JPS63285538A

JPS63285538A - パタ−ン形成材料およびそれを用いた多層配線板

Info

Publication number: JPS63285538A
Application number: JP12079787A
Authority: JP
Inventors: Haruyori Tanaka; 啓順田中; Saburo Imamura; 三郎今村; Katsuhide Onose; 小野瀬　勝秀
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1987-05-18
Filing date: 1987-05-18
Publication date: 1988-11-22

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、ＬＳＩ、ハイブリッドＩＣおよび高密度実装
用多層板における層間絶縁膜あるいは表面保護膜として
使用可能なパターン形成材料およびそれを用いた多層配
線板に関する。

（従来の技術および問題点）従来、ＩＣ，ＬＳｌ、プリント配線板等の絶縁膜として
は、ポリイミドが用いられている。これはポリイミドが
ポリマーの中で最も高い耐熱性と低い誘電率をもち、蒸
着、メッキなどの加工プロセスに耐え、信号の遅延を減
らすことができる長所をもっためである。このポリイミ
ドを用いて高密度実装化する方法としては、通常基板上
にポリイミドの前駆体であるポリアミック酸をスビンコ
ートシ、加熱してポリイミドにした後、その上にホトレ
ジストを塗布し、ホトリソグラフィによりピアホールを
つくる。そして、その上に蒸着やスパッタリングでＣｕ
１ｌをつくる。以下、この工程を繰り返して多層化する
方法がとられている。

しかし、この工程ではホトレジストのパターンを作った
後、ポリイミド被膜のエツチングに人体に有害なヒドラ
ジンなどの高反応性で人体に有害なエツチング液を使わ
ないといけないこと、またエツチング時にポリイミド被
膜が等方的にエツチングされるため、小さいピアホール
をあける場合、上部が削れ、テーバ状となり、高密度化
の支障となる欠点がある。この欠点を改善するためにポ
リイミドに感光性をもだゼ、ポリイミドそのものを光に
よりパターン化することが発表されている（特公昭５５
−３０２０７号；特公昭５５−４１４２２０）。しかし
、感光性ポリイミドを用いることにより工程は短縮でき
るが、いくつかの問題点がある。例えば、現像時に露出
部が溶けだし、膜減りを起こす。また現像時の膨潤のた
めに解像性が低下するなどである。また、現像後にボス
トキュアが必要であり、その際に膜厚が３０〜５０％も
収縮するという欠点を有している。

また、テーバをなくすことを目的にプラズマエツチング
を利用してバイヤホールを形成しようとの報告もなされ
ている（５８年度電子通信学会半導体材料部門全国大会
、予稿集、講演ｔＳ号２７）。

寸なわら、第３図に示すように、基板１上にポリイミド
などの耐熱性樹脂３を形成し、その上に無機、物４を塗
布する。さらにその上にホトレジスト５を塗布して三？
ｊ構造とする。まず、最上層のホトレジスト５を露光し
、現像することによりバターニングする。さらに、これ
をマスクとして無機１１！１４をエラチンブザる。パタ
ーン化した無機層４をマスクとして下層のポリイミド層
３をエツチングする。最後に無機層４を除去する。

このように、３府構造とすることによりテーバのない微
細なパターンの形成が可能であるが、無機層の塗布、除
去など工程数が多く煩雑である欠点をもっている。

この問題を解決するため、耐熱性に侵れたシロキサンポ
リマとオルトジアゾナラ１〜キノン系感光剤とからなる
感光性シリコーン系層間絶縁膜が提案されている（特願
昭６１−１３６８１６号）。

この層間絶縁膜は耐熱性でしかも微細なパターンを形成
できる特徴があるが、１０ｍ以上のｒＩＡ厚になると亀
裂が発生し、信頼性が低下する問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その
目的は感光性シリコーン系層間絶縁膜に無機粉末を添加
することにより厚膜形成を可能にした高信頼性のパター
ン形成材料およびそれを用いた多層配線板を提供するこ
とにある。

