JPH0620909A - 露光方法及び薄膜多層基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パターン寸法の面内ばらつきがある下地基板
上に微細な薄膜パターンを整合させて形成する。 【構成】 本発明は、厚膜パターンを有するセラミック
ス等の下地基板、整合層、接続層、絶縁層及び信号層等
の配線層等からなる薄膜多層基板等の製造工程における
レジスト等の感光性樹脂膜への露光方法であって、下地
基板毎に基準点からのパターン座標寸法を測定し記憶さ
せる工程と、測定値から計算により最適な露光座標等を
求める工程と、必要に応じて露光範囲を分割して、その
分割単位毎にマスク合わせを行い、ステップ露光を行う
工程とにより行われる。これにより、面内ばらつきのあ
る下層パターンと整合をとりながら徐々に面内ばらつき
小さくすることができ、高密度配線が可能な基板を得る
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、露光方法及び薄膜多層
基板に係り、特に、セラミックス基板等の厚膜基板の上
に薄膜層を積層する薄膜多層基板の製造工程に用いられ
る露光方法及びそれを用いて作成された薄膜多層基板に
関する。

【０００２】

【従来の技術】薄膜多層基板の下地基板であるセラミッ
クス多層基板等は、配線等のパターンを形成したシート
を積層した後、焼結熱処理を行って作成されるため、基
板となるシートの収縮率のばらつき及び異形収縮等によ
り基板の寸法変化が大きく、それに伴って寸法のばらつ
きも大きものである。

【０００３】このようなセラミックス多層基板上にフォ
トリソ法を使用して薄膜多層配線を形成する場合、一般
に、セラミックス多層基板表面に予め形成されている厚
膜パターン上に薄膜の整合層を形成し、以降、その整合
層のパターンに合わせて薄膜層を形成していくという方
法が用いられる。

【０００４】しかし、前述の方法は、セラミックス多層
基板の表面パターンの寸法のばらつきが大きい場合に、
薄膜の整合層との整合を行うことができない場合があ
る。

【０００５】このような場合に、薄膜の整合層との整合
条件を満足させることのできる従来技術として、薄膜の
整合層のパターンの面積を広くして、セラミックス多層
基板の表面パターンと整合を行うという方法が知られて
いる。

【０００６】この従来技術は、整合層のパッド寸法を大
きくする分だけパターンピッチを大きくする必要があ
り、その分だけ配線密度が小さくなってしまい、薄膜多
層基板の高密度化の妨げになるという問題点を有してい
る。

【０００７】また、セラミックス多層基板の焼結熱処理
時に、基板に異形収縮を生じさせている場合、基板サイ
ズが大きくなるほど基板周辺付近のパターンの位置ずれ
が大きくなり、薄膜の整合層との整合をとることが困難
となる。

【０００８】従って、前述の従来技術は、整合条件を満
足するために、さらに薄膜の整合層パターンの面積を広
くして、セラミックス多層基板の表面パターンと整合を
行う必要があるが、整合層のパッド寸法を大きくする分
だけパターンピッチを大きくする必要が有り、その分だ
け配線密度が小さくなり、薄膜多層基板の高密度化の妨
げになるという問題点を有している。

【０００９】このような問題点を解決することのできる
他の従来技術として、薄膜整合層のパターンを分割して
セラミックス多層基板のパターン位置に合うように基準
位置からずらして形成し、以降の薄膜パターンを基準位
置に徐々に戻すように形成する方法が提案されている。

【００１０】前述の方法のために使用可能な分割露光を
行う露光装置に関する従来技術として、例えば、特開昭
６１−２１９１３４号公報等に記載された半導体製造に
用いられるステッパと呼ばれる装置が知られている。

【００１１】このステッパは、半導体ウエハを投影レン
ズ下でステップ移動させながら、マスク上に形成されて
いるパターンを投影レンズでウエハ上の複数箇所に順次
露光するための装置であり、マスクパターンと露光歪に
よる露光パターンとのずれを補正することのできるもの
である。

【００１２】しかし、半導体製造における最初の露光
は、ウエハ上にパターンが形成されておらず、下地基板
パターンとの整合を行う必要のないものであり、この方
法は、セラミックス多層基板等の厚膜基板の表面の厚膜
パターンと薄膜パターンとの整合させるという、基板毎
に予め設けられているパターンのばらつきに対応するこ
とのできるものではない。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、薄膜
多層基板の製造に使用される従来技術は、薄膜多層基板
の高密度化を達成することができないという問題点を有
し、また、半導体製造に用いられるステッパは、薄膜多
層基板の製造には適用することが困難であるという問題
点を有している。

