JPH05509198A - 多層薄膜構造の製造方法 - 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】 多層薄膜構造の製造方法 Ｃ発明の背景コ 本発明は、微小電子装置および半導体装置のパッケージングの分野に関するもの であり、詳細には、バイアとカスタム配線面、またはキャプチャ・パッド、技術 変更パッド等の他のフィーチャの交互層を有する多層薄膜配線構造に関するもの である。

コンピュータ用の微小電子装置製造の分野では、部品の高速化の要求が高まって いる。半導体自体が速度を高めるために常に改良されている。しかし、処理時間 の半分は相互接続および電力分配回路にとられると考えられる。したがって、電 子パッケージにおける遅延は、装置の速度に劣らず全体の処理時間にとって重要 である。

高性能アプリケーション用の代表的な電子パッケージは、上面に半導体装置を取 り付けた多層セラミック（ＭＬＣ）基板からなる。基板底面には、通常カードま たは回路板を接続するための入出力ビンがある。パッケージに固有の処理の遅延 は、ＭＬＣ基板上面の薄膜配線構造を使用することによって著しく減少すること が知られている。

これらの薄膜配線構造を製造するために様々な技術が提案されている。これらの すべてに共通すると考えられるのは、導電性メタライゼーションが、一度に１層 ずつ付着されることである。すなわち、バイアを有する第１の層を形成した後、 バイアと電気的に接触する配線またはキャプチャ・パッドを有する第２の層を形 成する。このように１層ずつ付着させる方法は、連続性、信頼性、および収率に 重大な問題がある。

さらに重要なことは、１層ずつ付着させる方法の最大の欠点は、単一の薄膜配線 層でも形成するのに必要な処理工程が多いことである。実際に、１つまたは複数 の薄膜配線層を有する多層構造を１層ずつ付着させる方法で形成するのはたいへ んな作業である。

米国特許第４９４４８３６号明細書には、１層ずつ付着させる方法の例が開示さ れている。第４図では、３層構造が形成される。各層は、誘電層を付着させ、ト レンチをパターン形成した後、トレンチに導電性材料を充填することによって形 成される。導電性材料は、スパッタリング、化学蒸着、または電気メッキで付着 させることができる。その後、層を化学機械研磨技術により平坦化する。これで 、この層は第２の層を形成する準備ができている。

同様なブコセスが、ショウ（Ｓｈａｗ）他の論文”Ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖ ｅ　Ｇｌａｓｓ　Ｆｏｒ　Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ　ＲｅｃｅｓｓｅｄＭｅｔａｌｌ ｕｒｇｙ、　ｅｌｉｍｉｎａｔｉｎｇ　Ｎｅｅｄ　Ｆｏｒ　Ｐｌａｎａｒｉｚａ ｔｉｏｎ”、　Ｉ　８Ｍテクニカル・ディスクロージャ・プルテン、Ｖｏｌ、２ ６、Ｎｏ、３Ａ、１９８３年８月、ｐ、１０９４に開示されている。この文献で は、パターン形成のために感光性ガラスが使用される。

米国特許出願第３９９０５８号明細書には、単層パターンを感光性ポリイミド中 に形成することが開示されている。金属を、適当な技術（たとえば真空蒸着、電 気メッキ等）により、パターンとしてポリイミド上に付着する。過剰な金属は機 械加工型の平坦化技術によって除去される。

米国特許第４６２２０５８号明細書には、各単層がガラスであり、それが後で焼 成される、１層ずつ付着させる方法が開示されている。パターンは、この場合は ステップ・ショルダ付きのバイアであり、ガラスを融除して形成される。その後 、金属をバイア中に付着させる。

米国特許第４７８９６４８号明細書には、半導体装置上に二重バイア配線チャネ ルを形成する方法が開示されている。

この構造は、最初に第１および第２の絶縁層、たとえば石英を付着させた後、第 １の層にバイアを、第２の層に配線チャネルをエツチングする。この多層構造を 、コンフォーマル・メタライゼーション技術によってメタライズした後、化学機 械式研磨を行う。

