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【発明の名称】 多層構造部品のビアホール形成方法
【発明者】 【氏名】丸上 寛治
【住所又は居所】京都府長岡京市天神二丁目２６番１０号 株式会社村田製作所内
【要約】 【課題】十分な耐電圧信頼性を有する厚さの絶縁層に所望の微細な孔径のビアホールを形成することを可能とする多層構造部品のビアホール形成方法を提供する。

【解決手段】このビアホールの形成方法は、支持基板２及び第１の導体４上に第１の感光性絶縁材料シート３１を積層し、それに未焼結の第１のビアホール部７１を露光・現像した後に焼結して第１の焼結絶縁膜３３を形成する。そして、その上に第２の感光性絶縁材料シート３２を積層し、それに未焼結の第２のビアホール部７２を露光・現像した後に焼結して第２の焼結絶縁膜３４を形成する。これにより、高アスペクト比のビアホール７を有した導体間絶縁層３を形成する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定厚さの絶縁層を貫通し且つこの絶縁層が積層された第１の導体とこの絶縁層上に積層された第２の導体とを電気的に接続するビアホールを形成するための多層構造部品のビアホール形成方法であって、
上記ビアホールの長さよりも薄い未焼結の感光性絶縁材料層を形成する第１工程と、
この第１工程で形成した未焼結の感光性絶縁材料層にビアホール部のパターンに対応した露光を行う第２工程と、
この第２工程で露光された未焼結の感光性絶縁材料層を現像して未焼結状態のビアホール部を形成する第３工程と、
この第３工程を経た上記感光性絶縁材料層を焼結して、ビアホール部を有した薄い絶縁層を形成する第４工程とを含み、
上記第１工程ないし第４工程を一巡とする工程を複数回繰り返すことにより、積層された複数の上記薄い絶縁層で上記所定厚さの絶縁層を形成すると共に、連通した複数の上記ビアホール部で上記ビアホールを形成する、
ことを特徴とする多層構造部品のビアホール形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の多層構造部品のビアホール形成方法において、
上記第２工程は、上記ビアホール部の直径が上記感光性絶縁材料層の厚さ以上になるように、ビアホール部のパターンに対応した露光を行うものである、
ことを特徴とする多層構造部品のビアホール形成方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の多層構造部品のビアホール形成方法において、
上記感光性絶縁材料層は、感光性ガラスペーストを塗布してなるものである、
ことを特徴とする多層構造部品のビアホール形成方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の多層構造部品のビアホール形成方法において、
上記第１工程ないし第４工程を一巡とする工程を複数回繰り返す際に、いずれかの回で用いる上記感光性絶縁材料層に、他の回で用いる感光性絶縁材料層の熱収縮率と異なる熱収縮率の感光性絶縁材料層を用いる、
ことを特徴とする多層構造部品のビアホール形成方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
この発明は、積層チップインダクタのような多層構造部品の絶縁層におけるビアホール形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の多層構造部品では、第１の電極（または第１の導体）を絶縁層の一方の表面に形成すると共に、第２の電極（または第２の導体）を他方の表面に形成し、それら第１の電極と第２の電極とを絶縁層を介して電気的に絶縁するようにしている。そして、ビアホールを絶縁層の所定の位置に設け、このビアホールに導電性物質を充填し、この導電性物質を介して第１の電極と第２の電極とを電気的に接続するようにしている。
【０００３】
近年、感光性絶縁材料をフォトリソグラフィ法によってパターニングすることで微細なビアホールを正確に形成するという方法が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００４】
