JPH02114531A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔目次〕 産業上の利用分野 従来の技術　　　　　（第３図および第４図）、発明が
解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例 第１の発明の一実施例　　（第１図） 第２の発明の一実施例　　（第２図） 発明の効果 （１既要〕 半導体装置の製造方法に関し、 金属パターンを形成する際発生する膜減りを減少させる
ことできる半導体装置の製造方法を提供すること目的と
し、 金属レジネートに金属微粉末と光架橋剤を添加した溶液
を作製する工程と、前記溶液を基板上に塗布した後、ブ
リヘークを行って金属レジネート膜を形成する工程と、
前記金属レジネート膜を所定パターンに露光する工程と
、所定パターンに露光された前記金属レジネート膜を現
像処理することにより不要な部分を除去する工程と、現
像処理された前記レジネート膜を焼成することによりメ
タル化して金属パターンを形成する工程とを含むように
構成し、又は金属レジネートに金属微粉末を添加した溶
液を作製する工程と、前記溶液を基板上に塗布した後、
ブリヘークを行って金属レジネート膜を形成する工程と
、前記金属レジネート膜を所定パターンにビームスキャ
ンする工程と、所定パターンにビームスキャンされた前
記金属レジネート膜を現像処理することにより不要な部
分を除去して金属パターンを形成する工程とを含むよう
に構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、金属パターン（金属薄膜パターンともいう）
の形成方法を含む半導体装置の製造方法に係り、詳しく
は、特に金属パターンを形成する際発生する膜減りを減
少させることができる半導体装置の製造方法に関するも
のである。

近年、半導体装置の高集積化、大容量化に伴い、金属パ
ターンをサブミクロンパターンで精度良く、かつ低コス
トで形成することが要求されている。

従来の金属パターンを形成する半導体装置の製造方法に
おいては、金属のデポジション工程、レジスト工程、エ
ソチング工程、アソシング工程という４工程の方法を採
っていたが、サブミクロンパターンで精度良（、かつ低
コストで形成したいという要求から露光あるいはビーム
スキャンを用いた半導体装置の製造方法が注目されてい
る。

〔従来の技術〕

露光とビームスキャンを用いた半導体装置の製造方法の
従来技術について、以下、具体的に図面を用いて説明す
る。

ます、露光による場合について説明する。

第３図（ａ）〜（ｄ）は従来の半導体装置の製造方法の
一例を説明する図である。

この図において、２１は例えばＳｉからなる基板、２２
は例えばＡｕからなる金属レジネート膜、２３は光、２
４は透明基板、２５は光を吸収する光吸収層、２６はマ
スクで、光吸収層２５が形成されていない部分は光を通
過するようになっており、透明基Ｆｉ、２４及び光吸収
層２５から構成されている。２７は金属レジネート膜２
２の未露光部、金属レジネート膜２２の光２３がほとん
ど照射されていない部分である。露光部２８は金属レジ
ネート膜２２の露光部で、金属レジネート膜２２の光２
３が照射されている部分である。

２９は金属パターンである。

次にその製造方法について説明する。

まず、第３図（ａ）に示すように、基板２１上に金属レ
ジネートを塗布溶媒を用いて塗布した後、ブリヘークを
行って金属レジネート膜２２を形成する。

次に、第３図（ｂ）に示すようにマスク２６を用いて光
２３により金属レジネート膜２２を所定パターンに露光
する。マスク２６を構成する光吸収層２５があるとごろ
に対応する金属レジネート膜２２の部分では露光されな
い未露光部２７になっており、マスク２６を構成する光
吸収層２５がないところに対応する金属レジネート膜２
２の部分では露光される露光部２８になっており、この
露光部２８がネガ化する。

次に、第３図（ｃ）に示すように、所定パターンに露光
された金属レジネート膜２２を現像処理することにより
金属レジネート膜２２のネガ化した露光部２８の部分の
みが残るように金属レジネート膜２２のネガ化していな
い未露光部２７の不要な部分を除去する。そして、現像
処理された金属レジネート膜２２を焼成してメタル化す
ることにより、第３図（ｄ）に示すような構造の金属パ
ターン２９が完成する。この時、金属パターン２９のみ
が基板２１上に形成されるのであるが、これは焼成によ
る加熱によって金属レジネート膜２２中に含まれる有機
成分が分解除去されて金属成分の金属パターン２９のみ
が基板２１上に残るのである。

次に、ビームスキャンによる場合について説明する。

第４図（ａ）〜（Ｃ）は従来の半導体装置の製造方法の
他の一例を説明する図である。

これらの図において、第３図（ａ）〜（ｄ）と同一符号
は同一または相当部分を示し、２３ａは例えばレーザを
集光させたビーム、２９ａは金属部、２９ｂは金属パタ
ーンである。

