JP4450726B2

JP4450726B2 - Interlayer connection device and interlayer connection method

Info

Publication number: JP4450726B2
Application number: JP2004333839A
Authority: JP
Inventors: 昭土居; 雅一岸; 正松本; 晴夫赤星; 欣秀山口
Original assignee: Hitachi Via Mechanics Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 2004-11-18
Filing date: 2004-11-18
Publication date: 2010-04-14
Anticipated expiration: 2024-11-18
Also published as: JP2006147734A

Description

本発明は、多層配線基板の層間を接続する層間接続装置および層間接続方法に関する。 The present invention relates to an interlayer connection device and an interlayer connection method for connecting layers of a multilayer wiring board.

従来の配線処理法の例が、特許文献１に記載されている。この公報に記載の配線方法では、基体に設けられたアスペクト比の高い貫通孔に低コストで配線処理するために、貫通孔内へガスデポジション法により導電性金属微粒子からなる金属柱を形成している。具体的には、金属微粒子をガスに浮遊させた後に、高速で基体に形成された微細な貫通孔めがけて衝突させている。これにより、貫通孔を金属微粒子が充填して、層間が接続される。 An example of a conventional wiring processing method is described in Patent Document 1. In the wiring method described in this publication, in order to perform wiring processing at a low cost to a through hole with a high aspect ratio provided in a base, a metal column made of conductive metal fine particles is formed in the through hole by a gas deposition method. ing. Specifically, after the metal fine particles are suspended in the gas, they are collided toward the fine through-holes formed in the substrate at a high speed. As a result, the through holes are filled with metal fine particles, and the layers are connected.

特開２００３−３４７４５３号公報JP 2003-347453 A

上記特許文献１に記載の方法では、金属微粒子をガスに浮遊させた後、高速で基体の貫通孔に衝突させ金属導体を生成させているので、基板内に形成されている電気回路としての銅箔と生成した金属導体とを、電気的に接続させる必要がある。銅は非常に酸化されやすい金属であるから、空気中の酸素と容易に反応して絶縁物である銅酸化膜を形成し易い。銅酸化膜は絶縁体であるから、除去しないと電気的な接続が達成されない。また、レーザーで絶縁層に穴を明けて層間接続に用いるバイアホールを作成するが、レーザー加工時に絶縁層を削り残したスミアが生成されると、層間接続の妨げとなる。 In the method described in Patent Document 1, since metal fine particles are suspended in a gas and then collide with a through hole of a base at high speed to generate a metal conductor, copper as an electric circuit formed in the substrate is formed. It is necessary to electrically connect the foil and the generated metal conductor. Since copper is a metal that is very easily oxidized, it easily reacts with oxygen in the air to form a copper oxide film that is an insulator. Since the copper oxide film is an insulator, electrical connection cannot be achieved unless it is removed. In addition, a via hole used for interlayer connection is created by drilling a hole in the insulating layer with a laser. However, if a smear is generated by removing the insulating layer during laser processing, the interlayer connection is hindered.

金属微粒子をノズルから高速で噴出させる場合、従来の方法においては、１回の噴出工程では、１つのノズル当たり１個のバイアホールしか接続できなかった。したがって、１つのノズルで多数のバイアホールを持つ基板を加工すると、多大な時間を要していた。 When metal fine particles are ejected from a nozzle at a high speed, in the conventional method, only one via hole can be connected per nozzle in one ejection process. Accordingly, when a substrate having a large number of via holes is processed with one nozzle, a great amount of time is required.

本発明は上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、電気回路を形成する銅箔と生成した金属導体の電気的接続の信頼性を向上させることにある。本発明の他の目的は、多数のバイアホールを持つ基板を短時間で加工することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to improve the reliability of electrical connection between a copper foil forming an electric circuit and a generated metal conductor. Another object of the present invention is to process a substrate having a large number of via holes in a short time.

上記目的を達成する本発明の特徴は、多数のバイアホールが形成された多層基板の層間接続装置において、多層基板が配置される真空容器と、この真空容器に接続されるエアロゾル生成室と、エアロゾル生成室に接続されエアロゾル生成室にガスを供給制御するガス導入部と、バイアホールを埋める導電性の金属微粒子をエアロゾル生成室に導入制御する金属微粒子導入部とを有し、エアロゾル生成室と真空室との接続部にバイアホールの配置に応じたノズルが形成されたノズルアレイを配置したことにある。 A feature of the present invention that achieves the above object is that, in an interlayer connection device for a multilayer substrate in which a number of via holes are formed, a vacuum vessel in which the multilayer substrate is disposed, an aerosol generation chamber connected to the vacuum vessel, and an aerosol A gas introduction unit connected to the generation chamber for controlling the supply of gas to the aerosol generation chamber, and a metal fine particle introduction unit for controlling the introduction of conductive metal fine particles filling the via holes into the aerosol generation chamber. This is because a nozzle array in which nozzles corresponding to the arrangement of via holes are formed at the connection with the chamber.

そしてこの特徴において、ガス導入部から供給されるガスは、不活性ガスおよび窒素等の酸素を含まないガスの少なくともいずれかがよく、真空容器を１ｋＰａ以下に排気可能な排気系を備え、真空容器の圧力が真空圧になった後にガスを導入するのがよい。また、金属微粒子の粒子径を、０．３〜１０μｍとするのがよい。 In this feature, the gas supplied from the gas introduction part may be at least one of an inert gas and a gas not containing oxygen, such as nitrogen, and includes an exhaust system capable of exhausting the vacuum container to 1 kPa or less. It is preferable to introduce the gas after the pressure becomes a vacuum pressure. The particle diameter of the metal fine particles is preferably 0.3 to 10 μm.

上記目的を達成する本発明のさらに他の特徴は、減圧雰囲気中に配置され多数のバイアホールが形成された基板を層間接続する層間接続方法において、基板が置かれた真空室を真空排気し、不活性ガスまたは窒素ガス等の酸素を含まないガスと、直径０．３〜１０μｍの金属微粒子とを真空室に接続されたエアロゾル生成室に導入してエアロゾルを生成し、生成したエアロゾルをバイアホールに対応して形成された多数のノズルを有するノズルアレイからバイアホールに噴射させてバイアホールに金属導体を形成し、基板の層間を接続するものである。そして、金属微粒子のエアロゾルを生成する前に、研磨剤とガスとのエアロゾルを生成し、このエアロゾルを基板に噴射して研磨剤によりバイアホールを作成するようにしてもよい。

Still another feature of the present invention that achieves the above object is to provide an interlayer connection method in which a plurality of via holes are disposed in a reduced-pressure atmosphere, and the vacuum chamber in which the substrate is placed is evacuated. via a gas containing no oxygen such as an inert gas or nitrogen gas, to produce an aerosol with introduced a metal fine particle diameter 0.3~10μm connected to aerosol generation chamber into the vacuum chamber, the generated aerosol A nozzle array having a large number of nozzles formed corresponding to the holes is sprayed into the via holes to form metal conductors in the via holes and connect the layers of the substrate. And before producing | generating the aerosol of metal microparticles | fine-particles, the aerosol of abrasive | polishing agent and gas may be produced | generated, and this aerosol may be injected to a board | substrate and a via hole may be created with an abrasive | polishing agent.

