JPH03104190A - 多層配線板およびその製造方法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、多層配線板およびその製造方法に関する。

（従来の技術） 電子装置が多機能化し、そのシステムが複雑になるにつ
れて、集積化密度を高める必要が生じている。

高集積化を行うための一方法として、薄膜技術を用いた
多層配線が取入れられている。

薄膜の形成方法には大別すると、物理的成膜法と、化学
的成膜法とがあり、物理的成膜法では真空中で物質を加
熱、蒸発させ、その物質の蒸発物を他の物質表面に被着
させて膜を形成する。

一方、化学的或膜法では真空を利用せず、化学反応によ
り膜を形成するものである。

このような薄膜多層配線板の内部構造を第３図に示す。

第４図において、絶縁基板１上には、アルミニウム、金
などによる金属膜２が形成されており、これが第一導体
層Ｍ１に相当する。

この第一導体層Ｍｌ上に、二酸化ケイ素、ポリイミドな
どの絶縁膜３が形成されている。

さらに、絶縁膜３上に、金属膜２が形成されて第二導体
層Ｍ２となっている。

このように、導体層と絶縁膜とを交互に積層形成するこ
とにより薄膜多層配線が行われる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述したような構造の多層配線板において、
絶縁基板として窒化アルミニウムを使用する場合、窒化
アルミニウムの濡れ性が低いことから形成できる金属材
料が限られ、通常導体層として用いられる金属層を直接
絶縁基板上に形成できない。

このため、本出願人は、まず窒化アルミニウムと濡れ性
の良い金属膜を形成した上で、導電性の高い金属膜を形
成するという、一つの導体層を幾つかの金属膜を積層し
た多層構造とすることを先に提案している。

しかしながら、多層構造には、どうしてもある程度の厚
さが生じ、この導体層の厚さによる幾つかの問題が生じ
てくる。これらを第５図を用いて説明する。

第５図（ａ）では、第一導体層Ｍ１の上に形成した絶縁
膜３が、第一導体層Ｍ１の角部分で隆起して第二導体層
Ｍ２中に侵入している（矢印Ｘ）。

このため、第二導体層Ｍ２がパターン切れとなり、配線
不良を生じさせるという問題がある。

また、第５図（ｂ）では、絶縁膜３が第一導体層Ｍ１の
角部と接触している（矢印Ｘ）。

これによって、絶縁膜３が切断され、ショートを引起こ
すという問題がある。

これらは、いずれも下側の導体層が厚いために生じる欠
陥である。

このほか、絶縁基板がアルミナなどの酸化物系セラミッ
クスの場合においても、大電力を使用するに際し、抵抗
を下げる一手段として導体層を厚くすることがあり、第
５図に示したような問題が生じるおそれがある。

したがって、導体層の厚さにかかわらず、絶縁膜を良好
に形成することができ、欠陥のない多層配線を行うこと
が課題となっている。

本発明は、このような課題を解決するためになされたも
ので、導体層のパターン切れや、絶縁不良などの欠陥を
防止し、信頼性の向上を図ることのできる多層配線板お
よびその製造方法を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課、題を解決するための手段） 本発明の多層配線板は、絶縁基板と、この絶縁基板上に
形成された少なくとも２層の金属膜からなる第一の導体
層と、この第一の導体層の一部または全面を被覆するよ
う形成された絶縁層と、この絶縁層を含む前記第一の導
体層上に形成された第二の導体層とを有する多層配線板
であって、前記第一の導体層は、最上層の金属膜が下層
の金屈膜よりも両側の幅が狭い凸形状に積層形成された
金属膜により構成されていることを特徴としている。

また、本発明の多層配線板の製造方法は、異なる種類の
金属膜が隣接した少なくとも２層の金属多層膜からなる
第一の導体層を絶縁基板上に形成する工程と、前記金属
多層膜の最上層にレジストを配置する工程と、前記金属
多層膜の最上層を前記レジストの幅より狭くなるようオ
ーバーエッチングする工程と、前記金属多層膜の下層を
前記レジストの端部までエッチングし、前記第一の導体
層を凸形状とする工程と、前記凸形状とされた第一の導
体層を被覆する絶縁膜を形成する工程と、この絶縁膜を
含む前記第一の導体層上に第二の導体層を形成する工程
とを有することを特徴としている。

