(57)【要約】【課題】  水分やガス等の腐食に弱い金属を用いた配線電極を保護膜により覆う際、その配線電極側面部に保護膜形成することが難しく、微細で高精度でかつ耐腐食性の高い配線電極が得られなかった。【解決手段】  保護膜を形成する際の基板と成膜源の距離を、配線電極を形成するときの距離よりも短くし、かつ蒸着源を基板の法線方向に配置して成膜を行なう。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にフォトレジストパターンを形成する工程と、前記基板の前記フォトレジストパターンを形成した一方主面側に配置された第１の成膜源から、前記基板上および前記フォトレジストパターン上に金属膜を形成する工程と、前記基板の前記金属膜を形成した一方主面側に前記金属膜形成工程における前記基板と前記第１の成膜源との距離よりも短くなるように第２の成膜源を配置し、前記第２の成膜源から前記金属膜上に保護膜を形成する工程と、前記フォトレジストパターンおよび前記フォトレジストパターン上の金属膜および保護膜を除去する工程を備えた電極形成方法。
【請求項２】
前記金属膜形成工程において、
前記第１の成膜源を前記基板の法線方向に配置したことを特徴とする請求項１記載の電極形成方法。
【請求項３】
前記保護膜形成工程において、
前記第２の成膜源を前記基板の法線方向に配置したことを特徴とする請求項２記載の電極形成方法。
【請求項４】
前記基板を複数配置して電極形成を行なうことを特徴とする請求項１ないし請求項３記載の電極形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品に用いられる電極形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品等の微細配線電極に用いる材料には、導電率等の電気特性がよいこと、加工性が良く微細配線形成に適していること、及び安価であることなどが要求される。これらの要求を満足する材料としてＣｕ、ＡｇまたはＡｌ等があるが、前記材料は水分やガスにより腐食されやすい。このため前記材料を用いて作製した電子部品の特性が使用環境等により経時変化し、所望の電気特性が得られなくなることがある。この問題を解決するため所望の配線電極を形成したあと、その配線電極を前記材料とは別の材料で保護する必要がある。
【０００３】
配線電極を保護する方法として特許文献１に示されているような方法がある。この方法では、弾性表面波用素子の配線電極上にＳｉＯ2やＳｉＮなどの耐腐食性のある材料を形成することにより配線電極を保護するものである。しかしこの方法では配線電極側面部に保護膜を形成することができないため、その配線電極側面部から腐食が進行し、電子部品の電気特性が劣化する可能性がある。
【０００４】
そこで配線電極側面部に保護膜を形成するために、特許文献２に示されている方法を使用することができる。この方法は、半導体基板上にＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ）キャパシタを作製するものであるが、半導体基板に対して斜め方向から金属膜あるいは誘電体膜を蒸着する方法が示されている。この作製方法では、基板上に所望の配線電極に対応した逆テーパ形状のフォトレジストパターンを形成している。逆テーパ形状のフォトレジストパターンとは、フォトレジストの開口部幅がフォトレジスト表面側よりも基板界面側の方が広くなっているものである。特許文献２では、最初にフォトレジストパターン上と基板上に真空蒸着によりＭＩＭキャパシタ用の下部電極を形成する。次に基板に対し斜め方向から誘電体膜を蒸着することにより、配線電極上に部分的に誘電体膜パターンを形成している。さらにその誘電体膜上でかつ下部電極と接触しない部分に上部電極を形成し、ＭＩＭキャパシタを作製している。このように金属膜あるいは誘電体膜を基板に対し斜め方向から蒸着することにより、金属膜あるいは誘電体膜の側面部に異なる材料の膜を形成することができる。特許文献２の方法と同様に、配線電極を形成した後、配線電極とは異なる材料を基板に対して斜め方向から成膜することにより、配線電極の上面と側面を覆う保護膜を形成することができ、この保護膜によって配線電極の腐食を防止でき、電子部品の特性変化を防止することができる。
【特許文献１】特開２０００−２６９７７１号公報
