JP4453711B2 - 薄膜部品及び製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、コンデンサやコイルなどの電子素子が形成されてなる薄膜部品及びその製造方法に関する。
薄膜部品は内部に複数の電子素子を有しており、電子素子上には、素子全体を覆う保護樹脂膜が形成されている。薄膜部品の形成されたウェハをダイシングして、複数の薄膜部品に分離する場合、軟らかい樹脂膜と硬いセラミックス基板を同時に切断することになる。このような場合、樹脂と基板で剥離を生じたり、保護樹脂膜はダイシングの刃の目詰まりを生じ量産性の低下が生じてしまう。したがって、薄膜部品の端子電極は、端子電極本体上に所定の金属層を被覆してなるが、この端子電極は、予めウェハ上に薄膜部品を集積する段階で樹脂保護膜の外部に露出させることが好ましい。これにより、薄膜部品に分離する段階でセラミック基板のみを切断することが出来る為、量産性が向上すると共に、めっきにより形成する外部端子との接合面積が増大し、より確実な接合が可能となり、接合の信頼性が向上する。
このような薄膜部品は、例えば、下記特許文献１乃至３に記載されている。
特開２００２−３３５５９号公報
特開２００４−１７２３４８号公報
特開２００５−１０９４１０号公報
しかしながら、外部端子を樹脂保護膜の外部に露出させた場合においても、樹脂保護膜と端子電極本体との間で剥離が発生した。この原因を、本願発明者が鋭意研究したところ、酸性溶剤による洗浄工程において、樹脂保護層の下面と端子電極本体の上面間に形成された金属酸化物が溶解し、剥離が生じることが判明した。金属酸化物としてはＣｕ２Ｏ，ＣｕＯ等が挙げられる。この金属酸化物は、樹脂保護膜の形成前において、金属材料が自然酸化することにより形成されたものであるが、樹脂保護膜が加熱により硬化形成された場合には、さらに酸化が進行し、金属酸化物が多く形成され、剥離の十分な要因となる。また、完全な剥離は生じないものの、酸性溶剤による酸化物のエッチングによって、最終的に製造されたものの端子金属（外部端子）と樹脂保護膜との間に隙間が生じ、この隙間が後々の剥離の原因となる場合や、製品毎の電気特性にバラツキが生じる場合があり、信頼性に劣るものとなることとなる。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、信頼性の高い薄膜部品及びその製造方法を提供することを目的とする。
上述の課題を解決するため、本発明に係る薄膜部品は、基板上に電子素子が形成されてなる薄膜部品であって、前記基板上に設けられ前記電子素子に電気的に接続された端子電極本体と、前記電子素子を被覆し、前記端子電極本体の端部を露出するよう形成した樹脂層と、前記樹脂層の側面及び前記端子電極本体の前記樹脂層に対する露出面に渡り、前記端子電極本体と前記樹脂層との境界の、前記端子電極本体が前記樹脂層に対して露出した側の端部を被覆し、一端が前記端子電極本体の前記露出面の途中に位置する被覆層と、を備え、前記被覆層は、前記端子電極本体の酸化物のエッチング液に対するエッチング速度よりも、エッチング速度の遅い材料からなり、前記樹脂層は、前記端子電極本体上に形成された第１樹脂層であって、前記被覆層の他端が、この第１樹脂層の側面の途中に位置するように設けられた第１樹脂層と、前記第１樹脂層上に形成された第２樹脂層と、を備え、前記第２樹脂層における、前記端子電極本体の前記樹脂層に対する露出側の側面は、前記第１樹脂層における、前記端子電極本体の前記樹脂層に対する露出側の側面よりも、この薄膜部品の内側に位置しており、前記端子電極本体を被覆する金属層は、前記端子電極本体に露出面に接触し、前記被覆層の前記一端及び前記他端を覆い、前記第１樹脂層の上部の表面にまで延びて形成されていることを特徴とする
また、前記樹脂層は、２層以上の樹脂層からなることしてもよい。
