JPH0360188A - 高密度集積回路を有する接続板の多層配線網の形成方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、ＶＬＳ　Ｉ回路（大規模集積回路）と呼ばれ
る、少なくとも１つの集積回路を有する接続板の多層配
線網の形成方法に関するものである。

この接続板は、パッケージ内に配置される集積回路の支
持材の表面に装着された複数の集積回路の相互接続のた
めに使用されたり、もしくは、例えば、一般に「チップ
キャリヤ」と呼ばれる従来の支持部材の代用として、単
に支持部材として使用することかできる。

従来の技術 そのような接続板では、多層配線網は、通常、１つまた
は複数の集積回路の給電電位を分配する導体面を備える
絶縁プレートによって構成されている基板によって支持
されている。基板は、焼結セラミックプレートか、また
は、有機材料製、例えば、プラスチック製のプレートで
あることがある。しかし、また、このような接続板を、
柔軟性のある接続板の形をとる多層配線網だけで形成す
ることもできる。さらに、接続板は、複数の集積回路を
備え、いわゆるウェハ技術によってこれらの集積回路の
相互接続するための多層配線網によって被覆された半導
体材料製のプレートであることもある。これらのどの接
続板の場合も、多層配線網は、導体層と絶縁層を交互に
積層させることによって構成される。この積層では、絶
縁層を貫通する孔を形成して、隣接する導体層との電気
接続を形成する。導体層は、通常、アルミニウムまたは
銅製であり、絶縁層は、現在は、ポリイミド等の重合材
料によって形成されるのが好ましい。

発明が解決しようとする課題 多層配線網の製造における問題は、比較的平坦な層を得
ることにある。従来の製造方法は、導電材料層で導体を
形成し、通常、“ペースト”と呼ばれる粘性のある液体
状の重合可能な材料の絶縁層でその導体層を被覆する。

このペーストによって、下にある導体層の対応する縁部
より低い段または凹凸を備える表面が得られるという利
点がある。この方法では、少量の重合可能な材料を遠心
力を利用して塗布するか、ペーストをスパッタリングす
４か、または、例えば、シルクスクリーン印刷によって
ペーストをコーティングする。次に、このペーストを重
合する。当然、この方法の実施条件では、この重合層は
、重ねられた２つの導体層間を確実に絶縁するのに必要
な厚さを備えることになる。

更に、絶縁層は、形成すべきスルーホール（ピアホール
（ｖｉａ−ｈｏｌｅｓ））の位置を決定するマスクによ
って被覆される。従来では、これらのスルーホールの口
を広げて、らっは形にして、上部の導体層の導体は、絶
縁層上、形成したばかりのスルーホールの壁及びスルー
ホールの底部に形成する導体領域上に延在している。そ
の結果、スルーホールの位置に多数の凹部を備える上部
導体層が形成される。多数の層を積層させることによっ
て、くぼみの深さはより深くなり、その結果、積層され
た導体層に不連続が生じる恐れがあることが分かる。ま
た、スルーホールの形成及びその口の拡大は、この方法
の困難な段階である。

この方法の改良は、スルーホールを垂直線を中心にらせ
ん状にずらして、スルーホールが重なることを避けるこ
とにある。しかし、第１の欠点は、同一の絶縁層内での
スルーホールの密度が小さ（なり、従って、多層配線網
内での導体の全体的な密度が小さくなることである。第
２の欠点は、スルーホールがずらされて配置されている
ことによって、多層配線網中で信頼性の高い導体層の数
を極めて急激に減らすことである。例えば、互いに９０
°ずつずらして、らせん状に配置することによって、第
５番目の層のスルーホールは、第１番目の層のスルーホ
ールと重なり、場合によってはその間にある４つのスル
ーホールが歪む。実際、この方法は、通常、約５つの導
体層を重ねる積層に限定される。

この問題点の最近の解決法は、導体層の導体ににピラー
を形成し、全体をペーストで被覆して、このペーストを
重合させ、絶縁層を形成する。絶縁層は、重ねられる２
つの導体層間に所望な絶縁を確保するのに十分な相当な
厚さとなり、一方、ピラーの部分は薄い絶縁材料が被覆
する。絶縁層は、スノ（−ホールの形態を有するマスク
によって被覆される。次に、絶縁層を選択的にエツチン
グして、ピラーの上部面を露出させ、スルーホールの口
を広げる。ピラーを使用することによって、これらのス
ルーホールは、前述した従来の方法によって得られたス
ルーホールより明らかに浅い。

従って、上層の導体層は、かなり平らになる。それ故、
この方法によって、多層配線網において信頼できる導体
層をより多く積層できる利点がある。

本発明は、この技術に関するものであり、集積回路の接
続板用のピラーを備える多層配線網の形成方法を提供す
るものである。

課題を解決するための手段 本発明による、多層配線網の１つの層の導体上にピラー
を形成することを含む、少なくとも１つの集積回路を有
する接続板の多層配線網の形成方法は、均一な金属層上
にピラーを形成し、次に、この金属層をエツチングして
、上記導体を形成することからなることを特徴とする。

