(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体の表面に導体部が形成された第１の基板の導体部と、この第１の基板の絶縁体を挟んで反対側にある第２の基板の導体部とを接続する層間接続方法であって、前記第１の基板はその一部に穴を有し、その穴の周囲表面に導体部が形成され、前記穴が前記第２の基板の導体部上に位置するように、前記第１と第２の基板を重ね合わせた後、前記穴の直径とほぼ同じ直径のイオンビームを照射し、第１と第２の基板の導体部をスパッタリングして接続することを特徴とする層間接続方法。
【請求項２】
第１の基板と第２の基板の接続部分に対応した位置に穴を持つ中間電極を対向して配置し、中間電極の穴に対応した部分に穴を持つインナーチャンバ内にプラズマを生成し、中間電極がインナーチャンバに対してマイナスの電位になるように電圧を印加することでイオンビームを得ることを特徴とする請求項１記載の層間接続方法。
【請求項３】
第１の基板と第２の基板を重ねて真空チャンバ内の基板支持台に載置し、かつ基板の接続部分に対応した位置に穴を持つともにそれぞれの穴の周辺に独立に電圧印加可能な部分を持つ中間電極を対向して配置し、中間電極の穴に対応した部分に穴を持つインナーチャンバ内にプラズマを生成し、中間電極の所望の穴周辺部分がインナーチャンバに対してマイナスの電位になるように電圧を印加することでイオンビームを得ることを特徴とする請求項１記載の層間接続方法。
【請求項４】
第１の基板と第２の基板を重ねて真空チャンバ内の基板支持台に載置し、かつ基板の接続部分に対応した位置に穴を持つインナーチャンバ内にプラズマを生成し、第１と第２の基板の導体部がインナーチャンバに対してマイナスの電位になるように電圧を印加することでイオンビームを得ることを特徴とする請求項１記載の層間接続方法。
【請求項５】
イオンビームはパルスであることを特徴とする請求項１記載の層間接続方法。
【請求項６】
インナーチャンバの穴の中心と第１の基板の導体部の穴側面中心を結ぶ線が、穴側面に対する垂線と成す角が導体の最大スパッタ率角とし、かつインナーチャンバの穴の周辺かつ基板側に、インナーチャンバと基板との距離を、前記角度が成立するように保つ絶縁物を配置して処理することを特徴とする請求項３記載の層間接続方法。
【請求項７】
絶縁体の表面に導体部が形成された第１の基板の導体部と、この第１の基板の絶縁体を挟んで反対側にある第２の基板の導体部とを接続する層間接続装置であって、排気系とガス供給系を備えた真空チャンバと、真空チャンバ内に配置され、基板を重ねた状態で支持する基板支持台と、真空チャンバ内に配置され、基板に対向し、基板の接続部分に対応した位置に穴を持つ中間電極と、中間電極に対して基板と反対側に配置され、内部にプラズマを発生させる機構及び中間電極に対向する面に中間電極の穴の位置に対応して穴を持つインナーチャンバと、インナーチャンバと中間電極の間に電圧を印加する電源とを備えたことを特徴とする層間接続装置。
【請求項８】
絶縁体の表面に導体部が形成された第１の基板の導体部と、この第１の基板の絶縁体を挟んで反対側にある第２の基板の導体部とを接続する層間接続装置であって、排気系とガス供給系を備えた真空チャンバと、真空チャンバ内に配置され、基板を重ねた状態で支持する基板支持台と、真空チャンバ内に配置され、基板に対向し、基板の接続部分に対応した位置に穴を持ちそれぞれの穴の周辺に独立に電圧印加可能な部分を持つ中間電極と、中間電極に対して基板と反対側に配置され、内部にプラズマを発生させる機構及び中間電極に対向する面に中間電極の穴の位置に対応して穴を持つインナーチャンバと、インナーチャンバと中間電極の穴周辺部分の間に電圧を印加する電源とを備えたことを特徴とする層間接続装置。
【請求項９】
絶縁体の表面に導体部が形成された第１の基板の導体部と、この第１の基板の絶縁体を挟んで反対側にある第２の基板の導体部とを接続する層間接続装置であって、排気系とガス供給系を備えた真空チャンバと、真空チャンバ内に配置され、基板を重ねた状態で支持する基板支持台と、真空チャンバ内に配置され、基板に対向し、基板の接続部分に対応した位置に穴を持ち、内部にプラズマを発生させる機構を持つインナーチャンバと、第１と第２の基板の導体部とインナーチャンバの間に電圧を印加する電源とを備えたことを特徴とする層間接続装置。
