JPH05315745A - 配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多層配線の層間配線のために樹脂層に開口さ
れたスルーホールの充填方法に関し，平坦でかつ密着性
に優れた充填方法の提供を目的とする。 【構成】 基板１上に配線２を形成する工程と，配線２
を覆い絶縁性の樹脂層３を堆積する工程と，樹脂層３を
貫通して底面に配線２を表出するスルホール５を開設す
る工程と，スルーホール５を埋め込み導電性の充填材７
を堆積する工程とを有する配線基板の製造方法におい
て，充填材７を堆積する工程に先立ち，スルーホール５
の内表面及び樹脂層７の表面を覆う金属層４ｂを堆積す
る工程と，スルーホール５の底面に金属層４ｂを表出す
る開口５ａを有し，開口５ａ領域以外の金属層４ｂ表面
を覆う絶縁層４ｃを形成する工程と，金属層４ｂを電極
とする導電体のメッキにより，スルーホール５の底面に
表出する金属層４ｂ上にスルーホール５を埋め込み充填
材７を堆積する工程とを有して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は配線基板の製造方法に関
し，とくに多層配線の配線層間を接続するため樹脂に開
口されたスルーホールに導電体を充填する方法に関す
る。

【０００２】配線層間を樹脂層で絶縁した多層配線基
板，例えば半導体集積回路を搭載するためのセラミック
多層配線基板では，樹脂層を貫通するスルーホールを開
設し，そのスルーホール内部に導電体を充填して配線層
間の電気的接続がなされる。

【０００３】かかる接続は回路基板の信頼性を担保する
ために，機械的に十分な強度と，配線基板の外形精度を
保持してされねばならない。このため，スルーホール内
壁に密着し，かつ平坦にスルーホールを埋める導電体の
充填方法が必要とされている。

【０００４】

【従来の技術】従来の多層配線基板における多層配線間
を接続するためのスルーホールの形成とその充填方法に
ついて説明する。

【０００５】図２は，従来の実施例断面工程図であり，
配線基板のスルーホールを表している。従来の方法で
は，先ず，図２（ａ）を参照して，セラミック基板１上
に配線２を形成した後，その上に感光性の樹脂層３を堆
積してスルーホールを形成すべき領域を露光する。

【０００６】次いで，図２（ｂ）を参照して，樹脂層３
を現像して上記露光領域（５ｂ）を除去し，樹脂層３を
貫通し配線２を表出するスルーホール５を開設する。次
いで，図２（ｃ）を参照して，導電性の金属層４ｂを例
えばスパッタによりスルーホール５内壁を覆い樹脂層３
上に堆積する。

【０００７】次いで，図２（ｄ）を参照して，レジスト
８を堆積し，そのレジスト８にスルーホール５を露出す
る開口を設ける。次いで，図２（ｅ）を参照して，金属
層４ｂを電極とする電気メッキにより，導電体からなる
充填材７をスルーホール５を埋めて配線２上に堆積す
る。

【０００８】次いで，図２（ｆ）を参照して，スルーホ
ール以外の周囲の金属層４ｂをエッチングにより除去
し，スルーホール５の充填を完了する。しかし，上記従
来の方法では，スルーホール５の内面全面が金属層４ｂ
に覆われているため，充填材７をメッキするときスルー
ホール５の底面のみならず側壁からも充填材７が堆積す
るため，スルーホール５の表面周辺が盛り上がるように
充填材７が形成されるのである。

【０００９】このため，スルーホールを平坦に形成する
ことができず，精密な平面精度を有する配線基板を製造
することができない。他方，配線を電気メッキの電極と
して利用できる場合は，以下に述べるようにかかる問題
を生じない。

【００１０】図３は従来の他の実施例断面工程図であ
り，配線基板のスルーホールを表している。本他の実施
例は，図３（ａ）を参照して，配線基板１上に配線が形
成され，配線２上に堆積された樹脂層３に配線２を表出
するスルーホール５を開口することは上記の従来例と同
様である。

【００１１】本他の実施例では，配線２はこのスルーホ
ール５以外の場所で，例えば引出し線，或いは基板１に
開設された他のスルーホールにより配線基板の外部にあ
るメッキ用電極と電気的に接続される。

【００１２】次いで，スルーホール５の底に表出する配
線２を一方の電極として充填材７を電気メッキにより堆
積し，スルーホール５を底から順次埋込み，スルーホー
ル５を充填する。

【００１３】本他の実施例では，充填材７はスルーホー
ルの底から堆積し側壁から堆積することがないから，充
填材７がスルーホール５の周辺に盛り上がることがな
い。従って，スルーホールを平坦に製造することができ
る。