米国特許第４５７２７６４号および第４６３１１１１号明細書には、２層の感光 性重合体材料を使用して、多層構造を形成する方法が記載されている。第４５７ ２７６４号明細書では、２層の重合体材料を個々に像に従って露光し現像するが 、第４６３１１１１号明細書では、２層の重合体材料を同時に像に従って露光し 現像する。いずれの場合も、このようつ にして形成したパターンを無電解メッキにより選択的にメタライズする。このパ ターンは、パターンの深さを充填するまでにはメッキされないので、あとの材料 除去の工程が必要でない。

これらの多層薄膜構造に関するこれまでの努力にもかかわらず、このような構造 を形成するための工程の改善がなお要求されている。この改良された工程は、複 雑でなく、収率が高いものでなければならない。

したがって、本発明の目的は、改良された多層薄膜構造の製造工程を提供するこ とにある。

本発明の上記および他の目的は、下記の説明を図面と共に参照すればさらに明ら かになるであろう。

［発明の要約］ 本発明の目的は、本発明の１態様に従って多層薄層・構造の製造方法を提供する ことにより達成される。この方法は、ａ、誘電体基板の表面上に、誘電体重合材 料の第１の層を塗布する工程と、 誘電体重合材料の第１の層の上に、感光性の誘電体重合材料の第２の層を塗布す る工程と、 上記重合材料の第２の層を像に従って露光し現像して、上記第１の重合材料中に 形成された少な（とも１つのフィーチャと連絡するフィーチャを形成する工程と を含む、多層薄膜構造を形成する工程、および ｂ、多層構造全体のフィーチャを同時に導電性材料で充填する工程を含む。

本発明の他の態様によれば、 誘電体基板と、 上記基板上の薄膜多層構造とを備え、 上記薄膜構造が、 上記誘電体基板と連絡するフィーチャを有する、非感光性の誘電体重合材料の第 １の層と、 重合材料の第１の層を覆い、上記第１の層のフィーチャと連絡するフィーチャを 有する、感光性の誘電体重合材料の第２の層とを有し、 上記第１および第２の層のフィーチャが、上記第１および第２の層の各フィーチ ャの導電性材料の間に境界面が存在しないように、同時に導電材料で充填された 、多層配線構造が開示される。

［図面の簡単な説明］ 第１Ａ図ないし第１Ｇ図は、従来の技術による典型的な多層薄膜構造の製造方法 を示す概略図である。

第２Ａ図ないし第２Ｅ図は、本発明による多層薄膜構造の製造方法を示す概略図 である。

第３八図ないし第３Ｅ図は、本発明による多層薄膜構造の代替製造方法を示す概 略図である。

第４Ａ図ないし第４Ｃ図は、第２Ｄ図および第３Ｄ図の構造にメタライゼーショ ンを付着させる、本発明による好ましい方法を示す概略図である。

［発明の詳細な説明］ 図面、特に第１図を参照して、多層薄膜構造１０を製造するための従来の技術に よる方法について概説する。たとえば、バイアを含む層と、配線を含む別の層か らなる薄漢配線レベルを形成したいものとする。

第１Ａ図に、キャプチャ・パッド１４を有する多層セラミック（ＭＬＣ）基板１ ２を示す。通常はキャプチャ・パッドを基板の内部配線に接続することになるバ イアは図示されていない。基板１２の上面に、絶縁（誘電）性有機材料の層１６ が付着されている。この有機材料は、たとえばスプレィまたはスピン・コーティ ングによって付着させることができる。

使用する代表的な有機材料は、ポリイミドである。

有機材料を付着させた後、次の工程はバイアの形成の開始である。第１Ｂ図では 、キャプチャ・パッドの上の有機材料を選択的に除去して、バイア用の開口１８ を形成する。材料除去の好ましい方法は、誘電体マスクを使用したレーザ融除に よるものである。同じ目的に、０□プラズマ・エツチング技術を利用することも できる。

次に、通常蒸着法によってバイア中に金属を付着させる。

蒸着法により金属がバイア中と同時に有機材料の上面にもブランケット付着する ので、不必要な金属を除去するとともに構造を次の工程にかけることができるよ うにするために、平坦化工程が必要である。平坦化は、たとえば化学機械式研磨 によって容易に行うことができる。第１Ｃ図は、金属付着および平坦化後の構造 １０であり、バイア２０だけに金属が付着していることを示している。有機材料 １６は、最終構造の一部として残る。