また、前記樹脂層は、２層以上の樹脂層からなることしてもよい。
この構造の場合、端子電極本体の酸化物をエッチングする溶液に薄膜部品が晒される場合があっても、エッチング耐性の高い被覆層が境界を被覆しているので、樹脂層の剥離が抑制され、また、製品毎の電気特性のバラツキが抑制される。したがって、この薄膜部品は、信頼性に優れるものとなる。電子素子は絶縁層によって保護されており、端子電極本体と電子素子とは電気的に接続されているので、端子電極本体に電気信号を加えると、電子素子に電気信号を伝達することができる。
また、薄膜部品は、被覆層を被覆する金属層を更に備えていることが好ましい。この場合、金属層が外部に露出することになるので、配線などをこの金属層に電気的に接続することが可能となる。金属層としては、配線との接触性に優れ、酸化しにくい金属が好ましい。
好ましくは、端子電極本体はＣｕ又はＡｌを含む層からなり、被覆層はＣｒ又はＴｉを含む層からなる。また、好ましくは、金属層はＳｎ又はＡｕを含む層からなる。Ｃｕ（又はＡｌ）からなる端子電極本体は、酸化しやすく、銅酸化物は、酸性のエッチング液に対して大きなエッチング速度を有するが、Ｃｒ又はＴｉのエッチング速度は、銅酸化物のエッチング液よりも小さなエッチング速度を有する。Ｃｒは密着性に優れた金属であり、エッチング液の境界への侵入を十分に抑制する。Ｓｎ又はＡｕは酸化耐性の高い金属であるため、この薄膜部品を放置しておいてもＳｎ又はＡｕの表面は酸化されにくく、信頼性に優れることとなる。
また、端子電極本体の樹脂層による被覆領域と、樹脂層との間には、端子電極本体の酸化物が介在していることが好ましい。樹脂層と端子電極本体との間にある酸化物は、これらの層間密着性の向上に寄与する。
端子電極本体の基板から最も離れた露出面と、上記境界を含む樹脂層の側面との成す角度は鈍角であることが好ましい。すなわち、露出面と側面との間の角度が鈍角であるため、被覆層のステップカバレッジが向上する。したがって、信頼性の高い被覆となるため、更に部品の信頼性に優れることとなる。
また、端子電極本体の基板から最も離れた露出面と、基板の端子電極本体側の表面との間の距離は、端子電極本体の先端部に向かうに従って小さくなっており、被覆層は、露出面から基板の表面に至るまで延びていることが好ましい。この場合、被覆層が端子電極本体の先端部において端子電極本体の側面上を這う長さは、露出面が基板表面に平行な場合によりも短くなり、したがって、被覆層が当該側面において途切れる確率が低くなり、且つ、当該側面と基板表面の境界も被覆することになる。したがって、被覆層の特性が製品毎にばらつかず、また、当該側面と基板表面との境界も被覆層によって保護されることとなる。
基板は、セラミック基板上に平滑化用樹脂層または無機層を積層してなることが好ましい。セラミック基板は、絶縁性と剛性が比較的高い基板として知られているが、その表面に微小な凹凸が形成されている場合がある。その場合には凹凸を平坦化するため、セラミック基板上には平滑化用樹脂層または無機層を形成することが好ましい。樹脂を用いることで、より基板表面の凹凸が大きい場合であっても十分に平坦化可能であるので好ましい。また、この平滑化用樹脂層の熱膨張係数がセラミックよりも著しく大きい場合には、前記平坦化用樹脂層に加え更に無機層を上部に形成することにより、より剥離の影響を抑制した、より高信頼性の電子素子とすることが出来る。
また、電子素子上に形成される樹脂層の輪郭は、基板に垂直な方向からみて、角部が曲線で構成されていることが好ましく、樹脂層の角部と、その下地との間にかかる応力が低減され、樹脂層の剥離が抑制される。
