JP4128649B2 - 薄膜多層回路基板の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は薄膜多層回路基板の製造方法に関するものであり、特に、高密度化が可能で、且つ、環境性に優れた薄膜多層回路基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子計算機の高速化、半導体装置の大容量化、高集積化に伴い、その実装方法も大きく変化してきており、半導体装置等を実装するために用いる実装回路基板も高密度実装、微細配線、及び、多層化が主流になり、小さなスペースで多数の配線層が形成されるようになってきた。
【０００３】
従来における高密度実装回路基板としては、プリント基板をコア基板として、その上に導体回路及び樹脂等の絶縁層を交互に積み上げ、内・外装回路を接続・導通させるビルドアップ多層配線板が知られている。
【０００４】
この場合、配線パターンを形成する方法としては、導体層の成膜工程においては、電解メッキ法、無電解メッキ法、蒸着法、或いは、スパッタリング法等が用いられており、また、絶縁層のパターニング方法としては、感光性樹脂を用いたフォトリソグラフィーによる方法、非感光性樹脂を用い、レーザ、プラズマ、或いは、サンドブラストを用いた方法がある。
【０００５】
また、導体回路、即ち、導体パターンの形成方法としては、絶縁層の表面を全面パネルメッキ後にエッチングによりパターンを形成するサブトラクティブ法、絶縁層の表面にレジストパターンを形成し、無電解メッキにより導体層を形成したのちレジストを剥離するフルアディティブ法、或いは、絶縁層の表面にシード層となる薄い導体層を形成し、その上にレジストパターンを形成し、電解メッキにより導体層を形成したのち、レジストパターンを剥離し、次いで、全面エッチングによりレジストパターンに被覆されていたシード層をエッチングするセミアディティブ法が知られている。
【０００６】
ここで、図８を参照して、従来のビルドアップ多層プリント配線板の製造工程を簡単に説明する。
図８（ａ）参照
まず、銅張りのコア基板９１にスルーホール９２を設け、電解メッキ法によりスルーホール９２の内壁にＣｕメッキ層９３を形成したのち、コア基板９１の表面に張ってある銅層を選択的にエッチングして第１配線パターン９４を形成する。
【０００７】
図８（ｂ）参照
次いで、樹脂ワニスを塗布して硬化させたり、或いは、熱可塑性樹脂からなるドライフィルムをラミネートして第１層間絶縁膜９５を形成する。
【０００８】
図８（ｃ）参照
次いで、フォトリソグラフィー法、レーザ加工法、或いは、サンドブラスト法を用いて第１層間絶縁膜９５に第１配線パターン９４に対するビアホール９６を選択的に形成する。
【０００９】
図８（ｄ）参照
次いで、上述のサブトラクティブ法、セミアディティブ法、或いは、フルアディティブ法等によってビアホール９６を介して第１配線パターン９４に接続する第２配線パターン９７を形成する。
【００１０】
図８（ｅ）参照
次いで、同様に、第２層間絶縁膜９８を形成し、この第２層間絶縁膜９８にビアホールを形成したのち、第３配線パターン９９を形成し、この工程を所望の層数繰り返すことによって多層プリント配線板が完成する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この様なビルドアップによる多層配線層の形成方法は多段階工程を必要とする上に、さらに、二層以上の導体層間の接続を行う場合に直線的な接続はできず、図８（ｅ）に示すように、交互にずらして接続しなければならないため、ビアホールの占有する空間が大きくなり、高密度化に限界があるという問題がある。
【００１２】
また、層間絶縁膜の形成工程において、樹脂ワニス等の液状ポリマを使用した場合には、表面が完全に平坦にならず多少の凹凸が形成され、多層化した場合には、この凹凸が累積されていくために、現在の製造技術レベルでは、無理なく製造できる層数は２〜３層であり、さらなる多層化が困難であるという問題がある。
【００１３】
さらに、従来のプロセスにおいては、樹脂ワニスの溶媒として有機溶剤、ビアホールパターンを形成するための現像液、無電解メッキによりＣｕ薄膜を形成するための前処理として絶縁層の表面に微小な窪みを形成するためのデスミアや無電解メッキに使用する数種類の薬品、エッチングレジストの剥離液等の、各種の多数の薬品を使用しなければならず、環境を考えた場合に、これらの薬品の使用を減らしていくことが社会的に見て必須の課題となる。
【００１４】
したがって、本発明は、多層化工程を簡略化し、また、ビアホールの占有空間を減少させて高密度化し、且つ、薬品類の使用を低減することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
ここで、図１を参照して、本発明における課題を解決するための手段を説明するが、図１（ａ）は薄膜多層回路基板の要部断面図であり、また、図１（ｂ）は、多層配線層部を構成するラミネートフィルムの要部断面図である。
図１（ａ）及び（ｂ）参照
（１）本発明は、薄膜多層回路基板の製造方法において、層間絶縁膜となる第１の樹脂膜、前記第１の樹脂膜の両面に設けられた第１の金属薄膜、及び、前記第１の金属薄膜の表面に設けられたパターン形成マスクとなる第２の樹脂からなる第１のラミネートフィルムの前記第２の樹脂をパターニングする第１の工程と、前記パターニングした前記第２の樹脂をマスクとして、前記第１の金属薄膜をパターニングし、第１の配線パターンを形成する第２の工程と、層間絶縁膜となる第３の樹脂膜、前記第３の樹脂膜の片面に設けられた第２の金属薄膜、及び、前記第２の金属薄膜の表面に設けられたパターン形成マスクとなる第４の樹脂からなる第２のラミネートフィルムを、真空に吸引した雰囲気下において、押圧しながら加熱することで、前記第２のラミネートフィルムの第３の樹脂膜側が接するように前記第１の配線パターンの形成された前記第１のラミネートフィルムにラミネートする第３の工程と、前記第２のラミネートフィルムの前記第４の樹脂をパターニングする第４の工程と、前記第４の工程でパターニングした前記第４の樹脂をマスクとして、前記第２の金属薄膜をパターニングし、第２の配線パターンを形成する第５の工程と、前記第３の工程から前記第５の工程を少なくとも１回実行した後で、複数の層間絶縁膜を貫通すると共に、異なる層間絶縁膜上に形成された前記第２の配線パターン同士、又は前記第１の配線パターンと前記異なる層間絶縁膜上に形成された第２の配線パターンの少なくともいずれかを貫通するビアホールを形成する第６の工程と、前記ビアホールに導電膜を埋め込む第７の工程とにより、多層配線層部を形成したのち、前記多層配線層部をコア基板に導電的に接続し、一体化したことを特徴とする。
【００１６】
この様に、ラミネートフィルム６を用いて多層配線層部１を構成しているので、多層化工程が簡略化され、且つ、薬品類の使用工程及び使用量が低減するので、環境性に優れる。
【００１７】
また、多層配線層部１を構成するラミネートフィルム６は、層間絶縁膜となる樹脂膜７及び金属薄膜８からなり、且つ、以降の配線パターン５の形成工程を簡略化するために、金属薄膜８の表面にパターン形成マスクとなる樹脂膜９を設けたものである。
【００１８】
この様に、２以上の層間絶縁膜を介して上下の配線パターン５を接続する際に、２以上の層間絶縁膜を貫通するビアホール３，４を設けて直接接続することによってビアホール３，４の占有空間を低減することができ、それによって高密度化が可能になる。
【００２１】
（２）また、本発明は、上記（１）において、ビアホールを形成する第６の工程において、ビアホール３，４をレーザ加工によって形成するとともに、少なくとも導体層の除去時におけるレーザ光の出力を、最下層の層間絶縁膜の除去時のレーザ光の出力より大きくすることを特徴とする。
【００２２】
この様に、２以上の層間絶縁膜を貫通するビアホール３，４をレーザ加工によって形成する際に、レーザ光の出力を除去対象によって制御することによって、層間絶縁膜となる樹脂膜７と導体層を一連の工程で除去することができ、且つ、最下層の層間絶縁膜の除去時のレーザ光の出力をより小さくすることにより、接続対象となる下層配線パターン５を形成するための金属薄膜８に損傷を与えることなくビアホール３，４を形成することができる。
【００２４】
（３）また、本発明は、上記（１）または（２）において、層間絶縁膜となる樹脂膜７の少なくとも片面に設けられた金属薄膜８を、メッキ法によりビアホール３，４に導電体を埋め込む工程におけるシード層とすることを特徴とする。
