(57)【要約】【課題】サブトラクティブ工法で微細配線の形成が可能な配線基板の製造方法を提供する。【解決手段】絶縁層上の導体層にレジストパターンを形成し、ウエットエッチングにより配線を形成する配線基板の製造方法において、パターン形成された該レジストの表面自由エネルギーを、０．１＜γｐ＜５．０ｍＮ／ｍ、あるいは、０．１＜γｈ＜１０．０ｍＮ／ｍ（γｐは表面自由エネルギーの双極子相互作用成分、γｈは水素結合成分を示す。）とする。即ち、レジストパターンの表面自由エネルギーのうち親水性成分に関係するγｐとγｈを低くすることにより導体層とレジスト界面からのエッチング液の浸透を押さえることができ、微細な配線を形成することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層上の導体層にレジストパターンを形成し、ウエットエッチングにより配線を形成する配線基板の製造方法において、
パターン形成された該レジストの表面自由エネルギーが、
０．１＜γｐ＜５．０　ｍＮ／ｍ、
あるいは、
０．１＜γｈ＜１０．０　ｍＮ／ｍ
（γｐは表面自由エネルギーの双極子相互作用成分、γｈは水素結合成分を示す。）
であることを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
パターン形成された該レジストの表面自由エネルギーが、
０．２＜γｐ＜１．０　ｍＮ／ｍ、
あるいは、
０．２＜γｈ＜５．０　ｍＮ／ｍ
（γｐは表面自由エネルギーの双極子相互作用成分、γｈは水素結合成分を示す。）
であることを特徴とする請求項１記載の配線基板の製造方法。
【請求項３】
該導体層が銅、または、銅合金からなることを特徴とする請求項１または２に記載の配線基板の製造方法。
【請求項４】
導体層を溶解する酸化剤溶液が水溶液であることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の配線基板の製造方法。
【請求項５】
該酸化剤溶液が塩化第２鉄あるいは塩化第２銅溶液であることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁層上に電気配線を形成された配線基板の製造方法に関し、特に、半導体素子搭載用インターポーザ、プリント配線基板に用いられる配線基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体大規模集積回路（ＬＳＩ）等の半導体素子ではトランジスターの集積度が高まり、その動作速度はクロック周波数で２ＧＨｚに達するものが、また、入出力端子数では２０００を越えるものが出現するに至っている。
【０００３】
半導体素子の入出力端子数増加の要求に対し、半導体素子の微細加工技術は年々進歩してきいるが、インターポーザあるいはプリント配線基板の微細化技術が追いついていないのが現状である。
【０００４】
半導体素子の入出力端子数の増加にともない、インターポーザとの接続方法には、格子配列のフリップチップ接続が必要となってくる。
【０００５】
インターポーザの接続端子が格子配列になると、格子の内側の端子から外側に配線を引き回す際、格子の外側の端子間に配線を通す必要がある。微細配線が形成できないと入出力端子数の増加に対応できなくなる。ひとつの手段として、端子径を小さくすることが考えられるが、ソルダーレジストの解像度並びにアライメント精度の制限から端子径を小さくするには限界が出てくる。このため、端子間により多くの配線を通すための微細化技術が要求される。
【０００６】
一方、プリント配線基板においても、インターポーザ等搭載部品の高密度実装の要求が高まっている。はんだボールが格子状に配置されたＢＧＡ（Ｂａｌｌ　Ｇｒｉｄ　Ａｒｒａｙ）型やＣＳＰ（Ｃｈｉｐ　Ｓｉｚｅ　Ｐａｃｋａｇｅ）型インターポーザではインターポーザサイズの小型化の要求にともない、はんだボールの狭ピッチ化の方向にある。したがって、プリント配線基板上の接続パッド周辺部の配線にも、同様に微細化技術の要求が高まっている。
【０００７】
現在、一般的に配線形成には、エッチングでパターンを形成するサブトラクティブ工法が採用されている。それに使われるエッチングレジストは、アルカリ水溶液で現像を行なうアルカリ現像タイプのフォトレジストが主流となっている。アルカリ現像タイプのレジストは溶剤現像タイプに比べ、防爆対策の必要もなく、非常に、扱い易い反面、親水性が高く、図２（ａ）に示すようにエッチング時に導体層とレジスト界面からエッチング液が浸透しやすくなり、配線上面の平坦幅が確保できず、微細なパターンが形成できないという問題点がある。すなわち、図２（ｂ）に示す配線パターンの上部の幅（寸法Ａ）が配線パターンの下部の幅（寸法Ｂ）より極めて小さい断面形状になってしまう。これでは、配線ピッチを狭くすることが困難となる。
