(57)【要約】【課題】従来と比較して効率的に配線層を製造できる方法を提供する。【解決手段】本開示は配線層の製造方法に関する。この製造方法は、（Ａ）第一の感光性樹脂層の一部を露光する工程と、（Ｂ）第一の感光性樹脂層の表面上に第二の感光性樹脂層を設ける工程と、（Ｃ）第二の感光性樹脂層の一部を露光する工程と、（Ｄ）第一及び第二の感光性樹脂層を個別に又は一括して現像処理することによって、第一及び第二の感光性樹脂層を貫通する第一の開口部を形成するとともに、第一の感光性樹脂層の表面を底面とする第二の開口部を形成する工程と、（Ｅ）第一及び第二の開口部に導電性材料を充填する工程とを含む。【選択図】図４
2019062113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）第一の感光性樹脂層の一部を露光する工程と、
（Ｂ）前記第一の感光性樹脂層の表面上に第二の感光性樹脂層を設ける工程と、
（Ｃ）前記第二の感光性樹脂層の一部を露光する工程と、
（Ｄ）前記第一及び第二の感光性樹脂層を個別に又は一括して現像処理することによって、前記第一及び第二の感光性樹脂層を貫通する第一の開口部を形成するとともに、前記第一の感光性樹脂層の表面を底面とする第二の開口部を形成する工程と、
（Ｅ）前記第一及び第二の開口部に導電性材料を充填する工程と、
を含む、配線層の製造方法。
【請求項２】
（Ｄ）工程は、前記第一及び第二の感光性樹脂層を個別に現像処理する工程であって、（Ａ）工程と（Ｂ）工程の間に実施される前記第一の感光性樹脂層を対象とする第一の現像ステップと、（Ｃ）工程と（Ｅ）工程の間に実施される前記第二の感光性樹脂層を対象とする第二の現像ステップとを含む、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記第一の現像ステップと（Ｂ）工程の間に、前記第一の感光性樹脂層を硬化処理する工程を更に含む、請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記第一の感光性樹脂層がネガ型であり、（Ｄ）工程において、前記第一及び第二の感光性樹脂層を一括して現像処理する、請求項１に記載の製造方法。
【請求項５】
前記第一及び第二の感光性樹脂層が、光酸発生剤と、三級アミノ基もしくは含窒素ヘテロ環を有する化合物と、を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項６】
前記第一及び第二の感光性樹脂層が、アルカリ可溶性樹脂を更に含む、請求項５に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、配線層の製造方法に関し、より詳しくは、微細化及び高密度化の要求が高い半導体装置を効率よく且つ低コストに製造するのに有用な配線層の製造方法に関する。
【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いる。この場合、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】
非特許文献１，２には、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（ＰｏＰ：Package  on  Package）の態様が記載されている。このＰｏＰは、スマートフォン、タブレット端末等に広く採用されている態様である。
【０００４】
複数のチップを高密度で実装するための他の形態として、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：Through  Mold  Via）を有するファンアウト型のパッケージ技術（ＦＯ−ＷＬＰ：Fun  Out-Wafer  Level  Package）、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：Through  Silicon  Via）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。
【０００５】
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搭載する場合、当該半導体チップ同士を高密度で導通させるための微細な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】
【０００６】
【特許文献１】特表２０１２−５２９７７０号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１１／０２２１０７１号明細書
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｊｉｎｓｅｏｎｇ  Ｋｉｍ  ｅｔ  ａｌ．，  「Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｍｏｌｄ  Ｖｉａ  （ＴＭＶ）  ａｓ  ＰｏＰ  Ｂａｓｅ  Ｐａｃｋａｇｅ」，  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  （ＥＣＴＣ），  ｐ．１０８９−１０９２  （２００８）
【非特許文献２】Ｓ．Ｗ．  Ｙｏｏｎ  ｅｔ  ａｌ．，  「Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｌｏｗ  Ｐｒｏｆｉｌｅ  ＰｏＰ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｗｉｔｈ  Ｅｍｂｅｄｄｅｄ  Ｗａｆｅｒ  Ｌｅｖｅｌ  ＰｏＰ  （ｅＷＬＢ−ＰｏＰ）  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」，  ＥＣＴＣ，  ｐ．１２５０−１２５４  （２０１２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ビルドアップ基板、ウェハレベルパッケージ（ＷＬＰ）、ファンアウト型のＰｏＰのボトムパッケージ等には、複数の有機絶縁層が積層されてなる積層体（有機絶縁積層体）を有する配線層が用いられることがある。例えば、この有機絶縁積層体内に５μｍ以下のライン幅とスペース幅とを有する複数の微細な配線が配置される場合、当該配線は、トレンチ法を用いて形成される。トレンチ法とは、有機絶縁層の表面に形成したトレンチ（溝）に配線となる金属層をめっき法等によって形成する方法である。このため、有機絶縁層上に形成される配線の形状は、溝の形状に沿ったものとなる。
【０００９】
図９（ａ）〜（ｅ）及び図１０（ａ）〜（ｅ）は、従来のセミアディティブ法（ＳＡＰ法）によって基板上に配線層を形成する過程を模式的に示したものである。セミアディティブ法は、シード層を形成する工程、所望のパターンを有するレジストをシード層上に形成する工程、シード層における露出した部分を電解めっき法等により厚膜化する工程、レジストを除去する工程、及び、シード層をエッチングする工程を経て所望の配線を形成する方法である。
【００１０】
まず、図９（ａ）に示すように、金属層４０ａを有する基板４０の表面上に第一の感光性樹脂層４１Ａを形成する。その後、第一の感光性樹脂層４１Ａの露光及び現像によって、開口部４１ａを有する第一の有機絶縁層４１を形成する（図９（ｂ））。次いで、電解めっきによって金属層４１ｃを形成するための給電用のシード層４１ｂを第一の有機絶縁層４１及び開口部４１ａの表面に形成する（図９（ｃ））。シード層４１ｂの表面に電解めっきによって金属層４１ｃを形成する（図９（ｄ））。金属層４１ｃの平坦する工程を経て配線４１ｄを有する第一の配線層４１ｅが形成される（図９（ｅ））。