本発明の特徴及び利点は、添付図面を参照して説明する
以下の実施例によって明らかとなろう。

実施例 第１図は、本発明による方法によって形成された接続板
１０の部分的な断面図である。接続板１０は、その表面
に少なくとも１つの集積回路１３の多層配線網１２を備
える基板１１によって構成されている。

この基板１１は、電気絶縁性の材料、例えば、図示した
実施例では、セラミック製の一枚のプレートであり、各
々、集積回路１３の給電電位Ｕａ、　［Ｊｂを分配する
導体面１４ａ、１４ｂを備える。多数の導体ピラー１５
ａ、１５ｂは基板１１を貫通して、各々電位面１４ａ、
１４ｂと接触しており、基板１１の同一面上に露出して
いる。

多層配線網１２は、基板１１の面上に形成されており、
交互に重ねられた導体層と絶縁層の積層体によって構成
されている。図示した多層配線網１２は、第１の絶縁層
１６、第１の導体層１７、第２の絶縁層１８、第２の導
体層１９、第３の絶縁層２０及び集積回路１３との接続
パッドを形成する接続導体層２１を備える。実際、セラ
ミック基板１１は、寸法１０１００ｍｍＸ１００．厚さ
ｌ　＋ｎ＋ｎのプレートである。多層配線網１２は、銅
とポリイミドによって形成されている。

各導体層は、厚さが約５μｍであり、ピッチ１００μｍ
で並べられた幅５０μｍの導体によって構成されている
。各絶縁層の厚さは、下接する絶縁層の上で約１５μｍ
である。セラミック基板１１の上部面は、絶縁性である
が、多数の凹凸や平坦欠陥があり、マスクして第１の絶
縁層１６を積層させる。従来のように、絶縁層１６．１
８．２０は、スルーホールを備える。このスルーホール
は、隣接する導体層１７．１９及び２１間の電気接続の
ためのピラー２３を備えるが、このピラーは、同様にそ
れらの導体層をピラー１５ａ、１５ｂとも電気接続する
。スルーホール２２は、ピラー２３の上に、口が広がっ
た縁部２．２　ａを有する。ピラー２３の横断面は、円
筒形または角柱形であることがある。形成されたピラー
２３は、入角形であり、その直径は３０μｍであり、高
さは導体上で１０μｍである。

第２図Ａから第２図Ｈは、各々、本発明による第１図に
図示した接続板１０の製造方法の連続した段階を図示し
たものであり、第３図Ａから第３図Ｈは、第２図Ａから
第２図Ｈの平面図の方向とは直角の方向から見た平面図
である。第２図Ａから第２図Ｈ及び第３図Ａから第３図
Ｈは、第１図に図示した領域Ａの位置の詳細な拡大断面
図であり、絶縁層１６上の導体層１７、導体層１７上に
位置するピラー２３及び絶縁層１８の形成を連続して図
示したものである。図示した方法は、絶縁層１６の形成
後に開始される。

絶縁層１６は、銅の層２４によって均一に被覆される。

その厚さは、形成すべき導体層１７の厚さである（第２
図Ａ及び第３図Ａ）。この層２４は、好ましくは、マグ
ネトロン陰極スパッタリングによって積層される。次に
、この層２４をピラー２３の形状に合わせたスルーホー
ル２６を備えるように処理した感光性マスク２５によっ
て均一に被覆する（第２図Ｂ及び第３図Ｂ）。

次に、マスク２５のスルーホール２６中にピラー２３を
電着家る（第２図Ｃ及び第３図Ｃ）。銅の均一層２４は
、マスク２５のスルーホール２６中にピラ′−２３を電
着する際に電極として働く。マスクを除去して（第２図
り及び第３図Ｄ〉、他の感光性マスク２７を設ける。こ
のマスク２７は、ピラー２３を被覆し、導体層１７が導
体の形態となるように処理されている（第２図Ｅ及び第
３図Ｅ〉。次に、導体層を工ツチングする（第２図Ｆ及
び第３図Ｆ）。次に、導体層１７からなる導体を被覆す
るマスク２７を除去する（第２図Ｇ及び第３図Ｇ）。