また、本発明に係る薄膜部品の製造方法は、基板上に電子素子が形成されてなる薄膜部品の製造方法であって、電子素子に電気的に接続された端子電極本体を基板上に形成する工程と、電子素子を樹脂層で被覆する工程と、樹脂層をパターニングし、樹脂層に対して端子電極本体を外部に露出させる工程と、端子電極本体上に形成された端子電極本体の酸化物をスパッタエッチングする工程と、端子電極本体と樹脂層との境界を被覆層で被覆する工程と、被覆層が形成された薄膜部品中間体をエッチング液で洗浄する工程とを備え、被覆層は、端子電極本体の酸化物のエッチング液によるエッチング速度よりも、エッチング速度の遅い材料からなることを特徴とする。
この方法によれば、端子電極本体の酸化物をスパッタエッチングによって除去した後、上記境界上に被覆層で被覆してから、エッチングを行う。したがって、被覆層によって境界が被覆されているため、境界内へエッチング液侵入せず、樹脂層の剥離が抑制される。また、端子電極本体の酸化物は除去されているため、この上に金属層を形成した場合には、電気抵抗の低い接触が得られることなる。すなわち、薄膜部品の製造方法は、被覆層を被覆する金属層を更に形成する工程を備えることが好ましい。この方法では、信頼性の高い薄膜部品を製造することができる。
また、この製造方法においても、上述の理由から、端子電極本体はＣｕを含む層からなり、被覆層はＣｒ又はＴｉを含む層からなることが好ましい。また、金属層はＳｎ又はＡｕを含む層からなることが好ましい。
本発明の薄膜部品は信頼性が高く、本発明の製造方法は信頼性の高い薄膜部品を製造することが可能となる。
以下、具体的な一実施形態に係る薄膜部品及びその製造方法について説明する。なお、同一要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
図１は、薄膜部品１００の斜視図である。図９は、図１に示した薄膜部品１００のＩＩ−ＩＩ矢印断面図である。
本例の薄膜部品１００は３端子のフィルタであり、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）やＳｉＯ２などの絶縁材料を含んで形成された基板１の表面上に形成された３つの端子電極Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を備えている。基板１の表面上には複数の電子素子としてのキャパシタＣ１及びコイルＬ１が形成されており、これらの電子素子は保護用の２層の樹脂層９，９Ａによって被覆されている。この樹脂層９，９Ａは、１層の樹脂層からなることとしてよく、３層以上の樹脂層からなることとしてもよい。なお、ＸＹＺ三次元座標系において、基板１の表面はＸＹ平面に一致することとすると、樹脂層９，９Ａの厚み方向がＺ軸方向に一致する。
端子電極Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の構造は同一であり、内部に位置する端子電極本体８と、端子電極本体８の表面を被覆する金属層１１を備えている。端子電極本体８は、コイルＬ１及びキャパシタＣ１に電気的に接続されており、基板１上で樹脂層９，９Ａに対しては露出し、その側面から外部に突出している。すなわち、樹脂層９，９Ａによって端子電極本体８は被覆されていない。なお、電子素子は絶縁層９，９Ａによって保護されており、端子電極本体８と電子素子とは電気的に接続されているので、端子電極本体８に電気信号を加えると、電子素子に電気信号を伝達することができる。
端子電極本体８と、端子電極本体８と樹脂層９との境界Ａは被覆層１０によって被覆されている(図９参照）。
端子電極Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、コイルＬ１及びキャパシタＣ１からなるフィルタに電気的に接続されているが、本例のフィルタは端子電極Ｔ２を入力端子とし、端子電極Ｔ１を出力端子とし、端子電極Ｔ３をグランドに接続することで、ローパスフィルタとして機能させることができる。
