(57)【要約】      （修正有）【課題】  熱による変形が少なく、耐応力性も高いレジストパターンを作製し、金属膜厚が厚い場合でも高精度に電極を形成できる金属膜の形成方法を提供する。【解決手段】  基板１上のアクリル系レジストパターン２の表面に、紫外線あるいは電子ビームを用いて硬化層２ａを形成する。形成したレジスト硬化層の上部から金属膜を蒸着する。基板をレジスト剥離液に浸し、不要なレジストパターンとレジストパターン上の金属膜４を除去する。【選択図】        図１
2005167011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、アクリル系レジストを用い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表面に光を照射し、前記レジストパターン表面に硬化層を形成するレジスト硬化工程と、前記基板および前記レジストパターン上に金属膜を形成する工程と、前記レジストパターンと前記レジストパターン上に形成された金属膜を除去する工程を備えることを特徴とする金属膜の形成方法。
【請求項２】
バンプを備えた電子部品の製造方法において、
請求項１記載の金属膜の形成方法を用いてバンプを作製したことを特徴とするバンプを備えた電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信用デバイスや弾性表面波デバイスに使用される金属膜の形成方法およびその形成方法を用いた電子部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信用デバイスや弾性表面波（ＳＡＷ）デバイスの作製には、高精度な微細配線形成法としてリフトオフ法がよく用いられる。リフトオフ法では、まず基板上に所望の配線パターンに対応したレジストパターンを作製する。次に、そのレジストパターン上に真空蒸着法あるいはスパッタリング法等により基板全面に金属膜を形成する。その後、基板を剥離液等に浸し、レジストパターンとレジストパターン上の不要な金属膜を除去することによって所望の配線パターンを得ている。
【０００３】
リフトオフ法における配線パターン形成には、光学的あるいは電気的特性を得るために、微細でかつ高精度な配線形成が可能なノボラック系レジストを用いたフォトリソグラフィ技術が用いられる。ノボラック系レジストは、フォトリソグラフィー工程におけるレジスト露光時の解像度が優れているため、高精度なレジストパターンを形成することができ、前記デバイスの配線形成に適している。  
【０００４】
このようなレジストパターン形成工程では、レジストパターンの断面形状を逆テーパ状になるように作製することがある。これはレジストパターン断面において基板と接する部分の長さよりも、それと対向する部分の長さを長くした逆台形の形状である。この形状にすることにより、成膜中に配線用金属膜とレジストパターン上の不要な金属膜がつながって、レジストパターン除去時に配線端部に金属膜のバリが残るという問題を防ぐことができる。
【０００５】
ここで成膜中の基板は、金属膜の電気特性を向上させるため高温に保つように加熱されている。従って成膜中はレジストパターンも高温になっており、その熱によりレジストパターンが変形するおそれがある。特に逆テーパ形状のレジストパターンの場合、レジストパターン開口部の厚みの薄い上端部で変形が大きくなり、逆テーパ形状がくずれ、前記の金属膜のバリの問題や、レジストパターン開口部が広がることにより配線幅が変化し、電気特性等にも影響する問題が発生する。この熱によるレジストパターン変形の課題を解決するために次のような方法が提案されている。
【０００６】
特許文献１において、レジストパターンを形成した後、金属膜を成膜する前に、レジストパターンに紫外線あるいは遠紫外線の照射を行う金属パターンの作製方法が示されている。紫外線あるいは遠紫外線をレジストパターンに照射することによりレジストが硬化するため、成膜時の熱によるレジストパターンの変形が少なくなり、所望の金属膜配線と配線精度を得ることができる。
【特許文献１】特開平６−２３７１３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
光通信用デバイスやＳＡＷデバイスを実装する場合、その特性向上や実装面積の削減のためフリップチップ実装が使用される。フリップチップ実装では、前記デバイスにバンプと言われる接続用電極を作製する。このバンプは実装基板側の電極と電気的に接続されることが多いため、前記デバイスの端子電極部に作製される。このバンプを用いたデバイスを実装基板に実装する場合は、そのデバイス面が実装基板と向かい合った状態で実装基板側の接続用電極と接続される。そのため実装基板とデバイスの間隔が狭くなると、両者の間で寄生容量等の不要な成分が発生し、これによりデバイスの特性が変化するおそれがある。この特性変化を防ぐためには、実装基板とデバイスを十分離す必要があり、数１０μｍ程度のバンプ高さが必要になる。またバンプ自体のもつインダクタンス等の電気的特性もデバイスの特性に影響するため、バンプ面積や高さを高精度に作製する必要がある。このためバンプ作製にも高精度な配線形成が可能なリフトオフ法を使用することで、デバイスの電気的特性を向上することができる。
