JP2002016357A - 多層配線基板の製造方法及び半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コア基材の両面に形成された電解銅めっき層
の膜厚を均一に薄くすることができ、かつそれを低コス
トで行なうことができる多層配線基板の製造方法、及び
その製造方法を用いて作成された半導体装置を提供する
こと。 【解決手段】 コア基材１０２の厚さ方向にスルーホー
ル（貫通孔）１０２ａを形成する開口工程と、このコア
基材１０２の表面及びスルーホール１０２ａの内壁に電
解銅めっき層（金属めっき層）１１０を形成するめっき
工程と、スルーホール１０２ａにスルーホール穴埋め樹
脂１０９を充填する樹脂充填工程と、この樹脂充填工程
の後に、スルーホール穴埋め樹脂１０９で覆われていな
い部分の電解銅めっき層１１０をエッチングして該部分
の膜厚を薄くするエッチング工程とを含むことを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多層配線基板の製
造方法、及び半導体装置に関し、より詳細には、コア基
材の両面や絶縁層の表面に形成される金属めっき層の膜
厚を薄くするのに有用な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体素子の高集積化、及び電子
部品の小型化に伴い、それらを搭載する配線基板の高密
度化が進んでいる。このような高密度な配線基板とし
て、配線層を多層にわたって積層した多層配線基板があ
る。従来例に係るこの多層配線基板を図９に示す。

【０００３】図９は、従来例に係る多層配線基板につい
て示す断面図である。図９に示されるように、従来例に
係る多層配線基板３０１は、中心にコア基材３０２を備
えており、該コア基材３０２の両面には、Ｌ４配線層３
０３ｄ及びＬ５配線層３０３ｅが形成されている（配線
層は、半導体素子搭載面に近いものから順にＬ１配線
層、Ｌ２配線層、・・・と称することにする）。そし
て、これらＬ４配線層３０３ｄ及びＬ５配線層３０３ｅ
の上には層間絶縁層３０４が形成されており、更にこの
層間絶縁層３０４の上にはＬ３配線層３０３ｃ及びＬ６
配線層３０３ｆが形成されている。このように、多層配
線基板３０１は、コア基材３０２を中心にして、Ｌ１配
線層３０３ａ〜Ｌ８配線層３０３ｈと層間絶縁層３０４
とが交互に複数積層されている。

【０００４】なお、この多層配線基板３０１の両面には
ソルダレジスト３０６が塗布されている。このソルダレ
ジスト３０６は、搭載される半導体素子３０７のはんだ
バンプ３０８や、多層配線基板３０１をマザーボード
（図示せず）に搭載するためのはんだバンプ３１２が、
それらをリフローする際にＬ１配線層３０３ａやＬ８配
線層３０３ｈの所望部分以外に付着するのを防ぐように
機能する。

【０００５】ところで、コア基材３０２には、図示のよ
うにスルーホール３０２ａが開口されている。このスル
ーホール３０２ａの内壁には電解銅めっき層３１０が形
成され、該電解銅めっき層３１０はコア基材３０２の両
面に形成されているＬ４配線層３０３ｄとＬ５配線層３
０３ｅとを電気的に接続するように機能する。更に、ス
ルーホール３０２ａの内部は、スルーホール穴埋め樹脂
３０９により充填されている。このようにスルーホール
穴埋め樹脂３０９でスルーホール３０２ａの内部を充填
することにより、次のような効果を得ることができる。

【０００６】まず第１に、スルーホール３０２ａの内部
を充填しない場合に比べ、多層配線基板３０１の表面の
平坦性が向上する。第２に、スルーホール３０２ａの内
部を充填すると、該スルーホール３０２ａの上にも配線
を引き回すことができ、配線を設計する際の自由度が増
える。そして第３に、熱膨張係数がコア基材３０２のそ
れとほぼ同じ値のスルーホール穴埋め樹脂３０９を用い
ることにより、スルーホール３０２ａの内壁に形成され
ている銅めっき層にクラックが生じるのを防ぐことがで
きる。

【０００７】次に、上記したＬ４配線層３０３ｄ及びＬ
５配線層３０３ｅが形成されるまでの従来例に係る多層
配線基板３０１の製造方法について、図１０（ａ）〜
（ｄ）、及び図１１（ａ）〜（ｂ）を参照しながら説明
する。図１０（ａ）〜（ｄ）、及び図１１（ａ）〜
（ｂ）は、従来例に係る多層配線基板の製造方法につい
て説明する断面図である。

【０００８】まず、図１０（ａ）に示すように、ドリル
加工により、コア基材３０２にスルーホール３０２ａ、
３０２ａ、・・・を開口する。次いで、図１０（ｂ）に
示すように、全体に無電解銅めっき層３１３を形成した
後、該無電解銅めっき層３１３を給電層にして電解銅め
っき層３１０を形成する。

【０００９】続いて、図１０（ｃ）に示すように、スル
ーホール３０２ａ内にスルーホール穴埋め樹脂３０９を
充填する。これは、電解銅めっき層３１０の表面にスク
リーン版（図示せず）を置き、該スクリーン版を通じて
スクリーン印刷により行なわれる。このスクリーン版
は、スルーホール３０２ａに対応する位置に開口部を有
しており、その開口部を介してスルーホール３０２ａに
スルーホール穴埋め樹脂３０９が充填される。このと
き、図示のように、スルーホール３０２ａの両開口端
（開口部）からスルーホール穴埋め樹脂３０９が僅かに
はみ出る。

【００１０】次に、図１０（ｄ）に示すように、このは
み出た部分のスルーホール穴埋め樹脂３０９を除去する
ために、ロールバフや研磨ベルトを用いて該部分を研磨
する。以下、この工程のことを研磨工程と称す。次い
で、図１１（ａ）に示すように、スルーホール穴埋め樹
脂３０９の露出面及び電解銅めっき層３１０上に無電解
銅めっき層（図示せず）を形成し、該無電解銅めっき層
を給電層にしてその上に電解銅めっき層３１１を形成す
る。

