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技術 多層配線基板の製造方法および多層配線基板

出願人 凸版印刷株式会社
発明者 林明宏
出願日 2019年2月27日 (1年11ヶ月経過) 出願番号 2019-034103
公開日 2020年9月3日 (5ヶ月経過) 公開番号 2020-141007
状態 未査定
技術分野 半導体または固体装置のマウント プリント配線の製造(2)
主要キーワード 配線パターン溝 微細配線層 樹脂突起 表面性状測定機 ビアフィルめっき プラズマエッチング後 フィリング性 感光性絶縁樹脂層
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (7)

課題

デュアルダマシン法において、ビアホールおよび配線パターン溝電解めっきにて埋める際に、めっき厚およびめっきに要する時間を低減することが可能な多層配線基板の製造方法を提供する。

解決手段

デュアルダマシン法を用いた多層配線基板の製造方法において、基板上にネガ型感光性絶縁樹脂層を形成した後、下地まで達するビアを形成する開口部4aに対応する領域には露光せず、配線層を形成する下地まで達しない半開口部には過剰なラジカル種により失活優位となり感光性絶縁樹脂層硬化が不十分となる高照度露光6aを行うことで、開口部の周縁部は十分な硬化がなされ、樹脂突起が形成される。この樹脂突起により、開口部や半開口部にビアフィルめっきを行う際に、めっき厚が従来より薄い段階で、開口部がめっきで埋められることを特徴とする多層配線基板の製造方法。

概要

背景

近年、半導体チップは、配線微細化技術の進歩が頭打ちに成りつつある中で、高集積化進展しているため、チップサイズの大型化が問題となって来ている。その解決策の1つとして、チップを分割して基板上に実装してから相互に接続するSiP(System
in Package)の動きが出てきている。

これを実現するために、インターポーザー上に微細配線を形成し、ビルドアップ基板に実装した2.5次元(以下2.5D)パッケージ基板や、2.5D機能をビルドアップ基板上に一体化させた2.1次元パッケージ基板などが提案されている。

また、前記微細配線の形成方法の一つとしてCuのエッチングを必要としないデュアルダマシン法が知られている。
デュアルダマシン法は、以下に説明するような工程によりビア配線パターンを形成し、多層配線基板を製造する工法である。まず、下層配線パターン上に絶縁樹脂層を塗布またはラミネートした後、上層配線パターンとの電気的な接続をとるために下層配線パターンまで到達する開口部であるビアホールと、上層配線パターンを形成するための下層配線パターンまで到達しない開口部である上層配線パターン溝と、を同時または逐次形成する。次に、そのビアホールと配線パターン溝内部にスパッタや無電解めっきによりシード層を形成した後、電解めっきにてビアホールと配線パターンが埋まるまでCuめっきを行う。次に、余剰なめっきを物理研磨または化学研磨などにより除去する。これを繰り返すことにより、多層配線基板を製造する。

しかしながら、例えば、特許文献1に開示されている様に、このデュアルダマシン法を使用した製造工程において、めっきにてビアを埋めるために過剰なめっきを必要とする。この過剰めっき部は研磨により除去するため、材料コスト生産性の観点から過剰なめっきを極力低減することが好ましい。

概要

デュアルダマシン法において、ビアホールおよび配線パターン溝を電解めっきにて埋める際に、めっき厚およびめっきに要する時間を低減することが可能な多層配線基板の製造方法を提供する。デュアルダマシン法を用いた多層配線基板の製造方法において、基板上にネガ型感光性絶縁樹脂層を形成した後、下地まで達するビアを形成する開口部4aに対応する領域には露光せず、配線層を形成する下地まで達しない半開口部には過剰なラジカル種により失活優位となり感光性絶縁樹脂層硬化が不十分となる高照度露光6aを行うことで、開口部の周縁部は十分な硬化がなされ、樹脂突起が形成される。この樹脂突起により、開口部や半開口部にビアフィルめっきを行う際に、めっき厚が従来より薄い段階で、開口部がめっきで埋められることを特徴とする多層配線基板の製造方法。

