专利名称：多层布线基板制造用层间构件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种用于插入二个布线层间，并完成该布线层的层间绝缘和层间电性连接的多层布线基板制造用的层间构件及其制造方法。
背景技术：
本发明申请公司对一种将铜等金属构成的凸块(bump)作为层间连接装置使用的多层的布线基板及其制造方法，利用例如日本专利申请的特申平11-289227号(日本专利早期公开的特开2001-111189号公报)、日本专利申请的特中2003-132793号公报等，提出了各种各样的方案。
该技术多采用三层结构的金属板，在凸块(突起)形成用的例如由铜构成的金属层(厚度例如100μm)的一表面上，设置例如由镍构成的腐蚀阻挡(etching barrier)层(厚度例如1μm)，接着在该腐蚀阻挡层的表面(与凸块形成用金属层侧相反一侧的表面)上设置布线膜形成用的例如由铜构成的金属层(厚度例如18μm)。
然后，藉由对上述凸块形成用金属层有选择地进行腐蚀而形成金属凸块，然后以该金属凸块作为掩膜而除去上述腐蚀阻挡层，然后在该金属板的凸块形成侧的表面上，贴上层间绝缘膜形成用树脂薄膜及保护薄片，并利用加压及加热使该树脂薄膜及保护薄片层叠，且在不久之后对该层叠的表面进行研磨，直至上述金属凸块的顶面露出。
在该研磨后，将上述保护薄片进行剥离，然后藉由在该进行研磨一侧的表面上将布线膜形成用的例如由铜构成的金属层(厚度例如18μm)进行加压、加热而进行层叠，并且使上述各金属凸块的顶面与该金属层连接。
然后，藉由对上述各布线膜形成用金属层(构成三层结构的金属板的布线膜形成用金属层、进行层叠的布线膜形成用金属层)有选择地进行蚀刻，而形成布线膜。藉此，生成利用上述树脂薄膜进行层间绝缘，并利用金属凸块使布线膜彼此进行层间连接的二层的布线基板。
该布线基板可单独地用于IC等的安装，也可与其它的布线基板进行层叠而进一步多层化，用于IC等的安装。
但是，因三层结构的金属板的制造成本高等理由，而开发了一种不使用这种三层结构的金属板的多层布线基板的制造技术。图10(A)～10(D)为该制造技术所使用的多层布线基板制造用层间构件的制造方法的工序顺序断面图，下面参照该图对其制造方法进行说明。
(A)如图10(A)所示进行准备，在例如由树脂构成的片状的载体(carrier)层a上，形成由例如铜构成的用以形成凸块的金属箔b的叠层。
(B)接着，如图10(B)所示，藉由有选择地对上述用以形成凸块的金属箔b进行腐蚀，而形成金属凸块c、c、…。另外，在图示中只显示有1个金属凸块c。
(C)接着，将例如由聚亚酰胺树脂(polyimide resin)构成的片状的层间绝缘层d及由树脂构成的涂敷层e，在上述载体层a的形成有上述金属凸块c、c、…一侧的面上，以由该金属凸块c、c、…被贯通的形态进行叠层，然后对该涂敷层e及层间绝缘层d进行研磨，直至露出上述金属凸块c、c、…的上面。
(D)接着，如图10(D)所示，除去上述涂敷层e。藉此，做好多层布线基板制造用层间构件f。
这种多层布线基板制造用层间构件f如图11(A)、11(B)或图12(A)、12(B)所示那样，用于多层布线基板的制造。
首先，对图11(A)、11(B)所示的制造方法进行说明。
(A)如图11(A)所示，在多层布线基板制造用层间构件f的两面，贴上形成布线层的铜金属层f’、f’。
(B)接着，如图11(B)所示，在多层布线基板制造用层间构件f上，利用加热、加压而将该铜金属层f’、f’进行叠层并一体化。
然后，虽然未图示，但藉由对上述铜金属层f’、f’利用有选择的蚀刻进行布线制作，从而进行布线膜的形成，可做成多层布线基板。
接着，对图12(A)、12(B)所示的制造方法进行说明。
(A)如图12(A)所示，在多层布线基板制造用层间构件f的两面上，将另外准备的多层布线板g、g，以使其布线膜j、j、…和多层布线基板制造用层间构件f的金属凸块c、c、…的位置关系相匹配的形态，进行位置对合并贴紧。
h为多层布线板g、g的层间绝缘层，i为层间连接用孔，j为在层间绝缘层h的两面上所形成的例如由铜构成的布线层，通过掩埋上述层间连接用孔i的部分，使两面布线层j、j间建立电性层间连接。
(B)接着，如图12(B)所示，在多层布线基板制造用层间构件f上，将该多层布线板g、g利用加热、加压，以使各金属凸块c、c、…和与其对应的布线层j、j、…进行连接的形态，而进行叠层并一体化。
然而，图10(A)～10(D)所示的上述习知的技术，存在难以提高多层金属凸块c、c、…的间隔(间距)及尺寸精度，难以谋求配置密度的提高的问题。
之所以这样说，是因为在上述习知技术中，金属凸块c、c、…的形成，是利用对在载体层a上的形成用以形成凸块的金属箔b的有选择性腐蚀而进行，因腐蚀液向处理面的接触方式而产生微妙的误差，或产生边缘腐蚀，或使腐蚀掩膜的形成误差也介入其中，而且因为，该方法虽然具有生产性高的特征，但腐蚀保护层因为在铜的腐蚀中具有边缘腐蚀性，所以需要具有较做好的凸块直径相当大的保护层直径，从而使凸块的间距变窄的问题。
发明内容
