JP2003124591A - 電子回路基板、その製造方法及びマイグレーション発生抑制用銅メッキ液 - Google Patents
電子回路基板、その製造方法及びマイグレーション発生抑制用銅メッキ液Info
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- JP2003124591A JP2003124591A JP2001321012A JP2001321012A JP2003124591A JP 2003124591 A JP2003124591 A JP 2003124591A JP 2001321012 A JP2001321012 A JP 2001321012A JP 2001321012 A JP2001321012 A JP 2001321012A JP 2003124591 A JP2003124591 A JP 2003124591A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板上に強固に、高精度で微細な回路配線を
形成でき、そしてそれら回路配線間のマイグレーション
の発生を防止できる電子回路基板、その製造方法及びマ
イグレーション発生抑制用銅メッキ液を得ること。 【解決手段】 本発明の電子回路基板10Aは、基板1
の表面に、マイグレーションに対するバリアとなるスパ
ッタにより成膜されたバリアメタル薄膜層2と、そのバ
リアメタル薄膜層2の上に導電層5のメッキの生成を促
進するスパッタにより成膜されたシードメタル薄膜層3
と、そのシードメタル薄膜層3の上にメッキにより成膜
された比較的厚い膜厚の前記導電層5とからなる積層構
造の回路配線8Aが形成されている。
形成でき、そしてそれら回路配線間のマイグレーション
の発生を防止できる電子回路基板、その製造方法及びマ
イグレーション発生抑制用銅メッキ液を得ること。 【解決手段】 本発明の電子回路基板10Aは、基板1
の表面に、マイグレーションに対するバリアとなるスパ
ッタにより成膜されたバリアメタル薄膜層2と、そのバ
リアメタル薄膜層2の上に導電層5のメッキの生成を促
進するスパッタにより成膜されたシードメタル薄膜層3
と、そのシードメタル薄膜層3の上にメッキにより成膜
された比較的厚い膜厚の前記導電層5とからなる積層構
造の回路配線8Aが形成されている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回路配線間のマイ
グレーションを防止することができる電子回路基板、そ
の製造方法及びスプレー法用エッチング液に関するもの
である。
グレーションを防止することができる電子回路基板、そ
の製造方法及びスプレー法用エッチング液に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来の電子回路基板の製造方法は、所定
の配線回路、電極、及び又は接続端子の配線(以下、そ
れらを総称して「回路配線」と記す)を基板(以下、
「基板」と記す)に形成する場合には、基板の全面に銅
箔を貼り付けたり、メッキなどで銅層を形成し、その表
面にフォトレジストを全面に塗布して、そのフォトレジ
ストの表面に回路配線パターンを露光した後、これを現
像し、フォトレジストが存在しない不要な部分の金属を
エッチングで除去して、所定の回路配線を形成するのが
一般的であった。
の配線回路、電極、及び又は接続端子の配線(以下、そ
れらを総称して「回路配線」と記す)を基板(以下、
「基板」と記す)に形成する場合には、基板の全面に銅
箔を貼り付けたり、メッキなどで銅層を形成し、その表
面にフォトレジストを全面に塗布して、そのフォトレジ
ストの表面に回路配線パターンを露光した後、これを現
像し、フォトレジストが存在しない不要な部分の金属を
エッチングで除去して、所定の回路配線を形成するのが
一般的であった。
【0003】この従来技術の電子回路基板の製造方法で
は、基板上に形成された金属層の厚みは、通常、10〜
20μmであり、その表面側から不要な金属層部分をエ
ッチングで除去するため、エッチングスピードにより、
回路配線の形状がテーパーが付いた断面形状になり、そ
の精度のバラツキも±40μm程度と大きく、回路配線
の幅が75μm、隣接回路配線間隔も75μm{以下、
L/S(Line &Space)=75μm/75μ
mと標記する}程度が限界であったために微細な回路配
線を形成することが困難であった。
は、基板上に形成された金属層の厚みは、通常、10〜
20μmであり、その表面側から不要な金属層部分をエ
ッチングで除去するため、エッチングスピードにより、
回路配線の形状がテーパーが付いた断面形状になり、そ
の精度のバラツキも±40μm程度と大きく、回路配線
の幅が75μm、隣接回路配線間隔も75μm{以下、
L/S(Line &Space)=75μm/75μ
mと標記する}程度が限界であったために微細な回路配
線を形成することが困難であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この課題を解決するた
めに、現在、回路配線の微細化に関する種々の技術が開
発されている。現在開発中の薄膜技術では、基板上にL
/S:10μm/10μm程度の回路配線を形成するこ
とが可能となった。
めに、現在、回路配線の微細化に関する種々の技術が開
発されている。現在開発中の薄膜技術では、基板上にL
/S:10μm/10μm程度の回路配線を形成するこ
とが可能となった。
【0005】ところが、回路配線間が狭くなったことに
より、従来問題とならなかった回路配線間のマイグレー
ションが発生するようになった。