フィルタとして使用する場合に、各端子の位置が必要になる場合がある。例えば、対称配置された２端子又は４端子フィルタの場合、各端子がいずれの端子電極であるのかを判別する必要がある。本例では、樹脂層９，９Ａを感光性のフォトレジストから構成することとし、その表面の重心からずれた位置上に識別標識Ｓをパターニングしてあり、各端子電極の区別が可能とされている。識別標識Ｓの形状は、各端子電極の区別が可能であれば、三角形、円形、四角形の他、樹脂層表面の重心を含んでパターンニングされた非対称図形であってもよい。この識別標識Ｓにより、製造・組立て時における部品の向きの判別プロセスを削減することができる。
なお、フィルタの構造としては、ローパスフィルタの他、ハイパスフィルタやバンドパスフィルタが知られており、樹脂層９内部に形成されるコイル及びキャパシタの数及び接続関係を適宜変更することで、これらを形成することができる。また、電子素子として抵抗を追加することも可能である。
樹脂層９，９Ａは、フォトリソグラフィ工程によってパターニングが可能な感光性ポリイミド等の感光性樹脂材料からなる。このように例えば主として非ノボラック系樹脂からなるもの、好ましくはネガ型の感光性材料（ネガ型フォトレジスト）、より具体的には、ポリイミド系樹脂（感光性ポリイミド）、エポキシ系樹脂（感光性エポキシ）、ノボラック系樹脂以外のフェノール樹脂、シリコーン系樹脂、等が挙げられ、アルミナ、フェライト等の無機材料を含んでいてもよい。その中でも感光性のポリイミド系樹脂を用いることが信頼性の点で最も好ましい。
樹脂層９，９Ａは、基板１の最外周から一定距離だけ内側に位置する領域内に形成されており、ダイシング等のチップ加工時にダメージを受けない構造となっている。更に９Ａは９よりもより薄膜部品の内側に配置されることで、金属層１１の形成領域を制御でき、金属層１１を形成する際に予想以上に広い範囲に形成されることによる電極端子間の短絡を防止することができる。それと同時に電子素子を保護する層がより増えることにより薄膜部品の信頼性も向上する。樹脂層９，９Ａの角部Ｒは、円弧としてのアールがつけられている。すなわち、樹脂層９，９Ａの輪郭は、基板１に垂直な方向（Ｚ軸）からみて、角部Ｒが曲線で構成されているおり、樹脂層９，９Ａの角部Ｒと、その下地との熱膨張係数に違いによって、これらの間にかかる応力が低減されている。これにより、樹脂層９、９Ａの剥離が抑制される。
また、樹脂層９内部の端子電極Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の各側面は、樹脂層９に接しているか、もしくは３方向の側面は樹脂層９に接しており、底面部分は基板に接している。本例では、保護用の樹脂層９，９Ａの形状をマスクデザインにより決定できるため、複雑な素子構造を被覆する形状にも対応することができる。また、樹脂層９，９Ａとして、スピンコートなどで厚み制御が容易な感光性樹脂を用いることで、これらの厚みを薄く制御することができ、部品の低背化を図ることができる。
図９を参照すると、被覆層１０は境界Ａを被覆しており、被覆層１０上を金属層１１が被覆している。金属層１１は、樹脂層９の上面から被覆層１０の表面上を通り、基板１の表面及び側面（ＹＺ平面）及び裏面（Ｚ軸負方向のＸＹ平面）に至るまで延びている。低背化された薄膜部品１００は、金属層１１を基板裏面上にまで延ばすことで、フリップチップボンディングなどの接続も可能となる。
すなわち、金属層１１は外部に露出しているので、配線などをこの金属層１１に電気的に接続することができる。金属層１１としては、配線との接触性に優れ、酸化しにくい金属が好ましい。金属層１１は、Ｃｕ層１１ａ、Ｃｕ／Ｃｒ層１１ｂ、Ｃｕ層１１ｃ、Ｎｉ層１１ｄ、Ｓｎ層１１ｅを順次積層してなる。Ｎｉ層１１ｄはＣｕ層１１ｃとＳｎ層１１ｅが反応しないように設けられている。また、Ｃｕ／Ｃｒ層１１ｂは、スパッタ法で形成されＣｒ層が内側に位置しており、Ｃｒ層の内側層と外側層との密着度を高めている。外側のＣｕ層１１ｃはめっき法によって形成されており、その厚みが内側のスパッタ法で形成されたＣｕ層よりも大きく設定されている。
