(57)【要約】【課題】めっき処理中のめっき液への有機物の溶出を抑制し、めっき液の高寿命化を図る。【解決手段】めっき処理方法は、被処理基板（被処理物）１１の表面にシード層１２を形成するシード層形成工程と、シード層１２上の被めっき処理面１２ａを除く部分をレジストで被覆してめっきパターン１５を形成するための開口部１３ｈを有するレジスト層１３を形成するレジスト層形成工程と、被めっき処理面１２ａ及びレジスト層１３の表面１３ａを被覆する金属保護膜１４Ａ，１４Ｂを形成してめっき用中間体２１を形成する保護膜形成工程と、シード層１２を電極として通電することによりレジスト層１３の開口部１３ｈ内にめっきパターン１５を形成するめっき形成工程と、レジスト層１３及びレジスト層１３に積層されていた金属保護膜１４Ｂを除去するレジスト剥離工程と、レジスト層１３に被覆されていた部分のシード層１２を除去するエッチング工程とを有する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物の表面にシード層を形成するシード層形成工程と、
前記シード層上の被めっき処理面を除く部分をレジストで被覆するとともにめっきパターンを形成するための開口部を有するレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、
前記被めっき処理面及び前記レジスト層の表面を被覆する金属保護膜を形成してめっき用中間体を形成する保護膜形成工程と、
前記めっき用中間体をめっき液中に浸漬させて前記シード層を電極として通電することにより、前記レジスト層の前記開口部内に金属を析出させてめっきパターンを形成するめっき形成工程と、
前記レジスト層及び該レジスト層に積層されていた前記金属保護膜を除去するレジスト剥離工程と、
前記レジスト層に被覆されていた部分の前記シード層を除去するエッチング工程とを有するめっき処理方法。
【請求項２】
前記金属保護膜は、前記めっきパターンと同一の金属種により形成され、又は、前記めっきパターンが合金めっきである場合においては、前記金属保護膜は、前記合金めっきの組成金属のうち最も貴な金属により形成される請求項１に記載のめっき処理方法。
【請求項３】
めっきパターンが形成される被処理物と、
前記被処理物の表面に形成されたシード層と、
前記シード層上の被めっき処理面を除く部分をレジストで被覆するとともに前記めっきパターンを形成するための開口部を有するレジスト層と、
前記被めっき処理面及び前記レジスト層の表面に被覆された金属保護膜とを有するめっき用中間体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体部品や実装基板等の配線パターンや、はんだバンプ、金属ピラー等の微細パターンの形成に用いられる被処理物の被めっき処理面にめっきを施すめっき処理方法及びその方法に用いられるめっき用中間体に関する。
【背景技術】
【０００２】
被処理物の被めっき処理面にめっき処理を施す方法として、電解めっき法が広く用いられている。電解めっき法により被めっき処理面にめっき処理を施す場合には、予め被処理物の表面に導電材料からなるシード層（導通膜）を形成しておき、さらにこのシード層をフォトレジストによりパターニングして被覆することで、シード層の被めっき処理面を露出させたレジストパターンを形成しておく。そして、このレジストパターンが形成された被処理物（以下、めっき用中間体と称す。）を、めっき液中に浸漬させて、シード層を電極としてレジストパターンの間に露出したシード層の表面（被めっき処理面）に金属を析出させることにより、めっき膜（めっきパターン）を形成する。
【０００３】
ところで、このような電解めっき法に用いられるめっき液は、所定の電解量に到達するまで繰り返し使用される。その一方で、有機物であるレジストが被覆されためっき用中間体が次々と連続的にめっき液に浸漬されることにより、各めっき用中間体のレジスト成分がめっき液中に徐々に溶出し、めっき処理数が増えるにつれて溶出量が増えることで、その溶出成分がめっき用中間体へのめっき性に悪影響を及ぼし、正常にめっきができなくなる。この場合、めっき液を新しいものに交換する必要があり、レジスト成分がめっき液中に溶出することで浴寿命が短くなることが問題となっている。
