(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）基材上に、陽極酸化可能な金属薄膜を形成する第１の工程と、
（ｂ）この金属薄膜に切り欠きを設けて、電気配線とすべき部分と除去すべき部分とに分割する第２の工程と、
（ｃ）前記電気配線とすべき部分の表面を選択的に陽極酸化してバリヤー型の陽極酸化膜を形成する第３の工程と、
（ｄ）前記除去すべき部分を選択的に除去する第４の工程と、をこの順序で有することを特徴とする電気配線の形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電気配線の形成方法において、
第１の工程で形成する前記金属薄膜が、アルミニウム又はアルミニウム合金からなることを特徴とする電気配線の形成方法。
【請求項３】
請求項１に記載の電気配線の形成方法において、
第２の工程を、エネルギー収束ビームによる加工法を用いて行うことを特徴とする電気配線の形成方法。
【請求項４】
請求項３に記載の電気配線の形成方法において、
前記エネルギー収束ビームによる加工法がレーザー加工法であることを特徴とする電気配線の形成方法。
【請求項５】
請求項１に記載の電気配線の形成方法において、
第３の工程を、りん酸水素２アンモニウムとりん酸２水素アンモニウムの混合液を用いて行うことを特徴とする電気配線の形成方法。
【請求項６】
請求項１に記載の電気配線の形成方法において、
立体形状を有する基材の側面に、前記電気配線を形成することを特徴とする電気配線の形成方法。
【請求項７】
請求項６に記載の電気配線の形成方法において、
前記立体形状を有する基材が圧電振動子の基材であることを特徴とする電気配線の形成方法。
【請求項８】
請求項１に記載の電気配線の形成方法において、
凹凸を有する基材上に、前記電気配線を形成することを特徴とする電気配線の形成方法。
【請求項９】
請求項８に記載の電気配線の形成方法において、
前記凹凸を有する基材が、液晶装置又は半導体装置の基材であることを特徴とする電気配線の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置、液晶装置、水晶振動子等の電子部品の製造に好適に用いられる電気配線の形成方法及びそのような方法によって製造された電子部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品における電気配線の形成は、主としてエッチング技術（湿式及び乾式）やリフトオフ技術を用いて行われている。これらの技術は、例えば超微細加工入門（オーム社、吉川静二郎他）４１頁に開示されている。
【０００３】
このうち、エッチング技術の場合は、基材に金属薄膜を形成後、フォトリソグラフィ技術によってこの金属薄膜のうち電極部とすべき領域上をフォトレジストで選択的に被覆する。その後、エッチングすることによってフォトレジストで被覆されていない導電体薄膜の部分を選択的に除去して、電気配線を形成している。
【０００４】
また、リフトオフ技術の場合は、最初にフォトレジストによるパターンを基材上に形成後、金属薄膜を基材全面に形成する。その後、除去すべき金属薄膜の部分をフォトレジストとともに除去することによって、電気配線を形成している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、立体形状を有する基材の側面に電気配線を形成する場合には、立体形状を有する基材の側面にフォトレジストを均一に塗布することが困難であるのに加えて、塗布されたフォトレジストをうまく露光することができないため、希望する形状の電気配線を形成するのが容易ではないという問題点がある。
【０００６】
また、凹凸を有する基材上に電気配線を形成する場合には、凹凸を有する基材上にフォトレジストを塗布する必要があるが、この凹凸部にフォトレジストを均一に塗布することは困難であるため、希望する形状の電気配線を形成するのが容易ではないという問題点がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記のような問題点を解決するものであり、立体形状を有する基材の側面や、凹凸を有する基材上に、所定の電気配線を正確に形成することのできる電気配線の形成方法を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の別の目的は、そのような電気配線の形成方法を用いて品質のよい電子部品を安価な価格で提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の電気配線の形成方法は、（ａ）基材上に、陽極酸化可能な金属薄膜を形成する第１の工程と、（ｂ）この金属薄膜に切り欠きを設けて、電気配線とすべき部分と除去すべき部分とに分割する第２の工程と、（ｃ）前記電気配線とすべき部分の表面を陽極酸化してバリヤー型の陽極酸化膜を形成する第３の工程と、（ｄ）前記除去すべき部分を選択的に除去する第４の工程と、をこの順序で有することを特徴とする。
【００１０】
このため、第４の工程において、電気配線とすべき部分は、その表面に形成されたバリヤー型陽極酸化膜により、除去液（以下エッチング液）から保護されれ最終的な電気配線となる。第１の工程の金属薄膜の形成や、第２の工程の切り欠きを設ける工程は、立体形状を有する基材の側面や凹凸を有する基材上に容易に適用可能である。それゆえ所定の電気配線をこのような複雑な形状においても正確に形成することができる。
【００１１】
