(57)【要約】【課題】開口部近傍に配線パターンを良好に形成可能な、配線パターン形成用基板及び配線パターン形成方法を提供する。【解決手段】開口部２が形成された上面に配置される配線形成用材料３０をパターニングすることで、配線パターンが形成される配線パターン形成用基板１である。開口部２が形成された基材を備え、基材は、開口部２の近傍に、開口部２の開口幅に比べて微小な幅を有する微小凹部３が形成されている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部が形成された上面に配置される配線形成用材料をパターニングすることで前記上面に配線パターンが形成される配線パターン形成用基板であって、
前記開口部が形成された基材を備え、
前記基材は、前記開口部の近傍に、当該開口部の開口幅に比べて微小な幅を有する微小凹部が形成されていることを特徴とする配線パターン形成用基板。
【請求項２】
前記微小凹部は、前記開口部の外周を囲む溝状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の配線パターン形成用基板。
【請求項３】
複数の前記微小凹部が、前記開口部の外周を囲むように島状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の配線パターン形成用基板。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の配線パターン形成用基板上にスパッタ法により配線形成用材料を成膜する工程と、
前記配線形成用材料上にレジストをスリットコート法により塗布する工程と、
前記レジストをパターニングしてレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンをマスクとして用い、前記配線形成材料をパターニングして配線パターンを形成する工程と、
を備えることを特徴とする配線パターン形成方法。
【請求項５】
前記レジストとして、ネガ型の感光性材料を用いることを特徴とする請求項４に記載の配線パターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、段差形状基材、及び配線パターン形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
配線パターンを基板上に形成する方法としては、基板表面にスパッタ、蒸着等によって配線形成用材料を成膜する。そして、このような配線形成用材料からなる薄膜が形成された基板（基材）上にレジスト膜を塗布・露光・現像し、所望のパターンに対応したレジストパターンを形成する。そして、このレジストパターンをマスクにしてエッチングを行うことにより、例えば配線パターン（パターン）を形成することができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−１３２６３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記基板が開口部等の大きな段差を備えた構造である場合、段差部近傍においてレジスト膜厚の不均一部の範囲が大きくなってしまう。そのため、良好なレジストパターンを形成することができず、段差部近傍に配線パターンを形成することができなかった。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、開口部近傍に配線パターンを良好に形成可能な、配線パターン形成用基板及び配線パターン形成方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の配線パターン形成用基板は、開口部が形成された上面に配置される配線形成用材料をパターニングすることで前記上面に配線パターンが形成される配線パターン形成用基板であって、前記開口部が形成された基材を備え、前記基材は、前記開口部の近傍に、当該開口部の開口幅に比べて微小な幅を有する微小凹部が形成されていることを特徴とする。
【０００６】
