JPS6251294A - 多層配線板の製造方法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は多層配線板の製造方法に係り、特に複数個の高
集積ＬＳＩ等を実装する多層配線板の製造方法に関する
。

〔発明の背景〕

ポリイミド系樹脂は、耐熱性、耐薬品性および機械的強
度がすぐれているため、回路板のパッシベーション材料
として用いられるようになってきた。また、ポリイミド
樹脂は、絶縁性が良く、かつ誘導率が低いことから多層
配線板の層間絶縁材料として用いられるようになってき
た。

しかし、従来のポリイミド′樹脂は、熱膨張係数が４〜
６Ｘ１０−５／℃であり、基板との熱膨張係数との差が
大きいため、ポリイミド系樹脂絶縁層と信号配線層から
なる多層配線板を形成する場合、配線導体層は１０〜２
０μｍの厚さが必要となり、配線導体層間の絶縁層の膜
厚は３０〜４０μｍになる。したがって、大規模と多層
配線板を形成すると、配線導体層が多くなり、ポリイミ
ド樹脂層も厚くなるるため、ポリイミド樹脂絶縁層が基
板からはがれるという問題が生じる。

また、このような回路板において、配線導体間を電気的
に接続するだめのスルーポールは以下のようにして形成
していた。すなわら、まずポリイミド樹脂絶縁層−Ｌに
フォトレジストを塗布し、露光し、現像して選択的に窓
をあＬＪた。その後、このフォトレジストをエソチンブ
レジスｌ−としてポリイミドをエツチングしてスルーホ
ールを形成していた。しかし、この方法では膜厚が３０
〜４０μｍのポリイミド樹脂絶縁層に４０ｘ４０メ１ｍ
のスルーホールを高精度に形成することは困難である。

したがってポリイミド樹脂絶縁層と信号配線層を多層化
した多層配線板を形成できなかった。なお、多層配線板
の製造方法に関しては、プロシーディング・オブ・ザ・
サーチイーフォース・イー・シー・シー（Ｐｒｏｃｅｅ
ｄｉｎｇ　ｏｆ　ｔｂｅ　３４ｔｈ　　（Ｅ　ＣＣ）　
。

Ｐ８２〜Ｐ　８７．　（１９８４）がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は１−記し・た従来技術の欠点をなくし、
信号配線密度の高い信号配線層を含む多層配線板の製造
方法を提供するにある。

〔発明の概要〕

上記目的は配線層間の絶縁”層を、アルミナ、ムライト
、ゴージライト系セラミック基板、シリコンウェハ、ガ
ラス基板等の熱膨張係数に近い低熱膨張係数のポリイミ
ド樹脂とすることで達成される。

上記の構成によれば配線導体の厚さが１０〜２０μｍ絶
縁層の厚さが３０〜４０μｍの多層配線板においても、
ポリイミド樹脂絶縁層と、基板の熱膨張係数が近いため
ポリイミド樹脂絶縁層と基板の間に生しる引張り応力が
小さく、多数の配線層を有する多層配線板が得られる。

熱膨張係数が４Ｘ１０−５／℃と小さいポリイミド樹脂
としては、下記一般式（１）５０〜１００モル％、下記
一般式（１１）５０〜０モル％よりなる有機ジアミンと
有機シリルの混合物と、 ■１□Ｎ−Ｒ’−ＮＨ２・・・・・・・　（１）３ｍ 曹 ｔ（ｚ　Ｎ　　Ｒ２Ｓ　ｉ　　　（ＯＲ’）３−＝　　
・・　（ＩＩ５（但し一般式中Ｒ１は２価の有ｍ基、上
記一般式（ＩＩ）＋１］Ｒ２は２価の有機基、Ｒ：ｌ、
Ｒ４は１価の有機基、ｍは０．１，２またば３である）
下記一般式（Ｒ１）で表わされる−に記一般式（Ｉ　’
）〜（Ｉｎ）の化合物と反応するのに十分な鞭のテトラ
カルボン酸二無水物とを反応させて得られたケイ素末端
反応形ポリイミド前駆耐を、１００〜４５０℃で加熱し
、熱硬化して得たものである。

