JP3255112B2 - 抵抗内蔵型の配線基板及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、抵抗内蔵型の配線
基板及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、実装基板の小型化の要求から、ビ
ルドアップ基板等の多層配線構造の微細配線を有する基
板の需要が高まっている。それに伴い、抵抗体を内蔵し
た基板の報告も増えている。抵抗内蔵基板の構造は、チ
ップ抵抗部品を内蔵した基板，厚膜抵抗ペーストを内蔵
した基板，薄膜抵抗体を内蔵した基板に分類される。

【０００３】このうち、チップ抵抗部品を内蔵した基板
では小型化に限界があり、厚膜抵抗ペーストを内蔵した
基板では抵抗値の精度を高くできない問題があった。

【０００４】一方、薄膜抵抗体を内蔵した基板は最も小
型化に優れており、抵抗値の精度も比較的高くできる。
薄膜抵抗内蔵基板に使用されている抵抗体については、
特開平４−１７４５９０号公報，特開平６−８５１００
号公報，特開平７−３４５１０号公報にニクロム合金，
窒化タンタル，ＩＴＯ，金属シリサイドが報告されてい
る。

【０００５】また、抵抗体と電極や配線との間の拡散に
より抵抗値が経時変化するのを防ぐために、特開平４−
１７４５９０号公報，特開平７−３４５１０号公報には
それぞれ、抵抗体と電極や配線との界面に拡散防止膜を
形成したり、抵抗体であるニッケル・クロム(ニクロム)
層表面を不動態化処理する構造が報告されている。

【０００６】更に、ビルドアップ基板等のフォトリソグ
ラフィーの技術を用いて製造している電極あるいは配線
は、基板を粗化する事により密着を得ているが、基板の
粗化は微細配線には適していない問題があった。微細な
配線を有する基板はスパッタリングを使用した工程によ
り作製されるが、この場合には電極あるいは配線の密着
下地金属としてＣｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｚｒ等が一般的に用
いられている。例えば、特開昭５５−１５８６９７号公
報にはＴｉを配線の下地とした基板が報告されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来報
告されている薄膜を抵抗体として使用した場合、抵抗体
のパターニング方法に用いられるウェットエッチングで
は強酸を使用するため基板を劣化させる問題があり、一
方、基板を劣化させないドライエッチングでは工程が長
くなってしまう問題があった。

【０００８】また、抵抗体と電極や配線との間に不動態
膜を形成する場合は、不動態膜を形成するための工程が
必要であり、全体の工程が長くなる問題があった。更
に、配線と絶縁体との密着性を改良するために従来提案
されている下地金属では、エッチング性と密着性の両方
に優れているものがなかった。

【０００９】そのため、従来の薄膜抵抗内蔵基板では、
抵抗体エッチング時に基板を劣化させてしまう問題，抵
抗体形成工程が長くなってしまう問題，抵抗体と電極あ
るいは配線との間に拡散防止膜を設けないと抵抗値が経
時変化してしまう問題、従来のビルドアップ基板では、
電極あるいは配線の下地金属としてエッチング性と密着
性の両方に優れているものがないといった問題の解決が
要望されている。

【００１０】本発明は、上記要望に鑑みてなされたもの
であり、第１に、抵抗値の精度が高く、かつ、生産性が
良いと共に、生産時に他の構成部材の悪影響を与えず、
しかも、配線が絶縁体との密着性に優れた抵抗内蔵型の
配線基板を提供することを目的とする。

【００１１】第２に、本発明は、抵抗値の精度が高く、
かつ、生産性が良いと共に、生産時に他の構成部材の悪
影響を与えず、しかも、配線が絶縁体との密着性に優れ
た抵抗内蔵型の配線基板の製造方法を提供することを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の抵抗内蔵型の配線基板は、抵抗体が窒化チ
タン薄膜からなり、抵抗体に接続する電極あるいは配線
が、前記抵抗体と連結した窒化チタン薄膜からなる下地
層を有する構成としてある。

【００１３】また、本発明の抵抗内蔵型の配線基板は、
絶縁体上に窒化チタン薄膜を形成し、この窒化チタン薄
膜上に配線あるいは電極を配置することによって、前記
窒化チタン薄膜を前記配線あるいは電極の下地層とする
とともに、前記窒化チタン薄膜の配線あるいは電極の配
置していない部分を抵抗体として構成してある。