【特許文献２】特開平１０−１１６９６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２に示されている逆テーパ形状のフォトレジストパターンを用いて配線電極を形成する場合、基板面に対し垂直方向から蒸着を行なうためフォトレジストパターンの側壁には電極が形成されない。しかし保護膜を形成する工程では基板面に対し斜め方向から蒸着を行なうため、フォトレジストの側壁部分にも誘電体膜が形成される。その側壁部分の誘電体膜によりフォトレジスト上の誘電体膜と配線電極上の誘電体膜が一体につながって形成される。この後、フォトレジストを剥離除去するときに余分な誘電体膜が残って不要なバリが発生し、外観上の問題が発生する。なお誘電体膜の代わりに耐腐食性の高い金属を使用しても同様な問題が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明の電極形成方法は、基板上にフォトレジストパターンを形成する工程と、前記基板のフォトレジストパターンを形成した一方主面側に配置された第１の成膜源から、前記基板上および前記フォトレジストパターン上に金属膜を形成する工程と、前記基板の前記金属膜を形成した一方主面側に前記金属膜形成工程における前記基板と前記第１の成膜源との距離よりも短くなるように第２の成膜源を配置し、前記第２の成膜源から前記金属膜上に保護膜を形成する工程と、前記フォトレジストパターンおよび前記フォトレジストパターン上の金属膜および保護膜を除去する工程を備えたことを特徴としている。
【０００７】
この電極形成方法では、配線電極を保護する保護膜を形成するときの基板と成膜源の距離を、配線電極となる金属膜を形成するときの距離よりも短くしている。これにより保護膜を成膜するときの成膜粒子の基板への入射角が、金属膜の成膜粒子の入射角よりも大きくなるため、配線電極の側面部へも回りこみ、配線電極全体を保護膜で覆うことができる。これにより配線電極の耐腐食性が向上し、電子部品等の特性劣化を防止することができる。
【０００８】
また本発明の電極形成方法は、前記金属膜形成工程において、前記第１の成膜源を前記基板の法線方向に配置したことを特徴としている。配線電極の主電極を形成する金属膜の成膜を行なうとき、成膜源を基板の法線方向に配置しているため、金属膜がフォトレジストパターンの側面部に成膜されることがなくなる。これによりフォトレジスト上の金属膜と配線電極が一体につながって形成されることがないため、フォトレジストを除去する際に不要な金属膜のバリが残ることがない。これにより電子部品の外観上および特性上の問題を解決することができる。
【０００９】
また本発明の電極形成方法は、前記保護膜形成工程において、前記第２の成膜源を前記基板の法線方向に配置したことを特徴としている。配線電極の保護膜の成膜を行なうとき、成膜源を基板の法線方向に配置しているため、金属膜形成工程と同様な効果が得られ、電子部品の外観上および特性上の問題を解決することができる。
【００１０】
また本発明の電極形成方法は、前記基板を複数配置して電極形成を行なうことを特徴としている。複数の基板上に同時に保護膜を持つ配線電極を形成する場合、その法線方向に成膜源が位置するように各基板を配置することにより、同時に多数の基板に配線電極を覆う保護膜を形成できるため、電子部品の特性劣化の防止と量産効果を高めることができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように本発明の配線電極形成方法は、基板上にフォトレジストパターンを形成する工程と、前記基板のフォトレジストパターンを形成した一方主面側に配置された第１の成膜源から、前記基板上および前記フォトレジストパターン上に金属膜を形成する工程と、前記基板の前記金属膜を形成した一方主面側に前記金属膜形成工程における前記基板と前記第１の成膜源との距離よりも短くなるように第２の成膜源を配置し、前記第２の成膜源から前記金属膜上に保護膜を形成する工程と、前記フォトレジストパターンおよび前記フォトレジストパターン上の金属膜および保護膜を除去する工程を備えたことを特徴としているので、微細で高精度でかつ耐腐食性の高い配線電極を形成することができ、電子部品の外観上および特性上の問題を解決することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
【実施例】
【００１３】
以下において図を参照しつつ本発明の実施例について説明する。図１は本発明の実施例におけるミリ波帯において使用するデバイスの配線電極を形成するときに使用する真空蒸着装置の真空チャンバ部分を示す概略断面図である。
【００１４】