具体的には、図１２に示すように、支持基板１３０上に第１の電極１３１を形成しておき（図１２（ａ））、その上に、光硬化可能なモノマーを含有するセラミックスリップ材のような感光性絶縁材料１３２を例えば印刷法などによってシート状に形成する（図１２（ｂ））。そして、フォトマスクを用いてビアホールのパターンに対応した露光を行って、非露光部１３３以外を硬化させ（図１２（ｃ））、現像によってこの非露光部１３３を除去するることで、未焼結の感光性絶縁材料シート１３２にビアホール１３４を形成する（図１２（ｄ））。さらに、この未焼結の感光性絶縁材料シート１３２を焼結することによって、所望のビアホール１３４を有した絶縁層１３５を形成（焼結）する（図１２（ｅ））。そして、そのビアホール１３４の空所に導電性ペーストのような導電性物質１３６を充填して固化させ、ビアホールを覆う位置に導体膜をパターニングして第２の電極１３７を形成する（図１２（ｆ））。これにより、ビアホール１３４に充填された導電性物質１３６によって第１の電極１３１と第２の電極１３７とを電気的に接続するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２９７０７７号公報
【特許文献２】特開平８−１８６３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記したビアホール形成方法では、次のような問題がある。
すなわち、光硬化可能なモノマーを含有するセラミックスリップ材のような感光性絶縁材料シート１３２は、焼結すると未焼結の状態のときよりも全体的に収縮するので、焼結後の膜厚は未焼結の感光性絶縁材料シート１３２よりも薄くなってしまう。このため、焼結後の製品としての絶縁層の耐電圧信頼性あるいは絶縁性能を十分なものとするためには、未焼結の感光性絶縁材料シート１３２の膜厚を厚くして、焼結後の感光性絶縁材料シート１３２の厚さを確保する必要がある。
また、多層構造部品の高密度化に伴って、電極や配線等のパターンの微細化、高密度化、高精度化が要請される傾向にある。かかる要請を充たすためには、ビアホール１３４を、所定の導電性を確保しつつ、より微細なものとする必要がある。
【０００７】
しかしながら、そのように膜厚の厚い未焼結の感光性絶縁材料シート１３２に孔径（直径）の微細なビアホール１３４を正確な形状及び寸法再現性で形成することは、困難である。
【０００８】
すなわち、図１３に示すように、感光性絶縁材料シート１３２にビアホール１３４のパターンをフォトリソグラフィ法によって露光する際には、露光条件や現像条件等に起因して、感光性絶縁材料シート１３２の膜厚が厚くなるほど、潜像１３３の孔径の厚さ方向での誤差（寸法のばらつきあるいは差異）が大きくなってしまう傾向にあり、その厚さ方向に均一な孔径のビアホール１３４を正確に形成することが困難であった。
【０００９】
また、図１４（ａ）に示す未焼結のビアホール１３４を有した感光性絶縁材料シート１３２を焼結すると、セラミックスリップ材のような感光性絶縁材料シート１３２は一般に収縮して、図１４（ｂ）に示すように、焼結後に得られる焼結絶縁膜１３５は全体的に厚みが薄くなると共に、収縮で肉が引けた分、ビアホール１３４のような空所の寸法が拡大する。この結果、ビアホール１３４の孔径φ２が、焼結後には未焼結のときの孔径φ１よりも大きくなってしまう。そして、このような焼結後の孔径の拡大は、感光性絶縁材料シート１３２の膜厚が厚くなるほど顕著なものとなる。
【００１０】
したがって、十分な耐電圧信頼性を有する絶縁層（焼結絶縁膜１３５）を形成するために、焼結後の収縮を予想して未焼結の感光性絶縁材料シート１３２を厚くすると、焼結後には所望の厚さの焼結絶縁膜１３５を得ることはできるものの、焼結後のビアホール１３４が、所望の孔径よりも大幅に大きなものとなってしまう。この結果、上記のような孔径をできるだけ正確な寸法に、かつ導電性を損なわない範囲内で細く形成したいという要請に対して背反したものとなってしまう。そして、このように焼結後のビアホール１３４が拡大すると、ビアホール１３４とその周囲の電極パターン（図示省略）との間のスペースを十分に取ることができなくなったり、ビアホール１３４がその周囲の電極パターンと接触してショート不良を生じるおそれがある。
【００１１】
これに対して、焼結によって拡大してもなお所望の細い孔径のビアホール１３４が得られるように、その孔径の拡大率を考慮に入れて、さらに細い孔径のビアホール１３４を未焼結の感光性絶縁材料シート１３２に予め形成しておくことが考えられる。
しかしながら、このように細い孔径のビアホール１３４を、膜厚の厚い未焼結の感光性絶縁材料シート１３２に、フォトリソグラフィ法によって正確に露光及び現像することは、図１５に示すように、孔径φが細くかつ長さｄが長いビアホール１３４を形成するということである。換言すれば高アスペクト比（AR＝ｄ／φ）のビアホール１３４を形成するということである。これは、上述したようにフォトリソグラフィ法における加工限界値の壁に直面することになるため、実際には困難である。
【００１２】
