JPH04259285A - 配線基板の製造方法 - 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】

【０００１】

【技術分野】本発明は配線基板の製造方法に関し、特に
有機材料を用いた多層配線基板の絶縁層のビア形成方法
に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来、多層配線基板の配線層形成工程にお
いては、メタルパターン上に有機絶縁層の形成を行う必
要があるが、この形成は有機絶材料として感光性ポリイ
ミド樹脂を用いて行われている。

【０００３】多層基板上で感光性ポリイミド前駆体溶液
を塗布、乾燥、露光、現像する等の一連の写真製版工程
を用い、ビアホールを形成し、メタルパターンやメタル
配線層と、その上のメタル層との間の相互接続を行って
いる。

【０００４】上述した従来のメタルパターンやメタル配
線層上の有機絶縁層のビアホール形成方法を用いた場合
の問題点を以下に述べる。

【０００５】従来、有機絶縁材料のビアホールは、感光
性ポリイミドを用いて写真製版技術により形成する方法
と、非感光性ポリイミド層を形成した後、さらに上層に
ホトレジストを用いてマスクを形成し、エッチング装置
等を用い非感光性ポリイミド層のエッチングを行うこと
によって形成する方法がある。

【０００６】しかしながら、感光性ポリイミドあるいは
ホトレジストを使用する場合、ビアホール形成工程内に
写真製版技術を用いなければならないことになる。感光
性材料は、感度、解像度、現像特性といったパターンニ
ング特性を制御するために、厳密なプロセス条件出しが
必要であり、また各工程における管理も困難である。

【０００７】また、メタルパターンやメタル配線層上へ
ポリイミド前駆体溶液を塗布する場合、ポリイミド前駆
体溶液は下地のメタル配線層の凹凸の影響を受けるため
、塗布後のポリイミド前駆体溶液の表面も平坦ではなく
、メタル配線層の凹凸と同様な凹凸を持つことになる。 従来技術を用いた場合、ビアホール形成後も前記凹凸を
消滅させることはできない。

【０００８】

【発明の目的】本発明の目的は、有機絶縁材料の感光処
理時の各工程管理を容易とし、また各層の平坦化が実現
可能な配線基板の製造方法を提供することである。

【０００９】

【発明の構成】本発明による配線基板の製造方法は、基
板の一主面上にメタルパターンを形成する工程と、この
メタルパターンを含む前記基板の一主面上に絶縁樹脂層
を形成する工程と、前記絶縁樹脂層上に平坦化レジスト
を塗布、加熱して平坦な表面を有するレジスト層を形成
する工程と、前記レジスト層表面をエキシマレーザビー
ムでスキャンし、前記レジスト層のエッチング及び前記
メタルパターン上の絶縁樹脂層の選択的エッチングを行
う工程とを含むことを特徴とする。

【００１０】

【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。

【００１１】図１は本発明の一実施例による方法を用い
た場合の有機絶縁層の形成工程を表している。本実施例
も含めて以後、有機絶縁層の材料にはポリイミド樹脂を
、メタル金属には金を夫々用いて説明を進める。ここで
、ポリイミド樹脂は、高絶縁性と低誘電率とを有する良
質の絶縁体であり多層配線板の薄膜多層配線部の材料と
してよく用いられているものである。

【００１２】まず、（Ａ）に示すように多層基板１１の
一主面上にメタルパターン１２が独立して形成されてい
る場合について述べる。メタルパターン１２の膜厚は１
０μｍであり、多層基板１１のスルーホール１６を通し
て内部配線層に接続している。このようなメタルパター
ンは、多層配線基板のトップメタル、および多層基板の
スルーホール上にＩ／Ｏ　ピンを組み立てるために形成
されるランドによく用いられる。

【００１３】まず、（Ｂ）に示すようにメタルパターン
１２を含む基板一主面上全面にポリイミド樹脂層１３を
形成する。この時、ポリイミド樹脂層１３は下地のメタ
ルパターン１２の凹凸の影響を受け、メタルパターンが
ある場所と無い場所とでは膜厚が異なってくる。下地に
メタルパターンが無い場所でのポリイミド樹脂の膜厚は
１０μｍ、下地にメタルパターンがある場所では約８μ
ｍとなり、この部分でのメタルパターンも加えた膜厚は
１８μｍとなる。

