(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層により切り離された所定の数の配線層を有し、当該配線層のうちの少なくとも１つに、内部導体部材とその周囲を取り囲む導体層とにより構成される配線を含み、前記内部導体部材は、前記導体層に設けられた開口部を貫通するバイアを介して、別の配線層に接続される薄膜多層配線基板を製造する方法であって、
当該内部導体部材とその周囲を取り囲む導体層とにより構成される配線を、
第１の溝を形成した第１の絶縁層の上に、前記導体層のうちの下部導体層を形成する工程、
前記下部導体層の上に、前記導体層のうちの側方導体層の一部となる側壁下部を形成する工程、
前記側壁下部の側面を覆い上面を露出する第２の絶縁層を形成する工程、
露出した前記側壁下部の上面と、一対の前記側壁下部の中間で、且つ前記第１の溝の形状にならって形成された第２の溝の中とに、前記側方導体層の一部となる側壁上部と前記内部導体部材とをそれぞれ形成する工程、
前記内部導体部材を覆い前記側壁上部の上面を露出する第３の絶縁層を形成する工程、
前記第３の絶縁層の上に、露出した前記側壁上部に接合する上部導体層を形成する工程、
により作製することを特徴とする、薄膜多層配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記絶縁層とそれにより切り離された前記所定の数の配線層の形成を、当該絶縁層の１つを上に形成した剛性のベース上で行う、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記剛性ベースとその上の前記絶縁層との間に、当該絶縁層の当該剛性ベースへの密着性を高める材料の膜を設ける、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記膜を前記剛性ベース上の一部分のみに設け、そして前記絶縁層と配線層の形成を終了後に、当該剛性ベース上の当該膜の設けられていない領域から薄膜多層配線基板を剥離する、請求項３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，薄膜多層配線基板に関し、特に高周波の信号伝送に適した薄膜多層配線基板とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器は高密度実装化が進展し、電子機器の信号速度も高速化している。このような状況下にあって、信号伝達におけるノイズ対策が重要になっている。
【０００３】
そうしたノイズ対策のひとつとして、厚膜多層印刷配線板において同軸配線を形成することが行われている（特開平４−２６７５８６号公報）。
この同軸配線パターンの形成方法では、アルミナセラミックス等のべース基板の表面に下部導体パターンを厚膜印刷法等により形成後、その上に感光性絶縁膜を形成する。この絶縁膜を乾燥後、ホトリソグラフィ技術により絶縁膜にバイアホールを形成し、このバイアホールに導体ペーストを充填し焼結して側方導体を形成後に、薄膜めっき法により絶縁膜上に信号配線パターンを形成する。引き続き同様の工程で絶縁膜の形成，バイアホールの形成，導体ペーストによる側方導体の形成後、上部導体パターンを形成して、同軸配線構造が形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特開平４−２６７５８６号公報に開示されている方法においては、厚膜印刷法によって形成した信号配線とホトリソグラフィ技術によって形成した側方導体用のバイアホールの間隔を、相対的な位置ずれを考慮し１００μｍ程度に設計していた。これは、既に形成してある導体パターンに対してバイアホールのフィルムを合わせる際位置ずれを生じるためであり、位置ずれの原因はフィルム合わせ誤差のほか、基板の寸法変化、フィムの寸法変化等がある。
そのように信号配線と側方導体との間隔を１００μｍに設計した場合、信号配線ピッチは５００μｍ程度が限界あり、それ以上の微細化は困難であった。
【０００５】
