JPH03272153A - 配線パターンの接続方法 - 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】 〔概要〕 配線パターンの接続方法に係り、特に高密度実装の半導
体パッケージや実装基板に形成する配線パターンの接続
方法に関し 接触抵抗の増加や剥がれ、断線などの生じない配線パタ
ーンの接続方法の提供を目的とし絶縁物基板に第１の金
属層を被着した後、第１の金属層をパターニングして第
１の配線パターンを形成する工程と、第１の配線パター
ンの一部を第１のマスクで覆った後、全面に層間絶縁層
を被着する工程と１層間絶縁層に密着し第１のマスク上
に開口をもつ第１のマスクと同じ材料の第２のマスクを
形成する工程と、第２のマスクをマスクにして、開口か
ら層間絶縁層を反応性イオンエ・ノチングにより除去し
、第１のマスクを露出する工程と、第２のマスク及び露
出した第１のマスクをエツチングして除去し、開口に第
１の配線パターンを露出した後、全面に第２の金属層を
被着し５第２の金属層をパターニングして、第１の配線
パターンに接続する第２の配線パターンを形成する工程
とを有する配線パターンの接続方法により構成する。

また、前記第１のマスクに替えて保護金属膜を用い、前
記第２のマスクに替えて保護金属膜と同じ材料のマスク
を用いる前記の配線パターンの接続方法により構成する
。

〔産業上の利用分野］ 本発明は配線パターンの接続方法に係り、特に高密度実
装の半導体パッケージや実装基板に形成する配線パター
ンの接続方法に関する。

高密度実装の半導体パッケージや実装基板に。

薄膜多層配線が使用されている。配線バクーン間の絶縁
層としては１例えばボリイ５ドが使用されているが、こ
の場合、信号の伝播遅延や損失を低く抑えようとすると
、ポリイミドの層厚は１０〜２０μｍ程度必要とされる
。

一方、高密度実装に伴い、配線パターンの幅や配線パタ
ーンの層間を接続するピアホールの径は微細化の方向に
あり２層間絶縁層が厚い場合、ピアホールの形成に等方
性のエツチングは使用すると寸法精度が落ちるので、異
方性エツチングが必要となってきている。

（従来の技術） 第３図は高密度実装の半導体パッケージを説明するため
の断面図で、１はセラミック基板、２ａ。

２ｂは第１の配線パターン、４は層間絶縁層２７ａ。

７ｂは第２の配線パターン、　１０はテープオートメー
テツドボンディング（ＴＡＢ）リード、１１は半導体チ
ップ、１２は埋込み導体、１３はピン、１４は外枠１５
はキャンプ、１６は放熱板を表す。

半導体チップ１１はＴＡＢリード１０．第２の配線パタ
ーン７ａ、　７ｂ、第１の配線パターン２ａ、　２ｂ、
埋込み導体１２を経て外部に突き出るビン１２に電気的
に接続している。

第４図（ａ）乃至（ｄ）は第１の配線パターン２ａ＋２
ｂ及びそれに接続する第２の配線パターン７ａ、　７ｂ
を形成する従来例を説明するための工程を示す断面図で
、以下、これらの図を参照しながら説明する。

第４図（ａ）参照 セラもツタ基板１に第１の配線パターン２ａ、　２ｂを
形成し、その上を例えばポリイミドの層間絶縁層４で覆
う。層間絶縁層４を覆い、第１の配線パターン２ａ、　
２ｂの上部に開口６ａ、　６ｂを有するマスク９を形成
する。この開口はピアホールを形成するためのものであ
る。

第４図（ｂ）参照 反応性ガスとして例えば酸素イオンを用いる反応性イオ
ンエツチング（ＲＩＥ）により、開口６ａ。

６ｂから層間絶縁層４をエツチングして除去し、ピアホ
ールを形成する。

ところが、ＲＩＥは通常の装置では１０％程度のエツチ
ング速度分布をもち、ある開口６ｂが完全に貫通しても
他の開口６ａはまだ貫通しないといった事態が生じる。

第４図（ｃ）参照 さらにＲＩＥをつづけ、全ての開口を貫通させる。とこ
ろが、早い時期に貫通している開口６ｂの下の第１の配
線パターン２ｂは反応性ガスによってダメージを受ける
。

