特許 6228785 配線基板、半導体装置及び配線基板の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6228785

(24)【登録日】2017年10月20日

(45)【発行日】2017年11月8日

(54)【発明の名称】配線基板、半導体装置及び配線基板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/46 20060101AFI20171030BHJP

   H05K 3/42 20060101ALI20171030BHJP

   H05K 1/11 20060101ALI20171030BHJP

   H01L 23/12 20060101ALI20171030BHJP

【ＦＩ】

   H05K3/46 N

   H05K3/46 B

   H05K3/46 Q

   H05K3/42 630Z

   H05K1/11 N

   H01L23/12 N

   H01L23/12 Q

【請求項の数】10

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2013-181381(P2013-181381)

(22)【出願日】2013年9月2日

(65)【公開番号】特開2015-50343(P2015-50343A)

(43)【公開日】2015年3月16日

【審査請求日】2016年6月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000190688

【氏名又は名称】新光電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】清水 規良

(72)【発明者】

【氏名】金田 渉

(72)【発明者】

【氏名】有坂 拡

(72)【発明者】

【氏名】六川 昭雄

【審査官】 ゆずりは 広行

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−１５１６２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０１０６３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２３２５９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２３５６２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２２９６６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１３１７２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０８９９３６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｋ １／１１

Ｈ０５Ｋ ３／４０− ３／４２

Ｈ０５Ｋ ３／４６

Ｈ０１Ｌ ２３／１２−２３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１配線層を被覆する第１絶縁層と、
前記第１絶縁層の表面に開口し、前記第１配線層の表面を露出する第１貫通孔と、
前記第１貫通孔内に設けられ、前記第１絶縁層の表面に露出する端面を有する第１ビアと、
前記第１貫通孔内に設けられ、前記第１絶縁層と前記第１ビアとの間に設けられた間隙と、
前記第１絶縁層の表面と前記第１ビアの端面上に積層され、前記間隙を充填するとともに、前記第１貫通孔よりも平面形状の大きいパッドを有する第２配線層と、を有し、
前記間隙は、前記第１ビアの側面と前記第１貫通孔の内側面との間に形成されており、
前記第１絶縁層の表面は、前記第１貫通孔の内側面よりも表面粗度が低いことを特徴とする配線基板。

【請求項2】

前記第１ビアは、前記端面に前記第１配線層側に凹む凹部を有し、
前記第２配線層は、前記凹部を充填することを特徴とする請求項１に記載の配線基板。

【請求項3】

前記第２配線層は、前記第１ビアの端面よりも平坦な面を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の配線基板。

【請求項4】

前記第１ビアは、前記第１貫通孔の内側面の一部を被覆する無電解めっき層と、前記無電解めっき層上に形成された第１電解めっき層とを有し、
前記第２配線層は、スパッタ膜により形成され、前記第１絶縁層の表面と、前記第１ビアの端面と、前記間隙に露出する前記第１貫通孔の内側面と、前記間隙に露出する前記第１ビアの表面とを被覆する第１金属膜と、スパッタ膜により形成され、前記第１金属膜上に形成された第２金属膜と、前記第２金属膜上に形成された第２電解めっき層とを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の配線基板。

【請求項5】

前記無電解めっき層は、銅層であり、
前記第１金属膜は、チタン、窒化チタン、タンタル、窒化タンタル又はクロムからなる金属膜であり、
前記第２金属膜は、銅又は銅合金からなる金属膜であることを特徴とする請求項４に記載の配線基板。

【請求項6】

前記第２配線層を被覆する第２絶縁層と、
前記第２絶縁層の表面に開口し、前記パッドの表面を露出する第２貫通孔と、
前記第２貫通孔を充填し、前記第１ビアよりも小径の第２ビアと、
前記第２絶縁層上に積層され、前記第２ビアを介して前記第２配線層と接続される第３配線層と、を有し、
前記パッドは、前記第１ビアと平面視で重なる領域において複数の前記第２ビアと接続されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の配線基板。

【請求項7】

前記第２絶縁層の厚さが前記第１絶縁層の厚さよりも薄く、前記第２配線層の厚さが前記第１配線層の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項６に記載の配線基板。

【請求項8】

前記第２配線層を含む微細配線構造を有する請求項１〜７のいずれか１つに記載の配線基板と、
前記微細配線構造の最外層の配線層にフリップチップ実装された半導体チップと、
を有することを特徴とする半導体装置。

【請求項9】

第１配線層を被覆するように第１絶縁層を形成する工程と、
前記第１絶縁層の表面に、前記第１配線層の表面を露出する第１貫通孔を形成する工程と、
前記第１貫通孔を充填するとともに、前記第１絶縁層の表面を被覆する導電層を形成する工程と、
前記第１絶縁層の表面から突出した前記導電層と前記第１絶縁層の表面とを研磨し、前記第１絶縁層の表面を平滑化するとともに、前記第１絶縁層の表面に露出する端面を有する第１ビアを形成する工程と、
前記第１ビアの一部をエッチングし、前記第１ビアの側面と前記第１貫通孔の内側面との間に間隙を形成する工程と、
前記第１ビアの端面上及び前記第１絶縁層の表面上に、前記間隙を充填するとともに、前記第１貫通孔よりも平面形状の大きいパッドを有する第２配線層を形成する工程と、
を有することを特徴とする配線基板の製造方法。

【請求項10】

前記導電層を形成する工程は、
無電解めっき法により、前記第１絶縁層の表面、前記第１貫通孔の内側面及び前記第１貫通孔から露出する前記第１配線層の表面を被覆する無電解めっき層を形成する工程と、
電解めっき法により、前記無電解めっき層上に第１電解めっき層を形成する工程と、を有し、
前記間隙を形成する工程では、前記第１電解めっき層に対して前記無電解めっき層の一部を選択的に除去することを特徴とする請求項９に記載の配線基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、配線基板、半導体装置及び配線基板の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、ビルドアップ工法によって形成される多層配線を有する配線基板が知られている。（例えば、特許文献１，２参照）。ビルドアップ工法では、絶縁層の形成、貫通孔の形成、電解めっきを使用する配線形成などを繰り返すことによって多層配線を形成することができる。

【0003】

近年では、半導体チップなどの電子部品の高性能化に伴って、その電子部品が実装される配線基板の配線層のさらなる微細化が進められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３−０２３２５２号公報

【特許文献2】特開２００３−０２３２５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、セミアディティブ法を使用して多層配線を形成する際には、配線層上の絶縁層にレーザで貫通孔を形成した後に、貫通孔内にビアを形成する前に、貫通孔内の樹脂スミアを除去するためのデスミア処理を行う必要がある。このデスミア処理により、絶縁層の表面もエッチングされ、その表面が粗面化される。これにより、アンカー効果によって絶縁層上に配線層を密着性良く形成することができる。しかしながら、絶縁層の表面が粗面化されると、その絶縁層上に微細な配線層を形成する際の妨げとなる。例えば、配線層が狭ピッチ化されると、絶縁層の表面の凹凸に起因して、シード層をエッチングする際に残渣が発生しやすくなり、配線層間で電気ショート（短絡）が発生しやすくなる。このため、絶縁層の表面が粗面化されると、配線層の微細化（狭ピッチ化）に対応することが困難になる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一観点によれば、第１配線層を被覆する第１絶縁層と、前記第１絶縁層の表面に開口し、前記第１配線層の表面を露出する第１貫通孔と、前記第１貫通孔内に設けられ、前記第１絶縁層の表面に露出する端面を有する第１ビアと、前記第１貫通孔内に設けられ、前記第１絶縁層と前記第１ビアとの間に設けられた間隙と、前記第１絶縁層の表面と前記第１ビアの端面上に積層され、前記間隙を充填するとともに、前記第１貫通孔よりも平面形状の大きいパッドを有する第２配線層と、を有し、前記間隙は、前記第１ビアの側面と前記第１貫通孔の内側面との間に形成されており、前記第１絶縁層の表面は、前記第１貫通孔の内側面よりも表面粗度が低い。

【発明の効果】

【0007】

本発明の一観点によれば、配線層の微細化に容易に対応することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】（ａ）は、一実施形態の配線基板を示す概略断面図、（ｂ）は、（ａ）に示した配線基板の一部を拡大した拡大断面図。

【図2】（ａ），（ｂ）は、間隙を示す説明図。

【図3】一実施形態の半導体装置を示す概略断面図。

【図4】（ａ）〜（ｃ）は、間隙を設けた配線基板の問題点を示す説明図。

【図5】（ａ）〜（ｃ）は、一実施形態の配線基板の製造方法を示す概略断面図。

【図6】（ａ）、（ｂ）は、一実施形態の配線基板の製造方法を示す概略断面図。

【図7】（ａ）、（ｂ）は、一実施形態の配線基板の製造方法を示す概略断面図。

【図8】（ａ）は、一実施形態の配線基板の製造方法を示す概略断面図、（ｂ）は、（ａ）に示した構造体の一部を拡大した拡大断面図、（ｃ）は、一実施形態の配線基板の製造方法を示す拡大断面図。

