(57)【要約】【課題】本発明は、半導体素子やプリント配線板などにおけるフォトリソグラフィ工程或いは単に感光性樹脂を硬化させる工程における露光技術に関し、小型化、高性能化に伴ない高い位置精度が必要とされる場合でも、的確にアライメントマークの検出し、パターンを形成することができる、パターン形成方法を提供することを目的とする。【解決手段】基板上に感光性樹脂のパターンを形成する工程において、パターン形成部以外の部分を露光し、現像したアライメントマークが存在た後で、パターン部に対し露光、現像を行なうことにより解決した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に感光性樹脂のパターンを形成する工程において、パターン形成部以外の部分を露光し、現像したアライメントマークが存在た後で、パターン部に対し露光、現像を行ないパターンを形成することを特徴とするパターンの形成方法。
【請求項２】
前記感光性樹脂がポジタイプであることを特徴とする、請求項１記載のパターンの形成方法。
【請求項３】
前記パターン部以外の露光部分にし、該アライメントマークを基準に、パターン部を形成することを特徴とする、請求項１記載のパターンの形成方法。
【請求項４】
前記アライメントマークが基板に形成された孔であることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項５】
前記アライメントマークが、基板を貫通した孔であることを特徴とする、請求項４記載のパターの形成方法。
【請求項６】
前記アライメントマークを検知する波長が、パターン部を露光する波長が異なることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれかに記載のパターンの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子やプリント配線板などにおけるフォトリソグラフィ工程或いは単に感光性樹脂を硬化させる工程における露光技術に関し、特にフォトマスクと被露光基板とのアライメント調整を行い露光するパターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロニクスの発展に伴い、半導体素子或いはそれに関連した半導体パッケージなどの周辺的素子の微細化は、近年も変わらず続いている。
微細化を牽引する要因は、近年ますます膨大となりつつある情報量を、素早い処理を可能にせんとする社会的要求である。
このような要求に応えるためには、半導体素子自身のみならず、その周囲の半導体パッケージ基板、プリント配線板、さらには基板間、或いは情報端末間を結ぶものといった全てが高速応答化の技術を進展させなければならない。
【０００３】
これらのうち、特に、半導体素子やそのパッケージ、プリント配線板における微細化技術の進展は、様々な分野、方向からなされてきている。
半導体素子においては、ＭＯＳＦＥＴのゲート絶縁膜の新たな材料の開発、短チャネル効果によるインパクトイオン化を抑えるための素子構造の提案など、材料や構造の観点から行なわれてきている。
また、半導体パッケージ基板においても、パッケージ基板からプリント基板への接続を、リードフレームからＢＧＡへ変化し、チップとパッケージ基板間の接続を、ワイヤーボンディングからフリップチップボンディングへ変化するなど、構造的な微細化や微細なものに適した材料の開発といった観点も積極的に行なわれている。
【０００４】
しかし、このような微細化技術を根底から支え、また微細化に最も寄与する技術は、フォトリソグラフィ技術の向上であり、このフォトリソグラフィ技術の向上により、素子要素の縮小、配線パターンやパターン間の幅の縮小といった物理的スケールでの微細化が可能である。
【０００５】
ここで、形成する素子要素や配線のスケールにおける微細化が進むと、それを形成する位置精度にはより厳しいものが求められることになる。
上記のような半導体素子、およびそのパッケージなどプリント配線板における素子や回路の形成といった、パターンニングプロセスにおいてパターンの位置を決定するのは、マスクによる露光工程である。
その為のアライメントマークには、処理材の一部に凹凸を施したもの、スルーホールを設けたもの、何らかのパターンを印刷したものなど、様々なものがあるが、ほとんどの場合、その確認方法は、具体的な方法には様々な違いがあるが、基本的にはアライメントマーク部位に光を照射し、その散乱光、反射光、回折光或いは透過光を検出することにより位置合わせを行なう、即ち視認による位置合わせを行うものである。
【０００６】
