JP2006245213A - 配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 配線パターンを貼り付けて形成される配線基板であって、より微細な配線パターン形状を有する配線基板を提供する。
【解決手段】 コア基板上に形成された第１の配線上に絶縁層を形成する工程と、支持基板上に形成された第２の配線を前記絶縁層に押圧して当該第２の配線を当該絶縁層に転写する工程と、当該支持基板を除去する工程と、前記第１の配線と前記第２の配線を接続するビアプラグを形成する工程と、を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
【選択図】 図３

Description

本発明は配線基板の製造方法に係り、特には多層配線構造を有する配線基板の製造方法に関する。

近年、電子装置や半導体装置などの回路の微細化・高性能化が進んでおり、これに伴い、電子装置や半導体装置の接続に用いられる配線基板の微細化が求められている。

従来、配線基板のパターン配線の形成には、例えばいわゆるセミアディティブ法などのパターンメッキ方法が用いられてきたが、微細化に限界があり、微細パターニング形状の形成方法の開発が急務であった。

例えば、樹脂材料よりなる絶縁層上にパターン配線を形成する場合には、当該絶縁層の平面度の問題があり、そのためにいわゆる液状レジストを用いたフォトリソグラフィ法を適用することが困難であり、微細化を実現するためには、例えば、配線基板とは別途、例えばフォトリソグラフィ法を用いて形成したパターニング形状を、配線基板に転写する方法が提案されていた（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−８４１８６号公報

しかし、上記の特許文献１の配線基板の製造方法においては、特に配線の微細化を行う場合に困難となる場合があった。

例えば、上記の方法では、多層配線構造を形成する場合、ビアプラグが形成されている基板に対してパターン配線を貼り付けて転写し、さらにこれらの転写された基板を貼り付けて積層する構造を有している。すなわち、多層配線の層間の接続の精度は、ビアプラグが形成された基板の貼り付けの精度に依存しており、多層配線構造を有する配線基板を形成する場合に、特に微細化を図る場合に限界が生じていた。

本発明は上記の課題を解決した、新規で有用な配線基板の製造方法を提供することを目的としている。

本発明の具体的な課題は、パターン配線を貼り付けて形成される配線基板であって、より微細なパターン配線形状を有する配線基板を提供することである。

本発明は、上記の課題を、コア基板上に形成された第１の配線上に絶縁層を形成する工程と、支持基板上に形成された第２の配線を前記絶縁層に押圧して当該第２の配線を当該絶縁層に転写する工程と、当該支持基板を除去する工程と、前記第１の配線と前記第２の配線を接続するビアプラグを形成する工程と、を有することを特徴とする配線基板の製造方法により、解決する。

当該配線基板の製造方法によれば、より微細なパターン配線形状を有する配線基板を提供することが可能になる。

また、前記第２の配線は、前記支持基板上に形成された液状レジストを用いて形成されるレジストパターンをマスクにしたメッキ法により、パターニングされていることを特徴とすると、微細な配線パターンを形成することが可能となり、好適である。

また、前記支持基板と前記第２の配線の間には剥離層が形成され、前記支持基板の除去は、前記剥離層と前記第２の配線を剥離することで行うと、前記支持基板の除去を容易に行う事が可能であり、好適である。

また、前記支持基板の除去は、前記支持基板をエッチングすることで行うと、前記支持基板の除去を容易に行う事が可能であり、好適である。

また、前記ビアプラグを形成する工程は、前記絶縁層にレーザによりビアホールを形成する工程と、前記ビアホールにメッキ法により前記ビアプラグを形成する工程と、を有すると、微細な形状を有するビアプラグを形成することが可能であり、また微細な配線パターンを精度良く電気的に接続することが可能となる。

また、前記第２の配線を前記絶縁層に転写する工程は、前記絶縁層を第１の温度に加熱して前記第２の配線を前記絶縁層に押圧する工程と、当該押圧後に前記絶縁層を前記第１の温度より高い第２の温度に加熱する工程と、を有すると好適である。

上記の場合、前記絶縁層が前記第１の温度に加熱されているため、当該絶縁層が軟化して前記第２の配線が当該絶縁層に転写されることが容易になる。さらに当該転写後に、前記絶縁層が、前記第１の温度より高い前記第２の温度に加熱されることで、当該絶縁層の熱硬化を行う事ができる。

この場合、前記第１の温度が前記第２の温度より低いため、前記第２の配線を前記絶縁層に転写する場合の位置決め（アライメント）精度が良好となる。また、アライメントの精度を良好としながらも、前記第２の配線の転写時には、前記絶縁層が軟化しているために、前記第２の配線の転写が容易となっている。

