(57)【要約】【課題】二つの面に配線厚さ制御レベルを異にする配線層を有する配線基板を効率よく製造できる方法を提供すること。【解決手段】絶縁基板１の両面の絶縁層３上にめっき用給電層を形成してその上にレジスト膜５を均一厚で積層し、各レジスト膜５をパターニングして開口部にめっき用給電層を露出させ、電解めっきによる配線材料の析出により、露出した一方の給電層上にはレジスト膜５の厚さを超える配線層６ａを、他方の給電層上にはレジスト膜５の厚さより低い配線層６ｂを形成し、一方の給電層上の配線層６ａの一部をレジスト膜５と同じ厚さまで除去して配線層６ａをレジスト膜５と同じ厚さにし、両面のレジスト膜５及びその下のめっき給電層を除去することにより、配線層６ａ、６ｂを作製する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板の両面に所定数の配線層を、絶縁層を間に挟み、積層して配線基板を製造する方法であって、配線層の形成を、
両面の絶縁層上にめっき用給電層を形成し、その上にレジスト膜を均一厚で積層する工程、
各レジスト膜をパターニングし、それにより形成した開口部にめっき用給電層を露出させる工程、
電解めっきにより配線材料を析出させて、露出した一方の給電層上にはレジスト膜の厚さを超える配線層を、他方の給電層上にはレジスト膜の厚さより低い配線層を形成する工程、
一方の給電層上の配線層の一部をレジスト膜と同じ厚さまで除去し、配線層をレジスト膜と同じ厚さにする工程、
両面のレジスト膜及びその下のめっき給電層を除去する工程、
により行うことを特徴とする配線基板製造方法。
【請求項２】
レジスト膜の積層工程において、一方の給電層の上には薄いレジスト膜を、他方の給電層の上には厚いレジスト膜を積層する、請求項１記載の配線基板製造方法。
【請求項３】
配線材料の析出による配線層の形成工程において、配線材料を一方の給電層の上には厚く析出させ、他方の給電層の上には薄く析出させる、請求項１記載の配線基板製造方法。
【請求項４】
レジスト膜をドライフィルムレジストを使って形成する、請求項１〜３のいずれか一つに記載の配線基板製造方法。
【請求項５】
一方の給電層上の配線層の一部の除去を化学機械研磨により行う、請求項１〜４のいずれか一つに記載の配線基板製造方法。
【請求項６】
前記化学機械研磨が、ポリウレタンを含浸させたポリエステル不織布繊維又はポリウレタン樹脂発泡体の研磨パッドと、有機酸及び砥粒を含む研磨スラリーを使用するものである、請求項１〜５のいずれか一つに記載の配線基板製造方法。
【請求項７】
前記有機酸が、酢酸、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、又はそれらの混合物である、請求項６記載の配線基板製造方法。
【請求項８】
前記砥粒が、ＳｉＯ2粉末、アルミナ粉末、又はそれらの混合物である、請求項６記載の配線基板製造方法。
【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、特にフィルムレジストを使用する配線形成工程を含む配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
配線基板に要求される電気的特性は年々厳しくなっており、特に電気的特性に影響の大きい配線厚を設計値どおりに作製し、製品間のバラツキも小さくすることは、必須となってきている。一方で、配線基板の設計においては、所定の電気特性を得るために、１つの製品内においても幅の異なる配線が必要になってきている。また配線基板の製造方法においては、生産性を向上するため、最終段階までは複数の個別製品を配置した大型のワークで処理が行われている。これらの設計、処理は、１つの基板内の個々の製品に関する均一性を低下させるため、配線を形成するめっき厚さのバツラキを増加する原因となる。
【０００３】
配線基板の配線の形成においては、通常、配線パターンを形成するためのドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）膜に対し、配線めっきはその厚さよりも低く形成される。この場合、製品ごとの配線厚さのバラツキが生じやすい。その一方、管理された均一な厚さで供給を受けることができるＤＦＲの表面より飛出した凸部を持つめっきを形成し、研磨あるいはエッチングなどで凸部を除去することで、配線厚さを均一にする技術が提案されている。
【０００４】
このような、研磨やエッチングにより配線厚さを設計厚さに調整する従来技術について、図４を参照して説明する。
【０００５】
図４において、配線基板の基材４１上にＤＦＲ４２を被覆し、ＤＦＲ４２をフォトリソグラフィーで露光・現像して溝パターン４３を形成し、電解銅めっきによりパターン溝４３内に配線材料である銅４４を析出させて、銅４４を最終の配線厚さよりも厚く且つＤＦＲ４２の表面より例えば厚さｔだけ飛び出すように形成する。その後、ＤＦＲ４２の表面より飛び出した銅めっきの凸部を研磨、あるいはエッチングにより加工して設計厚さまで配線厚さを薄くする。研磨には、バフ、ベルトサンダー等を使用する。
