(57)【要約】【課題】レーザリフトオフを用いた誘電体薄膜を有するキャパシタが内蔵された印刷回路基板の製造方法及びこれから製造されたキャパシタを提供する。【解決手段】本発明は、透明基板１１上に誘電体薄膜１３を形成した後これを熱処理する工程と、上記熱処理された誘電体薄膜上に伝導層１５を形成する工程と、上記形成された積層体の透明基板の下部にレーザを照射することにより、その積層体から上記透明基板を分離する工程と、上記透明基板が分離された誘電体薄膜上に所定のパターンを有する伝導層１７を形成する工程と、上記形成された薄膜の上下部の伝導層上に所望の回数で絶縁層と伝導層を交代で形成する工程と、を含む薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板の製造方法、及びこれから製造された薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板に関する。【選択図】        図３
2008028372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に誘電体薄膜を形成した後これを熱処理する工程と、
前記熱処理された誘電体薄膜上に伝導層を形成する工程と、
前記形成された積層体の透明基板の下部にレーザを照射することにより、その積層体から前記透明基板を分離する工程と、
前記透明基板が分離された誘電体薄膜上に所定のパターンを有する伝導層を形成する工程と、
前記形成された薄膜の上下部の伝導層上に所望の回数で絶縁層と伝導層を交代で形成する工程と、
を含む薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板の製造方法。
【請求項２】
透明基板上に誘電体薄膜を形成した後これを熱処理する工程と、
前記熱処理された誘電体薄膜上に伝導層を形成する工程と、
前記伝導層上に絶縁層を形成した後、その絶縁層上に銅貼り積層板を積層する工程と、
前記形成された積層体の透明基板の下部にレーザを照射することにより、その積層体から前記透明基板を分離する工程と、
前記透明基板が分離された誘電体薄膜上に所定のパターンを有する伝導層を形成する工程と、
を含む薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板の製造方法。
【請求項３】
透明基板上に誘電体薄膜を形成した後これを熱処理する工程と、
前記熱処理された誘電体薄膜上に伝導層を形成する工程と、
前記伝導層上に樹脂付き銅箔を積層する工程と、
前記形成された積層体の透明基板の下部にレーザを照射することにより、その積層体から前記透明基板を分離する工程と、
前記透明基板が分離された誘電体薄膜上に所定のパターンを有する伝導層を形成する工程と、
前記形成されたＲＣＣの銅箔及びパターンを有する伝導層上に所望の回数で絶縁層と伝導層を交代で形成する工程と、を含む薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板の製造方法。
【請求項４】
前記透明基板は、サファイア、石英、ガラス、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、アルミン酸ランタン（ＬａＡｌＯ3）、溶融シリカ、ジルコニア（ＹＳＺ）のうち選択された一つの基板であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板の製造方法。
【請求項５】
前記誘電体薄膜は、ジルコニウム・チタン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム（ＢＴ）、ビスマス・チタン酸ストロンチウム（ＳＢＴ）、ランタン・チタン酸ビスマス（ＢＬＴ）、マグネシウム・ニオブ酸鉛−チタン酸鉛（ＰＭＮ−ＰＴ）、亜鉛ニオブ酸鉛−チタン酸鉛（ＰＺＮ−ＰＴ）のうち選択された一つの誘電体組成から成ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板の製造方法。
【請求項６】
前記誘電体薄膜は、前記誘電体組成にドーパントが添加されて成ることを特徴とする請求項５に記載の薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板の製造方法。
【請求項７】
前記伝導層は、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｉｒ、ＩｒＯ2、Ｒｕ、ＲｕＯ2のうち選択された一つから組成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板の製造方法。
【請求項８】
前記伝導層は、物理的気相成長（ＰＶＤ）法、化学的気相成長（ＣＶＤ）法、原子層成長（ＡＬＤ）法、スクリーン印刷法、メッキ法及びインクジェット印刷法のうち選択された一つの方法を用いて形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板の製造方法。
