JP2536604B2 - 銅・有機絶縁膜配線板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、銅・有機絶縁膜配線板、さらに詳しくは、
多層配線パターン化した銅・有機絶縁膜配線板の製造方
法に関する。

＜従来の技術＞ LSIの高速化、高集積化に伴い、これを搭載する配線
板もそれへの対応が要求されており、LSIの高密度実装
基板として電気抵抗の小さい銅と誘電率が低く、かつ厚
い膜の形成が可能なポリイミドを用いた配線板が高速信
号処理が可能なことから注目されている。

従来、一般に知られている多層配線板は、例えば、ア
ルミナセラミック等の無機質基板上に全面にチタン−銅
の第１の層を蒸着させたのち、回路を構成する第１の導
体パターンを化学エッチングにより形成し、次に前記エ
ッチング後の第１の導体パターンを含む基板の全面にポ
リイミドを付着してポリイミド膜を形成したのち、これ
をエッチングし、さらにチタン−銅の第２の層を蒸着さ
せたのち、回路を構成する第２の導体パターンを化学エ
ッチングにより形成し、以下、必要に応じて前記処理を
繰返して多層に形成させていた。

なお、前記ポリイミドの付着方法としては、液状ポリ
イミドのスピンコート法およびプラズマ重合による気相
成膜法がある。

＜発明が解決しようとする課題＞ エッチングによる回路形成は、非常に処理が容易であ
ると言われているが、上記チタン−銅蒸着層の化学エッ
チングにおいては、アルカリエッチャント、過硫酸アン
モニウム、過酸化水素＋硫酸などのエッチング液が用い
られるため、塩化第二鉄等の塩化物エッチング液に比
べ、処理コストが高く、かつエッチング液の管理や公害
処理が複雑であるという問題点があった。

本発明は、前記従来技術の欠点を解消し、蒸着層の化
学エッチングを省略した新規な銅・有機絶縁膜配線板を
提供することを目的としている。

＜課題を解決するための手段＞ 上記目的を達成するために、本発明によれば、基板の
表面に、マスクを用いてチタンまたはクロムの下地をパ
ターン状に蒸着し、その下地の上にマスクを用いて銅蒸
着層を設けて第１の導体パターンを形成し、次に前記第
１の導体パターンを含む基板の全面に有機絶縁膜を成膜
したのち、エッチングにより少なくとも前記銅蒸着層の
一部を露出させ、次に前記有機絶縁膜の上にマスクを用
いてチタンまたはクロムの下地をパターン状に蒸着した
のち、前記銅蒸着層の露出部分及び前記下地の上に別の
マスクを用いて銅蒸着層を設けて第２の導体パターンを
形成し、最後にその第２の導体パターン上にマスクを用
いてチタンまたはクロムを蒸着して上地を形成すること
を特徴とする銅・有機絶縁膜配線板の製造方法が提供さ
れる。

以下に本発明を、さらに詳細に説明する。

本発明に代表的に用いられる無機質基板としては、ア
ルミナ板、ムライト板、AlN板、SiC板などのセラミック
板を挙げることができる。

本発明に用いられる有機絶縁膜としては、ポリイミド
膜のほか、誘電率が小さく耐熱性に優れたマレイミド、
テフロンなど各種高分子膜が挙げられるが、特にポリイ
ミド膜は、他の有機絶縁膜に比べて金属との密着性が良
好で、かつ経済的に安価であるために好ましい。

本発明における各銅蒸着層の下地および最上部の銅蒸
着層の上地として蒸着する金属としては、チタンまたは
クロムが用いられる。

チタンまたはクロム下地を設けるのは、無機質基板ま
たは有機絶縁膜と銅蒸着層との接着性を向上させるため
である。また、チタンまたはクロム下地を設けることに
より、銅イオンの侵入による銅層の無機質基板または有
機絶縁膜からの剥離を防止することができる。

また、チタンまたはクロム上地を設けるのは、銅層表
面の空気による薄膜酸化および汚染を防止するためであ
り、銅イオンの流失を制御するためである。

上記チタンまたはクロム蒸着並びに銅蒸着による導体
パターン用金属薄膜の形成には、マスクを使用する。こ
れにより、これらの蒸着層を直接IC配線パターンとして
形成することができる。従って、化学エッチングによる
配線パターン形成工程が省略でき、エッチング液の処理
が不要となる。

前記チタンまたはクロム蒸着および銅蒸着に用いるマ
スクとしては、ポリイミド製のものや42合金製のもの等
を挙げることができる。

まず、第１図に示すように無機質基板１上に所望のパ
ターンを有するマスク２を位置させ、無機質基板１表面
にチタンまたはクロムを蒸着して下地３を設け、さら
に、同等のマスクを用いてその上に銅蒸着層４を設けて
第１の導体パターンを形成する。

次に、前記第１の導体パターンを含む基板の上から、
有機絶縁膜の原料液を塗布し、常法によってこれを固化
・成膜させたのち、第１の導体パターンの銅蒸着層４の
所望の部分にホールエッチングして銅蒸着層の一部を露
出させる。

続いて、第２図に示すように形成された有機絶縁膜５
の表面に所定のパターンを有するマスク（図示せず）を
用いてチタンまたはクロムを蒸着して下地６を設け、さ
らに別のマスク（図示せず）を用いて銅蒸着層７を設け
て第２の導体パターンを形成する。

最後に、前記により形成された銅蒸着層（第２図で
は、銅蒸着層７）の上から上地８としてチタンまたはク
ロムを蒸着する。

なお、上記において、各層の有機絶縁膜、下地、銅蒸
着層および上地の厚さは、それぞれ５〜200μm,0.01〜
0.4μm,5〜30μｍおよび0.01〜0.4μｍが一般的である
が、これに限定されるものではなく、必要に応じて適宜
選択することができる。