本発明によれば、金属微粒子のエアロゾルをノズルを通してバイアホールに供給したので、銅箔表面の銅酸化膜やスミアを確実に除去でき、層間接続の信頼性が向上する。また、バイアホールパターンに応じたノズル配置パターンをノズルアレイに形成して複数のバイアホールを同時に加工するので、加工時間が短縮する。 According to the present invention, since the metal fine particle aerosol is supplied to the via hole through the nozzle, the copper oxide film and smear on the surface of the copper foil can be surely removed, and the reliability of interlayer connection is improved. In addition, since a nozzle arrangement pattern corresponding to the via hole pattern is formed in the nozzle array and a plurality of via holes are processed simultaneously, the processing time is shortened.

多層配線基板では、銅箔でできた電気回路と絶縁層が交互に積み重ねられている。絶縁層で隔たれた電気回路間は、絶縁層に明けられたバイアホールと呼ばれる穴に導電性物質を充填して電気的に接続する。 In a multilayer wiring board, electrical circuits made of copper foil and insulating layers are alternately stacked. The electrical circuits separated by the insulating layer are electrically connected by filling a hole called a via hole opened in the insulating layer with a conductive substance.

従来の層間接続方法においては、バイアホールに導電性物質を充填する工程に、めっきを用いている。その際、レーザーを用いて絶縁層に穴を開け、穴明け時に削り残した絶縁層であるスミアを除去する。その後、無電解銅めっきで薄い銅膜をバイアホール内に生成する。この薄い銅膜から電解銅めっきを用いて厚い銅膜を生成する。これにより、バイアホール内に導電性物質が作成される。 In the conventional interlayer connection method, plating is used in the step of filling the via hole with a conductive material. At that time, a hole is made in the insulating layer using a laser, and the smear which is the insulating layer left uncut at the time of drilling is removed. Thereafter, a thin copper film is formed in the via hole by electroless copper plating. A thick copper film is produced from this thin copper film using electrolytic copper plating. This creates a conductive material in the via hole.

しかしながら、この層間接続方法では、無電解銅めっきや電解銅めっきで硫酸銅等の環境影響物質を多用しており、環境負荷が増すことや廃液処理のための費用が増すという不具合を生じている。また情報機器の小型化に伴い配線基板の微細化が進み、バイアホールの直径が５０μｍ以下になってきているが、従来の方法ではこのような小径のバイアホールへの対応が困難である。 However, in this interlayer connection method, an environment-impacting substance such as copper sulfate is frequently used in electroless copper plating or electrolytic copper plating, resulting in a problem that the environmental load increases and the cost for waste liquid treatment increases. . Further, with the miniaturization of information equipment, the miniaturization of wiring boards has progressed, and the diameter of via holes has become 50 μm or less, but it is difficult to cope with such small diameter via holes by conventional methods.

本発明はこのような従来技術の不具合を回避して、メッキのような環境負荷を増す方法を使用することなく、しかも小径穴の充填を可能にするものである。以下に、その具体的ないくつかの実施例を、図面を用いて説明する。 The present invention avoids such problems of the prior art, and enables filling of small-diameter holes without using a method of increasing environmental load such as plating. Several specific examples will be described below with reference to the drawings.

図１に、本発明に係る層間接続装置１００の一実施例の正面断面図を、図２に、この層間接続装置１００に用いるノズルアレイ２４の断面図を示す。層間接続装置１００は、ガス導入部８０と、金属粉導入部８２と、ガス導入部８０および金属粉導入部８２から導入されたガスと金属粉とから、エアロゾルを生成するエアロゾル生成室２０と、エアロゾル生成室２０で生成したエアロゾルを積層基板１４に処理する真空容器１１と、真空容器１１を真空排気する排気系８４とを有している。 FIG. 1 is a front sectional view of an embodiment of an interlayer connection device 100 according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of a nozzle array 24 used in the interlayer connection device 100. The interlayer connection device 100 includes a gas introduction unit 80, a metal powder introduction unit 82, an aerosol generation chamber 20 that generates aerosol from the gas and the metal powder introduced from the gas introduction unit 80 and the metal powder introduction unit 82, It has a vacuum container 11 for processing the aerosol generated in the aerosol generation chamber 20 to the laminated substrate 14 and an exhaust system 84 for evacuating the vacuum container 11.

ガス導入部８０は、アルゴン等の不活性ガスか窒素等の酸素を含まないガスを加圧して蓄えたガスボンベ１６と、このガスボンベ１６に配管１６ａで接続された流量調節用のマスフローコントローラー１７と、配管１６ａ内のガスの温度を制御してエアロゾル生成室２０に送るためのガスヒーター２６とを有している。ガスはガスボンベ１６から矢印３１の方向に流れ、エアロゾル生成室２０の側面に形成されたガス供給孔２０ａから、エアロゾル生成室２０に噴射される。 The gas introduction unit 80 includes a gas cylinder 16 that pressurizes and stores an inert gas such as argon or a gas that does not contain oxygen such as nitrogen, a mass flow controller 17 that adjusts the flow rate connected to the gas cylinder 16 via a pipe 16a, A gas heater 26 for controlling the temperature of the gas in the pipe 16a and sending it to the aerosol generation chamber 20 is provided. The gas flows from the gas cylinder 16 in the direction of the arrow 31 and is injected into the aerosol generation chamber 20 from the gas supply hole 20 a formed in the side surface of the aerosol generation chamber 20.

金属粉導入部８２は、漏斗状に形成されたタンク１０と、このタンク１０の下部には配管１０ｅで接続された粉体供給量調節機１８を有している。金属粉導入部８２は、エアロゾル生成室２０の上部に取り付けられている。タンクに１０には、銅や銀や金等の導電性の金属微粒子１が蓄えられており、粉体供給量調節機１８がその落下量を調節する。粉体供給量調節機２０から落下した金属微粒子１は、エアロゾル生成室２０の上面に形成された導入孔２０ｂからエアロゾル生成室２０に流入する。 The metal powder introduction part 82 has a tank 10 formed in a funnel shape, and a powder supply amount adjuster 18 connected to the lower part of the tank 10 by a pipe 10e. The metal powder introduction part 82 is attached to the upper part of the aerosol generation chamber 20. In the tank 10, conductive metal fine particles 1 such as copper, silver, and gold are stored, and a powder supply amount adjuster 18 adjusts the amount of dropping. The metal fine particles 1 dropped from the powder supply amount adjuster 20 flow into the aerosol generation chamber 20 from the introduction hole 20b formed in the upper surface of the aerosol generation chamber 20.

