(57)【要約】【課題】  微細なパターン形状を有する配線基板を製造する。【解決手段】  絶縁層と、前記絶縁層に形成されるパターン配線と、前記パターン配線に接続されるビアプラグと、を有する配線基板の製造方法であって、前記パターン配線のパターン形状が形成されたパターン形成板上に、金属薄膜を形成する第１の工程と、当該パターン形成板を、前記絶縁層に押し付けて前記パターン形状を前記絶縁層に転写すると共に、前記金属薄膜を前記絶縁層に貼り付ける第２の工程と、前記第２の工程の後に、前記絶縁層に、前記パターン形状に対応してビアホールを形成する第３の工程と、前記ピアホールにメッキのシード層を形成する第４の工程と、前記ビアホールと前記パターン形状の凹部を埋設するように、金属メッキにより前記パターン配線と前記ビアプラグを形成する第５の工程と、を有することを特徴とする配線基板の製造方法。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層と、前記絶縁層に形成されるパターン配線と、前記パターン配線に接続されるビアプラグと、を有する配線基板の製造方法であって、
前記パターン配線のパターン形状が形成されたパターン形成板上に、金属薄膜を形成する第１の工程と、
当該パターン形成板を、前記絶縁層に押し付けて前記パターン形状を前記絶縁層に転写すると共に、前記金属薄膜を前記絶縁層に貼り付ける第２の工程と、
前記第２の工程の後に、前記絶縁層に、前記パターン形状に対応してビアホールを形成する第３の工程と、
前記ピアホールにメッキのシード層を形成する第４の工程と、
前記ビアホールと前記パターン形状の凹部を埋設するように、金属メッキにより前記パターン配線と前記ビアプラグを形成する第５の工程と、を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記金属薄膜はＣｕ薄膜であることを特徴とする請求項１記載の配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記パターン形成板と、前記Ｃｕ薄膜の間には、Ｍｏ層が形成されることを特徴とする請求項２記載の配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記金属メッキは、Ｃｕの電解メッキであることを特徴とする請求項１乃至３のうち、いずれか１項記載の配線基板の製造方法。
【請求項５】
前記シード層は、Ｃｕの無電解メッキにより形成されることを特徴とする請求項１乃至４のうち、いずれか１項記載の配線基板の製造方法。
【請求項６】
前記第３の工程は、当該ビアホールを形成した後に当該ビアホールを粗化処理する工程を含むことを特徴とする請求項１乃至５のうち、いずれか１項記載の配線基板の製造方法。
【請求項７】
前記絶縁層は、熱硬化性樹脂よりなることを特徴とする請求項１乃至６のうち、いずれか１項記載の配線基板の製造方法。
【請求項８】
前記第２の工程では、前記絶縁層を加熱して熱硬化させることを特徴とする請求項７記載の配線基板の製造方法。
【請求項９】
前記ビアホールは、レーザにより形成されることを特徴とする請求項１乃至８のうち、いずれか１項記載の配線基板の製造方法。
【請求項１０】
前記ビアホールは、前記金属薄膜を貫通して形成されることを特徴とする請求項１乃至９のうち、いずれか１項記載の配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板の製造方法に係り、特に絶縁層中にはメッキ法にて配線パターンを形成する工程を含む配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子装置や半導体装置などの回路の微細化・高性能化が進んでおり、これに伴い、電子装置や半導体装置の接続に用いられる配線基板の微細化が求められている。
【０００３】
従来、配線基板のパターン配線の形成には、例えばいわゆるセミアディティブ法などのパターンメッキ方法が用いられてきたが、微細化に限界があり、微細パターニング形状の形成方法の開発が急務であった。
【０００４】
例えば、樹脂材料よりなる絶縁層上にパターン配線を形成する場合には、当該絶縁層の平面度の問題があり、そのために焦点深度の問題からフォトリソグラフィ法を適用することが困難である。そのため、微細化を実現するためには、例えば、配線基板とは別途、例えばフォトリソグラフィ法を用いて形成したパターニング形状を、配線基板に転写する方法が様々に提案されていた（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００５】
