複合体、複合体の製造方法及び多層ビルドアップ配線基板の製造方法
【課題】多層ビルドアップ配線基板を容易に得ることを可能とする複合体を提供する。
【解決手段】本発明に係る複合体１は、シリコンウェーハ２と、シリコンウェーハ２の一方の表面２ａ上に積層された絶縁樹脂層３と、絶縁樹脂層３のシリコンウェーハ２側と反対の表面３ａ上に積層されており、金属により形成された金属層４と、金属層４の絶縁樹脂層３側とは反対の表面４ａ上に積層されており、金属層４の上記金属が酸化した酸化層５と、酸化層５の金属層４側とは反対の表面５ａ上に積層された銅層６とを備える。上記金属は、ニッケルであるか、又は銅よりも酸化還元電位が卑な金属である。
【解決手段】本発明に係る複合体１は、シリコンウェーハ２と、シリコンウェーハ２の一方の表面２ａ上に積層された絶縁樹脂層３と、絶縁樹脂層３のシリコンウェーハ２側と反対の表面３ａ上に積層されており、金属により形成された金属層４と、金属層４の絶縁樹脂層３側とは反対の表面４ａ上に積層されており、金属層４の上記金属が酸化した酸化層５と、酸化層５の金属層４側とは反対の表面５ａ上に積層された銅層６とを備える。上記金属は、ニッケルであるか、又は銅よりも酸化還元電位が卑な金属である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、多層ビルドアップ配線基板などを得るために用いられる複合体及び該複合体の製造方法に関する。さらに、本発明は、上記複合体を用いた多層ビルドアップ配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品が実装される配線基板の製造方法として、仮基板の上に剥離できる状態で回路層を有する積層体を形成した後に、該回路層を有する積層体を仮基板から分離して、配線基板を得る方法が用いられることがある。
【０００３】
例えば、下記の特許文献１は、プリプレグ上の配線形成領域に下地層が配置され、上記下地層の大きさより大きな金属箔が上記配線形成領域の外周部に接するように、上記下地層を介して上記金属箔を上記プリプレグ上に配置し、加熱及び加圧によってプリプレグを硬化させることにより、上記プリプレグから仮基板を得ると同時に、該仮基板の少なくとも片面に上記金属箔を接着する工程と、上記金属箔の上にビルドアップ配線層を形成する工程と、上記仮基板上に上記下地層、上記金属箔及び上記ビルドアップ配線層が形成された構造体の上記下地層の周縁に対応する部分を切断することにより、上記仮基板から上記金属箔を分離して、上記金属箔の上に上記ビルドアップ配線層が形成された配線部材を得る工程とを有する配線基板の製造方法が開示されている。
【０００４】
下記の特許文献２には、支持体金属層と、極薄銅箔と、該支持体金属層と該極薄銅箔との間に有機系剥離層とを有するプリント配線基板形成用複合銅箔を用いて、配線基板を得る方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１５８１７４号公報
【特許文献２】特開平１１−３１７５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１〜２では、銅張積層基板（コア材）を支持体として用いて、配線基板を製造している。このため、支持体上に多層ビルドアップ層を形成すると、熱硬化の繰り返しにより、支持体の寸法が変化しやすく、かつ支持体に大きな反りが生じやすい。このため、設計通りの位置に、回路パターン及びビアホールを形成できないことがある。特に、多層ビルトアップ層を高密度化すると、回路パターン及びビアホールの位置ずれなどが大きくなり、得られる多層ビルドアップ配線基板の信頼性が低下することがある。高密度化を実現するためには、回路パターン及びビアホールの配置精度を高くする必要がある。
【０００７】
また、支持体上に感光性ドライフィルム（ＤＦＲ）を配置して、微細なレジストパターン（例えば、Ｌ／Ｓ＝１０μｍ／１０μｍ以下）を形成する際に、露光工程で支持体とマスクとの間の距離が場所によって異なり、焦点ボケによるレジストパターンの解像不良が生じることがある。このため、レジストパターンの間隙に配置される微細な配線を精度よく形成できないことがある。
【０００８】
また、ビルドアップ層の層間の接続は、レーザー加工によりビアホールを形成することで行なわれることが多い。配線を高密度化するには、ビアホールのビア径を小さくする必要がある。従来の多層ビルトアップ配線基板の製造方法では、ＣＯ２レーザーにより、ビア径５５μｍ以下のビアホールを形成することは困難である。ビア径を５５μｍ以下にするために、ＵＶレーザーを用いる方法もある。しかしながら、ＵＶレーザーは、装置コストが高い。さらに、ＵＶレーザーは、ＣＯ２レーザーに比べてエネルギーが１／１０程度と低いため、タクトタイムが長くなる。このため、ＣＯ２レーザーにより、ビア径が５５μｍであるビアホールを形成可能な新規な多層ビルドアップ配線基板の製造方法が望まれている。
【０００９】
一方で、銅箔又はキャリアー付き銅箔を支持体として用いて、多層ビルドアップ配線基板を製造することもある。この場合、銅箔の厚みは３μｍ程度であり、銅箔が厚い。このため、セミアディティブ工法では、Ｌ／Ｓが１０μｍ／１０μｍ以下の配線パターンを形成することは困難である。また、銅箔又はキャリアー付き銅箔である支持体のハンドリングは悪いので、歩留まりが悪い。
【００１０】
そこで、多層ビルドアップ配線基板を得るための新規な支持体の開発が求められている。
【００１１】
本発明の目的は、多層ビルドアップ配線基板を得るために用いることができる複合体及び該複合体の製造方法、並びに該複合体を用いた多層ビルドアップ配線基板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の広い局面によれば、シリコンウェーハと、該シリコンウェーハの一方の表面上に積層された絶縁樹脂層と、該絶縁樹脂層の上記シリコンウェーハ側と反対の表面上に積層されており、金属により形成された金属層と、該金属層の上記絶縁樹脂層側とは反対の表面上に積層されており、上記金属層の上記金属が酸化した酸化層と、該酸化層の上記金属層側とは反対の表面上に積層された銅層とを備え、上記金属が、ニッケルであるか、又は銅よりも酸化還元電位が卑な金属である、複合体が提供される。
【００１３】
本発明に係る複合体のある特定の局面では、上記熱硬化後の絶縁樹脂層の２５℃〜１５０℃での線膨張率が３０ｐｐｍ／℃以下であり、かつ常温２５℃でのヤング率は７ＧＰａ以上である。
【００１４】
本発明に係る複合体の他の特定の局面では、上記金属層と上記酸化層との合計の厚みが、０．５μｍ以上、２μｍ以下であり、かつ上記銅層の厚みが０．５μｍ以上、２μｍ以下である。
【００１５】
上記金属は、ニッケルであることが好ましい。また、上記金属は、銅よりも酸化還元電位が卑な金属であることも好ましい。
【００１６】
本発明に係る複合体の製造方法は、シリコンウェーハ上に、熱硬化性絶縁樹脂材料を配置して予備硬化させた後、次に予備硬化された該熱硬化性絶縁樹脂材料の上面を粗化処理して、絶縁樹脂層を形成する工程と、上記絶縁樹脂層上に、金属層を形成する工程と、上記金属層の上面部分をエッチング液で処理して、上記金属層の金属を酸化させて酸化層を形成する工程と、上記酸化層上に、銅層を形成する工程とを備えており、上記金属として、ニッケルを用いるか、又は銅よりも酸化還元電位が卑な金属が用いられる。
【００１７】
