(57)【要約】【課題】  配線パターンを高密度に形成可能とし、電気的特性にすぐれ信頼性の高い配線基板を提供する。【解決手段】  キャリア３１、剥離層３２、銅とは異なる金属からなる異種金属層３３および銅核層３４がこの順に積層して形成されたキャリア付き銅箔３０を、キャリア３１を外面側として基材２０に被着し、基材２０に被着されたキャリア付き銅箔３０から剥離層３２とともにキャリア３１を機械的に剥離して基材側に前記異種金属層３３と銅核層３４とを残し、異種金属層３３と銅核層３４が被着されている基材２０にレーザ加工を施して基材にビア穴２６を形成し、次いでデスミア処理を施した後、前記異種金属層３３を選択的にエッチングして除去することにより基材の表面に前記銅核層３４を残し、前記基材２０に無電解銅めっき等の所要の処理を施して配線パターンを形成する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリア、剥離層、銅とは異なる金属からなる異種金属層および銅核層がこの順に積層して形成されたキャリア付き銅箔を、キャリアを外面側として基材に被着し、
基材に被着されたキャリア付き銅箔から剥離層とともにキャリアを機械的に剥離して基材側に前記異種金属層と銅核層とを残し、
異種金属層と銅核層が被着されている基材にレーザ加工を施して基材にビア穴を形成し、次いでデスミア処理を施した後、
前記異種金属層を選択的にエッチングして除去することにより基材の表面に前記銅核層を残し、
前記基材に無電解銅めっき等の所要の処理を施して配線パターンを形成することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
キャリア、銅とは異なる金属からなる異種金属層および銅核層がこの順に積層して形成されたキャリア付き銅箔を、キャリアを外面側として基材に被着し、
基材に被着されたキャリア付き銅箔からキャリアを選択的にエッチングして除去することにより基材側に異種金属層と銅核層とを残し、
異種金属層と銅核層が被着されている基材にレーザ加工を施して基材にビア穴を形成し、次いでデスミア処理を施した後、
前記異種金属層をエッチングにより選択的に除去して基材の表面に前記銅核層を残し、  前記基材に無電解銅めっき等の所要の処理を施して配線パターンを形成することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項３】
キャリア、銅とは異なる金属からなる異種金属層および銅核層がこの順に積層して形成されたキャリア付き銅箔を、キャリアを外面側として基材に被着し、
基材に被着されたキャリア付き銅箔から剥離層とともにキャリアを機械的に剥離して基材側に前記異種金属層と銅核層とを残し、
異種金属層と銅核層が被着されている基材にドリル加工により貫通孔を形成した後、
前記異種金属層を選択的にエッチングして除去することにより、基材の表面に前記銅核層を残し、
前記基材に無電解銅めっき等の所要の処理を施して配線パターンを形成することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項４】
キャリア、銅とは異なる金属からなる異種金属層および銅核層がこの順に積層して形成されたキャリア付き銅箔を、キャリアを外面側として基材に被着し、
基材に被着されたキャリア付き銅箔からキャリアを選択的にエッチングして除去することにより基材側に異種金属層と銅核層とを残し、
異種金属層と銅核層が被着されている基材にドリル加工により貫通孔を形成した後、
前記異種金属層を選択的にエッチングして除去することにより、基材の表面に前記銅核層を残し、
前記基材に無電解銅めっき等の所要の処理を施して配線パターンを形成することを特徴とする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関し、より詳細にはキャリア付き銅箔を利用した半導体パッケージ用の配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子を搭載する配線基板を製造する際に、キャリア付き銅箔を利用して配線基板を形成する方法が知られている。
キャリア付き銅箔とは、きわめて薄く形成した銅箔をキャリアの片面に被着して形成したものであり、剥離層を介して銅箔をキャリアに被着することによってキャリアを銅箔から剥離可能に形成したものや、キャリアをエッチングによって除去できるようにしたものがある。
【０００３】
キャリア付き銅箔は、キャリアが外面側となるように基板に接合した後、キャリアを銅箔から剥離しあるいはエッチングにより除去することにより、基板側に銅箔を残し、基板側に残した銅箔を利用してセミアディティブ法、サブトラクト法等によって配線パターンを形成するといったように使用される。