【００１４】そして、好ましくは、前記配線を、電気銅
メッキで構成するとともに、絶縁体上に配線が抵抗体を
介して接続されて設けられている構造としてあり、か
つ、前記窒化チタン薄膜からなる抵抗体が、複数層の絶
縁体上のいずれか一つの絶縁体上又は複数の絶縁体上に
配置される構成としてある。

【００１５】このような構成の発明によれば、窒化チタ
ン薄膜は、均質な薄膜形成が可能であると共に、寸法精
度の高いウエットエッチングパターン形成が可能である
ため、抵抗値の精度を高くすることができる。また、窒
化チタンはアンモニアと過酸化水素水を含む水溶液でウ
エットエッチングされるため、エッチング時に配線や電
極を構成する導電体及び基板とを劣化させることがな
い。さらに、スパッタリングで形成することができるた
め、例えば窒化チタン薄膜、次に銅薄膜をそれぞれスパ
ッタリングで連続的に形成した後、この銅薄膜を利用し
て配線用のメッキを行うなど、生産性が良好である。そ
の上、窒化チタン薄膜は、半導体装置のバリヤメタルと
して利用されており、バリヤ性が良好であるため、金属
や基板に使用される絶縁材料の拡散が少なく、抵抗値の
経時変化が少なことから、不動態膜を形成する必要がな
い。

【００１６】また、本発明の抵抗内蔵型の配線基板の製
造方法は、絶縁体上に窒化チタン薄膜を形成する工程
と、前記窒化チタン薄膜の上に不連続部分を有する配線
を形成する工程と、前記配線の不連続部分の前記窒化チ
タン薄膜を抵抗体にパターニングする工程とを有する方
法としてある。

【００１７】また、好ましくは、前記窒化チタン薄膜に
銅薄膜を形成する工程と、この銅箔膜上に銅の配線を形
成する工程と、前記銅薄膜の一部を除去する工程とを有
する方法としてあり、さらに、前記窒化チタン薄膜と銅
薄膜を、ともにスパッタリングにより形成する方法とし
てある。

【００１８】また、好ましくは、前記銅の配線を形成す
る工程が、電気メッキ法である方法としてあり、さら
に、前記銅の配線を形成する前に、レジスト膜を形成
し、このレジスト膜をパターニングする工程を有する方
法としてある。

【００１９】また、好ましくは、前記窒化チタン薄膜の
パターニングの際に、アンモニアと過酸化水素を含む水
溶液で該窒化チタン薄膜をエッチングする方法としてあ
り、さらに、前記窒化チタン薄膜形成がスパッタリング
によるものであって、そのときの基板温度を１５０℃以
上とする方法としてある。

【００２０】このような発明によれば、配線が、絶縁体
上に窒化チタン薄膜で構成される抵抗体を介して接続さ
れて設けられ、かつ、該窒化チタン薄膜が、配線と絶縁
体との間に下地層として介在する構造の抵抗内蔵型の配
線基板を製造することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明にか
かる抵抗内蔵型の配線基板の一実施形態を示すもので、
（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った
断面図である。

【００２２】この抵抗内蔵型の配線基板１は、絶縁基板
１０上に窒化チタン（ＴｉＮ）薄膜１１からなる抵抗体
１１ａが設けられ、この抵抗体１１を挟んで一対の電極
１２が設けられ、更にこの電極１２に配線１３が接続さ
れている。これらの電極１２と配線１３の下面全体が抵
抗体１１ａを構成する窒化チタン薄膜１１を下地として
絶縁基板１０上に配線されている。従って、窒化チタン
薄膜１１は、図１（ｂ）の断面図で明らかなように、抵
抗体パターン部１１ａのみならず、電極１２あるいは配
線１３のパターン下部一面に存在している。そのため、
抵抗内蔵型の配線基板１の電極１２を含む配線１３は、
窒化チタン薄膜１１と積層構造を形成し、電極１２及び
配線１３は、窒化チタン薄膜１１を介して絶縁基板１０
上に配置されている。

【００２３】絶縁基板１０としては、ビルドアップ基
板，プリント基板，絶縁層付きＳｉ基板，セラミック基
板，有機フィルム，ガラス板，絶縁層付き金属板あるい
は絶縁層付き金属箔等が用いられ、それぞれ内部配線，
ビア，スルーホール等を有していても、有していなくて
も良い。

