JPH07142843A - Method of forming thick film fine pattern - Google Patents
Method of forming thick film fine patternInfo
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- JPH07142843A JPH07142843A JP29027993A JP29027993A JPH07142843A JP H07142843 A JPH07142843 A JP H07142843A JP 29027993 A JP29027993 A JP 29027993A JP 29027993 A JP29027993 A JP 29027993A JP H07142843 A JPH07142843 A JP H07142843A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は厚膜微細パターンの形成
方法に関し、より詳細には半導体ＬＳＩ、チップ部品な
どを実装し、それらを相互配線するために用いられる、
例えばセラミックス配線基板上への厚膜微細パターンの
形成方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a thick film fine pattern, and more particularly, it is used for mounting semiconductor LSIs, chip parts, etc., and interconnecting them.
For example, the present invention relates to a method for forming a thick film fine pattern on a ceramic wiring substrate.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、電子機器はますます小型化、高密
度化が進んできており、これらに実装される電子部品の
狭ピッチ多ピン化、マルチチップ化も急速に進められつ
つある。従って、ＬＳＩ、ＩＣチップのボンディング法
も従来のワイヤボンディング法から、マルチチップや高
密度実装に適したＴＡＢ（Tape Automated Bonding）方
式又はフリップチップ方式が採用されるようになってき
ている。このような電子機器の高密度化に伴い、セラミ
ックス配線基板上に、線幅が１００μｍ以下の微細配線
や直径が１００μｍ以下のバンプ等の厚膜微細パターン
を形成する技術が要求されるようになってきている。以
下、セラミックス基板上への導体配線の形成方法を例に
とって説明する。2. Description of the Related Art In recent years, electronic devices have become smaller and higher in density, and electronic components mounted on these electronic devices have been rapidly made to have a narrower pitch and a larger number of pins, and have a multi-chip structure. Therefore, as a bonding method for LSIs and IC chips, a TAB (Tape Automated Bonding) method or a flip chip method suitable for multi-chip and high-density mounting has been adopted from the conventional wire bonding method. With the increase in the density of such electronic devices, there is a demand for a technique for forming a fine wiring having a line width of 100 μm or less and a thick film fine pattern such as a bump having a diameter of 100 μm or less on a ceramic wiring substrate. Is coming. Hereinafter, a method of forming the conductor wiring on the ceramic substrate will be described as an example.
【０００３】従来からのセラミックス基板上への導体配
線の形成方法は、薄膜法、メッキ法、厚膜法などに大別
される。Conventional methods for forming conductor wiring on a ceramic substrate are roughly classified into a thin film method, a plating method, a thick film method and the like.
【０００４】前記薄膜法は、セラミックス基板に蒸着、
スパッタリング又はイオンプレーティング等により厚さ
数μｍオーダーの導体金属層を形成する方法である。こ
の方法ではフォトレジストを用いたフォトリソグラフィ
ーの手法が利用できることから、精度の高い導体配線を
形成することができるという利点を有している。他方こ
の方法は、工程数が他の方法と比較して多い、薄膜形成
装置が高価である等の点から、製造コストが高くなり、
また形成された配線層の厚さが薄いため、大電流を流す
ことが難しいという問題点がある。In the thin film method, vapor deposition on a ceramic substrate,
This is a method of forming a conductor metal layer having a thickness of several μm by sputtering or ion plating. This method has an advantage that a highly accurate conductor wiring can be formed because a photolithography method using a photoresist can be used. On the other hand, this method has a large number of steps as compared with other methods, the thin film forming apparatus is expensive, etc., resulting in high manufacturing cost,
Further, since the formed wiring layer is thin, it is difficult to pass a large current.
【０００５】前記メッキ法は溶液中で電気化学的手法に
よりセラミックス基板に導体配線を形成する方法である
が、上記した薄膜法とほぼ同様の問題点がある。The plating method is a method of forming a conductor wiring on a ceramic substrate by an electrochemical method in a solution, but it has the same problems as the above-mentioned thin film method.
【０００６】前記厚膜法は、導体粒子を溶剤等の液状成
分を含有する有機ビヒクル中に分散させた導体ペースト
を用い、この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、その後焼成することによ
りセラミックス基板上に導体配線を形成する方法であ
る。前記厚膜法を用いて導体配線を形成する場合、基板
は必ずしも焼結体である必要はなく、グリーンシート上
に導体ペーストのパターンを形成した後、グリーンシー
トの焼成と導体ペーストの焼き付けを同時に行ってもよ
い。The thick film method uses a conductor paste in which conductor particles are dispersed in an organic vehicle containing a liquid component such as a solvent. This conductor paste is printed on a ceramic substrate through a mesh screen and then fired. This is a method of forming conductor wiring on a ceramic substrate. When the conductor wiring is formed using the thick film method, the substrate does not necessarily have to be a sintered body, and after forming the pattern of the conductor paste on the green sheet, the firing of the green sheet and the firing of the conductor paste are performed simultaneously. You can go.
【０００７】前記厚膜法はセラミックス基板との充分な
密着強度を有する導体配線を低コストで形成することが
できるという大きな利点を有する。またこの方法を前記
したグリーンシート上への導体配線の形成方法に適用し
た場合、印刷された前記導体ペースト中の液状成分が短
時間でグリーンシート内部にうまく吸収されるため、配
線の幅や配線間の距離が１５０μｍ以下の微細な導体配
線を形成することができる。しかしながら、この方法を
焼結体上への導体配線の形成方法に適用した場合、液状
成分は焼結体内部に吸収されないため、印刷された導体
ペースト中の液状成分が横方向に拡がる、いわゆる「に
じみ」や「だれ」現象が発生し、配線の幅や配線間の距
離が１５０μｍ以下の厚膜導体配線を設計通りに形成す
ることができないという問題点がある。The thick film method has a great advantage that a conductor wiring having sufficient adhesion strength with a ceramic substrate can be formed at low cost. Further, when this method is applied to the method for forming the conductor wiring on the green sheet described above, the liquid component in the printed conductor paste is well absorbed in the green sheet in a short time. It is possible to form fine conductor wiring with a distance of 150 μm or less. However, when this method is applied to a method for forming a conductor wiring on a sintered body, since the liquid component is not absorbed inside the sintered body, the liquid component in the printed conductor paste spreads laterally, so-called There is a problem that "bleeding" and "drip" phenomena occur, and it is impossible to form a thick film conductor wiring having a width of wiring or a distance between wirings of 150 μm or less as designed.
【０００８】そこで近年、導体配線パターンの形成には
前記薄膜法の特徴であるフォトレジストを用いたフォト
リソグラフィーを導入し、配線自体は前記厚膜法の特徴
である導体ペーストを用いて形成する方法が試みられて
いる。Therefore, in recent years, photolithography using a photoresist, which is a feature of the thin film method, is introduced to form a conductor wiring pattern, and the wiring itself is formed using a conductor paste, which is a feature of the thick film method. Is being attempted.
【０００９】この方法は、まずガラス基板やセラミック
ス基板の表面にフォトレジスト層を形成した後、フォト
リソグラフィーにより前記フォトレジスト層に導体配線
パターン状に凹部を形成し、導体ペーストを該凹部に擦
り込むことにより充填し、その後焼成することにより前
記フォトレジスト層の分解、消失と導体成分の基板への
焼き付けを同時に行う方法である（特開平４−２２３３
９１号公報、特開平４−２２３３９２号公報、特開平４
−２２３３９３号公報等）。In this method, first, a photoresist layer is formed on the surface of a glass substrate or a ceramic substrate, and then a recess is formed in the photoresist layer in a conductor wiring pattern shape by photolithography, and a conductor paste is rubbed into the recess. In this method, the photoresist layer is decomposed and disappeared and the conductor component is baked on the substrate at the same time by filling it and then baking it (JP-A-4-2233).
91, JP-A-4-223392, JP-A-4
-223393 gazette etc.).
