特開 2024-93387 配線基板及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024093387

(43)【公開日】2024-07-09

(54)【発明の名称】配線基板及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/46 20060101AFI20240702BHJP

   H05K 1/11 20060101ALI20240702BHJP

【ＦＩ】

H05K3/46 N

H05K1/11 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022209741

(22)【出願日】2022-12-27

(71)【出願人】

【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】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】山村 京太

【テーマコード（参考）】

5E316

5E317

【Ｆターム（参考）】

5E316AA12

5E316AA15

5E316AA32

5E316AA43

5E316CC09

5E316CC10

5E316CC13

5E316CC32

5E316DD12

5E316DD22

5E316DD32

5E316DD33

5E316EE33

5E316FF07

5E316FF15

5E316GG15

5E316GG17

5E316HH31

5E317AA24

5E317BB02

5E317BB03

5E317BB12

5E317CC32

5E317CC33

5E317CD11

5E317CD25

5E317CD27

5E317GG17

(57)【要約】

【課題】配線層の厚さの設計自由度を向上することが可能な配線基板を提供する。
【解決手段】本配線基板は、第１配線層と、前記第１配線層を被覆する絶縁層と、前記絶縁層を貫通するビア配線と、前記絶縁層の上面に設けられ、前記ビア配線を介して前記第１配線層と接続された第２配線層と、を有し、前記ビア配線は、前記絶縁層を貫通するビアホールの内壁面、及び前記ビアホール内に露出する前記第１配線層の上面を被覆する第１シード層と、前記第１シード層上に設けられた第１電解めっき層と、を含み、前記第２配線層は、前記絶縁層の上面及び前記第１電解めっき層の上面に設けられた第２シード層と、前記第２シード層上に設けられた第２電解めっき層と、を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１配線層と、
前記第１配線層を被覆する絶縁層と、
前記絶縁層を貫通するビア配線と、
前記絶縁層の上面に設けられ、前記ビア配線を介して前記第１配線層と接続された第２配線層と、を有し、
前記ビア配線は、前記絶縁層を貫通するビアホールの内壁面、及び前記ビアホール内に露出する前記第１配線層の上面を被覆する第１シード層と、前記第１シード層上に設けられた第１電解めっき層と、を含み、
前記第２配線層は、前記絶縁層の上面及び前記第１電解めっき層の上面に設けられた第２シード層と、前記第２シード層上に設けられた第２電解めっき層と、を含む、配線基板。

【請求項2】

前記第１シード層の端面は、前記絶縁層の上面側に露出し、
前記第１シード層の端面と前記第２シード層の下面とが接続される、請求項１に記載の配線基板。

【請求項3】

前記第２配線層は、前記ビア配線上に位置するパッドと、前記絶縁層の上面に位置する配線パターンと、を含む、請求項１に記載の配線基板。

【請求項4】

前記絶縁層の上面と前記第１電解めっき層の上面とは、面一である、請求項１に記載の配線基板。

【請求項5】

前記第２配線層の厚さは、１０μｍ以下である、請求項１乃至４の何れか一項に記載の配線基板。

【請求項6】

第１配線層を被覆する絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層を貫通し、前記第１配線層の上面を露出するビアホールを形成する工程と、
前記絶縁層の上面、前記ビアホールの内壁面、及び前記ビアホール内に露出する前記第１配線層の上面を被覆する第１シード層を形成する工程と、
前記第１シード層の表面を乾燥させる工程と、
前記第１シード層をウェットエッチングし、前記ビアホール内に位置する前記第１シード層を残存させ、前記絶縁層の上面に位置する前記第１シード層を除去する工程と、
前記ビアホール内に位置する前記第１シード層上に第１電解めっき層を形成する工程と、
前記絶縁層の上面及び前記第１電解めっき層の上面に第２シード層を形成する工程と、
前記第２シード層上に第２電解めっき層を形成する工程と、を含む、配線基板の製造方法。

【請求項7】

前記第１シード層をウェットエッチングする工程では、前記第１シード層にエッチングマスクを設けることなく、前記第１シード層の全体をエッチング液に浸漬させる、請求項６に記載の配線基板の製造方法。

【請求項8】

前記乾燥させる工程では、前記第１シード層に、２０℃以上３０℃以下の気体を送風する、請求項６に記載の配線基板の製造方法。

【請求項9】

前記第２電解めっき層は、銅から形成され、
前記第２電解めっき層の形成に用いるめっき浴は、硫酸及び硫酸銅五水和物を含み、
前記硫酸の濃度は、前記硫酸銅五水和物の濃度以上である、請求項６乃至８の何れか一項に記載の配線基板の製造方法。

【請求項10】

前記第２電解めっき層は、銅から形成され、
前記第２電解めっき層の形成に用いるめっき浴は、硫酸及び硫酸銅五水和物を含み、
前記めっき浴の導電率は３０Ｓ／ｍ以上である、請求項６乃至８の何れか一項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、配線基板及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、配線層及び絶縁層を交互に積層する多層の配線基板が知られている。このような配線基板において、隣接する配線層は、絶縁層を貫通するビア配線により接続される。また、ビア配線と、ビア配線の上に形成される配線層とは、例えば、同一のめっき工程により一体に形成される。すなわち、同一のめっき工程で、絶縁層に形成されたビアホールを充填する処理と、絶縁層の上面に配線層を形成する処理が実施される（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－９８４２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、絶縁層の上面に形成する配線層を一定以上の厚さにしないとビアホールを充填することができないため、ビアホールを充填する処理と配線層を形成する処理を同時に実施すると、配線層の厚さを自由に設計できない。すなわち、配線層の厚さの設計の自由度が低くなる。

