JPH07142843A - 厚膜微細パターン形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 セラミックス基板１１上にポジ型フォトレジ
スト層１２を形成して全面露光処理し、ポジ型フォトレ
ジスト層１２にレーザ光１４を照射して導体層形成パタ
ーン状に凹部１５を形成した後、凹部１５に導体ペース
ト１６を充填し、充填された導体ペースト１６を乾燥さ
せて導体ペースト１６中の固体成分をセラミックス基板
１１に接着させ、現像処理によりポジ型フォトレジスト
層１２を消失させ、焼成により導体ペースト１６中の導
体成分をセラミックス基板１１に焼き付ける厚膜微細パ
ターンの形成方法。 【効果】 容易なプロセスにて、配線間の間隔が２５μ
ｍ以下でかつ大電流にも対応可能な、高精度の導体層パ
ターン１８を安価に形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は厚膜微細パターンの形成
方法に関し、より詳細には半導体ＬＳＩ、チップ部品な
どを実装し、それらを相互配線するために用いられる、
例えばセラミックス配線基板上への厚膜微細パターンの
形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器はますます小型化、高密
度化が進んできており、これらに実装される電子部品の
狭ピッチ多ピン化、マルチチップ化も急速に進められつ
つある。従って、ＬＳＩ、ＩＣチップのボンディング法
も従来のワイヤボンディング法から、マルチチップや高
密度実装に適したＴＡＢ（Tape Automated Bonding）方
式又はフリップチップ方式が採用されるようになってき
ている。このような電子機器の高密度化に伴い、セラミ
ックス配線基板上に、線幅が１００μｍ以下の微細配線
や直径が１００μｍ以下のバンプ等の厚膜微細パターン
を形成する技術が要求されるようになってきている。以
下、セラミックス基板上への導体配線の形成方法を例に
とって説明する。

【０００３】従来からのセラミックス基板上への導体配
線の形成方法は、薄膜法、メッキ法、厚膜法などに大別
される。

【０００４】前記薄膜法は、セラミックス基板に蒸着、
スパッタリング又はイオンプレーティング等により厚さ
数μｍオーダーの導体金属層を形成する方法である。こ
の方法ではフォトレジストを用いたフォトリソグラフィ
ーの手法が利用できることから、精度の高い導体配線を
形成することができるという利点を有している。他方こ
の方法は、工程数が他の方法と比較して多い、薄膜形成
装置が高価である等の点から、製造コストが高くなり、
また形成された配線層の厚さが薄いため、大電流を流す
ことが難しいという問題点がある。

【０００５】前記メッキ法は溶液中で電気化学的手法に
よりセラミックス基板に導体配線を形成する方法である
が、上記した薄膜法とほぼ同様の問題点がある。

【０００６】前記厚膜法は、導体粒子を溶剤等の液状成
分を含有する有機ビヒクル中に分散させた導体ペースト
を用い、この導体ペーストをメッシュスクリーンを通し
てセラミックス基板に印刷し、その後焼成することによ
りセラミックス基板上に導体配線を形成する方法であ
る。前記厚膜法を用いて導体配線を形成する場合、基板
は必ずしも焼結体である必要はなく、グリーンシート上
に導体ペーストのパターンを形成した後、グリーンシー
トの焼成と導体ペーストの焼き付けを同時に行ってもよ
い。

【０００７】前記厚膜法はセラミックス基板との充分な
密着強度を有する導体配線を低コストで形成することが
できるという大きな利点を有する。またこの方法を前記
したグリーンシート上への導体配線の形成方法に適用し
た場合、印刷された前記導体ペースト中の液状成分が短
時間でグリーンシート内部にうまく吸収されるため、配
線の幅や配線間の距離が１５０μｍ以下の微細な導体配
線を形成することができる。しかしながら、この方法を
焼結体上への導体配線の形成方法に適用した場合、液状
成分は焼結体内部に吸収されないため、印刷された導体
ペースト中の液状成分が横方向に拡がる、いわゆる「に
じみ」や「だれ」現象が発生し、配線の幅や配線間の距
離が１５０μｍ以下の厚膜導体配線を設計通りに形成す
ることができないという問題点がある。

【０００８】そこで近年、導体配線パターンの形成には
前記薄膜法の特徴であるフォトレジストを用いたフォト
リソグラフィーを導入し、配線自体は前記厚膜法の特徴
である導体ペーストを用いて形成する方法が試みられて
いる。

