KR102117242B1 - 배선 기판 - Google Patents

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Abstract

제 1 절연층과, 제 1 절연층과 동일한 종류의 절연 재료를 갖는 제 2 절연층과, 제 1 절연층 및 제 2 절연층에 각각 40∼80wt%의 비율로 포함되어 있는 복수의 절연 입자와, 제 1 절연층의 표면으로부터 표층 내의 제 1 하지 금속층 표면에 위치하고 있는 제 1 배선 도체와, 제 2 절연층의 표면으로부터 표층 내의 제 2 하지 금속층 표면에 위치하고 있는 제 2 배선 도체를 갖고 있고, 제 1 절연층의 표면에 있어서 제 1 배선 도체가 위치하는 영역의 요철의 제 1 고저차보다 제 2 절연층의 표면에 있어서 제 2 배선 도체가 위치하는 영역의 요철의 제 2 고저차의 쪽이 작고, 제 2 고저차는 절연 입자의 평균 입경의 2/5 이하이다.

Description

배선 기판{WIRING SUBSTRATE}
본 발명은 배선 기판에 관한 것이다.
현재, 미세한 배선 도체가 절연층에 고밀도로 위치하는 배선 기판이 개발되어 있다. 이러한 배선 기판은 서버나 슈퍼컴퓨터 등으로 대표되는 고기능의 전자기기에 사용된다. 또한, 이러한 배선 기판에 사용되는 절연층은 절연 수지와 절연 수지 중에 분산되어 위치하는 절연 입자를 포함하고 있다.
배선 기판의 배선 도체는 특히 고주파 신호를 효율 좋게 전송하는 점에서는 배선 도체의 표면이 평탄 형상인 것이 소망된다. 한편으로, 배선 도체와 절연층을 강하게 밀착시키는 점에서는 절연 수지를 조면화하는 것이 소망된다. 이러한 배선 기판의 배선 도체와 절연층을 강하게 밀착시키기 위해서, 일본 특허공개 2013-012726호 공보에는 에폭시 수지 100중량부에 대하여 2종의 무기 필러를 10∼60중량부 포함한 절연층 형성을 위한 조성물이 제안되어 있다.
상술한 바와 같은 배선 기판에 사용되는 절연층은 배선 기판의 열팽창률을 억제하여 배선 도체의 단선을 방지하기 위해서 고밀도로 분산된 절연 입자를 갖고 있는 경우가 있다. 이러한 경우, 절연 입자에 의한 요철의 영향을 억제하기 위해서 절연 수지의 조면화를 작게 하면 배선 도체의 밀착 강도가 저하해버린다. 한편으로, 밀착 강도를 높이기 위해서 절연 수지의 조면화를 크게 하면 배선 도체의 표면의 요철이 커져서 고주파 신호의 전송 특성이 저하해버린다. 이렇게, 전송 특성과 밀착성을 양립시키는 것이 곤란해질 우려가 있다.
본 개시의 배선 기판은 요철을 포함하는 표면을 갖는 제 1 절연층과, 요철을 포함하는 표면을 갖고 있음과 아울러, 상기 제 1 절연층에 적층되어 있고 상기 제 1 절연층과 동일한 종류의 절연 재료를 갖는 제 2 절연층과, 상기 제 1 절연층 및 상기 제 2 절연층에 각각 40∼80wt%의 비율로 포함되어 있고, 표면의 일부분이 상기 제 1 절연층의 표면 및 상기 제 2 절연층의 표면에 노출되어 있는 부분 노출 입자를 포함하는 복수의 절연 입자와, 제 1 절연층의 표면으로부터 표층 내에 걸쳐서 위치하고 있는 제 1 하지 금속층과, 제 2 절연층의 표면으로부터 표층 내에 걸쳐서 위치하고 있는 제 2 하지 금속층과, 제 1 하지 금속층 표면에 위치하고 있는 제 1 배선 도체와, 제 2 하지 금속층 표면에 위치하고 있는 제 2 배선 도체를 갖고 있다. 제 1 절연층의 표면에 있어서 제 1 배선 도체가 위치하는 영역의 요철의 제 1 고저차보다 제 2 절연층의 표면에 있어서 제 2 배선 도체가 위치하는 영역의 요철의 제 2 고저차의 쪽이 작고, 제 2 고저차는 절연 입자의 평균 입경의 2/5 이하이다.
본 개시의 배선 기판은 고주파 신호의 전송 특성 및 배선 도체와 절연층의 밀착성이 우수하다.
