JP6401136B2 - 配線基板の製造方法、配線基板及び配線基板製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、絶縁層と導電層とが積層されてなる配線基板の製造方法、その製造方法によって製造された配線基板、及び配線基板製造装置に関する。

半導体集積回路素子等の半導体素子を搭載するための配線基板としては、絶縁層と導電層（配線層）とが交互に積層されてなる多層配線基板が知られている。
多層配線基板の製造工程の一例としては、先ず、絶縁層が導電層の上に積層されてなる配線基板材料に、ドリル加工やレーザ加工を施すことによって絶縁層や導電層の一部を除去し、ビアホールやスルーホールを形成する。このとき、配線基板材料には絶縁層や導電層を構成する材料に起因するスミア（残渣）が生じる。そのため、当該配線基板材料に対してスミアを除去するデスミア処理を行う。

次いで、絶縁層の上やビアホール等の内面にシード層を形成し、絶縁層の上にレジストパターンを形成した後、電解めっきによって導電材料を積層する。その後、レジストパターンとシード層とを除去することで導体回路パターンを形成する。その後も種々の工程を経て、半導体素子は作製される。
特許文献１には、湿式デスミア処理によってビア形成工程で生じたスミアを除去する工程と、無電解めっきによってシード層を形成する工程と、を有する基板製造方法が開示されている。

特開２００３−３１８５１９号公報

上記特許文献１に記載の技術では、デスミア処理後、無電解めっきによりシード層を形成するが、シード層と絶縁層との密着性を確保するためには、絶縁層の表面を適度に粗い状態とし、アンカー効果によりシード層を絶縁層表面に強固に固定する必要がある。上記特許文献１に記載の技術では、デスミア処理として湿式デスミア処理を行うことにより、絶縁層表面を粗化している。
ところで、近年、半導体素子は小型化傾向にあり、配線基板も微細化が求められている。しかしながら、上記のようにアンカー効果を得るために絶縁層の表面を粗くすると、その上に形成する配線パターン、特に、Ｌ／Ｓ（ライン／スペース）＝１０／１０μｍ以下の微細配線パターンが立たなくなり、配線基板を微細化することができない。
そこで、本発明は、シード層と絶縁層との密着性を担保しつつ、配線パターンの微細化を実現することができる配線基板の製造方法、配線基板及び配線基板製造装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る配線基板の製造方法の一態様は、導電層の上に絶縁層が積層された配線基板材料に対して、前記絶縁層を貫通する貫通孔を形成する第一工程と、前記貫通孔が形成された前記配線基板材料に対して、波長２２０ｎｍ以下の紫外線を照射することにより、当該配線基板材料のデスミア処理を行う第二工程と、前記デスミア処理された前記貫通孔の底の導電材料に形成された酸化膜を除去し、前記貫通孔内および前記絶縁層の上に、材料粒子を衝突させ付着させることでシード層を形成する第三工程と、前記シード層の上に、電解めっきにより導電材料からなるめっき層を形成する第四工程と、を含む。

このように、紫外線によるデスミア処理を行うので、絶縁層表面の粗化を抑制することができる。そのため、微細配線パターンを適切に形成することができる。また、材料粒子を衝突させ付着させることでシード層を形成するので、従来のようなアンカー効果によらずに、シード層によって絶縁層との密着強度を担保することができる。特に、絶縁層を透過しない波長２２０ｎｍ以下の紫外線を照射することで、絶縁層表面にカラーセンター（構造欠陥、結合欠陥）を生じさせることができる。このとき、材料粒子（導電材料）が絶縁層に打ち込まれ、紫外線照射を受けた樹脂表面に存在する結合欠陥部にエネルギーが加わることで金属粒子と樹脂間にあらたな化学的結合作用ができる。これにより、波長２２０ｎｍ以下の紫外線の照射を受けていない樹脂に金属粒子が衝突し付着するのと比較して、強い密着力をもつシード層ができる。

また、デスミア処理後の貫通孔の底の導電材料には、処理後の時間経過などによって酸化膜が形成される場合が有り、この酸化膜を放置してシード層を形成すると、シード層と導電層との接続性が低下する虞があり、延いては、導電層とメッキ層との接続強度が低下する虞がある。そこで、第三工程では、酸化膜を除去した上でシード層を形成することでシード層と導電層との接続性を担保している。
上記の配線基板の製造方法において、前記第三工程は、イオンエッチングにより前記酸化膜を除去してもよいし、薬液により前記酸化膜を除去してもよいし、過酸化水素と硫酸を混合した薬液により前記酸化膜を除去してもよい。これにより、導電層との接続強度が確保されたシード層を形成することができる。

また、上記の配線基板の製造方法において、前記第三工程は、イオンエッチングにより前記酸化膜を除去し、スパッタリング法により前記シード層を形成してもよい。これにより、電圧印加の方向を逆転させるだけで酸化膜の除去からシード層の形成に切り換えることができる。
さらに、本発明に係る配線基板は、上記のいずれかの配線基板の製造方法により製造される。したがって、当該配線基板は、シード層と絶縁層との密着性が担保され導電層とメッキ層との接続強度が確保された信頼性の高い微細配線基板とすることができる。