【0005】

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、配線層の厚さの設計自由度を向上することが可能な配線基板を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本配線基板は、第１配線層と、前記第１配線層を被覆する絶縁層と、前記絶縁層を貫通するビア配線と、前記絶縁層の上面に設けられ、前記ビア配線を介して前記第１配線層と接続された第２配線層と、を有し、前記ビア配線は、前記絶縁層を貫通するビアホールの内壁面、及び前記ビアホール内に露出する前記第１配線層の上面を被覆する第１シード層と、前記第１シード層上に設けられた第１電解めっき層と、を含み、前記第２配線層は、前記絶縁層の上面及び前記第１電解めっき層の上面に設けられた第２シード層と、前記第２シード層上に設けられた第２電解めっき層と、を含む。

【発明の効果】

【0007】

開示の技術によれば、配線層の厚さの設計自由度を向上することが可能な配線基板を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態に係る配線基板を例示する断面図である。

【図2】第１実施形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その１）である。

【図3】第１実施形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その２）である。

【図4】第１実施形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その３）である。

【図5】第１実施形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その４）である。

【図6】第１実施形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その５）である。

【図7】第１実施形態に係る配線基板の製造工程の他の例を示す図である。

【図8】第１実施形態の変形例に係る配線基板を例示する断面図である。

【図9】めっき浴と膜厚比との関係を例示する図である。

【図10】めっき浴と導電率との関係を例示する図である。

【図11】導電率と膜厚比との関係を例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

【0010】

〈第１実施形態〉
［配線基板の構造］
図１は、第１実施形態に係る配線基板を例示する断面図である。図１を参照すると、配線基板１は、コア基板１０の両面に配線層及び絶縁層が積層された配線基板である。

【0011】

具体的には、配線基板１において、コア基板１０の上面１０ａには、配線層１１と、絶縁層１２と、ビア配線１３と、配線層１４と、絶縁層１５と、ビア配線１６と、配線層１７と、絶縁層１８と、ビア配線１９と、配線層２０とが順次積層されている。又、コア基板１０の下面１０ｂには、配線層３１と、絶縁層３２と、ビア配線３３と、配線層３４と、絶縁層３５と、ビア配線３６と、配線層３７と、絶縁層３８と、ビア配線３９と、配線層４０とが順次積層されている。

【0012】

なお、本実施形態では、便宜上、図１における配線基板１の配線層２０側を上側又は一方の側、配線層４０側を下側又は他方の側とする。また、各部位の配線層２０側の面を一方の面又は上面、配線層４０側の面を他方の面又は下面とする。但し、配線基板１は天地逆の状態で用いることができ、又は任意の角度で配置することができる。また、平面視とは対象物を配線層２０の一方の面の法線方向から視ることを指し、平面形状とは対象物を配線層２０の一方の面の法線方向から視た形状を指すものとする。

【0013】

コア基板１０としては、例えば、ガラスクロスにエポキシ系樹脂等の熱硬化性の絶縁樹脂を含浸させた所謂ガラスエポキシ基板等を用いることができる。コア基板１０として、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等の織布や不織布にエポキシ系樹脂等の熱硬化性の絶縁樹脂を含浸させた基板等を用いてもよい。コア基板１０の厚さは、例えば、８０～１２００μｍ程度とすることができる。なお、各図において、ガラスクロス等の図示は省略されている。

【0014】

コア基板１０には、コア基板１０を貫通する複数の貫通孔１０ｘが形成されている。貫通孔１０ｘの平面形状は、例えば、直径が５０～１００μｍ程度の円形とすることができる。貫通孔１０ｘのピッチは、例えば、１００～１０００μｍ程度とすることができる。貫通孔１０ｘ内には、貫通電極２５が形成されている。貫通電極２５の材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）等を用いることができる。

【0015】

配線層１１は、コア基板１０の上面１０ａに形成されている配線パターンである。配線層３１は、コア基板１０の下面１０ｂに形成されている配線パターンである。配線層１１は、コア基板１０を貫通する貫通電極２５を介して、配線層３１と電気的に接続されている。配線層１１及び配線層３１は、例えば、銅箔等の金属箔や銅めっき等のめっき層からなる。配線層１１及び配線層３１の厚さは、例えば、１５～３５μｍ程度とすることができる。配線層１１及び配線層３１のライン／スペースは、例えば、１０μｍ／１０μｍ～５０μｍ／５０μｍ程度とすることができる。

【0016】

なお、ライン／スペースにおけるラインとは配線幅を表し、スペースとは隣り合う配線同士の間隔（配線間隔）を表す。例えば、ライン／スペースが１０μｍ／１０μｍ～５０μｍ／５０μｍと記載されていた場合、配線幅が１０μｍ以上５０μｍ以下で、かつ隣り合う配線同士の配線間隔が１０μｍ以上５０μｍ以下であることを表す。必ずしも配線幅と配線間隔とを等しくしなくてもよい。

【0017】

絶縁層１２は、コア基板１０の上面１０ａに、配線層１１を被覆するように形成されている。絶縁層３２は、コア基板１０の下面１０ｂに、配線層３１を被覆するように形成されている。絶縁層１２及び絶縁層３２は、例えば、非感光性樹脂を主成分とする絶縁層である。絶縁層１２及び絶縁層３２は、例えば、エポキシ系樹脂、イミド系樹脂、フェノール系樹脂、シアネート系樹脂等の熱硬化性の非感光性樹脂を主成分とすることができる。絶縁層１２及び絶縁層３２の厚さは、例えば、２０～４０μｍ程度とすることができる。絶縁層１２及び絶縁層３２は、シリカ（ＳｉＯ_２）等のフィラーを含有してもよい。絶縁層１２及び絶縁層３２は、例えば、感光性樹脂を主成分とする絶縁層であってもよい。

