(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層上に積層された導体層をパターニングして配線を形成する多層プリント配線板の製造方法であって、
前記導体層上に、所望配線パターンに対応する開口部を有するレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンの開口部に露出した前記導体層に溝を形成する第１のエッチング工程と、
前記レジストパターンを除去する工程と、
前記導体層の表面上にエッチング溶液を流して、前記溝の浅い位置で前記溝の深い位置よりも流速が速くなるようにエッチングすることにより、前記導体層の非配線部を除去して配線を形成する第２のエッチング工程と、
を含み、
前記第１のエッチング工程において、前記絶縁層上のエッチング後の前記導体層の最小厚みの値Ｔ4（μｍ）、前記導体層の配線形成部が前記レジストに接している部分の幅をＷ5、前記導体層の厚みが最小になる部分同士の距離Ｗ6としたときに、
Ｔ4 ≧｛１００−（Ｗ5／Ｗ6）×１００｝×１／６の範囲に収まるようにしたことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
【請求項２】
前記導体層として銅又は銅合金を用い、前記レジストパターンを除去した後の前記配線形成のためのエッチャントとして、過酸化水素と硫酸を主成分とし、添加剤としてアゾール類を含む前記エッチング溶液を用いたことを特徴とする請求項１記載の多層プリント配線板の製造方法。
【請求項３】
前記第２のエッチング工程により、前記配線の、前記レジストと接していた部分の幅Ｗ1 と前記絶縁層と接している部分の幅Ｗ2 との比（Ｗ1／Ｗ2）を０．８５以上にすることを特徴とする請求項１又は２に記載の多層プリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層プリント配線板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化・高性能化に伴い、電子部品を実装する多層プリント配線板も導体配線の微細化・高精度化が望まれている。このような中、多層プリント配線板の製造方法としては、配線形成された導体層（配線層）と絶縁層（層間絶縁層）とを交互に積み上げていくビルドアップ方式が広く用いられている。このビルドアップ方式における導体配線の形成には、通常サブトラクティブ工法とセミアディティブ工法との何れかを採用することが主流となっている。
【０００３】
サブトラクティブ工法は、絶縁層上の導体層表面にレジストパターンを形成し、レジスト開口部から該導体層をエッチング除去することによって配線を得る方法である（特許文献１参照）。
【０００４】
セミアディティブ工法は、無電解めっきと電解めっきを利用した方法である。即ち、絶縁層上に無電解金属めっきによって給電層を形成し、給電層上にめっきレジストパターンを形成し、レジスト開口部に電解めっきによって導体パターンを形成する。次いで、レジストパターンを除去し、給電層のレジストに被覆されていた部分をエッチング除去することによって配線を得る（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３３８７５２８号公報
【特許文献２】特開２００７−０７３８３４号公報
【特許文献３】特許第４０１８５５９号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】表面技術    Ｖｏｌ．６１，Ｎｏ．５，２０１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
サブトラクティブ工法においては、導体層のエッチングがレジストの開口部、即ち該導体層の露出部表面に対して垂直方向だけでなく水平方向にも進行する。水平方向へのエッチングはサイドエッチングと呼ばれ、このサイドエッチングのために配線の寸法の微細化が難しい。そして、形成された配線の断面形状は、配線側面にあたる線が内側に凸の曲線になった台形形状になり、配線の精密なインピーダンスコントロールが難しいという問題を有する。
【０００８】
サブトラクティブ工法におけるサイドエッチングを抑制する方法として、サイドエッチングを選択的に抑制する効果のある化学物質をエッチング液に添加する方法が検討されてきたが、十分な効果は得られていない（特許文献１，３参照）。
【０００９】
一方、セミアディティブ工法においては、一般に導体のエッチングが給電層の除去のみのため配線の細りが小さく、より微細な配線形成が可能で、配線の断面形状もより矩形に近く形成できる。しかし、配線形成のための電解めっき時、高密度配線を実現するためにビアフィリングを同時に行う必要がある場合、配線パターンの粗密によって配線高さのばらつきが生じること等の問題を有する。