この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、十分な耐電圧信頼性を有する厚さの絶縁層に所望の微細な孔径のビアホールを形成することを可能とする多層構造部品のビアホール形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、所定厚さの絶縁層を貫通し且つこの絶縁層が積層された第１の導体とこの絶縁層上に積層された第２の導体とを電気的に接続するビアホールを形成するための多層構造部品のビアホール形成方法であって、ビアホールの長さよりも薄い未焼結の感光性絶縁材料層を形成する第１工程と、この第１工程で形成した未焼結の感光性絶縁材料層にビアホール部のパターンに対応した露光を行う第２工程と、この第２工程で露光された未焼結の感光性絶縁材料層を現像して未焼結状態のビアホール部を形成する第３工程と、この第３工程を経た感光性絶縁材料層を焼結して、ビアホール部を有した薄い絶縁層を形成する第４工程とを含み、第１工程ないし第４工程を一巡とする工程を複数回繰り返すことにより、積層された複数の薄い絶縁層で所定厚さの絶縁層を形成すると共に、連通した複数のビアホール部でビアホールを形成する構成とした。
かかる構成により、未焼結の感光性絶縁材料層を形成し、それにビアホール部を露光・現像した後に焼結するという第１ないし第４工程を繰り返すことで、複数の薄い絶縁層の積み重ねにより、所定厚さの絶縁層を形成することができると共に、連通した複数のビアホール部でビアホールを形成することができる。
【００１４】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の多層構造部品のビアホール形成方法において、第２工程は、ビアホール部の直径が感光性絶縁材料層の厚さ以上になるように、ビアホール部のパターンに対応した露光を行うものである構成とした。
かかる構成により、第３工程で現像を行う際に、ビアホール部内に残渣が生じても、所望の孔径のビアホール部を形成することができる。このため、フォトリソグラフィ法によって未焼結の感光性絶縁材料層に設けるビアホール部の孔径は、正確なパターニングが可能なアスペクト比１以下とすることができる。
【００１５】
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の多層構造部品のビアホール形成方法において、感光性絶縁材料層は、感光性ガラスペーストを塗布してなるものである構成とした。
【００１６】
さらに、請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の多層構造部品のビアホール形成方法において、第１工程ないし第４工程を一巡とする工程を複数回繰り返す際に、いずれかの回で用いる感光性絶縁材料層に、他の回で用いる感光性絶縁材料層の熱収縮率と異なる熱収縮率の感光性絶縁材料層を用いる構成とした。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、この発明によれば、複数の薄い絶縁層で所定厚さの絶縁層を形成する共に、連通した複数のビアホール部で所定長さのビアホールを形成するので、各薄い絶縁層にアスペクト比の高いビアホール部を形成しなくとも、全体としては、高アスペクト比のビアホールを形成することができる。しかも、各感光性絶縁材料層は薄いので、焼結後の薄い絶縁層のビアホール部の孔径がほとんど拡大せず、このため、最終的に得られる絶縁層において、非常に高いアスペクト比を有したビアホールを得ることができる。この結果、所望の微細で正確な孔径のビアホールを有し且つ十分な耐電圧信頼性を有する厚さの絶縁層を備えた、多層構造部品を実現することができるという優れた効果がある。
【００１８】
特に、請求項２の発明によれば、第３工程で現像を行う際に、ビアホール部内に残渣が生じても、所望の孔径のビアホール部を形成することができ、この結果、フォトリソグラフィ法によって未焼結の感光性絶縁材料層に設けるビアホール部の孔径は、正確なパターニングが可能なアスペクト比１以下とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の最良の形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は、この発明の第１実施例に係るビアホール形成方法によって形成されるビアホールを備えた多層構造部品の外観図であり、図２は、図１の多層構造部品においてビアホールが設けられた絶縁層の部分を抜き出して示す矢視Ａ−Ａ断面図である。
【００２１】
この多層構造部品は、図１に示すように、外部電極１を表面に備えた多層構造部品であり、図２に示すように、支持基板２と、その上に設けられた所定厚さの絶縁層としての導体間絶縁層３と、この導体間絶縁層３の下面に設けられた第１の導体４と、導体間絶縁層３の上面に設けられた第２の導体５と、上面絶縁層６とで主要部として多層構造１００を構成する。
【００２２】