本発明の目的は、信号配線と側方導体の間隔をより狭く設計でき、高密度実装化と信号速度の高速化を実現できる薄膜多層配線基板と、その製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による薄膜多層配線基板の製造方法は、絶縁層により切り離された所定の数の配線層を有し、当該配線層のうちの少なくとも１つに、内部導体部材とその周囲を取り囲む導体層とにより構成される配線を含み、前記内部導体部材は、前記導体層に設けられた開口部を貫通するバイアを介して、別の配線層に接続される薄膜多層配線基板を製造する方法であって、当該内部導体部材とその周囲を取り囲む導体層とにより構成される配線を、第１の溝を形成した第１の絶縁層の上に、前記導体層のうちの下部導体層を形成する工程、前記下部導体層の上に、前記導体層のうちの側方導体層の一部となる側壁下部を形成する工程、前記側壁下部の側面を覆い上面を露出する第２の絶縁層を形成する工程、露出した前記側壁下部の上面と、一対の前記側壁下部の中間で、且つ前記第１の溝の形状にならって形成された第２の溝の中とに、前記側方導体層の一部となる側壁上部と前記内部導体部材とをそれぞれ形成する工程、前記内部導体部材を覆い前記側壁上部の上面を露出する第３の絶縁層を形成する工程、前記第３の絶縁層の上に、露出した前記側壁上部に接合する上部導体層を形成する工程、により作製することを特徴とする。
【０００８】
一つの態様では、本発明の薄膜多層配線基板は、内部導体部材とその周囲を取り囲む導体層とにより構成される配線を、絶縁層の上に下部導体層を形成する工程、下部導体層の上に側方導体層の一部となる側壁下部を形成する工程、側壁下部の側面を覆い上面を露出する絶縁層を形成する工程、露出した側壁下部の上面と、一対の側壁下部の中間位置の絶縁層の上に、側方導体層の一部となる側壁中間部と内部導体部材とをそれぞれ形成する工程、側壁中間部の上面に、側方導体層の一部となる側壁上部を形成する工程、内部導体部材を覆い側壁上部の上面を露出する絶縁層を形成する工程、そしてこの絶縁層の上に、露出した側壁上部に接合する上部導体層を形成する工程、により作製して製造することができる。
【０００９】
もう一つの態様では、本発明の薄膜多層配線基板は、内部導体部材とその周囲を取り囲む導体層とにより構成される配線を、溝を形成した絶縁層の上に下部導体層を形成する工程、下部導体層の上に側方導体層の一部となる側壁下部を形成する工程、側壁下部の側面を覆い上面を露出する絶縁層を形成する工程、露出した側壁下部の上面と、一対の側壁下部の中間で、側壁下部の側面を覆って形成した絶縁層に上記絶縁層の溝の形状にならって形成された溝の中とに、側方導体層の一部となる側壁上部と内部導体部材とをそれぞれ形成する工程、内部導体部材を覆い側壁上部の上面を露出する絶縁層を形成する工程、そしてこの絶縁層の上に、露出した側壁上部に接合する上部導体層を形成する工程、により作製して製造することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明による薄膜多層配線基板は、配線層のうちの少なくとも１つが、信号伝送部材である内部導体部材と、その周囲を絶縁材料を介して取り囲む導体層とにより構成される同軸構造の配線を含むことを特徴とする。同軸構造の配線は１つの配線層のみに存在してもよく、複数の配線層に存在してもよい。同様に、１つの配線層に同軸構造の配線と外側導体のない通常の配線とが混在することも可能である。配線層は、銅又は銅合金、あるいはアルミニウム又はアルミニウム合金などの導体で作製することができる。同軸構造の配線を含む配線層は、一般に絶縁層中に埋め込まれ、同軸構造の配線を含まない配線層は、絶縁層中に埋め込まれていても、薄膜多層配線基板の表面の絶縁層上に露出されていてもよい。
【００１１】
絶縁層は、一般的な絶縁材料で形成することができる。例えば、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂を使用することができる。このほかに、例えばポリベンゾオキサゾール樹脂やベンゾシクロブテン樹脂などを使用することもでき、これらの低誘電率材料の使用は高周波の信号伝送にとって特に有利である。
