JP2001053418A - Method for formation of organic film pattern - Google Patents
Method for formation of organic film patternInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は回路基板上に絶縁性
の有機膜を形成し、多層構造の配線基板を作製するため
の有機膜パターン形成方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming an organic film pattern for forming an insulating organic film on a circuit board to produce a wiring board having a multilayer structure.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、電子部品の軽薄短小化に伴い多層
構造の配線基板を用いて電子部品を作製することが多く
なってきた。この多層配線基板の絶縁層には有機膜のポ
リイミドやＢＣＢ（Benzocyclobutene）が良く用いられ
ている。2. Description of the Related Art In recent years, as electronic parts have become lighter and thinner, electronic parts have been increasingly manufactured using wiring boards having a multilayer structure. An organic film such as polyimide or BCB (Benzocyclobutene) is often used for the insulating layer of the multilayer wiring board.
【０００３】これら有機膜には感光性タイプがあり、フ
ォトリソグラフィーによる加工が一般的に行なわれてい
る。しかしながら、有機膜はＵＶ光(感光性有機膜の露
光に用いる光)を吸収しやすく透過率が劣るため、フォ
トリソグラフィーの加工精度を十分な状態に保つために
は、有機膜の膜厚を１０μｍ程度以下にする必要があっ
た。[0003] There are photosensitive types of these organic films, and processing by photolithography is generally performed. However, since the organic film easily absorbs UV light (light used for exposing the photosensitive organic film) and has a low transmittance, the thickness of the organic film must be 10 μm in order to maintain sufficient processing accuracy of photolithography. It was necessary to be less than about.
【０００４】他の有機膜加工法として、ウエット方式、
ドライ方式の2種類のエッチング方式がある。ウエット
方式は等方向性エッチングであるため、有機膜膜厚が厚
くなればなるほど横方向のエッチングが進み、所望の加
工精度が望めない。また、エッチング液にヒドラジン等
の環境負荷物質が用いられており、環境保全の立場から
廃止される方向に進んでいる。一方、ドライ方式ではＲ
ＩＥ（反応性イオンエッチング：Reactive Ion Etcht
ing）が用いられており、有機膜パターンを高精度に作
製する方法として用いられている。図８にその工程を示
す。As another organic film processing method, a wet method,
There are two types of etching methods, a dry method. Since the wet method is an isotropic etching, as the thickness of the organic film increases, the etching in the lateral direction progresses, and desired processing accuracy cannot be expected. In addition, environmentally harmful substances such as hydrazine are used in the etching solution, and are being abolished from the viewpoint of environmental protection. On the other hand, in the dry method, R
IE (Reactive Ion Etcht)
ing) is used as a method for producing an organic film pattern with high accuracy. FIG. 8 shows the process.
【０００５】まず、図８(a)に示すように、アルミナ基
板４３に配線パターン４２およびアライメントマーク４
４を形成した後にポリイミドやＢＣＢ等の有機膜４１を
塗布する。次に、図８(b)に示すように、基板全面にフ
ォトレジストをスピン塗布し、所望の厚膜のフォトレジ
スト膜４５を得る。この後に、図８(c)に示すように、
オーブンでをフォトレジスト膜４５をプリベークし、フ
ォトレジストを硬化させる。上記基板について、フォト
マスクを用いてフォトレジスト膜４５を部分的に露光さ
せた後、アルカリ系の現像液を用いて不要なレジストを
除去する。次に、図８(d)に示すように、ＲＩＥによ
り、フォトレジスト膜４５の開口部から有機膜４１のエ
ッチングを行なう。このとき、ＲＩＥにおける反応ガス
としてＯ2ガス単体、またはＯ2ガスとＣＦ4の混合ガス
を用いるが、有機膜４１のエッチングと同時にフォトレ
ジスト４５のエッチングも同等程度進むことになる。こ
のため、フォトレジストの膜厚は、最低でも有機膜と同
等の厚みが必要であった。First, as shown in FIG. 8A, a wiring pattern 42 and an alignment mark 4 are formed on an alumina substrate 43.
After forming 4, an organic film 41 such as polyimide or BCB is applied. Next, as shown in FIG. 8B, a photoresist is spin-coated on the entire surface of the substrate to obtain a photoresist film 45 having a desired thickness. After this, as shown in FIG.
The photoresist film 45 is pre-baked in an oven to cure the photoresist. After the photoresist film 45 is partially exposed on the substrate using a photomask, unnecessary resist is removed using an alkaline developer. Next, as shown in FIG. 8D, the organic film 41 is etched from the opening of the photoresist film 45 by RIE. At this time, a single gas of O 2 gas or a mixed gas of O 2 gas and CF 4 is used as a reaction gas in RIE, and the etching of the photoresist 45 proceeds at the same time as the etching of the organic film 41. For this reason, the thickness of the photoresist must be at least equivalent to the thickness of the organic film.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従来工法の中で加工精
度が最良のＲＩＥを用いて、有機膜のエッチングを行な
うと、有機膜のエッチングと同時にフォトレジストのエ
ッチングが同等程度の割合で進むため、フォトレジスト
の膜厚は、最低でも有機膜と同等の厚みが必要となる。
このため、フォトレジスト膜厚形成に多くの時間を必要
とした。加えて、フォトレジスト膜厚が２０μｍ以上厚
くなると、膜厚の均一性、線幅精度の劣化、露光光の透
過不足によるレジスト残渣およびレジスト現状プロセス
の時間増加などの問題が発生した。When an organic film is etched using RIE having the best processing accuracy in the conventional method, the etching of the photoresist proceeds at the same rate as the etching of the organic film at the same time. In addition, the thickness of the photoresist must be at least the same as the thickness of the organic film.
Therefore, much time was required for forming the photoresist film thickness. In addition, when the photoresist film thickness is 20 μm or more, problems such as uniformity of film thickness, deterioration of line width accuracy, resist residue due to insufficient transmission of exposure light, and an increase in the time required for the current resist process are caused.