次に、配線を形成することが望ましいが、これはりフトオフ構造によって行なわ れる。有機材料１６の上面に、フォトレジスト２２を付着させる。フォトレジス トはネガティブでもポジティブでもよい。フォトレジストを像に従って露光し現 像して、第１Ｄ図に示すように、バイア２０と連絡する開口２４と、もうひとつ の開口２６を形成する。開口２４．２６はそれぞれ、最終的に別々の配線を含む ことになる。

その後、レジスト２２の上、および開口２４．２６中に金属を（この場合も蒸着 により）付着させる。レジストを、レジストの上面の不必要な金属と共に「リフ トオフ」すると、第１Ｅ図に示すように、配線２８．３０が残る。

第１Ｆ図に示すように、有機材料の第１の層１６および配線２８．３０の上に絶 縁性有機材料の第２の層３２を（たとえばスプレィまたはスピン・コーティング により）付着させる。

最後に、構造１０をたとえば化学機械式研磨により、または他の平坦化技術によ って平坦化すると、第１Ｇ図に示す構造が得られる。

　Ａ この従来技術の方法に見られるように、金属の各層を一度に１層ずつ付着させる ので、各層ごとに金属付着工程および平坦化工程が必要である。このような薄膜 多層構造のための処理工程の少なくともいくつかを省略することが非常に望まし い。工程を省略すると、処理時間および費用が減少するだけでなく、収率も高ま るので、有利である。各処理工程の収率は通常１００％未満だからである。

本発明者らは、処理工程が少なく低コストで高収率の、薄膜多層構造の製造方法 を発見した。

すなわち、本発明によれば、 ａ、誘電体基板の表面上に、誘電体重合材料の第１の層を塗布する工程と、 誘電体重合材料の第１の層の上に、感光性の誘電体重合材料の第２の層を塗布す る工程と、 上記重合材料の第２の層を像に従って露光し現像して、上記第１の重合材料中に 形成された少な（とも１つのフィーチャと連絡するフィーチャを形成する工程と を含む、多層薄膜構造を形成する工程、および す、多層構造全体のフィーチャを同時に導電性材料で充填する工程 を含む、誘電体基板の表面上に多層薄膜構造を製造する方法が開示される。

本発明は、図を参照することによりさらに明らかになろう。

本発明の１態様を、第２図に示す。基板４２上に多層薄膜構造を形成することが 望まれる。この基板は、前の配線レベルまたは多層セラミック基板でよい。例示 のため、以下では基板４２は多層セラミック（ＭＬＣ）基板であると仮定するが 、これに限定されるものではない。ＭＬＣ基板は、アルミナ、アルミナ＋ガラス 、ムライト、菫青石ガラス・セラミック、ホウケイ酸ガラスなど、様々な材料か ら選択することができる。

基板４２上に、通常はバイア（図示せず）を介して基板の内部配線に接続するこ とになるキャプチャ・パッド４４がある。基板４２とキャプチャ・パッド４４の 上面に、（たとえばスプレィまたはスピン・コーティングにより）絶縁性すなわ ち誘電性重合材料の第１の層４６が付着されている。次に、この層を通常は簡単 な機械式研磨工程によって平坦化すると、第２Ａ図に示す構造が得られる。

次に、第２Ｂ図に示すように、重合体材料の第１の層４６の上に、誘電性重合体 材料の第２の層４８を付着させる。ただし、重合体材料の第２の層４８は感光性 であるが、本発明の一実施例では、第１の層４６は感光性ではない。重合体材料 の第２の層４８も、必要なら平坦化する。

重合体材料の第２の層４８を像に従って露光し現像すると、第２Ｃ図に示す多層 構造４０が得られる。この多層構造４０は、配線用の開口またはチャネル５０， ５２を有する。開口５０は、配線用ではなくて、最終的に他の配線レベル用のキ ャプチャ・パッド、技術変更パッド、またはチップ接続パッドを含むこともでき る。

ここでは、第２Ｄ図に示すように、重合体材料の第１の層４６は、開口５ｏに連 絡するバイア開口５４を含むように変更されている。開口５４は適当な方法で形 成することができるが、米国特許出願第９２４４８０号明細書に開示されるよう に、誘電体マスクを使用するレーザ取除が好ましい。反応性イオン・エツチング も可能である。

