(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部配線層と、該内部配線層に接続する層間接続ビアと、前記内部配線層を絶縁する層間絶縁層とを有する層構造を、複数積層して多層構造とするとともに、前記積層された層間絶縁層にわたるキャビティを形成する多層配線基板の製造方法であって、
前記層間接続ビアを形成する際に前記キャビティ形成部分に後のエッチングによって除去可能な物質を充填する処理を行ない、該処理を前記層構造を形成する毎に繰り返して多層構造を形成し、その後エッチングにより前記キャビティ形成部分の充填物質を除去してキャビティを形成することを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記層間接続ビアをメッキにて形成する際に、前記キャビティ形成部分にメッキを充填してキャビティメッキ部を形成することを特徴とする前記請求項１に記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記内部配線層を形成する工程と、
フォトリソグラフィにより、前記層間接続ビア及び前記キャビティを形成する部分に開口部を有するレジストを設ける工程と、
前記開口部にメッキを充填して、前記層間接続ビア及びキャビティメッキ部を形成する工程と、
前記レジストを除去した後に、前記層間絶縁層を形成する工程と、
前記層間絶縁層の表面を研磨して、前記層間接続ビア及びキャビティメッキ部を露出させる工程と、
を繰り返して、多層構造を形成し、
その後、積層形成された前記キャビティメッキ部を、前記エッチングにより除去することを特徴とする前記請求項１又は２に記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記エッチングが、ウエットエッチングであることを特徴とする前記請求項１〜３のいずれかに記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項５】
前記内部配線層のうち、前記キャビティの底部に露出する内部配線層の材料を、他の内部配線層の材料と比べて、前記エッチングされにくい材料とすることを特徴とする前記請求項１〜４のいずれかに記載の多層配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばセラミック基板表面に、薄膜の内部配線層や層間絶縁層を積層形成する多層配線基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えばセラミック基板の表面上に、内部配線層や層間絶縁層等を複数積層した多層配線基板を製造する方法として、例えば下記▲１▼〜▲３▼に示す技術が知られている。
【０００３】
▲１▼マスク材としてスパッタ膜を用い、例えばポリイミドからなる層間絶縁層に対して、反応性イオンエッチング（リアクティブイオンエッチング；ＲＩＥ）を施す技術（特開昭６３−３６５４７号公報及び特開昭６２−２４５６５０号公報参照）。
【０００４】
▲２▼マスク材としてレジストを用い、層間絶縁層に対して、ＲＩＥを施す技術（特開昭６１−２４２０９９号公報参照）。
▲３▼マスク材としてレジストを採用するが、層間絶縁層に対して、ＲＩＥを用いずにエッチングを施す技術（特開昭６３−２９３９９６号公報参照）。
【０００５】
これらの技術は、詳しくは、例えば図３及び下記ａ）〜ｂ）に示す手順にて、多層配線基板を製造するものである。
ａ）薄膜多層形成工程
内部配線層（メタル層）Ｐ１、層間接続ビアＰ２、層間絶縁層Ｐ３の順で形成し、その作業を繰り返して多層化を行う。
【０００６】
ｂ）ＲＩＥ工程
多層形成後に、基板表面に、キャビティ部Ｐ４の形成位置を除いてＲＩＥのガードＰ５を形成する。その後、ＲＩＥによりキャビティ部Ｐ４の形成位置の層間絶縁層Ｐ３を除去し、キャビティ部Ｐ４を形成する。
【０００７】
ｃ）ガード除去、研磨工程
次に、ＲＩＥのガードＰ５を、ウエットエッチングにより除去し、層間絶縁層Ｐ３を研磨し平坦にする。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した従来の技術では、下記の問題があり、必ずしも十分ではない。
つまり、ＲＩＥにより層間絶縁層Ｐ３をエッチングする場合には、エッチング速度が遅く、また加工精度が悪いという問題があった。
【０００９】
このエッチング速度の対策として、エッチング速度を上げるために反応ガスを増加させると、サイドエッチングが大きくなって、キャビティ部Ｐ４の加工形状が悪くなってしまう。