【０００７】上述の問題点を解消するために、有機膜を
ＲＩＥする際のＲＩＥレジストとして、フォトレジスト
に代えて耐ＲＩＥに優れる金属膜をＲＩＥレジストに用
いることで、レジストがエッチングされるのを防ぐこと
ができる。しかしながら、従来のこの方法では、金属膜
を基板全体に成膜した後に金属エッチングでＲＩＥレジ
ストパターンを形成するため、回路基板とアライメント
を行なう場合に、金属膜が遮光性であるため下層アライ
メントマークを検出できないという問題点が発生した。
以下、この問題について詳述する。[0007] In order to solve the above-mentioned problems, the use of a metal film having excellent RIE resistance as a RIE resist instead of a photoresist as an RIE resist when RIEing an organic film prevents etching of the resist. Can be prevented. However, in this conventional method, an RIE resist pattern is formed by metal etching after forming a metal film on the entire substrate. Therefore, when performing alignment with a circuit board, the lower layer alignment mark is formed because the metal film is light-shielding. There was a problem that it could not be detected.
Hereinafter, this problem will be described in detail.
【０００８】まず、有機膜が薄い場合の加工法について
図９(a)に示す。セラッミク基板５３に配線パターン５
２とアライメントマーク５４とを形成し、その基板上面
に有機膜５１を形成する。有機膜５１の上面に金属膜５
５成膜した場合、アライメントマークを検出する精度と
しては劣化するが、段差継承によってアライメントマー
クの検出が可能である。しかしながら、有機膜膜厚が２
０μｍ以上の膜厚になると、図９(b)に示すように段差
は継承されず、平坦化するため、下層アライメントのマ
ークを検出することが不可能になり、上下の配線を接続
するために作製される有機膜パターンの開口部の位置ず
れによる接続不良という問題点が発生した。First, a processing method when the organic film is thin is shown in FIG. Wiring pattern 5 on ceramic board 53
2 and an alignment mark 54 are formed, and an organic film 51 is formed on the upper surface of the substrate. Metal film 5 on the upper surface of organic film 51
When five films are formed, the accuracy of detecting the alignment mark is deteriorated, but the alignment mark can be detected by inheriting the steps. However, when the organic film thickness is 2
If the film thickness is 0 μm or more, the step is not inherited as shown in FIG. 9B and the surface is flattened, so that it is impossible to detect the lower alignment mark. A problem of poor connection due to a displacement of the opening of the organic film pattern to be produced has occurred.
【０００９】したがって、本発明の目的は、多層配線基
板等の作製に用いられる有機膜パターンを作製する上で
の技術的問題点を解消するためになされたものであっ
て、特に、耐ＲＩＥに優れる金属膜をＲＩＥレジストに
用いて、有機膜膜厚を２０μｍ以上作製する場合におい
て、基板とのアライメントをとることができる有機膜パ
ターン形成方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve a technical problem in producing an organic film pattern used for producing a multilayer wiring board and the like. An object of the present invention is to provide a method for forming an organic film pattern capable of achieving alignment with a substrate when an excellent metal film is used as an RIE resist and the thickness of the organic film is 20 μm or more.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明の請求項1記載の有機膜パターン形成方法
においては、回路基板上に有機膜を形成し、該有機膜を
ＲＩＥでパターン形成する有機膜パターン形成方法にお
いて、該有機膜上に、耐ＲＩＥ性に優れる金属をリフト
オフ法によってパターン形成し、該金属パターンをレジ
ストとして有機膜にＲＩＥを施すことを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for forming an organic film pattern, comprising forming an organic film on a circuit board, and subjecting the organic film to RIE. An organic film pattern forming method for forming a pattern is characterized in that a metal having excellent RIE resistance is formed on the organic film by a lift-off method, and RIE is performed on the organic film using the metal pattern as a resist.
【００１１】このように、ＲＩＥレジストとして耐ＲＩ
Ｅ性に優れている金属を用いることにより、通常のフォ
トレジストをＲＩＥレジストとして用いた場合に生じる
問題点を抑制することができる。また、本発明では、こ
の金属パターンからなるレジストを作製する際して、エ
ッチング法でなくリフトオフ法を用いている。リフトオ
フ法に用いる通常フォトレジストは透光性を有している
ので、フォトレジストのパターンニングに際して回路基
板表面の位置を良く検出することができ、金属パターン
を所望の位置に形成することができる。As described above, as the RIE resist, a resist resistant to RI is used.
By using a metal having an excellent E property, it is possible to suppress a problem that occurs when a normal photoresist is used as the RIE resist. Further, in the present invention, a lift-off method is used instead of an etching method when producing a resist composed of this metal pattern. Since the normal photoresist used for the lift-off method has a light transmitting property, the position of the circuit board surface can be detected well at the time of patterning the photoresist, and the metal pattern can be formed at a desired position.
【００１２】また、本発明の請求項２記載の有機膜パタ
ーン形成方法おいては、耐ＲＩＥ性に優れる金属パター
ンが、回路基板表面に形成されたアライメントマーク位
置と基板を垂直方向から見た時に重なる位置に形成され
ていることを特徴とする。In the method of forming an organic film pattern according to the second aspect of the present invention, the metal pattern having excellent RIE resistance is formed when the substrate is viewed vertically from the position of the alignment mark formed on the surface of the circuit board. It is characterized in that it is formed at an overlapping position.
【００１３】上述の通り、本発明においてはＲＩＥレジ
ストとなる金属パターンをリフトオフ法によって形成す
るので、回路基板表面のアライメントマークと金属パタ
ーンとの良好なアライメントをとることができる。これ
によって、２０μｍ以上の膜厚の有機膜を用いた多層配
線基板においても、上下の配線間で確実に電気的接続を
とることが可能となる。As described above, in the present invention, since the metal pattern to be the RIE resist is formed by the lift-off method, good alignment between the alignment mark on the circuit board surface and the metal pattern can be obtained. As a result, even in a multilayer wiring board using an organic film having a thickness of 20 μm or more, it is possible to reliably establish electrical connection between upper and lower wirings.
