(57)【要約】      （修正有）【課題】所定厚みの導電膜で形成した配線構造体及びその形成方法において、高周波の電流を通電する際に表皮効果による電流密度の局部的な増大が生じることを抑制できる配線構造体及びその形成方法を提供する。【解決手段】所定厚みの導電膜３０で形成した配線構造体において、導電膜３０は、通電方向を横断する断面による断面形状を上方に向けて膨出した湾曲形状とする。そのために、所定のパターンに導電膜３０で配線が形成される基板の配線形成領域にパターンに沿って絶縁膜２０を配設する工程と、配設された絶縁膜２０の上面を上方に向けて膨出した湾曲面とする工程と、基板の上面に所定の膜厚の導電膜３０を製膜する工程と、製膜された導電膜をパターンニングしてパターンを形成する工程とによって形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定厚みの導電膜で形成した配線構造体において、
前記導電膜は、通電方向を横断する断面による断面形状を上方に向けて膨出した湾曲形状としたことを特徴とする配線構造体。
【請求項２】
前記導電膜の湾曲形状を、円弧形状としたことを特徴とする請求項１記載の配線構造体。
【請求項３】
前記導電膜の湾曲形状を、楕円弧形状としたことを特徴とする請求項１記載の配線構造体。
【請求項４】
前記導電膜は、上方に向けて膨出した湾曲面を備えた絶縁体上に設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の配線構造体。
【請求項５】
前記導電膜の下側には、前記導電膜に沿って磁性体を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の配線構造体。
【請求項６】
所定のパターンに導電膜で配線が形成される基板の配線形成領域に前記パターンに沿って絶縁膜を配設する工程と、
配設された前記絶縁膜の上面を上方に向けて膨出した湾曲面とする工程と、
前記基板の上面に所定の膜厚の導電膜を製膜する工程と、
製膜された前記導電膜をパターンニングして前記パターンを形成する工程と
を有する配線構造体の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線構造体及び配線構造体の形成方法に関するものであって、特に、通電方向を横断する方向での断面による断面形状を上方に向けて膨出した湾曲形状とした配線構造体及び配線構造体の形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体基板やポリイミド基板などのように金属製の導電膜によって所定パターンの配線が形成される基板では、基板全面に所要の金属膜を製膜して、この金属膜の上面にレジストを塗布し、このレジストを所定のパターンにパターンニングしてレジストマスクを形成し、このレジストマスクを用いて前記金属膜をエッチングすることにより所定のパターンとした配線構造体を形成している。
【０００３】
このように形成した配線構造体では、エッチングによって所定のパターンとしているために、通電方向を横断する断面による断面形状は矩形形状となっている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−３６８１１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
矩形形状の断面形状を有する配線構造体は、通常の使用形態では何ら問題ないが、携帯電話などの高周波機器で使用される１〜２ＧＨｚ以上の高周波の電流を通電した場合には、周波数が高くなればなるほど電流が配線の表面に集中する表皮効果の影響によって、配線の上面と側面とで形成される２つの角部に電流が集中するという問題があった。
【０００５】
このように、表皮効果によって電流が配線の角部に集中すると、配線の角部での電流密度が高まって消費電力が増大することとなるので、電流の集中が生じること、すなわち表皮効果の発生を回避する必要があったが、表皮効果を発生させないためには通電する電流の周波数を下げるしかなく、高周波の電流が利用される高周波機器に対しては適用不可能な方法であって、高周波機器における消費電力の低減が極めて困難となっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本発明の配線構造体では、所定厚みの導電膜で形成した配線構造体において、導電膜は、通電方向を横断する断面による断面形状を上方に向けて膨出した湾曲形状とした。
【０００７】
さらに、以下の点にも特徴を有するものである。すなわち、
（１）導電膜の湾曲形状を円弧形状としたこと。
（２）導電膜の湾曲形状を楕円弧形状としたこと。
（３）導電膜は上方に向けて膨出した湾曲面を備えた絶縁体上に設けたこと。
（４）導電膜の下側には導電膜に沿って磁性体を設けたこと。
【０００８】