また、加工精度に関しては、例えば層間絶縁層Ｐ３の合計の厚みが１００μｍで、目標とする角柱形状のキャビティ部Ｐ４のサイズが２．０ｍｍ角の場合には、キャビティ部Ｐ４の側面が、図３（ｃ）に示す様に、（ａ−ｂ）／２＝１５０μｍ程度のテーパ形状となる。また、寸法精度も、±６００μｍ程度と低く、十分ではない。
【００１０】
この加工精度の対策として、加工精度を上げるために反応ガスを減少させると、エッチング速度が遅くなってしまう。
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、加工精度が高く、速やかに加工を行うことができる多層配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
（１）前記目的を達成するための請求項１の発明は、
内部配線層と、内部配線層に接続する層間接続ビアと、内部配線層を絶縁する層間絶縁層とを有する層構造を、複数積層して多層構造とするとともに、積層された層間絶縁層にわたるキャビティを形成する多層配線基板の製造方法であって、層間接続ビアを形成する際にキャビティ形成部分に後のエッチングによって除去可能な物質を充填する処理を行ない、処理を層構造を形成する毎に繰り返して多層構造を形成し、その後エッチングによりキャビティ形成部分の充填物質を除去してキャビティを形成することを特徴とする多層配線基板の製造方法を要旨とする。
【００１２】
本発明では、多層構造を積層形成する過程で、各層構造を形成する際に、キャビティ形成部分にエッチングで除去可能な物質（例えばメッキ）を充填する。そのため、多層構造を形成したときには、キャビティ形成部分には、充填物質が積層された状態となる。そこで、エッチングを行なって、一挙に充填物質を除去することにより、多層構造を貫くキャビティを形成することができる。
【００１３】
この方法の場合は、従来のＲＩＥにより層間絶縁層を除去する方法に比べ、キャビティ形成部分の充填物質のみを選択的に除去することができるので、所望の形状の加工精度の高いキャビティを容易に形成することができる。
（２）請求項２の発明は、
層間接続ビアをメッキにて形成する際に、キャビティ形成部分にメッキを充填してキャビティメッキ部を形成することを特徴とする請求項１に記載の多層配線基板の製造方法を要旨とする。
【００１４】
本発明は、前記請求項１の発明を例示したものであり、層間接続ビアをメッキにて形成する際に、キャビティ形成部分にメッキを充填してキャビティメッキ部を形成するので、製造方法を一層簡易化できる。
尚、この場合、メッキの層を厚くする必要があるので、電解メッキを採用することが望ましい。
【００１５】
（３）請求項３の発明は、
内部配線層を形成する工程と、フォトリソグラフィにより、層間接続ビア及びキャビティを形成する部分に開口部を有するレジストを設ける工程と、開口部にメッキを充填して、層間接続ビア及びキャビティメッキ部を形成する工程と、レジストを除去した後に、層間絶縁層を形成する工程と、層間絶縁層の表面を研磨して、層間接続ビア及びキャビティメッキ部を露出させる工程と、を繰り返して、多層構造を形成し、その後、積層形成されたキャビティメッキ部を、エッチングにより除去することを特徴とする請求項１又は２に記載の多層配線基板の製造方法を要旨とする。
【００１６】
本発明は、前記請求項１又は２の発明を例示したものであり、内部配線を形成し、フォトリソグラフィにより、層間接続ビア及びキャビティを形成する部分に開口部を有するレジストを設け、開口部にメッキを充填して、層間接続ビア及びキャビティメッキ部を形成し、レジストを除去した後に、層間絶縁層を形成し、層間絶縁層の表面を研磨して、層間接続ビア及びキャビティメッキ部を露出させる。そして、この工程を繰り返して、多層構造を形成する。その後、積層形成されたキャビティメッキ部を、エッチングにより除去する。
【００１７】
これにより、容易に且つ速やかにキャビティを有する多層配線基板を製造することができる。
（４）請求項４の発明は、
エッチングが、ウエットエッチングであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の多層配線基板の製造方法を要旨とする。
【００１８】
本発明は、前記請求項１〜３の発明を例示したものであり、ウエットエッチングにより、例えばキャビティメッキ部を容易に且つ確実に除去できるので、目的とする形状のキャビティを、精度よく形成することができる。
（５）請求項５の発明は、