【００１１】その後、図１１（ｂ）に示すように、電解
銅めっき層３１１、電解銅めっき層３１０、及び無電解
銅めっき層３１３をパターニングし、Ｌ４配線層３０３
ｄ及びＬ５配線層３０３ｅを形成する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図１１
（ｂ）に示されるように、Ｌ４配線層３０３ｄ及びＬ５
配線層３０３ｅは、電解銅めっき層３１０の上下に無電
解銅めっき層３１３と電解銅めっき層３１１とを積層し
てなるものであるが、このうち電解銅めっき層３１０の
膜厚はできるだけ薄いのが望ましい。これは、第１に
は、図１１（ｂ）に示される工程で電解銅めっき層３１
０、無電解銅めっき層３１３、及び電解銅めっき層３１
１をパターニングする際、電解銅めっき層３１０の膜厚
が厚いと、エッチング精度が悪くなるためＬ４配線層３
０３ｄ及びＬ５配線層３０３ｅを微細にすることができ
ず、配線パターンを微細化したいという時代の要求をか
なえることができないからである。

【００１３】そして、第２には、電解銅めっき層３１０
の膜厚が厚いと、Ｌ４配線層３０３ｄ及びＬ５配線層３
０３ｅの凹凸が大きくなるため、それらの上部に形成さ
れる層間絶縁層の表面も凹凸を有するようになり、配線
層を所望に多層化できなくなるからである。一方、スル
ーホール３０２ａの内壁に形成される電解銅めっき層３
１０の膜厚は、できるだけ厚いのが望ましい。これは、
この部分の電解銅めっき層３１０の膜厚が薄いと、熱サ
イクル試験時に該電解銅めっき層３１０にクラックが入
りやすくなり、コア基材３０２の上下に形成されている
Ｌ４配線層３０３ｄとＬ５配線層３０３ｅとの接続信頼
性が低減してしまうためである。

【００１４】上記したことをまとめると、コア基材３０
２の両面に形成される電解銅めっき層３１０の膜厚は薄
い方が良く、スルーホール３０２ａの内壁に形成される
電解銅めっき層３１０の膜厚は厚い方が良い。この点に
鑑み、従来においては、図１０（ｂ）に示される工程に
おいて、スルーホール３０２ａの内壁における膜厚が十
分な厚さとなるように、該スルーホール３０２ａの内壁
とコア基材３０２の両面とに電解銅めっき層３１０を形
成していた。そして、コア基材３０２の両面に厚く形成
された電解銅めっき層３１０を薄くするために、図１０
（ｄ）に示される研磨工程において、はみ出したスルー
ホール穴埋め樹脂３０９だけでなく、電解銅めっき層３
１０も研磨し、該電解銅めっき層３１０の膜厚を薄くし
ていた。

【００１５】しかしながら、この方法では、膜厚を薄く
するために電解銅めっき層３１０の研磨量が増加した場
合に、高価な研磨剤を多く使うことになり、研磨工程の
コストが高くなってしまう。また、研磨は、残膜の膜厚
をコントロールするのが難しく、研磨後の電解銅めっき
層３１０の膜厚が場所によってばらついてしまう。本発
明は、係る従来例の問題点に鑑みて創作されたものであ
り、コア基材の両面に形成された電解銅めっき層の膜厚
を均一に薄くすることができ、かつそれを低コストで行
なうことができる多層配線基板の製造方法、及びその製
造方法を用いて作成された半導体装置を提供することを
目的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記した課題は、第１の
発明である、コア基材の厚さ方向に貫通孔を形成する開
口工程と、前記コア基材の表面及び前記貫通孔の内壁に
金属めっき層を形成するめっき工程と、前記貫通孔に樹
脂を充填する樹脂充填工程と、前記樹脂充填工程の後
に、前記樹脂で覆われていない部分の前記金属めっき層
をエッチングして該部分の膜厚を薄くするエッチング工
程とを含むことを特徴とする多層配線基板の製造方法に
よって解決する。

【００１７】又は、第２の発明である、配線層と電気的
絶縁層とが交互に複数枚積層され、最上層及び最下層に
前記絶縁層が積層された積層体の厚さ方向に貫通孔を形
成する開口工程と、前記最上層及び最下層の絶縁層の表
面及び前記貫通孔の内壁に金属めっき層を形成するめっ
き工程と、前記貫通孔に樹脂を充填する樹脂充填工程
と、前記樹脂充填工程の後に、前記樹脂で覆われていな
い部分の前記金属めっき層をエッチングして該部分の膜
厚を薄くするエッチング工程とを含むことを特徴とする
多層配線基板の製造方法によって解決する。

【００１８】又は、第３の発明である、前記樹脂充填工
程は、前記樹脂を前記貫通孔の開口部から該開口部の周
縁領域にはみ出させて該開口部を覆う傘部が形成される
ように充填し、前記エッチング工程の後に、前記傘部を
研磨して除去すると共に、該傘部に覆われている部分の
前記金属めっき層を研磨して該部分の膜厚を前記傘部に
覆われていない部分の前記金属めっき層の膜厚に等しく
する研磨工程を含むことを特徴とする第１の発明又は第
２の発明に記載の多層配線基板の製造方法によって解決
する。

【００１９】又は、第４の発明である、前記傘部の径
は、前記貫通孔の径よりも大きいことを特徴とする第１
の発明から第３の発明のいずれか一の発明に記載の多層
配線基板の製造方法によって解決する。又は、第５の発
明である、第１の発明から第４の発明のいずれか一の発
明に記載の多層配線基板の製造方法を用いて作製された
多層配線基板に半導体素子を搭載したことを特徴とする
半導体装置によって解決する。

【００２０】次に、本発明の作用について説明する。本
発明に係る多層配線基板の製造方法によれば、開口工程
においてコア基材の厚さ方向に貫通孔を形成した後、め
っき工程においてコア基材の表面及び貫通孔の内壁に金
属めっき層を形成する。その後、樹脂充填工程において
貫通孔に樹脂を充填した後、この樹脂で覆われていない
部分の上記金属めっき層をエッチング工程においてエッ
チングして該部分の膜厚を薄くする。

