JP2003045771A - Method for forming pattern, and method for manufacturing circuit substrate - Google Patents
Method for forming pattern, and method for manufacturing circuit substrateInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本願発明は、種々の金属ある
いは金属酸化物からなるパターン、例えば、ハイブリッ
ドＩＣのような回路基板における電極パターンや抵抗パ
ターンなどを形成する方法及び回路基板の製造方法に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of forming a pattern made of various metals or metal oxides, for example, an electrode pattern or a resistance pattern in a circuit board such as a hybrid IC, and a method of manufacturing the circuit board.
【０００２】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】例え
ば、ハイブリッドＩＣのような多層回路基板は、電極や
抵抗などの導電回路パターンや、絶縁層パターンなどを
備えており、これらのパターンは、通常、金属粒子ある
いは酸化物粒子にガラスフリットや樹脂などを配合、混
練してなるペーストをスクリーン印刷し、その後、８５
０℃程度の高い温度条件下で焼成することにより形成さ
れている。2. Description of the Related Art For example, a multilayer circuit board such as a hybrid IC is provided with a conductive circuit pattern such as electrodes and resistors, an insulating layer pattern, etc. Screen-print a paste prepared by mixing and kneading glass frit or resin with metal particles or oxide particles.
It is formed by firing under a high temperature condition of about 0 ° C.
【０００３】しかし、上記のように、高温焼成を伴う厚
膜プロセスにおいては、層間での相互拡散が生じ、膜の
特性が変化するという問題点がある。特に、導電成分と
してＡｇを用いる場合、Ａｇの拡散による絶縁耐圧の低
下や、ＲｕＯ2系抵抗素子の抵抗値の変化などが著しく
なるという問題点がある。However, as described above, in the thick film process involving high temperature firing, there is a problem that interdiffusion between layers occurs and the characteristics of the film change. In particular, when Ag is used as the conductive component, there is a problem that the breakdown voltage is reduced due to Ag diffusion, and the resistance value of the RuO 2 -based resistance element changes significantly.
【０００４】さらに、上記のような厚膜プロセスでは、
金属粒子や酸化物粒子（粉体）にガラスフリットや樹脂
などを配合、混練してなるペーストが用られるため、形
成されるパターンの緻密さに限界があり、所望の特性を
得るためには、ある程度の膜厚を確保することが必要
で、膜厚を薄くすることは困難であるという問題点があ
る。また、上記のような厚膜プロセスでは、通常、スク
リーン印刷法が用いられるが、このスクリーン印刷法で
は、既にファインラインの限界に達しているとされてい
る。Further, in the thick film process as described above,
Since a paste prepared by mixing and kneading metal particles or oxide particles (powder) with glass frit or resin is used, there is a limit to the denseness of the pattern formed, and in order to obtain the desired characteristics, There is a problem that it is difficult to reduce the film thickness because it is necessary to secure the film thickness to some extent. Further, in the thick film process as described above, a screen printing method is usually used, but it is said that this screen printing method has already reached the limit of fine lines.
【０００５】一方、半導体装置で用いられるスパッタリ
ングや蒸着、ＣＶＤなどの成膜方法（薄膜プロセス）に
は、低温で薄膜を形成することができるという利点があ
る。しかし、これらの薄膜プロセスには、高価な設備が
必要でコストの増大を招くという問題点があり、ハイブ
リッドＩＣのような回路基板に関して用いられるプロセ
スや設備としては、比較的低コストで、しかも確実に成
膜及びパターンの形成を行うことが可能なプロセスや設
備が要求されているのが実情である。On the other hand, a film forming method (thin film process) such as sputtering, vapor deposition, and CVD used in a semiconductor device has an advantage that a thin film can be formed at a low temperature. However, these thin film processes have a problem in that expensive equipment is required, which causes an increase in cost. As a process or equipment used for a circuit board such as a hybrid IC, the cost and the reliability are relatively low. In reality, there is a demand for a process and equipment capable of forming a film and forming a pattern.
【０００６】そこで、上記のような問題点を解消するた
めに、スパッタリングや蒸着、ＣＶＤなどの成膜方法
（薄膜プロセス）と比較して、低コストで薄膜を形成す
ることができ、しかも、通常の厚膜プロセスに比べて低
温での成膜が可能な有機金属塗布熱分解（ＭＯＤ）法が
提案されている。Therefore, in order to solve the above problems, it is possible to form a thin film at a low cost as compared with a film forming method (thin film process) such as sputtering, vapor deposition, and CVD, A metal organic coating pyrolysis (MOD) method capable of forming a film at a lower temperature than that of the thick film process has been proposed.
