JPH06310857A - 薄膜多層回路とその製造方法 - Google Patents
薄膜多層回路とその製造方法Info
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- JPH06310857A JPH06310857A JP9901393A JP9901393A JPH06310857A JP H06310857 A JPH06310857 A JP H06310857A JP 9901393 A JP9901393 A JP 9901393A JP 9901393 A JP9901393 A JP 9901393A JP H06310857 A JPH06310857 A JP H06310857A
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- wiring
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- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
- Printing Elements For Providing Electric Connections Between Printed Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 薄膜多層基板の上層と下層配線間の接続信頼
性を向上し、同時にビア部表面の凹凸を低減してビアを
層間絶縁層の膜厚増大によらず微細化する。 【構成】 薄膜多層基板の上層と下層配線を接続するビ
アを2層以上の多層構造とし、各ビア層の形状を上層ほ
ど小さい階段状に形成して層間絶縁層の表面を平坦化す
る。また、各ビア層の形成毎にその表面を逆スパッタリ
ング等により清浄化して次ぎのビア層を形成するように
して下層と上層配線間のビア接続の信頼性を向上する。
性を向上し、同時にビア部表面の凹凸を低減してビアを
層間絶縁層の膜厚増大によらず微細化する。 【構成】 薄膜多層基板の上層と下層配線を接続するビ
アを2層以上の多層構造とし、各ビア層の形状を上層ほ
ど小さい階段状に形成して層間絶縁層の表面を平坦化す
る。また、各ビア層の形成毎にその表面を逆スパッタリ
ング等により清浄化して次ぎのビア層を形成するように
して下層と上層配線間のビア接続の信頼性を向上する。
Description
【0001】
【産業上の利用範囲】本発明は薄膜多層回路とその製造
方法に係わり、とくに上層電気配線と下層電気配線を接
続するビアの構造とその製造方法に関する。
方法に係わり、とくに上層電気配線と下層電気配線を接
続するビアの構造とその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】高速化・高集積化への要求が強い計算機
や通信機器分野では,超高速の集積回路チップを直接搭
載する多層回路基板としてセラミック基板上に高密度の
導体パターンを多層に設けた薄膜多層回路が用いられる
ようになっている。図8は上記薄膜多層回路の部分断面
図である。下地基板1上に形成された第1配線層(下層
配線)21上に層間絶縁層4を形成し、層間絶縁層4中
に設けたスルーホール39を介して第2配線層(上層配
線)22と第1配線層21を接続するようにしている。
なお、ISHM'89 Proceedings 1989(1989)のp
p256−261)にはこのような配線構造が論じられ
ている。
や通信機器分野では,超高速の集積回路チップを直接搭
載する多層回路基板としてセラミック基板上に高密度の
導体パターンを多層に設けた薄膜多層回路が用いられる
ようになっている。図8は上記薄膜多層回路の部分断面
図である。下地基板1上に形成された第1配線層(下層
配線)21上に層間絶縁層4を形成し、層間絶縁層4中
に設けたスルーホール39を介して第2配線層(上層配
線)22と第1配線層21を接続するようにしている。
なお、ISHM'89 Proceedings 1989(1989)のp
p256−261)にはこのような配線構造が論じられ
ている。
【0003】図9はビアホール部の平坦化に留意した薄
膜多層回路の製造工程をに示す部分断面図である。基本
的な製造工程は次の通りである。図9(a)において、
下地基板1上に形成した第1配線層21上にビア3(導
体層)を形成し、次いで同図(b)のようにポリイミド
樹脂等の層間絶縁層40を膜厚を十分大きく形成してそ
の表面に十分な平坦度が得られようにする。次いで同図
(c)のように、研磨により層間絶縁層40をエッチバ
ックしてビア3を表面に露出させる。なお、応用物理
誌,54(1985年)第677〜681頁には薄膜多
層回路の平坦化に関する一般的方法が論じられ、また特
開平4−23390号公報にはその具体的な方法が開示
されている。
膜多層回路の製造工程をに示す部分断面図である。基本
的な製造工程は次の通りである。図9(a)において、
下地基板1上に形成した第1配線層21上にビア3(導
体層)を形成し、次いで同図(b)のようにポリイミド
樹脂等の層間絶縁層40を膜厚を十分大きく形成してそ
の表面に十分な平坦度が得られようにする。次いで同図
(c)のように、研磨により層間絶縁層40をエッチバ
ックしてビア3を表面に露出させる。なお、応用物理
誌,54(1985年)第677〜681頁には薄膜多
層回路の平坦化に関する一般的方法が論じられ、また特
