(57)【要約】【課題】表面を十分に平坦化することが可能な金属箔の平坦化方法を提供する。【解決手段】金属箔１１の表面側の一部を硬化させて硬化層１４を形成する工程と、切削作用を有する研磨器具を使用して研磨することにより、硬化層１４の上部を除去する工程と、残存する硬化層１４を研磨により除去して、表面を平坦化する工程とを含んで、金属箔１１の平坦化を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属箔の表面側の一部を硬化させて硬化層を形成する工程と、
切削作用を有する研磨器具を使用して研磨することにより、前記硬化層の上部を除去する工程と、
残存する前記硬化層を研磨により除去して、表面を平坦化する工程とを含む
金属箔の平坦化方法。
【請求項２】
前記金属箔を酸化することにより、前記硬化層を形成する請求項１に記載の金属箔の平坦化方法。
【請求項３】
前記金属箔の裏面側の一部にも、前記表面側と同時に前記硬化層を形成する請求項１に記載の金属箔の平坦化方法。
【請求項４】
前記表面を平坦化する工程を、遊離砥粒研磨もしくは化学的機械的研磨により行う請求項１に記載の金属箔の平坦化方法。
【請求項５】
強アルカリ性酸化剤によって前記金属箔を酸化させることにより、前記硬化層を形成する請求項１に記載の金属箔の平坦化方法。
【請求項６】
前記硬化層を形成した後に、前記金属箔にレーザ光線を照射して、前記硬化層を深さ方向に広げる請求項１に記載の金属箔の平坦化方法。
【請求項７】
前記切削作用を有する研磨器具に、フッ素樹脂ボンドダイアモンド砥石を使用する請求項１に記載の金属箔の平坦化方法。
【請求項８】
前記金属箔が、銅、ニッケル、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウム、モリブデン、タングステンから選ばれた少なくとも１種の金属からなる請求項１に記載の金属箔の平坦化方法。
【請求項９】
コア材と配線層とを含む配線基板であって、
コア材と、
前記コア材上に形成され、表面が平坦化された金属箔と、
前記金属箔の前記表面上に接して形成された誘電材と、
前記誘電材上に接して形成された電極と、
前記金属箔から成る下部電極と、前記誘電材と、前記電極から成る上部電極とから構成されるキャパシタとを含む
配線基板。
【請求項１０】
前記金属箔の前記表面の粗度が０．１μｍ以下である請求項９に記載の配線基板。
【請求項１１】
前記金属箔の前記表面の粗度が０．０１〜０．０６μｍである請求項９に記載の配線基板。
【請求項１２】
前記金属箔が前記配線層の１層を兼ねている請求項９に記載の配線基板。
【請求項１３】
コア材と、配線層と、前記コア材上に形成され、表面が平坦化された金属箔と、前記金属箔の前記表面上に接して形成された誘電材と、前記誘電材上に接して形成された電極と、前記金属箔から成る下部電極と、前記誘電材と、前記電極から成る上部電極とから構成されるキャパシタとを含む配線基板と、
前記配線基板に搭載された半導体チップとを含む
半導体デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、金属箔の平坦化方法、金属箔を用いた配線基板、並びに、配線基板に半導体チップを搭載した半導体デバイスに係わる。
【背景技術】
【０００２】
電解銅箔は、プリント配線板の基礎材料として広く使用されている。
プリント配線板が多用される電子及び電気機器には、小型化、軽量化等が求められている。そのため、配線のピッチを微細化する必要があり、より薄い銅箔をプリント配線板に採用することによって、形成する配線のエッチングファクターを向上させている。
また、特に、ＩＣチップ等を直接搭載するインタポーザ基板である、テープ  オートメーティド  ボンディング（ＴＡＢ）基板やチップ  オン  フィルム（ＣＯＦ）基板においては、さらに、高機能化が要求されている。
従って、基板中に可能な限り大きな部品実装面積を確保するために、通常のプリント配線板用途以上の平滑面を持つ電解銅箔が求められている。
【０００３】
そこで、電解銅のめっき液に添加剤を加えることにより、表面粗さＲｚが１．０μｍ±０．５μｍ程度の平坦性を有する電解銅箔を得る製造方法が提案されている（特許文献１〜特許文献３を参照）。
【０００４】
さらに、電子又は電気機器は、その用途によっては、高速動作が要求されるようになっており、薄厚化された銅箔の表面が平坦ではないと、その表皮効果によって実効的な配線断面積が減少して、高速動作に支障を来す。
【０００５】
また、インダクタやキャパシタの機能を、プリント配線基板中に搭載することが提案されている。
そして、例えば、プリント配線基板の銅箔上に、誘電材及び上部電極を形成して、キャパシタを構成することが提案されている（例えば、特許文献３、特許文献４を参照）。