第４図（ｄ）参照 全面に第２の配線層を被着し、それをパターニングして
第２の配線パターン７ａ、　７ｂを形成する。

この時、ダメージを受けた部分は接触抵抗が増加する。

さらに、配線層がれといった不良の発生することがあり
、長期の使用では断線にいたることもある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は上記の問題に鑑み、エツチング速度分布があっ
たとしても、下地の第１の配線パターン２ａ、　２ｂに
ダメージを与えることなくすべての開口を貫通し、しか
る後、第１の配線パターン２ａ、　２ｂに接続する第２
の配線パターン７ａ、　７ｂを形成する方法を提供する
ものである。

〔課題を解決するための手段〕

第１図（ａ）乃至（ｆ）及び第２図（ａ）乃至（ｆ）は
本発明の実施例■及び実施例■を説明するための工程を
示す断面図である。

上記課題は、絶縁物基板ｌに第１の金属層を被着した後
、前記第１の金属層をパターニングして第１の配線パタ
ーン２ａ、　２ｂを形成する工程と、前記第１の配線パ
ターン２ａ、　２ｂの一部を第１のマスク３ａ、　３ｂ
で覆った後、全面に層間絶縁層４を被着する工程と、前
記層間絶縁層４に密着し前記第１のマスク３ａ、　３ｂ
上に開口６ａ、　６ｂをもつ前記第１のマスク３ａ、　
３ｂと同じ材料の第２のマスク５を形成する工程と、前
記第２のマスク５をマスクにして。

前記開口６ａ、　６ｂから前記層間絶縁層４を反応性イ
オンエツチングにより除去し、前記第１のマスク３ａ、
　３ｂを露出する工程と、前記第２のマスク５及び露出
した前記第１のマスク３ａ、　３ｂをエツチングして除
去し、前記開口６ａ、　６ｂに前記第１の配線パターン
２ａ、　２ｂを露出した後、全面に第２の金属層を被着
し、前記第２の金属層をパターニングして前記第１の配
線パターン２ａ、　２ｂに接続する第２の配線パターン
７ａ、　７ｂを形成する工程とを有する配線パターンの
接続方法によって解決される。

また、絶縁物基板１に第１の金属層２を被着した後、前
記第１の金属層２に保護金属膜３を被着する工程と、前
記第１の金属層２及び前記保護金属膜３をパターニング
して第１の配線パターン２ａ。

２ｂを形成した後、全面に層間絶縁層４を被着する工程
と、前記層間絶縁層４に密着し前記第１の配線パターン
２ａ、　２ｂ上に開口６ａ、　６ｂをもつ前記保護金属
膜８と同じ材料のマスク９を形成する工程と前記マスク
９をマスクにして、前記開口６ａ、　６ｂから前記層間
絶縁層４を反応性イオンエツチングにより除去し、前記
保護金属膜８を露出する工程と前記マスク９及び露出し
た前記保護金属膜８をエツチングし、少な（とも前記マ
スク９の全部を除去した後、全面に第２の金属層を被着
し、前記第２の金属層をパターニングして、前記第１の
配線パターン２ａ、　２ｂに接続する第２の配線パター
ン７ａ７ｂを形成する工程とを有する配線パターンの接
続方法によって解決される。

〔作用〕

本発明では、第２のマスク５をマスクにして開口６ａ、
　６ｂから層間絶縁層４を反応性イオンエツチングによ
り除去する時、開口６ａ、　６ｂの下に第Ｉのマスク３
ａ、　３ｂが配置されているので、エツチング速度分布
があったとしても第１のマスク３ａ、　３ｂが露出する
とそれ以上エツチングが進まない。すベての開口に第１
のマスクを露出してから２例えば等方性の湿式エツチン
グにより第１のマスクを除去するようにすれば第１の配
線パターンにダメージを与えることがない。さらに第１
のマスクと第２のマスクの材料は同しであるから、１回
のエツチングで第１のマスクと第２のマスクを除去でき
る。

また、マスク９をマスクにして、開口６ａ、　６ｂから
層間絶縁層４を反応性イオンエツチングにより除去する
時、開口６ａ、　６ｂの下には保護金属膜があるので、
エツチング速度分布があったとしても保護金属膜が露出
するとそれ以上エツチングが進まない。すべての開口に
保護金属膜を露出してからマスク９と保護゛金属膜をエ
ツチングし１反応性ガスによりダメージを受けている保
護金属膜の部分を除去すれば第１の配線パターンにダメ
ージを与えることがない。この時、保護金属膜はダメー
ジを受けている部分を除去すればよく、必ずしも全部を
除去する必要がないが、マスク９は全部除去する必要が
ある。さらにマスク９と保護金属膜は同じ材料であるか
ら、１回のエツチングで同時に除去できる。

