JPH11145621A - Multi-layer interconnection substrate and manufacture thereof - Google Patents

Multi-layer interconnection substrate and manufacture thereof

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Publication number
JPH11145621A
JPH11145621A JP30216597A JP30216597A JPH11145621A JP H11145621 A JPH11145621 A JP H11145621A JP 30216597 A JP30216597 A JP 30216597A JP 30216597 A JP30216597 A JP 30216597A JP H11145621 A JPH11145621 A JP H11145621A
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JP
Japan
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layer
plating
hole
insulating layer
metal
Prior art date
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Pending
Application number
JP30216597A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigenao Tomabechi
重尚 苫米地
Akihiro Hamano
明弘 浜野
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH11145621A publication Critical patent/JPH11145621A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a multi-layer interconnection substrate, wherein it is possible to obtain higher wiring density, a cylindrical via comprising an integral land part at its upper part is stacked in a simple process, with no polishing process required. SOLUTION: An insulating resin layer 2 is formed on an insulating substrate 1 where a conductor pattern 4 and a land part 5 are formed, and a through hole having an aspect ratio 0.5-2 is so formed that the land part 5 is exposed above the resin layer 2. Here, after the upper surface of the resin layer and the inner surface of the through hole are coated with a copper tin-film 6 by electroless plating, a resist pattern 17 is formed over it, and the through hole is filled by electrolytic copper plating using a copper sulfate plating bath of weight ratio of copper sulfate/sulfuric acid 0.15-0.33 further, plating layers 7 and 8 whose upper surface is flat are so formed flush with the resist layer, then the resist 17 and a copper thin-film 16 below it are removed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁基板の表面
に、金属質の導体配線層(導体パターン)と樹脂質の絶
縁層とを順に形成するビルドアップ法による薄膜型の多
層配線基板とその製造方法に関する。本発明によれば、
従来より簡略化された工程で配線密度の高い多層配線基
板を製造することが可能となる。本発明の多層配線基板
は、半導体素子を搭載するための基板を意図したもので
あるが、プリント配線板に応用することもできる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin-film multilayer wiring board formed by a build-up method in which a metallic conductive wiring layer (conductive pattern) and a resinous insulating layer are sequentially formed on the surface of an insulating substrate. It relates to a manufacturing method. According to the present invention,
It is possible to manufacture a multilayer wiring board having a high wiring density in a process that has been simplified compared to the related art. The multilayer wiring board of the present invention is intended for a board for mounting a semiconductor element, but can also be applied to a printed wiring board.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子を搭載する配線基板の一種と
して、層間に薄い絶縁層を介在させて多層に配線層を絶
縁基板上に形成した、薄膜型の多層配線基板(薄膜多層
回路基板とも呼ばれる)がある。配線層はめっきやスパ
ッタリング等により形成された金属層からなり、レジス
ト等を用いてパターン化されるか、パターンめっきのよ
うに最初からパターン状に金属層を形成する。絶縁層は
一般に樹脂層である。この種の薄膜型の多層配線基板
は、絶縁基板上に配線層と樹脂層を交互に積層していく
ビルドアップ法と呼ばれる方法で製造される。
2. Description of the Related Art As a kind of wiring board on which a semiconductor element is mounted, a thin-film type multilayer wiring board (also referred to as a thin-film multilayer circuit board) having a multi-layered wiring layer formed on an insulating substrate with a thin insulating layer interposed between layers. ). The wiring layer is made of a metal layer formed by plating, sputtering, or the like, and is patterned using a resist or the like, or a metal layer is formed in a pattern from the beginning like pattern plating. The insulating layer is generally a resin layer. This type of thin film type multilayer wiring board is manufactured by a method called a build-up method in which wiring layers and resin layers are alternately stacked on an insulating substrate.

【0003】この多層配線基板は、本質的にプラスチッ
ク基板であるが、基板内に微細な薄膜配線パターンが多
層に形成されていて高速信号の伝播が可能であり、半導
体素子の高集積化と複雑化に対応することができ、かつ
従来の一般的な多層配線基板であるなセラミック多層配
線基板より薄型であるため、使用が増えている。
Although this multilayer wiring board is essentially a plastic substrate, a fine thin film wiring pattern is formed in multiple layers in the substrate, and high-speed signals can be propagated. The use of a ceramic multilayer wiring board, which is a general multilayer wiring board of the related art, is thinner than that of a conventional general multilayer wiring board.

【0004】この種の従来の多層配線基板の代表的な断
面構造例を図1に模式的に示す。図中、1、2、3はそ
れぞれ第1、第2、第3の絶縁層であり、第1の絶縁層
は通常は絶縁基板である。第1および第2の絶縁層上に
形成された導体パターン4および8と第3の絶縁層上に
形成された導体パターン12との電気的接続は、次によう
にして確保される。
FIG. 1 schematically shows an example of a typical cross-sectional structure of a conventional multilayer wiring board of this kind. In the drawing, 1, 2, and 3 are first, second, and third insulating layers, respectively, and the first insulating layer is usually an insulating substrate. Electrical connection between the conductor patterns 4 and 8 formed on the first and second insulating layers and the conductor pattern 12 formed on the third insulating layer is secured as follows.

【0005】第1の絶縁層1の上に形成された導体パタ
ーン4は、同じ絶縁層上のランド部5に連結され、この
ランド部5は第2の絶縁層の貫通孔 (ビアホール) の底
面と壁面および開口部周囲を被覆する金属層18を介し
て、これに連結された第2の絶縁層2の上のランド部9
に接続される。導体パターン8もランド部9に連結され
ている。このランド部9は、同様にその上の第3の絶縁
層3の貫通孔の底部と壁面および開口部周囲を被覆する
金属層19を介して、これに連結された第3の絶縁層3の
上の配線パターン12と接続される。第2と第3の絶縁層
に形成されている、底部と壁面および開口部周囲が金属
層で被覆された貫通孔は、その絶縁層の両面の配線層
を、絶縁層を横断して接続するビアとなる。
[0005] The conductor pattern 4 formed on the first insulating layer 1 is connected to a land 5 on the same insulating layer, and the land 5 is formed at the bottom of a through hole (via hole) in the second insulating layer. And a land portion 9 on the second insulating layer 2 connected thereto through a metal layer 18 covering the wall surface and the periphery of the opening.
Connected to. The conductor pattern 8 is also connected to the land 9. The land portion 9 also has a third insulating layer 3 connected thereto through a metal layer 19 covering the bottom and the wall surface of the through hole of the third insulating layer 3 and the periphery of the opening. It is connected to the upper wiring pattern 12. The through-holes formed in the second and third insulating layers and covered with a metal layer at the bottom, the wall, and the periphery of the opening connect the wiring layers on both surfaces of the insulating layer across the insulating layer. Beer.

【0006】しかし、図1に示す従来の一般的な構造の
多層配線基板では、各貫通孔の上部にランド部がないた
め、下層のビアの直上に上層のビアを重ねて形成するこ
とができず、図示のように、下層のビアの横にランド部
を引き出して、上層のビアを横方向にずらして形成する
ことになる。そのため、基板平面でビアが占める空間が
大きくなり、配線密度の増大が制限されると共に、配線
長が長くなり、信号の電送損失が大きくなるという問題
があった。
However, in the conventional multilayer wiring board having a general structure shown in FIG. 1, since there is no land portion above each through-hole, an upper-layer via can be formed immediately above a lower-layer via. Instead, as shown in the figure, the lands are drawn out beside the lower layer vias, and the upper layer vias are shifted in the horizontal direction. Therefore, there is a problem in that the space occupied by the via on the substrate plane is increased, the increase in the wiring density is restricted, the wiring length is increased, and the signal transmission loss is increased.

【0007】多層配線基板の信号の高速化や高密度化の
要求が高まるにつれ、下層のビアの直上に上層のビアを
形成した多層配線基板が望まれるようになってきてお
り、そのような基板の構造および製造方法はこれまでも
いくつか提案されている。
As the demand for higher speed and higher density of signals of a multilayer wiring board increases, a multilayer wiring board in which an upper via is formed immediately above a lower via has been desired. Some structures and manufacturing methods have been proposed so far.

【0008】図2に、下層と上層のビアが上下に直結し
ている多層配線基板の代表的な構造を示す。図中、1、
2、3は第1、第2、第3の絶縁層である。第1および
第2の絶縁層上に形成された導体パターン4および8
は、これらの導体パターンと同じ絶縁層上に形成された
隣接のランド部5および9を介して、これらのランド部
の上に絶縁層を貫通して略円柱状に形成されたビア7、
10とその上のランド部9、13を経て、第3の絶縁層上に
形成された導体パターン12に電気的に接続される。ビア
7、10の上にランド9、13がそれぞれ形成されているた
め、ビア7のすぐ上にビア10を上下に整列させて1列に
形成でき、基板平面でビアが占める空間が少なく、また
ビアの横にランドを引き出さないため、配線長も短くて
すむ。
FIG. 2 shows a typical structure of a multilayer wiring board in which lower and upper vias are directly connected to each other vertically. In the figure, 1,
Reference numerals 2 and 3 are first, second and third insulating layers. Conductive patterns 4 and 8 formed on first and second insulating layers
The vias 7, which are formed in a substantially cylindrical shape through the insulating layer on these land portions via adjacent land portions 5 and 9 formed on the same insulating layer as the conductor patterns,
It is electrically connected to the conductor pattern 12 formed on the third insulating layer via the land 10 and the land portions 9 and 13 thereon. Since the lands 9 and 13 are formed on the vias 7 and 10, respectively, the vias 10 can be vertically aligned and formed in a row just above the vias 7, and the space occupied by the vias on the substrate plane is small. Since the land is not drawn out next to the via, the wiring length can be reduced.

【0009】この図2に示す多層配線基板の製造方法と
して、図3および図4に示す2つの方法が知られてい
る。図3に示す方法では、表面に導体パターン4とラン
ド部5が形成されている第1の絶縁層 (基板) 1を用意
し、この第1の絶縁層の上に、ビアに対応する厚みのレ
ジスト層15を形成し、露光と現像により、ランド部5の
上にランド部に達するビア用の貫通孔を形成する [図3
(a)]。この貫通孔に、無電解めっきまたは電解めっきに
より、レジスト層15の高さ以上に金属 (通常は銅) を充
填して、ビア用の金属柱7'を第1の絶縁層上に形成する
[図3(b)]。次いで、レジスト層15を除去すると、第1
の絶縁層1の上のランド部5の上にビア用金属柱7'が残
る [図3(c)]。
As a method of manufacturing the multilayer wiring board shown in FIG. 2, two methods shown in FIGS. 3 and 4 are known. In the method shown in FIG. 3, a first insulating layer (substrate) 1 having a conductor pattern 4 and a land portion 5 formed on the surface is prepared, and a layer having a thickness corresponding to a via is provided on the first insulating layer. A resist layer 15 is formed, and a through hole for a via reaching the land is formed on the land 5 by exposure and development [FIG.
(a)]. A metal (usually copper) is filled in the through hole by electroless plating or electrolytic plating so as to have a height equal to or higher than the height of the resist layer 15, and a metal pillar 7 'for a via is formed on the first insulating layer.
[FIG. 3 (b)]. Next, when the resist layer 15 is removed, the first
The via metal pillar 7 'remains on the land 5 on the insulating layer 1 of FIG. 3 (FIG. 3 (c)).

【0010】その後、第1の絶縁層1の上に樹脂を塗布
して、ビア用金属柱7'を完全に覆う厚みの第2の絶縁層
2を形成する [図3(d)]。次いで、研磨等により金属柱
7'の上端面を露出させ、金属柱と第2の絶縁層2の上面
を平坦にする [図3(e)]。平坦化した金属柱 (ビア) 7
の露出面と絶縁層2の全面に、スパッタ等により金属層
16を形成し [図3(f)]、次いで常法によりレジスト層17
を形成して露光・現像によりパターン化し [図3(g)]、
レジスト層で被覆されない部分の金属層を除去し、さら
にレジスト層も除去して、第2の絶縁層2の上に導体パ
ターン8とランド部9を形成する [図3(h)]。
Thereafter, a resin is applied on the first insulating layer 1 to form a second insulating layer 2 having a thickness completely covering the via metal pillar 7 '[FIG. 3 (d)]. Next, the metal column is polished or the like.
The upper end surface of 7 ′ is exposed, and the upper surfaces of the metal pillar and the second insulating layer 2 are flattened [FIG. 3 (e)]. Flattened metal pillars (vias) 7
A metal layer is formed on the exposed surface of
[FIG. 3 (f)], and then a resist layer 17 is formed by a conventional method.
Is formed and patterned by exposure and development [Fig. 3 (g)],
The conductor layer 8 and the land 9 are formed on the second insulating layer 2 by removing the portion of the metal layer that is not covered with the resist layer and further removing the resist layer [FIG. 3 (h)].

【0011】この図3(h) の第2の絶縁層2の上に図4
(a) 〜(h) の工程を繰り返すと、ランド部9の上に第3
の絶縁層3を貫通するビア10が位置し、その上にランド
部13および導体パターン12が形成された、図2に示す多
層配線基板が製造される。
FIG. 4H is formed on the second insulating layer 2 shown in FIG.
By repeating the steps (a) to (h), the third
The multilayer wiring board shown in FIG. 2 in which the via 10 penetrating through the insulating layer 3 is located, and the land portion 13 and the conductor pattern 12 are formed thereon, is manufactured.

