DE69205239T2

DE69205239T2 - Via-Loch Struktur und Verfahren.

Info

Publication number: DE69205239T2
Application number: DE69205239T
Authority: DE
Inventors: Eiji Horikoshi; Isao Kawamura; Shoichi Miyahara; Makoto Sasaki; Motoaki Tani
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-08-01
Filing date: 1992-07-31
Publication date: 1996-03-14
Anticipated expiration: 2012-08-01
Also published as: DE69205239D1; KR960006986B1; JP2920854B2; JPH0537158A; US5308929A; EP0526243A1; EP0526243B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine in einem Isolierfilm ausgebildete Durchgangsloch-Struktur für eine Zwischenschicht-Verbindung und ein Verfahren zur Ausbildung derselben. Mehr im einzelnen werden gemäß der vorliegenden Erfindung feine Durchgangslöcher für eine Zwischenschicht- Verbindung in einem Schutzfilm, einem Zwischenschicht-Isolierfilm oder einem anderen Film einer Mehrschichtkarte mit Zwischenverbindung, einer gedruckten Schaltung für die Montage mit hoher Montagedichte, einer gedruckten Schaltungskarte, einer Verdrahtungskarte, einer elektronischen Komponente usw. so ausgebildet, daß sie eine derartige Form haben, daß beim darauffolgenden Schritt des Auftragens eines metallischen Films für die Verdrahtung der metallische Film die Durchgangslöcher vollständig füllen kann.
In den vergangenen Jahren hat Polyimidharz die Aufmerksamkeit als organischer Isolierfilm auf sich gezogen. Obwohl Polyimid Wärmebeständigkeit, eine Isoliereigenschaft und Zähigkeit aufweist, hat es keine inhärente lichtempfindliche Eigenschaft. Aus diesem Grund ist es zur Bildung feiner Durchgangslöcher in einem Polyimidfilm erforderlich, ein Verfahren einzusetzen, bei welchem ein Ätzvorgang unter Verwendung einer Abdeckmaske ausgeführt wird. Das bringt die folgenden störenden Schritte mit sich.
Zu Beginn wird ein Polyimidvorprodukt, welchem keine lichtempfindliche Eigenschaft mitgegeben wurde, auf ein Substrat wie etwa eine gedruckte Schaltungskarte oder eine Siliziumwafer mittels Spin-Beschichtung, Sprüh-Beschichtung, Roll-Beschichtung oder dergleichen auf getragen. Sodann wird ein Fotoresist-Material mittels des gleichen Beschichtungsverfahrens, wie es oben beschrieben wurde, auf dieses aufgetragen. Die Beschichtungen werden vorgebacken, um das in dem für die Bildung einer lichtempfindlichen Platte bestimmte Polyimidvorprodukt oder dem Fotoresist- Material enthaltene Lösungsmittel zu verdampfen. Die lichtempfindliche Platte wird sodann mit einer Fotomaske abgedeckt, in der ein Durchgangsloch-Muster ausgebildet ist, und es wird von der Oberseite der Fotomaske her Licht wie etwa ein Ultraviolettstrahl zugeführt, um eine Belichtung durchzuführen. Das Resistmaterial wird dann entwickelt, wodurch ein Resistmuster geschaffen wird, welches dem Durchgangslochmuster entspricht. Da das Fotoresist-Material gewöhnlich mit einem Lösungsmittel behandelt wird, ist es bei der Entwicklung des Fotoresist-Materials erforderlich, nach der Behandlung ein Nachbacken durchzuführen. Dann wird das Resistmuster als Maske verwendet und zum Ätzen des Polyimidfilms einem Plasmaätz- und Naßätzvorgang unterworfen, wodurch im Polyimidfilm Durchgangslöcher gebildet werden. Zum Schluß wird der Fotoresist-Film abgezogen und es wird eine Imidations-Wärmebehandlung durchgeführt, wodurch ein Polyimidfilm mit darin ausgebildeten Durchgangslöchern erzeugt wird. Da der Polyimidfilm einem isotropen Ätzvorgang unterworfen wird, wenn Durchgangslöcher mit einem großen Streckungsverhältnis (Dicke des Films / Durchmesser des Durchgangsloches) gebildet werden, wird während des Naß ätzens die obere Seitenwand ungünstig abgetragen und abgeschrägt, was eine Erhöhung der Dichte verhindert. Das ist deswegen der Fall, weil der Abschrägungswinkel des Naßätzens im allgemeinen festliegt und nur 40º beträgt.