この構成のキャパシタを形成する際には、キャパシタの下部電極に相当する銅箔の表面の平坦性が重要である。
【０００６】
そこで、キャパシタの下部電極として使用するためには、特許文献１や特許文献２等に記載されているような、平坦性を有する銅箔をさらに研磨することによって、より平滑な表面とすることが望まれる。
銅箔等の金属箔を研磨する方法としては、物理研磨、化学研磨、電解研磨、及びこれらの複合研磨がある。１つの研磨方法単独、もしくは、複数の研磨方法を段階的に組み合わせて、所望の平滑面となるまで研磨を行う。
【０００７】
化学研磨では、基本的には等方性エッチングのメカニズムに従って平滑化が進むため、十分な平坦性を得るためには、大きな研磨量が必要になる欠点がある。また、電解研磨では、突部による電解集中によって選択的にエッチングが進行するため、研磨初期の研磨効果は大きいが、エッジ部が丸くなってくると研磨効果が大きく低下する。
即ち、化学研磨及び電解研磨は、大きなラフネスを有る程度まで低減するためには効果的であるが、表面粗さＲｚでサブミクロン以下まで平滑化するには適していない。
物理研磨は、効果的に研磨を進めることができる。しかし、固定砥粒を使用した場合には、研磨粒子の突出ばらつきによって研磨痕が発生することから、一つの砥石番手で研磨を完了することができない。このため、多段階的に徐々に砥石番手を大きく（研磨粒子は小さく）していく段階研磨が必要となり、平坦面を仕上げるまでに時間がかかる。一方、遊離砥粒を使用した場合には、研磨痕の発生は抑えられるが、研磨粒子が動くため、固定砥粒よりも研磨速度が低下し、この場合も平坦面を仕上げるまでに時間がかかる。
遊離砥粒を形成する研磨液に化学的研磨作用を持たせて、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）を行う方法もあり、この方法によれば、最も優れた平滑面が得られるが、遊離砥粒による物理研磨と同様に研磨速度は遅い。
【０００８】
なお、電解金属箔や圧延金属箔では、内部応力や結晶性を回復するために、焼鈍処理を施すことがある。焼鈍処理した金属箔は硬度が低く柔らかい。
このような軟性の金属箔を研磨した場合、研磨痕が発生しやすいため、より高番手（低粒径）の砥石やスラリーを用い、更に時間をかけて研磨する必要を生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−１４３７８５号公報
【特許文献２】特開２００４−３５９１８号公報
【特許文献３】特開２００７−２８１４６６公報
【特許文献４】特開２０１０−４５２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように、金属箔においては、表面を十分に平坦化することが望まれている。
また、金属箔を下部電極として用いて形成した内蔵キャパシタを含む配線基板では、金属箔の表面を十分に平坦化して、内蔵キャパシタの信頼性や特性を良好にすることが望まれている。
【００１１】
本技術の目的は、表面を十分に平坦化することが可能な金属箔の平坦化方法を提供するものである。また、表面が平坦化された金属箔を用いた配線基板を提供するものである。さらにまた、配線基板を用いた半導体デバイスを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本技術の金属箔の平坦化方法は、金属箔の表面側の一部を硬化させて硬化層を形成する工程と、切削作用を有する研磨器具を使用して研磨することにより、硬化層の上部を除去する工程と、残存する硬化層を研磨により除去して、表面を平坦化する工程とを含む。
【００１３】
上述の本技術の金属箔の平坦化方法によれば、金属箔の表面側の一部に硬化層を形成して、この硬化層の部分で研磨を行うことにより、金属箔を直接研磨した場合と比較して、研磨痕を付きにくくすることができる。
そして、切削作用を有する研磨器具を使用して研磨することにより、硬化層の上部を除去するので、この硬化層の上部を除去する工程を比較的短い時間で行うことができる。
さらに、残存する硬化層を研磨により除去して、表面を平坦化することにより、研磨痕を付けずに少ない工程数で金属箔の表面を平坦化することが可能になる。
【００１４】
本技術の配線基板は、コア材と配線層とを含むものである。そして、コア材と、このコア材上に形成され表面が平坦化された金属箔と、この金属箔の表面上に接して形成された誘電材と、この誘電材上に接して形成された電極とを含む。そして、金属箔から成る下部電極と、誘電材と、電極から成る上部電極とから構成されるキャパシタを含む。
【００１５】
上述の本技術の配線基板の構成によれば、金属箔の平坦化された表面上に接して誘電材が形成され、その誘電材の上に接して上部電極が形成されて、キャパシタが構成されている。これにより、誘電材を薄くしても、誘電材の厚さの均一性が得られ、上部電極と接する誘電材の表面を十分に平坦にすることができるので、キャパシタの下部電極と上部電極との間隔をほぼ一定に保つことができる。