真空蒸着装置は成膜作業を行なう真空チャンバ１と、真空チャンバ１を真空排気するための真空排気用ポンプが接続された図示しない排気部から構成されている。真空チャンバ１の上部には、複数の基板４を固定することができる基板ホルダ２が取り付けられている。そしてその基板ホルダ２は真空チャンバ１を貫通する支持軸３により支持されており、その支持軸３の真空チャンバ１の外部側には図示しない回転機構が備えられており、支持軸３を中心として基板ホルダ２が回転できるようになっている。また真空チャンバ１の下部には、複数の配線電極用金属を充填した蒸着源６〜８を持つるつぼ９が配置されている。なお蒸着源６〜８の位置はるつぼ９を回転させることにより可変できるようになっており、所望の配線電極用金属を蒸着するとき、その蒸着源が基板４の法線方向に配置するように位置を移動させることができる。また蒸着時に蒸着源の金属に電子ビームを照射するための電子ビーム照射装置１０も配置されている。
【００１５】
まず配線電極を形成するために用意する基板の加工方法について説明する。ミリ波帯デバイス用の基板として使用する誘電体基板上にフォトレジストを塗布する。本実施例におけるフォトレジストは、一般的なフォトリソグラフィーで使用されるネガ型のフォトレジストであるが、光吸収性の大きい樹脂であればよい。なおネガ型のフォトレジストは、光の照射された部分が硬化する光硬化性樹脂である。またフォトレジストの厚みは所望の配線電極よりも厚くする必要があるが、本実施例における配線電極の厚みは２μｍであるため、フォトレジストの厚みは５μｍとした。そして所望の配線電極に対応したフォトマスクを用いて、基板の一方主面にフォトレジストパターンを形成する。このときフォトレジストパターンの配線電極部分の開口部幅が、フォトレジスト表面部よりも基板界面側の方が狭くなるような逆テーパ形状とする。
【００１６】
次に真空蒸着装置を用いて誘電体基板上に配線電極を形成する方法について説明する。真空チャンバ内に複数の誘電体基板を配置した状態の概略断面図を図１に示す。ミリ波帯デバイスにおいては表皮効果等による電極の損失が問題となる。そこで本実施例ではデバイスの表皮効果の影響を小さくし電気特性を向上させるため、配線電極の主電極として導電率の高いＣｕを使用することとした。また誘電体基板とＣｕとの密着強度を上げるために密着用電極としてＴｉを使用した。さらにＣｕ電極の腐食防止用の保護膜として耐腐食性の高いＡｕを使用した。なおＴｉは、ＣｕとＡｕとの密着強度を上げるためにも使用した。配線電極の層構成は誘電体基板側からＴｉ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ａｕの順である。蒸着前にこれらの金属をそれぞれるつぼ９の所定の位置に充填する。本実施例では蒸着源６にＴｉ、蒸着源７にＣｕ、蒸着源８にＡｕをそれぞれ充填した。次に逆テーパ形状のフォトレジストパターン５を一方主面に形成した誘電体基板４を複数枚用意し、それらを基板ホルダ２の所定の位置に取付ける。このとき誘電体基板４は、その法線であるＯ−Ａ軸の方向にＴｉを充填した蒸着源６が位置するように配置する。
【００１７】
次に真空チャンバ内で誘電体基板上に配線電極の下地電極と主電極を形成する方法について説明する。図２は誘電体基板４上に配線電極１１を形成している状態の概略断面図である。高精度な配線電極を形成するためには、ＴｉとＣｕの蒸発粒子をフォトレジスト５の開口部から誘電体基板４に対して垂直に近い角度で入射させる必要がある。そのためには蒸着源と誘電体基板との間隔を広げる必要があり、本実施例では蒸着源と誘電体基板４との距離を１０００ｍｍとした。以上のような蒸着準備をした後、真空チャンバ１内を１×１０-4Ｐａになるまで真空排気用ポンプにより排気する。真空チャンバ１内が所定の圧力になったことを圧力センサで確認し、蒸着源６に充填したＴｉに電子ビーム照射装置１０から電子ビーム１３を照射してＴｉを蒸発させ、その蒸発粒子を誘電体基板４上に堆積させる。次にＣｕを充填した蒸着源７が誘電体基板４の法線であるＯ−Ａ軸上に配置されるようにるつぼ９を回転させ、電子ビーム１３を照射してＣｕを蒸発させ、その蒸発粒子を誘電体基板４上に堆積させる。このときＴｉとＣｕはフォトレジストパターン５の開口部に配線電極１１を形成するが、フォトレジストパターン５上にも堆積する。しかしフォトレジストパターン５は逆テーパ形状で、かつ誘電体基板４の法線方向に蒸着源６および蒸着源７を配置しているため、フォトレジストパターン５の側壁部には電極が形成されない。このため配線電極１１とフォトレジストパターン５上の電極が一体につながって形成されることはない。なお本実施例におけるＴｉとＣｕの膜厚はそれぞれ８０ｎｍと２μｍである。
【００１８】