【０００８】
バンプをリフトオフ法により作製する場合、レジスト厚をバンプ高さ以上にする必要があるため、レジスト厚を厚くできるレジストが必要である。またレジストパターン上にもバンプと同等膜厚の金属膜が形成されるため、その金属膜による強い応力がレジストパターンに加わることになる。そのためレジストの耐応力性が不十分な場合、成膜中にレジストパターンが剥離し、電極形成ができないという問題が発生する。
【０００９】
ノボラック系レジストを用いたリフトオフ法では、特許文献１のようにレジストパターンを紫外線等により硬化することで、成膜時の熱によるレジストパターンの変形を少なくすることができる。しかしノボラック系レジストの場合、耐応力性が低いという欠点があるため、レジストパターン上の金属膜の応力によりレジストパターンが剥離するという問題が発生することがある。この現象は金属膜の膜厚が厚くなるほど顕著に表れるため、厚い金属膜であるバンプを作製する場合は特に問題となる。
【００１０】
以上のように、ノボラック系レジストを用いたリフトオフ法では、紫外線等によりレジストパターンを硬化させることで熱による変形を少なくすることができるが、耐応力性が低いことと、レジスト厚を厚くすることが難しいという問題がある。そこで本発明は、熱による変形が少なく、耐応力性も高いレジストパターンを作製し、金属膜厚が厚い場合でも高精度に電極形成ができる金属膜の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】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明における金属膜の形成方法は、基板上に、アクリル系レジストを用い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表面に光を照射し、前記レジストパターン表面に硬化層を形成するレジスト硬化工程と、前記基板および前記レジストパターン上に金属膜を形成する工程と、前記レジストパターンと前記レジストパターン上に形成された金属膜を除去する工程を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明では、膜厚が厚いレジストパターンの形成が可能なアクリル系レジストを使用することとした。アクリル系レジストは、バンプのような膜厚の厚い金属膜の作製に適しているため、逆テーパ形状のレジストパターンを作製することにより、所望のバンプを得ることができる。
【００１３】
またノボラック系レジストに比べ分子量が大きいため、耐応力性が高いという特徴を持っている。このため、レジストパターン上に厚い金属膜が作製された場合でも、レジストパターンが剥離するという問題がなくなる。以上のようにアクリル系レジストは耐応力性の改善とレジストパターンの厚膜化に適したレジストである。
【００１４】
しかしアクリル系レジストには、ノボラック系レジストよりも収縮力が大きいという問題がある。特許文献１においては、成膜時の熱によるレジストパターン変形を防止するため、成膜前に紫外線等を照射し、レジストパターンを硬化させてレジストパターンの収縮による変形を小さくしている。しかしアクリル系レジストにおいて、紫外線によりレジストパターンを完全に硬化させた場合、ノボラック系レジストよりもレジストパターンの収縮量が大きくなる。逆にレジストパターンを紫外線により硬化させない状態で成膜しても、成膜時の熱により収縮し、その収縮量はノボラック系レジストよりも大きくなる。
【００１５】
このレジストパターン収縮の課題を解決するために、レジストパターン表面のみ紫外線で硬化させることを考えた。なお紫外線の代わりに、電子ビームを用いても同様の効果が得られることを実験により確認している。レジストパターン表面のみに紫外線による硬化層を作製することにより、成膜時の熱によるレジストパターン表面の変形がなくなる。またレジストパターンの内部は完全に硬化されていないため、内部まで硬化した状態に比べ収縮力は弱くなる。そのため硬化層がないときよりも収縮量を少なくすることができ、レジストパターンの変形を小さくすることができる。この方法によりアクリル系レジストの収縮力が大きいという問題を解決することができた。
【００１６】
以上のように、アクリル系レジストを用いることにより、バンプのように必要なレジスト厚が厚い場合でも高精度に、かつ耐応力性も高いレジストパターンを作製することが可能となった。またレジスト表面に紫外線あるいは電子ビームを用いて硬化層を作製することにより収縮力を弱め、成膜時の熱による変形も少なくすることができた。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように本発明における金属膜の形成方法においては、アクリル系レジストを用いることにより、バンプのように必要なレジスト厚が厚い場合でも高精度に、かつ耐応力性も高いレジストパターンを作製することができる。またレジストパターン表面に紫外線あるいは電子ビームを用いて硬化層を作製することにより収縮力を弱め、成膜時の熱による変形も少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
