JP3923389B2

JP3923389B2 - めっき装置及び配線基板の製造方法

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Publication number: JP3923389B2
Application number: JP2002231635A
Authority: JP
Inventors: 直寛真篠
Original assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority date: 2002-08-08
Filing date: 2002-08-08
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2022-08-08
Also published as: JP2004068117A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、めっき装置及び配線基板の製造方法に係り、より詳しくは、厚みが比較的薄い被めっき基板に何ら不具合が発生することなくめっきを施すためのめっき装置及びそれを用いた配線基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、マルチメディア機器を実現するためのキーテクノロジーであるＬＳＩ技術はデータ伝送の高速化、大容量化に向かって着実に開発が進んでいる。これに伴って、ＬＳＩと電子機器とのインターフェイスとなる実装技術の高密度化が進められている。
【０００３】
さらなる高密度化の要求から、半導体チップを複数実装したマルチチップパッケージが開発されている。このマルチチップパッケージには、複数の半導体チップを平面的に並べたものと複数の半導体チップを厚み方向に積層したものとがある。半導体チップを平面的に並べたマルチチップパッケージは、広い実装面積を必要とするため、半導体チップを積層した３次元実装の開発が盛んに行われている。
【０００４】
これらのマルチチップパッケージの配線基板としては、３次元配線を備えたシリコン基板などが用いられる。この３次元配線基板の製造方法の一例は、まず、シリコン基板にその一方の面から他方の面に貫通するスルーホールが形成される。その後、シリコン基板の両面及びスルーホール内にめっきにより金属膜が成膜される。このとき、シリコン基板の微小なスルーホール内に金属膜を安定して成膜させるため、スルーホール内にめっき液を十分に供給する必要がある。このため、シリコン基板の両面に向けてめっき液を所定圧力で流動させた状態でシリコン基板上及びスルーホール内にめっきが施される。続いて、金属膜がパターニングされて、スルーホールを介して電気的に接続された所定の金属配線がシリコン基板の両面にそれぞれ形成される。
【０００５】
このように、３次元配線基板の製造方法では、スルーホールを有するシリコン基板などの両面に金属膜をめっきにより成膜する際に、一般にシリコン基板の両面に向けて所定圧力でめっき液を流動させた状態でめっきを施す必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、マルチチップパッケージのトータルの厚みを薄くする要求があることから、シリコン基板の厚みを例えば３００μｍ程度以下と薄くする場合、厚みが薄いシリコン基板がめっき液の流動で加圧されて撓ることによってめっき処理中にシリコン基板が割れてしまう恐れがある。
【０００７】
本発明は以上の問題点を鑑みて創作されたものであり、厚みが例えば３００μｍ程度以下の薄い被めっき基板がめっき処理中にめっき液の流動による加圧によって割れることを防止できるめっき装置及びそれを用いた配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明はめっき装置に係り、被めっき基板をめっき液内に浸漬させ、前記めっき液を前記被めっき基板のめっき面に流動させることにより前記被めっき基板のめっき面に圧力がかかった状態で前記被めっき基板の上にめっきを施すめっき装置であって、前記めっき液を収容する容器と、前記容器内の前記被めっき基板のめっき面の近傍に配置され、前記めっき液の流動による前記被めっき基板への前記圧力を低減する多孔質体からなる圧力制御板とを有することを特徴とする。
