JPS6195596A - 多層配線基板 - 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】 〔技術分野〕 本発明は多層配線基板に関し、詳しくは、当該基板の多
層配線技術に関する。

〔背景技術〕

半導体集積回路装置において、高密度集積化の要求が強
まるにつれ、これに対応すべく多層配線技術が必要にな
ってくる。

多層配線基板は、一般に、基板上に導体配線とこれら導
体配線間の絶縁を得るための層間絶縁膜とを順次に重ね
て複数の層を形成して成り、眉間絶縁膜（層）ＩＣ孔設
されたスルホールに金属を埋込みする等の方法により導
体層（スルホール配線）を形成し、これにより上下の各
導体配線を接続して成る。

かかる多層配線基板において、層間絶縁膜として、ガラ
ス材料例えば硼ケイ酸系の結晶化ガラス（融点７００〜
１０００℃）を用い、これを焼成し、かつ、多層配線を
Ｃｕ系の導体配線とした場合、Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒの組合
せより成る多層金属膜やＴｉ／Ｃｕ／Ｔｉの組合せより
成る多層金属膜等が考えられる。これらは、本発明者の
検討（よれば、前者はガラスとの密着強度が弱く、眉間
絶Ｒ膜と導体配線との接合に問題を生じ、一方、後者は
ＴｉのＣｕへの拡散等圧基因してガラス焼成時の熱層歴
で配線抵抗が増大するという問題を生じる。

なお、最近の多層配線基板に関する技術は、工業調査会
発行、電子材料、１９８１年５月号、Ｐ５４〜に紹介さ
れている。

〔発明の目的〕

本発明は層間絶縁膜と導体配線との接合強度が大で、両
者の間に剥離を生じることを防止し、かつ高温処理での
配線抵抗の増大の問題を回避した多層配線基板を提供す
ることを目的としたものである。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、導体配線をＴｉ／Ｃｕ／Ｔｉより成る多層金
属膜により形成し、かつ、当該Ｔｉ膜厚を特定範囲とす
ることにより、眉間絶縁膜と導体配線との接合強度が大
で、剥離を生じることがなく、高温処理での配線抵抗の
増加を抑えるものである。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を図面により説明する。

第１図は、本発明の実施例を示す要部断面図で、第１図
にて、１は基板で、例えば特開昭５７−２５９１号公報
に記載されている少量のべＩＪ　ＩＪウムを含む炭化硅
素の焼結体（ＳｉＣ）により構成される。

基板１は四角形状罠形成され、当該基板１に、導体配線
２が複数パターンニングされている。

導体配線２は、第１図では、その詳細についての図示が
省略されているが、中間層をＣｕ層とし、その上層及び
下層をＴｉ層とする三層構造の多層金属膜より成ってい
る。この導体配線２の形成は、例えば当該多層金属膜を
構成するＴｉ、Ｃｕ、Ｔｉを順次金属蒸着法により基板
１上に蒸着することにより形成することができる。

第１図にて、３は第２層の導体配線回路を形成する導体
配線で、４は最上層の導体配線を示し、これらは導体配
線２と同様に構成される。これら導体配線２，３及び４
を絶縁するために、層間絶縁膜５を形成する。

この層間絶縁膜５は、例えば、硼ケイ酸系の焼成結晶化
ガラス（融点７００〜１０００℃）により構成され、導
体配線２上部を被覆して、当該ガラスを加熱炉圧より溶
融温度で加熱溶融し、焼成して形成する。

第１図では２層構造の多層配線構造を示したが、導体配
線２と層間絶縁膜５とを順次積み重ねて、２層以上の多
層配線構造と成してもよいことはもちろんである。

第１回圧で、６は上下の導体配線を接続するスルーホー
ル配線であり、例えば層間絶縁膜５にスルーホールを形
成し、金属を蒸着することにより形成することができる
。その他、本発明の多層基板の形成には、１９８０年１
月１５日■工業調査会発行の「ＩＣ化実装技術」第３７
〜６６頁記載の薄膜形成技術を用いることができる。

本発明導体配線において、多層金属膜を構成する上下層
のＴｉ膜厚は５００Ａ〜１５００Ａであることが必要で
ある。このＴ１膜厚が５００Ａ未満であるときには層間
絶縁膜５や基板１との密着強度が劣り、また、膜形成も
難しい。一方、１５００＾を越えるときには配線抵抗値
が犬となり、かつ密着強度が劣ることになる。眉間絶縁
膜はこれに比して厚く形成される。