最後に、配線開口またはチャネル５０．５２およびバイア開口５４を、導電性材 料で充填した後、第２Ｅ図に示すように、構造４０を平坦化する。同様に、配線 開口５０およびノくイア開口５４を、配線５６とバイア５８との間に境界が存在 しないように導電性材料で充填する。すなわち、配線５６とバイア５８は、均一 のまたは一体の集塊を形成する。もちろん、開口５２を同時に充填して、配線６ ｏを形成する。充填と、その後の平坦化の好ましい方法については、後で詳細に 説明する。ここでは、配線開口５０およびバイア開口５４が同時に充填されるた めに、就中、処理工程が減ることを述べるだけに留めておく。

第１の層４６および第２の層４８として、様々な誘電体重合材料を選択すること ができる。特に好ましい重合体材料はポリイミドであるが、ポリイミドと同等の 熱安定性、接着性、誘電率、および耐溶剤性を有する高温重合体も本発明の目的 に適している。

本発明に有用なポリイミドには、ＢＰＤＡ−ＰＤＡｌＢＰＤＡ−〇ＤＡ、および ＢＴＤＡ−ＯＤＡ型のポリイミドなどがある。ポリイミドは、必要があれば事前 にイミド化することもできる。ポリアミン酸、たとえばＰＭＤＡ−ＯＤＡ型のエ ステルも適している。後者の例としては、米国特許第４８４９５０１号明細書を 参照されたい。より新しいポリイミドには、フッ素化ポリイミド、シリコンとポ リイミドの共重合体、およびアセチレンを末端基とするポリイミドがある。感光 性ポリイミドには、チバ・ガイギー社の４１２ポリイミドなど、ＢＴＤＡ重合体 を主成分とする、ｉ線に活性な感光性ポリイミド、旭化成の６２４６Ａポリイミ ドなど、ＰＭＤＡ−ＥＴＤＡ１０ＤＡ共重合体を主成分とする、ｇ線に活性な感 光性ポリイミド、東しの４８４０ポリイミドなど、ＢＴＤＡ−〇ＤＡ重合体を主 成分とする、ｇＭに活性な感光性ポリイミド、日立化成のＰＩＱシリーズのポリ イミドなど、ＢＰＤＡ−ＯＤＡ重合体を主成分とする、ｇ線に活性なポリイミド 、デュポン社のビラリン化学構造に基づくｇ線に活性なポリイミドがある。非ポ リイミド重合体材料には、ペンゾシクコブテンを主体とする樹脂、ポリキノリン 、およびフッ素化ポリキノリンがある。上記の重合体材料のリストは、例示のた めのものであり、これらに限定されるものではない。

本発明の他の態様を、第３図に示す。第３Ａ図では、誘電体重合材料の第１の層 ７４を、基板７２およびキャプチャ・パッド７６上に付着させる。この場合も、 例示のため、基板７２はＭＬＣ基板とするが、これに限定されるものではない。

本発明のこの実施例では、重合体材料７４は感光性であり、感光性ポリイミドで あることが好ましい。必要なら、重合体材料を通常簡単な機械式研磨で平坦化す ることができる。これは誘電体材料の製造に用いる重合体の化学構造によって得 られる平坦化度に応じて決まる。

次に、重合体材料の第１の層７４を像に従って露光し現像して、第３Ｂ図に示す ように、部分的にキャプチャ・パッド７６が露出したバイア開０７８を形成する 。

次に、感光性重合体材料の第１の層７４の上とバイア開ロア８の中に、感光性重 合体材料の第２の層８ｏを付着させる。

必要なら、第２の層８ｏも平坦化してもよい。ここまでに得られた多層構造７０ を第３Ｃ図に示す。

次に、感光性重合材料の第２の層８０を像に従って露光し現像して、第３Ｄ図に 示すような配線開口、すなわちチャネル８２．８４を形成する。この場合も、開 口８２は、配線用ではな（、キャプチャ・パッド、エンジニアリング・パッド等 用のものでもよい。例示のため、開口８２は配線用のものと仮定するが、これに 限定するものではない。