開平4−23390号公報にはその具体的な方法が開示
されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図8の従来技術におい
ては、スルーホール39の表面に発生する凹凸が多層化
の障害になっていた。また、上第2配線層22のスルー
ホール39内の広がりが不十分であると第2配線層22
と第1配線層21間の電気抵抗が増えて断線が発生する
という問題があった。さらに、第2配線層22上の層間
絶縁材や他の絶縁物、あるいはレジスト等を十分に除去
することが困難なため、上記電気抵抗の増加により断線
が発生する危険もあった。また、スルーホール39をウ
ェットエッチングにより形成すると、エッチングが等方
的に進行するためスルーホール孔にテーパがついてその
上部が広がるため、層間絶縁層4の厚みを増大するとス
ルーホールの微細化が困難になるという問題もあった。
ては、スルーホール39の表面に発生する凹凸が多層化
の障害になっていた。また、上第2配線層22のスルー
ホール39内の広がりが不十分であると第2配線層22
と第1配線層21間の電気抵抗が増えて断線が発生する
という問題があった。さらに、第2配線層22上の層間
絶縁材や他の絶縁物、あるいはレジスト等を十分に除去
することが困難なため、上記電気抵抗の増加により断線
が発生する危険もあった。また、スルーホール39をウ
ェットエッチングにより形成すると、エッチングが等方
的に進行するためスルーホール孔にテーパがついてその
上部が広がるため、層間絶縁層4の厚みを増大するとス
ルーホールの微細化が困難になるという問題もあった。
【0005】また、図9に示した従来技術では、上記表
面の研磨工程で層間絶縁層が傷つき、また、ビア3の導
体材料が層間絶縁層4の中に入り込む等の問題があっ
た。また、層間絶縁層4の研磨粉がビア3の表面に付着
して第2配線層22との接続不良を生じる危険もあっ
た。また、ビア3をウェットエッチングにより形成する
場合には、エッチングが等方的に進行するためサイドエ
ッチング量が増えてビア3が過度に細るので層間絶縁層
4の膜厚を増大することが困難であった。
面の研磨工程で層間絶縁層が傷つき、また、ビア3の導
体材料が層間絶縁層4の中に入り込む等の問題があっ
た。また、層間絶縁層4の研磨粉がビア3の表面に付着
して第2配線層22との接続不良を生じる危険もあっ
た。また、ビア3をウェットエッチングにより形成する
場合には、エッチングが等方的に進行するためサイドエ
ッチング量が増えてビア3が過度に細るので層間絶縁層
4の膜厚を増大することが困難であった。
【0006】また、ビア3をめっきにより形成する場合
には、めっきレジストパターンの解像度により微細化が
制限されるうえ、めっきレジストパターンの形成などの
工程が増えるため製造時間が長くなるという問題があっ
た。さらに層間絶縁層4に用いるポリイミド膜がめっき
液により吸水することも問題であった。
には、めっきレジストパターンの解像度により微細化が
制限されるうえ、めっきレジストパターンの形成などの
工程が増えるため製造時間が長くなるという問題があっ
た。さらに層間絶縁層4に用いるポリイミド膜がめっき
液により吸水することも問題であった。
【0007】本発明の目的は、層間絶縁層内のピンホー
ルの低減、上層配線と下層配線間の接続信頼性の改善、
スルーホール部表面の凹凸の低減、層間絶縁層の膜厚が
増大時の微細化等を可能とする薄膜多層回路とその製造
方法を提供することにある。
ルの低減、上層配線と下層配線間の接続信頼性の改善、
スルーホール部表面の凹凸の低減、層間絶縁層の膜厚が
増大時の微細化等を可能とする薄膜多層回路とその製造
方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、上記ビアを少なくとも2層以上の導体層(ビア層)
を積層した構造とし、さらに上記各ビア層の断面積を上
層配線に近いほど小さくして上記ビアの断面形状を階段
状にするようにする。また、上記各ビア層を当該ビア層
に接触してその上層に設けたビア層を選択エッチングす
ることのできる材料により構成するようにする。
に、上記ビアを少なくとも2層以上の導体層(ビア層)
を積層した構造とし、さらに上記各ビア層の断面積を上
層配線に近いほど小さくして上記ビアの断面形状を階段
状にするようにする。また、上記各ビア層を当該ビア層
に接触してその上層に設けたビア層を選択エッチングす
ることのできる材料により構成するようにする。
【0009】さらに、上記ビア層の少なくとも1つを少
なくとも2層以上の導体層を積層した構造とする。さら
に、上記各ビア層の少なくとも1つをCuあるいはAl
材により構成するようにする。また、上記ビア層の少な
くとも1つの表面にバリア層を設け、このバリア層を当
該ビア層の上に積層されたビア層材料が下層側に拡散す
るのを防止する材料により構成して、当該ビア層の上側
のビア層加工時に下側ビア層と他の下側導電層を保護す
るようにする。
なくとも2層以上の導体層を積層した構造とする。さら
に、上記各ビア層の少なくとも1つをCuあるいはAl
材により構成するようにする。また、上記ビア層の少な
くとも1つの表面にバリア層を設け、このバリア層を当
該ビア層の上に積層されたビア層材料が下層側に拡散す
るのを防止する材料により構成して、当該ビア層の上側
のビア層加工時に下側ビア層と他の下側導電層を保護す
るようにする。
【0010】さらに、上記バリア層をCr,Ti,Ti
W,W,Ta,TaNx,Mo,Hf,Nb,Ni,N