【０００６】
例えば、特許文献１（特開平０６−０５３６６０号公報）には、レジストのパターニング後セミアディディブ法により行うめっきをレジストの厚さより厚く析出後、研磨によりめっきの突出部を除去し平坦化することが記載されている。
【０００７】
特許文献２（特開２００２−０７６６２０号公報）には、レジストのパターニング後セミアディディブ法により行うめっきをレジストの厚さより厚く析出後、レジスト上に配置したストッパーメタルを利用する研磨によりめっきの厚さを揃えることが記載されている。
【０００８】
特許文献３（特開２００３−２５８４１０号公報）には、レジストのパターニング後セミアディディブ法によりめっきをレジストの厚さより厚く析出後、機械研磨によりめっきの突出部を除去し、レジストの厚さを基準として配線の高さを揃えることが記載されている。
【０００９】
特許文献４（特開２００５−２７７２５８号公報）には、めっきレジストのパターニング後、レジストを含む全面にめっきシード層を形成し、レジストより高くめっきを析出した後、物理的又は化学的研磨によりめっきを研磨しレジストを露出させて、その後レジストを剥離することが記載されている。
【００１０】
【特許文献１】特開平０６−０５３６６０号公報
【特許文献２】特開２００２−０７６６２０号公報
【特許文献３】特開２００３−２５８４１０号公報
【特許文献４】特開２００５−２７７２５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
銅（Ｃｕ）などの配線と比較して非常に加工されやすいＤＦＲを加工することなく、配線材料のみをＤＦＲ膜と同じ厚さまで加工することは非常に難しい。例えば、機械的研磨の場合、めっき金属よりもＤＦＲの方がはるかに加工速度が高いため、ＤＦＲ膜を加工停止層として、その表面に沿って加工を完了させることは非常に難しい。
【００１２】
そこで、本願の発明者らは、めっきによる配線をＤＦＲよりも高く形成した後、樹脂製のパッドと酸系スラリーを使用する研磨により、ＤＦＲの厚さを基準として配線厚さを均一にする手法を提案した（特願２００６−０３６５３０）。
【００１３】
配線基板の各面は、通常、別個の電気・電子部品に接続される（例えば、片側は半導体チップなどに、反対側は別の実装基板に接続される）。そのため、両面で同じ配線厚さ制御レベルが要求される場合はむしろ稀である。ところが、樹脂製の配線基板は、通常、中心のコア基板の両面に１層ずつ同時プロセスを適用して作製される。従って、片面の配線層だけ配線厚さの高度の制御が必要な場合であっても、通常は両面で同じ厚さのＤＦＲを使用し、同じめっき厚で配線を形成している。そのため、先に説明した従来技術による場合も、発明者らが提案した新しい技術による場合も、それほど高度の配線厚さの制御は不要な配線層に対し、研磨などの追加工程が発生するため、生産性低下、製造コスト上昇の原因となっている。
【００１４】
本発明の目的は、このような問題を解決して、二つの面に配線厚さ制御レベルを異にする配線層を有する配線基板を効率よく製造するのを可能にする方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明が提供する配線基板製造方法は、絶縁基板（コア基板）の両面に所定数の配線層を、絶縁層を間に挟み、積層して配線基板を製造する方法であって、配線層の形成を、
両面の絶縁層上にめっき用給電層を形成し、その上にレジスト膜を均一厚で積層する工程、
各レジスト膜をパターニングし、それにより形成した開口部にめっき用給電層を露出させる工程、
電解めっきにより配線材料を析出させて、露出した一方の給電層上にはレジスト膜の厚さを超える配線層を、他方の給電層上にはレジスト膜の厚さより低い配線層を形成する工程、
一方の給電層上の配線層の一部をレジスト膜と同じ厚さまで除去し、配線層をレジスト膜と同じ厚さにする工程、
両面のレジスト膜及びその下のめっき給電層を除去する工程、
により行うことを特徴とする。
【００１６】
本発明の配線基板製造方法の一つの態様では、レジスト膜を積層する工程において、一方の給電層の上には薄いレジスト膜を、他方の給電層の上には厚いレジスト膜を積層しておくことにより、一方の給電層上にレジスト膜の厚さを超える配線層、他方の給電層上にレジスト膜の厚さより低い配線層を形成することができる。この場合、二つの面の給電層上に析出させる配線材料の高さは、同一であっても異なっていてもよい。
【００１７】
