JPS6170403A

JPS6170403A - 多層配線基板の層間絶縁体層の膜厚測定方法

Info

Publication number: JPS6170403A
Application number: JP19180984A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Iyogi; 五代儀　靖
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-09-14
Filing date: 1984-09-14
Publication date: 1986-04-11

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】〔発明の技術分ガ〕本発明は多層配線基板のＮＩ間絶縁体層の膜厚測定方法
に関する。

〔発明の技術的背景と七′の問題点〕

電子機器は小型化、軽量化、高集積化が望まれておシ、
このために、グリーンシート印刷多層配線基板が数多く
用いられている。しかし、′多層化により、オープンシ
ョートの不良率が増大するとの問題が発生している。こ
の原因は、印刷時における印刷切れや、オーバープリン
トなどによるものと、焼成時における収Ｎ　Ｇの不均一
や酸化などによるものがほとんどでちるうしかし、オー
ブン（てついては、印刷後の目視チェックにより不良を
減少させ得るっン１−トに対しては、絶縁りの膜厚が全
体に薄かった）、膜厚が場所によって変化したりするこ
とによるものがほとんどであるっ特に問題となるのは、
絶縁層の膜厚であるが、このｇ厚測定法は、基板を破壊
しなければ測定できなく、その代表的な例は、断面のＳ
ＥＭ観測によるもので、絶縁層の平均化された膜厚測定
は困難である。さらに測定に時間を要するなどの問題截
もあげられる。短絡のない多層配線基板を得るためには
、絶縁層の厚さは一般にＸμｍ以上を必要とすることが
周知であう、この厚さを保っ工程の確立が望まれており
、そのためにこの膜厚の非破壊かつ平均的な測定法の確
立が望まれているっ〔発明の目的〕この発明は、上述した問題截を考剪してなされたもので
、非破壊でかつ膜厚全体にわたって平均的ｉ絶縁層の膜
厚を測定することのできる多層配線基板の層間絶縁体層
のＦＩＸ厚測定方法を捉供することを目的とするう〔発明の概要〕本発明は、第１の導体層、絶縁体層及び第２の導体層が
順次ｆＲ層された多層配線基板の絶縁体層の膜厚を測定
する際に、第１の導体層内に第１の基準パターンを形成
し、第２の導体層内に第１の基準パターンと前記絶縁体
層を介して所定の面積（Ｓ）をもって対向する第２の基
準パターンを形成し、さらに第２の導体層には第１の基
準バターノと電気的に接続された第３の基準バターノを
形成し、Ｗ、２の基準パターンと第３の基準パターンと
の間の容量を測定することによシ前記絶縁体居の膜厚を
求めることを特徴とした多層配線基板の居間絶縁体層の
膜厚測定方法である。

このような方法によれば、第１の基準バター７と第２の
基準パターンとの対向面積（３）及び絶縁体層の誘Ｔ：
を率（ｄ′）があらかじめわかっているため測定された
容量をＣとすれば、大気中の誘電率ｔ。

と併せて、膜厚（ｄ）は１．５ｄ＝ｔｏ−ｔ　　−４・　、（１）で簡単に求めることができる。この値（ｃＱｌｄ、ＳＥ
Ｍ復測等が極めて微少なポイントの値でちるのて対１−
１干物的な値でおる。又、基準パターンを基板内に復数
個形成することにより、より平均的な仄４に求めること
ができる。

この基進パターンは導体層中の回路基板として機能を果
たす導体パターンの一部と兼用しても良いし、電気的に
独立に設けても良い。さらに、独立して設ける場合は各
゛ご形成時の位で合わせマークと兼用すれｉｊ、９ｉ＝
こスペースをとることもないため、高密度実装の要求に
合致する、５発明の効果〕 ′：二発明によれば、非破壊で、かつ平均的なＦ！Ｊ間
絶縁；６の膜厚の夕１１定が可能である。又、印、利工
程に必須な位置合わせマークを共用できるとの制裁もら
るっ小型、高密度基板の寸法と膜厚測定のために特別に
大きくしないで、各層別の絶縁層の膜厚測定可能である
。グリーンンート印刷多層セラミクス基板をはじめとす
る、多層基板の絶縁層の膜厚測定を非破壊、短時間でで
きろう〔発明の実施例〕本発明の詳細な説明するっ第１２及び第２図は本実施例を工程順ンで示す図でろり
、第１図は多層配線基板の部分平面図、第２図は部分断
面図である。