また、本発明の広い局面によれば、上記複合体を用いて、該複合体における銅層上に、セミアディティブプロセス法によって回路層を形成し、かつ該回路層上に、ビルドアップ工法による回路層の積層を繰り返すことにより、上記銅層上に、回路層を有する積層体を配置する工程と、エッチング液にて上記酸化層を除去することで、上記回路層を有する積層体とを分離して、上記回路層を有する積層体である多層ビルドアップ配線基板を取り出す工程とを備える、多層ビルドアップ配線基板の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る複合体は、シリコンウェーハと絶縁樹脂層と金属層と酸化層と銅層とがこの順で積層されており、上記金属が、ニッケルであるか、又は銅よりも酸化還元電位が卑な金属であるので、上記酸化層上に、上記銅層により形成された回路層を含む多層ビルドアップ層を形成した後、上記酸化層を除去することにより、多層ビルドアップ層を分離して、該多層ビルドアップ層である多層ビルドアップ配線基板を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る複合体を模式的に示す正面断面図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る複合体を製造する各工程を説明するための正面断面図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施形態に係る複合体を用いて、多層ビルドアップ配線基板を製造する各工程を説明するための正面断面図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施形態に係る複合体を用いて、多層ビルドアップ配線基板を製造する各工程を説明するための正面断面図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る複合体を用いて、多層ビルドアップ配線基板を製造する各工程を説明するための正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（複合体）
本発明に係る複合体は、シリコンウェーハと、該シリコンウェーハの一方の表面上に積層された絶縁樹脂層と、該絶縁樹脂層の上記シリコンウェーハ側と反対の表面上に積層されており、金属により形成された金属層と、該金属層の上記絶縁樹脂層側とは反対の表面上に積層されており、上記金属層の上記金属が酸化した酸化層と、該酸化層の上記金属層側とは反対の表面上に積層された銅層とを備える。本発明に係る複合体では、上記金属は、ニッケルであるか、又は銅よりも酸化還元電位が卑な金属である。
【００２１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより本発明を明らかにする。
【００２２】
図１に、本発明の一実施形態に係る複合体を模式的に正面断面図で示す。
【００２３】
図１に示す複合体１は、シリコンウェーハ２と絶縁樹脂層３と金属層４と酸化層５と銅層６とがこの順で積層されて構成されている。
【００２４】
絶縁樹脂層３は、シリコンウェーハ２の上面２ａ（一方の表面）上に積層されている。金属層４は、絶縁樹脂層３の上面３ａ上に積層されている。金属層４は、金属により形成されている。酸化層５は、金属層４の上面４ａ上に積層されている。酸化層５は、金属層４の上方に位置し、金属層４の上記金属が酸化した酸化層である。銅層６は、酸化層５の上面５ａ上に積層されている。
【００２５】
金属層４を形成する金属は、ニッケルであるか、又は銅よりも酸化還元電位が卑な金属である。また、酸化層５は、この特定の金属が酸化した酸化層である。この特定の金属の使用によって、絶縁樹脂層３と銅層６の分離を良好にすることができる。金属層４と酸化層５とを形成する方法としては、金属層を形成した後に、金属層の上面部分を酸化させて酸化層とし、金属層の下方部分を酸化させずに金属層のままにする方法等が挙げられる。
【００２６】
複合体１では、シリコンウェーハ２を支持体として用いているので、複合体１の寸法変化を抑制でき、更に反りも抑制できる。反りが抑制されることによって、複合体１上に、感光性ドライフィルム（ＤＦＲ）等を用いてレジストパターンを形成する際に、解像不良を抑制できる。このため、微細な回路層を精度よく形成できる。
【００２７】
熱硬化後の絶縁樹脂層３の２５℃〜１５０℃での線膨張率が３０ｐｐｍ／℃以下であり、かつ常温２５℃でのヤング率は７ＧＰａ以上であることが好ましい。この場合には、複合体１の寸法変化を抑制できる。この結果、複合体１上に、多層ビルドアップ配線基板を精度よく形成できる。
【００２８】
絶縁樹脂層３を形成するために、例えば、熱硬化性樹脂、硬化剤及び無機充填材を含む樹脂組成物が用いられる。樹脂組成物は、これら以外の成分を含んでいてもよい。上記熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂等が挙げられる。上記硬化剤としては、エポキシ樹脂の硬化剤が挙げられる。上記無機充填材としては、シリカ等が挙げられる。
【００２９】
金属層４と酸化層５との合計の厚みは、０．５μｍ以上、２μｍ以下であることが好ましい。この場合には、複合体１上に微細な回路層をより一層良好にすることができ、更に酸化層５をエッチングにより容易に除去できる。例えば、回路層が形成されている部分の寸法Ｌと、回路層が形成されていない部分の寸法Ｓとを示すＬ／Ｓが１０μｍ／１０μｍ以下である微細な配線パターン（回路層）を形成できる。なお、Ｌ／Ｓが１０μｍ／１０μｍを超える回路層も形成可能である。複合体１上に微細な配線パターンをより一層容易に形成し、酸化層５をエッチングにより容易に除去する観点からは、金属層４と酸化層５との厚み比（金属層の厚み：酸化層の厚み）は、９：１〜１：３であることが好ましく、４：１〜１：１であることがより好ましく、３：１であることが最も好ましい。
【００３０】
また、複合体１では、銅層６が設けられている。銅層６は無電解めっき等により形成可能である。このため、銅層６の厚みを薄くすることができる。例えば、銅層６の厚みを、０．５μｍ以上、２μｍ以下にすることも可能である。銅層６の厚みは、０．５μｍ以上、２μｍ以下であることが好ましい。このように銅層６の厚みを薄くすることで、銅層６をエッチングして、微細な配線パターンを形成できる。具体的には、例えば、セミアディティブプロセスで、銅層６上の配線パターンが設けられた部分以外の下地の銅層６を短時間で除去できる。また、Ｌ／Ｓが１０μｍ／１０μｍ以下である微細な配線パターンを銅層６により形成できる。
【００３１】
（複合体の製造方法）
本発明に係る複合体の製造方法は、シリコンウェーハ上に、熱硬化性絶縁樹脂材料を配置して予備硬化させた後、次に予備硬化された該熱硬化性絶縁樹脂材料の上面を粗化処理して、絶縁樹脂層を形成する工程と、上記絶縁樹脂層上に、金属層を形成する工程と、上記金属層の上面部分をエッチング液で処理して、上記金属層の金属を酸化させて酸化層を形成する工程と、上記酸化層上に、銅層を形成する工程とを備える。本発明に係る複合体の製造方法では、上記金属として、ニッケルを用いるか、又は銅よりも酸化還元電位が卑な金属が用いられる。
【００３２】
複合体１は、具体的には、例えば、以下のようにして得ることができる。
【００３３】
先ず、シリコンウェーハ２を用意する。必要に応じて、シリコンウェーハ２の上面２ａを、シランカップリング剤などで表面処理する。この表面処理により、シリコンウェーハ２の上面２ａと絶縁樹脂層３との密着性が良好になる。
【００３４】
