(57)【要約】【課題】微細化及び優れた高周波伝送特性の要求が高い半導体装置を効率よく、低コストに製造するため、高周波絶縁材料との密着性を確保でき、高周波帯の伝送損失を低減できる配線基板を提供する。【解決手段】本発明の配線基板は、第１絶縁材料層と、第１絶縁材料層上に形成される配線部及び回路形成用の第２絶縁材料層とを備え、前記配線部は、表面処理後の導体表面の平均表面粗さＲａが７０ｎｍ以下であって、前記第２絶縁材料層とのピール強度が０．５ｋＮ／ｍ以上である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１絶縁材料層と、第１絶縁材料層上に形成される配線部及び回路形成用の第２絶縁材料層とを備え、前記配線部は、表面処理後の導体表面の平均表面粗さＲａが７０ｎｍ以下であって、前記第２絶縁材料層とのピール強度が０．５ｋＮ／ｍ以上である、配線基板。
【請求項２】
前記第２絶縁材料層を形成する材料が感光性絶縁材料である、請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記第２絶縁材料層に形成される回路の配線幅が２０μｍ以下である、請求項１又は２に記載の配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細化及び優れた高周波伝送特性の要求が高い半導体装置を効率よく、低コストに製造するために使用される、微細配線層を有する配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体パッケージの高密度化及び高性能化を目的に、異なる性能のチップを一つのパッケージに混載する実装形態が提案されており、コスト面に優れたチップ間の高密度インターコネクト技術が重要になっている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
パッケージ上に異なるパッケージをフリップチップ実装によって積層することで接続するパッケージ・オン・パッケージがスマートフォン及びタブレット端末に広く採用されている（例えば非特許文献１及び非特許文献２参照）。更に高密度で実装するための形態として、高密度配線を有する有機基板を用いたパッケージ技術（有機インターポーザ）、スルーモールドビア（ＴＭＶ）を有するファンアウト型のパッケージ技術（ＦＯ−ＷＬＰ）、シリコン又はガラスインターポーザを用いたパッケージ技術、シリコン貫通電極（ＴＳＶ）を用いたパッケージ技術、基板に埋め込まれたチップをチップ間伝送に用いるパッケージ技術等が提案されている。
【０００４】
特に有機インターポーザ及びＦＯ−ＷＬＰにおいて半導体チップ同士を並列して搭載する場合には、高密度で導通させるために微細配線層が必要となる（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３１８５１９号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２００１／０２２１０７１号明細書
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｍｏｌｄ  Ｖｉａ（ＴＭＶ）  ａｓ  ＰｏＰ  Ｂａｓｅ  Ｐａｃｋａｇｅ，  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（ＥＣＴＣ），２００８
【非特許文献２】Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｌｏｗ  Ｐｒｏｆｉｌｅ  ＰｏＰ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｗｉｔｈ  Ｅｍｂｅｄｄｅｄ  Ｗａｆｅｒ  Ｌｅｖｅｌ  ＰｏＰ（ｅＷＬＢ−ＰｏＰ）Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＥＣＴＣ，２０１２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に記載の技術では、デスミア処理後、無電解めっき、レジストパターニング、電解めっき、レジストはく離、シードエッチング、絶縁材料形成により配線を形成する。配線と絶縁材料との密着を確保するためには、配線表面をエッチング等で適度に粗い状態とし、アンカー効果により絶縁材料を配線に強固に固定する必要がある。
【０００８】
ところで、近年、配線基板は高周波帯における伝送損失の低減が求められている。上記のように、配線表面を粗すと、表皮効果により伝送損失が大きくなる。つまり、配線基板の製造方法において、絶縁材料との密着性を担保しつつ、伝送損失の低減を実現することが課題である。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、絶縁材料との密着性を確保でき、半導体素子（以下、チップと略す）同士を高密度で導通させるときチップ同士の伝送損失を低減できる配線基板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】
【００１０】
本発明に係る配線基板は、第１絶縁材料層と、第１絶縁材料層上に形成される配線部及び回路形成用の第２絶縁材料層とを備え、前記配線部は、平均表面粗さが７０ｎｍ以下であって、第２絶縁樹脂との密着性としてピール強度が０．５ｋＮ／ｍ以上であることを特徴とする。本発明の配線基板は、この構成により、チップの高密度実装において高周波帯の伝送損失の低減を図ることができる。