【0012】図4に示す第2の方法では、表面に導体パ
ターン4とランド部5を形成した第1の絶縁層1の上
に、第2の絶縁層2を形成し、この絶縁層2にランド部
に達する略円柱状の貫通孔を形成する [図4(a)]。次い
で、この貫通孔に、ランド部5から給電しつつ電解めっ
きを行って、第2の絶縁層と同じ高さまで金属を充填
し、ビア7を形成する [図4(b)]。その上に、図3(f)
〜(h) と同様に、スパッタ等による金属層16の全面被覆
[図4(c)]、およびレジストパターン18の形成 [図4
(d)]を行った後、レジスト層で被覆されない部分の金属
層とレジスト層を除去すると、第2の絶縁層2の上に導
体パターン8とランド部9が形成される [図4(e)]。
In the second method shown in FIG. 4, a second insulating layer 2 is formed on a first insulating layer 1 having a conductor pattern 4 and a land portion 5 formed on the surface thereof. A substantially cylindrical through hole reaching the land is formed [FIG. 4 (a)]. Next, electrolytic plating is performed on the through-hole while supplying power from the land portion 5 to fill a metal to the same height as the second insulating layer, thereby forming the via 7 [FIG. 4 (b)]. In addition, FIG.
As in (h), the entire surface of the metal layer 16 is covered by sputtering or the like.
[FIG. 4 (c)] and formation of a resist pattern 18 [FIG.
(d)], the metal layer and the resist layer not covered with the resist layer are removed to form a conductor pattern 8 and a land portion 9 on the second insulating layer 2 [FIG. )].

【0013】この場合も、第2の絶縁層の上にさらに図
4(a) 〜(e) の工程を繰り返して、第3の絶縁層とそれ
を貫通するビアおよびその上の導体パターンやランドを
形成すると、図2に示す多層配線基板が製造される。
Also in this case, the steps shown in FIGS. 4A to 4E are further repeated on the second insulating layer, and the third insulating layer, the via penetrating therethrough, and the conductor pattern and land thereabove. Is formed, the multilayer wiring board shown in FIG. 2 is manufactured.

【0014】図3および4に示した方法は、多層化され
た導体パターンが、上下に1列につながったビアで接続
された、多層配線基板を製造することができる。しか
し、図3に示す多層配線基板の製造方法は、1つの絶縁
層とこれを貫通するビアとその上の導体パターンおよび
ランド部の形成に要する工程数が、図3 (a)〜(g) に示
すように非常に多く、しかも複雑な処理が必要なレジス
トを2回も利用し、研磨工程も必須である。通常は、こ
の工程を数回ないし十数回繰り返して多層化するので、
多層配線基板の製造が非常に複雑で長時間を要するの
で、非常なコスト高となる。
The method shown in FIGS. 3 and 4 can produce a multilayer wiring board in which multilayered conductor patterns are connected by vias connected in a row in a vertical direction. However, in the method of manufacturing the multilayer wiring board shown in FIG. 3, the number of steps required to form one insulating layer, a via penetrating therethrough, a conductor pattern and a land thereon is different from those shown in FIGS. As shown in FIG. 2, a resist that requires a very large amount and requires complicated processing is used twice, and a polishing step is also essential. Usually, this process is repeated several to ten and several times to form a multilayer,
Since the production of the multilayer wiring board is very complicated and takes a long time, the cost becomes extremely high.

【0015】また、最初にビア用の金属柱を形成してか
らその周囲に樹脂を塗布して絶縁層を形成するため、ビ
アと周囲の絶縁層との密着性に劣り、ビアと絶縁層との
剥離が起こったり、或いはビアを構成する金属が周囲の
絶縁層に拡散して絶縁層の絶縁機能が大きく低下する危
険性がある。
Further, since a metal pillar for a via is first formed and then a resin is applied around the pillar to form an insulating layer, the adhesion between the via and the surrounding insulating layer is inferior. Or the metal constituting the via may diffuse into the surrounding insulating layer, and the insulating function of the insulating layer may be greatly reduced.

【0016】図4に示した第2の方法は、第1の方法に
比べれば、ビアの形成にレジスト層を利用せず、第2の
絶縁層に貫通孔を形成して、この貫通孔を電解めっきに
より金属で充填してビアを形成するため、工程はやや簡
略化される。それでも、ビアの形成と導体パターンおよ
びランド部の形成を別工程で行うため、まだ工程数が多
い。さらに、この方法は、貫通孔に充填された金属の上
面と隣接する絶縁層との境界近傍に、図4(f) に示すよ
うに段差が形成され易く、断線が発生する危険がある
上、貫通孔に充填された金属と絶縁層との密着性が劣る
ことが指摘されている。
In the second method shown in FIG. 4, a through-hole is formed in the second insulating layer without using a resist layer for forming a via, as compared with the first method, and this through-hole is formed. Since the via is formed by filling with metal by electrolytic plating, the process is somewhat simplified. Even so, since the formation of the via and the formation of the conductor pattern and the land are performed in separate steps, the number of steps is still large. Further, in this method, a step is easily formed near the boundary between the upper surface of the metal filled in the through hole and the adjacent insulating layer as shown in FIG. It has been pointed out that adhesion between the metal filled in the through hole and the insulating layer is poor.

【0017】特開平7−79078 号公報には、上述した欠
点のない多層配線基板の製造方法が開示されている。こ
の公報に記載の方法を、図5を参照して説明する。図5
に示すように、特開平7−79078 号公報に記載の方法で
は、表面に導体パターン4およびランド部5が形成され
た第1の絶縁層 (絶縁基板) 1の上に第2の絶縁層2を
形成し、この絶縁層2にランド部5が露出するように貫
通孔を形成する [図5(a)]。この貫通孔には、図示のよ
うに、絶縁層2の上面からランド部5にかけて直径が小
さくなるようなテーパーをつけておく。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-79078 discloses a method for manufacturing a multilayer wiring board free from the above-mentioned disadvantages. The method described in this publication will be described with reference to FIG. FIG.
In the method described in JP-A-7-79078, a second insulating layer 2 is provided on a first insulating layer (insulating substrate) 1 having a conductor pattern 4 and a land 5 formed on the surface. Is formed, and through holes are formed in the insulating layer 2 so that the lands 5 are exposed [FIG. 5 (a)]. As shown, the through hole is tapered so that the diameter decreases from the upper surface of the insulating layer 2 to the land portion 5.

【0018】次いで、この貫通孔の部分も含めて絶縁層
2の表面に薄い金属層6をスパッタにより形成する [図
5(b)]。その後、レジスト層の形成と露光・現像による
パターン化によって、配線パターンに対応するパターン
を持つレジスト層17を形成する。このレジスト層は、第
1の絶縁層の貫通孔とその周囲が露出するようにパター
ン化される [図5(c)]。
Next, a thin metal layer 6 is formed on the surface of the insulating layer 2 including the through holes by sputtering [FIG. 5 (b)]. Thereafter, a resist layer 17 having a pattern corresponding to the wiring pattern is formed by forming a resist layer and patterning by exposure and development. This resist layer is patterned so that the through hole of the first insulating layer and the periphery thereof are exposed [FIG. 5 (c)].

【0019】その後、金属層6から給電して電解めっき
を行い、金属層6の露出部 (即ち、レジストパターンの
空洞部と貫通孔の内部) に金属7'、8'を充填する。電解
めっきは、形成された金属層の最も低い部分がレジスト
層17の上面以上になるまで行う [図5(d)]。次いで、研
磨等により充填された金属を平坦化し、その膜厚を調整
する [図5(e)]。最後に、レジスト層17を除去し、さら
にこのレジスト層の除去で露出した金属層6も除去する
と、第2の絶縁層2を貫通し、上部にランド部が一体に
形成されたビア7と、導体パターン8が第2の絶縁層2
の上に形成される [図5(f)]。
Thereafter, power is supplied from the metal layer 6 to perform electroplating, and the exposed portions of the metal layer 6 (that is, the cavities of the resist pattern and the insides of the through holes) are filled with metals 7 'and 8'. Electroplating is performed until the lowest part of the formed metal layer is equal to or higher than the upper surface of the resist layer 17 [FIG. 5 (d)]. Next, the filled metal is flattened by polishing or the like, and its film thickness is adjusted [FIG. 5 (e)]. Finally, when the resist layer 17 is removed, and the metal layer 6 exposed by removing the resist layer is also removed, a via 7 penetrating through the second insulating layer 2 and having a land portion integrally formed thereon is formed. The conductor pattern 8 is the second insulating layer 2
[FIG. 5 (f)].

【0020】この第2の絶縁層2の上に、図5 (a)〜
(f) の工程を繰り返して第3の絶縁層を形成すると、第
3の絶縁層を貫通するビアが、第2の絶縁層のビア7の
ランドの上に乗った、ビアが上下に重なる構造の、図2
に示すものに似た多層配線基板が製造される。但し、ビ
アは図2のように円柱状ではなく、上ひろがりにテーパ
ーをつけた逆円錐台形状である。
On this second insulating layer 2, FIG.
When the third insulating layer is formed by repeating the step (f), the via penetrating through the third insulating layer is placed on the land of the via 7 of the second insulating layer, and the vias vertically overlap. Figure 2
A multilayer wiring board similar to that shown in FIG. However, the via is not a columnar shape as shown in FIG. 2, but an inverted truncated conical shape having a tapered upper spread.

【0021】この方法によれば、ビアとその上のランド
部および同じ層の導体パターンが一度のパネルめっきで
同時に形成されるため、図3および4に示した方法より
工程が簡略化される。しかし、特開平7−79078 号公報
に記載の方法は、次に述べる理由により、今後に必要と
なる高密度化には対応不可能であると考えられる。
According to this method, since the via, the land portion thereon, and the conductor pattern of the same layer are formed simultaneously by one panel plating, the steps are simplified as compared with the method shown in FIGS. However, the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-79078 is considered to be incapable of coping with a higher density required in the future for the following reasons.

【0022】まず、絶縁層2に形成した貫通孔 (従って
ビア) は、このビアに電解めっきで金属を完全に充填す
るために、下面より開口部である上面の方が直径が大き
くなるようなテーパーを有している。その大きい上面の
径よりさらに大径のランド部をビアの上に形成すること
から、このランド部は径が非常に大きくなり、高密度化
に限界がある。このランド部の径を小さくしようとする
と、ビアの下面の径が小さくなり、下のランド部との導
通がとりにくくなって、信頼性が低下する。
First, the through-holes (and thus vias) formed in the insulating layer 2 are formed such that the diameter of the upper surface, which is the opening, is larger than that of the lower surface in order to completely fill the via with metal by electrolytic plating. It has a taper. Since a land portion having a larger diameter than the diameter of the large upper surface is formed on the via, the diameter of the land portion becomes extremely large, and there is a limit in increasing the density. If an attempt is made to reduce the diameter of the land, the diameter of the lower surface of the via becomes small, making it difficult to establish electrical connection with the land below, and lowering the reliability.

【0023】また、図4(d) に示すように、電解めっき
工程では、レジスト層の上面より盛り上がるよう、必要
な膜厚よりかなり厚い金属層を形成するため、長いめっ
き時間が必要である。また、この後で研磨等による不要
金属部の除去と、金属層とレジスト層との平坦化工程が
必要で、製造工程がまだ複雑である。配線の高密度化が
進み、貫通孔がさらに微細になると、不要な金属部分が
非常に微細になり、研磨等による不要金属の除去や平坦
化が困難となり、化学研磨も均一性を考えると非常に困
難である。従って、少なくとも配線の研磨工程は不要と
することが望ましい。
As shown in FIG. 4 (d), in the electrolytic plating step, a long plating time is required because a metal layer having a thickness much larger than a required film thickness is formed so as to rise above the upper surface of the resist layer. Further, after this, an unnecessary metal portion is removed by polishing or the like, and a step of flattening the metal layer and the resist layer is required, and the manufacturing process is still complicated. As the wiring density increases and the through-holes become finer, unnecessary metal parts become extremely fine, and it becomes difficult to remove and flatten unnecessary metal by polishing or the like. Difficult. Therefore, it is desirable that at least the wiring polishing step be unnecessary.

【0024】特開平9−116266号公報にも、特開平7−
79078 号公報に記載の方法に類似した、テーパーつきビ
アを持つ多層配線基板の製造方法が開示されている。但
し、薄い金属層を貫通孔の表面とその周囲だけに形成
し、これから給電して電解めっきを行うことにより、レ
ジストパターンを利用せずに、貫通孔に銅を盛り上がる
ように充填する。この方法は、上述した特開平7−7907
8 号公報に記載の方法と同様の問題点がある。
JP-A-9-116266 also discloses JP-A-7-116266.
A method for manufacturing a multilayer wiring board having tapered vias similar to the method described in 79078 is disclosed. However, a thin metal layer is formed only on the surface of the through-hole and its surroundings, and then the power is supplied and electrolytic plating is performed, so that the through-hole is filled with copper without using a resist pattern. This method is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-7907 described above.
There is the same problem as the method described in Japanese Patent Publication No.

【0025】[0025]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、配線
の高密度化が可能で、配線やビアと絶縁層との密着性が
良好で、絶縁層の絶縁性低下が起こりにくい多層配線基
板と、その簡略化された工程での製造方法とを提供する
ことである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a multi-layer wiring board which enables high-density wiring, has good adhesion between wiring and vias and an insulating layer, and is unlikely to cause a decrease in insulating properties of the insulating layer. And a manufacturing method with the simplified process.

