JPH07273458A - 多層配線板の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】多層配線板の製造法に於いて、層間接続用の小
径バイアホールの加工法を提供する。 【構成】所定のパターンを有す配線板上に高分子膜を形
成し、金属層を形成し、金属層を所定のパターンに形成
し、レーザにより露出した高分子膜を除去してバイアホ
ールを加工する際、金属層をエッチング条件が異なる二
種の金属とする。 【効果】信頼性の高い多層配線板を製造することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は多層配線板の製造方法に
関し、特に層間接続用小径バイアホールの加工方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より配線パターンの形成方法として
は、銅張り積層板をエッチングしてパターンを形成する
サブトラクティブ法、必要な部分にめっきにより回路を
形成するアディティブ法、５〜９μｍの薄い銅箔を用い
た銅張り積層板をベースにめっきにより必要な部分にめ
っきした後、ベースの薄い銅箔をクイックエッチングす
るセミアディティブ法がある。サブトラクティブ法及び
セミアディティブ法では、銅箔面の傷、へこみが原因と
なって断線やショートが発生し易く、それぞれ１００μ
ｍ、８０μｍ以下程度の配線パターンの形成が困難であ
る。アディティブ法では、現状では基板表面の粗度が大
きく、また、不必要な場所にもめっきが析出する銅フリ
現象があり、サブトラクティブ法以上の微細配線パター
ンの形成が困難である。このようなことから、銅箔等の
キャリア上に予め配線パターンを形成しておき、配線パ
ターンを内側にして樹脂層と積層した後、キャリアを除
去する配線転写法が行われている。

【０００３】多層配線板におけるれある配線層の配線パ
ターンと他の配線層の配線パターンとを電気的に接続す
るバイアホール、接続すべき配線層に接続用導体パター
ンを設けておき、ドリル等により貫通穴を明けた後、穴
内部にめっきを施すことにより接続してきた。また、非
貫通穴を設けておきめっきにより接続する方法もある。
貫通穴及び非貫通穴の形成方法としてはドリル穴明け
法、ウェットエッチング法、プラズマエッチング法及び
レーザ加工法が行われている。このうち１００〜２００
μｍ程度の微小穴を明ける場合、炭酸ガスレーザによる
穴明けが行われているが加工形状の点で問題があり、最
近、２００μｍ以下の微小穴明けに対してはエキシマレ
ーザ加工が一般的である。

【０００４】大型コンピュータの高速化を目的に、半導
体素子搭載用多層配線板に於いて、配線金属として銅
を、また、配線層間の絶縁膜として誘電率が小さい有機
高分子膜を適用した検討がなされている。こうした多層
配線板で適用される一般的な層間接続方法としては、上
下配線層間に存在する有機高分子膜を選択的に除去して
下部配線に達する非貫通凹部（以後、バイアホールと称
す）を形成した後、次いで化学めっき等により上部配線
パターンとの導通をとる方法がある。この場合、バイア
ホール形成方法としては、ウェットエッチング法、プラ
ズマエッチング法及びレーザ加工法等が周知であるが、
微細穴を高精度で加工できる方法としてエキシマレーザ
加工が注目されている。

【０００５】エキシマレーザを適用した加工方法として
は、以下の３通りの方法がある。 （１）金属マスクを基板上に重ねてレーザ光を照射し、
マスク開口部のみを加工する方法。（コンタクト・マス
ク法） （２）光路途中に置いた金属マスクの穴パターンを基板
上に縮小投影する方法。（イメージ・マスク法） （３）基板上に直接金属層を形成後エッチング等でマス
クパターンを形成し、マスク開口部のみを加工する方
法。（コンフォーマル・マスク法） このうち、（１）の方法では金属マスクの穴パターン精
度がそのままレーザ加工後の穴精度となること及び下部
配線パターンとの位置合わせが困難なこと等から微細穴
加工には不適当である。一方、（２）の方法では、光路
途中に置く金属マスクに形成された穴パターンを縮小投
影するため、例えば、縮小率３．０で５０μｍ径の穴を
加工する場合、金属マスクの穴パターン径は１５０μｍ
で良い。すなわち、厚さ１００μｍ程度の金属箔であれ
ば十分マスク材としてパターニング可能である。しか
し、この方法では１穴毎に加工を施すため、加工する穴
数が多い場合には生産性が著しく低下したり、下部配線
との位置精度が低下する等の問題がある。

【０００６】以上のような背景から、形成する穴数が多
く、かつ、高精度の穴加工が要求される場合には、
（３）に示したように、高分子膜と一体化した金属層を
フォトマスクによる位置合わせ法でパターン加工したも
のをマスクとして高分子膜の穴加工を施す方法が有効で
ある。しかしこの方法においても、金属層のマスクパタ
ーン加工精度がそのままレーザ加工精度となるため、特
に金属層の厚さが厚い場合には微細な穴パターンを高精
度で加工することが困難になる。そこで、マスクパター
ンを形成する金属層を薄くすることが検討されている
が、０．１〜１μｍ程度の膜厚では金属層にピンホール
が存在するため、ピンホールを通して高分子がエッチン
グされる過程で金属層が剥離してしまうという問題があ
る。また、厚さ１０μｍ程度銅層をめっき法で形成する
方法も検討されているが、高分子膜に対する接着性が悪
いとレーザ光照射条件によってはマスクパターンにふく
れや亀裂が生じてしまうという問題があった。

【０００７】コンフォーマル・マスク法は、予め基板に
接着した金属膜を用いてマスクパターンを形成するた
め、金属膜を薄くすることが可能となり微細穴のマスク
パターンを形成することが可能となる。また、基板上を
走査することにより多数の穴を一括して明けることが可
能となり、イメージマスク法に比べて生産性も高い。し
たがって、多数の微細穴を効率良く明けるためには、コ
ンフォーマル法が最も適している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記配線パターンの形
成法のうちでサブトラクティブ法等に対応したコンフォ
ーマルマスクの形成法は、例えば特公平４−３６７６に
開示してあるように、配線となるべき導体層に穴を明
け、上部からレーザ光を照射して選択的に樹脂層を除去
する方法がある。しかし、この方法では、サブトラクテ
ィブ法、セミアディティブ法にしか適用できず微細配線
の形成が困難である。

