(57)【要約】【課題】転写法において生産性を向上させるため、キャリア層の除去を容易にし、且つ工程を簡略化することができる積層箔を提供する。【解決手段】エッチングにより回路を形成する回路形成層と、該回路形成層を支持し、且つ回路形成層を引きはがしにより分離することができるキャリア層とでなる積層箔であって、前記キャリア層は回路を形成するエッチングに対して、少なくとも回路形成層側の面が耐食性を有しており、且つ分離界面が回路形成層とキャリア層の界面（回路形成層とキャリア層の界面を含む）より回路形成層側に形成されている積層箔。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路形成層と、キャリア層とが積層された積層箔において、前記回路形成層と接合するキャリア層の面は、回路形成層をエッチングするエッチング液に対して耐食性を有し、且つキャリア層と回路形成層との接合界面より回路形成層側に弱接合領域を有することを特徴とする積層箔。
【請求項２】
キャリア層は、金属支持体層と、少なくとも回路形成層側に配置された該回路形成層のエッチングに対して耐食性を有するバリア層でなることを特徴とする請求項１に記載の積層箔。
【請求項３】
回路形成層がＣｕまたはＣｕを主成分とする合金でなることを特徴とする請求項１または２に記載の積層箔。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エッチング技術に用いられる積層箔に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話、ノート型パソコン等といった携帯情報機器の急速な普及に伴い、機器の軽量・小型化ならびに高性能化は急激な進展を遂げており、これを構成する電子部品に対しても高密度化が要求されている。これに対応して、プリント配線板および半導体パッケージ配線板では、配線のファインパターン化、ファインピッチ化が推進されている。現在までのところ、高密度配線板の配線は主にサブトラクティブ法で形成されている。
サブトラクティブ法はエッチング技術を用いる工法で、形成される配線のピッチの限界は、用いられるＣｕ層の厚さとエッチング液の種類等のエッチング条件で決定される。特にＣｕ層の厚さは形成される配線ピッチとの間に直線的な関係を有しており、薄い程配線のファインパターン化、ファインピッチ化には有利である。
【０００３】
通常サブトラクティブ法では、多層配線の層間接続にレーザビアが用いられるため、エッチングでパターンを形成するＣｕ層の厚さは、積層されるＣｕ箔とその上にビア接続のために施されるＣｕめっき厚さの合計となる。また、Ｃｕめっきの厚さは接続信頼性を確保するため、１５μｍ程度は必要とされている。そのため、下地のＣｕ箔の厚さを減少させる必要があり、一部ではキャリア層で極薄Ｃｕ箔を支持した積層箔が用いられている。（例えば、特許文献１参照。）
この積層箔を用いた工法はセミアディティブ法に分類され、キャリア層で支持して極薄Ｃｕ箔を絶縁体に貼り付け、キャリア層を引きはがして分離し、所望の回路を極薄Ｃｕ箔の上にめっきにより形成した後、フラッシュエッチングにより極薄Ｃｕ箔の露出している部分を除去して配線を得る工法である。
【０００４】
その他、積層箔を用いた工法には転写法と呼ばれる工法があり、前記セミアディティブ法とは異なる積層箔の使い方をする。転写法は、回路を形成するＣｕ箔をＣｕ箔とエッチング特性の異なるキャリア層で支持した積層箔を用いて、エッチング法により予め微細配線を形成し、それを絶縁基板に転写した後、選択エッチングによりキャリア層を除去し、回路を形成する工法である。
この方法では予め極薄Ｃｕ箔をエッチングし、回路を形成することができるため、ファインパターン化、ファインピッチ化に有利である他、得られる回路が絶縁体に埋め込まれているため、平滑な基板が得られるという利点を有する。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３０９８９８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記転写法の技術ではキャリア層は回路形成層を支持できる程度の厚さを必要とするため、キャリア層をエッチングするのに時間がかかる上、その廃液の処理が問題であった。そこで、転写法においてキャリア上で回路を形成し、絶縁体に転写した後、引きはがしによりキャリア層を除去できれば、工程を簡略化でき、生産性を向上でき、環境への負荷も低減できるが、前記特許文献１に挙げたような積層箔を本工程にそのまま適用しようとすると次のような重大な問題が生じる。
