JP5904638B2 - 多層配線基板とその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は多層配線基板とその製造方法に関し、詳細には、特性インピーダンスの調整が容易で、大規模半導体集積回路等における端子の狭ピッチ化にも対応可能な多層配線基板とその製造方法に関する。

大規模半導体集積回路（以下、「ＬＳＩ」という。）を実装するためのＬＳＩ搭載用配線基板として様々な薄膜多層配線基板が用いられている。また、ＬＳＩの電気的特性をウエハの状態で一括検査するためのプローブカードにおいても、ＬＳＩの端子ピッチに対応したピッチでプローブを配置する必要上から、多層配線基板が用いられている。

これらの多層配線基板においては、インピーダンスの不整合に起因する伝送信号の波形の乱れや、遅延、劣化が生じるのを避けるために、伝送線路の特性インピーダンスを調整することが行われている。例えば、特許文献１、２においては、多層配線層間を接続するヴィア若しくはヴィア対の特性インピーダンスを制御して、ビアと配線層における配線との間の特性インピーダンスのミスマッチを低減する技術が開示されている。しかし、特許文献１、２は、多層配線基板におけるヴィア若しくはヴィア対の特性インピーダンスを調整する技術を開示するに止まり、多層配線基板の配線層に形成される配線の特性インピーダンスの調整に関しては何らの示唆も与えるものではない。

一方、特許文献３には、プローブカードにおける配線と平行に接地導体部を配置してマイクロストリップ線路を形成させ、配線の幅と絶縁層の厚さを変化させることにより、配線の特性インピーダンスを調整する技術が開示されている。しかし、特許文献３には多層配線基板における配線の特性インピーダンスを調整することについての言及はなく、ＬＳＩ等における端子の狭ピッチ化への対応についても触れるところがない。また、本発明者らが確認したところによれば、以下に示すとおり、特許文献３に開示されている技術をそのまま狭ピッチ化に対応したプローブカード等における多層配線基板に適用することは困難である。

すなわち、現在では、ＬＳＩ等には永続的な高密度化の要求があり、このため配線ピッチとしては５０μｍ以下が望まれている。その一方で、配線を流れる電流の容量としては１Ａ程度が要求されている。さらに、配線の特性インピーダンスＺ_０の値としては５０Ωが必要とされている。これらの要求を満足させるためには、配線幅としては２５μｍ、配線間隔２５μｍ、配線厚１０μｍ程度の銅（Ｃｕ）配線であることが必要であり、このような配線に対応する層間絶縁層の厚さは２０μｍ程度が必要となる。絶縁層を構成する絶縁材として一般的なポリイミドを用い、これを厚さ２０μｍの絶縁層として形成し、その表面に配線幅２５μｍ、厚さ１０μｍの銅配線を形成するとともに、裏面にグラウンド・ベタ層を形成して、図５に示すようなマイクロストリップ線路を構成した場合、その特性インピーダンスＺ_０は下記式（１）を用いて近似的に計算することができる。ただし、図５において、１０１は配線、１０２は絶縁層、１０３はグラウンド・ベタ層、Ｈは絶縁層の厚さ、Ｗは配線幅、Ｔは配線厚である。

式（１）

式（１）において、Ｚ_０、Ｈ、Ｗ、及びＴは、それぞれ上述したとおり、特性インピーダンス、絶縁層の厚さ、配線幅、及び配線厚であり、εｒは絶縁層の比誘電率である。式（１）において、Ｈ＝２０μｍ、Ｗ＝２５μｍ、Ｔ＝１０μｍ、εｒ＝３．７を代入すると、配線の特性インピーダンスＺ_０は、Ｚ_０＝５３．１（Ω）と計算され、必要とされる特性インピーダンスである５０オーム（Ω）にほぼ近い値となる。

しかしながら、多層配線基板においては、配線は絶縁層に挟まれた内層にあり、その上下にグラウンド・ベタ層が存在するので、例えば図６に示すようなストリップ線路が形成される（図６において図５におけると同じ部材又は部分には同じ符号を付してある）。図６に示すようなストリップ線路の特性インピーダンスＺ_０は下記式（２）を用いて近似的に計算される。

