(57)【要約】【課題】フォトリソグラフィーにより、高い解像度で微細な導体パターンおよびビアホールを形成することができる積層電子部品の製造方法の提供。【解決手段】少なくとも１つの導体層と、少なくとも１つの絶縁層とを含む積層電子部品の製造方法において、下地層として反射防止膜を形成し、ついで、該反射防止膜上に感光性ペースト層を形成し、該感光性ペースト層からフォトリソグラフィーにより上記導体層および絶縁層の少なくとも１つを形成し、上記反射防止膜を加熱により除去することにより、微細な導体パターンおよびビアホールを有する積層電子部品を製造することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの導体層と、少なくとも１つの絶縁層とを含む積層電子部品の製造方法であって、下地層として反射防止膜を形成し、ついで、該反射防止膜上に感光性ペースト層を形成し、該感光性ペースト層からフォトリソグラフィーにより上記導体層および絶縁層の少なくとも１つを形成し、上記反射防止膜を加熱により除去することを含む方法。
【請求項２】
感光性ペースト層が感光性絶縁ペースト層であり、絶縁層が該感光性絶縁ペースト層からフォトリソグラフィーにより形成される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
積層電子部品が、少なくとも２つの導体層と、該２つの導体層の間に配置され、かつこれらを接続するためのビアホールを有する少なくとも１つの絶縁層とを含み、導体層の上に反射防止膜を形成し、ついで、感光性絶縁ペースト層を形成し、感光性絶縁ペースト層からフォトリソグラフィーによりビアホールを有する絶縁層を形成し、上記反射防止膜を加熱により除去することを含む、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
感光性ペースト層が感光性導体ペースト層であり、導体層が該感光性導体ペースト層からフォトリソグラフィーにより形成される、請求項１記載の方法。
【請求項５】
下地層として反射防止膜を形成し、ついで、該反射防止膜上に感光性絶縁ペースト層を形成し、該感光性絶縁ペースト層からフォトリソグラフィーにより絶縁層の少なくとも１つを形成すること、および
下地層として反射防止膜を形成し、ついで、該反射防止膜上に感光性導体ペースト層を形成し、該感光性導体ペースト層からフォトリソグラフィーにより導体層の少なくとも１つを形成すること、
を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
反射防止膜が染料を含む、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
反射防止膜の光学濃度が０．０３〜０．９である、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
反射防止膜が積層体の焼成と同時に除去されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、フォトリソグラフィーによる積層電子部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子部品の小型化の要求に伴い、微細加工が可能で、精度が優れた電子部品の製造技術が要求されている。特に、積層コイル部品等では絶縁層と導電層とを積層し、導電層同士をビアホールで電気的に接続しているため、積層コイル部品の小型化に伴い、ビアホールを形成するための貫通孔も高精度で微細な加工が要求される。