JPH06227871A - 薄膜積層セラミックス基板の製造方法 - Google Patents
薄膜積層セラミックス基板の製造方法Info
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- JPH06227871A JPH06227871A JP1640993A JP1640993A JPH06227871A JP H06227871 A JPH06227871 A JP H06227871A JP 1640993 A JP1640993 A JP 1640993A JP 1640993 A JP1640993 A JP 1640993A JP H06227871 A JPH06227871 A JP H06227871A
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
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- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/52—Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
- H05K3/14—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using spraying techniques to apply the conductive material, e.g. vapour evaporation
- H05K3/146—By vapour deposition
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- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 セラミックス基板の上に金属薄膜を複数層形
成する薄膜積層セラミックス基板の製造方法において、
前記複数層の金属薄膜のうち少なくとも第１層目の金属
薄膜を化学蒸着法により形成する薄膜積層セラミックス
基板の製造方法。 【効果】 セラミックス基板の表面全体を極めて良好に
金属薄膜で被覆することができ、そのため上層の金属薄
膜やメッキ膜も被覆性が良好になり、その結果、セラミ
ックス基板と薄膜積層体とが強固に結合し、膜密着強度
の高い薄膜積層セラミックス基板を形成することができ
る。
成する薄膜積層セラミックス基板の製造方法において、
前記複数層の金属薄膜のうち少なくとも第１層目の金属
薄膜を化学蒸着法により形成する薄膜積層セラミックス
基板の製造方法。 【効果】 セラミックス基板の表面全体を極めて良好に
金属薄膜で被覆することができ、そのため上層の金属薄
膜やメッキ膜も被覆性が良好になり、その結果、セラミ
ックス基板と薄膜積層体とが強固に結合し、膜密着強度
の高い薄膜積層セラミックス基板を形成することができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は薄膜積層セラミックス基
板の製造方法に関し、より詳細には強固で優れた膜密着
強度を有し、ＩＣパッケージ等に利用される薄膜積層セ
ラミックス基板の製造方法に関する。
板の製造方法に関し、より詳細には強固で優れた膜密着
強度を有し、ＩＣパッケージ等に利用される薄膜積層セ
ラミックス基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】セラミックスは耐熱性、熱衝撃性、破壊
強度、絶縁性等に優れた特性を有し、厳しい環境下で使
用される部材として最適なものであるため、多種多様な
分野で使用されている。半導体産業の分野においても、
ＩＣあるいはＬＳＩのパッケージ等として、種々の材料
からなるセラミックスが使用されている。
強度、絶縁性等に優れた特性を有し、厳しい環境下で使
用される部材として最適なものであるため、多種多様な
分野で使用されている。半導体産業の分野においても、
ＩＣあるいはＬＳＩのパッケージ等として、種々の材料
からなるセラミックスが使用されている。
【０００３】通常、これらのセラミックスパッケージ
は、セラミックスの原料である種々の酸化物粉末等を用
いて作製されたグリーンシート上に配線等を印刷した
後、該グリーンシートを積層、焼成する、いわゆる同時
焼成法により製造される。
は、セラミックスの原料である種々の酸化物粉末等を用
いて作製されたグリーンシート上に配線等を印刷した
後、該グリーンシートを積層、焼成する、いわゆる同時
焼成法により製造される。
【０００４】しかし、セラミックスパッケージの最表層
の配線回路の形成方法及び配線に用いられる配線材料
は、ＬＳＩ等の実装方法により大きく異なる。
の配線回路の形成方法及び配線に用いられる配線材料
は、ＬＳＩ等の実装方法により大きく異なる。
【０００５】すなわち、最も一般的な実装方法であるワ
イヤーボンディング法の場合、セラミックスパッケージ
の最表層に形成されるワイヤーボンディングパッドの間
隔はたかだか数百μｍであり、前記ワイヤーボンディン
グパッド等を印刷した後に焼結させることにより該ワイ
ヤーボンディングパッド等が収縮してもほとんど問題な
く、Ｗ等を配線材料に用いて上記した同時焼成法により
セラミックスパッケージ上のボンディングパッド及び回
路配線を形成することができる。
イヤーボンディング法の場合、セラミックスパッケージ
の最表層に形成されるワイヤーボンディングパッドの間
隔はたかだか数百μｍであり、前記ワイヤーボンディン
グパッド等を印刷した後に焼結させることにより該ワイ
ヤーボンディングパッド等が収縮してもほとんど問題な
く、Ｗ等を配線材料に用いて上記した同時焼成法により
セラミックスパッケージ上のボンディングパッド及び回
路配線を形成することができる。
【０００６】しかし、より高密度なＬＳＩ等の実装方法
であるＴＡＢ( Tape Automated Bonding )法やフリップ
チップボンディング法では、ＬＳＩ接続用ボンディング
パッドの間隔が５０μｍ前後とかなり狭くなり、パッケ
ージ製造時に０．３％以下の寸法誤差精度が要求され
る。従って、前記した同時焼成法によりＴＡＢ法やフリ
ップチップボンディング法接続用の最表層のボンディン
グパッド等を形成するのは難しい。
であるＴＡＢ( Tape Automated Bonding )法やフリップ
チップボンディング法では、ＬＳＩ接続用ボンディング
パッドの間隔が５０μｍ前後とかなり狭くなり、パッケ
ージ製造時に０．３％以下の寸法誤差精度が要求され
る。従って、前記した同時焼成法によりＴＡＢ法やフリ
ップチップボンディング法接続用の最表層のボンディン
グパッド等を形成するのは難しい。
【０００７】そこで、ＴＡＢ法やフリップチップボンデ
ィング法用のセラミックスパッケージの最表層のボンデ
ィングパッド等を形成する方法としては、厚膜印刷法や
薄膜法が用いられている。
ィング法用のセラミックスパッケージの最表層のボンデ
ィングパッド等を形成する方法としては、厚膜印刷法や
薄膜法が用いられている。
【０００８】前記厚膜印刷法は、導体粒子を有機ビヒク
ル中に分散させた導体ペーストをメッシュスクリーンを
通してセラミックス基板に印刷した後に、ケミカルエッ
チングにより配線パターンを形成し、その後焼成するこ
とによりセラミックス基板に焼き付ける方法である。
ル中に分散させた導体ペーストをメッシュスクリーンを
通してセラミックス基板に印刷した後に、ケミカルエッ
チングにより配線パターンを形成し、その後焼成するこ