【０００７】
（１）  キャリア層上でエッチングにより回路を形成する際、キャリア層の一部がエッチングされたり、貫通して穴があいたりするため、キャリア層で回路の支持ができなくなったり、転写の際に絶縁体がキャリア層のエッチング部分に回り込んで、引きはがしが不能になったり、基板の形状が歪になったりする。
（２）  キャリア層を引きはがした後の回路および絶縁体の表面には、剥離層の一部が残留し、残留物の除去工程が必要となり、生産性を阻害する。
本発明の目的は、転写法において生産性を向上させるため、キャリア層の除去を容易にし、且つ工程を簡略化することができる積層箔を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、選択エッチングを利用した技術において、引きはがし可能な積層箔の材料構成および分離界面の位置について鋭意検討した結果、本発明に到達した。
即ち本発明は、回路形成層と、キャリア層とが積層された積層箔において、前記回路形成層と接合するキャリア層の面は、回路形成層をエッチングするエッチング液に対して耐食性を有し、且つキャリア層と回路形成層との接合界面より回路形成層側に弱接合領域を有する積層箔である。
【０００９】
好ましくは、前記キャリア層は、金属支持体層と、少なくとも回路形成層側に配置された該回路形成層のエッチングに対して耐食性を有するバリア層でなる積層箔である。
そして、さらに好ましくは、回路形成層がＣｕまたはＣｕを主成分とする合金でなる積層箔である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明について詳しく説明する。
本発明の重要な特徴は、例えば回路とキャリア層を引きはがしにより分離したときに、転写した回路および絶縁体の表面にキャリア層の一部が残留しないために、図１に示す如く、積層箔（４）の分離界面（２）となる弱接合領域を回路形成層（１）とキャリア層（３）の接合界面より回路形成層側に形成したことにある。
なお、本発明でいう回路形成層とは、キャリア層上に配された、エッチングにより回路を形成される層を指し、単層でも良いし、多層構造であっても良い。一方、本発明のキャリア層は回路を支持できるように、回路形成の際にエッチングされないような工夫がなされた層である。
【００１１】
本発明の積層箔を使用する最大の利点は、工程の簡素さにある。
すなわち、キャリア層を除去した後に薬液を用いたエッチング工程や煩雑な研削工程などの残留物除去工程が不要で、引きはがした基板をそのまま使用できる点にある。
これは、弱接合領域による分離界面が回路形成層とキャリア層の接合界面より回路形成層側になるように形成された積層箔を用いたことにより実現できるものである。
また、例えば、本発明の積層箔を使用した転写法の適用が可能な基板製造またはパッケージ製造の分野においては、エッチングによる回路形成の工程と積層工程またはパッケージング工程を分業化することもでき、余分な設備投資が不要で、製造コストを抑えることが可能である。
【００１２】
次に、本発明の積層箔についてその使用方法の一例として、図２に示した基板（７）の製造方法に沿って詳しく説明する。まず
（ａ）  配線形成層（１）とキャリア層（３）でなる積層箔（４）を準備する。
次に、
（ｂ）  配線形成層をエッチングし、回路（５）を形成する。
（ｃ）  （ｂ）で形成した回路をキャリア層で支持し、ハンドリングして絶縁体（６）に転写する。
そして、
（ｄ）  回路および絶縁体の表面にキャリア層の残留物が残らないように、配線形成層とキャリア層の接合界面より配線形成層側に形成された弱接合領域による剥離界面（２）において引きはがしによりキャリア層が除去できる。
【００１３】
エッチングにより回路形成層に回路を形成する際に、キャリア層が著しくエッチングされ、キャリア層としての機能を損なうことがないように、少なくともキャリア層の回路形成層側の面に回路形成層のエッチングに対して耐食性を持たせる必要がある。そのため、キャリア層は回路形成層のエッチングに対して耐食性のある材料で構成させてもよい。
具体的には、回路形成層としてＣｕまたはＣｕを主成分とする合金を使用する場合は、塩化第二鉄溶液や塩化第二銅溶液、アルカリエッチャント、硫酸‐過酸化水素系のエッチャントが一般的に使用される。
