JPH0799390A - 多層配線基板 - Google Patents

多層配線基板

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JPH0799390A
JPH0799390A JP31350493A JP31350493A JPH0799390A JP H0799390 A JPH0799390 A JP H0799390A JP 31350493 A JP31350493 A JP 31350493A JP 31350493 A JP31350493 A JP 31350493A JP H0799390 A JPH0799390 A JP H0799390A
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JP
Japan
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layer
contact hole
wiring board
multilayer wiring
conductor
Prior art date
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Pending
Application number
JP31350493A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuo Miura
康男 三浦
Yasuko Tachibana
康子 立花
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】基板上の少なくとも片面に、導体層と該導体層
上に形成された絶縁体層とを含む層が3層以上形成され
た多層配線基板において、コンタクトホールの面積が、
その下の導体層のうちの該コンタクトホールと接続する
領域の面積の10%以上を占有し、コンタクトホールの
位置は、その下の絶縁体層に形成されたコンタクトホー
ルの位置とは重ならず、2層下の絶縁体層に形成された
コンタクトホールの位置と少なくとも一部が重なること
を特徴とする多層配線基板。 【効果】本発明は、上述のような構造のコンタクトホー
ルを持った多層配線基板を採用したことにより、主とし
て放熱を目的とした凹凸の小さいコンタクトホールを、
限られた面積に形成することが可能になった。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主に放熱のためのコン
タクトホールを有する多層配線基板に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年超LSIの進歩は目覚ましく、高集
積化、高速化は止まることを知らない。これに伴いLS
Iを搭載する基板も、高密度化が要求され、多層化が進
んでいる。LSIが高速化すればするほど、LSIから
発生する熱は大きくなり、放熱が大きな課題となる。
【0003】従来、放熱は絶縁体層にコンタクトホール
を形成し、上下の導体の接続をとることによって行なわ
れている。すなわち、コンタクトホールによって上下の
導体層を接続し、導体層の最上層(LSIなどのと接続
する部分)から最下層(基板などと接続する部分)まで
を接続し、LSIなどから発生する熱を基板側に設けら
れた冷却媒体まで伝導するのである。そのため、コンタ
クトホールは絶縁体層の最上層から最下層までできる限
りまっすぐに形成されなければ放熱の役割を果たさな
い。まっすぐの場合に、放熱のための熱伝導の経路が最
短になるからであり、コンタクトホールの位置が層によ
って異なると、熱の伝導経路が、例えばらせん状とな
り、放熱の効果が著しく劣ったものとなるからである。
【0004】上下の導体の接続をとる方法としては、コ
ンタクトホール形成後電解メッキでホールを金属で埋め
る、金属粉末を溶解したポリマと混合したペーストをホ
ールに埋め込む等の方法が一般的に用いられている。メ
ッキの方法は工程が複雑になる、配線パターンに制約が
出る等の問題があり、ペーストを埋める方法は精度に問
題があり、コンタクトホールが小さくなると実現が困難
である。
【0005】これに対して、導体層をスパッタリング等
で形成する際に、コンタクトホールにも導体を形成する
方法が提案されている。この方法によると上記のような
問題はないが、コンタクトホールの中のみを形成するわ
けではないので、図8に示すように多層にするに従っ
て、コンタクトホール部分とそれ以外の部分の凹凸が大
きくなり、多層になればなるほど、形成が困難となる、
導体の断線が起こりやすいなどの問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の諸欠点に鑑み創案されたもので、その目的とする
所は、絶縁体層に形成されたコンタクトホールを、該絶
縁体層の上の導体層を形成する際にスパッタリングなど
