g/L、液温20°C~80°C、电流密度0.5~lOOA/dm2的条件,在焦磷酸铜浴的情况下,一般常 用焦磷酸钾100~700g/L、铜10~50g/L、液温30°C~60°C、pH8~12、电流密度1~lOA/dm 2的 条件,考虑到铜的物性、平滑性,有时还加入各种添加剂。
[0042] 对于层间连接用孔,形成为贯通层叠体的上层配线用金属箱和绝缘层而及至内层 配线的非贯通孔、或进而贯通内层配线而及至背面的贯通孔。本实施方式中的层间连接用 孔是用于形成所谓的通孔(via hole)或穿孔(through hole)和所谓的层间连接的非贯通 孔或贯通孔,是指形成镀层之前的状态。层间连接用孔可应用例如敷形法或直接激光法来 形成。
[0043] 在层间连接用孔的开口部,会形成上层配线用金属箱的突出。该金属箱的突出是 因绝缘层的激光加工性比金属箱好(热分解温度低)而引起的。通过采用将设于金属箱的开 口(窗孔)的端部作为掩模而进行绝缘层的激光加工的敷形掩模法、金属箱不设置开口而对 金属箱和绝缘层进行激光加工的直接激光法,从而形成金属箱的突出。
[0044] 在金属箱的突出与层间连接用孔的内壁之间,会形成下方空间。本实施方式中,下 方空间是指在上层配线用金属箱的突出与层间连接用孔的内壁之间所包围的空间,详细 地,是指从上层配线用金属箱的突出的前端向层间连接用孔的底部方向垂下的垂线与层间 连接用孔的内壁之间所包围的空间。
[0045] 由填充电镀层填充层间连接用孔而形成层间连接。本实施方式中,层间连接用于 连接两层以上的多个配线的层间,成为层间连接用的孔内部全部被镀层填埋的填充孔。关 于层间连接的直径(金属箱开口部的直径),从与绝缘层的厚度(层间连接用孔的深度)为同 等程度至2倍左右的直径容易形成填充孔,但在直径(金属箱开口部的直径)接近与绝缘层 的厚度(层间连接用孔的深度)同等程度时,即,绝缘层的厚度相对于层间连接的直径之比 (纵横比)接近1.0时,用以往的方法容易产生空洞。
[0046] 形成无电解镀层作为填充电镀层的基底,该无电解镀层是在设置了层间连接用孔 后的基板表面整面设置的无电解镀层,被镀于上层配线用金属箱的表面、层间连接用孔的 孔内侧面、层间连接用孔内底面的内层配线表面等。该无电解镀层可以使用在多层配线基 板的制造中一般使用的薄覆型无电解镀铜液来形成。
[0047]填充电镀层是指由填充电镀液形成的电镀层,就该填充电镀层的厚度而言,在层 间连接用孔内的底面的厚度厚于在上层配线用金属箱上的厚度。
[0048]填充电镀液一般是在硫酸铜镀浴中添加有抑制镀层生长的镀层抑制剂和促进镀 层生长的镀层促进剂的电镀液。
[0049] 镀层抑制剂被认为有如下效果:按照物质的扩散规律,应用难以吸附于层间连接 用孔的内部而容易吸附于基板表面的性质,使基板表面的镀层生长速度与层间连接用孔内 部相比慢,从而使层间连接用孔的内部被填充电镀铜层填充,在基板表面的层间连接用孔 的正上方部分和层间连接用孔的正上方部分以外的部分形成平滑的填充电镀铜层。作为镀 层抑制剂,可使用聚亚烷基二醇等聚醚化合物、聚乙烯基咪唑鑰季铵化合物、乙烯基吡咯烷 酮与乙烯基咪唑鑰季铵化合物的共聚物等含氮化合物等。
[0050] 镀层促进剂被认为有如下效果:同样地吸附于层间连接用孔内的底面、侧面、基板 表面,接着,利用在层间连接用孔的内部随着镀层的生长,表面积逐渐减少,层间连接用孔 内的促进剂的分布变密的性质,层间连接用孔内部的镀敷速度比基板表面的镀敷速度快, 从而使层间连接用孔的内部被填充电镀铜层填充,在基板表面的层间连接用孔的正上方部 分和层间连接用孔的正上方部分以外的部分形成平滑的填充电镀铜层。作为镀层促进剂, 可使用3-巯基-1-丙烷磺酸钠或2-巯基乙烷磺酸钠所表示的硫化合物、或双-(3-磺丙基)_ 二硫化二钠等所表示的硫化合物。这些镀层促进剂也是被称为光亮剂(光泽剂)的在镀铜液 中添加的添加物中的一种。
[0051] 上述镀层抑制剂、镀层促进剂使用一种或混合使用两种以上。它们的水溶液的浓 度没有特别限定,可以以几质量ppm~几质量%的浓度使用。
[0052] 本实施方式中,填充层间连接用孔的填充电镀层至少形成两层以上,在形成于层 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 空间被两层以上的填充电镀层中除最外层以外的任一层填充电镀层填充,并且,由除最外 层以外的任一层填充电镀层所形成的层间连接的内部的最大直径与开口部的最小直径同 等或其以上。
[0053] 本实施方式的多层配线基板中,在层间连接用孔的开口部具有上层配线用金属箱 的突出,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。上层配 线用金属箱的突出的背面附近的区域即正下部,成为下方空间中填充电镀液难以流入的区 域。因此,包含该正下部的下方空间变得容易吸附填充电镀液的促进剂,在填充电镀的初期 阶段,首先以该正下部为起点在下方空间形成填充电镀层,填充下方空间。镀层促进剂具有 如下性质:一旦吸附,则在以相同的电流密度继续进行填充电镀期间会原样存留。因此,如 果如以往技术那样,以相同的电流密度继续进行填充电镀,且填充层间连接用孔的填充电 镀层为单层,则填充了下方空间的填充镀层会以正下部为起点继续生长,与层间连接用孔 的内部相比先堵住开口部,因而有容易在层间连接用孔的内部产生镀层空洞的倾向。