エアロゾル生成室２０に導入された金属微粒子１とガスとを攪拌混合してエアロゾルを生成する攪拌装置８６が備えられている。攪拌装置８６は、エアロゾル生成室１０側に設けた攪拌翼２３と、この攪拌翼２３を回転駆動する攪拌用モータ２１と、攪拌用モータ２１の動力をエアロゾル生成室２０側の攪拌翼２３に伝えるとともに攪拌用モータ２１側とエアロゾル生成室２０側とをシールする回転導入機２２とを有している。攪拌用モータ２１は、エアロゾル生成室２０の上面に取り付けられている。 A stirring device 86 is provided that stirs and mixes the metal fine particles 1 introduced into the aerosol generation chamber 20 and a gas to generate an aerosol. The stirring device 86 transmits the stirring blade 23 provided on the aerosol generation chamber 10 side, the stirring motor 21 that rotationally drives the stirring blade 23, and the power of the stirring motor 21 to the stirring blade 23 on the aerosol generation chamber 20 side. In addition, a rotation introducing device 22 for sealing the stirring motor 21 side and the aerosol generation chamber 20 side is provided. The stirring motor 21 is attached to the upper surface of the aerosol generation chamber 20.

エアロゾル生成室２０は、円柱容器または角柱容器であり、容器底部は開口している。エアロゾル生成室２０は、エアロゾル生成室２０より上面面積が大きい真空容器１１の上方に配置されている。真空容器１１のエアロゾル生成装置２０載置部にも開口部１１ａが形成されている。真空容器１１の側面には、真空ドア３０が開閉可能に設けられており、真空容器１１内に加工対象の積層基板を搬入可能になっている。 The aerosol generation chamber 20 is a cylindrical container or a prismatic container, and the container bottom is open. The aerosol generation chamber 20 is disposed above the vacuum vessel 11 having a larger upper surface area than the aerosol generation chamber 20. An opening 11 a is also formed in the aerosol generator 20 mounting portion of the vacuum vessel 11. A vacuum door 30 is provided on the side surface of the vacuum vessel 11 so as to be openable and closable, and a multilayer substrate to be processed can be carried into the vacuum vessel 11.

開口部１１ａの上面には多数のノズル２５が形成された板状のノズルアレイ２４が載置されている。ノズル２５は、ノズルアレイ２４を貫通する穴である。図２に示すように、ノズル２５では、エアロゾル生成室２０側に大径部２５ａが、真空容器１１側に小径部２５ｂが形成されている。したがって、ノズル２５では、金属微粒子１の流路が絞られている。小径部２５ｂの径は、加工対象であるバイアホールの径より若干大きい。 A plate-like nozzle array 24 in which a large number of nozzles 25 are formed is placed on the upper surface of the opening 11a. The nozzle 25 is a hole that penetrates the nozzle array 24. As shown in FIG. 2, in the nozzle 25, the large diameter part 25a is formed in the aerosol production | generation chamber 20 side, and the small diameter part 25b is formed in the vacuum vessel 11 side. Therefore, in the nozzle 25, the flow path of the metal fine particles 1 is narrowed. The diameter of the small diameter portion 25b is slightly larger than the diameter of the via hole to be processed.

ここで、ノズル２５から１ｋＰａ程度以下の減圧雰囲気にガスを噴出すると、ガスをノズル２５の小径部２５ｂで音速まで増速することが可能になる。ガスに随伴して金属微粒子１が流れるので、ノズル２５の小径部２５ｂで金属微粒子１も音速近くまで加速される。ただし音速まで金属微粒子１を加速するためには、直径１μｍの銅微粒子をアルゴンガスを用いて２気圧のガス圧で噴出するときには、小径部２５ｂの長さを３ｍｍ以上必要とする。この小径部２５ｂの長さは、金属微粒子１の直径に比例して長くし、使用するガスの分子量と圧力に反比例する。 Here, when the gas is ejected from the nozzle 25 to a reduced pressure atmosphere of about 1 kPa or less, the gas can be increased to the sound speed by the small diameter portion 25 b of the nozzle 25. Since the metal fine particles 1 flow along with the gas, the metal fine particles 1 are also accelerated to near the speed of sound by the small diameter portion 25b of the nozzle 25. However, in order to accelerate the metal fine particles 1 to the speed of sound, when the copper fine particles having a diameter of 1 μm are ejected at a gas pressure of 2 atm using argon gas, the length of the small diameter portion 25b is required to be 3 mm or more. The length of the small diameter portion 25b is increased in proportion to the diameter of the metal fine particles 1, and is inversely proportional to the molecular weight and pressure of the gas used.

排気系８４は、真空容器１１内のガスおよび加工に使用されなかった金属微粒子１を真空容器外に排出する真空ポンプ１５と、真空ポンプ１５と配管１５ｂを介して接続され金属微粒子１を回収するためのフィルタ１２とを有する。真空容器１１の側面には、真空ポンプ１５が真空容器１１内のガスを矢印３３で示したように排出する穴１１ｃが形成されている。 The exhaust system 84 is connected to the vacuum pump 15 that discharges the gas in the vacuum vessel 11 and the metal fine particles 1 that have not been used for processing to the outside of the vacuum vessel, and the vacuum pump 15 and the pipe 15b, and collects the metal fine particles 1. And a filter 12 for the purpose. On the side surface of the vacuum vessel 11, a hole 11 c through which the vacuum pump 15 discharges the gas in the vacuum vessel 11 as indicated by the arrow 33 is formed.

真空容器１１内には、加工対象であるバイアホール５０が多数形成された基板１４が配置される。その際、基板１４に形成されたバイアホール５０に対応した位置にノズル２５が形成されたノズルアレイ２４を予め真空容器１１の開口部１１ａに取り付けておく。なお、バイアホールとノズル２５の位置決めおよび基板１４の高さ位置等を調節するために、基板はステージ１３上に載置される。さらに、基板１４とステージ１３間には、基板を加熱する基板ヒーター２７が設けられており、基板の加工を促進するのに用いられる。 In the vacuum vessel 11, a substrate 14 on which a number of via holes 50 to be processed are formed is disposed. At that time, the nozzle array 24 in which the nozzles 25 are formed at positions corresponding to the via holes 50 formed in the substrate 14 is previously attached to the opening 11 a of the vacuum vessel 11. The substrate is placed on the stage 13 in order to adjust the positioning of the via hole and the nozzle 25 and the height position of the substrate 14. Further, a substrate heater 27 for heating the substrate is provided between the substrate 14 and the stage 13 and is used to accelerate the processing of the substrate.

