JP4582277B2 - 柱状金属体の形成方法及び多層配線基板の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層配線基板の配線層間の導電接続などに利用できる柱状金属体の形成方法、及びそれを利用した多層配線基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器等の小形化や軽量化に伴い、電子部品の小形化が進められると共に、電子部品を実装するための配線基板に対して高密度化の要求が高まっている。配線基板を高密度化するには、配線層自体の配線密度を高くする方法や配線層を複数積層することで多層構造とする方法などが採られている。
【０００３】
多層配線基板を製造する方法には、複数の基材にそれぞれ配線層を形成した上で、基材の間に絶縁シートを介在させて接合等を行う接合方式と、配線パターンの形成された基材の上に絶縁層を形成し、この絶縁層の上に配線パターンを形成するといった具合に、絶縁層と配線パターンの形成を順次繰り返すことにより積層構造を形成していくビルドアップ方式とが存在する。
【０００４】
一方、多層配線基板では、それぞれの配線層間で回路設計に応じた導電接続を行う必要がある。このため、上下の配線層間を導電接続すべく、バイアホールの内壁面に銅メッキ層を形成したものや、バイアホールの内部に柱状導電体を形成した多層配線基板が存在する。
【０００５】
後者の構造を有する多層配線基板の製造方法としては、特開平６−３１４８７８号公報に、下層の配線層に柱状金属体を形成した後、上層の配線層を形成することで、配線層間を導電接続する方法が開示されている。これについて図８に基づき説明する。
【０００６】
まず、基材４１の表面にスパッタリング等により導電性薄膜層４２を形成し（同図（１）参照）、その上にめっき用レジスト等を用いて電解銅めっきによりパターン形成を行う（同図（２）参照）。次に、めっき用レジストを一様に塗布し、露光・現像して、バイアホールの逆のレジストパターン４４を形成し（同図（３）参照）、次いで、導電性薄膜層４２側から導通をとり、電解銅めっきによって上記レジストパターン４４の凹部４５に金属銅を堆積させて、バイアホールに相当する銅製柱状体４６を形成する（同図（４）参照）。続いて、レジストパターン４４を剥離除去し、さらに露出した導電性薄膜層４２をエッチングによって除去する（同図（５）参照）。次に、絶縁性樹脂４７を全面に塗布し（同図（６）参照）、銅製柱状体４６の高さと面一となるようにプレス装置等で加熱加圧を行ない平坦化させる（同図（７）参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法では、実際の回路設計の要求に応じて、複数の銅製柱状体を電解めっきによって形成する場合に、銅製柱状体の高さが不均一になり易く、特に高密度化のために小径の銅製柱状体を形成する場合に、高さの不均化が顕著で、しかも後加工によって高さを揃えるのが困難になるということが判明した。即ち、銅製柱状体が偏らない位置（例えば等間隔）に形成される場合には、金属イオン等の移動（即ち電流密度）が均一となるが、実際の回路設計では偏った位置に銅製柱状体が形成されるため、メッキ時の電流密度が不均一となり、銅製柱状体の高さが不均一となる（例えば最大高さ／最小高さ＝２〜４倍となったり、電流密度が大きくなりすぎて銅製柱状体が形成されない部分が生じる）ことが判明した。
【０００８】
そして、銅製柱状体の高さが不均一となると上層の形成工程が困難になるため、高さを均一化するための後加工が必要となるが、それに費やす時間が大きくなったり、加工上の問題も生じ易くなる。更に問題となるのは、このようなメッキ時の電流密度の不均一性は、配線基板の回路設計ごとに相違するため、仮にある配線基板で部分的に電流密度が過大にならないようにメッキ電流を設定しても、他の回路設計の配線基板では、設定を変える必要があり、再び条件出しを行わなければならないという問題があった。
【０００９】
一方、ＷＯ００／５２９７７号公報には、柱状金属体を構成する金属のエッチング時に耐性を示す別の金属を、下層の配線層の非パターン部を含めた全面に被覆して保護金属層を形成し、その保護金属層の全面に前記柱状金属体を構成する金属のメッキ層を電解メッキにより形成した後、そのメッキ層の柱状金属体を形成する表面部分にマスク層を形成し、メッキ層のエッチングを行った後、保護金属層の浸食が可能なエッチングを行って、非パターン部を被覆する保護金属層を除去する多層配線基板の製造方法が開示れさている。そして、この製造方法によると、簡易な設備と従来工程の組合せで製造が行え、配線層の細線化が可能で、しかも配線基板の信頼性が高い多層配線基板が得られる。