【００１４】なお、上述の耐ＲＩＥ性に優れた金属とし
て、Ｏ2ガス単体、またはＯ2ガスとＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、Ｃ5
Ｆ12、ＣＨＦ3、ＳＦ6の少なくともいずれか１種のガス
との混合ガスに対して耐ＲＩＥ性を示す金属、具体的に
はＮｉＣｒ、Ｐｄ、Ａｕ等の金属及びこれらの合金を使
用することが好ましい。As the above-mentioned metal having excellent RIE resistance, O 2 gas alone or O 2 gas and CF 4 , C 2 F 6 , C 5
Use of a metal exhibiting RIE resistance to a mixed gas with at least one of F 12 , CHF 3 , and SF 6 , specifically, a metal such as NiCr, Pd, Au, or an alloy thereof Is preferred.
【００１５】また、上述の金属パターンは単層膜からな
るものだけでなく、複数層から形成される多層膜であっ
ても構わない。さらに、有機膜と金属パターンとの間
に、別途、有機膜と金属パターンとの密着性を高める接
着層を介在して形成したり、金属パターンからの拡散を
防ぐための拡散防止層を形成しても構わない。The metal pattern described above is not limited to a single-layer film, but may be a multilayer film formed of a plurality of layers. In addition, a separate adhesion layer for enhancing the adhesion between the organic film and the metal pattern is formed between the organic film and the metal pattern, or a diffusion prevention layer for preventing diffusion from the metal pattern is formed. It does not matter.
【００１６】なお、ＲＩＥレジストとなる金属パターン
は、有機膜のＲＩＥ後には不要となる。この場合は、例
えばウエットエッチング等の手法で除去すればよい。こ
のとき、金属パターンの剥離性を良好なものとするため
には、金属パターンの膜厚を１０００ｎｍ以下にするこ
とが望ましい。ただし、金属パターンの膜厚を薄くしす
ぎると耐ＲＩＥ性の確保が困難になるため、１０ｎｍ以
上の膜厚は必要である。Note that a metal pattern to be an RIE resist becomes unnecessary after RIE of the organic film. In this case, it may be removed by a method such as wet etching. At this time, in order to improve the releasability of the metal pattern, the thickness of the metal pattern is desirably 1000 nm or less. However, if the thickness of the metal pattern is too small, it becomes difficult to secure RIE resistance, so a thickness of 10 nm or more is required.
【００１７】[0017]
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を参照しながら詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１９】［第1実施例、図1］以下、本発明の第1実
施例の有機膜パターン形成方法について、図1を参照し
ながら説明をする。図1に示す有機膜パターン形成方法
の図1(a)は、回路基板上に有機膜が形成され、有機膜上
面にリフトオフ用フォトレジストを形成した状態を示し
ている。より具体的には、アルミナ基板４の上面に蒸着
又は印刷などで金属薄膜を形成し、フォトリソ、エッチ
ング工程によって、配線パターン３を形成する。この基
板上にＢＣＢやポリイミドを１０００ｒｐｍ×３０秒で
スピン塗布し、絶縁層に用いる膜厚２０μｍの有機膜１
を形成する。有機膜１の上面にリフトオフ用フォトレジ
スト材を１２００ｒｐｍ×３０秒でスピン塗布し、膜厚
が2.5μｍ程度のリフトオフ用フォトレジスト２を形成
する。First Embodiment, FIG. 1 A method for forming an organic film pattern according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 (a) of the organic film pattern forming method shown in FIG. 1 shows a state in which an organic film is formed on a circuit board and a lift-off photoresist is formed on the upper surface of the organic film. More specifically, a metal thin film is formed on the upper surface of the alumina substrate 4 by vapor deposition or printing, and the wiring pattern 3 is formed by a photolithography and etching process. BCB or polyimide is spin-coated on the substrate at 1000 rpm × 30 seconds, and a 20 μm-thick organic film 1 used as an insulating layer
To form A photoresist material for lift-off is spin-coated on the upper surface of the organic film 1 at 1200 rpm × 30 seconds to form a photoresist 2 for lift-off having a thickness of about 2.5 μm.
【００２０】図1(b)は、有機膜１上面のリフトオフ用フ
ォトレジストを加工してリフトオフパターンを形成した
状態を示している。図1(a)に示す基板上にフォトマスク
をかぶせ、基板下層の配線パターン３の数箇所を位置決
めのポイントに用いて、位置決めを行なう。このとき、
フォトレジスト２は透光性を有しているので基板上の配
線パターン３を良く認識することができ、良好なアライ
メントを確保することができる。次に、フォトリソグラ
フィー加工を用いて、リフトオフ用フォトレジストにＵ
Ｖ光を照射した後、現像液に基板を浸漬することによ
り、リフトオフパターン２ａを形成する。FIG. 1B shows a state in which a lift-off pattern is formed by processing a lift-off photoresist on the upper surface of the organic film 1. A photomask is placed on the substrate shown in FIG. 1 (a), and positioning is performed using several locations of the wiring pattern 3 under the substrate as positioning points. At this time,
Since the photoresist 2 has a light transmitting property, the wiring pattern 3 on the substrate can be well recognized, and a good alignment can be ensured. Next, using photolithography processing, U
After the irradiation with the V light, the substrate is immersed in a developer to form a lift-off pattern 2a.