iWx,Ni−Cr等により構成するようにする。ま
た、上記各ビア層の厚みを下層側から上層側に向かって
順次小さくするようにする。また、セラミックス基板の
スル−ホ−ル導体面の上にも上記ビアを形成するように
する。
W,W,Ta,TaNx,Mo,Hf,Nb,Ni,N
iWx,Ni−Cr等により構成するようにする。ま
た、上記各ビア層の厚みを下層側から上層側に向かって
順次小さくするようにする。また、セラミックス基板の
スル−ホ−ル導体面の上にも上記ビアを形成するように
する。
【0011】また、上記ビアの下層配線と上層配線間の
層間絶縁層の層数を上記ビアのビア層の層数と同じに
し、さらに、上記ビアの下層配線と上層配線間の層間絶
縁層の各層の膜厚を上記ビアの各ビア層の膜厚とほぼ等
しくする。また、上記ビアの下層配線と上層配線間の層
間絶縁層をポリイミド材料によって構成する。また、上
記ビアの下層配線面上に当該ビアの各ビア層に用いる導
電層を積層し、各ビア層のパターンを上層側から順次形
成するようにする。
層間絶縁層の層数を上記ビアのビア層の層数と同じに
し、さらに、上記ビアの下層配線と上層配線間の層間絶
縁層の各層の膜厚を上記ビアの各ビア層の膜厚とほぼ等
しくする。また、上記ビアの下層配線と上層配線間の層
間絶縁層をポリイミド材料によって構成する。また、上
記ビアの下層配線面上に当該ビアの各ビア層に用いる導
電層を積層し、各ビア層のパターンを上層側から順次形
成するようにする。
【0012】また、上記ビアの下層配線と上層配線間の
層間絶縁層の各層に設けるスルーホールの大きさを、そ
の下側の層間絶縁層の層内に設けたビア層パターンより
小さくする。また、上記ビアの下層配線に用いる薄膜層
と上記ビアの薄膜層を連続成膜して当該ビアのパターン
を形成し、次いで上記ビアの下層配線に用いる薄膜層に
下層配線のパターンを形成するようにする。
層間絶縁層の各層に設けるスルーホールの大きさを、そ
の下側の層間絶縁層の層内に設けたビア層パターンより
小さくする。また、上記ビアの下層配線に用いる薄膜層
と上記ビアの薄膜層を連続成膜して当該ビアのパターン
を形成し、次いで上記ビアの下層配線に用いる薄膜層に
下層配線のパターンを形成するようにする。
【0013】
【作用】上記ビアを上層ほど小さくした階段状の多層構
造とすることにより、各ビア層の膜厚が小さくなるので
ウェットエッチングによる各ビア層パターンの微細化が
容易になる。また、上記ビア層材料の選定により各ビア
層の選択エッチングが容易になる。さらに、上記ビア層
の表面にバリア層を設けた多層構造にすることにより、
当該ビア層の上に積層されたビア層材料が加工時に下層
側に拡散するのことが防止される。
造とすることにより、各ビア層の膜厚が小さくなるので
ウェットエッチングによる各ビア層パターンの微細化が
容易になる。また、上記ビア層材料の選定により各ビア
層の選択エッチングが容易になる。さらに、上記ビア層
の表面にバリア層を設けた多層構造にすることにより、
当該ビア層の上に積層されたビア層材料が加工時に下層
側に拡散するのことが防止される。
【0014】また、層間絶縁層形成前に上記ビアを下層
電気配線上に形成するので、下層配線間界面を清浄にし
た状態でビアが下層配線上に強固に取付けられ、その接
触抵抗が低減される。また、上記ビアの形成後にビア層
数と層数が等しく各膜厚が対応するビア層の膜厚とほぼ
等しい層間絶縁層を形成し、層間絶縁層の各層に設ける
スルーホールの大きさをその下側の層間絶縁層の層内に
設けたビア層パターンより小さくするすることにより、
ビア部の表面の凹凸が軽減される。
電気配線上に形成するので、下層配線間界面を清浄にし
た状態でビアが下層配線上に強固に取付けられ、その接
触抵抗が低減される。また、上記ビアの形成後にビア層
数と層数が等しく各膜厚が対応するビア層の膜厚とほぼ
等しい層間絶縁層を形成し、層間絶縁層の各層に設ける
スルーホールの大きさをその下側の層間絶縁層の層内に
設けたビア層パターンより小さくするすることにより、
ビア部の表面の凹凸が軽減される。
【0015】上記ビア部表面の凹凸低減によりビア表面
の清浄化が容易になり、上層配線とビア間の接続信頼性
が高められる。また、上記層間絶縁層の多層化により各
絶縁層内に発生するピンホールの位置が層毎に異なるの
で層間絶縁層を貫通する大きなピンホールの発生が防止
される。
の清浄化が容易になり、上層配線とビア間の接続信頼性
が高められる。また、上記層間絶縁層の多層化により各
絶縁層内に発生するピンホールの位置が層毎に異なるの
で層間絶縁層を貫通する大きなピンホールの発生が防止
される。
【0016】
【実施例】〔実施例 1〕図1は本発明による薄膜多層
回路基板実施例の部分断面図である。薄膜多層回路基板
の一部に設けられた層間絶縁層である第1絶縁層41の
上に第1配線層(下層配線層)21を設け、さらに第2
配線層(上層配線層)22を第2絶縁層42を介して設
け、両配線層間をビア3により接続する。本発明ではビ
ア3を薄膜導体層であるビア層31とビア層32により
構成することが特徴である。
回路基板実施例の部分断面図である。薄膜多層回路基板
の一部に設けられた層間絶縁層である第1絶縁層41の
上に第1配線層(下層配線層)21を設け、さらに第2
配線層(上層配線層)22を第2絶縁層42を介して設
け、両配線層間をビア3により接続する。本発明ではビ
ア3を薄膜導体層であるビア層31とビア層32により
構成することが特徴である。
