JPS62295494A - 高速素子実装用回路基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔発明の技術分野〕 本発明は、ＧａＡｓ１Ｃのような高速動作の集積回路素
子を実装するための回路基板に係り、特にポリイミド族
な層間絶縁層に用いた多層構造の高速素子実装用回路基
板の製造方法に関する。

（発明の技術的背罰とその問題点） 集積回路の実装用回路基板には従来よりプリント配線基
板やセラミック多層配線基板が多く使用されてきたが、
近年特にＧａＡｓ１Ｇのような高速で論理動作する集積
回路素子を＊装するのに適した回路基板として、ポリイ
ミド多Ｉｌｌ板が注目されている。このポリイミド多層
基板は、ポリイミド膜を多層の配線層間の絶縁のための
Ｍ閲絶縁層に使用した多＊＊板であり、プリント基板の
優れた電気的特性と、セラミック多１ＩＩＩｉ板の高い
配線収容能力を併せ持っている。ポリイミド族が選ばれ
る理由は、低銹電串であること、４００℃以上の耐熱濃
度を持ち配線層等の形成時の高温プロセスに耐えられる
こと９段差被覆性（下地の段差によらず表面を平坦にで
きること）、およびスピンコード等の方法により容易に
琴り＠躾できること等である。

ところで、ＧａＡｓ１Ｇのような高速素子を実装する場
合には、実装用回路基板の配線上での信号反射という＠
題が新たに発生する。このため配線の特性インピーダン
スを揃えて整合をとる必要がある。配線の特性インピー
ダンスとしては、５０Ω程度が一般に選ばれる。特性イ
ンピーダンスは主として、配線層に接している銹電体と
してのｍｍ絶縁層の鱈電率、Ｉ！厚等により決定される
。

ポリイミド酸（比誘電率εｒ−３，５）の場合、５０Ω
の特性インピーダンスを得るには、配線幅が５０μｍと
して、２５μｍもの極めて大きい膜厚が要求される。

一方、＠間絶縁層には当然のことながら両側の配線ｌＩ
圀を電気的に接続するためのスルーホールや、所要の＠
路パターンに対応したパターンが必要である。しかしな
がら、一般に５μｍ以上の膜厚のポリイミド酸に微細な
スルーホールやパターンを形成することは非常に困難で
ある。すなわち、スルーホールおよびパターン形成工程
をウーＩットエッチングで行なう場合、通常のＩＣ１ｊ
造プロセスにおけるような１μｍ以下の膜厚のポリイミ
ド酸にスルーホールやパターンを形成することは、従来
の７オトレジスト払により容易であるが、５μｍＪＸ上
というような厚いポリイミド膜にフォトレジスト跣によ
りスルーホールやパターンを形成しようとすると、ポリ
イミド膜がエツチングされ終わるより先に、レジストが
エツチングされてしまうという問題が発生する。

節２図はこの様子を示すもので、ガラス、アルミナ等の
基板１１上に第１の配線層１２が形成され、この上に層
間絶ＩｉＭとしてのポリイミド膜１３が着膜されている
。ポリイミド膜１３にスルーホール等を形成するために
、フォトレジスト１４（例えば東京応化社製ＯＭＲ−８
５）を形成し、錐先の後ヒドラジン系のエッチャントを
用いてポリイミド１１１１３をエツチングすると、図の
ようにポリイミド１ｌ１１３が底部までエツチングされ
るより以前にレジスト１４がエツチングされる結果、必
要以上の大きさのスルーホール１５が形成されてしまう
、すなわち、黴細なスルーホールやパターンの形成がで
きないという問題があった。

〔発明の目的〕

本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたもの
で、層閲絶ＩＩＷとなる膜厚の厚いポリイミド酸に微細
なスルーホールやパ□ターンを容易に形成できる高速素
子＊装用回路基板の製造方法を提供することを目的とす
る。

〔発明の概！！〕

本発明はこの目的を達成するため、層間絶縁層となるポ
リイミド膜をプラズマにより表面処理した後、そ゛の上
に金属膜をｍ−に形成し、次いで二６金属膜をフォトエ
ツチング等によりパターンニングして金属マスクを形成
し、この金属マスクを用いてウェットエツチングにより
ポリイミド膜にスルーホールやパターンを形成すること
を特徴とする。

すなわち、通常のレジストの代えて金属マスクを使用し
、かつこの金属マスクとなる金属膜な形成するに当り、
ポリイミド膜に予めプラズマ表面処理を施すことを骨子
としている。金属マスクは従来ドライエツチングの場合
に使用されていたが、本発明では特にポリイミド膜のエ
ッチャントに対する金属の不溶性に着目して、膜厚の極
めて厚いポリイミド酸のウェットエツチング用マスクと
して金属マスクを使用した点が、従来の金属マスクの使
用法と貝なる。

〔発明の効檗〕 本発明によれば、金属マスクを使用してウェットエツチ
ングによりポリイミド酸にスルーホールやパターンを形
成するため、通常のレジストを用いてのウェットエツチ
ングの場合と興なり、配線層の特性インピーダンスの関
係から膜厚が例えば５μｍ以上というような厚いポリイ
ミド膜に対しても、マスク（レジスト）のエツチングを
伴わずにポリイミド膜のみを正しくエツチングすること
ができる、従って、微細なスルーホールおよびパターン
の形成ができ、高密度賞薮が可能となる。