【００２５】
この様に、ラミネートフィルム６に設けた金属薄膜８を、ビアホール３，４に導電体を埋め込むメッキ工程におけるシード層とすることによって、シード層を別体で構成する必要がなく、構成及び製造工程共に簡略化することができる。
【００２６】
（４）また、本発明は、上記（３）において、メッキ工程が電解メッキ工程であり、層間絶縁膜となる樹脂膜７の少なくとも片面に設けられた金属薄膜８を選択的に除去することによって配線パターン５を形成することを特徴とする。
【００２７】
この様に、ビアホール３，４を埋め込む際に、電解メッキ法を用いることによって速やかにビアホール３，４を埋め込むことができ、また、配線パターン５はラミネートフィルム６を構成する金属薄膜８をパターニングするサブトラクティブ法によって形成することにより、メッキ液等の薬品類の使用量を少なくすることができる。
【００２８】
（５）また、本発明は、上記（３）において、ビアホール３，４に導電体を埋め込むメッキ工程が無電解メッキ工程または電解メッキ工程のいずれかであり、且つ、配線パターン５を形成する際に、層間絶縁膜となる樹脂膜７の少なくとも片面に設けられた金属薄膜８をシード層として無電解メッキ或いは電解メッキのいずれかを行うことを特徴とする。
【００２９】
この様に、メッキ工程としては無電解メッキ法を用いても良いものであり、また、配線パターン５の形成工程においては金属薄膜８をシード層としてメッキするセミアディティブ法によって形成することにより、配線パターン５の微細化が可能になる。
【００３０】
（６）また、本発明は、上記（４）または（５）において、金属薄膜８の表面に設けられた配線パターン形成マスクとなる樹脂膜９が、電解メッキ工程において、電解メッキのための電極を金属薄膜８に接続する際の支持膜として作用することを特徴とする。
【００３１】
この様に、ラミネートフィルム６を構成する配線パターン形成マスクとなる樹脂膜９を、電解メッキ工程において、電極を金属薄膜８に接続する際の支持膜になるように構成することによって、構成を複雑化することなく電解メッキ工程におけるシード層の損傷を防止することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
ここで、図２乃至図４を参照して、本発明の第１の実施の形態の多層プリント配線板の製造工程を説明する。
図２（ａ）参照
まず、厚さ２０〜５０μｍ、例えば、３０μｍの熱可塑性樹脂、例えば、ポリイミド系熱可塑性樹脂からなる樹脂層１２の両面に厚さ５〜１５μｍ、例えば、１０μｍのＣｕ薄膜１３，１４を張りつけたドライフィルム１１を用意する。
【００３４】
このドライフィルム１１を構成するＣｕ薄膜１３，１４の表面には、Ｃｕ薄膜１３，１４を支持し、且つ、Ｃｕ薄膜１３，１４のパターニング工程においてエッチングマスクとなる厚さ５〜２０μｍ、例えば、１５μｍの支持膜１５，１６を設ける。
なお、支持膜１５，１６は、パターニング工程としてフォトプロセスを用いた場合にはドライフィルムレジストを用い、また、エキシマレーザ、炭酸ガスレーザ、或いは、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ等を用いたレーザ加工によってパターニングする場合には、レーザ加工が可能な樹脂を用いれば良く、ここではドライフィルムレジストとする。
【００３５】
図２（ｂ）参照
次いで、ドライフィルム１１を真空吸引で固定したのち、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第４高調波（λ＝２６６ｎｍ）を用い、発振周波数を低くしレーザ光出力を大きくした状態でレーザ光１７を選択的に照射し、支持膜１６及びＣｕ薄膜１４を除去し、次いで、発振周波数を高くしレーザ光出力を小さくした状態でレーザ光１７を照射して樹脂層１２を除去して、ビアホール１８を形成する。
【００３６】
このレーザ加工工程において、波長が２６６ｎｍの紫外線を用いているので、樹脂と金属の両方を効率的に除去することができ、且つ、レーザ光１７の出力を除去対象に応じて調整しているので、Ｃｕ薄膜１３を損傷することなく、且つ、Ｃｕ薄膜１３をエッチング停止層として樹脂層１２を精度良く除去することが可能になる。
【００３７】
図２（ｃ）参照
次いで、ドライフィルム１１の端部に露出するＣｕ薄膜１３、即ち、端子部１９に電解メッキのための電極を接続し、支持膜１５でドライフィルム１１を固定した状態でメッキ浴中で電解メッキを行うことによって、ビアホール１８の内部をＣｕで埋め込んでＣｕビア２０を形成する。
【００３８】
なお、この場合のＣｕビア２０の高さは、後のパターニング工程におけるエッチング量を補償する程度に余分に高く形成しておく。
また、端子部１９は、図２（ｂ）のビアホール１８の形成工程で同時に設けても良いし、或いは、ドライフィルム１１自体の製造工程において、予め端部を露出させるようにしても良い。
【００３９】
図２（ｄ）参照
次いで、フォトプロセスによって支持膜１６を選択的にエッチング除去して、配線パターンを形成するための開口部２１を有するエッチングマスクを形成する。
【００４０】
図２（ｅ）及び（ｆ）参照
次いで、開口部２１を設けた支持膜１６をエッチングマスクとしてＣｕ薄膜１４をエッチングしたのち、支持膜１６を剥離することによって配線パターン２２が得られる。
【００４１】
図３（ｇ）参照
次いで、熱可塑性樹脂からなる樹脂層２４の片面だけにＣｕ薄膜２５及び支持膜２６を設けたドライフィルム２３を真空に吸引した雰囲気下において、押圧しながら加熱することによってラミネートする。
このラミネート工程において、樹脂層２４と樹脂層１２とがボイドを生ずることなく密着するので、隣接する配線パターン２２の間の凹部は樹脂で充填されることになる。
【００４２】
図３（ｈ）参照
次いで、再び、２６６ｎｍの紫外線のレーザ光２７を、除去対象に応じて出力を調整しながら照射することによって、Ｃｕ薄膜２５に達する２層の層間絶縁膜となる樹脂層１２及び樹脂層２４を貫通するビアホール２８を形成する。
【００４３】
図３（ｉ）参照
次いで、再び、電解メッキによってビアホール２８の内部をＣｕで埋め込んでＣｕビア２９を形成する。
なお、この場合には、新たにラミネートしたドライフィルム２３のＣｕ薄膜２５の端子部に電解メッキの際の電極を接続してＣｕ薄膜２５がシード層となり、また、支持膜２６がシード層を支える支持膜となるものであり、この場合の端子部もビアホール２８の形成工程で形成しても良いし、或いは、ドライフィルム２３自体に予め設けておいても良いものである。
【００４４】
図３（ｊ）参照
次いで、再び、フォトプロセスによって支持膜１５を選択的にエッチング除去して、配線パターンを形成するための開口部を有するエッチングマスクとし、このエッチングマスクを利用してＣｕ薄膜１３をエッチングしたのち、支持膜１５を剥離することによって配線パターン３０を形成する。
【００４５】
図３（ｋ）参照
次いで、反対側の面に対しても、フォトプロセスによって支持膜２６を選択的にエッチング除去して、配線パターンを形成するための開口部を有するエッチングマスクとし、このエッチングマスクを利用してＣｕ薄膜２５をエッチングしたのち、支持膜２６を剥離することによって配線パターン３１を形成する。
【００４６】
図３（ｌ）参照
次いで、再び、熱可塑性樹脂からなる樹脂層の片面だけにＣｕ薄膜及び支持膜を設けたドライフィルム３２，３３を真空に吸引した雰囲気下において、配線パターン３０及び配線パターン３１を形成した面に夫々押圧しながら加熱することによってラミネートする。
【００４７】
図４（ｍ）参照
次いで、再び、２６６ｎｍの紫外線のレーザ光３４を、除去対象に応じて出力を調整しながら照射することによって、ドライフィルム３３を構成するＣｕ薄膜に達する樹脂層３９乃至樹脂層４０の４層の層間絶縁膜を貫通するビアホール３５を形成する。
【００４８】
図４（ｎ）参照
次いで、再び、電解メッキによってビアホール３５の内部をＣｕで埋め込んでＣｕビア３６を形成したのち、両側のドライフィルム３２，３３を構成するＣｕ薄膜をパターニングして配線パターン３７，３８を形成することによって多層のラミネートフィルムからなる多層配線層部が完成する。
なお、この場合にも、新たにラミネートしたドライフィルム３３のＣｕ薄膜の端子部に電解メッキの際の電極を接続してＣｕ薄膜をシード層とするが、端子はビアホール３５の形成工程で形成しても良いし、或いは、ドライフィルム３３自体に予め設けておいても良いものである。