【請求項１０】
中間電極の穴の中心と第１の基板の導体部の穴側面中心をを結ぶ線が、穴側面に対する垂線と成す角が導体の最大スパッタ率角となるようにし、かつ中間電極の穴周辺の基板側に、中間電極と基板との距離を前記角度が成立するように保つ絶縁物を配置したことを特徴とする請求項７または８記載の層間接続装置。
【請求項１１】
インナーチャンバの穴の中心と第１の基板の導体部の穴側面中心を結ぶ線が、穴側面に対する垂線と成す角が導体の最大スパッタ率角となるようにし、かつインナーチャンバの穴周辺の基板側に、インナーチャンバと基板との距離を前記角度が成立するように保つ絶縁物を配置したことを特徴とする請求項９記載の層間接続装置。
【請求項１２】
請求項１〜６の何れかの層間接続方法で層間が接続されていることを特徴とする多層基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層回路基板の層間接続や小型モータに使用される多層コイルの層間接続に好適に適用される層間接続方法と装置及びそれを用いた多層基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、多層回路基板の層間接続や小型モータに使用される多層コイルの層間接続は、接着や焼結によって行われている。
【０００３】
図１０（ａ）、（ｂ）を参照して接着方式の接続方法を説明する。この方法は、例えば特開２００１−１６０６８６号公報に詳しく開示されている。図１０（ａ）において、１２１は絶縁基板１２０上に形成された導体回路、１２０ａは絶縁基板１２０にレーザーによって開けられたビアホール、１２２はビアホール１２０ａ内にメッキにより成長させた導体柱で、絶縁基板１２０より突出している。一方、１２４は下側基板１２３上の導体回路、１２５はエポキシ系の接着層で、スクリーン印刷等により形成され、導体回路１２４の接続部分１２４ａに穴が開いている。これらを重ね合わせ加熱真空プレスすることにより、図１０（ｂ）に示すように導体回路１２１から形成した導体柱１２２と導体回路１２４の接続部分１２４ａを圧接接続した多層回路基板を得ている。
【０００４】
この方法は、パッドにより接着剤を排除する方法に比べ、導体の接触部分に最初から接着剤がないので接触抵抗を下げることができる。
【０００５】
図１１（ａ）、（ｂ）を参照して焼結方式の接続方法を説明する。この方法は、例えば特開２０００−７７８００号公報に詳しく開示されている。図１１（ａ）において、絶縁基板１３０、１３３はガラスセラミック粉末と有機バインダーから成るグリーンシートである。グリーンシートには接続部にビアホール１３０ａが開けられており、導電ペースト１３２が充填してある。これらグリーンシート１３０、１３３上に導体回路１３１、１３４を形成した後、重ねた状態で加熱加圧して圧着し、９５０℃〜１０００℃の温度で２時間近く焼結することにより、図１１（ｂ）に示す配線抵抗の低い多層回路基板を得ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１０の接着方式では、接続部１２６の汚染による抵抗が高く、回路においては遅延が生じるという問題があり、コイルにおいては所定の電流値が流せないという問題がある。
【０００７】
また、図１１の焼結方式では、使用できる基板の耐熱性に制限が付くため、回路基板の薄型化やフレキシビリティ化に対応できないという問題がある。
【０００８】
そこで、このような問題に対して特開昭６１−２８０６３４号公報や特開昭６２−６５３４４号公報に開示されている考え方を応用して、バイアススパッタで接続部分を形成する方法が考えられる。
【０００９】
