JP2001291954A - ビアフィリングめっき方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アスペクト比の大きな小径のビアホール内も
良好に銅めっきで埋めることができるビアフィリングめ
っき方法を提供する 【解決手段】 基板２０の絶縁層１２表面およびビアホ
ール１４の底面を含む壁面に銅皮膜２１を形成する銅皮
膜形成工程と、めっき促進剤が添加された水溶液中に、
銅皮膜２１が形成された基板２０を浸漬して、銅皮膜２
１表面にめっき促進剤２２を付着させる浸漬工程と、ビ
アホール１４の底面を含む内壁面を除く銅皮膜２１表面
に付着しためっき促進剤２２を除去する剥離工程と、剥
離工程の後、絶縁層１２表面に形成された銅皮膜２１お
よびビアホール１４の底面を含む壁面に形成された銅皮
膜２１上に電解銅めっきを施してビアホール１４内にめ
っき金属を充填する電解銅めっき工程とを含むことを特
徴としている。
良好に銅めっきで埋めることができるビアフィリングめ
っき方法を提供する 【解決手段】 基板２０の絶縁層１２表面およびビアホ
ール１４の底面を含む壁面に銅皮膜２１を形成する銅皮
膜形成工程と、めっき促進剤が添加された水溶液中に、
銅皮膜２１が形成された基板２０を浸漬して、銅皮膜２
１表面にめっき促進剤２２を付着させる浸漬工程と、ビ
アホール１４の底面を含む内壁面を除く銅皮膜２１表面
に付着しためっき促進剤２２を除去する剥離工程と、剥
離工程の後、絶縁層１２表面に形成された銅皮膜２１お
よびビアホール１４の底面を含む壁面に形成された銅皮
膜２１上に電解銅めっきを施してビアホール１４内にめ
っき金属を充填する電解銅めっき工程とを含むことを特
徴としている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はビアフィリングめっ
き方法に関する。
き方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体チップ等の電子部品を搭載する多
層回路基板の製造方法にいわゆるビルドアップ法があ
る。ビルドアップ法は、下層の銅などからなる配線パタ
ーン１０上に絶縁層１２を塗布または積層して形成し
（図１３）、この絶縁層１２にビアホール１４をレーザ
ー加工もしくはフォトリソグラフィーによって形成し
（図１４）、底面に配線パターン１０が露出するビアホ
ール１４内および絶縁層１２上に無電解銅めっき、次い
で電解銅めっきを施して、絶縁層１２上に銅めっき層１
６を形成し（図１５）、この銅めっき層１６をエッチン
グ加工して上層の配線パターン１８を形成する（図１
６）ものである。この工程を繰り返すことによって、下
層の配線パターン１０と上層の配線パターン１８とがビ
アめっき皮膜を介して電気的に接続される多層の回路基
板が製造される。
層回路基板の製造方法にいわゆるビルドアップ法があ
る。ビルドアップ法は、下層の銅などからなる配線パタ
ーン１０上に絶縁層１２を塗布または積層して形成し
（図１３）、この絶縁層１２にビアホール１４をレーザ
ー加工もしくはフォトリソグラフィーによって形成し
（図１４）、底面に配線パターン１０が露出するビアホ
ール１４内および絶縁層１２上に無電解銅めっき、次い
で電解銅めっきを施して、絶縁層１２上に銅めっき層１
６を形成し（図１５）、この銅めっき層１６をエッチン
グ加工して上層の配線パターン１８を形成する（図１
６）ものである。この工程を繰り返すことによって、下
層の配線パターン１０と上層の配線パターン１８とがビ
アめっき皮膜を介して電気的に接続される多層の回路基
板が製造される。
【０００３】ところで、絶縁層１２を形成する場合、ビ
アホール１４内を導電ペーストや絶縁樹脂で埋めて、ビ
アホール１４に起因する絶縁層表面の段差を解消するよ
うにしているが、工数が多くなるだけでなく、平坦化に
も限界がある。そこで、昨今、ビアホール内を銅めっき
で埋めるビアフィリングめっき方法が提案されている。
このビアフィリングめっき方法では、めっき液の攪拌に
工夫をこらし、ビアホール内にもめっき液が良好に回り
込むようにするとか、めっき液にめっき促進剤を添加
し、ビアホール内のめっきの付きまわりを良好にすると
かして、ビアホール内が銅めっきで埋まるようにしてい
る。
アホール１４内を導電ペーストや絶縁樹脂で埋めて、ビ
アホール１４に起因する絶縁層表面の段差を解消するよ
うにしているが、工数が多くなるだけでなく、平坦化に
も限界がある。そこで、昨今、ビアホール内を銅めっき
で埋めるビアフィリングめっき方法が提案されている。
このビアフィリングめっき方法では、めっき液の攪拌に
工夫をこらし、ビアホール内にもめっき液が良好に回り
込むようにするとか、めっき液にめっき促進剤を添加
し、ビアホール内のめっきの付きまわりを良好にすると
かして、ビアホール内が銅めっきで埋まるようにしてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、昨今で