第一の導体層を構成する複数の金属膜は、少なくとも隣
接する金属膜同士では、エッチング液に対する腐蝕性を
考慮して、異なった種類の金属を使用する。

なぜなら、最上層のみをオーバーエッチングして階段形
状とするには、下層はエッチングされず、最上層のみを
選択的にエッチングする必要があるからである。

導体層として用いる金属は、窒化アルミニウム基板の場
合、下層には窒化アルミニウムと濡れ性の良い金属を用
い、最上層には導体膜として適切な金属を用いる。

また、互いの接合力を高めるために中間層としての金属
膜を形成しても良い。

これらの金属膜の組合せとして、たとえば、最上層を金
、中間層をニッケル、下層をチタンとする組合せなどが
例示される。

また、本発明に使用するレジストは、最上層の金属膜を
オーバーエッチングした後、このオーバ一部分を埋める
ようにレジストが自然に垂れ下がる程度の柔かさを有す
るものを選択する。

レジストが垂れ下がることによって、最上層の金属膜壁
面が被覆され、レジストの厚さ分だけ下層の金属膜が最
上層の金属膜より幅広くレジストコートされることにな
る。

したがって次のエッチングの際、下層の金属膜は最上層
の金属膜より幅店い状態でエッチングが終了し、導体層
全体を凸形状とすることができる。

（作　用） 本発明によれば、少なくとも　２層の金属膜によって構
成される導体層が、絶縁層を介して積層された多層配線
板において、下側の導体層を構成する複数の金属膜のう
ち最上層の金属膜が下の金属膜より幅狭とされている。

これによって導体層の側面は階段状となり、この導体層
上に形成する絶縁層をなだらかな斜面状とすることがで
きる。

すなわち、絶縁層の隆起や導体層との接触を防止するこ
とができ、断線のない良好な多層構造を実現することが
できる。

また、本発明の多層配線板の製造方法は、導体層を構成
する金属膜として異なる種類の金属と、金属の挿類に応
じたエッチング液とを選択して使用し、最上膜をオーバ
ーエッチングして段差を形成している。

これによれば、　１回のレジスト塗布のみで凸形状を形
成することができ、工程数およびコストへの負担をかけ
ずに、多層配線板の信頼性向上を図ることができる。

（実施例） 次に、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

実施例１ 第１図は本発明の一実施例の薄膜多層配線仮の断面を示
す図である。

ｒｒｉ１図において、窒化アルミニウムセラミックスを
用いた絶縁基板１１上には、絶縁基板１１側から順にＴ
ｉ膜１２、Ｎｉ膜１３、Ａｕ膜１４が積層形成され、第
一導体層Ｍ１を構成している。

このうち、最上膜であるＡｕ膜１４は、下２層の膜より
も幅が狭く、第一導体層Ｍ１全体としてみると凸形状に
なっている。

そして、Ａｕ膜１４上にはポリイミドを用いた絶縁膜１
５が、第一導体層Ｍ１全体を被覆するように形成されて
いる。

さらに、絶縁膜１５上には、絶縁膜１５側から順にＴｉ
膜１６、Ｎｌ膜１７、Ａｕ膜１８が積層形成され、第二
導体層Ｍ２を構成している。

このような薄膜による多層配線板の製造方法を第２図（
ａ）〜（ｇ）を用いて説明する。

はしめに、窒化アルミニウム基板３１を鏡面仕上げし、
基板側から順にＴｉ膜３２、Ｎ１膜３３、Ａｕ膜３４を
スパッタリングにより成膜し、３層の金属膜全体の厚さ
を２μ自とした（第２図一ａ）。

次に、最下層であるＴＩ膜３２の最終的に形成しようと
するパターン幅に合せて最上層のＡｕ膜３４の幅を設定
し、その値に基づいてレジスト３５の厚さを設定する。

さらに、レジストの垂れ下がりを考慮して、Ａｕ膜３４
の厚さ、およびレジスト３５の長さとオバーエッチング
する長さを決定する。

その後、最上層であるＡｕ膜３４上にレジスト３５をス
ビンコート、プリベイク、露光、現像することにより配
置した（第２図−ｂ）。

次に、ヨウ素ヨウ化カリウムを用いて、Ａｕ膜３４をレ
ジスト３５の幅より細くなるよう、レジスト３５の両サ
イドからそれぞれＩＯμｍ浸食させてエッチングを行っ
た（第２図−Ｃ）。

そして、Ａｕ膜３４上に残したレジスト３５が、レジス
ト自身の重さで垂れ下がり、Ａｕ膜３４の壁面が被覆さ
れた後、２層目の金属膜であるＮｉ膜３３を、ＦｅＣｌ
３系エッチング液を用いてレジスト３５の端部までエッ
チングを行った（第２図一ｄ）。

