JPH05110228A - 集積回路用微細パターンの形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明はハイブリッド集積回路等で要求され
る微細な配線ピッチの配線パターン、抵抗体等を形成で
きるようにした集積回路用微細パターンの形成方法を提
供することを目的とする。 【構成】セラミック基板11の表面の全面に有機質被膜12
を形成する。この有機質被膜12の表面には、レーザ光を
配線パターンに対応して照射し、セラミック基板11の表
面に達するまで配線パターンに対応した溝13を形成し、
この溝13に例えば金による配線材料14を埋め込む。そし
て、この配線材料14を空気中で焼成すると同時に有機質
被膜12を燃焼除去し、セラミック基板11上に配線材料14
による配線パターンのみを残す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、特にハイブリッド集
積回路に微細な導体配線若しくは抵抗体を形成する集積
回路用微細パターンの形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】厚膜によって構成されたハイブリッド集
積回路（ＨＩＣ）基板は、簡便に使用できると共に量産
性に富むものであり、且つ設備投資額が少なくてすむも
のであるため、その大部分が厚膜印刷によって配線パタ
ーンの形成が行われている。

【０００３】しかし、この様な厚膜印刷技術においてそ
の量産性を加味すると、導体配線パターンにおけるピッ
チは２００μｍ（導体幅１００μｍ、導体間隔１００μ
ｍ）程度が限界である。このため、スクリーン印刷を用
いるパターン形成方法において、将来の微細配線におけ
る要求値である導体パターンのピッチ１００μｍ（導体
幅５０μｍ、導体間隔５０μｍ）以下に対応することは
できない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な点に鑑みなされたもので、大電流に対する対応も考慮
して充分な導体膜厚が設定できると共に、将来の要求に
も充分に対応できる配線ピッチが設定できるようにした
集積回路用微細パターンの形成方法を提供しようとする
ものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る集積回路
用微細パターンの形成方法にあっては、まずセラミック
基板の表面に均一な厚さの有機質被膜を形成し、この被
膜を所定の配線パターンにしたがってレーザ光照射によ
って除去する。そして、このレーザ光によって有機質被
膜の除去された部分に配線材料を埋め込み、この配線材
料を焼成するようにしている。

【０００６】

【作用】この様な微細パターンの形成方法によれば、例
えば感光性膜を使用することなくレーザ光によって有機
質被膜に所定のパターンの微細な溝が形成され、この溝
に対応した導体配線若しくは抵抗体が形成されるように
なる。したがって、有機質被膜が焼成によって除去さ
れ、パターン形成工程を短縮化することが容易となるも
のであり、例えば厚膜エッチング法におけるサイドエッ
チングによるパターンの細りがないため、より微細化し
た導体パターンが容易に形成可能とされるようになる。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例を説
明する。図１の（Ａ）〜（Ｄ）は微細配線パターンの形
成工程を順次示しているもので、まず（Ａ）図で示すよ
うに集積回路装置を形成するようになるセラミック基板
11の表面の全面に、均一な膜厚の有機質被膜12を形成す
る。

【０００８】この有機質被膜12の形成手段は適宜選択で
きるものであるが、例えばウエットの場合には、代表例
としてスピンコート法、スクリーン印刷による方法等が
考えられる。またドライによる手段としては、シールの
ように裏面に接着剤層の形成された有機質被膜を接着す
る方法等も採用できる。

【０００９】この様にセラミック基板11の表面に有機質
被膜12の層が全面に形成されたならば、この有機質被膜
12の表面にレーザ光を所定のパターンにしたがって照射
し、このレーザ光の照射された部分が、セラミック基板
11が露出するまで除去して、（Ｂ）図で示すように微細
な溝13によるパターンを形成するレーザマーキングを行
う。

【００１０】この場合、このレーザマーキングに使用す
るレーザは、有機質被膜12を除去することのできるもの
であればどの様な種類でもよいが、特にエキシマレーサ
が適する。

【００１１】この様にして有機質被膜12に配線パターン
にしたがった溝13が形成されたならば、（Ｃ）図で示す
ように、これらの溝13内に配線材料14を埋め込む。この
配線材料14を埋め込む手段としては機械的な方法と化学
的な方法とが考えられる。

【００１２】機械的な方法としては、例えば配線材料と
して金（Ａu ）ペーストをゴムべらを使用して埋め込む
と同時に、溝13以外の有機質被膜12上の不要な配線材料
をかき取る。また、ガラスフリット等を含む金粉をパッ
トを使用して溝13内に埋め込むと共に、有機質被膜13上
の不要な金粉を排除する等の方法が考えられる。