ここで、切り欠きを設けるのは、電気配線とすべき部分と除去すべき部分とが導通しないようにするためである。この観点からいえば、切り欠きの幅は広いほどよいが、広すぎると微細な電極配線の形成が困難となるため、５μm〜１００μm程度が好ましい。
【００１２】
第１の工程で形成する陽極酸化可能な金属薄膜としては、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン、タンタルのような陽極酸化可能な金属からなるものを用いることができるが、アルミニウム又はアルミニウム合金からなることが好ましい（請求項２）。
【００１３】
その理由は、アルミニウムは安価であり、また陽極酸化可能な金属のなかではもっとも電気伝導率が高いからである。アルミニウム合金を用いる場合には、陽極酸化膜の絶縁性と耐食性の観点から、微量の金属（例えば、０．１重量パーセントの銅）を含むアルミニウム合金が好適である。
【００１４】
第２の工程には、エネルギー収束ビーム加工法や放電加工法を用いることができ、さらに、金属薄膜が単原子層のように非常に薄い場合には、原子間力顕微鏡やトンネル顕微鏡に使用される感知レバー先端による原子除去による方法も用いることができるが、金属薄膜の厚みは１０００オングストローム以上が実用的であるという観点からエネルギー収束ビームによる加工法を用いることとが好ましい（請求項３）。
【００１５】
エネルギー収束ビームによる加工法としては、レーザービーム加工法、収束イオンビーム加工法、超音波超音波ビーム加工法などを用いることができるが、電気配線膜の幅の微細化の観点と製造装置の簡便性の観点からレーザー加工法が好ましい（請求項４）。
【００１６】
請求項５の電気配線の形成方法は、請求項１に記載の電気配線の形成方法において、第３の工程を、りん酸水素２アンモニウムとりん酸２水素アンモニウムの混合液をを用いて行うことを特徴とする。
【００１７】
この溶液は中性に近く、陽極酸化膜をバリヤー型皮膜にすることができる。そしてアルミニウムまたはアルミニウム合金、及びそれらの陽極酸化膜を溶解することがない。
【００１８】
請求項６の電気配線の形成方法は、請求項１に記載の電気配線の形成方法において、立体形状を有する基材の側面に、前記電気配線を形成することを特徴とする。このため、基材の側面にも容易に電気配線を形成することができる。
【００１９】
請求項７の電気配線の形成方法は、請求項６に記載の電気配線の形成方法において、前記立体形状を有する基材が圧電振動子の基材であることを特徴とする。このため、側面電極を具備する圧電振動子を容易に製造することができる。
【００２０】
請求項８の電気配線の形成方法は、請求項１に記載の電気配線の形成方法において、凹凸を有する基材上に、前記電気配線を形成することを特徴とする。
【００２１】
このため、例えば複数の素子間の電気的接続において、それらの間の段差の影響をなくして容易に接続することが可能となる。またレジスト塗布工程やフォトリソグラフィー工程をなくすことができるため、工程の合理化を図ることができる。
【００２２】
請求項９の電気配線の形成方法は、請求項８に記載の電気配線の形成方法において、前記凹凸を有する基材が、液晶装置又は半導体装置の基材であることを特徴とする。
【００２３】
このため、一つの基材上に複数の素子を配置したマルチチップモジュールを容易に製造することができる。
【００２４】
請求項１０の電子部品は、請求項１乃至９のいずれかに記載の電気配線の形成方法を用いて製造されたことを特徴とする。
【００２５】
このため、該電子部品を低コストで、高品質に製造することができる。
【００２６】
また、上記電気配線は電気信号のやり取りを主役とするが、それ以外の用途として、反射パターン、厚み調整パターン、溝パターンなどその他の形状作製にも応用可能である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、各実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００２８】
（実施例１）
図１は、実施例１の電気配線の形成方法を用いて製造された電子部品（水晶振動子１００）の斜視図である。この水晶振動子１００は、水晶センサーとして用いられるものであって、立体形状（具体的には音叉型形状）を有しており、基部から突き出た２本の音叉腕１１０を備えている。それぞれの音叉腕１１０の上面、下面及び側面には、電気配線２０１が形成されている。また、基部には外部の電気回路と電気信号をやり取りするための電極パッド２００も形成されている。
【００２９】
図２は、図１の水晶振動子１００の電気配線２０１の形成方法を示す工程図である。この工程図は、図１の２本の音叉腕１１０の片側音叉腕の断面図に基づいている。以下、図２に基づいて、実施例１の電気配線の形成方法を説明する。
【００３０】
実施例１の電気配線の形成方法は、（ａ）基材上に、陽極酸化可能な金属薄膜を形成する第１の工程と、（ｂ）この金属薄膜に切り欠きを設けて、電気配線とすべき部分と除去すべき部分とに分割する第２の工程と、（ｃ）前記電気配線とすべき部分の表面を陽極酸化してバリヤー型の陽極酸化膜を形成する第３の工程と、（ｄ）前記除去すべき部分を選択的に除去する第４の工程と、をこの順序で有している。
【００３１】
（第１の工程）
まず、図２（ａ）に示すように、音叉腕１１０の全面に、電気配線材料となる陽極酸化可能な金属薄膜３００を成膜する。金属薄膜３００としては、純度９９．９９パーセントのアルミニウムを用いた。厚みは約３０００オングストロームである。成膜方法としては真空蒸着法やスパッタリング法による。
