JPH11145621A - 多層配線基板とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上部に一体に形成されたランド部を持つ円柱
形のビアが上下に重なった、配線の高密度化が可能な多
層配線基板を、研磨工程が不要の簡略化された工程で製
造する。 【解決手段】 導体パターン４とランド部５が形成され
た絶縁基板１の上に絶縁樹脂層２を形成し、この樹脂層
２にランド部５が露出するようにアスペクト比が 0.5〜
２の貫通孔を形成し、樹脂層の上面と貫通孔の内面を無
電解めっきにより銅薄膜６で被覆した後、その上にレジ
ストパターン17を形成し、硫酸銅／硫酸の重量比が0.15
〜0.33の硫酸銅めっき浴を用いた電解銅めっきにより、
貫通孔の充填し、さらにレジスト層と同平面になるまで
上面が平坦なめっき層７、８を形成し、レジスト17とそ
の下の銅薄膜16を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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)]。

【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)]。

【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。

【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)]。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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)]。

【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)]。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００３０】(2) 下記工程を含む、多層配線基板の製造
方法。

【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。

【００３２】(3) 下記工程を含む、多層配線基板の製造
方法。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００６０】

【表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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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)]。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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)]。

【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。

【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)]。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図８】ビア内に空洞が発生した状況を示す説明図であ
る。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【符号の説明】

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

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
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。
4. 【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。
5. 【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。
6. 【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。
7. 【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。
8. 【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。
9. 【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。
10. 【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。
11. 【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。
12. 【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。