(57)【要約】【課題】耐電圧特性などの電気特性に優れ、信頼性の高い受動素子を、配線層中に安価にかつ簡便に製造することが可能な受動素子の製造方法を提供する。【解決手段】第１の導体層２上に選択的にポジ型感光性樹脂層を形成する工程と、ポジ型感光性樹脂層を露光し、露光されたポジ型感光性樹脂層３ｂとする工程と、誘電体微粒子５が分散した溶液中に露光されたポジ型感光性樹脂層３ｂを浸漬し、ポジ型感光性樹脂層３ｂ中に誘電体微粒子５を拡散させる工程と、このポジ型感光性樹脂層３ｂの側面を覆うように絶縁性樹脂層６ａを形成する工程とを備える。【選択図】　　　　図７
2004056081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の導体層上に選択的にポジ型感光性樹脂層を形成する工程と、
前記ポジ型感光性樹脂層を露光する工程と、
微粒子が分散した溶液中に前記ポジ型感光性樹脂層を浸漬し、前記ポジ型感光性樹脂層中に前記微粒子を拡散させる工程と、
前記ポジ型感光性樹脂層の側面を覆うように絶縁性樹脂層を形成する工程とを備えた、受動素子の製造方法。
【請求項２】
前記第１の導体層は、離隔して位置する複数の部分を含み、
前記ポジ型感光性樹脂層は、前記離隔して位置する第１の導体層のそれぞれの部分上に形成され、
前記絶縁性樹脂層は、前記離隔して位置する第１の導体層のそれぞれの部分上に形成された各々のポジ型感光性樹脂層の間を埋めるように形成される、請求項１に記載の受動素子の製造方法。
【請求項３】
前記ポジ型感光性樹脂層は、印刷法によりポジ型感光性樹脂を塗布することによって形成される、請求項１または２に記載の受動素子の製造方法。
【請求項４】
前記微粒子は、誘電体微粒子であり、
前記ポジ型感光性樹脂層上に第２の導体層を形成する工程をさらに備え、
前記第１の導体層、前記誘電体微粒子が拡散されたポジ型感光性樹脂層および前記第２の導体層により、コンデンサを形成する、請求項１から３のいずれかに記載の受動素子の製造方法。
【請求項５】
前記ポジ型感光性樹脂は、ポリシラン樹脂、シリコンラダー樹脂、ポリシラザン樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、フルオレン樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂およびフェノールノボラック系樹脂からなる群から選ばれる樹脂を原料に含む、請求項４に記載の受動素子の製造方法。
【請求項６】
前記誘電体微粒子の比誘電率は、５以上である、請求項４または５に記載の受動素子の製造方法。
【請求項７】
前記誘電体微粒子の平均粒径は、２００ｎｍ以下である、請求項４から６のいずれかに記載の受動素子の製造方法。
【請求項８】
前記誘電体微粒子は、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、ジルコン酸カルシウム、チタン酸鉛、二酸化チタン、窒化珪素、スズ酸カルシウム、チタン酸ビスマス、チタン酸バリウムストロンチウム、アルミナ、酸化タンタル、二酸化ジルコニウム、酸化鉛、ランタン含有チタン酸ジルコン酸鉛および二酸化ルテニウムからなる群から選ばれる酸化物または窒化物微粒子を含む、請求項４から７のいずれかに記載の受動素子の製造方法。
【請求項９】
前記絶縁性樹脂は、非感光性樹脂またはネガ型感光性樹脂であり、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、フェノール樹脂、シリコンラダー樹脂、アクリル樹脂、ポリアミドイミド樹脂、メラミン樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリエステル樹脂および尿素樹脂からなる群から選ばれる樹脂を原料に含む、請求項４から８のいずれかに記載の受動素子の製造方法。
【請求項１０】
前記微粒子は、抵抗体微粒子であり、
前記抵抗体微粒子が拡散されたポジ型感光性樹脂層により、抵抗体素子を形成する、請求項１から３のいずれかに記載の受動素子の製造方法。
【請求項１１】
前記ポジ型感光性樹脂は、ポリシラン樹脂、ポリイミド樹脂、シリコンラダー樹脂、ポリシラザン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、フルオレン樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂およびフェノールノボラック樹脂からなる群から選ばれる樹脂を原料に含む、請求項１０に記載の受動素子の製造方法。
【請求項１２】
前記抵抗体微粒子は、サーマルブラック、アセチレンブラック、黒鉛、銅、鉛および二酸化ルテニウムからなる群から選ばれる導電体微粒子を含む、請求項１０または１１に記載の受動素子の製造方法。
【請求項１３】
前記絶縁性樹脂は、非感光性樹脂またはネガ型感光性樹脂であり、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコンラダー樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、メラミン樹脂、ビスマレイミド樹脂およびポリエステル樹脂からなる群から選ばれる樹脂を原料に含む、請求項１０から１２のいずれかに記載の受動素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子の再配線層中やプリント配線基板中などの配線層中に形成される受動素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器に対する小型化の要請は強く、これに伴い各種電子部品の小型化が推し進められている。コンデンサや抵抗体素子に代表される受動素子にあっても例外ではなく、その小型化の要請は強い。
【０００３】
従来より、半導体素子においてはその再配線層中に受動素子が内蔵されてきたが、プリント配線基板（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ　Ｂｏａｒｄ）においては、基板表面に別部品である受動素子を実装することによって構成されてきたため、小型化が十分ではなかった。受動素子の小型化の一つの解決方法としては、半導体素子の再配線層中に形成されるように、プリント配線基板中に受動素子を内蔵させる方法がある。
【０００４】
プリント配線基板中にコンデンサを内蔵させる場合のコンデンサの製造方法としては、誘電体微粒子を含んだペースト状の樹脂をスクリーン印刷法によって塗布することにより、誘電体層を形成する方法がある（たとえば、特許文献１参照）。この方法においては、簡便に誘電体層が形成できる点では非常に優れているが、一方で高い誘電率を有する誘電体層を形成することが困難であるという問題がある。
【０００５】
これは、スクリーン印刷法による塗布にあっては、塗布する材料の粘度に自ずと限界があることに起因する。すなわち、誘電率を上げるためにペースト状の樹脂材料中に誘電体微粒子を大量に混入した場合には、塗布する材料の粘度がスクリーン印刷法による塗布の限界の粘度を超えてしまい、均一な誘電体層の形成が困難になるためである。通常は、１００μｍ角程度の微細パターンの形成にスクリーン印刷法を用いる場合には、粘度の点から樹脂ペーストに含有可能な誘電体微粒子の量は、体積比にして３０ｖｏｌ％〜４０ｖｏｌ％程度、質量比にして８０ｗｔ％程度が限界であり、これでは十分な誘電率を有する誘電体層を形成することは困難である。
【０００６】
また、プリント配線基板中にコンデンサを内蔵させる場合の他のコンデンサの製造方法としては、たとえば、半導体素子の再配線層中に形成する場合と同じく、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などによって高誘電率の酸化物層を成膜することにより行なわれる方法が知られている。図１６から図２１は、このＣＶＤを用いたコンデンサの製造方法の一例を示す工程図である。以下、図を参照して、ＣＶＤを用いた従来のコンデンサの製造方法について詳細に説明する。
【０００７】
まず、図１６に示すように第１の導体層１０２を準備する。第１の導体層としては、たとえば銅箔などが用いられる。この第１の導体層１０２の主表面上に全面にわたって高誘電率の酸化物層１０３をＣＶＤ法を用いて堆積する。次に、図１７に示すように、高誘電率の酸化物層１０３上に第２の導体層１０７を形成する。以上により、導体層／高誘電率の酸化物層／導体層の三層からなるサンドイッチ構造が得られる。
【０００８】