次に保護膜であるＡｕと、ＡｕとＣｕとの密着用電極であるＴｉを形成するが、そのときの真空チャンバ１内の状態を示す概略断面図を図３に示す。まずＴｉの充填された蒸着源６を下地電極を形成したときと同じ位置になるようにるつぼ９を回転させる。そして基板ホルダ２と蒸着源６の距離を下地電極と主電極を形成した時よりも短くするために、基板ホルダ２を蒸着源６の方へ降下させる。このときの誘電体基板４と蒸着源６との距離は３００ｍｍとした。また基板ホルダ２を蒸着源６の方へ降下させると、誘電体基板４の蒸着源６に対する傾きが変わるため、蒸着源６が誘電体基板４の法線方向に配置されない。そこで蒸着源６が誘電体基板４の法線であるＯ−Ｂ軸上に配置されるように基板ホルダ２の誘電体基板４固定部の角度を変える。
【００１９】
次に電子ビーム１３を蒸着源６のＴｉに照射することにより蒸発させ、配線電極１１とフォトレジストパターン５上に蒸発粒子を堆積させ、Ｃｕ電極とＡｕ電極の密着用のＴｉ電極を形成する。次にるつぼ９を回転させることによりＡｕの充填された蒸着源８を誘電体基板４の法線であるＯ−Ｂ軸上に配置されるように移動させる。そして電子ビーム１３を蒸着源８のＡｕに照射し、蒸発させることにより配線電極１１とフォトレジストパターン５上のＴｉの上にＡｕ電極を形成する。またフォトレジストパターン５は逆テーパ形状で、かつ誘電体基板４の法線方向に蒸着源６および蒸着源８を配置しているため、フォトレジストパターン５の側壁部には電極が形成されない。このため配線電極１１上とフォトレジストパターン５上の保護膜が一体につながって形成されることはない。
【００２０】
なお保護膜形成時の状態を配線電極部分の概略拡大断面図である図５に示す。本実施例では保護膜の蒸発粒子２４が誘電体基板２０へ入射するときの角度２５が、主電極の蒸発粒子が誘電体基板２４へ入射するときの角度よりも大きくなるように蒸着源Ｏに誘電体基板２０を近づけている。このように蒸着源を誘電体基板２０に近づけることにより、保護膜の蒸発粒子２４を誘電体基板２０に対し斜め方向から入射させることができる。このため保護膜の蒸発粒子２４は配線電極２２の堆積面積よりも広い範囲に堆積され、配線電極２２の上面部以外に側面部にも堆積する。以上の工程により配線電極２２をＴｉとＡｕの保護膜で覆うことができる。なお本実施例においては、密着用電極であるＴｉと保護膜であるＡｕの膜厚はそれぞれ５０ｎｍと３００ｎｍとした。
【００２１】
蒸着終了後、誘電体基板４を取りだし、フォトレジストの現像液に誘電体基板４を浸漬し、不要なフォトレジストパターンを除去する。図４は以上の工程により形成した配線電極の概略断面図であるが、本発明の配線電極形成方法により配線電極全体が保護膜により均一に覆われた配線電極が得られ、耐腐食性が高く、外観上および特性上の問題がないミリ波帯のデバイスを得ることができる。
【００２２】
本実施例においては、主電極として膜厚２μｍのＣｕを、下地電極および密着用電極として膜厚８０ｎｍおよび５０ｎｍのＴｉと保護膜として膜厚３００ｎｍのＡｕを使用したが、これらの膜厚および材料に限るものではない。また密着用電極のＴｉと保護膜のＡｕとの間にＰｄ、Ｎｉ、Ｐｔ膜などを形成することにより、ＣｕがＡｕの表面に拡散することを防ぐことができ、ワイヤボンド等の実装を行なうときの実装不良を低減することができる。また保護膜としてＡｕを使用しているが、Ａｕ以外の耐腐食性の高い金属でもよく、ＴｉＮやＴａＮなどの金属以外の膜を使用しても構わない。また成膜方法も蒸着法以外にスパッタリング法でも構わない。また基板としても、誘電体基板の他に圧電体および磁性体基板などでも構わない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例における下地電極と主電極形成工程に使用する真空蒸着装置の一部を示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施例における下地電極と主電極形成工程に使用する真空蒸着装置の一部を示す概略断面図である。
【図３】本発明の実施例における保護膜形成工程に使用する真空蒸着装置の一部を示す概略断面図である。
【図４】本発明の実施例における配線電極を示す概略断面図である。
【図５】本発明の実施例における保護膜形成工程での配線電極部分の概略拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１    真空チャンバ
２    基板ホルダ
３    支持軸
４、２０    誘電体基板
５、２１    フォトレジストパターン
６、７、８    蒸着源
９    るつぼ
１０    電子ビーム照射装置
１１、２２    配線電極
１２、２３    フォトレジスト上電極
１３    電子ビーム
１４    保護膜
２４    蒸発粒子
２５    蒸発粒子の入射角
【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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