【００４９】
図４（ｏ）参照
最後に、真空に吸引した雰囲気下において、スルーホール４２の内壁をＣｕメッキしたコア基板４１に、多層配線層部を押圧しながら加熱して一体化することによって多層プリント配線板、即ち、薄膜多層回路基板が完成する。
【００５０】
なお、図においては、コア基板４１の片側にしかフィルムラミネート法により形成した多層配線層部を一体化していないが、コア基板４１の両面にフィルムラミネート法により形成した多層配線層部を貼り付けても良いものであり、両面に貼り付けた方が、応力が両面に均等に加わるので、薄膜多層回路基板の湾曲、撓みを防止することができる。
【００５１】
この様に、本発明の第１の実施の形態においては、多層配線層部をドライフィルムを用いたフィルムラミネート法によって形成しているので、多段階のビルドアップ工程が簡略化され、また、２層以上の層間絶縁膜で分離された上下の配線パターンを２層以上の層間絶縁膜を貫通するビアホール内に充填したＣｕビアによって直接接続しているのでビアホール或いはＣｕビアの占有空間を少なくすることができ、それによって、薄膜多層回路基板を高密度化することができる。
【００５２】
また、ドライフィルムを用いているので、樹脂ワニス等による層間絶縁膜の形成工程が不要になるため層間絶縁膜の成膜工程に伴う溶剤等が不要になり、且つ、ビアホールの形成工程をレーザ加工で行っているので、化学エッチング工程に伴うエッチング液等も不要になり、さらに、支持膜をそのままエッチングマスクとして用いているのでフォトレジストの塗布工程が不要になるので、使用する薬品種類及び使用量を低減することができ、それによって環境に調和した製造プロセスにすることができる。
【００５３】
次に、図５乃至図７を参照して、本発明の第２の実施の形態のセミアディティブ法による多層プリント配線板の製造工程を説明する。
図５（ａ）参照
まず、厚さ２０〜５０μｍ、例えば、３０μｍの熱可塑性樹脂、例えば、ポリイミド系熱可塑性樹脂からなる樹脂層４２の両面に無電解メッキ工程或いは電解メッキ工程におけるシード層となる厚さ１〜２μｍ、例えば、１．５μｍのシードＣｕ薄膜５３，５４を張りつけたドライフィルム５１を用意する。
【００５４】
この場合も、ドライフィルム５１を構成するシードＣｕ薄膜５３，５４の表面には、シードＣｕ薄膜５３，５４を支持し、且つ、配線パターンの形成工程においてメッキ保護マスクとなる厚さ５〜５０μｍ、例えば、２０μｍの支持膜５５，５６を設ける。
なお、この場合の支持膜５５，５６も、パターニング工程としてフォトプロセスを用いた場合にはドライフィルムレジストを用い、また、エキシマレーザ、炭酸ガスレーザ、或いは、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ等を用いたレーザ加工によってパターニングする場合には、レーザ加工が可能な樹脂を用いれば良く、ここではドライフィルムレジストとする。
【００５５】
図５（ｂ）参照
次いで、ドライフィルム５１を真空吸引で固定したのち、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第４高調波（λ＝２６６ｎｍ）を用い、発振周波数を低くしレーザ光出力を大きくした状態でレーザ光５７を選択的に照射し、支持膜５６及びシードＣｕ薄膜５４を除去し、次いで、発振周波数を高くしレーザ光出力を小さくした状態でレーザ光５７を照射して樹脂層５２を除去して、ビアホール５８を形成する。
【００５６】
図５（ｃ）参照
次いで、ドライフィルム５１の端部に露出するシードＣｕ薄膜５３、即ち、端子部５９に電解メッキのための電極を接続し、支持膜５５でドライフィルム５１を固定した状態でメッキ浴中で電解メッキを行うことによって、ビアホール５８の内部をＣｕで埋め込んでＣｕビア６０を形成する。
【００５７】
なお、この場合のＣｕビア６０の高さは、シードＣｕ薄膜５４の上面とほぼ同じ高さに形成する。
また、この場合の端子部５９も、図５（ｂ）のビアホール５８の形成工程で同時に設けても良いし、或いは、ドライフィルム５１自体の製造工程において、予め端部を露出させるようにしても良い。
【００５８】
図５（ｄ）参照
次いで、フォトプロセスによって支持膜５６を選択的にエッチング除去して、配線パターンを形成するための電解メッキ工程におけるメッキ保護マスクとなる支持膜パターン６１を形成する。
【００５９】
図５（ｅ）参照
次いで、支持膜パターン６１をメッキ保護マスクとして電解メッキを行うことによって、シードＣｕ薄膜５４の露出部及びＣｕビア６０の表面に、支持膜パターン６１の膜厚以下の厚さのＣｕメッキ層６２を形成する。
【００６０】
図５（ｆ）参照
次いで、支持膜パターン６１を剥離したのち、全面エッチングを施すことによって、支持膜パターン６１に覆われていたためＣｕメッキ層６２が形成されなかた領域のシードＣｕ薄膜５４を選択的に除去して配線パターン６３を形成する。なお、この全面エッチング工程において、Ｃｕメッキ層６２の表面も若干エッチングされることになる。
【００６１】
図６（ｇ）参照
次いで、熱可塑性樹脂からなる樹脂層６５の片面だけにシードＣｕ薄膜６６及び支持膜６７を設けたドライフィルム６４を真空に吸引した雰囲気下において、押圧しながら加熱することによってラミネートする。
【００６２】
図６（ｈ）参照
次いで、再び、２６６ｎｍの紫外線のレーザ光６８を、除去対象に応じて出力を調整しながら照射することによって、シードＣｕ薄膜５３に達する２層の層間絶縁膜となる樹脂層６５及び樹脂層５４を貫通するビアホール６９を形成する。
【００６３】
図６（ｉ）参照
次いで、再び、電解メッキによってビアホール６９の内部をＣｕで埋め込んでＣｕビア７０を形成する。
【００６４】
図６（ｊ）参照
次いで、再び、フォトプロセスによって支持膜６７を選択的にエッチング除去して、Ｃｕメッキ層を形成するための支持膜パターンを形成し、この支持膜パターンをメッキ保護マスクとして電解メッキを行うことによってシードＣｕ薄膜６６の露出部及びＣｕビア７０の表面にＣｕメッキ層を形成したのち、支持膜パターンを剥離し、全面エッチングを施すことによって、配線パターン７１を形成する。
【００６５】
図６（ｋ）参照
次いで、再び、熱可塑性樹脂からなる樹脂層７３の片面だけにシードＣｕ薄膜７４及び支持膜７５を設けたドライフィルム７２を真空に吸引した雰囲気下において、配線パターン７１を形成した面に押圧しながら加熱することによってラミネートする。
【００６６】
図７（ｌ）参照
次いで、再び、２６６ｎｍの紫外線のレーザ光を、除去対象に応じて出力を調整しながら照射することによって、樹脂層７３乃至樹脂層５２に渡って全体を貫通するビアホール７６を形成したのち、電解メッキを施すことによってビアホール７６の内壁にＣｕメッキ層７７を形成する。
【００６７】
図７（ｍ）参照
次いで、再び、フォトプロセスによって支持膜５５，７５を選択的にエッチング除去して、Ｃｕメッキ層を形成するための支持膜パターンを形成し、この支持膜パターンをメッキ保護マスクとして電解メッキを行うことによってシードＣｕ薄膜５３，７４の露出部及びＣｕメッキ層７７の表面にＣｕメッキ層を形成したのち、支持膜パターンを剥離し、全面エッチングを施して両面に配線パターン７８，７９を形成することによって多層配線層部が完成する。
【００６８】
最後に、真空に吸引した雰囲気下において、スルーホール８１の内壁をＣｕメッキしたコア基板８０に、多層配線層部を押圧しながら加熱して一体化することによって多層プリント配線板、即ち、薄膜多層回路基板が完成する。
【００６９】
なお、この場合も、図においては、コア基板８０の片側にしかフィルムラミネート法により形成した多層配線層部を一体化していないが、コア基板８０の両面にフィルムラミネート法により形成した多層配線層部を貼り付けても良いものであり、両面に貼り付けた方が、応力が両面に均等に加わるので、薄膜多層回路基板の湾曲、撓みを防止することができる。
【００７０】
この様に、本発明の第２の実施の形態においては、上記の第１の実施の形態と同様に、多層配線層部をドライフィルムを用いたフィルムラミネート法によって形成しているので、多段階のビルドアップ工程が簡略化され、また、２層以上の層間絶縁膜で分離された上下の配線パターンを２層以上の層間絶縁膜を貫通するビアホール内に充填したＣｕビアによって直接接続しているのでビアホール或いはＣｕビアの占有空間を少なくすることができ、それによって、薄膜多層回路基板を高密度化することができる。
【００７１】