【００２１】これによると、樹脂で覆われていない部分
の金属めっき層は、従来のように研磨を用いるのではな
く、エッチングによりその膜厚が薄くされる。エッチン
グは、研磨に比べて残膜のばらつきが少ないので、金属
めっき層を均一に薄くすることができる。更に、この方
法によると、研磨に必要とされる高価な研磨剤を必要と
しないので、従来よりも低コストで金属めっき層の膜厚
を薄くすることができる。

【００２２】更に、本発明に係る他の多層配線基板の製
造方法によると、上記樹脂充填工程において、樹脂を貫
通孔の開口部から該開口部の周縁領域にはみ出させて該
開口部を覆う傘部が形成されるように充填する。そし
て、上記エッチング工程の後に、この傘部を研磨して除
去すると共に、該傘部に覆われている部分の金属めっき
層を研磨し、該部分の膜厚を傘部に覆われていない部分
の金属めっき層の膜厚に等しくする研磨工程が行なわれ
る。

【００２３】これによると、樹脂の傘部により、エッチ
ング工程で用いられるエッチング液が貫通孔に浸入する
のを防ぐことができる。従って、貫通孔の内壁に形成さ
れている金属めっき層がエッチング液によりエッチング
されるのを防ぐことができ、該金属めっき層が導通不良
を起こすのを防ぐことができる。このとき、樹脂の傘部
の径を貫通孔の径よりも大きくすることにより、エッチ
ング液が貫通孔へ浸入するのをより確実に防ぐことがで
きる。

【００２４】なお、上で説明した本発明に係る多層配線
基板の製造方法は、コア基材の表面に形成された金属め
っき層の膜厚を薄くするのに有用な発明であるが、該発
明は多層配線基板の層間絶縁層上に形成された金属めっ
き層を薄くするのにも有用である。すなわち、本発明に
係る別の多層配線基板の製造方法のように、最上層及び
最下層に電気的絶縁層が形成された積層体の厚さ方向に
貫通孔を開口し、これら絶縁層の表面及び上記貫通孔の
内壁に金属めっき層を形成し、この貫通孔に樹脂を充填
し、そしてこの樹脂に覆われていない部分の金属めっき
層をエッチングして該部分の膜厚を薄くしても、上で説
明したのと同様の作用が奏される。

【００２５】

【発明の実施の形態】（１）第１の実施の形態 （ｉ）本実施形態に係る多層配線基板の製造方法を用い
て作製された多層配線基板についての説明 次に、本実施形態に係る多層配線基板の製造方法を用い
て作製された多層配線基板について、図１を参照しなが
ら説明する。

【００２６】図１は、本実施形態に係る多層配線基板の
製造方法を用いて作製された多層配線基板の断面図であ
る。同図に示されるように、この多層配線基板１０１
は、その中心にコア基材１０２を備えている。このコア
基材１０２には、例えばガラス・エポキシ基板やセラミ
ック基板等が用いられる。

【００２７】そして、このコア基材１０２の両面には、
Ｌ３配線層１０３ｃとＬ４配線層１０３ｄとが形成され
ている。更に、コア基材１０２にはスルーホール１０２
ａ、１０２ａ、・・・が開口されており、このスルーホ
ール１０２ａ、１０２ａ、・・・の内壁には電解銅めっ
き層１１０（金属めっき層）が形成されている。スルー
ホール１０２ａ、１０２ａ、・・・の内壁に形成された
電解銅めっき層１１０は、コア基材１０２の両面に形成
されているＬ３配線層１０３ｃとＬ４配線層１０３ｄと
を電気的に接続するように機能する。

【００２８】このＬ３配線層１０３ｃ及びＬ４配線層１
０３ｄのそれぞれの上には、感光性ポリイミド樹脂、非
感光性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等から成る層間絶
縁層１０４が形成され、この層間絶縁層１０４の上には
Ｌ２配線層１０３ｂとＬ５配線層１０３ｅが形成されて
いる。そして、上下に隣接する配線層（例えばＬ２配線
層１０３ｂとＬ３配線層１０３ｃ）同士は、ビアホール
１０４ａの内壁に形成された銅めっき層１０５により電
気的に接続されている。

【００２９】図示のように、多層配線基板１０１は、層
間絶縁層１０４とＬ１配線層１０３ａ〜Ｌ６配線層１０
３ｆとがコア基材１０２を中心にして交互に複数積層さ
れた構造となっている。この多層配線基板１０１の半導
体素子搭載面には、ソルダレジスト１０６が塗布されて
いる。このソルダレジスト１０６には、搭載される半導
体素子１０７のはんだバンプ１０８、１０８、・・・に
対応する開口部１０６ａ、１０６ａ、・・・が開口され
ており、該開口部１０６ａ、１０６ａ、・・・の底部に
はＬ１配線層１０３ａの表面が露出している。この開口
部１０６ａの底部に露出したＬ１配線層１０３ａの表面
にはんだバンプ１０８が接合されるように半導体素子１
０７を多層配線基板１０１に搭載し、はんだバンプ１０
８をリフローすることにより、該半導体素子１０７と多
層配線基板１０１とが電気的かつ機械的に接続される。

【００３０】同様に、多層配線基板１０１の半導体素子
搭載面とは反対側の面にもソルダレジスト１０６が塗布
されている。このソルダレジスト１０６にも開口部１０
６ａ、１０６ａ、・・・が開口されており、該開口部１
０６ａ、１０６ａ、・・・から露出しているＬ６配線層
１０３ｆの表面にはんだバンプ１１２、１１２、・・・
が固着されている。はんだバンプ１１２、１１２、・・
・を介して多層配線基板１０１をマザーボード（図示せ
ず）に搭載し、該はんだバンプ１１２、１１２、・・・
をリフローすることにより、多層配線基板１０１とマザ
ーボードとが電気的かつ機械的に接続される。

【００３１】すなわち、多層配線基板１０１に半導体素
子１０７を搭載して成る半導体装置は、はんだバンプ１
１２を介してマザーボードに搭載されるＢＧＡ（Ｂａｌ
ｌ−Ｇｒｉｄ−Ａｒｒａｙ）タイプの半導体装置であ
る。しかしながら、本実施形態はＢＧＡタイプの半導体
装置に限られるものではなく、はんだバンプ１１２に代
えてピンを用いるＰＧＡ（Ｐｉｎ−Ｇｒｉｄ−Ａｒｒａ
ｙ）タイプの半導体装置でも本実施形態と同様の作用、
効果が奏される。