支持基板２は、セラミック基板のような一般的な基板であり、この支持基板２の上に、第１及び第２の導体４，５などが積層される。
【００２３】
第１の導体４は、支持基板２の表面上に設けられており、後述するように、感光性導体材料をフォトマスクを用いたフォトリソグラフィ法によって選択的に露光・現像してパターニングし、それを焼結することにより形成されている。
【００２４】
導体間絶縁層３は、支持基板２及び第１の導体４の上に、後述する第１の感光性絶縁材料シート３１を塗布または印刷形成して焼結してなる薄い絶縁層としての第１の焼結絶縁膜３３と、さらにこの第１の焼結絶縁膜３３の上に第２の感光性絶縁材料シート３２を塗布または印刷形成して焼結してなる同じく薄い絶縁層としての第２の焼結絶縁膜３４とを、所定の厚さに積層することで形成したものである。そして、所定の孔径のビアホール７が、これら第１の焼結絶縁膜３３及び第２の焼結絶縁膜３４からなる導体間絶縁層３を貫通し、その内部に充填された導電性物質８によって、第１の導体４と第２の導体５とが電気的に接続されている。
【００２５】
この導体間絶縁層３では、焼結された状態での層厚が、第１の導体４と第２の導体５との間の十分な耐電圧信頼性を得ることができるように十分厚く形成されており、かつそのような厚い導体間絶縁層３に、従来の一般的な方法では形成することが困難あるいは不可能な細くてアスペクト比が高く且つ誤差も少なくて正確な寸法のビアホール７が形成されている。
【００２６】
第２の導体５は、導体間絶縁層３の上面に、第１の導体４と同様に、感光性導体材料をフォトマスクを用いたフォトリソグラフィ法によって選択的に露光・現像してパターニングし、それを焼結することにより形成したものである。
【００２７】
上面絶縁層６は、第２の導体５の上面及び導体間絶縁層３の上面ほぼ全面を覆うように、多層構造の最上層に設けられており、この上面絶縁層６によって、第２の導体５や導体間絶縁層３の上面を保護したり、多層構造の力学的強度を上面で補強するなどする。
【００２８】
上述したビアホール７を有する多層構造は、次のような工程によって作製される。
図３は、第１の導体の形成方法を示す工程図であり、図４は、１回目の第１ないし第４工程を示す工程図である。
【００２９】
まず、図３に示すように、第１の導体４を支持基板２の上に形成する工程を実行する。
すなわち、支持基板２上にネガ型の感光性導体材料４１を印刷または塗布する（図３（ａ））。そして、フォトマスク２１を用いたフォトリソグラフィ法により、第１の導体４のパターン２１ａに対応した露光を行う（図３（ｂ））。続いて、その第１の導体４の露光部４３を有する感光性導体材料４１を現像して、露光部４３以外の部分を除去し（図３（ｃ））、それを焼結して第１の導体４を形成する（図３（ｄ））。
【００３０】
かかる状態で、図４に示すように、第１ないし第４工程を実行する。
すなわち、第１工程を実行して、感光性絶縁ペーストのようなネガ型の感光性絶縁材料を、第１の導体４が表面上に形成された支持基板２の上に印刷または塗布し、上記ビアホール７の長さより薄い感光性材料絶縁層としての第１の感光性絶縁材料シート３１を形成する（図４（ａ））。なお、この第１の感光性絶縁材料シート３１及び後述する第２の感光性絶縁材料シート３２としては、例えばセラミックスと低融点ガラスとを光硬化可能なモノマーを含有する有機バインダで練り合わせてなる感光性ペーストなどが利用可能である。あるいはその他にも一般に感光性を有するバインダにセラミックス等を練り込んでなるセラミックスリップ材なども利用可能である。
【００３１】
そして、第２工程を実行し、この第１の感光性絶縁材料シート３１に、フォトマスク２２を用いたフォトリソグラフィ法により、後述する第１のビアホール部７１′に対応したパターン２２ａ以外を露光して、非露光部７３を得る（図４（ｂ））。
【００３２】
続いて、第３工程を実行し、この非露光部７３を有する未焼結の第１の感光性絶縁材料シート３１を現像して、非露光部７３を除去することにより、未焼結の第１のビアホール部７１′を形成する（図４（ｃ））。
【００３３】
そして、第４工程を実行して、この未焼結の第１の感光性絶縁材料シート３１を焼結することにより、第１のビアホール部７１を有した薄い絶縁層としての第１の焼結絶縁膜３３を形成する（図４（ｄ））。
この第４工程では、第１の感光性絶縁材料シート３１の熱収縮によって、第１のビアホール部７１の孔径が未焼結の第１のビアホール７１′の孔径よりも拡大する。しかし、第１の感光性絶縁材料シート３１の単体での膜厚は薄いので、焼結後の第１のビアホール部７１の孔径の拡大率は、導体間絶縁層３を一枚の厚い感光性絶縁材料シートを焼結して形成するという従来の一般的な方法の場合と比較して小さくなる。
【００３４】
そして、上記第１ないし第４工程を一巡とする工程をもう一回繰り返す。
