JPH0774468A - 薄膜多層回路基板の製造方法 - Google Patents
薄膜多層回路基板の製造方法Info
- Publication number
- JPH0774468A JPH0774468A JP21895693A JP21895693A JPH0774468A JP H0774468 A JPH0774468 A JP H0774468A JP 21895693 A JP21895693 A JP 21895693A JP 21895693 A JP21895693 A JP 21895693A JP H0774468 A JPH0774468 A JP H0774468A
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- Japan
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- layer
- wiring
- polyimide
- interlayer insulation
- interlayer insulating
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- Withdrawn
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-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/46—Manufacturing multilayer circuits
- H05K3/4644—Manufacturing multilayer circuits by building the multilayer layer by layer, i.e. build-up multilayer circuits
- H05K3/4673—Application methods or materials of intermediate insulating layers not specially adapted to any one of the previous methods of adding a circuit layer
- H05K3/4676—Single layer compositions
Landscapes
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ポリイミドを層間絶縁層とする薄膜多層回路
基板に関し、加熱の際に層間絶縁層から発生する水やガ
スを捕捉することを目的とする。 【構成】 絶縁基板上に配線層，有機層間絶縁層，配線
層と交互に積層して構成する薄膜多層回路基板の有機層
間絶縁層を、ポリイミド層／ガス吸着層／ポリイミド層
の三層構造をとって形成することを特徴として薄膜多層
回路基板を構成する。
基板に関し、加熱の際に層間絶縁層から発生する水やガ
スを捕捉することを目的とする。 【構成】 絶縁基板上に配線層，有機層間絶縁層，配線
層と交互に積層して構成する薄膜多層回路基板の有機層
間絶縁層を、ポリイミド層／ガス吸着層／ポリイミド層
の三層構造をとって形成することを特徴として薄膜多層
回路基板を構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は吸湿による配線層の劣化
を抑制した薄膜多層回路基板の製造方法に関する。
を抑制した薄膜多層回路基板の製造方法に関する。
【０００２】大量の情報を高速に処理する必要から、情
報処理装置の主体を構成する半導体装置は大容量化が進
んでＬＳＩやＶＬＳＩが実用化されているが、これら半
導体装置の実装法も改良され、半導体チップを高密度に
搭載するマルチ・チップ・モジール（ＭＣＭ）の開発が
進められている。
報処理装置の主体を構成する半導体装置は大容量化が進
んでＬＳＩやＶＬＳＩが実用化されているが、これら半
導体装置の実装法も改良され、半導体チップを高密度に
搭載するマルチ・チップ・モジール（ＭＣＭ）の開発が
進められている。
【０００３】こゝで、ＭＣＭ用基板としては厚膜多層回
路基板と薄膜多層回路基板とがあるが、後者の絶縁層形
成材料としては、ポリイミドが着目され、実用化が進め
られている。すなわち、ポリイミドは線状高分子である
が熱安定性が極めて高く500℃付近まで分解せず、機械
