(57)【要約】【課題】半導体素子が安定的に作動する配線基板の製造方法を提供すること。【解決手段】第１のエッチング液に可溶な金属箔１０ｂ表面に第１のエッチング液に不溶な第１金属層１１ａと、第１のエッチング液に可溶な第２金属層１１ｂと、第１のエッチング液に不溶な第３金属層から成るバリア金属層１１を形成し、次にバリア金属層１１上に第１のエッチング液に可溶な配線導体層２、絶縁層１を積層してビルドアップ部１２を形成して金属箔１０ｂ、バリア金属層１１、ビルドアップ部１２から成る積層体１３を形成し、次に金属箔１０ｂを第１のエッチング液でエッチング除去した後、第１金属層１１ａを第２金属層１１ｂおよび配線導体層２が不溶な第２のエッチング液でエッチング除去し、第２金属層１１ｂを第１のエッチング液でエッチング除去し、３金属層１１ｃを第２のエッチング液でエッチング除去する。【選択図】図５
2016181585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に第１のエッチング液に可溶な５〜１０μｍの厚みの金属箔が密着した支持基板を準備する工程と、
前記金属箔の表面に、前記第１のエッチング液に不溶な第１金属層と、前記第１のエッチング液に可溶な厚みが０．１〜０．５μｍの第２金属層と、前記第１のエッチング液に不溶な第３金属層と、を順次被着して成るバリア金属層を形成する工程と、
前記バリア金属層の表面に、前記第１のエッチング液に可溶な金属から成る配線導体層、および絶縁層を交互に積層して前記配線導体層および前記絶縁層から成るビルドアップ部を形成する工程と、
前記支持基板から前記金属箔およびバリア金属層ならびにビルドアップ部から成る積層体を分離する工程と、
前記積層体における前記金属箔を前記第１のエッチング液を用いてエッチング除去した後、前記第１金属層を前記第２金属層および前記配線導体層が不溶な第２のエッチング液を用いてエッチング除去し、次に第２金属層を前記第１のエッチング液を用いてエッチング除去し、最後に前記第３金属層を前記第２のエッチング液を用いてエッチング除去することで前記ビルドアップ部を独立させる工程と、を含む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、半導体集積回路素子などの半導体素子を搭載するために用いられる配線基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯型のゲーム機や通信機器に代表される電子機器の高機能化、薄型化が進む中、それらに使用される配線基板として、コアレス基板と呼ばれる薄型で高密度な配線基板がある。
【０００３】
このようなコアレス基板と呼ばれる従来の配線基板の一例を、図６に示す。
従来の配線基板Ｂは、例えば４層の絶縁層２１が積層されるとともに各絶縁層２１の間、および最表層の絶縁層２１の上下面に配線導体層２２が形成されている。さらに最表層の絶縁層２１および配線導体層２２の表面にはソルダーレジスト層２３が形成されている。
【０００４】
それぞれの絶縁層２１には、ビアホール２４が複数形成されている。ビアホール２４の内部には、配線導体層２２と一体的に形成されたビア導体２５が被着されている。ビア導体２５は、各絶縁層２１に形成された配線導体層２２間の導通をとっている。最上層の配線導体層２２の一部は、半導体素子接続パッド２６を形成している。半導体素子接続パッド２６には、半導体集積回路素子等の半導体素子の電極が接続される。最下層に形成された配線導体層２２の一部は、回路基板接続パッド２７を形成している。回路基板接続パッド２７には、この配線基板Ｂが搭載される回路基板の電極が接続される。これらの半導体素子接続パッド２６および回路基板接続パッド２７は、ソルダーレジスト層２３に設けられた開口部２３ａ、２３ｂ内に露出している。
そして、半導体素子と回路基板との間で配線導体層２２を介して電気信号の伝送をすることで半導体素子が作動する。
【０００５】
次に、従来の配線基板Ｂの製造方法における工程毎の実施形態の一例を図７〜図９を基にして説明する。なお、図６と同一の個所には同一の符号を付して説明する。
【０００６】