【請求項９】
前記伝導層は、スパッタリングとｅ−ビームのうち選択された一つのＰＶＤ法を用いて形成されることを特徴とする請求項８に記載の薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板の製造方法。
【請求項１０】
前記伝導層は、通常の物理的気相成長（ＰＶＤ）法で金属シード層を形成した後、前記金属シード層を電解メッキすることにより形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板の製造方法。
【請求項１１】
エキシマレーザとＮｄ  ＹＡＧレーザのうち選択されたレーザを用いて積層体から前記透明基板を分離することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板の製造方法。
【請求項１２】
前記透明基板を分離した後、レーザの熱源により前記誘電体薄膜の表面に形成された非晶質の損傷層を除去する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板の製造方法。
【請求項１３】
フェムトレーザを用いて積層体から前記透明基板を分離することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板の製造方法。
【請求項１４】
前記誘電体薄膜の形成後、その誘電体薄膜上に接着層とバリア層のうち一つを形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板の製造方法。
【請求項１５】
前記接着層やバリア層は、ＴｉまたはＣｒをスパッタリングすることにより形成されることを特徴とする請求項１４に記載の薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板の製造方法。
【請求項１６】
請求項１〜１５の何れか一項に記載の製造方法から製造された薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザリフトオフを用いた薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板の製造に関するものであって、より詳細には、レーザリフトオフ工程を用いて誘電体薄膜を有する薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板の製造方法、及びこれから製造された薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の小型、軽量化、高速化、高周波化が進行されるにつれ、高密度化に関する全方位的要求が増加してきた。これを現実に反映するため、受動及び／または能動素子を基板の中に集積して効率を高めようとする技術に関する研究が活発に進んでいる。これに関して、電子機器の小型化を成すためＰＣＢ表面に実装される抵抗、キャパシタ、インダクタのような多くの受動素子を印刷回路基板［Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ（ＰＣＢ）］内に内蔵する研究も進行されつつある。受動素子のうちキャパシタは約６０％程度を占め、他の受動素子に比べて多い割合を占めるため、内蔵型（エンベデッド）キャパシタに関する関心が高まりつつある。このように、その表面に実装されるキャパシタをＰＣＢ内に内蔵することにより、４０％程度のサイズ縮小効果が得られるだけでなく、高周波での低いインピーダンス（＜１０ＰＨ）により高周波での電気的特性向上の効果が得られる。
【０００３】
このような内蔵型キャパシタは、一般に２個のＣｕホイル（伝導層）とその間のプリプレグ形態の絶縁層を含んで構成される。その一例として、特許文献１には伝導性ホイルの間に硬化されない誘電シートを入れ積層工程を通じてキャパシタ内蔵型印刷回路基板を製造することを提示している。また特許文献２には誘電体を用いた高温薄膜内蔵型キャパシタを提示しており、具体的に高温熱処理（４００〜８００℃）による伝導層の酸化を防ぐためバリア層を形成することを提示している。
【０００４】
ところが、このような内蔵型キャパシタの場合、高い静電容量を具現するためには、ストロンチウム・チタン酸バリウム［Ｂａｒｉｕｍ  ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ  ｔｉｔａｎａｔｅ（ＢＳＴＯ）］、チタン酸バリウム［Ｂａｒｉｕｍ  ｔｉｔａｎａｔｅ（ＢＴ）］、ジルコニウム・チタン酸鉛［ｌｅａｄ  ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ  ｔｉｔａｎａｔｅ（ＰＺＴ）］、ジルコニウム・チタン酸バリウム［Ｂａｒｉｕｍ  ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ  ｔｉｔａｎａｔｅ（ＢＺＴＯ）］、チタン酸タンタル［Ｔａｎｔａｌｕｍ  ｔｉｔａｎａｔｅ（ＴＴＯ）］などのような高い誘電率を有する誘電体を用いて薄い薄膜を形成することが要される。そして、このような誘電体が高い誘電率を有するためには、良い結晶性を有すべきで、このためには５００℃以上の高温で熱処理することが要される。
