JPH04165696A - 薄膜多層基板の製造方法 - Google Patents

薄膜多層基板の製造方法

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JPH04165696A
JPH04165696A JP29308290A JP29308290A JPH04165696A JP H04165696 A JPH04165696 A JP H04165696A JP 29308290 A JP29308290 A JP 29308290A JP 29308290 A JP29308290 A JP 29308290A JP H04165696 A JPH04165696 A JP H04165696A
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JP
Japan
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thin film
layer
film conductor
polyimide
conductor layer
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JP29308290A
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Haruo Tanmachi
東夫 反町
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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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〕 薄膜多層基板の製造方法、特にビア部のクリーニング方
法に関し、 ポリイミド絶縁層に形成したビア内に表出する下層の導
電体層上を汚染する異物の除去を、短時間で且つポリイ
ミド絶縁層を劣化させずに行う方法の提供を目的とし、 下層の薄膜導電体層と上層の薄膜導電体層との間の層間
絶縁層にポリイミド絶縁層を用いる薄膜多層基板の製造
方法において、下層の薄膜導電体層形成面上にポリイミ
ド絶縁層を形成する工程と、該ポリイミド絶縁層に該下
層の薄膜導電体層の一部を表出するビアを形成する工程
と、該ビアの内面及び該ポリイミド絶縁層の表面を、エ
ンドホール型イオンガンで形成した不活性ガスのイオン
若しくは不活性ガスと活性ガスの混合イオンにより照射
して該ビア内に表出する下層の薄膜導電体層上に付着す
る異物を除去する工程と、該ポリイミド絶縁層上に、該
ビアを介し該下層の薄膜導電体層に接する上層の薄膜導
電体層を形成する工程を含み構成される。
〔産業上の利用分野〕
本発明は薄膜多層基板の製造方法、特にビア部のクリー
ニング方法に関する。
高速ディジタル回路等の配線基板として用いる薄膜多層
基板においては、上下の薄膜導電体層かビアを介して接
続されるか、この接続を電気的及び機械的に確実にする
ことか、上記回路の信頼性を向上するうえに極めて重要
である。
〔従来の技術〕
従来、薄膜多層基板は第5図(a)〜(d)の工程断面
図に示す方法により形成されていた。
第5図(a)参照 即ち、先ずセラミック等からなる基板51上に、スパッ
タ、蒸着、めっき等の手段により例えばクロム(Cr)
/銅(Cu)/クロム(Cr)の3層構造の第1層薄膜
導電体層を形成し、次いて通常のフォトリソグラフィ技
術によりバターニングを行って第1層薄膜導電体層パタ
ーン52を形成する。
第5開山)参照 次いで第1層薄膜導電体層パターン52形成面上に例え
ば感光性ポリイミド層53を形成し、露光現像を行って
上記感光性ポリイミド層53に第1層薄膜導電体層パタ
ーン52の一部を表出するビア54を形成する。ここで
ビア54の底部に表出する第1層薄膜導電体層パターン
52の上面は、酸化膜やポリイミドの残渣等からなる厚
さ100〜200人程度の異物被着により汚染されてい
る。
第5図(C)参照 次いで、不活性ガスのグロー放電によるスパッタエツチ
ングを行い、上記ピア54底面の異物55を除去する。
この際ポリイミド層53も100〜200人程度薄くな