この後、図１８に示すように、第２の導体層１０７上の所定領域にレジストパターン１０８を形成し、このレジストパターン１０８をマスクとしてエッチングを行なう。これにより、図１９に示すように、所望の大きさでかつ所望の形状のコンデンサが形成される。つづいて、図２０に示すように、コンデンサを挟み込むようにプリプレグ１０９を積層し、加熱プレスすることによって圧着する。これにより、図２１に示すように、コンデンサを囲むように絶縁層１０６が形成される。なお、プリプレグとは、ガラスクロスなどにエポキシ樹脂などを含浸させたシート状の部材である。
【０００９】
以上の工程を経ることにより、プリント配線基板中にコンデンサを内蔵させることが可能になり、電子機器の小型化に大きく寄与するようになる。しかしながら、上記製造方法においては、以下のような問題がある。
【００１０】
第１に、高誘電率の酸化物層を形成するためにＣＶＤ法を用いるため、高価なＣＶＤ装置を導入する必要がある。ＣＶＤ装置は、プリント配線基板の形成に用いられる他の製造装置よりもはるかに高価であり、このＣＶＤ装置の導入はプリント配線基板の製造コストを極端に増大させる。
【００１１】
第２に、プリプレグを用いて絶縁層を形成するために加熱プレスによる圧着が必要となり、プリプレグ中の樹脂の流動や加熱による熱膨張によって絶縁層の形成位置にずれを生じる場合がある。この位置ずれは製品の歩留まりを低下させ、製造コストの増大を招く。
【００１２】
一方、抵抗体素子をプリント配線基板中に内蔵させる場合の抵抗体素子の製造方法としては、特開平７−８６７５３号公報（特許文献２）に開示の製造方法や、特開平５−２８３８６６号公報（特許文献３）に開示の製造方法などが知られている。これら公報に開示の抵抗体素子の製造方法は、カーボン粒子などの抵抗体粒子をエポキシ樹脂やフェノール樹脂等の樹脂に分散混合させて形成した抵抗体ペーストをスクリーン印刷法によって塗布し、加熱硬化させるものである。
【００１３】
この方法においては、簡便に抵抗体素子が製作できる点では非常に優れているが、一方でスクリーン印刷を行なうためには抵抗体ペーストにチキソトロピー性が必要となり、混合可能な抵抗体粒子の量が制限される問題がある。また、スクリーン印刷法では塗布量の制御が困難であるため、高密度実装を要求されるプリント配線基板の製造にはあまり適していない。これを改善するためには、抵抗体素子の加熱硬化後にレーザトリミングを行なう必要があり、製造プロセスが複雑化し、製造コストの増大を招く。
【００１４】
以上のような問題を生じない受動素子の製造方法として、特開平７−９２６９５号公報（特許文献４）に開示された薄膜パターン形成法を応用した受動素子の製造方法がある。図２２から図２６は、上記公報に開示された薄膜パターン形成法を応用したコンデンサの製造方法の一例を示す工程図である。以下、図を参照して、上記のコンデンサの製造方法について詳細に説明する。
【００１５】
まず、図２２に示すように基材２０１を準備し、この基材２０１の所定領域上に第１の導体層２０２を形成する。次に、図２３に示すように、第１の導体層２０２を覆うように基材２０１上にポジ型感光性樹脂を塗布し、ポジ型感光性樹脂層２０３ａを形成する。ポジ型感光性樹脂としては、ポリシラン樹脂が用いられる。また、このポジ型感光性樹脂の塗布に際しては、通常はスピンコート法等が用いられ、基材２０１の全面にわたって塗布が行なわれる。
【００１６】
次に、所定のパターンを有するマスク２１０を用意し、図２４に示すように第１の導体層２０２上に位置する部分のポジ型感光性樹脂のみが露光可能となるようにマスク２１０を固定し、ポジ型感光性樹脂層２０３ａへと紫外線が照射される。これにより、第１の導体層２０２の所定領域上のポジ型感光性樹脂のみが露光され、露光されたポジ型感光性樹脂層２０３ｂとなる。
【００１７】
次に、図２５に示すように、ポジ型感光性樹脂層２０３ａ，２０３ｂを、誘電体微粒子２０５が分散した溶液２０４中に浸漬する。このとき、露光されていないポジ型感光性樹脂層２０３ａには誘電体微粒子２０５が含浸しないのに対し、露光されたポジ型感光性樹脂層２０３ｂには誘電体微粒子２０５が大量に含浸する。これは、露光によってポジ型感光性樹脂層の分子鎖が切断されることにより、微細な空隙がポジ型感光性樹脂層中に生じるためである。この結果、露光されたポジ型感光性樹脂層２０３ｂにのみ誘電体微粒子２０５が拡散するため、この部分のみが誘電体層として機能し、残りのポジ型感光性樹脂層２０３ａは絶縁層として機能するようになる。
【００１８】
つづいて、図２６に示すように、誘電体微粒子２０５が拡散したポジ型感光性樹脂層２０３ｂ上に第２の導体層２０７を形成する。以上により、第１の導体層２０２／誘電体微粒子２０５が拡散したポジ型感光性樹脂層２０３ｂ／第２の導体層２０７の三層からなるサンドイッチ構造が得られ、コンデンサが製造される。また同時に、露光されていないポジ型感光性樹脂層２０３ａによって絶縁層が形成される。
【００１９】
以上の工程を経ることにより、高価なＣＶＤ装置を用いることなくプリント配線基板中にコンデンサを内蔵させることが可能となり、安価に電子機器の小型化が実現される。また、予めスピンコート等により基材全面に塗布したポジ型感光性樹脂を選択的に露光することにより誘電体層と絶縁層とが形成されるため、プリプレグを用いた場合に生じる位置ずれの心配がなく、歩留まりが大幅に向上する。さらには、露光されたポジ型感光性樹脂層には、誘電体微粒子を大量に含浸させることが可能であるため、高い誘電率の誘電体層を形成することが可能になる。
【００２０】
次に、上記公報に開示された薄膜パターン形成法を応用した抵抗体素子の製造方法について説明する。図２７から図３１は、上記公報に開示された薄膜パターン形成法を応用した抵抗体素子の製造方法の一例を示す工程図である。以下、図を参照して、上記の抵抗体素子の製造方法について詳細に説明する。
【００２１】
まず、図２７に示すように基材２０１を準備し、この基材２０１の所定領域上に第１の導体層２０２を形成する。次に、図２８に示すように、第１の導体層２０２を覆うように基材２０１上にポジ型感光性樹脂を塗布し、ポジ型感光性樹脂層２０３ａを形成する。ポジ型感光性樹脂としては、ポリシラン樹脂が用いられる。また、このポジ型感光性樹脂の塗布に際しては、通常はスピンコート法等が用いられ、基材２０１の全面にわたって塗布が行なわれる。
【００２２】
次に、所定のパターンを有するマスク２１０を用意し、図２９に示すように第１の導体層２０２の端部上および第１の導体層２０２間に位置する部分のポジ型感光性樹脂のみが露光可能となるようにマスク２１０を固定し、ポジ型感光性樹脂層２０３ａへと紫外線が照射される。これにより、第１の導体層２０２の端部上および第１の導体層２０２間に位置するポジ型感光性樹脂のみが露光され、露光されたポジ型感光性樹脂層２０３ｂとなる。
【００２３】
次に、図３０に示すように、ポジ型感光性樹脂層２０３ａ，２０３ｂを、抵抗体微粒子２１２が分散した溶液２０４中に浸漬する。このとき、露光されていないポジ型感光性樹脂層２０３ａには抵抗体微粒子２１２が含浸しないのに対し、露光されたポジ型感光性樹脂層２０３ｂには抵抗体微粒子２１２が大量に含浸する。これは、露光によってポジ型感光性樹脂層の分子鎖が切断されることにより、微細な空隙がポジ型感光性樹脂層中に生じるためである。この結果、露光されたポジ型感光性樹脂層２０３ｂにのみ抵抗体微粒子２１２が拡散するため、この部分のみが抵抗体素子層として機能し、残りのポジ型感光性樹脂層２０３ａは絶縁層として機能するようになる。
【００２４】
つづいて、図３１に示すように、抵抗体微粒子２１２が拡散したポジ型感光性樹脂層２０３ｂの上面を覆うように絶縁層２１４を形成する。以上により、抵抗体微粒子２１２が拡散したポジ型感光性樹脂層２０３ｂからなる抵抗体素子が製造される。また同時に、露光されていないポジ型感光性樹脂層２０３ａによって絶縁層が形成される。
【００２５】
以上の工程を経ることにより、プリント配線基板中に抵抗体素子を内蔵させることが可能になるため、安価に電子機器の小型化が実現される。また、予めスピンコート等により基材全面に塗布したポジ型感光性樹脂を選択的に露光することにより抵抗体素子層と絶縁層とが形成されるため、歩留まりよく抵抗体素子を製造することが可能になる。さらには、露光されたポジ型感光性樹脂層には、抵抗体微粒子を大量に含浸させることが可能であるため、高抵抗の抵抗体素子を形成することが可能になる。
【００２６】
【特許文献１】
特開昭６４−８００９６号公報
【００２７】
【特許文献２】
特開平７−８６７５３号公報
【００２８】
【特許文献３】
特開平５−２８３８６６号公報
【００２９】
【特許文献４】
特開平７−９２６９５号公報