本发明是为了解决这些问题而形成的，其目的是提高插入于二个布线层间并完成该布线层的层间绝缘和层间电性连接的多层布线基板制造用层间构件的尺寸精度，且谋求配置密度的提高。
本发明的多层布线基板制造用层间构件，为一种插入于二个布线层间并完成该布线层的层间绝缘和层间电性连接的多层布线基板制造用层间构件，在片状的层间绝缘层上贯通设置有多个层间连接用孔，该各层间连接用孔的内周面对上述层间绝缘层的各主表面的角度大致成直角，且在该各层间连接用孔中嵌合有层间连接用金属柱。
本发明的多层布线基板制造用层间构件，前述层间连接用金属柱的上面及下面的至少一个表面，与前述片状的层间绝缘层的主表面位于同一平面上。
本发明的多层布线基板制造用层间构件，前述层间连接用金属柱的上面及下面的至少一个表面，较前述片状的层间绝缘层的主表面凹陷。
本发明的多层布线基板制造用层间构件，前述层间连接用金属柱的上面及下面的至少一个表面，从前述片状的层间绝缘层的主表面突出。
本发明的多层布线基板制造用层间构件，前述层间连接用金属柱以上面从前述片状的层间绝缘层的层间连接用孔向周围突起并展开的形态，呈断面T字形突出。
本发明的多层布线基板制造用层间构件，在前述层间连接用金属柱上面的至少一个表面上，形成有由与该层间连接用金属柱不同的金属构件构成的接合强化用金属层。
本发明的多层布线基板制造用层间构件，前述接合强化用金属层由锡、钯、银或金构成。
本发明的多层布线基板制造用层间构件，前述层间连接用金属柱对前述层间绝缘层，可沿其厚度方向进行移动。
本发明的多层布线基板制造用层间构件，前述层间连接用金属柱由铜构成。
本发明的多层布线基板制造用层间构件的制造方法，至少包括在片状的载体层的一主表面上，形成对应形成的多个层间连接用金属柱具有负片的图案的掩蔽膜的工序；在上述载体层的上述一主表面上，藉由将上述掩蔽膜作为掩膜并电镀金属，而形成层间连接用金属柱的工序；除去上述掩蔽膜的工序；在上述载体层的上述一主表面的不存在上述各层间连接用金属柱的部分上，形成层间绝缘层的工序；剥离上述载体层的工序。
本发明的多层布线基板制造用层间构件的制造方法，前述层间绝缘层的形成，藉由在前述载体层的前述一主表面上至少层叠片状的层间绝缘层，并对上述层间绝缘层进行研磨直至露出前述各层间连接用金属柱的上面。
本发明的多层布线基板制造用层间构件的制造方法，在前述载体层的前述一主表面上，于片状层间绝缘层上面重复叠层片状的涂敷层，然后对上述层间绝缘层及涂敷层进行研磨直至露出前述各层间连接用金属柱的上面，然后除去上述涂敷层。
本发明的多层布线基板制造用层间构件的制造方法，至少包括在片状的载体层的一主表面上，形成对应形成的多个层间连接用金属柱具有负片的图案的层间绝缘膜的工序；在上述载体层的上述一主表面上，藉由将上述层间绝缘膜作为掩膜并电镀金属，而形成层间连接用金属柱的工序；剥离上述载体层的工序。
本发明的多层布线基板制造用层间构件的制造方法，前述载体层是利用与上述层间连接用金属柱相同的金属而构成。
本发明的多层布线基板制造用层间构件的制造方法，前述载体层是利用在树脂层的上面将与上述层间连接用金属柱相同的金属所构成的金属层进行叠层。
本发明的多层布线基板制造用层间构件的制造方法，在前述掩蔽膜或前述层间绝缘层的形成后，且在前述层间连接用金属柱的形成前，在前述载体层的上面形成用于防止该层间连接用金属柱的侵蚀的防止侵蚀膜，且与前述载体层的除去同时或在其后除去上述防止侵蚀膜。
本发明的多层布线基板制造用层间构件的制造方法，准备在至少一表面为平坦的模基板的表面上，形成对应形成的多个层间连接用金属柱具有负片的图案的掩蔽膜的层间构件制造用模，并在上述层间构件制造用模的上述模基板的上述平坦表面上，利用电镀形成较前述掩蔽膜厚的层间连接用金属柱，且在上述模基板的上述平坦的表面上，将片状的层间绝缘层，以利用上述层间连接用金属柱从掩蔽膜突出的部分被贯通的形态进行层叠，然后将上述层间绝缘层，与贯通该层的层间连接用金属柱一起从上述层间构件制造用模上除去。
如利用本发明的多层布线基板制造用层间构件，则层间连接用金属柱嵌合在对上述绝缘层的各主表面的角度略成直角的各层间连接用孔中，所以可利用将掩蔽膜作为掩膜的电镀而形成，并可不伴有边缘腐蚀地形成。
因此，能够提高层间连接用金属柱的尺寸精度，并谋求配置密度的提高。
如利用本发明的多层布线基板制造用层间构件，则使前述层间连接用金属柱的上面及下面的至少一个表面，与前述片状的层间绝缘层的主表面位于同一平面上，所以在将多层布线基板制造用层间构件的片面或两面上所层叠的、表面具有布线膜的布线板，利用加压、加热而进行层叠时，可利用加压力而使布线膜和多层布线基板制造用层间构件良好地进行连接。
如利用本发明的多层布线基板制造用层间构件，则在前述的多层布线基板制造用层间构件中，使前述层间连接用金属柱的上面及下面的至少一表面，较前述片状的层间绝缘层的主表面凹陷，所以在将多层布线基板制造用层间构件的片面或两面上所层叠的、表面具有厚布线膜的布线板，利用加压、加热而进行层叠时，可利用加压力而使布线膜和多层布线基板制造用层间构件良好地进行连接。
如利用本发明的多层布线基板制造用层间构件，则前述层间连接用金属柱的上面及下面的至少一表面，从前述片状的层间绝缘层的主表面突出，所以在将表面具有薄布线膜的布线板，利用加压、加热而进行层叠时，可利用加压力而使布线膜和多层布线基板制造用层间构件良好地进行连接。