また、ドライフィルムを用いているので、樹脂ワニス等による層間絶縁膜の形成工程が不要になるため層間絶縁膜の成膜工程に伴う溶剤等が不要になり、且つ、ビアホールの形成工程をレーザ加工で行っているので、化学エッチング工程に伴うエッチング液も不要になり、さらに、支持膜をそのままメッキ保護マスクとして用いているのでフォトレジストの塗布工程が不要になるので、使用する薬品種類及び使用量を低減することができ、それによって、環境に調和した製造プロセスにすることができる。
【００７２】
さらに、この第２の実施の形態においては、配線パターンをセミアディティブ法によって形成しているので、第１の実施の形態の様にサブトラクティブ法を用いた場合に比べて配線パターンの微細化が可能になり、高密度化が可能になる。
但し、この第２の実施の形態においては、配線パターンの形成工程においてメッキを用いているので、第１の実施の形態に比べて薬品の使用量は若干増加することになる。
【００７３】
なお、上記の第２の実施の形態の説明においては、配線パターンとなるＣｕメッキ層を形成する際に、電解メッキ法を用いているが、無電解メッキ法、即ち、化学メッキ法を用いても良いものである。
【００７４】
例えば、最近、Ｃｕを無電解メッキする方法として、高速（厚付け）無電解メッキ法が開発されており、この高速（厚付け）無電解メッキ法を用いることによって、生産レベルでの実用化が可能になる。
なお、無電解メッキの場合にも、Ｃｕメッキ層を形成するためにシード層となるシードＣｕ薄膜は必要となる。
【００７５】
さらに、ビアホールを埋め込むＣｕビアの形成工程、或いは、全体を貫通するビアホールの内面にＣｕメッキ層を形成する工程において、電解メッキ法に代えて無電解メッキ法を用いても良いものであり、この場合には、端子部５９の形成工程は不要となる。
【００７６】
以上、本発明の各実施の形態を説明してきたが、本発明は実施の形態に記載した構成に限られるものではなく、各種の変更が可能であり、例えば、使用するレーザ光は、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第４高調波（λ＝２６６ｎｍ）に限られるものでものではなく、高エネルギー密度の紫外線であれば良く、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第３高調波（λ＝３５５ｎｍ）を用いても良いし、或いは、エキシマレーザを用いても良いものである。
【００７７】
また、上記の各実施の形態の説明においては、レーザ光の出力を光出力の発振周波数依存性を利用して制御しているが、単純に印加電力量によって制御しても良い。
【００７８】
また、上記の各実施の形態の説明においては、支持膜としてドライフィルムレジストを用いてフォトプロセスでパターニングを行っているが、非感光性の樹脂を用いて、ビアホールの形成工程と同様にレーザ加工によってパターニングしても良いものであり、この場合にはレーザ光によって所定パターンを描画することになり、スループットは低下するが、薬品の使用量が減り環境性がより改善される。
なお、この場合には、レーザ光は必ずしも紫外線である必要はなく、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの１次光、或いは、炭酸ガスレーザを用いても良いものである。
【００７９】
また、ラミネート工程の後、何方の側からビアホールを形成し、且つ、配線パターンを形成するかは任意であり、必要とする多層の層数等に応じて適宜決定すれば良い。
【００８０】
また、上記の各実施の形態の説明においては、ドライフィルムの樹脂層を熱可塑性樹脂で構成しているが、この様な構成に限られるものではなく、例えば、一部が接着層となった樹脂層を用いても良いものである。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、多層配線層部をフィルムラミネート法で構成し、且つ、２層以上の層間絶縁膜を貫通するビアホール及びビアを形成しているので、製造工程が簡略化されるとともに、高密度化が可能になり、さらに、ビアホールの形成工程等をレーザ加工により行っているので薬品の使用量を大幅に低減することができ、環境に調和した製造プロセスとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の途中までの製造工程の説明図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の図２以降の途中までの製造工程の説明図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の図３以降の製造工程の説明図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の途中までの製造工程の説明図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態の図５以降の途中までの製造工程の説明図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態の図６以降の製造工程の説明図である。
【図８】従来のビルドアップ多層プリント配線板の製造工程の説明図である。
【符号の説明】
１ 多層配線層部
２ コア基板
３ ビアホール
４ ビアホール
５ 配線パターン
６ ラミネートフィルム
７ 樹脂膜
８ 金属薄膜
９ 樹脂膜
１１ ドライフィルム
１２ 樹脂層
１３ Ｃｕ薄膜
１４ Ｃｕ薄膜
１５ 支持膜
１６ 支持膜
１７ レーザ光
１８ ビアホール
１９ 端子部
２０ Ｃｕビア
２１ 開口部
２２ 配線パターン
２３ ドライフィルム
２４ 樹脂層
２５ Ｃｕ薄膜
２６ 支持膜
２７ レーザ光
２８ ビアホール
２９ Ｃｕビア
３０ 配線パターン
３１ 配線パターン
３２ ドライフィルム
３３ ドライフィルム
３４ レーザ光
３５ ビアホール
３６ Ｃｕビア
３７ 配線パターン
３８ 配線パターン
３９ 樹脂層
４０ 樹脂層
４１ コア基板
４２ スルーホール
５１ ドライフィルム
５２ 樹脂層
５３ シードＣｕ薄膜
５４ シードＣｕ薄膜
５５ 支持膜
５６ 支持膜
５７ レーザ光
５８ ビアホール
５９ 端子部
６０ Ｃｕビア
６１ 支持膜パターン
６２ Ｃｕメッキ層
６３ 配線パターン
６４ ドライフィルム
６５ 樹脂層
６６ シードＣｕ薄膜
６７ 支持膜
６８ レーザ光
６９ ビアホール
７０ Ｃｕビア
７１ 配線パターン
７２ ドライフィルム
７３ 樹脂層
７４ シードＣｕ薄膜
７５ 支持膜
７６ ビアホール
７７ Ｃｕメッキ層
７８ 配線パターン
７９ 配線パターン
８０ コア基板
８１ スルーホール
９１ コア基板
９２ スルーホール
９３ Ｃｕメッキ層
９４ 第１配線パターン
９５ 第１層間絶縁膜
９６ ビアホール
９７ 第２配線パターン
９８ 第２層間絶縁膜
９９ 第３層間絶縁膜
【発明の属する技術分野】
本発明は薄膜多層回路基板の製造方法に関するものであり、特に、高密度化が可能で、且つ、環境性に優れた薄膜多層回路基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子計算機の高速化、半導体装置の大容量化、高集積化に伴い、その実装方法も大きく変化してきており、半導体装置等を実装するために用いる実装回路基板も高密度実装、微細配線、及び、多層化が主流になり、小さなスペースで多数の配線層が形成されるようになってきた。
【０００３】
従来における高密度実装回路基板としては、プリント基板をコア基板として、その上に導体回路及び樹脂等の絶縁層を交互に積み上げ、内・外装回路を接続・導通させるビルドアップ多層配線板が知られている。
【０００４】
この場合、配線パターンを形成する方法としては、導体層の成膜工程においては、電解メッキ法、無電解メッキ法、蒸着法、或いは、スパッタリング法等が用いられており、また、絶縁層のパターニング方法としては、感光性樹脂を用いたフォトリソグラフィーによる方法、非感光性樹脂を用い、レーザ、プラズマ、或いは、サンドブラストを用いた方法がある。
【０００５】
また、導体回路、即ち、導体パターンの形成方法としては、絶縁層の表面を全面パネルメッキ後にエッチングによりパターンを形成するサブトラクティブ法、絶縁層の表面にレジストパターンを形成し、無電解メッキにより導体層を形成したのちレジストを剥離するフルアディティブ法、或いは、絶縁層の表面にシード層となる薄い導体層を形成し、その上にレジストパターンを形成し、電解メッキにより導体層を形成したのち、レジストパターンを剥離し、次いで、全面エッチングによりレジストパターンに被覆されていたシード層をエッチングするセミアディティブ法が知られている。
