CN105612819B - 多层配线基板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种多层配线基板的制造方法，其具有：工序(1)，使用敷形法或直接激光法，设置从上层配线用金属箔到内层配线的通孔用孔、形成于该通孔用孔的开口部的上层配线用金属箔的突出、以及在该金属箔的突出与所述通孔用孔的内壁之间形成的下方空间；以及工序(2)，通过在所述通孔用孔内和上层配线用金属箔上形成填充电镀层来填埋所述通孔用孔，所述工序(2)中通过形成填充电镀层而进行的通孔用孔的填埋如下进行：在填充电镀的中途使填充电镀的电流密度暂时降低，再使其增加。
Description
技术领域
本发明涉及多层配线基板的制造方法，尤其涉及使用填充电镀液来形成层间连接的多层配线基板的制造方法。
背景技术
以往，采用如下多层配线基板的制造方法：在形成有配线的内层材料上，将半固化片或树脂膜和其上层的金属箔层叠一体化，利用激光设置通孔用孔，形成基底无电解镀层后，通过采用填充电镀液形成的电镀层(以下，有时简称为“填充电镀层”。)来填埋上述通孔用孔。
此时，尤其对于孔径与绝缘层厚度相比为同等程度、即纵横比为1左右以上的通孔，有在孔内部容易产生镀层空洞(以下，有时简称为“空洞”。)的倾向。作为抑制这样的镀层空洞的方法，提出了以低电流密度长时间进行的电镀方法、阶段性地控制电流密度的电镀方法(专利文献1)。此外，关于通孔的填埋，提出了从表面平滑性的观点出发将电镀层的形成分2次进行的方法(专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-318544号公报
专利文献2：日本特开2009-21581号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在通过利用敷形法、直接激光法的激光加工而形成的通孔用孔中，在作为激光加工入口的通孔用孔的开口部产生金属箔的突出，而由于该金属箔的突出，使得通孔用孔的截面形状中，开口部有时甚至变得比内部或底部窄。对于这样的通孔用孔，在由填充电镀物进行填充时，在开口部的金属箔的突出上析出的填充电镀层会在填充电镀物填充于通孔用孔内部之前堵住通孔用孔的开口部，成为产生镀层空洞的原因之一。
近年来，小型化、薄型化的要求越来越高，从而有通孔用孔的直径变得更小、绝缘层厚度变得更薄、纵横比变得更大的倾向，而伴随于此，该开口部的金属箔的突出相对于通孔用孔的直径、深度而言相对变大，因而容易影响镀层空洞的产生。还认为，在通孔内部产生的空洞会由于长时间的使用、严酷条件下的使用而产生不良状况。
专利文献1的方法中，作为具有由包含聚酰亚胺树脂等有机绝缘材料的绝缘层与包含铜等导体材料的配线交替层叠而成的多层结构的多层配线基板的制造方法，示出了控制电流密度以抑制空洞产生的方法，但本发明人进行了研究，结果是无法完全消除空洞。此外，专利文献2的方法中，虽然凹陷产生量得以减少，但没有得到抑制空洞产生的效果。
本发明的目的在于，提供一种对具有与绝缘层厚度同等程度的直径的通孔用孔也能够抑制填充电镀层的镀层空洞的多层配线基板的制造方法。
用于解决课题的方法
本发明涉及以下内容。
1.一种多层配线基板的制造方法，其具有：
工序(1)，将形成有内层配线的内层材料、绝缘层及上层配线用金属箔层叠一体化，使用敷形法或直接激光法，在上述上层配线用金属箔和绝缘层中设置：从上述上层配线用金属箔到内层配线的通孔用孔、形成于该通孔用孔的开口部的上层配线用金属箔的突出、以及在该金属箔的突出与上述通孔用孔的内壁之间形成的下方空间；
工序(2)，在上述通孔用孔内和上层配线用金属箔上形成基底无电解镀层后，通过形成填充电镀层来填埋上述通孔用孔，从而形成将上述上层配线用金属箔与内层配线连接的通孔；以及
工序(3)，对形成上述填充电镀层后的上层配线用金属箔进行配线形成，从而形成上层配线；
上述工序(2)中通过形成填充电镀层而进行的通孔用孔的填埋如下进行：在填充电镀的中途使填充电镀的电流密度暂时降低，再使其增加；