このためこの種の電子部品では、微細加工に適したフォトリソグラフィー技術により、絶縁層および導体層を形成することが広く行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１は、フォトリソグラフィー技術により多層配線チップ部品を製造しており、具体的には、最初に外層を形成し、次いで外層上に感光性Ａｇペーストを印刷、露光、現像することによってコイルパターンを形成し、形成したコイルパターン上に感光性ガラスペーストを印刷、露光、現像することによってビアホールを有するガラス層を形成し、上記コイルパターンの形成とガラス層の形成を所定の回数繰り返し、最後に外層を形成して焼成することにより、多層配線チップ部品を製造している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００８／０９３６６９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ネガ型感光性絶縁ペーストを用いる特許文献１に記載の従来の製造方法では、例えば図１（ａ）に示すように、ビアホールを有する絶縁層を導体層上に作製する場合、基材３の上に配置された導体層４および感光性絶縁ペースト５に対して、所定の遮光部を有するフォトマスク６を介して光線１を照射した際に、光線１が導体層４で反射・散乱し、散乱光２が遮光部に入り込み、遮光部の一部まで硬化反応が進んでしまう。露光後、現像液を噴射することにより遮光部の感光性絶縁ペーストを除去するが、もともと深部にいくほど除去が困難であることに加え、遮光部の一部で硬化反応が進んでいることからさらに除去が困難になり、図１（ｂ）に示すように、下穴径ｔ２が上穴径ｔ１と比べて小さくなり、先細りのビアホールが形成される。このように、現在のフォトリソグラフィー技術の解像度では、導体層上に、微細なビアホールを有する絶縁層を形成する場合、導体層による光線の反射・散乱の影響により、ビアホールが貫通せずにオープン不良となるなど不具合が生じる。
【０００６】
また、ポジ型感光性導体ペーストを用いるフォトリソグラフィーにより、ビアホールを有する絶縁層を導体層上に作製する場合には、図２（ａ）に示すように、光線１が導体層４で反射・散乱し、散乱光２が遮光部に入り込む。このようにして得られたビアホール７は、図２（ｂ）に示すように、下穴径が上穴径と比べて大きいビアホールが形成される。このような形状のビアホールに導体ペーストを充填すると、ビアホールの底面周辺部８で充填不良が生じ、空気層ができる。これが焼成時に膨張して大きな泡となって残り、所望の性能が得られないなどの不具合が生じる。
【０００７】
さらに、ネガ型感光性導体ペーストを用いるフォトリソグラフィーにより、導体層を形成する場合には、図３（ａ）に示すように、光線１が絶縁層９で反射・散乱し、散乱光２が遮光部に入り込み、感光性導体ペースト層１０の遮光部の一部まで硬化反応が進んでしまう。その結果、図３（ｂ）に示すように、得られる導体層４は底面部が広がった形となる。このような現在のフォトリソグラフィー技術では、微細な導体パターンを形成する場合、図３（ｃ）に示すように、導体パターンの相互に近接した部分同士が繋がってショートするなどの不具合が生じる。
【０００８】
したがって、本発明は、フォトリソグラフィーにより、高い解像度で微細な導体パターンおよび／またはビアホールを形成することができる積層電子部品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】
【０００９】
本発明によれば、少なくとも１つの導体層と、少なくとも１つの絶縁層とを含む積層電子部品の製造方法であって、下地層として反射防止膜を形成し、ついで、該反射防止膜上に感光性ペースト層を形成し、該感光性ペースト層からフォトリソグラフィーにより上記導体層および絶縁層の少なくとも１つを形成し、上記反射防止膜を加熱により除去することを含む方法が提供される。
【００１０】
本発明の上記製造方法によれば、下地層の反射防止膜により光線の反射・散乱が抑制されるので、ネガ型感光性ペーストを用いて絶縁層にビアホールを形成する場合に、ビアホールが先細りになることによるオープン不良や、導体ペーストの充填不良を回避することができる。また、ポジ型感光性ペーストを用いて絶縁層にビアホールを形成する場合には、ビアホールの下穴径が広がって、ビアホールの底面周辺部への導体ペーストが充填が不十分となり空隙ができることを回避することができる。さらに、ネガ型感光性ペーストを用いて導体層を形成する場合に、導体層の底面部が広がって、互いに近接した導体部同士が接触し、ショートすることを回避することができる。