【０００９】
上記したように、スルーホールを有する被めっき基板の両面及びスルーホール内にめっきにより金属膜を成膜する場合、信頼性の高いスルーホール接続を得るために被めっき基板のめっき面に向けてめっき液を流動させた状態で行われる。本発明のめっき装置は、被めっき基板の厚みが例えば３００μｍ程度以下に薄くなった場合に、めっき液の流動により被めっき基板が撓って割れることを防止するために工夫されたものである。
【００１０】
すなわち、本発明のめっき装置では、被めっき基板のめっき面の近傍に多孔質体（例えばウレタンスポンジなど）からなる圧力制御板を設けることにより、めっき液が圧力制御板を透過することで所望の圧力に低減された状態で被めっき基板にめっき液が供給される。このため、被めっき基板が割れない程度の圧力でめっき液が被めっき基板の表面及びスルーホールに供給されてめっきが施される。
【００１１】
このように、本発明では、被めっき基板の近傍に多孔質体からなる圧力制御板を設けた簡易な構成のめっき装置でスルーホールを有する厚みが薄い被めっき基板に何ら不具合が発生することなくめっきを施すことができるようになる。
【００１２】
上記しためっき装置において、前記めっき液は、前記被めっき基板の一方の面及び他方の面に向ってそれぞれ所定圧力で流動しており、前記圧力制御板は、前記被めっき基板の前記一方の面及び他方の面の近傍にそれぞれ配置されるようにしてもよい。このようにすることにより、被めっき基板は両面側から略均等な圧力がかかって圧力負担が均等になるため被めっき基板がさらに割れ難くなると共に、スルーホール内への金属膜の成膜が安定して信頼性の高いスルーホール接続が得られるようになる。
【００１３】
また、上記しためっき装置の一つの好適な態様では、先端部が前記被めっき基板に電気的に接続される陰極電極と、前記容器内に配置された陽極電極とをさらに有し、前記圧力制御板は、該圧力制御板の一部に前記陰極電極の先端側が突き抜けた状態で設けられている。また、本発明のめっき装置は、電解めっき装置であってもよいし、無電解めっき装置であってもよい。
【００１４】
また、この陰極電極は前記被めっき基板に接触する部分を除いて絶縁体により被覆されていることが好ましい。金属からなる陰極電極の表面が露出している場合には陰極電極上にもめっきが施されてしまうため、被めっき基板上と陰極電極上とに同一層のめっき層が繋がって形成されてしまう。このため、陰極電極を被めっき基板から引き離す際に比較的大きな引張り力を必要とするので、厚みの薄い被めっき基板がその衝撃で割れてしまう恐れがある。
【００１５】
しかしながら、陰極電極が絶縁体で被覆されている場合、陰極電極上にはめっき膜が形成されないため、陰極電極を被めっき基板から引き離す際に大きな引張り力を必要としない。従って、厚みの薄い被めっき基板から陰極電極を引き離す際にその衝撃で被めっき基板が割れてしまうといった懸念がなくなる。
【００１６】
また、上記しためっき装置において、前記容器内を減圧する排気手段をさらに有することが好ましい。容器内を排気手段で減圧することによりめっき液内の気泡を除去することができるため、スルーホール内に気泡が入り込んでボイドが発生したり、スルーホール内でめっき膜の成膜のばらつきが発生したりすることを防止することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照して説明する。
【００１８】
（めっき装置の説明）
図１は本発明の実施形態のめっき装置の内部構成を示す概略平面図、図２は同じくめっき装置の内部構成を示す概略断面図、図３は図１の陰極電極の先端部を拡大した部分拡大図である。なお、図２は図１のＩ−Ｉに沿った断面図に略相当する。
【００１９】
図１に示すように、本発明の実施形態のめっき装置１では、めっき液１０が入る容器１２を備えていて、この容器１２は第１容器１２ａ及び第２容器１２ｂにより基本構成されている。第１容器１２ａ及び第２容器１２ｂにはめっき液１０を供給する第１及び第２供給管１３ａ，１３ｂがそれぞれ設けられている。また第１容器１２ａと第２容器１２ｂとの境界部にはめっき液１０を排出する第１排出管１５ａ及び第２排出管１５ｂが設けられている。特に図示しないが、第１及び第２排出管１５ａ，１５ｂから排出されためっき液１０は、その濃度やｐHなどを再調整してポンプにより第１及び第２供給管１３ａ，１３ｂに循環させるなどしている。