【００１４】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決し、薄膜の面積を広くすることなく、セラミックス
多層基板の表面パターンと整合層との整合を容易にとれ
るようにすることのできる露光方法及び薄膜多層基板を
提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、下地基板の厚膜パターンの基準位置からの位置寸法
を予め測定し、マスクパターンの基準位置からの位置寸
法とのずれ量を計算し、露光範囲を分割して、その範囲
で下地パターンとの整合のとれるように薄膜整合層パタ
ーンを基準位置から移動させて露光すること、及び、一
層、あるいは、それ以上の整合層を形成し、各層及び接
続層を形成する際に整合がとれる移動量を計算し、その
範囲で基準位置に近づけるように露光を行い、最終的な
整合層のパターンが基準位置に戻るようにすることによ
り達成される。

【００１６】

【作用】露光範囲を分割して露光を行うことにより、下
地パターンの寸法のばらつきを小さくすることができる
ので、その分だけ薄膜整合層のパターン寸法を小さくす
ることができる。

【００１７】また、一層、あるいは、それ以上の整合層
を形成することにより、各層を形成する際の露光パター
ンの移動量を小さくすることができるので、その分だけ
薄膜整合層のパターン寸法を小さくすることができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明による露光方法及び薄膜多層基
板の実施例を図面により詳細に説明する。

【００１９】図１は本発明の一実施例による薄膜多層基
板用の露光システムの全体構成を示す図、図２は分割ス
テップ式露光装置の要部の外観を示す図、図３はセラミ
ック基板の平面図、図４、図５、図６は薄膜多層基板の
構造を示す断面図である。図１〜図６において、１は座
標位置測定機、２は演算処理記憶装置、３は分割ステッ
プ式露光機、４は全面一括露光装置、１１はフォトマス
ク、１２は投影光学系、１３はセラミックス基板、１４
は基板ステージ、１５は基準位置検出用顕微鏡、２１は
基準マーク、２２は四角形、２３は点、３１はセラミッ
クス基板表面パターン、３２は第１整合層、３３は第１
接続層、３４は第２整合層、３５は第２接続層、３６は
配線層、３７は絶縁層、３８は表面層である。

【００２０】本発明の一実施例による露光システムは、
図１に示すように、座標位置測定機１、演算処理記憶装
置２、分割ステップ式露光装置３、全面一括露光装置４
を備えて構成され、また、本発明の一実施例による分割
ステップ式露光装置３は、図２に示すように、投影光学
系１２、基板ステージ１４、基準位置検出用の顕微鏡１
５により構成され、基板ステージ１４上に載せられたセ
ラミックス基板１３の基準位置を顕微鏡１５により検出
して、フォトマスク１１のパターンをセラミックス基板
１３上の所定位置に分割して露光することのできるもの
である。

【００２１】本発明の一実施例によるセラミックス基板
１３は、その表面に基板の焼結前に形成された配線等の
厚膜パターンが予め形成されている。そして、図３に示
すように、基準マーク２１がセラミックス基板上の基準
点として設けられている。この図３において、四角形２
２は、露光分割単位の予め形成された焼結により歪を持
ったパターンの最外周４点を結んだ形状を示しており、
点２３は、四角形２２の各頂点の設計座標点を示してい
る。

【００２２】本発明の一実施例による薄膜多層基板は、
その断面構造を図４に示すように、セラミックス基板１
３、セラミックス基板表面パターン３１、第１整合層３
２、第１接続層３３、第２整合層３４、第２接続層３
５、配線層３６、絶縁層３７、及び表面層３８等から構
成され、セラミックス基板１３上の基板表面パターン３
１の基板焼結時の歪が、本発明による露光方法により順
次形成される整合層と接続層とにより補正され、表面層
３８では歪のないものとなるようにされている。

【００２３】次に、本発明の一実施例の第１の方法によ
る露光方法を説明する。まず初めに、座標位置測定機１
を用いて、セラミックス基板１３上の基準マーク２１を
検出して、それを基準点として、四角形２２の各頂点の
パターンの座標位置を測定し、演算処理記憶装置２によ
り設計座標からのずれ量及び方向を露光分割単位毎に計
算させる。そして、予め記憶されているセラミックス基
板１３の表面パターン３１の寸法、パターンピッチ等の
情報から最適露光座標を計算し記憶させる。

