(57)【要約】【課題】  高い精度の平坦面が確実且つ容易に得られる薄膜キャパシタ用セラミック基板及びその製造方法並びにこれを用いた薄膜キャパシタを提供する。【解決手段】  本基板(1)は、下部セラミック基板(2)と、下部セラミック基板(2)の少なくとも一面に形成され、下部セラミック基板(2)に接しない面が平坦であり、且つ無機物からなる緻密層(3)と、を備え、緻密層(3)は、加熱により無機物となる無機物用原料を含有する液状平坦化剤を塗布し、塗布された液状平坦化剤を加熱して得られたものである。また、本キャパシタは、本基板(1)と、この基板上にキャパシタ用導体層(4,8)及びキャパシタ用誘電体層(6)が積層されてなるキャパシタ部とを備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部セラミック基板と、該下部セラミック基板の少なくとも一面に形成され、該下部セラミック基板に接しない面が平坦であり、且つ無機物からなる緻密層と、を備え、
該緻密層は、加熱により無機物となる無機物用原料を含有する液状平坦化剤を塗布し、塗布された該液状平坦化剤を加熱して得られたものであることを特徴とする薄膜キャパシタ用セラミック基板。
【請求項２】
上記緻密層は、厚さが１．０μｍ以下である請求項１に記載の薄膜キャパシタ用セラミック基板。
【請求項３】
上記緻密層は、シリカを主成分とする請求項１又は２に記載の薄膜キャパシタ用セラミック基板。
【請求項４】
上記緻密層の上記下部セラミック基板に接しない該面の表面は、算術平均粗さＲａが０．０２μｍ以下であり、且つ、最大高さＲｙが０．２μｍ以下である請求項１乃至３のうちのいずれかに記載の薄膜キャパシタ用セラミック基板。
【請求項５】
上記下部セラミック基板は、基部用セラミック基板と、該基部用セラミック基板の少なくとも一面に形成された緻密セラミック層と、を備え、
該緻密セラミック層は、該基部用セラミック基板よりも緻密であり、且つ、上記緻密層は、該緻密セラミック層よりも緻密である請求項１乃至４のうちのいずれかに記載の薄膜キャパシタ用セラミック基板。
【請求項６】
上記緻密セラミック層は、その表面の算術平均粗さＲａが０．０５μｍ以下であり、且つ、最大高さＲｙが２μｍ以下である請求項５に記載の薄膜キャパシタ用セラミック基板。
【請求項７】
配線パターンを内部に備える請求項１乃至６のうちのいずれかに記載の薄膜キャパシタ用セラミック基板。
【請求項８】
請求項１乃至７のうちのいずれに記載の薄膜キャパシタ用セラミック基板と、該薄膜キャパシタ用セラミック基板上にキャパシタ用導体層及びキャパシタ用誘電体層が積層されてなるキャパシタ部と、を備え、
該キャパシタ部は、対向する２層の該キャパシタ用導体層間に該キャパシタ用誘電体層が配置されるように、該キャパシタ用導体層と該キャパシタ用誘電体層とが交互に積層されてなることを特徴とする薄膜キャパシタ。
【請求項９】
下部セラミック基板又は下部未焼成セラミックシートの表面に、加熱により無機物となる無機物用原料を含有する液状平坦化剤を塗布する液状平坦化剤塗布工程と、
塗布された該液状平坦化剤を加熱して、該無機物からなり、該下部セラミック基板又は該下部未焼成セラミックシートに接しない面が平坦な緻密層を形成する熱処理工程と、を備えることを特徴とする薄膜キャパシタ用セラミック基板の製造方法。
【請求項１０】
上記液状平坦化剤は、少なくともポリシラザンを含有する請求項９に記載の薄膜キャパシタ用セラミック基板の製造方法。
【請求項１１】
上記下部セラミック基板は、下記〈２〉乃至〈４〉のうちのいずれかであり、上記下部未焼成セラミックシートは、下記〈１〉であり、
且つ、上記液状平坦化剤の塗布は、該下部セラミック基板の下記緻密セラミック層上、又は、該下部未焼成セラミックシートの下記緻密化用未焼成セラミックシート上に行うものである請求項９又は１０に記載の薄膜キャパシタ用セラミック基板の製造方法。
〈１〉基部用未焼成セラミックシートと、該基部用未焼成セラミックシートの少なくとも一面側に積層され焼成後の表面粗さが該基部用未焼成セラミックシートの焼成後の表面粗さよりも小さくなる緻密化用未焼成セラミックシートと、を備える完全未焼成積層体
〈２〉上記完全未焼成積層体が焼成されてなり、上記基部用未焼成セラミックシートが焼成されてなる基部用セラミック基板と、上記緻密化用未焼成セラミックシートが焼成されてなる緻密セラミック層と、を備え、該緻密セラミック層が該基部セラミック基板よりも緻密である完全未焼成積層体焼成物
〈３〉基部用未焼成セラミックシートが焼成されてなる基部用セラミック基板と、該基部用セラミック基板の少なくとも一面側に積層され焼成後の表面粗さが該基部用セラミック基板の表面粗さよりも小さくなる緻密化用未焼成セラミックシートと、を備える半未焼成積層体
〈４〉上記半未焼成積層体が焼成されてなり、上記基部用セラミック基板と、上記緻密化用未焼成セラミックシートが焼成されてなる緻密セラミック層と、を備え、該緻密セラミック層が該基部セラミック基板よりも緻密である半未焼成積層体焼成物
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は薄膜キャパシタ用セラミック基板及びその製造方法並びにこれを用いた薄膜キャパシタに関する。更に詳しくは、優れた平滑性を要する薄膜キャパシタに用いられるセラミック基板、及びその製造方法、並びにこれを用いた薄膜キャパシタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、小型で大容量のキャパシタが多く求められている。このような特性が要求されるキャパシタとしては、例えば、デカップリングコンデンサが挙げられる。デカップリングコンデンサは、集積回路のクロック周波数の上昇に伴う不具合を防止するために設けられるコンデンサである。このデカップリングコンデンサは、通常、集積回路用基板上に配置されるが、より集積回路に近い位置に配置できるよう集積回路と集積回路基板との間への配設が提案されている。従って、更に小さく、薄く且つ大きな容量が求められている。
これらの小型で大容量のキャパシタでは、限られた面積内で大きな容量を得るためにキャパシタを構成する導体層及び誘電体層の厚さを可能な限り薄くすることが必要になる。このため、各層の形成にはスパッタリング法、ＣＶＤ法及びゾル・ゲル法等の主に薄膜形成技術が用いられるが、これらの薄層を形成するには、その下地となる基板の表面状態が大きく影響する。基板表面が十分に平坦でない場合は、導体層間の絶縁が不十分となる等、種々の問題を生じることとなるからである。
【０００３】
このため高い精度の平坦面が得られる基板を使用する必要がある。この基板としては、例えば、ガラス基板、単結晶基板及びセラミック基板等が選択できる。このうち、ガラス基板については、高融点ガラス基板では比較的優れた平滑性を得ることができるものの非常に高価であるという問題があり、フローティング法で製造されるガラス基板は安価に得られるが、強度及び耐熱性等が十分に得られ難いことや、キャパシタの薄膜部分を構成する材料との反応を十分に防止できないという問題がある。更に、単結晶基板については、優れた平滑性を得ることができるものの非常に高価であるという問題がある。また、金属基板については、下記特許文献１に示されたものが知られている。しかし、この金属を薄膜キャパシタ用基板として用いるには、基板全体が導体であるため基板表面への絶縁層の形成が必要であり、基板にビア電極等の内部配線を形成する場合には、その製造工程が非常に複雑となる。また、得られる基板も高価となってしまうという問題がある。
【０００４】
更に、セラミック基板については、安価に得られる汎用品であっても、強度及び耐熱性に優れ、また、グリーンシートの状態でスクリーン印刷及びビア形成等を行うことで内部電極層及びビア電極等の内部配線を容易にを形成できるという点において優れている。しかし、汎用のセラミック基板は、ポア及び欠陥などを含むために、表面研磨によっても十分な平坦性を得ることが困難である。このため、材料組成の制御及びＨＩＰ焼成プロセスを経る等して、十分に緻密なセラミック基板を得ることは可能であるが、このような加工を施すとセラミック基板は非常に高価なものとなってしまう。
この問題を解決するため、従来、セラミック基板を用いる場合には、各種の平坦化手段を用いて平坦化されたものが用いられている。即ち、例えば、下記特許文献２に開示されためっきによるレベリング効果を利用して得られる基板や、ガラスペーストを焼き付けるグレーズ処理が施された基板等である。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２５０８８５号公報
