JPH06112199A

JPH06112199A - 配線基板の製造方法

Info

Publication number: JPH06112199A
Application number: JP4261098A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Yamazaki; 哲也山崎; Takashi Inoue; 隆史井上; Takayoshi Watabe; 隆好渡部; Masakazu Ishino; 正和石野; Hideo Arima; 英夫有馬; Mitsuko Ito; 光子伊藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-09-30
Filing date: 1992-09-30
Publication date: 1994-04-22

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は多層配線基板などの電子装置の製造に
関し、特に基板の反りに影響されない多層配線基板の製
造方法を提供することを目的とする。【構成】基板上にフォトレジスト４をマスクとした選択
メッキ法で配線２及びビアスタッド５を形成する。絶縁
膜６を設計膜厚より厚く成膜して、配線及びビアスタッ
ドによる段差を平坦化する。過剰の絶縁膜をエッチバッ
クにより除去し、ビアスタッドの絶縁膜上に突出した部
分をテープ研磨により平坦化する。以上のプロセスを繰
り返すことにより、基板の反りに影響されずに平坦でか
つ層間の電気的接続の確実な多層配線基板を容易に製造
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＬＳＩや多層配線基板
等の電子回路素子およびその作成方法に係り、特に、微
細かつアスペクト比の高い配線及びスルーホールを持つ
配線基板とその作成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】配線基板や、ＬＳＩの配線においては、
スルーホールの接続は、一般には絶縁層にあらかじめ明
けられたスルーホールの側壁にスパッタリング、ＣＶ
Ｄ、めっき等を用いて金属を析出させることにより行わ
れている。しかし、この方法ではスルーホール部分のく
ぼみが残るため、配線層数が増加するに従って表面の凹
凸が激しくなり、上部の絶縁層および配線の形成が困難
になるという問題が有った。また、スルーホール部の配
線膜厚を確保するためにスルーホール側壁の角度は６０
°以上に出来ず、高いアスペクト比のスルーホールが形
成出来ないため、配線間隔の微細化や絶縁層膜厚が制限
されるという欠点もあった。

【０００３】これらの点を解決する手法としては、たと
えば、フォトレジストを用いた選択メッキ法により、配
線と高アスペクト比のビアスタッドを形成した後絶縁膜
を形成し、平面研磨により絶縁膜の凹凸の平坦化とビア
スタッドの頭出しを行う方法が考案されている。この技
術についてはプロシーディングネプコンウエスト’
８９，４２６−４４８ページ（Proceeding NEPCON West
'89,pp.426-448)に述べられている。また、特開昭５６
−２９４００号公報にも類似の技術が述べられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】セラミック基板上に異
なる材料、たとえばポリイミドを絶縁膜とする多層配線
を形成する場合、ポリイミド成膜時の収縮応力や、セラ
ミック基板とポリイミドの熱膨張率の差に起因する熱応
力によって基板の反りが生じる。しかし、従来技術のよ
うな平面研磨ではこの反りに対応することが出来ず、基
板面内における絶縁層膜厚の制御が困難になる。絶縁層
膜厚の不均一は、電気信号の高速伝達に必要な配線イン
ピーダンスの制御を困難にし、甚だしい場合には、過剰
の研磨による層間ショートや研磨不足による層間接続不
良を引き起こす事も考えられる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めには、絶縁層膜厚を必要膜厚より厚く形成して配線の
段差を平坦化した後、絶縁膜のエッチング量が基板の反
りに影響されない、エッチバック法を用いれば良い。ま
たは、研磨する領域を基板面積より十分小さく、かつ研
磨時の圧力を反りによらず一定にすることでも解決出来
る。また、基板や絶縁層に比較して弾性変形しやすい
（たとえばゴムのような）材料で研磨剤を基板に圧着す
ることでも基板の反りの影響を逃れることが出来る。こ
のような特徴を持つ研磨方法としてはたとえばテープ研
磨法がある。

【０００６】また、平坦化の不足により絶縁膜上に残っ
た凸部や、絶縁膜のエッチバックではエッチング出来な
い絶縁膜上に突出したビアスタッド等の突出部を機械的
に研磨する事でより平坦な配線基板を得ることが出来
る。この研磨方法にはたとえばテープ研磨法を使用する
ことが出来る。