本発明の段差形状基材によれば、例えばスパッタ法により基材表面に配線形成用材料を形成した後、基材上にレジスト等の液体材料を塗布すると、微小凹部を起点とするレジストの表面張力の働きにより、レジストの膜厚不均一部の範囲を小さくすることができる。よって、微小凹部を有しない従来の構成に比べ、開口部近傍まで良好なレジスト膜を塗布することができる。したがって、配線パターンを開口部近傍に形成することが可能となり、基材自体も小型化できる。
【０００７】
また、上記配線パターン形成用基板においては、前記微小凹部は、前記開口部の外周を囲む溝状に形成されるのが好ましい。
このようにすれば、微小凹部が開口部の外周を囲む溝状に形成されているので、開口部全周における近傍まで良好なレジスト膜を塗布することができ、開口部近傍の全周に亘り配線パターンを良好に形成できる。
【０００８】
また、上記配線パターン形成用基板においては、複数の前記微小凹部が、前記開口部の外周を囲むように島状に配置されているのが好ましい。
このようにすれば、複数の微小凹部が開口部の外周を囲むように配置されているので、開口部全周における近傍まで良好なレジスト膜を塗布することができ、開口部近傍に配線パターンを良好に形成できる。
【０００９】
本発明の配線パターン形成方法は、上記の配線パターン形成用基板上にスパッタ法により配線形成用材料を成膜する工程と、前記配線形成用材料上にレジストをスリットコート法により塗布する工程と、前記レジストをパターニングしてレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマスクとして用い、前記配線形成材料をパターニングして配線パターンを形成する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の配線パターン形成方法によれば、スパッタ法により形成された配線形成用材料は配線パターン形成用基板の表面形状に倣って成膜される。すなわち、配線形成用材料が微小凹部を塞いでしまうといったことがない。よって、配線パターン形成用基板上に塗布されたレジストは微小凹部に入り込み、該微小凹部を起点とするレジストの表面張力の働きにより、レジストの膜厚が不均一な領域を狭くすることができ、開口部近傍に良質なレジストパターンを形成できる。このレジストパターンをマスクとして用いることで開口部近傍に良好に配線パターンを形成できる。よって、開口部近傍に形成される配線パターンの歩留まりを向上させることができる。
また、本発明は上述のように膜厚不均一部の範囲が小さくなるので、配線パターンを開口部近傍に形成することが可能となり、基材自体を小型化できる。また、配線パターンを開口部近傍に形成することが可能となるので、配線パターンの設計自由度を向上させることができる。
【００１１】
また、上記配線パターン形成方法においては、前記レジストとして、ネガ型の感光性材料を用いるのが好ましい。
このようにすれば、露光光が照射された部分をレジストパターンとして残すことができる。よって、開口部近傍に良質なレジストパターンを形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る配線パターン形成用基板の断面形状を示す図であり、図２は配線パターン形成用基板の平面構成を示す拡大図である。
配線パターン形成用基板１は、図１に示されるように、厚さ方向に貫通する開口部２が形成された基板本体（基材）１Ａを主体として構成されている。
すなわち、配線パターン形成用基板１は、開口部２に起因する段差形状を有したものとなっている。ここで、配線パターン形成用基板１の厚みは、１０μｍ以上となっている。
【００１４】
また、配線パターン形成用基板１は、例えば液滴吐出ヘッドの封止基板を構成するものである。そのため、開口部２の底面に露出される配線パターン（電極）に接続される配線パターンが基板上にエッチングプロセスにより形成されるようになっている。
【００１５】
上記基板本体１Ａは、開口部２の近傍に、開口部２の開口幅に比べて微小な幅を有する微小凹部３が形成されている。本実施形態に係る微小凹部３は、図２に示されるように開口部２の外周を囲むように形成されている。
【００１６】