より、従来問題とならなかった回路配線間のマイグレー
ションが発生するようになった。
【0006】本発明はこのような課題を解決しようとす
るものであって、基板上に強固に被着し、そして高精度
で微細な回路配線を形成でき、そしてそれら回路配線間
のマイグレーションの発生を防止できる、即ち、耐マイ
グレーション特性の優れた電子回路基板、その製造方法
及びマイグレーション発生抑制用銅メッキ液を得ること
を目的とするものである。
るものであって、基板上に強固に被着し、そして高精度
で微細な回路配線を形成でき、そしてそれら回路配線間
のマイグレーションの発生を防止できる、即ち、耐マイ
グレーション特性の優れた電子回路基板、その製造方法
及びマイグレーション発生抑制用銅メッキ液を得ること
を目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】それ故、本発明の電子回
路基板では、基板の表面に、マイグレーションに対する
バリアとなるスパッタにより成膜されたバリアメタル薄
膜層とそのバリアメタル薄膜層の上に導電層のメッキの
生成を促進するスパッタにより成膜されたシードメタル
薄膜層とそのシードメタル薄膜層の上にメッキにより成
膜された比較的厚い膜厚の前記導電層とからなる積層構
造の回路配線を形成して、前記課題を解決している。そ
して、前記回路配線の両側面がバリアメタル薄膜で被覆
されていることが好ましい。また、前記バリアメタル薄
膜層はチタン、前記シードメタル薄膜層及び前記導電層
は銅であることが望ましい。
路基板では、基板の表面に、マイグレーションに対する
バリアとなるスパッタにより成膜されたバリアメタル薄
膜層とそのバリアメタル薄膜層の上に導電層のメッキの
生成を促進するスパッタにより成膜されたシードメタル
薄膜層とそのシードメタル薄膜層の上にメッキにより成
膜された比較的厚い膜厚の前記導電層とからなる積層構
造の回路配線を形成して、前記課題を解決している。そ
して、前記回路配線の両側面がバリアメタル薄膜で被覆
されていることが好ましい。また、前記バリアメタル薄
膜層はチタン、前記シードメタル薄膜層及び前記導電層
は銅であることが望ましい。
【0008】そして本発明の電子回路基板の製造方法で
は、基板上にメッキにより成膜された導電層からなる積
層構造の回路配線を形成する電子回路基板の製造方法に
おいて、前記基板の表面にマイグレーションに対するバ
リアとなるバリアメタル薄膜層をスパッタにより成膜す
る工程と、そのバリアメタル薄膜層上に前記導電層のメ
ッキ生成を促進するシードメタル薄膜層をスパッタによ
り成膜する工程と、そのシードメタル薄膜層上にメッキ
レジストを用いて所定の回路配線パターンを形成する工
程と、その回路配線パターンに導電材をメッキする工程
と、前記メッキレジストを除去する工程と、前記メッキ
レジストを除去することにより露出した部分の前記バリ
アメタル薄膜層と前記シードメタル薄膜層とをスプレー
法でエッチングする工程とを含む製造工程を経て前記積
層構造の回路配線を形成する方法を採って、前記課題を
解決している。
は、基板上にメッキにより成膜された導電層からなる積
層構造の回路配線を形成する電子回路基板の製造方法に
おいて、前記基板の表面にマイグレーションに対するバ
リアとなるバリアメタル薄膜層をスパッタにより成膜す
る工程と、そのバリアメタル薄膜層上に前記導電層のメ
ッキ生成を促進するシードメタル薄膜層をスパッタによ
り成膜する工程と、そのシードメタル薄膜層上にメッキ
レジストを用いて所定の回路配線パターンを形成する工
程と、その回路配線パターンに導電材をメッキする工程
と、前記メッキレジストを除去する工程と、前記メッキ
レジストを除去することにより露出した部分の前記バリ
アメタル薄膜層と前記シードメタル薄膜層とをスプレー
法でエッチングする工程とを含む製造工程を経て前記積
層構造の回路配線を形成する方法を採って、前記課題を
解決している。
【0009】また、本発明の他の電子回路基板の製造方
法では、前記エッチング工程に引き続いて、回路配線の
上面にメッキレジストを被覆する工程と、前記上面にメ
ッキレジストが被覆された前記回路配線の両側面に電解
メッキによりマイグレーションに対するバリアとなるバ
リアメタル薄膜層を電解メッキにより形成する工程と、
前記メッキレジストを回路配線の上面から除去する工程
とを含む製造工程を経て回路配線の両側面にもバリアメ
タル薄膜を形成する方法を採って、前記課題を解決して
いる。
法では、前記エッチング工程に引き続いて、回路配線の
上面にメッキレジストを被覆する工程と、前記上面にメ
ッキレジストが被覆された前記回路配線の両側面に電解
メッキによりマイグレーションに対するバリアとなるバ
リアメタル薄膜層を電解メッキにより形成する工程と、
前記メッキレジストを回路配線の上面から除去する工程
とを含む製造工程を経て回路配線の両側面にもバリアメ
タル薄膜を形成する方法を採って、前記課題を解決して
いる。
【0010】これらの場合、前記バリアメタル薄膜層が
チタン、前記シードメタル薄膜層及び前記導電層が銅で
あることが望ましく、また、前記シードメタル薄膜層を
エッチングした後、前記バリアメタル薄膜層をエッチン
グすることが望ましい。
チタン、前記シードメタル薄膜層及び前記導電層が銅で
あることが望ましく、また、前記シードメタル薄膜層を
エッチングした後、前記バリアメタル薄膜層をエッチン
グすることが望ましい。
【0011】更にまた、本発明のマイグレーション発生
抑制用銅メッキ液は、メッキを抑制する物質及び平滑性
を持たせる物質が添加物として添加されている。そして
前記添加物の混合液の量は薬液1リットル当たり5〜2