如利用本发明的多层布线基板制造用层间构件，则前述层间连接用金属柱以上面从前述片状层间绝缘层的层间连接用孔突出并展开的形态，形成断面T字形，所以可以该层间连接用金属柱的上部和布线膜的连接变得更加良好的形态，进行具有该布线膜的布线板和多层布线基板制造用层间构件的叠层。
如利用本发明的多层布线基板制造用层间构件，则在前述层间连接用金属柱上面的至少一个表面上，形成与该层间连接用金属柱不同的金属所构成的接合强化用金属层，所以可以该层间连接用金属柱的形成有该接合强化用金属层的面和布线膜的连接变得更加良好的形态，进行具有该布线膜的布线板和多层布线基板制造用层间构件的叠层。
如利用本发明的多层布线基板制造用层间构件，则前述接合强化用金属层由锡、钯、银或金构成，所以可形成层间连接用金属柱和通过前述接合强化用金属层的另一布线膜的良好的连接，并使介于连接部分之间的寄生电阻更小。
如利用本发明的多层布线基板制造用层间构件，则前述层间连接用金属柱对前述层间绝缘层可沿其厚度方向进行移动，所以在多层布线基板制造用层间构件的两面上叠层多层布线板的情况下，对多层布线板的层间绝缘层及多层布线基板制造用层间构件的层间绝缘膜的层间连接用金属柱的厚度方向上的位置关系，可取得良好地平衡。
如利用本发明的多层布线基板制造用层间构件，则前述层间连接用金属柱由铜构成，所以不会毫无意义地形成高价格，且以低电阻进行层间连接。
如利用本发明的多层布线基板制造用层间构件的制造方法，则藉由将掩蔽膜作为掩膜并电镀金属而形成层间连接用金属柱，所以不存在藉由有选择地对金属层进行腐蚀而形成层间连接用金属柱的情况下所产生的，因腐蚀液向处理面的接触方式而产生微妙的误差，或产生边缘腐蚀，或使腐蚀掩膜的形成误差也介入其中这样的担忧。
如利用本发明的多层布线基板制造用层间构件的制造方法，则前述层间绝缘层的形成，可藉由在前述载体层上叠层片状的层间绝缘层，并对上述层间绝缘层进行研磨直至露出前述各层间连接用金属柱的上面，所以可形成一种能够使该层间连接用金属柱的上面，与不同于多层布线基板制造用层间构件的另外的布线板的布线膜或布线膜形成用金属层进行连接的状态。
如利用本发明的多层布线基板制造用层间构件的制造方法，则在片状的层间绝缘层的上面重复叠层片状的涂敷层，并对上述层间绝缘层及涂敷层进行研磨直至露出前述金属柱的上面，然后除去涂敷层，所以可轻松地制造一种层间绝缘层的上面被清晰地保持的金属柱从绝缘层突出的结构。
如利用本发明的多层布线基板制造用层间构件的制造方法，不只可享受前述的多层布线基板制造用层间构件的制造方法所取得的，提高尺寸精度并提高形成密度的效果，还将在层间连接用金属柱的选择性电镀的形成中作为掩膜使用的绝缘层，直接作为层间绝缘层使用，所以还起到下述的效果。
即，没有必要形成掩蔽膜且在其使用后重新形成层间绝缘膜，而且没有必要对层间连接用金属柱的表面进行研磨，所以能够减少制造工程数。
另外，由于不需要研磨，所以也不存在因研磨而使金属柱的表面弄伤，并在其伤痕内残留有构成层间绝缘层等的树脂，使连接性变差这样的担忧。
如利用本发明的多层布线基板制造用层间构件的制造方法，则前述载体层使用由与上述层间连接用金属柱相同的金属所构成，所以从该载体层的表面，可顺利地利用电镀形成优质的层间连接用金属柱。
如利用本发明的多层布线基板制造用层间构件的制造方法，则前述载体层可使用在树脂层的上面层叠由与上述层间连接用金属柱相同的金属构成的金属层，所以从该载体层的表面，可顺利地利用电镀形成优质的层间连接用金属柱。
而且，由于上述金属层的下面具有树脂层，而载体层可由树脂层得到必要的机械强度，所以可使金属层变薄，减少金属层的使用量。
如利用本发明的多层布线基板制造用层间构件的制造方法，则在前述掩蔽膜或前述层间绝缘层的形成后，并在前述层间连接用金属柱的形成前，于前述载体层的上面形成用于防止该层间连接用金属柱的侵蚀的防止侵蚀膜，所以在该前述载体层的除去时，可因该防止侵蚀膜而防止上述层间连接用金属柱被腐蚀。
因此，可不伴有上述层间连接用金属柱下面的侵蚀而除去上述载体层。
如利用本发明的多层布线基板制造用层间构件的制造方法，则在上述层间构件制造用模的上述平坦表面上，利用电镀形成较前述掩蔽膜厚的层间连接用金属柱，且将片状的层间绝缘层，以利用上述层间连接用金属柱从掩蔽膜突出的部分被贯通的形态进行叠层，然后将上述层间绝缘层，与贯通该层的层间连接用金属柱一起从上述层间构件制造用模上除去，所以可反复使用1个上述层间构件制造用模，并简单地依次制造多层布线基板制造用层间构件，能够谋求制造成本的显著降低。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
图1(A)～1(F)所示为表示本发明的第1实施例时的多层布线基板制造用层间构件的制造方法的工序顺序断面图。
图2(A)～2(E)所示为表示本发明的第2实施例时的多层布线基板制造用层间构件的制造方法的工序顺序断面图。
图3(A)～3(D)所示为表示本发明的第3实施例时的多层布线基板的制造方法的工序顺序断面图。