【００２４】また、窒化チタンは、スパッタリング等の
ＰＶＤ、ＣＶＤ等により形成された薄膜が好適である
が、限定されるものではなく、その形状や組成について
も限定されるものではない。窒化チタン薄膜の厚さは、
抵抗値を決定する抵抗体幅、抵抗体長さ等から所望の抵
抗値となるように選択される。

【００２５】電極あるいは配線に使用される金属あるい
は合金は、電気めっきにより形成される銅が好適である
が、その種類，組成は限定されるものではない。また、
電極あるいは配線に使用される金属あるいは合金は、複
数の金属あるいは合金層からなっていても良い。特に、
最表層の電極として用いる場合には、配線に用いられる
金属上にバリア金属，酸化防止あるいは濡れ性向上金属
を設けることは有効である。

【００２６】なお、窒化チタン膜は、特開昭６３−１５
６３４１号公報に報告されているように、半導体素子の
コンタクトバリアとして使用されている。また、特開平
３−２７６７５５号公報には、半導体素子内でＴｉＮを
バリアメタルとして使用すると同時に抵抗として使用す
ることを含む半導体装置の製造方法が報告されている。

【００２７】図９、図１０に従来の特開平３−２７６７
５５号公報で開示された窒化チタンを抵抗体とした半導
体基板の製造工程の断面図を示した。この半導体装置の
製造方法は、図９の（ａ）に示すように、半導体基板１
００の表面に絶縁膜１１０を形成し、その絶縁膜１１０
に開口部を形成すると共にコンタクト部１０１を設け、
更に、バリアメタル１１１を成膜して、コンタクト部１
０１において、バリアメタル１１１が半導体基板１００
と接する構造を形成する。次に、図９の（ｂ）に示すよ
うに、バリアメタル１１１をバリア層１１２と抵抗体１
１３を作製するようにパターニングし、更に配線１２０
を形成するものである。

【００２８】この半導体装置の製造方法では、ＴｉＮ抵
抗を製造する工程と金属配線を製造する工程は独立であ
り、金属配線は半導体基板の絶縁膜上および層間絶縁膜
上に直接形成されている。したがって、抵抗体と接続し
ている配線の下には窒化チタン薄膜が存在しない部分が
あり、本発明の構造とは異なることが明らかである。

【００２９】本発明の抵抗内蔵型の配線基板１は、抵抗
体１１ａとして窒化チタン薄膜１１を用いていると共
に、その窒化チタン薄膜１１を配線１３及び電極１２の
絶縁基板１０に対する下地として機能させていることに
特徴がある。

【００３０】また、図１０に示す半導体装置の製造方法
は、半導体基板１００の表面に絶縁膜１１０を形成し、
その絶縁膜１１０上に抵抗１１４を挟んだ配線１２１を
形成し、これらの抵抗１１４と配線１２１を層間絶縁膜
１１５で被覆する。次に、層間絶縁膜１１５に配線１２
１とつながるビアホール１１６を形成し、更にバリアメ
タル１１１を成膜し、このバリアメタル１１１をバリア
層１１２と抵抗体１１３を作製するようにパターニング
し、次に、配線１２２を形成するものである。

【００３１】このような抵抗内蔵型の配線基板によれ
ば、窒化チタン薄膜は成膜条件により膜応力を低下させ
ることができ、均質な薄膜形成が可能であると共に、ウ
エットエッチングにより寸法精度の高いパターン形成が
可能である。そのため、抵抗値の精度を高くすることが
できる。

【００３２】また、窒化チタンはアンモニアと過酸化水
素を含む水溶液でエッチングされ、酸に侵され難い特性
を有する。そのため、金属銅などの導電性材料で構成さ
れる配線や電極と選択エッチングが可能であり、窒化チ
タン薄膜をエッチングによりパターニングする際に、配
線や電極を劣化させることがなく、微細配線を損なわな
いので、近年のビルドアップ基板のような微細配線を有
する抵抗内蔵型の配線基板に好適である。しかも、窒化
チタンは、バリア性が高く、金属や絶縁基板に使用され
る絶縁材料の拡散が少ないため、不動態膜などを設けな
くても抵抗値の径時変化が少なく、安定な抵抗値を維持
する。

