JPH0786736A - 薄膜多層回路基板 - Google Patents

薄膜多層回路基板

Info

Publication number
JPH0786736A
JPH0786736A JP22763793A JP22763793A JPH0786736A JP H0786736 A JPH0786736 A JP H0786736A JP 22763793 A JP22763793 A JP 22763793A JP 22763793 A JP22763793 A JP 22763793A JP H0786736 A JPH0786736 A JP H0786736A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
polyimide
circuit board
film
multilayer circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP22763793A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinya Iijima
真也 飯島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP22763793A priority Critical patent/JPH0786736A/ja
Publication of JPH0786736A publication Critical patent/JPH0786736A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリイミドを絶縁層とする薄膜多層回路基板
に関し、配線層形成金属の酸化を防ぐと共に断線や接続
不良をなくすることを目的とする。 【構成】 絶縁基板上に配線層,絶縁層,配線層と交互
に複数個積層して構成される薄膜多層回路基板におい
て、ボリイミドよりなる絶縁層と配線層との間に二酸化
硅素膜をパッシベーション膜として介在させ、また、配
線層が、連続的に組成比を変えて形成したクローム/銅
/クロームの複合金属膜をからなることを特徴として薄
膜多層回路基板を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は吸湿による配線層形成金
属膜の劣化と剥離をなく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。
【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 と比較的小さいこ
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おり、これを絶縁層とする薄膜
多層回路基板が使用されている。
【0004】こゝで、薄膜多層回路基板の構成層数は今
まで2層〜3層に過ぎなかったが、MCM用基板につい
ては10層程度を目標として実用化が進められている。
【0005】
【従来の技術】図5は従来の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
の優れた絶縁基板1の上にスパッタや真空蒸着などの薄
膜形成技術を用いて、密着性を向上し、また、マイグレ
ーションの発生を抑制する見地からクローム(Cr)膜2を
上下に挟んで銅(Cu)膜3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Cr/Cu/Crの三層よりな
る第1の配線層4を形成する。次に、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ことにより
ポリイミドよりなる第1の絶縁層5を形成する。
【0006】次に、エキシマレーザを使用するアブレー
ション(Ablation) 加工を施すか、感光性ポリイミドを
使用する場合は写真蝕刻技術を使用して第1の絶縁層5
の必要とする位置に第1の配線層4に達する迄の穴開け
を行った後、先と同様にスパッタや真空蒸着などの薄膜
形成技術を用いてCr/Cu/Crの三層よりなる第2の配線層
6とビア(Via)7とを形成する。
【0007】この上に、先と同様にしてポリイミドより
なる第2の絶縁層8を形成し、この必要位置を穴開けし
て後、先と同様にして金属薄膜形成技術と写真蝕刻技術
を用いてCr/Cu よりなり半導体集積回路を搭載するパッ
ドと配線を含む第3の配線層9を形成することにより、
この例の場合、三層構造をとる薄膜多層回路基板が形成
されていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】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
小さいことから、層間絶縁層の形成材料として適してお
り、先に記したようにCr/Cu/Crよりなる配線層とポリイ
ミドよりなる絶縁層を交互に積層して薄膜多層回路基板
が作られている。
【0009】然しながら、ポリイミドは吸湿性が大きい
ことゝ、CrとCuとは必ずしもなじみ(馴染み)が良くな
いことが問題である。すなわち、ポリイミドは分子構造
中に極性の大きなイミド環を有することから、水の物理
的な吸着が生じ易く、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と云う問題がある。
【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、配線層は絶縁層の形成の熱処
理(450 ℃,180分程度) 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
食を生じている。
【0011】また、配線層は絶縁層形成の度ごとに上記
の温度サイクルを受けるが、先に記したようにCrとCuと
は密着性が充分でなく、また、両者は薄膜であり、配線
などのパターン幅は数μm 〜数10μm と狭いことから、
部分的な剥離が生じ易い。
【0012】以上のように、従来は薄膜多層回路基板の
層数が少ないことから、ポリイミドの吸湿の影響やCrと
Cuとの密着不良は目立たなかったが、薄膜多層回路基板
の層数が10層程度まで大きくなると、これらの影響は顕
著となり、製造歩留りが低下している。そこで、従来は
CrとCuとの密着性を向上するために中間にチタン(Ti)
膜を介在させてCr/Ti/Cu構造をとるなどの方法をとって
いたが、工数が増して製造コストの低減を妨げている。
そこで、これらの問題の解決が課題である。
【0013】
【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,絶縁層,配線層と交互に複数個積層して構成
される薄膜多層回路基板において、ボリイミドよりなる
絶縁層と配線層との間にSiO2膜をパッシベーション膜と
して介在させ、また、配線層が、連続的に組成比を変え
て形成したCr/Cu/Crの複合金属膜からなることを特徴
として薄膜多層回路基板を構成することにより解決する
ことができる。
【0014】
【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、多層化に伴う温度
サイクルの際に発生する湿気をSiO2よりなるパッシベー
ション膜により遮蔽するものであり、こゝで、パッシベ
ーション膜の厚さは500Å程度で足りる。
【0015】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、ガラスセラミックなどの絶縁基板1の
上に従来と同様にCr/Cu/Crよりなる第1の配線層4を形
成した後、ポリイミドよりなる第1の絶縁層5の形成に
先立ってSiO2よりなるパッシベーション膜11を被覆し、
また、形成後に再びパッシベーション膜11を被覆してSi
O2/ ポリイミド/ SiO2構成をとって湿気を封じ込めるも
のである。
【0016】以下、従来と同様に第1の絶縁層5の上に
Cr/Cu/Crよりなる第2の配線層6を形成し、次に、SiO2
/ ポリイミド/ SiO2構成をとる第2の絶縁層8を形成
し、次に、この上にCr/Cu/Crよりなる第3の配線層9を
作る工程を必要とする層数まで繰り返すことにより薄膜
多層回路基板ができ上がる。
【0017】図2はSiO2膜のパッシベーション効果を示
すもので、厚さが800 ÅのCrと厚さが5μm のCuよりな
る配線層の上に厚さが500 μm のSiO2をパッシベーショ
ン膜として設けたSiO2/Cr/Cu構造をとる配線層(同図
A)と、Cr/Cu構造をとる従来の配線層(同図B)につ
いて、表面にポリイミド層を設け、450 ℃,180分の温度
サイクルを10回繰り返した後、ポリイミド層を除去し、
X線光電子分光分析法(略称XPS)で酸化の進行状態
を調べたものであり、表面にSiO2パッシベーション膜の
ない配線層(同図B)はCrのみでなくCuについても酸化
が進行しているのに対し、SiO2パッシベーション膜を設
けた配線層(同図A)は酸化しておらず、これによりSi
O2パッシベーション膜が湿気の浸透を阻止していること
が判る。
【0018】次に、配線層を構成するCr膜とCu膜との密
着性を改良する方法として本発明は二元スパッタ装置を