次に、上記の実施例（第２Ｅ［ｆｆ１）と同様に、配線開口すなわちチャネル８ ２．８４、およびバイア開ロア８を同時に導電性材料で充填する。第３Ｅ図を参 照すると、平坦化後の多層構造７０は、バイア８６および配線８８．９０を含ん でいる。本発明の方法により、バイア８６と配線８８との間に境界はない。

多層構造を導電性材料で充填する方法について説明する。

第１図に示すような薄膜多層構造を充填する従来技術による方法では、バイア開 口および配線開口すなわちチャネルは、スパッタリングまたは真空蒸着法によっ て充填していた。この方法は本質的に悪い所はなく、実際に本発明でも使用する ことができるが、本発明の発明者は、多層構造をメッキによって充填するのが好 ましいことを発見した。

次に、第４図、特に第４Ａ図を参照すると、本発明によって形成した多層構造１ ００が示されている。この議論では、第４Ａ図に示す構造を形成するのに、第２ 図および第３図に示す方法のいずれを使用するかは重要ではない。多層構造１０ ０は、基板１０２、キャプチャ・パッド１０４、重合体材料の第１の層１０６、 および重合体材料の第２の層１０８を有する。第１の層１０６にはバイア開口１ １０があり、第２の層１０８には配線開口すなわちチャネル１１２，１１４があ る。配線開口１１２は、バイア開口１１０と連絡している。

第２の層１０８は、平坦で均一な表面を形成するために、あらかじめ平坦化して お（ことが望ましい。最初に、第２の層１０８の表面上、バイア開口１１０およ び配線開口１１２゜１１４の中にシード層１１６を付着させる。シード層１１６ は、第２の層１０８の、バイア開口１１０および配線開口１１２．１１４の表面 全体をコンフォーマルに連続的にコーティングすることが好ましい。その理由は すぐ後で明らかになろう。

シード層は２つの方法のいずれかで形成することができる。

第１に、シード層をスパッタリングまたは真空蒸着で形成することができる。こ の場合、シード層は、実際には約２００Ａの厚みのクロム接着層と、約２μｍの 銅の層を含む。別法として、最初に厚み約１００人のパラジウムの接着層を無電 解メッキした後、約２０ｏＯ〜５０００Ａのニッケルまたはコバルトの層を無電 解メッキして、シード層を形成することもできる。

その後、第４Ｂ図に示すように、シード層１１６の上に、それよりずっと厚い導 電性材料の層１１８を付着させる。たとえば、この厚い層は、約１７μｍである が、もちろん重合体材料の第１および第２の層の厚みに応じて変わることが分か った。すなわち、厚い層１１８は、配線チャネル１１２．１１４を完全に充填す るため、少なくとも第１の層１０６および第２の層１０８の合計と同じ厚さに（ 好ましくはこれより幾分厚く）する必要がある。層１１８は、通常のスパッタリ ングまたは真空蒸着によって付着させることができる。しかし、層１１８は、無 電解メッキまたは電気メッキによってシード層１１６の上に形成することが好ま しい。シード層はすでにコンフォーマルで連続的であるため、その後で、好まし くは銅である厚い層１１８を電気メッキすることは容易である。

シード層１１６と層１１８はブランケット付着されているので、メタライゼーシ ョンが必要でない区域をマスクする必要がないことに留意されたい。不必要なメ タライゼーションの除去は、本発明の方法では次の工程で行う。

次に、過剰なまたは不要の導電性材料、すなわち第２の層１０８を被覆する材料 を、平坦化法によって除去する。好ましい平坦化法は、化学機械式研磨および高 精度の機械式研磨技術である。これらの平坦化技術は、上記の米国特許第４７０ ２７９２号ならびに第４９５４１４２号明細書、米国特許出願第４８１９４１号 明細書、および上記の米国特許出願明細書に開示されている。得られた平坦化さ れた構造は、第４Ｃ図に示すようなものである。

本発明の代替実施例では、第４Ａ図の多層構造を、シード層１１６を付着させた 後に平坦化し、これによってバイア開口１１０および配線開口１１２．１１４内 を除いて、シード層を除去する。その後、これよりはるかに厚い層１１８を形成 することができる。層１１８を無電解メッキで形成する場合は、フィーチャは最 終の高さまでメッキすることができる。

