JP5138459B2 - 配線基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は配線基板の製造方法に係り、さらに詳しくは、半導体パッケージの基板に適用できる配線基板の製造方法に関する。

従来、基板の上に配線層と樹脂層とが相互に形成された多層配線を備えたビルドアップ配線基板がある。そのようなビルドアップ配線基板の製造方法では、まず、基板の上に銅からなる配線層を形成する。次いで、配線層の表面を１〜２μｍ程度エッチングして凹凸を形成する。続いて、配線層の上に樹脂フィルムを貼着するなどして層間絶縁層を形成する。

配線層の表面に凹凸を形成して粗化することにより、配線層とその上の層間絶縁層との密着性が確保される。さらに、層間絶縁層に配線層に到達するビアホールを形成する工程と、そのビアホールを介して配線層に接続される上側配線層を形成する工程を繰り返すことにより、所要の多層配線が得られる。

上記した従来技術に関連する技術としては、特許文献１には、銅層の表面に硫酸過水エッチングによって凹凸部を形成した後に、その凹凸部を黒化処理することにより、銅層の表面を粗化する方法が記載されている。

また、特許文献２には、銅箔と樹脂との密着性を向上させるために、銅箔の表面に酸化銅の被膜を形成した後に、酸を用いた化学処理によって酸化銅を溶融除去することにより、銅箔の表面を粗化することが記載されている。
特開２００３−８１９９号公報 特開平２−２３８９４２号公報

前述したように、従来技術のビルドアップ配線基板の製造方法では、配線層とその上の層間絶縁層（樹脂）との密着性を確保するために、配線層の表面を１〜２μｍ程度エッチングして粗化している。

しかしながら、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、配線層２００が微細化してくると（ライン：スペース＝１０：１０μｍ以下）、粗化前の配線層２００（図１（ａ））の線幅に対してのエッチング量の比率が大きくなるため、粗化後の配線層２００（図１（ｂ））はかなり細くなって設計スペックから外れやすく、ひいてはパターン飛びが発生したりする。また、配線層２００の線幅が設計スペックより細くなると、電気信号の遅延が問題になり、高性能な半導体チップ用の配線基板に容易に対応できなくなる。

あるいは逆に、配線層２００の細りを緩和させるためにエッチング量を減らすと、凹凸が小さくなるので、配線層２００と層間絶縁層（樹脂）との十分な密着性が得られなくなり、配線基板の信頼性が低下してしまう。

本発明は以上の課題を鑑みて創作されたものであり、配線層の微細化（ライン：スペース＝１０：１０μｍ以下）に対応できると共に、配線層とその上の絶縁層との十分な密着性が得られる配線基板の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は配線基板の製造方法に係り、下地層の上に、無電解めっきにより、銅からなるシード層を形成する工程と、前記シード層の上に、配線層が配置される部分に開口部が設けられためっきレジストを形成する工程と、前記シード層をめっき給電経路に利用する電解めっきにより、前記めっきレジストの開口部に銅めっき層を形成する工程と、前記めっきレジストを除去する工程と、前記銅めっき層をマスクにして前記シード層をウェットエッチングすることにより、前記シード層と前記銅めっき層とにより構成される配線層を得る工程と、前記配線層の表面を黒化処理して粗化する工程と、
前記配線層の上に絶縁層を形成する工程とを有し、前記配線層を得る工程にて実行されるシード層に対するエッチング処理は、前記銅めっき層が同時にエッチングされる除去量が０．５μｍ以下であり、前記銅めっき層の表面及び前記シード層の側面が粗化されることを特徴とする。

本願発明者は、配線層上の絶縁層の密着性を確保するために配線層を黒化処理して粗化する方法において、配線層の線幅確保と層間絶縁層の密着性を両立させる技術を鋭意研究した。

銅めっき層をパターニングして配線層を得るサブトラクティブ法においては、黒化工程でムラが発生することなく安定して針状銅体を得るには、黒化処理の前に配線層の表面を０．５〜２μｍ程度ソフトエッチングする必要がある。このため、配線層が微細化されると（ライン：スペース＝１０：１０μｍ以下）、設計スペックの線幅を有する配線層を得ることは困難である。

