JP2004031762A

JP2004031762A - 電子部品の製造方法

Info

Publication number: JP2004031762A
Application number: JP2002187637A
Authority: JP
Inventors: Yuji Toyoda; 豊田　祐二
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】同一のエッチャントでエッチングされる２層以上の層を含む多層膜パターンの製造方法において、サイドエッチングを防ぐための保護部を形成する方法を提供する。
【解決手段】基板および多層膜パターン上にポジレジストを塗布し露光量の調整によって所定の部分に保護部を形成する。あるいは、あらかじめサイドエッチングを発生させて多層膜パターンの側面に凹部を形成したのち、基板および多層膜パターン上にポジレジストを塗布して露光、現像することにより、前記凹部内に保護部を形成する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品の製造方法、特に多層膜パターンを有する電子部品の製造方法に関わる。
【０００２】
【従来の技術】
高周波配線基板などの電子部品においては、同一のエッチャントでエッチング可能な材料の層を少なくとも２層以上含む多層膜パターンを有することがある。そのような電子部品の製造工程においては、同一のエッチャントでエッチング可能な層の中のある層を選択的にエッチング除去することがある。高周波配線基板は例えば次のように形成される。まず図４（ａ）に示すようにアルミナ基板１０の表面に順に第１のＮｉＣｒ層２１、第１のＡｕ層２２、第２のＮｉＣｒ層２３が積層され、エッチングによって図４（ｂ）に示すようにパターニングされる。次に、図４（ｃ）に示すようにＳｉＯ_２からなる絶縁層２４が形成され、図４（ｄ）に示すように絶縁層２４に孔を形成したのちに、Ｔｉ層２５、第２のＡｕ層２６が形成され、Ｔｉ層２５および第２のＡｕ層２６をエッチングによってパターニングしたのちに絶縁層２４のうち不要な部分が除去され、図４（ｅ）に示した状態となる。ここで、第２のＮｉＣｒ層２３は、第１のＡｕ層２２と絶縁層２４との密着性を高めるために形成されているのであるが、絶縁層２４が除去された部分においては既に第２のＮｉＣｒ層２３は不要である。また、良好な高周波特性を要求される高周波基板の線路においてＮｉＣｒのごとき抵抗の高い金属膜が形成されていると線路損失などが大きくなり伝送特性の悪化を招くため、第２のＮｉＣｒ層２３は除去される必要がある。また、線路とボンディングワイヤとの接合強度を低下させないためにも第２のＮｉＣｒ層２３は除去される必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した第２のＮｉＣｒ層２３を除去するにあたってウェットエッチングを用いると、図４（ｆ）に示したように、同一の材料で形成される第１のＮｉＣｒ層２１の露出している部分もエッチングされる。すなわち第１のＮｉＣｒ層２１にサイドエッチングが発生し、電極がアルミナ基板１０からはがれてしまうという問題が発生していた。サイドエッチングを防ぐために電極の側面をフォトリソグラフィによって形成されたレジストで覆う方法もあるが、フォトマスクを使用するフォトリソグラフィ工程が増えて製造コストが上昇するうえ、電極の側面部分を過不足なくレジストで覆うためにはフォトリソグラフィ時のアライメントおよびレジスト寸法に高い精度が要求されて管理が困難になる。
【０００４】
あるいは、サイドエッチングを発生させないように異方性ドライエッチングによって第２のＮｉＣｒ層２３を除去するという方法も考えられるが、異方性ドライエッチングは設備や材料が高価であるうえ、アルミナ基板１０がエッチングガスにさらされて基板表面にダメージが発生し、特性が劣化することがある。
【０００５】
上記の理由により、異方性ドライエッチングを用いず、かつサイドエッチングの発生を防ぐことが望まれている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために本発明による電子部品の製造方法は以下の特徴を有する。
【０００７】