【００３２】ところで、発明が解決しようとする課題の
項で説明したように、スルーホール１０２ａ、１０２
ａ、・・・の内壁の電解銅めっき層１１０の膜厚はでき
るだけ厚いのが良い。本実施形態においては、この部分
の電解銅めっき層１１０の膜厚は約１５〜２０μｍと十
分に厚い。この膜厚では、温度サイクル試験時に、電解
銅めっき層１１０にクラックが入ることがない。

【００３３】また、スルーホール１０２ａ、１０２ａ、
・・・の内部には、熱膨張率がコア基材１０２のそれと
ほぼ同様のスルーホール穴埋め樹脂１０９が充填されて
いる。このスルーホール穴埋め樹脂１０９により、温度
サイクル試験時に、電解銅めっき層１１０にクラックが
更に入り難くなる。一方、コア基材１０２上のＬ３配線
層１０３ｃ及びＬ４配線層１０３ｄは、電解銅めっき層
１１０の上に無電解銅めっき層と電解銅めっき層（図１
には図示せず）とを積層し、パターニングして成るもの
であるが、この部分の電解銅めっき層１１０の膜厚は十
分に薄く形成されている。そのため、Ｌ３配線層１０３
ｃ及びＬ４配線層１０３ｄのパターニング精度が向上
し、該Ｌ３配線層１０３ｃ及びＬ４配線層１０３ｄのパ
ターンを微細にすることができる。そして、電解銅めっ
き層１１０の膜厚が薄いため、Ｌ３配線層１０３ｃ及び
Ｌ４配線層１０３ｄによるコア基材１０２の表面の凹凸
が小さくなり、コア基材１０２上に層間絶縁層１０４を
介して配線層を所望に積層することができる。

【００３４】このような膜厚の薄い電解銅めっき層１１
０は、次に説明する本実施形態に係る多層配線基板の製
造方法により形成される。 （ii）本実施形態に係る多層配線基板の製造方法につい
ての説明 次に、本実施形態に係る多層配線基板の製造方法につい
て、図２（ａ）〜（ｄ）、及び図３（ａ）〜（ｃ）を参
照しながら説明する。

【００３５】図２（ａ）〜（ｄ）、及び図３（ａ）〜
（ｃ）は、本実施形態に係る多層配線基板の製造方法に
ついて示す断面図である。これらの図においては、コア
基材１０２に開口されたスルーホール１０２ａの近傍を
拡大して示してある。まず最初に、図２（ａ）に示すよ
うに、コア基材１０２を用意し、該コア基材１０２の厚
さ方向にドリル加工によりスルーホール（貫通孔）１０
２ａ、１０２ａ、・・・を開口する（開口工程）。本実
施形態においては、コア基材の厚さは約１ｍｍであり、
スルーホール１０２ａの径は約０．２ｍｍである。

【００３６】次に、図２（ｂ）に示すように、このコア
基材１０２の表面全体に、膜厚が約１〜２μｍの無電解
銅めっき層１１３を形成する。そして、この無電解銅め
っき層１１３を給電層にして、該無電解銅めっき層１１
３上に電解銅めっき層１１０（金属めっき層）を形成す
る（めっき工程）。先に説明したように、この電解銅め
っき層１１０の膜厚は１５〜２０μｍと十分に厚い。

【００３７】次いで、図２（ｃ）に示すように、スルー
ホール１０２ａの内部にスルーホール穴埋め樹脂１０９
を充填する（樹脂充填工程）。この充填は、電解銅めっ
き層１１０の表面にスクリーン版（図示せず）を置き、
該スクリーン版を通じてスクリーン印刷により行なわれ
る。このスクリーン版には、スルーホール１０２ａに対
応する位置に開口部を有しており、その開口部を介して
スルーホール１０２ａにスルーホール穴埋め樹脂１０９
が充填される。

【００３８】ここで、図示の如く、スルーホール１０２
ａの両開口端（開口部）から該開口部の周縁領域にスル
ーホール穴埋め樹脂１０９が傘状にはみ出ているのに注
意されたい。この傘状にはみ出た部分を以下では傘部１
０９ａと称す。なお、スルーホール穴埋め樹脂１０９と
しては、紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂が用いられ
る。そして、スルーホール１０２ａの充填が終了する
と、紫外線を照射したり熱を加えたりして、スルーホー
ル穴埋め樹脂１０９を硬化する。

【００３９】続いて、図２（ｄ）に示すように、コア基
材１０２の両面に形成された電解銅めっき層１１０の膜
厚を薄くするために、傘部１０９ａで覆われていない部
分の電解銅めっき層１１０に対してウエットエッチング
を行なう（エッチング工程）。この際に用いられるエッ
チング液としては、例えば過酸化水素水と硫酸とを混合
して成る溶液が用いられる。本実施形態では、この工程
により、電解銅めっき層１１０の膜厚が１〜２μｍ程度
にまで薄くされる。

【００４０】ここで、コア基材１０２の両面に形成され
ている電解銅めっき層１１０及び無電解銅めっき層１１
３は、このウエットエッチングにより完全に除去すべき
ではないことに注意する。これは、この部分の電解銅め
っき層１１０と無電解銅めっき層１１３とを除去する
と、後の工程でＬ３配線層１０３ｃ及びＬ４配線層１０
３ｄ（図１参照）用の新たな銅めっき層をコア基材１０
２上に形成することになるが、この新たな銅めっき層と
スルーホール１０２ａの内壁に元々形成されている電解
銅めっき層１１０との電気的な接続信頼性が十分に得ら
れないからである。

【００４１】このように、本実施形態においては、従来
のように研磨を用いるのではなく、ウエットエッチング
により電解銅めっき層１１０の膜厚を薄くする。ウエッ
トエッチングでは、研磨に比べて残膜の膜厚のばらつき
が少なく、電解銅めっき層１１０を均一に薄くすること
ができる。なお、電解銅めっき層１１０の残膜の膜厚
は、エッチングの時間を適当に調節することにより制御
される。