【００３０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のポジ型感光性樹脂を用いた受動素子の製造方法にあっても、以下のような問題を有している。
【００３１】
第１に、上述の製造方法を用いて形成された受動素子にあっては、耐電圧特性に劣るおそれがある。この耐電圧特性に劣る原因としては、微粒子が拡散した部分のポジ型感光性樹脂層（以下、拡散層という。）と微粒子が拡散していない部分のポジ型感光性樹脂層（以下、非拡散層という。）との間に大きな熱膨張率差が生じる点にある。通常、プリント配線基板の製造工程においては、キュア工程やマザーボードへの実装工程、製品出荷後の経時変化などにより、基板内に大きな熱衝撃が加わる。プリント配線基板にこのような熱衝撃が加わった場合には、拡散層と非拡散層との境界において熱膨張率差に伴う大きな応力集中が発生し、クラックを生じるおそれがある。クラックは受動素子の大幅な耐電圧特性の劣化をもたらし、歩留まりおよび信頼性に深刻な影響をもたらす。
【００３２】
第２に、受動素子の機能層および受動素子の電気的絶縁を確保するための絶縁層の形成に用いられるポジ型感光性樹脂が非常に高価である点が挙げられる。通常、プリント配線基板中に形成される絶縁層の材料としてはエポキシ樹脂等の安価な樹脂材料が用いられるのに対し、ポリシラン樹脂に代表されるポジ型感光性樹脂は非常に高価である。このため、上記製造方法を用いた場合には、製造コストが大幅に増大する問題が生じる。
【００３３】
第３に、受動素子の機能層の形成にフォトリソグラフィが利用されるため、製造工程が複雑化する問題がある。上記製造方法におけるフォトリソグラフィ工程においては、ポジ型感光性樹脂層を選択的に露光するためのマスクが必要となり、このマスクの固定などの作業が必要になるため作業が煩雑となり、製造コストの増大につながる。
【００３４】
したがって、本発明は、これらの問題点を解決すべくなされたものであり、耐電圧特性などの電気特性および寸法精度に優れ、信頼性の高い受動素子を、安価にかつ簡便に製造することが可能な受動素子の製造方法を提供することを目的とするものである。
【００３５】
【課題を解決するための手段】
本発明に基づく受動素子の製造方法は、以下の工程を含む。
（ａ）第１の導体層上に選択的にポジ型感光性樹脂層を形成する工程。
（ｂ）ポジ型感光性樹脂層を露光する工程。
（ｃ）微粒子が分散した溶液中にポジ型感光性樹脂層を浸漬し、ポジ型感光性樹脂層中に微粒子を拡散させる工程。
（ｄ）ポジ型感光性樹脂層の側面を覆うように絶縁性樹脂層を形成する工程。
【００３６】
このように本製造方法においては、機能層にポジ型感光性樹脂を用い、絶縁層にこのポジ型感光性樹脂とは異なる絶縁性樹脂を用いることにより、これらの界面における応力の緩和が図られる。すなわち、機能層と絶縁層とを別部材にて形成することにより、これらを一部材にて形成した場合に比べ、熱衝撃が加わった場合に生ずる応力の緩和が図られ、クラックの発生が防止されるようになる。また、本製造方法においては、ポジ型感光性樹脂層のうちの機能層となる部分のみを選択的に露光する工程や、機能層の形成にあたってＣＶＤ装置を用いる工程などが不要となるため、さらなる製造工程の簡素化および製造コストの削減が可能になる。
【００３７】
上記本発明に基づく受動素子の製造方法にあっては、たとえば、第１の導体層は離隔して位置する複数の部分を含み、ポジ型感光性樹脂層は離隔して位置する第１の導体層のそれぞれの部分上に形成され、絶縁性樹脂層は離隔して位置する第１の導体層のそれぞれの部分上に形成された各々のポジ型感光性樹脂層の間を埋めるように形成される。
【００３８】
通常、複数の受動素子が互いに離隔して位置する場合には、これら受動素子間の絶縁を保つために間に絶縁層が形成される。上記本発明の製造方法にあっては、受動素子を隣接して形成する場合に、受動素子の機能層として機能するポジ型感光性樹脂層の間を絶縁性樹脂にて埋め込む。これにより、複数の受動素子を含む場合にこれら複数の受動素子間の電気的絶縁が絶縁性樹脂層にて保たれるようになり、電気的な不具合の発生が防止されるようになる。
【００３９】
上記本発明に基づく受動素子の製造方法にあっては、たとえば、ポジ型感光性樹脂層は印刷法によってポジ型感光性樹脂を塗布することにより形成されることが望ましい。
【００４０】
このように、本製造方法にあっては印刷法によって機能層となるポジ型感光性樹脂の塗布が行なえるため、作業が複雑化することがなく、製造コストの増大が防止される。また、ポジ型感光性樹脂の使用量も大幅に減少するため、製造コストの削減も可能になる。
【００４１】
上記本発明に基づく受動素子の製造方法においては、微粒子として誘電体微粒子を用い、ポジ型感光性樹脂層上に第２の導体層を形成する工程をさらに付加することにより、第１の導体層、誘電体微粒子が拡散されたポジ型感光性樹脂層および第２の導体層の３層によってコンデンサを形成することが可能になる。
【００４２】
このように、ポジ型感光性樹脂層に拡散させる微粒子として誘電体微粒子を用いることにより、コンデンサを製造することが可能になる。本製造方法の如くのコンデンサの製造方法を用いることにより、耐電圧特性や誘電特性などの電気特性および寸法精度に優れ、かつ高信頼性のコンデンサを、安価にかつ簡便に製造することが可能になる。
【００４３】
上記本発明に基づくコンデンサの製造方法においては、たとえば、ポジ型感光性樹脂は、ポリシラン樹脂、シリコンラダー樹脂、ポリシラザン樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、フルオレン樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂およびフェノールノボラック系樹脂からなる群から選ばれる樹脂を原料に含んでいることが望ましい。
【００４４】
本発明に基づくコンデンサの製造方法にあっては、ポジ型感光性樹脂材料として上記の樹脂材料のうちの少なくとも１つを原料に含むポジ型感光性樹脂材料を使用することが可能である。
【００４５】
上記本発明に基づくコンデンサの製造方法においては、より好ましくは、誘電体微粒子の比誘電率は５以上である。
【００４６】
このように、ポジ型感光性樹脂層に拡散させる誘電体微粒子としては、その比誘電率が５以上であるものを使用することが好ましい。ポジ型感光性樹脂層に誘電体微粒子を拡散させて形成した誘電体層の誘電率には、誘電体微粒子の比誘電率が大きく寄与する。このため、誘電体微粒子の比誘電率は高ければ高いほど好ましいが、少なくとも５以上であれば、高い誘電率の誘電体層を形成することが可能になる。
【００４７】
上記本発明に基づくコンデンサの製造方法においては、より好ましくは、誘電体微粒子の平均粒径は２００ｎｍ以下である。
【００４８】
このように、ポジ型感光性樹脂層に拡散させる誘電体微粒子としては、その平均粒径が２００ｎｍ以下であるものを使用することが好ましい。ポジ型感光性樹脂層に誘電体微粒子を拡散させて形成した誘電体層の誘電率には、誘電体微粒子の粒径が大きく寄与する。粒径が余りに大きい誘電体微粒子を用いた場合には、誘電体微粒子がポジ型感光性樹脂層中に拡散しないため、誘電体層を形成することができなくなる。このため、少なくとも平均粒径が２００ｎｍ以下に調整された誘電体微粒子を用いることにより、高い誘電率の誘電体層を形成することが可能になる。
【００４９】
上記本発明に基づくコンデンサの製造方法においては、たとえば、誘電体微粒子は、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、ジルコン酸カルシウム、チタン酸鉛、二酸化チタン、窒化珪素、スズ酸カルシウム、チタン酸ビスマス、チタン酸バリウムストロンチウム、アルミナ、酸化タンタル、二酸化ジルコニウム、酸化鉛、ランタン含有チタン酸ジルコン酸鉛および二酸化ルテニウムからなる群から選ばれる酸化物または窒化物微粒子を含んでいることが望ましい。
【００５０】
このように、本発明に基づくコンデンサの製造方法において用いられる誘電体微粒子としては、上記の酸化物または窒化物微粒子を用いることが可能である。これらの酸化物または窒化物微粒子は非常に高い比誘電率を示すため、これらを用いることによって高い誘電率の誘電体層を形成することが可能になる。
【００５１】