【００１０】
しかし、この方法で得られる柱状金属体は、エッチングで形成されるため、理想的な円柱形状と比べて下側が広がった形状や中間の高さで小径化した形状になり易く、更に高密度化のために柱状金属体を小径化する場合に、不利となる側面があった。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、柱状金属体の形状を制御して更なる小径化が可能で、その高さを均一化することができ、しかも回路設計ごとにメッキ電流を設定し直す必要が殆どない柱状金属体の形成方法、及びそれを利用した多層配線基板の製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究したところ、上記国際公報の発明において、メッキ時に内部に柱状金属体を形成する環状レジストを設けることにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
即ち、本発明の柱状金属体の形成方法は、配線層又は配線パターンを有さない金属層に柱状金属体を形成する柱状金属体の形成方法において、
（ａ）その柱状金属体を構成する金属のエッチング時に耐性を示す別の金属を、前記配線層又は前記金属層の略全面に被覆して第１保護金属層を形成する工程、
（ｂ）その第１保護金属層の前記柱状金属体を形成する位置の周囲部に、その形成のための開口部を有し開口部周囲へのメッキをレジストする複数の環状レジストを形成する工程、
（ｃ）その環状レジストから露出する前記第１保護金属層に、前記柱状金属体を構成する金属のメッキ層を、その高さが前記環状レジストと略同じ又はそれ以下になるように電解メッキにより形成する工程、
（ｄ）前記環状レジストを除去して環状凹部を形成する工程、
（ｅ）その環状凹部の外縁近傍に開口縁が位置する開口レジスト層を形成する工程、
（ｆ）その開口レジスト層から露出する部分に、前記柱状金属体を構成する金属のエッチング時に耐性を示す別の金属を被覆して第２保護金属層を形成する工程、
（ｇ）前記開口レジスト層を除去する工程、
（ｈ）前記メッキ層のうち露出する部分をエッチングする工程、及び
（ｉ）前記第２保護金属層と前記第１保護金属層とを順次又は同時にエッチングする工程、を含むことを特徴とする。
【００１４】
上記において、前記（ｂ）工程が、前記第１保護金属層に感光性樹脂層を塗布形成又は積層形成した後に、所定位置への露光と現像を行って前記環状レジストを形成するものであることが好ましい。
【００１５】
また、前記（ａ）工程が、予めパターン形成した前記配線層の非パターン部を含めた略全面に無電解メッキを行って下地導電層を形成した後、更に略全面に電解メッキを行って前記第１保護金属層を形成するものであることが好ましい。
【００１６】
その場合、前記（ｆ）工程が、前記第１保護金属層と同じ金属の電解メッキを行って前記第２保護金属層を形成するものであることが好ましい。
【００１７】
更に、前記柱状金属体を構成する金属が銅であり、前記第１保護金属層及び前記第２保護金属層を構成する別の金属が、金、銀、亜鉛、パラジウム、ルテニウム、ニッケル、ロジウム、鉛−錫系はんだ合金、又はニッケル−金合金であることが好ましい。
【００１８】
一方、本発明の多層配線基板の製造方法は、上記いずれかに記載の柱状金属体の形成方法により、配線層間を導電接続するための柱状金属体を形成する工程を含むものである。
【００１９】
［作用効果］
本発明の柱状金属体の形成方法によると、柱状金属体を形成するための開口部を有し、開口部周囲へのメッキをレジストする環状レジストを形成するため、実施例の結果が示すように、従来技術のように全面にメッキレジスト（開口部は存在する）を形成する場合と比べて、柱状金属体の高さを均一化することができる。その理由は、環状レジストの外側の広い領域にもメッキが生じるため、柱状金属体の形成位置が偏った場合でも、全体の電流密度に影響を生じさせにくくなるためと推定される。このため回路設計が異なっても、配線基板の面積が同じであれば全体の電流を殆ど変化させる必要がなくなり、メッキ電流の設定が従来技術と比較して極めて容易になる。また、環状レジストを形成せずに、エッチングにより柱状金属体を形成する場合と比較して、柱状金属体の形状が制御し易くなるため、更なる小径化が可能となる。更に、開口レジスト層の開口位置の精度が高精度に要求されないため、柱状金属体の小径化・高密度化に対応し易くなる。また、メッキ層のエッチング時に柱状金属体の全体が保護金属層に被覆されるため、所望形状の柱状金属体を形成するのがより容易になる。その結果、柱状金属体の形状を制御して更なる小径化が可能で、その高さを均一化することができ、しかも回路設計ごとにメッキ電流を設定し直す必要が殆どない柱状金属体の形成方法を提供することができる。