【００１６】
本技術の半導体デバイスは、上述した本技術の配線基板と、この配線基板に搭載された半導体チップとを含むものである。
【発明の効果】
【００１７】
上述の本技術の金属箔の平坦化方法によれば、研磨痕を付けずに少ない工程数で金属箔の表面を平坦化することが可能になるので、比較的短い時間で、金属箔の表面を十分に平坦化することが可能になる。
【００１８】
また、本技術の配線基板によれば、キャパシタの下部電極と上部電極との間隔をほぼ一定に保つことができる。
従って、誘電材を薄くしてキャパシタの容量を大きくすると共に、キャパシタの耐電圧を大きくすることが可能になる。
即ち、内蔵されたキャパシタの特性及び信頼性が十分に得られる、キャパシタ内蔵配線基板を実現することができる。
【００１９】
また、本技術の半導体デバイスによれば、本技術の配線基板と、この配線基板に搭載された半導体チップとを含むので、配線基板に内蔵されたキャパシタの特性が良好であり、信頼性が十分に得られる半導体デバイスを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】Ａ〜Ｃ  第１の実施の形態の金属箔の平坦化方法を示す工程図である。
【図２】Ｄ〜Ｆ  第１の実施の形態の金属箔の平坦化方法を示す工程図である。
【図３】図１Ｂの硬化層の拡大断面図である。
【図４】フッ素樹脂ボンドダイアモンド砥石を使用した場合の工程図である。
【図５】第２の実施の形態の金属箔の平坦化方法を示す工程図である。
【図６】図５の工程を行うための具体的な製造装置の構成を示す図である。
【図７】第３の実施の形態の多層配線基板の概略構成図（断面図）である。
【図８】Ａ〜Ｃ  第３の実施の形態の多層配線基板の製造方法を示す製造工程図である。
【図９】Ｄ、Ｅ  第３の実施の形態の多層配線基板の製造方法を示す製造工程図である。
【図１０】第３の実施の形態で使用する薄膜キャパシタ材の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本技術を実施するための最良の形態（以下、実施の形態とする）について説明する。
なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（金属箔の平坦化方法）
２．第２の実施の形態（金属箔の平坦化方法）
３．変形例
４．第３の実施の形態（多層配線基板及びその製造方法）
【００２２】
以下の説明において、表面粗度ＲｚＪＩＳは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−２００１に準拠して、ＴＤ（Transverse Direction）方向に測定した値で規定される値である。また、「平滑」とは、金属箔の表面粗度ＲｚＪＩＳが小さいことを意味する。
【００２３】
＜１．第１の実施の形態（金属箔の平坦化方法）＞
第１の実施の形態の金属箔の平坦化方法を説明する。
図１Ａに示すように、上面の凹凸１２及び下面の凹凸１３を有する金属箔１１を使用する。
金属箔１１としては、例えば、銅、ニッケル、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウム、モリブデン、タングステンや、その他の金属の箔を使用することができる。そして、これらの金属を用いた、圧延箔や電解箔を使用することができる。
銅を金属箔１１に使用する場合には、例えば、電解銅箔を使用することができる。
また、例えば、表面粗度ＲｚＪＩＳが１μｍ程度の金属箔１１を使用することができる。
図１Ａに示すような金属箔１１は、従来公知の方法によって、切り出すことができる。
なお、金属箔１１は、必要に応じて、前処理工程や洗浄工程を行っておく。
【００２４】
そして、金属箔１１の上面及び下面の一部を、薬品により酸化処理して、図１Ｂに示すように、酸化されて硬化した硬化層１４を形成する。このとき、理想的な硬化層１４の拡大断面図を図３に示す。図３に示すように、硬化層１４では、薬品によって針状にエッチングされて表面が粗化されており、かつ、表面付近の層が一様に酸化されている。
【００２５】
金属箔１１として電解銅箔を使用する場合には、酸化処理用の薬品として、例えば、次亜塩素酸ナトリウムと水酸化ナトリウムの混合水溶液を使用して、この混合水溶液中で電解銅箔を酸化させる。このときの次亜塩素酸ナトリウムと水酸化ナトリウムのモル比（ＮａＣｌＯ２／ＮａＯＨ）は、概ね１５〜２０として、水酸化ナトリウム濃度は７〜１４ｇ／Ｌ程度として、残りは水とする。また、酸化の処理温度は８０〜９０℃、処理時間は概ね２〜１０分である。そして、図３に示したような、理想的な形状及び一様な硬化層１４を形成するために、次亜塩素酸ナトリウムと水酸化ナトリウムの組成比や濃度、温度、処理時間等を、電解銅箔の表面状態に合わせて、最適条件を選択することが好ましい。
