JPH05226243A - 高速素子実装用回路基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速素子実装用回路基板の製造において、試
料間および基板内の膜厚のばらつきが少なく、かつ大き
な膜厚の絶縁層の形成を可能にする。 【構成】 感光性を有するポリイミド樹脂１２にフォト
リソ工程によりパターン形成する際に、ポリイミド樹脂
１２の上層に、ポリイミド樹脂１２と同型のフォトレジ
スト１３、すなわちポリイミド樹脂１２がポジ型の感光
基を有している場合にはポジ型のフォトレジスト１３、
またポリイミド樹脂１２がネガ型の感光基を有している
場合にはネガ型のフォトレジスト１３を形成し、この両
層を同時に露光し、その後、フォトレジスト１３とポリ
イミド樹脂１２を現像するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、配線層に接する絶縁層
に感光性ポリイミド樹脂を用いた高速素子実装用回路基
板の製造方法、特に、感光性ポリイミド樹脂の現像方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近来、ポリイミド樹脂を絶縁層として用
いた高速素子実装用回路基板の開発が盛んに行なわれて
いる。この回路基板は、低誘電率（ε＝３．０前後）で
あるポリイミド樹脂を絶縁層に用いて、信号の伝搬遅延
の原因となる寄生の容量やインダクタンスを低減させる
ことにより、数Ｇｂｉｔ／ｓｅｃ級の高速信号伝送を可
能とするものである。ポリイミド樹脂は低誘電率である
ことの他に、４００Ｃ°程度以上の耐熱性を有するため
に、素子実装する際のプロセス温度に対する耐性を十分
に持ち、さらにスピンコーティングによる膜形成が容易
であり、この膜に通常のフォトリソ工程により微細なパ
ターン形成が可能であることなどから、高速素子実装用
回路基板の製造に有効な有機絶縁膜である。

【０００３】ところで、この回路基板上に高速素子を実
装すると、入射された信号が回路基板内の配線上におい
て反射し、伝送損失や伝搬遅延を引き起こすという問題
点があり、この問題を克服するには配線の特性インピー
ダンスを整えて整合を取る必要がある。この特性インピ
ーダンスは主に配線に接している誘電体としての絶縁層
の誘電率およびその膜厚に依存している。例えばポリイ
ミド樹脂の場合には、５０Ωの特性インピーダンスを得
るためには、配線の片側に１０μｍ以上という大きな膜
厚が要求される。

【０００４】また、ポリイミド樹脂には非感光性の樹脂
と感光性の樹脂があり、前者はスルーホールなどのパタ
ーン形成をするために、樹脂膜上にフォトレジスト等に
よるマスクパターンを形成し、現像、マスクパターン除
去という煩雑な工程を必要とするのに対し、後者は樹脂
そのものが感光性を有しているために、マスクパターン
の形成を必要とせず、パターン形成工程が前者と比して
大幅に簡略化できるという長所を有している。

【０００５】また、非感光性ポリイミド樹脂の場合に
は、長時間の現像が必要となる微細パターンを形成する
際、レジストパターンの欠損や等方エッチング特性によ
るオーバーエッチングが生じるという問題点があるのに
対して、感光性ポリイミド樹脂の場合には、ポリイミド
自体が感光性を有していることにより、適正な露光を行
なえば、長時間での現像に対してもパターンのオーバー
エッチングという心配が少なく、微細パターンの形成に
有利であるという利点も有している。このため主にこの
２点の理由により、感光性ポリイミド樹脂を絶縁層とし
て高速素子実装用回路基板に用いることが有望視されて
いる。

【０００６】次に、感光性ポリイミド樹脂を用いて高速
素子実装用回路基板の製造を行なった従来の実施例を示
す。図２は従来の高速素子実装用回路基板の製造工程断
面図であり、つまり絶縁性基板上に形成された導体層上
に、ネガ型の感光基を有する感光性ポリイミド樹脂膜を
形成し、これにスルーホールパターンを形成した工程を
基板の断面図にて示したものである。

【０００７】まず、図２（ａ）に示すように、銅等の配
線２が形成されたセラミック等の基板１上にワニス状態
のポリイミド樹脂３をスピンコーティングにより均一に
塗布し、露光を行なえる状態にするためにオーブンにて
乾燥を行なう。次に、図２（ｂ）に示すように、フォト
マスク４をポリイミド樹脂３上にコンタクトさせた状態
で配置し、露光器にて適正量の紫外線５を照射する。こ
の工程で露光された部分のポリイミド樹脂３は、露光さ
れない部分よりも現像液に対する溶解度が小さくなる。

【０００８】次に、図２（ｃ）に示すように、現像液に
より非露光部のポリイミド樹脂３を完全に除去し、リン
ス液で現像液を完全に除去する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の感光性ポリイミド樹脂の現像法によれば、現像
工程における膜厚損失が非常に大きいため、高速素子実
装用回路基板が要求する、配線の片側に１０μｍ以上と
いう大きな膜厚の絶縁層の形成が非常に困難であるとい
う問題点があった。

【００１０】すなわち、感光性ポリイミド樹脂の現像に
おいては、ポリイミド樹脂膜全体が現像液に浸漬される
ことにより、非パターン形成部の膜厚も現像時間に比例
して減少し、特に微細なパターンの形成には長時間の現
像が必要とされるために、場合によっては現像前の膜厚
に比して５０％以上も減少することがあった。また、例
えばこの問題を解決すべく、現像工程における膜厚減少
量を見込んで大きな膜厚の樹脂膜を形成し、これをパタ
ーニングしようとすると、露光時間および現像時間が長
くなりアスペクト比の大きな微細パターンの形成が困難
になるという問題点があった。