【０００４】
この点、特許文献１には、被処理物（樹脂製品）にめっき層を形成するに際し、レジスト塗料が酸性溶液（めっき液）中に溶解するのを防止するため、レジスト塗料自体の組成を、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体と、アクリル−スチレン共重合体との混合物を主成分として構成することが提案されている。併せて、特許文献１には、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体が耐薬品性に優れていることから、めっきの際にレジスト塗料が酸性溶液中にさらされても溶出しないと記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８‐４８９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１に記載されるように、耐酸性のレジスト塗料を用いる場合であっても、レジスト塗料が有機物である以上、めっき液中への溶出は少なからず生じており、さらなる改善が望まれている。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、めっき処理中のめっき液への有機物の溶出を抑制し、めっき液の高寿命化を図ることができるめっき処理方法及びめっき用中間体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のめっき処理方法は、被処理物の表面にシード層を形成するシード層形成工程と、前記シード層上の被めっき処理面を除く部分をレジストで被覆するとともにめっきパターンを形成するための開口部を有するレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、前記被めっき処理面及び前記レジスト層の表面を被覆する金属保護膜を形成してめっき用中間体を形成する保護膜形成工程と、前記めっき用中間体をめっき液中に浸漬させて前記シード層を電極として通電することにより、前記レジスト層の前記開口部内に金属を析出させてめっきパターンを形成するめっき形成工程と、前記レジスト層及び該レジスト層に積層されていた前記金属保護膜を除去するレジスト剥離工程と、前記レジスト層に被覆されていた部分の前記シード層を除去するエッチング工程とを有する。
【０００９】
レジスト層の表面上に金属保護膜を形成して被覆することにより、めっき形成工程において、めっき液とレジストとが接触する部分を極力少なくすることができる。これにより、めっき処理中のめっき液へのレジスト成分（有機物）の溶出を抑制することができ、めっき液の高寿命化を図ることができる。
また、保護膜形成工程においては、金属保護膜を、レジスト層の表面上だけでなく、レジスト層の開口部内の被めっき処理面上にも形成するが、レジスト層の表面上の金属保護膜と被めっき処理面上の金属保護膜とはレジスト層の厚み分の高低差があり、絶縁された状態である。このため、めっき形成工程において、シード層を介して被めっき処理面上の金属保護膜は通電されるが、レジスト層の表面上の金属保護膜は通電されないため、レジスト層の開口部内にのみ金属を析出させて、めっきパターン（めっき膜）を形成することができる。このように、金属保護膜は、スパッタやイオンプレーティング等の方法により形成することで、レジスト層の表面上と被めっき処理面上とにおいて塗り分ける必要がなく、容易に形成することができる。したがって、微細化されためっきパターンであっても、本発明のめっき処理方法により容易に形成することができる。
【００１０】
本発明のめっき処理方法において、前記金属保護膜は、前記めっきパターンと同一の金属種により形成され、又は、前記めっきパターンが合金めっきである場合においては、前記金属保護膜は、前記合金めっきの組成金属のうち最も貴な金属により形成されるとよい。
【００１１】
金属保護膜を、めっきパターンと同一の金属種により形成することで、異種金属が混入するコンタミネーションを防止することができる。また、めっきパターンが合金めっきである場合には、金属保護膜を合金めっきの組成中の最も貴な金属（イオン化傾向の低い金属）により形成することで、金属保護膜上への組成中の卑な金属（イオン化傾向の高い金属）の置換析出を防止することができる。