バイア開口１１０および配線開口１１２．１１４の外側にはシード層がないので 、無電解メッキを使用する場合は、層１１８の導電性材料はこれらの開口内のみ に付着する。過剰の材料はすべて上記の平坦化技術によって除去することができ る。

本発明の利点は、下記の例を参照すればさらに明らかになろう。

−〇 ［例コ 複数のキャプチャ・パッドを有する多層セラミック基板を下記のように、従来の 方法によって作成した。バインダ、溶剤、可塑剤、および菫青石を主結晶相とす る結晶化ガラスのスラリを注型してグリーンシートを作成した。結晶化ガラスは 、米国特許第４３０１３２４号明細書に開示されたものから選択することができ る。次に、グリーンシートを乾燥し、パンチングまたは同様の方法でパターン形 成した。その後、グリーンシートを、銅を主体とするメタラジでメタライズし、 積み重ね、積層し、焼結して、有機物を焼却し、セラミック材料を高密度化した 。積層および焼結は、米国特許第４２３４３６７号明細書に開示されている方法 など、周知の方法で行った。焼結後、従来のメタライゼーションおよびサブトラ クティブ・エツチングにより、基板上面にＣｒ　／　Ｃｕ　／　Ｃｒのキャプチ ャ・パッドを形成した。

次に、本発明による多層薄膜構造を基板上に形成した。

最初に、接着促進剤（ＡＩｌｏｏ）を基板表面にスピン・コーティングした後、 赤外線（ＩＲ）オーブンで、窒素中、９０℃で３０分間ベーキングした。ＢＰＤ Ａ−ＰＤＡ型の非感光性ポリイミド前駆物質をＡｌ１００の上にスピン・コーテ ィングして、赤外線オーブンで、窒素中、３０分間ベーキングした。フォーミン グ・ガス中でポリイミドを１５０℃で４５分間ベーキングした後、２３０℃で４ ５分、最後に３５０℃で６０分ベーキングして、イミド化した。ベーキング後の ポリイミドの厚みは約１３μｍであった。

ポリイミドをマイクロミリングによって平坦化し、最終の厚みを約７μｍにした 。

Ａｌ１００接着促進剤の他の層をポリイミドの上面にスピン・コーティングした 後、赤外線オーブンで、窒素中、９０℃で３ｏ分間ベーキングした。その後、事 前にイミド化された感光性ポリイミド（チバ・ガイギー４１３）をスピン・コー ティングした後、１３０℃に設定したホット・プレートで３０分間ベーキングし た。ベーキング後の感光性ポリイミドの厚みは、約８．５μｍであった。

感光性ポリイミドを化学線（３６５ｎｍのｉ線）で像に従って露光した後、ＮＭ Ｐ　（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）で現像した。この感光性ポリイミドをフォ ーミング・ガス中、１５０℃で３０分間、２３０℃で３０分間、次に３５０℃で １２０分間ベーキングして硬化させた。ベーキング後の感光性ポリイミドの全厚 みは約８．５μｍであった。

工程のこの時点で、配線開口すなわちチャネルが感光性ポリイミド層の中に形成 されている。

次に、下層のポリイミドをレーザで融除して、キャプチャ・パッドおよび少なく とも配線チャネルの一部と連絡するバイア開口を形成した。バイア開口の形成に は、エキシマ・レーザとともに誘電体マスクを使用する。レーザによる融除の残 滓は、ダウンストリーム・アッシングによって除去する。

露出したキャプチャ・パッド上のＣｒ層を、イオン・ビーム・エツチングによっ て除去する。次に、感光性ポリイミド層の表面上、バイア開口中、および配線チ ャネル中に、シード層をスパッタリングによって付着させる。シード層は、厚み ２００人のクロムの接着層と、２μｍの鋼の層からなる。

最終のメタラジ層を形成するため、基板を適当な電極で固定した後、硫酸［６０ 〜８０ｇ／ｌ、硫酸および他の添加剤（光沢剤、レベラ等）１５０〜１８０ｇ／ ｌからなる銅メッキ浴（セルレックス・コーポレーション製）に浸漬し、電流密 度を１０〜２５　ｍＡ／　ｃ　〜２にして、シード層上に約１７μｍになるまで 銅メッキした。シード層が電気的に連続しているため、銅の電気メッキは容易で あった。また、マスク操作を行う必要はなかった。