【0026】具体的には、上面が大きくなるテーパーつ
きのビアではなく、円柱状のビアを、研磨等の平坦化工
程が全く不要であるか、少なくとも配線形成後の研磨工
程が不要である方法により形成することで、上記目的を
達成することが本発明の課題である。
More specifically, a cylindrical via, rather than a tapered via having a large upper surface, is formed by a method in which a flattening step such as polishing is not required at all, or at least a polishing step after forming a wiring is unnecessary. It is an object of the present invention to achieve the above object by forming.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】本発明者は、絶縁層に形
成したビア用貫通孔に、無電解銅めっき後に、特定組成
の硫酸銅めっき浴を用いて電解銅パネルめっきを施す
と、貫通孔がテーパーのない円筒形状でも、貫通孔を銅
で均一に充填することができ、さらに絶縁層上に実質的
に平坦で厚みの均一な銅層が形成されることを見出し
た。この方法でビアに銅を充填することにより、少なく
とも配線の研磨工程を必要とせずに、配線の高密度化が
可能な多層配線基板を簡略化された工程で製造すること
ができる。本発明は、この知見に基づくものであり、次
に述べるように各種の態様を含んでいる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present inventor has proposed that, when electroless copper plating is performed on a through-hole for a via formed in an insulating layer and then electrolytic copper panel plating is performed using a copper sulfate plating bath of a specific composition, the through-hole is reduced. It has been found that even when the hole has a cylindrical shape without a taper, the through hole can be uniformly filled with copper, and a copper layer having a substantially flat and uniform thickness is formed on the insulating layer. By filling the vias with copper in this way, it is possible to manufacture a multilayer wiring board capable of increasing the density of wirings by a simplified process without requiring at least a wiring polishing step. The present invention is based on this finding, and includes various aspects as described below.

【0028】(1) 絶縁基板上に層間に絶縁樹脂層を介し
て配線層が多層に形成され、かつ異なる層の配線層がそ
の間の絶縁層を貫通するビアにより電気的に接続されて
いる多層配線基板において、隣接する少なくとも2層の
絶縁層を貫通するビアが上下に1列に整列し、各ビアが
テーパーを有しない円筒形状であって、その上部にラン
ド部を有し、ビアとその上部のランド部とがめっきによ
り一体に形成されていることを特徴とする多層配線基
板。
(1) A multilayer in which wiring layers are formed in multiple layers on an insulating substrate via an insulating resin layer between layers, and wiring layers of different layers are electrically connected by vias penetrating the insulating layer therebetween. In the wiring board, vias penetrating at least two adjacent insulating layers are vertically arranged in a line, each via has a cylindrical shape having no taper, and a land portion is provided on an upper portion thereof. A multilayer wiring board, wherein an upper land portion is integrally formed by plating.

【0029】この多層配線基板(1) の好適態様では、前
記円筒形状ビアのアスペクト比(高さ/直径比)が 0.5
〜2、および/または直径が80μm以下であり、前記ビ
アとランド部と配線層が、無電解銅めっきとその後の電
解銅めっきとにより形成され、かつ電解銅めっき後にめ
っき表面が平坦化処理を受けていない。
In a preferred embodiment of the multilayer wiring board (1), the cylindrical via has an aspect ratio (height / diameter ratio) of 0.5.
2 and / or a diameter of 80 μm or less, the via, the land portion, and the wiring layer are formed by electroless copper plating and subsequent electrolytic copper plating, and the plating surface is flattened after electrolytic copper plating. I have not received it.

【0030】(2) 下記工程を含む、多層配線基板の製造
方法。
(2) A method for manufacturing a multilayer wiring board including the following steps.

【0031】第1の絶縁層の表面に、ランド部を含む
第1の配線層を形成する工程、 第1の絶縁層上に、その表面の第1の配線層を覆うよ
うに第2の絶縁層を樹脂から形成する工程、 第1の配線層のランド部が露出するように、第2の絶
縁層のランド部上に、テーパーを有しない円筒形貫通孔
を形成する工程、 第2の絶縁層の上面と貫通孔の内面を、無電解めっき
により金属薄膜で被覆する工程、 この金属薄膜の上面に、レジスト層の形成と露光およ
び現像により、少なくとも該貫通孔とその周囲が露出し
たレジストパターンを形成する工程、 レジストパターンの空洞部と第2の絶縁層の貫通孔
に、電解めっきだけで平坦化処理を行わずにレジスト層
の平面と同平面になるまで金属を充填する工程、 レジスト層を除去する工程、および レジスト層の除去により露出した金属薄膜を除去する
工程。
Forming a first wiring layer including a land on the surface of the first insulating layer; forming a second insulating layer on the first insulating layer so as to cover the first wiring layer on the surface; Forming a layer from a resin; forming a non-tapered cylindrical through hole on the land of the second insulating layer so that the land of the first wiring layer is exposed; A step of coating the upper surface of the layer and the inner surface of the through hole with a metal thin film by electroless plating, and forming a resist layer on the upper surface of the metal thin film, exposing and developing a resist pattern in which at least the through hole and its periphery are exposed. Forming a resist pattern, filling the cavity of the resist pattern and the through hole of the second insulating layer with metal until the surface is flush with the plane of the resist layer without performing a planarization process only by electrolytic plating; The process of removing Removing the metal thin film exposed by removing the dist layer;

【0032】(3) 下記工程を含む、多層配線基板の製造
方法。
(3) A method for manufacturing a multilayer wiring board including the following steps.

【0033】第1の絶縁層の表面に、ランド部を含む
第1の配線層を形成する工程、 第1の絶縁層上に、その表面の第1の配線層を覆うよ
うに第2の絶縁層を形成する工程、 第1の配線層のランド部が露出するように、第2の絶
縁層のランド部上に、テーパーを有しない円筒形貫通孔
を形成する工程、 第2の絶縁層の上面と貫通孔の内面を、無電解めっき
により金属薄膜で被覆する工程、 電解めっきにより、該貫通孔に金属を充填すると共
に、該金属薄膜の表面上に上面が実質的に平坦な金属層
を形成する工程、 この金属層の上に、レジスト層の形成と露光および現
像により、該貫通孔とその周囲が覆われたレジストパタ
ーンを形成する工程、 レジストパターンで覆われていない部分の金属層とそ
の下の金属薄膜とを除去する工程、および レジスト層を除去する工程。
Forming a first wiring layer including a land on the surface of the first insulating layer; forming a second insulating layer on the first insulating layer so as to cover the first wiring layer on the surface; Forming a layer, forming a cylindrical through-hole having no taper on the land of the second insulating layer so that the land of the first wiring layer is exposed, A step of coating the upper surface and the inner surface of the through hole with a metal thin film by electroless plating, and filling the through hole with a metal by electrolytic plating, and forming a metal layer having a substantially flat upper surface on the surface of the metal thin film. Forming a resist pattern on the metal layer by forming, exposing and developing a resist layer, forming a resist pattern covering the through hole and the periphery thereof; Removing the metal thin film thereunder; and Removing the resist layer.

【0034】(4) 工程の後に、工程で形成された金
属層の膜厚を均一に減少させる工程をさらに含む、(3)
記載の方法。
[0034] (4) After the step, the method further includes a step of uniformly reducing the thickness of the metal layer formed in the step. (3)
The described method.

【0035】上の(2) 〜(4) に記載の方法の好適態様に
おいて、工程で形成された円筒形貫通孔はアスペクト
比(深さ/直径比)が 0.5〜2、および/または直径が
80μm以下である。工程の後に、第2の絶縁層の貫通
孔を含む部分の表面を粗面化処理する工程をさらに含ん
でいてもよい。また、前記無電解めっきが無電解銅めっ
きであり、前記電解めっきを硫酸銅/硫酸の重量比が0.
33以下の硫酸銅めっき浴を用いて行うことが好ましい。
In a preferred embodiment of the method described in (2) to (4) above, the cylindrical through-hole formed in the step has an aspect ratio (depth / diameter ratio) of 0.5 to 2, and / or a diameter of 0.5 to 2.
80 μm or less. After the step, the method may further include a step of performing a roughening treatment on a surface of a portion including the through hole of the second insulating layer. Further, the electroless plating is an electroless copper plating, and the weight ratio of copper sulfate / sulfuric acid is 0.
It is preferable to use a copper sulfate plating bath of 33 or less.

【0036】(5) 絶縁基板上に層間に絶縁樹脂層を介し
て配線層が多層に形成され、かつ異なる層の配線層が絶
縁層を貫通するビアにより電気的に接続されている多層
配線基板の製造において、前記ビアを、硫酸銅/硫酸の
重量比が0.33以下の硫酸銅めっき浴を用いた電解めっき
により、めっき層のめっき表面の平坦化処理を行わずに
形成することを特徴とする、多層配線基板の製造方法。
(5) A multilayer wiring board in which wiring layers are formed in multiple layers on an insulating substrate via an insulating resin layer between layers, and wiring layers of different layers are electrically connected by vias penetrating the insulating layer. Wherein the via is formed by electrolytic plating using a copper sulfate plating bath having a weight ratio of copper sulfate / sulfuric acid of 0.33 or less, without performing a flattening process on a plating surface of a plating layer. , A method of manufacturing a multilayer wiring board.

【0037】なお、本発明において、「上」とは基板に
遠い方向を意味し、「下」とは基板に近い方向を意味す
る。例えば、ある層の「上面」とはその層の基板に遠い
側の表面を意味し、「下面」とはその層の基板に近い側
の表面を意味する。
In the present invention, "up" means a direction far from the substrate, and "down" means a direction close to the substrate. For example, the “upper surface” of a layer means the surface of the layer remote from the substrate, and the “lower surface” means the surface of the layer closer to the substrate.

【0038】また、本発明において「テーパーを持たな
い円筒形」或いは単に「円筒形」とは、上面と下面の直
径が同一である円筒形状を意味するが、加工精度を考慮
すると、上面と下面で最大10%程度の直径のずれは許容
される。
In the present invention, “cylindrical shape without taper” or simply “cylindrical shape” means a cylindrical shape having the same diameter on the upper surface and the lower surface. A maximum deviation of about 10% is allowed.

【0039】[0039]

【発明の実施の形態】本発明に係る多層配線基板の構造
を図6に示す。図中、1、2、3はそれぞれ第1、第
2、第3の絶縁層であり、第1の絶縁層1は絶縁基板で
もよい。4、8、12は導体パターン (配線パターン) で
あり、5は第1の絶縁層上に形成されたランド部であっ
て、導体パターン4に連結している。7、10はそれぞれ
第2および第3の絶縁層2、3を貫通するビアであり、
いずれもその上部にビアより大径のランド部がビアと一
体に形成されている。導体パターン4とランド部5が第
1の配線層を構成し、導体パターン8とビア7の上部の
ランド部が第2の配線層を構成し、導体パターン12とビ
ア10の上部のランド部が第3の配線層を構成する。ビア
7とビア10は上下に1列に整列している。図6からは明
らかではないが、ビア7および10は、いずれもその上部
のランド部と一緒に、金属めっきにより (即ち、パネル
めっきにより) 形成されたものである。
FIG. 6 shows the structure of a multilayer wiring board according to the present invention. In the drawing, 1, 2, and 3 are first, second, and third insulating layers, respectively, and the first insulating layer 1 may be an insulating substrate. Reference numerals 4, 8, and 12 are conductor patterns (wiring patterns), and reference numeral 5 is a land portion formed on the first insulating layer, which is connected to the conductor pattern 4. Reference numerals 7 and 10 denote vias penetrating the second and third insulating layers 2 and 3, respectively.
In each case, a land portion having a diameter larger than that of the via is formed integrally with the via. The conductor pattern 4 and the land 5 form a first wiring layer, the conductor pattern 8 and the land above the via 7 form a second wiring layer, and the conductor pattern 12 and the land above the via 10 form a land. A third wiring layer is formed. The vias 7 and the vias 10 are vertically arranged in one row. Although it is not clear from FIG. 6, the vias 7 and 10 are both formed by metal plating (that is, by panel plating) together with the land portions above them.

【0040】図6に示す本発明に係る多層配線基板は、
図2に示す従来のものと対比すると、基本的な構造は同
じであるが、ビア7とビア10の上部のランド部が、図2
のようにビアと別に形成されているのではなく、ビアと
一体化して同時に形成されている点が異なる。また、ビ
アがテーパーを有しない円筒形状である点で、図5に示
す特開平7−79078 号公報に記載の多層配線基板とも異
なる。
The multilayer wiring board according to the present invention shown in FIG.
Compared with the conventional structure shown in FIG. 2, the basic structure is the same, but the land portions above the vias 7 and 10 are
However, they are not formed separately from the vias but are formed integrally with the vias at the same time. Further, it differs from the multilayer wiring board described in JP-A-7-79078 shown in FIG. 5 in that the via has a cylindrical shape having no taper.

【0041】円筒形状のビア7、10は、アスペクト比
(高さ/直径比)が 0.5〜2であるか、および/または
直径が80μm以下であることが好ましい。ここで、ビア
の高さとは、その上部のランド部 (上の絶縁層に形成さ
れている、より大径の部分) を除いた円柱体の高さを意
味する。この要件を満たすと、後で詳しく説明するよう
に、ビアがテーパーを有しない円筒形状であっても、内
部の空洞がなく、上面のくぼみが最小限に抑えられ、上
面が実質的に平坦なビアを、特定の硫酸銅めっき浴を用
いた電解パネルめっきにより形成することが可能とな
る。より好ましくは、ビアの直径は60μm以下であり、
アスペクト比は0.67〜2の範囲である。
It is preferable that the cylindrical vias 7 and 10 have an aspect ratio (height / diameter ratio) of 0.5 to 2 and / or a diameter of 80 μm or less. Here, the height of the via means the height of the cylindrical body excluding the upper land portion (the larger-diameter portion formed on the upper insulating layer). When this requirement is satisfied, as will be described in detail later, even when the via has a cylindrical shape without taper, there is no internal cavity, the depression on the upper surface is minimized, and the upper surface is substantially flat. Vias can be formed by electrolytic panel plating using a specific copper sulfate plating bath. More preferably, the diameter of the via is not more than 60 μm,
The aspect ratio ranges from 0.67 to 2.