は、配線パターンがますますファイン化し、そのために
ビアホールも小径化し、アスペクト比の大きなものとな
っていることから、ビアホールを銅めっきで埋めること
は困難になっている。特に、めっき電流はコーナー部に
集中しやすいことから、ビアホールの開口縁部にめっき
が厚く付き、図１７に示すようにビアホールが袋穴状と
なり、この袋穴内にめっき液が残留するなどの課題が生
じている。
は、配線パターンがますますファイン化し、そのために
ビアホールも小径化し、アスペクト比の大きなものとな
っていることから、ビアホールを銅めっきで埋めること
は困難になっている。特に、めっき電流はコーナー部に
集中しやすいことから、ビアホールの開口縁部にめっき
が厚く付き、図１７に示すようにビアホールが袋穴状と
なり、この袋穴内にめっき液が残留するなどの課題が生
じている。
【０００５】そこで、本発明は上記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、アスペク
ト比の大きな小径のビアホール内も良好に銅めっきで埋
めることができるビアフィリングめっき方法を提供する
にある。
されたものであり、その目的とするところは、アスペク
ト比の大きな小径のビアホール内も良好に銅めっきで埋
めることができるビアフィリングめっき方法を提供する
にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】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、導体層が底面に
露出するように基板の絶縁層に形成されたビアホール内
に、銅めっきを施してビアホール内をめっき金属により
充填するビアフィリングめっき方法において、前記基板
の絶縁層表面およびビアホールの底面を含む壁面に銅皮
膜を形成する銅皮膜形成工程と、めっき促進剤が添加さ
れた水溶液中に、前記銅皮膜が形成された基板を浸漬し
て、前記銅皮膜表面にめっき促進剤を付着させる浸漬工
程と、ビアホールの底面を含む内壁面を除く前記銅皮膜
表面に付着しためっき促進剤を除去する剥離工程と、前
記剥離工程の後、絶縁層表面に形成された銅皮膜および
ビアホールの底面を含む壁面に形成された銅皮膜上に電
解銅めっきを施して前記ビアホール内にめっき金属を充
填する電解銅めっき工程とを含むことを特徴としてい
る。
するため次の構成を備える。すなわち、導体層が底面に
露出するように基板の絶縁層に形成されたビアホール内
に、銅めっきを施してビアホール内をめっき金属により
充填するビアフィリングめっき方法において、前記基板
の絶縁層表面およびビアホールの底面を含む壁面に銅皮
膜を形成する銅皮膜形成工程と、めっき促進剤が添加さ
れた水溶液中に、前記銅皮膜が形成された基板を浸漬し
て、前記銅皮膜表面にめっき促進剤を付着させる浸漬工
程と、ビアホールの底面を含む内壁面を除く前記銅皮膜
表面に付着しためっき促進剤を除去する剥離工程と、前
記剥離工程の後、絶縁層表面に形成された銅皮膜および
ビアホールの底面を含む壁面に形成された銅皮膜上に電
解銅めっきを施して前記ビアホール内にめっき金属を充
填する電解銅めっき工程とを含むことを特徴としてい
る。
【０００７】上記方法によれば、ビアホール内に確実に
めっき促進剤を付着させて基板の絶縁層表面との間にめ
っき条件の差異をつけることができ、ビアホール内にも
電流を集中させることができ、アスペクト比の大きなビ
アホールであっても十分に銅めっきで埋めることができ
る。
めっき促進剤を付着させて基板の絶縁層表面との間にめ
っき条件の差異をつけることができ、ビアホール内にも
電流を集中させることができ、アスペクト比の大きなビ
アホールであっても十分に銅めっきで埋めることができ
る。
【０００８】めっき促進剤として、下記の一般式〔化
３〕もしくは〔化４〕で表される１種以上の硫黄化合物
を用いることができる。これら硫黄化合物は、濡れ性を
向上させるための、ポリエチレングリコールやポリプロ
ピレングリコールなどの非イオン界面活性剤を添加した
水溶液として用いる。
３〕もしくは〔化４〕で表される１種以上の硫黄化合物
を用いることができる。これら硫黄化合物は、濡れ性を
向上させるための、ポリエチレングリコールやポリプロ
ピレングリコールなどの非イオン界面活性剤を添加した
水溶液として用いる。
【化３】
【化４】 また、〔化３〕のめっき促進剤は、3-メルカプト-1-プ
ロパンスルホン酸ナトリウムもしくは2-メルカプトエタ
ンスルホン酸ナトリウム、〔化４〕のめっき促進剤は、
ビス-（3-スルフォプロピル）-ジスルファイドジソディ
ウムを効果的に用いることができる。
ロパンスルホン酸ナトリウムもしくは2-メルカプトエタ
ンスルホン酸ナトリウム、〔化４〕のめっき促進剤は、
ビス-（3-スルフォプロピル）-ジスルファイドジソディ
ウムを効果的に用いることができる。
【０００９】前記剥離工程は、銅のエッチング液を用い