【００２４】前述の最適露光座標は、セラミックス基板
１３の表面パターン３１に整合しており、しかも、多層
基板の表面層３８におけるパターンに歪がないように、
多層基板を形成する各層が、わずかずつセラミックス基
板１３の表面パターン３１からずれたものとなるように
決定される。

【００２５】次に、セラミックス基板１３上に、公知の
種々の方法の１つを用いた所要のプロセスを施した後、
フォトレジスト等の感光性樹脂をスピン塗布法等により
塗布し、プリベークを施す。

【００２６】次に、セラミックス基板１３を分割ステッ
プ式露光装置３の基板ステージ１４にセットし、顕微鏡
１５でセラミックス基板の基準マーク２１を読み取り、
露光分割単位毎に予め演算処理記憶装置２に記憶された
露光座標に基板ステージ１４を移動することによりアラ
イメントを行い、所要パターンのフォトマスク１１を用
いてステップ露光を行う。

【００２７】前述の露光と公知のプロセスとにより、例
えば、図４に示す第１整合層３２を形成することができ
る。

【００２８】次に、本発明の一実施例の第２の方法によ
る露光方法を説明する。初めに、座標位置測定機１を用
いて、セラミックス基板１３上の基準マーク２１を検出
し、その位置を基準点として、四角形２２の各頂点のパ
ターンの座標位置を測定し、演算処理記憶装置２により
設計座標からのずれ量、方向及びずれ量が最小となる露
光座標を露光分割単位毎に計算させ、これらの計算結果
を記憶させる。

【００２９】次に、セラミックス基板上１３に所要のプ
ロセスを施した後、フォトレジストをスピン塗布法等に
より塗布し、プリベークを施す。

【００３０】次に、セラミックス基板１３を分割ステッ
プ式露光装置３の基板ステージ１４にセットし、セラミ
ックス基板の基準マーク２１を読み取り、露光分割単位
毎に予め記憶された露光座標にアライメントを行い、所
要パターンのフォトマスク１１を用いてステップ露光を
行う。

【００３１】前述の露光と公知のプロセスとにより、前
述した第一の方法の場合と同様に、第１整合層３２を形
成することができる。

【００３２】次に、本発明の一実施例の第３の方法によ
る露光方法を説明する。初めに、座標位置測定機１を用
いて、セラミックス基板１３上の基準マーク２１を検出
し、その位置を基準点として、分割単位毎の四角形２２
の各頂点のパターンの座標位置を測定し、演算処理記憶
装置２により設計座標からのずれ量、方向、基準サイズ
に対する倍率、最適露光座標及び倍率補正量を露光分割
単位毎に計算させ、これらの計算結果を記憶させる。

【００３３】次に、セラミックス基板１３上に所要のプ
ロセスを施した後、フォトレジストをスピン塗布法等で
塗布し、プリベークを施す。

【００３４】次に、セラミックス基板１３を分割ステッ
プ式露光装置３にセットし、セラミックス基板１３の基
準マーク２１を読み取り、露光分割単位毎に予め記憶さ
れた露光座標にアライメントを行い、露光分割単位毎に
予め記憶された倍率補正を行い、所要パターンのフォト
マスク１１を用いてステップ露光を行う。この倍率補正
は、例えば、基準からの倍率に対応した複数のフォトマ
スクを用意し、実倍率に対応してマスクを選定する方法
により行うことができる。

【００３５】前述の露光と公知のプロセスとにより、前
述の場合と同様に、第１整合層３２を形成することがで
きる。

【００３６】次に、本発明の一実施例の第４の方法によ
る露光方法を説明する。初めに、座標位置測定機１を用
いて、セラミックス基板１３上の基準マーク２１を検出
し、その位置を基準点として、分割単位毎の四角形２２
の各頂点のパターンの座標位置を測定し、この座標位置
を記憶させる。

【００３７】次に、演算処理記憶装置２により、記憶さ
れた前述の座標位置の、設計座標からのずれ量、方向、
基準サイズに対する倍率、基準形状に対する変形度合
い、最適露光座標、倍率補正量及び形状補正量を露光分
割単位毎に計算させ、これらの計算結果を記憶させる。

【００３８】次に、セラミックス基板上１３に所要のプ
ロセスを施した後、フォトレジストをスピン塗布法等に
より塗布し、プリベークを施す。

【００３９】次に、セラミックス基板１３を分割ステッ
プ式露光装置３にセットし、セラミックス基板１３の基
準マーク２１を読み取り、露光分割単位毎に演算処理記
憶装置２に記憶された情報により、露光座標にアライメ
ントを行い、露光分割単位毎に演算処理記憶装置２に記
憶された情報により、倍率補正及び形状補正を行い、所
要パターンのフォトマスク１１を用いてステップ露光を
行う。この形状補正は、例えば、基準形状からの変形に
対応した複数のフォトマスクを用意し、変形状態に対応
してマスクを選定する方法により行うことができる。