上記本発明に基づくコンデンサの製造方法においては、たとえば、絶縁性樹脂は、非感光性樹脂またはネガ型感光性樹脂であり、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、フェノール樹脂、シリコンラダー樹脂、アクリル樹脂、ポリアミドイミド樹脂、メラミン樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリエステル樹脂および尿素樹脂からなる群から選ばれる樹脂を原料に含んでいることが望ましい。
【００５２】
このように、本発明に基づくコンデンサの製造方法において用いられる絶縁性樹脂としては、非感光性樹脂またはネガ型感光性樹脂を使用することが可能であり、その主原料としては上記樹脂材料のうちの少なくとも１つを含む樹脂が用いられることが好ましい。これらの樹脂材料は比較的安価であり、また簡便に絶縁性樹脂層の形成が行なえるため、本製造方法においては特に好適である。
【００５３】
上記本発明に基づく受動素子の製造方法においては、微粒子として抵抗体微粒子を用いることにより、この抵抗体微粒子が拡散されたポジ型感光性樹脂層にて抵抗体素子を形成することが可能である。
【００５４】
このように、ポジ型感光性樹脂層に拡散させる微粒子として抵抗体微粒子を用いることにより、抵抗体素子を製造することが可能になる。本製造方法の如くの抵抗体素子の製造方法を用いることにより、耐電圧特性などの電気特性および寸法精度に優れ、かつ高信頼性の抵抗体素子を、安価にかつ簡便に製造することが可能になる。
【００５５】
上記本発明に基づく抵抗体素子の製造方法にあっては、たとえば、ポジ型感光性樹脂は、ポリシラン樹脂、ポリイミド樹脂、シリコンラダー樹脂、ポリシラザン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、フルオレン樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂およびフェノールノボラック樹脂からなる群から選ばれる樹脂を原料に含んでいることが望ましい。
【００５６】
本発明に基づく抵抗体素子の製造方法にあっては、ポジ型感光性樹脂材料として上記の樹脂材料のうちの少なくとも１つを原料に含むポジ型感光性樹脂材料を使用することが可能である。
【００５７】
上記本発明に基づく抵抗体素子の製造方法にあっては、たとえば、抵抗体微粒子は、サーマルブラック、アセチレンブラック、黒鉛、銅、鉛および二酸化ルテニウムからなる群から選ばれる導電体微粒子を含んでいることが望ましい。
【００５８】
このように、本発明に基づく抵抗体素子の製造方法において用いられる抵抗体微粒子としては、たとえば上記の導電体微粒子を用いることが好適である。
【００５９】
上記本発明に基づく抵抗体素子の製造方法にあっては、絶縁性樹脂は、非感光性樹脂またはネガ型感光性樹脂であり、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコンラダー樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、メラミン樹脂、ビスマレイミド樹脂およびポリエステル樹脂からなる群から選ばれる樹脂を原料に含んでいることが好ましい。
【００６０】
このように、本発明に基づく抵抗体素子の製造方法において用いられる絶縁性樹脂としては、非感光性樹脂またはネガ型感光性樹脂を使用することが可能であり、その主原料としては上記樹脂材料のうちの少なくとも１つを含む樹脂が用いられることが好ましい。これらの樹脂材料は比較的安価であり、また簡便に絶縁性樹脂層の形成が行なえるため、本製造方法においては特に好適である。
【００６１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。
【００６２】
（実施の形態１）
本実施の形態においては、本発明に基づく受動素子の製造方法を適用したコンデンサの製造方法について説明する。なお、以下において示すコンデンサの製造方法は、半導体素子の再配線層中やプリント配線基板中などの配線層中にコンデンサを内蔵させる場合に適用可能である。
【００６３】
図１から図７は、本発明の実施の形態１におけるコンデンサの製造方法を示す工程図である。以下においては、工程毎に順を追って説明する。
【００６４】
まず、図１に示すように、基材１を準備し、基材１の所定領域上に第１の導体層２を形成する。ここで、基材１としては、たとえばガラス−エポキシ基板やシリコン基板などに代表される基板材料や、エポキシ樹脂やシリコン酸化膜からなる絶縁層など、種々のものが考えられる。また、第１の導体層２としては、たとえば銅、銀、金あるいはインジウムスズオキサイドなどが使用可能であり、また、その形成方法としては、スパッタ、金属めっき、ＣＶＤあるいは印刷など、種々の方法が適用可能である。
【００６５】
次に、図２に示すように、第１の導体層２上に選択的にポジ型感光性樹脂を印刷により塗布する。これにより、ポジ型感光性樹脂層３ａが第１の導体層２上に形成される。ポジ型感光性樹脂としては、ポリシラン樹脂、シリコンラダー樹脂、ポリシラザン樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、フルオレン樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂またはフェノールノボラック系樹脂などを主原料とするものが使用可能である。また、印刷法による塗布としては、版を用いたスクリーン印刷やインクジェット方式の印刷などが適用可能である。なお、図示の如くコンデンサを複数形成する場合には、離隔して位置する複数の第１導体層２上に、それぞれポジ型感光性樹脂層３ａを形成する。
【００６６】
次に、図３に示すように、第１の導体層２上に形成されたポジ型感光性樹脂層３ａに紫外光を照射し、露光する。この露光工程においては、マスクを用いて選択的にポジ型感光性樹脂層３ａを露光する必要はなく、基材１上の全面に高圧水銀灯などを用いて紫外光を照射すればよい。これにより、ポジ型感光性樹脂層３ａは露光され、露光されたポジ型感光性樹脂層３ｂとなる。
【００６７】
つづいて、図４に示すように、誘電体微粒子５が分散した溶液４中に露光されたポジ型感光性樹脂層３ｂを浸漬する。ここで、誘電体微粒子５としては、比誘電率が５以上の誘電体微粒子を用いることが好ましく、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、ジルコン酸カルシウム、チタン酸鉛、二酸化チタン、窒化珪素、スズ酸カルシウム、チタン酸ビスマス、チタン酸バリウムストロンチウム、アルミナ、酸化タンタル、二酸化ジルコニウム、酸化鉛、ランタン含有チタン酸ジルコン酸鉛または二酸化ルテニウムなどの酸化物または窒化物微粒子が好適である。溶液４中に分散される誘電体微粒子５の濃度は、使用する誘電体微粒子の種類、凝集状態、誘電体微粒子を分散させる溶液の種類、誘電体微粒子を拡散させるポジ型感光性樹脂の種類などに合わせて最適値に調整される。また、誘電体微粒子５の粒径は、露光されたポジ型感光性樹脂層３ｂ中に拡散する粒径であれば特に制限されるものではないが、好ましくは２００ｎｍ以下、さらに好ましくは１００ｎｍ以下程度と考えられる。したがって、少なくと平均粒径が２００ｎｍ以下に調整されたものを使用することが望ましい。
【００６８】
誘電体微粒子５を分散させる溶液４としては、浸漬するポジ型感光性樹脂や分散される誘電体微粒子にあわせて適宜選択される。たとえば、水、アルカリ水溶液、有機溶媒などが使用可能である。また、誘電体微粒子５が溶液４中にて凝集しないように、適宜分散剤を添加してもよい。さらに、浸漬する時間は特に制限されるものではなく、誘電体微粒子５が露光されたポジ型感光性樹脂層３ｂ中に拡散されるに十分な時間浸漬すればよい。また、溶液４等の温度は、使用する材料により最適な温度とすればよい。
【００６９】
つづいて、必要に応じて洗浄および加熱処理を施すことにより、誘電体微粒子５が拡散したポジ型感光性樹脂層３ｂが高い誘電率を有する誘電体層として機能するようになる。
【００７０】
さらに、図５に示すように、誘電体微粒子５が拡散したポジ型感光性樹脂層３ｂを覆うように非感光性樹脂を基材１全面に塗布する。これにより、非感光性樹脂層６ａが形成される。なお、図示の如くコンデンサを複数形成する場合には、離隔して位置する複数の第１導体層２上にそれぞれ形成されたポジ型感光性樹脂層３ａの間を埋めるように非感光性樹脂層６ａが形成されることになる。この非感光性樹脂としては、たとえば、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、フェノール樹脂、シリコンラダー樹脂、アクリル樹脂、ポリアミドイミド樹脂、メラミン樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリエステル樹脂または尿素樹脂などが用いられる。また、塗布方法としては、スピンコートによる塗布や印刷法を用いた塗布など、種々の塗布方法が使用可能である。