次にその製造方法について説明する。

まず、第４図（ａ）に示すように、基板２１上に金属レ
ジネートを塗布溶媒を用いて塗布した後、プリベークを
行って金属レジネート膜２２を形成する。

次に、第４図（ｂ）に示すように、金属レジネート１１
９２２を所定パターンにビームスキャンする。

この時、ビームスキャンにより照射した金属レジネート
膜２２の部分のみに金属パターン２９ｂとなる金属部２
９ａが形成されるのであるが、これはビームス照射によ
る加熱によって金属レジネート膜２２中に含まれる有機
成分が分解除去されて金属成分（７）金属パターン２９
ｂとなる金属部２９ａのみが照射部に残るのである。

そして、所定パターンにビームスキャンされた金属レジ
ネート膜２２を現像処理して、金属レジネｈ膜２２のビ
ームスキャンされなかった未照射部の不要な部分を除去
することにより、第４図（Ｃ）に示すような構造の金属
パターン２９ｂが完成する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような第３図（ａ）〜（ｄ）及び第
４図（ａ）〜（ｃ）で説明した２つの方法による従来の
半導体装置の製造方法にあっては、焼成またはビーム照
射による加熱によって金属レジネート膜２２中に含まれ
る有機成分を分解除去し金属成分の金属パターン２９．
２９ｂのみを基板２１上に残すという方法であるが、通
常金属レジネート１１Ｆ２２中に含まれている金属含有
率が１０〜３０％であるにもかかわらず、バターニング
された最終の金属バクーン２９．２９ｂの膜厚が塗布膜
厚となる金属レジネート膜２２の膜厚と比較すると５〜
１０％（残膜率）に減少してしまい、９０〜９５％とい
う著しい膜減りが生じてしまうという問題点があった。

具体的には、膜減りが生じると金属パターン２９、金属
パターン２９ｂが厚（形成したい時間題となるのである
。この膜減りの問題を解決する手段としては、予め金属
レジネート膜２２を厚く形成することによって解決でき
ると考えられるが、金属レジネート膜２２を厚く形成す
るのは技術的に難しく、厚く形成すると金属レジネート
膜２２にクラックが生じ易いうえ基板２１とはがれ易い
という問題がある。また、金属レジネート膜２２を厚く
形成すると露光及びビームスキャンの所要時間がかかっ
てしまうという問題もある。

そこで本発明は、金属パターンを形成する際発生する膜
減りを減少させることができる半導体装置の製造方法を
提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

第１の発明による半導体装置の製造方法は上記目的達成
のため、金属レジふ一トに金属微粉末と光架橋剤を添加
した溶液を作製する工程と、前記溶液を基板上に塗布し
た後、プリベークを行って金属レジネート膜を形成する
工程と、前記金属レジネート膜を所定パターンに露光す
る工程と、所定パターンに露光された前記金属レジネー
ト膜を現像処理することにより不要な部分を除去する工
程と、現像処理された前記レジネート膜を焼成すること
によりメタル化して金属パターンを形成する工程とを含
むものである。

第２の発明による半導体装置の製造方法は上記目的達成
のため、金属レジネートに金属微粉末を添加した溶液を
作製する工程と、前記溶液を基板上に塗布した後、プリ
ベークを行って金属レジネート膜を形成する工程と、前
記金属レジネート膜を所定パターンにビームスキャンす
る工程と、所定パターンにビームスキャンされた前記金
属レジネート膜を現像処理することにより不要な部分を
除去して金属パターンを形成する工程とを含むものであ
る。

〔作用〕

第１の発明は、金属レジネートに金属ｉ敢粉末と光架橋
剤を添加した溶液が作製され、溶液が基板上に塗布され
、プリベークにより金属レジネート膜が形成される。次
いで、金属レジネート膜が所定パターンに露光され、所
定パターンに露光された金属レジネート膜が現像処理さ
れることにより不要な部分が除去された後、現像処理さ
れた金属レジネート膜が焼成されることによりメタル化
されて金属パターンが形成される。

第２の発明は、金属レジネートに金属微粉末が添加され
た溶液が作製され、溶液が基板上に塗布された後、プリ
ベークにより金属レジ名−ト膜が形成される。次いで、
金属レジネート膜が所定パターンにビームスキャンされ
、所定パターンにビームスキャンされた金属レジネート
膜が現像処理されることにより不要な部分が除去されて
金属パターンが形成される。

したがって、第１、第２の発明は、金属レジネート中の
金属含有率が高められるので、金属パターンを形成する
際発生する膜減りを減少させることができるようになる
。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１図（ａ）〜（ｄ）は第１の発明に係る半導体装置の
製造方法の一実施例を説明する図である。