【００１２】
本発明のめっき用中間体は、めっきパターンが形成される被処理物と、前記被処理物の表面に形成されたシード層と、前記シード層上の被めっき処理面を除く部分をレジストで被覆するとともに前記めっきパターンを形成するための開口部を有するレジスト層と、前記被めっき処理面及び前記レジスト層の表面に被覆された金属保護膜とを有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、めっき処理中のめっき液への有機物の溶出を抑制し、めっき液の高寿命化を図ることができ、微細化されためっきパターンを容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のめっき処理方法を説明するフローチャートである。
【図２】本発明のめっき処理方法を説明する被処理基板の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係るめっき処理方法の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態のめっき処理方法を示すフローチャートである。また、図２は、図１に示すめっき処理方法の各工程を説明する被処理基板（本発明でいう、被処理物）の要部断面図である。
【００１６】
本実施形態のめっき処理方法により製造される配線基板２２は、図２（ｅ）に示すように、被処理基板１１の表面に、シード層１２と、このシード層１２上に積層された金属保護膜１４Ａとを介して、めっきパターン１５が形成されたものである。このように構成される配線基板２２は、図１のフローチャート及び図２の各工程説明図に示すように、被処理基板１１の表面にシード層１２を形成するシード層形成工程（Ｓ１）と、シード層１２上にめっきパターン１５を画定する開口部１３ｈを有するレジスト層１３を形成するレジスト層形成工程（Ｓ２）と、被めっき処理面１２ａ及びレジスト層１３の表面１３ａを被覆する金属保護膜１４Ａ，１４Ｂを形成してめっき用中間体２１を形成する保護膜形成工程（Ｓ３）と、めっき用中間体２１をめっき液中に浸漬させてシード層１２を電極として通電することにより、レジスト層１３の開口部１３ｈ内に金属を析出させてめっきパターン１５を形成するめっき形成工程（Ｓ４）と、レジスト層１３及びそのレジスト層１３に積層されていた金属保護膜１４Ｂを除去するレジスト剥離工程（Ｓ５）と、エッチング処理によりレジスト層１３に被覆されていた部分のシード層１２を除去するエッチング工程（Ｓ６）とを経て製造される。
【００１７】
上記のめっき処理方法の各工程を詳述すると、まず、シード層形成工程（Ｓ１）では、図２（ａ）に示すように、被処理基板１１の表面に、Ｔｉ層とＣｕ層とを積層してなるシード層１２を形成する。例えば、被処理基板１１として、シリコンウエハからなる絶縁基板を用意し、被処理基板１１の表面上にＴｉ層とＣｕ層とを順次スパッタして、Ｃｕ層とＴｉ層の２層からなるシード層１２を形成する。
【００１８】
次に、レジスト層形成工程（Ｓ２）において、図２（ｂ）に示すように、シード層１２上の被めっき処理面１２ａを除く部分をレジストで被覆するとともに、めっきパターン１５を形成するための開口部１３ｈを有するレジスト層１３を形成する。具体的には、シード層１２の表面にアクリル樹脂系のドライフィルムレジストをラミネートし、マスク露光により開口部１３ｈを形成する。なお、このようにマスク露光によりレジスト層１３を形成する場合にあっては、ドライフィルムレジストを使用する以外にも、液体レジストも使用可能であり、アクリル樹脂系、エポキシ樹脂系、ノボラック樹脂系、ナフトキノンジアジド系等、レジストの材質に関わらず、レジスト層１３を形成することが可能である。また、これらのレジストは、ポジ型、ネガ型を問わずに使用可能である。さらに、レジスト層１３の形成は、レーザ加工法やスクリーン印刷等の方法により形成することもできる。
【００１９】
