(57)【要約】【課題】基板に強固に固着された高アスペクトの金属突起構造体として構成され得るマイクロ構造体、及びその作製方法である。【解決手段】平面コイル、配線などのマイクロ構造体は、基板１上に金属突起８が形成されたマイクロ構造体である。基板１に形成された凹部３に一部が埋め込まれて金属突起８が形成され、金属突起８の各部は基板１を介しては非導通状態に置かれる様に構成されている。【選択図】　　　図１
2004111597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に金属突起が形成されたマイクロ構造体であって、基板に形成された凹部に一部が埋め込まれて金属突起が形成され、金属突起の各部は基板を介しては非導通状態に置かれる様に構成されていることを特徴とするマイクロ構造体。
【請求項２】
前記凹部は少なくともその側面が粗面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ構造体。
【請求項３】
前記凹部と金属突起との界面にパラジウムが存在して、該金属突起は無電解メッキで凹部上に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のマイクロ構造体。
【請求項４】
前記凹部は、その開口部の面積に対し、基板面と平行な断面の面積が大きい部分を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のマイクロ構造体。
【請求項５】
前記基板は全体が絶縁性材料の基板であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のマイクロ構造体。
【請求項６】
前記基板は導電性材料基板であり、金属突起は、該基板上に形成された絶縁層を間に挟んで凹部上に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のマイクロ構造体。
【請求項７】
金属突起は１本の連続した配線構造を構成することを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のマイクロ構造体。
【請求項８】
金属突起は平面コイルを構成することを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のマイクロ構造体。
【請求項９】
基板を用い、
（１）基板に凹部を形成する工程
（２）少なくとも前記凹部の側面を含んでその表面を粗面化する工程、
（３）凹部以外の基板表面に平滑な表面を有す絶縁性隔壁を形成する工程、
（４）前記粗面化された表面を含む凹部に選択的にパラジウムを吸着させる工程、
（５）前記粗面化された表面を含む凹部から金属を無電解メッキにて積層させる工程、
の少なくとも（１）から（５）の工程を有することを特徴とするマイクロ構造体の作製方法。
【請求項１０】
前記凹部に、その開口部の面積に対し、基板面と平行な断面の面積が大きい部分を形成する工程を更に有することを特徴とする請求項９に記載のマイクロ構造体の作製方法。
【請求項１１】
前記工程（３）において絶縁性隔壁を感光性樹脂材料から形成することを特徴とする請求項９または１０に記載のマイクロ構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に強固に固着された高アスペクトの金属突起構造体として構成され得る金属突起、配線、平面型磁気素子等に用いる平面コイルなどのマイクロ構造体、及びその作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器は年を追うごとに小型化、薄型化する傾向にある。これに伴って回路基板等上の配線も高密度化の傾向にあり、種々の方法を用いた微細配線及びその作製方法が提案されつつある。この様な微細配線の作製には、従来、スパッタ法等の薄膜形成技術によって金属薄膜を形成し、エッチングにて配線パターンを形成する方法がとられてきた。この方法では、膜厚を薄膜化すれば微細化は可能であるものの、それでは配線自体の断面積が低下して配線抵抗が増加するために、エレクトロニクス部品の電気特性上、薄膜化には限界があり、高アスペクトの配線形成方法が望まれている。
【０００３】
また、このことは駆動系を有する電子機器も例外ではなく、駆動部の小型化、薄型化は必須条件となり、インダクタ、トランス等の磁性部品の小型化、薄型化も要求されてきている。従って、従来のフェライトコアに巻線を施した巻線方式のコイルは小型化には限界があるので、巻線方式に代わり、チップインダクタとして平面コイルと磁性体を組み合わせた平面型の磁気素子及びその作製方法が提案されつつある。
【０００４】
例えば、大きなインダクタンスを得るために、コイル導体間を小さくし、厚みを有する平面コイルの製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、導体に溝を形成して絶縁膜で被覆し、溝に導体を充填することにより、コイル導体間は小さくでき、更に溝を深く形成することによってコイルを厚くすることができる。
