(57)【要約】【課題】めっき法により形成される金属パターンの寸法精度を向上できる金属パターンの形成方法を提供する。【解決手段】本発明に係る金属パターンを形成する方法では、基板２上に形成された金属膜５上に絶縁膜８を成膜する。絶縁膜８上に、フォトリソグラフィー法を用いてレジストマスク１１を形成する。絶縁膜８は金属膜５による光の反射量を低減できる。よって、レジストマスク１１の寸法精度を向上できる。レジストマスク１１を用いて絶縁膜８をエッチングした後に、金属膜５上の開口に、金属体をめっき法により堆積して金属パターン１２を形成する。レジストマスク１１を除去した後に、絶縁膜８をエッチングにより除去する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に金属パターンを形成する方法であって、
前記基板上に形成された金属膜上に絶縁膜を成膜する工程と、
前記絶縁膜上にレジストマスクを形成する工程と、
前記レジストマスクを用いて前記絶縁膜をエッチングする工程と、
前記金属膜上に金属体をめっき法により堆積して金属パターンを形成する工程と、
前記レジストマスクを除去した後に、前記絶縁膜をエッチングにより除去する工程と、
を備える方法。
【請求項２】
前記基板上に前記金属膜を形成する工程を更に備え、該金属膜は、前記基板上に形成されたチタン膜と該チタン膜上に形成された金膜とを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記金属パターンは金パターンを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記絶縁膜をエッチングする工程において、異方性エッチングを行う、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記絶縁膜はシリコン窒化膜であり、
前記絶縁膜をエッチングにより除去する工程において、フッ素を含むガスを用いた反応性イオンエッチングを行う、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記絶縁膜をエッチングにより除去した後に、前記金膜をミリングにより除去し前記チタン膜をエッチングにより除去して、金属配線を形成する、請求項２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属パターンを形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特許文献１において、めっき法を用いて基板上に金属パターンを形成する方法が知られている。この方法では、基板上にめっき用の電極として金属膜を形成する。さらに、金属膜上にレジスト膜を形成し、このレジスト膜に光を照射してフォトリソグラフィー法によりレジストマスクを形成する。この基板をめっき液中に入れると、レジストマスクの開口に金属が堆積される。
【０００３】
また、例えば特許文献２において、金配線の形成方法が知られている。この方法では、シリコン基板上に絶縁膜を形成し、フォトリソグラフィー法によりその絶縁膜に開口を設けた後に、電極として金属膜を形成する。続いて、その金属膜上に直接レジストマスクを形成し、めっき法を用いてレジストマスクの開口に金を堆積させる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１８６２７０号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平０６−０２９２９１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
めっき法により金属パターンを形成するためには、基板上にめっき電極として機能する金属膜が必要である。所望の金属パターンを形成するために、金属膜上にレジストマスクが形成される。
【０００７】
フォトリソグラフィー工程において、レチクル又はフォトマスクを介してレジスト膜に光が照射される。この光の一部は下地である金属膜により反射される。この反射光の方向は、下地の形状に依存する。また、この反射光により、レジスト膜は感光する。ゆえに、現像されたレジスト膜は、反射光によっても露光されている。反射光による露光量はわずかな量であるが、形成されたレジストマスクの寸法精度は悪化する。それに伴い、レジストマスクの開口に金属パターンが形成されるので、金属パターンの寸法精度も悪化する。
【０００８】
そこで本発明は、めっき法により形成される金属パターンの寸法精度を向上できる金属パターンの形成方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、本発明の方法は、基板上に金属パターンを形成する方法であって、（ａ）基板上に形成された金属膜上に絶縁膜を成膜する工程と、（ｂ）絶縁膜上にレジストマスクを形成する工程と、（ｃ）レジストマスクを用いて絶縁膜をエッチングする工程と、（ｄ）金属膜上に金属体をめっき法により堆積して金属パターンを形成する工程と、（ｅ）レジストマスクを除去した後に、絶縁膜をエッチングにより除去する工程と、を備える。
【００１０】