この図において、第３図（ａ）〜（ｄ）と同一符号は同
一または相当部分を示し、１は金属微粉末が添加された
金属レジネート膜、２は金属パターンである。

次に、その製造方法について説明する。

まず、第１図（ａ）に示すように、高純度なＡＵからな
る例えば１０ｇの金属レジネートに真空冶金製の金属微
粉末のうち例えば７．２ｇのＡｕの金属微粉末を混合し
た後、この混合物を例えば１．３−ビス（４′−アジド
　ベンザル）−２−プロパノン３％モノクロヘンゼン溶
液からなる光架橋剤で希釈して溶液を作製する。これが
第１の発明の、金属レジネートに金属微粉末と光架橋剤
を濃化した溶液を作製する工程に該当する。ここでの金
属レジネートは例えばエンゲルハード社製で、商品名が
Ａ−１１１８、Ａｕ含有率が２４．０Ｗ％のものを用い
た。光架橋剤は露光の際の感度を向上させるために添加
している。次いで、上記作製した溶液を基板２１上で例
えばスピンコーティングにより塗布した後、例えば８０
℃の大気中で２０分間プリベークを行うことにより膜厚
が例えば１．０　μｍの金属レジネート膜ｌを形成する
。これが第１の発明の、溶液を基板上に塗布した後、プ
リベークを行って金属レジネート膜を形成する工程に該
当する。

次に、第１図（ｂ）に示すように、マスク２６を用いて
例えばＨｇランプによる光２３により金属レジネート膜
１を所定のパターンに露光する。ごの■Ｓ、マスク２６
を構成する光吸収層２５があるところに対応する金属レ
ジネート膜１の部分では露光されない未露光部２７にな
っており、光吸収層２５がないところに対応する金属レ
ジネート膜１の部分では露光される露光部２８になって
おり、この露光部２８では架橋反応が進行してネガ化す
る。これが第１の発明の、金属レジネート膜を所定パタ
ーンに露光する工程に該当する。

次に、第１図（ｃ）に示すように、所定パターンに露光
された金属レジネート膜１を例えばモノクロベンゼンか
ら現象液による現像処理することにより、金属レジネー
ト膜１のネガ化した露光部２８の部分のみが残るように
金属レジネート膜ｌのネガ化していない未露光部２７の
不要な部分を除去する。これが第１の発明の、所定パタ
ーンに露光された金属レジネート膜を現像処理すること
により不要な部分を除去する工程に該当する。

そして、現像処理された金属レジネート膜１を大気中で
焼成してメタル化することにより第１図（ｄ）に示すよ
うな構造の膜厚が例えば０．２μｍで残膜率が２０％の
金属パターン２が完成する。ここでの焼成は具体的には
、例えば５００℃まで一定の温度勾配で３０分間昇温し
、例えば１０分間、５００℃の保温を行った後、除冷す
るというものである。

これが第１の発明の、現像処理された金属レジ不−４Ｈ
りを焼成することによりメタル化して金属パターンを形
成する工程に該当する。

すなわち、上記実施例では、金属レジネート膜ｌ中の金
属含有率を金属１故粉末を添加することで従来のものよ
り高めているため、金属パターン２を形成する際発生す
る膜減りを減少させることができる。具体的には、従来
のものでは残１１り率が５〜１０％であったものが上記
実施例では残膜率が２０％になるのである。そして、例
えば塗布膜厚となる金属レジネート膜１の膜厚が１μｍ
の場合、従来のものでは最終の金属パターンの膜厚が５
００人であるのに対して、上記実施例では２０００人で
ある。

したがって、最終の金属パターンの膜厚を２０００人で
形成したい場合は、従来のものでは５００人の膜厚の金
属パターンを形成する方法を１サイクルとすると４サイ
クル行わないと形成できないのであるが、上記実施例で
は１回のサイクルで達成できるのである。

また、金属レジネートに添加する金属微粉末の割合を適
宜変化させることにより塗布時の金属レジネート膜１の
膜厚と、バターニングされた時の金属パターン２の膜厚
とは適宜独立に制御することができる。したがって、金
属レジネートＩｉＵ　１の膜厚を抑えて金属パターン２
の膜厚を高めたい場合は、添加する金属微粉末の量を適
宜多く劣ればよく、この場合、希釈する溶媒量を適宜多
くしてやればよい。

