(57)【要約】【課題】凹凸を形成するためのマスクを増やすことなく、基板上に凹凸を形成することにより、受動素子形成のための所望の接合面積を得ることが可能な受動素子内蔵基板の製造方法を提供する。【解決手段】基板１上に感光性有機膜２を形成し、配線接続用ビアホール３およびキャパシタ形成用凹凸４のパターンを形成したマスクを用いて、リソグラフィにより感光性有機膜２に配線接続用ビアホール３およびキャパシタ形成用凹凸４を同時に形成し、感光性有機膜２に形成した配線接続用ビアホール３およびキャパシタ形成用凹凸４にそれぞれ配線７およびキャパシタ５を形成する。【選択図】        図１
2005012114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受動素子を内蔵した基板の製造方法であって、
前記基板上に感光性有機膜を形成するステップと、
配線接続用ビアホールおよび受動素子形成用凹凸のパターンを形成したマスクを用いて、リソグラフィにより前記感光性有機膜に前記配線接続用ビアホールおよび受動素子形成用凹凸を同時に形成するステップと、
前記感光性有機膜に形成した配線接続用ビアホールおよび受動素子形成用凹凸にそれぞれ配線および受動素子を形成するステップと
を含む受動素子内蔵基板の製造方法。
【請求項２】
受動素子を内蔵した基板であって、
前記基板上に感光性有機膜を有し、
この感光性有機膜は配線接続用ビアホールおよび受動素子形成用凹凸を備え、
これらの配線接続用ビアホールおよび受動素子形成用凹凸にそれぞれ配線および受動素子が形成された
受動素子内蔵基板。
【請求項３】
前記感光性有機膜は、感光性ベンゾシクロブテンである請求項２記載の受動素子内蔵基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、抵抗やキャパシタなどの受動素子を内蔵した受動素子内蔵基板の製造方法および受動素子内蔵基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
同一基板に抵抗やキャパシタなどの受動素子を内蔵した受動素子内蔵基板が知られている。例えば、図６に示す受動素子内蔵基板は、基板２１上に層間膜２２を形成し、この層間膜２２上にキャパシタ２４，２５を形成したものである。また、層間膜２２にはビアホール２３が形成され、このビアホール２３を利用して配線接続が行われる。キャパシタ２４，２５は、それぞれ下部電極２４ａ，２５ａ、絶縁膜２４ｂ，２４ｃおよび上部電極２４ｃ，２５ｃにより構成されている。
【０００３】
このような受動素子内蔵基板において、図６に示すように同一基板２１上に容量の異なる複数のキャパシタ２４，２５を形成する場合、リソグラフィのマスクパターン寸法を変えてそれぞれ面積の異なる下部電極２４ａ，２５ａをパターン形成する。これにより、それぞれ容量の異なるキャパシタ２４，２５が得られる。
【０００４】
ところで近年、素子の微細化が進むに連れて、キャパシタなどの受動素子の平面積を小さくすることが必須となっており、同一基板上に大容量を得るための大面積キャパシタを配置することが困難となっている。そこで、図７に示すように、下部電極２４ａの表面に凹凸２６を形成し、その実効面積を増大させることにより、要求されるキャパシタ容量を確保することが試みられている。
【０００５】
図８は従来の受動素子内蔵基板の製造方法においてキャパシタの下部電極の実効面積を増大するためのプロセスを示している。図８に示すように、従来の受動素子内蔵基板の製造方法では、まず、層間膜２２上にビアホール２３形成のための露光、現像を行い、その後、下部電極２４ａの表面に凹凸２６を形成するためのレジスト塗布、露光、現像、ドライエッチング、レジスト除去を行う。
【０００６】
また、例えば、特許文献１には、同様に基板の表面に凹凸を形成することにより基板の表面積を拡大し、これによりチップ面積を小さいまま接合面積を増やした半導体装置が記載されている。この特許文献１の半導体装置においても、基板の表面に凹凸を形成するために、レジスト塗布、露光、現像、ドライエッチング、レジスト除去を行っている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−３６８２３１号公報（段落０００６−０００８、図６−７）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように従来、受動素子形成のために凹凸を設ける場合、この凹凸形成のためにレジストマスクを用いる必要がある。そのため、レジスト塗布工程、露光工程、現像工程、ドライエッチング工程およびレジスト除去工程の５工程が追加されることになり、これらの工程の増大が問題となっている。