【００２１】図1(c)は、耐ＲＩＥ性を示す金属を蒸着し
た状態を示す。図1(b)に示す基板上に、耐ＲＩＥ性を示
す金属であるＮｉＣｒを基板全面に４０ｎｍ程度の膜厚
で蒸着させ、リフトオフパターン上の金属膜５ａと有機
膜上の金属膜５ｂとを形成する。FIG. 1C shows a state in which a metal exhibiting RIE resistance is deposited. On the substrate shown in FIG. 1 (b), NiCr, which is a metal exhibiting RIE resistance, is deposited on the entire surface of the substrate to a thickness of about 40 nm, and the metal film 5a on the lift-off pattern and the metal film 5b on the organic film are formed. Form.
【００２２】図1(d)は、ＲＩＥレジストパターンを形成
した状態を示している。図1(c)に示す基板にリフトオフ
パターンを溶解することができるアセトン等の溶解液に
５分間程度浸漬を行い、リフトオフパターン及びリフト
オフパターン上の金属膜を除去する。これにより、有機
膜上の金属膜５ｂだけで、ＲＩＥレジストパターンを形
成することができる。FIG. 1D shows a state in which an RIE resist pattern has been formed. The substrate shown in FIG. 1C is immersed in a solution such as acetone capable of dissolving the lift-off pattern for about 5 minutes to remove the lift-off pattern and the metal film on the lift-off pattern. Thus, an RIE resist pattern can be formed only by the metal film 5b on the organic film.
【００２３】図1(e)は、ＲＩＥにより有機膜をエッチン
グした状態を示す。図1(d)に示す基板を平行平板の反応
性イオンエッチング装置を用いて、Ｏ2ガス(ガス流量１
００ｓｃｃｍ)とＣＦ4ガス(ガス流量５０ｓｃｃｍ)の混
合ガスを圧力１３３Ｐａ，高周波電力４５０Ｗの条件
で、４０分間程度ＲＩＥを行い有機膜部分に開口部６を
形成する。この後、不要になったＲＩＥレジスト金属を
ウエットエッチングやドライエッチングにより剥離(エ
ッチング)し、基板から除去する。FIG. 1E shows a state in which the organic film is etched by RIE. The substrate shown in FIG. 1 (d) was subjected to O 2 gas (gas flow rate 1) using a parallel plate reactive ion etching apparatus.
RIE is performed for about 40 minutes under the conditions of a pressure of 133 Pa and a high frequency power of 450 W with a mixed gas of 00 sccm) and CF 4 gas (gas flow rate of 50 sccm) to form an opening 6 in the organic film portion. Thereafter, the unnecessary RIE resist metal is removed (etched) by wet etching or dry etching and removed from the substrate.
【００２４】以上のプロセスにより、２０μｍ程度の膜
厚に形成された有機膜に対して、基板４の表面に形成さ
れた配線パターンとの良好なアライメントをとりつつ、
ＲＩＥによるパターンニングを実現することができる。According to the above process, the organic film formed to a thickness of about 20 μm is aligned with the wiring pattern formed on the surface of the substrate 4 in good alignment.
Patterning by RIE can be realized.
【００２５】［第２実施例、図２］以下、本発明の第２
実施例の有機膜パターン形成方法について、図２を参照
しながら説明をする。図２(a)は、実施例１と同様の工
法で、アルミナ基板１４の表面の配線パターン１３及び
アライメントマーク１７を形成し、この上面に有機膜１
１とリフトオフ用フォトレジスト１２が形成されてい
る。フォトマスク１８の位置決め用パターン開口部１９
と基板上のアライメントマーク１７により、フォトマス
ク１８と基板の位置合わせを行なう。[Second embodiment, FIG. 2] Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described.
An organic film pattern forming method according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2A shows that the wiring pattern 13 and the alignment mark 17 on the surface of the alumina substrate 14 are formed by the same method as in the first embodiment.
1 and a lift-off photoresist 12 are formed. Positioning pattern opening 19 of photomask 18
The alignment between the photomask 18 and the substrate is performed using the alignment marks 17 on the substrate.
【００２６】図２(b)は、有機膜１１上面のリフトオフ
用フォトレジストを加工してリフトオフパターンを形成
した状態を示している。図２(a)に示す状態で、フォト
リソグラフィー加工を用いて、リフトオフ用フォトレジ
ストにＵＶ光を照射した後、現像液に基板を浸漬するこ
とにより、リフトオフパターン１２ａを形成する。FIG. 2B shows a state in which a lift-off pattern is formed by processing a lift-off photoresist on the upper surface of the organic film 11. In the state shown in FIG. 2A, the lift-off photoresist is irradiated with UV light using photolithography processing, and then the substrate is immersed in a developer to form a lift-off pattern 12a.
【００２７】図２(c)は、耐ＲＩＥ性を示す金属を蒸着
した状態を示す。図1(b)に示す基板上に、耐ＲＩＥ性を
示す金属を基板全面に蒸着させ、リフトオフパターン上
の金属膜１５ａと有機膜上の金属膜１５ｂとを形成す
る。FIG. 2C shows a state in which a metal exhibiting RIE resistance is deposited. On the substrate shown in FIG. 1B, a metal exhibiting RIE resistance is deposited on the entire surface of the substrate to form a metal film 15a on the lift-off pattern and a metal film 15b on the organic film.
【００２８】図２(d)は、ＲＩＥレジストパターンを形
成した状態を示している。図２(c)に示す基板にリフト
オフパターン溶解液に浸漬し、リフトオフパターン及び
リフトオフパターン上の金属膜を除去する。これによ
り、有機膜上の金属膜１５ｂが、基板アライメントマー
クの上部及び有機膜の開口部を作らない部分のＲＩＥレ
ジストパターンを形成することができる。FIG. 2D shows a state in which an RIE resist pattern has been formed. The substrate shown in FIG. 2C is immersed in a lift-off pattern solution to remove the lift-off pattern and the metal film on the lift-off pattern. Thus, the metal film 15b on the organic film can form an RIE resist pattern in a portion above the substrate alignment mark and in a portion where the opening of the organic film is not formed.
