(57)【要約】【課題】薄膜抵抗体等の素子を、短時間で効率的に且つ高精度に形成する。【解決手段】本発明の電気的膜体の製造方法は、膜体を所望の電気的特性に合わせた形状にして形成する電気的膜体の製造方法において、基板層に電気的膜体を成膜する成膜工程と、当該成膜工程で成膜した電気的膜体の面内の電気的特性を測定する電気的特性測定工程と、当該電気的特性測定工程で測定した電気的特性を基に電気的膜体の形状を設定する電気的膜体形状設定工程と、当該電気的膜体形状設定工程で設定した形状の電気的膜体を形成する電気的膜体形成工程とを備えて構成された。【選択図】  図７
2014053567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜体を所望の電気的特性に合わせた形状にして形成する電気的膜体の製造方法において、
基板層に電気的膜体を成膜する成膜工程と、
当該成膜工程で成膜した電気的膜体の面内の電気的特性を測定する電気的特性測定工程と、
当該電気的特性測定工程で測定した電気的特性を基に電気的膜体の形状を設定する電気的膜体形状設定工程と、
当該電気的膜体形状設定工程で設定した形状の電気的膜体を形成する電気的膜体形成工程と
を備えて構成されたことを特徴とする電気的膜体の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電気的膜体の製造方法において、
上記成膜工程で上記基板層の電気的膜体が当該基板層の全面に形成され、
上記電気的特性測定工程で上記電気的膜体内全域の電気的特性を測定し、
上記電気的膜体形状設定工程で上記電気的膜体内の各電気的膜体形成位置の電気的特性に応じて電気的膜体の形状を設定し、
上記電気的膜体形成工程で上記各電気的膜体形成位置に応じて設定された形状の電気的膜体を形成することを特徴とする電気的膜体の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電気的膜体の製造方法において、
上記電気的膜体が、抵抗体であり、上記電気的特性が、抵抗値であることを特徴とする電気的膜体の製造方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の電気的膜体の製造方法において、
上記電気的膜体が、コンデンサ若しくはキャパシタの電極であり、上記電気的特性が、静電容量又は誘電率であることを特徴とする電気的膜体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜体を所望の電気的特性に合わせた形状や大きさにして形成した電気的膜体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年は、配線基板の回路の高密度化により、抵抗体等も薄膜により形成される。さらに、配線基板も多層化している。このような例としては、特許文献１に記載のコンデンサ付き回路基板及び該回路基板を用いた多層回路基板や、特許文献２に記載の素子内蔵多層配線板がある。
【０００３】
特許文献１の多層回路基板は、絶縁基板の表面に印刷コンデンサが形成されてなるコンデンサ付き回路基板である。上記印刷コンデンサは、上記絶縁基板の表面に銅箔によって形成された第１の電極と、上記第１の電極の上に誘電ペーストを用いて形成された誘電層と、上記誘電層の上に導電塗料を用いて形成された第２の電極とから構成されている。
【０００４】
特許文献２の素子内蔵多層配線板は、第１の配線パターンが形成されたコア基材と、第１の配線パターンを有する面側の前記コア基材上に塗布・形成されており、接続用有底孔を穿設した絶縁層と、絶縁層の表面に形成した、少なくとも１つの内蔵素子及び内蔵素子と接続されていない第２の配線パターンとを備えている。第１、第２の配線パターン間は、接続用有底孔を介して電気的に接続され、内蔵素子は、少なくとも他のいかなる内蔵素子とも電気的、磁気的に接続されておらず、その特性を個別に調整可能に構成されている。
【０００５】
このような基板では、配線等は以下のようにして形成される。ここでは、配線等の１つとして、薄膜状の抵抗体を例に説明する。
【０００６】
抵抗体１は、図１に示すように構成されている。図１中の２は有機絶縁層３上に形成された抵抗体薄膜部である。この抵抗体薄膜部２はフォトリソ法等で形成される。抵抗体薄膜部２の両端には電極部４が設けられている。この電極部４はめっき等で形成されている。