0ミリリットルであることが望ましい。
抑制用銅メッキ液は、メッキを抑制する物質及び平滑性
を持たせる物質が添加物として添加されている。そして
前記添加物の混合液の量は薬液1リットル当たり5〜2
0ミリリットルであることが望ましい。
【0012】以上、本発明の電子回路基板によれば、回
路配線のバリアメタル薄膜層が回路配線相互間のマイグ
レーションの発生を防止し、そして同時にバリアメタル
薄膜層が基板の表面に密着して強固に被着されており、
容易に剥離することがなく、また、その表面に密着して
成膜されたシードメタル薄膜層の存在により、そのシー
ドメタル薄膜層に馴染んで導電層が成膜されている。そ
してバリアメタル薄膜層を酸化し易いチタンで成膜する
ことによりイオン化し難く、バリアを確実に形成でき、
かつシードメタル薄膜層及び導電層を銅で成膜すること
により、基板上に強度に密着して、高精度な、そして微
細な回路配線が形成される。
路配線のバリアメタル薄膜層が回路配線相互間のマイグ
レーションの発生を防止し、そして同時にバリアメタル
薄膜層が基板の表面に密着して強固に被着されており、
容易に剥離することがなく、また、その表面に密着して
成膜されたシードメタル薄膜層の存在により、そのシー
ドメタル薄膜層に馴染んで導電層が成膜されている。そ
してバリアメタル薄膜層を酸化し易いチタンで成膜する
ことによりイオン化し難く、バリアを確実に形成でき、
かつシードメタル薄膜層及び導電層を銅で成膜すること
により、基板上に強度に密着して、高精度な、そして微
細な回路配線が形成される。
【0013】そして、本発明の電子回路基板の製造方法
によれば、前記のような微細で精密な回路配線を有機基
板上に容易に形成することができる。
によれば、前記のような微細で精密な回路配線を有機基
板上に容易に形成することができる。
【0014】また、本発明のマイグレーション発生抑制
用銅メッキ液によれば、メッキの異常な成長を抑えるこ
とができ、かつ、メッキレジスト層内に銅メッキした場
合に、その底辺部コーナにおける銅メッキの成長を抑
え、均一に成長したパターンを得ることができ、本銅メ
ッキ液で前記回路配線を容易に形成でき、そして回路配
線間のマイグレーションの発生を抑制することができ
る。
用銅メッキ液によれば、メッキの異常な成長を抑えるこ
とができ、かつ、メッキレジスト層内に銅メッキした場
合に、その底辺部コーナにおける銅メッキの成長を抑
え、均一に成長したパターンを得ることができ、本銅メ
ッキ液で前記回路配線を容易に形成でき、そして回路配
線間のマイグレーションの発生を抑制することができ
る。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、図1乃至図6を用いて、本
発明の実施形態の電子回路基板及びその製造方法を説明
する。
発明の実施形態の電子回路基板及びその製造方法を説明
する。
【0016】図1は本発明の第1実施形態の電子回路基
板の一部拡大断面図、図2は本発明の第2実施形態の電
子回路基板の一部拡大断面図、図3は図1に示した本発
明の電子回路基板の製造方法を説明するための工程図、
図4は図2に示した本発明の電子回路基板の製造方法を
説明するための工程図、図5は本発明の銅メッキ液によ
る銅メッキの成長状態を説明するための半製品状態にお
ける一部電子回路基板の断面図、そして図6はマイグレ
ーション試験の結果を示すグラフである。
板の一部拡大断面図、図2は本発明の第2実施形態の電
子回路基板の一部拡大断面図、図3は図1に示した本発
明の電子回路基板の製造方法を説明するための工程図、
図4は図2に示した本発明の電子回路基板の製造方法を
説明するための工程図、図5は本発明の銅メッキ液によ
る銅メッキの成長状態を説明するための半製品状態にお
ける一部電子回路基板の断面図、そして図6はマイグレ
ーション試験の結果を示すグラフである。
【0017】先ず初めに、図1を用いて、本発明の第1
実施形態の電子回路基板の構造を説明する。
実施形態の電子回路基板の構造を説明する。
【0018】図1において、符号10Aは全体として、
本発明の電子回路基板を指す。この電子回路基板10A
は基板1上に、バリアメタル薄膜層2、シードメタル薄
膜層3及び導電層5の3層構造の回路配線8Aが形成さ
れたものである。バリアメタル薄膜層2は基板1の表面
に直接スパッタにより成膜されており、そのバリアメタ
ル薄膜層2の表面にシードメタル薄膜層3がスパッタに
より成膜されており、そしてそのシードメタル薄膜層3
の表面に導電層5がメッキにより成膜された構造のもの
であって、例えば、L/S:10μm/10μmのパタ
ーンである。
本発明の電子回路基板を指す。この電子回路基板10A
は基板1上に、バリアメタル薄膜層2、シードメタル薄
膜層3及び導電層5の3層構造の回路配線8Aが形成さ
れたものである。バリアメタル薄膜層2は基板1の表面
に直接スパッタにより成膜されており、そのバリアメタ
ル薄膜層2の表面にシードメタル薄膜層3がスパッタに
より成膜されており、そしてそのシードメタル薄膜層3
の表面に導電層5がメッキにより成膜された構造のもの
であって、例えば、L/S:10μm/10μmのパタ
ーンである。
【0019】また、図2には本発明の第2実施形態の電
子回路基板10Bを示した。この電子回路基板10B
は、前記電子回路基板10Aの耐マイグレーション特性
よりより一層耐マイグレーション特性を改善したもので
あって、その回路配線8Bは基板1とシードメタル薄膜
層3との間がバリアメタル薄膜層2で形成されているの
みならず、回路配線8Bの両側面もバリアメタル薄膜層
7A、7B2で被覆されて形成されていて、前記の電子