図５は、２回目の第１ないし第４工程を示す工程図である。
すなわち、第１工程を再び実行して、ネガ型の感光性絶縁材料を第１の焼結絶縁膜３３の上に印刷または塗布して、上記ビアホール７の長さより薄い感光性材料絶縁層としての第２の感光性絶縁材料シート３２を形成する（図５（ａ））。
そして、第２工程により、第２の感光性絶縁材料シート３２に、フォトマスク２３を用いたフォトリソグラフィ法により、後述する第２のビアホール部７２′に対応したパターン２３ａ以外を露光し、非露光部７４を得る（図５（ｂ））。
続いて、第３工程により、この非露光部７４を有する第２の感光性絶縁材料シート３２を現像して、非露光部７４を除去することにより、第２のビアホール部７２′を形成する（図５（ｃ））。
そして、第４工程により、第２の感光性絶縁材料シート３２を焼結して、第２のビアホール部７２を有した薄い絶縁層としての第２の焼結絶縁膜３４を形成する（図５（ｄ））。この工程においても、上記１回目の第４工程時と同様に、第２の感光性絶縁材料シート３２の熱収縮によって、第２のビアホール部７２の孔径が未焼結の第２のビアホール７２′の孔径よりも拡大するが、焼結後の第２のビアホール部７２の孔径の拡大率は、導体間絶縁層３を一枚の厚い感光性絶縁材料シートを焼結して形成するという従来の一般的な方法の場合と比較して小さい。
これにより、第１の焼結絶縁膜３３の上に第２の焼結絶縁膜３４が積層されて導体間絶縁層３が形成され、しかも、第１及び第２のビアホール部７１，７２が連通して、ビアホール７が構成される。
【００３５】
かかる状態で、第２の導体を形成する工程と上面絶縁層を形成する工程とを順次実行する。
図６は、第２の導体の形成方法を示す工程図であり、図７は、作製された多層構造を示す断面図である。
すなわち、図６に示すように、導体間絶縁層３の上に、ネガ型の感光性導体材料４２を印刷または塗布する（図６（ａ））。このとき、第１及び第２のビアホール部７１，７２でなるビアホール７内にも感光性導体材料４２を充填する。そして、フォトマスク２４を用いたフォトリソグラフィ法により、第２の導体５に対応したパターン２４ａを露光し、露光部５２を得る（図６（ｂ））。続いて、この露光部５２を有する感光性導体材料４２を現像して、露光部５２以外を除去し（図６（ｃ））、それを焼結して第２の導体５を形成する（図６（ｄ））。
【００３６】
そして、図７に示すように、導体間絶縁層３の上ほぼ全面を覆うように上面絶縁層６を形成する。しかる後、ウエハ状の多層構造をダイシングによって各チップ（図１の多層構造１００）に分割し、その各チップの表面に外部電極１を組み付けることにより、図１に示す多層構造部品を作製する。
【００３７】
次に、この実施例のビアホール形成方法についての利用例を説明する。
図８は、この実施例の利用例を説明するための工程図である。
ここでは、十分な耐電圧信頼性を得ることができる膜厚３０［μｍ］の導体間絶縁層に、孔径が９０［μｍ］であるビアホールを形成する場合を例にし、且つ、感光性絶縁材料シートの厚さが、焼結すると未焼結時の１／２になる（熱収縮率が１／２）ものとする。また、感光性絶縁材料シートの焼結によるビアホールの孔径の拡大率はその厚さに対応して大きくなるが、ここでは、理解を容易にするため、厚さに拘わらず「２」であるとして説明する。
【００３８】
厚さの熱収縮を想定して、孔径が９０［μｍ］であるビアホールを有した厚さ６０［μｍ］の感光性絶縁材料シートを焼結すると、得られた厚さ３０［μｍ］の焼結絶縁膜のビアホールの孔径は１８０［μｍ］になってしまい、ショートなどの要因となる。したがって、孔径の拡大を想定して、孔径が４５［μｍ］であるビアホールを有した厚さ６０［μｍ］の感光性絶縁材料シートを焼結することが考えられるが、このように膜厚の厚い未焼結の感光性絶縁材料シートに孔径の微細なビアホールを正確な形状及び寸法再現性で形成することは、加工上困難である。正確な形状及び寸法再現を行うには、未焼結の感光性絶縁材料シートのビアホールのアスペクト比ＡＲを「１」以下に設定することが必要である。
そこで、この実施例のビアホール形成方法を利用することで、加工可能な低アスペクト比のビアホール部を有した感光性絶縁材料シートを用いて、所望膜厚３０［μｍ］の導体間絶縁層に、孔径９０［μｍ］のビアホールを形成することができる。
【００３９】
すなわち、図８に示すように、上記第１〜第３工程を実行して、第１の感光性絶縁材料シート３１を露光及び現像し、４５［μｍ］の孔径の未焼結の第１のビアホール部７１′を形成する（図８（ａ））。このとき、第１の感光性絶縁材料シート３１の膜厚は３０［μｍ］，第１のビアホール部７１′の孔径は４５［μｍ］であるから、第１のビアホール部７１′のアスペクト比は、AR＝３０／４５＝０．７１′＜１である。このようにアスペクト比が１以下なので、未焼結の第１のビアホール部７１′の形状及び寸法を、フォトリソグラフィ法を用いて正確に形成することが可能である。