例えば、図１Ａ〜図１Ｆに、従来の、パターン転写を用いた、配線基板の製造方法の一例を、手順を追って示す。
【０００６】
まず、図１Ａに示す工程では、例えば金属などよりなる、配線基板上に形成されるパターン配線のパターン形状Ｐが形成された、パターン形成板２０１を用意する。前記パターン形成板２０１は、例えば金属板に、リソグラフィ法などのパターニング方法を用いて形成する。
【０００７】
次に、当該パターン形成板２０１を、コア基板１０１上に形成された絶縁層１０２に押し付ける。ここで、前記パターン形成板２０１を、前記絶縁層１０２に押し付けて充分に加圧することで、前記パターン形状Ｐを、前記絶縁層１０２に転写する。
【０００８】
また、この場合、前記コア基板１０１の、前記絶縁層１０２が形成された側の反対側に、絶縁層１０３が形成されていてもよい。
【０００９】
次に、図１Ｂに示す工程において、前記パターン形成板２０１を前記絶縁層１０２より脱離する。この場合、本図に示すように、前記絶縁層１０２には、前記パターン形成板２０１のパターンが転写され、例えば、複数の、溝状のパターン形状１０４が形成される。
【００１０】
次に、図１Ｃに示す工程において、前記パターン形状１０４に対応するように、例えばレーザによりビアホール１０５を形成する。
【００１１】
次に、図１Ｄに示す工程において、前記ビアホール１０５の内壁面と前記パターン形状１０４の内壁面を含む前記絶縁層１０２上に、無電解メッキによりＣｕ薄膜よりなるシード層１０６を形成する。当該シード層１０６は、次の工程で行われる電解メッキのシード層として用いられる。
【００１２】
次に、図１Ｅに示す工程において、前記ビアホール１０５およびパターン形状１０５を埋設するように、Ｃｕの電解メッキにより、それぞれビアプラグ１０８およびパターン配線１０７を形成し、必要に応じて図１Ｆに示す工程でバフ研磨またはＣＭＰなどにより、余剰なＣｕメッキの部分を研削する。
【００１３】
また、この後で必要に応じて同様な工程を繰り返して多層配線構造とすることも可能である。
【特許文献１】特開平７−３０２２９号公報
【特許文献２】特開平１０−８４１８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし、上記図１Ａ〜図１Ｆに示した配線基板の製造方法においては、特に配線の微細化を行う場合に困難となる場合があった。
【００１５】
例えば、図１Ｃ〜図１Ｄに示す工程において、Ｃｕの無電解メッキを行うためには、予め絶縁層に対して、いわゆるデスミア処理と呼ばれる表面の粗化処理を行う必要がある。デスミア処理とは、薬液によりビア底面の樹脂残渣を除去すると共に絶縁層の表面の粗化を行ってＣｕの無電解メッキ膜が形成可能な程度に表面を荒らす工程のことをいう。
【００１６】
例えば、図１Ａ〜図１Ｂに示した工程において、パターン形成板が押し付けられて加圧された後の絶縁層表面や、図１Ｃに示した工程でレーザによりビアホールが形成された直後の絶縁層の表面は、表面が滑らかになるために、そのままではＣｕの無電解メッキを形成することが困難な状態となっている。
【００１７】
そのため、デスミアとよばれる薬液処理によって絶縁層の表面の粗化処理を行った後、Ｃｕの無電解メッキを行うことが一般的となっている。しかし、デスミア処理などの表面粗化処理は、絶縁層表面のエッチングを伴うため、絶縁層に形成されたパターン形状がエッチングされて変形してしまい、パターン配線を精度良く形成することが困難となる問題があり、特に微細なパターン配線の形成が困難となる問題が生じていた。
【００１８】
また、パターン形成板を絶縁層から脱離する場合に、絶縁層に残渣が形成されてしまう問題や、またパターン形成板に脱離剤などの薬剤を用いた場合には、これらの残留物が問題となる場合も生じていた。
【００１９】
そこで、本発明は、上記の問題を解決した、新規で有用な配線基板の製造方法を提供することを目的としている。
【００２０】