【０００７】このＭＯＤ法を用いてパターン形成を行う
方法の一つに、有機金属化合物に増粘剤を添加したメタ
ルオーガニックペーストをスクリーン印刷する方法があ
るが、スクリーン印刷法を用いているため、ファインラ
イン化が困難であるという問題点がある。また、有機金
属化合物に増粘剤を添加したメタルオーガニックペース
トを用いているので、金属コンテントが低下し、形成さ
れるパターンの導電性が低下するという問題点がある。[0007] One of the methods of forming a pattern using the MOD method is a method of screen printing a metal organic paste in which a thickener is added to an organometallic compound, but since the screen printing method is used, There is a problem that it is difficult to make a fine line. Further, since the metal organic paste in which the thickener is added to the organometallic compound is used, there is a problem that the metal content is reduced and the conductivity of the formed pattern is reduced.
【０００８】そこで、基板上に有機金属化合物を塗布・
乾燥することにより有機金属膜を形成し、この有機金属
膜上にフォトレジストを塗布・露光・現像した後、さら
に有機金属膜をエッチングしてパターンを得る方法が提
案されている（特開平４−２５７２８９）。Therefore, coating the substrate with an organometallic compound
A method has been proposed in which an organic metal film is formed by drying, a photoresist is applied, exposed, and developed on the organic metal film, and then the organic metal film is further etched to obtain a pattern (Japanese Patent Laid-Open No. Hei. 257289).
【０００９】しかしながら、この方法には、フォトレジ
ストの現像を行う工程と、有機金属膜のエッチングを行
う工程がそれぞれ必要で、工程が複雑になり、コストの
上昇を招くという問題点がある。However, this method requires a step of developing the photoresist and a step of etching the organic metal film, which complicates the process and raises the cost.
【００１０】本願発明は、上記問題点を解決するもので
あり、低温での成膜が可能で、層間の拡散を抑制するこ
とが可能であるとともに、少ない工程数で効率よく精密
なパターンを形成することが可能なパターン形成方法及
び回路基板の製造方法を提供することを目的とする。The present invention solves the above-mentioned problems, enables film formation at a low temperature, suppresses diffusion between layers, and efficiently forms a precise pattern with a small number of steps. It is an object of the present invention to provide a pattern forming method and a circuit board manufacturing method that can be performed.
【００１１】[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、本願発明（請求項１）のパターン形成方法は、基板
上に熱分解可能な金属化合物からなる膜（以下、金属化
合物膜）を形成する金属化合物膜形成工程と、前記金属
化合物膜上にフォトレジスト膜を形成するフォトレジス
ト膜形成工程と、前記フォトレジスト膜への露光を行う
露光工程と、現像を行い、前記フォトレジスト膜の不要
部分を除去してフォトレジストパターンを形成すると同
時に、前記金属化合物膜の前記フォトレジストパターン
に覆われていない不要部分を除去して金属化合物膜パタ
ーンを形成するパターン形成工程と、前記フォトレジス
トパターン及び前記金属化合物膜パターンを熱処理する
熱処理工程とを具備することを特徴としている。In order to achieve the above-mentioned object, the pattern forming method of the present invention (Claim 1) comprises a film made of a thermally decomposable metal compound (hereinafter referred to as a metal compound film) on a substrate. A metal compound film forming step to be formed, a photoresist film forming step of forming a photoresist film on the metal compound film, an exposing step of exposing the photoresist film, and a developing step of forming the photoresist film. Forming a photoresist pattern by removing unnecessary portions, and at the same time, forming a metal compound film pattern by removing unnecessary portions of the metal compound film not covered by the photoresist pattern; and the photoresist pattern. And a heat treatment step of heat treating the metal compound film pattern.
【００１２】本願発明のパターン形成方法においては、
基板上に形成された熱分解可能な金属化合物膜上にフォ
トレジスト膜を形成し、露光、現像を行って、フォトレ
ジスト膜の不要部分を除去することによりフォトレジス
トパターンを形成すると同時に、金属化合物膜のフォト
レジストパターンに覆われていない不要部分を除去する
ことにより金属化合物膜パターンを形成するようにして
いるので、一つの現像工程で、フォトレジストパターン
を形成するとともに、精密な金属化合物膜パターンを形
成することが可能になる。そして、その後にフォトレジ
ストパターンの焼却、除去と、金属化合物膜パターンの
熱分解を行うことが可能な程度の比較的低い温度で熱処
理を施すことにより、層間の拡散を抑制しつつ、フォト
レジストパターンの除去と、金属化合物膜パターンの熱
分解及び焼成を行って、精密なパターンを効率よく形成
することが可能になる。In the pattern forming method of the present invention,
A photoresist film is formed on a thermally decomposable metal compound film formed on a substrate, exposed and developed to remove unnecessary portions of the photoresist film to form a photoresist pattern, and at the same time a metal compound is formed. Since the metal compound film pattern is formed by removing unnecessary portions which are not covered with the photoresist pattern of the film, the photoresist pattern is formed in one developing step, and the precise metal compound film pattern is formed. Can be formed. Then, by subsequently incineration and removal of the photoresist pattern and heat treatment at a relatively low temperature at which the metal compound film pattern can be thermally decomposed, the photoresist pattern is suppressed while suppressing interlayer diffusion. And the thermal decomposition and firing of the metal compound film pattern can be performed to efficiently form a precise pattern.