【図9】（ａ）は、一実施形態の配線基板の製造方法を示す概略断面図、（ｂ）は、（ａ）に示した構造体の一部を拡大した拡大断面図。

【図10】（ａ）、（ｂ）は、一実施形態の配線基板の製造方法を示す概略断面図。

【図11】（ａ）は、一実施形態の配線基板の製造方法を示す概略断面図、（ｂ）は、（ａ）に示した構造体の一部を拡大した拡大断面図。

【図12】（ａ）、（ｂ）は、一実施形態の配線基板の製造方法を示す概略断面図。

【図13】（ａ）、（ｃ）は、一実施形態の配線基板の製造方法を示す概略断面図、（ｂ）は、（ａ）に示した構造体の一部を拡大した拡大断面図。

【図14】（ａ）、（ｂ）は、一実施形態の配線基板の製造方法を示す概略断面図。

【図15】一実施形態の半導体装置の製造方法を示す概略断面図。

【図16】変形例の配線基板の一部を拡大した拡大断面図。

【図17】変形例の配線基板の一部を拡大した拡大断面図。

【図18】変形例の配線基板の一部を示す概略平面図。

【図19】変形例の配線基板の一部を拡大した拡大断面図。

【図20】変形例の配線基板を示す概略断面図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、一実施形態を添付図面を参照して説明する。
なお、添付図面は、特徴を分かりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、断面図では、各部材の断面構造を分かりやすくするために、一部の部材のハッチングを梨地模様に代えて示し、一部の部材のハッチングを省略している。

【0010】

図１（ａ）に示すように、配線基板１０は、厚さ方向の中間部にコア基板２０を有している。コア基板２０としては、例えば補強材であるガラスクロス（ガラス織布）にエポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性の絶縁性樹脂を含浸させ硬化させた、いわゆるガラスエポキシ基板を用いることができる。補強材としてはガラスクロスに限らず、例えばガラス不織布、アラミド織布、アラミド不織布、液晶ポリマ（Liquid Crystal Polymer：ＬＣＰ）織布やＬＣＰ不織布を用いることができる。また、熱硬化性の絶縁性樹脂としてはエポキシ樹脂に限らず、例えばポリイミド樹脂やシアネート樹脂などの樹脂材を用いることができる。コア基板２０の厚さは、例えば８０〜８００μｍ程度とすることができる。

【0011】

コア基板２０には、所要の箇所（図１（ａ）では３箇所）に貫通孔２０Ｘが設けられている。貫通孔２０Ｘは、コア基板２０の上面２０Ａから下面２０Ｂまでを貫通するように形成されている。この貫通孔２０Ｘ内には、コア基板２０を厚さ方向に貫通する貫通電極２１が形成されている。貫通電極２１は、貫通孔２０Ｘ内に充填されている。この貫通電極２１は、図示は省略するが、例えば平面視略円形状に形成されている。その貫通電極２１の直径は、例えば５０〜１００μｍ程度とすることができる。また、貫通電極２１の材料としては、例えば銅（Ｃｕ）や銅合金を用いることができる。

【0012】

コア基板２０の上面２０Ａには配線層２２が形成され、コア基板２０の下面２０Ｂには配線層２３が形成されている。これら配線層２２，２３は上記貫通電極２１を介して相互に電気的に接続されている。なお、配線層２２，２３の材料としては、例えば銅や銅合金を用いることができる。配線層２２，２３の厚さは、例えば１５〜３５μｍ程度とすることができる。

【0013】

コア基板２０の下面２０Ｂには、上記配線層２３を被覆する絶縁層３１と、絶縁層３１の下面に積層された配線層４１と、配線層４１を被覆する絶縁層３２と、絶縁層３２の下面に積層された配線層４２とが順に積層されている。また、絶縁層３２の下面には、配線層４２を被覆する絶縁層３３と、絶縁層３３の下面に積層された配線層４３と、配線層４３の一部を被覆するように絶縁層３３の下面に積層されたソルダレジスト層３４とが順に積層されている。

【0014】

絶縁層３１には、所要の箇所に、当該絶縁層３１を厚さ方向に貫通する貫通孔ＶＨ１が形成されている。この貫通孔ＶＨ１内には、配線層２３と配線層４１とを電気的に接続するビアＶ１が形成されている。このビアＶ１は、貫通孔ＶＨ１を充填するように形成されている。また、絶縁層３２には、所要の箇所に、当該絶縁層３２を厚さ方向に貫通する貫通孔ＶＨ２が形成されている。この貫通孔ＶＨ２内には、配線層４１と配線層４２とを電気的に接続するビアＶ２が形成されている。このビアＶ２は、貫通孔ＶＨ２を充填するように形成されている。絶縁層３３には、所要の箇所に、当該絶縁層３３を厚さ方向に貫通する貫通孔ＶＨ３が形成されている。この貫通孔ＶＨ３内には、配線層４２と配線層４３とを電気的に接続するビアＶ３が形成されている。このビアＶ３は、貫通孔ＶＨ３を充填するように形成されている。これら貫通孔ＶＨ１，ＶＨ２，ＶＨ３及びビアＶ１，Ｖ２，Ｖ３は、図１（ａ）において上側（コア基板２０側）から下側（配線層４３側）に向かうに連れて径が大きくなるテーパ状に形成されている。例えば、貫通孔ＶＨ１，ＶＨ２，ＶＨ３は、上側の開口端の開口径が下側の開口端の開口径よりも小径となる円錐台形状に形成され、ビアＶ１，Ｖ２，Ｖ３は、上面が下面よりも小径となる円錐台形状に形成されている。

【0015】

ここで、配線層４１，４２，４３の厚さは例えば１５〜２０μｍ程度とすることができる。また、配線層２３の下面から絶縁層３１の下面までの厚さ、配線層４１の下面から絶縁層３２の下面までの厚さ、及び配線層４２の下面から絶縁層３３の下面までの厚さは、例えば１５〜３５μｍ程度とすることができる。なお、配線層４１，４２，４３及びビアＶ１，Ｖ２，Ｖ３の材料としては、例えば銅や銅合金を用いることができる。絶縁層３１，３２，３３の材料としては、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの絶縁性樹脂、又はこれら樹脂にシリカやアルミナ等のフィラーを混入した樹脂材を用いることができる。また、絶縁層３１，３２，３３の材料としては、例えば熱硬化性を有する絶縁性樹脂を用いることができる。

【0016】

ソルダレジスト層３４には、最下層の配線層４３の一部を外部接続用パッドＰ１として露出させるための開口部３４Ｘが形成されている。この外部接続用パッドＰ１には、配線基板１０をマザーボード等の実装基板に実装する際に使用されるはんだボールやリードピン等の外部接続端子９６（図３参照）が接続されるようになっている。なお、必要に応じて、上記開口部３４Ｘから露出する配線層４３上にＯＳＰ（Organic Solderability Preservative）処理を施してＯＳＰ膜を形成し、そのＯＳＰ膜に上記外部接続端子９６を接続するようにしてもよい。また、上記開口部３４Ｘから露出する配線層４３上に金属層を形成し、その金属層に上記外部接続端子９６を接続するようにしてもよい。金属層の例としては、金（Ａｕ）層、ニッケル（Ｎｉ）／Ａｕ層（Ｎｉ層とＡｕ層をこの順番で積層した金属層）や、Ｎｉ層／パラジウム（Ｐｄ）層／Ａｕ層（Ｎｉ層とＰｄ層とＡｕ層をこの順番で積層した金属層）などを挙げることができる。これらＮｉ層、Ａｕ層、Ｐｄ層としては、例えば無電解めっき法により形成された金属層（無電解めっき金属層）を用いることができる。また、上記Ｎｉ層はＮｉ又はＮｉ合金からなる金属層、上記Ａｕ層はＡｕ又はＡｕ合金からなる金属層、上記Ｐｄ層はＰｄ又はＰｄ合金からなる金属層である。なお、上記開口部３４Ｘから露出する配線層４３（あるいは、配線層４３上にＯＳＰ膜や金属層が形成されている場合には、それらＯＳＰ膜又は金属層）自体を、外部接続端子としてもよい。

【0017】

上記開口部３４Ｘ及び外部接続用パッドＰ１の平面形状は例えば円形状であり、その直径は例えば２００〜３００μｍ程度とすることができる。配線層４３の下面からソルダレジスト層３４の下面までの厚さは、例えば２０〜４０μｍ程度とすることができる。なお、ソルダレジスト層３４の材料としては、例えばエポキシ樹脂やアクリル樹脂などの絶縁性樹脂を用いることができる。