（問題点を解決するための手段）本発明を概説すれば、本発明の第１の発明は耐熱性のパ
ターン形成材料であって、一般式（Ｉ）０叶は置換炭化水素を示す。）、カルボキシル基の群から選
ばれた一種であり、同じでも異なっても良い。

Ｒ＋　、　ＲｒｔおよびＲＩＩＩは同一または異なり、
水酸基、アルキル基およびフェニル基よりなる群から選
ばれる１種の基を示す。Ｊ、ｍおよびｎはＯまたは正の
整数を示し、Ｊとｍが同時にＯになることはない。］で
表わされるアルカリ可溶性シリコーンポリマと、オルト
ナフトキノン系感光剤とを含有する感光性樹脂組成物に
無機粉末を添加したことを特徴とする。

本発明のパターン形成材料に用いられるアルカリ可溶性
シリコーンポリマは、主鎖構造がポリシロキサン構造で
あるため耐熱性が高い。また、フェニル基に親水基が導
入されているために、ポリマーはアルカリ水溶液に可溶
であり、オルトナフトキノン系化合物を加えることによ
りポジ形の感光性樹脂として利用でき、ピアホール形成
等に使用可能である（第１図）。この感光性樹脂組成物
は紫外線照射により照射部分のオルトナフトキノン系化
合物がインデンカルボン酸の形となるためアルカリ可溶
性を示し、アルカリ水溶液で現像でき、従来のピアホー
ル形成のための工程（第３図）に比べＵ［易な工程で、
しかも現像時の膨潤がないため微細なパターンを形成で
きる。しかしながら、これを多層配線板の居間絶縁層と
して使用するには１０」以上の厚膜化が必要となるが、
亀裂が発生し信頼性が低下する問題がある。本発明者ら
はセラミック粉末、ガラス粉末、雲母粉末などの無機粉
末あるいは造膜性能を有する有機ポリマを添加すること
により厚膜形成できることを発見した。有機ポリマを添
加する場合、耐熱性が低下する問題があるため、無機粉
末を添加剤として使用した方が良いことは明らかである
。

無機粉末としては金Ｒ酸化物、金属窒化物、金属炭化物
、雲母、ベントナイト等の粘度鉱物などのヒラミック粉
末あるいはガラス粉末が使用できる。

無機粉末の添加室は、通常感光性樹脂組成物に対し５〜
１００重最％の範囲とされる。５旭が％未満では厚膜に
おける亀裂発生を抑制できず、１００重量％以上になる
と紫外線の透過性が悪くなり、光照射によるパターン形
成が困難となる。

本発明の第２の発明は多層配線板に関するもの　　゛で
あり、上記パターン形成材料を層間絶縁膜あるいは表面
保Ｗ！膜として用いることを特徴とする特以下に前記ア
ルカリ可溶性シリコーンポリマの製造例を示寸。

（製造例１）かき混ぜ機、温度計５滴下漏戸をつけた３００ｄのフラ
スコに無水塩化アルミニウム１５ｇ、塩化アセデル５０
Ｍ１をとり撹拌する。つぎに分子鎖７８００のポリフェ
ニルシルセスキオキサン５びを塩化アセチル５０ｓｄｉ
に溶かした溶液を徐々に滴下する。温度を２５℃に保ち
反応を進める。反応の進行とともに塩化水素が発生する
。３時間反応後冷却して内容物を塩酸を含む氷水中に注
ぐ。よくかき混ぜて塩化アルミニウムを分解し、氷水が
酸性であることを確かめてから沈澱したポリマを炉別す
る。希塩酸−水でよく洗い。最後に真空乾燥器で乾燥す
る。得られたポリマの分子１は７９００であった。赤外
線吸収スペクトルでは１６７ｏＩｌ−ＩＩ−電にカルボ
ニル基の吸収が、ＮＭＲでろ−２゜４にメチル基の吸収
がみられ、アセチル化されたことが確認できた。この時
のアセチル化率はＮＭＲから６０％であった。