【0018】

ビア配線１３は、絶縁層１２を貫通し配線層１１の上面を露出するビアホール１２ｘ内に充填されている。ビアホール１２ｘは、絶縁層１５側に開口されている開口部の径が配線層１１の上面によって形成された開口部の底面の径よりも大きい逆円錐台状の凹部とすることができる。ビア配線１３は、ビアホール１２ｘの内壁面、及びビアホール１２ｘ内に露出する配線層１１の上面を連続的に被覆するシード層１３ａと、シード層１３ａ上に設けられた電解めっき層１３ｂとを含む。ビアホール１２ｘの開口部の径は、例えば、５０～８０μｍ程度とすることができる。

【0019】

ビア配線３３は、絶縁層３２を貫通し配線層３１の下面を露出するビアホール３２ｘ内に充填されている。ビアホール３２ｘは、絶縁層３５側に開口されている開口部の径が配線層３１の下面によって形成された開口部の底面の径よりも大きい円錐台状の凹部とすることができる。ビア配線３３は、ビアホール３２ｘの内壁面、及びビアホール３２ｘ内に露出する配線層３１の下面を連続的に被覆するシード層３３ａと、シード層３３ａ下に設けられた電解めっき層３３ｂとを含む。ビアホール３２ｘの開口部の径は、例えば、５０～８０μｍ程度とすることができる。

【0020】

シード層１３ａの端面は、絶縁層１２の上面側に露出している。シード層１３ａの端面及び電解めっき層１３ｂの上面は、例えば、絶縁層１２の上面と面一である。シード層３３ａの端面は、絶縁層３２の下面側に露出している。シード層３３ａの端面及び電解めっき層３３ｂの下面は、例えば、絶縁層３２の下面と面一である。シード層１３ａ及び３３ａは、例えば、銅から形成することができる。シード層１３ａ及び３３ａの厚さは、例えば、２００～４００ｎｍ程度とすることができる。電解めっき層１３ｂ及び３３ｂは、例えば、銅から形成することができる。電解めっき層１３ｂ及び３３ｂの厚さは、例えば、２０～４０μｍ程度とすることができる。

【0021】

配線層１４は、絶縁層１２の上面に設けられ、絶縁層１２を貫通するビア配線１３を介して配線層１１と接続されている。配線層１４の厚さは、例えば、１０μｍ以下とすることができる。配線層１４の厚さは、１０μｍより厚くしてもよい。配線層１４は、ビア配線１３上に位置するパッドと、絶縁層１２の上面に位置する配線パターンとを含む。絶縁層１２の上面に位置する配線パターンのライン／スペースは、例えば、１０μｍ／１０μｍ～５０μｍ／５０μｍ程度とすることができる。配線層１４は、絶縁層１２の上面及び電解めっき層１３ｂの上面に形成されたシード層１４ａと、シード層１４ａ上に設けられた電解めっき層１４ｂとを含む。ビア配線１３上に位置するパッドにおいて、シード層１４ａの下面は、シード層１３ａの端面に接続される。

【0022】

配線層３４は、絶縁層３２の下面に設けられ、絶縁層３２を貫通するビア配線３３を介して配線層３１と接続されている。配線層３４の厚さは、例えば、１０μｍ以下とすることができる。配線層３４の厚さは、１０μｍより厚くしてもよい。配線層３４は、ビア配線３３下に位置するパッドと、絶縁層３２の下面に位置する配線パターンとを含む。絶縁層３２の下面に位置する配線パターンのライン／スペースは、例えば、１０μｍ／１０μｍ～５０μｍ／５０μｍ程度とすることができる。配線層３４は、絶縁層３２の下面及び電解めっき層３３ｂの下面に形成されたシード層３４ａと、シード層３４ａ下に設けられた電解めっき層３４ｂとを含む。ビア配線３３下に位置するパッドにおいて、シード層３４ａの上面は、シード層３３ａの端面に接続される。

【0023】

シード層１４ａ及び３４ａは、例えば、銅から形成することができる。シード層１４ａ及び３４ａの厚さは、例えば、２００～４００ｎｍ程度とすることができる。電解めっき層１４ｂ及び３４ｂは、例えば、銅から形成することができる。電解めっき層１４ｂ及び３４ｂの厚さは、例えば、１～２０μｍ程度とすることができる。

【0024】

絶縁層１５は、絶縁層１２の上面に、配線層１４を被覆するように形成されている。絶縁層３５は、絶縁層３２の下面に、配線層３４を被覆するように形成されている。絶縁層１５及び絶縁層３５の材料や厚さは、例えば、絶縁層１２及び絶縁層３２と同様とすることができる。絶縁層１５及び絶縁層３５は、シリカ（ＳｉＯ_２）等のフィラーを含有してもよい。

【0025】

ビア配線１６は、絶縁層１５を貫通し配線層１４の上面を露出するビアホール１５ｘ内に充填されている。ビアホール１５ｘは、絶縁層１８側に開口されている開口部の径が配線層１４の上面によって形成された開口部の底面の径よりも大きい逆円錐台状の凹部とすることができる。ビア配線１６は、ビアホール１５ｘの内壁面、及びビアホール１５ｘ内に露出する配線層１４の上面を連続的に被覆するシード層１６ａと、シード層１６ａ上に設けられた電解めっき層１６ｂとを含む。ビアホール１５ｘの開口部の径は、例えば、５０～８０μｍ程度とすることができる。

【0026】

ビア配線３６は、絶縁層３５を貫通し配線層３４の下面を露出するビアホール３５ｘ内に充填されている。ビアホール３５ｘは、絶縁層３８側に開口されている開口部の径が配線層３４の下面によって形成された開口部の底面の径よりも大きい円錐台状の凹部とすることができる。ビア配線３６は、ビアホール３５ｘの内壁面、及びビアホール３５ｘ内に露出する配線層３４の下面を連続的に被覆するシード層３６ａと、シード層３６ａ下に設けられた電解めっき層３６ｂとを含む。ビアホール３５ｘの開口部の径は、例えば、５０～８０μｍ程度とすることができる。