上述工序(2)中使填充电镀的电流密度暂时降低的时机为如下时机：形成于通孔用孔的开口部的上层配线用金属箔的突出与上述通孔用孔的内壁之间的下方空间被填充电镀物填充，并且在通孔用孔的底面析出的填充电镀层的厚度小于或等于在上述通孔用孔的内壁和上述上层配线用金属箔上析出的填充电镀层的厚度之时。
2.根据项1中的多层配线基板的制造方法，上述工序(2)中使填充电镀的电流密度暂时降低的时机为如下时机：
通孔的截面形状为，形成于通孔用孔的开口部的上层配线用金属箔的突出与上述通孔用孔的内壁之间的下方空间被填充电镀物填充，并且，在通孔用孔的底面析出的填充电镀层的厚度小于或等于在上述通孔用孔的内壁和上述上层配线用金属箔上析出的填充电镀层的厚度之时，
其中，维持与通孔用孔的深度相对于上述填充电镀前的通孔用孔的开口径之比即纵横比同等或其以上的纵横比之时。
3.根据项1或2中的多层配线基板的制造方法，上述工序(2)中使填充电镀的电流密度暂时降低的时机为如下时机：
形成于通孔用孔的开口部的上层配线用金属箔的突出与上述通孔用孔的内壁之间的下方空间被填充电镀物填充，并且在形成镀层空洞之前。
4.根据项1至3中任一项中的多层配线基板的制造方法，上述工序(2)中在填充电镀的中途使填充电镀的电流密度暂时降低时电流密度的降低率大于或等于即将使其降低之前的50％。
5.根据项1至4中任一项中的多层配线基板的制造方法，上述工序(2)中在填充电镀的中途使填充电镀的电流密度暂时降低后再使其增加时的电流密度大于或等于上述即将使其暂时降低之前的电流密度。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种即使对具有与绝缘层厚度同等程度的直径的通孔用孔也能够抑制填充电镀层的镀层空洞的多层配线基板的制造方法。
附图说明
图1表示本发明的一个实施方式(实施例1～5)的多层配线基板的制造方法的工序(1)。
图2表示本发明的一个实施方式(实施例1～5)的多层配线基板的制造方法的工序(2)。
图3表示本发明的一个实施方式(实施例1～5)的多层配线基板的制造方法的工序(3)。
图4表示比较例2的多层配线基板的制造方法的工序(2)。
图5表示比较例1的多层配线基板的制造方法的工序(2)。
图6表示本发明的一个实施方式(实施例2)的多层配线基板的制造方法的填充电镀的电流密度。
具体实施方式
作为本发明的多层配线基板的制造方法，可举出如下多层配线基板的制造方法，该制造方法具有：工序(1)，将形成有内层配线的内层材料、绝缘层及上层配线用金属箔层叠一体化，使用敷形法或直接激光法，在上述上层配线用金属箔和绝缘层中设置：从上述上层配线用金属箔到内层配线的通孔用孔、形成于该通孔用孔的开口部的上层配线用金属箔的突出、以及在该金属箔的突出与上述通孔用孔的内壁之间形成的下方空间；
工序(2)，在上述通孔用孔内和上层配线用金属箔上形成基底无电解镀层后，通过形成填充电镀层来填埋上述通孔用孔，从而形成将上述上层配线用金属箔与内层配线连接的通孔；以及
工序(3)，对形成上述填充电镀层后的上层配线用金属箔进行配线形成，从而形成上层配线；
上述工序(2)中通过形成填充电镀层而进行的通孔用孔的填埋如下进行：在填充电镀的中途使填充电镀的电流密度暂时降低，再使其增加，
上述工序(2)中使填充电镀的电流密度暂时降低的时机为如下时机：形成于通孔用孔的开口部的上层配线用金属箔的突出与上述通孔用孔的内壁之间的下方空间被填充电镀物填充，并且在通孔用孔的底面析出的填充电镀层的厚度小于或等于在上述通孔用孔的内壁和上述上层配线用金属箔上析出的填充电镀层的厚度之时。
本发明的多层配线基板的制造方法中，在工序(1)中，由于使用敷形法或直接激光法来设置通孔用孔，因此在通孔用孔的开口部产生上层配线用金属箔的突出，在该上层配线用金属箔的突出与通孔用孔的内壁之间形成下方空间。上层配线用金属箔的突出的背面附近的区域即正下部，成为下方空间中填充电镀液难以流入的区域。因此，包含该正下部的下方空间容易吸附填充电镀液的促进剂，在填充电镀的初期阶段，首先以该正下部为起点而在下方空间形成填充电镀层，填充下方空间。在此，下方空间是指上层配线用金属箔的突出与通孔用孔的内壁之间所包围的空间，详细地，是指从上层配线用金属箔的突出的前端向通孔用孔的底部方向垂下的垂线与通孔用孔的内壁之间所包围的空间。镀层促进剂具有如下性质：一旦吸附，则在以相同的电流密度继续进行填充电镀的期间会原样留存。因此，如果如以往技术那样以相同的电流密度继续进行填充电镀，则填充了下方空间的填充镀层会以正下部为起点继续生长，与通孔用孔的内部相比先堵住开口部，因此有在通孔用孔的内部容易产生镀层空洞的倾向。