また、前記第２の配線上に別の絶縁層を形成する工程と、別の支持基板上に形成された第３の配線を前記別の絶縁層に押圧して当該第３の配線を当該別の絶縁層に転写する工程と、前記別の支持基板を除去する工程と、前記第２の配線と前記第３の配線を接続する別のビアプラグを形成する工程と、をさらに有すると、多層配線構造を形成することが可能となる。

本発明によれば、パターン配線を貼り付けて形成される配線基板であって、より微細なパターン配線形状を有する配線基板を提供することが可能となる。

次に、本発明の実施の形態に関して図面に基づき、以下に説明する。

まず、図１Ａ〜図１Ｃ、および図２Ａ〜図２Ｉを用いて、本発明の実施例１による配線基板の製造方法について手順を追って説明する。図１Ａ〜図１Ｃにおいては、基板上にパターン配線を形成する方法について、図２Ａ〜図２Ｉにおいては、当該基板上に形成されたパターン配線を、別に形成された絶縁層に転写する方法について具体的に説明する。

まず、図１Ａに示す工程において、例えばＮｉまたはＣｕなどの金属材料よりなる、後の工程において形成されるパターン配線を支持する支持基板となる、基板１０１を用意する。当該基板１０１は、後の工程において液状のレジストを塗布してレジストパターンを形成することが可能な程度に平面度が良好であることが好ましい。このように平面度が良好であるためには、例えばＮｉやＣｕなどの金属材料を用いることが好ましい。

次に、前記基板１０１上に、後の工程で形成されるパターン配線の剥離を容易にするために、剥離層１０２を形成する。例えば、当該剥離層１０２は、後の工程で形成されるパターン配線と密着力が小さいものが好適であり、例えばパターン配線をＣｕにより形成する場合には、Ｃｕと密着力が小さくなるＭｏ（モリブデン）よりなる剥離層を形成することが好ましい。当該剥離層１０２は、例えばスパッタリングまたはメッキなどの方法により形成することができる。

次に、図１Ｂに示す工程において、前記基板１０１上の前記剥離層１０２上に、液状レジストにより、レジスト層を形成し、さらに当該レジスト層をフォトリソグラフィ法によりパターニングして、レジストパターン１０３を形成する。

次に、図１Ｃに示す工程において、前記レジストパターン１０３をマスクにして、当該レジストパターン１０３の開口部を埋設するように、例えばＣｕの電解メッキにより、パターン配線１０４を形成する。当該パターン配線１０４を形成した後、前記レジストパターン１０３を剥離する。ここで、前記基板１０１、前記剥離層１０２、および前記パターン配線１０４を有するパターン配線形成基板１００が形成される。

また、基板や剥離層の材料に絶縁材料を用いた場合や、基板や剥離層の電気抵抗値が高い場合などには、必要に応じて、例えば前記剥離層１０２上に、例えばＣｕの無電解メッキなどにより、シード層を形成する工程を設けてもよい。

次に、図２Ａ〜図２Ｉにおいて、当該パターン配線１０４が転写される側の基板の形成方法、および当該パターン配線１０４の転写方法について説明する。

まず、例えば、プリプレグ材料などよりなるコア基板２０１に、当該コア基板２０１を貫通するビアプラグ２０２、および当該ビアプラグ２０２に接続されるパターン配線２０３および２０３Ａを形成する。この場合、前記ビアプラグ２０２、パターン配線２０２、２０３Ａは、例えばＣｕのメッキにより形成することが可能であり、パターン配線は、例えば従来のセミアディティブ法などによりパターニングして形成することができる。

また、前記コア基板２０１上の第１の側には前記パターン配線２０３が、当該第１の側と反対側の第２の側にはパターン配線２０３Ａが形成されており、以下の実施例ではコア基板の両面に配線が形成される例について説明しているが、配線が形成される側は、コア基板の片側であってもよい。

次に、図２Ｂに示す工程において、前記パターン配線２０３、および前記パターン配線２０３Ａ上に、それぞれ絶縁層２０４、絶縁層２０４Ａを、例えばラミネートにより、形成する。

この場合、前記絶縁層２０４，２０４Ａは、例えば通常用いられる、いわゆるビルドアップ樹脂により形成することが可能であり、例えばエポキシ樹脂、またはポリイミド樹脂などの、熱硬化性の樹脂材料を用いることが可能である。

次に、図２Ｃ〜図２Ｄに示す工程において、図１Ａ〜図１Ｃの工程において形成した、前記パターン配線形成基板１００を、前記パターン配線１０４が前記絶縁層２０４に対応するようにして、当該絶縁層２０４に押圧する。

