(57)【要約】【課題】  レジスト材料の制約がなく、しかも一度形成したフォトマスクを繰り返し利用することができ、生産性に優れた導体パターンの製造方法を提供する。【解決手段】  透明基板１の一面１ａ側に遮光膜２が形成されてなるマスク基板３に透明導電膜４を形成する工程と、透明導電膜４上にレジスト層５を積層する工程と、マスク基板３の他面１ｂ側から光を照射してレジスト層５を露光、現像することにより、レジスト除去部６ａを有するパターン化レジスト層６とする工程と、レジスト除去部６ａから露出した透明導電膜４上に、導体パターンをメッキして形成する工程と、導体パターン上に配線基板を載置して導体パターンを配線基板に移す工程と、を具備してなることを特徴とする導体パターンの製造方法を提供する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板の一面側に遮光膜がパターン形成されてなるマスク部を有するマスク基板を用意し、該マスク部の全面に透明導電膜を形成する工程と、
前記透明導電膜の上にポジ型またはネガ型のレジスト層を積層する工程と、
前記マスク基板の他面側から光を照射して前記レジスト層を露光し、露光後のレジスト層を現像することにより、前記レジスト層を、前記遮光膜のパターンに対応して形成されたレジスト除去部を有するパターン化レジスト層とする工程と、
前記レジスト除去部の底面に露出した前記透明導電膜上に、導体パターンをメッキして形成する工程と、
形成された前記導体パターン上に配線基板を載置して前記導体パターンを前記配線基板に移す工程と、を具備してなることを特徴とする導体パターンの製造方法。
【請求項２】
前記遮光膜をＣｒまたはＡｌにより形成することを特徴とする請求項１に記載の導体パターンの製造方法。
【請求項３】
前記配線基板に前記導体パターンを移す際に前記透明導電膜をエッチングして除去することを特徴とする請求項１に記載の導体パターンの製造方法。
【請求項４】
前記透明導電膜がアモルファスのＩＴＯ膜であることを特徴とする請求項１または請求項３に記載の導体パターンの製造方法。
【請求項５】
前記導体パターンを前記配線基板に移す前に、前記パターン化レジスト層を除去することを特徴とする請求項１に記載の導体パターン製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導体パターンの製造方法に関するものであり、特に、生産性に優れた導体パターンの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体基板等に形成される微細配線の配線抵抗を低減させるために、配線を構成する導体の断面形状のアスペクト比を高くする試みがなされている。すなわち、微細配線を形成する関係上、導体幅を広げることには限界があるため、必然的に導体の厚みを大きくしてアスペクト比を大きくすることで導体断面の断面積の増加を図ろうとしている。この場合の導体の形成方法としては、スピンコート法等により基板上にレジスト層等を厚く形成し、次にレジスト層上にフォトマスクを重ねてから光を照射してレジスト層を露光、現像し、レジスト層が除去された部分にメッキを行うことで、比較的大きな厚みの導体を形成していた。
【０００３】
しかし、上記の方法では、高粘度のレジスト溶液を厚く平滑に塗布することが難しいため、レジスト層表面が完全な平坦面になりにくい。このため、レジスト層と、レジスト層上に重ねるフォトマスクとの間で部分的に隙間が発生し、レジスト層の露光時にこの隙間の周辺で回折現象が起こる場合がある。本来、レジスト層を露光、現像することにより形成されるレジスト除去部の壁面は、基板面に対して垂直になるところ、前述の回折現象が起こるとこの壁面がテーパー面となり、形成すべき導体の導体幅が広がってしまい、微細な配線構造の形成が困難になるという問題があった。
【０００４】
そこで最近では、例えば、下記非特許文献１に記載されているように、フォトマスクをリフトオフにより形成し、このフォトマスク上にレジスト層を形成してからフォトマスク側から光を照射してレジスト層を露光、現像する方法が提案されている。この非特許文献１に記載された方法を更に詳細に説明すると、同文献の図３（ａ）から図３（ｌ）に示すように、あらかじめ一面上に別回路用の透明配線がパターン形成されたガラス板等からなる透明基板を用意し、このＩＴＯからなる透明配線上に、ネガ型およびポジ型のレジスト層をパターン形成し、次に前記の各レジスト層上にクロム金合金膜を形成し、次にポジ型レジスト層のみを除去してクロム金合金膜を部分的にリフトオフしてフォトマスクとする。次にフォトマスク上にネガ型のレジスト層を厚く形成し、透明基板の他面側から光を照射してネガ型レジスト層の露光、現像を行い、次にネガ型レジスト層を除去し、フォトマスクを電極としてニッケルメッキを行い、ニッケルからなる導体を形成する。この方法によれば、マスクとなるクロム金合金膜とポジ型レジスト層とが密着しているため、前述の回折現象による問題を回避できるという利点がある。
