JP2002217551A

JP2002217551A - 多層配線基板及びその製造方法、並びにレーザードリル装置

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Publication number: JP2002217551A
Application number: JP2001227216A
Authority: JP
Inventors: Masataka Maehara; 正孝前原; Katsushi Makino; 勝史牧野; Takamasa Okuma; 隆正大熊
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2000-11-16
Filing date: 2001-07-27
Publication date: 2002-08-02
Anticipated expiration: 2021-07-27
Also published as: JP4899265B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ビアホール形成用の孔開口端に発生するドロス
の除去を物理研磨や化学研磨等の専用工程を用いること
なくレーザードリル加工で行う多層配線基板及びその製
造方法、並びにレーザードリル装置を提供する。【解決手段】樹脂絶縁膜よりなる絶縁層と導体膜よりな
る配線層とが交互に積層されてなる多層配線基板の製造
方法において、多層配線基板の配線層側からビヤホール
形成のための孔部をレーザードリル加工を用いて形成後
に、前記レーザードリルを用いて孔部開口端に発生する
ドロスを除去する。なお、レーザードリルが３５５nm以
下の単一波長を用いた紫外線レーザードリルであるこ
と、孔部を形成する際のレーザー加工直径よりも、孔部
開口端に発生するドロス除去をする際に孔部加工径より
０．１〜１００μｍ大きいレーザー加工径を用いること
も含まれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属配線層の層間
接続用に形成されるビアホール形成のための孔部開口端
に発生するドロス除去方法およびこれを用いた多層配線
基板に関するものである。さらに詳しくは、多層配線基
板、プリント配線板、高密度実装用の印刷回路の層間絶
縁層に形成される層間接続用のビアホールを用いた多層
配線基板及びその製造方法、並びにレーザードリル装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体の性能が飛躍的に進歩し半
導体が多端子化してきている。しかしながらコンピュー
ターのハードディスク内のプリント配線板（マザーボー
ド）や携帯端末機および携帯電話におけるプリント配線
板は面積が限られているため、半導体を実装する配線基
板（半導体パッケージ）のサイズには制限がある。

【０００３】多端子化した半導体を実装するため、配線
基板にも配線の細線化（高密度化）が要求されるが、製
造方法が困難なことから配線基板を多層化することによ
り配線の細線化を緩和する対策がとられている。多層化
に際し、孔部を形成し導通可能な金属材料を孔部内に皮
膜することで樹脂絶縁層を挟んだ上下の金属配線層間の
層間接続がとられる。

【０００４】従来、層間接続のための孔部を形成する場
合には金属ドリルによる機械加工が主流だった。しかし
孔部が微細になれば当然加工するドリルも小さくなる
が、微小ドリルは作製にコストが掛かり、加工時の摩耗
も激しい消耗品であった。そこで近年、微小孔部の形成
には金属ドリルの機械加工に代わり、高エネルギーのレ
ーザー光を照射し、加工対象物に吸収させ熱加工するレ
ーザー加工（それに用いる装置をレーザードリル装置と
いう）が近年用いられるようになってきた。

【０００５】レーザー加工に用いるレーザー光は赤外線
領域のCO₂レーザー（波長９．３〜１０．６μｍ）、YAG
レーザー（基本波の波長１．０６μｍ）、紫外線領域
のYAG 、YLF 、YAP 、YVO₄レーザー（第３高調波の波長
３５５nm、第４高調波の波長２６６nm）およびエキシマ
レーザー（XeClの波長３０８nm、KrF の波長２４８nm、
ArF の波長１９３nm）が現在、加工機のレーザー光とし
て利用されている。赤外線領域の波長を利用したレーザ
ー加工は金属ドリルにおける機械加工に対し熱加工や熱
分解加工であり、紫外線領域の波長を利用したレーザー
加工は光化学反応を利用した光分解加工と呼ばれてい
る。

【０００６】金属ドリルによる機械加工は貫通孔部の形
成が主流であるが、レーザー加工はパルス発振であるの
で絶縁層のみの加工（穴止め加工；図１）が可能であ
る。そのためレーザー加工は配線基板のブラインドホー
ル加工を主に使用されている。現在、実用化されている
孔部径の各種レーザー光による棲み分けは、CO₂レーザ
ーがφ５０〜１５０μｍ、紫外線レーザーがφ３０〜８
０μｍである。エキシマレーザーはφ２０μｍのような
より微小径も加工可能であるが、高反射性の金属酸化膜
マスクやレーザー媒体ガスの維持等の消耗品が高価なた
め量産には向かない。しかしながら前記棲み分けも、配
線基板の高密度化に伴い紫外線レーザーによる孔部形成
が有望視されている。