【０００７】
この抵抗体１の製造方法を図２、および図３に示す。図２は抵抗体１の製造工程を示す模式図である。図３は抵抗体１の製造工程を示すフローチャートである。以下では、図２に基づいて説明しながら、適宜図３のフローチャートに言及する。
【０００８】
まず、図２（ａ）のように、基板層である有機絶縁層３上に抵抗体薄膜７を成膜する(ステップＳ１)。次いで、図２（ｂ）のように、狙いの膜厚（目標膜厚）に基づく所定の線幅データ（理論的に計算した線幅データ）を用いたフォトリソグラフィーで、フォトレジスト層８を形成する(ステップS２)。
【０００９】
次いで、図２（ｃ）のように、エッチングによる抵抗体膜７のパターニングを行う(ステップS３)。その後、図２（ｄ）のように、フォトレジスト層８を剥離して、さらに電極９を形成する(ステップS４)。そして、図２（ｅ）のように、電極９にプローブ１０を接触させ、電流を印加し電圧を測定して抵抗値を確認する(ステップＳ５)。
【００１０】
他の配線等も同様にして形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平０８−１２５３０２号公報
【特許文献２】特開２００３−１７８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところが、上述のような多層配線基板においては、所定の装置条件で成膜し、設計どおりのパターン幅で抵抗体等のパターンを形成しても、成膜されるスパッタ膜等の特性（シート抵抗等）にばらつきが生じることがある。即ち、下地の有機絶縁層等の表面状態が不均一であったり、絶縁膜の厚みにばらつきがあったりすると、シート抵抗等の特性にばらつきが生じることがある。
【００１３】
そして、複数の抵抗体を形成する場合は、図４（ａ）（ｂ）のように抵抗値の分布にばらつきが少なくて、規格中心の抵抗値を有する薄膜抵抗体が多く、許容範囲内（規格上限及び下限の範囲内）に収まるのが目標である。しかし、実際には図５（ａ）（ｂ）のように、抵抗値の分布が規格下限側に偏った薄膜抵抗体が多かったり、図６（ａ）（ｂ）のように、抵抗値の分布が規格上限側に偏った薄膜抵抗体が多かったりすると、規格外のものが少なからず生じてしまうことがある。
【００１４】
このため、従来の製造方法では、シート抵抗等の特性がばらつくと、最終的に形成された抵抗体の抵抗値等の特性が基板面内で場所によってばらつき、所望の基準値を満たすことができなくなる。
【００１５】
こうした場合、例えば、形成した薄膜抵抗体にレーザー光を照射してその一部を除去するトリミングを行う等によって抵抗値を調整する必要がある。しかしながら、配線基板上に形成する薄膜抵抗体の数が多かったり、上述したように抵抗値のばらつきが大きかったりした場合、この抵抗値の調整に時間等を要することとなり、配線基板の製造時間やコストに影響が及ぶ。
【００１６】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、抵抗値等の特性分布のばらつきにかかわらず、目標とする特性に合わせた素子を、短時間で効率的に、低コストで且つ高精度に形成できる電気的膜体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明に係る電気的膜体の製造方法は、膜体を所望の電気的特性に合わせた形状にして形成する電気的膜体の製造方法において、基板層に電気的膜体を成膜する成膜工程と、当該成膜工程で成膜した電気的膜体の面内の電気的特性を測定する電気的特性測定工程と、当該電気的特性測定工程で測定した電気的特性を基に電気的膜体の形状を設定する電気的膜体形状設定工程と、当該電気的膜体形状設定工程で設定した形状の電気的膜体を形成する電気的膜体形成工程とを備えて構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る電気的膜体の製造方法では、薄膜抵抗体等の素子を、短時間で効率的に且つ高精度に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】薄膜抵抗体を示す平面図である。
【図２】従来の薄膜抵抗体の製造工程を示す模式図である。
【図３】従来の薄膜抵抗体の製造工程を示すフローチャートである。
【図４】抵抗値の分布にばらつきが少なくて、規格中心の抵抗値を有する薄膜抵抗体が多く、許容範囲内（規格上限及び下限の範囲内）に収まる状態を示す抵抗値分布及びグラフである。