被着 第5図(d)参照 次いで、ビア54内を含む感光性ポリイミド層53上に
スパッタ、蒸着、5.めっき等の方法により例えば前記
第1層薄膜導電体層と同様の3層構造の第2層薄膜導電
体層を形成し、通常のフォトリソグラフィによりバター
ニングを行い、感光性ポリイミド層53上にビア54を
介し第1層薄膜導電体層パターン52に接続する第2の
薄膜導電体層パターン56を形成する。
そして、以後第5図あ)〜(d)の工程を繰り返して必
要な暦数だけ薄膜導電体層を形成し薄膜多層基板(図示
せず)を完成する。
上記のように、従来の薄膜多層基板の製造方法において
は、例えば感光性ポリイミド層53からなるポリイミド
絶縁層にビア54を形成した際、その底部に表出する下
層の例えば第1層薄膜導電体層パターン52上に付着す
る異物55の除去に不活性ガスのグロー放電によるスパ
ッタエツチング手段が用いられていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、このスパッタエツチング手段においては、異物
か短時間で十分に除去される程度に放電のパワーを上げ
不活性ガスイオンの密度を高めた際には、イオンの加速
電圧が200〜600eV程度に高まるために、この高
エネルギーを有する不活性ガスイオンの衝撃によって、
ポリイミド層53に大きなダメージを受けた変質層57
が形成され、機械的強度の劣化や表面リーク電流の増大
(絶縁性の劣化)を招くという問題かあった。
そこで、上記ポリイミド層53の劣化を避けるために、
従来は放電のパワーを低下させてスパッタエツチング処
理を行っており、そのために上記異物の除去か不完全に
なると同時に、処理時間も長引くという問題があった。
そこで本発明は、ポリイミド絶縁層に形成したビア内に
表出する下層の導電体層上を汚染する異物の除去を、短
時間で且つポリイミド絶縁層を劣化させずに行う方法の
提供を目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題は、下層の薄膜導電体層と上層の薄膜導電体層
との間の層間絶縁層にポリイミド絶縁層を用いる薄膜多
層基板の製造方法において、下層の薄膜導電体層形成面
上にポリイミド絶縁層を形成する工程と、該ポリイミド
絶縁層に該下層の薄膜導電体層の一部を表出するビアを
形成する工程と、該ビアの内面及び該ポリイミド絶縁層
の表面を、エンドホール型イオンガンで形成した不活性
ガスのイオン若しくは不活性ガスと活性ガスの混合イオ
ンにより照射して該ビア内に表出する下層の薄膜導電体
層上に付着する異物を除去する工程と、該ポリイミド絶
縁層上に、該ビアを介し該下層の薄膜導電体層に接する
上層の薄膜導電体層を形成する工程を含む本発明による
薄膜多層基板の製造方法によって解決される。
〔作 用〕
第4図はエンドホール型イオンガンの要部を示す模式構
成図である。図において、31はアノード、32はフィ
ラメントよりなるカソード、33はシールド、34は電
磁石、35はイオンに加速エネルギーを付与するアノー
ド電源、36はフィラメントを加熱するカソード電源、
37は電磁石電源、38はガス流、39はプラズマ、4
0はイオン及び電子、41は接地点を示す。
このような構成を有するエンドホール型イオンガンは、
通常のスパッタ装置やカウフマン型イオンガン等に比べ
て、大幅に低い100〜150■程度の加速電圧で0.
5〜1 mA/an”程度の高イオン電流密度でガスイ
オンを引き出すことが可能な利点を有し、アルゴンイオ
ンを用いポリイミドに対して約300人/ minの高
エツチングレートか得られる。
そこで、本発明の方法においては、ビア内に表出する下
層導電体層上を汚染する異物を除去するための不活性ガ
スイオンの照射を、エンドホール型のイオンガンを用い
て行い、イオンの加速エネルギーか低いことによってポ
リイミド絶縁層表面の劣化を防止する同時に、高イオン
密度が得られることによって前記異物のエツチング除去
に要する時間を短縮し、且つ除去を完全に行うことを可
能にするものである。
〔実施例〕
以下本発明を、図示実施例により具体的に説明する。
第1図(a)〜(e)は本発明の方法の一実施例の工程
断面図、第2図はアルゴンイオンのエネルギーとポリイ
ミド表面強度との関係図、第3図はアルゴンイオンのエ
ネルギーとポリイミド表面抵抗との関係図を示す。
