JPH0629661A - 薄膜多層基板のヴィアホール形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 スパッタリング法による薄膜多層基板のヴィ
アホール形成方法を提供する。 【構成】 下部配線２を形成した基板１に、その第１工
程で、感光性樹脂の塗布とプリベークを行って感光性樹
脂層３を形成し、第２工程で、ヴィアホール７設定部分
のフォトリソ処理に際して、露光をディフォーカスさせ
ると共に、ディフォーカス量を制御して、ヴィアホール
７周縁を形成する感光性樹脂孔５の肩部に当たる光量を
内側から外側に向かって滑らかに零まで減少させて露光
・現像し、感光性樹脂層３の不要部を除去して、下部配
線２を露出させ且つ周縁の肩部が滑らかな感光性樹脂孔
５を形成し、第３工程で、上部配線用金属層６を形成す
ると共に、前記周縁の肩部が滑らかな感光性樹脂孔５に
ヴィアホール７を形成して、前記上部配線用金属層６を
前記下部配線２と電気接続するようにすることを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子機器の薄膜多層基
板の製造方法に関し、特に、薄膜多層基板のヴィアホー
ル形成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、薄膜多層基板は、微細化し、高密
度化が進んだ状態で、コストダウンが求められている。
しかし、薄膜多層基板の製造工程の中には、合理化、コ
ストダウンが困難な工程がある。薄膜多層基板のヴィア
ホール形成工程がその一例である。

【０００３】従来技術の薄膜多層基板のヴィアホール形
成工程を、図９から図１１に基づいて説明する。

【０００４】図１１は、薄膜多層基板のヴィアホール７
の断面図を示す。セラミック製基板２１の上に、銅スパ
ッタリングで下部配線２２が形成され、この下部配線２
２の上に、下部配線２２を上部配線用金属層２６に電気
接続するためのヴィアホール設定部分に対応した位置に
感光性樹脂孔２５を設けて下部配線２２を露出させる感
光性樹脂層２３が被覆され、この感光性樹脂層２３の上
に、銅無電解メッキ法と銅電解メッキ法で上部配線が形
成され、感光性樹脂層２３の前記感光性樹脂孔２５の部
分で下部配線２２と上部配線用金属層２６とを電気接続
するヴィアホール７が形成されている。

【０００５】このヴィアホール７の形成方法は次のよう
である。

【０００６】図９に示すように、セラミック基板２１の
上に、銅スパッタリングで、下部配線２２を形成したも
のに、第１工程で、ポジ型感光性樹脂層を塗布して、ポ
ジ型感光性樹脂層２３を形成し、プリベークする。

【０００７】図１０に示す第２工程で、充分フォーカス
した光２４（光量均一）で露光し、現像して、感光性樹
脂層２３の不要部を除去して、前記下部配線２２を露出
させる感光製樹脂孔２５を設け、ポストベークする。こ
の感光性樹脂孔２５の周縁は、その側面がセラミック基
板２１に対して略垂直で、且つ、その肩部がシャープに
なっている。

【０００８】図１１に示す第３工程で、図１０に示すも
のの上に、先ず、銅無電解メッキで上部配線用金属層２
６の極めて薄い銅膜を形成し、その上に、銅電解メッキ
で上部配線用金属層２６を形成し、同時に、前記感光性
樹脂孔２５の部分にヴィアホール７を形成して、上部配
線用金属層２６を下部配線２２に電気接続する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図１０に示す
ような感光性樹脂孔２５の形状では、上部配線２６を形
成する工程で、次のような問題点がある。

【００１０】上部配線用金属層２６を、無電解メッキと
電解メッキとで形成する場合には、ヴィアホールの形成
はできるが、メッキがウエットで扱い難く、廃液の処理
が公害対策等で大変で、且つ、上部配線用金属層２６の
膜厚制御が困難であるという問題点がある。

【００１１】上部配線用金属層２６を、スパッタリング
で形成する場合には、ドライで扱い易く、廃液処理が不
要でコストダウンに適しているが、図１２から図１４に
示すような問題点がある。

【００１２】図１２に示すように、セラミック基板２１
の上に、銅スパッタリングで、下部配線２２を形成した
ものに、第１工程で、ポジ型感光性樹脂を塗布して、ポ
ジ型感光性樹脂層２３を形成し、プリベークする。

【００１３】図１３に示す第２工程で、充分フォーカス
した光２４（光量均一）で露光し、現像して、感光性樹
脂層２３の不要部を除去して、前記下部配線２２を露出
させる感光性樹脂孔２５を設け、ポストベークする。こ
の感光性樹脂孔２５の周縁は、その側面がセラミック基
板２１に対して略垂直で、且つ、その肩部がシャープに
なっている。

【００１４】図１４に示す第３工程で、銅スパッタリン
グによって、上部配線用金属層２６を形成すると、スパ
ッタリング粒子の成長に方向性があるために、前記のよ
うに、感光性樹脂孔２５の周縁の側面がセラミック基板
２１に対して略垂直で、且つ、その肩部がシャープにな
っていると、隅の部分でスパッタリング粒子が成長せ
ず、段切れ２７が発生するという問題点がある。