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】この方法では、従来か
ら厚膜法に用いられている導体ペーストを使用できるた
め、配線自体の導電性は良好であり、また薄膜法では困
難な２０μｍ以上の厚さの配線層を形成することも容易
であり、大電流を流すことができるという利点を有す
る。しかし、形成されるフォトレジスト層が厚いために
凹部の幅を設定通りに形成することが難しく、フォトリ
ソグラフィーによっても配線相互の間隔が２５μｍ以下
の導体層パターンを形成することは難しいという課題が
あった。In this method, since the conductor paste conventionally used in the thick film method can be used, the conductivity of the wiring itself is good, and the thickness of 20 μm or more, which is difficult in the thin film method, is used. It is also easy to form a wiring layer having such a thickness, and it has an advantage that a large current can flow. However, since the photoresist layer formed is thick, it is difficult to form the width of the recess as set, and it is difficult to form a conductor layer pattern in which the distance between wirings is 25 μm or less even by photolithography. It was
【００１１】また、前記焼成工程では、前記フォトレジ
スト層を完全に分解、消失させるために、酸化性雰囲気
下、９００℃以上に加熱する必要があるので、配線材料
がＡｕ、Ａｇ、Ａｇ／Ｐｄ、Ｐｄ、Ｐｔ等の高温の酸化
性雰囲気においても酸化しにくい貴金属に限られ、安価
なＣｕ、Ｍｏ／Ｍｎ等を用いることができないという課
題もあった。Further, in the baking step, since it is necessary to heat the photoresist layer to 900 ° C. or higher in an oxidizing atmosphere in order to completely decompose and disappear the photoresist layer, the wiring material is Au, Ag, Ag / Pd. There is also a problem in that it is not possible to use inexpensive Cu, Mo / Mn, or the like, because noble metals such as Pd, Pd, and Pt that are difficult to oxidize even in a high temperature oxidizing atmosphere cannot be used.
【００１２】また、前記した方法ではフォトリソグラフ
ィーを用いるので、配線パターン状に紫外線を照射する
ためにフォトマスクが必要となり、基板上の配線パター
ンが異なる毎にそれにあわせてフォトマスクを作製しな
ければならず、多品種、少量生産に対しては、コスト的
に不利になるという課題もあった。Further, since photolithography is used in the above-mentioned method, a photomask is required to irradiate the wiring pattern with ultraviolet rays, and a photomask must be prepared for each different wiring pattern on the substrate. However, there is also a problem in that it is disadvantageous in terms of cost for high-mix low-volume production.
【００１３】さらに、良好な解像度を得るにはフォトレ
ジスト層とフォトマスクと密着させる必要があるが、セ
ラミックス基板には微妙な反りがあるため、フォトレジ
スト層とフォトマスクとの間に隙間が生じる場合があ
り、解像度が低下するという課題もあった。Further, in order to obtain a good resolution, it is necessary to bring the photoresist layer and the photomask into close contact with each other, but since the ceramic substrate has a slight warp, a gap is created between the photoresist layer and the photomask. In some cases, there was a problem that the resolution was lowered.
【００１４】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、Ｃｕ等の導体を用いた場合でも形成される導体層を
酸化することなく、配線間の間隔が２５μｍ以下でかつ
大電流にも対応可能な、高精度の厚膜微細パターンを安
価に形成する方法を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and even when a conductor such as Cu is used, the conductor layer formed is not oxidized, and the distance between wirings is 25 μm or less and it can handle a large current. It is an object of the present invention to provide a possible method of forming a highly accurate thick film fine pattern at low cost.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る厚膜微細パターンの形成方法は、セラミ
ックス基板上にポジ型フォトレジスト層を形成するフォ
トレジスト層形成工程と、前記ポジ型フォトレジスト層
の全面に露光処理を施す露光処理工程と、露光処理が施
された前記ポジ型フォトレジスト層にレーザ光を照射し
て、前記ポジ型フォトレジスト層に導体層形成パターン
状に凹部を形成する凹部形成工程と、前記凹部に導体ペ
ーストを充填する導体ペースト充填工程と、前記凹部に
充填された前記導体ペーストを乾燥させ、前記導体ペー
スト中の固体成分を前記セラミックス基板に接着させる
接着工程と、前記ポジ型フォトレジスト層に現像処理を
施して前記ポジ型フォトレジスト層を消失させるフォト
レジスト層消失工程と、焼成により前記導体ペースト中
の固体成分を前記セラミックス基板に焼き付ける焼付工
程とを含むことを特徴としている（１）。In order to achieve the above object, a method of forming a thick film fine pattern according to the present invention comprises a photoresist layer forming step of forming a positive photoresist layer on a ceramic substrate, and Exposure step of performing an exposure process on the entire surface of the positive photoresist layer, and irradiating the exposed positive photoresist layer with a laser beam to form a concave portion in a conductor layer forming pattern on the positive photoresist layer. A step of forming a concave portion for forming a concave portion, a step of filling a conductive paste in the concave portion, and a step of drying the conductive paste filled in the concave portion to bond solid components in the conductive paste to the ceramic substrate And a photoresist layer disappearing process for developing the positive photoresist layer to remove the positive photoresist layer. When it is characterized in that it comprises a baking step of baking the solid component in the conductive paste on the ceramic substrate by firing (1).
【００１６】また本発明に係る厚膜微細パターンの形成
方法は、セラミックス基板上にポジ型フォトレジスト層
を形成するフォトレジスト層形成工程と、前記ポジ型フ
ォトレジスト層にレーザ光を照射して、前記ポジ型フォ
トレジスト層に導体層形成パターン状に凹部を形成する
凹部形成工程と、凹部が形成された前記ポジ型フォトレ
ジスト層の全面に露光処理を施す露光処理工程と、前記
凹部に導体ペーストを充填する導体ペースト充填工程
と、前記凹部に充填された前記導体ペーストを乾燥さ
せ、前記導体ペースト中の固体成分を前記セラミックス
基板に接着させる接着工程と、前記ポジ型フォトレジス
ト層に現像処理を施して前記ポジ型フォトレジスト層を
消失させるフォトレジスト層消失工程と、焼成により前
記導体ペースト中の固体成分を前記セラミックス基板に
焼き付ける焼付工程とを含むことを特徴としている
（２）。Further, the method for forming a thick film fine pattern according to the present invention comprises a photoresist layer forming step of forming a positive photoresist layer on a ceramic substrate, and irradiating the positive photoresist layer with laser light. A recess forming step of forming a recess in the positive photoresist layer in a conductor layer forming pattern, an exposure processing step of exposing the entire surface of the positive photoresist layer in which the recess is formed, and a conductor paste in the recess A conductive paste filling step for filling the conductive paste, a bonding step for drying the conductive paste filled in the recesses, and a solid component in the conductive paste bonded to the ceramic substrate, and a development process for the positive photoresist layer. And a step of removing the positive photoresist layer to remove the positive photoresist layer, and baking to remove solids in the conductor paste. It is characterized in that it comprises a baking step of baking the components on the ceramic substrate (2).
【００１７】また本発明に係る厚膜微細パターンの形成
方法は、セラミックス基板上にポジ型フォトレジスト層
を形成するフォトレジスト層形成工程と、前記ポジ型フ
ォトレジスト層にレーザ光を照射して、前記ポジ型フォ
トレジスト層に導体層形成パターン状に凹部を形成する
凹部形成工程と、前記凹部に導体ペーストを充填する導
体ペースト充填工程と、前記凹部に充填された前記導体
ペーストを乾燥させ、前記導体ペースト中の固体成分を
前記セラミックス基板に接着させる接着工程と、前記接
着工程を経た前記ポジ型フォトレジスト層の全面に露光
処理を施す露光処理工程と、露光処理が施された前記ポ
ジ型フォトレジスト層に現像処理を施して前記ポジ型フ
ォトレジスト層を消失させるフォトレジスト層消失工程
と、焼成により前記導体ペースト中の固体成分を前記セ
ラミックス基板に焼き付ける焼付工程とを含むことを特
徴としている（３）。Further, the method for forming a thick film fine pattern according to the present invention comprises a photoresist layer forming step of forming a positive photoresist layer on a ceramic substrate, and irradiating the positive photoresist layer with laser light. A concave portion forming step of forming a concave portion in a conductor layer forming pattern on the positive photoresist layer, a conductive paste filling step of filling the concave portion with a conductive paste, and drying the conductive paste filled in the concave portion, An adhesion step of adhering the solid component in the conductor paste to the ceramic substrate, an exposure treatment step of exposing the entire surface of the positive photoresist layer that has undergone the adhesion step, and the positive photo that has been subjected to the exposure treatment. The photoresist layer disappearing step of disappearing the positive photoresist layer by developing the resist layer, It is characterized in that it comprises a baking step of baking the solid components in the conductor paste on the ceramic substrate (3).