０’　　　　Ｒ’　　　　　Ｏ（ＩＩＴ）＼。／へ＼　
／ （但し、」−記一般式（Ｉｅｌ）中、Ｒ５は４価の有機
基である） なお、」−記一般式（Ｉ）、　　（ＩＴ）、　　（ＩＩ
Ｉ）で表わされる化合物は、それぞれ牟独または二種類
以上混合して使用する。

ポリイミド樹脂絶縁層（従来品より厚さが２倍程度ある
）にスルーホールを形成するには、ボリイミド樹脂絶縁
層−ににドライエツチング耐性、例えば放電プラスマ耐
性のある光および放射感応性樹脂、例えば下記一般式（
ＩＶ）で表わされるくり返し単位を有する有機ケイ素高
分子材ｒ１よりなるレジスト層を形成し、 （但し、」−記一般式（ＩＶ）中Ｒ６，’Ｒ７，ＲＢ、
　Ｒ９は１価の有機基であり、Ｒ１は２価の有機基であ
り、ｎは１から５までの整数を表わす。） このレジストに光または放射線を照射してパターンを形
成し、ついでプラズマエツチングをすることにより、高
精度にスルーホールを形成する。したがって、従来のよ
うに感光性樹脂層と無機質膜の双方を用いることなく一
層のレジスト膜でスルーホールが形成できるため工程が
簡素化される。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。第１
図（Ａ）に示すようにアルミナ系のセラミ〒。

物９６モル％と、Ｈ，ｚ　Ｎ　　（ＣＩ□）＋ｉ　−ｓ
　ｉ　　（ＯＥｔｈ４モル％よりなる有機ジ″ｒミンと
有機シリルの混合物と、この混合物と反応するのに十分
な量の下式で示される有機テトラカルボン酸二無水物と
をＮ−メチルピロリドン、Ｎ−ジメチルアセトアミド等
の有ａ溶媒中に溶解し、０〜４０℃で縮合反応させテ得
た粘度１〜１００ボイズのポリイミド前駆体ワニスを１
．セラミック基板１と信号配線導体２上に回転１２００
０〜６０００　ｒ、ｐ、ｍ、でスピンナ塗布してポリイ
ミド前駆体ワニス層を形成した。このワニス層を２００
℃で３０分間加熱し、さらに３６０°Ｃで３０分間加熱
しりニス層を硬化させた。そして塗布、加熱硬化を数回
くり返して厚さ３０μｍのポリイミド樹脂絶縁層３を得
た。

つぎに第１図（１’ｌ）に示すように晃および放射線感
応性高分子に属する分子中に一３ｉ−ＧＳｉト、結合を
有するフォトレジスト層４を形成した。本例では、以下
の構造を有する有機ケイ素高分子材料のＰ−シメン溶液
を１ｏｏｏ〜２００ｏ　ｒ、Ｐ、ｍ、でスピンナ塗布し
て未硬化のフォトレジスト層を形成し、これを８０〜１
００℃で３０分間加熱してフォトレジスト層４を形成し
た。

続いて第１図（Ｃ）に示すように周知のフォトリソグラ
フィー技術により、フォトレジスト層４にパターン５を
形成した。すなわち所定のパターンマスクを通して密着
露光し、イソプロピルアルコール５容とトルエン１容よ
りなる混合溶剤で現像し、リンス液（本例ではイソプロ
ピルアルコール）で洗浄した。

ついで、第１図（’Ｃ）の試料を酸素プラズマにさらし
、パターン５に露出しているポリイミド樹脂絶縁層３を
酸素プラズマと反応さセ・て除去し、第１図（Ｄ）に示
すようにスルーホール６を形成した。この時残っている
フォトレジスト層４は、はとんど膜減りがなかった。

そして残っているフォトレジスト層４は６０℃のトルエ
ン中に５分間浸漬して除去してもよいが、除去しなくて
も素子特、性に全く影響を及ぼさないことを確認してい
る。

続いて第１図（Ｒ）に示すように無電解めっきによりス
ルーホール６に導体を充填した。

さらに第１図（Ｆ）に示すようにスパッタデポジション
によって厚さ１００ナノメータのクロム層７を形成し、
その上にスパッタデポジションによって厚さ３００〜４
００ナノメータの銅層８を形成した。