【0018】

一方、コア基板２０の上面２０Ａには、上記配線層２２を被覆する絶縁層５１と、絶縁層５１の上面に積層された配線層６１と、配線層６１を被覆する絶縁層５２と、絶縁層５２の上面に積層された配線層６２と、配線層６２を被覆する絶縁層５３とが順に積層されている。

【0019】

絶縁層５１には、所要の箇所に、当該絶縁層５１を厚さ方向に貫通する貫通孔ＶＨ４が形成されている。この貫通孔ＶＨ４内には、配線層２２と配線層６１とを電気的に接続するビアＶ４が形成されている。このビアＶ４は、貫通孔ＶＨ４を充填するように形成されている。また、絶縁層５２には、所要の箇所に、当該絶縁層５２を厚さ方向に貫通する貫通孔ＶＨ５が形成されている。この貫通孔ＶＨ５内には、配線層６１と配線層６２とを電気的に接続するビアＶ５が形成されている。このビアＶ５は、貫通孔ＶＨ５を充填するように形成されている。これら貫通孔ＶＨ４，ＶＨ５及びビアＶ４，Ｖ５は、図１（ａ）において下側（コア基板２０側）から上側に向かうに連れて径が大きくなるテーパ状に形成されている。例えば、貫通孔ＶＨ４，ＶＨ５は、上側の開口端の開口径が下側の開口端の開口径よりも大径となる逆円錐台形状に形成され、ビアＶ４，Ｖ５は、上面が下面よりも大径となる逆円錐台形状に形成されている。

【0020】

ここで、配線層６１，６２の厚さは例えば１５〜２０μｍ程度とすることができる。また、配線層２２の上面から絶縁層５１の上面までの厚さ、配線層６１の上面から絶縁層５２の上面までの厚さ、及び配線層６２の上面から絶縁層５３の上面５３Ａまでの厚さは例えば１５〜３５μｍ程度とすることができる。なお、配線層６１，６２及びビアＶ４，Ｖ５の材料としては、例えば銅や銅合金を用いることができる。絶縁層５１，５２，５３の材料としては、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの絶縁性樹脂、又はこれら樹脂にシリカやアルミナ等のフィラーを混入した樹脂材を用いることができる。また、絶縁層５１，５２，５３の材料としては、例えば熱硬化性を有する絶縁性樹脂を用いることができる。

【0021】

絶縁層５３には、当該絶縁層５３の上面５３Ａの所要の箇所に開口し、当該絶縁層５３を厚さ方向に貫通して配線層６２の上面（表面）の一部を露出する貫通孔ＶＨ６が形成されている。貫通孔ＶＨ６は、図１（ａ）において下側（配線層６２側）から上側（絶縁層５３の上面５３Ａ側）に向かうに連れて径が大きくなるテーパ状に形成されている。例えば、貫通孔ＶＨ６は、上側の開口端の開口径が下側の開口端の開口径よりも大径となる逆円錐台形状に形成されている。この場合の貫通孔ＶＨ６は、断面視略逆台形状に形成されるとともに、平面視略円形状に形成されている。

【0022】

なお、貫通孔ＶＨ６の深さは、例えば１５〜３５μｍ程度とすることができる。また、貫通孔ＶＨ６の開口径は、例えば５０〜６０μｍ程度とすることができる。
絶縁層５３の上面５３Ａは、凹凸が少ない平滑面（低粗度面）である。例えば、絶縁層５３の上面５３Ａは、貫通孔ＶＨ６の内側面よりも表面粗度が低くなっている。絶縁層５３の上面５３Ａの粗度は、表面粗さＲａ値で例えば１０〜２００ｎｍ程度となるように設定されている。また、貫通孔ＶＨ６の内側面の粗度は、表面粗さＲａ値で例えば１００〜３００ｎｍ程度となるように設定されている。ここで、表面粗さＲａ値とは、表面粗さを表わす数値の一種であり、算術平均粗さと呼ばれるものであって、具体的には測定領域内で変化する高さの絶対値を平均ラインである表面から測定して算術平均したものである。

【0023】

貫通孔ＶＨ６内には、配線層６２と上記絶縁層５３の上面５３Ａ上に形成された配線層７１とを電気的に接続するビア６４が形成されている。このビア６４は、絶縁層５３を厚さ方向に貫通するように形成されている。ビア６４は、貫通孔ＶＨ６と同様に、図１（ａ）において下側（配線層６２側）から上側（配線層７１側）に向かうに連れて径が大きくなるテーパ状に形成されている。例えば、ビア６４は、上端面６４Ａが下面よりも大径となる略逆円錐台形状に形成されている。なお、ビア６４の上端面６４Ａの直径は例えば５０〜６０μｍ程度とすることができる。

【0024】

図１（ｂ）に示すように、ビア６４は、貫通孔ＶＨ６の内側面及び底部を被覆する金属層６５と、金属層６５上に形成された金属層６６とを有している。金属層６５は、例えば貫通孔ＶＨ６の内側面に形成された凹凸、つまり凹部及び凸部の双方を全体的に被覆するように形成されるとともに、貫通孔ＶＨ６の底部、つまり貫通孔ＶＨ６から露出された配線層６２の上面６２Ａを被覆するように形成されている。この金属層６５は、貫通孔ＶＨ６の内側面に形成されているが、絶縁層５３の上面５３Ａには形成されていない。すなわち、金属層６５は、絶縁層５３の上面５３Ａには延出されていない。また、金属層６５は、例えば貫通孔ＶＨ６の内側面のうち図１（ｂ）において上側（配線層７１側）の一部の内側面を露出するように形成されている。すなわち、金属層６５の上端面６５Ａは、絶縁層５３の上面５３Ａよりも低い位置に形成されている。金属層６５としては、例えば無電解めっき法により形成された金属層を用いることができる。無電解めっき法により形成された金属層６５としては、例えば銅層を用いることができる。金属層６５の厚さは、例えば０．１〜１μｍ程度とすることができる。

【0025】

金属層６６は、金属層６５の表面の一部を被覆するように、金属層６５よりも内側の貫通孔ＶＨ６内に形成されている。例えば、金属層６６は、配線層６２の上面６２Ａを被覆する金属層６５の上面全面を被覆するとともに、貫通孔ＶＨ６の内側面を被覆する金属層６５の側面全面を被覆するように形成されている。本例の金属層６６は、上端面６６Ａが下面よりも大径となる略逆円錐台形状に形成されている。金属層６６の上端面６６Ａは、例えば絶縁層５３の上面５３Ａよりも低い位置に形成されている。金属層６６としては、例えば電解めっき法により形成された金属層を用いることができる。金属層６６の材料としては、例えば銅や銅合金を用いることができる。

【0026】

金属層６６の上端面６６Ａには、絶縁層５３の上面５３Ａよりも下層の配線層６２側（下方）に向かって凹む凹部６４Ｘが形成されている。凹部６４Ｘは、例えば断面視略半楕円状に形成されている。すなわち、凹部６４Ｘの底面が上面５３Ａよりも下方に向かって湾曲状に凹む曲面に形成されている。

【0027】

また、貫通孔ＶＨ６内の上面５３Ａ側において、ビア６４と絶縁層５３との間に間隙Ｓ１（空間）が形成されている。具体的には、金属層６６と、金属層６５から露出された貫通孔ＶＨ６の内側面（絶縁層５３）との間に間隙Ｓ１が形成されている。

【0028】

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、間隙Ｓ１は、貫通孔ＶＨ６の外周縁に沿って環状に形成されている。このため、金属層６６の上端面６６Ａの直径Φ１は、貫通孔ＶＨ６の上面５３Ａ側の開口端の開口径Φ２よりも短くなっている。なお、間隙Ｓ１の深さは例えば２〜８μｍ程度とすることができ、間隙Ｓ１の幅は例えば０．１〜１μｍ程度とすることができる。

【0029】

図１（ａ）に示すように、絶縁層５３の上面５３Ａには、配線層６１，６２よりも微細な配線層が積層された微細配線構造７０が積層されている。微細配線構造７０は、絶縁層５３上に積層された配線層７１と、配線層７１を被覆する絶縁層８１と、絶縁層８１の上面に積層された配線層７２と、配線層７２を被覆する絶縁層８２と、絶縁層８２の上面に積層された配線層７３と、配線層７３を被覆する絶縁層８３と、絶縁層８３の上面に積層された配線層７４とが順に積層された構造を有している。

【0030】

配線層７１〜７４は、微細配線構造７０よりも下方に形成された配線層６１，６２等よりも微細に形成された配線層である。例えば、配線層６１，６２は、ライン／スペース（Ｌ／Ｓ）＝１０μｍ／１０μｍ以上の配線である。これに対し、配線層７１〜７４は、例えばＬ／Ｓ＝５μｍ／５μｍ未満の微細配線である。例えば、配線層７１は、Ｌ／Ｓ＝３〜４μｍ／３〜４μｍ程度の微細配線であり、配線層７２〜７４は、Ｌ／Ｓ＝２μｍ／２μｍ程度の微細配線である。また、配線層７１〜７４は、微細配線構造７０よりも下方に形成された配線層６１，６２等よりも薄い配線層である。例えば、配線層７１〜７３の厚さは１〜５μｍ（好適には２．５〜３．０μｍ）程度とすることができ、配線層７４の厚さは５〜１０μｍ程度とすることができる。これら配線層７１〜７４は、例えば配線層７１〜７３上に形成された絶縁層８１〜８３と同等の厚さ、又は配線層７１〜７３上に形成された絶縁層８１〜８３よりも薄く形成されていることが好ましい。