〔実施例〕

第１図（ａ）乃至（ｆ）は実施例Ｉを説明するための工
程を示す断面図である。この例は第３図に示した半導体
パッケージの配線工程であり、以下第１図（ａ）乃至（
ｆ）を参照しながら説明する。

第１図（ａ）参照 セラミック基板ｌの上に第１の金属層として厚さ０．２
μｍのＴｉと厚さ３μｍのＣｕをスパッタ法によりこの
順に被着する。この上にマスクを形成して（図示せず）
パターニングすることにより。

第１の配線パターン２ａ、　２ｂを形成する。

第１図（ｂ）参照 全面に厚さ１μｍのＳｉＯ□膜を被着した後、第１の配
線パターン２ａ、　２ｂ上のピアホールを形成すべき部
分を覆う３３０ｇ膜を残して第１のマスク３ａ、　３ｂ
を形成する。

全面にポリイミド樹脂を塗布して、厚さ１０乃１ ２ 至２０μｍの層間絶縁層４を形成する。

第工図（ｃ）参照 層間絶縁層４の上に厚さ１μｍの３３０ｇ膜を被着した
後、それをパターニングして、第１のマスク３ａ、　３
ｂの上部に径３０μｍの開口６ａ、　６ｂをもつ第２の
マスク５を形成する。

第１図（ｄ）参照 開口６ａ、　６ｂから酸素イオンのＲＩＥにより層間絶
縁層４をエツチングして第１のマスク３ａ、　３ｂを露
出するピアホールを形成する。

第１図（ｅ）参照 第１のマスク３ａ、　３ｂと第２のマスク５をぶつ酸に
よりエツチングして除去する。

第１図（ｆ）参照 全面に厚さ０．２μｍのＣｒ、厚さ３μｍのＣｕ。

厚さ０．５μｍのＮｉ、厚さ３μｍのＡｕをこの順に被
着して、第２の金属層を形成した後、それをパターニン
グして第２の配線パターン７ａ、　７ｂを形成する。

このようにして、ピアホールを通じて第１のパターン２
ａ、　２ｂに接続する第２の配線パターン７ａ＋７ｂが
形成できた。

第２図（ａ）乃至（ｆ）は実施例■を説明するための工
程を示す断面図である。この例も第３図に示した半導体
パッケージの配線工程であり、以下。

第２図（ａ）乃至（ｆ）を参照しながら説明する。

第２図（ａ）参照 セラ果ツタ基板ｌの上に第１の金属層２として厚さ０．
２μｍのＴｉと厚さ３μｍのＣｕをスパッタ法によりこ
の順に被着する。さらに、この上に保護金属膜８として
厚さ０．５μｍのＴｉを被着する。

第２図（ｂ）参照 保護金属膜８の上にマスク（図示せず）を形成して保護
金属膜８と第１の金属層２をパターニングし、第１の配
線パターン２ａ、　２ｂを形成する。

全面にポリイミド樹脂を塗布して、厚さｌＯ乃至２０μ
ｍの層間絶縁層４を形成する。

第２図（ｃ）参照 層間絶縁層４の上に厚さ０．２μｍのＴｉ膜を被３ ４ 着した後、それをパターニングして、第１の配線パター
ン２ａ、　２ｂの上部に径３０μｍの開口６ａ、　６ｂ
をもつマスク９を形成する。

第２図（ｄ）参照 開口６ａ、　６ｂから酸素イオンのＲＩＥにより層間絶
縁層４をエツチングして保護金属膜８を露出するピアホ
ールを形成する。

第２図（ｅ）参照 マスク９と保護金属膜８をぶつ酸によりエツチングして
除去する。マスク９は完全に除去し、保護金属膜８もＲ
ＩＥによりダメージを受けた部分を完全に除去する。

第２図（ｆ）参照 全面に厚さ０．．２５ｍのＣｒ、厚さ３μｍのＣｕ。

厚さ０．５μｍのＮｉ、厚さ３μｍのＡ、ｕをこの順に
被着して、第２の配線層を形成した後、それをパターニ
ングして第２の配線パターン７ａ、　７ｂを形成する。

このようにして、ピアホールを通じて第１のパターン２
ａ、　２ｂに接続する第２の配線パターン７ａ。

７ｂが形成できた。

実施例■及び実施例■ともに、第１の配線パターンと第
２の配線パターンの接触抵抗の増加や配線の剥がれは見
られなかった。

保護金属膜８をマスク９より厚く形成しておき。

マスク９と保護金属膜８をぶつ酸により同時にエツチン
グして除去する時、マスク９の除去と保護金属膜８のダ
メージを受けた部分の除去が終わった時点でエツチング
を終了し、保護金属膜８の一部を残すようにしてもよい
。

