上記エッチングレジストパターンをマスクとして、上記Ｎｉ−Ｃｕ合金の金属層をエッチングによりパターニングして配線層を形成する工程、および
上記エッチングレジストパターンを除去する工程
を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板およびその製造方法に関し、特に、煩雑な工程を必要とせずに下地である樹脂絶縁層との密着性を確保できる配線層を備えた配線基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体パッケージ等の配線基板では、樹脂絶縁層上にＣｕの配線層を形成する際に、絶縁層の樹脂と配線層のＣｕとの密着性を確保するために、樹脂層の表面にＮｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ等の金属やＣｕ窒化物などの密着層を先ず形成し、その上にＣｕ配線層を形成する。代表的な密着層としてＮｉを用いた場合を例にとり、配線形成プロセスを説明する。
【０００３】
図１（１）に示すように、例えば配線基板の層間絶縁膜として厚さ５０μｍ程度のエポキシから成る樹脂層１０を用意する。
【０００４】
図１（２）に示すように、樹脂層１０の表面をアルゴンガスプラズマにより清浄化し、真空保持をしたまま０．５Ｐａ程度のアルゴンガス雰囲気中でＮｉ密着層１２とＣｕシード層１４とを順次スパッタリングにより形成する。例えば、Ｎｉ密着層１２は厚さ５０ｎｍ、Ｃｕシード層１４は厚さ５００ｎｍである。
【０００５】
図１（３）に示すように、Ｃｕシード層１４上にフォトレジストの塗布、パターン露光、現像によりめっきレジストパターン１６を形成する。
【０００６】
図１（４）に示すように、Ｎｉ密着層１２／Ｃｕシード層１４を給電層として電解Ｃｕめっきを行ない、めっきレジストパターン１６の開口内に露出したＣｕシード層１４上に電解Ｃｕめっき層１８を形成する。
【０００７】
図１（５）に示すように、めっきレジストパターン１６を剥離除去する。
【０００８】
図１（６）に示すように、上記めっきレジストパターン１６の剥離により露出した不要部分のＣｕシード層１４を硫酸系エッチング液により除去する。
【０００９】
図１（７）に示すように、上記Ｃｕシード層１４の除去により露出した不要部分のＮｉ密着層１２を硝酸系エッチング液により除去する。これにより、密着層１２、シード層１４、電解Ｃｕめっき層１８から成る所定パターンの配線層１７が完成する。
【００１０】
これにより形成されたＣｕ配線層１７はＮｉ密着層１２によって樹脂層１０との密着性が十分に確保される。
【００１１】
しかし、このようなＮｉ密着層１２／Ｃｕシード層１４の２層構造には、下記〔１〕〔２〕の問題があった。
【００１２】
問題〔１〕
Ｎｉ密着層１２およびＣｕシード層１４の形成には、例えばスパッタリングによる場合、２つのターゲットが必要となり、更に、製造プロセスのタクトを考慮すると、スパッタリング処理室も２つ必要になる場合があり、製造コストが増大する。
【００１３】
問題〔２〕
Ｎｉ密着層１２およびＣｕシード層１４の除去を別々のエッチング液で行なわなくてはならないため、エッチング処理を２回行う必要がある。
【００１４】
これらの問題を解消するために、特許文献１には、密着層をＣｕＮによって形成する方法が提案されている。
【００１５】
問題〔１〕の解消
Ｃｕターゲットを用い窒素ガスを導入して反応性スパッタリングを行なうことによりＣｕＮ密着層を形成し、同一処理室内において引き続き、窒素ガスの導入を停止して同じＣｕターゲットを用いたスパッタリングを行なうことにより、ＣｕＮ密着層上にＣｕシード層を形成することができるので、製造コストが増大しない。
【００１６】
問題〔２〕の解消