また、本発明に係る配線基板製造装置の一態様は、導電層の上に絶縁層が積層され、前記絶縁層を貫通する貫通孔が形成された配線基板材料に対して、波長２２０ｎｍ以下の紫外線を照射することにより、当該配線基板材料のデスミア処理を行う紫外線照射部と、前記デスミア処理された前記貫通孔の底の導電材料に形成された酸化膜を除去し、前記貫通孔内および前記絶縁層の上に、材料粒子を衝突させ付着させることでシード層を形成するシード層形成部と、を備える。これにより、シード層と絶縁層との密着性が担保され導電層とメッキ層との接続強度が確保された信頼性の高い配線基板を製造することができる。

本発明によれば、シード層と絶縁層との密着性を担保しつつ、配線パターンの微細化を実現することができ、信頼性の高い微細配線基板を製造することができる。

本実施形態の配線基板の製造方法を示す図である。 エポキシ樹脂の紫外線透過率特性を表す図である。 ２２０ｎｍ以下の紫外光を受けた樹脂にスパッタを施した図である。 ２５０ｎｍの紫外光を受けた樹脂にスパッタを施した図である。 イオンエッチングを施した後にスパッタを施した図である。 酸化膜を放置してスパッタを施した図である。 ビア接続強度の評価について説明する図である。 配線基板製造装置の構成を示す概略図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態の配線基板の製造方法を示す図である。本実施形態において、製造対象の配線基板は、コア基板上に導電層（配線層）と絶縁層とを積層してなる多層配線基板である。コア基板は、例えばガラスエポキシ樹脂などによって構成されている。導電層（配線層）を構成する材料としては、例えば、銅、ニッケル、金などを用いることができる。
絶縁層は、例えば無機物質よりなる粒状フィラーが含有された樹脂などによって構成されている。このような樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂などを用いることができる。また、粒状フィラーを構成する材料としては、例えば、シリカ、アルミナ、マイカ、珪酸塩、硫酸バリウム、水酸化マグネシウム、酸化チタンなどを用いることができる。

多層配線基板を製造する場合、先ず、図１（ａ）に示すように、導電層１１と絶縁層１２とが積層されてなる配線基板材料を形成する。導電層１１の上に絶縁層１２を形成する方法としては、液状の熱硬化性樹脂中に粒状フィラーが含有されてなる絶縁層形成材料を塗布した後、当該絶縁層形成材料を硬化処理する方法や、粒状フィラーが含有された絶縁シートを熱圧着等によって貼り合わせる方法などを利用することができる。

次に、図１（ｂ）に示すように、絶縁層１２を、レーザＬを用いて加工するなどにより、導電層１１に到達する深さのビアホール１２ａを形成する。レーザ加工の方法としては、ＣＯ₂レーザを用いる方法や、ＵＶレーザを用いる方法などを利用することができる。なお、ビアホール１２ａを形成する方法は、レーザ加工に限定されるものではなく、例えばドリル加工などを用いてもよい。
このようにしてビアホール１２ａを形成すると、絶縁層１２におけるビアホール１２ａの内壁面（サイドウォール）、絶縁層１２の表面におけるビアホール１２ａの周辺領域、およびビアホール１２ａの底部、即ち導電層１１におけるビアホール１２ａによって露出した部分などには、導電層１１や絶縁層１２を構成する材料に起因するスミア（残渣）Ｓが生じる。

そこで、図１（ｃ）に示すように、スミアＳを除去する処理（デスミア処理）を行う。本実施形態では、デスミア処理として、被処理部分に対して紫外線（ＵＶ）を照射することでスミアＳを除去する、所謂フォトデスミア処理を用いる。より具体的には、フォトデスミア処理では、配線基板材料の被処理部分に対して上記の紫外線を照射する紫外線照射処理工程と、この紫外線照射処理工程の後、配線基板材料に物理的振動を与える物理的振動処理工程とを行う。

ここで、フォトデスミア処理について詳細に説明する。
紫外線照射処理は、例えば大気などの酸素を含む雰囲気下において行うことができる。紫外線光源としては、波長２２０ｎｍ以下、好ましくは１９０ｎｍ以下の紫外線（真空紫外線）を出射する種々のランプを利用できる。ここで、波長２２０ｎｍとしたのは、紫外線の波長が２２０ｎｍを超える場合には、樹脂などの有機物質に起因するスミアを分解除去することが困難となるためである。
有機物質に起因するスミアは、紫外線照射処理工程において、波長２２０ｎｍ以下の紫外線を照射することにより、紫外線のエネルギーおよび紫外線の照射に伴って生ずるオゾンや活性酸素によって分解される。また、無機物質に起因するスミア、具体的にはシリカやアルミナは、紫外線が照射されることによって脆いものとなる。

紫外線光源としては、例えば、キセノンガスを封入したキセノンエキシマランプ（ピーク波長１７２ｎｍ）、低圧水銀ランプ（１８５ｎｍ輝線）などを用いることができる。なかでも、デスミア処理に用いるものとしては、例えばキセノンエキシマランプが好適である。
上記の紫外線照射処理を行う紫外線照射装置において、被処理対象である配線基板材料が酸素を含む処理気体の雰囲気中で紫外線に曝される処理領域は、例えば１２０℃以上１９０℃以下（例えば、１５０℃）に加熱される。また、紫外線出射窓と被処理対象である配線基板材料との離間距離は、例えば０．３ｍｍに設定される。なお、紫外線の照度や紫外線の照射時間などは、スミアＳの残留状態などを考慮して適宜設定することができる。

