(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック基板の主面全面に導体層を形成し、該導体層上にレジスト層を形成し、フォトリソグラフィ法によって前記レジスト層を所定パターンに加工し、平均粒径１０〜３０μｍの窒化アルミニウム質焼結体または炭化珪素質焼結体からなる砥粒を用いたサンドブラスト法により前記レジスト層および露出した不要な導体層部を除去していき、前記レジスト層が除去された後、平均粒径１〜１０μｍの前記セラミック基板と同じ材料からなる砥粒を用いて前記不要な導体層部を除去した後さらに前記不要な導体層部直下のセラミック表面を１〜５０μｍの深さになるまで除去して、前記セラミック基板の主面に前記所定パターンの配線導体層を形成することを特徴とするセラミック配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微細パターンの配線導体層が形成されたセラミック配線基板およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、微細なパターンの配線導体層を有するセラミック配線基板は、イオンプレーティング法、真空蒸着法、スパッタリング法などの薄膜形成技術によりセラミック基板に金属薄膜から成る導体層を被着させ、フォトリソグラフィ法によりレジスト層をパターン加工し、エッチング法によりレジスト層および導体層の不要部分を除去して所定パターンの配線導体層を形成することにより、作製される。
エッチング法には、エッチング液を用いて不要な導体層をイオン化させて除去するウエットエッチング法と、真空装置内でプラズマ、イオンなどを用いて不要な導体層を除去するドライエッチング法とがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、上記従来のセラミック配線基板においてはより小型化が要求されており、このため隣り合う配線導体層間の間隔をより狭くして微細パターン化する必要があるが、従来のセラミック配線基板では、エッチング法で除去した後に導体層の一部が残留し、隣り合う配線導体層間の絶縁性が劣化したり、ショートするという問題点を有していた。
【０００４】
また、一般に金属薄膜よりなる配線導体層の場合、密着金属層、拡散防止層、主導体層を順次積層した３層構造になっている。このため、ウエットエッチング法により配線導体層の不要部分を除去する場合、各層を選択的にエッチングできるエッチング液がそれぞれ必要となり、パターン加工に時間がかかるとともに高コスト化する。
【０００５】
また、一般的に薄膜形成技術で金属薄膜をセラミック基板に被着させる際に、セラミック基板を加熱するとセラミック基板と金属薄膜との密着性が向上することが知られているが、各層の界面部で上下層の両者の金属薄膜の合金層が形成されてしまう。この合金層はウエットエッチング法では除去されにくいため、エッチング液に浸漬する時間が長くなり、合金層よりもその上部の金属薄膜が幅方向でエッチングが進み、その金属薄膜の幅が細くなるオーバーエッチングが生じることがあった。このオーバーエッチングによって、配線導体層の幅を精度よく形成できなくなり、また微細パターンの配線導体層の場合配線導体層が剥がれるという問題があった。
【０００６】
さらに、エッチング液は、使用する度に金属薄膜がイオン化されてエッチング液中のイオン濃度が増加するため、使用する度にエッチングに要する時間が変化するため、エッチング終了のタイミングは作業者が目視によって経験的に判断するところが大きく、従って作業者によって製品の仕上がりが大きく異なるという問題があった。
【０００７】
一方、ドライエッチング法によって金属薄膜の不要な部分を除去する場合、真空装置内にて行うため一度に真空装置内に入れることができる数量が限られ、また初期の真空引きに時間がかかり、さらにエッチング時間もウエットエッチング法に比べて大変長いため、生産性が悪いという問題があった。
【０００８】
従って、本発明は上記事情に鑑みて完成されたものであり、その目的は、隣り合う配線導体層間の間隔がより幅狭化された微細パターンなものでり、また隣り合う配線導体層間の絶縁性が良好なセラミック配線基板、およびその製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のセラミック配線基板の製造方法は、セラミック基板の主面全面に導体層を形成し、該導体層上にレジスト層を形成し、フォトリソグラフィ法によって前記レジスト層を所定パターンに加工し、平均粒径１０〜３０μｍの窒化アルミニウム質焼結体または炭化珪素質焼結体からなる砥粒を用いたサンドブラスト法により前記レジスト層および露出した不要な導体層部を除去していき、前記レジスト層が除去された後、平均粒径１〜１０μｍの前記セラミック基板と同じ材料からなる砥粒を用いて前記不要な導体層部を除去した後さらに前記不要な導体層部直下のセラミック表面を１〜５０μｍの深さになるまで除去して、前記セラミック基板の主面に前記所定パターンの配線導体層を形成することを特徴とする。
【００１２】