【００１１】
また、前記配線基板において、前記第２絶縁材料層を形成する材料が感光性絶縁材料であることが好ましい。それにより、フォトリソグラフィープロセスを利用してビア及び配線の形成を容易に行うことができる。
【００１２】
また、前記配線基板において、前記第２絶縁材料層に形成される回路の配線幅が２０μｍ以下であることが好ましい。本発明の配線基板は、前記第２絶縁材料層に形成される回路の配線幅が２０μｍ以下と微細になっても、配線倒れ、配線剥離又は配線断線が無い状態で伝送損失の低減を図ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、微細配線層の表面粗さを小さくしながら、前記微細配線層と絶縁材料層との間の密着性を確保できるため、チップ同士の伝送に優れた高密度実装が図れ、且つ、高周波伝送特性に優れた微細配線層を有する配線基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態による配線基板の製造において支持基板に第１絶縁材層、開口部、シード層及び回路形成用レジストパターンを形成する工程をそれぞれ模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態による配線基板の製造において電解銅めっき形成工程、回路形成用レジスト剥離工程、及び配線部導体の表面処理工程をそれぞれ模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態による配線基板の製造において第２絶縁材料層及び第２絶縁材料層に開口部を形成する工程をそれぞれ模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。以下の説明では、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００１６】
本明細書の記載及び請求項において「左」、「右」、「正面」、「裏面」、「上」、「下」、「上方」、「下方」等の用語が利用されている場合、これらは、説明を意図したものであり、必ずしも永久にこの相対位置である、という意味ではない。また、「層」との語は、平面図として観察したときに、全面に形成されている形状の構造に加え、一部に形成されている形状の構造も包含される。
【００１７】
図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る配線基板について説明する。
【００１８】
本実施形態に係る配線基板は、微細化及び多ピン化が必要とされる形態において特に好適であり、特に、異種チップを混載するためのインターポーザが必要なパッケージ形態において好適である。より具体的には、本実施形態に係る製造方法は、ピンの間隔が２００μｍ以下（より微細な場合には例えば３０〜１００μｍ）であり、且つピンの本数が５００本以上（より微細な場合には例えば１０００〜１００００本）のパッケージ形態において好適である。
【００１９】
本発明の実施形態による配線基板は、第１絶縁材料層と、第１絶縁材料層上に形成される配線部及び第２絶縁材料層とを備えることを基本的な構造とするが、第２絶縁材料層の上に更に第３以上の絶縁材料層を形成して多層の配線層を有する多層配線基板としてもよい。前記配線基板は、シード層中のニッケル含有率が含有率を３〜２０質量％とすることで、第一絶縁層表面をデスミア処理により表面粗化をせずに微細配線のシード層を形成できるため、伝送特性に優れた配線を形成することができる。
【００２０】
本発明の実施形態による配線基板は、高周波帯における伝送損失の低減のため、伝送損失に大きな影響を与える配線部の導体表面の平均表面粗さを小さくすることが好ましい。他方、上記第２絶縁材料層に高精度の微細パターンを形成するためには、上記配線部の導体表面と第２絶縁材料層との密着性を高くすることが好ましい。そこで、本実施形態による配線基板においては、配線部の導体表面の平均表面粗さと、前記配線部の導体表面と第２絶縁材料層との密着性を表すパラメータであるピール強度とを同時に設定する。
【００２１】
本発明の実施形態による配線基板は、配線部導体の表面と第２絶縁材料層との密着性が、ピール強度として０．６ｋＮ／ｍ以上であることが必要である。密着性を評価するためのパラメータであるピール強度が０．６ｋＮ／ｍ以上であれば、第２絶縁材料層に形成される回路の配線幅が２０μｍ以下の微細パターン形成においても配線倒れ、配線剥離又は配線断線がみられず、安定的に優れた高周波特性を実現することができる。特に、第２絶縁材料層に形成される回路の配線幅として、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは３μｍ以下の超微細パターンを形成するときに高い配線形成能を担保するためには、表面処理後の導体表面と第２絶縁材料層との間に高い密着性が求められる。前記配線基板は、第２絶縁材料を形成する前に配線部の表面処理を行うことによって配線部の導体表面と第２絶縁材料層との密着性の向上を図るのが実用的である。本発明の実施形態において、ピール強度の上限値は特に設定する必要がなく、高周波特性に影響する前記配線部の導体表面の平均表面粗さに依存して上限値が決まる。
【００２２】
本実施形態による配線基板は、微細配線層と絶縁材料層との間の密着性の向上と高周波帯における伝送損失の低減とを両立させることが必要である。したがって、前記配線部は、ピール強度が０．６ｋＮ／ｍ以上を確保しつつ、且つ、表面処理後の導体表面の平均粗さＲａの設定範囲を７０ｎｍ以下に設定する。導体表面の平均粗さが７０ｎｍ以下であれば、高周波帯の伝送損失を小さくでき、優れた高周波特性を得ることができる。
