JP2001123298A

JP2001123298A - 電解めっき方法と多層配線基板とその作製方法

Info

Publication number: JP2001123298A
Application number: JP30254599A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Shibuya; 将行渋谷
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1999-10-25
Filing date: 1999-10-25
Publication date: 2001-05-08

Abstract

(57)【要約】【課題】常に一定の電解電流密度での電解めっきを容
易に可能とし、個体間の被めっき対象部の面積にバラツ
キがあっても、めっき金属の析出膜厚のバラツキを低減
させる。【解決手段】被めっき対象物と同じ材料からなる電極
を用い、電極電位と電流密度の関係式を予め求めてお
き、一方、めっき浴中にて被めっき対象物を任意の電位
または電流値で分極させ、そのときの電流値および電位
値を求め、上記関係式と前記電流値および電位値から、
被めっき対象部分の面積を算出し、この算出した面積に
基づいて、所定の膜厚のめっきを行うことのできる電流
値で電解めっきを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に多層配線基板
といった電子部品の製造における配線形成に利用するた
めの電解めっき方法と、この方法を利用した多層配線基
板の作製方法およびこうして得られた多層配線基板に関
する。

【０００２】本発明における多層配線基板とは、半導体
素子を収納したパッケージ用の基板(例、プラスチック
パッケージ用基板) と、このようなパッケージ製品を搭
載するための多層プリント配線板の両者を包含する。

【０００３】説明の都合上、以下の説明では、多層配線
基板として多層銅配線基板を、電解めっきとして電解銅
めっきを例にとるが、電解めっきおよび配線は銅に限ら
れるものではない。

【０００４】

【従来の技術】半導体素子は、従来は汎用型のものが少
品種大量生産されることが多かったが、近年では、ASIC
と呼ばれる、特定の用途向けに開発されたものが多品種
少量生産されることが増えている。したがって、これら
の半導体素子を接続するための配線基板にも、多くの種
類が必要となってきている。

【０００５】また、最近のエレクトロニクス分野におけ
る技術進歩の速度は著しく速く、より性能の高いものを
提供するための設計変更は頻繁に実施されている。これ
らの点から、配線基板の製造技術には、多品種少量生産
や頻繁な設計変更等に対して柔軟に対応できることが望
まれている。

【０００６】一方、エレクトロニクス機器の急速な進歩
に伴い、これらを構成する多層プリント配線板や、半導
体素子の収納、接続に用いられるプラスチックパッケー
ジには、配線の微細化や高集積化と共に、製品の信頼性
や耐久性および製品の均質性の向上が求められている。

【０００７】例えば、従来のパッケージ製品では、配線
幅が50μｍと比較的大きかったが、現在では配線幅35μ
ｍ以下のものが作製されている。しかし、めっきレジス
トを利用したフォトレジスト技術で配線パターンを作製
した場合、現像液のへたりや露光現像時のタイミングの
ずれなどの原因により、レジストパターンにより形成さ
れた配線幅に２μｍ程度の誤差が出てしまうのは避けら
れない。従来の製品のように配線幅が大きい場合には、
この誤差は無視し得るが、上述のように配線幅が35μｍ
以下と小さくなってくると、この配線幅の誤差が被めっ
き対象面積の誤差になり、製品の均質性に大きく影響す
るようになる。

【０００８】すなわち、めっきが施される露出部分 (レ
ジストで保護されていない部分) の面積にバラツキが生
じた基板に対して、同じ電解めっき条件で配線を形成す
ると、露出面積が大きい基板にはめっき厚さが薄く、露
出面積が小さい基板にはめっきが厚く析出してしまう。
このようなめっき膜厚 (配線厚み) のバラツキは、製品
の電気特性を劣化させてしまう恐れがあり、また材料の
無駄をもたらす。

【０００９】したがって、配線幅の小さい多層配線基板
について、上述した厳しい要求に確実に応えることが可
能な製品を安定して製造するためには、配線幅にある程
度の変動があっても、配線厚みの誤差が小さくなるよう
な、製造工程の厳密な管理が必須である。