で形成する場合にも、限られた面積に、できるだけ凹凸
の少ないコンタクトホールを形成できるような形状の多
層配線基板を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
基板上の少なくとも片面に、導体層と該導体層上に形成
された絶縁体層とを含む層が3層以上形成された多層配
線基板において、 第n層の導体層上の第n層の絶縁体層に形成されたコ
ンタクトホールの面積が、第n層の導体層のうちの該コ
ンタクトホールと接続する領域の面積の10%以上を占
有し、 第(n+1)層の絶縁体層に形成されたコンタクトホ
ールの位置は、第n層の絶縁体層に形成されたコンタク
トホールの位置とは重ならず、 第(n+2)層の絶縁体層に形成されたコンタクトホ
ールの位置は、第n層の絶縁体層に形成されたコンタク
トホールの位置と少なくとも一部が重なる、ことを特徴
とする多層配線基板により達成される。
【0008】基板としては、アルミナセラミックス、金
属粉末の入ったペーストを所定のコンタクトホールの形
成されたアルミナグリーンシート上に印刷し、これを必
要枚数重ねてプレス焼結した多層セラミックス基板、シ
リコンウエハ、窒化アルミ、Al、Cu板に絶縁層を形
成したものなどが例としてあげられる。
【0009】導体層としては、Al、Cu、Ni、C
r、Ti、Au、Ag、Pt等の金属単体またはこれら
の合金からなる単層あるいは複層からなる金属膜をパタ
ーン状に加工したものが例としてあげられる。これらの
中で好ましいのは、Cuまたは、CuとCrが層状に形
成されたものである。これらの導体層はスパッタリン
グ、メッキ、蒸着等の方法により形成される。パターン
加工の方法としてはフォトリソ法等の公知の方法が用い
られる。
【0010】絶縁体層としては、ポリイミド樹脂、ベン
ゾシクロブテン樹脂等からなる有機膜が例としてあげら
れ、特にポリイミド樹脂、中でも感光性ポリイミド樹脂
がコンタクトホール形成の容易さから好ましい。感光性
ポリイミド樹脂としては、感光基がポリイミド前駆体の
カルボキシル基とエステル結合しているエステルタイプ
とよばれるもの(例えば、Photogra.Sci.Eng.23,303(19
79) )や、感光基がポリイミド前駆体のカルボキシル基
と塩結合している塩結合タイプと呼ばれるもの(例え
ば、J.Macromol.Sci.(Chem)A21.1614(1984) )などを3
00℃〜400℃でコンタクトホール形成後熱処理した
もの等が例としてあげることができる。感光性ポリイミ
ド樹脂でのコンタクトホールの形成方法としては、フォ
トリソ法が一般的である。
【0011】本発明においては、まず、第n層の導体層
上の第n層の絶縁体層に形成されたコンタクトホールの
面積は、第n層の導体層のうちの該コンタクトホールと
接続する領域の面積の10%以上を占有していることが
必要である。好ましくは、15%以上50%以下であ
る。すなわち、コンタクトホールは主に放熱のために形
成されるので、10%未満では十分に放熱の機能を果た
さない。また、50%をこえると、凹凸の少ない多層配
線基板を得ることが困難になる。
【0012】次に、第(n+1)層の絶縁体層に形成さ
れたコンタクトホールの位置は、第n層の絶縁体層に形
成されたコンタクトホールの位置と重なってはならな
い。すなわち、第(n+1)層の絶縁体層のコンタクト
ホールは、第n層の絶縁体層のコンタクトホールとは、
ずれて形成される。図8に示すように、第(n+1)層
の絶縁体層のコンタクトホールを第n層の絶縁体層と重
ねて形成すると、コンタクトホール部分とそれ以外の部
分の凹凸の激しいものとなり、多層になればなるほど形
成が困難となり、導体の断線も起こりやすくなる。
【0013】さらに、第(n+2)層の絶縁体層に形成
されたコンタクトホールの位置は、第n層の絶縁体層に
形成されたコンタクトホールの位置と少なくとも一部が
重なることが必要である。もちろん、第(n+2)層の
絶縁体層に形成されたコンタクトホールの位置は、第
(n+1)層の絶縁体層に形成されたコンタクトホール
の位置と重なってはならない。このように2層ごとにコ
ンタクトホールの位置を重ねる必要があるのは、放熱の
ための熱伝導の経路をできる限り短くすることが好まし
いからである。このように構成せずに、ただ下層のコン
タクトホールの位置とずらしていくだけでは、熱伝導の
経路が不要に長くなり(例えば、らせん状)、放熱の効
果が劣ったものとなる。
【0014】また、導体層の位置については、全ての層
について重なっていることが好ましい。具体的には、コ
ンタクトホールを介して接続された第n層および第(n
+1)層の導体層は50%以上重なっていることが好ま
しい。より好ましくは、70%以上である。
【0015】コンタクトホールの形状は、長方形(正方
形を含む)または円形が好ましく、それぞれ、短い一辺
または直径が、5μm以上50μm以下であることが好