【０００７】また配線層の形成には、例えば金属配線層
の材質が銅である場合、全面銅箔層から配線化する製造
方法（サブトラクティブ法）と配線の逆パターンを中間
樹脂絶縁層上に形成し、電気化学的法により銅配線を析
出させる製造方法（セミアディティブ法）が有望視され
ている。一般的に微小配線化にはセミアディティブ法が
優位であると言われているが、配線の形成には無電解め
っきと電解めっきを併用しなければならず、銅箔のエッ
チングのみで配線の形成が可能なサブトラクティブ法は
製造方法の工程数が少なく、量産に向いている。また近
年、サブトラクティブ法の技術の向上により、セミアデ
ィティブ法の微細配線に迫る細線化が可能との報告もあ
る。

【０００８】レーザードリル加工による孔部形成とサブ
トラクティブ法による配線形成により多層配線基板が形
つくられる。加工順序は全面銅箔層に対しレーザードリ
ル加工を施し、孔部の形成後に孔部内壁を例えば電気化
学的手法により金属物質で被覆した後に、エッチングレ
ジストをパターニングし塩化第二鉄液等のエッチング液
により銅配線を形成する。

【０００９】ここでレーザードリル加工の対象が樹脂絶
縁層のみの場合は、CO₂および紫外線レーザーで孔部形
成が可能であるが、金属配線層と樹脂絶縁層を同時に加
工する（ダイレクト加工）必要性がある。しかしなが
ら、CO₂レーザーであると金属配線層の吸収波長域でな
いためレーザー光が銅箔に吸収されず反射してしまう。

【００１０】前記問題を解消するために、金属配線層を
黒化処理してCO₂レーザー光を吸収させる方法や、公知
のフォトリソグラフィー（フォトプロセス）によって金
属配線層を穴状にパターニングした後にレーザーによる
ビア加工を行う方法（コンフォーマル加工）が実施され
ている。しかしながらこれらの方法は配線基板の製造工
程が増えるため、製造コスト面で問題がある。

【００１１】紫外線レーザーの波長は金属の吸収波長と
重なるためにダイレクト加工が可能である。またエネル
ギー密度が高いため微小径でもレーザー加工可能であ
る。しかしながら金属の吸収波長であるとはいえ、金属
に対しては熱加工的な要素が強く銅箔が溶解すること
で、孔部が図１のように形成される。ここでレーザー光
の高エネルギーにより溶解した銅は図１に示す形状６と
なる。１つの孔部を形成するために数パルス〜数十パル
ス照射するので、孔部開口端に溶解した銅が盛り上がる
形でドロスとなる。図１はレーザードリル加工後の孔部
の上面図と断面図を示す。

【００１２】ドロス６が残存したまま、例えば電解めっ
き等で孔部内を銅で充填しようとすると、局部的に凹凸
のあるドロスの部分に電界が集中し上面銅層での電解銅
の成長が早くなり、孔部内に電解銅が充填する前に上面
銅層で空間が閉じてしまう。結果的に空隙が孔部内に残
ってしまうことになる。このために孔部をレーザードリ
ル加工した後には必ずドロスを除去しなければならな
い。

【００１３】従来のドロス除去には、研磨シートや研磨
剤混練バフ等を用いた物理研磨により平滑にするかもし
くは孔開口部の凸部を選択的に除去する化学研磨等が用
いられる。しかしながら、物理研磨は孔開口部の形状を
変形させてしまうことや化学研磨ではドロス以外の配線
箇所の銅も研磨してしまうことや、薬液による表面改質
が起こる可能性がある。さらにはいずれのドロス除去方
法も工程ラインが１つ以上増えるため、製品信頼性およ
び生産性の面で問題があった。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
問題点を解決するためになされたものであり、複数の樹
脂絶縁層と金属配線層からなる多層配線基板に対し、上
下の金属配線層を接続させるための孔部形成に際し、ビ
アホール形成用の孔開口端に発生するドロスの除去を物
理研磨や化学研磨等の専用工程を用いることなくレーザ
ードリル加工で行う多層配線基板及びその製造方法、並
びにレーザードリル装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を決するための手段】本発明において上記課題を
達成するために、まず請求項１の発明では、樹脂絶縁膜
よりなる絶縁層と導体膜よりなる配線層とが交互に積層
されてなる多層配線基板の製造方法において、多層配線
基板の配線層側からビヤホール形成のための孔部をレー
ザードリル加工を用いて形成後に、前記レーザードリル
を用いて孔部開口端に発生するドロスを除去することを
特徴とする多層配線基板の製造方法である。