目的

本発明は、デュアルダマシン法において、ビアホールおよび配線パターン溝を電解めっきにて埋める際に、めっき厚およびめっきに要する時間を低減することが可能な多層配線基板の製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

デュアルダマシン法によって、支持基板上の剥離層の上に形成した微細配線層ビルドアップ基板フリップチップ接続してなる多層配線基板の製造方法において、微細配線層の製造工程において使用するネガ型感光性絶縁樹脂層の、ビアを形成する開口部には露光せず、配線パターンを形成する半開口部には、ラジカル種が短時間に過剰に発生することにより失活優位となりネガ型感光性絶縁樹脂層の硬化が不十分となる高照度露光を行い、ネガ型感光性絶縁樹脂層をそのまま残す未開口部には、ネガ型感光性絶縁樹脂層が十分に硬化する低照度露光を行うことにより、現像処理により、開口部の周縁部に、半開口部の絶縁樹脂層の厚さより厚く、未開口部の樹脂の厚さより薄い、樹脂突起が形成されることを特徴とする多層配線基板の製造方法。

請求項2

デュアルダマシン法によって、ビルドアップ基板上に微細配線層を形成する多層配線基板の製造方法において、微細配線層の製造工程において使用するネガ型感光性絶縁樹脂層の、ビアを形成する開口部には露光せず、配線パターンを形成する半開口部には、ラジカル種が短時間に過剰に発生することにより失活が優位となりネガ型感光性絶縁樹脂層の硬化が不十分となる高照度露光を行い、ネガ型感光性絶縁樹脂層をそのまま残す未開口部には、ネガ型感光性絶縁樹脂層が十分に硬化する低照度露光を行うことにより、現像処理により、開口部の周縁部に、半開口部の絶縁樹脂層の厚さより厚く、未開口部の樹脂の厚さより薄い、樹脂突起が形成されることを特徴とする多層配線基板の製造方法。

請求項3

前記ネガ型感光性絶縁樹脂層は、反応性モノマー反応性オリゴマーバインダーポリマーの中から選ばれた1以上を含む樹脂成分と、ラジカル重合開始剤カチオン重合開始剤増感剤の中から選ばれたいずれかの成分が含まれることを特徴とする請求項1または2に記載の多層配線基板の製造方法。

請求項4

前記低照度露光および前記高照度露光を、少なくとも2回以上に分割して露光することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の多層配線基板の製造方法。

請求項5

前記低照度露光および前記高照度露光を、直描露光装置により一括露光することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の多層配線基板の製造方法。

請求項6

前記低照度露光の照度は10000W/cm2以下であり、前記高照度露光の照度は20000W/cm2以上であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の多層配線基板の製造方法。

請求項7

ビルドアップ基板と、その上に備えられた微細配線層と、からなる多層配線基板であって、微細配線層は、絶縁樹脂層と、金属配線層と、が交互に、それぞれ少なくとも1組以上備えられてなり、絶縁樹脂層は、下層まで貫通する開口部と、下層まで貫通しない半開口部と、未開口部と、を有しており、開口部と、開口部に隣接する半開口部との境界部には、半開口部よりも高く、未開口部よりも低い樹脂突起を有することを特徴とする多層配線基板。

請求項8

前記半開口部の前記下層の表面からの前記絶縁樹脂層の厚さは、前記未開口部の絶縁樹脂層の厚さの20%以上、80%以下であることを特徴とする請求項7に記載の多層配線基板。

請求項9

前記開口部と前記半開口部の境界部の前記樹脂突起の前記下層の表面からの前記絶縁樹脂層の厚さは、前記半開口部の厚さ以上、前記未開口部の厚さ未満であることを特徴とする請求項8に記載の多層配線基板。