【００７１】
次に、図６に示すように、誘電体微粒子５が拡散したポジ型感光性樹脂層３ｂの上面が露出するまで、非感光性樹脂層６ａを研磨する。さらに、図７に示すように、誘電体微粒子５が拡散したポジ型感光性樹脂層３ｂの露出表面を覆うように第２の導体層７を形成する。この第２の導体層７としては、上述の第１の導体層２と同様に、たとえば銅や銀などが採用可能であり、またその形成方法としては、スパッタ、金属めっき、印刷など、種々の方法が適用可能である。
【００７２】
以上により、第１の導体層２／誘電体微粒子５が拡散したポジ型感光性樹脂層３ｂ／第２の導体層７の三層からなるコンデンサが所定の大きさおよび所定の形状にて配線層中に製造される。また、誘電体層である誘電体微粒子５が拡散したポジ型感光性樹脂層３ｂの側面は、誘電体微粒子５が拡散したポジ型感光性樹脂層３ｂとは別部材の非感光性樹脂層６ａからなる絶縁層によって覆われる。すなわち、複数のコンデンサを有する場合には、これらコンデンサの間が非感光性樹脂層６ａからなる絶縁層によって埋め込まれることになる。これにより、隣接するコンデンサ間の絶縁が保たれるようになる。
【００７３】
本製造方法においては、誘電体層として機能する層と絶縁層として機能する層とが別部材にて形成されるため、これらを一部材にて形成した場合に比べ、熱衝撃が加わった場合に生ずる応力の緩和が図られ、クラックの発生が防止されるようになる。また、ポジ型感光性樹脂材料の使用量も大幅に減少するため、製造コストの削減が図られる。
【００７４】
さらに、本製造方法にあっては、印刷法によって誘電体層となるポジ型感光性樹脂の塗布が行なえるため、作業が複雑化せず、製造コストの増大が防止される。また、本製造方法においては、誘電体層の形成にあたってＣＶＤ装置を用いた工程や誘電体層を選択的に露光する工程が不要となるため、さらなる製造工程の簡素化および製造コストの削減が可能となる。
【００７５】
（実施の形態２）
本実施の形態においては、上述の実施の形態１と同様に、本発明に基づく受動素子の製造方法を適用したコンデンサの製造方法について説明する。なお、以下において示すコンデンサの製造方法は、半導体素子の再配線層中やプリント配線基板中などの配線層中にコンデンサを内蔵させる場合に適用可能である。
【００７６】
図８から図１０は、本発明の実施の形態２におけるコンデンサの製造方法を示す工程図である。なお、本実施の形態におけるコンデンサの製造方法にあっては、誘電体微粒子をポジ型感光性樹脂層に拡散させる工程までは、上述の実施の形態１と同様の工程であるため、その説明は繰り返さない。
【００７７】
本実施の形態におけるコンデンサの製造方法にあっては、図１から図４に示す工程を行なった後、図８に示すように、誘電体微粒子５が拡散したポジ型感光性樹脂層３ｂを覆うようにネガ型感光性樹脂を基材１全面に塗布する。これにより、ネガ型感光性樹脂層６ｂが形成される。このネガ型感光性樹脂としては、たとえば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、アクリル樹脂、フェノールノボラック系樹脂、フェノール樹脂、ビスマレイミド樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂などを主原料として含むものが用いられる。また、塗布方法としては、スピンコートによる塗布や印刷法を用いた塗布など、種々の塗布方法が適用可能である。
【００７８】
次に、図９に示すように、所定のパターンを有するマスク１０を用意し、ネガ型感光性樹脂層６ｂの露光を行なう。このとき、マスク１０によって誘電体微粒子５が拡散したポジ型感光性樹脂層３ｂの側方に位置する部分のネガ型感光性樹脂層のみが選択的に露光されるようにする。これにより、誘電体微粒子５が拡散したポジ型感光性樹脂層３ｂの側面を覆うように、露光されたネガ型感光性樹脂層６ｃが形成される。この後、現像を行ない、誘電体微粒子５が拡散したポジ型感光性樹脂層３ｂ上に位置する露光されていないネガ型感光性樹脂層６ｂを除去する。
【００７９】
次に、図１０に示すように、誘電体微粒子５が拡散したポジ型感光性樹脂層３ｂ上に第２の導体層７を形成する。この第２の導体層７としては、上述の第１の導体層２と同様に、たとえば銅や銀などが採用可能であり、またその形成方法としては、スパッタ、金属めっき、印刷など、種々の方法が適用可能である。
【００８０】
以上により、第１の導体層２／誘電体微粒子５が拡散したポジ型感光性樹脂層３ｂ／第２の導体層７の三層からなるコンデンサが所定の大きさおよび所定の形状にて配線層中に製造される。また、誘電体層として機能する誘電体微粒子５が拡散したポジ型感光性樹脂層３ｂの側面は、誘電体微粒子５が拡散したポジ型感光性樹脂層３ｂとは別部材であるネガ型感光性樹脂層６ｃからなる絶縁層によって覆われる。
【００８１】
本製造方法を用いてコンデンサを製造することにより、上述の実施の形態１と同様の効果が得られる。さらに、本実施の形態にあっては、誘電体微粒子が拡散したポジ型感光性樹脂層の側面を覆う絶縁性樹脂層をネガ型感光性樹脂を用いて形成しているため、上述の実施の形態１の如くの研磨工程が不要であり、機械的なダメージを与えるおそれがない。
【００８２】
なお、上述の実施の形態１および２においては、絶縁性樹脂層の形成にあたって、非感光性樹脂を余剰に塗布し研磨した場合や、ネガ型感光性樹脂を余剰に塗布し露光および現像することによって余剰部分を除去した場合を例示して説明したが、特にこれらの方法に限定されるものではない。たとえば、印刷法を用いて絶縁性樹脂層を形成した場合には、余剰の絶縁性樹脂を塗布することなく所定厚みの絶縁性樹脂層を形成することも可能である。
【００８３】
（実施の形態３）
本実施の形態においては、本発明に基づく受動素子の製造方法を適用した抵抗体素子の製造方法について説明する。なお、以下において示す抵抗体素子の製造方法は、半導体素子の再配線層中やプリント配線基板中などの配線層中に抵抗体素子を内蔵させる場合に適用可能である。
【００８４】
図１１から図１５は、本発明の実施の形態３における抵抗体素子の製造方法を示す工程図である。以下においては、工程毎に順を追って説明する。
【００８５】
まず、図１１に示すように、基材１を準備し、基材１の所定領域上に第１の導体層２を形成する。ここで、基材１としては、たとえばガラス−エポキシ基板やシリコン基板などに代表される基板材料や、エポキシ樹脂やシリコン酸化膜からなる絶縁層など、種々のものが考えられる。また、第１の導体層２としては、たとえば銅、銀、金あるいはインジウムスズオキサイドなどが使用可能であり、また、その形成方法としては、スパッタ、金属めっき、ＣＶＤあるいは印刷など、種々の方法が適用可能である。
【００８６】
次に、図１２に示すように、同一レイヤ中に形成された電気的に独立した２つの第１の導体層２上に跨るように、選択的にポジ型感光性樹脂を印刷により塗布する。これにより、ポジ型感光性樹脂層３ａが第１の導体層２上および第１の導体層２間に形成される。ポジ型感光性樹脂としては、ポリシラン樹脂、ポリイミド樹脂、シリコンラダー樹脂、ポリシラザン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、フルオレン樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂およびフェノールノボラック樹脂などを主原料とするものが使用可能である。また、印刷法による塗布としては、版を用いたスクリーン印刷やインクジェット方式の印刷などが適用可能である。
【００８７】
次に、図１３に示すように、第１の導体層２および基材１上に形成されたポジ型感光性樹脂層３ａに紫外光を照射し、露光する。この露光工程においては、マスクを用いて選択的にポジ型感光性樹脂層３ａを露光する必要はなく、基材１上の全面に高圧水銀灯などを用いて紫外光を照射すればよい。これにより、ポジ型感光性樹脂層３ａは露光され、露光されたポジ型感光性樹脂層３ｂとなる。
【００８８】
つづいて、図１４に示すように、導電体微粒子１２が分散した溶液４中に露光されたポジ型感光性樹脂層３ｂを浸漬する。ここで、導電体微粒子１２としては、サーマルブラック、アセチレンブラック、黒鉛、銅、鉛、二酸化ルテニウムなどの高い導電性を有する微粒子が好適である。溶液４中に分散される導電体微粒子１２の濃度は、使用する導電体微粒子の種類、凝集状態、導電体微粒子を分散させる溶液の種類、導電体微粒子を拡散させるポジ型感光性樹脂の種類などに合わせて最適値に調整される。また、導電体微粒子１２の粒径は、露光されたポジ型感光性樹脂層３ｂ中に拡散する粒径であれば特に制限されるものではないが、露光されたポジ型感光性樹脂層３ｂ中への拡散を促進させるために、好ましくは２００ｎｍ以下程度、さらに好ましくは１００ｎｍ以下程度とする。