【００３３】また、窒化チタン薄膜は、成膜条件を変化
させることにより、その組成や結晶膜のモフォロジーを
変化させることが可能であり、それに伴い薄膜の応力を
調整できる特徴がある。この応力の調整により、どの様
な基板に対しても、良好な密着を得ることができる。こ
の応力の調整は、特にチタンターゲットを使用し窒素ガ
スあるいは窒素とアルゴンの混合ガスを導入した反応性
スパッタにおいて、スパッタ時圧力や基板温度の制御に
より容易に行うことができる。また、窒化チタンはバリ
ア性に優れているので、配線に使用される金属あるいは
合金が基板へ拡散しにくい特性を有する。そのため、配
線及び電極の絶縁基板に対する下地層として窒化チタン
薄膜を用いたことにより、信頼性に優れた微細配線の抵
抗内蔵型の配線基板を与えることができる。

【００３４】図１に示した抵抗内蔵型の配線基板は、窒
化チタン薄膜が絶縁基板上に形成されている構造である
が、本発明の窒化チタン薄膜を抵抗体及び配線の下地層
として用いる構造は、いずれの構造の基板にも適用可能
であり、多層配線構造のビルドアップ基板にも適用でき
る。

【００３５】図２〜図６は、本発明をビルドアップ基板
に適用した実施形態を示すもので、図２は、抵抗体がビ
ルドアップ層内にある場合を示している。このビルドア
ップ層２１は、ベース基板２０上に複数のビルドアップ
樹脂層２１ａが積層され、それぞれのビルドアップ樹脂
層の表面には、配線２３が設けられ、ビルドアップ樹脂
層２１ａ間の配線の接続は、ビルドアップ樹脂層２１ａ
に設けられたビアホール２４を介して行われる。窒化チ
タン薄膜１１が抵抗体１１ａとして設けられている配線
層２３はその窒化チタン薄膜１１との積層膜になってお
り、そのため、下層のビルドアップ層の配線とも窒化チ
タン薄膜１１を介して接続され、窒化チタン薄膜１１が
バリア層として機能している。ビルドアップ樹脂層２１
ａは、例えばポリイミド前駆体含有溶液をスピンコート
で塗布後、約４００℃で熱処理したポリイミド系樹脂で
構成されている。

【００３６】また、図３は、抵抗体をベース基板とビル
ドアップ層の界面に配置した形態、図４は、抵抗体をビ
ルドアップ層に表面に配置した形態、図５は、抵抗体を
ビルドアップ層の裏面のベース基板表面に配置した形
態、図６は、抵抗体をビルドアップ層が設けられていな
いベース基板表面に配置した形態をそれぞれ示す。これ
らの図からも明らかなように、抵抗体を形成する場所は
限定されない。また、抵抗体を複数の層に形成しても良
い。更に、抵抗体を形成していない層の電極あるいは配
線の下地は、窒化チタン薄膜であっても、別の薄膜であ
っても、あるいは下地が無くても良い。ただし、配線の
下地を窒化チタンとすることは、基板との密着性を保
ち、銅等の配線に使われる金属イオンの基板への拡散を
抑制できるため、信頼性上有効である。

【００３７】次に、図１に示した実施形態の抵抗内蔵型
の配線基板を製造する方法について説明する。はじめ
に、製造方法の第１実施形態について図７のフローチャ
ートを参照しながら説明する。

【００３８】まず、絶縁基板１０上に窒化チタン、銅の
順序で連続的にスパッタリングを行って、窒化チタンス
パッタ膜１１及び銅スパッタ膜を形成する。この工程に
おける窒化チタンスパッタリングの方法は、チタンター
ゲットを使用し、窒素ガスあるいは窒素とアルゴンの混
合ガスを導入した反応性ＤＣスパッタが好適であるが、
ＲＦスパッタリング等のその他の方法でも良く、限定は
されない。

【００３９】次に、フォトレジスト膜をスピンコートな
どによって成膜し、その後、フォトレジスト膜をパター
ニングし、電極及び配線のパターンをフォトレジスト膜
から除去する。このとき、薄膜抵抗体内蔵型とする場合
は、抵抗体配置箇所に電極を形成して、配線に断線部分
を形成しておく。

【００４０】次に、銅薄膜を電極として電気メッキ法に
よりメッキを行い、例えば銅膜を形成する。次に、フォ
トレジスト膜をアッシュ法などによりフォトレジスト膜
を剥離することにより、いわゆるセミアディティブ法で
銅膜を電極及び配線のパターンに残す。