【００１２】
次に、図面を参照して本発明を更に説明することにする。
図１（ａ）に示したように、パイレックス（商品名）ガラスのベース１を用意し、その上面に厚さ０．１μｍのクロム膜（図示せず）を形成後、このクロム膜上に非感光性のポリイミド樹脂をスピンコート法により約１０μｍ塗布する。塗布方法としては、スピンコート法以外に、スクリーン印刷法、スプレー法、カーテンコート法、ロールコート法、又はディップ法などを使用してもよい。次いで、この樹脂膜を８０℃で３０分乾燥させ、その後、３５０℃で３０分加熱して樹脂を硬化させ、絶縁層２を形成する。ベース１としては、ガラス以外の剛性材料の使用も可能である。上記のクロム膜は、絶縁層２をガラス材料のベース１へ密着させておくために設けるものであり、それに代えて絶縁層２のベース１への密着性を高めるのに有効なほかの材料の膜を使用してもよい。
【００１３】
続いて、絶縁層２の表面に電解銅めっきを行うための電極層（図示せず）をスパッタリング法により形成後、電解銅めっきを行い、電極層の表面に厚さ約５μｍの下部導体層３を形成する（図１（ｂ））。電極層の形成は、絶縁層表面を過マンガン酸液にて処理して粗面化した後、触媒処理及び無電解銅めっきを施す方法によることもできる。
【００１４】
次に、下部導体層1の表面に厚さ約１０μｍのレジストを塗布し、ガラスマスクを重ねて水銀ランプにて４００ｍＪ／ｃｍ2の露光を行い、アルカリを含む現像液にて露光部分を溶解除去して開口を形成する。その後、電解銅めっきを行い、開口の底部に露出している下部導体層３の表面に厚さ約５μｍの側壁下部５を形成し、次いでレジスト膜を除去する（図１（ｃ））。
【００１５】
次いで、スピンコート法を用い、側壁下部５を覆うように絶縁性樹脂を約１０μｍ塗布し、８０℃、３０分の乾燥を行う。この後、３５０℃で３０分加熱して樹脂を硬化させ、絶縁層６を形成する（図１（ｄ））。次いで、ＣＭＰ（化学機械研磨）により絶縁層６の一部を取り除き、図１（ｅ）に示したように側壁下部５の上部を露出させる。
【００１６】
続いて、この露出させた側壁下部５の上面と残りの絶縁層６の表面に、電解銅めっきを行うための電極層（図示せず）をスパッタ法を用いて形成する。この電極層の表面に厚さ約１０μｍのレジストを塗布し、ガラスマスクを重ねて水銀ランプにて４００ｍＪ／ｃｍ2 の露光を行い、アルカリを含む現像液にて露光部分を溶解除去して、電極層を露出させる開口を側壁下部５の上方と二つの側壁下部５の中間にの位置に形成する。その後、電解銅めっきを行い、 内部導体部材７及び側壁中間部８を約５μｍの厚さに形成し、そしてレジスト膜を除去する（図２（ａ））。
【００１７】
次に、電極層、内部導体部材７及び側壁中間部８を覆って厚さ約１０μｍのレジストを塗布し、ガラスマスクを重ねて水銀ランプにて４００ｍＪ／ｃｍ2 の露光を行い、アルカリを含む現像液にて露光部分を溶解除去し、側壁中間部８の上面を露出させる開口を形成する。続いて電解銅めっきを行って側壁中間部８の上面に厚さ約５μｍの側壁上部９を形成し、そしてレジスト膜を除去し、続いてこれにより露出した電極層を除去する（図２（ｂ））。
【００１８】
次に、内部導体部材７と、側壁中間部８及びその上の側壁上部９を覆うように絶縁層６上にスピンコート法を用いて絶縁性樹脂を約１０μｍ塗布し、８０℃、３０分の乾燥を行う。この後、３５０℃で３０分加熱して樹脂を硬化させ、絶縁層１０を形成し、そしてＣＭＰにより絶縁層１０の一部を取り除き、図２（ｃ）に示したように側壁上部９の上面を露出させる。
【００１９】
次いで、この露出させた側壁上部９と残りの絶縁層１０の表面に、電解銅めっきを行うための電極層（図示せず）をスパッタ法を用いて形成した。その後、電解銅めっきを行ない、厚さ約５μｍの上部導体層１１を形成し、続いてその上に絶縁層１２を形成する（図２（ｄ））。
【００２０】
図１及び図２で説明した薄膜多層配線基板の下部及び上部導体層３、１０はパターニングされていないが、場合によってはそれらをパターニングし、隣り合う同軸構造配線の周囲導体層を互いに他方から切り離すことも可能である。