内部配線層のうち、キャビティの底部に露出する内部配線層の材料を、他の内部配線層の材料と比べて、エッチングされにくい材料とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の多層配線基板の製造方法を要旨とする。
【００１９】
本発明は、前記請求項１〜４の発明を例示したものであり、キャビティの底部に露出する内部配線層の材料（例えばＡｕ）を、他の内部配線層の材料（例えばＣｕ）と比べて、エッチングされにくい材料とするので、当然ながら、エッチングした際に、底部の内部配線層が損なわれ難い。そのため、底部の内部配線層にＩＣ等の実装を確実に行なうことができる。
【００２０】
ここで、前記層間絶縁層の材料としては、例えばポリイミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）、環状オレフィン系樹脂、エポキシ樹脂などの有機高分子材料等が挙げられる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の多層配線基板の製造方法の例（実施例）について、図面に基づいて説明する。尚、図１及び図２は、実施例における多層配線基板の製造方法の手順を示す説明図である。
（実施例）
本実施例が適用される基板、即ち内部配線層や層間絶縁層を形成する基板としては、アルミナからなるセラミック基板を用いる。
【００２２】
以下、順次、本実施例の多層配線基板の製造方法について説明する。
ａ）薄膜多層形成工程
図１（ａ）に示す様に、この薄膜多層形成工程では、セラミック基板１上に、内部配線層３、層間接続ビア５、層間絶縁層７、及びキャビティメッキ部９からなる層構造を、順次積層形成して多層構造とする。即ち、内部配線層３及び層間接続ビア５を積層して柱状とするとともに、キャビティメッキ部９を積層形成して柱状とする。
【００２３】
尚、キャビティメッキ部９とは、後にキャビティ１０（図１（ｅ）参照）を形成する箇所にメッキを充填したものである。
ここで、前記薄膜多層形成工程を、図２に基づいて、詳細に説明する。
・まず、図２（ａ）に示す様に、セラミック基板１の表面に、Ｔｉ−Ｐｄをスパッタリングして、スパッタ層（図示せず）を形成する。
【００２４】
・次に、図２（ｂ）に示す様に、セラミック基板１の表面全体に、感光性の樹脂（例えばノボラック系樹脂）を塗布し、乾燥させて第１レジスト（ポジレジスト）１１ａを形成する。
・次に、図２（ｃ）に示す様に、光を用いた周知のフォトリソグラフィの技術によって、一部の第１レジスト１１ａを除去して開口１３ａを形成する。即ちセラミック基板１に最も近い底部の第１内部配線層３ａの形成箇所の第１レジスト１１ａのみを除去する。
【００２５】
具体的には、開口１３ａを形成する箇所の第１レジスト１１ａに光を照射（露光）して、その第１レジスト１１ａを薬品に可溶性に変質させ、この変質した箇所の第１レジスト１１ａのみを、除去液（現像液）を用いて除去する。これにより、開口１３ａが形成され、それ以外には第１レジスト１１ａが残される。
【００２６】
・次に、図２（ｄ）に示す様に、前記開口１３ａ内のセラミック基板１の表面に、電解メッキを施して、厚さ１〜１０μｍのＡｕからなる第１内部配線層３ａを形成する。
・次に、図２（ｅ）に示す様に、第１レジスト１１ａ及び第１内部配線層３ａを有するセラミック基板１を、アセトン中に入れて、第１レジスト１１ａを除去する。これにより、第１内部配線層３ａが露出する。
【００２７】
・次に、図２（ｆ）に示す様に、第１内部配線層３ａを含むセラミック基板１の表面全体に、前記と同様の感光性の樹脂からなる第２レジスト（ポジレジスト）１１ｂを形成する。この第２レジスト１１ｂは、前記第１レジスト１１ａよりも厚く、例えば５〜４０μｍ程度である。
【００２８】
・次に、図２（ｇ）に示す様に、前記フォトリソグラフィの技術によって、同様に、開口１３ｂを形成する箇所、即ち第１層間接続ビア５ａ及び第１キャビティメッキ部９ａの形成箇所の第２レジスト１１ｂのみを除去する。
・次に、図２（ｈ）に示す様に、電解メッキにより、前記開口１３ｂ内において、第１内部配線層３ａ上に、Ｃｕメッキを充填して、厚さ５〜４０μｍの第１層間接続ビア５ａ及び第１キャビティメッキ部９ａを形成する。尚、Ｃｕメッキの厚みは、下記第１層間絶縁層７ａの厚み以上とする（他の層間絶縁層も同様）。
【００２９】
