JPH05304366A - 多層配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 衛生上安全なメッキ方法により銅メッキ配線
の上に保護膜を形成し、ビアホール部における抵抗値を
低減させる。 【構成】 下地導体層２上に形成した銅メッキ配線５を
ニッケルメッキ保護膜６で被覆する。次に、感光性ポリ
イミド樹脂を塗布して層間絶縁膜８を形成する。つい
で、層間絶縁膜８に層間接続用のビアホ−ル部９を開口
し、層間絶縁膜８を硬化させた後、ビアホ−ル部９から
露出している保護膜６をエッチング除去し、ビアホール
部９を通して１層目の銅メッキ配線５に２層目の配線パ
タ−ン１０を接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多層配線板の製造方法
に関する。具体的にいうと、本発明は、ＬＳＩ等の電子
部品を実装するための多層配線板の製造方法に関する。

【０００２】

【背景技術】最近、ＬＳＩ等の電子部品が実装される配
線板においては、信号遅延がマシンサイクル短縮の障害
になっており、実装系における信号伝送の高速化の要請
が高まっている。

【０００３】そこで、多層配線板における信号伝送特性
を良好にするため、層間絶縁膜に誘電率の小さなポリイ
ミド樹脂を用い、層間絶縁膜と銅メッキ配線を積層した
多層配線板が用いられるようになっている。さらに、製
造工程を簡略化することを目的として、感光性ポリイミ
ド樹脂を層間絶縁膜として用いた多層配線板が利用され
るようになってきている。

【０００４】しかしながら、従来の多層配線板にあって
は、銅メッキ配線上に層間絶縁膜として感光性ポリイミ
ド樹脂を塗布したとき、この感光性ポリイミド樹脂と銅
メッキ配線との間で化学反応が生じ、銅メッキ配線上に
絶縁性の反応生成物が生じている。このため、層間接続
用のビアホール部において、下層の銅メッキ配線と上層
の銅メッキ配線の接合面の抵抗値が著しく高くなるとい
う欠点があった。例えば、ビアホール部の開口寸法を２
０μｍ角とすると、ビアホール部における上層及び下層
の銅メッキ配線間の抵抗値は約１Ωとなり、理論計算値
の１０００倍という高い抵抗値になっていた。

【０００５】そこで、銅メッキ配線と感光性ポリイミド
樹脂との化学反応によるビアホール部の抵抗値の増大を
防止する方法として、銅メッキ配線をＣｒやＴｉ等の保
護膜で被覆し、保護膜の上から感光性ポリイミド樹脂を
積層して硬化させた後、ビアホール部のみで銅メッキ配
線から保護膜を剥離させ、保護膜から露出させた銅メッ
キ配線の表面に上層の銅メッキ配線を接合させ、ビアホ
ール部の抵抗値を小さくする方法が提案されている（特
開昭６１−２９４８９５号公報）。

【０００６】この保護膜の形成方法としては、メッキが
大型の装置を必要とせず、簡単に形成できることから、
メッキ法が望ましい。しかし、クロムメッキ保護膜はメ
ッキ液原料として有毒性のある六価クロムを使用しなけ
ればならず、衛生上危険である。また、チタン保護膜は
真空蒸着あるいはスパッタにより形成できるが、メッキ
法では形成できない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のような技術的背
景より、衛生上問題のないメッキ法で銅メッキ配線の上
に保護膜を形成し、ビアホール部における抵抗値を小さ
くする方法が要望されている。

【０００８】本発明は、叙上の従来例の欠点に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、層間絶縁
膜として感光性ポリイミド樹脂等の感光性有機高分子材
料を用いた多層配線板において、衛生上安全なメッキ方
法で銅配線の上に保護膜を形成し、ビアホール部におけ
る抵抗値を低減させることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の多層配線板の製
造方法は、有機高分子材料で形成された層間絶縁膜と銅
配線を積層した多層配線板の製造方法において、前記銅
配線をニッケル被膜で被覆する工程と、当該ニッケル被
膜の上から感光性の有機高分子材料を塗布して層間絶縁
膜を形成した後、当該層間絶縁膜に層間接続用ビアホー
ル部を開口する工程と、前記層間絶縁膜を硬化させた
後、ビアホール部に露出する前記ニッケル被膜を銅配線
上から選択的に除去する工程とを有することを特徴とし
ている。