【００１８】さらに本発明に係る厚膜微細パターンの形
成方法は、セラミックス基板上にネガ型フォトレジスト
層を形成するフォトレジスト層形成工程と、前記ネガ型
フォトレジスト層にレーザ光を照射して、前記ネガ型フ
ォトレジスト層に導体層形成パターン状に凹部を形成す
る凹部形成工程と、前記凹部に導体ペーストを充填する
導体ペースト充填工程と、前記凹部に充填された前記導
体ペーストを乾燥させ、前記導体ペースト中の固体成分
を前記セラミックス基板に接着させる接着工程と、前記
ネガ型フォトレジスト層に現像処理を施して前記ネガ型
フォトレジスト層を消失させるフォトレジスト層消失工
程と、焼成により前記導体ペースト中の固体成分を前記
セラミックス基板に焼き付ける焼付工程とを含むことを
特徴としている（４）。Further, the method for forming a thick film fine pattern according to the present invention comprises a step of forming a negative photoresist layer on a ceramic substrate, and a step of irradiating the negative photoresist layer with a laser beam. A concave portion forming step of forming a concave portion in the negative photoresist layer in a conductor layer forming pattern, a conductive paste filling step of filling the concave portion with a conductive paste, and drying the conductive paste filled in the concave portion, An adhesion step of adhering a solid component in the conductor paste to the ceramic substrate, a photoresist layer disappearance step of developing the negative photoresist layer to disappear the negative photoresist layer, and the conductor paste by firing. And a baking step of baking a solid component therein to the ceramic substrate ( ).
【００１９】以下、上記（１）記載の厚膜微細パターン
の形成方法を図１（ａ）〜（ｆ）に基づいて説明する。The method of forming the thick film fine pattern described in (1) above will be described below with reference to FIGS.
【００２０】まずフォトレジスト層形成工程として、セ
ラミックス基板１１上にポジ型フォトレジスト層１２を
形成する（図１（ａ））。First, as a photoresist layer forming step, the positive type photoresist layer 12 is formed on the ceramic substrate 11 (FIG. 1A).
【００２１】本発明に使用するセラミックス基板１１と
しては、特に限定されず、通常セラミックス基板として
使用されるアルミナセラミックス基板（以下、アルミナ
基板と記す）の他、例えばムライトセラミックス基板、
ガラスセラミックス基板、窒化アルミニウムセラミック
ス基板等が挙げられる。The ceramics substrate 11 used in the present invention is not particularly limited, and in addition to an alumina ceramics substrate (hereinafter referred to as an alumina substrate) usually used as a ceramics substrate, for example, a mullite ceramics substrate,
Examples thereof include glass ceramic substrates and aluminum nitride ceramic substrates.
【００２２】ポジ型フォトレジスト層１２の形成方法も
特に限定されず、ポジ型フォトレジストのフィルムをセ
ラミックス基板１１に接着することによりポジ型フォト
レジスト層１２を形成する方法をとってもよい。しか
し、液状のポジ型フォトレジストを使用し、例えばロー
ルコーター法、バーコーター法、スピンコーター法、デ
ィップ法等によりセラミックス基板１１上に前記液状フ
ォトレジストを塗布した後、８５〜９０℃で３０〜４０
分程度オーブン内で熱処理して乾燥させ、固体状のポジ
型フォトレジスト層１２を形成する方法が、水平なポジ
型フォトレジスト層１２を形成することができる点、最
終的には平坦な厚膜微細パターンを形成することができ
る点からより好ましい。前記液状のフォトレジストとし
ては、例えばヘキストジャパン社製のＡＺ４９０３、Ａ
Ｚ４６２０Ａ、東京応化工業社製のＯＰレジスト、東京
エレクトロン社製のアキュトレース、日本チバガイギー
社製のプロビマー等が挙げられる。The method of forming the positive photoresist layer 12 is not particularly limited, and a method of forming the positive photoresist layer 12 by adhering a film of the positive photoresist to the ceramic substrate 11 may be used. However, after applying the liquid photoresist on the ceramic substrate 11 by using a liquid positive photoresist, for example, a roll coater method, a bar coater method, a spin coater method, a dip method, etc. 40
A method of forming a solid positive photoresist layer 12 by heat-treating and drying in an oven for about a minute can form a horizontal positive photoresist layer 12, and finally a flat thick film. It is more preferable in that a fine pattern can be formed. Examples of the liquid photoresist include AZ4903 and A manufactured by Hoechst Japan.
Z4620A, OP resist made by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd., Accutrace made by Tokyo Electron, Probimar made by Nippon Ciba Geigy, etc.
【００２３】形成するポジ型フォトレジスト層１２の厚
みは２０〜５０μｍが好ましい。ポジ型フォトレジスト
層１２の厚みが２０μｍ未満では、後工程においてポジ
型フォトレジスト層１２に形成された凹部１５に導体ペ
ースト１６を充填することが困難になり、他方ポジ型フ
ォトレジスト層１２の厚みが５０μｍを超えると後工程
で現像処理した場合、導体層形成パターン状の凹部１５
を完全に形成することが困難になる。なお、前記液状フ
ォトレジストを用い、２０μｍから３０μｍのポジ型フ
ォトレジスト層１２をセラミックス基板１１に均一に形
成するには、前記塗布方法のうち、ロールコーター法又
はバーコーター法がより好ましい。The thickness of the positive photoresist layer 12 formed is preferably 20 to 50 μm. If the thickness of the positive photoresist layer 12 is less than 20 μm, it becomes difficult to fill the concave portion 15 formed in the positive photoresist layer 12 with the conductor paste 16 in a later step, while the thickness of the positive photoresist layer 12 is increased. When the thickness exceeds 50 μm, the conductor layer forming pattern-shaped recess 15 is formed in the case where development processing is performed in a later step.
Is difficult to form completely. In order to uniformly form the positive photoresist layer 12 of 20 μm to 30 μm on the ceramic substrate 11 using the liquid photoresist, the roll coater method or the bar coater method is more preferable among the coating methods.
【００２４】次に、露光処理工程として、形成されたポ
ジ型フォトレジスト層１２の全面に紫外線１３により露
光処理を施す（図１（ｂ））。Next, as an exposure process, the entire surface of the formed positive photoresist layer 12 is exposed to ultraviolet light 13 (FIG. 1B).
【００２５】この全面露光処理を施す目的は、後工程で
現像処理を施すことにより、このポジ型フォトレジスト
層１２を溶解、消失させるためである。The purpose of performing the entire surface exposure treatment is to dissolve and disappear the positive type photoresist layer 12 by performing a development treatment in a later step.
【００２６】紫外線１３による露光処理の条件は特に限
定されず、通常半導体基板等を形成する際にポジ型フォ
トレジスト層１２に対して施す露光処理の条件と同様の
条件で行えばよい。The conditions of the exposure treatment with the ultraviolet rays 13 are not particularly limited, and may be the same as the conditions of the exposure treatment usually applied to the positive photoresist layer 12 when forming a semiconductor substrate or the like.
【００２７】次に凹部形成工程として、露光処理が施さ
れたポジ型フォトレジスト層１２にレーザ光１４を照射
して、ポジ型フォトレジスト層１２に導体層形成パター
ン状に凹部１５を形成する（図１（ｃ））。Next, in the recess forming step, the positive photoresist layer 12 that has been subjected to the exposure treatment is irradiated with laser light 14 to form recesses 15 in the conductor layer forming pattern on the positive photoresist layer 12 ( FIG. 1 (c)).
【００２８】レーザ光１４の照射は、凹部１５が導体層
パターンになるようにポジ型フォトレジスト層１２の表
面を走査することにより行う。このとき、レーザ光１４
の強度を一定の範囲に設定することにより、セラミック
ス基板１１を傷つけることなく、照射した範囲のポジ型
フォトレジスト層１２のみを完全に分解、消失させるこ
とができる。Irradiation with the laser beam 14 is performed by scanning the surface of the positive photoresist layer 12 so that the concave portion 15 becomes a conductor layer pattern. At this time, the laser light 14
By setting the intensity of 1 to a certain range, it is possible to completely decompose and disappear only the positive photoresist layer 12 in the irradiated range without damaging the ceramic substrate 11.
【００２９】このときのレーザ光１４の照射条件は、ポ
ジ型フォトレジスト層１２の材質や厚さ、セラミックス
基板１１の種類等により異なるが、例えばアルミナ基板
上に２５μｍの厚さのポジ型フォトレジスト層１２が形
成されている場合、レーザ光１４の照射強度は０．５〜
２Ｊ／ｃｍ2 程度が好ましく、またその走査速度は１〜
１０ｃｍ／ｓｅｃ程度が好ましい。エキシマレーザのエ
ネルギーはレーザの機種、使用するガスに依存するが、
ほぼ１００〜３００ｍＪ／ｃｍ2 の範囲内にある。この
ため照射強度を０．５〜２Ｊ／ｃｍ2 に高めるために
は、レーザ光を実際に加工したいパターンの数倍の大き
さのフォトマスクを通過させ、レンズ系でサンプル上へ
縮小投射すれば良い。この方法は、通常マスクメジャー
法と言われている。The irradiation condition of the laser beam 14 at this time varies depending on the material and thickness of the positive photoresist layer 12, the type of the ceramic substrate 11, etc., but for example, a positive photoresist having a thickness of 25 μm on an alumina substrate. When the layer 12 is formed, the irradiation intensity of the laser light 14 is 0.5 to
2 J / cm 2 is preferable, and the scanning speed is 1 to
It is preferably about 10 cm / sec. The energy of the excimer laser depends on the laser model and the gas used,
It is in the range of approximately 100 to 300 mJ / cm 2 . For this reason, in order to increase the irradiation intensity to 0.5 to 2 J / cm 2 , the laser light is passed through a photomask having a size several times larger than the pattern to be actually processed, and the laser beam is reduced and projected onto the sample. good. This method is usually called the mask measure method.