【００２６】
上述した酸化処理は、一般的なＲｏｌｌ  Ｔｏ  Ｒｏｌｌ式薬品処理装置で行うと、非常に効率的である。
なお、酸化処理は、金属箔１１を裁断加工した後に行っても構わない。
酸化処理用の薬品は、金属箔１１の金属の種類に対応して、その金属の酸化に適した薬品を選定する。
【００２７】
次に、図１Ｃに示すように、切削作用を有する研磨器具を使用して研磨を行い、金属箔１１の上面側の硬化層１４のうち、硬化層１４の上部の凹凸１２を含む部分を切削除去する。
例えば、金属箔１１の上面の粗度がＲｚＪＩＳで０．１μｍ程度以下となるまで、研磨を行う。
ここでは、図１Ｃに示すように、硬化層１４内で切削研磨を終了させる。これは、硬化層１４と軟性層とが混在する箇所や軟性層に対して、切削作用の強い研磨器具で研磨を行うと、箔のえぐれやスクラッチ等が発生して、良好な平坦面の形成が困難になるためである。
また、硬化層１４を多く残すと、後の研磨工程に時間を要するため、軟性層が現れないぎりぎりの深さまで研削しておくことが好ましい。
研磨の際には、金属箔１１を定盤や研削板等にワックス等を用いて固定して、高精度な研磨が可能なようにすることが好ましい。
【００２８】
切削作用を有する研磨器具としては、例えば、図１Ｃに矢印で示す回転運動をする回転機構２２に取り付けられた切削歯２１を有する切削バイト２３を使用することができる。
また、図４に示すように、フッ素樹脂２４中にダイアモンド砥石２５が埋め込まれた、フッ素樹脂ボンドダイアモンド砥石２６も使用することができる。
同様に、切削作用を有する他の研磨器具を使用することもできる。
【００２９】
切削バイト２３を使用する場合には、金属箔１１からの歯高を高精度に調整かつ維持できる機構が必要であり、金属箔１１の表面に対して研磨しろを設定した後に研磨を開始する。
フッ素樹脂ボンドダイアモンド砥石２６等の研磨器具を使用する場合には、金属箔１１への押圧が常に一定になるような機構が必要となる。
これらの研磨器具やその他の研磨器具のいずれの研磨器具を使用する場合でも、必要に応じて、らせん回転、往復運動、揺動、等の運動をさせる機構を設けたり、研削液や潤滑液等の、吹きつけ、塗布、滴下等を行ったりしても良い。
【００３０】
このようにして、図２Ｄに示すように、金属箔１１の上面側の硬化層１４の表面を平坦化する（一次平坦化）。
【００３１】
次に、スラリーを用いた遊離砥粒研磨、もしくは化学的機械的研磨（ＣＭＰ）によって、金属箔１１の上面を研磨（最終研磨）する。具体的には、例えば、図２Ｅに示すように、円盤状の研磨器具２７を矢印で示すように回転させて、金属箔１１の上面を研磨する。
これにより、金属箔１１の上面に残っていた硬化層１４を全て除去すると共に、硬化層１４の下の軟性層を０．１μｍ以下の所望の表面粗度を有する平滑な表面が得られるまで研磨する。
このようにして、図２Ｆに示すように、金属箔１１の上面において、鏡面のように十分な平滑度を有する表面１５が得られる。
その後は、必要に応じて、洗浄工程や定盤からの剥離工程等を行う。
【００３２】
なお、前処理工程、洗浄工程、定盤からの剥離工程については、詳細な説明は省略したが、より平滑な表面の実現や研磨効率向上のためには、これらの工程を適宜導入する必要がある。
【００３３】
本技術において、金属箔１１の処理前の表面粗度は、前述したＲｚＪＩＳ：１μｍ程度に限らない。
ただし、効率的な薬品による硬化、及び効果的な研磨を考慮すると、ＲｚＪＩＳ：１.５μｍ以下の金属箔を使用することが好ましい。さらには、ＲｚＪＩＳ：１μｍ程度の金属箔を使用することがより好ましい。
【００３４】
また、図１Ｃに示した工程の後の硬化層１４での研磨レベルは、前述したＲｚＪＩＳ：０．１μｍ程度以下に限らない。
なお、仕上げ研磨を１工程で終了するためには、この時点で０．２μｍ程度以下まで平滑化しておくことが好ましく、０．１μｍ程度以下まで平滑化しておくことがより好ましい。
【００３５】
また、最終的に得られる金属箔１１の表面の粗度ＲｚＪＩＳは、少なくとも０．１μｍ以下とすることが好ましい。より好ましくは、粗度ＲｚＪＩＳが０．０１〜０．０６μｍとなるまで平坦化する。
【００３６】
ＲｚＪＩＳで０．０２μｍの表面状態を得るためには、従来の研磨方法では３時間程度の処理時間を必要としていた。
これに対して、上述した実施の形態の方法によると、約１時間程度で処理を完了することが可能となり、大幅に時間短縮が可能となる。
【００３７】
上述の本実施の形態の金属箔の平坦化方法によれば、金属箔１１の表面側の一部に硬化層１４を形成して、この硬化層１４の部分で研磨を行うことにより、金属箔１１を直接研磨した場合と比較して、研磨痕を付きにくくすることができる。