【0031】

図１（ｂ）に示すように、配線層７１は、ビア６４の上端面６４Ａと接続するように、絶縁層５３の上面５３Ａ上に積層されている。配線層７１は、ビア６４の凹部６４Ｘを充填し間隙Ｓ１を充填するとともに、ビア６４の周囲に形成された絶縁層５３の上面５３Ａの一部を被覆するように形成されている。この配線層７１は、金属層６６の上端面６６Ａ全面と、金属層６５の上端面６５Ａと、金属層６５から露出する貫通孔ＶＨ６の内側面及び金属層６６の側面とを被覆する。すなわち、配線層７１は、絶縁層５３の上面５３Ａと絶縁層５３の側面（貫通孔ＶＨ６の内側面）とに接する。このような配線層７１は、図２（ｂ）に示すように、ビア６４の上端面６４Ａとその周囲の絶縁層５３の上面５３Ａとを被覆するパッド７１Ｐを有している。すなわち、配線層７１は、ビア６４及び貫通孔ＶＨ６と平面視で重なる位置に形成され、貫通孔ＶＨ６よりも平面形状が大きく形成されたパッド７１Ｐを有している。また、配線層７１は、例えば当該配線層７１をパッド７１Ｐから平面方向に引き出す引出配線７１Ｄを有している。

【0032】

配線層７１（パッド７１Ｐ及び引出配線７１Ｄ）の上面７１Ａは平坦面である。配線層７１の上面７１Ａは、ビア６４の上端面６４Ａよりも平坦に形成されている。具体的には、ビア６４の直上に形成された配線層７１の上面７１Ａ（パッド７１Ｐの上面）は、ビア６４の上端面６４Ａよりも平坦に形成されている。例えば、配線層７１の上面７１Ａは、絶縁層５３の上面５３Ａと平行な平坦面に形成されている。

【0033】

また、図１（ｂ）に示すように、配線層７１は、例えばシード層７５と、金属層７６とを有している。シード層７５は、絶縁層５３の上面５３Ａと、間隙Ｓ１内における貫通孔ＶＨ６の内側面、金属層６５の上端面６５Ａ及び金属層６６の側面と、金属層６６の上端面６６Ａとを被覆するように形成されている。本例のシード層７５は、例えばチタン（Ｔｉ）からなる金属膜７７と、銅からなる金属膜７８とが順に積層された２層構造（Ｔｉ／Ｃｕ）を有している。そして、金属層７６は、金属膜７８の上面全面を被覆するように形成されている。金属膜７７，７８としては、例えばスパッタ法により形成された金属膜（スパッタ膜）を用いることができる。金属膜７７の厚さは例えば２０〜５０ｎｍ程度とすることができ、金属膜７８の厚さは例えば１００〜３００ｎｍ程度とすることができる。なお、シード層７５の下側の金属膜７７は、上側の金属膜７８や金属層７６等から絶縁層５３に銅が拡散することを抑制する金属バリア膜として機能する金属膜である。金属バリア膜として機能する金属膜の材料としては、Ｔｉの他に、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）等を用いることができる。また、金属層７６の材料としては、例えば銅や銅合金を用いることができる。

【0034】

図１（ａ）に示すように、絶縁層８１には、当該絶縁層８１の上面の所要の箇所に開口し、当該絶縁層８１を厚さ方向に貫通して上記配線層７１（例えば、パッド７１Ｐ）の上面の一部を露出する貫通孔ＶＨ７が形成されている。貫通孔ＶＨ７は、図１（ａ）において下側（配線層７１側）から上側（配線層７２側）に向かうに連れて径が大きくなるテーパ状に形成されている。例えば、貫通孔ＶＨ７は、断面視略逆台形状に形成されるとともに、平面視略円形状に形成されている。絶縁層８１の材料としては、例えば微細配線構造７０よりも下方に形成された絶縁層５１〜５３等とは異なる絶縁性樹脂を用いることが好ましい。絶縁層８１の材料としては、例えば感光性を有する絶縁性樹脂を用いることが好ましい。このような絶縁層８１の材料としては、例えばフェノール樹脂やポリイミド樹脂などの絶縁性樹脂を用いることができる。

【0035】

貫通孔ＶＨ７内には、配線層７１と配線層７２とを電気的に接続するビアＶ７が形成されている。このビアＶ７は、絶縁層８１を厚さ方向に貫通するように形成されている。また、ビアＶ７は、貫通孔ＶＨ７を充填するように形成されている。ビアＶ７は、貫通孔ＶＨ７と同様に、図１（ａ）において下側（配線層７１側）から上側（配線層７２側）に向かうに連れて径が大きくなるテーパ状に形成されている。例えば、ビアＶ７は、上面が下面よりも大径となる逆円錐台形状に形成されている。ビアＶ７は、例えばビア６４よりも小径に形成されている。ビアＶ７の上面の直径は例えば１０〜２０μｍ程度とすることができ、ビアＶ７の下面の直径は例えば５〜１５μｍ程度とすることができる。

【0036】

配線層７２は、ビアＶ７の上面と接続するように、絶縁層８１上に積層されている。配線層７２は、ビアＶ７と一体に形成されている。なお、配線層７１，７２及びビアＶ７の材料としては、例えば銅や銅合金を用いることができる。

【0037】

絶縁層８２には、当該絶縁層８２の上面の所要の箇所に開口し、当該絶縁層８２を厚さ方向に貫通する貫通孔ＶＨ８が形成されている。貫通孔ＶＨ８内には、配線層７２と配線層７３とを電気的に接続するビアＶ８が形成されている。このビアＶ８は、貫通孔ＶＨ８を充填するように形成されている。絶縁層８３には、当該絶縁層８３の上面の所要の箇所に開口し、当該絶縁層８３を厚さ方向に貫通する貫通孔ＶＨ９が形成されている。この貫通孔ＶＨ９内には、配線層７３と配線層７４とを電気的に接続するビアＶ９が形成されている。このビアＶ９は、貫通孔ＶＨ９を充填するように形成されている。これら貫通孔ＶＨ８，ＶＨ９及びビアＶ８，Ｖ９は、図１（ａ）において下側（配線層７２側）から上側（配線層７４側）に向かうに連れて径が大きくなるテーパ状に形成されている。例えば、貫通孔ＶＨ８，ＶＨ９は、上側の開口端の開口径が下側の開口端の開口径よりも大径となる逆円錐台形状に形成され、ビアＶ８，Ｖ９は、上面が下面よりも大径となる逆円錐台形状に形成されている。

【0038】

ここで、絶縁層８１〜８３は、微細配線構造７０よりも下方に形成された絶縁層５１〜５３等よりも薄く形成されている。例えば、配線層７１の上面７１Ａから絶縁層８１の上面までの厚さ、配線層７２の上面から絶縁層８２の上面までの厚さ、及び配線層７３の上面から絶縁層８３の上面までの厚さは、例えば１〜２０μｍ（好適には、３〜５μｍ）程度とすることができる。なお、配線層７３，７４及びビアＶ８，Ｖ９の材料としては、例えば銅や銅合金を用いることができる。絶縁層８２，８３の材料としては、絶縁層８１と同様に、例えば微細配線構造７０よりも下方に形成された絶縁層５１〜５３等とは異なる絶縁性樹脂を用いることが好ましい。また、絶縁層８２，８３の材料としては、例えば感光性を有する絶縁性樹脂を用いることが好ましい。このような絶縁層８２，８３の材料としては、例えばフェノール樹脂やポリイミド樹脂などの絶縁性樹脂を用いることができる。

【0039】

次に、半導体装置９０の構造について説明する。
図３に示すように、半導体装置９０は、上記配線基板１０と、１又は複数の半導体チップ９１と、アンダーフィル樹脂９５と、外部接続端子９６とを有している。

【0040】

半導体チップ９１は、配線基板１０にフリップチップ実装されている。すなわち、半導体チップ９１の回路形成面（図３では、下面）に配設されたバンプ９２を微細配線構造７０の最外層の配線層７４（パッド）に接合することにより、半導体チップ９１は、バンプ９２を介して配線層７４と電気的に接続されている。