とによりセラミックス基板に焼き付ける方法である。
【０００９】前記厚膜法は、配線層の形成方法が簡易で
あるため生産性には優れるが、高精度の微細配線パター
ンを形成することは難しいという問題点がある。
あるため生産性には優れるが、高精度の微細配線パター
ンを形成することは難しいという問題点がある。
【００１０】次に前記薄膜法は、セラミックス基板上に
物理蒸着法により金属薄膜を蒸着させた後、フォトリソ
グラフ法により配線パターンを形成する方法であり、通
常金属薄膜は複数の薄膜から構成される。前記薄膜を形
成する物理蒸着法としては、通常スパッタリング法又は
真空蒸着法が使用されている。
物理蒸着法により金属薄膜を蒸着させた後、フォトリソ
グラフ法により配線パターンを形成する方法であり、通
常金属薄膜は複数の薄膜から構成される。前記薄膜を形
成する物理蒸着法としては、通常スパッタリング法又は
真空蒸着法が使用されている。
【００１１】例えばスパッタリング法による薄膜積層体
の形成は、以下のように行う。まず、通常薄膜を形成し
ようとする金属からなるスパッタリング用のターゲット
を真空装置内の陰極にセットし、一方陽極上には薄膜形
成の対称となるセラミックス基板を設置する。次に、一
旦系内を高真空に排気した後、Ａｒ等の前記ターゲット
をスパッタするためのガスを導入して両極間に高周波を
印加し、セラミックス基板上に金属薄膜を堆積させ、前
記操作を繰り返すことにより数種類の薄膜を積層する。
の形成は、以下のように行う。まず、通常薄膜を形成し
ようとする金属からなるスパッタリング用のターゲット
を真空装置内の陰極にセットし、一方陽極上には薄膜形
成の対称となるセラミックス基板を設置する。次に、一
旦系内を高真空に排気した後、Ａｒ等の前記ターゲット
をスパッタするためのガスを導入して両極間に高周波を
印加し、セラミックス基板上に金属薄膜を堆積させ、前
記操作を繰り返すことにより数種類の薄膜を積層する。
【００１２】前記薄膜法は、このようにスパッタリング
装置又は真空蒸着装置を用いて、物理蒸着法により高真
空下で金属薄膜を基板上に堆積させるため、生産性は厚
膜印刷法に劣るものの、数十ｎｍ単位の膜厚の制御が
容易にできる、各種の金属薄膜を連続して堆積させる
ことができる、フォトリソグラフ法により配線パター
ンを形成する際にもフォトマスクと基板上の配線パター
ンとのパターン変換差を数μｍ以下に抑えることができ
る、配線パターンのアンダーカットが少ない、等の多
くの利点を有し、高精度の微細配線パターンを形成する
には最も適した方法である。
装置又は真空蒸着装置を用いて、物理蒸着法により高真
空下で金属薄膜を基板上に堆積させるため、生産性は厚
膜印刷法に劣るものの、数十ｎｍ単位の膜厚の制御が
容易にできる、各種の金属薄膜を連続して堆積させる
ことができる、フォトリソグラフ法により配線パター
ンを形成する際にもフォトマスクと基板上の配線パター
ンとのパターン変換差を数μｍ以下に抑えることができ
る、配線パターンのアンダーカットが少ない、等の多
くの利点を有し、高精度の微細配線パターンを形成する
には最も適した方法である。
【００１３】次に、このようにしてセラミックス基板上
に形成され、ＴＡＢ法やフリップチップボンディング法
用のセラミックスパッケージの最表層の配線等として利
用されている金属薄膜積層体の模式的断面図を図６に示
す。図中、１２はセラミックス基板を示しており、セラ
ミックス基板１２の表面にＴｉ等からなる第１金属薄膜
層６３、この第１金属金属薄膜層６３の上にＭｏ、Ｎｉ
等からなる第２金属薄膜層６４、この第２金属薄膜層６
４の上にＡｇ、Ｃｕ等からなる第３金属薄膜層６５が形
成され、さらに最表層としてＣｕ等の電解メッキによる
メッキ膜層６６が形成され、これら第１金属薄膜層６
３、第２金属薄膜層６４、第３金属薄膜層６５及びメッ
キ膜層６６により金属薄膜積層体６７が形成され、これ
ら金属薄膜積層体６７とセラミックス基板１２とにより
金属薄膜積層セラミックス基板６１が構成されている。
なお、セラミックス基板１２は、その内部に多層配線が
形成された多層配線基板である場合も含んでいる。
に形成され、ＴＡＢ法やフリップチップボンディング法
用のセラミックスパッケージの最表層の配線等として利
用されている金属薄膜積層体の模式的断面図を図６に示
す。図中、１２はセラミックス基板を示しており、セラ
ミックス基板１２の表面にＴｉ等からなる第１金属薄膜
層６３、この第１金属金属薄膜層６３の上にＭｏ、Ｎｉ
等からなる第２金属薄膜層６４、この第２金属薄膜層６
４の上にＡｇ、Ｃｕ等からなる第３金属薄膜層６５が形
成され、さらに最表層としてＣｕ等の電解メッキによる
メッキ膜層６６が形成され、これら第１金属薄膜層６
３、第２金属薄膜層６４、第３金属薄膜層６５及びメッ
キ膜層６６により金属薄膜積層体６７が形成され、これ
ら金属薄膜積層体６７とセラミックス基板１２とにより
金属薄膜積層セラミックス基板６１が構成されている。
なお、セラミックス基板１２は、その内部に多層配線が
形成された多層配線基板である場合も含んでいる。
【００１４】この金属薄膜積層セラミックス基板６１に
おいて、第１金属薄膜層６３はセラミックス基板１２と
の接合層として機能し、第２金属薄膜層６４は第１金属
薄膜層６３を形成する金属が上方に拡散するのを防ぐバ
リア層として機能し、第３金属薄膜層６５はメッキの下
地層として機能する。
おいて、第１金属薄膜層６３はセラミックス基板１２と
の接合層として機能し、第２金属薄膜層６４は第１金属
薄膜層６３を形成する金属が上方に拡散するのを防ぐバ
リア層として機能し、第３金属薄膜層６５はメッキの下
地層として機能する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】このようにスパッタリ
ング法等の物理蒸着法を用いてセラミックス基板１２の
最表層に微細配線パターンを形成した際に問題となるの
は、セラミックス基板１２上の薄膜積層体６７とセラミ
ックス基板１２との密着性である。
ング法等の物理蒸着法を用いてセラミックス基板１２の
最表層に微細配線パターンを形成した際に問題となるの
は、セラミックス基板１２上の薄膜積層体６７とセラミ
ックス基板１２との密着性である。
【００１６】図７は、セラミックス基板１２の表面に金
属薄膜を物理蒸着法により形成した際のセラミックス基
板１２の表層部における断面を示す模式的断面図であ
り、図中、７１はセラミックス基板表面である。通常セ
ラミックス基板表面７１は、微視的には焼結粒子７２の
集合体により形成されており、かなりの凹凸がある。ま
た、セラミックス基板表面７１には、ポア７３と呼ばれ
る凹形状の穴が存在する。物理蒸着法によって金属薄膜
７４を堆積させる際は、通常真空度が１０-3〜１０-6Ｔ
ｏｒｒと高く、真空中における蒸発原子又は分子等の平
均自由行程が比較的長いため、凹凸やポア７３の存在す
るセラミックス基板表面７１を蒸発原子が均一に被覆せ
ず、セラミックス基板表面７１の凸部に主として金属薄
膜７４が形成され、ポア７３の内部には金属薄膜７４が
形成されにくいという問題が生じる。
属薄膜を物理蒸着法により形成した際のセラミックス基
板１２の表層部における断面を示す模式的断面図であ
り、図中、７１はセラミックス基板表面である。通常セ
ラミックス基板表面７１は、微視的には焼結粒子７２の
集合体により形成されており、かなりの凹凸がある。ま
た、セラミックス基板表面７１には、ポア７３と呼ばれ
る凹形状の穴が存在する。物理蒸着法によって金属薄膜
７４を堆積させる際は、通常真空度が１０-3〜１０-6Ｔ