【０００９】本発明の目的は、微細配線パターンを形成
できる配線転写法による配線板の製造工程において、コ
ンフォーマルマスクパターンを効率良く形成することに
よって微細配線かつ接続用微細穴を有する高密度配線板
を安価に製造する方法を提供することにある。また、本
発明の他の目的は、微細バイアホール加工を可能とし、
信頼性に優れる高密度多層配線板の製造法を提供するも
のである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願の第一の発明は、所
定のパターンを有する配線基板上に設けた耐熱性高分子
膜上に金属層（Ａ）を形成し、金属層（Ａ）の所望する
部分を化学エッチング法により除去して金属（Ａ）をパ
ターニングし、耐熱性高分子膜の所望する部分を露出さ
せ、露出した高分子膜面及び金属層に紫外領域に発振波
長を有するレーザ光を照射して耐熱性高分子を選択的に
除去することにより下部配線パターンに達する非貫通凹
部を形成する工程を含む多層配線板の製造方法に於い
て、金属層（Ａ）の厚さが３〜１０μｍであり、かつ、
耐熱性高分子膜に対する金属層の接着力が０．８ｋｇｆ
／ｃｍ以上であることを特徴とする。

【００１１】図１により本願の第一の発明を具体的に説
明する。所定の配線パターン１を有する配線基板２（図
１（ａ））上に耐熱性高分子膜３を介してレーザ光照射
時にマスクパターンとなる金属層４を形成する（図１
（ｂ））。この場合、高分子膜としてはポリイミド系樹
脂やエポキシ系樹脂等の適用が可能であり、ワニス状の
樹脂を塗布・硬化させたり、あるいは、フィルム状のも
のをプレス等で加熱圧着しても良い。高分子膜３に対す
る金属層４の最低限必要な接着力は加工時の照射エネル
ギー密度や発振周波数に依存するものであり、例えば、
照射されるエキシマレーザ光の高分子膜面上でのエネル
ギー密度が３００〜１５００ｍＪ／ｃｍ² で、かつ、発
振周波数が１０Ｈｚ以上の場合、接着力として０．８ｋ
ｇｆ／ｃｍ以上（更に好ましくは１．２ｋｇｆ／ｃｍ以
上）確保する必要がある。すなわち、本願に於ける粗化
処理とは、高分子膜に対して良好な接着性を確保するた
めの処理であり、電解めっき等を適用して金属面に凹凸
を設ける処理の他、高分子膜３に対して良好な接着性を
示す金属の薄層を設けることも含むものである。金属層
４の形成方法は特に限定するものではないが、．キャ
リア金属箔上にキャリア金属とエッチング条件が異な
り、かつ、レーザ光照射に対してダメージが少ない金属
からなる金属薄層（好ましくは０．２〜３μｍ）を形成
後、続いて粗化処理層を連続して形成し、粗化処理層と
高分子膜を積層した後、キャリア箔をエッチング除去し
たもの、．真空成膜法や化学めっき法等により下地金
属層を高分子膜上に形成後、電気めっき法によって銅層
を厚付けし、レーザ光照射に対してダメージが少ない金
属からなる金属薄層を銅層上に形成したもの、．粗化
処理面を有する銅箔を高分子膜と積層し、所定の厚さま
で銅をエッチング除去し、レーザ光照射に対してダメー
ジが少ない金属からなる金属薄層を銅層上に形成したも
の等が適用できる。この場合、レーザ光に対してダメー
ジの少ない金属としては、ニッケル、クロム、タングス
テン、モリブデン及びチタン等があり、めっき法、ある
いは、真空成膜法等を適用して厚さ０．２〜３μｍ程度
設けることにより銅層を３〜５μｍ程度に薄くしても良
好な耐レーザ照射性を確保できる。なお、高分子膜３に
対して所定の接着力を確保してあれば、金属層として厚
さ５〜１０μｍの銅層、あるいは、厚さ３〜１０μｍの
レーザ光照射に対してダメージが少ない金属層を単独で
用いることも可能である。以後、公知のフォトリソ工程
によりエッチング用レジストパターン５を金属層４上に
形成し（図１（ｃ））、金属層４の所望する部分を除去
してレーザ加工用の金属マスク６をパターニングする
（図１（ｄ））。このようにして、膜厚が１０μｍ以下
で、かつ、高分子膜に対して良好な接着性を有する金属
層をマスクパターンとして使用することにより、直径が
２０〜５０μｍ程度の微細穴パターンを安定的に形成可
能になり、結果としてレーザ加工に於ける穴精度及び歩
留りが飛躍的に向上した。更に、マスクパターンとして
使用した金属層の所望する部分を上部配線パターンの一
部として使用することも可能であり、接着信頼性に優れ
た微細配線パターンを得ることが可能となった。紫外領
域に発振波長を有するレーザ光としては、エキシマレー
ザ光が好ましく、高分子膜面上でのエネルギー密度が３
００〜１５００ｍＪ／ｃｍ² 、かつ、発振周波数が１０
Ｈｚ以上であることが好ましい。