Ein lichtempfindliches Polyimid, welches es ermöglicht, daß Durchgangslöcher ohne die Hilfe irgendeines Fotoresist-Materials gebildet werden können, wurde zu dem Zweck entwickelt, das obengenannte Problem zu lösen und den störenden Behandlungsschritt zu reduzieren. Das lichtempfindliche Polyimid hat eine lichtempfindliche Funktionsgruppe, die an einem Molekül des Polyimids selbst angelagert ist und die verursacht, daß nur eine belichtete Region einer Fotoreaktion unterworfen wird, so daß die Löslichkeit der belichteten Region geringer als die der unbelichteten Region wird. Dieses wiederum bewirkt, daß nur die belichtete Region, die dem Maskenmuster entspricht, nach einer Entwicklung mit einem Lösungsmittel erhalten bleibt. Weiter wird eine Spülung unter Verwendung von Äthylalkohol oder Isopropylalkohol, die unfähig sind, den belichteten Bereich aufzulösen, durchgeführt, um die Entfernung von aufgelöstem Staub zu vollenden. Zum Schluß wird eine Wärmebehandlung ausgeführt, um die lichtempfindliche Funktionsgruppe, die eine geringe Wärmebeständigkeit hat, mittels Depolymerisation zu entfernen und damit zu bewirken, daß nur der eine gute Wärmebeständigkeit aufweisende Polyimidbereich für eine Imidisation übrigbleibt. Das Verfahren zum Einführen der lichtempfindlichen Funktionsgruppe variiert in Abhängigkeit von den Herstellern des Materials. Beispiele umfassen einen covalenten Bindungstyp und einen ionischen Bindungstyp.
Fig. 6 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Mehrschichtkarte mit Zwischenverbindung. In der Zeichnung bezeichnet 1 ein Substrat, 8 eine Isolierschicht, 13 eine Verdrahtungsschicht und 7 ein Durchgangsloch für eine Verbindung zwischen Verdrahtungsschichten. Die Dicke einer einzelnen Beschichtung aus Polyimid ist nur etwa 10 um, so daß es nötig ist, zwei oder mehr Beschichtungen auszuführen, um der Isolierschicht 8 eine zufriedenstellende Isoliereigenschaft zu geben. Wenn ein Durchgangsloch 7 in einer eine Vielzahl von Polyimidfilmschichten aufweisenden Isolierschicht 8 gebildet wird, ist es vom Blickpunkt der nachfolgenden Bildung eines metallischen Films für das Durchgangsloch günstig, wenn es normal verjüngt ist, wie in Fig. 5(a) gezeigt ist. Der metallische Film zum Verdrahten wird gewöhnlich durch einen Trockenprozeß wie etwa Vakuumabscheidung oder Spritzen gebildet. Wenn die Form des Durchgangsloches derart ist, daß die Seite vertikal ist, wie in Fig. 5(b) gezeigt, oder umgekehrt verjüngt, wie in Fig. 5(d) gezeigt, wird es in diesem Falle schwierig, den metallischen Film für die Verdrahtung innerhalb des Durchgangsloches aufzutragen, oder es entsteht eine Region, wo der metallische Film zum Verdrahten nicht vollständig aufgetragen werden kann.
Um dieses Problem zu lösen, wurde der Vorschlag des nachfolgend beschriebenen Verfahrens zur Bildung eines Durchgangsloches in einer Mehrfachbeschichtungs-Isolierschicht gemacht.
Wie in Fig. 4(a) gezeigt ist, wird ein erster Polyimidfilm 2 auf ein Substrat 1 aufgelegt und einer selektiven Belichtung und Entwicklung unterworfen, um erste Durchgangslöcher 4 zu bilden.