【０００７】

【実施例】図２に、配線材料にメッキ銅を、絶縁層材料
にポリイミドを用いた場合の本発明による多層配線基板
の製造の実施例１を示す。

【０００８】まず、薄い導電層３を全面に形成した基板
１上にフォトレジスト４をマスクとした選択電解銅メッ
キにより配線２を形成し（ａ）、続いて同じ方法により
ビアスタッド５を形成する（ｂ）。

【０００９】フォトレジスト４を除去し、続いて不要な
導電層３を除去してパターンの分離を行う。全面に絶縁
膜６をスピンコーティングなどで塗布し、熱処理を行っ
て、層間絶縁膜の形成と配線段差の平坦化とを行う
（ｃ）。絶縁膜６の膜厚ｄは設計膜厚よりも大きくす
る。配線とビアスタッドによる絶縁膜表面の凸部の段差
ｅが完全に平坦化されるまでｄを大きくするのが理想的
である。しかし、実際のプロセスでのｄは、絶縁膜の形
成とエッチバックとに要する時間によって制限され、設
計値の１．１〜２倍程度が実用的な範囲である。この
時、段差ｅが大き過ぎるようであれば、平坦化能が大き
く絶縁膜６と共にエッチバックを行える平坦化材料を用
いて平坦化膜を形成することも出来る。

【００１０】次に絶縁膜６（及び平坦化膜）のエッチバ
ックを酸素プラズマを用いたドライエッチングで行う。
エッチバックは絶縁膜膜厚が設計膜厚になるまで行う
（ｄ）。これによりビアスタッドの頭出しが行える。こ
の時、基板面内におけるエッチング速度の均一性は±１
０％以下であるのが望ましく、±５％以下であればより
好適である。以上の工程を繰り返すことにより多層配線
基板が形成出来る。

【００１１】図３に本発明を用いた実施例２を示す。実
施例１と同様に配線２とビアスタッド５を形成する
（ｅ，ｆ）。ビアスタッド形成時の高さの分布を考慮し
て、上層の配線との接続を確実にするためビアスタッド
５の高さｈは設計値の１．１〜１．２倍にする。続いて
実施例１と同様に絶縁膜６を形成する。後の研磨工程に
おいて絶縁膜の段差を低減出来るので平坦化の程度は実
施例１と同程度かそれ以下でも良い。次に絶縁膜６をテ
ープ研磨法により研磨する（ｇ）。研磨テープ８の幅は
基板の幅の１／４以下が望ましい。これにより、基板表
面を多数の区画に分割して研磨することになり、またヘ
ッドが上下動しても基板に対する圧着力が変化しないた
め基板の反りによる研磨量のばらつきが少なくなる。更
に、一度の走引で研磨する区画を重複させることにより
基板の反りの影響は小さくなる。また研磨ヘッドに備え
られたコンタクトローラー７をゴム製とすることによ
り、ローラーが基板の反りに追従して変形し、基板の反
りの影響がより少なくなる。絶縁膜６の研磨と同時にビ
アスタッド５の過剰分も研磨されるので平坦な面が得ら
れ、かつ、ビアスタッドの頭出しも確実になされるた
め、層間接続不良が発生しにくい（ｈ）。

【００１２】図１に本発明を用いた実施例３を示す。実
施例１と同様に配線２とビアスタッド５を形成する
（ｉ，ｊ）。ビアスタッド５の高さｈは実施例２と同様
に設計値の１．１〜１．２倍にする。続いて実施例１と
同様に絶縁膜６を形成し、絶縁膜膜厚が設計値になるま
でエッチバックを行う（ｋ，ｌ）。これによりすべての
ビアスタッドが絶縁膜上に突出することになる。このビ
アスタッドの突出部をテープ研磨法により研磨平坦化す
る（ｌ）。同時に、平坦化不足により絶縁膜上に残存す
る凸部も研磨される。しかし、一般に金属に比べてポリ
イミド等の樹脂は研磨効率が低いため、絶縁膜の平坦部
はほとんど研磨されない。この方法により、実施例１よ
りも平坦な面が得られ、かつ層間接続も確実に行える
（ｍ）。また絶縁膜の不要部のほとんどをエッチバック
で除去することにより、テープ研磨において初めから微
細な研磨剤を用いたテープを使用でき、絶縁膜表面の研
磨傷に起因する不良を避けることが出来る。

