KR20180036805A

KR20180036805A - 배선용 기판의 제조방법

Info

Publication number: KR20180036805A
Application number: KR1020187009290A
Authority: KR
Inventors: 쇼지로 혼다; 요스케 하루키; 하지메 기요카와
Original assignee: 기요카와 멕키 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2015-05-31
Filing date: 2015-07-14
Publication date: 2018-04-09
Also published as: WO2016194241A1; JP6307167B2; EP3307035A4; KR102072425B1; CN108738249B; TW201834517A; JP2018088560A; CN106416439A; TWI722290B; TWI630856B; TW201642718A; EP3307035A1; KR20170132913A; JP6622835B2; KR101849158B1; CN108738249A; EP3307035B1; JPWO2016194241A1; CN106416439B

Abstract

관통공(2)을 갖는 절연 기판(1)을 사용해서 배선용 기판을 효율적으로 제조하는 방법으로서, 절연 기판(1)의 일방 표면에 시드층(3)을 형성시키고, 시드층(3)이 형성된 면을 마스킹 필름(4)으로 피복하고, 절연 기판(1)의 시드층(3)이 형성되어 있는 면의 반대면과 양극(5)이 대향하도록 절연 기판(1) 및 양극(5)을 설치하고, 전기 도금을 실시하여 관통공(2) 내에 금속층(8)을 형성시킨 후, 마스킹 필름(4)을 제거하는 것을 특징으로 하는 배선용 기판의 제조방법.

Description

배선용 기판의 제조방법{PROCESS FOR PRODUCING A WIRING BOARD}

본 발명은 배선용 기판의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은, 예를 들면 반도체칩 등을 탑재하기 위해서 사용되는 배선용 기판 등으로서 적합하게 사용할 수 있는 배선용 기판의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 배선용 기판을 제조할 때에는 관통공을 갖는 수지판 등의 절연 기판을 사용하고, 상기 절연 기판을 도금욕 중에 침지한 후 전기 도금을 행함으로써, 상기 관통공 내에 금속을 충전하는 조작이 채용되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 및 특허문헌 2 참조). 그러나, 상기 조작을 채용했을 경우, 전기 도금에 의해 절연 기판의 관통공 내에 충전되는 금속층 내에 보이드라고 칭해지고 있는 공극이 발생하는 경우가 있기 때문에, 배선 기판의 신뢰성이 현저하게 저하한다고 하는 결점이 있다.

관통공 내에 충전되는 금속층에 보이드가 발생하기 어려운 배선용 기판의 제조방법으로서, 관통공을 갖는 절연 기판을 사용하고, 절연 기판의 일방 표면에 시드층을 형성시키고, 시드층이 형성된 면의 반대면을 마스킹 필름으로 피복하고, 절연 기판의 시드층이 형성되어 있는 면과 양극이 대향하도록 절연 기판 및 양극을 설치해서 전기 도금을 실시하고, 시드층이 형성되어 있는 면의 관통공을 금속층에 의해 폐쇄시킨 후, 마스킹 필름을 제거하고, 마스킹 필름이 제거된 면과 양극이 대향하도록 절연 기판 및 양극을 설치해서 전기 도금을 실시하여 관통공 내에서 금속층을 형성시키는 것을 특징으로 하는 배선용 기판의 제조방법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 3 참조).

상기 배선용 기판의 제조방법에 의하면, 관통공 내에 충전되는 금속층에 보이드가 발생하기 어려우므로 신뢰성이 높은 배선용 기판을 제조할 수 있다.

그러나, 최근 관통공 내에 충전되는 금속층에 보이드가 발생하기 어려울 뿐만 아니라, 시드층이 형성되어 있는 면의 관통공을 금속층에 의해 폐쇄시킨다고 하는 조작을 채용하지 않고 배선용 기판을 효율적으로 제조할 수 있는 배선용 기판의 제조방법의 개발이 소망되고 있다.

또한, 최근 시드층의 표면에 전기 도금에 의해 형성되는 금속의 두께를 얇게 함으로써 도금 시간을 단축시킴과 아울러, 형성되는 금속의 사용량을 삭감하여 전극을 평활하게 할 수 있는 배선용 기판의 제조방법의 개발이 기대되고 있다.

일본 특허공개 2003-023251호 공보 일본 특허공개 2003-309214호 공보 일본 특허 제5558614호 공보

본 발명은 관통공 내에 충전되는 금속층에 보이드가 발생하기 어려울 뿐만 아니라, 시드층이 형성되어 있는 면의 관통공을 금속층에 의해 폐쇄시킨다고 하는 조작을 채용하지 않고 배선용 기판을 효율적으로 제조할 수 있는 배선용 기판의 제조방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

또한, 본 발명은 관통공 내에 형성되는 금속층에 보이드가 발생하기 어렵고, 시드층의 표면에 전기 도금에 의해 형성되는 금속의 두께를 얇게 함으로써, 도금 시간을 단축시킴과 아울러, 형성되는 금속의 사용량을 삭감하고, 전극을 평활하게 할 수 있는 배선용 기판의 제조방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

제 1 본 발명(이하, 제 1 발명이라고 함)은 관통공을 갖는 절연 기판을 이용하여 배선용 기판을 제조하는 방법으로서, 절연 기판의 일방 표면에 시드층을 형성시키고, 시드층이 형성된 면을 마스킹 필름으로 피복하고, 절연 기판의 시드층이 형성되어 있는 면의 반대면과 양극이 대향하도록 절연 기판 및 양극을 설치해서 전기 도금을 실시하여 관통공 내에서 금속층을 형성시킨 후, 마스킹 필름을 제거하는 것을 특징으로 하는 배선용 기판의 제조방법에 관한 것이다.

제 2 본 발명(이하, 제 2 발명이라고 함)은 관통공을 갖는 절연 기판을 이용하여 배선용 기판을 제조하는 방법으로서, 절연 기판의 일방 표면에 시드층을 형성시키고, 형성된 시드층 상에서 전극이 형성되지 않은 전극 비형성부에 레지스트층을 형성시킴과 아울러, 시드층이 형성된 면의 반대면을 마스킹 필름으로 피복하고, 시드층이 형성된 면에 전기 도금을 행함으로써 관통공의 내부에 금속층을 형성시킬 때에, 금속층이 형성된 관통공의 개구부의 직경이 금속층이 형성되기 전의 관통공의 개구부의 직경의 10∼50%가 되도록 관통공의 내부에 금속층을 형성시키고, 시드층이 형성된 면을 마스킹 필름으로 피복함과 아울러, 시드층이 형성된 면의 반대면에 피복되어 있는 마스킹 필름을 제거하고, 시드층이 형성된 면의 반대면으로부터 전기 도금을 실시하여 관통공 내에 금속층을 형성시킴으로써 전극을 형성시킨 후, 시드층에 형성된 마스킹 필름, 레지스트층 및 시드층을 제거하는 것을 특징으로 하는 배선용 기판의 제조방법에 관한 것이다.

제 1 발명의 배선용 기판의 제조방법에 의하면, 관통공 내에 충전되는 금속층에 보이드가 발생하기 어려울 뿐만 아니라, 시드층이 형성되어 있는 면의 관통공을 금속층에 의해 폐쇄시킨다고 하는 조작을 채용하지 않고 배선용 기판을 효율적으로 제조할 수 있다고 하는 우수한 효과가 발휘된다.

제 2 발명의 배선용 기판의 제조방법에 의하면, 관통공 내에 형성되는 금속층에 보이드가 발생하기 어렵고, 시드층의 표면에 전기 도금에 의해 형성되는 금속의 두께를 얇게 함으로써, 도금 시간을 단축시킴과 아울러 형성되는 금속의 사용량이 삭감되고, 형성되는 전극이 평활한 배선용 기판을 제조할 수 있다고 하는 우수한 효과가 발휘된다.

도 1은 제 1 발명의 배선용 기판의 제조방법의 일 실시형태를 나타내는 개략 설명도이다.
도 2는 제 2 발명의 배선용 기판의 제조방법의 일 실시형태를 나타내는 개략 설명도이다.
도 3은 제 2 발명의 실시예 II-1에서 얻어진 배선용 기판의 마이크로포커스 X선 검사 장치에 의한 촬영 화상의 도면 대용 사진이다.

제 1 발명의 배선용 기판의 제조방법은 상기한 바와 같이 관통공을 갖는 절연 기판을 이용하여 배선용 기판을 제조하는 방법이고, 절연 기판의 일방 표면에 시드층을 형성시키고, 시드층이 형성된 면을 마스킹 필름으로 피복하고, 절연 기판의 시드층이 형성되어 있는 면의 반대면과 양극이 대향하도록 절연 기판 및 양극을 설치해서 전기 도금을 실시하여 관통공 내에서 금속층을 형성시킨 후, 마스킹 필름을 제거하는 것을 특징으로 한다.

제 1 발명에 의하면, 관통공 내에 충전되는 금속층에 보이드가 발생하기 어려울 뿐만 아니라, 시드층이 형성되어 있는 면의 관통공을 금속층에 의해 폐쇄시킨다고 하는 조작을 채용하지 않고 배선용 기판을 효율적으로 제조할 수 있다.