また、上記薄層回路金属の形成方法としては、真空蒸
着、イオン化蒸着またはこれらの組合せ、あるいはスパ
ッタ法を用いることができる。

また、本発明では、無機質基板上に多層の配線パター
ンを形成しているが、金属基板、例えばCu/Fe−36％Ni
合金/Cuクラッド材の上面にポリイミド、マレイミド、
テフロンなどの絶縁膜を形成して後多層の配線パターン
を形成することも可能である。

＜実施例＞ 以下に本発明を実施例に基づき具体的に説明する。

（実施例１） アルミナセラミック板上に1mmの間隔を保ってポリイ
ミド製マスクを位置させ、アルミナセラミック板表面に
10^-5torrで0.2μｍ厚のチタン蒸着を行ったのち、直ち
に５μｍ厚の銅蒸着層３×10^-6torrで行い、第１の導体
パターンを形成した。

次に第１の導体パターンの銅蒸着層を含む基板の上か
ら液状ポリイミドを用いて、スピンコート法によりポリ
イミド膜を形成させたのち、第１の導体パターンの銅蒸
着層の所定の部分にホールエッチングした。

続いて、前記ポリイミド膜の表面にポリイミド製マス
クを用いて１×10^-5torrで0.2μｍ厚のチタンを蒸着
し、さらに別のマスクを用いて３×10^-6torrで５μｍ厚
の銅蒸着層を設けて第２の導体パターンを形成した。

最後に、ポリイミド製マスクを用いて0.2μｍ厚のチ
タン層を第２の導体パターン上から真空蒸着し、多層配
線板を得た。

この配線板について粘着テープによる銅蒸着層（チタ
ン層を含む）の剥離テストを行い、同時に従来法の全面
真空蒸着−化学エッチング品の多層配線板における銅蒸
着層の前記剥離テストを行ったが、どちらも剥離はな
く、良好な接着性を示した。

（実施例２） アルミナセラミック板上に1mmの間隔を保って、0.2mm
厚の42合金製マスクを設け、アルミナセラミック板表面
に１μｍ厚のクロムをイオン化蒸着し、さらに２μｍ厚
の銅蒸着層をイオン化蒸着し、第１の導体パターンを形
成した。

次に、第１の導体パターンの銅蒸着層を含む基板の上
からプラズマ重合による気相成膜法で2.5μｍ厚のポリ
イミド膜を形成させたのち、第１の導体パターンの銅蒸
着層の所定の部分にホールエッチングした。

続いて、前記ポリイミド膜の表面に0.2mm厚の42合金
製マスクを用いて0.1μｍ厚のクロムをイオン化蒸着
し、さらに別のマスクを用いて２μｍ厚の銅蒸着層をイ
オン化蒸着して、第２の導体パターンを形成した。

最後に、上記と同様のマスクを用いて0.1μｍ厚のク
ロム層を第２の導体パターンの銅蒸着層の上からイオン
化蒸着し、多層配線板を得た。

この配線板について、実施例１と同様の方法で従来法
の全面イオン化蒸着−化学エッチング品とともにテスト
したが、どちらも剥離はなく、良好な接着性を示した。

また、350℃×３分の加熱試験を行ったが、銅層回路
のふくれはなく、良好な耐熱性を示した。

（実施例３） Cu/Fe−36％Ni合金/Cuクラッド材の上面にポリイミド
層を100μｍ付着させたのち、実施例１と同様にして多
層配線板を得た。

この配線板について実施例１と同様に剥離テストを行
ったが剥離はなく、良好な接着性を示した。

＜発明の効果＞ 本発明は、上記説明したように構成されているので、
導体パターン用金属膜をマスクを用いた蒸着により直接
ドライ法で形成し、化学エッチングなしでできるため、
優れた接着性、寸法精度等の信頼性が得られる。

また、化学エッチング液が不要となり、コストの低減
とエッチング液の管理や公害処理が省けるという効果を
奏する。

さらに、非常に時間がかかり、かつ不安定なチタンま
たはクロムのエッチングが不要となる。

また、ドライ法であるため、銅蒸着層表面の汚染や有
機物残渣が少なく、低抵抗の配線パターンの基板が得ら
れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明における第１の導体パターン形成の１
例を示す横断面図である。 第２図は、本発明の製造方法で得られた配線板の１例を
示す横断面図である。 符号の説明 １……無機質基板、 ２……マスク、 ３……下地、 ４……銅蒸着層、 ５……有機絶縁膜、 ６……下地、 ７……銅蒸着層、 ８……上地

フロントページの続き (72)発明者 御田 護 茨城県日立市助川町３丁目１番１号 日 立電線株式会社電線工場内 (56)参考文献 特開 昭61−271899（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−53254（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板１の表面に、マスクを用いてチタンま
   たはクロムの下地３をパターン状に蒸着し、その下地３
   の上にマスクを用いて銅蒸着層４を設けて第１の導体パ
   ターンを形成し、次に前記第１の導体パターンを含む基
   板の全面に有機絶縁膜を成膜したのち、エッチングによ
   り少なくとも前記銅蒸着層４の一部を露出させ、次に前
   記有機絶縁膜の上にマスクを用いてチタンまたはクロム
   の下地６をパターン状に蒸着したのち、前記銅蒸着層の
   露出部分及び前記下地６の上に別のマスクを用いて銅蒸
   着層７を設けて第２の導体パターンを形成し、最後にそ
   の第２の導体パターン上にマスクを用いてチタンまたは
   クロムを蒸着して上地８を形成することを特徴とする銅
   ・有機絶縁膜配線板の製造方法。