도 1은 본 개시의 일 실시형태에 관한 배선 기판을 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시형태에 관한 배선 기판의 제 1 절연층의 확대 단면도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시형태에 관한 배선 기판의 제 2 절연층의 확대 단면도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시형태에 관한 배선 기판의 배선 도체 및 그 주변의 확대 단면도이다.
도 5는 본 개시의 배선 기판의 다른 실시형태를 나타내는 개략 단면도이다.
본 개시의 일 실시형태에 관한 배선 기판을 도 1∼도 4를 기초로 해서 설명한다. 배선 기판(20)은 코어용 절연층(1)과, 빌드업용 절연층(2)과, 절연 입자(3)와, 하지 금속층(4)과, 배선 도체(5)와, 솔더 레지스트(6)를 갖고 있다. 배선 기판(20)은, 예를 들면 상면에 고기능 집적회로(S) 및 복수의 광대역 메모리(M)가 탑재된다.
코어용 절연층(1)은, 예를 들면 보강용 글라스 클로스에 에폭시 수지나 비스말레이미드트리아진 수지 등을 함침시킨 절연 재료를 포함하고 있다. 코어용 절연층(1)은 배선 기판(20)에 있어서의 보강용 지지체로서의 기능을 갖고 있다. 코어용 절연층(1)은 상하로 관통하는 복수의 스루홀(7)을 갖고 있다. 코어용 절연층(1)의 두께는, 예를 들면 200∼1200㎛로 설정되어 있다. 스루홀(7)의 지름은, 예를 들면 50∼200㎛로 설정되어 있다. 배선 기판(20)은 평면으로 볼 때에 사각형 형상의 평판 형상이다. 배선 기판(20)의 1변의 길이는 20∼80mm, 두께가 0.3∼1.6mm 정도이다.
코어용 절연층(1)은 강화용 글라스 클로스에 에폭시 수지나 비스말레이미드트리아진 수지 등의 열경화성 수지를 함침시킨 프리프레그를 복수 적층해서 가열 하에서 프레스 가공을 행함으로써 평판 형상으로 형성된다. 스루홀(7)은 코어용 절연층(1)에 드릴 가공, 레이저 가공 또는 블라스트 가공 등의 처리를 행함으로써 형성된다. 코어용 절연층(1)의 상하 표면의 배선 도체(5)끼리가 스루홀(7) 내의 배선 도체(5)를 통해서 전기적으로 접속된다.
빌드업용 절연층(2)은 제 1 절연층(2a) 및 제 2 절연층(2b)을 포함하고 있다. 코어용 절연층(1)의 상측에 있는 제 1 절연층(2a)의 상면에는 주로 고기능 집적회로(S)와 배선 기판(20) 하면에 위치하는 배선 도체(5)를 연결시키기 위한 배선 도체(5)가 위치하고 있다. 제 1 절연층(2a)의 상측에 있는 제 2 절연층(2b)의 상면에는 고기능 집적회로(S)와 광대역 메모리(M)를 연결하기 위한 배선 도체(5)가 위치하고 있다. 제 1 절연층(2a) 및 제 2 절연층(2b)은 각각 요철을 포함하는 표면을 갖고 있다.
제 1 절연층(2a) 및 제 2 절연층(2b)은, 예를 들면 에폭시 수지나 페놀 수지나 시아네이트 에스테르 등의 동일한 종류의 절연 재료를 포함하고 있다. 이것에 의해, 제 1 절연층(2a)과 제 2 절연층(2b) 사이에서 열 신축차를 억제하는 것이 가능해지고, 배선 기판(20)의 휨의 억제 등에 유리하다. 동일한 종류의 절연 재료란, 기본적으로는 제 1 절연층(2a)과 제 2 절연층(2b)이 동일한 수지 조성물인 것을 가리킨다. 단, 상기 수지를 주성분으로 하는 네트워크 폴리머를 형성 가능한 조합이면 좋다. 이러한 네트워크 폴리머로 이루어지는 어느 1개의 조합이면 좋다.
빌드업용 절연층(2)은 코어용 절연층(1)의 상하면에 있어서 후술하는 배선 도체(5)를 피복하고 있고, 서로 인접하는 배선 도체(5)끼리의 절연성을 확보하는 기능을 갖고 있다. 빌드업용 절연층(2)은 배선 도체(5)를 저부로 하는 복수의 비아홀(8)을 갖고 있다. 비아홀(8)은 제 1 절연층(2a)에 위치하는 제 1 비아홀(8a) 및 제 2 절연층(2b)에 위치하는 제 2 비아홀(8b)을 갖고 있다.