【0027】

シード層１６ａの端面は、絶縁層１５の上面側に露出している。シード層１６ａの端面及び電解めっき層１６ｂの上面は、例えば、絶縁層１５の上面と面一である。シード層３６ａの端面は、絶縁層３５の下面側に露出している。シード層３６ａの端面及び電解めっき層３６ｂの下面は、例えば、絶縁層３５の下面と面一である。シード層１６ａ及び３６ａの材料や厚さは、例えば、シード層１３ａ及び３３ａと同様とすることができる。電解めっき層１６ｂ及び３６ｂの材料や厚さは、例えば、電解めっき層１３ｂ及び３３ｂと同様とすることができる。

【0028】

配線層１７は、絶縁層１５の上面に設けられ、絶縁層１５を貫通するビア配線１６を介して配線層１４と接続されている。配線層１７の厚さは、例えば、１０μｍ以下とすることができる。配線層１７の厚さは、１０μｍより厚くしてもよい。配線層１７は、ビア配線１６上に位置するパッドと、絶縁層１５の上面に位置する配線パターンとを含む。絶縁層１５の上面に位置する配線パターンのライン／スペースは、例えば、１０μｍ／１０μｍ～５０μｍ／５０μｍ程度とすることができる。配線層１７は、絶縁層１５の上面及び電解めっき層１６ｂの上面に形成されたシード層１７ａと、シード層１７ａ上に設けられた電解めっき層１７ｂとを含む。ビア配線１６上に位置するパッドにおいて、シード層１７ａの下面は、シード層１６ａの端面に接続される。

【0029】

配線層３７は、絶縁層３５の下面に設けられ、絶縁層３５を貫通するビア配線３６を介して配線層３４と接続されている。配線層３７の厚さは、例えば、１０μｍ以下とすることができる。配線層３７の厚さは、１０μｍより厚くしてもよい。配線層３７は、ビア配線３６下に位置するパッドと、絶縁層３５の下面に位置する配線パターンとを含む。絶縁層３５の下面に位置する配線パターンのライン／スペースは、例えば、１０μｍ／１０μｍ～５０μｍ／５０μｍ程度とすることができる。配線層３７は、絶縁層３５の下面及び電解めっき層３６ｂの下面に形成されたシード層３７ａと、シード層３７ａ下に設けられた電解めっき層３７ｂとを含む。ビア配線３６下に位置するパッドにおいて、シード層３７ａの上面は、シード層３６ａの端面に接続される。

【0030】

シード層１７ａ及び３７ａの材料や厚さは、例えば、シード層１４ａ及び３４ａと同様とすることができる。電解めっき層１７ｂ及び３７ｂの材料や厚さは、例えば、電解めっき層１４ｂ及び３４ｂと同様とすることができる。

【0031】

絶縁層１８は、絶縁層１５の上面に、配線層１７を被覆するように形成されている。絶縁層３８は、絶縁層３５の下面に、配線層３７を被覆するように形成されている。絶縁層１８及び絶縁層３８の材料や厚さは、例えば、絶縁層１５及び絶縁層３５と同様とすることができる。絶縁層１８及び絶縁層３８は、シリカ（ＳｉＯ_２）等のフィラーを含有してもよい。

【0032】

ビア配線１９は、絶縁層１８を貫通し配線層１７の上面を露出するビアホール１８ｘ内に充填されている。ビアホール１８ｘは、配線層２０側に開口されている開口部の径が配線層１７の上面によって形成された開口部の底面の径よりも大きい逆円錐台状の凹部とすることができる。ビア配線１９は、ビアホール１８ｘの内壁面、及びビアホール１８ｘ内に露出する配線層１７の上面を連続的に被覆するシード層１９ａと、シード層１９ａ上に設けられた電解めっき層１９ｂとを含む。ビアホール１８ｘの開口部の径は、例えば、５０～８０μｍ程度とすることができる。

【0033】

ビア配線３９は、絶縁層３８を貫通し配線層３７の下面を露出するビアホール３８ｘ内に充填されている。ビアホール３８ｘは、配線層４０側に開口されている開口部の径が配線層３７の下面によって形成された開口部の底面の径よりも大きい円錐台状の凹部とすることができる。ビア配線３９は、ビアホール３８ｘの内壁面、及びビアホール３８ｘ内に露出する配線層３７の下面を連続的に被覆するシード層３９ａと、シード層３９ａ下に設けられた電解めっき層３９ｂとを含む。ビアホール３８ｘの開口部の径は、例えば、５０～８０μｍ程度とすることができる。

【0034】

シード層１９ａの端面は、絶縁層１８の上面側に露出している。シード層１９ａの端面及び電解めっき層１９ｂの上面は、例えば、絶縁層１８の上面と面一である。シード層３９ａの端面は、絶縁層３８の下面側に露出している。シード層３９ａの端面及び電解めっき層３９ｂの下面は、例えば、絶縁層３８の下面と面一である。シード層１９ａ及び３９ａの材料や厚さは、例えば、シード層１３ａ及び３３ａと同様とすることができる。電解めっき層１９ｂ及び３９ｂの材料や厚さは、例えば、電解めっき層１３ｂ及び３３ｂと同様とすることができる。