[0054] 正下部是指在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的下方 空间中,上层配线用金属箱的突出的背面附近的区域。该正下部如下形成:在用敷形法或直 接激光法形成层间连接用孔的情况下,在形成绝缘层的树脂和正上方的金属箱之间,激光 加工容易性(热分解温度)存在较大差异,因此位于金属箱正下方的绝缘层的内壁相比于金 属箱的开口前端凹陷。尤其在使用具有增强纤维的半固化片作为绝缘层时,在金属箱的正 下部存在用于粘接的树脂,由于该树脂与增强纤维相比容易进行激光加工,因此有正下部 的树脂与金属箱、层间连接用孔内部的内壁相比大幅凹陷的倾向。因此,填充电镀液的促进 剂容易吸附于该正下部,因而有填充电镀层生长得快(厚)并堵住层间连接用孔的开口部的 倾向。
[0055] 根据本实施方式的多层配线基板,填充层间连接用孔的填充电镀层至少形成两层 以上,因此,在填充电镀的中途使填充电镀的电流密度暂时降低,从而此时能够使形成于下 方空间的正下部的填充电镀层所吸附的促进剂脱离。此时,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(镀层开口部)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,且呈层间连接的内部直径大于开口部(镀 层开口部)的直径的陶罐状,则该效果更大。在此,镀层开口部是指在金属箱开口部形成填 充电镀层而变得最窄的部位。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,因此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,即对纵横比为1.0左右的层间连接用孔,也能够抑制填充电镀层的镀层空 洞。
[0056] 关于第一层填充电镀层的厚度,作为在上层配线用金属箱上的厚度,优选为1~10 μπι,更优选以2~5μπι的范围设置,作为在层间连接用孔内底面的内层配线上的厚度,设置为 2~20μπι范围程度。此外,关于第二层填充电镀层的厚度,作为在上层配线用金属箱上的厚 度,只要能够用作配线且能够用填充电镀层将层间连接用孔完全填埋即可,作为在上层配 线用金属箱上的厚度,优选为1~IOOMi的范围,更优选为10~50μηι的范围。
[0057](多层配线基板的制造方法)
[0058] 本实施方式的多层配线基板的制造方法为如下多层配线基板的制造方法,其具 有:工序(1),将形成有内层配线的内层材料、绝缘层及上层配线用金属箱层叠一体化,使用 敷形法或直接激光法,在上述上层配线用金属箱和绝缘层中设置:从上述上层配线用金属 箱到内层配线的层间连接用孔、形成于该层间连接用孔的开口部的上层配线用金属箱的突 出、以及在该金属箱的突出与上述层间连接用孔的内壁之间形成的下方空间;工序(2),在 上述层间连接用孔内和上层配线用金属箱上形成基底无电解镀层后,通过形成填充电镀层 来填埋上述层间连接用孔,从而形成将上述上层配线用金属箱与内层配线连接的层间连 接;以及工序(3),对形成上述填充电镀层后的上层配线用金属箱进行配线形成,从而形成 上层配线;上述工序(2)中通过形成填充电镀层而进行的层间连接用孔的填埋如下进行:在 填充电镀的中途使填充电镀的电流密度暂时降低,再使其增加。
[0059] 本实施方式的多层配线基板的制造方法中,在工序(1)中,由于利用敷形法或直接 激光法来设置层间连接用孔,因此在层间连接用孔的开口部(金属箱的开口部)产生上层配 线用金属箱的突出,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。上层配线用金属箱的突出的背面附近的区域即正下部,成为在下方空间中填充电镀液 难以流入的区域。因此,包含该正下部的下方空间变得容易吸附填充电镀液的促进剂,在填 充电镀的初期阶段,首先以该正下部为起点在下方空间形成填充电镀层,填充下方空间。在 此,下方空间是指在上层配线用金属箱的突出与层间连接用孔的内壁之间所包围的空间, 详细地,是指从上层配线用金属箱的突出的前端向层间连接用孔的底部方向垂下的垂线与 层间连接用孔的内壁之间所包围的空间。镀层促进剂具有如下性质:一旦吸附,则在以相同 的电流密度继续进行填充电镀的期间会原样留存。因此,如果如以往技术那样以相同的电 流密度继续进行填充电镀,则填充了下方空间的填充镀层会以正下部为起点继续生长,与 层间连接用孔的内部相比先堵住开口部,因此有在层间连接用孔内部容易产生镀层空洞的 倾向。
[0060] 根据本实施方式的多层配线基板的制造方法,由于在填充电镀的中途使填充电镀 的电流密度暂时降低,因此,此时能够使形成于下方空间的正下部的填充电镀层所吸附的 促进剂脱离。此时,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(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