【００１５】本発明の薄膜多層基板のヴィアホール形成
方法は、上記の問題点を解決して、銅スパッタリング
で、上部配線用金属層を形成できる薄膜多層基板のヴィ
アホール形成方法を提供することをその課題としてい
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の薄膜多層基板の
ヴィアホール形成方法は、上記の課題を解決するため
に、薄膜多層基板のヴィアホール形成工程において、下
部配線を形成した基板に、その第１工程で、感光性樹脂
の塗布とプリベークを行って感光性樹脂層を形成し、第
２工程で、ヴィアホール設定部分のフォトリソ処理に際
して、露光をディフォーカスさせると共に、ディフォー
カス量を制御して、ヴィアホール周縁を形成する感光性
樹脂孔の肩部に当たる光量を内側から外側に向かって滑
らかに零まで減少させて露光・現像し、感光性樹脂層の
不要部を除去して、下部配線を露出させ且つ周縁の肩部
が滑らかな感光性樹脂孔を形成し、第３工程で、上部配
線用金属層を形成すると共に、前記周縁の肩部が滑らか
な感光性樹脂孔にヴィアホールを形成して、前記上部配
線用金属層を前記下部配線と電気接続するようにするこ
とを特徴とする。

【００１７】

【作用】本発明の薄膜多層基板のヴィアホール形成方法
は、露光をディフォーカスさせると共に、ディフォーカ
ス量を制御して、ヴィアホール周縁を形成する感光性樹
脂孔の肩部に当たる光量を内側から外側に向かって滑ら
かに零まで減少させて露光・現像し、感光性樹脂層の不
要部を除去して、下部配線を露出させ且つ周縁の肩部が
滑らかな感光性樹脂孔を形成することによって、前記の
ように粒子の成長に方向性があるが、ドライで扱い易
く、廃液処理が不要でコストダウンに適しているスパッ
タリング法で、ヴィアホールでの前記の段切れを起こさ
ずに、所望の上部配線用金属層を形成することができ
る。

【００１８】

【実施例】本発明の薄膜多層基板のヴィアホール形成方
法の一実施例を図１から図８に基づいて説明する。

【００１９】図１は、本発明の一実施例方法を示すフロ
ーチャートである。

【００２０】ステップ＃１において、図２に示すセラミ
ック基板１を、エタノールとトリクロロエタンとで夫々
５分間ずつ超音波洗浄し、ステップ＃２に進む。

【００２１】ステップ＃２において、図２に示す下部配
線２を、銅スパッタリングによって形成し、ステップ＃
３に進む。

【００２２】ステップ＃３において、図２に示すポジ型
感光性樹脂層３を、スピンナー法で５μｍの厚さに形成
し、ステップ＃４に進む。

【００２３】ステップ＃４において、図２に示すポジ型
感光性樹脂層３を、プリベークし、ステップ＃５に進
む。

【００２４】ステップ＃５において、図３に示すディフ
ォーカスされた光４｛図８に示すようにディフォーカス
し（図８は、マスク３１と、光学系３２とによって、基
板３４を露光する場合のディフォーカス量３３を示
す。）、ヴィアホール７周縁を形成する感光性樹脂孔３
の肩部に当たる光量を内側から外側に向かって滑らかに
零まで減少させている。｝で露光し、ステップ＃６に進
む。

【００２５】ステップ＃６において、ステップ＃５で露
光された感光性樹脂孔３を、現像して、図３に示すよう
に、感光性樹脂層３の不要部を除去して、下部配線２を
露出させ且つ周縁の肩部が滑らかな感光性樹脂孔５を形
成し、ステップ＃７に進む。

【００２６】ステップ＃７において、ステップ＃６で現
像されて、感光性樹脂孔５を形成された感光性樹脂層３
をポストベークし、ステップ＃８に進む。

【００２７】ステップ＃８において、図４に示す上部配
線用金属層６を、銅スパッタリングで設け、前記周縁の
肩部が滑らかな感光性樹脂孔５にヴィアホール７を、こ
れによって上部配線用金属層６を前記下部配線２と電気
接続するように形成する。

【００２８】次に、露光のディフォーカス量には適量が
あるので、その適量の判定方法を、図５から図７に基づ
いて説明する。

【００２９】図５は、露光のディフォーカス量が不足の
場合の判定方法を示し、簡単のためにセラミック基板４
１上に、直接に感光性樹脂層４２を形成し、ディフォー
カス量を５μｍとして露光し、現像し、上部配線用金属
層４３を銅スパッタリングで形成した場合の模擬ヴィア
ホール４５の断面で、上部配線用金属層４３の傾斜部の
直径Ｄは小さいが、段切れ４６があり、このパターンに
なるディフォーカス量は不足ディフォーカス量で採用で
きないことを示している。