また、物理的振動処理は、例えば超音波振動処理によって行うことができる。超音波振動処理における超音波の周波数は、例えば２０ｋＨｚ以上７０ｋＨｚ以下であることが好ましい。超音波の周波数が７０ｋＨｚを超えると、無機物質に起因するスミアを破壊して配線基板材料から離脱させることが困難となるためである。
このような超音波振動処理においては、超音波の振動媒体として、水などの液体および空気などの気体を用いることができる。
具体的に説明すると、振動媒体として水を用いる場合には、配線基板材料を、例えば水中に浸漬し、この状態で、当該水を超音波振動させることにより、超音波振動処理を行うことができる。超音波の振動媒体として液体を用いる場合には、超音波振動処理の処理時間は、例えば１０秒間〜６００秒間である。

また、振動媒体として空気を用いる場合には、圧縮空気を超音波振動させながら配線基板材料に吹きつけることにより、超音波振動処理を行うことができる。ここで、圧縮空気の圧力は、例えば０．２ＭＰａ以上であることが好ましい。また、圧縮空気による超音波振動処理の処理時間は、例えば５秒間〜６０秒間である。
上記の紫外線照射処理工程および物理的振動処理工程は、この順でそれぞれ１回ずつ行ってもよいが、紫外線照射処理工程および物理的振動処理工程を交互に繰り返して行うことが好ましい。ここで、紫外線照射処理工程および物理的振動処理工程の繰り返し回数は、各紫外線照射処理工程における紫外線の照射時間などを考慮して適宜設定されるが、例えば１回〜５回である。

このように、紫外線照射処理において波長２２０ｎｍ以下の紫外線を、酸素を含む処理気体に照射することによりオゾンや活性酸素が生じ、有機物質に起因するスミアＳは、オゾンや活性酸素によって分解されてガス化される。その結果、有機物質に起因するスミアＳは、その大部分が除去される。このとき、無機物質に起因するスミアＳは、有機物質に起因するスミアＳの除去により露出し、さらに、紫外線が照射されることによって脆いものとなる。

そして、その状態で物理的振動処理を施すことにより、露出した無機物質に起因するスミアＳや有機物質に起因するスミアＳの残部は、振動による機械的作用によって破壊され、除去される。或いは、無機物質に起因するスミアＳの収縮や、各スミアＳに紫外線を照射したときに発生する熱膨張の差などによって、スミア間にわずかな隙間が生じ、無機物質に起因するスミアＳは、物理的振動処理を施すことにより配線基板材料から離脱する。その結果、配線基板材料から無機物質に起因するスミアＳと、有機物質に起因するスミアＳとが完全に除去される。

本実施形態におけるフォトデスミア処理によれば、配線基板材料に対して紫外線照射処理および物理的振動処理を行えばよいので、廃液処理が必要となる薬品を用いることが不要である。
フォトデスミア処理が完了すると、次に、シード層を形成するシード層形成処理を行う。このシード層形成処理では、図１（ｄ）に示すように、ビアホール１２ａの底に形成された酸化膜Ｆを除去する除去工程と、図１（ｅ）に示すように、絶縁層１２の上面およびビアホール１２ａの内面にシード層１３を形成する形成工程とを行う。

本実施形態では、除去工程における酸化膜Ｆの除去方法としてイオンエッチングを用いる。具体的には、図１（ｄ）に示すように、アルゴン雰囲気中で配線基板材料に対向してターゲット材料Ｔを配置し、配線基板材料とターゲット材料Ｔとの間に、ターゲット材料Ｔが相対的に正電位となり配線基板材料が相対的に負電位となる極性の電圧を印加する。これにより、配線基板材料とターゲット材料Ｔとの間では、アルゴンのプラズマＰが発生し、プラズマＰ中のアルゴンイオンＡＩが、相対的に負電位になっている配線基板材料に向かって飛び、酸化膜Ｆなどに衝突する。この衝突によって酸化膜Ｆがエッチングされて除去される。

本実施形態では、形成工程におけるシード層１３の形成方法としてスパッタリングを用いる。具体的には、図１（ｅ）に示すように、除去工程における電圧極性とは逆向きの電圧極性を有する電圧を、配線基板材料とターゲット材料Ｔとの間に印加する。これにより、配線基板材料とターゲット材料Ｔとの間では、アルゴンのプラズマＰが発生し、プラズマＰ中のアルゴンイオンＡＩが、相対的に負電位になっているターゲット材料Ｔに衝突する。この衝突によってターゲット材料Ｔからターゲット粒子ＴＰがたたき出され、そのターゲット粒子ＴＰが配線基板材料の表面に衝突して付着する。このようにターゲット粒子ＴＰを付着させることでシード層１３を形成する。なお、シード層１３を形成するスパッタリングでは、例えば、密着強度確保のために、先ずターゲット材料ＴとしてＴｉ（チタン）を用いてベースとなる層（１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度）を形成し、その後、ターゲット材料ＴとしてＣｕ（銅）を用いてシード層（１００ｎｍ〜１０００ｎｍ程度）を形成する。