ｏｒｒと高く、真空中における蒸発原子又は分子等の平
均自由行程が比較的長いため、凹凸やポア７３の存在す
るセラミックス基板表面７１を蒸発原子が均一に被覆せ
ず、セラミックス基板表面７１の凸部に主として金属薄
膜７４が形成され、ポア７３の内部には金属薄膜７４が
形成されにくいという問題が生じる。
【００１７】このように物理蒸着法によると、セラミッ
クス基板表面７１に均一に金属薄膜７４が形成されず、
金属薄膜７４が形成されない箇所が発生するため、物理
蒸着の後に金属薄膜７４の上にメッキ膜を形成した際に
も、メッキ膜が形成されない箇所が発生し、この箇所を
中心にして膜全体がセラミックス基板表面７１から剥離
しやすくなるという課題があった。
クス基板表面７１に均一に金属薄膜７４が形成されず、
金属薄膜７４が形成されない箇所が発生するため、物理
蒸着の後に金属薄膜７４の上にメッキ膜を形成した際に
も、メッキ膜が形成されない箇所が発生し、この箇所を
中心にして膜全体がセラミックス基板表面７１から剥離
しやすくなるという課題があった。
【００１８】本発明はこのような課題に鑑みなされたも
のであり、上記したセラミックス基板上の金属薄膜の被
覆性を改善することにより、セラミックス基板と高い膜
密着強度を有する薄膜を形成することのできる薄膜積層
セラミックス基板の製造方法を提供することを目的とし
ている。
のであり、上記したセラミックス基板上の金属薄膜の被
覆性を改善することにより、セラミックス基板と高い膜
密着強度を有する薄膜を形成することのできる薄膜積層
セラミックス基板の製造方法を提供することを目的とし
ている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る薄膜積層セラミックス基板の製造方法
は、セラミックス基板の上に金属薄膜を複数層形成する
薄膜積層セラミックス基板の製造方法において、前記複
数層の金属薄膜のうち少なくとも第１層目の金属薄膜を
化学蒸着法により形成することを特徴としている。
に本発明に係る薄膜積層セラミックス基板の製造方法
は、セラミックス基板の上に金属薄膜を複数層形成する
薄膜積層セラミックス基板の製造方法において、前記複
数層の金属薄膜のうち少なくとも第１層目の金属薄膜を
化学蒸着法により形成することを特徴としている。
【００２０】以下、本発明を図面に基づいて説明する。
図１は、セラミックス基板の表面に金属薄膜を化学蒸着
（ＣＶＤ；Chemical Vapor Deposition）法により形成
した際のセラミックス基板１２の断面を示す模式的断面
図であり、図中、２１はセラミックス基板表面である。
化学蒸着法によって金属薄膜２４を堆積させる場合は、
通常真空度が数Ｔｏｒｒと、物理蒸着法と比較すると１
０3 〜１０6 倍もその圧力が高く、装置内に導入された
分子、原子あるいはラジカル等の平均自由行程が短いた
め、焼結粒子２２による凹凸やポア２３の存在するセラ
ミックス基板表面２１にも前記分子等が比較的容易に入
り込み、セラミックス基板表面２１の被覆性が大幅に改
善される。
図１は、セラミックス基板の表面に金属薄膜を化学蒸着
（ＣＶＤ；Chemical Vapor Deposition）法により形成
した際のセラミックス基板１２の断面を示す模式的断面
図であり、図中、２１はセラミックス基板表面である。
化学蒸着法によって金属薄膜２４を堆積させる場合は、
通常真空度が数Ｔｏｒｒと、物理蒸着法と比較すると１
０3 〜１０6 倍もその圧力が高く、装置内に導入された
分子、原子あるいはラジカル等の平均自由行程が短いた
め、焼結粒子２２による凹凸やポア２３の存在するセラ
ミックス基板表面２１にも前記分子等が比較的容易に入
り込み、セラミックス基板表面２１の被覆性が大幅に改
善される。
【００２１】このように化学蒸着法によると、セラミッ
クス基板表面２１に均一に金属薄膜２４が形成されるた
め、セラミックス基板１２と前記化学蒸着法により形成
された金属薄膜２４の密着強度が高くなる。また薄膜を
複数層形成した場合にも薄膜積層体全体としての膜密着
強度に優れる。
クス基板表面２１に均一に金属薄膜２４が形成されるた
め、セラミックス基板１２と前記化学蒸着法により形成
された金属薄膜２４の密着強度が高くなる。また薄膜を
複数層形成した場合にも薄膜積層体全体としての膜密着
強度に優れる。
【００２２】本発明で用いられる化学蒸着法としては、
例えばＤＣ電力を利用したプラズマＣＶＤ法、ラジオ波
（ＲＦ）を利用したプラズマＣＶＤ法、マイクロ波を利
用したプラズマＣＶＤ法、電子サイクロトロン共鳴を利
用したプラズマＣＶＤ法等のプラズマＣＶＤ法、気相中
で化合物を熱分解するか又は各原料を加熱下に反応させ
て基板上に堆積させる熱ＣＶＤ法、あるいは反応性に富
むガスを供給しながらスパッタリングや真空蒸着を行う
反応性スパッタリング法や反応性蒸着法等が挙げられ、
そのなかでも、基板の温度を比較的低温に保つことがで
き、比較的低圧で容易に金属薄膜を形成することができ
る等の利点を有するラジオ波（ＲＦ）を利用したプラズ
マＣＶＤ法（以下、ＰＥ（Plasma Enhanced)−ＣＶＤ法
と記す）又は電子サイクロトロン共鳴を利用したプラズ
マＣＶＤ法（以下、ＥＣＲ(Electron Cyclotron Resona
nce)−ＣＶＤ法と記す）が好ましい。
例えばＤＣ電力を利用したプラズマＣＶＤ法、ラジオ波
（ＲＦ）を利用したプラズマＣＶＤ法、マイクロ波を利
用したプラズマＣＶＤ法、電子サイクロトロン共鳴を利
用したプラズマＣＶＤ法等のプラズマＣＶＤ法、気相中
で化合物を熱分解するか又は各原料を加熱下に反応させ
て基板上に堆積させる熱ＣＶＤ法、あるいは反応性に富
むガスを供給しながらスパッタリングや真空蒸着を行う
反応性スパッタリング法や反応性蒸着法等が挙げられ、
そのなかでも、基板の温度を比較的低温に保つことがで
き、比較的低圧で容易に金属薄膜を形成することができ
る等の利点を有するラジオ波（ＲＦ）を利用したプラズ
マＣＶＤ法（以下、ＰＥ（Plasma Enhanced)−ＣＶＤ法
と記す）又は電子サイクロトロン共鳴を利用したプラズ
マＣＶＤ法（以下、ＥＣＲ(Electron Cyclotron Resona
nce)−ＣＶＤ法と記す）が好ましい。
【００２３】以下、ＰＥ−ＣＶＤ法及びＥＣＲ−ＣＶＤ
法による薄膜の形成方法について詳細に説明する。
法による薄膜の形成方法について詳細に説明する。
【００２４】まず、ＰＥ−ＣＶＤ法を用いた薄膜の形成
方法について説明する。
方法について説明する。
【００２５】図２は、ＰＥ−ＣＶＤ法に用いられる装置
の一例を示す模式的断面図であり、図中４１はプラズマ
反応室を示している。プラズマ反応室４１の上部壁には
絶縁体４２を介してＲＦ電極４３が設置され、ＲＦ電極
４３と対抗する位置にセラミックス基板４０を載置する
ための試料台４４が配設されている。ＲＦ電極４３には
マッチングボックス４５を経由してＲＦ電源４６が接続
されており、試料台４４にはヒータ４７が埋設されてい
る。またプラズマ反応室４１の左側壁部には反応ガス導
入口４８、プラズマ反応室４１の右側壁部にはメカニカ
ルブースターポンプ（図示せず）に連なる反応ガス排出
口４９が形成されており、さらにプラズマ反応室４１の
下部壁には真空排気を行うための排気装置（図示せず）
に接続される主排気口５０が形成されている。
の一例を示す模式的断面図であり、図中４１はプラズマ
反応室を示している。プラズマ反応室４１の上部壁には
絶縁体４２を介してＲＦ電極４３が設置され、ＲＦ電極
４３と対抗する位置にセラミックス基板４０を載置する
ための試料台４４が配設されている。ＲＦ電極４３には