正下部是指在上层配线用金属箔的突出与通孔用孔的内壁之间形成的下方空间中，上层配线用金属箔的突出的背面附近的区域。该正下部如下形成：在利用敷形法或直接激光法来形成通孔用孔时，在形成绝缘层的树脂和正上方的金属箔之间，激光加工容易性(热分解温度)存在较大差异，因此位于金属箔正下方的绝缘层的内壁与金属箔的开口前端相比凹陷。尤其在使用具有增强纤维的半固化片作为绝缘层时，在金属箔的正下部存在用于粘接的树脂，由于该树脂与增强纤维相比容易进行激光加工，因而有正下部的树脂与金属箔、通孔用孔内部的内壁相比大幅凹陷的倾向。因此，填充电镀液的促进剂容易吸附于该正下部，因而有填充电镀层生长得快(厚)并堵住通孔用孔的开口部的倾向。
根据本发明的多层配线基板的制造方法，由于在填充电镀的中途使填充电镀的电流密度暂时降低，因此此时能够使形成于下方空间的正下部的填充电镀层所吸附的促进剂脱离。此时，如果填充电镀层填充下方空间，且通孔用孔的内部直径与开口部直径同等或其以上，则与正下部对应的通孔用孔的开口部容易吸附镀层抑制剂，另一方面，通孔用孔的内部容易吸附镀层促进剂。尤其是如果填充电镀层填充下方空间，且呈填充镀层在通孔内部以沿着内壁的形态析出的形状，则该效果更大。因此，在使填充电镀的电流密度再增加后，以正下部为起点的填充电镀层的生长被抑制，因而填充电镀层不会堵住通孔用孔的开口部，在通孔用孔的内部优先形成填充电镀层。因此，即使对具有与绝缘层厚度同等程度的直径的通孔也能够抑制填充电镀层的镀层空洞。
上述工序(2)中使填充电镀的电流密度暂时降低的时机设为如下时机：通孔的截面形状为，形成于通孔用孔的开口部的上层配线用金属箔的突出与上述通孔用孔的内壁之间的下方空间被填充电镀物填充，并且在通孔用孔的底面析出的填充电镀层的厚度小于或等于在上述通孔用孔的内壁和上述上层配线用金属箔上析出的填充电镀层的厚度之时。作为一个例子，是填充镀层呈以沿着内壁的形态析出的形状之时。这样，如果填充电镀层填充下方空间，且在通孔用孔的底面析出的填充电镀层的厚度小于或等于在通孔用孔的内壁和上层配线用金属箔上析出的填充电镀层的厚度，则能够维持与通孔用孔的深度相对于填充电镀前的通孔用孔的开口径之比即纵横比同等或其以上的纵横比，因此能够使通孔用孔的开口部更容易吸附镀层抑制剂，另一方面，能够使通孔用孔的内部更容易吸附促进剂。尤其在填充电镀层呈以沿着内壁的形态几乎均匀地析出的形状时，通孔的截面呈从开口部到底面几乎平直或具有锥度的形状，与填充电镀前相比能够维持高纵横比，因此该效果更大。
上述工序(2)中使填充电镀的电流密度暂时降低的时机设为如下时机：形成于通孔用孔的开口部的上层配线用金属箔的突出与上述通孔用孔的内壁之间的下方空间被填充电镀物填充，并且在形成镀层空洞之前。由此，能够更可靠地将填充电镀层填充至通孔用孔的内部。
工序(2)中在填充电镀的中途使填充电镀的电流密度暂时降低时电流密度的降低率希望为大于或等于即将使其降低之前的50％。在此，电流密度的降低率是指使电流密度降低的比例，例如从初期的电流密度1A/dm2的降低率为50％时，意味着使其降低后的电流密度为0.5A/dm2。此外，使电流密度降低包含使电流密度成为0A/dm2。由此，能够可靠地使形成于下方空间的正下部的填充电镀层所吸附的镀层促进剂脱离。因此，如果填充电镀层填充下方空间，且通孔用孔的内部直径与开口部直径同等或其以上，则能够使通孔用孔的开口部更容易吸附镀层抑制剂于，另一方面，能够使通孔用孔的内部更容易吸附促进剂。
工序(2)中在填充电镀的中途使填充电镀的电流密度暂时降低后再使其增加时的电流密度，希望为大于或等于即将使其暂时降低之前的电流密度。由此，能够以更短的时间将填充电镀层填充于通孔用孔的内部，生产效率提高。