更に金属レジネート本来の解像性は金属微粉末を使用し
ているので、微粉末の影響を受けず良好である。

第２図（ａ）〜（ｃ）は第２の発明に係る半導体装置の
製造方法の一実施例を説明する図である。

これらの図において、第１図（ａ）〜（ｄ）及び第４図
（ａ）〜（ｃ）と同一符号は同一または相当部分を示し
、３ａは金属部、３ｂは金属パターンである。

次Ｇ二その製造方法について説明する。

まず、第２図（ａ）に示すように、高純度なＡＵからな
る例えば１０ｇの金属レジ２−トに真空冶金製の金属微
粉末のうち例えば７．２ｇのＡｕの金属微粉末を混合し
た後、この混合物を例えばモノクロロベンゼンで希釈し
て溶液を作製する。これが第２の発明の、金属レジネー
トに金属微粉末を添加した溶液を作製する工程に該当す
る。ここで金属レジネートは例えばエンゲルハード社製
で、商品名がＡ−１１１８、Ａｕ含有率が２４．０Ｗ％
のものを用いた。次いで、上記作製した溶液を基板２１
上で例えばスピンコーティングにより塗布した後、例え
ば８０°Ｃの大気中で２０分間プリベークを行うことに
より１模厚が例えば１，０μｍの金属レジ不−１−ｖ１
を形成する。これが第２の発明の、溶液を基板上に塗布
した後、プリベークを行って金属レジネート膜を形成す
る工程に該当する。

次に、第２図（ｃ）に示すように、金属レジネート膜１
を所定パターンに例えばＡｒレーザビームによりビーム
スキャンする。この時、ビームスキャンにより照射した
金属レジネート膜１の部分のみに金属パターン３ｂとな
る金属部３ａが形成される。これが第２の発明の、金属
レジネート膜を所定パターンにビームスキャンする工程
に該当する。

そして、所定パターンにビームスキャンされた金属レジ
ネート膜ｌを例えばモノクロロベンゼンからなる現像液
による現像処理をして、金属レジネート膜１のビームス
キャンされなかった未照射部の不要な部分を除去するこ
とにより、第２図（Ｃ）に示すような構造の膜厚が例え
ば０．２μｍで残膜率が２０％の金属部３ａが完成する
。

すなわち、上記実施例では、金属レジネート膜１中の金
属含有率を金属微粉末を添加することで従来のものより
高めているため、第１の発明の効果と同様金属パターン
３ｂを形成する際発生する膜減りを減少させることがで
きる。

なお、第１、第２の発明に係る上記各実施例では、金属
レジネートをＡｕで構成する場合について説明したが、
第１、第２の発明はこれに限定されるものではな（、具
体的には例えばｐｔで構成する場合であってもよく、Ｃ
ｒで構成する場合であってもよい。

第１、第２の発明に係る上記各実施例は、Ａｕからなる
金属レジネートにＡｕからなる金属微粉末を添加して純
度の高いＡｕからなる金属パターンを形成するという好
ましい態様の場合について説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、金属パターンの純度が要求さ
れない場合は金属微粉末はどんな金属であってもよい。

るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の一実施例の製造方法を説明する図
、 第２図は第２の発明の一実施例の製造方法を説明する図
、 第３図は従来例の一例の製造方法を説明する図、第４図
は従来例の他の一例の製造方法を説明する図である。 ｌ・・・・・・金属レジネート膜、 ２・・・・・・金属パターン、 ３．３・・・・・・金属部、 ３ｂ・・・・・・金属パターン。 〔発明の効果〕 第１、第２の発明によれば、金属パターンを形成する際
発生する膜減りを減少させることができ菅 會 智 に− １どＯ 第１の発明の一実施例の製造方法を説明する間第１図 第２の発明の一実施例の製造方法を説明する図第２図 Ｌ ↓ １′−２３ 従来例の一例の製造方法を説明する間 第 図 従来例の他の一例の製造方法を説明する間第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属レジネートに金属微粉末と光架橋剤を添加し
   た溶液を作製する工程と、 前記溶液を基板上に塗布した後、プリベークを行って金
   属レジネート膜を形成する工程と、前記金属レジネート
   膜を所定パターンに露光する工程と、 所定パターンに露光された前記金属レジネート膜を現像
   処理することにより不要な部分を除去する工程と、 現像処理された前記金属レジネート膜を焼成することに
   よりメタル化して金属パターンを形成する工程とを含む
   ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. （２）金属レジネートに金属微粉末を添加した溶液を作
   製する工程と、 前記溶液を基板上に塗布した後、プリベークを行って金
   属レジネート膜を形成する工程と、前記金属レジネート
   膜を所定パターンにビームスキャンする工程と、 所定パターンにビームスキャンされた前記金属レジネー
   ト膜を現像処理することにより不要な部分を除去して金
   属パターンを形成する工程とを含むことを特徴とする半
   導体装置の製造方法。