(57)【要約】【課題】無電解めっきによって形成される導電層の変質を防止し、その変質による導電層間又は導電層とマスクとの間の密着性の低下を防止し、孔の側壁に形成される導電層の厚さの孔間ばらつきを低減する【解決手段】配線基板の製造方法は、孔２２を有する基板を準備する工程と、孔２２の側面を含め基板の表面に無電解めっきにより第１導電層２４を形成する工程と、第１導電層２４上に電解めっきにより第２導電層２６を形成する工程と、孔２２の側面及びその周辺領域を除いて第２導電層２６上にマスク２８を形成する工程と、マスク２８を利用して第２導電層２６上の全体領域のうち孔２２の側面及びその周辺領域に第３導電層３０を形成する工程と、マスク２８を除去する工程と、導電層、１２、１４、２４及び２６をパタニングする工程とを含む。【選択図】図１Ｆ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板の製造方法であって、
孔を有する基板を準備する工程と、
前記孔の側面を含め前記基板の表面に無電解めっきにより第１導電層を形成する工程と、
前記第１導電層上に電解めっきにより第２導電層を形成する工程と、
前記孔の側面及び前記孔の周辺領域を除いて前記第２導電層上にマスクを形成する工程と、
前記マスクを利用して前記第２導電層上の全体領域のうち前記孔の側面及び前記周辺領域に第３導電層を形成する工程と、
前記マスクを除去する工程と、
前記第１及び第２導電層をパタニングして配線を形成する工程と、
を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記マスクの除去後に前記基板の表面を平坦化する工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記孔は、貫通孔及び非貫通孔の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記第２導電層は、２μｍ〜１５μｍの範囲内の厚さを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項５】
前記第１、第２及び第３導電層は、銅を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項６】
孔を有する基板と、
前記孔の側面及び前記基板の表面に形成された第１導電層と、
前記第１導電層上に形成された第２導電層と、
前記第２導電層上であって前記孔の側面及び前記孔の周辺領域に選択的に形成された第３導電層と、
を備え、前記基板の表面に沿った配線が前記第１、第２及び第３導電層のうち前記第１及び第２導電層を含んで構成され、前記基板の表面に直交する配線が前記第１、第２及び第３配線層を含んで構成されていることを特徴とする配線基板。
【請求項７】
孔を有する基板と、
前記孔の側面及び前記基板の表面に形成された第１導電層と、
前記第１導電層上に形成された第２導電層と、
前記第２導電層上であって前記孔の側面に選択的に形成された第３導電層と、
を備え、前記基板の表面に沿った配線が前記第１、第２及び第３導電層のうち前記第１及び第２導電層によって構成され、前記基板の表面に直交する配線が前記第１、第２及び第３配線層を含んで構成されていることを特徴とする配線基板。
【請求項８】
前記基板は、絶縁基板の少なくとも表面に導電層を有する積層基板に孔が形成された基板であることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
配線基板には、ベースとなる絶縁基板の２つの表面（表側の面と裏側の面）に配線を有する両面配線基板や更に絶縁基板内にも配線を有する３層以上の多層配線基板がある。このような配線基板において、表側の配線と裏側の配線とを接続するためにめっきスルーホールと呼ばれる縦配線が使用され、表側又は裏側の配線と絶縁基板内の配線とを接続するためにブラインドバイアと呼ばれる縦配線が使用されうる。ここで、めっきスルーホールとは、絶縁基板に形成された貫通孔の側面を導電層で被覆することによって形成されて表側の配線と裏側の配線とを接続する他、必要に応じて表側の配線及び裏側の配線と絶縁基板内の配線とを接続する縦配線を意味し、ブラインドバイアとは、絶縁基板に形成された非貫通孔の側面を導電層で被覆することによって形成されて表側又は裏側の配線と絶縁基板内の配線とを接続する縦配線を意味するものとする。