【００１６】また請求項２の発明では、レーザードリル
が３５５nm以下の単一波長を用いた紫外線レーザードリ
ルであることを特徴とする請求項１記載の多層配線基板
の製造方法。

【００１７】また請求項３の発明では、樹脂絶縁膜より
なる絶縁層と導体膜よりなる配線層とが交互に積層され
てなる多層配線基板をレーザードリル加工する順序が、
上面配線層、中間樹脂絶縁層、孔部開口端ドロスである
ことを特徴とする請求項１又は２記載の多層配線基板の
製造方法である。

【００１８】また請求項４の発明では、孔部を形成する
際のレーザー加工直径よりも、孔部開口端に発生するド
ロス除去をする際に孔部加工径より０．１〜５０μｍ大
きいレーザー加工径を用いることを特徴とする請求項１
〜３記載の多層配線基板の製造方法である。

【００１９】また請求項５の発明では、樹脂絶縁膜より
なる絶縁層と導体膜よりなる配線層とが交互に積層され
てなる多層配線基板における同一面内の個々の孔部形成
後に開口端のドロスを除去するバースト加工、もしくは
多層配線基板における同一面内のすべての孔部形成後に
そのすべての孔部開口端のドロスを再度同じ軌跡にて除
去するサイクル加工の少なくともどちらか一方を行うこ
とを特徴とする請求項１〜４記載の多層配線基板の製造
方法である。

【００２０】また請求項６の発明では、前記請求項１〜
５に記載の多層配線基板の製造方法により、樹脂絶縁膜
よりなる絶縁層と導体膜よりなる配線層とが交互に積層
されてなる多層配線基板において貫通孔部（スルーホー
ル）および止まり穴加工（ブラインドビア）の少なくと
もどちらか一方、あるいは両方が形成されていることを
特徴とする多層配線基板である。

【００２１】また請求項７の発明では、前記請求項１〜
５に記載の多層配線基板の製造方法により、樹脂絶縁膜
よりなる絶縁層と導体膜よりなる配線層とが交互に積層
されてなるリジットおよびフレキシブル回路基板の少な
くともどちらか一方において、上下の金属配線層の導通
をとるための孔部が形成されていることを特徴とする多
層配線基板である。

【００２２】また請求項８の発明では、樹脂絶縁膜より
なる絶縁層と導体膜よりなる配線層とが交互に積層され
てなる多層配線基板の製造に用いるレーザードリル装置
において、多層配線基板の配線層側からビヤホール形成
のための孔部を３５５nm以下の単一波長を用いた紫外線
レーザードリル手段を用いて形成後に、前記レーザード
リル手段を用いて孔部開口端に発生するドロスを除去す
ることを特徴とするレーザードリル装置である。

【００２３】また請求項９の発明では、樹脂絶縁膜より
なる絶縁層と導体膜よりなる配線層とが交互に積層され
てなる多層配線基板を、上面配線層、中間樹脂絶縁層、
孔部開口端ドロスの順でレーザードリル加工を行なうこ
とを特徴とする請求項８記載のレーザードリル装置であ
る。

【００２４】また請求項１０の発明では、孔部を形成す
る際のレーザー加工直径よりも、孔部開口端に発生する
ドロス除去をする際に孔部加工径より０．１〜５０μｍ
大きいレーザー加工径を用いることを特徴とする請求項
８又は９記載のレーザードリル装置である。

【００２５】また請求項１１の発明では、樹脂絶縁膜よ
りなる絶縁層と導体膜よりなる配線層とが交互に積層さ
れてなる多層配線基板における同一面内の個々の孔部形
成後に開口端のドロスを除去するバースト加工、もしく
は多層配線基板における同一面内のすべての孔部形成後
にそのすべての孔部開口端のドロスを再度同じ軌跡にて
除去するサイクル加工の少なくともどちらか一方を行う
ことを特徴とする請求項８〜１０記載のレーザードリル
装置である。

