JP3215542B2 - 多層薄膜配線基板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多層薄膜配線基板の製
造方法に係り、特には感光性樹脂製の絶縁層を備える多
層薄膜配線基板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、高密度化・高集積化する電子部品
を搭載するための基板として、絶縁層と導体層とを交互
に積層してなるビルドアップ層を絶縁基材上に持つ、い
わゆる多層薄膜配線基板と呼ばれるものが脚光を浴びて
いる。

【０００３】図２には、ビルドアップ層をフォトリソグ
ラフィによって形成した多層薄膜配線基板１０が一例と
して示されている。この配線基板１０では、セラミック
ス基板１１上に、感光性樹脂（例えば感光性ポリイミ
ド）からなる絶縁層１２と導体パターン１３とが交互に
形成されている。また、絶縁層１２には、各層における
導体パターン１３間の電気的な接続を図るために、イン
タスティシャルバイアホール（以下「ＩＶＨ」とする）
１４が形成されている。

【０００４】上記のような絶縁層１２を形成するときに
は、まずスピンコータ等によるポリイミド前駆体１５の
塗布の後、マスク１６配置状態での露光・現像によっ
て、ＩＶＨ形成用穴１７を形成するという手順が採られ
ている（図２参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ポリイミド前駆体１５
への露光を行うとき、通常、ＩＶＨ形成用穴１７の形成
精度を高めるために、露光条件（光・時間等）の設定が
行われる。

【０００６】そして、ポリイミド前駆体１５があまり厚
くないときであれば、露光条件の設定を適宜調整するこ
とによって、微細かつ解像度に優れたＩＶＨ形成用穴１
７を得ることも可能である。

【０００７】しかし、厚い絶縁層を得るために厚め（約
４０μｍ以上）のポリイミド前駆体１８を形成し、同じ
条件にて露光を行うと、光透過量の減少によって下層部
に露光不足が生じる結果となってしまう。

【０００８】この場合、解像度が悪化し、下部がマスク
パターン１６ａよりも拡がった状態のＩＶＨ形成用穴１
９（図３参照）となることが不可避であった。一方、下
層部の露光不足を避けるために長時間にわたる露光を行
うと、上層部が露光過多になり、上部がマスクパターン
１６ａよりも狭まったＩＶＨ形成用穴となるという問題
があった。

【０００９】よって、従来においては、ポリイミド前駆
体１８の塗布、及び露光・現像を複数回に分けて行うこ
とにより、解像度の悪化を回避していた。しかし、この
方法によると、感光性樹脂層の塗布作業を複数回行う必
要があり、工程的にも煩雑であった。

【００１０】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、厚めの感光性樹脂層に所定のパタ
ーン形状を精度良くかつ容易に形成することができる多
層薄膜配線基板の製造方法を提供することにある。

【００１１】

【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、本発明では、感光性樹脂層に対して露光・現像処
理を行うことにより、セラミックスなどの基板上の所定
位置に導体パターン形成用の凹部を形成する多層薄膜配
線基板の製造方法において、下記(a) 〜(c) の工程、即
ち、(a) セラミックスなどの基板上に未硬化状態の感光
性樹脂層を形成する工程、(b) 所定のマスクパターンを
有するフォトマスクを用いて前記未硬化状態の感光性樹
脂層に対する第１の露光・現像処理を行うことにより、
マスクパターン下となる部分に前記導体パターン形成用
の凹部を構成する上部空隙を形成し、かつそれ以外の部
分に位置する前記未硬化状態の感光性樹脂層の上層部を
硬化させる工程、(c) 前記フォトマスクを用いて部分硬
化状態の感光性樹脂層に対する第２の露光・現像処理を
行うことにより、マスクパターン下となる部分に前記導
体パターン形成用の凹部を構成する下部空隙を形成し、
かつそれ以外の部分に位置する前記部分硬化状態の感光
性樹脂層の下層部を硬化させる工程を少なくとも含むこ
とを特徴とする多層薄膜配線基板の製造方法をその要旨
とする。

【００１２】

【作用】この方法によると、まず第１の露光・現像処理
によって、マスクパターン下となる部分に位置する未硬
化状態の感光性樹脂が除去され、同部分に前記マスクパ
ターンに極めて等しい断面形状の上部空隙が確保され
る。

【００１３】そして、続いて行われる第２の露光・現像
処理によって、上部空隙の下側となる部分に位置する未
硬化状態の感光性樹脂樹脂が除去され、同部分に前記上
部空隙と同じ断面形状の下部空隙が形成される。従っ
て、感光性樹脂層が厚い場合であっても、均一断面形状
かつ高精度のパターンを形成することができる。

【００１４】また、この方法によると、基板上に未硬化
状態の感光性樹脂層を形成する工程は一回のみで良いた
め、塗布及び露光・現像を繰り返す従来の方法に比して
作業が容易なものとなる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１
（ａ）〜図１（ｄ）に基づき詳細に説明する。