【００１２】本願の第二の発明は、所定のパターンを有
する配線基板上に設けた耐熱性高分子膜上に金属層を形
成し、金属層の所望する部分を化学エッチング法により
除去して金属層をパターニングし、耐熱性高分子膜の所
望する部分を露出させ、露出した高分子膜面及び金属層
に紫外領域に発振波長を有するレーザ光を照射して耐熱
性高分子を選択的に除去することにより下部配線パター
ンに達する非貫通凹部を形成する工程を含む多層配線板
の製造方法であって、以下のＡ）〜Ｆ）の工程を含むこ
とを特徴とする。 Ａ）長尺のキャリア金属箔の片面にキャリア金属とエッ
チング条件の異なる金属からなる金属薄層を形成し、 Ｂ）金属薄層面に所定の厚さの粗化処理層を形成し、 Ｃ）粗化処理層を内側にして耐熱性高分子膜と積層し、 Ｄ）キャリア金属箔、金属薄層及び粗化処理層の所望す
る部分を化学エッチング法によりエッチングして高分子
膜を露出させ、 Ｅ）レーザ光を照射することにより選択的に高分子膜を
除去して下部配線パターンに達する非貫通凹部を形成
し、 Ｆ）キャリア金属箔、続けて、金属薄層を化学エッチン
グする 工程。

【００１３】図２により本願の第二の発明を具体的に説
明する。所定の配線パターン２１を有する配線基板２２
（図２（ａ））上に高分子膜３３を介してレーザ光照射
時に損傷等が起こらない程度の全体厚さを有する金属層
（キャリア金属箔２４／金属薄層２５／粗化処理層２
６）を形成する（図２（ｂ））。この場合、金属層厚さ
が厚いほど耐レーザ照射性は良好になるが、後工程に於
けるパターン加工精度を考慮して厚さ２０μｍ程度が好
ましい。金属薄層と粗化処理層の形成方法には電気めっ
き法、化学めっき法及び真空成膜法等が適用可能であ
り、それぞれ同一の金属種で形成しても良い。具体的組
合せとしては、キャリア金属箔に銅箔を使用し、金属薄
層及び粗化処理層として電気めっき法によるニッケル、
あるいは、真空成膜法によるクロム、チタン、バナジウ
ム、モリブデン、タングステン等が挙げられる。高分子
膜としてはポリイミド系樹脂やエポキシ系樹脂等の適用
が可能であり、ワニス状の樹脂を塗布・硬化させたり、
あるいは、フィルム状の樹脂を塗布・硬化させたり、あ
るいは、フィルム状のものをプレス等で加熱圧着したも
のでも良い。更に、金属層上に高分子膜２３を形成した
ものを予め形成し、接着剤層を介して高分子膜２３と配
線パターン２１を積層しても良い。高分子膜２３に対す
る粗化処理層２６の最低限必要な接着力は、レーザ照射
時の照射エネルギー密度や発振周波数に依存するもので
あり、例えば、照射されるエキシマレーザ光の高分子膜
面上でのエネルギー密度が３００〜１５００ｍＪ／ｃｍ
² で、かつ、発振周波数が１０Ｈｚ以上の場合、接着力
として０．８ｋｇｆ／ｃｍ以上（更に好ましくは１．２
ｋｇｆ／ｃｍ以上）確保する必要がある。すなわち、本
願に於ける粗化処理とは、高分子膜に対して良好な接着
性を確保するための処理であり、電解めっき等を適用し
て金属面に凹凸を設ける処理の他、高分子膜２３に対し
て良好な接着性を示す金属の薄層を設けることも含むも
のである。金属層の形成方法は特に限定するものではな
いが、例えば、．キャリア金属箔上にキャリア金属と
エッチング条件が異なる金属からなる金属薄層を形成
後、続いて粗化処理層を連続して形成し、粗化処理面と
高分子膜とを積層したもの、．真空成膜法や化学めっ
き法等により下地金属層を高分子膜上に形成後、電気め
っき法によって所定厚さの銅層を形成して粗化処理層と
し、続いて、銅とエッチング条件の異なる金属からなる
金属薄層を形成後、銅層（キャリア金属箔）を厚付けし
たもの等が適用できる。以後、公知のフォトリソ工程に
よりエッチング用レジストパターンを金属層上に形成
し、金属層の所望する部分を除去してレーザ加工用の金
属マスク２７をパターニングする（図２（ｃ））。次
に、レーザ光を照射して下部配線パターン１に達する非
貫通凹部２８を形成後、キャリア金属箔２４、続いて金
属薄層２５を化学エッチング法により除去する。この場
合、下部配線パターン２１表面を予め金属薄層２５と同
じ金属で被覆することで、キャリア金属箔２４をエッチ
ングする際に下部配線パターン２１を保護することがで
きる。その後、化学めっき法、あるいは、真空成膜法等
により全面にパネルめっきを施し、公知のサブトラクテ
ィブ法あるいはセミアディティブ法を適用して所望する
バイアホール２９、上部配線パターン２０を形成する。
なお、パネルめっき前工程でアルカリ系溶液によるソフ
トエッチングやプラズマエッチング等を施すことは、レ
ーザ光照射時に穴内及び周辺部に付着したスス状物質を
除去するのに有効である。以上述べたように、本発明に
よれば上部配線パターンを形成する際のパネルめっき厚
さを３〜７μｍ程度に薄くすることが可能となり、接着
信頼性に優れた微細配線パターンを得ることが可能とな
った。

【００１４】本願の第三の発明は、配線層と絶縁層とを
交互に積層してなる多層配線板の製造方法に於いて、 Ａ）所定の配線パターン上に絶縁層を設け、 Ｂ）絶縁層上に後工程でエッチング除去可能な所定の厚
さの高分子樹脂層を設け、 Ｃ）高分子樹脂層側からレーザ光を照射することによ
り、選択的に高分子樹脂層及び絶縁層を除去して所定の
配線パターンに達する非貫通凹部を形成し、 Ｄ）高分子樹脂層を除去し、 Ｅ）露出した絶縁層の所望する部分及び非貫通凹部内に
金属層を設ける 工程を含むことを特徴とする多層配線板の製造方法であ
る。