【特許文献２】特開平７−１８７８６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献２の基板及びグレーズ処理が施された基板等は、近年多く利用されている内部導体を有する基板を得ようとした場合には、製造に困難を伴うものであった。即ち、内部導体を有する基板では、内部導体とキャパシタを構成する薄層導体等とを電気的に接続する必要がある。このため、平坦化手段を用いて形成された平坦層（めっき層及びグレーズ層）をパターンニングする必要がある。しかし、これらの平坦化手段を用いて形成された平坦層は、ある程度の厚み（例えば、数十μｍ）を要するため、パターンニングが困難である。また、パターンニングができたとしても、深い凹部が形成されるため、導体間の接続を行った後に、その凹部を埋める必要があるが、表面を平坦に埋め戻すのは煩雑且つ困難である。一方、この平坦層を研磨によりサブミクロンレベルまで薄層化できれば、その後の工程をフォトリソ等の方法を用いて行うことができる。しかし、このような研磨を高い精度で制御して行うことは現在のところ困難である。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、安価に得られる汎用のセラミック基板を用いて高い精度の平坦面を確実且つ容易に得ることができる薄膜キャパシタ用セラミック基板及びその製造方法並びにこれを用いた薄膜キャパシタ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】
【０００７】
本発明は、以下に示す通りである。
（１）下部セラミック基板と、該下部セラミック基板の少なくとも一面に形成され、該下部セラミック基板に接しない面が平坦であり、且つ無機物からなる緻密層と、を備え、
該緻密層は、加熱により無機物となる無機物用原料を含有する液状平坦化剤を塗布し、塗布された該液状平坦化剤を加熱して得られたものであることを特徴とする薄膜キャパシタ用セラミック基板。
（２）上記緻密層は、厚さが１．０μｍ以下である上記（１）に記載の薄膜キャパシタ用セラミック基板。
（３）上記緻密層は、シリカを主成分とする上記（１）又は（２）に記載の薄膜キャパシタ用セラミック基板。
（４）上記緻密層の上記下部セラミック基板に接しない該面の表面は、算術平均粗さＲａが０．０２μｍ以下であり、且つ、最大高さＲｙが０．２μｍ以下である上記（１）乃至（３）のうちのいずれかに記載の薄膜キャパシタ用セラミック基板。
（５）上記下部セラミック基板は、基部用セラミック基板と、該基部用セラミック基板の少なくとも一面に形成された緻密セラミック層と、を備え、
該緻密セラミック層は、該基部用セラミック基板よりも緻密であり、且つ、上記緻密層は、該緻密セラミック層よりも緻密である上記（１）乃至（４）のうちのいずれかに記載の薄膜キャパシタ用セラミック基板。
（６）上記緻密セラミック層は、その表面の算術平均粗さＲａが０．０５μｍ以下であり、且つ、最大高さＲｙが２μｍ以下である上記（５）に記載の薄膜キャパシタ用セラミック基板。
（７）配線パターンを内部に備える上記（１）乃至（６）のうちのいずれかに記載の薄膜キャパシタ用セラミック基板。
（８）上記（１）乃至（７）のうちのいずれに記載の薄膜キャパシタ用セラミック基板と、該薄膜キャパシタ用セラミック基板上にキャパシタ用導体層及びキャパシタ用誘電体層が積層されてなるキャパシタ部と、を備え、
該キャパシタ部は、対向する２層の該キャパシタ用導体層間に該キャパシタ用誘電体層が配置されるように、該キャパシタ用導体層と該キャパシタ用誘電体層とが交互に積層されてなることを特徴とする薄膜キャパシタ。
（９）下部セラミック基板又は下部未焼成セラミックシートの表面に、加熱により無機物となる無機物用原料を含有する液状平坦化剤を塗布する液状平坦化剤塗布工程と、
塗布された該液状平坦化剤を加熱して、該無機物からなり、該下部セラミック基板又は該下部未焼成セラミックシートに接しない面が平坦な緻密層を形成する熱処理工程と、を備えることを特徴とする薄膜キャパシタ用セラミック基板の製造方法。
（１０）上記液状平坦化剤は、少なくともポリシラザンを含有する上記（９）に記載の薄膜キャパシタ用セラミック基板の製造方法。
（１１）上記下部セラミック基板は、下記〈２〉乃至〈４〉のうちのいずれかであり、上記下部未焼成セラミックシートは、下記〈１〉であり、
且つ、上記液状平坦化剤の塗布は、該下部セラミック基板の下記緻密セラミック層上、又は、該下部未焼成セラミックシートの下記緻密化用未焼成セラミックシート上に行うものである上記（９）又は（１０）に記載の薄膜キャパシタ用セラミック基板の製造方法。
〈１〉基部用未焼成セラミックシートと、該基部用未焼成セラミックシートの少なくとも一面側に積層され焼成後の表面粗さが該基部用未焼成セラミックシートの焼成後の表面粗さよりも小さくなる緻密化用未焼成セラミックシートと、を備える完全未焼成積層体
〈２〉上記完全未焼成積層体が焼成されてなり、上記基部用未焼成セラミックシートが焼成されてなる基部用セラミック基板と、上記緻密化用未焼成セラミックシートが焼成されてなる緻密セラミック層と、を備え、該緻密セラミック層が該基部用セラミック基板よりも緻密である完全未焼成積層体焼成物
〈３〉基部用未焼成セラミックシートが焼成されてなる基部用セラミック基板と、該基部用セラミック基板の少なくとも一面側に積層され焼成後の表面粗さが該基部用セラミック基板の表面粗さよりも小さくなる緻密化用未焼成セラミックシートと、を備える半未焼成積層体
〈４〉上記半未焼成積層体が焼成されてなり、上記基部用セラミック基板と、上記緻密化用未焼成セラミックシートが焼成されてなる緻密セラミック層と、を備え、該緻密セラミック層が該基部用セラミック基板よりも緻密である半未焼成積層体焼成物
【発明の効果】
【０００８】
本発明の薄膜キャパシタ用セラミック基板によると、優れた平坦面を有するため、信頼性の高い薄膜キャパシタを安定して、安価に得ることができる。
緻密層の厚さが１．０μｍ以下であることにより、特に微細なクラックなどを有さない薄膜キャパシタ用セラミック基板となり、特に信頼性の高い薄膜キャパシタを安定して、安価に得ることができる。
緻密層がシリカを主成分とすることにより、優れた平坦面を得ることができ、また、汎用の加工方法を利用できるため、薄膜キャパシタを安定して、安価に得ることができる。
緻密層の下部セラミック基板に接しない面の表面が、所定範囲のＲａ及びＲｙであることにより、安定した電気特性を発揮でき、短絡等を生じない信頼性の高い薄膜キャパシタが得られる薄膜キャパシタ用セラミック基板とすることができる。
下部セラミック基板が、基部用セラミック基板と緻密セラミック層とを備える場合は、特に優れた平坦面が得られ、信頼性の高い薄膜キャパシタを安定して、安価に得ることができる。
緻密セラミック層の表面が、所定範囲のＲａ及びＲｙであることにより、特に安定した電気特性を発揮でき、短絡等を生じない信頼性の高い薄膜キャパシタが得られる薄膜キャパシタ用セラミック基板とすることができる。
配線パターンを内部に備える場合は、得られる薄膜キャパシタ上に別の電子部品を搭載することができるなど、部品の小型化に寄与する薄膜キャパシタ用セラミック基板とすることができる。
本発明の薄膜キャパシタによると、安定した電気特性を発揮でき、短絡等を生じず、高い信頼性を有するものとすることができる。
本発明の薄膜キャパシタ用セラミック基板の製造方法によると、簡便に、安定して、汎用のセラミック基板を用いて薄膜キャパシタ用セラミック基板を得ることができる。
液状平坦化剤が、少なくともポリシラザンを含有する場合は、更に簡便に、安定して、汎用のセラミック基板を用いて薄膜キャパシタ用セラミック基板を得ることができる。
下部セラミック基板又は下部未焼成セラミックシートが、所定の構成を有し、且つ、液状平坦化剤の塗布は、緻密セラミック層上又は緻密化用未焼成セラミックシート上に行うものである場合は、特に簡便に、安定して、汎用のセラミック基板を用いて薄膜キャパシタ用セラミック基板を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明について、以下詳細に説明する。
［１］薄膜キャパシタ用セラミック基板
本発明の薄膜キャパシタ用セラミック基板は、下部セラミック基板と、下部セラミック基板の少なくとも一面に形成され、下部セラミック基板に接しない面が平坦であり、且つ無機物からなる緻密層と、を備え、緻密層は、加熱により無機物となる無機物用原料を含有する液状平坦化剤を塗布し、塗布された液状平坦化剤を加熱して得られたものであることを特徴とする。
【００１０】