此外，如本发明的多层配线基板的制造方法那样，在填充电镀铜的中途暂时使电流密度降低时，在第一层填充电镀铜层与第二层填充电镀铜层之间可观察到条纹。通过该条纹，能够识别第一层填充电镀铜层与第二层电镀铜层的边界，其结果是，能够根据通孔的截面形状来确认第一层填充电镀铜层是否填充了下方空间，通孔的内部直径是否与开口部直径同等或其以上。因此，第一层填充电镀铜的条件、第一层填充电镀铜层的厚度也容易管理。
通孔用孔希望为非贯通孔。在应用敷形法或直接激光法来形成非贯通孔时，容易在通孔用孔的开口部产生上层配线用金属箔的突出，且在该上层配线用金属箔的突出与通孔用孔的内壁之间形成下方空间。此外，在通孔用孔为非贯通孔时，具有底部，因此，通过填充电镀液的镀层促进剂的作用，更容易将填充电镀层填充至通孔用孔的内部，能够更可靠地抑制通孔用孔的空洞。
内层材料是用于多层配线基板的一般内层的材料，一般而言，在将树脂组合物含浸于增强基材而得到的树脂含浸基材的需要片数的上表面和或下表面上，将由铜、铝、黄铜、镍、铁等的单质、合金或复合箔构成的金属箔层叠一体化，通过蚀刻等将金属箔形成为配线。
半固化片成为将内层材料与上层配线用铜箔粘接的绝缘层，是指将树脂组合物(树脂清漆)含浸于作为增强基材的玻璃纤维等，形成半固化的B阶状态的具有粘接性的树脂膜。作为半固化片，可使用一般的多层配线基板所用的半固化片。此外，除半固化片以外，还可使用不具有玻璃纤维等增强基材的树脂膜。作为这样的不具有玻璃纤维等增强基材的树脂膜，可举出用于在多层配线基板中将内层材料与上层配线用铜箔粘接的高分子环氧树脂、热塑性的聚酰亚胺粘接膜等。
作为上述树脂组合物，可使用用作多层配线基板的绝缘材料的公知惯例的树脂组合物。通常为如下物质：使用耐热性、耐化学试剂性良好的热固性树脂作为基体，混合使用酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚苯醚树脂、氟树脂等树脂的一种或两种以上，并根据需要添加有滑石、粘土、二氧化硅、氧化铝、碳酸钙、氢氧化铝、三氧化锑、五氧化锑等无机质粉末填充剂；玻璃纤维、石棉纤维、纸浆纤维、合成纤维、陶瓷纤维等纤维质填充剂。
此外，考虑到介电特性、耐冲击性、膜加工性等，也可以在树脂组合物中掺混热塑性树脂。进而根据需要加入有机溶剂、阻燃剂、固化剂、固化促进剂、热塑性粒子、着色剂、防紫外线透过剂、抗氧化剂、还原剂等各种添加剂、填充剂进行调配。
作为上述增强基材，使用玻璃、石棉等无机质纤维；聚酯、聚酰胺、聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚酰亚胺、氟树脂等有机质纤维；木棉等天然纤维的织布、无纺布、纸、垫等。
通常，按照树脂组合物对于增强基材的附着量以干燥后的半固化片的树脂含有率计为20～90质量％的方式含浸或涂覆于增强基材后，通常以100～200℃的温度加热干燥1～30分钟，得到半固化状态(B阶状态)的半固化片。以将该半固化片通常叠加1～20片，并在其两面配置有金属箔的构成进行加热加压。作为成型条件，可应用通常的层叠板的方法，使用例如多层压机、多层真空压机、连续成型、热压成型机等，通常在温度100～250℃、压力2～100kg/cm2、加热时间0.1～5小时的范围内进行成型，或利用真空层压装置等，在层压条件50～150℃、0.1～5MPa的条件下，在减压下或大气压的条件下进行。成为绝缘层的半固化片的厚度根据用途而不同，通常以0.1～5.0mm的厚度为佳。
金属箔可使用在一般的多层配线基板中所用的金属的箔。关于用于本发明的金属箔的表面粗糙度，在电气特性方面优选JISB0601所示的10点平均粗糙度(Rz)在两面均小于或等于2.0μm。金属箔可使用铜箔、镍箔、铝箔等，通常使用铜箔。关于铜箔的制造条件，在硫酸铜浴的情况下，一般常用硫酸50～100g/L、铜30～100g/L、液温20℃～80℃、电流密度0.5～100A/dm2的条件，在焦磷酸铜浴的情况下，一般常用焦磷酸钾100～700g/L、铜10～50g/L、液温30℃～60℃、pH8～12、电流密度1～10A/dm2的条件，考虑到铜的物性、平滑性，有时还加入各种添加剂。