【００１３】なお、フォトレジストパターンにより被覆
された金属化合物膜パターンを、所定の条件で熱処理す
ることにより、フォトレジストパターンが焼却、除去さ
れると同時に、金属化合物膜を構成する金属化合物が熱
分解し、所望のパターン（金属、金属酸化物あるいは金
属と金属酸化物からなる膜）が形成されるので、フォト
レジストとして焼却、除去されるものを用い、金属化合
物として低温で分解するものを用いることにより、低温
での熱処理が可能になり、層間拡散を効率よく抑制する
ことが可能になる。By heating the metal compound film pattern covered with the photoresist pattern under predetermined conditions, the photoresist pattern is incinerated and removed, and at the same time, the metal compound forming the metal compound film is thermally decomposed. Since a desired pattern (metal, metal oxide or a film composed of metal and metal oxide) is formed, use a photoresist that is incinerated and removed, and use a metal compound that decomposes at low temperature. As a result, heat treatment can be performed at a low temperature, and interlayer diffusion can be efficiently suppressed.
【００１４】また、基板上に金属化合物膜を形成する方
法としては、例えば、使用する現像液に溶解可能な金属
化合物の溶液を、スピンコート、ロールコート、スプレ
ーコート、ディップコート、インクジェット、スクリー
ン印刷などの方法により、基板に塗布して乾燥する方法
が例示されるが、その他にも、金属化合物の溶液を基板
上に均一に塗布することが可能な種々の方法を用いるこ
とが可能である。As a method of forming a metal compound film on a substrate, for example, a solution of a metal compound which can be dissolved in a developing solution to be used is spin-coated, roll-coated, spray-coated, dip-coated, inkjet, screen-printed. Examples of such methods include a method in which the substrate is coated and dried, but various other methods that can uniformly coat the solution of the metal compound on the substrate can be used.
【００１５】また、金属化合物膜上には、フォトレジス
ト膜が形成されることになるため、金属化合物膜は、乾
燥することにより固化する（固体となる）ものを用いる
ことが望ましい。また、フォトレジスト膜は、液体フォ
トレジストを塗布する方法や、ドライフィルムタイプの
フォトレジストを貼り付ける方法などにより形成するこ
とが可能であり、フォトレジスト膜の具体的な形成方法
に特別の制約はない。Since a photoresist film is to be formed on the metal compound film, it is desirable to use a metal compound film that solidifies (becomes a solid) by drying. Further, the photoresist film can be formed by a method of applying a liquid photoresist, a method of attaching a dry film type photoresist, or the like, and there are no particular restrictions on the specific method of forming the photoresist film. Absent.
【００１６】また、請求項２のパターン形成方法は、前
記フォトレジスト膜が、前記金属化合物膜を溶解するこ
とが可能な現像液により現像を行うことができるもので
あることを特徴としている。The pattern forming method according to a second aspect of the present invention is characterized in that the photoresist film can be developed with a developing solution capable of dissolving the metal compound film.
【００１７】フォトレジスト膜として、金属化合物膜を
溶解することが可能な現像液により現像を行うことが可
能なフォトレジスト膜を形成することにより、その後の
現像工程において、フォトレジスト膜の不要部分の除去
（すなわちフォトレジストパターンの形成）と、金属化
合物膜パターンの形成を、同じ現像液を用いて同時に、
しかも容易かつ確実に行うことが可能になり、プロセス
を簡略化することが可能になる。By forming a photoresist film that can be developed with a developing solution capable of dissolving the metal compound film, as a photoresist film, unnecessary portions of the photoresist film can be removed in the subsequent developing process. The removal (that is, formation of the photoresist pattern) and the formation of the metal compound film pattern are simultaneously performed using the same developer.
Moreover, it becomes possible to carry out the process easily and surely, and the process can be simplified.
【００１８】また、請求項３のパターン形成方法は、前
記熱処理工程において熱処理を行うことにより、前記フ
ォトレジストパターンを焼却、除去するとともに、前記
金属化合物膜パターンを構成する金属化合物を分解し
て、金属膜、金属酸化物膜、及び金属と金属酸化物を含
む膜からなる群より選ばれる少なくとも１種を形成する
ことを特徴としている。According to a third aspect of the present invention, in the pattern forming method, heat treatment is performed in the heat treatment step to incinerate and remove the photoresist pattern and decompose the metal compound forming the metal compound film pattern. At least one selected from the group consisting of a metal film, a metal oxide film, and a film containing a metal and a metal oxide is formed.