次に、図１（ｆ）に示すように、シード層１３の上にレジストパターンＲを形成する。レジストパターンＲの形成方法としては、例えば、シード層１３の上にレジストを塗布した後、露光・現像によってパターンを形成する方法を用いることができる。
次に、図１（ｇ）に示すように、シード層１３をめっき給電経路に利用する電解めっきにより、ビアホール１２ａ内からレジストパターンＲの開口部にかけてめっき層１４を形成する。めっき層１４としては、例えば、Ｃｕ（銅）などからなる層（２０μｍ〜５０μｍ程度）を用いることができる。
その後、図１（ｈ）に示すように、レジストパターンＲを除去し、次いで、図１（ｉ）に示すように、めっき層１４をマスクにしてシード層１３を除去（フラッシュエッチング）する。

なお、図１に示す各工程のうち、図１（ｂ）に示す工程が、導電層の上に積層された絶縁層に貫通孔を形成する第一工程に対応し、図１（ｃ）に示す工程が、第一工程の後に、波長２２０ｎｍ以下の紫外線を照射してデスミア処理を行う第二工程に対応している。また、図１（ｄ）および図１（ｅ）に示す工程が、第二工程の後に、上記貫通孔内および絶縁層の上にシード層を形成する第三工程に対応し、図１（ｇ）に示す工程が、シード層の上に電解めっきにより導電材料からなるめっき層を形成する第四工程に対応している。

このように、本実施形態では、フォトデスミア処理を用いてスミアＳを除去した後、スパッタリング法によりシード層１３を形成する。
従来、絶縁層とシード層との密着性は、アンカー効果により担保していた。すなわち、絶縁層とシード層との密着性を確保するためには、絶縁層の表面を粗化することが好ましいとされていた。しかしながら、絶縁層の表面を粗化すると、特にＬ／Ｓ（ライン／スペース）＝１０／１０μｍ以下の微細配線パターンが立たなくなるため、微細配線基板の作製が困難となる。そのため、微細配線基板を作製するためには、絶縁層の表面を粗化することなく、絶縁層とシード層との密着性を担保する必要がある。本発明者は、配線基板の製造工程の一部であるデスミア処理とシード層形成処理とを、フォトデスミア処理とスパッタリング法との組み合わせにより行うことで、絶縁層の表面を粗化することなく、絶縁層とシード層との密着性を担保することができることを見出した。

フォトデスミア処理は、被処理物体の表面を粗くすることなく、スミアを除去することができる。また、本実施形態におけるフォトデスミア処理では、紫外線照射処理に続いて物理的振動処理を実施するので、有機物質に起因するスミアと無機物質に起因するスミアとを適切に除去することができる。
さらに、スパッタリング法を用いてシード層１３を形成するので、表面が粗化されていない絶縁層１２の上に、シード層１３を十分な密着強度で形成することができる。特に、紫外線照射処理において波長２２０ｎｍ以下の紫外線を用い、当該紫外線照射処理の後にスパッタリング法を用いたシード層形成処理を実施するので、絶縁層１２の上に緻密強固なシード層１３を形成することができる。以下、この点について詳細に説明する。

図２は、エポキシ樹脂（２５μｍ膜）の紫外線透過率特性を示す図である。図２において、横軸は紫外線の波長（ｎｍ）、縦軸は紫外線の透過率（％）である。
この図２に示すように、波長２２０ｎｍ以上の領域、即ち可視光線および近紫外線の一部の領域では、光は樹脂を透過し、その透過率は波長が短くなるにしたがって小さくなる。具体的には、波長３００ｎｍを超える領域では、光は樹脂をほぼ透過する。波長３００ｎｍ以下では、紫外線は樹脂にやや吸収されるが、その吸収は小さく紫外線が完全に遮られるほどではない。これは、樹脂の厚さ方向全体で紫外線を吸収するためであり、その紫外線により励起された樹脂は、樹脂の全体に広く分布する。

一方、波長２２０ｎｍ以下の紫外線は、樹脂を透過しない。この吸光度は高く、紫外線は樹脂の表面層で吸収される。さらに短波長になると、樹脂の極表面で紫外線は完全に吸収され、紫外線の吸収により発生した励起箇所は樹脂表面に層状に分布する。
そして、このような活性な樹脂部は、スパッタリングによって飛来したターゲット粒子が樹脂に打ち込まれたときのエネルギーによって新たな結合を作り出し、強固にターゲット粒子を固定する。
図３は、波長２２０ｎｍ以下の紫外線を受けた樹脂にスパッタを施したときの状態を示す図であり、図４は、波長２５０ｎｍの紫外線を受けた樹脂にスパッタを施したときの状態を示す図である。これら図３、図４では、絶縁層１０と、絶縁層１０の表面上に積層された所要のパターンを有する導電層１１と、導電層１１を含む絶縁層１０上に積層された絶縁層１２とを含んで構成される配線基板材料の一部を示している。