【００２３】
以上のように、本発明の実施形態による配線基板は、表面処理後の導体表面の平均表面粗さＲａが７０ｎｍ以下であって、前記第２絶縁材料層とのピール強度が０．６ｋＮ／ｍ以上である配線部を形成することにより、高周波用の微細パターンを有する高密度配線基板として伝送損失の低減を図ることができる。次に、本発明の実施形態による配線基板の製造方法の各工程を説明する。
【００２４】
＜支持基板上に第１絶縁材料層を形成する工程＞
支持基板１上に第１絶縁材料層３を形成する（図１（ａ））。支持基板１は、特に限定されないが、シリコン板、ガラス板、ＳＵＳ板、ガラスクロス入り基板、半導体素子入り封止樹脂等であり、高剛性からなる基板が好適である。図１（ａ）に示したとおり、支持基板１は絶縁材料層を形成する側の表面に導電層２が形成されたものであってもよい。支持基板１は、導電層２の代わりに配線及び／又はパッドを表面に有するものであってもよい。
【００２５】
支持基板１の厚さは０．２ｍｍから２．０ｍｍの範囲であることが好ましい。０．２ｍｍより薄い場合はハンドリングが困難になる一方、２．０ｍｍより厚い場合は材料費が高くなる傾向にある。支持基板１はウェハ状でもパネル状でも構わない。サイズは特に限定されないが、直径２００ｍｍ、直径３００ｍｍ又は直径４５０ｍｍのウェハ、あるいは、一辺が３００〜７００ｍｍの矩形パネルが好ましく用いられる。
【００２６】
第１絶縁材料層３を構成する材料として感光性樹脂材料を採用することが好ましい。感光性絶縁材料としては、液状又はフィルム状のものが挙げられ、膜厚平坦性とコストの観点からフィルム状の感光性絶縁材料が好ましい。また、微細な配線を形成できる点で、感光性絶縁材料は平均粒径５００ｎｍ以下（より好ましくは５０〜２００ｎｍ）のフィラー（充填材）を含有することが好ましい。感光性絶縁材料のフィラー含有量は、フィラーを除く感光性絶縁材料の質量１００質量部に対して０〜７０質量部が好ましく、１０〜５０質量部がより好ましい。
【００２７】
フィルム状の感光性絶縁材料を使用する場合、そのラミネート工程はなるべく低温で実施することが好ましく、４０〜１２０℃でラミネート可能な感光性絶縁フィルムを採用することが好ましい。ラミネート可能な温度が４０℃を下回る感光性絶縁フィルムは常温（約２５℃）でのタックが強く取り扱い性が悪化する傾向があり、１２０℃を上回る感光性絶縁フィルムはラミネート後に反りが大きくなる傾向がある。
【００２８】
第１絶縁材料層３の硬化後の熱膨張係数は、反り抑制の観点から８０×１０−６／Ｋ以下であることが好ましく、高信頼性が得られる点で７０×１０−６／Ｋ以下であることがより好ましい。また、絶縁材料の応力緩和性、高精細なパターンが得られる点で２０×１０−６／Ｋ以上であることが好ましい。
【００２９】
第１絶縁材料層３の厚さは、１０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以下であることがより好ましく、３μｍ以下であることが更に好ましい。絶縁信頼性の観点から第１絶縁材料層３の厚さが上記範囲内であることが好ましい。
【００３０】
＜第１絶縁材料層の表面に開口部を形成する工程＞
第１絶縁材料層３の表面に支持基板１又は導電層２にまで至る開口部４を形成する（図１（ｂ））。本実施形態において、開口部４は、第１絶縁材料層３をその厚さ方向に貫通するように形成されており、底面（導電層２の表面）と側面（第１絶縁材料層３）とによって構成されている。開口部４は、本実施形態においては、第１絶縁材料層３が感光性樹脂材料で形成されている場合、フォトリソグラフィープロセス（露光及び現像）によって開口部４を形成することが好ましい。なお、フォトリソグラフィープロセスの代わりに、レーザーアブレーション及びインプリント等によって開口部４を有する第１絶縁材料層３を形成してもよい。
【００３１】
感光性樹脂材料の露光方法としては、通常の投影露光方式、コンタクト露光方式、直描露光方式等を用いることができる。現像方法としては炭酸ナトリウム又はＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）のアルカリ水溶液を用いることが好ましい。開口部４を形成した後、第１絶縁材料層３を更に加熱硬化させてもよい。例えば、加熱温度は１００〜２００℃、加熱時間は３０分〜３時間の間で実施される。
【００３２】
第１絶縁材料層３が熱硬化性樹脂材料で形成されている場合、開口方法として、レーザーアブレーション、サンドブラスト、ウォーターブラストが挙げられる。これらのうち、微細な開口部４を形成可能な点から、レーザーアブレーションが好ましい。レーザーアブレーションによる開口方法としては、ＣＯ２レーザー、ＵＶ−ＹＡＧレーザーなどにより形成できるが、コストの観点から、ＣＯ２レーザーを用いた開口方法が好ましい。開口部４から露出した導電層２の表面の樹脂残渣をデスミア処理で取り除いてもよい（図１の（ｃ））。
【００３３】
＜第１絶縁材料層の表面にシード層を形成する工程＞