ＣｕＮ密着層とその上に形成したＣｕシード層とは同じ硫酸系のＣｕのエッチング液で除去できるので、エッチング処理が１回でよい。
【００１７】
しかし、上記提案の方法には、Ｎｉ密着層１２／Ｃｕシード層１４の２層構造に比べて、最終的な電解Ｃｕめっき配線層と樹脂層との密着性が劣るという問題があった。
【００１８】
【特許文献１】特開２００３−２１８５１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は、樹脂層上への密着層およびシード層の形成およびこれら両層の不要部分の除去のための煩雑な処理を必要とせずに、樹脂層との密着性を良好に確保して配線層を形成することができる配線基板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記の目的を達成するために、第１発明の配線基板は、樹脂絶縁層とその上のＣｕ配線層と有する配線基板において、
上記樹脂絶縁層上に、Ｎｉ：２０〜７５wt％および残部Ｃｕから成るＮi−Ｃｕ合金の密着層とその上のＣｕ層とから成る配線層を備えたことを特徴とする。
【００２１】
第１発明の配線基板を製造する方法は、一実施形態によれば、
上記樹脂絶縁層上の配線層形成予定領域全面に、上記Ｎｉ−Ｃｕ合金の密着層を形成する工程、
上記密着層上にめっきレジストパターンを形成する工程、
上記密着層を給電層とし、上記めっきレジストパターンの開口部内に、電解めっきによりＣｕ層を形成する工程、
上記めっきレジストパターンを除去する工程、および
上記めっきレジストパターンの除去により露出した部分の上記密着層を除去する工程
を含むことを特徴とする。
【００２２】
あるいは、第１発明の配線基板を製造する方法は、別の実施形態によれば、
上記樹脂絶縁層上の配線層形成予定領域全面に、上記Ｎｉ−Ｃｕ合金の密着シード層を形成する工程、
上記密着シード層上の全面に、Ｃｕ層を形成する工程、
上記Ｃｕ層上にエッチングレジストパターンを形成する工程、
上記エッチングレジストパターンをマスクとして、上記Ｃｕ層およびその下の上記密着シード層をエッチングにより一括してパターニングにして配線層を形成する工程、および
上記めっきレジストパターンを除去する工程、および
を含むことを特徴とする。
【００２３】
更に、上記の目的を達成するために、第２発明の配線基板は、
樹脂絶縁層とその上の配線層とを有する配線基板において、
上記配線層が、配線層全厚に亘ってＮｉ：２０〜７５wt％および残部Ｃｕから成るＮi−Ｃｕ合金で形成されていることを特徴とする。
【００２４】
第２発明の配線基板を製造する方法は、
上記樹脂絶縁層上の配線層形成予定領域全面に、上記Ｎｉ−Ｃｕ合金の金属層を形成する工程、
上記金属層上にエッチングレジストパターンを形成する工程、
上記エッチングレジストパターンをマスクとして、上記Ｎｉ−Ｃｕ合金の配線層をエッチングによりパターニングして配線層を形成する工程、および
上記エッチングレジストパターンを除去する工程
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
第１発明によれば、所定組成範囲のＮｉ−Ｃｕ合金で密着層兼シード層すなわち密着シード層を形成したことにより、密着層およびシード層の形成およびこれら両層の不要部分の除去をそれぞれ１回の処理で行なうことができ、同時に、配線層と樹脂層との密着性を良好に確保できる。
【００２６】
第２発明によれば、所定組成範囲のＮｉ−Ｃｕ合金で樹脂上に直接配線層自体を形成したことにより、別に密着層およびシード層の形成およびこれら両層の不要部分の除去の処理を必要とせず、樹脂層との密着性を良好に確保して１回の処理で配線層を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
〔実施形態１Ａ〕