【０００８】
配線の微細化のために、セミアディティブ工法が用いられる場合がある。本工法では、絶縁層上の電気めっきの給電層を形成し、フォトレジストパターンを形成し、めっき液中でパターン開口部にめっきパターンを形成し、フォトレジストパターンを除去した後、エッチング液にて給電層を除去して配線パターンを形成する。しかし、本工法では給電層を薄く形成しないと、エッチング液にてパターン幅が制御できないこと、また、薄膜の給電層を形成するには、無電解めっきやスパッタによる成膜方法が一般的であるが、両方法とも配線の密着性がとれないという問題がある。さらに、サブトラクティブ工法に比べ、プロセスが長くなりコストが高くなるという問題がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は係る従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、サブトラクティブ工法で微細配線の形成が可能な配線基板の製造方法を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明において上記の課題を達成するために、請求項１の発明では絶縁層上の導体層にレジストパターンを形成し、ウエットエッチングにより配線を形成する配線基板の製造方法において、
パターン形成された該レジストの表面自由エネルギーが、
０．１＜γｐ＜５．０　ｍＮ／ｍ、
あるいは、
０．１＜γｈ＜１０．０　ｍＮ／ｍ
（γｐは表面自由エネルギーの双極子相互作用成分、γｈは水素結合成分を示す。）
であることを特徴とする配線基板の製造方法としたものである。
【００１１】
また、請求項２の発明では、パターン形成された該レジストの表面自由エネルギーが、
０．２＜γｐ＜１．０　ｍＮ／ｍ、
あるいは、
０．２＜γｈ＜５．０　ｍＮ／ｍ
（γｐは表面自由エネルギーの双極子相互作用成分、γｈは水素結合成分を示す。）
であることを特徴とする請求項１記載の配線基板の製造方法としたものである。
【００１２】
また、請求項３の発明では該導体層が銅、または、銅合金からなることを特徴とする請求項１または２に記載の配線基板の製造方法としたものである。
【００１３】
また、請求項４の発明では導体層を溶解する酸化剤溶液が水溶液であることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の配線基板の製造方法としたものである。
【００１４】
また、請求項５の発明では該酸化剤溶液が塩化第２鉄あるいは塩化第２銅溶液であることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の配線基板の製造方法としたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の配線基板について図１を用いて説明する。絶縁基板２上に導体層１に形成した基板（図１（ａ））を用い、導体層上にフォトレジスト膜３を形成する。（図１（ｂ））。
【００１６】
所定のパターンを有するフォトマスクを用い露光、現像を行ないフォトレジストパターン４を形成し（図１（ｃ））、ポストベークを行なう。ここで用いられているフォトレジストはアルカリ水溶液で可溶なため、露光やポストベークによる架橋では、まだ、親水性成分が多く残る。
【００１７】
本発明では、フォトレジストパターン形成後ポストベークした被膜の表面自由エネルギーが
０．１＜γｐ＜５．０　ｍＮ／ｍ、
あるいは、
０．１＜γｈ＜１０．０　ｍＮ／ｍ
であるものであれば良い。ここで、γｐは表面自由エネルギーの双極子相互作用成分、γｈは水素結合成分を示す。
【００１８】
フォトレジストの表面自由エネルギーは疎水成分であるγｄ、双極子相互作用成分γｐ、水素結合成分γｈの合計で示される。このうち、親水性に関するγｐとγｈの値が上記の範囲以上にあると導体層とフォトレジスト膜の界面からエッチング液が浸透しやすくなり、寸法Ａは寸法Ｂより小さくなり微細配線が形成できなくなる。一方、γｐとγｈの値が上記の範囲以下になるとフォトレジスト自体の塗工ができなくなる。
【００１９】
さらには、
０．２＜γｐ＜１．０　ｍＮ／ｍ、
あるいは、
０．２＜γｈ＜５．０　ｍＮ／ｍ
であるとその作用は大きい。
【００２０】