【００２６】また請求項１２の発明においては、樹脂絶
縁膜よりなる絶縁層と導体膜よりなる配線層とが交互に
積層されてなる多層配線基板をレーザードリル加工する
順序が上面配線層、中間樹脂絶縁層、孔部開口端ドロス
である場合に、孔部開口端ドロスを加工すると同時に上
面配線層にテーパ角度をつけることでめっき時の液流れ
を改善したビアホール用孔部の製造方法であることを特
徴とする。

【００２７】また請求項１３の発明においては、前記請
求項１２記載のビアホール用孔部において、上面配線層
でのテーパ角度と中間樹脂絶縁層のテーパ角度の比（中
間樹脂絶縁層／上面配線層）が０．４０〜１．００であ
ることを特徴としたビアホール用孔部の製造方法であ
る。

【００２８】また請求項１３の発明においては、前記請
求項１２記載のテーパ角度のついたビアホール用孔部の
製造方法を用いたリジットおよびフレキシブル回路基板
の少なくともどちらか一方の多層配線基板としたもので
ある。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の多層配線基板の製
造方法（特にドロス除去）について説明する。微細配線
を形成する際にはサブトラクティブ法とセミアディティ
ブ法が現在有望視されている。サブトラクティブ法は銅
箔上にレジストコート−露光−現像−エッチング工程に
より銅配線が完成する。一方、セミアディティブ法は樹
脂上に無電解めっき−レジストコート−露光−現像−電
解めっき−ソフトエッチングすることで銅配線が完成す
る。無電解めっきにより全面に析出した銅はソフトエッ
チングにより独立パターンの銅配線となる。さらにセミ
アディティブ法による銅配線形成時のめっきは工程時間
が非常にかかり、生産性向上の障害となる。

【００３０】配線形成にサブトラクティブ法を採用する
にあたり、レーザードリル加工には銅箔直接加工（ダイ
レクト加工）が求められる。CO₂レーザーでは金属にお
ける吸収波長ではないため、銅箔表面に黒化処理等を施
して加工する必要がある。その点、紫外線レーザーであ
れば金属における吸収波長であるため、黒化処理等の特
殊な処理を施さずにレーザードリル加工を行うことがで
きる。

【００３１】紫外線レーザー加工機はパルス発振である
ので、単位面積あたりのレーザー光のパルスエネルギー
を銅箔層と樹脂層との間で変えることによって、図１の
ような穴止め加工（ブラインドビア）を行うことができ
る。例えば、YAG の第３高調波（波長３５５nm）を利用
した銅箔層加工には１０J/m２以上、樹脂加工には１〜
３J/m２程度のエネルギーが必要である。このエネルギ
ー差を利用して、上面銅箔層には１０J/m２、その後樹
脂層に３J/m２のエネルギーを加工可能な程度のパルス
ショット数を照射することによってブラインドビアを形
成することができる。またレーザー光の強度分布は孔部
の中心部ほど強く、孔部端になるほど弱くなる。すなわ
ちレーザー強度の弱い部分では加工が進行しないため、
孔部はテーパ形状となる。

【００３２】金属層ダイレクト加工を行った後の孔部の
開口端には図１の６ように盛り上がった形状のドロスが
発生する。この盛り上がりの膜厚は１〜３μｍ程度であ
る。このドロスをレーザードリルで除去するためには、
ドロスが広がっている範囲に適合した径のレーザー光を
数パルス照射することが考えられる。すなわち孔部形成
の加工において、第１に銅箔加工を１０J/m２、第２に
樹脂層加工を１〜３J/m２程度、第３にドロス除去とし
て１０J/m２のエネルギーを照射することによって孔部
を形成し、かつドロス除去をもレーザードリル加工で行
うことができる（図２参照）。これには銅の吸収波長を
考慮すると３５５nm以下の紫外線波長のレーザー光を用
いることが効果的である。CO₂レーザーでは吸収波長で
ないために、ドロスに対し再度黒化処理等を施す必要が
あり、結果的に工程数が増える。ドロスを直接レーザー
ドリル加工で除去する過程で留意しなければならないこ
とは、ドロス除去時のパルス数を過剰に増やすと孔底部
の銅箔がドロスと同時に加工されてしまい、ブラインド
ビアが貫通してしまうことが考えられる。レーザードリ
ル加工における１パルス当たりの加工レートはレーザー
発振条件にも依るが、１μｍに満たない加工レートも容
易である。このためドロス除去のパルス数の適正値とし
ては、ドロスの膜厚を正確に把握した上で決定すること
が望ましい。また第１の銅箔加工時のパルスエネルギー
より低いパルスエネルギーをドロス除去のパルスエネル
ギーとして照射しても構わない。例えば第１の銅箔加工
時に１０J/m２であれば、ドロス除去時には8〜9J/m２の
パルスエネルギーを照射することである。