【００４０】
そして、第４工程を実行して、未焼結の第１の感光性絶縁材料３を焼結し、第１の焼結絶縁膜３３を得る（図８（ｂ））。このとき、熱収縮率＝１／２の収縮が生じて、出来上がった第１の焼結絶縁膜３３の膜厚は１５［μｍ］となる。また、その収縮に伴って、焼結後の第１のビアホール部７１の孔径は、拡大して９０［μｍ］になる。
【００４１】
再び上記第１〜第３工程を繰り返し、第１の焼結絶縁膜３３の上に、第２の感光性絶縁材料シート３２を塗布または印刷形成し（図８（ｃ））、第１の感光性絶縁材料シート３１と同様に、フォトリソグラフィ法により、第２の感光性絶縁材料シート３２を露光及び現像して、４５［μｍ］の孔径の未焼結の第２のビアホール部７２′を形成する（図８（ｄ））。このとき、未焼結の第２のビアホール部７２′は、第１のビアホール部７１内に入り込んだ第２の感光性絶縁材料シート３２を貫通する項である。したがって、そのアスペクト比は、AR＝４５／４５＝１となるので、未焼結の第２のビアホール部７２′も、フォトリソグラフィ法を用いて正確な形状及び寸法に形成することができる。
【００４２】
そして、第４工程を実行して、この未焼結の第２の感光性絶縁材料シート３２を焼結し、第２のビアホール部７２を備えた第２の焼結絶縁膜３４が得る。（図８（ｅ））、このときも、第１の感光性絶縁材料シート３１の場合と同様に、出来上がった第２の焼結絶縁膜３４の膜厚は１５［μｍ］となる。また、焼結後の第２のビアホール部７２の孔径も、９０［μｍ］に拡大する。
このように第１〜第４工程を繰り返すことで、第１の焼結絶縁膜３３の上に第２の焼結絶縁膜３４をさらに焼結し、それら第１及び第２の焼結絶縁膜３３，３４を積層してなる膜厚３０［μｍ］の導体間絶縁層３を作製することができる。これにより、第１のビアホール部７１と第２のビアホール部７２とが連通した長さ（深さ）３０［μｍ］で孔径９０［μｍ］のビアホール７を形成することができる。
ところで、このビアホール７のアスペクト比は３０／９０であり、約０．３である。これに対して、従来に技術のように、孔径が９０［μｍ］であるビアホールを有した厚さ６０［μｍ］の感光性絶縁材料シートを焼結して、厚さ３０［μｍ］の焼結絶縁膜に孔径１８０［μｍ］のビアホールの形成すると、出来上がったビアホールのアスペクト比が３０／１８０であり、約０．１７である。したがって、この実施例で形成したビアホール７のアスペクト比は、従来技術で形成されるビアホールのアスペクト比に比べて非常に高い。
【００４３】
以上のように、この実施例によれば、正確な形状再現性を確保できる低アスペクト比の第１のビアホール部７１′を有した第１の感光性絶縁材料シート３１を焼結することで、焼結後の第１のビアホール部７１の孔径拡大を抑えた第１の焼結絶縁膜３３を作製し、その上に、同じく低アスペクト比の第２のビアホールを有した第２の感光性絶縁材料シート３２を焼結して、細い孔径の第２のビアホール部７２を有した第２の焼結絶縁膜３４を積層するので、所望厚さの導体間絶縁層３に高いアスペクト比のビアホール７を形成することができる。この結果、所望の微細で正確な孔径のビアホール７を有し且つ十分な耐電圧信頼性を有した厚さの導体間絶縁層３を備える多層構造部品を実現することができる。
【実施例２】
【００４４】
次に、この発明の第２実施例について説明する。
図９は、この発明の第２実施例に係るビアホール形成方法の第２工程を示す端面図である。
この実施例のビアホール形成方法は、第２工程において、ビアホール部の非露光部の孔径が感光性絶縁材料層の厚さ以上になるように、露光する点が、上記第１実施例と異なる。
【００４５】
具体的には、図９に示すように、フォトマスク２２（２３）のビアホール部パターン２２ａ（２３ａ）の径Ｄを第１の感光性絶縁材料シート３１（第２の感光性絶縁材料シート３２）の厚さＴ以上に設定して、露光する。
これは、フォトマスク２２（２３）のビアホール部パターン２２ａ（２３ａ）の径Ｄが第１の感光性絶縁材料シート３１（第２の感光性絶縁材料シート３２）の厚さＴよりも小さいと、非露光部７３（７４）自体の径は所望値になるが、第３工程で、この非露光部７３（７４）を現像したときに、図９の破線で示すように、第１のビアホール部７１′（第２のビアホール部７２′）に感光性絶縁材料の残渣Ｍが残り、第１のビアホール部７１′（第２のビアホール部７２′）の孔径が所望値よりも小さくなるおそれがあるからである。この残渣Ｍは、第１のビアホール部７１′（第２のビアホール部７２′）の孔径を不均一にするだけでなく、閉塞してしまう場合もある。