したがって、本発明の上記製造方法によれば、ネガ型またはポジ型にかかわらず、微細なビアホールおよび／または微細な導体パターンの形成が可能になる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、下地層として反射防止膜を設置することにより、光線を照射した際の光線の反射・散乱を防止し、より高解像度で導体パターンやビアホールを形成することができる積層電子部品の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１（ａ）は、従来のネガ型感光性絶縁ペーストを用いるフォトリソグラフィー技術によるビアホール形成を説明する概略断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のビアホール形成後の概略断面図である。
【図２】図２（ａ）は、従来のポジ型感光性絶縁ペーストを用いるフォトリソグラフィー技術によるビアホール形成を説明する概略断面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のビアホール形成後の概略断面図である。
【図３】図３（ａ）は、従来のネガ型感光性導体ペーストを用いるフォトリソグラフィー技術による導体パターン形成を説明する概略断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の導体パターン形成後の概略断面図である。図３（ｃ）は、互いに近接した導体パターンを形成した場合の概略断面図である。
【図４】本発明の製造方法により製造される積層コイル部品の概略斜視図である。
【図５】図４の積層コイル部品の製造方法の各製造工程を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
本実施形態では、積層電子部品として、図４に示されるような積層コイル部品１１の製造方法について説明する。該積層コイル部品１１は、概略的には、絶縁体部１２と、絶縁体部１２に埋設されて成るコイル状の導体部１３とを有する積層体１４を含んで成り、外部電極１５が積層体１４の外周両端面を覆うように設けられている。
【００１５】
まず、外層を準備する。外層１６は、例えば、基材（図示せず）上に形成された保持層（図示せず）上に、感光性絶縁ペーストを印刷し、乾燥し、全面露光して絶縁層を形成し、これを複数回繰り返して所定の厚さの外層１６を形成する。感光性絶縁ペーストは後述するような感光性絶縁ペーストを使用し得る。
【００１６】
次いで、図５（Ａ）に示されるように、上記外層１６上に感光性導体ペーストを印刷し、乾燥し、所定のパターンの描かれたフォトマスクを介して露光し、現像して導体層１７を形成する。
【００１７】
本発明で用いられる感光性導体ペーストとしては、公知のポジ型またはネガ型感光性導体ペーストを用いることができ、限定するものではないが、Ａｇ、Ａｕ、ＡｕＰｄ、ＡｇＰｄ、ＣｕまたはＮｉと感光性成分を含む感光性金属ペーストなどが挙げられる。
【００１８】
次いで、図５（Ｂ）に示されるように、導体層１７上に反射防止膜１８を形成する。反射防止膜１８は、導体層１７を含む全面を被覆してもよいが、少なくとも露光する部分およびその周辺を被覆すればよい。
【００１９】
上記反射防止膜の形成方法としては、反射防止膜を形成できる方法であれば特に限定されず、例えば、インクジェット法、およびスピンコート法などが挙げられる。
【００２０】
上記反射防止膜は、その上に形成される層材料に含まれる感光性成分を硬化させる波長の光を吸収できる物質を含む。当該物質としては、特に限定されないが、熱分解し易く加熱により容易に除去できることから染料を用いることが好ましい。具体的には、感光性成分が波長３５０〜４１０ｎｍの光を吸収して硬化する場合、当該物質としては、黒色アゾ染料、黄色アゾ染料、アントラキン、アセン、アニリンなどが挙げられる。
【００２１】