配線パターン形成用基板１は、後述するように配線パターンを形成する際、配線形性材料を表面に成膜した後、この配線形成材料上にレジスト材料（レジスト）を塗布し、レジスト材料をパターニングしてレジストマスクを形成する。そして、レジストマスクを用いて、配線材料をパターニングすることで配線パターンが形成されるようになっている。なお、配線形成材料は、スパッタ法を用いることで配線パターン形成用基板１に形成される。そのため、配線形成材料は、配線パターン形成用基板１の表面形状に倣って付着し、上記微小凹部３を塞いでしまうことが防止される。
【００１７】
ここで、上記微小凹部３による効果について説明する。
説明を分かり易くするため、微小凹部３が形成されていない従来構成と比較する。図３（ａ）は本実施形態に係る配線パターン形成用基板１を示し、図３（ｂ）は従来構成に係る配線パターン形成用基板１００を示している。なお、図３（ａ），（ｂ）においては基板表面には不図示の配線形成材料がスパッタ法により成膜されているものとする。また、図３（ａ），（ｂ）中において符号３５で示されるのは、レジスト塗布時に配線パターン形成用基板１、１００を補強及び保持するための保護フィルムである。
【００１８】
図３（ｂ）に示されるように、微小凹部３を有しない従来の配線パターン形成用基板１００（以下、基板１００と称す場合もある）上に不図示のスリットコーターによりレジスト材料Ｒを塗布すると、レジスト材料Ｒが開口部１０１内に入り込むとともに開口部１０１の近傍に、レジスト材料Ｒにおける膜厚が不均一な膜厚不均一部Ｆ１が比較的大きな範囲で形成されてしまう。この現象は、基板１００の厚みが１０μｍ以上となるような、開口部１０１によって大きな段差が生じる場合に顕著となる。なお、上記膜厚不均一部Ｆ１の外側には、均一なレジスト材料Ｒが均一な膜厚で付着してなる膜厚均一領域Ｆ２となっている。
【００１９】
ここで、膜厚不均一部Ｆ１とは、後述の露光、現像処理を行った場合においても、良好なレジストパターンが形成できない、すなわち良質な配線パターンを形成できない領域を意味する。したがって、従来の配線パターン形成用基板１００においては、上記膜厚不均一部Ｆ１に対応する部分、換言すれば開口部１０１の近傍に配線パターンを形成することが難しかった。
そのため、開口部１０１近傍においてレジスト材料Ｒにおける膜厚不均一部が発生するため、配線パターンを膜厚不均一部から離す必要があり、配線パターン形成用基板１００を小型化させるのを妨げる要因となっていた。
【００２０】
これに対し、本実施形態に係る配線パターン形成用基板１００上に不図示のスリットコーターによりレジスト材料Ｒを塗布すると、従来と同様、レジスト材料Ｒが開口部２及びこの開口部２の近傍に形成された微小凹部３内にレジスト材料Ｒが入り込む。このとき、微小凹部３を起点とするレジスト材料Ｒの表面張力の働きにより、図３（ａ）に示されるように、上記膜厚不均一部Ｆ１の範囲を従来に比べて小さくすることができる。
よって、上記従来の基板１００に比べ、開口部２の近傍まで良好にレジスト材料Ｒを塗布することができる。すなわち、本実施形態に係る配線パターン形成用基板１によれば、開口部２の近傍に良好なレジストパターンを形成できるため、開口部２近傍に配線パターンを良好に形成することができる。また、上述のように膜厚不均一部Ｆ１の範囲が小さくなるので、配線パターンを開口部２近傍に形成することが可能となり、基板自体を小型化することができる。
【００２１】
ここで、図４を参照しながら、開口部２における開口幅、開口部２と微小凹部３との間隔、及び微小凹部３の幅の関係について説明する。図４においては、開口部２における開口幅をＡとし、開口部２と微小凹部３との間隔をＢとし、微小凹部３の幅をＣとした（単位はμｍ）。図４中における効果の欄は、各幅の条件に設定した場合において上述のような膜厚不均一部Ｆ１を縮小する効果を奏することができたか否かの結果を示している。なお、微小凹部３は幅については規定されるものの、深さ方向の寸法についてはレジスト材料Ｒを引き込み可能な範囲であれば特に規定されない。なお、本実施形態においてはレジスト材料の粘度を１３ｃｐとしている。
【００２２】
続いて、配線パターン形成用基板１を形成する工程、及び本発明に配線パターンの形成方法の一実施形態として、上記配線パターン形成用基板１に配線パターンを形成する工程を例に挙げて説明する。