【実施例】
【００１９】
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（ａ）〜（ｄ）は本発明の製造方法による金属膜の作製フローチャートである。なお本実施例では、金属膜をバンプとして使用したＳＡＷ共振子について説明する。
【００２０】
実装基板との接続用端子電極３を備えたＳＡＷ共振子を作製した圧電基板１を用意する。前記基板１上にアクリル系レジスト２を塗布し、乾燥する。本実施例で使用したレジストの分子量は１００００以上であるが、分子量が大きい場合、レジストの耐応力性が高くなり、レジスト上に厚い金属膜がある場合でも、レジスト剥離の問題が発生しなくなる。またレジスト厚みは必要なバンプの高さにもよるが、本実施例では５０μｍで行った。なおレジスト塗布の際、所望の厚みを得るためにレジストを２層以上の多層構造としても構わない。また本実施例でのバンプは円柱形で、直径は５０μｍである。なおバンプの形状は、円柱状、角柱状等に限るものではない。
【００２１】
次にフォトリソグラフィー技術を用いて、接続用端子電極３の部分のレジスト２を逆テーパ状のレジストパターンに加工する。
【００２２】
次にレジストパターン２に紫外線を照射する。本実施例では、波長３００〜４００ｎｍ程度の紫外線を１２ｍＷ／ｃｍ2の強度で１７０秒間照射した。なお紫外線照射時の温度は５０℃であり、大気雰囲気で照射した。紫外線照射を高温下で行うと、レジストパターン２が変形するおそれがあるため、常温から５０℃程度が適当である。また照射雰囲気は特に限定するものではないが、設備コストや作業時間等を考えると大気雰囲気が適当である。この紫外線照射により、図１（ｂ）のように、レジストパターン表面に硬化層２ａが形成されるが、内部は完全に硬化されないためレジストパターン全体の硬化による収縮が抑制され、レジストパターンの変形が少なくなる。本実施例の条件で形成したレジストパターン表面の硬化層の厚みは５μｍであった。また紫外線の他に、電子ビームや遠紫外線によっても同様の効果が得られることを実験により確認している。
【００２３】
次に図１（ｃ）のように、形成したレジスト硬化層２ａの上部から金属膜を蒸着する。本実施例では、バンプ用金属としてＣｕを使用したが、接続する実装基板側の電極材料により、Ａｕ、Ｓｎ／Ａｕ、Ｓｎ／Ｃｕ等を使用しても構わない。また成膜方法についても、真空蒸着法以外にスパッタリング法等でも構わない。なお本実施例では、高さ３０μｍのバンプを作製するため、Ｃｕの成膜膜厚も３０μｍになるように蒸着を行った。
【００２４】
ここで金属膜は基板全面に成膜されるため、レジストパターン２上の不要な部分４とバンプを形成する部分５のすべてに金属膜が形成される。しかし前記レジスト硬化層２ａによって、成膜時の熱によるレジストパターンの変形がなくなるため、成膜中もレジストが逆テーパ形状に保たれ、レジスト上金属膜４とバンプ用金属膜５がつながることはない。
【００２５】
最後に基板をレジスト剥離液に浸し、不要なレジストパターン２とレジストパターン上金属膜４を除去する。これにより、図１（ｄ）のような所望のバンプ用金属膜５を得ることができる。作製したバンプは、特にレジストパターン上端部での変形が少ないため、所望の実装面積やバンプ高さが得られ、実装基板と接合した際も寄生成分によるデバイスあるいは回路の特性劣化が発生しない。
【００２６】
図２は、本発明の金属膜の形成方法を用いて作製したバンプをフリップチップ実装するときの実施例である。図２のようにデバイスを作製した基板１１上の端子電極部１２上にバンプ１３を作製する。この端子電極部１２は、実装基板２１上の回路と電気的に接続するための電極である。次にバンプを作製した基板１１のデバイスが作製された基板面を実装基板２１と対向させ、バンプを実装基板２１の接続用電極２２上になるように配置し、接続用電極２２とバンプ１３を熱圧着する。これにより、基板１１上のデバイスと実装基板２１上の回路が電気的に接続される。本発明によりバンプを作製した場合、バンプサイズが設計当初のサイズで作製されるため、実装基板２１上の接続用電極２２のサイズは、バンプサイズと実装ズレのみを考慮して設計すればよいことになる。これにより接続用電極のサイズが小さくなり、実装面積を小型にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施例における工程を示すフローチャートである。
【図２】本発明において作製されるバンプを備えた電子部品の使用状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    基板
２    レジストパターン
２ａ    レジスト硬化層
３    端子電極
４    レジストパターン上金属膜
５    バンプ用金属膜
１１    基板
１２    端子電極
１３    バンプ
２１    実装基板
２２    接続用電極
【図１】
2005167011.tif 000003
【図２】
2005167011.tif 000004