关于对金属箔的树脂粘接面进行的防锈处理，可使用镍、锡、锌、铬、钼、钴中的任一种或它们的合金来进行。这些物质通过溅射、电镀、无电解镀而在金属箔上进行薄膜形成，从成本方面出发，优选电镀。防锈处理金属的量根据金属的种类而不同，合适的是合计为10～2,000μg/dm2。若防锈处理过厚，则会引起蚀刻阻碍和电气特性的降低，若过薄，则有可能成为与树脂的剥离强度降低的原因。进而，在防锈处理上形成有铬酸盐处理层时，能够抑制与树脂的剥离强度降低，因此是有用的。
通孔是形成用于将两层以上的多个配线的层间连接的镀层的、非贯通的层间连接孔，包括层间通孔(IVH,Interstitial Via Hole)。通孔用孔是用于形成通孔的非贯通孔，是指形成镀层之前的状态。此外，除了在通孔用孔的孔内表面形成有镀层的孔以外，还包括孔内部全部被镀层填埋的填孔。通孔的直径与绝缘层厚度相比为同等程度至2倍程度的通孔容易形成填充孔，但直径越与绝缘层厚度为同等程度，以往方法中越容易产生空洞。
成为填充电镀层的基底的无电解镀层是在设置了通孔用孔后的基板表面整面上设置的无电解镀层，被镀于上层配线用金属箔的表面、通孔用孔的孔内侧面、通孔用孔内底面的内层配线表面等。该无电解镀层可使用在多层配线基板的制造中一般使用的薄覆型的无电解镀铜液来形成。
填充电镀层是指由填充电镀液形成的电镀层，关于该填充电镀层的厚度，在通孔用孔内的底面的厚度与在上层配线用金属箔上的厚度相比厚。第一层填充电镀层的厚度如下设置：作为在上层配线用金属箔上的厚度，优选为1～10μm，更优选为2～5μm的范围，作为在通孔用孔内的底面的内层配线上的厚度，为2～20μm的范围程度。此外，关于第二层填充电镀层的厚度，作为在上层配线用金属箔上的厚度，只要可用作配线且能够用填充电镀层将通孔用孔完全填埋即可，作为在上层配线用金属箔上的厚度，优选为1～100μm的范围，更优选为10～50μm的范围。
填充电镀液一般是在硫酸铜镀浴中添加有抑制镀层生长的镀层抑制剂和促进镀层生长的镀层促进剂的电镀液。
镀层抑制剂被认为有如下效果：按照物质的扩散规律，应用其难以吸附于通孔用孔的内部而容易吸附于基板表面的性质，使基板表面的镀层生长速度与通孔用孔的内部相比慢，从而使通孔用孔的内部被填充电镀铜层填充，在基板表面的通孔用孔的正上方部分和通孔用孔的正上方部分以外的部分形成平滑的填充电镀铜层。作为镀层抑制剂，可使用聚亚烷基二醇等聚醚化合物、聚乙烯基咪唑鎓季铵化合物、乙烯基吡咯烷酮与乙烯基咪唑鎓季铵化合物的共聚物等含氮化合物等。
镀层促进剂被认为有如下效果：同样地吸附于通孔用孔内的底面、侧面、基板表面，接着，利用在通孔用孔的内部随着镀层的生长，表面积逐渐减少，通孔用孔内的促进剂的分布变密的性质，通孔用孔的内部的镀敷速度比基板表面的镀敷速度快，从而使通孔用孔的内部被填充电镀铜层填充，在基板表面的通孔用孔的正上方部分和通孔用孔的正上方部分以外的部分形成平滑的填充电镀铜层。作为镀层促进剂，可使用3-巯基-1-丙烷磺酸钠或2-巯基乙烷磺酸钠所表示的硫化合物、或双-(3-磺丙基)-二硫化二钠等所表示的硫化合物。这些镀层促进剂也是被称为光亮剂(光泽剂)的添加于镀铜液中的添加物的一种。
上述镀层抑制剂、镀层促进剂使用一种、或混合使用两种以上。它们的水溶液的浓度没有特别限定，可以以几质量ppm～几质量％的浓度使用。
实施例
以下，基于实施例对本发明进行说明，但本发明不限于本实施例。
(实施例1)