ここで、被覆層１０は、端子電極本体８の酸化物のエッチング液に対するエッチング速度よりも、エッチング速度の遅い材料からなる。この構造の場合、端子電極本体８の酸化物をエッチングする溶液（塩酸、硫酸など）に薄膜部品１００が晒される場合があっても、エッチング耐性の高い被覆層１０が境界を被覆しているので、樹脂層９の剥離が抑制され、また、製品毎の電気特性のバラツキが抑制される。したがって、この薄膜部品１００は、信頼性に優れるものとなる。
薄膜部品１００の製造中或いは製造後においても、このようなエッチング液に部品が晒される場合がある。端子電極本体８と樹脂層９との間には、適当な温度条件によって、気体中の水分に晒される場合ある。このような水分は、周辺の金属又は気体中の適当な酸性原子を含み、長時間をかけて酸化物を腐食する液体となりえる。本発明の薄膜部品１００は、このような環境耐性にも優れている。
好ましくは、端子電極本体８はＣｕ（又はＡｌ）を含む層からなり、被覆層１０はＣｒ（又はＴｉ）を含む層からなる。好ましくは、金属層１１はＳｎ又はＡｕを含む層からなる。Ｃｕ（又はＡｌ）からなる端子電極本体８は、酸化しやすく、銅酸化物は、酸性のエッチング液に対して大きなエッチング速度を有するが、Ｃｒ（又はＴｉ）のエッチング速度は、銅酸化物のエッチング液よりも小さなエッチング速度を有する。Ｃｒは密着性に優れた金属であり、エッチング液が樹脂層９の端部と端子電極本体８との境界（境界線）であるＡから侵入することを十分に抑制することができるので好ましい。Ｓｎ又はＡｕは酸化耐性の高い金属であるため、この薄膜部品を放置しておいてもＳｎ又はＡｕの表面は酸化されにくく、配線接触の信頼性に優れることとなる。
また、端子電極本体８の樹脂層９による被覆領域と、樹脂層９との間には、端子電極本体９の酸化物８Ａが介在している。樹脂層９と端子電極本体８との間にある酸化物８Ａは、これらの間への水の侵入を抑制し、また、接触度の違いによる電気特性の製品毎のバラツキを抑制することができる。
なお、図２は、図９に示した断面の変形例に係る薄膜部品の断面図である。
この薄膜部品では、被覆層１０は、境界Ａを覆っているが、更に、樹脂層９の上面から基板１の表面まで延びている。この構造の場合、被覆層１０は端子電極本体８の表面を十分に保護すると共に、基板１と端子電極本体８との境界Ｂ（図３参照）も被覆している。
図３は、基板１、端子電極本体８及び樹脂層９の位置関係を模式的に示す図である。
端子電極本体８の基板１から最も離れた露出面８Ｓと、境界Ａを含む樹脂層９の側面９Ｓとの成す角度θは鈍角である。例えば、角度θは１２０度である。露出面８Ｓと側面９Ｓとの間の角度θが鈍角であるため、被覆層１０のステップカバレッジが向上する。したがって、信頼性の高い被覆となるため、更に部品の信頼性に優れることとなる。
また、端子電極本体８の基板１から最も離れた露出面８Ｓと、基板１の端子電極本体８側の表面１Ｓとの間の距離Ｚ０は、端子電極本体８の先端部に向かう（−Ｘ方向）に従って小さくなっており、被覆層１０は、露出面８Ｓから基板の表面１Ｓに至るまで延びていることが好ましい。この場合、被覆層１０が端子電極本体８の先端部において端子電極本体８の側面８Ｌ上を這う長さは、露出面８Ｓが基板表面１Ｓに平行な場合によりも短くなり、したがって、被覆層１０が側面８Ｌにおいて途切れる確率が低くなり、且つ、側面８Ｌと基板表面１Ｓの境界（境界線）Ｂも被覆することになる。したがって、被覆層１０の特性が製品毎にばらつかず、また、側面８Ｌと基板表面１Ｓとの境界Ｂも被覆層によって保護されることとなる。
なお、被覆層１０は、図４に示すように、基板１の裏面まで延びていてもよい。
図５は、図１に示した薄膜部品１００のＶ−Ｖ矢印断面図である。
