JP2015225959A - 配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ビア導体上にビア導体よりも幅の狭い配線パターンを微細配線で形成することが可能な配線基板の製造方法を提供すること。
【解決手段】ビアホールＶ内を第１の下地金属層４ａおよびその上の第１の電解めっき層４ｂから成るビア導体４で充填した後、その上に、第２の下地配線パターン５ａおよび第２の電解めっき層５ｂから成る配線パターン５を、いわゆるセミアディティブ法によりビア導体４よりも狭い幅で形成する配線基板の製造方法である。ビアホールＶ内をビア導体４により良好に充填できるとともに、その上に配線パターン５を微細配線で形成することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、半導体素子を搭載するため等に用いられる配線基板の製造方法に関するものである。

半導体素子を搭載するため等に用いられる高密度配線基板としてビルドアップ配線基板が知られている。ビルドアップ配線基板は、絶縁層を挟んで上下に位置する配線導体同士をビア導体により接続することにより多層配線構造を形成している。

ここで、従来のビルドアップ配線基板における多層配線構造を図４および図５に示す。図４は従来のビルドアップ配線基板における要部断面図であり、図５はその上図である。

図４に示すように、従来の配線基板においては、下層の絶縁層１１上に下層の配線導体１２が被着されている。下層の絶縁層１１および下層の配線導体１２上には、上層の絶縁層１３が積層されている。上層の絶縁層１３には、ビアホールＶが形成されている。ビアホールＶは、下層の配線導体１２を底面としている。ビアホールＶ内には、ビア導体１４が充填されている。ビア導体１４は、下層の配線導体１２に接続している。上層の絶縁層１３の上には上層の導体層１５が被着されている。上層の導体層１５は、ビア導体１４と一体的に形成されている。

図５に示すように、上層の導体層１５は、ランドＬを有している。ランドＬは、ビアホールＶよりも大きく、ビアホールＶ上を覆っている。ランドＬを設けることにより、ビアホールＶの形成位置と上層の導体層１５の形成位置との間に製造ばらつき上のずれが生じても、下層の配線導体１２と上層の導体層１５とがビア導体１４を介して確実に接続されるようになっている。

しかしながら、ランドＬを設けることは、上層の配線導体１５における高密度配線化の障害となる。そこで、特開２００３−１９８０８５号公報（特許文献１）では、ビアホール上にランドを設けることなく、ビア導体上にビア導体よりも幅の狭い配線パターンを設けることにより高密度配線を実現する回路基板およびその製造方法が提案されている。

しかしながら、特許文献１で提案された回路基板の製造方法では、ビアホールが形成された絶縁層のビアホール内および上の全面にシード層および電解銅めっきから成るめっき導体層を形成した後、そのめっき導体層上に、配線パターンとして残す部分を被覆するレジストパターンを形成し、そのレジストパターンをマスクとしてめっき導体層をエッチングすることにより配線パターンが形成される。この方法は、サブトラクティブ法と呼ばれるもので、厚みの厚い電解銅めっき層から成るめっき導体層を所定パターンにエッチングすることにより配線パターンを形成するので、レジストパターンの下の配線パターンが側面からエッチングされるサイドエッチングが大きくなるので、微細配線を形成することが困難である。

特開２００３−１９８０８５号公報

本発明が解決しようとする課題は、ビア導体上にビア導体よりも幅の狭い配線パターンを微細配線で形成することが可能な配線基板の製造方法を提供することにある。

本発明の配線基板の製造方法は、表面に下層の配線導体が形成された下層の絶縁層上に上層の絶縁層を形成する工程と、前記上層の絶縁層上に前記下層の配線導体を底面とするビアホールを形成する工程と、前記ビアホール内および前記上層の絶縁層の表面に第１の下地金属層を被着する工程と、前記第１の下地金属層上に、前記ビアホール上およびその周辺を露出させる第１の開口パターンを有する第１のめっきレジスト層を形成する工程と、前記第１の開口パターン内に前記ビアホールを完全に充填する以上の厚みの第１の電解めっき層を被着する工程と、前記第１のめっきレジスト層を除去するとともに、前記第１の電解めっき層の表面が前記上層の絶縁層の表面から０〜１５μｍ凹む高さになるようにエッチングして前記第１の下地金属層および前記第１の電解めっき層から成るビア導体を形成する工程と、前記ビア導体の表面および前記上層の絶縁層の露出表面に第２の下地金属層を被着する工程と、前記第２の下地金属層上に、前記ビアホール上を通り、該ビアホールよりも幅の狭い第２の開口パターンを有する第２のめっきレジスト層を形成する工程と、前記第２の開口パターン内に第２の電解めっき層を被着する工程と、前記第２のめっきレジスト層を除去するとともに、前記第２の電解めっき層から露出する前記第２の下地金属層をエッチング除去して前記第２の下地金属層および前記第２の電解めっき層から成る配線パターンを形成する工程と、を行うことを特徴とするものである。