【０００５】
また、プリント配線のファインパターン形成方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この方法では、無電解メッキの触媒核となる金属イオンと還元性イオンを粗面に付与し、配線間の還元性イオンを選択的に除去して絶縁状態を維持している。
【０００６】
また、基板から金属突起の脱落を防ぐ方法として、電気メッキの凸状物の底面積を孔部の開口面積よりも１．１倍以上大きくする方法が開示されている（例えば、特許文献３参照）。この方法によれば、アンカー効果によって凸状物の脱落は回避できる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−６８３２号公報
【特許文献２】
特開平６−６９６３２号公報
【特許文献３】
特開平６−２７３０２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の技術では、コイルとして作製していくには、導体面に対して垂直なエッチング方法を選択せざるを得ず、高レートでエッチングできるウエットエッチング法は、ほぼ等方的にエッチングが進むため使用できない。こうして、ドライエッチング法として、ほぼ導体面に対して垂直にエッチングが進む反応性イオンエッチング法やイオンビームエッチング法等を選択せざるを得ない。ここで、比抵抗の低い導体材料の選択肢は限られており、コスト面等の観点からも一般的にコイル材料に銅が多用されるが、反応性イオンエッチングにおいては高レートで銅がエッチングされる反応性ガスは皆無に近い。従って、深い溝を形成していくにはエッチング時間が長くなり、スループットの面で問題が生じてしまう。更に、溝への導体の充填においても、溝が深くなるにつれて、導体充填後に取り除くレジストの側壁にも導体が付着する可能性が大きくなる。レジストの側壁に導体が付着するとレジスト除去後も導体は残り、隣接する導体間でショートしてしまい、コイルとしての信頼性の低下を招いてしまう。
【０００９】
また、特許文献２の技術では、還元性イオンを除去しても配線間には金属イオンが残存しており、配線間が狭ピッチになるにつれて、残存した金属イオンが電荷のキャリアとして働いてしまい絶縁信頼性の低下を招く可能性が高くなる。更に、消費電力の観点から、配線に用いるメッキを厚膜化し配線抵抗を小さくする際、メッキ応力で配線が剥がれてしまう恐れがある。これを防止する方法として、前記触媒核となる金属イオンと還元性イオンの付与量を増し、メッキの付き回りを向上させることが挙げられる。これにより密着性が増してメッキ応力による剥がれは幾分回避できるが、配線間に残存する金属イオン量が増し、絶縁信頼性の低下を招く。
【００１０】
また、特許文献３の技術では、導電層が片面に形成された絶縁性フィルムにて構成されているため、導電層と絶縁性フィルムとの間において熱膨張係数の差による歪みが生じ、剥離してしまう可能性が高い。また、そもそもこの構造物は本発明とは全く異なる対象に係るので、凸状物の各部が基板を介しては非導通状態に置かれるようにする必要はなく、導電層がそれぞれの開口部に対して独立していない（絶縁されていない）ため、配線、コイルなどとしての使用は不可能である。
【００１１】
本発明は、上記従来技術の有する問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、基板に強固に固着された高アスペクトの金属突起構造体として構成され得るマイクロ構造体、及びその作製方法を提供することにある。より具体的には、（１）配線抵抗が小さく、（２）配線間の絶縁信頼性が高く、（３）配線と基板との密着性の高い配線構造、及びその作製方法を提供することにあり、また、（１）平面インダクタ等のＱ値を大きくでき、（２）コイル配線間の絶縁信頼性が高く、（３）コイルと基板との密着性の高い平面コイル、及びその作製方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成する本発明の平面コイル、配線などのマイクロ構造体は、平面基板などの基板上に金属突起が形成されたマイクロ構造体であって、基板に形成された凹部に一部が埋め込まれて金属突起が形成され、金属突起の各部は基板を介しては非導通状態に置かれる様に構成されていることを特徴とする。本明細書において、マイクロ構造体とは、その金属突起の少なくとも一部が、例えば、数ミクロンないし数百ミクロン程度のサイズの部分を有し、金属突起を別個に形成してそれを基板上に固着するが如き作製方法を困難にする様な構造を有する金属突起構造体を典型例として含む小さな構造体を指す。
【００１３】
上記基本構成に基づいて、以下の如き態様が可能である。
金属突起をより強固に基板に固着する為に、前記凹部は少なくともその側面が粗面に形成されているのが良い。また、好適には、前記凹部と金属突起との界面にパラジウムが存在して、金属突起は無電解メッキで凹部上に形成されている。
【００１４】