【００１３】また化学的な方法としては、Ｐd 活性化処
理したセラミック基板11を用いて、（Ａ）図で示した有
機質被膜12を形成する工程、および（Ｂ）図で示した配
線パターンに対応した溝13をレーザマーキングにより形
成する工程が行なわれた後に金の化学メッキを行って、
溝13部分に金の配線材料14が埋込設定されるようにする
ことが考えられる。

【００１４】この様にして配線パターンに対応した溝13
部に配線材料14が埋込設定されたならば、この埋め込ま
れた配線材料14を焼成処理する。この焼成処理によって
同時に溝13を形成していた有機質被膜12は燃焼除去さ
れ、（Ｄ）図で示すように配線材料14によるパターンが
セラミック基板11上に形成される。この時の焼成雰囲気
は、空気中である必要がある。

【００１５】この様にセラミック基板11の表面状に微細
な配線パターンが形成されるものであるが、この様なパ
ターン形成工程のさらに詳細な具体的な実施例を、以下
順次に説明する。

【００１６】［実施例１］有機質被膜12をセラミック基
板11の表面に形成する工程において、セルロース・アセ
テート・ブチレート系樹脂に対して黒染料を混入し、有
機溶剤で粘度を調整してコーティグ剤を調合する。この
コーティング剤はスクリーン印刷法を用いてセラミック
基板11上に全面印刷し、乾燥（１００℃×４５分）す
る。この場合乾燥後の有機質被膜12の膜厚は２０μｍで
あった。

【００１７】レーザマーキングの工程においては、エキ
シマレーザＫr Ｆ４８ｎｍをパターンにしたがって有機
質被膜12の表面に照射し、この有機質被膜12を所定のパ
ターンにしたがってセラミック基板11が露出するまで除
去する。この結果、幅15μｍで間隔１５μｍの溝13が形
成された。そして、この溝13部分に金ペーストをゴムべ
らを用いて埋め込むと同時に不要部分をかき取る。

【００１８】この様にして得られたサンプルは、空気中
で焼成する。この焼成工程によってセラミック基板11上
の有機質被膜13は燃焼され完全に除去されて、（Ｄ）図
で示したようにセラミック基板11上に配線材料14による
パターンのみが残る。この様なパターン形成方法によっ
て、線幅13μｍ、線間隔17μｍ、膜厚７μｍの配線パタ
ーンを形成することができた。この場合、配線パターン
の膜厚は、有機質被膜12の膜厚によって決定される。

【００１９】［実施例２］エキシマレーザを用いて有機
質被膜12に溝13を形成する工程までは実施例１と同じ工
程で行われる。そして、ガラスフリット等を混入した金
粉を不織布で作ったパットを用いて溝13部に埋め込むと
同時に、不要部分は拭き取る。その後は、実施例１と同
様に溝13部に埋め込まれた金粉を焼成し、不要な有機質
被膜12は燃焼除去する。その結果、セラミック基板11上
に線幅１３μｍ、線間隔１７μｍであり、膜厚５μｍの
配線パターンを形成することができた。

【００２０】［実施例３］セラミック基板11の表面に、
実施例１と同様にスクリーン印刷によって有機質被膜12
を形成する。その後、この有機質被膜12にＹＡＧレーザ
１０６４ｎｍを所定のパターンにしたがって照射し、有
機質被膜12をセラミック基板11が露出するまで除去し
て、溝13による配線パターンを形成する。その結果溝幅
１００μｍ、溝間隔１００μｍの溝パターンが得られ
た。

【００２１】この様に形成された有機質被膜12の溝13
に、金ペーストをゴムべらを用いて埋め込むと同時に、
不要部分を除去する。そして、空気中で焼成することに
よって不要な有機質被膜12を燃焼除去する。その結果、
セラミック基板11上に線幅８０μｍ、線間隔１２０μｍ
で、且つ線厚７μｍの配線パターンが形成された。

【００２２】［実施例４］実施例３と同様にＹＡＧレー
ザを用いて有機質被膜12に配線パターンに対応した溝13
を形成する。そして、この溝13内にガラスフリット等を
混入した金粉を不織布で作ったパットを用いて埋め込む
と同時に金粉はかき取り除去する。その後空気中で焼成
し、不要な有機質被膜12を除去した結果、セラミック基
板11上に線幅８０μｍ、線間隔１２０μｍ、膜厚７μｍ
の配線パターンが得られた。