【００８９】
導電体微粒子１２を分散させる溶液４としては、浸漬するポジ型感光性樹脂や分散される導電体微粒子にあわせて適宜選択される。たとえば、水、アルカリ水溶液、酸性溶液、有機溶媒などが使用可能である。また、導電体微粒子１２が溶液４中にて凝集しないように、適宜分散剤を添加してもよい。さらに、浸漬する時間は特に制限されるものではなく、導電体微粒子１２が露光されたポジ型感光性樹脂層３ｂ中に拡散されるに十分な時間浸漬すればよい。また、溶液４等の温度は、使用する材料により最適な温度とすればよい。
【００９０】
つづいて、必要に応じて洗浄および加熱処理を施すことにより、導電体微粒子１２が拡散したポジ型感光性樹脂層３ｂが抵抗体素子として機能するようになる。
【００９１】
さらに、図１５に示すように、導電体微粒子１２が拡散したポジ型感光性樹脂層３ｂを覆うように非感光性樹脂を基材１全面に塗布する。これにより、非感光性樹脂層６ａが形成される。この非感光性樹脂としては、たとえば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコンラダー樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、メラミン樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリエステル樹脂などが用いられる。また、塗布方法としては、スピンコートによる塗布や印刷法を用いた塗布など、種々の塗布方法が使用可能である。
【００９２】
以上により、導電体微粒子１２が拡散したポジ型感光性樹脂層３ｂからなる抵抗体素子が所定の大きさおよび所定の形状にて配線層中に製造される。また、機能層である導電体微粒子１２が拡散したポジ型感光性樹脂層３ｂの側面は、導電体微粒子１２が拡散したポジ型感光性樹脂層３ｂとは別部材の非感光性樹脂層６ａからなる絶縁層によって覆われる。
【００９３】
本製造方法においては、機能層と絶縁層とが別部材にて形成されるため、これらを一部材にて形成した場合に比べ、熱衝撃が加わった場合に生ずる応力の緩和が図られ、クラックの発生が防止されるようになる。また、ポジ型感光性樹脂材料の使用量も大幅に減少するため、製造コストの削減が図られる。
【００９４】
さらに、本製造方法にあっては、印刷法によって導電体層となるポジ型感光性樹脂の塗布が行なえるため、作業が複雑化せず、製造コストの増大が防止される。また、本製造方法においては、ポジ型感光性樹脂層のうちの機能層となる部分のみを選択的に露光する工程や、機能層のの形成にあたってＣＶＤ装置を用いる工程などが不要となるため、さらなる製造工程の簡素化および製造コストの削減が可能となる。
【００９５】
なお、上述の実施の形態３においては、電気的に独立した同一レイヤ中に位置する２つの導体層間を抵抗体素子にて接続する場合を例示して説明を行なったが、電気的に独立した異なるレイヤ中に位置する２つの導体層間を抵抗体素子にて接続する場合にも本発明を適用することが可能である。具体的には、基材上に位置する第１の導体層と、この第１の導体層上に位置する第２の導体層との間に、これら２つの導体層とそれぞれ下面および上面にて接するように本発明に基づく抵抗体素子を形成することにより、異なるレイヤ中に位置する導体層同士を抵抗体素子にて接続することが可能になる。この場合、結果として抵抗体素子が上下に位置する導体層間に挟まれた構造となる。
【００９６】
【実施例】
以下においては、上述の実施の形態１から３に基づいて受動素子を試作した実施例について説明する。また、比較のために行なった比較例についても説明する。これら実施例および比較例にて製作したプリント配線基板を用いて信頼性の評価を行なった結果についてもあわせて説明する。
【００９７】
（実施例１）
本実施例は、プリント配線基板を上述の実施の形態１に基づいて実際に製作した実施例である。
【００９８】
まず、図１に示す基材１として、シリコン基板を準備した。このシリコン基板上に、スパッタ処理により第２の導体層２である銅スパッタ層を、厚みが１０μｍとなるように形成した。次に、図２に示すポジ型感光性樹脂層３ａをポリシラン樹脂を用いて形成した。このポリシラン層の形成に際しては、スクリーン印刷機を用いて、大きさが幅１０ｍｍ×奥行き１０ｍｍとなるように形成した。また、厚みは焼成後に１μｍとなるように形成した。なお、焼成条件としては、焼成温度を８５℃、焼成時間を１２０秒とした。
【００９９】
次に、図３に示す露光工程を、超高圧水銀灯（ＵＳＨＩＯ電機社製）を用いて行なった。この露光工程においては、シリコン基板の主表面全面に３Ｊ／ｃｍ２の紫外光を照射することによりポリシラン層を露光し、露光されたポジ型感光性樹脂層３ｂとした。
【０１００】
次に、図４に示す誘電体微粒子５を含む溶液４を調剤した。溶液４としては、３ｗｔ％のテトラメチルアンモニウムハイドレート水溶液を用い、誘電体微粒子５としては、平均粒径が５０ｎｍであるチタン酸バリウム微粒子（ＴＰＬ社製）を用いた。また、テトラメチルアンモニウムハイドレート水溶液中に含まれるチタン酸バリウム微粒子が５ｗｔ％となるように溶液を調整した。このテトラメチルアンモニウムハイドレート水溶液に、上記露光工程において露光されたポジ型感光性樹脂層３ｂであるポリシラン層を１５分間浸漬した。浸漬後、純水を用いて洗浄し、乾燥させた。乾燥後、ホットプレートを用いて１５０℃にて１時間加熱処理し、さらに窒素気流下において３００℃にて１時間加熱処理した。
【０１０１】
次に、図５に示すように、チタン酸バリウム微粒子が拡散したポリシラン層が覆われるようにシリコン基板上に非感光性ポリイミド樹脂（東レ社製）をスピンコートし、ホットプレートを用いて８０℃にて３０分間加熱処理し、さらに循環オーブンを用いて窒素気流下において３００℃にて２時間加熱処理することにより、厚みが１０μｍとなるように絶縁性樹脂層６ａを形成した。
【０１０２】
次に、図６に示すように、ポリシラン層の上面が露出するまでポリイミド層を研磨した。つづいて、チタン酸バリウム微粒子が拡散したポリシラン層およびポリイミド層の露出表面を覆うようにスパッタ処理にて銅スパッタ層を厚み１０００Åとなるように形成し、さらに電界めっきを行なうことによって銅スパッタ層を厚膜化し、図７に示すような厚さ１０μｍの第２の導体層７とした。この後、フォトリソグラフィーとウェットエッチングにより、第２の導体層７のパターニングを行なった。
【０１０３】
以上の工程により、誘電体層としてチタン酸バリウム微粒子が拡散したポリシラン層を含み、このポリシラン層が導体層によって挟み込まれた構造のコンデンサを内蔵した配線層を有するプリント配線基板が製造された。このコンデンサの容量をＬＣＲメータ（横河ヒューレットパッカード社製）を用いて測定したところ、その容量は６４．５ｐＦであり、誘電率は８．２であることが確認された。これは、このサイズの内蔵コンデンサとしては優秀な値である。
【０１０４】
（実施例２）
本実施例は、プリント配線基板を上述の実施の形態２に基づいて実際に製作した実施例である。
【０１０５】
本実施例にける図１から図４の工程は、上述の実施例１とほぼ同様である。ただし、テトラメチルアンモニウムハイドレード水溶液に分散させる誘電体微粒子としては、平均粒径１００ｎｍのチタン酸バリウム微粒子（堺工業社製）を用いた。なお、テトラメチルアンモニウムハイドレード水溶液中に分散させたチタン酸バリウム微粒子の質量比等は上述の実施例１と同様である。また、浸漬および洗浄、乾燥処理後のポリシラン層の硬化工程は、ホットプレートを用いてチタン酸バリウム微粒子が拡散したポリシラン層を１５０℃にて１時間加熱処理した後に、さらに１８０℃にて１時間加熱処理を施すことによって実施した。
【０１０６】
つづいて、図８に示すように、チタン酸バリウム微粒子が拡散したポリシラン層が覆われるようにシリコン基板上にネガ型感光性エポキシ樹脂（シプレイ社製）をスピンコートし、ホットプレートを用いて８０℃にて３０分間加熱処理し、さらに８５℃にて１５分間加熱処理することにより、厚さ１０μのネガ型感光性樹脂層６ｂを形成した。
【０１０７】