技術分野

0001

本発明は、多層配線基板の製造方法に関する。更に詳しくは、デュアルダマシン法を用いた多層配線基板の製造方法に関する。

背景技術

0002

近年、半導体チップは、配線微細化技術の進歩が頭打ちに成りつつある中で、高集積化進展しているため、チップサイズの大型化が問題となって来ている。その解決策の1つとして、チップを分割して基板上に実装してから相互に接続するSiP(System
in Package)の動きが出てきている。

0003

これを実現するために、インターポーザー上に微細配線を形成し、ビルドアップ基板に実装した2.5次元(以下2.5D)パッケージ基板や、2.5D機能をビルドアップ基板上に一体化させた2.1次元パッケージ基板などが提案されている。

0004

また、前記微細配線の形成方法の一つとしてCuのエッチングを必要としないデュアルダマシン法が知られている。
デュアルダマシン法は、以下に説明するような工程によりビア配線パターンを形成し、多層配線基板を製造する工法である。まず、下層配線パターン上に絶縁樹脂層を塗布またはラミネートした後、上層配線パターンとの電気的な接続をとるために下層配線パターンまで到達する開口部であるビアホールと、上層配線パターンを形成するための下層配線パターンまで到達しない開口部である上層配線パターン溝と、を同時または逐次形成する。次に、そのビアホールと配線パターン溝内部にスパッタや無電解めっきによりシード層を形成した後、電解めっきにてビアホールと配線パターンが埋まるまでCuめっきを行う。次に、余剰なめっきを物理研磨または化学研磨などにより除去する。これを繰り返すことにより、多層配線基板を製造する。

0005

しかしながら、例えば、特許文献1に開示されている様に、このデュアルダマシン法を使用した製造工程において、めっきにてビアを埋めるために過剰なめっきを必要とする。この過剰めっき部は研磨により除去するため、材料コスト生産性の観点から過剰なめっきを極力低減することが好ましい。

先行技術

0006

特許第6365106号公報

発明が解決しようとする課題

0007

上記の事情に鑑み、本発明は、デュアルダマシン法において、ビアホールおよび配線パターン溝を電解めっきにて埋める際に、めっき厚およびめっきに要する時間を低減することが可能な多層配線基板の製造方法を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

0008

上記課題を解決するための手段として、請求項1に記載の発明は、デュアルダマシン法によって、支持基板上の剥離層の上に形成した微細配線層をビルドアップ基板にフリップチップ接続してなる多層配線基板の製造方法において、
微細配線層の製造工程において使用するネガ型感光性絶縁樹脂層の、
ビアを形成する開口部には露光せず、
配線パターンを形成する半開口部には、ラジカル種が短時間に過剰に発生することにより失活優位となりネガ型感光性絶縁樹脂層の硬化が不十分となる高照度露光を行い、
ネガ型感光性絶縁樹脂層をそのまま残す未開口部には、ネガ型感光性絶縁樹脂層が十分に硬化する低照度露光を行うことにより、
現像処理により、開口部の周縁部に、半開口部の絶縁樹脂層の厚さより厚く、未開口部の樹脂の厚さより薄い、樹脂突起が形成されることを特徴とする多層配線基板の製造方法である。

0009

また、請求項2に記載の発明は、デュアルダマシン法によって、ビルドアップ基板上に微細配線層を形成する多層配線基板の製造方法において、
微細配線層の製造工程において使用するネガ型感光性絶縁樹脂層の、
ビアを形成する開口部には露光せず、
配線パターンを形成する半開口部には、ラジカル種が短時間に過剰に発生することにより失活が優位となりネガ型感光性絶縁樹脂層の硬化が不十分となる高照度露光を行い、
ネガ型感光性絶縁樹脂層をそのまま残す未開口部には、ネガ型感光性絶縁樹脂層が十分に硬化する低照度露光を行うことにより、
現像処理により、開口部の周縁部に、半開口部の絶縁樹脂層の厚さより厚く、未開口部の樹脂の厚さより薄い、樹脂突起が形成されることを特徴とする多層配線基板の製造方法である。

