JPH0730226A - メタル配線の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多層構造のメタル配線１５を形成する場合で
もエッチングプロセスを少なくすることができ、しかも
メタル層１４の厚さが厚くなってもレジスト１２の剥離
が容易なメタル配線の形成方法を提供すること。 【構成】 基板１１上にレジスト１２を塗布する工程
と、レジスト１２上にマスクパターン１３ａ形成用の第
１のメタル層１３をスパッタにより形成する工程と、フ
ォトリソグラフィにより第１のメタル層１３にマスクパ
ターン１３ａを形成する工程と、レジスト１２に等方性
を有するエッチング処理を施して基板１１を露出させる
工程と、基板１１上及び第１のメタル層１３上に配線用
の第２のメタル層１４をスパッタにより形成する工程
と、レジスト１２をレジスト１２上に形成された第１及
び第２のメタル層１３、１４とともに剥離してメタル配
線１５を形成する工程とを含んでいるメタル配線の形成
方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はメタル配線の形成方法に
関し、より詳細には例えば通信機器、コンピュータ等に
用いられる高速高密度用の多層配線基板におけるメタル
配線形成時に有効なメタル配線の形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、通信機器あるいはコンピュータな
どの製品においては、信号処理の高速化が要求され、Ｉ
Ｃの動作速度の高速化が急速に進められてきており、こ
のような製品に使用されている小型電子部品は高速高密
度用の多層配線基板に半導体装置（ＬＳＩ、ＩＣ等）等
が搭載されて構成されている。

【０００３】一般に多層配線基板の基板としては、セラ
ミックス基板や、Ｓｉ基板等のような基板が用いられて
おり、信号の高速化をはかるため、絶縁膜としてポリイ
ミド膜が使われている。このようにポリイミド膜を前記
絶縁膜として使用する前記基板においては、メタルとポ
リイミドとの密着性が良好であることが要求される。し
かし、通常、ポリイミドとメタルとは密着性が悪い。そ
こで前記ポリイミド膜と配線用メタル層との接着力を強
くするため、前記ポリイミド膜と前記配線用メタル層と
の間に、両者との密着性が比較的良好な金属からなる層
間メタル薄膜が形成されている。このようにこれら層間
メタル薄膜、前記配線用メタル層、層間メタル薄膜から
メタル配線は構成され、したがって前記メタル配線の構
造は多層構造となっている。このような多層構造のメタ
ル配線を形成するためのメタル配線の形成方法として
は、フォトリソグラフィ技術及びウエットエッチング技
術を用いた方法やウエットエッチング技術を用いないリ
フト方法などが知られている。

【０００４】従来のフォトリソグラフィ技術及びウエッ
トエッチング技術を用いたメタル配線の形成方法を図２
に基づいて説明する。まず、絶縁性を有する基板２１上
に層間メタル薄膜２４ａ、配線用メタル層２４ｂ及び層
間メタル薄膜２４ｃを順次スパッタし、配線用のメタル
層２４を形成する（図２（ａ））。次に、メタル層２４
上にレジスト２２を塗布した後（図２（ｂ））、一般的
なフォトリソグラフィにより露光・現像を行ない、レジ
スト２２のパターンを形成する（図２（ｃ））。その
後、メタル層２４のウエットエッチングを行ない（図２
（ｄ））、最後にレジスト２４を剥離することによりメ
タル配線２５を形成する（図２（ｅ））。

【０００５】また、従来のリフト法を用いたメタル配線
の形成方法を図３に基づいて説明する。まず、基板３１
上にレジスト３２を厚く塗布した後（図３（ａ））、フ
ォトリソグラフィを用いて露光・現像を行ない、レジス
ト３２のパターンを形成する（図３（ｂ））。次に、基
板３１上及びレジスト３２上に層間メタル薄膜３４ａ、
配線用メタル層３４ｂ及び層間メタル薄膜３４ｃをレジ
スト３２のパターン底部の縁に割れ目ができるように順
次スパッタして配線用のメタル層３４を形成する（図３
（ｃ））。最後に、レジスト３２をレジスト３２上に形
成されたメタル層３４とともに剥離することにより、多
層構造のメタル配線３５を形成する（図３（ｄ））。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図２に示したフォトリ
ソグラフィ技術及びウエットエッチング技術を用いたメ
タル配線の形成方法においては、基板２１と配線用メタ
ル膜２４ｂとの間に層間メタル薄膜２４ａを形成するた
め、メタル配線２５と基板２１との良好な密着性が得ら
れる。

【０００７】しかしながら、メタル層２４のウエットエ
ッチングの際に、層間メタル薄膜２４ａ、配線用メタル
層２４ｂ及び層間メタル薄膜２４ｃをそれぞれのメタル
に最適なエッチング液を用いて１層ずつエッチングしな
ければならず、エッチングプロセスがかなり複雑になる
という問題があった。