【０００９】この方法は、まずガラス基板やセラミック
ス基板の表面にフォトレジスト層を形成した後、フォト
リソグラフィーにより前記フォトレジスト層に導体配線
パターン状に凹部を形成し、導体ペーストを該凹部に擦
り込むことにより充填し、その後焼成することにより前
記フォトレジスト層の分解、消失と導体成分の基板への
焼き付けを同時に行う方法である（特開平４−２２３３
９１号公報、特開平４−２２３３９２号公報、特開平４
−２２３３９３号公報等）。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】この方法では、従来か
ら厚膜法に用いられている導体ペーストを使用できるた
め、配線自体の導電性は良好であり、また薄膜法では困
難な２０μｍ以上の厚さの配線層を形成することも容易
であり、大電流を流すことができるという利点を有す
る。しかし、形成されるフォトレジスト層が厚いために
凹部の幅を設定通りに形成することが難しく、フォトリ
ソグラフィーによっても配線相互の間隔が２５μｍ以下
の導体層パターンを形成することは難しいという課題が
あった。

【００１１】また、前記焼成工程では、前記フォトレジ
スト層を完全に分解、消失させるために、酸化性雰囲気
下、９００℃以上に加熱する必要があるので、配線材料
がＡｕ、Ａｇ、Ａｇ／Ｐｄ、Ｐｄ、Ｐｔ等の高温の酸化
性雰囲気においても酸化しにくい貴金属に限られ、安価
なＣｕ、Ｍｏ／Ｍｎ等を用いることができないという課
題もあった。

【００１２】また、前記した方法ではフォトリソグラフ
ィーを用いるので、配線パターン状に紫外線を照射する
ためにフォトマスクが必要となり、基板上の配線パター
ンが異なる毎にそれにあわせてフォトマスクを作製しな
ければならず、多品種、少量生産に対しては、コスト的
に不利になるという課題もあった。

【００１３】さらに、良好な解像度を得るにはフォトレ
ジスト層とフォトマスクと密着させる必要があるが、セ
ラミックス基板には微妙な反りがあるため、フォトレジ
スト層とフォトマスクとの間に隙間が生じる場合があ
り、解像度が低下するという課題もあった。

【００１４】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、Ｃｕ等の導体を用いた場合でも形成される導体層を
酸化することなく、配線間の間隔が２５μｍ以下でかつ
大電流にも対応可能な、高精度の厚膜微細パターンを安
価に形成する方法を提供することを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る厚膜微細パターンの形成方法は、セラミ
ックス基板上にポジ型フォトレジスト層を形成するフォ
トレジスト層形成工程と、前記ポジ型フォトレジスト層
の全面に露光処理を施す露光処理工程と、露光処理が施
された前記ポジ型フォトレジスト層にレーザ光を照射し
て、前記ポジ型フォトレジスト層に導体層形成パターン
状に凹部を形成する凹部形成工程と、前記凹部に導体ペ
ーストを充填する導体ペースト充填工程と、前記凹部に
充填された前記導体ペーストを乾燥させ、前記導体ペー
スト中の固体成分を前記セラミックス基板に接着させる
接着工程と、前記ポジ型フォトレジスト層に現像処理を
施して前記ポジ型フォトレジスト層を消失させるフォト
レジスト層消失工程と、焼成により前記導体ペースト中
の固体成分を前記セラミックス基板に焼き付ける焼付工
程とを含むことを特徴としている（１）。

【００１６】また本発明に係る厚膜微細パターンの形成
方法は、セラミックス基板上にポジ型フォトレジスト層
を形成するフォトレジスト層形成工程と、前記ポジ型フ
ォトレジスト層にレーザ光を照射して、前記ポジ型フォ
トレジスト層に導体層形成パターン状に凹部を形成する
凹部形成工程と、凹部が形成された前記ポジ型フォトレ
ジスト層の全面に露光処理を施す露光処理工程と、前記
凹部に導体ペーストを充填する導体ペースト充填工程
と、前記凹部に充填された前記導体ペーストを乾燥さ
せ、前記導体ペースト中の固体成分を前記セラミックス
基板に接着させる接着工程と、前記ポジ型フォトレジス
ト層に現像処理を施して前記ポジ型フォトレジスト層を
消失させるフォトレジスト層消失工程と、焼成により前
記導体ペースト中の固体成分を前記セラミックス基板に
焼き付ける焼付工程とを含むことを特徴としている
（２）。

【００１７】また本発明に係る厚膜微細パターンの形成
方法は、セラミックス基板上にポジ型フォトレジスト層
を形成するフォトレジスト層形成工程と、前記ポジ型フ
ォトレジスト層にレーザ光を照射して、前記ポジ型フォ
トレジスト層に導体層形成パターン状に凹部を形成する
凹部形成工程と、前記凹部に導体ペーストを充填する導
体ペースト充填工程と、前記凹部に充填された前記導体
ペーストを乾燥させ、前記導体ペースト中の固体成分を
前記セラミックス基板に接着させる接着工程と、前記接
着工程を経た前記ポジ型フォトレジスト層の全面に露光
処理を施す露光処理工程と、露光処理が施された前記ポ
ジ型フォトレジスト層に現像処理を施して前記ポジ型フ
ォトレジスト層を消失させるフォトレジスト層消失工程
と、焼成により前記導体ペースト中の固体成分を前記セ
ラミックス基板に焼き付ける焼付工程とを含むことを特
徴としている（３）。