第１絶縁材料層３の表面に、無電解めっきによりシード層５を形成する（図１（ｄ））。本実施形態においては、まず、無電解銅めっきの触媒となるパラジウムを第１絶縁材料層３の表面に吸着させるため、第１絶縁材料層３の表面を前処理液で洗浄する。前処理液は水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムを含む市販のアルカリ性前処理液でよい。水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムの濃度は１〜３０質量％の間で実施される。前処理液への浸漬時間は１〜６０分の間で実施される。前処理液への浸漬温度は２５〜８０℃の間で実施される。前処理した後、余分な前処理液を除去するため、市水、純水、超純水又は有機溶剤で洗浄してもよい。
【００３４】
無電解めっきによりシード層を形成する前に、第１絶縁材料層３の表面を紫外線照射、電子線照射、オゾン水処理、コロナ放電処理、プラズマ処理等の方法で改質してもよい。
【００３５】
前処理液除去後、第１絶縁材料層３の表面からアルカリイオンを除去するために、酸性水溶液で浸漬洗浄する。酸性水溶液は硫酸水溶液でよく、濃度は１〜２０質量％、浸漬時間は１〜６０分の間で実施される。酸性水溶液を除去するため、市水、純水、超純水又は有機溶剤で洗浄してもよい。
【００３６】
続いて、酸性水溶液で浸漬洗浄がなされた後の第１絶縁材料層３の表面にパラジウムを付着させる。パラジウムは、市販のパラジウム-スズコロイド溶液、パラジウムイオンを含む水溶液、パラジウムイオン懸濁液等でよいが、改質層に効果的に吸着するパラジウムイオンを含む水溶液が好ましい。
【００３７】
パラジウムイオンを含む水溶液に浸漬する際、パラジウムイオンを含む水溶液の温度は、２５〜８０℃、吸着させるための浸漬時間は１〜６０分の間で実施される。パラジウムイオンを吸着させた後、余分なパラジウムイオンを除去するため、市水、純水、超純水又は有機溶剤で洗浄してもよい。
【００３８】
パラジウムイオン吸着後、パラジウムイオンを触媒として作用させるための活性化を行う。パラジウムイオンを活性化させる試薬は市販の活性化剤（活性化処理液）でよい。パラジウムイオンを活性化させるために浸漬する活性化剤の温度は、２５〜８０℃、活性化させるために浸漬する時間は１〜６０分の間で実施される。パラジウムイオンの活性化後、余分な活性化剤を除去するため、市水、純水、超純水又は有機溶剤で洗浄してもよい。
【００３９】
続いて、第１絶縁材料層３の表面に無電解銅めっきし、シード層５を形成する。このシード層５は、電解めっきのための給電層となる。
【００４０】
無電解銅めっきとしては、無電解純銅めっき（純度９９質量％以上）、無電解銅ニッケルリンめっき（ニッケル含有率：１〜１０質量％、リン含有量：１〜１３質量％）等が挙げられるが、密着性の観点から、無電解銅ニッケルリンめっきが好ましい。無電解銅ニッケルリンめっき液は市販のめっき液でよく、例えば、無電解銅ニッケルリンめっき液（株式会社ＪＣＵ製、商品名「ＡＩＳＬ−５７０」）を用いることができる。無電解銅ニッケルリンめっきは、６０〜９０℃の無電解銅ニッケルリンめっき液中で実施される。
【００４１】
無電解銅めっきにより形成されるシード層の厚さは、２０〜２００ｎｍが好ましく、４０〜２００ｎｍがより好ましく、６０〜２００ｎｍが更に好ましい。
【００４２】
無電解銅めっき後、余分なめっき液を除去するため、市水、純水、超純水又は有機溶剤で洗浄してもよい。また、無電解銅めっき後、シード層５と第１絶縁材料層３との密着力を高めるため、熱硬化（アニーリング：加熱による時効硬化処理）を行ってもよい。熱硬化温度は、８０〜２００℃で加熱することが好ましい。より反応性を早めるために１２０〜２００℃がより好ましく、１２０〜１８０℃で加熱することが更に好ましい。熱硬化時間は５〜６０分が好ましく、１０〜６０分がより好ましく、２０〜６０分が更に好ましい。
【００４３】
＜配線部の形成＞
シード層上に回路形成用レジスト６をパターニングする（図１（ｅ））。回路形成用レジスト市販のレジストでよく、例えば、ネガ型フィルム状の感光性レジスト（日立化成株式会社製、Ｐｈｏｔｅｃ  ＲＹ−５１０７ＵＴ）を用いることができる。この場合、配線形成用レジスト６における開口部６ａ及び凹部６ｂは、まず市販のロールラミネータを用いて配線形成用レジストを成膜し、次いで、パターンを形成したフォトツールを密着させ、露光機を使用して露光を行い、次いで、炭酸ナトリウム水溶液で、スプレー現像を行うことによって形成することができる。なお、ネガ型の代わりにポジ型の感光性レジストを用いてもよい。
【００４４】
シード層５を給電層として、電解銅めっきを実施し、配線部となる銅層７を形成する（図２（ｆ））。銅層７の厚さは１〜１０μｍが好ましく、３〜１０μｍがより好ましく、５〜１０μｍが更に好ましい。
【００４５】
電解銅めっきして銅層７を形成後、配線形成用レジスト６をはく離する（図２（ｇ））。配線形成用レジスト６のはく離は、市販のはく離液を使用して行えばよい。
【００４６】
配線形成用レジスト６をはく離後、シード層５を除去する（図２（ｈ））。シード層の除去とともに、シード層５の下に残存しているパラジウムを除去してもよい。これらの除去は、市販の除去液（エッチング液）を使用して行えばよく、具体例として、酸性のエッチング液（株式会社ＪＣＵ製、ＢＢ−２０、ＰＪ−１０、ＳＡＣ−７００Ｗ３Ｃ）が挙げられる。
【００４７】
＜表面処理層の形成＞
配線部表面に表面処理層９を形成する（図２（ｉ））。表面処理工程は、市販の表面処理液を用いて処理する工程でよく、例えば、後述するように、配線部形成工程の後に形成する第２絶縁材料層１０との密着性を向上する有機成分を含む表面処理液で処理する工程（四国化成工業株式会社製、商品名「ＧｌｉＣＡＰ」）や、配線部表面を微細にエッチングし、その後第２絶縁材料層１０との密着性を向上する有機成分を含む表面処理液で処理する工程（アトテックジャパン株式会社製、商品名「ノバボンド」又はメック株式会社製、商品名「ＣＺ８４０１」「ＣＺ−８４０２」）を用いることができる。