【０００３】
特許文献１には、貫通孔を有する回路形成用基板を準備し、貫通孔の側面を含む基板表面に無電解銅めっき層を形成し、貫通孔部分を除く領域上に熱可塑性樹脂層を形成した後に、熱可塑性樹脂層を利用して貫通孔の側面にのみ選択的に電解銅めっき層を形成することが記載されている（段落００１５、図２）。
【特許文献１】特開２００４−３０３８５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された方法では、無電解めっき工程に次いで、電解めっき工程によって貫通孔の側面にのみ選択的にめっきをする。この選択的な電解めっきのために熱可塑性樹脂によってめっきマスクが形成される。
【０００５】
しかしながら、無電解めっき層の上に直接にめっきマスクを形成すると、このマスクの形成のための現像、洗浄、乾燥等の工程において無電解めっき層が変質する。このような変質は、例えば、無電解めっき層の比抵抗を高くし、導電層として有効に機能することを妨げうる。
【０００６】
また、特許文献１に記載された方法では、無電解めっき層とその上に形成された電解めっき層との密着性、及び、無電解めっき層とその上に電解めっき層を形成するためのめっきマスクとの密着性を高めることが難しいと考えられる。これらの間の密着性を高めるためには、無電解めっき層の表面の汚れ、異物、錆等の除去のために研磨や薬液による処理をすべきであると考えられるが、無電解めっき層を厚く形成することは困難であり、薄い無電解めっき層は、研磨や薬液処理によって滅失してしまうと考えられる。したがって、特許文献１に記載された方法では、研磨や薬液処理による密着性の改善を望むことはできない。
【０００７】
更に、めっきマスクを利用して孔の側面に選択的に電解めっきをして孔の側面に必要な厚さの電解めっき層を成長する方法では、孔間において、めっき層の厚さに大きなばらつきが生じると考えられる。すなわち、マスクを利用して孔の側面に分厚い電解めっき層を形成する場合、マスクの開口部、すなわち、孔の部分にのみ電流が流れるので、孔の密度が高い部分と低い部分とでは、１個あたりの孔に供給される電流の密度に差が生じうる。この電流密度の差によって、複数の孔間において、電解めっき層の厚さに差が生じうる。このような厚さの差は、電解めっきによって選択的に形成すべき導電層の厚さが大きいほど顕著になる。
【０００８】
本発明は、上記の課題認識に基づいてなされたものであり、例えば、無電解めっきによって形成される導電層の変質を防止すること、及び／又は、その変質による導電層間又は導電層とマスクとの間の密着性の低下を防止すること、及び／又は、孔の側壁に形成される導電層の厚さの孔間ばらつきを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の好適な第１の側面に係る配線基板の製造方法は、孔を有する基板を準備する工程と、前記孔の側面を含め前記基板の表面に無電解めっきにより第１導電層を形成する工程と、前記第１導電層上に電解めっきにより第２導電層を形成する工程と、前記孔の側面及び前記孔の周辺領域を除いて前記第２導電層上にマスクを形成する工程と、前記マスクを利用して前記第２導電層上の全体領域のうち前記孔の側面及び前記周辺領域に第３導電層を形成する工程と、前記マスクを除去する工程と、前記第１及び第２導電層をパタニングして配線を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明の好適な実施形態によれば、前記製造方法は、前記マスクの除去後に前記基板の表面を平坦化する工程を更に含むことが好ましい。
【００１１】