マッチングボックス４５を経由してＲＦ電源４６が接続
されており、試料台４４にはヒータ４７が埋設されてい
る。またプラズマ反応室４１の左側壁部には反応ガス導
入口４８、プラズマ反応室４１の右側壁部にはメカニカ
ルブースターポンプ（図示せず）に連なる反応ガス排出
口４９が形成されており、さらにプラズマ反応室４１の
下部壁には真空排気を行うための排気装置（図示せず）
に接続される主排気口５０が形成されている。
【００２６】また図中４８ｇは原料ガスボンベ（図示せ
ず）に連なる反応ガス供給系、４９ｇはメカニカルブー
スターポンプ（図示せず）に連なる反応ガス排出系、５
０ｇは主排気系をそれぞれ示している。
ず）に連なる反応ガス供給系、４９ｇはメカニカルブー
スターポンプ（図示せず）に連なる反応ガス排出系、５
０ｇは主排気系をそれぞれ示している。
【００２７】このように構成されたＰＥ−ＣＶＤ装置を
用いてセラミックス基板４０上に金属薄膜を形成する方
法について説明すると、まずプラズマ反応室４１中の試
料台４４にセラミックス基板４０を載置した後、主排気
系５０ｇを使用してプラズマ反応室４１内を１０-6Ｔｏ
ｒｒ程度まで真空排気する。次に反応ガス排出系４９ｇ
により排気しながら、所要のガス圧力が得られるように
金属原子を含有するガス等を供給し、ＲＦ電源４６よ
り、例えば１３．５６ＭＨｚのＲＦ電力を印加し、プラ
ズマを生成させる。この際、例えばＴｉＣｌ4 のような
分解性のガスを供給した場合には、分解反応が進行して
セラミックス基板４０上にＴｉ等の金属膜が形成され
る。また例えばＴｉＣｌ4 と窒素のような反応性の混合
ガスを供給した場合には、ＴｉＮx 等の金属を含有する
化合物の膜が形成される。さらに２種以上の分解性混合
ガスを供給した場合には、数種類の元素を含有する合金
の膜が形成される。
用いてセラミックス基板４０上に金属薄膜を形成する方
法について説明すると、まずプラズマ反応室４１中の試
料台４４にセラミックス基板４０を載置した後、主排気
系５０ｇを使用してプラズマ反応室４１内を１０-6Ｔｏ
ｒｒ程度まで真空排気する。次に反応ガス排出系４９ｇ
により排気しながら、所要のガス圧力が得られるように
金属原子を含有するガス等を供給し、ＲＦ電源４６よ
り、例えば１３．５６ＭＨｚのＲＦ電力を印加し、プラ
ズマを生成させる。この際、例えばＴｉＣｌ4 のような
分解性のガスを供給した場合には、分解反応が進行して
セラミックス基板４０上にＴｉ等の金属膜が形成され
る。また例えばＴｉＣｌ4 と窒素のような反応性の混合
ガスを供給した場合には、ＴｉＮx 等の金属を含有する
化合物の膜が形成される。さらに２種以上の分解性混合
ガスを供給した場合には、数種類の元素を含有する合金
の膜が形成される。
【００２８】また、より緻密で密着性に優れる薄膜を得
るためには、試料台４４に埋設されたヒータ４７を用い
て加熱しながら薄膜を形成する方法を採用するのが好ま
しい。この場合のセラミックス基板の温度は、３００℃
前後が好ましい。
るためには、試料台４４に埋設されたヒータ４７を用い
て加熱しながら薄膜を形成する方法を採用するのが好ま
しい。この場合のセラミックス基板の温度は、３００℃
前後が好ましい。
【００２９】つぎに、ＥＣＲ−ＣＶＤ法を用いた薄膜の
形成方法について説明する。図３は、ＥＣＲ−ＣＶＤ法
に用いられる装置を示す模式的断面図であり、図中５１
はプラズマ生成室を示している。プラズマ生成室５１の
周壁は２重構造に構成されており、その内部には冷却水
の流通室５１ａが形成され、また上部壁中央には石英ガ
ラス板５１ｂにより封止されたマイクロ波導入口５１ｃ
が形成され、さらに下部壁中央にはマイクロ波導入口５
１ｃと対向する位置にプラズマ引き出し窓５１ｄが形成
されている。マイクロ波導入口５１ｃには他端がマイク
ロ波発振器（図示せず）に接続された導波管５２の一端
が接続され、またプラズマ引き出し窓５１ｄに臨ませて
試料室５３が配設されている。さらにプラズマ生成室５
１及びこれに接続された導波管５２の一端部にわたって
これらを囲繞する態様でこれらと同心状に励磁コイル５
４が配設されている。
形成方法について説明する。図３は、ＥＣＲ−ＣＶＤ法
に用いられる装置を示す模式的断面図であり、図中５１
はプラズマ生成室を示している。プラズマ生成室５１の
周壁は２重構造に構成されており、その内部には冷却水
の流通室５１ａが形成され、また上部壁中央には石英ガ
ラス板５１ｂにより封止されたマイクロ波導入口５１ｃ
が形成され、さらに下部壁中央にはマイクロ波導入口５
１ｃと対向する位置にプラズマ引き出し窓５１ｄが形成
されている。マイクロ波導入口５１ｃには他端がマイク
ロ波発振器（図示せず）に接続された導波管５２の一端
が接続され、またプラズマ引き出し窓５１ｄに臨ませて
試料室５３が配設されている。さらにプラズマ生成室５
１及びこれに接続された導波管５２の一端部にわたって
これらを囲繞する態様でこれらと同心状に励磁コイル５
４が配設されている。
【００３０】一方試料室５３内にはプラズマ引き出し窓
５１ｄと対向する位置にセラミックス基板５５等の試料
を載置するための試料台５７が配設されており、試料台
５７にはセラミックス基板５５等を加熱するためのヒー
タ５６が埋設されている。また試料室５３の下部壁に
は、図示しない排気装置に接続される排気口５３ａが形
成されている。
５１ｄと対向する位置にセラミックス基板５５等の試料
を載置するための試料台５７が配設されており、試料台
５７にはセラミックス基板５５等を加熱するためのヒー
タ５６が埋設されている。また試料室５３の下部壁に
は、図示しない排気装置に接続される排気口５３ａが形
成されている。
【００３１】また図中５１ｇはプラズマ生成室５１に連
なる反応ガス供給系を示しており、５３ｇは試料室５３
に連なる反応ガス供給系を示しており、５１ｈ、５１ｉ
は冷却水の供給系、排出系を示している。
なる反応ガス供給系を示しており、５３ｇは試料室５３
に連なる反応ガス供給系を示しており、５１ｈ、５１ｉ
は冷却水の供給系、排出系を示している。
【００３２】このように構成されたＥＣＲ−ＣＶＤ装置
を用いて化学蒸着を行う場合、プラズマ生成室５１及び
試料室５３内を所定の真空度に設定した後、プラズマ生
成室５１内に反応ガス供給系５１ｇ、５３ｇを通じて所
要のガス圧力が得られるように金属を含有するガス等を
供給し、励磁コイル５４により電子サイクロトロン共鳴
励起に必要な磁界を形成しつつマイクロ波導入口５１ｃ
を通じてプラズマ生成室５１内にマイクロ波を導入し、
プラズマ生成室５１を空洞共振器としてガスを共鳴励起
させ、プラズマを生成させる。生成したプラズマは励磁
コイル５４により形成される試料室５３側に向かうに従
い磁束密度が低下する発散磁界によって試料室５３内の
セラミックス基板５５周辺に投射され、試料室５３内の
セラミックス基板５５の表面に所望の金属膜、所望の金
属を含有する化合物の膜又は所望の金属を含有する合金
の膜が形成される。また、この場合も、より緻密で密着
性に優れる薄膜を得るためには、試料台５７に埋設され
たヒータ５６を用いて加熱しながら薄膜を形成する方法
を採用するのが好ましい。
を用いて化学蒸着を行う場合、プラズマ生成室５１及び
試料室５３内を所定の真空度に設定した後、プラズマ生
成室５１内に反応ガス供給系５１ｇ、５３ｇを通じて所
要のガス圧力が得られるように金属を含有するガス等を
供給し、励磁コイル５４により電子サイクロトロン共鳴
励起に必要な磁界を形成しつつマイクロ波導入口５１ｃ
を通じてプラズマ生成室５１内にマイクロ波を導入し、