シリコンウェーハ２の上面２ａ上に、熱硬化性絶縁樹脂材料を配置する。その後、シリコンウェーハ２上に配置された熱硬化性絶縁樹脂材料を予備硬化させる。次に、図２（ａ）に示すように、予備硬化された該熱硬化性絶縁樹脂材料の上面を粗化処理して、絶縁樹脂層３を形成する。
【００３５】
上記予備硬化の条件としては、９０〜２００℃で１０〜１８０分間加熱する条件が挙げられる。
【００３６】
上記粗化処理により、絶縁樹脂層３の表面に微細な凹凸が形成される。上記粗化処理には、粗化液が用いられ、例えば、マンガン化合物、クロム化合物又は過硫酸化合物などの化学酸化剤等が用いられる。これらの化学酸化剤は、水又は有機溶剤が添加された後、水溶液又は有機溶媒分散溶液として用いられる。上記マンガン化合物としては、過マンガン酸カリウム及び過マンガン酸ナトリウム等が挙げられる。上記粗化液は、過マンガン酸塩を含む粗化液であることが好ましい。なお、上記粗化処理の前に予備硬化された上記熱硬化性絶縁樹脂材料は、膨潤処理されてもよい。
【００３７】
次に、図２（ｂ）に示すように、絶縁樹脂層３の上面３ａ上に、金属により金属層１１を形成する。金属層１１は、金属層４となる部分と、酸化層５となる部分を有する。金属層１１は、無電解金属めっきにより形成されることが好ましい。金属層１１を形成するための金属として、ニッケルを用いるか、又は銅よりも酸化還元電位が卑な金属が用いられる。該金属として、ニッケルを用いてもよく、銅よりも酸化還元電位が卑な金属を用いてもよい。シリコンウェーハ２の上面２ａ上ではなく、絶縁樹脂層３の上面３ａ上に金属層１１を形成することにより、金属層１１の接着対象部材（絶縁樹脂層３）に対する密着性を高めることができる。
【００３８】
次に、図２（ｃ）に示すように、絶縁樹脂層３上の金属層１１の上面部分をエッチング液で処理して、金属層１１の金属を酸化させて、酸化層５を形成する。このとき、金属層１１の全体を酸化させない。すなわち、金属層１１の上面部分のみを酸化させ、金属層１１の下方部分は酸化させない。従って、金属層１１を部分的に酸化させると、金属層４と酸化層５とが形成される。金属層１１の部分的な酸化には、エッチング液が用いられる。該エッチング液は、酸性エッチング液であることが好ましい。該酸性エッチング液は、過酸化水素を含むことが好ましい。
【００３９】
次に、酸化層５上に、銅層６（シード層）を形成する。銅層６は、無電解銅めっきにより形成することが好ましい。無電解銅めっきにより銅層６を形成すると、銅層６の厚みの制御が容易であり、かつ銅層６の厚みを薄くすることができる。また、銅層６を形成するために、無電解銅めっきプロセス等で、パラジウム触媒を付与してもよい。
【００４０】
上記のようにして、図１に示す複合体１を得ることができる。なお、上述した複合体の製造方法は一例にすぎず、複合体の製造方法は適宜変更され得る。
【００４１】
（多層ビルドアップ配線基板の製造方法）
本発明に係る多層ビルドアップ配線基板の製造方法は、上記複合体を用いて、該複合体における銅層上に、セミアディティブプロセス法によって回路層を形成し、かつ該回路層上に、ビルドアップ工法による回路層の積層を繰り返すことにより、上記銅層上に、回路層を有する積層体を配置する工程と、エッチング液にて上記酸化層を除去することで、上記回路層を有する積層体を分離して、上記回路層を有する積層体である多層ビルドアップ配線基板を取り出す工程とを備える。上記回路層を有する積層体は、多層ビルドアップ層である。
【００４２】
複合体１を用いて、多層ビルドアップ配線基板は、具体的には、例えば、以下のようにして得ることができる。なお、図３（ａ）〜（ｄ）及び図４（ａ）〜（ｄ）では、複合体１に関しては、酸化層５よりも上方部分のみを示しており、すなわち酸化層５と銅層６とのみを示しており、他の層の図示は省略している。
【００４３】
（１）図３（ａ）に示すように、複合体を用意して、複合体１における銅層６の上面上に、レジスト材料層２１を配置する。レジスト材料層２１を形成するために、レジスト材料が用いられる。該レジスト材料は、レジストフィルムであることが好ましく、感光性ドライフィルムであることがより好ましい。レジストフィルム又は感光性ドライフィルムは、銅層６の上面上にラミネートされる。上記感光性ドライフィルムは、ネガ型の感光性ドライフィルムであってもよく、ポジ型の感光性ドライフィルムであってもよい。レジスト材料層２１の厚みは、好ましくは５μｍ以上、好ましくは２５μｍ以下である。
【００４４】
（２）次に、レジスト材料層２１を部分的に露光して、部分的に硬化させる。露光には、所定の配線デザインが描かれたマスク等が用いられる。該マスクとしては、ガラスマスク等が挙げられる。露光により、レジスト材料層２１にイメージングを行う。露光の後、現像液で現像して、図３（ｂ）に示すように、銅層６上に、レジストパターン２１Ａを形成する。上記現像液として、例えば、炭酸ナトリウム又はＴＨＭＡ（水酸化テトラアルキルアンモニウム含有液）等が用いられる。レジストパターン２１Ａを形成するために、上記現像液として、０．７〜１．０重量％炭酸ナトリウム液が好適に用いられる。
【００４５】
（３）その後、図３（ｃ）に示すように、レジストパターン２１Ａが無い部分（レジストパターン溝）において、銅層６上に回路層２２を形成する。回路層２２は、電解銅めっきにより形成することが好ましい。回路層２２は、銅回路であることが好ましい。このようにして、銅層６上に、レジストパターン２１Ａと回路層２２とが配置される。
【００４６】
（４）回路層２２の形成の後、図３（ｄ）に示すように、レジストパターン２１Ａを除去する。これにより、回路層２２が無い部分において、銅層６が露出する。レジストパターン２１Ａの除去には剥離液が用いられる。レジストパターン２１Ａを除去するために、上記剥離液として、１〜３重量％水酸化ナトリウム液又はアミン化合物含有剥離液が好適に用いられる。
【００４７】
（５）樹脂との密着性を高めるために銅層６及び回路層２２の露出した表面をそれぞれ、表面処理してもよい。該表面処理には、例えば、メック社製のＦｌａｔＢＯＮＤ、又はアトテック社製のＳｅｃｕｒｅＨＦｚ等が用いられる。
【００４８】
次に、図４（ａ）に示すように、銅層６及び回路層２２上に、絶縁樹脂材料を配置して、該絶縁樹脂材料により絶縁樹脂層３１を積層する。このとき、絶縁樹脂材料を、回路層２２が無い部分に埋め込む。絶縁樹脂材料は、熱硬化性絶縁樹脂材料であることが好ましい。熱硬化後の絶縁樹脂層３１の２５℃〜１５０℃での線膨張率が３０ｐｐｍ／℃以下であり、かつ常温２５℃でのヤング率は７ＧＰａ以上であることが好ましい。この場合には、絶縁樹脂層３１の寸法変化を抑制できる。絶縁樹脂層３１の上記線膨張率は低いほどよい。絶縁樹脂層の上記線膨張率は３ｐｐｍ／℃程度であってもよい。絶縁樹脂層３１の上記ヤング率の上限は特に限定されない。該ヤング率は、例えば、１８ＧＰａ以下である。絶縁樹脂層３１を積層するために、例えば、名機製作所社製又はニチゴーモートン社製２ステージビルドアップラミネータ等が用いられる。ラミネート温度は、例えば、１５０〜１９０℃である。このラミネート温度でラミネートすると、熱硬化性絶縁樹脂材料は予備硬化される。
【００４９】
（６）次に、図４（ｂ）に示すように、絶縁樹脂層３１にビアホール３２を形成する。ビアホール３２を形成するために、日立ビアメカニクス社製又は松下溶接システム社製ＣＯ２レーザー等が好適に用いられる。ビアホール３２の上端の最大径は、５５μｍ以下であることが好ましい。ビアホール３２の下端の開口面積は、ビアホール３２の上端の開口面積よりも小さいことが好ましい。ビアホール３２の下端の開口面積は、ビアホール３２の上端の開口面積の８０％以上であることが好ましく、９５％以下であることが好ましい。このようなビアホール３２の上端と下端との開口面積の関係を満足すると、層間のビア接続信頼性が向上する。ビアホール３２の下端側がＬＳＩ実装面であることが好ましい。なお、ビアホール３２の開口面積は、レーザー加工時のレーザー出力により制御可能である。