また、本発明の配線構造体の形成方法では、所定のパターンに導電膜で配線が形成される基板の配線形成領域に前記パターンに沿って絶縁膜を配設する工程と、配設された絶縁膜の上面を上方に向けて膨出した湾曲面とする工程と、基板の上面に所定の膜厚の導電膜を製膜する工程と、製膜された導電膜をパターンニングして前記パターンを形成する工程とを有することとした。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、所定厚みの導電膜で形成した配線構造体において、導電膜は、通電方向を横断する断面による断面形状を上方に向けて膨出した湾曲形状としたことによって、高周波の電流を通電した際に表皮効果が生じても、電流の集中を生じさせることがなく、湾曲形状の上面に沿って通電させることができるので電流密度を低減させることができ、消費電力の低減を図ることができる。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の配線構造体において、導電膜の湾曲形状を円弧形状としたことによって、湾曲形状の上面における電流密度のバラツキを抑制しやすく、比較的均一とした電流密度とすることができるので、より効果的に消費電力の低減を図ることができる。
【００１１】
請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の配線構造体において、導電膜の湾曲形状を楕円弧形状としたことによって、円弧状の湾曲形状よりも、湾曲形状の上面における電流密度のバラツキが大きくなるが、配線構造体を薄型化できる。
【００１２】
請求項４記載の発明によれば、請求項１〜３のいずれか１項に記載の配線構造体において、導電膜は上方に向けて膨出した湾曲面を備えた絶縁体上に設けたことによって、導電膜の湾曲形状を絶縁体で保持することができ、導電膜に変形が生じることを防止できる。
【００１３】
請求項５記載の発明によれば、請求項１〜４のいずれか１項に記載の配線構造体において、導電膜の下側には導電膜に沿って磁性体を設けたことによって、この配線構造体でＱ値の大きいインダクタを形成できる。
【００１４】
請求項６記載の発明によれば、配線構造体の形成方法において、所定のパターンに導電膜で配線が形成される基板の配線形成領域に前記パターンに沿って絶縁膜を配設する工程と、配設された絶縁膜の上面を上方に向けて膨出した湾曲面とする工程と、基板の上面に所定の膜厚の導電膜を製膜する工程と、製膜された導電膜をパターンニングして前記パターンを形成する工程とを有することによって、通電方向を横断する断面による断面形状を上方に向けて膨出した湾曲形状の配線構造体を容易に形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の配線構造体及び配線構造体の形成方法では、図１の断面図に示すように、所定の基板10の上面に設けた所定形状の絶縁体20の上面に所定厚みの導電膜30を形成して配線構造体としているものであり、特に、絶縁体20は上面を上方に向けて膨出させた湾曲面としておくことにより、絶縁体20の上面に形成した導電膜30を上方に向けて膨出した湾曲形状としているものである。
【００１６】
このように配線構造体を湾曲形状の導電膜30で構成することによって、配線構造体に高周波の電流を通電した際に表皮効果が生じても、湾曲した導電膜30の上面において電流の局部的な集中が生じることを抑制できるので電流密度を低減させることができ、消費電力の低減を図ることができる。
【００１７】
特に、図１に示すように、導電膜30の湾曲形状を円弧形状とした場合には、湾曲形状の上面における電流密度のバラツキを抑制しやすく、比較的均一とした電流密度とすることができるので、より効果的に消費電力の低減を図ることができる。
【００１８】
一方、図２に示すように、導電膜30'の湾曲形状を楕円弧形状とした場合には、円弧状の湾曲形状とした場合よりも、湾曲形状の上面における電流密度のバラツキが大きくなるものの、配線構造体を薄型化することできる。
【００１９】
以下において、本実施形態の配線構造体の製造方法について説明する。ここでは、図３に示すように、基板10の上面に２ＧＨｚ用のスパイラルインダクタ40を形成する場合について説明する。図３中、50は基板10の内部に形成された内部配線であって、スパイラルインダクタ40の中央側端部に電気的に接続している。
【００２０】
まず、基板10の上面には、レジストを塗布し、このレジストをパターンニングして、スパイラルインダクタ40が形成される形成領域に、図４に示すように、断面矩形状のレジストで構成された絶縁体20を配置する。なお、レジストの代わりに有機高分子層間膜などの絶縁材料を用いてもよい。図４は、スパイラルインダクタ40の通電方向を横断する断面での断面形状を示している。本実施形態では、断面矩形状とされた絶縁体20は、厚さ約１０μm、幅約２０μｍとしている。
【００２１】
断面矩形状とした絶縁体20の形成後、基板10に約１６０℃の熱処理を行うことによって絶縁体20を軟化させ、絶縁体20に表面張力を生じさせて、図５に示すように、絶縁体20の断面形状を半円形状として、上面を上方に向けて膨出した湾曲面としている。このように加熱によって絶縁体20の変形を促す処理を「ラウンドベーク」という。本実施形態では、ラウンドベーク前の絶縁体20を、厚さ約１０μm、幅約２０μｍとしていたので、ラウンドベーク後は、半径約１０μｍの半円形状とすることができる。
【００２２】