本願発明者は、セミアディティブ法によって配線層を形成することにより、黒化処理の前に特別に行われるソフトエッチング工程を省略しても黒化処理に不具合が発生しないことを見出した。

セミアディティブ法では、まず、シード層の上に開口部が設けられためっきレジストが形成された後に、電解めっきによってめっきレジストの開口部に銅めっき層が形成される。さらに、めっきレジストが除去された後に、銅めっき層をマスクにしてシード層がウェットエッチングされて配線層が得られる。

本願発明者は、シード層をウェットエッチングする際に、銅めっき層の表面が同時にソフトエッチングされることに着目し、特別に遂行されるソフトエッチング工程を省略したところ、黒化処理による針状銅体の形成がムラになることなく良好に行われることを見出した。これにより、０．５〜２μｍ程度エッチングするソフトエッチング工程を省略できるので、黒化処理する前の銅めっき層のエッチング量はシード層をエッチングする工程でのエッチング量（０．５μｍ以下）に抑えられる。

このように、本発明では、セミアディティブ法で配線層を形成することにより、黒化処理の前に特別に遂行されるソフトエッチング工程を省略できるので、配線層の細りを抑えることができ、配線層の微細化（ライン：スペース＝１０：１０μｍ以下）に対応できるようになる。しかも、黒化処理によって配線層の表面が十分に粗化されるので、配線層とその上の絶縁層との十分な密着性が得られる。

本発明の好適な態様では、シード層は無電解めっきで形成される。無電解めっきで形成されるシード層のエッチングレートは、電解めっきで形成される銅パターン層のエッチレートよりかなり高い。このエッチング特性を利用することにより、銅めっき層のエッチング量を容易に０．５μｍ以下（例えば０．２〜０．３μｍ）に抑えることができる。

本発明を利用して、径が５０〜７０μｍのビアホールが積層されたスタックビア構造を構成する多層配線を形成し、熱サイクル試験を行ったところ、スタックビアの高い信頼性が得られることが確認された。

以上説明したように、本発明では、配線層の微細化（ライン：スペース＝１０：１０μｍ以下）に対応できると共に、配線層とその上の絶縁層との十分な密着性が得られる。

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。

本発明の実施形態を説明する前に、本発明に関連する関連技術の問題点について説明する。図２は関連技術の配線基板の製造方法を示す断面図、図３は関連技術の配線基板の製造における配線層の粗化工程を説明するための工程フローチャートである。

関連技術の配線基板の製造方法では、図２（ａ）示すように、まず、基板１００の上に銅からなる配線層２００を形成する。配線層２００はサブトラクティブ法によって形成される。詳しく説明すると、まず、基板１００上の全面にめっき法によって銅層（不図示）を形成する。さらに、配線層２００を形成するためのレジストパターン（不図示）を銅層の上に形成する。続いて、レジストパターンの開口部を通して銅層をウェットエッチングした後に、レジストをアルカリ水溶液で除去することにより、配線層２００を得る。

次に、配線層２００の粗化工程について、図３の工程フローチャートを適宜参照して説明する。まず、アルカリ水溶液によって図２（ａ）の基板１００及び配線層２００の表面をクリーニングする（図３のステップＳ１）。続いて、図２（ｂ）に示すように、過硫酸ナトリウム水溶液、カリウム水溶液、又は硫酸過水液（硫酸と過酸化水素水の混合水溶液）で配線層２００の表面をソフトエッチングすることにより、配線層２００の表面に凹凸面２００ａを形成する（図３のステップＳ２）。

このソフトエッチング工程では、配線層２００の表面が０．５〜２μｍ程度エッチングされて凹凸面２００ａが得られる。次いで、硫酸によって基板１００及び凹凸面２００ａが設けられた配線層２００を酸洗浄する（図３のステップＳ３）。

続いて、図２（ｃ）に示すように、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）と亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ₂）の混合水溶液によって配線層２００の凹凸面２００ａを黒化処理する（図３のステップＳ４）。このとき、配線層２００の凹凸面２００ａに銅酸化物を主成分とする針状結晶体Ｘが形成される。