的性質や電気的特性もー190 〜220 ℃の範囲に亙って変
化しない。また、誘電率（ε）も3.4 と比較的少ないこ
とから、高速信号を処理する多層回路基板の層間絶縁膜
の構成材料として適している。
路基板と薄膜多層回路基板とがあるが、後者の絶縁層形
成材料としては、ポリイミドが着目され、実用化が進め
られている。すなわち、ポリイミドは線状高分子である
が熱安定性が極めて高く500℃付近まで分解せず、機械
的性質や電気的特性もー190 〜220 ℃の範囲に亙って変
化しない。また、誘電率（ε）も3.4 と比較的少ないこ
とから、高速信号を処理する多層回路基板の層間絶縁膜
の構成材料として適している。
【０００４】
【従来の技術】図２は薄膜多層回路基板の構成を示して
いる。すなわち、ガラスセラミックなどの耐熱性の優れ
た剛性基板１の上に密着性を向上し、また、銅（Cu) の
マイグレーションを抑制する見地からクローム(Cr)など
の薄膜を介してCuの薄膜を形成した後、写真蝕刻技術
（フォトリソグラフィ）を用いて配線２などのパターン
形成を行い、第１の配線層３を形成する。
いる。すなわち、ガラスセラミックなどの耐熱性の優れ
た剛性基板１の上に密着性を向上し、また、銅（Cu) の
マイグレーションを抑制する見地からクローム(Cr)など
の薄膜を介してCuの薄膜を形成した後、写真蝕刻技術
（フォトリソグラフィ）を用いて配線２などのパターン
形成を行い、第１の配線層３を形成する。
【０００５】この上にポリイミドの前駆体であるポリア
ミック酸をスピンコート法を用いて塗布し、加熱してイ
ミド環を形成させるなどの方法でポリイミドよりなる第
１の層間絶縁層４を形成する。
ミック酸をスピンコート法を用いて塗布し、加熱してイ
ミド環を形成させるなどの方法でポリイミドよりなる第
１の層間絶縁層４を形成する。
【０００６】次に、エキシマレーザによるアブレーショ
ン加工を施したり、また、ポリイミド材料に感光性が付
与されている場合は感光性を利用して層間絶縁層４の必
要とする位置に配線２に達する迄の穴開けを行なった
後、先と同様に金属薄膜形成技術と写真蝕刻技術を用い
てビア（Via)５と配線６を備えた第２の配線層７を形成
する。
ン加工を施したり、また、ポリイミド材料に感光性が付
与されている場合は感光性を利用して層間絶縁層４の必
要とする位置に配線２に達する迄の穴開けを行なった
後、先と同様に金属薄膜形成技術と写真蝕刻技術を用い
てビア（Via)５と配線６を備えた第２の配線層７を形成
する。
【０００７】次に、この上に先と同様にして第２の層間
絶縁層８を形成し、この必要位置を穴開けして後、金属
薄膜形成技術と写真蝕刻技術を用いて半導体集積回路を
搭載するパッドを含む配線とビアの形成を行うことによ
薄膜多層回路基板が完成している。次に、パターン形成
してある多数のパッドに位置合わせして半導体集積回路
を搭載した後、最後に基板上に耐湿と回路保護のための
保護層を設けることにより混成集積回路が完成してい
る。
絶縁層８を形成し、この必要位置を穴開けして後、金属
薄膜形成技術と写真蝕刻技術を用いて半導体集積回路を
搭載するパッドを含む配線とビアの形成を行うことによ
薄膜多層回路基板が完成している。次に、パターン形成
してある多数のパッドに位置合わせして半導体集積回路
を搭載した後、最後に基板上に耐湿と回路保護のための
保護層を設けることにより混成集積回路が完成してい
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】先に記したようにポリ
イミドは耐熱性が優れており、また、誘電率も3.4 と有
機絶縁物の中では少ないことから、薄膜多層回路基板の
層間絶縁層の形成材料として適しており、これにより薄
膜多層回路基板の実用化が行なわれていると共に、この
材料の改良も行なわれている。すなわち、ポリイミド層
に対する穴開けなどの加工には今までフォトレジストを
マスクとして使用することが不可欠であったが、ポリイ
ミド分子に感光性の官能基を付与し、選択露光を行なっ
て露光部分のポリイミド分子を重合させることにより溶
剤に対する溶解性を変えたものが開発されており、この
感光性ポリイミドの使用によりパターン形成が容易にな
っている。
イミドは耐熱性が優れており、また、誘電率も3.4 と有
機絶縁物の中では少ないことから、薄膜多層回路基板の
層間絶縁層の形成材料として適しており、これにより薄