上記「緻密層」は、下部セラミック基板に接しない面が平坦な層である。下部セラミック基板に接しない面とは、緻密セラミック層の下部セラミック基板と接する面の反対側の面である。
また、この緻密層は、無機物からなり、加熱により無機物となる無機物用原料を含有する液状平坦化剤を塗布し、塗布された液状平坦化剤を、即ち、得られた液状平坦化剤からなる塗膜を、加熱してなる。更に、液状平坦化剤を塗布する工程を液状平坦化剤塗布工程とし、液状平坦化剤からなる塗膜を加熱する工程を熱処理工程とすると、これらの工程は少なくとも１回行われていればよい。即ち、例えば、この緻密層は、液状平坦化剤塗布工程を１回行った後、更に１回又は２回以上の液状平坦化剤塗布工程を繰り返した後に、熱処理工程を行って得られた層であってよい。また、液状平坦化剤塗布工程を行った後、熱処理工程を行う工程を１サイクルとして、このサイクルを２回以上行って得られた層であってもよい。
【００１１】
上記「無機物」の種類は特に限定されないが、例えば、シリカ及びジルコニア等が挙げられる。このうちシリカが好ましい。シリカは熱処理工程においても他の結晶質膜とは異なり高い平坦性が得られ易く、また、その無機物用原料を得易いからである。
緻密層の形状及び大きさ等は特に限定されず、更に、その厚さも特に限定されないが、１．０μｍ以下（より好ましくは０．５μｍ、更に好ましくは０．３μｍ、通常０．０５μｍ以上）であることが好ましい。１．０μｍ以下であれば、特に効果的に微細なクラックの発生を防止できる。
また、この緻密層の表面粗さは下部セラミック基板の表面粗さよりも小さい。即ち、緻密層を備えることにより下部セラミック基板の表面粗さを低減できる。この緻密層の平坦面の表面粗さは、例えば、算術平均粗さＲａを０．０２μｍ以下（更には０．０１５μｍ以下、特に０．０１０μｍ以下）とすることができる。また、最大高さＲｙを０．２μｍ以下（更には０．１５μｍ以下、特に０．１０μｍ以下）とすることができる。更に、Ｒａを０．０２μｍ以下且つＲｙを０．２μｍ以下（更にはＲａを０．０１５μｍ以下且つＲｙを０．１５μｍ以下、特にＲａを０．０１０μｍ以下且つＲｙを０．１０μｍ以下）とすることができる。
【００１２】
上記「液状平坦化剤」は、加熱により無機物となるものであり、無機物用原料を含有するものである。本発明の薄膜キャパシタ用セラミック基板では、緻密層が液状平坦化剤から得られるものである。即ち、下部セラミック層はその表面に多少の凹凸を有していても、平坦化剤が液状であるために優れたレベリング効果により得られる塗膜の表面は極めて高い平坦性を有することとなる。従って、得られる緻密層の表面も優れた平坦面にできる。
【００１３】
上記「無機物用原料」は、上記無機物となる原料であり、無機化合物であってもよく、有機化合物であってもよい。また、その種類は特に限定されないが、例えば、無機物がシリカである場合には、加熱によりシリカとなるケイ素系高分子を用いることができる。このようなケイ素系高分子としては、ポリシラザン、ポリシロキサン及びポリシラン等が挙げられる。このうちポリシラザンとしては、ポリジメチルシラザン（環状化合物及び鎖状化合物を含む）等が挙げられる。また、ポリシロキサンとしては、ポリジメチルシロキサン等のポリアルキルシロキサン及びポリフェニルシロキサン等が挙げられる。更に、ポリシランとしては、ポリジメチルシラン等のポリアルキルシラン及びポリフェニルシラン等が挙げられる。これらのなかでもポリシラザンが好ましい。ポリシラザンは熱処理前後における体積変化が特に小さいため、微細なクラックの発生等を特に効果的に抑制できるからである。これらの無機物用原料は１種のみを用いてもよく、２種以上を用いてもよい。
【００１４】
液状平坦化剤には無機物用原料以外にも他の成分が含有されてもよい。他の成分としては、例えば、溶媒、分散媒及び安定化剤（キレート剤等）などが挙げられる。
更に、液状平坦化剤は液状であればよく、分散液であってもよく、溶液であってもよい。また、この液状平坦化剤の粘度は特に限定されないが、１Ｐａ・ｓ以下（より好ましくは０．１〜１００ｍＰａ・ｓ、更に好ましくは０．１〜１０ｍＰａ・ｓ）であることが好ましい。１Ｐａ・ｓ以下であれば、緻密化用未焼成セラミックシート上又は緻密セラミック層上において、特に優れたレベリング性が発揮されるからである。
【００１５】
液状平坦化剤は、後述するように下部セラミック基板の表面に塗布する液状平坦化剤塗布工程と、塗布された液状平坦化剤を加熱する熱処理工程とを経て緻密層となる。
上記「塗布」は、どのような方法で行ってもよく、例えば、スピンコート、ディップコート及び吹き付け塗布（インクジェット法及びサーマル法等を含む）等により行うことができる。
また、塗布して形成する加熱前の液状平坦化剤の被膜厚さは、特に限定されないが１．０μｍ以下（より好ましくは０．５μｍ以下、更に好ましくは０．３μｍ以下、通常０．０５μｍ以上）とすることが好ましい。１．０μｍ以下とすることにより、得られる緻密層に微細なクラックが生じることを効果的に防止できる。
更に、この液状平坦化剤を塗布する際の塗布面、即ち、下部セラミック基板の表面の表面粗さは、特に限定されないが、Ｒａが０．０５μｍ以下、Ｒｙが２μｍ以下であることが好ましい。これにより、得られる緻密層に微細なクラックが生じることを効果的に防止できる。
【００１６】
また、熱処理工程は、塗布された液状平坦化剤を加熱して、無機物からなり、下部未焼成セラミックシート又は下部セラミック基板に接しない面が平坦な緻密層を形成する工程である。この工程における焼成雰囲気及び焼成温度等は特に限定されないが、例えば、無機物用原料としてポリシラザンを用いる場合、焼成雰囲気は酸化性雰囲気とすることが好ましく、更には水蒸気を含有する湿潤酸化性雰囲気とすることが好ましい。また、加熱温度は２００〜８００℃とすることが好ましい。また、この熱処理工程後には、緻密層を更に平坦にするために研磨を行うこともできる。この研磨は、機械的研磨、化学機械研磨及び化学研磨のいずれであってもよい。
【００１７】
上記「下部セラミック基板」は、緻密層を支持する基板である。この下部セラミック基板の構成は特に限定されない。即ち、例えば、下部セラミック基板は、１層のみからなってもよく、２層以上からなってもよい。また、内部に配線パターンを備えてもよく、備えなくてもよい。
また、下部セラミック基板を構成するセラミック成分は特に限定されないが、耐熱性及び機械的強度に優れるものが好ましい。このようなセラミック成分のうち主となるセラミック成分（以下、単に「主セラミック成分」という。通常、全体に対して４０質量％以上含有される。）としては、例えば、アルミナ、ジルコニア、シリカ及びマグネシア等が挙げられる。これらのなかでもアルミナが好ましい。優れた絶縁性、耐熱性、機械的強度及び熱安定性等を備え、汎用性が高く、且つ安価に得られるからである。更に、主セラミック成分以外にも副セラミック成分（通常、全体に対して４０質量％未満含有される）として、マグネシア、カルシア、シリカ及びホウ酸等を含有できる。但し、主セラミック成分と副セラミック成分とは異なるものである。また、主セラミック成分及び副セラミック成分以外にも、焼結助剤等に由来する他のセラミック成分が含有されていてもよい。これら主セラミック成分、副セラミック成分及びその他のセラミック成分は、各々１種のみが含有されてもよく、２種以上が含有されてもよい。
【００１８】
更に、下部セラミック基板の緻密層が形成される表面の表面粗さは特に限定されないが、算術平均粗さＲａで０．０５μｍ以下（より好ましくは０．０２μｍ以下、通常０．００５μｍを超える）とすることが好ましい。また、最大高さＲｙで２μｍ以下（より好ましくは０．５μｍ以下、通常０．０５μｍを超える）とすることが好ましい。更には、Ｒａ０．０５μｍ以下且つＲｙ２μｍ以下（より好ましくはＲａ０．０２μｍ以下且つＲｙ０．５μｍ以下、通常Ｒａは０．００５μｍを超え且つＲｙは０．０５μｍを超える）とすることが好ましい。この範囲であれば特に効果的に、上記緻密層により表面粗さを低減できる。
また、下部セラミック基板の形状及び大きさは特に限定されない。また、その厚さも特に限定されないが、通常、２００μｍ以上（好ましくは２００〜２０００μｍ、より好ましくは３００〜１０００μｍ）である。２００μｍ以上であれば、薄層キャパシタ用セラミック基板に十分な機械的強度を付与できる。
【００１９】
この下部セラミック基板(2)が、上記のように複数層からなる場合、例えば、基部用セラミック基板(2a)とその少なくとも一面に形成された緻密セラミック層(2b)とを備えるものとすることができる。但し、緻密セラミック層(2b)は、基部用セラミック基板(2a)よりも緻密であり、且つ、緻密層(3)は、緻密セラミック層(2b)よりも緻密なものである（図６参照）。