次に、図９に示すように、所定のパターンを有するマスク１０を用意し、ネガ型感光性エポキシ樹脂層の露光を行なった。この露光工程においては、絶縁性樹脂層として残す部分のネガ型感光性エポキシ樹脂層のみを露光した。この後現像処理を行ない、ポリシラン層上に位置する部分のネガ型感光性エポキシ樹脂層のみを選択的に除去した。さらにこの後、再び超高圧水銀灯を用いて３Ｊ／ｃｍ２の紫外光にて露光処理を行ない、その後ホットプレートを用いて１５０℃にて１時間加熱処理した。
【０１０８】
次に、チタン酸バリウム微粒子が拡散したポリシラン層およびネガ型感光性エポキシ樹脂層の露出表面を覆うようにスパッタ処理にて銅スパッタ層を厚み１０００Åとなるように形成し、さらに電界めっきを行なうことによって銅スパッタ層を厚膜化し、図１０に示すような厚さ１０μｍの第２の導体層７とした。この後、フォトリソグラフィーとウェットエッチングにより、第２の導体層７のパターニングを行なった。
【０１０９】
以上の工程により、誘電体層としてチタン酸バリウム微粒子が拡散したポリシラン層を含み、このポリシラン層が導体層によって挟み込まれた構造のコンデンサを内蔵した配線層を有するプリント配線基板が製造された。このコンデンサの容量をＬＣＲメータ（横河ヒューレットパッカード社製）を用いて測定したところ、その容量は３９．８ｐＦであり、誘電率は５．５であることが確認された。これは、このサイズの内蔵コンデンサとしては十分な値である。
【０１１０】
（実施例３）
本実施例は、プリント配線基板を上述の実施の形態３に基づいて実際に製作した実施例である。
【０１１１】
まず、図１１に示す基材１として、シリコン基板を準備した。このシリコン基板上に、スパッタ処理により第２の導体層２である銅スパッタ層を、厚みが１０μｍとなるように形成した。次に、図１２に示すポジ型感光性樹脂層３ａをポリシラン樹脂を用いて形成した。このポリシラン層の形成に際しては、スクリーン印刷機を用いて、大きさが幅３ｍｍ×奥行き３ｍｍとなるように形成した。また、厚みは焼成後に０．５μｍとなるように形成した。なお、焼成条件としては、焼成温度を８５℃、焼成時間を１２０秒とした。
【０１１２】
次に、図１３に示す露光工程を、超高圧水銀灯（ＵＳＨＩＯ電機社製）を用いて行なった。この露光工程においては、シリコン基板の主表面全面に３Ｊ／ｃｍ２の紫外光を照射することによりポリシラン層を露光し、露光されたポジ型感光性樹脂層３ｂとした。
【０１１３】
次に、図１４に示す誘電体微粒子５を含む溶液４を調剤した。溶液４としては、３ｗｔ％のテトラメチルアンモニウムハイドレート水溶液を用い、導電体微粒子１２としては、一次粒子の平均粒径が４０ｎｍであるカーボンブラック微粒子（新日化カーボン社製）を用いた。また、テトラメチルアンモニウムハイドレート水溶液中に含まれるカーボンブラック微粒子が５ｗｔ％となるように溶液を調整した。このテトラメチルアンモニウムハイドレート水溶液に、上記露光工程において露光されたポジ型感光性樹脂層３ｂであるポリシラン層を１５分間浸漬した。浸漬後、純水を用いて洗浄し、乾燥させた。乾燥後、ホットプレートを用いて１５０℃にて１時間加熱処理し、さらに１８０℃にて１時間加熱処理した。
【０１１４】
次に、図１５に示すように、カーボンブラック微粒子が拡散したポリシラン層が覆われるようにシリコン基板上に非感光性ポリイミド樹脂（東レ社製）をスピンコートし、ホットプレートを用いて８０℃にて３０分間加熱処理し、さらに循環オーブンを用いて窒素気流下において３００℃にて２時間加熱処理することにより、厚みが１０μｍとなるように絶縁性樹脂層６ａを形成した。
【０１１５】
以上の工程により、機能層としてカーボンブラック微粒子が拡散したポリシラン層を含む抵抗体素子を内蔵した配線層を有するプリント配線基板を製造した。
【０１１６】
（比較例１）
本比較例は、プリント配線基板を上述の図２２から図２６に示す従来のコンデンサの製造方法を用いて実際に製作した比較例である。
【０１１７】
まず、図２２に示す基材２０１として、シリコン基板を準備した。このシリコン基板上に、スパッタ処理により第２の導体層２０２である銅スパッタ層を、厚みが１０μｍとなるように形成した。次に、図２３に示すポジ型感光性樹脂層２０３ａをポリシラン樹脂を用いて形成した。このポリシラン層の形成は、スピンコーターを用いてシリコン基板の全面に塗布することにより行なった。また、厚みは焼成後に１μｍとなるように形成した。なお、焼成条件としては、焼成温度を８５℃、焼成時間を１２０秒とした。
【０１１８】
次に、図２４に示す露光工程を、超高圧水銀灯（ＵＳＨＩＯ電機社製）を用いて行なった。この露光工程においては、図２４に示す如くのマスクを用いてポジ型感光性樹脂層２０３ａの所定の領域に選択的に３Ｊ／ｃｍ２の紫外光を照射することにより行なった。これにより、ポジ型感光性樹脂層２０３ａの一部を、露光されたポジ型感光性樹脂層２０３ｂとした。なお、露光されたポジ型感光性樹脂層の大きさは、幅１０ｍｍ×奥行き１０ｍｍとした。
【０１１９】
次に、図２５に示す誘電体微粒子２０５を含む溶液２０４を調剤した。溶液２０４としては、３ｗｔ％のテトラメチルアンモニウムハイドレート水溶液を用い、誘電体微粒子２０５としては、平均粒径１００ｎｍのチタン酸バリウム微粒子（堺工業社製）を用いた。また、テトラメチルアンモニウムハイドレート水溶液中に含まれるチタン酸バリウム微粒子が５ｗｔ％となるように溶液を調整した。このテトラメチルアンモニウムハイドレート水溶液に、上記露光工程において露光されたポジ型感光性樹脂層２０３ｂを含むポリシラン層を１５分間浸漬した。浸漬後、純水を用いて洗浄し、乾燥させた。乾燥後、ホットプレートを用いて１５０℃にて１時間加熱処理し、さらに３００℃にて１時間加熱処理した。
【０１２０】
次に、スパッタ処理にて銅スパッタ層を厚さ１０００Åとなるように形成し、さらに電界めっきを行なうことによって銅スパッタ層を厚膜化し、図２６に示すような厚さ１０μｍの第２の導体層２０７とした。この後、フォトリソグラフィーとウェットエッチングにより、第２の導体層２０７のパターニングを行なった。
【０１２１】
以上の工程により、誘電体層としてチタン酸バリウム微粒子が拡散したポリシラン層を含み、このポリシラン層が導体層によって挟み込まれた構造のコンデンサを内蔵した配線層を有するプリント配線基板が製造された。このコンデンサの容量をＬＣＲメータ（横河ヒューレットパッカード社製）を用いて測定したところ、その容量は３９．８ｐＦであり、誘電率は５．５であることが確認された。
【０１２２】
（比較例２）
本比較例は、プリント配線基板を上述の図２７から図３１に示す従来の抵抗体素子の製造方法を用いて実際に製作した比較例である。
【０１２３】
まず、図２７に示す基材２０１として、シリコン基板を準備した。このシリコン基板上に、スパッタ処理により第２の導体層２０２である銅スパッタ層を、厚みが１０μｍとなるように形成した。次に、図２８に示すポジ型感光性樹脂層２０３ａをポリシラン樹脂を用いて形成した。このポリシラン層の形成は、スピンコーターを用いてシリコン基板の全面に塗布することにより行なった。また、厚みは焼成後に０．５μｍとなるように形成した。なお、焼成条件としては、焼成温度を８５℃、焼成時間を１２０秒とした。
【０１２４】
次に、図２９に示す露光工程を、超高圧水銀灯（ＵＳＨＩＯ電機社製）を用いて行なった。この露光工程においては、図２９に示す如くのマスクを用いてポジ型感光性樹脂層２０３ａの所定の領域に選択的に３Ｊ／ｃｍ２の紫外光を照射することにより行なった。これにより、ポジ型感光性樹脂層２０３ａの一部を、露光されたポジ型感光性樹脂層２０３ｂとした。なお、露光されたポジ型感光性樹脂層の大きさは、幅３ｍｍ×奥行き３ｍｍとした。
【０１２５】
次に、図３０に示す導電体微粒子２１２を含む溶液４を調剤した。溶液２０４としては、３ｗｔ％のテトラメチルアンモニウムハイドレート水溶液を用い、導電体微粒子２１２としては、一次粒子の平均粒径が４０ｎｍであるカーボンブラック微粒子（新日化カーボン社製）を用いた。また、テトラメチルアンモニウムハイドレート水溶液中に含まれるカーボンブラック微粒子が５ｗｔ％となるように溶液を調整した。このテトラメチルアンモニウムハイドレート水溶液に、上記露光工程において露光されたポジ型感光性樹脂層２０３ｂであるポリシラン層を１５分間浸漬した。浸漬後、純水を用いて洗浄し、乾燥させた。乾燥後、ホットプレートを用いて１５０℃にて１時間加熱処理し、さらに１８０℃にて１時間加熱処理した。
【０１２６】
次に、図３１に示すように、絶縁層２１４としてポリシラン樹脂をスピンコーターにて成膜し、１５０℃にて１時間加熱処理し、さらに１８０℃にて１時間加熱処理した。
【０１２７】
