多层配线基板及其制造方法_3

文档序号:9848516阅读:来源:国知局
变得最窄 的部位的开口部)的直径同等或其以上,则与正下部对应的层间连接用孔的开口部容易吸 附镀层抑制剂,另一方面,层间连接用孔的内部容易吸附镀层促进剂。尤其是如果填充电镀 层填充下方空间,并呈层间连接的内部直径大于开口部(在金属箱的开口部形成在使电流 密度暂时降低之前所形成的第一层填充电镀层而变得最窄的部位的开口部)的直径的陶罐 状,则该效果更大。因此,在使填充电镀的电流密度再增加后,以正下部为起点的填充电镀 层的生长被抑制,因而填充电镀层不会堵住层间连接用孔的开口部,能够在层间连接用孔 的内部优先形成填充电镀层。因此,即使对具有与绝缘层厚度同等程度的直径的层间连接 用孔,也能够抑制填充电镀层的镀层空洞。
[0061] 上述工序(2)中使填充电镀的电流密度暂时降低的时机设为如下时机:层间连接 的截面形状为,形成于层间连接用孔的开口部的上层配线用金属箱的突出与上述层间连接 用孔的内壁之间的下方空间被填充电镀物填充,并且,层间连接的内部直径与开口部直径 同等或其以上之时。这样,如果填充电镀层填充下方空间,且层间连接用孔的内部直径与开 口部直径同等或其以上,则能够使层间连接用孔的开口部更容易吸附镀层抑制剂,另一方 面,能够使层间连接用孔的内部更容易吸附促进剂。尤其是如果填充电镀层填充下方空间, 且呈层间连接的内部直径大于开口部直径的陶罐状,则该效果更大。
[0062]上述工序(2)中使填充电镀的电流密度暂时降低的时机设为如下时机:形成于层 间连接用孔的开口部的上层配线用金属箱的突出与上述层间连接用孔的内壁之间的下方 空间被填充电镀物填充,并且在形成镀层空洞之前。由此,能够更可靠地将填充电镀层填充 至层间连接用孔的内部。
[0063] 工序(2)中在填充电镀的中途使填充电镀的电流密度暂时降低时的电流密度的降 低率,希望为大于或等于即将使其降低之前的50%。在此,电流密度的降低率为使电流密度 降低的比例,例如从初期电流密度lA/dm 2的降低率为50 %时,意味着使其降低后的电流密 度为0.5A/dm2。此外,使电流密度降低包含使电流密度成为OA/dm 2。由此,能够使形成于下方 空间的正下部的填充电镀层所吸附的镀层促进剂可靠地脱离。因此,如果填充电镀层填充 下方空间,层间连接用孔的内部直径与开口部直径同等或其以上,则能够使层间连接用孔 的开口部更容易吸附镀层抑制剂,另一方面,能够使层间连接用孔的内部更容易吸附促进 剂。尤其是如果填充电镀层填充下方空间,且呈层间连接的内部直径大于开口部直径的陶 罐状,则该效果更大。
[0064] 工序(2)中在填充电镀的中途使填充电镀的电流密度暂时降低后再使其增加时的 电流密度,希望为大于或等于在即将使其暂时降低之前的电流密度。由此,能够以更短的时 间将填充电镀层填充于层间连接用孔的内部,生产效率提高。
[0065] 此外,如本发明的多层配线基板的制造方法那样,在填充电镀铜的中途暂时使电 流密度降低的情况下,在第一层填充电镀铜层与第二层填充电镀铜层之间可观察到条纹。 通过该条纹,能够识别第一层填充电镀铜层和第二层电镀铜层的边界,其结果是,能够根据 层间连接的截面形状来确认第一层填充电镀铜层是否填充了下方空间、层间连接的内部直 径是否与开口部直径同等或其以上。因此,第一层填充电镀铜的条件、第一层填充电镀铜层 的厚度也容易管理。