膜多層回路基板の実用化が行なわれていると共に、この
材料の改良も行なわれている。すなわち、ポリイミド層
に対する穴開けなどの加工には今までフォトレジストを
マスクとして使用することが不可欠であったが、ポリイ
ミド分子に感光性の官能基を付与し、選択露光を行なっ
て露光部分のポリイミド分子を重合させることにより溶
剤に対する溶解性を変えたものが開発されており、この
感光性ポリイミドの使用によりパターン形成が容易にな
っている。
【０００９】然し、かゝるポリイミドを層間絶縁層とし
て用いる場合の問題点は吸湿性が大きいことで、この原
因は分子構造中に極性の大きなイミド環を有することか
ら、水の物理的な吸着が生ずることで、吸着量は１〜２
％にまで及んでおり、加熱すると吸着した水をガスとし
て放出し、また、感光性ポリイミドを使用する場合は加
熱により水蒸気と共に有機性の分解ガスを発生する場合
がある。
て用いる場合の問題点は吸湿性が大きいことで、この原
因は分子構造中に極性の大きなイミド環を有することか
ら、水の物理的な吸着が生ずることで、吸着量は１〜２
％にまで及んでおり、加熱すると吸着した水をガスとし
て放出し、また、感光性ポリイミドを使用する場合は加
熱により水蒸気と共に有機性の分解ガスを発生する場合
がある。
【００１０】こゝで、薄膜多層回路基板は先に記したよ
うに配線層とポリイミドよりなる層間絶縁層とを交互に
積層して形成されることから、配線層は層間絶縁層の形
成の熱処理の度ごとに水蒸気や有機性ガスに曝されるこ
とになり、これにより配線層と層間絶縁層との密着不良
を生じ、また、時間の経過と共に配線の腐食を招いてい
た。
うに配線層とポリイミドよりなる層間絶縁層とを交互に
積層して形成されることから、配線層は層間絶縁層の形
成の熱処理の度ごとに水蒸気や有機性ガスに曝されるこ
とになり、これにより配線層と層間絶縁層との密着不良
を生じ、また、時間の経過と共に配線の腐食を招いてい
た。
【００１１】この対策として、層間絶縁層の上に配線層
を形成する直前に層間絶縁層を加熱して吸着水を脱水さ
せる方法が採られているが、冷却と共に吸湿が始まり、
この吸湿の速度が大きいことから、この方法は根本的な
解決策とはなっていない。そこでこの問題の解決が課題
となっていた。
を形成する直前に層間絶縁層を加熱して吸着水を脱水さ
せる方法が採られているが、冷却と共に吸湿が始まり、
この吸湿の速度が大きいことから、この方法は根本的な
解決策とはなっていない。そこでこの問題の解決が課題
となっていた。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の課題は絶縁基板上
に配線層，有機層間絶縁層，配線層と交互に積層して構
成する薄膜多層回路基板の有機層間絶縁層が、ポリイミ
ド層／ガス吸着層／ポリイミド層の三層構造をとって形
成することにより解決することができる。
に配線層，有機層間絶縁層，配線層と交互に積層して構
成する薄膜多層回路基板の有機層間絶縁層が、ポリイミ
ド層／ガス吸着層／ポリイミド層の三層構造をとって形
成することにより解決することができる。
【００１３】
【作用】発明者等はポリイミドが吸湿性をもつことは分
子構造から見て避けられぬことから、この解決法として
本発明は湿気や有機または無機ガスを吸着する有機のガ
ス吸着層をポリイミド層に密着して設けるものである。
子構造から見て避けられぬことから、この解決法として
本発明は湿気や有機または無機ガスを吸着する有機のガ
ス吸着層をポリイミド層に密着して設けるものである。
【００１４】図１は本発明を適用した多層回路基板の構
成を示すもので、ガラスセラミック基板などの剛性基板
１の上に配線２などからなる第１の配線層３を形成した
後、従来はこの上にスピンコート法などにより層間絶縁
層を形成するが、本発明はこの層間絶縁層を二分して第
１Ａの層間絶縁層10と第１Ｂの層間絶縁層11とし、この
間にガス吸着層12を介在させるものである。
成を示すもので、ガラスセラミック基板などの剛性基板
１の上に配線２などからなる第１の配線層３を形成した
後、従来はこの上にスピンコート法などにより層間絶縁
層を形成するが、本発明はこの層間絶縁層を二分して第
１Ａの層間絶縁層10と第１Ｂの層間絶縁層11とし、この
間にガス吸着層12を介在させるものである。
【００１５】そして、この第１Ｂの層間絶縁層11の特定
位置を第１の配線層３の配線２に達するまで穴開けした