このようなアライメント方法においては、アライメントマークの視認性の低下が、直接位置精度不足という深刻な問題を引き起こす。
このマークの視認性が低下する要因の１つとして挙げられるものに、アライメントマーク部位へのレジストの付着がある。
パターン形成のため、レジストを塗布する工程は、露光の前工程に行う。特に、液体レジストを用いた場合、これをアライメントマーク部位へのみ避けながら塗布することは困難な場合がある。
また、レジストには、一般に特有の色がついている為、アライメントマーク部位へのレジストの付着があった場合、露光時においてアライメントマークの視認性が一層低下するという問題が起こる。この傾向は、塗布したレジスト膜厚が厚くなるほど顕著になる。
【０００７】
例えば、特許文献１に記載のアライメント方法を用いた場合においても、その位置精度は、偏にパターンの中心を通る直線上のパターン領域周辺部に設けられたアライメントマークの検出能力、即ち視認性に掛かっているのであり、上記の問題は解決されずに残ることになる。
【特許文献１】特開平４−３６９８２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は、上記半導体パッケージ基板やプリント配線板、或いは半導体素子などの小型化、高性能化に伴ない高い位置精度が必要とされる場合でも、的確にアライメントマークの検出し、パターンを形成することができる、パターン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】
【０００９】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、第１の発明は、基板上に感光性樹脂のパターンを形成する工程において、パターン形成部以外の部分を露光し、現像したアライメントマークが存在た後で、パターン部に対し露光、現像を行ないパターンを形成することを特徴とするパターンの形成方法である。
【００１０】
また、第２の発明は、前記パターン形成方法において、使用する感光性樹脂がポジタイプであることを特徴とする感光性樹脂パターンの形成方法である。
【００１１】
また、第３の発明は、前記パターン部以外の露光部分にし、該アライメントマークを基準に、パターン部を形成することを特徴とするパターンの形成方法である。
【００１２】
また、第３の発明は、前記アライメントマークが基板に形成された孔であることを特徴としたパターン形成方法である。
【００１３】
また、第４の発明は、前記アライメントマークが、基板を貫通した孔であることを特徴とするパターの形成方法である。
【００１４】
また、第５の発明は、前記アライメントマークを検知する波長が、パターン部を露光する波長が異なることを特徴とするパターンの形成方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、プリント配線板、半導体素子及びそのパッケージ基板などのアライメントマークを持つ処理材において、アライメントマーク部位へのレジストの塗布が避け難い処理材に対し、パターン露光の前工程として、アライメントマーク部位のみの露光及び現像を行なう工程を実行することにより、該部位の視認性を高めることができ、位置合わせの精度を向上せしめる効果を奏す。
また、この工程を実行するに際して、通常使用する波長帯と異なる波長帯を用いることで、工程の増加による生産性の低下を抑制する効果を奏す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
一般に露光方式には、フォトマスクと被露光基板とが接した状態で露光を行なう、コンタクト露光、両者の間を数μｍ〜数ｍｍ程度に近接させ露光を行なう、プロキシミティ露光、両者の間にレンズを介することによりパターンを投影する投影露光といったものが挙げられる。
投影露光方式は、さらに基板に必要なパターンを一括で露光する方式と、パターンを区分しその区分毎に露光と基板やレンズの移動を繰返す、所謂ステップアンドリピート露光方式とに分けられる。
本発明の露光方法は、これらのどの露光方式においても、アライメントマーク位置合わせを行う機構を備え、且つその確認方法が、先述した言わば視認によるものであるならば適用が可能な汎用性を持つ。
また、レジスト等の感光性樹脂においても、液体状のものドライフィルム状のもののいづれにも適用可能であるが、本発明の工程は、後にパターンを露光する工程を有しているため、いづれの場合においても露光箇所が現像されるポジティブ型の感光性樹脂が適用可能対象となる。
【００１７】