そして、切削作用を有する研磨器具（切削バイト２３やフッ素樹脂ボンドダイアモンド砥石２６等）を使用して研磨する際に、硬化層１４内で切削研磨を終了させるので、硬化層１４の上部を除去することができる。切削作用を有する研磨器具を使用するので、この工程を比較的短い時間で行うことができる。また、この工程では、硬化層１４以外の軟らかい部分（軟性層）は研磨されないので、箔のえぐれやスクラッチ等が発生しない。
さらに、残存する硬化層１４を研磨により除去して、表面を平坦化することにより、軟性層に研磨痕を付けずに、少ない工程数で金属箔１１の表面を平坦化することが可能になる。
【００３８】
従って、本実施の形態の金属箔の平坦化方法によれば、焼鈍済み金属箔や軟性の金属箔のように、研磨が難しい金属箔であっても、仕上げ研磨までの研磨工程の工程数及び所要時間を大幅に短縮することが可能である。
【００３９】
これらのことから、本実施の形態の金属箔の平坦化方法によれば、安価に且つ短い時間で、表面粗度ＲｚＪＩＳがサブミクロンレベルの平坦性を有する金属箔１１を得ることが可能となる。
【００４０】
なお、図２Ｆに示したように、金属箔１１の裏面側は、凹凸１３を有する硬化層１４のままで残しているので、金属箔１１とその下層との密着性を付与することができる。
【００４１】
添加剤の添加による平滑化電解銅箔では、前記特許文献２において、Ｒｚ≧０．１５μｍと平滑な面が報告されている。
しかし、高速動作用の配線用、もしくは、キャパシタの下部電極用の材料としては、さらに粗度Ｒｚが一桁程低い平滑面が要求される。
本実施の形態の平坦化方法によれば、ＲｚＪＩＳで０．０２μｍ程度の表面状態を得ることが可能であり、この要求を満たすことができる。
【００４２】
一方、ニッケル箔等の銅箔以外の金属箔については、ＲｚＪＩＳで約０．５〜３μｍ程度の箔を、種々の研磨方法を用いて平滑化しているのが現状である。
本実施の形態の平坦化方法によれば、ニッケル箔等の銅箔以外の金属箔においても、ＲｚＪＩＳで０．０２μｍ程度の表面状態を得ることが可能であり、銅箔と同様に十分に平坦化された表面状態を得ることができる。
【００４３】
さらに、本実施の形態で平坦化した金属箔１１を、プリント配線基板内にラミネートする場合には、平坦化した表面（上面）とは反対側の裏面（下面）は既に硬化層１４が形成されていて、図３に示したように粗化されている。そのため、新たに処理を行うことなく、プリント配線基板の基材の樹脂との密着性を得ることが可能である。
【００４４】
＜２．第２の実施の形態（金属箔の平坦化方法）＞
第２の実施の形態の金属箔の平坦化方法を説明する。
本実施の形態の方法は、薬品では十分な厚さの硬化層が得にくい金属箔の場合、もしくは、より深い硬化層を得たい場合に好適である。
【００４５】
まず、図１Ａ〜図１Ｂに示した各工程を、第１の実施の形態と同様に行う。即ち、薬品による酸化処理までを行う。
続いて、図５に示すように、レーザ光源３１から発生したレーザ光線３２を、金属箔１１の上面側に照射して、焼き入れ効果によって酸化を進行させて、硬化層１４をより深くまで形成する。このとき、金属箔１１を冷却しつつ、レーザ光線３２を照射することが好ましい。
【００４６】
レーザ光線３２は、エキシマレーザのような短波長のレーザ光が効率的で好ましいが、既に薬品処理により金属箔１１の表面が酸化されて黒体化しているため、長波長のレーザ光でも効果を得ることができる。例えば、波長５３２ｎｍのグリーンレーザやＹＡＧレーザ、それらのレーザの高調波等も使用することが可能である。
【００４７】
ここで、本実施の形態の図５に示した工程を行うための具体的な製造装置の構成を、図６に示す。
図６に示す製造装置では、レーザ光線３２をスキャンさせるガルバノメータ３３と、帯状の金属箔１１を冷却させながら送る冷却ドラム３４とを備えている。
そして、１０℃程度に冷却された冷却ドラム３４を回転させて、冷却ドラム３４に沿って金属箔１１を送りながら、ガルバノメータ３３を用いて、金属箔１１の送り方向に対して垂直な方向（金属箔１１の幅方向）に、レーザ光線３２を高速でスキャンさせる。
この動作により、冷却ドラム３４上の金属箔１１にレーザ光線３２が照射され、レーザ光線３２が照射された部分の金属箔１１の表面のみが温度上昇して、照射直後には急冷却される。これにより、酸化によって形成した硬化層１４よりも、さらに深い硬化層１４を形成することが可能となる。
【００４８】
上述の本実施の形態の金属箔の平坦化方法によれば、金属箔１１の表面側の一部に硬化層１４を形成して、この硬化層１４の部分で研磨を行うので、第１の実施の形態と同様に、研磨痕を付きにくくすることができる。