本発明の具体的な課題は、微細なパターン形状を有する配線基板を製造することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、上記の課題を、絶縁層と、前記絶縁層に形成されるパターン配線と、前記パターン配線に接続されるビアプラグと、を有する配線基板の製造方法であって、前記パターン配線のパターン形状が形成されたパターン形成板上に、金属薄膜を形成する第１の工程と、当該パターン形成板を、前記絶縁層に押し付けて前記パターン形状を前記絶縁層に転写すると共に、前記金属薄膜を前記絶縁層に貼り付ける第２の工程と、前記第２の工程の後に、前記絶縁層に、前記パターン形状に対応してビアホールを形成する第３の工程と、前記ピアホールにメッキのシード層を形成する第４の工程と、前記ビアホールと前記パターン形状の凹部を埋設するように、金属メッキにより前記パターン配線と前記ビアプラグを形成する第５の工程と、を有することを特徴とする配線基板の製造方法により、解決する。
【００２２】
当該配線基板の製造方法によれば、微細なパターン形状を有する配線基板を製造することが可能となる。
【００２３】
また、前記金属薄膜はＣｕ薄膜であると、金属薄膜の抵抗値が低くなり好適である。
【００２４】
また、前記パターン形成板と、前記Ｃｕ薄膜の間には、Ｍｏ層が形成されると、当該Ｃｕ薄膜を当該パターン形成板より剥離することが容易となり、好適である。
【００２５】
また、前記金属メッキは、Ｃｕの電解メッキであると、前記パターン配線と前記ビアプラグを容易に形成することが可能であり、好適である。
【００２６】
また、前記シード層は、Ｃｕの無電解メッキにより形成されると、当該シード層を容易に形成することができる。
【００２７】
また、前記第３の工程は、当該ビアホールを形成した後に当該ビアホールを粗化処理する工程を含むと、当該粗化処理によりビアホールにビアプラグを形成することが容易になる。
【００２８】
また、前記絶縁層は、熱硬化性樹脂よりなると、パターン形成板から当該絶縁層にパターン転写をすることが容易になる。
【００２９】
また、前記第２の工程では、前記絶縁層を加熱して熱硬化させると、前記絶縁層と前記金属薄膜の密着性が良好となる。
【００３０】
また、前記ビアホールは、レーザにより形成されると、当該ビアホールの形成が容易である。
【００３１】
また、前記ビアホールは、前記金属薄膜を貫通して形成されると好適である。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、微細なパターン形状を有する配線基板を製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
次に、本発明の実施の形態に関して図面に基づき、以下に説明する。
【実施例１】
【００３４】
図２Ａ〜図２Ｈは、本発明の実施例１による配線基板の製造方法を手順を追って示した図である。
【００３５】
図２Ａを参照するに、まず図２Ａに示す工程では、後の工程において絶縁層に形成されるパターン配線のパターン形状Ｐ１が形成された、パターン形成板１を形成する。例えばパターン形成板１は、Ｎｉなどの金属材料よりなるが、他の様々な材料を用いて形成してもよい。また、当該パターン形状１は、リソグラフィ法とエッチングなどの定法により、形成することができる。
【００３６】
次に、図２Ｂに示す工程において、前記パターン形成板１の、前記パターン形状Ｐ１を覆うように、当該パターン形成板１の当該パターン形状Ｐ１が形成された側の面上に、例えばＭｏなどの金属材料よりなる、剥離層２を、例えばＭｏのスパッタリング法などにより、形成する。当該剥離層２は、後の工程において形成されるＣｕなどの金属薄膜層が、当該パターン形成板１より容易に剥離するようにするための層である。
【００３７】
次に、図２Ｃに示す工程において、当該剥離層２が形成された前記パターン形成板１に、当該剥離層２を覆うように、例えばＣｕ薄膜よりなる金属薄膜層３を、例えば電解メッキ法、無電解メッキ法、またはスパッタリング法、などにより形成する。この場合、当該金属薄膜層３は、例えば厚さが、０．２μｍ〜２．０μｍ程度となるように形成することが好ましい。
【００３８】
次に、前記金属薄膜層３が形成された前記パターン形成板１を、配線基板を構成するための絶縁層に押し付けて加熱・加圧する。この場合、前記パターン形成板１は、例えば導電層よりなるコア１１上に形成された、例えば熱硬化性のエポキシ樹脂よりなる絶縁層１２に押し付けられ、加圧・加熱されて、前記パターン形状Ｐ１が当該絶縁層１２に転写され、例えばパターン形状溝よりなるパターン形状が形成されると共に、前記金属薄膜３が当該絶縁層１２に貼り付けられる。
【００３９】