【0042】この電解パネル銅めっきは、後述するよう
に、無電解銅めっきの後に行う。従って、ビアとその上
部のランド、およびこのランド部と同じ層に位置する導
体パターンは、いずれも無電解銅めっきとその後の電解
銅めっきとにより形成することができる。また、電解銅
めっきでは、上面が実質的に平坦なめっき層を形成でき
るので、電解銅めっき表面は、図3および図5に示す方
法とは異なり、研磨等の平坦化処理を施す必要がない。
The electrolytic panel copper plating is performed after the electroless copper plating, as described later. Therefore, the via, the land on the via, and the conductor pattern located on the same layer as the land can be formed by electroless copper plating and subsequent electrolytic copper plating. Further, in the electrolytic copper plating, a plating layer having a substantially flat upper surface can be formed, and therefore, unlike the methods shown in FIGS. 3 and 5, the electrolytic copper plating surface does not need to be subjected to a flattening treatment such as polishing. .

【0043】以下に、本発明に係る多層配線基板の製造
方法を詳しく説明する。まず、図7に示す第1の方法に
ついて説明すると、第1の絶縁層1の表面に、ランド部
を含む第1の配線層を形成する [図7(a)]。図示例で
は、第1の配線層は導体パターン4とランド部5から構
成される。
Hereinafter, a method for manufacturing a multilayer wiring board according to the present invention will be described in detail. First, a first method shown in FIG. 7 will be described. A first wiring layer including a land portion is formed on the surface of the first insulating layer 1 [FIG. 7 (a)]. In the illustrated example, the first wiring layer includes a conductor pattern 4 and a land portion 5.

【0044】第1の絶縁層1は、絶縁基板でよいが、絶
縁基板上に形成されている別の絶縁層 (樹脂層) であっ
てもよい。絶縁基板は、ガラス−エポキシ、ガラス−ポ
リイミドのようなリジッド型 (ガラス強化型) のもので
も、ポリイミドのようなフレキシブル型のものでもよ
く、さらにはセラミックまたはメタル製であってもよ
い。絶縁層1が樹脂層である場合、絶縁性がよく (比誘
電率が低く) 、耐熱性の良好な樹脂から絶縁層を構成す
ることが好ましい。好ましい樹脂の代表例はポリイミド
であるが、これに制限されるものではない。
The first insulating layer 1 may be an insulating substrate, but may be another insulating layer (resin layer) formed on the insulating substrate. The insulating substrate may be a rigid type (glass reinforced type) such as glass-epoxy or glass-polyimide, a flexible type such as polyimide, or may be made of ceramic or metal. When the insulating layer 1 is a resin layer, it is preferable to form the insulating layer from a resin having good insulation properties (low relative dielectric constant) and good heat resistance. A typical example of a preferable resin is polyimide, but is not limited thereto.

【0045】第1の絶縁層上の導体パターン4とランド
部5は、常法により形成すればよい。例えば、第1の絶
縁層1が絶縁基板である場合、この絶縁基板が予め銅箔
が張りつけてある銅張り積層板であれば、基板表面の銅
箔を、レジストを利用した慣用のフォトリソグラフィー
技術によりパターン化することで、導体パターン4およ
びランド部5を形成することができる。フォトリソグラ
フィー技術は、一般に、レジスト層の被覆→フォトマス
クを介した露光と現像によるレジスト層のパターン化→
レジスト層が除去されて露出した部分の銅箔のエッチン
グによる除去→レジスト層の除去という工程を含む。
The conductor pattern 4 and the land 5 on the first insulating layer may be formed by a conventional method. For example, when the first insulating layer 1 is an insulating substrate, if the insulating substrate is a copper-clad laminate in which copper foil has been previously adhered, the copper foil on the substrate surface is formed by a conventional photolithography technique using a resist. Thus, the conductor pattern 4 and the land portion 5 can be formed. Photolithography technology generally involves coating a resist layer → patterning the resist layer by exposure and development via a photomask →
The method includes a step of removing the exposed portion of the copper foil by removing the resist layer by etching and then removing the resist layer.

【0046】絶縁層1の表面に、銅箔のような金属層が
予め形成されていない場合には、スパッタ、CVDなど
の気相法、または電解めっき等の湿式法により、ランド
部や導体パターンを形成する。この配線層の形成は、ま
ず連続した金属層を形成してから上記と同様にパターン
化する方法で行ってもよく、或いはパターンめっきのよ
うに、最初から所定パターン状に金属層を形成する方法
でもよい。第1の配線層 (ランド部と導体パターン) の
厚みは、通常は20〜25μm程度である。
When a metal layer such as a copper foil is not formed on the surface of the insulating layer 1 in advance, a land portion or a conductor pattern is formed by a vapor phase method such as sputtering or CVD, or a wet method such as electrolytic plating. To form This wiring layer may be formed by forming a continuous metal layer and then patterning it in the same manner as described above, or by forming a metal layer in a predetermined pattern from the beginning, such as pattern plating. May be. The thickness of the first wiring layer (land portion and conductor pattern) is usually about 20 to 25 μm.

【0047】第1の絶縁層1の上に、その表面に形成し
た第1の配線層 (即ち、導体パターン4とランド部5)
を覆うよう第2の絶縁層2を樹脂から形成し、第1の配
線層のランド部5が露出するように、第2の絶縁層のラ
ンド部5の上に貫通孔を形成する [図7(b)]。この樹脂
層の厚みは、下層と上層の導体パターンの絶縁に十分な
厚さであればよく、通常は約30〜50μmの範囲である。
On the first insulating layer 1, the first wiring layer (that is, the conductor pattern 4 and the land 5) formed on the surface thereof
The second insulating layer 2 is formed of a resin so as to cover the first wiring layer, and a through-hole is formed on the land 5 of the second insulating layer so that the land 5 of the first wiring layer is exposed [FIG. (b)]. The thickness of this resin layer may be sufficient to insulate the lower and upper conductor patterns, and is usually in the range of about 30 to 50 μm.

【0048】第2の絶縁層2を構成する樹脂層は、樹脂
液の塗布と加熱による乾燥ないし硬化により形成するこ
とができる。樹脂液の塗布は、例えば、ロールコート法
やスピンコート法により行うことができる。この樹脂層
2も、絶縁性と耐熱性が良好な樹脂であることが好まし
いが、次に述べるように、貫通孔の形成方法によっては
この樹脂に感光性が必要となるので、貫通孔の形成方法
に応じて樹脂種を選択すればよい。
The resin layer constituting the second insulating layer 2 can be formed by applying a resin liquid and drying or curing by heating. The application of the resin liquid can be performed by, for example, a roll coating method or a spin coating method. This resin layer 2 is also preferably a resin having good insulation and heat resistance. However, as described below, depending on the method of forming the through-hole, the resin needs to be photosensitive. What is necessary is just to select a resin kind according to a method.

【0049】感光性を必要としない場合の好ましい樹脂
はポリイミドである。感光性を必要とする場合は、例え
ば、フォトレジストとして使用されている感光性樹脂の
うち、絶縁性に優れ、かつ金属を除去するエッチング液
に不活性なものを利用することができる。このような感
光性の樹脂としては、光や電子線等の活性エネルギー線
により重合 (硬化) 反応を誘起する官能基 (例、アクリ
ル基もしくはメタクリル基) を分子内に有する化合物を
含む組成物が好適であり、例えば、ウレタンアクリレー
ト、エポキシアクリレート、脂肪族アクリレートが例示
される。また、密着性、強度、伸延性を改善するため、
熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂と有機もしくは無機フィラ
ーとを混合したものも使用できる。
A preferred resin when photosensitivity is not required is polyimide. When photosensitivity is required, for example, a photosensitive resin used as a photoresist, which has excellent insulating properties and is inert to an etching solution for removing metal, can be used. As such a photosensitive resin, a composition containing a compound having a functional group (e.g., an acryl group or a methacryl group) in a molecule that induces a polymerization (curing) reaction by an active energy ray such as light or an electron beam is used. Suitable are, for example, urethane acrylate, epoxy acrylate and aliphatic acrylate. Also, to improve adhesion, strength and elongation,
A mixture of a thermosetting resin, a thermoplastic resin, and an organic or inorganic filler can also be used.

【0050】第2の絶縁層2に形成した貫通孔は、テー
パーを持たない円筒形状とする。後でビアになるこの貫
通孔は、直径が80μm以下であるか、および/またはア
スペクト比が 0.5〜2であることが好ましい。この貫通
孔は、第2の絶縁層が感光性樹脂である場合には、フォ
トリソグラフィー技術により形成すればよい。第2の絶
縁層を構成する樹脂が感光性を持たない場合には、例え
ば、レーザー加工によりこの絶縁層に貫通孔を形成する
ことができる。
The through hole formed in the second insulating layer 2 has a cylindrical shape without a taper. This through-hole, which will later become a via, preferably has a diameter of 80 μm or less and / or an aspect ratio of 0.5 to 2. This through-hole may be formed by photolithography when the second insulating layer is made of a photosensitive resin. When the resin constituting the second insulating layer has no photosensitivity, a through hole can be formed in the insulating layer by, for example, laser processing.

【0051】次いで、第2の絶縁層2の上面と貫通孔の
内面の全体に、無電解めっきにより薄い金属層 (金属薄
膜) 6を形成する [図7(c)]。この金属薄膜6は、次に
行う電解パネルめっきの給電用に必要であるだけでな
く、電解めっき層と絶縁層との密着性を向上させ、かつ
電解めっき中に金属が絶縁層に拡散するのを防止するバ
リアーともなる。
Next, a thin metal layer (metal thin film) 6 is formed on the entire upper surface of the second insulating layer 2 and the inner surface of the through hole by electroless plating [FIG. 7 (c)]. This metal thin film 6 is not only necessary for the power supply of the subsequent electrolytic panel plating, but also improves the adhesion between the electrolytic plating layer and the insulating layer, and prevents the metal from diffusing into the insulating layer during the electrolytic plating. It also serves as a barrier to prevent

【0052】無電解めっきの前に、金属薄膜6と絶縁層
2との密着性を改善するため、絶縁層2の表面を適当な
方法で粗面化してもよい。絶縁層2の粗面化は、例え
ば、クロム酸および/または過マンガン酸の水溶液で処
理することにより達成できる。この粗面化は、その上に
析出させた銅層の剥離強度が1kg/cm2以上となるように
行うことが好ましい。
Before the electroless plating, the surface of the insulating layer 2 may be roughened by an appropriate method in order to improve the adhesion between the metal thin film 6 and the insulating layer 2. The surface roughening of the insulating layer 2 can be achieved by, for example, treating with an aqueous solution of chromic acid and / or permanganic acid. This surface roughening is preferably performed so that the peel strength of the copper layer deposited thereon becomes 1 kg / cm 2 or more.

【0053】金属薄膜を形成するための無電解めっき
は、無電解銅めっきとすることが好ましいが、Niめっき
等の他のめっきも可能である。無電解銅めっきは、従来
よりスルーホールめっき等に多用されている方法と同様
に実施すればよい。金属薄膜6の膜厚は一般に3μm以
下であるが、厚い方が次の電解めっきでの抵抗が小さく
なり、金属の析出が容易となるので好ましい。例えば
0.5〜2μm程度の厚さであれば十分である。
The electroless plating for forming the metal thin film is preferably electroless copper plating, but other plating such as Ni plating is also possible. The electroless copper plating may be performed in the same manner as a method which has been frequently used for through-hole plating and the like. The thickness of the metal thin film 6 is generally 3 μm or less, but is preferably larger because the resistance in the next electrolytic plating becomes smaller and metal deposition becomes easier. For example
A thickness of about 0.5 to 2 μm is sufficient.

【0054】次に、金属薄膜6の平面部に、レジスト層
の形成と露光および現像というフォトリソグラフィー技
術に従って、レジストパターン17を形成する [図7
(d)]。このレジストパターンは、所定の配線パターンに
対応する空洞部を持つ。例えば、絶縁層2の貫通孔とそ
の周囲はレジストパターンの空洞部になっていて露出し
ている。即ち、レジスト層の絶縁層の貫通孔の上には、
ランド部も同時に形成するため、貫通孔より大直径の空
洞部が必要である。また、図示例のように、貫通孔の近
傍には、この貫通孔に形成されるビアで接続するための
導体パターンを形成するための空洞部がレジスト層に形
成される。
Next, a resist pattern 17 is formed on the flat surface of the metal thin film 6 according to a photolithography technique of forming a resist layer, exposing and developing [FIG.
(d)]. This resist pattern has a cavity corresponding to a predetermined wiring pattern. For example, the through hole of the insulating layer 2 and its surroundings are exposed as hollow portions of the resist pattern. That is, on the through hole of the insulating layer of the resist layer,
Since the land is also formed at the same time, a cavity having a diameter larger than that of the through hole is required. In addition, as shown in the illustrated example, a cavity for forming a conductor pattern for connection with a via formed in the through hole is formed in the resist layer near the through hole.

【0055】使用するレジストの種類は特に制限され
ず、ネガ型でもポジ型でもよい。下に貫通孔があるた
め、レジスト層の形成は、ドライフィルム型のレジスト
を熱圧着または接着により金属薄膜6の上に付着させて
行うことが好ましい。液状レジストの塗布も不可能では
ないが、そうすると貫通孔にもレジストが充填され、現
像時にこの部分のレジストも除去する必要があるため、
現像時間が長くなり、この部分のレジストが完全に除去
されないと、配線の断線、腐食の原因になる。レジスト
層の厚みは、ランド部と配線パターン部の厚みとなるの
で、それに適した、例えば15〜20μmの厚みとすること
が好ましい。
The type of resist used is not particularly limited, and may be a negative type or a positive type. Since there is a through hole below, it is preferable to form the resist layer by attaching a dry film type resist onto the metal thin film 6 by thermocompression bonding or adhesion. It is not impossible to apply liquid resist, but then the through hole is filled with resist, and it is necessary to remove this part of the resist during development,
If the development time is prolonged and the resist in this portion is not completely removed, it may cause disconnection and corrosion of the wiring. Since the thickness of the resist layer is the thickness of the land portion and the wiring pattern portion, the thickness is preferably, for example, 15 to 20 μm.