제 2 발명의 배선용 기판의 제조방법은 상기한 바와 같이 관통공을 갖는 절연 기판을 이용하여 배선용 기판을 제조하는 방법이고, 절연 기판의 일방 표면에 시드층을 형성시키고, 형성된 시드층 상에서 전극이 형성되지 않은 전극 비형성부에 레지스트층을 형성시킴과 아울러, 시드층이 형성된 면의 반대면을 마스킹 필름으로 피복하고, 시드층이 형성된 면에 전기 도금을 행함으로써 관통공의 내부에 금속층을 형성시킬 때에 금속층이 형성된 관통공의 개구부의 직경이 금속층이 형성되기 전의 관통공의 개구부의 직경의 10∼50%가 되도록 관통공의 내부에 금속층을 형성시키고, 시드층이 형성된 면을 마스킹 필름으로 피복함과 아울러, 시드층이 형성된 면의 반대면에 피복되어 있는 마스킹 필름을 제거하고, 시드층이 형성된 면의 반대면으로부터 전기 도금을 실시하여 관통공 내에 금속층을 형성시킴으로써 전극을 형성시킨 후, 시드층에 형성된 마스킹 필름, 레지스트층 및 시드층을 제거하는 것을 특징으로 한다.

제 2 발명에 의하면, 상기 조작이 채용되어 있으므로, 관통공 내에 형성되는 금속층에 보이드가 발생하기 어렵고, 시드층의 표면에 전기 도금에 의해 형성되는 금속의 두께를 얇게 할 수 있으므로, 도금 시간을 단축시킴과 아울러 형성되는 금속의 사용량이 삭감되고, 형성되는 전극이 평활한 배선용 기판을 얻을 수 있다.

제 1 발명 및 제 2 발명에 사용되는 절연 기판은 절연성을 갖음과 아울러 기계적 강도가 우수한 것이 바람직하다. 적합한 절연 기판으로서는, 예를 들면 실리콘 기판, 유리 기판, 에폭시 수지, 불소 수지, 페놀 수지, 폴리에스테르, 폴리이미드, 시클로올레핀 폴리머 등의 수지로 이루어지는 수지 기판, 유리 섬유 강화 에폭시 수지, 아라미드 섬유 강화 에폭시 수지 등의 섬유 강화 수지로 이루어지는 기판 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 이들 절연 기판 중에서는 취급성 및 절연성이 우수한 점에서 실리콘 기판 및 유리 기판이 바람직하다.

절연 기판의 두께는 배선용 기판의 용도 등에 따라 다르므로 일률적으로는 결정할 수 없기 때문에, 상기 배선용 기판의 용도 등에 따라 적당하게 결정하는 것이 바람직하지만, 통상 30∼800㎛ 정도이다. 또한, 절연 기판의 크기는 절연 기판두께와 마찬가지로 배선용 기판의 용도 등에 따라 다르므로 일률적으로는 결정할 수 없기 때문에, 상기 배선용 기판의 용도 등에 따라 적당하게 결정하는 것이 바람직하다.

절연 기판에는 관통공이 형성되어 있다. 관통공은, 예를 들면 플라즈마를 사용한 드라이 에칭법, 엑시머 레이저, UV-YAG 레이저 등의 레이저를 사용한 레이저 가공법 등에 의해 절연 기판에 형성할 수 있다. 절연 기판에 형성되는 관통공의 구멍직경은 본 발명의 배선용 기판의 용도 등에 따라 다르므로 일률적으로는 결정할 수 없기 때문에, 상기 배선용 기판의 용도 등에 따라 적당하게 설정하는 것이 바람직하지만, 통상 관통공 내에서 형성되는 금속층 내에서 보이드가 발생하는 것을 억제하는 관점으로부터 바람직하게는 1∼200㎛, 보다 바람직하게는 5∼200㎛, 더욱 바람직하게는 10∼100㎛이다.

절연 기판에 관통공을 형성시킨 후에는 절연 기판을 천공시켜서 관통공을 형성시킬 때에 발생한 부스러기가 관통공에 잔존하지 않도록 하기 위해서, 필요에 따라 상기 부스러기를 제거하는 것이 바람직하다.

우선, 제 1 발명의 배선용 기판의 제조방법을 도면에 의거하여 설명한다. 도 1은 제 1 발명의 배선용 기판의 제조방법의 일 실시형태를 나타내는 개략 설명도이다.

제 1 발명에 있어서는 도 1(a)에 나타나 있는 바와 같이 관통공(2)을 갖는 절연 기판(1)이 사용된다.

다음에, 도 1(b)에 나타나 있는 바와 같이 절연 기판(1)의 일방 표면에 시드층(3)을 형성시킨다. 시드층(3)은 절연 기판(1)과 후술하는 금속층(도시하지 않음)의 밀착성을 향상시키기 위해서 형성된다. 시드층(3)에는 통상 금속이 사용된다.

절연 기판(1)으로서 유리 기판 또는 수지 기판을 사용할 경우, 시드층(3)에 사용되는 금속은 절연 기판(1)으로서 사용되는 유리 기판 또는 수지 기판과 시드층(3) 상에 형성되는 금속층의 밀착성을 향상시키는 관점으로부터, 금속층에 사용되는 금속과 동일 종류의 금속인 것이 바람직하다.

절연 기판(1)으로서 실리콘 기판을 사용할 경우, 시드층(3)은 절연 기판(1)으로서 사용되는 실리콘 기판과 금속층의 밀착성을 향상시킴과 아울러, 금속층에 사용되는 동 등의 금속이 실리콘 기판으로 확산함으로써 실리콘 기판의 절연성이 저하하는 것을 억제하는 관점으로부터, 예를 들면 실리콘 기판측으로부터 티타늄층 및 동층을 순차 적층한 시드층, 실리콘 기판측으로부터 티타늄층 및 크롬층을 순차 적층한 시드층, 코발트-텅스텐-인(Co-W-P)으로 이루어지는 시드층, 니켈-텅스텐-인(Ni-W-P)으로 이루어지는 시드층, 팔라듐-코발트-인(Pd-Co-P)으로 이루어지는 시드층 등이 바람직하다.

시드층(3)은, 예를 들면 스퍼터링법, 화학증착(CVD)법, 물리증착(PVD)법, 도금법 등에 의해 형성시킬 수 있다.

절연 기판(1)의 일방 표면에 형성되는 시드층(3)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 절연 기판(1)과 금속층의 밀착성을 향상시키는 관점으로부터 100∼500nm 정도인 것이 바람직하다.

절연 기판(1)의 일방 표면에 시드층(3)을 형성시킬 때, 통상 도 1(b)에 나타나 있는 바와 같이 절연 기판(1)의 관통공(2)의 내면에 시드층(3)의 돌출부(3a)가 형성된다. 이렇게 절연 기판(1)의 관통공(2)의 내면에 형성된 시드층(3)의 돌출부(3a)는 후술하는 관통공(2) 내에서 금속층(도시하지 않음)을 형성시킬 때의 성장점이 되어서 금속층을 성장시킬 수 있기 때문에, 보이드의 발생이 없는 금속층을 형성시킬 수 있다. 돌출부(3a)의 길이(L)는 금속층을 효율적으로 성장시키는 관점으로부터, 바람직하게는 10nm 이상, 보다 바람직하게는 20nm 이상, 더욱 바람직하게는 30nm 이상이고, 보이드의 발생이 없는 금속층을 형성시키는 관점으로부터 바람직하게는 50㎛ 이하, 보다 바람직하게는 40㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 30㎛ 이하이다. 또한, 돌출부(3a)의 두께(D)는 금속층을 효율적으로 성장시키는 관점으로부터 바람직하게는 3nm 이상, 보다 바람직하게는 5nm 이상, 더욱 바람직하게는 10nm 이상이고, 보이드의 발생이 없는 금속층을 형성시키는 관점으로부터 바람직하게는 500nm 이하, 보다 바람직하게는 400nm 이하, 더욱 바람직하게는 300nm 이하이다.

시드층(3)의 일부가 절연 기판(1)의 관통공(2)의 내면에 형성되지 않도록 할 경우에는, 예를 들면 시드층(3)이 형성되지 않도록 하기 위한 핀(도시하지 않음) 등의 마스킹 부재를 관통공(2) 내에 삽입해도 좋다.

다음에, 도 1(c)에 나타나 있는 바와 같이, 절연 기판(1)의 시드층(3)이 형성된 면을 마스킹 필름(4)으로 피복한다.