このように構成した本層間接続装置を用いて層間接続する方法を、図６を用いて説明する。
（１）初めに、タンク１０に処理する金属微粒子１を充填する。表面にできるだけ酸化膜等の汚れが無い、例えば銅の微粒子を充填する。一方、例えば、アルゴンガスボンベを、配管１６ａに接続する。加工対象である基板１４を、真空ドア３０から真空容器内に搬送し、ステージ１３上に基板１４を設置する。 A method of interlayer connection using the interlayer connection device configured as described above will be described with reference to FIG.
(1) First, the metal fine particles 1 to be treated are filled in the tank 10. The surface is filled with, for example, copper fine particles as little as possible in the oxide film. On the other hand, for example, an argon gas cylinder is connected to the pipe 16a. The substrate 14 to be processed is transferred from the vacuum door 30 into the vacuum container, and the substrate 14 is set on the stage 13.

（２）真空容器１１内を、真空ポンプ１５により１ｋＰａ程度以下まで減圧する。
（３）エアロゾル生成室２０にガスを供給する。それとともに、ガスヒーター２６を動作させ、流入ガスの温度を調節する。ガスの音速は、ガスの絶対温度の１／２乗に比例するので、エアロゾル中のガスの温度をガスヒーター２６で調節する。ガスの音速が調節されると、噴出する金属微粒子の速度も調節される。エアロゾルは、ノズルアレイ２４のノズル２５から、減圧雰囲気である真空容器１１内に下向き、すなわち矢印３２の方向に噴出される。 (2) The inside of the vacuum vessel 11 is depressurized to about 1 kPa or less by the vacuum pump 15.
(3) Gas is supplied to the aerosol generation chamber 20. At the same time, the gas heater 26 is operated to adjust the temperature of the inflowing gas. Since the speed of sound of gas is proportional to the 1/2 power of the absolute temperature of the gas, the temperature of the gas in the aerosol is adjusted by the gas heater 26. When the sound velocity of the gas is adjusted, the velocity of the ejected metal fine particles is also adjusted. The aerosol is ejected downward from the nozzles 25 of the nozzle array 24 into the vacuum container 11 which is a decompressed atmosphere, that is, in the direction of the arrow 32.

（４）ステージ１３を動作させて、基板１４のバイアホールの位置とノズルアレイ２４のノズル２５の位置を調節する。各ノズル２５の真下に、バイアホール５０を位置させる。
（５）金属微粒子１を、粉体供給量調節機１８を介してエアロゾル生成室２０に供給する。攪拌翼２３を駆動して、エアロゾル生成室２０内にエアロゾルを発生させる
（６）エアロゾルをノズル２５から噴出し、バイアホール５０を金属微粒子１で埋めて層間接続処理する。
（７）層間接続処理が終了したら、金属微粒子１のエアロゾル生成室２０への供給を停止し、層間接続処理装置１００の動作を終了させる。 (4) The stage 13 is operated to adjust the position of the via hole in the substrate 14 and the position of the nozzle 25 in the nozzle array 24. A via hole 50 is positioned directly below each nozzle 25.
(5) The metal fine particles 1 are supplied to the aerosol generation chamber 20 via the powder supply amount adjuster 18. The agitating blade 23 is driven to generate an aerosol in the aerosol generation chamber 20. (6) The aerosol is ejected from the nozzle 25, and the via hole 50 is filled with the metal fine particles 1 to carry out interlayer connection processing.
(7) When the interlayer connection process is completed, the supply of the metal fine particles 1 to the aerosol generation chamber 20 is stopped, and the operation of the interlayer connection processing apparatus 100 is terminated.

基板１４に多数設けたバイアホール５０の中で、電気回路を形成するために金属微粒子１の充填が必要なバイアホール５０に層間接続がなされていないものがあったら、上記手順（４）に戻り、ステージ１３を駆動して基板１４を移動させる。そして、層間接続がなされていないバイアホール５０に、金属柱を形成する。基板１４上の全電気回路の層間接続処理が終了したら、
（８）ガスボンベ１６からのガス供給を停止する。次いで、真空ポンプ１５による排気を停止する。
（９）真空容器１１内を大気解放し、基板１４を真空ドア３０から取り出す。これにより、全工程が終了する。 Of the via holes 50 provided in the substrate 14, if there are any via holes 50 that need to be filled with the metal fine particles 1 in order to form an electric circuit, return to the procedure (4). Then, the stage 13 is driven to move the substrate 14. Then, metal pillars are formed in the via holes 50 where no interlayer connection is made. When the interlayer connection processing of all electric circuits on the substrate 14 is completed,
(8) The gas supply from the gas cylinder 16 is stopped. Next, exhaust by the vacuum pump 15 is stopped.
(9) The inside of the vacuum vessel 11 is released to the atmosphere, and the substrate 14 is taken out from the vacuum door 30. Thereby, all the processes are completed.

図３に、加工対象の基板１４を斜視図で示す。絶縁層である樹脂３上に、電気回路２８を形成する銅箔４が貼り付けられている。銅箔４の端部や中間部には、層間接続用のバイアホール５０が、下層の銅箔にまで達して形成されている。図３では、１枚の基板当たり、１６個の電気回路２８が配置されている。図４に、図３に示した基板１４の層間接続処理に用いるノズルアレイ２４を斜視図で示す。図４に示したノズルアレイ２４では、電気回路１個分に形成されたバイアホール５０部分に対応する位置に、ノズル２５が形成されている。したがって、基板全体を処理するためには、バイアホール５０内に金属微粒子１を噴出して層間接続する工程を１６回実行する。 FIG. 3 is a perspective view of the substrate 14 to be processed. On the resin 3 that is an insulating layer, a copper foil 4 that forms an electric circuit 28 is attached. Via holes 50 for interlayer connection are formed in the end portion and the intermediate portion of the copper foil 4 so as to reach the lower layer copper foil. In FIG. 3, 16 electric circuits 28 are arranged per substrate. FIG. 4 is a perspective view of the nozzle array 24 used for the interlayer connection processing of the substrate 14 shown in FIG. In the nozzle array 24 shown in FIG. 4, the nozzles 25 are formed at positions corresponding to the via holes 50 formed in one electric circuit. Therefore, in order to process the entire substrate, the step of ejecting the metal fine particles 1 into the via holes 50 and connecting the layers is performed 16 times.