【００３０】また、レーザ光の走査は、通常二つのミラ
ーを使用して行うが、超音波スイッチ等を用いることに
より、高速でパルス制御が可能であるので、高精度のパ
ターンを描くことができる。また、前記レーザ光の照射
パターン、すなわちミラー等の作動パターンをコンピュ
ータに記憶させておくことにより、同一のパターンを再
現性よくポジ型フォトレジスト層表面に描くことができ
る。また異なる配線パターンを形成する場合にも、ミラ
ー等の作動パターンをソフト的に変化させるだけでよい
ので、フォトリソグラフィーにより配線パターンを形成
する場合のように異なるパターン毎にフォトマスクを作
製する必要がなく、少量多品種生産の場合、特にコスト
的にも有利である。The laser beam is normally scanned by using two mirrors, but by using an ultrasonic switch or the like, pulse control can be performed at high speed, so that a highly accurate pattern can be drawn. . Further, by storing the irradiation pattern of the laser beam, that is, the operation pattern of the mirror or the like in the computer, the same pattern can be drawn on the surface of the positive photoresist layer with good reproducibility. Further, even when different wiring patterns are formed, it is only necessary to softly change the operation pattern of the mirror or the like, so that it is necessary to prepare a photomask for each different pattern as in the case of forming wiring patterns by photolithography. In the case of low-volume, high-mix production, it is particularly advantageous in terms of cost.
【００３１】なお、レーザ光を照射した際に加工周辺に
炭素が付着することがあるが、これはトルエン、キシレ
ン等の溶剤でふきとったり、前記溶剤で超音波洗浄すれ
ば良い。ここで、トルエン、キシレンはフォトレジスト
を溶解することはないので、加工部の形状が崩れること
はない。Incidentally, when the laser beam is irradiated, carbon may adhere to the periphery of the processing, which may be wiped with a solvent such as toluene or xylene, or ultrasonically cleaned with the solvent. Here, since toluene and xylene do not dissolve the photoresist, the shape of the processed portion does not collapse.
【００３２】レーザ光１４を照射するために用いるレー
ザは、上記した条件を満足することができるのもであれ
ば特に限定されないが、その具体例としては、例えばエ
キシマレーザ、ＹＡＧレーザ等が挙げられるが、これら
の中ではエキシマレーザが好ましい。The laser used for irradiating the laser beam 14 is not particularly limited as long as it can satisfy the above-mentioned conditions, and specific examples thereof include an excimer laser and a YAG laser. However, of these, the excimer laser is preferable.
【００３３】本発明では、ポジ型フォトレジスト層１２
に凹部１５を形成するためにレーザを使用しているの
で、フォトリソグラフィーにより凹部１５を形成する方
法と比較して、凹部１５の形状やその幅をコントロール
し易く、その幅が１０〜２５μｍ程度で、凹部同士の間
隔が１５μｍ程度まで近づいた凹部１５をポジ型フォト
レジスト層１２に形成することができる。In the present invention, the positive photoresist layer 12 is used.
Since the laser is used to form the recess 15 in the substrate, it is easier to control the shape and the width of the recess 15 as compared with the method of forming the recess 15 by photolithography. It is possible to form the recesses 15 in the positive photoresist layer 12 in which the intervals between the recesses are close to each other by about 15 μm.
【００３４】次に導体ペースト充填工程として、ポジ型
フォトレジスト層１２に形成された凹部１５に導体ペー
スト１６を充填する（図１（ｄ））。Next, in the conductor paste filling step, the conductor paste 16 is filled in the recess 15 formed in the positive photoresist layer 12 (FIG. 1 (d)).
【００３５】導体層パターン形成用の導体としては、通
常セラミックス基板等の配線に使用される公知の導体材
料を使用することができるが、その具体例として、例え
ばＷ、Ｍｏ−Ｍｎ、Ａｕ、Ａｇ−Ｐｄ、Ｃｕ等が挙げら
れる。本発明では、後の工程でポジ型フォトレジスト層
１２を焼成により分解、消失させる工程がないので、前
記したＣｕ等の安価な導体材料を使用することができ、
安価に導体層パターン１８を形成することができる。As the conductor for forming the conductor layer pattern, a known conductor material which is usually used for wiring such as a ceramic substrate can be used. Specific examples thereof include W, Mo-Mn, Au and Ag. -Pd, Cu etc. are mentioned. In the present invention, since there is no step of decomposing and eliminating the positive photoresist layer 12 by baking in the subsequent step, it is possible to use the above-mentioned inexpensive conductor material such as Cu,
The conductor layer pattern 18 can be formed at low cost.
【００３６】導体ペースト１６の溶剤には、ポジ型フォ
トレジスト層１２を溶解しないものを用いる必要があ
る。これは、ポジ型フォトレジスト層１２を溶解する溶
剤を用いて導体ペースト１６を調製した場合、ポジ型フ
ォトレジスト層１２の凹部１５に導体ペースト１６を充
填すると、ポジ型フォトレジスト層１２が前記溶剤に溶
解し、凹部１５の形状が崩れるためである。ポジ型フォ
トレジスト層１２を溶解しない溶剤としては、例えばト
ルエン、キシレン、ショウノウ油、テレビン油、パイン
油等の炭化水素系溶剤が挙げられる。As the solvent for the conductor paste 16, it is necessary to use a solvent that does not dissolve the positive photoresist layer 12. This is because when the conductor paste 16 is prepared by using a solvent that dissolves the positive photoresist layer 12, when the conductor paste 16 is filled in the concave portion 15 of the positive photoresist layer 12, the positive photoresist layer 12 becomes the solvent. The shape of the recess 15 is dissolved and the shape of the recess 15 is destroyed. Examples of the solvent that does not dissolve the positive photoresist layer 12 include hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, camphor oil, turpentine oil, and pine oil.
【００３７】また、導体ペースト１６に使用される樹脂
（バインダー）は、後工程で用いられる現像液に溶解し
ないものである必要がある。これは、ポジ型フォトレジ
スト層１２に形成された凹部１５に導体ペースト１６を
充填、乾燥した後、このポジ型フォトレジスト層１２を
現像液に接触させて溶解、消失させる工程において、残
存した溶剤によって導体ペースト１６が現像液に溶解し
ないようにするためである。現像液は通常水溶液である
ので、導体ペースト１６に用いられる樹脂は非水溶性の
樹脂である必要がある。前記樹脂の具体例としては、例
えばエチルセルロース、アクリル樹脂、メタクリル樹脂
等が挙げられる。The resin (binder) used for the conductor paste 16 must be one that does not dissolve in the developing solution used in the subsequent step. This is because the residual solvent was left in the process of filling the concave portion 15 formed in the positive photoresist layer 12 with the conductor paste 16 and drying it, and then contacting this positive photoresist layer 12 with a developing solution to dissolve and eliminate it. This is to prevent the conductor paste 16 from being dissolved in the developing solution. Since the developing solution is usually an aqueous solution, the resin used for the conductor paste 16 needs to be a water-insoluble resin. Specific examples of the resin include ethyl cellulose, acrylic resin, methacrylic resin and the like.
【００３８】以上の理由から本発明に使用される導体ペ
ースト１６としては、例えば上記導体粉末を８０〜９２
ｗｔ％、前記アクリル樹脂等の樹脂を２〜６ｗｔ％及び
トルエン等の溶剤を２〜１８ｗｔ％含む組成からなるも
のが好ましく、その他に基板との密着性を向上させるた
めにガラスやセラミックス等の材料が少量添加されてい
てもよい。For the above reasons, the conductor paste 16 used in the present invention contains, for example, 80 to 92 of the above conductor powder.
It is preferable that the composition has a composition including wt%, 2 to 6 wt% of the resin such as the acrylic resin, and 2 to 18 wt% of a solvent such as toluene. In addition, materials such as glass and ceramics for improving the adhesion to the substrate. May be added in a small amount.