【0017】図2は図1に示した薄膜多層回路基板の製
造工程図である。図2(A)において、第1絶縁層41
上に導電性薄膜を通常のスパッタリング法等により成膜
し、これをフォトエッチング法により所定のパターン形
状に加工しの第1配線層21を形成する。
造工程図である。図2(A)において、第1絶縁層41
上に導電性薄膜を通常のスパッタリング法等により成膜
し、これをフォトエッチング法により所定のパターン形
状に加工しの第1配線層21を形成する。
【0018】次いで同図(B)では、第1配線層21を
形成した薄膜多層回路基板上に薄膜層311と同321
を順次成膜する。このとき(A)の基板表面を逆スパッ
タリング処理して薄膜層311を成膜すると、第1配線
層21の表面が清浄化されるため、第1配線層21との
接触を強固にすることができる。なお、上記薄膜層の層
数は必要に応じて増加するようにしてもよい。
形成した薄膜多層回路基板上に薄膜層311と同321
を順次成膜する。このとき(A)の基板表面を逆スパッ
タリング処理して薄膜層311を成膜すると、第1配線
層21の表面が清浄化されるため、第1配線層21との
接触を強固にすることができる。なお、上記薄膜層の層
数は必要に応じて増加するようにしてもよい。
【0019】同(C)では薄膜層321をフォトエッチ
ングにより所定のパターン形状に加工してビア層32を
形成する。このとき薄膜層311の損傷を防止するた
め、例えば薄膜層311を銅(Cu)やアルミニウム
(Al)で形成した場合には薄膜層321としてタング
ステン(W)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、チタ
ン−タングステン(Ti−W)、タンタル(Ta)、窒
化タンタル(Ta−N)、モリブデン(Mo)、ハフニ
ウム(Hf)、ニオブ(Nb)、ニッケル(Ni)、ニ
ッケル−タングステン(Ni−W)、ニクロム(Ni−
Cr)などを用いるようにする。
ングにより所定のパターン形状に加工してビア層32を
形成する。このとき薄膜層311の損傷を防止するた
め、例えば薄膜層311を銅(Cu)やアルミニウム
(Al)で形成した場合には薄膜層321としてタング
ステン(W)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、チタ
ン−タングステン(Ti−W)、タンタル(Ta)、窒
化タンタル(Ta−N)、モリブデン(Mo)、ハフニ
ウム(Hf)、ニオブ(Nb)、ニッケル(Ni)、ニ
ッケル−タングステン(Ni−W)、ニクロム(Ni−
Cr)などを用いるようにする。
【0020】次いで同図(D)にて、薄膜層311をフ
ォトエッチングにより所定のパターン形状に加工してビ
ア層31を形成する。ビア層32とビア層31は連続成
膜しているので両層間の接触抵抗は小さく抑えられてい
る。
ォトエッチングにより所定のパターン形状に加工してビ
ア層31を形成する。ビア層32とビア層31は連続成
膜しているので両層間の接触抵抗は小さく抑えられてい
る。
【0021】図3(A)は上記ビア層31、32と第1
配線層21の位置関係を示す上面図である。ビア3は第
1配線層21のパタ−ン内に納まり、ビア層32はビア
層31内に納まるようにする。図3(B)は側面図であ
り、ビア層32、ビア層31の段差を一様にしている。
配線層21の位置関係を示す上面図である。ビア3は第
1配線層21のパタ−ン内に納まり、ビア層32はビア
層31内に納まるようにする。図3(B)は側面図であ
り、ビア層32、ビア層31の段差を一様にしている。
【0022】さて、図2(E)では薄膜多層回路基板上
に液状のポリイミド樹脂を回転塗布し、ベーキングによ
りこれを全面に被着して第2絶縁層42を形成し、ビア
3のパターン領域にスルーホールを開口する。ビア3が
ビア層31とビア層32により階段状に構成されるた
め、ビア3部での第2絶縁層42(ポリイミド樹脂)の
盛り上がりが緩やか、すなわち平坦化される。この平坦
化を促進するために、第2絶縁層42(ポリイミド膜)
の熱硬化後の膜厚をできるだけビア3の高さに等しくな
るようにする。また、これにより第2絶縁層42の開口
部には緩いテーパが形成される。さらに、ビア層31、
ビア層32の高さの比を調整することにより、ビア3領
域における第2絶縁層42の平坦度を上げることができ
る。
に液状のポリイミド樹脂を回転塗布し、ベーキングによ
りこれを全面に被着して第2絶縁層42を形成し、ビア
3のパターン領域にスルーホールを開口する。ビア3が
ビア層31とビア層32により階段状に構成されるた
め、ビア3部での第2絶縁層42(ポリイミド樹脂)の
盛り上がりが緩やか、すなわち平坦化される。この平坦
化を促進するために、第2絶縁層42(ポリイミド膜)
の熱硬化後の膜厚をできるだけビア3の高さに等しくな
るようにする。また、これにより第2絶縁層42の開口
部には緩いテーパが形成される。さらに、ビア層31、
ビア層32の高さの比を調整することにより、ビア3領
域における第2絶縁層42の平坦度を上げることができ
る。
【0023】次いで図2(F)に示すように、AlやC
u等の導電性薄膜をスパッタリング等により形成し、こ
れをフォトエッチングにより所定のパターン形状に加工
して第2配線層22を形成する。なお、ビア3と第2配
線層22間の電気的接触を確実にとるため、必要に応じ
て第2配線層22の成膜前にビア3の表面を逆スパッタ
リングして清浄化する。