層間接続処理の回数が増えることは、処理工程の長時間化を招くので、図５に示すように、２個の電気回路分のノズル２５が形成されたノズルアレイ２４ｂを用いることもできる。さらに多くの回路を一度に処理することも可能である。ただし、ノズル２５数が増すと、真空排気系８４の能力も大容量となる。直径φ０．１ｍｍのノズルを用いたときには、０．０５Ｌ／分程度のガス量が各ノズル２５を流れる。したがって、６００００Ｌ／分の排気速度の真空ポンプ１５を使用する層間接続装置では、真空容器１５内の圧力を１ｋＰａ以下に保つには、ノズル２５数は１２０００個程度が限界である。 An increase in the number of interlayer connection processes leads to a long processing time, and therefore, as shown in FIG. 5, a nozzle array 24b in which nozzles 25 for two electrical circuits are formed can be used. It is also possible to process more circuits at once. However, as the number of nozzles 25 increases, the capacity of the evacuation system 84 also increases. When nozzles having a diameter of 0.1 mm are used, a gas amount of about 0.05 L / min flows through each nozzle 25. Therefore, in the interlayer connection device using the vacuum pump 15 having a pumping speed of 60000 L / min, the limit of the number of nozzles 25 is about 12,000 in order to keep the pressure in the vacuum vessel 15 at 1 kPa or less.

図７〜図９に示した基板１４の断面図を用いて、層間接続の詳細を説明する。図７（ａ）は、層間接続処理する前の基板１４の断面である。基板１４では、絶縁層である樹脂層３の上側に銅層４ａが、下側に銅層４ｂが接着やメッキ等で形成されている。これらの銅層４ａ、４ｂは、電気回路を形成している。上下の銅層４ａ、４ｂに形成された電気回路を電気的に接続するために、バイアホール５０が樹脂層３に明けられている。 Details of the interlayer connection will be described with reference to cross-sectional views of the substrate 14 shown in FIGS. FIG. 7A is a cross section of the substrate 14 before the interlayer connection process. In the substrate 14, a copper layer 4 a is formed on the upper side of the resin layer 3 that is an insulating layer, and a copper layer 4 b is formed on the lower side by adhesion, plating, or the like. These copper layers 4a and 4b form an electric circuit. A via hole 50 is opened in the resin layer 3 in order to electrically connect electric circuits formed in the upper and lower copper layers 4a and 4b.

銅は酸化されやすい金属なので、銅層４ａ、４ｂの表面は絶縁物である銅酸化膜５で覆われている。バイアホール５０は、上側の銅層４ａおよびその表面に形成される銅酸化膜５と樹脂層３を取り去るように形成される。しかしながら、下側の銅層４ｂが損傷されるのを防止するために、樹脂層３の除去は不完全であることが多く、バイアホール５０の底には、樹脂層３をレーザー等で穴明けしたときの削り残りであるスミア６が形成されている場合がある。酸化膜５やスミア６が残っていると、バイアホール５０内に金属導体を生成して上側の銅層４aと下側の銅層４bを接続させたつもりでも、電気的に接続していない事態が生じる。 Since copper is a metal that is easily oxidized, the surfaces of the copper layers 4a and 4b are covered with a copper oxide film 5 that is an insulator. The via hole 50 is formed so as to remove the upper copper layer 4a and the copper oxide film 5 and the resin layer 3 formed on the surface thereof. However, in order to prevent the lower copper layer 4b from being damaged, the removal of the resin layer 3 is often incomplete, and the resin layer 3 is drilled at the bottom of the via hole 50 with a laser or the like. In some cases, a smear 6 that is a remaining shaving when formed is formed. If the oxide film 5 and smear 6 remain, even if the metal conductor is generated in the via hole 50 and the upper copper layer 4a and the lower copper layer 4b are connected, they are not electrically connected. Occurs.

そこで、図７（ｂ）に示すように、直径０．３μｍ以上の金属微粒子１をマッハ１程度以上で基板１４に形成したバイアホール５０部に衝突させる。金属微粒子１が、バイアホール５０に残存するスミア６に衝突すると、衝突のエネルギーによりスミア６が削り取られるとともに温度上昇して樹脂層３であるスミア６は気化する。これにより、スミア６が除去される。なお、ガスヒーター２６を用いてエアロゾルの温度を上昇させ、金属微粒子１を高速化すれば、さらに除去性能が向上する。なお、銅を微粒子粉１に用いる場合には、衝突速度を６００ｍ／ｓ以上にするのが好ましい。 Therefore, as shown in FIG. 7B, metal fine particles 1 having a diameter of 0.3 μm or more collide with 50 parts of via holes formed in the substrate 14 at about Mach 1 or more. When the metal fine particles 1 collide with the smear 6 remaining in the via hole 50, the smear 6 is scraped off by the energy of the collision, and the temperature rises and the smear 6 as the resin layer 3 is vaporized. Thereby, the smear 6 is removed. If the aerosol temperature is increased by using the gas heater 26 to increase the speed of the metal fine particles 1, the removal performance is further improved. In addition, when using copper for the fine particle powder 1, it is preferable that a collision speed shall be 600 m / s or more.

金属微粒子１の大きさが大きければ大きいほど、スミア６の除去性能は向上する。しかし金属粒子１の直径が１０μｍ以上になると、基板１４自体が破壊される恐れを生じる。そこで、金属微粒子１には、直径０.３〜１０μｍの微粒子を用いる。スミア６の除去性能を向上させるために、金属微粒子１中に少量のセラミック微粒子等の研磨剤を混合すればよい。ただし、セラミック微粒子等の混合割合が大きいと、セラミックはバイアホール５０に停留するので、金属導体の生成が遅くなる。セラミックを混合する場合には、数パーセント以下とするのが望ましい。 As the size of the metal fine particles 1 is larger, the removal performance of the smear 6 is improved. However, if the diameter of the metal particles 1 is 10 μm or more, the substrate 14 itself may be destroyed. Therefore, fine particles having a diameter of 0.3 to 10 μm are used for the metal fine particles 1. In order to improve the removal performance of the smear 6, a small amount of abrasive such as ceramic fine particles may be mixed in the metal fine particles 1. However, if the mixing ratio of ceramic fine particles or the like is large, the ceramic stays in the via hole 50, so that the generation of the metal conductor is delayed. In the case of mixing ceramic, it is desirable that the content be several percent or less.

上側の銅箔４ａの側面５１の銅酸化膜５も除去するために、金属微粒子１が上側の銅箔側面５１に衝突するようノズル２５の小径部２５ｂの直径をバイアホール５０の直径より若干大きくする。ノズル２５から噴出した金属微粒子１は、減圧雰囲気では殆ど広がらずにノズル２５の吐出径のままバイアホール５０に飛来し、銅箔側面５１にも衝突する。 In order to remove the copper oxide film 5 on the side surface 51 of the upper copper foil 4a, the diameter of the small diameter portion 25b of the nozzle 25 is slightly larger than the diameter of the via hole 50 so that the metal fine particles 1 collide with the upper copper foil side surface 51. To do. The metal fine particles 1 ejected from the nozzle 25 hardly fly in the reduced pressure atmosphere and fly to the via hole 50 with the discharge diameter of the nozzle 25 and collide with the copper foil side surface 51.