また、切削作用を有する研磨器具を使用して研磨する工程や、残存する硬化層１４を研磨により除去して、表面を平坦化する工程は、第１の実施の形態と同様に行うので、箔のえぐれやスクラッチ等が発生せず、軟性層に研磨痕を付けずに、少ない工程数で金属箔１１の表面を平坦化することが可能になる。
【００４９】
さらに、本実施の形態では、レーザ光線３２を照射して硬化層１４をより深くまで形成しているので、硬化層１４を金属箔１１の深さ方向に広げて、十分な厚さの硬化層１４を形成することが可能になる。これにより、例えば、切削作用を有する研磨器具を使用して研磨する工程において、硬化層１４内で確実に研磨が停止するように制御することが容易になる、研磨速度を上げられる、等の作用効果が得られる。
【００５０】
＜３．変形例＞
前述した実施の形態では、次亜塩素酸ナトリウムという、強アルカリ性酸化剤を使用して、酸化処理（所謂黒化処理）を行っていた。
本技術において、硬化層を形成するための薬品（物質）や処理条件は、前述した実施の形態で使用した薬品や処理条件に限定されない。次亜塩素酸ナトリウム以外の他の強アルカリ性酸化剤や、強アルカリ性酸化剤以外の薬品（物質）を使用することも可能である。平坦化を行う金属箔の金属元素の種類に対応して、適切な薬品や処理条件を選定するとよい。
また、前述した実施の形態では、薬品による酸化処理によって、硬化層を形成していた。本技術においては、未処理の金属箔よりも硬い硬化層を形成することができるのであれば、薬品による金属箔への処理が酸化処理以外の処理であっても構わない。
【００５１】
本技術において、切削作用を有する研磨機器は、前述した実施の形態で使用した、図１Ｃや図４に示した機器に限定されない。他の構成の研磨機器を使用しても構わない。
【００５２】
本技術において、金属箔に照射するレーザ光線の波長や照射条件、レーザ光線の照射装置の構成は、前述した実施の形態の構成に限ったものではない。
【００５３】
本技術に記載の金属箔の表面部分に硬化層を形成する処理は、プリント配線基板製造プロセスに於ける、所謂「黒化処理」で代用することもできる。
黒化処理で硬化層を形成することにより、新たな設備投資が不要となり、タクトタイムが短くなる。しかも、プリント配線基板製造プロセスとの親和性が非常に高い。
【００５４】
＜４．第３の実施の形態（多層配線基板）＞
続いて、第３の実施の形態の多層配線基板を説明する。
第３の実施の形態の多層配線基板の概略構成図（断面図）を、図７に示す。
図７に示すように、コア材５１の上に２層の配線層Ｌ１，Ｌ２が形成され、コア材５１の下に２層の配線層Ｌ３，Ｌ４が形成されており、合計４層の配線層を有する多層配線基板が構成されている。
【００５５】
コア材５１と、上層の配線層Ｌ２及び下層の配線層Ｌ３との間には、層間絶縁層として、プリプレグ５２が形成されている。
また、配線層Ｌ２と配線層Ｌ１との間や、配線層Ｌ３と配線層Ｌ４との間には、層間絶縁層として、プリプレグ５８が形成されている。
これらのプリプレグ５２，５８は、例えば、炭素繊維にエポキシ樹脂等の樹脂を含浸させた構成とする。
【００５６】
配線層Ｌ１は、金属層から成る、第１の配線層５９により構成されている。
配線層Ｌ３は、金属箔、例えば、銅箔やニッケル箔等から成る第３の配線層５７により構成されている。
配線層Ｌ４は、金属層から成る、第４の配線層６０により構成されている。
【００５７】
配線層Ｌ２の部分には、下層から順に、下部電極５３、誘電材５４、上部電極５５が積層されて成る、エンベデットキャパシタ６１が構成されている。このエンベデットキャパシタ６１のうち、下部電極５３が配線層Ｌ２を構成する第２の配線層を兼ねている。
【００５８】
そして、本実施の形態では、このキャパシタの下部電極５３に、前述した実施の形態で表面を平坦化した金属箔１１のように、本技術の金属箔の平坦化方法を適用して表面を平滑化した金属箔を用いる。
これにより、平坦化されて平滑な表面上に接して誘電材５４が形成され、その誘電材５４の上に接して上部電極５５が形成されているので、誘電材５４を薄くしても、誘電材５４の厚さの均一性が得られ、誘電材５４の表面を十分に平坦にすることができる。
従って、誘電材５４を薄くして容量を大きくすると共に、誘電材５４の厚さの均一性を確保して耐電圧を大きくすることが可能になる。即ち、キャパシタの特性及び信頼性が十分に得られる。
【００５９】
下部電極５３に使用する金属箔の誘電材５４側の面は、粗度ＲｚＪＩＳが０．１μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、粗度ＲｚＪＩＳが０．０１〜０．０６μｍ程度にまで表面が平坦化された金属箔を用いる。
【００６０】
なお、第３の配線層５７の金属箔には、キャパシタを形成しないので、本技術の平坦化方法を適用して表面を平滑化した金属箔を使用しなくても構わない。
そして、上下の表面を黒化処理した金属箔を、第３の配線層５７に使用すると、第３の配線層５７の上下に接するプリプレグ５２，５８との密着性が向上するので、好ましい。