图4所示为增加图3表示的制造方法的工程，并使层间连接用金属柱的表面从层间绝缘层的表面凹陷的多层布线基板制造用层间构件的一个变形例的断面图。
图5(A)～5(D)所示为表示本发明的第4实施例时的多层布线基板的制造方法的工序顺序断面图。
图6(A)～6(E)所示为表示本发明的第5实施例时的多层布线基板制造用层间构件的制造方法的工序顺序断面图。
图7所示为具有本发明的多层布线基板制造用层间构件的三层结构的层间绝缘层的构造例子的断面图。
图8(A)与8(B)所示为向多层布线基板制造用层间构件的布线层形成用金属层的叠层例子的断向图。
图9(A)与9(B)所示为具有向多层布线基板制造用层间构件的布线膜的布线板的叠层例子的断面图。
图10(A)～10(D)所示为多层布线基板制造用层间构件的制造方法的习知例子的工序顺序断面图。
图11(A)与11(B)所示为习知的在多层布线基板制造用层间构件上层叠布线膜形成用金属层，并制造多层布线基板的方法的一个例子的工序顺序断面图。
图12(A)与12(B)所示为习知的在多层布线基板制造用层间构件上层叠布线板，并制造多层布线基板的方法的一个例子的工序顺序断面图。
2、a载体层2a树脂薄膜2b铜层2c脱模性金属层4、52掩蔽膜6、i层间连接用孔8、8a层间连接用金属柱10、22、d、h层间绝缘层12保护片14叠层片16、24层间连接用孔20、20a、20b、20c、20d、20f、f多层布线基板制造用层间构件22a下层22b中间层22c上层26腐蚀阻挡层40接合强化用金属层48层间构件制造用模50模基板54层间连接56铜箔80布线板82、j布线膜b金属箔c金属凸块e涂敷层f’铜金属层g多层布线板
具体实施例方式
本发明的多层布线基板制造用层间构件，基本上是在片状的层间绝缘层上贯通设置多个层间连接用孔，并使上述各层间连接用孔的内表面对上述层间绝缘层的各主表面的角度略呈直角，且使层间连接用金属柱嵌合在该各层间连接用孔中，但层间连接用金属柱由铜形成较佳。
而且，关于层间连接用金属柱的上面、下面和片状的层间绝缘层的主表面的关系，根据在多层布线基板制造用层间构件上所叠层的，例如布线膜形成用金属层或具有布线膜的布线板的例如金属层或布线层的厚度，以及多层布线基板制造用层间构件自身或布线板的层间绝缘层的材质等，有位于同一平面上较佳的情况，也有使层间连接用金属柱的表面较前述片状的层间绝缘层的主表面凹陷较佳的情况，也有使其突出较佳的情况。
而且，也可使层间连接用金属柱的上面以从前述片状层间绝缘层的层间连接用孔向周围挤出的形态进行突出，并形成断面T字形为佳。
而且，也可在前述层间连接用金属柱上面的至少一个表面上，形成由与该层间连接用金属柱不同的金属构成的接合强化用金属层，使介于层间连接用金属柱和通过前述接合强化用金属层的另一布线膜的连接部分间的寄生电阻更小。作为该接合强化用金属层，可使用锡、锌、钯、白金、银或金。
而且，也可使层间连接用金属柱对前述层间绝缘层可沿其厚度方向进行移动。
这是因为，如此一来，当在多层布线基板制造用层间构件的两面上叠层多层布线板时，对多层布线板的层间绝缘层及多层布线基板制造用层间构件的层间绝缘层的层间连接用金属柱的厚度方向上的位置关系，可变得平衡性良好。
本发明的多层布线基板制造用层间构件的制造方法，基本上包括三个形态。第1基本形态是藉由在片状的载体层的主表面上，形成掩蔽膜，并在该上述一主表面上将上述掩蔽膜作为掩膜且电镀金属而形成层间连接用金属柱，并除去掩蔽膜，在上述载体层不存在上述各层间连接用金属柱的部分上形成层间绝缘层，且在不久之后除去该载体层，但层间绝缘层的形成藉由在前述载体层的前述一主表面上至少叠层片状的层间绝缘层，并对上述层间绝缘层进行研磨直至露出前述各层间连接用金属柱的上面为佳。
而且，也可在片状的层间绝缘层的上面重复叠层片状的涂敷层，然后对上述层间绝缘层及涂敷层进行研磨直至露出前述各层间连接用金属柱的上面为止，然后将上述涂敷层除去。
第2基本形态将在层间连接用金属柱的选择性电镀的形成中作为掩膜使用的绝缘层，直接作为层间绝缘层使用，没有必要形成掩蔽膜并在其使用后重新形成层间绝缘层，而且没有必要对层间连接用金属柱的表面进行研磨，可减少制造工程数。而且，由于没有必要进行研磨，所以不存在因研磨而使金属柱的表面受伤，并在该伤疤内残留树脂而使连接性变差的担忧。
第3基本形态可以一种在层间构件制造用模的上述模基板的平坦表面上，利用电镀形成较前述掩蔽膜厚的层间连接用金属柱，并在上述模电路板的上述平坦表面上，将片状的层间绝缘层，以利用从上述层间连接用金属柱的掩蔽膜所突出的部分被贯通的形态进行层叠，然后将上述层间绝缘层，与贯通该层间绝缘层的层间连接用金属柱一起从上述层间构件制造用模上除去的形态，进行实施。
下面，利用图示的实施例对本发明进行详细的说明。
图1(A)～1(F)所示为表示本发明的第1实施例时的多层布线基板制造用层间构件的制造方法的工序顺序断面图。
(A)首先，准备片状的例如由铜形成的载体层2(厚例如数μm～数百μm)，并在该载体层2的表面上涂敷形成感光性掩蔽膜4，然后将该感光性掩蔽膜4，藉由通过对其的曝光及显像处理，而形成对应形成的多个层间连接用金属柱(8、8、…)具有负片的图案的掩蔽膜。图1(A)所示为其曝光及显像处理后的状态。6、6、…为该掩蔽膜4的层间连接用孔。