【０００５】
しかし、上記従来のＰＣＢ内蔵型キャパシタの場合、樹脂付き銅箔［Ｒｅｓｉｎ−Ｃｏａｔｅｄ  Ｃｏｐｐｅｒ  Ｆｏｉｌ（ＲＣＣ）］形態で電極上に薄膜を形成し熱処理を通じて結晶化することにより、誘電率を発現させた材料を製造した後、これをＰＣＢ工程に入れることが一般であった。しかし、このような材料は４００〜８００℃程度の高温での熱処理工程が必要で、レジンを含むＰＣＢ上に具現することが出来なかった。
【０００６】
ところが、具現しようとする薄膜キャパシタの誘電特性は、蒸着される基板の種類に大きく影響を受け、これは図１を通じて明確に分かる。図１は２つの種類の基板上に蒸着されたＰｂ系列の誘電体薄膜に加わった電圧による静電容量値を示したものである。基板は、銅箔とＰｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ2／Ｓｉ基板を使用し、６５０℃、空気中で３０分間熱処理した。誘電体薄膜の厚さは、０．６ミクロンで蒸着した。銅箔上の誘電体薄膜の場合、０．２μＦ／ｃｍ2の静電容量を示し、これは２．５μＦ／ｃｍ2を示したＰｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ2／Ｓｉ基板上の場合よりずっと低い静電容量を示すことが分かる。これは、銅箔上に蒸着された誘電体薄膜が基板と熱処理時に図２のように酸化されるため、その酸化された界面の影響により誘電体材料本来の特性が発現されないことが分かる。
【０００７】
従って、銅箔の酸化を防ぐために熱処理の雰囲気を制御し、または耐酸化性の強いニッケル層を銅箔上に形成した後に誘電体薄膜を蒸着、熱処理する研究が続いているが、これもまた製造されたキャパシタの静電容量値が落ちる等の問題がある。
【０００８】
従って、高温熱処理を必要とする誘電体薄膜を有するＰＣＢ内蔵型キャパシタを通常のＰＣＢ製造工程により製造できる工程の開発が要求されている実情である。
【０００９】
【特許文献１】米国特許第５，２６１，１５３号明細書
【特許文献２】米国特許第６，５４１，１３７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記の従来技術の限界を克服するために案出されたものであって、レーザリフトオフ工程を用いて誘電体薄膜を有するキャパシタが内蔵された印刷回路基板の製造方法、及びこれから製造された薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板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】
【００１１】
上記目的を達成するための第１見地による本発明は、透明基板上に誘電体薄膜を形成した後これを熱処理する工程と、上記熱処理された誘電体薄膜上に伝導層を形成する工程と、上記形成された積層体の透明基板の下部にレーザを照射することにより、その積層体から上記透明基板を分離する工程と、上記透明基板が分離された誘電体薄膜上に所定のパターンを有する伝導層を形成する工程と、上記形成された薄膜上下部の伝導層上に所望の回数で絶縁層と伝導層を交代で形成する工程と、を含む薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板の製造方法に関する。
【００１２】
また第２見地による本発明は、透明基板上に誘電体薄膜を形成した後これを熱処理する工程と、上記熱処理された誘電体薄膜上に伝導層を形成する工程と、上記伝導層上に絶縁層を形成した後、その絶縁層上に銅貼り積層板［ＣＣＬ（ｃｏｐｐｅｒ  ｃｌａｄ  ｌａｍｉｎａｔｅ）］を積層する工程と、上記形成された積層体の透明基板の下部にレーザを照射することにより、その積層体から上記透明基板を分離する工程と、上記透明基板が分離された誘電体薄膜上に所定のパターンを有する伝導層を形成する工程と、を含む薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板の製造方法に関する。
【００１３】
また第３見地による本発明は、透明基板上に誘電体薄膜を形成した後これを熱処理する工程と、上記熱処理された誘電体薄膜上に伝導層を形成する工程と、上記伝導層上に樹脂付き銅箔［ＲＣＣ（ｒｅｓｉｎ  ｃｏａｔｅｄ  ｃｏｐｐｅｒ  ｆｏｉｌ）」を積層する工程と、上記形成された積層体の透明基板の下部にレーザを照射することにより、その積層体から上記透明基板を分離する工程と、上記透明基板が分離された誘電体薄膜上に所定のパターンを有する伝導層を形成する工程と、上記形成されたＲＣＣの銅箔及びパターンを有する伝導層上に所望の回数で絶縁層と伝導層を交代で形成する工程と、を含む薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板の製造方法に関する。
