(57)【要約】【課題】配線層が狭ピッチ化されても配線層の剥がれを十分に防止できる配線の形成方法を提供する。【解決手段】下地絶縁層１０の配線配置領域の内側に、配線層２０の剥がれを防止するアンカー部２０ｘを構成するための溝１０ｘを形成した後に、下地絶縁層１０の配線配置領域に、溝１０ｘに埋め込まれたアンカー部２０ｘを備えて、下地絶縁層１０の上面から突出する配線層２０を形成する。配線層２０の形成方法は、セミアディティブ法が好適に使用される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下地絶縁層の配線配置領域の内側に、配線層の剥がれを防止するアンカー部を構成するための溝を形成する工程と、
前記下地絶縁層の前記配線配置領域に、前記溝に埋め込まれた前記アンカー部を備えて、前記下地絶縁層の上面から突出する前記配線層を形成する工程とを有することを特徴とする配線層の形成方法。
【請求項２】
前記配線層を形成する工程は、
前記溝が設けられた前記下地絶縁層の上にシード層を形成する工程と、
前記シード層上の前記配線配置領域に開口部が設けられたレジストパターンを形成する工程と、
前記シード層をめっき給電層に利用する電解めっきにより、前記レジストパターンの開口部に金属パターン層を形成する工程と、
前記レジストパターンを除去する工程と、
前記金属パターン層をマスクにして前記シード層をエッチングして前記配線層を得る工程とを含むことを特徴とする請求項１に記載の配線層の形成方法。
【請求項３】
前記配線層を形成する工程は、
前記溝が設けられた前記下地絶縁層の上に金属層を形成する工程と、
前記金属層の上にレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンをマスクにして前記金属層をエッチングすることにより前記配線層を得る工程とを含むことを特徴とする請求項１に記載の配線層の形成方法。
【請求項４】
前記下地絶縁層に溝を形成する工程の後に、
前記下地絶縁層の表面全体を粗化する工程をさらに有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の配線層の形成方法。
【請求項５】
前記下地絶縁層に溝を形成する工程において、前記配線層が形成される前記配線配置領域の中央部に連続して形成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の配線層の形成方法。
【請求項６】
前記配線層を形成する工程において、密に配置される密配線層と、孤立して配置される粗配線層が形成され、
前記溝を形成する工程において、前記粗配線層が配置される領域に形成される前記溝の容積を、前記密配線層が配置される領域に形成される前記溝の容積より大きく設定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の配線層の製造方法。
【請求項７】
下地絶縁層の上に形成される配線層の配線構造であって、
前記下地絶縁層の配線配置領域の内側に前記配線層の剥がれを防止するための溝が設けられており、
前記下地絶縁層の前記配線配置領域に、前記溝に埋め込まれたアンカー部を備えて前記下地絶縁層の上面から突出する前記配線層が形成されていることを特徴とする配線構造。
【請求項８】
前記配線層は、下から順に、シード層及び金属パターン層から構成され、前記シード層は前記金属パターン層のエッジから内側に後退したアンダーカット形状となっていることを特徴とする請求項７に記載の配線構造。
【請求項９】
前記下地絶縁層の前記配線層が形成された面は全体にわたって粗化されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の配線構造。
【請求項１０】
前記配線層は、密に配置された密配線と、孤立して配置された粗配線とから構成され、前記粗配線の下に形成された前記溝の容積は、前記密配線の下に形成された溝の容積より大きく設定されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の配線構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は配線構造及び配線層の形成方法に係り、さらに詳しくは、ビルドアップ配線基板の配線層に好適に適用できる配線構造及び配線層の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ビルドアップ配線基板の配線層の形成方法として、セミアディティブ法が広く使用されている。セミアディティブ法では、図１（ａ）に示すように、まず、配線層が形成される下地樹脂層１００の表面をデスミア処理することにより粗化する。次いで、図１（ｂ）に示すように、無電解めっきによって銅からなるシード層１２０を形成する。続いて、図１（ｃ）に示すように、シード層１２０の上に、配線層が形成される領域に開口部１４０ｘが設けられたレジストパターン１４０を形成する。