【0035】

配線層２０は、絶縁層１８の上面に設けられ、絶縁層１８を貫通するビア配線１９を介して配線層１７と接続されている。配線層２０の厚さは、例えば、１０μｍ以下とすることができる。配線層２０の厚さは、１０μｍより厚くしてもよい。配線層２０は、ビア配線１９上に位置するパッドと、絶縁層１８の上面に位置する配線パターンとを含む。絶縁層１８の上面に位置する配線パターンのライン／スペースは、例えば、１０μｍ／１０μｍ～５０μｍ／５０μｍ程度とすることができる。配線層２０は、絶縁層１８の上面及び電解めっき層１９ｂの上面に形成されたシード層２０ａと、シード層２０ａ上に設けられた電解めっき層２０ｂとを含む。ビア配線１９上に位置するパッドにおいて、シード層２０ａの下面は、シード層１９ａの端面に接続される。

【0036】

配線層４０は、絶縁層３８の下面に設けられ、絶縁層３８を貫通するビア配線３９を介して配線層３７と接続されている。配線層４０の厚さは、例えば、１０μｍ以下とすることができる。配線層４０の厚さは、１０μｍより厚くしてもよい。配線層４０は、ビア配線３９下に位置するパッドと、絶縁層３８の下面に位置する配線パターンとを含む。絶縁層３８の下面に位置する配線パターンのライン／スペースは、例えば、１０μｍ／１０μｍ～５０μｍ／５０μｍ程度とすることができる。配線層４０は、絶縁層３８の下面及び電解めっき層３９ｂの下面に形成されたシード層４０ａと、シード層４０ａ下に設けられた電解めっき層４０ｂとを含む。ビア配線３９下に位置するパッドにおいて、シード層４０ａの上面は、シード層３９ａの端面に接続される。

【0037】

シード層２０ａ及び４０ａの材料や厚さは、例えば、シード層１４ａ及び３４ａと同様とすることができる。電解めっき層２０ｂ及び４０ｂの材料や厚さは、例えば、電解めっき層１４ｂ及び３４ｂと同様とすることができる。

【0038】

［配線基板の製造方法］
次に、第１実施形態に係る配線基板の製造方法について説明する。図２～図６は、第１実施形態に係る配線基板の製造工程を例示する図である。なお、配線基板１は、コア基板１０に対して上下が対称な構造であるため、コア基板１０の上側と下側は同じ工程で形成することができる。ここでは、コア基板１０の上側についてのみ、図示して説明する。具体的には、図１（ａ）に示す配線基板１の破線Ａで囲んだ領域について図示しながら、配線基板１の製造工程を説明する。

【0039】

なお、ここでは、１つの配線基板を作製する工程の例を示すが、配線基板は、大判の基板に複数の配線基板の形成領域が設けられた多数個取りの基板として製造することができる。この多数個取りの基板において、各配線基板の形成領域間を切断することで、個々の配線基板を得ることができる。

【0040】

まず、図２（ａ）に示す工程では、貫通電極２５を有するコア基板１０を準備し、コア基板１０の上面１０ａに配線層１１を形成する。配線層１１は、例えば、サブトラクティブ法やセミアディティブ法等の各種配線形成方法を用いて形成することができる。配線層１１は、例えば、銅層とすることができる。

【0041】

次に、図２（ｂ）に示す工程では、コア基板１０の上面１０ａに配線層１１を被覆する絶縁層１２を形成する。具体的には、例えば、配線層１１を被覆するように半硬化状態のフィルム状のエポキシ系樹脂等をラミネートし、硬化させて絶縁層１２を形成する。或いは、フィルム状のエポキシ系樹脂等のラミネートに代えて、液状又はペースト状のエポキシ系樹脂等を塗布後、硬化させて絶縁層１２を形成してもよい。

【0042】

次に、図２（ｃ）に示す工程では、絶縁層１２に、絶縁層１２を貫通し配線層１１の上面を露出するビアホール１２ｘを形成する。ビアホール１２ｘは、例えば、ＣＯ_２レーザ等を用いたレーザ加工法により形成できる。ビアホール１２ｘは、絶縁層１５が形成される側に開口されている開口部の径が配線層１１の上面によって形成された開口部の底面の径よりも大きい逆円錐台状の凹部とすることができる。ビアホール１２ｘを形成後、デスミア処理を行い、ビアホール１２ｘの底部に各々露出する配線層１１の表面に付着した樹脂残渣を除去することが好ましい。

【0043】

次に、図３（ａ）に示す工程では、絶縁層１２の上面、ビアホール１２ｘの内壁面、及びビアホール１２ｘ内に露出する配線層１１の上面を被覆するシード層１３ａを形成する。シード層１３ａは、例えば、銅の無電解めっきや銅のスパッタにより形成することができる。シード層１３ａの厚さは、例えば、２００～４００ｎｍ程度とすることができる。

【0044】

次に、図３（ｂ）に示す工程では、シード層１３ａの表面を乾燥させる（基板乾燥工程）。具体的には、例えば、コンプレッサに接続したエアガンから、シード層１３ａに、２０℃以上３０℃以下の気体Ｗを送風することにより、シード層１３ａの表面を乾燥させることができる。気体Ｗは、例えば、空気である。気体Ｗの送風時間は、例えば、１０秒以上１８０秒以下とすることができる。シード層１３ａの表面を乾燥させることにより、シード層１３ａの表面の濡れ性が低下する。

【0045】

次に、図３（ｃ）に示す工程では、シード層１３ａをウェットエッチングし、ビアホール１２ｘ内に位置するシード層１３ａを残存させ、絶縁層１２の上面に位置するシード層１３ａを除去する。具体的には、例えば、シード層１３ａの全体をエッチング液に浸漬させる。この際、シード層１３ａにエッチングマスクを設ける必要はない。すなわち、前述のように、基板乾燥工程によりシード層１３ａの表面の濡れ性が低下するため、ウェットエッチングに用いるエッチング液がビアホール１２ｘ内に侵入しにくくなる。その結果、ビアホール１２ｘ内に位置するシード層１３ａを残存させ、絶縁層１２の上面に位置するシード層１３ａのみを除去することができる。