請求項１に記載の発明は、基板上に、同一のエッチャントでエッチング可能な材料からなる層が２層以上ある多層膜パターンを形成する工程と、前記基板および前記多層膜パターンにポジレジストを塗布する工程と、露光量を調整して前記ポジレジストを露光し、現像することによって、前記多層膜パターンの側面のうち所定の部分に前記ポジレジストを残す工程と、前記同一のエッチャントでエッチング可能な材料からなる層のうち前記ポジレジストを残していない層をエッチングにより除去する工程とを含むことを特徴とする。これによって、多層膜パターンの側面に残ったポジレジストがサイドエッチングの発生を効果的に防ぐ。さらに、露光量の調整によってポジレジストを多層膜パターンの側面に残すため、フォトマスクを用いる必要がないので製造コストが低減される。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、基板上に、同一のエッチャントでエッチング可能な材料からなる層が２層以上ある多層膜パターンを形成する工程と、前記多層膜パターンのうちの少なくとも１層をサイドエッチングして凹部を形成する工程と、前記基板および前記多層膜パターンにポジレジストを塗布する工程と、前記ポジレジストを露光、現像して、前記凹部内に充填されている前記ポジレジストを残す工程と、前記同一のエッチャントでエッチング可能な材料からなる層のうち前記ポジレジストを残していない層をエッチングにより除去する工程とを含むことを特徴とする。これによって、凹部内に残ったポジレジストがサイドエッチングの発生を効果的に防ぐ。なお、本発明においては凹部を形成するためにサイドエッチングが行われるものの、凹部の深さは浅くても構わないので、前記従来技術と比較すればサイドエッチングされる程度を大きく抑えることができるのである。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記サイドエッチングして凹部を形成する工程においては、ウェットエッチングによってサイドエッチングすることを特徴とする。安価であるウェットエッチングを用いることにより、製造コストが低減される。
【００１０】
請求項４に記載の発明においては、前記多層膜パターンが、同一材料からなる層を少なくとも２層以上含むことを特徴とする。同一材料は同一のエッチャントによってエッチングされてしまうから、多層膜パターンの側面に残ったポジレジストあるいは凹部によって遮光された部分に残ったポジレジストによって保護されることによってサイドエッチングの発生を防ぐ必要がある。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、前記多層膜パターンが、同一のエッチャントによってエッチングされる異なる材料からなる層を少なくとも２層以上含むことを特徴とする。多層膜パターンが、同一のエッチャントによってエッチングされる異なる材料からなる層を少なくとも２層以上含む場合には、多層膜パターンの側面に残ったポジレジストあるいは凹部によって遮光された部分に残ったポジレジストによって保護されることによってサイドエッチングの発生を防ぐ必要がある。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に図を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
（実施の形態１）本発明の第１の実施例では、高周波配線の基板の一つであるフェイズシフタの基板について説明する。図１は、本発明の第１の実施例における各工程を示す断面図である。まず、図１（ａ）に示すようにアルミナ基板１０上に、順に第１のＮｉＣｒ層２１、第１のＡｕ層２２、第２のＮｉＣｒ層２３を蒸着により形成する。第１のＮｉＣｒ層２１は、アルミナ基板１０と第１のＡｕ層２２との密着性を高めるために形成されるものである。次に、フォトリソグラフィでレジストマスクを形成したのちにイオンミリングによって第１のＮｉＣｒ層２１、第１のＡｕ層２２、第２のＮｉＣｒ層２３をエッチングし、図１（ｂ）に示すように電極パターンを形成する。次に、図１（ｃ）に示すようにアルミナ基板１０および電極パターン上に、スパッタリングによってＳｉＯ_２からなる絶縁層２４を形成する。このとき、第２のＮｉＣｒ層２３が、第１のＡｕ層２２と絶縁層２４との密着性を高める働きをする。次に、図１（ｄ）に示すように、所定形状のレジストマスクを施したのちにウェットエッチングを行って、絶縁層２４に孔を形成し、この絶縁層２４上に、順にＴｉ層２５、第２のＡｕ層２６を蒸着によって形成する。Ｔｉ層２５は、絶縁層２４とＡｕ層２６との密着性を高めるために形成されるものである。なお、ここでは第２のＡｕ層２６は第１のＡｕ層２２とのクロス配線のために形成されている。クロス配線が必要であるときに、エアブリッジを用いることもできるが、エアブリッジを形成することは工程が増加するので本実施例は絶縁層２４を介してＡｕ層を２層形成する構造としている。
【００１４】
次に、ウェットエッチングによってＴｉ層２５および第２のＡｕ層２６を図１（ｅ）に示すようにパターニングし、さらにウェットエッチングにより、絶縁層２４を図１（ｆ）に示すようにパターニングする。