最後に、多層構造を高精度の機械式研磨によって平坦化した。感光性ポリイミド 層上に付着したメタラジ全部と、約２μｍの重合体が除去された。マイクロミリ ングの後、軽く機械式研磨を行った。

得られた最終構造は、加工性が改善され、低コストで収率が向上した多層薄膜構 造であり、本発明の利点および目的を満たす。

本明細書の開示に関して、当業者には、本発明の趣旨から逸脱することなく、本 明細書に具体的に記載した実施例以外の変更態様も行うことができることは明ら かであろう。したがって、このような変更態様も、添付の特許請求の範囲によっ てのみ限定される本発明の範囲内に含まれると考えられる。

多層薄膜構造の製造方法 手続補正書（自発） 要　約　書 ａ、誘電体基板の表面上に、誘電体重合材料の第１の層を塗布する工程と、 誘電体重合材料の第１の層の上に、感光性の誘電体重合材料の第２の層を塗布す る工程と、 上記重合材料の第２の層を像に従って露光し現像して、上記第１の重合材料中に 形成された少なくとも１つのフィーチャと連絡するフィーチャを形成する工程と を含む、多層薄膜構造を形成する工程、および す、多層構造全体のフィーチャを、同時に導電性材料で充填する工程 を含む、誘電体基板の表面上に多層薄膜構造を形成する方法。

第１の層のフィーチャはバイア、第２の層のフィーチャはキャプチャ・パッドま たは配線チャネルとすることが好ましい。本方法によって製造される多層薄膜構 造も開示する。

平成５年６月８日

Claims (42)