層間接続処理が進行すると、金属微粒子１はバイアホール５０内に堆積する。この堆積が進行した状態を、図７（ｃ）に示す。バイアホール５０内に堆積した金属微粒子１は、一体化された金属導体５０ａを形成する。金属導体５０ａの形成メカニズムは、以下のとおりである。初めに、金属微粒子１が高速で下側の銅層またはその表面の酸化膜に衝突すると、衝突のエネルギーにより金属微粒子１表面が融解して、下側の銅箔４ｂに融着する。次いでこの融着した金属微粒子１に次の金属微粒子１が衝突し、衝突のエネルギーにより金属微粒子１同士が相互に融着する。この過程を繰り返す。 As the interlayer connection process proceeds, the metal fine particles 1 are deposited in the via hole 50. The state in which this deposition has progressed is shown in FIG. The metal fine particles 1 deposited in the via hole 50 form an integrated metal conductor 50a. The formation mechanism of the metal conductor 50a is as follows. First, when the metal fine particles 1 collide with the lower copper layer or the oxide film on the surface thereof at a high speed, the surface of the metal fine particles 1 is melted by the energy of the collision and fused to the lower copper foil 4b. Next, the next metal fine particles 1 collide with the fused metal fine particles 1, and the metal fine particles 1 are fused to each other by the energy of the collision. Repeat this process.

したがって、金属微粒子１の材料として銅または銅合金または銅と合金を作り易い錫や亜鉛等にすると、銅層との結合が容易になり電気的な接続が安定化する。また、エアロゾルの温度を上昇させると、エアロゾル中に含まれる金属微粒子１自体の温度が上昇するとともに、金属微粒子１の速度も上昇する。これにより、融着が促進される。基板１４の温度を上昇させれば、銅箔４ｂの温度が上昇して銅箔４ｂと金属微粒子１の融着が起こり易くなり、バイアホール５０において確実に電気的に接続できる。 Therefore, when copper, a copper alloy, tin, zinc, or the like that easily forms an alloy with copper is used as the material of the metal fine particles 1, the bonding with the copper layer is facilitated and the electrical connection is stabilized. Further, when the temperature of the aerosol is increased, the temperature of the metal fine particles 1 itself contained in the aerosol is increased and the speed of the metal fine particles 1 is also increased. Thereby, fusion is promoted. If the temperature of the substrate 14 is raised, the temperature of the copper foil 4b rises, and the copper foil 4b and the metal fine particles 1 are likely to be fused, and the via hole 50 can be reliably electrically connected.

基板１４に振動等が加わって生成した金属導体５０ａがバイアホール５０から脱けると、層間接続の信頼性が低下する。この不具合を回避するために、バイアホール５０の上部の径を中央および下部の径よりも小径にする。これにより、金属導体５０ａのバイアホールからの脱けを防止できる。 When the metal conductor 50a generated by applying vibration or the like to the substrate 14 is removed from the via hole 50, the reliability of interlayer connection is lowered. In order to avoid this problem, the diameter of the upper part of the via hole 50 is made smaller than the diameters of the center and the lower part. Thereby, the metal conductor 50a can be prevented from coming off from the via hole.

図８に、バイアホール５０の上部の径を下部の径よりも小さくした基板１４の加工状態を示す。本変形例では、バイアホール５０中に形成される金属導体５０ａが脱けにくく、基板１４の信頼性が向上する。この図８に示したバイアホール５０を作成する手順を、図９を用いて説明する。図９（ａ）に、樹脂層３にバイアホール５０を明ける前の基板１４を、断面図で示す。図９（ａ）の状態では、通常の基板１４と同じものを使用している。レーザー光２を用いて、基板１４にバイアホール５０を形成する様子を図８（ｂ）に示す。バイアホール５０の上部にレンズ７を配置する。レンズ７を調整して、バイアホール５０の上部にレーザー光２の集光点８を位置させる。この状態でレーザー光２を照射しつづけると、最終的に図８（ｃ）に示した、上部の径が小さいバイアホール５０を加工できる。 FIG. 8 shows a processed state of the substrate 14 in which the upper diameter of the via hole 50 is made smaller than the lower diameter. In this modification, the metal conductor 50a formed in the via hole 50 is difficult to remove, and the reliability of the substrate 14 is improved. The procedure for creating the via hole 50 shown in FIG. 8 will be described with reference to FIG. FIG. 9A is a cross-sectional view of the substrate 14 before the via hole 50 is opened in the resin layer 3. In the state of FIG. 9A, the same substrate as the normal substrate 14 is used. FIG. 8B shows how the via hole 50 is formed in the substrate 14 using the laser beam 2. The lens 7 is disposed on the upper portion of the via hole 50. The lens 7 is adjusted so that the condensing point 8 of the laser beam 2 is positioned above the via hole 50. If the laser beam 2 is continuously irradiated in this state, the via hole 50 having a small upper diameter as shown in FIG.

本実施例によれば、多層基板の電気回路層である銅箔表面の銅酸化膜やスミアを完全に除去できるので、基板で確実に層間を接続できる。また、金属微粒子の直径や衝突させるときの速度および研磨剤を混入させる場合はその濃度を調整すれば、除去性能を変化させることができる。さらに、複数の電気回路が形成された基板を加工するときに、電気回路１個または数個分のバイアホールを同時に加工できるノズルアレイを使用すれば、加工時間を短縮できる。 According to the present embodiment, since the copper oxide film and smear on the surface of the copper foil, which is the electric circuit layer of the multilayer substrate, can be completely removed, the layers can be reliably connected by the substrate. Further, when the diameter of the metal fine particles, the speed at which the metal fine particles collide, and the abrasive are mixed, the removal performance can be changed by adjusting the concentration. Furthermore, when processing a substrate on which a plurality of electric circuits are formed, the processing time can be shortened by using a nozzle array that can simultaneously process one electric circuit or several via holes.