【００４０】前述の露光と公知のプロセスとにより、前
述の場合と同様に、第１整合層３２を形成することがで
きる。

【００４１】次に、本発明の一実施例により、整合層上
に接続層パターンを形成する第１の方法を説明する。

【００４２】予め、演算処理記憶装置２により、露光分
割単位毎の基準位置からの整合層パターンのずらし量の
最大値と整合層パターン寸法、接続層パターン寸法、及
び、接続層パターンピッチとの関係から、接続層パター
ンを基準位置に一括形成する場合に、整合層パターンと
接続層パターンとの整合がとれることを計算し、確認し
ておく。

【００４３】次に、薄膜整合層パターンが形成されたセ
ラミックス基板上に、所要のプロセスを施した後、フォ
トレジストをスピン塗布法等により塗布し、プリベーク
を施す。

【００４４】次に、セラミックス基板１３を全面一括露
光装置４にセットし、セラミックス基板１３の基準マー
ク２１を読み取り、所要パターンのフォトマスクを用い
て接続層露光パターンを基準位置に一括露光する。

【００４５】前述の露光と公知のプロセスにより、整合
層例えば図４に示す第１整合層３２上に接続層例えば第
１接続層３３のパターンを形成することができる。

【００４６】次に、本発明の一実施例により、整合層上
に接続層パターンを形成する第２の方法を説明する。

【００４７】予め、演算処理記憶装置２により、露光分
割単位毎の基準位置からの整合層パターンのずらし量と
整合層パターン寸法、接続層パターン寸法、接続層パタ
ーンピッチとの関係から、整合層パターンと接続層パタ
ーンとの整合がとれる移動可能範囲及び露光分割単位毎
の基準位置方向へ戻した場合の基準位置からのずれ量を
計算し、これらの計算結果を記憶させる。

【００４８】次に、薄膜整合層パターンが形成されたセ
ラミックス基板上に、所要のプロセスを施した後、フォ
トレジストをスピン塗布法等により塗布し、プリベーク
を施す。

【００４９】次に、セラミックス基板１３を分割ステッ
プ式露光機３にセットし、セラミックス基板の基準マー
ク２１を読み取り、露光分割単位毎に演算処理記憶装置
２に記憶された情報により、露光座標にアライメントを
行い、所要パターンのフォトマスクを用いて接続層露光
パターンのステップ露光を行う。

【００５０】前述の露光と公知のプロセスにより、整合
層例えば図４に示す第１整合層３２上に接続層例えば第
１接続層３３のパターンを形成することができる。

【００５１】次に、本発明の一実施例により、接続層上
に第２整合層パターンを形成する方法を説明する。

【００５２】予め、演算処理記憶装置２により、露光分
割単位毎の基準位置からの接続層パターンのずれ量と接
続層パターン寸法、整合層パターン寸法、第２整合層パ
ターンピッチとの関係から、接続層パターンとの整合が
とれる移動可能範囲及び露光分割単位毎の基準位置方向
へ戻した場合の第２整合層パターンの基準位置からのず
れ量を計算し、これらの計算結果を記憶させる。

【００５３】次に、接続層パターンが形成されたセラミ
ックス基板上に所要のプロセスを施した後、フォトレジ
ストをスピン塗布法等により塗布し、プリベークを施
す。

【００５４】次に、セラミックス基板１３を分割ステッ
プ式露光機３にセットし、セラミックス基板の基準マー
ク２１を読み取り、露光分割単位毎に演算処理記憶装置
に記憶された情報により、露光座標にアライメントを行
い、所要パターンのフォトマスクを用いて第２整合層露
光パターンのステップ露光を行う。

【００５５】前述の露光と公知のプロセスにより、図４
に示す第１接続層３３の上に第２整合層３４のパターン
を形成することができる。

【００５６】次に、本発明の一実施例により、第２整合
層上に第２接続層パターンを形成する方法を説明する。

【００５７】予め、演算処理記憶装置２により、露光分
割単位毎の基準位置からの第２整合層パターンのずれ量
の最大値と第２整合層パターン寸法、第２接続層パター
ン寸法、第２接続層パターンピッチとの関係から、第２
接続層パターンを基準位置に一括形成する場合に、第２
整合層パターンと第２接続層パターンとの整合がとれる
ことを計算し、確認しておく。