第１発明により配線基板を作製する望ましい実施形態の一例を説明する。
【００２８】
図２Ａ（１）に示すように、配線基板の層間絶縁膜として厚さ５０μｍ程度のエポキシやポリイミド等から成る樹脂層１０を用意する。
【００２９】
図２Ａ（２）に示すように、０．５Ｐａ程度のアルゴンプラズマで樹脂表面を清浄化し、真空を保持したまま０．５Ｐａ程度のアルゴンガス雰囲気中で本発明に規定組成のＮｉ−Ｃｕ合金から成る密着シード層２０をスパッタリングにより形成する。密着シード層２０の厚さは、一般に５００ｎｍ程度であるが、樹脂表面に凹凸が形成された場合も考慮すると１００〜１０００ｎｍ程度であることが望ましい。
【００３０】
図２Ａ（３）に示すように、Ｎｉ−Ｃｕ合金密着シード層２０上にフォトレジストの塗布、パターン露光、現像によりめっきレジストパターン１６を形成する。
【００３１】
図２Ａ（４）に示すように、Ｎｉ−Ｃｕ合金密着シード層２０を給電層として電解Ｃｕめっきを行ない、めっきレジストパターン１６の開口内に露出したＮｉ−Ｃｕ合金密着シード層２０上に厚さ約２０μｍの電解Ｃｕめっき層１８を形成する。
【００３２】
図２Ａ（５）に示すように、めっきレジストパターン１６を剥離除去する。
【００３３】
図２Ａ（６）に示すように、上記めっきレジストパターン１６の剥離により露出した不要部分のＮｉ−Ｃｕ合金密着シード層２０をＣｕエッチング液である硫酸系水溶液により除去する。Ｎｉ−Ｃｕ合金密着シード層２０の厚さに比較して、電解Ｃｕめっき層１８の厚さは大きいので、このエッチングによる断線等の問題は生じない。これにより、典型的にはライン＆スペース（Ｌ／Ｓ）＝２０μｍ／２０μｍの密着シード層２０と電解Ｃｕめっき層１８とから成る所定パターンの配線層１９が完成する。最後に、配線パターン間の絶縁性を確認して配線形成プロセスが完了する。
【００３４】
本実施形態によれば、樹脂層上に密着層とシード層とを兼ねた密着シード層を１回の処理工程で形成することができ、その不要部分の除去も１回のエッチング処理で行なうことができ、同時に、配線層と樹脂層との密着性を良好に確保することができる。
【００３５】
〔実施形態１Ｂ〕
第１発明により配線基板を作製する望ましい実施形態の他の例を説明する。
【００３６】
図２Ｂ（１）に示すように、配線基板の層間絶縁膜として厚さ５０μｍ程度のエポキシやポリイミド等から成る樹脂層１０を用意する。
【００３７】
図２Ｂ（２）に示すように、０．５Ｐａ程度のアルゴンプラズマで樹脂表面を清浄化し、真空を保持したまま０．５Ｐａ程度のアルゴンガス雰囲気中で本発明に規定組成のＮｉ−Ｃｕ合金から成る密着シード層２０をスパッタリングにより形成する。密着シード層２０の厚さは、一般に５００ｎｍ程度であるが、樹脂表面に凹凸が形成された場合も考慮すると１００〜１０００ｎｍ程度であることが望ましい。
ここまでの工程は実施形態１Ａと同じであり、以下の工程が異なる。
【００３８】
図２Ｂ（３）に示すように、Ｎｉ−Ｃｕ合金密着シード層２０を給電層として電解Ｃｕめっきを行ない、Ｎｉ−Ｃｕ合金密着シード層２０上に厚さ約２０μｍの電解Ｃｕめっき層１８を形成する。
【００３９】
図２Ｂ（４）に示すように、フォトレジストの塗布、パターン露光、現像によりエッチングレジストパターン１６を形成する。
【００４０】
図２Ｂ（５）に示すように、上記エッチングレジストパターン１６の開口内に露出した電解Ｃｕめっき層１８およびその下のＮｉ−合金密着シード層２０を、Ｃｕエッチング液である硫酸系水溶液により一括して除去する。
【００４１】
図２Ｂ（６）に示すように、エッチングレジストパターン１６を剥離除去する。これにより、典型的にはライン＆スペース（Ｌ／Ｓ）＝２０μｍ／２０μｍの密着シード層２０と電解Ｃｕめっき層１８から成る所定パターンの配線層１９が完成する。最後に、配線パターン間の絶縁性を確認して配線形成プロセスが完了する。