【００１１】
続いて、図１０（ａ）に示すように、第一の配線層４１ｅの表面上に第二の感光性樹脂層４２Ａを形成する。その後、第二の感光性樹脂層４２Ａの露光及び現像によって、開口部４２ａを有する第二の有機絶縁層４２を形成する（図１０（ｂ））。次いで、電解めっきによって金属層４２ｃを形成するための給電用のシード層４２ｂを第二の有機絶縁層４２及び開口部４２ａの表面に形成する（図１０（ｃ））。シード層４２ｂの表面に電解めっきによって金属層４２ｃを形成する（図１０（ｄ））。金属層４２ｃの平坦する工程を経て配線４２ｄを有する第二の配線層４２ｅが形成される（図１０（ｅ））。
【００１２】
上記セミアディティブ法によって多層構造の配線層を形成した場合、シード層の形成、電解めっき及び平坦化のプロセスを繰り返す必要があり、配線層の形成に長い時間を要していた。これに加え、シード層をエッチングする際に配線に加わるダメージが大きく、また、感光性樹脂層に対する配線の密着強度の確保が困難であった。更に、エッチング処理等が繰り返されるため、微細な構造を形成すべき面が荒れたりアンジュレーションが生じてしまい、コストと歩留まりの点でも課題があった。セミアディティブ法を用いて、例えば、５μｍ以下のライン幅とスペース幅とを有する微細な配線を形成する場合、歩留まりが大きく低下する傾向にあった。
【００１３】
本開示は、上記課題を解決すべくなされたものであり、従来と比較して効率的に配線層を製造できる方法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】
【００１４】
本開示は配線層の製造方法に関する。この製造方法は、（Ａ）第一の感光性樹脂層の一部を露光する工程と、（Ｂ）第一の感光性樹脂層の表面上に第二の感光性樹脂層を設ける工程と、（Ｃ）第二の感光性樹脂層の一部を露光する工程と、（Ｄ）第一及び第二の感光性樹脂層を個別に又は一括して現像処理することによって、第一及び第二の感光性樹脂層を貫通する第一の開口部を形成するとともに、第一の感光性樹脂層の表面を底面とする第二の開口部を形成する工程と、（Ｅ）第一及び第二の開口部に導電性材料を充填する工程とを含む。
【００１５】
上記製造方法によれば、（Ａ）〜（Ｄ）工程を経て形成された第一及び第二の開口部に対し、（Ｅ）工程において、一括的に導電性材料を充填することによって配線を形成することができる。このため、図９及び図１０に示す従来の方法、すなわち、シード層及び電解めっきによる金属層の形成並びに金属層を平坦化する一連のプロセスを繰り返す必要があった方法を簡略化することができる。
【００１６】
上記（Ｄ）工程が第一及び第二の感光性樹脂層を個別に現像処理する工程である場合、（Ｄ）工程は、（Ａ）工程と（Ｂ）工程の間に実施される第一の感光性樹脂層を対象とする第一の現像ステップと、（Ｃ）工程と（Ｅ）工程の間に実施される第二の感光性樹脂層を対象とする第二の現像ステップとを含むものとすればよい。この場合、第一の現像ステップと（Ｂ）工程の間に、第一の感光性樹脂層を硬化処理する工程を更に含むことが好ましい。（Ｂ）工程に先立ち、第一の感光性樹脂層を硬化させることで、第二の感光性樹脂層としてポジ型及びネガ型のいずれも好適に使用できる。
【００１７】
第一の感光性樹脂層としてネガ型を使用した場合、（Ｄ）工程において、第一及び第二の感光性樹脂層を一括して現像処理することが好ましい。この場合、（Ｂ）工程に先立って第一の感光性樹脂層を硬化処理する工程を省略することができる。例えば、第一及び第二の感光性樹脂層のいずれもネガ型である場合、（Ｄ）工程において第一及び第二の感光性樹脂層の未露光部を一括して除去すればよい。第一の感光性樹脂層としてネガ型を使用し且つ第二の感光性樹脂層としてポジ型を使用した場合、（Ｄ）工程において第一の感光性樹脂層の未露光部と第二の感光性樹脂層の露光部とを一括して除去すればよい。
【００１８】
本開示において、第一及び第二の感光性樹脂層として、例えば、光酸発生剤と、三級アミノ基もしくは含窒素ヘテロ環を有する化合物とを含む組成物を使用することができる。この組成物は、アルカリ可溶性樹脂を更に含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本開示によれば、従来と比較して効率的に配線層を製造できる方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、半導体パッケージの一例を模式的に示す断面図である。
【図２】図２は、図１に示す配線層を示す断面図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｄ）は、本開示の一実施形態に係る配線層の形成過程を模式的に示す断面図である。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｄ）は、本開示の一実施形態に係る配線層の形成過程を模式的に示す断面図である。
【図５】図５（ａ）及び図５（ｂ）は、本開示の一実施形態に係る配線層の形成過程を模式的に示す断面図である。
【図６】図６は、本開示の一実施形態に係る製造方法により、基板に設けられた配線層を模式的に示す断面図である。
【図７】図７（ａ）及び図７（ｂ）は、配線とこれを覆うバリア層と含む配線層を模式的に示す断面図である。
【図８】図８（ａ）は第二の有機絶縁層の表面上に、開口部を有する第三の有機絶縁層を形成した状態を模式的に示す断面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）に示す開口部に導電性材料を充填した状態を模式的に示す断面図である。
【図９】図９（ａ）〜図９（ｅ）は、従来の方法（セミアディティブ法）において第一の配線層を形成する過程を模式的に示す断面図である。
【図１０】図１０（ａ）〜図１０（ｅ）は、従来の方法（セミアディティブ法）において第一の配線層に第二の配線層を積層する過程を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら本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。
【００２２】
本実施形態の記載及び請求項において「左」、「右」、「正面」、「裏面」、「上」、「下」、「上方」及び「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」及び「膜」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。また、「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても、その工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。また、「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を、それぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。また、本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。
【００２３】
図１は、半導体パッケージの一例を示す模式断面図である。同図に示す半導体パッケージ１００は、本実施形態に係る方法で製造された配線層１０Ａ（第一及び第二の有機絶縁層２１，２２並びに配線１３及び配線１５Ａ）を含む。配線層１０Ａの表面上に第三の有機絶縁層２３を形成する工程等を経て配線層１０が形成され、更に、配線層１０の表面上に半導体チップ２Ａ，２Ｂを搭載する工程等を経て半導体パッケージ１００が完成する。配線層１０は異種チップを混載するインターポーザが必要なパッケージ形態に用いられることが好適であり、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る。