【００１９】熱処理工程において、フォトレジストパタ
ーンを焼却、除去するとともに、金属化合物膜パターン
を構成する金属化合物を分解することにより、金属膜、
金属酸化物膜、又は金属と金属酸化物を含む膜のいずれ
かを効率よく形成することが可能になる。すなわち、金
属化合物の種類、熱処理工程における熱処理条件などを
適切に選択することにより、金属膜、金属酸化物膜、又
は金属と金属酸化物を含む膜のいずれかの膜を効率よく
形成することが可能になる。In the heat treatment step, the photoresist film is incinerated and removed, and the metal compound forming the metal compound film pattern is decomposed, whereby the metal film,
It becomes possible to efficiently form either a metal oxide film or a film containing a metal and a metal oxide. That is, by appropriately selecting the type of metal compound, the heat treatment conditions in the heat treatment step, etc., it is possible to efficiently form either a metal film, a metal oxide film, or a film containing a metal and a metal oxide. It will be possible.
【００２０】また、請求項４のパターン形成方法は、前
記フォトレジスト膜形成工程において、ドライフィルム
レジストを用いて前記フォトレジスト膜を形成すること
を特徴としている。The pattern forming method according to claim 4 is characterized in that, in the photoresist film forming step, the photoresist film is formed using a dry film resist.
【００２１】フォトレジスト膜形成工程において、ドラ
イフィルムレジストを用いてフォトレジスト膜を形成す
るようにした場合、ドライフィルムレジストを基板に貼
り付けることにより、容易にフォトレジスト膜を形成す
ることが可能になる。なお、ドライフィルムレジストを
用いた場合、液体レジストを使用した場合に生じるよう
な、下層膜である金属化合物膜の溶解や膨潤が生じるこ
とを防止することが可能になり、この点でも、ドライフ
ィルムレジストを用いることが望ましい。When the photoresist film is formed by using the dry film resist in the photoresist film forming step, it is possible to easily form the photoresist film by attaching the dry film resist to the substrate. Become. When a dry film resist is used, it is possible to prevent dissolution or swelling of the metal compound film, which is the lower layer film, which occurs when a liquid resist is used. It is desirable to use a resist.
【００２２】また、請求項５のパターン形成方法は、前
記熱処理工程において、３００〜７００℃で熱処理を行
うことを特徴としている。The pattern forming method according to a fifth aspect is characterized in that the heat treatment is performed at 300 to 700 ° C. in the heat treatment step.
【００２３】３００〜７００℃で熱処理を行うことによ
り、層間拡散を抑制しつつ、通常用いられるフォトレジ
ストパターンを焼却、除去するとともに、金属化合物膜
パターンを構成する金属化合物を分解して、金属膜、金
属酸化物膜、又は金属と金属酸化物を含む膜のいずれか
の膜を効率よく形成することができるようになる。By performing a heat treatment at 300 to 700 ° C., the normally used photoresist pattern is incinerated and removed while suppressing interlayer diffusion, and the metal compound forming the metal compound film pattern is decomposed to remove the metal film. It becomes possible to efficiently form either the metal oxide film or the film containing a metal and a metal oxide.
【００２４】また、本願発明（請求項６）の回路基板の
製造方法は、請求項１〜５のいずれかに記載のパターン
形成方法により基板にパターンを形成する工程を具備す
ることを特徴としている。Further, a method of manufacturing a circuit board according to the present invention (claim 6) is characterized by comprising a step of forming a pattern on the board by the pattern forming method according to any one of claims 1 to 5. .
【００２５】請求項１〜５のいずれかに記載のパターン
形成方法により基板にパターンを形成することにより、
電極や抵抗などの導電回路パターンや、絶縁層パターン
などを備えた回路基板を効率よく製造することができる
ようになる。By forming a pattern on the substrate by the pattern forming method according to any one of claims 1 to 5,
It becomes possible to efficiently manufacture a circuit board having a conductive circuit pattern such as electrodes and resistors, an insulating layer pattern, and the like.
【００２６】[0026]
【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態を示
して、その特徴とするところをさらに詳しく説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The features of the present invention will be described below in more detail with reference to the embodiments of the present invention.
【００２７】［実施形態１］この実施形態１では、回路
基板を製造するにあたって、本願発明のパターン形成方
法を用いて、基板上にパターンを形成する場合について
説明する。[First Embodiment] In the first embodiment, a case of forming a pattern on a substrate by using the pattern forming method of the present invention in manufacturing a circuit board will be described.