0010

また、請求項3に記載の発明は、前記ネガ型感光性絶縁樹脂層は、反応性モノマー反応性オリゴマーバインダーポリマーの中から選ばれた1以上を含む樹脂成分と、ラジカル重合開始剤カチオン重合開始剤増感剤の中から選ばれたいずれかの成分が含まれることを特徴とする請求項1または2に記載の多層配線基板の製造方法である。

0011

また、請求項4に記載の発明は、前記低照度露光および前記高照度露光を、少なくとも2回以上に分割して露光することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の多層配線基板の製造方法である。

0012

また、請求項5に記載の発明は、前記低照度露光および前記高照度露光を、直描露光装置により一括露光することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の多層配線基板の製造方法である。

0013

また、請求項6に記載の発明は、前記低照度露光の照度は10000W/cm2以下であり、前記高照度露光の照度は20000W/cm2以上であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の多層配線基板の製造方法である。

0014

また、請求項7に記載の発明は、ビルドアップ基板と、その上に備えられた微細配線層と、からなる多層配線基板であって、
微細配線層は、絶縁樹脂層と、金属配線層と、が交互に、それぞれ少なくとも1組以上備えられてなり、
絶縁樹脂層は、下層まで貫通する開口部と、下層まで貫通しない半開口部と、未開口部と、を有しており、
開口部と、開口部に隣接する半開口部との境界部には、半開口部よりも高く、未開口部よりも低い樹脂突起を有することを特徴とする多層配線基板である。

0015

また、請求項8に記載の発明は、前記半開口部の前記下層の表面からの前記絶縁樹脂層の厚さは、前記未開口部の絶縁樹脂層の厚さの20%以上、80%以下であることを特徴とする請求項7に記載の多層配線基板である。

0016

また、請求項9に記載の発明は、前記開口部と前記半開口部の境界部の前記樹脂突起の前記下層の表面からの前記絶縁樹脂層の厚さは、前記半開口部の厚さ以上、前記未開口部の厚さ未満であることを特徴とする請求項8に記載の多層配線基板である。

発明の効果

0017

本発明の多層配線基板の製造方法によれば、開口部と半開口部の境界部の突起形状(樹脂突起)によりビアフィルめっきでのフィリング性が向上し、従来よりもめっき厚さを薄くしてもビアホールを埋めることが可能となる。これにより、めっきコストおよびタクトの低減が可能となる。

0018

また、本発明の多層配線基板によれば、本発明の多層配線基板の製造方法により製造するため、従来と比較して、めっき材料の使用量を低減する事が可能であり、まためっき工程のタクトを短縮する事ができる。

図面の簡単な説明

0019

本発明のビアホールと配線パターン溝の形成方法を説明する概略断面図である。
本発明の第1の実施の形態に係る多層配線基板の製造方法の一例を示す説明図である。
本発明の第1の実施の形態に係る多層配線基板の製造方法の一例を示す説明図である。
本発明の第1の実施の形態に係る多層配線基板の製造方法の一例を示す説明図である。
本発明の第2の実施の形態に係る多層配線基板の製造方法の一例を示す説明図である。
本発明の多層配線基板の開口部と、その周縁部の樹脂突起の一例を示す断面図である。

0020

<多層配線基板>
本発明の多層配線基板は、ビルドアップ基板と、その上に備えられた微細配線層と、からなる多層配線基板である。
本発明の多層配線基板における微細配線層は、絶縁樹脂層と、金属配線層と、が交互に、それぞれ少なくとも1組以上備えられている。
また、絶縁樹脂層は、下層まで貫通する開口部と、下層まで貫通しない半開口部と、未開口部と、を有している。
また、開口部と、開口部に隣接する半開口部との境界部には、半開口部よりも高く、未開口部よりも低い樹脂突起を有することが特徴である。