回路基板10Aよりもより一層耐マイグレーション特性
に優れた構造のものである。
子回路基板10Bを示した。この電子回路基板10B
は、前記電子回路基板10Aの耐マイグレーション特性
よりより一層耐マイグレーション特性を改善したもので
あって、その回路配線8Bは基板1とシードメタル薄膜
層3との間がバリアメタル薄膜層2で形成されているの
みならず、回路配線8Bの両側面もバリアメタル薄膜層
7A、7B2で被覆されて形成されていて、前記の電子
回路基板10Aよりもより一層耐マイグレーション特性
に優れた構造のものである。
【0020】次に、図3を用いて、図1に示した回路配
線8Aが形成される電子回路基板の製造方法を説明す
る。
線8Aが形成される電子回路基板の製造方法を説明す
る。
【0021】先ず、図3Aに示したように、基板1を用
意し、その表面にマイグレーションの発生を防止するバ
リアメタル薄膜層2をスパッタで成膜し、その上に導電
層5のメッキ生成を促進するシードメタル薄膜層3をス
パッタにより成膜する。バリアメタル薄膜層2には酸化
物になり易い金属を用いることが望ましく、また、シー
ドメタル薄膜層3にはメッキ性に富んだ金属を用いる。
意し、その表面にマイグレーションの発生を防止するバ
リアメタル薄膜層2をスパッタで成膜し、その上に導電
層5のメッキ生成を促進するシードメタル薄膜層3をス
パッタにより成膜する。バリアメタル薄膜層2には酸化
物になり易い金属を用いることが望ましく、また、シー
ドメタル薄膜層3にはメッキ性に富んだ金属を用いる。
【0022】次に、図3Bに示したように、シードメタ
ル薄膜層3の表面にメッキレジスト層4を形成し、そし
てこのメッキレジスト層4に所望の回路配線のパターン
4Aを形成する。
ル薄膜層3の表面にメッキレジスト層4を形成し、そし
てこのメッキレジスト層4に所望の回路配線のパターン
4Aを形成する。
【0023】次に、図3Cに示したように、メッキレジ
スト層4のパターン4A内に金属導電体をメッキし、導
電層5を成膜する。この時のメッキは、電解メッキ、無
電解メッキの何れでもよく、どちらか一方に限定される
ものではない。
スト層4のパターン4A内に金属導電体をメッキし、導
電層5を成膜する。この時のメッキは、電解メッキ、無
電解メッキの何れでもよく、どちらか一方に限定される
ものではない。
【0024】次に、図3Dに示したように、メッキの終
了後、メッキレジスト層4を除去する。
了後、メッキレジスト層4を除去する。
【0025】そして、図3Eに示したように、メッキレ
ジスト層4を除去したことにより露出したバリアメタル
薄膜層2及びシードメタル薄膜層3をエッチングにより
除去する。これらバリアメタル薄膜層2及びシードメタ
ル薄膜層3のエッチングの際には、シードメタル薄膜層
3を先ずエッチングし、その後でバリアメタル薄膜層2
をエッチングするというように、各層を選択的にエッチ
ングすることにより、よりサイドエッチングを抑えた精
度の高い回路配線8Aを形成することができる。
ジスト層4を除去したことにより露出したバリアメタル
薄膜層2及びシードメタル薄膜層3をエッチングにより
除去する。これらバリアメタル薄膜層2及びシードメタ
ル薄膜層3のエッチングの際には、シードメタル薄膜層
3を先ずエッチングし、その後でバリアメタル薄膜層2
をエッチングするというように、各層を選択的にエッチ
ングすることにより、よりサイドエッチングを抑えた精
度の高い回路配線8Aを形成することができる。
【0026】このようにして、図1に示したような、バ
リアメタル薄膜層2、シードメタル薄膜層3及びその上
に導電層5が成膜された3層構造の回路配線8Aが基板
1上に形成された電子回路基板10Aが得られる。
リアメタル薄膜層2、シードメタル薄膜層3及びその上
に導電層5が成膜された3層構造の回路配線8Aが基板
1上に形成された電子回路基板10Aが得られる。
【0027】本発明の電子部品装置10Aの回路配線8
Aはシードメタルとなるバリアメタル薄膜層2が空気に
触れると酸化し易い金属で成膜されていることからイオ
ン化し難く、その酸化物がバリアとなり、隣接回路配線
8A間の耐マイグレーション特性を向上させることがで
きる。
Aはシードメタルとなるバリアメタル薄膜層2が空気に
触れると酸化し易い金属で成膜されていることからイオ
ン化し難く、その酸化物がバリアとなり、隣接回路配線
8A間の耐マイグレーション特性を向上させることがで
きる。
【0028】また、メッキ性に富んだシードメタル薄膜
層3をシードメタルとし、メッキレジストをマスクとし
てメッキにより導電層5を成膜するため、導電層5はシ
ードメタル薄膜層3の表面に馴染んで成膜される。
層3をシードメタルとし、メッキレジストをマスクとし
てメッキにより導電層5を成膜するため、導電層5はシ
ードメタル薄膜層3の表面に馴染んで成膜される。
【0029】従って、本発明の電子回路基板の製造方法
によれば、全体として回路配線8Aを基板1の上に強固
に被着した状態で、しかも微細、かつ高精度で、そして
耐マイグレーション特性に優れた構造で形成することが
できる。
によれば、全体として回路配線8Aを基板1の上に強固
に被着した状態で、しかも微細、かつ高精度で、そして
耐マイグレーション特性に優れた構造で形成することが
できる。
【0030】微細で高精度な、そして耐マイグレーショ
ン特性に優れた回路配線8Aを形成できることから、L
/Sの狭い回路配線8Aを形成することができ、そして
インピーダンスマッチングが取り易く、GHz帯の高周
波特性に対応する回路を形成することができる。
ン特性に優れた回路配線8Aを形成できることから、L
/Sの狭い回路配線8Aを形成することができ、そして