【００１５】図３により本願の発明を具体的に説明す
る。所定配線パターン３１を有する配線基板３２（図３
（ａ））上に絶縁層３３を設けた後、続いて高分子樹脂
層３４を形成する（図３（ｂ））。この場合、所定の配
線パターンを有する配線基板は特に限定するものではな
く、例えば、セラミックス基板上に薄膜技術なを適用し
て配線形成したものや片面に金属箔を有するフレキシブ
ルプリント配線板用フィルム基材の金属箔側をパターン
加工したもの等が適用できる。また、絶縁層３３の形成
方法も、ワニス状の樹脂を回転塗布した後、加熱処理す
る方法やフィルム状の接着シートを加熱・加圧する方法
等が適用可能である。高分子樹脂は、特に限定されない
が、エキシマレーザ光を１０％以上（好ましくは、５０
％以上）吸収し、かつ、後工程で絶縁層と異なるエッチ
ング条件で除去可能である必要がある。また、高分子樹
脂層の形成方法についても、プリント配線板分野で一般
的なラミネート法や回転塗布法等が適用できる。更に、
高分子樹脂層の除去方法についても機械的引き剥し法や
化学的エッチング法等が適用可能であるが、．非貫通
凹部を微細ピッチで形成すると機械的引き剥し法が適用
困難になること、．高分子樹脂層をできるだけ薄くし
たいこと、．非貫通凹部内のスス状物質（後述）をも
高分子樹脂除去工程で除去したいこと、等の観点から化
学的エッチング法が好ましい。次に、エキシマレーザ光
を高分子樹脂層４側から所定の位置に照射し、高分子樹
脂３４及び絶縁層３３の所望する部分を選択的に除去し
て下部配線パターン１に達する非貫通凹部３５を形成す
る（図３（ｃ））。エキシマレーザ光としては、ＡｒＦ
（発振波長１９３ｎｍ）、ＫｒＦ（発振波長２４８ｎ
ｍ）及びＸｅＣｌ（発振波長３０８ｎｍ）等が適用可能
である。次に、高分子層３４を除去する（図３
（ｄ））。この場合、前述したように高分子樹脂層だけ
でなく絶縁層に対しても若干エッチング力のある溶液を
スプレーで吹き付けたり、超音波洗浄すること等によ
り、非貫通凹部内及び周辺に存在するスス状物質３６を
除去することができる。具体的組合せの一例としては、
高分子樹脂としてフェノールノボラック系樹脂、絶縁層
としてポリイミドを用いた場合、水酸化カリウム系のア
ルカリ溶液がエッチング液として適している。その後、
化学めっき法、あるいは真空成膜法等により全面にパネ
ルめっきを施し、公知のサブトラクティブ法あるいはセ
ミアディティブ法を適用して所望するバイアホール３
７、上部配線パターン３８を形成する。なお、本願の発
明は非貫通凹部形成にのみ係わるものではなく、例え
ば、ポリイミドフィルムに微細な貫通穴を形成する場合
にも有効である。以上本発明によれば、接続信頼性に優
れた微細径バイアホールを安定的に製造可能となる。

【００１６】本発明の第四の発明を説明する。第四の発
明の第１の方法としては、金属箔の上部に必要な配線パ
ターンを電気めっきで形成し、樹脂層を塗布または熱圧
着等の手段により形成した後、金属箔に化学エッチング
等の手段により必要な微細穴を明け、レーザ加工用コン
フォーマルマスクパターンを形成する。このコンフォー
マルマスクパターン側からレーザ光を照射し、上記微細
穴を通して樹脂層にレーザを照射し、導通穴となる部分
の樹脂を取り去る。この後、金属箔を化学エッチングに
より除去することにより、微細配線及び接続用微細穴を
有する高密度配線板の製造が達成される。配線パターン
の穴は、配線パターン形成時に明けておいても、マスク
パターン形成時にマスクパターンと同時に、または、マ
スクパターン形成後に明けても構わない。また、配線パ
ターンは金属箔上にパターンめっきにより形成しても良
いし、金属箔上部に配線パターン層に用いる金属を必要
厚さめっき等により形成した２層構造の金属箔を用い
て、形成した金属層を必要な配線パターンにエッチング
加工することにより形成しても構わない。金属箔と配線
パターンの材質を選択することにより穴明け後の金属箔
すなわちマスク除去が容易になる。金属箔の厚みは、取
扱性、レーザ加工性、化学エッチングで除去する場合の
エッチング作業性等により決まり、１０μｍから５０μ
ｍの範囲が良く、特に２５μｍ前後が取扱性等により最
も好ましい。

【００１７】第１の方法を更に改良した第２の方法を説
明する。金属箔の上部にマスク用金属膜、その上部に必
要な配線パターンを電気めっきで形成し、樹脂層を塗布
または熱圧着等の手段により形成した後、金属箔だけを
化学エッチング等の手段により除去し、マスク用金属膜
を露出させる。この時、金属箔とマスク用金属膜とが著
しくエッチング条件が異なる材質のものを用いることに
より、容易に金属箔だけを化学エッチングすることが可
能である。また、金属膜の材質は、レーザ光に対して耐
照射性の優れるものが良い。数多くの実験、検討を重ね
た結果、ニッケル、クロム、タングステン、モリブデン
及びチタンのうち少なくとも１種を含む金属の場合が最
も良好であった。金属膜の厚みは膜の材質・厚み等によ
り異なるが、０．５μｍ以上１０μｍ以下が好ましい。
電気ニッケルめっき膜の場合、穴加工精度及びレーザに
対する耐照射性から２μｍ以上６μｍ以下の範囲が最も
好ましい。製造コスト等を総合的に考えると金属箔に安
価な銅箔を用い、金属膜としてめっきで安価に形成可能
なニッケル膜を用いることが好ましい。この場合、銅箔
を除去するエッチング液としてプリント配線板分野で一
般的なアルカリエッチング液を用いることにより容易に
銅箔だけを除去できる。次に、露出したマスク用金属膜
に対してレーザ加工用マスクパターンを形成し、このマ
スクパターン側からレーザ光を照射することにより所定
の穴明け加工を施すことが可能である。この場合の配線
パターンは、パターンめっきにより形成しても、銅箔上
にマスク形成用金属層及び配線金属層を形成した３層構
造の金属箔を用いてエッチングによって必要な配線パタ
ーンを形成しても構わない。また、配線パターンの穴の
形成法については、第１の方法で説明した方法と同様で
ある。