u等の導電性薄膜をスパッタリング等により形成し、こ
れをフォトエッチングにより所定のパターン形状に加工
して第2配線層22を形成する。なお、ビア3と第2配
線層22間の電気的接触を確実にとるため、必要に応じ
て第2配線層22の成膜前にビア3の表面を逆スパッタ
リングして清浄化する。
【0024】試作した薄膜多層基板では、第1配線層2
1と第2配線層22間の断線がなくなり、接続抵抗のば
らつきも小さなものであった。これは図2(F)に示す
ように第2絶縁層42表面の平坦化されたことと逆スパ
ッタリングにより各接続面を清浄化したことに基づいて
いる。なお、第2絶縁層4の熱硬化後の表面がビア3多
少ずれていても上記と略同様な効果を得ることができ
る。
1と第2配線層22間の断線がなくなり、接続抵抗のば
らつきも小さなものであった。これは図2(F)に示す
ように第2絶縁層42表面の平坦化されたことと逆スパ
ッタリングにより各接続面を清浄化したことに基づいて
いる。なお、第2絶縁層4の熱硬化後の表面がビア3多
少ずれていても上記と略同様な効果を得ることができ
る。
【0025】また、上記ビア3の多層化によりビア3の
寸法精度を高め、微細化することができる。図10はビ
ア3の薄膜層の膜厚とそのサイドエッチング量との関係
図である。これより膜厚が厚い場合にはサイドエッチン
グ量が増大するのでビア層のパターン精度が劣化するこ
とがわかる。しかし、ビア3を図1のように2層化する
と、各ビア層の厚みが例えば1/2になるので各ビア層
のサイドエッチング量も略1/2に減り、パターン精度
を高めることができる。図10のaは1層のビア3を一
括形成した場合のサイドエッチング量、bは2層のビア
3のサイドエッチング量の一例である。また、第2絶縁
層4の膜厚が大きい場合には、ビア3を3層以上に構成
して各ビア層のサイドエッチング量を同様に低減するこ
ともできる。
寸法精度を高め、微細化することができる。図10はビ
ア3の薄膜層の膜厚とそのサイドエッチング量との関係
図である。これより膜厚が厚い場合にはサイドエッチン
グ量が増大するのでビア層のパターン精度が劣化するこ
とがわかる。しかし、ビア3を図1のように2層化する
と、各ビア層の厚みが例えば1/2になるので各ビア層
のサイドエッチング量も略1/2に減り、パターン精度
を高めることができる。図10のaは1層のビア3を一
括形成した場合のサイドエッチング量、bは2層のビア
3のサイドエッチング量の一例である。また、第2絶縁
層4の膜厚が大きい場合には、ビア3を3層以上に構成
して各ビア層のサイドエッチング量を同様に低減するこ
ともできる。
【0026】〔実施例 2〕図4は本発明による他の薄
膜多層回路基板実施例の部分断面図である。図4におい
ては、図3に示したビア層31を薄膜層314、31
2、313よりなる3層構造としている。薄膜層314
と薄膜層313をバリア層や接着層として薄膜層312
やビア層32、第1配線層21の材料を自由に選択でき
るようにする。なお、薄膜層312を同314や薄膜層
313と同一の材料とすることもできる。
膜多層回路基板実施例の部分断面図である。図4におい
ては、図3に示したビア層31を薄膜層314、31
2、313よりなる3層構造としている。薄膜層314
と薄膜層313をバリア層や接着層として薄膜層312
やビア層32、第1配線層21の材料を自由に選択でき
るようにする。なお、薄膜層312を同314や薄膜層
313と同一の材料とすることもできる。
【0027】例えば、薄膜層312をCuやAlで構成
した場合、薄膜層314、312にはタングステン
(W)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、チタン−タ
ングステン(Ti−W)、タンタル(Ta)、窒化タン
タル(Ta−N)、モリブデン(Mo)、ハフニウム
(Hf)、ニオブ(Nb)、ニッケル(Ni)、ニッケ
ル−タングステン(Ni−W)、ニクロム(Ni−C
r)などを用いることができる。また、薄膜層312と
第1配線層21を同一材料にする場合には、薄膜層31
4を省略し薄膜層312と第1配線層21を連続成膜す
るようにしてもよい。なお、ビア3は2層以上であって
も差支えなく、ビアの膜厚や工程数などにより決定して
いけば良い。
した場合、薄膜層314、312にはタングステン
(W)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、チタン−タ
ングステン(Ti−W)、タンタル(Ta)、窒化タン
タル(Ta−N)、モリブデン(Mo)、ハフニウム
(Hf)、ニオブ(Nb)、ニッケル(Ni)、ニッケ
ル−タングステン(Ni−W)、ニクロム(Ni−C
r)などを用いることができる。また、薄膜層312と
第1配線層21を同一材料にする場合には、薄膜層31
4を省略し薄膜層312と第1配線層21を連続成膜す
るようにしてもよい。なお、ビア3は2層以上であって
も差支えなく、ビアの膜厚や工程数などにより決定して
いけば良い。
【0028】〔実施例 3〕図5は本発明による他の薄
膜多層回路基板実施例の断面図である。図5においては
図4のビア層32を薄膜層322と同323により2層
構造とし、薄膜層323をバリア層や酸化防止層、接着
層とすることにより、薄膜層322の材料選択自由度を
大きくするようにしている。
膜多層回路基板実施例の断面図である。図5においては
図4のビア層32を薄膜層322と同323により2層