まず、図７（ａ）に示すように、プリプレグ２８Ｐと、２枚の接着フィルム２９と、２枚の分離可能金属箔３０とを準備する。
プリプレグ２８Ｐは、中央部に製品形成用領域Ｘと、外周部に捨て代領域Ｙとを有している。
分離可能金属箔３０は、第１の金属箔３０ａおよび第２の金属箔３０ｂが、間に接着層（不図示）を介して互いに分離可能に小さな密着力で保持されたものである。第１の金属箔３０ａの厚みは、およそ１５〜２０μｍ程度である。第２の金属箔３０ｂの厚みは、およそ５〜１０μｍ程度である。分離可能金属箔３０は、例えば硫酸過水等の第１のエッチング液に可溶な銅等から成る。
【０００７】
次に、図７（ｂ）に示すように、プリプレグ２８Ｐ上下面の中央部に、接着フィルム２９を介して、分離可能金属箔３０を第１の金属箔３０ａをプリプレグ２８Ｐ側にして配置する。
【０００８】
次に、図７（ｂ）の状態に積層したものを上下から加圧しながら加熱する。このような加圧加熱により、図７（ｃ）に示すように、硬化されたプリプレグ２８Ｐの上下面に分離可能金属箔３０が固着された支持基板２８が形成される。
【０００９】
次に、図７（ｄ）に示すように、分離可能金属箔３０を含む支持基板２８の両主面に、バリア金属層３１を形成する。バリア金属層３１の厚みは、０．５μｍ以下である。バリア金属層３１は、例えばクロムから成る。クロムは、上述した第１のエッチング液に不溶で、過塩素酸溶液等の第２のエッチング液に可溶である。
【００１０】
次に、図８（ｅ）に示すように、バリア金属層３１が形成された支持基板２８の両主面に、絶縁層２１と配線導体層２２とを複数相互に積層するとともに、最表層の絶縁層２１および配線導体層２２の上に開口部２３ｂを有するソルダーレジスト層２３を被着させることで配線基板用のビルドアップ部３２が形成される。配線導体２２は、上述した第１のエッチング液に可溶で第２のエッチング液には不溶な材料とする。
【００１１】
次に、図８（ｆ）に示すように、支持基板２８およびバリア金属層３１ならびにビルドアップ部３２を製品形成用領域Ｘと捨て代領域Ｙとの境界上で切断することで、製品形成用領域Ｘの支持基板２８およびバリア金属層３１ならびにビルドアップ部３２を切り出す。
【００１２】
次に、図８（ｇ）に示すように、バリア金属層３１およびビルドアップ部３２を第１の金属箔３０ａから分離する。これにより、バリア金属層３１の片面に第２の金属箔３０ｂが固着した配線基板用の積層体３３が形成される。
【００１３】
次に、図９（ｈ）に示すように、例えば銅から成る第２の金属箔３０ｂを第１のエッチング液により完全にエッチング除去する。このとき、例えばクロムから成るバリア金属層３１は、第１のエッチング液には溶解しない。このバリア金属層３１により、最上層の配線導体層２２が第１のエッチング液により浸食されることを防止する。
【００１４】
次に、図９（ｉ）に示すように、バリア金属層３１を第２のエッチング液によりエッチング除去する。このとき、配線導体２２は、第２のエッチング液には不溶であるので、エッチングされずにビルドアップ部３２にそのまま残る。
【００１５】
最後に、図９（ｊ）に示すように、最上層の絶縁層２１および配線導体層２２の表面に、開口部２３ａを有するソルダーレジスト層２３を形成することで図６に示すような従来の配線基板Ｂが形成される。
【００１６】
しかしながら、上述の方法においては、第２の金属箔３０ｂの厚みが５〜１０μｍであることから、この第２の金属箔３０ｂをエッチング除去するために、長時間のエッチング処理を行う必要がある。
ところが、バリア金属層３１に微小なピンホールが存在する場合がある。この場合、第２の金属箔３０ｂをエッチングするための第１のエッチング液がピンホールを介して配線導体層２２に到達してしまう。その結果、第１のエッチング液に可溶な配線導体層２２が第１のエッチング液により浸食されてしまい断線することがある。このため、配線導体層２２を介して電気信号を良好に伝送することができず、半導体素子が安定的に作動しないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００７−３３５６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、配線導体層が長時間エッチング液にさらされることを回避して配線導体層の断線を防止する。