【０００６】
ここで、図８を参照して、従来のビルドアップ多層プリント配線板の製造工程を簡単に説明する。
図８（ａ）参照
まず、銅張りのコア基板９１にスルーホール９２を設け、電解メッキ法によりスルーホール９２の内壁にＣｕメッキ層９３を形成したのち、コア基板９１の表面に張ってある銅層を選択的にエッチングして第１配線パターン９４を形成する。
【０００７】
図８（ｂ）参照
次いで、樹脂ワニスを塗布して硬化させたり、或いは、熱可塑性樹脂からなるドライフィルムをラミネートして第１層間絶縁膜９５を形成する。
【０００８】
図８（ｃ）参照
次いで、フォトリソグラフィー法、レーザ加工法、或いは、サンドブラスト法を用いて第１層間絶縁膜９５に第１配線パターン９４に対するビアホール９６を選択的に形成する。
【０００９】
図８（ｄ）参照
次いで、上述のサブトラクティブ法、セミアディティブ法、或いは、フルアディティブ法等によってビアホール９６を介して第１配線パターン９４に接続する第２配線パターン９７を形成する。
【００１０】
図８（ｅ）参照
次いで、同様に、第２層間絶縁膜９８を形成し、この第２層間絶縁膜９８にビアホールを形成したのち、第３配線パターン９９を形成し、この工程を所望の層数繰り返すことによって多層プリント配線板が完成する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この様なビルドアップによる多層配線層の形成方法は多段階工程を必要とする上に、さらに、二層以上の導体層間の接続を行う場合に直線的な接続はできず、図８（ｅ）に示すように、交互にずらして接続しなければならないため、ビアホールの占有する空間が大きくなり、高密度化に限界があるという問題がある。
【００１２】
また、層間絶縁膜の形成工程において、樹脂ワニス等の液状ポリマを使用した場合には、表面が完全に平坦にならず多少の凹凸が形成され、多層化した場合には、この凹凸が累積されていくために、現在の製造技術レベルでは、無理なく製造できる層数は２〜３層であり、さらなる多層化が困難であるという問題がある。
【００１３】
さらに、従来のプロセスにおいては、樹脂ワニスの溶媒として有機溶剤、ビアホールパターンを形成するための現像液、無電解メッキによりＣｕ薄膜を形成するための前処理として絶縁層の表面に微小な窪みを形成するためのデスミアや無電解メッキに使用する数種類の薬品、エッチングレジストの剥離液等の、各種の多数の薬品を使用しなければならず、環境を考えた場合に、これらの薬品の使用を減らしていくことが社会的に見て必須の課題となる。
【００１４】
したがって、本発明は、多層化工程を簡略化し、また、ビアホールの占有空間を減少させて高密度化し、且つ、薬品類の使用を低減することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
ここで、図１を参照して、本発明における課題を解決するための手段を説明するが、図１（ａ）は薄膜多層回路基板の要部断面図であり、また、図１（ｂ）は、多層配線層部を構成するラミネートフィルムの要部断面図である。
図１（ａ）及び（ｂ）参照
（１）本発明は、薄膜多層回路基板の製造方法において、層間絶縁膜となる第１の樹脂膜、前記第１の樹脂膜の両面に設けられた第１の金属薄膜、及び、前記第１の金属薄膜の表面に設けられたパターン形成マスクとなる第２の樹脂からなる第１のラミネートフィルムの前記第２の樹脂をパターニングする第１の工程と、前記パターニングした前記第２の樹脂をマスクとして、前記第１の金属薄膜をパターニングし、第１の配線パターンを形成する第２の工程と、層間絶縁膜となる第３の樹脂膜、前記第３の樹脂膜の片面に設けられた第２の金属薄膜、及び、前記第２の金属薄膜の表面に設けられたパターン形成マスクとなる第４の樹脂からなる第２のラミネートフィルムを、真空に吸引した雰囲気下において、押圧しながら加熱することで、前記第２のラミネートフィルムの第３の樹脂膜側が接するように前記第１の配線パターンの形成された前記第１のラミネートフィルムにラミネートする第３の工程と、前記第２のラミネートフィルムの前記第４の樹脂をパターニングする第４の工程と、前記第４の工程でパターニングした前記第４の樹脂をマスクとして、前記第２の金属薄膜をパターニングし、第２の配線パターンを形成する第５の工程と、前記第３の工程から前記第５の工程を少なくとも１回実行した後で、複数の層間絶縁膜を貫通すると共に、異なる層間絶縁膜上に形成された前記第２の配線パターン同士、又は前記第１の配線パターンと前記異なる層間絶縁膜上に形成された第２の配線パターンの少なくともいずれかを貫通するビアホールを形成する第６の工程と、前記ビアホールに導電膜を埋め込む第７の工程とにより、多層配線層部を形成したのち、前記多層配線層部をコア基板に導電的に接続し、一体化したことを特徴とする。
【００１６】
この様に、ラミネートフィルム６を用いて多層配線層部１を構成しているので、多層化工程が簡略化され、且つ、薬品類の使用工程及び使用量が低減するので、環境性に優れる。
【００１７】
また、多層配線層部１を構成するラミネートフィルム６は、層間絶縁膜となる樹脂膜７及び金属薄膜８からなり、且つ、以降の配線パターン５の形成工程を簡略化するために、金属薄膜８の表面にパターン形成マスクとなる樹脂膜９を設けたものである。
【００１８】
この様に、２以上の層間絶縁膜を介して上下の配線パターン５を接続する際に、２以上の層間絶縁膜を貫通するビアホール３，４を設けて直接接続することによってビアホール３，４の占有空間を低減することができ、それによって高密度化が可能になる。
【００２１】
（２）また、本発明は、上記（１）において、ビアホールを形成する第６の工程において、ビアホール３，４をレーザ加工によって形成するとともに、少なくとも導体層の除去時におけるレーザ光の出力を、最下層の層間絶縁膜の除去時のレーザ光の出力より大きくすることを特徴とする。
【００２２】
この様に、２以上の層間絶縁膜を貫通するビアホール３，４をレーザ加工によって形成する際に、レーザ光の出力を除去対象によって制御することによって、層間絶縁膜となる樹脂膜７と導体層を一連の工程で除去することができ、且つ、最下層の層間絶縁膜の除去時のレーザ光の出力をより小さくすることにより、接続対象となる下層配線パターン５を形成するための金属薄膜８に損傷を与えることなくビアホール３，４を形成することができる。
【００２４】
（３）また、本発明は、上記（１）または（２）において、層間絶縁膜となる樹脂膜７の少なくとも片面に設けられた金属薄膜８を、メッキ法によりビアホール３，４に導電体を埋め込む工程におけるシード層とすることを特徴とする。
【００２５】
この様に、ラミネートフィルム６に設けた金属薄膜８を、ビアホール３，４に導電体を埋め込むメッキ工程におけるシード層とすることによって、シード層を別体で構成する必要がなく、構成及び製造工程共に簡略化することができる。
【００２６】
（４）また、本発明は、上記（３）において、メッキ工程が電解メッキ工程であり、層間絶縁膜となる樹脂膜７の少なくとも片面に設けられた金属薄膜８を選択的に除去することによって配線パターン５を形成することを特徴とする。
【００２７】
この様に、ビアホール３，４を埋め込む際に、電解メッキ法を用いることによって速やかにビアホール３，４を埋め込むことができ、また、配線パターン５はラミネートフィルム６を構成する金属薄膜８をパターニングするサブトラクティブ法によって形成することにより、メッキ液等の薬品類の使用量を少なくすることができる。
【００２８】
（５）また、本発明は、上記（３）において、ビアホール３，４に導電体を埋め込むメッキ工程が無電解メッキ工程または電解メッキ工程のいずれかであり、且つ、配線パターン５を形成する際に、層間絶縁膜となる樹脂膜７の少なくとも片面に設けられた金属薄膜８をシード層として無電解メッキ或いは電解メッキのいずれかを行うことを特徴とする。
【００２９】
この様に、メッキ工程としては無電解メッキ法を用いても良いものであり、また、配線パターン５の形成工程においては金属薄膜８をシード層としてメッキするセミアディティブ法によって形成することにより、配線パターン５の微細化が可能になる。
【００３０】