その後に、図２（ｄ）に示すように、黒化処理された配線層２００の表面を還元処理することにより、針状結晶体Ｘが還元されて配線層２００の凹凸面２００ａに針状銅体Ｙが形成された状態となる（図３のステップＳ５）。以上の方法により、配線層２００の凹凸面２００ａに微細な針状銅体Ｙが形成されてその表面が粗化される。

その後に、図２（ｅ）に示すように、表面が粗化された配線層２００の上に樹脂フィルムを貼着して層間絶縁層３００を形成する。

前述したように、関連技術では、配線層２００の表面をソフトエッチング（エッチング量：０．５〜２μｍ）して凹凸面２００ａを形成した後に、黒化処理によって凹凸面２００ａに針状銅体Ｙを形成することにより、配線層２００の表面を粗化している。

これにより、配線層２００の粗化面がアンカーとなって、配線層２００と層間絶縁層３００（樹脂）との密着性が確保される。しかしながら、特に、配線層２００のライン：スペースが１０：１０μｍ以下に微細化してくると、ソフトエッチングでのエッチング量（０．５〜２μｍ）が無視できなくなり、設計スペックの線幅が得られなくなる。

例えば、配線層２００の線幅が１０μｍの場合に、ソフトエッチングを１μｍ程度行うと、配線層２００の線幅が８μｍ程度に細り、スペースが１２μｍ程度に広がってしまい、設計スペックの配線層が得られなくなる。配線層２００がさらに微細化されると、配線層２００の細りが顕著になることはいうまでもない。

配線層２００の細りを低減するためにソフトエッチング工程（図３のステップＳ２）を省略すると、黒化処理工程（還元処理後）で配線層２００の表面が基板１００内でムラになってしまう問題がある。つまり、ソフトエッチング工程を省略すると配線層２００の表面が硫酸過水液などでエッチング（洗浄）されないため、アンカーとして機能する針状銅体Ｙが上手く形成されない領域が発生しやすく、その領域での層間絶縁層３００の密着性が低下してしまう。

また、関連技術において配線層２００のソフトエッチング量を減らす方法が考えられるが、サブトラクティブ法で形成された配線層２００では、ソフトエッチング量を減らすと黒化処理が安定しない傾向があり、プロセスのマージンが狭い。

このように、関連技術においては、配線層２００の線幅確保と層間絶縁層３００の密着性はトレードオフの関係にあり、それらを両立させることは困難である。

以下に説明する本発明の実施の形態では、上記した不具合を解消することができる。

（実施の形態）
図４〜図６は本発明の実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図である。

本願発明者は、配線層の線幅確保と層間絶縁層の密着性を両立させる技術を鋭意研究した。その結果、セミアディティブ法によって配線層を形成することにより、黒化処理の前に行われるソフトエッチング工程（図３のステップＳ２）を省略しても不具合が発生することなく、配線層と層間絶縁層との十分な密着性が得られることを見出した。

本発明の実施形態の配線基板の製造方法では、図４（ａ）に示すように、まず、絶縁性の基板１０の上に無電解めっきによってシード層２０ａを形成する。シード層２０ａは銅から形成され、その厚みは例えば１μｍ程度である。配線層が形成される下地層として基板１０を例示するが、基板１０上に形成された絶縁層などであってもよく、基板１０はリジットタイプであってもよいし、フレキシブルタイプであってもよい。

次いで、図４（ｂ）に示すように、配線層が配置される部分に開口部１２ａが設けられためっきレジスト１２をシード層２０ａの上に形成する。めっきレジスト１２は、ドライフィルムレジストを貼着するか、又は液状レジストを塗布した後に、フォトリソグラフィ（露光・現像）によってパターン化されて形成される。

さらに、図４（ｃ）に示すように、シード層２０ａをめっき給電経路に利用する電解めっきにより、めっきレジスト１２の開口部１２ａに銅めっき層２０ｂを形成する。その後に、図４（ｄ）に示すように、めっきレジスト１２を除去してシード層２０ａを露出させる。

次いで、銅めっき層２０ｂをマスクにしてシード層２０ａをウェットエッチングする。ウェットエッチングのエッチャントとしては、硫酸過水液（硫酸と過酸化水素水の混合水溶液）などの酸性水溶液が使用される。これにより、図５（ａ）に示すように、シード層２０ａと銅めっき層２０ｂとによって構成される配線層２０が得られる。