式（２）

式（２）において、Ｚ_０は特性インピーダンス、Ｈは上下の絶縁層の厚さ、Ｗは配線幅、Ｔは配線厚、εｒは絶縁層の比誘電率であり、ここに、Ｈ＝２０μｍ、Ｗ＝２５μｍ、Ｔ＝１０μｍ、εｒ＝３．７を代入すると、配線の特性インピーダンスＺ_０は、Ｚ_０＝３６．０（Ω）と計算され、必要とされる特性インピーダンスである５０オーム（Ω）より大幅に低い値となる。したがって、特許文献３に開示された技術をそのまま適用したのでは、端子の狭ピッチ化に対応した多層配線基板における配線の特性インピーダンスを５０オーム近辺に調整することは困難である。

特開２００８−２０５０９９号公報 特開２０１０−２２５７号公報 特開２０１０−２３０２号公報

本発明は、上記従来技術の欠点を解決するために為されたもので、特性インピーダンスの調整が容易で、ＬＳＩ等における端子ピッチの狭ピッチ化にも対応可能な多層配線基板とその製造方法、並びにそのような多層配線基板を備えたプローブカードを提供することを課題とする。

上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明者らは、配線の特性インピーダンスＺ_０が下記式（３）で表されること、そして、配線材料の一部又は全部を透磁性体（比透磁率の大きな導電性材料）で置き換えると、下記式（４）に示すように特性インピーダンスを上昇させることができることを見出した。

式（３）

式（３）において、Ｚ_０：特性インピーダンス、Ｅ：電場（ベクトル）、Ｈ：磁場（ベクトル）、μ：透磁率、ε：誘電率である。

式（４）

式（４）において、Ｚ_０：当初の特性インピーダンス、Ｚ_１：配線材料を透磁性体で置き換えた後の特性インピーダンス、μ_０：透磁性体の透磁率。

上記式（４）に示されるとおり、配線を構成する導電性材料として透磁性体を用いると、配線の特性インピーダンスＺ_０は、μ_０の平方根を係数として大きくなり、配線の特性インピーダンスはＺ_０からＺ_１へと上昇する。一方、従来から一般的に配線に用いられている銅などの導電性材料は非透磁性であるので、配線に用いられている銅などの導電性材料の一部を比透磁率の大きな導電性材料で置き換えることによって、配線の特性インピーダンスを上昇させることができるのではないかと考えられる。本発明者らはこのような知見に基づき種々試行錯誤を繰り返した結果、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、基板上に複数の配線層が絶縁層を挟んで積層されている多層配線基板において、前記配線層に形成される配線が第一層と第二層とからなる二層構造の配線であり、前記第一層が第一の導電性材料で構成され、前記第二層が前記第一の導電性材料よりも比透磁率が大きな第二の導電性材料で構成されており、前記二層構造とすることにより、前記二層構造の配線と同一厚さの配線を前記第一の導電性材料だけで構成した場合よりも、前記配線の特性インピーダンスが５０オームに近い値に調整されている多層配線基板を提供することによって、上記の課題を解決するものである。

本発明の多層配線基板においては、上記のとおり、配線を構成する第一の導電性材料の一部が第一の導電性材料よりも比透磁率が大きな第二の導電性材料で置き換えられているので、その特性インピーダンスは、同一厚さの配線を前記第一の導電性材料だけで構成した場合よりも上昇し、５０オームに近い値に調整することが可能である。

前記第一の導電性材料としては、銅（Ｃｕ）又は銀（Ａｇ）が好ましく、前記第二の導電性材料としては、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、又は、ニッケル及び／又はコバルトを含む合金が好ましい。因みに、銅の比透磁率は０．９９９９９１、銀の比透磁率は０．９９９９８と小さく、いずれも１．０以下であり、非透磁性体である。一方、ニッケルの比透磁率は６００、コバルトの比透磁率は２５０と大きく、いずれも１０以上であり、透磁性体である。