【００５８】次に、第２整合層パターンが形成されたセ
ラミックス基板上に、所要のプロセスを施した後、フォ
トレジストをスピン塗布法等により塗布し、プリベーク
を施す。

【００５９】次に、セラミックス基板１３を全面一括露
光機４にセットし、セラミックス基板の基準マーク２１
を読み取り、所要パターンのフォトマスク１１を用いて
第２接続層露光パターンを基準位置に一括露光する。

【００６０】前述の露光と公知のプロセスにより、図４
に示す第２整合層３４の上に第２接続層３５のパターン
を形成することができる。

【００６１】次に、本発明の一実施例により、第２以降
の整合層上の接続層パターン及びその上の第３以降の整
合層、接続層パターンを形成する方法を説明する。

【００６２】予め、演算処理記憶装置２により、露光分
割単位毎の基準位置からの第２整合層パターンのずれ量
と、第２整合層パターン寸法、第２接続層パターン寸
法、第２接続層パターンピッチとの関係から、第２整合
層パターンと第２接続層パターンとの整合がとれる移動
可能範囲及び露光分割単位毎の基準位置方向へ戻した場
合の第２整合層パターンの基準位置からのずれ量を計算
し、これらの計算結果を記憶させる。

【００６３】次に、第２整合層パターンが形成されたセ
ラミックス基板上に、所要のプロセスを施した後、フォ
トレジストをスピン塗布法等により塗布し、プリベーク
を施す。

【００６４】次に、セラミックス基板１３を分割ステッ
プ式露光機３にセットし、セラミックス基板１３の基準
マーク２１を読み取り、露光分割単位毎に演算処理記憶
装置２に記憶された情報により、露光座標にアライメン
トを行い、所要パターンのフォトマスク１１を用いて第
２接続層露光パターンのステップ露光を行う。

【００６５】次に、所要のプロセスを用いて、第２接続
層パターンを完成させる。

【００６６】次に、演算処理記憶装置２により、露光分
割単位毎の基準位置からの既形成層パターンのずれ量
と、既形成層パターン寸法、次形成層パターン寸法、次
形成層パターンピッチとの関係から、既形成層パターン
と次形成層パターンとの整合がとれる移動可能範囲及び
露光分割単位毎の基準位置方向へ戻した場合の次形成層
パターンの基準位置からのずれ量を計算し、これらの計
算結果を記憶させる。

【００６７】前述において、次形成層パターンが、基準
位置からのずれが残っている場合、分割単位毎にマスク
合わせを行ってステップ露光を行い、基準位置からのず
れが無くなったときから、次形成層パターン以降につい
ては基準位置に一括露光を行う方法を用いる。そして、
所要プロセスを用いて、次形成層パターン以降を順次完
成させる。

【００６８】これにより、例えば、図４に示すような構
造を持った薄膜多層基板を完成させることができる。

【００６９】次に、前述した本発明の実施例による露光
方法を組合せて、薄膜多層基板を作成する方法及び作成
された薄膜多層基板ついて説明する。

【００７０】（１）初めに、座標位置測定機１を用い、
セラミックス基板１３上の基準マーク２１を検出して、
この位置を基準点として、四角形２２の各頂点のパター
ンの座標位置を測定し、演算処理記憶装置２により四角
形２２の各頂点の設計座標からのずれ量、方向及びずれ
量が最小となる露光座標を露光分割単位毎に計算させ、
これらの計算結果を記憶させる。

【００７１】（２）次に、セラミックス基板上１３に所
要のプロセスを施した後、フォトレジストをスピン塗布
法等により塗布し、プリベークを施す。

【００７２】（３）次に、セラミックス基板１３を分割
ステップ式露光装置３にセットし、セラミックス基板の
基準マーク２１を読み取り、露光分割単位毎に予め記憶
された露光座標にアライメントを行い、所要パターンの
フォトマスク１１を用いてステップ露光を行う。

【００７３】（４）次に、所要のプロセスを用いて、第
１整合層パターンを完成させる。

【００７４】（５）次に、予め、演算処理記憶装置２に
より、露光分割単位毎の基準位置からの第１整合層パタ
ーンのずらし量と、第１整合層パターン寸法、第１接続
層パターン寸法、第１接続層パターンピッチとの関係か
ら、第１整合層パターンと第１接続層パターンとの整合
がとれる移動可能範囲及び露光分割単位毎の基準位置方
向へ戻した場合の基準位置からのずれ量を計算し、これ
らの計算結果を記憶させる。