全図を通じ同一対象物は同一符合で示す。
第1図fa)参照 本発明の方法により例えば3層構造の薄膜多層基板を形
成するに際しては、少なくとも表面が絶縁体よりなる厚
さ0.5〜1mm+程度の基板1上に従来通りスパッタ
、蒸着或いはめっき等の方法により下層から順次、厚さ
0.1μm程度のクロム(Cr)層2A、3〜6μm程
度の銅(Cu)層2B、0.1μm程度のCr層2Cが
積層された第1層の薄膜導電体層を形成し、この薄膜導
電体層上に通常のフォトプロセスにより図示しない所定
形状のレジストパターンを形成し、このレジストパター
ンをマスクにし、従来通り、苛性カリ(ソーダ)とフェ
リシアン化カリの混合溶液により上層のCr層2Cをバ
ターニングし、次いで塩化第2鉄溶液或いは〔過酸化水
素子硫酸〕溶液等によりCu層2BAをバターニングし
、次いで上層のCr層2Cと同様の液を用い下層のCr
層2Aをバターニングして、Cr/Cu/Cr S層構
造を有する第1層薄膜導電体パターン(第1層配線)2
を形成する。
第1図(b)参照 次いで従来同様に、この基板上にスピンコード法により
厚さ10〜30μm程度の例えばネガ型の第1の感光性
ポリイミド層3を形成し、次いて図示しないフォトマス
クを介して露光を行い、現像を行って上記第1の感光性
ポリイミド層3に第1層薄膜導電体パターン2の一部を
表出する例えば30〜200μm口程度の第1のビア4
を形成し、次いで窒素(N2)中350〜450℃で上
記第1の感光性ポリイミド層3をキュアする。
なおここで、第1のビア4内に表出する第1層薄膜導電
体パターン2面上には酸化膜やポリイミド残渣からなる
厚さ100〜200人程度の異物被着残留付着する。
第1図(C)参照 次いで図示しない真空容器内に上記基板を挿入し、真空
容器内を例えば10−” Torr程度の圧力のアルゴ
ン(Ar)雰囲気に保持した状態で、真空容器内に設置
したエンドホール型イオンガンにより加速エネルギー1
50eV (加速電圧150V)以下、例えば1.0O
eV (加速電圧100V)程度の加速エネルギーを有
するArイオン(Ar” )発生させ、このAr”によ
り1分間程度、前記第1のビア4内に表出する下層薄膜
導電体パターン2の表面及び第1のポリイミド層3の表
面を照射する。
このAr+照射により、ビア4内に表出する第1層薄膜
導電体パターン2面上に付着している前記異物5は完全
に除去される。また第1のポリイミド層3の表面も約3
00被着度の−様な深さエツチングされる。
第2図、第3図は、上記Arイオン照射によるポリイミ
ド層表面の劣化の状態を示した図で、第2図はイオン電
流密度0.05mA/an 2、照射時間30分に固定
し、Arイオンのエネルギーを高めていった際のポリイ
ミド表面強度の劣化を示すArイオンのエネルギー強度
とポリイミド表面高度との関係図で、第3図は第2図と
同一条件におけるポリイミド表面抵抗の劣化の状態を示
すArイオンのエネルギー強度とポリイミド表面抵抗と
の関係図である。
これらの図から、上記実施例で用いたArイオンの加速
エネルギー150eV以下の例えば100eV程度にお
いては、ポリイミド層の表面強度の劣化や表面抵抗の劣
化は殆と生じないことかわかる。
第1図(d)参照 次いで、第1のビア4内を含む第1のポリイミド層3上
にスパッタ、蒸着或いはめっき等の方法により第1層の
薄膜導電体層と同様の厚さのCr層6ASCu層6B、
 Cr層6Cが積層された第2層の薄膜導電体層を形成
し、第1層の薄膜導電体層と同様な方法によりバターニ
ングし、上記第1のポリイミド層3上に第Iのビア4に
おいて第1層薄膜導電体パターン2に接続する第2層薄
膜導電体パターン(第2層配線)6を形成する。
ここで、第1層薄膜導電体パターン2と第2層薄膜導電
体パターン6との間のコンタクト抵抗は1mΩ以下の値
を再現性よく示す。このことは、コンタクト抵抗が1m
Ω〜数10rnΩにばらついていた従来方法に比べて、
異物5の除去が完全に行われていることを示している。
第1図(e)参照 次いで第1図(bJの工程を繰り返して第2層薄膜導電
体パターン6形成面上に第2層薄膜導電体パターン6の
一部を表出する第2のビア8を有する第2のポリイミド
層7を形成し、次いで第1図(C)の工程を繰り返して
第2のビア8内に表出する第2層薄膜導電体パターン6
