JPH06105836B2 - 薄膜多層基板の製造方法 - Google Patents
薄膜多層基板の製造方法Info
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- JPH06105836B2 JPH06105836B2 JP2266489A JP26648990A JPH06105836B2 JP H06105836 B2 JPH06105836 B2 JP H06105836B2 JP 2266489 A JP2266489 A JP 2266489A JP 26648990 A JP26648990 A JP 26648990A JP H06105836 B2 JPH06105836 B2 JP H06105836B2
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- C08G73/0206—Polyalkylene(poly)amines
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Description
薄膜多層基板の製造方法に関し、 絶縁層間の密着性に優れた薄膜多層基板の製造方法を提
供することを目的とし、 低熱膨張ポリイミドからなる絶縁層を有する薄膜多層基
板の製造方法において、 前記低熱膨張ポリイミド層間に感光性Si系ポリイミドか
らなる密着層を介在させるように構成する。
供することを目的とし、 低熱膨張ポリイミドからなる絶縁層を有する薄膜多層基
板の製造方法において、 前記低熱膨張ポリイミド層間に感光性Si系ポリイミドか
らなる密着層を介在させるように構成する。
本発明は、薄膜多層基板の製造方法に関するものであ
る。 一般に、多層の薄膜配線層を製造する場合、層間絶縁層
としてポリイミドが使用される。このポリイミドは、酸
無水物とジアミンの重合からなるポリイミドで、感光基
を付与し、露光現像で加工する方法や、半イミド化状態
でレジスト現像液で溶解する方法、あるいはSiO2等のマ
スクでRIE（Reactive Ion Etching）によりポリイミド
化した膜を加工する方法が取られている。 一方、かかるポリイミドは、熱膨張が大きく、ポリイミ
ド化が終了した時点で3.5〜4.5kg/mm2程度の引張応力が
働くために基板への影響、薄膜配線パターンへのダメー
ジが働くため、積層できる層数に限度があるという欠点
が指摘されるに至っている。 かかる事情の下、層数の増加が可能な薄膜多層基板が求
められている。
る。 一般に、多層の薄膜配線層を製造する場合、層間絶縁層
としてポリイミドが使用される。このポリイミドは、酸
無水物とジアミンの重合からなるポリイミドで、感光基
を付与し、露光現像で加工する方法や、半イミド化状態
でレジスト現像液で溶解する方法、あるいはSiO2等のマ
スクでRIE（Reactive Ion Etching）によりポリイミド
化した膜を加工する方法が取られている。 一方、かかるポリイミドは、熱膨張が大きく、ポリイミ
ド化が終了した時点で3.5〜4.5kg/mm2程度の引張応力が
働くために基板への影響、薄膜配線パターンへのダメー
ジが働くため、積層できる層数に限度があるという欠点
が指摘されるに至っている。 かかる事情の下、層数の増加が可能な薄膜多層基板が求
められている。
従来、熱膨張を小さくし、界面剥離を防止することがで
きる薄膜多層基板としては、熱膨張係数の小さなポリイ
ミドを絶縁層とするものが提案されている。
きる薄膜多層基板としては、熱膨張係数の小さなポリイ
ミドを絶縁層とするものが提案されている。
しかし、上述した低熱膨張系のポリイミドを絶縁層とし
た薄膜多層基板においては、該ポリイミドの分子構造が
剛直な直線状の構造を有するために、平行配列された分
子鎖は雲母状の結合となるために、密着性が極端に劣る
という欠点を有するものであった。 本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたものであっ
て、絶縁層間の密着性に優れた基板、およびその製造方
法を提供することを目的とする。
た薄膜多層基板においては、該ポリイミドの分子構造が
剛直な直線状の構造を有するために、平行配列された分
子鎖は雲母状の結合となるために、密着性が極端に劣る
という欠点を有するものであった。 本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたものであっ
て、絶縁層間の密着性に優れた基板、およびその製造方
法を提供することを目的とする。
本発明によれば上記目的は、実施例に対応する第１図に
示すように、 低熱膨張ポリイミドからなる絶縁層を有する薄膜多層基