インピーダンスマッチングが取り易く、GHz帯の高周
波特性に対応する回路を形成することができる。
【0031】また、回路配線8Aを細線化することがで
きるので、従来、部品で搭載していたインダクタなどを
有機基板1の表面に直接形成することも可能となり、更
に、多くの部品の搭載も可能となり、同時に電子回路基
板10Aの小型化を図ることができる。
きるので、従来、部品で搭載していたインダクタなどを
有機基板1の表面に直接形成することも可能となり、更
に、多くの部品の搭載も可能となり、同時に電子回路基
板10Aの小型化を図ることができる。
【0032】次に、図4を用いて、図2に示した回路配
線8Bが形成される電子回路基板10Bの製造方法を説
明する。
線8Bが形成される電子回路基板10Bの製造方法を説
明する。
【0033】図4Aに示した回路配線8Aは図3Eに断
面で示した一回路配線8と同一ものを再掲した図であ
る。この全ての回路配線8Aの導電層5の上面を、図4
Bに示したように、メッキレジスト層6で被覆する。
面で示した一回路配線8と同一ものを再掲した図であ
る。この全ての回路配線8Aの導電層5の上面を、図4
Bに示したように、メッキレジスト層6で被覆する。
【0034】次に、図4Cに示したように、回路配線8
Aのバリアメタル薄膜層2、シードメタル薄膜層3及び
導電層5にわたって、その両側面7A、7Bにマイグレ
ーションの発生を防止するバリアメタル薄膜層2Aを、
例えば、電解メッキで成膜する。バリアメタル薄膜層2
Aには酸化物になり易い金属を用いることが望ましい。
Aのバリアメタル薄膜層2、シードメタル薄膜層3及び
導電層5にわたって、その両側面7A、7Bにマイグレ
ーションの発生を防止するバリアメタル薄膜層2Aを、
例えば、電解メッキで成膜する。バリアメタル薄膜層2
Aには酸化物になり易い金属を用いることが望ましい。
【0035】次に、図4Dに示したように、バリアメタ
ル薄膜層2Aのメッキの終了後、メッキレジスト層6を
除去する。
ル薄膜層2Aのメッキの終了後、メッキレジスト層6を
除去する。
【0036】このようにして、図2に示したような、バ
リアメタル薄膜層2Aが、基板1の表面とシードメタル
薄膜層3との間のバリアメタル薄膜層2に連続し、シー
ドメタル薄膜層3及びその上に成膜されている導電層5
の両側面7A、7Bにも成膜された3層構造の回路配線
8Bが基板1上に形成された電子回路基板10Bが得ら
れる。
リアメタル薄膜層2Aが、基板1の表面とシードメタル
薄膜層3との間のバリアメタル薄膜層2に連続し、シー
ドメタル薄膜層3及びその上に成膜されている導電層5
の両側面7A、7Bにも成膜された3層構造の回路配線
8Bが基板1上に形成された電子回路基板10Bが得ら
れる。
【0037】この電子部品装置10Bの回路配線8B
は、電子回路基板10Aの回路配線8Aに比し、両側面
7A、7Bをもバリアメタル薄膜層2Aで被覆されてい
ることから、隣接回路配線8B間のマイグレーションの
発生をより一層防止することができる。その他の優れた
特徴は第1実施形態の電子回路基板10Aのものと同様
である。
は、電子回路基板10Aの回路配線8Aに比し、両側面
7A、7Bをもバリアメタル薄膜層2Aで被覆されてい
ることから、隣接回路配線8B間のマイグレーションの
発生をより一層防止することができる。その他の優れた
特徴は第1実施形態の電子回路基板10Aのものと同様
である。
【0038】一実施例として、薄膜層の絶縁材料にはベ
ンゾシクロブタン(BCB)を用いた。そしてバリアメ
タル薄膜層2、2Aにはチタン(Ti)を、シードメタ
ル薄膜層3には銅(Cu)を、メッキレジスト層4には
東京応化製のPMERシリーズを、そして導電層5には
銅(Cu)を用いた。
ンゾシクロブタン(BCB)を用いた。そしてバリアメ
タル薄膜層2、2Aにはチタン(Ti)を、シードメタ
ル薄膜層3には銅(Cu)を、メッキレジスト層4には
東京応化製のPMERシリーズを、そして導電層5には
銅(Cu)を用いた。
【0039】バリアメタル薄膜層2、2AのTiの厚み
は250Å、シードメタル薄膜層3のCuの厚みは50
00Åとした。更に、導電層5のメッキCuの厚みは1
0μmとした。
は250Å、シードメタル薄膜層3のCuの厚みは50
00Åとした。更に、導電層5のメッキCuの厚みは1
0μmとした。
【0040】Tiは空気に触れると酸化し易く、その酸
化物TiOがバリアとなり、隣接回路配線8A間の耐マ
イグレーション特性を向上させることができる。特に回
路配線8Bの場合は、その両側面7A、7B(図2)が
酸化膜で被覆された構造であるため、回路配線8Aより
も一層耐マイグレーション特性を向上させることができ
る。
化物TiOがバリアとなり、隣接回路配線8A間の耐マ
イグレーション特性を向上させることができる。特に回
路配線8Bの場合は、その両側面7A、7B(図2)が
酸化膜で被覆された構造であるため、回路配線8Aより
も一層耐マイグレーション特性を向上させることができ
る。
【0041】また、第1実施形態の電子回路基板10A
の製造方法において、Tiのバリアメタル薄膜層2をエ
ッチバックした時に、そのTiの残さが残存していて
も、酸化物TiOとして安定し易く、他の金属、例え
ば、Niなどを使用した場合よりもより一層マイグレー
ションの発生を抑えることができる。
の製造方法において、Tiのバリアメタル薄膜層2をエ
ッチバックした時に、そのTiの残さが残存していて
も、酸化物TiOとして安定し易く、他の金属、例え
ば、Niなどを使用した場合よりもより一層マイグレー
ションの発生を抑えることができる。