同じく、金属突起をより強固に基板に固着する為に、前記凹部は、その開口部の面積に対し、基板面と平行な断面の面積が大きい部分を有する様にしてもよい。
【００１５】
金属突起の各部を基板を介しては非導通状態に置く構成としては、前記基板の全体が絶縁性材料から成る様にしたり、前記基板を導電性材料基板として、金属突起を、基板上に形成された絶縁層を間に挟んで凹部上に形成する様にしたりできる。
【００１６】
前記金属突起は、典型的には、１本の連続した配線構造を構成したり、平面コイルを構成したりする。他にも、凹部が渦巻き状、複数のライン状などに形成されて、その上に金属突起が形成されていてもよい。また、前記凹部の幅ｌと高さｈとの関係がｌ＞ｈである様にしてもよい。
【００１７】
また、上記目的を達成する本発明のマイクロ構造体の作製方法は、平滑な平面基板等の基板を用い、
（１）基板に凹部を形成する工程
（２）少なくとも前記凹部の側面を含んでその表面を粗面化する工程、
（３）凹部以外の基板表面に平滑な表面を有す絶縁性隔壁を形成する工程、
（４）前記粗面化された表面を含む凹部に選択的にパラジウムを吸着させる工程、
（５）前記粗面化された表面を含む凹部から金属を無電解メッキにて積層させる工程、
の少なくとも（１）から（５）の工程を有することを特徴とする。
【００１８】
前記凹部に、その開口部の面積に対し、基板面と平行な断面の面積が大きい部分を形成する工程を更に有してもよい。また、前記工程（３）において絶縁性隔壁を感光性樹脂材料から形成してもよい。
【００１９】
【作用】
以上が本発明の基本的な構成及びより具体的な態様の例であり、その作用について典型的な例によって以下に説明する。
【００２０】
上記目的を達成するマイクロ構造体は、基板に形成された凹部に金属突起の一部が埋め込まれているので、単に基板面上に配置する構造に比べて、金属突起はより強固に基板に固着される。さらに、凹部の少なくとも側面が粗面化されているものにおいては、凹部はその側面が粗面化されているので（通常はその底面も粗面化されている）、凹部が平滑な構造のものに対し、金属突起は更により強固に基板に固着され、高アスペクトな金属突起であっても実装時等における機械的衝撃に対し十分に耐えうる。金属突起の凹部に対する引っ掛かりを大きくするには、金属突起が抜けようとする方向に対して横切る方向に凹凸が形成されるのがの良く、その為には凹部の側面を粗面化するのが効果的である。
【００２１】
上記金属突起を高アスペクトな配線構造とした場合、金属突起が高アスペクトであるので配線抵抗を低く抑えることができる。基板に高アスペクトな溝を形成して金属を埋め込んでも、高アスペクトな配線を形成できるが、高アスペクトの溝を一般的なエッチングで形成していくにはエッチング時間が長く、スループットに問題が生じる。本発明では、こうした問題を解決できる。さらに、金属突起が基板に対して強固に固着されているので、配線やコイルのように長いパターンであっても応力によって剥がれることはない。そのため、メッキで金属突起を作製する際の応力による剥がれの心配はなく、作製は容易である。加えて、配線やコイルへの通電時に発生する熱応力による剥がれの心配もない。
【００２２】
粗面化された凹部の表面粗さは、たとえば、０．０５から０．５μｍ（１０点平均）の範囲である。この範囲を外れてもよいが、次の悪影響が発生してしまう恐れがある。例えば表面粗さが０．０５μｍより小さくなると、金属突起の凹部に対する引っ掛かりが小さく、基板への固着力は比較的低くなる。また、無電解メッキ時に触媒核となるパラジウムの吸着性が低下する。逆に０．５μｍより大きくなると、メッキにて金属突起を形成する際、粗面化穴内部へメッキ液が入らなかったり、この内部へのメッキ液の供給が低下して、メッキが付き廻らず未充填部が生じてメッキ液の残留による腐食が生じてしまう恐れが出てくる。
【００２３】
上記凹部に、その開口部の面積に対し、基板面と平行な断面の面積が大きい部分を形成した場合、この部分の金属材料により金属突起はアンカー効果で更に強固に基板に固定される。また、該部分を持つ凹部は同一材料からなる基板より実質的に形成されるため、上記特許文献３の構造のような熱膨張係数の違いによる剥がれは回避できる。
【００２４】
次に、本発明のマイクロ構造体の作製方法の一例について述べる。本発明に用いる基板としては、例えば、平滑且つ平面性の良好なガラス基板、シリコンウエハ、ガラスエポキシ基板等を使用する。基板に凹部を形成する方法としては半導体フォトリソグラフィーとエッチングによって形成する。例えば、ポジ型レジストを塗布し、所望のパターンを露光、現像して所望のパターンの基板表面を露出させる。また、基板表面に金属膜を形成し、同様に半導体フォトリソグラフィーとエッチングによって金属膜から所望のパターンの基板表面を露出させてもよい。ここで配線や平面コイルを作製する場合は、所望のライン／スペースでパターンをライン状或いは渦巻き状に形成する。
【００２５】