【０００８】また、図３に示したリフト法を用いたメタ
ル配線の形成方法においては、レジスト３２のパターン
底部の縁に形成されたメタル層３４の割れ目が境界とな
り、レジスト３２がレジスト３２上のメタル層３４とと
もに剥離される。

【０００９】しかしながら、メタル層３４の厚さが厚く
なると、レジスト３２のパターン側部に付着するメタル
の量が増加するため、レジスト３２のパターン底部に割
れ目を発生させることが難しくなり、レジスト３３を剥
離することが難しくなるという課題があった。

【００１０】本発明はこのような課題に鑑みなされたも
のであって、多層構造のメタル配線を形成する場合でも
エッチングプロセスを少なくすることができ、しかもメ
タル層の厚さが厚くなってもレジストの剥離が容易なメ
タル配線の形成方法を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係るメタル配線の形成方法は、基板上にレジ
ストを塗布する工程と、該レジスト上にマスクパターン
形成用の第１のメタル層をスパッタにより形成する工程
と、フォトリソグラフィにより前記第１のメタル層にマ
スクパターンを形成する工程と、前記レジストに等方性
を有するエッチング処理を施して前記基板を露出させる
工程と、該基板上及び前記第１のメタル層上に配線用の
第２のメタル層をスパッタにより形成する工程と、前記
レジストを該レジスト上に形成された前記第１及び第２
のメタル層とともに剥離してメタル配線を形成する工程
とを含んでいることを特徴としている。

【００１２】

【作用】上記した構成のメタル配線の形成方法によれ
ば、マスクパターンが形成された前記第１のメタル層を
マスクとして前記レジストに等方性を有するエッチング
処理を施して前記基板を露出させるので、また前記レジ
ストのパターンの上部口径が前記マスクパターンの内径
よりも大きな寸法を有することとなり、前記レジストの
パターンの断面形状がお椀形状となる。このため、次の
工程において第１のメタル層上及び露出させた基板上に
配線用の第２のメタル層をスパッタにより形成すること
により、該第２のメタル層を前記レジストのパターン側
壁に堆積させずに前記基板上及び前記第１のメタル層上
に形成することが可能となり、前記基板上の前記第２の
メタル層と、前記第１のメタル層上の前記第２のメタル
層とは十分に分離されることとなる。このため、該第２
のメタル層の厚さが厚くなっても、後の工程での前記レ
ジストの剥離が容易となる。

【００１３】また、エッチングにより露出させた前記基
板上及び前記第１のメタル層上に配線用の前記第２のメ
タル層をスパッタにより形成した後、前記レジストを該
レジスト上に形成された前記第１及び第２のメタル層と
ともに剥離することにより前記メタル配線が形成される
ので、前記第２のメタル層にウエットエッチングを施す
必要がない。このため多層構造のメタル配線を形成する
場合でも、前記第２のメタル層を構成するメタル膜を一
層ずつエッチングする必要がなく、エッチングプロセス
が少なくなり、工程数の削減が図られる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明に係るメタル配線の形成方法の
実施例を図面に基づいて説明する。図１（ａ）〜（ｆ）
は実施例に係るメタル配線の形成方法を工程順に示した
模式的断面図である。

【００１５】まず、アルミナからなるセラミックス製の
基板１１上にＡＺ４６２０Ａ（ヘキストジャパン社製）
を用いてスピンコートにより厚さが６μｍ程度のレジス
ト１２を塗布する（図１（ａ））。

【００１６】次に、このレジスト１２上にＡｌを用い、
スパッタリングにより厚さが約０．３μｍの第１のメタ
ル層１３を形成する（図１（ｂ））。

【００１７】この後、第１のメタル層１３上にレジスト
（図示せず）を塗布し、次に該レジストにフォトリソグ
ラフィにより露光・現像を行なった後、エッチング液と
してラサ工業社製ＰＳ−２０を用いて第１のメタル層１
３にウエットエッチング処理を施し、この後前記レジス
トを剥離してマスクパターン１３ａを形成する（図１
（ｃ））。

【００１８】次に、マスクパターン１３ａをマスクと
し、ＣＦ₄ 及びＯ₂ の混合ガスを用いたプラズマアッシ
ングによりレジスト１２に等方性を有するドライエッチ
ングを施し、レジスト１２のパターンを形成し、基板１
１を露出させる（図１（ｄ））。

【００１９】この後、露出した基板１１上及びマスクパ
ターン１３ａ上にスパッタリングにより厚みが０．１μ
ｍのＣｒ膜１４ａ、厚みが３．０μｍのＣｕ膜１４ｂ及
び厚みが０．１μｍのＣｒ膜１４ｃを順次形成し、配線
用の第２のメタル層１４を形成する（図１（図１
（ｅ））。

【００２０】次に、レジスト１２と、レジスト１２上の
第１及び第２のメタル層１３、１４とをリムーバ等を用
いたウエットエッチングにより剥離し、多層構造のメタ
ル配線１５を形成する（図１（ｆ））。