本発明の配線基板の製造方法によれば、ビアホール内を第１の下地金属層および第１の電解めっき層から成るビア導体で充填した後、その上に、第２の下地金属層および第２の電解めっき層から成る配線パターンを、いわゆるセミアディティブ法により形成するので、ビアホール内をビア導体により良好に充填できるとともに、配線パターンを微細配線で形成することが可能となる。

図１は、本発明の配線基板の製造方法により製造される配線基板の一例を示す要部断面図である。 図２は、図１に示す配線基板の要部上図である。 図３（ａ）〜（ｌ）は、本発明の配線基板の製造方法を説明するための工程毎の要部断面図である。 図４は、従来の配線基板の要部拡大断面図である。 図５は、従来の配線基板の要部上図である。

次に、本発明の配線基板の製造方法により製造される配線基板の一例を図１および図２に示す。図１は本例の配線基板における要部断面図であり、図２はその上図である。

図１に示すように、本例の配線基板においては、下層の絶縁層１上に下層の配線導体２が被着されている。下層の絶縁層１および下層の配線導体２上には、上層の絶縁層３が積層されている。上層の絶縁層３には、ビアホールＶが形成されている。ビアホールＶは、下層の配線導体２を底面としている。ビアホールＶ内には、ビア導体４が充填されている。ビア導体４は、下層の配線導体２に接続している。上層の絶縁層３上およびビア導体４上には上層の配線パターン５が被着されている。

下層の絶縁層１および上層の絶縁層３は、エポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂、アリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂を成分とする樹脂系の絶縁材料から成る。下層の絶縁層１および上層の絶縁層３には、ガラスクロス等から成る補強シートやシリカ等から成る絶縁フィラーが入っていても良い。下層の配線導体２は、金属箔やめっき導体層から成る。ビアホール導体４は、第１の下地金属層４ａおよび第１の電解めっき層４ｂから成る。配線パターン５は、第２の下地金属層５ａおよび第２の電解めっき層５ｂから成る。

図２に示すように、上層の配線パターン５は、ビアホールＶよりも幅が小さく、ビアホールＶ上を通っている。上層の配線パターン５の幅がビアホールＶよりも小さいことにより、ビアホールＶの形成位置と上層の配線パターン５の形成位置との間に製造ばらつき上のずれが生じても、下層の配線導体２と上層の配線パターン５とがビア導体４を介して確実に接続されるようになっている。

ビアホールＶの直径は、５０〜６５μｍ程度である。配線パターン５の幅は３０〜４５μｍ程度である。

次に、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例について図３（ａ）〜（ｌ）を基に説明する。

先ず、図３（ａ）に示すように、下層の配線導体２が形成された下層の絶縁層１の上に上層の絶縁層３を形成する。上層の絶縁層３を形成するには、下層の配線導体２が形成された下層の絶縁層１上に上層の絶縁層３用の未硬化または半硬化のフィルムまたはシートを積層するとともに、加熱しながら上下からプレスする方法が採用される。

次に、図３（ｂ）に示すように、上層の絶縁層３にビアホールＶを形成する。ビアホールＶは、下層の配線導体２を底面とする。ビアホールＶの形成は、レーザ加工により行う。ビアホールＶの直径は、上述したように５０〜６５μｍ程度である。

次に、図３（ｃ）に示すように、ビアホールＶ内および上層の絶縁層３の表面に第１の下地金属層４ａを被着する。第１の下地金属層４ａは、例えば無電解銅めっきから成る。第１の下地金属層４ａの厚みは０．１〜１μｍ程度である。

次に、図３（ｄ）に示すように、第１の下地金属層４ａ上に第１のめっきレジスト層Ｒ１を形成する。第１のめっきレジスト層Ｒ１は、ビアホールＶ上およびその周辺を露出させる第１の開口パターンＡ１を有している。第１の開口パターンＡ１の開口径はビアホールＶの開口径よりも１０〜２０μｍ程度大きなものとしておく。

次に、図３（ｅ）に示すように、第１の開口パターンＡ１内に第１の電解めっき層４ｂを被着する。第１の電解めっき層４ｂは、ビアホールＶ内を完全に充填するとともに、上層の絶縁層３上での厚みが１０〜２０μｍ程度となる厚みに被着する。第１の電解めっき層４ｂは、例えば電解銅めっき層から成る。

次に、図３（ｆ）に示すように、第１のめっきレジスト層Ｒ１を剥離除去する。

次に、図３（ｇ）に示すように、エッチングにより上層の絶縁層３上の第１の下地金属層４ａを除去するとともに、第１の電解めっき層４ｂの表面が上層の絶縁層３の表面から
０〜１５μｍ凹む高さになるように第１の電解めっき層４ｂの厚みを減少させる。これにより、第１の下地金属層４ａおよびその上の第１の電解めっき層４ｂから成るビア導体４が、上層の絶縁層３の表面から０〜１５μｍ凹んだ状態で形成される。