【００３３】またドロス発生範囲以上の径のレーザード
リル加工を行うと、以降の配線形成工程において配線と
なるべき銅箔の膜厚を減少させてしまう可能性があるた
め、ドロス除去を行うレーザー光の径はドロス発生の径
そのものであった方（図１の７）が望ましい。一方で、
銅配線層の初期の膜厚がドロス除去時の加工膜厚に比べ
問題にならない程度であれば、ドロス除去のレーザー光
の径が決定される必要はない。

【００３４】またある単位径のレーザー光を螺旋運動さ
せ、所望の孔部径まで広げる加工方式（トレパニング
法）である場合、第２の樹脂加工まで行ったら単位径を
ドロス上のみ同様に螺旋運動させることでドロス除去は
行うことができる。この場合、ドロスのみ加工されるの
で孔底部が加工されることはない。

【００３５】ドロス除去をレーザードリル手段で行うこ
とににより、３段階のレーザー光照射が必要になる。す
なわち加工スループットの低下が考えられるが、ドロス
除去のための照射パルス数はドロスの膜厚にも依存する
が、数パルスであるので金属層および樹脂層加工時のパ
ルス数に比べ相対的に少ないパルス数で済む。金属層＋
樹脂加工のみによるブラインドビア加工時に対し、金属
層＋樹脂層＋ドロス除去によるブラインドビア加工での
加工スループットは９０〜９９％程度である。

【００３６】また金属層＋樹脂層＋ドロス除去加工の加
工順序は、１つの孔部を形成後に次孔部を加工するバー
ストモードおよび金属層の加工条件のまますべての孔部
座標位置を加工後に、同じ軌跡にて樹脂用加工条件にて
樹脂層を加工し、再度金属層加工条件に戻り再度孔部座
標位置を加工するサイクルモードが考えられる。バース
トモードである場合、加工位置精度の問題は払拭される
が、孔部１つ１つに対し３段階に加工条件を切り替える
ための時間遅延の可能性がある。またサイクルモードで
ある場合、各加工条件にて金属層→樹脂層→ドロス除去
の加工を行うため、条件の切り替えによる加工時間ロス
は低減されるが、同じ孔部のパターンを３度同じ軌跡に
て加工しなければならないために加工位置精度が問題に
なる。現在のレーザードリル加工（手段）の加工条件
（加工径、加工エネルギー、レーザー発振周波数、パル
ス数等）はコンピューター上のソフトウェアで制御され
ているため、加工条件切り替え時に生じる加工時間のロ
スはほとんどない。バーストモードによる孔部のレーザ
ードリル加工が望ましい。

【００３７】またドロス除去工程を含むレーザードリル
加工方法は上記になんら限定されることはない。

【００３８】またレーザードリル加工（手段）の加工条
件（加工径、加工エネルギー、レーザー発振周波数、パ
ルス数等）によっては上面配線層にテーパ角度をつける
ことができる。上面配線層＋中間樹脂絶縁層をブライン
ドビア加工した場合には、上面配線層に形成された穴を
マスク転写して中間樹脂絶縁層が加工される。さらに中
間樹脂絶縁層加工時のほうが上面配線層加工時よりレー
ザー光のエネルギー密度が低いために中間樹脂絶縁層は
テーパ形状になる。（図３においてθ₁＜θ₂）さらにこ
のテーパ角度の関係はレーザー加工の条件にもよるがθ
₂／θ₁＝０．４０〜１．００である。

【００３９】従来のビアホールの製造方法は、ビアホー
ル用の孔部を形成した後に電気化学的手法（主にめっき
技術）を用いて孔内を金属で被覆していた。薬液中での
金属の析出を用いる方法であるために孔内への薬液流れ
が重要になる。微小ビアホール用の孔部ではアスペクト
比が高くなり、孔内底部付近（図４）に薬液流れのない
よどみ点が発生する可能性が高い。よどみ点では新液の
供給がなされず、金属の析出の大きな妨げになる。