したがって、この実施例のごとく、フォトマスク２２（２３）のビアホール部パターン２２ａ（２３ａ）の径Ｄを第１の感光性絶縁材料シート３１（第２の感光性絶縁材料シート３２）の厚さＴ以上に設定して、露光した後、第３工程で、その非露光部７３（７４）を除去することで、第１のビアホール部７１′（第２のビアホール部７２′）内に残渣Ｍが生じても、第１の感光性絶縁材料シート３１（第２の感光性絶縁材料シート３２）を完全に貫通した所望の孔径のビアホール部を形成することができる。このため、フォトリソグラフィ法によって第１のビアホール部７１′（第２のビアホール部７２′）の孔径を、確実にアスペクト比１以下にすることができる。
【実施例３】
【００４６】
次に、この発明の第３実施例について説明する。
図１０は、この発明の第３実施例の主要な工程を示す端面図である。
この実施例のビアホール形成方法は、第１工程ないし第４工程を一巡とする工程を２回繰り返す際に、１回目で用いた第１の感光性絶縁材料シート３１の熱収縮率と異なる熱収縮率を有した第２の感光性絶縁材料シート３２を２回目で用いる点が、上記第１及び第２実施例と異なる。
【００４７】
この実施例では、第１の感光性絶縁材料シート３１は未焼結時の膜厚が約３０［μｍ］で且つ熱収縮率が約０．５０であり、第２の感光性絶縁材料シート３２は未焼結の膜厚が３２［μｍ］で且つ熱収縮率が約０．５９であるものを適用し、未焼結での第１のビアホール部７１′及び第２のビアホール部７２′の孔径は、共に４５［μｍ］に設定した。すなわち、第１の感光性絶縁材料シート３１の熱収縮率の方が第２の感光性絶縁材料シート３２の熱収縮率よりも高く設定されている。
そして、１回目の工程で、第１の感光性絶縁材料シート３１を焼結してなる第１の焼結絶縁膜３３（図１０（ａ））を形成し、２回目の工程で、その上に第２の感光性絶縁材料シート３２を積層して焼結することで、第２の焼結絶縁膜３４（図１０（ｂ））を形成することにより、導体間絶縁層３を構築した。
【００４８】
ところで、熱収縮率の違いは、絶縁ペーストに含まれるセラミックスと低融点ガラスとの比率の違いによるものである。すなわち、第１の感光性絶縁材料シート３１は、第２の感光性絶縁材料シート３２に比べて低融点ガラスの比率が高くなっている。このように低融点ガラスの比率を高くすることで、第１の感光性絶縁材料シート３１と支持基板２との濡れ性を向上させることができる。その反面、低融点ガラスの比率が高くなると収縮率も高くなる傾向にあることが想定される。
【００４９】
しかし、この実施例のように、支持基板２に対する良好な濡れ性あるいは第１の導体４に対するいわゆる食い付きの良さ等が要求される第１の感光性絶縁材料シート３１には、その濡れ性等が良好であるような材質の感光性絶縁ペースト（即ち、熱収縮率の高い感光性絶縁ペースト）を用い、他方、そのような濡れ性等よりも収縮率の抑制やフォトリソグラフィ工程における形状再現性の良さの方がより強く要求されることが想定される第２の感光性絶縁材料シート３２には、そのような材質の感光性絶縁ペースト（即ち、熱収縮率の低い感光性絶縁ペースト）を用いることにより、作製された多層構造部品における導体間絶縁層３の支持基板２あるいは第１の導体４に対するいわゆる食い付き等の製品としての耐久性や信頼性をさらに良好なものとすることができる。
【００５０】
ここで、発明者が行った実験例について説明する。
図１１は、実験結果を示す表図である。
図１１に示すように、サンプル１〜１０という１０個のサンプルを用意し、それを上記のような工程で焼結する実験を行った。このとき、未焼結の第１の感光性絶縁材料シート３１の印刷厚みを全１０サンプルの平均で３０．４［μｍ］とした。したがって、このときの未焼結の第１のビアホールの平均アスペクト比は、３０．４／４５＝０．６８＜１である。
【００５１】
そして、この第１の感光性絶縁材料シート３１を焼結したところ、その第１の焼結絶縁膜３３の厚さは平均で１５．１［μｍ］となり、このときの膜厚の熱収縮率は平均で０．４９６（約１／２）となった。また、第１のビアホール部７１（７１′）の孔径は、未焼結の第１の感光性絶縁材料シート３１に形成したときには４５［μｍ］であった孔径が、それを焼結して第１の焼結絶縁膜３３になったときには全１０サンプルの平均で９２．７［μｍ］となった。したがって、このときの孔径の拡大率は平均で２．０６倍であった。
【００５２】
また、未焼結の第２の感光性絶縁材料シート３２については、その印刷厚みを全１０サンプルの平均で３１．８［μｍ］とした。したがって、このときの未焼結の第２のビアホールの平均アスペクト比は、３１．８／４５＝０．７１＜１である。
【００５３】
そして、この第２の感光性絶縁材料シート３２を焼結したところ、第２の焼結絶縁膜３４の厚さは平均で１８．７［μｍ］となり、このときの膜厚の熱収縮率は平均で０．５８８となった。また、第２のビアホール部７２（７２′）の孔径は、未焼結の第２の感光性絶縁材料シート３２に形成したときには４５［μｍ］であった孔径が、それを焼結して第２の焼結絶縁膜３４になったときには全１０サンプルの平均で７８．１［μｍ］となり、このときの孔径の拡大率は平均で１．７３倍となった。