【００２８】(1)まず、図１に示すように、基板（ガラ
ス基板）１上に、金属化合物であるアセチルアセトナー
トＲｕのエタノ−ル溶液（金属化合物溶液）をスプレー
コートした後、乾燥することにより、ガラス基板１上に
金属化合物膜（アセチルアセトナートＲｕ膜）２を形成
する。
(2)次に、図２に示すように、金属化合物膜２の上面
に、アルカリ現像型のネガ型ドライフィルムレジスト
（東京応化工業製ORDYL BF405）を貼り付けることによ
り、フォトレジスト膜３を形成する。
(3)それから、図３に示すように、フォトマスク４を介
して、紫外光（ＵＶ光）を、照射エネルギー２００mＪ/
cm2で照射して、フォトレジスト膜（ネガ型ドライフィ
ルムレジスト）３に露光する。
(4)次いで、現像液としてＮａＣＯ3水溶液を用いて、フ
ォトレジスト膜（ネガ型ドライフィルムレジスト）３を
現像することにより、フォトレジストパターン３ａを形
成する（図４(ａ)）と同時に、フォトレジスト膜３が除
去された部分の金属化合物膜（アセチルアセトナートＲ
ｕ膜）２を除去することにより、図４(ｂ)に示すよう
に、フォトレジストパターン３ａにより被覆された領域
に、金属化合物膜パターン２ａを形成する。
(5)それから、ガラス基板１とともに、金属化合物膜パ
ターン２ａとフォトレジストパターン３ａを５５０℃で
２０分間熱処理し、フォトレジストパターン３ａを焼
却、除去するとともに、金属化合物膜パターン２ａを構
成する金属化合物を熱分解する。これにより、図５に示
すように、酸化ルテニウム（ＲｕＯ2）からなるパター
ン５が形成される。(1) First, as shown in FIG. 1, a substrate (glass substrate) 1 is spray-coated with an ethanol solution (metal compound solution) of acetylacetonate Ru, which is a metal compound, and then dried. Thus, the metal compound film (acetylacetonate Ru film) 2 is formed on the glass substrate 1. (2) Next, as shown in FIG. 2, a photoresist film 3 is formed by pasting an alkali development type negative dry film resist (ORDYL BF405 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo) on the upper surface of the metal compound film 2. To do. (3) Then, as shown in FIG. 3, ultraviolet light (UV light) is irradiated through the photomask 4 at an irradiation energy of 200 mJ /
The photoresist film (negative dry film resist) 3 is exposed by irradiating with cm 2 . (4) Next, the photoresist film (negative dry film resist) 3 is developed by using an aqueous solution of NaCO 3 as a developing solution to form a photoresist pattern 3a (FIG. 4 (a)), and at the same time, a photoresist is formed. The metal compound film (acetylacetonate R) of the portion where the resist film 3 is removed
By removing the (u film) 2, the metal compound film pattern 2a is formed in the region covered with the photoresist pattern 3a, as shown in FIG. 4 (b). (5) Then, together with the glass substrate 1, the metal compound film pattern 2a and the photoresist pattern 3a are heat-treated at 550 ° C. for 20 minutes to incinerate and remove the photoresist pattern 3a, and at the same time, the metal compound forming the metal compound film pattern 2a. To pyrolyze. As a result, as shown in FIG. 5, a pattern 5 made of ruthenium oxide (RuO 2 ) is formed.
【００２９】上記実施形態１の方法によれば、ガラス基
板１上に形成された金属化合物膜（アセチルアセトナー
トＲｕ膜）２上にネガ型ドライフィルムレジストからな
るフォトレジスト膜３を形成し、露光、現像を行って、
フォトレジストパターン３ａを形成すると同時に、金属
化合物膜パターン２ａを形成するようにしているので、
一つの現像工程で、フォトレジストパターン３ａを形成
するとともに、精密な金属化合物膜パターン２ａを形成
をすることが可能になる。そして、その後に、５５０℃
という低い温度で２０分間の熱処理を行って、フォトレ
ジストパターン３ａの焼却、除去と、金属化合物膜パタ
ーン２ａの熱分解及び焼成を行うようにしているので、
層間の拡散を抑制しつつ、精密なパターン５を効率よく
形成することができる。According to the method of Embodiment 1, the photoresist film 3 made of a negative dry film resist is formed on the metal compound film (acetylacetonate Ru film) 2 formed on the glass substrate 1 and exposed. , Develop,
Since the metal compound film pattern 2a is formed at the same time when the photoresist pattern 3a is formed,
It is possible to form the photoresist pattern 3a and the precise metal compound film pattern 2a in one developing process. And after that, 550 ℃
Since the heat treatment is performed for 20 minutes at such a low temperature, the photoresist pattern 3a is incinerated and removed, and the metal compound film pattern 2a is thermally decomposed and fired.
The precise pattern 5 can be efficiently formed while suppressing the diffusion between the layers.