同図にはキャパシタＣ１の一例が示されているが、キャパシタの構造としては種々のものが知られている。ここで、基板１は、セラミック基板１Ａ上に平滑化用樹脂層２ａと、無機絶縁層２ｂとを順次積層してなることとした。Ａｌ２Ｏ３などのセラミック基板１Ａは、絶縁性と剛性が比較的高い基板として知られているが、その表面に微小な凹凸が形成されている。凹凸を平坦化するため、セラミック基板１Ａ上には平滑化用樹脂層２ａを形成するが、この平滑化用樹脂層２ａは熱膨張係数がセラミックよりも大きく、平滑化用樹脂層２ａ上にキャパシタなどの電子素子や配線を形成した場合には、その熱膨張又は収縮によって、形成された電子素子や配線に応力がかかり、電子素子や配線が劣化する。
一方、平滑化樹脂層２ａ上に無機絶縁層２ｂを形成すると、その上に形成される電子素子や配線を基板から絶縁すると共に、平滑化樹脂層２ａの熱膨張又は収縮の電子素子や配線への影響を抑制する。したがって、無機絶縁層２ｂ上に形成される電子素子や配線にかかる応力を低減し、その信頼性を向上することができる。本例の無機絶縁層２ｂはＡｌ２Ｏ３からなる。また、平滑化樹脂層２ａ及び無機絶縁層２ｂは、絶縁性の基板平坦化層２を構成している。
キャパシタＣ１は、誘電体層５と基板１との間に介在する下部電極層４Ｃと、誘電体層５上に形成された上部電極層８Ｃを備えており、キャパシタ容量は絶縁体６の開口寸法で規定され、表面が保護用の絶縁層９によって被覆されている。なお、絶縁層９上には図１の絶縁層９Ａが形成されていてもよい。
図６は、上述の端子電極近傍を更に具体化した端子電極近傍の断面図である。
基板１の表面上には、誘電体層５とめっきシード層（Ｃｕ）３が形成されており、めっきシード層３上には下部電極（Ｃｕ）４が形成され、その上に絶縁層６が形成されている。下部電極４及び絶縁層６上には、上部電極めっきシード層（Ｃｕ）７が形成されており、この上に上部電極としての端子電極本体８が形成されている。なお、図１に示した絶縁層９Ａは形成しないでもよく、また、同図にはコイルＬ１の一部を構成する金属配線４Ｌが示されている。基板１は、セラミック基板１Ａと基板平坦化層２からなり、また、金属層１１は基板１の裏面までは延びておらず、その他の構成は上述の通りである。なお、金属層１１はハッチングを省略して示してある。
図７（ａ）は、図６に記載の構造を備えた薄膜部品１００の概略を示す平面図である。
本例では、２端子Ｔ１、Ｔ２を有するＬＣ回路が示されている。端子Ｔ１は、端子電極本体８を介して金属配線４Ｌを螺旋状に形成してなるコイルＬ１が接続され、コイルＬ１にはキャパシタＣ１が接続され、キャパシタＣ１は端子Ｔ２に接続されている。なお、保護用の樹脂層などは記載が省略されている。
この薄膜部品１００は、図７（ｂ）に示すように、ウェハＷからダイシングにより切り出されたチップＣ（ｍ，ｎ）から構成されている。チップ（ｍ，ｎ）はウェハＷ上にマトリックス状に複数形成され、その行方向はオリエンテーションフラットＯＦに平行である。
図８（ａ）は、図７（ａ）に示した薄膜部品１００のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢印断面図である。
右端の端子電極本体８とキャパシタＣ１の上部電極８Ｅは同一金属層から構成されている。また、左端の端子電極本体８は、コイルＬ１の金属配線４Ｌに電気的に接続されている。その他の構造は上述の通りである。
図８（ｂ）は、被覆層１０の形成前の薄膜部品の断面図である。この場合、酸性のエッチング液による洗浄工程において、境界Ａからエッチング液が内部に入り、酸化物８Ａがエッチングされてしまう。一方、被覆層１０を形成した場合、エッチング液が内部に入り込まないという利点がある。
次に、薄膜部品１００の製造方法について説明する。まず、電子素子に電気的に接続された端子電極本体８を基板上に形成する。次に、電子素子を樹脂層９で被覆する。さらに、樹脂層９をパターニングし、樹脂層９に対して端子電極本体８を外部に露出させる。端子電極本体８上に形成された端子電極本体８の酸化物８Ａを、スパッタ法を用いてエッチングする。