【００２９】図２(e)は、ＲＩＥにより有機膜をエッチ
ングした状態を示す。図２(d)に示す基板を第１実施例
と同様に、平行平板の反応性イオンエッチング装置を用
いて、Ｏ2ガスとＣＦ4ガスの混合ガスでＲＩＥを行い有
機膜部分に開口部１６を形成する。この後、不要になっ
たＲＩＥレジスト金属をウエットエッチングにより剥離
(エッチング)し、有機膜上基板から除去する。FIG. 2E shows a state in which the organic film is etched by RIE. As in the first embodiment, the substrate shown in FIG. 2D is subjected to RIE with a mixed gas of O 2 gas and CF 4 gas using a parallel plate reactive ion etching apparatus to form an opening 16 in the organic film portion. To form After that, the unnecessary RIE resist metal is removed by wet etching.
(Etching) and remove from the substrate on the organic film.
【００３０】第１実施例、第２実施例において、Ｏ2ガ
スとＣＦ4ガスの混合ガスでＲＩＥを行なったが、Ｏ2ガ
ス単体、またはＯ2ガスとＣ2Ｆ6、Ｃ5Ｆ12、ＣＨＦ3、
ＳＦ6の少なくともいずれか１種のガスとの混合ガスを
使用してもよい。In the first embodiment and the second embodiment, RIE was performed with a mixed gas of O 2 gas and CF 4 gas. However, O 2 gas alone, or O 2 gas and C 2 F 6 , C 5 F 12 , CHF 3 ,
A mixed gas with at least one kind of gas of SF 6 may be used.
【００３１】実施例２は、基板上のアライメントマーク
とフォトマスクの位置合わせ開口部とで、位置合わせす
ることができるため、実施例１に比較して容易に基板と
の位置合わせを行なうことができる。In the second embodiment, since alignment can be performed between the alignment mark on the substrate and the alignment opening of the photomask, the alignment with the substrate can be performed more easily than in the first embodiment. it can.
【００３２】［第３実施例、図３］以下、本発明の第３
実施例の有機膜パターン形成方法について、図３を参照
しながら説明をする。第３実施例から第５実施例の有機
膜パターン形成方法は、ＲＩＥレジスト金属の形成部分
に関して、第１実施例および第２実施例と異なってい
る。このため、ＲＩＥレジスト金属を形成する部分以外
の工法の説明を省略する。図３は、アルミナ基板２３の
上面に配線パターン２２を形成した回路基板上に有機膜
２１を形成している。この有機膜２１上面にＲＩＥレジ
スト金属２４を形成した状態を示している。本図におい
て、ＲＩＥレジスト金属２４は、第１および第２実施例
と異なり、Ａｕ等の単体の金属ではなく、例えばＡｕＰ
ｔ等の合金が用いられる。この合金は例えば蒸着によっ
て形成される。このように、合金を用いることにより耐
ＲＩＥ性に優れた金属を容易に得ることができる。[Third Embodiment, FIG. 3] Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described.
An organic film pattern forming method according to the embodiment will be described with reference to FIG. The method of forming an organic film pattern according to the third to fifth embodiments is different from the first and second embodiments with respect to the portion where the RIE resist metal is formed. Therefore, description of the method other than the portion for forming the RIE resist metal is omitted. FIG. 3 shows an organic film 21 formed on a circuit board having a wiring pattern 22 formed on an upper surface of an alumina substrate 23. The state where the RIE resist metal 24 is formed on the upper surface of the organic film 21 is shown. In the figure, the RIE resist metal 24 is not a single metal such as Au, unlike the first and second embodiments.
An alloy such as t is used. This alloy is formed, for example, by vapor deposition. As described above, by using an alloy, a metal having excellent RIE resistance can be easily obtained.
【００３３】［第４実施例、図４］以下、本発明の第４
実施例の有機膜パターン形成方法について、図４を参照
しながら説明をする。図４は、第１実施例及び第２実施
例の有機膜パターン形成方法と同様の方法で、アルミナ
基板２３の上面に配線パターン２２を形成した回路基板
上に有機膜２１を形成している。この有機膜上面に第１
のＲＩＥレジスト金属２６を形成し、この上面に第２の
ＲＩＥレジスト金属２５を多層構造で構成した状態を示
している。蒸着により第１のＲＩＥレジスト金属２６を
形成した後、その上面に第２の耐ＲＩＥ性の金属を蒸着
することにより第２のＲＩＥレジスト金属２５を形成す
る。実施例では、２層構造のＲＩＥレジスト金属の多層
構造しか示していないが、３層以上の多層構造を用いて
も良い。このように、ＲＩＥレジスト金属を多層構造に
することにより、ＲＩＥレジストの特性を向上させるこ
とができる。例えば、表層のレジスト金属を耐ＲＩＥ性
に優れた金属を使用し、その内層に耐ＲＩＥ性に劣るが
ウエットエッチングし易い金属を組み合わせることによ
り、ＲＩＥ後の不要になったレジストを除去しやすく、
かつ、耐ＲＩＥ性に優れたＲＩＥレジスト金属層を作製
することができる。[Fourth Embodiment, FIG. 4] Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described.
An organic film pattern forming method according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows an organic film 21 formed on a circuit board having a wiring pattern 22 formed on the upper surface of an alumina substrate 23 in the same manner as the organic film pattern forming method of the first and second embodiments. The first layer is
This shows a state in which the RIE resist metal 26 is formed, and the second RIE resist metal 25 is formed in a multilayer structure on this upper surface. After forming the first RIE resist metal 26 by vapor deposition, the second RIE resist metal 25 is formed by vapor-depositing a second RIE-resistant metal on its upper surface. In the embodiment, only the multilayer structure of the RIE resist metal having the two-layer structure is shown, but a multilayer structure having three or more layers may be used. Thus, the characteristics of the RIE resist can be improved by forming the RIE resist metal into a multilayer structure. For example, by using a metal having excellent RIE resistance as the resist metal of the surface layer, and combining an inner layer with a metal having poor RIE resistance but easily wet-etching, it becomes easy to remove unnecessary resist after RIE,
In addition, an RIE resist metal layer having excellent RIE resistance can be manufactured.
