JPH03268393A - 多層配線基板 - 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】 〔概要〕 層間絶縁膜にポリイミドを使用した多層配線基板に関し
、 熱衝撃および熱サイクルに対する層間絶縁膜の耐性強化
を目的とし、 層間絶縁膜が厚さ方向に少なくとも３層の多層膜にて形
成され、該多層膜が中心層膜の熱膨張係数に対しその上
層膜および下層膜の熱膨張係数が順次太き（なるように
、熱膨張係数の異なるポリイミドを選択的に使用してな
ることを特徴とするまたは、 層間絶縁膜がポリイミド膜と無機質の絶縁膜とを交互に
積層した多層膜であることを特徴し構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は多層配線基板、特にポリイミドを使用し、熱応
力によるクラックが生じ難い層間絶縁膜の構成に関する
。

〔従来の技術〕

第３図は従来の多層配線基板における層間絶縁膜を示す
断面図である。

第３図において、多層配線基板Ｉはセラミック等にてな
る耐熱性絶縁基板２の表面には下部導体３を形成し、下
部導体３を覆う層間絶縁膜４の上に上部導体５を形成す
る。上部導体５は層間絶縁膜４に設けられた透孔（バイ
アホール）７内において下部導体３に接続される。

ポリイミドを使用した層間絶縁膜４は、スピンコードに
よりポリイミド液を塗布したのち焼成し形成されるポリ
イミドの単層にはピンホールができるため、一般にポリ
イミドを少な（とも２層に形成した構造であり、厚さが
２０μｍ程度である。

〔発明が解決しようとする課題〕

金属例えばクローム−銅−クロームの３層構造の導体３
および４の熱膨張係数が３〜ｌ０ＸＩＯ−６であるのに
対し、ポリイミド膜の熱膨張係数は３×１０−３〜２Ｘ
１０−’であり、電気的絶縁性に優れることから層間絶
縁膜４として広く利用されるポリイミド膜の熱膨張係数
は４ＸｌＯ−５である。

しかしながら、熱膨張係数が４Ｘ１０−５のポリイミド
は熱膨張係数がより大きいものより耐熱性が劣り、熱膨
張係数が約４ＸｌＯ−’のポリイミドを使用した層間絶
縁膜４は、熱衝撃や熱サイクルが加えられたとき、上部
導体４の端部からのクラック６が発生し易いという問題
点があった。

〔課題を解決するための手段〕

前記問題点の除去を目的とする本発明は、その実施例を
示す第１図および第２図によれば、層間絶縁膜１２にポ
リイミドを使用した多層配線基板１１であって、 層間絶縁膜１２が厚さ方向に少なくとも３層の多層膜に
て形成され、該多層膜が中心層膜１４の熱膨張係数に対
しその上層膜１５および下層膜１３の熱膨張係数が大き
くなるように、熱膨張係数の異なるポリイミドを選択的
に使用してなることを第１の特徴とするまたは、 層間絶縁膜２２にポリイミドを使用した多層配線基板２
１であって、 層間絶縁膜２２が、ポリイミド膜２４．２６．２８と無
機質の絶縁膜２３．２５．２７．２９とを交互に積層し
た多層膜であることを第２の特徴とするものである。

〔作用〕

上記手段において第１の特徴を具えた多層配線基板に熱
衝撃や熱ストレスが加えられたとき、層間絶縁膜におけ
る内部応力の分布は、層間絶縁膜１２内において厚さ方
向に従来構成のものより緩やかになり、そのことによっ
て層間絶縁膜のクラックが防止される。

さらに、上記手段において第２の特徴を具えた多層配線
基板に熱衝撃や熱ストレスが加えられたとき、層間絶縁
膜膜に生じる歪は無機質絶縁膜によって抑制され、その
ことによって層間絶縁膜のクラックが防止される。

〔実施例〕

以下に、図面を用いて本発明の実施例による多層配線基
板を説明する。

第１図は本発明の一実施例による多層配線基板の断面図
、第２図は本発明の他の実施例による多層配線基板の断
面図である。

第１図において、熱膨張係数が異なるポリイミドを多層
にした層間絶縁膜１２の形成された多層配線基板１１は
、絶縁基板２の表面に下部導体３を形成し、下部導体４
を覆う層間絶縁膜１２の上に上部導体５を形成してなる
。

層間絶縁膜１２は、第１のポリイミド膜１３．第２のポ
リイミド膜１４．第３のポリイミド膜１５の３層構成で
ある。

層間絶縁膜１２に設けられる透孔（バイアホール）７は
、例えばポリイミド膜１３．１４．１５を３層に被着し
たのち３層間時に穿孔するまたは、各ポリイミド膜１３
に穿孔したのちポリイミド膜１４を被着・穿孔し、しか
るのちポリイミド膜１５を被着・穿孔する。