제 1 발명에 있어서는, 도 1(c)에 나타나 있는 바와 같이, 절연 기판(1)의 시드층(3)이 형성된 면을 마스킹 필름(4)으로 피복하는 점에 하나의 큰 특징이 있다. 제 1 발명에 있어서는, 절연 기판(1)의 시드층(3)이 형성된 면을 마스킹 필름(4)으로 피복한다고 하는 조작이 채용되어 있으므로, 종래와 같이 절연 기판(1)의 관통공(2) 내를 금속층으로 충전시키기 전에 절연 기판(1)의 관통공(2)을 전기 도금으로 폐쇄시킨다고 하는 공정을 필요로 하지 않고, 또한 상기 절연 기판(1)의 관통공(2)을 전기 도금으로 폐쇄시킨다고 하는 공정을 필요로 하지 않기 때문에 관통공(2)을 폐쇄시킨 표면의 연마, 청정화 처리 등의 번잡한 후공정이 불요하므로,배선용 기판을 제조하는데 필요한 공정수를 대폭 삭감할 수 있다고 하는 이점이 있다.

마스킹 필름(4)으로서는, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀; 나일론 11, 나일론 12, 나일론 6, 나일론 66 등의 폴리아미드; 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴 수지; 염화비닐 수지, 염화비닐리덴 수지 등의 수지로 이루어지는 수지 필름, 폴리우레탄 엘라스토머 등의 엘라스토머로 이루어지는 필름, 천연 고무, 스티렌-부타디엔 고무 등의 합성 고무 등으로 이루어지는 고무 시트, 알루미늄박 등의 금속박 등을 들 수 있지만, 제 1 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 마스킹 필름의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 통상 10∼200㎛ 정도인 것이 바람직하다.

절연 기판(1)의 시드층(3)이 형성된 면을 마스킹 필름(4)으로 피복하는 방법으로서는, 예를 들면 마스킹 필름(4)으로서 열가소성 수지로 이루어지는 마스킹 필름(4)을 사용하고, 상기 마스킹 필름(4)을 절연 기판(1)의 시드층(3)이 형성된 면에 적재하고 가열함으로써 마스킹 필름(4)을 절연 기판(1)에 가접착시키는 방법, 마스킹 필름(4)으로서 점착층을 갖는 마스킹 필름(4)을 사용하고, 상기 마스킹 필름(4)의 점착층이 형성되어 있는 면과 절연 기판(1)의 시드층(3)이 형성된 면을 포갬으로써, 마스킹 필름(4)을 절연 기판(1)에 가접착시키는 방법 등을 들 수 있지만, 제 1 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다.

다음에, 도 1(d)에 나타나 있는 바와 같이, 절연 기판(1)의 시드층(3)이 형성되어 있는 면의 반대면과 양극(5)이 대향하도록 절연 기판(1) 및 양극(5)을 설치하고 전기 도금을 실시하여 관통공(2) 내에서 금속층(8)을 형성시킨다. 제 1 발명에 있어서는 상기 조작이 채용되어 있으므로, 종래와 같이 절연 기판(1)의 관통공(2) 내를 금속층으로 충전시키기 전에 절연 기판(1)의 관통공(2)을 전기 도금에 의해 폐쇄시킨다고 하는 공정을 필요로 하지 않고, 또한 상기 절연 기판(1)의 관통공(2)을 전기 도금에 의해 폐쇄시킨다고 하는 공정을 필요로 하지 않기 때문에 관통공(2)을 폐쇄시킨 표면의 연마, 청정화 처리 등의 번잡한 후공정이 불요하므로, 배선용 기판을 제조하는데 필요한 공정수를 대폭 삭감할 수 있다고 하는 이점이 있다. 또한, 제 1 발명에 있어서는 상기 조작이 채용되어 있으므로, 각 관통공(2) 내에서 성장하는 금속층(8)의 성장 속도를 거의 일정해지도록 제어할 수 있음과 아울러, 시드층(3)이 형성되어 있는 면에서 관통공(2)으로부터 돌출하는 금속층(도시하지 않음)의 높이가 마스킹 필름(4)에 의해 제어되기 때문에, 시드층(3)이 형성되어 있는 면에서 관통공(2)으로부터 돌출하는 금속층의 높이를 거의 균일하게 제어할 수 있다고 하는 이점이 있다.

전기 도금에 의해 관통공(2) 내에서 금속층(8)을 성장시킴에 따라서, 도 1(e) 및 (f)에 나타나 있는 바와 같이, 관통공(2) 내에서 금속층(8)이 형성된다. 그 때, 시드층(3), 바람직하게는 시드층(3)의 돌출부(3a)를 핵으로 해서 금속층(8)이 성장하기 때문에, 관통공(2) 내에서 보이드의 발생이 없는 금속층(8)을 형성시킬 수 있다.

절연 기판(1)의 시드층(3)이 형성되어 있는 면의 반대면과 양극(5)이 대향하도록 절연 기판(1) 및 양극(5)을 설치해서 전기 도금을 실시할 때에는 도 1(d)에 나타나 있는 바와 같이 전해조(6)를 사용할 수 있다.

전기 도금은 절연 기판(1)의 마스킹 필름(4)으로 피복한 시드층(3)이 형성되어 있는 면의 반대면과 양극(5)이 대향하도록 절연 기판(1) 및 양극(5)을 전해조(6) 내에서 설치하고, 도금욕(7)에 절연 기판(1) 및 양극(5)이 침지하도록 도금욕(7)을 넣은 후 전해 도금을 행할 수 있다. 그때, 절연 기판(1)의 시드층(3)이 형성되어 있는 면의 반대면의 관통공(2) 내에서 노출되어 있는 시드층(3)이 음극으로서 작용한다. 또한, 본원발명에 있어서는, 전해조(6) 내에 도금욕(7)을 넣고, 절연 기판(1)의 시드층(3)이 형성되어 있는 면의 반대면과 양극(5)이 대향하도록 절연 기판(1) 및 양극(5)을 도금욕(7)에 침지시킨 후에 전해 도금을 행할 수도 있다.

또한, 도 1(d)에 나타내는 실시형태에서는 절연 기판(1) 및 양극(5)은 수직(연직) 방향으로 설치되어 있지만, 각각 수평 방향으로 설치되어 있어도 좋다.

절연 기판(1)과 양극(5)의 간격은 특별히 한정되지 않지만, 절연 기판(1)의 시드층(3)이 형성되어 있는 면의 반대면의 관통공(2) 내에서 노출되어 있는 시드층(3)을 기점으로 해서 금속층(8)이 효율적으로 형성되도록 하는 관점으로부터, 5∼50mm 정도인 것이 바람직하다.

도금욕(7)은 절연 기판(1)의 관통공(2) 내에 형성되는 금속층(도시하지 않음)에 사용되는 금속의 종류에 따라 적당하게 선택해서 사용할 수 있다. 금속층에 사용되는 금속으로서는, 예를 들면 금, 은, 동, 백금, 알루미늄, 주석, 로듐, 니켈, 크롬, 코발트, 팔라듐, 텅스텐, 이들 금속으로 이루어지는 합금 등을 들 수 있지만, 제 1 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 또한, 양극(5)에 사용되는 금속에 관해서도, 절연 기판(1)의 관통공(2) 내에 형성되는 금속층에 사용되는 금속의 종류에 따라 선택해서 사용할 수 있다. 양극(5)에 사용되는 금속은 금속층에 사용되는 금속과 동일하지만, 그 예로서는 금, 은, 동, 백금, 알루미늄, 주석, 로듐, 니켈, 크롬, 코발트, 팔라듐, 텅스텐, 이들 금속으로 이루어지는 합금 등을 들 수 있지만, 제 1 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다.

도금욕(7)의 종류는 절연 기판(1)의 관통공(2) 내에 형성되는 금속층에 사용되는 금속의 종류에 따라 선택해서 사용할 수 있다. 예를 들면, 절연 기판(1)의 관통공(2) 내에서 형성되는 금속층에 사용되는 금속이 동일 경우에는, 도금욕(7)으로서, 예를 들면 황산동 및 황산을 함유하고, 필요에 따라 염소 이온, 도금 억제제, 도금 촉진제 등을 함유하는 황산동 도금욕 등을 사용할 수 있다.

절연 기판(1)에 전기 도금을 실시할 때의 전류 밀도는 특별히 한정되지 않지만, 치밀한 금속층(8)을 절연 기판(1)의 관통공(2) 내에 효율적으로 형성시키는 관점으로부터 0.5∼30A/dm²인 것이 바람직하고, 0.5∼5A/dm²인 것이 보다 바람직하다. 또한, 전기 도금을 행할 때의 도금욕(7)의 액온은 특별히 한정되지 않고, 통상 바람직하게는 5∼80℃, 보다 바람직하게는 실온이다.

이상과 같이 해서, 도 1(f)에 나타나 있는 바와 같이 절연 기판(1)의 관통공(2)에 금속층(8)을 형성시킨 후 마스킹 필름(4)을 제거함으로써, 관통공(2) 내에 형성되는 금속층(8)이 충전되고, 표면에 시드층(3)을 갖는 도 1(g)에 나타내는 절연 기판(1)을 얻을 수 있다.

제 1 발명의 배선용 기판의 제조방법에 의하면, 절연 기판(1)의 관통공(2) 내의 시드층(3)을 핵으로 해서 관통공(2) 내에서 금속층(8)이 순차 성장하기 때문에, 관통공(2) 내에 보이드의 발생이 없는 금속층(8)을 형성시킬 수 있으므로, 얻어지는 배선용 기판의 신뢰성을 현저하게 높일 수 있다.