【００３０】なお、この実施形態１では、金属化合物で
あるアセチルアセトナートＲｕのエタノ−ル溶液をスプ
レーコートすることにより金属化合物膜を形成するよう
にしているが、スピンコート、ロールコート、ディップ
コート、インクジェット、スクリーン印刷などの種々の
方法で金属化合物膜を形成することが可能である。ま
た、この実施形態１では、ネガ型ドライフィルムレジス
トを用いてフォトレジストパターンを形成するようにし
ているので、フォトレジスト膜形成時の金属化合物膜へ
のアタックを軽減することが可能になり、所望の厚みを
有するパターンを効率よく、しかも確実に形成すること
が可能になる。そして、上記のパターン形成方法を用い
て、基板にパターンを形成することにより、電極や抵抗
などの導電回路パターンや、絶縁層パターンなどを備え
た回路基板を効率よく製造することが可能になる。In the first embodiment, the metal compound film is formed by spray-coating an ethanol solution of acetylacetonate Ru, which is a metal compound, but spin coating, roll coating, dip coating. The metal compound film can be formed by various methods such as inkjet printing, screen printing, and the like. Further, in the first embodiment, since the photoresist pattern is formed using the negative type dry film resist, it is possible to reduce the attack on the metal compound film at the time of forming the photoresist film. It is possible to efficiently and reliably form a pattern having a thickness of 1. Then, by forming a pattern on the substrate using the pattern forming method described above, it becomes possible to efficiently manufacture a circuit substrate provided with a conductive circuit pattern such as electrodes and resistors, an insulating layer pattern and the like.
【００３１】［実施形態２］上記実施形態１では、金属
化合物としてアセチルアセトナートＲｕを用いたが、こ
の実施形態２では、金属化合物として塩化Ｒｕを用い
た。以下、実施形態２のパターン形成方法について説明
する。[Embodiment 2] In the first embodiment, acetylacetonate Ru was used as the metal compound, but in this second embodiment, Ru chloride was used as the metal compound. Hereinafter, the pattern forming method of the second embodiment will be described.
【００３２】(1)ガラス基板上に、塩化Ｒｕのエタノ−
ル溶液（金属化合物溶液）をスピンコートした後、乾燥
することにより、ガラス基板上に金属化合物膜を形成す
る。
(2)次に、金属化合物膜の上面に、アルカリ現像型のネ
ガ型フォトレジスト（液体レジスト）を塗布・乾燥する
ことによりフォトレジスト膜を形成する。
(3)それから、フォトマスクを介して、紫外光を、照射
エネルギー２００mＪ/cm2で照射して、フォトレジスト
膜（ネガ型フォトレジスト膜）に露光する。
(4)次いで、現像液としてＮａＣＯ3水溶液を用いて、フ
ォトレジスト膜を現像することにより、フォトレジスト
パターンを形成すると同時に、フォトレジスト膜が除去
された部分の金属化合物膜（塩化Ｒｕ膜）を除去するこ
とにより、フォトレジストパターンにより被覆された領
域に金属化合物膜パターンを形成する。
(5)それから、ガラス基板とともに、金属化合物膜パタ
ーンとフォトレジストパターンを５５０℃で２０分間熱
処理し、フォトレジストパターンを焼却、除去するとと
もに、金属化合物膜パターンを構成する金属化合物を熱
分解する。これにより、酸化ルテニウム（ＲｕＯ2）か
らなるパターンが得られる。(1) Ethanol of Ru chloride on a glass substrate
A metal compound film is formed on the glass substrate by spin-coating a solution (metal compound solution) and then drying. (2) Next, an alkali development type negative photoresist (liquid resist) is applied and dried on the upper surface of the metal compound film to form a photoresist film. (3) Then, the photoresist film (negative photoresist film) is exposed to ultraviolet light through the photomask at an irradiation energy of 200 mJ / cm 2 . (4) Next, using a NaCO 3 aqueous solution as a developing solution, the photoresist film is developed to form a photoresist pattern, and at the same time, the metal compound film (Ru chloride film) in the portion where the photoresist film is removed is formed. By removing, a metal compound film pattern is formed in the region covered with the photoresist pattern. (5) Then, together with the glass substrate, the metal compound film pattern and the photoresist pattern are heat-treated at 550 ° C. for 20 minutes to incinerate and remove the photoresist pattern and to thermally decompose the metal compound forming the metal compound film pattern. As a result, a pattern made of ruthenium oxide (RuO 2 ) is obtained.
【００３３】この実施形態２の方法によれば、フォトレ
ジストパターンと金属化合物膜パターンを一つの工程で
形成することが可能になるとともに、焼成工程におい
て、５５０℃で２０分間の熱処理を施しているので、層
間の拡散を抑制しつつ、精密なパターンを効率よく形成
することが可能になる。According to the method of the second embodiment, it is possible to form the photoresist pattern and the metal compound film pattern in one step, and the heat treatment is performed at 550 ° C. for 20 minutes in the baking step. Therefore, it becomes possible to efficiently form a precise pattern while suppressing diffusion between layers.