るエッチング処理、シアン電解浴を用いるシアン電解処
理、前記銅皮膜表面に紫外線を斜めに照射する紫外線処
理、または前記銅皮膜表面を研磨する研磨処理などで行
うことができる。
るエッチング処理、シアン電解浴を用いるシアン電解処
理、前記銅皮膜表面に紫外線を斜めに照射する紫外線処
理、または前記銅皮膜表面を研磨する研磨処理などで行
うことができる。
【００１０】前記剥離工程を省き、前記浸漬工程の後、
前記電解銅めっき工程の初期の段階において、逆電解処
理を行ってもよい。また、前記剥離工程を省き、前記浸
漬工程の後、前記電解銅めっき工程において正負の反転
するパルスめっきを行ってもよい。
前記電解銅めっき工程の初期の段階において、逆電解処
理を行ってもよい。また、前記剥離工程を省き、前記浸
漬工程の後、前記電解銅めっき工程において正負の反転
するパルスめっきを行ってもよい。
【００１１】また、前記電解銅めっき工程において、め
っき促進剤を含まない電解銅めっき液を用いると好適で
ある。さらに、前記めっき促進剤に3-メルカプト-1-プ
ロパンスルホン酸ナトリウムもしくは2-メルカプトエタ
ンスルホン酸ナトリウムを用いて前記浸漬工程を行い、
前記剥離工程を省き、前記電解銅めっき工程において、
めっき促進剤を含まない電解銅めっき液を用いるように
してもよい。また、前記浸漬工程の前に、前記銅皮膜表
面に銅ストライクめっきを施すようにすると好適であ
る。
っき促進剤を含まない電解銅めっき液を用いると好適で
ある。さらに、前記めっき促進剤に3-メルカプト-1-プ
ロパンスルホン酸ナトリウムもしくは2-メルカプトエタ
ンスルホン酸ナトリウムを用いて前記浸漬工程を行い、
前記剥離工程を省き、前記電解銅めっき工程において、
めっき促進剤を含まない電解銅めっき液を用いるように
してもよい。また、前記浸漬工程の前に、前記銅皮膜表
面に銅ストライクめっきを施すようにすると好適であ
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。まず、図１に示
すように、下層の導体層となる配線パターン１０が形成
された基板上に、絶縁層１２を塗布または積層して形成
し、絶縁層１２にレーザー加工もしくはフォトリソグラ
フィーにより底面に配線パターン１０が露出するビアホ
ール１４を形成する。例えば、基板上に、ポリフェニレ
ンエーテル（ＰＰＥ）の樹脂シートを加熱加圧して積層
することにより絶縁層を形成し、この絶縁層にＹＡＧレ
ーザー、炭酸ガスレーザー等によるレーザー加工により
ビアホールを形成するのである。次に、無電解銅めっき
を施して、絶縁層１２およびビアホール１４内に無電解
銅めっき皮膜２１を形成する。なお、無電解銅めっきに
代えて、スパッタリングや蒸着によって銅皮膜２１を形
成してもよい。以下では、無電解銅めっき皮膜で説明す
る。
を添付図面に基づいて詳細に説明する。まず、図１に示
すように、下層の導体層となる配線パターン１０が形成
された基板上に、絶縁層１２を塗布または積層して形成
し、絶縁層１２にレーザー加工もしくはフォトリソグラ
フィーにより底面に配線パターン１０が露出するビアホ
ール１４を形成する。例えば、基板上に、ポリフェニレ
ンエーテル（ＰＰＥ）の樹脂シートを加熱加圧して積層
することにより絶縁層を形成し、この絶縁層にＹＡＧレ
ーザー、炭酸ガスレーザー等によるレーザー加工により
ビアホールを形成するのである。次に、無電解銅めっき
を施して、絶縁層１２およびビアホール１４内に無電解
銅めっき皮膜２１を形成する。なお、無電解銅めっきに
代えて、スパッタリングや蒸着によって銅皮膜２１を形
成してもよい。以下では、無電解銅めっき皮膜で説明す
る。
【００１３】次に上記基板２０を、めっき促進剤が添加
された水溶液中に浸漬し、無電解銅めっき皮膜２１上に
めっき促進剤２２を付着させる（めっき促進剤層２２、
図２）。めっき促進剤としては、3-メルカプト-1-プロ
パンスルホン酸ナトリウムもしくは2-メルカプトエタン
スルホン酸ナトリウム等の、一般式
された水溶液中に浸漬し、無電解銅めっき皮膜２１上に
めっき促進剤２２を付着させる（めっき促進剤層２２、
図２）。めっき促進剤としては、3-メルカプト-1-プロ
パンスルホン酸ナトリウムもしくは2-メルカプトエタン
スルホン酸ナトリウム等の、一般式
【化５】 で表される硫黄化合物、もしくはビス-（3-スルフォプ
ロピル）-ジスルファイドジソディウム等の、一般式
ロピル）-ジスルファイドジソディウム等の、一般式
【化６】 で表される硫黄化合物を用いることができる。
【００１４】これらめっき促進剤は、ブライトナー（光
沢剤）と呼ばれる銅めっき液に添加する添加物の一種で
もある。めっき促進剤が被めっき物表面に付着すると、
抵抗値が低下し、電流が集中してめっきが促進されると
考えられる。本発明におけるめっき促進剤とは、銅めっ
き液に添加した場合に、添加しない場合に比して、めっ
き液中に設置した参照電極に対する陰極電位が、正側に