【００１８】さらに本発明に係る厚膜微細パターンの形
成方法は、セラミックス基板上にネガ型フォトレジスト
層を形成するフォトレジスト層形成工程と、前記ネガ型
フォトレジスト層にレーザ光を照射して、前記ネガ型フ
ォトレジスト層に導体層形成パターン状に凹部を形成す
る凹部形成工程と、前記凹部に導体ペーストを充填する
導体ペースト充填工程と、前記凹部に充填された前記導
体ペーストを乾燥させ、前記導体ペースト中の固体成分
を前記セラミックス基板に接着させる接着工程と、前記
ネガ型フォトレジスト層に現像処理を施して前記ネガ型
フォトレジスト層を消失させるフォトレジスト層消失工
程と、焼成により前記導体ペースト中の固体成分を前記
セラミックス基板に焼き付ける焼付工程とを含むことを
特徴としている（４）。

【００１９】以下、上記（１）記載の厚膜微細パターン
の形成方法を図１（ａ）〜（ｆ）に基づいて説明する。

【００２０】まずフォトレジスト層形成工程として、セ
ラミックス基板１１上にポジ型フォトレジスト層１２を
形成する（図１（ａ））。

【００２１】本発明に使用するセラミックス基板１１と
しては、特に限定されず、通常セラミックス基板として
使用されるアルミナセラミックス基板（以下、アルミナ
基板と記す）の他、例えばムライトセラミックス基板、
ガラスセラミックス基板、窒化アルミニウムセラミック
ス基板等が挙げられる。

【００２２】ポジ型フォトレジスト層１２の形成方法も
特に限定されず、ポジ型フォトレジストのフィルムをセ
ラミックス基板１１に接着することによりポジ型フォト
レジスト層１２を形成する方法をとってもよい。しか
し、液状のポジ型フォトレジストを使用し、例えばロー
ルコーター法、バーコーター法、スピンコーター法、デ
ィップ法等によりセラミックス基板１１上に前記液状フ
ォトレジストを塗布した後、８５〜９０℃で３０〜４０
分程度オーブン内で熱処理して乾燥させ、固体状のポジ
型フォトレジスト層１２を形成する方法が、水平なポジ
型フォトレジスト層１２を形成することができる点、最
終的には平坦な厚膜微細パターンを形成することができ
る点からより好ましい。前記液状のフォトレジストとし
ては、例えばヘキストジャパン社製のＡＺ４９０３、Ａ
Ｚ４６２０Ａ、東京応化工業社製のＯＰレジスト、東京
エレクトロン社製のアキュトレース、日本チバガイギー
社製のプロビマー等が挙げられる。

【００２３】形成するポジ型フォトレジスト層１２の厚
みは２０〜５０μｍが好ましい。ポジ型フォトレジスト
層１２の厚みが２０μｍ未満では、後工程においてポジ
型フォトレジスト層１２に形成された凹部１５に導体ペ
ースト１６を充填することが困難になり、他方ポジ型フ
ォトレジスト層１２の厚みが５０μｍを超えると後工程
で現像処理した場合、導体層形成パターン状の凹部１５
を完全に形成することが困難になる。なお、前記液状フ
ォトレジストを用い、２０μｍから３０μｍのポジ型フ
ォトレジスト層１２をセラミックス基板１１に均一に形
成するには、前記塗布方法のうち、ロールコーター法又
はバーコーター法がより好ましい。

【００２４】次に、露光処理工程として、形成されたポ
ジ型フォトレジスト層１２の全面に紫外線１３により露
光処理を施す（図１（ｂ））。

【００２５】この全面露光処理を施す目的は、後工程で
現像処理を施すことにより、このポジ型フォトレジスト
層１２を溶解、消失させるためである。

【００２６】紫外線１３による露光処理の条件は特に限
定されず、通常半導体基板等を形成する際にポジ型フォ
トレジスト層１２に対して施す露光処理の条件と同様の
条件で行えばよい。

【００２７】次に凹部形成工程として、露光処理が施さ
れたポジ型フォトレジスト層１２にレーザ光１４を照射
して、ポジ型フォトレジスト層１２に導体層形成パター
ン状に凹部１５を形成する（図１（ｃ））。

【００２８】レーザ光１４の照射は、凹部１５が導体層
パターンになるようにポジ型フォトレジスト層１２の表
面を走査することにより行う。このとき、レーザ光１４
の強度を一定の範囲に設定することにより、セラミック
ス基板１１を傷つけることなく、照射した範囲のポジ型
フォトレジスト層１２のみを完全に分解、消失させるこ
とができる。