首先，如图1的工序(1-1)所示，将成为绝缘层3的树脂膜厚度为30μm、成为上层配线10用铜箔4的铜箔4厚度为5μm的单面带铜箔的树脂膜在120℃、2MPa的条件下真空层压在形成有内层配线1的内层材料2上。接着，在该上层配线10用铜箔4的表面上形成厚度0.3～0.5μm的黑化处理层8，然后如图1的工序(1-2)所示，通过利用CO2激光的直接激光法来加工直径30μm的通孔用孔5。也就是说，该通孔用孔5的深度为树脂膜的厚度(30μm)和铜箔4的厚度(5μm)加在一起的35μm，铜箔4的开口部的直径为35μm。因此，纵横比为约1.0。在通孔用孔5的开口部产生上层配线10用铜箔4的突出12，在该上层配线10用铜箔4的突出12与通孔用孔5的内壁18之间形成了下方空间13。铜箔4的突出量在通孔用孔5的一侧为约8μm。此外，在上层配线10用铜箔4的突出12与通孔用孔5的内壁之间形成的下方空间13中，在上层配线10用铜箔4的突出12的背面附近的区域形成了正下部17。
接着，如图1的工序(1-3)所示，通过氯化铁水溶液、过硫酸铵、硫酸-双氧水混合水溶液等蚀刻液半蚀刻至铜箔4的厚度成为2～3μm，以除去上层配线10用铜箔4的黑化处理层8。
接着，进行消拖尾处理以除去附着于通孔底部的树脂。然后，如图2的工序(2-1)所示，使用作为钯胶体催化剂的HS201B(日立化成株式会社制，商品名)向铜箔4上和通孔用孔5的内部赋予催化剂核，然后使用CUST2000(日立化成株式会社制，商品名。“CUST”为注册商标。)，形成厚度0.5μm的成为填充电镀铜的基底的无电解镀铜层6。
接着，如图2的工序(2-2)所示，形成在上层配线10用铜箔4上的厚度为2μm、在通孔用孔5内的底面19的厚度为2～15μm的第一层填充电镀铜层7。填充电镀铜液使用市售的直流电镀液CU-BRITE VFIV(株式会社JCU制，商品名)。此时，第一层填充电镀铜的条件为：1.0A/dm2的电流密度、约8分钟。此时，形成有第一层填充电镀铜层7的通孔15的截面形状为，第一层填充电镀层7填充下方空间13，并且在通孔用孔5的底面19析出的填充电镀层7的厚度小于或等于在通孔用孔5的内壁18和上层配线10用金属箔4上析出的填充电镀层7的厚度。此外，填充电镀层7呈以沿着内壁18的形态几乎均匀地析出的形状，通孔15的截面呈从开口部到底面19具有锥度的形状。
接着，为了使填充电镀铜的电流密度暂时降低，在将整流器的电源暂时关闭而成为0A/dm2的状态下放置1分钟，然后连续地，如图2的工序(2-3)所示，利用在上层配线10用铜箔4和第一层填充电镀铜层7上的厚度为18μm的第二层填充电镀铜层9，进行通孔15的填充。此时的第二层填充电镀铜的条件为：1.0A/dm2的电流密度、约80分钟。在此期间，基板保持浸渍于填充电镀铜液中的状态。
接着，如图3的工序(3-1)所示，使用作为干膜抗蚀剂的SL-1229(日立化成株式会社、商品名)，形成厚度29μm的蚀刻抗蚀剂11。从除通孔用孔5上和应形成上层配线10的部位以外，除去蚀刻抗蚀剂11。接着，如图3的工序(3-2)所示，蚀刻去除上层配线10以外的铜后，使用碱性剥离液、硫酸或市售的抗蚀剂剥离液，进行蚀刻抗蚀剂11的剥离，形成上层配线10。
(实施例2)
与实施例1同样地操作，进行图1的工序(1-1)～图2的工序(2-1)。接着，如图2的工序(2-2)所示，形成在上层配线10用铜箔4上的厚度为2μm、在通孔用孔5内的底面19的厚度为2～15μm的第一层填充电镀铜层7。填充电镀铜液使用与实施例1相同的电镀铜液。此时的第一层填充电镀铜的条件为：1.0A/dm2的电流密度、约8分钟。
接着，将填充电镀铜的电流密度从1.0A/dm2降低至0.3A/dm2，保持1分钟，在该状态下继续进行填充电镀铜，然后连续地，如图2的工序(2-3)所示，利用在上层配线10用铜箔4和第一层填充电镀铜层7上的厚度为18μm的第二层填充电镀铜层9，进行通孔15的填充。此时，第二层填充电镀铜的条件为：1.0A/dm2的电流密度、约80分钟。在此期间，基板保持浸渍于填充电镀铜液中的状态。接着，与实施例1同样地操作，进行图3的工序(3-1)至(3-3)。
(实施例3)
与实施例1同样地操作，进行图1的工序(1-1)～图2的工序(2-1)。接着，如图2的工序(2-2)所示，形成在上层配线10用铜箔4上的厚度为2μm、在通孔用孔5内的底面19的厚度为2～15μm的第一层填充电镀铜层7。电镀液使用与实施例1相同的电镀液。此时的第一层填充电镀铜的条件为：1.0A/dm2的电流密度、约8分钟。