【００１３】以上の実施例においては配線に電解メッキ
銅、絶縁膜にポリイミドを用いた配線基板についてのべ
たが、配線及び絶縁膜の材料としてはこれらに限られな
い。たとえば、配線材としてはアルミニウムやニッケ
ル、タングステンなどの各種金属が使用出来る。また、
配線及び（または）ビアスタッドの形成方法としては電
解メッキ以外にも無電解メッキ、スパッタリング、ＣＶ
Ｄ、真空蒸着などが使用出来る。また、絶縁膜材料とし
てはエポキシ樹脂などの有機材料のほか二酸化圭素やア
ルミナなどのセラミック材料も使用出来る。絶縁膜の形
成方法としてはフィルム圧着、ローラー塗布、カーテン
塗布、その他の方法を用いることが出来る。

【００１４】また、エッチバック方法としては酸素以外
にもフッ素原子や塩素原子を含む各種のガスやこれらの
混合ガスを用いたドライエッチング法が使用出来る。ま
たアルゴンやガリウムなどを用いたイオンミリング法や
各種のエッチング液を用いるウエットエッチング法を使
用することも出来る。

【００１５】また、研磨方法としては、テープ研磨法以
外にも請求項５及び（または）６を満たす研磨方法であ
れば良い。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、反りのある基板に対し
ても絶縁層の部分的な凹凸の平坦化が行え、かつ層間の
電気的接続も確実に行え、多層基板の製造が容易にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例３を用いた多層配線基板の製造
プロセスを説明する断面図である。

【図２】本発明の実施例１を用いた多層配線基板の製造
プロセスを説明する断面図である。

【図３】本発明の実施例２を用いた多層配線基板の製造
プロセスを説明する断面図である。

【符号の説明】

１…基板、２…配線、３…導電層、４…フォトレジスト、５…ビアスタッド、６…絶縁膜、７…コンタクトローラー、８…研磨テープ、ｄ…絶縁膜の膜厚、ｅ…絶縁膜上の凸部の高さ、ｈ…ビアスタッドの高さ

フロントページの続き (72)発明者石野正和神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者有馬英夫神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者伊藤光子神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、まず配線及び（または）ビアス
タッドを形成し、これらの段差を絶縁膜によって平坦化
する配線基板の製造方法において、不要な絶縁膜の除去
方法として、除去量が基板の反りに影響されないことを
特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】基板上に、まず配線及び（または）ビアス
タッドを形成し、これらの段差を絶縁膜によって平坦化
する配線基板の製造方法において、平坦化不足による絶
縁膜の凸部、絶縁膜表面に突出したビアスタッド、配線
等の凸部を除去する機械的研磨方法を用いて平坦な表面
を得ることを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項３】請求項１及び２を併用することにより、よ
り平坦な表面を得ることを特徴とする配線基板の製造方
法。
【請求項４】請求項１において、絶縁膜の不要部分の除
去方法としてエッチバックを用いることを特徴とする配
線基板の製造方法。
【請求項５】請求項１または２において、研磨剤を基板
に圧着する部品の面積を基板面積より十分小さくし、か
つ研磨ヘッドの基板に対する圧力を一定に保つことによ
り基板の反りによる研磨量のばらつきの影響を逃れる機
械的研磨方法を用いることを特徴とする配線基板の製造
方法。
【請求項６】請求項１または２において、基板の反りに
追従するよう弾性変形しやすい材料を研磨ヘッドに用い
ることで、基板の反りによる研磨量のばらつきの影響を
逃れる機械的研磨方法を用いることを特徴とする配線基
板の製造方法。
【請求項７】請求項５及び６を同時に満たす機械研磨方
法としてテープ研磨法を用いることを特徴とする配線基
板の製造方法。