（６）また、本発明は、上記（４）または（５）において、金属薄膜８の表面に設けられた配線パターン形成マスクとなる樹脂膜９が、電解メッキ工程において、電解メッキのための電極を金属薄膜８に接続する際の支持膜として作用することを特徴とする。
【００３１】
この様に、ラミネートフィルム６を構成する配線パターン形成マスクとなる樹脂膜９を、電解メッキ工程において、電極を金属薄膜８に接続する際の支持膜になるように構成することによって、構成を複雑化することなく電解メッキ工程におけるシード層の損傷を防止することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
ここで、図２乃至図４を参照して、本発明の第１の実施の形態の多層プリント配線板の製造工程を説明する。
図２（ａ）参照
まず、厚さ２０〜５０μｍ、例えば、３０μｍの熱可塑性樹脂、例えば、ポリイミド系熱可塑性樹脂からなる樹脂層１２の両面に厚さ５〜１５μｍ、例えば、１０μｍのＣｕ薄膜１３，１４を張りつけたドライフィルム１１を用意する。
【００３４】
このドライフィルム１１を構成するＣｕ薄膜１３，１４の表面には、Ｃｕ薄膜１３，１４を支持し、且つ、Ｃｕ薄膜１３，１４のパターニング工程においてエッチングマスクとなる厚さ５〜２０μｍ、例えば、１５μｍの支持膜１５，１６を設ける。
なお、支持膜１５，１６は、パターニング工程としてフォトプロセスを用いた場合にはドライフィルムレジストを用い、また、エキシマレーザ、炭酸ガスレーザ、或いは、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ等を用いたレーザ加工によってパターニングする場合には、レーザ加工が可能な樹脂を用いれば良く、ここではドライフィルムレジストとする。
【００３５】
図２（ｂ）参照
次いで、ドライフィルム１１を真空吸引で固定したのち、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第４高調波（λ＝２６６ｎｍ）を用い、発振周波数を低くしレーザ光出力を大きくした状態でレーザ光１７を選択的に照射し、支持膜１６及びＣｕ薄膜１４を除去し、次いで、発振周波数を高くしレーザ光出力を小さくした状態でレーザ光１７を照射して樹脂層１２を除去して、ビアホール１８を形成する。
【００３６】
このレーザ加工工程において、波長が２６６ｎｍの紫外線を用いているので、樹脂と金属の両方を効率的に除去することができ、且つ、レーザ光１７の出力を除去対象に応じて調整しているので、Ｃｕ薄膜１３を損傷することなく、且つ、Ｃｕ薄膜１３をエッチング停止層として樹脂層１２を精度良く除去することが可能になる。
【００３７】
図２（ｃ）参照
次いで、ドライフィルム１１の端部に露出するＣｕ薄膜１３、即ち、端子部１９に電解メッキのための電極を接続し、支持膜１５でドライフィルム１１を固定した状態でメッキ浴中で電解メッキを行うことによって、ビアホール１８の内部をＣｕで埋め込んでＣｕビア２０を形成する。
【００３８】
なお、この場合のＣｕビア２０の高さは、後のパターニング工程におけるエッチング量を補償する程度に余分に高く形成しておく。
また、端子部１９は、図２（ｂ）のビアホール１８の形成工程で同時に設けても良いし、或いは、ドライフィルム１１自体の製造工程において、予め端部を露出させるようにしても良い。
【００３９】
図２（ｄ）参照
次いで、フォトプロセスによって支持膜１６を選択的にエッチング除去して、配線パターンを形成するための開口部２１を有するエッチングマスクを形成する。
【００４０】
図２（ｅ）及び（ｆ）参照
次いで、開口部２１を設けた支持膜１６をエッチングマスクとしてＣｕ薄膜１４をエッチングしたのち、支持膜１６を剥離することによって配線パターン２２が得られる。
【００４１】
図３（ｇ）参照
次いで、熱可塑性樹脂からなる樹脂層２４の片面だけにＣｕ薄膜２５及び支持膜２６を設けたドライフィルム２３を真空に吸引した雰囲気下において、押圧しながら加熱することによってラミネートする。
このラミネート工程において、樹脂層２４と樹脂層１２とがボイドを生ずることなく密着するので、隣接する配線パターン２２の間の凹部は樹脂で充填されることになる。
【００４２】
図３（ｈ）参照
次いで、再び、２６６ｎｍの紫外線のレーザ光２７を、除去対象に応じて出力を調整しながら照射することによって、Ｃｕ薄膜２５に達する２層の層間絶縁膜となる樹脂層１２及び樹脂層２４を貫通するビアホール２８を形成する。
【００４３】
図３（ｉ）参照
次いで、再び、電解メッキによってビアホール２８の内部をＣｕで埋め込んでＣｕビア２９を形成する。
なお、この場合には、新たにラミネートしたドライフィルム２３のＣｕ薄膜２５の端子部に電解メッキの際の電極を接続してＣｕ薄膜２５がシード層となり、また、支持膜２６がシード層を支える支持膜となるものであり、この場合の端子部もビアホール２８の形成工程で形成しても良いし、或いは、ドライフィルム２３自体に予め設けておいても良いものである。
【００４４】
図３（ｊ）参照
次いで、再び、フォトプロセスによって支持膜１５を選択的にエッチング除去して、配線パターンを形成するための開口部を有するエッチングマスクとし、このエッチングマスクを利用してＣｕ薄膜１３をエッチングしたのち、支持膜１５を剥離することによって配線パターン３０を形成する。
【００４５】
図３（ｋ）参照
次いで、反対側の面に対しても、フォトプロセスによって支持膜２６を選択的にエッチング除去して、配線パターンを形成するための開口部を有するエッチングマスクとし、このエッチングマスクを利用してＣｕ薄膜２５をエッチングしたのち、支持膜２６を剥離することによって配線パターン３１を形成する。
【００４６】
図３（ｌ）参照
次いで、再び、熱可塑性樹脂からなる樹脂層の片面だけにＣｕ薄膜及び支持膜を設けたドライフィルム３２，３３を真空に吸引した雰囲気下において、配線パターン３０及び配線パターン３１を形成した面に夫々押圧しながら加熱することによってラミネートする。
【００４７】
図４（ｍ）参照
次いで、再び、２６６ｎｍの紫外線のレーザ光３４を、除去対象に応じて出力を調整しながら照射することによって、ドライフィルム３３を構成するＣｕ薄膜に達する樹脂層３９乃至樹脂層４０の４層の層間絶縁膜を貫通するビアホール３５を形成する。
【００４８】
図４（ｎ）参照
次いで、再び、電解メッキによってビアホール３５の内部をＣｕで埋め込んでＣｕビア３６を形成したのち、両側のドライフィルム３２，３３を構成するＣｕ薄膜をパターニングして配線パターン３７，３８を形成することによって多層のラミネートフィルムからなる多層配線層部が完成する。
なお、この場合にも、新たにラミネートしたドライフィルム３３のＣｕ薄膜の端子部に電解メッキの際の電極を接続してＣｕ薄膜をシード層とするが、端子はビアホール３５の形成工程で形成しても良いし、或いは、ドライフィルム３３自体に予め設けておいても良いものである。
【００４９】
図４（ｏ）参照
最後に、真空に吸引した雰囲気下において、スルーホール４２の内壁をＣｕメッキしたコア基板４１に、多層配線層部を押圧しながら加熱して一体化することによって多層プリント配線板、即ち、薄膜多層回路基板が完成する。
【００５０】
なお、図においては、コア基板４１の片側にしかフィルムラミネート法により形成した多層配線層部を一体化していないが、コア基板４１の両面にフィルムラミネート法により形成した多層配線層部を貼り付けても良いものであり、両面に貼り付けた方が、応力が両面に均等に加わるので、薄膜多層回路基板の湾曲、撓みを防止することができる。
【００５１】
この様に、本発明の第１の実施の形態においては、多層配線層部をドライフィルムを用いたフィルムラミネート法によって形成しているので、多段階のビルドアップ工程が簡略化され、また、２層以上の層間絶縁膜で分離された上下の配線パターンを２層以上の層間絶縁膜を貫通するビアホール内に充填したＣｕビアによって直接接続しているのでビアホール或いはＣｕビアの占有空間を少なくすることができ、それによって、薄膜多層回路基板を高密度化することができる。
【００５２】
また、ドライフィルムを用いているので、樹脂ワニス等による層間絶縁膜の形成工程が不要になるため層間絶縁膜の成膜工程に伴う溶剤等が不要になり、且つ、ビアホールの形成工程をレーザ加工で行っているので、化学エッチング工程に伴うエッチング液等も不要になり、さらに、支持膜をそのままエッチングマスクとして用いているのでフォトレジストの塗布工程が不要になるので、使用する薬品種類及び使用量を低減することができ、それによって環境に調和した製造プロセスにすることができる。