【００１８】上段では、絶縁層と積層後にレーザ加工用
マスクパターンを形成する方法を説明したが、予め金属
箔上に金属膜からなるレーザ加工用のマスクパターンと
所定の配線パターンを形成し、これを配線パターンを内
側にして樹脂層と積層した後、金属箔だけを化学エッチ
ング法により除去してレーザ加工用金属マスクパターン
を露出させ、レーザ光をレーザ加工用金属マスクパター
ン側から照射することにより樹脂層に対して所定の穴明
け加工をする方法でも良い。この場合の配線パターン及
びレーザ加工用金属マスクパターンは、それぞれパター
ンめっきにより形成してもエッチングによって形成して
も構わない。また、配線パターンの穴の形成法について
は第１の方法で説明した方法と同様である。第２の方法
の利点は、金属箔とマスク用金属膜の２層構造とするこ
とにより、金属箔は取扱性等を考慮してある程度厚く
し、マスク用金属膜はレーザ加工精度を考慮して薄くで
きる点にある。

【００１９】

【実施例】

実施例１ 外形２００ｍｍ角、厚さ３５μｍの電解銅箔（日本電解
（株）製、商品名 ＳＭＲ）の粗化処理面に厚さ１μｍ
のニッケル層及び厚さ７μｍの銅層をそれぞれ連続的に
電気めっき法で形成し、銅箔／ニッケル層／銅層からな
る３層箔を形成した。ニッケルめっきはワット浴を使用
し、電流密度２Ａ／ｄｍ² で行った。銅めっきは硫酸銅
浴を使用し、４Ａ／ｄｍ² で行った。次に、銅層上にス
パッタリング法により厚さ０．０１μｍのクロム層を設
けた。スパッタリングには、日本真空（株）製スパッタ
リング装置（型式 ＭＬＨ ６３１５Ｄ型）を使用し、
Ａｒ圧力５×１０^-3Ｔｏｒｒ、スパッタ電流１．０Ａ、
基板加熱温度２５０℃で行った。次に、クロム層を内側
に、厚さ２５μｍのポリイミド系接着フィルム（日立化
成工業（株）製、商品名 ＡＳ−２２０Ｉ）２枚を介し
て所定の配線パターンを有する配線基板と熱プレスによ
り積層した。プレス条件は、圧力３０ｋｇ／ｃｍ² 、温
度２００℃で９０分とした。次に、銅箔をアルカリエッ
チング液（メルテックス（株）製、商品名 Ａプロセ
ス、液温４０±３℃）によりエッチング除去し、表面に
ニッケル層を有する銅層を得た。この場合、ポリイミド
系接着フィルムに対する銅層の接着力は１．５ｋｇｆ／
ｃｍであった。次に、ニッケル層上に厚さ２５μｍドラ
イフィルムレジスト（日立化成工業（株）製、商品名
ＰＨＴ ８８７ＡＦ）をラミネートし、露光・現像によ
り直径５０μｍの穴を有するレジストパターンを形成し
た。ラミネート条件は、ロール圧力が３０ｐｓｉ、ロー
ル温度が１０４℃及び送り速度が０．４ｍ／分である。
また、露光量は８０ｍＪ／ｃｍ² とした。現像は液温を
３０℃に調節した専用液をスプレー圧０．８ｋｇｆ／ｃ
ｍ² でスプレーし、水洗後８０℃で１５分間乾燥した。
次に、ニッケルエッチング液（メルテックス（株）製、
商品名 メルトリップ）及び銅エッチング液（メルテッ
クス（株）製、商品名 Ａプロセス）によりニッケル及
び銅層の所望する部分をエッチング除去し、専用のレジ
スト剥離液によりレジスト剥離してレーザ加工用の金属
マスクパターンを形成した。次に、エキシマレーザ加工
機（住友重機械工業（株）製、商品名 ＩＮＤＥＸ２０
０）を用いて、金属マスクパターン上部からＫｒＦエキ
シマレーザを照射し、下部配線パターンに達するバイア
ホール（直径５０μｍ、深さ５０μｍ）を形成した。レ
ーザ照射条件は、出力５０Ｗ、エネルギー密度８７０ｍ
Ｊ／ｃｍ²（縮小率３．０）、パルス照射回数３００パ
ルス／穴で行った。この場合、照射回数８００パルス／
穴でも金属マスクパターンにダメージや剥離及び亀裂等
は認められなかった。