本発明の多層配線基板の好ましい一態様において、前記配線の幅は１０μｍ以上２５μｍ以下である。配線の幅が１０μｍ未満であると、容量で１Ａの電流を流すことが困難となり、配線の幅が２５μｍを超えると、現在望まれている５０μｍ以下という配線ピッチに対応できなくなるので好ましくない。

また、前記第一層の厚さは６μｍ以上２０μｍ以下であり、前記第二層の厚さが前記第一層の厚さの５％以上５０％以下であるのが好ましい。第一層の厚さが６μｍ未満であると、配線の幅を２５μｍとした場合でも容量で１Ａの電流を流すことが困難となり、好ましくない。一方、第一層の厚さが２０μｍを超えると、第二層の厚さを含めた配線厚が２０μｍを大幅に超え、配線部分とそれ以外の部分との段差が大きくなり、いわゆるステップカバレージ（Ｓｔｅｐ Ｃｏｖｅｒａｇｅ）問題が発生し、絶縁層を塗布するプロセスで困難が生じ、絶縁層に穴あき等の欠陥が発生して必要とされる絶縁性が保てなくなる恐れがあるので、好ましくない。また、第二層の厚さが第一層の厚さの５％未満であると、特性インピーダンスの上昇が小さく、第一の導電性材料の一部を第二の導電性材料で置き換えたことによる利点が十分に得られない可能性があるので好ましくない。また、第二層の厚さが第一層の厚さの５０％を超えると、第一層を構成する第一の導電性材料の割合が相対的に少なくなり、導体抵抗が大きくなって所望の電流容量を満たせなくなるので好ましくない。

本発明の多層配線基板においては、基本的には、配線は第一層と第二層とが積層された二層構造であれば良く、第一層が上であっても第二層が上であっても良い。しかしながら、例えば、第一層を構成する第一の導電性材料として銅を用いる場合には、製造工程中の露出により銅の表面が酸化されることがあるので、そのような酸化を防止するためには、第二層を第一層よりも上、すなわち、多層配線基板の基板からより遠い方に位置させるのが好ましい。この場合、第二層を構成する第二の導電性材料としては、透磁性を有し、化学的に比較的安定で一連の多層配線プロセスにおいて表面が酸化しない導電性材料であれば良く、ニッケル又はコバルトが好適に用いられる。

さらに、本発明の多層配線基板においては、前記配線を、第一層及び第二層とからなる二層構造に加えて、少なくとも一層の第三の層を備える三層以上の多層構造の配線としても良い。この場合、前記第三の層を構成する第三の導電性材料としては、第一層を構成する第一の導電性材料よりも比透磁率が大きな導電性材料を用いるのが好ましく、第三の導電性材料の比透磁率は前記第二の導電性材料の比透磁率とは異なっているのが好適である。前記第三の導電性材料としては、前記第二の導電性材料と同様に、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、又は、ニッケル及び／又はコバルトを含む合金が好ましい。このように本発明の多層配線基板を三層以上の多層構造とする場合には、前記第二層に加えて前記第三の層の層厚や構成材料を選択することにより、前記配線の特性インピーダンスの調整をより精度良く行うことができるという利点が得られる。

また、本発明の多層配線基板においては、絶縁層を構成する材料としては、その誘電率、及び絶縁層の形成の容易さの観点から、ポリイミドを用いるのが好ましい。

本発明は、さらに、基板上に複数の配線層が絶縁層を挟んで積層されている多層配線基板の製造方法であって、前記配線層に形成される配線の形成工程として、第一の導電性材料を用いて第一層を形成する工程と、前記第一の導電性材料よりも比透磁率が大きな第二の導電性材料を用いて前記第一層と積層する第二層を形成することにより、前記第一層の厚さと前記第二層の厚さとを加算した厚さの配線を前記第一の導電性材料だけで構成した場合よりも、前記配線の特性インピーダンスを５０オームに近い値に調整する工程とを含む、多層配線基板の製造方法を提供することによって、上記の課題を解決するものである。

