(57)【要約】【課題】  エアブリッジ形成時に、エアブリッジとセラミック基板との間のスペーサとして用いられるフォトレジストが、エアブリッジの形成後に残査物として生成されることを防ぐ。【解決手段】  基板上に金の配線パターンを形成し、配線パターン上を銅の金属層で覆った後、フォトリソグラフィにより金属層に開口穴を設けて配線パターン表面を露出させる。開口穴と開口穴間に設けられる金属層の周囲にフォトレジストを形成し、各開口穴下の配線パターンと開口穴間の金属層上にエアブリッジ配線をメッキ形成する。フォトレジストの除去後、過硫酸ソーダ（NaSO3-O-O-O3SNa）水溶液で金属層を溶解し、エアブリッジ配線を形成する。【選択図】          図３
2006041110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配線パターンを形成する工程、
上記配線パターン上を、当該配線パターンとは異なる金属の金属層で覆う工程、
上記金属層にフォトレジストを付着させ、フォトリソグラフィにより上記配線パターン表面を露出させる、少なくとも２つの開口穴を形成する工程、
上記各開口穴と当該開口穴間に設けられる金属層の周囲に、フォトレジストを形成する工程、
上記各開口穴下の配線パターンと当該開口穴間の金属層上に、エアブリッジ配線をメッキ形成する工程、
上記フォトレジストの除去後、上記金属層を溶解する工程、
の工程順序で、エアブリッジ配線を形成するエアブリッジ配線の製造方法。
【請求項２】
上記配線パターンは金を主成分とし、上記金属層は銅を主成分として、上記溶解工程では、過硫酸ソーダ（NaSO3-O-O-O3SNa）水溶液で上記金属層を選択的に溶解することを特徴とする請求項１記載のエアブリッジ配線の製造方法。
【請求項３】
上記請求項１、２のいずれかに記載の、エアブリッジ配線の製造方法で製造されたエアブリッジを備える基板回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、セラミック基板上にエアブリッジ配線を形成する製造方法、及びエアブリッジ配線を有する基板回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、セラミック基板上に平坦な構造のエアブリッジ配線を行う製造技術が知られている。この製造技術では、セラミック基板表面に配線パターンを形成し、その後フォトレジストで配線パターンを被服する。エアブリッジを形成したい場所にフォトリソグラフィーにより穴を形成する。このフォトレジストの穴を通じて、めっき時に電極となる金属膜を真空蒸着法やスパッタリング法で形成する。その上に更にフォトレジストを塗布して、フォトリソグラフィーによりエアブリッジパターン形状に穴を形成する。その後、電極膜に通電し、ブリッジ部に選択的に金めっきを実施し、最表面のフォトレジストを除去後、湿式エッチングや乾式エッチング（イオンミリング）によって電極膜を除去する。電極膜の下のフォトレジストも前記フォトレジストと同様に除去し、エアブリッジが形成される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−３２１４２５号公報（第６−１２頁、第１−６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の製造方法によると、エアブリッジとその直下の配線パターンの間には、空気層を作るためのフォトレジストが存在している。このフォトレジストに対しめっき時に電極となる金属膜を真空蒸着法やスパッタリング法で形成する際に、フォトレジストの表面に金属やガスのイオンが侵入して表面部に変質層が形成される。このため、湿式エッチングや乾式エッチング、或いはプラズマアッシャーを実施しても、フォトレジストの除去が不可能であり、残査として残る。その残査物は、パターン表面に残ると実装時にワイヤボンド不良を発生させる上、外観を著しく悪くさせる。また、フォトレジストは樹脂材料から成るので、高温使用時にはガスを発生させるという問題があった。
【０００５】
この発明は、係る課題を解決するために成されたものであり、エアブリッジ形成時に、エアブリッジとセラミック基板との間に、フォトレジストの樹脂残留物が生成されるのを防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明によるエアブリッジ配線の製造方法は、基板上に配線パターンを形成する工程、上記配線パターン上を、当該配線パターンとは異なる金属の金属層で覆う工程、上記金属層にフォトレジストを付着させ、フォトリソグラフィにより上記配線パターン表面を露出させる少なくとも２つの開口穴を形成する工程、上記各開口穴と当該開口穴間に設けられる金属層の周囲に、フォトレジストを形成する工程、上記各開口穴下の配線パターンと当該開口穴間の金属層上に、エアブリッジ配線をメッキ形成する工程、上記フォトレジストの除去後、上記金属層を溶解する工程、の工程順序で、エアブリッジ配線を形成するものである。