【００５０】
（７）次に、図４（ｃ）に示すように、ビアホール３２内に、導電材料を充填し、導電層３３を形成する。
【００５１】
次に、必要に応じて、絶縁樹脂層３１の上面に凹凸を形成する。該凹凸を形成するために、絶縁樹脂層３１の上面を粗化処理してもよく、絶縁樹脂層３１の上面を真空プラズマ処理してもよい。上記粗化処理には、過マンガン酸によるアルカリエッチング処理を用いてもよい。
【００５２】
（８）その後、図４（ｄ）に示すように、絶縁樹脂層３１上に、銅層３４を形成する。無電解銅めっきにより、銅層３４（シード層）を形成することが好ましい。銅層３４を形成するために、絶縁樹脂層３１の上面にパラジウム触媒を付与してもよい。銅層３４の厚みは、０．５μｍ以上、２．０μｍであることが好ましい。
【００５３】
その後、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、ビルドアップ工法による回路層の積層を繰り返す。すなわち、上記（１）〜（４）のプロセスを繰り返す。具体的には、（１）レジスト層の配置、（２）レジストパターンの形成、（３）回路層の形成及び（４）レジストパターンの除去等のプロセスを繰り返す。また、場合によっては、図４（ａ）〜（ｄ）に示すプロセスをさらに行ってもよい。すなわち、上記（５）〜（８）のプロセスをさらに行ってもよい。これにより、積層数がより多い回路層を有する積層体（多層ビルドアップ層）を形成できる。このようにして、図５（ａ）に示すように、複合体１Ａの上面に回路層を有する積層体５１が配置される。積層体５１では、絶縁樹脂層３１上に、回路層３４Ａ，３５，３９，４０と、ビアホール３６と、導電層３７と、絶縁樹脂層３８との構造体が形成されている。
【００５４】
その後、図５（ｂ）に示すように、エッチング液等にて酸化層５を除去することで、回路層を有する積層体５１を分離する。すなわち、回路層を有する積層体５１と金属層４との間の酸化層５を除去する。このようにして、回路層を有する積層体５１である多層ビルドアップ配線基板５１Ａを取り出す。酸化層５のエッチングには、適宜のエッチング液が用いられる。酸化層５が、ニッケルが酸化した酸化層である場合には、酸化層５のエッチングには、例えば、特開２００５−３６２５６号公報及び特開平９−２２８０７５号公報に記載の選択的ニッケルめっきエッチング液が用いられる。これらの公報に記載のエッチング液以外のエッチング液を用いてもよい。
【００５５】
その後、銅エッチング液にて銅層６（回路層２２が無い部分を含む）を除去することで、Ｌ／Ｓが１０μｍ／１０μｍ以下である微細な配線を形成できる。この除去に使用する銅エッチング液として、荏原ユージライト社製ＳＡＣ、又は三菱ガス化学社製（菱江化学取り扱い）ＣＰＥ−８１０などを用いる。この銅エッチング液により、結晶粒が細かい無電解めっきで形成された銅層６と、結晶粒が大きい電解銅めっきで形成された回路層２２は、銅結晶粒内への銅エッチング液浸透性が異なるので、銅層６が選択的にエッチングされる。これにより、回路層２２の水平面の絶縁が保たれる。
【００５６】
多層ビルドアップ配線基板５１Ａの上面には、必要に応じて、ソルダーレジスト層を形成してもよい。
【００５７】
このような方法で、多層ビルドアップ配線基板５１Ａを作製すれば、Ｌ／Ｓが１０μｍ／１０μｍ以下である微細な配線パターンを容易に形成できる。さらに、ビア径が５５μｍ以下であるビアホールを容易に形成することもできる。但し、Ｌ／Ｓが１０μｍ／１０μｍを超える配線パターンも形成可能であり、更に、ビア径が５５μｍを超えるビアホールも形成可能である。
【００５８】
なお、複合体１を用いた上述した多層ビルドアップ配線基板の製造方法は一例にすぎず、多層ビルドアップ配線基板の製造方法は適宜変更され得る。
【００５９】
なお、複合体における金属層を構成する金属としてニッケルを用いて、上述した方法で多層ビルドアップ配線基板を作製した場合には、Ｌ／Ｓが１０μｍ／１０μｍ以下である微細な配線を容易に形成可能であった。さらに、ビア径５５μｍ以下のビアホールを精度よく形成することができた。
【００６０】
また、複合体における金属層を構成する金属として銅より卑な金属である亜鉛を用いて、上述した方法で多層ビルドアップ配線基板を作製した場合には、Ｌ／Ｓが１０μｍ／１０μｍ以下である微細な配線を容易に形成可能であった。さらに、ビア径５５μｍ以下のビアホールを精度よく形成することができた。
【符号の説明】
【００６１】
１，１Ａ…複合体
２…シリコンウェーハ
２ａ…上面
３…絶縁樹脂層
３ａ…上面
４…金属層
４ａ…上面
５…酸化層
５ａ…上面
６…銅層
１１…金属層
２１…レジスト層
２１Ａ…レジストパターン
２２…回路層
３１…絶縁樹脂層
３２…ビアホール
３３…導電層
３４…銅層
３４Ａ，３５，３９，４０…回路層
３６…ビアホール
３７…導電層
３８…絶縁樹脂層
５１…回路層を有する積層体
５１Ａ…多層ビルドアップ配線基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、多層ビルドアップ配線基板などを得るために用いられる複合体及び該複合体の製造方法に関する。さらに、本発明は、上記複合体を用いた多層ビルドアップ配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品が実装される配線基板の製造方法として、仮基板の上に剥離できる状態で回路層を有する積層体を形成した後に、該回路層を有する積層体を仮基板から分離して、配線基板を得る方法が用いられることがある。
【０００３】
例えば、下記の特許文献１は、プリプレグ上の配線形成領域に下地層が配置され、上記下地層の大きさより大きな金属箔が上記配線形成領域の外周部に接するように、上記下地層を介して上記金属箔を上記プリプレグ上に配置し、加熱及び加圧によってプリプレグを硬化させることにより、上記プリプレグから仮基板を得ると同時に、該仮基板の少なくとも片面に上記金属箔を接着する工程と、上記金属箔の上にビルドアップ配線層を形成する工程と、上記仮基板上に上記下地層、上記金属箔及び上記ビルドアップ配線層が形成された構造体の上記下地層の周縁に対応する部分を切断することにより、上記仮基板から上記金属箔を分離して、上記金属箔の上に上記ビルドアップ配線層が形成された配線部材を得る工程とを有する配線基板の製造方法が開示されている。
【０００４】
下記の特許文献２には、支持体金属層と、極薄銅箔と、該支持体金属層と該極薄銅箔との間に有機系剥離層とを有するプリント配線基板形成用複合銅箔を用いて、配線基板を得る方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１５８１７４号公報
【特許文献２】特開平１１−３１７５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１〜２では、銅張積層基板（コア材）を支持体として用いて、配線基板を製造している。このため、支持体上に多層ビルドアップ層を形成すると、熱硬化の繰り返しにより、支持体の寸法が変化しやすく、かつ支持体に大きな反りが生じやすい。このため、設計通りの位置に、回路パターン及びビアホールを形成できないことがある。特に、多層ビルトアップ層を高密度化すると、回路パターン及びビアホールの位置ずれなどが大きくなり、得られる多層ビルドアップ配線基板の信頼性が低下することがある。高密度化を実現するためには、回路パターン及びビアホールの配置精度を高くする必要がある。