【００４０】ここで、上面配線層にテーパ角度をつける
ことでアスペクト比の低減をはかることができる。すな
わち薬液処理による液流れを改善することで製品の歩留
まりの向上につながる。

【００４１】以下、本発明のドロス除去方法を用いた多
層配線基板について説明する。金属層（銅）に第１のレ
ーザードリル加工、次に絶縁層に第２のレーザードリル
加工、最後にドロス部に第３のレーザードリル加工を適
正なレーザー照射量およびショット数により加工するこ
とで、ドロスの除去された孔部形成をレーザードリル手
段のみにより行うことができる。レーザードリル加工
（手段）でドロスが除去されることによって、レーザー
ドリル加工後の物理研磨や化学研磨等の専用ドロス除去
工程が省略され、製品の生産性が向上する。またドロス
除去工程が省略されることにより、ドロス除去工程を経
ることで発生する製品基板への損傷（物理研磨による基
板の収縮、化学研磨による配線部への過腐食、表面改質
および樹脂層の吸湿）を回避できる。すなわち製品の製
造安定性につながることになる。

【００４２】またブラインドビア形成時よりもドロス除
去時の処理径が大きいため、上面銅箔層にテーパ角度を
備えることができる。上面銅箔層にテーパ角度がつくこ
とで形成したブラインドビアのアスペクト比が上面銅箔
層の厚み分低減されるので、後工程のめっき行程による
薬液処理の新液供給が容易となる。

【００４３】孔部の形成に際し、ブラインドビア加工
（止まり穴加工）およびスルーホール加工（貫通穴加
工）が現在主流になっているが、レーザードリル手段
（工程）におけるドロス除去方法はどちらの孔形成にも
対応可能である。またリジットの多層配線基板もしくは
フレキシブルの多層配線基板のどちらに対しても有効な
工法である。

【００４４】

【実施例】両面銅箔付きポリイミドテープ（銅／ポリイ
ミド／銅→９／３０／９μｍの膜厚・三井化学社製のネ
オフレックス）を使用し、図１のような穴止め加工（ブ
ラインドビア加工）を波長３５５ｎｍの紫外線レーザー
を使用し、１０００穴が４００μｍピッチの格子状にな
るパターンに加工した。孔部１つについて、上面銅箔層
の加工にエネルギー密度１０Ｊ/ cｍ２のレーザー光を
８ショット、ポリイミド層の加工に２Ｊ/ cｍ２のレー
ザー光を３０ショットの加工条件においてバーストモー
ドで照射した。エネルギー密度を変えて加工したため下
面銅箔は加工されずにブラインドビアホール形成用孔部
が形成された。孔部開口径１はφ５０μm 、孔底部径２
はφ３０μm であった。この時点で任意の箇所の孔部開
口端に発生したドロスの膜厚を走査型電子顕微鏡および
レーザー顕微鏡にて測定したところ１．２〜２．２μm
であった。またドロスの発生範囲７はφ７０μｍ程度で
あった。

【００４５】次に加工条件を加工径φ７０μm に変えエ
ネルギー密度１０Ｊ/ cｍ２のレーザー光に戻し、２シ
ョット照射した（図２参照）。パンチング加工であるた
め孔底部の銅箔を再度加工した形になったが、めっきに
て孔内部を銅で充填しても問題ない程度であった。また
このときの上面銅箔層におけるテーパ角度と中間樹脂絶
縁層であるポリイミド層でのテーパ角度の比（θ₂／
θ₁）は０．５５〜０．６０であった。

【００４６】上記レーザードリルによってドロス除去さ
れた基板とのめっきツキ廻り性を比較するため上面銅箔
層の加工にエネルギー密度１０Ｊ/ ｍ２のレーザー光
を８ショット、ポリイミド層の加工に２Ｊ/ ｍ２のレ
ーザー光を３０ショットの加工条件において、バースト
モードで照射した基板の全面に対し＃１０００の物理研
磨を施した。砥粒がドロス研磨後に孔内に入らないこと
を考慮した研磨剤混練バフを用いた。まためっきツキ廻
り性を比較評価するためにドロス除去を施さないサンプ
ル基板も作製した。