上記「基部用セラミック基板」は、緻密セラミック層を支持する基板である。また、後述する基部用未焼成セラミックシートが焼成されてなるセラミック基板である。更に、この基部用セラミック基板は、１層のみからなってもよく、２層以上からなってもよい。
基部用セラミック基板を構成するセラミック成分も特に限定されないが、主セラミック成分は、耐熱性及び機械的強度に優れるものが好ましい。このような主セラミック成分としては、前記下部セラミック基板を構成する主セラミック成分として挙げた各成分を同様に用いることができ、同様にアルミナが好ましい。主セラミック成分としてアルミナが含有される場合、その含有量は特に限定されないが、基部用セラミック基板全体を１００質量％とした場合に４０質量％以上（より好ましくは７０〜９９質量％、更に好ましくは８５〜９８質量％）であることが好ましい。４０質量％以上であれば、アルミナの備える上記性質を十分に発揮させることができるからである。また、主セラミック成分以外にも、前記下部セラミック基板を構成する副セラミック成分として挙げた各成分を同様に用いることができ、更に、その他のセラミック成分も同様に含有することができる。これら主セラミック成分、副セラミック成分及びその他のセラミック成分は、各々１種のみが含有されてもよく、２種以上が含有されてもよい。
【００２０】
また、基部用セラミック基板の厚さは、特に限定されないが、通常、２００μｍ以上（好ましくは３００〜２０００μｍ、より好ましくは３００〜１０００μｍ）である。２００μｍ以上であれば、薄層キャパシタ用セラミック基板に十分な機械的強度を付与できる。更に、この基部用セラミック基板の表面粗さは特に限定されないが、算術平均粗さＲａが５μｍ以下（より好ましくは３μｍ以下、更に好ましくは２μｍ以下、通常０．０５μｍを超える）であることが好ましい。また、最大高さＲｙは１０μｍ以下（より好ましくは７μｍ以下、更に好ましくは５μｍ以下、通常２μｍを超える）であることが好ましい。この範囲内であれば、後述する緻密化未焼成セラミックシートにより、表面粗さを効果的に低減できるからである。
【００２１】
上記「緻密セラミック層」は、基部用セラミック基板の少なくとも一面に備えられた層であり、後述する緻密化用未焼成セラミックシートが焼成されてなる層である。この緻密セラミック層は、基部用セラミック基板の他面にも備えられていてもよい。即ち、例えば、基部用セラミック基板を挟んで対向するように形成されていてもよい。
また、この緻密セラミック層は、基部用セラミック基板よりも緻密な層である。この緻密セラミック層が、基部用セラミック基板よりも緻密であることにより、基部用セラミック基板よりも表面粗さの小さい平坦な表面が得られる。この緻密セラミック層は、気孔率が１％以下（より好ましくは０．５％以下、更に好ましくは０．２％以下、通常０．０１％以上）であることが好ましい。この気孔率は、以下の方法で得るものとする。即ち、緻密セラミック層の表面を鏡面状に研磨する。その後、得られた研磨面を光学機器等により画像化し、この画像上に認められる気孔部分と、それ以外のセラミック部分とを２値化して２値化画像とする。こうして得られた２値化画像の全面積中に占める気孔部分の面積割合として算出する。この緻密セラミック層の気孔率は、上記のように低いものであり、且つ、基部用セラミック基板の表面に形成された薄い層である。このため、アルキメデス法、水銀圧入法及びＸ線透過法等の一般的に用いられる気孔率測定方法では、十分な精度が得られ難い。このため上記の画像解析による方法で求めるものである。
【００２２】
この緻密セラミック層は、どのようなセラミック成分からなってもよいが、主セラミック成分が基部用セラミック基板と同じであることが好ましい。主セラミック成分が同じであることにより、焼成時に基部用未焼成セラミックシートと緻密化用未焼成セラミックシートとの界面における反応が複雑とならず、意図しない反応等が防止され、優れた平坦面が得られ易いからである。
この主セラミック成分としては、前記下部セラミック基板を構成する主セラミック成分として挙げたものを同様に用いることができ、特にアルミナが好ましいことも同様である。この主セラミック成分は、１種のみが含有されてもよく、２種以上が含有されてもよい。
また、主セラミック成分としてアルミナが含有される場合、アルミナの含有量は特に限定されないが、緻密セラミック層全体を１００質量％とした場合に９８質量％以上（より好ましくは９９質量％以上、更に好ましくは９９．５質量％以上）であることが好ましい（但し、通常、基部用セラミック基板のアルミナ含有量よりも多い）。アルミナの含有量が９８質量％以上と高濃度であれば、特に平坦な表面を得易い。即ち、不純物がより少なく焼成時の粒成長等、意図しない反応が効果的に抑制されたものだからである。また、上記と同様にアルミナの備える各種の性能を十分に発揮させることができる。
【００２３】
また、緻密セラミック層には、主セラミック成分以外にも、前記下部セラミック基板を構成する副セラミック成分として挙げた各成分を同様に用いることができ、更に、その他のセラミック成分も同様に含有することができる。これら主セラミック成分、副セラミック成分及びその他のセラミック成分は、各々１種のみが含有されてもよく、２種以上が含有されてもよい。但し、緻密セラミック層には、緻密セラミック層の主セラミック成分を粒成長させる成分が含有されないことが好ましい。即ち、例えば、緻密セラミック層の主セラミック成分がアルミナである場合には、チタニア及び酸化鉄等が含有されないことが好ましい。これらが含有されないものは、焼成時の粒成長が効果的に抑制されたものであり、より平坦な表面が得られ易いものである。
【００２４】
緻密セラミック層の厚さは、特に限定されないが、通常、１０〜１００μｍ（好ましくは２０〜８０μｍ、より好ましくは３０〜７０μｍ）である。１０〜１００μｍであれば、基部用セラミック基板の表面粗さを効果的に低減できる。また、この緻密セラミック層の表面粗さは特に限定されないが、前述の下部セラミック基板の緻密層が形成される表面の表面粗さとして好ましい範囲とすることが好ましい。
【００２５】
本発明の薄膜キャパシタ用セラミック基板は、配線パターンを内部に備えることができる。上記「配線パターン」は、本発明の薄膜キャパシタ用セラミック基板の少なくとも内部に形成されたものである。このような配線パターンとしては、ビア配線（図１の2d）が挙げられる。ビア配線は、例えば、薄膜キャパシタ用セラミック基板の表面側と裏面側とを導通する配線パターンである。このビア配線を構成する導電材料は特に限定されないが、例えば、タングステン、モリブデン、金、白金、銀、パラジウム、銅及びニッケル等を用いることができる。これらの導電性材料は１種のみを用いてもよく、２種以上を用いてもよい。
更に、このビア配線の形状は特に限定されないが、通常、積層方向に各層を貫通する円柱形状である。また、その直径も特に限定されないが、例えば、５０〜２００μｍとすることができる。
また、ビア配線以外にも、薄膜キャパシタを構成する電極層と同様に平面方向に形成された配線パターンを備えることもできる。即ち、例えば、通常の導通用配線、抵抗用配線、インダクタンス用配線、及び、ボンディングパッド等が挙げられる。
【００２６】
［２］薄膜キャパシタ
本発明の薄膜キャパシタは、本発明の薄膜キャパシタ用セラミック基板と、薄膜キャパシタ用セラミック基板上にキャパシタ用導体層及びキャパシタ用誘電体層が積層されてなるキャパシタ部と、を備え、キャパシタ部は、対向する２層の該キャパシタ用導体層間に該キャパシタ用誘電体層が配置されるように、キャパシタ用導体層と該キャパシタ用誘電体層とが交互に積層されてなることを特徴とする。
【００２７】
上記「薄膜キャパシタ用セラミック基板」は、前記本発明の薄膜キャパシタ用セラミック基板をそのまま適用できる。この薄膜キャパシタ用セラミック基板の全体の厚さは特に限定されないが、通常、２００〜２０００μｍ（好ましくは３００〜１０００μｍ）である。
また、上記「キャパシタ部」は、キャパシタ用導体層及びキャパシタ用誘電体層が薄膜キャパシタ用セラミック基板上に積層された構造を有し、対向する２層のキャパシタ用導体層間にキャパシタ用誘電体層が配置されるように、キャパシタ用導体層とキャパシタ用誘電体層とが交互に積層されてなる（図１参照）。