[0066] 层间连接用孔可为贯通孔或非贯通孔中的任一种,希望为非贯通孔。在应用敷形 法或直接激光法来形成非贯通孔时,容易在层间连接用孔的开口部产生上层配线用金属箱 的突出,容易在该上层配线用金属箱的突出与层间连接用孔的内壁之间形成下方空间。此 外,当层间连接用孔为非贯通孔时,具有底部,因此,通过填充电镀液的镀层促进剂的作用, 更容易将填充电镀层填充于层间连接用孔的内部,能够更可靠地抑制层间连接用孔的空 洞。
[0067] 以下,使用图2~图4,对本发明的一个实施方式的多层配线基板的制造方法进行 说明。
[0068] 首先,如图2的工序(1-1)所示,在形成有内层配线1的内层材料2上使半固化片3和 其上层的上层配线10用铜箱4层叠一体化,在该上层配线10用铜箱4上设置黑化处理层8后, 如图2的工序(1-2)所示,通过直接激光加工来设置层间连接用孔5。在层间连接用孔5的开 口部产生上层配线10用铜箱4的突出12,在该上层配线10用铜箱4的突出12与层间连接用孔 5的内壁18之间形成下方空间13。该铜箱4的突出量(突出的长度)为3~ΙΟμπι。此外,在上层 配线10用铜箱4的突出12与层间连接用孔5的内壁18之间形成的下方空间13中,上层配线10 用铜箱4的突出12的背面附近的区域形成正下部17。予以说明的是,本实施方式中,作为将 内层材料2与上层配线10用铜箱4粘接的绝缘层3,使用作为具有玻璃纤维等增强基材的树 脂膜的半固化片3,除该半固化片3以外,还可使用在一般的多层配线基板中所用的、不具有 增强基材的高分子环氧树脂、热塑性的聚酰亚胺粘接膜等树脂膜。此外,本实施方式中,使 用了铜箱4作为上层配线10用金属箱4,除此之外,还可以使用用作多层配线基板的材料的 镍箱、铝箱、它们的复合箱等。此外,作为绝缘层3和金属箱4,可使用在铜箱4上配置有树脂 膜的单面带铜箱的树脂膜来形成,该树脂膜为具有增强基材的树脂膜或不具有增强基材的 树脂膜。
[0069] 对于在形成有配线的内层材料上将半固化片和其上层的铜箱层叠一体化的方法, 采用将内层材料和半固化片、铜箱层叠压制的方法、在内层材料上层压单面带铜箱的树脂 膜的方法。绝缘层的厚度以10~IOOym程度为佳,希望为20~60μπι,铜箱的厚度为3~12μπι。
[0070] 本实施方式中,由于使用半固化片作为绝缘层,因此此时的单面带铜箱的树脂膜 是在铜箱上配置有半固化片(具有增强基材的树脂膜)的构成。在使用半固化片以外的不具 有增强基材的树脂膜作为绝缘层的情况下,采用在铜箱上配置有不具有增强基材的高分子 环氧树脂、热塑性的聚酰亚胺粘接膜等树脂膜的构成。
[0071] 对于用于制作单面带铜箱的树脂膜的铜箱、树脂组合物(树脂清漆),使用与在一 般的多层配线基板中所用的材料同样的材料。例如,使用吻涂机、辊涂机、缺角轮涂布机等 将树脂组合物(树脂清漆)涂布于铜箱上,或者将树脂组合物制成B阶状态(半固化状态)的 膜状而成的树脂膜层压在铜箱上来进行。在将树脂组合物(树脂清漆)涂布于铜箱上的情况 下,为了使树脂清漆成为B阶状态(半固化状态),进行加热以及干燥。关于其条件,适当的是 以100~200°C的温度进行1~30分钟,关于加热、干燥后树脂组合物(树脂清漆)中的残留溶 剂量,适当的是0.2~10质量%程度。将膜状的树脂层压在金属箱上的情况下,适当的是50 ~150°C、0.1~5MPa的条件且真空或大气压的条件。
[0072] 在上层配线层用铜箱上形成的黑化处理层,可由在一般的多层配线基板中为了将 铜箱和绝缘层粘接所形成的公知的层来形成。作为这样的黑化处理层,可举出通过氧化铜 处理、蚀刻在铜箱的表面形成凹凸而形成的层。