面に付着する異物を除去した後、第1図(d)の工程を
繰り返して第2のポリイミド層7上に第2のビア8にお
いて第2層薄膜導電体パターン6に接続する第3層薄膜
導電体パターン(第3層配線)9を形成し、3層構造の
薄膜多層基板か完成する。
なお更に多層の多層薄膜基板を形成する際には、前記第
1図ら)〜第1図(d)の工程を必要な回数繰り返し行
えばよい。
また、前記異物の除去に際してのイオン照射時間を一層
速めるためには、当初150eV以上の加速エネルギー
を有するイオンで照射して異物を急速に除去した後、イ
オンの加速エネルギーを150eV以下例えば100e
V程度に低下させて、前記150eVのイオン照射によ
りポリイミド層の表面部に発生している劣化層をエツチ
ング除去する方法を用いてもよい。
更にまた、異物の除去を不活性ガスのイオンのみで行わ
ず、不活性ガスのイオンに酸素等の活性ガスのイオンを
数%加えてやることにより、異物の除去速度を一層速め
ることか可能である。
〔発明の効果〕
以上説明のように本発明によれば、下層の薄膜導電体層
と上層の薄膜導電体層との間の層間絶縁層にポリイミド
絶縁層を用いる薄膜多層基板の製造方法において、ポリ
イミド絶縁層に形成したビア内に表出する下層の導電体
層上を汚染する異物の除去を、短時間で且つポリイミド
絶縁層を劣化させずに完全に行うことかできる。
従って本発明は、ポリイミドを層間絶縁膜に用いる薄膜
多層基板の製造手番の短縮及び信頼性の向上に効果を生
ずる。
【図面の簡単な説明】
第1図(al〜(elは本発明の方法の一実施例の工程
断面図、 第2図はアルゴンイオンのエネルギーとポリイミド表面
強度との関係図、 第3図はアルゴンイオンのエネルギーとポリイミド表面
抵抗との関係図、 第4図はエンドホール型イオンガンの要部を示す模式構
成図、 第5図(a)〜(d)は従来方法の工程断面図である。 図において、 1は基板、 2は第1層薄膜導電体パターン、 2A、2C16A、6CはCr層、 2B、6BはCu層、 3は第1の感光性ポリイミド層、 4は第1のビア、 5は異物、 6は第2層薄膜導電体パターン、 7は第2の感光性ポリイミド層、 8は第2のビア、 9は第3層薄膜導電体パターン を示す。 水梵日月の万;ムの−r旋イタ゛1の工程断面図V:J
]   凶(マの1) φ) エンド爪−几型一イ才しがルの姿捌jを示、14失入槙
、爪nY  4  図 従棗力5LのJ−程断面図 第  5  図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.下層の薄膜導電体層と上層の薄膜導電体層との間の
    層間絶縁層にポリイミド絶縁層を用いる薄膜多層基板の
    製造方法において、 下層の薄膜導電体層形成面上にポリイミド絶縁層を形成
    する工程と、 該ポリイミド絶縁層に該下層の薄膜導電体層の一部を表
    出するビアを形成する工程と、 該ビアの内面及び該ポリイミド絶縁層の表面を、エンド
    ホール型イオンガンで形成した不活性ガスのイオン若し
    くは不活性ガスと活性ガスの混合イオンにより照射して
    該ビア内に表出する下層の薄膜導電体層上に付着する異
    物を除去する工程と、該ポリイミド絶縁層上に、該ビア
    を介し該下層の薄膜導電体層に接する上層の薄膜導電体
    層を形成する工程を含むことを特徴とする薄膜多層基板
    の製造方法。
  2. 2.前記イオン照射が150eV以下の加速エネルギー
    を有するイオンによりなされることを特徴とする請求項
    1記載の薄膜多層基板の製造方法。
  3. 3.前記イオン照射が、加速エネルギー150eV以上
    の加速エネルギーを有するイオンによる1次照射と、次
    いで行う加速エネルギー150eV以下のイオンによる
    2次照射よりなることを特徴とする請求項1記載の薄膜
    多層基板の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019054246A1 (ja) * 2017-09-15 2019-03-21 日東電工株式会社 配線回路基板およびその製造方法

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