Dann wird eine zweite Polyimidfilmschicht 5 auf die erste aufgelegt, wie in Fig. 4(b) gezeigt ist.
Danach wird, wie in Fig. 4(c) gezeigt ist, eine Negativ-Arbeitsglasmaske 6, auf der ein Muster von Durchgangslöchern mit einem größeren Durchmesser als der der ersten Durchgangslöcher 4 ausgebildet ist, so plaziert, daß die Zentren der Löcher mit denen der ersten Durchgangslöcher 4 zusammenfallen; die Anordnung wird sodann belichtet.
Nachdem eine Entwicklungsbehandlung durchgeführt ist, wie in Fig. 4(d) gezeigt ist, wird dann eine Nachbehandlung zum Bilden von Durchgangslöchern 14 durchgeführt, bei der die Öffnung der Durchgangslöcher in der oberen Schicht größer als die der Öffnung der Durchgangslöcher in der unteren Schicht ist, wie in Fig. 4(e) gezeigt ist.
Obwohl die oben beschriebenen Durchgangslöcher nach oben erweitert sind, haben sie keine abgeschrägte Form. Das hindert oft einen metallischen Film daran, die Durchgangslöcher während des Auftragens eines metallischen Films für die Verdrahtung vollständig zu füllen.
Demzufolge ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den oben beschriebenen Nachteil zu beheben und eine Durchgangsloch-Struktur vorzusehen, bei der Durchgangslöcher in einem Isolierfilm einer Mehrschichtkarte mit Zwischenverbindung oder dergleichen so ausgebildet sind, daß sie eine solche Form haben, daß ein metallischer Film die Durchgangslöcher vollständig füllen kann, wenn ein metallischer Film für die Verdrahtung auf dem Isolierfilm gebildet wird.
Gemäß einem ersten Merkmal der vorliegenden Erfindung ist eine Durchgangsloch-Struktur für eine Mehrschichtkarte mit Zwischenverbindung und mit einer Isolierschicht, die ihrerseits eine Vielzahl von isolierenden Harzfilmen oder lichtempfindlichen, isolierenden Harzfilmschichten und eine aus einem elektrischen Leiter gebildete Verdrahtungsschicht umfaßt, vorgesehen, bei welcher die Öffnung des in der Isolierschicht ausgebildeten Durchgangsloches sich vom Boden zur Oberseite der Isolierschicht hin allmählich erweitert.
Das Verfahren zur Bildung von Durchgangslöchern gemäß der Erfindung umfaßt die Schritte: Ausbilden eines ersten, vorzugsweise lichtempfindlichen isolierenden Harzfilms, Ausbilden eines ersten Durchgangsloches in dem ersten Film, Ausbilden eines zweiten derartigen Films auf dem ersten und Ausbilden eines zweiten Durchgangsloches, welches einen kleineren Durchmesser als der des ersten Durchgangsloches in dem zweiten isolierenden Harzfilm hat, wobei das Zentrum des zweiten Durchgangsloches 7 mit dem des ersten zusammenfällt.
Die Durchgangslöcher 7 gemäß der Erfindung erhalten dann einen vom Boden zur Oberseite der isolierenden Komposit-Schicht 8 allmählich sich vergrößernden Durchmesser oder eine allmählich sich vergrößernde Öffnungsfläche; das erreicht man, indem man in jedem Einzelfilm 2, 5, sowie dieser aufgebracht worden ist, eine Öffnung ausbildet, wobei diese Öffnungen aufeinanderfolgend kleinere Durchmesser haben.