プラズマ生成室５１を空洞共振器としてガスを共鳴励起
させ、プラズマを生成させる。生成したプラズマは励磁
コイル５４により形成される試料室５３側に向かうに従
い磁束密度が低下する発散磁界によって試料室５３内の
セラミックス基板５５周辺に投射され、試料室５３内の
セラミックス基板５５の表面に所望の金属膜、所望の金
属を含有する化合物の膜又は所望の金属を含有する合金
の膜が形成される。また、この場合も、より緻密で密着
性に優れる薄膜を得るためには、試料台５７に埋設され
たヒータ５６を用いて加熱しながら薄膜を形成する方法
を採用するのが好ましい。
【００３３】前記ＰＥ−ＣＶＤ法又はＥＣＲ−ＣＶＤ法
を用いることにより、連続的にその組成が変化する導電
性化合物の薄膜や段階的に組成の変化する導電性化合物
の薄膜を形成することができる。連続的にその組成が変
化する導電性化合物の薄膜を形成するには、反応原料と
なる２種の混合ガスの組成を連続的に変化させながら、
反応室に供給すればよく、段階的に組成の変化する導電
性化合物の薄膜を形成するには、反応原料となる２種の
混合ガスの組成を段階的に変化させて供給すればよい。
を用いることにより、連続的にその組成が変化する導電
性化合物の薄膜や段階的に組成の変化する導電性化合物
の薄膜を形成することができる。連続的にその組成が変
化する導電性化合物の薄膜を形成するには、反応原料と
なる２種の混合ガスの組成を連続的に変化させながら、
反応室に供給すればよく、段階的に組成の変化する導電
性化合物の薄膜を形成するには、反応原料となる２種の
混合ガスの組成を段階的に変化させて供給すればよい。
【００３４】次に、上記した化学蒸着法を用いて形成す
る薄膜積層体の構成について説明する。本発明において
は、複数層の金属薄膜のうち少なくとも第１金属薄膜層
を化学蒸着法により形成する必要がある。
る薄膜積層体の構成について説明する。本発明において
は、複数層の金属薄膜のうち少なくとも第１金属薄膜層
を化学蒸着法により形成する必要がある。
【００３５】図４は、本発明に係る薄膜積層セラミック
ス基板の製造方法により製造された薄膜積層セラミック
ス基板を示す模式的断面図であり、図中、１２はセラミ
ックス基板を示している。セラミックス基板１２の表面
には化学蒸着法により形成された第１金属薄膜層１３、
この第１金属薄膜層１３の上に化学蒸着法又は物理蒸着
法により形成された第２金属薄膜層１４が、それぞれ積
層され、これら第１金属薄膜層１３及び第２金属薄膜層
１４により薄膜積層体２０が形成され、これら金属薄膜
積層体２０とセラミックス基板１２とにより薄膜積層セ
ラミックス基板１１が構成されている。なお、セラミッ
クス基板１２は、その内部に多層配線が形成された多層
配線基板である場合も含んでいる。
ス基板の製造方法により製造された薄膜積層セラミック
ス基板を示す模式的断面図であり、図中、１２はセラミ
ックス基板を示している。セラミックス基板１２の表面
には化学蒸着法により形成された第１金属薄膜層１３、
この第１金属薄膜層１３の上に化学蒸着法又は物理蒸着
法により形成された第２金属薄膜層１４が、それぞれ積
層され、これら第１金属薄膜層１３及び第２金属薄膜層
１４により薄膜積層体２０が形成され、これら金属薄膜
積層体２０とセラミックス基板１２とにより薄膜積層セ
ラミックス基板１１が構成されている。なお、セラミッ
クス基板１２は、その内部に多層配線が形成された多層
配線基板である場合も含んでいる。
【００３６】本発明で用いられるセラミックス基板１２
としては、例えばアルミナ等の酸化物系セラミックス基
板、窒化アルミニウム、炭化珪素等の非酸化物系セラミ
ックス基板が挙げられるが、本発明では特に薄膜層との
膜密着強度に問題のあるアルミナ基板を用いた場合に有
効である。
としては、例えばアルミナ等の酸化物系セラミックス基
板、窒化アルミニウム、炭化珪素等の非酸化物系セラミ
ックス基板が挙げられるが、本発明では特に薄膜層との
膜密着強度に問題のあるアルミナ基板を用いた場合に有
効である。
【００３７】第１金属薄膜層１３はセラミックス基板１
２と第２金属薄膜層１４とを接合するために設けられる
接合層であり、前記したように化学蒸着法により形成さ
れる。この第１金属薄膜層１３に用いられる金属として
は、周期表第ＩＶＡ族から選ばれた１種以上の元素から
なるものが好ましく、その具体例としてはＴｉ、Ｚｒ、
Ｈｆ等が挙げられるが、特にセラミックス基板１２とし
てアルミナを用いた場合は、アルミナと金属間化合物を
形成し易く、アルミナ基板等と強固に結合されるＴｉが
好ましい。上記したＰＥ−ＣＶＤ法やＥＣＲ−ＣＶＤ法
を用いて、Ｔｉの金属薄膜を形成するには、例えば四塩
化チタンガスを用いればよく、セラミックス基板１２の
被覆性を良好にするためには、数Ｔｏｒｒのガス圧でＣ
ＶＤを行えばよい。第１金属薄膜層１３は、凹凸のある
セラミックス基板１２を完全に被覆してセラミックス基
板１２と結合し、高温における拡散によってもセラミッ
クス基板１２と第２金属薄膜層１４との充分な結合性を
維持できるように、その厚さは０．０１〜２μｍ、さら
には０．０５〜０．５μｍの範囲が好ましい。
２と第２金属薄膜層１４とを接合するために設けられる
接合層であり、前記したように化学蒸着法により形成さ
れる。この第１金属薄膜層１３に用いられる金属として
は、周期表第ＩＶＡ族から選ばれた１種以上の元素から
なるものが好ましく、その具体例としてはＴｉ、Ｚｒ、
Ｈｆ等が挙げられるが、特にセラミックス基板１２とし
てアルミナを用いた場合は、アルミナと金属間化合物を
形成し易く、アルミナ基板等と強固に結合されるＴｉが
好ましい。上記したＰＥ−ＣＶＤ法やＥＣＲ−ＣＶＤ法
を用いて、Ｔｉの金属薄膜を形成するには、例えば四塩
化チタンガスを用いればよく、セラミックス基板１２の
被覆性を良好にするためには、数Ｔｏｒｒのガス圧でＣ
ＶＤを行えばよい。第１金属薄膜層１３は、凹凸のある
セラミックス基板１２を完全に被覆してセラミックス基
板１２と結合し、高温における拡散によってもセラミッ
クス基板１２と第２金属薄膜層１４との充分な結合性を
維持できるように、その厚さは０．０１〜２μｍ、さら
には０．０５〜０．５μｍの範囲が好ましい。
【００３８】第２金属薄膜層１４は、第１金属薄膜層１
３を構成する金属の拡散を抑制するバリア層として機能
するもので、第２金属薄膜層１４を構成する金属として
は、周期表第ＶＩＡ族又はＶＩＩＩ族から選ばれた１種
以上の元素が好ましく、具体例にはＣｒ、Ｍｏ、Ｎｉ等
が挙げられる。第２金属薄膜層１４は、上記した化学蒸
着法により形成してもよく、また真空蒸着法やスパッタ
リング法等の物理蒸着法により形成してもよい。特に、
第１金属薄膜層１３が化学的に不安定な場合は、第２金
属薄膜層１４も連続的にも化学蒸着法により形成する
と、第１金属薄膜層１３が安定化される。第２金属薄膜
層１４の厚さは、第１金属薄膜層１３の金属の拡散が充
分に抑制できるように、０．０１〜１μｍ、さらには
０．０５〜０．５μｍの範囲が好ましい。
３を構成する金属の拡散を抑制するバリア層として機能
するもので、第２金属薄膜層１４を構成する金属として
は、周期表第ＶＩＡ族又はＶＩＩＩ族から選ばれた１種
以上の元素が好ましく、具体例にはＣｒ、Ｍｏ、Ｎｉ等
が挙げられる。第２金属薄膜層１４は、上記した化学蒸
着法により形成してもよく、また真空蒸着法やスパッタ
リング法等の物理蒸着法により形成してもよい。特に、
第１金属薄膜層１３が化学的に不安定な場合は、第２金
属薄膜層１４も連続的にも化学蒸着法により形成する
と、第１金属薄膜層１３が安定化される。第２金属薄膜