移動する硫黄化合物と定義する。上記めっき促進剤を１
種、もしくは２種以上を混合して用いる。このめっき促
進剤の水溶液の濃度は特に限定されないが、数ｐｐｍ〜
数％の濃度で用いることができる。また、水溶液にかび
などが繁殖しないように、硫酸、硫酸銅などの酸性成分
を添加するようにしてもよい。
沢剤）と呼ばれる銅めっき液に添加する添加物の一種で
もある。めっき促進剤が被めっき物表面に付着すると、
抵抗値が低下し、電流が集中してめっきが促進されると
考えられる。本発明におけるめっき促進剤とは、銅めっ
き液に添加した場合に、添加しない場合に比して、めっ
き液中に設置した参照電極に対する陰極電位が、正側に
移動する硫黄化合物と定義する。上記めっき促進剤を１
種、もしくは２種以上を混合して用いる。このめっき促
進剤の水溶液の濃度は特に限定されないが、数ｐｐｍ〜
数％の濃度で用いることができる。また、水溶液にかび
などが繁殖しないように、硫酸、硫酸銅などの酸性成分
を添加するようにしてもよい。
【００１５】めっき促進剤溶液は常温で用い、基板２０
の浸漬時間はめっき促進剤溶液の濃度にもよるが、概ね
５分〜１５分程度と比較的長時間浸漬し、ビアホール１
４内へ十分にめっき促進剤溶液が進入するようにすると
よい。まためっき促進剤溶液を攪拌するか、基板２０を
揺動させるようにするとよい。なお、めっき促進剤溶液
の基板２０への濡れ性を向上させるため、基板２０をあ
らかじめ界面活性剤溶液等の前処理液に浸漬するとよ
い。浸漬後、基板２０を適宜水洗する。水洗してもめっ
き促進剤が落ちてしまうことはない。
の浸漬時間はめっき促進剤溶液の濃度にもよるが、概ね
５分〜１５分程度と比較的長時間浸漬し、ビアホール１
４内へ十分にめっき促進剤溶液が進入するようにすると
よい。まためっき促進剤溶液を攪拌するか、基板２０を
揺動させるようにするとよい。なお、めっき促進剤溶液
の基板２０への濡れ性を向上させるため、基板２０をあ
らかじめ界面活性剤溶液等の前処理液に浸漬するとよ
い。浸漬後、基板２０を適宜水洗する。水洗してもめっ
き促進剤が落ちてしまうことはない。
【００１６】次に、図３に示すように、ビアホール１４
内を除く絶縁層１２表面の無電解銅めっき皮膜２１表面
に付着しためっき促進剤２２を剥離する。この剥離工程
は、塩化第１鉄水溶液等の銅のエッチング液に基板２０
を浸漬することで行える。基板２０をこのエッチング液
に浸漬し、直ちに水洗するようにする。銅のエッチング
液に基板２０を短時間浸漬した場合には、ビアホール１
４内にまでエッチング液が入り込まないので、ビアホー
ル１４内を除く無電解銅めっき皮膜２１上のめっき促進
剤２２を選択的に剥離することができる。
内を除く絶縁層１２表面の無電解銅めっき皮膜２１表面
に付着しためっき促進剤２２を剥離する。この剥離工程
は、塩化第１鉄水溶液等の銅のエッチング液に基板２０
を浸漬することで行える。基板２０をこのエッチング液
に浸漬し、直ちに水洗するようにする。銅のエッチング
液に基板２０を短時間浸漬した場合には、ビアホール１
４内にまでエッチング液が入り込まないので、ビアホー
ル１４内を除く無電解銅めっき皮膜２１上のめっき促進
剤２２を選択的に剥離することができる。
【００１７】上記剥離工程は、シアン電解浴によるシア
ン電解処理によっても行うことができる。あるいは無電
解銅めっき２１表面に対して紫外線を斜めに照射する紫
外線処理によってめっき促進剤２２を分解させて剥離す
るようにしてもよい。紫外線を基板２０に対して斜めに
照射することによって、紫外線がビアホール１４内に進
入せず、したがって、ビアホール１４以外の部分に付着
しているめっき促進剤を選択的に剥離可能である。ある
いは、絶縁層１２表面の無電解銅めっき皮膜２１表面を
研磨する研磨処理によってもめっき促進剤２２を選択的
に除去できる。
ン電解処理によっても行うことができる。あるいは無電
解銅めっき２１表面に対して紫外線を斜めに照射する紫
外線処理によってめっき促進剤２２を分解させて剥離す
るようにしてもよい。紫外線を基板２０に対して斜めに
照射することによって、紫外線がビアホール１４内に進
入せず、したがって、ビアホール１４以外の部分に付着
しているめっき促進剤を選択的に剥離可能である。ある
いは、絶縁層１２表面の無電解銅めっき皮膜２１表面を
研磨する研磨処理によってもめっき促進剤２２を選択的
に除去できる。
【００１８】このような剥離工程を行って後、絶縁層１
２表面およびビアホール１４内の無電解銅めっき皮膜２
１上に電解銅めっきを施してビアフィリングを行う電解
銅めっき工程を行う。銅めっき液の組成の一例を下記に
示す。 硫酸銅 １２０ｇ／ｌ 硫酸 １９０ｇ／ｌ 塩素イオン ５０ｐｐｍ 添加剤 ４０ｍｌ／ｌ 添加剤の組成の一例を下記に示す。 ＰＥＧ４０００ １８０ｇ／ｌ （ポリエチレングリコール） ＰＰＧ４２５ ７２ｇ／ｌ （ポリプロピレングリコール） 添加剤としてこのようなポリマー成分を添加するとよ
い。
２表面およびビアホール１４内の無電解銅めっき皮膜２