本発明は、上記の構成により、フォトリソグラフィ法によりレジスト層をパターン加工しているので、印刷法等に比べて高精度であり、微細パターンの配線導体層を有するセラミック配線基板となる。また、サンドブラスト法によって不要な導体層と一緒にセラミック基板表面部分をも除去するため、製造後の隣り合う配線導体層間のショートおよび絶縁不良を引き起こす導体層の残留が全くないセラミック配線基板を製造できる。
【００１３】
また、レジスト層は樹脂層であるため粘りがあり、平均粒径の小さすぎる砥粒では衝突時に運動エネルギーが吸収されて効率良く除去するのが困難であり、一方、平均粒径の大きすぎる砥粒では除去後の面性状が粗くなり精密な加工が難しくなる。従って、レジスト層を除去するまでは平均粒径１０〜３０μｍと中程度の窒化アルミニウム質焼結体または炭化珪素質焼結体からなる砥粒を用いると、効率良く除去できるとともに除去後の面性状も良好なものとなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明のセラミック配線基板およびその製造方法について以下に説明する。図１は、本発明のセラミック配線基板の断面図である。１はセラミック基板、２は配線導体層、２ａは密着金属層、２ｂは拡散防止層、２ｃは主導体層である。また、Ａは、セラミック基板１の主面のうち配線導体層２の形成部、Ｂは配線導体層２の非形成部である。
【００１５】
セラミック基板１は、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）質焼結体、ムライト（３Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2）質焼結体、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）質焼結体、炭化珪素（ＳｉＣ）質焼結体、ガラスセラミックス焼結体等の焼結体によって形成される。
【００１６】
例えば、酸化アルミニウム質焼結体で形成される場合には、酸化アルミニウム、酸化珪素（ＳｉＯ2）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）等の原材料粉末に、適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状となすとともに、これをドクターブレード法等によってセラミックグリーンシートを形成し、しかる後、セラミックグリーンシートに貫通導体等のための適当な打ち抜き加工を施し、所定の形状となすとともに高温で焼成することにより製作される。
【００１７】
このセラミック基板１の上面に、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法およびメッキ法等の薄膜形成法によって、配線導体層２が被着される。配線導体層２は、例えば密着金属層２ａ、拡散防止層２ｂ、主導体層２ｃを順次積層させた３層構造を有している。
【００１８】
密着金属層２ａは、例えばＴｉ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔａ2ＮまたはＮｉ−Ｃｒ合金等のうち少なくとも１種より成るのがよく、その厚さは０．０１〜０．２μｍ程度が良い。０．０１μｍ未満では、強固に接続することが困難と成り、０．２μｍを超えると、成膜時の内部応力によって剥離が生じやすくなる。
【００１９】
また拡散防止層２ｂは、例えばＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｎｉ、Ｎｉ―Ｃｒ合金またはＴｉ−Ｗ合金等のうち少なくとも１種より成るのがよく、その厚さは０．０５〜１μｍ程度が好ましい。０．０５μｍ未満ではピンホール等の欠陥が発生して拡散防止層としての機能を果たしにくくなり、１μｍを超えると成膜時の内部応力によって剥離が生じやすくなる。
【００２０】
さらに主導体層２ｃは、例えばＡｕ、ＡｇまたはＣｕ等のうち少なくとも１種より成るのがよく、その厚さは０．１〜５μｍ程度がよい。０．１μｍ未満では、電気抵抗が大きくなる傾向にあり、５μｍを超えると成膜時の内部応力により剥離を生じ易くなる。また、Ｃｕを用いる場合は、表面酸化防止のためにメッキ法によりＮｉ層とＡｕ層を表面に形成するのがよい。
【００２１】
本発明のセラミック配線基板の製造方法について以下に説明する。本発明の製造方法は以下の工程［１］〜［５］を具備する。
【００２２】
［１］セラミック基板１の主面全面に、薄膜形成法により導体層を形成する。この場合、印刷法等の厚膜法により導体層を形成してもよいが、厚膜法による導体層は厚いためにレジスト層がすぐに除去されてしまうという問題が発生し易い。
【００２３】
［２］導体層上にレジスト層を形成し、フォトリソグラフィ法によってレジスト層を所定パターンに加工する。具体的には、配線導体層２を被着した後、その上面に２０〜５０μｍ程度の厚みのドライフィルムレジストを貼り付け、フォトリソグラフィ法によりレジストパターンを加工形成する。
【００２４】
［３］平均粒径１０〜３０μｍの窒化アルミニウム質焼結体または炭化珪素質焼結体からなる砥粒を用いたサンドブラスト法によりレジスト層および露出した不要な導体層部を除去していく。