まず基体（ｌ＞上に第１の導体層（２）を形成する。第
１の導体層（２）の位置合わせマーク（３）を第１の基
準パターン（３）とする（第１図（イ）、第２図（イ）
）。以下の印刷工程では、この第１の基準パターン（３
）の輪郭を基準として位置合わせ全行なうつ次いで絶縁体層（４）を形成する。第１の基準パターン
（３）の輪郭は次工程でも位置合わせに用いるため、こ
の輪郭を残すように形成する。又、第１の基草パターン
ｆ、３１上にも後に容量が測定できるように、絶縁体層
（４）を形成する（第１図（ロ）、第２図１１口））。

先の工程で露出している第１の基準バター／（３）を絶
縁体層（４）と同一平面とするため、導体を充填しグイ
アホール（５）を形成する。その後、第２の導体層（６
）を形成する。この時ヴイアホール（５）は第１の基準
パターン（３）の輪郭と同一形状であり、この形状と同
一の第２の基準パターン（７）を位置合わせマークとす
る。さらに絶縁体層（４）上に所定面ｆｆｌ（Ｓ）の第
３の基準パターン（８）も併せて形成する（８ｇ１回Ｖ
→、第２図・→）。

本実施例の構成で導体層としてＷ、絶縁体層として４・
冒２０３を用いた時、静電容量Ｃは１．３　ｐＦであり
７七。（ただし測定はヒーーレット・パンカード社　Ｈ
Ｐ４２７５Ａ　　ＬＣＲメータを使用し。

ｓ　＝　０．１７　Ｘ　３　Ｃ１］ｔｏ＝８．８５４　Ｘ　１０　　［ｐＦ／ｍ　］ε′＝
１０の条件でちるっ　）この場合の絶縁体層膜厚は前述の式に従ってあμｍと草
められた。

実際にＳＥＭによる観察では、謔〜恥μｍ程度であυ、
ｒｌｌＹ一致している。このＳＥＭによる観察は平均値
を出すため５ケ所を切断して行なったが、切分を要した
。こ几に討し本発明は２〜３分と極めて短時間でｎす定
することができたつ本実施例ば２．つ配線の場合であるが、何層でも同様で
ちり、第３図に３層配臓の例を示すつ２、・１目の導体
、フまでは第１ズ、第２図と同様であり、その説明は省
略する。第２の絶縁体層（Ｓ）を第１の絶縁体層（，１
１と同様に形成する。この時、第１の基準パター／（３
）と接続している第２の基準パターン（７）と、第３の
基準パターン（８）は最上／８に導出するだめ露出して
おく。次いで第３の導体層を形成するっ露出部をヴイア
フィル０α、Ｕとして第２の基準パターン（力に接続し
た第２′の基準パターンｕ２及び第３′の基準パターン
０くを形成するつ又第２の絶は体層（９）の膜厚測定用
の第４の基準パターンｌも併せて形成する。第２の基準
パターンＧ２は第３の導体層印刷の際の位置合わせマー
クとなる。

ここで、第１の基準パターン’Ｊ２と第３′の基準パタ
ーン１間の静電容量Ｃを測定することにより第１の絶縁
体層（４）の膜厚ｄ１がわかる。又、第τの基準パター
ン０′２と第４の基準パターン０９間の静電容量Ｃ２を
測定することにより第２の絶縁体層の膜厚をｄ２とすれ
ば、ｄ１＋ｄ２がわかることになる０ｄ＝ｔ　・ε′Ｓ
ｌ／／Ｃ１・・・・（２）ｄｌ”　ｄ２　＝’Ｏ−”　
　　／Ｃ２−＝（３）（ここで８１　　は第３０基単パ
クーンのｌ１ｒｆｆｌ、Ｓ２　　は第４の基準パターン
の面積、）ここでＳ、＝８２＝Ｓ　　と設定しておけば
、となり、絶縁体層の各膜厚を求めることができる。