上記「キャパシタ用導体層」は、キャパシタ部を構成する導体層である。このキャパシタ用導体層は、後述するキャパシタ用誘電体層を介して対向する導電性薄膜であり、１層のみからなってもよく、２層以上からなってもよい。また、通常、キャパシタ用導体層とキャパシタ用誘電体層との積層部分は、その最下層及び最上層はキャパシタ用導体層である。このキャパシタ用導体層は導電性を有すればよく（例えば、１０μΩ・ｃｍ以下）、その材料は特に限定されないが、例えば、白金、金、銅、銀、ニッケル、チタン、モリブデン、クロム、コバルト及びタングステン等を用いることができる。これらの材料は１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。また、キャパシタ用導体層の形状及び大きさは特に限定されず、更に、その厚さも特に限定されないが、通常、１μｍ以下である。これらの導体層材料及びキャパシタ用導体層の厚さ等は、所望の抵抗及び生産性等に応じて、更には、生産コストに応じて適宜選択することが好ましい。
【００２８】
上記「キャパシタ用誘電体層」は、キャパシタ部を構成し、キャパシタ用導電層間を絶縁する部分である。このキャパシタ用誘電体層は絶縁性を有すればよく（例えば、１０１０Ω・ｍ以上）、その材料は特に限定されないが、例えば、チタン酸塩（チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム及びチタン酸鉛等）、酸化タンタル及び酸化チタン等を用いることができる。これらの材料は１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。更に、２種以上を用いる場合には、混合物であってもよく、固溶体であってもよい。また、キャパシタ用誘電体層の形状及び大きさは特に限定されず、更に、その厚さも特に限定されないが、通常、１μｍ以下である。これらの誘電体層材料及びキャパシタ用誘電体層の厚さ等は、所望の静電容量、絶縁性及び耐電圧等の電気的特性、並びに、生産性などに応じて、更には、生産コストに応じて適宜選択することが好ましい。
【００２９】
また、前記本発明の薄膜キャパシタを製造する場合、キャパシタ用導体層の形成方法は特に限定されないが、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ法及びゾル・ゲル法等の薄膜形成技術を用いて形成することができる。また、得られた導体層は必要であれば、エッチング等によりパターンニングを行いキャパシタ用導体層とすることができる。エッチング等に際しては公知のフォトリソ法等を用いることができる。
更に、キャパシタ用誘電体層の形成方法は特に限定されないが、通常、ＣＳＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｍｅｔｈｏｄ、化学溶液堆積法）を用いる。即ち、目的とするキャパシタ用誘電体層を構成することとなる金属元素を含む誘電体原料を、形成面に塗布し、その後、熱処理してキャパシタ用誘電体層を得る方法である。このＣＳＤ法において用いる誘電体原料は特に限定されないが、目的とするキャパシタ用誘電体層を構成する金属元素を含有する金属有機化合物を含有することが好ましい。この有機金属化合物としては、アルコキシド、酢酸化合物及びシュウ酸化合物等を用いることができる。上記アルコキシドとしては、例えば、チタンイソプロポキシド等のチタンアルコキシド類、金属バリウムをアルコール系有機溶媒に溶解させて得られるバリウムアルコキシド類、ストロンチウム−ｎ−ブトキシド等のストロンチウムアルコキシド類等が挙げられる。これらのアルコキシドは、純水を所定量加えて重合させたものを用いてもよい。また、アルコール系有機溶媒としては、エタノールとアセチルアセトンとの混合溶媒、２―エトキシエタノール、及び、その他目的とする金属種とキレートを形成できる化学種を含有するアルコール系有機溶媒が挙げられる。
また、上記の誘電体原料は、加熱等により均一化した後、塗布することができる。更に、この誘電体原料の塗布方法は、特に限定されないが、例えば、スピンコート、ディップコート及び吹き付け塗布（インクジェット法及びサーマル法等を含む）等を用いることができる。得られた誘電体層は、必要に応じてエッチング等によりパターンニングを行いキャパシタ用誘電体層とすることができる。
【００３０】
［３］薄膜キャパシタ用セラミック基板の製造方法
本発明の薄膜キャパシタ用セラミック基板の製造方法は、下部セラミック基板又は下部未焼成セラミックシートの表面に、加熱により無機物となる無機物用原料を含有する液状平坦化剤を塗布する液状平坦化剤塗布工程と、塗布された液状平坦化剤を加熱して、無機物からなり、下部セラミック基板又は下部未焼成セラミックシートに接しない面が平坦な緻密層を形成する熱処理工程と、を備えることを特徴とする。
【００３１】
上記「液状平坦化剤塗布工程」は、下部セラミック基板又は下部未焼成セラミックシートの表面に、加熱により無機物となる無機物用原料を含有する液状平坦化剤を塗布する工程である。この液状平坦化剤塗布工程における上記「下部セラミック基板」、上記「無機物用原料」、上記「液状平坦化剤」及び上記「塗布」については、前述の通りである。また、上記「熱処理工程」についても前述の通りである。
上記「下部未焼成セラミックシート」は、焼成されて上記下部セラミック基板となるものである。この下部未焼成セラミックシートの構成は特に限定されない。即ち、例えば、１層のみからなってもよく、２層以上からなってもよい。また、内部に未焼成配線パターンを備えてもよく、備えなくてもよい。
更に、下部未焼成セラミックシートを構成する材料も特に限定されないが、通常、無機成分と有機成分とを含有する。このうち無機成分は、主として焼成後に下部セラミック基板を構成する成分である。また、この無機成分には、下部セラミック基板における主セラミック成分、副セラミック成分及びその他のセラミック成分を含有できる。更に、焼成によりこれらの主セラミック成分、副セラミック成分及びその他のセラミック成分となる成分を含有することもできる。これらの焼成後に下部セラミック基板を構成する成分のなかでも、特にアルミナ及びアルミナとなる成分が好ましいことは前述の通りである。これらの焼成後に下部セラミック基板を構成する成分は、１種のみが含有されてもよく、２種以上が含有されてもよい。
【００３２】
また、有機成分は、主として未焼成状態において成形性及び可とう性等を付与する成分である。この有機成分としては、通常、少なくともバインダが含有される。バインダとしては、ブチラール系樹脂及びアクリル系樹脂等が挙げられる。これらは１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。更に、有機成分としてはバインダ以外にも、可塑剤、分散剤及び溶剤等が含有されてもよい。これらは１種のみが含有されてもよく、２種以上が含有されてもよい。また、無機成分であるか有機成分であるかを問わず、分散剤、レベリング剤成分、滑剤成分、消泡剤成分及び酸化防止剤成分等を含有できる。これらは１種のみが含有されてもよく、２種以上が含有されてもよい。
更に、下部未焼成セラミックシートの厚さは、特に限定されないが、通常、２４０μｍ以上（好ましくは２４０〜２４００μｍ、より好ましくは３６０〜１２００μｍ）である。この範囲の厚さであれば前記下部セラミック基板の厚さが得られるからである。
【００３３】
また、上記下部セラミック基板が、上記〈２〉乃至〈４〉のうちのいずれであり、上記下部未焼成セラミックシートが、上記〈１〉である場合、上記液状平坦化剤塗布工程において、液状平坦化剤は、下部セラミック基板の緻密セラミック層上、又は、下部未焼成セラミックシートの緻密化用未焼成セラミックシート上に塗布することができる。
上記〈１〉とは、下部未焼成セラミックシートが、基部用未焼成セラミックシートと、基部用未焼成セラミックシートの少なくとも一面側に積層され焼成後の表面粗さが基部用未焼成セラミックシートの焼成後の表面粗さよりも小さくなる緻密化用未焼成セラミックシートと、を備える完全未焼成積層体である場合である。
また、上記〈２〉とは、下部セラミック基板が、上記〈１〉の完全未焼成積層体が焼成されてなり、この完全未焼成積層体の基部用未焼成セラミックシートが焼成されてなる基部用セラミック基板と、この完全未焼成積層体の緻密化用未焼成セラミックシートが焼成されてなる緻密セラミック層と、を備え、緻密セラミック層が基部用セラミック基板よりも緻密である完全未焼成積層体焼成物である場合である。
更に、上記〈３〉とは、下部セラミック基板が、基部用未焼成セラミックシートが焼成されてなる基部用セラミック基板と、基部用セラミック基板の少なくとも一面側に積層され焼成後の表面粗さが基部用セラミック基板の表面粗さよりも小さくなる緻密化用未焼成セラミックシートと、を備える半未焼成積層体である場合である。
また、上記〈４〉とは、下部セラミック基板が、上記〈３〉の半未焼成積層体が焼成されてなり、この半未焼成積層体の基部用セラミック基板と、この半未焼成積層体の緻密化用未焼成セラミックシートが焼成されてなる緻密セラミック層と、を備え、緻密セラミック層が基部用セラミック基板よりも緻密である半未焼成積層体焼成物である場合である。