【0056】その後、金属薄膜6に給電して電解めっき
を行い、レジスト層の空洞部と第2の絶縁層2の貫通孔
に金属を充填する。本発明によれば、この電解めっき
は、電解めっきだけでめっき面の平坦化処理を行わず
に、レジスト層の上面と同平面に金属が充填されるまで
行う [図7(e)]。即ち、電解めっきの通電は、貫通孔が
めっき金属で充填され、さらにめっき層の上面がレジス
ト層の上面と同平面になるまで続ける。
Thereafter, power is supplied to the metal thin film 6 to perform electrolytic plating, and the metal is filled into the cavity of the resist layer and the through-hole of the second insulating layer 2. According to the present invention, this electrolytic plating is performed only by electrolytic plating without flattening the plating surface, until the metal is filled on the same plane as the upper surface of the resist layer [FIG. 7 (e)]. That is, the energization of the electrolytic plating is continued until the through holes are filled with the plating metal and the upper surface of the plating layer is flush with the upper surface of the resist layer.

【0057】従来法では、ビア用の貫通孔に金属を充填
するパネルめっきは、めっき上面が実質的に平坦にはな
らず、ビアの中央分がくぼむ凹みができてしまうため、
図5(d) に示すように、凹み部の最も低い部分がレジス
ト層の上面と同じ高さ以上になるように、レジスト層よ
り盛り上げて形成していた。その後、研磨等の平坦化処
理により盛り上がり部分を削ることにより、図5(e) に
示すようにレジスト層とめっき層の上面を平坦にするの
で、研磨工程が余分に必要となる。図4に示す方法で
は、この盛り上がりがないが、図4(f) に示すように、
絶縁層と金属層の境界に段差が形成され易く、断線が発
生する危険があった。
According to the conventional method, panel plating in which metal is filled in the via-hole is not substantially flat on the plating surface, and a recess is formed in the center of the via.
As shown in FIG. 5D, the recess was formed so as to be raised from the resist layer so that the lowest portion of the recess was at least the same height as the upper surface of the resist layer. Thereafter, the raised portions are removed by a flattening process such as polishing to flatten the upper surfaces of the resist layer and the plating layer as shown in FIG. 5E, so that an extra polishing step is required. In the method shown in FIG. 4, there is no swelling, but as shown in FIG.
A step is easily formed at the boundary between the insulating layer and the metal layer, and there is a danger of disconnection.

【0058】本発明では、電解めっきに硫酸銅めっき浴
を使用し、その液組成を銅析出の均一性がよくなるよう
に調整すると共に、貫通孔(ビア)の直径および/また
はアスペクト比を制御することで、図5に示す従来法の
ように、絶縁層2に形成した貫通孔にわざわざテーパー
をつけなくても、上面が実質的に平坦で、内部に空洞を
形成せずに貫通孔を電解パネルめっきにより金属(銅)
で充填することが可能となる。それにより、研磨等の平
坦化処理を必要とせずに、絶縁層2の貫通孔とレジスト
パターンの空洞部に、レジスト層の上面と同じ高さまで
平坦に金属が充填される。
In the present invention, a copper sulfate plating bath is used for electrolytic plating, the composition of the solution is adjusted to improve the uniformity of copper deposition, and the diameter and / or aspect ratio of the through-hole (via) is controlled. As a result, as in the conventional method shown in FIG. 5, even if the through-hole formed in the insulating layer 2 is not tapered, the upper surface is substantially flat and the through-hole is formed without forming a cavity inside. Metal (copper) by panel plating
It becomes possible to fill with. Thereby, the metal is filled evenly into the through hole of the insulating layer 2 and the cavity of the resist pattern to the same height as the upper surface of the resist layer without the need for a flattening process such as polishing.

【0059】本発明で使用するのに適した硫酸銅めっき
浴組成を、めっき条件とともに次の表1に示す。
Table 1 below shows the composition of the copper sulfate plating bath suitable for use in the present invention, together with the plating conditions.

【0060】[0060]

【表1】 [Table 1]

【0061】基板のスルーホールめっきやビアの充填用
の電解銅めっきに従来より一般に用いられてきた硫酸銅
めっき浴は、均一電着性を改善するため、銅濃度を低
く、硫酸濃度を高くした、ハイスロー浴と呼ばれるもの
である。本発明では、従来のハイスロー浴よりさらに銅
濃度を低下させ、硫酸濃度を高めた硫酸銅めっき浴を使
用し、かつ陰極電流密度を低くして電解めっきを行う。
使用する硫酸銅めっき浴は、硫酸銅/硫酸の重量比が0.
33以下のものである。硫酸銅/硫酸の重量比の下限は特
に制限はないが、0.15より低くすると、貫通孔の充填に
要する電解めっき時間が非常に長くなり、銅濃度が低過
ぎてめっき浴の管理も困難となるので、表1に示すよう
に0.15以上とすることが好ましい。より好ましい硫酸銅
/硫酸重量比は0.20〜0.30の範囲である。
The copper sulfate plating bath which has been generally used for the through-hole plating of the substrate and the electrolytic copper plating for filling the vias has a low copper concentration and a high sulfuric acid concentration in order to improve the uniform electrodeposition property. What is called a high throw bath. In the present invention, electrolytic plating is performed by using a copper sulfate plating bath in which the copper concentration is further reduced and the sulfuric acid concentration is increased in comparison with the conventional high throw bath, and the cathode current density is lowered.
The copper sulfate plating bath used has a copper sulfate / sulfuric acid weight ratio of 0.
33 or less. The lower limit of the weight ratio of copper sulfate / sulfuric acid is not particularly limited, but if it is lower than 0.15, the electroplating time required for filling the through holes becomes extremely long, and the copper concentration is too low, so that the management of the plating bath becomes difficult. Therefore, as shown in Table 1, it is preferable to be 0.15 or more. A more preferred copper sulfate / sulfuric acid weight ratio is in the range of 0.20 to 0.30.

【0062】硫酸銅めっき浴は、表示の成分に加えて、
一般に3種類の添加剤、即ち、光沢剤、キャリヤー、お
よびレベリング剤、を含有するのが普通である。本発明
で使用する硫酸銅めっき浴にも、これらの添加剤を含有
させることが好ましい。光沢剤の例は、チオ尿素、チオ
カルバーメート等の含イオウ有機化合物である。キャリ
ヤーはの例は、ポリオキシアルキレングリコールなどで
ある。レベリング剤の例はポリアミンである。これらの
添加剤の添加量は、従来と同様でよい。
The copper sulfate plating bath, in addition to the components shown,
It is common to generally include three additives: brighteners, carriers, and leveling agents. It is preferable that these additives are also contained in the copper sulfate plating bath used in the present invention. Examples of brighteners are sulfur-containing organic compounds such as thiourea and thiocarbamate. Examples of carriers are polyoxyalkylene glycols and the like. An example of a leveling agent is a polyamine. The amounts of these additives may be the same as in the conventional case.

【0063】上記の硫酸銅めっき浴組成およびめっき条
件で電解銅めっきを行うことにより、次に説明するよう
に、絶縁層に形成した貫通孔に完全に金属 (銅) を充填
することができる。
By performing electrolytic copper plating under the above-described copper sulfate plating bath composition and plating conditions, the metal (copper) can be completely filled in the through-hole formed in the insulating layer as described below.

【0064】従来の一般的な硫酸銅めっき浴は、高電流
密度で使用することができ、銅の析出速度が速いため通
電時間が短くてすむ。しかし、このめっき浴を貫通孔の
金属充填 (ビア形成) に使用すると、図8に示すよう
に、貫通孔の内部に空洞20が生じるようになる。これ
は、電解めっき時の電流が貫通孔の上縁部21に集中し、
この部分の銅析出が他の部分より多くなるため、貫通孔
の底部が金属で充填される前に貫通孔の口を金属で封じ
てしまうからである。
The conventional general copper sulfate plating bath can be used at a high current density, and the copper deposition rate is high, so that the energization time is short. However, when this plating bath is used for filling a metal in a through hole (forming a via), a cavity 20 is formed inside the through hole as shown in FIG. This is because the current during electrolytic plating concentrates on the upper edge 21 of the through hole,
This is because the copper deposition in this portion is greater than in the other portions, and the opening of the through hole is sealed with metal before the bottom of the through hole is filled with metal.

【0065】空洞20にはめっき液が封じ込められている
ため、この液が徐々に貫通孔内の銅を浸食することによ
り、多層配線基板の信頼性が大きく損なわれる。そのた
め、従来は、図5に示すように、貫通孔の下方に向かっ
て径が小さくなるテーパーをつけて、貫通孔の口を広げ
ておくことにより、このような空洞ができないようにし
ていた。
Since the plating solution is confined in the cavity 20, the solution gradually erodes the copper in the through-holes, thereby greatly impairing the reliability of the multilayer wiring board. Conventionally, as shown in FIG. 5, such a cavity is not formed by providing a taper having a diameter decreasing toward the lower side of the through hole and widening the opening of the through hole.

【0066】本発明で使用するのに適した硫酸銅めっき
浴は、硫酸銅/硫酸の重量比が低いので、銅析出の均一
性がよい。このめっき浴を使用し、表1に示すように陰
極電流密度を低めに設定し、比較的低温で電解銅めっき
を行うと、銅の析出速度は遅くなるが、析出の均一性が
増すため、貫通孔の形状がテーパーのない円筒形状であ
っても、貫通孔内を空洞を作らずにきれいに銅で充填す
ることができる。
The copper sulfate plating bath suitable for use in the present invention has a low copper sulfate / sulfuric acid weight ratio, so that the uniformity of copper deposition is good. When this plating bath is used and the cathode current density is set lower as shown in Table 1 and electrolytic copper plating is performed at a relatively low temperature, the deposition rate of copper decreases, but the uniformity of deposition increases. Even if the shape of the through-hole is a cylindrical shape without a taper, it is possible to cleanly fill the through-hole with copper without forming a cavity.

【0067】しかし、貫通孔のアスペクト比 (高さ/直
径比) が小さくなる (即ち、高さが一定の場合、直径が
大きくなる) と、空洞はできないものの、図9に示すよ
うに、充填した金属層7の上面の中心に凹みができるよ
うになる。この凹みが小さければ (例、貫通孔の深さの
10%以下、特に5%以下) 、上層の絶縁層内の同位置の
貫通孔に同様に金属を充填する際に、凹みにも金属が充
填されるため、ビアの接続の信頼性が大きく低下するこ
とはない。そのため平坦化処理は必要ない。
However, when the aspect ratio (height / diameter ratio) of the through hole is reduced (that is, when the height is constant, the diameter is increased), although the cavity cannot be formed, as shown in FIG. A recess is formed at the center of the upper surface of the formed metal layer 7. If this dent is small (e.g.,
10% or less, especially 5% or less). When filling the through hole at the same position in the upper insulating layer with metal in the same manner, the metal is also filled in the recess, so the reliability of via connection is greatly reduced. I will not do it. Therefore, no flattening process is required.

【0068】一方、この凹みが大きくなると、次回の上
層の金属充填時に凹みを埋めることが困難となるので、
図5に示す方法と同様に、必要な厚み以上に金属を析出
させて、後で研磨等によりめっき面を平坦化する必要が
出てくる。そのため、工程数が増大し、かつめっき時間
が長くなる。
On the other hand, if the depression becomes large, it becomes difficult to fill the depression at the time of filling the next upper metal layer.
As in the method shown in FIG. 5, it is necessary to deposit a metal to a thickness larger than a required thickness and to flatten the plated surface later by polishing or the like. Therefore, the number of steps increases and the plating time increases.

【0069】そこで、この点について検討した結果、絶
縁層に形成した貫通孔 (従って、ビア) のアスペクト比
が 0.5以上であるか、および/またはその直径が80μm
以下であれば、上記の硫酸銅めっき浴を用いた電解めっ
きにより、研磨等の平坦化処理を必要とするような大き
な凹みを生ずることなく、上面が実質的に平坦なめっき
層が形成されることが判明した。ここで、実質的に平坦
とは、凹みの大きさが貫通孔の深さ (=ビアの高さ) の
10%以下であることを意味する。
Therefore, as a result of examining this point, it was found that the aspect ratio of the through-hole (therefore, via) formed in the insulating layer was 0.5 or more and / or the diameter was 80 μm.
If it is below, a plating layer having a substantially flat upper surface is formed by electroplating using the above-mentioned copper sulfate plating bath without generating a large dent that requires a flattening treatment such as polishing. It has been found. Here, “substantially flat” means that the size of the dent is the depth of the through hole (= the height of the via).
It means less than 10%.

【0070】貫通孔 (ビア) のアスペクト比の上限は2
である。これより直径が小さくなると、貫通孔の口が小
さすぎて、電解めっきによる金属の均一充填が困難とな
る。貫通孔 (ビア) のより好ましい形状は、アスペクト
比が0.67〜2および/または直径が60μm以下である。
本発明によれば、このように直径が80μm以下、特に60
μm以下といった、非常に小直径で、テーパーのない円
柱体のビアを確実に形成することができ、従って、多層
配線基板の高密度化に非常に有利である。
The upper limit of the aspect ratio of the through hole (via) is 2
It is. If the diameter is smaller than this, the opening of the through hole is too small, and it is difficult to uniformly fill the metal by electrolytic plating. A more preferable shape of the through hole (via) has an aspect ratio of 0.67 to 2 and / or a diameter of 60 μm or less.
According to the invention, the diameter is thus less than 80 μm, especially 60 μm.
It is possible to reliably form a cylindrical via having a very small diameter of less than μm and having no taper, which is very advantageous for increasing the density of the multilayer wiring board.