そして、保護膜形成工程（Ｓ３）において、図２（ｃ）に示すように、レジスト層１３の開口部１３ｈ内に露出する被めっき処理面１２ａとレジスト層１３の表面１３ａとに金属保護膜１４Ａ，１４Ｂを形成することにより、めっき用中間体２１を形成する。金属保護膜１４Ａ，１４Ｂはスパッタやイオンプレーティング等の方法により容易に形成することができるが、レジスト層１３の開口部１３ｈ内の側壁への金属保護膜の付着を防止する観点では、直進性の高いスパッタにより形成することが好ましい。開口部１３ｈ内の側壁への金属保護膜の付着がある場合には、めっき形成工程（Ｓ４）においてシード層１２に通電をおこなった際に、被めっき処理面１２ａ上の金属保護膜１４Ａと、レジスト層１３の表面１３ａ上の金属保護膜１４Ｂとの間で絶縁状態が維持されずに、レジスト層１３の表面１３ａ上にも金属が析出することとなり、めっきパターン１５を正常に形成することが難しくなるためである。また、スパッタリング粒子の直進性を上げ、開口部１３ｈ内の側壁への金属保護膜の付着を防止するために、成膜時のアルゴンガス圧は低圧が望ましく、電極間距離はできるだけ長くとることが望ましい。
【００２０】
なお、レジスト層１３の開口部１３ｈ内の側壁は、レジスト層１３の表面１３ａに対して面積が小さいことから、金属保護膜により覆われていなくても、側壁からのレジスト成分の溶出は少なく、有機物の溶出に伴うめっき液の汚染を最小限に止めることができる。
【００２１】
また、金属保護膜１４Ａ，１４Ｂの膜厚は、めっき形成工程（Ｓ４）におけるめっき処理時間の間に十分な保護機能を有する程度に厚く（５０ｎｍ以上）形成され、めっきパターン１５の被膜組成に影響を与えない程度に薄く（１μｍ以下）形成することが望ましい。
【００２２】
そして、金属保護膜１４Ａ，１４Ｂは、めっきパターン１５と同一の金属種により形成され、又は、めっきパターン１５が合金めっきである場合においては、金属保護膜１４Ａ，１４Ｂは、合金めっきの組成金属のうち最も貴な金属により形成される。このように、金属保護膜１４Ａ，１４Ｂを、めっきパターン１５と同一の金属種により形成することで、異種金属が混入するコンタミネーションを防止することができる。また、めっきパターン１５が合金めっきである場合には、金属保護膜１４Ａ，１４Ｂを合金めっきの組成中の最も貴な金属（イオン化傾向の低い金属）により形成することで、金属保護膜１４Ａ，１４Ｂ上への組成中の卑な金属（イオン化傾向の高い金属）の置換析出を防止することができる。具体的には、例えば、めっきパターン１５をＣｕで形成する場合は、金属保護膜１４Ａ，１４ＢをＣｕ膜により形成する。また、めっきパターン１５をＳｎＡｇ合金で形成する場合には、金属保護膜１４Ａ，１４ＢをＡｇ膜により形成する。
【００２３】
次いで、めっき形成工程（Ｓ４）において、めっき用中間体２１をめっき液中に浸漬させた状態で、シード層１２を電極として通電することにより、レジスト層１３の開口部１３ｈ内に金属を析出させて、図２（ｄ）に示すように、めっきパターン１５を形成する。具体的には、めっき用中間体２１を、Ｃｕめっき液やＳｎＡｇめっき液中に浸漬させて、シード層１２を電極として通電することにより、レジスト層１３の開口部１３ｈ内に露出する金属保護膜１４Ａ上に、開口部１３ｈを埋め込むようにＣｕやＳｎＡｇ合金のめっき膜を堆積させて、めっきパターン１５を形成する。なお、めっき処理は、開口部１３ｈ内のめっき膜が、金属保護膜１４Ｂに到達する前に終了することが望ましい。
【００２４】
そして、レジスト剥離工程（Ｓ５）において、レジスト層１３を除去するとともに、そのレジスト層１３に積層された金属保護膜１４Ｂを除去する。具体的には、レジスト層１３の剥離処理は、めっきパターン１５が形成されためっき用中間体２１を剥離液に浸漬させることにより行う。
最後に、エッチング工程（Ｓ６）において、レジスト層１３に被覆されていた部分のシード層１２とを除去することにより、図２（ｅ）に示す配線基板２２が製造される。具体的には、レジスト剥離工程（Ｓ５）後の被処理基板１１を、硫酸、燐酸、弗化水素酸、過酸化水素等からなるエッチング液に一定時間浸漬してエッチング処理を施す。
【００２５】
このように、本実施形態のめっき処理方法においては、レジスト層１３の表面１３ａ上に金属保護膜１４Ｂを形成して被覆することにより、めっき形成工程（Ｓ４）において、めっき液とレジストとが接触する部分を極力少なくすることができる。これにより、めっき処理中のめっき液へのレジスト成分（有機物）の溶出を抑制することができ、めっき液の高寿命化を図ることができる。