【００２０】
前記（ｂ）工程が、前記第１保護金属層に感光性樹脂層を塗布形成又は積層形成した後に、所定位置への露光と現像を行って前記環状レジストを形成する場合、比較的小規模な装置にて高い位置精度及び形状精度で環状レジストを形成することができる。特にいわゆるドライフィルムを用いる場合には工程を更に簡易化することができる。
【００２１】
また、前記（ａ）工程にて下地導電層を形成した後、更に略全面に電解メッキを行って前記第１保護金属層を形成する場合、予め全面に無電解メッキを行って下地導電層を形成しているため、これをメッキ用電極とすることができ、電解メッキにより保護金属層を好適に形成することができる。このような電解メッキを行うのが好ましいのは、無電解メッキでは金属以外の成分の混入等により、後に保護金属層をエッチングするのが困難となる場合があるためである。なお、非パターン部に残存する下地導電層は、後の工程でソフトエッチング等により除去するのが好ましく、これによってパターン部間の短絡を確実に防止して、配線基板の信頼性をより向上させることができる。
【００２２】
前記（ｆ）工程が、前記第１保護金属層と同じ金属の電解メッキを行って前記第２保護金属層を形成する場合、第１保護金属層と第２保護金属層の密着性・一体性が高まるため、エッチング時に柱状金属体の保護効果が大きくなり、また、両者の保護金属層を同時に除去できるため、工程が簡略化できる。
【００２３】
更に、前記柱状金属体を構成する金属が銅であり、前記第１保護金属層及び前記第２保護金属層を構成する別の金属が前記の金属である場合、汎用されているエッチング法により、柱状金属体を低コストで導電性が良好な銅で形成することができ、しかも保護金属層を構成する上記金属が、そのエッチングに対して良好な耐性を示すため、配線層等の信頼性を高く維持することができる。なかでも、柱状金属体を構成する金属が銅であり、前記保護金属層を構成する別の金属がニッケルであることが、金属層間の密着性、保護金属層の剥離容易性、非パターン部の絶縁性の確保、層間の導電性、製造コストなどを特に良好にする上で最も好ましい。
【００２４】
一方、本発明の多層配線基板の製造方法によると、本発明の柱状金属体の形成方法により、配線層間を導電接続するための柱状金属体を形成する工程を含むものであるため、柱状金属体の形状を制御して更なる小径化が可能で、しかもその高さを均一化することができる。その結果、更なる高密度化が可能な多層配線基板を、より効率良く製造することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態では、コア基板の両面側に配線層を積層する際に、柱状金属体を基板の両面側に形成して、配線層間が導電接続された多層配線基板を製造する例を示す。
【００２６】
先ず、図１（１）に示すように、基材２１の両面上に配線層２２をパターン形成したコア基板を準備する。その際、パターン形成の方法はいずれでもよく、例えば、エッチングレジストを使用する方法や、パターンメッキ用レジストを使用する方法等で作製したもの用いることができる。基材２１としては、ガラス繊維や高分子不織布とポリイミド樹脂等の各種反応硬化性樹脂とからなる基材を用いることができ、また、配線層２２を構成する金属としては、通常、銅、ニッケル、錫等が使用される。
【００２７】
次に、図１（２）に示すように、予めパターン形成した配線層２２の非パターン部を含めた全面に無電解メッキを行って下地導電層１０を形成する。無電解メッキには、通常、銅、ニッケル、錫等のメッキ液が使用されるが、これらの金属は、配線層２２を構成する金属と同一でも異なっていてもよい。無電解メッキのメッキ液は、各種金属に対応して周知であり、各種のものが市販されている。一般的には、液組成として、金属イオン源、アルカリ源、還元剤、キレート剤、安定剤などを含有する。なお、無電解メッキに先立って、パラジウム等のメッキ触媒を沈着させてもよい。