使用し、連続的に組成比を変えることにより密着性を向
上するものである。すなわち、当初はCrのみのスパッタ
を行い、次に、CrとCuとの共スパッタを行い、次第にCr
のスパッタ速度を少なくしてCuのみとして接合境界を無
くすることにより密着性の問題を解決するものである。
【0019】こゝで、一元スパッタはターゲットを変え
てCrとCuの二層よりなる試料を作るもので、また、二元
スパッタはCrとCuのそれぞれのターゲットをもつスパッ
タ装置を用い、相互のスパッタ速度を調節することによ
り、Cr/Cr-Cu接合膜/Cu 組成をとる試料を作るもので、
この接着強度を確かめるために図4に示すような引張り
治具に装着して引張り試験を行なった。なお、試料13は
エポキシ系接着剤を用いて上下の引張り治具に固定して
あるために、試料の破断強度が接着剤の破断強度より大
きな場合は接着剤の位置で破断が生ずる。
【0020】図3は従来のように一元スパッタを行なっ
た試料と本発明に係る二元スパッタを行なった試料につ
いての引張り試験結果であって、一元スパッタを行なっ
た試料はCr/Cu 界面で破断が生じ、その破断荷重は平均
して41.9MPaであるのに対し、二元スパッタを行なった
試料は破断は接着剤の位置で生じ、その値は平均して7
7.1MPaであり、これより密着性は充分に改良されたこ
とが判る。
【0021】
【実施例】図1に示したような構成をとって10層よりな
る薄膜多層回路基板を形成した。すなわち、絶縁基板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、この上に二元スパッタ装置を用い、
先ず、Crを500 Åの厚さにスパッタした後、Cuのスパッ
タを始めCuの組成比を連続的に増して500 Åの連続層を
作った後、Cuのみのスパッタを1000Å行い、次に、Cuメ
ッキを5μm の厚さに行なって後、再びCuのスパッタを
行い、Cuの組成比を連続的に減らして500 Åの連続層を
作った後、Crのみのスパッタを1000Å行いCr/Cu/Cr構造
の導電層を形成し、次に従来と同様に写真蝕刻技術を用
いて第1の配線層4を形成した。
【0022】次に、この基板上にスパッタ装置を用いて
SiO2を500 Åの厚さにスパッタしてパッシベーション膜
11を形成した後、N-メチルピドリドンを用いて粘度調整
を行なったポリアミック酸をキュア後の状態で20μm の
厚さとなるように基板上にスピンコートし、乾燥させた
後に450 ℃で180 分加熱してキュアを行い、ポリイミド
よりなる厚さが20μm の第1の絶縁層5を形成し、次
に、エキシマレーザ(KrF)を用いてアブレーション加工
を行いビア形成用の穴開けを行なった。
【0023】次に、この基板上にスパッタ装置を用いて
SiO2を500 Åの厚さにスパッタしてパッシベーション膜
11を形成した後、二元スパッタ装置を用い、Crを500 Å
の厚さにスパッタした後、Cuのスパッタを始め、Cuの組
成比を連続的に増して500 Åの連続層を作った後、Cuの
みのスパッタを1000Å行い、次に、Cuメッキを5μmの
厚さに行なって後、再びCuのスパッタを始めCuの組成比
を連続的に減らして500 Åの連続層を作った後、Crのみ
のスパッタを1000Å行いCr/Cu/Cr構造の導電層を形成し
た後、従来と同様に写真蝕刻技術を用いて第2の配線層
6を形成した。
【0024】このようにして、10層構造の薄膜多層回路
基板を形成し、配線の断線の有無と導通状態について試
験を行なったが、Cr膜とCu膜の剥離と思われる不良は無
くなり、また、ポリイミドからの湿気によると思われる
配線の抵抗増加は認められなかった。
【0025】
【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湿気や分解
ガスに原因する配線層の断線や配線の腐食を抑制するこ
とができ、また、配線層を構成するCr膜とCu膜との剥離
を無くすることができ、これにより薄膜多層回路基板の
品質向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【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。
【図2】 X線光電子分光分析法(XPS)分析結果で
ある。
【図3】 引張り試験結果である。
【図4】 引張り治具の断面図である。
【図5】 従来の薄膜多層回路基板の構成を示す断面図
である。
【符号の説明】
2 Cr膜 3 Cu膜 4 第1の配線層 5 第1の絶縁層 6 第2の配線層 8 第2の絶縁層 9 第3の配線層 11 パッシベーション膜 13 試料