【０００７】
また、上記配線パターンは金を主成分とし、上記金属層は銅を主成分として、上記溶解工程では、過硫酸ソーダ水溶液で上記金属層を選択的に溶解するものであっても良い。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、エアブリッジ配線下面と基板との間に、スペーサ材として金属層を設けてエアブリッジを形成した後、配線パターンを溶解せずに金属層を選択的に溶解することによって、エアブリッジと基板との空隙に残査物を生成することなく、エアブリッジを形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１乃至図４は、本発明にかかるエアブリッジ配線の形成方法の代表工程を示す図であり、図１（ａ）〜（ｄ）は金属Ｃｕ膜を形成する各工程を示す断面図、図２は図１（ｃ）の工程におけるフォトレジスト４の付着状態を示す上面図、図３（ａ）〜（ｄ）は図１の後工程であるエアブリッジ形成工程を示す断面図、図４は図３（ｂ）の工程におけるフォトレジスト４０の付着状態を示す上面図である。
このエアブリッジ配線の形成方法では、セラミック基板のコア材１上に配線パターンを形成した後、エアブリッジ配線を形成する。以下、このエアブリッジ配線の形成方法を、図に基づいて工程順に説明する。
【００１０】
まず、図１（ａ）に示す工程において、コア材１に金属Ａｕのような過硫酸ソーダ（NaSO3-O-O-O3SNa）水溶液で溶解しない金属で、下層配線パターン２（２ａ〜２ｄ）を形成する。
次に、図１（ｂ）に示す工程で、下層配線パターン２の上に、真空蒸着法やスッパッタリング法で金属Ｃｕを蒸着し、金属Ｃｕ膜３を形成する。
【００１１】
次いで、図１（ｃ）に示す工程では、金属Ｃｕ膜３の上層に、光硬化樹脂のフォトレジスト４を塗布する。その後、紫外光とレジスト、フォトマスクを用いたフォトリソグラフィーによってパターン形成し、開口４ａ、４ｂを設ける。
具体的には、フォトレジスト４上の下層配線パターン２ａ、２ｃに対応する一部分を、紫外光反応させて、フォトレジストパターンを除去する。フォトレジスト４の表面には、紫外光を透過しないパターンを形成したフォトマスクを重ねて、フォトマスク上から紫外線を照射することで、フォトマスクにパターン形成された（紫外光を通すパターンの）部分のフォトレジストを、除去可能な状態にする。このフォトレジスト４に対し、現像を行うことにより、上記下層配線パターン２ａ、２ｃに対応する一部分に開口４ａ、４ｂの穴を設ける。
【００１２】
図２には、開口４ａ、４ｂの形成されたフォトレジスト４の上面図を示す。ここで、金属Ｃｕだけを溶解する過硫酸ソーダ（NaSO3-O-O-O3SNa）水溶液にコア材１を浸漬し、図１（ｄ）に示すように開口４ａ、４ｂに対応する部分だけ、下層配線パターン２ａ、２ｃの金属Ａｕ表面を露出させる。
【００１３】
次に、図１（ｄ）に示す工程図において、アルコール系有機溶剤（例えばエタノール）の専用除去液でフォトレジスト４を溶解除去する、もしくはプラズマアッシングを用いてフォトレジスト４を除去する。
更に、開口部が形成された金属Ｃｕ膜３上に、フォトレジスト４０を塗布する。フォトレジスト４０は光硬化樹脂で形成される。すなわち、下層配線パターン２ａ、２ｃの間を繋ぐ一部分に紫外光を透過するフォトマスクを用いることにより、当該一部分の光硬化樹脂に紫外光を照射して、下層配線パターン２ａ、２ｃとその間の金属Ｃｕ膜３以外の部分を硬化させる。これによって、フォトレジスト４０に対し、図３（ａ）に示すような、フォトリソグラフィーによりエアブリッジを形成するための開口部４０ｂを設ける。図４に、開口部４０ｂの形成されたフォトレジスト４０を、上面から見た図を示す。この後、洗浄液で、金属Ｃｕ膜３と下層配線パターン金属２ａ、２ｃの表面を、適宜洗浄する。
【００１４】
なお、後述の図３（ｂ）の工程では、フォトレジスト４０を付着させた状態で金属Ｃｕ膜３ｂ上にＡｕ膜をめっきするため、上述したフォトレジスト４０として、シアン系Ａｕめっき液に耐えるレジストが相応しく、紫外線が当たることで架橋反応を生じ、後工程の現像で紫外線が当らない部分が溶解する、ネガティブタイプのレジストを利用するのが好ましい。
勿論、Ａｕめっき液がノンシアン系のものを用いる場合には、紫外線が当たることで架橋反応が切れ、後工程の現像で紫外線が当らない部分が残るポジティブタイプのレジストであっても良いことは言うまでもない。この場合、フォトレジスト４０の表面に、紫外光を透過しないパターンが形成されたフォトマスクを使用し、パターンが形成された部分が硬化される。
【００１５】
図３（ａ）の工程後、図３（ｂ）の工程図に示すように、金属Ｃｕ膜３ｂをメッキ電極とし、電解Ａｕメッキで開口部４０ｂの下層配線パターン金属２ａ、２ｃのＡｕ膜表面と、金属Ｃｕ膜３ｂの表面を接続するように、直接エアブリッジ５をメッキ形成する。エアブリッジ５はＡｕを主成分とする。更に、図３（ｃ）に示す程において、アルコール系有機溶剤または、有機酸専用除去液でフォトレジスト４０を溶解除去する、もしくはプラズマアッシングを用いてフォトレジスト４０を除去する。