すなわち、図１２に示すように、回路基板１４０、１４１を重ねた状態で、基板にバイアス電圧をかけることで表面をプラズマ１４２でクリーニングしながら、プラズマ１４３によりターゲット１４４からスパッタされた金属をマスク１４５で接続部１４０ａに集中させ、接続する方法や、図１３に示すように、回路基板１４０、１４１を重ねた状態で、基板にバイアス電圧をかけることで、表面をプラズマ１５０でクリーニングしながら、プラズマ１５０により接続部に接近したターゲット１５２からスパッタされた金属で接続する方法が考えられる。
【００１０】
しかしながら、回路基板の高密度化やモータの小型化の中で接続部が微小化が進むと、図１２のような構成にすれば、マスク１４５の穴１４５ａが目詰まりするという問題があり、図１３のような構成にすれば、シールド１５１とターゲット１５２がショートするため、製造装置として使えないという問題がある。また、何れの構成にしても、バイアスにより接続部以外もスパッタされ、短絡や汚染の問題を引き起こしたり、頻繁なターゲットのメンテナンスが必要となり、生産性が低いという問題がある。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題に鑑み、抵抗値の低い接続を低温で実現できかつ生産性も高い層間接続方法と装置及びそれを用いた多層基板を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の層間接続方法は、絶縁体の表面に導体部が形成された第１の基板の導体部と、この第１の基板の絶縁体を挟んで反対側にある第２の基板の導体部とを接続する層間接続方法であって、前記第１の基板はその一部に穴を有し、その穴の周囲表面に導体部が形成され、前記穴が前記第２の基板の導体部上に位置するように、前記第１と第２の基板を重ね合わせた後、前記穴の直径とほぼ同じ直径のイオンビームを照射し、第１と第２の基板の導体部をスパッタリングして接続するものであり、第１と第２の基板の導体部をともにスパッタリングすることで両者の導体部が原子レベルで混ざり合って結合するので、汚染面を介した接続がなく、低い抵抗値が得られ、また接続部分近傍だけエネルギーが集中するので全体として温度が低く、耐熱性の低い基板を使用することができ、またバイアススパッタによる接続のようなターゲットが必要ないので、メンテナンス性がよく、生産性を高くできる。
【００１３】
また、第１の基板と第２の基板を重ねて真空チャンバ内の基板支持台に載置し、かつ基板の接続部分に対応した位置に穴を持つ中間電極を対向して配置し、中間電極の穴に対応した部分に穴を持つインナーチャンバ内にプラズマを生成し、中間電極がインナーチャンバに対してマイナスの電位になるように電圧を印加することでイオンビームを得ると、インナーチャンバ内に生成したプラズマからのイオンビームを使用するので、多数の接続部分を同時に接続できて、高い生産性が得られる。
【００１４】
また、真空チャンバを真空に保った状態で、中間電極を導体部の接続パターンに合わせて交換すると、多種類の接続を１つの装置で行うときの生産性を高くできる。
【００１５】
また、第１の基板と第２の基板を重ねて真空チャンバ内の基板支持台に載置し、かつ基板の接続部分に対応した位置に穴を持つともにそれぞれの穴の周辺に独立に電圧印加可能な部分を持つ中間電極を対向して配置し、中間電極の穴に対応した部分に穴を持つインナーチャンバ内にプラズマを生成し、中間電極の所望の穴周辺部分がインナーチャンバに対してマイナスの電位になるように電圧を印加することでイオンビームを得ると、インナーチャンバ内に生成したプラズマからのイオンビームを使用するので、多数の接続部分を同時に接続できて、高い生産性が得られ、かつ穴周辺部分の電位を切り換えるだけでイオンビーム照射箇所を選択できるので、装置内に可動機構を配設することなく、多種類の接続を１つの装置で行うときの生産性を高くできる。
【００１６】
また、基板支持台に中間電極に対してマイナスの電位をかけると、中間電極と基板支持台の間にできる電界によりイオンビームの広がりを抑えるとともにイオンにエネルギーを与えるので、効率良く導体部をスパッタできる。
【００１７】