【００１４】しかし，本他の実施例では，スルーホール
５の側壁は金属層により被覆されておらず樹脂が露出し
ているため，樹脂層３と充填材７との密着性が悪い。こ
のため，スルーホールの機械的強度が弱く，信頼性に乏
しい。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように，樹脂
を層間絶縁層とする多層配線基板の配線層間を接続する
ためのスルーホールを電気メッキにより堆積した導電体
で充填する配線基板の製造方法において，従来の方法
は，スルーホールの底面以外の部分，例えば側面からも
充填材が堆積するため，スルーホールを平坦に充填する
ことができないという欠点を有していた。

【００１６】また，スルーホールの底面に表出する配線
を電極としてする電気メッキにより充填材を堆積する方
法による場合は，樹脂層と充填材との密着性が劣り，機
械的強度が弱いという問題がある。

【００１７】本発明は，樹脂に開口したスルーホールの
内面に金属層を被覆してメッキ電極用としての導電性を
確保するとともに，スルーホールの側壁を被覆する金属
層上に絶縁層を形成することにより，充填材のスルーホ
ールの側壁からの堆積を防止して，スルーホールを平坦
に埋込みかつ樹脂層との密着性に優れた充填材を堆積す
る配線基板の製造方法を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の実施例断
面工程図であり，配線基板のスルーホールを表してい
る。

【００１９】上記課題を解決するために，図１を参照し
て，本発明の第一の構成は，基板１上に配線２を形成す
る工程と，該配線２を覆い該基板１上に絶縁性の樹脂層
３を堆積する工程と，該樹脂層３を貫通して底面に該配
線２を表出するスルホール５を開設する工程と，該スル
ーホール５を埋め込み該配線２と電気的に接続する導電
性の充填材７を堆積する工程とを有する配線基板の製造
方法において，該充填材７を堆積する工程に先立ち，該
スルーホール５の内表面及び該樹脂層７の表面を覆う金
属層４ｂを堆積する工程と，該スルーホール５の底面に
該金属層４ｂを表出する開口５ａを有し，該開口５ａ領
域以外の該金属層４ｂ表面を覆う絶縁層４ｃを形成する
工程と，次いで，該金属層４ｂを一方の電極とする導電
体のメッキにより，該スルーホール５の底面に表出する
該金属層４ｂ上に該スルーホール５を埋め込み充填材７
を堆積する工程とを有することを特徴として構成し，及
び，第二の構成は，第一の構成の配線基板の製造方法に
おいて，該金属層４ｂを覆う該絶縁層４ｃを形成する工
程は，該金属層４ｃ上にＣｒ及びＴｉのうち何れかを表
面層として堆積する工程と，該表面層を酸化熱処理して
Ｃｒ及びＴｉのうち何れかの酸化物からなる該絶縁層４
ｃとする工程とを有してなることを特徴として構成す
る。

【００２０】

【作用】本発明の構成では，図１（ｄ）を参照して，層
間絶縁膜である樹脂層３に配線２と接続するためのスル
ーホール５を開設した後，スルーホール５内面及び樹脂
層を覆う金属層４ｂを例えばスパッタにより堆積する。

【００２１】次いで，金属層４ｂを覆う絶縁層を形成
し，スルホール５の底面の絶縁層を除去しスルホール５
の底面に金属層４ｂが表出する開口を形成する。次い
で，金属層４ｂを一方の電極とし，電気メッキによりス
ルーホール５の底面に表出する金属層４ｂ表面上に充填
材７，例えばＣｕを堆積してスルーホール５を埋め込
む。

【００２２】本構成において，スルーホール５に充填材
７を電気メッキにより堆積する場合，スルーホール５の
側壁は絶縁層４ｃに覆われているため充填材７がスルー
ホール５側壁から堆積することはなく，必ずスルーホー
ルの底に開設された絶縁層４ｃの開口５領域から堆積す
る。

【００２３】従って，充填材７はスルーホールの底面か
ら堆積し，スルーホールを底から埋めるから，充填材が
スルーホール５の周辺で盛り上がるように堆積すること
を回避することができる。

【００２４】また，絶縁層４ｃを金属層４ｂとの密着性
が良く，かつ充填材７との密着性が良い物質，例えば酸
化クロム，酸化チタンとすることで，スルーホール５の
側壁面と充填材７との密着性を高め，機械的強度の高い
スルーホールを形成することができる。

【００２５】さらに，第二の構成では，金属層４ｂの表
面にＣｒ又はＴｉを例えばスパッタにより堆積し，酸化
熱処理して酸化クロム又は酸化チタンとし，これを絶縁
層４ｂとする。

【００２６】この構成では，絶縁層４ｃとなるべき層
は，初め金属クロム，金属チタンとして金属層４ｂ上に
堆積されるから，直接酸化物を堆積するよりも接着強度
が高いのである。