同様に、前記パターン配線１００と同様の構造を有し、基板１０１Ａ上に、剥離層１０２Ａが形成され、さらに当該剥離層１０２Ａ上に前記パターン配線１０４Ａが形成されてなる、パターン配線形成基板１００Ａを、前記パターン配線１０４Ａが前記絶縁層２０４Ａに対応するようにして、当該絶縁層２０４Ａに押圧する。

この場合、前記基板１０１Ａ、剥離層１０２Ａ、およびパターン配線１０４Ａは、前記基板１０１、剥離層１０２、およびパターン配線１０４に相当し、同様の構造を有している。

また、この場合、前記絶縁層２０４に、前記パターン配線１０４が埋設されるようにして、当該パターン配線１０４が当該絶縁層２０４に埋め込まれるように押圧される。このため、前記絶縁層２０４が軟らかくなるように、当該絶縁層２０４は所定の温度以上となるように加熱されていることが好ましい。しかし、加熱する温度が高温である場合には、前記パターン配線形成基板１００と、前記パターン配線１０４の位置あわせ（アライメント）が困難となる場合がある。

そこで、本実施例では、前記絶縁層２０４を、前記パターン配線形成基板１００（または前記パターン配線１０４）と前記パターン配線１０４のアライメントに与える影響が小さい温度であって、かつ絶縁層が軟らかくなる第１の温度とすることが好ましい。

例えば、前記絶縁層１０４が、エポキシ樹脂よりなる場合、当該第１の温度は１００℃以下、好ましくは８０℃〜９０℃とすることが好ましい。この場合、前記絶縁層２０４Ａについても同様の理由で同様の温度とする。

ここで、前記パターン配線１０４が前記絶縁層２０４に、また前記パターン配線１０４Ａが前記絶縁層２０４Ａに埋設されるようにして転写される。

次に、前記絶縁層２０４および前記絶縁層２０４Ａをさらに加熱して、前記第１の温度より高い第２の温度とし、当該絶縁層２０４および当該絶縁層２０４Ａの熱硬化、いわゆるキュアを行う。例えば、前記絶縁層２０４および前記絶縁層２０４Ａがエポキシ樹脂よりなる場合、前記第２の温度を１５０℃以上、好ましくは１８０℃〜２００℃とすることが好ましい。

このように、絶縁層にパターン配線を転写する場合の温度と、当該転写後の温度を異なるようにして形成することで、当該パターン配線の転写の場合のアライメントの精度を良好とし、転写の精度を良好とすることが可能となる。

次に、図２Ｅに示す工程において、前記基板１０１、および前記基板１０１Ａを除去し、それぞれ前記絶縁層２０４および前記絶縁層２０４Ａが露出するようにする。この場合、例えば、前記基板１０１を除去する場合、前記剥離層１０２と前記パターン配線１０４の界面を剥離し、前記基板１０１を除去するようにすると、当該基板１０１の除去が容易となり、好ましい。

また、前記基板１０１を、ウェットエッチングなどの方法で薬液によりエッチングして除去する方法を用いてもよい。また、前記基板１０１Ａは、前記基板１０１と同様の方法で除去することが可能である。

次に、図２Ｆに示す工程において、前記絶縁層２０４にビアホールＢＨを、例えばＹＡＧレーザにより、形成する。この場合、前記ビアホールＢＨは、その側壁が前記パターン配線１０４に面し、前記パターン配線２０３に到達するように形成される。

同様に、前記絶縁層２０４Ａに、ビアホールＢＨＡを、例えばＹＡＧレーザにより形成する。この場合、前記ビアホールＢＨＡは、その側壁が前記パターン配線１０４Ａに面し、前記パターン配線２０３Ａに到達するように形成される。

また、必要に応じて、ビアホール形成後に、いわゆるデスミア処理と呼ばれる薬液処理を行い、前記ビアホールＢＨ、ＢＨＡの残渣の処理や、前記絶縁層２０４，２０４Ａの表面の粗化処理を行うと好適である。

次に、図２Ｇに示す工程において、前記ビアホールＢＨの内壁面を含む前記絶縁層２０４上と露出した前記パターン配線２０３上、さらに、前記ビアホールＢＨＡの内壁面を含む前記絶縁層２０４Ａ上と露出した前記パターン配線２０３Ａ上に、例えば、Ｃｕの無電解メッキにより、それぞれシード層２０５、２０５Ａを形成する。