本発明の配線基板製造方法のもう一つの態様では、電解めっきによる配線材料の析出により配線層を形成する工程において、配線材料を一方の給電層の上には厚く析出させ、他方の給電層の上には薄く析出させることにより、一方の給電層上にレジスト膜の厚さを超える配線層、他方の給電層上にレジスト膜の厚さより低い配線層を形成することができる。二つの面に厚さの異なる配線材料を析出させるのは、各面に対し異なる条件で電解めっき処理を施すことにより行うことができる。この場合、二つの面のレジスト膜の厚さは、同一であっても異なっていてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、二つの面に配線厚さ制御レベルを異にする配線層を有する配線基板を効率よく製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１（ａ）〜１（ｃ）を参照して、本発明の基本概念を説明する。
本発明の配線基板製造方法の重要な特徴は、レジスト膜をマスクとする電解めっきで配線層を形成する工程において、片側にはレジスト膜の厚さを超える配線層、反対側にはレジスト膜の厚さより低い配線層を形成することである。図１（ａ）は、片側にレジスト膜５の厚さを超える配線層６ａ、反対側にレジスト膜５の厚さより低い配線層６ｂを形成した、製造中の配線基板の例を示している。この図において、配線層６ａ、６ｂは、セミアディティブ法を利用して、コア基板１の各面の絶縁層３上のめっき給電層として働くシード層（図示せず）の上に、レジスト膜５をマスクとする電解めっきにより形成されている。電解めっきによる配線材料の析出で形成したままの配線の上部は、いくらか丸みを帯びており、図１（ａ）（及び以下で参照する図）では、これを示すため、電解めっきで形成したままの配線の上部に誇張した丸みをつけている。
【００２０】
高度の厚さ制御を求められる配線基板上面の配線層６ａは、電解めっき後の配線材料の析出高さにバラツキがあっても、絶縁膜３の厚さを超えて飛出した部分を、例えば研磨により除去して、図１（ｂ）に示したようにその厚さを絶縁膜３の管理された厚さに揃えられる。それほどの厚さ制御を必要としない配線基板下面の配線層６ｂは、研磨等の処理を施すことなく、そのまま使用される。
【００２１】
その後、図１（ｃ）に示したように、両面の絶縁膜３とその下のシード層（図示せず）を除去して、配線層６ａ、６ｂの形成を完了する。
【００２２】
基板の一方にレジスト膜の厚さを超える配線層、他方にレジスト膜の厚さより低い配線層を形成するのには、一方のレジスト膜を薄く、他方のレジスト膜を厚く形成しておくのが有効である。また、配線材料を基板の一方に薄く、他方に厚く析出させることも有効である。
【００２３】
本発明の方法では、レジスト膜として、管理された均一な厚さで供給されるドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）を用いるのが好適である。とは言え、場合によっては、ＤＦＲ以外の材料のレジスト膜を用いることも可能である。
【００２４】
配線材料としては、通常の配線基板で用いられる材料を使用することができる。代表的な配線材料として、銅を挙げることができる。
【００２５】
一方の配線層の厚さをレジスト膜の厚さに揃えるため、その一部を除去するには、研磨、エッチングなどの一般的な手法を利用することができる。本発明にとって好ましいのは、レジスト膜に損傷を与えずに、レジスト膜の厚さを超えて突出した部分の配線材料を優先的に除去して、レジスト膜の厚さを基準として均一な配線厚さにまで研磨することができる方法である。そのような方法の一例として、樹脂製の研磨パッドを用いる化学機械研磨（ＣＭＰ）を挙げることができる。
【００２６】
そのような化学機械研磨では、ポリウレタンを含浸させたポリエステル不織布繊維、又はポリウレタン樹脂発泡体を、研磨パッドとして用いるのが好ましい。このようにポリウレタンを含むパッド材料には、内部に空気層があり、そのため研磨スラリーの保持性が向上し、有利である。
【００２７】
研磨スラリーとしては、酢酸、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、又はそれらの混合物などの有機酸を主成分とするものが好適である。砥粒としては、ＳｉＯ2粉末、アルミナ粉末、又はそれらの混合物を好適に使用することができる。
【００２８】
本発明により配線を形成した基板は、最上層の配線層を覆う保護絶縁層とその表面に露出したパッドなどを形成して完成される。完成した配線基板は、半導体チップなどの他の電子・電気部品や、別の実装基板などへ接続することができる。
【実施例】
【００２９】
実施例により、本発明をより詳しく説明するが、以下の例は本発明を限定するものではない。
本発明の製造方法の各工程で利用する手法自体はいずれも既知のものであり、それらについて必要以上には説明しない。本発明で使用する材料も、特に制限されず、以下の例で挙げるもの以外に、通常の配線基板で用いられるものを使用することができる。
【００３０】
〔実施例１〕