本実施形態においては、図５に示されるように、シリコンからなるウエハ状の半導体基板１８に配線パターン形成用基板１（基板本体１Ａ）が複数形成されており、各配線パターン形成用基板１に所望の配線パターンを形成した後、同図の２点鎖線によって個片化することでそれぞれを液滴吐出ヘッドの封止板として利用することができる。
【００２３】
配線パターン形成用基板１を形成するには、まずシリコンからなる半導体基板１８を用意し、半導体基板１８の表面を熱酸化処理し、半導体基板１８表面に絶縁材料からなるＳｉＯ２膜（図示省略）を形成する。ここで、半導体基板１８として、厚みが１０μｍ以上のものを用いた。
【００２４】
そして、図６（ａ）に示すように、半導体基板１８の上面に実装される駆動回路（不図示）と、半導体基板１８の下面に設けられる圧電素子とを電気的に接続するために、半導体基板１８の厚み方向に貫通する複数の貫通孔として上記開口部２を形成する。具体的には、半導体基板１８上にレジストを塗布し、露光、現像処理によりレジストを所定形状にパターニングする。
【００２５】
その後、パターニングしたレジストをマスクとして、ウエットエッチングを行うことにより半導体基板１８に開口部２を形成する。このウエットエッチング工程により、上記開口部２と同時に微小凹部３を開口部２の外周部を囲むように形成する（図２参照）。あるいは、開口部２を形成した後、別途レーザ照射などにより上記微小凹部３を別途形成するようにしてもよい。続けて、再度、半導体基板１８に熱酸化処理を施し、半導体基板１８の全面にＳｉＯ２膜（図示省略）を形成する。
以上の工程により、半導体基板１８に複数の配線パターン形成用基板１が形成される。
【００２６】
続いて、半導体基板１８に形成されている配線パターン形成用基板１に配線パターンを形成する工程について説明する。本説明では、複数の配線パターン形成用基板１のうち、一つの基板に配線パターンを形成する工程について説明する。
【００２７】
図６（ｂ）に示すように、スパッタ法により、配線パターン形成用基板１上にＮｉ−Ｃｒ合金（Ｃｒ２０％）からなるＮｉ−Ｃｒ膜（下層金属膜）２８を形成する。このＮｉ−Ｃｒ膜２８は、基板表面と配線パターンとの密着性を確保するためのものであり、Ｎｉ−Ｃｒ膜２８の膜厚は３００ｎｍ以下に設定するのが好ましい（本実施形態では、例えば１００ｎｍとした）。
【００２８】
そして、前記Ｎｉ−Ｃｒ膜２８上にＡｕ膜（上層金属膜）２９をスパッタ法により積層する。Ａｕ膜２９の膜厚は１μｍ以下に設定するのが好ましい（本実施形態では、例えば２００ｎｍとした）。
【００２９】
これにより、半導体基板１８上に配線パターンを構成するための積層膜（配線形成用材料）３０を形成する。本実施形態に係る積層膜３０は、異なる金属材料が２層積層された積層構造となっている。これら積層膜３０は、上述のようにスパッタ法により配線パターン形成用基板１の表面に成膜されているので、積層膜３０が微小凹部３を塞いでしまうことはない。
【００３０】
続いて、図６（ｃ）に示すように、配線パターン形成用基板１（半導体基板１８）における配線パターン形成面と反対の裏面に保護フィルム３５を貼り付ける。
【００３１】
続いて、図６（ｄ）に示すように、スリットコーターにより配線パターン形成用基板１の上面（配線パターン形成面）にネガ型のレジスト材料Ｒ１を塗布する。このとき、配線パターン形成用基板１（積層膜３０）上に形成されたレジスト材料Ｒ１は、開口部２及びこの開口部２の近傍に形成された微小凹部３（微小凹部３の形状に倣って形成される凹部）内に入り込む。すると、微小凹部３を起点とするレジスト材料Ｒ１の表面張力の働きにより、開口部２の近傍におけるレジスト材料Ｒ１の膜厚不均一部Ｆ１を狭めることができる。よって、開口部２の近傍まで良好にレジスト材料Ｒ１を塗布することができる。
【００３２】
続いて、上記レジスト材料Ｒ１について所定の配線パターンに対応したマスクを用いた露光処理及び現像処理を行う。本実施形態では、上記レジスト材料Ｒ１がネガ型のレジスト材料であるため、露光光が照射された部分をレジストパターンＰ１として残すことができる。これにより、図７（ａ）に示されるように、開口部２近傍に均一な膜厚からなる良質なレジストパターンＰ１を形成することができる。なお、現像処理を行うに先立ち、裏面１８ｂに貼り付けられている保護フィルム３５を剥がす。