ましい。
【0016】以上の条件を満足するように多層配線基板
を形成するには、例えば以下のようにすれば良い。
【0017】基板上に、図3に示すパターンの第1層
の導体層を形成する。 その上に、図4に示すパターンの第1層の絶縁体層を
形成する。 その上に、図3に示すパターンの第2層の導体層を形
成する。 その上に、図5に示すパターンの第2層の絶縁体層を
形成する。 その上に、図3に示すパターンの第3層の導体層を形
成する。 その上に、図4に示すパターンの第3層の絶縁体層を
形成する。
【0018】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。な
お、以下の説明で層の凹凸については下記の方法で測定
した。
【0019】[層の凹凸量]東京精密製表面粗さ測定機
Surfcom1500Aを使用し、×5000倍で凹
凸の大きさを測定した。
【0020】実施例1 4インチシリコーンウエハー上にスパッタリング装置
(アネルバ製SPL−500)を用いてウエハーとの密
着を上げるため、Crを0.1μmスパッタリングで付
けた後、Cuを4μm膜厚形成した。さらにポリイミド
との反応を避けるためCrを0.1μmスパッタリング
で付けた。この上にネガタイプレジスト(東京応化製O
MR−85,35CPS)を大日本スクリーン製塗布・
現像装置を用い3000rpm×30secで回転塗布
した。その後ホットプレートで115℃×2分プリベー
ク後、キャノン製コンタクト露光装置PLA501Fを
用い、図3に示すパターンが形成されたマスクを通し
て、2秒露光した。専用現像液、リンス液を用いて、各
1分浸漬法により現像、リンスした後、スピンドライに
より乾燥した。その後クリーンオーブン(ヤマト科学製
DT−42)を用い140℃×30分ポストベークし
た。その後Crエッチング液と銅エッチング液を用いて
金属のエッチングを行い、ネガレジストを専用剥離液で
剥離し、図3に示す金属パターン(第1層の導体層)を
形成した。
【0021】この上に東レ製感光性ポリイミド前駆体ワ
ニス“フォトニース”UR−3140を約5g滴下し、
ミカサ製スピナー1H−360Sを用いて塗布し、プリ
ベーク後図4に示すマスクを通して露光し、専用現像液
を用いて現像後N2 雰囲気下(80℃+150℃+25
0℃+350℃)×30分キュアし、図4に示す(穴の
位置が除去されている)ポリイミドパターン(第1層の
絶縁体層)を形成した。膜厚は8μmであった。
【0022】この上に、同様にして、図3に示す金属パ
ターン(第2層の導体層)、図5に示すポリイミドパタ
ーン(第2層の絶縁体層)、図3に示す金属パターン
(第3の導体層)、図4に示すポリイミドパターン(第
3層の絶縁体層)を順に形成した。
【0023】金属、ポリイミド各3層からなる多層配線
基板の概略断面図を図1に示す。図1の右図(1)、
(2)はそれぞれ、図1左図の(1)、(2)の位置で
多層配線基板を切断したときの概略断面図である。図1
でポリイミドと金属パターンの凹凸は12μmで3層目
のポリイミドもパターン形成可能であった。第1層の絶
縁体層に形成されたコンタクトホールの占有面積は第1
層の導体層の31.3%、第2層の絶縁体層では25
%、第3層の絶縁体層では31.3%であった。
【0024】実施例2 実施例1と同様の方法で、第3層の絶縁体層までの多層
配線基板を作成した。ただし、パターンは、図3に示す
金属パターン(第1層の導体層)、図4に示すポリイミ
ドパターン(第1層の絶縁体層)、図3に示す金属パタ
ーン(第2層の導体層)、図5に示すポリイミドパター
ン(第2層の絶縁体層)、図3に示す金属パターン(第
3層の導体層)、図6に示す図3のポリイミドパターン
とは少しずれたポリイミドパターン(第3層の絶縁体
層)とした。
【0025】金属、ポリイミド各3層からなる多層配線
基板の概略断面図を図2に示す。図2の右図は、図2左
図の点線の位置で多層配線基板を切断したときの概略断
面図である。図2でポリイミドと金属パターンの凹凸は
12μmで3層目のポリイミドもパターン形成可能であ
った。第1層の絶縁体層に形成されたコンタクトホール
の占有面積は第1層の導体層の31.3%、第2層の絶
縁体層では25%、第3層の絶縁体層では31.3%で
あった。
【0026】比較例1 実施例1と同様の方法で、第3層の絶縁体層までの多層
配線基板を作成した。ただし、パターンは、図3に示す
金属パターン(第1層の導体層)、図4に示すポリイミ
ドパターン(第1層の絶縁体層)、図3に示す金属パタ
ーン(第2層の導体層)、図4に示すポリイミドパター
ン(第2層の絶縁体層)、図3に示す金属パターン(第
3層の導体層)、図4に示すポリイミドパターン(第3
層の絶縁体層)とした。
【0027】金属、ポリイミド各3層からなる多層配線
基板の概略断面図を図7に示す。図7の右図は、図7左
図の点線の位置で多層配線基板を切断したときの概略断