【００３９】上記した組成の導体ペースト１６をポジ型
フォトレジスト層１２の凹部１５に充填する方法として
は、図１（ｄ）に示したように、フッ素樹脂製のヘラ１
７を用い、導体ペースト１６を凹部１５に直接擦り込む
ようにすればよい。なお、凹部１５以外のポジ型フォト
レジスト層１２の表面に導体ペースト１６が残存した場
合には、導体ペースト１６の付着していないフッ素樹脂
製のヘラ１７を用いて掻き取ることにより殆ど除去する
ことができる。さらに、前記操作によっても除去できな
い極薄い導体ペースト１６の層が存在する場合は、導体
ペースト１６を乾燥させた後、ラッピングフィルムを用
いて研磨することにより除去することができる。As a method of filling the concave portion 15 of the positive type photoresist layer 12 with the conductor paste 16 having the above composition, as shown in FIG.
7, the conductor paste 16 may be rubbed directly into the recess 15. If the conductor paste 16 remains on the surface of the positive photoresist layer 12 other than the recessed portions 15, it is almost removed by scraping it with a spatula 17 made of fluororesin to which the conductor paste 16 is not attached. You can Furthermore, when there is an extremely thin layer of the conductor paste 16 that cannot be removed by the above operation, it can be removed by drying the conductor paste 16 and then polishing it with a wrapping film.
【００４０】次に接着工程として、凹部１５に充填され
た導体ペースト１６を乾燥させ、導体ペースト１６中の
固体成分をセラミックス基板１１に接着させる。Next, in the bonding step, the conductor paste 16 filled in the recess 15 is dried to bond the solid component in the conductor paste 16 to the ceramic substrate 11.
【００４１】この工程では、導体ペースト１６中の溶剤
成分を蒸発させ、同時に加熱処理を施すことによって、
導体ペースト１６中の導体成分を樹脂を介してセラミッ
クス基板１１表面に接着させる。In this step, the solvent component in the conductor paste 16 is evaporated and, at the same time, the heat treatment is carried out.
The conductor component in the conductor paste 16 is adhered to the surface of the ceramic substrate 11 via a resin.
【００４２】その後フォトレジスト層消失工程として、
ポジ型フォトレジスト層１２に現像処理を施すことによ
りポジ型フォトレジスト層１２を消失させる（図１
（ｅ））。After that, as a photoresist layer disappearing step,
By subjecting the positive photoresist layer 12 to a development process, the positive photoresist layer 12 disappears (see FIG. 1).
(E)).
【００４３】前述した露光処理工程において、ポジ型フ
ォトレジスト層１２には露光処理が施されているので、
現像液を用いて現像処理を施すことにより、このポジ型
フォトレジスト層１２は現像液に溶解して消失する。前
記現像処理の条件として特別の条件は必要ない。また導
体ペースト１６のバインダには非水溶性樹脂が使用され
ているため、導体層パターンに形成された導体ペースト
１６の乾燥体の形状が崩れることはない。In the above-mentioned exposure processing step, since the positive photoresist layer 12 has been subjected to the exposure processing,
The positive photoresist layer 12 dissolves in the developing solution and disappears when the developing process is performed using the developing solution. No special condition is required as the condition of the developing process. Further, since the water-insoluble resin is used as the binder of the conductor paste 16, the shape of the dried body of the conductor paste 16 formed in the conductor layer pattern does not collapse.
【００４４】一方、従来から行われているポジ型フォト
レジスト層１２を酸化性雰囲気中で燃焼させることによ
り除去する方法を採用した場合、多量の樹脂を燃焼、消
失させなければならないので、導体材料やセラミックス
基板１１にとって過酷な条件が必要となり、Ｃｕ、Ｍｎ
−Ｍｏ等の安価な金属を配線材料として用いることがで
きず、またセラミックス基板１１自体も酸化ダメージが
大きくなる。On the other hand, when the conventional method of removing the positive type photoresist layer 12 by burning it in an oxidizing atmosphere is adopted, a large amount of resin must be burned and eliminated. And the ceramic substrate 11 require severe conditions.
An inexpensive metal such as —Mo cannot be used as a wiring material, and the ceramics substrate 11 itself will be greatly damaged by oxidation.
【００４５】しかし本発明では、上記した湿式法により
ポジ型フォトレジスト層１２を溶解、消失させるので、
導体として前記した安価な金属を用いることができ、セ
ラミックス基板１１が酸化ダメージを受けることもな
い。However, in the present invention, since the positive type photoresist layer 12 is dissolved and eliminated by the above-mentioned wet method,
The above-mentioned inexpensive metal can be used as the conductor, and the ceramic substrate 11 is not damaged by oxidation.
【００４６】最後に焼付工程として、焼成を行うことに
より、セラミックス基板１１に接着されている導体を含
む導体ペースト１６中の有機成分を分解、消失させ、導
体ペースト１６中の導体成分をセラミックス基板１１に
焼き付け、導体層パターン１８を形成する（図１
（ｆ））。Finally, as a baking step, by firing, the organic components in the conductor paste 16 containing the conductor adhered to the ceramic substrate 11 are decomposed and eliminated, and the conductor components in the conductor paste 16 are removed. To form a conductor layer pattern 18 (FIG. 1).
(F)).
【００４７】この場合の焼成条件は、セラミックス基板
１１の種類や導体ペースト１６中の導体成分の種類等に
より異なるが、導体ペースト１６に含まれている有機物
質が十分に分解、消失し、さらに前記導体がセラミック
ス基板１１にしっかり接着される条件が必要となる。し
かし、導体ペースト１６中の有機成分の量はポジ型フォ
トレジスト層１２と比較すると格段に少ないので、窒素
ガスや窒素と水素の混合ガス等の中性又は還元性の雰囲
気中で熱処理を行うことにより、十分に有機成分を分
解、消失させることができる。The firing conditions in this case differ depending on the type of the ceramic substrate 11 and the type of conductor components in the conductor paste 16, but the organic substance contained in the conductor paste 16 is sufficiently decomposed and disappears, and The condition that the conductor is firmly adhered to the ceramic substrate 11 is required. However, since the amount of organic components in the conductor paste 16 is much smaller than that of the positive photoresist layer 12, heat treatment should be performed in a neutral or reducing atmosphere such as nitrogen gas or a mixed gas of nitrogen and hydrogen. Thereby, the organic component can be decomposed and eliminated sufficiently.
【００４８】上記した工程を経ることにより、セラミッ
クス基板１１上に導体材料からなる導体層パターン１８
を形成することができる。Through the above steps, the conductor layer pattern 18 made of a conductor material is formed on the ceramic substrate 11.
Can be formed.
【００４９】この導体層パターン１８には、適宜Ｎｉめ
っきやＡｕめっきを施してもよく、またＣｒやＣｕ等を
蒸着させてもよい。The conductor layer pattern 18 may be appropriately plated with Ni or Au, or may be deposited with Cr, Cu or the like.
【００５０】上記した本発明の導体層パターンの形成方
法は、セラミックス基板１１に微細配線を形成する方法
に適用することができる他、フリップチップ方式によ
り、例えばセラミックス基板１１に集積回路装置等を実
装する場合、接続用のパッドとして用いられるバンプを
セラミックス基板１１に形成する方法としても用いるこ
とができる。The method of forming a conductor layer pattern of the present invention described above can be applied to a method of forming fine wiring on the ceramic substrate 11, and also, for example, an integrated circuit device or the like is mounted on the ceramic substrate 11 by a flip chip method. In this case, it can be used also as a method of forming bumps used as pads for connection on the ceramic substrate 11.
【００５１】次に、上記（２）又は（３）記載の厚膜微
細パターンの形成方法について説明する。上記（２）又
は（３）記載の厚膜微細パターンの形成方法では、紫外
線１３による全面露光処理の工程の順序が上記（１）記
載の厚膜微細パターンの形成方法と異なるのみであり、
全面露光処理の条件は上記（１）記載の方法と同様の条
件でよく、その他の条件も（１）記載の方法と同様の条
件でよい。Next, the method of forming the thick film fine pattern described in (2) or (3) above will be described. In the method of forming a thick film fine pattern described in (2) or (3) above, the order of the steps of the entire surface exposure treatment with the ultraviolet rays 13 is different from the method of forming a thick film fine pattern described in (1) above.
The conditions for the entire surface exposure treatment may be the same as those in the method described in (1) above, and the other conditions may be the same as those in the method described in (1) above.