또한, 도 1(g)에 나타나 있는 바와 같이, 시드층(3)이 형성되어 있는 면에서 관통공(2) 내에 충전된 금속층(8)의 표면(8a)이 마스킹 필름(4)에 의해 평활화되기 때문에, 금속층(8)의 표면(8a)을 평활화시키기 위한 후가공을 실시하지 않아도 그대로의 상태에서, 예를 들면 전극(도시하지 않음)을 형성시킬 수 있다.

다음에, 절연 기판(1)의 금속층(8)의 표면(8a) 상에 전극을 형성시킬 경우에는, 도 1(h)에 나타나 있는 바와 같이, 절연 기판(1)의 금속층(8)의 표면(8a)에 전극을 형성시키기 위한 패턴을 갖는 레지스트층(9)을 절연 기판(1)의 시드층(3) 상에 적재할 수 있다.

레지스트층(9)에는 작업성을 향상시키는 관점으로부터 통상 드라이 필름 레지스트를 사용하는 것이 바람직하다. 드라이 필름 레지스트에는 네거티브형 드라이 필름 레지스트 및 포지티브형 드라이 필름 레지스트가 있지만, 제 1 발명에 있어서는 어느 드라이 필름 레지스트를 사용해도 좋다. 네거티브형 드라이 필름 레지스트로서는, 예를 들면 광경화성 드라이 필름 레지스트, 열경화성 드라이 필름 레지스트 등을 들 수 있지만, 제 1 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 드라이 필름 레지스트에는 미리 절연 기판(1)의 패턴에 따라 패터닝되어 있는 것이 바람직하다.

레지스트층(9)의 두께는 도 1(i)에 나타내는 전극(10)의 높이에 따라 적당하게 결정하는 것이 바람직하다. 레지스트층(9)의 두께는 통상 10∼200㎛ 정도이다.

전극(10)은, 예를 들면 전기 도금에 의해 형성할 수 있다. 전기 도금은 절연 기판(1)의 시드층(3)이 형성되어 있는 면과 양극(도시하지 않음)이 대향하도록 절연 기판(1) 및 양극을 전해조(도시하지 않음) 내에서 설치하고, 도금욕(도시하지 않음)에 절연 기판(1) 및 양극이 침지되도록 도금욕을 넣은 후 전해 도금을 행할 수 있다. 그 때, 절연 기판(1)의 관통공(2) 내에 충전된 금속층(8)이 음극으로서 작용한다. 또한, 본원발명에 있어서는 전해조 내에 도금욕을 넣고, 절연 기판(1)의 시드층(3)이 형성되어 있는 면과 양극(5)이 대향하도록 절연 기판(1) 및 양극을 도금욕에 침지시킨 후에 전해 도금을 행할 수도 있다.

절연 기판(1)과 양극의 간격은 특별히 한정되지 않지만, 절연 기판(1)의 시드층(3)이 형성되어 있는 면에서 노출되어 있는 금속층(8)을 기점으로 해서 금속층(8)이 효율적으로 형성되도록 하는 관점으로부터 5∼50mm 정도인 것이 바람직하다.

도금욕은 전극(10)에 사용되는 금속의 종류에 따라 적당하게 선택해서 사용할 수 있다. 전극(10)에 사용되는 금속으로서는, 예를 들면 금, 은, 동, 백금, 알루미늄, 주석, 로듐, 니켈, 크롬, 코발트, 팔라듐, 텅스텐, 이들 금속으로 이루어지는 합금 등을 들 수 있지만, 제 1 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 또한, 양극에 사용되는 금속에 관해서도 전극(10)에 사용되는 금속의 종류에 따라 선택해서 사용할 수 있다. 양극에 사용되는 금속은 전극(10)에 사용되는 금속과 동일하지만, 그 예로서는 금, 은, 동, 백금, 알루미늄, 주석, 로듐, 니켈, 크롬, 코발트, 팔라듐, 텅스텐, 이들의 금속으로 이루어지는 합금 등을 들 수 있지만, 제 1 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다.

도금욕의 종류는 전극(10)에 사용되는 금속의 종류에 따라 선택해서 사용할 수 있다. 예를 들면, 전극(10)에 사용되는 금속이 동일 경우에는 도금욕(7)으로서, 예를 들면 황산동 및 황산을 함유하고, 필요에 따라 염소 이온, 도금 억제제, 도금 촉진제 등을 함유하는 황산동 도금욕 등을 사용할 수 있다.

절연 기판에 전기 도금을 실시할 때의 전류 밀도는 특별히 한정되지 않지만, 치밀한 전극(10)을 효율적으로 형성시키는 관점으로부터 0.5∼30A/dm²인 것이 바람직하고, 0.5∼5A/dm²인 것이 보다 바람직하다. 또한, 전기 도금을 행할 때의 도금욕(7)의 액온은 특별히 한정되지 않고, 통상 바람직하게는 5∼80℃, 보다 바람직하게는 실온이다.

이상과 같이 해서 절연 기판(1)의 금속층(8)의 표면(8a)에 전극(10)이 형성된다. 전극(10)의 두께는 배선용 기판의 용도 등에 따라 다르므로, 일률적으로는 결정할 수 없지만 통상 3∼80㎛ 정도이다.

다음에, 도 1(i)에 나타내는 시드층(3) 및 상기 시드층(3) 상에 형성된 레지스트층(9)을 제거함으로써 도 1(j)에 나타내는 배선용 기판을 얻을 수 있다. 또한, 레지스트층(9)은, 예를 들면 박리함으로써 용이하게 제거할 수 있고, 시드층(3)은, 예를 들면 에천트(에칭액)를 사용한 습식 에칭 방법에 의해 화학 반응시킴으로써 용이하게 제거할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 제 1 발명의 배선용 기판의 제조방법에 의하면, 통공 내에 충전되는 금속층에 보이드가 발생하기 어려울 뿐만 아니라, 시드층이 형성되어 있는 면의 관통공을 금속층에 의해 폐쇄시킨다고 하는 조작을 채용하지 않고 배선용 기판을 효율적으로 제조할 수 있다.

따라서, 제 1 발명의 배선용 기판의 제조방법에 의해 얻어진 배선용 기판은 관통공 내에 충전되어 있는 금속층에 보이드가 발생하기 어렵기 때문에 신뢰성이 우수하므로, 예를 들면 반도체칩 등을 탑재하기 위해서 사용되는 배선용 기판 등으로서 사용하는 것이 기대된다.

다음에, 제 2 발명의 배선용 기판의 제조방법을 도면에 의거하여 설명한다. 도 2는 제 2 발명의 배선용 기판의 제조방법의 일 실시형태를 나타내는 개략 설명도이다.

제 2 발명에 있어서는, 우선 도 2(a)에 나타나 있는 바와 같이, 관통공(2)을 갖는 절연 기판(1)이 사용된다.

다음에, 도 2(b)에 나타나 있는 바와 같이, 절연 기판(1)의 일방 표면에 시드층(3)을 형성시킨다. 시드층(3)은 절연 기판(1)과 전기 도금에 사용되는 금속과의 밀착성을 향상시키기 위해서 형성된다. 시드층(3)에는 통상 금속이 사용된다. 절연 기판(1)으로서 유리 기판 또는 수지 기판을 사용할 경우, 시드층(3)에 사용되는 금속은 절연 기판(1)으로서 사용되는 유리 기판 또는 수지 기판과 시드층(3) 상에 형성되는 금속층(도시하지 않음)의 밀착성을 향상시키는 관점으로부터, 전기 도금에 사용되는 금속과 동일 종류의 금속인 것이 바람직하다.

절연 기판(1)으로서 실리콘 기판을 사용할 경우, 시드층(3)은 절연 기판(1)으로서 사용되는 실리콘 기판과 전기 도금에 사용되는 금속의 밀착성을 향상시킴과 아울러, 전기 도금에 사용되는 동 등의 금속이 실리콘 기판으로 확산됨으로써 실리콘 기판의 절연성이 저하하는 것을 억제하는 관점으로부터, 예를 들면 실리콘 기판측으로부터 티타늄층 및 동층을 순차 적층한 시드층, 실리콘 기판측으로부터 티타늄층 및 크롬층을 순차 적층한 시드층, 코발트-텅스텐-인(Co-W-P)으로 이루어지는 시드층, 니켈-텅스텐-인(Ni-W-P)으로 이루어지는 시드층, 팔라듐-코발트-인(Pd-Co-P)으로 이루어지는 시드층 등이 바람직하다.

시드층(3)은, 예를 들면 스퍼터링법, 화학 증착(CVD)법, 물리 증착(PVD)법, 도금법 등에 의해 형성시킬 수 있다.

절연 기판(1)의 일방 표면에 형성되는 시드층(3)의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 절연 기판(1)과 전기 도금에 사용되는 금속과의 밀착성을 향상시키는 관점으로부터 100∼500nm 정도인 것이 바람직하다.