【００１４】
また第４見地による本発明は、上記製造方法によって製造された薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板に関する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、通常のＰＣＢ工程を阻害することなく、レーザリフトオフ工程を用いて誘電体薄膜を有する薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板を提供するに有用な効果がある。また、従来技術において引き起こされた銅箔の酸化などのような問題点も効果的に解決することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付の図面を参照に本発明を詳しく説明する。
【００１７】
図３は、本発明の一実施例による薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板の製造工程を示した概略図である。
【００１８】
図３（ａ）に示された通り、本発明では、先ず、レーザ透過可能な透明基板１１を設けた後、その上部に誘電体薄膜１３を形成する。本発明では上記透明基板１１の具体的種類に制限はないが、好ましくはサファイア（ｓａｐｐｈｉｒｅ）、石英（ｑｕａｒｔｚ）、ガラス（ｇｌａｓｓ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、アルミン酸ランタン［Ｌａｎｔｈａｎｕｍ  Ａｌｕｍｉｎａｔｅ（ＬａＡｌＯ3）］、溶融シリカ（Ｆｕｓｅｄ  Ｓｉｌｉｃａ）、ジルコニア（イットリア安定化ジルコニア）［Ｙｔｔｒｉａ−Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ  Ｚｉｒｃｏｎｉａ（ＹＳＺ）」のうち選択された一つの基板を用いることが好ましい。
【００１９】
また本発明において上記誘電体薄膜１３は、高温熱処理を通じて優れた誘電特性を示した金属有機前駆体（ｍｅｔａｌ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ）などを用いて通常のゾルゲル法で形成することが出来る。一方、本発明において上記誘電体薄膜１３は、高温熱処理を通じて優れた誘電特性を示す様々な誘電体組成を全て利用することができ、その具体的な組成成分及び種類などに制限されない。例えば、ジルコニウム・チタン酸鉛［Ｌｅａｄ  ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ  ｔｉｔａｎａｔｅ（ＰＺＴ）］、チタン酸バリウム［Ｂａｒｉｕｍ  ｔｉｔａｎａｔｅ（ＢＴ）］、ビスマス・チタン酸ストロンチウム［Ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ  ｂｉｓｍｕｔｈ  ｔａｎｔａｌａｔｅ（ＳＢＴ）］、ランタン・チタン酸ビスマス［Ｂｉｓｍｕｔｈ  ｌａｎｔｈａｎｕｍ  ｔｉｔａｎａｔｅ（ＢＬＴ）］、マグネシウム・チタン酸鉛−チタン酸鉛［Ｌｅａｄ  ｍａｇｎｅｓｉｕｍ  ｎｉｏｂａｔｅ−ｌｅａｄ  ｔｉｔａｎａｔｅ（ＰＭＮ−ＰＴ）］、亜鉛チタン酸鉛［Ｌｅａｄ  ｚｉｎｃｎｉｏｂａｔｅ−ｌｅａｄ  ｔｉｔａｎａｔｅ（ＰＺＮ−ＰＴ）］等のようにＢｉやＰｂのような揮発性元素を含む誘電体や、またはこれに所定のドーパントが添加された誘電体を用いて上記薄膜１３を形成することが出来る。
【００２０】
次に、本発明では上記形成された誘電体薄膜１３を熱処理する。このような熱処理によって薄膜の結晶性が改善されて優れた誘電特性を提供することが出来る。本発明では上記熱処理温度を４００℃以上に管理することが好ましく、より好ましくは５００〜７００℃の温度範囲に管理する。
【００２１】
次いで、本発明では図３（ｂ）のように、上記熱処理された誘電体薄膜１３上に薄膜キャパシタの電極を成す金属伝導層１５を形成する。このような伝導層１５は、伝導性を有する様々な金属または酸化物で組成されることができ、好ましくはＡｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｉｒ、ＩｒＯ2、Ｒｕ、ＲｕＯ2のうち選択された一つを用いることである。また上記伝導層１５は、通常知られた物理的気相成長（ＰＶＤ）法、化学的気相成長（ＣＶＤ）法、原子層成長（ＡＬＤ）法、スクリーン印刷（ＳＣＲＥＥＮ  ＰＲＩＮＴＩＮＧ）法、メッキ法、インクジェット（ＩＮＫＪＥＴ）印刷法などを用いて形成することが出来る。好ましくはスパッタリングとｅ−ビームなどのようなＰＶＤ法を用いて形成することで、より好ましくはスパッタリング法を利用することである。またＰＶＤ法で金属シード層を形成した後に通常の電解メッキを通じて形成することも出来る。