【００２４】
上述のとおり、半導体パッケージ１００は、基板１上に設けられる配線層１０上に半導体チップ２Ａ，２Ｂが搭載されてなる装置である。半導体チップ２Ａ，２Ｂは、アンダーフィル３Ａ，３Ｂによって配線層１０上にそれぞれ固定されており、配線層１０内に設けられる表面配線１６を介して互いに電気的接続されている。
【００２５】
基板１は、半導体チップ２Ｃ，２Ｄと電極５Ａ，５Ｂとを絶縁材料４で封止して形成された封止体である。基板１内の半導体チップ２Ｃ，２Ｄは、絶縁材料４から露出した電極を介して外部装置と接続可能になっている。電極５Ａ，５Ｂは、例えば、配線層１０と外部装置とが互いに電気的接続するための導電路として機能する。絶縁材料４は、例えば、絶縁性を有する硬化性樹脂である。
【００２６】
半導体チップ２Ａ〜２Ｄのそれぞれは、例えば、グラフィック処理ユニット（ＧＰＵ：Graphic  Processing  Unit）、ＤＲＡＭ（Dynamic  Random  Access  Memory）もしくはＳＲＡＭ（Static  Random  Access  Memory）等の揮発性メモリ、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、ＲＦチップ、シリコンフォトニクスチップ、ＭＥＭＳ（Micro  Electro  Mechanical  Systems）、センサーチップ等ある。半導体チップ２Ａ〜２Ｄのそれぞれは、ＴＳＶを有してもよく、また、例えば、半導体素子が積層されたものであってもよい。この場合、ＴＳＶを用いて積層した半導体素子を使用できる。半導体チップ２Ａ，２Ｂの厚さは、例えば、２００μｍ以下である。半導体パッケージ１００を薄型化する観点から、半導体チップ２Ａ，２Ｂの厚さは、１００μｍ以下であることが好ましい。また、取り扱い性の観点から、半導体チップ２Ａ，２Ｂの厚さは、３０μｍ以上であることがより好ましい。
【００２７】
アンダーフィル３Ａ，３Ｂは、例えば、キャピラリーアンダーフィル（ＣＵＦ）、モールドアンダーフィル（ＭＵＦ）、ペーストアンダーフィル（ＮＣＰ）、フィルムアンダーフィル（ＮＣＦ）、又は感光性アンダーフィルである。アンダーフィル３Ａ，３Ｂは、それぞれ液状硬化型樹脂（例えば、エポキシ樹脂）を主成分として構成される。
【００２８】
次に、図２を参照しながら、配線層１０について詳細に説明する。配線層１０は、半導体素子等を支持する有機基板であり、例えば、ガラスクロスもしくは炭素繊維に樹脂を含浸させた材料（プリプレグ）を積層したビルドアップ基板、ウェハレベルパッケージ用基板、コアレス基板、封止材料を熱硬化することによって作製される基板、チップが封止もしくは埋め込まれた基板である。配線層１０の形状は、後述する基板１１の形状に応じており、ウェハ状（平面視にて略円形状）でもよいし、パネル状（平面視にて略矩形状）でもよい。なお、配線層１０の熱膨張係数は、反り抑制の観点から、例えば、４０ｐｐｍ／℃以下であることが好ましい。配線層１０の絶縁信頼性の観点から、当該熱膨張係数は、２０ｐｐｍ／℃以下であることが好ましい。
【００２９】
図２に示すように、配線層１０は基板１１上に設けられる。配線層１０は、複数の有機絶縁層を含んでなる有機絶縁積層体１２と、有機絶縁積層体１２内に配列された複数の配線１３と、有機絶縁積層体１２を貫通するスルー配線１５と、有機絶縁積層体１２の表面及びその近傍に形成される表面配線１６とを備えている。
【００３０】
基板１１は、配線層１０を支持する支持体である。基板１１の平面視における形状は、例えば、円形状又は矩形状である。円形状である場合、基板１１は、例えば、２００ｍｍ〜４５０ｍｍの直径を有する。矩形状である場合、基板１１の一辺は、例えば、３００ｍｍ〜７００ｍｍである。
【００３１】
基板１１は、例えば、シリコン基板、ガラス基板、又はピーラブル銅箔である。また、基板１１は、例えば、ビルドアップ基板、ウェハレベルパッケージ用基板、コアレス基板、封止材料を熱硬化することによって作製される基板、又はチップが封止もしくは埋め込まれた基板でもよい。基板１１としてシリコン基板又はガラス基板等が用いられる場合、配線層１０と基板１１とを仮固定する図示しない仮固定層が設けられてもよい。この場合、仮固定層を除去することによって、配線層１０から基板１１を容易に剥離できる。なお、ピーラブル銅箔とは、支持体、剥離層、及び銅箔が順に重なった積層体である。ピーラブル銅箔においては、支持体が基板１１に相当し、銅箔がスルー配線１５に含まれる一部の銅配線の材料に相当する。
【００３２】
有機絶縁積層体１２は、第一の有機絶縁層２１（第一の感光性樹脂層の硬化物）と、第二の有機絶縁層２２（第二の感光性樹脂層の硬化物）と、第三の有機絶縁層２３とを備え、これらの層が基板１１側からこの順序で積層された構成を有する。有機絶縁積層体１２は、スルー配線１５が設けられる開口部Ｈを有するとともに、配線１３が設けられる溝部Ｔを有する。なお、第一及び第二の有機絶縁層２１，２２は、配線１５Ａ（スルー配線１５の一部）が設けられる開口部Ｈａ（開口部Ｈの一部）を有する（図２参照）。
【００３３】
溝部Ｔは、第二の有機絶縁層２２において基板１１と反対側の表面に設けられている。溝部Ｔの延在方向に直交する方向に沿った断面において、溝部Ｔは略矩形状を有している。すなわち、溝部Ｔは、第一の有機絶縁層２１の表面からなる底面と、そこから第三の有機絶縁層２３に至る側面とを有する。複数の溝部Ｔは、所定のライン幅Ｌ及びスペース幅Ｓを有している。ライン幅Ｌ及びスペース幅Ｓのそれぞれは、例えば、０．５μｍ〜１０μｍであり、好ましくは０．５μｍ〜５μｍであり、より好ましくは２μｍ〜５μｍである。配線層１０の高密度伝送を実現する観点から、ライン幅Ｌは１μｍ〜５μｍであることが好ましい。ライン幅Ｌとスペース幅Ｓとは、互いに同一になるように設定されてもよいし、互いに異なるように設定されてもよい。ライン幅Ｌは、溝部Ｔの延在方向に直交する方向における溝部Ｔの幅（図２における幅Ｌ）に相当する。スペース幅Ｓは、隣り合う溝部Ｔ同士の距離に相当する（図２における幅Ｓ）。溝部Ｔの深さは、例えば、第二の有機絶縁層２２の厚さに相当する。なお、溝部Ｔの断面形状は、略矩形状に限らず、他の形状（例えば、略半円状）でもよい。
【００３４】
溝部Ｔの内面の表面粗さは、０．０１μｍ〜０．１μｍであることが好ましい。この表面粗さが０．０１μｍ以上である場合、溝部Ｔ内において第一及び第二の有機絶縁層２１、２２と密着する対象物の密着性、及び温度サイクル耐性が良好になる。ここでいう温度サイクル耐性とは、温度変化に伴う体積変化、性能劣化、破損等に対する耐性である。また、上記表面粗さが０．１μｍ以下である場合、配線１３の短絡を抑制し、配線１３の高周波特性を向上できる傾向にある。溝部Ｔの内面の表面粗さは、例えば、溝部Ｔの断面を電子顕微鏡で観察することによって算出する。なお、上記表面粗さは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１  ２００１で規定される算術平均粗さ（Ｒａ）であり、以下の「表面粗さ」は、全て「表面粗さＲａ」とする。
【００３５】
第一及び第二の有機絶縁層２１，２２の室温における貯蔵弾性率は、例えば、５００ＭＰａ〜１０００ＧＰａである。ここでいう「室温」とは２５℃程度を示す。当該貯蔵弾性率が５００ＭＰａ以上であることにより、有機絶縁層２１，２２の延伸を抑制できる。例えば、有機絶縁層２２を研削する工程において、研削に伴って延伸した有機絶縁層２２が配線１３を覆うことを防止できる。また、当該貯蔵弾性率が１０ＧＰａ以下であることにより、例えば、研削用の刃の破損を防ぎ、結果として第二の有機絶縁層２２等の表面が過度に粗くなることを抑制できる。