【００３４】［第５実施例、図５］以下、本発明の第５
実施例の有機膜パターン形成方法について、図５を参照
しながら説明をする。図５は、第１実施例及び第２実施
例の有機膜パターン形成方法と同様の方法で、アルミナ
基板２３の上面に配線パターン２２を形成した回路基板
上に有機膜２１を形成している。この有機膜上面に耐Ｒ
ＩＥ性の金属と有機膜２１の密着強度を向上させる接着
層２７を形成した後、この上面にＲＩＥレジスト金属２
５を形成した状態を示している。有機膜２１と密着性の
高い金属を蒸着することにより接着層２７を形成した
後、この上面に耐ＲＩＥ性の金属を蒸着することにより
ＲＩＥレジスト金属２５を形成する。[Fifth Embodiment, FIG. 5] Hereinafter, a fifth embodiment of the present invention will be described.
An organic film pattern forming method according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows an organic film 21 formed on a circuit board having a wiring pattern 22 formed on the upper surface of an alumina substrate 23 in the same manner as the organic film pattern forming method of the first and second embodiments. R-resistant
After forming an adhesive layer 27 for improving the adhesion strength between the IE metal and the organic film 21, the RIE resist metal 2
5 shows a state in which No. 5 is formed. After the adhesion layer 27 is formed by depositing a metal having high adhesion to the organic film 21, an RIE resist metal 25 is formed by depositing an RIE-resistant metal on the upper surface.
【００３５】また、耐ＲＩＥ性の金属として、有機膜に
拡散しやすい金属を使用する場合、有機膜に対して拡散
しにくい金属を蒸着することにより拡散防止層２７を形
成した後、この上面に耐ＲＩＥ性の金属を蒸着すること
によりＲＩＥレジスト金属２５を形成しても良い。この
ように、密着層は、ＲＩＥレジスト金属の密着強度を高
め、拡散防止層は有機膜への金属の拡散を防止し、有機
膜の絶縁性の劣化を防止することができる。When a metal which easily diffuses into the organic film is used as the RIE-resistant metal, a metal which does not easily diffuse into the organic film is deposited to form the diffusion preventing layer 27, and then the upper surface is formed. The RIE resist metal 25 may be formed by depositing an RIE-resistant metal. As described above, the adhesion layer enhances the adhesion strength of the RIE resist metal, and the diffusion prevention layer prevents the metal from diffusing into the organic film, thereby preventing the insulating property of the organic film from deteriorating.
【００３６】第１実施例から第５実施例に示したＲＩＥ
レジスト金属は、耐ＲＩＥ性の金属で、かつ、ウエット
エッチングで剥離(エッチング)しやすい金属であるＮｉ
Ｃｒ，Ｐｄ，Ａｕを用いるのが適当である。また、Ｎｉ
Ｃｒ，Ｐｄ，Ａｕの合金を使用しても良い。ＲＩＥによ
るエッチングされる膜厚量とＲＩＥ終了後のＲＩＥレジ
スト金属の剥離性を考慮すると、ＲＩＥレジスト金属の
膜厚は、１０ｎｍから１０００ｎｍの厚さが適当であ
る。RIE shown in the first to fifth embodiments
The resist metal is Ni, which is an RIE-resistant metal and is easily peeled (etched) by wet etching.
It is appropriate to use Cr, Pd, and Au. Also, Ni
An alloy of Cr, Pd, and Au may be used. In consideration of the thickness of the film to be etched by RIE and the removability of the RIE resist metal after RIE, the thickness of the RIE resist metal is suitably from 10 nm to 1000 nm.
【００３７】また、ＲＩＥによる有機膜のエッチングに
より、下層配線パターンが損傷される場合がある。これ
を防ぐ方法として、アノードカップリングによるアッシ
ングプロセスを用いることにより、下層配線パターンの
損傷を抑えることができる。Also, the lower wiring pattern may be damaged by the etching of the organic film by RIE. As a method for preventing this, an ashing process using anode coupling is used, whereby damage to the lower wiring pattern can be suppressed.
【００３８】［第６実施例、図６］以下、本発明の第６
実施例の有機膜パターン形成方法について、図６を参照
しながら説明をする。第６実施例は、第１実施例から第
５実施例の有機膜パターン形成方法を用いて、２０μｍ
以上の膜厚を有する有機膜を絶縁層として用いた多層構
造の回路基板である。図６は、第１実施例から第５実施
例の有機膜パターン形成方法を用いて、アルミナ基板３
３の上面に第１層の配線パターン３２を形成した回路基
板上に第１層の有機膜３１を形成している。第１層の有
機膜３１の上層にリフトオフ法を用いて、ＲＩＥレジス
ト金属を形成し、ＲＩＥによって第１層の有機膜３１に
開口部を作り、第１層の配線パターン３２を露出させ、
不要になったＲＩＥレジスト金属を除去する。次に、レ
ジストパターンで第１層の有機膜３１に開口部以外の部
分にレジストを塗布し、基板全面をビアホール形成用の
金属を蒸着又はメッキすることにより、第１層のビアホ
ール３４を形成する。ウエットエッチングやドライエッ
チングで不要になったレジストおよび金属を剥離する。[Sixth Embodiment, FIG. 6] Hereinafter, a sixth embodiment of the present invention will be described.
An organic film pattern forming method according to the embodiment will be described with reference to FIG. In the sixth embodiment, the organic film pattern forming method of the first to fifth embodiments is used.
This is a circuit board having a multilayer structure using an organic film having the above film thickness as an insulating layer. FIG. 6 shows an alumina substrate 3 using the organic film pattern forming method of the first to fifth embodiments.