【００２０】
また、図２に示すように、容器１２の上部には真空ポンプなどの排気手段１９に接続された排気管１１が設けられていて、めっき液１０が溜まっていない空洞部１７の大気を排気することでめっき液１０内の気泡を除去することができる。あるいは、特に図示しないが、第１及び第２供給管１３ａ，１３ｂ又は第１及び第２排出管１５ａ，１５ｂの配管の途中にめっき液１０内の気泡を除去する排気手段（脱泡手段）を設けるようにしてもよい。
【００２１】
また、容器１２の上部にはシャッタ２３により開閉される被めっき基板１６の搬入口２１が設けられており、搬送手段（不図示）により被めっき基板１６がめっき液１０の中に搬入されて浸漬される。
【００２２】
さらに、図１に示すように、第１容器１２ａ内にはめっき給電電極である例えば４つの第１陰極電極（１４ａ〜１４ｄ）が挿入され、また第２容器１２ｂには同じく例えば４つの第２陰極電極（１４ｅ〜１４ｈ）が挿入されている。これらの陰極電極（１４ａ〜１４ｈ）はステンレスなどの金属からなる。なお、これらの陰極電極（１４ａ〜１４ｈ）はめっき処理中に被めっき基板１６を支持する機能を兼ねるため、より多く設けられている方が好ましい。
【００２３】
そして、この第１陰極電極（１４ａ〜１４ｄ）及び第２陰極電極（１４ｅ〜１４ｈ）の先端部には、多孔質体からなる第１圧力制御板１８ａ及び第２圧力制御板１８ｂが陰極電極（１４ａ〜１４ｈ）と平行な方向に微動できる状態で略固定されて設けられている。この第１及び第２圧力制御板１８ａ，１８ｂは、ウレタンスポンジ（ウレタン系多孔質体）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）スポンジ（ＰＶＡ系多孔質体）、セラミック多孔質体、又は金属多孔質体（アルミニウムや鉄などの多孔質体）などからなる。このような圧力制御板１８ａ，１８ｂは、一見、ソリッドなブロック状であっても、例えば、ミクロの眼でとらえると多数の微細な気孔（中空）が連続化して分散された立体網目構造を有する。
【００２４】
これらの圧力制御板１８ａ１８ｂは、めっき液１０を所定の圧力で被めっき基板１６の両面に流動させる際に、めっき液１０が圧力制御板１８ａ，１８ｂを透過してその圧力が低減された状態で被めっき基板１６にめっき液１０が供給される。つまり、これらの圧力制御板１８ａ１８ｂを設けることで、めっき液１０の流動によって被めっき基板１６にかかる圧力が所望の圧力に低減される。供給管１３ａ，１３ｂから圧力制御板１８ａ，１８ｂ側に供給されるめっき液１０の圧力が所望の圧力に低減されるように圧力制御板１８ａ，１８ｂの厚み、気孔の径及び気孔の容積率などが適宜調整される。
【００２５】
また、第１陰極電極（１４ａ〜１４ｄ）及び第２陰極電極（１４ｅ〜１４ｈ）は移動手段（不図示）にそれぞれ接続されていて、容器１２の中央部から端部にかけて移動できるようになっている。そして、搬入口２１からめっき液１０中に浸漬された被めっき基板１６は、第１陰極電極（１４ａ〜１４ｄ）及び第２陰極電極（１４ｅ〜１４ｈ）により挟まれて支持されると共に、被めっき基板１６とこれらの陰極電極（１４ａ〜１４ｄ）の先端部とが電気的に接続される。
【００２６】
さらに、第１陰極電極（１４ａ〜１４ｄ）及び第２陰極電極（１４ｅ〜１４ｈ）は、図３に示すように、被めっき基板１６に接触する先端部１４ｘを除いて絶縁体２５により被覆されている。この絶縁体２５はシリコーン樹脂又はフッ素系樹脂などからなる。この絶縁体２５はめっき処理が終了した後に陰極電極（１４ａ〜１４ｈ）を被めっき基板１６から引き離す際に被めっき基板１６が割れないようにするために設けられている。詳細については後で説明する配線基板の製造方法の欄で説明する。
【００２７】
また、図１に示すように、第１容器１２ａ及び第２容器１２ｂの中央部には、第１陽極電極２２ａ及び第２陽極電極２２ｂがそれぞれ配置されている。これらの陽極電極２２ａ，２２ｂは、銅からなるメッシュ板や銅ボールが入った篭などから構成されており、めっき液１０の流動を妨げないようになっている。
【００２８】