・次に、図２（ｉ）に示す様に、第２レジスト１１ｂ、第１内部配線層３ａ、第１層間接続ビア５ａ、及び第１キャビティメッキ部９ａを有するセラミック基板１を、アセトン中に入れて、第２レジスト１１ｂを除去する。これにより、第１内部配線層３ａ上に第１層間接続ビア５ａ及び第１キャビティメッキ部９ａが積層された構造が露出する。その後、セラミック基板１上のＴｉ−Ｐｄスパッタ層をウエットエッチングにより除去する。
【００３０】
・次に、図２（ｊ）に示す様に、例えば従来のロールコートやスピンナ塗装の技術により、第１内部配線層３ａ、第１層間接続ビア５ａ、及び第１キャビティメッキ部９ａを含むセラミック基板１の表面全体を覆うようにして、ポリイミドからなる厚さ５〜４０μｍの第１層間絶縁層７ａを形成する。
【００３１】
前記第１層間絶縁層７ａの厚みは、前記Ｃｕメッキにより形成された第１層間接続ビア５ａ及び第１キャビティメッキ部９ａの厚みより薄くする（他の層間接続ビア５ａ及び第１キャビティメッキ部９ａも同様）。これにより、第１層間接続ビア５ａ及び第１キャビティメッキ部９ａの部分にて、ポリイミドが盛り上がった形状となる。
【００３２】
・次に、図２（ｋ）に示す様に、上述した各層などの構成を形成したセラミック基板１の表面を研磨して平坦化し、第１層間接続ビア５ａ及び第１キャビティメッキ部９ａの上端を露出させる。その後、Ｃｒ−Ｃｕをスパッタリングして、スパッタ層（図示せず）を形成する。
【００３３】
・次に、図２（ｌ）に示す様に、平坦化した第１層間絶縁層７ａ等の表面全体に、前記と同様に感光性の樹脂からなる第３レジスト（ポジレジスト）１１ｃを形成する。
・次に、図２（ｍ）に示す様に、前記フォトリソグラフィの技術によって、同様に、開口１３ｃを形成する箇所、即ち第２内部配線層３ｂの形成箇所の第３レジスト１１ｃのみを除去する。
【００３４】
・次に、図２（ｎ）に示す様に、電解メッキにより、前記開口１３ｃ内において、第１層間接続ビア５ａ上に、Ｃｕメッキを充填して、厚さ１〜１０μｍの第２内部配線層３ｂを形成する。この第２内部配線層３ｂは、第１層間接続ビア５ａを介して、第１内部配線層３ａに電気的に接続されている。
【００３５】
・次に、図２（ｏ）に示す様に、前記第３レジスト１１ｃ等を有するセラミック基板１を、アセトン中に入れて、第３レジスト１１ｃを除去する。
これにより、セラミック基板１上に第１層間絶縁層７ａを備えるとともに、第１内部配線層３ａ上に第１層間接続ビア５ａ及び第１キャビティメッキ部９ａが積層され、更に第１層間接続ビア５ａに第２内部配線層３ｂが接続され層構造が形成される。
【００３６】
以下同様に、前記図２（ｆ）から図２（ｏ）に至る工程を繰り返して、順次層構造を積層して、前記図１（ａ）に示す様に、例えば４層の層構造が積層された薄膜多層構造を形成する。
つまり、図１（ａ）に示す様に、上述した工程を繰り返すことにより、層間接続ビア５及び内部配線層３が積層された柱状となり、同時に、キャビティメッキ部９が積層されて、サイズ（縦横寸法）２．０ｍｍ角×高さ１００μｍの四角柱状となる。
【００３７】
そして、この薄膜多層形成工程の最後の段階では、薄膜多層構造の最上部は、層間絶縁層７に覆われた状態とする。
尚、第１内部配線層３ａ及び第２内部配線層３ｂが内部配線層３の一部を構成し、第１層間接続ビア５ａが層間接続ビア５の一部を構成し、第１層間絶縁層７ａは層間絶縁層７の一部を構成し、第１キャビティメッキ部９ａがキャビティメッキ部９ａの一部を構成する。
【００３８】
ｂ）研磨工程
次に、図１（ｂ）に示す様に、最上部の層間絶縁層７を研磨して平坦化し、層間接続ビア５及びキャビティメッキ部９の上端を露出させる。
ｃ）フォトリソ工程
次に、図１（ｃ）に示す様に、平坦化した層間絶縁層７等の表面全体に、前記と同様に、感光性の樹脂（例えばノボラック系樹脂）からなるレジスト（ポジレジスト）２１を形成する。
【００３９】
そして、前記と同様なフォトリソグラフィの技術によって、レジスト２１のうち、開口２３を形成する箇所、即ちキャビティメッキ部９の上方のレジスト２１のみを除去する。
ｄ）エッチング工程
次に、図１（ｄ）に示す様に、エッチング液（例えばエンストリップＣ（商品名）；メルテックス社製、又はイートレックス（商品名）；田中貴金属社製）を用いたウエットエッチングにより、レジスト２１で覆われていない部分のキャビティメッキ部９を除去する。これにより、ＩＣ等の実装に使用する空間（開口部）であるキャビティ１０を形成し、セラミック基板１上の内部配線層（第１内部配線層３ａ）３を露出させる。
【００４０】
ｅ）レジスト除去工程
次に、図１（ｅ）に示す様に、薄膜多層構造を有するセラミック基板１を、アセトン中に入れて、レジスト２１を除去する。