本発明は、さらに、基板上に複数の配線層が絶縁層を挟んで積層されている多層配線基板の製造方法であって、前記配線層に形成される配線の形成工程として、第一の導電性材料を用いて第一層を形成する工程と、前記第一の導電性材料よりも比透磁率が大きな第二の導電性材料及び第三の導電性材料を用いて、それぞれ、前記第一層と積層する第二層及び少なくとも一層の第三の層を形成することにより、前記配線の特性インピーダンスを、前記第一層の厚さと前記第二層の厚さと前記第三の層の厚さとを加算した厚さの配線を前記第一の導電性材料だけで構成した場合よりも５０オームに近い値に調整する工程とを含む、多層配線基板の製造方法を提供することによって、上記の課題を解決するものである。

加えて、本発明は、上述した本発明の多層配線基板を備えるプローブカードを提供することによっても、上記の課題を解決するものである。

本発明の多層配線基板及びその製造方法によれば、多層配線基板の配線層に形成される配線を、第一の導電性材料で構成される第一層と、第一の導電性材料よりも比透磁率が大きな第二の導電性材料で構成される第二層との積層構造とすることによって、或いは、前記積層構造に加えて、第一の導電性材料よりも比透磁率が大きな第三の導電性材料で構成される少なくとも一層の第三の層が積層した三層以上の積層構造とすることによって、前記配線の特性インピーダンスを所望される５０オームに接近した値に調整することが可能であり、端子間の狭ピッチ化に対応して配線間隔を狭くする場合でも、接続される信号線路との間でインピーダンス整合をとることが比較的容易となり、歪みや損失の少ない信号伝送が可能となるという利点が得られる。また、本発明の多層配線基板を備えるプローブカードによれば、端子間又は電極間のピッチが狭いＬＳＩ等の半導体装置であっても、その電気的特性を精度良く検査することができるという利点が得られる。

本発明の多層配線基板の一部を模式的に示す図である。 配線部分だけを取り出して示す図である。 本発明の多層配線基板における配線の他の一例を示す図である。 本発明の多層配線基板の製造工程の一例を示す図である。 マイクロストリップ線路を模式的に示す図である。 ストリップ線路を模式的に示す図である。

以下、図面を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明が図示のものに限られないことは勿論である。

図１は、本発明の多層配線基板の一部を模式的に示す図である。図１において、１は配線、２は絶縁層、３はグラウンド・ベタ層であり、本例において絶縁層２及びグラウンド・ベタ層３は配線１の上下に存在しており、多層配線基板を構成するストリップ線路が形成されている。Ｗは配線１の配線幅、Ｔは配線１の配線厚さであり、Ｈは配線１の上下に存在する絶縁層２の厚さである。図１に示すとおり、配線１の上下で絶縁層２の厚さＨは同じである。また、４は第一層、５は第二層を示している。

図２は、図１における配線１だけを取り出して示す図である。図２に示すとおり、配線１は、第一の導電性材料で構成される第一層４と、その上に積層された第二の導電性材料で構成される第二層５とからなる２層構造を有している。第一層４を構成する第一の導電性材料としては、例えば、従来から配線に汎用されている銅（Ｃｕ）や銀（Ａｇ）などを用いることができ、価格の点からは銅を用いるのが好ましい。

一方、第二層を構成する第二の導電性材料としては、第一の導電性材料よりも比透磁率が大きな導電性材料であれば適宜の材料を使用することができるが、入手が比較的容易で、酸化がし難く、さらに、比較的大きな比透磁率を有しているという点からは、ニッケル又はコバルトを用いるのが好ましく、ニッケル又はコバルト若しくはその双方を含有した合金も第二の導電性材料として好適に用いることができる。