次に、露出した基板表面からエッチングする。エッチング方法はウエットエッチング、ドライエッチングの何れでもよいが、ライン／スペースが小さい配線やコイルを作製するには、配線間の絶縁を保つために基板表面に対し垂直にエッチングがされることが望ましく、ドライエッチングが好ましい。さらに好ましくは、反応性イオンエッチング法やイオンカップリングプラズマ（ＩＣＰ）法が用いられる。また、凹部形成方法は、エッチング法に限らず、レーザー加工にて凹部を形成してもよい。
【００２６】
次に、凹部を粗面にする方法であるが、前記レジストや金属膜をそのままマスクとして行なってもよいが、新たにマスクを形成してもよい。粗面化の手段はエッチングやブラスト等を用いればよいが、その際、前記マスク下の基板表面が露出して基板が粗化されない方法を選択する。前記凹部形成後、表面粗さが例えば０．０５から０．５μｍ（１０点平均）であれば、この粗面化工程は省略できる。
【００２７】
次に、隣接する金属突起間を電気的に絶縁するために基板に絶縁層を形成する。導電性基板を用いる場合は、凹部の粗面化の後に行なうことが好ましい。なぜなら、絶縁層を形成した後にエッチングやブラスト等で粗面化を行なうと、絶縁層が破壊される恐れがあるからである。絶縁層の形成方法としては、スパッタリング法、化学堆積法、熱酸化法、スピンコート、スプレイコート、ディッピング等を用いられる。絶縁層の材料としては無機材料、有機材料のどちらでもよいが、後工程の無電解メッキ工程において耐性のあるものを選択する。なお、使用する基板が絶縁性基板であれば、この絶縁層形成工程は省略できる。さらに、絶縁層が充分に厚くて、絶縁層を形成した後にエッチングやブラスト等で粗面化を行なっても絶縁層が破壊される恐れが無ければ、そうしてもよい。
【００２８】
次に、各凹間に絶縁性隔壁を形成する。絶縁性隔壁表面は平滑である必要がある。なぜなら、前記凹部同様に粗面であると、後工程において無電解メッキ開始触媒となるパラジウムが絶縁性隔壁表面に残存して選択的な無電解メッキが行なえなくなるからである。絶縁性隔壁の形成方法は、絶縁性材料を基板表面に塗布後、半導体フォトリソグラフィーとエッチングによって形成する。絶縁性隔壁材料としてフォトレジストを用いれば、エッチングの工程は省略できる。ただし、絶縁性隔壁材料は無電解メッキ工程において耐性のある材料である必要がある。
【００２９】
次に、絶縁性粗面凹部に選択的にパラジウムを吸着させる。吸着の方法としては、次の様な一般的な方法がある。センシタイザーとして塩化錫溶液に漬けた後、水洗し、アクチベーターとしてパラジウムイオンを含む溶液に漬けて再び水洗する。その際、絶縁性隔壁の表面が平滑であるので錫イオン又はパラジウムは水洗時に絶縁性隔壁から流れ落ち、粗面部のみにパラジウムを吸着させることができる。従って、配線またはコイルのライン／スペースが小さくなっても配線間の部分へはパラジウムは吸着されず、絶縁性を保つことができ、単位面積当りのコイルの巻数を多くできる。即ち、Ｑ値を大きくすることができる。
【００３０】
次に、無電解メッキにて絶縁性粗面凹部に金属を無電解メッキにて積層し、金属突起となる部分を形成する。無電解メッキ材料としては、銅、ニッケル、金、鉄、銀、コバルト、パラジウム、錫、白金やこれらの合金を使用できる。その際、無電解メッキは前記粗面に吸着したパラジウムを核として成長する。ここで、粗面凹部の幅ｌと高さｈとの関係がｌ＞ｈであれば、凹部が充填される前に凹部の上部が閉じてコイル等内に未充填部が残ることを確実に防止できる。
【００３１】
また、無電解メッキでは、電気メッキのようにエッジ効果によるメッキ膜厚のばらつきは発生しないので、均一な厚さの金属突起ができる。さらに、メッキ時間を制御することにより所望の高さ（厚さ）の金属突起を作製できる。加えて、凹部側面も粗面であることによりアンカー効果が大きく、金属突起の基板への密着性は高い。これにより、メッキ膜厚を大きくしても、メッキ応力による剥がれを回避することができる。凹部をライン状又は渦巻き状に形成して成る配線やコイルのように長い金属突起であっても、メッキ応力による剥がれは確実に回避できる。さらに、通電時に発生する熱応力による剥がれも確実に回避でき、配線抵抗も低く抑えられてコイルのＱ値を大きくすることができる。
【００３２】
次に、絶縁性隔壁を除去する。金属突起を使用する上で特に除去する必要がない場合は、絶縁性隔壁を除去しなくてもよい。
【００３３】
凹部の一部をエッチングし、開口部断面積に対して凹部底面積の方を大きくする場合は、次の様にする。その方法の一例としては、凹部を含む基板表面にマスク層を形成し、パターニングによって凹部の底面のみの基板表面を露出させる。マスク層としては、有機材料、無機材料の何れでも良いが、後工程のエッチングに対して耐性のある材料を選択する。次に、等方性エッチングにて凹部の底面を選択的にエッチングする。これにより、開口部断面積に対して凹部底面積の方が大きな凹部が形成される。この場合、次にこの凹部を粗面にするが、その方法は上記の粗面形成法を用いればよい。ここでは粗面は等方性エッチング面に形成する。これにより、無電解メッキは粗面に吸着された触媒を核にして成長するため凹部底面から無電解メッキ層は積層していく。従って、凹部がメッキ層にて充填される前に、その開口部がメッキで塞がれることはなく、未充填部の形成を回避できる。