【００５２】次に、上記（４）記載の厚膜微細パターン
の形成方法について説明する。この上記（４）記載の方
法では、フォトレジストとしてネガ型のフォトレジスト
を用いる。このネガ型フォトレジストは、紫外線１３を
照射しない限り現像処理によって溶解、消失させること
ができるので、上記（４）記載の方法においては紫外線
を照射する必要がない。従って、フォトレジスト層形成
工程でネガ型フォトレジストを用いる点、及び紫外線に
よる露光処理工程がない点以外は、上記（１）記載の方
法と同様の方法及び条件でセラミックス基板１１に導体
層パターン１８を形成することができる。この場合に用
いるネガ型フォトレジストとしては、例えばサンノプコ
製のノプコキュア Ｌ−１０２０，１５２０、東京応化
工業製のＰＭＥＲ Ｎ−ＨＣ６００等が挙げられ、現像
液としては、例えば１，１，１−トリクロロエタン、サ
ンノプコ製のＳＮ−ＯＸ２８９２、東京応化工業製のＰ
ＭＥＲ Ｎ−Ａ５等が挙げられる。Next, the method of forming the thick film fine pattern described in (4) above will be described. In the method described in (4) above, a negative photoresist is used as the photoresist. This negative photoresist can be dissolved and disappeared by the developing treatment unless it is irradiated with the ultraviolet ray 13, and therefore it is not necessary to irradiate the ultraviolet ray in the method described in (4) above. Therefore, the conductor layer pattern 18 is formed on the ceramic substrate 11 by the same method and conditions as the method described in (1) above, except that a negative photoresist is used in the photoresist layer forming step and that there is no exposure treatment step with ultraviolet rays. Can be formed. Examples of the negative photoresist used in this case include Nopco Cure L-1020 and 1520 manufactured by San Nopco, and PMER N-HC600 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd., and examples of the developer include 1,1,1-trichloroethane and SN-OX2892 made by San Nopco, P made by Tokyo Ohka Kogyo
MER N-A5 etc. are mentioned.
【００５３】[0053]
【作用】上記（１）記載の厚膜微細パターンの形成方法
によれば、前記フォトレジスト層形成工程及び前記凹部
形成工程においてセラミックス基板上に形成されたフォ
トレジスト層にレーザにより凹部を形成するので、フォ
トリソグラフィー法により凹部を形成する方法と比較し
て、フォトマスクを使用することなく、より微細で凹部
間の間隔が狭い導体層形成パターン状の凹部が形成さ
れ、前記導体ペースト充填工程において導体層パターン
状に導体ペースト層が形成され、前記凹部に充填された
導体ペーストのパターンが崩れたり、変形したりするこ
ともない。また前記フォトレジスト層消失工程において
は湿式プロセスによりフォトレジスト層を溶解、消失さ
せるので、前記焼付工程においては残った導体ペースト
の乾燥体のみを中性又は還元性雰囲気で焼成することが
可能になり、配線間の間隔が２５μｍ以下でかつ大電流
にも対応可能な、高精度の厚膜微細パターンが安価に形
成される。According to the method of forming a thick film fine pattern described in the above (1), the recess is formed by laser in the photoresist layer formed on the ceramic substrate in the photoresist layer forming step and the recess forming step. In comparison with the method of forming the recesses by the photolithography method, finer conductor pattern forming recesses having a narrower gap between the recesses are formed without using a photomask, and the conductor paste filling step is performed. The conductor paste layer is formed in a layer pattern so that the pattern of the conductor paste filled in the recess is not broken or deformed. Further, in the photoresist layer disappearance step, since the photoresist layer is dissolved and disappeared by a wet process, only the dried body of the conductor paste remaining in the baking step can be fired in a neutral or reducing atmosphere. A high-precision thick-film fine pattern having a wiring interval of 25 μm or less and capable of handling a large current can be formed at low cost.
【００５４】また、上記（２）、（３）及び（４）記載
の厚膜微細パターンの形成方法においても、上記（１）
記載の厚膜微細パターンの形成方法の場合と同様の作用
が得られる。また、（４）記載の方法では、ネガ型フォ
トレジストを使用しているので、露光処理の工程を必要
としない。Further, in the method for forming a thick film fine pattern described in (2), (3) and (4) above, the above (1)
The same operation as in the case of the thick film fine pattern forming method described can be obtained. Further, in the method described in (4), since the negative photoresist is used, the step of exposure processing is not necessary.
【００５５】[0055]
【実施例及び比較例】以下、本発明に係る厚膜微細パタ
ーンの形成方法の実施例及び比較例を説明する。EXAMPLES AND COMPARATIVE EXAMPLES Examples and comparative examples of the method of forming a thick film fine pattern according to the present invention will be described below.
【００５６】［実施例１］アルミナ基板上の全面に液状
ポジ型レジスト（ヘキストジャパン社製 ＡＺ４９０
３）をバーコーター法にて膜厚が２５μｍとなるように
塗布し、これを９０℃に保持したオーブン内に３０分入
れておくことにより乾燥させ、固体状のポジ型フォトレ
ジスト層を形成した。Example 1 A liquid positive resist (AZ490 manufactured by Hoechst Japan Co., Ltd.) was formed on the entire surface of an alumina substrate.
3) was applied by a bar coater method so as to have a film thickness of 25 μm, and this was put in an oven kept at 90 ° C. for 30 minutes to be dried to form a solid positive photoresist layer. .
【００５７】次に、前記ポジ型フォトレジスト層の全面
に紫外線を露光量が８００ｍＪ／ｃｍ2 の条件で照射し
た。Next, the entire surface of the positive photoresist layer was irradiated with ultraviolet rays under an exposure amount of 800 mJ / cm 2 .
【００５８】次に、お互いに直角方向に操作できる２本
のミラーを備えたエキシマレーザ（ＫｒＦ、４８ｎｍ）
を用い、前記ミラーをコンピュータ制御することにより
所定の導体層形成パターンになるように、照射強度１Ｊ
／ｃｍ2 、走査速度１ｃｍ／ｓｅｃで前記ポジ型フォト
レジスト層の表面にレーザ光を照射し、照射された部分
の前記ポジ型フォトレジスト層を下地のアルミナ基板が
露出するまで分解、消失させた。この結果、前記ポジ型
フォトレジスト層に、幅が１５μｍ、配線間の間隔が１
５μｍの凹部が形成された。Next, an excimer laser (KrF, 48 nm) equipped with two mirrors that can be operated at right angles to each other.
The irradiation intensity is 1 J so that a predetermined conductor layer forming pattern is obtained by computer controlling the mirror using
/ Cm 2 and a scanning speed of 1 cm / sec, the surface of the positive photoresist layer was irradiated with laser light, and the exposed positive photoresist layer was decomposed and disappeared until the underlying alumina substrate was exposed. . As a result, the positive photoresist layer has a width of 15 μm and a space between the wirings of 1 μm.
A recess of 5 μm was formed.
【００５９】次に、フッ素樹脂製のヘラを用い、粒径１
μｍの銅粉末が８１ｗｔ％、軟化点５００℃の鉛ホウケ
イ酸ガラスフリットが４ｗｔ％、アクリル樹脂をパイン
油に溶解したビヒクルが１５ｗｔ％からなる導体ペース
トを少量前記ポジ型フォトレジスト層の表面に置いた
後、擦り込むようにして前記凹部に前記導体ペーストを
充填した。さらに前記導体ペーストの付着していないフ
ッ素樹脂製のヘラを用い、前記ポジ型フォトレジスト層
に付着した不要な導体ペーストを除去した。Next, using a spatula made of fluororesin, a particle size of 1
A small amount of a conductor paste consisting of 81 wt% of copper powder of μm, 4 wt% of lead borosilicate glass frit having a softening point of 500 ° C., and 15 wt% of a vehicle in which acrylic resin is dissolved in pine oil is placed on the surface of the positive photoresist layer. After that, the concave portion was filled with the conductor paste by rubbing. Further, an unnecessary conductor paste attached to the positive photoresist layer was removed using a spatula made of fluororesin to which the conductor paste was not attached.
【００６０】次に、９０℃で５分間加熱することにより
前記ポジ型フォトレジスト層中の前記導体ペーストを乾
燥させ、前記導体ペースト中の樹脂成分を前記アルミナ
基板に接着させた。その後、前記ポジ型フォトレジスト
層の表面を１μｍのアルミナ砥粒が被着したラッピング
フィルムで研磨することにより前記不要導体ペーストを
完全に除去した。Next, the conductor paste in the positive photoresist layer was dried by heating at 90 ° C. for 5 minutes to bond the resin component in the conductor paste to the alumina substrate. Then, the surface of the positive photoresist layer was polished with a lapping film coated with 1 μm of alumina abrasive grains to completely remove the unnecessary conductor paste.
【００６１】次に、現像液（ヘキストジャパン社 ＡＺ
４００Ｋ）に前記ポジ型フォトレジスト層を有する前記
アルミナ基板を浸漬し、揺動させることにより現像処理
を施し、前記ポジ型フォトレジスト層を溶解、消失さ
せ、前記導体ペーストの乾燥体のみを前記アルミナ基板
上に残した。Next, a developing solution (AZ from Hoechst Japan Co.
The alumina substrate having the positive photoresist layer is dipped in 400 K), and is subjected to a developing treatment by rocking to dissolve and eliminate the positive photoresist layer, and only the dried body of the conductor paste is treated with the alumina. Left on the substrate.