【００１４】次に、（Ｃ）に示すようにポリイミド樹脂
層上に平坦化レジスト１４をスピンナーで塗布し、ホッ
トプレート上で２６０　℃、６０秒のベーキングを行う
。平坦化レジスト１４は下地の凹凸の影響を受けず、レ
ジスト表面の平坦化が実現される。この時の平坦化レジ
スト１４の膜厚は下地にメタルパターンが無い場所で１
０μｍ、下地にメタルパターンがある場所では２μｍと
なり、下地のメタルパターンの有無に関わらず、この時
点で多層基板上に形成された薄膜の膜厚は等しくなる。

【００１５】ここで、使用する平坦化レジストには、例
えば　ＳＨＩＰＬＥＹＦＡＲ　ＥＡＳＴ　ＬＴＤ．のＰ
ＭＧＩレジンを用いたＳＡＬ１１０−ＰＬ１等を用いる
ことができる。

【００１６】次に、（Ｄ）に示すようにエキシマレーザ
のビーム１５を多層基板上の平坦化レジスト１４の表面
全面に照射する。（Ｅ）に示すようにエキシマレーザの
ビーム１５で下地のメタルパターンの表面が露出するま
で、平坦化レジスト１４のエッチング及びメタルパター
ンの上のポリイミド樹脂１３の選択的エッチングを行う
。この時、エキシマレーザのビームのエネルギー密度は
、平坦レジストとポリイミド樹脂のエッチングレートが
１：１になる条件を選択する。

【００１７】今回は、ＫｒＦ　エキシマレーザを用い、
０．８Ｊ／ｃｍ　２　エネルギ密度で１ヶ所８０パルス
の条件でエッチングを行った。１００ｍｍ　×１００ｍ
ｍ　の多層基板全面をエキシマレーザのビームでスキャ
ンするのに約６分を要した。 エキシマレーザは紫外域で発振するにもかかわらず大出
力レーザとして、現在広い用途に使用されようとしてい
る。

【００１８】以上の工程を経ることによって（Ｅ）に示
すような所望部分にメタル層が露出した、高度に平坦な
ポリイミド樹脂層を形成することができる。ここで使用
するポリイミド樹脂は、感光性にこだわる必要はない。 従って、誘電率、熱膨張係数、膜強度等の面から最適な
ポリイミド樹脂を選択して使用すればよい。（Ｅ）に示
したように高度に平坦なポリイミド樹脂層の形成ができ
ることによって、次工程での加工が非常に容易になり、
ビアホールの接続信頼性も向上する。また、従来のポリ
イミド樹脂の露光、現像工程が削除されるため工程が大
幅に短縮できる。　　従来技術を用いて、ポリイミド樹
脂にビアホールを形成するプロセスを図２に示す。（Ａ
）に示すようなメタルパターン１２が形成された多層基
板上へ、（Ｂ）に示すように感光性ポリイミド前駆体２
３の溶液をスピンナーで塗布し、熱風循環式オーブンで
乾燥させる。

【００１９】次に、（Ｃ）に示すように、紫外線２５で
ガラスマスク２４を介してビアホールパターンの露光を
行う。本実施例では、ネガ型感光性ポリイミド樹脂２３
を使用している。このポリイミド前駆体２３の現像、さ
らにキュアを行うことによってポリイミド樹脂２３のビ
アホールを形成する。

【００２０】しかしながら、この方法では（Ｄ）に示す
如くポリイミド前駆体溶液の塗布時に、下地のメタルパ
ターンの凹凸によって受ける影響を緩和する事ができず
、例えばメタルパターンの端部が盛りあがるなどして、
平坦なポリイミド樹脂層を形成することができないため
、次工程での加工に弊害をもたらす要因の一つになって
いた。また、感光性ポリイミド樹脂を使用するため、ポ
リイミド樹脂の露光、現像という非常に厳密な条件が要
求される工程を経なければならず、ポリイミド樹脂のビ
アホール形成に多大な時間を要していた。

【００２１】図３は多層配線パターン上で本発明の他の
実施例の方法を用いた場合の絶縁層形成工程を表わして
いる。（Ａ）に示すメタル配線パターン１２上に、ポジ
型フォトレジスト３３を（Ｂ）に示す如くスピンナーで
塗布し、乾燥する。この時、メタルパターンである金１
２の膜厚およびポジ型フォトレジスト３３の膜厚は各々
１０μｍである。

【００２２】次に、紫外線２５でカラスマスク２４を介
して、ポジ型フォトレジスト３３の露光を、更にアルカ
リ現像液を用いて現像を行い、（Ｃ）に示すように金の
配線パターンが上層と接続する位置にビアホール３６を
形成する。そして、（Ｄ）に示す如くビアホール３６内
に無電解金メッキを析出させ、ビア立てメッキを完成さ
せる。（Ｅ）に示すようにメッキ後ポジ型フォトレジス
ト３３はメチルエチルケントを用いて剥離を行う。以上
の工程を経ることによって、示すビア部に突起のついた
金の配線パターン３７を形成することができる。