【００１５】
ここで、第２のＮｉＣｒ層２３は、第１のＡｕ層２２と絶縁層２４との密着性を高めるために形成されているのであるが、絶縁層２４が除去された部分においては既に第２のＮｉＣｒ層２３は不要である。加えて、良好な高周波特性を要求されるフェイズシフタの線路においてＮｉＣｒのごとき抵抗の高い金属膜が上面に形成されていると、表皮効果によって線路損失などが大きくなり伝送特性の悪化を招くため、第２のＮｉＣｒ層２３は除去される必要がある。また、線路上にはダイオードやコンデンサ等の素子が電気的に接続されることになるので、線路とボンディングワイヤとの接合強度を低下させないためにも第２のＮｉＣｒ層２３は除去される必要がある。
【００１６】
そこで次に、第２のＮｉＣｒ層２３をウェットエッチングにより除去するのであるが、この際、第１のＮｉＣｒ層２１が同時にエッチングされてしまうことを防ぐために、あらかじめ第１のＮｉＣｒ層２１を保護する保護部を形成しておく必要がある。図２は保護部の形成工程を示す電極パターン付近の拡大図である。図２（ａ）に示すようにアルミナ基板１０および電極パターン上にポジレジスト３１を塗布する。次に、フォトマスクを用いずに全面露光して現像する。このとき、ポジレジスト３１の厚みは、Ａ部分とＣ部分とではほぼ等しく、Ｂ部分はＡ部分およびＣ部分よりも厚くなるため、露光量を調整することによって、現像後に図１（ｇ）および図２（ｂ）に示すように、電極パターン側面にポジレジスト３１を残すことができる。この残ったポジレジスト３１が保護部３２となる。
【００１７】
なお、本実施例においては、ポジレジスト３１としてヘキスト社製ポジ型レジストＡＺ１５００を用い、露光量は１５０ｍＪ／ｃｍ^２としたが、もちろん本発明の実施方法がこれに限られるものではないことは言うまでもない。
【００１８】
次に、図２（ｃ）に示すように、ウェットエッチングにより、第２のＮｉＣｒ層２３を除去する。第１のＮｉＣｒ層２１は保護部３２によって保護されており、エッチング液にさらされないため、サイドエッチングは起こらない。保護部３２を除去し、図１（ｈ）に示すような所望の多層電極パターンを得る。
【００１９】
（実施の形態２）以下において、薄膜抵抗配線基板の形成を例に挙げ、本発明の第２の実施例について説明する。図３は、本発明の第２の実施例の各工程を示す断面図である。アルミナ基板１０上に、薄膜抵抗を構成するＴａ_２Ｎ層４１をスパッタリングにより形成する。ここではＴａ_２Ｎ層４１の膜厚は７０ｎｍとした。次に、順にＴｉ層４２、Ｐｄ層４３、Ａｕ層４４を蒸着によって形成する。このときの状態を図３（ａ）に示す。なお、Ｔａ_２Ｎ層４１とＴｉ層４２は、同一のエッチャント、具体的には後述するようにフッ硝酸でエッチング可能な材料である。
【００２０】
次に、Ａｕ層４４上にフォトリソグラフィーによってレジストマスクを形成し、ウェットエッチングにより、図３（ｂ）に示すように電極パターンを形成する。このとき、Ｐｄ層４３およびＡｕ層４４のエッチングにはエッチャントとして王水を用い、Ｔｉ層４２のエッチングにはフッ酸を用いた。Ｔｉ層４２をエッチングする際には、ジャストエッチングとなるエッチング時間よりも少し長くエッチングし、サイドエッチングを発生させる。本実施例では、ジャストエッチングとなる時間よりも２秒長くエッチングした。サイドエッチングを発生させることにより凹部３３が形成される。
【００２１】
このように本実施例においては意図的にサイドエッチングを発生させるのであるが、電極はがれなどの問題は発生しない。なぜなら、本実施例ではサイドエッチングの発生を制御できるからである。従来技術の方法では選択的に除去したい膜が完全に除去されるまではサイドエッチングが発生しつづけることとなり、例えば後述するように膜厚が７０ｎｍのＴａ_２Ｎ層４１をエッチングするには３０秒程度かかり、このとき同時にＴｉ層４２がエッチャントにさらされていれば、本実施例よりも大きくサイドエッチングが発生する。
【００２２】
なお、従来技術の方法によっても、Ｔａ_２Ｎ層４１をできるだけ薄くすればエッチングに要する時間が短くなってサイドエッチングの程度を抑えることができるが、Ｔａ_２Ｎ層４１の膜厚は抵抗特性に反映されてしまうため、所望の特性によって膜厚が決定されてしまうから、Ｔａ_２Ｎ層４１の膜厚を薄くするには限界がある。
【００２３】
次に、図３（ｃ）に示すようにアルミナ基板１０および電極パターン上にポジレジスト３１を塗布し、露光、現像する。このとき、サイドエッチングによって形成された凹部３３内に充填されているポジレジスト３１には光があたらないので、凹部３３内にポジレジスト３１が残る。この、残ったポジレジスト３１がＴｉ層４２を保護する保護部３２となる。また、Ｔａ_２Ｎによる抵抗を形成する部分はフォトマスク３４によって光をさえぎり、ポジレジスト３１を残す。露光、現像後の状態を図３（ｄ）に示す。