【０００３】
さらに、図１（ｄ）に示すように、シード層１２０をめっき給電層に利用する電解めっきによりレジストパターン１４０の開口部１４０ｘに銅層パターン１６０を形成する。次いで、図２（ａ）に示すように、レジストパターン１４０を除去してシード層１２０を露出させる。その後に、銅層パターン１６０をマスクにしてシード層１２０をウェットエッチングする。
【０００４】
これにより、図２（ｂ）に示すように、シード層１２０と銅層パターン１６０とから構成される配線層１８０が下地樹脂層１００の上に形成される。このとき、シード層１２０をウェットエッチングする際に、シード層１２０が銅層パターン１６０のエッジから内側にサイドエッチングされやすく、これによって配線層１８０は下部にアンダーカットが発生した状態で形成される。
【０００５】
特許文献１には、ＣＳＰの再配線層をセミアディティブ法で形成する際に、シード層のアンダーカットを防止するために、シード層を島状の第１のシード層とそれを被覆する第２のシード層から構成することが記載されている。
【特許文献１】特開２００４−７１８７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年では、ビルドアップ配線基板の高機能化や実装密度の向上などの要求から配線ピッチの狭小化が進められている。上記したように、セミアディティブ法では、シード層１２０をエッチングする際に、シード層１２０の膜厚のばらつきやウェットエッチングの特性を考慮すると、ある程度のオーバーエッチングを行う必要がある。このため、配線ピッチが狭小化すると（配線幅：２５μｍ程度以下）、シード層１２０のアンダーカットの影響によって配線層１８０の下地樹脂層１００との密着強度が低下して配線層１８０が剥がれてしまうことがある。
【０００７】
従来技術では、下地樹脂層の表面を粗化することによってシード層の密着性を向上させてアンダーカットによる剥がれを防止しているが、さらなる狭小ピッチの配線層の剥がれ対策としては限界がある。下地絶縁層の表面粗度をさらに高くして配線層の剥がれを防止する方法が考えられるが、下地絶縁層の表面粗度を高くしすぎるとシード層の密着性は向上するものの、レジストパターンの密着性が低下してレジストが倒れてしまう問題がある。
【０００８】
本発明は以上の課題を鑑みて創作されたものであり、配線層が狭ピッチ化されても配線層の剥がれを十分に防止できる配線の形成方法及び配線構造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】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、配線層の形成方法に係り、下地絶縁層の配線配置領域の内側に、配線層の剥がれを防止するアンカー部を構成するための溝を形成する工程と、前記下地絶縁層の前記配線配置領域に、前記溝に埋め込まれた前記アンカー部を備えて、前記下地絶縁層の上面から突出する前記配線層を形成する工程とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の一つの好適な態様では、配線層を形成する工程は、セミアディティブ法が用いられる。まず、配線配置領域の内側に溝が設けられた下地絶縁層の上にシード層を形成する。次いで、シード層上の配線配置領域に開口部が設けられたレジストパターンを形成する。続いて、シード層をめっき給電層に利用する電解めっきにより、レジストパターンの開口部に金属パターン層を形成する。さらに、レジストパターンを除去した後に、金属パターン層をマスクにしてシード層をエッチングして配線層を得る。
【００１１】
上記した態様では、下地絶縁層の配線配置領域の中央部に溝が連続して設けられ、配線層はその溝の中に埋め込まれて下地絶縁層に食い込むようにアンカー部が形成される。このため、シード層をエッチングする際にシード層にアンダーカットが発生してシード層の幅が細くなるとしても、配線層は溝によるアンカー効果によって下地絶縁層との十分な密着性が確保される。このため、狭小幅（例えば２５μｍ以下）の配線層を形成する場合であっても、配線層の剥がれが防止される。
【００１２】