제 1 절연층(2a)의 두께는, 예를 들면 30∼40㎛로 설정되어 있다. 제 1 절연층(2a)은 배선 도체(5)를 저부로 하는 복수의 제 1 비아홀(8a)을 갖고 있다. 제 1 비아홀(8a)의 지름은, 예를 들면 30∼60㎛로 설정되어 있다.
제 2 절연층(2b)의 두께는, 예를 들면 5∼15㎛로 설정되어 있다. 제 2 절연층(2b)은 배선 도체(5)를 저부로 하는 복수의 제 2 비아홀(8b)을 갖고 있다. 제 2 비아홀(8b)의 지름은, 예를 들면 10∼20㎛로 설정되어 있다.
빌드업용 절연층(2)은, 예를 들면 에폭시 수지 등의 열경화성 수지 중에 절연 입자(3)를 분산시킨 절연층용 필름을 진공 상태에서 코어용 절연층(1)의 상하면에 배선 도체(5)를 피복하도록 피착해서 열경화함으로써 형성된다.
절연 입자(3)는 제 1 절연층(2a) 및 제 2 절연층(2b)에 위치하고 있다. 절연 입자(3)는, 예를 들면 실리카(SiO2)나 유리나 알루미나 등을 들 수 있다. 절연 입자(3)는, 예를 들면 구 형상의 형상을 갖고 있고, 평균 입경은, 예를 들면 0.1∼0.5㎛로 설정되어 있다. 제 1 절연층(2a) 및 제 2 절연층(2b)에 있어서의 절연 입자(3)의 함유 비율은, 예를 들면 40∼80wt%로 설정되어 있다. 구 형상의 형상은 절연 입자(3)를 고밀도로 함유하기 때문에 유리하다. 절연 입자(3)는 제 1 절연층(2a) 및 제 2 절연층(2b)에 있어서 열팽창계수를 작게 해서 배선 도체(5)의 단선을 억제하는 등의 역할을 갖고 있다.
절연 입자(3)는 표면의 일부분이 제 1 절연층(2a)의 표면 및 제 2 절연층(2b)의 표면에 노출되어 있는 부분 노출 입자(3a)를 포함하고 있다. 평면으로 볼 때에, 제 1 절연층(2a)의 표면에 차지하는 부분 노출 입자(3a)의 노출 부분의 면적 비율은, 예를 들면 20∼30%로 설정되어 있다. 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 단면으로 볼 때의 절연 입자(3)에 의한 제 1 절연층(2a)의 요철의 제 1 고저차(L1)는, 예를 들면 160∼600nm로 설정되어 있다. 면적 비율이란, 평면으로 볼 때의 부분 노출 입자(3a)의 노출 부분의 면적(A)이 제 1 절연층(2a) 또는 제 2 절연층(2b)의 표면(상기 A를 포함함)에 차지하는 비율을 가리킨다.
평면으로 볼 때에, 제 2 절연층(2b)의 표면에 차지하는 부분 노출 입자(3a)의 노출 부분의 면적 비율은, 예를 들면 5∼12%로 설정되어 있다. 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 단면으로 볼 때의 절연 입자(3)에 의한 제 2 절연층(2b)의 요철의 제 2 고저차(L2)는, 예를 들면 10∼100nm로 설정되어 있다. 상술한 바와 같은 부분 노출 입자(3a)의 면적 비율은, 예를 들면 XPS 분석에 의해 산출이 가능하다.
이러한 제 1 절연층(2a)의 표면 및 제 2 절연층(2b)의 표면에 절연 입자(3)를 노출시키기 위해서는, 예를 들면 산소 플라즈마, 질소 플라즈마 또는 아르곤 플라즈마 처리를 행하면 좋다. 플라즈마 처리는 에칭액에 의한 처리에 비해서 처리 시간을 요하지만, 미세한 연삭이 가능하기 때문에 절연 입자(3)의 노출량의 정밀도 향상에 유리하다.
도 4에 나타나 있는 바와 같이, 하지 금속층(4)은 제 1 하지 금속층(4a) 및 제 2 하지 금속층(4b)을 포함하고 있다. 하지 금속층(4)은 후술하는 배선 도체(5)의 하측에 위치하는 빌드업용 절연층(2)의 표면으로부터 표층 내에 걸쳐서 위치하고 있다. 또한, 하지 금속층(4)은 비아홀(8)의 저부에 노출되는 배선 도체(5)의 표면에도 위치하고 있다.
제 1 하지 금속층(4a)은, 예를 들면 구리 등의 양도전성 금속을 포함하고 있다. 이러한 제 1 하지 금속층(4a)은, 예를 들면 무전해 도금 공법에 의해 형성된다. 이러한 도금 공법은 비교적 가공 시간이 짧은 점에서 유리하다.