【非特許文献１】「パート  オブ  ザ  カンファレンス  オン  デザイン、キャラクタリゼーション、アンド  パッケージング  フォー  エムイーエムエス  アンド  マイクロエレクトロニクス（Part of the Conference on Design, Characterization, and Packaging for MEMS and Microelectronics）」、１９９９年１０月、ｐ．４８６−４９３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記非特許文献１に記載された方法では、レジスト層の材質に制限があり、ネガ型のレジストしか使用できないという制約がある。ネガ型レジストは一般に、解像度や剥離性といった面でポジ型レジストに劣るため、微細な配線構造の形成に向かないという欠点がある。また、非特許文献１に記載の方法では、フォトマスクとなるクロム金合金膜をその都度形成しなければならないという問題もある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、レジスト材料の制約がなく、しかも一度形成したフォトマスクを繰り返し利用することができ、生産性に優れた導体パターンの製造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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の導体パターンの製造方法は、透明基板の一面側に遮光膜がパターン形成されてなるマスク部を有するマスク基板を用意し、該マスク部の全面に透明導電膜を形成する工程と、前記透明導電膜の上にポジ型またはネガ型のレジスト層を積層する工程と、前記マスク基板の他面側から光を照射して前記レジスト層を露光し、露光後のレジスト層を現像することにより、前記レジスト層を、前記遮光膜のパターンに対応して形成されたレジスト除去部を有するパターン化レジスト層とする工程と、前記レジスト除去部の底面に露出した前記透明導電膜上に、導体パターンをメッキして形成する工程と、形成された前記導体パターン上に配線基板を載置して前記導体パターンを前記配線基板に移す工程と、を具備してなることを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、マスク部の全面に形成した透明導電膜を、導体パターンのメッキ形成の際の電極として利用するので、ポジ型、ネガ型のレジスト層のどちらも用いることができる。すなわち、ポジ型を用いた場合には露光した部分がレジスト除去部となってそこに導体パターンが形成され、一方ネガ型を用いた場合は露光されない部分がレジスト除去部となってそこに導体パターンが形成される。いずれの場合もレジスト除去部の底面に透明導電膜が露出するので、この透明導電膜をメッキの電極として利用することができる。
また、形成した導体パターンを配線基板に移すので、マスク基板を再利用することができる。
更に、透明導電膜を介してマスク基板にレジスト層を積層することによって、マスク基板とレジスト層との間隔がほぼ一定に保たれるので、これにより回折現象が発生するおそれがなく、レジスト除去部の壁面が垂直に形成されて導体パターンの広がりを防止できる。
【０００９】
また本発明の導体パターンの製造方法は、先に記載の導体パターンの製造方法であり、前記遮光膜をＣｒまたはＡｌにより形成することを特徴とする。ＣｒまたはＡｌからなる遮光膜は遮光性に優れるので、レジスト層の露光、現像を精度よく行うことができ、微細な導体パターンを形成することができる。
【００１０】
また本発明の導体パターンの製造方法は、先に記載の導体パターンの製造方法であり、前記配線基板に前記導体パターンを移す際に前記透明導電膜をエッチングして除去することを特徴とする。この構成により、マスク基板を傷つけることなくマスク基板から導体パターンを剥離させることができ、マスク基板の再利用を図ることができる。
【００１１】