【００４８】
＜第２絶縁材料層の形成＞
配線部を覆うように第２絶縁材料層１０を形成する（図３（ｊ））。第２絶縁材料層１０を構成する材料は、第１絶縁材料層３と同じでもよいし、異なっていても良い。
【００４９】
第２絶縁材料層１０から銅層７にまで至る開口部１０ａを形成する（図３（ｋ））。開口部１０ａを形成する方法は、開口部４を形成する方法と同じでもよいし、異なっていても良い。
【００５０】
以上、配線基板の製造方法について説明したが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を行ってもよい。
【００５１】
上記実施形態においては、一層の配線層を有する配線基板の製造方法について例示したが、多層化された配線層を有する配線基板を製造してもよい。
【００５２】
本発明を以下の実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
【００５３】
［実施例１］
＜感光性樹脂フィルムの作製＞
絶縁材料層の形成に使用する材料として、以下の成分を使用して調製した感光性樹脂組成物を用いた。
・カルボキシル基とエチレン性不飽和基とを含有する光反応性樹脂：酸変性したクレゾールノボラック型エポキシアクリレート（ＣＣＲ−１２１９Ｈ、日本化薬株式会社製、商品名）  ５０質量部
・光重合開始剤成分：２，４，６−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド（ダロキュアＴＰＯ、ＢＡＳＦジャパン株式会社製、商品名）及びエタノン，１−［９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−，１−（ｏ−アセチルオキシム）（イルガキュアＯＸＥ−０２、ＢＡＳＦジャパン株式会社製、商品名）  ５質量部
・熱硬化剤成分：ビフェノール型エポキシ樹脂（ＹＸ−４０００、三菱ケミカル株式会社製、商品名）  １０質量部
・無機フィラー成分：（平均粒径：５０ｎｍ、ビニルシランでシランカップリング処理したもの）
【００５４】
無機フィラー成分は、樹脂分１００体積部に対し、１０体積部になるように配合した。なお、無機フィラー成分は、動的光散乱式ナノトラック粒度分布計「ＵＰＡ−ＥＸ１５０」（日機装株式会社製）及びレーザー回折散乱式マイクロトラック粒度分布計「ＭＴ−３１００」（日機装株式会社製）を用いて粒度分布を測定し、最大粒径が１μｍ以下となっていることを確認した。
【００５５】
上記組成の感光性樹脂組成物の溶液をポリエチレンテレフタレートフィルム（Ｇ２−１６、帝人株式会社製、商品名、厚さ：１６μｍ）の表面上に塗布した。それを熱風対流式乾燥機を用いて１００℃で約１０分間乾燥した。これにより形成された感光性樹脂フィルムの厚さは１０μｍであった。
【００５６】
＜微細配線を有する配線層の形成＞
図１〜図３に示す工程に従って、微細配線を有する配線層の形成を行った。支持基板１として、ガラスクロス入り配線基板（サイズ：２００ｍｍ角、厚さ１．５ｍｍ）を準備した。この配線基板の表面には導電層２として銅層が形成されており、その厚さは２０μｍであった。
【００５７】
・工程（Ｉ）
上記配線基板の導電層２の表面に、第１絶縁材料層として上記感光性樹脂フィルム（絶縁材料層）をラミネートした。詳細には、まず、配線基板の導電層２の表面に感光性樹脂フィルムを載置した。次いで、プレス式真空ラミネータ（ＭＶＬＰ−５００、株式会社名機製作所製）を用いてプレスした。プレス条件は、プレス熱板温度８０℃、真空引き時間２０秒、ラミネートプレス時間６０秒、気圧４ｋＰａ以下、圧着圧力０．４ＭＰａとした。
【００５８】
・工程（ＩＩ）
プレス後の第１絶縁材料層３に露光処理及び現像処理を施すことによって、配線基板の銅層にまで至る開口部４を設けた。露光は第１絶縁材料層３の上にパターンを形成したフォトツールを密着させ、i線ステッパー露光機（製品名：Ｓ６ＣＫ型露光機、レンズ：ＡＳＣ３（Ｃｋ）、株式会社サーマプレシジョン製）を使用して、３０ｍＪ／ｃｍ２のエネルギー量で露光した。次いで、３０℃の１質量％炭酸ナトリウム水溶液で、４５秒間スプレー現像を行い、開口部４を設けた。次いで、現像後の第１絶縁材料層３の表面にマスク露光機（ＥＸＭ−１２０１型露光機、株式会社オーク製作所製）を使用して、２０００ｍＪ／ｃｍ２のエネルギー量でポストＵＶ露光した。次いで、クリーンオーブンで１７０℃、１時間の熱硬化を行った。
【００５９】
・工程（ＩＩＩ）