【００１０】
このセミアディティブ工法における電解めっき厚のばらつきの抑制とビアフィリング性を両立する方法については、電解めっき浴の添加剤の改良と無機組成の変更によって検討されてきたが、十分な効果は得られていない（非特許文献１参照）。
【００１１】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、サブトラクティブ工法よりもファインピッチで断面形状が矩形に近く、セミアディティブ工法よりも配線高さのばらつきを抑えた配線形成を実現し得る多層プリント配線板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に係わる発明は、絶縁層上に積層された導体層をパターニングして配線を形成する多層プリント配線板の製造方法であって、前記導体層上に、所望配線パターンに対応する開口部を有するレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンの開口部に露出した前記導体層に溝を形成する第１のエッチング工程と、前記レジストパターンを除去する工程と、前記導体層の表面上にエッチング溶液を流して、前記溝の浅い位置で前記溝の深い位置よりも流速が速くなるようにエッチングすることにより、前記導体層の非配線部を除去して配線を形成する第２のエッチング工程と、を含み、前記第１のエッチング工程において、前記絶縁層上のエッチング後の前記導体層の最小厚みの値Ｔ4（μｍ）、前記導体層の配線形成部が前記レジストに接している部分の幅をＷ5、前記導体層の厚みが最小になる部分同士の距離Ｗ6としたときに、Ｔ4 ≧｛１００−（Ｗ5／Ｗ6）×１００｝×１／６の範囲に収まるようにしたことを特徴とする。
【００１３】
請求項２に係わる発明は、請求項１において、前記導体層として銅又は銅合金を用い、前記配線形成のためのエッチャントとして、過酸化水素と硫酸を主成分とし、添加剤としてアゾール類を含む前記エッチング溶液を用いたことを特徴とする。
【００１４】
請求項３に係わる発明は、請求項１、２において前記第２のエッチング工程により、前記配線の、前記レジストと接していた部分の幅Ｗ1 と前記絶縁層と接している部分の幅Ｗ2 との比Ｗ1／Ｗ2 を０．８５以上にすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明による多層プリント配線板の製造方法によれば、通常のサブトラクティブ法と比較してサイドエッチングの少ない状態でエッチングすることができるため、サブトラクティブ工法よりもファインピッチで断面形状が矩形に近い配線を形成することができる。しかも、セミアディティブ工法とは異なり導体層のパターニングによって配線を形成するため、配線高さのばらつきを抑えた配線を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係わる多層プリント配線板の製造工程を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態を説明するためのもので、エッチング液の流速の違いにより導体層の上部と下部でエッチング速度差が生じる様子を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２１】
（実施形態）
図１（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施形態に係わる多層プリント配線板の製造工程を示す断面図である。
【００２２】
まず、図１（ａ）に示すように、樹脂基板で形成された絶縁層１上に導体層２を積層する。続いて、導体層２上に感光性レジスト層を形成し、この感光性レジスト層をパターンマスクに従って露光する。そして、非パターン部を現像除去することにより、配線部位に対応してレジストパターン３を形成する。
【００２３】
ここで、導体層２の材料は、銅や銅合金が好適だがこれに特定されるものではない。さらに、導体層２の形成方法としては、めっき、スパッタ、熱圧着等が考えられるが、これらに特定されるものではない。また、レジストパターン３は、ドライフィルム状のレジストをラミネートして形成しても構わないし、ペースト状のレジストを塗布してもよい。非感光性レジストのパターンをインクジェットプリンター等で直接形成しても構わないが、これらに限定されるものではない。
【００２４】