【００６２】次いで、純窒素雰囲気中、最高温度９００
℃で１０分間保持する工程を含む７０分の焼成処理を行
うことにより、前記導体ペースト中の有機物を分解、消
失させ、かつ前記導体成分を前記アルミナ基板に焼き付
けて、Ｃｕ配線パターンを形成した。Next, in a pure nitrogen atmosphere, the maximum temperature is 900
By performing a 70-minute baking process including a step of holding at 10 ° C. for 10 minutes, organic substances in the conductor paste were decomposed and disappeared, and the conductor component was baked on the alumina substrate to form a Cu wiring pattern.
【００６３】最終的に形成したＣｕ配線の精度を走査型
電子顕微鏡にて調査し、線幅が１４μｍ、配線間の間隔
が１６μｍ、膜厚が１０μｍと極めて微細で高い精度の
導体層形成パターンが形成されていることを確認した。The accuracy of the finally formed Cu wiring was investigated by a scanning electron microscope, and a very fine and highly accurate conductor layer forming pattern with a line width of 14 μm, an interval between wirings of 16 μm and a film thickness of 10 μm was found. It was confirmed that it was formed.
【００６４】［実施例２］導体ペースト中の導体成分を
平均粒径０．５μｍのＭｏ粉末：６４ｗｔ％、平均粒径
３μｍのＭｎ粉末：１６ｗｔ％、パイン油系のビヒクル
に溶解したアクリル樹脂：２０ｗｔ％とし、焼付工程に
おける焼成条件として、微量の水蒸気を含む窒素（９０
ｖｏｌ％）と水素（１０ｖｏｌ％）の雰囲気中、１５０
０℃に加熱する条件を選んだ以外は、実施例１の場合の
条件と同様の方法及び条件を採用し、アルミナ基板上に
Ｍｏ−Ｍｎ系微細配線を形成した。[Example 2] Mo powder having an average particle size of 0.5 µm: 64 wt%, Mn powder having an average particle size of 3 µm: 16 wt%, an acrylic resin obtained by dissolving a conductor component in a conductor paste in a pine oil-based vehicle: 20 wt% and nitrogen (90%) containing a small amount of water vapor as the firing conditions in the baking process.
150% in an atmosphere of (vol%) and hydrogen (10 vol%)
The same method and conditions as in the case of Example 1 were adopted except that the condition of heating to 0 ° C. was selected, and Mo—Mn based fine wiring was formed on the alumina substrate.
【００６５】製造されたアルミナ基板上のＭｏ−Ｍｎ系
配線の精度を調査したところ、線幅が１３μｍ、配線間
の間隔が１７μｍ、膜厚が１０μｍと極めて微細で高い
精度の導体層形成パターンが形成されていることを確認
することができた。When the accuracy of the produced Mo-Mn-based wiring on the alumina substrate was investigated, a very fine and highly accurate conductor layer forming pattern with a line width of 13 μm, an interval between wirings of 17 μm and a film thickness of 10 μm was found. It was possible to confirm that it was formed.
【００６６】［実施例３］アルミナ基板（表面粗さ ±
３μｍ）上に、液状のネガ型フォトレジスト（東京応化
工業製 ＰＭＥＲ Ｎ−ＨＣ６００）を用いて、バーコ
ーター法により、厚さが約２５μｍのネガ型フォトレジ
スト層を形成し、乾燥させ、固体状のネガ型フォトレジ
スト層を形成した。[Example 3] Alumina substrate (surface roughness ±
3 μm) using a liquid negative photoresist (PMER N-HC600 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) by a bar coater method to form a negative photoresist layer having a thickness of about 25 μm, and drying to form a solid state photoresist. Was formed into a negative photoresist layer.
【００６７】その後、実施例１で用いたエキシマレーザ
（ＫｒＦ、４８ｎｍ）を使用し、所定のバンプ形成パタ
ーンになるように、照射強度１Ｊ／ｃｍ2 、走査速度１
ｃｍ／ｓｅｃで前記ネガ型フォトレジスト層の表面にレ
ーザ光を照射し、照射された前記ネガ型フォトレジスト
層を下地のアルミナ基板が露出するまで前記フォトレジ
スト層を分解、消失させて除去した。この結果、前記ネ
ガ型フォトレジスト層にバンプ直径が２０μｍ、バンプ
間のピッチが２０μｍのバンプ形成パターン状の凹部が
形成された。Then, using the excimer laser (KrF, 48 nm) used in Example 1, an irradiation intensity of 1 J / cm 2 and a scanning speed of 1 were used so that a predetermined bump formation pattern was obtained.
The surface of the negative photoresist layer was irradiated with a laser beam at cm / sec, and the exposed negative photoresist layer was removed by decomposing and disappearing the photoresist layer until the underlying alumina substrate was exposed. As a result, bump-shaped concave portions having a bump diameter of 20 μm and a pitch between bumps of 20 μm were formed in the negative photoresist layer.
【００６８】次いで、導体材料としてＭｏとＭｎ（平均
粒径は共に３μｍ）とが８０：２０（重量比）の割合で
混合された粉末を８５ｗｔ％含有し、その他にアクリル
樹脂を５ｗｔ％及びテレビン油を１０ｗｔ％含有する導
体ペーストを用い、実施例１の場合と同様にフッ素樹脂
製のヘラにより前記導体ペーストを前記ネガ型フォトレ
ジスト層の前記凹部に充填した。Next, 85 wt% of a powder in which Mo and Mn (both having an average particle diameter of 3 μm) were mixed at a ratio of 80:20 (weight ratio) as a conductive material was contained, and 5 wt% of acrylic resin and turpentine oil were added. Was used in the same manner as in Example 1, and the conductive paste was filled in the recesses of the negative photoresist layer with a spatula made of fluororesin.
【００６９】次に、前記凹部に充填された前記導体ペー
ストを９０℃に加熱することにより乾燥させ、前記導体
ペースト中のアクリル樹脂を前記アルミナ基板に接着さ
せた。Next, the conductor paste filled in the recesses was heated to 90 ° C. to be dried, and the acrylic resin in the conductor paste was adhered to the alumina substrate.
【００７０】次いで、現像液（東京応化工業製のＰＭＥ
Ｒ Ｎ−Ａ５）中に前記ネガ型フォトレジスト層を有す
る前記アルミナ基板を浸漬し、揺動させて現像処理を施
し、前記ネガ型フォトレジスト層を溶解、消失させ、前
記導体ペーストの乾燥体のみを前記アルミナ基板上に残
した。Next, a developing solution (PME manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.
The alumina substrate having the negative photoresist layer is dipped in RN-A5), shaken and subjected to a developing treatment to dissolve and eliminate the negative photoresist layer, and only the dried body of the conductor paste is obtained. Was left on the alumina substrate.
【００７１】次いで、微量水蒸気を含む窒素−水素混合
ガス雰囲気中、１５００℃で焼成することにより、前記
導体ペースト中の有機物を分解、消失させ、かつ導体成
分をアルミナ基板に焼き付けて、バンプを形成した。Then, by firing at 1500 ° C. in a nitrogen-hydrogen mixed gas atmosphere containing a slight amount of water vapor, organic substances in the conductor paste are decomposed and eliminated, and conductor components are baked on an alumina substrate to form bumps. did.
【００７２】その後、このバンプ表面にＮｉめっき及び
Ａｕめっきを施した。Thereafter, the surface of the bump was plated with Ni and Au.
【００７３】得られたバンプの高さを東京精密製のｓｕ
ｒｆｃｏｍ １１２Ｂにより測定したところ、そのばら
つきは２μｍ以内と極めて均一化されており、バンプ間
の短絡も全く認められなかった。また、このバンプが形
成されたアルミナ基板を用い、フリップチップ方式によ
り集積回路装置を実装したところ、アルミナ基板上に形
成された前記バンプと集積回路装置に形成されたバンプ
との接続不良は全く認められなかった。The height of the obtained bump was compared with that of Tokyo Seimitsu.
When measured by rfcom 112B, the variation was extremely uniform within 2 μm, and no short circuit between bumps was observed at all. In addition, when an integrated circuit device was mounted by a flip chip method using the alumina substrate on which the bumps were formed, no defective connection was found between the bumps formed on the alumina substrate and the bumps formed on the integrated circuit device. I couldn't do it.
【００７４】[0074]
【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る上記
（１）〜（４）に記載の厚膜微細パターンの形成方法に
あっては、セラミックス基板上に、容易なプロセスに
て、配線間の間隔が１００μｍ以下でかつ大電流にも対
応可能な、高精度の厚膜微細パターンを安価に形成する
ことができる。また、従来のようにフォトマスクを用い
る必要がないので、多種類のパターンも低コストで形成
することができる。As described above in detail, in the method of forming a thick film fine pattern according to the present invention described in (1) to (4) above, wiring is formed on a ceramic substrate by an easy process. It is possible to inexpensively form a highly accurate thick film fine pattern having a space of 100 μm or less and capable of handling a large current. Further, since it is not necessary to use a photomask as in the conventional case, it is possible to form many kinds of patterns at low cost.