次に、図３（ｈ）に示すように、上層の絶縁層３の表面およびビア導体４の表面に第２の下地金属層５ａを被着する。第２の下地金属層５ａは、第１の下地金属層４ａと同様の材料および同様の厚みとする。

次に、図３（ｉ）に示すように、第２の下地金属層５ａ上に第２のめっきレジスト層Ｒ２を形成する。第２のめっきレジスト層Ｒ２は、ビアホールＶ上を通り、ビアホールＶよりも幅の狭い第２の開口パターンＡ２を有している。第２の開口パターンＡ２の幅は、ビアホールＶの直径より１５〜３０μｍ狭いものとする。このとき、上層の絶縁層３の表面から０〜１５μｍ凹んだビア導体４の上に第２のめっきレジスト層Ｒ２を形成するので、第２のめっきレジスト層Ｒ２がビアホールＶ内に大きく入り込むことがない。

次に、図３（ｊ）に示すように、第２のめっきレジスト層Ｒ２の第２の開口パターンＡ２内の第２の下地金属層５ａ上に第２の電解めっき層５ｂを被着する。第２の電解めっき層５ｂは、上層の絶縁層３上での厚みが１０〜２０μｍ程度となる厚みに被着する。第２の電解めっき層５ｂは、例えば電解銅めっき層から成る。

次に、図３（ｋ）に示すように、第２のめっきレジスト層Ｒ２を剥離除去する。このとき、第２のめっきレジスト層Ｒ２は、ビアホールＶ内に大きく入り込んでいないので、ビアホールＶ内に第２のめっきレジスト層Ｒ２の残渣を残すことなく良好に剥離除去することができる。

最後に、図３（ｌ）に示すように、エッチングにより第２の電解めっき層５ｂから露出する第２の下地金属層５ａを除去することにより、ビア導体４上および上層の絶縁層３上に第２の下地金属５ａおよび第２の電解めっき層５ｂから成る配線パターン５を形成する。この配線パターン５の形成方法は、いわゆるセミアディティブ法と呼ばれるものであり、厚みが０．１〜１μｍ程度と薄い第２の下地金属層５ａを除去できる程度にエッチングを行えばよいので、配線パターン５が大きくサイドエッチングされることはない。したがって、ビア導体４よりも幅の狭い配線パターン５を微細配線で形成することができる。

なお、上層の絶縁層３の表面から０〜１５μｍ凹んだビア導体４の上に配線パターン５を形成することから、配線パターン５がビアホールＶ上で大きく凹むことがなく、略平坦な配線パターン５を形成することができる。

１ 下層の絶縁層
２ 下層の配線導体
３ 上層の絶縁層
４ ビア導体
４ａ 第１の下地金属層
４ｂ 第１の電解めっき層
５ 配線パターン
５ａ 第２の下地金属層
５ｂ 第２の電解めっき層
Ａ１ 第１の開口パターン
Ａ２ 第２の開口パターン
Ｒ１ 第１のめっきレジスト層
Ｒ２ 第２のめっきレジスト層
Ｖ ビアホール

Claims (1)

1. 表面に下層の配線導体が形成された下層の絶縁層上に上層の絶縁層を形成する工程と、前記上層の絶縁層上に前記下層の配線導体を底面とするビアホールを形成する工程と、前記ビアホール内および前記上層の絶縁層の表面に第１の下地金属層を被着する工程と、前記第１の下地金属層上に、前記ビアホール上およびその周辺を露出させる第１の開口パターンを有する第１のめっきレジスト層を形成する工程と、前記第１の開口パターン内に前記ビアホールを完全に充填する以上の厚みの第１の電解めっき層を被着する工程と、前記第１のめっきレジスト層を除去するとともに、前記第１の電解めっき層の表面が前記上層の絶縁層の表面から０〜１５μｍ凹む高さになるようにエッチングして前記第１の下地金属層および前記第１の電解めっき層から成るビア導体を形成する工程と、前記ビア導体の表面および前記上層の絶縁層の露出表面に第２の下地金属層を被着する工程と、前記第２の下地金属層上に、前記ビアホール上を通り、該ビアホールよりも幅の狭い第２の開口パターンを有する第２のめっきレジスト層を形成する工程と、前記第２の開口パターン内に第２の電解めっき層を被着する工程と、前記第２のめっきレジスト層を除去するとともに、前記第２の電解めっき層から露出する前記第２の下地金属層をエッチング除去して前記第２の下地金属層および前記第２の電解めっき層から成る配線パターンを形成する工程と、を行うことを特徴とする配線基板の製造方法

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