接着，将填充电镀铜的电流密度从1.0A/dm2降低至0.5A/dm2，保持1分钟，在该状态下继续进行填充电镀铜，然后连续地，如图2的工序(2-3)所示，利用在上层配线10用铜箔4和第一层填充电镀铜层7上的厚度为18μm的第二层填充电镀铜层9，进行通孔15的填充。此时，第二层填充电镀铜的条件为：1.0A/dm2的电流密度、约80分钟。在此期间，基板保持浸渍于填充电镀铜液中的状态。接着，与实施例1同样地操作，进行图3的工序(3-1)至(3-3)。
(实施例4)
与实施例1同样地操作，进行图1的工序(1-1)～图2的工序(2-1)。接着，如图2的工序(2-2)所示，形成在上层配线10用铜箔4上的厚度为2μm、在通孔用孔5内的底面19的厚度为2～15μm的第一层填充电镀铜层7。电镀液使用与实施例1相同的电镀液。此时，第一层填充电镀铜的条件为：1.0A/dm2的电流密度、约8分钟。
接着，将填充电镀铜的电流密度从1.0A/dm2降低至0.5A/dm2，保持1分钟，在该状态下继续进行填充电镀铜，然后连续地，如图2的工序(2-3)所示，利用在上层配线10用铜箔4和第一层填充电镀铜层7上的厚度为18μm的第二层填充电镀铜层9，进行通孔15的填充。此时，第二层填充电镀铜的条件为：1.5A/dm2的电流密度、约56分钟。在此期间，基板保持浸渍于填充电镀铜液中的状态。接着，与实施例1同样地操作，进行图3的工序(3-1)至(3-3)。
(实施例5)
与实施例1同样地操作，进行图1的工序(1-1)～图2的工序(2-1)。接着，如图2的工序(2-2)所示，形成在上层配线10用铜箔4上的厚度为1μm、在通孔用孔5内的底面19的厚度为1～7μm的第一层填充电镀铜层7。填充电镀液使用与实施例1相同的电镀液。此时，第一层填充电镀铜的条件为：1.0A/dm2的电流密度、约4分钟。
接着，将填充电镀铜的电流密度从1.0A/dm2降低至0.5A/dm2，保持1分钟，在该状态下继续进行填充电镀铜，然后连续地，如图2的工序(2-3)所示，利用在上层配线10用铜箔4和第一层填充电镀铜层7上的厚度为19μm的第二层填充电镀铜层9，进行通孔15的填充。此时，第二层填充电镀铜的条件为：1.0A/dm2的电流密度、约84分钟。在此期间，基板保持浸渍于填充电镀铜液中的状态。接着，与实施例1同样地操作，进行图3的工序(3-1)至(3-3)。
(比较例1)
与实施例1同样地操作，进行图1的工序(1-1)～图2的工序(2-1)。接着，如图5的工序(2-2)所示，以一个阶段形成在上层配线10用铜箔4上的厚度为20μm的第一层填充电镀铜层7。填充电镀铜液使用与实施例1相同的电镀铜液。此时，第一层填充电镀铜的条件为：1.0A/dm2的电流密度、约88分钟。接着，与实施例1同样地操作，进行图3的工序(3-1)至(3-3)
(比较例2)
与实施例1同样地操作，进行图1的工序(1-1)～图2的工序(2-1)。接着，如图4的工序(2-2)所示，形成在上层配线10用铜箔4上的厚度为0.5μm、在通孔用孔5内的底面19的厚度为0.5～3μm的第一层填充电镀铜层7。填充电镀铜液使用与实施例1相同的电镀铜液。此时，第一层填充电镀铜的条件为：1.0A/dm2的电流密度、约2分钟。此时，形成有第一层填充电镀铜层7的通孔15的截面形状为，第一层填充电镀铜层7没有填充下方空间13。
接着，将填充电镀铜的电流密度从1.0A/dm2降低至0.5A/dm2，保持1分钟，在该状态下继续进行填充电镀铜，然后连续地，如图4的工序(2-3)所示，利用在上层配线10用铜箔4和第一层填充电镀铜层7上的厚度为19.5μm的第二层填充电镀铜层9，进行通孔15的填充。此时，第二层填充电镀铜的条件为：1.0A/dm2的电流密度，约86分钟。在此期间，基板保持浸渍于填充电镀铜液中的状态。接着，与实施例1同样地操作，进行图3的工序(3-1)至(3-3)。