【００３４】
【発明の実施の態様】
以下、本発明の実施の態様を明らかにすべく図を用いて実施例を詳細に説明する。
【００３５】
（第１実施例）
本実施例は、本発明によるマイクロ構造体とその製造方法に係る。図１はその断面図である。図２を用いて製造方法を説明する。
【００３６】
まず、４インチのシリコンウエハを図２に示す基板１として用い（図２（ａ））、その上にノボラック系ポジ型レジスト２を塗布し、半導体フォトリソグラフィーによりフォトレジスト２を露光、現像し、一辺２０μｍの正方形パターンの開口部をウエハ面内に１０００個形成した。それぞれの開口部において、隣接する開口部との最小ピッチは２０μｍであった。この基板１について、六フッ化硫黄を反応性ガスとして用いた反応性ドライエッチングにて、フォトレジスト２から露出したパターンのシリコンウエハをエッチングし、深さ３μｍの凹部３を形成した（図２（ｂ））。
【００３７】
次に、フッ硝酸水溶液にて凹部３を粗面化処理し、表面粗さ０．１μｍの粗面４を形成した（図２（ｃ））。その後、アセトンとＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを用いてフォトレジスト２を除去した。
【００３８】
次に、化学堆積法にて、基板表面に厚さ５０００Åの窒化ケイ素からなる絶縁層５を形成した（図２（ｄ））。上記粗面は、絶縁層５の形成によっても、そのまま維持されている。その上にネガ型レジストＶ−２５９ＰＡ／Ｘ２０４（商品名、新日鐵化学株式会社製）を塗布し、露光、現像して凹部間に高さ５７μｍの絶縁性隔壁６を形成した（図２（ｅ））。このとき絶縁性隔壁６の表面は平滑であった。
【００３９】
この基板を、塩化錫と希塩酸からなる水溶液に浸し、水洗後、塩化パラジウム水溶液に浸して水洗した。これにより粗面４にパラジウムが吸着された。
【００４０】
続いて、無電解銅メッキ液としてスルカップＥＬＣ−ＳＰ（商品名、上村工業株式会社製）を用いて無電解銅メッキを行なった（図２（ｆ））。メッキ層８は粗面凹部から成長し、ちょうど絶縁性隔壁６の上端と同じ高さになった時点で、基板を無電解メッキ浴から出し水洗した。
【００４１】
次に、水酸化テトラアンモニウム水溶液にて絶縁性隔壁６の除去を行ない（図２（ｇ））、１２０℃のオーブンにて基板を乾燥させたが金属突起８は欠落することは無かった。。
【００４２】
これにより、基板に３μｍ埋め込まれ高さ５７μｍで一辺２０μｍの四角柱からなるマイクロ構造体が複数得られた。隣接する金属突起８の先端同士に導通テスターを当てたところ、電流は流れず、それぞれの金属突起８同士は絶縁されていた。
【００４３】
（第２実施例）
第２実施例は、基板に凹部をライン状に形成することによる高アスペクト配線とその作製方法に係わる。
【００４４】
第１実施例と同様に、凹部形成、凹部の粗面化、全面への絶縁層形成、絶縁性隔壁形成を行った。この際、凹部を深さ３μｍで、ライン／スペースが２０μｍ／２０μｍで、長さが１ｃｍでもって、１０００ライン形成した。絶縁性隔壁の高さは、第１実施例と同様に５７μｍ形成した。
【００４５】
次に、塩化錫と希塩酸からなる水溶液に基板を浸し、水洗後、基板を塩化パラジウム水溶液に浸して水洗し、粗面にパラジウムを吸着された。続いて、無電解銅メッキ液として強アルカリ性のメッキ液を用いて無電解銅メッキを行なった。メッキ層は粗面凹部から成長し、ちょうど絶縁性隔壁の上端と同じ高さになった時点で、基板を無電解メッキ浴から出し水洗した。
【００４６】
次に、水酸化テトラアンモニウム水溶液にて絶縁性隔壁の除去を行ない、基板を１２０℃のオーブンにて乾燥させたが金属突起からなる配線は基板から欠落することは無かった。。
【００４７】
これにより、基板に３μｍ埋め込まれ、ライン／スペースが２０μｍ／２０μｍで、高さ５７μｍ、長さ１ｃｍの配線が得られた。第２実施例でも、隣接する配線同士に導通テスターを当てたところ、電流は流れず、それぞれの金属突起同士は絶縁されていた。
【００４８】
（第３実施例）
第３実施例は、基板に凹部を渦巻き状に形成することによる高アスペクトの平面コイルとその作製方法に係わる。図３（ａ）は本実施例の平面コイルの平面図であり、図３（ｂ）はその断面図である。
【００４９】
第１実施例と同様に、凹部形成、粗面化、絶縁層形成、絶縁性隔壁形成を行った。この際、深さ３μｍで、ライン／スペースが２０μｍ／２０μｍで、ターン数６７の渦巻き状の凹部をウエハ面内に５２個形成した。隣接する渦巻きの間隔は１ｍｍないし２ｍｍ程度である。絶縁性隔壁の高さは、第１実施例と同様に５７μｍ形成した。
【００５０】
次に、塩化錫と希塩酸からなる水溶液に基板を浸し、水洗後、塩化パラジウム水溶液に基板を浸して水洗し、粗面にパラジウムを吸着させた。
【００５１】