【図５】抵抗値の分布が規格下限側に偏った薄膜抵抗体が多い状態を示す抵抗値分布及びグラフである。
【図６】抵抗値の分布が規格上限側に偏った薄膜抵抗体が多い状態を示す抵抗値分布及びグラフである。
【図７】本発明の実施形態に係る薄膜抵抗体の製造工程を示す模式図である。
【図８】本発明の実施形態に係る薄膜抵抗体の製造工程を示すフローチャートである。
【図９】有機絶縁層に抵抗体の薄膜とフォトレジストを形成した状態を示す平面図である。
【図１０】薄膜抵抗体を９個のブロックに分けて、各ブロックごとに、フォトレジストを形成し、抵抗体薄膜を形成した状態を示す平面図である。
【図１１】９箇所の薄膜抵抗体形成位置のシート抵抗値に基づいて設定した抵抗体の形状に、フォトレジストを形成した状態を示す平面図である。
【図１２】エッチングによる抵抗体薄膜のパターニングを行った状態を示す平面図である。
【図１３】電極を形成した状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態に係る電気的膜体の製造方法について、添付図面を参照しながら説明する。本実施形態の電気的膜体の製造方法は、種々の薄膜形成方法に適用することができるが、以下ではフォトリソ法を例に説明する。フォトリソ法では、フォトマスクに描かれた素子・回路のパターンを焼き付ける露光装置等が用いられる。まずスピンコーターや吹き付け等で、絶縁層上にフォトレジストが形成され、このフォトレジストが感光されて、フォトマスクに描かれた素子・回路パターンが焼き付けられる。そして、エッチングにより不要な部分が除去されて、さらにめっき等で電極等が形成される。このフォトリソ法を用いて、本実施形態の電気的膜体の製造方法を説明する。以下では、電気的膜体として薄膜抵抗体を例に説明する。
【００２１】
[第１実施形態]
まず、本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態の薄膜抵抗体の製造方法は、薄膜の面内の抵抗値を測定して薄膜の面内での抵抗値の分布を測定し、各抵抗体形成位置（電気的膜体形成位置）の抵抗値を基に抵抗体の薄膜体の形状を設定して、薄膜の抵抗体を形成するものである。この抵抗体の製造方法を図７、８に示す。図７は抵抗体の製造工程を示す模式図である。図８は抵抗体の製造工程を示すフローチャートである。以下では、図７に基づいて説明しながら、適宜図８のフローチャートに言及する。 
本実施形態の薄膜抵抗体の製造方法は、成膜工程と、電気的特性測定工程と、電気的膜体形状設定工程としての薄膜抵抗体形状設定工程と、電気的膜体形成工程としての薄膜抵抗体形成工程とを備えて構成されている。
【００２２】
成膜工程は、基板層に薄膜を成膜する工程である。成膜工程では、図７（ａ）のように、基板層である有機絶縁層１６上に抵抗体薄膜１７を成膜する(ステップＳ１１)。この抵抗体薄膜１７の母材となる材料としては、例えばCr、NiP、NiCr、NiB、Ni、Ta、TaN、Ti、TiO若しくはそれらを含む合金材料がある。抵抗体の母材となる薄膜の形成は、スパッタ法、蒸着法、無電解めっき法、電界めっき法、ナノペーストコーティング法、若しくはこれらの複合方法がある。
【００２３】
次いで、図７（ｂ）のように、抵抗体薄膜１７の上面全面にフォトレジスト１８を形成する。
【００２４】
電気的特性測定工程は、上記成膜工程で成膜した薄膜の面内の抵抗値を測定する工程である。電気的特性測定工程では、抵抗体の抵抗体形成位置近傍に測定用のパターンを形成して、直接抵抗体の抵抗体形成位置近傍の抵抗値を測定する。
【００２５】
具体的には、図７（ｃ）のように、抵抗体測定用パターンを任意に設定して、フォトリソグラフィーで、フォトレジスト１８を抵抗体測定用パターンに形成する(ステップS１２)。
【００２６】
次いで、図７（ｄ）のように、パターンエッチングにより、抵抗体膜１７を抵抗体測定用パターンに形成し(ステップS１３)。フォトレジスト１８を除去して抵抗体１９（図７（ｅ）参照）を形成する。
【００２７】
次いで、図７（ｅ）のように、抵抗体１９にプローブ２０を接触させて電流印加及び電圧測定により抵抗体測定用パターンの抵抗値を測定する(ステップＳ１４)。さらに、この抵抗体測定用パターンの線長及び線幅を測定する(ステップＳ１５)。
【００２８】