レジストの種類は上記γｐやγｈの値の範囲内であれば、感光性を有するフォトレジストでも印刷タイプのレジストでも構わない。また、アルカリ現像タイプのフォトレジストパターンのうち上記γｐやγｈの範囲以上である場合、ポストベーク温度をあげたり、ベーク時間を長くすることにより上記γｐやγｈの値の範囲に調整することも可能である。特に、ノボラック樹脂にナフトキノンジアジドを配合させたノボラック系フォトレジストを用いると効果がある。また、アルカリ可溶なアクリル系樹脂をバインダーとして用いるアクリル樹脂系フォトレジストでは、パターン形成後に、カルボン酸をブロックするようなアルコールや有機酸のアンモニウム塩を被膜中に取り込ませることも効果がある。一方、ポリビニルアルコールに重クロム酸塩を配合した水溶性フォトレジストでは、パターン形成後の硬膜処理に用いるクロム酸の濃度をあげたり、ポストベーク温度を高くすることで効果が出る。
【００２１】
続いて、導体層１を溶解できる酸化剤溶液でエッチングを行ない配線パターン５を形成し（図１（ｄ））、レジストパターン４を剥離して、本発明の配線基板を形成する（図１（ｅ））。
【００２２】
導体層金属は導電性を有するものであれば、何れを用いても構わないが、導体層金属とレジスト材料との密着性が界面のエッチング液の浸透にも影響を与える。レジスト材料との密着性の高い銅や銅合金を用いた場合のほうがエッチング液の浸透が押さえられ微細配線が形成できる。一方、密着性の悪いステンレスを用いると導体層とレジストパターン界面からエッチング液が浸透しやすくなり、配線断面形状が悪くなる。
【００２３】
エッチング液である酸化剤溶液は、極性の高い水溶媒を用いた系のほうが効果が大きい。溶媒の極性が低いものを用いると、レジストの表面エネルギーが上記範囲にあっても、極性が低くなるにつれて、導体層とレジスト界面からエッチング液が浸透しやすくなる。酸化剤として塩化第二鉄や塩化第二銅を用いた水溶液が液の粘度が高く、同様に浸透しにくく、微細なパターンが形成可能である。
【００２４】
【実施例】
以下に実施例を説明する。
【００２５】
多層配線基板の製造方法の実施の形態を、図１の（ａ）〜（ｅ）の流れに従って説明する。
【００２６】
ポリイミド基板２上に１８μｍ厚の電解銅箔１を貼り合わせた基板を用い（図１（ａ）、アルカリ現像タイプアクリル樹脂系フォトレジストをロールコータで５μｍ塗布し乾燥した（図１（ｂ））。所定のパターンを有するフォトマスクを用い露光、現像を行ないレジストパターン４を形成した（図１（ｃ））。
【００２７】
その後、ポストベークを１３０℃、３０分行ない、さらに、２Ｊ／ｃｍ２の後露光を行なった。このとき、フォトレジスト表面の表面自由エネルギーを標準溶液の接触角から求めた。標準溶液として、水（γｄ＝２９．１、γｐ＝１．３、γｈ４２．４ｍＮ／ｍ）、ジヨウドメチル（γｄ＝４６．８、γｐ＝４．０、γｈ＝０ｍＮ／ｍ）、α−ブロモナフタレン（γｄ＝４４．４、γｐ＝０．２、γｈ＝０ｍＮ／ｍ）を用い、２２℃の恒温室にてフォトレジスト表面上の接触角を共和界面化学（株）製接触角測定装置にて測定した。得られた接触角θ並びに標準溶液のγ値を用い、以下の式から、フォトレジストの表面自由エネルギーを算出した。
【００２８】
γＬ（１＋ＣＯＳθ）＝２（γＬｄ・γＲｄ）１／２↑
＋２（γＬｐ・γＲｐ）１／２↑＋２（γＬｈ・γＲｈ）１／２↑
【００２９】
ここで、γＬは標準溶液の表面自由エネルギー、γＲはフォトレジストの表面自由エネルギーを示す。計算の結果、γｐは０．８ｍＮ／ｍ、γｈは３．２ｍＮ／ｍであった。
【００３０】
ボーメ度４０°の塩化第二鉄水溶液を用い、５０℃でスプレーエッチングを行ない、配線パターン５を形成した（図１（ｄ））。最後に、レジストパターン４を剥離して、本発明の配線基板を得た。配線幅４０μｍの寸法を測定したところ、配線上部幅（寸法Ａ）は３８μｍ、配線下部幅（寸法Ｂ）は４０μｍであった。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、レジストパターンの表面自由エネルギーのうち親水性成分に関係するγｐとγｈを低くすることにより導体層とレジスト界面からのエッチング液の浸透を押さえることができ、微細な配線を形成することができるという効果がある。
【００３２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の配線基板の製造方法を示す断面図。
【図２】従来の配線基板を示す断面図。
【符号の説明】
１…導体層
２…絶縁層
３…レジスト膜
４…レジストパターン
５…配線パターン
６…エッチング液
【図１】
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【図２】
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