構造とし、薄膜層323をバリア層や酸化防止層、接着
層とすることにより、薄膜層322の材料選択自由度を
大きくするようにしている。
【0029】例えば、薄膜層323にタングステン
(W)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、チタン−タ
ングステン(Ti−W)、タンタル(Ta)、窒化タン
タル(Ta−N)、モリブデン(Mo)、ハフニウム
(Hf)、ニオブ(Nb)、ニッケル(Ni)、ニッケ
ル−タングステン(Ni−W)、ニクロム(Ni−C
r)などを用いることにより、薄膜層322に酸化しや
すく、また、ポリイミド樹脂に拡散し易いCuを用いる
ことができる。
(W)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、チタン−タ
ングステン(Ti−W)、タンタル(Ta)、窒化タン
タル(Ta−N)、モリブデン(Mo)、ハフニウム
(Hf)、ニオブ(Nb)、ニッケル(Ni)、ニッケ
ル−タングステン(Ni−W)、ニクロム(Ni−C
r)などを用いることにより、薄膜層322に酸化しや
すく、また、ポリイミド樹脂に拡散し易いCuを用いる
ことができる。
【0030】〔実施例 4〕図6は本発明による他の薄
膜多層回路基板の断面図である。図6においては第2絶
縁層42をポリイミド樹脂等の絶縁層421と422に
より構成し、また、絶縁層421の膜厚をビア層31の
膜厚と等しくする。絶縁層421と同422は共に薄く
なるのでそれぞれの表面の凹凸量が低減される。また、
各絶縁層のスル−ホ−ル径がづれるので各絶縁層表面の
凹凸位置もずれ、最終的に絶縁層42表面の凹凸が低減
されることになる。
膜多層回路基板の断面図である。図6においては第2絶
縁層42をポリイミド樹脂等の絶縁層421と422に
より構成し、また、絶縁層421の膜厚をビア層31の
膜厚と等しくする。絶縁層421と同422は共に薄く
なるのでそれぞれの表面の凹凸量が低減される。また、
各絶縁層のスル−ホ−ル径がづれるので各絶縁層表面の
凹凸位置もずれ、最終的に絶縁層42表面の凹凸が低減
されることになる。
【0031】本実施例において、第1配線層21、ビア
層31、同32を形成する工程は第1図の(A)〜
(D)と同様であるが、2層構造の第2絶縁層42は以
下のようにして製造する。液状のポリイミド樹脂を薄膜
多層回路基板上に回転塗布して所定のベーキングを行い
絶縁層421を形成する。このとき、絶縁層421材が
ビア層32の廻りに盛り上がって付着するので、これを
エッチングその他の方法によりビア層32の廻りにスル
ーホールを形成して除去する。次いで、再度、液状のポ
リイミド樹脂を回転塗布、ベーキングして全面にポリイ
ミド樹脂を被着し、絶縁層42を形成する。
層31、同32を形成する工程は第1図の(A)〜
(D)と同様であるが、2層構造の第2絶縁層42は以
下のようにして製造する。液状のポリイミド樹脂を薄膜
多層回路基板上に回転塗布して所定のベーキングを行い
絶縁層421を形成する。このとき、絶縁層421材が
ビア層32の廻りに盛り上がって付着するので、これを
エッチングその他の方法によりビア層32の廻りにスル
ーホールを形成して除去する。次いで、再度、液状のポ
リイミド樹脂を回転塗布、ベーキングして全面にポリイ
ミド樹脂を被着し、絶縁層42を形成する。
【0032】次いで、ビア層32の廻りに盛り上がって
付着したポリイミド樹脂を同様に除去した後、第1図の
工程(F)と同様にして、第2配線層22を形成する。
本実施例においても上記実施例1と同様の効果を得るこ
とができる。さらに本実施例では2層の絶縁層421と
422毎にビア層31と32の寸法に合わせてスルーホ
ール加工を行なうので、表面の平坦度を向上することが
でき、これにより第2絶縁層42の無欠陥化を向上する
ことができる。なお、ビア3を3層以上にしてもよく、
さらに、ビア層31、32のそれぞれを2層以上にする
こともできる。また、第2絶縁層の層数も3層以上にす
ることもでき、これらはビア3や第2絶縁層の膜厚や工
程数などに応じて適宜決定するようにする。
付着したポリイミド樹脂を同様に除去した後、第1図の
工程(F)と同様にして、第2配線層22を形成する。
本実施例においても上記実施例1と同様の効果を得るこ
とができる。さらに本実施例では2層の絶縁層421と
422毎にビア層31と32の寸法に合わせてスルーホ
ール加工を行なうので、表面の平坦度を向上することが
でき、これにより第2絶縁層42の無欠陥化を向上する
ことができる。なお、ビア3を3層以上にしてもよく、
さらに、ビア層31、32のそれぞれを2層以上にする
こともできる。また、第2絶縁層の層数も3層以上にす
ることもでき、これらはビア3や第2絶縁層の膜厚や工
程数などに応じて適宜決定するようにする。
【0033】〔実施例 5〕図7は本発明による他の薄
膜多層回路基板実施例の部分断面図である。本実施例で
はビア3をセラミックス基板11上に形成する。一般に
セラミックス基板の表面は凹凸が大きいのでビア3の厚
みを大きくする必要がある。また、パターン精度も相対
的に低下する。しかし、上記各実施例で説明したように
本発明では必要に応じてビア3の高さを増大でき、同時
に平坦な表面を得ることができるので、上記各実施例と
同様な効果を得ることができる。なお、ビア3を3層以
上にしてもよく、さらに、ビア層31、32等をそれぞ
れ2層以上にすることもできる。また、第2絶縁層の層