In der Durchgangsloch-Struktur wird bevorzugt, daß der Durchmesser des oberen Teils der Durchgangslöcher 300 um oder weniger beträgt und daß das vorzugsweise lichtempfindliche isolierende Harzmaterial ein Polyimid oder ein Polyimidvorprodukt ist. Ein Verdrahtungsfilm aus Metall wird im allgemeinen in den Durchgangslöchern durch den Trockenprozeß ausgebildet. Die gesamte Dicke der Isolierschicht ist vorteilhafterweise in der Größenordnung von 2 bis 100 um. Die Durchgangsloch-Struktur kann in einem Schutzfilm, einem Zwischenschicht-Isolierfilm oder einem anderen Film einer Mehrschichtkarte mit Zwischenverbindung, eines gedruckten Schaltkreises für eine Montage mit hoher Montagedichte, einer gedruckten Schaltungskarte, einer Verdrahtungskarte, einer elektrischen Komponente usw. ausgebildet sein.
In dem Verfahren zur Ausbildung von Durchgangslöchern wird der oben beschriebene isolierende Harzfilm vorzugsweise durch Lösen eines Harzmaterials in wenigstens einem Lösungsmittel und Auftragen der sich ergebenden Beschichtungslösung gebildet.
Die hier zuständigen Erfinder haben gefunden, daß beim Bilden von Durchgangslöchern 7 in einer Isolierschicht 8, die eine Vielzahl von vorzugsweise lichtempfindlichen isolierenden Harzfilmschichten 2, 5 umfaßt, normal verjüngte Durchgangslöcher mit einer Öffnung, die im allgemeinen kontinuierlich vom Boden zur Oberseite der Isolierschicht sich erweitern, dadurch gebildet werden können, daß eine erste isolierende Harzfilmschicht 2 gebildet wird, daß erste Durchgangslöcher 4 in der ersten Schicht ausgebildet werden, daß eine zweite lichtempfindliche isolierende Harzfilmschicht 5 gebildet wird und daß zweite Durchgangslöcher 7 mit einer geringeren Größe als die der ersten Durchgangslöcher 4 in einer solchen Weise gebildet werden, daß deren Mittelpunkte mit denen der ersten Durchgangslöcher 4 zusammenfallen. Wenn der Isolierfilm aus lichtempfindlichem Harz drei Schichten oder mehr umfaßt, können die oben beschriebenen Beschichtungs- und Durchgangsbildungsschritte nacheinander für obere lichtempfindliche, isolierende Harzfilmschichten durchgeführt werden. Ferner wurde experimentell bestätigt, daß der Abschrägungswinkel der Durchgangslöcher durch Einstellen der Größe der Durchgangslöcher, die in den unteren lichtempfindlichen, isolierenden Harzfilmschichten ausgebildet werden, frei variiert werden kann.
Es ist nicht immer erforderlich, lichtempfindliche isolierende Harzfilme zu verwenden, obwohl es für die oberste Schicht äußerst erwünscht ist; für die unteren Schichten kann auch von nicht lichtempfindlichen isolierenden Harzfilmen Gebrauch gemacht werden. Das birgt allerdings einen Nachteil, demgemäß das Verfahren zum Bilden von Durchgangslöchern schwierig wird. Es ist auch möglich, einen nicht lichtempfindlichen isolierenden Harzfilm für alle Schichten einschließlich der obersten Schicht zu verwenden. In diesem Fall wird ebenso das Verfahren zum Bilden von Durchgangslöchern noch schwieriger; darüber hinaus wird die Form der Durchgangslöcher etwas schlechter gegenüber dem Fall, in welchem von einem lichtempfindlichen isolierenden Harzfilm Gebrauch gemacht wird.
Beispiele der Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben; es zeigen:
Fig. 1(a) bis (f) schematisch ein Verfahren zum Bilden von Durchgangslöchern gemäß den ersten und zweiten Beispielen;
Fig. 2(a) bis (c) Querschnittsansichten von Durchgangslöchern, unter einem SEM betrachtet;
Fig. 3(a) bis (e) ein Verfahren zum Bilden von Durchgangslöchern gemäß dem dritten Beispiel;
Fig. 4(a) bis (e) ein Verfahren zum Bilden von Durchgangslöchern entsprechend dem Stand der Technik;
Fig. 5(a) bis (c) Durchgangslöcher mit verschiedenen Formen; und
Fig. 6 eine Querschnittsansicht einer Mehrschichtkarte mit Zwischenverbindung.