【００２２】
本発明では必要に応じて、上記伝導層１５に所定のパターンを有するようにすることが出来る。このようなパターンはマスクを用いてＰＶＤ法、ＣＶＤ法、ＡＬＤ法、スクリーン印刷法、メッキ法、インクジェット印刷法などにより上記伝導層１５を形成することにより具現可能である。また所定の方法で形成された伝導層上に感光性フィルムを塗布した後、通常の方法で露光、現像することにより、パターンを具現することも出来る。
【００２３】
また本発明では、上記誘電体薄膜１３と伝導層１５との間の接着性を改善するか、または金属伝導層の拡散及び酸化を防ぐために、これらの間に接着層とバリア層のうち一つを形成することも出来る。このような接着層またはバリア層は、Ｔｉ、Ｃｒなどをスパッタリングすることにより形成されることが出来る。
【００２４】
そして本発明では、図３（ｃ）のように、上記形成された積層体の透明基板１１の下部にレーザを照射することにより、その積層体から上記透明基板１１を分離する。即ち、上記透明基板１１の裏面にレーザを照射すると、上記基板１１と誘電体薄膜１３との界面に局部的に温度が上昇し、これにより誘電体薄膜成分から揮発性成分が形成され、上記基板１１が上記薄膜１３から効果的に分離されることが出来る。例えば、サファイア基板上に蒸着されたＰｂ系列のＰｂＺｒＴｉＯ３（１１０／５２／４８）組成を有する誘電薄膜の場合、エキシマレーザ（２４８ｎｍ）をＰＺＴ薄膜とサファイア基板との界面に４００ｍＪ／ｃｍ２程度照射すると、基板と誘電薄膜との間の界面の温度がＰＺＴの融点より高い１３５０℃以上に上昇して上記基板と薄膜との界面で揮発性のＰｂＯが形成され上記透明基板１１の分離をもたらすことが出来る。
【００２５】
本発明では上記レーザの種類及びその照射方法などに限られず、例えば、上記のように、基板１１の分離をもたらすことが出来るエキシマレーザ（１２６ｎｍ、１４６ｎｍ、１５７ｎｍ、１７２ｎｍ、１７５ｎｍ、１９３ｎｍ、２４８ｎｍ、２８２ｎｍ、３０８ｎｍ、３５１ｎｍ、２２２ｎｍ、２５９ｎｍ）、またはＮｄ  ＹＡＧレーザ（２６６ｎｍ、３５５ｎｍ）等のように誘電薄膜と透明基板のバンドギャップとの間のエネルギーを有するレーザを用いることが出来る。そして透明基板を通過したレーザエネルギーが誘電薄膜により吸収され誘電薄膜と基板界面の温度が誘電薄膜の融点以上の温度に上昇することの出来る様々な種類のレーザなどを用いて上記基板を分離することが出来る。この際、使用されるレーザビームの形態は、スポット、スクエア、ラインビーム形態などの様々なビームプロファイルに変更可能である。
【００２６】
一方、上記のようにエキシマレーザやＮｄ  ＹＡＧレーザを用いて上記基板１１を分離する場合、上記誘電体薄膜１３のうちレーザの熱源に露出される上記基板１１に隣接した部分で小さい厚さの範囲（約１０８ｎｍ）に、その結晶組織が非晶質に変わって損傷層を形成することも出来る。このような損傷層は誘電体薄膜の誘電特性を低減させることが出来る。例えば、ＰＣＢ基板に転写されたＰＺＴ薄膜は１ＭＨｚから６００程度の誘電定数を有することが出来る。しかし、このような損傷層を有するＰＺＴ薄膜も通常の銅箔上に形成されたＰＺＴ薄膜に比べて優れた高静電容量を提供することが出来るため、所望の用度に適切に用いることが出来る。
【００２７】
ところが、より優れた誘電特性を確保するためには、上記損傷層を除去することがより好ましい。本発明では上記損傷層を除去する具体的な方法に限られず、ウェットエッチングやイオンビームミリング（Ｉｏｎ  Ｂｅａｍ  Ｍｉｌｌｉｎｇ）等の様々な方法を用いることが出来る。
【００２８】
上記損傷層形成の可能性を予め防ぐためには、フェムトレーザを上記積層体の下部に照射して上記透明基板１１を分離することが好ましい。例えば、フェムトレーザ（８００ｎｍ、３００ｆｓ）を用いて上記基板１１を分離する場合、レーザ照射による損傷層形成を効果的に防止することが出来る。従って、このような方法で製造されてＰＣＢ基板に転写されたＰＺＴ薄膜の場合、正方晶系の結晶構造がそのまま保持され１ＭＨｚから１６００程度の優れた誘電定数を示すことが出来る。
【００２９】
次に、本発明では図３（ｄ）のように、上記透明基板１１が分離された誘電体薄膜１３上にキャパシタのまた異なる電極を成す所定のパターンを有する金属伝導層１７を形成する。このような伝導層１７は、伝導性を有する様々な金属または酸化物で組成されることができ、好ましくはＡｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｉｒ、ＩｒＯ2、Ｒｕ、ＲｕＯ2のうち選択された一つを用いる。また上記金属伝導層１７は通常知られたＰＶＤ法、ＣＶＤ法、ＡＬＤ法、スクリーン印刷法、メッキ法、インクジェット印刷法などを用いて形成することが出来る。好ましくはスパッタリングとｅ−ビームなどのようなＰＶＤ法を用いて形成することで、より好ましくはスパッタリング法を用いることである。またＰＶＤ方法で金属シード層を形成した後に通常の電解メッキを通じて形成することも出来る。