또한, 절연 기판(1)의 일방 표면에 시드층(3)을 형성시킬 때, 시드층(3)의 일부가 절연 기판(1)의 관통공(2)의 내면에 형성되는 경우가 있다. 제 2 발명에 있어서는, 제 2 발명의 목적이 저해되지 않는 범위 내에서 시드층(3)의 일부가 절연 기판(1)의 관통공(2)의 내면에 형성되어 있어도 좋고, 시드층(3)이 절연 기판(1)의 표면에만 형성되어 있어도 좋다. 시드층(3)의 일부가 절연 기판(1)의 관통공(2)의 내면에 형성되지 않도록 할 경우에는, 예를 들면 시드층(3)이 형성되지 않도록 하기 위한 핀(도시하지 않음) 등의 마스킹 부재를 관통공(2) 내에 삽입할 수 있다.

다음에, 도 2(c)에 나타나 있는 바와 같이, 상기에서 형성된 시드층(3) 상에서 전극이 형성되지 않은 전극 비형성부(도시하지 않음)에 레지스트층(9)을 형성시킴과 아울러, 시드층(3)이 형성된 면의 반대면을 마스킹 필름(4)으로 피복한다.

시드층(3) 상의 전극 비형성부에 레지스트층(9)을 형성시키는 조작 및 시드층(3)이 형성된 면의 반대면을 마스킹 필름(4)으로 피복하는 조작을 행하는 순서에는 특별히 한정이 없고, 어느 조작을 먼저 행해도 좋다.

또한, 시드층(3) 상의 전극 비형성부는 시드층(3) 상에서 도 2(g)에 나타내는 전극(10)이 형성되지 않는 부분을 의미한다. 전극(10)은 통상 관통공(2)의 상부에 형성된다.

레지스트층(9)에는 작업성을 향상시키는 관점으로부터 통상 드라이 필름 레지스트를 사용하는 것이 바람직하다. 드라이 필름 레지스트에는 네거티브형 드라이 필름 레지스트 및 포지티브형 드라이 필름 레지스트가 있지만, 제 2 발명에 있어서는 어느 드라이 필름 레지스트를 사용해도 좋다. 네거티브형 드라이 필름 레지스트로서는, 예를 들면 광경화성 드라이 필름 레지스트, 열경화성 드라이 필름 레지스트 등을 들 수 있지만, 제 2 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 드라이 필름 레지스트에는 미리 절연 기판(1)의 패턴에 따라 패터닝되어 있는 것이 바람직하다.

레지스트층(9)의 두께는 도 2(g)에 나타내는 전극(10)의 높이에 따라 적당하게 결정하는 것이 바람직하다. 레지스트층(9)의 두께는 통상 10∼200㎛ 정도이다.

시드층(3)이 형성된 면의 반대면은 마스킹 필름(4)으로 피복된다. 마스킹 필름(4)으로서는, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀; 나일론 11, 나일론 12, 나일론 6, 나일론 66 등의 폴리아미드; 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴 수지; 염화 비닐 수지, 염화 비닐리덴 수지 등의 수지로 이루어지는 필름, 폴리우레탄 엘라스토머 등의 엘라스토머로 이루어지는 필름, 천연 고무, 스티렌-부타디엔 고무 등의 합성 고무 등으로 이루어지는 고무 시트, 알루미늄박 등의 금속박 등을 들 수 있지만, 제 2 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 마스킹 필름(4)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 통상 10∼200㎛ 정도인 것이 바람직하다.

시드층(3)이 형성된 면의 반대면을 마스킹 필름(4)으로 피복하는 방법으로서는, 예를 들면 마스킹 필름(4)으로서 열가소성 수지로 이루어지는 마스킹 필름을 사용하고, 상기 마스킹 필름을 절연 기판(1)의 시드층(3)이 형성된 면의 반대면에 적재하고 가열함으로써 마스킹 필름을 절연 기판(1)에 가접착시키는 방법, 마스킹 필름(4)으로서 점착층을 갖는 마스킹 필름을 사용하고, 상기 마스킹 필름의 점착층이 형성되어 있는 면과 절연 기판(1)의 시드층(3)이 형성된 면의 반대면을 포갬으로써 마스킹 필름을 절연 기판(1)에 가접착시키는 방법 등을 들 수 있지만, 제 2 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다.

다음에, 도 2(d)에 나타나 있는 바와 같이, 시드층(3)이 형성된 면에 전기 도금을 행함으로써 관통공(2)의 내부에 금속층(8)을 형성시킬 때에, 금속층(8)이 형성된 관통공(2)의 개구부의 직경이 금속층(8)이 형성되기 전의 관통공(2)의 개구부의 직경의 10∼50%가 되도록 관통공(2)의 내부에 금속층(8)을 형성시킨다.

금속층(8)은 시드층(3) 상에 형성된다. 시드층(3) 상에 금속층(8)이 형성됨에 따라 시드층(3)의 전면에 금속층(8)이 형성되는 점에서, 도 2(d)에 나타나 있는 바와 같이 관통공(2)의 개구부의 직경(d)이 점차로 작아진 관통공(11)이 형성된다.

제 2 발명에 있어서는, 관통공(11)의 개구부의 직경(d)은 금속층(8)이 형성되기 전(초기)의 관통공(2)의 개구부의 직경(D)의 10∼50%가 되도록 조정한다. 바꾸어 말하면, 금속층(8)이 형성된 관통공(11)의 개구부의 직경(d)은 식: (직경(d)/직경(D))×100에 근거해서 구해지는 값이 10∼50%가 되도록 조정된다. 제 2 발명에 있어서는, 이렇게 관통공(11)의 개구부의 직경(d)이 금속층(8)이 형성되기 전의 관통공(2)의 개구부의 직경(D)의 10∼50%가 되도록 조정한다고 하는 조작이 채용되고 있는 점에 하나의 큰 특징이 있다. 제 2 발명에서는, 상기 조작이 채용되고 있으므로, 관통공(2) 내에 형성되는 금속층(13)에 보이드가 발생하기 어렵다고 하는 우수한 효과가 발휘된다.

시드층(3)에 전기 도금을 실시하는 방법으로서는, 예를 들면 절연 기판(1)의 시드층(3)이 형성되어 있는 면과 양극(도시하지 않음)이 대향하도록 절연 기판(1) 및 양극을 설치하고, 시드층(3)에 전기 도금을 실시하는 방법 등을 들 수 있다. 이렇게 하여 시드층(3)에 전기 도금을 실시함으로써, 시드층(3)을 거점으로 해서 금속층(8)이 석출되어 관통공(2)의 개구부의 직경(d)이 점차 작아지기 때문에, 관통공(11)의 개구부의 직경(d)이 금속층(8)을 형성시키기 전의 관통공(2)의 개구부의 직경(D)의 10∼50%가 될 때까지 금속층(8)을 형성시킨다.

절연 기판(1)의 시드층(3) 상에 전기 도금을 실시할 때에는 전해조(도시하지 않음)를 사용할 수 있다. 전해조 내에 절연 기판(1)의 시드층(3)이 형성되어 있는 면과 양극(도시하지 않음)이 대향하도록 절연 기판(1) 및 양극을 설치하고, 도금욕에 절연 기판(1) 및 양극이 침지하도록 도금욕을 넣은 후, 전해 도금을 행할 수 있다. 그때, 절연 기판(1)의 시드층(3)이 형성되어 있는 면이 음극으로서 작용한다. 또한, 전해조 내에 도금욕을 넣고, 도금욕에 절연 기판(1) 및 양극을 침지시킨 후에 전해 도금을 행할 수도 있다.

절연 기판(1)과 양극의 간격은 특별히 한정되지 않지만, 절연 기판(1)의 시드층(3)이 형성되어 있는 면에 효율적으로 전기 도금을 실시하는 관점으로부터, 5∼50mm 정도인 것이 바람직하다.

도금욕은 절연 기판(1)의 관통공(2) 내에 형성되는 금속층(8)의 종류에 따라 적당하게 선택해서 사용할 수 있다. 금속층(8)에 사용되는 금속으로서는, 예를 들면 금, 은, 동, 백금, 알루미늄, 주석, 로듐, 니켈, 크롬, 코발트, 팔라듐, 텅스텐, 이들 금속으로 이루어지는 합금 등을 들 수 있지만, 제 2 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 또한, 양극에 사용되는 금속에 관해서도 절연 기판(1)의 관통공(2) 내에 형성되는 금속층(8)에 사용되는 금속의 종류에 따라 선택해서 사용할 수 있다. 양극에 사용되는 금속은 절연 기판(1)의 관통공(2) 내에 형성되는 금속과 동일하다. 상기 금속으로서는, 예를 들면 금, 은, 동, 백금, 알루미늄, 주석, 로듐, 니켈, 크롬, 코발트, 팔라듐, 텅스텐, 이들 금속으로 이루어지는 합금 등을 들 수 있지만, 제 2 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다.