【００３６】
第一及び第二の有機絶縁層２１，２２の厚さは、例えば、それぞれ０．５μｍ〜１０μｍである。第一及び第二の有機絶縁層２１，２２の厚さがそれぞれ０．５μｍ以上であることで、有機絶縁積層体１２において第一及び第二の有機絶縁層２１，２２が応力緩和に寄与し、有機絶縁積層体１２の温度サイクル耐性が向上し得る。第一及び第二の有機絶縁層２１，２２の厚さがそれぞれ１０μｍ以下であることで、有機絶縁積層体１２の反りを抑制し、例えば、有機絶縁積層体１２を研削した際に容易に配線等を露出できる。露光及び現像を行うことによって幅３μｍ以下の配線１３を形成する観点から、第二の有機絶縁層２２の厚さは７μｍ以下であることが好ましい。
【００３７】
第一、第二及び第三の有機絶縁層２１，２２，２３はそれぞれ感光性樹脂組成物の硬化物からなる。これらの層の平坦性及び製造コストの観点から、これらの層の形成には、予めフィルム状に形成された材料（フィルム状有機絶縁材料）を使用することが好ましい。この場合、例えば、基板１１の表面粗さが３００μｍ以上であっても、表面粗さの値が十分に小さい層を形成できる。フィルム状有機絶縁材料は、４０℃〜１２０℃でラミネート可能であることが好ましい。ラミネート可能な温度を４０℃以上にすることで、室温における、有機絶縁材料のタック（粘着性）が強くなることを抑えるとともに、良好な取り扱い性を維持することができる。ラミネート可能な温度を１２０℃以下にすることで、有機絶縁積層体１２における反りの発生を抑制できる。
【００３８】
硬化後の有機絶縁材料の熱膨張係数は、有機絶縁層２１，２２，２３（及び有機絶縁積層体１２）の反り抑制の観点から、例えば、８０ｐｐｍ／℃以下である。配線層１０の絶縁信頼性の観点から、当該熱膨張係数は、７０ｐｐｍ／℃以下であることが好ましい。また、有機絶縁材料の応力緩和性、及び加工精度の観点から、当該熱膨張係数は、２０ｐｐｍ／℃以上であることがより好ましい。
【００３９】
第一、第二及び第三の有機絶縁層２１，２２，２３を形成するための感光性樹脂組成物は、ネガ型及びポジ型のいずれのものを採用してもよいが、機械的信頼性及び製造プロセスの簡略化の観点からネガ型を採用することが好ましい。感光性樹脂組成物としては、当該組成物からなる層（厚さ５μｍ）に３６５ｎｍの光を８５０ｍＪ／ｃｍ２照射し、８０℃で４分間加熱した後の４０℃での溶融粘度が１．０×１０３Ｐａ・ｓ以上（より好ましくは１．０×１０３〜１．０×１０９Ｐａ・ｓ）であることが好ましい。この条件を満たす感光性樹脂組成物を採用することで、当該組成物からなる層（例えば、第一の有機絶縁層（未硬化処理））の一部を露光した後、露光部に対して次の層（例えば、第二の有機絶縁層（未硬化処理））を積層することができる。次の層の一部を露光した後、二つの層（例えば、第一及び第二の有機絶縁層（未硬化処理））を一括して現像することが可能となる。
【００４０】
有機絶縁層２１，２２，２３を形成するための感光性樹脂組成物として、光酸発生剤と、三級アミノ基もしくは含窒素ヘテロ環を有する化合物とを少なくとも含む組成物が挙げられる。この組成物は、アルカリ可溶性樹脂を更に含むことが好ましい。かかる感光性樹脂組成物は、ネガ型及びポジ型のいずれにも調製可能である。
【００４１】
光酸発生剤としては、光照射によって酸を発生する化合物であれば特に限定されない。効率的に酸が発生する観点から、光酸発生剤は、例えば、オニウム塩化合物又はスルホンイミド化合物であることが好ましい。オニウム塩化合物としては、例えば、ヨードニウム塩、又はスルホニウム塩が挙げられる。具体例としては、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムｐ−トルエンスルホネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート等のジアリールヨードニウム塩、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムｐ−トルエンスルホネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート等のトリアリールスルホニウム塩、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル−ジフェニルスルホニウムｐ−トルエンスルホネート、４，７−ジ−ｎ−ブトキシナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート等が挙げられる。スルホンイミド化合物の具体例としては、Ｎ−（トリフルオロメチルスルホニルオキシ）スクシンイミド、Ｎ−（トリフルオロメチルスルホニルオキシ）フタルイミド、Ｎ−（トリフルオロメチルスルホニルオキシ）ジフェニルマレイミド、Ｎ−（トリフルオロメチルスルホニルオキシ）ビシクロ[２．２．１]ヘプト−５−エン−２，３−ジカルボキシイミド、Ｎ−（トリフルオロメチルスルホニルオキシ）ナフタルイミド、Ｎ−（ｐ−トルエンスルホニルオキシ）―１，８−ナフタルイミド、Ｎ−（１０−カンファースルホニルオキシ）―１，８−ナフタルイミド等が挙げられる。
【００４２】
解像性の観点から、光酸発生剤として、トリフルオロメタンスルホネート基、ヘキサフルオロアンチモネート基、ヘキサフルオロホスフェート基、又はテトラフルオロボレート基を有する化合物を用いてもよい。
【００４３】
三級アミノ基もしくは含窒素ヘテロ環を有する化合物としては、ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミノプロピルアミン、ジブチルアミノプロピルアミン、ジメチルアミノエチルアミン、ジエチルアミノエチルアミン、Ｎ−メチルピペラジン等のアミン化合物；２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール等のイミダゾール化合物のような、分子内に３級アミノ基を有する１級もしくは２級アミン類；２−ジメチルアミノエタノール、１−メチル−２−ジメチルアミノエタノール、１−フェノキシメチル−２−ジメチルアミノエタノール、２−ジエチルアミノエタノール、１−ブトキシメチル−２−ジメチルアミノエタノール、１−（２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル）−２−メチルイミダゾール、１−（２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル）−２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−（２−ヒドロキシ−３−ブトキシプロピル）−２−メチルイミダゾール、１−（２−ヒドロキシ−３−ブトキシプロピル）−２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−（２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル）−２−フェニルイミダゾリン、１−（２−ヒドロキシ−３−ブトキシプロピル）−２−メチルイミダゾリン、２−（ジメチルアミノメチル）フェノール、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、Ｎ−β−ヒドロキシエチルモルホリン、２−ジメチルアミノエタンチオール、２−メルカプトピリジン、２−ベンゾイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ジエチルアミノベンゾフェノン、２−メルカプトベンゾイミダゾール、２−メルカプトベンゾチアゾール、４−メルカプトピリジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ安息香酸、Ｎ，Ｎ−ジメチルグリシン、ニコチン酸、イソニコチン酸、ピコリン酸、Ｎ，Ｎ−ジメチルグリシンヒドラジド、Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオン酸ヒドラジド、ニコチン酸ヒドラジド、イソニコチン酸ヒドラジド等のような、分子内に三級アミノ基を有するアルコール類；フェノール類、チオール類、カルボン酸類及びヒドラジド類等、１，３，４，６―テトラキス（メトキシメチル）グリコールウリル、イソシアヌル酸ＥＯ変性ジ及びトリアクリレート等のエポキシ類、アクリレート類、メチロール類が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４４】
