JPH01201653A - パターン形成材料及びそれを用いた多層配線板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ＬＳＩ、ハイブリッドＩＣ，及び烏密度実装
多層板における層間ＮＡｆＩ＆膜あるいは表面保ａ換と
して愛用可能なパターン形成材料及びそれを用いた多増
配Ｉｗ１仮に関する。

〔従来の技術〕

Ｒ来、ＩＣ，ＬＳＩ％プリント配想板等の絶縁膜として
は、ポリイミドが用いられている。

これはポリイミドがポリマーの中で最も高い耐熱性と低
いＦｔＫ率をもち、蒸看、メツキなどの加工プロセスに
耐え、信号の遅延を減らすことができる長ｆ′ｊＴをも
っためである０このポリイミドを用いてｌｆＩ密度実装
化する方法としては、通常基板上にポリイミドの前駆体
であるアミック［’にスピンコードし、加熱してポリイ
ミドにし友後、七の上にホトレジストを塗布し、ホトリ
ングラフィによりバイアホールをつくる。そして、その
上に蒸涜やスパッタリングでＣｕ層ｔつくる。以下、こ
の工程を繰返して多層化する方法がとられている。

しかし、この工程ではホトレジストのパターンを作った
後、ポリイミド被膜のエツチングに人体に有害なヒドラ
ジンなどの高反応性で人体に有害なエツチング［を使わ
ないといけないこと、またエツチング時にポリイミド被
膜が等方的にエツチングされるため、小さいバイアホー
ルｔ−あける場合、上部が削れ、テーパ状となり、高密
度化の支障となる欠点がるる。この欠点を改善するため
にポリイミドに感光性をもたせ、ポリイミドそのものを
元によりパターン化することが発表されている（特公昭
５５−３０２０７号；１司５５−４１４２２号ン。しか
し、感光性ポリイミドを用いることＶｃエシ工程は短縮
できるが、いくつかの問題点がある。例えば、現像時に
露出部が浴けだし、膜減シを起こす。また現像時の膨潤
のために解像性が低下するなどでるる。また、現像恢に
ボストキュアが必要であり、その際に膜厚が６０〜５０
％も収縮するという欠点を有している。

また、テーバをなくすことを目的にプラズマエツチング
を利用してバイアホールを形成しようとの報告もなされ
ている（昭和５８年度電子通信学会半尋体材料部門全国
大会、予稿集、講演査号２７）。

これ１１多層レジストを用いたものであシ、下１−にポ
リイミドなどの耐熱性樹脂、中間層に無機ノー、上ｊ−
にホトレジストを用いた三ｒｉ！Ｉ構造とするものであ
るが、無機層の塗布、除去など工程数が多く煩雑である
欠点をもっている。

この問題を′Ｓ決するため、耐熱性に優れたシロキサン
ポリマーとオルトジアゾナフトキノン糸感光剤とからな
る感光性シリコーン系層間絶縁膜が提案されている（特
願１＠６１−１３６８１６号ン。

〔発明が解決しようとする課題〕

この層間絶縁膜に耐熱性でしかも微細なパターンを形成
できる特徴がおるが、　１０　Ａｍ以上の膜厚になると
き裂が発生し、信頼性が低下する問題がおった。

木兄８Ａは、上記事情にかんがみてなされたものでめシ
、その目的は厚膜形成全可能にした筒信頼性のパターン
形成材料及びそれを用いた多層配線板を提供することに
める。

〔課題を解決するための手段〕

本発明を概説すれば、本発明の第１の発明は耐熱性パタ
ーン形成材料に関する発明であって、下記一般式ｌ又は
…： （但しＲは炭化水素基又は置換炭化水素基金示すノ及び
カルボキシル基工すなる群から選択した１棟の基を示し
、Ｒ，％Ｒ，、Ｒ３及びＲ４は同−又は異なり、水ば基
、アルキル基及びフェニル基エリなる群から選択した１
ｉ−１Ｌの基を示し、ｔ、ｍ及びｎは、０又は正の整数
を示し、ｔとｍが同時に０になることはない、ｐは正の
整数である〕で表嘔れるアルカリ可溶性のシリコーンポ
リマーとオルトナフトキノン糸感光剤とを含有する感光
性樹脂組成物に、更に水ば基を有する有炎化合物を含有
することを特徴とする。