【００４７】前記２種類のサンプル基板における孔内を
同様に過マンガン酸水溶液によりデスミア処理を施し
た。その後、上下金属層の層間導通をとるために電解銅
めっきを行った。めっき液の組成は硫酸銅２２５ｇ／
Ｌ、硫酸５５ｇ／Ｌ、塩素イオン６０ｍｇ／Ｌ、添加剤
２０ｍＬであり浴温を２５℃とし、攪拌を行いながら陰
極電流密度を１．０Ａ／ｄｍ２で６０分電解めっきを
行った。電解めっき後に９０℃で１０分間、サンプルを
乾燥させた。

【００４８】前記２種類のサンプルを樹脂に充填し５０
℃で１時間加熱硬化させ、グラインダーによって研磨
し、孔部内の銅充填不良率を調べた。レーザードリル加
工によりドロスが除去された基板と物理研磨によりドロ
スが除去された基板の銅充填不良率は０．５〜３％であ
った。しかしドロスの除去されていない基板の銅充填不
良率は５０〜６０％であった。これは電解めっき工程に
おいてドロスの凸部では電界集中が起こり、孔開口部で
の電解銅の成長が孔底部での電解銅成長よりも早く、孔
内部に空隙が残されたためと考えられる。

【００４９】さらに１０００穴格子状のパターンを、上
下の配線層を交互に結線する鎖状のパターンに回路を形
成しテスターによる導通試験を行った。完全導通したサ
ンプルのみ合格品とし、断線があるのものは不良とし
た。レーザードリル加工によってドロスの除去され、か
つテーパ角度を備えたサンプルは９５％の歩留まりだっ
たのに対し、ドロスの除去しないサンプルは６７％の歩
留まりだった。

【００５０】またレーザードリル加工によりドロスを除
去しているため、ドロス除去専用工程である物理研磨工
程が省略され、製造工程を短縮化できた。レーザー加工
工程から電解めっき工程までのサンプル基板を作製する
に要した時間は１５％短縮した。

【００５１】基板信頼性評価試験としてヒートサイクル
試験と絶縁信頼性試験を行った。ヒートサイクル試験は
−６５℃×３０min 〜１６５℃×３０min で行い、絶縁
信頼性試験は上下層間のＬ／Ｓ＝５０μｍ／５０μｍの
くし型パターンにて、８０℃／８５％／５０Ｖ、１００
０時間後の値を測定した。試験結果を表１に示す。

【００５２】

【表１】

【００５３】

【発明の効果】本発明の多層配線基板の製造方法及びレ
ーザードリル装置によれば、レーザードリル加工後のド
ロス除去専用工程（例えば物理研磨や化学研磨）を省略
することができ、金属配線層と樹脂絶縁層とが交互に積
層してなる多層配線基板において基板製造の短縮化で
き、また孔部形成後の薬液処理による液流れを改善でき
るため歩留まり向上になる。また基板製造の短縮化によ
って、基板への負荷（基板の収縮および表面改質、樹脂
絶縁層への吸湿）を回避することができる。