絶縁膜は金属膜上に成膜されているので、レジスト膜からレジストマスクを形成する際に、金属膜による光の反射量を低減できる。すなわち、絶縁膜は反射防止膜として機能する。これにより、レジストマスクの寸法精度が向上するので、金属パターンの寸法を精度良く形成することができる。
【００１１】
本発明の方法は、基板上に金属膜を形成する工程を更に備え、金属膜は、基板上に形成されたチタン膜とそのチタン膜上に形成された金膜とを含む。金の反射率は、アルミニウム等の他の金属よりも大きいため、レジストマスクを形成する際に、絶縁膜の反射防止効果が顕著となる。さらに、絶縁膜をエッチングする際に、金膜がエッチストッパとして有効に機能する。
【００１２】
また、本発明の方法において、金属膜上にめっき法により形成される金属パターンは金パターンを含む。金は導電性に優れており、めっき法により形成される。
【００１３】
また、本発明の方法では、絶縁膜をエッチングする工程において、異方性エッチングを行う。異方性エッチングではサイドエッチが生じにくいため、開口の寸法精度は良好である。
【００１４】
また、本発明の方法では、絶縁膜はシリコン窒化膜であり、絶縁膜をエッチングにより除去する工程において、フッ素を含むガスを用いた反応性イオンエッチングを行う。シリコン窒化膜を反応性イオンエッチングにより除去すると、エッチング残渣は抑制される。
【００１５】
また、本発明の方法は、絶縁膜をエッチングにより除去した後に、金膜をミリングにより除去しチタン膜をエッチングにより除去して、金属配線を形成する。チタン膜をエッチングにより除去する際に、金属パターンはエッチングされない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態に係る金属パターンを形成する方法について、図１（ａ）〜図１（ｄ）、図２（ａ），（ｂ）、及び図３（ａ）〜図３（ｄ）を参照しながら説明する。図１（ａ）〜図１（ｄ）、図２（ａ），（ｂ）、及び図３（ａ）〜図３（ｄ）に示す工程は順次実行される。なお、同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。
【００１７】
（金属膜形成工程）
図１（ａ）に示されるように、基板２上に金属膜５を形成する。金属膜５は、例えばチタン膜（Ｔｉ膜）４と、チタン膜４上に形成された金膜（Ａｕ膜）６から成る。チタン膜４の厚さは５０ｎｍ以下であると好ましく、金膜の厚さは１００〜２００ｎｍであると好ましい。金属膜５の厚さは、電界めっきの際に電極として機能する厚さを有していれば良く、薄い方が好ましい。チタン膜４は、例えば蒸着法、スパッタリング法により形成される。金膜６は、例えば蒸着法、スパッタリング法により形成される。引き続く説明では、金属膜５はチタン膜４及び金膜６から成る。
【００１８】
（絶縁膜成膜工程）
図１（ａ）に示されるように、金属膜５上に無機絶縁膜といった絶縁膜８を成膜する。絶縁膜８が無機絶縁膜であると、エッチング残渣を抑制できる。絶縁膜８は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）、シリコン窒化酸化膜（ＳｉＯＮ膜）等の絶縁性シリコン無機化合物であっても良い。絶縁膜８は、例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）から成り、プラズマＣＶＤ法を用いて形成される。また、絶縁膜８の厚さは２００ｎｍ以下であると好ましく、５０ｎｍ以上であると更に好ましい。
【００１９】
絶縁膜８は、反射防止膜として機能する。絶縁膜８の厚さをｄ、屈折率をｎとして、露光波長をλとした場合に、厚さｄは、下記式（１）をほぼ満たすように設定されると好ましい。
（１）２ｎｄ＝（ｋ＋１／２）λ  （ｋは整数）
【００２０】
（レジスト膜塗布工程）
図１（ｂ）に示されるように、レジスト膜１０は、例えばスピンコータを用いて絶縁膜８上に塗布される。このレジスト膜１０は、例えばポジ型レジストから成る。レジスト膜１０の厚さは２〜４μｍであると好ましい。この程度の厚さのレジスト膜１０を得るために、粘度の高いレジストを、スピンコータの回転数を小さくして塗布する。これにより、レジスト膜１０の厚さは厚くなる。
【００２１】
（レジストマスク形成工程）
図１（ｂ），（ｃ）に示されるように、フォトリソグラフィー法により、フォトマスク１４を用いて絶縁膜８上にレジストマスク１１を形成する。
【００２２】
まず、図１（ｂ）に示されるように、フォトマスク１４を用いてレジスト膜１０を露光する。露光には、例えばｉ線（露光波長：３６５ｎｍ）が使用される。露光の際、絶縁膜８が金属膜５上に形成されているので、金属膜５による光の反射量を低減できる。この場合、絶縁膜８は反射防止膜として機能している。また、金膜６の反射率は、可視光、近紫外光等の波長において、アルミニウム（Ａｌ）等の金属に比して大きいため、絶縁膜８の反射防止効果が顕著となる。例えば、波長３６５ｎｍの光を用いた場合、金の反射率は４０％程度である。
【００２３】
次に、図１（ｃ）に示されるように、露光されたレジスト膜１０の現像処理を行い、開口を有するレジストマスク１１を形成する。レジスト膜１０がポジ型レジストから成るときは、露光された領域に開口が形成される。このレジストマスク１１の寸法精度は良好である。
【００２４】