【００４２】更に、本願発明者は、スルーホール穴埋め
樹脂１０９の傘部１０９ａの径を十分に大きくすること
により、スルーホール１０２ａの内部にエッチング液が
浸入するのを防ぐことができるということを見出した。
すなわち、傘部１０９ａの径が十分でないと、図４に示
すように、スルーホール１０２ａの内部にエッチング液
が浸入してしまう。このようにエッチング液が浸入する
と、スルーホール１０２ａの内壁に形成されている電解
銅めっき層１１０がエッチングされてしまい、該電解銅
めっき層１１０が導通不良を起こしてしまう。そこで、
エッチング液がスルーホール１０２ａの内部に浸入する
のを防ぐために、傘部１０９ａの径を大きくしておくの
が望ましい。具体的には、傘部１０９ａの径をスルーホ
ール１０２ａの径よりも大きくするのが望ましい。傘部
１０９ａの径は、スルーホール１０２ａ内に充填される
スルーホール穴埋め樹脂１０９の量を適当に調節するこ
とにより制御可能である。

【００４３】このようにして電解銅めっき層１１０の膜
厚を薄くした後には、図３（ａ）に示される工程（研磨
工程）が行なわれる。この研磨工程においては、スルー
ホール穴埋め樹脂１０９の傘部１０９ａが機械研磨によ
り除去される。また、これと共に、傘部１０９ａの下に
形成されている電解銅めっき層１１０も研磨され、電解
銅めっき層１１０の表面全体の高さが均一にされる。

【００４４】この研磨工程においては機械研磨が用いら
れるが、これは従来のように電解銅めっき層１１０全体
の膜厚を薄くするために用いるのではなく、傘部１０９
ａとその下にある電解銅めっき層１１０とを研磨するた
めに用いるものである。そのため、この機械研磨におけ
る研磨量は、従来例に係る研磨工程における研磨量と比
較してはるかに少ない。従って、この工程において用い
られる研磨剤の量も、従来例に係る研磨工程におけるの
と比較してはるかに少ない。これにより、研磨剤のコス
トを抑えることができ、電解銅めっき層１１０の膜厚を
薄くする工程のコストを従来に比べて安くすることがで
きる。

【００４５】更に、この工程における機械研磨では、表
面の凸の部分（傘部１０９ａ）のみが研磨される。一般
に、表面の凸の部分のみを研磨するのは、表面全体を研
磨するのに比べ、残膜の膜厚の制御が容易である。その
ため、この工程において残膜の膜厚が場所により異なる
ことは無く、全体を均一に研磨することができる。な
お、傘部１０９ａの径が大きすぎると研磨量が増大して
この工程のコストが上昇してしまうので、傘部１０９ａ
の径をむやみに大きくするのは好ましくない。

【００４６】このようにして傘部１０９ａを研磨して除
去した後は、図３（ｂ）に示される工程が行なわれる。
この工程においては、スルーホール穴埋め樹脂１０９の
露出面、及びエッチングにより膜厚の薄くなった電解銅
めっき層１１０の表面に無電解銅めっき層（図示せず）
が形成され、該無電解銅めっき層を給電層にしてその上
に電解銅めっき層１１１を形成する。

【００４７】次に、図３（ｃ）に示すように、電解銅め
っき層１１１、電解銅めっき層１１０、及び無電解銅め
っき層１１３をパターニングし、Ｌ３配線層１０３ｃと
Ｌ４配線層１０３ｄとを形成する。このとき、電解銅め
っき層１１０の膜厚を十分に薄くしてあるので、パター
ニング時のエッチング精度を向上させることができ、Ｌ
３配線層１０３ｃ及びＬ４配線層１０３ｄの配線パター
ンを微細化することができる。

【００４８】この後は、公知の技術により、図１に示さ
れるＬ１配線層１０３ａ〜Ｌ２配線層１０３ｂ、Ｌ５配
線層１０３ｅ〜Ｌ６配線層１０３ｆ、及び層間絶縁層１
０４を交互に複数し、更に表面にソルダレジスト１０６
を塗布して多層配線基板１０１が完成する。 （２）第２の実施の形態 （ｉ）本実施形態に係る多層配線基板の製造方法を用い
て作製された多層配線基板についての説明 図５は、本実施形態に係る多層配線基板の製造方法を用
いて作製された多層配線基板の断面図である。

【００４９】本実施形態に係る多層配線基板２０１が第
１の実施の形態に係る多層配線基板１０１と異なる点
は、第１の実施の形態においてはスルーホール１０２ａ
がコア基材１０２のみを貫通しているのに対し、本実施
形態においてはスルーホール２０２ａが、コア基材２０
２だけでなくその上部の層間絶縁層２０４をも貫通して
いる点である。

【００５０】図示のように、この多層配線基板２０１
は、コア基材２０２を中心にして配線層２０３ａ（Ｌ１
配線層）〜２０３ｈ（Ｌ８配線層）と層間絶縁層２０４
とを交互に複数積層した構造になっている。このうち、
コア基材２０２としては、例えばガラス・エポキシ基板
やセラミック基板等が用いられる。また、層間絶縁層２
０４としては、感光性ポリイミド樹脂、非感光性樹脂、
エポキシ樹脂等が用いられる。

【００５１】また、スルーホール２０２ａは、Ｌ２配線
層２０３ｂからＬ７配線層２０３ｇにかけて貫通してお
り、該スルーホール２０２ａの内壁に形成された電解銅
めっき層２１０（金属めっき層）は、このＬ２配線層２
０３ｂとＬ７配線層２０３ｇとを電気的に接続するよう
に機能する。また、上下に隣り合う２つの配線層（例え
ばＬ１配線層２０３ａとＬ２配線層２０３ｂ）同士は、
ビアホール２０４ａ、２０４ａ、・・・の内壁の銅めっ
き層２０５により電気的に接続されている。