実用金属のなかではチタンが何れのエッチャントに対しても優れた耐食性を有しているが、比較的高価である。この他、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、エポキシ（ＥＰ）、液晶ポリマー（ＬＣＤ）、フッ素樹脂など、樹脂材料には優れた耐食性を有するものが多くあるが、耐熱性や剛性、価格などを考慮し、工程にあった材料の選定が必要となる。
【００１４】
上述の如く、キャリア層は引きはがしにより分離された後、不要となるため、安価な材料であることが好ましいが、耐食性に優れた材料は比較的高価であることが多く、回路を支持できる厚さを単層で構成するよりも、耐食性のあるバリア層を必要な厚さだけ設けて、安価な金属支持体層と組み合わせて使用することが好ましい。したがって、回路形成層のエッチングに可溶な金属支持体層を含む場合は、図３に示すように、その少なくとも回路形成層側に回路形成層のエッチングに対して耐食性を有するバリア層を配置するとよい。勿論、図４に示すように金属支持体層の両面に耐食性を有するバリア層を配置してもよい。
【００１５】
具体的には、バリア層には、金属では上述の如く耐食性に優れたＴｉが好適である。Ｔｉは真空蒸着、スパッタ、イオンプレーティングなどの乾式成膜法で形成することができる。また、樹脂材料もバリア層として使用することができる。樹脂材料はキャスティングやラミネートにより形成できる。
一方、金属支持体層は、安価であり、入手しやすく、さらにはリサイクルできるものが好ましい。Ｃｕ、Ａｌ、Ｆｅなどが好適である。
具体的なバリア層／金属支持体層の組み合わせとしては、Ｔｉ／Ｃｕ、Ｔｉ／Ａｌ、Ｔｉ／Ｆｅ、ＰＥＴ／Ｃｕ、ＰＥＴ／Ａｌ、ＰＥＴ／Ｆｅなどが好ましい。金属支持体層の両面にバリア層を配したものでは、ＰＥＴ／Ｃｕ／ＰＥＴ、ＰＥＴ／Ａｌ／ＰＥＴ、ＰＥＴ／Ｆｅ／ＰＥＴなどが好ましい。
【００１６】
キャリア層は最終的には除去されるものであり、コストを抑えるためにも、市場に広く流通している厚さ構成にすることが好ましく、材料の組み合わせによっても異なるが、キャリア層全体で２５μｍ〜２５０μｍが良い。
【００１７】
本発明で言う弱接合領域とは、文字通り接合強度が低い領域を言う。ただし、エッチング工程とその後のハンドリングではがれたり、位置ずれを起こしたりすることがない程度に高く制御しなければならないが、その一方、転写後には容易に引きはがせるようにできるだけ低く設定しておくことが望ましく、０．０１〜０．８Ｎ／ｍｍの範囲内の引きはがし強度であることが好ましい。０．０１Ｎ／ｍｍ未満であるとエッチング工程や、搬送工程等のハンドリングで回路形成層が部分的にはがれる恐れがある。また、０．８Ｎ／ｍｍを超えると、絶縁体の組み合わせによっては、引きはがしの際に、形成した回路がキャリアについてはがれないことがある。より好ましくは回路形成層とキャリアとの引きはがし強度は０．０５Ｎ／ｍｍ〜０．６Ｎ／ｍｍの範囲である。この強度内に制御すると、一般的な絶縁体であるガラスエポキシに対して、回路形成層の粗化処理なしでも、回路の引き抜きもなく、引きはがすことができるし、ハンドリングも安定して行うことができる。
【００１８】
回路形成層は配線として用いられることが多く、回路形成層の材料としては、配線材やリードフレーム材として一般に用いられているＣｕまたはＣｕを主成分とする合金やＦｅ−Ｎｉ系合金等が好ましく、なかでも導電性の高いＣｕまたはＣｕを主成分とする合金が特に好ましい。ここで、Ｃｕを主成分とする合金にはＣｕ−Ｆｅ系合金、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金、Ｃｕ−Ｃｒ−Ｔｉ系合金、Ｃｕ−Ｃｒ−Ｚｒ系合金、Ｃｕ−Ｚｒ系合金等が挙げられる。
【００１９】
上述の如く、分離界面は、回路形成層とキャリア層の接合界面もしくは、該界面より回路形成層側に形成される必要がある。これは、回路転写後の回路とキャリア層の引きはがし分離工程において、回路および絶縁体表面にキャリア層の残留物を残さないためである。キャリア層の残留物が残ると、その残留物が導体である場合、回路が短絡する可能性が高く、信頼性を確保できない。また、キャリア層の残留物が絶縁体である場合、回路との電気的接続において絶縁不良を起こしたり、はがれを生じたりする可能性が高い。いずれの場合においても残留物除去工程が必要となり、生産性を著しく悪化させる上、新たな設備投資が必要となり、生産コストを上げてしまう。
【００２０】