また、第１の基板と第２の基板を重ねて真空チャンバ内の基板支持台に載置し、かつ基板の接続部分に対応した位置に穴を持つインナーチャンバ内にプラズマを生成し、第１と第２の基板の導体部がインナーチャンバに対してマイナスの電位になるように電圧を印加することでイオンビームを得ると、イオンが確実に導体部に導かれるためスパッタの効率が良く、絶縁体のスパッタも極力抑えられ、接続部の汚染も抑えることができる。
【００１８】
また、イオンビームがパルスであると、また中間電極又は基板の導体部にパルス形状のマイナス電位を印加してイオンビームをパルス状とすると、スパッタを間欠的に行うことでイオンビームのエネルギーで熱になった部分を基板の他の部分に逃がすことができ、接続部周辺が熱的ダメージを受けるのを防止できる。
【００１９】
また、イオンビームのパルス照射の間に電子ビームを照射すると、またイオンビームのパルス照射の間に中間電極又は基板の導体部の電位をインナーチャンバより高くして電子ビームを照射すると、イオンビームでのチャージアップを電子ビームで中和できるので、チャージアップによる回路パターン間の異常放電を防止することができる。
【００２０】
また、中間電極の穴の中心と第１の基板の導体部の穴側面中心を結ぶ線が、穴側面に対する垂線と成す角を導体の最大スパッタ率角とすると、第１の基板の導体部の穴側面が効率的にスパッタされ、ミキシング結合がより確実に行われ、抵抗値を低減できる。また、その際に中間電極の穴の周辺かつ基板側に、中間電極と基板との距離を、前記角度が成立するように保つ絶縁物を配置し、中間電極と基板を接触させた状態で処理すると、確実にその作用を実現できる。
【００２１】
また、同様にインナーチャンバの穴の中心と第１の基板の導体部の穴側面中心を結ぶ線が、穴側面に対する垂線と成す角が導体の最大スパッタ率角とすると、第１の基板の導体部の穴側面が効率的にスパッタされ、ミキシング結合がより確実に行われ、抵抗値を低減できる。また、その際にインナーチャンバの穴の周辺かつ基板側に、インナーチャンバと基板との距離を、前記角度が成立するように保つ絶縁物を配置して処理すると、確実にその作用を実現できる。
【００２２】
また、導体部の形状を第１と第２の基板を重ねた状態で接触する形状とすると、導体間の距離が短いので、短時間でミキシングによる接続ができ、また絶縁体のスパッタが起こらないので接続部の汚染も無くすことができる。
【００２３】
また、本発明の層間接続装置は、絶縁体の表面に導体部が形成された第１の基板の導体部と、この第１の基板の絶縁体を挟んで反対側にある第２の基板の導体部とを接続する層間接続装置であって、排気系とガス供給系を備えた真空チャンバと、真空チャンバ内に配置され、基板を重ねた状態で支持する基板支持台と、真空チャンバ内に配置され、基板に対向し、基板の接続部分に対応した位置に穴を持つ中間電極と、中間電極に対して基板と反対側に配置され、内部にプラズマを発生させる機構及び中間電極に対向する面に中間電極の穴の位置に対応して穴を持つインナーチャンバと、インナーチャンバと中間電極の間に電圧を印加する電源とを備えたものであり、上記中間電極を用いた層間接続方法を実施してその効果を奏することができる。
【００２４】
また、真空チャンバ内を真空に保った状態で、回路の接続パターンに合わせて中間電極を交換する機構を備えると、多種類の接続を１つの装置で行うときの生産性を高くできる。
【００２５】
また、中間電極が、基板の接続部分に対応した位置に穴を持ちそれぞれの穴の周辺に独立に電圧印加可能な部分を持つと、穴周辺部分の電位を切り換えるだけでイオンビーム照射箇所を選択できるので、装置内に可動機構を配設することなく、多種類の接続を１つの装置で行うときの生産性を高くできる。
【００２６】
また、排気系とガス供給系を備えた真空チャンバと、真空チャンバ内に配置され、基板を重ねた状態で支持する基板支持台と、真空チャンバ内に配置され、基板に対向し、基板の接続部分に対応した位置に穴を持ち、内部にプラズマを発生させる機構を持つインナーチャンバと、第１と第２の基板の導体部とインナーチャンバの間に電圧を印加する電源とを備えると、上記中間電極を用いない層間接続方法を実施してイオンが確実に導体部に導かれるためスパッタの効率が良く、絶縁体のスパッタも極力抑えられ、接続部の汚染も抑えることができる。