上記反射防止膜の膜厚は、０．０５〜０．５μｍ、好ましくは０．０５〜０．２μｍであり、代表的には０．１μｍである。反射防止膜を０．５μｍ以下とすることにより、反射防止膜の除去が容易になり、除去後の絶縁層と導体層の分離を防止することができる。また、反射防止膜を０．０５μｍ以上とすることにより、十分な反射防止効果を得ることができる。
【００２２】
上記反射防止膜の光学濃度は、特に限定されないが、感光性成分を硬化させる波長において、好ましくは０．０３〜０．９、より好ましくは０．０３〜０．７５、さらに好ましくは０．３〜０．７５である。反射防止膜の光学濃度を０．９以下とすることにより、反射防止膜の除去が容易になる。反射防止膜の光学濃度を０．０３以上とすることにより、所望の反射防止効果を得ることができる。
【００２３】
次いで、図５（Ｃ）に示されるように、反射防止膜１８上に、スクリーン印刷などにより感光性絶縁ペースト層１９を形成し、ビアホールに対応する部分が遮光されたフォトマスク２０を介して光線２１を照射する。
【００２４】
本発明で用いられる感光性絶縁ペーストとしては、公知のポジ型またはネガ型感光性絶縁ペーストを用いることができ、限定するものではないが、感光性ガラスペースト、感光性アルミナペースト、および感光性ジルコニアペーストなどの感光性無機ペースト等が挙げられる。
【００２５】
本発明において用いられる光線は、露光対象の層材料に含まれる感光性成分を硬化させる波長の光を含むものであれば特に限定されない。光源としては、限定するものではないが、例えば感光性成分が波長３５０〜４１０ｎｍの光を吸収して硬化する場合、超高圧水銀ランプが挙げられる。
【００２６】
次いで、図５（Ｄ）に示されるように、未硬化の感光性絶縁ペーストを現像液で除去して、ビアホール２２を有する絶縁層２３を形成する。
【００２７】
本発明において、絶縁層の厚さは、特に限定されるものではないが、１〜５０μｍ、好ましくは５〜３０μｍである。絶縁層の厚さを５０μｍ以下とすることにより、低背の積層コイル部品を製造することができる。また、絶縁層の厚さを１μｍ以上とすることにより、絶縁性が確保できる。
【００２８】
次いで、図５（Ｅ）に示されるように、感光性導体ペーストを、ビアホール２２に充填しつつ、絶縁層２３上に印刷し、乾燥し、所定のパターンの描かれたフォトマスクを介して露光し、現像して導体層２４を形成する。
【００２９】
図５（Ｂ）〜（Ｅ）に示される反射防止膜の形成、絶縁層の形成、導体層の形成を所定の回数繰り返し、最後に絶縁層の外層を形成して、未焼成の積層体（積層体１４に対応する）を得る。
【００３０】
次いで、得られた未焼成の積層体を加熱することにより反射防止膜を除去する。反射防止膜が除去されることにより、図５（Ｆ）に示されるように、導体層１７と導体層２４が接続され、コイルを構成する。
【００３１】
反射防止膜を除去する際の温度は、反射防止膜の成分が焼失する温度であれば特に限定されないが、例えば、１５０〜７５０℃、好ましくは２００〜４００℃である。また、加熱時間は、特に限定されないが、好ましくは０．５〜５時間、より好ましくは１〜３時間である。
【００３２】
また、上記反射防止膜の除去は、その上にフォトリソグラフィーにより導体層を形成した後は、いずれのタイミングで実施してもよいが、下記焼成と同時に行うこともできる。
【００３３】
次いで、未焼成の積層体を焼成して、積層体１４を得、積層体１４の両端部にコイルと電気的に接続した外部電極１５を形成し、図４に示したような積層コイル部品を作製する。焼成温度としては、例えば７００〜１，０００℃、好ましくは８００〜８５０℃である。
【００３４】
以上、本発明の１つの実施形態について説明したが、本発明は当該実施形態に限定されるものではない。
【００３５】
例えば、上記実施形態では、ネガ型感光性絶縁ペーストを用いて絶縁層を形成する場合に下地層として反射防止膜を形成しているが、ポジ型感光性絶縁ペーストを用いることもできる。なお、ポジ型感光性絶縁ペーストを用いる場合、フォトマスクの遮光部と透過部は、ネガ型感光性絶縁ペーストを用いる場合とは逆になる。
【００３６】