【００１１】また、同様の理由により、現像時間のばら
つきによる試料間および基板内の膜厚のばらつきが生
じ、正確な膜厚の制御が困難となることから、所定の特
性インピーダンスが得られ難いという問題点もあった。
そこで、本発明は、スルーホール等の微細パターンの形
成に有利な感光性ポリイミド樹脂を用いて、現像工程に
おける膜厚が減少するという問題点を除去することによ
り、試料間および基板内の膜厚のばらつきが少なく、か
つ大きな膜厚の誘電体膜の形成を可能とした高速素子実
装用回路基板の製造方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、感光性ポリイミド樹脂の現像方法を用い
た高速素子実装用回路基板の製造方法において、感光性
を有するポリイミド樹脂層上に同型の感光特性を有する
フォトレジスト層を形成し、その二層を同時に露光し、
フォトレジストとポリイミド樹脂を現像するようにした
ものである。

【００１３】

【作用】本発明によれば、上記のように、感光性を有す
るポリイミド樹脂膜にフォトリソ工程によりパターンを
形成する際に、ポリイミド樹脂膜の上層に、ポリイミド
樹脂膜と同型のフォトレジスト、すなわちポリイミド樹
脂がポジ型の感光基を有している場合にはポジ型のフォ
トレジスト、またポリイミド樹脂がネガ型の感光基を有
している場合にはネガ型のフォトレジストを形成し、こ
の両層を同時に露光し、その後フォトレジストとポリイ
ミド樹脂を現像するようにする。

【００１４】従って、微細パターン形成された、試料間
及び試料内における膜厚のばらつきが少なく、かつ大き
な膜厚の誘電体膜を形成することができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図を参照しな
がら詳細に説明する。図１は本発明の実施例を示す高速
素子実装用回路基板の製造工程断面図であり、ネガ型の
感光基を有するポリイミド樹脂を用いた場合のパターン
形成工程を基板の断面図にて示す。

【００１６】まず、図１（ａ）に示すように、銅等の配
線１１が形成されたセラミック等の基板１０上にワニス
状態のポリイミド樹脂１２をスピナーによりコーティン
グし、オーブン中で乾燥を行なう。次に、図１（ｂ）に
示すように、ポリイミド樹脂１２上に、ネガ型のフォト
レジスト１３をスピナーによりコーティングし、オーブ
ン中で乾燥を行なう。

【００１７】次に、図１（ｃ）に示すように、基板１０
をコンタクト型露光器にセットし、フォトマスク１４上
方より必要量の紫外線１５を照射する。次に、図１
（ｄ）に示すように、非露光部のフォトレジスト１３と
ポリイミド樹脂１２を同時に現像液でエッチングし、コ
ンタクトホール１６を形成する。次に、図１（ｅ）に示
すように、現像完了後、すぐにリンス液により現像液を
完全に除去し、最後にフォトレジスト１３を除去する。

【００１８】なお、上記実施例では、フォトレジストと
ポリイミド樹脂の現像を同時に行なったが、フォトレジ
ストとポリイミド樹脂の現像液が異なる場合には、フォ
トレジスト現像後、ポリイミド樹脂を現像するようにす
ればよい。その際には、パターンが形成されたフォトレ
ジストのベイクを行なうことにより、ポリイミドの現像
液に対するフォトレジストの耐性を高めることができ
る。

【００１９】また、上記実施例では、ポリイミド樹脂の
現像方法として、ネガ型の感光基を有するポリイミド樹
脂を用いるようにしたが、ポジ型のポリイミド樹脂に対
してもポジ型のフォトレジストを用いることにより、本
発明による方法を用いることができる。なお、本発明は
上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に
基づき種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲
から排除するものではない。

【００２０】

【発明の効果】以上、詳細に述べたように、本発明によ
れば、感光性ポリイミド樹脂を用いることにより、スル
ーホール等の微細パターンの形成が可能となり、さら
に、例えば、形成時に２５μｍの膜厚であった樹脂膜
が、現像液も２５μｍ弱の膜厚のまま維持できるため、
最終処理時に５０％程度の膜厚減少があっても１０μｍ
以上の膜厚を得ることができる。

【００２１】これにより、感光性ポリイミド樹脂を用い
て、微細パターン形成された、試料間および試料内にお
ける膜厚のばらつきが少なく、かつ大きな膜厚の誘電体
膜を形成することができる。従って、これを配線に接す
る誘電体層として用いた、所定の特性インピーダンスを
持つ高速素子実装用回路基板を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す高速素子実装用回路基板
の製造工程断面図である。

【図２】従来の高速素子実装用回路基板の製造工程断面
図である。

【符号の説明】

１０ 基板 １１ 配線 １２ ポリイミド樹脂 １３ フォトレジスト １４ フォトマスク １５ 紫外線 １６ コンタクトホール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井口 泰男 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光性ポリイミド樹脂の現像方法を用い
   た高速素子実装用回路基板の製造方法において、 （ａ）感光性を有するポリイミド樹脂層上に同型の感光
   特性を有するフォトレジスト層を形成し、 （ｂ）該二層を同時に露光し、フォトレジストとポリイ
   ミド樹脂を現像することを特徴とする高速素子実装用回
   路基板の製造方法。