【００２７】
また、中間電極の穴の中心と第１の基板の導体部の穴側面中心をを結ぶ線が、穴側面に対する垂線と成す角が導体の最大スパッタ率角となるようにし、具体的には中間電極の穴周辺の基板側に、中間電極と基板との距離を前記角度が成立するように保つ絶縁物を配置すると、第１の基板の導体部の穴側面が効率的にスパッタされ、ミキシング結合がより確実に行われ、抵抗値を低減できる。
【００２８】
また、同様にインナーチャンバの穴の中心と第１の基板の導体部の穴側面中心を結ぶ線が、穴側面に対する垂線と成す角が導体の最大スパッタ率角となるようにし、具体的にはインナーチャンバの穴周辺の基板側に、インナーチャンバと基板との距離を前記角度が成立するように保つ絶縁物を配置しても、第１の基板の導体部の穴側面が効率的にスパッタされ、ミキシング結合がより確実に行われ、抵抗値を低減できる。
【００２９】
また、本発明の多層基板によれば、上記方法で層間接続されているので、接続部の抵抗が低く、周波数の高い信号回路や大電流が流れる回路に好適に使用できる。また、低温で接続するので、多層基板を薄くすることができる。また、生産性の高い方式で製造されるので製造コストを抑えることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明の層間接続方法と装置を多層回路基板に適用した第１の実施形態について、図１、図２を参照して説明する。
【００３１】
図１において、１は真空チャンバ、２は真空チャンバ１内に連通して区画形成されたインナーチャンバで、これら真空チャンバ１及びインナーチャンバ２はアース電位とされている。３は真空チャンバ１内にインナーチャンバ２に対向して配設された基板支持台で、絶縁物４を介して真空チャンバ１にて支持されている。インナーチャンバ２の基板支持台３と対向する面２’は基板支持台３と平行である。５は真空チャンバ１内でインナーチャンバ２と基板支持台３の間に配設された中間電極で、基板支持台３上に対向して平行に配置されている。インナーチャンバ２はガス供給系６と排気系７を備えている。８はインナーチャンバ２内にプラズマ５０を発生させるため、インナーチャンバ２に絶縁物４を介して配設されたカソードである。
【００３２】
このような配置状態で、カソード８とインナーチャンバ２との間にプラズマ発生用の電源６１が接続され、中間電極５は電源６２によりインナーチャンバ２よりマイナスの電位に保持され、基板支持台３は電源６３により中間電極５よりマイナスの電位に保持されている。
【００３３】
なお、図示例ではインナーチャンバ２内にプラズマ５０を発生させるため、平行平板方式のプラズマ源を用いたが、ＩＣＰや磁場を使ったプラズマ源を用いてプラズマ密度の向上を図ることもできる。
【００３４】
基板支持台３上には、第１の回路基板１１と第２の回路基板１２が第１の回路基板１１を上にして重ね合わせた状態で載置されている。第１の回路基板１１は、厚さ２０μｍの絶縁体２１の表面に厚さ２０μｍの導体部３１、３２、３３が設けられている。第２の回路基板１２は、厚さ２０μｍの絶縁体２２の表面に厚さ２０μｍの導体部４１、４２、４３が設けられている。第１の回路基板２１には、第１の回路基板１１と第２の回路基板１２の接続部として、直径１００μｍのビアホール２１ａ、２１ｂが形成されている。
【００３５】
インナーチャンバ２の基板支持台３と対向する面２’における回路基板１１、１２の接続部に対応する位置には、イオンを取り出すための直径１００μｍの穴２ａ、２ｂが開けられている。また、中間電極５における回路基板１１、１２の接続部に対応する位置にイオンを取り出すための直径１００μｍの穴５ａ、５ｂが開けられている。
【００３６】
次に、動作を説明する。インナーチャンバ２内にガス供給系６よりアルゴンガスを導入しつつ排気系７より排気し、インナーチャンバ２内の圧力を所定の圧力（０．１Ｐａ〜１０Ｐａ程度）に保つ。インナーチャンバ２外の真空チャンバ１内も排気系７により所定の圧力（０．０１Ｐａ〜１Ｐａ程度）に保つ。この圧力は、後述のイオンビームが回路基板に衝突するまでに散乱されないという条件により決定される。この状態で、電源６１よりカソード８に電力を供給することによりアルゴンイオンと電子からなるプラズマ５０が発生する。