제 2 하지 금속층(4b)은 후술하는 제 2 배선 도체(5b)의 하측에 대응하는 빌드업용 절연층(2)의 표면으로부터 표층 내에 걸쳐서 위치하고 있다. 또한, 제 2 하지 금속층(4b)은 비아홀(8)의 저부에 노출되는 배선 도체(5)의 표면에도 위치하고 있다.
제 2 하지 금속층(4b)은, 예를 들면 티타늄 등의 주기표에 있어서의 4족에 속하는 금속, 또는 크롬 및 몰리브덴 등의 주기표에 있어서의 6족에 속하는 금속을 포함하는 금속층과, 이 금속층 상에 위치하는 구리층을 포함하고 있다. 이 금속층의 두께는, 예를 들면 20∼25nm로 설정되어 있다. 구리층의 두께는, 예를 들면 200∼220nm로 설정되어 있다. 금속층의 두께를 구리층의 두께보다 얇게 함으로써, 제 2 하지 금속층(4b) 상에 위치하는 제 2 배선 도체(5b)를 결정립의 응집이 없는 연속한 균질의 결정립에 의해 구성하는 것이 가능하게 된다.
또한, 금속층은, 예를 들면 배선 도체(5)를 구성하는 재료로서 사용되는 구리의 확산을 억제하는 점에서 유리하다. 이것에 의해, 배선 도체(5)와 절연층의 밀착 강도의 향상이나, 구리가 절연층 내로 확산함으로써 발생하는 마이그레이션을 억제하는 것이 가능하다.
제 2 하지 금속층(4b)은 빌드업용 절연층(2)의 표면으로부터 두께 방향으로 200nm보다 작은 깊이의 표층 내에 걸쳐서 위치하고 있다. 상술한 바와 같은 제 2 하지 금속층(4b)의 두께는, 예를 들면 오제(auger) 분석에 의해 산출이 가능하다.
4족 또는 6족의 금속을 포함하는 금속층 및 이 금속층 상에 위치하는 구리층은, 예를 들면 스퍼터 공법에 의해 형성된다. 이러한 스퍼터 공법은 4족 또는 6족의 금속층, 및 구리층을 빌드업용 절연층(2)의 표면으로부터 표층 내를 향해서 박아 넣는 처리를 행하기 때문에, 무전해 도금 공법에 비해서 빌드업용 절연층(2)과 제 2 하지 금속층(4b)의 밀착 강도의 향상에 유리하다. 이것에 의해, 제 2 배선 도체(5b)와 빌드업용 절연층(2)의 밀착 강도가 향상되기 때문에, 특히 제 2 배선 도체(5b)가 미세 배선일 경우에 유리하다.
배선 도체(5)가 위치하는 영역 이외의 하지 금속층(4)은 단락 방지를 위해서 에칭에 의해 제거된다.
배선 도체(5)는 코어용 절연층(1)의 상하면, 스루홀(7) 내, 빌드업용 절연층(2)의 표면, 및 비아홀(8) 내에 위치하고 있다. 배선 도체(5)는 제 1 배선 도체(5a) 및 제 2 배선 도체(5b)를 포함하고 있다. 배선 도체(5)는, 예를 들면 세미 애디티브법 등의 도금 공법에 의해 형성되고, 구리 등의 양도전성 금속을 포함하고 있다.
제 1 배선 도체(5a)는 제 1 절연층(2a)의 표면 및 제 1 비아홀(8a) 내에 위치하고 있고, 상술한 바와 같이 주로 고기능 집적회로(S)와 배선 기판(20) 하면에 위치하는 배선 도체(5)를 연결하는 역할을 갖고 있다. 제 1 배선 도체(5a)의 선폭은, 예를 들면 15∼20㎛이며, 두께는, 예를 들면 10∼20㎛로 설정되어 있다. 이와 같이, 제 1 배선 도체(5a)는 비교적 큰 선폭 및 두께를 갖고 있으므로, 상술한 제 1 절연층(2a)의 요철의 제 1 고저차(L1)가 160∼600nm라고 하는 비교적 큰 값이어도 요철의 영향을 받기 어렵다.