しかる後、端子電極本体８と樹脂層９との境界Ａを被覆層１０で被覆する。被覆層１０が形成された薄膜部品中間体を、上述のエッチング液で洗浄する。
この方法によれば、端子電極本体８の酸化物８Ａをスパッタエッチングによって除去した後、境界Ａ上に被覆層１０で被覆してから、エッチングを行う。したがって、境界Ａが被覆層１０によって被覆されているため、境界内へエッチング液が侵入せず、樹脂層９の剥離が抑制される。また、端子電極本体８の酸化物８Ａは除去されているため、この上に金属層１１を形成した場合には、電気抵抗の低い接触が得られることなる。すなわち、被覆層１０上には、金属層１１を更に形成する。この方法によれば、信頼性の高い薄膜部品１００を製造することができる。
詳細に説明すると、アルミナ等のセラミック製基板（以後ウェハ）に化学機械研磨（ＣＭＰ）等の平坦化処理を施した後に、下部電極めっきシード層３をスパッタ装置を用いて成膜する。めっきシード層３としては、基板１との密着層としてのＴｉやＣｒを介してＣｕが用いられる。
次に、下部電極配線４，４Ｌ，４Ｃを形成する為、ポジ型フォトレジストをスピンコートによりめっきシード層３上に塗布し、フォトマスクを用いて露光・現像を施すことでレジストパターンが形成される。
次に、シード層３に電気めっきを施すことで、フォトレジストが存在しない部分に下部電極層４，４Ｌ，４Ｃが形成される。電極材料としては、導電率や経済性の観点からＣｕが望ましい。使われる電子部品の周波数帯によって表皮厚みが異なる為、周波数帯に合わせて厚さを調整可能であるが、電極層の厚さとしては３〜１５ｕｍが望ましい。電気めっき後は、レジストパターンを剥離し、余分なめっきシード層３をウェットエッチング又はイオンミリングによって除去して、下部電極配線パターンが形成される。
続いて、下部電極配線パターン上に、誘電体膜５がウェハ全面に形成される。誘電体膜５の種類としては、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４，Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＺｒＯ２、ＮｂＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２，ＳｒＴｉＯ３等が用いられ、蒸着、スパッタ、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition)等の手法で形成される。
次に、キャパシタＣ１の開口寸法を規定し、かつコイルＬ１の線間・層間絶縁の役目を果たす絶縁樹脂層６を形成する。ポリイミドに代表される絶縁樹脂をスピンコートにより塗布した後に露光、現像、加熱を施して絶縁樹脂層６が形成される
次に、コイルＬ１の下部電極４Ｌと上部電極８Ｌを接続する箇所の絶縁層６、端子引出電極としての端子電極本体８に付着している誘電体膜５を除去する。これらに該当する部分のみ開口し、その他はレジストで被覆されたレジストパターンを作製した後に、ドライエッチングやイオンミリングの手法で余分な誘電体膜を除去する。
続いて、上部電極のめっきシード層７となるＣｕを、ＣｒやＴｉ等の密着層を介し、下部電極と同様にスパッタで形成する。次に上部電極の配線パターンに該当するレジストパターンを形成した後に、電気めっきを行い、レジスト剥離を行い、不用なめっきシード層を除去して、端子電極本体８としての上部電極配線パターンが形成される
続いて形成される封止用の樹脂層９には、ポリイミドに代表される感光性樹脂が使用される。感光性樹脂をスピンコートにより塗布した後に露光・現像によって端子引出し電極部としての端子電極本体８以外が被覆されたパターンを形成した後に、加熱硬化する。