【0042】また、第1実施形態の回路配線8Aの形成
に用いたエッチング液としては、シードメタル薄膜層3
のCuのエッチングに関東化学製の硝酸、硫酸を主成分
とする混酸液SO−YOを、バリアメタル薄膜層2のT
iのエッチングに関東化学製のフッ酸を含む混酸液SO
−1を使用した。
に用いたエッチング液としては、シードメタル薄膜層3
のCuのエッチングに関東化学製の硝酸、硫酸を主成分
とする混酸液SO−YOを、バリアメタル薄膜層2のT
iのエッチングに関東化学製のフッ酸を含む混酸液SO
−1を使用した。
【0043】次に、導電層5の銅メッキについて説明す
る。
る。
【0044】通常、メッキは全方向的に成長し、粒子を
拡大しようとする。本発明では、メッキ液に硫酸銅を使
用したが、メッキの成長を抑制する成分(ポリマーな
ど)を添加することにより、図5に矢印で示したよう
に、メッキレジスト層4の底辺部コーナーのメッキ成長
を抑えることで、パターン4A内に均一にメッキを成長
させることができた。
拡大しようとする。本発明では、メッキ液に硫酸銅を使
用したが、メッキの成長を抑制する成分(ポリマーな
ど)を添加することにより、図5に矢印で示したよう
に、メッキレジスト層4の底辺部コーナーのメッキ成長
を抑えることで、パターン4A内に均一にメッキを成長
させることができた。
【0045】また、光沢を出し、平滑性を持たせる成
分、例えば、PEG(ポリエチレングリコール)やJG
B(Janus GreenB)などを添加することに
より、粒子の微細化、平坦化を助長することができた。
分、例えば、PEG(ポリエチレングリコール)やJG
B(Janus GreenB)などを添加することに
より、粒子の微細化、平坦化を助長することができた。
【0046】これらの結果、導電層5の銅の活性化エネ
ルギーを低く抑えることができ、従来のメッキ液では、
回路配線1mm当たり3μmのレンジのばらつきが、本
発明のマイグレーション発生抑制用銅メッキ液を用いる
ことにより、回路配線1mm当たり1μm以下のレンジ
のばらつきに抑えることができた。
ルギーを低く抑えることができ、従来のメッキ液では、
回路配線1mm当たり3μmのレンジのばらつきが、本
発明のマイグレーション発生抑制用銅メッキ液を用いる
ことにより、回路配線1mm当たり1μm以下のレンジ
のばらつきに抑えることができた。
【0047】検討時には、メッキ液として、日本エレク
トロプレーティング・エンジニヤース株式会社製(EE
JA)のMF−Cu300を使用し、そして添加剤とし
て専用Starterを5〜20ml/L添加すること
により効果が認められた。
トロプレーティング・エンジニヤース株式会社製(EE
JA)のMF−Cu300を使用し、そして添加剤とし
て専用Starterを5〜20ml/L添加すること
により効果が認められた。
【0048】他にも、銅メッキ後、約210℃でアニー
ル処理を行い、銅粒子の成長を完結させることによって
も、耐マイグレーション特性が向上する効果が認められ
た。
ル処理を行い、銅粒子の成長を完結させることによって
も、耐マイグレーション特性が向上する効果が認められ
た。
【0049】そして従来技術及び本発明の製造方法によ
り製造した電子回路基板の回路配線8の精度は、従来の
電子回路基板の製造方法では、回路配線の幅が100μ
m±40μm(断面形状は台形)であるのに反し、本発
明の電子回路基板の製造方法によれば、その幅を10μ
m±2μm(断面形状は長方形)で形成することができ
た。このように回路配線を微細で高精度に形成でき、耐
マイグレーション性を向上させることができた。
り製造した電子回路基板の回路配線8の精度は、従来の
電子回路基板の製造方法では、回路配線の幅が100μ
m±40μm(断面形状は台形)であるのに反し、本発
明の電子回路基板の製造方法によれば、その幅を10μ
m±2μm(断面形状は長方形)で形成することができ
た。このように回路配線を微細で高精度に形成でき、耐
マイグレーション性を向上させることができた。
【0050】図6に従来技術の回路配線と本発明の回路
配線8A、8Bとの耐マイグレーション特性の試験結果
を示した。図6において横軸に試験時間(hr)をと
り、縦軸に累積故障率(%)をとって表した。この図6
から明らかなように、従来技術の回路配線では、10時
間前後で20%〜80%の高い水準でマイグレーション
が発生しているが、本発明の回路配線8A、6Bでは、
L/S:10μm/10μmの回路配線間で、85℃で
相対湿度85%、10Vの試験条件で550時間以上経
ってもマイグレーションの発生が10%〜50%の範囲
に留まっていることが判る。
配線8A、8Bとの耐マイグレーション特性の試験結果
を示した。図6において横軸に試験時間(hr)をと
り、縦軸に累積故障率(%)をとって表した。この図6
から明らかなように、従来技術の回路配線では、10時
間前後で20%〜80%の高い水準でマイグレーション
が発生しているが、本発明の回路配線8A、6Bでは、
L/S:10μm/10μmの回路配線間で、85℃で
相対湿度85%、10Vの試験条件で550時間以上経
ってもマイグレーションの発生が10%〜50%の範囲
に留まっていることが判る。
【0051】高周波で損失の少ない、より高機能な特性
を得るためには、ベース基板の材料として、耐熱性の高
い基板を使用することが望ましい。例えば、前記のLC
P(液晶ポリマー)の他、PI(ポリイミド)、PPE
(ポリフェニルエーテル)などを挙げることができる。
薄膜層の絶縁の材料としては、例えば、BCB(ベンゾ
シクロブテン)、PI、PNB(ポリノルポルネン)な
どを挙げることができる。
を得るためには、ベース基板の材料として、耐熱性の高