Erstes Beispiel

Wie in Fig. 1(a) gezeigt, wurde eine erste lichtempfindliche Lackschicht 2 eines Polyimid-Vorproduktes (nichtflüchtige Substanz: 17,5 Gew%) auf eine Siliziumwafer 1 von 3 Zoll (= 76,2 mm) durch Spin-Beschichtung aufgetragen, einer Vorbehandlung unterzogen und bei einer Temperatur von 110º C eine Stunde lang vorgebacken. Die Filmdicke nach dem Vorbacken war 14 um. Dann wurde eine Negativ-Glasmaske 3, auf der ein Muster von Durchgangslöchern mit einem Durchmesser von 50 um ausgebildet war, auf die Siliziumplatte 1 aufgelegt, die sodann mit ultraviolettem Licht bestrahlt wurde, welches eine Wellenlänge von 365 nm bei einer Belichtung von 250 mJ/cm² hatte.
Wie in Fig. 1(b) gezeigt, wurde der belichtete Film einer Ultraschallentwicklung unter Verwendung einer N-Methyl-2-Pyrrolidin-Lösung unterzogen und mit einer Äthylalkohollösung gespült. Das bewirkte, daß die belichteten Musterbereiche übrigblieben, während die unbelichteten Teile, die die Durchgangslochbereiche darstellten, eluiert wurden. Der Film wurde dann bei einer Temperatur von 200º C 30 Minuten lang teilgehärtet, um eine 10 um dicke erste Polyimidfilmschicht 2 mit darin ausgebildeten ersten Durchgangslöchern 4 zu bilden.
Wie in Fig. 1(c) gezeigt ist, wurde eine zweite lichtempfindliche Lackschicht 5 eines Polyimid-Vorproduktes durch Spin-Beschichtung auf diese aufgetragen und bei einer Temperatur von 110º C eine Stunde lang vorgebacken.
Wie in Fig. 1(d) gezeigt, wurde eine Negativ-Glasmaske 6, auf der ein Muster von Durchgangslöchern mit einem Durchmesser von 20 um ausgebildet war, so plaziert, daß die Zentren mit denen der ersten Durchgangslöcher 4 zusammenfielen; darauf folgte eine Bestrahlung mit ultraviolettem Licht mit einer Wellenlänge von 365 nm bei einer Belichtung von 350 mJ/cm².
Wie in Fig. 1(e) gezeigt, wurde der belichtete Film einer Ultraschallentwicklung unter Verwendung einer N-Methyl-2-Pyrrolidon-Lösung unterworfen und mit einer Äthylalkohol-Lösung gespült. Das bewirkte, daß die belichteten Musterbereiche übrigblieben, die Durchgangslochbereiche als unbelichtete Bereiche eluiert wurden, wodurch zweite Durchgangslöcher 7 ausgebildet wurden.
Wie in Fig. 1(f) gezeigt, wurde der Film bei einer Temperatur von 200º C 30 Minuten lang und dann bei einer Temperatur von 350º C 30 Minuten lang teilgehärtet, um eine Isolierschicht 8 mit einer Gesamtfilmdicke von 15 um zu erzeugen, die zwei Polyimid-Filmschichten 2, 5 mit darin ausgebildeten normal verjüngten Durchgangslöchern 7 umfaßte.
Der Querschnitt eines in einer zwei Polyimid-Filmschichten 2, 5 umfassenden Isolierschicht 8 ausgebildeten Durchgangsloches 7 wurde unter einem Scan-Elektronenmikroskop (SEM) betrachtet. Als Ergebnis wurde, wie in Fig. 2(a) gezeigt, beobachtet, daß Durchgangslöcher mit einer normal verjüngten Struktur gebildet wurden, die eine untere Öffnung von 18 um und eine obere Öffnung von 45 um aufwiesen.
Ein 2 um dicker Kupferfilm und ein 2 um dicker Aluminiumfilm wurden durch Spritzen bzw. durch Vakuumabscheidung gebildet; der Querschnitt des Films wurde unter einem Scan- Elektronenmikroskop (SEM) betrachtet. Als Ergebnis wurde keine Unterbrechung der Verdrahtung beobachtet.