0021

また、半開口部の下層の表面からの絶縁樹脂層の厚さは、未開口部の絶縁樹脂層の厚さの20%以上、80%以下である事が好ましい。

0022

また、開口部と半開口部の境界部の樹脂突起の下層の表面からの絶縁樹脂層の厚さは、半開口部の厚さ以上、未開口部の厚さ未満であることが好ましい。

0023

本発明は、デュアルダマシン法において、ビアホールおよび配線パターン溝を電解めっきによって埋める際に、開口部(ビアホール)と、それに隣接した半開口部(配線パターン溝)と、の境界部に形成された突起形状の樹脂突起が存在すると、ビアフィルめっきでのフィリング性が向上する現象が起こることに基づいている。

0024

具体的には、樹脂突起の存在により、開口部(ビアホール)におけるビアフィルめっき
析出速度が速くなり、めっきの厚さが、従来より薄い段階でめっきによるビアの埋め込みが完了する。この現象により、析出させるめっき厚を低減できる。まためっきに要する時間を短縮することが可能となる。

0025

本発明の多層配線基板は、この現象を積極的に利用することにより、めっき材料の使用量を低減し、めっき工程に要する時間を短縮することが可能となる。
以下に、多層配線基板におけるビアホールの形成方法と、それを使用した本発明の多層配線基板の製造方法について説明する。

0026

<ビアホールの形成方法>
図1を参照しながら、開口部と半開口部の境界部の樹脂突起が形成されたビアホールの形成方法について説明する。

0027

まず、ネガ型感光性絶縁樹脂層3(以後、単に感光性絶縁樹脂層3、または絶縁樹脂層3、とも記す。)に形成されたビアホールなどに金属配線層5が埋め込まれた基板12上に、ネガ型感光性絶縁樹脂層3を塗布またはラミネートし、その感光性絶縁樹脂層3を全て残す部分を低照度露光部6b、配線パターン部のように下層まで達しない半開口部(配線パターン溝)4bを形成する部分を高照度露光部6a、下層まで達するビアホール4aを形成する部分を未露光部(以後、開口部とも記す。)、として露光を行った後(図1(a)参照)、現像を行う(図1(b)参照)。

0028

この時の高照度部6aの露光照度は20000W/cm2以上が好ましく、さらには30000W/cm2以上であることが好ましい。低照度部6bの露光照度は20000W/cm2未満が好ましく、更には10000W/cm2以下であることが好ましい。

0029

この様な高照度の露光を行うことで、ラジカル活性種が短時間で高濃度に発生し、ラジカル活性種同士の再結合による失活が優位となり、硬化が不十分となるため、現像液にてある程度現像されて樹脂の高さが低くなる。一方、未露光部(ビアホール4aが形成される感光性絶縁樹脂層3の部位)と高照度露光部6aの境界付近では、照度が高照度露光部6aより低くなるため、適度な濃度でラジカル活性種が発生し、十分な硬化状態となる。そのため、現像液で現像されずに残ることとなる。これによりビアホール4aと、それに隣接した配線パターン溝4bと、の境界部に樹脂突起8aが形成される。

0030

次に、樹脂のキュアを実施し、形成された樹脂突起8aが高すぎる場合、ビアホール4aと配線間の電気的な接続信頼性が低下するため、プラズマエッチング等のドライエッチングにより樹脂突起8aの高さを低くする(図1(c)参照)。この時、樹脂突起8aの突起形状は細いためサイドエッチにより他の部分よりも早くエッチングされる。この事により、樹脂突起8aより高さが低くなった樹脂突起8bが形成される。

0031

次に、この表面にスパッタまたは無電解めっきによりシード層(図示省略)を形成し、電解Cuフィルドビアめっきにて、ビアホール4aおよび配線パターン溝4bが埋まるまでめっきを行う(図1(d)参照)。