層１４の厚さは、第１金属薄膜層１３の金属の拡散が充
分に抑制できるように、０．０１〜１μｍ、さらには
０．０５〜０．５μｍの範囲が好ましい。
【００３９】図５は第２金属薄膜層１４の上に、順次、
第３金属薄膜層１５及びメッキ膜層１６がそれぞれ形成
された場合の薄膜積層セラミックス基板１１ａの模式的
断面図を示している。
第３金属薄膜層１５及びメッキ膜層１６がそれぞれ形成
された場合の薄膜積層セラミックス基板１１ａの模式的
断面図を示している。
【００４０】図中、１２はセラミックス基板を示し、セ
ラミックス基板１２の表面には、化学蒸着法により形成
された第１金属薄膜層１３、この第１金属薄膜層１３の
上に化学蒸着法又は物理蒸着法により形成され、バリア
層として機能する第２金属薄膜層１４、この第２金属薄
膜層１４の上にメッキの下地層として機能する第３金属
薄膜層１５、この第３金属薄膜層１５の上にメッキ膜層
１６が形成され、これら第１金属薄膜層１３、第２金属
薄膜層１４、第３金属薄膜層１５及びメッキ膜層１６に
より薄膜積層体２０ａが形成され、これら薄膜積層体２
０ａとセラミックス基板１２とにより薄膜積層セラミッ
クス基板１１ａが構成されている。
ラミックス基板１２の表面には、化学蒸着法により形成
された第１金属薄膜層１３、この第１金属薄膜層１３の
上に化学蒸着法又は物理蒸着法により形成され、バリア
層として機能する第２金属薄膜層１４、この第２金属薄
膜層１４の上にメッキの下地層として機能する第３金属
薄膜層１５、この第３金属薄膜層１５の上にメッキ膜層
１６が形成され、これら第１金属薄膜層１３、第２金属
薄膜層１４、第３金属薄膜層１５及びメッキ膜層１６に
より薄膜積層体２０ａが形成され、これら薄膜積層体２
０ａとセラミックス基板１２とにより薄膜積層セラミッ
クス基板１１ａが構成されている。
【００４１】第３金属薄膜層１５に用いられる金属は、
メッキの下地層として機能するものであればよく、例え
ばＣｕ、Ａｇ、Ｎｉ等が挙げられる。第３金属薄膜層１
５は、上記した化学蒸着法により形成してもよく、また
真空蒸着法やスパッタリング法等の物理蒸着法により形
成してもよい。第３金属薄膜層１５の厚さは、メッキ後
の積層膜の信頼性（応力歪み、膜はがれ防止）の点か
ら、０．０１〜０．５μｍ、さらには０．０５〜０．５
μｍの範囲が好ましい。
メッキの下地層として機能するものであればよく、例え
ばＣｕ、Ａｇ、Ｎｉ等が挙げられる。第３金属薄膜層１
５は、上記した化学蒸着法により形成してもよく、また
真空蒸着法やスパッタリング法等の物理蒸着法により形
成してもよい。第３金属薄膜層１５の厚さは、メッキ後
の積層膜の信頼性（応力歪み、膜はがれ防止）の点か
ら、０．０１〜０．５μｍ、さらには０．０５〜０．５
μｍの範囲が好ましい。
【００４２】メッキ膜層１６は、通常化学メッキ処理に
より得られる層であり、用いられる金属としては、例え
ばＣｕ、Ａｇ等が好ましい。メッキ膜層１６の厚さは、
リード等の実装時の信頼性を考慮すると、１〜１５μ
ｍ、さらには５〜１０μｍの範囲が好ましい。
より得られる層であり、用いられる金属としては、例え
ばＣｕ、Ａｇ等が好ましい。メッキ膜層１６の厚さは、
リード等の実装時の信頼性を考慮すると、１〜１５μ
ｍ、さらには５〜１０μｍの範囲が好ましい。
【００４３】このように少なくとも第１金属薄膜層１３
を化学蒸着法により形成することにより、セラミックス
基板１２の表面全体を極めて良好に金属薄膜で被覆する
ことができるため、上層の金属薄膜層１４、１５やメッ
キ膜層１６を形成しても被覆性が良好であり、セラミッ
クス基板１２と薄膜積層体２０ａとが強固に結合し、膜
密着強度の高い薄膜積層セラミックス基板１１ａを形成
することができる。
を化学蒸着法により形成することにより、セラミックス
基板１２の表面全体を極めて良好に金属薄膜で被覆する
ことができるため、上層の金属薄膜層１４、１５やメッ
キ膜層１６を形成しても被覆性が良好であり、セラミッ
クス基板１２と薄膜積層体２０ａとが強固に結合し、膜
密着強度の高い薄膜積層セラミックス基板１１ａを形成
することができる。
【００４４】
【作用】本発明に係る薄膜積層セラミックス基板の製造
方法によれば、セラミックス基板の上に金属薄膜を複数
層形成する薄膜積層セラミックス基板の製造方法におい
て、前記複数層の金属薄膜のうち少なくとも第１層目の
金属薄膜を化学蒸着法により形成するので、セラミック
ス基板の表面全体が極めて良好に金属薄膜で被覆され、
上層の金属薄膜やメッキ膜を形成しても被覆性が良好で
あり、セラミックス基板と金属薄膜積層体とが強固に結
合され、膜密着強度の高い薄膜積層セラミックス基板が
形成される。
方法によれば、セラミックス基板の上に金属薄膜を複数
層形成する薄膜積層セラミックス基板の製造方法におい
て、前記複数層の金属薄膜のうち少なくとも第１層目の
金属薄膜を化学蒸着法により形成するので、セラミック
ス基板の表面全体が極めて良好に金属薄膜で被覆され、
上層の金属薄膜やメッキ膜を形成しても被覆性が良好で
あり、セラミックス基板と金属薄膜積層体とが強固に結
合され、膜密着強度の高い薄膜積層セラミックス基板が
形成される。
【００４５】
【実施例及び比較例】以下、本発明に係る薄膜積層セラ
ミックス基板の製造方法の実施例及び比較例を図面に基
づいて説明する。
ミックス基板の製造方法の実施例及び比較例を図面に基
づいて説明する。
【００４６】［実施例１〜２］図３に示したＥＣＲ−Ｃ
ＶＤ装置を用い、充分に洗浄された９２％の純度のアル
ミナ基板５５上に、以下に示す方法により微細配線パタ
ーンを形成した。
ＶＤ装置を用い、充分に洗浄された９２％の純度のアル
ミナ基板５５上に、以下に示す方法により微細配線パタ
ーンを形成した。
【００４７】まず２インチ角で厚さが１ｍｍのアルミナ
基板５５を試料台５７に装着し、装置内を高真空に排気
すると共に、アルミナ基板５５の温度が５００℃になる
ように加熱した。装置内のアルミナ基板５５の温度が安
定したところで、プラズマ生成室５１に供給系５１ｇか
らＡｒガスを導入し、ＥＣＲプラズマを発生させた。こ
のときのＥＣＲ磁場の強さは８７５Ｇ、マイクロ波電力
は５００Ｗであった。その後、試料室５３に反応ガス供
給系５３ｇから四塩化チタン（ＴｉＣｌ4 ）の蒸気を導
入し、反応圧を１０-2〜２Ｔｏｒｒ程度に設定し、５分
間、Ｔｉ膜を形成した。このときのＴｉの膜厚は、別途
同様の条件で形成したＴｉ膜の厚さを測定した結果から
０．５μｍであることが分かった。
基板５５を試料台５７に装着し、装置内を高真空に排気
すると共に、アルミナ基板５５の温度が５００℃になる
ように加熱した。装置内のアルミナ基板５５の温度が安
定したところで、プラズマ生成室５１に供給系５１ｇか
らＡｒガスを導入し、ＥＣＲプラズマを発生させた。こ
のときのＥＣＲ磁場の強さは８７５Ｇ、マイクロ波電力
は５００Ｗであった。その後、試料室５３に反応ガス供
給系５３ｇから四塩化チタン（ＴｉＣｌ4 ）の蒸気を導
入し、反応圧を１０-2〜２Ｔｏｒｒ程度に設定し、５分
間、Ｔｉ膜を形成した。このときのＴｉの膜厚は、別途
同様の条件で形成したＴｉ膜の厚さを測定した結果から
０．５μｍであることが分かった。
【００４８】その後、アルミナ基板５５の温度が１００
℃以下になったところで、アルミナ基板５５をＥＣＲ−
プラズマ装置から取り出し、アルミナ基板５５表面に形
成されたＴｉ膜を１０重量％のフッ酸でライトエッチン
グし、水洗、乾燥した後、マグネトロンスパッタ装置に
セットした。次に、マグネトロンスパッタ装置内の真空
度を１×１０-6Ｔｏｒｒまで排気し、装置内にＡｒガス
を導入し、装置内の圧力を５ｍＴｏｒｒ、基板温度を１