【００４１】その後、銅スパッタ膜を、例えば、硫酸、
過酸化水素及び水の混合水溶液でエッチングして除去す
る。次に、フォトレジスト膜を成膜した後、抵抗体のパ
ターンにパターニングする。

【００４２】そして、窒化チタンスパッタ膜１１をアン
モニア、過酸化水素及び水の混合水溶液でエッチングす
る。このとき、フォトレジスト膜、配線及び電極がエッ
チングのマスクとして機能する。最後に、フォトレジス
ト膜をアッシュ法により剥離することにより、図１に示
したような抵抗内蔵型の配線基板を製造することができ
る。

【００４３】また、図１に示した実施形態の抵抗内蔵型
の配線基板を製造する方法の第２実施形態について図８
のフローチャートを参照しながら説明する。まず、窒化
チタン薄膜をスパッタリング法により成膜して窒化チタ
ンスパッタ膜を形成する。

【００４４】次に、フォトレジスト膜をスピンコートな
どによって成膜し、その後、フォトレジスト膜をパター
ニングし、電極及び配線のパターンが開口したフォトレ
ジスト膜を形成する。次に、例えば無電解メッキ法によ
りメッキを行い、例えば銅膜を形成する。次に、フォト
レジスト膜をアッシュ法などによりフォトレジスト膜を
剥離することにより、いわゆるリフト法で銅膜を電極及
び配線のパターンに残す。

【００４５】次に、フォトレジスト膜を成膜した後、抵
抗体のパターンにパターニングする。そして、窒化チタ
ンスパッタ膜をアンモニア、過酸化水素及び水の混合水
溶液でエッチングする。

【００４６】最後に、フォトレジスト膜をアッシュ法な
どにより剥離することにより、図１に示したような抵抗
内蔵型の配線基板を製造することができる。

【００４７】上記の製造方法では、配線を形成するため
の導電体膜の形成前にフォトレジスト膜を形成している
が、導電体膜を形成後にフォトレジスト膜を形成し、そ
の後、導電体膜をエッチングして配線を形成しても良
い。

【００４８】このような抵抗内蔵型の配線基板の製造方
法によれば、第１実施形態では、窒化チタン薄膜と銅薄
膜とを連続スパッタリングで形成しているので、スパッ
タリング工程は１回であり、第２実施形態においてもス
パッタリング工程は１回である。

【００４９】図１１に従来の抵抗体を内蔵した基板の製
造工程の例のフローチャートを示す。この製造工程は、
抵抗体をスパッタリングで成膜した後、フォトレジスト
膜を成膜、パターニングし、抵抗体をエッチングして抵
抗体を作製する。その後、フォトレジストを剥離した
後、銅スパッタリング膜を成膜し、フォトレジスト膜を
成膜し、パターニングし、メッキ法で銅膜を成膜した
後、フォトレジスト膜を剥離して銅で構成される電極及
び配線を形成するものである。

【００５０】このような従来の抵抗内蔵型の配線基板の
製造方法によれば、抵抗体と配線を共にスパッタ工程を
用いる場合、２回のスパッタリング工程が必要であっ
た。配線を先に形成し、後に抵抗体を形成する場合も同
様に２回のスパッタリング工程が必要である。

【００５１】図７、図８に示した本発明の抵抗内蔵型の
配線基板の製造工程では、スパッタリング工程は１回で
済む。従って、本発明の抵抗内蔵型の配線基板の製造方
法は、従来法に比べて、工程が短縮されていることは明
らかである。この工程が可能となっているのは、窒化チ
タンが銅等の配線用金属のエッチャントである硫酸等の
酸に不溶でアンモニアと過酸化水素を含む溶液に可溶で
あり、このエッチング液に銅等の配線用金属，Ｎｉ，Ａ
ｕ等の最表層に用いられる電極用金属および基板が侵さ
れないためである。

【００５２】また、抵抗体と電極や配線との間の拡散に
より抵抗値が経時変化するのを防ぐために特開平４−１
７４５９０号公報，特開平７−３４５１０号公報にはそ
れぞれ、抵抗体と電極や配線との界面に拡散防止膜を形
成したり、抵抗体であるニッケル・クロム(ニクロム)層
表面を不動態化処理する構造が報告されているが、本発
明においては、窒化チタンがバリヤ性に優れているた
め、このような不動態化処理が不要であり、この点でも
工程が減少し、生産性の向上に寄与できる。