도금욕의 종류는 절연 기판(1)의 관통공(2) 내에 형성되는 금속층(8)에 사용되는 금속의 종류에 따라 선택해서 사용할 수 있다. 예를 들면, 절연 기판(1)의 관통공(2) 내에 형성되는 금속층(8)에 사용되는 금속이 동일 경우에는 도금욕으로서 황산동 및 황산을 함유하고, 필요에 따라 염소 이온, 도금 억제제, 도금 촉진제 등을 함유하는 황산동 도금욕 등을 사용할 수 있다.

절연 기판(1)에 전기 도금을 실시할 때의 전류 밀도는 특별히 한정되지 않지만, 절연 기판(1)의 관통공(2) 내에 효율적으로 치밀하게 금속층(8)을 형성시키는 관점으로부터 0.5∼10A/dm²인 것이 바람직하고, 0.5∼5A/dm²인 것이 보다 바람직하다. 또한, 전기 도금을 행할 때의 도금욕의 액온은 특별히 한정되지 않고, 통상 바람직하게는 5∼80℃, 보다 바람직하게는 10∼60℃, 더욱 바람직하게는 실온이다.

다음에, 도 2(e)에 나타나 있는 바와 같이, 시드층(3)이 형성된 면을 마스킹 필름(12)으로 피복함과 아울러, 시드층(3)이 형성된 면의 반대면에 피복되어 있는 마스킹 필름(4)을 제거한다.

시드층(3)이 형성된 면을 마스킹 필름(12)으로 피복하는 조작 및 시드층(3)이 형성된 면의 반대면에 피복되어 있는 마스킹 필름(4)을 제거하는 조작을 행하는 순서에는 특별히 한정이 없고, 어느 조작을 먼저 행해도 좋다.

마스킹 필름(12)으로서는, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀; 나일론 11, 나일론 12, 나일론 6, 나일론 66 등의 폴리아미드; 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴 수지; 염화 비닐 수지, 염화 비닐리덴 수지 등의 수지로 이루어지는 필름, 폴리우레탄 엘라스토머 등의 엘라스토머로 이루어지는 필름, 천연 고무, 스티렌-부타디엔 고무 등의 합성 고무 등으로 이루어지는 고무 시트, 알루미늄박 등의 금속박 등을 들 수 있지만, 제 2 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 마스킹 필름의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 통상 10∼200㎛ 정도인 것이 바람직하다.

시드층(3)이 형성된 면을 마스킹 필름(12)으로 피복하는 방법으로서는, 예를 들면 마스킹 필름(12)으로서 열가소성 수지로 이루어지는 마스킹 필름을 사용하고, 상기 마스킹 필름을 시드층(3)이 형성된 면에 적재하고 가열함으로써 마스킹 필름을 절연 기판(1)에 가접착시키는 방법, 마스킹 필름(12)으로서 점착층을 갖는 마스킹 필름을 사용하여, 상기 마스킹 필름의 점착층이 설치되어 있는 면과 절연 기판(1)의 시드층(3)이 형성된 면을 포갬으로써, 마스킹 필름을 절연 기판(1)에 가접착시키는 방법 등을 들 수 있지만, 제 2 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다.

또한, 도 2(e)에 나타내는 실시형태에서는, 금속층(8)과 마스킹 필름(12) 사이에 공간이 존재하지만, 레지스트층(9)의 두께를 작게 함으로써 시드층(3)과 마스킹 필름(12)을 접촉시켜 금속층(8)과 마스킹 필름(12) 사이에 공간이 형성되지 않도록 해도 좋다.

다음에, 도 2(f)에 나타나 있는 바와 같이, 시드층(3)이 형성된 면의 반대면으로부터 전기 도금을 행함으로써 관통공(2) 내에 금속층(13)을 형성시킨다.

시드층(3)이 형성된 면의 반대면에 전기 도금을 실시하는 방법으로서는, 예를 들면 절연 기판(1)의 시드층(3)이 형성되어 있는 면의 반대면과 양극(도시하지 않음)이 대향하도록 절연 기판(1) 및 양극을 설치하고, 시드층(3)의 반대면에 전기 도금을 실시하는 방법 등을 들 수 있다. 이렇게 하여 시드층(3)의 반대면에 전기 도금을 행함으로써 시드층(3)을 거점으로 해서 금속이 석출되어 마스킹 필름(12)과 시드층(3) 사이의 간극에 금속층(13)이 형성된다.

시드층(3)이 형성된 면의 반대면으로부터 전기 도금을 행함으로써 관통공(2) 내에 금속층(13)을 형성할 때에는 상기와 마찬가지로 전해조(도시하지 않음)를 사용할 수 있다. 전해조 내에 시드층(3)이 형성된 면의 반대면과 양극(도시하지 않음)이 대향하도록 절연 기판(1) 및 양극을 설치하고, 도금욕에 절연 기판(1) 및 양극이 침지되도록 도금욕을 넣은 후 전해 도금을 행할 수 있다. 그 때, 절연 기판(1)의 시드층(3)이 음극으로서 작용한다. 또한, 전해조 내에 도금욕을 넣고, 도금욕에 절연 기판(1) 및 양극을 침지시킨 후에 전해 도금을 행할 수도 있다.

시드층(3)이 형성된 면의 반대면과 양극의 간격은 특별히 한정되지 않지만, 시드층(3)이 형성된 면의 반대면으로부터 효율적으로 전기 도금을 실시하는 관점으로부터 5∼50mm 정도인 것이 바람직하다.

도금욕은 상기와 (마찬가지로 절연 기판(1)의 관통공(2) 내에 형성되는 금속층(13)에 사용되는 금속의 종류에 따라 적당하게 선택해서 사용할 수 있다. 금속층(13)에 사용되는 금속으로서는, 예를 들면 금, 은, 동, 백금, 알루미늄, 주석, 로듐, 니켈, 크롬, 코발트, 팔라듐, 텅스텐, 이들 금속으로 이루어지는 합금 등을 들 수 있지만, 제 2 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 또한, 양극에 사용되는 금속에 관해서도, 절연 기판(1)의 관통공(2) 내에 형성되는 금속층(13)에 사용되는 금속의 종류에 따라 선택해서 사용할 수 있다. 양극에 사용되는 금속은 절연 기판(1)의 관통공(2) 내에 형성되는 금속과 동일하다. 상기 금속으로서는, 예를 들면 금, 은, 동, 백금, 알루미늄, 주석, 로듐, 니켈, 크롬, 코발트, 팔라듐, 텅스텐, 이들 금속으로 이루어지는 합금 등을 들 수 있지만, 제 2 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다.

도금욕의 종류는 상기와 마찬가지로 절연 기판(1)의 관통공(2) 내에 형성되는 금속층(13)에 사용되는 금속의 종류에 따라 선택해서 사용할 수 있다. 예를 들면, 절연 기판(1)의 관통공(2) 내에 형성되는 금속층(13)에 사용되는 금속이 동일 경우에는, 도금욕으로서 황산동 및 황산을 함유하고, 필요에 따라 염소 이온, 도금 억제제, 도금 촉진제 등을 함유하는 황산동 도금욕 등을 사용할 수 있다.

시드층(3)이 형성된 면의 반대면으로부터 전기 도금을 실시할 때의 전류 밀도는 특별히 한정되지 않지만, 절연 기판(1)의 관통공(2) 내에 효율적으로 치밀하게 금속층(13)을 형성시키는 관점으로부터 0.5∼10A/dm²인 것이 바람직하고, 0.5∼5A/dm²인 것이 보다 바람직하다. 또한, 전기 도금을 행할 때의 도금욕의 액온은 특별히 한정되지 않고, 통상 바람직하게는 5∼80℃, 보다 바람직하게는 10∼60℃, 더욱 바람직하게는 실온이다.

이상과 같이 해서 시드층(3)이 형성된 면의 반대면으로부터 전기 도금을 실시하여 관통공(2) 내에 금속층(13)을 형성시킴으로써 전극(10)을 형성시킬 수 있다.

다음에, 시드층(3)에 형성된 마스킹 필름(12), 레지스트층(9) 및 시드층(3)을 제거함으로써 도 2(g)에 나타내는 배선용 기판을 얻을 수 있다.

또한, 절연 기판(1) 상에 존재하고 있는 시드층(3)은, 예를 들면 에천트(에칭액)를 사용한 습식 엣칭법으로 화학 반응시킴으로써 용이하게 제거할 수 있다.

이상과 같이 해서 배선용 기판을 제조할 수 있다. 제 2 발명의 배선용 기판의 제조방법에 의하면 관통공 내에서 보이드가 발생하기 어려우므로, 배선용 기판의 신뢰성이 현저하게 높아지고, 또한 시드층의 표면에 전기 도금에 의해 형성되는 금속의 두께를 얇게 할 수 있으므로, 도금 시간을 단축시킴과 아울러 전극에 사용되는 금속의 사용량을 삭감할 수 있고, 형성되는 전극이 평활한 배선용 기판을 제조할 수 있다.