【0071】なお、貫通孔の金属充填時に、金属層の縁
部 (金属層とレジスト層の境界部)に図4(f) に示すよ
うな段差が生成しても、本発明の方法ではビアとその上
部のランドを同時に充填して一体化するため、この段差
はランド部の縁部にしか形成されない。従って、この段
差が断線の原因とはならず、接続の信頼性が損なわれる
こともない。
Even if a step as shown in FIG. 4 (f) is formed at the edge of the metal layer (the boundary between the metal layer and the resist layer) when the through hole is filled with metal, the method of the present invention does not require a via. This step is formed only at the edge of the land because the land and the land above it are simultaneously filled and integrated. Therefore, this step does not cause disconnection, and the reliability of the connection is not impaired.

【0072】上記のようにして、第2の絶縁層2の貫通
孔とこの絶縁層の上のレジストパターン17の空洞部に電
解めっきにより実質的に平坦に金属を充填した後、レジ
スト層を除去すると、その下の無電解めっきで形成され
た金属薄膜6が現れ、ビア7のランド部と導体パターン
8が突出部として残る [図7(f)]。レジスト層の除去
は、レジスト層がドライフィルム型の場合には、単に機
械的な剥離で実施できる。剥離が困難な場合には、レジ
ストを溶解する薬液を用いる化学的な方法を採用すれば
よい。
As described above, the metal is substantially flatly filled by electrolytic plating in the through-hole of the second insulating layer 2 and the cavity of the resist pattern 17 on the insulating layer, and then the resist layer is removed. Then, the metal thin film 6 formed by the electroless plating below appears, and the land portion of the via 7 and the conductor pattern 8 remain as a protruding portion [FIG. 7 (f)]. When the resist layer is a dry film type, the removal of the resist layer can be performed simply by mechanical peeling. When peeling is difficult, a chemical method using a chemical solution for dissolving the resist may be employed.

【0073】その後、絶縁層2の表面に露出している、
無電解めっきで形成された金属薄膜6を除去すると、絶
縁層2をその下のランド部5と導通したビア7が貫通
し、この絶縁層2の上に、ビア7と一体化したランド部
と導体パターン8とが形成された、目的とする配線構造
が得られる [図7(g)]。この金属薄膜の除去は、銅を溶
解するエッチング液 (例、塩化第二鉄水溶液) を用いた
エッチングにより実施できる。
After that, it is exposed on the surface of the insulating layer 2.
When the metal thin film 6 formed by the electroless plating is removed, the via 7 penetrating the insulating layer 2 with the land 5 under the insulating layer 2 penetrates, and a land integrated with the via 7 is formed on the insulating layer 2. An intended wiring structure having the conductor pattern 8 formed thereon is obtained [FIG. 7 (g)]. The removal of the metal thin film can be performed by etching using an etching solution that dissolves copper (eg, an aqueous ferric chloride solution).

【0074】図7(b) 〜図7(g) までの工程を繰り返し
て、ビア7の上に上層のビアを形成すると、図6に示す
多層配線基板が得られる。なお、絶縁層に設けた貫通孔
の充填は、電解めっきにより行う代わりに、無電解めっ
きにより行うこともできる。その場合には、図7(c) に
示す無電解めっきによる金属薄膜6の形成工程は省略
し、無電解めっきの条件を、厚膜めっき用の条件に変更
して、絶縁層の貫通孔とレジストパターンの空洞部に金
属を充填する。ただし、めっき上面が実質的に平坦なめ
っき層を形成することはかなり困難であり、めっき密着
性も上記の方法に比べて劣る。
When the upper via is formed on the via 7 by repeating the steps of FIGS. 7B to 7G, the multilayer wiring board shown in FIG. 6 is obtained. Note that the filling of the through holes provided in the insulating layer can be performed by electroless plating instead of by electrolytic plating. In this case, the step of forming the metal thin film 6 by electroless plating shown in FIG. 7C is omitted, and the conditions of the electroless plating are changed to the conditions for the thick film plating, and the through hole of the insulating layer is removed. The metal is filled in the cavity of the resist pattern. However, it is quite difficult to form a plating layer having a substantially flat upper plating surface, and the plating adhesion is also inferior to the above method.

【0075】本発明に係る多層配線基板の第2の製造方
法について、図10を参照しながら説明する。図7に示す
第1の方法と同様に、第1の絶縁層1の表面に導体パタ
ーン4とランド部5からなる第1の配線層を形成した
後、その上に絶縁層2を形成し、ランド部5が露出する
ように円筒形の貫通孔を形成する [図10(a)]。次に、無
電解銅めっきにより、絶縁層2の上面と貫通孔の内面と
を金属薄膜6で被覆する [図10(b)]。ここまでは、第1
の方法と同じである。
A second method for manufacturing a multilayer wiring board according to the present invention will be described with reference to FIG. As in the first method shown in FIG. 7, after forming a first wiring layer including a conductor pattern 4 and a land portion 5 on the surface of the first insulating layer 1, an insulating layer 2 is formed thereon, A cylindrical through hole is formed so that the land portion 5 is exposed [FIG. 10 (a)]. Next, the upper surface of the insulating layer 2 and the inner surface of the through hole are covered with a metal thin film 6 by electroless copper plating [FIG. 10 (b)]. So far, the first
Method is the same.

【0076】その後、この金属薄膜6に給電して電解銅
めっきを行う。それにより、絶縁層2に形成された、金
属薄膜で被覆された貫通孔に金属 (銅) が充填され、さ
らに絶縁層の上面の金属薄膜上にも金属(銅)層16が形
成される [図10(c)]。電解銅めっきは、絶縁層2の表面
の金属薄膜6の上に、配線層として適当な厚みの金属層
16が形成されるまで行う。
Thereafter, power is supplied to the metal thin film 6 to perform electrolytic copper plating. As a result, the metal (copper) is filled in the through holes formed in the insulating layer 2 and covered with the metal thin film, and the metal (copper) layer 16 is formed on the metal thin film on the upper surface of the insulating layer [ FIG. 10 (c)]. Electrolytic copper plating is performed by forming a metal layer having an appropriate thickness as a wiring layer on the metal thin film 6 on the surface of the insulating layer 2.
Repeat until 16 is formed.

【0077】この電解銅めっきは、第1の方法に関して
詳述したように、特定組成の硫酸銅めっき浴を用い、比
較的低温および低い陰極電流密度で行うことが好まし
い。貫通孔の形状は、上述した理由により、アスペクト
比が 0.5〜2および/または直径が80μm以下とするこ
とが好ましく、より好ましくはアスペクト比が0.67〜
2、直径が60μm以下である。それにより、第1の方法
に関して述べたように、絶縁層2の貫通孔に空洞を生じ
ずに金属をきれいに充填することができ、さらにめっき
上面が実質的に平坦な金属層16を絶縁層2を覆う金属薄
膜6の上に形成することができる。
This electrolytic copper plating is preferably performed at a relatively low temperature and a low cathode current density using a copper sulfate plating bath having a specific composition, as described in detail for the first method. For the shape of the through hole, the aspect ratio is preferably 0.5 to 2 and / or the diameter is 80 μm or less, more preferably the aspect ratio is 0.67 to
2. The diameter is 60 μm or less. Thereby, as described in connection with the first method, the metal can be filled neatly without forming a cavity in the through hole of the insulating layer 2 and the metal layer 16 having a substantially flat plating upper surface can be replaced with the insulating layer 2. Can be formed on the metal thin film 6 covering the metal.

【0078】その後、この金属薄膜6と金属層をパター
ン化するため、まずレジスト層の形成と露光・現像によ
るパターン化により、金属層16の上にレジストパターン
17を形成する [図10(d)]。このレジストパターン17は、
配線パターンに対応する空洞部を持つ図7(d) に示すパ
ターンとは逆に、配線パターンと同じパターンを持つ。
従って、絶縁層2の貫通孔の上に、ランド部ができるよ
うに、この貫通孔より大直径のレジストパターン17を形
成する。
Thereafter, in order to pattern the metal thin film 6 and the metal layer, a resist pattern is formed on the metal layer 16 by forming a resist layer and patterning by exposure and development.
17 is formed [FIG. 10 (d)]. This resist pattern 17
In contrast to the pattern shown in FIG. 7 (d) having a cavity corresponding to the wiring pattern, it has the same pattern as the wiring pattern.
Therefore, a resist pattern 17 having a larger diameter than the through hole is formed on the through hole of the insulating layer 2 so as to form a land.

【0079】次いで、レジストパターンで覆われていな
い不要部分の金属層16とその下の金属薄膜6をエッチン
グにより一緒に除去し [図10(e)]、最後にレジストパタ
ーン17を除去すると、金属で充填されたビア7とビアと
一体のランド部および導体パターン8が絶縁層2にでき
あがる [図10(f)]。図10(a) 〜図10(f) の工程を繰り返
して、ビア7のランド部の直上にビアを形成するように
すると、図6に示す多層配線基板を製造することができ
る。
Then, the unnecessary portion of the metal layer 16 not covered with the resist pattern and the metal thin film 6 thereunder are removed together by etching [FIG. 10 (e)]. Finally, the resist pattern 17 is removed. The via 7 and the land portion integrated with the via and the conductor pattern 8 filled with the above are completed on the insulating layer 2 [FIG. 10 (f)]. If the steps of FIGS. 10A to 10F are repeated to form a via just above the land of the via 7, the multilayer wiring board shown in FIG. 6 can be manufactured.

【0080】図10に示す方法では、ビアを形成するため
に絶縁層2に形成した貫通孔のアスペクト比が小さい
(例、0.67未満) 場合には、貫通孔が金属で完全に充填
されるまで電解めっきを行うと、絶縁層2の表面に形成
された金属層16の厚みが、配線層8に望まれる厚みより
厚くなりすぎることがある。その場合には、図11に示す
ように、電解めっきの後に、研磨等により金属層16の厚
みを減少させる。
In the method shown in FIG. 10, the aspect ratio of the through hole formed in insulating layer 2 for forming a via is small.
In this case, when the electrolytic plating is performed until the through holes are completely filled with the metal, the thickness of the metal layer 16 formed on the surface of the insulating layer 2 becomes equal to the thickness desired for the wiring layer 8. May be too thick. In that case, as shown in FIG. 11, after the electrolytic plating, the thickness of the metal layer 16 is reduced by polishing or the like.

【0081】図11(a) は、図10(c) に対応する、電解め
っき後の状態を示しているが、電解めっきで形成された
金属層16の厚みが、必要以上に厚くなっている。但し、
上述した好ましい組成の硫酸銅めっき浴とめっき条件を
使用すれば、めっき上面は実質的に平坦である。従っ
て、電解めっき工程の後に、めっき面全体を機械的な研
磨、化学エッチング等の適当な手法で削り取ることによ
り減肉し、ランドとして適当なめっき厚み (例、15〜20
μm) に調整する。これは、図5に示す従来法のように
微細な配線だけを薄くするのではなく、全面的に薄く
し、かつ上面が平坦であるので、研磨により減肉する場
合でも容易であり、また化学エッチング法も採用でき
る。
FIG. 11 (a) shows the state after electrolytic plating corresponding to FIG. 10 (c), but the thickness of the metal layer 16 formed by electrolytic plating is unnecessarily thick. . However,
Using the copper sulfate plating bath and plating conditions of the preferred composition described above, the plating upper surface is substantially flat. Therefore, after the electrolytic plating process, the entire plating surface is reduced by shaving the entire plating surface by an appropriate method such as mechanical polishing or chemical etching, and the thickness is reduced by an appropriate plating thickness as a land (for example, 15 to 20).
μm). This is not only the case where the fine wiring is thinned as in the conventional method shown in FIG. 5, but also the entire surface is thinned and the upper surface is flat, so that even when the thickness is reduced by polishing, it is easy. An etching method can also be adopted.

【0082】こうして金属層16の厚みを調整した後、図
10(d) 〜(f) について説明したのと同様に、レジストパ
ターンを利用して、金属層16とその下の金属薄膜6をパ
ターン化し [図11(b) 〜(d)]、所定の上部にランド部を
持つビア7と配線パターン8を絶縁層2に形成する。
After adjusting the thickness of the metal layer 16 in this manner,
In the same manner as described for 10 (d) to (f), the metal layer 16 and the metal thin film 6 thereunder are patterned using a resist pattern [FIGS. 11 (b) to (d)]. A via 7 having a land on the top and a wiring pattern 8 are formed in the insulating layer 2.

【0083】[0083]

【実施例】(実施例1)本実施例では、図7に示す本発明
の多層配線基板の製造方法におけるビア充填工程 (即
ち、図7(e) に示す絶縁層2の貫通孔とその上のレジス
トパターン17の空洞部に、予め無電解めっきにより形成
した金属薄膜6から給電して電解めっきにより金属を充
填する工程) における、各種のパラメータが電解めっき
の金属充填性に及ぼす影響を調べる。
(Embodiment 1) In this embodiment, a via filling step in the method of manufacturing a multilayer wiring board according to the present invention shown in FIG. 7 (that is, the through hole of the insulating layer 2 shown in FIG. In the step of supplying the metal by electrolytic plating by supplying power to the cavity of the resist pattern 17 from the metal thin film 6 previously formed by electroless plating, the influence of various parameters on the metal filling property of electrolytic plating is examined.

【0084】0.8 mm厚の銅張りガラス布−ポリイミド絶
縁基板の銅箔層 (厚み18μm)(絶縁層1) を、フォトリ
ソグラフィー技術によりパターン化して、図7(a) に示
す配線パターン4とランド部5からなる配線層を形成し
た。ランド部5の直径は、所定のビア径の2倍とした。
A copper foil layer (18 μm thick) (insulating layer 1) of a 0.8 mm thick copper-clad glass cloth-polyimide insulating substrate was patterned by photolithography to form a wiring pattern 4 and a land shown in FIG. A wiring layer including the portion 5 was formed. The diameter of the land 5 was set to twice the predetermined via diameter.