(B)接着，藉由在上述由铜构成的载体层2的掩蔽膜4形成侧的面上，将该掩蔽膜4作为掩膜并将例如铜进行电镀，而形成层间连接用金属柱8、8、…。图1(B)所示为该层间连接用金属柱8、8、…(在图示中只显示一个层间连接用金属柱8。)形成后的状态。该电镀为将铜构成的载体层2作为基底的铜的电镀，所以可利用例如电解电镀顺利地形成良好膜质的层间连接用金属柱8、8、…。
(C)接着，如图1(C)所示，除去由上述感光性保护层构成的掩蔽膜4。
(D)接着，将片状的层间绝缘层10和其上面叠层的保护片12所构成的叠层片14，以被上述层间连接用金属柱8、8、…贯通的形态进行层叠，然后对叠层片14进行研磨直至露出该各层间连接用金属柱8、8、…的上面。图1(D)所示为其研磨后的状态。16、16、…为藉由利用层间绝缘层10的层间连接用金属柱8、8、…进行贯通而形成的层间连接用孔。
(E)接着，如图1(E)所示，将上述载体层2利用腐蚀而除去。
(F)接着，如图1(F)所示，除去上述叠层片14。藉此，完成一个多层布线基板制造用层间构件20。
如利用该实施例，则藉由将掩蔽膜作为掩膜并电镀金属而形成层间连接用金属柱，所以不存在藉由有选择地对金属层进行腐蚀而形成层间连接用金属柱的情况下所产生的，因腐蚀液向处理面的接触方式而产生微妙的误差，或产生边缘腐蚀，或使腐蚀掩蔽膜的形成误差也介入其中这样的担忧。
另外，在本实施例中，也可在图1(A)所示的工序的结束后，层间连接用金属柱8、8、…的形成前，利用电镀在层间连接用金属柱8、8、…的露出部表面上形成由镍所构成的腐蚀阻挡层(防止腐蚀层)。之所以这样说，是因为在利用腐蚀除去载体层2时，能够防止层间连接用金属柱8、8、…的下面被腐蚀。
另外，也可在图1(D)所示的工序的结束后，进行除去该腐蚀阻挡层的腐蚀。这是因为，该腐蚀阻挡层结束作为防止层间连接用金属柱8、8、…下面的腐蚀的防止腐蚀层的任务，不再有存在的必要性，可藉由除去而使层间连接用金属柱8、8、…和与其连接的布线层或布线层形成用金属层的连接性良好。
另外，在腐蚀阻挡层，取代镍而利用铝、锡等电阻率小的材料的情况下，由于该腐蚀阻挡层也可用作接合强化用金属层，所以不必进行该除去工序。顺便说一下，形成该腐蚀阻挡层的技术在下面所说明的第2实施例(实施例2)中被使用。
而且，虽然未图示，但载体层2的背面为了防止电镀附着，可涂敷绝缘膜。
图2(A)～2(E)所示为表示本发明的第2实施例时的多层布线基板制造用层间构件的制造方法的工序顺序断面图。
(A)首先，准备由涂胶脂铜箔(resin coated copper foil，RCC)构成的载体层2，并在该载体层2的表面上，形成由例如热可塑性聚亚酰胺构成的层间绝缘层22。图2(A)所示为该层间绝缘层22形成后的状态。
上述层间绝缘层22也可使用感光性的层间绝缘层。在这种情况下，后面所进行的层间连接用孔(24、24、…)的形成，可利用曝光及显像而进行。
另外，2a为形成载体层2的下层的树脂薄膜，具有确保载体层2的机械强度所必需的厚度例如数十μm～数百μm，其中该载体层2的机械强度是确保制造的易操作性所必需的。而且，2b为形成载体层2的上层的铜层，具有用于形成层间连接用金属柱8、8、…的电镀的基底而发挥作用的必要的厚度，例如2μm～6μm。
然而，虽然这里载体层2是使用在树脂薄膜2a上叠层厚例如2μm～6μm左右的铜层2b的载体层，但也可取代铜层2b，而使用将铝层或锡层在树脂薄膜2a上进行叠层的载体层。
(B)接着，在上述层间绝缘层22上藉由利用激光的激光加工，形成层间连接用孔24、24、…。图2(B)所示为该层间连接用孔24、24、…形成后的状态。另外，在使用感光性的层间绝缘层作为层间绝缘层22的情况下，利用曝光及显像而形成层间连接用孔24、24、…。
(C)接着，在上述载体层2的表面上，将上述层间绝缘层22作为掩膜，形成例如由镍构成的腐蚀阻挡层26(厚度例如2μm～6μm)。
然后，藉由例如电镀铜，而形成层间连接用金属柱8a、8a、…。图2(C)所示为层间连接用金属柱8a、8a、…形成后的状态。
在本实施例中，藉由电镀铜而使层间绝缘层22的厚度适当变厚，从而使层间连接用金属柱8a、8a、…的形状，以从层间绝缘层的层间连接用孔中突出并展开的形态而形成断面T字形。这是为了使各层间连接用金属柱8a、8a、…的上面，和与其连接的布线层或布线层形成用金属层的连接性更加牢固。
(D)接着，如图2(D)所示，将上述载体层2的树脂薄膜2a利用剥离而除去。
(E)接着，将上述载体层2上所残存的铜层2b利用腐蚀而除去，然后除去上述腐蚀阻挡层26。藉此，完成多层布线基板制造用层间构件20b。图2(E)所示为该腐蚀阻挡层26除去后的状态。
另外，由于关于形成腐蚀阻挡层的理由，也可取代镍而使用铝、锡等电阻率小的材料作为腐蚀阻挡层。且在该情况下，该腐蚀阻挡层也可作为接合强化用金属层使用，所以不必进行该除去工程，在这方面与第1实施例的情况相同。
如利用本实施例，由于将利用选择性电镀形成层间连接用金属柱8a、8a、…时的掩膜使用的具有感光性的层22，直接作为层间绝缘层使用，所以在形成掩蔽膜并将其作为选择性电镀的掩膜使用后，没有必要将其除去并重新形成层间绝缘膜。而且，没有必要对层间连接用金属柱8a、8a、…进行研磨直至露出其上面，从而可减少多层布线基板制造用层间构件的制造工程数。