無電解銅めっきにより、第１絶縁材料層３の表面にシード層５を形成した。すなわち、まず、アルカリクリーニングとして、アルカリクリーナー（株式会社ＪＣＵ製、商品名：ＥＣ−Ｂ）の１１０ｍＬ／Ｌ水溶液に５０℃で５分間浸漬し、その後純水に１分間浸漬した。次に、コンディショナとして、コンディショニング液（株式会社ＪＣＵ製、商品名：ＰＢ−２００）とＥＣ−Ｂの混合液（ＰＢ−２００濃度：７０ｍＬ／Ｌ、ＥＣ−Ｂ濃度：２ｍＬ／Ｌ）との混合液に５０℃で５分間浸漬し、その後、純水に１分間浸漬した。次に、ソフトエッチングとして、ソフトエッチング液（株式会社ＪＣＵ製、商品名：ＰＢ−２２８）と９８質量％硫酸との混合液（ＰＢ−２２８濃度：１００ｇ／Ｌ、硫酸濃度：５０ｍＬ／Ｌ）に３０℃で２分間浸漬し、その後純水に１分間浸漬した。次に、デスマットとして、１０質量％硫酸に室温で１分間浸漬した。次に、キャタライザとして、キャタライズ用試薬１（ＪＣＵ製、商品名：ＰＣ−ＢＡ）とキャタライズ用試薬２（株式会社ＪＣＵ製、商品名：ＰＢ−３３３）とＥＣ−Ｂとの混合液（ＰＣ−ＢＡ濃度：５ｇ／Ｌ、ＰＢ−３３３濃度：４０ｍＬ／Ｌ、ＥＣ−Ｂ濃度：９ｍＬ／Ｌ）に６０℃で５分間浸漬し、その後純水に１分間浸漬した。次に、アクセラレータとして、アクセラレータ用試薬（株式会社ＪＣＵ製、商品名：ＰＣ−６６Ｈ）とＰＣ−ＢＡとの混合液（ＰＣ−６６Ｈ濃度：１０ｍＬ／Ｌ、ＰＣ−ＢＡ濃度：５ｇ／Ｌ）に３０℃で５分間浸漬し、その後純水に１分間浸漬した。次に、無電解銅めっきとして、無電解銅めっき液（株式会社ＪＣＵ製、商品名：ＡＩＳＬ−５７０Ｂ、ＡＩＳＬ−５７０Ｃ、ＡＩＳＬ−５７０ＭＵ）とＰＣ−ＢＡとの混合液（ＡＩＳＬ−５７０Ｂ濃度：７０ｍＬ／Ｌ、ＡＩＳＬ−５７０Ｃ濃度：２４ｍＬ／Ｌ、ＡＩＳＬ−５７０ＭＵ濃度：５０ｍＬ／Ｌ、ＰＣ−ＢＡ濃度：１３ｇ／Ｌ）に６０℃で７分間浸漬し、その後純水に１分間浸漬した。その後、８５℃のホットプレートで５分間乾燥させた。次に、１８０℃のオーブンで１時間、熱アニーリングした。
【００６０】
・工程（ＩＶ）
真空ラミネータ（日合モートン社製、Ｖ−１６０）を用いて、無電解銅のシード層５が成膜された２００ｍｍ□の基板の上に、回路形成用レジスト６（日立化成株式会社製、ＲＹ−５１０７ＵＴ）を真空ラミネートした。ラミネート温度は１１０℃、ラミネート時間は６０秒、ラミネート圧力は０．５ＭＰａとした。
【００６１】
真空ラミネート後、１日放置し、i線ステッパー露光機（製品名：Ｓ６ＣＫ型露光機、レンズ：ＡＳＣ３（Ｃｋ）、株式会社サーマプレシジョン製）を用いて、回路形成用レジスト６を露光した。露光量は１４０ｍＪ／ｃｍ２、フォーカスは−１５μｍとした。露光後、１日放置し、回路形成用レジスト６の保護フィルムをはく離し、スプレー現像機（ミカサ株式会社製、ＡＤ−３０００）を用いて現像した。現像液は１．０質量％炭酸ナトリウム水溶液、現像温度は３０℃、スプレー圧は０．１４ＭＰａとした。これにより、以下のＬ／Ｓ（ライン／スペース）の配線を形成するためのレジストパターンをシード層５の上に形成した。
・Ｌ／Ｓ＝１０μｍ／１０μｍ（配線の数：１０本）
・Ｌ／Ｓ＝７μｍ／７μｍ（配線の数：１０本）
・Ｌ／Ｓ＝５μｍ／５μｍ（配線の数：１０本）
・Ｌ／Ｓ＝３μｍ／３μｍ（配線の数：１０本）
・Ｌ／Ｓ＝２μｍ／２μｍ（配線の数：１０本）
【００６２】
・工程（Ｖ）
クリーナーとして（奥野製薬工業株式会社製、商品名：ＩＣＰクリーンＳ−１３５）の１００ｍＬ／Ｌ水溶液に５０℃で１分間浸漬し、純水に５０℃で１分間浸漬、純水に２５℃で１分間浸漬し、１０質量％硫酸水溶液に２５℃で１分間浸漬した。次に、硫酸銅５水和物の１２０ｇ／Ｌ、９６質量％硫酸２２０ｇ／Ｌの水溶液７．３Ｌに、３７質量％塩酸を０．２５ｍＬ、奥野製薬工業株式会社製の商品名：トップルチナＧＴ−３を１０ｍＬ、奥野製薬工業株式会社製の商品名：トップルチナＧＴ−２を１ｍＬ加えた水溶液に、２５℃で電流密度を１．５Ａ／ｄｍ２で１０分間の条件で電解めっきを施し、開口部６ａの部分に銅層７を形成した。その後、純水に２５℃で５分間浸漬し、８０℃のホットプレートで５分間乾燥させた。
【００６３】
・工程（ＶＩ）
スプレー現像機（ミカサ株式会社製、ＡＤ−３０００）を用いて、回路形成用レジスト６をはく離した。はく離液は２．３８質量％ＴＭＡＨ水溶液、はく離温度は４０℃、スプレー圧力は０．２ＭＰａとした。
【００６４】
・工程（ＶＩＩ）
シード層５である無電解銅及びパラジウム触媒を除去した。無電解Ｃｕのエッチングとして、エッチング液（株式会社ＪＣＵ製、ＳＡＣ−７００Ｗ３Ｃ）と９８質量％硫酸と３５質量％過酸化水素水と硫酸銅・５水和物との水溶液（ＳＡＣ−７００Ｗ３Ｃ濃度：５容量％、硫酸濃度：４容量％、過酸化水素濃度：５容量％、硫酸銅・５水和物濃度：３０ｇ／Ｌ）に３５℃で１分間浸漬した。次に、パラジウム触媒の除去としてＦＬ水溶液（株式会社ＪＣＵ製、ＦＬ−Ａ ５００ｍＬ／Ｌ、ＦＬ−Ｂ ４０ｍＬ／Ｌ）に５０℃で１分間浸漬した。その後、純水に２５℃で５分間浸漬し、８０℃のホットプレートで５分間乾燥させた。
【００６５】
・工程（ＶＩＩＩ）
銅層７による配線部及びパッド表面をＧｌｉＣＡＰ（四国化成工業株式会社製）により表面処理し、表面処理層９を形成した。まず、酸洗浄として、３．５質量％塩酸水溶液に２５℃で１分間浸漬した。次に、純水により２５℃で１分間流水洗浄した。次に、ソフトエッチング液（四国化成工業株式会社製、ＧＢ−１０００）に３０℃で１分間浸漬した。次に、純水により２５℃で１分間流水洗浄した。次に、表面処理剤（四国化成工業株式会社製、ＧｌｉＣＡＰ）に３０℃で１５分間浸漬した。次に、純水により２５℃で１分間流水洗浄した。その後、１００℃のホットプレートで５分間乾燥させた。
【００６６】
・工程（ＩＸ）