【００２５】
［４］レジスト層が除去された後、平均粒径１〜１０μｍのセラミック基板と同じ材料からなる砥粒を用いて除去を続行する。
【００２６】
［５］不要な導体層部を除去した後さらに不要な導体層部直下のセラミック表面を１〜５０μｍの深さになるまで除去して、セラミック基板の主面に所定パターンの配線導体層を形成する。この場合、不要な導体層部直下のセラミック表面の深さが１μｍ未満では、不要な導体層部の除去が不十分であり、導体層の一部が残留する可能性がある。５０μｍを超えると、セラミック基板の強度が低下して割れ等が発生し易くなる。
【００２７】
次に、サンドブラスト法について以下に説明する。レジストパターンが加工された面の上方から酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭化珪素質焼結体、ガラスセラミックス焼結体等からなる微粒子（砥粒）を噴射させ、ドライフィルムレジストが覆われていない配線導体層２の不要部分を除去する。
【００２８】
砥粒の平均粒径は、レジスト層を除去するまでは１０〜３０μｍとする。これは、レジスト層が樹脂層であるため粘りがあり、平均粒径が１０μｍ未満の砥粒では衝突時に運動エネルギーが吸収されて効率良く除去するのが困難であり、一方、平均粒径が３０μｍを超える砥粒では除去後の面性状が粗くなり精密な加工が難しくなるからである。従って、レジスト層を除去するまでは平均粒径１０〜３０μｍと中程度の窒化アルミニウム質焼結体または炭化珪素質焼結体からなる砥粒を用いると、効率良く除去できるとともに除去後の面性状も良好なものとなる。
【００２９】
また、レジスト層除去後の砥粒の平均粒径は１〜１０μｍ程度とする。１μｍ未満では、配線導体層２の不要部分を除去する時間が長くなるため生産性が上がりにくく、１０μｍを超えると微細なパターンを形成できにくい。微細パターンを形成するためには１〜１０μｍとする。砥粒としてセラミック基板１の材料と同じものを用いることにより、セラミック基板１の除去されたものも、再度噴射させる砥粒として再利用できる。また、窒化アルミニウム質焼結体や炭化珪素質焼結体から成る硬質の砥粒を用いることにより、加工速度を上げることができる。配線導体層２を、窒化アルミニウム質焼結体や炭化珪素質焼結体から成る硬質の砥粒で除去し、その後、セラミック基板１の表面をセラミック基板１と同じ材料からなる砥粒で除去する。
【００３０】
かくして、本発明のセラミック配線基板は、隣り合う配線導体層間のセラミック表面の不要な導体層は完全に除去されるとともに隣り合う配線導体層間のセラミック表面を介した距離が長くなるので、隣り合う配線導体層間の絶縁性がきわめて良好になり、その結果微細パターン化された配線導体層を有する信頼性の高いセラミック配線基板となる。
【００３１】
また、本発明のセラミック配線基板の製造方法は、レジスト層を効率良く除去できるとともに除去後の面性状も良好なものとなり、配線導体層の微細加工が可能となる。
【００３２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を行うことは何等差し支えない。
【００３４】
【発明の効果】
本発明のセラミック配線基板の製造方法は、セラミック基板の主面全面に導体層を形成し、導体層上にレジスト層を形成し、フォトリソグラフィ法によってレジスト層を所定パターンに加工し、平均粒径１０〜３０μｍの窒化アルミニウム質焼結体または炭化珪素質焼結体からなる砥粒を用いたサンドブラスト法によりレジスト層および露出した不要な導体層部を除去していき、レジスト層が除去された後、平均粒径１〜１０μｍのセラミック基板と同じ材料からなる砥粒を用いて除去し、不要な導体層部を除去した後さらに不要な導体層部直下のセラミック表面を１〜５０μｍの深さになるまで除去することにより、フォトリソグラフィ法によりレジスト層をパターン加工しているので、印刷法等に比べて高精度であり、微細パターンの配線導体層を有するセラミック配線基板となる。また、サンドブラスト法によって不要な導体層と一緒にセラミック基板表面部分をも除去するため、製造後の隣り合う配線導体層間のショートおよび絶縁不良を引き起こす導体層の残留が全くないセラミック配線基板を製造できる。
【００３５】
また、レジスト層は樹脂層であるため粘りがあり、平均粒径の小さすぎる砥粒では衝突時に運動エネルギーが吸収されて効率良く除去するのが困難であり、一方、平均粒径の大きすぎる砥粒では除去後の面性状が粗くなり精密な加工が難しくなる。従って、レジスト層を除去するまでは平均粒径１０〜３０μｍと中程度の窒化アルミニウム質焼結体または炭化珪素質焼結体からなる砥粒を用いることで、効率良く除去できるとともに除去後の面性状も良好なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセラミック配線基板の断面図である。
【符号の説明】
１：セラミック基板
２：配線導体層
２ａ：密着金属層
２ｂ：拡散防止層
２ｃ：主導体層
【図１】
0004467171.tif 000002