銅層８−１−に感光性レジス１（ＡＺ型）層（図示せず
）を信号配線導体となる個所を除いて形成し、無電解銅
めっきを行ない、信号配線導体となる部分に厚さ１０〜
１５μｍの銅めっき層（図示せず）を形成した。

ついて前記感光レジスト層を除去し、このレジスト層の
下にあった銅層８．クロム層７をエツチング除去し、第
１図（Ｇ）に示すように第２信号配線導体９を形成した
。そして、三層以上の信号配線導体を形成する場合は、
前記のボリイミｉ゛樹脂絶縁層の形成、フォトレジスト
層形成、フォトレジスト層へのパターン形成、パターン
に露出した部分のポリイミド樹脂絶縁層を酸素プラズマ
処理によって除去してスルホールを形成、スルーホール
内部を無電解銅めっきにより除去、スパッタデポジショ
ンによりクロム層、銅層を形成、感光性レジスト層を信
号配線導体となる個所を除いて形成、無電解銅めっき、
感光性レジスト除去、および感光性レジストの下にあっ
た部分の銅層、クロム層の除去を所望回数くり返し１ま た。

（発明の効果〕 このようにして多層回路板は、厚い絶縁層を必要とする
信号配線導体を多層化した多層配線板においても、絶縁
層を熱膨張係数４　Ｘ　１０−’　／　’（：以下の低
熱膨張係数ポリイミド樹脂で形成すれば、ボリイミ］゛
樹脂絶縁層貞旧の厚さが６００メ！ｍ０）２０層配線の
多層配線板を製作しても、ボリイミＦ　４８１脂絶縁層
が基板から剥離−１ず、スルーホールが高精度で形成で
きるので高密度な多層配線板を得ることができた。また
、ポリイミド樹脂は誘電率が低いので、信号の遅延時間
が著しく減少し、演算速度の大幅な高速化がはかれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を説明する工程図である。 ｌ・・・セラミック基板、２・・・信号配線導体、３・
・・ボリイミ１゛樹脂絶縁層、４・・・フォトレジスト
層、５・・・パターン、６・・・スルーホール、７・・
・クロム層、８・・・銅層、９・・・第２信号配線導体
。 代理人　弁理士　　秋　本　正　実 茅　１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上に導体層と絶縁層を交互に積層して形成する
   多層配線基板において、下部導体を設けた基板上の全面
   に熱膨脹係数が３．５×１０＾−＾５／℃以下のポリイ
   ミド絶縁層を形成し、この絶縁層上に耐ドライエッチン
   グ耐性のある樹脂層を形成し、この樹脂層にドライエッ
   チングによって上下導体接続用スルーホールを形成し、
   次いでスルーホール内部に無電解銅めっきにより導体を
   充填した後、その上に上部導体を形成することを特徴と
   する多層配線板の製造方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、ポリイミド絶縁層
   の下記一般式（ I ）５０〜１００モル％、下記一般式
   （II）５０〜０モル％よりなる有機ジアミンと有機シリ
   ルの混合物と、 Ｈ＿２Ｎ−Ｒ′−ＮＨ＿２・・・・・・（ I ）▲数式
   、化学式、表等があります▼・・（II） （但し、上記一般式（ I ）中Ｒ′は２価の有機基、上
   記一般式中Ｒ＾２は２価の有機基、Ｒ＾３、Ｒ＾４は１
   価の有機基、ｍは０、１、２または３である）下記一般
   式（II）で表わされるテトラカルボン酸二無水物とを反
   応させて得られたケイ素末端反応形ポリイミド前駆体を
   、１００〜４５０℃で加熱し、熱硬化して得られたポリ
   イミド樹脂よりなることを特徴とする多層配線板の製造
   方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼（III） ３、特許請求の範囲第１項において、下部導体と上部導
   体がクロム層、銅層の二層からなることを特徴とする多
   層配線板の製造方法。