A first organic film 31 is formed on a circuit board having a first wiring pattern 32 formed on the upper surface of the organic film 31. An RIE resist metal is formed on the first layer of the organic film 31 by using a lift-off method, an opening is formed in the first layer of the organic film 31 by RIE, and the first layer wiring pattern 32 is exposed.
The unnecessary RIE resist metal is removed. Next, a resist is applied to the organic film 31 of the first layer in a portion other than the opening with a resist pattern, and a metal for forming a via hole is deposited or plated on the entire surface of the substrate to form the via hole 34 of the first layer. . The unnecessary resist and metal are removed by wet etching or dry etching.
【００３９】［第７実施例、図７］以下、本発明の第７
実施例の有機膜パターン形成方法について、図７を参照
しながら説明をする。図７は、３層構造の多層配線基板
を形成したものを示している。図６に示す第１層の有機
膜３１上に、薄膜金属を蒸着、フォトリソ、及びエッチ
ング工程によって、第２層の配線パターン３５を形成す
る。第１層の配線パターン３１と第２層の配線パターン
３５は、第１層のビアホール３４により接続されてい
る。次に、第２層の有機膜３７を基板全面に形成し、第
１層のビアホール３４を形成した工法と同様にして、第
２層のビアホール３６を形成する。その上面に第２層の
配線パターン３５を形成した工法で、第３層の配線パタ
ーン３８を形成する。第２層の配線パターン３５と第３
層の配線パターン３８は、第２層のビアホール３６によ
り接続されている。これにより、有機膜を絶縁層に用い
た３層構造の多層配線基板を構成することが可能とな
る。[Seventh Embodiment, FIG. 7] Hereinafter, a seventh embodiment of the present invention will be described.
An organic film pattern forming method according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows a multi-layer wiring board having a three-layer structure. A second layer wiring pattern 35 is formed on the first layer organic film 31 shown in FIG. 6 by vapor deposition, photolithography, and etching processes. The wiring pattern 31 of the first layer and the wiring pattern 35 of the second layer are connected by a via hole 34 of the first layer. Next, a second-layer organic film 37 is formed on the entire surface of the substrate, and a second-layer via hole 36 is formed in the same manner as the method of forming the first-layer via hole 34. A third-layer wiring pattern 38 is formed by a method in which a second-layer wiring pattern 35 is formed on the upper surface. The wiring pattern 35 of the second layer and the third
The wiring patterns 38 in the layers are connected by via holes 36 in the second layer. This makes it possible to configure a multilayer wiring board having a three-layer structure using an organic film as an insulating layer.
【００４０】第７実施例においては、３層構造の多層配
線基板について説明を行なったが、３層以上の多層基板
についてもこの工法により作製することができる。In the seventh embodiment, a multi-layer wiring board having a three-layer structure has been described. However, a multi-layer board having three or more layers can be manufactured by this method.
【００４１】[0041]
【００４２】[0042]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、回路基板
上に有機膜を形成し、ＲＩＥを用いて、有機膜パターン
を形成する場合に、耐ＲＩＥ性に優れる金属をリフトオ
フ法によってパターンを形成するために、回路基板との
アライメントが可能となり、かつ、ＲＩＥレジスト膜厚
を１０ｎｍから１０００ｎｍの厚さに抑えることがで
き、ＲＩＥレジストを形成する時間を大幅に短縮するこ
とができる。また、回路基板上に位置決め用のアライメ
ントパターンを形成することにより、回路基板とのアラ
イメントを容易し、アライメント時間を短縮することが
できる。As described above, according to the present invention, when an organic film is formed on a circuit board and an organic film pattern is formed using RIE, a metal excellent in RIE resistance is removed by a lift-off method. In this case, alignment with the circuit board can be performed, and the thickness of the RIE resist can be suppressed from 10 nm to 1000 nm, so that the time for forming the RIE resist can be greatly reduced. Further, by forming an alignment pattern for positioning on the circuit board, alignment with the circuit board can be facilitated and the alignment time can be shortened.
【００４３】さらに、有機膜が２０μｍ以上の絶縁層を
用いた、多層配線基板を構成する場合に、回路基板との
アライメントが取れるため上下パターンのずれを抑える
ことができる。これにより、多層構造の配線基板を作製
する工程において、上下パターンの接続不良の低減を図
ることができる。Further, when a multi-layer wiring board using an insulating layer having an organic film of 20 μm or more is formed, the alignment with the circuit board can be taken, so that the displacement of the upper and lower patterns can be suppressed. Thereby, in the process of manufacturing a wiring substrate having a multilayer structure, it is possible to reduce the connection failure of the upper and lower patterns.
【００４４】さらにまた本発明によれば、有機膜を用い
て２０μｍ以上の膜厚の絶縁層を容易に形成することが
できるため、多層配線基板の上下配線パターンの絶縁性
を向上することができる。また、絶縁層が厚いため、配
線間の容量結合や誘導結合などの低減を図ることができ
る。Further, according to the present invention, an insulating layer having a thickness of 20 μm or more can be easily formed using an organic film, so that the insulating properties of the upper and lower wiring patterns of the multilayer wiring board can be improved. . Further, since the insulating layer is thick, it is possible to reduce capacitive coupling, inductive coupling, and the like between wirings.
【図１】本発明の第１実施例の有機膜パターン形成方法
を示す図である。FIG. 1 is a view illustrating a method of forming an organic film pattern according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２実施例の有機膜パターン形成方法
を示す図である。FIG. 2 is a view illustrating a method of forming an organic film pattern according to a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第３実施例の有機膜パターン形成方法
を示す図である。FIG. 3 is a view illustrating a method of forming an organic film pattern according to a third embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第４実施例の有機膜パターン形成方法
を示す図である。FIG. 4 is a view illustrating a method of forming an organic film pattern according to a fourth embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第５実施例の有機膜パターン形成方法
を示す図である。FIG. 5 is a view illustrating a method of forming an organic film pattern according to a fifth embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第６実施例の有機膜パターン形成方法
を示す図である。FIG. 6 is a view illustrating a method of forming an organic film pattern according to a sixth embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第１実施例ないし第３実施例の有機膜
パターン形成方法を用いて作製した、多層配線基板を示
す図である。FIG. 7 is a view showing a multilayer wiring board manufactured by using the organic film pattern forming method according to the first to third embodiments of the present invention.