【０００７】
また、支持体上に感光性ドライフィルム（ＤＦＲ）を配置して、微細なレジストパターン（例えば、Ｌ／Ｓ＝１０μｍ／１０μｍ以下）を形成する際に、露光工程で支持体とマスクとの間の距離が場所によって異なり、焦点ボケによるレジストパターンの解像不良が生じることがある。このため、レジストパターンの間隙に配置される微細な配線を精度よく形成できないことがある。
【０００８】
また、ビルドアップ層の層間の接続は、レーザー加工によりビアホールを形成することで行なわれることが多い。配線を高密度化するには、ビアホールのビア径を小さくする必要がある。従来の多層ビルトアップ配線基板の製造方法では、ＣＯ２レーザーにより、ビア径５５μｍ以下のビアホールを形成することは困難である。ビア径を５５μｍ以下にするために、ＵＶレーザーを用いる方法もある。しかしながら、ＵＶレーザーは、装置コストが高い。さらに、ＵＶレーザーは、ＣＯ２レーザーに比べてエネルギーが１／１０程度と低いため、タクトタイムが長くなる。このため、ＣＯ２レーザーにより、ビア径が５５μｍであるビアホールを形成可能な新規な多層ビルドアップ配線基板の製造方法が望まれている。
【０００９】
一方で、銅箔又はキャリアー付き銅箔を支持体として用いて、多層ビルドアップ配線基板を製造することもある。この場合、銅箔の厚みは３μｍ程度であり、銅箔が厚い。このため、セミアディティブ工法では、Ｌ／Ｓが１０μｍ／１０μｍ以下の配線パターンを形成することは困難である。また、銅箔又はキャリアー付き銅箔である支持体のハンドリングは悪いので、歩留まりが悪い。
【００１０】
そこで、多層ビルドアップ配線基板を得るための新規な支持体の開発が求められている。
【００１１】
本発明の目的は、多層ビルドアップ配線基板を得るために用いることができる複合体及び該複合体の製造方法、並びに該複合体を用いた多層ビルドアップ配線基板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の広い局面によれば、シリコンウェーハと、該シリコンウェーハの一方の表面上に積層された絶縁樹脂層と、該絶縁樹脂層の上記シリコンウェーハ側と反対の表面上に積層されており、金属により形成された金属層と、該金属層の上記絶縁樹脂層側とは反対の表面上に積層されており、上記金属層の上記金属が酸化した酸化層と、該酸化層の上記金属層側とは反対の表面上に積層された銅層とを備え、上記金属が、ニッケルであるか、又は銅よりも酸化還元電位が卑な金属である、複合体が提供される。
【００１３】
本発明に係る複合体のある特定の局面では、上記熱硬化後の絶縁樹脂層の２５℃〜１５０℃での線膨張率が３０ｐｐｍ／℃以下であり、かつ常温２５℃でのヤング率は７ＧＰａ以上である。
【００１４】
本発明に係る複合体の他の特定の局面では、上記金属層と上記酸化層との合計の厚みが、０．５μｍ以上、２μｍ以下であり、かつ上記銅層の厚みが０．５μｍ以上、２μｍ以下である。
【００１５】
上記金属は、ニッケルであることが好ましい。また、上記金属は、銅よりも酸化還元電位が卑な金属であることも好ましい。
【００１６】
本発明に係る複合体の製造方法は、シリコンウェーハ上に、熱硬化性絶縁樹脂材料を配置して予備硬化させた後、次に予備硬化された該熱硬化性絶縁樹脂材料の上面を粗化処理して、絶縁樹脂層を形成する工程と、上記絶縁樹脂層上に、金属層を形成する工程と、上記金属層の上面部分をエッチング液で処理して、上記金属層の金属を酸化させて酸化層を形成する工程と、上記酸化層上に、銅層を形成する工程とを備えており、上記金属として、ニッケルを用いるか、又は銅よりも酸化還元電位が卑な金属が用いられる。
【００１７】
また、本発明の広い局面によれば、上記複合体を用いて、該複合体における銅層上に、セミアディティブプロセス法によって回路層を形成し、かつ該回路層上に、ビルドアップ工法による回路層の積層を繰り返すことにより、上記銅層上に、回路層を有する積層体を配置する工程と、エッチング液にて上記酸化層を除去することで、上記回路層を有する積層体とを分離して、上記回路層を有する積層体である多層ビルドアップ配線基板を取り出す工程とを備える、多層ビルドアップ配線基板の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る複合体は、シリコンウェーハと絶縁樹脂層と金属層と酸化層と銅層とがこの順で積層されており、上記金属が、ニッケルであるか、又は銅よりも酸化還元電位が卑な金属であるので、上記酸化層上に、上記銅層により形成された回路層を含む多層ビルドアップ層を形成した後、上記酸化層を除去することにより、多層ビルドアップ層を分離して、該多層ビルドアップ層である多層ビルドアップ配線基板を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る複合体を模式的に示す正面断面図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る複合体を製造する各工程を説明するための正面断面図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施形態に係る複合体を用いて、多層ビルドアップ配線基板を製造する各工程を説明するための正面断面図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施形態に係る複合体を用いて、多層ビルドアップ配線基板を製造する各工程を説明するための正面断面図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る複合体を用いて、多層ビルドアップ配線基板を製造する各工程を説明するための正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（複合体）
本発明に係る複合体は、シリコンウェーハと、該シリコンウェーハの一方の表面上に積層された絶縁樹脂層と、該絶縁樹脂層の上記シリコンウェーハ側と反対の表面上に積層されており、金属により形成された金属層と、該金属層の上記絶縁樹脂層側とは反対の表面上に積層されており、上記金属層の上記金属が酸化した酸化層と、該酸化層の上記金属層側とは反対の表面上に積層された銅層とを備える。本発明に係る複合体では、上記金属は、ニッケルであるか、又は銅よりも酸化還元電位が卑な金属である。
【００２１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより本発明を明らかにする。
【００２２】
図１に、本発明の一実施形態に係る複合体を模式的に正面断面図で示す。
【００２３】
図１に示す複合体１は、シリコンウェーハ２と絶縁樹脂層３と金属層４と酸化層５と銅層６とがこの順で積層されて構成されている。
【００２４】
絶縁樹脂層３は、シリコンウェーハ２の上面２ａ（一方の表面）上に積層されている。金属層４は、絶縁樹脂層３の上面３ａ上に積層されている。金属層４は、金属により形成されている。酸化層５は、金属層４の上面４ａ上に積層されている。酸化層５は、金属層４の上方に位置し、金属層４の上記金属が酸化した酸化層である。銅層６は、酸化層５の上面５ａ上に積層されている。
【００２５】