キャリア付き銅箔には基材との密着性を良好にするため、基材に密着する側にアンカー作用を有する銅核を設けた製品があり、このような構成からなる製品として、キャリア、有機系剥離層および微細銅粒層からなるもの（たとえば、特許文献１、２参照）、キャリア、有機接合界面層、薄膜銅層および微細銅粒層からなるもの（たとえば、特許文献３参照）などが提案されている。
【特許文献１】特開２０００−１５１０６７号公報
【特許文献２】特開２０００−１５１０６８号公報
【特許文献３】特開２００１−８９８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、キャリア付き銅箔を基板に密着させ、キャリアを基板から剥離して基板に残った銅箔を利用してセミアディティブ法あるいはサブトラクト法によって配線パターンを形成する場合に、基板側に残る銅箔の厚さが厚いと配線パターンを微細に形成することが制約されるという問題がある。一方、銅箔を薄く形成して基板の表面に細幅の配線パターンを形成したとすると、銅箔と基板との密着性はもともと低いうえに、配線パターンと基板との接触面積が小さくなって配線パターンと基板との密着力が不十分になり、正確なパターン形成ができなくなるという問題が生じる。
【０００５】
また、銅核を備えたキャリア付き銅箔の場合には、キャリア付き銅箔を基板に密着させた後、キャリアを剥離すると、基板側には銅核層あるいは薄膜銅層と銅核層が残ることになり、基板との密着性が良好な状態で基板に導体層が形成される。
しかしながら、基板の表面に銅核層が露出した状態で基板にレーザ加工を施してビア穴を形成する場合には、レーザ加工を施した後のデスミア処理の際に、銅核が基板の樹脂中に一部が埋没してしまい、無電解めっきや電解めっきの際の核となるべき銅核が脱落してしまうという問題がある。また、薄膜銅層と銅核層とが基板に残る場合には薄膜銅層の厚さ分だけ導体層が厚くなり、配線パターンを微細に形成することが制約されるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、キャリア付き銅箔を有効利用して、微細な配線パターンを容易に形成することを可能とし、電気的特性に優れた配線基板を製造することが可能な配線基板の製造方法を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、キャリア、剥離層、銅とは異なる金属からなる異種金属層および銅核層がこの順に積層して形成されたキャリア付き銅箔を、キャリアを外面側として基材に被着し、基材に被着されたキャリア付き銅箔から剥離層とともにキャリアを機械的に剥離して基材側に前記異種金属層と銅核層とを残し、異種金属層と銅核層が被着されている基材にレーザ加工を施して基材にビア穴を形成し、次いでデスミア処理を施した後、前記異種金属層を選択的にエッチングして除去することにより基材の表面に前記銅核層を残し、前記基材に無電解銅めっき等の所要の処理を施して配線パターンを形成することを特徴とする。
また、キャリア、銅とは異なる金属からなる異種金属層および銅核層がこの順に積層して形成されたキャリア付き銅箔を、キャリアを外面側として基材に被着し、基材に被着されたキャリア付き銅箔からキャリアを選択的にエッチングして除去することにより基材側に異種金属層と銅核層とを残し、異種金属層と銅核層が被着されている基材にレーザ加工を施して基材にビア穴を形成し、次いでデスミア処理を施した後、前記異種金属層をエッチングにより選択的に除去して基材の表面に前記銅核層を残し、  前記基材に無電解銅めっき等の所要の処理を施して配線パターンを形成することを特徴とする。
【０００８】
また、キャリア、銅とは異なる金属からなる異種金属層および銅核層がこの順に積層して形成されたキャリア付き銅箔を、キャリアを外面側として基材に被着し、基材に被着されたキャリア付き銅箔から剥離層とともにキャリアを機械的に剥離して基材側に前記異種金属層と銅核層とを残し、異種金属層と銅核層が被着されている基材にドリル加工により貫通孔を形成した後、前記異種金属層を選択的にエッチングして除去することにより、基材の表面に前記銅核層を残し、前記基材に無電解銅めっき等の所要の処理を施して配線パターンを形成することを特徴とする。