弱接合領域による分離界面は回路形成層とキャリア層の界面と該界面から回路形成層側に３μｍの間に存在することが好ましい。回路の形状や厚さにも依存するが、分離界面が回路形成層側の深いところに形成された積層箔の場合、回路転写後の引きはがしによる分離工程において、分離界面に応力集中が生じにくく、引きはがし分離が困難になる恐れがある。
また、さらには、弱接合領域による分離界面が回路形成層とキャリア層の界面から５０ｎｍ〜２μｍの範囲にあることが好ましい。分離界面は回路形成層とキャリア層の界面にあるよりも、少し回路形成層側の位置にあったほうが、ハンドリングの際には、はがれないように、且つ引きはがし分離の際には、容易にはがせるように制御し易いし、キャリア層の残留物が確実に回路および絶縁体表面に残らないようにできる。
【００２１】
本発明の積層箔の製造方法としては、キャリア層の上にめっき法、乾式成膜法、表面活性化接合法、または、それらの組み合わせによって回路形成層を形成することが好ましい。
ここで、乾式成膜法とは、真空蒸着、スパッタ、イオンプレーティング等の物理的蒸着法や化学的蒸着法を指す。特に真空蒸着は成膜速度が速く良い。また、スパッタやイオンプレーティング等は膜質が良いが、成膜速度が遅いので、蒸着装置の設計等に考慮が必要である。
【００２２】
例えば、図５に示す如く、金属支持体層（９）上にバリア層（８）を備えたキャリア層の表面にめっき法または乾式成膜法などにより、分離層（１０）を薄く形成し、さらに導体層（１１）をめっき法により形成する。分離層（１０）と導体層（１１）とが回路形成層であり、この場合、分離層が主として弱接合領域となり、導体層が主として実際の回路となる層である。勿論、導体層上に分離層の一部が残留することもある。
このとき、分離層と導体層の界面が分離界面（２）として機能できるような接合強度となるよう分離層と導体層の組み合わせを選択すると良い。また、導体層の形成をイオンエッチングを用いた表面活性化接合法により行っても良い。
分離層は、エッチングにより導体層と同じ回路を形成するため、同じエッチング液で回路を形成できるものが好ましく、さらには、表面に緻密な酸化皮膜を形成する金属が好ましい。緻密な酸化皮膜にめっき法により導体層を形成することで、適度な接合強度をもつ積層箔を形成し易い。具体的には、分離層としてＣｒ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｃｕなどが好ましい。また、導体層としては、電気特性が要求されるため、ＣｕまたはＣｕを主成分とする合金が良い。導体層と分離層は必ずしも異なる物質である必要はなく、同種であっても良い。
【００２３】
また、本発明の積層箔の製造方法としては、本願出願人が提案する特開２００１−１６２３８２号に記載の蒸着ロール接合法が好適である。蒸着ロール接合法は真空室内で２つの被接合材の少なくとも一方の面側に、搬送しながら、乾式成膜法により乾式成膜層を付着形成させた後、被接合材同士を圧着接合する方法である。
例えば、図６に示す如く、キャリア層と導体層を準備し乾式成膜層（１２）を介して接合すると良い。接合の際の雰囲気やロール荷重、表面粗さなどを制御し、適切な引きはがし強度を持つ分離界面を乾式成膜層内に形成することができる。
乾式成膜層は導体層と同種であっても良いし、異種であっても良い。導体層と同様にＣｕまたはＣｕ合金が好ましい。また、乾式成膜層の一部を回路に残すことができるため、はんだ接続用に利用する目的でＳｎ、Ａｇなどとしても良い。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
（実施例１）
本発明の用途である転写法に適した積層箔を上記の蒸着ロール接合法にて作製した。
まず、金属支持体層の帯材として、厚さ３５μｍの電解Ｃｕ箔を準備し、その片側表面にバリア層としてチタンをスパッタにより厚さ０．１μｍとなるように成膜し、キャリア層帯材とした。また、回路形成層を構成する導体層の帯材として厚さ１８μｍの電解銅箔を準備した。
キャリア層帯材のバリア層側面と導体層帯材の片側の面にそれぞれ平均厚さ０．５μｍとなるようにＣｕを真空蒸着し、キャリア層帯材と導体層帯材とのＣｕ蒸着面同士をロール圧延で圧着し、転写法用となる積層箔を得た。
なお、この得られた転写法用積層箔の構造は、キャリア層が電解Ｃｕ箔／チタンバリア層であり、回路形成層は、導体層／導体層上のＣｕ蒸着層／バリア層上のＣｕの蒸着層の積層構造体である。Ｃｕの蒸着層が弱接合領域となり、分離層である。
【００２５】