【0046】

次に、図４（ａ）に示す工程では、配線層１１及びシード層１３ａから給電する銅の電解めっきにより、ビアホール１２ｘ内に位置するシード層１３ａ上に銅を析出させて電解めっき層１３ｂを形成する。この際、電解めっき層１３ｂの上面と絶縁層１２の上面とが面一になるように、めっき条件を調整する。なお、必要な場合には、電解めっき層１３ｂを形成後、絶縁層１２の上面及び電解めっき層１３ｂの上面をＣＭＰ法（chemical mechanical polishing法）等を用いて研磨し、平坦化してもよい。

【0047】

なお、配線層１１は、めっき用の給電ライン（図示せず）に接続されている。この給電ラインを通じで、配線層１１及びシード層１３ａに電解めっきのための給電が行われる。配線基板を多数個取りの基板として製造する場合、この給電ラインは、多数個取りの基板の各配線基板の形成領域間に設けられ、配線層１１に接続されている。多数個取りの基板において、各配線基板の形成領域間を切断する際に、給電ラインが切断され、給電ラインと配線層１１とが分離する。

【0048】

次に、図４（ｂ）に示す工程では、絶縁層１２の上面及び電解めっき層１３ｂの上面を被覆するシード層１４ａを形成する。シード層１４ａは、例えば、銅の無電解めっきや銅のスパッタにより形成することができる。シード層１４ａの厚さは、例えば、２００～４００ｎｍ程度とすることができる。

【0049】

次に、図４（ｃ）に示す工程では、シード層１４ａ上に配線層１４の形状に合わせた開口部３００ｘを有するめっきレジストパターン３００を形成する。めっきレジストパターン３００は、例えば、感光性のドライフィルムレジストをシード層１４ａ上に貼り付けることで形成できる。開口部３００ｘは、例えば、感光性のドライフィルムレジストを露光及び現像することにより形成できる。開口部３００ｘ内には、シード層１４ａの上面の一部が露出する。

【0050】

次に、図５（ａ）に示す工程では、シード層１４ａから給電する銅の電解めっきにより、めっきレジストパターン３００の開口部３００ｘに露出するシード層１４ａ上に電解めっき層１４ｂを形成する。電解めっき層１４ｂの形成に用いるめっき浴は、例えば、硫酸及び硫酸銅五水和物を含むことができる。この場合、硫酸の濃度は、硫酸銅五水和物の濃度以上であることが好ましい。また、めっき浴の導電率は３０Ｓ／ｍ以上であることが好ましい。これらにより、均一電着性が向上するため、電解めっき層１４ｂにおいて、幅の異なる部分の厚さのばらつきを低減することができる。例えば、電解めっき層１４ｂにおいて、ビア配線１３上に位置するパッドと、絶縁層１２上に位置する配線パターンとの厚さのばらつきを低減することができる。

【0051】

次に、図５（ｂ）に示す工程では、めっきレジストの剥離液を用いて、めっきレジストパターン３００を除去する。そして、図５（ｃ）に示す工程では、電解めっき層１４ｂをマスクとしたエッチングを行い、電解めっき層１４ｂから露出するシード層１４ａを除去し配線層１４を形成する。

【0052】

次に、図６に示す工程では、図２（ｂ）～図５（ｃ）の工程を必要数繰り返すことにより、図５（ｃ）に示す構造体の上に、絶縁層１５、ビア配線１６、配線層１７、絶縁層１８、ビア配線１９、及び配線層２０を積層する。以上の工程で、配線基板１が完成する。

【0053】

前述のように、従来の工法では絶縁層の上面に形成する配線層を一定以上の厚さにしないとビアホールを充填することができない。しかし、配線基板１では、ビア配線と、その上に形成される配線層とが別体である。そのため、ビア配線の形成（ビアホールの充填）を考慮することなく、配線層の厚さを独自に設計することができる。すなわち、配線基板１の構造とすることにより、配線層の厚さの設計自由度を向上することが可能となる。

【0054】

また、配線基板１では、ビア配線と、その上に形成される配線層とが別体であるため、ビア配線を形成する工程と、配線層を形成する工程とで、条件の異なるめっき浴を用いることができる。例えば、ビア配線の形成を行うめっき浴は、均一電着性よりも充填性を重視したものを選択することにより、ビアホールを容易に充填することができる。一方、配線層の形成を行うめっき浴は、充填性よりも均一電着性を重視したものを選択することで、配線層の幅に対する厚さのばらつきを低減することができる。すなわち、一般に、配線層を電解めっきで形成する場合において、配線層の幅の狭い部分は厚さが薄く、幅の広い部分は厚さが厚くなる傾向にある。しかし、配線基板１では、配線層において、幅の狭い部分と幅の広い部分との厚さのばらつきを、従来よりも低減することができる。均一電着性と充填性は、例えば、めっき浴における硫酸銅と硫酸の濃度を変えることや、添加する添加剤の種類をビア配線形成用途もしくは高均一電着性用途に変えることにより調整することができる。

【0055】

配線基板１の製造工程では、配線層の厚さの均一化のために、配線層の表面に研磨等を施す必要がない。このような処理を施さなくとも、良好な膜厚比の配線層を得ることができる。

【0056】

図７は、第１実施形態に係る配線基板の製造工程の他の例を示す図である。図７（ａ）に示すように、図３（ｃ）の工程におけるウェットエッチングの際に、シード層１３ａの端面が絶縁層１２の上面からビアホール１２ｘ内に引き下がる場合がある。この場合、ビアホール１２ｘの開口部近傍において、ビアホール１２ｘの内壁面が露出する。

【0057】

この場合、図７（ｂ）に示すように、図４（ａ）の工程における電解めっきの際に、シード層１３ａの端面が電解めっき層１３ｂで被覆される。よって、この場合でも、ビアホール１２ｘ内を電解めっき層１３ｂにより充分に充填することが可能となる。