【００１０】

【作用】本発明の多層配線板の製造方法にあっては、感
光性の有機高分子材料を用いて層間絶縁膜を形成してい
るので、層間絶縁膜のパターニング（ビアホール部の形
成）を容易に行なえ、製造プロセスを短絡化することが
できる。

【００１１】また、銅配線の上にニッケル被膜を形成し
ているので、銅配線と層間絶縁膜（感光性有機高分子材
料）との反応を妨げることができ、ビアホール部におけ
る抵抗の増大を防止できる。しかも、保護膜を有毒性の
ないニッケル被膜によって形成しているので、衛生上の
安全性が高く、かつ、ニッケル被膜はメッキで形成する
ことができるので、メッキ技術により容易に保護膜を得
ることができる。

【００１２】

【実施例】図１（ａ）〜（ｊ）に本発明の一実施例によ
る多層配線板の製造方法を示す。以下、図１にしたがっ
て多層配線基板Ａの製造方法を説明する。まず、図１
（ａ）に示すように、絶縁基板としてアルミナ基板１を
用い、アルミナ基板１の上にポリイミド樹脂を塗布し、
３７０℃で加熱硬化させ、ポリイミド樹脂からなる樹脂
絶縁層２を形成し、アルミナ基板１の表面を平滑化す
る。

【００１３】ついで、樹脂絶縁層２をヒドラジン液中で
表面粗化させた後、樹脂絶縁層２の上に塩化スズ及び塩
化パラジウムで活性種を付け、硫酸銅無電解メッキ浴中
で樹脂絶縁層２の表面に厚さ５００Åの無電解銅メッキ
を施し、図１（ｂ）に示すように下地導体層３を形成す
る。

【００１４】この下地導体層３の表面上にフォトレジス
ト（ＡＺ４６２０；ヘキスト社製）を塗布し、図１
（ｃ）に示すように、露光及び現像を行って銅メッキ配
線パターンの反転パターンを有する厚さ７μｍのレジス
トパターン４を形成する。

【００１５】次に、下地導体層３を電極として硫酸銅メ
ッキ浴中で電解メッキを施し、図１（ｄ）に示すよう
に、下地導体層３の上のフォトレジストパターン４で覆
われていない領域に厚さ５μｍの銅メッキ配線５を形成
する。

【００１６】さらに、スルファミン酸ニッケル浴中で電
解ニッケルメッキを施し、図１（ｅ）に示すように、銅
メッキ配線５の表面を厚さ１μｍのニッケルメッキ保護
膜６で被覆し、銅メッキ配線５が感光性ポリイミド樹脂
（層間絶縁膜８）と反応するのを防止する。

【００１７】ついで、フォトレジストパターン４をアセ
トン液中で除去した後、過硫酸アンモニウム溶液中で下
地導体層３の不要部分をエッチング除去し、下地導体層
３及び銅メッキ配線５からなる配線パターン７を得る
〔図１（ｆ）〕。

【００１８】この後、図１（ｇ）に示すように、感光性
ポリイミド樹脂（フォトニース；東レ社製）を配線パタ
ーン７の上から塗布して層間絶縁膜８を形成する。露光
及び現像を行って、図１（ｈ）に示すように、層間絶縁
膜８を貫通する２０μｍ角の層間接続用ビアホール部９
を開口し、ビアホール部９から配線パターン７の一部を
露出させる。ついで、３７０℃で１時間ポストベークし
て層間絶縁膜８のポリイミド樹脂を硬化させる。

【００１９】こうしてビアホール部９を開口した後、濃
度２％の一水素二弗化アンモニウム、濃度１０％の硝酸
及び濃度１％の過酸化水素からなる溶液でエッチングし
てビアホール部９から露出しているニッケルメッキ保護
膜６を選択的にエッチング除去する〔図１（ｉ）〕。通
常、銅上のニッケル膜の選択的エッチングは、猛毒であ
る青酸ソーダ水を用いて行われるが、上記溶液は安全で
ニッケル膜の剥離効果も高いエッチング剤として使用す
ることができる。