【特許請求の範囲】
1. １．ａ．誘電体基板の表面上に、誘電体重合材料の第１の層を塗布する工程と、 誘電体重合材料の第１の層の上に、感光性の誘電体重合材料の第２の層を塗布す る工程と、 上記重合材料の第２の層を像に従って露光し現像して、上記第１の重合材料中に 形成された少なくとも１つのフィーチャと連絡するフィーチャを形成する工程と を含む、多層薄膜構造を形成する工程、およびｂ．多層構造全体のフィーチャを 、同時に導電性材料で充填する工程 を含む、誘電体基板の表面上に多層薄膜構造を形成する方法。
2. ２．さらに、上記第２の層のフィーチャを形成した後、上記第１の層のフィーチ ャを形成する工程を含む、請求項１に記載の方法。
3. ３．上記第１の層のフィーチャを形成する工程が、第１の重合体材料の層のレー ザ融除または反応性イオン・エッチングによるものであることを特徴とする、請 求項２に記載の方法。
4. ４．上記第１の重合体材料が非感光性であることを特徴とする、請求項２に記載 の方法。
5. ５．さらに、上記第２の層のフィーチャを形成する前に、上記第１の層のフィー チャを形成する工程を含む、請求項１に記載の方法。
6. ６．上記第１の重合体材料が感光性であり、上記第１の層のフィーチャを形成す る工程が、上記感光性重合体材料を像に従って露光し現像して、第１の層のフィ ーチャを形成する工程を含むことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
7. ７．多層構造を導電性材料で充填する工程が、最初に上記第２の層の表面上およ び上記第１および第２の層のフィーチャ中に、導電性材料のシード層を付着させ 、次に上記シード層の上に、それよりはるかに厚い導電性材料の層を付着させる 工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
8. ８．シード層をスパッタリングまたは蒸着によって付着させることを特徴とする 、請求項７に記載の方法。
9. ９．シード層がクロムと銅を含むことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
10. １０．シード層を無電解メッキによって付着させることを特徴とする、請求項７ に記載の方法。
11. １１．シード層がパラジウムとニッケルまたはコバルトを含むことを特徴とする 、請求項１０に記載の方法。
12. １２．導電性材料の厚い層を、スパッタリングまたは蒸着によって付着させるこ とを特徴とする、請求項７に記載の方法。
13. １３．導電性材料の厚い層を、シード層上に電気メッキすることを特徴とする、 請求項７に記載の方法。
14. １４．導電性材料の厚い層を、シード層上に無電解メッキすることを特徴とする 、請求項７に記載の方法。
15. １５．導電性材料の厚い層が銅であることを特徴とする、請求項７に記載の方法 。
16. １６．さらに、過剰の導電性材料の厚い層を除去する工程を含む、請求項７に記 載の方法。
17. １７．過剰の導電性材料の厚い層を除去する工程が、機械式研磨によることを特 徴とする、請求項１６に記載の方法。
18. １８．過剰の導電性材料の厚い層を除去する工程が、化学機械式研磨によること を特徴とする、請求項１６に記載の方法。
19. １９．多層構造を導電性材料で充填する工程が、最初に上記第２の層の表面上お よび上記第１および第２の層のフィーチャ中に、導電性材料のシード層を付着さ せ、シード層を上記第２の層の表面から除去するが、第１および第２の層のフィ ーチャからは除去せず、次に上記シード層の上に、これよりかなり厚い導電性材 料の層を付着させる工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
20. ２０．導電性材料の厚い層をシード層の上に無電解メッキすることを特徴とする 、請求項１９に記載の方法。
21. ２１．基板が多層セラミック基板であることを特徴とする、請求項１に記載の方 法。
22. ２２．上記第１の重合体材料の層が、ポリイミドまたはポリイミドの前駆物質で あることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
23. ２３．上記第１の重合体材料の層が、感光性ポリイミドまたは感光性ポリイミド の前駆物質であることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
24. ２４．上記第２の重合体材料の層が、感光性ポリイミドまたは感光性ポリイミド の前駆物質であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
25. ２５．上記第１の層のフィーチャがバイアであることを特徴とする、請求項１に 記載の方法。
26. ２６．上記第２の層のフィーチャが配線チャネルであることを特徴とする、請求 項１に記載の方法。
27. ２７．上記第２の層のフィーチャがキャプチャ・パッドであることを特徴とする 、請求項１に記載の方法。
28. ２８．誘電体基板と、 上記基板上の薄膜多層構造とを備え、 上記薄膜構造が、 上記誘電体基板と連絡するフィーチャを有する、非感光性の誘電体重合材料の第 １の層と、 重合材料の第１の層の上に、上記第１の層のフィーチャと連絡するフィーチャを 有する、感光性の重合材料の第２の層とを有し、 上記第１および第２の層のフィーチャが、上記第１および第２の層の各フィーチ ャの導電性材料の間に境界面が存在しないように同時に導電材料で充填される、 多層配線構造。
29. ２９．上記導電性材料が、導電性材料のシード層と、導電性材料のそれよりはる かに厚い層とを備えることを特徴とする、請求項２８に記載の多層構造。
30. ３０．上記シード層をスパッタリングまたは蒸着によって形成することを特徴と する、請求項２９に記載の多層構造。
31. ３１．上記シード層がクロムと銅を含むことを特徴とする、請求項３０に記載の 多層構造。
32. ３２．シード層を無電解メッキによって付着させることを特徴とする、請求項２ ９に記載の多層構造。
33. ３３．シード層がパラジウムとニッケルまたはコバルトを含むことを特徴とする 、請求項３２に記載の多層構造。
34. ３４．導電性材料の厚い層を、スパッタリングまたは蒸着によって付着させるこ とを特徴とする、請求項２９に記載の多層構造。
35. ３５．導電性材料の厚い層を、シード層上にメッキすることを特徴とする、請求 項２９に記載の多層構造。
36. ３６．導電性材料の厚い層が銅であることを特徴とする、請求項２９に記載の多 層構造。
37. ３７．上記誘電体基板が多層セラミック基板であることを特徴とする、請求項２ ８に記載の多層構造。
38. ３８．上記第１の重合体材料の層が、ポリイミドであることを特徴とする、請求 項２８に記載の多層構造。
39. ３９．上記第２の重合体材料の層が、感光性ポリイミドであることを特徴とする 、請求項２８に記載の多層構造。
40. ４０．上記第１の層のフィーチャがバイアであることを特徴とする、請求項２８ に記載の多層構造。
41. ４１．上記第２の層のフィーチャが配線チャネルであることを特徴とする、請求 項２８に記載の多層構造。
42. ４２．上記第２の層のフィーチャがキャプチャ・パッドであることを特徴とする 、請求項２８に記載の多層構造。