【００２４】
次に、エッチャントにフッ硝酸を用いてポジレジスト３１に覆われていないＴａ_２Ｎ層４１を除去する。ここで、Ｔｉ層４２フッ硝酸によってエッチングされる材料であるが、保護部３２によって保護されておりエッチャントにさらされないため、エッチングされない。保護部３２を除去し、図３（ｅ）に示すような抵抗５０および電極等が形成された所望の薄層抵抗配線基板が得られる。
【００２５】
なお、本発明の実施の形態は上記第１および第２の実施例に限られるものではなく、少なくとも２層以上の多層膜パターンを有する電子部品の製造方法であれば本発明の製造方法を適用可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したとおり本発明によれば、基板および多層膜パターンにポジレジストを塗布し、露光量の調整によって所定の部分にポジレジストを残して保護部を形成するから、サイドエッチングの発生による電極はがれなどを防ぐことができる。また、保護部を形成する際にフォトマスクを用いないから、製造コストの低減を図ることができる。異方性ドライエッチングを用いないので、基板等がダメージを受けることによる特性の劣化を起こさない。
【００２７】
あるいは本発明によれば、基板および多層膜パターンにポジレジストを塗布し、サイドエッチングを発生させることによって凹部を形成し、ポジレジストを露光して凹部に充填されたポジレジストを残してこれを保護部とするから、サイドエッチングが発生する程度を抑えて、電極はがれなどを防ぐことができる。また、保護部を形成する際にフォトマスクを用いないから、製造コストの低減を図ることができる。
【００２８】
サイドエッチングを発生させる際に安価なウェットエッチングを用いることにより、製造コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における製造工程を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例における、保護部の製造工程を示す拡大図である。
【図３】本発明の第２の実施例における製造工程を示す断面図である。
【図４】従来の製造工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１０　　　　アルミナ基板
２１　　　　第１のＮｉＣｒ層
２２　　　　第１のＡｕ層
２３　　　　第２のＮｉＣｒ層
２４　　　　絶縁層
２５　　　　Ｔｉ層
２６　　　　第２のＡｕ層
３１　　　　ポジレジスト
３２　　　　保護部
３３　　　　凹部
３４　　　　フォトマスク
４１　　　　Ｔａ_２Ｎ層
４２　　　　Ｔｉ層
４３　　　　Ｐｄ層
４４　　　　Ａｕ層
５０　　　　抵抗

Claims

基板上に、同一のエッチャントでエッチング可能な材料からなる層が２層以上ある多層膜パターンを形成する工程と、
前記基板および前記多層膜パターンにポジレジストを塗布する工程と、
露光量を調整して前記ポジレジストを露光し、現像することによって、前記多層膜パターンの側面のうち所定の部分に前記ポジレジストを残す工程と、
前記同一のエッチャントでエッチング可能な材料からなる層のうち前記ポジレジストを残していない層をエッチングにより除去する工程とを含むことを特徴とする、電子部品の製造方法。
基板上に、同一のエッチャントでエッチング可能な材料からなる層が２層以上ある多層膜パターンを形成する工程と、
前記多層膜パターンのうちの少なくとも１層をサイドエッチングして凹部を形成する工程と、
前記基板および前記多層膜パターンにポジレジストを塗布する工程と、
前記ポジレジストを露光、現像して、前記凹部内に充填されている前記ポジレジストを残す工程と、
前記同一のエッチャントでエッチング可能な材料からなる層のうち前記ポジレジストを残していない層をエッチングにより除去する工程とを含むことを特徴とする、電子部品の製造方法。
前記サイドエッチングして凹部を形成する工程においては、ウェットエッチングによってサイドエッチングすることを特徴とする、請求項２に記載の電子部品の製造方法。
前記多層膜パターンが、同一材料からなる層を少なくとも２層以上含むことを特徴とする、請求項１ないし請求項３に記載の電子部品の製造方法。
前記多層膜パターンが、同一のエッチャントによってエッチングされる異なる材料からなる層を少なくとも２層以上含むことを特徴とする、請求項１ないし請求項３に記載の電子部品の製造方法。