次いで、図１（ｂ）に示すように、レジストパターン３をマスクに用い、導体層２の非配線部をその途中までエッチングすることにより、エッチング溝２ａを形成する。このエッチング処理は、薬液として塩化第二鉄液，塩化第二銅液，アルカリエッチング液から選び、浸漬又はスプレー噴霧等の方式で行うことができる。
【００２５】
次いで、図１（ｃ）に示すように、レジストパターン３を除去し、導体層２の全面を露出させる。このレジスト除去は、水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ性の薬液で行うことができるが、これに限定されるものではない。
【００２６】
次いで、図１（ｄ）に示すように、溶液を用いたエッチングにより導体層２の非配線部をエッチング除去する。このエッチング除去には、銅や銅合金の溶解の主剤としての過酸化水素と硫酸を主成分として、エッチング液の流速差によるエッチング速度の差を生じさせるためのアゾール類等の添加剤を含むエッチング液を用いる。この過酸化水素と硫酸を主成分としたエッチングは、導体層を銅とした場合には、下記の式（２）（３）でその化学反応が示され、硫酸／過酸化水素と銅の反応は式（２）が律速になっていることが分かる。
【００２７】
Ｃｕ（ｓ）＋Ｈ2Ｏ2 →ＣｕＯ（ｓ）＋Ｈ2Ｏ   …（２）
ＣｕＯ＋Ｈ2ＳＯ4 →ＣｕＳＯ4（ｌ）＋Ｈ2Ｏ  …（３）
このエッチングにより、エッチング液流の違いによって高流速部のエッチング速度が低流速部のエッチング速度よりも小さくなる。また、エッチング液の供給方法としては基板にスプレー噴霧する方式が好ましいが、これに限定されるものではない。
【００２８】
図１（ｃ）から（ｄ）におけるエッチング工程では、次のようなメカニズムにより垂直に近いエッチング側壁が得られる。
【００２９】
図２（ａ）に示すように、溝２ａを有する導体層２の表面上にエッチング液を流した場合、溝２ａ内の深い位置では流速が遅く、浅い位置では流速が速くなる。このため、溝２ａの底部ではエッチング速度が速く、上部ではエッチング速度が遅くなる。図２中にエッチング速度を矢印の長さで模式的に示す。
【００３０】
エッチングが進むと、図２（ｂ）に示すように、溝２ａの深い方では更にエッチングが速く進み、浅い方ではエッチングがゆっくりと進む。そして、最終的には、図２（ｃ）に示すように、垂直に近いエッチング側壁が得られることになる。
【００３１】
最終的に形成される配線における側壁は垂直に近い方が望ましく、導体層２のレジストと接していた部分の幅（トップ寸法）Ｗ1 と絶縁樹脂と接している部分の幅（ボトム寸法）Ｗ2 との比（Ｗ1／Ｗ2）は、０．８５以上であれば良い。
【００３２】
これを実現するためには、導体層２のエッチングに用いるエッチング液の選択及び流速等の制御が必要となる。
【００３３】
下記の（表１）に、上記のエッチングにおける各種パラメータを変えた場合の実験データを示す。
【表１】
0006044301.tif 000002
【００３４】
（表１）において、上からＮｏ．１〜５の行はサンプル作製条件（ライン／スペース（以下、Ｌ／Ｓと表記）幅、ピッチＷ6、初期導体厚、レジスト開口幅、レジスト被覆幅）、Ｎｏ．６〜９の行は第１のエッチング結果（エッチング深さ、サイドエッチング幅、トップ幅Ｗ5、残り最小厚Ｔ4）、Ｎｏ．１１〜１６の行は第２のエッチング結果（エッチング深さ、片側エッチング幅、トップ幅Ｗ1、ボトム幅Ｗ2、トップ／ボトム比、回路高さ）を示している。トップ／ボトム比以外の単位は何れも（μｍ）である。
【００３５】
（表１）の各列は実験水準を示している。左から４列目まではＬ／Ｓ＝３０／３０μｍで、第１のエッチング深さ（即ちＴ4 の値）を振って検討を行った結果、その後の５〜８列目はＬ／Ｓ＝２５／２５μｍ〜５０／５０μｍと配線ピッチを振った水準の検討結果である。
【００３６】
なお、第１のエッチング後のトップ幅Ｗ5 とピッチＷ6 の比であるＷ5／Ｗ6 は、第２のエッチング前のトップ／ボトム比と捉えることができる。この比の値が小さい場合、仕上がりのトップ／ボトム比Ｗ1／Ｗ2 を大きく、即ち断面形状が矩形に近い回路を形成するためには、第２のエッチングにおいて、ある程度以上のエッチングを行う必要があるため、Ｗ5／Ｗ6 が小さいとＴ4 がある程度以上大きい必要がある。この知見から、仕上がりのトップ／ボトム比Ｗ1／Ｗ2 が０．８５以上で形成できる水準のＴ4 とＷ5／Ｗ6 の関係を適切な係数を掛け合わせて導き出したのが、Ｎｏ．１７の式である。
【００３７】
Ｎｏ．１７のＴ4 の判定では、Ｎｏ．１５のＷ1／Ｗ2 ≧０．８５を満足するものをＯＫ、それ以外をＮＧとしている。このとき、Ｔ4 と｛１００−（Ｗ5／Ｗ6）×１００｝／6 との関係に着目すると、Ｔ4 が｛１００−（Ｗ5／Ｗ6）×１００｝／６よりも大きい場合にＯＫとなるのが分かる。