図２（ａ）に示したように、製造過程にある配線基板２０の両側の絶縁層２１（上下の配線層の接続用の孔２２が形成してある）の全面に、無電解めっきにより銅（Ｃｕ）のシード層（図示せず）を薄く形成後、配線層形成用にパターン化したレジスト膜２３ａ、２３ｂを形成する。レジスト膜２３ａ、２３ｂは、各面のシード層上に所定厚のドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）を貼り付け、フォトリソグラフィーの手法でパターン化して形成することができる。上面のレジスト膜２３ａが下面のレジスト膜２３ｂより厚くなるように、上面用と下面用のＤＦＲは厚さが異なる。
【００３１】
レジスト膜２３ａ、２３ｂの開口部２４ａ、２４ｂに露出したシード層（図示せず）を給電層として使用する電解めっきにより、上面では薄いレジスト膜２３ａの厚さを超えて、下面では厚いレジスト膜２３ｂよりも低く、シード層（図示せず）上に銅（Ｃｕ）の配線材料２５ａ、２５ｂを析出させる（図２（ｂ））。両面の配線材料２５ａ、２５ｂの高さは同じでよい。
【００３２】
上面のレジスト膜２３ａより上に突出した部分の配線材料を研磨により除去して、図２（ｃ）に示したように厚さをレジスト膜２３ａの厚さに揃え、上面の配線層２６ａを形成する。例えば、ポリウレタン含浸のポリエステル不織布繊維の研磨パッドと、有機酸（例えば酢酸）及びアルミナ砥粒の研磨スラリーとを使用する化学機械研磨により、レジスト膜２３ａから突出した配線材料を、レジスト膜２３ａに損傷を与えることなく、除去することができる。
【００３３】
両面のレジスト膜２３ａ、２３ｂを剥離除去し、続いてシード層（図示せず）をエッチングにより除去して、上面の配線層２６ａと下面の配線層２６ｂの形成を完了する（図２（ｄ））。上面の配線層２６ａの厚さは、シード層除去のエッチングの際に減少するが、その分はレジスト膜２３ａの下にあったシード層の厚さに相当することから、最終的に形成された配線層２６ａの厚さはレジスト膜２３ａの厚さと同じになる。下面の配線層２６ｂは、シード層除去のエッチングの際にやはり減少するが、電解めっきで析出した配線材料２５ｂの形状を引き継いでいる。
【００３４】
〔実施例２〕
図３（ａ）に示したように、製造過程の配線基板３０の両側の絶縁層３１（上下の配線層接続用の孔３２が形成してある）の全面に、無電解めっきにより銅（Ｃｕ）のシード層（図示せず）を薄く形成後、実施例１と同様にＤＦＲを利用して、配線層形成用にパターン化したレジスト膜３３ａ、３３ｂを形成する。上面と下面のレジスト膜３３ａ、３３ｂは同じ厚さでよい。
【００３５】
レジスト膜３３ａ、３３ｂの開口部３４ａ、３４ｂに露出したシード層（図示せず）を給電層として使用する電解めっきにより、シード層（図示せず）上に銅（Ｃｕ）の配線材料３５ａ、３５ｂを析出させる（図３（ｂ））。上面の配線材料３５ａと下面の配線材料３５ｂの析出する高さは、めっき条件を変えて（例えば電流密度を変えて）、上面の配線材料３５ａはレジスト膜３３ａの厚さを超えて突出し、下面の配線材料３５ｂはレジスト膜３３ｂの開口部３４ｂ内にとどまるようにする。
【００３６】
実施例１と同様の研磨により、上面のレジスト膜３３ａより上に突出した部分の配線材料を除去して、図３（ｃ）に示したように厚さをレジスト膜３３ａの厚さに揃えた上面の配線層３６ａを形成する。
【００３７】
両面のレジスト膜３３ａ、３３ｂを剥離除去し、続いてシード層（図示せず）をエッチングにより除去して、上面の配線層３６ａと下面の配線層３６ｂの形成を完了する（図２（ｄ））。この例の場合も、上面の配線層３６ａの厚さは、シード層除去のエッチングの際に減少するが、その分はレジスト膜３３ａの下にあったシード層の厚さに相当するので、最終的に形成された配線層３６ａの厚さはレジスト膜３３ａの厚さと同じになる。下面の配線層３６ｂは、シード層除去のエッチングの際にやはり減少するが、電解めっきで析出した配線材料３５ｂの形状を引き継いでいる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の基本概念を説明する図である。
【図２】実施例１の工程を説明する図である。
【図３】実施例２の工程を説明する図である。
【図４】配線厚さを調整する従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    コア基板
３    絶縁層
５    レジスト膜
６ａ、６ｂ    配線層
２０、３０    配線基板
２１、３１    絶縁層
２３ａ、２３ｂ、３３ａ、３３ｂ    レジスト膜
２５ａ、２５ｂ、３５ａ、３５ｂ    配線材料
２６ａ、２６ｂ、３６ａ、３６ｂ    配線層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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