次に、第２図及び第３図により、本発明の薄膜多層配線
基板を用いた半導体装置の実施の一例を説明する。

第２図は、上記のようにして得られた多層配線基板に半
導体素子（半導体チップ）をマルチに搭載し、当該基板
に設けられたワイヤポンディングパッドと、この多層配
線基板を搭載しているマザーボードに設けられたリード
フレームとを、コネクタワイヤにより接続して成るコン
ピュータ用マルチチップモジュールの斜視図で、第３図
はノ（ンプを有する半導体チップを前記多層配線基板の
導体配線上部に固着している断面図を示す。

これら図にて、７は本発明多層配線基板、８は半導体チ
ップ、９はワイヤポンディングパッド、１０はマザーボ
ード、１１はリードフレーム、１２１半田バンプ、１３
はＴｉ膜（上Ｗｌ）、１４はＣｕ膜（中間層）、１５は
Ｔｉ膜（下層）、１６はコネクタワイヤである。

尚、これら図と、第１図と共通する符号は、同様の機能
、構成を示すので、その説明を省略する。

上記において、半導体チップ８は、例えば、シリコン単
結晶基板から成る。周知の技術によっ℃、この半導体チ
ップ内には多数の回路素子が形成され、一つの回路機能
を与えている。回路素子は、例えば、絶縁ゲート型電界
効果トランジスタ（ＭＯＳ）ランジスタ）から成り、こ
れらの回路素子によっ工例えば論理回路およびメモリの
回路機能が形成されている。

ワイヤポンディングパッド９は、例えばｋｔ金金属より
構成される。

−ｒブザーード１０は例えばＳｉ基板により構成される
。

リードフレーム１１は例えばコーパル合金により構成さ
れる。

コネクタワイヤ１６は、例えばＡｔ線により構成される
。

第３図に示すように、半導体チップ８は、半田バンブ１
２を溶融させ、フリップチップにより多層配線基板７の
最上層導体配線４に取付けられる。

尚第２図ではその図示が省略されているが、封止材料を
用いてキャップを取付封止し、半導体装置と成す。

〔効果〕

（１）　　導体配線をＴｉ／Ｃｕ／Ｔｉで形成し、かつ
Ｔｉ膜厚を５００〜１５００Ａの範囲内のものとしたの
で、層間絶縁膜特にガラス材料より成る絶縁膜との接合
強度の犬なる多層配線基板が得られた。

（２）また、（１）と同様の理由から、高温処理での配
線抵抗の増加を抑制することができた。

（３）層間絶縁膜と導体配線との接合強度が犬で、配線
抵抗の小さい、Ｃｕ系配線を可能とし、高信頼度のマツ
チチップモジュールが可能となった。

以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。

〔利用分野〕

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である薄膜多層配線基板に
適用した場合について説明したが、これに限定されるも
のではなく、プリント基板の多層配線技術に適用するこ
ともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す要部断面図、第２図は本
発明の多層配線基板を用いた半導体装置の一例を示す斜
視図、 第３図は第２図に示す装置の要部断面図である。 １・・・基板、２・・・導体配線、３・・・導体配線、
４・・・導体配線、５・・・層間絶縁膜、６・・・スル
ーホール配線、７・・・多層配線基板、８・・・半導体
チップ、９・・・ワイヤポンディングパッド、１０・・
・マザーボード、１１・・・リードフレーム、１２・・
・半田バンブ、１３・・・Ｔｉ膜、１４・・・Ｃｕ膜、
１５・・・Ｔｉ膜、１６・・・第　　１　　　図 第　　２　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、層間絶縁膜を介して多層に配設された各導体配線を
   スルホール配線により接続して成る多層配線基板におい
   て、前記各導体配線をＴｉ−Ｃｕ−Ｔｉより成る多層金
   属膜により形成し、かつ、当該上下Ｔｉ膜厚をそれぞれ
   ５００Å〜１５００Åとしたことを特徴とする多層配線
   基板。 ２、層間絶縁膜が、ガラス材料より成る、特許請求の範
   囲第１項記載の多層配線基板。