【００４２】
本実施形態によれば、樹脂層上に密着層とシード層とを兼ねた密着シード層を１回の処理工程で形成することができ、更に、この密着シード層とその上の電解Ｃｕめっき層とを１回のエッチングによりパターニングしてこれら両層から成る配線層を形成することができ、同時に、配線層と樹脂層との密着性を良好に確保することができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、図２Ｂ（３）で説明した工程において、厚さ約２０μｍの電解Ｃｕめっき層１８を形成したが、これに代えてスパッタリングにより例えば厚さ２０００ｎｍ程度のＣｕ層１８を形成してもよい。この変更による他の工程の変更はない。
【００４４】
上記の変更形態においては、図２Ｂ（２）のＮｉ−Ｃｕ合金の密着シード層２０の形成と、図２ｂ（３）のＣｕ層１８の形成とを、同じスパッタリング装置内で行なうことが可能であり、配線形成プロセス全体を簡素化できる。
【００４５】
〔実施形態２〕
第２発明により配線基板を作製する望ましい実施形態の一例を説明する。
【００４６】
図３（１）に示すように、配線基板の層間絶縁膜として厚さ５０μｍ程度のエポキシやポリイミドから成る樹脂層１０を用意する。
【００４７】
図３（２）に示すように、０．５Ｐａ程度のアルゴンプラズマで樹脂表面を清浄化し、真空を保持したまま０．５Ｐａ程度のアルゴンガス雰囲気中で本発明に規定組成のＮｉ−Ｃｕ合金から成る金属層２５をスパッタリングにより形成する。金属層２５の厚さは、例えば２０００ｎｍ程度である。
【００４８】
図３（３）に示すように、金属層２５上にフォトレジストの塗布、パターン露光、現像によりエッチングレジストパターン１６を形成する。
【００４９】
図３（４）に示すように、金属層２５のエッチングレジストパターン１６からの露出部分をＣｕエッチング液である硫酸系水溶液により除去する。
【００５０】
図３（５）に示すように、エッチングレジストパターン１６を剥離除去する。これにより、典型的にはライン＆スペース（Ｌ／Ｓ）＝２０μｍ／２０μｍのＮｉ−Ｃｕ合金２５から成る所定パターンの配線層２６が完成する。最後に、配線パターン間の絶縁性を確認して配線形成プロセスが完了する。
【００５１】
本実施形態によれば、樹脂層上に、別々の密着層およびシード層を必要とせずに、直接にＮｉ−Ｃｕ合金から成る配線層を形成することができるので、配線基板の製造プロセスを極めて簡素化しつつ、配線層と樹脂層との密着性を良好に確保できる。
【実施例】
【００５２】
実施形態１Ａの方法により、樹脂層上に種々の組成のＮｉ−Ｃｕ合金密着シード層を形成し、その上に電解Ｃｕ配線層を形成して、ピール強度を測定した。測定サンプルの作製は下記の手順（１）〜（５）で行なった。
【００５３】
（１）銅箔が圧着されたプリント基板に、層間絶縁膜として厚さ５０μｍ程度のエポキシ樹脂を積層した。
【００５４】
（２）０．５Ｐａ程度のアルゴンガスプラズマで樹脂表面を清浄化した。
【００５５】
（３）上記の（２）から真空保持をしたまま、０．５Ｐａ程度のアルゴンガス雰囲気でスパッタリングにより種々の組成のＮｉ−Ｃｕ合金の膜（密着シード層）を厚さ５００ｎｍに形成した。
【００５６】
（４）Ｎｉ−Ｃｕ合金膜上に電解Ｃｕめっき膜を厚さ２０μｍに形成した。
【００５７】
（５）Ｎｉ−Ｃｕ合金膜上にフォトレジストの塗布、パターン露光、炭酸ナトリウム溶液による現像によりエッチングレジストパターンを形成した後、Ｎｉ−Ｃｕ合金膜のエッチング、エッチングレジストパターンの剥離除去により、１ｃｍ幅の電解Ｃｕめっき膜から成る配線層を形成した。
【００５８】
次に、上記で得られた配線層のピール強度試験を行なった。
【００５９】