また、別の態様では、配線層を形成する工程において、下地絶縁層上に形成された金属層の上にレジストパターンを形成し、それをマスクにして金属層をエッチングして配線層を形成してもよい。この態様の場合も、微細な配線層を形成する際の剥がれが防止される。
【００１３】
また、配線層が、密に配置される密配線層と孤立して配置される粗配線層から構成される場合は、剥がれが発生しやすい粗配線層の下の溝の容積（幅や深さ）を密配線層の下の溝の容積よりも大きく設定して剥がれを防止するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明では、下地絶縁層の配線配置領域に配線層の剥がれを防止するアンカー部を構成するための溝を設けるようにしたので、微細な配線層を形成する際の剥がれ防止に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
【００１６】
（第１の実施の形態）
図３及び図４は本発明の第１実施形態の配線層の形成方法を示す断面図である。
【００１７】
第１実施形態の配線層の形成方法では、図３（ａ）に示すように、まず、配線層が形成される下地絶縁層１０が用意される。下地絶縁層１０は、例えば、ビルドアップ配線基板を製造する際に使用される絶縁性のコア基板、又はその上に形成された樹脂からなる層間絶縁層などである。あるいは、下地絶縁層１０はシリコン基板などの上に形成された絶縁層であってもよい。下地絶縁層１０上には配線層が配置される複数の配線配置領域Ａが画定されている。
【００１８】
その後に、図３（ｂ）に示すように、下地絶縁層１０をレーザで加工することにより、各配線配置領域Ａの内側の中央部に溝１０ｘをそれぞれ形成する、溝１０ｘの幅及び深さは、配線配置領域Ａ（配線層）の幅の３０％〜７０％（好適には５０％）に設定され、配線層が配置される領域に対応して連続して形成される。例えば、配線層の幅が２５μｍの場合は、溝１０ｘの幅及び深さは好適には１０〜１５μｍに設定される。下地絶縁層１０の溝１０ｘは、下地絶縁層１０に上に配線層が形成されるときに、アンカー効果によって配線層の剥がれを防止するために設けられる。
【００１９】
特に、下地絶縁層１０の下に下側配線層が設けられている場合は、溝１０ｘが下地絶縁層１０を貫通せずに厚みの途中まで形成されるように、溝１０ｘの深さに応じて下地絶縁層１０の厚みが調整される。
【００２０】
なお、レーザを使用する代わりに、下地絶縁層１０の上に溝１０ｘに対応する開口部が設けられたレジストパターンを形成し、その開口部を通して下地絶縁層１０をエッチングして溝１０ｘを形成してもよい。溝１０ｘの形状は、図３（ｂ）に例示するようなＶ状であってもよいし、半円状又は矩形状であってもよい。
【００２１】
次いで、同じく図３（ｂ）に示すように、溝１０ｘが形成された下地絶縁層１０に過マンガン酸法などによるデスミア処理を施すことにより、溝１０ｘの内面を含む下地絶縁層１０の表面を粗化する。
【００２２】
さらに、図３（ｃ）に示すように、無電解めっき又はスパッタ法により、下地絶縁層１０上及び溝１０ｘの内面に銅などからなるシード層１２を形成する。シード層１２の膜厚は例えば０．３〜１μｍに設定される。
【００２３】
次いで、図３（ｄ）に示すように、配線配置領域Ａに対応する部分に開口部１４ｘが設けられたレジストパターン１４をシード層１２の上に形成する。レジストパターン１４はドライフィルムレジストがシード層１２の上に貼着された後に、露光・現像を行うことにより形成される。または、液状レジストを塗布した後に、露光・現像を行ってもよい。あるいは、開口部１４ｘが設けられたドライフィルムレジストを貼着してもよい。
【００２４】
続いて、図４（ａ）に示すように、シード層１２をめっき給電層として利用する電解めっきにより、レジストパターン１４の開口部１４ｘ内に銅などからなる金属パターン層１６を形成する。金属パターン層１６の膜厚は例えば１０〜４０μｍに設定される。金属パターン層１６は溝１０ｘを埋め込んで形成され、その上面が平坦になった状態で形成される。
【００２５】
その後に、図４（ｂ）に示すように、レジストパターン１４を除去してシード層１２を露出させる。さらに、金属パターン層１６をマスクにしてシード層１２をウェットエッチングする。シード層１２が銅からなる場合は、エッチング液として硫酸と過酸化水素水の混合液が使用される。
【００２６】
これにより、図４（ｃ）に示すように、下地絶縁層１０の上にシード層１２及び金属パターン層１６から構成される配線層２０が形成されて、本実施形態の配線構造が得られる。
【００２７】