【００３４】
上記「基部用未焼成セラミックシート」は、焼成されて基部用セラミック基板となる未焼成セラミックシートである。この基部用未焼成セラミックシートは、通常、無機成分と有機成分とを含有する。このうち無機成分は、主として焼成後に基部用セラミック基板を構成する成分であり、前記下部未焼成セラミックシートにおける無機成分をそのまま適用できる。
また、無機成分のうち主セラミック成分及び主セラミック成分となる成分として、アルミナ及びアルミナとなる成分を用いる場合、基部用未焼成セラミックシート中に含有されるアルミナ及びアルミナとなる成分の量は特に限定されないが、焼成後に前記の基部用セラミック基板のアルミナ含有量となるものとすることが好ましい。更に、有機成分は、前記下部未焼成セラミックシートにおける有機成分をそのまま適用できる。また、下部未焼成セラミックシートと同様に、無機成分及び有機成分を問わず、分散剤、レベリング剤成分、滑剤成分、消泡剤成分及び酸化防止剤成分等を含有できる。
【００３５】
この基部用未焼成セラミックシートの厚さは、特に限定されないが、通常、２４０μｍ以上（好ましくは３６０〜２４００μｍ、より好ましくは３６０〜１２００μｍ）である。この範囲の厚さであれば前記基部用セラミック基板の厚さが得られるからである。
また、主セラミック成分及び主セラミック成分となる成分は、通常、粉末として含有されるが、この粉末の平均粒径は５μｍ以下であることが好ましい。５μｍ以下であれば、後述する緻密化未焼成セラミックシートを用いることによる平坦化効果が得られ易いからである。
【００３６】
上記「緻密化用未焼成セラミックシート」は、焼成されて緻密セラミック層となる未焼成セラミックシートである。このシート状物を用いることで、直接ペーストを塗布して得られる層に比べてより平坦な面が得られる。即ち、例えば、シート状に成形する際（ドクターブレード法等）に用いられるペーストの粘度は、０．１〜２０Ｐａ・ｓ（好ましくは０．５〜１０Ｐａ・ｓ）とすることができるからである。
【００３７】
緻密化用未焼成セラミックシートは、通常、無機成分と有機成分とを含有する。このうち無機成分は、主として焼成後に緻密セラミック層を構成する成分であり、前記下部未焼成セラミックシートにおける無機成分をそのまま適用できる。
但し、無機成分は、得られる基部用セラミック基板と緻密セラミック層とにおける主セラミック成分が同じになるように用いることが好ましい。焼成後の主セラミック成分が同じであることにより、焼成時に基部用未焼成セラミックシートと緻密化用未焼成セラミックシートとの界面における反応が複雑にならず、意図しない反応等を生じることを抑制できるからである。
また、無機成分のうち主セラミック成分及び主セラミック成分となる成分として、アルミナ及びアルミナとなる成分を用いる場合、緻密化用未焼成セラミックシート中に含有されるアルミナ及びアルミナとなる成分の量は特に限定されないが、焼成後に前記の緻密セラミック層のアルミナ含有量となるものとすることが好ましい。
【００３８】
更に、緻密化用未焼成セラミックシートには、緻密化用未焼成セラミックシートを構成する主セラミック成分を焼成時に粒成長させる成分は含有されないことが好ましい。即ち、例えば、主セラミック成分がアルミナである場合には、チタニア及び酸化鉄等は含有されないことが好ましい。主セラミック成分を焼成時に粒成長させる成分が含有されないことで、主セラミック成分の粒成長が抑制され、得られる緻密セラミック層の表面粗さが、この成分が含有される場合に比べて小さくできるからである。
また、有機成分は、前記下部未焼成セラミックシートにおける有機成分をそのまま適用できる。また、下部未焼成セラミックシートと同様に、無機成分及び有機成分を問わず、分散剤、レベリング剤成分、滑剤成分、消泡剤成分及び酸化防止剤成分等を含有できる。
【００３９】
緻密化用未焼成セラミックシートの厚さは、特に限定されないが、１２〜１２０μｍ（より好ましくは２４〜９６μｍ、更に好ましくは３６〜８４μｍ）であることが好ましい。基部用セラミック基板の表面粗さを効果的に低減できる。また、特に、未焼成物である基部用未焼成セラミックシートに積層して、一体的に同時焼成する場合には、その厚さが１０μｍ以上であることにより、基部用未焼成セラミックシート中に含有される成分が、焼成中に緻密化用未焼成セラミックシートに移行したとしても、緻密セラミック層の表面粗さに影響する程の移行は防止でき、安定して平坦な面を得ることができる。更に、その厚さが１００μｍ以下であることにより、特別な焼成収縮の併せ込みを行わない場合であっても、基部用未焼成セラミックシートと一体的に同時焼成した際に層間剥離等の問題を生じることなく安定して焼結でき、また、優れた平坦面を得ることができる。
この緻密化用未焼成セラミックシートを構成する主セラミック成分を構成する成分は、通常、粉末として含有されるが、この粉末のｄ５０（メディアン径）は１．０μｍ以下（より好ましくは０．７μｍ、更に好ましくは０．５μｍ）であることが好ましい。１．０μｍ以下であれば、特に平坦な面を得易いからである。
【００４０】
この緻密化未焼成セラミックシートは、焼成後の表面粗さが、基部用未焼成セラミックシート及び基部用セラミック基板よりも小さくなるものである。即ち、緻密化未焼成セラミックシートを単独（単独での焼成が不可能な場合は他層と積層して）で焼成して得られる緻密セラミック層の表面粗さが、基部用未焼成セラミックシートを単独で焼成して得られる基部用セラミック基板の表面粗さよりも小さいものである。この緻密セラミック層の平坦面の表面粗さは、例えば、算術平均粗さＲａを０．０５μｍ以下（更には０．０２μｍ以下、通常０．００５μｍを超える）とすることができる。また、最大高さＲｙを２μｍ以下（更には０．５μｍ以下、通常０．０５μｍを超える）とすることができる。更に、Ｒａを０．０５μｍ以下且つＲｙを２μｍ以下（更にはＲａを０．０２μｍ以下且つＲｙを０．５μｍ以下、通常Ｒａは０．００５μｍを超え且つＲｙは０．０５μｍを超える）とすることができる。尚、この表面粗さは焼成後に表面を研磨して得られるものであってもよい。また、前述の通りその研磨形態は特に限定されない。
【００４１】
また、既に焼成を経た薄膜キャパシタ用セラミック基板において、緻密化未焼成セラミックシート及び基部用未焼成セラミックシートの各々を単独で焼成して得られる層同士の表面粗さを比べることは困難である。緻密化未焼成セラミックシートを単独で焼成して得られる層と基部用セラミック基板との場合も同様である。しかし、前述のように表面粗さの大小は気孔率に大きく依存する。このため、気孔部分とその他のセラミック部分とを画像上で２値化した２値化画像に基づく全面積に対する気孔部分の面積割合を各々について算出することで、間接的に表面粗さの大小を比較することができる。
【００４２】
上記「完全未焼成積層体」は、基部用未焼成セラミックシートと緻密化用未焼成セラミックシートとが積層されて備えられた未焼成積層体である。この完全未焼成積層体は、これら以外にも他層を備えていてもよい。
上記「半未焼成積層体」は、基部用セラミック基板と緻密化用未焼成セラミックシートとが積層されて備えられた未焼成積層体である。この半未焼成積層体は、これら以外にも他層を備えていてもよい。
上記のうち完全未焼成積層体を用いる方法では、完全未焼成積層体のいずれのシートも未焼成であるために、焼成時に相互の焼成収縮が拘束されず、より優れた平坦面が得られ易い。一方で、基部用未焼成セラミックシート中に含まれる焼結助剤成分等が緻密化用未焼成セラミックシートへ焼成時に移行する確率は、半未焼成積層体の場合に比べて大きくなる場合がある。
対して、上記のうち半未焼成積層体を用いる方法では、半未焼成積層体の基部用セラミック基板は既焼成であるため、焼成時に含有される焼結助剤成分等が緻密化用未焼成セラミックシートへ移行することが殆どない。このため、緻密セラミック層において、主セラミック成分の粒成長等、意図しない反応を殆ど生じない。一方で、基部用セラミック基板が既焼成であるために、完全未焼成積層体の場合に比べて緻密化用未焼成セラミックシートの焼成収縮はｘｙ平面方向に拘束され易くなる。これらのバランスにおいて、前者である完全未焼成積層体を用いる方が、より優れた平坦性が得られ易く好ましい。
【００４３】
また、完全未焼成積層体における基部用未焼成セラミックシートと緻密化用未焼成セラミックシートとの上記「積層」、及び、半未焼成積層体における基部用セラミック基板と緻密化用未焼成セラミックシートとの上記「積層」は、各々どのような手段を用いてもよく、その手段は特に限定されない。即ち、例えば、積層に際しては、接着剤等を用いた接着を行ってもよく、圧力を用いた圧着を行ってもよく、低温の加熱による熱着を行ってもよく、更には、接着、圧着及び熱着を組み合わせて行ってもよい。また、単に一方に他方を載せるだけであってもよい。