なお、この後、実施例では、ウェハ全面にＣｒもしくはＴｉ、続いてＣｕをスパッタ成膜してめっきシード層を形成する。その際に、下地層との密着性を向上する為に、スパッタエッチを十分に行い、電極８層上の酸化層や絶縁樹脂層９上の吸着物を除去する。続いて、レジストパターンを形成後、電気めっきを行い、レジスト剥離、めっきシード層を除去して、端子電極保護層としての被覆層１０を形成する。
次に、ウェハ裏面を研削して所望の厚みに薄肉化し、ダイサーにより個片化される。個片化工程では素子に水がかかって引出電極表面は酸化し、有機物である研削液も付着する為、個片化した素子は酸で洗浄し、脱脂等の前処理工程を経て、側面端子電極が形成される。側面端子としての金属層１１は、メタルマスクを用いて、めっき下地層を形成した後にバレルめっきする事で形成される。
なお、比較例として、被覆層１０を形成しないで薄膜部品を形成した。
比較例にて作成した素子を８５℃、８５％の恒温恒湿層に１６８時間放置したところ、端子部から水分が浸入して配線層が変色し、半数の素子について配線層の変色が見られ、特性が劣化する事が判明した。側面端子形成前の酸洗浄において、酸化膜が溶解し、この界面にて微小な空隙が生じた結果、信頼性試験中に当該の空隙から水分が浸入し、素子の特性を劣化させたものと考えられる。一方、実施例に係る薄膜部品では、このような劣化は見られなかった。
１・・・基板、９・・・樹脂層、８・・・端子電極本体、１０・・・被覆層、１１・・・金属層。
Claims (5)
- 基板上に電子素子が形成されてなる薄膜部品であって、
前記基板上に設けられ前記電子素子に電気的に接続された端子電極本体と、
前記電子素子を被覆し、前記端子電極本体の端部を露出するよう形成した樹脂層と、
前記樹脂層の側面及び前記端子電極本体の前記樹脂層に対する露出面に渡り、前記端子電極本体と前記樹脂層との境界の、前記端子電極本体が前記樹脂層に対して露出した側の端部を被覆し、一端が前記端子電極本体の前記露出面の途中に位置する被覆層と、
を備え、
前記被覆層は、前記端子電極本体の酸化物のエッチング液に対するエッチング速度よりも、エッチング速度の遅い材料からなり、
前記樹脂層は、
前記端子電極本体上に形成された第１樹脂層であって、前記被覆層の他端が、この第１樹脂層の側面の途中に位置するように設けられた第１樹脂層と、
前記第１樹脂層上に形成された第２樹脂層と、
を備え、
前記第２樹脂層における、前記端子電極本体の前記樹脂層に対する露出側の側面は、前記第１樹脂層における、前記端子電極本体の前記樹脂層に対する露出側の側面よりも、この薄膜部品の内側に位置しており、
前記端子電極本体を被覆する金属層は、前記端子電極本体の露出面に接触し、前記被覆層の前記一端及び前記他端を覆い、前記第１樹脂層の上部の表面にまで延びて形成されている、
ることを特徴とする薄膜部品。 - 前記端子電極本体の前記樹脂層による被覆領域と、前記樹脂層との間には、前記端子電極本体の酸化物が介在していることを特徴とする請求項１に記載の薄膜部品。
- 前記端子電極本体の前記基板から最も離れた露出面と、前記境界を含む前記樹脂層の側面との成す角度は鈍角であることを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜部品。
- 前記端子電極本体はＣｕ又はＡｌを含む層からなり、
前記被覆層はＣｒ又はＴｉを含む層からなる、
ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜部品。 - 前記樹脂層の輪郭は、前記基板に垂直な方向からみて、角部が曲線で構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の薄膜部品。
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