【００２８】
次に、図１（３）に示すように、下層の配線層２２の非パターン部を含めた略全面を第１保護金属層１１で被覆すべく、下地導電層１０の全面に電解メッキを行って第１保護金属層１１を形成する。その際、第１保護金属層１１を構成する金属としては、柱状金属体を構成する金属のエッチング時に耐性を示す別の金属が使用される。具体的には、柱状金属体を構成する金属が銅である場合、第１保護金属層を構成する別の金属としては、金、銀、亜鉛、パラジウム、ルテニウム、ニッケル、ロジウム、鉛−錫系はんだ合金、又はニッケル−金合金等が使用される。但し、本発明は、これらの金属の組合せに限らず、電解メッキ可能な金属と、そのエッチング時に耐性を示す別の金属との組合せが何れも使用可能である。
【００２９】
上記の電解メッキは、周知の方法で行うことができるが、一般的には、図１（２）の基板をメッキ浴内に浸漬しながら、下地導電層１０を陰極とし、メッキする金属の金属イオン補給源を陽極として、電気分解反応により陰極側に金属を析出させることにより行われる。
【００３０】
即ち、本発明の（ａ）工程は、柱状金属体を構成する金属のエッチング時に耐性を示す別の金属を、配線層２２又は配線パターンを有さない金属層の略全面に被覆して第１保護金属層１１を形成するものであるが、上述のように下地導電層１０等が介在する状態で、第１保護金属層１１による被覆を行ってもよく、また、下地導電層１０等を介在させずに、直接、第１保護金属層１１による被覆を行ってもよい。
【００３１】
本発明の（ｂ）工程は、図２（４）〜（５）に示すように、第１保護金属層１１の柱状金属体を形成する位置の周囲部に、その形成のための開口部１５ｂを有し開口部周囲へのメッキをレジストする複数の環状レジスト１５ａを形成するものである。本実施形態では、この（ｂ）工程を、第１保護金属層１１に感光性樹脂層１５を塗布形成又は積層形成した後に、所定位置への露光と現像を行って環状レジスト１５ａを形成する例を示す。
【００３２】
環状レジスト１５ａの開口部１５ｂの形状は、円柱状や角柱状が好ましく、例えば直径１０〜２００μｍの円柱形状とすることができる。また、環状レジスト１５ａの外縁形状は何れでもよいが、円柱状や角柱状が好ましい。その直径又は幅は、開口部１５ｂのそれの２〜４倍が好ましく、具体的には３０〜６００μｍ程度が好ましい。なお、環状レジスト１５ａ同士が接近又は重なる場合には、複合化した環状レジスト（例えば８の字形）としてもよいが、両者が接触しないように、接近部を切り欠くのが電流密度を均一化する上で好ましい。
【００３３】
感光性樹脂層１５とは光により光分解、光架橋、又は光重合を起こすような、低分子量及び／又は高分子量の成分を含む樹脂組成物を指す。被覆には、ドライフィルムをラミネートする方法や感光性樹脂組成物を塗布・硬化させる方法等が利用できる。ドライフィルム（フォトレジスト）は、有機溶剤現像タイプやアルカリ水溶液現像タイプが存在し、加熱圧着ロール等を有するドライフィルムラミネータ等を用いて、熱圧着（ラミネート）が行われる。感光性樹脂組成物の塗布は、各種コーターを用いて行うことができる。
【００３４】
次いで、開口部１５ｂを形成する部分および環状レジスト１５ａを形成しない部分、又はその反転部分を露光し、現像して前者の部分を除去する。このような露光は、フォトマスク用フィルムを介在させつつ、又はフォトプロッター等による直接露光により、露光機を用いて通常、紫外線等により行われる。現像には、ドライフィルムの種類に応じた現像液等が使用され、例えば有機溶剤現像タイプに対してはトリクロロエタン等、アルカリ水溶液現像タイプに対しては、炭酸ナトリウム等が使用される。
【００３５】
本発明の（ｃ）工程は、図３（６）に示すように、環状レジスト１５ａから露出する第１保護金属層１１に、柱状金属体を構成する金属のメッキ層２４を、その高さが環状レジスト１５ａと略同じ又はそれ以下になるように電解メッキにより形成する。但し、図３（６）に示すように、メッキ層２４の高さは環状レジスト１５ａと略同じにするのが好ましい。
【００３６】
当該金属としては、通常、銅、ニッケル等が使用されるが、配線層２２を構成する金属とは同一でも異なっていてもよい。電解メッキは、上記と同様の方法により行われるが、第１保護金属層１１が陰極として利用される。具体的なメッキ層２４の厚みとしては、例えば２０〜２００μｍ、或いはそれ以上のものが例示される。このような（ｃ）工程によって、環状レジスト１５ａの開口部１５ｂ内に、略均一な高さの柱状金属体２４ａが形成されると共に、環状レジスト１５ａの外側部分に後に除去されるメッキ層２４ｂが形成される。