제 2 배선 도체(5b)는 제 2 절연층(2b)의 표면 및 제 2 비아홀(8b) 내에 위치하고 있고, 상술한 바와 같이 주로 고기능 집적회로(S)와 광대역 메모리(M)를 연결하는 역할을 갖고 있다. 제 2 배선 도체(5b)의 선폭은, 예를 들면 2∼6㎛이며, 두께는, 예를 들면 2∼15㎛로 설정되어 있다. 이와 같이, 제 2 배선 도체(5b)는 미세한 선폭 및 두께를 갖고 있지만, 상술한 제 2 절연층(2b)의 요철의 제 2 고저차(L2)가 10∼100nm라고 하는 비교적 작은 값이기 때문에 요철의 영향이 작다.
솔더 레지스트(6)는 배선 기판(20)의 최상층 및 최하층의 제 2 절연층(2b) 표면에 위치하고 있다. 솔더 레지스트(6)은 최상층의 제 2 배선 도체(5b)를 노출하는 개구(6a) 및 최하층의 제 2 배선 도체(5b)를 노출하는 개구(6b)를 갖고 있다. 솔더 레지스트(6)는, 예를 들면 아크릴 변성 에폭시 수지 등의 감광성을 갖는 열경화성 수지의 필름을 제 2 절연층(2b)의 표면에 점착하고, 노광 및 현상에 의해 개구(6a, 6b)를 형성해서 열경화함으로써 형성된다.
상술한 바와 같이, 본 개시의 배선 기판(20)은 제 1 절연층(2a) 표면의 요철의 제 1 고저차(L1)보다 제 2 절연층(2b) 표면의 요철의 제 2 고저차(L2)의 쪽이 작다. 그리고, 제 2 고저차(L2)는 절연 입자의 평균 입경의 2/5 이하로 억제되고 있다. 이것에 의해, 제 2 절연층(2b)의 표면에 제 1 배선 도체(5a)의 배선폭 및 두께보다 미세하고, 또한 평탄 형상의 표면을 갖는 제 2 배선 도체(5b)를 위치시킬 수 있다.
제 2 고저차(L2)가 절연 입자(3)의 평균 입경의 2/5 이하(L2=0도 포함함)이면, 평균치로서 절연 입자(3)(특히 부분 노출 입자(3a)) 중 제 2 절연층(2b) 내에 위치하는 부분이 노출되는 부분보다 커져서 절연 입자(3)의 탈락 억제에 유리하다.
제 2 고저차(L2)가 절연 입자(3)의 평균 입경의 1/10 미만이면, 제 2 절연층(2b)을 열경화할 때에 생성되는 취약한 표면층의 영향을 강하게 받아서, 제 2 배선 도체(5b)와 제 2 절연층(2b)의 밀착성이 불충분해질 우려가 있다. 또한, 제 2 절연층(2b) 표면의 제 2 하지 금속층(4b)을 에칭에 의해 제거할 때에, 제 2 배선 도체(5b) 바로 아래의 제 2 하지 금속층(4b)으로 에칭액이 침입하기 쉬워져서, 제 2 배선 도체(5b)가 박리되기 쉬워질 우려가 있다.
제 2 고저차(L2)가 절연 입자(3)의 평균 입경의 2/5 이하임과 아울러 1/10 이상이면, 제 2 절연층(2b)의 표면에 제 2 배선 도체(5b)를 형성하는데 적합한 수지표면 상태를 얻는 것이 가능하게 된다. 그 때문에, 제 2 절연층(2b)과 제 2 배선 도체(5b)의 밀착 강도의 향상을 도모하면서 고주파 신호의 전송 특성이 우수한 배선 형성에 유리하게 된다.
제 2 고저차(L2)가 절연 입자(3)의 평균 입경의 2/5를 초과하는 경우이면, 제 2 절연층(2b)에 위치하는 절연 입자(3)가 탈락하기 쉬워진다. 그 때문에, 제 2 절연층(2b)의 표층의 요철이 커져버려서 미세 배선 가공이 곤란해진다. 또한, 제 2 절연층(2b) 표층의 요철의 영향을 강하게 받아서, 제 2 배선 도체(5b) 표면의 요철이 커져 버려서, 고주파 신호의 전송 특성이 저하해버릴 우려가 있다.
제 1 고저차(L1)는 절연 입자(3)의 입경에 대하여 임의로 설정할 수 있다. 제 1 절연층(2a)에 있는 절연 입자(3)의 탈락 억제라고 하는 관점으로부터, 절연 입자(3)의 평균 입경의 4/5 이하로 하는 것이 좋다.
본 개시의 배선 기판(20)은 제 2 하지 금속층(4b)이 빌드업용 절연층(2)의 표면으로부터 표층 내에 걸쳐서 위치하고 있기 때문에, 빌드업용 절연층(2)과 제 2 하지 금속층(4b)의 밀착 강도가 강하다. 이것에 의해, 제 2 하지 금속층(4b) 상에 위치하는 제 2 배선 도체(5b)와 빌드업용 절연층(2)의 밀착 강도도 강해진다.