【００３０】
そして上記金属伝導層１７の形成時、マスクを用いてＰＶＤ法で形成することにより所定のパターンを有する伝導層を形成することが出来る。また所定の方法で形成された伝導層上に感光性フィルムを塗布した後、通常の方法で露光、現像することにより所定のパターンを形成することも出来る。
【００３１】
続いて、本発明では印刷回路基板の通常の製造工程を通じて上記形成された薄膜の上下部の伝導層上に所望の回数で絶縁層と伝導層を交代で形成することにより、誘電体薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板を製造することが出来る。
【００３２】
図４は、本発明の他の実施例による薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板の製造工程を示した概略図である。
【００３３】
図４（ａ）のように、本発明では透明基板２１上に誘電体薄膜２３を形成した後、これを熱処理する。そして図４（ｂ）のように、上記熱処理された誘電体薄膜２３上にキャパシタの電極を成す金属伝導層２５を形成する。このような伝導層２５は、必要に応じて所定のパターンを有するよう形成することができ、上記伝導層２５の組成、製造工程、パターンの付与などに関する具体的な説明は上述の通りである。
【００３４】
また上述の通り、上記誘電体薄膜２３と伝導層２５との間の接着性を改善し、または金属伝導層の拡散及び酸化を防止するため、これらの間に接着層とバリア層のうち一つを形成することも出来る。
【００３５】
次いで、本発明では図４（ｃ）のように、上記伝導層２５上に絶縁層２６を積層する。このような絶縁層は高分子樹脂で組成されることが通常で、本発明ではＰＣＢの製造工程において用いられる様々な絶縁材料を利用することが出来る。
【００３６】
そして本発明では、上記絶縁層２６上に銅貼り積層板［ＣＣＬ（２７：ｃｏｐｐｅｒ  ｃｌａｄ  ｌａｍｉｎａｔｅ）］を積層する。このようなＣＣＬ２７は、その絶縁基材２７ａの両面に銅箔２７ｂが付着された形態を有している。
【００３７】
以後、本発明では図４（ｄ）のように、上記形成された積層体の透明基板２１の下部にレーザを照射することにより、その積層体から上記透明基板２１を分離する。レーザを用いてこのような透明基板を分離する工程、レーザの種類及びこれによる効果などに関する説明は上述の通りである。
【００３８】
そして図４（ｅ）のように、上記透明基板２１が分離された誘電体薄膜２３上に上述の説明と同じ条件で所定のパターンを有する伝導層２９を形成し、このような金属伝導層２９は薄膜キャパシタの電極を成すことになる。この際、金属伝導層２９の組成及び形成方法などは上述の通りである。
【００３９】
続いて、本発明では印刷回路基板の通常の製造工程を通じて上記形成されたＣＣＬ２７及び伝導層２９上に所望の回数で絶縁層と伝導層を交代で形成することにより、誘電体薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板を製造することが出来る。
【００４０】
一方、図５は本発明のさらに異なる実施例による薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板の製造工程を示した概略図である。
【００４１】
図５（ａ）のように、本発明では透明基板３１上に誘電体薄膜３３を形成した後、これを熱処理する。そして図５（ｂ）のように、上記熱処理された誘電体薄膜３３上にキャパシタの電極を成す金属伝導層３５を形成する。このような伝導層３５は、必要に応じて所定のパターンを有するよう形成することができ、上記伝導層３５の組成、製造工程などに関する具体的な説明は上述の通りである。
【００４２】
また上述の通り、上記誘電体薄膜３３と伝導層３５との間の接着性を改善し、または金属伝導層の拡散及び酸化を防ぐために、これらの間に接着層とバリア層のうち一つを形成することも出来る。
【００４３】
そして本発明では、図５（ｃ）のように上記伝導層３５上にＲＣＣ（３７：ｒｅｓｉｎ  ｃｏａｔｅｄ  ｃｏｐｐｅｒ）を積層し、上記ＲＣＣ３７は銅箔３７ａ上に樹脂３７ｂが付着された形態をしている。
【００４４】
次いで、図５（ｄ）のように、上記形成された積層体の透明基板３１の下部にレーザを照射することにより、その積層体から上記透明基板３１を分離する。レーザを用いてこのような透明基板を分離する工程、レーザの種類及びこれによる効果などに関する説明は上述の通りである。
【００４５】
そして図５（ｅ）のように、上記透明基板３１が分離された誘電体薄膜３３上に上述の説明と同じ条件でキャパシタの電極を成す所定のパターンを有する伝導層３９を形成する。
【００４６】