先述したように、被露光基板中のアライメントマーク部位に、液体レジストなどの感光性樹脂が付着している場合には、該部位の視認性が低下する。
そのために、アライメントマーク部位への露光を行なう際の位置合わせは困難になるが、この際の位置合わせ精度は、位置ズレが、該部位への露光を可能とする、即ち該部位のレジストの除去が可能な範囲内に収まるか否かという程度のもの、つまり、１００μｍ以内精度が満たされれば良いため、上記の如き視認の低下は、本発明の露光工程を実施し、所望の効果を得ることに殆どの場合何ら問題無い。
【００１８】
被露光基板中のアライメントマーク部位にのみ露光する方法としては、該部位に相当する箇所のみ光を透過するマスクを使用する方法と、通常の露光に用いる光学系とは別の光学系、或いは集光パターンが可変である光学系を用いることで、該部位へのみ光源の光を集光する方法とが考えられる。
【００１９】
また、本発明の露光工程は、位置精度については上記の如くであり、高度に微細な加工精度、或いは現像後の樹脂において、テーパの無い断面形状といったものも要求されないものであり、そのために、該露光工程に使用する光源として、一般に単一波長が使用されるパターン露光の光源波長とは異なる、即ちレジストなどの感光性樹脂の感光波長帯と重なる広い波長帯を持つ光源を使用することが可能である。
【００２０】
上記手法を用いてアライメントマーク部位にのみ露光を行った基板を、通常の現像工程により現像することによって、該部位のレジストを除去し、その視認性を高めることで該部位を使用した位置合わせ精度が向上することとなる。
【実施例】
【００２１】
以下に、前述の実施形態を実施例により詳述する。しかし、本発明は、これら例示する実施例に限定されるものではない。
【００２２】
被露光基板として、銅線による回路パターンを形成するための、５μｍの厚みの液体レジストが全面に塗布された、銅箔を持つ厚さが、１．０ｍｍであり、大きさが、１０ｃｍ×１０ｃｍのリジット基板を用いた。
この被露光基板１は、図１に示すように、上下の両端付近にスルーホール状のアライメントマーク部位２を持っており、露光に用いる光学系と同じ光学系を通じて、露光源とは異なる光源からの光を、該部位に照射し、透過する光を検出することにより位置合わせを行う。
本実施例では、該部位のみに対して、露光量にして凡そ５００ｍｊ／ｃｍの露光を行った後、通常と変わらない現像処理を実行し、回路パターンを露光する通常の露光工程を実行した。
【００２３】
一般にポジティブ型液体レジストにおいて、非露光領域にあっては、現像後にその膜厚は、僅かに減少する。
従来の方法では、この後にエッチング、半導体プロセスにあっては、イオンのドーピングといった処理が行われるため、この僅かな減少は問題とはならない。
しかし本発明においては、露光および現像という工程を計２回行うことになるため、膜厚の減少が問題を引き起こすことが懸念される。
【００２４】
本実施例において本発明の露光工程を行った後に、通常の露光工程を続けて行った際の、レジストの膜厚および残膜率をまとめ、表１に示す。
ここに、残膜率とは現像後での膜厚の現像前、即ち塗膜後のそれに対する比である。この結果、本発明の工程を経て、後に通常のフォトリソグラフィの工程における現像を行ってもなお残膜率にして、９５％以上となることが分かる。
この残膜率であればエッチングやイオンドーピングといった一般的な後の工程において何ら問題となることはない。
【表１】
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【００２５】
実際に、表１に上げた本実施例の、３例では、いづれの場合も、その後の回路パターン形成の工程において、何ら特別な措置を施すことなく通常通りの回路配線パターンを得ることができた。
【００２６】
位置精度の向上については、本発明の工程を経た後、回路パターンを形成した場合と、従来のように、本発明の工程を経ずに形成した場合とで、回路パターンのある特定箇所の位置ずれの分布を測定し、これを比較することによって行った。
従来の方法では、凡そ半径３０μｍの円内に広く分布し、ずれ量の平均値として、１８．７μｍであった。
しかし、本発明の工程を経て形成したものでは、位置ずれの分布は半径凡そ９．４μｍの円内に納まり、その平均値も５．６μｍと大幅な改善を見た。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のパターン形成に用いる基板の例を示す説明図。
【符号の説明】
【００２８】
１・・・基板
２・・・アライメントマーク部位
【図１】
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