そして、本発明の比２の発明は多層配線板に関する発明
でろって、第１の発明のパターン形成材料を層間絶縁膜
あるいは表面保護膜として用いてなることを特徴とする
。

本発明のパターン形成材料に用いられるアルカリ可溶性
シリコーンポリマーは、主鎖偽造がポリシロキサン構造
であるため耐熱性が高い。

ポリマーはアルカリ水溶液に可溶であり、オルトナフト
キノン系化合物を加えることによりポジ形の感光性樹脂
として利用でき、バイアホール形成等に使用可能である
。この感光性ＪＲ脂組成物は紫外線照射により照射部分
のオルトナフトキノン系化合物がインデンカルボン酸の
形となる念めアルカリ可溶性を示し、アルカリ水浴液で
現像でき、従来のバイアホール形成のための工程に比べ
て簡易な工程で、しかも現像時の膨潤がないため微細な
パターンを形成できる。

しかしながら、これを多層配線板の層間絶縁層として使
用するには１０μｍ以上の厚膜化が必要であるが、この
↓うな厚膜を、レジスト溶液を基板上に回転塗布し、し
かるのちに膜中に残存している塗布温媒を除くためにプ
リベータを行う一連の工程に従って作製しょうとすると
、き裂が発圧し、信頼性が低下する問題がめった。

本発明者らは、この問題金牌決するために鋭意検討した
結果、分子中に水酸基を有する有機化合物を添加するこ
とにより、厚膜形成できることを発明した。この添加剤
は親水基を含むためにアルカリ可溶性でるり、アルカリ
土類金用いて現像するパターン形成方法において、−般
式１あるいは■で示されるアルカリ可溶性シリコーンポ
リマーと感光性樹脂組成物の組合せによるパターン形成
龍を損なわない。更に耐熱性も向上し、シリコン基板上
に形成した厚膜は、３５０℃までの加熱及び加熱後の急
冷において、き裂は発生せず、体積変化もほとんどない
。

この感光性樹脂組成物はシリコン原子を豊富に含むため
に、ドライエツチングに対する耐性が高い。そのため、
パターン形成後は厚膜のマスクパターンとして、ＩｎＰ
なとの様々の基板の深溝の加工が可能である。更に、１
００℃以上の熱処理で架橋し、この熱呆倫により、ドラ
イエツチング耐性は更に高くなるため、パターン変換差
が極めて小さいエツチング処理が可能でおる。水酸基ｔ
″宮む有機化合物の添加ｔｓｔｆｌｂ　ｓ〜３０蒐童慢
が最適の＠囲とされる。

ｓｉｔ％未満では厚膜におけるき裂発生を抑制できない
。また、３０重重％よりも多く添加すると製膜性やドラ
イエツチング耐性が悪くなるＯ 該水酸基を有する有機化合物の例としては、下記一般式
ＩＩ： 〔式中人は酸素、アルキレン基、ケイ素含有アルキレｙ
基、フェニレン基及びアルキル置換）１二しン基よりな
る群から選択し７’ＣＩ種の基を示す〕で表される構造
を有するものが挙げられる０ 以下に前記アルカリ可溶性シリコーンボリマ−の製造ｖ
Ｊをボす。

製造ｙｕ　１ かき混ぜ磯、−変針、〆闇下媚斗をつけた６０〇−のフ
ラスコに無水塩化アルミニウム１５２、塩化アセチル５
０−をと９かくはんする。次に分子址７８００のポリフ
ェニルシルセスキオキサン５２を塩化アセチル５０−に
溶かした溶液を徐々に繰下する。−度を２５℃に保ち反
応奮進める。反応の進行と共に塩化水素が発生する。

３時間反応後冷んして内容物を塩酸金言む氷水中に注ぐ
。よくかき混ぜて塩化アルミニウムを分解し、氷水が改
性であることを確かめてから沈殿したポリマーをｆ別す
る。希塩敵−水でよく洗い、最後に真空乾燥器で乾燥す
る。得られたポリマ゛−の分子菫は７９００であった。

赤外葎吸収スペクトルでｕ　１６７０　ｃｌｎ−’にカ
ルボニル基の吸収が、ＮＭＲでδ＝２．４にメチル基の
吸収が与られ、アセチル化されたことが確認できた。ま
た、赤外吸収スペクトルで３４００儒−１にＯＨの吸収
がＮＭＲ’ｔ’はｌ、　５　ｐｐｍ付近にシラノール基
のＯＨのシグナルが貌側烙れ、ポリマー中にシラノール
基がめることが確認でさた。