一方、図４（ａ），（ｂ）に示されるように、金属パターンを形成するに際して、絶縁膜８が金属膜５上に形成されていない場合、露光の際に金属膜５による光の反射が生じる。この反射光により、形成されたレジストマスク１１の寸法精度は低下してしまう。その結果、開口に形成される金属パターンの寸法精度も低下する。
【００２５】
（絶縁膜エッチング工程）
図１（ｄ）及び図２（ａ）に示されるように、レジストマスク１１を用いて絶縁膜８をエッチングし、金属パターンを形成するための開口を形成する。このエッチングは異方性エッチングであるので、サイドエッチが生じにくい。このため、エッチングによる開口の寸法変動を抑制できる。異方性エッチングとして、例えば反応性イオンエッチングを用いると好ましい。この場合、フッ素を含むガス、例えばＣＦ４，ＳＦ６等をエッチングガスとして用いる。また、上述のエッチングガスを用いたとき、金膜６は、反応性イオンエッチングによっては実質的にエッチングされない。このため、金膜６は、絶縁膜８をエッチングする際にエッチストッパとして機能する。これにより、絶縁膜８をオーバーエッチングすることによりエッチング残渣の発生を抑制できる。エッチングは、例えばＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）を用いて、パワー密度０．１〜１．０Ｗ／ｍ２で行う。
【００２６】
（金属パターン形成工程）
図２（ｂ）及び図３（ａ）に示されるように、金属膜５上に金属体をめっき法により堆積して金属パターン１２を形成する。金属パターン１２は、例えば金（Ａｕ）が堆積されて成る金パターンから成る。めっき法としては、電界めっきを用いて選択めっきを行う。まず、基板２のエッジ部のレジストマスク１１及び絶縁膜８を除去することにより、エッジ部の金属膜５を露出させる。続いて基板２をサセプタに設置し、エッジ部に露出した金属膜５と端子２２とを接続する。この基板２をめっき浴２０中のめっき液に浸漬してめっき処理を行う。金属膜５を一方の電極として、金属膜５と他方の電極２１との間に電源２３により電圧を印加する。これにより、金属膜５上の開口に金属体が堆積して金属パターン１２が形成される。
【００２７】
（レジストマスク除去工程）
図３（ｂ）に示されるように、レジストマスク１１を除去することにより、絶縁膜８を露出させる。レジストマスク１１は、例えばレジスト剥離液を用いて除去される。
【００２８】
（絶縁膜エッチング除去工程）
レジストマスク１１を除去した後に、図３（ｃ）に示されるように、レジストマスク１１下に形成されていた絶縁膜８をエッチングにより除去することにより、金属膜５を露出させる。シリコン窒化膜等の絶縁性無機シリコン化合物のエッチングは、フッ素を含むガスを用いた反応性イオンエッチングにより行うことができる。フッ素を含むガスとしては、ＣＦ４，ＳＦ６等がある。絶縁膜８下に形成されている金膜６は、上記のガスを用いた反応性イオンエッチングによっては実質的にエッチングされないため、エッチストッパの機能を果たす。したがって、絶縁膜８をエッチングする際には、オーバーエッチングによりエッチング残渣を抑制できる。また、金属パターン１２は金パターンから成るため、反応性イオンエッチング耐性に優れており、エッチングされない。
【００２９】
（金属膜除去工程）
図３（ｄ）に示されるように、金属膜５を除去することにより金属配線を形成する。この場合、絶縁膜８をエッチングにより除去した後に、金属膜５を構成する金膜６及びチタン膜４を順に除去する。まず、金膜６をミリングにより除去することによりチタン膜４を露出させる。さらに、チタン膜４をエッチングにより除去する。これにより金属配線が形成される。
【００３０】
チタン膜４のエッチングは、例えば反応性イオンエッチングである。エッチングガスとしては、ＣＦ４，ＳＦ６等のフッ素を含むガスを用いる。チタン膜４をミリングによって除去することも可能であるが、この場合、金属パターン１２もミリングされてしまう。一方、チタン膜４を反応性イオンエッチングにより除去すると、金属パターン１２はエッチングされない。
【００３１】
以上、チタン膜４及び金膜６から成る金属膜５を用いる実施例を説明してきたが、本発明は、特定の構成を有する金属膜の他に、めっきのために用いられる金属から成る金属膜を用いることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の金属パターンの形成方法によれば、めっき法により形成される金属パターンの寸法精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）〜図１（ｄ）は、本発明に係る金属パターンを形成する方法の工程断面図である。
【図２】図２（ａ），（ｂ）は、本発明に係る金属パターンを形成する方法の工程断面図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｄ）は、本発明に係る金属パターンを形成する方法の工程断面図である。
【図４】図４（ａ），（ｂ）は、従来の金属パターンを形成する方法の一部を示す工程断面図である。
【符号の説明】
２…基板、５…金属膜、８…絶縁膜、１１…レジストマスク、１２…金属パターン、４…チタン膜、６…金膜。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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