【００１０】配線幅が小さく、集積度が比較的高い多層
配線板の製造では、セミアディティブプロセスと呼ばれ
る製造工程が一般に使用されている。このプロセスで
は、下地配線層が設けられた基板上に絶縁樹脂層を形成
し、樹脂表面に対して粗化処理を施し、無電解銅めっき
皮膜を形成する。その上に、めっきレジストを用いて配
線形成用のレジストパターンを形成してから、無電解銅
めっき層を給電層として電解銅めっきを行う。めっきレ
ジストで保護されている部位には電解による銅の析出は
起こらず、無電解銅めっき層が露出している部位だけに
選択的に銅の電解・析出が進行して、必要な厚みの銅配
線パターンが形成される。その後、めっきレジストを剥
離し、クイックエッチング処理によりめっきレジストで
保護されていた無電解銅めっき層を溶解除去すると、独
立した配線が形成される。

【００１１】上述したセミアディティブプロセスでは、
無電解銅めっきは、電解銅めっきのための給電層を確保
するのに必要なごく薄膜に析出させるだけであり、必要
な厚みを持つ銅配線は本質的には電解めっき技術を用い
て形成される。電解めっきでは、ファラディー則で知ら
れるように、一定の電極面における金属の析出量は、電
流密度と電解時間の積に比例する。したがって、電流密
度が一定のときには、所望する膜厚が得られるだけの電
解めっき時間を与えることにより、安定した膜厚の金属
析出皮膜を得ることが可能であるので、銅配線厚みの制
御が容易であり、コストも電解めっきの方が少なくてす
むためである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、セミアディテ
ィブプロセスにおいて電解めっきが行われる基板の被め
っき面は、めっきレジストによりパターン化された部位
(めっきレジストで覆われていない露出部位) である。
前述したように、レジストパターンの配線幅は２μｍ程
度の誤差が避けられないので、この露出部位の面積、つ
まり電解めっき時の電極面積は、個体間や製造ロットに
応じて多少のバラツキがあり、配線幅が小さいほど、こ
のバラツキによるめっき厚みへの影響が大きくなる。

【００１３】また、前工程における基板の露出部位の面
積のバラツキが無視できるほど小さかったとしても、上
述のようにめっき対象物が異なるときはいうまでもな
く、設計が変更されたときには、電極面積は変動してし
まう。

【００１４】さらには、実際の電解めっき槽では、電流
分布のバラツキをなくし、析出膜厚の均一化を達成する
ために、被めっき対象物の近傍に、ダミー電極と呼ばれ
る製品とは直接関係のない陰極の設置がしばしば行われ
るが、このようなダミー電極にめっき金属が析出するこ
とによってその陰極面積は変動し、その結果、総合的な
電極面積も変動してしまう。

【００１５】このような電極面積の変動は、その製品・
電解めっきチャンスに応じた電解電流密度を与えるか、
あるいは必要なだけの電解めっき時間を与えることがな
い限り、析出金属膜厚のバラツキを生じる原因となる。

【００１６】しかし、電極面積を簡便かつ正確に把握す
る適切な方法がないために、このような電極面積の変動
に対処し得る手段として、従来は以下の方法が採用され
ていた。すなわち、電解めっき処理を実施する基板のう
ちの幾つかに対して、特定の電流値にて特定の時間だけ
電解めっきを実施し、その析出量を計測することにより
単位時間当たりの析出量を算出し、この値で所望する析
出量を除することにより、電解めっき時間を決定する。

【００１７】このような手法は簡便とは言い難く、析出
量の算出に用いた基板は最終製品として使用することが
できなくなるばかりでなく、個々の被めっき対象物に対
しての電解めっき時間を与えるものではない。

【００１８】本発明の課題は、電解めっき工程において
被めっき対象物の電極面積を簡便かつ正確に算出可能な
方法を提供することにより、常に一定の電解電流密度に
て電解めっきを実施することを容易に可能とし、被めっ
き対象物におけるめっき金属の析出量を一定にする技術
を開発することである。より具体的には、本発明の課題
は、配線厚みの変動が低減した微細配線を持つ多層配線
基板の効率的かつ簡便な製作技術を開発することであ
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、電気化学反
応において、特定の条件下では、反応の活性化エネルギ
ーと電解電流の間には１対１の特定の関係が存在するこ
とに着目し、この関係を用いて被めっき対象物の電極面
積を容易に把握できる方法について検討した結果、本発
明を完成した。