【０００９】
そこで、本発明においては、凹凸を形成するためのマスクを増やすことなく、基板上に凹凸を形成することにより、受動素子形成のための所望の接合面積を得ることが可能な受動素子内蔵基板の製造方法および受動素子内蔵基板を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の受動素子内蔵基板の製造方法は、受動素子を内蔵した基板の製造方法であって、基板上に感光性有機膜を形成するステップと、配線接続用ビアホールおよび受動素子形成用凹凸のパターンを形成したマスクを用いて、リソグラフィにより感光性有機膜に配線接続用ビアホールおよび受動素子形成用凹凸を同時に形成するステップと、感光性有機膜に形成した配線接続用ビアホールおよび受動素子形成用凹凸にそれぞれ配線および受動素子を形成するステップとを含む。
【００１１】
本発明の製造方法によれば、基板上に感光性有機膜を形成し、この感光性有機膜にマスクを用いて配線接続用のビアホールを形成するに際して、この配線接続用ビアホールパターンに加えて受動素子形成用凹凸パターンを形成したマスクを用いて、リソグラフィにより配線接続用ビアホールおよび受動素子形成用凹凸を同時に形成する。これにより、受動素子形成用凹凸を形成するためのマスクを増やすことなく、受動素子形成のための所望の接合面積をこの凹凸により得ることができる。そして、この感光性有機膜に形成した配線接続用ビアホールおよび受動素子形成用凹凸にそれぞれ配線および受動素子を形成することにより、受動素子内蔵基板を得ることができる。
【００１２】
こうして得られた受動素子内蔵基板は、基板上に感光性有機膜を有し、この感光性有機膜は配線接続用ビアホールおよび受動素子形成用凹凸を備え、これらの配線接続用ビアホールおよび受動素子形成用凹凸にそれぞれ配線および受動素子が形成されたものである。
【００１３】
ここで、基板上に感光性有機膜を用いるのは、有機膜が、誘電損失が少なく、ある程度の誘電率を有し、また熱処理に耐えられるため、本発明を高周波モジュールに利用することが可能となるためである。また、この有機膜が感光性であることにより、配線接続用ビアホールと受動素子形成用凹凸とを一つのマスクを用いたリソグラフィにより同時に形成することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における受動素子内蔵基板の製造工程を示す断面図、図２は図１の（ａ）の工程の詳細を示すフロー図である。
【００１５】
本発明の第１の実施の形態における受動素子内蔵基板は、図１（ｃ）に示すように、受動素子としての複数のキャパシタ５，６を内蔵した基板１である。基板１はエポシキ樹脂等の有機材料からなる有機基板であるが、セラミック等の無機材料からなる無機基板を用いることも可能である。基板１上には感光性有機膜２が形成されている。キャパシタ５は、図１（ａ）に示すように、感光性有機膜２に形成されたキャパシタ形成用凹凸４上に設けられている。キャパシタ６は感光性有機膜２の上面に設けられている。感光性有機膜２には、図１（ｂ）に示すように、基板１との配線接続用のビアホール３が設けられている。
【００１６】
この受動素子内蔵基板を製造する際、まず、図１（ａ）および図２に示すように、基板１上に感光性有機膜２をスピンコート技術により形成する。なお、感光性有機膜２は、リソグラフィ技術でパターニングが可能な感光性を有する材料により形成する。この感光性有機膜２の材料としては、感光性ベンゾシクロブテンを用いることが望ましい。ベンゾシクロブテン（以下、「ＢＣＢ」と称す。）は、誘電損失が少なく、ある程度の誘電率を有し、また熱処理に耐えられるため、本発明の受動素子内蔵基板により高周波モジュールを形成するのに適している。
【００１７】
次に、基板１との配線接続用のビアホール３のパターンとキャパシタ形成用凹凸４のパターンとが形成されたマスク（図示せず。）を用いて、リソグラフィ技術によりビアホール３およびキャパシタ形成用凹凸４のパターニングを行う。リソグラフィ工程では、通常、マスクを用いてアライナもしくはステッパ装置を用いて露光した後、現像およびベーク工程を経てビアホール３を形成するが、本実施形態における製造方法では、このビアホール３の形成と同時に、キャパシタ５が形成される領域にキャパシタ形成用凹凸４を形成する。
【００１８】
