(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック基板の表層に微細パターンと幅広パターンを形成する方法において、
未焼成のセラミック基板の表層に導体ペーストで前記幅広パターンをスクリーン印刷する印刷工程と、
前記未焼成のセラミック基板と前記幅広パターンとを同時焼成する焼成工程  と、
焼成後のセラミック基板の表層に前記微細パターンを印刷するためのレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンの開口部に導体ペーストを充填して前記微細パターンを形成するペースト充填工程と
を含むセラミック基板のパターン形成方法。
【請求項２】
前記幅広パターンは、線幅が１ｍｍ以上のパターンであり、前記微細パターンは、線幅が１ｍｍ未満のパターンであることを特徴とする請求項１に記載のセラミック基板のパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミック基板の表層にいわゆるポジ膜埋め込み法で微細パターンを形成するセラミック基板のパターン形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
セラミック基板の表面に後焼成する微細パターン（ファインパターン）の形成方法の１つとして、ポジ膜埋め込み法がある。このポジ膜埋め込み法は、図３に示すように、セラミック基板１１の表面にレジスト１２を塗布し、これをフォトリソグラフィ法で露光現像処理してレジストパターン１２ａ（ネガパターン）を形成した後、このレジストパターン１２ａの開口部１５ａ，１５ｂにスキージ１３で導体ペースト１４を充填して導体パターン１４ａ，１４ｂを形成する。そして、導体ペースト１４の乾燥後に、レジストパターン１２ａ及び導体パターン１４ａ，１４ｂの表面を研磨して平坦化した後、レジストパターン１２ａを除去し、導体パターン１４ａ，１４ｂを焼成する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年の半導体搭載基板１１は、高密度実装化のために大部分の配線パターンが微細パターン１４ａとなっているが、一部の導体パターン（例えばコンデンサの電極等）は、導体面積の確保等の理由から幅広パターン１４ｂとする場合がある。しかし、レジストパターン１２ａの幅広の開口部１５ｂにスキージ１３で導体ペースト１４を押し込んで充填する際に、開口部１５ｂの幅が広くなるほど、スキージ１３が開口部１５ｂ内に落ち込みやすくなるため、図３（ｃ）に示すように、幅広の開口部１５ｂの中央部分の導体ペーストがスキージ１３で掻き取られてしまい、幅広パターン１４ｂの中央部分が薄くなって必要な膜厚が得られなかったり、かすれたりして、印刷不良が発生しやすいという欠点がある。本発明者の試験結果によれば、次の表１に示すように、線幅が０．１ｍｍ以下のファインパターンでは、スキージング時のペースト掻き取りが少なく、かすれ等の印刷不良が発生しないが、線幅が１ｍｍ以上の幅広パターンになると、スキージング時のペースト掻き取りの影響が顕著に現れて、１０％以上の印刷不良が発生し、線幅が３．５ｍｍになると、５０％も印刷不良が発生した。
【０００４】
【表１】
0003813030.tif 000002
【０００５】
尚、スキージング時のペースト掻き取りの影響を少なくするために、レジストパターン１２ａの膜厚を厚くして、幅広パターン１４ｂの膜厚を厚くすることが考えられるが、レジストパターン１２ａの厚みが厚くなるほど、フォトリソグラフィ法による微細なレジストパターン１２ａの形成が難しくなり、ファインパターン化（微細配線化）が困難となってしまう。
【０００６】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、いわゆるポジ膜埋め込み法で微細パターンを精度良く形成しながら、スキージング時のペースト掻き取りによるかすれ等の印刷不良の無い幅広パターンを形成することができるセラミック基板のパターン形成方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１のセラミック基板のパターン形成方法は、未焼成のセラミック基板の表層に導体ペーストで幅広パターンをスクリーン印刷する印刷工程と、前記未焼成のセラミック基板と前記幅広パターンとを同時焼成する焼成工程と、焼成後のセラミック基板の表層に微細パターンを印刷するためのレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンの開口部に導体ペーストを充填して微細パターンを形成するペースト充填工程とを順に実行する。