図１０に、本発明に係る層間接続装置他の実施例を、正面断面図で示す。本実施例が図１に示した実施例と相違するのは、エアロゾル生成室２０に導入する微粒子を複数としたことにある。つまり、第１の微粒子１を導入するための第１のタンク１０と第１の粉体供給量調節器１８ａの他に、第２の微粒子である研磨剤としてのセラミック微粒子６０を導入するための第２のタンク１０ｂと第２の粉体供給量調節器１８ｂを設けたことである。そして第１、第２の粉体供給量調節器１８、１８ｂから落下した第１、第２の微粒子１、６０を混合管１０ｆで混合してエアロゾル生成室２０に導いている。本実施例によれば、金属微粒子１とセラミック微粒子６０とを、独立してエアロゾル生成室に供給しているので、以下の加工が可能となる。 FIG. 10 is a front sectional view showing another embodiment of the interlayer connection device according to the present invention. This embodiment is different from the embodiment shown in FIG. 1 in that a plurality of fine particles are introduced into the aerosol generation chamber 20. That is, in addition to the first tank 10 for introducing the first fine particles 1 and the first powder supply amount adjuster 18a, the ceramic fine particles 60 as the abrasive as the second fine particles are introduced. The second tank 10b and the second powder supply amount adjuster 18b are provided. Then, the first and second fine particles 1 and 60 dropped from the first and second powder supply amount regulators 18 and 18b are mixed by the mixing tube 10f and guided to the aerosol generation chamber 20. According to the present embodiment, since the metal fine particles 1 and the ceramic fine particles 60 are independently supplied to the aerosol generation chamber, the following processing is possible.

図１１および図１２に、加工対象の基板１２を断面図で示す。本実施例では、上記実施例とは異なり、始めに図１１（ｂ）に示すように、セラミック微粒子６０だけを粉体供給量調節器１８ｂから供給する。セラミック微粒子６０をスミア６が残存するバイアホール５０に導くので、銅酸化膜５及びスミア６にセラミック微粒子６０が衝突して、絶縁材となる銅酸化膜５及びスミア６を除去できる。下側の銅箔４ｂの表面が見えたら、図１１（ｃ）に示すように、金属微粒子１をバイアホール５０に導くことにより、確実に層間を接続できる。本実施例によれば、研磨剤を用いる独立した研磨工程を有するので、銅酸化膜５及びスミア６を確実に除去でき、基板１４の信頼性が向上する。 11 and 12 are sectional views of the substrate 12 to be processed. In this embodiment, unlike the above embodiment, first, as shown in FIG. 11B, only the ceramic fine particles 60 are supplied from the powder supply amount regulator 18b. Since the ceramic fine particles 60 are guided to the via hole 50 where the smear 6 remains, the ceramic fine particles 60 collide with the copper oxide film 5 and the smear 6 to remove the copper oxide film 5 and the smear 6 serving as insulating materials. When the surface of the lower copper foil 4b is seen, the interlayer can be reliably connected by guiding the metal fine particles 1 to the via hole 50 as shown in FIG. According to the present embodiment, since there is an independent polishing step using an abrasive, the copper oxide film 5 and the smear 6 can be reliably removed, and the reliability of the substrate 14 is improved.

図１２に、本実施例の変形例を示す。本変形例では、レーザー光等で樹脂層３にバイアホール５０を形成する代わりに、セラミック研磨剤６０をバイアホール５０の形成にも使用する。したがって、図１２（a）に示すように、加工前の基板１４にはバイアホールが形成されていない。図１２（ｂ）に示すように、セラミック微粒子６０を樹脂層３に衝突させ、樹脂を削りとる。下側の銅箔４ｂの表面の銅酸化膜５も除去して完全なバイアホール５０が形成されたら（図１２（ｃ）参照）、図１２（ｄ）に示すように、通常の手順で、金属微粒子１を形成されたバイアホール５０に導く。本変形例によれば、基板１４に予めバイアホール５０を形成する必要がなく、スループットが向上する。 FIG. 12 shows a modification of this embodiment. In this modification, instead of forming the via hole 50 in the resin layer 3 with a laser beam or the like, the ceramic abrasive 60 is also used for forming the via hole 50. Therefore, as shown in FIG. 12A, the via hole is not formed in the substrate 14 before processing. As shown in FIG. 12B, the ceramic fine particles 60 collide with the resin layer 3 to scrape off the resin. When the copper oxide film 5 on the surface of the lower copper foil 4b is also removed and a complete via hole 50 is formed (see FIG. 12C), as shown in FIG. The metal fine particles 1 are guided to the formed via hole 50. According to this modification, it is not necessary to form the via hole 50 in the substrate 14 in advance, and the throughput is improved.

本発明に係る層間接続装置のさらに他の実施例を、図１３に正面断面図で示す。本実施例が図１に示した実施例と異なるのは、エアロゾルの加熱位置を変えたことにある。図１に示した実施例ではエアロゾル生成室２０に流入する前のガスを加熱していたが、本実施例では、エアロゾル生成室を直列に接続した２つのエアロゾル生成室２０、２０ｄで構成し、これら２個のエアロゾル生成室２０、２０ｄ間を、配管１０ｆで接続している。 Still another embodiment of the interlayer connection device according to the present invention is shown in a front sectional view in FIG. This embodiment is different from the embodiment shown in FIG. 1 in that the heating position of the aerosol is changed. In the embodiment shown in FIG. 1, the gas before flowing into the aerosol generation chamber 20 was heated, but in this embodiment, the aerosol generation chamber is composed of two aerosol generation chambers 20 and 20d connected in series, The two aerosol generation chambers 20 and 20d are connected by a pipe 10f.

上側のエアロゾル生成室２０ｄでは、底部に開口２０ｅが形成されており、上方にタンク１０や攪拌翼２３ａ用のモータ２１ａ、回転導入器２２ａが配置されている。下側のエアロゾル生成装置２０は図１に示した実施例と同様の構成であり、ただ粉体供給量調節機１８の代わりに配管１０ｆが開口２０ｂに接続されている。配管１０ｆの周囲にはガスヒーター２６が巻回されており、上側のエアロゾル生成室２０ｄで生成されたエアロゾルを加熱して下側のエアロゾル生成室２０に送っている。 In the upper aerosol generation chamber 20d, an opening 20e is formed at the bottom, and a motor 21a and a rotation introducer 22a for the tank 10 and the stirring blade 23a are disposed above. The lower aerosol generation apparatus 20 has the same configuration as that of the embodiment shown in FIG. 1, and a pipe 10f is connected to the opening 20b instead of the powder supply amount adjuster 18. A gas heater 26 is wound around the pipe 10f, and the aerosol generated in the upper aerosol generation chamber 20d is heated and sent to the lower aerosol generation chamber 20.

ガスヒーター２６をできるだけノズル２５に近い位置に設けるために、エアロゾル生成室２０と２０ｄ間にガスヒーター２６を配置した。これにより、エアロゾル生成室２０に導入されたエアロゾル中に、金属微粒子が十分に攪拌されるので、複数のノズル２５から噴出する金属微粒子の濃度を均一化でき、各バイアホール５０内に生成する金属導体５０ａの体積を均一化できる。 In order to provide the gas heater 26 as close to the nozzle 25 as possible, the gas heater 26 was disposed between the aerosol generation chambers 20 and 20d. Thereby, since the metal fine particles are sufficiently stirred in the aerosol introduced into the aerosol generation chamber 20, the concentration of the metal fine particles ejected from the plurality of nozzles 25 can be made uniform, and the metal generated in each via hole 50. The volume of the conductor 50a can be made uniform.