板の製造方法において、 前記低熱膨張ポリイミド層１間に感光性Si系ポリイミド
からなる密着層２を介在させて層間密着性を向上させた
薄膜多層基板の製造方法を提供することにより達成され
る。 また、上記目的は、低熱膨張ポリイミドからなる絶縁層
を有する薄膜多層基板の製造方法において、 前記低熱膨張ポリイミド層１間に感光性系ポリイミドに
SiO2を分散させた密着層２を介在させて層間密着性を向
上させた薄膜多層基板の製造方法によっても達成するこ
とができる。 さらに、前記密着層２を露光現像して孔３を開口した
後、該密着層２の残部をマスクとして低熱膨張ポリイミ
ド層１をプラズマイオンエッチングにてエッチングする
ことも可能である。
示すように、 低熱膨張ポリイミドからなる絶縁層を有する薄膜多層基
板の製造方法において、 前記低熱膨張ポリイミド層１間に感光性Si系ポリイミド
からなる密着層２を介在させて層間密着性を向上させた
薄膜多層基板の製造方法を提供することにより達成され
る。 また、上記目的は、低熱膨張ポリイミドからなる絶縁層
を有する薄膜多層基板の製造方法において、 前記低熱膨張ポリイミド層１間に感光性系ポリイミドに
SiO2を分散させた密着層２を介在させて層間密着性を向
上させた薄膜多層基板の製造方法によっても達成するこ
とができる。 さらに、前記密着層２を露光現像して孔３を開口した
後、該密着層２の残部をマスクとして低熱膨張ポリイミ
ド層１をプラズマイオンエッチングにてエッチングする
ことも可能である。
低熱膨張ポリイミドの密着性は、SiO2に対しては実用可
能なレベルであり、信頼性もあることは知られている。 一方、ポリイミド−ポリイミド間の密着性は、ポリイミ
ドの分子構造を剛直にすること、すなわち、低熱膨張特
性を犠牲にしなければ向上しないことも明かであり、低
熱膨張特性を持たせた状態での密着性の向上に対して
は、プラズマ処理等を行って表面を粗化させ、物理吸着
させることも考えられるが、その効果はあまり期待する
ことができない上に、表面の粗化に伴う導体抵抗の増大
という問題を惹起することとなる。 本発明は、かかる事情の下、低熱膨張ポリイミド層１間
にSiの結合腕を含む密着層２を介在させ、該密着層２中
のSiを低熱膨張ポリイミド分子鎖のＣ＝Ｏと結合させる
ことにより低熱膨張ポリイミド層１間の密着性の向上を
図るものであり、請求項１記載の発明において、Siの結
合腕は、感光性Si系ポリイミド分子中のCH3−Si−CH3が
加熱により分解することにより提供され、請求項２記載
の発明においては、溶媒中に分散されたSiO2により提供
される。 さらに、請求項３記載の発明において、O2ガスを使用し
たRIEによるSiを含んだ密着層２のエッチングスピード
は、低熱膨張ポリイミドに比較して５倍程度遅いことが
利用される。すなわち、露光現像により孔３が開口され
た密着層２をイオンエッチングすると、残部の密着層２
がマスクとして機能して、孔３の底部を形成する低熱膨
張ポリイミド層１のみが選択的にエッチングされること
となる。 この結果、Cu、あるいはSiO2層をマスクとして使用した
従来のRIEに比較して、マスク自身のピンホールによる
不要部分へのエッチングに起因する層間絶縁不良、ショ
ート等の不具合が完全に防止される。
能なレベルであり、信頼性もあることは知られている。 一方、ポリイミド−ポリイミド間の密着性は、ポリイミ
ドの分子構造を剛直にすること、すなわち、低熱膨張特
性を犠牲にしなければ向上しないことも明かであり、低
熱膨張特性を持たせた状態での密着性の向上に対して
は、プラズマ処理等を行って表面を粗化させ、物理吸着
させることも考えられるが、その効果はあまり期待する
ことができない上に、表面の粗化に伴う導体抵抗の増大
という問題を惹起することとなる。 本発明は、かかる事情の下、低熱膨張ポリイミド層１間
にSiの結合腕を含む密着層２を介在させ、該密着層２中
のSiを低熱膨張ポリイミド分子鎖のＣ＝Ｏと結合させる
ことにより低熱膨張ポリイミド層１間の密着性の向上を
図るものであり、請求項１記載の発明において、Siの結
合腕は、感光性Si系ポリイミド分子中のCH3−Si−CH3が
加熱により分解することにより提供され、請求項２記載
の発明においては、溶媒中に分散されたSiO2により提供
される。 さらに、請求項３記載の発明において、O2ガスを使用し
たRIEによるSiを含んだ密着層２のエッチングスピード
は、低熱膨張ポリイミドに比較して５倍程度遅いことが
利用される。すなわち、露光現像により孔３が開口され
た密着層２をイオンエッチングすると、残部の密着層２
がマスクとして機能して、孔３の底部を形成する低熱膨
張ポリイミド層１のみが選択的にエッチングされること
となる。 この結果、Cu、あるいはSiO2層をマスクとして使用した