[0073] 此外,作为可用于形成层间连接用孔的激光,有⑶2、⑶、受激准分子等气体激光、 YAG等固体激光。CO2激光能够容易地得到大的输出,此外,根据近年来正在进行开发的直接 激光法,还能够实现直径小于或等于50μπι的层间连接用孔的加工。
[0074] 接着,如图2的工序(1-3)所示,利用氯化铁水溶液、过硫酸钠、硫酸-双氧水混合水 溶液等蚀刻液,半蚀刻至上述上层配线10用铜箱4的厚度成为1~5μπι程度。通过该处理,在 铜箱4上形成的黑化处理层8被去除。此外,层间连接15中底部19被蚀刻,产生凹陷14。通过 确保该凹陷14的量(蚀刻量),能够去除层间连接15的底部19的激光加工残渣,能够确保可 靠性。
[0075] 接着,进行消拖尾处理而除去位于层间连接用孔5的底部的树脂残渣后,如图3的 工序(2-1)所示,向铜箱4上以及层间连接用孔5的内部赋予催化剂核,然后形成无电解镀铜 层6。例如,对于催化剂核的赋予,使用作为钯离子催化剂的Activator Neoganth(Atotech Japan株式会社制,商品名。"Neoganth"为注册商标。)、作为钯胶体催化剂的HS201B(日立化 成株式会社制,商品名)。本实施方式中上述钯催化剂在铜箱4上的吸附量为0.03~0.6yg/ cm2的范围,更希望为0.05~0.3yg/cm2的范围。吸附钯催化剂时的处理温度优选为10~40 °C。通过控制处理时间,能够控制钯催化剂在铜箱4上的吸附量。
[0076] 此外,对于无电解镀铜层的形成,可使用⑶ST2000(日立化成株式会社制、商品名。 "CUST"为注册商标。)、CUST201 (日立化成株式会社制、商品名)等市售的无电解镀铜液。这 些无电解镀铜液以硫酸铜、福尔马林、络合剂、氢氧化钠为主成分。关于无电解镀铜层的厚 度,只要是能够进行用于形成下一层填充电镀铜层的供电的厚度即可,为0.1~5μπι范围,更 优选为0.5~1 ·0μηι的范围。
[0077] 接着,如图3的工序(2-2)所示,形成无电解镀铜层6后,形成不完全填埋层间连接 用孔5的程度的第一层填充电镀铜层7a。详细地,设为如下状态:第一层填充电镀铜层7a填 充下方空间13,层间连接15的内部直径20与开口部(镀层开口部24b)的直径21同等或其以 上。尤其是如果第一层填充电镀铜层7a填充下方空间13,且呈层间连接15的内部直径20大 于开口部(镀层开口部24b)的直径21的陶罐状,则更优选。关于第一层填充电镀铜层7a的厚 度,层间连接用孔5内的底面19的第一层填充电镀铜层7a的厚度与上层配线10用铜箱4上的 第一层填充电镀铜层7a的厚度相比厚,作为上层配线10用铜箱4上的厚度,设为1.0~5.Ομπι 的范围,作为层间连接用孔5内的底面19的厚度,设为1~20μπι的范围程度。这样的填充电镀 铜的条件是:l.〇A/dm 2的电流密度、4~20分钟程度。
[0078] 接着,如图7所示,在第一层填充电镀铜的中途使第一层填充电镀铜的电流密度暂 时降低至〇.3A/dm2,进行降低了电流密度的填充电镀约1分钟。由此,能够使形成于下方空 间13的第一层填充电镀层7a所吸附的镀层促进剂脱离。关于进行该降低了电流密度的填充 电镀的时间,即,在使填充电镀铜的电流密度暂时降低的状态
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