【００２９】このときのレーザ光１４の照射条件は、ポ
ジ型フォトレジスト層１２の材質や厚さ、セラミックス
基板１１の種類等により異なるが、例えばアルミナ基板
上に２５μｍの厚さのポジ型フォトレジスト層１２が形
成されている場合、レーザ光１４の照射強度は０．５〜
２Ｊ／ｃｍ² 程度が好ましく、またその走査速度は１〜
１０ｃｍ／ｓｅｃ程度が好ましい。エキシマレーザのエ
ネルギーはレーザの機種、使用するガスに依存するが、
ほぼ１００〜３００ｍＪ／ｃｍ² の範囲内にある。この
ため照射強度を０．５〜２Ｊ／ｃｍ² に高めるために
は、レーザ光を実際に加工したいパターンの数倍の大き
さのフォトマスクを通過させ、レンズ系でサンプル上へ
縮小投射すれば良い。この方法は、通常マスクメジャー
法と言われている。

【００３０】また、レーザ光の走査は、通常二つのミラ
ーを使用して行うが、超音波スイッチ等を用いることに
より、高速でパルス制御が可能であるので、高精度のパ
ターンを描くことができる。また、前記レーザ光の照射
パターン、すなわちミラー等の作動パターンをコンピュ
ータに記憶させておくことにより、同一のパターンを再
現性よくポジ型フォトレジスト層表面に描くことができ
る。また異なる配線パターンを形成する場合にも、ミラ
ー等の作動パターンをソフト的に変化させるだけでよい
ので、フォトリソグラフィーにより配線パターンを形成
する場合のように異なるパターン毎にフォトマスクを作
製する必要がなく、少量多品種生産の場合、特にコスト
的にも有利である。

【００３１】なお、レーザ光を照射した際に加工周辺に
炭素が付着することがあるが、これはトルエン、キシレ
ン等の溶剤でふきとったり、前記溶剤で超音波洗浄すれ
ば良い。ここで、トルエン、キシレンはフォトレジスト
を溶解することはないので、加工部の形状が崩れること
はない。

【００３２】レーザ光１４を照射するために用いるレー
ザは、上記した条件を満足することができるのもであれ
ば特に限定されないが、その具体例としては、例えばエ
キシマレーザ、ＹＡＧレーザ等が挙げられるが、これら
の中ではエキシマレーザが好ましい。

【００３３】本発明では、ポジ型フォトレジスト層１２
に凹部１５を形成するためにレーザを使用しているの
で、フォトリソグラフィーにより凹部１５を形成する方
法と比較して、凹部１５の形状やその幅をコントロール
し易く、その幅が１０〜２５μｍ程度で、凹部同士の間
隔が１５μｍ程度まで近づいた凹部１５をポジ型フォト
レジスト層１２に形成することができる。

【００３４】次に導体ペースト充填工程として、ポジ型
フォトレジスト層１２に形成された凹部１５に導体ペー
スト１６を充填する（図１（ｄ））。

【００３５】導体層パターン形成用の導体としては、通
常セラミックス基板等の配線に使用される公知の導体材
料を使用することができるが、その具体例として、例え
ばＷ、Ｍｏ−Ｍｎ、Ａｕ、Ａｇ−Ｐｄ、Ｃｕ等が挙げら
れる。本発明では、後の工程でポジ型フォトレジスト層
１２を焼成により分解、消失させる工程がないので、前
記したＣｕ等の安価な導体材料を使用することができ、
安価に導体層パターン１８を形成することができる。

【００３６】導体ペースト１６の溶剤には、ポジ型フォ
トレジスト層１２を溶解しないものを用いる必要があ
る。これは、ポジ型フォトレジスト層１２を溶解する溶
剤を用いて導体ペースト１６を調製した場合、ポジ型フ
ォトレジスト層１２の凹部１５に導体ペースト１６を充
填すると、ポジ型フォトレジスト層１２が前記溶剤に溶
解し、凹部１５の形状が崩れるためである。ポジ型フォ
トレジスト層１２を溶解しない溶剤としては、例えばト
ルエン、キシレン、ショウノウ油、テレビン油、パイン
油等の炭化水素系溶剤が挙げられる。

【００３７】また、導体ペースト１６に使用される樹脂
（バインダー）は、後工程で用いられる現像液に溶解し
ないものである必要がある。これは、ポジ型フォトレジ
スト層１２に形成された凹部１５に導体ペースト１６を
充填、乾燥した後、このポジ型フォトレジスト層１２を
現像液に接触させて溶解、消失させる工程において、残
存した溶剤によって導体ペースト１６が現像液に溶解し
ないようにするためである。現像液は通常水溶液である
ので、導体ペースト１６に用いられる樹脂は非水溶性の
樹脂である必要がある。前記樹脂の具体例としては、例
えばエチルセルロース、アクリル樹脂、メタクリル樹脂
等が挙げられる。

【００３８】以上の理由から本発明に使用される導体ペ
ースト１６としては、例えば上記導体粉末を８０〜９２
ｗｔ％、前記アクリル樹脂等の樹脂を２〜６ｗｔ％及び
トルエン等の溶剤を２〜１８ｗｔ％含む組成からなるも
のが好ましく、その他に基板との密着性を向上させるた
めにガラスやセラミックス等の材料が少量添加されてい
てもよい。