この転写法用積層箔をエッチングして、幅１０ｍｍの引きはがし試験片を作製し、毎分５０ｍｍの速度で９０°引きはがし試験を行ったところ、０．１Ｎ／ｍｍで回路形成層内のＣｕの乾式成膜層（Ｃｕの蒸着層）内ではがれた。
【００２６】
図２に示す如く、積層箔の回路形成層に対して最小配線幅／間隔が１２０μｍ／９０μｍの回路が得られるように感光性レジストをラミネートし、露光・現像してマスクを形成後、塩化第二鉄を用いてスプレーエッチングにより回路を形成したところ、エッチングによる剥れもなく、良好な回路が得られた。そしてさらに、ガラスクロス入りのエポキシ樹脂のプリプレグに押し当てプレス成形した後、キャリア層を引きはがしたところ、回路および絶縁体の表面にはキャリア層のＴｉを残さずはがすことができ、良好な基板を得た。
【００２７】
（実施例２）
本発明の用途である転写法に適した積層箔を上記の蒸着ロール接合法にて作製した。
まず、キャリア層として、厚さ３５μｍの電解Ｃｕ箔金属支持体層と厚さ５０μｍのＰＥＴバリア層からなる帯材を準備した。また、回路形成層を構成する導体層の帯材として厚さ３５μｍの電解銅箔を準備した。
キャリア層帯材のバリア層側面と導体層帯材の片側の面にそれぞれ平均厚さ０．２μｍとなるようにＣｕを真空蒸着し、キャリア層帯材と導体層帯材とのＣｕ蒸着面同士をロール圧延で圧着し、転写法用となる積層箔を得た。
なお、この得られた転写法用積層箔の構造は、キャリア層が電解Ｃｕ箔／ＰＥＴバリア層であり、回路形成層は、導体層／導体層上のＣｕ蒸着層／バリア層上のＣｕの蒸着層の積層構造体である。Ｃｕの蒸着層が弱接合領域となり、分離層である。
【００２８】
この転写法用積層箔をエッチングして、幅１０ｍｍの引きはがし試験片を作製し、毎分５０ｍｍの速度で９０°引きはがし試験を行ったところ、０．０８Ｎ／ｍｍで回路形成層内のＣｕの乾式成膜層（Ｃｕの蒸着層）内ではがれた。
【００２９】
図７に示す如く、積層箔の回路形成層に対してバンプサイズ３００μｍ×３００μｍ、ピッチ５００μｍの回路が得られるように感光性レジストをラミネートし、露光・現像してマスクを形成後、Ｎｉ／Ａｕめっき（１３）を施し、それをマスクとし、アルカリエッチャントを用いてスプレーエッチングにより回路を形成したところ、エッチングによる剥れもなく、良好な回路が得られた。そしてさらに、部品（１４）をダイボンド（１５）によりエッチングで形成したダイパッド（１６）に固定して、Ａｕワイヤ（１７）を用いたワイヤボンディングにより部品とＮｉ／Ａｕめっき表面を電気的に接続し、封止樹脂（１８）でモールドした後、キャリア層を引きはがしたところ、回路および絶縁体の表面にはキャリア層のＰＥＴを残さずはがすことができ、良好なＬＧＡ（Ｌａｎｄ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）パッケージ（１９）を得た。
以上のように、本発明の積層箔を用いれば、容易に良好な基板またはパッケージを得ることができる。
なお、本発明の積層箔の使用方法は上述の実施例に示した用途に限定されるものではないことは言うまでもない。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、キャリア層の除去を容易にし、且つ工程を簡略化することができる積層箔を提供することで、転写法において生産性を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の積層箔の一例を示す断面模式図である。
【図２】本発明の積層箔を用いた基板の製造方法の一例を示す断面模式図である。
【図３】本発明の積層箔の一例を示す断面模式図である。
【図４】本発明の積層箔の一例を示す断面模式図である。
【図５】本発明の積層箔の一例を示す断面模式図である。
【図６】本発明の積層箔の一例を示す断面模式図である。
【図７】本発明の積層箔を用いたパッケージの製造方法の一例を示す断面模式図である。
【符号の説明】
１．回路形成層、２．分離界面、３．キャリア層、４．積層箔、５．回路、６．絶縁体、７．基板、８．バリア層、９．金属支持体層、１０．分離層、１１．導体層、１２．乾式成膜層、１３．Ｎｉ／Ａｕめっき、１４．部品、１５．ダイボンド、１６．ダイパッド、１７．Ａｕワイヤ、１８．封止樹脂、１９．ＬＧＡパッケージ
【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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