另外，由于没有必要利用研磨使层间连接用金属柱8a、8a、…的上面露出，所以不存在因研磨使层间连接用金属柱8a、8a、…的上面受伤，而且构成层间绝缘层的树脂的渣滓作为残渣残留在伤疤中，使连接性下降这样的担忧。
图3(A)～3(D)所示为表示本发明的第3实施例时的多层布线基板的制造方法的工序顺序断面图。
(A)首先，准备在树脂薄膜2a的上面，将例如不锈钢(SUS)、镍等薄(厚度例如2μm～6μm)脱模性金属层2c进行叠层，再对该脱模性金属层2c的表面进行高锰酸钾处理(该处理并非必不可缺的。)的载体层2，并在该载体层2的表面上，形成例如由热可塑性聚亚酰胺构成的层间绝缘层22。图3(A)所示为该层间绝缘层22形成后的状态。
另外，在上述树脂薄膜2a的上面所叠层的脱模性金属层2c，除了不锈钢、镍以外还可应用各种各样的金属，例如也可形成铜层，并在该铜层的表面上电镀镍等对铜腐蚀可形成腐蚀阻挡层的其它金属。
(B)接着，利用对上述层间绝缘层22的激光加工而形成层间连接用孔24、24、…。图3(B)所示为该层间连接用孔24、24、…形成后的状态。另外，当然也可使用具有感光性的作为层间绝缘层22，并利用曝光及显像处理而形成层间连接用孔24、24、…。
(C)接着，藉由在上述载体层2的表面上，将上述层间绝缘层22作为掩膜，并电镀例如铜而形成层间连接用金属柱8、8、…。图3(C)所示为层间连接用金属柱8、8、…形成后的状态。
在本实施例中，将铜电镀到与层间绝缘膜22的上面相同高度为止。
(D)接着，如图3(D)所示，将上述由树脂薄膜2a和脱模性金属层2c所构成的载体层2，利用剥离而除去。藉此，完成多层布线基板制造用层间构件20c。
另外，也可在图3(D)所示的工序结束后，对该多层布线基板制造用层间构件20c，腐蚀层间连接用金属柱8两面的表层部，并如图4所示，使层间连接用金属柱8从层间绝缘层22的主表面凹陷。20d所示为进行了该操作的多层布线基板制造用层间构件。
之所以这样说，是因为在多层布线基板制造用层间构件20c的两面上所积层的布线板的布线膜，从该布线板的层间绝缘层突出较大这样的情况下，如该层间连接用金属柱的两面与层间绝缘层22的两主表面拉平(拉平位于同一平面上)，则层间连接用金属柱8过厚，与多层布线基板制造用层间构件及布线板的层间绝缘层的厚度之和有可能变得不平衡，在这种情况下，可使用图4所示的多层布线基板制造用层间构件20d。
图5(A)～5(D)所示为表示本发明的第4实施例时的多层布线基板制造用层间构件的制造方法的工序顺序断面图。
本实施例如图5(D)所示，在层间连接用金属柱8的上下两面形成由金属构成的接合强化用金属层40、40。
(A)首先，准备在树脂薄膜2a的上面，将例如不锈钢(SUS)、镍等薄(厚度例如2μm～6μm)脱模性金属层2c进行叠层，再对该脱模性金属层2c的表面进行高锰酸钾处理(该处理并非必不可缺的。)的载体层2，并在该载体层2的表面上，形成例如由热可塑性聚亚酰胺构成的层间绝缘层22。图5(A)所示为该层间绝缘层22形成后的状态。
另外，在上述树脂薄膜2a的上面所叠层的脱模性金属层2c，除了不锈钢、镍以外还可应用各种各样的金属，与图3所示的第3实施例是相同的。
(B)接着，利用对上述层间绝缘层22的激光加工而形成层间连接用孔24、24、…，然后，将该层间绝缘层22作为掩膜，利用电镀形成接合强化用金属层40。该接合强化用金属层40的材料，为例如锡、钯、金、银等较为恰当。而且，该接合强化用金属层40、40的厚度，在使用锡的情况下，为例如3μm～6μm较为恰当，在使用钯、金、银等贵金属的情况下，为例如0.5μm～2μm较为恰当。图5(B)所示为该接合强化用金属层40形成后的状态。另外，当然也可使用具有感光性的作为层间绝缘层22，并利用曝光及显像处理而形成层间连接用孔24、24、…。
(C)接着，藉由在上述载体层2上的接合强化用金属层40的表面上，将上述层间绝缘层22作为掩膜，并电镀例如铜而形成层间连接用金属柱8、8、…。接着，将该层间绝缘层22作为掩膜，利用电镀形成接合强化用金属层40。
该接合强化用金属层40的材料，可与图5(B)所示的工序形成的接合强化层40相同。而且，厚度也相同。即，在使用锡的情况下，为例如3μm～6μm较为恰当，在使用钯、金、银等贵金属的情况下，为例如0.5μm～2μm较为恰当。图5(C)所示为该上侧的接合强化用金属层40形成后的状态。
在本实施例中，使上侧的接合强化层40的上面与层间绝缘膜22的上面形成相同高度。
(D)接着，如图5(D)所示，将上述由树脂薄膜2a和脱模性金属层2c所构成的载体层2，利用剥离而除去。藉此，完成多层布线基板制造用层间构件20c。
图6(A)～6(E)所示为表示本发明的第5实施例时的多层布线基板制造用层间构件的制造方法的工序顺序断面图。
(A)在本实施例中，使用图6(A)所示的层间构件制造用模48。该模48在至少上侧的主表面平坦的模基板50的表面上，固定层间连接用金属柱形成用的掩蔽膜52，且54、54、…为利用电镀生成层间连接用金属柱(8、8、…)的层间连接用。