用显微镜对实施例1～5和比较例1、2中通孔的截面进行观察，在表1中汇总了镀层空洞的产生频率。实施例1～4中，空洞产生频率为0％，填充了通孔用孔。实施例5中为6.5％的空洞产生率，基本上填充了通孔用孔。另一方面，比较例1中，空洞产生几乎为100％。比较例2中为75％的空洞产生率。此外，在填充电镀铜的中途暂时使电流密度降低的实施例1～5和比较例2中，在第一层填充电镀铜层与第二层填充电镀铜层之间观察到条纹。通过该条纹，能够识别第一层填充电镀铜层与第二层电镀铜层的边界，其结果是，确认了实施例1～5的通孔的截面形状如下：第一层填充电镀铜层填充下方空间，并且，在通孔用孔的底面析出的填充电镀层的厚度小于或等于在通孔用孔的内壁和上层配线用金属箔上析出的填充电镀层的厚度。另一方面可知，关于比较例1的通孔的截面形状，未观察到表示第一层填充电镀铜层与第二层电镀铜层的边界的条纹，以正下部为起点的下方空间的填充电镀铜层与通孔内部的除其以外的部位相比生长得厚，并以残存有空洞的状态堵住了开口部。此外，关于比较例2的通孔的截面形状，第一层填充电镀铜层没有填充下方空间，因此可知，与比较例1同样地，第二层填充电镀铜层在以正下部为起点的下方空间生长得厚，并以残存有空洞的状态堵住了开口部。
表1
符号说明
1.内层配线；2.内层材料；3.半固化片或绝缘层；4.金属箔或铜箔；5.通孔用孔；6.无电解镀层或无电解镀铜层；7.第一层填充电镀层或第一层填充电镀铜层；8.黑化处理层；9.第二层填充电镀层或第二层填充电镀铜层；10.上层配线；11.蚀刻抗蚀剂；12.金属箔的突出；13.下方空间；14.凹陷；15.通孔或层间连接；16.空洞；17.正下部；18.内壁；19.底部或底面；20.(内部的)直径；21.(开口部的)直径。
Claims (5)
1.一种多层配线基板的制造方法，具有：
工序(1)，将形成有内层配线的内层材料、绝缘层及上层配线用金属箔层叠一体化，使用敷形法或直接激光法，在所述上层配线用金属箔和绝缘层中设置：从所述上层配线用金属箔到内层配线的通孔用孔、形成于该通孔用孔的开口部的上层配线用金属箔的突出、以及在该金属箔的突出与所述通孔用孔的内壁之间形成的下方空间；
工序(2)，在所述通孔用孔内和上层配线用金属箔上形成基底无电解镀层后，通过形成填充电镀层来填埋所述通孔用孔，从而形成将所述上层配线用金属箔与内层配线连接的通孔；以及
工序(3)，对形成所述填充电镀层后的上层配线用金属箔进行配线形成，从而形成上层配线，
所述工序(2)中通过形成填充电镀层而进行的通孔用孔的填埋如下进行：在填充电镀的中途使填充电镀的电流密度暂时降低，再使其增加，
所述工序(2)中使填充电镀的电流密度暂时降低的时机为如下时机：形成于通孔用孔的开口部的上层配线用金属箔的突出与所述通孔用孔的内壁之间的下方空间被填充电镀物填充，并且在通孔用孔的底面析出的填充电镀层的厚度小于或等于在所述通孔用孔的内壁和所述上层配线用金属箔上析出的填充电镀层的厚度时。
2.如权利要求1所述的多层配线基板的制造方法，
所述工序(2)中使填充电镀的电流密度暂时降低的时机为如下时机：
关于通孔的截面形状，形成于通孔用孔的开口部的上层配线用金属箔的突出与所述通孔用孔的内壁之间的下方空间被填充电镀物填充，
并且，在通孔用孔的底面析出的填充电镀层的厚度小于或等于在所述通孔用孔的内壁和所述上层配线用金属箔上析出的填充电镀层的厚度时，
其中，维持与通孔用孔的深度相对于所述填充电镀前的通孔用孔的开口径之比即纵横比同等以上的纵横比时。
3.如权利要求1或2所述的多层配线基板的制造方法，所述工序(2)中使填充电镀的电流密度暂时降低的时机为如下时机：形成于通孔用孔的开口部的上层配线用金属箔的突出与所述通孔用孔的内壁之间的下方空间被填充电镀物填充，并且在形成镀层空洞之前。
4.如权利要求1或2所述的多层配线基板的制造方法，所述工序(2)中在填充电镀的中途使填充电镀的电流密度暂时降低时电流密度的降低率大于或等于即将使其降低之前的50％。
5.如权利要求1或2所述的多层配线基板的制造方法，所述工序(2)中在填充电镀的中途使填充电镀的电流密度暂时降低后再使其增加时的电流密度大于或等于即将使其暂时降低之前的电流密度。
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