上記例以外でも、各種形状の基準バター／全用いること
ができる。例えば第４図に３層！２線の場合の各導体層
の位皿合わせマーク兼用の基準パターン例を示す。

第４図（イ）は第１層の導体層の第１の基準パターン（
Ａ）でちる。第４図（ロ）は第２層の導体層の第２の基
準パターン（Ｂ）及び第３の基準パターン（Ｃ）でらる
。第４ズ（ハ）は第３暦の導体層の第ｚ’＋７）基準パ
ターン（Ｄ）、第３′の基準パターン（Ｅ）及び第４の
基準パターン（Ｆ）でちる。

（Ａ）　−（Ｂ）　−ＣＤ）及び（Ｃ）　−（ｇ）は夫
々電気高に接続しており、（Ｃ）は第１の絶縁体層を介
して又、ＣＦ）は第１及び第２の絶縁体層を介して（Ａ
）と対向することになる。位置合わせはパターン（Ａ）
の輪郭の一部を用いて行なっているっ〔発明の池の実施例〕本実施例では、グリーンンート印刷多層配線基板を例に
とり示したが、グリーンノート櫃層多層基板においても
同様に使用できる。厚戻多層苓板の絶な層の検量も同様
に行なえる。又検査工程において、Ｃテスター（ｌ１ｌ
＝ｖ’ｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏ（Ａｕｔｏｍａ　ｒｅｄＴ
ｅｓｔｉｎｇ　Ｄｅｖｉｃｅ　ｆｏｒ　Ｍｕｌｔ　＋１
ａｙｅｒ　Ｃｅｒａｍｉｃ　５ｕｂｓｔｒａｔｅ　。

ＹＬＩＳＬＩＪｉ　５ｕｚｕｋ＋　、ｅｌ、ａｌ、　Ｉ
ＭＣ１９８２，ｐ１９７〜１９９　。

１９８２Ｓｉ；Ｉｙ参照）による絶縁層の膜厚測定も可
能となり、Ｃテスターを用いることにより、基板の良・
否判定だけではなく、ルーチン的に印刷・焼成工程にお
ける条件を把握することができるとの利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す多５層配線基板の部分平
面図、第２図及び第３図は多層配り基板の部分断面図、
第４図は各導体層の位置合わせマークを示す平面図。ｌ・・・基体、　　　３・・・第１の基準パターン、４
・・・絶縁体層、７・・・第２の基準パターン、８・・・ｉＫ　３の基傘バター、っ第１図　　　　第２図第　３を一三；鮒第４１／ｌθ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）第１の導体層、絶縁体層及び第２の導体層が順次
積層された多層配線基板の絶縁体層の膜厚を測定する際
に、第１の導体層内に第１の基準パターンを形成し、第
２の導体層内に第１の基準パターンと前記絶縁体層を介
して所定の面積（Ｓ）をもつて対向する第２の基準パタ
ーンを形成し、さらに第２の導体層には第１の基準パタ
ーンと電気的に接続された第３の基準パターンを形成し
、第２の基準パターンと第３の基準パターンとの間の容
量を測定することにより前記絶縁体層の膜厚を求めるこ
とを特徴とした多層配線基板の層間絶縁体層の膜厚測定
方法。
（２）前記第１、第２及び第３の基準パターンは各層の
位置合わせマーク内に形成することを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の多層配線基板の層間絶縁体層の膜
厚測定方法。
（３）前記膜厚（ｄ）はｄ＝ε＿０・ε′・Ｓ／Ｃ（ε＿０；大気中の誘電率　
ε′；絶縁体層の誘電率　Ｃ；測定により求めた容量）により求めることを特徴とした特許請求の範囲第１項記
載の多層配線基板の層間絶縁体層の膜厚測定方法。