い基板を使用することが望ましい。例えば、前記のLC
P(液晶ポリマー)の他、PI(ポリイミド)、PPE
(ポリフェニルエーテル)などを挙げることができる。
薄膜層の絶縁の材料としては、例えば、BCB(ベンゾ
シクロブテン)、PI、PNB(ポリノルポルネン)な
どを挙げることができる。
【0052】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
全体として耐マイグレーション特性に優れ、精密な細線
で回路配線を基板上に密着して強固に被着、形成するこ
とができる。このため、1.高精度な回路配線を得るこ
とができ、インピーダンスマッチングが取り易くし、そ
してGHz帯の高周波特性に対応する回路を形成するこ
とができる2.従来、部品で搭載していたインダクタな
どを基板の表面に直接形成することができる3.多くの
部品を搭載でき、同時に電子回路基板そのものを小型化
できるなど、数々の優れた効果が得られる。
全体として耐マイグレーション特性に優れ、精密な細線
で回路配線を基板上に密着して強固に被着、形成するこ
とができる。このため、1.高精度な回路配線を得るこ
とができ、インピーダンスマッチングが取り易くし、そ
してGHz帯の高周波特性に対応する回路を形成するこ
とができる2.従来、部品で搭載していたインダクタな
どを基板の表面に直接形成することができる3.多くの
部品を搭載でき、同時に電子回路基板そのものを小型化
できるなど、数々の優れた効果が得られる。
【図1】 本発明の第1実施形態の電子回路基板の一部
拡大断面図である。
拡大断面図である。
【図2】 本発明の第2実施形態の電子回路基板の一部
拡大断面図である。
拡大断面図である。
【図3】 図1に示した本発明の電子回路基板の製造方
法を説明するための工程図である。
法を説明するための工程図である。
【図4】 図2に示した本発明の電子回路基板の製造方
法を説明するための工程図である。
法を説明するための工程図である。
【図5】 本発明の銅メッキ液による銅メッキの成長状
態を説明するための半製品状態における一部電子回路基
板の断面図である。
態を説明するための半製品状態における一部電子回路基
板の断面図である。
【図6】 マイグレーション試験の結果を示すグラフで
ある。
ある。
1…基板、2…バリアメタル薄膜層、3…シードメタル
薄膜層、4,6…メッキレジスト、5…導電層、8A…
第1実施形態回路配線、8B…第2実施形態の回路配
線、10A…本発明の第1実施形態の電子回路基板、1
0B…本発明の第2実施形態の電子回路基板
薄膜層、4,6…メッキレジスト、5…導電層、8A…
第1実施形態回路配線、8B…第2実施形態の回路配
線、10A…本発明の第1実施形態の電子回路基板、1
0B…本発明の第2実施形態の電子回路基板
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フロントページの続き
Fターム(参考) 4E351 BB32 BB33 BB36 CC03 CC06
DD04 DD11 GG12 GG20
4K023 AA19 BA06 CB32
4K024 AA09 BA09 BB11 CA01 CA02
DB01
5E343 BB24 BB35 DD25 DD43 GG02
GG08 GG14
Claims (10)
- 【請求項1】 基板の表面に、マイグレーションに対す
るバリアとなるスパッタにより成膜されたバリアメタル
薄膜層と該バリアメタル薄膜層の上に導電層のメッキの
生成を促進するスパッタにより成膜されたシードメタル
薄膜層と該シードメタル薄膜層の上にメッキにより成膜
された比較的厚い膜厚の前記導電層とからなる積層構造
の回路配線が形成されていることを特徴とする電子回路
基板。 - 【請求項2】 前記回路配線の両側面がバリアメタル薄
膜で被覆されていることを特徴とする請求項1に記載の
電子回路基板。 - 【請求項3】 前記バリアメタル薄膜層がチタン、前記
シードメタル薄膜層及び前記導電層が銅であることを特
徴とする請求項1及び請求項2に記載の電子回路基板。 - 【請求項4】 基板上にバリアメタル薄膜層を挟んでメ
ッキにより成膜された導電層が成膜されている積層構造
の回路配線を形成する電子回路基板の製造方法におい
て、 前記基板の表面にマイグレーションに対するバリアとな
るバリアメタル薄膜層をスパッタにより成膜する工程
と、 該バリアメタル薄膜層上に前記導電層のメッキ生成を促
進するシードメタル薄膜層をスパッタにより成膜する工
程と、 該シードメタル薄膜層上にメッキレジストを用いて所定
の回路配線パターンを形成する工程と、 該回路配線パターンに導電材をメッキする工程と、 前記メッキレジストを除去する工程と、 前記メッキレジストを除去することにより露出した部分
の前記バリアメタル薄膜層と前記シードメタル薄膜層と
をエッチングする工程とを含む製造工程を経て前記積層
構造の回路配線を形成することを特徴とする電子回路基
板の製造方法。 - 【請求項5】 前記エッチング工程に引き続いて、 回路配線の上面にメッキレジストを被覆する工程と、 前記上面にメッキレジストが被覆された前記回路配線の
両側面に電解メッキによりマイグレーションに対するバ
リアとなるバリアメタル薄膜層を電解メッキにより形成
する工程と、 前記メッキレジストを回路配線の上面から除去する工程
とを含む製造工程を経て前記請求項2に記載の積層構造
の回路配線を形成することを特徴とする請求項4に記載
の電子回路基板の製造方法。 - 【請求項6】 前記導電材のメッキ後、該導電材の導電
層にアニール処理を施すことを特徴とする請求項4に記