アルカリ可溶性樹脂としては、フェノール性水酸基及び／又はカルボキシル基を有するものであれば特に限定しないが、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリウレタンイミド樹脂、ポリウレタンアミドイミド樹脂、シロキサンポリイミド樹脂、及びポリエステルイミド樹脂、並びに、これらの共重合体及びこれらの前駆体（ポリアミド酸等）の他、ポリベンゾオキサゾール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、（メタ）アクリル共重合体、ノボラック樹脂、及びフェノール樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４５】
感光性樹脂組成物は、２．３８質量％のテトラメチルアンモニウム水溶液（ＴＭＡＨ水溶液）に可溶であることが好ましい。感光性樹脂組成物の解像性、保存安定性、及び絶縁信頼性の観点から、感光性樹脂組成物は、フェノール性水酸基を有する化合物を含有することが好ましい。フェノール性水酸基を有する化合物としては、フェノール／ホルムアルデヒド縮合ノボラック樹脂、クレゾール／ホルムアルデヒド縮合ノボラック樹脂、フェノール−ナフトール／ホルムアルデヒド縮合ノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン及びその重合体、フェノール−キシリレングリコール縮合樹脂、クレゾール−キシリレングリコール縮合樹脂、フェノール−ジシクロペンタジエン縮合樹脂等が挙げられる。
【００４６】
感光性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂を含むことが好ましい。熱硬化性樹脂としては、例えば、アクリレート樹脂、エポキシ樹脂、シアネートエステル樹脂、マレイミド樹脂、アリルナジイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、レゾルシノールホルムアルデヒド樹脂、トリアリルシアヌレート樹脂、ポリイソシアネート樹脂、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌラートを含有する樹脂、トリアリルトリメリタートを含有する樹脂、シクロペンタジエンから合成された熱硬化性樹脂が挙げられる。感光性樹脂組成物の解像性、絶縁信頼性、及び金属との密着性の観点から、熱硬化性樹脂は、メチロール基、アルコキシアルキル基、グリシジル基のいずれかを有する化合物であることがより好ましい。
【００４７】
感光性樹脂組成物は、密着助剤を更に含んでもよい。密着助剤としては、例えば、シランカップリング剤、トリアゾールもしくはテトラゾール系化合物が挙げられる。
【００４８】
第一、第二及び第三の有機絶縁層２１，２２，２３はフィラを含有してもよい。各層におけるフィラの含有量は１質量％未満であることが好ましい。加工容易性及び加工精度の観点から、フィラの平均粒径は、例えば、５００ｎｍ以下である。なお、第一、第二及び第三の有機絶縁層２１，２２，２３はフィラを含有しないことがより好ましい。
【００４９】
複数の配線１３は、上述したように対応する溝部Ｔ内に設けられ、配線層１０内部における導電路として機能する。このため、配線１３の幅は、溝部Ｔのライン幅Ｌと略一致しており、隣り合う配線１３同士の間隔は、溝部Ｔのスペース幅Ｓと略一致している。導電路としての機能を良好に発揮する観点から、配線１３は、高い導電性を有する金属材料を含有していることが好ましい。高い導電性を有する金属材料は、例えば、銅、アルミニウム、又は銀である。これらの金属材料は、加熱により有機絶縁積層体１２内に拡散する傾向にある。導電性及びコストの観点から、配線１３に含まれる金属材料は、銅であることが好ましい。
【００５０】
配線１３は、これを構成する金属材料が有機絶縁積層体１２内に拡散することを抑制するためのバリア金属膜１４で覆われていることが好ましい。バリア金属膜１４は、配線１３と溝部Ｔの内面との間に設けられる第一のバリア金属膜３１と、配線１３と第三の有機絶縁層２３との間に設けられる第二のバリア金属膜３２とを含んでいる。第一のバリア金属膜３１は、配線１３と溝部Ｔの内面（第一の有機絶縁層２１及び第二の有機絶縁層２２）とを仕切るように設けられている。第二のバリア金属膜３２は、配線１３と第三の有機絶縁層２３とを仕切るように設けられている。
【００５１】
第一のバリア金属膜３１は、有機絶縁層へ拡散しにくい金属材料として、例えば、チタン、ニッケル、パラジウム、クロム、タンタル、タングステン、及び金の少なくとも一つを含んでいる。溝部Ｔの内面との密着性の観点から、第一のバリア金属膜３１は、チタン膜又はチタンを含む合金膜であることが好ましい。また、第一のバリア金属膜３１をスパッタリングで形成する観点から、第一のバリア金属膜３１は、チタン膜、タンタル膜、タングステン膜、クロム膜、又はチタン、タンタル、タングステン、及びクロムの少なくとも何れかを含む合金膜であることが好ましい。
【００５２】
第一のバリア金属膜３１の厚さは、溝部Ｔの幅の半分未満且つ溝部Ｔの深さ未満であり、例えば、０．００１μｍ〜０．５μｍである。配線１３内における金属材料の拡散を防止する観点から、第一のバリア金属膜３１の厚さは、０．０１μｍ〜０．５μｍであることが好ましい。また、第一のバリア金属膜３１の平坦性、及び配線１３に流れる電流量を大きくする観点から、第一のバリア金属膜３１の厚さは、０．００１μｍ〜０．３μｍであることが好ましい。以上から、第一のバリア金属膜３１の厚さは、０．０１μｍ〜０．３μｍであることが最も好ましい。
【００５３】
第二のバリア金属膜３２は、有機絶縁層へ拡散しにくい金属材料として、例えば、チタン、ニッケル、パラジウム、クロム、タンタル、タングステン、コバルト、及び金の少なくとも一つを含んでいる。なお、第二のバリア金属膜３２は、異なる金属膜の積層体でもよい。
【００５４】
第二のバリア金属膜３２は、配線１３をシード層としためっき膜（例えば、無電解めっき膜）であることが好ましい。このため、第二のバリア金属膜３２は、ニッケルめっき膜、パラジウムめっき膜、コバルトめっき膜、金めっき膜、又はニッケル、パラジウム、コバルト、及び金の少なくとも一つを含む合金めっき膜であることが好ましい。配線１３との密着性、及び温度サイクル耐性の観点から、ニッケルめっき膜もしくはパラジウムめっき膜であることが好ましい。
【００５５】