【００３７】
本発明の（ｄ）工程は、図３（７）に示すように、環状レジスト１５ａを除去して環状凹部１６を形成するものである。環状レジスト１５ａの除去方法は、薬剤除去、剥離除去など、環状レジスト１５ａの種類に応じて適宜選択すればよい。例えば、ドライフィルムレジストである場合、例えば有機溶剤現像タイプに対してはメチレンクロライド等、アルカリ水溶液現像タイプに対しては、水酸化ナトリウム等で剥離することができる。
【００３８】
本発明の（ｅ）工程は、図３（８）に示すように、環状凹部１６の外縁１６ａ近傍に開口縁１７ａが位置する開口レジスト層１７を形成するものである。開口縁１７ａと環状凹部１６の外縁１６ａとは、一致する位置でもよいが、完全に一致する必要はなく、柱状金属体２４ａより大きく開口し、かつメッキ層２４ｂの露出部分が過度に大きく（例えば長さにして１００μｍ以下）なければよい。
【００３９】
開口レジスト層１７の形成方法としては、環状レジスト１５ａの場合と同様の方法をとることが可能であるが、なかでも、ドライフィルム（フォトレジスト）を熱圧着（ラミネート）した後、開口させる部分、又はその反転部分を露光・現像して開口部分を除去する方法が好ましい。また、開口縁１７ａが環状凹部１６の外縁１６ａより大きい場合など、スクリーン印刷等の印刷法により、形成することも可能である。なお、開口レジスト層１７の厚みは、レジスト機能が得られる厚みであればよく、例えば１〜１００μｍである。
【００４０】
本発明の（ｆ）工程は、図３（９）に示すように、開口レジスト層１７から露出する部分に、柱状金属体２４ａを構成する金属のエッチング時に耐性を示す別の金属を被覆して第２保護金属層１８を形成するものである。この（ｆ）工程は、第１保護金属層１１と異なる金属を用いて行ってもよく、また、無電解メッキなどで行ってもよいが、第１保護金属層１１と同じ金属の電解メッキを行うのが好ましい。
【００４１】
第２保護金属層１８の形状は、開口レジスト層１７の開口縁１７ａの大きさなどにより若干異なるが、上記（ｆ）工程により、柱状金属体２４ａが第１保護金属層１１と第２保護金属層１８で完全に被覆される。なお、電解メッキの方法や金属の種類などは、第１保護金属層１１の場合と同様である。
【００４２】
本発明の（ｇ）工程は、図３（１０）に示すように、開口レジスト層１７を除去するものである。除去の方法は、環状レジスト１５ａの場合と同様の方法をとることが可能であるが、なかでも剥離除去する方法が工程が簡易になるため好ましい。また、スクリーン印刷により形成された感光性のインクである場合、アルカリ等の薬品にて除去できる。
【００４３】
本発明の（ｈ）工程は、図４（１１）に示すように、メッキ層２４のうち露出する部分２４ｂをエッチングするものである。エッチングの後、環状レジスト１５ａに応じた形状の第２保護金属層１８が残存する。その際、柱状金属体２４ａの部分は、完全に保護されているため、エッチングによる浸食量が多過ぎることによる柱状金属体２４ａの小径化（アンダーカットの増大）を防ぐことができる。
【００４４】
エッチングの方法としては、メッキ層２４及び第１保護金属層１１を構成する各金属の種類に応じた、各種エッチング液を用いたエッチング方法が挙げられる。例えば、メッキ層２４（即ち柱状金属体２４ａ）が銅であり、第１保護金属層１１が前述の金属（金属系レジストを含む）の場合、市販のアルカリエッチング液、過硫酸アンモニウム、過酸化水素／硫酸等が使用される。
【００４５】
本発明の（ｉ）工程は、図４（１２）に示すように、第２保護金属層１８と第１保護金属層１１とを順次又は同時にエッチングするものである。本実施形態では、第２保護金属層１８と第１保護金属層１１とが同一の金属であるため、同時にエッチングすることができるが、異なる金属の場合でも、適当なエッチング液を選択して、両者を同時にエッチングしてもよい。
【００４６】
エッチングの方法としては、（ｈ）工程とは異なるエッチング液を用いたエッチング方法が挙げられるが、塩化物エッチング液を用いると金属系レジスト及び銅の両者が浸食されるため、その他のエッチング液を用いるのが好ましい。具体的には、柱状金属体２４ａと下層の配線層２２が銅であり、第１保護金属層１１が前記の金属である場合、はんだ剥離用として市販されている、硝酸系、硫酸系、シアン系などの酸系のエッチング液等を用いるのが好ましい。これにより、図４（１２）に示すように、柱状金属体２４ａと配線層２２（パターン部）とに介在する第１保護金属層１１のみを残存させることができる。また、非パターン部には、下地導電層１０のみが残存する。