上記、表面処理したパッド及び配線を覆うように、感光性樹脂フィルム（第２絶縁材料層１０）をラミネートした。詳細には、まず、配線基板の銅層の表面に感光性樹脂フィルムを載置した。次いで、プレス式真空ラミネータ（ＭＶＬＰ−５００、株式会社名機製作所製）を用いてプレスした。プレス条件は、プレス熱板温度８０℃、真空引き時間２０秒、ラミネートプレス時間６０秒、気圧４ｋＰａ以下、圧着圧力０．４ＭＰａとした。プレス後の絶縁材料層に露光処理及び現像処理を施すことによって、配線基板の銅層にまで至る開口部１０ａを設けた。露光は絶縁材料層の上にパターンを形成したフォトツールを密着させ、i線ステッパー露光機（製品名：Ｓ６ＣＫ型露光機、レンズ：ＡＳＣ３（Ｃｋ）、株式会社サーマプレシジョン製）を使用して、３０ｍＪ／ｃｍ２のエネルギー量で露光した。次いで、３０℃の１質量％炭酸ナトリウム水溶液で、４５秒間スプレー現像を行い、開口部１０ａを設けた。次いで、現像後の絶縁材料層表面にマスク露光機（ＥＸＭ−１２０１型露光機、株式会社オーク製作所製）を使用して、２０００ｍＪ／ｃｍ２のエネルギー量でポストＵＶ露光した。次いで、クリーンオーブンで１７０℃、１時間の熱硬化を行った。
【００６７】
［実施例２］
工程（ＶＩＩＩ）において、ＧｌｉＣＡＰの代わりにノバボンド（アトテックジャパン株式会社製）を用いて表面処理したことの他は実施例１と同様にして配線基板を得た。すなわち、まず、ノバボンドＩＴスタビライザー（アトテックジャパン株式会社製）の水溶液１５ｍＬ／Ｌに５０℃で１分間浸漬した。次に、純水により２５℃で１分間流水洗浄した。次に、ノバボンドＩＴ（アトテックジャパン株式会社製）の水溶液３０ｍＬ／Ｌに５０℃で１分間浸漬した。次に、純水により２５℃で１分間流水洗浄した。次に、ノバボンドＩＴリデューサー（アトテックジャパン株式会社製）の水溶液２０ｍＬ／Ｌに３０℃で５分間浸漬した。次に、純水により２５℃で１分間流水洗浄した。次に、ノバボンドＩＴプロテクターＭＫ（アトテックジャパン株式会社製）の水溶液１０ｍＬ／Ｌに３５℃で１分間浸漬した。次に、純水により２５℃で１分間流水洗浄した。その後、１００℃のホットプレートで５分間乾燥させた。
【００６８】
［実施例３］
工程（ＶＩＩＩ）において、ＧｌｉＣＡＰの代わりにＣＺ８４０１（メック株式会社製）を用いて表面処理したことの他は実施例１と同様にして配線基板を得た。すなわち、まず、酸洗浄として、５質量％塩酸水溶液により２５℃で３０秒間０．２ＭＰａの水圧でスプレー洗浄した。次に、純水により２５℃で１分間流水洗浄した。次に、ＣＺ８４０１処理液により２５℃で１分間０．２ＭＰａの水圧でスプレー処理した。次に、純水により２５℃で１分間流水洗浄した。次に、１０質量％硫酸水溶液により２５℃で２０秒間０．１ＭＰａの水圧でスプレー処理した。次に、純水により２５℃で１分間流水洗浄した。その後、１００℃のホットプレートで５分間乾燥させた。
【００６９】
［実施例４］
工程（ＶＩＩＩ）において、ＧｌｉＣＡＰの代わりにＣＺ８４０２（メック株式会社製）を用いて表面処理したことの他は実施例１と同様にして配線基板を得た。すなわち、まず、酸洗浄として、５質量％塩酸水溶液により２５℃で３０秒間０．２ＭＰａの水圧でスプレー洗浄した。次に、純水により２５℃で１分間流水洗浄した。次に、ＣＺ８４０２処理液により２５℃で１分間０．２ＭＰａの水圧でスプレー処理した。次に、純水により２５℃で１分間流水洗浄した。次に、１０質量％硫酸水溶液により２５℃で２０秒間０．１ＭＰａの水圧でスプレー処理した。次に、純水により２５℃で１分間流水洗浄した。その後、１００℃のホットプレートで５分間乾燥させた。
【００７０】
［比較例１］
工程（ＶＩＩＩ）において、表面処理剤を用いないことの他は実施例１と同様にして配線基板を得た。すなわち、まず、酸洗浄として、５質量％塩酸水溶液により２５℃で３０秒間０．２ＭＰａの水圧でスプレー洗浄した。次に、純水により２５℃で１分間流水洗浄した。その後、１００℃のホットプレートで５分間乾燥させた。
【００７１】
［比較例２］
工程（ＶＩＩＩ）において、ＧｌｉＣＡＰの代わりにＣＺ８１０１（メック株式会社製）を用いて表面処理したことの他は実施例１と同様にして配線基板を得た。すなわち、まず、酸洗浄として、５質量％塩酸水溶液により２５℃で３０秒間０．２ＭＰａの水圧でスプレー洗浄した。次に、純水により２５℃で１分間流水洗浄した。次に、ＣＺ８１０１処理液により２５℃で１分間０．２ＭＰａの水圧でスプレー処理した。次に、純水により２５℃で１分間流水洗浄した。次に、１０質量％硫酸水溶液により２５℃で２０秒間０．１ＭＰａの水圧でスプレー処理した。次に、純水により２５℃で１分間流水洗浄した。次に、防錆処理として、ＣＬ−８３００（メック株式会社製）処理液により２５℃で３０秒間浸漬処理した。次に、純水により２５℃で１分間流水洗浄した。その後、１００℃のホットプレートで５分間乾燥させた。
【００７２】
［比較例３］
工程（ＶＩＩＩ）において、ＧｌｉＣＡＰの代わりにＣＺ８１０１（メック株式会社製）を用いて表面処理したことの他は実施例１と同様にして配線基板を得た。すなわち、まず、酸洗浄として、５質量％塩酸水溶液により２５℃で３０秒間０．２ＭＰａの水圧でスプレー洗浄した。次に、純水により２５℃で１分間流水洗浄した。次に、ＣＺ８１０１処理液により２５℃で３０秒間０．２ＭＰａの水圧でスプレー処理した。本比較例３は、比較例２に比べてＣＺ８１０１処理液による処理時間を短くした。次に、純水により２５℃で１分間流水洗浄した。次に、１０質量％硫酸水溶液により２５℃で２０秒間０．１ＭＰａの水圧でスプレー処理した。次に、純水により２５℃で１分間流水洗浄した。次に、防錆処理として、ＣＬ−８３００（メック株式会社製）処理液により２５℃で３０秒間浸漬処理した。次に、純水により２５℃で１分間流水洗浄した。その後、１００℃のホットプレートで５分間乾燥させた。
【００７３】
＜銅層表面の平均粗さＲａの測定＞