ビアホール１２ａに残留するスミア（不図示）を除去するフォトデスミア処理として、図３（ａ）に示すように、波長２２０ｎｍ以下の紫外線（ＵＶ）を照射した場合、上述したように紫外線は絶縁層１２表面で吸収され、絶縁層１２の表面にカラーセンター（結合欠陥、構造欠陥）Ｃが生じる。カラーセンターＣとは、上記の紫外線を吸収することで励起され、原子同士の化学結合が切れたり結合状態が変化したりすることで生成される欠陥である。
このようにカラーセンターＣが生じている絶縁層１２表面に対し、図３（ｂ）に示すように、スパッタ源から飛来するターゲット粒子（金属粒子）ＴＰが打ち込まれると、カラーセンターＣがその金属粒子ＴＰを強固に捕獲する。つまり、紫外線照射を受けた樹脂表面に存在する結合欠陥部にエネルギーが加わることで、金属粒子と樹脂との間にあらたな化学的結合作用ができる。図３（ｃ）は、このときの絶縁層１２表面の拡大図である。このように、波長２２０ｎｍ以下の紫外線を受けた絶縁層１２とスパッタを施した金属膜（図１のシード層１３）との密着性は、非常に強固となる。

一方、図３に示す配線基板材料と同様の配線基板材料に対し、フォトデスミア処理として、例えば波長２５０ｎｍの紫外線を照射した場合には、紫外線を受けた絶縁層１２では、励起された樹脂の分布が疎で絶縁層１２全体に分布する。すなわち、図４（ａ）に示すように、カラーセンターＣは絶縁層１２の表面に分布せず、絶縁層１２の内部に分布する。
そのため、この絶縁層１２表面に対し、図４（ｂ）に示すように、スパッタ源から飛来するターゲット粒子（金属粒子）ＴＰを打ち込んでも、金属粒子ＴＰの捕獲作用は少ない。すなわち、図４（ｃ）に、このときの絶縁層１２表面の拡大図を示すように、絶縁層１２表面と金属粒子ＴＰとの特別な結合作用は無く、絶縁層１２上に形成される金属膜（図１のシード層１３）の密着力は強化されない。

本実施形態では、紫外線照射処理において波長２２０ｎｍ以下の紫外線を用い、当該紫外線照射処理の後にスパッタリング法を用いたシード層形成処理を実施することで、絶縁層１２の上に緻密強固なシード層１３を形成することができる。したがって、このシード層１３をベースに電解めっきを施しためっき層１４は、絶縁層１２に対して高い密着性を示す。このように、絶縁層１２の表面を粗化することなく、絶縁層１２とシード層１３との密着性を担保することができる。その結果、信頼性の高い微細配線基板を実現することができる。

さらに、絶縁層１２の表面を平滑に保つことができるので、高周波応答性を向上させることができる。周波数が高くなると、表皮効果により信号は導体の表面に集中するという性質を持つ。上記従来のように、アンカー効果を得るために絶縁層１２の表面を粗くすると、信号の伝達距離も大きくなるため、それに伴って伝送損失が大きくなり、応答性が悪くなってしまう。本実施形態では、上記伝送損失を低減し、応答性を向上させることができる。
このように、本実施形態では、絶縁層１２とシード層１３との密着性を担保することができるが、フォトデスミア処理が何らかの原因で過剰に行われた場合や、フォトデスミア処理の後、シード層を形成する前に長時間放置された場合などには、ビアホール１２ａの底に露出した導電層１１に酸化膜が生じる虞がある。そして、酸化膜を放置してシード層１３を形成すると、導電層１１とシード層１３との接続強度が低下する。そのため、本実施形態では、シード層１３形成の準備としてイオンエッチングを行うことで、導電層１１に強固に接続したシード層１３を形成することができる。以下、この点についてさらに説明する。

図５は、イオンエッチングを施した後にスパッタを施したときの状態を示す図であり、図６は酸化膜を放置してスパッタを施したときの状態を示す図である。これら図５、図６でも、絶縁層１０と、絶縁層１０の表面上に積層された所要のパターンを有する導電層１１と、導電層１１を含む絶縁層１０上に積層された絶縁層１２とを含んで構成される配線基板材料の一部を示している。
ビアホール１２ａが形成された配線基板材料に対してイオンエッチングを行うと、配線基板材料側が陰極となり、図５（ａ）に示すように導電層１１上の酸化膜ＦにイオンＡＩが衝突して酸化膜Ｆがエッチングされて除去される。
このように酸化膜Ｆが除去された導電層１１表面に対し、酸化膜Ｆが再び形成される前に、図５（ｂ）に示すように、スパッタ源から飛来するターゲット粒子（金属粒子）ＴＰが打ち込まれると、導電層１１表面にその金属粒子ＴＰが強固に付着して一体化する。図５（ｃ）は、このときの導電層１１表面の拡大図である。

一方、図３に示す配線基板材料と同様の配線基板材料に対し、図６（ａ）に示すように酸化膜Ｆを放置してスパッタを施した場合には、図６（ｂ）に示すように、金属粒子ＴＰは酸化膜Ｆ上に付着する。図６（ｃ）に、このときの導電層１１表面の拡大図を示すように、導電層１１と酸化膜Ｆとシード層１３とが積み重なった層構造が得られるが、酸化膜Ｆが間に入っていることでこの層構造は強度が低く、導電層１１とシード層１３との接続強度も低い。
本実施形態では、シード層の形成処理において、除去工程を行った後に形成工程を行うことで導電層１１と強固に一体化したシード層１３を確実に形成することができる。したがって、このシード層１３をベースに電解めっきを施しためっき層１４は、導電層１１に対して高い接続強度を示す。