【００５２】このような多層配線基板２０１の半導体素
子搭載面には、ソルダレジスト２０６が塗布されてい
る。このソルダレジスト２０６には開口部２０６ａ、２
０６ａ、・・・が開口されており、該開口部２０６ａ、
２０６ａ、・・・の底部にはＬ１配線層２０３ａの表面
が露出している。この開口部２０６ａ、２０６ａ、・・
・は、搭載される半導体素子２０７のはんだバンプ２０
８、２０８、・・・と対応するように開口されている。
そして、開口部２０６ａ、２０６ａ、・・・の底部に露
出したＬ１配線層２０３ａの表面にはんだバンプ２０
８、２０８、・・・が接合されるように半導体素子２０
７を多層配線基板２０１に載せ、該はんだバンプ２０
８、２０８、・・・をリフローすることにより、半導体
素子２０７と多層配線基板２０１とが電気的かつ機械的
に接続される。

【００５３】同様に、多層配線基板２０１の半導体素子
搭載面とは反対側の面にもソルダレジスト２０６が塗布
されている。このソルダレジスト２０６にも開口部２０
６ａ、２０６ａ、・・・が開口されており、該開口部２
０６ａ、２０６ａ、・・・から露出しているＬ８配線層
２０３ｈの表面にはんだバンプ２１２、２１２、・・・
が固着されている。はんだバンプ２１２、２１２、・・
・を介して多層配線基板２０１をマザーボード（図示せ
ず）に載せ、該はんだバンプ２１２、２１２、・・・を
リフローすることにより、多層配線基板２０１とマザー
ボードとが電気的かつ機械的に接続される。

【００５４】すなわち、多層配線基板２０１に半導体素
子２０７を搭載して成る半導体装置は、はんだバンプ２
１２を介してマザーボードに搭載されるＢＧＡ（Ｂａｌ
ｌ−Ｇｒｉｄ−Ａｒｒａｙ）タイプの半導体装置であ
る。しかしながら、本実施形態はＢＧＡタイプの半導体
装置に限られるものではなく、はんだバンプ２１２に代
えてピンを用いるＰＧＡ（Ｐｉｎ−Ｇｒｉｄ−Ａｒｒａ
ｙ）タイプの半導体装置でも本実施形態と同様の作用、
効果が奏される。

【００５５】ところで、第１の実施の形態におけるのと
同様に、スルーホール２０２ａ、２０２ａ、・・・の内
壁の電解銅めっき層２１０は、クラックが生じないよう
に十分厚く形成されている。具体的には、その膜厚は約
１５〜２０μｍである。この膜厚では、温度サイクル試
験時に、電解銅めっき層２１０にクラックが入ることが
ない。

【００５６】また、スルーホール２０２ａ、２０２ａ、
・・・の内部には、熱膨張率がコア基材２０２のそれと
ほぼ同様のスルーホール穴埋め樹脂２０９が充填されて
いる。このスルーホール穴埋め樹脂２０９により、温度
サイクル試験時に、電解銅めっき層２１０にクラックが
更に入り難くなる。一方、Ｌ２配線層２０３ｂとＬ７配
線層２０３ｇは、電解銅めっき層２１０の上に無電解銅
めっき層と電解銅めっき層（図５には図示せず）とを積
層し、パターニングして成るものであるが、この部分の
電解銅めっき層２１０の膜厚は十分に薄く形成されてい
る。そのため、Ｌ２配線層２０３ｂとＬ７配線層２０３
ｇそれぞれのパターニング精度が向上し、該Ｌ２配線層
２０３ｂ及びＬ７配線層２０３ｇのパターンを微細にす
ることができる。そして、電解銅めっき層２１０の膜厚
が薄いため、Ｌ２配線層２０３ｂ及びＬ７配線層２０３
ｇによる層間絶縁層２０４の表面の凹凸が小さくなり、
これらの絶縁層上に更に層間絶縁層を介して配線層を所
望に積層することができる。

【００５７】このような膜厚の薄い電解銅めっき層２１
０は、次に説明する本実施形態に係る多層配線基板の製
造方法により形成される。 （ii）本実施形態に係る多層配線基板の製造方法につい
ての説明 次に、本実施形態に係る多層配線基板の製造方法につい
て、図６（ａ）〜（ｃ）、図７（ａ）〜（ｃ）、及び図
８（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。

【００５８】図６（ａ）〜（ｃ）、図７（ａ）〜
（ｃ）、及び図８（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る
多層配線基板の製造方法について示す断面図である。こ
れらの図においては、スルーホール２０２ａの近傍を拡
大して示してある。まず、図６（ａ）に示すように、公
知の技術により、コア基材２０２の両面に層間絶縁層２
０４（電気的絶縁層）とＬ３配線層２０３ｃ〜Ｌ６配線
層２０３ｆとを交互に積層し、Ｌ３配線層２０３ｃ及び
Ｌ６配線層２０３ｆの上に層間絶縁層２０４が形成され
た状態にする。これにより、配線層と電気的絶縁層とが
交互に複数枚積層され、最上層及び最下層に絶縁層が積
層された積層体が用意されたことになる。

【００５９】次いで、図６（ｂ）に示すように、Ｌ３配
線層２０３ｃ及びＬ６配線層２０３ｆそれぞれの上の層
間絶縁層２０４にビアホール２０４ａ、２０４ａ、・・
・を形成する。このビアホール２０４ａ、２０４ａ、・
・・は、層間絶縁層２０４が感光性ポリイミド樹脂から
成る場合は、ビアホール２０４ａ、２０４ａ、・・・を
形成する部分にある該ポリイミド樹脂を露光、現像して
形成される。また、層間絶縁層２０４が非感光性ポリイ
ミド樹脂やエポキシ樹脂から成る場合は、ビアホール２
０４ａ、２０４ａ、・・・を形成する部分にあるこれら
の樹脂にレーザを照射し、該部分の樹脂を除去して形成
される。

【００６０】続いて、図６（ｃ）に示すように、ドリル
加工により、上記した積層体の厚み方向にスルーホール
（貫通孔）２０２ａ、２０２ａ、・・・を開口する（開
口工程）。次に、図７（ａ）に示すように、最上層及び
最下層の層間絶縁層２０４の表面とスルーホール２０２
ａの内壁面とに無電解銅めっき層２１３を形成し、該無
電解銅めっき層２１３を給電層にして電解銅めっき層２
１０（金属めっき層）を無電解銅めっき層２１３の表面
に形成する（めっき工程）。先に説明したように、この
電解銅めっき層２１０の膜厚は１５〜２０μｍと十分に
厚い。