特に、シード層２０ａ（銅）が無電解めっきで形成される場合、硫酸過水液でのシード層２０ａ（銅）のエッチングレートは、電解めっきで形成された銅めっき層２０ｂのエッチレートよりかなり高い特性を有する。このため、シード層２０ａの厚みが１μｍの場合は、シード層２０ａをエッチングする際の銅めっき層２０ｂのエッチング量は０．５μｍ以下に抑えられる。

上記した観点からシード層２０ａは無電解めっきで形成されることが好ましいが、スパッタ法などで薄膜のシード層２０ａを形成することにより、同様にシード層２０ａをエッチングする際の銅めっき層２０ｂの細りを抑制することも可能である。

本願発明者は、セミアディティブ法におけるシード層２０ａをエッチングする工程で、配線層２０を実質的に構成する銅めっき層２０ｂの表面が酸性水溶液（硫酸過水液など）で同時にソフトエッチング（洗浄）され、黒化処理に適した表面になることを見出した。これは、上記したように、シード層２０ａのエッチングレートが銅めっき層２０ｂのエッチングレートよりかなり高いことから、薄膜のシード層２０ａをエッチングする工程で銅めっき層２０ｂの表面が適度にソフトエッチングされることに着目したからである。

図５（ａ）では特に描かれていないが、配線層２０の表面はシード層２０ａのエッチング工程で一皮剥けるようにエッチングされており、関連技術よりも高低差の低い凹凸面となっている。シード層２０ａの形成方法や膜厚を制御することにより、銅めっき層２０ｂのソフトエッチング量を０．５μｍ以下の少ない量に制御することが可能である。

本実施形態では、シード層２０ａのエッチング工程が配線層２０のソフトエッチング工程（黒化処理の前処理）を兼ねるようにしたので、関連技術で行われる特別なソフトエッチング工程（図３のステップＳ２）を省略しても、後述する黒化処理による針状銅体の形成がムラになることなく良好に行われる。

関連技術で採用されるサブトラクティブ法においては、配線層の上にレジストが形成されており、レジストの除去工程において配線層の上面はほとんどエッチングされないので、黒化処理を安定して行うにはソフトエッチング工程が必要になる。

このように、本実施形態では、関連技術で行われる０．５〜２μｍ程度エッチングするソフトエッチング工程（図３のステップＳ２）を省略することができる。これにより、黒化処理する前の銅めっき層２０ｂ（配線層２０）の表面のエッチング量は、シード層２０ａをエッチングする工程でのエッチング量（０．５μｍ以下）に抑えられるので、配線層２０の細りが抑制され、微細化に対応できるようになる。

次に、配線層２０を黒化処理して粗化する方法について説明する。

図５（ａ）において、まず、アルカリ水溶液によって配線層２０をクリーニングする（図３のステップＳ１）。本実施形態では、関連技術のソフトエッチング工程（図３のステックＳ２）が省略される。上記したように、シード層２０ａをエッチングする工程で銅めっき層２０ｂの表面が硫酸過水液などで予めソフトエッチングされるからである。その後に、配線層２０を硫酸によって酸洗浄を行う（図３のステップＳ３）。

次いで、図５（ｂ）に示すように、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）と亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ₂）の混合水溶液によって配線層２０の表面を黒化処理する（図３のステップＳ４）。このとき、配線層２０の表面に銅酸化物を主成分とする針状結晶体Ｘが形成される。その後に、図５（ｃ）に示すように、黒化処理された配線層２０の表面を還元処理液で還元処理する（図３のステップＳ５）。

還元処理液としては、ジメチルアミンボラン溶液、ＤＭＡＢ系（ジメチルアミンボラン）、ＳＢＨ系（水酸化ホウ素ナトリウム）、ＥＤＴＡ系（エチレンジアミン四酢酸）、ＨＣＨＯ系（ホルマリン系）などが使用される。これにより、針状結晶体Ｘ（銅酸化物）が還元され、配線層２０の表面に針状銅体Ｙが形成された状態となり、配線層２０の表面が十分に粗化される。