ｔ_１は第一層の厚さ、ｔ_２は第二層の厚さである。第一層の厚さｔ_１と第二層の厚さｔ_２に関しては基本的に特段の制限はないが、間隔５０μｍ以下というＬＳＩ等における端子の狭ピッチ化に対応するには、前述したとおり、配線１の幅Ｗは２５μｍ以下とすることが必要であり、そのような配線幅Ｗの配線１に１Ａ程度の電流を流すには、第一の導電性材料で構成される第一層の厚さｔ_１は、例えば第一の導電性材料として抵抗率の低い銅（Ｃｕ）又は銀（Ａｇ）を用いた場合でも、少なくとも６μｍは必要である。また、第一層の厚さｔ_１が余りに大きくて２０μｍ超になると、第二層の厚さを含めた配線厚が２０μｍを大幅に超え、配線部分とそうでない部分との段差が大きくなり、絶縁層を塗布するプロセスに不都合をきたして絶縁層の被着状態に影響を及ぼし、絶縁層に穴あき等の欠陥が発生して必要とされる絶縁性が保てなくなる恐れがある。したがって、第一層の厚さｔ_１は６μｍ以上２０μｍ以下であるのが好ましい。

一方、第二層の厚さｔ_２は、第一層に積層して全体としての配線１の特性インピーダンスを５０オームに接近させることができる値に設定すれば良く、基本的に特段の制限はないが、第一層の厚さｔ_１の５％以上５０％以下の厚さにするのが良い。厚さｔ_２が厚さｔ_１の５％未満である場合には、第二層を積層することによって、前記配線の特性インピーダンスを、二層構造の配線と同一厚さの配線を第一の導電性材料だけで構成した場合よりも５０オームに近い値に調整することが困難となるので好ましくない。逆に、厚さｔ_２が厚さｔ_１の５０％を超える場合には、第一層を構成する第一の導電性材料の割合が相対的に少なくなり、導体抵抗が大きくなって所望の電流容量を満たせなくなるので好ましくない。

なお、図２では、第一層よりも第二層が上側に積層されているが、第一層が第二層の上に積層されていても良い。ただし、前述したとおり、製造工程中における第一の導電性材料の表面酸化を防止するという観点からは、第一層の上に第二層を積層するのが好ましい。

因みに、第一層を構成する第一の導電性材料として銅、第二層を構成する第二の導電性材料としてニッケルを用い、配線１の全体の厚さＴを１０μｍ、第一層４の厚さｔ_１を８μｍ、第二層５の厚さｔ_２を２μｍ（厚さｔ_２が厚さｔ_１の２５％の場合に相当）、配線１の配線幅Ｗを２５μｍ、配線間隔２５μｍ、絶縁層２の厚さＨを２０μｍ、絶縁層２を構成する絶縁材料として誘電率εｒが３．７のポリイミドを用いた場合には、配線１の特性インピーダンスは以下のように計算される。

すなわち、図１に示す配線１においては、全体の厚さＴが１０μｍの配線１が８μｍの第一層と、２μｍの第二層とから構成されているので、８μｍ厚の第一層を２μｍ厚の層が４枚積層されているとみなすと、配線１の合成インピーダンスＺ_２は下記式（５）で計算される。

式（５）

ただし、Ｚ_０は第一層の特性インピーダンスであり、Ｚ_１は第二層の特性インピーダンスである。

図１における配線１は、その一部がニッケルで構成される第二層で置き換えられている点を除けば、図６に示したストリップ線路と同じであるので、その特性インピーダンスＺ_０は、先に計算で求めたとおり、Ｚ_０＝３６．０（Ω）である。一方、第二層の特性インピーダンスＺ_１は、ニッケルの比透磁率が６００であるので、上記式（４）に基づいて、以下のように計算される。

Ｚ_０＝３６．０（Ω）と、Ｚ_１＝８８２（Ω）とを上記式（５）に代入すると、合成した配線１の特性インピーダンスＺ_２は、Ｚ_２＝４４．６（Ω）と計算され、配線１の全体を第一の導電性材料で構成した場合、すなわち、前記二層構造の配線１と同一厚さＴの配線を第一の導電性材料だけで構成した場合よりも、求められる特性インピーダンス５０オームに近い値になる。このように、本発明の多層配線基板によれば、第一の導電性材料で構成される第一層に対して、第一の導電性材料よりも比透磁率の大きな第二の導電性材料で構成される第二層を積層して配線１を二層構造とすることにより、配線１の特性インピーダンスは、二層構造の配線１と同一厚さの配線を第一の導電性材料だけで構成した場合よりも、配線の特性インピーダンスが５０オームに近い値に調整されることになる。