この場合、前記金属薄膜層３は、加圧されて絶縁層に貼り付けが行われるため、当該金属薄膜層３と前記絶縁層１２の密着力が良好となり、そのために後の工程において形成されるパターン配線と絶縁層の密着性を良好とすることができる。また、本工程においては、パターン形状板１により、絶縁層が加圧されると共に、絶縁層が加熱されると好適であり、例えば熱硬化性の樹脂よりなる絶縁層１２の熱硬化と金属薄膜層の貼り付けが同時に行われるため、当該金属薄膜層と絶縁層の密着力がさらに良好となる。
【００４０】
また、前記コア１１の、前記絶縁層１２が形成される側の反対側にも、絶縁層１３が形成されていてもよい。以降実施例中、前記絶縁層１２にパターン配線やビアプラグを形成する方法の例を示すが、当該絶縁層１３に対しても同様にパターン配線やビアプラグを形成することが可能である。また、前記絶縁層１２、１３は、例えばラミネートにより、または塗布法により、形成することができる。
【００４１】
次に、図２Ｄに示す工程において、前記パターン形成板１を、前記絶縁層１２より離脱する。この場合、前記パターン形成板１と、前記金属薄膜層３の間には、例えばＭｏよりなる剥離層２が形成されているため、Ｃｕよりなる金属薄膜層３をパターン形成板１より剥離することが容易になっている。例えば、ＭｏとＣｕは密着力が小さいため、剥離することが容易となるが、当該剥離層はＭｏに限定されず、Ｃｕと密着力が小さい、例えばＴａ等の高融点材料やＴｉなどを用いてもよい。
【００４２】
前記パターン形成板１が離脱された後の前記絶縁層１２には、前記パターン形状Ｐ１が当該絶縁層１２に転写され、例えばパターン形状溝よりなるパターン形状Ｌ１が形成されると共に、前記金属薄膜３が当該絶縁層１２に貼り付けられている。
【００４３】
次に、図２Ｅに示す工程において、例えばＹＡＧレーザなどのレーザにより、当該パターン形状Ｌ１に対応して、例えば当該パターン形状Ｌ１の底面から、前記金属薄膜層３を貫通し、さらに前記絶縁層１２にかけて、前記コア基板１１に到達するビアホールＢＨ１を形成する。当該ビアホールＢＨ１を形成した後、残留物を洗浄すると共に、当該ビアホールＢＨ１の内壁面を粗化するために、薬液によるデスミア処理を行う。この場合、粗化処理が行われる当該ビアホールＢＨ１の内壁面以外の、前記絶縁層１２の表面は、前記導電層３で覆われているために、薬液による影響を最小限とすることができる。
【００４４】
例えば、従来のように、パターン形状が剥き出しのままデスミア処理を行う場合には、パターン形状がエッチングされてしまい、特に微細なパターン形状の形成が困難になる問題が生じていた。本実施例ではこのようなデスミア処理の影響を排除して、微細な形状のパターン配線を、良好な精度で形成することが可能となっている。
【００４５】
次に、図２Ｆに示す工程において、前記ビアホールＢＨ１の内壁面に、例えばＣｕの無電解メッキにより、シード層Ｃ１を形成する。また、この場合、無電解メッキ層は前記金属薄膜層３上にも形成されるが、図示を省略している。また、当該シード層Ｃ１は、例えばスパッタリング法や、ＣＶＤ法などでも形成することが可能である。
【００４６】
次に、図２Ｇに示す工程において、前記ビアホールＢＨ１および前記パターン形状Ｌ１の凹部を埋設するように、例えばＣｕの電解メッキなどの金属メッキにより、それぞれパターン配線１４およびビアプラグ１５を形成する。この場合、電解メッキのシード層として、前記シード層Ｃ１と、前記金属薄膜層３が機能する。また、本図では前記シード層Ｃ１や金属薄膜層３の図示を省略している。
【００４７】
次に、必要に応じて、図２Ｇの工程で形成した電解メッキ層を、例えばバフ研磨やＣＭＰ（化学機械研磨）などにより研磨し、パターン配線１４を分離し、配線基板の配線構造を形成する。
【００４８】
さらに、本図に示す工程の後で、本実施例で上記に示した場合と同様の工程を繰り返して、前記パターン配線１４上にさらに別のパターン配線やビアプラグなどを形成して、多層配線構造を形成してもよい。また、前記絶縁層１３の側に配線構造を形成してもよい。
【００４９】
図３は、上記に示した配線基板の製造方法を用いて形成した、配線基板の一例である、配線基板１０の断面を模式的に示した図である。ただし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００５０】
本図に示す配線基板１０は、図２Ｈに示す工程の後で、前記絶縁層１２上に絶縁層２２を形成し、当該絶縁層２２に、前記パターン配線１４に接続されるビアプラグ２５を形成し、さらに当該ビアプラグ２５に接続されるパターン配線２４を形成した例である。また、必要に応じて、前記パターン配線２４の周囲には、ソルダーレジスト層３１を形成してもよく、また当該パターン配線２４上には、電気的な接続を良好とするための、例えばＮｉ／Ａｕよりなるメッキ層３２を形成してもよい。