続いて、本発明では印刷回路基板の通常の製造工程を通じて上記形成されたＲＣＣ３７及びパターンを有する伝導層３９上に所望の回数で絶縁層と伝導層を交代で形成することにより、誘電体薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板を製造することが出来る。
【００４７】
上述の通り、本発明はレーザリフトオフ工程を用いて誘電体薄膜を有する薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板を通常のＰＣＢ製造工程で効果的に製造することが出来る。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例を通じて本発明を詳しく説明する。
【００４９】
サファイア透明基板上にＰｂＺｒＴｉＯ3（Ｚｒ／Ｔｉ＝５２／４８、１０％Ｐｂ  ｅｘｃｅｓｓ）誘電体組成を通常のゾルゲル法を用いて０．４ミクロンの厚さでスピンコーティングした後、６５０℃、空気中で３０分間熱処理することにより、上記透明サファイア基板上に結晶化された誘電体ＰＺＴ誘電体薄膜を形成した。そして上記形成された誘電体薄膜上にスパッタリング法でＡｕ金属層を形成した後、その伝導層上にまたエポキシ樹脂から成る絶縁層を形成した。
【００５０】
以後、上記絶縁層の上部にＣＣＬ（ｃｏｐｐｅｒ  ｃｌａｄ  ｌａｍｉｎａｔｅ）を積置しラミネーションした。そして上記のように製造された積層体の下部に４００ｍＪ／ｃｍ2のエネルギーを有するラインビーム状のエキシマレーザ（３０８ｎｍ）を照射して上記積層体から上記透明基板を分離した。レーザ照射の条件は、１０Ｈｚの繰り返し率（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ  ｒａｔｅ）、３０ｎｓｅｃのパルス幅（Ｐｕｌｓｅｄ  ｄｕｒａｔｉｏｎ）、３７０ｍｍ×４００μｍのビームサイズで進行した。そして上記透明基板が分離されたＰＺＴ誘電体薄膜上に再度スパッタリング法でＡｕ伝導層を形成して金属／誘電層／金属の構造を有するキャパシタを形成した。
【００５１】
上記のように製造されたＰＣＢ基板内蔵型薄膜キャパシタに関する周波数による誘電定数の変化結果を図６に示した。図６に図示された通り、ＰＣＢ基板に転写されたＰＺＴ薄膜は、１ＭＨｚから６００程度の誘電定数を有することが分かる。また１．３μＦ／ｃｍ2（薄膜の厚さ０.４ミクロン）の高静電容量を得ることができ、これは同じ銅箔上の強誘電体薄膜から得られる０．２〜０．３μＦ／ｃｍ2（図１）よりずっと大きい静電容量が得られることが分かる。
【００５２】
図７は、ＰＺＴ誘電薄膜（０．６μｍ）に関するＸ線回折パターン［ｘ−ｒａｙ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  （ＸＲＤ）  ｐａｔｔｅｒｎ］を示したグラフであって、上記図７のうちＡは、銅箔上のＰＺＴ薄膜、Ｂはサファイア基板上に蒸着されたＰＺＴ薄膜、そしてＣはサファイア基板上のＰＺＴ薄膜をレーザリフトオフ方法でＡＢＦ／ＣＣＬに転写した後のＸＲＤパターンを示す。この際、熱処理は空気中で６５０ｏＣ、３０分間進行した。
【００５３】
図７から分かるように、銅箔上のＰＺＴ薄膜は、銅箔の酸化による界面特性の低下などにより、ＰＺＴ薄膜の結晶性が非常に落ちることが分かる。これに対して、サファイア上のＰＺＴ薄膜は非常に良い結晶性を示し、レーザでリフトオフして転写されたＰＺＴ薄膜の場合も類似なＸＲＤパターンを表し、良い結晶性を保持することが分かる。
【００５４】
そして、レーザの照射を受けたＰＺＴ薄膜の変化を調べるため、レーザリフトオフされたＰＺＴ薄膜の断面を透過型電子顕微鏡［ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＴＥＭ）］で観察して、その写真を図８に示した。図８（Ａ）から分かるように、エキシマレーザの照射後にＰＺＴ薄膜は２個の層（Ｌａｙｅｒ１とＬａｙｅｒ２）から成ることが分かる。そして上記Ｌａｙｅｒ１は約１０８ｎｍの厚さを有するレーザによって損傷層として電子回折パターン（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  ｐａｔｔｅｒｎ）が図８（Ｂ）のように非晶質上の特性である拡散リング（ｄｉｆｆｕｓｅｄ  ｒｉｎｇ）の形態で表れ、高解像度ＴＥＭ像（ｈｉｇｈ  ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  ＴＥＭ  ｉｍａｇｅ）［図８（Ｃ）］においても非晶質で観察された。一方、Ｌａｙｅｒ２は図８（Ｄ）のように、そのＰＺＴの内部が正方晶系の結晶上の特性を示す電子回折パターン（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｐａｔｔｅｒｎ）を示し、高解像度ＴＥＭ像において正方晶系の結晶構造が観察された［図８（Ｅ）］。
【００５５】