以上の工程により、機能層としてカーボンブラック微粒子が拡散したポリシラン層を含む抵抗体素子を内蔵した配線層を有するプリント配線基板を製造した。
【０１２８】
（信頼性試験）
上述の実施例１から３および比較例１、２において製作した受動素子内蔵型プリント配線基板をサンプルに用いて信頼性試験を行なった結果について説明する。信頼性試験としては、以下の２種類の試験を実施した。
【０１２９】
第１の信頼性試験は、受動素子内蔵型プリント配線基板の耐湿性を評価する試験である。具体的には、温度６０℃の恒温恒湿環境下に受動素子内蔵型プリント配線基板を１０００時間放置し、放置の前後における抵抗値を測定することによりその変化率を算出し、この変化率から耐湿性を評価した。
【０１３０】
第２の信頼性試験は、受動素子内蔵型プリント配線基板の耐熱衝撃性を評価する試験である。具体的には、１２５℃に保たれたオイル槽に３０分間浸漬し、その後、−５５℃にて３０分間浸漬する。これを１サイクルとしてこのサイクルを複数回繰り返し、初期の抵抗値に対する変化率が１０％以上となったときの繰返し回数を測定することにより、耐熱衝撃性を評価した。
【０１３１】
上述の実施例１から３および比較例１、２において製作した受動素子内蔵型プリント配線基板をサンプルに用いて上記第１および第２の信頼性試験を行なった結果を表１に示す。なお、表１における耐熱衝撃性試験結果において示す変化率は、いずれも１０００回繰返し後の初期値に対する変化率である。
【０１３２】
【表１】
2004056081.tif 000003
【０１３３】
上記表１における耐湿性の評価にあたっては、放置後の抵抗値の初期値に対する変化率が２％未満の場合を◎とし、２％以上５％未満の場合を○とし、５％以上１０％未満の場合を△とし、１０％以上の場合を×とした。また、上記表１における耐熱衝撃性の評価にあたっては、初期の抵抗値に対する変化率が１０％以上となったときの繰返し回数が１０００回以上の場合を◎とし、５００回以上１０００回未満の場合を○とし、３００回以上５００回未満の場合を△とし、２００回未満の場合を×とした。
【０１３４】
表１からわかるように、本発明に基づいた受動素子の製造方法を用いて製作した受動素子内蔵型プリント配線基板は、いずれも高い信頼性を有しており、従来の受動素子の製造法に基づいて製作した受動素子内蔵型プリント配線基板よりも、信頼性の面で優れていることが確認された。
【０１３５】
なお、今回開示した上記各実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【０１３６】
【発明の効果】
本発明の製造方法を用いて配線層中に受動素子を製造することにより、耐電圧特性などの電気特性に優れかつ信頼性の高い受動素子を配線層中に小型に、簡便かつ安価に製造することが可能になる。すなわち、本発明に基づく受動素子の製造方法を用いて、半導体素子の再配線層中やプリント配線基板中に受動素子を製造することにより、電気特性や信頼性に優れた受動素子を有する半導体素子およびプリント配線基板を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るコンデンサの製造方法における第１の導体層形成後を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るコンデンサの製造方法におけるポジ型感光性樹脂層形成後を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るコンデンサの製造方法におけるポジ型感光性樹脂層の露光工程を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るコンデンサの製造方法における誘電体微粒子の拡散工程を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係るコンデンサの製造方法における非感光性樹脂層形成後を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係るコンデンサの製造方法における研磨工程後を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係るコンデンサの製造方法における第２の導体層形成後を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係るコンデンサの製造方法におけるネガ型感光性樹脂層形成後を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係るコンデンサの製造方法におけるネガ型感光性樹脂層の露光工程を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係るコンデンサの製造方法における第２の導体層形成後を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る抵抗体素子の製造方法における第１の導体層形成後を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態３に係る抵抗体素子の製造方法におけるポジ型感光性樹脂層形成後を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態３に係る抵抗体素子の製造方法におけるポジ型感光性樹脂層の露光工程を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態３に係る抵抗体素子の製造方法における抵抗体微粒子の拡散工程を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態３に係る抵抗体素子の製造方法における非感光性樹脂層形成後を示す図である。
【図１６】従来におけるコンデンサの製造方法を示す第１工程図である。
【図１７】従来におけるコンデンサの製造方法を示す第２工程図である。
【図１８】従来におけるコンデンサの製造方法を示す第３工程図である。
【図１９】従来におけるコンデンサの製造方法を示す第４工程図である。
【図２０】従来におけるコンデンサの製造方法を示す第５工程図である。
【図２１】従来におけるコンデンサの製造方法を示す第６工程図である。
【図２２】従来における他のコンデンサの製造方法を示す第１工程図である。
【図２３】従来における他のコンデンサの製造方法を示す第２工程図である。
【図２４】従来における他のコンデンサの製造方法を示す第３工程図である。
【図２５】従来における他のコンデンサの製造方法を示す第４工程図である。
【図２６】従来における他のコンデンサの製造方法を示す第５工程図である。
【図２７】従来における抵抗体素子の製造方法を示す第１工程図である。
【図２８】従来における抵抗体素子の製造方法を示す第２工程図である。
【図２９】従来における抵抗体素子の製造方法を示す第３工程図である。
【図３０】従来における抵抗体素子の製造方法を示す第４工程図である。
【図３１】従来における抵抗体素子の製造方法を示す第５工程図である。
【符号の説明】
１　基材、２　第１の導体層、３ａ　ポジ型感光性樹脂層、３ｂ　露光されたポジ型感光性樹脂層、４　溶液、５　誘電体微粒子、６ａ　非感光性樹脂層、６ｂ　ネガ型感光性樹脂層、６ｃ　露光されたネガ型感光性樹脂層、７　第２の導体層、１０　マスク、１２　抵抗体微粒子。
【図１】
2004056081.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2004056081.tif 000019
【図１７】
2004056081.tif 000020
【図１８】
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【図１９】
2004056081.tif 000022
【図２０】
2004056081.tif 000023
【図２１】
2004056081.tif 000024
【図２２】
2004056081.tif 000025
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2004056081.tif 000028
【図２６】
2004056081.tif 000029
【図２７】
2004056081.tif 000030
【図２８】
2004056081.tif 000031
【図２９】
2004056081.tif 000032
【図３０】
2004056081.tif 000033
【図３１】
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