【００３４】［実施形態３］この実施形態３では、金属
化合物として塩化Ｓｎを用いた。以下、実施形態３のパ
ターン形成方法について説明する。[Third Embodiment] In the third embodiment, Sn chloride is used as the metal compound. The pattern forming method of the third embodiment will be described below.
【００３５】(1)ガラス基板上に、塩化Ｓｎのエタノ−
ル溶液（金属化合物溶液）をスプレーした後、乾燥する
ことにより、ガラス基板上に金属化合物膜を形成する。
(2)次に、金属化合物膜の上面に、アルカリ現像型のネ
ガ型フォトレジスト（液体レジスト）を塗布・乾燥する
ことによりフォトレジスト膜を形成する。
(3)それから、フォトマスクを介して、紫外光を、照射
エネルギー２００mＪ/cm2で照射して、フォトレジスト
膜（ネガ型フォトレジスト膜）に露光する。
(4)次いで、現像液としてＮａＣＯ3水溶液を用いて、ネ
ガ型フォトレジスト膜（フォトレジスト膜）を現像する
ことによりフォトレジストパターンを形成すると同時
に、フォトレジスト膜が除去された部分の金属化合物膜
（塩化Ｓｎ膜）を除去することにより、フォトレジスト
パターンにより被覆された領域に金属化合物膜パターン
を形成する。
(5)それから、ガラス基板とともに、金属化合物膜パタ
ーンとフォトレジストパターンを４００℃で２０分間熱
処理し、フォトレジストパターンを焼却、除去するとと
もに、金属化合物膜パターンを構成する金属化合物を熱
分解し、さらにアセトンでフォトレジストの残渣を洗浄
する。これにより、酸化スズ（ＳｎＯ2）膜からなるパ
ターンが得られる。(1) Ethanol of Sn chloride on a glass substrate
A metal compound film is formed on the glass substrate by spraying a solution (metal compound solution) and then drying. (2) Next, an alkali development type negative photoresist (liquid resist) is applied and dried on the upper surface of the metal compound film to form a photoresist film. (3) Then, the photoresist film (negative photoresist film) is exposed to ultraviolet light through the photomask at an irradiation energy of 200 mJ / cm 2 . (4) Then, a negative photoresist film (photoresist film) is developed using an aqueous solution of NaCO 3 as a developing solution to form a photoresist pattern, and at the same time, the metal compound film in the portion where the photoresist film is removed. By removing the (Sn chloride film), a metal compound film pattern is formed in the region covered with the photoresist pattern. (5) Then, together with the glass substrate, the metal compound film pattern and the photoresist pattern are heat-treated at 400 ° C. for 20 minutes to incinerate and remove the photoresist pattern and thermally decompose the metal compound forming the metal compound film pattern, Further, the residue of the photoresist is washed with acetone. As a result, a pattern made of a tin oxide (SnO 2 ) film is obtained.
【００３６】［実施形態４］この実施形態４では、金属
化合物溶液としてナフテン酸銅を用いた。以下、実施形
態４のパターン形成方法について説明する。
(1)表面に熱酸化膜を形成したＳｉ基板上に、ナフテン
酸銅のトルエン溶液（金属化合物溶液）をスピンコート
した後、乾燥することにより、Ｓｉ基板上に金属化合物
膜を形成する。
(2)次に、金属化合物膜の上面に、溶剤現像型のネガ型
フォトレジスト（東京応化工業製OMR-85）を塗布・乾燥
することによりフォトレジスト膜を形成する。
(3)それから、フォトマスクを介して、紫外光を、照射
エネルギー２００mＪ/cm2で照射して、ネガ型フォトレ
ジスト膜（フォトレジスト膜）に露光する。
(4)次いで、現像液としてキシレンを用いてネガ型フォ
トレジスト膜（フォトレジスト膜）を現像し、未硬化部
を除去することによりフォトレジストパターンを形成す
ると同時に、フォトレジスト膜が除去された部分の金属
化合物膜（ナフテン酸銅膜）を除去することにより、フ
ォトレジストパターンにより被覆された領域に金属化合
物膜パターンを形成する。
(5)それから、ガラス基板とともに、金属化合物膜パタ
ーンと、フォトレジストパターンを窒素・水素混合雰囲
気中３５０℃で、１０分間熱処理し、フォトレジストパ
ターンを焼却、除去するとともに、金属化合物膜パター
ンを構成する金属化合物を熱分解し、さらにアセトンで
フォトレジストの残渣を洗浄する。これにより、銅膜か
らなるパターン（配線パターン）が得られる。[Embodiment 4] In Embodiment 4, copper naphthenate was used as the metal compound solution. The pattern forming method of the fourth embodiment will be described below. (1) A toluene solution of copper naphthenate (metal compound solution) is spin-coated on a Si substrate having a thermal oxide film formed on its surface, and then dried to form a metal compound film on the Si substrate. (2) Next, a solvent development type negative photoresist (OMR-85 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is applied and dried on the upper surface of the metal compound film to form a photoresist film. (3) Then, the negative photoresist film (photoresist film) is exposed by irradiating it with ultraviolet light at an irradiation energy of 200 mJ / cm 2 through a photomask. (4) Next, the negative photoresist film (photoresist film) is developed using xylene as a developer, and the uncured portion is removed to form a photoresist pattern, and at the same time, the photoresist film is removed. The metal compound film (copper naphthenate film) is removed to form a metal compound film pattern in the region covered with the photoresist pattern. (5) Then, together with the glass substrate, the metal compound film pattern and the photoresist pattern are heat-treated in a nitrogen / hydrogen mixed atmosphere at 350 ° C. for 10 minutes to incinerate and remove the photoresist pattern and to form the metal compound film pattern. The metal compound is thermally decomposed, and the residue of the photoresist is washed with acetone. As a result, a pattern (wiring pattern) made of a copper film is obtained.