１上に電解銅めっきを施してビアフィリングを行う電解
銅めっき工程を行う。銅めっき液の組成の一例を下記に
示す。 硫酸銅 １２０ｇ／ｌ 硫酸 １９０ｇ／ｌ 塩素イオン ５０ｐｐｍ 添加剤 ４０ｍｌ／ｌ 添加剤の組成の一例を下記に示す。 ＰＥＧ４０００ １８０ｇ／ｌ （ポリエチレングリコール） ＰＰＧ４２５ ７２ｇ／ｌ （ポリプロピレングリコール） 添加剤としてこのようなポリマー成分を添加するとよ
い。
【００１９】上記銅めっき液には、めっき促進剤が混入
されていない。銅めっき液の組成は上記に限定されるも
のではない。上記のように、めっき促進剤溶液に基板２
０を浸漬した後、ビアホール１４内を除く絶縁層表面に
付着しためっき促進剤を剥離して電解銅めっきを行うこ
とによって、図６に示すように、ビアホール１４内に電
流が集中し、ビアホール１４内を電解銅めっきで埋める
ビアフィリングが行える（図４）。次に、絶縁層１２上
に形成された銅めっき皮膜２３および２１をエッチング
して上層の配線パターン２４を形成する（図５）。上記
工程を繰り返すことによって、層間の配線パターンが銅
めっきによって導通された多層の回路基板を得ることが
できる。
されていない。銅めっき液の組成は上記に限定されるも
のではない。上記のように、めっき促進剤溶液に基板２
０を浸漬した後、ビアホール１４内を除く絶縁層表面に
付着しためっき促進剤を剥離して電解銅めっきを行うこ
とによって、図６に示すように、ビアホール１４内に電
流が集中し、ビアホール１４内を電解銅めっきで埋める
ビアフィリングが行える（図４）。次に、絶縁層１２上
に形成された銅めっき皮膜２３および２１をエッチング
して上層の配線パターン２４を形成する（図５）。上記
工程を繰り返すことによって、層間の配線パターンが銅
めっきによって導通された多層の回路基板を得ることが
できる。
【００２０】図１２は、めっき促進剤の特性を示すグラ
フである。上記銅めっき液に、めっき促進剤を添加しな
いで銅めっきを行った場合と、５分後にめっき促進剤を
銅めっき液に１ｐｐｍ添加した場合における、銅めっき
液中に設置した参照電極に対する陰極電位の変移を調べ
たものである。めっき促進剤として、3-メルカプト-1-
プロパンスルホン酸ナトリウム、2-メルカプトエタンス
ルホン酸ナトリウム、ビス-（3-スルフォプロピル）-ジ
スルファイドジソディウムを添加した場合のいずれも、
添加前に比して陰極電位が正側にシフトしていることが
わかる。
フである。上記銅めっき液に、めっき促進剤を添加しな
いで銅めっきを行った場合と、５分後にめっき促進剤を
銅めっき液に１ｐｐｍ添加した場合における、銅めっき
液中に設置した参照電極に対する陰極電位の変移を調べ
たものである。めっき促進剤として、3-メルカプト-1-
プロパンスルホン酸ナトリウム、2-メルカプトエタンス
ルホン酸ナトリウム、ビス-（3-スルフォプロピル）-ジ
スルファイドジソディウムを添加した場合のいずれも、
添加前に比して陰極電位が正側にシフトしていることが
わかる。
【００２１】なお、電解銅めっき液には、ビアホール１
４内に効果的に電流が集中するように、めっき促進剤を
添加しないものを用いるのが好適であるが、めっき促進
剤を添加した電解銅めっき液を用いてもよい。この場合
にも、既に上記浸漬工程でビアホール１４内にはめっき
促進剤が付着しているため、ビアホール１４内に電流が
集中し、ビアホール１４内を銅めっきで埋めることがで
きる。
４内に効果的に電流が集中するように、めっき促進剤を
添加しないものを用いるのが好適であるが、めっき促進
剤を添加した電解銅めっき液を用いてもよい。この場合
にも、既に上記浸漬工程でビアホール１４内にはめっき
促進剤が付着しているため、ビアホール１４内に電流が
集中し、ビアホール１４内を銅めっきで埋めることがで
きる。
【００２２】また、前記剥離工程の代わりに、電解銅め
っき工程の初期の段階で、逆電解処理を行うようにして
もよい。例えば、電解銅めっき開始後数分後に、３０秒
毎等に陽極（正）と陰極（負）の極性を反転させて数分
間銅めっきを行う。極性を反転した際に、ビアホール１
４以外の部分に付着しているめっき促進剤の剥離が進行
し、ビアホール１４内へ電流を集中させることができ、
ビアホール１４内を銅めっきで埋めることができた。
っき工程の初期の段階で、逆電解処理を行うようにして
もよい。例えば、電解銅めっき開始後数分後に、３０秒
毎等に陽極（正）と陰極（負）の極性を反転させて数分
間銅めっきを行う。極性を反転した際に、ビアホール１
４以外の部分に付着しているめっき促進剤の剥離が進行
し、ビアホール１４内へ電流を集中させることができ、
ビアホール１４内を銅めっきで埋めることができた。
【００２３】あるいは、前記剥離工程の代わりに、電解
銅めっき工程で正負の反転するパルスめっきを行うよう
にしてもよい。例えば、正電流（めっき電流）を１０ｍ
ｓ、負電流を１ｍｓとするパルスめっき（PPR電解めっ
き）を行うことにより、ビアホール１４以外の部分に付