【００１６】
次いで、過硫酸ソーダ（NaSO3-O-O-O3SNa）水溶液に浸責し、金属Ｃｕ膜３ａ、３ｃを除去する。過硫酸ソーダ（NaSO3-O-O-O3SNa）水溶液としては、重量濃度１〜５％wt程度の薄いエッチング液を用いる。このとき、過硫酸ソーダ（NaSO3-O-O-O3SNa）水溶液に溶解しない金属で配線された、下層配線パターン２とエアブリッジ５のみがコア材１の表面に残り、図３（ｄ）に示すように、エアブリッジ５の配線パターンが完成する。これによって、エアブリッジ５とコア材１との間隙に空気層６が配置される。
【００１７】
従来のエアブリッジ形成法では、エアブリッジ形成のためのスペーサとして、有機溶剤や有機酸等で溶解除去可能なフォトレジストが一般的に使用されていた。この場合は、エアブリッジ配線形成過程において、イオン衝撃等を受けてフォトレジスト表面に変質層が形成されるため、スペーサとして使用しているフォトレジストを除去する際に、完全に除去できず残査になるという問題があった。
【００１８】
しかしながら、この実施の形態では、エアブリッジ配線を形成する際に、下層配線として金属Ａｕ等過硫酸ソーダ（NaSO3-O-O-O3SNa）水溶液に溶解しない金属を使用し、エアブリッジと下層配線パターンとの間のスペーサ膜として金属Ｃｕを用いる。
これによって、スペーサ膜をそのままエアブリッジ配線のためのメッキ電極として使用することができ、金属Ｃｕを選択的に溶解する過硫酸ソーダ（NaSO3-O-O-O3SNa）水溶液を用いて、等方性エッチングによりスペーサ膜である金属Ｃｕ膜を除去することができる。
また、この場合、金属Ｃｕ膜の除去時間を過大に設けたとしても、金属Ａｕ膜で形成された下層配線パターンやエアブリッジは少しも溶解されず、何の影響を受けることもなくスペーサ膜を除去することが可能である。
【００１９】
また、残膜なく、外観も良好で、高品質なエアブリッジ配線を形成することができる。
更に、下層配線パターン金属であるＡｕ表面に、従来製法では必要だった電解めっき用電極膜を、真空蒸着法やスパッタリング法で形成する必要がない。
このため、エアブリッジ５と配線パターン２との間に、Ｃｒ層やＴｉ層などの電極膜層を形成する必要がなく、下層配線パターン表面に、直接電解Ａｕメッキしてエアブリッジを形成するため、エアブリッジと下層配線パターンの密着強度を向上させる効果が得られる。
また更に、エアブリッジ５と配線パターン２との間に、介在するＣｒ層やＴｉ層などの高抵抗層がなくなるため、配線抵抗を低減できる効果を得られる。
【００２０】
以上説明したように、この実施の形態では、コア材の片面あるいは両面に、金属Ａｕ他の導電パターンが複数形成され、配線パターン形成技術によって配線同士がエアブリッジで接続された電子部品において、空気層を作るために従来使用される感光性樹脂材料（フォトレジスト）に代えて、真空蒸着法やスパッタリング法により金属Ｃｕ薄膜を形成し、金属Ｃｕ薄膜を電極膜として選択金めっきによりエアブリッジを形成した後、金属Ｃｕだけを選択的に溶解するエッチャントで空気層を作るための金属Ｃｕを除去することによって、配線パターンとエアブリッジの間の空気層に、空気層を作るために使用した材料を、残膜なく除去することを特徴とする。これによって、エアブリッジと交差する、エアブリッジの直下にある配線パターンと、エアブリッジの間の空気層を精度良く安定して形成し、空気層を形成するために使用した材料が残らないようにすることができる。
このため、エアブリッジとコア材の間隙に空気層を安定して形成でき、従来製法で発生していたエアブリッジ直下のレジスト等空気層を作るための材料の残査が発生せず、歩留り良く、高品質なエアブリッジパターンを提供できる。
【００２１】
この実施の形態によって得られるエアブリッジ配線は、マイクロ波やミリ波等の高周波領域で動作する、スパイラルインダクタのようなインダクタンス素子の回路に適用すると好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この実施の形態１による金属Ｃｕ膜形成工程を示す図である。
【図２】図１におけるフォトレジスト４の付着状態を示す上面図である。
【図３】この実施の形態１によるエアブリッジ形成工程を示す図である。
【図４】図３におけるフォトレジスト４０の付着状態を示す上面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  コア材、２  下層配線パターン、３  金属Ｃｕ膜、４  フォトレジストパターン、５  エアブリッジ配線、６  空気層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2006041110.tif 000006