なお、実施例■は実施例■に比べて第１のマスクを形成
する工程を省略することができるので。

工程を簡略化できる。

実施例Ｉ＆び実施例■は半導体パッケージに本発明を適
用した例であるが２本発明は半導体装置の実装基板の配
線パターン接続にも適用することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように２本発明によれば、接触抵５ ６ 抗の増加や配線の剥がれ等を生じさせることなく。

第１の配線パターンと第２の配線パターンを接続するこ
とができる。

本発明は高密度実装の半導体パッケージや実装基板に適
用するとき、特に大きな効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）乃至（ｆ）は実施例■を説明するための工
程を示す断面図 第２図（ａ）乃至（ｆ）は実施例■を説明するための工
程を示す断面図。 第３図は半導体パンケージを説明するための断面図 第４図（ａ）乃至（ｄ）は従来例を説明するための工程
を示す断面図 である。 図において。 １は絶縁物基板であってセラるツク基板２は第１の金属
層。 ２ａ、　２ｂは第１の配線パターン。 ３ａ、　３ｂは第１のマスク ４ば層間絶縁層。 ５は第２のマスク ６ａ、　６ｂは開口。 ７ａ、　７ｂは第２の配線パターン ８は保護金属膜。 ９はマスク。 １０はＴＡＢリード。 １１は半導体チップ １２は埋込み導体。 １３はピン １４は外枠。 １５はキャップ。 １６は放熱板 ７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕絶縁物基板（１）に第１の金属層を被着した後，
   前記第１の金属層をパターニングして第１の配線パター
   ン（２ａ，２ｂ）を形成する工程と，前記第１の配線パ
   ターン（２ａ，２ｂ）の一部を第１のマスク（３ａ，３
   ｂ）で覆った後，全面に層間絶縁層（４）を被着する工
   程と， 前記層間絶縁層（４）に密着し前記第１のマスク（３ａ
   ，３ｂ）上に開口（６ａ，６ｂ）をもつ前記第１のマス
   ク（３ａ，３ｂ）と同じ材料の第２のマスク（５）を形
   成する工程と， 前記第２のマスク（５）をマスクにして，前記開口（６
   ａ，６ｂ）から前記層間絶縁層（４）を反応性イオンエ
   ッチングにより除去し，前記第１のマスク（３ａ，３ｂ
   ）を露出する工程と， 前記第２のマスク（５）及び露出した前記第１のマスク
   （３ａ，３ｂ）をエッチングして除去し，前記開口（６
   ａ，６ｂ）に前記第１の配線パターン（２ａ，２ｂ）を
   露出した後，全面に第２の金属層を被着し，前記第２の
   金属層をパターニングして，前記第１の配線パターン（
   ２ａ，２ｂ）に接続する第２の配線パターン（７ａ，７
   ｂ）を形成する工程と を有することを特徴とする配線パターンの接続方法。 〔２〕絶縁物基板（１）に第１の金属層（２）を被着し
   た後，前記第１の金属層（２）に保護金属膜（３）を被
   着する工程と， 前記第１の金属層（２）及び前記保護金属膜（３）をパ
   ターニングして第１の配線パターン（２ａ，２ｂ）を形
   成した後，全面に層間絶縁層（４）を被着する工程と， 前記層間絶縁層（４）に密着し前記第１の配線パターン
   （２ａ，２ｂ）上に開口（６ａ，６ｂ）をもつ前記保護
   金属膜（８）と同じ材料のマスク（９）を形成する工程
   と， 前記マスク（９）をマスクにして，前記開口（６ａ，６
   ｂ）から前記層間絶縁層（４）を反応性イオンエッチン
   グにより除去し，前記保護金属膜（８）を露出する工程
   と， 前記マスク（９）及び露出した前記保護金属膜（８）を
   エッチングし，少なくとも前記マスク（９）の全部を除
   去した後，全面に第２の金属層を被着し，前記第２の金
   属層をパターニングして，前記第１の配線パターン（２
   ａ，２ｂ）に接続する第２の配線パターン（７ａ，７ｂ
   ）を形成する工程とを有することを特徴とする配線パタ
   ーンの接続方法。