【００２３】［実施例５］エポキシアクリレート系樹脂
に光開始剤（イルガキュア６５１）と黒染料を混入した
配合物を調合し、この配合物をセラミック基板11上にス
クリーン印刷法を用いて全面に印刷した後、紫外線を照
射することによって硬化させ、有機質被膜12とした。こ
の硬化後の有機質被膜12の膜厚は２１μｍであった。

【００２４】所定のパターンにしたがって、エキシマレ
ーザＫr Ｆ２４８ｎｍを有機質被膜12上に照射し、有機
質被膜12を所定のパターンに対応してセラミック基板11
が露出されるまで除去して溝13を形成した。この工程に
よって、溝幅１５μｍ、溝間隔１５μｍを得た。その後
は、金ペーストをゴムべらを用いて溝13中に埋め込むと
共に不要部分をかき取り、焼成する。その結果、セラミ
ック基板11上に、線幅１３μｍ、線間隔１７μｍ、膜厚
８μｍの配線パターンが得られた。

【００２５】［実施例６］樹脂フィルム（セルロース／
アクリル樹脂＋黒染料）の裏面に、粘着剤層を形成した
粘着性フィルムを作成し、このフィルムをセラミック基
板11の表面に均一に貼付ける。この貼った後の膜厚は２
６μｍであった。そして、エキシマレーザＫr Ｆ２４８
を照射し、有機質被膜12を所定パターンにしたがって除
去し、溝13を形成した。その結果、溝幅１５μｍ、溝間
隔１５μｍの配線パターンが得られた。

【００２６】この様に形成された溝13に金ペーストをゴ
ムべらを用いて埋め込むと同時に不要部分をかき取る。
そして、この様にして得られたサンプルを空気中で焼成
するもので、この時有機質被膜12は燃焼して除去され
る。この結果、セラミック基板11上に、線幅１３μｍ、
線間隔１７μｍ、膜厚９μｍの配線パターンが形成され
た。

【００２７】［実施例７］セラミック基板11の表面を多
孔質化した後、Ｐd 活性化処理を実施する。この様に処
理されたセラミック基板11の表面に、実施例６で示した
ような粘着性フィルムを貼付けて有機質被膜12するもの
で、貼った後の膜厚は３６μｍであった。そして、この
有機質被膜12の表面にエキシマレーザＫr Ｆ２４８を照
射し、溝13による配線パターンを形成した。このレーザ
マーキングにより溝幅１５μｍ、溝間隔１５μｍの溝パ
ターンが得られた。

【００２８】この様なサンプルに対して金化学メッキを
行った後、空気中で有機質被膜12を燃焼除去する。その
結果セラミック基板11上に線幅１３μｍ、線間隔１７μ
ｍ、膜厚１０μｍの配線パターンが形成された。

【００２９】［実施例８］セラミック基板11の表面を多
孔質化した後Ｐd 活性化処理を行い、実施例６で示した
粘着フィルムを貼付けて有機質被膜12とする。この場合
の膜厚は２６μｍであった。そして、ＹＡＧレーザ１０
６４ｎｍを照射して有機質被膜12をセラミック基板11が
露出するまで除去して溝13パターンを形成する。この場
合の溝幅は１００μｍ、溝間隔は１００μｍであった。
そして、このサンプルに対して金化学メッキを行い、そ
の後空気中で焼成して有機質被膜12を燃焼除去する。そ
の結果、セラミック基板11上に線幅８０μｍ、線間隔８
０μｍ、膜厚１０μｍの配線パターンが形成された。

【００３０】

【発明の効果】以上のようにこの発明に係る集積回路用
の微細パターン形成方法によれセラミック基板上に、将
来のハイブリッド集積回路における要求に充分対処でき
る配線ピッチの配線パターンが、簡易化した工程によっ
て形成できるようになるものであり、しかも大電流化に
も充分に対応できるように導体厚を厚く構成することも
容易とされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれこの発明の一実施例
に係る微細パターン形成方法の第１〜第４の工程を順次
説明する断面構成図。

【符号の説明】

11…セラミック基板、12…有機質被膜、13…溝、14…配
線材料。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミック基板の表面に、均一な厚さの
   有機質被膜を形成する第１の工程と、 前記有機質被膜表面に所定の配線パターンに対応してレ
   ーザ光を照射し、前記パターンに対応して前記セラミッ
   ク基板表面に至るまで前記有機質被膜を除去する第２の
   工程と、 前記有機質被膜の除去された溝パターン部に、配線材料
   を埋込設定する第３の工程と、 前記埋め込まれた配線材料を空気中で焼成する第４の工
   程とを具備し、 この第４の工程で前記有機質被膜が燃焼除去されるよう
   にしたことを特徴とする集積回路用微細パターンの形成
   方法。