本発明の好適な実施形態によれば、前記孔は、貫通孔及び非貫通孔の少なくとも１つを含みうる。
【００１２】
本発明の好適な実施形態によれば、前記第２導電層は、２μｍ〜１５μｍの範囲内の厚さを有することが好ましい。
【００１３】
本発明の好適な実施形態によれば、前記第１、第２及び第３導電層は、例えば、銅を含みうる。
【００１４】
本発明の第２の側面に係る配線基板は、孔を有する基板と、前記孔の側面及び前記基板の表面に形成された第１導電層と、前記第１導電層上に形成された第２導電層と、前記第２導電層上であって前記孔の側面及び前記孔の周辺領域に選択的に形成された第３導電層とを備え、前記基板の表面に沿った配線が前記第１、第２及び第３導電層のうち前記第１及び第２導電層を含んで構成され、前記基板の表面に直交する配線が前記第１、第２及び第３配線層を含んで構成されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第３の側面に係る配線基板は、孔を有する基板と、前記孔の側面及び前記基板の表面に形成された第１導電層と、前記第１導電層上に形成された第２導電層と、前記第２導電層上であって前記孔の側面に選択的に形成された第３導電層とを備え、前記基板の表面に沿った配線が前記第１、第２及び第３導電層のうち前記第１及び第２導電層によって構成され、前記基板の表面に直交する配線が前記第１、第２及び第３配線層を含んで構成されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第２及び第３の側面に係る発明において、前記基板は、例えば、絶縁基板の少なくとも表面に導電層を有する積層基板に孔が形成された基板である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、例えば、無電解めっきによって形成される導電層の変質を防止すること、及び／又は、その変質による導電層間又は導電層とマスクとの間の密着性の低下を防止すること、及び／又は、孔の側壁に形成される導電層の厚さの孔間ばらつきを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。
【００１９】
図１Ａ〜図１Ｋは、本発明の好適な実施形態の配線基板の製造方法を工程順に示す模式図である。なお、図１Ａ〜図１Ｋでは、説明の簡単化のために、１つのめっきスルーホールの形成が示されているが、実際には、複数のめっきスルーホールが形成されうる。また、めっきスルーホール以外にブラインドバイアも形成されてもよいし、めっきスルーホールの代わりにブラインドバイアが形成されてもよい。
【００２０】
図１Ａに示す工程では、積層基板２０を準備する。積層基板２０は、例えば、絶縁基板１０の２つの面（表側の面及び裏側の面）に導電層１２、１４をそれぞれ有する。積層基板２０は、更に、絶縁基板１０の中に１又は複数の導電層１６、１８を有してもよい。
【００２１】
図１Ｂに示す工程では、積層基板２０に１又は複数の孔２２を形成する。これによって、孔２２を有する基板が準備される。孔２２は、図示の例では、貫通孔であるが、非貫通孔であってもよい。孔２２として貫通孔が形成される場合には、その貫通孔にはめっきスルーホールが形成される。めっきスルーホールは、導電層によって積層基板２０の表側の導電層１２と裏側の導電層１４とを接続する他、必要に応じて表側の導電層１２及び裏側の導電層１４と絶縁基板１０内の導電層１６及び／又は導電層１８とを接続する縦配線である。孔２２として非貫通孔が形成される場合には、その非貫通孔にはブラインドバイアが形成される。ブラインドバイアは、積層基板２０の表側又は裏側の配線と絶縁基板内の配線とを接続する縦配線である。
【００２２】
図１Ｃに示す工程では、孔２２の側面を含め積層基板２０の表面（表側の面、裏側の面）に無電解めっき（化学めっき）により第１導電層２４を形成する。第１導電層２４は、例えば、平均０．２〜０．４μｍの厚さを有するように形成されることが好ましく、典型的には、平均約０．３μｍの厚さを有するように形成されうる。
【００２３】