【００２０】実施例２ 外形２００ｍｍ角、厚さ３５μｍの電解銅箔（日本電解
（株）製、商品名 ＳＭＲ）の粗化処理面に厚さ１μｍ
のニッケル層及び厚さ７μｍの銅層（粗化処理面）をそ
れぞれ連続的に電気めっき法で形成し、銅箔／ニッケル
層／銅層からなる３層箔を形成した。ニッケルめっきは
ワット浴を使用し、電流密度２Ａ／ｄｍ² で行った。銅
めっきは硫酸銅浴を使用し、所定の表面粗さ（Ｒａ／Ｒ
ｍａｘ＝０．５／３．５μｍ）に調整した。次に、銅層
上にスパッタリング法により厚さ０．０１μｍのクロム
層を設けた。スパッタリングには、日本真空（株）製ス
パッタリング装置（型式 ＭＬＨ ６３１５Ｄ型）を使
用し、Ａｒ圧力５×１０^-3Ｔｏｒｒ、スパッタ電流１．
０Ａ、基板加熱温度２５０℃で行った。次に、クロム層
を内側に、厚さ２５μｍのポリイミド系接着フィルム
（日立化成工業（株）製、商品名 ＡＳ−２２０Ｉ）２
枚を介して所定の配線パターンを有する配線基板と熱プ
レスにより積層した。プレス条件は、圧力３０ｋｇ／ｃ
ｍ² 、温度２００℃で９０分とした。この場合、ポリイ
ミド系接着フィルムに対する銅層の接着力は１．５ｋｇ
ｆ／ｃｍであった。次に、銅箔上に厚さ２５μｍのドラ
イフィルムレジスト（日立化成工業（株）製、商品名
ＰＨＴ ８８７ＡＦ）をラミネートし、露光・現像によ
り直径５０μｍの穴を有するレジストパターンを形成し
た。ラミネート条件は、ロール圧力が３０ｐｓｉ、ロー
ル温度が１０４℃及び送り速度が０．４ｍ／分である。
また、露光量は８０ｍＪ／ｃｍ² とし、現像は液温を３
０℃に調節した専用液をスプレー圧０．８ｋｇｆ／ｃｍ
² でスプレーし、水洗後８０℃で１５分間乾燥した。次
に、塩化第二銅溶液（濃度：塩化第二銅６０ｇ／ｌ、塩
酸２５ｍｌ／ｌ、液温：４０±２℃）により銅箔、ニッ
ケル層及び銅層の所望する部分をエッチング除去後、専
用のレジスト剥離液によりレジスト剥離してレーザ加工
用の金属マスクパターンを形成した。次に、エキシマレ
ーザ加工機（住友重機械工業（株）製、商品名 ＩＮＤ
ＥＸ２００）を用いて、金属マスクパターン上部からＫ
ｒＦエキシマレーザを照射し、下部配線パターンに達す
る非貫通凹部（直径５０μｍ、深さ５０μｍ）を形成し
た。レーザ照射条件は、出力５０Ｗ、高分子膜上でのエ
ネルギー密度８７０ｍＪ／ｃｍ² （縮小率３．０）、パ
ルス照射回数３００パルス／穴で行った。この場合、照
射回数８００パルス／穴でも金属マスクパターンにダメ
ージや剥離及び亀裂等は認められなかった。次に、ヤマ
ト科学社製プラズマリアクター（型式：ＰＲ−５０１
Ａ）を用いて非貫通凹部内壁及び周辺部に付着したスス
状物質を除去した。プラズマ条件は、出力１５０Ｗ、ガ
ス種Ｏ₂ ／ＣＦ₄ 、圧力１．０Ｔｏｒｒ及び処理時間９
０秒である。次に、電流銅箔をアルカリエッチング液
（メルテックス（株）製、商品名 Ａプロセス）で、続
いて、ニッケル層をニッケルエッチング液（メルテック
ス（株）製、商品名 メルストリップ）によりエッチン
グして銅を露出させた。その後、公知の化学めっき法で
非貫通凹部内及び金属層表面にパネル銅めっき層を形成
し、これを下地金属層として公知のセミアディティブ法
を適用して上部配線パターン（最少ライン／スペース＝
２０／３０μｍ）を形成した。

【００２１】実施例３ 外形１５０ｍｍ角のアルミナ基板上に所定の配線パター
ンを有する配線基板の配線パターン面にポリイミドワニ
ス（日立化成工業（株）製、商品名 ＰＩＱ−３２０
０）を回転塗布後、１００℃で３０分続いて２５０℃で
３０分の熱処理を施した。塗布条件は、３００ｒｐｍで
３０秒、続いて７００ｒｐｍで６０秒とした。次に、再
びポリイミドワニスを回転塗布し、１００℃で３０分、
２５０℃３０分、続いて窒素雰囲気中３５０℃で４５分
の熱処理を施してポリイミドをフルキュアーさせ、厚さ
３０μｍのポリイミド層（絶縁層）を形成した。次に、
ポリイミド層上に液状レジスト（Ｓｈｉｐｌｅｙ社製、
商品名 ＴＦ−２０）を回転塗布後、８５℃で２０分の
熱処理を施して厚さ１２μｍのレジスト層を得た。塗布
条件は、３００ｒｐｍで３０秒、続いて８００ｒｐｍで
４０秒とした。次に、エキシマレーザ加工機（住友重機
械工業（株）製、型式 ＩＮＤＥＸ ２００）を用い
て、レジスト層側からＫｒＦエキシマレーザを照射して
レジスト層及びポリイミド層を選択的に除去し、下部配
線パターンに達する非貫通凹部（直径５０μｍ）を形成
した。レーザ照射条件は、出力５０Ｗ、エネルギー密度
８７０ｍＪ／ｃｍ² （縮小率３．０）、パルス照射回数
３００パルス／穴で行った。次に、カメリヤ（株）製エ
ッチング装置を用いて、水酸化カリウム溶液（濃度：５
ｗｔ％、液温：６０±５℃）によりレジスト層及び非貫
通凹部内に存在するスス状物質をエッチング除去した。
次に、日本真空（株）製マグネトロンスパッタリング装
置（型式：ＭＬＨ ６３１５Ｄ型）を使用し、Ａｒ圧力
５×１０^-3Ｔｏｒｒ、スパッタ電流１．０Ａ（クロ
ム）、３．５Ａ（銅）、基板加熱温度２５０℃の条件下
でポリイミド表面及び非貫通凹部内にクロム／銅層を形
成した。クロム及び銅層の厚さは、それぞれ、０．０１
μｍ及び０．１５μｍである。以後、クロム／銅層を下
地金属層として、公知のセミアディティブ法を適用する
ことにより上部配線としてライン／スペースが２０／３
０μｍの高密度配線パターンを形成した。