【００５３】

【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。図
１に示した本発明の窒化チタン抵抗体を内蔵する抵抗内
蔵型の配線基板の構造を有する抵抗測定ＴＥＧを作製し
た結果について説明する。

【００５４】１枚の絶縁基板に次の表１のＮｏ．１〜Ｎ
ｏ．２７に示すパターン寸法の配線と抵抗体（抵抗体幅
ＷＲ、抵抗体長さＬＲ）を各２個、計５４個の抵抗体を
持つ基板を作製した。図１を参照すると、抵抗体との接
続部に相当する電極幅ＷＥは２ｍｍ、電極長さＬＥは１
００μｍとして、Ｎｏ．Ｂ１〜Ｎｏ．Ｂ３のパターンに
は、抵抗体は形成せずに接触抵抗および配線抵抗測定用
とした。

【００５５】

【表１】

【００５６】特開平９−２１４１４１号公報に記載のフ
ルオレン骨格を有するエポキシアクリレートをコーティ
ングした１００ｍｍ□プリント基板ＦＲ−４および表面
に酸化膜を形成した５インチ径Ｓｉウエハへ、スパッタ
アップタイプインラインＤＣスパッタ装置で窒化チタ
ン，銅の順で連続に薄膜を形成した。スパッタ装置のチ
ャンバー内圧力は９．９×１０^-7Ｔｏｒｒ以下に真空排
気の後、窒化チタン成膜時はチャンバー内に窒素を５０
ｓｃｃｍで導入しながらオリフィス絞りを制御して、
０．５〜１０ｍＴｏｒｒの圧力とした。基板温度は２５
〜２００℃、ターゲット上の基板移動速度は１００〜５
００ｍｍ／ｍｉｎ、スパッタ電流は２．５〜８Ａにし
た。銅成膜時はアルゴンを５０ｓｃｃｍで導入しながら
オリフィス絞りを制御して、３ｍＴｏｒｒの圧力とし
た。基板温度は６０℃、ターゲット上の基板移動速度は
３００ｍｍ／ｍｉｎ、スパッタ電流は４Ａにした。

【００５７】次に、これらの基板にフォトレジストのコ
ーティング，パターニング後、電気銅めっきを行い電極
および配線を形成後、レジストを剥離、銅スパッタ膜を
硫酸，過酸化水素，水の混合水溶液でエッチングした。

【００５８】次に、フォトレジストをコーティングおよ
びパターニング、窒化チタン膜をアンモニア，過酸化水
素，水の混合水溶液でエッチング後、レジストを剥離し
て窒化チタン抵抗体パターンを得た。

【００５９】最後に測定パッドのみ開口して上記フルオ
レン骨格を有するエポキシアクリレートをコーティング
して抵抗測定ＴＥＧを作製した。

【００６０】表２は、作製したＴＥＧの基板の種類，窒
化チタンの成膜条件，５４ヶ所の抵抗測定値から換算し
たシート抵抗の平均値およびシート抵抗のバラツキを示
す。

【００６１】

【表２】

【００６２】この結果から、窒化チタンの成膜条件によ
りＦＲ−４基板ではシート抵抗２５〜３．２ｋΩ、Ｓｉ
基板ではシート抵抗１５〜２．０ｋΩに制御できること
がわかった。同じ窒化チタンの成膜条件ではＦＲ−４基
板の方がＳｉ基板よりもシート抵抗値，バラツキとも大
きくなっている。これは、表面平坦性の違いによると考
えられる。また、ＦＲ−４の基板Ｎｏ．２，３で極端に
シート抵抗バラツキが悪くなっているのは、作製した抵
抗体パターン内にクラックや皺が発生していたためであ
るが、基板Ｎｏ．１０，２４のｋΩオーダーの高い抵抗
値となったものはクラックや皺は認められなかったもの
のシート抵抗バラツキは大きくなっていた。

【００６３】一方、基板Ｎｏ．１３，１４のＦＲ−４基
板ではシート抵抗値のバラツキは±５％以内，基板Ｎ
ｏ．２７，２８のＳｉ基板ではシート抵抗値のバラツキ
は±２％以内の極めて小さい値となっていた。