ニッケルめっき膜としては、例えば、リンを含有した無電解ニッケル−リン合金めっき膜、ホウ素を含有した無電解ニッケル−ホウ素合金めっき膜、又は窒素を含有した無電解ニッケル−窒素合金めっき膜が挙げられる。ニッケルめっき膜のニッケル含有量は、８０質量％以上であることが好ましい。ニッケル含有量が８０質量％以上であることにより、第二のバリア金属膜３２による配線層１０の絶縁信頼性向上の効果が良好に発揮される。ニッケルめっき膜は、絶縁信頼性の観点から、無電解ニッケル−リン合金めっき膜が好ましい。
【００５６】
第二のバリア金属膜３２は、０．１μｍ以下の厚さで良好な絶縁信頼性が得られる観点から、無電解パラジウムめっき膜であることが好ましい。無電解パラジウムめっき膜としては、例えば、置換パラジウムめっき膜、蟻酸化合物を還元剤として用いた無電解パラジウムめっき膜、次亜リン酸もしくは亜リン酸等を還元剤として用いたパラジウムーリン合金めっき膜、又はホウ素化合物を用いたパラジウムーホウ素合金めっき膜が挙げられる。
【００５７】
第二のバリア金属膜３２の厚さは、例えば、０．００１μｍ〜１μｍである。第二のバリア金属膜３２の歩留まりの観点から、第二のバリア金属膜３２の厚さは、０．０１μｍ〜１μｍであることが好ましい。また、第二のバリア金属膜３２の生産タクト向上、薄型化、及び温度サイクル耐性の観点から、０．００１μｍ〜０．５μｍであることがより好ましい。第二のバリア金属膜３２の薄型化、及び感光性樹脂組成物の解像度の観点から、０．００１μｍ〜０．３μｍであることが更に好ましい。以上の観点から、第二のバリア金属膜３２の厚さは、０．０１μｍ〜０．３μｍであることが最も好ましい。
【００５８】
第二のバリア金属膜３２の表面粗さＲａは、例えば、０．０１μｍ〜１μｍである。第二のバリア金属膜３２の表面粗さＲａが０．０１μｍ以上である場合、第二のバリア金属膜３２と第三の有機絶縁層２３との密着性、及び温度サイクル耐性等の信頼性を確保可能になる。第二のバリア金属膜３２の表面粗さＲａが１μｍ以下である場合、第三の有機絶縁層２３の形成時に生じる凹凸に起因した配線層１０内の断線等を抑制できるとともに、有機絶縁積層体１２の解像度の低下を抑制できる。第三の有機絶縁層２３との密着性の観点から、第二のバリア金属膜３２の表面粗さＲａは、０．０３μｍ以上であることが好ましい。温度サイクル耐性の観点から、第二のバリア金属膜３２の表面粗さＲａは、０．５μｍ以下であることが好ましい。高周波特性の観点から、第二のバリア金属膜３２の表面粗さＲａは、０．１μｍ以下であることがより好ましい。以上の観点から、第二のバリア金属膜３２の表面粗さＲａは、０．０３μｍ〜０．１μｍであることが最も好ましい。
【００５９】
また配線層１０において、第二の有機絶縁層２２と、第二のバリア金属膜３２とを併せた面の表面粗さＲａは、例えば、０．０１μｍ〜１μｍである。上記面の表面粗さＲａが０．０１μｍ以上であることにより、第二の有機絶縁層２２（及び第二のバリア金属膜３２）と、第三の有機絶縁層２３との密着性が良好になる。また、上記面の表面粗さが１μｍ以下であることにより、有機絶縁積層体１２の反りを抑制し、例えば、有機絶縁積層体１２を研削した際に容易に配線等を露出できる。上記面の表面粗さＲａは、例えば、レーザー顕微鏡（オリンパス株式会社製、「ＬＥＸＴ  ＯＬＳ３０００」）を用いて、第二の有機絶縁層２２と第二のバリア金属膜３２との両方を含む１００×１００μｍの範囲をスキャンすることによって算出する。
【００６０】
第二の有機絶縁層２２と第二のバリア金属膜３２とを併せた上記面の表面粗さＲａは、配線１３と第二の有機絶縁層２２とを平坦化することによって制御できる。上記面に対する平坦化処理としては、例えば、化学機械研磨法（ＣＭＰ：Chemical  Mechanical  Polishing）又はフライカット法が挙げられる。配線１３に対するディッシングの発生を抑制する観点から、フライカット法を用いることが好ましい。なお、フライカット法とは、サーフェスプレーナー等の研削装置を用いて対象物を物理的に研削する方法である。
【００６１】
スルー配線１５は、有機絶縁積層体１２の開口部Ｈに埋め込まれる配線であり、外部装置への接続端子として機能する。スルー配線１５は、互いに積層された複数の金属層１５ａ〜１５ｃから構成されている。金属層１５ｂは、配線１３と同時に形成された配線１５Ａと、バリア金属膜１４と同時に形成された金属膜とを含んでいる。スルー配線１５はビア形状であることが好ましく、ビア径は例えば、１μｍ〜２０μｍであり、好ましくは１μｍ〜５μｍであり、より好ましくは２μｍ〜５μｍである。
【００６２】
表面配線１６は、配線層１０に搭載される半導体チップ同士を電気的接続させるための配線である。このため、表面配線１６の両端部は、配線層１０から露出しており、当該両端部以外の表面配線１６は、配線層１０（より具体的には、第三の有機絶縁層２３）に埋め込まれている。このため、第三の有機絶縁層２３は、少なくとも２つの有機絶縁層を含む。
【００６３】
以下、図３〜図５を参照しながら、配線層１０Ａの製造方法について説明する。本実施形態に係る製造方法は、（Ａ）第一の感光性樹脂層２１Ａの一部を露光する工程と、（Ｂ）第一の感光性樹脂層２１Ａの表面上に第二の感光性樹脂層２２Ａを設ける工程と、（Ｃ）第二の感光性樹脂層２２Ａの一部を露光する工程と、（Ｄ）第一及び第二の感光性樹脂層２１Ａ，２２Ａを一括して現像処理することによって、第一及び第二の感光性樹脂層２１Ａ，２２Ａを貫通する開口部Ｈａを形成するとともに、第一の感光性樹脂層２１Ａの表面を底面とする溝部Ｔａを形成する工程と、（Ｅ）開口部Ｈａ及び溝部Ｔａに導電性材料を充填する工程とを含む。
【００６４】
第一及び第二の感光性樹脂層２１Ａ，２２Ａは、硬化処理が施されることで、第一及び第二の有機絶縁層２１，２２となる層であり、第一及び第二の感光性樹脂層２１Ａ，２２Ａを貫通する開口部Ｈａは開口部Ｈの一部となるものであり、第一の感光性樹脂層２１Ａの表面を底面とする溝部Ｔａは溝部Ｔとなるものである。
【００６５】
上記製造方法によれば、（Ａ）〜（Ｄ）工程を経て形成された開口部Ｈａ及び溝部Ｔａに対し、（Ｅ）工程において、一括的に導電性材料を充填することによって配線を形成することができる。このため、図９及び図１０に示す従来の方法、すなわち、シード層及び電解めっきによる金属層の形成並びに金属層を平坦化する一連のプロセスを繰り返す必要があった方法を簡略化することができる。
【００６６】
配線層１０Ａの製造方法について具体的に説明する。なお、図３〜図５は、図９及び図１０に示す従来の方法と対比がしやすいように、図２に示す配線層１０Ａよりも構成を簡略化して図示したものである。
【００６７】
まず、第１ステップとして図３（ａ）に示されるように、基板１１上に金属層１５ａを形成する。金属層１５ａは、基板１１上に形成された金属膜をパターニングすることによって形成される。第１ステップでは、例えば、塗布法、真空蒸着もしくはスパッタリング等の物理気相蒸着法（ＰＶＤ法）、金属ペーストを用いた印刷法もしくはスプレー法、又は種々のめっき法によって、上記金属膜を形成する。本実施形態では、金属膜として銅箔が用いられる。
【００６８】
基板１１と金属層１５ａとの間に仮固定層（図示しない）が設けられる場合、当該仮固定層は、例えば、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、シリコン、フッ素等の非極性成分を含有した樹脂、加熱もしくはＵＶ（紫外線）によって体積膨張もしくは発泡する成分を含有した樹脂、加熱もしくはＵＶによって架橋反応が進行する成分を含有した樹脂、又は、光照射によって発熱する樹脂を含んでいる。仮固定層の形成方法としては、例えば、スピンコート、スプレーコート、又はラミネート加工が挙げられる。取り扱い性及びキャリア剥離性を高度に両立できる観点から、仮固定層は、光又は熱等の外部刺激によって剥離しやすくなることが好ましい。仮固定層が後に製造される配線層１０に残存しないように剥離可能である観点から、仮固定層は、加熱処理によって体積膨張する樹脂を含有することが最も好ましい。