そして、第１陰極電極（１４ａ〜１４ｄ）は第１定電流電源２０ａのマイナス側に接続され、また第１陽極電極２２ａが第１定電流電源２０ａのプラス側に接続されている。また同様に、第２陰極電極（１４ｅ〜１４ｈ）は第２定電流電源２０ｂのマイナス側に接続され、また第２陽極電極２２ｂは第２定電流電源２０ｂのプラス側に接続されている。
【００２９】
そして、第１陽極電極２２ａと第１陰極電極（１４ａ〜１４ｄ）との間に第１定電流電源２０ａからめっき電流が供給されると同時に、第２陽極電極２２ｂと第２陰極電極（１４ｅ〜１４ｈ）との間に第２定電流電源２０ｂからめっき電流が供給される。
【００３０】
本実施形態のめっき装置１は以上ようにして構成されている。なお、本実施形態のめっき装置１として電解めっき装置を例示したが、上記しためっき装置１において所定の無電解めっき液を使用し、かつ陽極電極と陰極電極との間にめっき電流を供給しないことにより無電解めっき装置としても使用することができる。
【００３１】
（配線基板の製造方法）
次に、上記しためっき装置１を用いることに基づいて３次元配線基板を製造する方法を説明する。図４（ａ）はめっき装置の陰極電極が絶縁体で被覆されていない場合の問題点を示す部分断面図、図４（ｂ）は本発明の実施形態のめっき装置を用いてめっきを施すときの陰極電極回りの様子を示す部分断面図、図５は本発明の実施形態の配線基板の製造方法を示す部分断面図である。
【００３２】
まず、図５（ａ）に示すように、厚みが例えば１５０〜３００μｍ程度のシリコン基板１６（被めっき基板）を用意する。なお、厚みが３００μｍ程度以下のシリコン基板１６は取り扱いが困難で割れやすいため、本実施形態のめっき装置１で処理する工程以外は、所定の支持体で支持された状態で処理することが好ましい。
【００３３】
その後、シリコン基板１６の一方の面（Ａ）及び他方の面（Ｂ）を粗面化処理する。この粗面化処理は、フッ素系ガスを用いたプラズマエッチング、苛性ソーダ（ＮａＯＨ）や水酸化カリウム（ＫＯＨ）などの強アルカリによる化学処理、又はサンドブラスト法により行われる。この粗面化処理を行うことにより、シリコン基板１６の表面に微細な凹凸が形成されるので、いわゆるアンカー効果によってシリコン基板１６とその上に形成される層との密着性を向上させることができる。
【００３４】
次いで、図５（ｂ）に示すように、シリコン基板１６の所定部に一方の面（Ａ）から他方の面（Ｂ）に貫通するスルーホール１６ａを形成する。このスルーホール１６ａはフッ素系ガスなどを用いたプラズマエッチング、薬液を用いたケミカルエッチング又はサンドブラスト法により、その径が例えば５〜５０μｍ程度で形成される。
【００３５】
なお、シリコン基板１６の代わりに膜厚が３００μｍ程度以下のガラス基板を使用してもよい。この場合、スルーホールはレーザトリミング法やプラズマエッチング法などにより形成される。
【００３６】
続いて、同じく図５（ｂ）に示すように、シリコン基板１６を熱酸化することにより、シリコン基板１６の一方の面（Ａ）、他方の面（Ｂ）及びスルーホール１６ａ内に膜厚が例えば５〜１５ｎｍのシリコン酸化膜２４を形成する。なお、熱酸化に代えてＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）によりシリコン酸化膜２４を形成してもよい。なお、ガラス基板を用いる場合はシリコン酸化膜を形成する必要はない。
【００３７】
その後、図５（ｃ）に示すように、シリコン基板１６の一方の面（Ａ）、他方の面（Ｂ）及びスルーホール１６ａ内のシリコン酸化膜２４上に前述しためっき装置１を用いた無電解めっきにより膜厚が例えば１〜５μｍのシードＣｕ膜２６（シード金属膜）を形成する。シードＣｕ層２６を形成する工程は、下記で説明するＣｕ層を電解めっきで成膜する工程において、所定の無電解Ｃｕめっき液を使用し、かつ陰極電極と陽極電極との間に電流を流さないようにすればよいので詳細は下記のＣｕ層の成膜工程を参照されたい。
【００３８】
次いで、図５（ｄ）に示すように、上記しためっき装置１を用いてシードＣｕ膜２６をめっき給電層に利用した電解めっきによりシリコン基板１６の一方の面（Ａ）、他方の面（Ｂ）及びスルーホール１６ａ内のシードＣｕ膜２６上に配線用金属膜の一例である第１Ｃｕ層２８ａ、第２Ｃｕ膜２８ｂ及びＣｕプラグ２８ｃを形成する。
【００３９】