【００５３】
次に、図５乃至図７を参照して、本発明の第２の実施の形態のセミアディティブ法による多層プリント配線板の製造工程を説明する。
図５（ａ）参照
まず、厚さ２０〜５０μｍ、例えば、３０μｍの熱可塑性樹脂、例えば、ポリイミド系熱可塑性樹脂からなる樹脂層４２の両面に無電解メッキ工程或いは電解メッキ工程におけるシード層となる厚さ１〜２μｍ、例えば、１．５μｍのシードＣｕ薄膜５３，５４を張りつけたドライフィルム５１を用意する。
【００５４】
この場合も、ドライフィルム５１を構成するシードＣｕ薄膜５３，５４の表面には、シードＣｕ薄膜５３，５４を支持し、且つ、配線パターンの形成工程においてメッキ保護マスクとなる厚さ５〜５０μｍ、例えば、２０μｍの支持膜５５，５６を設ける。
なお、この場合の支持膜５５，５６も、パターニング工程としてフォトプロセスを用いた場合にはドライフィルムレジストを用い、また、エキシマレーザ、炭酸ガスレーザ、或いは、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ等を用いたレーザ加工によってパターニングする場合には、レーザ加工が可能な樹脂を用いれば良く、ここではドライフィルムレジストとする。
【００５５】
図５（ｂ）参照
次いで、ドライフィルム５１を真空吸引で固定したのち、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第４高調波（λ＝２６６ｎｍ）を用い、発振周波数を低くしレーザ光出力を大きくした状態でレーザ光５７を選択的に照射し、支持膜５６及びシードＣｕ薄膜５４を除去し、次いで、発振周波数を高くしレーザ光出力を小さくした状態でレーザ光５７を照射して樹脂層５２を除去して、ビアホール５８を形成する。
【００５６】
図５（ｃ）参照
次いで、ドライフィルム５１の端部に露出するシードＣｕ薄膜５３、即ち、端子部５９に電解メッキのための電極を接続し、支持膜５５でドライフィルム５１を固定した状態でメッキ浴中で電解メッキを行うことによって、ビアホール５８の内部をＣｕで埋め込んでＣｕビア６０を形成する。
【００５７】
なお、この場合のＣｕビア６０の高さは、シードＣｕ薄膜５４の上面とほぼ同じ高さに形成する。
また、この場合の端子部５９も、図５（ｂ）のビアホール５８の形成工程で同時に設けても良いし、或いは、ドライフィルム５１自体の製造工程において、予め端部を露出させるようにしても良い。
【００５８】
図５（ｄ）参照
次いで、フォトプロセスによって支持膜５６を選択的にエッチング除去して、配線パターンを形成するための電解メッキ工程におけるメッキ保護マスクとなる支持膜パターン６１を形成する。
【００５９】
図５（ｅ）参照
次いで、支持膜パターン６１をメッキ保護マスクとして電解メッキを行うことによって、シードＣｕ薄膜５４の露出部及びＣｕビア６０の表面に、支持膜パターン６１の膜厚以下の厚さのＣｕメッキ層６２を形成する。
【００６０】
図５（ｆ）参照
次いで、支持膜パターン６１を剥離したのち、全面エッチングを施すことによって、支持膜パターン６１に覆われていたためＣｕメッキ層６２が形成されなかた領域のシードＣｕ薄膜５４を選択的に除去して配線パターン６３を形成する。なお、この全面エッチング工程において、Ｃｕメッキ層６２の表面も若干エッチングされることになる。
【００６１】
図６（ｇ）参照
次いで、熱可塑性樹脂からなる樹脂層６５の片面だけにシードＣｕ薄膜６６及び支持膜６７を設けたドライフィルム６４を真空に吸引した雰囲気下において、押圧しながら加熱することによってラミネートする。
【００６２】
図６（ｈ）参照
次いで、再び、２６６ｎｍの紫外線のレーザ光６８を、除去対象に応じて出力を調整しながら照射することによって、シードＣｕ薄膜５３に達する２層の層間絶縁膜となる樹脂層６５及び樹脂層５４を貫通するビアホール６９を形成する。
【００６３】
図６（ｉ）参照
次いで、再び、電解メッキによってビアホール６９の内部をＣｕで埋め込んでＣｕビア７０を形成する。
【００６４】
図６（ｊ）参照
次いで、再び、フォトプロセスによって支持膜６７を選択的にエッチング除去して、Ｃｕメッキ層を形成するための支持膜パターンを形成し、この支持膜パターンをメッキ保護マスクとして電解メッキを行うことによってシードＣｕ薄膜６６の露出部及びＣｕビア７０の表面にＣｕメッキ層を形成したのち、支持膜パターンを剥離し、全面エッチングを施すことによって、配線パターン７１を形成する。
【００６５】
図６（ｋ）参照
次いで、再び、熱可塑性樹脂からなる樹脂層７３の片面だけにシードＣｕ薄膜７４及び支持膜７５を設けたドライフィルム７２を真空に吸引した雰囲気下において、配線パターン７１を形成した面に押圧しながら加熱することによってラミネートする。
【００６６】
図７（ｌ）参照
次いで、再び、２６６ｎｍの紫外線のレーザ光を、除去対象に応じて出力を調整しながら照射することによって、樹脂層７３乃至樹脂層５２に渡って全体を貫通するビアホール７６を形成したのち、電解メッキを施すことによってビアホール７６の内壁にＣｕメッキ層７７を形成する。
【００６７】
図７（ｍ）参照
次いで、再び、フォトプロセスによって支持膜５５，７５を選択的にエッチング除去して、Ｃｕメッキ層を形成するための支持膜パターンを形成し、この支持膜パターンをメッキ保護マスクとして電解メッキを行うことによってシードＣｕ薄膜５３，７４の露出部及びＣｕメッキ層７７の表面にＣｕメッキ層を形成したのち、支持膜パターンを剥離し、全面エッチングを施して両面に配線パターン７８，７９を形成することによって多層配線層部が完成する。
【００６８】
最後に、真空に吸引した雰囲気下において、スルーホール８１の内壁をＣｕメッキしたコア基板８０に、多層配線層部を押圧しながら加熱して一体化することによって多層プリント配線板、即ち、薄膜多層回路基板が完成する。
【００６９】
なお、この場合も、図においては、コア基板８０の片側にしかフィルムラミネート法により形成した多層配線層部を一体化していないが、コア基板８０の両面にフィルムラミネート法により形成した多層配線層部を貼り付けても良いものであり、両面に貼り付けた方が、応力が両面に均等に加わるので、薄膜多層回路基板の湾曲、撓みを防止することができる。
【００７０】
この様に、本発明の第２の実施の形態においては、上記の第１の実施の形態と同様に、多層配線層部をドライフィルムを用いたフィルムラミネート法によって形成しているので、多段階のビルドアップ工程が簡略化され、また、２層以上の層間絶縁膜で分離された上下の配線パターンを２層以上の層間絶縁膜を貫通するビアホール内に充填したＣｕビアによって直接接続しているのでビアホール或いはＣｕビアの占有空間を少なくすることができ、それによって、薄膜多層回路基板を高密度化することができる。
【００７１】
また、ドライフィルムを用いているので、樹脂ワニス等による層間絶縁膜の形成工程が不要になるため層間絶縁膜の成膜工程に伴う溶剤等が不要になり、且つ、ビアホールの形成工程をレーザ加工で行っているので、化学エッチング工程に伴うエッチング液も不要になり、さらに、支持膜をそのままメッキ保護マスクとして用いているのでフォトレジストの塗布工程が不要になるので、使用する薬品種類及び使用量を低減することができ、それによって、環境に調和した製造プロセスにすることができる。
【００７２】
さらに、この第２の実施の形態においては、配線パターンをセミアディティブ法によって形成しているので、第１の実施の形態の様にサブトラクティブ法を用いた場合に比べて配線パターンの微細化が可能になり、高密度化が可能になる。
但し、この第２の実施の形態においては、配線パターンの形成工程においてメッキを用いているので、第１の実施の形態に比べて薬品の使用量は若干増加することになる。
【００７３】
なお、上記の第２の実施の形態の説明においては、配線パターンとなるＣｕメッキ層を形成する際に、電解メッキ法を用いているが、無電解メッキ法、即ち、化学メッキ法を用いても良いものである。
【００７４】
例えば、最近、Ｃｕを無電解メッキする方法として、高速（厚付け）無電解メッキ法が開発されており、この高速（厚付け）無電解メッキ法を用いることによって、生産レベルでの実用化が可能になる。
なお、無電解メッキの場合にも、Ｃｕメッキ層を形成するためにシード層となるシードＣｕ薄膜は必要となる。
【００７５】
さらに、ビアホールを埋め込むＣｕビアの形成工程、或いは、全体を貫通するビアホールの内面にＣｕメッキ層を形成する工程において、電解メッキ法に代えて無電解メッキ法を用いても良いものであり、この場合には、端子部５９の形成工程は不要となる。