0032

このフィルドビアめっきは、めっき液循環が悪いところのめっきの成長が早くなる特徴をもつ。そのため、ビアホール4aの周縁部に樹脂突起8aがあることで、従来よりもビアホール4a内のめっき液の循環が低下し、めっきの成長が速くなる。これにより、ビアホール4a以外のめっき厚を従来よりも薄くしてもビアホール4aを埋めることが可能となる。また、めっきの析出速度が速くなるため、めっきに要する時間を短縮する事ができる。

0033

最後に、余剰なめっきを、物理研磨または化学研磨または両方の機能を備えたCMP(Chemical Mechanical Polishing、化学機械研磨)により除去することで1層分の金属配線層5−1を基板12上に形成することができる(図1(e)参照)。

0034

<多層配線基板の形成方法>
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係る多層配線基板の製造方法を説明する。
本発明の第1の実施形態に係る多層配線基板の製造方法は、デュアルダマシン法によって、支持基板上の剥離層の上に形成した微細配線層をビルドアップ基板にフリップチップ接続してなる多層配線基板の製造方法である。

0035

微細配線層の製造工程は、支持基板上に剥離層を形成する工程と、剥離層上にネガ型感光性絶縁樹脂層を形成する工程Aと、ネガ型感光性絶縁樹脂層を露光する工程Bと、露光したネガ型感光性絶縁樹脂層を現像することにより、その感光性絶縁樹脂層が、下層まで除去され貫通した開口部と、開口部の周縁部の樹脂突起と、下層まで貫通しない程度に除去された半開口部と、除去されずに残留した未開口部と、を形成する工程Cと、開口部と半開口部と未開口部にシード層を形成した後、電解銅めっきによるフィルドビアめっきを施すことにより開口部と半開口部を銅めっきで埋める工程Dと、余剰な銅めっきを除去し平坦化する工程Eと、必要な回数だけ工程A〜工程Eを繰り返す工程Fと、を備えている。

0036

工程Bは、ネガ型感光性絶縁樹脂層の、開口部に対応する領域には、露光を行わず、
半開口部に対応する領域には、ラジカル活性種が短時間で高濃度に発生するためラジカル活性種同士の再結合による失活が優位となり、硬化が不十分となる高照度露光を行うことにより、露光を行わない領域である開口部と、高照度露光を行う領域である半開口部と、の境界領域は、ラジカル活性種が十分な硬化をもたらす低照度露光される領域となることが特徴である。

0037

以下に、図2図4を参照しながら、この開口部4aと半開口部4bの境界部の樹脂突起8bが形成されたビアホール4aを備えた多層配線基板の製造工程の一例を説明する。

0038

まず、図2(a)に示すように、支持基板(キャリア基板)1の表面に剥離層2を形成する。次に、その上に感光性絶縁樹脂層3−1を塗布またはラミネートし、露光・現像によりビアホール4a−1を形成する。必要に応じて、表面をプラズマ等でエッチングし、その表面にスパッタまたは無電解めっきによりシード層(図示省略)を形成した後、電解Cuフィルドビアめっきにてビアホールが埋まるまでめっきする(図2(b))。次に、余剰なめっきを物理研磨または化学研磨により除去することにより金属配線層5−2を形成する(図2(c))。

0039

次に、ネガ型感光性絶縁樹脂層3−2を塗布またはラミネートし(図2(d))、その感光性絶縁樹脂層を全て残す部分を低照度露光部6b、配線パターン部のように下層まで達しない溝パターンを形成する部分を高照度露光部6a、下層まで達するビアホールを形成する部分を未露光部、として露光を行い(図2(e))、現像することで、ビアホール4a−2および配線パターン溝4b−2が形成された感光性絶縁樹脂層が得られる(図2(f))。その絶縁樹脂層のキュアを実施後、必要に応じて、表面をプラズマ等でエッチングする。

0040

次に図3(g)に示すように、ビアホール4a−2および配線パターン溝4b−2の表面にスパッタまたは無電解めっきにより、シード層(図示省略)を形成し、電解Cuフィ
ルドビアめっきを、ビアホール4a−2および配線パターン溝4b−2が埋まるまでめっきする。次に、余剰なめっきを物理研磨または化学研磨または両方の機能を備えたCMPにより除去することにより金属配線層5−3を形成する(図3(h))。