金属層４を形成する金属は、ニッケルであるか、又は銅よりも酸化還元電位が卑な金属である。また、酸化層５は、この特定の金属が酸化した酸化層である。この特定の金属の使用によって、絶縁樹脂層３と銅層６の分離を良好にすることができる。金属層４と酸化層５とを形成する方法としては、金属層を形成した後に、金属層の上面部分を酸化させて酸化層とし、金属層の下方部分を酸化させずに金属層のままにする方法等が挙げられる。
【００２６】
複合体１では、シリコンウェーハ２を支持体として用いているので、複合体１の寸法変化を抑制でき、更に反りも抑制できる。反りが抑制されることによって、複合体１上に、感光性ドライフィルム（ＤＦＲ）等を用いてレジストパターンを形成する際に、解像不良を抑制できる。このため、微細な回路層を精度よく形成できる。
【００２７】
熱硬化後の絶縁樹脂層３の２５℃〜１５０℃での線膨張率が３０ｐｐｍ／℃以下であり、かつ常温２５℃でのヤング率は７ＧＰａ以上であることが好ましい。この場合には、複合体１の寸法変化を抑制できる。この結果、複合体１上に、多層ビルドアップ配線基板を精度よく形成できる。
【００２８】
絶縁樹脂層３を形成するために、例えば、熱硬化性樹脂、硬化剤及び無機充填材を含む樹脂組成物が用いられる。樹脂組成物は、これら以外の成分を含んでいてもよい。上記熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂等が挙げられる。上記硬化剤としては、エポキシ樹脂の硬化剤が挙げられる。上記無機充填材としては、シリカ等が挙げられる。
【００２９】
金属層４と酸化層５との合計の厚みは、０．５μｍ以上、２μｍ以下であることが好ましい。この場合には、複合体１上に微細な回路層をより一層良好にすることができ、更に酸化層５をエッチングにより容易に除去できる。例えば、回路層が形成されている部分の寸法Ｌと、回路層が形成されていない部分の寸法Ｓとを示すＬ／Ｓが１０μｍ／１０μｍ以下である微細な配線パターン（回路層）を形成できる。なお、Ｌ／Ｓが１０μｍ／１０μｍを超える回路層も形成可能である。複合体１上に微細な配線パターンをより一層容易に形成し、酸化層５をエッチングにより容易に除去する観点からは、金属層４と酸化層５との厚み比（金属層の厚み：酸化層の厚み）は、９：１〜１：３であることが好ましく、４：１〜１：１であることがより好ましく、３：１であることが最も好ましい。
【００３０】
また、複合体１では、銅層６が設けられている。銅層６は無電解めっき等により形成可能である。このため、銅層６の厚みを薄くすることができる。例えば、銅層６の厚みを、０．５μｍ以上、２μｍ以下にすることも可能である。銅層６の厚みは、０．５μｍ以上、２μｍ以下であることが好ましい。このように銅層６の厚みを薄くすることで、銅層６をエッチングして、微細な配線パターンを形成できる。具体的には、例えば、セミアディティブプロセスで、銅層６上の配線パターンが設けられた部分以外の下地の銅層６を短時間で除去できる。また、Ｌ／Ｓが１０μｍ／１０μｍ以下である微細な配線パターンを銅層６により形成できる。
【００３１】
（複合体の製造方法）
本発明に係る複合体の製造方法は、シリコンウェーハ上に、熱硬化性絶縁樹脂材料を配置して予備硬化させた後、次に予備硬化された該熱硬化性絶縁樹脂材料の上面を粗化処理して、絶縁樹脂層を形成する工程と、上記絶縁樹脂層上に、金属層を形成する工程と、上記金属層の上面部分をエッチング液で処理して、上記金属層の金属を酸化させて酸化層を形成する工程と、上記酸化層上に、銅層を形成する工程とを備える。本発明に係る複合体の製造方法では、上記金属として、ニッケルを用いるか、又は銅よりも酸化還元電位が卑な金属が用いられる。
【００３２】
複合体１は、具体的には、例えば、以下のようにして得ることができる。
【００３３】
先ず、シリコンウェーハ２を用意する。必要に応じて、シリコンウェーハ２の上面２ａを、シランカップリング剤などで表面処理する。この表面処理により、シリコンウェーハ２の上面２ａと絶縁樹脂層３との密着性が良好になる。
【００３４】
シリコンウェーハ２の上面２ａ上に、熱硬化性絶縁樹脂材料を配置する。その後、シリコンウェーハ２上に配置された熱硬化性絶縁樹脂材料を予備硬化させる。次に、図２（ａ）に示すように、予備硬化された該熱硬化性絶縁樹脂材料の上面を粗化処理して、絶縁樹脂層３を形成する。
【００３５】
上記予備硬化の条件としては、９０〜２００℃で１０〜１８０分間加熱する条件が挙げられる。
【００３６】
上記粗化処理により、絶縁樹脂層３の表面に微細な凹凸が形成される。上記粗化処理には、粗化液が用いられ、例えば、マンガン化合物、クロム化合物又は過硫酸化合物などの化学酸化剤等が用いられる。これらの化学酸化剤は、水又は有機溶剤が添加された後、水溶液又は有機溶媒分散溶液として用いられる。上記マンガン化合物としては、過マンガン酸カリウム及び過マンガン酸ナトリウム等が挙げられる。上記粗化液は、過マンガン酸塩を含む粗化液であることが好ましい。なお、上記粗化処理の前に予備硬化された上記熱硬化性絶縁樹脂材料は、膨潤処理されてもよい。
【００３７】
次に、図２（ｂ）に示すように、絶縁樹脂層３の上面３ａ上に、金属により金属層１１を形成する。金属層１１は、金属層４となる部分と、酸化層５となる部分を有する。金属層１１は、無電解金属めっきにより形成されることが好ましい。金属層１１を形成するための金属として、ニッケルを用いるか、又は銅よりも酸化還元電位が卑な金属が用いられる。該金属として、ニッケルを用いてもよく、銅よりも酸化還元電位が卑な金属を用いてもよい。シリコンウェーハ２の上面２ａ上ではなく、絶縁樹脂層３の上面３ａ上に金属層１１を形成することにより、金属層１１の接着対象部材（絶縁樹脂層３）に対する密着性を高めることができる。
【００３８】
次に、図２（ｃ）に示すように、絶縁樹脂層３上の金属層１１の上面部分をエッチング液で処理して、金属層１１の金属を酸化させて、酸化層５を形成する。このとき、金属層１１の全体を酸化させない。すなわち、金属層１１の上面部分のみを酸化させ、金属層１１の下方部分は酸化させない。従って、金属層１１を部分的に酸化させると、金属層４と酸化層５とが形成される。金属層１１の部分的な酸化には、エッチング液が用いられる。該エッチング液は、酸性エッチング液であることが好ましい。該酸性エッチング液は、過酸化水素を含むことが好ましい。
【００３９】
次に、酸化層５上に、銅層６（シード層）を形成する。銅層６は、無電解銅めっきにより形成することが好ましい。無電解銅めっきにより銅層６を形成すると、銅層６の厚みの制御が容易であり、かつ銅層６の厚みを薄くすることができる。また、銅層６を形成するために、無電解銅めっきプロセス等で、パラジウム触媒を付与してもよい。
【００４０】
上記のようにして、図１に示す複合体１を得ることができる。なお、上述した複合体の製造方法は一例にすぎず、複合体の製造方法は適宜変更され得る。
【００４１】
（多層ビルドアップ配線基板の製造方法）
本発明に係る多層ビルドアップ配線基板の製造方法は、上記複合体を用いて、該複合体における銅層上に、セミアディティブプロセス法によって回路層を形成し、かつ該回路層上に、ビルドアップ工法による回路層の積層を繰り返すことにより、上記銅層上に、回路層を有する積層体を配置する工程と、エッチング液にて上記酸化層を除去することで、上記回路層を有する積層体を分離して、上記回路層を有する積層体である多層ビルドアップ配線基板を取り出す工程とを備える。上記回路層を有する積層体は、多層ビルドアップ層である。
【００４２】