図４（ｃ）に示すように、本実施形態の配線構造では、下地絶縁層１０の配線配置領域Ａの内側に配線層２０の剥がれを防止するための連続した溝１０ｘが設けられている。そして、下地絶縁層１０の配線配置領域Ａに、溝１０ｘに埋め込まれたアンカー部２０ｘを備えて、下地絶縁層１０の上面から突出する配線層２０が形成されている。
【００２８】
配線層２０は、シード層１２及び金属パターン層１６から構成され、シード層１２が金属パターン層１６のエッジから内側に後退したアンダーカット形状を有する。また、下地絶縁層１０の配線層２０が形成された面が粗化されている。
【００２９】
本実施形態の配線層の形成方法では、配線層２０の下に比較的深いアンカー部２０ｘを選択的に設けるので、従来技術のような下地絶縁層の全体を粗化する方法よりも、配線層２０の下地絶縁層１０との密着性を格段に向上させることができる。従って、図４（ｃ）のように、セミアディティブ法で配線層２０を形成する際に、シード層１２にアンダーカットが発生してその幅が細くなるとしても、アンカー効果によって配線層２０の剥がれが防止される。また、下地絶縁層１０のうちの配線層２０の下の部分のみに溝１０ｘが形成され、その他の領域は通常の粗化面となっているので、レジストパターン１４を形成する際にレジストパターン１４が倒れてしまうおそれもない。
【００３０】
このように、本実施形態の配線層の形成方法では、狭小ピッチ（例えばライン：スペース＝２５：２５μｍ以下）の配線層を形成する場合であっても、剥がれが防止されて歩留りよく配線層を形成することができる。
【００３１】
（第２の実施の形態）
図５は本発明の第２実施形態の配線層の形成方法を示す断面図である。第２実施形態は、金属層をフォトリソグラフィ及びエッチングによりパターニングして配線層を形成する際に本発明の技術思想を適用する形態である。第２実施形態では、第１実施形態と同一工程についてはその詳しい説明を省略する。
【００３２】
図５（ａ）に示すように、まず、第１実施形態と同様に、下地絶縁層１０の配線配置領域Ａの中央部に溝１０ｘを形成した後に、デスミア処理を施してその表面を粗化する。次いで、図５（ｂ）に示すように、下地絶縁層１０の上に銅などからなる金属層３０ａを形成する。金属層３０ａは、無電解めっき、電解めっき又はスパッタ法などにより形成される。電解めっきを採用する場合は、シード層（不図示）の上に金属層３０ａが形成される。
【００３３】
続いて、図５（ｃ）に示すように、金属層３０ａの上に配線層を形成するためのレジストパターン３２を形成する。さらに、レジストパターン３２をマスクにして金属層３０ａをエッチングした後に、レジストパターン３２を除去する。これにより、図５（ｄ）に示すように、金属層３０ａがパターニングされて、溝１０ｘに埋め込まれたアンカー部３０ｘを備えた配線層３０が得られる。金属層３０ａのエッチングとしては、ウェットエッチング又はドライエッチングが採用される。
【００３４】
第２実施形態においても、配線層３０は溝１０ｘに埋め込まれたアンカー部３０ｘを備えて下地絶縁層１０上に形成されるので、アンカー効果によって配線層３０と下地絶縁層１０との十分な密着性が確保される。従って、狭小ピッチの微細な配線層３０を形成する場合であってもので、配線層３０の剥がれが防止され、配線層３０を歩留りよく形成することができる。
【００３５】
また、異方性エッチングを使用してさらなる微細な配線層を形成する場合であっても剥がれ発生することなく、安定して配線層３０を形成することができる。
【００３６】
（第３の実施の形態）
図６及び図７は本発明の第３実施形態の配線層の形成方法を示す断面図である。第３実施形態では、配線層の配置の粗密によって溝の幅や深さを調整することにある。
【００３７】
図６（ａ）に示すように、まず、第１実施形態と同様に、配線配置領域Ａが画定された下地絶縁層１０を用意する。第３実施形態では、下地絶縁層１０の上には、多数の配線層が並んで配置される密配線形成領域Ｂ（ライン／スペース領域）と、配線層がまばらに孤立して配置される粗配線形成領域Ｃとが画定されている。特にセミアディティブ法で配線層を形成する場合、密配線形成領域Ｂの配線層よりも粗配線形成領域Ｃの配線層の方が剥がれやすい傾向がある。これは、ウェットエッチングはパターン依存性が比較的大きく、密配線形成領域Ｂの配線層よりも粗配線形成領域Ｃの配線層の方がシード層のアンダーカット量が大きくなる傾向があるからである。
【００３８】