これにより、配線導体層を介して電気信号を良好に伝送して半導体素子が安定的に作動できる配線基板の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明における配線基板の製造方法は、表面に第１のエッチング液に可溶な５〜１０μｍの厚みの金属箔が密着した支持基板を準備する工程と、金属箔の表面に、第１のエッチング液に不溶な第１金属層と、第１のエッチング液に可溶な厚みが０．１〜０．５μｍの第２金属層と、第１のエッチング液に不溶な第３金属層と、を順次被着して成るバリア金属層を形成する工程と、バリア金属層の表面に、第１のエッチング液に可溶な金属から成る配線導体層、および絶縁層を交互に積層して配線導体層および絶縁層から成るビルドアップ部を形成する工程と、支持基板から金属箔およびバリア金属層ならびにビルドアップ部から成る積層体を分離する工程と、積層体における金属箔を第１のエッチング液を用いてエッチング除去した後、第１金属層を第２金属層および配線導体層が不溶な第２のエッチング液を用いてエッチング除去し、次に第２金属層を第１のエッチング液を用いてエッチング除去し、最後に第３金属層を第２のエッチング液を用いてエッチング除去することでビルドアップ部を独立させる工程とを含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の配線基板の製造方法によれば、金属箔とビルドアップ部との間に介在するバリア金属層を、第１のエッチング液に不溶で第２のエッチング液に可溶な第１および第３金属層の間に第１のエッチング液に可溶で第２のエッチング液に不溶な厚みが０．１〜０．５μｍの第２金属層を挟んだ構造としたことから、金属箔を第１のエッチング液によりエッチング除去する際に、第１金属層にピンホールがあっても第２金属層はピンホールの直下が部分的にエッチングされるものの、第１のエッチング液が配線導体層に到達することを第３金属層により防止できる。
さらに、第１金属層をエッチング除去した後に第２金属層を第１のエッチング液を用いてエッチング除去するときには、第２金属層の厚みが０．１〜０．５μｍと極めて薄いことから、極めて短時間のエッチング処理を行えばよい。そのため、第３金属層にピンホールがあったとしても第１のエッチング液が配線導体層を大きくエッチングすることを抑制することができる。
これにより、金属箔やバリア金属層のエッチングにより配線導体層が断線することを防止して、配線導体層を介して電気信号を良好に伝送することで半導体素子が安定的に作動できる配線基板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の製造方法により製造される配線基板の一例を示す概略断面図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｄ）は、本発明の配線基板の製造方法における工程毎の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。
【図３】図３（ｅ）〜（ｇ）は、本発明の配線基板の製造方法における工程毎の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。
【図４】図４（ｈ）、（ｉ）は、本発明の配線基板の製造方法における工程毎の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。
【図５】図５（ｊ）〜（ｎ）は、本発明の配線基板の製造方法における工程毎の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。
【図６】図６は、従来の製造方法により製造される配線基板の一例を示す概略断面図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｄ）は、従来の配線基板の製造方法における工程毎の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。