その後、スパッタ法または化学蒸気堆積（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等により、キャパシタ５，６の下部電極５ａ，６ａとなる導電性膜を形成し、さらにキャパシタ５，６の絶縁膜５ｂ，６ｂ、キャパシタ５，６の上部電極５ｃ，６ｃとなる導電性膜を形成する。そして、キャパシタ形成用マスク（図示せず。）を用いてパターニングを行った後、ウエットまたはドライのエッチング技術にてキャパシタ加工を行う。これにより、図１（ｂ）に示すように、基板１上の感光性有機膜２上に容量が異なるキャパシタ５，６が形成される。その後、図１（ｃ）に示すように、ビアホール３に配線７を形成する。
【００１９】
以上のように、本実施形態における受動素子内蔵基板の製造方法によれば、例えば、キャパシタ５，６の平面積が同じであっても、キャパシタ５の下部電極５ａおよび上部電極５ｃと絶縁膜５ｂとの接合面積が、キャパシタ６の下部電極６ａおよび上部電極６ｃと絶縁膜６ｂとの接合面積と異なるため、容量の異なるキャパシタ５，６が実現できる。また、素子の微細化に伴うキャパシタ容量低減を、絶縁膜６ｂの薄膜化や動作電圧低減によって補う必要がなく、キャパシタ形成用凹凸４のパターンを変えることによって確保することが可能である。
【００２０】
このとき、本実施形態における製造方法では、キャパシタ形成用凹凸４を形成するためのマスクを別に用いることなく、基板１との配線７を形成するための領域にビアホール３のパターンとキャパシタ５を形成する領域にキャパシタ形成用凹凸４のパターンとがレイアウトされている一つの露光用マスクを用いて、ビアホール３とキャパシタ形成用凹凸４を同時に形成しているため、従来用いていた凹凸形成用のマスクを削減できる。また、凹凸形成のための従来のリソグラフィ工程、ドライエッチング工程、レジスト除去工程を削減することができる。さらに、工数削減による製造工程のスループットを短縮することができる。
【００２１】
（実施の形態２）
図３は本発明の第２の実施の形態における受動素子内蔵基板を示す断面図である。
【００２２】
図３に示すように、本発明の第２の実施の形態における受動素子内蔵基板は、第１の実施の形態において感光性有機膜２の上面に形成したキャパシタ６に代えて、キャパシタ形成用凹凸９上にキャパシタ８を形成したものである。キャパシタ８は、キャパシタ５と同様、下部電極８ａ、絶縁膜８ｂおよび上部電極８ｃからなる。その他の構成については、第１の実施の形態と同様である。
【００２３】
キャパシタ形成用凹凸４の凹部の底面が基板１上に達しているのに対して、キャパシタ形成用凹凸９は感光性有機膜２の途中までの深さに形成したものである。キャパシタ形成用凹凸４とキャパシタ形成用凹凸９のように凹凸の深さを変えるには、例えば、凹凸を形成するリソグラフィ工程でパターニングを行う際の露光量をサイズの大きいパターンの解像に合わせる。これにより、小さいサイズのパターンに対しては露光量不足となり、感光性有機膜２の途中までしかパターンが形成されないようになる。
【００２４】
このように、本実施形態における製造方法によれば、キャパシタ形成用凹凸４，９のパターンの深さを変えることによって、平面積が同じであっても異なる容量のキャパシタ５，８を実現することが可能となる。また、キャパシタ形成領域の凹凸のパターンの深さの他、サイズ、形状、レイアウトや数等を変えることによって、同一基板１上に容量の異なるキャパシタを形成することが可能である。
【００２５】
（実施の形態３）
図４は本発明の第３の実施の形態における受動素子内蔵基板を示す断面図である。
【００２６】
図４に示すように、本発明の第３の実施の形態における受動素子内蔵基板は、受動素子としての複数の抵抗体１０，１１を内蔵したものである。抵抗体１０を形成する領域には、前述のキャパシタ形成用凹凸４と同様の抵抗体形成用凹凸１２が形成されている。抵抗体１０はこの抵抗体形成用凹凸１２上に設けられている。抵抗体１１は、感光性有機膜２上に設けられている。抵抗体形成用凹凸１２の形成方法については、第１の実施の形態と同様である。
【００２７】
図４に示すように受動素子として複数の抵抗体１０，１１を形成する場合においても、抵抗体形成用凹凸１２を形成するためのマスクを別に用いることなく、基板１との配線７を形成するための領域にビアホール３のパターンと抵抗体１０を形成する領域に抵抗体形成用凹凸１２のパターンとがレイアウトされている一つの露光用マスクを用いて、ビアホール３と抵抗体形成用凹凸１２を同時に形成することで、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００２８】
（実施の形態４）
図５は本発明の第４の実施の形態における受動素子内蔵基板を示す断面図である。
【００２９】