【００４４】
更に、完全未焼成積層体の上記「焼成」は、基部用未焼成セラミックシート及び緻密化用セラミックシートの各々が焼結できるものであればよく、半未焼成積層体の上記「焼成」は、緻密化用セラミックシートが焼結できるものであればよく、各々の焼成温度、焼成時間及び焼成雰囲気等は特に限定されない。例えば、いずれの未焼成積層体を用いる場合であっても、各主セラミック成分がアルミナである場合、焼成温度は１２００℃以上（より好ましくは１４００〜１６００℃）とすることが好ましい。この温度範囲であれば、十分に焼結できると共に緻密化することができる。また、焼成時間は、通常、１時間以上である。更に、焼成雰囲気は、同時焼成される導体材料等により適宜選択することが好ましい。即ち、例えば、酸化され易い材料（銅等）を主成分とする場合には、非酸化性雰囲気且つ湿潤雰囲気を選択することが好ましい。一方、酸化され難い材料（例えば、銀等を主成分とする）との同時焼成を要する場合には、製造コストの点から大気雰囲気で焼成することが好ましい。
【実施例】
【００４５】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
［１］薄膜キャパシタ用セラミック基板の作製
（１）下部セラミック基板の作製１（複層タイプ）
ｉ）基部用未焼成セラミックシートの作製
平均粒径が３〜５μｍであるアルミナ粉末（Ａｌ２Ｏ３純度９０％以上）と、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２及びＣａＯを主成分とするフラックス粉末（焼結助剤）とを用意し、混合粉末全体を１００質量％とした場合に、アルミナ粉末が９０〜９５質量％、フラックス粉末が５〜１０質量％となるように混合して混合粉末を得た。得られた混合粉末と、分散剤とを、メチルエチルケトンとトルエンとの混合溶媒中に投入した後、ボールミルを用いて１２時間混合を行った。得られた混合物にバインダを加えて更にボールミルを用いて４時間混合を行ってスラリーを得た。得られたスラリーを、ドクターブレード法により厚さ２００μｍのシート形状に成形した後、所望の大きさに裁断して未焼成シートを得た。この未焼成シートを３枚積層して厚さ６００μｍの基部用未焼成セラミックシートを得た。
【００４６】
ｉｉ）緻密化用未焼成セラミックシートの作製
平均粒径が０．５μｍであるアルミナ粉末（Ａｌ２Ｏ３純度９９．９％以上）と、マグネシア粉末とを用意し、混合粉末全体を１００質量％とした場合に、アルミナ粉末が９９．８質量％、マグネシア粉末が０．２質量％となるように混合して混合粉末を得た。得られた混合粉末と、分散剤とを、メチルエチルケトンとトルエンとの混合溶媒中に投入した後、ボールミルを用いて２４時間混合を行った。得られた混合物にバインダを加えて更にボールミルを用いて１５時間混合を行って粘度１Ｐａ・ｓのスラリーを得た。得られたスラリーを、ドクターブレード法によりシート形状に成形した後、所望の大きさに裁断して緻密化用未焼成セラミックシート（緻密化シート）を得た。
「緻密化シート」：厚さ３６μｍ（焼成後３０μｍ）の緻密化用未焼成セラミックシート
【００４７】
ｉｉｉ）積層、圧着、焼成及び研磨
上記ｉ）で得られた基部用未焼成セラミックシートの表裏面の各々に、上記ｉｉ）で得られた緻密化用未焼成セラミックシートを１枚づつ積層して未焼成積層体を得た。得られた未焼成積層体を所定の大きさに裁断した後、焼成した。この焼成に際して、焼成雰囲気はＮ２−Ｈ２−Ｈ２Ｏ混合雰囲気とし、焼成温度は１５００℃とし、焼成時間は２時間とした。更に、その後、緻密セラミック層の表面をダイヤモンドペーストを用いて研磨し、下部セラミック基板（セラミック基板１）を得た。更に、緻密化用未焼成セラミックシートを表裏面の各々に２枚づつ積層した以外は、同様にして他の下部セラミック基板（セラミック基板２）を得た。
「セラミック基板１」：厚さ３０μｍの緻密セラミック層を備える下部セラミック基板。
「セラミック基板２」：厚さ６０μｍの緻密セラミック層を備える下部セラミック基板。
【００４８】
（２）下部セラミック基板の作製２（単層タイプ）
ｉ）未焼成セラミックシートの作製
平均粒径が０．５μｍであるアルミナ粉末（Ａｌ２Ｏ３純度９９．９％以上）と、マグネシア粉末とを用意し、混合粉末全体を１００質量％とした場合に、アルミナ粉末が９９．８質量％、マグネシア粉末が０．２質量％となるように混合して混合粉末を得た。得られた混合粉末と、分散剤とを、メチルエチルケトンとトルエンとの混合溶媒中に投入した後、ボールミルを用いて２４時間混合を行った。得られた混合物にバインダを加えて更にボールミルを用いて１５時間混合を行って粘度１Ｐａ・ｓのスラリーを得た。得られたスラリーを、ドクターブレード法によりシート形状に成形した後、所望の大きさに裁断して厚さ５０μｍ（焼成後の厚さ４２μｍ）の未焼成セラミックシートを得た。その後、得られた未焼成セラミックシートを１２枚積層して厚さ６００μｍの下部未焼成セラミックシートを得た。
ｉｉ）焼成及び研磨
上記ｉ）で得られた下部用未焼成セラミックシートを焼成した。この焼成に際して、焼成雰囲気はＮ２−Ｈ２−Ｈ２Ｏ混合雰囲気とし、焼成温度は１５００℃とし、焼成時間は２時間とした。更に、その後、緻密セラミック層の表面をダイヤモンドペーストを用いて研磨し、下部セラミック基板を得た。
【００４９】
（３）緻密層の形成
上記（１）で得られた上記セラミック基板２の緻密セラミック層の表面に、ポリシラザンを含有し、室温（温度２５℃）における粘度が１．０ｍＰａ・ｓである液状平坦化剤をスピンコート法により塗布した。その後、液状平坦化剤が塗布された薄膜キャパシタ用セラミック基板を、温度７００℃で、３０分間熱処理して、厚さ０．２μｍの緻密層を備える薄膜キャパシタ用セラミック基板（セラミック基板３）を得た。
更に、上記（２）で得られた下部セラミック基板の表面に、上記セラミック基板２の場合と同じ液状平坦化剤を同様に塗布した後、同様に熱処理して、厚さ０．２μｍの緻密層を備える薄膜キャパシタ用セラミック基板（セラミック基板４）を得た。
「セラミック基板４」：単層タイプの下部セラミックの表面に緻密層を備える。
【００５０】
［２］比較品の作製
上記（１）で得られた基部用未焼成セラミックシートのみを焼成した。この焼成に際して、焼成雰囲気はＮ２−Ｈ２−Ｈ２Ｏ混合雰囲気とし、焼成温度は１５００℃とし、焼成時間は２時間とした。その後、得られた基部用セラミック基板の表面をダイヤモンドペーストを用いて研磨し、下記セラミック基板４を得た。
「セラミック基板５」：緻密セラミック層及び緻密層を備えない。
【００５１】
［３］評価
触針式表面粗さ計（東京精密社製、形式「ＳＵＲＦＣＯＭ  １４００Ｄ」）を用いてセラミック基板１〜４の各々の算術平均粗さＲａ及び最大高さＲｙを測定した。その結果を表１に示した。
【００５２】
【表１】
2005093736.tif 000003
表１中の「＊」は本発明品ではないことを示す。
【００５３】
表１の結果より、セラミック基板５は、Ｒａが０．０８３μｍであり、Ｒｙが２．６μｍと共に大きいことが分かる。セラミック基板５の表面を観察すると、５〜１０μｍ程度の直径のポアが多く認められ、Ｒａ及びＲｙが大きいことは、このポアに起因することが分かる。しかし、このようなポアは、比較的大きな粒子（例えば、３μｍ以上）からなる汎用原料粉末を用いた場合には、通常、生じるものであり、焼成時間及び焼成温度によっても殆ど変化はなく、加圧焼成等の特殊な焼成法を用いなければ消滅させることが困難である。
【００５４】
これに対して、セラミック基板１は、Ｒａが０．０１２μｍであり、Ｒｙが０．１８μｍであった。即ち、３０μｍの緻密セラミック層を備えることによりセラミック基板５からＲａは８６％低減され、Ｒｙは９３％低減されている。また、セラミック基板２は、Ｒａが０．００６８μｍであり、Ｒｙが０．１４μｍであった。即ち、６０μｍの緻密セラミック層を備えることによりセラミック基板５からＲａは９２％低減され、Ｒｙは９５％低減されている。従って、緻密セラミック層を有することにより効果的に表面粗さを低減できることが分かる。
【００５５】
更に、セラミック基板３は、Ｒａが０．００９０μｍであり、Ｒｙが０．０７４μｍであった。即ち、セラミック基板５からＲａは８９％、Ｒｙは９７％低減されている。また、セラミック基板１と比較してもＲａは２５％、Ｒｙは５９％も低減されている。更に、セラミック基板２と比較するとＲａは低減できないもののＲｙは４７％も低減されている。