着しているめっき促進剤の剥離作用がなされ、ビアホー
ル１４内を銅めっきで埋めることができた。
銅めっき工程で正負の反転するパルスめっきを行うよう
にしてもよい。例えば、正電流（めっき電流）を１０ｍ
ｓ、負電流を１ｍｓとするパルスめっき（PPR電解めっ
き）を行うことにより、ビアホール１４以外の部分に付
着しているめっき促進剤の剥離作用がなされ、ビアホー
ル１４内を銅めっきで埋めることができた。
【００２４】あるいはまた、前記めっき促進剤の剥離工
程を省き、電解銅めっきの工程で、めっき促進剤を含ま
ない銅めっき液を用いることだけでもビアホール１４内
を銅めっきで埋めることができる。この場合にも既に浸
漬処理の段階でビアホール１４内にめっき促進剤を付着
させてあるので、ビアホール１４内に電流を集中できる
からである。
程を省き、電解銅めっきの工程で、めっき促進剤を含ま
ない銅めっき液を用いることだけでもビアホール１４内
を銅めっきで埋めることができる。この場合にも既に浸
漬処理の段階でビアホール１４内にめっき促進剤を付着
させてあるので、ビアホール１４内に電流を集中できる
からである。
【００２５】また、無電解銅めっき工程と浸漬工程との
間に、無電解銅めっき皮膜２１上に電解によるストライ
ク銅めっき皮膜を形成するめっき工程を行うとさらに好
適である。これにより無電解銅めっき皮膜２１上に純粋
な銅の皮膜が形成された状態となるので、無電解銅めっ
き皮膜２１の表面の酸化等によるめっき促進剤の未着を
防止することができ、この清浄な銅表面にめっき促進剤
がムラなく均一に付着するので、確実にビアホール１４
内を銅めっきで埋めることができるようになる。
間に、無電解銅めっき皮膜２１上に電解によるストライ
ク銅めっき皮膜を形成するめっき工程を行うとさらに好
適である。これにより無電解銅めっき皮膜２１上に純粋
な銅の皮膜が形成された状態となるので、無電解銅めっ
き皮膜２１の表面の酸化等によるめっき促進剤の未着を
防止することができ、この清浄な銅表面にめっき促進剤
がムラなく均一に付着するので、確実にビアホール１４
内を銅めっきで埋めることができるようになる。
【００２６】
【実施例】〔実施例１〕導体層が底面に露出するように
絶縁層にビアホールが形成された基板表面に無電解銅め
っきを施し、この基板を、3-メルカプト-1-プロパンス
ルホン酸ナトリウム（めっき促進剤）の１％水溶液に、
１５分間揺動させながら浸漬し、無電解銅めっき皮膜の
表面にめっき促進剤を付着させた。水洗後、シアン電解
浴（NaCN ２０ｇ／ｌ、NaOH １４０ｇ／ｌ）で、基板
側を陰極にして、常温、１．４Ｖ、３０秒間電解して、
ビアホール内以外の無電解銅めっき皮膜表面のめっき促
進剤を剥離した。水洗後、上記電解銅めっき浴を用い
て、常温、１Ａ／ｄｍ2の電流密度、１００分間のめっ
き条件で電解銅めっきを施した結果を図７および図８に
示す。図７は開口部の直径４６μｍ、深さ５３μｍ、ア
スペクト比１．１５のビアホールであるが、銅めっきで
ビアホール-内が完全に埋められている。図８は開口部
の直径２８μｍ、深さ５３μｍ、アスペクト比１．８９
のビアホールであるが、銅めっきでビアホール内が完全
に埋められている。なお、3-メルカプト-1-プロパンス
ルホン酸ナトリウムの代わりに、2-メルカプトエタンス
ルホン酸ナトリウムあるいはビス-（3-スルフォプロピ
ル）-ジスルファイドジソディウムを用いた場合にも同
様の結果が得られた。また、これら促進剤の１種以上を
混合して用いた場合も同様の結果が得られた。
絶縁層にビアホールが形成された基板表面に無電解銅め
っきを施し、この基板を、3-メルカプト-1-プロパンス
ルホン酸ナトリウム（めっき促進剤）の１％水溶液に、
１５分間揺動させながら浸漬し、無電解銅めっき皮膜の
表面にめっき促進剤を付着させた。水洗後、シアン電解
浴（NaCN ２０ｇ／ｌ、NaOH １４０ｇ／ｌ）で、基板
側を陰極にして、常温、１．４Ｖ、３０秒間電解して、
ビアホール内以外の無電解銅めっき皮膜表面のめっき促
進剤を剥離した。水洗後、上記電解銅めっき浴を用い
て、常温、１Ａ／ｄｍ2の電流密度、１００分間のめっ
き条件で電解銅めっきを施した結果を図７および図８に
示す。図７は開口部の直径４６μｍ、深さ５３μｍ、ア
スペクト比１．１５のビアホールであるが、銅めっきで
ビアホール-内が完全に埋められている。図８は開口部
の直径２８μｍ、深さ５３μｍ、アスペクト比１．８９
のビアホールであるが、銅めっきでビアホール内が完全
に埋められている。なお、3-メルカプト-1-プロパンス
ルホン酸ナトリウムの代わりに、2-メルカプトエタンス
ルホン酸ナトリウムあるいはビス-（3-スルフォプロピ
ル）-ジスルファイドジソディウムを用いた場合にも同
様の結果が得られた。また、これら促進剤の１種以上を
混合して用いた場合も同様の結果が得られた。
【００２７】〔実施例２〕導体層が底面に露出するよう
に絶縁層にビアホールが形成された基板表面に無電解銅