また本発明の導体パターンの製造方法は、先に記載の導体パターンの製造方法であり、前記透明導電膜がアモルファスのＩＴＯ膜であることを特徴とする。アモルファスＩＴＯ膜はシュウ酸で容易に溶解することができるので、導体パターンを配線基板に移す際にシュウ酸エッッチングを行うことで、マスク基板から導体パターンを容易に剥離することができる。
【００１２】
また本発明の導体パターンの製造方法は、先に記載の導体パターンの製造方法であり、前記導体パターンを前記配線基板に移す前に、前記パターン化レジスト層を除去することを特徴とする。この構成により、マスク基板を傷つけることなくマスク基板から導体パターンを剥離させることができ、マスク基板の再利用を図ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の導体パターンの製造方法によれば、レジスト材料の制約がなく、しかも一度形成したフォトマスクを繰り返し利用することができ、生産性に優れた導体パターンの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。尚、以下の実施形態の説明に使用する図面は、本発明の導体パターンの製造方法の工程を説明するための図面であり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の製造工程における各部の大きさや厚さや寸法とは異なっている。
【００１５】
［第１の実施形態］
以下、本発明の第１の実施形態を図１及び図２を参照して説明する。
本実施形態の導体パターンの製造方法は、マスク基板に透明導電膜を形成する工程と、レジスト層を積層する工程と、パターン化レジスト層を形成する工程と、メッキ工程と、導体パターンを配線基板に移す工程と、から概略構成されている。
まず、マスク基板に透明導電膜を形成する工程では、図１Ａに示すように、透明基板１の一面１ａ上に遮光膜２…が形成されてなるマスク基板３を用意する。透明基板１は、例えばガラス等の透明材料から構成されている。また遮光膜２は、ＣｒまたはＡｌ等の遮光性の高い金属膜から構成されている。この遮光膜２…は、図１Ａの手前側から奥側に向けて帯状に形成されている。また、遮光膜２…が形成された領域がマスク部Ｍとされている。図１Ａの例では、透明基板１の一面１ａのほぼ全面に遮光膜２が形成されているので、一面１ａ全面がマスク部Ｍになる。なお、遮光膜２…が一面１ａの一部に限定的に形成されている場合は、マスク部Ｍはその限定された領域を占める部分となる。
【００１６】
遮光膜２…同士の間隔ｄ１は好ましくは１μｍ以上に設定され、例えば１０μｍ程度が好ましい。また遮光膜２自体の幅ｗ１は、好ましくは１μｍ以上に設定され、例えば１０μｍ程度が好ましい。更に遮光膜２の厚みは、好ましくは９０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲に設定され、例えば１００ｎｍ程度が好ましい。
【００１７】
次に、図１Ｂに示すように、マスク部Ｍの全面、すなわち透明基板１の一面１ａ全面に透明導電膜４を成膜する。透明導電膜４は、たとえば、アモルファスのＩＴＯ（インジウム錫オキサイド）などで形成することが好ましい。また、透明導電膜４の厚みは０．１５μｍ程度にするとよい。なお、マスク部Ｍが透明基板１の一面１ａの一部の領域のみに形成されている場合は、透明導電膜４もそのマスク部Ｍの形成領域に限定して成膜することが好ましい。
【００１８】
次にレジスト層を積層する工程およびパターン化レジスト層を形成する工程について説明する。
レジスト層を積層する工程では、図１Ｃに示すように、透明導電膜４の全面にポジ型のレジスト層５を積層する。レジスト層５の厚みは、１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲が好ましく、３０μｍ程度がより好ましい。またレジスト層５はポジ型に限らず、ネガ型でもよい。
レジスト層５を形成した後、透明基板１の他面１ｂ側から紫外光ＵＶを照射する。紫外光ＵＶは一部が遮光膜２…により遮光され、別の一部は遮光膜２…の間を通過してレジスト層５を露光させる。
そして図１Ｄに示すように、レジスト層５の露光された部分をウエットエッチングにより除去（現像）することにより、レジスト除去部６ａを有するパターン化レジスト層６を形成する。レジスト除去部６ａの底面には透明導電膜４が露出する。また、本実施形態のように、ポジ型のレジスト層５を使用した場合には図１Ｄに示すように遮光膜２に対応する部分がレジスト除去部となるが、ネガ型のレジスト層を使用した場合には遮光層２が形成されていない部分がレジスト除去部となる。どちらの場合も、レジスト除去部の底面には透明導電膜４が露出する。