このめっき工程は図１及び図２に示すめっき装置１を適宜参照しながら説明する。まず、図２に示すように、めっき装置１のシャッタ２３を開けて搬入口２１から容器１２内のめっき液１０の中に図５（ｃ）の構造のシリコン基板１６を所定の搬送手段（不図示）により浸漬する。
【００４０】
次いで、図１及び図２に示すように、第１陰極電極（１４ａ〜１４ｄ）及び第２陰極電極（１４ｅ〜１４ｈ）が移動手段（不図示）によりシリコン基板１６側に移動してシリコン基板１６を挟んで支持する。このとき、これらの陰極電極（１４ａ〜１４ｈ）のそれぞれの先端面１４ｘ（図３）とシリコン基板１６の一方の面（Ａ）及び他方の面（Ｂ）とが電気的に接続される。
【００４１】
その後、搬送手段をシリコン基板１６から外した後、シャッタ２３を閉じる。続いて、図２に示すように、めっき液１０が溜まっていない空洞部１７の大気を排気手段１９により排気することにより、めっき液１０中の気泡を除去する。めっき液１０中に気泡が残存している状態でめっき処理を行う場合、シリコン基板１６のスルーホール１６ａ内に気泡が入り込んでスルーホール１６ａ内にボイドが発生するなどの不具合が発生しやすい。
【００４２】
本実施形態のめっき装置１では排気手段１９を備えていて、めっき処理前又はめっき処理中にめっき液１０内の気泡を除去できるため、スルーホール１６ａ内にボイドが発生したり、スルーホール１６ａ内でＣｕ膜の成膜のばらつきが発生したりすることを防止できる。このため、径が２０μｍ程度以下の微小なスルーホール１６ａを有するシリコン基板１６にＣｕ膜を成膜する場合においても、信頼性の高いスルーホールの電気接続が得られるようになる。この排気処理はめっき処理の前に行うようにしてもよいし、あるいはめっき処理前及びめっき処理中を通じて行うようにしてもよい。
【００４３】
続いて、図１に示すように、第１陰極電極（１４ａ〜１４ｄ）と第１陽極電極２２ａとの間に第１定電流電源２０ａから所定のめっき電流が供給されると共に、第２陰極電極（１４ｅ〜１４ｈ）と第２陽極電極２２ｂとの間に第２定電流電源２０ｂから所定のめっき電流が供給される。
【００４４】
これと同時に、第１容器１２ａ及び第２容器１２ｂにそれぞれ繋がった第１及び第２供給管１３ａ及び１３ｂからめっき液１０を所定の圧力で被めっき基板１６の一方の面（Ａ）及び他方の面（Ｂ）に向けて所定の圧力で流動させる。これによりシリコン基板１６上へのめっき処理が開始される。
【００４５】
このとき、めっき液１０は、第１陰極電極（１４ａ〜１４ｄ）及び第２陰極電極（１４ｅ〜１４ｈ）の先端側にそれぞれ設けられた第１圧力制御板１８ａ及び第２圧力制御板１８ｂ中を透過して被めっき基板１６に供給されることになる。
【００４６】
このため、シリコン基板１６に供給されるめっき液１０の圧力が所望の圧力に低減されると共に、シリコン基板１６の一方の面（Ａ）及び他方の面（Ｂ）にはめっき液１０の低減された圧力がそれぞれ均等にかかるようになる。
【００４７】
このように、本実施形態のめっき装置１では、シリコン基板１６の両面近傍に第１及び第２圧力制御板１８ａ，１８ｂをそれぞれ設けることでめっき液１０の圧力が低減された状態でシリコン基板１６にめっき液１０が供給されるようにしている。このため、厚みが３００μｍ程度以下の割れやすいシリコン基板１６であっても、めっき液１０の流動による圧力によってシリコン基板１６が撓って割れることが防止される。
【００４８】
しかも、めっき液１０の流動による圧力が圧力制御板１８ａ，１８ｂによって低減されても、シリコン基板１６のスルーホール１６ａ内に十分に供給される圧力でめっき液１０が供給される。これと同時に、図１に示すように、圧力制御板１８ａ，１８ｂを透過してシリコン基板１６側に供給されるめっき液１０は、シリコン基板１６と第１圧力制御板１８ａとの間、及びシリコン基板１６と第２圧力制御板１８ｂとの間をそれぞれ通り抜けて第１及び第２排気管１５ａ，１５ｂから外部に排出される。
【００４９】
めっき液１０を流動させる前はシリコン基板１６と第１及び第２圧力制御板１８ａ，１８ｂとは概ね接触した状態となっている。その後、めっき液１０を流動させた後では、第１及び第２圧力制御板１８ａ，１８ｂは第１及び第２陰極電極（１４ａ〜１４ｈ）の先端部に微動できる状態でそれぞれ設けられているため、めっき液１０がシリコン基板１６の両面近傍を流れる圧力により第１及び第２圧力制御板１８ａがシリコン基板１６側と反対方向にそれぞれ微動する。
【００５０】