銅酸化物を主成分とする針状結晶体Ｘは、ＣｕＯとＣｕ₂Ｏとが混在して形成され、還元処理工程において密着性の低いＣｕＯが除去され、残された密着性の高いＣｕ₂Ｏが還元されて針状銅体Ｙとなる。

このような方法で配線層２０の表面を黒化処理することにより、配線層２０をソフトエッチングする工程（図３のステップＳ２）を省略しても針状銅体Ｙがムラになって形成されることなく黒化処理を行うことができ、配線層２０の表面を安定して粗化することができる。

しかも、表面が０．５〜２μｍ分エッチングされるソフトエッチング工程を省略できるので、配線層２０の細りは、セミアディティブ法におけるシード層２０ａをエッチングする際のエッチング分（片側で０．５μｍ以下（例えば０．２〜０．３μｍ程度））に抑えることが可能である。従って、配線層２０のライン：スペースが１０：１０μｍの設計ルールの場合、配線層の線幅を９μｍ以上、スペースを１１μｍ以下とすることができ、設計スペック内の配線層を形成することができる。

続いて、図５（ｄ）に示すように、黒化処理された配線層２０の上に樹脂フィルムを貼着するなどして層間絶縁層３０を形成する。層間絶縁層３０の好適な材料としては、エポキシ樹脂などが使用される。このとき、配線層２０の粗化面がアンカーとなって、配線層２０と層間絶縁層３０（樹脂）との十分な密着性が確保される。

次いで、図６（ａ）に示すように、レーザなどによって層間絶縁層３０を加工することにより、配線層２０に到達する深さのビアホールＶＨを形成する。さらに、図６（ｂ）に示すように、セミアディティブ法によりビアホールＶＨを介して配線層２０に接続される上側配線層２２を形成する。その後に、前述した方法と同様な方法によって、上側配線層２２の表面を黒化・還元処理することにより針状銅体Ｙを形成して粗化する。

配線層２０を形成する工程、層間絶縁層３０を形成する工程、ビアホールＶＨを形成する工程、及び上側配線層２２を形成する工程を繰り返すことにより、ｎ層（ｎは２以上の整数）の多層配線層を任意に形成することができる。

配線基板を構成する一例としては、特に図示しないが、基板１０には貫通電極（スルーホールめっき層など）が設けられており、基板１０の両面側に貫通電極を介して相互接続される配線層が積層される。そして、基板１０の一方の面側に半導体チップが実装され、他方の面側に外部接続端子が設けられる。

次に、本実施形態における配線層２０と層間絶縁層３０との密着性について説明する。

本願発明者は、前述した本実施形態の製造方法によって、基板上に銅層をセミディティブ法で形成した後に、銅層の表面を黒化処理した実験サンプルを作成し、黒化処理前後での銅層の表面粗さ（Ｒａ）を測定した。黒化処理の条件は、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）と亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ₂）の混合水溶液を使用し、処理温度：７０℃、処理時間：５分とした。

その結果によれば、黒化処理する前（セミアディティブ法で銅層を形成後）の銅層の表面粗さ（Ｒａ）は１４０ｎｍ程度（代表値）であり、黒化処理後（還元処理後）の銅層の表面粗さ（Ｒａ）は１７０ｎｍ程度（代表値）であり、黒化処理により表面粗さ（Ｒａ）が３０ｎｍ程度大きくなっていた。つまり、３０ｎｍ程度の表面粗さ（Ｒａ）の差で十分な密着強度を得ることができる。本実施形態では、各種の条件によって銅層の表面粗さ（Ｒａ）を１００〜２００ｎｍに制御することができる。

さらに、上記実験サンプルの銅層の上にエポキシ樹脂からなる層間絶縁層を形成し、層間絶縁層のピール強度を測定した。また、比較例として、基板上の銅層の表面を０．５〜２μｍエッチングして凹凸を形成し、その上にエポキシ樹脂からなる層間絶縁層を形成した比較サンプルを作成してピール強度を比較した。

その結果によれば、比較サンプルの層間絶縁層のピール強度は１０７．９ｋＰａであり、１３０℃、８５wt％、１００時間の条件でストレスをかけたところ、ピール強度が５３．７ｋＰａに低下した。これに対して、本実施形態の実験サンプルの層間絶縁層のピール強度は１３３．７ｋＰａであり、同一の条件でストレスをかけたところ、ピール強度は１３１．８ｋＰａであり、ストレス印加による顕著な低下はみられなかった。