【００２３】次に、（Ｆ）の如くポリイミド樹脂層１３
を２０μｍの膜厚で形成し、（Ｇ）に示すようにポリイ
ミド樹脂層１３の凹凸を消滅させることができる膜厚で
、平坦化レジスト１４をスピンナーで塗布し、ホットプ
レート上で２６０　℃、６０秒のベーキングを行う。

【００２４】そして、（Ｈ）の如くエキシマレーザのビ
ーム１５を多層基板の表面全面でスキャンさせ、平坦化
レジスト１４のエッチングおよび金の配線パターン上の
ポリイミド樹脂１３の選択的エッチングを行う。以上の
工程を経て、（Ｉ）に示す平坦化が実現されたポリイミ
ド絶縁層が形成される。

【００２５】上記の工程を繰り返すことによって、所望
の位置にメタルパターンが露出した高度に平坦なポリイ
ミド多層配線層を形成することができる。配線パターン
の凹凸が、次に積層されるポリイミド層によって、完全
に消滅されるため、さらに上層でのメタル配線層の形成
を非常に容易に行うことができる。

【００２６】従来技術の工程を図４に示しており、図２
と同等部分は同一符号により示している。絶縁材料にネ
ガ型感光性ポリイミド樹脂２３を用いて、写真製版技術
によりビアホール４７を形成し、この工程を繰り返して
多層配線層を形成している。

【００２７】しかしながら、このような方法では、ポリ
イミド前駆体溶液の塗布時に、下地のメタルパターンの
凹凸によって受ける影響を緩和することができないのは
図２の例と同様である。上の層れになればなるほど下層
から受ける凹凸の影響は大きくなり、多層配線層を製造
する上で、大きな弊害を生じてくる。

【００２８】例えば、各層の膜厚の測定を行う場合、凹
凸の影響で測定したい正確な膜厚が得られないという問
題点も発生する。また、感光性ポリイミド樹脂を使用す
るため、ポリイミド樹脂の露光、現像という非常に厳密
な条件設定が要求される工程を経なければならず、ポリ
イミド樹脂のビアホール形成に多大な時間を要していた
。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、メタルパターン上の有
機絶縁層の形成に、平坦化レジストとエキシマレーザを
用いることにより、有機絶縁材料としては感光特性にこ
だわる必要がなくなり、また各層の平坦化が実現でき、
よって各層間の接続の信頼度が向上するという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の製造工程順を示す図である。

【図２】従来の配線基板のビアホール形成過程を示す図
である。

【図３】本発明の他の実施例の製造工程順を示す図であ
る。

【図４】従来の配線基板におけるビア立てメッキ後の絶
縁層の形成過程を示す図である。

【符号の説明】

１１　　基板 １２　　メタルパターン １３　　ポリイミド樹脂 １４　　平坦化レジスト １５　　エキシマレーザビーム １６　　スルーホール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　基板の一主面上にメタルパターンを形
   成する工程と、このメタルパターンを含む前記基板の一
   主面上に絶縁樹脂層を形成する工程と、前記絶縁樹脂層
   上に平坦化レジストを塗布、加熱して平坦な表面を有す
   るレジスト層を形成する工程と、前記レジスト層表面を
   エキシマレーザビームでスキャンし、前記レジスト層の
   エッチング及び前記メタルパターン上の絶縁樹脂層の選
   択的エッチングを行う工程とを含むことを特徴とする配
   線基板の製造方法。
2. 【請求項２】　　基板の一主面上にメタルパターンを形
   成する工程と、このメタルパターン上に、ホトレジスト
   を用いて写真製版技術によりビアホールを形成する工程
   と、このビアホール内にメッキを析出させてビア部に突
   起のついたメタルパターンを形成する工程と、このメタ
   ルパターンを含む前記基板の一主面上に絶縁樹脂層を形
   成する工程と、前記絶縁樹脂層上に平坦化レジストを塗
   布、加熱して平坦な表面を有するレジスト層を形成する
   工程と、前記レジスト層表面をエキシマレーザビームで
   スキャンし、前記レジスト層のエッチング及び前記メタ
   ルパターンの突起部上の絶縁樹脂層の選択的エッチング
   を行う工程とを含むことを特徴とする配線基板の製造方
   法。