【0058】

よって、図７（ｃ）に示すように、良好に、絶縁層１２の上面と電解めっき層１３ｂ上面にシード層１４ａを形成し、シード層１４ａの上面に電解めっき層１４ｂを形成することが可能となる。

【0059】

なお、本発明は、配線層が２層以上あり、隣接する配線層が絶縁層を貫通するビア配線で接続される配線基板に適用可能である。例えば、本発明は、図１に示した配線基板１のようなコア基板を有する配線基板には限定されず、図８に示す配線基板１Ａのようなコアレスの配線基板にも適用可能である。図８に示す配線基板１Ａは、配線基板１のコア基板１０の上面１０ａに積層されていた部分と同一の層構造である。

【0060】

以下、実施例、比較例について説明するが、本発明は、これらの例に何ら限定されない。

【0061】

［実施例１］、［比較例１］
図３（ｂ）及び図３（ｃ）を参照して説明したように、第１実施形態に係る配線基板の製造工程では、絶縁層の上面及ビアホール内にシード層を形成後、基板乾燥工程を設け、その後のエッチング工程により絶縁層の上面に形成したシード層のみを除去する。実施例１では、基板乾燥工程の効果について確認する実験を行った。

【0062】

具体的には、実施例１では、図２（ａ）～図３（ｃ）までの工程を実施した。また、比較例１では、図３（ｂ）の基板乾燥工程を行わなかった以外は実施例１と同様にして、図３（ｃ）までの工程を実施した。そして、実施例１及び比較例１で作製した配線基板について、ＳＥＭを用いて反射電子像観察（コントラスト差の確認）を行った。実験は、繰り返し再現性の確認のため、３回ずつ行った。また、基板乾燥工程は、コンプレッサに接続したエアガンから常温の空気を６０秒間シード層の表面全体に当てることで行った。

【0063】

なお、図３（ｃ）に示す工程で、絶縁層の上面のシード層が除去され、ビアホール内にシード層が存在している場合は、反射電子像観察において、絶縁層の上面の炭素とビアホール内の銅で、平均原子番号に依存したコントラスト差が確認できる。一方、図３（ｃ）に示す工程で、絶縁層の上面のシード層が除去され、ビアホール内のシード層も除去されている場合は、反射電子像観察において、絶縁層の上面とビアホール内に平均原子番号に依存したコントラスト差が確認できない。結果を表１に示す。

【0064】

【表1】

表１に示すように、実施例１では、３回ともコントラスト差ありという観察結果が得られた。一方、比較例１では、３回ともコントラスト差なしという観察結果が得られた。すなわち、シード層をエッチングする前に基板乾燥工程を設けることにより、絶縁層の上面のシード層のみを除去し、ビアホール内のシード層を残存させることができることが確認された。また、繰り返し再現性があることも確認された。

【0065】

実施例１の結果は、基板乾燥工程によりシード層の表面の濡れ性が悪化し、エッチング工程でビアホール内にエッチング液が侵入しにくくなったことで得られたと考えられる。一方、基板乾燥工程を有していない比較例１の結果は、シード層の表面の濡れ性が良好であり、エッチング工程でビアホール内にエッチング液が侵入したことで得られたと考えられる。

【0066】

なお、実施例１で図３（ｃ）までの工程を実施した配線基板において、引き続き図４（ａ）の工程を実施した。その結果、絶縁層の上面への銅の析出はなく、ビアホール内を銅で充填させることができた。これにより、図３（ｃ）の工程では絶縁層の上面のシード層のみが除去され、ビアホール内のシード層は残存していることが裏付けられた。

【0067】

［比較例２］、［比較例３］、［実施例２］
比較例２では、通常のセミアディティブ法の工程にしたがって、配線基板を作製した。比較例２に係る配線基板の製造方法は、図２～図６を参照して説明した第１実施形態に係る配線基板の製造工程における図３（ｂ）～図６に示す工程を有していない。すなわち、比較例２に係る配線基板の製造方法では、図３（ａ）の工程の後、絶縁層上に配線層に対応する開口部を有するめっきレジストパターンを形成し、ビア配線とビア配線上に形成するパッドと配線パターンとを同一の電解銅めっき工程で形成する。そして、めっきレジストパターンを剥離後、不要なシード層を除去する。

【0068】

比較例２に係る配線基板では、絶縁層の上面側の開口径がφ５５μｍ、φ６５μｍ、及びφ７５μｍの３種類のビアホールを形成した。また、比較例２に係る配線基板では、配線パターンは、ライン／スペース＝１６μｍ／１６μｍの直線状の配線パターンとした。そして、比較例２に係る配線基板において、各開口径のビアホール上に形成されたパッドの厚さと、配線パターンの厚さを、レーザ顕微鏡で計測した。結果を表２に示す。

【0069】

【表2】

表２に示すように、開口径がφ５５μｍ、φ６５μｍ、及びφ７５μｍのビアホール上のパッドの厚さは、いずれも約２２μｍであり有意差はなかった。これに対して、配線パターンの厚さは、約１８μｍであり、ビアホール上のパッドに比べて約４μｍ薄くなった。この結果から膜厚比を算出すると、約８２％となる。ここで、膜厚比は、ビアホール上のパッドの厚さと配線パターンの厚さをレーザ顕微鏡で計測し、配線パターンの厚さ÷パッドの厚さ×１００で定義した。なお、膜厚比は、１００に近いほど好ましい。