【００６１】
キャパシタの下部電極５３に用いる金属箔としては、例えば、ニッケル箔や電解銅箔を用いることができる。その他、前述した、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウム、モリブデン、タングステンや、その他の金属の箔を使用することができる。
キャパシタの誘電材５４の材料としては、例えば、ＳＴＯ（チタン酸ストロンチウム）、ＢＴＯ（チタン酸バリウム）、ＢＳＴ（チタン酸ストロンチウムバリウム）、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、ＢＺＮ（Ｂｉ−Ｚｎ−Ｎｂ−Ｏ）が挙げられる。
キャパシタの上部電極５５の材料としては、例えば、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｐｔ，Ａｌが挙げられる。
【００６２】
例えば、前記特許文献４には、ニッケル箔上にＢＳＴ（チタン酸バリウムストロンチウム）膜を形成する記載があり、その中で最適なＢＳＴ膜厚範囲を、０．３〜０．７μｍとしている。
このような絶縁膜において、所望の特性及びその信頼性を得るためには、下地の金属箔の表面粗度が少なくとも絶縁膜の膜厚の１／１０程度となるように、金属箔が平坦化されている必要がある。
本実施の形態の構成では、キャパシタの下部電極５３に、本技術の平坦化方法を適用して表面を平滑化した金属箔１１を使用しているので、下部電極５３の表面において、誘電材５４の絶縁膜の膜厚の１／１０程度以下の表面粗度を実現することができる。
【００６３】
本実施の形態の多層配線基板を、インタポーザとして用いて、インタポーザ上に半導体チップをマウントして、ＩＣパッケージや半導体デバイスを構成することも可能である。
また、このインタポーザ自身を基板として用いて、ＰＣＢ（プリント回路板）の基板を構成することも可能である。
【００６４】
本実施の形態の多層配線基板は、例えば、以下に説明するようにして、製造することができる。
【００６５】
まず、図８Ａに示すように、コア材５１の上下両面に、プリプレグ５２をラミネートする。
次に、図８Ｂに示すように、上面に、予め形成しておいた薄膜キャパシタ材をラミネートする。
また、下面に、銅箔をラミネートして、銅箔から成る第３の配線層５７を形成する。
ここでは、図１０に拡大断面図を示す、薄膜キャパシタ材５６を使用する。図１０に示す薄膜キャパシタ材５６は、硬化層１４が下面側に形成された金属箔１１を用いた下部電極５３と、その上の誘電材５４と、その上の上部電極５５とから成る。薄膜キャパシタ材５６をラミネートする際に、平坦化時に形成した硬化層１４が下地のプリプレグ５２との密着性向上に寄与する。
続いて、上部電極５５及び第３の配線層５７をパターニングする。
【００６６】
次に、図８Ｃに示すように、上部電極５５及び第３の配線層５７をそれぞれ覆うように、上下両面にプリプレグ５８をラミネートする。
【００６７】
次に、上下両面のプリプレグ５８に、それぞれレーザ等でビアホールを形成した後に、無電解銅メッキ、電解銅メッキを連続して行い、図９Ｄに示すように、第１の配線層５９及び第４の配線層６０を形成する。
続いて、図９Ｅに示すように、第１の配線層５９及び第４の配線層６０をパターニングする。
このようにして、図７に示した、多層配線基板を製造することができる。
【００６８】
また、図１０に示した薄膜キャパシタ材５６は、例えば、以下に説明するようにして、製造することができる。
まず、表面が平滑化され、裏面に硬化層１４が形成された金属箔１１を用意する。
この金属箔１１の表面上に、例えば、スパッタ法、蒸着法、ゾルゲル法、塗布法、電気泳動法、エアロゾルデポジション法、等の方法を用いて、誘電材５４を形成する。必要に応じて、さらに熱処理を行う。
その後、誘電材５４の上に、上部電極５５を形成する。
このようにして、図１０に示した、薄膜キャパシタ材５６を製造することができる。
【００６９】
上述の本実施の形態の多層配線基板の構成によれば、下部電極５３である金属箔１１の平坦化された表面上に接して誘電材５４が形成され、誘電材５４の上に接して上部電極５５が形成されて、エンベデットキャパシタ６１が構成されている。
これにより、誘電材５４を薄くしても、誘電材５４の厚さの均一性が得られ、上部電極５５と接する誘電材５４の表面を十分に平坦にすることができるので、エンベデットキャパシタ６１の下部電極５３と上部電極５５との間隔をほぼ一定に保つことができる。
従って、誘電材５４を薄くしてエンベデットキャパシタ６１の容量を大きくすると共に、エンベデットキャパシタ６１の耐電圧を大きくすることが可能になる。
即ち、内蔵されたキャパシタの特性及び信頼性が十分に得られる、キャパシタ内蔵配線基板を実現することができる。