続いて、無電解銅メッキ液として強アルカリ性のメッキ液を用いて無電解銅メッキを行なった。メッキ層は粗面凹部から成長し、ちょうど絶縁性隔壁の上端と同じ高さになった時点で、無電解メッキ浴から基板を出して水洗した。
【００５２】
次に、水酸化テトラアンモニウム水溶液にて絶縁性隔壁の除去を行ない、１２０℃のオーブンにて基板を乾燥させたが、金属突起からなるコイルは欠落することは無かった。
【００５３】
これにより、基板に３μｍ埋め込まれライン／スペースが２０μｍ／２０μｍで高さ５７μｍのコイルが得られた。隣接するコイル同士に導通テスターを当てたところ電流は流れず、それぞれの金属突起同士は絶縁されていた。
【００５４】
（第４実施例）
第４実施例は、絶縁性の石英ガラスを基板１として用いた平面コイルとその作製方法に係わる。図４を用いて製造方法を説明する。
【００５５】
まず、第３実施例と同様な形状の渦巻き状の凹部３を形成し、その粗面化を行ない、絶縁性隔壁６の形成を行った（図４（ａ）から（ｄ））。なお、本実施例では、あらかじめ基板１として絶縁性の石英ガラスを用いているので、絶縁層形成の工程は省略できる。
【００５６】
次に、塩化錫と希塩酸からなる水溶液に基板を浸し、水洗後、塩化パラジウム水溶液に基板を浸して水洗し、粗面にパラジウムを吸着させた。
【００５７】
続いて、無電解ニッケルメッキ液としてアルニックＰＸ（商品名、パックス株式会社製）を用いて無電解ニッケルメッキを行なった（図４（ｅ））。メッキ層８は粗面凹部から成長し、ちょうど絶縁性隔壁６の上端と同じ高さになった時点で、基板を無電解メッキ浴から出して水洗した。本実施例では絶縁性隔壁６は除去しなかった。これを１２０℃のオーブンにて乾燥させたが、金属突起からなるコイルが欠落することは無かった。
【００５８】
これにより、基板に３μｍ埋め込まれ、ライン／スペースが２０μｍ／２０μｍで、高さ５７μｍのコイルが得られた。隣接するコイル同士に導通テスターを当てたところ、電流は流れず、それぞれの金属突起同士は絶縁されていた。
【００５９】
（第５実施例）
第５実施例は、基板両面にコイルを形成した２層型平面コイルとその作製方法に係わる。作製方法を図５の作製工程図を用いて説明する。
【００６０】
まず、絶縁性基板である平滑な石英ガラスを図５に示す基板１として用い（図５（ａ））、深さ３μｍでライン／スペースが２０μｍ／２０μｍでターン数６７の渦巻き状の凹部３を片方のウエハ面内に５２個形成した。もう片面にも、前記片面の凹部３と基板表面を垂直方向から見て重なる位置に同様な凹部３を形成した（図５（ｂ））。両面の凹部３を粗面化して粗面４を形成し、両面に絶縁性隔壁６を形成した（図５（ｃ）から（ｄ））。絶縁性隔壁６の高さは、第１実施例と同様に５７μｍ形成した。
【００６１】
次に、塩化錫と希塩酸からなる水溶液に基板を浸し、水洗後、塩化パラジウム水溶液に基板を浸して水洗し、両面の粗面にパラジウムを吸着させた。
【００６２】
続いて、無電解銅メッキ液として強アルカリ性のメッキ液を用いて無電解銅メッキを行なった。メッキ層８は粗面凹部から成長し、ちょうど絶縁性隔壁６の上端と同じ高さになった時点で、基板を無電解メッキ浴から出して水洗した。本実施例では絶縁性隔壁６は除去しなかった。これを１２０℃のオーブンにて乾燥させたが、金属突起からなるコイルは基板から欠落することは無かった。
【００６３】
これにより、基板１両面に３μｍ埋め込まれ、ライン／スペースが２０μｍ／２０μｍで、高さ５７μｍのコイルが夫々得られた。隣接するコイル同士に導通テスターを当てたところ、電流は流れず、それぞれの金属突起同士は絶縁されていた。
【００６４】
（第６実施例）
図６、図７、及び図８は第６実施例のマイクロ構造体とその製造方法を示す。図７と図８を用いて製造方法を説明する。
【００６５】
まず、４インチの石英ガラスを図７に示す基板１１として用い、その上にノボラック系ポジ型レジスト１２を塗布し、半導体フォトリソグラフィーによりフォトレジストを露光、現像して一辺２０μｍの正方形パターンの開口部をウエハ面内に１０００個形成した。それぞれの開口部において、隣接する開口部との最小ピッチは２０μｍであった。この基板１１について、四フッ化炭素を反応性ガスとして用いた反応性ドライエッチングにてフォトレジスト１２から露出したコイルパターンの石英ガラスをエッチングし、深さ２μｍの凹部１３を形成した（図７（ｂ））。アセトンとＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを用いてフォトレジスト１２を除去した。
【００６６】
次に、クロム、金の順番でスパッタリング法にてマスク層１４を形成した（図７（ｃ））。そして、ノボラック系ポジ型レジスト１５を塗布し、半導体フォトリソグラフィーによりフォトレジスト１５を露光、現像して凹部１３を露出させた（図７（ｄ））。露出された凹部１３のマスク層１４を反応性イオンエッチングにてエッチングし、凹部底面の石英ガラス表面を選択的に露出させてマスクの開口部１６を形成した（図７（ｅ））。
【００６７】