次いで、薄膜抵抗体形状設定工程に移る。薄膜抵抗体形状設定工程は、上記電気的特性測定工程で測定した抵抗値を基に薄膜抵抗体の形状を設定する工程である。上記抵抗体測定用パターンの測定結果からシート抵抗値を計算して、薄膜抵抗体の形状を設定する。
【００２９】
具体的には、上記抵抗体測定用パターンの抵抗値、線長及び線幅から、薄膜抵抗体の形成位置のシート抵抗値を計算する(ステップＳ１６)。このシート抵抗値から、抵抗体測定用パターンの線長、線幅を補正して、所定の抵抗値になるように抵抗体の線長、線幅を計算する(ステップＳ１７)。なお、抵抗体の長さが予め決められている場合は、線幅のみを計算する。
【００３０】
次いで、上記補正線長及び補正線幅に基づいて抵抗体の寸法及び形状を設定し、この抵抗体の寸法及び形状に基づいてフォトリソデータを作成する(ステップＳ１８)。
【００３１】
次いで、薄膜抵抗体形成工程に移る。薄膜抵抗体形成工程は、上記薄膜抵抗体形状設定工程で設定した形状の薄膜抵抗体を形成する工程である。この薄膜抵抗体形成工程では、まず図７（ｆ）のように、再度フォトレジスト１８を抵抗体薄膜１７の上面全面に形成して、抵抗体の形状のフォトレジスト１８を形成する(ステップS１９)。即ち、上記抵抗体の寸法及び形状に基づいて作成したフォトリソデータを基にした補正線長及び補正線幅のパターンデータを用いたフォトリソグラフィーで、抵抗体の形状のフォトレジスト１８を形成する。
【００３２】
次いで、図７（ｇ）のように、エッチングによる抵抗体膜１７のパターニングを行う(ステップS２０)。その後、図７（ｈ）のように、フォトレジスト１８を剥離して、電極２１を形成し(ステップS２１)、図７（ｉ）のように、電極２１にプローブ２０を接触させて電流を印加し電圧を測定して抵抗値を確認する(ステップＳ２２)。
【００３３】
以上により、抵抗値の分布にばらつきがある抵抗体薄膜１７上に、そのばらつきを吸収して、設定抵抗値の薄膜抵抗体２２を、短時間で効率的にかつ高精度に形成することができるようになる。
【００３４】
[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態の電気的膜体の製造方法は、多数の薄膜抵抗体を同時に製造するための製造方法である。
【００３５】
有機絶縁層上の全面に抵抗体薄膜１７を形成したのち、基板面内全域の薄膜シート抵抗の分布を測定し、その面内分布を、抵抗体パターニングをするためのフォトリソグラフィーデータに反映する。具体的には、シート抵抗値の面内分布に合わせて、所望の抵抗値の抵抗体が形成できるように、基板面内の個々の抵抗体形成位置で、抵抗体の線長及び線幅を調整する。これにより、各抵抗体の抵抗値のばらつきを、基板全面で一括して吸収し、ばらつきの少ない高精度の抵抗体を効率的に得ることができる。しかも、一度に多数の抵抗体を得ることができる。
【００３６】
本実施形態の電気的膜体の製造方法は、上記第１実施形態の電気的膜体の製造方法を多数の抵抗体に適用下ものである。具体的には、本実施形態の電気的膜体の製造方法は、基板層に薄膜を当該基板層の全面に成膜する成膜工程と、当該成膜工程で成膜した薄膜の面内全域の抵抗値を測定する電気的特性測定工程と、当該電気的特性測定工程で測定した上記薄膜内の各抵抗体形成位置の抵抗値に応じて薄膜体の形状を設定する電気的膜体形状設定工程と、当該電気的膜体形状設定工程で上記各抵抗体形成位置に応じて設定された形状の薄膜抵抗体を形成する薄膜体形成工程とを備えて構成された。
【００３７】
本実施形態の電気的膜体の製造方法を、図９〜１３に基づいて説明する。本実施形態でも薄膜体として抵抗体を用いて説明する。なお、個々の処理及び抵抗体の構成は、第１実施形態の抵抗体２２と同様であるので、同一部材には同一符号を付して、その説明を省略する。以下では、９個のブロックに分かれた１８個の抵抗体２２を同時に製造する場合を例に説明する。
【００３８】
図９は、図７（ｂ）と同様に、有機絶縁層１６に、抵抗体薄膜１７とフォトレジスト１８を形成した状態である。
【００３９】
図１０は、抵抗体薄膜１７を９個のブロックに分けて、各ブロックごとに、図７（ｃ）のようにフォトレジスト１８を形成し、図７（ｄ）のように抵抗体薄膜１７を形成した状態である。これにより、各ブロックごとに９個の抵抗体測定用パターンを形成する。そして、９個の抵抗体測定用パターンの抵抗値を計算して、抵抗体薄膜１７全域のシート抵抗値の分布を測定する。そして、各抵抗体形成位置（９箇所の抵抗体形成位置）のシート抵抗値に基づいて、抵抗体の形状を設定する。