【００２０】すなわち、溶液条件や攪拌条件等が一定で
あれば、電極電位と電解電流密度の間には安定した１対
１の相関関係が認められる。そこで、被めっき対象物と
実質的に同じ材料からなる面積既知の電極を用いて、電
極電位と電解電流密度の関係を調査しておく。一方、被
めっき対象物をめっき浴中において特定の電極電位に定
電位分極し、そのときの電流値を計測する。このときの
分極電位と電流密度の関係は、面積既知の電極を用いて
調査した電極電位と電流密度の関係と等しいので、両者
の電極電位と同一にすれば、計測された電流値をその電
流密度にて除することにより、被めっき対象物の電極面
積が与えられる。

【００２１】このようにして求めた電極面積に、予定し
ていた所定の電解電流密度を乗ずることにより、通電す
べき全電流値が決定される。このような方法により決定
された電流値にて電解めっきを実施することにより、全
ての製品において一定かつ正確な値の電流密度による電
解めっきが可能となる。

【００２２】本発明の電解めっき方法は下記工程 (1)〜
(4) を含むことを特徴とする： (1) めっき浴中における、被めっき対象物の分極時の電
流値および電位値を求める工程; (2) 被めっき対象物と実質的に同じ材料からなる面積既
知の電極を用いて得られた電極電位と電流密度との関係
と、前記工程(1) で求めた電流値および電位値とから、
被めっき対象物の被めっき対象面積を算出する工程; (3) 算出された面積値より、被めっき対象物の電流密度
が任意の所望の値になる電流値を算出する工程; および (4) 前記工程(3) で算出された電流値で被めっき対象物
に通電し、めっき金属を析出させる工程。

【００２３】本発明の多層配線基板の作製方法は、少な
くとも一部の配線が電解めっき法により形成される多層
配線基板の作製において、該電解めっき法が下記工程
(1)〜(4) を含むことを特徴とする： (1) 被めっき対象部が露出した下地基板について、めっ
き浴中における、被めっき対象部の分極時の電流値およ
び電位値を求める工程; (2) 被めっき対象部と実質的に同じ材料からなる面積既
知の電極を用いて得られた電極電位と電流密度との関係
と、前記工程(1) で求めた電流値および電位値とから、
基板の被めっき対象部の面積を算出する工程; (3) 算出された面積値より、被めっき対象部の電流密度
が任意の所望の値になる電流値を算出する工程; および (4) 前記工程(3) で算出された電流値で被めっき対象部
に通電し、めっき金属を析出させて配線を形成する工
程。

【００２４】本発明により、樹脂層間に配線を有する多
層配線基板であって、前記配線の幅が35μｍ以下であ
り、配線の少なくとも一部が電解めっきによって形成さ
れており、複数作製された多層配線基板の電解めっきで
形成された配線の膜厚の標準偏差が2.8 ％以下であるこ
とを特徴とする多層配線基板もまた提供される。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について添付
図面を参照して説明する。本発明にあっては、被めっき
対象物と実質的に同一の材質で作製された、電極面積が
既知の電極を用いて、好ましくは被めっき対象物へのめ
っき条件と同じめっき条件下にて、電極電位Ｅ(V) と電
解電流密度ｉ(A/m²)の関係を予め求める。補正によって
条件の違いを調整できる程度であれば、多少のめっき条
件の相違は許容される。

【００２６】両者の関係を求めることは、特定の電極電
位に対する電解電流密度を求めることであってもよく、
電極電位が変化したときのそれぞれの電解電流密度との
関係式を求めることであってもよい。

【００２７】このような両者の関係を求めるための手段
としては、通常の分極測定法が使用可能であり、電極電
位を制御しながら電解電流を測定する電位規制法や電流
を制御しながら電極電位を測定する電流規制法が使用可
能である。また、電位規制法を用いる測定では、定電位
分極法と動電位分極法の何れも採用可能である。

【００２８】以下の説明では、電位規制法について記述
するが、電流規制法を用いても基本的な作用は同等であ
る。

【００２９】図１に、上述のようにして得られた電極電
位Ｅ(V) と電流密度ｉ(A/m²)の関係を示したカソード分
極曲線の一例を示す。もちろん、予め決めておいた電極
電位ｘ(V) を印加したときの電流密度を個々に計測して
もよい。このときは、後述するめっき浴での分極時の電
極電位と上記電極電位ｘ(V) とは同じ値に設定する。こ
れらの両者の場合を含めて本発明では、単に電極電位と
電流密度の「関係」を求めるという。