なお、上に説明した例は、第一層４の厚さｔ_１を８μｍ、第二層５の厚さｔ_２を２μｍとし、第二層５の厚さｔ_２が第一層４の厚さｔ_１の２５％（＝（２μｍ／８μｍ）×１００）とした場合であるが、第一層４の厚さｔ_１に対する第二層５の厚さｔ_２の割合を２５％よりも大きくすれば、配線１の特性インピーダンスがさらに５０オームに近くなることはいうまでもない。

また、上に説明した例では、第一層を構成する第一の導電性材料として銅を用い、第二層を構成する第二の導電性材料としてニッケルを用いたが、第一の導電性材料として銅に代えて、例えば銀を用い、第二の導電性材料としてニッケルに代えて、例えばコバルト、或いはニッケル及び／又はコバルトを含有する合金を用いる場合にも、各材料の比透磁率を勘案して、配線１の特性インピーダンスが５０オームに近くなるように、第一層４の厚さｔ_１に対する第二層５の厚さｔ_２の割合を設定すれば良い。

図３は、本発明の多層配線基板における配線１の他の一例を示す図である。本例において配線１は、第二層５の上に、さらに第三の層６が積層された三層構造の配線である。第三の層６を構成する第三の導電性材料としては、第一の層４を構成する第一の導電性材料よりも比透磁率が大きな導電性材料であれば良く、第二の導電性材料と同様に、ニッケル又はコバルト、若しくは、ニッケル及び／又はコバルトを含有した合金を好適に用いることができる。ただし、第三の導電性材料の比透磁率は、第二の導電性材料の比透磁率と異なっているのが好適であり、例えば、第二層５を構成する第二の導電性材料としてニッケルを選択した場合には、第三の層６を構成する第三の導電性材料としては、ニッケル以外の材料、例えば、コバルト、コバルト含有合金、ニッケル含有合金、又はニッケル及びコバルトの双方を含有する合金から選択して用いるのが良い。

ｔ_３は第三の層６の厚さであり、配線１を図３に示すように三層構造とした場合にも、先に説明した二層構造の場合と同様に、第二層５の厚さｔ_２と第三の層６の厚さｔ_３とを加算した厚さ（ｔ_２＋ｔ_３）が、第一層４の厚さｔ_１の５％以上５０％以下であるのが望ましい。また、第二層５の厚さｔ_２と第三の層６の厚さｔ_３とは同じであっても、異なっていても良い。なお、本例においては、第三の層６は一層だけであるが、第三の層６は二層以上あっても良く、その場合には複数存在する第三の層６の層厚と、第二層５の層厚とを加算した厚さが、第一層４の厚さｔ_１の５％以上５０％以下であるのが望ましいということになる。さらに、図示の例では、第三の層６は第二層５の上に積層されているが、第一層４、第二層５、及び第三の層６の積層順序は図示のものに限られない。

図４は、本発明の多層配線基板の製造工程の一例を示す図である。まず、図４（ａ）に示すように基板Ｂを用意する。基板Ｂとしては、斯界において汎用されているセラミック基板、或いはガラス基板などから選択される適宜の基板を用いることができる。次に、図４（ｂ）に示すように、基板Ｂのほぼ全面に、スパッタリング又は真空蒸着などの適宜の方法によりチタン又はクロムの薄膜を厚さ１０ｎｍから５００ｎｍの範囲で形成し、接着層７とする。

続いて、図４（ｃ）に示すように、接着層７の上に、同じくスパッタリング又は真空蒸着などの適宜の方法によりニッケル、パラジウム、又は白金などの白金族の金属元素からなる薄膜を厚さ１０ｎｍから１０００ｎｍの範囲で形成し、仲介層８とする。仲介層８を形成した後、後続する電界メッキによるメッキ層の厚さを上回る厚さのフォトレジストＲを、図４（ｄ）に示すように基板Ｂの全面にコーティングし、続いてフォトリソグラフィーにより、図４（ｅ）に示すように、配線パターンに相当する形状の開口部Ｏを形成する。