【００７６】
以上、本発明の各実施の形態を説明してきたが、本発明は実施の形態に記載した構成に限られるものではなく、各種の変更が可能であり、例えば、使用するレーザ光は、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第４高調波（λ＝２６６ｎｍ）に限られるものでものではなく、高エネルギー密度の紫外線であれば良く、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第３高調波（λ＝３５５ｎｍ）を用いても良いし、或いは、エキシマレーザを用いても良いものである。
【００７７】
また、上記の各実施の形態の説明においては、レーザ光の出力を光出力の発振周波数依存性を利用して制御しているが、単純に印加電力量によって制御しても良い。
【００７８】
また、上記の各実施の形態の説明においては、支持膜としてドライフィルムレジストを用いてフォトプロセスでパターニングを行っているが、非感光性の樹脂を用いて、ビアホールの形成工程と同様にレーザ加工によってパターニングしても良いものであり、この場合にはレーザ光によって所定パターンを描画することになり、スループットは低下するが、薬品の使用量が減り環境性がより改善される。
なお、この場合には、レーザ光は必ずしも紫外線である必要はなく、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの１次光、或いは、炭酸ガスレーザを用いても良いものである。
【００７９】
また、ラミネート工程の後、何方の側からビアホールを形成し、且つ、配線パターンを形成するかは任意であり、必要とする多層の層数等に応じて適宜決定すれば良い。
【００８０】
また、上記の各実施の形態の説明においては、ドライフィルムの樹脂層を熱可塑性樹脂で構成しているが、この様な構成に限られるものではなく、例えば、一部が接着層となった樹脂層を用いても良いものである。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、多層配線層部をフィルムラミネート法で構成し、且つ、２層以上の層間絶縁膜を貫通するビアホール及びビアを形成しているので、製造工程が簡略化されるとともに、高密度化が可能になり、さらに、ビアホールの形成工程等をレーザ加工により行っているので薬品の使用量を大幅に低減することができ、環境に調和した製造プロセスとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の途中までの製造工程の説明図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の図２以降の途中までの製造工程の説明図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の図３以降の製造工程の説明図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の途中までの製造工程の説明図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態の図５以降の途中までの製造工程の説明図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態の図６以降の製造工程の説明図である。
【図８】従来のビルドアップ多層プリント配線板の製造工程の説明図である。
【符号の説明】
１ 多層配線層部
２ コア基板
３ ビアホール
４ ビアホール
５ 配線パターン
６ ラミネートフィルム
７ 樹脂膜
８ 金属薄膜
９ 樹脂膜
１１ ドライフィルム
１２ 樹脂層
１３ Ｃｕ薄膜
１４ Ｃｕ薄膜
１５ 支持膜
１６ 支持膜
１７ レーザ光
１８ ビアホール
１９ 端子部
２０ Ｃｕビア
２１ 開口部
２２ 配線パターン
２３ ドライフィルム
２４ 樹脂層
２５ Ｃｕ薄膜
２６ 支持膜
２７ レーザ光
２８ ビアホール
２９ Ｃｕビア
３０ 配線パターン
３１ 配線パターン
３２ ドライフィルム
３３ ドライフィルム
３４ レーザ光
３５ ビアホール
３６ Ｃｕビア
３７ 配線パターン
３８ 配線パターン
３９ 樹脂層
４０ 樹脂層
４１ コア基板
４２ スルーホール
５１ ドライフィルム
５２ 樹脂層
５３ シードＣｕ薄膜
５４ シードＣｕ薄膜
５５ 支持膜
５６ 支持膜
５７ レーザ光
５８ ビアホール
５９ 端子部
６０ Ｃｕビア
６１ 支持膜パターン
６２ Ｃｕメッキ層
６３ 配線パターン
６４ ドライフィルム
６５ 樹脂層
６６ シードＣｕ薄膜
６７ 支持膜
６８ レーザ光
６９ ビアホール
７０ Ｃｕビア
７１ 配線パターン
７２ ドライフィルム
７３ 樹脂層
７４ シードＣｕ薄膜
７５ 支持膜
７６ ビアホール
７７ Ｃｕメッキ層
７８ 配線パターン
７９ 配線パターン
８０ コア基板
８１ スルーホール
９１ コア基板
９２ スルーホール
９３ Ｃｕメッキ層
９４ 第１配線パターン
９５ 第１層間絶縁膜
９６ ビアホール
９７ 第２配線パターン
９８ 第２層間絶縁膜
９９ 第３層間絶縁膜
Claims (6)
- 層間絶縁膜となる第１の樹脂膜、前記第１の樹脂膜の両面に設けられた第１の金属薄膜、及び、前記第１の金属薄膜の表面に設けられたパターン形成マスクとなる第２の樹脂からなる第１のラミネートフィルムの前記第２の樹脂をパターニングする第１の工程と、
前記パターニングした前記第２の樹脂をマスクとして、前記第１の金属薄膜をパターニングし、第１の配線パターンを形成する第２の工程と、
層間絶縁膜となる第３の樹脂膜、前記第３の樹脂膜の片面に設けられた第２の金属薄膜、及び、前記第２の金属薄膜の表面に設けられたパターン形成マスクとなる第４の樹脂からなる第２のラミネートフィルムを、真空に吸引した雰囲気下において、押圧しながら加熱することで、前記第２のラミネートフィルムの第３の樹脂膜側が接するように前記第１の配線パターンの形成された前記第１のラミネートフィルムにラミネートする第３の工程と、
前記第２のラミネートフィルムの前記第４の樹脂をパターニングする第４の工程と、
前記第４の工程でパターニングした前記第４の樹脂をマスクとして、前記第２の金属薄膜をパターニングし、第２の配線パターンを形成する第５の工程と、
前記第３の工程から前記第５の工程を少なくとも１回実行した後で、複数の層間絶縁膜を貫通すると共に、異なる層間絶縁膜上に形成された前記第２の配線パターン同士、又は前記第１の配線パターンと前記異なる層間絶縁膜上に形成された第２の配線パターンの少なくともいずれかを貫通するビアホールを形成する第６の工程と、
前記ビアホールに導電膜を埋め込む第７の工程とにより、多層配線層部を形成したのち、前記多層配線層部をコア基板に導電的に接続し、一体化したことを特徴とする薄膜多層回路基板の製造方法。 - 上記ビアホールを形成する第６の工程において、ビアホールをレーザ加工によって形成するとともに、少なくとも導体層の除去時におけるレーザ光の出力を、最下層の層間絶縁膜の除去時のレーザ光の出力より大きくすることを特徴とする請求項１記載の薄膜多層回路基板の製造方法。
- 上記層間絶縁膜となる樹脂膜の少なくとも片面に設けられた金属薄膜を、メッキ法によりビアホールに導電体を埋め込む工程におけるシード層とすることを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜多層回路基板の製造方法。
- 上記メッキ工程が電解メッキ工程であり、上記層間絶縁膜となる樹脂膜の少なくとも片面に設けられた金属薄膜を選択的に除去することによって配線パターンを形成することを特徴とする請求項３記載の薄膜多層回路基板の製造方法。
- 上記メッキ工程が無電解メッキ工程または電解メッキ工程のいずれかであり、且つ、配線パターンを形成する際に、上記層間絶縁膜となる樹脂膜の少なくとも片面に設けられた金属薄膜をシード層として無電解メッキ或いは電解メッキのいずれかを行うことを特徴とする請求項３記載の薄膜多層回路基板の製造方法。
- 上記金属薄膜の表面に設けられた配線パターン形成マスクとなる樹脂膜が、電解メッキ工程において、電解メッキのための電極を前記金属薄膜に接続する際の支持膜として作用することを特徴とする請求項４または５に記載の薄膜多層回路基板の製造方法。
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