従って、このような非晶質層の存在のため、図６のように、ＰＣＢ基板に転写された本発明のＰＺＴ薄膜は、１ＭＨｚから６００程度の誘電定数で通常のＰＺＴ薄膜の誘電率（１６００〜１７００）対比その特性が低下されることが分かり、また図７（Ｃ）のようなパターンを示すことが分かる。
【００５６】
しかし本発明では、このような損傷層である非晶質層をウェットエッチングやイオンビームミリングなどの様々な方法で除去することにより、その誘電率を１６００〜１７００の水準に改善することが出来る。
【００５７】
一方、サファイア基板を分離時にフェムトレーザ（８００ｎｍ、３００ｆｓ）を照射したことを除いては、上記と同じ条件で金属／誘電層／金属の構造を有するキャパシタを形成した。そしてレーザの照射を受けたＰＺＴ薄膜の変化を調べるため、レーザリフトオフされたＰＺＴ薄膜の断面を透過型電子顕微鏡［ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＴＥＭ）］で観察し、その写真を図９に表した。図９から分かるように、フェムトレーザを用いてサファイア基板を分離する場合、その得られたＰＺＴ薄膜は、何れも正方晶系の結晶状で構成され、従ってＰＺＴ材料の結晶性をそのまま保持できることが分かる。
【００５８】
図１０は、このようなフェムトレーザを用いてＰＣＢ基板に転写されたＰＺＴ薄膜の周波数による誘電定数を示したグラフであって、１ＭＨｚから１６００程度の優れた誘電定数を有することが分かる。
【００５９】
上述の通り、本発明は好ましい実施例を通じて詳細に説明されたが、本発明はこのような実施例の内容に限られるのではない。本願が属する技術分野において、通常の知識を有している者であれば、実施例には提示されなくても添付の請求項の記載範囲内で様々な本願発明に関する変形及び変更などが可能で、これらは何れも本願発明の技術的範囲に属することは自明である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】ニッケル酸化防止層がコーティングされた銅箔上に形成されたＰｂ系列の誘電体膜とＰｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ2／Ｓｉ基板上に形成された誘電体膜の静電容量を測定して示したグラフである。
【図２】ニッケル酸化防止層がコーティングされた銅箔を空気中において５５０℃で熱処理する場合、銅箔が酸化されることが写った写真である。
【図３】本発明の一実施例による薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板の製造工程図である。
【図４】本発明の他の実施例による薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板の製造工程図である。
【図５】本発明のさらに異なる実施例による薄膜キャパシタが内蔵された印刷回路基板の製造工程図である。
【図６】エキシマレーザを用いてＰＣＢ基板に転写されたＰＺＴ薄膜に関する誘電特性を測定して示したグラフである。
【図７】銅箔上に蒸着された誘電体薄膜、サファイア上に蒸着された誘電体薄膜、そしてこれをエキシマレーザでリフトオフしてポリマー／ＣＣＬ材料に転写したＰＺＴ薄膜のＸ線回折分析結果を示したグラフである。
【図８】エキシマレーザでリフトオフしてポリマー／ＣＣＬ材料に転写したＰＺＴ薄膜断面のＴＥＭイメージであって、レーザによって非晶質に変わった層と誘電体状を有する２個の層が形成されることが写った写真である。
【図９】フェムトレーザでリフトオフしてポリマー／ＣＣＬ材料に転写したＰＺＴ薄膜断面のＴＥＭイメージであって、レーザ照射後にもＰＺＴの正方晶系の結晶構造がそのまま保持されることが写った写真である。
【図１０】フェムトレーザを用いてＰＣＢ基板に転写されたＰＺＴ薄膜に関する誘電特性を測定して示したグラフである。
【符号の説明】
【００６１】
１１、２１、３１  透明基板
１３、２３、３３  誘電体薄膜
１５、１７、２５、２９、３５、３７  （金属）伝導層
２６  絶縁層
２７  銅貼り積層板（ＣＣＬ）
３７  樹脂付き銅箔（ＲＣＣ）
３７ａ  銅箔
３７ｂ  樹脂
３９  伝導層
【図１】
2008028372.tif 000003
【図３】
2008028372.tif 000004
【図４】
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【図５】
2008028372.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図１０】
2008028372.tif 000009
【図２】
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【図８】
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【図９】
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