【図８】図８（ｅ）〜（ｇ）は、従来の配線基板の製造方法における工程毎の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。
【図９】図９（ｈ）〜（ｊ）は、従来の配線基板の製造方法における工程毎の実施形態の一例を説明するための概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
まず、本発明の配線基板の製造方法により製造される配線基板の一例を、図１を基にして説明する。
【００２３】
図１に示すように、本発明の製造方法により製造される配線基板Ａは、例えば４層の絶縁層１が積層されるとともに各絶縁層１の間および最表層の絶縁層１の上下面に配線導体層２が形成されている。さらに最表層の絶縁層１および配線導体層２の表面にはソルダーレジスト層３が形成されている。
【００２４】
それぞれの絶縁層１には、ビアホール４が複数形成されている。ビアホール４の内部には、配線導体層２と一体的に形成されたビア導体５が被着されている。ビア導体５は、各絶縁層１に形成された配線導体層２間の導通をとっている。最上層の配線導体層２の一部は、半導体素子接続パッド６を形成している。半導体素子接続パッド６には、半導体集積回路素子等の半導体素子の電極が接続される。最下層に形成された配線導体層２の一部は、回路基板接続パッド７を形成している。回路基板接続パッド７には、この配線基板Ａが搭載される回路基板の電極が接続される。これらの半導体素子接続パッド６および回路基板接続パッド７は、ソルダーレジスト層３に設けられた開口部３ａ、３ｂ内に露出している。
そして、半導体素子と回路基板との間で配線導体層２を介して電気信号の伝送をすることで半導体素子が作動する。
【００２５】
次に、本発明の配線基板の製造方法における実施形態の一例を、図２〜図５を基にして説明する。なお、図１と同一の個所は同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００２６】
まず、図２（ａ）に示すように、プリプレグ８Ｐと、２枚の接着フィルム９と、２枚の分離可能金属箔１０とを準備する。
【００２７】
プリプレグ８Ｐは、配線基板Ａを製造する際に、製造途中の配線基板Ａを必要な平坦度を維持して支持するための支持基板８を形成するためのものである。
プリプレグ８Ｐは、中央部に製品形成用領域Ｘと、外周部に捨て代領域Ｙとを有している。製品形成用領域Ｘは、四角形状の領域であり、この製品形成用領域Ｘ上に配線基板Ａが形成される。なお本例では、簡便のため、一つの配線基板Ａに対応する製品形成用領域Ｘのみを示しているが、実際には数十〜数千の配線基板Ａに対応する面積を有している。捨て代領域Ｙは、製品形成用領域Ｘを取り囲む四角枠状の領域である。
プリプレグ８Ｐは、厚みが０．１〜０．２ｍｍ程度であり、縦横の寸法が４００〜１０００ｍｍ程度の略四角形である。プリプレグ８Ｐには、例えばガラス繊維にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させて半硬化状態とした板状のものが用いられる。
【００２８】
接着フィルム９は、プリプレグ８Ｐと分離可能金属箔１０との間に介挿されて、硬化させたプリプレグ８Ｐと分離可能金属箔１０とを接着させるためのものである。
接着フィルム９は、厚みが２５〜５０μｍ程度であり、縦横の寸法が４００〜１０００ｍｍ程度である。
接着フィルム９は、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂等の耐熱フィルムから成るのが好ましい。
【００２９】
分離可能金属箔１０は、第１の金属箔１０ａと第２の金属箔１０ｂとが、間に接着層（不図示）を介して互いに分離可能に小さな密着力で保持されたものである。
第１の金属箔１０ａは、厚みが１５〜２０μｍ程度であり、製品形成用領域Ｘよりも大きく、第２の金属箔１０ｂよりも小さい寸法をしている。第２の金属箔１０ｂは、厚みが５〜１０μｍ程度であり、プリプレグ８Ｐよりも縦横がそれぞれ５ｍｍ程度小さな寸法をしている。
分離可能金属箔１０は、例えば硫酸過水等の第１のエッチング液に可溶な銅等から成る。