【００３７】
こうして発生させたプラズマ５０中のイオンの一部はインナーチャンバ２の穴２ａ、２ｂより中間電極５側へ向かう。中間電極５はインナーチャンバ２よりマイナスの電位に保持されているので、イオンは中間電極５とインナーチャンバ２間に形成された電界により基板支持台３上に設置された回路基板１１に垂直方向に加速され、イオンビーム５１となる。中間電極５の電位は加速されたイオンが回路基板１１に衝突した時に接続部の導体をスパッタするのに十分な電位（例えば−２００〜−１０００Ｖ）に設定する。また、基板支持台３に電源６３によって中間電極５に対してマイナスの電位をかける。これによって、基板支持台３と中間電極５の間にできる電界によりイオンビーム５１の広がりを抑え、イオンにエネルギーを与えるので、効率良くスパッタできる。
【００３８】
このスパッタリング処理を、図２を参照してより詳しく説明する。図２（ａ）は第１の回路基板１１と第２の回路基板１２を接続する前の状態を示し、図２（ｂ）はイオンビーム５１による接続工程の作用を示し、図２（ｃ）は接続完了状態を示しており、図２（ａ）の状態から図２（ｂ）に示すように、イオンビーム５１中のイオン７０が第１の回路基板１１の導体部３１、３３、及び第２の回路基板１２上の導体部４１、４３を同時にスパッタする。すると、導体部４１、４３よりスパッタされた原子７１は導体部３１、３３及び中間部分８２に付着し、導体部３１、３３よりスパッタされた原子７２は導体部４１、４３及び中間部分８１に付着する。かくして、図２（ｃ）に示すように、原子レベルのミキシングが行われた接続部が形成される。
【００３９】
この方法によると、接続部は第１の回路基板１１の導体部３１、３３と第２の回路基板１２の導体部４１、４３が原子レベルで混ざり合うので、汚染面を介した接続がなく、低い接続抵抗が得られる。本発明者の実験では、従来の接着方法に比べて、約７０％の抵抗の低減が確認された。また、接続部近傍にだけエネルギーが集中するので全体として温度が低く、耐熱性の低い基板を使用することができる。本実施形態では２００℃以下の樹脂系の絶縁基板を使用することができた。また、プラズマ５０からのイオンビーム５１を使用しているので、複数の接続部を一括して接続できるので生産性も高くできる。また、スパッタされる部分が接続部分のみに限定されるいるので、接続部以外のスパッタによる汚染や短絡の問題がない。
【００４０】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について、図３、図４を参照して説明する。なお、以下の実施形態の説明においては、先行する実施形態と同一の構成要素については同一参照符号を付して説明を省略する。
【００４１】
図３において、９０は真空チャンバ１内を真空に保った状態で、接続パターンに合わせて中間電極５、１５を交換する機構である。図３（ａ）の如く、接続部が２１ａ、２１ｂの時は中間電極５を、図３（ｂ）の如く接続部が２１ｃ、２１ｄの時は中間電極１５を使用する。
【００４２】
図４に示すように、インナーチャンバ２の基板支持台３に対向する面２’には、中間電極５、１５に形成されているすべての穴に対向する位置に穴が開けてあり、中間電極５、１５を交換することで接続部のみイオンビーム５１が照射される。
【００４３】
この方法によると、真空に保った状態で中間電極５、１５を交換できるので、多種類の接続を１つの装置で行うときの生産性を高くできる。
【００４４】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について、図１、図４及び図５を参照して説明する。
【００４５】
本実施形態においては、インナーチャンバ２の基板支持台３に対向する面２’に、図４に示すように、多種類の接続パターンに共用できるように穴が開いており、中間電極５にも同様に、図５に示すように、多種類の接続パターンに共用できるように穴が開けられるとともに、その周辺に独立に電圧印加可能な部分を持っている。図５において、１００は金属から成る電圧印加部、１０１は絶縁部で、金属線１０２を介して各電圧印加部１００に独立して電源６２によりインナーチャンバ２に対してマイナスの電位になるように電圧を印加できるように構成されている。