【００２０】この後、図１（ｊ）に示すように、１層目
の配線パターン７と同様にして２層目の配線パターン１
０を形成し、ビアホール部９を通して１層目及び２層目
の配線パターン７，１０を導通させる。すなわち、層間
絶縁膜８上およびビアホール部９内に無電解銅メッキ下
地導体層を形成した後、フォトリソグラフィ工程及び電
解メッキ工程を用いて下地導体層の上に所定パターンの
電解銅メッキ配線（及び、必要に応じてニッケルメッキ
保護膜）を形成し、下地導体層の不要部分を除去して所
望の配線パターン１０を得る。

【００２１】なお、感光性ポリイミド樹脂の層間絶縁膜
を形成する工程と配線パターンを形成する工程を必要回
数だけ繰り返せば、さらに多層の多層配線板を製作する
ことができる。

【００２２】図２は、保護膜無しの場合と、クロム
（Ｃｒ）メッキ保護膜を用いた場合と、ニッケル（Ｎ
ｉ）メッキ保護膜を用いた場合の各ビアホール部の電気
抵抗を示している。すなわち、銅メッキ配線上に直接
感光性ポリイミド樹脂を塗布した場合、銅メッキ配線
上にクロムメッキ保護膜を設け、感光性ポリイミド樹脂
を塗布し、ビアホール部でクロムメッキを除去して上層
の配線パターンと接続した場合、上記実施例に示した
ニッケルメッキ保護膜を設けた場合の各電気抵抗を示
す。

【００２３】図２によれば、ニッケルメッキ保護膜を用
いた場合の抵抗値は、クロムメッキ保護膜を用いた場合
と同レベルであり、保護膜無しの場合と比較して１〜２
桁抵抗値が小さくなっている。

【００２４】なお、絶縁基板の材料はアルミナが一般的
であるが、これに限られるものではなく、表面平滑性の
得られる絶縁材料なら何でも良い。また、樹脂絶縁層の
材料は、ポリイミド樹脂に限るものでなく、エポキシ樹
脂等の熱硬化性樹脂でも良いし、液晶ポリマー等の熱可
塑性樹脂でも良い。また、下地導体層は無電解メッキ法
（アディティブ法）で作製しても良いし、真空蒸着法や
スパッタリング法で成膜しても良い。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、感光性ポリイミド樹脂
を用いて層間絶縁膜を形成しているので、製造プロセス
を短絡化することができる。

【００２６】また、銅配線の上にニッケル被膜を形成し
ているので、銅配線と層間絶縁膜の感光性ポリイミド樹
脂との反応を妨げることができ、ビアホール部における
抵抗値を小さくできる。しかも、メッキ技術により容易
に保護膜を得ることができるものでありながら、衛生上
安全なニッケル被膜の保護膜を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）（ｇ）
（ｈ）（ｉ）（ｊ）は本発明の一実施例による多層配線
板の製造方法を示す断面図である。

【図２】保護膜無しの場合と、クロムメッキ保護膜を用
いた場合と、ニッケルメッキ保護膜を用いた場合のビア
ホール部の電気抵抗を示す図である。

【符号の説明】

５ 銅メッキ配線 ６ 保護膜 ７ 配線パターン ８ 層間絶縁膜 ９ ビアホール部 １０ 配線パターン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機高分子材料で形成された層間絶縁膜
   と銅配線を積層した多層配線板の製造方法において、 前記銅配線をニッケル被膜で被覆する工程と、 当該ニッケル被膜の上から感光性の有機高分子材料を塗
   布して層間絶縁膜を形成した後、当該層間絶縁膜に層間
   接続用ビアホール部を開口する工程と、 前記層間絶縁膜を硬化させた後、ビアホール部に露出す
   る前記ニッケル被膜を銅配線上から選択的に除去する工
   程とを有することを特徴とする多層配線板の製造方法。