【0070】

［比較例３］
比較例３では、比較例２と同様の製造方法を用いて、配線基板を作製した。比較例３では、絶縁層の上面側の開口径がφ６０μｍで深さが３２．５μｍのビアホールを形成し、ビアホール上に形成するパッドの厚さを変えながら、ビアホールの充填度合いを観察した。なお、観察は、断面のＳＥＭ写真により行った。結果を表３に示す。ここでは、絶縁層の上面の高さまでビアホールが埋まっている場合を『良好』とし、そうでない場合を『不十分』とした。

【0071】

【表3】

表３に示すように、ビアホール上のパッドの厚さが約１１μｍとなるように電解銅めっきを行うことで、ビアホールの充填度合いが『良好』となることが分かった。言い換えれば、ビアホール上のパッドの厚さが約１１μｍより薄いと、ビアホールを充填することができないことが分かった。つまり、比較例３に係る配線基板の製造方法では、パッドや配線の厚さが薄い配線基板を製造することができず、配線パターンの設計自由度が低いといえる。

【0072】

［実施例２］
実施例２では、図２（ａ）～図４（ｃ）までの工程を実施し、次に図５（ａ）～図５（ｃ）の工程において、図５（ｃ）に示す配線層１４を異なるめっき条件で作製した。作製した配線基板を、便宜上、配線基板（ａ）と称する。配線基板（ａ）の配線層１４において、ビアホール上のパッドの径はφ８０μｍとし、配線パターンのライン／スペースは１０μｍ／１０μｍとした。また、図２（ａ）～図４（ｃ）までの工程を実施し、次に図５（ａ）～図５（ｃ）の工程において、図５（ｃ）に示す配線層１４を異なるめっき条件で作製した。作製した配線基板を、便宜上、配線基板（ｂ）と称する。配線基板（ｂ）の配線層１４において、ビアホール上のパッドの径はφ１２０μｍとし、配線パターンのライン／スペースは１６μｍ／１６μｍとした。

【0073】

配線基板（ａ）及び配線基板（ｂ）において、配線層１４のパッド及び配線パターンを形成するための電解銅めっきの条件は、めっき浴中の硫酸銅５水和物濃度と硫酸濃度の総和を３００ｇ／Ｌとして、表４に示す５種類の比率とした。

【0074】

【表4】

そして、得られた配線基板（ａ）及び配線基板（ｂ）において、膜厚比を算出し、図９にまとめた。図９に示すように、配線基板（ａ）及び配線基板（ｂ）のいずれにおいても、硫酸銅５水和物濃度－硫酸濃度が２００－１００、及２５０－５０である場合は、膜厚比が９０％以上となり、良好であることがわかった。また、硫酸銅５水和物濃度－硫酸濃度が１００－２００、１３０－１７０、及１５０－１５０である場合は、膜厚比が９５％以上となり、さらに良好であることがわかった。このように、硫酸銅５水和物濃度を下げて硫酸濃度を上げためっき浴を用いることで、均一電着性が向上して厚さのばらつきを低減することができる。

【0075】

次に、表４に示す各条件のときのめっき浴の導電率を測定した。結果を図１０に示す。さらに、図９の結果と図１０の結果から、導電率と膜厚比との関係を求めた。結果を図１１に示す。図１１より、めっき浴の導電率に関わらず９０％以上の膜厚比が得られるが、めっき浴の導電率を高くすると、膜厚比は向上する傾向があるといえる。具体的には、導電率が３０Ｓ／ｍ以上であれば、膜厚比は約９５％以上となる。また、導電率が４０Ｓ／ｍ以上であれば、膜厚比をより向上することができる。

【0076】

前述のように、比較例２では、膜厚比は約８２％となる。これに対して、実施例２では、９０％以上の膜厚比が得られた。比較例２では、ビア配線とパッド及び配線パターンを１回のめっきで形成するため、めっき浴の条件を個別に選択することができない。一方、実施例２では、ビア配線を形成するめっき、パッド及び配線パターンを形成するめっきは別工程で行う。そのため、それぞれに適しためっき浴を選択することができる。その結果、例えば、パッド及び配線パターンを形成する際には、表４に示したような均一電着性の良いめっき液を選択することで、膜さばらつきの低減効果が得られる。また、実施例２では、ビア配線の形成を行うめっき浴は、均一電着性よりも充填性を重視したものを選択できるため、ビアホールを容易に充填することができる。

【0077】

また、比較例３に示したように、従来は、ビアホールを充填するためには、パッド及び配線パターンを一定以上の厚さにする必要があった。一方、実施例２では、ビア配線を形成するめっき、パッド及び配線パターンを形成するめっきは別工程で行うため、ビアホールの充填を気にすることなく、パッド及び配線パターンを任意の厚さに設計できるようになり、設計の自由度を向上することができる。実施例２では、例えば、パッド及び配線パターンの厚さを１μｍ以上１０μｍ以下とすることも可能である。

【0078】

以上、好ましい実施形態及び実施例について詳説したが、上述した実施形態及び実施例に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施形態及び実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

【符号の説明】

【0079】

１，１Ａ 配線基板
１０ コア基板
１０ａ 上面
１０ｂ 下面
１０ｘ 貫通孔
１１，１４，１７，２０，３１，３４，３７，４０ 配線層
１２，１５，１８，３２，３５，３８ 絶縁層
１２ｘ，１５ｘ，１８ｘ，３２ｘ，３５ｘ，３８ｘ ビアホール
１３，１６，１９，３３，３６，３９ ビア配線
１３ａ，１４ａ，１６ａ，１７ａ，１９ａ，２０ａ，３３ａ，３４ａ，３６ａ，３７ａ，３９ａ，４０ａ シード層
１３ｂ，１４ｂ，１６ｂ，１７ｂ，１９ｂ，２０ｂ，３３ｂ，３４ｂ，３６ｂ，３７ｂ，３９ｂ，４０ｂ 電解めっき層
２５ 貫通電極
３００ めっきレジストパターン
３００ｘ 開口部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】