【００３０】電極電位の計測には照合電極が必要である
が、同じめっき溶液中にて安定した電位を示すものであ
れば、銀／塩化銀照合電極や飽和カロメル照合電極など
公知の照合電極が何れも使用可能である。電解めっき液
中には一定量の第２銅イオンが存在するので、自然浸漬
された銅や白金等の金属片でも安定した自然電極電位を
示すものであれば、これを照合電極として使用すること
も可能である。

【００３１】別に、被めっき対象面積が未知の被めっき
対象物をめっき浴中に設置し、前述の特定の電極電位
[ｘ(V)]に定電位分極し、そのときの電流値 [ｙ(A)]を
計測する。つまり、予め求めた電極電位と電流値との関
係を実際のめっき浴においても再現し、そのときの電流
値 [ｙ(A)]を求め、先に求めた電流密度値 [ｚ(A/m²)]
と比較するのである。

【００３２】本発明では、定電位分極を行う電極電位に
ついては、予め求めた前述の関係における電極電位と実
質上同一である限り、特に限定しないが、必要とする精
度での電流計測が可能であれば、次のような理由から、
具体的には、測定される電流値ができるだけ小さくなる
ように電極電位を選定することが望ましい。

【００３３】すなわち、自然電極電位と分極電位の差で
示される分極過電圧が比較的小さいときには、反応速度
は比較的小さく、物質輸送の遅延に起因した濃度過電圧
の影響が無視し得るので、その反応速度はめっき液の流
動状態には依存しない。このとき、分極過電圧と電流密
度の関係は主として反応の活性化エネルギーによって決
定され、電極電位と電解電流密度の間には、１対１の関
係が成立する。

【００３４】しかし、分極過電圧が比較的大きくなる
と、その反応速度は大きくなり、反応に見合うだけの反
応種の供給が遅れがちとなり、物質輸送の影響が大きく
なる。このような状態では、めっき液の流動条件に依存
して電極電位と電解電流密度の対応関係が変化してしま
う。そのような状況下で電極電位と電解電流密度の関係
を利用するには、流動条件を完全に一致させる必要があ
るが、工業的に流動条件を一定化することは現実的には
極めて困難である。

【００３５】また、定電位分極を行うことにより、製品
である被めっき対象物そのものに電流密度に応じた金属
析出が起こるので、大きな電流が流れることは、一定の
電流密度にて安定して電解めっきを実施しようとする本
発明の思想から考えても好ましくない。

【００３６】次に、本発明によれば、上述のようにして
面積既知の電極を用いて求めた電極電位と電流密度の関
係、例えばそれらの分極曲線、を利用して、被めっき対
象物が定電位分極された電位 [ｘ(V)]における電解電流
密度の値 [ｚ(A/m²)] を読み取るか、あるいはそのよう
に決定された電極電位 [ｘ(V)]を印加したときに電解電
流密度 [ｚ(A/m²)] を計測する。

【００３７】一方、定電位分極された被めっき対象物に
おける電解電流密度は、例えば上述の分極曲線から読み
取ったか、あるいは同じ電極電位のときに実際に計測し
た電解電流密度と等しいので、被めっき対象物にて分極
時に計測された電流値を、その電解電流密度にて除する
ことにより、被めっき対象物の電極面積 (被めっき対象
面積) [S(m²)]が算出される。この関係式は、ｙ÷ｚ＝Ｓ・・・ (1) で表される。

【００３８】被めっき対象物の電極面積(S) が把握され
たなら、その電極面積に任意の所望の電解電流密度を乗
ずることにより、これから加えるべき電解電流値が直ち
に与えられ、個々の被めっき対象物に対して、常に一定
の電解電流密度での電解めっきが可能となる。

【００３９】また、このようなシステム一式を電解めっ
き装置に予め組み込んでおくことにより、さらに簡便に
一定の電解電流密度での電解めっきが可能となる。

【００４０】本発明にかかる電解めっき方法は、めっき
操作一般に適用が可能であるが、特に被めっき対象面積
を予め求めておくことが困難であって、一定厚さのめっ
きが要求される被めっき対象物の電解めっきや、電解電
流密度に依存して析出皮膜の特性が大きく変化するよう
な電解めっきに適用することが有利である。