【００４６】
具体的な動作としては、インナーチャンバ２内にプラズマ５０を生成し、回路基板１１、１２の接続部に対応する中間電極５の穴の周辺部分のみにインナーチャンバ２に対してマイナスの電位になるよう電圧を印加し、得られるイオンビームによって、第１の回路基板１１と第２の回路基板１２の導体部をスパッタリングし、ミキシング結合する。
【００４７】
この方法によると、穴周辺部の電位を切り換えるだけで、イオンビーム照射箇所を選択できるので、多種類の接続を１つの装置で行うときに生産性を高くできる。しかも、中間電極５の交換が必要なく、装置をシンプルで信頼性の高いものにできる。
【００４８】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について、図６、図７を参照して説明する。
【００４９】
本実施形態においては、回路基板１１、１２の導体部３１、４１とインナーチャンバ２の間に電源６４にて電圧をかけている。接続される回路基板として、図７に小型モータのコイルの回路基板のパターンを示す。上の第１の回路基板１１と下の第２の回路基板１２を接続部２１ａで接続する時、導体部３１、４１に端部に設けた端子３１ａ、４１ａを通じて接触式で導体部３１、４１に電圧をかける。
【００５０】
このように導体部３１、４１に電圧をかけているので、インナーチャンバ２と回路基板１１、１２の間の電界は導体部３１、４１に集中する。かくして、イオンが導体部に確実に導かれるため、スパッタの効率が良く、絶縁体２１、２２のスパッタも極力抑えられ、接続部の汚染も抑えることができる。
【００５１】
なお、図示例では中間電極５を使用しない例を示したが、イオンビームの方向をそろえるため、中間電極５を使用することもできる。
【００５２】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について、図１、図６を参照して説明する。
【００５３】
本実施形態においては、回路基板１１、１２の耐熱温度が１００℃以下と低い場合に対処する手段として、図１における電源６２によって中間電極５にかける電圧や、図６における電源６４によって導体部３１、４１にかける電圧をパルス化することにより、イオンビーム５１をパルス化している。
【００５４】
この方法によると、スパッタを間欠的に行うことで、イオンビームのエネルギーで熱になった部分を基板の他の部分に逃がし、接続部周辺が熱的にダメージを受けることがない。
【００５５】
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について、図１、図６を参照して説明する。
【００５６】
本実施形態においては、回路パターンが高密度で、チャージアップによる電位差で、異常放電が発生する場合の対策を講じたものであり、上記第５の実施形態において、イオンビームのパルス照射の間に電子ビームを照射している。図１の構成においては、電源６２によって中間電極５の電位をインナーチャンバ２より高くすることでプラズマより電子ビームを引き出すことができる。また、図６の構成においては、電源６４により導体部３１、４１の電位をインナーチャンバ２より高くすることでプラズマより電子ビームを引き出すことができる。
【００５７】
これらの方法によると、イオンビームでのチャージアップを電子ビームで中和できるので、チャージアップによる回路パターン間の異常放電を防ぐことができる。
【００５８】
（第７の実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態について、図８を参照して説明する。
【００５９】
本実施形態においては、中間電極５の穴５ａの中心と、第１の回路基板１１の導体部３１の穴側面の中心を結ぶ線１１０が、穴側面に対する垂線１１１と成す角θが導体の最大スパッタ率角であるように、中間電極５と回路基板１１を配置している。例えば、導体が銅である場合は、イオンの入射角とスパッタ率は、図８（ｂ）に示す通りであるので、角θを７０度とする。