さらに、本発明においては金属マスクとなる金属膜の形
成に餘し、ポリイミド１１表面を予めプラズマ処理する
ことにより、ポリイミド膜の金属との接着性の悪さを改
善できる。これにより金属マスクの位置ずれや、金属マ
スクとポリイミド族とのｍｓへのエッチャントの侵入と
いったｌ！Ｉｍがなくなり、所望の形状のスルーホール
およびパターンを再現性良く形成することが可能となる
ため、ウェットエツチングの良好な再環性という特長を
十分に生かすことができる。

（発明の突１１ 第１図を参照して、本発明の一実施例に係る＾速素子寅
狼用回銘基板の製造方法を説明する。

まず、第１図（ａ）に示すようにセラミックを板やガラ
ス基板のような絶縁性基板１上にＷＡｌの配置１１１２
を形成し、その上に１Ｉｉｌ！Ｉｌ＃ｌ！、縁磨となる
ポリイミドＩＩ３および金属マスクとなる金属ｌＩ４を
順次形成する。

ポリイミドｌＩ３は例えば東し社製５Ｐ−７１０，デュ
ポン社製２５５５．日立化成社製ＰＩＱ＠が使用され、
スピンコードにより５μｍ以上、例えば２５μｍ程度の
膜厚に形成される。金属膜４は基本的にはなんでもよい
が、ＴＩ、Ｍｏ、Ｃｒ＠、なかでも特にＴ１が好適であ
り、真空蒸着法、スパッタ法等により形成される。

金属１！４はウェットエツチング用の金属マスクとして
使用される関係上、ピンホールがあってはまずいため、
５ｏｏｏÅ以上の厚さに形成されることが望ましい。Ｔ
１膜は他の材料と比較して、それ１拘および下地層（ポ
リイミド！１３）にクラック膜３との接＠性の比較的優
れたものを選んでも、１［Ｉしたままの状舷のポリイミ
ド膜に対する接着強度は２附／履！以下と実用上十分で
はない。そこで、本発明ではポリイミド１３を形成した
後、金属膜４を形成する前に、プラズマにより表面処理
を施す、プラズマによる表面処理を行なうと、ポリイミ
ド膜３の表面は物睡的、化学的に活性化され、処！！峙
簡にもよるがポリイミド１１３に一対する金属Ｉ１４の
接着強度は３　Ｋｉｌ　／　ｗ、　”以上という実用上
十分な値が容易に得られるようになる。

次に、第１図（ｂ）に示すように金属１１４を通常のレ
ジストを使用してのフォトエツチングによりバターニン
グして、金属マスク５を形成する。

この金属マスク５を用いて、ポリイミド１１３を例えば
ヒドラジン系のエッチャント（例えば和光純薬社製ＨＥ
−１）によりエツチングし、第１図（Ｃ）に示すように
スルーホール６およびパターンを形成する。この場合、
前述したＴＩ＠の材料からなる金属マスク５は、ポリイ
ミド用のヒドラジン系エッチャントに対して不溶である
。すなわち、通常のレジストのようにポリイミド族３の
ウェットエツチングに際して金属マスク５自向がエツチ
ングされることはない。従って、この金属マスク５を用
いてのウェットエツチングにより、ボリイミド１１３に
所望の微細なスルーホール６ヤ、所望の回路パターンに
対応したａｍなパターンを問題なく形成することが可能
である。

最後に、金属マスク５を剥離・除去した後、第１図（ｄ
）に示すようにポリイミド１３上に第２速素子実装用回
路基板が実現される。

このようにして本発明によって得られる高３１素子寅装
用回路基板は、膜厚の十分に厚い（例えば５μｍ以上）
ポリイミド膜を層間絶縁層として形成できるため、配Ｉ
ｌｌの特性インピーダンスの所望の値にすることが容易
となり、高速パルス信号を不要な反射を伴わずに伝送す
ることができる。

なお、本発明はその要旨を逸鋭しない範囲で種々変形し
て実施することが可能であり、例えば実施例では２１１
の回路基板について説明したが、層間絶縁用のポリイミ
ド族の形成と、配Ｉｌｉ！＠の形成とを交互に繰返すこ
とにより、さらに多層の回路基板を実Ｒする場合にも本
発明を適用することができる。

【図面の簡単な説明】

１４１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施例に係る高速
素子実装用回路基板の製造方扶を説明するための工程断
面図、第２図は高速素子実装用回路基板におけるｌｌ１
ｉｌ絶縁層にポリイミド膜を使用した場合の従来の問題
点を説明するための断面図である。 １・・・基板、２・・・第１の配置１３・・・Ｉ前絶縁
用のポリイミド膜、４・・・金属膜、５・・・金属マス
ク、６・・・スルーホール、７・・・第２の配Ｉｌ！。 工ＹｆＡ幀荒蓑　等々力走 第１１

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）多層の配線層間を絶縁するための層間絶縁層にポ
   リイミド膜を使用した高速素子実装用回路基板の製造方
   法において、前記ポリイミド膜をプラズマにより表面処
   理する工程と、この表面処理されたポリイミド膜上に金
   属膜を一様に形成する工程と、この金属膜をパターンニ
   ングして金属マスクを形成する工程と、この金属マスク
   を用いてウェットエッチングにより前記ポリイミド膜に
   スルーホールおよびパターンを形成する工程とを含むこ
   とを特徴とする高速素子実装用回路基板の製造方法。
2. （２）前記金属膜の材料としてチタンを用いることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の高速素子実装用回
   路基板の製造方法。
3. （３）前記ポリイミド膜のエッチングをヒドラジン系の
   エッチャントにより行なうことを特徴とする特許請求の
   範囲１項または第２項記載の高速素子実装用回路基板の
   製造方法。