２０℃に設定し、前記Ｔｉ膜の上にＴｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、
Ｍｏ、Ｃｕの順に、それぞれ０．１μｍ、０．２μｍ、
０．０５μｍ、０．２μｍ、０．１μｍの膜厚で薄膜を
形成した。これを実施例１とする。
℃以下になったところで、アルミナ基板５５をＥＣＲ−
プラズマ装置から取り出し、アルミナ基板５５表面に形
成されたＴｉ膜を１０重量％のフッ酸でライトエッチン
グし、水洗、乾燥した後、マグネトロンスパッタ装置に
セットした。次に、マグネトロンスパッタ装置内の真空
度を１×１０-6Ｔｏｒｒまで排気し、装置内にＡｒガス
を導入し、装置内の圧力を５ｍＴｏｒｒ、基板温度を１
２０℃に設定し、前記Ｔｉ膜の上にＴｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、
Ｍｏ、Ｃｕの順に、それぞれ０．１μｍ、０．２μｍ、
０．０５μｍ、０．２μｍ、０．１μｍの膜厚で薄膜を
形成した。これを実施例１とする。
【００４９】次に、別のアルミナ基板上に前記方法と同
様に化学蒸着法により形成したＴｉ膜の上に、スパッタ
リング法により、同様にＴｉ、Ｍｏ、Ｃｕの順に、それ
ぞれ０．１μｍ、０．２μｍ、０．１μｍの膜厚で薄膜
を形成した。これを実施例２とする。
様に化学蒸着法により形成したＴｉ膜の上に、スパッタ
リング法により、同様にＴｉ、Ｍｏ、Ｃｕの順に、それ
ぞれ０．１μｍ、０．２μｍ、０．１μｍの膜厚で薄膜
を形成した。これを実施例２とする。
【００５０】実施例１及び実施例２の試料とも、スパッ
タリング終了後放冷し、基板温度が５０℃以下になった
ところでアルミナ基板５５をマグネトロンスパッタ装置
より取り出し、フォトリソグラフ法によって１０μｍの
厚膜レジストパターンを形成した。このレジストパター
ンの溝部に電解メッキ法によりＣｕのメッキ膜を６μｍ
の厚さに形成し、レジストを剥離した。さらにその後、
下地の薄膜積層体を湿式エッチングし、表層微細配線パ
ターンの形成を完了した。形成された表層微細配線パタ
ーンのライン幅及びスペースは、それぞれ全て１００μ
ｍ及び５０μｍであった。
タリング終了後放冷し、基板温度が５０℃以下になった
ところでアルミナ基板５５をマグネトロンスパッタ装置
より取り出し、フォトリソグラフ法によって１０μｍの
厚膜レジストパターンを形成した。このレジストパター
ンの溝部に電解メッキ法によりＣｕのメッキ膜を６μｍ
の厚さに形成し、レジストを剥離した。さらにその後、
下地の薄膜積層体を湿式エッチングし、表層微細配線パ
ターンの形成を完了した。形成された表層微細配線パタ
ーンのライン幅及びスペースは、それぞれ全て１００μ
ｍ及び５０μｍであった。
【００５１】上記方法により作製された薄膜積層セラミ
ックス基板（実施例１及び実施例２）について、膜密着
強度の測定を行った。膜密着強度の測定は、膜表面に直
径１ｍｍのＮｉのリード線をハンダ付けし、ピン１本毎
に１０ｍｍ／分の速度で引っ張り、膜が破断した強度を
膜密着強度とした。このとき、ハンダ切れ、ハンダと金
属薄膜との界面破断は正当な膜強度として評価できない
ためデータから削除した。
ックス基板（実施例１及び実施例２）について、膜密着
強度の測定を行った。膜密着強度の測定は、膜表面に直
径１ｍｍのＮｉのリード線をハンダ付けし、ピン１本毎
に１０ｍｍ／分の速度で引っ張り、膜が破断した強度を
膜密着強度とした。このとき、ハンダ切れ、ハンダと金
属薄膜との界面破断は正当な膜強度として評価できない
ためデータから削除した。
【００５２】また、本実施例の方法により作製された薄
膜積層セラミックス基板の表面を、走査型電子顕微鏡
（ＳＥＭ）により観察した。下記の表１に、膜密着強度
の測定結果及び薄膜積層セラミックス基板表面の観察結
果を示している。
膜積層セラミックス基板の表面を、走査型電子顕微鏡
（ＳＥＭ）により観察した。下記の表１に、膜密着強度
の測定結果及び薄膜積層セラミックス基板表面の観察結
果を示している。
【００５３】［比較例１］実施例１で用いた基板と同様
のアルミナ基板上に、以下の条件により薄膜積層体を形
成した。
のアルミナ基板上に、以下の条件により薄膜積層体を形
成した。
【００５４】まず、マグネトロンスパッタ装置内にアル
ミナ基板を装着し、装置内の真空度を１×１０-6Ｔｏｒ
ｒ以下になるように排気すると同時に、アルミナ基板の
温度を１２０℃に設定した。アルミナ基板の温度が安定
した後、装置内にＡｒガスを導入し、装置内の圧力を５
ｍＴｏｒｒに設定し、アルミナ基板上にＴｉ、Ｍｏ、Ｃ
ｕ、Ｍｏ、Ｃｕの順に、それぞれ０．１μｍ、０．２μ
ｍ、０．０５μｍ、０．２μｍ、０．１μｍの膜厚で薄
膜積層体を形成した。
ミナ基板を装着し、装置内の真空度を１×１０-6Ｔｏｒ
ｒ以下になるように排気すると同時に、アルミナ基板の
温度を１２０℃に設定した。アルミナ基板の温度が安定
した後、装置内にＡｒガスを導入し、装置内の圧力を５
ｍＴｏｒｒに設定し、アルミナ基板上にＴｉ、Ｍｏ、Ｃ
ｕ、Ｍｏ、Ｃｕの順に、それぞれ０．１μｍ、０．２μ
ｍ、０．０５μｍ、０．２μｍ、０．１μｍの膜厚で薄
膜積層体を形成した。
【００５５】スパッタリング終了後、実施例１の場合と
同様に、厚膜レジストパターンを形成し、このレジスト
パターンの溝部に電解メッキ法によりＣｕのメッキ膜を
６μｍの厚さに形成し、さらにその後、下地の薄膜積層
体を湿式エッチングして、表層微細配線パターンの形成
を完了した。形成された表層微細配線パターンのライン
幅及びスペースは、それぞれ全て１００μｍ及び５０μ
ｍであった。
同様に、厚膜レジストパターンを形成し、このレジスト
パターンの溝部に電解メッキ法によりＣｕのメッキ膜を
６μｍの厚さに形成し、さらにその後、下地の薄膜積層
体を湿式エッチングして、表層微細配線パターンの形成
を完了した。形成された表層微細配線パターンのライン
幅及びスペースは、それぞれ全て１００μｍ及び５０μ
ｍであった。
【００５６】また上記方法にて作製された薄膜積層セラ
ミックス基板の表面を、ＳＥＭにより観察した。下記の
表１に、膜密着強度の測定結果及び薄膜積層セラミック
ス基板表面の観察結果を示している。
ミックス基板の表面を、ＳＥＭにより観察した。下記の
表１に、膜密着強度の測定結果及び薄膜積層セラミック
ス基板表面の観察結果を示している。
【００５７】［比較例２］実施例１で用いた基板と同様
のアルミナ基板上に、比較例２と同様の装置を用い、Ｔ
ｉ、Ｍｏ、Ｃｕの順に、それぞれ０．１μｍ、０．２μ
ｍ、０．１μｍの膜厚で、薄膜積層体を形成した。
のアルミナ基板上に、比較例２と同様の装置を用い、Ｔ
ｉ、Ｍｏ、Ｃｕの順に、それぞれ０．１μｍ、０．２μ
ｍ、０．１μｍの膜厚で、薄膜積層体を形成した。
【００５８】スパッタリング終了後、実施例１の場合と
同様に、厚膜レジストパターンを形成し、このレジスト
パターンの溝部に電解メッキ法によりＣｕのメッキ膜を
６μｍの厚さに形成し、さらにその後、下地の薄膜積層
体を湿式エッチングして、表層微細配線パターンの形成
を完了した。形成された表層微細配線パターンのライン
幅及びスペースは、それぞれ全て１００μｍ及び５０μ
ｍであった。
同様に、厚膜レジストパターンを形成し、このレジスト
パターンの溝部に電解メッキ法によりＣｕのメッキ膜を
６μｍの厚さに形成し、さらにその後、下地の薄膜積層
体を湿式エッチングして、表層微細配線パターンの形成
を完了した。形成された表層微細配線パターンのライン
幅及びスペースは、それぞれ全て１００μｍ及び５０μ
ｍであった。