また、上記実施形態では、導体層を形成する場合には下地層として反射防止膜を形成していないが、本発明の方法は、下地層として反射防止膜を形成してから感光性導体ペースト層を形成し、該感光性導体ペースト層からフォトリソグラフィーにより導体層を形成する態様も含む。用いる感光性導体ペーストは、ポジ型であってもネガ型であってもよい。かかる方法によれば、より微細な配線パターンを形成することができる。
【００３７】
なお、本発明の方法は、（ｉ）下地層として反射防止膜を形成し、ついで、該反射防止膜上に感光性絶縁ペースト層を形成し、該感光性絶縁ペースト層からフォトリソグラフィーにより絶縁層の少なくとも１つを形成すること、および（ｉｉ）下地層として反射防止膜を形成し、ついで、該反射防止膜上に感光性導体ペースト層を形成し、該感光性導体ペースト層からフォトリソグラフィーにより導体層の少なくとも１つを形成することの両方を含み得るが、この場合、工程（ｉ）および工程（ｉｉ）の順序は問わない。
【実施例】
【００３８】
以下の実施例において、本発明についてより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００３９】
実施例１
・感光性アルミナペーストの調製
アルミナ粉末（３５重量部）、感光性ワニス（６３．５重量部）、ポリマレイン酸系分散剤（１重量部）、およびコバルトとアルミニウムの複合酸化物からなる顔料（０．５重量部）を混合し、３本ロールミルで混錬して、感光性アルミナペーストを得た。
【００４０】
・感光性ガラスペーストの調製
ガラス粉末（３５重量部）、アルミナ粉末（２５重量部）、感光性ワニス（３８．５重量部）、ポリマレイン酸系分散剤（１重量部）、および黄色アゾ染料（０．５重量部）を混合し、３本ロールミルで混錬して、感光性ガラスペーストを得た。
【００４１】
・感光性銀ペーストの調製
銀粉（８０重量部）、感光性ワニス（１９．５重量部）、およびポリマレイン酸系分散剤（重量部）を混合し、３本ロールミルで混錬して、感光性銀ペーストを得た。
【００４２】
・積層チップ部品の製造
工程１：アルミナ基板に、感光性アルミナペーストをスクリーン印刷し、全面に露光し、アルミナ膜を形成して保持層とした。次に、保持層上に感光性ガラスペーストを、スクリーン印刷し、全面露光してガラス層を形成し、これをガラス層が約１５０μｍになるまで繰り返して、外層を形成した。
【００４３】
工程２：外層上に感光性銀ペーストをスクリーン印刷し、所望のパターンのフォトマスクを介して露光し、現像して導体層を形成した。
【００４４】
工程３：２０ｗｔ％の黒色アゾ染料のインクをインクジェットにて０．１μｍの厚さで全面に塗布し、反射防止膜を形成した。
【００４５】
工程４：反射防止膜上に、感光性ガラスペーストを、２０μｍの厚さにスクリーン印刷し、ビアホールに対応する径６０μｍの遮光部を有するフォトマスクを介して露光し、現像してビアホールを有する絶縁層を形成した。
【００４６】
工程５：感光性銀ペーストを、ビアホールに充填しつつ、絶縁層上にスクリーン印刷して、所望のパターンのフォトマスクを介して露光し、現像して、導体層を形成した。
【００４７】
工程６：必要な積層数が得られるまで、工程３〜工程５を繰り返し、最後に、感光性ガラスペーストを、スクリーン印刷し、全面露光してガラス層を形成し、これをガラス層が約１５０μｍになるまで繰り返して、外層を形成して積層チップを得た。
【００４８】
工程７：得られた積層チップを、ダイサーを用いて一素子分に分割した。これを３００℃で３時間熱処理して脱脂を行い、８２０℃で０．５時間焼成して、焼成済みの積層チップを得た。焼成後の積層チップは、ガラスと銀が焼結し、同時に、反射防止膜が消失して、銀のコイルパターンがビアを通じて導通する。また、アルミナ膜は有機分のみ消失してアルミナ粉になり、基板とチップが切り離される。
【００４９】
工程８：その後、外部電極を形成し、メッキを施して、積層チップ部品を作製した。
【００５０】
実施例２
工程３において、インク濃度を２ｗｔ％とした以外は、実施例１と同様にして、積層チップ部品を作製した。
【００５１】
実施例３