【００３０】図６は、露光のディフォーカス量が適量の
場合の判定方法を示し、簡単のためにセラミック基板４
１上に、直接に感光性樹脂層４２を形成し、ディフォー
カス量を２０μｍとして露光し、現像し、上部配線用金
属層４３を銅スパッタリングで形成した場合の模擬ヴィ
アホール４５の断面で、上部配線用金属層４３の傾斜部
の直径Ｄはあまり大きくなく、段切れがないので、この
パターンになるディフォーカス量は適正ディフォーカス
量として採用できることを示している。

【００３１】図７は、露光のディフォーカス量が過剰の
場合の判定方法を示し、簡単のためにセラミック基板４
１上に、直接に感光性樹脂層４２を形成し、ディフォー
カス量を５０μｍとして露光し、現像し、上部配線用金
属層４３を銅スパッタリングで形成した場合の模擬ヴィ
アホール４５の断面で、段切れはないが、上部配線用金
属層４３の傾斜部の直径Ｄがあまりにも大きくなり、こ
の傾斜部は、上部配線回路形成の際に露光のマスクがこ
の傾斜部で上部配線用金属層４３に密着せず、露光・現
像による上部配線回路形成に使用できないので、傾斜部
が過大なこのパターンになるディフォーカス量は過剰デ
ィフォーカス量で、採用できないことを示している。

【００３２】適正ディフォーカス量は、薄膜多層基板の
設計や露光に使用する光学系の機差等によって、その絶
対値の規定は難しいが、上記の図５から図７の判定方法
によって、薄膜多層基板の設計や露光に使用する光学系
についての夫々の適正ディフォーカス量が容易に決定で
きる。

【００３３】

【発明の効果】本発明の薄膜多層基板のヴィアホール形
成方法は、ヴィアホール形成工程において、露光をディ
フォーカスさせると共に、ディフォーカス量を制御する
ことにより、ヴィアホール周縁を形成する感光性樹脂孔
の肩部をなだらかにすることができ、ウエットで扱い難
く、廃液の処理が公害対策等で大変で、且つ、上部配線
用金属層の膜厚制御が困難であるという問題点がある無
電解メッキ法と電解メッキ法との組合せではなく、扱い
易く、コストダウンに適しているが、スパッタリング粒
子の成長に方向性があるために、従来技術では、ヴィア
ホール部に段切れが発生するために使用できなかったス
パッタリング法によって、薄膜多層基板のヴィアホール
を、段切れなく、安定して形成できるので、無電解メッ
キ法と電解メッキ法との組合せを使用する従来技術に比
較して、作業性が向上し、廃液による公害問題がなく、
上部配線の膜厚制御が容易で、コストダウンが可能にな
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例方法の工程のフローチャート
である。

【図２】図１の第１工程でのヴィアホールの断面図であ
る。

【図３】図１の第２工程でのヴィアホールの断面図であ
る。

【図４】図１の第３工程でのヴィアホールの断面図であ
る。

【図５】露光時のディフォーカス量不足の判定図であ
る。

【図６】露光時のディフォーカス量適正の判定図であ
る。

【図７】露光時のディフォーカス量過剰の判定図であ
る。

【図８】ディフォーカス量を示す図である。

【図９】第１の従来例の第１工程でのヴィアホールの断
面図である。

【図１０】第１の従来例の第２工程でのヴィアホールの
断面図である。

【図１１】第１の従来例の第３工程でのヴィアホールの
断面図である。

【図１２】第２の従来例の第１工程でのヴィアホールの
断面図である。

【図１３】第２の従来例の第２工程でのヴィアホールの
断面図である。

【図１４】第２の従来例の第３工程でのヴィアホールの
断面図である。

【符号の説明】

１ セラミック製基板 ２ 下部配線 ３ 感光性樹脂層 ４ ディフォーカスした露光 ５ 感光性樹脂孔 ６ 上部配線用金属層 ７ ヴィアホール ３３ ディフォーカス量

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村井 智彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薄膜多層基板のヴィアホール形成工程に
   おいて、下部配線を形成した基板に、その第１工程で、
   感光性樹脂の塗布とプリベークを行って感光性樹脂層を
   形成し、第２工程で、ヴィアホール設定部分のフォトリ
   ソ処理に際して、露光をディフォーカスさせると共に、
   ディフォーカス量を制御して、ヴィアホール周縁を形成
   する感光性樹脂孔の肩部に当たる光量を内側から外側に
   向かって滑らかに零まで減少させて露光・現像し、感光
   性樹脂層の不要部を除去して、下部配線を露出させ且つ
   周縁の肩部が滑らかな感光性樹脂孔を形成し、第３工程
   で、上部配線用金属層を形成すると共に、前記周縁の肩
   部が滑らかな感光性樹脂孔にヴィアホールを形成して、
   前記上部配線用金属層を前記下部配線と電気接続するよ
   うにすることを特徴とする薄膜多層基板のヴィアホール
   形成方法。