【００７５】（６）次に、第１整合層パターンが形成さ
れたセラミックス基板１３上に所要のプロセスを施した
後、フォトレジストをスピン塗布法等により塗布し、プ
リベークを施す。

【００７６】（７）次に、このセラミックス基板１３を
分割ステップ式露光機３にセットし、セラミックス基板
１３の基準マーク２１を読み取り、露光分割単位毎に演
算処理記憶装置２に記憶された情報により、露光座標に
アライメントを行い、所要パターンのフォトマスクを用
いて接続層露光パターンのステップ露光を行う。

【００７７】（８）次に、所要のプロセスを用いて、第
１接続層パターンを完成させる。

【００７８】（９）次に、予め、演算処理記憶装置２に
より、露光分割単位毎の基準位置からの第１接続層パタ
ーンのずれ量と、第１接続層パターン寸法、第２整合層
パターン寸法、第２整合層パターンピッチとの関係から
第１接続層パターンとの整合がとれる移動可能範囲及び
露光分割単位毎の基準位置方向へ戻した場合の第２整合
層パターンの基準位置からのずれ量を計算し、これらの
計算結果を記憶させる。

【００７９】（10）次に、第１接続層パターンが形成さ
れたセラミックス基板上に所要のプロセスを施した後、
フォトレジストをスピン塗布法等により塗布し、プリベ
ークを施す。

【００８０】（11）次に、セラミックス基板１３を分割
ステップ式露光機３にセットし、セラミックス基板１３
の基準マーク２１を読み取り、露光分割単位毎に演算記
憶装置に記憶された情報により、露光座標にアライメン
トを行い、所要パターンのフォトマスクを用いて第２整
合層露光パターンのステップ露光を行う。

【００８１】（12）次に、所要のプロセスを用いて、第
２整合層パターンを完成させる。

【００８２】（13）次に、予め、演算処理記憶装置２に
より、露光分割単位毎の基準位置からの第２整合層パタ
ーンのずれ量の最大値と、第２整合層パターン寸法、第
２接続層パターン寸法、第２接続層パターンピッチとの
関係から、第２接続層パターンを基準位置に一括形成す
る場合に、第２整合層パターンと第２接続層パターンと
の整合がとれることを計算し、確認する。

【００８３】（14）次に、第２整合層パターンが形成さ
れたセラミックス基板上に所要のプロセスを施した後、
フォトレジストをスピン塗布法等により塗布し、プリベ
ークを施す。

【００８４】（15）次に、セラミックス基板１３を全面
一括露光機４にセットし、セラミックス基板１３の基準
マーク２１を読み取り、所要パターンのフォトマスク１
１を用いて第２接続層露光パターンを基準位置に一括露
光する。

【００８５】（16）次に、所要のプロセスを用いて、第
２接続層パターンを完成させる。

【００８６】（17）次に、以降の配線層、絶縁層、及
び、表面層を所要プロセスを用いて順次形成し、薄膜多
層基板を完成させる。

【００８７】前述した全工程により、図４に示すような
構造を有する薄膜多層基板を作成することができる。そ
して、このようにして作成された薄膜多層基板は、従来
の薄膜多層基板に比較し、整合層パターン寸法及び整合
層パターンピッチ寸法を小さくすることができ、回路等
の高密度化を図ることの出きるものである。

【００８８】次に、本発明の他の一実施例について、薄
膜多層基板のより具体的な寸法及び計算式を用いて説明
する。

【００８９】厚膜基板は、１５０×１５０ｍｍで厚さ７
ｍｍのセラミックス基板である。この厚膜基板の平面図
３に示す通りである。

【００９０】（１）初めに、座標測定機１を用いて、セ
ラミックス基板１３の表面に設けた基準マーク２１を検
出し、その基準マークを基準位置として四角形２２の各
頂点の座標位置を測定し、演算処理記憶装置２により四
角形２２の各頂点の設計座標からのずれ量、方向及びず
れ量が最小となる露光座標を露光分割単位毎に計算さ
せ、これらの計算結果を記憶させる。この計算は、設計
格子点２３が作る四角形の重心と四角形２２の重心とを
一致させる方法を用いることにより、計算時間の短縮を
図って行うことができる。

【００９１】（２）次に、セラミックス基板１３上に所
要のプロセスを施した後、フォトレジストをスピン塗布
法等により塗布し、プリベークを施す。

【００９２】（３）次に、セラミックス基板１３を分割
ステップ式露光装置３にセットし、セラミックス基板の
基準マーク２１を読み取り、露光分割単位毎に予め記憶
された露光座標にアライメントを行なう。