数も2層以上にすることもでき、これらはビア3や第2
絶縁層の膜厚や工程数などに応じて適宜決定するように
する。
膜多層回路基板実施例の部分断面図である。本実施例で
はビア3をセラミックス基板11上に形成する。一般に
セラミックス基板の表面は凹凸が大きいのでビア3の厚
みを大きくする必要がある。また、パターン精度も相対
的に低下する。しかし、上記各実施例で説明したように
本発明では必要に応じてビア3の高さを増大でき、同時
に平坦な表面を得ることができるので、上記各実施例と
同様な効果を得ることができる。なお、ビア3を3層以
上にしてもよく、さらに、ビア層31、32等をそれぞ
れ2層以上にすることもできる。また、第2絶縁層の層
数も2層以上にすることもでき、これらはビア3や第2
絶縁層の膜厚や工程数などに応じて適宜決定するように
する。
【0034】
【発明の効果】本発明により、薄膜多層回路のビアを複
数の薄膜層を積み上げて形成するので、ビアを微細化す
ることができ、これにより多層配線を微細化することが
できる。また、このビアにより層間絶縁層を容易に多層
化できるので、層間絶縁層内のピンホール等の欠陥の発
生を低減することができる。また、層間絶縁層の多層化
により各層間絶縁層のスルーホール径を下側の層間絶縁
層の凸部に被せるように設定できるのでこの凸部を除去
してコンタクトスルーホールを形成することができ、こ
れにより薄膜多層回路の表面を平坦化することができ
る。さらに、ビアの多層化によりビア層の上に設ける層
間絶縁層のスルーホール深さが浅くなるので、逆スパッ
タリングよりビアの面を容易に清浄することができ、こ
れにより下層電気配線と上層電気配線間の接続信頼性を
向上することができる。
数の薄膜層を積み上げて形成するので、ビアを微細化す
ることができ、これにより多層配線を微細化することが
できる。また、このビアにより層間絶縁層を容易に多層
化できるので、層間絶縁層内のピンホール等の欠陥の発
生を低減することができる。また、層間絶縁層の多層化
により各層間絶縁層のスルーホール径を下側の層間絶縁
層の凸部に被せるように設定できるのでこの凸部を除去
してコンタクトスルーホールを形成することができ、こ
れにより薄膜多層回路の表面を平坦化することができ
る。さらに、ビアの多層化によりビア層の上に設ける層
間絶縁層のスルーホール深さが浅くなるので、逆スパッ
タリングよりビアの面を容易に清浄することができ、こ
れにより下層電気配線と上層電気配線間の接続信頼性を
向上することができる。
【図1】本発明による薄膜多層回路基板実施例の断面図
である。
である。
【図2】図1の製造工程図である。
【図3】本発明によるビアパターン部の上面、及び側面
図である。
図である。
【図4】本発明による薄膜多層回路基板の第2実施例の
断面図である。
断面図である。
【図5】本発明による薄膜多層回路基板の第3実施例の
断面図である。
断面図である。
【図6】本発明による薄膜多層回路基板の第4実施例の
断面図である。
断面図である。
【図7】本発明による薄膜多層回路基板の第5実施例の
断面図である。
断面図である。
【図8】従来の薄膜多層回路基板の断面図である。
【図9】従来の薄膜多層回路基板の製造工程図である。
【図10】薄膜層のサイドエッチング量と薄膜層膜厚み
の関係図である。
の関係図である。
1…下地基板,21…第1配線層,22…第2配線層,
3…ビア,31、32…ビア層,4…層間絶縁層,41
…第1絶縁層、42…第2絶縁層、6…導体層,11…
セラミックス基板,39…スルーホール。
3…ビア,31、32…ビア層,4…層間絶縁層,41
…第1絶縁層、42…第2絶縁層、6…導体層,11…
セラミックス基板,39…スルーホール。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 櫻井 顕子 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 松山 治彦 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内
Claims (14)
- 【請求項1】 ビアにより下層配線と上層配線間の接続
を行う薄膜多層回路において、上記ビアを少なくとも2
層以上の導体層(ビア層)を積層した構造とし、さらに
上記各ビア層の断面積を上層配線に近いほど小さくして
上記ビアの断面形状を階段状にしたことを特徴とする薄
膜多層回路。 - 【請求項2】 請求項1において、上記各ビア層を当該
ビア層に接触してその上層に設けたビア層を選択エッチ
ングすることのできる材料により構成したことを特徴と
する薄膜多層回路。 - 【請求項3】 請求項1または2において、上記ビア層
の少なくとも1つを少なくとも導体層の積層構造とした
ことを特徴とする薄膜多層回路。 - 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかにおいて、
上記各ビア層の少なくとも1つをCuあるいはAl材に
より構成したことを特徴とする薄膜多層回路。 - 【請求項5】 請求項3ないし4のいずれかにおいて、
上記ビア層の少なくとも1つの表面にバリア層を設け、
このバリア層を当該ビア層の上に積層されたビア層材料
が下層側に拡散するのを防止する材料により構成して、
当該ビア層の上側のビア層加工時に下側ビア層と他の下
側導電層を保護するようにしたことを特徴とする薄膜多
層回路。 - 【請求項6】 請求項5において、上記バリア層をC