【００１６】本実施例では、まずビルドアップ層を形成
するためのセラミックス基板として、窒化アルミニウム
基板１を用意した。そして、スパッタリング等のような
従来公知の金属薄膜形成のプロセスを実施することによ
り、基板１表面に厚さ約６μｍの導体パターン２を形成
した。

【００１７】次いで、スピンコータを用いることによっ
て、感光性樹脂のワニスを前記基板１の表面に均一に塗
布し、当該部分に未硬化状態の感光性樹脂層３を形成し
た。なお、本実施例では感光性樹脂としてポリイミドワ
ニス（東レ製，商品名：ＵＲ−３１８０）を選択し、そ
の塗布厚を４０μｍに設定した。

【００１８】前記未硬化状態の感光性樹脂層３を８０℃
で乾燥させて溶剤を除去した後、その表面にフォトマス
ク４を密着させた。なお、本実施例では、断面円形状の
ＩＶＨ形成用穴６を形成するため黒色部分として、直径
が４０μｍのマスクパターン５を多数有するフォトマス
ク４を用いた。

【００１９】次いで、図１（ａ）に示されるように、未
硬化状態の感光性樹脂３に対して特定波長の紫外線（ｇ
線，４３６nm）ｕｖを照射することにより、前記未硬化
状態の感光性樹脂３を部分的に光重合させた（第１の露
光処理）。なお、本実施例ではこのような露光処理を行
うにあたり、マスクアライナー（ミカサ社製，ＭＡ−２
０）を露光機として用いた。

【００２０】そして、前記感光性樹脂３の約半分の厚さ
にあたる２０μｍのポリイミドワニスを処理するときと
同程度の露光量（本実施例では８００ｍＪ）となるよう
に、紫外線ｕｖの強度及び露光時間を設定した。

【００２１】更に、前記第１の露光処理の終了後、超音
波を印加しながら専用の現像液を処理することにより、
未重合のポリイミドワニスを洗い流した（第１の現像処
理，図１(b) 参照）。本実施例では、このときの現像液
として東レ製，商品名：ＤＶ−５０５を用い、かつその
処理時間を２分間とした。

【００２２】このような第１の露光・現像処理の結果、
未硬化状態の感光性樹脂層３を、部分硬化状態の感光性
樹脂層７へと変化させた。その結果、感光性樹脂層７に
おいてマスクパターン５の真下側となる部分に、ＩＶＨ
形成用穴６の上半分を構成する上部空隙６ａを得た。

【００２３】なお、ここでいう「部分硬化状態」とは、
前記未硬化状態の感光性樹脂層３において、マスクパタ
ーン５の真下側とならない部分の上層部が硬化している
状態を指している。

【００２４】更に、前記フォトマスク５を再び密着さ
せ、第１の露光・現像処理と同じ条件設定にて露光・現
像処理を行った（図１(c) 参照）。そして、前記部分硬
化状態の感光性樹脂層７を、厚さ約２０μｍの完全硬化
状態の感光性樹脂層８へと変化させた。その結果、感光
性樹脂層８においてマスクパターン５の真下側となる部
分に、ＩＶＨ形成用穴６の下半分を構成する下部空隙６
ｂを得た（図１(d) 参照）。

【００２５】この後、通常のアディティブ法のプロセス
に従って必要部分に無電解銅めっきを施すことにより、
前記完全硬化状態の感光性樹脂層８に、外層の導体パタ
ーン及び層間接続のためのＩＶＨ等を形成した。そし
て、以上のようなプロセスを繰り返し行い、所望の多層
薄膜配線基板を得た。

【００２６】さて、本実施例の多層薄膜配線基板の製造
方法によると、まず第１の露光・現像処理によって、マ
スクパターン５下となる部分に位置する未硬化状態の感
光性樹脂３が除去される。その結果、前記部分に、マス
クパターン５に極めて等しい断面形状の上部空隙６ａが
確保される。

【００２７】そして、続いて行われる第２の露光・現像
処理によって、上部空隙６ａの下側となる部分に位置す
る未硬化状態の感光性樹脂樹脂３が除去される。その結
果、前記部分に、上部空隙６ａと同じ断面形状の下部空
隙６ｂが形成される。

【００２８】従って、本実施例のように厚い感光性樹脂
層であっても、均一断面形状でありかつ精度にも優れた
ＩＶＨ形成用穴６を確実に得ることができる。よって、
本実施例のような方法を実施すれば、インピーダンス特
性等に優れた多層薄膜配線基板を得ることができる。な
お、このことは、近年増えつつあるマルチチップモジュ
ール等を作製する場合、その高信頼化・高品質化を図る
うえで極めて好ましいことであるといえる。

【００２９】また、本実施例の方法によると、窒化アル
ミニウム基板１上にポリイミドワニスを塗布する工程は
一回のみで良いという利点がある。このため、少なくと
も露光・現像処理の回数分だけ塗布工程を繰り返す必要
があった従来の方法に比して、形成作業が容易なものと
なる。