【0041】

半導体チップ９１としては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）チップやＧＰＵ（Graphics Processing Unit）チップなどのロジックチップを用いることができる。また、半導体チップ９１としては、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）チップ、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）チップやフラッシュメモリチップなどのメモリチップを用いることもできる。なお、配線基板１０に複数の半導体チップ９１を搭載する場合には、ロジックチップとメモリチップとを組み合わせて配線基板１０に搭載するようにしてもよい。例えば、配線基板１０にＣＰＵチップとＤＲＡＭチップとを搭載するようにしてもよいし、配線基板１０にＧＰＵチップとＤＲＡＭチップとを搭載するようにしてもよい。

【0042】

半導体チップ９１の大きさは、例えば平面視で３ｍｍ×３ｍｍ〜１２ｍｍ×１２ｍｍ程度とすることができる。また、半導体チップ９１の厚さは、例えば５０〜１００μｍ程度とすることができる。

【0043】

また、上記バンプ９２としては、例えば金バンプやはんだバンプを用いることができる。はんだバンプの材料としては、例えば鉛（Ｐｂ）を含む合金、錫（Ｓｎ）とＡｕの合金、ＳｎとＣｕの合金、Ｓｎと銀（Ａｇ）の合金、ＳｎとＡｇとＣｕの合金等を用いることができる。

【0044】

アンダーフィル樹脂９５は、配線基板１０と半導体チップ９１との隙間を充填するように設けられている。アンダーフィル樹脂９５の材料としては、例えばエポキシ樹脂などの絶縁性樹脂を用いることができる。

【0045】

外部接続端子９６は、配線基板１０の外部接続用パッドＰ１上に形成されている。この外部接続端子９６は、例えば図示しないマザーボード等の実装基板に設けられたパッドと電気的に接続される接続端子である。外部接続端子９６としては、例えばはんだボールやリードピンを用いることができる。なお、本例では、外部接続端子９６として、はんだボールを用いている。

【0046】

次に、配線基板１０及び半導体装置９０の作用について説明する。
絶縁層５３の上面５３Ａを、その絶縁層５３の貫通孔ＶＨ６の内側面よりも平滑な面とした。このため、例えばスパッタ法により、絶縁層５３の上面５３Ａに金属膜（例えば、シード層）を均一に形成することができる。さらに、絶縁層５３の上面５３Ａは凹凸の少ない平滑面であるため、絶縁層５３の上面５３Ａが凹凸の大きい粗化面である場合に比べて、シード層をエッチング除去する際の残渣の発生を抑制することができる。

【0047】

また、貫通孔ＶＨ６内の上部において、ビア６４と貫通孔ＶＨ６の内側面（絶縁層５３）との間に間隙Ｓ１を形成し、その間隙Ｓ１を充填するように配線層７１を形成するようにした。ここで、貫通孔ＶＨ６の内側面が粗化面であるため、アンカー効果により、配線層７１と絶縁層５３との密着性を向上させることができる。すなわち、平滑面である絶縁層５３の上面５３Ａ上にのみ配線層７１を形成する場合に比べて、配線層７１と絶縁層５３との密着性を向上させることができる。

【0048】

ところで、貫通孔ＶＨ６の外周縁付近に間隙Ｓ１を形成した場合には、以下のような問題が発生するおそれがある。
図４（ａ）に示すように、貫通孔ＶＨ６内に形成される間隙Ｓ１が深くなると、ビア６４上に形成される配線層７１にも溝部７１Ｙが形成される。このとき、図４（ｂ）に示すように、配線層７１がパッド７１Ｐを有しておらず、ビア６４の上端面６４Ａに引出配線７１Ｄが直接接続される場合には、引出配線７１Ｄの一部に溝部７１Ｙが形成されることになるため、引出配線７１Ｄが断線するという問題が発生する。

【0049】

また、図４（ｃ）に示すように、配線層７１に溝部７１Ｙが生じた場合には、絶縁層８１にも溝部８１Ｙが形成され、さらに配線層７２にも溝部７２Ｙが形成されるという問題が発生する。

【0050】

これに対して、本実施形態の配線基板１０では、ビア６４の上端面６４Ａ上に、ビア６４の上端面６４Ａよりも大径で、且つ貫通孔ＶＨ６よりも大径のパッド７１Ｐを有する配線層７１を形成するようにした。これにより、ビア６４及び貫通孔ＶＨ６よりも大きな面積を持つパッド７１Ｐによって間隙Ｓ１が被覆されるため、パッド７１Ｐに溝部７１Ｙが形成されることを抑制することができる。このため、絶縁層８１に溝部８１Ｙが形成されることを抑制することができ、配線層７２に溝部７２Ｙが形成されることを抑制することができる。また、仮に間隙Ｓ１の直上の配線層７１（パッド７１Ｐ）に溝部７１Ｙが形成される場合であっても、パッド７１Ｐがビア６４及び貫通孔ＶＨ６よりも大きな面積を持つため、パッド７１Ｐと引出配線７１Ｄとの間で断線が発生することを好適に抑制できる。すなわち、パッド７１Ｐの外周縁に上記溝部７１Ｙが発生することを好適に抑制することができるため、パッド７１Ｐと引出配線７１Ｄとの間で断線が発生することを好適に抑制できる。換言すると、間隙Ｓ１の直上のパッド７１Ｐで溝部７１Ｙによって部分的に断線が生じた場合であっても、その断線はパッド７１Ｐ内部で生じるため、パッド７１Ｐの外周と接続される引出配線７１Ｄとパッド７１Ｐとの接続には影響を与えない。これらにより、貫通孔ＶＨ６内に間隙Ｓ１を形成する場合であっても、パッド７１Ｐと引出配線７１Ｄとの電気的な接続を確保することができる。

【0051】

次に、上記配線基板１０の製造方法について説明する。
まず、図５（ａ）に示す工程では、例えばコア基板２０となる銅張積層板（Copper Clad Laminate：ＣＣＬ）に貫通孔２０Ｘを形成し、電解めっき法やペースト充填等の方法により貫通孔２０Ｘ内に貫通電極２１を形成する。その後、サブトラクティブ法により、コア基板２０の上面２０Ａに配線層２２を形成するとともに、コア基板２０の下面２０Ｂに配線層２３を形成する。

【0052】

次に、図５（ｂ）に示す工程では、コア基板２０の下面２０Ｂ及び配線層２３を被覆する絶縁層３１を形成するとともに、コア基板２０の上面２０Ａ及び配線層２２を被覆する絶縁層５１を形成する。これら絶縁層３１，５１は、例えばコア基板２０に樹脂フィルムをラミネートした後に、樹脂フィルムを押圧しながら１３０〜２００℃程度の温度で熱処理して硬化させることにより形成することができる。上記樹脂フィルムとしては、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂のフィルムを用いることができる。

【0053】

続いて、図５（ｃ）に示す工程では、配線層２３の下面の一部が露出されるように絶縁層３１の所定箇所に貫通孔ＶＨ１を形成するとともに、配線層２２の上面の一部が露出されるように絶縁層５１の所定箇所に貫通孔ＶＨ４を形成する。これら貫通孔ＶＨ１，ＶＨ４は、例えばＣＯ_２レーザやＵＶ−ＹＡＧレーザ等によるレーザ加工法によって形成することができる。なお、絶縁層３１，５１が感光性樹脂を用いて形成されている場合には、例えばフォトリソグラフィ法により所要の貫通孔ＶＨ１，ＶＨ４を形成するようにしてもよい。

【0054】

次いで、貫通孔ＶＨ１，ＶＨ４をレーザ加工法によって形成した場合には、デスミア処理を行って、貫通孔ＶＨ１，ＶＨ４の底部に露出する配線層２２，２３の露出面に付着した樹脂スミアを除去する。

【0055】

続いて、図６（ａ）に示す工程では、絶縁層３１の貫通孔ＶＨ１内にビアＶ１を形成するとともに、そのビアＶ１を介して配線層２３と電気的に接続される配線層４１を絶縁層３１の下面に積層する。また、絶縁層５１の貫通孔ＶＨ４内にビアＶ４を形成するとともに、そのビアＶ４を介して配線層２２と電気的に接続される配線層６１を絶縁層５１の上面に積層する。これらビアＶ１，Ｖ４及び配線層４１，６１は、例えばセミアディティブ法やサブトラクティブ法などの各種の配線形成方法を用いて形成することができる。このような配線形成方法により、例えば銅や銅合金からなるめっき金属によってビアＶ１，Ｖ４及び配線層４１，６１が形成される。

【0056】

次に、図５（ｂ）〜図６（ａ）に示した工程と同様の工程を再度実行することにより、図６（ｂ）に示すように、コア基板２０の下面２０Ｂ側に絶縁層３２と配線層４２を積層するとともに、コア基板２０の上面２０Ａ側に絶縁層５２と配線層６２を積層する。

【0057】

続いて、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示した工程と同様の工程を再度実行することにより、図７（ａ）に示すように、絶縁層３２の下面に、貫通孔ＶＨ３を有する絶縁層３３を積層するとともに、絶縁層５２の上面に、貫通孔ＶＨ６を有する絶縁層５３を積層する。