【００３９】上記した組成の導体ペースト１６をポジ型
フォトレジスト層１２の凹部１５に充填する方法として
は、図１（ｄ）に示したように、フッ素樹脂製のヘラ１
７を用い、導体ペースト１６を凹部１５に直接擦り込む
ようにすればよい。なお、凹部１５以外のポジ型フォト
レジスト層１２の表面に導体ペースト１６が残存した場
合には、導体ペースト１６の付着していないフッ素樹脂
製のヘラ１７を用いて掻き取ることにより殆ど除去する
ことができる。さらに、前記操作によっても除去できな
い極薄い導体ペースト１６の層が存在する場合は、導体
ペースト１６を乾燥させた後、ラッピングフィルムを用
いて研磨することにより除去することができる。

【００４０】次に接着工程として、凹部１５に充填され
た導体ペースト１６を乾燥させ、導体ペースト１６中の
固体成分をセラミックス基板１１に接着させる。

【００４１】この工程では、導体ペースト１６中の溶剤
成分を蒸発させ、同時に加熱処理を施すことによって、
導体ペースト１６中の導体成分を樹脂を介してセラミッ
クス基板１１表面に接着させる。

【００４２】その後フォトレジスト層消失工程として、
ポジ型フォトレジスト層１２に現像処理を施すことによ
りポジ型フォトレジスト層１２を消失させる（図１
（ｅ））。

【００４３】前述した露光処理工程において、ポジ型フ
ォトレジスト層１２には露光処理が施されているので、
現像液を用いて現像処理を施すことにより、このポジ型
フォトレジスト層１２は現像液に溶解して消失する。前
記現像処理の条件として特別の条件は必要ない。また導
体ペースト１６のバインダには非水溶性樹脂が使用され
ているため、導体層パターンに形成された導体ペースト
１６の乾燥体の形状が崩れることはない。

【００４４】一方、従来から行われているポジ型フォト
レジスト層１２を酸化性雰囲気中で燃焼させることによ
り除去する方法を採用した場合、多量の樹脂を燃焼、消
失させなければならないので、導体材料やセラミックス
基板１１にとって過酷な条件が必要となり、Ｃｕ、Ｍｎ
−Ｍｏ等の安価な金属を配線材料として用いることがで
きず、またセラミックス基板１１自体も酸化ダメージが
大きくなる。

【００４５】しかし本発明では、上記した湿式法により
ポジ型フォトレジスト層１２を溶解、消失させるので、
導体として前記した安価な金属を用いることができ、セ
ラミックス基板１１が酸化ダメージを受けることもな
い。

【００４６】最後に焼付工程として、焼成を行うことに
より、セラミックス基板１１に接着されている導体を含
む導体ペースト１６中の有機成分を分解、消失させ、導
体ペースト１６中の導体成分をセラミックス基板１１に
焼き付け、導体層パターン１８を形成する（図１
（ｆ））。

【００４７】この場合の焼成条件は、セラミックス基板
１１の種類や導体ペースト１６中の導体成分の種類等に
より異なるが、導体ペースト１６に含まれている有機物
質が十分に分解、消失し、さらに前記導体がセラミック
ス基板１１にしっかり接着される条件が必要となる。し
かし、導体ペースト１６中の有機成分の量はポジ型フォ
トレジスト層１２と比較すると格段に少ないので、窒素
ガスや窒素と水素の混合ガス等の中性又は還元性の雰囲
気中で熱処理を行うことにより、十分に有機成分を分
解、消失させることができる。

【００４８】上記した工程を経ることにより、セラミッ
クス基板１１上に導体材料からなる導体層パターン１８
を形成することができる。

【００４９】この導体層パターン１８には、適宜Ｎｉめ
っきやＡｕめっきを施してもよく、またＣｒやＣｕ等を
蒸着させてもよい。

【００５０】上記した本発明の導体層パターンの形成方
法は、セラミックス基板１１に微細配線を形成する方法
に適用することができる他、フリップチップ方式によ
り、例えばセラミックス基板１１に集積回路装置等を実
装する場合、接続用のパッドとして用いられるバンプを
セラミックス基板１１に形成する方法としても用いるこ
とができる。

【００５１】次に、上記（２）又は（３）記載の厚膜微
細パターンの形成方法について説明する。上記（２）又
は（３）記載の厚膜微細パターンの形成方法では、紫外
線１３による全面露光処理の工程の順序が上記（１）記
載の厚膜微細パターンの形成方法と異なるのみであり、
全面露光処理の条件は上記（１）記載の方法と同様の条
件でよく、その他の条件も（１）記載の方法と同様の条
件でよい。