複合体１を用いて、多層ビルドアップ配線基板は、具体的には、例えば、以下のようにして得ることができる。なお、図３（ａ）〜（ｄ）及び図４（ａ）〜（ｄ）では、複合体１に関しては、酸化層５よりも上方部分のみを示しており、すなわち酸化層５と銅層６とのみを示しており、他の層の図示は省略している。
【００４３】
（１）図３（ａ）に示すように、複合体を用意して、複合体１における銅層６の上面上に、レジスト材料層２１を配置する。レジスト材料層２１を形成するために、レジスト材料が用いられる。該レジスト材料は、レジストフィルムであることが好ましく、感光性ドライフィルムであることがより好ましい。レジストフィルム又は感光性ドライフィルムは、銅層６の上面上にラミネートされる。上記感光性ドライフィルムは、ネガ型の感光性ドライフィルムであってもよく、ポジ型の感光性ドライフィルムであってもよい。レジスト材料層２１の厚みは、好ましくは５μｍ以上、好ましくは２５μｍ以下である。
【００４４】
（２）次に、レジスト材料層２１を部分的に露光して、部分的に硬化させる。露光には、所定の配線デザインが描かれたマスク等が用いられる。該マスクとしては、ガラスマスク等が挙げられる。露光により、レジスト材料層２１にイメージングを行う。露光の後、現像液で現像して、図３（ｂ）に示すように、銅層６上に、レジストパターン２１Ａを形成する。上記現像液として、例えば、炭酸ナトリウム又はＴＨＭＡ（水酸化テトラアルキルアンモニウム含有液）等が用いられる。レジストパターン２１Ａを形成するために、上記現像液として、０．７〜１．０重量％炭酸ナトリウム液が好適に用いられる。
【００４５】
（３）その後、図３（ｃ）に示すように、レジストパターン２１Ａが無い部分（レジストパターン溝）において、銅層６上に回路層２２を形成する。回路層２２は、電解銅めっきにより形成することが好ましい。回路層２２は、銅回路であることが好ましい。このようにして、銅層６上に、レジストパターン２１Ａと回路層２２とが配置される。
【００４６】
（４）回路層２２の形成の後、図３（ｄ）に示すように、レジストパターン２１Ａを除去する。これにより、回路層２２が無い部分において、銅層６が露出する。レジストパターン２１Ａの除去には剥離液が用いられる。レジストパターン２１Ａを除去するために、上記剥離液として、１〜３重量％水酸化ナトリウム液又はアミン化合物含有剥離液が好適に用いられる。
【００４７】
（５）樹脂との密着性を高めるために銅層６及び回路層２２の露出した表面をそれぞれ、表面処理してもよい。該表面処理には、例えば、メック社製のＦｌａｔＢＯＮＤ、又はアトテック社製のＳｅｃｕｒｅＨＦｚ等が用いられる。
【００４８】
次に、図４（ａ）に示すように、銅層６及び回路層２２上に、絶縁樹脂材料を配置して、該絶縁樹脂材料により絶縁樹脂層３１を積層する。このとき、絶縁樹脂材料を、回路層２２が無い部分に埋め込む。絶縁樹脂材料は、熱硬化性絶縁樹脂材料であることが好ましい。熱硬化後の絶縁樹脂層３１の２５℃〜１５０℃での線膨張率が３０ｐｐｍ／℃以下であり、かつ常温２５℃でのヤング率は７ＧＰａ以上であることが好ましい。この場合には、絶縁樹脂層３１の寸法変化を抑制できる。絶縁樹脂層３１の上記線膨張率は低いほどよい。絶縁樹脂層の上記線膨張率は３ｐｐｍ／℃程度であってもよい。絶縁樹脂層３１の上記ヤング率の上限は特に限定されない。該ヤング率は、例えば、１８ＧＰａ以下である。絶縁樹脂層３１を積層するために、例えば、名機製作所社製又はニチゴーモートン社製２ステージビルドアップラミネータ等が用いられる。ラミネート温度は、例えば、１５０〜１９０℃である。このラミネート温度でラミネートすると、熱硬化性絶縁樹脂材料は予備硬化される。
【００４９】
（６）次に、図４（ｂ）に示すように、絶縁樹脂層３１にビアホール３２を形成する。ビアホール３２を形成するために、日立ビアメカニクス社製又は松下溶接システム社製ＣＯ２レーザー等が好適に用いられる。ビアホール３２の上端の最大径は、５５μｍ以下であることが好ましい。ビアホール３２の下端の開口面積は、ビアホール３２の上端の開口面積よりも小さいことが好ましい。ビアホール３２の下端の開口面積は、ビアホール３２の上端の開口面積の８０％以上であることが好ましく、９５％以下であることが好ましい。このようなビアホール３２の上端と下端との開口面積の関係を満足すると、層間のビア接続信頼性が向上する。ビアホール３２の下端側がＬＳＩ実装面であることが好ましい。なお、ビアホール３２の開口面積は、レーザー加工時のレーザー出力により制御可能である。
【００５０】
（７）次に、図４（ｃ）に示すように、ビアホール３２内に、導電材料を充填し、導電層３３を形成する。
【００５１】
次に、必要に応じて、絶縁樹脂層３１の上面に凹凸を形成する。該凹凸を形成するために、絶縁樹脂層３１の上面を粗化処理してもよく、絶縁樹脂層３１の上面を真空プラズマ処理してもよい。上記粗化処理には、過マンガン酸によるアルカリエッチング処理を用いてもよい。
【００５２】
（８）その後、図４（ｄ）に示すように、絶縁樹脂層３１上に、銅層３４を形成する。無電解銅めっきにより、銅層３４（シード層）を形成することが好ましい。銅層３４を形成するために、絶縁樹脂層３１の上面にパラジウム触媒を付与してもよい。銅層３４の厚みは、０．５μｍ以上、２．０μｍであることが好ましい。
【００５３】
その後、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、ビルドアップ工法による回路層の積層を繰り返す。すなわち、上記（１）〜（４）のプロセスを繰り返す。具体的には、（１）レジスト層の配置、（２）レジストパターンの形成、（３）回路層の形成及び（４）レジストパターンの除去等のプロセスを繰り返す。また、場合によっては、図４（ａ）〜（ｄ）に示すプロセスをさらに行ってもよい。すなわち、上記（５）〜（８）のプロセスをさらに行ってもよい。これにより、積層数がより多い回路層を有する積層体（多層ビルドアップ層）を形成できる。このようにして、図５（ａ）に示すように、複合体１Ａの上面に回路層を有する積層体５１が配置される。積層体５１では、絶縁樹脂層３１上に、回路層３４Ａ，３５，３９，４０と、ビアホール３６と、導電層３７と、絶縁樹脂層３８との構造体が形成されている。
【００５４】
その後、図５（ｂ）に示すように、エッチング液等にて酸化層５を除去することで、回路層を有する積層体５１を分離する。すなわち、回路層を有する積層体５１と金属層４との間の酸化層５を除去する。このようにして、回路層を有する積層体５１である多層ビルドアップ配線基板５１Ａを取り出す。酸化層５のエッチングには、適宜のエッチング液が用いられる。酸化層５が、ニッケルが酸化した酸化層である場合には、酸化層５のエッチングには、例えば、特開２００５−３６２５６号公報及び特開平９−２２８０７５号公報に記載の選択的ニッケルめっきエッチング液が用いられる。これらの公報に記載のエッチング液以外のエッチング液を用いてもよい。
【００５５】
その後、銅エッチング液にて銅層６（回路層２２が無い部分を含む）を除去することで、Ｌ／Ｓが１０μｍ／１０μｍ以下である微細な配線を形成できる。この除去に使用する銅エッチング液として、荏原ユージライト社製ＳＡＣ、又は三菱ガス化学社製（菱江化学取り扱い）ＣＰＥ−８１０などを用いる。この銅エッチング液により、結晶粒が細かい無電解めっきで形成された銅層６と、結晶粒が大きい電解銅めっきで形成された回路層２２は、銅結晶粒内への銅エッチング液浸透性が異なるので、銅層６が選択的にエッチングされる。これにより、回路層２２の水平面の絶縁が保たれる。
【００５６】
多層ビルドアップ配線基板５１Ａの上面には、必要に応じて、ソルダーレジスト層を形成してもよい。
【００５７】