【0085】この基板の配線層の上に、クレゾールノボ
ラック系感光性樹脂を塗布し、140℃で焼付けして、基
板からの厚みが60μmの絶縁層2を形成した。次に、ガ
ラスマスクを使用して紫外線で露光し、所定の現像液を
用いて現像することにより、絶縁層2にランド部5が露
出するように、40〜110 μmの範囲内の所定直径の円筒
形状の貫通孔を形成した [図7(b)]。その後、絶縁層の
貫通孔部分も含む表面を、まず過マンガン酸水溶液で処
理して表面を粗面化してから、無電解めっき銅めっきを
施して、この表面 (貫通孔に露出したランド部表面を含
む) を0.5 μm厚の銅の薄膜6で被覆した [図7(c)]。
従って、ビアの高さh (図8) は40μmとなった。
A cresol novolak photosensitive resin was applied on the wiring layer of the substrate and baked at 140 ° C. to form an insulating layer 2 having a thickness of 60 μm from the substrate. Next, the substrate is exposed to ultraviolet light using a glass mask and developed using a predetermined developing solution, so that the land portion 5 is exposed to the insulating layer 2 so as to have a predetermined diameter within a range of 40 to 110 μm. A cylindrical through-hole was formed [FIG. 7 (b)]. After that, the surface including the through-hole portion of the insulating layer is first treated with an aqueous solution of permanganic acid to roughen the surface, and then subjected to electroless plating copper plating. Was coated with a copper thin film 6 having a thickness of 0.5 μm [FIG. 7 (c)].
Therefore, the via height h (FIG. 8) was 40 μm.

【0086】次いで、基板の銅薄膜層の上に、厚み20μ
mのドライフィルム型のポジ型めっきレジストを接着剤
により貼付し、露光と現像により、基板上の導体パター
ン4とランド部5に対応する空洞部を持つレジストパタ
ーン17を形成した [図7(d)]。このレジストパターンの
空洞部 (深さ20μm) と絶縁層2の貫通孔 (深さ40μ
m) に、硫酸銅めっき浴を用いた電解めっきにより銅を
充填した [図7(e)]。
Next, a 20 μm-thick layer was placed on the copper thin film layer of the substrate.
m, and a resist pattern 17 having a cavity corresponding to the conductor pattern 4 and the land 5 on the substrate was formed by exposing and developing [FIG. 7 (d)]. )]. The cavity (depth: 20 μm) of this resist pattern and the through-hole (depth: 40 μm) of the insulating layer 2
m) was filled with copper by electrolytic plating using a copper sulfate plating bath [FIG. 7 (e)].

【0087】使用した硫酸銅めっき浴は、表1に本発明
として示した組成を持つめっき浴であり、硫酸銅/硫酸
の重量比は 0.1〜0.5 の範囲内で変化させ、塩素イオン
は50mg/L であり、添加剤として光沢剤とキャリヤーと
レベリング剤を含有していた。浴温は20℃、陰極電流密
度は0.4 A/dm2 とした。電解めっきは、めっき上面がレ
ジストパターン17の上面の高さになるまで続けた。めっ
き終了後、断面観察 (試料を埋め込み、研磨) によっ
て、めっき上面の中央部に形成された凹み (ビアの凹
み) の深さを測定した。これらの測定結果と電解めっき
時間 (ビアホール充填時間) を、図12〜14に示す。
The copper sulfate plating bath used was a plating bath having the composition shown in the present invention in Table 1, wherein the weight ratio of copper sulfate / sulfuric acid was changed within the range of 0.1 to 0.5, and the chlorine ion was 50 mg / kg. L and contained brighteners, carriers and leveling agents as additives. The bath temperature was 20 ° C., and the cathode current density was 0.4 A / dm 2 . The electrolytic plating was continued until the plating upper surface reached the height of the upper surface of the resist pattern 17. After the plating was completed, the depth of the recess (via recess) formed in the center of the plating upper surface was measured by cross-sectional observation (embedding and polishing the sample). The measurement results and the electrolytic plating time (via hole filling time) are shown in FIGS.

【0088】図12は、貫通孔の直径が80μmの場合のビ
アホール充填時間 (レジストパターン上面まで充填する
のに要しためっき時間) と硫酸銅/硫酸の重量比との関
係を示すグラフである。これからわかるように、硫酸銅
/硫酸の重量比が大きいほど、ビアホール充填時間は短
くなり、有利である。この重量比が0.15以下では、ビア
ホール充填に要するめっき時間が著しく長くなる上、銅
濃度が非常に低いため、銅を頻繁に補給する必要があ
り、めっき浴の管理も困難となる。従って、この重量比
は0.15以上とすることが好ましい。
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the via hole filling time (the plating time required for filling up to the upper surface of the resist pattern) and the weight ratio of copper sulfate / sulfuric acid when the diameter of the through hole is 80 μm. As can be seen, the larger the weight ratio of copper sulfate / sulfuric acid, the shorter the via hole filling time, which is advantageous. When the weight ratio is 0.15 or less, the plating time required for filling the via hole becomes extremely long, and the copper concentration is extremely low. Therefore, it is necessary to frequently supply copper, and it becomes difficult to control the plating bath. Therefore, this weight ratio is preferably set to 0.15 or more.

【0089】図13は、同じく貫通孔の直径が80μmの場
合の、硫酸銅/硫酸の重量比とビアの凹みとの関係を示
すグラフである。このグラフからわかるように、図12と
は逆に、硫酸銅/硫酸の重量比が小さいほど、ビアの凹
みが小さくなり、有利である。この重量比が0.33を超え
ると、ビアの凹みがビア高さ (40μm) の10%である4
μmより大きくなり、ビア (ランド部) の上面が実質的
に平坦とはいえなくなる。このように凹みが大きいと、
ビアの内部に図8に示すような空洞ができることがあ
る。従って、研磨不要の実質的に平坦な充填を電解めっ
きにより行うには、硫酸銅/硫酸の重量比は0.33以下と
する必要がある。
FIG. 13 is a graph showing the relationship between the weight ratio of copper sulfate / sulfuric acid and the recess of the via when the diameter of the through hole is 80 μm. As can be seen from this graph, contrary to FIG. 12, the smaller the weight ratio of copper sulfate / sulfuric acid is, the smaller the depression of the via is, which is advantageous. If this weight ratio exceeds 0.33, the depression of the via is 10% of the via height (40 μm).
μm, and the upper surface of the via (land portion) cannot be said to be substantially flat. When the dent is large like this,
A cavity as shown in FIG. 8 may be formed inside the via. Therefore, in order to perform a substantially flat filling that does not require polishing by electrolytic plating, the weight ratio of copper sulfate / sulfuric acid needs to be 0.33 or less.

【0090】図14は、硫酸銅めっき浴の硫酸銅/硫酸の
重量比を0.25に固定し、貫通孔 (ビアホール) の直径を
変動させた場合の、ビアホール直径とビアの凹みの関係
を示すグラフである。このグラフからわかるように、貫
通孔の直径が80μmを超え、アスペクト比が0.5 より小
さくなると、ビアの凹みが急激に増大して、ビア高さ
(絶縁層の厚み) の10% (=4μm) を超えるようにな
るので、貫通孔の直径またはアスペクト比をこれ以下に
することが好ましい。より好ましくは、貫通孔の直径が
60μm以下 (アスペクト比が0.67以下) であり、それに
よりビアの凹みがビア高さの5% (=2μm) 以下にな
る。なお、アスペクト比が2を超える (即ち、直径より
深さの方が大きい) 深い貫通孔は、電解めっき法では均
一に充填することが困難である。
FIG. 14 is a graph showing the relationship between via hole diameter and via dent when the weight ratio of copper sulfate / sulfuric acid in the copper sulfate plating bath was fixed at 0.25 and the diameter of the through hole (via hole) was varied. It is. As can be seen from this graph, when the diameter of the through-hole exceeds 80 μm and the aspect ratio becomes smaller than 0.5, the dent of the via increases rapidly and the height of the via increases.
Since the thickness exceeds 10% (= 4 μm) of (the thickness of the insulating layer), it is preferable that the diameter or the aspect ratio of the through-hole is not more than this. More preferably, the diameter of the through hole is
It is 60 μm or less (aspect ratio is 0.67 or less), so that the depression of the via becomes 5% or less (= 2 μm) of the via height. In addition, it is difficult to uniformly fill a deep through-hole having an aspect ratio exceeding 2 (that is, having a depth larger than the diameter) by the electrolytic plating method.

【0091】電解めっきにより絶縁層2の貫通孔とレジ
ストパターンの空洞部に金属を充填した後、レジストパ
ターンを剥離し [図7(f)]、この剥離により露出した0.
5 μm厚みの無電解めっきによる銅の薄膜を、塩化第二
銅水溶液によるエッチングにより除去すると、厚みがほ
ぼ20μmの配線パターン8とランド部が絶縁層2の上に
残り、めっき後の研磨を行わずに、目的とする円柱形ビ
アとこのビアの上部に一体に形成されたランド部を含む
配線層を形成することができた [図7(g)]。
After filling the through hole of the insulating layer 2 and the cavity of the resist pattern with metal by electrolytic plating, the resist pattern was peeled off (FIG. 7 (f)).
When a 5 μm-thick copper thin film formed by electroless plating is removed by etching with an aqueous cupric chloride solution, a wiring pattern 8 and a land portion having a thickness of approximately 20 μm remain on the insulating layer 2 and polishing after plating is performed. Instead, a wiring layer including a target cylindrical via and a land integrally formed on the via was able to be formed [FIG. 7 (g)].

【0092】(実施例2)本実施例では、図10および11に
示す工程順で絶縁基板上に絶縁層と配線層を形成した。
使用した基板は実施例1と同じであり、この基板表面に
実施例1と同様にして導体パターン4とランド部5を形
成し、次いで絶縁層2を形成し、この絶縁層にランド部
5が露出するように直径80μmの貫通孔を形成した。
Example 2 In this example, an insulating layer and a wiring layer were formed on an insulating substrate in the order shown in FIGS.
The substrate used was the same as in Example 1. A conductor pattern 4 and a land portion 5 were formed on the surface of the substrate in the same manner as in Example 1, and then an insulating layer 2 was formed. A through hole having a diameter of 80 μm was formed so as to be exposed.

【0093】次いで、無電解めっき銅めっきにより絶縁
層2と貫通孔の表面に厚み2μmの銅の薄膜を形成した
後、実施例1と同様にして硫酸銅めっき浴を用いて貫通
孔を銅で充填した。使用した硫酸銅めっき浴の硫酸銅/
硫酸の重量比は0.25であり、陰極電流密度は1.0 A/d
m2 、浴温は20℃であった。この電解めっき条件では、
直径80μm、深さ40μmの貫通孔を完全に充填するのに
約5時間のめっき時間を要した。電解めっき後のめっき
上面は実質的に平坦であり、貫通孔の上部におけるめっ
き面の凹みは貫通孔の深さの10%以下であったが、絶縁
層2の平面部におけるめっき層16の厚みは約60μmであ
って、望ましい厚みである20μmよりかなり厚くなった
[図11(a)]。
Next, a 2 μm-thick copper thin film was formed on the surface of the insulating layer 2 and the through-hole by electroless plating copper plating, and the through-hole was made of copper using a copper sulfate plating bath in the same manner as in Example 1. Filled. Copper sulfate of the used copper sulfate plating bath /
The weight ratio of sulfuric acid is 0.25 and the cathode current density is 1.0 A / d
m 2 , bath temperature was 20 ° C. Under these electrolytic plating conditions,
About 5 hours of plating time was required to completely fill a through hole having a diameter of 80 μm and a depth of 40 μm. The plating upper surface after the electrolytic plating was substantially flat, and the dent of the plating surface at the upper part of the through hole was 10% or less of the depth of the through hole. Is about 60 μm, which is much thicker than the desired thickness of 20 μm
[FIG. 11 (a)].

【0094】そのため、バフ研磨による機械的な研磨に
よりめっき層16の厚みを20μmに調整した。その後、実
施例1と同じレジストを用いて、めっき層16とその下の
銅薄膜6をパターン化して、図11(f) に示すビア7とこ
のビアの上部に一体に形成されたランド部を含む配線層
を形成した。
Therefore, the thickness of the plating layer 16 was adjusted to 20 μm by mechanical polishing by buffing. Thereafter, using the same resist as in Example 1, the plating layer 16 and the copper thin film 6 thereunder are patterned to form a via 7 shown in FIG. 11 (f) and a land integrally formed on the via. A wiring layer including the same was formed.

【0095】[0095]

【発明の効果】本発明の多層配線基板は、下層のビアの
直上に上層のビアが重なる構造を持ち、かつビアがテー
パーを有しない円筒形状であるので、基板表面における
配線パターンの占める面積が低減し、高密度で配線を形
成することができる。また、ビアや配線層は、必要であ
れば絶縁層の表面を粗面化した後、まず無電解めっきで
金属薄膜を形成し、次いで電解めっきによって形成する
ので、絶縁層との密着性に優れており、また無電解めっ
き層がバリアーとなるため、電解めっき中に金属が絶縁
層に拡散することによる絶縁層の絶縁性の低下が起こら
ない。
The multilayer wiring board of the present invention has a structure in which the upper layer via overlaps directly with the lower layer via, and the via has a cylindrical shape without taper, so that the area occupied by the wiring pattern on the substrate surface is small. The number of wirings can be reduced, and wiring can be formed with high density. In addition, vias and wiring layers are roughened on the surface of the insulating layer, if necessary, and then a metal thin film is formed by electroless plating and then formed by electrolytic plating. In addition, since the electroless plating layer serves as a barrier, the metal does not diffuse into the insulating layer during the electroplating, so that the insulating property of the insulating layer does not decrease.