【0058】

次いで、貫通孔ＶＨ３，ＶＨ６をレーザ加工法によって形成した場合には、デスミア処理を行って、貫通孔ＶＨ３，ＶＨ６の底部に露出する配線層４２，６２の露出面に付着した樹脂スミアを除去する。このデスミア処理により、貫通孔ＶＨ６の内側面及び絶縁層５３の上面５３Ａが粗化されるとともに、貫通孔ＶＨ３の内側面及び絶縁層３３の下面が粗化される。

【0059】

次に、図７（ｂ）に示す工程では、絶縁層３３の貫通孔ＶＨ３内にビアＶ３を形成するとともに、そのビアＶ３を介して配線層４２と電気的に接続される配線層４３を絶縁層３３の下面に積層する。これらビアＶ３及び配線層４３は、例えばセミアディティブ法やサブトラクティブ法などの各種の配線形成方法を用いて形成することができる。

【0060】

また、図７（ｂ）に示す工程では、貫通孔ＶＨ６の内面を含む絶縁層５３の表面全面を被覆するシード層６５Ｂを形成し、そのシード層６５Ｂを給電層とする電解めっき（パネルめっき）を施す。例えば、絶縁層５３の表面全面を被覆するシード層６５Ｂを無電解銅めっき法により形成し、そのシード層６５Ｂを給電層とする電解銅めっきを施して金属層６６Ｂを形成する。これにより、貫通孔ＶＨ６を充填するとともに、絶縁層５３の上面５３Ａ全面を被覆する導電層６３（シード層６５Ｂ及び金属層６６Ｂ）が形成される。なお、上記無電解銅めっき法では、例えば絶縁層５３の表面に対する無電解銅めっき膜の析出性向上及び密着性向上のために、絶縁層５３の表面全面にパラジウム触媒を付与した後に、絶縁層５３の表面全面に無電解銅めっきが施されて上記シード層６５Ｂが形成される。

【0061】

続いて、図８（ａ）に示す工程では、例えばＣＭＰ法により、絶縁層５３の上面５３Ａから突出する導電層６３（金属層６６Ｂ及びシード層６５Ｂ）を研磨するとともに、粗化面である絶縁層５３の上面５３Ａを研磨する。これにより、図８（ｂ）に示すように、貫通孔ＶＨ６内に、貫通孔ＶＨ６の内面全面を被覆する金属層６５が形成されるとともに、金属層６５よりも内側の貫通孔ＶＨ６内に金属層６６が形成される。これら金属層６５，６６からなるビア６４が形成される。さらに、絶縁層５３の上面５３Ａが平滑化される。このとき、貫通孔ＶＨ６の内側面は粗面化された状態のままであるため、絶縁層５３の上面５３Ａは貫通孔ＶＨ６の内側面よりも表面粗度が低くなる。ここで、本工程では、絶縁層５３の上面５３Ａが平滑化される（例えば、表面粗さＲａ値で０．２μｍ以下となる）まで、絶縁層５３の上面５３Ａ、シード層６５Ｂ及び金属層６６Ｂが研磨される。このとき、本工程のＣＭＰでは、導電層６３（シード層６５Ｂ及び金属層６６Ｂ）の研磨量と絶縁層５３の研磨量とに差が生じる。例えば本例では、導電層６３の研磨量が、絶縁層５３の研磨量に比べて大きくなるようにスラリーの材質や研磨パッドの硬度等が調整されている。このため、図８（ｂ）に示すように、絶縁層５３の上面５３Ａを研磨して平滑化する際に、その絶縁層５３に比して導電層６３の研磨量が大きくなり、ビア６４の上端面６４Ａに凹部６４Ｘが形成される。

【0062】

次いで、図８（ｃ）に示す工程では、貫通孔ＶＨ６内に間隙Ｓ１を形成する。例えば金属層６６及び絶縁層５３に対して金属層６５の一部を選択的にエッチング除去する。具体的には、貫通孔ＶＨ６の内側面を被覆する金属層６５の上端面６５Ａ側の一部をエッチング除去する。これにより、金属層６５の一部が除去されて金属層６５の上端面６５Ａが絶縁層５３の上面５３Ａよりも低くなり、貫通孔ＶＨ６の外周縁付近に間隙Ｓ１が形成される。本工程で使用するエッチング液としては、例えば過酸化水素−硫酸系エッチング液にアゾール類を添加したものを用いることができる。このようなエッチング液は、電解銅めっき層と無電解銅めっき層に対するエッチング速度に差を設け、電解銅めっきからなる金属層６６をエッチングすることなく、無電解銅めっきからなる金属層６５を選択的にエッチングするものである。但し、上記エッチング液を使用した場合であっても、金属層６６の一部が溶解除去される場合もある。この場合には、図８（ｃ）に示すように、金属層６６の上端面６６Ａが絶縁層５３の上面５３Ａよりも低い位置に形成されることになる。なお、このようなエッチング処理を施すことにより、ＣＭＰの後に絶縁層５３の上面５３Ａにシード層６５Ｂ（図８（ｂ）参照）の一部が残存する場合であっても、その残存するシード層６５Ｂを除去することができる。

【0063】

以下に説明する図９（ａ）〜図１４（ａ）に示す工程は、絶縁層５３上に微細配線構造７０を形成する工程であるため、図９（ａ）〜図１４（ａ）では、コア基板２０の下面２０Ｂ側の構造の図示を省略している。

【0064】

次いで、図９（ａ）に示す工程では、コア基板２０の上面側の表面全面を被覆するようにシード層７５Ａを形成する。具体的には、図９（ｂ）に示すように、絶縁層５３の上面５３Ａと、金属層６６の上端面６６Ａと、金属層６５の上端面６５Ａと、金属層６５から露出する貫通孔ＶＨ６の内側面及び金属層６６の側面とを被覆するようにシード層７５Ａを形成する。このシード層７５Ａは、例えばスパッタ法や無電解めっき法により形成することができる。例えば、本工程では、絶縁層５３の上面５３Ａが平滑面であるため、その上面５３Ａに対してスパッタ法によりシード層７５Ａを均一に形成することができ、シード層７５Ａの上面を平滑に形成することができる。このため、粗化面に対してスパッタ法によりシード層７５Ａを形成する場合に比べて、シード層７５Ａを薄く形成することができる。例えば、スパッタ法によりシード層７５Ａを形成する場合には、まず、絶縁層５３の上面５３Ａと、金属層６６の上端面６６Ａと、金属層６５の上端面６５Ａと、金属層６５から露出する貫通孔ＶＨ６の内側面及び金属層６６の側面とを被覆するように、それらの面上にチタンをスパッタリングにより堆積させて金属膜７７Ａを形成する。その後、金属膜７７Ａ上に銅をスパッタリングにより堆積させて金属膜７８Ａを形成する。これにより、２層構造（Ｔｉ層／Ｃｕ層）のシード層７５Ａを形成することができる。また、無電解めっき法によりシード層７５Ａを形成する場合には、例えば無電解銅めっき法により１層構造（Ｃｕ層）からなるシード層７５Ａを形成することができる。

【0065】

次いで、図１０（ａ）に示す工程では、シード層７５Ａ上に、所定の箇所に開口パターン１０１Ｘを有するレジスト層１０１を形成する。開口パターン１０１Ｘは、配線層７１（図１参照）の形成領域に対応する部分のシード層７５Ａを露出するように形成される。レジスト層１０１の材料としては、例えば次工程のめっき処理に対して耐めっき性がある材料を用いることができる。例えば、レジスト層１０１の材料としては、感光性のドライフィルムレジスト又は液状のフォトレジスト（例えばノボラック系樹脂やアクリル系樹脂等のドライフィルムレジストや液状レジスト）等を用いることができる。例えば感光性のドライフィルムレジストを用いる場合には、シード層７５Ａの上面にドライフィルムを熱圧着によりラミネートし、そのドライフィルムをフォトリソグラフィ法によりパターニングして上記開口パターン１０１Ｘを有するレジスト層１０１を形成する。なお、液状のフォトレジストを用いる場合にも、同様の工程を経て、レジスト層１０１を形成することができる。本工程において、レジスト層１０１が形成されるシード層７５Ａの上面が平滑面になっているため、レジスト層１０１にパターニング欠陥が生じることを抑制することができる。すなわち、レジスト層１０１に開口パターン１０１Ｘを高精度に形成することができる。

【0066】

次に、図１０（ｂ）に示す工程では、レジスト層１０１をめっきマスクとして、シード層７５Ａの上面に、そのシード層７５Ａをめっき給電層に利用する電解めっき法を施す。具体的には、レジスト層１０１の開口パターン１０１Ｘから露出されたシード層７５Ａの上面に電解めっき法（ここでは、電解銅めっき法）を施すことにより、そのシード層７５Ａの上面に金属層７６（電解めっき層）を形成する。続いて、レジスト層１０１を例えばアルカリ性の剥離液により除去する。