また、接着層は配線基板Ａの形成中にかかる熱負荷に耐え得る上で、例えばシリコン樹脂系、アクリル樹脂系等の耐熱性粘着材、あるいはニッケル系の金属層から成るのが好ましい。このような接着層は、後述するビルドアップ部１２を支持基板８から分離するときに、第１の金属箔１０ａと第２の金属箔１０ｂとの間で相互に剥がれ残りなく分離する上で、粘着力が１〜１０Ｎ／ｍ程度の小さな密着力であるのが好ましい。
【００３０】
次に、図２（ｂ）に示すように、プリプレグ８Ｐ上下面の中央部に、接着フィルム９を介して、分離可能金属箔１０を第１の金属箔１０ａをプリプレグ８Ｐ側にして配置する。
【００３１】
次に、図２（ｂ）の状態に積層したものを上下から加圧しながら加熱する。このような加圧加熱により、図２（ｃ）に示すように、硬化されたプリプレグ８Ｐの上下面に分離可能金属箔１０が固着された支持基板８が形成される。
【００３２】
次に図２（ｄ）に示すように、分離可能金属箔１０を含む支持基板８の両主面に第１金属層１１ａを形成する。第１金属層１１ａの厚みは、０．０１〜０．１μｍ程度であり、例えば周知のスパッタリング法により形成される。第１金属層１１ａは、例えば上述の第１のエッチング液に不溶で、過塩素酸溶液等の第２のエッチング液に可溶なクロム等から成る。
【００３３】
次に図３（ｅ）に示すように、第１金属層１１ａ表面に第２金属層１１ｂを形成する。第２金属層１１ｂの厚みは、０．１〜０．５μｍ程度であり、例えば周知のスパッタリング法により形成される。第２金属層１１ｂは、第２のエッチング液には不溶で第１のエッチング液に可溶な銅等から成る。
【００３４】
次に図３（ｆ）に示すように、第２金属層１１ｂ表面に第３金属層１１ｃを形成する。これにより、第１金属層１１ａおよび第２金属層１１ｂならびに第３金属層１１ｃから成るバリア金属層１１が形成される。
第３金属層１１ｃの厚みは、０．０１〜０．１μｍ程度であり、例えば周知のスパッタリング法により形成される。第３金属層１１ｃは、第１金属層１１ａと同様に、例えば第１のエッチング液に不溶で第２のエッチング液に可溶なクロム等から成る。
【００３５】
次に図３（ｇ）に示すように、バリア金属層１１の表面に、配線導体層２と絶縁層１とを複数相互に積層するとともに、最表層の配線導体層２および絶縁層１上に開口部３ｂを有するソルダーレジスト層３を被着させることで配線基板用のビルドアップ部１２が形成される
【００３６】
配線導体層２は、バリア金属層１１表面に、無電解めっきおよび電解めっきから成る導体パターンを、例えば周知のセミアディティブ法により被着させることにより形成される。セミアディティブ法により用いられる無電解めっきおよび電解めっきには、第１のエッチング液に可溶な無電解銅めっきおよび電解銅めっき等の良導電性材料が好適に用いられる。
【００３７】
絶縁層１は、例えばエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂から成る。絶縁層１の形成は、エポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂組成物の未硬化物に無機絶縁性フィラーを分散して形成されたフィルムを、支持基板８の両主面のバリア金属層１１表面や下層の絶縁層１表面に、真空状態で被覆した状態で熱圧着することで行われる。また、絶縁層１には層間の導通をとるためのビア導体５が充填されるビアホール４が、例えばレーザー加工により複数形成されている。
【００３８】
ソルダーレジスト層３は、例えばアクリル変性エポキシ樹脂にシリカ等の無機フィラーを分散させたペーストを、最表層の絶縁層１および配線導体層２の上にスクリーン印刷等で塗布した後、フォトリソグラフィー技術により所定のパターンに露光、現像したものを熱硬化することで形成される。ソルダーレジスト層３から露出する最表層の配線導体層２の一部は、回路基板接続パッド７として機能する。
【００３９】
次に、図４（ｈ）に示すように、支持基板８およびバリア金属層１１ならびにビルドアップ部１２を製品形成用領域Ｘと捨て代領域Ｙとの境界上で切断することで、製品形成用領域Ｘの支持基板８およびバリア金属層１１ならびにビルドアップ部１２を切り出す。