このように、本実施形態の配線基板の製造方法で形成される配線層２０では、表面を黒化処理によって十分に粗化できるので、層間絶縁層３０の十分な密着性を確保することができる。しかも、配線層２０の線幅の細りを関連技術より小さく抑えることが可能となるので、ライン：スペースが１０：１０μｍ以下の配線層を設計スペックで形成することができ、高性能な半導体チップの実装に対応できるようになる。

次に、本実施形態の配線基板の製造方法を使用してスタックビア構造を有する多層配線基板を製造する方法について説明する。図７に示すように、前述した本実施形態の製造方法により、基板１０の上に接続パッド４０ａを備えた第１配線層４０を形成する。すなわち、セミアディティブ法で第１配線層４０を形成した後に、ソフトエッチングすることなく黒化・還元処理して第１配線層４０の表面に針状銅体Ｙを形成して粗化する。

次いで、第１配線層４０の上にエポキシ樹脂などからなる第１層間絶縁層５０を形成する。さらに、第１層間絶縁層５０をレーザなどで加工することにより、第１配線層４０の接続パッド４０ａに到達する第１ビアホールＶＨ１を形成する。

続いて、同様な方法により、第１層間絶縁層５０の上に第２配線層４２を形成すると共に、第１ビアホールＶＨ１を介して第１配線層４０の接続パッド４０ａに接続される第１ビアパッドＰ１を第１ビアホールＶＨ１内からその周辺の第１層間絶縁層５０の上に形成する。第１ビアパッドＰ１は第１ビアホールＶＨ１に埋め込まれ、その上面が平坦になって形成される。第１ビアパッドＰ１及び第２配線層４２の表面も同様に粗化される。

次いで、同様な方法により、第１ビアパッドＰ１上に第２ビアホールＶＨ２が設けられた第２層間絶縁層５２を形成する。さらに、第２層間絶縁層５２の上に、第２ビアホールＶＨ２を介して第１ビアパッドＰ１に接続される第２ビアパッドＰ２を形成すると共に、第２ビアパッドＰ２から分離された第３配線層４４を形成する。第２ビアパッドＰ２及び第３配線層４４の表面も同様に粗化される。

続いて、同様な方法により、第２ビアパッドＰ２上に第３ビアホールＶＨ３が設けられた第３層間絶縁層５４を形成する。さらに、第３層間絶縁層５４の上に、第３ビアホールＶＨ３を介して第２ビアパッドＰ２に接続される第３ビアパッドＰ３を形成すると共に、第３ビアパッドＰ３から分離された第４配線層４６を形成する。第３ビアパッドＰ３及び第４配線層４６の表面も同様に粗化される。

次いで、同様な方法により、第３ビアパッドＰ３上に第４ビアホールＶＨ４が設けられた第４層間絶縁層５６を形成する。さらに、第４層間絶縁層５６の上に、第４ビアホールＶＨ４を介して第３ビアパッドＰ３に接続される接続パッド４８ａを備えた第５配線層４８を形成する。第５配線層４８の表面も同様に粗化される。さらに、第５配線層４８の上に第５層間絶縁層５８が形成される。

これにより、第１層目の第１配線層４０は、垂直方向に積層された第１〜第３ビアパッドＰ１，Ｐ２，Ｐ２（スタックビア）を介して第５層目の第５配線層４８に電気接続される。図７の例では、５層の配線層（４０，４２，４４，４６，４８）を積層してスタックビア構造を形成したが、ｎ層（ｎは３以上の整数）以上の配線層を積層して任意のスタックビア構造を形成することができる。

本願発明者は、図７に示したスタックビア構造を有する多層配線基板を前述した本実施形態の製造方法によって実際に製造し、スタックビアの電気接続の信頼性について調査した。比較例として、配線層の表面を０．５〜２μｍエッチングして凹凸を形成することに基づいて同一構造のスタックビア構造を有する多層配線基板を製造し、同様にスタックビアの電気接続の信頼性について比較調査した。