また、キャリア、銅とは異なる金属からなる異種金属層および銅核層がこの順に積層して形成されたキャリア付き銅箔を、キャリアを外面側として基材に被着し、基材に被着されたキャリア付き銅箔からキャリアを選択的にエッチングして除去することにより基材側に異種金属層と銅核層とを残し、異種金属層と銅核層が被着されている基材にドリル加工により貫通孔を形成した後、前記異種金属層を選択的にエッチングして除去することにより、基材の表面に前記銅核層を残し、前記基材に無電解銅めっき等の所要の処理を施して配線パターンを形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、キャリア付き銅箔を利用して配線パターンをきわめて微細なパターンに形成することを可能とし、高精度でかつ信頼性の高く、高集積化された半導体素子を搭載可能とし、電気的特性のすぐれた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】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面にしたがって詳細に説明する。
図１、２は本発明に係る配線基板の製造方法の一実施形態を示す説明図であり、キャリア付き銅箔を利用し、ビアを介して層間で配線パターンが電気的に接続接続された半導体パッケージ用の配線基板を製造する方法を示す。なお、キャリア付き銅箔で使用するキャリアは、銅箔の他、ＳＵＳ板、樹脂フィルム等が使用できる。
以下では、図４に示す製造工程フロー図とともに説明する。図１(a)は配線パターン２２が形成されている基板２０の表面に電気的絶縁層として樹脂層２４を形成した状態を示す（図４のステップ５０）。配線パターン２２はたとえば銅張り基板の表面を被覆している銅箔を所定パターンにエッチングして形成することができ、樹脂層２４はポリイミドフィルム等の電気的絶縁性を有する樹脂フィルムを基板２０の表面にラミネートして形成することができる。
【００１１】
図１(b)は、樹脂層２４の表面にキャリア付き銅箔３０を密着させて被着した状態を示す（ステップ５１）。キャリア付き銅箔３０は樹脂層２４に熱圧着して被着させることができる。
図３(a)に本実施形態で使用しているキャリア付き銅箔３０の構成を拡大して示す。本実施形態で使用しているキャリア付き銅箔３０は比較的厚く形成された（厚さ２０〜３５μｍ）キャリア３１に、剥離層３２を介して本実施形態ではニッケルからなる異種金属層３３を被着し、さらに異種金属層３３に銅核層３４を形成したものである。
銅核層３４は薄く（厚さ数μｍ〜１０数μｍ）形成されており、表面を粗面に形成し、あるいは多数個の銅核によって形成して、アンカー作用によって樹脂層２４と確実に密着するように形成されている。
【００１２】
図１(b)に示すように、銅核層３４を樹脂層２４に密着する側としてキャリア付き銅箔３０を樹脂層２４に圧着することにより、キャリア付き銅箔３０は銅核層３４のアンカー作用によって樹脂層２４に確実に密着される。
図１(c)は、次に、キャリア付き銅箔３０からキャリア３１を剥離した状態を示す（ステップ５２）。キャリア３１は剥離層３２とともに剥離され、樹脂層２４の表面には異種金属層３３と銅核層３４とが被着された状態で残る。
【００１３】
図１(d)は、レーザ加工によって樹脂層２４にビア穴２６を形成し、デスミア処理を施した状態を示す（ステップ５３）。ビア穴２６は配線パターン２２が形成されている位置に合わせてレーザ光を照射し、底面に配線パターン２２の表面が露出するように穴あけ加工することによって形成する。
デスミア処理は、レーザ加工の際にビア穴２６の底面、内側面、ビア穴２６の開口部の周囲に付着している残渣物を過マンガン酸ナトリウム溶液等を用いて化学的に除去する操作である。
【００１４】
本実施形態においては、キャリア３１を剥離した後にレーザ加工することにより、レーザ光によって穴あけする金属部分の厚さが異種金属層３３と銅核層３４からなる薄い層に限定されるから、レーザ加工によって簡単にビア穴２６を形成することが可能になる。異種金属層３３としてレーザ光の吸収性の良い金属を使用すれば、レーザ加工による加工効率がさらに良好となり、効率的なレーザ加工が可能になる。異種金属層３３の剥離層３２との界面を粗面に加工しておき、レーザ光の吸収が良好になるようにすることも可能である。
【００１５】
また、本実施形態においては、デスミア処理をニッケルからなる異種金属層３３が銅核層３４を被覆した状態で行い、銅核層３４が外部に露出しない状態でデスミア処理することで、銅核層３４がデスミア処理液に曝されることがなく、銅核層３４と樹脂層２４とのアンカー作用がデスミア処理によってもそのまま保持され、銅核層３４と樹脂層２４との密着性が損なわれないという大きな利点がある。
【００１６】
次に、図１(e)は、銅核層３４を被覆している異種金属層３３をエッチングにより選択的に除去し、樹脂層２４の表面に銅核層３４のみを残した状態を示す（ステップ５４）。本実施形態では異種金属層３３がニッケルからなるから、ニッケルを溶解して、銅を溶解しないエッチング液を使用することでニッケルからなる異種金属層３３のみを選択的にエッチングすることができる。こうして、樹脂層２４の表面には所要のアンカー作用を保持した状態で銅核層３４が被着されて残された状態となる。
【００１７】