切断には、例えばダイシング装置を用いればよい。
【００４０】
次に、図４（ｉ）に示すように、バリア金属層１１およびビルドアップ部１２を第１の金属箔１０ａから分離する。これにより、バリア金属層１１の片面に第２の金属箔１０ｂが固着した配線基板用の積層体１３が形成される。
この分離の際には、第１の金属箔１０ａ上に第２の金属箔１０ｂが接着層を介して分離可能に小さな密着力で保持されているだけなので、第１の金属箔１０ａと第２の金属箔１０ｂとの間を引き剥がすだけで積層体１３を破損することなく、容易に分離することができる。
【００４１】
次に、図５（ｊ）に示すように、例えば銅から成る第２の金属箔１０ｂを第１のエッチング液により完全にエッチング除去する。
このとき、第２の金属箔１０ｂの厚みが、５〜１０μｍと大きいため第１のエッチング液により長時間エッチング処理を行う必要がある。このとき、第１金属層１１ａにピンホールがあったとしても、第２金属層１１ｂはピンホールの直下が部分的にエッチングされるものの、第１のエッチング液が配線導体層２に到達することが第３金属層１１ｃにより防止される。
【００４２】
次に、図５（ｋ）に示すように、第１金属層１１ａを第２のエッチング液によりエッチング除去する。
このとき、第２のエッチング液に不溶な第２金属層１１ｂおよび配線導体層２がエッチングされることは一切ない。
【００４３】
次に、図５（ｌ）に示すように、第２金属層１１ｂを第１のエッチング液によりエッチング除去する。
なお、第２金属層１１ｂの厚みが０．１〜０．５μｍ程度と小さいため、第１のエッチング液によるエッチング時間は短くて済む。
したがって、第３金属層１１ｃにピンホールがあったとしても配線導体層２が大きくエッチングされることはない。
【００４４】
次に、図５（ｍ）に示すように、例えばクロムから成る第３金属層１１ｃを第２のエッチング液によりエッチング除去する。
このとき、第２のエッチング液に不溶な配線導体層２は溶解しない。
【００４５】
最後に、図５（ｎ）に示すように、最上層の絶縁層１および配線導体層２の上に開口部３ａを有するソルダーレジスト層３を形成することで図１に示すような配線基板Ａが形成される。
【００４６】
以上説明したように、本発明の配線基板の製造方法によれば、金属箔１０およびバリア金属層１１のエッチングの際にバリア金属層１１を構成する第１〜第３金属層にピンホールがあったとしても配線導体層２が大きくエッチングされることはない。したがって、配線導体層２に断線が発生することを有効に防止することができる。その結果、配線導体層２を介して電気信号を良好に伝送することで半導体素子が安定的に作動できる配線基板の製造方法を提供することができる。
【００４７】
なお、本発明は上述の実施形態の一例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。例えば上述の実施の形態の一例では、第１および第３金属層がクロムから成る例を示したが、クロムの他に例えばチタンやニッケル等の金属単体もしくはこれらの金属の合金であっても構わない。
【符号の説明】
【００４８】
１            絶縁層
２            配線導体層
８            支持基板
１０ｂ        （第２の）金属箔
１１          バリア金属層
１１ａ        第１金属層
１１ｂ        第２金属層
１１ｃ        第３金属層
１２          ビルドアップ部
１３          積層体
Ａ            配線基板
【図１】
2016181585.tif 000003
【図２】
2016181585.tif 000004
【図３】
2016181585.tif 000005
【図４】
2016181585.tif 000006
【図５】
2016181585.tif 000007
【図６】
2016181585.tif 000008
【図７】
2016181585.tif 000009
【図８】
2016181585.tif 000010
【図９】
2016181585.tif 000011