後、金属薄膜形成法と写真蝕刻技術によりビア13と配線
６とよりなる第２の配線層７を形成するものである。
位置を第１の配線層３の配線２に達するまで穴開けした
後、金属薄膜形成法と写真蝕刻技術によりビア13と配線
６とよりなる第２の配線層７を形成するものである。
【００１６】こゝで、本発明において使用する有機のガ
ス吸着剤はビスフェノール型樹脂の誘導体であると予測
されるが、既に、例えば品名STAYDRY-1000（テクノアル
ファ社），品名GETTER-ALL( テクノアルファ社) などの
名で市販されており、半導体パッケージの裏面に塗布す
るなどの方法で用いられている。すなわち、半導体素子
の特性は湿気により敏感に影響することからハーメチッ
クシール工程に先立ってパッケージに塗布し、パッケー
ジを通して浸透してくる湿気を捕獲することを目的とし
ている。
ス吸着剤はビスフェノール型樹脂の誘導体であると予測
されるが、既に、例えば品名STAYDRY-1000（テクノアル
ファ社），品名GETTER-ALL( テクノアルファ社) などの
名で市販されており、半導体パッケージの裏面に塗布す
るなどの方法で用いられている。すなわち、半導体素子
の特性は湿気により敏感に影響することからハーメチッ
クシール工程に先立ってパッケージに塗布し、パッケー
ジを通して浸透してくる湿気を捕獲することを目的とし
ている。
【００１７】一方、本発明はガス吸着剤をポリイミド層
の間に介在させるもので、加熱によりポリイミドより発
生する水蒸気やガスを捕獲することにより配線層と層間
絶縁層との密着不良や配線の腐食を無くするものであ
る。
の間に介在させるもので、加熱によりポリイミドより発
生する水蒸気やガスを捕獲することにより配線層と層間
絶縁層との密着不良や配線の腐食を無くするものであ
る。
【００１８】
【実施例】図３は実施例の構成を示すもので、剛性基板
１として面積が100 ×100 mm で厚さ１ mm のガラスセ
ラミック基板を用い、また、層間絶縁層の形成剤として
末端付加型ポリイミドの24％ジエチレングリコールジメ
チルエーテル溶液を用い、これをスピンコート法により
剛性基板１の上に塗布し、170 ℃,15 分の溶剤乾燥を行
なった後に、250 ℃,60 分の条件でキュアを行い、膜厚
15μm の第１Ａの層間絶縁層10を形成した。
１として面積が100 ×100 mm で厚さ１ mm のガラスセ
ラミック基板を用い、また、層間絶縁層の形成剤として
末端付加型ポリイミドの24％ジエチレングリコールジメ
チルエーテル溶液を用い、これをスピンコート法により
剛性基板１の上に塗布し、170 ℃,15 分の溶剤乾燥を行
なった後に、250 ℃,60 分の条件でキュアを行い、膜厚
15μm の第１Ａの層間絶縁層10を形成した。
【００１９】次に、ガス吸着剤として品名STAYDRY-1000
を用い、スピンコート法により被覆して後、250 ℃で30
分間キュアして厚さが20μm のガス吸着層12を形成し
た。次に、この上に先と同様に末端付加型ポリイミドの
24％ジエチレングリコールジメチルエーテル溶液をスピ
ンコートした後、溶剤乾燥とキュアを行い、膜厚膜厚15
μm の第１Ｂの層間絶縁層11を形成した。
を用い、スピンコート法により被覆して後、250 ℃で30
分間キュアして厚さが20μm のガス吸着層12を形成し
た。次に、この上に先と同様に末端付加型ポリイミドの
24％ジエチレングリコールジメチルエーテル溶液をスピ
ンコートした後、溶剤乾燥とキュアを行い、膜厚膜厚15
μm の第１Ｂの層間絶縁層11を形成した。
【００２０】次に、本発明の効果を確かめるために、こ
の上にクローム（Cr) を1000Åの厚さにスパッタして金
属層15とし、この上に弗素化ポリイミドを塗布して封止
層16とした。一方、比較のためにゲッター層を含まない
厚さが30μm の層間絶縁層を備えた従来構造の試料も形
成した。そして、この二種類の試料をプレッシャークッ
カーに入れ、温度121 ℃, 湿度100 ％, 気圧２気圧の条
件で５時間の試験を行い、ポリイミド／Cr界面の化学的
状態をＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）で分析を行なった。
の上にクローム（Cr) を1000Åの厚さにスパッタして金
属層15とし、この上に弗素化ポリイミドを塗布して封止
層16とした。一方、比較のためにゲッター層を含まない