【００５４】
これら第１の焼結絶縁膜３３と第２の焼結絶縁膜３４とを順次に焼結して積層してなる導体間絶縁層３の全体的な層厚は、１５．１＋１８．７＝３３．８［μｍ］となった。また、このときの第１のビアホールと第２のビアホールとからなる一繋がりのビアホール７の平均孔径は７８．１となった。したがって、出来上がった導体間絶縁層３のビアホールの平均アスペクト比は、３３．８／７８．１＝約０．４３となった。
【００５５】
このように、この実施例によれば、導体間絶縁層３の支持基板２あるいは第１の導体４に対するいわゆる食い付き等を向上させるだけでなく、未焼結の個々の感光性絶縁材料シート３１，３２にフォトリソグラフィ法によって形成するビアホールのアスペクト比を、０．６８及び０．７１のように、１よりも低く設定することができるので、確実に正確な孔径を露光・現像することができる。またさらに、それら複数の感光性絶縁材料シート３２を順次に焼結し積層して完成された導体間絶縁層３において、第１のビアホール部７１と第２のビアホール部７２とで構成されるビアホール７の孔径を平均で８５．４［μｍ］程度に抑えることができる。
その他の構成、作用及び効果は上記第１及び第２実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【００５６】
なお、この発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の変形や変更が可能である。
例えば、上記実施例では、第１ないし第４工程を２回繰り返して、２枚の焼結絶縁膜からなる導体間絶縁層を作製する場合について説明したが、第１ないし第４工程を３回以上繰り返して、導体間絶縁層を上記実施例よりもさらに多数枚の焼結絶縁膜で構成するようにしても良い。かかる方法により、極薄の感光性絶縁材料シートに、アスペクト比が１以下でありながら孔径が小さいビアホール部を形成することができるので、出来上りの導体間絶縁層に上記実施例のビアホールよりも極めて高いアスペクト比のビアホールを形成することができる。
【００５７】
また、第１の感光性絶縁材料シート３１及び第２の感光性絶縁材料シート３２の材料としては、上記実施例で挙げたもののみには限定されない。
【００５８】
また、上記実施例では、フォトリソグラフィ法による露光にフォトマスクを用いているが、フォトマスクを用いないで露光を行う露光装置を用いてその工程を行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】この発明の第１実施例に係るビアホール形成方法が適用される多層構造部品の外観図である。
【図２】図１の矢視Ａ−Ａ断面図である。
【図３】第１の導体の形成方法を示す工程図である。
【図４】１回目の第１ないし第４工程を示す工程図である。
【図５】２回目の第１ないし第４工程を示す工程図である。
【図６】第２の導体の形成方法を示す工程図である。
【図７】作製された多層構造を示す断面図である。
【図８】この実施例の利用例を説明するための工程図である。
【図９】この発明の第２実施例に係るビアホール形成方法の第２工程を示す端面図である。
【図１０】この発明の第３実施例の主要な工程を示す端面図である。
【図１１】実験結果を示す表図である。
【図１２】従来のビアホール形成方法を示す工程図である。
【図１３】不均一なビアホールを示す断面図である。
【図１４】厚い感光性絶縁材料シートが焼結に因って収縮する状態を示す断面図である。
【図１５】高アスペクト比のビアホールの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…外部電極、 ２…支持基板、 ３…導体間絶縁層、 ４…第１の導体、 ５…第２の導体、 ６…上面絶縁層、 ７…ビアホール、 ８…導電性物質、 ２２，２３…フォトマスク、 ３１…第１の感光性絶縁材料シート、 ３２…第２の感光性絶縁材料シート、 ３３…第１の焼結絶縁膜、 ３４…第２の焼結絶縁膜、 ７１，７１′…第１のビアホール部、 ７２，７２′…第２のビアホール部、 ７３，７４…非露光部。
【出願人】 【識別番号】０００００６２３１
【氏名又は名称】株式会社村田製作所
【住所又は居所】京都府長岡京市東神足１丁目１０番１号
【出願日】 平成１６年１月１９日（２００４．１．１９）
【代理人】 【識別番号】１００１０１９２６
【弁理士】
【氏名又は名称】塚原 孝和
【公開番号】 特開２００５−２０３７１０（Ｐ２００５−２０３７１０Ａ）
【公開日】 平成１７年７月２８日（２００５．７．２８）
【出願番号】 特願２００４−１０９９１（Ｐ２００４−１０９９１）