次に、開口部Ｏから露出している仲介層８及び接着層７を一方の電極とする電界メッキ法により、図４（ｆ）に示すように開口部Ｏに第一の導電性材料のメッキ層を厚さ６μｍ〜２０μｍの範囲で形成し、第一層４を形成する。この工程が、本発明の製造方法における、第一の導電性材料を用いて第一層を形成する工程に相当する。

続いて、同様に電界メッキ法により、第一層４の上に、第二の導電性材料のメッキ層を第一層４の厚さに対して５％〜５０％の範囲で形成し、図４（ｇ）に示すように、第二層５を形成する。この工程が、本発明の製造方法における、第一の導電性材料よりも比透磁率が大きな第二の導電性材料を用いて第一層と積層する第二層を形成することにより、第一層の厚さと第二層の厚さとを加算した厚さの配線を第一の導電性材料だけで構成した場合よりも、配線の特性インピーダンスを５０オームに近い値に調整する工程に相当する。

なお、さらに、第二層５の上に、第三の導電性材料のメッキ層を、第二層５の層厚と加算した層厚が第一層４の厚さに対して５％〜５０％の範囲となるように形成し、第三の層６を形成しても良い。第三の層６を形成する場合には、前記第二層５の形成を含めたこの工程が、本発明の製造方法における、第一の導電性材料よりも比透磁率が大きな第二の導電性材料及び第三の導電性材料を用いて、それぞれ、第一層と積層する第二層及び少なくとも一層の第三の層を形成することにより、配線の特性インピーダンスを、第一層の厚さと第二層の厚さと第三の層の厚さとを加算した厚さの配線を第一の導電性材料だけで構成した場合よりも５０オームに近い値に調整する工程に相当する。

第一層４及び第二層５の形成後、仲介層８上に残存しているフォトレジストＲを溶剤等を用いて剥離し、イオンビーム・エッチングなどの物理的エッチング法により、仲介層８と接着層７の露出部分を順次エッチングして取り除き、図４（ｈ）に示すように、配線１を電気的に独立した配線パターンとする。

続いて、予め重合反応を途中まで行ってシート状に形成した厚さ１０μｍから５０μｍの範囲の感光性ポリイミドシートを用意し、配線１が電気的に独立した配線パターンとして形成されている基板Ｂを６０℃〜１５０℃に加熱しながら、０．１ＭＰａ〜１ＭＰａの範囲の圧力を掛けて、配線１が形成されている基板Ｂ上に前記感光性ポリイミドシートを貼り付ける。次に、フォトマスクを用いたパターン露光あるいは直接描画装置による露光により、前記感光性ポリイミドシードをヴィアホール部分を残して全面露光し、その後、溶剤のシャワーにより未露光部分に穴を開けて、前記ポリイミドシートにヴィアホール用の開口を形成する。続いて、ポリイミドシートが貼り付けられた基板を２００℃〜４００℃に加熱してポリイミドシートの重合を完結させ、図４（ｉ）に示すように、配線１の上部に絶縁層２を形成する。

以下、接着層７の形成以降の工程を繰り返すことによって、本発明の多層配線基板を製造することができる。製造された本発明の多層配線基板においては、配線の特性インピーダンスが、当該配線における第一層４の厚さｔ_１と第二層５の厚さｔ_２とを加算した厚さの配線を第一の導電性材料だけで構成した場合よりも、５０オームに近い値に調整されている。

上記のようにして製造された本発明の多層配線基板は、従前から存在する多層配線基板と同様に、ＬＳＩ等の半導体素子の電気的特性を検査する際に用いられるプローブカードに組み込んで使用することができる。本発明の多層配線基板が組み込まれたプローブカードは、多層配線基板における配線の特性インピーダンスが５０オーム若しくはそれに近い値に調整されているので、電気信号を波形の歪みや劣化が少なく、かつ、伝送損失も少なく伝送することができ、端子間又は電極間のピッチが狭いＬＳＩ等の半導体素子であっても、その電気的特性をより精度高く検査することができる。