【００２６】
また、保護膜形成工程（Ｓ３）においては、金属保護膜を、レジスト層１３の表面１３ａ上だけでなく、レジスト層１３の開口部１３ｈ内の被めっき処理面１２ａ上にも形成するが、レジスト層１３の表面１３ａ上の金属保護膜１４Ｂと被めっき処理面１２ａ上の金属保護膜１４Ａとはレジスト層１３の厚み分の高低差があり、絶縁された状態である。このため、めっき形成工程（Ｓ４）において、シード層１２を介して被めっき処理面１２ａ上の金属保護膜１４Ａは通電されるが、レジスト層１３の表面１３ａ上の金属保護膜１４Ｂは通電されないため、レジスト層１３の開口部１３ｈ内にのみ金属を析出させて、めっきパターン１５を形成することができる。このように、金属保護膜は、スパッタやイオンプレーティング等の方法により形成することで、レジスト層１３の表面１３ａ上と被めっき処理面１２ａとにおいて塗り分ける必要がなく、容易に形成することができる。したがって、微細化されためっきパターン１５であっても、本実施形態のめっき処理方法により容易に形成することができる。
【実施例】
【００２７】
本発明の効果を確認するために、複数のめっき用中間体の試料（比較例１〜３、実施例１〜３）を形成し、各試料のめっき用中間体をめっき液に浸漬してめっき処理を行い、めっき液中に溶出するレジスト成分の含有量を確認した。
各試料のめっき用中間体として、被処理基板として直径６インチのシリコンウエハを用い、このシリコンウエハの表面にＴｉ層（１μｍ）とＣｕ層（０．３μｍ）とを積層したシード層を形成した。また、このシード層上に、膜厚５０μｍのアクリル樹脂系ドライフィルムレジストをラミネートした後、マスク露光により直径７５μｍのバンプ孔を２２５μｍ間隔で配置したマトリクス状のバンプパターン（合計９００００個のバンプ孔）を形成し、レジスト層を形成した。そして、実施例１〜３については、レジスト層を形成後、表１に示すスパッタ条件で、スパッタにより各試料に表３に示す各種の金属保護膜を形成して、各種のめっき用中間体を作製した。なお、比較例１〜３は、金属保護膜を形成せずに、レジスト層の表面を露出した状態のめっき用中間体を作製した。
【００２８】
このようにして作製した各めっき用中間体を、１０Ｌのめっき液中に浸漬して、バンプ孔内にめっき膜（めっきパターン）を形成した。このめっき形成工程においては、パドル撹拌型めっき漕を用いた。また、めっき液には、表２に示すように、一般に市販されている硫酸銅系Ｃｕめっき液（表３ではＣｕと記載）、アルキルスルホン酸系ＳｎＡｇめっき液（表３ではＳｎＡｇと記載）、スルファミン酸系Ｎｉめっき液（表３ではＮｉと記載）を用いた。めっき液中への各めっき用中間体の浸漬時間は、めっき用中間体１枚につき数分〜数十分間行い、各めっき液ごとに、合計処理時間が２０時間に到達するまで複数枚のめっき用中間体を浸漬させてめっき処理を行った。めっき処理条件を表２に示す。
【００２９】
そして、めっき処理後の各めっき液を分取し、高速液体クロマトグラフィーを用いて、めっき液中に溶解しているレジスト成分の定量分析を行った。
表３に分析結果を示す。
【００３０】
【表１】
2016176099.tif 000003
【００３１】
【表２】
2016176099.tif 000004
【００３２】
【表３】
2016176099.tif 000005
【００３３】
表３の結果からわかるように、レジスト層の表面に金属保護膜を形成した実施例１〜３においては、めっき液中から検出されるレジストのピーク面積が、金属保護膜を形成していない比較例１〜３と比較して、１／１０以下であり、金属保護膜を形成することにより、めっき液中へのレジスト成分の溶出を効率的に抑制できた。
【符号の説明】
【００３４】
１１  被処理基板（被処理物）
１２  シード層
１２ａ  被めっき処理面
１３  レジスト層
１３ａ  表面
１３ｈ  開口部
１４Ａ，１４Ｂ  金属保護膜
１５  めっきパターン
２１  めっき用中間体
２２  配線基板
【図１】
2016176099.tif 000006
【図２】
2016176099.tif 000007