또한, 제 2 발명의 배선용 기판의 제조방법에 의하면, 종래와 같이 배선용 기판의 제조 후에 전극을 설치할 필요가 없고, 시드층 상에 마스킹 필름이 적재되어 있는 상태에서 금속층이 절연 기판의 관통공 내에 형성되기 때문에 표면이 평활한 전극을 형성시킬 수 있으므로, 표면이 평활한 전극을 갖는 배선용 기판을 효율적으로 제조할 수 있다.

또한, 종래의 배선용 기판의 제조방법에 의하면, 마스킹 필름을 사용하지 않고 절연 기판에 전기 도금을 실시한다고 하는 조작이 채용되고 있기 때문에, 절연 기판의 양면에 설치되어 있는 각 관통공으로부터 각각 금속층이 절연 기판 두께 방향의 중심부를 향해서 성장하기 때문에, 관통공의 내부에 금속층이 형성됨에 따라서 도금욕에 포함되는 전기 도금용 금속 농도가 점차로 저하함과 아울러, 전류 밀도도 점차로 저하하기 때문에, 배선용 기판의 제조 효율이 저하할 뿐만 아니라, 관통공의 중심 부분에서 보이드가 발생하게 된다.

이에 대하여, 제 2 발명의 배선용 기판의 제조방법에 의하면, 상기한 바와 같이 시드층이 형성된 면에 전기 도금을 행함으로써 관통공의 내부에 금속층을 형성시킬 때에 금속층이 형성된 관통공의 개구부의 직경이 금속층이 형성되기 전의 관통공의 개구부의 직경의 10∼50%가 되도록 관통공의 내부에 금속층을 형성시킴과 아울러, 시드층이 형성된 면의 반대면으로부터 전기 도금을 실시하여 관통공 내에 금속층을 형성시킨다고 하는 조작이 채용되고 있기 때문에, 관통공 내에 형성되는 금속층에 보이드가 발생하기 어렵고, 시드층의 표면에 전기 도금에 의해 형성되는 금속의 두께를 얇게 함으로써 도금 시간을 단축시킴과 아울러, 형성되는 금속층의 사용량이 삭감되고, 형성되는 전극이 평활한 배선용 기판을 제조할 수 있다.

따라서, 제 2 발명의 배선용 기판의 제조방법에 의하면, 종래의 배선용 기판의 제조방법과 대비하여 배선용 기판을 효율적으로 제조할 수 있다고 하는 이점이 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 제 2 발명의 배선용 기판의 제조방법에 의해 얻어진 배선용 기판은 관통공 내에 형성되어 있는 금속층에 보이드가 발생하기 어렵기 때문에 신뢰성이 우수하므로, 예를 들면 반도체칩 등을 탑재하기 위해서 사용되는 배선용 기판 등으로서 사용하는 것이 기대된다.

실시예

다음에, 제 1 발명 및 제 2 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하지만, 제 1 발명 및 제 2 발명은 이러한 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

[제 1 발명]

제조예 1

절연 기판으로서 구멍직경이 50㎛인 관통공 50개가 500㎛의 동일한 간격으로 직선상으로 형성된 실리콘 기판(직경:150mm, 두께: 300㎛)을 사용했다. 로드 록식 스퍼터링 장치(ULVAC, Inc. 제품, 형식: CS-200)를 사용해서 상기 실리콘 기판의 일방 표면에 시드층으로서 두께 50nm의 티타늄층을 형성시킨 후, 두께 300nm의 동층을 형성시켰다. 시드층에는 도 1(b)에 나타내는 돌출부(3a)가 형성되어 있고, 돌출부(3a)의 길이(L)는 약 20㎛이고, 두께(D)는 약 150nm이었다.

실시예 I-1

제조예 1에서 얻어진 시드층을 갖는 실리콘 기판을 사용하여, 시드층이 형성되어 있는 면에 마스킹 필름(두께가 30㎛인 폴리에틸렌제 필름)을 부착함으로써, 상기 시드층이 형성되어 있는 면을 마스킹 필름으로 피복했다.

다음에, 도 1(d)에 나타내는 형태를 갖는 전해조(6)를 사용하여, 마스킹 필름이 피복된 실리콘 기판의 시드층이 형성되어 있는 면의 반대면과 동으로 이루어지는 양극이 약 25mm의 간극으로 대향하도록 실리콘 기판 및 양극을 25℃의 황산동 도금욕(황산 150g/L, 황산동 150g/L, 염소 0.2mL/L)에 침지하고, 전류 밀도 2A/dm²로 전기 동 도금을 행함으로써 관통공 내에서 금속층을 형성시켰다.

이상과 같이 해서 실리콘 기판의 관통공 내에 금속층으로서 동층을 형성시킨 후 마스킹 필름을 제거함으로써, 표면에 시드층을 갖는 실리콘 기판을 얻었다.

다음에, 실리콘 기판의 금속층(동층)의 표면 상에 전극을 형성시키기 위해서, 금속층 표면에 전극을 형성시키기 위한 패턴(전극의 형성부에 관통공을 갖는 패턴)을 갖는 레지스트층으로서 드라이 필름 레지스트(두께: 50㎛)를 시드층 상에 부착했다.

드라이 필름 레지스트를 부착한 실리콘 기판의 시드층이 형성되어 있는 면과 동으로 이루어지는 양극이 약 25mm의 간격으로 대향하도록 실리콘 기판 및 양극을 25℃의 황산동 도금욕(황산 150g/L, 황산동 150g/L, 염소 0.2mL/L)에 침지하고, 전류 밀도 2A/dm²로 전기 동 도금을 행함으로써 실리콘 기판의 금속층 표면에 전극(두께: 25㎛)을 형성시켰다.

다음에, 실리콘 기판 상의 드라이 필름 레지스트를 박리시키고, 시드층을 습식 에칭함으로써 제거하여 배선용 기판을 얻었다.

상기에서 얻어진 배선용 기판을 재단하고, 그 단면을 주사형 전자현미경으로 관찰했다. 그 결과, 배선용 기판의 관통공 내에 충전된 금속층(동층)에는 보이드가 전혀 발견되지 않았다.

비교예 I-1

절연 기판으로서 구멍직경이 60㎛인 관통공 50개가 120㎛의 동일한 간격으로 직선상으로 형성된 실리콘 기판(직경: 150mm, 두께: 350㎛)을 사용했다.

다음에, 실리콘 기판의 전면에 무전해 도금에 의해 두께가 1㎛ 정도인 금속층(동층)을 형성시켰다. 실리콘 기판의 일방 표면에 마스킹 필름(두께가 30㎛인 폴리에틸렌제 필름)을 부착함으로써, 상기 시드층이 형성되어 있는 면을 마스킹 필름으로 피복했다.

다음에, 도 1(d)에 나타내는 형태를 갖는 전해조(6)를 사용하여, 마스킹 필름이 피복된 실리콘 기판의 마스킹 필름이 피복되어 있지 않은 면(실리콘 기판의 타방 표면)과 동으로 이루어지는 양극이 약 25mm의 간격으로 대향하도록 실리콘 기판 및 양극을 25℃의 황산동 도금욕(황산 150g/L, 황산동 150g/L, 염소 0.2mL/L)에 침지하고, 전류 밀도 2A/dm²로 전기 동 도금을 행함으로써 상기 실리콘 기판의 타방 표면에 금속층(동층)을 형성시켰다. 이 금속층은 실리콘 기판의 관통공의 개구부 근방의 내벽면에도 형성되어 있고, 관통공의 내부를 향해서 돌출부가 형성되어 있었다. 또한, 전기 동 도금을 계속함으로써 실리콘 기판의 관통공의 개구부를 폐쇄시켰다.

실리콘 기판으로부터 마스킹 필름을 박리시킴으로써, 실리콘 기판의 타방 표면의 관통공의 개구부를 노출시키고, 실리콘 기판의 관통공이 폐쇄되어 있는 일방 표면에 드라이 필름 레지스트를 부착했다.

다음에, 실리콘 기판의 관통공의 내부 및 타방 표면에 형성되어 있는 시드층을 에칭에 의해 제거한 후, 시드층이 제거된 실리콘 기판 및 양극을 25℃의 황산동 도금욕(황산 150g/L, 황산동 150g/L, 염소 0.2mL/L)에 침지하고, 전류 밀도 2A/dm²로 전기 동 도금을 행함으로써 상기 실리콘 기판의 관통공 내에 금속층(동층)을 충전시켰다.

다음에, 실리콘 기판의 관통공 내에 충전된 금속층의 노출부가 평탄하게 되도록 실리콘 기판의 타방 표면을 연마한 후, 로드 록식 스퍼터링 장치(ULVAC, Inc. 제품, 형식: CS-200)를 사용해서 상기 실리콘 기판의 타방 표면에 두께가 300nm 정도인 동층을 형성시켰다. 형성된 동층을 갖는 실리콘 기판 및 양극을 25℃의 황산동 도금욕(황산 150g/L, 황산동 150g/L, 염소 0.2mL/L)에 침지하고, 전류 밀도 2A/dm²로 전기 동 도금을 행함으로써 상기 실리콘 기판의 동층의 표면에 두께가 약 3㎛인 금속층(동층)을 형성시켜 배선용 기판을 얻었다.