すなわち、シリコン基板１６と第１圧力制御板１８ａとの間、及びシリコン基板１６と第２圧力制御板１８ｂとの間にはめっき液１０が流れることで所定の隙間ｄ（図１）が確保される。
【００５１】
従って、めっき液１０を流動させているめっき処理中にはシリコン基板１６と第１及び第２圧力制御板１８ａ，１８ｂとが接触しないので、圧力制御板１８ａ，１８ｂの表層部の気孔に起因するパターン跡がＣｕ層２８ａ，２８ｂに残って形成されるといった不具合は発生しない。
【００５２】
また、本実施形態のめっき装置１では、図３に示すように、陰極電極１４ａは、シリコン基板１６に接触する先端面１４ｘ以外が絶縁体２５により被覆されている。ここで、陰極電極１４ａに絶縁体２５が被覆されていない場合を想定してみる。この場合、図４（ａ）に示すように、陰極電極１４ａは金属からなるため、電解めっきでＣｕ層を成膜する際に、陰極電極１４ａ上にもシリコン基板１６上のＣｕ膜２８ａに繋がったＣｕ膜２８ｚが成膜されることになる。
【００５３】
従って、シリコン基板１６にＣｕ膜２８ａを成膜した後、陰極電極１４ａがＣｕ膜２８ｚ，２８ａを介してシリコン基板１６に繋がった状態となるので、陰極電極１４ａをシリコン基板１６から引き離す際に比較的大きな引張り力を要する。しかも、同様に、シリコン基板１６の両面に複数の陰極電極（１４ａ〜１４ｈ）がそれぞれ繋がった状態となるため、陰極電極（１４ａ〜１４ｈ）をシリコン基板１６から引き離す際に、厚みの薄いシリコン基板１６が撓って割れてしまう恐れがある。
【００５４】
しかしながら、本実施形態のめっき装置１では、図４（ｂ）に示すように、陰極電極１４ａのシリコン基板１６に接触する先端面１４ｘ以外は絶縁体２５により被覆されているので、シリコン基板１６に電流を供給することができると共に、陰極電極１４ａの主要部にはＣｕ層２８ｚが成膜されない。このようにすることにより、複数の陰極電極（１４ａ〜１４ｈ）をシリコン基板１６から引き離す際に大きな引張り力を必要としないので、厚みの薄いシリコン基板１６が撓って割れてしまうことが防止される。なお、陰極電極（１４ａ〜１４ｈ）をシリコン基板１６から引き離すときは、シリコン基板１６が予め搬送手段に支持された状態で行われる。
【００５５】
以上のようにして、図５（ｄ）に示すように、シリコン基板１６のスルーホール１６ａ内にＣｕプラグ２８ｃが埋め込まれて形成されると同時に、このＣｕプラグ２８ｃに繋がってシリコン基板１６一方の面（Ａ）に延在する第１Ｃｕ膜２８ａと、Ｃｕプラグ２８ｃに繋がって他方の面（Ｂ）に延在する第２Ｃｕ膜２８ｂとがシードＣｕ層２６上に形成される。
【００５６】
なお、第１及び第２Ｃｕ膜２８ａ，２８ｂは、図５（ｄ）に示すようにスルーホール１６ａ内に完全に埋め込まれてスルーホール１６ａ上が略平坦な状態になるように形成されるようにしてもよいし、又はスルーホール１６ａの上部に凹部が形成されるようにしてもよい。あるいはスルーホール１６ａの孔が残存するように薄膜のＣｕ膜を成膜するようにしてもよい。つまり、第１Ｃｕ膜２８ａと第２Ｃｕ膜２８ｂとがスルーホール１６ａを介して電気的に接続された構造を形成すればよい。例えば、スルーホール１６ａの径が２０μｍ程度の場合、１８μｍ程度以上のＣｕ膜を成膜することによりスルーホール１６ａ上が略平坦な状態で成膜される。
【００５７】
次いで、好ましくは支持体でシリコン基板１６を支持した状態で、第１Ｃｕ膜２８ａ及び第２Ｃｕ膜２８ｂ上にフォトリソグラフィによりそれぞれレジスト膜（不図示）をパターニングする。続いて、このレジスト膜をマスクにして、第１Ｃｕ膜２８ａとその下地のシードＣｕ膜２６、及び第２Ｃｕ膜２８ｂとその下地のシードＣｕ膜２６とをそれぞれエッチングする。
【００５８】
これにより、図５（ｅ）に示すように、シリコン基板１６一方の面（Ａ）に第１Ｃｕ配線２８ｘ（金属配線）が形成され、また他方の面（Ｂ）に第２Ｃｕ配線２８ｙ（金属配線）が形成される。そして、第１Ｃｕ配線２８ｘと第２Ｃｕ配線２８ｙとはそれらと同一材料で形成されたＣｕプラグ２８ｃを介して電気的に接続される。
【００５９】
以上により、本実施形態の配線基板の製造方法により製造された配線基板２が得られる。以上のように、本実施形態のめっき装置１では、複雑な治具を使用することなく、被めっき基板１６の両面の近傍に第１及び第２圧力制御板１８ａ，１８ｂをそれぞれ配置した簡易な構成でありながら、スルーホール１６ａを有する厚みが薄いシリコン基板１６の両面に何ら不具合が発生することなくＣｕ膜２８ａ，２８ｂを安定して形成することができる。