【0096】本発明によれば、ビアとその上部のランド
部およびこのランド部と同じ層の導体パターンが一度に
形成される。その上、電解めっきに用いる硫酸銅めっき
浴組成とビア形状を適切に選択することにより、ビア形
成用の絶縁層の貫通孔がテーパーを有しない円筒形であ
っても、この貫通孔内に空洞を生ずることなく金属を均
一に充填することができ、めっき後のめっき上面が実質
的に平坦であって、ビア中央部の凹みがビア高さの10%
以下に抑えられる。この程度の微細な凹みは、その上に
ビアを形成する際に埋めることができるため、従来のよ
うに電解めっき後にビア上部の配線部のめっきを研磨に
より平坦化する必要がなくなる。従って、多層配線基板
の製造工程が非常に簡略化され、その製造コストを低減
させることができる。
According to the present invention, a via, a land portion above the via, and a conductor pattern of the same layer as the land portion are formed at one time. In addition, by appropriately selecting the copper sulfate plating bath composition and via shape used for electrolytic plating, even if the through-hole of the insulating layer for forming a via has a cylindrical shape without a taper, a cavity is formed in this through-hole. The metal can be filled uniformly without causing cracks, the plated top surface after plating is substantially flat, and the recess at the center of the via is 10% of the via height.
It can be suppressed below. Since such a fine dent can be filled when a via is formed thereon, it is not necessary to flatten the plating of the wiring portion above the via by polishing after electrolytic plating as in the related art. Therefore, the manufacturing process of the multilayer wiring board is greatly simplified, and the manufacturing cost can be reduced.

【0097】また、上述した第2の方法では、図11に示
すように、貫通孔の形状によっては、貫通孔を充填する
まで電解めっきを行うと、めっき層の膜厚が厚くなりす
ぎ、研磨が必要となることがあるが、これは従来の配線
部だけを研磨するのとは異なり、基板全面のベタ研磨で
あるので、配線が微細でも研磨が容易であり、また化学
エッチングで実施することもできるので、研磨工程が容
易となる。
In the above-described second method, as shown in FIG. 11, depending on the shape of the through-hole, if electrolytic plating is performed until the through-hole is filled, the thickness of the plating layer becomes too large, and polishing is performed. However, unlike conventional polishing of only the wiring part, this is solid polishing of the entire surface of the substrate, so even fine wiring can be easily polished, and chemical etching must be performed. Therefore, the polishing step is facilitated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来の多層配線板を模式的に示す部分断面図で
ある。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view schematically showing a conventional multilayer wiring board.

【図2】従来の別の多層配線板を模式的に示す部分断面
図である。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view schematically showing another conventional multilayer wiring board.

【図3】図2に示す従来の多層配線基板の製造方法を模
式的に説明する工程図である。
FIG. 3 is a process chart schematically illustrating a method for manufacturing the conventional multilayer wiring board shown in FIG.

【図4】図2に示す従来の多層配線基板の別の製造方法
を模式的に説明する工程図である。
4 is a process chart schematically illustrating another method for manufacturing the conventional multilayer wiring board shown in FIG.

【図5】特開平7−79078 号公報に記載の従来の多層配
線基板の製造方法を模式的に説明する工程図である。
FIG. 5 is a process diagram schematically illustrating a conventional method for manufacturing a multilayer wiring board described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-79078.

【図6】本発明の多層配線板を模式的に示す部分断面図
である。
FIG. 6 is a partial cross-sectional view schematically showing a multilayer wiring board of the present invention.

【図7】本発明の多層配線基板の製造方法を模式的に示
す工程図である。
FIG. 7 is a process chart schematically showing a method for manufacturing a multilayer wiring board of the present invention.

【図8】ビア内に空洞が発生した状況を示す説明図であ
る。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a situation in which a cavity is generated in a via.

【図9】ビア中央部の上にあたるめっき上面に生成した
凹みを示す説明図である。
FIG. 9 is an explanatory view showing a depression formed on a plating upper surface corresponding to a via central portion.

【図10】本発明の多層配線基板の別の製造方法を模式
的に示す工程図である。
FIG. 10 is a process chart schematically showing another method for manufacturing a multilayer wiring board of the present invention.

【図11】図10に示す製造方法の変更例を模式的に示す
工程図である。
11 is a process chart schematically showing a modification of the manufacturing method shown in FIG.

【図12】硫酸銅めっき浴を用いた電解めっきにおける
ビアホール充填時間と浴の硫酸銅/硫酸重量比との関係
を示すグラフである。
FIG. 12 is a graph showing a relationship between a via hole filling time in electrolytic plating using a copper sulfate plating bath and a copper sulfate / sulfuric acid weight ratio of the bath.

【図13】硫酸銅めっき浴を用いた電解めっきにおける
ビアの凹み深さと浴の硫酸銅/硫酸重量比との関係を示
すグラフである。
FIG. 13 is a graph showing the relationship between the recess depth of a via and the weight ratio of copper sulfate / sulfuric acid in the bath in electrolytic plating using a copper sulfate plating bath.

【図14】硫酸銅めっき浴を用いた電解めっきにおける
ビアの凹み深さとビア (貫通孔)の直径 (アスペクト比)
との関係を示すグラフである。
FIG. 14: Depression depth of via and diameter (aspect ratio) of via (through hole) in electrolytic plating using copper sulfate plating bath
6 is a graph showing a relationship with the graph.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1, 2, 3:絶縁層; 4, 8, 12:導体パターン 5, 9, 13:ランド部; 6:金属薄膜 7, 10:ビア 15, 17:レジストパターン 16:金属層 18, 19:めっき層 20:空洞 1, 2, 3: Insulating layer; 4, 8, 12: Conductor pattern 5, 9, 13: Land portion; 6: Metal thin film 7, 10: Via 15, 17: Resist pattern 16: Metal layer 18, 19: Plating Layer 20: Hollow

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁基板上に層間に絶縁樹脂層を介して
配線層が多層に形成され、かつ異なる層の配線層がその
間の絶縁層を貫通するビアにより電気的に接続されてい
る多層配線基板において、隣接する少なくとも2層の絶
縁層を貫通するビアが上下に1列に整列し、各ビアがテ
ーパーを有しない円筒形状であって、その上部にランド
部を有し、ビアとその上部のランド部とがめっきにより
一体に形成されていることを特徴とする、多層配線基
板。
1. A multilayer wiring in which wiring layers are formed in multiple layers on an insulating substrate via an insulating resin layer between layers, and wiring layers of different layers are electrically connected by vias penetrating the insulating layer therebetween. In the substrate, vias penetrating at least two adjacent insulating layers are vertically arranged in a row, each via has a cylindrical shape having no taper, and a land portion is provided on an upper portion thereof. Wherein the land portion is integrally formed by plating.
【請求項2】 前記円筒形ビアのアスペクト比(高さ/
直径比)が 0.5〜2である、請求項1記載の多層配線基
板。
2. An aspect ratio (height / height) of the cylindrical via.
2. The multilayer wiring board according to claim 1, wherein the diameter ratio is 0.5 to 2. 3.
【請求項3】 前記円筒形ビアの直径が80μm以下であ
る、請求項1または2記載の多層配線基板。
3. The multilayer wiring board according to claim 1, wherein said cylindrical via has a diameter of 80 μm or less.
【請求項4】 前記ビアとランド部と配線層が、無電解
銅めっきとその後の電解銅めっきとにより形成され、か
つ電解銅めっき後にめっき表面が平坦化処理を受けてい
ない、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の多層配
線基板。
4. The method according to claim 1, wherein the via, the land, and the wiring layer are formed by electroless copper plating and subsequent electrolytic copper plating, and the plating surface has not been subjected to a flattening process after the electrolytic copper plating. 4. The multilayer wiring board according to any one of 3.
【請求項5】 下記工程を含む、多層配線基板の製造方
法。 第1の絶縁層の表面に、ランド部を含む第1の配線層
を形成する工程、 第1の絶縁層上に、その表面の第1の配線層を覆うよ
うに第2の絶縁層を樹脂から形成する工程、 第1の配線層のランド部が露出するように、第2の絶
縁層のランド部上に、テーパーを有しない円筒形貫通孔
を形成する工程、 第2の絶縁層の上面と貫通孔の内面を、無電解めっき
により金属薄膜で被覆する工程、 この金属薄膜の上面に、レジスト層の形成と露光およ
び現像により、少なくとも該貫通孔とその周囲が露出し
たレジストパターンを形成する工程、 レジストパターンの空洞部と第2の絶縁層の貫通孔
に、電解めっきだけで平坦化処理を行わずにレジスト層
の平面と同平面になるまで金属を充填する工程、 レジスト層を除去する工程、および レジスト層の除去により露出した金属薄膜を除去する
工程。
5. A method for manufacturing a multilayer wiring board, comprising the following steps. Forming a first wiring layer including a land on the surface of the first insulating layer; forming a resin on the first insulating layer so as to cover the first wiring layer on the surface; Forming a cylindrical through hole having no taper on the land portion of the second insulating layer so that the land portion of the first wiring layer is exposed; and an upper surface of the second insulating layer. And a step of coating the inner surface of the through hole with a metal thin film by electroless plating. On the upper surface of the metal thin film, forming a resist layer, exposing and developing a resist pattern exposing at least the through hole and its periphery. A step of filling the cavity of the resist pattern and the through-hole of the second insulating layer with a metal until it is flush with the plane of the resist layer without performing a planarization treatment only by electrolytic plating, and removing the resist layer Process and removal of resist layer Removing the exposed metal thin film.
【請求項6】 下記工程を含む、多層配線基板の製造方
法。 第1の絶縁層の表面に、ランド部を含む第1の配線層
を形成する工程、 第1の絶縁層上に、その表面の第1の配線層を覆うよ
うに第2の絶縁層を形成する工程、 第1の配線層のランド部が露出するように、第2の絶
縁層のランド部上に、テーパーを有しない円筒形貫通孔
を形成する工程、 第2の絶縁層の上面と貫通孔の内面を、無電解めっき
により金属薄膜で被覆する工程、 電解めっきにより、該貫通孔に金属を充填すると共
に、該金属薄膜の表面上に上面が実質的に平坦な金属層
を形成する工程、 この金属層の上に、レジスト層の形成、露光および現
像により、該貫通孔とその周囲が覆われたレジストパタ
ーンを形成する工程、 レジストパターンで覆われていない部分の金属層とそ
の下の金属薄膜とを除去する工程、および レジスト層を除去する工程。
6. A method for manufacturing a multilayer wiring board, comprising the following steps. Forming a first wiring layer including a land on the surface of the first insulating layer; forming a second insulating layer on the first insulating layer so as to cover the first wiring layer on the surface; Forming a cylindrical through hole having no taper on the land portion of the second insulating layer so that the land portion of the first wiring layer is exposed; A step of coating the inner surface of the hole with a metal thin film by electroless plating; a step of filling the through hole with a metal by electrolytic plating and forming a metal layer having a substantially flat upper surface on the surface of the metal thin film. Forming a resist pattern on the metal layer by forming a resist layer, exposing and developing, and forming a resist pattern covering the through-hole and the periphery thereof; Step of removing metal thin film and resist layer Removing.
【請求項7】 工程の後に、工程で形成された金属
層の膜厚を均一に減少させる工程をさらに含む、請求項
6記載の方法。
7. The method of claim 6, further comprising, after the step, uniformly reducing the thickness of the metal layer formed in the step.
【請求項8】 工程で形成された円筒形貫通孔のアス
ペクト比(深さ/直径比)が 0.5〜2である請求項5な
いし7のいずれか1項に記載の方法。
8. The method according to claim 5, wherein the cylindrical through hole formed in the step has an aspect ratio (depth / diameter ratio) of 0.5 to 2.
【請求項9】 前記円筒形貫通孔の直径が80μm以下で
ある、請求項5ないし8のいずれか1項に記載の方法。
9. The method according to claim 5, wherein the diameter of the cylindrical through hole is 80 μm or less.
【請求項10】 工程の後に、第2の絶縁層の貫通孔
を含む部分の表面を粗面化処理する工程をさらに含む、
請求項5ないし9のいずれか1項に記載の方法。
10. The method further comprises, after the step, a step of roughening the surface of a portion including the through hole of the second insulating layer.
The method according to any one of claims 5 to 9.
【請求項11】 前記無電解めっきが無電解銅めっきで
あり、前記電解めっきを硫酸銅/硫酸の重量比が0.33以
下の硫酸銅めっき浴を用いて行う、請求項5ないし10の
いずれか1項に記載の方法。
11. The method according to claim 5, wherein the electroless plating is electroless copper plating, and the electrolytic plating is performed using a copper sulfate plating bath having a weight ratio of copper sulfate / sulfuric acid of 0.33 or less. The method described in the section.
【請求項12】 絶縁基板上に層間に絶縁樹脂層を介し
て配線層が多層に形成され、かつ異なる層の配線層が絶
縁層を貫通するビアにより電気的に接続されている多層
配線基板の製造において、前記ビアを、硫酸銅/硫酸の
重量比が0.33以下の硫酸銅めっき浴を用いた電解めっき
により、めっき層のめっき表面の平坦化処理を行わずに
形成することを特徴とする、多層配線基板の製造方法。
12. A multilayer wiring board in which wiring layers are formed in multiple layers on an insulating substrate via an insulating resin layer between layers, and wiring layers of different layers are electrically connected by vias penetrating the insulating layer. In the production, the via is formed by electrolytic plating using a copper sulfate plating bath having a weight ratio of copper sulfate / sulfuric acid of 0.33 or less, without performing a flattening process on a plating surface of a plating layer, A method for manufacturing a multilayer wiring board.
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