【0067】

次いで、図１１（ａ）に示す工程では、上記金属層７６をエッチングマスクとして、不要なシード層７５Ａをエッチングにより除去する。これにより、図１１（ｂ）に示すように、金属膜７７，７８からなるシード層７５と、金属層７６とを含む配線層７１が絶縁層５３上に形成される。このとき、配線層７１は、シード層７５（金属膜７７，７８）と金属層７６とによってビア６４の凹部６４Ｘ及び間隙Ｓ１を充填するように形成されるとともに、上面７１Ａが平坦に形成される。このように、下層の配線層６１，６２等よりも微細な配線層７１はセミアディティブ法によって形成される。

【0068】

次いで、図１２（ａ）に示す工程では、絶縁層５３の上面５３Ａ上に、配線層７１の表面（上面７１Ａ及び側面）全面を被覆する絶縁層８１を形成する。例えば絶縁層５３の上面５３Ａに樹脂フィルムを熱圧着によりラミネートすることにより上記絶縁層８１を形成する。なお、上記樹脂フィルムとしては、例えばフェノール樹脂やポリイミド樹脂等の感光性樹脂のフィルムを用いることができる。また、例えば絶縁層５３の上面５３Ａに液状の樹脂を塗布することにより上記絶縁層８１を形成することもできる。なお、上記液状の樹脂としては、例えばフェノール樹脂やポリイミド樹脂等の感光性樹脂を用いることができる。

【0069】

続いて、図１２（ｂ）に示す工程では、例えばフォトリソグラフィ法により、絶縁層８１の所要箇所に、配線層７１の上面７１Ａの一部を露出する貫通孔ＶＨ７を形成する。本工程において、配線層７１の上面７１Ａが平坦面になっているため、上記フォトリソグラフィ法により、絶縁層８１に貫通孔ＶＨ７を高精度に形成することができる。

【0070】

次に、図１３（ａ）に示す工程では、貫通孔ＶＨ７を充填するビアＶ７を形成するとともに、絶縁層８１上に配線層７２を形成する。これらビアＶ７及び配線層７２の形成方法の一例を図１３（ｂ）を参照して以下に説明する。

【0071】

まず、スパッタ法や無電解めっき法により、貫通孔ＶＨ７の内面を含む絶縁層８１の上面８１Ａ全面を被覆するシード層１０３を形成する。例えば、スパッタ法によりシード層１０３を形成する場合には、まず、貫通孔ＶＨ７の内面を含む絶縁層８１の上面８１Ａ全面を被覆するように、絶縁層８１の上面８１Ａ上にチタンをスパッタリングにより堆積させてＴｉ層を形成する。その後、Ｔｉ層上に銅をスパッタリングにより堆積させてＣｕ層を形成する。これにより、２層構造（Ｔｉ層／Ｃｕ層）のシード層１０３を形成することができる。このとき、Ｔｉ層の厚さは例えば２０〜５０ｎｍ程度とすることができ、Ｃｕ層の厚さは例えば１００〜３００ｎｍ程度とすることができる。なお、上記Ｔｉ層を窒化チタン（ＴｉＮ）からなるＴｉＮ層に変更し、ＴｉＮ層とＣｕ層からなる２層構造のシード層１０３を形成するようにしてもよい。また、無電解めっき法によりシード層１０３を形成する場合には、例えば無電解銅めっき法により１層構造（Ｃｕ層）からなるシード層１０３を形成することができる。

【0072】

続いて、シード層１０３上に、配線層７２に対応する開口部を有するレジスト層（図示略）を形成する。次いで、上記シード層１０３をめっき給電層に利用した電解めっき法（例えば、電解銅めっき法）を施す。これにより、貫通孔ＶＨ７を充填する電解銅めっき層１０４が形成されるとともに、電解銅めっき層１０４上及び上記レジスト層の開口部から露出されたシード層１０３上に電解銅めっき層１０５が形成される。その後、レジスト層を除去した後に、電解銅めっき層１０５をマスクにして不要なシード層１０３をエッチング除去する。これにより、貫通孔ＶＨ７に形成されたシード層１０３と電解銅めっき層１０４とからなるビアＶ７が形成されるとともに、絶縁層８１の上面８１Ａ上に形成されたシード層１０３と電解銅めっき層１０５とからなる配線層７２が形成される。このように、ビアＶ７及び配線層７２は、例えばセミアディティブ法により形成することができる。

【0073】

続いて、図１３（ｃ）に示す工程では、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示した工程と同様に、絶縁層８１上に、配線層７２の上面の一部を露出する貫通孔ＶＨ８を有する絶縁層８２を形成する。次いで、図１３（ａ）に示した工程と同様に、例えばセミアディティブ法により、貫通孔ＶＨ８を充填するビアＶ８を形成するとともに、絶縁層８２上に配線層７３を形成する。

【0074】

次に、図１４（ａ）に示す工程では、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示した工程と同様に、絶縁層８２上に、配線層７３の上面の一部を露出する貫通孔ＶＨ９を有する絶縁層８３を形成する。続いて、図１３（ａ）に示した工程と同様に、例えばセミアディティブ法により、貫通孔ＶＨ９を充填するビアＶ９を形成するとともに、絶縁層８３上に最上層の配線層７４を形成する。

【0075】

次いで、図１４（ｂ）に示す工程では、最下層の配線層４３の所要の箇所に画定される外部接続用パッドＰ１を露出させるための開口部３４Ｘを有するソルダレジスト層３４を絶縁層３３の下面に積層する。このソルダレジスト層３４は、例えば感光性のソルダレジストフィルムをラミネートし、又は液状のソルダレジストを塗布し、当該レジストを所要の形状にパターニングすることにより形成することができる。これにより、ソルダレジスト層３４の開口部３４Ｘから配線層４３の一部が外部接続用パッドＰ１として露出される。なお、必要に応じて、ソルダレジスト層３４の開口部３４Ｘから露出された配線層４３（つまり、外部接続用パッドＰ１）上に、例えばＮｉ層とＡｕ層を順に積層するようにしてもよい。これらＮｉ層やＡｕ層は、例えば無電解めっき法により形成することができる。

【0076】

以上の製造工程により、図１に示した配線基板１０を製造することができる。
次に、上記半導体装置９０の製造方法について説明する。
図１５に示す工程では、外部接続用パッドＰ１上に外部接続端子９６を形成する。例えば外部接続用パッドＰ１上に、適宜フラックスを塗布した後、外部接続端子９６（ここでは、はんだボール）を搭載し、２４０〜２６０℃程度の温度でリフローして固定する。その後、表面を洗浄してフラックスを除去する。

【0077】

また、図１５に示す工程では、配線基板１０に半導体チップ９１を実装する。具体的には、配線基板１０の配線層７４（パッド）上に、半導体チップ９１のバンプ９２をフリップチップ接合する。続いて、フリップチップ接合された半導体チップ９１と配線基板１０との間に、アンダーフィル樹脂９５（図３参照）を充填し、そのアンダーフィル樹脂９５を硬化する。以上の製造工程により、図３に示した半導体装置９０を製造することができる。

【0078】

以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）絶縁層５３の上面５３Ａを、その絶縁層５３の貫通孔ＶＨ６の内側面よりも平滑な面とした。このため、例えばスパッタ法により、絶縁層５３の上面５３Ａに金属膜（例えば、シード層７５Ａ）を均一に形成することができる。したがって、粗化面にシード層７５Ａを形成する場合に比べて、シード層７５Ａを薄く形成することができる。さらに、絶縁層５３の上面５３Ａは凹凸の少ない平滑面であるため、絶縁層５３の上面５３Ａが凹凸の大きい粗化面である場合に比べて、シード層をエッチング除去する際の残渣の発生を抑制することができる。これらにより、絶縁層５３の上面５３Ａに積層される配線層の微細化が進んだ場合であっても、その配線層の微細化に容易に対応することができる。

【0079】

また、貫通孔ＶＨ６内の上部において、ビア６４と貫通孔ＶＨ６の内側面（絶縁層５３）との間に間隙Ｓ１を形成し、その間隙Ｓ１を充填するように配線層７１を形成するようにした。ここで、貫通孔ＶＨ６の内側面が粗化面であるため、アンカー効果により、配線層７１と絶縁層５３との密着性を向上させることができる。すなわち、平滑面である絶縁層５３の上面５３Ａ上にのみ配線層７１を形成する場合に比べて、配線層７１と絶縁層５３との密着性を向上させることができる。

【0080】

（２）ビア６４の上端面６４Ａ上に、ビア６４の上端面６４Ａよりも大径で、且つ貫通孔ＶＨ６よりも大径のパッド７１Ｐを有する配線層７１を形成するようにした。これにより、ビア６４及び貫通孔ＶＨ６よりも大きな面積を持つパッド７１Ｐによって間隙Ｓ１が被覆されるため、パッド７１Ｐに溝部７１Ｙが形成されることを抑制することができる。さらに、引出配線７１Ｄに断線が発生することを好適に抑制することができる。