【００４１】なお、一枚の基板における析出膜厚分布の
均一化を目的としたダミー電極（ダミー基板）が使用さ
れる場合には、算出される電極面積値は、配線部の露出
面積とダミー電極面積との総和で与えられるので、何ら
の問題なく本発明が適用可能である。むしろ、ダミー電
極使用時には、当該電極への金属析出に伴う面積増加の
影響が確実に存在し、この変動要因が本発明により除外
されるので、その効果は絶大となる。

【００４２】本発明は、例えば多層配線基板の作製にお
いて配線の形成に利用される電解めっき方法に適用する
ことが特に有利である。その場合、被めっき対象部が露
出している下地基板 (例、下地配線層が形成されている
未完成パッケージ) に対して、次のようにして電解めっ
きを実施することにより、銅配線を形成することができ
る。

【００４３】すなわち、前述のようにして、被めっき対
象部と実質的に同じ材料からなる面積既知の電極を用い
て、電極電位と電流密度との関係を予め求めておく。一
方、被めっき対象部が露出している下地基板 (例、未完
成パッケージ) については、予め設定しておいた電極電
位でめっき浴中において分極させた時の電極電位と電流
値を求める。このとき得られた電流値と、前述の関係で
求められる電流密度とを比較して、前記関係式(1) によ
ってこの基板の露出した被めっき対象部の面積を求め
る。この被めっき対象部の面積から、特定の電流密度の
ときに任意の所望のめっき厚さとするための電流値を算
出し、この算出された電流値を通電してめっきを行い、
目的とする厚さの金属を析出させて配線を形成するので
ある。

【００４４】被めっき材である下地基板の露出面積、つ
まり被めっき対象部の面積が判明した後の電解めっき処
理条件は当業者には良く知られており、これ以上の説明
は要しないであろう。

【００４５】本発明によれば、配線基板の配線の幅が35
μｍ以下、好ましくは30μｍ以下と小さく、配線幅のバ
ラツキによるめっき厚みへの影響が相対的に大きくなる
場合でも、露出面積、つまり被めっき対象部の面積が常
に計測可能であり、それに基づいて算出された電流値で
めっき操作を行うことにより、所定厚さを持ち、その厚
さにバラツキのない配線を形成することが可能となる。

【００４６】特に、そのような配線厚さのバラツキにつ
いて、膜厚の標準偏差を2.8 ％以下とすることで、従来
は得られなかったような、高周波数での安定駆動等の優
れた効果が実現されるのであって、そのような本発明に
かかる多層配線基板の実用上の意義は大きい。

【００４７】なお、以上にはめっき種が銅の場合を例に
とって本発明を説明したが、めっき種がニッケル、金、
銀、亜鉛等の他の金属、或いはこれらの金属の合金のよ
うに、電解めっきにより析出皮膜が得られるものであれ
ば、本発明の効果は同様に達成される。例えば、磁気ヘ
ッド等に用いられるFe−Ni合金の電解パターンめっきで
は、電流密度に依存して析出皮膜の組成が変化してしま
うので、本発明を有効に活用できる。

【００４８】

【実施例】本発明の作用効果をさらに具体的に実施例に
よって説明するが、本発明はこの実施例の態様にのみ限
定されるものではない。まず、硫酸−硫酸銅めっき浴中
にて電解めっき銅の電極電位と電解電流密度の関係を求
める。表１に、使用した電解銅めっき浴の浴組成の概略
を示す。

【００４９】

【表１】

【００５０】測定には、回転ディスク電極装置[(有) 日
厚計測製；RRDE-1] 、スピードコントローラ (同社製；
SC-5) 、容量0.15 dm³のガラスセル (同社製；NKC-70-
T) および白金回転ディスク電極 (同社製；NDE-1-6:電
極面積＝2.826 ×10^-5 m²)を使用した。白金回転ディス
ク電極には、測定の直前に、硫酸銅めっき液を用いて、
ディスク回転速度900 rpm 、電流密度100A/m²にて600
s の電解銅めっきを予め施した。対極には白金電極を使
用し、照合電極にはダブルジャンクション型の銀／塩化
銀照合電極(3.0 kmol/m³-KCl)[岩城硝子 (株) 製；IW06
7]を使用した。

【００５１】電気化学的計測には、全自動分極測定装置
[北斗電工 (株) 製；HZ-1A 、ポテンショ／ガルバノス
タット；HA-501G 、任意関数発生器；HB-105、および日
本電気 (株) 製；PC-9801Ra]を使用した。測定は、自
然電極電位よりカソード方向へ、電位掃引速度を0.5 mV
/sとして実施した。図２に、本例にてディスク回転速度
400 rpm で測定した分極曲線を示す。