【０００８】
この方法では、セラミック基板の焼成前に、幅広パターンのみをスクリーン印刷するので、幅広パターンの印刷に適したスクリーンマスク（例えばスキージの落ち込みの少ないメッシュマスク等）を用いて幅広パターンをスクリーン印刷することができ、スキージング時のペースト掻き取りによる幅広パターンのかすれ等の印刷不良を防止できる。しかも、セラミック基板と幅広パターンを同時焼成した後に、ポジ膜埋め込み法により微細パターンのみを形成するため、微細パターンの形成に適した比較的薄いレジストパターンを用いて微細パターンを精度良く形成することができる。
【０００９】
この場合、請求項２のように、セラミック基板の焼成前にスクリーン印刷する幅広パターンは、線幅が１ｍｍ以上のパターンとし、焼成後にポジ膜埋め込み法により形成する微細パターンは、線幅が１ｍｍ未満のパターンとすると良い。前述した表１の試験結果から明らかなように、ポジ膜埋め込み法では、線幅が１ｍｍ以上の幅広パターンになると、スキージング時のペースト掻き取りの影響が顕著に現れて印刷不良が発生するため、線幅が１ｍｍ以上の幅広パターンのみをセラミック基板の焼成前にスクリーン印刷すれば、スキージング時のペースト掻き取りによる幅広パターンのかすれ等の印刷不良を確実に防止できると共に、線幅が１ｍｍ未満の微細パターンをポジ膜埋め込み法により精度良く形成することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をセラミック多層基板の表層導体パターン形成方法に適用した一実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。予め、テープ成形したセラミックのグリーンシート（図示せず）をブランク（基板の集合体）のサイズに切断すると共に、各グリーンシートの所定位置に層間接続用のビアホール（図示せず）をパンチング加工する。その後、図１（ａ）に示すように、最上層に積層するグリーンシート２１ａの表面に、メッシュマスク２２をセットして、該メッシュマスク２２上に導体ペースト２３を供給し、これをスキージ２４でメッシュマスク２２の開口部２５内に充填して、幅広パターン２６をスクリーン印刷する。
【００１１】
この幅広パターン２６の線幅（メッシュマスク２２の開口部２５の幅）は、後述するポジ膜埋め込み法でスキージング時のペースト掻き取りの影響が顕著に現れる線幅、例えば、１ｍｍ以上の線幅となっている。従って、メッシュマスク２２の開口部２５の幅は比較的広くなっているが、メッシュマスク２２は開口部２５にもメッシュ（図示せず）が存在するため、開口部２５内へのスキージ２４の落ち込みがメッシュで防止されて、ペースト掻き取りによる幅広パターン２６のかすれ等の印刷不良が防止される。
【００１２】
また、印刷工程では、最上層を除く各層のグリーンシート２１ｂに、内層配線パターン（図示せず）をスクリーン印刷すると共に、各層のグリーンシート２１ａ，２１ｂのビアホールに導体ペーストを充填する。
【００１３】
印刷工程終了後、各層のグリーンシート２１ａ，２１ｂを積層し、これを加熱圧着して未焼成のセラミック基板２１を作製する。この加熱圧着時に、セラミック基板２１の表面が金属平板（図示せず）でプレスされるため、図１（ｂ）に示すように、幅広パターン２６が最上層のグリーンシート２１ａの内部に押し込まれた状態となる。加熱圧着後、セラミック基板２１を表層の幅広パターン２６や内層導体パターンと同時焼成する。
【００１４】
焼成工程終了後、ポジ膜埋め込み法により微細パターン２８（図２参照）を次のようにして形成する。まず、図１（ｃ）に示すように、セラミック基板２１の表面にレジスト２７をロールコータ等で塗布し、これをフォトリソグラフィ法で露光現像処理して、図１（ｄ）に示すように、印刷マスクとして用いるレジストパターン２７ａを形成する。これにより、レジストパターン２７ａには、微細パターン２８を形成するための幅の狭い開口部２９が形成される。このレジストパターン２７ａの膜厚は、微細パターン２８の印刷精度を確保するために、例えば１８〜４０μｍに形成し、より好ましくは、３０μｍ程度に形成すると良い。また、レジストパターン２７ａの開口部２９の幅（微細パターン２８の線幅）は、ポジ膜埋め込み法でスキージング時のペースト掻き取りの影響が少ない線幅、例えば１ｍｍ未満の線幅となっている。