次に、図２Ｈに示す工程において、例えばＣｕの電解メッキにより、前記ビアホールＢＨを埋設するように、前記パターン配線１０４と前記パターン配線２０３を電気的に接続する、ビアプラグ２０６を形成する。前記ビアプラグ２０６は、その側壁の一部が前記パターン配線１０４に接し、さらにその底面が前記パターン配線２０３に接するように形成される。また、この場合、Ｃｕの電解メッキにより、前記絶縁層２０４を覆うようにＣｕ層が形成される。

同様に、例えばＣｕの電解メッキにより、前記ビアホールＢＨＡを埋設するように、前記パターン配線１０４Ａと前記パターン配線２０３Ａを電気的に接続する、ビアプラグ２０６Ａを形成する。前記ビアプラグ２０６Ａは、その側壁の一部が前記パターン配線１０４Ａに接し、さらにその底面が前記パターン配線２０３Ａに接するように形成される。この場合、Ｃｕの電解メッキにより、前記絶縁層２０４Ａを覆うようにＣｕ層が形成される。

次に、図２Ｉに示す工程において、前記ビアプラグ２０６上および前記絶縁層２０４上に形成された余剰なＣｕ層を、例えばバフ研磨、またはＣＭＰ（化学機械研磨）などにより研磨することで除去し、同様に前記ビアプラグ２０６上および前記絶縁層２０４上に形成された余剰なＣｕ層を除去して、配線基板を形成する。必要に応じてこの後の工程において、ソルダーレジスト層や、半田バンプなどを形成するためのＮｉ／Ａｕ層よりなる端子接続部などを形成してもよい。

従来、いわゆるビルドアップ型の配線基板を形成する場合には、ビルドアップ型の基板に用いる樹脂よりなる絶縁層の平面度の問題から、当該絶縁層上に液状レジストを用いてレジストパターンを形成することは困難であった。

そのため、微細なパターン配線形状を形成することが困難であり、従来のビルドアップ法では、配線幅／配線間の大きさ（以下Ｌ／Ｓと表記する）が、１０μｍ／１０μｍ以下のものを形成することが困難になっていた。

そこで、本実施例では、平面度が良好である金属材料よりなる前記基板１０１上に液状レジスト層を塗布により形成し、当該レジスト層をフォトリソグラフィ法によりパターニングして、レジストパターンを形成している。さらに、当該レジストパターンをマスクにして形成したパターン配線を、別途形成した絶縁層に転写する方法をとっている。

そのため、従来のビルドアップ法（セミアディティブ法）に比べて微細なパターン配線を形成することが可能であり、また配線間のスペースも小さくすることが可能となる。

例えば、本実施例の場合、Ｌ／Ｓで、５μｍ／５μｍ程度のパターンを形成することが可能であり、微細で高密度な配線パターンを有する配線基板を形成することが可能となる。

さらに、本実施例の場合には、転写されるパターン配線と、転写される対象となる絶縁層を介して形成されているパターン配線の接続のために、当該絶縁層にビアホールを形成してビアプラグを形成している。

上記の方法は、例えば、予めビアプラグが形成されたコア基板を積層する方法と比べて、微細なパターン配線を精度良く接続する点で優れている。このため、上記の方法では、微細なパターン配線を、良好なアライメント精度で接続することが可能となり、配線の接続の信頼性が良好となっている。

また、本実施例では、いわゆる２層配線の場合を例にとって示しているが、本発明による配線基板の製造方法ではこれに限定されず、さらに配線の層の数を増加して形成することが可能となっている。

この場合、上記に示した図２Ｂ〜図２Ｉまでの工程に相当する工程を繰り返して実施することにより、任意の層数の多層配線構造を形成することが可能である。例えば、図２Ｉに示した配線基板２００において、さらに上層に配線層を形成することも可能である。

例えば、図３には、前記配線基板２００においてさらに上層に配線層を形成した、３層の配線構造を有する配線基板３００を模式的に示す。ただし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。

前記配線基板３００は、前記絶縁層２０４、および前記絶縁層２０４Ａ上にそれぞれ絶縁層３０１、および絶縁層３０１Ａが形成されている。また、当該絶縁層３０１、当該絶縁層３０１Ａには、それぞれ転写されて形成されたパターン配線３０２、およびバターン配線３０２Ａが形成されている。さらに、前記パターン配線３０２と前記パターン配線１０４はビアプラグ３０３により、また前記パターン配線３０２Ａと前記パターン配線１０４Ａはビアプラグ３０３Ａにより、電気的に接続された構造となっている。