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁基板上に配線層,絶縁層,配線層と
    交互に複数個積層して構成される薄膜多層回路基板にお
    いて、 ボリイミドよりなる絶縁層と配線層との間に二酸化硅素
    膜をパッシベーション膜として介在させたことを特徴と
    する薄膜多層回路基板。
  2. 【請求項2】 絶縁基板上に配線層,絶縁層,配線層と
    交互に複数層積層して構成される薄膜多層回路基板にお
    いて、 前記配線層が、連続的に組成比を変えて形成したクロー
    ム/銅/クロームの複合金属膜からなることを特徴とす
    る薄膜多層回路基板。
JP22763793A 1993-09-14 1993-09-14 薄膜多層回路基板 Withdrawn JPH0786736A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22763793A JPH0786736A (ja) 1993-09-14 1993-09-14 薄膜多層回路基板

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22763793A JPH0786736A (ja) 1993-09-14 1993-09-14 薄膜多層回路基板

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0786736A true JPH0786736A (ja) 1995-03-31

Family

ID=16864012

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22763793A Withdrawn JPH0786736A (ja) 1993-09-14 1993-09-14 薄膜多層回路基板

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0786736A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6555763B1 (en) 1998-09-18 2003-04-29 Fuchigami Micro Co., Ltd. Multilayered circuit board for semiconductor chip module, and method of manufacturing the same
WO2004057687A2 (de) * 2002-12-20 2004-07-08 Ksg Leiterplatten Gmbh Lichtemittierende anordnung
WO2005051058A1 (ja) * 2003-11-21 2005-06-02 Dept Corporation 回路基板及びその製造方法
WO2005069706A1 (ja) * 2004-01-16 2005-07-28 Dept Corporation 回路基板及びその製造方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6555763B1 (en) 1998-09-18 2003-04-29 Fuchigami Micro Co., Ltd. Multilayered circuit board for semiconductor chip module, and method of manufacturing the same
WO2004057687A2 (de) * 2002-12-20 2004-07-08 Ksg Leiterplatten Gmbh Lichtemittierende anordnung
WO2004057687A3 (de) * 2002-12-20 2004-12-16 Ksg Leiterplatten Gmbh Lichtemittierende anordnung
WO2005051058A1 (ja) * 2003-11-21 2005-06-02 Dept Corporation 回路基板及びその製造方法
WO2005069706A1 (ja) * 2004-01-16 2005-07-28 Dept Corporation 回路基板及びその製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR960013632B1 (ko) 다중칩 집적회로 패키징 구성 및 방법
US6228511B1 (en) Structure and process for thin film interconnect
EP0499986B1 (en) Multilayer wiring structure and method for forming multilayer construction
WO2007010681A1 (ja) 薄膜キャパシタ及び該薄膜キャパシタの製造方法
JPH0786736A (ja) 薄膜多層回路基板
JPH0513960A (ja) 多層配線基板の製造方法
JPH04277696A (ja) 多層配線基板及びその製造方法
JP3797073B2 (ja) 高密度実装用配線基板およびその製造方法
JPS60224244A (ja) 半導体装置
EP1688247A1 (en) Metal-clad substrate and method for producing same
JPH04323895A (ja) 薄膜多層回路基板とその製造方法
JPH09219587A (ja) 薄膜多層回路基板とその製造方法
JP2621729B2 (ja) 多層配線基板用絶縁膜の製造方法
JP3951696B2 (ja) 多層回路基板
JPH07249867A (ja) 絶縁膜の表面処理方法
JPH0774468A (ja) 薄膜多層回路基板の製造方法
JPH07283544A (ja) 配線構造体とその製造法
JPH04326595A (ja) 薄膜多層回路基板とその製造方法
JPH04215495A (ja) 多層回路基板の製造方法
KR100235954B1 (ko) 반도체 소자 제조방법
JPS615550A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPH03159247A (ja) 薄膜トランジスタマトリクスの製造方法
JPH0581077B2 (ja)
JPS62273617A (ja) 薄膜磁気ヘツド
JPH09260854A (ja) 多層回路基板およびその製造方法

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: 20001128