これは、上記基板を引張試験機のステージに固定し、１ｃｍ幅の電解Ｃｕめっき膜（配線層）を垂直方向に引っ張り、樹脂層から剥離が起きたときの張力をピール強度として測定した。
【００６０】
図４に、Ｎｉ−Ｃｕ合金膜（密着シード層）のＮｉ含有率とピール強度との関係を示す。同図の右端すなわちＮｉ含有率１００wt％の状態が従来のＮｉ密着層／Ｃｕシード層の場合のピール強度に対応する。
【００６１】
同図に示したように、Ｎｉ含有率２０wt％以上の場合に０．７０〜０．７７ｋｇｆ／ｃｍのピール強度が得られた。これは従来のＮｉ密着層／Ｃｕシード層を用いた場合のピール強度と同等の良好な値である。
【００６２】
剥離形態を観察すると、Ｎｉ含有率が２０wt％未満の場合には、電解Ｃｕめっき膜とＮｉ−Ｃｕ合金膜との界面で剥離が生じ、この場合のピール剥離は低い。これに対して、Ｎｉ含有率が２０wt％以上の場合には、剥離は全て樹脂層内の凝集剥離により生じており、ピール強度は樹脂層自体の破壊強度によって決まるため安定して高いピール強度が得られる。この剥離形態は従来のＮｉ密着層／Ｃｕシード層を用いた場合と同じであった。
Ｎｉ含有率が７５wt％を超えると、Ｃｕエッチング液である硫酸系水溶液でのエッチングが困難になる。よって、Ｎｉ含有率は２０〜７５wt％とすることが適している。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明によれば、樹脂層上への密着層およびシード層の形成およびこれら両層の不要部分の除去のための煩雑な処理を必要とせずに、樹脂層との密着性を良好に確保して配線層を形成することができる配線基板およびその製造方法が提供される。
【００６４】
特に、第１発明によれば、樹脂層上に密着層とシード層とを兼ねた密着シード層を１回の処理工程で形成することができ、これら両層の不要部分の除去も１回のエッチング処理で行なうことができ、同時に、電解銅めっき配線層と樹脂層との密着性を良好に確保することができる。
【００６５】
更に、第２発明によれば、樹脂層上に、別の密着層およびシード層を必要とせずに、直接にＮｉ−Ｃｕ合金から成る配線層を形成することができるので、配線基板の製造プロセスを極めて簡素化しつつ、配線層と樹脂層との密着性を良好に確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】従来のＮｉ密着層／Ｃｕシード層を用いた電解Ｃｕめっき配線層の形成方法を模式的に示す断面図である。
【図２Ａ】第１発明の一実施形態により樹脂層上にＮｉ−Ｃｕ合金密着シード層とその上の電解Ｃｕめっき層とから成る配線層の形成方法を模式的に示す断面図である。
【図２Ｂ】第１発明の他の実施形態により樹脂層上にＮｉ−Ｃｕ合金密着シード層とその上のＣｕ層とから成る配線層の形成方法を模式的に示す断面図である。
【図３】第２発明により樹脂層上に直接Ｎｉ−Ｃｕ合金配線層を形成する方法を模式的に示す断面図である。
【図４】第１発明により形成した電解Ｃｕめっき配線層のピール強度とＮｉ−Ｃｕ合金密着シード層のＮｉ含有率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６７】
１０    樹脂層（層間絶縁膜）
１２    Ｎｉ密着層
１４    Ｃｕシード層
１６    フォトレジストパターン
１７    配線層
１８    電解Ｃｕめっき層
１９    配線層
２０    Ｎｉ−Ｃｕ合金から成る密着シード層
２５    Ｎｉ−Ｃｕ合金から成る金属層
２６    配線層
【図１】
2008277749.tif 000003
【図２Ａ】
2008277749.tif 000004
【図２Ｂ】
2008277749.tif 000005
【図３】
2008277749.tif 000006
【図４】
2008277749.tif 000007