【００１５】
レジストパターン２７ａの形成後、図２（ｅ）に示すように、レジストパターン２７ａの開口部２９にスキージ３０で導体ペースト３１を充填して微細パターン２８を形成する。この際、微細パターン２８を形成する幅の狭い開口部２９は、スキージ３０の落ち込みが少ないため、微細パターン２８は必要な膜厚が確保される。
【００１６】
微細パターン２８のペーストの乾燥後、微細パターン２８の表面をレジストパターン２７ａの表面と共に研磨して、図２（ｆ）に示すように、微細パターン２８の表面を平坦化する。この後、図２（ｇ）に示すように、レジストパターン２７ａを薬品で除去した後、このセラミック基板２１を焼成炉内に収容して、微細パターン２８を焼成すれば、全ての導体パターン形成工程が終了する。
【００１７】
以上説明した本実施形態の導体パターン形成方法によれば、セラミック基板２１の焼成前に、幅広パターン２６のみをスクリーン印刷するので、幅広パターン２６の印刷に適した、スキージ２４の落ち込みの少ないメッシュマスク２２を用いて幅広パターン２６をスクリーン印刷することができる。このため、スキージング時のペースト掻き取りによる幅広パターン２６のかすれ等の印刷不良を防止できて、幅広パターン２６の必要な膜厚を確実に確保することができる。しかも、セラミック基板２１と幅広パターン２６を同時焼成した後に、ポジ膜埋め込み法により微細パターン２８のみを形成するため、微細パターン２８の形成に適した比較的薄いレジストパターン２７ａを用いて微細パターン２８を精度良く形成することができ、配線パターンの微細化、高密度配線化の要求にも十分に対応することができる。
【００１８】
尚、本実施形態では、各層のグリーンシート２１ａ，２１ｂを積層する前に、最上層のグリーンシート２１ａに幅広パターン２６をスクリーン印刷したが、グリーンシート２１ａ，２１ｂの積層後に、セラミック基板２１の表層に幅広パターン２６をスクリーン印刷するようにしても良い。
【００１９】
また、本実施形態は、本発明を導体パターン形成方法に適用したものであるが、抵抗体ペースト又は絶縁体（誘電体）ペースト等を用いて抵抗体パターン又は絶縁体パターン等、導体パターン以外の厚膜パターンを形成する場合も、同様に本発明を適用して実施できる。
【００２０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の請求項１では、セラミック基板の焼成前に、基板表層に幅広パターンのみをスクリーン印刷し、焼成後に、ポジ膜埋め込み法により微細パターンのみを形成するため、スキージング時のペースト掻き取りによる幅広パターンのかすれ等の印刷不良を防止できて、幅広パターンの必要な膜厚を確実に確保することができると共に、ポジ膜埋め込み法により微細パターンを精度良く形成することができ、配線パターンの微細化、高密度配線化の要求にも十分に対応できる。
【００２１】
更に、請求項２では、セラミック基板の焼成前にスクリーン印刷する幅広パターンを、線幅が１ｍｍ以上のパターンとし、焼成後にポジ膜埋め込み法により形成する微細パターンを、線幅が１ｍｍ未満のパターンとしたので、印刷パターンの線幅に応じた最適な方法で幅広パターンと微細パターンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における表層導体パターンの形成方法を説明する工程図（その１）
【図２】表層導体パターンの形成方法を説明する工程図（その２）
【図３】従来の表層導体パターンの形成方法を説明する工程図
【符号の説明】
２１…セラミック基板、２１ａ，２１ｂ…グリーンシート、２２…メッシュマスク、２３…導体ペースト、２４…スキージ、２５…開口部、２６…幅広パターン、２７ａ…レジストパターン、２８…微細パターン、２９…開口部、３０…スキージ、３１…導体ペースト。
【図１】
0003813030.tif 000003
【図２】
0003813030.tif 000004
【図３】
0003813030.tif 000005