【００６１】次いで、図７（ｂ）に示すように、スルー
ホール２０２ａ、２０２ａ、・・・の内部にスルーホー
ル穴埋め樹脂２０９を充填する（樹脂充填工程）。この
充填は、電解銅めっき層２１０の表面にスクリーン版
（図示せず）を置き、該スクリーン版を通じてスクリー
ン印刷により行なわれる。このスクリーン版は、スルー
ホール２０２ａ、２０２ａ、・・・に対応する位置に開
口部を有しており、その開口部を介してスルーホール２
０２ａ、２０２ａ、・・・にスルーホール穴埋め樹脂２
０９が充填される。

【００６２】ここで、第１の実施の形態と同様に、スル
ーホール２０２ａ、２０２ａ、・・・の両開口端（開口
部）にはスルーホール穴埋め樹脂２０９の傘部２０９ａ
が形成される。また、スルーホール穴埋め樹脂２０９と
しては、紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂が用いられ
る。そして、スルーホール２０２ａ、２０２ａ、・・・
の充填が終了すると、紫外線を照射したり熱を加えたり
して、スルーホール穴埋め樹脂２０９を硬化する。

【００６３】続いて、図７（ｃ）に示すように、電解銅
めっき層２１０の膜厚を薄くするために、傘部２０９ａ
で覆われていない部分の電解銅めっき層２１０に対して
ウエットエッチングを行なう（エッチング工程）。この
際に用いられるエッチング液としては、例えば過酸化水
素水と硫酸とを混合して成る溶液が用いられる。本実施
形態においては、この工程により、電解銅めっき層２１
０の膜厚が１〜２μｍ程度にまで薄くされる。

【００６４】ここで、第１の実施の形態で説明したのと
同様の理由により、傘部２０９ａで覆われていない部分
の電解銅めっき層２１０とその下の無電解銅めっき層２
１３は、このウエットエッチングにより完全に除去すべ
きではない。このようにウエットエッチングを用いるこ
とにより、研磨を用いるのと比較して残膜の膜厚のばら
つきが少なくなるように電解銅めっき層２１０の膜厚を
薄くすることができる。なお、電解銅めっき層２１０の
残膜の膜厚は、エッチングの時間を適当に調節すること
により所望に制御される。

【００６５】更に、第１の実施の形態と同様に、傘部２
０９ａの径を十分大きくすることにより、スルーホール
２０２ａの内部にエッチング液が浸入するのを防ぐこと
ができる。そして、傘部２０９ａの径をスルーホール２
０２ａの径よりも大きくすることにより、スルーホール
２０２ａの内部にエッチング液が浸入するのをより確実
に防ぐことができるという点も、第１の実施の形態で説
明した通りである。

【００６６】なお、傘部２０９ａの径は、スルーホール
２０２ａに充填されるスルーホール穴埋め樹脂２０９の
量を変えることにより任意に調節可能である。すなわ
ち、スルーホール穴埋め樹脂２０９の量を多くすれば傘
部２０９ａの径が大きくなり、逆にスルーホール穴埋め
樹脂２０９の量を少なくすれば傘部２０９ａの径が小さ
くなる。

【００６７】このようにして電解銅めっき層２１０の膜
厚を薄くした後は、図８（ａ）に示すように、機械研磨
により傘部２０９ａを研磨して除去する（研磨工程）。
このとき、傘部２０９ａの下に形成されている電解銅め
っき層２１０も研磨され、スルーホール２０２ａ近傍の
電解銅めっき層２１０の表面の高さが均一にされる。な
お、この研磨工程においては、傘部２０９ａとその下の
電解銅めっき層２１０のみが研磨されるので、その研磨
量は従来のように電解銅めっき層２１０全体を研磨する
場合に比べてはるかに少ない。そのため、この工程で使
用される研磨剤の量も従来に比べてはるかに少ないた
め、研磨剤のコストを抑えることができ、電解銅めっき
層２１０の膜厚を薄くする工程のコストを従来に比べて
安くすることができる。

【００６８】また、この工程における機械研磨では、表
面の凸の部分（傘部２０９ａ）のみが研磨される。従っ
て、第１の実施の形態で説明したのと同様の理由によ
り、この機械研磨においては全体が均一に研磨される。
そして、傘部２０９ａの径を大きくしすぎると研磨量が
増大し、この工程のコストが上昇してしてしまうので、
傘部２０９ａの径をむやみに大きくするのは好ましくな
いということも第１の実施の形態で説明した通りであ
る。

【００６９】このようにして傘部２０９ａを研磨して除
去した後は、図８（ｂ）に示すように、スルーホール穴
埋め樹脂２０９の露出面、及びエッチングにより膜厚の
薄くなった電解銅めっき層２１０の表面に無電解銅めっ
き層（図示せず）を形成し、該無電解銅めっき層の上に
電解銅めっき層２１１を形成する。次に、図８（ｃ）に
示すように、電解銅めっき層２１１、電解銅めっき層２
１０、及び無電解銅めっき層２１３をパターニングし、
Ｌ２配線層２０３ｂ及びＬ７配線層２０３ｇを形成す
る。このとき、電解銅めっき層２１０の膜厚を十分に薄
くしてあるので、パターニング時のエッチング精度を向
上させることができ、Ｌ２配線層２０３ｂ及びＬ７配線
層２０３ｇの配線パターンを微細化することができる。

【００７０】この後は、公知の技術により、Ｌ２配線層
２０３ｂ及びＬ７配線層２０３ｇそれぞれの上に層間絶
縁層２０４（図５参照）を形成し、該層間絶縁層２０４
の上にＬ１配線層２０３ａ及びＬ８配線層２０３ｈが形
成される。そして、これらＬ１配線層２０３ａ及びＬ８
配線層２０３ｈの上にソルダレジスト２０６が塗布さ
れ、図５に示される多層配線基板２０１が完成する。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る多層
配線基板の製造方法によれば、コア基材の表面及び該コ
ア基材に開口されたスルーホール（貫通孔）の内壁に電
解銅めっき層（金属めっき層）を形成する。その後、樹
脂充填工程においてこのスルーホールにスルーホール穴
埋め樹脂を充填し、エッチング工程においてこのスルー
ホール穴埋め樹脂で覆われていない部分の電解銅めっき
層をエッチングしてその膜厚を薄くする。