本図に示す配線基板３００を形成する場合には、図２Ｉに示した配線基板２００に対して、図２Ｂ〜図２Ｉに示した工程と同様の工程を繰り返し実施すればよい。

例えば、まず、図２Ｂに示した工程と同様にして、図２Ｉに示した配線基板２００の、前記パターン配線１０４が形成された前記絶縁層２０４上に絶縁層３０１を形成する。同様にして、前記パターン配線１０４Ａが形成された前記絶縁層２０４Ａ上に、絶縁層３０１Ａを形成する。

次に、図２Ｃ〜図２Ｄに示した工程と同様にして配線パターン３０３，３０３Ａを転写する。この場合、図１Ａ〜図１Ｃに示した場合と同様にして別途基板上に形成された、パターン配線３０２、およびパターン配線３０２Ａを、それぞれ前記絶縁層３０１、および前記絶縁層３０１Ａに転写すればよい。

次に、図２Ｅに示した工程と同様に基板を除去した後、図２Ｆ〜図２Ｉに示した工程と同様にして、ビアプラグ３０３、３０３Ａを形成する。

また、必要に応じてさらに配線の層数を増加させることも可能であり、またパターン配線とビアプラグの接続の取り回しは様々に変形・変更することが可能であることは明らかである。

以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明は上記の特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。

本発明によれば、パターン配線を貼り付けて形成される配線基板であって、より微細なパターン配線形状を有する配線基板を提供することが可能となる。

絶縁層に転写されるパターン配線を形成する方法を示す図（その１）である。 絶縁層に転写されるパターン配線を形成する方法を示す図（その２）である。 絶縁層に転写されるパターン配線を形成する方法を示す図（その３）である。 実施例１による配線基板の製造方法を示す図（その１）である。 実施例１による配線基板の製造方法を示す図（その２）である。 実施例１による配線基板の製造方法を示す図（その３）である。 実施例１による配線基板の製造方法を示す図（その４）である。 実施例１による配線基板の製造方法を示す図（その５）である。 実施例１による配線基板の製造方法を示す図（その６）である。 実施例１による配線基板の製造方法を示す図（その７）である。 実施例１による配線基板の製造方法を示す図（その８）である。 実施例１による配線基板の製造方法を示す図（その９）である。 実施例１による多層配線基板の構造を示す断面図である。

符号の説明

１０１，１０１Ａ，２０１ 基板
１０２，１０２Ａ 剥離層
１０３ レジストパターン
１０４，１０４Ａ、２０３，２０３Ａ，３０２，３０２Ａ パターン配線
２０２，２０６，２０６Ａ，３０３，３０３Ａ ビアプラグ
２０４，２０４Ａ，３０１，３０１Ａ 絶縁層
２０５，２０５Ａ シード層
ＢＨ，ＢＨＡ ビアホール

Claims (7)

1. コア基板上に形成された第１の配線上に絶縁層を形成する工程と、
   支持基板上に形成された第２の配線を前記絶縁層に押圧して当該第２の配線を当該絶縁層に転写する工程と、
   当該支持基板を除去する工程と、
   前記第１の配線と前記第２の配線を接続するビアプラグを形成する工程と、を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
2. 前記第２の配線は、前記支持基板上に形成された液状レジストを用いて形成されるレジストパターンをマスクにしたメッキ法により、パターニングされていることを特徴とする請求項１記載の配線基板の製造方法。
3. 前記支持基板と前記第２の配線の間には剥離層が形成され、前記支持基板の除去は、前記剥離層と前記第２の配線を剥離することで行うことを特徴とする請求項１または２記載の配線基板の製造方法。
4. 前記支持基板の除去は、前記支持基板をエッチングすることで行うことを特徴とする請求項１または２記載の配線基板の製造方法。
5. 前記ビアプラグを形成する工程は、
   前記絶縁層にレーザによりビアホールを形成する工程と、
   前記ビアホールにメッキ法により前記ビアプラグを形成する工程と、を有することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項記載の配線基板の製造方法。
6. 前記第２の配線を前記絶縁層に転写する工程は、
   前記絶縁層を第１の温度に加熱して前記第２の配線を前記絶縁層に押圧する工程と、
   当該押圧後に前記絶縁層を前記第１の温度より高い第２の温度に加熱する工程と、を有することを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項記載の配線基板の製造方法。
7. 前記第２の配線上に別の絶縁層を形成する工程と、
   別の支持基板上に形成された第３の配線を前記別の絶縁層に押圧して当該第３の配線を当該別の絶縁層に転写する工程と、
   前記別の支持基板を除去する工程と、
   前記第２の配線と前記第３の配線を接続する別のビアプラグを形成する工程と、をさらに有することを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項記載の配線基板の製造方法。
   

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