ラウンドベーク後、図６に示すように、基板10の上面には蒸着またはスパッタリングなどによって所定厚みの金の被膜から成る導電膜30を製膜している。なお、導電膜30は金で形成するものに限定するものではなく、銅あるいはアルミニウムなど、適宜の金属で形成してよい。
【００２３】
導電膜30の形成後、基板10の上面にはレジストを塗布し、スパイラルインダクタ40が形成される形成領域部分のみにレジストが残存するようにパターンニングを行って、図７に示すようにレジストマスク60を形成している。
【００２４】
レジストマスク60の形成後、このレジストマスク60を用いて導電膜30をミリングまたはエッチングなどによって除去することにより、導電膜30をスパイラルインダクタ40の形状にパターンニングし、その後、レジストマスク60を除去することによって図１に示すように、上方に向けて膨出した湾曲面を備えた絶縁体20上に、上方に向けて膨出した湾曲形状の導電膜30でスパイラルインダクタ40を形成している。
【００２５】
本実施形態では、導電膜30の下側の絶縁体20を半円形状としていることによって導電膜30を半円弧形状に形成しているが、導電膜30の下側の絶縁体20を半楕円形状とすることによって、半楕円弧形状の導電膜30'を形成できる。半楕円弧形状の絶縁体20は、絶縁体20となるレジストを基板10に塗布する際のレジストの厚み寸法を、半円弧形状の絶縁体20を形成する場合よりも薄くすることによって容易に形成できる。
【００２６】
なお、表皮効果を考慮すると、導電膜30は２μｍ程度の厚さを有していることが望ましい。導電膜30を２μｍ程度の厚さとする場合には、めっき処理によって導電膜30を形成するのが好適である。
【００２７】
めっき処理で導電膜30を形成する場合には、図５に示したようにラウンドベークを行った後、まず、基板10の表面に２００ｎｍ程度の蒸着膜を形成してめっき下地膜を形成している。
【００２８】
そして、めっき下地膜が形成された基板10の上面にレジストを塗布してパターンニングを行い、導電膜30の形成部分のめっき下地膜を露出させためっき用レジストマスクを形成している。
【００２９】
その後、めっき処理によってめっき下地膜上に金属被膜から成る所定厚みの導電膜30を形成し、めっき用レジストマスクを除去するとともに、めっき用レジストマスクの下側のめっき下地膜をミリングなどによって除去し、図１に示すように、上方に向けて膨出した湾曲形状の導電膜30を形成することができる。
【００３０】
なお、上方に向けて膨出した湾曲形状の導電膜30の形成後、この導電膜30の一部に導電膜30の下側の絶縁体20に達する貫通孔を設けて、導電膜30の下側の絶縁体20を溶出させて除去することにより、図８に示すように導電膜30の下側を空洞化してもよい。
【００３１】
また、スパイラルインダクタ40を形成する場合には、図９に示すように、スパイラルインダクタ40の形成領域に沿って磁性体70を配設し、その後、絶縁体20及び導電膜30を前述したように順次形成して、図１０に示すように、導電膜30の下側に導電膜30に沿って磁性体70を設けることもできる。
【００３２】
この磁性体70の形成は、基板10の上面に所要の磁性材料を製膜し、その上面にレジストを塗布してパターニングすることにより磁性体用レジストマスクを形成し、このレジストマスクを用いて磁性体のエッチングまたはミリングを行って所定形状の磁性体70を形成している。
【００３３】
このように、導電膜30の下側に導電膜30に沿って磁性体70を設けてスパイラルインダクタ40を形成することにより、インダクタの高周波における損失を計る指標であるＱ値を大きくすることができ、スパイラルインダクタ40の特性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態に係る配線構造体の断面図である。
【図２】変容例の配線構造体の断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る配線構造体で形成されるスパイラルインダクタの説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る配線構造体の形成工程説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係る配線構造体の形成工程説明図である。
【図６】本発明の実施形態に係る配線構造体の形成工程説明図である。
【図７】本発明の実施形態に係る配線構造体の形成工程説明図である。
【図８】変容例の配線構造体の断面図である。
【図９】変容例のスパイラルインダクタの形成方法説明図である。
【図１０】変容例のスパイラルインダクタに用いた配線構造体の断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
10  基板
20  絶縁体
30  導電膜
40  スパイラルインダクタ
50  内部配線
60  レジストマスク
70  磁性体
【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】
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