めっきを施し、この基板を、3-メルカプト-1-プロパン
スルホン酸ナトリウム １．５ｇ／ｌのめっき促進剤溶
液に３分浸漬して、無電解銅めっき皮膜上にめっき促進
剤を付着させた。水洗後、上記電解銅めっきを用いて、
常温、１Ａ／ｄｍ2の電流密度、１００分間のめっき条
件で電解銅めっきを施した。その際、めっき開始後２分
から９分の間、３０秒毎に陽極と陰極の極性を反転させ
る処理を行った。その結果を図９、図１０に示す。図９
は開口部の直径が４０μｍのビアホールのもの、図１０
は開口部の直径が６０μｍのビアホールのものである
が、いずれもビアホール内が十分に銅めっきで埋められ
ている。なお、3-メルカプト-1-プロパンスルホン酸ナ
トリウムの代わりに、2-メルカプトエタンスルホン酸ナ
トリウムあるいはビス-（3-スルフォプロピル）-ジスル
ファイドジソディウムを用いた場合にも同様の結果が得
られた。また、これら促進剤の１種以上を混合して用い
た場合も同様の結果が得られた。
に絶縁層にビアホールが形成された基板表面に無電解銅
めっきを施し、この基板を、3-メルカプト-1-プロパン
スルホン酸ナトリウム １．５ｇ／ｌのめっき促進剤溶
液に３分浸漬して、無電解銅めっき皮膜上にめっき促進
剤を付着させた。水洗後、上記電解銅めっきを用いて、
常温、１Ａ／ｄｍ2の電流密度、１００分間のめっき条
件で電解銅めっきを施した。その際、めっき開始後２分
から９分の間、３０秒毎に陽極と陰極の極性を反転させ
る処理を行った。その結果を図９、図１０に示す。図９
は開口部の直径が４０μｍのビアホールのもの、図１０
は開口部の直径が６０μｍのビアホールのものである
が、いずれもビアホール内が十分に銅めっきで埋められ
ている。なお、3-メルカプト-1-プロパンスルホン酸ナ
トリウムの代わりに、2-メルカプトエタンスルホン酸ナ
トリウムあるいはビス-（3-スルフォプロピル）-ジスル
ファイドジソディウムを用いた場合にも同様の結果が得
られた。また、これら促進剤の１種以上を混合して用い
た場合も同様の結果が得られた。
【００２８】〔実施例３〕導体層が底面に露出するよう
に絶縁層にビアホールが形成された基板表面に無電解銅
めっきを施し、この基板を、3-メルカプト-1-プロパン
スルホン酸ナトリウムの１％水溶液に、１０分間揺動さ
せながら浸漬し、無電解銅めっき皮膜の表面にめっき促
進剤を付着させた。水洗後、実施例１の電解銅めっき液
を用いて、下記の条件でPPR電解銅めっきを行った。 正電流時間 １０ｍｓ 負電流時間 ０．５ｍｓ 正電流密度 １Ａ／ｄｍ2 負電流密度 ３Ａ／ｄｍ2 めっき時間１００分 上記電解銅めっきの結果を図１１に示す。開口部の直径
が１００μｍ、深さ３０μｍのビアホール内を十分に銅
めっきで埋めることができた。なお、3-メルカプト-1-
プロパンスルホン酸ナトリウムの代わりに、2-メルカプ
トエタンスルホン酸ナトリウムあるいはビス-（3-スル
フォプロピル）-ジスルファイドジソディウムを用いた
場合にも同様の結果が得られた。また、これら促進剤の
１種以上を混合して用いた場合も同様の結果が得られ
た。
に絶縁層にビアホールが形成された基板表面に無電解銅
めっきを施し、この基板を、3-メルカプト-1-プロパン
スルホン酸ナトリウムの１％水溶液に、１０分間揺動さ
せながら浸漬し、無電解銅めっき皮膜の表面にめっき促
進剤を付着させた。水洗後、実施例１の電解銅めっき液
を用いて、下記の条件でPPR電解銅めっきを行った。 正電流時間 １０ｍｓ 負電流時間 ０．５ｍｓ 正電流密度 １Ａ／ｄｍ2 負電流密度 ３Ａ／ｄｍ2 めっき時間１００分 上記電解銅めっきの結果を図１１に示す。開口部の直径
が１００μｍ、深さ３０μｍのビアホール内を十分に銅
めっきで埋めることができた。なお、3-メルカプト-1-
プロパンスルホン酸ナトリウムの代わりに、2-メルカプ
トエタンスルホン酸ナトリウムあるいはビス-（3-スル
フォプロピル）-ジスルファイドジソディウムを用いた
場合にも同様の結果が得られた。また、これら促進剤の
１種以上を混合して用いた場合も同様の結果が得られ
た。
【００２９】以上本発明につき好適な実施例を挙げて種
々説明したが、本発明はこの実施例に限定されるもので
はなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を
施し得るのはもちろんである。
々説明したが、本発明はこの実施例に限定されるもので
はなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を
施し得るのはもちろんである。
【００３０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、アスペク
ト比の大きなビアホールであっても十分にビアフィリン
グを行えるという著効を奏する。
ト比の大きなビアホールであっても十分にビアフィリン
グを行えるという著効を奏する。
【図１】銅皮膜を形成した状態の説明図、