【００５２】次に、実際に電解めっき加工が行った被め
っき対象物について説明する。下地基板には、市販の銅
張り積層板 (エポキシ系、FR-4グレード) を使用し、表
面の銅箔を塩化第二鉄水溶液を主成分とするエッチング
液を用いて下地回路を形成した。

【００５３】絶縁材料としては、フェノールノボラック
型エポキシ樹脂 (液化シェル製、商品名：エピコート15
4)を主成分とするワニスを作製し、これをロールコート
法を用いて上記基板上に塗布し、423Kにて10.8k 秒乾燥
硬化させることにより絶縁性樹脂層を形成した。

【００５４】乾燥硬化後の絶縁性樹脂層の膜厚は35μｍ
であった。樹脂表面は、膨潤処理を行った後に、過マン
ガン酸カリウム(60 g/dm³)と水酸化ナトリウム(35g /dm
³)を主成分とする混合溶液に353Kにて720 秒間浸漬する
ことにより粗化処理を行った。その後、粗化された絶縁
性樹脂表面に中和処理を施し、448Kにて3.6k秒間の硬化
処理を行った。

【００５５】粗化処理後の樹脂表面に、パラジウム触媒
(シプレイ製) を付与し、活性化処理を施した後に、表
２に示した323Kの無電解銅めっき浴を用いて、1.2k秒間
の無電解めっきによる金属銅析出処理を行った。この無
電解銅めっきプロセスによる析出銅の膜厚は0.8 μｍで
あった。

【００５６】

【表２】

【００５７】次に、感光性のめっきレジストを用いてフ
ォトリソグラフ法により配線パターンを形成した。この
ときの配線パターン (露出している被めっき対象部) の
幅は35μｍとした。このように加工した被めっき対象物
である下地基板は、本発明の各実施例および比較例用に
各々128 枚ずつ作製され、電解めっきに供された。

【００５８】感光性のめっきレジストにより保護されて
いない露出部位、つまり被めっき対象となる電極の面積
は、各基板について個体差が存在し、しかも各々の電極
面積が不知であるために、所望する電流密度での安定し
た電解めっきが困難であり、その結果、配線膜厚にバラ
ツキを生じる原因となる。

【００５９】図３に、本例で使用した電解めっき装置
と、電解めっき槽中に設置された被めっき対象物である
加工基板と、照合電極および対極の配置状態の概略を示
す。本例では、対極には通常使用される含リン銅板を使
用し、照合電極には銅片を使用した。

【００６０】すなわち、電解めっき槽１には硫酸銅めっ
き浴２が収容されており、めっき浴中には作用電極とし
ての被めっき加工基板３と照合電極としての銅片５が対
向して配置され、その間には、対極として含リン銅板４
が設置されている。それぞれの電極は、プローブである
ブリッジ６に接続されており、切替え器７を経て直流安
定電源８に、また電流計を含む定電位分極装置９に接続
され、これらの制御はパーソナルコンピュータ10により
行われる。

【００６１】照合電極４は、溶液抵抗に起因した電位降
下を回避するために、作用電極である被めっき加工基板
３に極力近接させて設置することが望ましいが、この硫
酸銅めっき浴２は電気伝導度に優れている(62 S/m)こと
と、分極電圧が比較的低く通電される電流密度が比較的
低いことから、作用電極より５mm離れた部位に照合電極
を設置した。

【００６２】定電位分極には、前述のパーソナルコンピ
ュータ10により制御された全自動分極装置を使用した。
設定電位は、照合電極である銅の自然電極電位よりも50
mV卑な電位とした。このときに計測された電流値は、
被めっき加工基板３の各個体に依存して、0.2869〜0.28
92 Aの間で変化した。

【００６３】図２に示した分極曲線より、電位が−50mV
vs.E_{corr of Cu}＝0.4 mVvs.Ag/AgCl(3.0 kmol/m³-KCl)
のときの銅電極で得られる電解電流密度は4.712 A/m²で
あるので、基板の被めっき対象部における電解電流密度
も4.712 A/m²であると判断される。

【００６４】このときに計測された電流値が0.2880 Aで
あったとすると、基板の被めっき対象部 (露出した電
極) の面積は0.06112 m²であることが分かり、電解電流
密度50A/m²にて電解めっきを実施するためには、全電
流を3.056 A として電解めっきを実施すればよいことが
直ちに判明する。