상술한 실시형태의 일례에 있어서는, 제 1 하지 금속층(4a)이 무전해 구리 도금에 의해 구성되어 있는 일례를 나타냈지만, 제 2 하지 금속층(4b)과 마찬가지로, 예를 들면 티타늄 등의 주기표에 있어서의 4족에 속하는 금속, 또는 크롬 및 몰리브덴 등의 주기표에 있어서의 6족에 속하는 금속을 포함하는 금속층을 포함하고 있어도 상관없다.
제 1 하지 금속층(4a)이 4족 또는 6족에 속하는 금속층을 포함하고 있을 경우에는 제 1 하지 금속층(4a)은 제 1 절연층(2a)의 표면으로부터 두께 방향으로 600nm보다 작은 깊이의 표층 내에 걸쳐서 위치하고 있다. 이 경우, 제 1 절연층(2a)과 제 1 배선 도체(5a)의 밀착 강도의 향상에는 유리하다.
도 5에 나타나 있는 바와 같이, 제 2 비아홀(8b)의 벽면과 제 2 하지 금속층(4b) 사이에 중간층(9)이 위치하고 있어도 상관없다. 중간층(9)은, 예를 들면 제 2 절연층(2b)의 일부와, 절연 입자(3)와, 구리를 함유하는 금속상을 포함하고 있다. 구리를 함유하는 금속상은 제 2 비아홀(8b) 내에 위치하는 제 2 배선 도체(5b)를 구성하는 금속상의 일부를 포함하고 있다. 제 2 비아홀(8b)의 벽면에 있어서，함께 구리를 포함하는 제 2 배선 도체(5b)와 중간층(9)이 제 2 하지 금속층(4b)을 사이에 두고 위치하고 있다. 중간층(9)에 있어서의 금속상은 단지 중간층(9) 전체와 동일한 정도의 범위로 존재하는 것이기 때문에 도시를 생략하고 있다.
중간층(9)의 두께는, 예를 들면 100∼1000nm 정도로 설정된다. 100nm보다 작을 경우에는 제 2 배선 도체(5b)와 제 2 비아홀(8b)의 밀착력의 향상이 기대되지 않을 우려가 있다. 1000nm보다 클 경우에는 제 2 비아홀(8b)끼리 간의 절연 신뢰성이 저하할 우려가 있다.
이러한 중간층(9)은, 예를 들면 다음과 같이 해서 형성할 수 있다. 우선, 제 2 절연층(2b)에 배선 도체(5)를 저면으로 하는 구멍을 레이저 가공에 의해 형성한다. 이 때, 구멍의 벽면에는 레이저 가공시의 열에 의해 미세한 요철이 형성된다. 요철의 표면은 제 2 절연층(2b) 및 절연 입자(3)에 의해 구성된다. 요철의 정도는 최대 높이에서 300∼500nm 정도로 설정한다. 레이저 가공 조건은, 예를 들면 조사 에너지를 0.05∼0.7W로 설정한다. 더욱 한정하면 0.1∼0.3W의 범위가 보다 현저하게 본 기술을 발현시킬 수 있다.
다음에, 구멍의 내면을 디스미어 처리에 의해 세정함으로써 제 2 비아홀(8b)을 형성한다. 디스미어 처리 조건은, 예를 들면 농도 0.2∼0.5mol/ℓ의 과망간산염과 알칼리 금속 수산화물을 포함하는 약액을 온도 30∼80℃로 조정하고, 시간 0.5∼10분간 처리한다.
다음에, 제 2 비아홀(8b)의 벽면 및 배선 도체(5)의 표면에 제 2 하지 금속층(4b)을 형성한다. 제 2 하지 금속층(4b)의 두께는 구멍의 벽면의 요철을 완전히 피복하지 않도록, 주기표에 있어서 4족 또는 6족에 속하는 금속층의 두께를, 예를 들면 5∼20nm 정도로, 구리의 두께를 50∼150nm 정도로 설정한다.
최후에 제 2 비아홀(8b) 내에 세미애디티브법에 의해 구리를 포함하는 제 2 배선 도체(5b)를 형성한다. 이 때, 제 2 배선 도체(5b)를 구성하는 금속상의 일부가 제 2 하지 금속층(4b)을 통해서 구멍의 벽면 요철에도 들어가서, 요철 표면을 구성하는 제 2 절연층(2b) 및 절연 입자(3)와 밀착한다. 이 제 2 절연층(2b)의 요철 부분과, 절연 입자(3)와, 들어간 금속상이 층상이 된다. 이것에 의해, 제 2 절연층(2b)의 일부와, 절연 입자(3)와, 구리를 함유하는 금속상을 포함하는 중간층(9)이 형성된다.