Vergleichsbeispiel

Zum Vergleich wurden Durchgangslöcher in der gleichen Weise wie die des Beispiels 1 ausgebildet mit der Ausnahme, daß die Öffnung der in der ersten Polyimid-Filmschicht 2 ausgebildeten Durchgangslöcher und die Öffnung der in der zweiten Polyimid-Filmschicht ausgebildeten Durchgangslöcher 20 um bzw. 50 um waren.
Der Querschnitt eines in der Isolierschicht ausgebildeten Durchgangsloches wurde unter einem Scan-Elektronenmikroskop (SEM) betrachtet. Als Ergebnis war kein Anzeichen für die Bildung einer normal verjüngten Struktur vorhanden. Ferner wurde beobachtet, daß die Form der Durchgangslöcher in der oberen Schicht eine etwas umgekehrt verjüngte Struktur hatte.
Ein 2 um dicker Kupferfilm und ein 2 um dicker Aluminiumfilm wurden durch Spritzen bzw. Vakuumabscheidung gebildet und ein Querschnitt des Films wurde unter einem Scan-Elektronenmikroskop (SEM) betrachtet. Als Ergebnis wurde, wie in Fig. 2(b) gezeigt, in beiden Fällen eine Unterbrechung der Verdrahtung am Seitenbereich der Durchgangslöcher beobachtet. In der Zeichnung ist der Kupferfilm oder der Aluminiumfilm durch das Bezugszeichen 13 bezeichnet.

Zweites Beispiel

Wie in Fig. 1(a) gezeigt, wurde eine erste Lackschicht 2 eines lichtempfindlichen Polyimid-Vorproduktes (nichtflüchtige Substanz: 14,5 Gew%) durch Spin-Beschichtung auf ein glockenförmiges Keramik-Substrat 1 aufgebracht und bei einer Temperatur von 110º C eine Stunde lang vorgebacken. Die Filmdicke nach dem Vorbacken war 9 um. Dann wurde eine Negativ-Glasmaske 3, auf der ein Muster von Durchgangslöchern mit einem Durchmesser von 60 um ausgebildet war, auf dem Keramik-Substrat plaziert, das dann mit ultraviolettem Licht mit einer Wellenlänge von 365 nm bei einer Belichtung von 250 mJ/cm² bestrahlt wurde.
Wie in Fig. 1(b) gezeigt, wurde der belichtete Film einer Ultraschallentwicklung unter Verwendung einer Mischlösung unterzogen, die N-Methyl-2-Pyrrolidon und Methylalkohol umfaßte, und mit einer Äthylalkohollösung gespült. Das bewirkte, daß die belichteten Musterbereiche übrigblieben und die Durchgangslochbereiche als unbelichtete Bereiche eluiert wurden. Dann wurde der Film bei einer Temperatur von 200º C 30 Minuten lang teilgehärtet, um einen 5 um dicken Polyimidfilm 2 als eine erste Schicht mit darin ausgebildeten ersten Durchgangslöchern 4 zu erzeugen.
Wie in Fig. 1(c) gezeigt, wurde eine zweite Lackschicht 5 eines lichtempfindlichen Polyimid-Vorproduktes durch Spin-Beschichtung auf diese aufgetragen und bei einer Temperatur von 110º C eine Stunde lang vorgebacken.
Wie in Fig. 1(d) gezeigt, wurde eine Negativ-Glasmaske 6, auf welcher ein Muster von Durchgangslöchern mit einem Durchmesser von 30 um ausgebildet war, so plaziert, daß die Zentren mit denen der in der ersten Schicht ausgebildeten ersten Durchgangslöcher 4 mit einem Durchmesser von 60 um zusammenfielen, gefolgt von einer Bestrahlung mit ultraviolettem Licht mit einer Wellenlänge von 365 nm bei einer Belichtung von 400 mJ/cm².
Wie in Fig. 1(e) gezeigt, wurde der belichtete Film einer Ultraschallentwicklung unter Verwendung einer Mischlösung unterzogen, die N-Methyl-2-Pyrrolidon und Methylalkohol umfaßte, und mit einer Äthylalkohollösung gespült. Das bewirkte, daß die belichteten Musterbereiche übrigblieben und die Durchgangslochbereiche als unbelichtete Bereiche eluiert wurden, wodurch zweite Durchgangslöcher 7 gebildet wurden.
Wie in Fig. 1(f) gezeigt, wurde der Film bei einer Temperatur von 200º C 30 Minuten lang und sodann bei einer Temperatur von 300º C 30 Minuten lang teilgehärtet, um eine Isolierschicht 8 mit einer Gesamtfilmdicke von 10 um zu bilden, die zwei Polyimid-Filmschichten 2, 5 mit auf dieser ausgebildeten normal verjüngten Durchgangslöchern 7 umfaßte.
Der Querschnitt eines Durchgangsloches 7, welches in einer zwei Polyimid-Filmschichten 2, 5 umfassenden Isolierschicht 8 ausgebildet war, wurde unter einem Scan-Elektronenmikroskop (SEM) betrachtet. Als Ergebnis wurde, wie in Fig. 2(a) gezeigt, beobachtet, daß Durchgangslöcher gebildet wurden, welche eine normal verjüngte Struktur mit einer unteren Öffnung von 30 um und einer oberen Öffnung von 50 um hatten.
Ein 2 um dicker Kupferfilm und ein 2 um dicker Aluminiumfilm wurden durch Spritzen bzw. Vakuumabscheidung gebildet; der Querschnitt des Films wurde unter einem Scan- Elektronenmikroskop (SEM) betrachtet. Als Ergebnis wurde keine Unterbrechung der Verdrahtung beobachtet.