【００４７】
次に、図４（１３）に示すように、非パターン部に残存する下地導電層１０をソフトエッチングで除去するが、ソフトエッチングを行うのは、柱状金属体２４ａや、露出する配線層２２（パターン部）を過度に浸食するのを防止するためである。ソフトエッチングの方法としては、下地導電層１０を構成する金属に対するエッチング液を、低濃度で使用したり、また緩やかなエッチングの処理条件で使用したりする方法等が挙げられる。
【００４８】
即ち、本実施形態では、少なくとも第１保護金属層１１の浸食が可能なエッチングを行って、少なくとも非パターン部を被覆する第１保護金属層１１を除去するが、上述のように下地導電層１０を有する場合には、第１保護金属層１１と下地導電層１０を順次エッチングして、非パターン部の第１保護金属層１１と下地導電層１０とを除去する。これにより、パターン部間の陥落を確実に防止することができる。
【００４９】
次に、図５（１４）に示すように、絶縁層２６を形成するための絶縁材２６ａの塗布を行う。絶縁材２６ａとしては、例えば絶縁性が良好で安価な液状ポリイミド樹脂等の反応硬化性樹脂を用いることができ、これを各種方法で、柱状金属体２４ａの高さよりやや厚くなるように塗布した後、加熱又は光照射等により硬化させればよい。塗布方法としては、ホットプレス及び各種コーターが用いられる。
【００５０】
次に、図５（１５）に示すように、硬化した絶縁材２６ａを研削・研磨等することにより、柱状金属体２４ａの高さと略同じ厚さを有する絶縁層２６を形成する。研削の方法としては、ダイヤモンド製等の硬質刃を回転板の半径方向に複数配置した硬質回転刃を有する研削装置を使用する方法が挙げられ、当該硬質回転刃を回転させながら、固定支持された配線基板の上面に沿って移動させることによって、上面を平坦化することができる。また、研磨の方法としては、ベルトサンダ、バフ研磨等により軽く研磨する方法が挙げられる。
【００５１】
次に、図５（１６）に示すように、柱状金属体２４ａに一部が導電接続された上層の配線層２７を形成する。この配線層２７の形成は、下層の配線層２２を形成するのと同様の方法で形成することができる。例えば、フォトリソグラフィ技術を用いて所定のマスクを形成し、エッチング処理することによって、所定のパターンを持った配線層２７を形成することができる。
【００５２】
以上の工程によると、更に上層に配線層を形成することにより、例えば図６に示すような多層配線基板３０を製造することができる。この多層配線基板３０は、基板内に配線層３１〜３６の６層の回路構成をもつ６層基板である。この内部には、バイアホールに相当する層間接続構造３７，３８，３９が柱状金属体２４ａにより形成されている。なお、層間接続構造３７は、基板の両面に配線層を形成する場合の第１層と第２層を接続するものであり、層間接続構造３８は第２層と第３層を接続するものであり、層間接続構造３９は第１層と第３層を接続するものである。本発明において、第１層と第３層を接続する場合、第１層と第２層を接続する柱状金属体２４ａの上方に、更に第２層と第３層を接続する柱状金属体２４ａを形成すればよい。
【００５３】
〔別の実施形態〕
以下、本発明の別の実施形態について説明する。
【００５４】
（１）前記の実施形態では、柱状金属体を基板の両面に成形する例を示したが、柱状金属体を基板の片面のみに形成するもの、即ち配線層の積層を片面のみに行うものであってもよい。
【００５５】
（２）前記の実施形態では、（ａ）工程が、予めパターン形成した下層の配線層の非パターン部を含めた全面に無電解メッキを行って下地導電層を形成した後、更に全面に電解メッキを行って第１保護金属層を形成する例を示したが、絶縁層の全面に無電解メッキを行って下地導電層を形成した後にパターン形成した下層の配線層に対し、その全面に電解メッキを行って前記第１保護金属層を形成してもよい。その場合、下地導電層が既に存在するため、電解メッキを利用したパターンメッキにより下層の配線層のパターン形成が可能になる。なお、上記の方法は何れも、下地導電層を無電解メッキで形成しているが、スパッタリング等により形成することも可能である。
【００５６】