絶縁層１８を形成する（第２図Ｈ及び第３図Ｈ）。

絶縁層１８は、公知の様々な方法によって形成すること
もできる。図示した実施例では、粘液状のポリアミン酸
を遠心力によって塗布して、形成した層を重合させて、
それをポリイミドにすることからなる周知の方法を使用
した。その結果、第２図Ｈ及び第３図Ｈに図示したポリ
イミド層■８が形成された。この方法は、ピラー２３を
備える導体層１７の起伏をほぼ滑らかにするという利点
がある。第２図Ｈ及び第３図Ｈに図示したように、この
方法によって、絶縁層１８のポリイミドの厚さは、各ピ
ラー２３上では極めて薄くなる。第１図に図示した絶縁
層１８の口を広げたスルーホール２２ａは、従来の方法
によって、第２図Ｈ及び第３図Ｈに図示した層１８のマ
スクを形成して、プラズマによる選択的エツチングによ
ってピラー２３の上面を露出させることによって得られ
る。この時、スルホール２２ａの厚さは小さく、従って
、上部の導体層１９をほとんど変形させないことが分か
る。

上記の方法は、様々に変更することができる。

例えは、銅層２４は、公知のいずれの方法でも形成する
ことができる。また、導体層１７．１９．２１及びピラ
ー２３を構成する材料として、銅の代わりに、純粋なも
のでも他の成分と組み合わせたものでも、ピラー２３の
電着に適し、公知のいずれかの方法によって形成される
層２４の形態で形成されるものなら、他のどんな導電性
金属でも使用することができる。しかし、また、導体層
１７の導体を構成する材料の種類によっては、ピラー２
３の電着ができないこともある。これは、例えば、導体
１７がアルミニウムの場合である。その場合には、第４
図に図示した段階を実施する。この第４図は、第２図Ａ
に類似しているが、追加する段階である。従って、第２
図Ａでは、金属層２４はアルミニウム製であると考えら
れる。第４図では、金属層２４は、導体膜２８によって
被覆されている。この導体膜は、銅のピラー２３の電着
ができ、場合によってはアルミニウムと相溶性のある、
例えば、銅である。マスク２５の積層後（第２図Ｂ）、
銅のピラー２３が形成される。次に、第２図りまたは第
２図Ｅに図示した段階の後、膜２８の少なくとも一部分
を除去して、導体間の電気絶縁を確実にする。

また、絶縁層１８を異なる公知の方法によって形成する
ことができることが分かっている。好ましい方法は、ピ
ラー２３を備える導体層１７り第２図Ｇ及び第３図Ｇ）
上に厚さ約３０μｍのポリイミドフィルムを広げ、この
フィルムを加熱して加圧し、第２図Ｈ及び第３図Ｈに類
似した構造を得ることができる。ピラー２３の上のポリ
イミドの厚さは、物理的に侵食したり、または、化学的
エツチングまたはプラズマエツチングによって除去する
ことができる。もちろん、このポリイミドは多層配線網
で通常使用される要素の一例であり、多層配線網技術に
適した材料なら他のいずれの材料にも代えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、少なくとも■つの高密度集積回路を有する支
持部材のための、本発明によって製造された多層接続板
の一部分の横断面図であり、第２図Ａ〜第２図Ｈは、第
１図に図示した接続板の領域Ａの詳細な拡大図で示した
、本発明による接続板の製造方法の連続した段階を図示
したものであり、 第３図Ａ〜第３図Ｈは、第１図に図示した接続板の領域
Ａの線Ｉ［［−Ｉによる断面図であり、各々、本発明に
よる方法の第２図Ａ〜第２図Ｈに対応する連続した段階
を図示したものであり、第４図は、第２図Ａ〜第２図Ｈ
に類似しているが、本発明による別の実施態様の１段階
を図示したものである。 （主な参照番号） １０・・・接続板　　　　１１・・・基板１２・・・多
層配線網　　１３・・・高密度集積回路１６．１８．２
０・・・絶縁層 １７．１９・・・導体層　　２１・・ ２２．２６・・・スルーホール ２３・　・　・ピラー　　　　２５．２７２８・・導体
膜 ・接続導体層 ・マスク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）多層配線網の１つの層の導体（１７）上にピラー
   （２３）を形成することを含む、少なくとも１つの高密
   度集積回路を有する接続板（１０）の多層配線網（１２
   ）の形成方法であって、金属層（２４）上に上記ピラー
   （２３）を形成して、その後に該金属層をエッチングし
   て、上記導体（１７）を形成することを特徴とする方法
   。
2. （２）厚さが上記の形成すべき導体層（１７）の厚さで
   ある均一な金属層（２４）を形成し、上記ピラー（２３
   ）の形状に適したスルーホール（２６）を備えるマスク
   （２５）を形成し、電着によって該ピラーを形成し、上
   記マスク（２５）を除去し、上記の形成すべき導体（１
   ７）の形状に適した第２のマスク（２７）を形成し、上
   記金属層（２４）をエッチングして、上記導体（１７）
   を形成することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. （３）上記ピラーの電着を容易にする導体膜（２８）で
   上記の均一な金属層（２４）を被覆し、上記ピラーの形
   成後に上記導体膜の少なくとも一部分を除去することを
   特徴とする請求項２に記載の方法。