【００５４】

【図面の簡単な説明】

【図１】両面銅箔付き樹脂フレキシブル基板における穴
止め（ブラインドビア）加工の上面図および断面図であ
る。

【図２】レーザードリル加工によるドロス除去を示す説
明図である。

【図３】レーザードリル加工後における上面配線層のテ
ーパ角度（θ₂）および中間樹脂絶縁層におけるテーパ
角度（θ₁）を示す説明図である。

【図４】テーパ角度を備えた孔部へのめっき処理時にお
ける薬液流れを示す説明図である。

【符号の簡単な説明】

１孔部開口径２孔部底部径３上面金属配線層４絶縁樹脂層５下面金属配線層６ドロス７ドロス径８上面金属配線層加工用レーザーパルス光９絶縁樹脂層加工用レーザーパルス光１０ドロス除去用レーザーパルス光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4E068 AA05 AF00 CG00 DA11 5E343 AA07 AA18 BB24 BB67 DD43 EE01 EE12 EE32 EE33 EE43 GG11 5E346 AA42 AA43 CC10 CC32 DD12 FF03 FF14 GG15 HH32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂絶縁膜よりなる絶縁層と導体膜よりな
る配線層とが交互に積層されてなる多層配線基板の製造
方法において、多層配線基板の配線層側からビヤホール
形成のための孔部をレーザードリル加工を用いて形成後
に、前記レーザードリルを用いて孔部開口端に発生する
ドロスを除去することを特徴とする多層配線基板の製造
方法。
【請求項２】レーザードリルが３５５nm以下の単一波長
を用いた紫外線レーザードリルであることを特徴とする
請求項１記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項３】樹脂絶縁膜よりなる絶縁層と導体膜よりな
る配線層とが交互に積層されてなる多層配線基板をレー
ザードリル加工する順序が、上面配線層、中間樹脂絶縁
層、孔部開口端ドロスであることを特徴とする請求項１
又は２記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項４】孔部を形成する際のレーザー加工直径より
も、孔部開口端に発生するドロス除去をする際に孔部加
工径より０．１〜１００μｍ大きいレーザー加工径を用
いることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の多
層配線基板の製造方法。
【請求項５】樹脂絶縁膜よりなる絶縁層と導体膜よりな
る配線層とが交互に積層されてなる多層配線基板におけ
る同一面内の個々の孔部形成後に開口端のドロスを除去
するバースト加工、もしくは多層配線基板における同一
面内のすべての孔部形成後にそのすべての孔部開口端の
ドロスを再度同じ軌跡にて除去するサイクル加工の少な
くともどちらか一方を行うことを特徴とする請求項１〜
４の何れかに記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項６】前記請求項１〜５の何れかに記載の多層配
線基板の製造方法により、樹脂絶縁膜よりなる絶縁層と
導体膜よりなる配線層とが交互に積層されてなる多層配
線基板において貫通孔部および止まり穴加工の少なくと
もどちらか一方、あるいは両方が形成されていることを
特徴とする多層配線基板。
【請求項７】前記請求項１〜５の何れかに記載の多層配
線基板の製造方法により、樹脂絶縁膜よりなる絶縁層と
導体膜よりなる配線層とが交互に積層されてなるリジッ
トおよびフレキシブル回路基板の少なくともどちらか一
方において、上下の金属配線層の導通をとるための孔部
が形成されていることを特徴とする多層配線基板。
【請求項８】樹脂絶縁膜よりなる絶縁層と導体膜よりな
る配線層とが交互に積層されてなる多層配線基板の製造
に用いるレーザードリル装置において、多層配線基板の
配線層側からビヤホール形成のための孔部を３５５nm以
下の単一波長を用いた紫外線レーザードリル手段を用い
て形成後に、前記レーザードリル手段を用いて孔部開口
端に発生するドロスを除去することを特徴とするレーザ
ードリル装置。
【請求項９】樹脂絶縁膜よりなる絶縁層と導体膜よりな
る配線層とが交互に積層されてなる多層配線基板を、上
面配線層、中間樹脂絶縁層、孔部開口端ドロスの順でレ
ーザードリル加工を行なうことを特徴とする請求項８記
載のレーザードリル装置。
【請求項１０】孔部を形成する際のレーザー加工直径よ
りも、孔部開口端に発生するドロス除去をする際に孔部
加工径より０．１〜１００μｍ大きいレーザー加工径を
用いることを特徴とする請求項８又は９記載のレーザー
ドリル装置。
【請求項１１】樹脂絶縁膜よりなる絶縁層と導体膜より
なる配線層とが交互に積層されてなる多層配線基板にお
ける同一面内の個々の孔部形成後に開口端のドロスを除
去するバースト加工、もしくは多層配線基板における同
一面内のすべての孔部形成後にそのすべての孔部開口端
のドロスを再度同じ軌跡にて除去するサイクル加工の少
なくともどちらか一方を行うことを特徴とする請求項８
〜１０の何れかに記載のレーザードリル装置。
【請求項１２】樹脂絶縁膜よりなる絶縁層と導体膜より
なる配線層とが交互に積層されてなる多層配線基板をレ
ーザードリル加工する順序が上面配線層、中間樹脂絶縁
層、孔部開口端ドロスである場合に、孔部開口端ドロス
を加工すると同時に上面配線層にテーパ角度をつけるこ
とでめっき時の液流れを改善したビアホール用孔部の製
造方法。
【請求項１３】前記請求項１２記載のビアホール用孔部
において、上面配線層でのテーパ角度と中間樹脂絶縁層
のテーパ角度の比（中間樹脂絶縁層／上面配線層）が
０．４０〜１．００であることを特徴としたビアホール
用孔部の製造方法。
【請求項１４】前記請求項１２記載のテーパ角度のつい
たビアホール用孔部の製造方法を用いたリジットおよび
フレキシブル回路基板の少なくともどちらか一方の多層
配線基板。