従来のRIEに比較して、マスク自身のピンホールによる
不要部分へのエッチングに起因する層間絶縁不良、ショ
ート等の不具合が完全に防止される。
以下、本発明の望ましい実施例を添付図面に基づいて詳
細に説明する。 第２図は本発明の実施例を示すもので、図中４は内層に
複数層の厚膜配線層を有するセラミック等の基材、５は
内層から基材４表層に引き出されるヴィアであり、先
ず、第２図（ａ）に示すように、基材４上にはTi、ある
いはAl等の導体金属層６がスパッタにより形成される。 この導体金属層６はエッチングされてパターン化され、
ヴィアランド７が形成された後、SiO2層８がスパッタ形
成され、次いで低熱膨張ポリイミド１が塗布され、ハー
フイミド化された後、感光性Si系ポリイミド９が塗布さ
れる（第２図（ｂ）ないし（ｅ）参照）。感光性Si系ポ
リイミド９は、後述するRIEエッチング工程後において
も、次層の低熱膨張ポリイミド１との接着性を確保する
ことができ、かつ大きな残留応力が生じない程度の膜
厚、すなわち４μｍ程度の膜厚で残存して密着層２を形
成するように、10μｍ程度の膜厚で塗布するのが望まし
い。 なお、この場合、密着層２として感光性Si系ポリイミド
９に代えて、NMP（ｎ−メチル−２−ピロリドン）溶媒
にSiO2を20ないし30パーセント溶解して溶液化したもの
を感光性ポリイミドに30ないし50パーセント程度混合さ
せたポリイミドを塗布することにより形成しても良く、
これは、請求項２記載の発明に対応する。 この後、第２図（ｆ）に示すように、上記感光性Si系ポ
リイミド９を露光現像して孔３を開口し、２種一体完全
イミド化ベークがなされ、次いでO2ガスによるRIEエッ
チングを行うと、第２図（ｇ）に示すように、感光性Si
系ポリイミド９の表層部がわずかにエッチングされて密
着層２として残留するとともに、低熱膨張ポリイミド層
１とSiO2層８が選択的にエッチングされてヴィアホール
10が形成される。なお、SiO2層８に対するO2ガスRIEエ
ッチング速度は低いために、SiO2層８に対しては、O2ガ
スとCF4ガスの混合気体によるエッチング、あるいは、C
F4ガスのみによるRIEエッチングの使用が可能である。
この後、さらに、表層にCr、TiあるいはCuのスパッタ層
11を形成した後、レジスト12を塗布し、Cu、Niあるいは
Auメッキを施して、エッチングすることによりヴィア
５、およびヴィアランド７が形成され（第２図（ｈ）な
いし（ｊ）参照）、以上の工程を繰り返すことにより薄
膜層が形成される。
細に説明する。 第２図は本発明の実施例を示すもので、図中４は内層に
複数層の厚膜配線層を有するセラミック等の基材、５は
内層から基材４表層に引き出されるヴィアであり、先
ず、第２図（ａ）に示すように、基材４上にはTi、ある
いはAl等の導体金属層６がスパッタにより形成される。 この導体金属層６はエッチングされてパターン化され、
ヴィアランド７が形成された後、SiO2層８がスパッタ形
成され、次いで低熱膨張ポリイミド１が塗布され、ハー
フイミド化された後、感光性Si系ポリイミド９が塗布さ
れる（第２図（ｂ）ないし（ｅ）参照）。感光性Si系ポ
リイミド９は、後述するRIEエッチング工程後において
も、次層の低熱膨張ポリイミド１との接着性を確保する
ことができ、かつ大きな残留応力が生じない程度の膜
厚、すなわち４μｍ程度の膜厚で残存して密着層２を形
成するように、10μｍ程度の膜厚で塗布するのが望まし
い。 なお、この場合、密着層２として感光性Si系ポリイミド
９に代えて、NMP（ｎ−メチル−２−ピロリドン）溶媒
にSiO2を20ないし30パーセント溶解して溶液化したもの
を感光性ポリイミドに30ないし50パーセント程度混合さ
せたポリイミドを塗布することにより形成しても良く、
これは、請求項２記載の発明に対応する。 この後、第２図（ｆ）に示すように、上記感光性Si系ポ
リイミド９を露光現像して孔３を開口し、２種一体完全
イミド化ベークがなされ、次いでO2ガスによるRIEエッ
チングを行うと、第２図（ｇ）に示すように、感光性Si
系ポリイミド９の表層部がわずかにエッチングされて密
着層２として残留するとともに、低熱膨張ポリイミド層
１とSiO2層８が選択的にエッチングされてヴィアホール
10が形成される。なお、SiO2層８に対するO2ガスRIEエ
ッチング速度は低いために、SiO2層８に対しては、O2ガ
スとCF4ガスの混合気体によるエッチング、あるいは、C
F4ガスのみによるRIEエッチングの使用が可能である。
この後、さらに、表層にCr、TiあるいはCuのスパッタ層
11を形成した後、レジスト12を塗布し、Cu、Niあるいは
Auメッキを施して、エッチングすることによりヴィア