【図１】（ａ）〜（ｆ）は実施例に係る厚膜微細パター
ンの形成方法における各工程を模式的に示した断面図で
ある。1A to 1F are cross-sectional views schematically showing each step in a method for forming a thick film fine pattern according to an embodiment.
１１ セラミックス基板 １２ ポジ型フォトレジスト層 １４ レーザ光 １５ 凹部 １６ 導体ペースト １８ 導体層パターン 11 Ceramics Substrate 12 Positive Photoresist Layer 14 Laser Light 15 Recess 16 Conductor Paste 18 Conductor Layer Pattern
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇野 孝一 山口県美祢市大嶺町東分字岩倉2701番１ 株式会社住友金属セラミックス内 (72)発明者 中田 好和 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Koichi Uno 2701-1 Iwakura, East branch, Omine-cho, Mine-shi, Yamaguchi Prefecture Sumitomo Metal Ceramics Co., Ltd. (72) Yoshikazu Nakata 4-5 Kitahama, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka No. 33 Sumitomo Metal Industries, Ltd.
Claims (4)
スト層を形成するフォトレジスト層形成工程と、 前記ポジ型フォトレジスト層の全面に露光処理を施す露
光処理工程と、 露光処理が施された前記ポジ型フォトレジスト層にレー
ザ光を照射して、前記ポジ型フォトレジスト層に導体層
形成パターン状に凹部を形成する凹部形成工程と、 前記凹部に導体ペーストを充填する導体ペースト充填工
程と、 前記凹部に充填された前記導体ペーストを乾燥させ、前
記導体ペースト中の固体成分を前記セラミックス基板に
接着させる接着工程と、 前記ポジ型フォトレジスト層に現像処理を施して前記ポ
ジ型フォトレジスト層を消失させるフォトレジスト層消
失工程と、 焼成により前記導体ペースト中の固体成分を前記セラミ
ックス基板に焼き付ける焼付工程とを含むことを特徴と
する厚膜微細パターンの形成方法。1. A photoresist layer forming step of forming a positive photoresist layer on a ceramic substrate, an exposure processing step of exposing the entire surface of the positive photoresist layer to the positive photoresist layer, and the positive step subjected to the exposure treatment. A step of irradiating the positive photoresist layer with a laser beam to form a concave portion in the positive photoresist layer in a conductor layer forming pattern, a conductor paste filling step of filling the concave portion with a conductor paste, and the concave portion And a step of adhering the solid component in the conductor paste to the ceramic substrate, and performing a development process on the positive photoresist layer to eliminate the positive photoresist layer. The step of removing the photoresist layer and baking the solid component in the conductor paste to the ceramic substrate by baking. A method for forming a thick film fine pattern, which comprises a baking step.
スト層を形成するフォトレジスト層形成工程と、 前記ポジ型フォトレジスト層にレーザ光を照射して、前
記ポジ型フォトレジスト層に導体層形成パターン状に凹
部を形成する凹部形成工程と、 凹部が形成された前記ポジ型フォトレジスト層の全面に
露光処理を施す露光処理工程と、 前記凹部に導体ペーストを充填する導体ペースト充填工
程と、 前記凹部に充填された前記導体ペーストを乾燥させ、前
記導体ペースト中の固体成分を前記セラミックス基板に
接着させる接着工程と、 前記ポジ型フォトレジスト層に現像処理を施して前記ポ
ジ型フォトレジスト層を消失させるフォトレジスト層消
失工程と、 焼成により前記導体ペースト中の固体成分を前記セラミ
ックス基板に焼き付ける焼付工程とを含むことを特徴と
する厚膜微細パターンの形成方法。2. A photoresist layer forming step of forming a positive photoresist layer on a ceramic substrate, irradiating the positive photoresist layer with laser light to form a conductor layer forming pattern on the positive photoresist layer. A concave portion forming step of forming a concave portion in the concave portion; an exposure processing step of performing an exposure treatment on the entire surface of the positive photoresist layer in which the concave portion is formed; a conductive paste filling step of filling the concave portion with a conductive paste; An adhesion step of drying the filled conductor paste and adhering a solid component in the conductor paste to the ceramic substrate, and a photo-development process for the positive photoresist layer to erase the positive photoresist layer. Resist layer disappearing step, and baking the solid component in the conductor paste to the ceramic substrate by baking. A method of forming a thick film fine pattern, which comprises a step of applying.
スト層を形成するフォトレジスト層形成工程と、 前記ポジ型フォトレジスト層にレーザ光を照射して、前
記ポジ型フォトレジスト層に導体層形成パターン状に凹
部を形成する凹部形成工程と、 前記凹部に導体ペーストを充填する導体ペースト充填工
程と、 前記凹部に充填された前記導体ペーストを乾燥させ、前
記導体ペースト中の固体成分を前記セラミックス基板に
接着させる接着工程と、 前記接着工程を経た前記ポジ型フォトレジスト層の全面
に露光処理を施す露光処理工程と、 露光処理が施された前記ポジ型フォトレジスト層に現像
処理を施して前記ポジ型フォトレジスト層を消失させる
フォトレジスト層消失工程と、 焼成により前記導体ペースト中の固体成分を前記セラミ
ックス基板に焼き付ける焼付工程とを含むことを特徴と
する厚膜微細パターンの形成方法。3. A photoresist layer forming step of forming a positive photoresist layer on a ceramic substrate, and irradiating the positive photoresist layer with a laser beam to form a conductor layer forming pattern on the positive photoresist layer. A recess forming step of forming a recess in the recess, a conductor paste filling step of filling the recess with a conductor paste, and drying the conductor paste filled in the recess to bond a solid component in the conductor paste to the ceramic substrate. An adhering step of exposing the positive photoresist layer to the entire surface after the adhering step, and an exposing step of exposing the exposed positive photoresist layer to the positive photoresist. A step of removing the photoresist layer to remove the resist layer; and burning the solid component in the conductor paste to the ceramic. And a baking step of baking on a substrate.
スト層を形成するフォトレジスト層形成工程と、 前記ネガ型フォトレジスト層にレーザ光を照射して、前
記ネガ型フォトレジスト層に導体層形成パターン状に凹
部を形成する凹部形成工程と、 前記凹部に導体ペーストを充填する導体ペースト充填工
程と、 前記凹部に充填された前記導体ペーストを乾燥させ、前
記導体ペースト中の固体成分を前記セラミックス基板に
接着させる接着工程と、 前記ネガ型フォトレジスト層に現像処理を施して前記ネ
ガ型フォトレジスト層を消失させるフォトレジスト層消
失工程と、 焼成により前記導体ペースト中の固体成分を前記セラミ
ックス基板に焼き付ける焼付工程とを含むことを特徴と
する厚膜微細パターンの形成方法。4. A photoresist layer forming step of forming a negative photoresist layer on a ceramic substrate, irradiating the negative photoresist layer with a laser beam to form a conductor layer forming pattern on the negative photoresist layer. A recess forming step of forming a recess in the recess, a conductor paste filling step of filling the recess with a conductor paste, and drying the conductor paste filled in the recess to bond a solid component in the conductor paste to the ceramic substrate. An adhering step, a developing step for developing the negative photoresist layer to remove the negative photoresist layer, and a baking step for baking the solid component in the conductor paste onto the ceramic substrate by firing. A method for forming a thick film fine pattern, comprising:
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29027993A JPH07142843A (en) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | Method of forming thick film fine pattern |
| US08/863,279 US6074893A (en) | 1993-09-27 | 1997-05-27 | Process for forming fine thick-film conductor patterns |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29027993A JPH07142843A (en) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | Method of forming thick film fine pattern |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07142843A true JPH07142843A (en) | 1995-06-02 |
Family
ID=17754092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29027993A Pending JPH07142843A (en) | 1993-09-27 | 1993-11-19 | Method of forming thick film fine pattern |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07142843A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013135070A (en) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Jsr Corp | Pattern forming method and metal pattern |
| JP2013161907A (en) * | 2012-02-03 | 2013-08-19 | Jsr Corp | Pattern formation method, metal pattern formation method, and metal pattern |
-
1993
- 1993-11-19 JP JP29027993A patent/JPH07142843A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013135070A (en) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Jsr Corp | Pattern forming method and metal pattern |
| JP2013161907A (en) * | 2012-02-03 | 2013-08-19 | Jsr Corp | Pattern formation method, metal pattern formation method, and metal pattern |
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