なお、レーザ加工によってビア穴２６を形成した際に、ビア穴２６の開口部の周囲に銅等が飛散して飛散物がビア穴２６の開口縁に付着することが起こり得るが、ビア穴２６を加工した後に、異種金属層３３をエッチングして除去することにより、ビア穴２６の開口部の周囲に付着した飛散物も異種金属層３３とともに除去される。これによって、ビア穴２６の開口形状の精度を向上させることができ、小径のビア穴であっても精度よく形成することが可能になる。
【００１８】
図２は、樹脂層２４の表面に銅核層３４が形成され、樹脂層２４にビア穴２６が形成された状態からセミアディティブ法によって配線パターンを形成する工程を示す。本実施形態においては、樹脂層２４の表面に銅核層３４がアンカー作用を保持して被着された状態から配線パターンを形成する処理を行うから、基板に無電解銅めっきを施して導体層を形成するといった場合に、銅核層３４のめっきの成長核として好適に作用し、確実なめっきが可能になり、めっき層と樹脂層２４との密着性が良好になるという利点と、薄い銅核層３４を下地として導体層を形成するから導体層の厚さを薄くすることができ、微細配線が可能になるという利点がある。
【００１９】
図２(a)は、銅核層３４が表面に形成され、ビア穴２６が形成された図１(e)の基板２０に対して無電解銅めっきを施し、ビア穴２６の内面と樹脂層２４の表面に形成されている銅核層３４の表面を無電解銅めっき層２７によって被覆した状態である（ステップ５５）。
図２(b)は、無電解銅めっき層２７の表面全体に感光性レジストを塗布し、露光および現像してレジストパターン２８を形成した状態を示す。レジストパターン２８は樹脂層２４の表面上で配線パターンを形成する部位を露出するように形成する。
図２(c)は、レジストパターン２８をマスクとし、無電解銅めっき層２７をめっき給電層として電解銅めっきを施した状態を示す（ステップ５６）。２９が無電解銅めっき層２７の露出部分に形成された銅めっき層である。
【００２０】
図２(d)は、レジストパターン２８を溶解して除去した状態（ステップ５７）、図２(e)は、銅のフラッシュエッチングを行って、樹脂層２４の表面上に配線パターン４０を形成した状態を示す（ステップ５８）。フラッシュエッチングでは樹脂層２４の表面に露出している無電解銅めっき層２７と、その下地の銅核層３４とを除去し銅めっき層２９が被着されている部位を残すようにする。銅めっき層２９は電解銅めっきによって厚く形成されているから、フラッシュエッチングではそのまま残るのに対して、無電解銅めっき層２７と銅核層３４とは銅めっき層２９にくらべてはるかに薄いから、無電解銅めっき層２７と銅核層３４とは簡単にエッチングによって除去される。こうして、樹脂層２４の表面に独立したパターンの配線パターン４０が形成される。４２が下層の配線パターン２２と上層の配線パターン４０とを電気的に接続するビアである。
【００２１】
本実施形態の配線基板の製造方法によれば、キャリア３１、剥離層３２、異種金属層３３および銅核層３４からなるキャリア付き銅箔３０を利用して、所要の配線パターン４０を備えた配線基板を製造することができる。図１、２では、基板２０の表面に樹脂層２４を介して配線パターン４０を１層設けた例を示すが、上述した方法を繰り返し行うことによって、さらに多層に配線パターンを積層して形成することが可能である。
【００２２】
なお、上記実施形態は、基板２０の一方の面に樹脂層２４を形成し、樹脂層２４にビア穴２６を形成して配線基板を形成する方法であるが、キャリア付き銅箔３０を利用して配線基板を形成する場合に、図５、６に示すように、基板２０をコア基板として基板２０の両面にキャリア付き銅箔３０を被着し、基板２０の両面に配線パターンを形成するといった場合にも適用することができる。
【００２３】
図５(a)は基板２０の両面にキャリア付き銅箔３０を被着した状態を示す。図５(b)は、基板２０の両面に密着されたキャリア付き銅箔３０から剥離層３２とともにキャリア３１を剥離した状態である。図５(c)は、ドリル加工により、基板２０に貫通孔５０を形成した状態を示す。このドリル加工の際には銅核層３４が異種金属層３３によって被覆されて保護されているから、銅核層３４と基板２０との密着性が阻害されることがない。図５(d)は、エッチングにより異種金属層３３のみを選択的に除去した状態を示す。これによって、基板２０の両面には銅核層３４が基板２０に密着した状態で残る。
【００２４】
図６は、サブトラクト法によって基板２０の両面に配線パターンを形成する工程を示す。図６(a)は、基板２０に無電解銅めっきを施して、基板２０の両面の銅核層３４が形成された面と貫通孔５０の内面に無電解銅めっき層２７を形成した状態を示す。
図６(b)は無電解銅めっき層２７をめっき給電層として、基板２０に電解銅めっきを施し、基板２０の表面に銅めっき層２９を形成した状態を示す。図６(c)は、基板２０の表面を感光性レジストにより被覆し、露光および現像して配線パターンを形成する部位を被覆するレジストパターン５２を形成した状態を示す。