【００６０】
なお、特に図示しないが、必要に応じてセミアディティブ法などを用いて第１又は第２Ｃｕ膜２８ｘ，２８ｙに絶縁性樹脂に形成されたビアを介して接続される上層Ｃｕ配線層を形成してもよい。このように、所望の層数のＣｕ配線が積層された配線基材を製造してもよい。
【００６１】
本実施形態に係る配線基板２は、１）一方の面に３次元的に半導体チップが複数積層され、他方の面がマザーボードなどに実装される３次元実装基板、２）両面にそれぞれ複数の半導体チップが実装され、これらの半導体チップがスルーホールを介して電気的に接続された配線基板（シリコンインターポーザ）、３）種類が異なる複数の半導体チップを平面的に実装するＳｉＰ（System In Package）に用いられる配線基板などに適用される。
【００６２】
また、本実施形態のめっき装置１は、上記したような配線基板２を製造する他に、所定の素子とスルーホールとが形成された薄い半導体ウェハの該スルーホール内にＣｕプラグを形成するためのめっき工程などにも適用できる。この半導体ウェハはダイシングされて個別の半導体チップとなった後、複数の半導体チップが３次元的に積層され、上下の半導体チップはこのＣｕプラグを介して電気的に接続される。
【００６３】
以上、実施形態により、本発明の詳細を説明したが、本発明の範囲は上記の実施形態に具体的に示した例に限られるものではなく、この発明を逸脱しない要旨の範囲における上記の実施形態の変更は本発明の範囲に含まれる。
【００６４】
例えば、本実施形態では、被めっき基板１６が容器１２内のめっき液１０中に垂直方向に配置されためっき装置を例示したが、被めっき基板が容器内のめっき液中に水平方向に配置されたものであってもよい。この場合、めっき液の供給管をめっき装置の上部及び下部にそれぞれ設け、まためっき液の排出管をめっき装置の側面部に設けるようにすればよい。
【００６５】
また、Ｃｕ膜をめっきにより成膜する形態を例示したが、はんだ、錫、ニッケル、金などの金属膜の電解めっき又は無電解めっきにも適用することができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のめっき装置では、被めっき基板のめっき面の近傍に多孔質体からなる圧力制御板を配置することにより、めっき液が圧力制御板を透過することで所望の圧力に低減された状態で被めっき基板に供給されるようにしている。このため、厚みの薄い被めっき基板が割れない程度の圧力でめっき液が被めっき基板の表面及びスルーホールに供給されてめっきが施される。
【００６７】
このように、被めっき基板の近傍に圧力制御板を設けた簡易な構成のめっき装置でスルーホールを有する厚みの薄いめっき基板に何ら不具合が発生することなくめっきを施すことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施形態のめっき装置の内部構成を平面側からみた概略平面図である。
【図２】図２は本発明の実施形態のめっき装置の内部構成を側面側からみた概略断面図である。なお、図２は図１のＩ−Ｉに沿った断面図に略相当する。
【図３】図３は図１に示すめっき装置の陰極電極の先端部を拡大した部分拡大図である。
【図４】図４（ａ）はめっき装置の陰極電極が絶縁体で被覆されていない場合の問題点を示す部分断面図、図４（ｂ）は本発明の実施形態のめっき装置を用いてめっきを施すときの陰極電極回りの様子を示す部分断面図である。
【図５】図５は本発明の実施形態の配線基板の製造方法を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１…めっき装置、２…配線基板、１０…めっき液、１２ａ…第１容器、１２ｂ…第２容器、１２…容器、１３ａ…第１供給管、１３ｂ…第２供給管、１４ａ〜１４ｄ…第１陰極電極、１４ｅ〜１４ｈ…第２陰極電極、１４ｘ…先端面、１５ａ…第１排出管、１５ｂ…第２排出管，１６…シリコン基板（被めっき基板）、１７…空洞部、１８ａ…第１圧力制御板、１８ｂ…第２圧力制御板、１９…排気手段、２０ａ…第１定電流電源、２０ｂ…第２定電流電源、２１…搬入口、２２ａ…第１陽極電極、２２ｂ…第２陽極電極、２３…シャッタ、２４…シリコン酸化膜、２５…絶縁体、２６…シードＣｕ膜（シード金属膜）、２８ａ…第１Ｃｕ膜（配線用金属膜）、２８ｂ…第２Ｃｕ膜（配線用金属膜）、２８ｃ…Ｃｕプラグ、２８ｘ…第１Ｃｕ配線（金属配線）、２８ｙ…第２Ｃｕ配線（金属配線）。