【００５１】
このようにして形成される配線基板は、例えば半導体チップが接続されて用いられる。
【００５２】
また、本実施例による方法を用いて形成された配線基板は、加圧、加熱されて金属導電層が絶縁層に貼り付けられるため、パターン配線と絶縁層の密着性が良好となる特徴を有しており、例えば、従来の無電解メッキと電解メッキを組み合わせて形成されるパターン配線と比べて、絶縁層との密着力が、１．４倍〜３倍程度となる高い値を示している。このため、配線の信頼性が良好となる効果を奏する。
【００５３】
また、デスミア処理による絶縁層のパターン形状浸食の影響が抑制されるため、微細なパターン配線を形成することが可能となり、例えばライン／スペース（配線幅／配線間隔）で、８μｍ／８μｍから、１０μｍ／１０μｍ程度、またはこれ以上に微細なパターン配線を形成することが可能となる。
【００５４】
また、金属薄膜やパターン配線、ビアプラグなどに用いる材料は、例えばＣｕの場合を例にとって示したが、例えばＡｕやＡｇなどを用いることも可能であり、また様々な金属の合金などを用いることも可能である。
【００５５】
以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明は上記の特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明によれば、微細なパターン形状を有する配線基板を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１Ａ】従来の配線基板の製造方法を示す図（その１）である。
【図１Ｂ】従来の配線基板の製造方法を示す図（その２）である。
【図１Ｃ】従来の配線基板の製造方法を示す図（その３）である。
【図１Ｄ】従来の配線基板の製造方法を示す図（その４）である。
【図１Ｅ】従来の配線基板の製造方法を示す図（その５）である。
【図１Ｆ】従来の配線基板の製造方法を示す図（その６）である。
【図２Ａ】実施例１による配線基板の製造方法を示す図（その１）である。
【図２Ｂ】実施例１による配線基板の製造方法を示す図（その２）である。
【図２Ｃ】実施例１による配線基板の製造方法を示す図（その３）である。
【図２Ｄ】実施例１による配線基板の製造方法を示す図（その４）である。
【図２Ｅ】実施例１による配線基板の製造方法を示す図（その５）である。
【図２Ｆ】実施例１による配線基板の製造方法を示す図（その６）である。
【図２Ｇ】実施例１による配線基板の製造方法を示す図（その７）である。
【図２Ｈ】実施例１による配線基板の製造方法を示す図（その８）である。
【図３】実施例１による配線基板の構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０  配線基板
１，２０１  パターン形成基板
２  剥離層
３  金属薄膜
１１，１０１  コア基板
１２，１３，２２，１０２，１０３  絶縁層
１０４，Ｌ１  配線パターン
１０５，ＢＨ１  ビアホール
１０６，Ｃ１  シード層
１４，２４，１０７  パターン配線
１５，２５，１０８  ビアプラグ
３１  ソルダーレジスト層
３２  メッキ層
【図１Ａ】
2006196768.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
2006196768.tif 000007
【図１Ｆ】
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【図２Ａ】
2006196768.tif 000009
【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
2006196768.tif 000012
【図２Ｅ】
2006196768.tif 000013
【図２Ｆ】
2006196768.tif 000014
【図２Ｇ】
2006196768.tif 000015
【図２Ｈ】
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【図３】
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