【図８】従来の有機膜パターン形成方法を示す図であ
る。FIG. 8 is a view showing a conventional organic film pattern forming method.
【図９】従来の有機膜パターン形成方法におけるアライ
メントマークの段差継承を示す図である。FIG. 9 is a view showing inheritance of steps of alignment marks in a conventional organic film pattern forming method.
１，１１，２１，３１，３７，４１，５１ --- 有機
膜 ３，１３，２２，３２，３５，３８，４２，５２ ---
配線パターン ４，１３，２３，３３，４３，５３ --- セラッミク
基板 ２，２ａ，１２，１２ａ --- リフトオフ用フォトレ
ジスト ５ａ，５ｂ，１５ａ，１５ｂ，２４，２５，２６、５５
--- ＲＩＥレジスト金属 ６、１６ --- 有機膜開口部 １７，４４，５４ --- アライメントマーク １８ --- フォトマスク １９ --- 位置決め用パターン開口部 ２７ --- 接着層または拡散防止層 ３４，３６ --- ビアホール ４５ --- 従来のフォトレジスト1,11,21,31,37,41,51 --- Organic film 3,13,22,32,35,38,42,52 ---
Wiring pattern 4,13,23,33,43,53 --- ceramic substrate 2,2a, 12,12a --- lift-off photoresist 5a, 5b, 15a, 15b, 24,25,26,55
--- RIE resist metal 6, 16 --- organic film opening 17, 44, 54 --- alignment mark 18 --- photomask 19 --- positioning pattern opening 27 --- adhesive layer or diffusion prevention Layers 34, 36 --- Via hole 45 --- Conventional photoresist
Claims (9)
ＲＩＥでパターン形成する有機膜パターン形成方法にお
いて、該有機膜上に、耐ＲＩＥ性に優れる金属をリフト
オフ法によってパターン形成し、該金属パターンをレジ
ストとして有機膜にＲＩＥを施すことを特徴とする有機
膜パターン形成方法。In an organic film pattern forming method for forming an organic film on a circuit board and patterning the organic film by RIE, a metal excellent in RIE resistance is formed on the organic film by a lift-off method. And performing RIE on the organic film using the metal pattern as a resist.
回路基板表面に形成されたアライメントマーク位置と基
板を垂直方向から見た時に重なる位置に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の有機膜パターン形成
方法。2. The metal pattern having excellent RIE resistance,
The organic film pattern forming method according to claim 1, wherein the alignment mark is formed at a position overlapping the alignment mark formed on the surface of the circuit board when the substrate is viewed from a vertical direction.
ガス単体、またはＯ2ガスとＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、Ｃ5Ｆ12、
ＣＨＦ3、ＳＦ6の少なくともいずれか１種のガスとの混
合ガスを用いたＲＩＥに対する耐性を示す金属を使用す
ることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか
に記載の有機膜パターン形成方法。3. The metal having excellent RIE resistance is O 2
Gas alone or O 2 gas and CF 4 , C 2 F 6 , C 5 F 12 ,
3. The organic film pattern according to claim 1, wherein a metal exhibiting resistance to RIE using a mixed gas with at least one of CHF 3 and SF 6 is used. Forming method.
複数層の金属層からなる多層膜であることを特徴とする
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の有機膜パタ
ーン形成方法。4. The metal pattern having excellent RIE resistance,
4. The organic film pattern forming method according to claim 1, wherein the method is a multilayer film composed of a plurality of metal layers.
ッチングによって剥離可能な材料を用いたことを特徴と
する請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の有機膜パ
ターン形成方法。5. The organic film pattern forming method according to claim 1, wherein a material which can be peeled off by etching is used as the metal material exhibiting RIE resistance.
Ｃｒ、Ｐｄ、Ａｕのいずれか、または、これらの合金を
用いたことを特徴とする請求項1ないし請求項５のいず
れかに記載の有機膜パターン形成方法。6. The metal material exhibiting RIE resistance is Ni.
6. The organic film pattern forming method according to claim 1, wherein any one of Cr, Pd, and Au, or an alloy thereof is used.
１０ｎｍから１０００ｎｍの薄膜であることを特徴とす
る請求項1ないし請求項６のいずれかに記載の有機膜パ
ターン形成方法。7. The film thickness of the metal material exhibiting RIE resistance is as follows:
7. The organic film pattern forming method according to claim 1, wherein the thin film has a thickness of 10 nm to 1000 nm.
おいて、アノードカップリングによるアッシングプロセ
スを用いることを特徴とする請求項1ないし請求項７の
いずれかに記載の有機膜パターン形成方法。8. The organic film pattern forming method according to claim 1, wherein in the step of patterning the organic film by RIE, an ashing process by anode coupling is used.
とを特徴とする請求項1ないし請求項８のいずれかに記
載の有機膜パターン形成方法。9. The method according to claim 1, wherein the thickness of the organic film is 20 μm or more.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22843499A JP2001053418A (en) | 1999-08-12 | 1999-08-12 | Method for formation of organic film pattern |
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|---|---|
| JP (1) | JP2001053418A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005183994A (en) * | 2003-12-19 | 2005-07-07 | Palo Alto Research Center Inc | Pattern forming method using wax printing and lift-off |
| KR100956889B1 (en) * | 2008-03-25 | 2010-05-11 | 삼성전기주식회사 | Printed circuit board and manufacturing method thereof |
| CN103151245A (en) * | 2013-03-28 | 2013-06-12 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | Thin film patterning method |
-
1999
- 1999-08-12 JP JP22843499A patent/JP2001053418A/en active Pending
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