【００４０】
図１１は、図７（ｆ）のように、各抵抗体形成位置（９箇所の抵抗体形成位置）のシート抵抗値に基づいて設定した抵抗体の形状に、フォトレジスト１８を形成した状態である。このとき、抵抗体薄膜１７の上面の９箇所の抵抗体形成位置で測定した各シート抵抗値は、分布のばらつきにより異なるため、フォトレジスト１８の形状も９箇所の各抵抗体形成位置でそれぞれ異なっている。
【００４１】
図１２は、図７（ｇ）のように、エッチングによる抵抗体膜１７のパターニングを行った状態である。これにより、９箇所の各抵抗体形成位置でそれぞれ異なる抵抗体膜１７（抵抗体２２）を形成する。
【００４２】
図１３は、図７（ｈ）のように、電極２１を形成した状態である。この後、図７（ｉ）のように、電極２１にプローブ２０を接触させて電流を印加し電圧を測定して抵抗値を確認する。
【００４３】
これにより、多数の抵抗体２２の抵抗値調整を短時間で効率的に行うことができ、より精密な抵抗値の抵抗体２２を形成することができる。
【００４４】
さらに、基板面内に配置するシート抵抗値測定パターンの数（ブロック数）を増やし、調整間隔をきめ細かくすることで、より精密な抵抗値調整を行うことができる。 
［変形例］
上記各実施形態では、電気的膜体として抵抗体を製造したが、これ以外にも、薄膜コンデンサ若しくは薄膜キャパシタの電極等の電気的膜体の製造にも適用することができる。この場合、電気的膜体の全面で測定する電気的特性は、静電容量又は誘電率となる。
【００４５】
また、フォトリソグラフィー法でパターニングを行う際の露光装置は、各基板毎に面内の抵抗体パターン線幅等が変わるため、レーザー直描装置を使用し、各基板への直接描画を行うことが効率的である。また、ガラスマスクやフィルムマスク等を使用するマスク露光装置の場合でも、基板毎のシート抵抗値を反映したマスクを作成することで同様の効果を得ることができる。
【００４６】
上記各実施形態では、基板面内のシート抵抗を測定するための方法として、抵抗体パターンと同様に形状、構造である、測定用パターンを形成し、その抵抗値からシート抵抗を測定する方法を例示したが、他の方法を用いてもよい。即ち、van der pauw法による四角形やクローバー型のシート抵抗を測定するための特有のパターンで測定してもよい。また、テストパターンを用いず、４探針法を用いたシート抵抗測定方法も可能である。
【００４７】
上記各実施形態では、抵抗体線幅の調整を例示したが、薄膜抵抗体の上部に電極部がある場合、電極部のフォトリソグラフィーデータを調整することで電極部の大きさを変化させ、結果的に抵抗体線長を調整して所望の抵抗値を得る方法も有効である。直接、抵抗体線長を調整してもよい。
【００４８】
上記各実施形態では、抵抗体線幅の調整を例示したが、薄膜抵抗体と電極部の間に応力緩和と表面保護のための有機絶縁層がある場合、絶縁開口のフォトリソグラフィーデータを調整して、薄膜抵抗体と電極部をつなぐ有機絶縁層開口の大きさを調整して開口間の距離を変化させ、結果的に抵抗体線長を調整して所望の抵抗値を得る方法も有効である。
【００４９】
また、本発明は上記各実施形態や各変形例に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することが可能である。また、上記各実施形態や各変形例に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。
【符号の説明】
【００５０】
１６：有機絶縁層、１７：抵抗体薄膜、１８：フォトレジスト、１９：抵抗体、２０：プローブ、２１：電極、２２：薄膜抵抗体。
【図１】
2014053567.tif 000003
【図２】
2014053567.tif 000004
【図３】
2014053567.tif 000005
【図４】
2014053567.tif 000006
【図５】
2014053567.tif 000007
【図６】
2014053567.tif 000008
【図７】
2014053567.tif 000009
【図８】
2014053567.tif 000010
【図９】
2014053567.tif 000011
【図１０】
2014053567.tif 000012
【図１１】
2014053567.tif 000013
【図１２】
2014053567.tif 000014
【図１３】
2014053567.tif 000015