【００５２】次に、上記（４）記載の厚膜微細パターン
の形成方法について説明する。この上記（４）記載の方
法では、フォトレジストとしてネガ型のフォトレジスト
を用いる。このネガ型フォトレジストは、紫外線１３を
照射しない限り現像処理によって溶解、消失させること
ができるので、上記（４）記載の方法においては紫外線
を照射する必要がない。従って、フォトレジスト層形成
工程でネガ型フォトレジストを用いる点、及び紫外線に
よる露光処理工程がない点以外は、上記（１）記載の方
法と同様の方法及び条件でセラミックス基板１１に導体
層パターン１８を形成することができる。この場合に用
いるネガ型フォトレジストとしては、例えばサンノプコ
製のノプコキュア Ｌ−１０２０，１５２０、東京応化
工業製のＰＭＥＲ Ｎ−ＨＣ６００等が挙げられ、現像
液としては、例えば１，１，１−トリクロロエタン、サ
ンノプコ製のＳＮ−ＯＸ２８９２、東京応化工業製のＰ
ＭＥＲ Ｎ−Ａ５等が挙げられる。

【００５３】

【作用】上記（１）記載の厚膜微細パターンの形成方法
によれば、前記フォトレジスト層形成工程及び前記凹部
形成工程においてセラミックス基板上に形成されたフォ
トレジスト層にレーザにより凹部を形成するので、フォ
トリソグラフィー法により凹部を形成する方法と比較し
て、フォトマスクを使用することなく、より微細で凹部
間の間隔が狭い導体層形成パターン状の凹部が形成さ
れ、前記導体ペースト充填工程において導体層パターン
状に導体ペースト層が形成され、前記凹部に充填された
導体ペーストのパターンが崩れたり、変形したりするこ
ともない。また前記フォトレジスト層消失工程において
は湿式プロセスによりフォトレジスト層を溶解、消失さ
せるので、前記焼付工程においては残った導体ペースト
の乾燥体のみを中性又は還元性雰囲気で焼成することが
可能になり、配線間の間隔が２５μｍ以下でかつ大電流
にも対応可能な、高精度の厚膜微細パターンが安価に形
成される。

【００５４】また、上記（２）、（３）及び（４）記載
の厚膜微細パターンの形成方法においても、上記（１）
記載の厚膜微細パターンの形成方法の場合と同様の作用
が得られる。また、（４）記載の方法では、ネガ型フォ
トレジストを使用しているので、露光処理の工程を必要
としない。

【００５５】

【実施例及び比較例】以下、本発明に係る厚膜微細パタ
ーンの形成方法の実施例及び比較例を説明する。

【００５６】［実施例１］アルミナ基板上の全面に液状
ポジ型レジスト（ヘキストジャパン社製 ＡＺ４９０
３）をバーコーター法にて膜厚が２５μｍとなるように
塗布し、これを９０℃に保持したオーブン内に３０分入
れておくことにより乾燥させ、固体状のポジ型フォトレ
ジスト層を形成した。

【００５７】次に、前記ポジ型フォトレジスト層の全面
に紫外線を露光量が８００ｍＪ／ｃｍ² の条件で照射し
た。

【００５８】次に、お互いに直角方向に操作できる２本
のミラーを備えたエキシマレーザ（ＫｒＦ、４８ｎｍ）
を用い、前記ミラーをコンピュータ制御することにより
所定の導体層形成パターンになるように、照射強度１Ｊ
／ｃｍ² 、走査速度１ｃｍ／ｓｅｃで前記ポジ型フォト
レジスト層の表面にレーザ光を照射し、照射された部分
の前記ポジ型フォトレジスト層を下地のアルミナ基板が
露出するまで分解、消失させた。この結果、前記ポジ型
フォトレジスト層に、幅が１５μｍ、配線間の間隔が１
５μｍの凹部が形成された。

【００５９】次に、フッ素樹脂製のヘラを用い、粒径１
μｍの銅粉末が８１ｗｔ％、軟化点５００℃の鉛ホウケ
イ酸ガラスフリットが４ｗｔ％、アクリル樹脂をパイン
油に溶解したビヒクルが１５ｗｔ％からなる導体ペース
トを少量前記ポジ型フォトレジスト層の表面に置いた
後、擦り込むようにして前記凹部に前記導体ペーストを
充填した。さらに前記導体ペーストの付着していないフ
ッ素樹脂製のヘラを用い、前記ポジ型フォトレジスト層
に付着した不要な導体ペーストを除去した。

【００６０】次に、９０℃で５分間加熱することにより
前記ポジ型フォトレジスト層中の前記導体ペーストを乾
燥させ、前記導体ペースト中の樹脂成分を前記アルミナ
基板に接着させた。その後、前記ポジ型フォトレジスト
層の表面を１μｍのアルミナ砥粒が被着したラッピング
フィルムで研磨することにより前記不要導体ペーストを
完全に除去した。