面図である。図7でポリイミドと金属パターンの凹凸は
24μmと厚く、3層目のポリイミドは金属上でのパタ
ーン形成が困難であった。第1層の絶縁体層に形成され
たコンタクトホールの占有面積は第1層の導体層の3
1.3%、第2層の絶縁体層では31.3%、第3層の
絶縁体層では31.3%であった。
【0028】
【発明の効果】本発明は、上述のような構造のコンタク
トホールを持った多層配線基板を採用したことにより、
主として放熱を目的とした凹凸の小さいコンタクトホー
ルを、限られた面積に形成することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる多層配線基板の一実施態様を示
す概略断面図である。
【図2】本発明にかかる多層配線基板の他の実施態様を
示す概略断面図である。
【図3】本発明にかかる多層配線基板の導体層のパター
ンの一例である。
【図4】本発明にかかる多層配線基板の絶縁体層のパタ
ーンの一例である。
【図5】本発明にかかる多層配線基板の絶縁体層のパタ
ーンの他の例である。
【図6】本発明にかかる多層配線基板の絶縁体層のパタ
ーンの他の例である。
【図7】従来の多層配線基板の一例を示す概略断面図で
ある。
【図8】従来の多層配線基板の他の例を示す概略断面図
である。
【符号の説明】
1:基板 2:導体層 3:絶縁体層 4:導体パターン 5:絶縁体パターン
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05K 3/46 S 6921−4E U 6921−4E

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上の少なくとも片面に、導体層と該導
    体層上に形成された絶縁体層とを含む層が3層以上形成
    された多層配線基板において、 第n層の導体層上の第n層の絶縁体層に形成されたコ
    ンタクトホールの面積が、第n層の導体層のうちの該コ
    ンタクトホールと接続する領域の面積の10%以上を占
    有し、 第(n+1)層の絶縁体層に形成されたコンタクトホ
    ールの位置は、第n層の絶縁体層に形成されたコンタク
    トホールの位置とは重ならず、 第(n+2)層の絶縁体層に形成されたコンタクトホ
    ールの位置は、第n層の絶縁体層に形成されたコンタク
    トホールの位置と少なくとも一部が重なる、ことを特徴
    とする多層配線基板。
  2. 【請求項2】基板が、セラミックス、セラミックス多層
    配線板、金属またはシリコンウエハであることを特徴と
    する請求項1記載の多層配線基板。
  3. 【請求項3】導体層が、Cuまたは、CuとCrが層状
    に形成されたものであることを特徴とする請求項1また
    は2記載の多層配線基板。
  4. 【請求項4】絶縁体層がポリイミド樹脂の層であること
    を特徴とする請求項1〜3のいずれか記載の多層配線基
    板。
  5. 【請求項5】ポリイミド樹脂が感光性ポリイミド樹脂で
    あることを特徴とする請求項4記載の多層配線基板。
  6. 【請求項6】コンタクトホールの形状が長方形であり、
    短い一辺が5μm以上50μm以下であることを特徴と
    する請求項1〜5のいずれか記載の多層配線基板。
  7. 【請求項7】コンタクトホールの形状が円形であり、直
    径が5μm以上50μm以下であることを特徴とする請
    求項1〜5のいずれか記載の多層配線基板。
  8. 【請求項8】第n層の絶縁体層に形成されたコンタクト
    ホールを介して接続された第n層および第(n+1)層
    の導体層が互いに50%以上重なっており、3層以上の
    導体層がコンタクトホールを介して接続していることを
    特徴とする請求項1〜7のいずれか記載の多層配線基
    板。
  9. 【請求項9】導体層が最上層から最下層までコンタクト
    ホールを介して接続していることを特徴とする請求項8
    記載の多層配線基板。
JP31350493A 1993-06-23 1993-12-14 多層配線基板 Pending JPH0799390A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007165497A (ja) * 2005-12-13 2007-06-28 Dainippon Printing Co Ltd 多層配線基板

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007165497A (ja) * 2005-12-13 2007-06-28 Dainippon Printing Co Ltd 多層配線基板

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