【００７０】
上述の実施の形態では、コア材５１に４層の配線層Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を形成した多層配線基板の構成としていた。
本技術の配線基板において、配線層の数は４層に限らない。配線層の数が１層以上であり、全配線層のうちの少なくとも１層に、表面が平坦化された金属箔を用いて、その金属箔にキャパシタを形成すればよい。
また、本技術の配線基板は、上述の実施の形態のような、コア材を有する構成に限定されるものではなく、コア材がない配線基板にも本技術を適用することができる。
【００７１】
本技術の配線基板を用いて、配線基板に半導体チップを搭載して、半導体デバイスを構成することができる。
また、本技術の配線基板を用いて、例えば、配線基板にキャパシタや、インダクタ等の機能素子を内蔵させて、さらにこれらの機能素子によってシステムを構成して、さらにパッケージ化することも可能である。これにより、所謂ＳｉＰ（システムインパッケージ）基板を構成することが可能である。
【００７２】
なお、本開示は以下のような構成も取ることができる。
（１）  金属箔の表面側の一部を硬化させて硬化層を形成する工程と、切削作用を有する研磨器具を使用して研磨することにより、前記硬化層の上部を除去する工程と、残存する前記硬化層を研磨により除去して、表面を平坦化する工程とを含む金属箔の平坦化方法。
（２）  前記金属箔を酸化することにより、前記硬化層を形成する前記（１）に記載の金属箔の平坦化方法。
（３）  前記金属箔の裏面側の一部にも、前記表面側と同時に前記硬化層を形成する前記（１）又は（２）に記載の金属箔の平坦化方法。
（４）  前記表面を平坦化する工程を、遊離砥粒研磨もしくは化学的機械的研磨により行う前記（１）から（３）のいずれかに記載の金属箔の平坦化方法。
（５）  強アルカリ性酸化剤によって前記金属箔を酸化させることにより、前記硬化層を形成する前記（１）から（４）のいずれかに記載の金属箔の平坦化方法。
（６）  前記硬化層を形成した後に、前記金属箔にレーザ光線を照射して、前記硬化層を深さ方向に広げる前記（１）から（５）のいずれかに記載の金属箔の平坦化方法。
（７）  前記切削作用を有する研磨器具に、フッ素樹脂ボンドダイアモンド砥石を使用する前記（１）から（６）のいずれかに記載の金属箔の平坦化方法。
（８）  前記金属箔が、銅、ニッケル、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウム、モリブデン、タングステンから選ばれた少なくとも１種の金属からなる前記（１）から（７）のいずれかに記載の金属箔の平坦化方法。
（９）  コア材と配線層とを含む配線基板であって、コア材と、前記コア材上に形成され、表面が平坦化された金属箔と、前記金属箔の前記表面上に接して形成された誘電材と、前記誘電材上に接して形成された電極と、前記金属箔から成る下部電極と、前記誘電材と、前記電極から成る上部電極とから構成されるキャパシタとを含む配線基板。
（１０）  前記金属箔の前記表面の粗度が０．１μｍ以下である前記（９）に記載の配線基板。
（１１）  前記金属箔の前記表面の粗度が０．０１〜０．０６μｍである前記（９）に記載の配線基板。
（１２）  前記金属箔が前記配線層の１層を兼ねている前記（９）から（１１）のいずれかに記載の配線基板。
（１３）  コア材と、配線層と、前記コア材上に形成され、表面が平坦化された金属箔と、前記金属箔の前記表面上に接して形成された誘電材と、前記誘電材上に接して形成された電極と、前記金属箔から成る下部電極と、前記誘電材と、前記電極から成る上部電極とから構成されるキャパシタとを含む配線基板と、前記配線基板に搭載された半導体チップとを含む半導体デバイス。
【００７３】
本技術は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。
【符号の説明】
【００７４】
１１  金属箔、１２，１３  凹凸、１４  硬化層、２１  切削歯、２２  回転機構、２３  切削バイト、２４  フッ素樹脂、２５  ダイアモンド砥石、２６  フッ素樹脂ボンドダイアモンド砥石、３１  レーザ光源、３２  レーザ光線、３３  ガルバノメータ、３４  冷却ドラム、５１  コア材、５２，５８  プリプレグ、５３  下部電極、５４  誘電材、５５  上部電極、５６  薄膜キャパシタ材、５７  第３の配線層、５９  第１の配線層、６０  第４の配線層、６１  エンベデットキャパシタ
【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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