図１Ｄに示す工程では、第１導電層２４上の全面（孔２２の側面を含む）に電解めっきによって第２導電層２６を形成する。第２導電層２６は、例えば、２μｍ〜１５μｍの厚さを有するように形成されることが好ましく、典型的には、１０μｍの厚さを有するように形成されうる。
【００２４】
第２導電層２６の形成に次いで、第２導電層とその上に後続工程において形成される第３導電層との密着性、及び、第２導電層２６と第３導電層の形成用のマスクとの密着性を向上させるために、以下の工程を実施することが好ましい。すなわち、第２導電層２６の形成に次いで、第２導電層２６とその上に形成されるマスクとの密着性を向上させるために、基板を乾燥させた後、搬送や保管等によって生じうる第２導電層２６の表面の汚れ、異物、錆等の除去のために機械的研磨及び／又は化学的研磨（ソフトエッチング）を実施することが好ましい。更に、第２導電層２６の表面（孔２２の側面を含む）とマスクを利用してその上に部分的に形成される第３導電層との密着性を向上させるために、第２導電層２６の表面を活性化することが好ましい。この活性化は、第２導電層２６の表面にソフトエッチング処理を施すことによってなされうる。このソフトエッチング処理によって、第２導電層２６の表面の酸化皮膜又は錆びが除去される。このソフトエッチング処理は、第２導電層２６の厚さが少なくとも１μｍ程度減少するように実施されることが好ましい。
【００２５】
図１Ｅに示す工程では、孔２２の側面及び孔２２の周辺領域（ランドを形成すべき領域）を除いて、第２導電層２６上にマスク２８を形成する。マスク２８は、例えば、感光性ドライフィルム等の感光剤を基板の２つの面に貼付或いは塗布した後に、露光工程によってその感光剤に配線パターンを焼き付けて、それを現像剤によって現像することによって形成することができる。
【００２６】
以上のように、この実施形態では、無電解めっきによって第１導電層２４を形成した後、マスク２８を形成する前に電解めっきによって第２導電層２６を第１導電層２４上に形成する。
【００２７】
ここで、マスク２８の形成に際しては、上記のように、導電層の表面に機械的研磨、化学的研磨、酸処理等を実施することが好ましく、その場合、それに付随して乾燥、リンス等の工程が実施されうる。この場合において、第２導電層２６によって第１導電層２４が被服されていない場合には、これらの工程によって第１導電層（無電解めっき層）の厚さが溶解や研磨によって減少しうる。ところが、無電解めっきによって形成される第１導電層２４は、その厚さを大きくすることが困難であるので、第１導電層２４上に直接にマスク２８を形成する場合には、上記のような厚さ減少を伴う工程を実施することができず、第１導電層２４とマスク２８との密着性や、第１導電層２４とその上に形成される導電層との密着性を向上させることが難しい。
【００２８】
更には、第１導電層２４上に直接にマスク２８を形成する場合には、マスク２８の形成のための現像、洗浄、乾燥等の工程において第１導電層２４が変質する。このような変質は、例えば、第１導電層２４の比抵抗を高くし、導電層として有効に機能することを妨げうる。
【００２９】
更に、マスク２８を利用して孔２２の側面に選択的に電解めっきをする場合は、基板の面内における孔２２の分布によって基板の面内における電流分布に大きなばらつきが生じうる。すなわち、マスクを有する状態では、マスクの開口部、すなわち、孔２２の部分にのみ電流が流れるので、孔２２の密度が高い部分と低い部分とでは、１個あたりの孔２２に供給される電流の密度に差が生じうる。この電流密度の差によって、複数の孔２２の間において、電解めっきによって形成される導電層の厚さに差が生じうる。このような厚さの差は、電解めっきによって選択的に形成すべき導電層の厚さが大きいほど顕著になる。そこで、マスク２８の形成に先立って第１導電層２４上に第２導電層２６を形成することにより、その上に形成すべき導電層（第３導電層３０）の厚さを抑えて、複数の孔２２間における孔２２内の導電層の厚さばらつきを抑えることができる。
【００３０】