このような方法で、多層ビルドアップ配線基板５１Ａを作製すれば、Ｌ／Ｓが１０μｍ／１０μｍ以下である微細な配線パターンを容易に形成できる。さらに、ビア径が５５μｍ以下であるビアホールを容易に形成することもできる。但し、Ｌ／Ｓが１０μｍ／１０μｍを超える配線パターンも形成可能であり、更に、ビア径が５５μｍを超えるビアホールも形成可能である。
【００５８】
なお、複合体１を用いた上述した多層ビルドアップ配線基板の製造方法は一例にすぎず、多層ビルドアップ配線基板の製造方法は適宜変更され得る。
【００５９】
なお、複合体における金属層を構成する金属としてニッケルを用いて、上述した方法で多層ビルドアップ配線基板を作製した場合には、Ｌ／Ｓが１０μｍ／１０μｍ以下である微細な配線を容易に形成可能であった。さらに、ビア径５５μｍ以下のビアホールを精度よく形成することができた。
【００６０】
また、複合体における金属層を構成する金属として銅より卑な金属である亜鉛を用いて、上述した方法で多層ビルドアップ配線基板を作製した場合には、Ｌ／Ｓが１０μｍ／１０μｍ以下である微細な配線を容易に形成可能であった。さらに、ビア径５５μｍ以下のビアホールを精度よく形成することができた。
【符号の説明】
【００６１】
１，１Ａ…複合体
２…シリコンウェーハ
２ａ…上面
３…絶縁樹脂層
３ａ…上面
４…金属層
４ａ…上面
５…酸化層
５ａ…上面
６…銅層
１１…金属層
２１…レジスト層
２１Ａ…レジストパターン
２２…回路層
３１…絶縁樹脂層
３２…ビアホール
３３…導電層
３４…銅層
３４Ａ，３５，３９，４０…回路層
３６…ビアホール
３７…導電層
３８…絶縁樹脂層
５１…回路層を有する積層体
５１Ａ…多層ビルドアップ配線基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンウェーハと、
前記シリコンウェーハの一方の表面上に積層された絶縁樹脂層と、
前記絶縁樹脂層の前記シリコンウェーハ側と反対の表面上に積層されており、金属により形成された金属層と、
前記金属層の前記絶縁樹脂層側とは反対の表面上に積層されており、前記金属層の前記金属が酸化した酸化層と、
前記酸化層の前記金属層側とは反対の表面上に積層された銅層とを備え、
前記金属が、ニッケルであるか、又は銅よりも酸化還元電位が卑な金属である、複合体。
【請求項２】
前記熱硬化後の絶縁樹脂層の２５℃〜１５０℃での線膨張率が３０ｐｐｍ／℃以下であり、かつ常温２５℃でのヤング率が７ＧＰａ以上である、請求項１に記載の複合体。
【請求項３】
前記金属層と前記酸化層との合計の厚みが、０．５μｍ以上、２μｍ以下であり、かつ前記銅層の厚みが０．５μｍ以上、２μｍ以下である、請求項１又は２に記載の複合体。
【請求項４】
前記金属がニッケルである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の複合体。
【請求項５】
前記金属が銅よりも酸化還元電位が卑な金属である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の複合体。
【請求項６】
シリコンウェーハ上に、熱硬化性絶縁樹脂材料を配置して予備硬化させた後、次に予備硬化された該熱硬化性絶縁樹脂材料の上面を粗化処理して、絶縁樹脂層を形成する工程と
前記絶縁樹脂層上に、金属層を形成する工程と、
前記金属層の上面部分をエッチング液で処理して、前記金属層の金属を酸化させて酸化層を形成する工程と、
前記酸化層上に、銅層を形成する工程とを備え、
前記金属として、ニッケルを用いるか、又は銅よりも酸化還元電位が卑な金属を用いる、複合体の製造方法。
【請求項７】
多層ビルドアップ配線基板の製造方法であって、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の複合体を用いて、該複合体における銅層上に、セミアディティブプロセス法によって回路層を形成し、かつ該回路層上に、ビルドアップ工法による回路層の積層を繰り返すことにより、前記銅層上に、回路層を有する積層体を配置する工程と、
エッチング液にて前記酸化層を除去することで、前記回路層を有する積層体を分離して、前記回路層を有する積層体である多層ビルドアップ配線基板を取り出す工程とを備える、多層ビルドアップ配線基板の製造方法。
【請求項１】
シリコンウェーハと、
前記シリコンウェーハの一方の表面上に積層された絶縁樹脂層と、
前記絶縁樹脂層の前記シリコンウェーハ側と反対の表面上に積層されており、金属により形成された金属層と、
前記金属層の前記絶縁樹脂層側とは反対の表面上に積層されており、前記金属層の前記金属が酸化した酸化層と、
前記酸化層の前記金属層側とは反対の表面上に積層された銅層とを備え、
前記金属が、ニッケルであるか、又は銅よりも酸化還元電位が卑な金属である、複合体。
【請求項２】
前記熱硬化後の絶縁樹脂層の２５℃〜１５０℃での線膨張率が３０ｐｐｍ／℃以下であり、かつ常温２５℃でのヤング率が７ＧＰａ以上である、請求項１に記載の複合体。
【請求項３】
前記金属層と前記酸化層との合計の厚みが、０．５μｍ以上、２μｍ以下であり、かつ前記銅層の厚みが０．５μｍ以上、２μｍ以下である、請求項１又は２に記載の複合体。
【請求項４】
前記金属がニッケルである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の複合体。
【請求項５】
前記金属が銅よりも酸化還元電位が卑な金属である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の複合体。
【請求項６】
シリコンウェーハ上に、熱硬化性絶縁樹脂材料を配置して予備硬化させた後、次に予備硬化された該熱硬化性絶縁樹脂材料の上面を粗化処理して、絶縁樹脂層を形成する工程と
前記絶縁樹脂層上に、金属層を形成する工程と、
前記金属層の上面部分をエッチング液で処理して、前記金属層の金属を酸化させて酸化層を形成する工程と、
前記酸化層上に、銅層を形成する工程とを備え、
前記金属として、ニッケルを用いるか、又は銅よりも酸化還元電位が卑な金属を用いる、複合体の製造方法。
【請求項７】
多層ビルドアップ配線基板の製造方法であって、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の複合体を用いて、該複合体における銅層上に、セミアディティブプロセス法によって回路層を形成し、かつ該回路層上に、ビルドアップ工法による回路層の積層を繰り返すことにより、前記銅層上に、回路層を有する積層体を配置する工程と、
エッチング液にて前記酸化層を除去することで、前記回路層を有する積層体を分離して、前記回路層を有する積層体である多層ビルドアップ配線基板を取り出す工程とを備える、多層ビルドアップ配線基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１５６３２４（Ｐ２０１２−１５６３２４Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４３７３（Ｐ２０１１−１４３７３）
【出願日】平成２３年１月２６日（２０１１．１．２６）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２６日（２０１１．１．２６）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
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