【００６４】このことから、１５０℃以上の加熱が抵抗
値のバラツキ低下に効果的であると考えられたため、次
の表３に示す基板温度目標１５０℃の各条件でスパッタ
チャンバー圧力を変化させた窒化チタンの成膜を行っ
た。表３にも表２と同様に基板の種類，窒化チタンの成
膜条件，シート抵抗の平均値およびシート抵抗のバラツ
キを示す。

【００６５】

【表３】

【００６６】表３から明らかなように、基板の加熱によ
りシート抵抗の平均値は加熱のないものと比べてわずか
に変化し、ＦＲ−４基板では３０〜２．８ｋΩ、Ｓｉ基
板で１５〜２．２ｋΩに制御できた。シート抵抗のバラ
ツキは、各条件で加熱のないものに比べて小さくなっ
た。基板Ｎｏ．３９の窒化チタン抵抗体にわずかなクラ
ックが認められたが、その他の窒化チタン抵抗体にはク
ラックや皺の発生は認められず、均一な外観を示してい
た。基板Ｎｏ．２９，３３，３４，３５，３６，４３の
ＦＲ−４基板はシート抵抗のバラツキが±５％以内に入
っており、このバラツキの範囲で３２〜６３６Ωのシー
ト抵抗に制御できた。基板Ｎｏ．５５を除くＮｏ．４５
〜６０のＳｉ基板はシート抵抗のバラツキが±５％以内
に入っており、このバラツキの範囲で１５〜２．２ｋΩ
のシート抵抗に制御できた。ＦＲ−４基板もＳｉ基板も
成膜時の基板加熱により、加熱の無いときに比べて広い
範囲のシート抵抗値に制御できた。

【００６７】本発明の構造で、上述したような高精度な
抵抗が形成できたのは、抵抗体を窒化チタンとすること
で基板の損傷が少ないエッチャントを使用できること，
スパッタ等の薄膜形成装置を一回しか使用しないため窒
化チタン表面の酸化等の劣化が少ないこと，窒化チタン
／銅の連続スパッタ等により窒化チタン抵抗体と配線金
属との密着性に優れていること等が考えられる。

【００６８】

【発明の効果】本発明の抵抗内蔵型の配線基板によれ
ば、窒化チタン薄膜を抵抗体と配線の下地層としたこと
により、精度の高い抵抗値、信頼性の高い配線層、製造
工程の減少等を達成した微細配線構造可能な抵抗内蔵型
の配線基板とすることができる。

【００６９】また、本発明の抵抗内蔵型の配線基板の製
造方法によれば、精度の高い抵抗値、信頼性の高い配線
層を有する微細配線構造可能な抵抗内蔵型の配線基板を
少ない工程で製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の抵抗内蔵型の配線基板の一実施形態を
示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。

【図２】本発明の抵抗内蔵型の配線基板の一実施形態を
示し、ビルドアップ基板のビルドアップ層内に窒化チタ
ン抵抗がある場合を示す断面図である。

【図３】本発明の抵抗内蔵型の配線基板の一実施形態を
示し、ビルドアップ基板のベース基板とビルドアップ層
の界面に窒化チタン抵抗がある場合を示す断面図であ
る。

【図４】本発明の抵抗内蔵型の配線基板の一実施形態を
示し、ビルドアップ基板のビルドアップ層表面に窒化チ
タン抵抗がある場合を示す断面図である。

【図５】本発明の抵抗内蔵型の配線基板の一実施形態を
示し、ビルドアップ基板のビルドアップ層裏面のベース
基板表面に窒化チタン抵抗がある場合を示す断面図であ
る。

【図６】本発明の抵抗内蔵型の配線基板の一実施形態を
示し、ビルドアップ基板のビルドアップ層の無いベース
基板表面に窒化チタン抵抗がある場合を示す断面図であ
る。

【図７】本発明の抵抗内蔵型の配線基板の第１実施形態
の製造方法を説明するフローチャートである。

【図８】本発明の抵抗内蔵型の配線基板の第２実施形態
の製造方法を説明するフローチャートである。

【図９】（ａ）（ｂ）は、従来の窒化チタンを抵抗体と
した半導体基板を説明する断面図である。

【図１０】従来の窒化チタンを抵抗体とした半導体基板
を説明する断面図である。

【図１１】従来の抵抗体を内蔵した抵抗内蔵型の配線基
板の製造方法を説明するフローチャートである。

【符号の説明】

１ 抵抗内蔵型の配線基板、 １０ 絶縁基板 １１ 窒化チタン薄膜 １１ａ 抵抗 １２ 電極 １３ 配線

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05K 3/38 H05K 1/16 H05K 3/46