マスク２８の形成に次いで、図１Ｆに示す工程では、マスク２８を利用して第２導電層２６上の全体領域のうち孔２２の側面及びその周辺領域に電解めっきによって第３導電層３０を形成する。これによって、孔２２内の導電層の厚さを選択的に増加させることができる。このように、孔２２内の導電層の総厚を選択的に増加させることにより、孔２２内の導電層（２４、２６）の信頼性を向上させることができる。第３導電層３０は、例えば、１０μｍ〜２０μｍの厚さを有するように形成されることが好ましく、典型的には、１５μｍの厚さを有するように形成されうる。
【００３１】
ここで、孔２２内の導電層の総厚が小さい場合には、絶縁基板１０と孔２２内の導電層との熱膨張差によって孔２２内の導電層にクラックが生じる可能性がある。一方で、マスク２８を形成することなく孔２２内の導電層の厚さを増加させると、基板の表面（表側及び裏側の面）の導電層の厚さも増加する。これは基板表面に沿った配線（横配線）の厚さの増加をもたらす。基板表面の導電層の厚さが大きいと、それをパタニングして所望の線幅の横配線を形成することが困難になり、集積度の向上が妨げられる。また、線幅のばらつきは、配線の特性インピーダンスのばらつきを増加させる。
【００３２】
この実施形態によれば、マスク２８を利用して第２導電層２６上の全体領域のうち孔２２の側面及びその周辺領域に選択的に電解めっきによって第３導電層３０を形成するので、基板表面の導電層の厚さに影響を与えることなく孔２２内の導電層の信頼性を向上させることができる。
【００３３】
形成される第３導電層３０の厚さは、マスク２８の厚さを超えないことが好ましい。第３導電層３０の厚さがマスク２８の厚さを超えると、図２において模式的に示すように、マスク２８の端部上に第３導電層３０が延びることによってマスク２８の除去を困難にするほか、第３導電層３０がマスク２８上に延びた部分３０ａが後続の工程において第３導電層３０から離脱して異物となりうる。
【００３４】
図１Ｇに示す工程では、マスク２８を除去する。感光性ドライフィルムで構成されたマスク２８は、例えば、苛性ソーダ水溶液によって除去されうる。
【００３５】
図１Ｈに示す工程は、任意的に実施される工程である。図１Ｈに示す工程では、基板の表面（典型的には、表側及び裏側の面）を平坦化する。この平坦化によって、少なくとも第３導電層３０の突出部分３０ｂの全部又は一部分が除去されて第３導電層３０'になり、第２導電層２６の表面と第３導電層３０'の表面との段差が改善される。なお、第３導電層３０の部分的な除去にともなって、典型的には、第２導電層２６の表面も除去される。平坦化は、例えば、バフ研磨等の研磨によってなされうる。
【００３６】
ここで、前述のように、マスク２８の形成或いは第３導電層３０の形成に先立って第２導電層２６を形成することによって、その分だけ第３導電層３０を薄く形成することができるため、除去すべき突出部分３０ｂの厚さ（大きさ）を小さくすることができる。これにより、平坦化が容易になる。
【００３７】
図１Ｉに示す工程では、導電層１２、１４、２４、２６（及び、必要に応じて３０（図１Ｈに示す平坦化を実施しない場合））をパタニングするためのマスク３２を形成する。マスク３２は、例えば、感光性ドライフィルム等の感光剤を基板の２つの面に貼付或いは塗布した後に、露光工程によってその感光剤に配線パターンを焼き付けて、それを現像剤によって現像することによって形成することができる。なお、感光剤を基板に塗布する方法においては、この塗布に際して孔２２内に感光剤が充填され又は孔２２の内壁が感光剤によって被覆されうる。
【００３８】
図１Ｊに示す工程では、マスク３２を利用して、マスク３２の開口部を通して導電層１２、１４、２４、２６（及び、必要に応じて３０（図１Ｈに示す平坦化を実施しない場合））をエッチングして、これらをパタニングする。これによって、配線基板４０が形成される。配線基板４０は、その表面に沿った横配線４４と、その表面に直交する縦配線４２とを有する。図１Ｋに模式的に示されているように配線基板４０を貫通した縦配線４２は、めっきスルーホールと呼ばれうる。図１Ｋには示されていないが、配線基板４０を貫通しない縦配線は、ブラインドバイアと呼ばれうる。