【００３３】
続いて、図７（ｂ）に示されるように、上記レジストパターンＰ１をマスクにして、ウエットエッチング処理を積層膜３０に施す。これにより、レジストパターンＰ１に被覆されないＡｕ膜２９及びＮｉ−Ｃｒ膜２８がレジストパターンＰ１に対応したパターンに形成される。よって、Ａｕ膜パターン２９ａ及びＮｉ−Ｃｒ膜パターン２８ａの積層構造からなる配線パターン３１が形成される。なお、必要に応じて配線パターン３１上にめっき層を形成するようにしてもよい。
【００３４】
続いて、図７（ｃ）に示されるようにレジストパターンＰ１を除去する。レジストパターンＰ１の除去方法としては、例えばバレルアッシャーを用いたＯ２プラズマアッシングを例示できる。なお、その他の除去方法としては、半導体基板１８を剥離液に例えば１０分程度浸漬させ、レジストパターンＰ１を剥離する方法がある。また、これらの組み合わせによって行ってもよい。
【００３５】
このようにして各配線パターン形成用基板１に所望の配線パターン３１を形成した後、図５に示される２点鎖線によって個片化することでそれぞれを液滴吐出ヘッドの封止板として利用できる。
【００３６】
以上述べたように、本実施形態によれば、配線パターン形成用基板１上に塗布されたレジスト材料Ｒ１は上記微小凹部３によって膜厚不均一部Ｆ１を小さくすることができ、開口部２近傍に良質なレジストパターンＰ１を形成できる。このレジストパターンＰ１をマスクとして用いることで開口部２近傍に良好に配線パターン３１を形成できる。よって、開口部２近傍に形成される配線パターン３１の歩留まりを向上させることができる。
【００３７】
また、上述のように膜厚不均一部Ｆ１の範囲が小さくなるので、配線パターン３１を開口部２の近傍に形成することが可能となり、配線パターン形成用基板１自体を小型化できる。また、配線パターン３１を開口部２近傍に形成することが可能となるので、配線パターンの設計自由度を向上させることができる。
【００３８】
（変形例）
続いて、上記配線パターン形成用基板１の変形例に係る構成について説明する。
図８は変形例に係る配線パターン形成用基板１の平面構成を示す図である。本変形例においては、図８に示されるように複数の微小凹部１０３が開口部２の外周を囲むように島状に形成されている。微小凹部１０３は平面視円形形状となっている。なお、微小凹部１０３の幅（直径）Ｃ、開口部２の開口幅Ａ、及び開口部２と微小凹部１０３との間隔をＢは、図４に示した関係に基づいている。
【００３９】
また、微小凹部１０３を配置する間隔Ｐは、微小凹部１０３の直径以下とするのが望ましい。このようにすれば、上記実施形態と同様、微小凹部１０３を起点とするレジスト材料の表面張力の働きによって膜厚不均一部Ｆ１を小さくできるという上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】配線パターン形成用基板の断面形状を示す図である。
【図２】配線パターン形成用基板の平面構成を示す拡大図である。
【図３】本発明の配線パターン形成用基板の効果を説明するための図である。
【図４】微小凹部及び開口部の関係について説明する図である。
【図５】配線パターン形成用基板の形成工程を説明する図である。
【図６】配線パターンを形成する工程を説明するための図である。
【図７】図６に続く配線パターンを形成する工程を説明するための図である。
【図８】変形例に係る配線パターン形成用基板の形状を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１…配線パターン形成用基板、１Ａ…基板本体（基材）、２…開口部、３…微小凹部、３１…配線パターン、Ｒ…レジスト材料（レジスト）、Ｐ１…レジストパターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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