図６(d)は、レジストパターン５２をマスクとして銅めっき層２９、無電解銅めっき層２７、銅核層３４をエッチングして配線パターン４０を形成した状態を示す。
【００２５】
本実施形態の配線基板の製造方法においても、銅核層３４のアンカー作用を損なうことなく基板２０の両面に銅核層３４が形成され、銅核層３４が無電解銅めっき等のめっきの際の成長核として利用でき、容易にかつ確実に微細な配線パターンを形成することが可能になる。
なお、図６(d)に示す状態から、前述した図１、２に示す配線パターンの製造方法を利用して基板２０の両面に多層に配線パターンを形成して配線基板とすることも可能である。
【００２６】
上述した各実施形態において説明したように、キャリア３１、剥離層３２、異種金属層３３および銅核層３４からなるキャリア付き銅箔３０を利用して配線基板を製造する方法によれば、銅核層３４を所要のアンカー作用を保持させた状態で基材の表面に被着させた状態から配線パターンを形成することができ、これによって基材と配線パターンとの間で十分な密着強度を得ることができ、配線パターンを細幅に形成するような場合でも、配線パターンが基材から剥離したりせず、配線パターンと基材との密着性を確保することができ、高精度で信頼性の高い配線パターン４０を備えた配線基板として得ることが可能になる。
【００２７】
また、配線パターン４０を形成する際には、基材側に銅核層３４のみを残して無電解銅めっき等のめっきによってめっき給電層等を容易にかつ確実に形成することができ、微細な配線パターンであっても容易に形成することが可能になる。
なお、本実施形態においてはキャリア付き銅箔として、銅とは異なる異種金属層３３を使用しているが、この異種金属層３３は配線パターン４０を形成する製造工程でエッチングにより除去するから、最終製品である配線基板に残ることがなく、したがって、異種金属としてニッケル等の磁性体を使用したとしても、製品にこれらの磁性体が残留することがなく、配線基板の電気的特性が異種金属層３３を備えたキャリア付き銅箔３０を使用することによって阻害されることがない。
【００２８】
上述した実施形態においては異種金属層３３をニッケルによって形成した例を示したが、異種金属層３３はニッケル以外の金属、たとえば錫、アルミニウム等を使用することができる。異種金属層３３に使用する金属は、銅と選択的にエッチングして簡単に除去できること、レーザ光を吸収しやすくレーザ加工がしやすいといった点から選択すればよい。      
【００２９】
なお、上記実施形態においてはキャリア付き銅箔３０からキャリア３１を除去する際に、機械的にキャリア３１を剥離層３２とともに剥離するようにしているが、キャリア３１を化学的にエッチングして除去する方法による場合は、図３(b)に示すような剥離層３２を省略した形態のキャリア付き銅箔３０ａを使用すればよい。この場合は、キャリア３１と異種金属層３３が隣接しているから、キャリア付き銅箔３０ａを基材に密着させて被着した後、キャリア３１のみを選択的にエッチングして基材側に異種金属層３３と銅核層３４とを残すようにすることができる。このキャリア付き銅箔３０ａを使用して配線基板を形成する場合も、上記実施形態で説明したとまったく同様の方法によればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】キャリア付き銅箔を使用して配線基板を製造する製造工程を示す説明図である。
【図２】キャリア付き銅箔を使用して配線基板を製造する製造工程を示す説明図である。
【図３】配線基板の製造に使用するキャリア付き銅箔の構成を示す説明図である。
【図４】本発明に係る配線基板の製造方法の製造工程を示すフロー図である。
【図５】キャリア付き銅箔を使用して配線基板を製造する他の製造工程を示す説明図である。
【図６】キャリア付き銅箔を使用して配線基板を製造する他の製造工程を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
２０  基板
２２  配線パターン
２４  樹脂層
２６  ビア穴
２７  無電解銅めっき層
２８  レジストパターン
２９  銅めっき層
３０、３０ａ  キャリア付き銅箔
３１  キャリア
３２  剥離層
３３  異種金属層
３４  銅核層
４０  配線パターン
５０  貫通孔
【図１】
2005057077.tif 000003
【図２】
2005057077.tif 000004
【図３】
2005057077.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2005057077.tif 000008