５、およびヴィアランド７が形成され（第２図（ｈ）な
いし（ｊ）参照）、以上の工程を繰り返すことにより薄
膜層が形成される。
以上の説明から明らかなように、本発明による薄膜多層
基板の製造方法によれば、絶縁層間の密着性の高い基板
を得ることができる。 さらに、密着層をRIE工程時のマスクとして利用する場
合には、Cu、あるいはSiO2層をマスクとして使用した従
来のRIEに比較して、マスク自身のピンホールによる不
要部分へのエッチングに起因する層間絶縁不良、ショー
ト等の不具合を完全に防止することができる。
基板の製造方法によれば、絶縁層間の密着性の高い基板
を得ることができる。 さらに、密着層をRIE工程時のマスクとして利用する場
合には、Cu、あるいはSiO2層をマスクとして使用した従
来のRIEに比較して、マスク自身のピンホールによる不
要部分へのエッチングに起因する層間絶縁不良、ショー
ト等の不具合を完全に防止することができる。
第１図は本発明により製造された薄膜多層基板を示す
図、 第２図は本発明の実施例を示す図である。 図において、 １……低熱膨張系ポリイミド層、 ２……密着層、 ３……孔。
図、 第２図は本発明の実施例を示す図である。 図において、 １……低熱膨張系ポリイミド層、 ２……密着層、 ３……孔。
Claims (3)
- 【請求項１】低熱膨張ポリイミドからなる絶縁層を有す
る薄膜多層基板の製造方法において、 前記低熱膨張ポリイミド層（１）間に感光性Si系ポリイ
ミドからなる密着層（２）を介在させて層間密着性を向
上させた薄膜多層基板の製造方法。 - 【請求項２】低熱膨張ポリイミドからなる絶縁層を有す
る薄膜多層基板の製造方法において、 前記低熱膨張ポリイミド層（１）間に感光性ポリイミド
にSiO2を分散させた密着層（２）を介在させて層間密着
性を向上させた薄膜多層基板の製造方法。 - 【請求項３】前記密着層（２）を露光現像して孔（３）
を開口した後、該密着層（２）の残部をマスクとして低
熱膨張ポリイミド層（１）をプラズマイオンエッチング
にてエッチングする請求項１、または２記載の薄膜多層
基板の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2266489A JPH06105836B2 (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | 薄膜多層基板の製造方法 |
| US08/460,896 US5908529A (en) | 1990-10-05 | 1995-06-05 | Multi-layer film substrate and process for production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2266489A JPH06105836B2 (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | 薄膜多層基板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04144192A JPH04144192A (ja) | 1992-05-18 |
| JPH06105836B2 true JPH06105836B2 (ja) | 1994-12-21 |
Family
ID=17431644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2266489A Expired - Fee Related JPH06105836B2 (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | 薄膜多層基板の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5908529A (ja) |
| JP (1) | JPH06105836B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020130103A1 (en) * | 2001-03-15 | 2002-09-19 | Zimmerman Scott M. | Polyimide adhesion enhancement to polyimide film |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3951902A (en) * | 1974-11-18 | 1976-04-20 | Trw Inc. | Polyimide sealant composition |