その後、必要に応じて最表層形成工程に進み、本実施例の多層配線基板を完成する。
【００４１】
この様に、本実施例の多層配線基板の製造方法では、従来の様に、積層した層間絶縁層をＲＩＥにより除去してキャビティを形成するのではなく、内部配線層３、層間接続ビア５及び層間絶縁層７からなる層構造を形成する際に、同時に、キャビティメッキ部９を形成し、それらを積層形成して多層構造とした後に、ウエットエッチングによりキャビティメッキ部９を除去して、キャビティ１０を形成している。
【００４２】
つまり、前記ウエットエッチングでは、キャビティメッキ部９のみが除去され、その周囲の層間絶縁層７には影響がないため、従来と比べて、高い精度で加工を行なうことができ、例えば角柱状等の所望の形状及び寸法のキャビティ１０を形成することができる。
【００４３】
この加工精度に関しては、例えば層間絶縁層７の合計の厚みが１００μｍで、目標とする角柱形状のキャビティメッキ部９のサイズが２．０ｍｍ角の場合には、キャビティメッキ部９の側面が、２０μｍ以下（０〜１０μｍ程度）のテーパが少ない形状となる。また、寸法精度も、±５０μｍ程度と高く、十分な寸法精度を有している。
【００４４】
これにより、キャビティ１０の寸法を、従来の様に大きなテーパを考慮して設定する必要がなくなるため、電子部品の実装密度を高めることができるという効果を奏する
また、エッチング速度に関しても、エッチング液の濃度や温度を代えても、層間絶縁層７には殆ど影響がないため、最適なエッチング条件に設定して、迅速にエッチングを行なうことが可能である。
【００４５】
更に、本実施例では、キャビティ１０の底部の第１内部配線層３ａは、Ａｕから構成され、その上に形成されたキャビティメッキ部９は、第２内部配線層３ｂと同様なＣｕから構成されているので、前記エッチングを行った場合でも、第１内部配線層３ａが損なわれることがないという利点がある。そのため、この第１内部配線層３ａに、ＩＣチップの実装等を確実に行なうことができる。
【００４６】
尚、本発明は前記実施例になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
（１）前記実施例では、アルミナからなるセラミック基板を用いたが、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなるセラミック基板、ガラス基板やガラスセラミック基板、プリント基板等の様に、内部配線層や層間絶縁層などを形成できるものであれば、特に限定はない。また、Ｓｉウエハ、内部配線がないセラミック基板等でもよい。
【００４７】
（２）更に、層間絶縁層の材料として、ポリイミドに代えて他の有機高分子材料、例えばＢＣＢ、環状オレフィン系樹脂等を用いてもよい。
（３）前記実施例では、スパッタ膜の形成に、スパッタリングによる薄膜形成技術を用いたが、例えば真空蒸着、化学蒸着（ＣＶＤ）、無電解メッキの技術などを採用できる。
【００４８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の多層配線基板の製造方法では、内部配線層、層間接続ビア及び層間絶縁層からなる層構造を形成する際に、同時に、キャビティ形成部分に後のエッチングによって除去可能な物質を充填する処理を行ない、それらを積層形成して多層構造とした後に、エッチングによりキャビティ形成部分の充填物質を除去してキャビティを形成している。
【００４９】
つまり、エッチングでは、キャビティ形成部分の充填物質のみが除去され、その周囲の層間絶縁層には影響がないため、従来と比べて、高い精度で加工を行なうことができ、所望の形状及び寸法のキャビティを形成することができる。これにより、電子部品の実装密度を高めることができるという効果を奏する
また、エッチング速度に関しても、最適なエッチング条件に設定して、迅速にエッチングを行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例の製造方法の手順を示す説明図である。
【図２】  実施例の製造方法のうち、薄膜多層形成工程の詳しい手順を示す説明図である。
【図３】  従来技術の製造方法の手順を示す説明図である。
【符号の説明】
１…セラミック基板
３…内部配線層
５…層間接続ビア
７…層間絶縁層
９…キャビティメッキ部
１０…キャビティ
２１…レジスト
【図１】
0003779816.tif 000002
【図２】
0003779816.tif 000003
【図３】
0003779816.tif 000004