【００２２】実施例４ 図４により説明する。２００ｍｍ×２００ｍｍ、厚み２
５μｍの電解ニッケル箔４１（福田金属（株）製）の粗
化処理面に厚さ２５μｍのドライフィルムレジスト（日
立化成工業（株）製、商品名 ＰＨＴ ８８７ＡＦ−２
５）をラミネートし、露光・現像工程により必要な配線
パターン部分のレジストを形成した。この時、接続用穴
となる部分のレジストは残した（図）。ラミネート条件
は、ロール圧力が３０ｐｓｉ、ロール温度が１０４℃、
送り速度が０．４ｍ／分とした。また、露光量は８０ｍ
Ｊ／ｃｍ² とした。現像は、液温を３０℃に調節した専
用液をスプレー圧０．８ｋｇｆ／ｃｍ² でスプレーし、
水洗後、８０℃で１５分間乾燥した。次に、粗化処理面
の露出しているニッケル箔上部に平均厚み１５μｍの銅
パターンめっき４２を行った。銅めっき条件硫酸銅浴を
使用し、液温３０℃、電流密度２Ａ／ｄｍ² とした。次
に、レジスト剥離を行った。（図４（ａ））。剥離液
は、水酸化カリウム３重量％水溶液を用い、液温４０℃
とした。次に、このパターン面側に厚さ２５μｍのポリ
イミド系接着フィルム２枚３を介して予めパターン４４
が形成されている下層基板４０と接着した。（図４
（ｂ））。次に、ニッケル箔上にドライフィルムレジス
トをラミネートし、露出・現像により必要な穴部分のレ
ジストを除去した。各条件は前条件と同一とした。次
に、露出しているニッケル箔をニッケルエッチング液
（メルテックス（株）製、メルストリップＮ−９５０）
により除去し、レーザ加工用コンフォーマルマスク４
１’を形成した。次に、レジスト剥離を行った。条件は
前記条件と同一である。次に、エキシマレーザ加工機
（住友重機械工業（株）製、ＩＤＥＸ ２００）を用い
て、レーザ加工用コンフォーマルマスク４１’上部から
ＫｒＦエキシマレーザ４６を照射しながら基板全体を走
査させ、下層配線パターン４に達するバイアホール４７
（直径５０μｍ、深さ５０μｍ）を形成した（図４
（ｃ））。次にレーザ加工用コンフォーマルマスク（ニ
ッケル箔）４１’をニッケルエッチング液で除去した
（図１（ｄ））。

【００２３】実施例５ 図５により説明する。２００ｍｍ×２００ｍｍ、厚み２
５μｍの電解銅５８（日本電解（株）製、ＳＭＲ箔）の
粗化処理面に２μｍのニッケル膜５９を電気めっきで形
成した。めっき浴は、ワット浴を用い、電流密度２Ａ／
ｄｍ² とした。このニッケル層上に厚さ２５μｍのドラ
イフィルムレジスト（日立化成工業（株）製、商品名
ＰＨＴ８８７ＡＦ−２５）をラミネートし、露光・現像
工程により必要な配線パターン部分のレジストを除去し
た。この時、接続用穴となる部分のレジストは残した。
この時のラミネート条件は、ロール圧力が３０ｐｓｉ、
ロール温度が１０４℃、送り速度が０．４ｍ／分とし
た。また、露光量は８０ｍＪ／ｃｍ² とした。現像は、
液温を３０℃に調節した専用液をスプレー圧０．８ｋｇ
ｆ／ｃｍ² でスプレーし、水洗後、８０℃で１５分間乾
燥した。次に、粗化処理面の露出しているニッケル膜上
部に平均厚み１５μｍの銅パターンめっき２を行った。
銅めっき条件硫酸銅浴を使用し、液温３０℃、電流密度
２Ａ／ｄｍ² とした。次に、レジスト剥離を行った。
（図５（ａ））。剥離液は、水酸化カリウム３重量％水
溶液を用い、液温４０℃とした。次に、このパターン面
側に厚さ２５μｍのポリイミド系接着フィルム２枚５３
を介して予めパターン５４が形成されている下層基板５
０と接着した。（図５（ｂ））。次に、銅エッチング液
（メルテックス（株）製、Ａプロセス）により、銅箔だ
けを化学エッチング除去した（図５（ｃ））。次に、露
出したニッケル膜上にドライフィルムレジストをラミネ
ートし、露出・現像により必要な穴部分のレジストを除
去した。各条件は前条件と同一とした。次に露出してい
るニッケル膜をニッケルエッチング液（メルテックス
（株）製、メルストリップＮ−９５０）により除去し、
レーザ加工用コンフォーマルマスク５９’を形成した。
次に剥離を行った。条件は前記条件と同一である。次に
エキシマレーザ加工機（住友重機械工業（株）製、ＩＮ
ＤＥＸ ２００）を用いてレーザ加工用コンフォーマル
マスク９’上部からＫｒＦエキシマレーザ５７を照射し
ながら走査させ、下層配線パターン４に達するバイアホ
ール７（直径５０μｍ、深さ５０μｍ）を形成した（図
５（ｄ））。次にレーザ加工用コンフォーマルマスク
（ニッケル膜）５８’をニッケルエッチング液で除去し
た（図２（ｅ））。なお、実施例４及び５では金属箔と
して単板を用いたが、長尺の、例えば１００ｍ程度の電
解銅箔を用いてロールから送り出し、必要な工程を通し
た後、ロールに巻き取るようにすることも可能である。

【００２４】

【発明の効果】本発明により、微細径バイアホールを安
定的に加工でき信頼性の高い層間接続配線が可能とな
り、信頼性の高い高密度多層配線板の製造が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の発明の製造工程を示す断面図で
ある。