【００６０】
特に、接続部の穴径が小さく、中間電極５と回路基板１１の距離が近い場合は、絶縁物１１２によって位置決めするのが望ましい。
【００６１】
この方法によると、第１の回路基板１１の導体部分の穴側面をスパッタするイオンの入射角度がほぼ最大スパッタ率角であるので、穴側面が効率的にスパッタされ、ミキシングをより確実にできる。
【００６２】
以上の説明では、中間電極５と第１の回路基板１１について説明したが、インナーチャンバ２の対向面２’の穴と回路基板１１の関係にも適用することで同様の作用効果を奏する。
【００６３】
（第８の実施形態）
次に、本発明の第８の実施形態について、図９を参照して説明する。
【００６４】
本実施形態においては、以上の実施形態において、回路基板１１の導体部３１の形状を、第１の回路基板１１と第２の回路基板１２を重ねた状態で、図９に示すように、回路基板１１の導体部３１と回路基板１２の導体部４１とが接触するようにしている。
【００６５】
このような形状は絶縁体２１上にスパッタ等で金属シード層を形成した後、ビアホールを形成し、その後メッキにより導体部を成長させることで実現することができる。メッキによれば、等方的に導体部を成長させることができるので、ビアホールの側面に導体部３１ａを形成することができる。
【００６６】
この接続方法によると、導体間の距離が短いので、短時間でミキシングよる接続ができる。また、絶縁体２１のスパッタが起こらないので、接続部の汚染もなく、接続抵抗を極めて低くできる。
【００６７】
【発明の効果】
本発明の層間接続方法と装置及び多層基板によれば、以上のように第１の回路基板の導体と第２の回路基板の導体が原子レベルで混ざり合うので、汚染面を介した接続がなく、低い接続抵抗が得られる。また、接続部分近傍にエネルギーが集中するので、全体としての温度が低く、耐熱性の低い基板に適用することができる。また、プラズマを使ったイオンビームにより高い生産性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の層間接続装置の概略構成を示す断面図。
【図２】同実施形態における接続工程の説明図。
【図３】本発明の第２の実施形態の層間接続装置の概略構成を示し、（ａ）中間電極の交換前の状態の断面図、（ｂ）は同交換後の断面図。
【図４】同実施形態におけるインナーチャンバの対向面と中間電極の穴の配置説明図。
【図５】本発明の第３の実施形態の層間接続装置における中間電極の平面図。
【図６】本発明の第４の実施形態の層間接続装置の概略構成を示す断面図。
【図７】同実施形態における第１と第２の回路基板の平面図。
【図８】本発明の第７の実施形態の層間接続装置を示し、（ａ）は要部の拡大断面図、（ｂ）はスパッタ率の変化を示すグラフ。
【図９】本発明の第８の実施形態における第１と第２の回路基板の要部の拡大断面図。
【図１０】従来例の接着方式による層間接続方法の説明図。
【図１１】従来例の焼結方式による層間接続方法の説明図。
【図１２】バイアススパッタによる層間接続方法の一例の説明図。
【図１３】バイアススパッタによる層間接続方法の他の例の説明図。
【符号の説明】
１  真空チャンバ
２  インナーチャンバ
３  基板支持台
５、１５  中間電極
５ａ、５ｂ  穴
６  ガス供給系
７  排気系
８  カソード
１１  第１の回路基板
１２  第２の回路基板
２１  絶縁体
２１ａ、２１ｂ  穴（接続部）
２２  絶縁体
３１〜３３  導体部
４１〜４３  導体部
５０  プラズマ
５１  イオンビーム
６１  電源
６２  電源
６３  電源
６４  電源
９０  中間電極を交換する機構
１００  電圧印加部
１１２  絶縁物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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