【００９３】このアライメントは、セラミックス基板の
基準マーク２１と対応するマスクの四隅に設けたアライ
メントマークとにより行い、個々の分割単位のアライメ
ントを露光装置のテーブルを位置決めするようにして行
うことにより大幅にアライメント時間を短縮することが
できる。

【００９４】また、セラミックス基板１３上の基準マー
ク２１の部分の基板プリベーク後の樹脂層を部分的に除
去し、基準マーク２１を露出させておくことにより、ア
ライメントの精度を向上させることができる。基準マー
ク２１は、図３に示す例では十字形状としているが、丸
印、四角印等でもよく、これにより、アライメントの精
度が大きく変化することはない。

【００９５】（４）次に所要プロセスを用いて、第１整
合層パターンを完成させる。このとき、図５に示す第１
整合層のパッドの直径ｄ_a は、厚膜側表面パッドの径を
Ｄ、厚膜側パッドピッチをｅ、前記のパットのうち最大
直径パッド間の許容最小間隔をｃとすると、 ｄ_a ≦ ｅ−ｃ （１） または、 Ｄ ≦ ｅ−ｃ
（２） となる。

【００９６】前述の式（１）は、図５に示すように、薄
膜第１層のパッド径を厚膜表面層のパッド径より大きく
し、整合機能を薄膜第１層にもたせた場合であり、式
（２）は、式（１）の場合とは逆に、厚膜表面層のパッ
ド径を薄膜第１層のパッド径より大きくし、整合機能を
厚膜表面層にもたせた場合である。

【００９７】（５）次に、第１整合層パターンが形成さ
れたセラミックス基板上に所要のプロセスを施した後、
フォトレジストをスピン塗布法により塗布し、プリベー
クを施す。

【００９８】（６）次に、前述の工程まで終了した厚膜
薄膜混成基板１３を分割ステップ式露光機３にセット
し、セラミックス基板の基準マーク２１を読み取り、露
光分割単位毎に演算処理記憶装置２に記憶された情報に
より露光座標にアライメントを行い、所要パターンのフ
ォトマスクを用いて接続層露光パターンのステップ露光
を行う。

【００９９】この場合、図５に示すように、第１整合層
のパッド中心と第１接続層のスルーホールの中心との間
の最大間隔Ｂ₂は、第１接続層のスルーホールの径をｄ_L
とすると、 Ｂ₂ ≦ （ ｄ_a−ｄ_L ）／ ２ （３） となる。

【０１００】また、図５において、第２整合層のパッド
径と第１整合パッド径とが等しく、さらに、第１接続層
のスルーホール径と第２接続層のスルーホール径とが等
しい場合には、第１接続層のスルーホールの中心と、第
２整合層のパッド中心及び第２接続層のスルーホール中
心間との距離は、次の式（４）に示す条件を満足しなけ
ればならない。

【０１０１】 Ｂ₃ ≦ （ ｅ−ｄ_L ）／ ２ （４） 前述の工程により作成された薄膜多層基板は、図６に示
すように、第１整合層、第１接続層、及び、第２整合層
が、分割露光エリア毎にパッド及びスルーホールの中心
位置が下の層に対してずれて形成される。この例では、
第２接続層から設計格子に整合した状態となっている。

【０１０２】これにより、本発明の実施例によれば、薄
膜厚膜混成多層基板を、その上にＬＳＩ等の集積回路基
板の搭載を可能にすると共に、第２接続層以降を基板全
体を一括露光して薄膜層数を増した集積度の高い薄膜厚
膜混成多層基板とすることができる。

【０１０３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来の露光方法では実現することができなかったパターン
ばらつきの大きなセラミックス基板上に、高密度な薄膜
パターンを整合させることができる。

【０１０４】また、本発明によれば、従来の薄膜多層基
板に比較して高密度配線を可能する薄膜厚膜混成多層基
板を作成することができ、この基板を使用して装置の高
集積化、高速化を図ることができる。また、薄膜多層基
板の表面にＬＳＩを搭載する場合に、従来よりも高集
積、高性能のＬＳＩを搭載することが可能となり、装置
の高集積化、高性能化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による薄膜多層基板用の露光
システムの全体構成を示す図である。