次に、フッ化アンモニウムとフッ化水素酸からなる水溶液にて凹部底面から等方的なエッチングを１μｍ行ない、孔部１７を形成した（図７（ｆ））。更に、フッ化水素酸水溶液にてエッチング面に粗面１８を形成した（図７（ｇ））。このとき、粗面の表面粗さは１０点平均で０．１μｍであった。アセトンとＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを用いてフォトレジスト１５を除去し、マスク層１４も除去した（図７（ｈ））。こうして、凹部１３の開口部より大きい孔部１７の開口部１９が形成される。
【００６８】
次に、凹部１３間の平面部に、ネガ型レジストＶ−２５９ＰＡ／Ｘ２０４を塗布し、露光、現像して高さ５７μｍの絶縁性隔壁４０を形成した（図８（ａ））。このとき絶縁性隔壁４０の表面は平滑であった。
【００６９】
続いて、塩化錫と希塩酸からなる水溶液に基板を浸し、水洗後、塩化パラジウム水溶液に浸して水洗した。これにより粗面１８にパラジウムが吸着された。そして、無電解ニッケルメッキ液としてアルニックＰＸを用いて無電解ニッケルメッキを行なった（図８（ｂ））。メッキ層４１は孔部底面の粗面１８から成長し、ちょうど絶縁性隔壁４０の上端と同じ高さになった時点で基板を無電解メッキ浴から出して水洗した。
【００７０】
次に、水酸化テトラアンモニウム水溶液にて絶縁性隔壁４０の除去を行ない（図８（ｃ））、１２０℃のオーブンにて乾燥させたが金属突起４１は欠落することは無かった。
【００７１】
これにより、基板１１に深さ方向に３μｍ埋め込まれ、高さ５７μｍで一辺２０μｍの四角柱からなるマイクロ構造体が得られた。隣接する金属突起４１の先端同士に導通テスターを当てたところ電流は流れず、それぞれの金属突起４１同士は絶縁されていた。
【００７２】
（第７実施例）
第７実施例は、凹部をライン状に形成することによる高アスペクト配線とその作製方法に係わる。
【００７３】
第６実施例と同様に、凹部形成、孔部形成、粗面化、絶縁性隔壁形成を行った。この際、凹部は深さ２μｍで、ライン／スペースが２０μｍ／２０μｍで、長さが１ｃｍで、１０００ライン形成した。絶縁性隔壁の高さは第６実施例と同様に５７μｍ形成した。
【００７４】
次に、塩化錫と希塩酸からなる水溶液に基板を浸し、水洗後、塩化パラジウム水溶液に浸して水洗し、粗面にパラジウムを吸着させた。続いて、無電解銅メッキ液として強アルカリ性のメッキ液を用いて無電解銅メッキを行なった。メッキ層は孔部底面の粗面から成長し、ちょうど絶縁性隔壁の上端と同じ高さになった時点で基板を無電解メッキ浴から出して水洗した。
【００７５】
次に、水酸化テトラアンモニウム水溶液にて絶縁性隔壁の除去を行ない、１２０℃のオーブンにて乾燥させたが、金属突起からなる配線は欠落することは無かった。
【００７６】
これにより、基板に深さ方向に３μｍ埋め込まれライン／スペースが２０μｍ／２０μｍで高さ５７μｍ、長さ１ｃｍの配線が得られた。隣接する配線同士に導通テスターを当てたところ電流は流れず、それぞれの金属突起同士は絶縁されていた。
【００７７】
（第８実施例）
第８実施例は、凹部を渦巻き状に形成することによる高アスペクトの平面コイルとその作製方法に係わり、図９に示す。
【００７８】
第６実施例と同様に、凹部形成、孔部形成、粗面化、絶縁性隔壁形成を行った。この際、深さ２μｍでライン／スペースが２０μｍ／２０μｍでターン数６７の渦巻き状の凹部をウエハ面内に５２個形成した。絶縁性隔壁の高さは第６実施例と同様に５７μｍ形成した。
【００７９】
次に、塩化錫と希塩酸からなる水溶液に基板１１を浸し、水洗後、塩化パラジウム水溶液に浸して水洗し、粗面にパラジウムを吸着させた。続いて、無電解銅メッキ液として強アルカリ性のメッキ液を用いて無電解銅メッキを行なった。メッキ層４１は孔部底面の粗面１８から成長し、ちょうど絶縁性隔壁の上端と同じ高さになった時点で基板を無電解メッキ浴から出して水洗した。
【００８０】
次に、水酸化テトラアンモニウム水溶液にて絶縁性隔壁の除去を行ない、１２０℃のオーブンにて乾燥させたが、金属突起４１からなるコイルは欠落することは無かった。
【００８１】
これにより、基板１１に３μｍ埋め込まれライン／スペースが２０μｍ／２０μｍで高さ５７μｍのコイル４１が得られた。隣接する配線同士に導通テスターを当てたところ電流は流れず、それぞれの金属突起同士は絶縁されていた。
【００８２】
（第９実施例）
第９実施例は、シリコンウエハを基板１１として用いた平面コイルとその作製方法に係わる。図１０と図１１を用いて製造方法を説明する。
【００８３】
第８実施例と同様な形状の渦巻き状の凹部形成、粗面化を行なった（図１０（ａ）から（ｈ））。次に、凹部を含む表面に化学堆積法にて窒化ケイ素からなる絶縁層４２を形成した（図１０（ｉ））。
【００８４】
次に、凹部間の平面部に、ネガ型レジストＶ−２５９ＰＡ／Ｘ２０４を塗布して露光、現像し高さ５７μｍの絶縁性隔壁４０を形成した（図１１（ａ））。このとき絶縁性隔壁４０の表面は平滑であった。そして、塩化錫と希塩酸からなる水溶液に基板を浸し、水洗後、塩化パラジウム水溶液に浸して水洗し、粗面にパラジウムを吸着させた。