第２のポリイミド膜Ｉ４は、例えば熱膨張係数が４Ｘ１
０−５のポリイミドを厚さ約１０μｍに形成し、第１の
ポリイミド膜１３および第３のポリイミド膜１５には、
第２のポリイミド膜１４より熱膨張係数が大きいポリイ
ミド、例えば熱膨張係数が４Ｘ１０−’のポリイミドを
例えば厚さ約５μｍに形成する。

このように構成された多層配線基板１１の層間絶縁膜Ｉ
２は、熱衝撃や熱ストレスによる内部応力の分布が、層
間絶縁膜１２内において厚さ方向に従来の層間絶縁膜４
より緩やかになり、クラックの発生が防止される。

第２図において、無機質（例えばＳｉＯ□又はＳｉＮ等
）の絶縁膜を介在せしめた多層のポリイミド膜よりなる
層間絶縁膜の形成された多層配線基板２１は、絶縁基板
２の表面に下部導体３を形成し、下部導体３を覆う層間
絶縁膜２２の上に上部導体４を形成してなる。

層間絶縁膜２２は第１の無機質絶縁膜２３．第１のポリ
イミド膜２４．第２の無機質絶縁膜２５．第２のポリイ
ミド膜２６．第３の無機質絶縁膜２７．第３のポリイミ
ド膜２８．第４の無機質絶縁膜２９の７層構成である。

層間絶縁膜２２に設けられる透孔（バイアホール）７は
、例えば各無機質絶縁膜２３．２５．２７．２９とポリ
イミド膜２４．２６．２８とを積層したのちそれらを同
時に穿孔するまたは、各無機質絶縁膜２３．２５．２７
．２９とポリイミド膜２４．２６．２８について被着・
穿孔を繰り返しして形成させる。

熱膨張係数が４ＸＩＯ−’のポリイミドを使用したポリ
イミド膜２４．２６．２８の厚さは例えば５μｍ程度で
あり、ポリイミド膜２４．２６．２８の形成に対する耐
熱性を必要とするする各無機質絶縁膜２３．２５．２７
゜２９は、例えばＳｉＯ□（又はＳｉＮ等）のスパッタ
リングにて厚さ１μｍ程度に形成する。

このように構成された多層配線基板２１の層間絶縁膜２
２は、熱衝撃や熱ストレスによるポリイミド膜２４．２
６．２８の歪を無機質絶縁膜２３．２５．２７．２９が
抑制し、そのことによってクラックが発生しないように
なる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、熱膨張係数が異な
るポリイミドの多層に層間絶縁膜を構成した多層配線基
板は、層間絶縁膜における内部応力の分布が従来構成の
ものより緩やかになり、そのことによって層間絶縁膜の
クラックが防止される。

また、無機質絶縁膜とポリイミド膜とを交互に積層し層
間絶縁膜を構成した多層配線基板は、層間絶縁膜膜に生
じる歪を無機質絶縁膜が抑制し、そのことによって層間
絶縁膜のクラックが防止される。

３は下部導体、 ５は上部導体、 １１．２１は多層配線基板、 １２、２２は層間絶縁膜、 １３は層間絶縁膜１２の下層膜、 １４は層間絶縁膜１２の中心層膜、 １５は層間絶縁膜１２の上層膜、 ２３、２５．２７．２９は層間絶縁膜２２の無機質絶縁
膜、２４、２６．２８は層間絶縁膜２２のポリイミド膜
、を示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による多層配線基板、第２図
は本発明の他の実施例による多層配線基板、 第３図は従来の多層配線基板、 である。 図中において、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）層間絶縁膜（１２）にポリイミドを使用した多層
   配線基板（１１）であって、 該層間絶縁膜（１２）が厚さ方向に少なくとも３層の多
   層膜にて形成され、該多層膜が中心層膜（１４）の熱膨
   張係数に対しその上層膜（１５）および下層膜（１３）
   の熱膨張係数が順次大きくなるように、熱膨張係数の異
   なるポリイミドを選択的に使用してなることを特徴とす
   る多層配線基板。
2. （２）層間絶縁膜（２２）にポリイミドを使用した多層
   配線基板（２１）であって、 該層間絶縁膜（２２）が、ポリイミド膜（２４，２６，
   ２８）と無機質の絶縁膜（２３，２５，２７，２９）と
   を交互に積層した多層膜であることを特徴とする多層配
   線基板。