【図２】分割ステップ式露光装置の要部の外観を示す図
である。

【図３】セラミック基板の平面図である。

【図４】薄膜多層基板の構造を示す断面図である。

【図５】薄膜多層基板の構造を示す断面図である。

【図６】薄膜多層基板の構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 座標位置測定機 ２ 演算処理記憶装置 ３ 分割ステップ式露光機 ４ 全面一括露光装置 １１ フォトマスク １２ 投影光学系 １３ セラミックス基板 １４ 基板ステージ １５ 基準位置検出用顕微鏡 ２１ 基準マーク ２２ 四角形 ２３ 点 ３１ セラミックス基板表面パターン ３２ 第１整合層 ３３ 第１接続層 ３４ 第２整合層 ３５ 第２接続層 ３６ 配線層 ３７ 絶縁層 ３８ 表面層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 3/46 Ｌ 6921−4Ｅ Ｂ 6921−4Ｅ (72)発明者 石野 正和 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 井上 隆史 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 安部 慎二 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社日 立製作所神奈川工場内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 厚膜パターンを有するセラミックス等の
   下地基板、厚膜パターンと薄膜パターンとの整合をとる
   ための整合層、各層間を接続するための接続層、各導体
   間の絶縁をとるための絶縁層及び信号層等の配線層から
   なる薄膜多層基板の製造工程における感光性樹脂膜に対
   する露光方法において、下地基板毎に基準点からのパタ
   ーン座標寸法を測定して記憶させる工程と、この測定値
   から計算により最適な露光座標等を求める工程と、必要
   に応じて露光範囲を分割して、その分割単位毎にマスク
   合わせを行い、ステップ露光を行う工程とを含むことを
   特徴とする露光方法。
2. 【請求項２】 前記整合層のマスク合わせ時に、下地基
   板のパターンの露光分割単位毎のパターン位置の基準位
   置からのずれ量分に対応して所望の距離だけ露光パター
   ン位置を移動し、分割単位毎にマスク合わせを行うこと
   を特徴とする請求項１記載の露光方法。
3. 【請求項３】 前記整合層のマスク合わせ時に、下地基
   板のパターンの分割単位毎の基準からの倍率に対応し
   て、分割単位毎に露光パターンの倍率補正を行うことを
   特徴とする請求項１または２記載の露光方法。
4. 【請求項４】前記倍率補正は、基準からの倍率に対応し
   た複数のマスクを用意し、実倍率に対応してマスクを選
   定する方法により行うことを特徴とする請求項３記載の
   露光方法。
5. 【請求項５】 前記整合層のマスク合わせ時に、下地基
   板のパターンの分割単位毎の基準形状からの変形に対応
   して、分割単位毎に露光パターンの形状補正を行うこと
   を特徴とする請求項１ないし４のうち１記載の露光方
   法。
6. 【請求項６】 前記形状補正は、基準形状からの変形に
   対応した複数のマスクを用意し、実変形状態に対応して
   マスクを選定する方法により行うことを特徴とする請求
   項５記載の露光方法。
7. 【請求項７】 前記整合層の上の接続層を形成する際、
   接続層の露光パターンを基準位置に対して一括露光を行
   うことを特徴とする請求項２ないし６のうち１記載の露
   光方法。
8. 【請求項８】 前記整合層の上の接続層を形成する際、
   接続層の露光パターンを整合層パターンと整合のとれる
   範囲で基準位置に近づけて、分割単位毎にマスク合わせ
   を行うことを特徴とする請求項２ないし６のうち１記載
   の露光方法。
9. 【請求項９】 前記接続層の上に第２整合層を形成する
   際、第２整合層の露光パターンを接続層パターンと整合
   のとれる範囲で基準位置に近づけて分割単位毎にマスク
   合わせを行うことを特徴とする請求項８記載の露光方
   法。
10. 【請求項１０】 前記第２整合層の上に接続層を形成す
    る際、接続層の露光パターンを基準位置に対して一括露
    光を行うことを特徴とする請求項９記載の露光方法。
11. 【請求項１１】 前記第２以降の整合層の上に接続層を
    形成する際、接続層の露光パターンを第２以降の整合層
    のパターンと整合のとれる範囲で基準位置に近づけて分
    割単位毎にマスク合わせを行い、第３以降の整合層ある
    いは接続層を形成する際、基準位置からのずれが残って
    いる場合、分割単位毎にマスク合わせを行い、基準位置
    からのずれがなくなった際、整合層あるいは接続層の露
    光パターンを基準位置に一括露光を行うことを特徴とす
    る請求項９記載の露光方法。
12. 【請求項１２】 請求項１ないし１１のうち１記載の露
    光方法を用いて、下地基板との整合をとった後、以降の
    配線層等を全面一括露光により形成することを特徴とす
    る薄膜多層基板。