（製造例２）かき混ぜ機、温瓜計９滴下漏戸をつけた３００−のフラ
スコに塩化第二スズ２５ｄ、無水酢酸５０−をとり撹拌
する。つぎにジフェニルシランジオール６ｇを無水酢酸
５０！ｄに溶かした溶液を徐々に滴下する。以下’ＪＪ
造例１と同様な方法でアセチル化ポリシロキサンを得た
。得られたポリマの分子鎖は１５００であり、アセチル
化率は４２％であった。

（製造例３）製造例１で得た、アセデル化フェニルシルセスキオキサ
ン６ｇを１０％の次亜塩ｆｉｓＱナトリウムの水溶液１
００Ｉ１１に加え、１２時間還流する。得られた透明な
液に塩酸を加えることにより酸性にすると沈澱が生じる
。炉別して黄白色固体を得た。

赤外線吸収スペクトルにおいて１６７０ｃｍ−’のカル
ボニル基の吸収が消滅し１７００Ｑｌ−’にカルボニル
基の吸収がみられカルボキシル化されたことが認められ
た。収率７０％（製造例４）１ｍ例２で得られたアセチル化ポリジフェニルシロキサ
ン６ｇを１０％の次亜塩素酸ナトリ１クムの水溶液１０
０−に加え、１２時間還流する。以下、製造例３と同様
にしてカルボキシル化を行つた。収率６５％製造例３および製造例４で得られたカルボキシル化物は
アルカリ性水溶液、メタノール、エタノールに可溶、他
の有機溶媒に不溶であった。

（製造例５）製造例１で得たアセチル化ポリジフェニルシルセスキオ
キサン５ｇをテトラヒドロフラン１００ｄに溶かし、こ
れに３ｇのＬｉ＃１１４を加え、３時間還流を行った。

反応終了後５％の塩酸を含む氷水の中に注ぎこみ、黄白
色固体を得た。収率５５％生成物の赤外線吸収スペクトルでは原料でみられた１６
７０ｃ！Ｉ−’のカルボニルの吸収が消え、３１００〜
３４００α−１付近にＯＨ基に起因する吸収が見られ、
還元されたことが確認できた゛。

（製造例６）製造例２で得たアセデル化ポリジフェニルシロキサン５
ｇをテトラヒドロフラン１００Ｉ＋！１！に溶かし、こ
れに３ｇのＬＩＡＪＨｉを加え、還流を行った。

反応終了後５％の塩酸を含む氷水の中に注ぎこみ、黄白
色固体を得た。収率６６％製造例５および製造例６で得られたポリマはアルカリ性
水溶液、メタノール等のアルコールに可溶であった。

（製造例７）製造例１においてポリフェニルシルセスキオキサンの代
りに環状シロ４−サンの開環重合で得られたポリジフェ
ニルシロキサン（分子担１万）を用いて、同じ方法でア
セデル化ポリジフェニルシロキサンを得た。

（製造例８）製造例１において、塩化アセチルの代りに塩化プロピオ
ニルを用いて同じ方法によりプロピオモル化ボリフェニ
ルシルレスキオキザンを得た。

（製造例９）製造例７において、塩化アセチルの代りに塩化プロピオ
ニルを用いて同じ方法によりプロピオニル化ポリフェニ
ルシロキザンを（ｑだ。

以下、この発明の実施例を示す。

〈実施例１〉前記製造例１〜９で得られたシリコーンポリマにで表わされるナフトキノン化合物を２０重量％およびエ
ア［］ジルを３０７ｉｆｉ１％添加した組成物の酸１３
Ｌｌ−ルソルブ溶液を導体パターンの形成されたアルミ
ナ基板上に２０ｔＩＩＲの厚さで塗布し、８０℃２０分
プリベークした。

つぎに、ホトマスクを介しオーク社のジェットライトを
用いて表１に示す照射量を照射した。照射後、マイク【
コボジェット２４０１　（シブレイ社製）と水の比が１
／１の現像液で現像した。これによりシリコーン系絶縁
膜にパイヤホール用孔を形成した。この基板を４００℃
℃３０分間熱処理を行なっても絶縁層に亀裂を生じなか
った。さらに一般に行なわれているセミアディティ°ブ
法により無電解銅メッキで導体パターン２０ｕｘ、パッ
ド系３０ｕｌＲ，パイヤホール２０ｕａを形成した。