（３）前記の実施形態では、絶縁材を研削・研磨等することにより、柱状金属体の高さと略同じ厚さを有する絶縁層を形成する例を示したが、絶縁材である樹脂シート等を加熱加圧して積層することにより、柱状金属体の高さと略同じ厚さを有する絶縁層を形成してもよい。その場合、柱状金属体上に薄く残る絶縁性樹脂は、プラズマ処理等によって簡単に除去でき、また加熱後に研磨して平坦化することもできる。
【００５７】
（４）前記の実施形態では、（ｂ）工程を、第１保護金属層に感光性樹脂層を塗布形成又は積層形成した後に、所定位置への露光と現像を行って環状レジストを形成する例を示したが、環状レジストをスクリーン印刷などの印刷法により直接形成してもよく、その場合、感光性樹脂以外のインク材料を使用することも可能である。また、別途所定の形状と位置に形成した環状レジストを転写する方法で接着形成することも可能である。
【００５８】
（５）前記の実施形態では、下地導電層を有する下層の配線層に第１保護金属層を被覆する例を示したが、下地導電層を形成せずに直接、第１保護金属層を被覆してもよい。その場合、無電解メッキ等により下層の配線層に第１保護金属層を被覆すればよく、また、第１保護金属層の浸食が可能なエッチングのみで、非パターン部を被覆する第１保護金属層を除去して、パターン部間の陥落を防止することができる。
【００５９】
（６）前記の実施形態では、本発明の柱状金属体の形成方法により、配線層間を導電接続するための柱状金属体を形成する工程を含む多層配線基板の製造方法の例を示したが、本発明の柱状金属体の形成方法は、他の用途にも利用できる。例えば、配線基板へ部品実装を行うためのバンプ形成、チップ部品の電極へのバンプ形成、配線基板の検査プローブへのバンプ形成などに利用できる。
【００６０】
（７）前記の実施形態では、配線層に柱状金属体を形成する例を示したが、本発明の柱状金属体の形成方法は、配線パターンを有さない金属層に柱状金属体を形成するものでもよい。その場合、図７（３’）に示すように、配線パターンを有さない金属層（パネル金属層）２２ａに、その柱状金属体を構成する金属のエッチング時に耐性を示す別の金属を略全面に被覆して第１保護金属層１１を形成する工程が行われる。被覆の方法としては、前記の実施形態の方法以外に、下層の配線層をパターン形成する前の金属層である第１層と、第１保護金属層を構成する金属の第２層とを圧延等で積層する方法も可能である。これに引き続いて本発明の（ｂ）工程〜（ｅ）工程を行うことにより、図７（１３’）に示すように柱状金属体２４ａを形成することができる。
【００６１】
次いで、柱状金属体２４ａが形成された側に絶縁材（熱硬化性樹脂等）を塗布した後、パターン形成された他の配線層に対して、熱プレスすることにより、柱状金属体２４ａと他の配線層を導電接続させる。その後、パネル金属層２２ａをエッチング等して配線層をパターン形成し、第１保護金属層１１を除去していない場合にはそれを除去する。このようにして、接合方式による多層配線基板を製造することができる。
【００６２】
【実施例】
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。
【００６３】
〔実施例１〕
ガラス繊維強化したポリイミド樹脂製の基材の両面上に銅により配線パターンを形成したものを準備した（パターン線幅７５μｍ、パターン間隔７５μｍ、厚み１５μｍ）。その全面に、市販の銅メッキ液を用いて無電解メッキを行って下地導電層（厚み０．３μｍ）を形成し、その全面に常法により電解メッキを行ってニッケル製の第１保護金属層（厚み４μｍ）を形成した。更にその全面にドライフィルム（厚み５０μｍ）をラミネータで積層して、露光と現像を行って、外径９０μｍ、内径３０μｍの円環状レジストをパターン上にランダム（中心間の最短距離２００μｍ、最長距離３０ｍｍ）に形成した。これに銅製のメッキ層（厚み約５０μｍ）を電解メッキにより形成した。
【００６４】
このものについて、基材表面からの柱状金属体の高さを全て柱状金属体について測定し、その最大値と最小値を求めた。その結果、最大値が５４μｍ、最小値が４４μｍとなり、両者の差は１０μｍであった。
【００６５】
〔比較例１〕
実施例１において円環状レジストを設ける代わりに、同じ位置に同じ寸法の開口部を有する全面レジストを設ける以外は、実施例１と同様にしてメッキ層の形成までの工程を行った。このものについて、基材表面からの柱状金属体の高さを全て柱状金属体について測定し、その最大値と最小値を求めた。その結果、最大値が６０μｍ、最小値が１０μｍとなり、両者の差は、５０μｍであった。しかも、開口部の位置によっては電流密度が高くなり過ぎて、柱状金属体の形成が行えない、いわゆるメッキ焼けの現象が生じた。