【００６１】次に、現像液（ヘキストジャパン社 ＡＺ
４００Ｋ）に前記ポジ型フォトレジスト層を有する前記
アルミナ基板を浸漬し、揺動させることにより現像処理
を施し、前記ポジ型フォトレジスト層を溶解、消失さ
せ、前記導体ペーストの乾燥体のみを前記アルミナ基板
上に残した。

【００６２】次いで、純窒素雰囲気中、最高温度９００
℃で１０分間保持する工程を含む７０分の焼成処理を行
うことにより、前記導体ペースト中の有機物を分解、消
失させ、かつ前記導体成分を前記アルミナ基板に焼き付
けて、Ｃｕ配線パターンを形成した。

【００６３】最終的に形成したＣｕ配線の精度を走査型
電子顕微鏡にて調査し、線幅が１４μｍ、配線間の間隔
が１６μｍ、膜厚が１０μｍと極めて微細で高い精度の
導体層形成パターンが形成されていることを確認した。

【００６４】［実施例２］導体ペースト中の導体成分を
平均粒径０．５μｍのＭｏ粉末：６４ｗｔ％、平均粒径
３μｍのＭｎ粉末：１６ｗｔ％、パイン油系のビヒクル
に溶解したアクリル樹脂：２０ｗｔ％とし、焼付工程に
おける焼成条件として、微量の水蒸気を含む窒素（９０
ｖｏｌ％）と水素（１０ｖｏｌ％）の雰囲気中、１５０
０℃に加熱する条件を選んだ以外は、実施例１の場合の
条件と同様の方法及び条件を採用し、アルミナ基板上に
Ｍｏ−Ｍｎ系微細配線を形成した。

【００６５】製造されたアルミナ基板上のＭｏ−Ｍｎ系
配線の精度を調査したところ、線幅が１３μｍ、配線間
の間隔が１７μｍ、膜厚が１０μｍと極めて微細で高い
精度の導体層形成パターンが形成されていることを確認
することができた。

【００６６】［実施例３］アルミナ基板（表面粗さ ±
３μｍ）上に、液状のネガ型フォトレジスト（東京応化
工業製 ＰＭＥＲ Ｎ−ＨＣ６００）を用いて、バーコ
ーター法により、厚さが約２５μｍのネガ型フォトレジ
スト層を形成し、乾燥させ、固体状のネガ型フォトレジ
スト層を形成した。

【００６７】その後、実施例１で用いたエキシマレーザ
（ＫｒＦ、４８ｎｍ）を使用し、所定のバンプ形成パタ
ーンになるように、照射強度１Ｊ／ｃｍ² 、走査速度１
ｃｍ／ｓｅｃで前記ネガ型フォトレジスト層の表面にレ
ーザ光を照射し、照射された前記ネガ型フォトレジスト
層を下地のアルミナ基板が露出するまで前記フォトレジ
スト層を分解、消失させて除去した。この結果、前記ネ
ガ型フォトレジスト層にバンプ直径が２０μｍ、バンプ
間のピッチが２０μｍのバンプ形成パターン状の凹部が
形成された。

【００６８】次いで、導体材料としてＭｏとＭｎ（平均
粒径は共に３μｍ）とが８０：２０（重量比）の割合で
混合された粉末を８５ｗｔ％含有し、その他にアクリル
樹脂を５ｗｔ％及びテレビン油を１０ｗｔ％含有する導
体ペーストを用い、実施例１の場合と同様にフッ素樹脂
製のヘラにより前記導体ペーストを前記ネガ型フォトレ
ジスト層の前記凹部に充填した。

【００６９】次に、前記凹部に充填された前記導体ペー
ストを９０℃に加熱することにより乾燥させ、前記導体
ペースト中のアクリル樹脂を前記アルミナ基板に接着さ
せた。

【００７０】次いで、現像液（東京応化工業製のＰＭＥ
Ｒ Ｎ−Ａ５）中に前記ネガ型フォトレジスト層を有す
る前記アルミナ基板を浸漬し、揺動させて現像処理を施
し、前記ネガ型フォトレジスト層を溶解、消失させ、前
記導体ペーストの乾燥体のみを前記アルミナ基板上に残
した。

【００７１】次いで、微量水蒸気を含む窒素−水素混合
ガス雰囲気中、１５００℃で焼成することにより、前記
導体ペースト中の有機物を分解、消失させ、かつ導体成
分をアルミナ基板に焼き付けて、バンプを形成した。

【００７２】その後、このバンプ表面にＮｉめっき及び
Ａｕめっきを施した。

【００７３】得られたバンプの高さを東京精密製のｓｕ
ｒｆｃｏｍ １１２Ｂにより測定したところ、そのばら
つきは２μｍ以内と極めて均一化されており、バンプ間
の短絡も全く認められなかった。また、このバンプが形
成されたアルミナ基板を用い、フリップチップ方式によ
り集積回路装置を実装したところ、アルミナ基板上に形
成された前記バンプと集積回路装置に形成されたバンプ
との接続不良は全く認められなかった。