| US4172907A (en) * | 1977-12-29 | 1979-10-30 | Honeywell Information Systems Inc. | Method of protecting bumped semiconductor chips |
| CH641470A5 (de) * | 1978-08-30 | 1984-02-29 | Ciba Geigy Ag | Imidgruppen enthaltende silane. |
| US4543295A (en) * | 1980-09-22 | 1985-09-24 | The United States Of America As Represented By The Director Of The National Aeronautics And Space Administration | High temperature polyimide film laminates and process for preparation thereof |
| DE3486131T2 (de) * | 1983-08-01 | 1993-10-28 | Hitachi Chemical Co Ltd | Harzmaterial mit geringer thermischer Ausdehnung für Verdrahtungsisolationsfolie. |
| US4795680A (en) * | 1986-05-09 | 1989-01-03 | General Electric Company | Polyimide-siloxanes, method of making and use |
| JPH0819234B2 (ja) * | 1987-06-29 | 1996-02-28 | チッソ株式会社 | 低熱膨脹性かつ高接着性のシリコン含有ポリイミド前駆体の製造法 |
| JPH02148789A (ja) * | 1988-03-11 | 1990-06-07 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 電子回路基板 |
| US4937133A (en) * | 1988-03-28 | 1990-06-26 | Nippon Steel Chemical Co., Ltd. | Flexible base materials for printed circuits |
| KR900014625A (ko) * | 1989-03-20 | 1990-10-24 | 미다 가쓰시게 | 금속/유기 고분자 합성수지 복합체 및 이의 제조방법 |
| US4897153A (en) * | 1989-04-24 | 1990-01-30 | General Electric Company | Method of processing siloxane-polyimides for electronic packaging applications |
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| US4933045A (en) * | 1989-06-02 | 1990-06-12 | International Business Machines Corporation | Thin film multilayer laminate interconnection board assembly method |
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| US5118385A (en) * | 1991-05-28 | 1992-06-02 | Microelectronics And Computer Technology Corporation | Multilayer electrical interconnect fabrication with few process steps |
-
1990
- 1990-10-05 JP JP2266489A patent/JPH06105836B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1995
- 1995-06-05 US US08/460,896 patent/US5908529A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04144192A (ja) | 1992-05-18 |
| US5908529A (en) | 1999-06-01 |
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