0041

次に、図2(d)〜図3(h)の工程を必要回数だけ繰り返すことで、回数に応じた配線層やビアを形成することができる。図3(i)および図3(j)は、図3(h)の状態から、それぞれ1回および2回繰り返すことで、それぞれ、金属配線層5−4と絶縁樹脂層3−3および、更に金属配線層5−5と絶縁樹脂層3−4がビルドアップされた状態を示している。なお、最外層はデュアルダマシン法ではなくSAPセミアディティブ工法)にて形成してもよい。

0042

次に、図4(k)に示したように、図3(j)で作製した微細配線層13をはんだバンプ等にてビルドアップ基板7に実装する。その後、剥離層にてキャリア基板を剥離し(図4(k))、剥離層等の不要物を除去することで完成する(図4(k))。

0043

(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態に係る多層配線基板の製造方法を説明する。
本発明の第2の実施形態に係る多層配線基板の製造方法は、デュアルダマシン法によって、ビルドアップ基板上に微細配線層を形成する多層配線基板の製造方法である。

0044

微細配線層の製造方法は、ビルドアップ基板上にネガ型感光性絶縁樹脂層を形成する工程Aと、ネガ型感光性絶縁樹脂層を露光する工程Bと、露光したネガ型感光性絶縁樹脂層を現像することにより、その感光性絶縁樹脂層が、下層まで除去され貫通した開口部と、開口部の周縁部の樹脂突起と、下層まで貫通しない程度に除去された半開口部と、除去されずに残留した未開口部と、を形成する工程Cと、開口部と半開口部と未開口部にシード層を形成した後、電解銅めっきによるフィルドビアめっきを施すことにより開口部と半開口部を余剰な銅めっきで埋める工程Dと、余剰な銅めっきを除去し平坦化する工程Eと、
必要な回数だけ工程A〜工程Eを繰り返す工程Fと、を備えている。

0045

工程Bは、ネガ型感光性絶縁樹脂層の、開口部に対応する領域には、露光を行わず、
半開口部に対応する領域には、ラジカル活性種が短時間で高濃度に発生するためラジカル活性種同士の再結合による失活が優位となり、硬化が不十分となる高照度露光を行うことにより、露光を行わない領域である開口部と、高照度露光を行う領域である半開口部と、の境界領域は、ラジカル活性種が十分な硬化をもたらす低照度露光される領域となることが特徴である。

0046

次に、図5を参照しながら、本発明の第2の実施形態に係る多層配線基板の作製工程を説明する。

0047

まず、ビルドアップ基板7上にネガ型感光性絶縁樹脂層3−5を塗布またはラミネートし(図5(a))、その感光性絶縁樹脂層を全て残す部分を低照度露光部6b、配線パターン部のように下層まで達しない溝パターンを形成する部分を高照度露光部6a、下層まで達するビアホールを形成する部分を未露光部、として露光し(図5(b))、現像を行うことで、ビアホール4a−3および配線パターン溝4b−3が形成された感光性絶縁樹脂層3−6が得られる(図5(c))。

0048

次に、その感光性絶縁樹脂層3−6のキュアを実施後、必要に応じて表面をプラズマ等でエッチングし、その表面にスパッタまたは無電解めっきによりシード層(図示省略)を形成し、電解銅めっきによりフィルドビアめっきにて、ビアホール4aおよび配線パターン溝4bが埋まるまでめっきする(図5(d))。次に、余剰なめっきを物理研磨または
化学研磨または両方の機能を備えたCMPにより除去することにより金属配線層5−6を形成する(図5(e))。