【００１９】
次にメッキ工程について説明する。図２Ａに示すように、透明導電膜４を電極とするメッキ法により、パターン化レジスト層６のレジスト除去部６ａにＣｕ等からなる導体パターン７をメッキで形成する。具体的には例えば、硫酸銅等を含むメッキ液をレジスト除去部６ａ内の透明電極膜４に接触させてから、透明導電膜４に直流電流を印加してＣｕメッキを成長させる。導体パターン７の厚みはパターン化レジスト層６の厚みよりも薄くすることが好ましく、例えば２０μｍ程度がよい。
次に図２Ｂに示すように、ウエットエッチングによりパターン化レジスト層６を除去する。このようにして、マスク基板１上に所定の形状にパターン成形された導体パターン７が得られる。
【００２０】
次に導体パターンを配線基板に移す工程について説明する。この工程では、まず図２Ｃに示すように、導体パターン７の上に配線基板８を重ね合わせる。配線基板８は、通常のガラスエポキシ板、フレキシブルプリント基板、セラミックス基板などを用いることができる。配線基板８の導体パターン７との突き合わせ面８ａには、配線基板８と導体パターン７との接着性を高めるために、予め接着剤等を塗布しておいてもよい。
【００２１】
次に図２Ｄに示すように、マスク基板３から配線基板８をゆっくり引き離して導体パターン７を配線基板８ごとマスク基板３から剥離させる。このようにして導体パターン７を配線基板８に移すことができる。なおこのとき、透明導電膜４をウエットエッチングして除去してから導体パターン７を剥離させることが、導体パターン７を傷つけずに剥離できる点で好ましい。透明導電膜４がアモルファス状態のＩＴＯ膜である場合には、エッチャント液としてシュウ酸水溶液を用いることができる。
また、透明導電膜４をエッチングせずに導体パターン７を容易に剥離できる場合であっても、導体パターン７を剥離させてから透明導電膜４をウエットエッチングして除去しておくことが好ましい。
【００２２】
導体パターン７剥離後のマスク基板３は、次の導体パターン形成のマスク基板３として再利用できる。
【００２３】
以上説明したように、本実施形態の導体パターンの製造方法によれば、透明導電膜４を介してマスク基板３にレジスト層５を積層することによってマスク基板３とレジスト層５との間隔がほぼ一定に保たれるので、レジスト層の露光時に回折現象が起きる虞がなく、レジスト除去部６ａの壁面が垂直に形成される。これにより、導体パターン７の側壁面がマスク基板３に対してほぼ垂直に形成され、導体パターン７の導体幅が広がる恐れがなく、導体パターン７の厚みを従来よりも格段に高めることができる。こうすることで、アスペクト比が大きく低抵抗でしかも微細な配線構造を容易に形成することができる。
【００２４】
また、マスク部Ｍの全面に形成した透明導電膜４を導体パターン７のメッキ形成の際の電極として利用するので、ポジ型、ネガ型のいずれのレジスト層でも用いることができる。すなわち、ポジ型を用いた場合には露光された部分がレジスト除去部となってそこに導体パターン７が形成され、一方ネガ型を用いた場合は露光されない部分がレジスト除去部となってそこに導体パターン７が形成される。いずれの場合もレジスト除去部の底面から透明導電膜４が露出するので、この透明導電膜４をメッキの電極として利用することができる。
【００２５】
［第２の実施形態］
次に本発明の第２の実施形態を図３及び図４を参照して説明する。本実施形態の導体パターンの製造方法は、第１の実施形態と同様に、マスク基板に透明導電膜を形成する工程と、レジスト層を積層する工程と、パターン化レジスト層を形成する工程と、メッキ工程と、導体パターンを配線基板に移す工程と、から概略構成されている。本実施形態と第１の実施形態との相違点は、マスク基板の断面形状が異なる点である。なお、図３および図４に示す構成要素のうち、図１および図２に示す構成要素と同一の構成要素には、図１および図２に示した符号と同一の符号を付してその説明を省略、若しくは簡単に説明する。
【００２６】
まず、マスク基板に透明導電膜を形成する工程では、図３Ａに示すように、透明基板１１の一面１１ａ上に遮光膜２…が形成されてなるマスク基板１３を用意する。透明基板１１は、例えばガラス等の透明材料から構成され、その一面１１ａ上に断面視略台形状の凹部１１ｃが形成されている。遮光膜２は、図３Ａの手前側から奥側に向けて帯状に形成されている。また遮光膜２の一部が凹部１１ｃの全面に形成されている。遮光膜２の厚みは凹部１１ｃの深さよりも小さくされており、凹部１１ｃに形成された遮光膜２は凹部１１ｃの断面形状にほぼ沿った形状になる。遮光膜２…が形成された領域がマスク部Ｍである。