【００７２】これによると、研磨に比べて残膜の膜厚の
ばらつきが少ないエッチングで電解銅めっき層の膜厚を
薄くするので、研磨を用いる従来例と比較して電解銅め
っき層の膜厚を均一に薄くすることができる。更に、電
解銅めっき層の膜厚を薄くする際に従来必要とされた高
価な研磨剤を用いないので、多層配線基板の製造工程の
コストを研磨剤のコストの分だけ安くすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る多層配線基板
の製造方法を用いて作製された多層配線基板の断面図で
ある。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る多層配線基板
の製造方法について示す断面図（その１）である。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る多層配線基板
の製造方法について示す断面図（その２）である。

【図４】傘部が小さい場合の問題点について示す断面図
である。

【図５】本発明の第２の実施の形態に係る多層配線基板
の製造方法を用いて作製された多層配線基板の断面図で
ある。

【図６】本発明の第２の実施の形態に係る多層配線基板
の製造方法について示す断面図（その１）である。

【図７】本発明の第２の実施の形態に係る多層配線基板
の製造方法について示す断面図（その２）である。

【図８】本発明の第２の実施の形態に係る多層配線基板
の製造方法について示す断面図（その３）である。

【図９】従来例に係る多層配線基板について示す断面図
である。

【図１０】従来例に係る多層配線基板の製造方法につい
て説明する断面図（その１）である。

【図１１】従来例に係る多層配線基板の製造方法につい
て説明する断面図（その２）である。

【符号の説明】

１０１、２０１、３０１・・・・・・・・・・・多層配
線基板、 １０２、２０２、３０２・・・・・・・・・・・コア基
材、 １０２ａ、２０２ａ、３０２ａ・・・・・・・・スルー
ホール、 １０３ａ、２０３ａ、３０３ａ・・・・・・・・Ｌ１配
線層、 １０３ｂ、２０３ｂ、３０３ｂ・・・・・・・・Ｌ２配
線層、 １０３ｃ、２０３ｃ、３０３ｃ・・・・・・・・Ｌ３配
線層、 １０３ｄ、２０３ｄ、３０３ｄ・・・・・・・・Ｌ４配
線層、 １０３ｅ、２０３ｅ、３０３ｅ・・・・・・・・Ｌ５配
線層、 １０３ｆ、２０３ｆ、３０３ｆ・・・・・・・・Ｌ６配
線層、 ２０３ｇ、３０３ｇ・・・・・・・・・・・・・Ｌ７配
線層、 ２０３ｈ、３０３ｈ・・・・・・・・・・・・・Ｌ８配
線層、 １０４、２０４、３０４・・・・・・・・・・・層間絶
縁層、 １０４ａ、２０４ａ・・・・・・・・・・・・・ビアホ
ール、 １０５、２０５・・・・・・・・・・・・・・・銅めっ
き層、 １０６、２０６、３０６・・・・・・・・・・・ソルダ
レジスト、 １０６ａ、２０６ａ・・・・・・・・・・・・・ソルダ
レジストの開口部、 １０７、２０７、３０７・・・・・・・・・・・半導体
素子、 １０８、２０８、３０８・・・・・・・・・・・はんだ
バンプ、 １０９、２０９、３０９・・・・・・・・・・・スルー
ホール穴埋め樹脂、 １０９ａ、２０９ａ・・・・・・・・・・・・・傘部、 １１０、１１１、２１０、２１１、３１０、３１１・・
・・・・・・・・・電解銅めっき層、 １１２、２１２、３１２・・・・・・・・・・・はんだ
バンプ、 １１３、２１３、３１３・・・・・・・・・・・無電解
銅めっき層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮坂 文久 長野県長野市大字栗田字舎利田711番地 新光電気工業株式会社内 (72)発明者 福田 裕久 長野県長野市大字栗田字舎利田711番地 新光電気工業株式会社内 Ｆターム(参考） 5E317 AA24 CC25 CC31 CD01 CD25 CD27 GG17 5E346 AA02 AA06 AA43 CC04 CC09 DD25 DD50 FF15 GG15 GG17 GG22 HH24 HH31

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コア基材の厚さ方向に貫通孔を形成する
   開口工程と、 前記コア基材の表面及び前記貫通孔の内壁に金属めっき
   層を形成するめっき工程と、 前記貫通孔に樹脂を充填する樹脂充填工程と、 前記樹脂充填工程の後に、前記樹脂で覆われていない部
   分の前記金属めっき層をエッチングして該部分の膜厚を
   薄くするエッチング工程とを含むことを特徴とする多層
   配線基板の製造方法。
2. 【請求項２】 配線層と電気的絶縁層とが交互に複数枚
   積層され、最上層及び最下層に前記絶縁層が積層された
   積層体の厚さ方向に貫通孔を形成する開口工程と、 前記最上層及び最下層の絶縁層の表面及び前記貫通孔の
   内壁に金属めっき層を形成するめっき工程と、 前記貫通孔に樹脂を充填する樹脂充填工程と、 前記樹脂充填工程の後に、前記樹脂で覆われていない部
   分の前記金属めっき層をエッチングして該部分の膜厚を
   薄くするエッチング工程とを含むことを特徴とする多層
   配線基板の製造方法。
3. 【請求項３】 前記樹脂充填工程は、前記樹脂を前記貫
   通孔の開口部から該開口部の周縁領域にはみ出させて該
   開口部を覆う傘部が形成されるように充填し、 前記エッチング工程の後に、前記傘部を研磨して除去す
   ると共に、該傘部に覆われている部分の前記金属めっき
   層を研磨して該部分の膜厚を前記傘部に覆われていない
   部分の前記金属めっき層の膜厚に等しくする研磨工程を
   含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の多
   層配線基板の製造方法。
4. 【請求項４】 前記傘部の径は、前記貫通孔の径よりも
   大きいことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれ
   か一項に記載の多層配線基板の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１から請求項４のいずれか一項に
   記載の多層配線基板の製造方法を用いて作製された多層
   配線基板に半導体素子を搭載したことを特徴とする半導
   体装置。