厚さが30μm の層間絶縁層を備えた従来構造の試料も形
成した。そして、この二種類の試料をプレッシャークッ
カーに入れ、温度121 ℃, 湿度100 ％, 気圧２気圧の条
件で５時間の試験を行い、ポリイミド／Cr界面の化学的
状態をＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）で分析を行なった。
【００２１】その結果、従来構造をとる試料のCr面には
酸化状態のCr [Cr2O3,Cr(OH)3]の存在が確認できたのに
対し、ガス吸着層を有する試料では酸化状態のCrは検出
されなかった。
酸化状態のCr [Cr2O3,Cr(OH)3]の存在が確認できたのに
対し、ガス吸着層を有する試料では酸化状態のCrは検出
されなかった。
【００２２】
【発明の効果】本発明の実施により、薄膜多層回路基板
の形成において、ポリイミド層より発生する水や分解ガ
スに原因する配線層の密着不良や配線の腐食を抑制する
ことができ、これにより薄膜多層回路基板の品質向上が
可能となる。
の形成において、ポリイミド層より発生する水や分解ガ
スに原因する配線層の密着不良や配線の腐食を抑制する
ことができ、これにより薄膜多層回路基板の品質向上が
可能となる。
【図１】 本発明に係る薄膜多層回路基板の構成を示す
断面図である。
断面図である。
【図２】 薄膜多層回路基板の構成を示す断面図であ
る。
る。
【図３】 実施例の構成を示す断面図である。
２，６ 配線 ３ 第１の配線層 ４ 第１の層間絶縁層 ５，13 ビア ７ 第２の配線層 ８ 第２の層間絶縁層 10 第１Ａの層間絶縁層 11 第１Ｂの層間絶縁層 12 ガス吸着層
Claims (1)
- 【請求項１】 絶縁基板上に配線層，有機層間絶縁層，
配線層と交互に積層して構成する薄膜多層回路基板の有
機層間絶縁層を、ポリイミド層／ガス吸着層／ポリイミ
ド層の三層構造をとって形成することを特徴とする薄膜
多層回路基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21895693A JPH0774468A (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | 薄膜多層回路基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21895693A JPH0774468A (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | 薄膜多層回路基板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0774468A true JPH0774468A (ja) | 1995-03-17 |
Family
ID=16727980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21895693A Withdrawn JPH0774468A (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | 薄膜多層回路基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0774468A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1154696A (ja) * | 1997-08-01 | 1999-02-26 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波多層誘電体基板およびマルチチップモジュール |
-
1993
- 1993-09-03 JP JP21895693A patent/JPH0774468A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1154696A (ja) * | 1997-08-01 | 1999-02-26 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波多層誘電体基板およびマルチチップモジュール |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001107 |