（実施例）
次に、本発明の効果を確認するために行った実施例について説明する。
＜配線基板材料＞
先ず、ガラスエポキシ樹脂と銅からなるプリプレグのコア材に、２５μｍのエポキシ樹脂を両面真空ラミネートし、高圧プレスとベーキングにより作成した積層体（エポキシ基板）を用意した。この積層体に厚さ３８μｍのＰＥＴフィルムによる保護膜を貼り、その後、ビア加工機（ＵＶレーザ）によってレーザ加工を施すことにより、ブラインドビアを、５００μｍピッチで格子状に作成した。ビア開口径は、φ５０μｍとした。このようにして、配線基板材料を得た。また、このとき、配線基板材料のブラインドビアの底部に、スミアが残留していることを確認した。

＜参考例１＞
上記配線基板材料に対し、過マンガン酸液を利用したウェットデスミア処理を施し、保護膜を剥がした後、無電解銅めっきにより１μｍのシード層を形成した。さらに、その基板に、電解めっきにより３０μｍのＣｕ層（めっき層）を形成した。
＜参考例２＞
上記配線基板材料に対し、過マンガン酸液を利用したウェットデスミア処理を施した後、過酸化水素と硫酸を混合した溶液を用いたウェットエッチングにより酸化膜除去を行った。そして、保護膜を剥がした後、無電解銅めっきにより１μｍのシード層を形成した。さらに、その基板に、電解めっきにより３０μｍのＣｕ層（めっき層）を形成した。

＜参考例３＞
上記配線基板材料に対し、過マンガン酸液を利用したウェットデスミア処理を施した後、１０分間のイオンエッチングを施して酸化膜除去を行った。そして、保護膜を剥がした後、スパッタリング法により０．３３μｍ（Ｔｉ／Ｃｕ＝０．０３μｍ／０．３μｍ）のシード層を形成した。さらに、その基板に、電解めっきにより３０μｍのＣｕ層（めっき層）を形成した。

＜比較例１＞
上記配線基板材料に対し、波長１７２ｎｍの紫外線を用いたフォトデスミア処理を施し、保護膜を剥がした後、スパッタリング法により０．３３μｍ（Ｔｉ／Ｃｕ＝０．０３μｍ／０．３μｍ）のシード層を形成した。さらに、その基板に、電解めっきにより３０μｍのＣｕ層（めっき層）を形成した。なお、フォトデスミア処理においては、紫外線照射処理と物理的振動処理（超音波振動処理）とを実施した。

＜実施例１＞
上記配線基板材料に対し、波長１７２ｎｍの紫外線を用いたフォトデスミア処理を施した後、過酸化水素と硫酸を混合した溶液を用いたウェットエッチング（処理時間：５分間）により酸化膜除去を行った。そして、保護膜を剥がした後、スパッタリング法により０．３３μｍ（Ｔｉ／Ｃｕ＝０．０３μｍ／０．３μｍ）のシード層を形成した。さらに、その基板に、電解めっきにより３０μｍのＣｕ層（めっき層）を形成した。なお、以下全ての実施例で、フォトデスミア処理においては、紫外線照射処理と物理的振動処理（超音波振動処理）とを実施した。

＜実施例２＞
上記配線基板材料に対し、波長１７２ｎｍの紫外線を用いたフォトデスミア処理を施した後、０．２５分間のイオンエッチングを施して酸化膜除去を行った。そして、保護膜を剥がした後、スパッタリング法により０．３３μｍ（Ｔｉ／Ｃｕ＝０．０３μｍ／０．３μｍ）のシード層を形成した。さらに、その基板に、電解めっきにより３０μｍのＣｕ層（めっき層）を形成した。

＜実施例３＞
上記配線基板材料に対し、波長１７２ｎｍの紫外線を用いたフォトデスミア処理を施した後、０．５分間のイオンエッチングを施して酸化膜除去を行った。そして、保護膜を剥がした後、スパッタリング法により０．３３μｍ（Ｔｉ／Ｃｕ＝０．０３μｍ／０．３μｍ）のシード層を形成した。さらに、その基板に、電解めっきにより３０μｍのＣｕ層（めっき層）を形成した。
＜実施例４＞
上記配線基板材料に対し、波長１７２ｎｍの紫外線を用いたフォトデスミア処理を施した後、１分間のイオンエッチングを施して酸化膜除去を行った。そして、保護膜を剥がした後、スパッタリング法により０．３３μｍ（Ｔｉ／Ｃｕ＝０．０３μｍ／０．３μｍ）のシード層を形成した。さらに、その基板に、電解めっきにより３０μｍのＣｕ層（めっき層）を形成した。

＜実施例５＞
上記配線基板材料に対し、波長１７２ｎｍの紫外線を用いたフォトデスミア処理を施した後、５分間のイオンエッチングを施して酸化膜除去を行った。そして、保護膜を剥がした後、スパッタリング法により０．３３μｍ（Ｔｉ／Ｃｕ＝０．０３μｍ／０．３μｍ）のシード層を形成した。さらに、その基板に、電解めっきにより３０μｍのＣｕ層（めっき層）を形成した。
＜実施例６＞
上記配線基板材料に対し、波長１７２ｎｍの紫外線を用いたフォトデスミア処理を施した後、１０分間のイオンエッチングを施して酸化膜除去を行った。そして、保護膜を剥がした後、スパッタリング法により０．３３μｍ（Ｔｉ／Ｃｕ＝０．０３μｍ／０．３μｍ）のシード層を形成した。さらに、その基板に、電解めっきにより３０μｍのＣｕ層（めっき層）を形成した。