【００２７】
次に、図３Ｂに示すように、マスク部Ｍの全面にアモルファスのＩＴＯからなる透明導電膜４を成膜する。この場合も透明導電膜４の厚みが凹部１１ｃの深さよりも小さくされているため、凹部１１ｃに形成された透明導電膜４は凹部１１ｃの断面形状にほぼ沿った形状になる。
【００２８】
次にレジスト層を積層する工程およびパターン化レジスト層を形成する工程について説明する。
レジスト層を積層する工程では、図３Ｃに示すように、透明導電膜４の全面にポジ型のレジスト層１５をスピンコート法等によって積層する。レジスト層１５は、凹部１１ｃを完全に埋めるとともにレジスト層１５の上面１５ａがほぼ平坦になるように形成することが好ましい。レジスト層１５の厚みは、凹部１１ｃの非形成箇所における厚みを１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲に設定することが好ましく、３０μｍ程度にすることがより好ましい。またレジスト層１５はポジ型に限らず、ネガ型でもよい。
レジスト層１５を形成した後、透明基板１１の他面１１ｂ側から紫外光ＵＶを照射する。紫外光ＵＶは一部が遮光膜１２…により遮光され、別の一部は遮光膜１２…の間を通過してレジスト層１５を露光させる。
そして図３Ｄに示すように、レジスト層１５の露光された部分をウエットエッチングにより除去（現像）することにより、レジスト除去部１６ａを有するパターン化レジスト層１６を形成する。レジスト除去部１６ａの底面からは透明導電膜４が露出する。
【００２９】
次にメッキ工程について説明する。図４Ａに示すように、透明導電膜４を電極とするメッキ法により、パターン化レジスト層１６のレジスト除去部１６ａにＣｕ等からなる導体パターン１７をメッキで形成する。このとき導体パターン１７は、透明導電膜４上でほぼ均一な厚みに形成される。このため、凹部１１ｃに形成される導体パターン１７ａは、凹部１１ａの断面形状に沿った形に形成される。これにより、導体パターン１７ａの上面にはパターン凹部１７ａ１が形成される。導体パターン１７の厚みはパターン化レジスト層１６の厚みよりも薄くすることが好ましく、例えば２０μｍ程度がよい。
次に図４Ｂに示すように、ウエットエッチングによりパターン化レジスト層１６を除去する。
【００３０】
次に導体パターンを配線基板に移す工程では、第１の実施形態の場合と同様に、図４Ｃに示すように導体パターン１７の上に配線基板８を重ね合わせてから、図４Ｄに示すようにマスク基板１３から配線基板８をゆっくり引き離して導体パターン１７を配線基板８ごとマスク基板１３から剥離させる。このようにして導体パターン１７を配線基板８に移すことができる。
なお、上述したように、凹部１１ｃ上に形成された導体パターン１７ａにはパターン凹部１７ａ１が形成されており、導体パターン１７が配線基板８に移されたときに、このパターン凹部１７ａ１による空隙部１７ａ２が形成される。そこであらかじめ配線基板８の一面８ａ上に別の配線を形成しておき、この別の配線に空隙部１７ａ２を重ねるようにすれば、配線基板８上に立体配線構造を容易に形成することが可能になる。
【００３１】
導体パターン１７の剥離後のマスク基板１３は、第１の実施形態と同様に、次の導体パターン形成のマスク基板１３として再利用できる。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態の導体パターンの製造方法によれば立体配線構造を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施形態である導体パターンの製造方法における製造工程を説明する断面模式図。
【図２】本発明の第１の実施形態である導体パターンの製造方法における製造工程を説明する断面模式図。
【図３】本発明の第２の実施形態である導体パターンの製造方法における製造工程を説明する断面模式図。
【図４】本発明の第２の実施形態である導体パターンの製造方法における製造工程を説明する断面模式図。
【符号の説明】
【００３４】
１、１１…透明基板、１ａ、１１ａ…一面、１ｂ、１１ｂ…他面、２、１２…遮光膜、３、１３…マスク基板、４…透明導電膜、５、１５…レジスト層、６、１６…パターン化レジスト層、６ａ、１６ａ…レジスト除去部、７、１７…導体パターン、８…配線基板、Ｍ…マスク部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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