以上説明したとおり、本発明の多層配線基板及びその製造方法によれば、多層配線基板における配線の特性インピーダンスを所望される５０オームに接近した値に調整することが可能であり、端子間の狭ピッチ化に対応して配線間隔を狭くする場合でも、接続される信号線路との間でインピーダンス整合をとることが比較的容易となり、歪みや損失の少ない信号伝送が可能となる。また、本発明の多層配線基板を備えるプローブカードによれば、端子間又は電極間のピッチが狭いＬＳＩ等の半導体装置であっても、その電気的特性を精度良く検査することができるという利点が得られ、その産業上の利用可能性は多大である。

１、１０１ 配線
２、１０２ 絶縁層
３、１０３ グラウンド・ベタ層
４ 第一層
５ 第二層
６ 第三の層
７ 接着層
８ 仲介層
Ｒ フォトレジスト
Ｏ 開口部

Claims (9)

1. 基板上に複数の配線層が絶縁層を挟んで積層されている多層配線基板において、前記配線層に形成される配線が第一層、第二層及び少なくとも一層の第三の層を備えた三層以上の多層構造の配線であり、前記第一層が第一の導電性材料で構成され、前記第二層が前記第一の導電性材料よりも比透磁率が大きな第二の導電性材料で構成され、前記第三の層が前記第一の導電性材料よりも比透磁率が大きな第三の導電性材料で構成されており、前記多層構造とすることにより、前記多層構造の配線と同一厚さの配線を前記第一の導電性材料だけで構成した場合よりも、前記配線の特性インピーダンスが５０オームに近い値に調整されており、前記第一層の厚さが６μｍ以上２０μｍ以下、前記第二層の厚さと前記第三の層の厚さとを加算した厚さが前記第一層の厚さの２５％以上５０％以下である多層配線基板。
2. 前記第一の導電性材料が銅又は銀であり、前記第二の導電性材料がニッケル、コバルト、又は、ニッケル及び／又はコバルトを含む合金である請求項１記載の多層配線基板。
3. 前記配線の幅が１０μｍ以上２５μｍ以下である請求項１又は２記載の多層配線基板。
4. 前記第二層が、前記第一層よりも前記基板から遠い側に位置している請求項１〜３のいずれかに記載の多層配線基板。
5. 前記絶縁層を構成する材料がポリイミドである請求項１〜４のいずれかに記載の多層配線基板。
6. 前記第三の導電性材料がニッケル、コバルト、又は、ニッケル及び／又はコバルトを含む合金である請求項１〜５のいずれかに記載の多層配線基板。
7. 基板上に複数の配線層が絶縁層を挟んで積層されている多層配線基板の製造方法であって、前記配線層に形成される配線の形成工程として、第一の導電性材料を用いて第一層を形成する工程と、前記第一の導電性材料よりも比透磁率が大きな第二の導電性材料を用いて前記第一層と積層する第二層を形成することにより、前記配線の特性インピーダンスを、前記第一層の厚さと前記第二層の厚さとを加算した厚さの配線を前記第一の導電性材料だけで構成した場合よりも５０オームに近い値に調整する工程とを含む、前記配線が前記第一層と前記第二層とからなる二層構造の配線であり、前記第一層の厚さが６μｍ以上２０μｍ以下、前記第二層の厚さが前記第一層の厚さの２５％以上５０％以下である多層配線基板の製造方法。
8. 基板上に複数の配線層が絶縁層を挟んで積層されている多層配線基板の製造方法であって、前記配線層に形成される配線の形成工程として、第一の導電性材料を用いて第一層を形成する工程と、前記第一の導電性材料よりも比透磁率が大きな第二の導電性材料及び第三の導電性材料を用いて、それぞれ、前記第一層と積層する第二層及び少なくとも一層の第三の層を形成することにより、前記配線の特性インピーダンスを、前記第一層の厚さと前記第二層の厚さと前記第三の層の厚さとを加算した厚さの配線を前記第一の導電性材料だけで構成した場合よりも５０オームに近い値に調整する工程とを含む、請求項１〜６のいずれかに記載の多層配線基板の製造方法。
9. 請求項１〜６のいずれかに記載の多層配線基板を備えるプローブカード。

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