【００６９】
基板１１と金属層１５ａとの間に仮固定層が設けられる場合、金属層１５ａはピーラブル銅箔の銅箔から形成されてもよい。この場合、基板１１がピーラブル銅箔の支持体に相当し、仮固定層がピーラブル銅箔の剥離層に相当する。
【００７０】
第２ステップとして図３（ｂ）に示されるように、金属層１５ａを覆うように、基板１１上にネガ型の感光性樹脂組成物からなる第一の感光性樹脂層２１Ａを形成する。
【００７１】
第３ステップとして第一の感光性樹脂層２１Ａ上にフォトマスクを配置し、開口部Ｈとなる領域を除いて第一の感光性樹脂層２１Ａを露光する（（Ａ）工程）。これにより、図３（ｃ）に示されるように、第一の感光性樹脂層２１Ａに露光部２１ａと未露光部２１ｂが形成される。第一の感光性樹脂層２１Ａを露光する方法としては、公知の投影露光方式、コンタクト露光方式、又は直描露光方式等を用いることができる。
【００７２】
第４ステップとして、図３（ｄ）に示されるように、露光処理後の第一の感光性樹脂層２１Ａの表面上に第二の感光性樹脂層２２Ａを形成する（（Ｂ）工程）。
【００７３】
第５ステップとして第二の感光性樹脂層２１Ａ上にフォトマスクを配置し、開口部Ｈ及び溝部Ｔとなる領域を除いて第二の感光性樹脂層２２Ａを露光する（（Ｃ）工程）。これにより、図４（ａ）に示されるように、第二の感光性樹脂層２２Ａに露光部２２ａと未露光部２２ｂが形成される。第二の感光性樹脂層２２Ａを露光する方法としては、公知の投影露光方式、コンタクト露光方式、又は直描露光方式等を用いることができる。
【００７４】
第６ステップとして第一及び第二の感光性樹脂層２１Ａ，２２Ａを一括して現像処理することによって、図４（ｂ）に示されるように、第一及び第二の感光性樹脂層２１Ａ，２２Ａを貫通する開口部Ｈａを形成するとともに、第一の感光性樹脂層２１Ａの表面を底面とする溝部Ｔａを第二の感光性樹脂層２２Ａに形成する（（Ｄ）工程）。現像処理（未露光部２１ｂ，２２ｂの除去）には、例えば、炭酸ナトリウム又はＴＭＡＨ等のアルカリ性水溶液、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）、シクロペンタノン等の有機溶剤を用いることができる。
【００７５】
第７ステップとして現像後の第一及び第二の感光性樹脂層２１Ａ，２２Ａを加熱することによって硬化させる。例えば、加熱温度を１００〜２００℃と設定し、加熱時間を３０分〜３時間と設定する。これにより、図４（ｃ）に示されるように、第一及び第二の感光性樹脂層２１Ａ，２２Ａが第一及び第二の絶縁樹脂層２１，２２となる。
【００７６】
第８ステップとして図４（ｄ）に示されるように、第二の絶縁樹脂層２２の表面並びに開口部Ｈａ及び溝部Ｔの内面を覆うように第一のバリア金属膜３１を形成する。第８ステップでは、例えば、塗布法、ＰＶＤ法、金属ペーストを用いた印刷法もしくはスプレー法、又は種々のめっき法によって第一のバリア金属膜３１を形成する。塗布法の場合、パラジウム又はニッケルの錯体を塗布した後に加熱することによって、第一のバリア金属膜３１を形成する。金属ペーストを用いる場合、ニッケル又はパラジウム等の金属粒子を含有するペーストを第二の絶縁樹脂層２２の表面並びに開口部Ｈａ及び溝部Ｔの内面上に塗布した後に焼結することによって、第一のバリア金属膜３１を形成する。
【００７７】
第９ステップとして図５（ａ）に示されるように、開口部Ｈａ及び溝部Ｔを埋めるように第一のバリア金属膜３１上に金属層１３Ａを形成する。第９ステップでは、例えば、金属ペーストを用いた方法、又は第一のバリア金属膜３１をシード層としためっき法によって金属層１３Ａを形成する。金属層１３Ａの厚さは、第一及び第二の有機絶縁層２１，２２の厚さの合計の０．５倍〜３倍であることが好ましい。金属層１３Ａの厚さが０．５倍以上である場合、後工程で形成される配線１３の表面粗さＲａの拡大を抑制できる傾向にある。また、金属層１３Ａの厚さが３倍以下である場合、金属層１３Ａの反りを抑え、第二の有機絶縁層２２に対して良好に密着する傾向にある。
【００７８】
第１０ステップとして図５（ｂ）に示されるように、第二の有機絶縁層２２上の金属層１３Ａ及び第一のバリア金属膜３１を除去することによって第二の有機絶縁層２２を露出させる。開口部Ｈａ内に金属が充填されることで配線１５Ａが形成される。溝部Ｔ内に金属が充填されることで配線１３が形成される。金属層１３Ａ及び第一のバリア金属膜３１の除去した後、第二の有機絶縁層２２の表面を平坦化する処理を実施してもよい。この場合、ＣＭＰ又はフライカット法を採用すればよい。
【００７９】
第１０ステップにおいてＣＭＰを用いる場合、スラリとして、例えば、一般的に樹脂の研磨に用いられるアルミナが配合されたスラリと、第一のバリア金属膜３１の研磨に用いられる過酸化水素及びシリカが配合されたスラリと、金属層１３Ａの研磨に用いられる過酸化水素及び過硫酸アンモニウムが配合されたスラリとを用いる。コストを低減するとともに表面粗さＲａを０．０１μｍ〜１μｍに制御する観点から、アルミナが配合されたスラリを用いて第二の有機絶縁層２２、第一のバリア金属膜３１、及び金属層１３Ａ（配線１３）を研削することが好ましい。また、第二の有機絶縁層２２、第一のバリア金属膜３１及び金属層１３Ａ（配線１３，１５Ａ）を同時に平坦化する場合、研磨速度の違いによって配線１３，１５Ａにディッシングが生じ、結果として第二の有機絶縁層２２と配線１３，１５Ａとを併せた面の平坦性が大きく損なわれる傾向がある。このため、上記面の表面粗さＲａを０．０３μｍ〜０．１μｍにする観点から、サーフェスプレーナーを用いたフライカット法によって第二の有機絶縁層２２、第一のバリア金属膜３１及び金属層１３Ａ（配線１３，１５Ａ）を研削することがより好ましい。
【００８０】
上記ステップを経て図５（ｂ）に示す多層構成の配線層１０Ａを基板１１上に形成することができる。図５（ｂ）に示す配線層は、図１０（ｅ）に示す多層構造の配線層と比較して簡易的なプロセスで製造することができる。また、図５（ｂ）に示す配線層は、図１０（ｅ）に示す配線層と比較し、導電性に優れた配線１５Ａを形成できるという利点がある。すなわち、図５（ｂ）に示す配線１５Ａは一回のプロセスで開口部Ｈａに充填された金属からなるのに対し、図１０（ｅ）に示すスルー配線は二回のプロセスを経て形成されたものであり、内部にシート層が残存している。
【００８１】
図６は、上記ステップを経て、基板１１上に第一及び第二の有機絶縁層２１，２２並びに配線１５Ａ及び配線１３が形成された後の構成を詳細に示す図である。この図に示された状態から、更に以下のステップを経ることで図２に示す配線層を含む部材が製造される。
【００８２】
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示されるように、溝部Ｔに形成された配線１３を覆うように第二のバリア金属膜３２を形成する。このステップでは、例えば、ＰＶＤ法、金属ペーストを用いた方法、又は配線１３をシード層としためっき法によって第二のバリア金属膜３２を形成する。配線１３上に選択性よく第二のバリア金属膜３２を形成する観点から、配線１３をシード層としためっき法によって第二のバリア金属膜３２を形成することが好ましい。なお、めっき処理前に、露出した第二の有機絶縁層２２の酸によるクリーニング、又はベンゾトリアゾールなどによる保護処理を実施してもよい。なお、このステップを経ることによって、金属層１５ａ上に金属層１５ｂが形成される。
【００８３】