１１地造レリ２ 製造ガ１においてポリフェニルシルセスキオキサンの代
ジに環状シロキサンの開ｍＡ合で得られたポリジフェニ
ルシロキサン（分子濾１万りを用いて、同じ方法でアセ
チル化ポリジフェニルシロキサン金得た。

〔実施例〕

以下、本発明ｔ−実施例にニジ史に具体的に説明するが
、本発明はこれら実施例に限足されない０ 実施汐す１ 前記製造例１又は２で得られたシリコーンポリマーに 〔但し、Ｘニア＝１：１）で表されるナフトキノン化合
物ｔ２０ｊｌ１％及びビスフェノールＡを１５重ｉｌｔ
％泳加した組成物のメチルインブチルケトン浴７［−畳
体パターンの形成されたアルミナ基板上に、２０　μｍ
の厚さで塗布し、９０℃で３０分間ベータした。次に、
ホトマスクを介し、ウシオ社製の紫外線照射装置を用い
て、露光した。露光後、テトラメチルアンモニウムヒド
ロキシド（ＴＭＡ）１．４％水浴液で現像し、水テリン
スし友。この作業により、シリコーン糸絶鍬膜にバイア
ホール用孔を形成し念。

史に、一般に行われているセミアデイティブ法により無
電解鋼メツキで畳体パターン２０μｍ１バッド系６０μ
ｍ１バイヤホール２０μｍを形成した。

以上述べた方法により？３縁層形成と回路形成を行い、
高＠夏な多層配線板ｔｌ−製造できた。

実施例２〜６ 製造クリ１によるシロキサンポリマーを用い、実施例１
の感光剤２０重量％及び下記の化合物を１５重ｉｔ％添
〃口した組成ｖｔＪを用い、夷ｌ也しリ１と同様な方法
でポジ型パターンを作製した。どの場合もひひ割れなく
、厚膜りパターン形成が可能であり、更に、パターン形
成俊、１３０’Ｃで熱架橋させたものは、３５０℃のカ
ロ熱、急冷の処理でき裂が発生することはなかった。

実施クリ ＣＨ。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明におけるパターン形成材料
は、シリコーンポリマー、オルトナフトキノン糸感光剤
、水改基勿有するＭ磯化合ｍかしなり、耐熱狂に後れ、
厚膜でも微細パターンを形成でさる利点がある。このパ
ターン形成材料は、６５０℃においてもはとんどＮ欺は
減少しないため、Ｉ曽間絶縁膜や次面保護膜として有望
であり、七の除喪造工程が従来と比較して大幅に簡略化
でさる。また、厚膜でひひ割れ寺を生じることなく、急
１唆なパターンが得られるためＶこ、ＩｎＰ、　ＧａＡ
３寺の、辿々の基板の深溝のカロエｒＣマスクバメーン
として出いることがでさる０ 特許出願人　　日本逼信屯話株式会社 代　理　人　　　中　　本　　　　　人間　　　　　井
　　上　　　　　　昭

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下記一般式 I 又はII： ▲数式、化学式、表等があります▼・・・〔 I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・〔II〕 〔式中Ｘは同一又は異なり、▲数式、化学式、表等があ
   ります▼基、▲数式、化学式、表等があります▼基（但
   しＲは炭化水素基又は置換炭化水素基を示す）及びカル
   ボキシル基よりなる群から選択した１種の基を示し、Ｒ
   ＿１、Ｒ＿２、Ｒ＿３及びＲ＿４は同一又は異なり、水
   酸基、アルキル基及びフェニル基よりなる群から選択し
   た１種の基を示し、ｌ、ｍ及びｎは、０又は正の整数を
   示し、ｌとｍが同時に０になることはない、ｐは正の整
   数である〕で表されるアルカリ可溶性のシリコーンポリ
   マーとオルトナフトキノン系感光剤とを含有する感光性
   樹脂組成物に、更に水酸基を有する有機化合物を含有す
   ることを特徴とするパターン形成材料。 ２、該水酸基を有する有機化合物が、下記一般式III： ▲数式、化学式、表等があります▼・・・〔 I 〕 〔式中Ａは酸素、アルキレン基、ケイ素含有アルキレン
   基、フェニレン基及びアルキル置換フェニレン基よりな
   る群から選択した１種の基を示す〕で表される構造を有
   する請求項１記載のパターン形成材料。 ３、請求項１記載のパターン形成材料を層間絶縁膜ある
   いは表面保護膜として用いてなることを特徴とする多層
   配線板。