【図２】本発明の第二の発明の製造工程を示す断面図で
ある。

【図３】本発明の第三の発明の製造工程を示す断面図で
ある。

【図４】実施例４の製造工程を示す断面図である。

【図５】実施例５の製造工程を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 配線パターン ２ 配線基板 ３ 高分子膜 ４ 金属層 ５ レジストパターン ６ 金属マスク ２０ （上部）配線パターン ２１ 配線パターン ２２ 配線基板 ２３ 高分子膜 ２４ キャリア金属箔 ２５ 金属薄層 ２６ 粗化処理層 ２７ 金属マスクパターン ２８ 非貫通凹部 ２９ バイアホール ３１ 配線パターン ３２ 配線基板 ３３ 絶縁層 ３４ 高分子樹脂層 ３５ 非貫通凹部 ３６ スス状物質 ３７ バイアホール ３８ 上部配線パターン ４１ 電解ニッケル箔 ４１’レーザ加工用コンフォーマルマスク（電解ニッケ
ル箔） ４２ 上層配線パターン ４３ 絶縁層（ポリイミド系接着フィルム） ４４ 下層配線パターン ４５ 下部絶縁層 ４６ エキシマレーザ ４７ バイアホール ５８ 電解銅箔 ５９ ニッケル膜 ５９’レーザ加工用コンフォーマルマスク（ニッケル
膜）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福富 直樹 茨城県つくば市和台48番 日立化成工業株 式会社筑波開発研究所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定のパターンを有する配線基板上に設け
   た耐熱性高分子膜上に金属層を形成し、金属層の所望す
   る部分を化学エッチング法により除去して金属層をパタ
   ーニングし、耐熱性高分子膜の所望する部分を露出さ
   せ、露出した高分子膜面及び金属層に紫外領域に発振波
   長を有するレーザ光を照射して耐熱性高分子を選択的に
   除去することにより下部配線パターンに達する非貫通凹
   部を形成する工程を含む多層配線板の製造方法であっ
   て、金属層の厚さが３〜１０μｍであり、かつ、耐熱性
   高分子膜に対する金属層の接着力が０．８ｋｇｆ／ｃｍ
   以上であることを特徴とする多層配線板の製造法。
2. 【請求項２】所定のパターンを有する配線基板上に設け
   た耐熱性高分子膜上に金属層を形成し、金属層の所望す
   る部分を化学エッチング法により除去して金属層をパタ
   ーニングし、耐熱性高分子膜の所望する部分を露出さ
   せ、露出した高分子膜面及び金属層に紫外領域に発振波
   長を有するレーザ光を照射して耐熱性高分子を選択的に
   除去することにより下部配線パターンに達する非貫通凹
   部を形成する工程を含む多層配線板の製造方法であっ
   て、以下のＡ）〜Ｆ）の工程を含むことを特徴とする多
   層配線板の製造法。 Ａ）長尺のキャリア金属箔の片面にキャリア金属とエッ
   チング条件の異なる金属からなる金属薄層を形成し、 Ｂ）金属薄層面に所定の厚さの粗化処理層を形成し、 Ｃ）粗化処理層を内側にして耐熱性高分子膜と積層し、 Ｄ）キャリア金属箔、金属薄層及び粗化処理層の所望す
   る部分を化学エッチング法によりエッチングして高分子
   膜を露出させ、 Ｅ）レーザ光を照射することにより選択的に高分子膜を
   除去して下部配線パターンに達する非貫通凹部を形成
   し、 Ｆ）キャリア金属箔、続けて、金属薄層を化学エッチン
   グする 工程。
3. 【請求項３】配線層と絶縁層とを交互に積層してなる多
   層配線板の製造法であって Ａ）所定の配線パターン上に絶縁層を設け、 Ｂ）絶縁層上に後工程でエッチング除去可能な所定の厚
   さの高分子樹脂層を設け、 Ｃ）高分子樹脂層側からレーザ光を照射することによ
   り、選択的に高分子樹脂層及び絶縁層を除去して所定の
   配線パターンに達する非貫通凹部を形成し、 Ｄ）高分子樹脂層を除去し、 Ｅ）露出した絶縁層の所望する部分及び非貫通凹部に金
   属層を設ける 工程を含むことを特徴とする多層配線板の製造法。
4. 【請求項４】樹脂層上部に、所定の配線パターンとレー
   ザ加工用の金属マスクパターンとを形成し、レーザ光を
   上部から照射することにより樹脂層に対して所定の穴明
   け加工を施す多層配線板の製造方法において、 金属箔上に金属箔とはエッチング条件の異なる金属から
   なる所定の配線パターンを形成し、これを配線パターン
   を内側にして樹脂層と積層した後、金属箔にレーザ加工
   用金属マスクパターンを形成し、レーザ光を金属箔側か
   ら照射することにより樹脂層に対して所定の穴明けを加
   工する工程を含む多層配線板の製造法。
5. 【請求項５】金属箔上に金属箔とは異なるエッチング条
   件を有するマスク用金属膜を形成し、この上部に所定の
   配線パターンを形成し、これを配線パターンを内側にし
   て樹脂層と積層した後、金属箔だけを化学エッチング法
   により除去してマスク用金属膜を露出させ、マスク用金
   属膜にレーザ加工用金属マスクパターンを形成し、レー
   ザ光をレーザ加工用金属マスクパターン側から照射する
   ことにより樹脂に対して所定の穴明け加工する工程を含
   む多層配線板の製造法。
6. 【請求項６】金属箔上に金属箔とは異なるエッチング条
   件を有する金属膜からなるレーザ加工用金属マスクパタ
   ーンと所定の配線パターンを形成し、これを配線パター
   ンを内側にして樹脂層と積層した後、金属箔だけを化学
   エッチング法により除去してレーザ加工用金属マスクパ
   ターンを露出させ、レーザ光をレーザ加工用金属マスク
   パターン側から照射することにより樹脂層に対して所定
   の穴明け加工する工程を含む多層配線板の製造法。