載の電子回路基板の製造方法。 - 【請求項7】 前記バリアメタル薄膜層がチタン、前記
シードメタル薄膜層及び前記導電層が銅であることを特
徴とする請求項4及び請求項5に記載の電子回路基板の
製造方法。 - 【請求項8】 前記シードメタル薄膜層をエッチングし
た後、前記バリアメタル薄膜層をエッチングすることを
特徴とする請求項4に記載の電子回路基板の製造方法。 - 【請求項9】 硫酸銅を主成分とし、メッキを抑制する
物質及び平滑性を持たせる物質が添加物として添加され
ていることを特徴とするマイグレーション発生抑制用銅
メッキ液。 - 【請求項10】 前記添加物の混合液の量は薬液1リッ
トル当たり5〜20ミリリットルであることを特徴とす
る請求項9に記載のマイグレーション発生抑制用銅メッ
キ液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001321012A JP2003124591A (ja) | 2001-10-18 | 2001-10-18 | 電子回路基板、その製造方法及びマイグレーション発生抑制用銅メッキ液 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001321012A JP2003124591A (ja) | 2001-10-18 | 2001-10-18 | 電子回路基板、その製造方法及びマイグレーション発生抑制用銅メッキ液 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003124591A true JP2003124591A (ja) | 2003-04-25 |
Family
ID=19138308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001321012A Pending JP2003124591A (ja) | 2001-10-18 | 2001-10-18 | 電子回路基板、その製造方法及びマイグレーション発生抑制用銅メッキ液 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003124591A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006120667A (ja) * | 2004-10-19 | 2006-05-11 | Fujitsu Ltd | プリント基板の製造方法およびプリント基板 |
| KR100797708B1 (ko) | 2006-10-24 | 2008-01-23 | 삼성전기주식회사 | 인쇄회로기판의 제조방법 |
| WO2011080827A1 (ja) | 2009-12-28 | 2011-07-07 | 富士通株式会社 | 配線構造及びその形成方法 |
| JP2011228609A (ja) * | 2010-04-20 | 2011-11-10 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 印刷回路基板及びその製造方法 |
| JP2020088183A (ja) * | 2018-11-27 | 2020-06-04 | 京セラ株式会社 | 配線基板及び電子装置 |
-
2001
- 2001-10-18 JP JP2001321012A patent/JP2003124591A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006120667A (ja) * | 2004-10-19 | 2006-05-11 | Fujitsu Ltd | プリント基板の製造方法およびプリント基板 |
| KR100797708B1 (ko) | 2006-10-24 | 2008-01-23 | 삼성전기주식회사 | 인쇄회로기판의 제조방법 |
| WO2011080827A1 (ja) | 2009-12-28 | 2011-07-07 | 富士通株式会社 | 配線構造及びその形成方法 |
| US9263326B2 (en) | 2009-12-28 | 2016-02-16 | Fujitsu Limited | Interconnection structure and method of forming the same |
| JP2011228609A (ja) * | 2010-04-20 | 2011-11-10 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 印刷回路基板及びその製造方法 |
| US8410373B2 (en) | 2010-04-20 | 2013-04-02 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Printed circuit substrate and method of manufacturing the same |
| JP2020088183A (ja) * | 2018-11-27 | 2020-06-04 | 京セラ株式会社 | 配線基板及び電子装置 |
| JP7136672B2 (ja) | 2018-11-27 | 2022-09-13 | 京セラ株式会社 | 配線基板及び電子装置 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060317 |
|
| A02 | Decision of refusal |
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