【0081】

（３）ビア６４上に、そのビア６４の凹部６４Ｘを充填してビア６４と接続され、そのビア６４の上端面６４Ａ（金属層６６の上端面６６Ａ）よりも平坦に形成された上面７１Ａを有する配線層７１を形成するようにした。このため、ビア６４の上端面６４ＡにビアＶ７を直接接続する場合に比べて、ビアＶ７と配線層７１（ビア６４）との接続信頼性を向上させることができる。

【0082】

（４）上面７１Ａが平坦面である配線層７１を被覆する絶縁層８１を形成し、フォトリソグラフィ法により貫通孔ＶＨ７を絶縁層８１に形成するようにした。絶縁層８１が形成される配線層７１の上面７１Ａが平坦面になっているため、フォトリソグラフィ法により、絶縁層８１に小径の貫通孔ＶＨ７を高精度に形成することができる。

【0083】

（５）絶縁層５３に設けられた貫通孔ＶＨ６の内側面を粗化面とした。これにより、貫通孔ＶＨ６の内側面が平滑面である場合に比べて、ビア６４と絶縁層５３との接触面積を増大させることができる。このため、ビア６４と絶縁層５３との密着性が向上し、ビア６４と絶縁層５３との線膨張係数の差に起因した引っ張り力に対して強くなる。したがって、ビア６４と絶縁層５３との接続信頼性を向上させることができるとともに、ビア６４が貫通孔ＶＨ６から抜けることを抑制することができる。

【0084】

（他の実施形態）
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記実施形態では、貫通孔ＶＨ６の外周縁の全周囲に沿って間隙Ｓ１を形成するようにした。これに限らず、例えば貫通孔ＶＨ６の外周縁の一部分にのみ間隙Ｓ１を形成するようにしてもよいし、貫通孔ＶＨ６の外周縁に断続的に間隙Ｓ１を形成するようにしてもよい。

【0085】

・上記実施形態では、配線層７１の上面７１Ａを、その上面７１Ａ全面が絶縁層５３の上面５３Ａと平行となるように形成するようにしたが、配線層７１の上面７１Ａの形状はこれに限定されない。

【0086】

例えば図１６に示すように、配線層７１の上面７１ＡのうちビアＶ７と接続される部分の面７１Ｂがビア６４の上端面６４Ａよりも平坦面であれば、配線層７１の上面７１Ａに配線層６２側に凹む凹部７１Ｘが形成されていてもよい。ビアＶ７と接続される部分の配線層７１の上面（つまり、面７１Ｂ）がビア６４の上端面６４Ａ（金属層６６の上端面６６Ａ）よりも平坦面であれば、上記実施形態の（３），（４）の効果と同様の効果を奏することができる。

【0087】

・図１７及び図１８に示すように、１つのパッド７１Ｐに対して複数（図１８では４つ）のビアＶ７を接続するようにしてもよい。すなわち、複数のビアＶ７を介して配線層７１と配線層７２とを電気的に接続するようにしてもよい。例えば、１つのパッド７１Ｐに対して、貫通孔ＶＨ６の上側の開口径Φ３よりも小径に設定されたビアＶ７を複数個接続するようにしてもよい。すなわち、ビアＶ７が充填される貫通孔ＶＨ７の上側の開口径Φ４（ビアＶ７の直径）は、貫通孔ＶＨ６の開口径Φ３よりも小径に設定されている。例えば、貫通孔ＶＨ７の開口径Φ４は、貫通孔ＶＨ６の開口径Φ３の０．１〜０．２倍程度の大きさであることが好ましい。なお、貫通孔ＶＨ６の開口径Φ３を例えば５０〜７０μｍ程度とすることができ、貫通孔ＶＨ７の開口径Φ４を例えば５〜１０μｍ程度とすることができる。

【0088】

また、各ビアＶ７（各貫通孔ＶＨ７）は、パッド７１Ｐ上のうち貫通孔ＶＨ６の外周縁よりも中心側の領域に形成されることが好ましい。例えば、各ビアＶ７（各貫通孔ＶＨ７）は、金属層６６の上端面６６Ａの直上に形成されることが好ましい。具体的には、貫通孔ＶＨ６の外周縁から貫通孔ＶＨ７の下側の開口端までの距離Ｄ１を、例えば貫通孔ＶＨ６の開口径Φ３の１５〜３０％程度の長さ（例えば、１０〜１５μｍ程度）に設定することが好ましい。このような位置にビアＶ７を形成することにより、ビアＶ７を上記間隙Ｓ１と平面視で重ならない位置に形成することができる。また、配線層７１（パッド７１Ｐ）の上面７１Ａに凹部７１Ｘが形成される場合であっても、上記位置にビアＶ７を形成することにより、ビアＶ７を平坦な面７１Ｂ上に形成することができる。これらにより、ビアＶ７とパッド７１Ｐとの接続信頼性を向上させることができる。なお、隣接するビアＶ７の間隔の距離Ｄ２は、例えば１０〜１５μｍ程度とすることができる。

【0089】

このように、１つのパッド７１Ｐに対して小径のビアＶ７を複数個接続することにより、各貫通孔ＶＨ７のアスペクト比を小さくすることができるため、ビアＶ７の充填性を向上させることができる。これにより、ボイドレスのビアＶ７を容易に形成することができるため、ビアＶ７とパッド７１Ｐとの接続信頼性を向上させることができる。

【0090】

なお、図１９に示すように、１つのパッド７１Ｐに対して複数のビアＶ７を接続する場合であっても、上記実施形態と同様に、配線層７２の上面にビアＶ８が形成され、そのビアＶ８を介して配線層７２と配線層７３とが電気的に接続される。

【0091】

・上記実施形態の配線層７１における引出配線７１Ｄを省略してもよい。すなわち、配線層７１を、パッド７１Ｐのみを有する配線層としてもよい。
・上記実施形態における貫通孔ＶＨ１〜ＶＨ９及びビアＶ１〜Ｖ５，６４，Ｖ７〜Ｖ９の断面形状は特に限定されない。例えば、貫通孔ＶＨ１〜ＶＨ９及びビアＶ１〜Ｖ５，６４，Ｖ７〜Ｖ９をストレート形状（断面視略矩形状）に形成するようにしてもよい。

【0092】

・図２０に示すように、最上層の配線層７４上に金属層７９を形成するようにしてもよい。金属層７９の例としては、配線層７４の上面から、Ｎｉ層／Ａｕ層を順に積層した金属層、Ｎｉ層／Ｐｄ層／Ａｕ層を順に積層した金属層、Ｎｉ層／Ｐｄ層／Ａｇ層を順に積層した金属層、Ｎｉ層／Ｐｄ層／Ａｇ層／Ａｕ層を順に積層した金属層を挙げることができる。これらＮｉ層、Ａｕ層、Ｐｄ層、Ａｇ層としては、例えば無電解めっき法により形成された金属層（無電解めっき金属層）を用いることができる。

【0093】

・あるいは、配線層７４上にＯＳＰ膜を形成するようにしてもよい。
・上記実施形態における配線基板１０における配線層４１，４２，４３，６１，６２及び絶縁層３１，３２，３３，５１，５２，５３の層数や配線の取り回しなどは様々に変形・変更することが可能である。

【0094】

・上記実施形態における微細配線構造７０における配線層７１〜７４及び絶縁層８１〜８３の層数や配線の取り回しなどは様々に変形・変更することが可能である。
・上記実施形態では、コア基板２０を有するコア付きビルドアップ基板上に微細配線構造７０を形成するようにしたが、微細配線構造７０の下層の構造は特に限定されない。例えば、コア基板を含まないコアレス基板上に微細配線構造７０を形成するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0095】

１０ 配線基板
５３ 絶縁層（第１絶縁層）
５３Ａ 上面（表面）
６２ 配線層（第１配線層）
６２Ａ 上面（表面）
６４ ビア（第１ビア）
６３ 導電層
６４Ａ，６６Ａ 上端面（端面）
６４Ｘ 凹部
６５ 金属層（無電解めっき層）
６６ 金属層（第１電解めっき層）
７０ 微細配線構造
７１ 配線層（第２配線層）
７１Ａ 上面（表面）
７１Ｐ パッド
７２ 配線層（第３配線層）
７４ 配線層（最外層の配線層）
７５ シード層
７６ 金属層（第２電解めっき層）
７７ 金属膜（第１金属膜）
７８ 金属膜（第２金属膜）
８１ 絶縁層（第２絶縁層）
８１Ａ 上面（表面）
９０ 半導体装置
９１ 半導体チップ
Ｓ１ 間隙
Ｖ７ ビア（第２ビア）
ＶＨ６ 貫通孔（第１貫通孔）
ＶＨ７ 貫通孔（第２貫通孔）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】