【００３８】
上記の結果から、導体厚の最小部分Ｔ4（図１（ｃ）参照）の厚さ寸法（単位：μｍ）の値は、以下の条件を満たしている必要がある。即ち、最小部分Ｔ4 の値は、図１（ｃ）に示す配線形成部のレジストが接している部分の幅Ｗ5 が、導体厚が最小になる最小部分Ｔ4 間の距離Ｗ6 に占める比率（百分率）の値と１００との差を６で除した値を下回らない範囲であり、
Ｔ4 ≧（｛１００−（Ｗ5／Ｗ6）×１００｝×１／６  …（１）
となる。
【００３９】
この条件式（１）を満たすと、次の工程において配線の断面形状を矩形に近い形（トップ／ボトム比が０．８５以上）に形成することが可能となる。
【００４０】
このように本実施形態によれば、基本的にはサブトラクティブ工法に近い工法でありながら、エッチング液の流速の差によるエッチング速度の差を利用して導体層２をエッチングすることにより、通常のサブトラクティブ法と比較してサイドエッチングの少ない状態でエッチングすることができる。このため、通常のサブトラクティブ工法よりもファインピッチで断面形状が矩形に近い配線を形成することができる。また、セミアディティブ工法とは異なり、配線パターンの粗密によって配線高さのばらつきが生じることはない。
【００４１】
つまり、サブトラクティブ工法よりもファインピッチで断面形状が矩形に近く、セミアディティブ工法よりも配線高さのばらつきを抑えた配線形成を実現することができ、その有用性は大である。
【００４２】
また、第１のエッチングによる導体厚の最小部分が前記式（１）を満足するように設定することにより、トップ／ボトム比（Ｗ1／Ｗ2）が大きい配線を確実に形成できる利点もある。
【００４３】
（実施例）
次に、具体的実施例として、上述した実施形態に係わる多層プリント配線板の製造方法による手順に従って多層プリント配線板を作製して検証する。
【００４４】
前記図１（ａ）に示す工程では、両面銅貼り積層基板（日立化成工業製、ＭＣＬ−Ｅ−６７Ｎ）の両面の銅箔を、サブトラクティブ工法により銅の配線パターン形成を行った。これを基板として、両面にプリプレグ（日立化成工業製、６７９ＦＧ）と銅箔（三井金属鉱業社製、ＭＴ１８Ｅｘ（５μｍ厚））を熱圧着し、その上に硫酸銅めっきにて１０μｍ厚のめっき銅を形成した。この基板の両面にドライフィルムレジスト（旭化成工業社製、ＡＱ−１５５８）をラミネートし、フォトマスクを介して平行光露光機にて最小Ｌ／Ｓ幅＝１０μｍ／５０μｍを含む所望のレジストパターンを形成した。
【００４５】
前記図１（ｂ）に示す工程では、レジストパターン開口部に露出した導体層２を塩化第二鉄液（比重１．４５、液圧０．５ＭＰａ、液温５０℃）のスプレー噴霧によるエッチングで最小導体厚が１０μｍになるまでエッチングを行った。
【００４６】
前記図１（ｃ）に示す工程では、レジストパターンを水酸化ナトリウム水溶液によって除去した。
【００４７】
前記図１（ｄ）に示す工程では、添加剤（荏原ユージライト社製、ＦＥ−８３０ＩＩ）を添加した硫酸／過酸化水素系エッチング液（過酸化水素濃度５ｖｏｌ％、液温３０℃）で配線幅が３０μｍになるまでエッチングを行い、最小Ｌ／Ｓ部分で３０μｍ／３０μｍで断面形状がほぼ矩形であり、配線高さのばらつきも３σで２μｍの配線を得ることが確認された。
【００４８】
（変形例）
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
【００４９】
実施形態では、導体層を絶縁層上に一層積層した配線構造に適用した場合について説明したが、これに限ることなく、その他、導体層が多層積層される配線構造のものにおいても適用可能であり、同様の効果が期待される。
【００５０】
また、実施形態では、配線形成のためのエッチング液として過酸化水素と硫酸を主成分とし、アゾール類を添加剤として含む溶液を用いたが、エッチング液は必ずしもこれに限定されるものではない。導体層に対するエッチング速度が、エッチング液の液流の違いによって、高流速部のエッチング速度が低流速部のエッチング速度よりも小さくなるエッチング液であればよい。
【００５１】
このように本発明は、上記実施形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより、種々の発明が抽出され得る。
【００５２】
例えば実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【符号の説明】
【００５３】
１…絶縁層
２…導体層
２ａ…エッチング溝
３…レジストパターン
【図１】
0006044301.tif 000003
【図２】
0006044301.tif 000004