本発明に係る層間接続装置の一実施例の正面断面図である。It is front sectional drawing of one Example of the interlayer connection apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るノズルアレイの一実施例の断面図である。It is sectional drawing of one Example of the nozzle array which concerns on this invention. 基板の斜視図である。It is a perspective view of a board | substrate. 本発明に係るノズルアレイ断面図のである。It is a nozzle array sectional view concerning the present invention. 本発明に係るノズルアレイ断面図のである。It is a nozzle array sectional view concerning the present invention. 図１に示した層間接続装置の運転フローチャートである。It is an operation | movement flowchart of the interlayer connection apparatus shown in FIG. 基板の断面図である。It is sectional drawing of a board | substrate. 基板の断面図である。It is sectional drawing of a board | substrate. 基板の断面図である。It is sectional drawing of a board | substrate. 本発明に係る層間接続装置の他の実施例の正面断面図である。It is front sectional drawing of the other Example of the interlayer connection apparatus which concerns on this invention. 基板の断面図である。It is sectional drawing of a board | substrate. 基板の断面図である。It is sectional drawing of a board | substrate. 本発明に係る層間接続装置のさらに他の実施例の正面断面図である。It is front sectional drawing of the further another Example of the interlayer connection apparatus which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１…金属微粒子、２…レーザー光、３…樹脂、４、４ａ、４ｂ…銅箔、５…銅酸化膜、６…スミア、７…レンズ、８…集光点、１０…粉体タンク、１１…真空容器、１２…フィルター、１３…ステージ、１４…基板、１５…真空ポンプ、１６…ボンベ、１７…マスフローコントローラー、１８…粉体供給量調節機、２０、２０ｄ…エアロゾル生成室、２１…攪拌用モータ、２２…回転導入機、２３…攪拌翼、２４…ノズルアレイ、２４ｂ…小径部、２５…ノズル、２６…ガスヒーター、２７…基板ヒーター、２８…電気回路、３０…真空ドア、３１…矢印、３２…矢印、３３…矢印、５０…バイアホール、５１…上側の銅箔側面、６０…セラミック微粒子。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Metal fine particle, 2 ... Laser beam, 3 ... Resin 4, 4a, 4b ... Copper foil, 5 ... Copper oxide film, 6 ... Smear, 7 ... Lens, 8 ... Condensing point, 10 ... Powder tank, 11 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Vacuum container, 12 ... Filter, 13 ... Stage, 14 ... Substrate, 15 ... Vacuum pump, 16 ... Cylinder, 17 ... Mass flow controller, 18 ... Powder supply amount controller, 20, 20d ... Aerosol production chamber, 21 ... Stirring Motor, 22 ... rotary introducer, 23 ... stirring blade, 24 ... nozzle array, 24b ... small diameter part, 25 ... nozzle, 26 ... gas heater, 27 ... substrate heater, 28 ... electric circuit, 30 ... vacuum door, 31 ... Arrows, 32 ... arrows, 33 ... arrows, 50 ... via holes, 51 ... upper copper foil side surfaces, 60 ... ceramic fine particles.

Claims

多数のバイアホールが形成された多層基板の層間接続装置において、多層基板が配置される真空容器と、この真空容器に接続されるエアロゾル生成室と、エアロゾル生成室に接続されエアロゾル生成室にガスを供給制御するガス導入部と、バイアホールを埋める導電性の金属微粒子をエアロゾル生成室に導入制御する金属微粒子導入部とを有し、前記エアロゾル生成室と前記真空室との接続部にバイアホールの配置に応じたノズルが形成されたノズルアレイを配置したことを特徴とする層間接続装置。 In an interlayer connection device for a multilayer substrate in which a large number of via holes are formed, a vacuum container in which the multilayer substrate is disposed, an aerosol generation chamber connected to the vacuum container, a gas connected to the aerosol generation chamber and gas to the aerosol generation chamber A gas introduction part for controlling supply, and a metal fine particle introduction part for introducing and controlling conductive metal fine particles filling the via hole into the aerosol generation chamber, and a via hole is connected to the connection part between the aerosol generation chamber and the vacuum chamber. An interlayer connection device comprising a nozzle array in which nozzles corresponding to the arrangement are formed.

前記ガス導入部から供給されるガスは、不活性ガスおよび窒素ガスの少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の層間接続装置。 Gas supplied from the gas inlet portion, an interlayer connecting device according to claim 1, wherein the at least one inert gas and nitrogen gas.

前記真空容器を１ｋＰａ以下に排気可能な排気系を備え、真空容器の圧力が真空圧になった後にガスを導入することを特徴とする請求項２に記載の層間接続装置。 3. The interlayer connection device according to claim 2, further comprising an exhaust system capable of exhausting the vacuum container to 1 kPa or less, wherein the gas is introduced after the pressure of the vacuum container reaches a vacuum pressure.

金属微粒子の粒子径を、０．３〜１０μｍとしたことを特徴とする請求項１に記載の層間接続装置。 The interlayer connection device according to claim 1, wherein a particle diameter of the metal fine particles is 0.3 to 10 μm.

減圧雰囲気中に配置され多数のバイアホールが形成された基板を層間接続する層間接続方法において、基板が置かれた真空室を真空排気し、不活性ガスまたは窒素ガスと、直径０．３〜１０μｍの金属微粒子とを真空室に接続されたエアロゾル生成室に導入してエアロゾルを生成し、生成したエアロゾルをバイアホールに対応して形成された多数のノズルを有するノズルアレイからバイアホールに噴射させてバイアホールに金属導体を形成し、基板の層間を接続することを特徴とする層間接続方法。 In inter-layer connection process for interlayer connection substrate which multiple via holes are arranged in the reduced pressure atmosphere is formed, a vacuum chamber in which the substrate is placed is evacuated, and an inert gas or nitrogen gas, diameter 0.3 10 μm metal fine particles are introduced into an aerosol generation chamber connected to a vacuum chamber to generate an aerosol, and the generated aerosol is sprayed into a via hole from a nozzle array having a number of nozzles formed corresponding to the via hole. Forming a metal conductor in the via hole and connecting the layers of the substrate.

前記金属微粒子のエアロゾルを生成する前に、研磨剤とガスとのエアロゾルを生成し、このエアロゾルを基板に噴射して研磨剤によりバイアホールを作成することを特徴とする請求項５に記載の層間接続方法。

6. The interlayer according to claim 5, wherein an aerosol of a polishing agent and a gas is generated before generating the metal fine particle aerosol, and the aerosol is sprayed onto a substrate to create a via hole by the polishing agent. Connection method.