【００２７】従って，充填材とスルーホール側壁との密
着力が強く，信頼性の高い配線基板を製造することがで
きる。なお，本発明は金属層４ｂを電極として電気メッ
キをするのであるから，スルーホール５の底面に表出す
る配線２が電気的に接続されているか否かに関係なく適
用することができる。

【００２８】

【実施例】本発明の詳細を実施例を参照して説明する。
先ず，図１（ａ）を参照して，セラミック基板１上に例
えば幅６０μｍ，厚さ５μｍのＣｕの配線２パターンを
形成する。

【００２９】次いで，樹脂層３として例えば厚さ５０μ
ｍの感光性のポリイミドを堆積し，スルーホール領域を
露光，現像して，樹脂層３を貫通し，底面に配線２を表
出する例えば直径５０μｍのスルーホール５を開設す
る。

【００３０】次いで，厚さ０．１μｍのＣｒをスパッタ
により堆積し，下地層４ａとする。この下地層４ａは，
樹脂層３と次に堆積する金属層４ｂとの密着性を良くす
るために設けられる。

【００３１】次いで，金属層４ｂとして導電性の金属，
例えば厚さ０．５μｍのＣｕをスパッタにより堆積す
る。次いで，金属層４ｂ上に例えば厚さ０．１μｍのＣ
ｒを表面層として堆積し，続いて酸化雰囲気中にて酸化
熱処理し，この表面層を酸化クロムとすることで，金属
層４ｂの表面を覆う酸化クロムからなる絶縁層４ｃを形
成する。

【００３２】次いで，図１（ｂ）を参照して，レジスト
６を塗布し，スルーホール５の底面に窓を開口する。次
いで，図１（ｃ）を参照して，レジスト６をマスクとし
てスルーホール５の底面の絶縁層４ｃを除去し，スルー
ホール５の底面に絶縁層４ｃの開口５ａを開設する。

【００３３】次いで，レジスト６を除去し，図１（ｄ）
を参照して，金属層４ｂを陽極とする電気メッキによ
り，開口５ａ上に導電体，例えばＣｕを充填材７として
堆積し，スルーホール５を埋め込む。

【００３４】次いで，スルーホール５領域を覆うレジス
トパターン（図示されていない。）を用いて，スルーホ
ール５領域を残してその周囲の絶縁層４ｃ，金属層４ｂ
及び下地層４ａを除去して，図１（ｅ）を参照して，ス
ルーホール５の充填を完了する。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば，充填材のスルーホール
の側壁からの堆積が阻止されスルーホールの底面からの
み堆積するから，スルーホールは平坦に埋め込まれ，ま
たスルーホールの側壁に充填材との密着性の良い物質を
用いることができるから，スルーホールの機械的強度が
高く，信頼性あるかつ平坦なスルーホールを有する配線
基板の製造方法を提供することができ，電子機器の性能
向上に寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例断面工程図

【図２】 従来の実施例断面工程図

【図３】 従来の他の実施例断面工程図

【符号の説明】

１ 基板 ２ 配線 ３ 樹脂層 ４ａ 下地層 ４ｂ 金属層 ４ｃ 絶縁層 ５ スルーホール ５ａ 開口 ５ｂ 露光領域 ６ レジスト ７ 充填材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板（１）上に配線（２）を形成する工
   程と，該配線（２）を覆い該基板（１）上に絶縁性の樹
   脂層（３）を堆積する工程と，該樹脂層（３）を貫通し
   て底面に該配線（２）を表出するスルホール（５）を開
   設する工程と，該スルーホール（５）を埋め込み該配線
   （２）と電気的に接続する導電性の充填材（７）を堆積
   する工程とを有する配線基板の製造方法において， 該充填材（７）を堆積する工程に先立ち，該スルーホー
   ル（５）の内表面及び該樹脂層（７）の表面を覆う金属
   層（４ｂ）を堆積する工程と， 該スルーホール（５）の底面に該金属層（４ｂ）を表出
   する開口（５ａ）を有し，該開口（５ａ）領域以外の該
   金属層（４ｂ）表面を覆う絶縁層（４ｃ）を形成する工
   程と， 次いで，該金属層（４ｂ）を一方の電極とする導電体の
   メッキにより，該スルーホール（５）の底面に表出する
   該金属層（４ｂ）上に該スルーホール（５）を埋め込み
   充填材（７）を堆積する工程とを有することを特徴とす
   る配線基板の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の配線基板の製造方法にお
   いて， 該金属層（４ｂ）を覆う該絶縁層（４ｃ）を形成する工
   程は， 該金属層（４ｃ）上にＣｒ及びＴｉのうち何れかを表面
   層として堆積する工程と， 該表面層を酸化熱処理してＣｒ及びＴｉのうち何れかの
   酸化物からなる該絶縁層（４ｃ）とする工程とを有して
   なることを特徴とする配線基板の製造方法。