0049

次に、図5(a)〜図5(e)の工程を必要回数だけ繰り返すことで、回数に応じた配線層やビアを形成することができる。図5(f)および図5(g)は、図5(e)の状態から、それぞれ1回および2回繰り返すことで、それぞれ、金属配線層5−7と絶縁樹脂層3−7および、更に金属配線層5−8と絶縁樹脂層3−8がビルドアップされた状態を示している。なお、最外層はデュアルダマシン法ではなくSAP(セミアディティブ工法)にて形成してもよい。

0050

なお、本発明の多層配線基板およびその製造方法において使用するネガ型感光性絶縁樹脂層の材料としては、反応性モノマーと反応性オリゴマーとバインダーポリマーの中から選ばれた1以上を含む樹脂成分と、ラジカル重合開始剤とカチオン重合開始剤と増感剤の中から選ばれたいずれかの成分が含まれるものである事が好ましい。

0051

また、本発明の多層配線基板の製造方法において、低照度露光および前記高照度露光を、少なくとも2回以上に分割して露光することであっても良いし、直描露光装置により一括露光することであっても良い。

0052

<実施例1>
シリコンウエハの表面にチタン薄膜および銅薄膜をこの順にスパッタ法により形成したスパッタTi/Cu薄膜層を基板の表面に、ネガ型感光性絶縁樹脂スピンコートした後、プリベークして厚さ約10μmの感光性絶縁樹脂層を形成した。

0053

次に、10000W/cm2以上の照度で露光可能なレーザー光源の直描露光装置を用いて、15000、25000、40000、55000、65000W/cm2の各照度にて、感光性絶縁樹脂層を露光・現像した。露光パターンには光を当てない直径50μmφ(データ上での寸法)の円形パターンアレイ状に配置したパターンを用い、露光した。

0054

次に、スピンコーター上でパドル現像20秒を2回実施し、未露光部分を溶解除去し、開口形状を形成した。

0055

この様にして、図6に例示した様な絶縁樹脂層3−9に直径約50μmの円形状の開口部であるビアホール4a−4がアレイ上に形成されたサンプルを作製した。
これらのサンプルを用いて、Siウェア上に形成したスパッタTi/Cu薄膜層10の表面から、樹脂突起を除いた感光性絶縁樹脂層の平坦部の表面までの距離(樹脂厚さT)と、樹脂突起を除いた感光性絶縁樹脂層の平坦部の表面から、樹脂突起の頭頂部までの距離(突起高さH)を測定した。

0056

樹脂厚さTと突起高さHは、光学式表面性状測定機Zygo NewViewer(Zygo社の登録商標)6300(Zygo社製)を用いて計測した。その計測結果を表1に示した。

0057

0058

表1に示した様に、露光時の照度が15000W/cm2では突起は形成されなかった。しかし、25000W/cm2以上では樹脂厚さが減少し突起が形成されていた。

実施例

0059

以上の結果より、本発明の製造方法にて開口部の周縁部に突起を形成可能であることが
わかった。また露光機の照度を調整する事で突起の高さをコントロール可能であることが分かった。

0060

本発明によれば、従来よりもめっき厚さを薄くしてもビアホールを埋めることが可能となる。これにより、めっきコストおよびタクトを低減した多層配線基板の製造方法を提供できる。その為、コストを低減した多層配線基板を提供する事が可能である。

0061

1…支持基板(キャリア基板)
2…剥離層
3、3−1、3−2、3−3、3−4、3−5、3−6、3−7、3−8、3−9…(ネガ型感光性)絶縁樹脂層
4a、4a−1、4a−2、4a−3、4a−4…開口部(ビアホール)
4b、4b−1、4b−2、4b−3…半開口部(配線パターン溝)
5、5−1、5−2、5−3、5−4、5−5、5−6、5−7、5−8…金属配線層
6a…高照度露光部
6b…低照度露光部
7…ビルドアップ基板
8a…樹脂突起
8b…樹脂突起(プラズマエッチング後
9…プラズマ
10…スパッタTi/Cu薄膜層
11…Siウエハ
12…基板
13…微細配線層

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