Drittes Beispiel

Wie in Fig. 3(b) gezeigt, wurde eine Lackschicht 9 eines dritten lichtempfindlichen Polyimid-Vorproduktes durch Spinbeschichtung auf die gemäß dem zweiten Beispiel hergestellte, in Fig. 3(a) gezeigte und zwei Polyimid-Filmschichten 2, 5 umfassende Isolierschicht aufgetragen und bei einer Temperatur von 110º C eine Stunde lang vorgebacken.
Wie in Fig. 3(c) gezeigt, wurde eine Negativ-Glasmaske 10, auf welcher ein Muster von Durchgangslöchern mit einem Durchmesser von 20 um ausgebildet war, so plaziert, daß die Zentren mit denen der in der zweiten Polyimid-Filmschicht 5 ausgebildeten Durchgangslöcher 7 mit einem Durchmesser von 30 um zusammenfielen, gefolgt von einer Bestrahlung mit ultraviolettem Licht mit einer Wellenlänge von 365 nm bei einer Belichtung von 400 mJ/cm².
Wie in Fig. 3(d) gezeigt, wurde der belichtete Film einer Ultraschallentwicklung unter Verwendung einer Mischlösung unterworfen, die N-Methyl-2-Pyrrolidon und Methylalkohol umfaßte, und mit einer Äthylalkohollösung gespült. Das bewirkte, daß die belichteten Musterbereiche übrigblieben, während die Durchgangslochbereiche als unbelichtete Bereiche eluiert wurden, wodurch dritte Durchgangslöcher 11 gebildet wurden.
Wie in Fig. 3(c) gezeigt, wurde der Film bei einer Temperatur von 200º C 30 Minuten lang und sodann bei einer Temperatur von 300º C 30 Minuten lang teilgehärtet, um eine Isolierschicht 12 mit einer Gesamtfilmdicke von 15 um zu bilden, welche drei Polyimid-Filmschichten 2, 5, 9 mit darin ausgebildeten Durchgangslöchern 11 umfaßte.
Der Querschnitt eines in der drei Polyimid-Filmschichten 2, 5, 9 umfassenden Isolierschicht 12 ausgebildeten Durchgangsloches wurde unter einem Scan-Elektronenmikroskop (SEM) betrachtet. Wie in Fig. 2(c) gezeigt, wurde als Ergebnis beobachtet, daß Durchgangslöcher gebildet wurden, welche eine normal verjüngte Struktur mit einer unteren Öffnung von 18 um und einer oberen Öffnung von 50 um hatten.
Aus den obengenannten Ergebnissen kann leicht abgeschätzt werden, daß sogar dann, wenn die Isolierschicht wenigstens drei Schichten umfaßt, Durchgangslöcher mit einer normal verjüngten Struktur gebildet werden können, indem man die Öffnungen von in der obersten lichtempfindlichen isolierenden Filmschicht ausgebildeten Durchgangslöchern kleiner als die von Durchgangslöchern macht, welche in dem unteren lichtempfindlichen isolierenden Film ausgebildet sind.
Da Durchgangslöcher mit einer normal verjüngten Struktur gebildet werden können, indem man in einer Mehrzahl isolierender Harzfilme oder lichtempfindlicher isolierender Harzfilmschichten, die die Isolierschicht bilden, nacheinander Durchgangslöcher so ausbildet, daß sie von der unteren Schicht zur oberen Schicht hin zunehmend reduzierte Öffnungen haben, kann, wie oben beschrieben, bei der Durchgangsloch-Struktur und bei dem Verfahren zur Bildung derselben gemäß der vorliegenden Erfindung ein metallischer Film die Durchgangslöcher während der in einem nachfolgenden Schritt durchgeführten Bildung eines metallischen Films für die Verdrahtung vollständig ausfüllen, was beträchtlich zu einer Verbesserung der Zuverlässigkeit von elektronischen Komponenten beiträgt.