Claims

被めっき基板をめっき液内に浸漬させ、前記めっき液を前記被めっき基板のめっき面に流動させることにより前記被めっき基板のめっき面に圧力がかかった状態で前記被めっき基板の上にめっきを施すめっき装置であって、
前記めっき液を収容する容器と、
前記容器内の前記被めっき基板のめっき面の近傍に配置され、前記めっき液の流動による前記被めっき基板への前記圧力を低減する多孔質体からなる圧力制御板とを有することを特徴とするめっき装置。
前記めっき液は、前記被めっき基板の一方の面及び他方の面に向ってそれぞれ前記圧力で流動しており、前記圧力制御板は、前記被めっき基板の前記一方の面及び他方の面の近傍にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１に記載のめっき装置。
前記被めっき基板は、厚みが３００μｍ以下で、かつ一方の面から他方の面に貫通するスルーホールを備えたシリコン基板又はガラス基板であることを特徴とする請求項１又は２に記載のめっき装置。
前記めっき装置は、
先端部が前記被めっき基板のめっき面に電気的に接続される陰極電極と、前記容器内に配置された陽極電極とをさらに有する電解めっき装置であって、
前記圧力制御板は、該圧力制御板の所定部に前記陰極電極の先端側が突き抜けた状態で設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のめっき装置。
前記めっき装置は無電解めっき装置であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のめっき装置。
前記容器内を減圧する排気手段をさらに有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のめっき装置。
前記陰極電極は、前記被めっき基板のめっき面に接触する部分を除いて絶縁体により被覆されていることを特徴とする請求項４に記載のめっき装置。
前記圧力制御板を構成する前記多孔質体は、ウレタン系多孔質体、ポリビニルアルコール系多孔質体、セラミック多孔質体及び金属多孔質体の群から選択されるものであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のめっき装置。
一方の面から他方の面に貫通するスルーホールを備えた被めっき基板を用意する工程と、
容器内に収容されためっき液中に浸漬した前記被めっき基板の両面の近傍にそれぞれ多孔質体からなる圧力制御板を設けためっき装置を用いて、前記めっき液を前記被めっき基板の両面側に流動させることにより前記圧力制御板に圧力をかけ、前記めっき液が前記圧力制御板を透過することで前記めっき液の流動による前記被めっき基板にかかる前記圧力を低減させた状態で前記被めっき基板の両面及びスルーホール内に金属膜を形成する工程と、
前記金属膜をパターニングすることにより前記スルーホールを介して電気的に接続された金属配線を前記被めっき基板の両面にそれぞれ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。
前記被めっき基板の両面及びスルーホール内に金属膜を形成する工程は、前記容器を減圧した後に行われるか、又は前記容器を減圧しながら行われることを特徴とする請求項９に記載の配線基板の製造方法。
前記被めっき基板の両面及びスルーホール内に金属膜を形成する工程は、
前記被めっき基板の両面及びスルーホール内に前記めっき装置を用いた無電解めっきによりシード金属膜を形成する工程と、該シード金属膜の上に前記めっき装置を用いた電解めっきにより配線用金属膜を形成する工程とを含み、前記金属膜は前記シード金属膜及び前記配線用金属膜により構成されることを特徴とする請求項９又は１０に記載の配線基板の製造方法。
前記被めっき基板は、厚みが３００μｍ以下のシリコン基板又はガラス基板であることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。