本実施形態及び比較例の多層配線基板の両者において、積層される第１〜第４ビアホールＶＨ１〜ＶＨ４のビア径を６７μｍに設定した。そして、各多層配線基板に対して−６０〜１５０℃の温度範囲で熱サイクル試験を行った。

その結果によれば、比較例の多層配線基板では、１２００回の熱サイクルをかけた時点で３３．３％のスタックビアにオープン不良が発生した。

これに対して、本実施形態の多層配線基板では、２０００回の熱サイクルをかけてもスタックビアのオープン不良は発生せずに、設計スペックのビア導通が得られた。

以上のように、本実施形態の配線基板の製造方法を使用することにより、５０〜７０μｍ（さらには３０〜５０μｍ）の径のビアホールを積層するスタックビア構造を有する配線基板を信頼性よく製造することができる。

図１（ａ）及び（ｂ）は従来技術の配線基板の製造方法の問題点を示す断面図である。 図２（ａ）〜（ｅ）は本発明に関連する関連技術の配線基板の製造方法を示す断面図である。 図３は関連技術の配線基板の製造における配線層の粗化工程を説明するための工程フローチャートである。 図４（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図（その１）である。 図５（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図（その２）である。 図６（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施形態の配線基板の製造方法を示す断面図（その３）である。 図７は本発明の実施形態の配線基板の製造方法で製造されたスタックビア構造を有する配線基板を示す断面図である。

符号の説明

１０…基板、１２…めっきレジスト、１２ａ…開口部、２０ａ…シード層、２０ｂ…銅めっき層、２０，４０，４２，４４，４６，４８…配線層、２２…上側配線層、３０，５０，５２，５４，５６，５８…層間絶縁層、４０ａ，４８ａ…接続パッド、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…ビアパッド、Ｘ…針状結晶体、Ｙ…針状銅体、ＶＨ…ビアホール。

Claims (9)

1. 下地層の上に、無電解めっきにより、銅からなるシード層を形成する工程と、
   前記シード層の上に、配線層が配置される部分に開口部が設けられためっきレジストを形成する工程と、
   前記シード層をめっき給電経路に利用する電解めっきにより、前記めっきレジストの開口部に銅めっき層を形成する工程と、
   前記めっきレジストを除去する工程と、
   前記銅めっき層をマスクにして前記シード層をウェットエッチングすることにより、前記シード層と前記銅めっき層とにより構成される配線層を得る工程と、
   前記配線層の表面を黒化処理して粗化する工程と、
   前記配線層の上に絶縁層を形成する工程とを有し、
   前記配線層を得る工程にて実行されるシード層に対するエッチング処理は、
   前記銅めっき層が同時にエッチングされる除去量が０．５μｍ以下であり、前記銅めっき層の表面及び前記シード層の側面が粗化されることを特徴とする配線基板の製造方法。
2. 前記シード層に対するエッチング処理において、エッチャントとして酸性水溶液が使用されることを特徴とする特徴とする請求項１に記載の配線基板の製造方法。
3. 前記酸性水溶液は、硫酸と過酸化水素水との混合水溶液であることを特徴とする請求項２に記載の配線基板の製造方法。
4. 前記配線層の設計ルールは、ライン：スペースが１０：１０μｍ以下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配線基板の製造方法。
5. 前記絶縁層を形成する工程の後に、
   前記絶縁層を加工することにより、前記配線層に到達するビアホールを形成する工程と、
   前記シード層を形成する工程から黒化処理する工程までを遂行することにより、前記ビアホールを介して前記配線層に接続される上側配線層を前記絶縁層の上に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４のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。
6. 請求項５の製造方法に基づいて、前記ビアホールが垂直方向に積層されたスタックビア構造を有するｎ層（ｎは３以上の整数）の多層配線層を形成することを特徴とする配線基板の製造方法。
7. 前記スタックビア構造を構成する前記ビアホールの径は、５０〜７０μｍであることを特徴とする請求項６に記載の配線基板の製造方法。
8. 前記配線層の表面を黒化処理して粗化する工程において、前記配線層の表面粗さ（Ｒａ）は１００〜２００ｎｍ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配線基板の製造方法。
9. 前記絶縁層は、エポキシ樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。

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