このため、本実施形態では、図６（ｂ）に示すように、下地絶縁層１０に溝を形成する際に、密配線形成領域Ｂの溝１０ｙよりも粗配線形成領域Ｃの溝１０ｚの方がその幅が大きく、かつ深さが深くなるように溝１０ｙ、１０ｚを形成する。下地絶縁層１０内において溝１０ｙ，１０ｚの幅や深さを調整するには、レーザのビーム径や出力を調整することによって容易に行うことができる。さらに、第１実施形態と同様に、溝１０ｙ、１０ｚが設けられた下地絶縁層１０の表面がデスミア処理によって粗化される。
【００３９】
次いで、図６（ｃ）に示すように、第１実施形態と同様に、溝１０ｙ，１０ｚの内面及び下地絶縁層１０の上にシード層１２を形成する。さらに、図６（ｄ）に示すように、第１実施形態と同様に、配線配置領域Ａに開口部１４ｘが設けられたレジストパターン１４をシード層１２の上に形成する。
【００４０】
続いて、図７（ａ）に示すように、電解めっきによってレジストパターン１４の開口部１４ｘ内に金属パターン層１６を形成する。さらに、図７（ｂ）に示すように、レジストパターン１４を除去してシード層１２を露出させる。その後に、金属パターン層１６をマスクにしてシード層１２をエッチングする。
【００４１】
これにより、図７（ｃ）に示すように、密配線形成領域Ｂ（図６（ａ））に、シード層１２及び金属パターン層１６により構成されて溝１０ｙに埋め込まれたアンカー部２０ｘを備えた密配線層２０ａが形成される。また同時に、粗配線領域Ｃ（図６（ａ））に、シード層１２及び金属パターン層１６により構成されて溝１０ｚに埋め込まれたアンカー部２０ｙを備えた粗配線層２０ｂが形成される。
【００４２】
粗配線層２０ｂの下に形成された溝１０ｚの容積（幅や深さ）は、密配線層２０ａの下に形成された溝１０ｙの容積より大きく設定されている。これによって、粗配線層２０ｂのアンカー部２０ｙは密配線２０ａのアンカー部２０ｘよりも体積（接触面積）が大きくなるので、粗配線層２０ｂではより大きなアンカー効果が得られる。
【００４３】
従って、密配線２０ａのシード層１２よりも粗配線層２０ｂのシード層１２にアンダーカットが多く発生するとしても、粗配線層２０ｂの下に剥がれを十分に防止できるアンカー部２０ｙが設けられているので、十分な密着性が得られて剥がれが防止される。
【００４４】
このように、第３実施形態では、配線層の配置の粗密状態によって溝の容積（幅や深さ）を最適に調整するので、配線層の配置の粗密状態によらず、配線層の剥がれを防止することができる。溝の容積を調整する際は、幅及び深さの両者を調整してもよいし、幅及び深さのいずれかを調整してもよい。
【００４５】
また、下地絶縁層１０の上に複数の異なる幅を有する配線層を形成する場合は、幅が細くなるにつれて剥がれが発生しやすい傾向がある。この場合、細い幅の配線層の下に設けられる溝の容積（深さや幅）が、太い幅の配線層の下に形成される溝の容積よりも大きく設定して剥がれを防止してもよい。また、複数の異なる幅を有する配線層のうち、剥がれが発生しやすい所定の幅以下（例えば３０μｍ以下）の配線層の下のみに溝を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１（ａ）〜（ｄ）は従来技術のセミアディティブ法による配線層の形成方法を示す断面図（その１）である。
【図２】図２（ａ）及び（ｂ）は従来技術のセミアディティブ法による配線層の形成方法を示す断面図（その２）である。
【図３】図３（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１実施形態の配線層の形成方法を示す断面図（その１）である。
【図４】図４（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１実施形態の配線層の形成方法を示す断面図（その２）である。
【図５】図５（ａ）〜（ｄ）は本発明の第２実施形態の配線層の形成方法を示す断面図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｄ）は本発明の第３実施形態の配線層の形成方法を示す断面図（その１）である。
【図７】図７（ａ）〜（ｃ）は本発明の第３実施形態の配線層の形成方法を示す断面図（その２）である。
【符号の説明】
【００４７】
１０…下地絶縁層、１０ｘ，１０ｙ，１０ｚ…溝、１２…シード層、１４、３２…レジストパターン、１４ｘ…開口部、１６…金属パターン層、２０，３０…配線層、２０ｘ，２０ｙ，３０ｘ…アンカー部、２０ａ…密配線層、２０ｂ…粗配線層、３０ａ…金属層、Ａ…配線配置領域、Ｂ…密配線形成領域、Ｃ…粗配線形成領域。
【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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