以上述べた方法により絶縁層形成と回路形成を行ない、
高密度な多層配線板を製造できた。

〈実施例２〜９〉製造例１によるシロキサンポリマを用い実施例１の感光
剤２０＠Ｗ％、および表２に示す無機粉末５０ｆｆｉｆ
ｆｉ％を添加した組成物を用い、実施例１と同様の方法
で多層配線板を作製した。表２における照射量の違いは
材料の光吸収および反射強度の違いによるものと考えら
れる。なお、どの居間絶縁膜も４００℃の熱処理で亀裂
が発生することがなかった。

〈実施例１０〉実施例８のエアロジル５０重量％は実施例１のエアロジ
ル３０重量％と紫外線照射口が同じであった。エアロジ
ルが光透過性に優れているためである。エアロジルけと
照射１の関係を第２図に示す。エアロジル邑１００％ま
では照ｒＪＪｆｆｉ２００１Ｊ／−以下であったが、そ
れ以上になると照射Ｍを増加させてもパターン形成が困
難となった。

〔発明の効果）以上説明したように、本発明におけるパターン形成材料
は、シリコーンポリマ、オルトナフトキノン系感光剤、
無機粉末からなるため、耐熱性にゆれ、厚膜でも微細パ
ターンを形成できる利点がある。このパターン形成材料
を居間絶縁膜および表面保護膜として使用した多層配線
板は高密度で高信頼性であり、また製造工程が従来と比
較して大幅に簡略化できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のパターン形成材料を用いた多層配線
板製造の工程図、第２図（Ｌエアロジル添加量とパター
ン形成における紫外線の照射量の関係を示すグラフ、第
３図は３層構造を用いた多層配線板製造の工程図である
。２１・・・絶縁基板、２２・・・第一）１体パターン、
２３・・・シリコーン系ポリマ＋オルトナフトキノン化
合物＋無機粉末組成物、２４・・・ホトマスク、２５・
・・露光用紫外光、２６・・・パイヤホール。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）下記一般式（ I ）あるいは（II） ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（II）［但し、ＸはＲ▲数式、化学式、表等があります▼、▲
数式、化学式、表等があります▼（Ｒは炭化水素あるい
は置換炭化水素を示す。）、カルボキシル基の群から選
ばれた一種であり、同じでも異なっても良い。Ｒ′、Ｒ″およびＲ″′は同一または異なり、水酸基、
アルキル基およびフェニル基よりなる群から選ばれる１
種の基を示す。ｌ、ｍおよびｎは０または正の整数を示
し、ｌとｍが同時に０になることはない。］で表わされ
るシリコーンポリマと、オルトナフトキノン系感光剤と
を含有する感光性樹脂組成物に無機粉末を添加したこと
を特徴とするパターン形成材料。
（２）無機粉末がエアロジルであることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のパターン形成材料。
（３）無機粉末が雲母であることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のパターン形成材料。
（４）下記一般式（ I ）あるいは（II） ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（II）［但し、Ｘは▲数式、化学式、表等があります▼、▲数
式、化学式、表等があります▼（Ｒは炭化水素あるいは
置換炭化水素を示す。）、カルボキシル基の群から選ば
れた一種であり、同じでも異なっても良い。Ｒ′、Ｒ″およびＲ″′は同一または異なり、水酸基、
アルキル基およびフェニル基よりなる群から選ばれる１
種の基を示す。ｌ、ｍおよびｎは０または正の整数を示
し、ｌとｍが同時に０になることはない。］で表わされ
るシリコーンポリマと、オルトナフトキノン系感光剤と
を含有する感光性樹脂組成物に無機粉末を添加したこと
を特徴とするパターン形成材料を層間絶縁膜あるいは表
面保護膜として使用することを特徴とする多層配線板。
（５）無機粉末がエアロジルであることを特徴とする特
許請求の範囲第４項記載の多層配線板。
（６）無機粉末が雲母であることを特徴とする特許請求
の範囲第４項記載の多層配線板。