r,Ti,TiW,W,Ta,TaNx,Mo,Hf,
Nb,Ni,NiWx,Ni−Cr等により構成したこ
とを特徴とする薄膜多層回路。 - 【請求項7】 請求項1ないし6のいずれかにおいて、
上記各ビア層の厚みを下層側から上層側に向かって順次
小さくしたことを特徴とする薄膜多層回路。 - 【請求項8】 請求項1ないし7のいずれかにおいて、
セラミックス基板のスル−ホ−ル導体面の上に上記ビア
を形成したことを特徴とする薄膜多層回路。 - 【請求項9】 請求項1ないし8のいずれかにおいて、
上記ビアの下層配線と上層配線間の層間絶縁層の層数を
上記ビアのビア層の層数と同じにしたことを特徴とする
薄膜多層回路。 - 【請求項10】 請求項9において、上記ビアの下層配
線と上層配線間の層間絶縁層の各層の膜厚を上記ビアの
各ビア層の膜厚とほぼ等しくしたことを特徴とする薄膜
多層回路。 - 【請求項11】 請求項1ないし9のいずれかにおい
て、上記ビアの下層配線と上層配線間の層間絶縁層をポ
リイミド材料によって構成したことを特徴とする薄膜多
層回路。 - 【請求項12】 請求項1ないし10のいずれかに記載
の薄膜多層回路の製造方法において、上記ビアの下層配
線面上に当該ビアの各ビア層に用いる導電層を積層し、
各ビア層のパターンを上層側から順次形成するようにし
たことを特徴とする薄膜多層回路の製造方法。 - 【請求項13】 請求項9に記載の薄膜多層回路の製造
方法において、上記ビアの下層配線と上層配線間の層間
絶縁層の各層に設けるスルーホールの大きさを、その下
側の層間絶縁層の層内に設けたビア層パターンより小さ
くしたことを特徴とする薄膜多層回路の製造方法。 - 【請求項14】 請求項1ないし11のいずれかにおい
て、上記ビアの下層配線に用いる薄膜層と上記ビアの薄
膜層を連続成膜して当該ビアのパターンを形成し、次い
で上記ビアの下層の薄膜層に下層配線のパターンを形成
するようにしたことを特徴とする薄膜多層回路の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9901393A JPH06310857A (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | 薄膜多層回路とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9901393A JPH06310857A (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | 薄膜多層回路とその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06310857A true JPH06310857A (ja) | 1994-11-04 |
Family
ID=14235242
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9901393A Pending JPH06310857A (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | 薄膜多層回路とその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06310857A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000030420A1 (fr) * | 1998-11-18 | 2000-05-25 | Daiwa Co., Ltd. | Procede de production de tableaux de connexions |
WO2000052977A1 (fr) * | 1999-03-03 | 2000-09-08 | Daiwa Co., Ltd. | Procede de fabrication d'un panneau de cablage multicouche |
-
1993
- 1993-04-26 JP JP9901393A patent/JPH06310857A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000030420A1 (fr) * | 1998-11-18 | 2000-05-25 | Daiwa Co., Ltd. | Procede de production de tableaux de connexions |
US6527963B1 (en) | 1998-11-18 | 2003-03-04 | Daiwa Co., Ltd. | Method of manufacturing multilayer wiring boards |
WO2000052977A1 (fr) * | 1999-03-03 | 2000-09-08 | Daiwa Co., Ltd. | Procede de fabrication d'un panneau de cablage multicouche |
US6555209B1 (en) | 1999-03-03 | 2003-04-29 | Daiwa Co., Ltd. | Method of manufacturing multilayer wiring board |
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