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁体上に配線が設けられている抵抗内
   蔵型の配線基板において、 抵抗体が窒化チタン薄膜からなり、抵抗体に接続する電
   極あるいは配線が、前記抵抗体と連結した窒化チタン薄
   膜からなる下地層を有することを特徴とした抵抗内蔵型
   の配線基板。
2. 【請求項２】 絶縁体上に配線が設けられている抵抗内
   蔵型の配線基板において、 絶縁体上に窒化チタン薄膜を形成し、この窒化チタン薄
   膜上に配線あるいは電極を配置することによって、前記
   窒化チタン薄膜を前記配線あるいは電極の下地層とする
   とともに、前記窒化チタン薄膜の配線あるいは電極の配
   置していない部分を抵抗体として構成することを特徴と
   した抵抗内蔵型の配線基板。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の抵抗内蔵型の配線
   基板において、 前記配線が、電気銅メッキで構成されていることを特徴
   とした抵抗内蔵型の配線基板。
4. 【請求項４】 請求項１又は２記載の抵抗内蔵型の配線
   基板において、 絶縁体上に配線が抵抗体を介して接続されて設けられて
   いる構造を有する抵抗内蔵型の配線基板において、 前記抵抗内蔵型の配線基板が、ビルドアップ配線基板で
   あることを特徴とした抵抗内蔵型の配線基板。
5. 【請求項５】 請求項４記載の抵抗内蔵型の配線基板に
   おいて、 前記ビルドアップ配線基板の絶縁層が、フルオレン骨格
   を有するエポキシアクリレートであることを特徴とした
   抵抗内蔵型の配線基板。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の抵抗内
   蔵型の配線基板において、 前記窒化チタン薄膜からなる抵抗体が、複数層の絶縁体
   上のいずれか一つの絶縁体上又は複数の絶縁体上に配置
   されていることを特徴とした抵抗内蔵型の配線基板。
7. 【請求項７】 絶縁体上に窒化チタン薄膜を形成する工
   程と、 前記窒化チタン薄膜の上に不連続部分を有する配線を形
   成する工程と、 前記配線の不連続部分の前記窒化チタン薄膜を抵抗体に
   パターニングする工程とを有することを特徴とした抵抗
   内蔵型の配線基板の製造方法。
8. 【請求項８】 請求項７記載の抵抗内蔵型の配線基板の
   製造方法において、 前記窒化チタン薄膜に銅薄膜を形成する工程と、 この銅箔膜上に銅の配線を形成する工程と、 前記銅薄膜の一部を除去する工程とを有することを特徴
   とした抵抗内蔵型の配線基板の製造方法。
9. 【請求項９】 請求項８記載の抵抗内蔵型の配線基板の
   製造方法において、 前記窒化チタン薄膜と銅薄膜を、ともにスパッタリング
   により形成することを特徴とした抵抗内蔵型の配線基板
   の製造方法。
10. 【請求項１０】 請求項８又は９記載の抵抗内蔵型の配
    線基板の製造方法において、 前記銅の配線を形成する工程が、電気メッキ法であるこ
    とを特徴とした抵抗内蔵型の配線基板の製造方法。
11. 【請求項１１】 請求項８〜１０のいずれかに記載の抵
    抗内蔵型の配線基板の製造方法において、 前記銅の配線を形成する前に、レジスト膜を形成し、こ
    のレジスト膜をパターニングする工程を有することを特
    徴とした抵抗内蔵型の配線基板の製造方法。
12. 【請求項１２】 請求項７〜１１のいずれかに記載の抵
    抗内蔵型の配線基板の製造方法において、 前記窒化チタン薄膜のパターニングの際に、アンモニア
    と過酸化水素を含む水溶液で該窒化チタン薄膜をエッチ
    ングすることを特徴とした抵抗内蔵型の配線基板の製造
    方法。
13. 【請求項１３】 請求項７〜１２のいずれかに記載の抵
    抗内蔵型の配線基板の製造方法において、 前記窒化チタン薄膜形成がスパッタリングによるもので
    あり、かつ、そのときの基板温度を１５０℃以上とする
    ことを特徴とした抵抗内蔵型の配線基板の製造方法。