＜実施例７＞
上記配線基板材料に対し、波長１７２ｎｍの紫外線を用いたフォトデスミア処理を施した後、２０分間のイオンエッチングを施して酸化膜除去を行った。そして、保護膜を剥がした後、スパッタリング法により０．３３μｍ（Ｔｉ／Ｃｕ＝０．０３μｍ／０．３μｍ）のシード層を形成した。さらに、その基板に、電解めっきにより３０μｍのＣｕ層（めっき層）を形成した。
上記の参考例１〜３、比較例１、実施例１〜６について、基板のＣｕ層をＪＩＳ Ｈ８６３０付属書１に記載の方法に準拠して、１ｃｍの幅にカッターナイフで切り込みを入れ、引っ張り試験器で９０度方向に引き剥がすピール試験を行った。そして、後で説明するビア接続強度（％）と繰り返し信頼性（％）を求めた。その結果を表１に示す。

上記ビア接続強度とは、同じ条件で製作した基板上の１００個のビアに対してピール試験を行い、そのビアの様子を顕微鏡で観察し、良品の率を計算して表したものである。
図7は、ピール試験でビアに生じる各種の状態を示す図である。
例えば、図７（ａ）に示すように、ピール試験において、試料１００の絶縁層１１２に形成されたビア１１２ａの底とサイドウォールとの両方でめっき層１１４が剥がれた場合、不良品（ビア底不良＋サイドウォール不良）であると判定する。この図７（ａ）に示すパターンは、ビア底（導電層１１１とめっき層１１４）とビアのサイドウォール（絶縁層１１２とめっき層１１４）の両方の密着性が低い場合に起こる。

これに対して、図７（ｂ）に示すように、ピール試験において、めっき層１１４と共に導電層１１１が引き剥がされた場合には、良品であると判定する。
また、図７（ｃ）に示すように、ピール試験において、めっき層１１４が絶縁層１１２の表面から剥がれ、ビア１１２ａとは密着したままの場合にも、良品であると判定する。この図７（ｃ）に示すパターンは、ビア内（ビア底およびサイドウォール）の密着性が非常に高い場合に起こる。
また、図７（ｄ）に示すように、ピール試験において、ビア１１２ａが大きく崩れるほど絶縁層１１２内で凝集破壊している場合にも、良品であると判定する。
上記繰り返し信頼性とは、デスミア後に放置時間を設けて同じ条件で製作した５枚の基板に対し、基板毎に１００個のビアに対する上記ビア接続強度の試験を繰り返し、１００％のビア接続強度が得られる率を計算して表したものである。

表１に示すように、参考例１では、ビア接続強度は１００％で良品が得られたが、繰り返し信頼性は４０％で、５枚の内３枚で、１００％の良品が得られなかった。これは、酸化膜の除去が行われなかったため、一部のビアで酸化膜によりシード層と導電層との密着が妨げられたからである。
参考例２〜３では、ビア接続強度は１００％で良品が得られ、繰り返し信頼性は８０％だった。但し、これら参考例２〜３の試料では、ウェットデスミア処理の薬液がエポキシ樹脂の表面を荒らす作用があり、サイドウォールで表面粗さが大きくなった。このため、ビア接続強度が高くてもピール強度は低く、基板の信頼性も低い。
また、比較例１では、ビア接続強度は１００％で良品が得られたが、繰り返し信頼性は４０％で、５枚の内３枚で、１００％の良品が得られなかった。これは、酸化膜の除去が行われなかったため、一部のビアで酸化膜によりシード層と導電層との密着が妨げられたからである。

これに対し、実施例１では、ビア接続強度は１００％で良品が得られ、繰り返し信頼性は１００％だった。これは、ウェットエッチングによる酸化膜の除去でシード層が導電層と密着したためである。また、フォトデスミア処理により、サイドウォールの荒れも抑えられていた。
実施例２、３では、ビア接続強度は１００％で良品が得られ、繰り返し信頼性は９０〜９５％だった。これは、イオンエッチングによる酸化膜の除去でシード層が導電層と密着したためである。また、フォトデスミア処理により、サイドウォールの荒れも抑えられていた。

さらに、実施例４〜７では、ビア接続強度は１００％で良品が得られ、繰り返し信頼性も１００％だった。これは、１分以上に亘るイオンエッチングによって酸化膜が完全に除去されたためである。また、フォトデスミア処理により、サイドウォールの荒れも抑えられていた。
以上説明したように、波長２２０ｎｍ以下の紫外線を用いたフォトデスミア処理と、酸化膜の除去処理と、スパッタリングによるシード層の形成処理との組み合わせにより、ビア内での高い密着性を担保することができ、信頼性の高い基板を実現することができる。さらに、樹脂表面を平滑に保つことができるので、微細配線形成のためのレジストパターンを安定して形成することができ、微細配線基板を精度良く作製することができる。