이와 같이, 중간층(9)에 있어서는 제 2 배선 도체(5b)를 구성하는 금속상의 일부가 제 2 하지 금속층(4b)을 통해서 제 2 절연층(2b) 및 절연 입자(3)와 밀착한 상태로 위치하고 있다. 중간층(9)에 위치하는 금속상과 제 2 배선 도체(5b)를 구성하는 금속상은 연속한 결정으로 구성되어 있다. 이 때문에, 제 2 배선 도체(5b)는 제 2 비아홀(8b)과 같이 접촉 면적이 작은 소경의 비아홀(8)과도 큰 밀착력으로 위치할 수 있다.
중간층(9)은 제 2 비아홀(8b)의 벽면에 추가해서 저면의 주변에 위치하고 있어도 상관없다. 이러한 저면 주변의 중간층(9)은, 예를 들면 저면으로부터 최대로 6㎛의 범위에 존재하고 있다. 이 경우에는, 제 2 배선 도체(5b)와 제 2 비아홀(8b)의 밀착력의 향상에 유리하다.
제 1 비아홀(8a)의 벽면과 제 1 하지 금속층(4a) 사이에 중간층(9)이 위치하고 있어도 상관없다. 이 경우에는, 제 1 배선 도체(5a)와 제 1 비아홀(8a)의 밀착력의 향상에 유리하다.
본 개시는 상술한 실시형태의 일례에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 범위 내에서 각종의 변경이나 개량이 가능하다.

Claims (13)

  1. 요철을 포함하는 표면을 갖는 제 1 절연층과,
    요철을 포함하는 표면을 갖고 있음과 아울러, 상기 제 1 절연층에 적층되어 있고 상기 제 1 절연층과 동일한 종류의 절연 재료를 갖는 제 2 절연층과,
    상기 제 1 절연층 및 상기 제 2 절연층에 각각 40∼80wt%의 비율로 포함되어 있고, 표면의 일부분이 상기 제 1 절연층의 표면 및 상기 제 2 절연층의 표면에 노출되어 있는 부분 노출 입자를 포함하는 복수의 절연 입자와,
    상기 제 1 절연층의 표면으로부터 표층 내에 걸쳐서 위치하고 있는 제 1 하지 금속층과,
    상기 제 2 절연층의 표면으로부터 표층 내에 걸쳐서 위치하고 있는 제 2 하지 금속층과,
    상기 제 1 하지 금속층 표면에 위치하고 있는 제 1 배선 도체와,
    상기 제 2 하지 금속층 표면에 위치하고 있는 제 2 배선 도체를 갖고 있고,
    상기 제 1 절연층의 표면에 있어서 상기 제 1 배선 도체가 위치하는 영역의 요철의 제 1 고저차보다 상기 제 2 절연층의 표면에 있어서 상기 제 2 배선 도체가 위치하는 영역의 요철의 제 2 고저차의 쪽이 작고, 상기 제 2 고저차는 상기 절연 입자의 평균 입경의 2/5 이하이고,
    상기 제 2 배선 도체가 구리를 함유하고 있고, 상기 제 2 절연층은 상기 제 2 하지 금속층이 위치하는 벽면을 포함하는 비아홀을 갖고 있고, 상기 제 2 하지 금속층과 상기 비아홀의 상기 벽면 사이에는 상기 제 2 절연층의 일부와, 상기 절연 입자와, 구리를 함유하는 금속상을 포함하는 중간층이 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 배선 기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 하지 금속층은 주기표에 있어서 4족에 속하는 금속 또는 6족에 속하는 금속을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 배선 기판.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 하지 금속층은 상기 제 2 절연층의 표면으로부터 두께 방향으로 200nm보다 작은 깊이의 상기 표층 내에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 배선 기판.
  4. 삭제
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 하지 금속층은 주기표에 있어서 4족에 속하는 금속 또는 6족에 속하는 금속과 이 금속 상에 위치하는 구리를 포함하고 있고, 상기 4족 또는 6족의 금속의 두께가 구리의 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 배선 기판.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 고저차가 상기 절연 입자의 평균 입경의 1/10 이상∼2/5 이하인 배선 기판.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 고저차가 상기 절연 입자의 평균 입경의 4/5 이하인 배선 기판.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 하지 금속층은 주기표에 있어서 4족 또는 6족에 속하는 금속을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 배선 기판.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 하지 금속층은 상기 제 1 절연층의 표면으로부터 두께 방향으로 600nm보다 작은 깊이의 상기 표층 내에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 배선 기판.