工程３において、インク濃度を５０ｗｔ％とした以外は、実施例１と同様にして、積層チップ部品を作製した。
【００５２】
実施例４
工程３において、インク濃度を６０ｗｔ％とした以外は、実施例１と同様にして、積層チップ部品を作製した。
【００５３】
実施例５
工程３において、黒色アゾ染料を黄色アゾ染料に代えた以外は、実施例１と同様にして、積層チップ部品を作製した。
【００５４】
比較例１
工程３の反射防止膜の形成を行わないこと以外は、実施例１と同様にして、積層チップ部品を作製した。
【００５５】
比較例２
工程３において、インク濃度を１ｗｔ％とした以外は、実施例１と同様にして、積層チップ部品を作製した。
【００５６】
評価
・ビア径
上記実施例１〜５および比較例１〜２のそれぞれについて、工程４でビアホールを形成した後、ビアホールについて上穴径および下穴径をレーザー顕微鏡で測定した。結果を表１に示す。
【００５７】
また、ビアの形状を、上下ビア径比（下穴径÷上穴径×１００）により評価した。結果を表１に併せて示す。
【００５８】
・導通テスト
上記実施例１〜５および比較例１〜２について、各５０個ずつ電気の導通を調査した。結果として導通率（導通数／試験数×１００）を表１に併せて示す。
【００５９】
また、上記導通テストで導通しなかったものは、ビアホールの断面を観察し、導通不良原因を調査した。結果を表１に併せて示す。
【００６０】
【表１】
2014038145.tif 000003
【００６１】
表１に示されるように、濃度２〜６０ｗｔ％のインク（光学濃度＝０．０３〜０．９）を用いて反射防止膜を形成した実施例１〜５は、上下ビア径比（下穴径÷上穴径×１００）が６３〜６７％であった。また、導通テストにおいては、実施例１〜３および５の導通率は１００％であった。実施例４は導通率９０％であったが、これはオープンモードの不良ではなく、デラミモードの不良であり、反射防止膜が濃く、十分に脱脂されていないことが原因であるので、反射防止膜を除去するための加熱時間を長くするなど脱脂条件の工夫により解消されると考えられる。
【００６２】
一方、反射防止膜を形成しなかった比較例１は上下ビア径比が８％と小さく、導通率も６０％と低かった。また、調査の結果、これはオープンモードの不良であり、ビアホールの下穴径が小さすぎて下部まで銀が充填されていないことが導通不良の原因であった。
【００６３】
さらに、濃度１ｗｔ％のインク（光学濃度＝０．０１）を用いて反射防止膜を形成した比較例２は、上下ビア径比が１７％と小さく、導通率も８０％であった。また、調査の結果、ビアホールの下穴径が小さすぎて下部まで銀が充填されていないことが導通不良の原因であった。下穴径が小さくなった原因としては、インクの濃度が薄く、反射防止効果が十分に得られていないことが考えられる。
【００６４】
以上の結果から、反射防止膜を用いた実施例１〜５、特に実施例１〜３および５において優れた効果が得られることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の製造方法は高解像度であり、微細な導体パターンおよびビアホールを形成できることから、小型の積層コイル部品などの製造方法として、幅広く様々な用途に使用され得る。
【符号の説明】
【００６６】
１  光線
２  散乱光
３  基材
４  導体層
５  感光性絶縁ペースト
６  フォトマスク
７  ビアホール
８  ビアホールの底面周辺部
９  絶縁層
１０  感光性導体ペースト
１１  積層コイル部品
１２  絶縁体部
１３  導体部
１４  積層体
１５  外部電極
１６  外層
１７  導体層
１８  反射防止膜
１９  感光性絶縁ペースト層
２０  フォトマスク
２１  光線
２２  ビアホール
２３  絶縁層
２４  導体層
ｔ１  上部径
ｔ２  下部径
【図１】
2014038145.tif 000004
【図２】
2014038145.tif 000005
【図３】
2014038145.tif 000006
【図４】
2014038145.tif 000007
【図５】
2014038145.tif 000008