模基板50可以能够进行电解电镀的形态，由例如不锈钢等金属形成。而且，在利用金属的情况下，藉由对其表面进行铬酸盐光泽处理(利用CrO3的处理)，可使金属柱容易由后面从模基板上剥离，所以较佳。
而且，虽然掩蔽膜52既可为有机物也可为无机物，但由于需要可精度良好地形成这样的加工性、可多次(半永久的)反复使用这样的对模基板50的牢固固定性、不容易被摩耗和破坏的硬度等，所以可以说以金属较佳。
而且，对除了使电镀析出以外的部分，为了不析出电镀而预先涂敷具有耐久性的无机或有机的绝缘涂层，然后，为了使层间绝缘树脂脱模而在表面上涂敷特氟隆(登录商标)等为佳。
(B)接着，如图6(B)所示，在模基板50的掩蔽膜52形成侧的表面上，利用电镀形成层间连接用金属柱8、8、…。在这种情况下，该层间连接用金属柱8、8、…，需要形成从掩蔽膜52的表面突出应形成的多层布线基板制造用层间构件的层间绝缘层的厚度以上的高度。
(C)接着，如图6(C)所示，使成为应形成的多层布线基板制造用层间构件的层间绝缘层的绝缘片22，贴在上述模基板50上。
(D)接着，如图6(D)所示，在模基板50上，将上述绝缘片22以被上述层间连接用金属柱8、8、…贯通的形态进行层叠。藉此，达成一种在模48上形成多层布线基板制造用层间构件20f的状态。
(E)然后，如图6(E)所示，将多层布线基板制造用层间构件20f与模48分离。
在本实施例中，图6(A)～(D)所示的模48在多层布线基板制造用层间构件20f的制造中被反复使用。
因此，如利用本实施例，可反复使用一个上述层间构件制造用模而简单地依次制造多层布线基板制造用层间构件，能够谋求制造成本的显著降低。
另外，在本实施例中，完成的多层布线基板制造用层间构件20f，形成一种层间连接用金属柱8、8、…从层间绝缘层22的下面突出的结构，但关于上侧，如果还具有从上面突出的形态，则既可为齐平面(拉平)的形态，也可为凹陷这种形态。
然而，上述各实施例的多层布线基板制造用层间构件20、20a～20f的层间绝缘层22，为聚亚酰胺树脂，或热可塑性聚亚酰胺(例如TPI热塑性聚亚酰胺)、B级状态的热硬化性树脂片，或热可塑性树脂片例如液晶聚合物等较为适当，厚度为25μm～35μm较为恰当。
而且，在上述各实施例中，层间绝缘层22为单层结构，但也可为复层结构(例如三层结构)。
图7为这种三层的层间绝缘层22的构造例。
在同图中，22a为层间绝缘层22的下层，由热可塑性聚亚酰胺树脂构成，厚度为5μm～20μm较为恰当。22b为层间绝缘层22的中间层，由非热可塑性聚亚酰胺构成，厚度为10μm～14μm，例如12μm较为恰当。22c为层间绝缘层22的上层，由热可塑性聚亚酰胺树脂形成，厚度为5μm～20μm较为恰当。
而且，如图8(A)、8(B)所示，当在多层布线基板制造用层间构件例如20的上下两面上，叠层作为布线膜形成用金属层的铜箔55、56时，以厚度5μm的TPI(或液晶聚合物)构成下层c及上层a，并以厚12μm的聚亚酰胺构成中间层b为佳。
接着，当如图9(A)、9(B)所示，在多层布线基板制造用层间构件例如20的上下两面上，层叠具有从层间绝缘层突出的布线膜82的布线板80、80时，根据将该布线膜82的厚度部分利用层间绝缘层22进行吸收的必要性，可以说使下层c及上层a较图9所示的情况厚为佳。具体地说，以厚度20μm～35μm的热可塑性聚亚酰胺树脂构成下层c及上层a。关于中间层b，也可与图8所示的情况同样地，以厚度12μm的非热可塑性聚亚酰胺构成。
而且，在所有的实施例中，对层间绝缘层22，使层间连接用金属柱8沿厚度方向具有可动性为佳。这里所说的可动性，通常是指虽然层间连接用金属柱8不从层间绝缘层22脱离，但当受到叠层时的加压力时，层间连接用金属柱8对层间绝缘层22可沿厚度方向进行移动。
当象这样具有可动性时，在多层布线基板制造用层间构件20等的两面上叠层多层布线板的情况下，对多层布线板的层间绝缘层及多层布线基板制造用层间构件的层间绝缘膜的层间连接用金属柱的厚度方向上的位置关系，可取得良好地平衡。
而且，越是选择与层间连接用金属柱的亲和性低的材料作为层间绝缘层的材料，其可动性越强。但是，当可动性过强时，有可能以一个很小的力即可使层间连接用金属柱从层间绝缘层中脱出，所以需要选择具有可在没有这种担忧的限度内得到可动性的程度的亲和性的材料。
在利用图7所示的结构的层间绝缘层22时，由作为层间绝缘层的与形成层间连接用金属柱的金属的亲和性，可确认对多层布线基板制造用层间构件20，层间连接用金属柱8能够得到适当的可动性。
这样，本发明可以各种各样的形态进行实施。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的结构及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种多层布线基板制造用层间构件，该多层布线基板制造用层间构件为插入于二个布线层间，并完成该布线层的层间绝缘和层间电性连接，其特征在于在片状的层间绝缘层上贯通设置有多个层间连接用孔，上述各层间连接用孔的内周面对上述层间绝缘层的各主表面的角度大致成直角；以及在各该层间连接用孔中嵌合有层间连接用金属柱。