  10. 요철을 포함하는 표면을 갖는 제 1 절연층과,
    요철을 포함하는 표면을 갖고 있음과 아울러, 상기 제 1 절연층에 적층되어 있고 상기 제 1 절연층과 동일한 종류의 절연 재료를 갖는 제 2 절연층과,
    상기 제 1 절연층 및 상기 제 2 절연층에 각각 40∼80wt%의 비율로 포함되어 있고, 표면의 일부분이 상기 제 1 절연층의 표면 및 상기 제 2 절연층의 표면에 노출되어 있는 부분 노출 입자를 포함하는 복수의 절연 입자와,
    상기 제 1 절연층의 표면으로부터 표층 내에 걸쳐서 위치하고 있는 제 1 하지 금속층과,
    상기 제 2 절연층의 표면으로부터 표층 내에 걸쳐서 위치하고 있는 제 2 하지 금속층과,
    상기 제 1 하지 금속층 표면에 위치하고 있는 제 1 배선 도체와,
    상기 제 2 하지 금속층 표면에 위치하고 있는 제 2 배선 도체를 갖고 있고,
    상기 제 1 절연층의 표면에 있어서 상기 제 1 배선 도체가 위치하는 영역의 요철의 제 1 고저차보다 상기 제 2 절연층의 표면에 있어서 상기 제 2 배선 도체가 위치하는 영역의 요철의 제 2 고저차의 쪽이 작고, 상기 제 2 고저차는 상기 절연 입자의 평균 입경의 2/5 이하이고,
    상기 제 1 배선 도체가 구리를 함유하고 있고, 상기 제 1 절연층은 상기 제 1 하지 금속층이 위치하는 벽면을 포함하는 비아홀을 갖고 있고, 상기 제 1 하지 금속층과 상기 비아홀의 상기 벽면 사이에는 상기 제 1 절연층의 일부와, 상기 절연 입자와, 구리를 함유하는 금속상을 포함하는 중간층이 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 배선 기판.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 하지 금속층은 주기표에 있어서 4족에 속하는 금속 또는 6족에 속하는 금속을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 배선 기판.
  12. 요철을 포함하는 표면을 갖는 제 1 절연층과,
    요철을 포함하는 표면을 갖고 있음과 아울러, 상기 제 1 절연층에 적층되어 있고 상기 제 1 절연층과 동일한 종류의 절연 재료를 갖는 제 2 절연층과,
    상기 제 1 절연층 및 상기 제 2 절연층에 각각 40∼80wt%의 비율로 포함되어 있고, 표면의 일부분이 상기 제 1 절연층의 표면 및 상기 제 2 절연층의 표면에 노출되어 있는 부분 노출 입자를 포함하는 복수의 절연 입자와,
    상기 제 1 절연층의 표면으로부터 표층 내에 걸쳐서 위치하고 있는 제 1 하지 금속층과,
    상기 제 2 절연층의 표면으로부터 표층 내에 걸쳐서 위치하고 있는 제 2 하지 금속층과,
    상기 제 1 하지 금속층 표면에 위치하고 있는 제 1 배선 도체와,
    상기 제 2 하지 금속층 표면에 위치하고 있는 제 2 배선 도체를 갖고 있고,
    상기 제 1 절연층의 표면에 있어서 상기 제 1 배선 도체가 위치하는 영역의 요철의 제 1 고저차보다 상기 제 2 절연층의 표면에 있어서 상기 제 2 배선 도체가 위치하는 영역의 요철의 제 2 고저차의 쪽이 작고, 상기 제 2 고저차는 상기 절연 입자의 평균 입경의 2/5 이하이고,
    상기 제 1 하지 금속층은 주기표에 있어서 4족 또는 6족에 속하는 금속을 포함하고 있고,
    상기 제 1 배선 도체가 구리를 함유하고 있고, 상기 제 1 절연층은 상기 제 1 하지 금속층이 위치하는 벽면을 포함하는 비아홀을 갖고 있고, 상기 제 1 하지 금속층과 상기 비아홀의 상기 벽면 사이에는 상기 제 1 절연층의 일부와, 상기 절연 입자와, 구리를 함유하는 금속상을 포함하는 중간층이 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 배선 기판.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 하지 금속층은 주기표에 있어서 4족에 속하는 금속 또는 6족에 속하는 금속을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 배선 기판.
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