【００８５】
続いて、無電解銅メッキ液としてスルカップＥＬＣ−ＳＰを用いて無電解銅メッキを行なった（図１１（ｂ））。メッキ層４１は粗面１８から成長し、ちょうど絶縁性隔壁４０の上端と同じ高さになった時点で基板を無電解メッキ浴から出して水洗した。本実施例では絶縁性隔壁４０は除去しなかった。１２０℃のオーブンにて乾燥させたが、金属突起４１からなるコイルは欠落することは無かった。
【００８６】
これにより、基板１１に３μｍ埋め込まれライン／スペースが２０μｍ／２０μｍで高さ５７μｍのコイル４１が得られた。隣接するコイル同士に導通テスターを当てたところ電流は流れず、それぞれの金属突起同士は絶縁されていた。
【００８７】
（第１０実施例）
第１０実施例は、基板両面にコイルを形成した２層型平面コイルとその作製方法に係わる。
【００８８】
図１２の作製工程図を用いて説明する。
絶縁性基板である平滑な石英ガラスを図１２に示す基板１１として用い（図１２（ａ））、片面に深さ３μｍでライン／スペースが２０μｍ／２０μｍでターン数６７の渦巻き状の凹部１３をウエハ面内に５２個形成した。もう片面にも、前記凹部１３と基板表面を垂直方向から見て重なる位置に同様な凹部１３を形成した（図１２（ｂ））。そして、両面の凹部１３に孔部１７を形成し、その底部を粗面化して、両面に絶縁性隔壁４０の形成を行った（図１２（ｃ）から（ｅ））。絶縁性隔壁４０の高さは第６実施例と同様に５７μｍ形成した。
【００８９】
塩化錫と希塩酸からなる水溶液に基板を浸し、水洗後、塩化パラジウム水溶液に浸して水洗し、両面の粗面１８にパラジウムを吸着させた。続いて、無電解銅メッキ液として強アルカリ性のメッキ液を用いて無電解銅メッキを行なった。メッキ層４１は粗面孔部から成長し、ちょうど絶縁性隔壁４０の上端と同じ高さになった時点で基板を無電解メッキ浴から出して水洗した。本実施例では絶縁性隔壁４０は除去しなかった。１２０℃のオーブンにて乾燥させたが、金属突起４１からなるコイルは欠落することは無かった。
【００９０】
これにより、基板両面に、３μｍ埋め込まれライン／スペースが２０μｍ／２０μｍで高さ５７μｍのコイルが得られた。隣接するコイル同士に導通テスターを当てたところ電流は流れず、それぞれの金属突起４１同士は絶縁されていた。
【００９１】
【発明の効果】
以上に説明した如く、本発明により、基板に強固に固着され、高アスペクトの金属突起構造体でもあり得るマイクロ構造体及びその作製方法を実現できた。さらに、配線間を小さくしても配線間の絶縁信頼性が高く、高アスペクトな配線にて断面積を大きくする際にも基板との密着は維持でき、配線抵抗を小さくできる効果を奏する配線及びその作製方法を提供することができた。また、ライン／スペースが小さくてもコイル配線間の絶縁信頼性が高くでき、高アスペクトなコイル配線であっても基板との密着性が良いため、コイルターン数を大きくでき、配線抵抗を小さくできる平面コイル及びその作製方法を提供することができた。ターン数が大きく、配線抵抗が小さくできるので、小型で高効率な平面コイルが作製でき、平面インダクタ等のＱ値を大きくできる効果も奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例であるマイクロ構造体を示す側面断面図である。
【図２】本発明の第１実施例であるマイクロ構造体の作製方法を説明する側面断面図である。
【図３】本発明の第３実施例である平面コイルを示す平面図（ａ）と、側面断面図（ｂ）である。
【図４】本発明の第４実施例である平面コイルの作製工程の一部を示す側面断面図である。
【図５】本発明の第５実施例である平面コイルの作製工程の一部を示す側面断面図である。
【図６】本発明の第６実施例であるマイクロ構造体を示す側面断面図である。
【図７】本発明の第６実施例であるマイクロ構造体の作製方法を説明する側面断面図である。
【図８】本発明の第６実施例であるマイクロ構造体の作製方法を説明する側面断面図である。
【図９】本発明の第８実施例である平面コイルを示す平面図（ａ）と、側面断面図（ｂ）である。
【図１０】本発明の第９実施例である平面コイルの作製工程の一部を示す側面断面図である。
【図１１】本発明の第９実施例である平面コイルの作製工程の一部を示す側面断面図である。
【図１２】本発明の第１０実施例である平面コイルの作製工程の一部を示す側面断面図である。
【符号の説明】
１、１１　基板
２、１２、１５　レジスト
３、１３　凹部
４、１８　粗面
５、４２　絶縁層
６、４０　絶縁性隔壁
８、４１　メッキ層（金属突起）
１４　マスク層
１６　マスクの開口部
１７　孔部
１９　孔部の開口部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2004111597.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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