（配線基板製造装置）
以上説明した配線基板の製造は、以下に示す配線基板製造装置により実現することができる。
図８は、配線基板製造装置の構成を示す概略図である。ここで、図８（ａ）は、上述した保護膜を用いずに配線基板を製造する配線基板製造装置２１０の構成を示し、図８（ｂ）は、上述した保護膜を用いて配線基板を製造する配線基板製造装置２２０の構成を示している。
図８（ａ）に示す配線基板製造装置２１０は、紫外線照射装置２１１と、超音波洗浄・乾燥装置２１２と、エッチング・スパッタ装置２１３と、を備える。紫外線照射装置２１１は、ワーク（配線基板材料）に対してフォトデスミア処理における紫外線照射処理を行う。超音波洗浄・乾燥装置２１２は、フォトデスミア処理における物理的振動処理として超音波振動処理（超音波洗浄処理）を行った後、ワークを乾燥する乾燥処理を行う。エッチング・スパッタ装置２１３は、イオンエッチング法とスパッタリング法を採用し、フォトデスミア処理後のワーク表面から酸化膜を除去してシード層を形成する処理を行う。

図８（ｂ）に示す配線基板製造装置２２０は、紫外線照射装置２２１と、超音波洗浄・乾燥装置２２２と、マスクピーラー装置２２３と、エッチング・スパッタ装置２２４と、を備える。紫外線照射装置２２１及び超音波洗浄・乾燥装置２２２は、紫外線照射装置２１１及び超音波洗浄・乾燥装置２１２と同様である。マスクピーラー装置２２３は、フォトデスミア処理後のワークから保護膜を除去する処理を行う。エッチング・スパッタ装置２２４は、イオンエッチング法とスパッタリング法を採用し、保護膜を除去した後のワーク表面からさらに酸化膜を除去してシード層を形成する処理を行う。
このような配線基板製造装置２１０，２２０によれば、シード層と絶縁層との密着性が担保され、シード層と導体層との接続強度も担保された信頼性の高い配線基板の製造を実現することができる。
なお、図８において、紫外線照射装置２１１及び２２１が紫外線照射部に対応し、超音波洗浄・乾燥装置２１２及び２２２が振動付与部に対応し、エッチング・スパッタ装置２１３及び２２４がシード層形成部に対応している。

（変形例）
上記実施形態においては、スパッタリング法によりシード層を形成する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、イオンプレーティング法によりシード層を形成してもよい。この場合にも、スパッタリング法によりシード層を形成した場合と同様の効果が得られる。すなわち、スパッタリング法やイオンプレーティング法のように、材料粒子（金属粒子）を衝突させ付着させることでシード層を形成する手法であれば、上記実施形態と同様の効果が得られる。
また、上記実施形態においては、イオンエッチング法により酸化膜を除去する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、薬液に基板材料を浸漬して酸化膜を除去してもよい。薬液としては、例えば、過酸化水素と硫酸を混合した薬液が好ましく、水酸化ナトリウム水溶液であってもよい。このように薬液で酸化膜を除去する場合にも、イオンエッチング法により酸化膜を除去する場合と同様の効果が得られる。

１０…絶縁層、１１…導電層、１２…絶縁層、１２ａ…ビアホール、１３…シード層、１４…めっき層、Ｃ…カラーセンター、Ｌ…レーザ、Ｒ…レジストパターン、Ｓ…スミア、Ｔ…ターゲット材料、Ｆ…酸化膜

Claims (6)

1. 導電層の上に、無機物質よりなるフィラーが含有された樹脂からなる絶縁層が積層された配線基板材料に対して、前記絶縁層を貫通する貫通孔を形成する第一工程と、
   前記貫通孔が形成された前記配線基板材料に対して、波長２２０ｎｍ以下の紫外線を照
   射することにより、当該配線基板材料のデスミア処理を行うとともに前記絶縁層および前記貫通孔の表面に結合欠陥を生成する第二工程と、
   前記デスミア処理された前記貫通孔の底の導電材料に形成された酸化膜を除去し、前記結合欠陥が生成された前記貫通孔内および前記絶縁層の表面に対して、材料粒子を衝突させ打ち込むことでシード層を形成する第三工程と、
   前記シード層の上に、電解めっきにより導電材料からなるめっき層を形成する第四工程
   と、を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
2. 前記第三工程は、
   イオンエッチングにより前記酸化膜を除去することを特徴とする請求項１に記載の配線
   基板の製造方法。
3. 前記第三工程は、
   イオンエッチングにより前記酸化膜を除去し、スパッタリング法により前記シード層を
   形成することを特徴とする請求項１または２に記載の配線基板の製造方法。
4. 前記第三工程は、
   薬液により前記酸化膜を除去することを特徴とする請求項１に記載の配線基板の製造方
   法。
5. 前記第三工程は、
   過酸化水素と硫酸を混合した薬液により前記酸化膜を除去することを特徴とする請求項
   ４に記載の配線基板の製造方法。
6. 導電層の上に、無機物質よりなるフィラーが含有された樹脂からなる絶縁層が積層され、前記絶縁層を貫通する貫通孔が形成された配線基板材料に対して、波長２２０ｎｍ以下の紫外線を照射することにより、当該配線基板材料のデスミア処理を行うとともに前記絶縁層および前記貫通孔の表面に結合欠陥を生成する紫外線照射部と、
   前記デスミア処理された前記貫通孔の底の導電材料に形成された酸化膜を除去し、前記結合欠陥が生成された前記貫通孔内および前記絶縁層の表面に対して、材料粒子を衝突させ打ち込むことでシード層を形成するシード層形成部と、を備えることを特徴とする配線基板製造装置。
   

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