【００５９】また上記方法にて作製された薄膜積層セラ
ミックス基板の表面を、ＳＥＭにより観察した。下記の
表１に、膜密着強度の測定結果及び薄膜積層セラミック
ス基板表面の観察結果を示している。
ミックス基板の表面を、ＳＥＭにより観察した。下記の
表１に、膜密着強度の測定結果及び薄膜積層セラミック
ス基板表面の観察結果を示している。
【００６０】
【表１】
【００６１】表１から明らかなように、実施例１及び実
施例２に係る薄膜積層セラミックス基板では、高い膜密
着強度が得られた。また実施例１及び実施例２に係る薄
膜積層セラミックス基板では、表面が均一にＣｕメッキ
により覆われていた。
施例２に係る薄膜積層セラミックス基板では、高い膜密
着強度が得られた。また実施例１及び実施例２に係る薄
膜積層セラミックス基板では、表面が均一にＣｕメッキ
により覆われていた。
【００６２】一方、比較例１及び比較例２に係る薄膜積
層セラミックス基板では、膜密着強度が低く、表面にＣ
ｕメッキで覆われていない凹部が存在していた。これ
は、第１金属薄膜層が物理蒸着法により形成されている
ため、基板への被覆性が充分でなく、そのために上層も
被覆されていない部分が存在し、これらの結果、膜密着
強度が低下しているものと考えられる。
層セラミックス基板では、膜密着強度が低く、表面にＣ
ｕメッキで覆われていない凹部が存在していた。これ
は、第１金属薄膜層が物理蒸着法により形成されている
ため、基板への被覆性が充分でなく、そのために上層も
被覆されていない部分が存在し、これらの結果、膜密着
強度が低下しているものと考えられる。
【００６３】このように、実施例に係る薄膜積層セラミ
ックス基板の製造方法にあっては、前記セラミックス基
板の上にＴｉの化学蒸着膜を形成しているので、セラミ
ックス基板の表面全体を極めて良好にＴｉ薄膜で被覆す
ることができ、そのため上層の金属薄膜やメッキ膜も被
覆性が良好になり、その結果、セラミックス基板と薄膜
積層体とが強固に結合し、膜密着強度の高い薄膜積層セ
ラミックス基板を形成することができる。
ックス基板の製造方法にあっては、前記セラミックス基
板の上にＴｉの化学蒸着膜を形成しているので、セラミ
ックス基板の表面全体を極めて良好にＴｉ薄膜で被覆す
ることができ、そのため上層の金属薄膜やメッキ膜も被
覆性が良好になり、その結果、セラミックス基板と薄膜
積層体とが強固に結合し、膜密着強度の高い薄膜積層セ
ラミックス基板を形成することができる。
【００６４】
【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る薄膜積
層セラミックス基板の製造方法にあっては、セラミック
ス基板の上に金属薄膜を複数層形成する薄膜積層セラミ
ックス基板の製造方法において、前記複数層の金属薄膜
のうち少なくとも第１層目の金属薄膜を化学蒸着法によ
り形成するので、セラミックス基板の表面全体を極めて
良好に金属薄膜で被覆することができ、そのため上層の
金属薄膜やメッキ膜も被覆性が良好になり、そのためセ
ラミックス基板と薄膜積層体とが強固に結合し、膜密着
強度の高い薄膜積層セラミックス基板を形成することが
できる。
層セラミックス基板の製造方法にあっては、セラミック
ス基板の上に金属薄膜を複数層形成する薄膜積層セラミ
ックス基板の製造方法において、前記複数層の金属薄膜
のうち少なくとも第１層目の金属薄膜を化学蒸着法によ
り形成するので、セラミックス基板の表面全体を極めて
良好に金属薄膜で被覆することができ、そのため上層の
金属薄膜やメッキ膜も被覆性が良好になり、そのためセ
ラミックス基板と薄膜積層体とが強固に結合し、膜密着
強度の高い薄膜積層セラミックス基板を形成することが
できる。
【図１】セラミックス基板の表面に金属薄膜を化学蒸着
法により形成した際のセラミックス基板の断面を示す模
式的断面図である。
法により形成した際のセラミックス基板の断面を示す模
式的断面図である。
【図２】ＰＥ−ＣＶＤ法に用いられる装置の一例を示す
模式的断面図である。
模式的断面図である。
【図３】ＥＣＲ−ＣＶＤ法に用いられる装置の一例を示
す模式的断面図である。
す模式的断面図である。
【図４】本発明の実施例に係る薄膜積層セラミックス基
板を示した模式的断面図である。
板を示した模式的断面図である。
【図５】本発明の別の実施例に係る薄膜積層セラミック
ス基板を示した模式的断面図である。
ス基板を示した模式的断面図である。
【図６】従来の製造法により得られた薄膜積層セラミッ
クス基板を示した模式的断面図である。
クス基板を示した模式的断面図である。
【図７】セラミックス基板の表面に金属薄膜を物理蒸着
法により形成した際のセラミックス基板の断面を示す模
式的断面図である。
法により形成した際のセラミックス基板の断面を示す模
式的断面図である。
１１ 薄膜積層セラミックス基板 １２ セラミックス基板 １３ 第１金属薄膜層 ２４ 金属薄膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 23/12
Claims (1)
- 【請求項１】 セラミックス基板の上に金属薄膜を複数
層形成する薄膜積層セラミックス基板の製造方法におい
て、 前記複数層の金属薄膜のうち少なくとも第１層目の金属
薄膜を化学蒸着法により形成することを特徴とする薄膜
積層セラミックス基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1640993A JPH06227871A (ja) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | 薄膜積層セラミックス基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1640993A JPH06227871A (ja) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | 薄膜積層セラミックス基板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06227871A true JPH06227871A (ja) | 1994-08-16 |
Family
ID=11915445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1640993A Pending JPH06227871A (ja) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | 薄膜積層セラミックス基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06227871A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012218812A (ja) * | 2011-04-11 | 2012-11-12 | Omori Mach Co Ltd | インパルスシール装置 |
-
1993
- 1993-02-03 JP JP1640993A patent/JPH06227871A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012218812A (ja) * | 2011-04-11 | 2012-11-12 | Omori Mach Co Ltd | インパルスシール装置 |
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