【００３０】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
ることはなく、以下のように変更することが可能であ
る。例えば、 （ａ）第１の露光処理のときの露光量と、第２の露光処
理のときの露光量との比を、前記実施例のように必ずし
も５０：５０とする必要はない。例えば、その比を４
０：６０，４５：５５，５５：４５，６０：４０…とい
うように、ある程度幅を持たせて設定することが可能で
ある。

【００３１】（ｂ）露光・現像処理を２回だけ行う前記
実施例に代え、例えば第２の露光・現像処理を２回以上
に分けて行うことにより、実質的に３回以上の露光・現
像処理を行うようにすることも勿論可能である。このよ
うな露光・現像によれば、更に解像度の向上を図ること
ができる。また、実施例のときよりも厚い感光性樹脂層
を露光・現像するときに有効な方法となる。

【００３２】この場合においても、各々の露光処理にお
ける露光量の比を均等に設定することができるばかりで
なく、前記（ａ）のようにある程度幅を持たせて設定す
ることもできる。

【００３３】（ｃ）使用される感光性樹脂はポリイミド
以外に限定されることはなく、例えば配線パターン形成
に利用される液体レジスト等のようなものであっても良
い。 （ｄ）実施例のようなネガ型の感光性樹脂に代え、ポジ
型の感光性樹脂を使用することも勿論可能である。この
場合、露光処理のときに使用されるフォトマスクとし
て、ポジ型のマスクパターンを備えたものが用いられ
る。

【００３４】（ｅ）この方法によって形成される導体パ
ターン形成用の凹部は、実施例にて示したような断面円
形状のＩＶＨ形成用穴６のみに限定されない。例えば、
ライン状の導体パターン等のようなものであっても勿論
良い。

【００３５】（ｆ）感光性樹脂をセラミックス基板上に
形成する手段として、実施例のスピンコータによる塗布
に代えて、例えばロールコータ、スプレーコータ、ディ
ップ等を行っても良い。

【００３６】また、必ずしも塗布による形成方法でなく
ても良く、例えばドライフィルム等の貼り付け等のよう
な形成方法であっても良い。 （ｇ）感光性樹脂を塗布する基板として、実施例の窒化
アルミニウム基材以外のもの、例えばアルミナ基板、ム
ライト基板、窒化珪素基板等のセラミックス基板を用い
ても良い。また、前記セラミックス基板以外に限定され
ることはなく、例えば樹脂製の基板に導体パターンを形
成したプリント配線基板や、その他の各種基板等であっ
ても勿論良い。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の多層薄膜
配線基板の製造方法によれば、厚めの感光性樹脂層に所
定のパターン形状を精度良くかつ容易に形成することが
できるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｄ）は、実施例における多層薄膜配
線基板を製造する手順を示す部分概略断面図である。

【図２】従来の多層薄膜配線基板を示す部分概略断面図
である。

【図３】従来の多層薄膜配線基板を製造する過程におい
て、ポリイミド前駆体に対して露光を行った状態を示す
部分概略断面図である。

【図４】従来の多層薄膜配線基板を製造する過程におい
て、厚めのポリイミド前駆体に対して露光を行った状態
を示す部分概略断面図である。

【符号の説明】

１…基板としての窒化アルミニウム基板、３…（未硬化
状態の）感光性樹脂層、４…フォトマスク、５…マスク
パターン、６…導体パターン形成用の凹部としてのＩＶ
Ｈ形成用穴、６ａ…上部空隙、６ｂ…下部空隙、７…
（部分硬化状態の）感光性樹脂層。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光性樹脂層（３，７）に対して露光・現
   像処理を行うことにより、基板（１）上の所定位置に導
   体パターン形成用の凹部（６）を形成する多層薄膜配線
   基板の製造方法において、下記(a) 〜(c) の工程を少な
   くとも含むことを特徴とする多層薄膜配線基板の製造方
   法： (a) 基板（１）上に未硬化状態の感光性樹脂層（３）を
   形成する工程、 (b) 所定のマスクパターン（５）を有するフォトマスク
   （４）を用いて前記未硬化状態の感光性樹脂層（３）に
   対する第１の露光・現像処理を行うことにより、マスク
   パターン（５）下となる部分に前記導体パターン形成用
   の凹部（６）を構成する上部空隙（６ａ）を形成し、か
   つそれ以外の部分に位置する前記未硬化状態の感光性樹
   脂層（３）の上層部を硬化させる工程、 (c) 前記フォトマスク（４）を用いて部分硬化状態の感
   光性樹脂層（７）に対する第２の露光・現像処理を行う
   ことにより、マスクパターン（５）下となる部分に前記
   導体パターン形成用の凹部（６）を構成する下部空隙
   （６ｂ）を形成し、かつそれ以外の部分に位置する前記
   部分硬化状態の感光性樹脂層（７）の下層部を硬化させ
   る工程。
2. 【請求項２】前記(c) 工程を２回以上行うことを特徴と
   した請求項１に記載の多層薄膜配線基板の製造方法。