【００２１】
このようにして、周囲を絶縁材料で取り囲まれた同軸構造の配線を含む基板を得ることができる。絶縁層１２の表面には、通常、別の配線層が形成され、同軸構造の内部導体部材７は上部導体層１１に設けられた開口部を貫通するバイアにより絶縁膜１２上の別の配線につながれる。この開口部は、上部導体層１１の形成後にそれをパターニングすることで簡単に形成することができ、それを貫通するバイアも、先に説明した手法を利用するなどして簡単に形成することができる。あるいは、内部導体部材７は、バイアの先端に設けたパッド上のバンプを介し、他部品に接続することもできる。
【００２２】
図３に、そのような構造の薄膜多層配線基板３０の断面を模式的に示す。この図において、図１及び２で説明したのと同じ部材は、それらと同じ符号で示されている。この薄膜多層配線基板３０の表面には配線３１とパッド３２が設けられ、パッド３２の上にバンプ３７が位置していて、同軸構造の配線層の内部導体部材７から引き出されたバイア３４が外側導体層３３に設けられた開口部３５を通り抜けてパッド３２に接続している。
【００２３】
図３に示した剛性材料のパイレックスガラスのベース１を取り除いて、例えばＴＡＢテープのように可撓性を持つ薄膜多層配線基板を得ることもできる。図３に示した薄膜多層配線基板３０からベース１を切り離すためには、例えば次のような方法を利用することができる。
【００２４】
まず、図４（ａ）に示したように、ガラスのベース４１の表面の一部に、パターン化したクロム膜４２を、例えばリフトオフ法により形成する。次に、上で説明した構成の薄膜多層配線構造体４３を形成する（図４（ｂ））。次いで、図４（ｃ）に示したように、２つのクロム膜４２の対向する側壁４２ａの付近の領域（図中の斜線部分）の薄膜多層配線構造体４３にＹＡＧレーザ光４４を照射してこの領域から薄膜多層構造体をなくし、クロム膜４２の上に載る部分のない薄膜多層配線構造体４３’を他の部分から切り離す（図４（ｄ））。この薄膜多層配線構造体４３’は、ガラスのベース４１との界面にクロム膜がないため、ベース４１から容易に剥離することができ、そして剥離した構造体４３’は、ベース４１から独立した可撓性のある薄膜多層配線基板として使用することができる。
【００２５】
ベース４１から独立した薄膜多層配線基板を、図３と同様の模式断面図である図５に示す。この図において、図３に見られるのと同じ部材は、それらと同じ符号で示されている。この図の薄膜多層配線基板５０には、上面に形成した配線３１とパッド３２のほかに、下面にも配線５１が形成され、同軸構造の配線の内部導体部材７から引き出されたバイア５２が配線５１の１つに接続している。この図には示していないが、下面にも上面と同様に、他部品へ接続するためのパッドとバンプを設け、そのパッドにバイア５２をつなぐこともできる。
【００２６】
本発明の方法では、同軸構造の配線の内部導体部材とその側方の側方導体層を、厚膜法によらず、微細パターンの形成に適した薄膜法のみで形成できることから、内部導体部材の幅を例えば５μｍ程度、内部導体部材と側方導体層との間隔を例えばやはり５μｍ程度として、高集積化に有利な微細な同軸構造の配線を作製することができる。
【００２７】
図３の薄膜多層配線基板３０の上面の配線３１の上に絶縁層を形成し、その上に別の配線層を設けることで、更に多層化した基板とすることも可能であり、この場合、バンプ３７につながるパッド３２は一番上の配線層に設けられる。同様に、図５に示した薄膜多層配線基板も、その上面、下面、あるいはその両方に更に絶縁層と配線層を積層して、更に多層化することが可能である。
【００２８】
そのようにより多層化した薄膜多層配線基板においては、同軸構造の配線は１つの配線層のみに存在してもよく、複数の配線層に存在してもよい。同様に、１つの配線層に同軸構造の配線と外側導体のない通常の配線とが混在することも可能である。この場合の通常の配線は、内部導体部材の形成と同時に行うことができる。
【００２９】