상기에서 얻어진 배선용 기판을 재단하고, 그 단면을 주사형 전자현미경으로 관찰했다. 그 결과, 배선용 기판의 관통공 내에 충전된 금속층(동층)에 보이드가 확인되었다.

실시예 I-1과 비교예 I-1의 대비로부터, 실시예 I-1에 의하면 비교예 I-1과 같이 번잡한 복수회에 걸치는 금속 도금을 행하지 않고, 보이드의 발생이 없는 배선용 기판을 효율적으로 제조할 수 있는 것을 알 수 있다.

따라서, 제 1 발명의 배선용 기판의 제조방법에 의하면, 관통공 내에 충전되는 금속층에 보이드가 발생하기 어려울 뿐만 아니라, 시드층이 형성되어 있는 면의 관통공을 금속층에 의해 폐쇄시킨다고 하는 조작을 채용하지 않고 배선용 기판을 효율적으로 제조할 수 있는 것을 알 수 있다.

[제 2 발명]

실시예 II-1

절연 기판으로서, 구멍직경이 50㎛인 관통공 50개가 500㎛의 동일한 간격으로 직선상으로 형성된 실리콘 기판(직경: 150mm, 두께: 300㎛)을 사용했다. 로드 록식 스퍼터링 장치(ULVAC, Inc. 제품, 형식:CS-200)를 사용해서 상기 실리콘 기판의 일방 표면에 두께 50nm의 티타늄층을 형성시킨 후, 두께 300nm의 동층을 형성 시킴으로써 시드층을 형성시켰다.

형성된 시드층 상에 네거티브형 드라이 필름 레지스트를 적재하고, 포토리소그래피 패터닝을 행함으로써 전극이 형성되지 않은 전극 비형성부에 소정 패턴을 갖는 레지스트 패터닝층을 형성시켰다. 또한, 시드층이 형성된 면의 반대면을 마스킹 필름(폴리에틸렌제의 수지 필름, 두께: 30㎛)으로 피복했다.

실리콘 기판의 시드층이 형성된 면과 동으로 이루어지는 양극이 대향하도록 실리콘 기판 및 양극을 25℃의 황산동 도금욕(황산 150g/L, 황산동 150g/L, 염소 0.2mL/L)에 침지하고, 전류 밀도 2A/dm²로 전기 동 도금을 행함으로써, 금속층이 형성된 관통공의 개구부의 직경이 금속층이 형성되기 전의 관통공의 개구부의 직경의 20%가 되도록 관통공의 내부에 금속층을 형성시켰다.

다음에, 시드층이 형성된 면을 마스킹 필름(폴리에틸렌제의 수지 필름, 두께: 30㎛)으로 피복함과 아울러, 시드층이 형성된 면의 반대면에 피복되어 있는 마스킹 필름을 제거한 후, 시드층이 형성된 면의 반대면과 동으로 이루어지는 양극이 대향하도록 실리콘 기판 및 양극을 25℃의 황산동 도금욕(황산 150g/L, 황산동 150g/L, 염소 0.2mL/L)에 침지하고, 전류 밀도 2A/dm²로 전기 동 도금을 행함으로써, 관통공의 내부에 동층을 형성했다.

다음에, 실리콘 기판으로부터 마스킹 필름 및 레지스트층을 제거하고, 에천트를 사용한 습식 엣칭법으로 화학 반응시킴으로써 배선용 기판을 얻었다.

상기에서 얻어진 배선용 기판의 내부를 마이크로포커스 X선 검사 장치[Toshiba IT & Control Systems Corporation 제품, 품번: TOSMICRON-SH6160IN]로 조사했다. 그 결과를 도 3에 나타낸다. 도 3의 배선용 기판의 마이크로포커스 X선 검사 장치에 의한 촬영 화상에 나타나 있는 바와 같이, 상기에서 얻어진 배선용 기판의 관통공 내에 형성된 동층에는 보이드가 발생하여 있지 않은 것을 알 수 있다.

실시예 II-2

실시예 II-1에 있어서, 금속층이 형성된 관통공의 개구부의 직경이 금속층이 형성되기 전의 관통공의 개구부의 직경의 20%가 되도록 관통공의 내부에 금속층을 형성시킨 것 이외에는, 실시예 II-1과 같은 방법으로 배선용 기판을 얻었다.

상기에서 얻어진 배선용 기판의 내부를 마이크로포커스 X선 검사 장치 [Toshiba IT & Control Systems Corporation 제품, 품번: TOSMICRON-SH6160IN]로 조사했다. 그 결과, 상기에서 얻어진 배선용 기판의 관통공 내에 형성된 동층에는 실시예 II-1과 마찬가지로 보이드가 발생하여 있지 않은 것이 확인되었다.

실시예 II-3

실시예 II-1에 있어서, 금속층이 형성된 관통공의 개구부의 직경이 금속층이 형성되기 전의 관통공의 개구부의 직경의 45%가 되도록 관통공의 내부에 금속층을 형성시킨 것 이외에는, 실시예 II-1과 같은 방법으로 배선용 기판을 얻었다.

비교예 II-1

실시예 II-1에 있어서, 금속층이 형성된 관통공의 개구부의 직경이 금속층이 형성되기 전의 관통공의 개구부의 직경의 100%가 되도록 관통공의 내부에 금속층을 형성시킴으로써 관통공을 폐쇄시킨 것 이외에는, 실시예 II-1과 같은 방법으로 해서 배선용 기판을 얻었다.

상기에서 얻어진 배선용 기판의 내부를 마이크로포커스 X선 검사 장치 [Toshiba IT & Control Systems Corporation 제품, 품번: TOSMICRON-SH6160IN]로 조사했다. 그 결과, 상기에서 얻어진 배선용 기판의 전극을 구성하고 있는 동층에 보이드가 발생하여 있는 것이 확인되었다.

비교예 II-2

실시예 II-1에 있어서, 실리콘 기판의 시드층이 형성된 면과 동으로 이루어지는 양극이 대향하도록 해서 전기 동 도금을 행하는 조작을 생략한 것 이외에는, 실시예 II-1과 같은 방법으로 배선용 기판을 얻었다.

비교예 II-3

절연 기판으로서, 구멍직경이 60㎛인 관통공 50개가 120㎛의 동일한 간격으로 직선상으로 형성된 실리콘 기판(직경: 150mm, 두께: 350㎛)을 사용했다. 로드 록식 스퍼터링 장치(ULVAC, Inc. 제품, 형식: CS-200)를 사용해서 상기 실리콘 기판의 전면에 두께 50nm의 티타늄층을 형성시킨 후, 두께 300nm의 동층을 형성시켰다.

다음에, 상기에서 얻어진 동층을 갖는 실리콘 기판과 동으로 이루어지는 양극이 대향하도록 실리콘 기판 및 양극을 25℃의 황산동 도금욕(황산 150g/L, 황산동 150g/L, 염소 0.2mL/L)에 침지하고, 전류 밀도 2A/dm²로 전기 동 도금을 행하여 관통공 내에 동층을 형성시킴으로써 배선용 기판을 얻었다.

상기에서 얻어진 배선용 기판을 재단하고, 그 단면을 실시예 II-1과 같은 방법으로 해서 주사형 전자현미경으로 관찰했다. 그 결과, 상기에서 얻어진 배선용 기판에는 관통공 내에 형성된 동층에 보이드가 다수 발생하여 있는 것이 확인되었다.

이상의 결과로부터, 제 2 발명의 배선용 기판의 제조방법에 의하면, 관통공 내에 형성되는 금속층 내에 보이드가 발생하지 않은 배선용 기판을 제조할 수 있는 것을 알 수 있다.

(산업상의 이용 가능성)

본 발명의 배선용 기판의 제조방법에 의하면, 관통공 내에 충전되는 금속층내에 보이드의 발생이 없는 배선용 기판을 효율적으로 제조할 수 있으므로, 본 발명의 배선용 기판의 제조방법은, 예를 들면 반도체칩 등을 탑재하기 위해서 사용되는 배선용 기판 등을 공업적으로 제조하는 점에서 유용한 방법이다.

1: 절연 기판 2: 관통공
3: 시드층 4: 마스킹 필름
5: 양극 6: 전해조
7: 도금욕 8: 금속층
8a: 금속층의 표면 9: 레지스트층
10: 전극 11: 관통공
12: 마스킹 필름 13: 금속층

Claims

관통공을 갖는 절연 기판을 이용하여 배선용 기판을 제조하는 방법으로서,
절연 기판의 일방 표면에 시드층을 형성시키고,
시드층이 형성된 면을 마스킹 필름으로 피복하고,
절연 기판의 시드층이 형성되어 있는 면의 반대면과 양극이 대향하도록 절연 기판 및 양극을 설치하고, 전기 도금을 실시하여 관통공 내에서 금속층을 형성시킨 후,
마스킹 필름을 제거하는 것을 특징으로 하는 배선용 기판의 제조방법.