【００２１】以上説明したように実施例に係るメタル配
線１５の形成方法にあっては、マスクパターン１３ａが
形成された第１のメタル層１３をマスクとしてレジスト
１２に等方性を有するエッチング処理を施すことによ
り、基板１１を露出させる。また、レジスト１２のパタ
ーンの上部口径をマスクパターンの１３ａ内径よりも大
きな寸法にし、レジスト１２のパターンの断面形状をお
椀形状にすることができる。このため、次の工程におい
て第１のメタル層１３上及び露出させた基板１１上に配
線用の第２のメタル層１４をスパッタにより形成する
際、第２のメタル層１４をレジスト１２のパターン側壁
に堆積させずに基板１１上及び第１のメタル層１３上に
形成することができ、基板１１上の第２のメタル層１４
と、第１のメタル層１３上の第２のメタル層１４とを十
分に分離させることができる。このため、第２のメタル
層１４の厚さが厚くなっても、レジスト１２の剥離を容
易に行うことができる。

【００２２】また、エッチングにより露出させた基板１
１上及び第１のメタル層１３上に配線用の第２のメタル
層１４をスパッタにより形成した後、レジスト１２をレ
ジスト１２上に形成された第１及び第２のメタル層１
３、１４とともに剥離することによりメタル配線１５を
形成するので、第２のメタル層１４にウエットエッチン
グを施す必要がない。このため多層構造のメタル配線１
５を形成する場合でも、第２のメタル層１４を構成する
メタル膜を一層ずつエッチングする必要がなく、エッチ
ングプロセスを少なくすることができ、工程数の削減を
図ることができる。

【００２３】なお、上記実施例では多層構造を有するメ
タル配線１５を形成する場合について説明したが、別の
実施例では単層のメタル配線を形成する場合においても
本発明を有効に適用することができる。

【００２４】また、上記実施例では基板１１としてアル
ミナからなるセラミックス基板を用いた場合について説
明したが、別の実施例では基板としてＳｉ基板やＡｌＮ
基板及びＡｌ基板等を用いることができる。

【００２５】さらに、上記実施例ではレジスト１２に等
方性を有するドライエッチングを施す場合場合について
説明したが、別の実施例ではレジスト１２に等方性を有
するウエットエッチングを施しても良い。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係るメタル
配線の形成方法においては、マスクパターンが形成され
た第１のメタル層をマスクとしてレジストに等方性を有
するエッチング処理を施すことにより、前記基板を露出
させる。また、前記レジストのパターンの上部口径を前
記マスクパターンの内径よりも大きな寸法にし、前記レ
ジストのパターンの断面形状をお椀形状にすることがで
きる。このため、次の工程において第１のメタル層上及
び露出させた基板上に配線用の第２のメタル層をスパッ
タにより形成する際、該第２のメタル層を前記レジスト
のパターン側壁に堆積させずに前記基板上及び前記第１
のメタル層上に形成することができ、前記基板上の前記
第２のメタル層と、前記第１のメタル層上の前記第２の
メタル層とを十分に分離させることができる。このた
め、該第２のメタル層の厚さが厚くなっても、前記レジ
ストの剥離を容易に行うことができる。

【００２７】また、エッチングにより露出させた前記基
板上及び前記第１のメタル層上に配線用の前記第２のメ
タル層をスパッタにより形成した後、前記レジストを該
レジスト上に形成された前記第１及び第２のメタル層と
ともに剥離することにより前記メタル配線を形成するの
で、前記第２のメタル層にウエットエッチングを施す必
要がない。このため多層構造のメタル配線を形成する場
合でも、前記第２のメタル層を構成するメタル膜を一層
ずつエッチングする必要がなく、エッチングプロセスを
少なくすることができ、工程数の削減を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るメタル配線の形成方法の実施例を
工程順に示した模式的断面図である。

【図２】従来のフォトリソグラフィ技術及びウエットエ
ッチング技術を用いたメタル配線の形成方法を工程順に
示した模式的断面図である。

【図３】従来のリフト法を用いたメタル配線の形成方法
を工程順に示した模式的断面図である。

【符号の説明】

１１ 基板 １２ レジスト １３ 第１のメタル層 １３ａ マスクパターン １４ 第２のメタル層 １５ メタル配線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上にレジストを塗布する工程と、該
   レジスト上にマスクパターン形成用の第１のメタル層を
   スパッタにより形成する工程と、フォトリソグラフィに
   より前記第１のメタル層にマスクパターンを形成する工
   程と、前記レジストに等方性を有するエッチング処理を
   施して前記基板を露出させる工程と、該基板上及び前記
   第１のメタル層上に配線用の第２のメタル層をスパッタ
   により形成する工程と、前記レジストを該レジスト上に
   形成された前記第１及び第２のメタル層とともに剥離し
   てメタル配線を形成する工程とを含んでいることを特徴
   とするメタル配線の形成方法。