図３と５に示した薄膜多層配線基板３０、５０においては、内部導体部材７がバイア３４、５２の貫通部分を除いて外側の導体層により完全に取り囲まれている。本発明の薄膜多層配線基板では、特に高周波信号の伝送に支障をきたさない限り、外側の導体層が不連続であったり、あるいはその先端（図３及び５に示した外側導体層の左右の垂直部分）が閉じられていないような同軸構造の配線を使用することも可能である。
【００３０】
また、図１と２を参照して説明した薄膜多層配線基板の製造では、１つの同軸構造の配線について信号伝送部材である内部導体部材を１つ形成しているだけであるが、複数（通常は２つ）の内部導体部材を形成することもできる。
【００３１】
更に、本発明による薄膜多層配線基板では、上で説明したものにおけるように矩形断面の外側導体層ばかりでなく、それ以外の断面形状の外側導体層を備えた同軸構造の配線を使用することもできる。その一例を図６の断面図に示す。この例においては、台形断面の溝を形成した下層絶縁層６１を覆って下部導体層６２が位置し、その上の絶縁層６３に側壁下部６４が形成されている。この絶縁層６３の上にもう一つの絶縁層６５が位置し、そしてこの絶縁層６５に側壁上部６６が形成されており、更に２つの側壁上部６６の間の台形断面の溝内に、内部配線部材６７が配置されていて、これは側壁上部６６の形成と同時に形成することができる。このように、この態様の場合には、先に説明した矩形断面の外側導体層を備えた態様の薄膜多層配線基板の同軸構造の配線における側壁中間部の形成を省くことができる。絶縁層６５の上面は、側壁上部６６の上面が露出した平坦面となるようにすることができ、その上に上部導体層６８と上層絶縁層６９を順次形成することができる。なお、下部絶縁層の溝の断面形状は台形でなく、矩形であっても差し支えない。
【００３２】
本発明は以上説明したとおりであるが、それをその様々な実施形態とともに付記として列挙すれば、次のとおりである。
（付記１）絶縁層により切り離された複数の配線層を有し、当該配線層のうちの少なくとも１つに、内部導体部材とその周囲を取り囲む導体層とにより構成される配線を含むことを特徴とする薄膜多層配線基板。
（付記２）１つ又は複数の内部導体部材が１つの導体層により取り囲まれている、付記１記載の薄膜多層配線基板。
（付記３）前記内部導体部材とその周囲を取り囲む導体層とにより構成される配線が１つ又は複数の配線層に含まれている、付記１又は２記載の薄膜多層配線基板。
（付記４）前記配線層に、前記内部導体部材とその周囲を取り囲む導体層とにより構成される配線とともに、導体層により周囲を取り囲まれない配線が存在する、付記３記載の薄膜多層配線基板。
（付記５）前記内部導体部材及びその周囲を取り囲む導体層の材料が、銅又は銅合金、あるいはアルミニウム又はアルミニウム合金である、付記１〜４のいずれか１つに記載の薄膜多層配線基板。
（付記６）前記絶縁層の材料が、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂、又はベンゾシクロブテン樹脂である、付記１〜５のいずれか１つに記載の薄膜多層配線基板。
（付記７）前記絶縁層及び前記配線層の積層体が上に配置された剛性のベースを含む、付記１〜６のいずれか１つに記載の薄膜多層配線基板。
（付記８）絶縁層と配線層の形成をそれぞれ所定の回数行うことにより、絶縁層により切り離された所定の数の配線層を有し、当該配線層のうちの少なくとも１つに、内部導体部材とその周囲を取り囲む導体層とにより構成される配線を含む薄膜多層配線基板を製造する方法であって、当該内部導体部材とその周囲を取り囲む導体層とにより構成される配線を、絶縁層の上に、上記内部導体部材の周囲を取り囲む導体層のうちの下部導体層を形成し、下部導体層の上に、上記内部導体部材の周囲を取り囲む導体層のうちの側方導体層を形成し、その際に上記内部導体部材を、当該側方導体層の一部を形成するのと同時に形成し、そして上記内部導体部材の周囲を取り囲む導体層のうちの上部導体層を形成することにより作製することを特徴とする、薄膜多層配線基板の製造方法。