2.根据权利要求1所述的多层布线基板制造用层间构件，其特征在于前述层间连接用金属柱的上面及下面的至少一个表面，与前述片状的层间绝缘层的主表面位于同一平面上。
3.根据权利要求1所述的多层布线基板制造用层间构件，其特征在于前述层间连接用金属柱的上面及下面的至少一个表面，较前述片状的层间绝缘层的主表面凹陷。
4.根据权利要求1所述的多层布线基板制造用层间构件，其特征在于前述层间连接用金属柱的上面及下面的至少一个表面，从前述片状的层间绝缘层的主表面突出。
5.根据权利要求1所述的多层布线基板制造用层间构件，其特征在于前述层间连接用金属柱使上面从前述片状的层间绝缘层的层间连接用孔向周围突出，并展开而形成断面T字形。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的多层布线基板制造用层间构件，其特征在于在前述层间连接用金属柱上面的至少一个表面上，形成有由与该层间连接用金属柱不同的金属构件构成的接合强化用金属层。
7.根据权利要求6所述的多层布线基板制造用层间构件，其特征在于前述接合强化用金属层由锡、钯、银或金构成。
8.根据权利要求1、2、3、4及5中的任一项所述的多层布线基板制造用层间构件，其特征在于前述层间连接用金属柱对前述层间绝缘层，可沿其厚度方向进行移动。
9.根据权利要求1、2、3、4及5中的任一项所述的多层布线基板制造用层间构件，其特征在于前述层间连接用金属柱由铜构成。
10.一种多层布线基板制造用层间构件的制造方法，其特征在于，至少包括在片状的载体层的一主表面上，形成对应形成的多个层间连接用金属柱具有负片的图案的掩蔽膜的工序；在上述载体层的上述一主表面上，藉由将上述掩蔽膜作为掩膜并电镀金属，而形成层间连接用金属柱的工序；除去上述掩蔽膜的工序；在上述载体层的上述一主表面的不存在上述各层间连接用金属柱的部分上，形成层间绝缘层的工序；以及剥离上述载体层的工序。
11.根据权利要求10所述的多层布线基板制造用层间构件的制造方法，其特征在于前述层间绝缘层的形成，藉由在前述载体层的前述一主表面上至少叠层片状的层间绝缘层，并对上述层间绝缘层进行研磨直至露出前述各层间连接用金属柱的上面。
12.根据权利要求11所述的多层布线基板制造用层间构件的制造方法，其特征在于在前述载体层的前述一主表面上，于片状的层间绝缘层上面重复叠层片状的涂敷层；对上述层间绝缘层及涂敷层进行研磨直至露出前述各层间连接用金属柱的上面；以及除去上述涂敷层。
13.一种多层布线基板制造用层间构件的制造方法，其特征在于，至少包括在片状的载体层的一主表面上，形成对应形成的多个层间连接用金属柱具有负片的图案的层间绝缘层的工序；在上述载体层的上述一主表面上，藉由将上述层间绝缘层作为掩膜并电镀金属，而形成层间连接用金属柱的工序；以及剥离上述载体层的工序。
14.根据权利要求10、11、12或13所述的多层布线基板制造用层间构件的制造方法，其特征在于前述载体层是利用由与上述层间连接用金属柱相同的金属而构成。
15.根据权利要求10、11、12或13所述的多层布线基板制造用层间构件的制造方法，其特征在于前述载体层是利用在树脂层的上面将与上述层间连接用金属柱相同的金属或不同种类的金属所构成的金属层进行叠层。
16.根据权利要求10、11、12或13所述的多层布线基板制造用层间构件的制造方法，其特征在于在前述掩蔽膜或前述层间绝缘层的形成后，且在前述层间连接用金属柱的形成前，在前述载体层的上面形成用于防止该层间连接用金属柱的侵蚀的防止侵蚀膜，且与前述载体层的除去同时或在其后，除去上述防止侵蚀膜。
17.一种多层布线基板制造用层间构件的制造方法，其特征在于准备在至少一表面为平坦的模基板的表面上，形成对应形成的多个层间连接用金属柱具有负片的图案的掩蔽膜的层间构件制造用模；在上述层间构件制造用模的上述模基板的上述平坦表面上，利用电镀形成较前述掩蔽膜厚的层间连接用金属柱；在上述模基板的上述平坦表面上，将片状的层间绝缘层，以利用上述层间连接用金属柱从掩蔽膜突出的部分被贯通的形态进行叠层；以及将上述层间绝缘层，与贯通该层间绝缘层的层间连接用金属柱一起从上述层间构件制造用模上除去。
全文摘要
本发明是关于一种多层布线基板制造用层间构件及其制造方法，可提高插入于二个布线层间并完成该布线层的层间绝缘和层间电性连接的多层布线基板制造用层间构件的尺寸精度，且谋求配置密度的提高。该制造方法藉由在片状的载体层(2)的主表面上形成掩蔽膜(4)，并在载体层(2)的该主表面上，将掩蔽膜(4)作为掩膜并电镀铜，而形成层间连接用金属柱(8)，并除去掩蔽膜(4)。接着，在载体层(2)的主表面上，将层间绝缘层(10)及保护片(12)以被层间连接用金属柱(8)贯通的形态进行叠层，且使层间绝缘层(10)及保护片(12)露出该层间连接用金属柱(8)的上面，然后除去载体层(2)，另外还除去保护片(12)。
文档编号H01L23/50GK1674269SQ20051005696
公开日2005年9月28日 申请日期2005年3月24日 优先权日2004年3月26日
发明者大泽健治, 大泽正行, 岛田智和, 远藤仁誉, 饭岛朝雄 申请人:株式会社能洲