実施例１（ＧｌｉＣＡＰによる表面処理）、実施例２（ノバボンドによる表面処理）、実施例３（ＣＺ−８４０１による表面処理）、実施例４（ＣＺ−８４０２による表面処理）、比較例１（表面処理剤なし）、比較例２（ＣＺ−８１０１）、及び比較例３（ＣＺ−８１０１による短時間表面処理）に係る銅層表面の平均粗さＲａをレーザ顕微鏡（オリンパス株式会社製）を用いて測定した。実施例１に係る銅層の表面の平均粗さＲａは４３ｎｍであり、実施例２に係る銅層の表面の平均粗さＲａは４５ｎｍであり、実施例３に係る銅層の表面の平均粗さＲａは６５ｎｍであり、実施例４に係る銅層の表面の平均粗さＲａは６７ｎｍであり、比較例１に係る銅層の表面の平均粗さＲａは４５ｎｍであり、比較例２に銅層の表面の平均粗さＲａは４００ｎｍであり、比較例３の銅層の表面の平均粗さＲａは９０ｎｍであった。
【００７４】
＜銅層と絶縁材料層界面のピール強度測定＞
実施例１（ＧｌｉＣＡＰによる表面処理）、実施例２（ノバボンドによる表面処理）、実施例３（ＣＺ−８４０１による表面処理）、実施例４（ＣＺ−８４０２による表面処理）、比較例１（表面処理剤なし）、比較例２（ＣＺ−８１０１）及び比較例３（ＣＺ−８１０１による短時間表面処理）に係る銅層と第２絶縁材料層の界面のピール強度をピール強度測定装置（株式会社島津製作所製）を用いて測定した。実施例１に係るピール強度は０．５２ｋＮ／ｍ、実施例２に係るピール強度は０．７５ｋＮ／ｍ、実施例３に係るピール強度は０．６７ｋＮ／ｍ、実施例４に係るピール強度は０．６２ｋＮ／ｍ、比較例１に係るピール強度は０．１ｋＮ／ｍ、比較例２に係るピール強度は０．７２ｋＮ／ｍ、及び比較例３に係るピール強度は０．４ｋＮ／ｍであった。
【００７５】
＜配線形成性の評価＞
Ｌ／Ｓが１０μｍ／１０μｍ、７μｍ／７μｍ、５μｍ／５μｍ、３μｍ／３μｍ及び２μｍ／２μｍの配線パターンをそれぞれ１０個ずつ有する配線基板を作製し、配線形成性について光学顕微鏡を用いて評価を行った。各配線パターンの１０個の配線のうち、配線倒れ、配線はく離又は配線断線が発生しているものが０個の場合を「Ａ」とし、１〜２個の場合を「Ｂ」とし、３個以上の場合を「Ｃ」とした。表１に結果を示す。
【００７６】
【表１】
2020155456.tif 000003
【００７７】
表１に示すように、実施例１〜４は、配線パターン（Ｌ／Ｓ）が３（μｍ）／３（μｍ）以下と超微細になっても配線倒れ、配線はく離又は配線断線が全く見られず、微細配線形成能に優れることが分かる。これは、微細パターンの配線部と第２絶縁材料層とのピール強度が０．６ｋＮ／ｍ以上と高いためである。
【００７８】
それに対して、比較例１及び３は、微細パターンの配線部と第２絶縁材料層とのピール強度が０．６ｋＮ／ｍ未満であるため、配線パターン（Ｌ／Ｓ）がより超微細、具体的に３（μｍ）／３（μｍ）以下になると、配線倒れ、配線はく離又は配線断線の発生により超微細配線の形成能が実施例１〜４に比べて劣っていた。
【００７９】
なお、比較例２は、実施例１〜４と同様に、微細パターンの配線部と第２絶縁材料層とのピール強度が高いため、微細配線形成能に優れていた。しかしながら、比較例２は、表面処理後の配線部の平均粗さＲａが４００ｎｍと非常に大きいため、マイクロストリップ配線を形成した配線基板を作製し、そのマイクロストリップ配線部分について１０〜５０ＧＨｚの伝送損失を測定した結果、伝送損失がいずれも２ｄｂ／ｃｍ以上と大きくなり、高周波帯で使用する配線基板としては不適であることが分かった。同様に、表面処理後の配線部の平均粗さＲａが９０ｎｍである比較例３についても、マイクロストリップ配線部分について１０〜５０ＧＨｚの伝送損失を測定した結果、特に２０ＧＨｚより高い高周波帯において１ｄｂ／ｃｍ以上の大きな値を示すようになり、高周波域用配線基板として使用できる高周波帯域が制限されるという問題のあることが分かった。
【００８０】
一方、実施例1〜４は、比較例１と同じ方法でマイクロストリップ配線部分を形成し、そのマイクロストリップ配線部分について１０〜５０ＧＨｚの伝送損失を測定した結果、伝送損失がいずれも０〜１ｄＢ／ｃｍの範囲であり、優れた高周波特性を有することを確認できた。なお、比較例１は、微細パターン形成能に大きな問題を有するものの、配線部の表面処理が実質的に行われておらず、導体表面の平均粗さＲａが４５ｎｍであることから、５／５（μｍ）までの微細パターンについては高周波域の伝送損失が実施例１〜４とほぼ同等であった。しかしながら、３／３（μｍ）以下のより微細パターンでは微細パターン形成能が劣ることから高周波域の伝送損失の測定値に大きなばらつきがあり、場合によっては２ｄＢ／ｃｍを超える値で観測される場合のあることが分かった。
【００８１】
以上のように、第１絶縁材料層と、第１絶縁材料層上に形成される配線部及び回路形成用の第２絶縁材料層とを備える配線基板において、前記配線層の表面処理後の導体表面の平均表面粗さＲａを７０ｎｍ以下とし、且つ、前記配線層と前記第２絶縁材料層とのピール強度を０．６ｋＮ／ｍ以上の範囲に規定することにより、配線層と絶縁材料層との密着性を確保しながら、且つ、高周波帯の伝送損失の低減が図れる配線基板を提供することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１…支持基板、２…導電層、３…第１絶縁材料層、４…開口部、５…シード層、６…回路形成用レジスト、６ａ…開口部、６ｂ…凹部、７…銅層、８…配線基板、９…表面処理層、１０…第２絶縁材料層、１０ａ…開口部
【図１】
2020155456.tif 000004
【図２】
2020155456.tif 000005
【図３】
2020155456.tif 000006