さらに続いて、レジスト３５を上述した状態で残したま
ま、最下層のＴ１膜３２をジメチルアミン四酢酸系エッ
チング液を用い、ＮＩ膜３３と同様にレジスト３５の端
部までエッチングを行った（第２図一ｅ）。

こうして第一導体層Ｍ１を形成した後、レジスト３５を
除去し、第一導体層Ｍ１全体を被覆するように、感光性
ポリイミドを用いて絶縁膜３６を形成した（第２図−ｆ
）。

この絶縁膜３６上に、上述した第一導体層Ｍ１と同一の
金属膜（すなわちＴＩ層３２、Ｎｌ膜３３、およびＡｕ
膜３４）を、スパッタリングで積層成膜した。

そして、所定のレジスト（図示省略）を用いて、各金属
膜をエッチングして筆二導体層Ｍ２を形成した（第２図
一ｇ）。

こうして得た薄膜多層配線板は、各層が所定の順序に従
って均一に形成されており、膜の形成不良による欠陥は
ほとんどみられず、信頼性の向上が実現された。

実施例２ 第３図は、本発明による他の実施例の薄膜多層配線板を
示す図である。

同図において、アルミナセラミックスを用いた絶縁基板
５１上には、絶縁基板５１側から順にＣｒ膜５２、Ａｕ
膜５３が積層形成され、第一導，体層Ｍ１を構戊してい
る。

このうち、最上膜であるＡｕ膜５３は、下層の膜よりも
幅が狭く、第一導体層Ｍ１全体としてみると一ｈ形状に
なっている。

そして、Ａｕ膜５３上にはポリイミドを用いた絶縁膜５
４が、第一導体層Ｍ１の中央部を除いた両側に形成され
ている。

さらに、絶縁膜５４上には、Ｏｒ／Ａｕ膜５５が形成さ
れ、第二導体層Ｍ２を構成している。

このような薄膜多層配線板も、実施例１と同様の方法で
作製することができ、絶縁膜の膜切れや断線を防止する
ことができた。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば導体層を構成する
金属膜を階段形状の多層膜とすることにより、この導体
層上に形成する絶縁層をなだらかな斜面形状とし、膜切
れなどの膜形成不良を防止することができる。

また、本発明の階段形状は、特定の金属膜とエッチング
液を使用することにより　１回のレジスト塗布で形成す
ることができるため、製造工程およびコスト削減を図る
ことができる。

このように、本発明は、複雑な工程を経すに多層の圧膜
あるいは薄膜を良好に形成することができ、多層配線板
の信頼性向上に大きく貢献するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の薄膜多層配線板の断面図、
第２図は本発明の一丈施例の薄膜多層配線板の製造方法
を説明するための図、第３図は本発明の他の実施例の薄
膜多層配線板の断面図、第４図および第５図は従来の薄
膜多層配線阪を説明するための図である。 １１、３１・・・・・・絶縁基仮 １２、１６、３２・・・・・・Ｔｉ膜 １３、１７、３３・・・・・・Ｎｌ膜 １４、１８、３　４　−−−−−・Ａｕ膜１５、３６・
・・・・・絶縁膜 Ｍ１−・・・・・・第一導体層 Ｍ２・・・・・・第二導体層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　絶縁基板と、 この絶縁基板上に形成された少なくとも２層の金属膜か
   らなる第一の導体層と、 この第一の導体層の一部または全面を被覆するよう形成
   された絶縁層と、 この絶縁層を含む前記第一の導体層上に形成された第二
   の導体層とを有する多層配線板であって、前記第一の導
   体層は、最上層の金属膜が下層の金属膜よりも幅の狭い
   凸形状に積層形成された金属膜により構成されているこ
   とを特徴とする多層配線板。
2. （２）　異なる種類の金属膜が隣接した少なくとも２層
   の金属多層膜からなる第一の導体層を絶縁基板上に形成
   する工程と、 前記金属多層膜の最上層にレジストを配置する工程と、 前記金属多層膜の最上層を前記レジストの幅より狭くな
   るようオーバーエッチングする工程と、前記金属多層膜
   の下層を前記レジストの端部までエッチングし、前記第
   一の導体層を凸形状とする工程と、 前記凸形状とされた第一の導体層を被覆する絶縁膜を形
   成する工程と、 この絶縁膜を含む前記第一の導体層上に第二の導体層を
   形成する工程と を有することを特徴とする多層配線板の製造方法。