【００６６】
〔比較例２〕
比較例１において、メッキ焼けの現象が生じない程度にメッキ電流を低下させた以外は、比較例１と同様にしてメッキ層の形成までの工程を行った。このものについて、基材表面からの柱状金属体の高さを全て柱状金属体について測定し、その最大値と最小値を求めた。その結果、開口部の位置によっては電流密度が低くなり過ぎて、柱状金属体の形成が認められない部分が生じた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多層配線基板の製造方法の一例を示す工程図（１）〜（３）
【図２】本発明の多層配線基板の製造方法の一例を示す工程図（４）〜（６）
【図３】本発明の多層配線基板の製造方法の一例を示す工程図（７）〜（１０）
【図４】本発明の多層配線基板の製造方法の一例を示す工程図（１１）〜（１３）
【図５】本発明の多層配線基板の製造方法の一例を示す工程図（１４）〜（１６）
【図６】本発明により形成することのできる多層配線基板の一例を示す概略断面図
【図７】本発明の多層配線基板の製造方法の別の例を示す工程図（３’）と（１３’）
【図８】従来の多層配線基板の製造方法の一例を示す工程図（１）〜（７）
【符号の説明】
１０ 下地導電層
１１ 第１保護金属層
１５ 感光性樹脂層
１５ａ 環状レジスト
１５ｂ 開口部
１６ 環状凹部
１６ａ 環状凹部の外縁
１７ 開口レジスト層
１７ａ 開口縁
１８ 第２保護金属層
２１ 基材
２２ 下層の配線層
２４ メッキ層
２４ａ 柱状金属体
２７ 上層の配線層

Claims (6)

1. 配線層又は配線パターンを有さない金属層に柱状金属体を形成する柱状金属体の形成方法において、
   （ａ）その柱状金属体を構成する金属のエッチング時に耐性を示す別の金属を、前記配線層又は前記金属層の略全面に被覆して第１保護金属層を形成する工程、
   （ｂ）その第１保護金属層の前記柱状金属体を形成する位置の周囲部に、その形成のための開口部を有し開口部周囲へのメッキをレジストする複数の環状レジストを形成する工程、
   （ｃ）その環状レジストから露出する前記第１保護金属層に、前記柱状金属体を構成する金属のメッキ層を、その高さが前記環状レジストと略同じ又はそれ以下になるように電解メッキにより形成する工程、
   （ｄ）前記環状レジストを除去して環状凹部を形成する工程、
   （ｅ）その環状凹部の外縁近傍に開口縁が位置する開口レジスト層を形成する工程、
   （ｆ）その開口レジスト層から露出する部分に、前記柱状金属体を構成する金属のエッチング時に耐性を示す別の金属を被覆して第２保護金属層を形成する工程、
   （ｇ）前記開口レジスト層を除去する工程、
   （ｈ）前記メッキ層のうち露出する部分をエッチングする工程、及び
   （ｉ）前記第２保護金属層と前記第１保護金属層とを順次又は同時にエッチングする工程、を含むことを特徴とする柱状金属体の形成方法。
2. 前記（ｂ）工程が、前記第１保護金属層に感光性樹脂層を塗布形成又は積層形成した後に、所定位置への露光と現像を行って前記環状レジストを形成するものである請求項１記載の柱状金属体の形成方法。
3. 前記（ａ）工程が、予めパターン形成した前記配線層の非パターン部を含めた略全面に無電解メッキを行って下地導電層を形成した後、更に略全面に電解メッキを行って前記第１保護金属層を形成するものである請求項１又は２に記載の柱状金属体の形成方法。
4. 前記（ｆ）工程が、前記第１保護金属層と同じ金属の電解メッキを行って前記第２保護金属層を形成するものである請求項３に記載の柱状金属体の形成方法。
5. 前記柱状金属体を構成する金属が銅であり、前記第１保護金属層及び前記第２保護金属層を構成する別の金属が、金、銀、亜鉛、パラジウム、ルテニウム、ニッケル、ロジウム、鉛−錫系はんだ合金、又はニッケル−金合金である請求項１〜４いずれかに記載の柱状金属体の形成方法。
6. 請求項１〜５いずれかに記載の柱状金属体の形成方法により、配線層間を導電接続するための柱状金属体を形成する工程を含む多層配線基板の製造方法。

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