【００３９】
第１導電層２４'、第２導電層２６'は、それぞれ第１導電層２４、第２導電層２６がパタニングされたものである。第３導電層３０'は、前述のように第３導電層３０に平坦化工程を施して形成されたもの、又は、第３導電層３０がパタニングされたものである。
【００４０】
横配線４４は、第１導電層２４'、第２導電層２６'及び第３導電層３０'のうち第１導電層２４'及び第２導電層２６'を含んで構成される。横配線４４は、積層基板２０が導電層１２、１４を有する基板であった場合には、更に、それをパタニングした導電層１２'又は１４'を含みうる。
【００４１】
縦配線４２は、第１導電層２４'、第２導電層２６'及び第３導電層３０'を含んで構成される。縦配線４２は、積層基板２０が導電層１２、１４を有する基板であった場合には、更に、それをパタニングした導電層１２'及び１４'を含みうる。縦配線４２は、その端面がランドとして機能しうる。
【００４２】
以上の実施形態において、導電層１２、１４、２４、２６、３０は、典型的には、銅、又は、銅に微量の添加物を添加した材料で構成されうる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１Ａ】本発明の好適な実施形態の配線基板の製造方法における積層基板の準備工程を模式的に示す図である。
【図１Ｂ】本発明の好適な実施形態の配線基板の製造方法における孔付きの積層基板の準備工程を模式的に示す図である。
【図１Ｃ】本発明の好適な実施形態の配線基板の製造方法における無電解めっき工程を模式的に示す図である。
【図１Ｄ】本発明の好適な実施形態の配線基板の製造方法における第１電解めっき工程を模式的に示す図である。
【図１Ｅ】本発明の好適な実施形態の配線基板の製造方法におけるめっきマスク形成工程を模式的に示す図である。
【図１Ｆ】本発明の好適な実施形態の配線基板の製造方法における第２電解めっき工程を模式的に示す図である。
【図１Ｇ】本発明の好適な実施形態の配線基板の製造方法におけるマスク除去工程を模式的に示す図である。
【図１Ｈ】本発明の好適な実施形態の配線基板の製造方法における平坦化工程を模式的に示す図である。
【図１Ｉ】本発明の好適な実施形態の配線基板の製造方法におけるパタニング用マスク形成工程を模式的に示す図である。
【図１Ｊ】本発明の好適な実施形態の配線基板の製造方法におけるパタニング工程を模式的に示す図である。
【図１Ｋ】本発明の好適な実施形態の配線基板の製造方法におけるマスク除去工程を模式的に示す図である。
【図２】第３導電層の形成における問題点を説明する図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  絶縁基板
１２、１２'、１４、１４'、１６、１８  導電層
２０  積層基板
２２  孔
２４、２４'  第１導電層（無電解めっき層）
２６、２６'  第２導電層（第１電解めっき層）
２８  マスク（めっきマスク）
３０、３０'  第３導電層（第２電解めっき層）
３０ｂ  突出部
３２  マスク（パタニング用マスク）
４０  配線基板
４２  縦配線
４４  横配線
【図１Ａ】
2007067227.tif 000003
【図１Ｂ】
2007067227.tif 000004
【図１Ｃ】
2007067227.tif 000005
【図１Ｄ】
2007067227.tif 000006
【図１Ｅ】
2007067227.tif 000007
【図１Ｆ】
2007067227.tif 000008
【図１Ｇ】
2007067227.tif 000009
【図１Ｈ】
2007067227.tif 000010
【図１Ｉ】
2007067227.tif 000011
【図１Ｊ】
2007067227.tif 000012
【図１Ｋ】
2007067227.tif 000013
【図２】
2007067227.tif 000014