【００３２】
（第２の工程）
次に、図２（ｂ）に示すように、エネルギー収束ビーム５００を金属薄膜３００に照射し、金属薄膜３００に切り欠き３５１を形成し、電気配線２０１とすべき部分３３０と後工程で除去すべき部分３３１に分割する。
【００３３】
エネルギー収束ビーム５００としては、ＹＡＧレーザーから出射されるレーザビームを使用している。波長は５３２ナノメートルであり、エネルギーは約１マイクロジュール、ビームの径は約１０マイクロメートルである。図２（ｂ）では、エネルギー収束ビーム５００を水平方向から照射しているが、角度をつけて斜め方向から照射してもよい。
【００３４】
（第３の工程）
その後、図２（ｃ）に示すように、電気配線とすべき部分３３０の表面をバリヤー型に陽極酸化する。アルミニウムの陽極酸化については、例えばアルミニウム表面処理ハンドブック（軽金属出版、軽金属製品協会編）１１１頁から（特に１３２頁）に記載されている方法を用いることができる。実施例１では、陽極酸化液（図示していない）としては、例えばりん酸２水素アンモニウムとりん酸水素２アンモニウムの混合液を用いる。このバリヤー型の陽極酸化膜（以下単に陽極酸化膜）３０１の厚みは約８０ナノメートルである。その時の製造条件としては、例えば電源（図示してない）の電圧が６０Ｖ、酸化時間が１５秒である。また液温は摂氏２４度である。電極配線とすべき部分３３０への陽極酸化電圧の印加は、図１に示す電極パッド２００を通して行われる。その結果、電気配線とすべき部分３３０の表面に陽極酸化膜３０１が形成された構造が形成される。
【００３５】
（第４の工程）
その後、水晶振動子１００全体をエッチング液であるりん酸中に入れると、図２（ｄ）に示すように、除去すべき部分３３１は、その表面に陽極酸化膜３０１が形成されていないため、りん酸に溶解し除去される。一方、電極配線とすべき部分３３０（すなわち電気配線２０１）は表面に陽極酸化膜３０１が形成されているために、りん酸には溶解せず除去されない。この結果、図１に示すような電気配線２０１が形成される。
【００３６】
実施例１の電極配線の形成方法によれば、フォトレジストの塗布や、その後の露光工程を含まないため、水晶振動子の音叉部分の側面に容易に電気配線を形成することができる。また、実施例１の電極配線の形成方法によれば、露光マスクを使用しないため、エネルギー収束ビーム５００の走査パターンを変更するだけで自在に電気配線２０１を形成することができる。また、実施例１の方法よって形成された電気配線２０１は、金属薄膜３００と陽極酸化膜３０１からなる構造を有しているために、耐腐食性が大きい、導電物質同士の接触による電気的短絡が起こりにくい、などの特徴を有する。このため、このような電気配線を備えた信頼性の高い水晶振動子を提供することができる。
【００３７】
実施例１では、水晶センサー１００を取り上げ、電気配線２０１の形成方法を説明したが、本発明の電気配線の形成方法は、シリコンを用いた圧力センサー、加速度センサー、シリコンマイクロマシニング応用素子等の各種電子部品にも応用可能である。
【００３８】
（実施例２）
図３は、実施例２の電気配線の形成方法を用いて製造された別の電子部品の斜視図であり、2個の半導体素子を具備するマルチチップモジュールを示す。本電子部品は、土台となる基材５０１の上に半導体素子５０２、５０３が接着剤等により固定され、半導体素子５０２、５０３を接続する電気配線５１０が形成されている。なお、図を簡略化するため、電気配線は1本のみ示している。
【００３９】
半導体素子５０２，５０３は例えば０．５ミリメートル程度の厚みを持っている。そして電気配線５１０は半導体素子５０２，５０３を基材５０１に固定、接着後に形成される。この結果本マルチチップモジュールは電気配線５１０を形成する場合において、凹凸を有する１つの基材となる。
【００４０】
実施例２の製造方法（図示していない）が実施例１の製造方法と異なる点は下記の2点である。すなわち、先ず基材５０１の片面のみを用いているため、図２（a）の電気配線の元となる金属薄膜３００を基材５０１の上方の片面にのみ形成すればよい点と、次に図２（b）のレーザー照射をモジュールの上方（垂直または斜め方向）からのみ行う点である。
【００４１】
この２点以外の、図２（c）のバリヤー型に陽極酸化する工程と、図２（d）の除去工程は同じである。なお、図２（c）の陽極酸化の工程において、外部から通電する場合においては電極パッド５１１から行う。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の電子部品の斜視図である。
【図２】実施例１の電気配線の形成方法を示す工程図である。
【図３】実施例２の電子部品の斜視図である。
【符号の説明】
１００  水晶センサー
１１０  音叉腕
２００  電極パッド
２０１  電気配線
３００  金属薄膜
３０１  陽極酸化膜
３３０  電気配線とすべき部分
３３１  除去すべき部分
３５１  切り欠き
５００  エネルギー収束ビーム
５０１  基材
５０２、５０３ 半導体素子
５１０  電気配線
５１１  電極パッド
【図１】
0004061748.tif 000002
【図２】
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【図３】
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