【００７４】

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る上記
（１）〜（４）に記載の厚膜微細パターンの形成方法に
あっては、セラミックス基板上に、容易なプロセスに
て、配線間の間隔が１００μｍ以下でかつ大電流にも対
応可能な、高精度の厚膜微細パターンを安価に形成する
ことができる。また、従来のようにフォトマスクを用い
る必要がないので、多種類のパターンも低コストで形成
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｆ）は実施例に係る厚膜微細パター
ンの形成方法における各工程を模式的に示した断面図で
ある。

【符号の説明】

１１ セラミックス基板 １２ ポジ型フォトレジスト層 １４ レーザ光 １５ 凹部 １６ 導体ペースト １８ 導体層パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇野 孝一 山口県美祢市大嶺町東分字岩倉2701番１ 株式会社住友金属セラミックス内 (72)発明者 中田 好和 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミックス基板上にポジ型フォトレジ
   スト層を形成するフォトレジスト層形成工程と、 前記ポジ型フォトレジスト層の全面に露光処理を施す露
   光処理工程と、 露光処理が施された前記ポジ型フォトレジスト層にレー
   ザ光を照射して、前記ポジ型フォトレジスト層に導体層
   形成パターン状に凹部を形成する凹部形成工程と、 前記凹部に導体ペーストを充填する導体ペースト充填工
   程と、 前記凹部に充填された前記導体ペーストを乾燥させ、前
   記導体ペースト中の固体成分を前記セラミックス基板に
   接着させる接着工程と、 前記ポジ型フォトレジスト層に現像処理を施して前記ポ
   ジ型フォトレジスト層を消失させるフォトレジスト層消
   失工程と、 焼成により前記導体ペースト中の固体成分を前記セラミ
   ックス基板に焼き付ける焼付工程とを含むことを特徴と
   する厚膜微細パターンの形成方法。
2. 【請求項２】 セラミックス基板上にポジ型フォトレジ
   スト層を形成するフォトレジスト層形成工程と、 前記ポジ型フォトレジスト層にレーザ光を照射して、前
   記ポジ型フォトレジスト層に導体層形成パターン状に凹
   部を形成する凹部形成工程と、 凹部が形成された前記ポジ型フォトレジスト層の全面に
   露光処理を施す露光処理工程と、 前記凹部に導体ペーストを充填する導体ペースト充填工
   程と、 前記凹部に充填された前記導体ペーストを乾燥させ、前
   記導体ペースト中の固体成分を前記セラミックス基板に
   接着させる接着工程と、 前記ポジ型フォトレジスト層に現像処理を施して前記ポ
   ジ型フォトレジスト層を消失させるフォトレジスト層消
   失工程と、 焼成により前記導体ペースト中の固体成分を前記セラミ
   ックス基板に焼き付ける焼付工程とを含むことを特徴と
   する厚膜微細パターンの形成方法。
3. 【請求項３】 セラミックス基板上にポジ型フォトレジ
   スト層を形成するフォトレジスト層形成工程と、 前記ポジ型フォトレジスト層にレーザ光を照射して、前
   記ポジ型フォトレジスト層に導体層形成パターン状に凹
   部を形成する凹部形成工程と、 前記凹部に導体ペーストを充填する導体ペースト充填工
   程と、 前記凹部に充填された前記導体ペーストを乾燥させ、前
   記導体ペースト中の固体成分を前記セラミックス基板に
   接着させる接着工程と、 前記接着工程を経た前記ポジ型フォトレジスト層の全面
   に露光処理を施す露光処理工程と、 露光処理が施された前記ポジ型フォトレジスト層に現像
   処理を施して前記ポジ型フォトレジスト層を消失させる
   フォトレジスト層消失工程と、 焼成により前記導体ペースト中の固体成分を前記セラミ
   ックス基板に焼き付ける焼付工程とを含むことを特徴と
   する厚膜微細パターンの形成方法。
4. 【請求項４】 セラミックス基板上にネガ型フォトレジ
   スト層を形成するフォトレジスト層形成工程と、 前記ネガ型フォトレジスト層にレーザ光を照射して、前
   記ネガ型フォトレジスト層に導体層形成パターン状に凹
   部を形成する凹部形成工程と、 前記凹部に導体ペーストを充填する導体ペースト充填工
   程と、 前記凹部に充填された前記導体ペーストを乾燥させ、前
   記導体ペースト中の固体成分を前記セラミックス基板に
   接着させる接着工程と、 前記ネガ型フォトレジスト層に現像処理を施して前記ネ
   ガ型フォトレジスト層を消失させるフォトレジスト層消
   失工程と、 焼成により前記導体ペースト中の固体成分を前記セラミ
   ックス基板に焼き付ける焼付工程とを含むことを特徴と
   する厚膜微細パターンの形成方法。