図５に示すように、本発明の第４の実施の形態における受動素子内蔵基板は、第３の実施の形態において感光性有機膜２の上面に形成した抵抗体１１に代えて、抵抗体形成用凹凸１４上に抵抗体１３を形成したものである。抵抗体形成用凹凸１２の凹部の底面が基板１上に達しているのに対して、抵抗体形成用凹凸１４は感光性有機膜２の途中までの深さに形成したものである。深さの異なる抵抗体形成用凹凸１２，１４の形成方法については第２の実施形態と同様である。その他の構成については、第３の実施の形態と同様である。
【００３０】
図５に示すように、抵抗体形成用凹凸１２，１４のパターンの深さを代えることによって、第２の実施の形態と同様、平面積が同じであっても異なる抵抗値の抵抗体１０，１３を実現することが可能となる。
【００３１】
以上のように、本発明の第１〜第４の実施形態における製造方法によれば、一つの露光用マスクを用いてビアホールと受動素子形成用凹凸を同時に形成することができる。このとき、基板の平面積を変えることなく受動素子形成用凹凸のサイズ、形状、レイアウト、数や深さ等を変えることによって、受動素子形成のための所望の接合面積を得ることができる。受動素子形成用凹凸のサイズ、形状、レイアウト、数や深さ等は、感光性有機膜の膜厚や、マスクの開口サイズ、開口数、開口形状、開口レイアウト等を変えることによって調整可能である。
【００３２】
【発明の効果】
本発明により、以下の効果を奏することができる。
【００３３】
（１）基板上に感光性有機膜を形成し、配線接続用ビアホールおよび受動素子形成用凹凸のパターンを形成したマスクを用いて、リソグラフィにより感光性有機膜に配線接続用ビアホールおよび受動素子形成用凹凸を同時に形成し、感光性有機膜に形成した配線接続用ビアホールおよび受動素子形成用凹凸にそれぞれ配線および受動素子を形成することにより、凹凸を形成するためのマスクを増やすことなく、ビアホール形成の際に一つのマスクを用いて基板上に受動素子形成用凹凸を同時に形成することができる。これにより、同一基板上に受動素子形成のための所望の接合面積を得ることが可能となり、平面積を変えることなく容量の異なるキャパシタや抵抗値の異なる抵抗体などの大小様々な受動素子を内蔵した受動素子内蔵基板が得られる。
【００３４】
（２）ビアホール形成の際に一つのマスクを用いて受動素子形成用凹凸を形成するため、凹凸形成のための従来のリソグラフィ工程、ドライエッチ工程、レジスト除去工程を削減することができる。さらに、工数削減による製造工程のスループットを短縮することができる。
【００３５】
（３）受動素子の微細化に伴うキャパシタ容量低減を、絶縁膜の薄膜化や動作電圧低減によって補う必要がなく、キャパシタ形成用凹凸のパターンを変えることによって確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における受動素子内蔵基板の製造工程を示す断面図である。
【図２】図１の（ａ）の工程の詳細を示すフロー図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態における受動素子内蔵基板を示す断面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態における受動素子内蔵基板を示す断面図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態における受動素子内蔵基板を示す断面図である。
【図６】従来の受動素子内蔵基板の例を示す断面図である。
【図７】従来の受動素子内蔵基板の別の例を示す断面図である。
【図８】従来の受動素子内蔵基板の製造方法においてキャパシタの下部電極の実効面積を増大するためのプロセスを示すフロー図である。
【符号の説明】
１  基板
２  感光性有機膜
３  ビアホール
４，９  キャパシタ形成用凹凸
５，６，８  キャパシタ
５ａ，６ａ，８ａ  上部電極
５ｂ，６ｂ，８ｂ  絶縁膜
５ｃ，６ｃ，８ｃ  下部電極
７  配線
１０，１１，１３  抵抗体
１２，１４  抵抗体形成用凹凸
【図１】
2005012114.tif 000003
【図２】
2005012114.tif 000004
【図３】
2005012114.tif 000005
【図４】
2005012114.tif 000006
【図５】
2005012114.tif 000007
【図６】
2005012114.tif 000008
【図７】
2005012114.tif 000009
【図８】
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