Claims

1. Durchgangslochstruktur einer Mehrschicht-Karte mit Zwischenverbindungen, umfassend eine Isolierschicht (8), die ihrerseits eine Vielzahl isolierender Harzfilme (2, 5) aufweist, sowie eine elektrisch leitende Verdrahtungsschicht (13), die auf der Isolierschicht (8) aufliegt und das Durchgangsloch (7) ausfüllt, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung des in der Isolierschicht (8) ausgebildeten Durchgangsloches (7) sich im wesentlichen kontinuierlich vom Boden zur Oberseite der Isolierschicht hin erweitert.

2. Durchgangsloch-Struktur nach Anspruch 1, bei welcher die isolierenden Harzfilme (2, 5) aus einem lichtempfindlichen Harz gebildet sind.

3. Durchgangsloch-Struktur nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der Durchmesser der Oberseite der Öffnung des Durchgangsloches (7) 300 um oder weniger ist.

4. Durchgangsloch-Struktur nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher das isolierende Harz ein Polyimid aufweist.

5. Durchgangsloch-Struktur nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die Dicke der Isolierschicht (8) im Bereich von 2 bis 100 um liegt.

6. Durchgangsloch-Struktur nach einem der vorangehenden Ansprüche, welche ferner einen in dem Durchgangsloch (7) ausgebildeten Metallfilm umfaßt.

7. Ein Schutzfilm oder ein Zwischenschicht-Isolierfilm einer bedruckten Schaltung für eine Montage mit hoher Montagedichte, einer gedruckten Schaltungskarte, einer Verdrahtungskarte oder einer elektronischen Komponente, umfassend eine oder mehrere Durchgangsloch-Strukturen nach einem der vorangehenden Ansprüche.

8. Verfahren zur Bildung einer Durchgangsloch-Struktur in einer Isolierschicht (8), die eine Vielzahl isolierender Harzfilme (2, 5) aufweist, umfassend die folgenden Schritte:

Bildung eines ersten isolierenden Harzfilms (2) und Ausbildung einer ersten Öffnung (4) in dem ersten isolierenden Harzfilm; und

Bildung eines zweiten isolierenden Harzfilmes (5) auf dem ersteren und Ausbildung einer zweiten Öffnung (7) in dem zweiten isolierenden Harzfilm (5), deren Zentrum mit dem der ersten Öffnung (4) zusammenfällt; dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Öffnung (7) kleiner als die erste Öffnung (4) ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem die isolierenden Harzfilme (2,5) aus einem lichtempfindlichen Harz hergestellt sind.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei welchem die isolierenden Harzfilme (2, 5) jeweils dadurch gebildet werden, daß eine Beschichtungslösung eines isolierenden Harzes in wenigstens einem Lösungsmittel aufgebracht wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei welchem das isolierende Harz Polyimid oder ein Polyimid- Vorprodukt aufweist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, umfassend den weiteren Schritt der Bildung eines Metallfilmes in dem Durchgangsloch (7) durch einen Trockenprozeß.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei welchem die Dicke der Isolierschicht (8) im Bereich von 2 bis 100 um liegt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, bei welchem die Isolierschicht (8) ein Schutzfilm oder ein Zwischenschicht-Isolierfilm einer gedruckten Schaltung für eine Montage mit hoher Montagedichte, einer gedruckten Schaltungskarte, einer Verdrahtungskarte oder einer elektrischen Komponente ist.