このステップにおいて、第二のバリア金属膜３２は、配線１３上に加え、第一のバリア金属膜３１において溝部Ｔの側面に接する部分上に形成されることが好ましい。この場合、第一のバリア金属膜３１及び第二のバリア金属膜３２によって配線１３を隙間なく覆うことができる。
【００８４】
第二の有機絶縁層２１の表面上に感光性樹脂組成物の塗布することによって第三の感光性樹脂層（不図示）を形成した後、その露光及び現像処理を経て、図８（ａ）に示すように、開口部２３ａを有する第三の有機絶縁層２３を形成する。更に、図８（ｂ）に示すように、開口部２３ａに金属層１５ｃを形成するとともに、表面配線１６（図２参照）等を形成することによって、配線層１０が製造される。なお仮固定層が設けられている場合、基板１１から配線層１０を剥離してもよい。上述のステップを繰り返すことにより、図６に示す配線層１０Ａ（配線１３、金属層１５ｂ、第一及び第二の有機絶縁層２１，２２によって構成される層）を基板１１上に複数積層させてもよい。
【００８５】
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は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。例えば、上記実施形態においては、第一及び第二の感光性樹脂層２１Ａ，２２Ａを形成するための感光性樹脂組成物としてネガ型のものを使用し且つこれらの層の現像処理を一括して行う場合を例示したが、これらの層の少なくとも一方を構成する感光性樹脂組成物としてポジ型のものを使用するとともに第一の感光性樹脂層２１Ａの露光処理後であって第二の感光性樹脂層２２Ａの露光処理前に、第一の感光性樹脂層２１Ａの現像処理及び必要に応じて硬化処理を行ってもよい。
【実施例】
【００８６】
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。
【００８７】
（感光性樹脂組成物）
旭有機材株式会社製クレゾールノボラック樹脂ＴＲ−４０２０Ｇ（１００質量部）に対し、１，３，４，６−テトラキス（メトキシメチル）グリコールウリル（３０質量部）、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル（４０質量部）、トリアリールスルホニウム塩ＣＰＩ−３１０Ｂ（８質量部）、ＰＧＭＥＡ（１００質量部）を配合し、感光性樹脂組成物を得た。
【００８８】
［実施例１］
（１層目のビアパターン形成）
アライメントマークを形成した８インチのシリコンウェハの表面に、乾燥後の膜厚が３μｍとなるように感光性樹脂組成物をスピンコートにより塗布した後、ホットプレート上で１００℃、５分間加熱乾燥することによって１層目の感光性樹脂層を形成した。得られた感光性樹脂層にｉ線ステッパ露光機（ウシオ電機株式会社製ＵＸ７４１０１）を用いて、開口径７μｍのビアが形成されるようにデザインされたマスクを介して８５０ｍＪ／ｃｍ２でｉ線を照射した。露光後の感光性樹脂層をホットプレート上で８５℃、４分間加熱した後、２．３８％ＴＭＡＨ水溶液を用いて２５℃で５０秒間パドル現像した。得られたサンプルを１８０℃で１時間加熱硬化した。
【００８９】
（２層目のビア及びトレンチパターン形成）
上記サンプルにおける現像及び硬化処理後の感光性樹脂層の表面に、乾燥後の膜厚が３μｍとなるように感光性樹脂組成物をスピンコートにより塗布し、ホットプレート上で１００℃、５分間加熱乾燥した。得られた感光性絶縁層にｉ線ステッパ露光機（ウシオ電機株式会社製ＵＸ７４１０１）を用いて、開口径９μｍのビアとトレンチ（ライン幅Ｌ：２μｍ、スペース幅Ｓ：２μｍ）が形成されるようにデザインされたマスクを介して８５０ｍＪ／ｃｍ２でｉ線を照射した。露光後の感光性樹脂層をホットプレート上で８５℃、４分間加熱した後、２．３８％ＴＭＡＨ水溶液を用いて２５℃で５０秒間パドル現像した。得られたサンプルを１８０℃で１時間加熱硬化した。なお、ｉ線の照射に際しては、１層目の感光性樹脂層のビア（開口径７μｍ）と、２層目の感光性樹脂層のビア（開口径９μｍ）の中心部が一致するようにアライメントした。
【００９０】
（金属層形成）
スパッタリング装置を用いて、到達真空圧力を５×１０−４Ｐａ、スパッタ圧力を０．９Ｐａ、スパッタ電源をＤＣ３０００Ｗ、逆スパッタ条件を１０００Ｗで５分として、厚さ５０ｎｍのチタン層、次いで厚さ２００ｎｍの銅層を形成した。その後、酸性脱脂液である奥野製薬工業株式会社製ＩＣＰクリーンＳ−１３５の１００ｍＬ／Ｌ水溶液に５０℃で１分間浸漬し、５０℃の純水で１分、更に２５℃の純水で１分水洗した後、２５℃の１０％硫酸に１分間浸漬した。次に、硫酸銅（ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ）１２０ｇ／Ｌ、９６％硫酸２２０ｇ／Ｌの水溶液７．３Ｌに、塩酸０．２５ｍＬ、トップルチナＧＴ−３（奥野製薬工業株式会社製）１０ｍＬ、トップルチナＧＴ−２（奥野製薬工業株式会社製）１ｍＬ添加して調製した硫酸銅浴を用い、液温２５℃、電流密度１．５Ａ／ｄｍ２、めっき時間３０分の条件で電解銅めっきを行った。めっき後純水で洗浄し、８０℃のホットプレート上で５分間乾燥させた。クリーンオーブン内で１８０℃で６０分間の条件でアニーリングした。これらの工程を経て形成された配線層の断面を拡大して観察したところ、ビアとトレンチが問題なく開口し、これらが銅で充填されていることを確認した。
【００９１】
［実施例２］
（１層目のビアパターン露光）
アライメントマークを形成した８インチのシリコンウェハの表面に、乾燥後の膜厚が３μｍとなるように感光性樹脂組成物をスピンコートにより塗布した後、ホットプレート上で１００℃、５分間加熱乾燥することによって１層目の感光性樹脂層を形成した。得られた感光性絶縁層にｉ線ステッパ露光機（ウシオ電機株式会社製ＵＸ７４１０１）を用いて、開口径７μｍのビアが形成されるようにデザインされたマスクを介して８５０ｍＪ／ｃｍ２でｉ線を照射した。露光後の感光性樹脂層をホットプレート上で８５℃、４分間加熱した。
【００９２】
（２層目のビア及びトレンチパターン形成）
上記サンプルにおける露光後処理後の感光性樹脂層の表面に、乾燥後の膜厚が３μｍとなるように感光性樹脂組成物をスピンコートにより塗布し、ホットプレート上で１００℃、５分間加熱乾燥した。得られた感光性絶縁層にｉ線ステッパ露光機（ウシオ電機株式会社製ＵＸ７４１０１）を用いて、開口径９μｍのビアとトレンチ（ライン幅Ｌ：２μｍ、スペース幅Ｓ：２μｍ）が形成されるようにデザインされたマスクを介して、１層目で露光した７μｍのビアと２層目の９μｍのビアの中心部が一致するようにアライメントして８５０ｍＪ／ｃｍ２でｉ線を照射した。露光後の感光性樹脂層をホットプレート上で８５℃、４分間加熱した後、２．３８％ＴＭＡＨ水溶液を用いて２５℃で５０秒間パドル現像した。得られたサンプルを１８０℃で１時間加熱硬化した。なお、ｉ線の照射に際しては、１層目の感光性樹脂層のビア（開口径７μｍ）と、２層目の感光性樹脂層のビア（開口径９μｍ）の中心部が一致するようにアライメントした。
【００９３】
（金属層形成）
本実施例においても、実施例１と同様にして金属層を形成した。金属層を形成する工程を経て形成された配線層の断面を拡大して観察したところ、ビアとトレンチが問題なく開口し、これらが銅で充填されていることを確認した。
【符号の説明】
【００９４】
２１Ａ…第一の感光性樹脂層、２２Ａ…第二の感光性樹脂層、Ｔａ…溝部（第一の開口部）、Ｈａ…開口部（第二の開口部）、１３，１５Ａ…配線（導電性材料）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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