【図２】めっき促進剤溶液に浸漬した状態の説明図、
【図３】めっき促進剤を部分剥離した状態の説明図、
【図４】ビアフィリングをした状態の説明図、
【図５】上層の配線パターンを形成した説明図、
【図６】ビアホールに電流が集中した状態を示す説明
図、
図、
【図７】実施例１のビアフィリング状態を示す説明図、
【図８】実施例１のビアフィリング状態を示す説明図、
【図９】実施例２のビアフィリング状態を示す説明図、
【図１０】実施例２のビアフィリング状態を示す説明
図、
図、
【図１１】実施例３のビアフィリング状態を示す説明
図、
図、
【図１２】めっき促進剤の特性を示すグラフである。
【図１３】ビルドアップ法の工程を示し、絶縁層を形成
した説明図、
した説明図、
【図１４】ビアホールを形成した説明図、
【図１５】銅めっき皮膜を形成した説明図、
【図１６】配線パターンを形成した説明図、
【図１７】ビアホールが袋穴状になった状態の説明図で
ある。
ある。
１０ 配線パターン １２ 絶縁層 １４ ビアホール ２０ 基板 ２１ 無電解銅めっき皮膜 ２２ めっき促進剤（層） ２３ 銅めっき皮膜 ２４ 配線パターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5E317 AA24 BB12 CC32 CC33 CD11 GG01 GG14 5E343 AA02 AA11 AA12 BB24 BB71 CC32 CC52 CC54 CC80 DD33 DD34 DD43 DD44 EE14 FF16 GG06 GG11 5E346 AA12 AA15 AA32 AA35 AA43 CC08 CC32 CC57 CC60 DD22 EE31 EE33 FF07 FF13 FF14 GG17 HH11 HH31
Claims (10)
- 【請求項１】 導体層が底面に露出するように基板の絶
縁層に形成されたビアホール内に、銅めっきを施してビ
アホール内をめっき金属により充填するビアフィリング
めっき方法において、 前記基板の絶縁層表面およびビアホールの底面を含む壁
面に銅皮膜を形成する銅皮膜形成工程と、 めっき促進剤が添加された水溶液中に、前記銅皮膜が形
成された基板を浸漬して、前記銅皮膜表面にめっき促進
剤を付着させる浸漬工程と、 ビアホールの底面を含む内壁面を除く前記銅皮膜表面に
付着しためっき促進剤を除去する剥離工程と、 前記剥離工程の後、絶縁層表面に形成された銅皮膜およ
びビアホールの底面を含む壁面に形成された銅皮膜上に
電解銅めっきを施して前記ビアホール内にめっき金属を
充填する電解銅めっき工程とを含むことを特徴とするビ
アフィリングめっき方法。 - 【請求項２】 めっき促進剤が、下記の一般式〔化１〕
もしくは〔化２〕で表される１種以上の硫黄化合物であ
ることを特徴とする請求項１記載のビアフィリングめっ
き方法。 【化１】 【化２】 - 【請求項３】 〔化１〕のめっき促進剤が、3-メルカプ
ト-1-プロパンスルホン酸ナトリウムもしくは2-メルカ
プトエタンスルホン酸ナトリウムであることを特徴とす
る請求項２記載のビアフィリングめっき方法。 - 【請求項４】 〔化２〕のめっき促進剤が、ビス-（3-
スルフォプロピル）-ジスルファイドジソディウムであ
ることを特徴とする請求項２記載のビアフィリングめっ
き方法。 - 【請求項５】 前記剥離工程は、銅のエッチング液を用
いるエッチング処理、シアン電解浴を用いるシアン電解
処理、前記銅皮膜表面に紫外線を斜めに照射する紫外線
処理、または前記銅皮膜表面を研磨する研磨処理を施す
工程であることを特徴とする請求項１、２、３または４
記載のビアフィリングめっき方法。 - 【請求項６】 前記剥離工程を省き、前記浸漬工程の
後、前記電解銅めっき工程の初期の段階において、逆電
解処理を施すことを特徴とする請求項１、２、３または
４記載のビアフィリングめっき方法。 - 【請求項７】 前記剥離工程を省き、前記浸漬工程の
後、前記電解銅めっき工程で正負の反転するパルスめっ
きを施すことを特徴とする請求項１、２、３または４記
載のビアフィリングめっき方法。 - 【請求項８】 前記電解銅めっき工程において、めっき
促進剤を含まない電解銅めっき液を用いることを特徴と
する請求項１、２、３、４、５、６または７記載のビア
フィリングめっき方法。 - 【請求項９】 前記めっき促進剤に3-メルカプト-1-プ
ロパンスルホン酸ナトリウムもしくは2-メルカプトエタ
ンスルホン酸ナトリウムを用いて前記浸漬工程を行い、 前記剥離工程を省き、 前記電解銅めっき工程において、めっき促進剤を含まな
い電解銅めっき液を用いることを特徴とする請求項１記
載のビアフィリングめっき方法。 - 【請求項１０】 前記浸漬工程の前に、前記銅皮膜表面
に銅ストライクめっきを施すことを特徴とする１、２、
３、４、５、６、７、８または９記載のビアフィリング
めっき方法。
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