また、セラミック基板４は、Ｒａが０．００７７μｍであり、Ｒｙが０．０６９μｍであった。即ち、セラミック基板５からＲａは９１％、Ｒｙは９７％低減されている。また、セラミック基板１と比較してもＲａは３６％、Ｒｙは６２％も低減されている。更に、セラミック基板２と比較するとＲａは低減できないもののＲｙは５１％も低減されている。
この結果から、緻密層を備えることで、下部セラミック基板の表面を極めて高い精度で平坦に仕上げられることが分かる。特にＲｙの低減効果は顕著であることが分かる。
【００５６】
［４］薄膜キャパシタ(101)の作製
以下、図２〜５を用いて薄膜キャパシタ(101)の作製について説明する。尚、図２〜５は、図１の薄層キャパシタ(101)の右側半分を説明するものである。また、焼成前後における符号は便宜上同じとした。
（１）薄膜キャパシタ用セラミック基板(1)の作製
下記（１−ａ）〜（１−ｅ）については図２を参照
（１−ａ）基部用未焼成セラミックシート(2a)及び緻密化用未焼成セラミックシート(2b)の作製
上記［１］（１）と同様にして、厚さ６００μｍの基部用未焼成セラミックシート（2a）を得た。また、上記［１］（２）と同様にして、厚さ３６μｍの緻密化用未焼成セラミックシート(2b)を得た。その後、得られた基部用未焼成セラミックシート(2a)及び緻密化用未焼成セラミックシート(2b)の各々にＣＯ２レーザーを用いて直径１２０μｍ（焼成後直径１００μｍ）のビアホール(2c)を形成した。このビアホール(2c)は、基部用未焼成セラミックシート(2a)と緻密化用未焼成セラミックシート(2b)とで同一のパターンとした。
（１−ｂ）導電性穴埋め剤(2d)の調製及び充填
タングステン粉末、エチルセルロース（バインダ）及びブチルカルビトール（溶剤）を主成分とする導電性穴埋め剤(2d)を調製した。得られた導電性穴埋め剤(2d)を上記（１−ａ）で得られた基部用未焼成セラミックシート(2a)と各緻密化用未焼成セラミックシート(2b)とのビアホール(2c)内に印刷充填した。
（１−ｃ）積層、圧着及び焼成
上記（１−ｂ）までに得られた基部用未焼成セラミックシート(2a)の表裏面に、上記（１−ｂ）までに得られた緻密化用未焼成セラミックシート(2b)を１枚づつ積層して未焼成積層体を得た。各積層に際しては各シートのビア位置が一致するように位置調整を行った後圧着した。これにより未焼成積層体中には積層方向に繋がった未焼成ビア導体(2d)が形成された。
（１−ｄ）焼成
上記（１−ｃ）までに得られた未焼成積層体を、上記［１］（３）と同様に裁断した後、同条件にて焼成し、下部セラミック基板(2)を得た。
（１−ｅ）緻密層(1e)の形成
上記（１−ｄ）で得られた下部セラミック基板(2)の表裏両面の緻密セラミック層(2b)の表面に、上記［１］（４）と同じ液状平坦化剤を用いて、厚さ０．２μｍの緻密層(3)を備える薄膜キャパシタ用セラミック基板(1)を得た。
【００５７】
（２）キャパシタ部の作製
下記（２−ａ）〜（２−ｅ）については図３を参照、下記（２−ｆ）〜（２−ｉ）については図４を参照、下記（２−ｊ）〜（２−ｍ）については図５を参照。
（２−ａ）上記［４］（１）で得られた薄膜キャパシタ用セラミック基板(1)の一面側の緻密層(3)の表面に、０．２μｍの白金からなるキャパシタ用導体層(4)をスパッタリングにより形成した。このキャパシタ用導体層(4)はキャパシタ内において主として下部電極となるものである。
（２−ｂ）次いで、このキャパシタ用導体層(4)をパターンニングするために、キャパシタ用導体層のエッチングを要しない部分にエッチングレジスト(5)を形成した。
（２−ｃ）その後、イオンミリングを用いてエッチングを行い、キャパシタ用導体層(4)のパターンニングを行った後、エッチングレジスト(5)を除去した。
（２−ｄ）次いで、チタンイソプロポキシドと、ストロンチウム−ｎ−ブトキシドと、金属バリウムとを２−エトキシエタノールに溶解させて得られた誘電体原料(6)を、パターンニングしたキャパシタ用導体層(4)を有する基板表面にスピンコート塗布した。その後、塗布した誘電体原料(6)を乾燥した後、７００〜１０００℃で熱処理を行い、厚さ０．２μｍのキャパシタ用誘電体層(6)を得た。
（２−ｅ）得られたキャパシタ用誘電体層(6)をパターンニングするために、キャパシタ用誘電体層のエッチングを要しない部分にエッチングレジスト(7)を形成した。
【００５８】
（２−ｆ）その後、バッファードフッ酸を用いてキャパシタ用誘電体層(6)と緻密層（3）との両層を同時にエッチングして、キャパシタ用誘電体層(6)のパターンニングを行った。更に、これらのキャパシタ部を形成していない側の緻密層（3）も同様にして全面除去した。
（２−ｇ）次いで、パターンニングされたキャパシタ用誘電体層(6)の表面に、０．２μｍの白金からなるキャパシタ用導体層(8)をスパッタリングにより形成した。このキャパシタ用導体層(8)はキャパシタ内において主として上部電極となるものである。
（２−ｈ）その後、このキャパシタ用導体層(8)をパターンニングするために、キャパシタ用導体層のエッチングを要しない部分（キャパシタ部を形成しない側の薄膜キャパシタ用セラミック基板裏面側もエッチングレジストにより保護した）にエッチングレジスト(9)を形成した。
（２−ｉ）次いで、イオンミリングを用いてエッチングを行い、キャパシタ用導体層(8)のパターンニングを行った後、エッチングレジスト(9)を除去した。
【００５９】
（２−ｊ）その後、ソルダーレジスト層(10)を形成した。
（２−ｋ）次いで、ソルダーレジスト層(10)のパターンニングを行った（このパターンニングによりビア導体の表面を表出させた）。
（２−ｌ）その後、上記（２−ｋ）で表出されたビア導体(2d)の表面に、無電解めっき法により、ニッケル−金めっき層(11)を形成した。
（２−ｍ）次いで、上記（２−ｌ）で形成されたニッケル−金めっき層(11)の表面にハンダボール(12)を形成して、薄膜キャパシタ(101)を得た。
【００６０】
尚、本発明においては、上記の具体的実施例に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、例えば、上記薄膜キャパシタは、２層のキャパシタ用導体層と１層のキャパシタ用誘電体層を有するものであるが、更に多くのキャパシタ用導体層及びキャパシタ用誘電体層を備えるものとすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は電子部品関連分野において広く利用できる。本発明の薄膜キャパシタ用セラミック基板は、薄膜キャパシタを備えるあらゆる基板として利用され、特に、配線内蔵基板のコンデンサに好適である。また、本発明の薄膜キャパシタは、これらのコンデンサとして好適に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一例の薄膜キャパシタ用セラミック基板を備える薄膜キャパシタの断面を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の一例の薄膜キャパシタの製造工程を模式的に示す説明図である。
【図３】本発明の一例の薄膜キャパシタの製造工程を模式的に示す説明図である。
【図４】本発明の一例の薄膜キャパシタの製造工程を模式的に示す説明図である。
【図５】本発明の一例の薄膜キャパシタの製造工程を模式的に示す説明図である。
【図６】本発明の薄膜キャパシタ用セラミック基板の一例の断面を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００６３】
1；薄膜キャパシタ用セラミック基板、2；下部未焼成セラミックシート（下部セラミック基板）、2a；基部用未焼成セラミックシート（基部用セラミック基板）、2b；緻密化用未焼成セラミックシート（緻密セラミック層）、2c；ビアホール、2d；導電性穴埋め剤（ビア導体）、3；緻密層（液状平坦化剤）、101；薄膜キャパシタ、4；キャパシタ用導体層、5；エッチングレジスト（導体層用）、6；キャパシタ用誘電体層（誘電体原料）、7；エッチングレジスト（誘電体層用）、8；キャパシタ用導体層、9；エッチングレジスト（導体層用）、10；ソルダーレジスト層、11；ニッケル−金めっき層、12；ハンダボール。
【図１】
2005093736.tif 000004
【図２】
2005093736.tif 000005
【図３】
2005093736.tif 000006
【図４】
2005093736.tif 000007
【図５】
2005093736.tif 000008
【図６】
2005093736.tif 000009