【００６５】本実施例では、定電位分極装置９と上述の
計算により電極面積を算出して全電流値を決定するシス
テムと、その全電流値にて所定時間の電解めっきを実施
する直流安定電源８とを備えた電解めっき装置を使用
し、全電流は3.044 〜3.069 Aの間で調整した。全ての
電解めっきにおいて、電解めっき時間は10.8 ks であ
り、析出狙い膜厚は18μｍである。

【００６６】このようにして本発明により、各被めっき
対象基板の電極面積を算出し、電解電流密度が一定の値
となるように全電流を増減して電解めっき加工を実施し
たときの配線部における析出膜厚の標準偏差を表３に示
す。この表には、比較例として、全電流を3.057 A に固
定して実施したときの配線部における析出膜厚の標準偏
差も併せて示した。標準偏差が比較例の3.5 ％から、本
発明例では2.8 ％にまで20％も低減したことから、製品
間の配線厚さの均一化が確認され、全ての製品において
高周波数での安定した動作が期待される。

【００６７】なお、本発明例も比較例も、それぞれ128
枚の基板に対して電解めっきが実施され、それぞれの析
出膜厚は、被めっき基板を切断し、その断面を埋め込み
研磨したものを光学顕微鏡で観察することにより測定し
た。

【００６８】

【表３】

【００６９】表３から、本発明を用いることにより、析
出膜厚のバラツキが小さくなっていることが確認され
る。また、上の比較例では同一の配線基板を使用した
が、配線パターンが異なるときには、本発明の効果は、
さらに大きなものとなる。

【００７０】

【発明の効果】本発明により、一定の電解電流密度での
電解めっきが容易に可能となり、析出金属皮膜の膜厚が
極めて均一な多層配線基板が容易に製造可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】カソード分極曲線の測定結果を示すグラフであ
る。

【図２】ディスク回転速度400 rpm の銅回転ディスク電
極にて測定された分極曲線を示すグラフである。

【図３】本発明の電解めっきを実施するための電解めっ
き装置の概略説明図である。

【符号の説明】

１：電解めっき槽２：硫酸銅めっき液３：被めっき加工基板 (作用電極) ４：銅片 (照合電極) ５：含リン銅板 (対極) ６：ブリッジ (プローブ) ７：切り替え器８：直流安定電源９：定電位分極装置 (含む電流計) 10：制御用パーソナルコンピュータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記工程 (1)〜(4) を含む電解めっき方
法： (1) めっき浴中における、被めっき対象物の分極時の電
流値および電位値を求める工程; (2) 被めっき対象物と実質的に同じ材料からなる面積既
知の電極を用いて得られた電極電位と電流密度との関係
と、前記工程(1) で求めた電流値および電位値とから、
被めっき対象物の被めっき対象面積を算出する工程; (3) 算出された面積値より、被めっき対象物の電流密度
が任意の所望の値になる電流値を算出する工程; および (4) 前記工程(3) で算出された電流値で被めっき対象物
に通電し、めっき金属を析出させる工程。
【請求項２】少なくとも一部の配線が電解めっき法に
より形成される多層配線基板の作製において、該電解め
っき法が下記工程 (1)〜(4) を含むことを特徴とする、
多層配線基板の作製方法： (1) 被めっき対象部が露出した下地基板について、めっ
き浴中における、被めっき対象部の分極時の電流値およ
び電位値を求める工程; (2) 被めっき対象部と実質的に同じ材料からなる面積既
知の電極を用いて得られた電極電位と電流密度との関係
と、前記工程(1) で求めた電流値および電位値とから、
基板の被めっき対象部の面積を算出する工程; (3) 算出された面積値より、被めっき対象部の電流密度
が任意の所望の値になる電流値を算出する工程; および (4) 前記工程(3) で算出された電流値で被めっき対象部
に通電し、めっき金属を析出させて配線を形成する工
程。
【請求項３】樹脂層間に配線を有する多層配線基板で
あって、前記配線の幅が35μｍ以下であり、配線の少な
くとも一部が電解めっきによって形成されており、複数
作製された多層配線基板の電解めっきで形成された配線
の膜厚の標準偏差が2.8 ％以下であることを特徴とする
多層配線基板。