（付記９）前記内部導体部材とその周囲を取り囲む導体層とにより構成される配線を、絶縁層の上に下部導体層を形成する工程、下部導体層の上に側方導体層の一部となる側壁下部を形成する工程、側壁下部の側面を覆い上面を露出する絶縁層を形成する工程、露出した側壁下部の上面と、一対の側壁下部の中間位置の絶縁層の上に、側方導体層の一部となる側壁中間部と内部導体部材とをそれぞれ形成する工程、側壁中間部の上面に、側方導体層の一部となる側壁上部を形成する工程、内部導体部材を覆い側壁上部の上面を露出する絶縁層を形成する工程、そしてこの絶縁層の上に、露出した側壁上部に接合する上部導体層を形成する工程、により作製する、付記８記載の方法。
（付記１０）前記内部導体部材とその周囲を取り囲む導体層とにより構成される配線を、溝を形成した絶縁層の上に下部導体層を形成する工程、下部導体層の上に側方導体層の一部となる側壁下部を形成する工程、側壁下部の側面を覆い上面を露出する絶縁層を形成する工程、露出した側壁下部の上面と、一対の側壁下部の中間で、側壁下部の側面を覆って形成した絶縁層に上記絶縁層の溝の形状にならって形成された溝の中とに、側方導体層の一部となる側壁上部と内部導体部材とをそれぞれ形成する工程、内部導体部材を覆い側壁上部の上面を露出する絶縁層を形成する工程、そしてこの絶縁層の上に、露出した側壁上部に接合する上部導体層を形成する工程、により作製する、付記８記載の方法。
（付記１１）前記絶縁層と配線層の形成を、当該絶縁層の１つを上に形成した剛性のベース上で行う、付記８〜１０のいずれか１つに記載の方法。
（付記１２）前記剛性ベースとその上の前記絶縁層との間に、当該絶縁層の当該剛性ベースへの密着性を高める材料の膜を設ける、付記１１記載の方法。
（付記１３）前記膜を前記剛性ベース上の一部分のみに設け、そして前記絶縁層と配線層のそれぞれ所定回数の形成を終了後に、当該剛性ベース上の当該膜の設けられていない領域から薄膜多層配線基板を剥離する、付記１２記載の方法。
（付記１４）前記内部導体部材及びその周囲を取り囲む導体層の形成を、電極層の形成とこれに続く電解めっきにより行う、付記８〜１３のいずれか１つに記載の方法。
（付記１５）前記内部導体部材及び前記側方導体層の形成のための電解めっきを、パターニングした開口内において行う、付記１４記載の方法。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の薄膜多層配線基板は、例えば信号伝送部材の幅が５μｍ、この信号伝送部材とその側方の側壁との間隔が５μｍといった微細な同軸構造の配線を有することができる。従って、本発明によれば、高密度で、しかも特に高周波信号の伝送に好適な薄膜多層配線基板を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の薄膜多層配線基板製造方法の前半の工程を説明する図である。
【図２】本発明の薄膜多層配線基板製造方法の後半の工程を説明する図である。
【図３】本発明の薄膜多層配線基板の態様の一つを説明する断面図である。
【図４】本発明の薄膜多層配線基板の製造で利用する基板剥離方法の一例を説明する図である。
【図５】本発明の薄膜多層配線基板のもう一つの態様を説明する断面図である。
【図６】本発明の薄膜多層配線基板の更に別の態様を説明する断面図である。
【符号の説明】
１、４１…ベース
２、６、１０、１２…絶縁層
３…下部導体層
５…側壁下部
７…内部導体部材
８…側壁中間部
９…側壁上部
１１…上部導体層
３０、５０…薄膜多層配線基板
３１、５１…配線
３２…パッド
３３…外側導体層
３４、５２…バイア
３７…バンプ
４２…クロム膜
４３、４３’…薄膜多層配線構造体
６１…下層絶縁層
６２…下部導体層
６３、６５…絶縁層
６４…側壁下部
６６…側壁上部
６７…内部配線部材
６８…上部導体層
６９…上層配線層
【図１】
0004067313.tif 000002
【図２】
0004067313.tif 000003
【図３】
0004067313.tif 000004
【図４】
0004067313.tif 000005
【図５】
0004067313.tif 000006
【図６】
0004067313.tif 000007