【００３７】なお、本願発明は上記の各実施形態に限定
されるものではなく、基板の構成材料や形状、金属化合
物の種類、フォトレジストの種類、金属化合物膜及びフ
ォトレジスト膜の形成方法、露光及び現像の条件、熱処
理条件などに関し、発明の範囲内において、種々の応
用、変形を加えることが可能である。The invention of the present application is not limited to the above-mentioned embodiments, and the constituent materials and shapes of the substrate, the kind of the metal compound, the kind of the photoresist, the method for forming the metal compound film and the photoresist film, and the exposure. With respect to the development condition, the heat treatment condition and the like, various applications and modifications can be made within the scope of the invention.
【００３８】[0038]
【発明の効果】上述のように、本願発明（請求項１）の
パターン形成方法は、基板上に形成された熱分解可能な
金属化合物膜上にフォトレジスト膜を形成し、露光、現
像を行って、フォトレジスト膜の不要部分を除去するこ
とによりフォトレジストパターンを形成すると同時に、
金属化合物膜のフォトレジストパターンに覆われていな
い不要部分を除去することにより金属化合物膜パターン
を形成するようにしているので、一つの現像工程で、フ
ォトレジストパターンを形成するとともに、精密な金属
化合物膜パターンを形成することができる。そして、そ
の後にフォトレジストパターンの焼却、除去と、金属化
合物膜パターンの熱分解を行うことが可能な程度の比較
的低い温度で熱処理を施すことにより、層間の拡散を抑
制しつつ、フォトレジストパターンの除去と、金属化合
物膜パターンの熱分解及び焼成を行って、精密なパター
ンを効率よく形成することができる。As described above, in the pattern forming method of the present invention (Claim 1), a photoresist film is formed on a thermally decomposable metal compound film formed on a substrate, and exposure and development are performed. Then, a photoresist pattern is formed by removing unnecessary portions of the photoresist film, and at the same time,
Since the metal compound film pattern is formed by removing unnecessary portions of the metal compound film that are not covered by the photoresist pattern, the photoresist pattern is formed in one developing step, and the precise metal compound film is formed. A film pattern can be formed. Then, by subsequently incineration and removal of the photoresist pattern and heat treatment at a relatively low temperature at which the metal compound film pattern can be thermally decomposed, the photoresist pattern is suppressed while suppressing interlayer diffusion. And the thermal decomposition and baking of the metal compound film pattern can be performed to form a precise pattern efficiently.
【００３９】また、請求項２のパターン形成方法のよう
に、フォトレジスト膜として、金属化合物膜を溶解する
ことが可能な現像液により現像を行うことが可能なフォ
トレジスト膜を形成することにより、その後の現像工程
において、フォトレジスト膜の不要部分の除去（すなわ
ちフォトレジストパターンの形成）と、金属化合物膜パ
ターンの形成を、同じ現像液を用いて同時に、しかも容
易かつ確実に行うことが可能になり、プロセスを簡略化
することができる。Further, as in the pattern forming method of claim 2, by forming a photoresist film capable of being developed by a developing solution capable of dissolving the metal compound film, as the photoresist film, In the subsequent development process, removal of unnecessary portions of the photoresist film (that is, formation of the photoresist pattern) and formation of the metal compound film pattern can be performed simultaneously and easily and reliably using the same developing solution. Therefore, the process can be simplified.
【００４０】また、請求項３のパターン形成方法のよう
に、熱処理工程において、フォトレジストパターンを焼
却、除去するとともに、金属化合物膜パターンを構成す
る金属化合物を分解することにより、金属膜、金属酸化
物膜、又は金属と金属酸化物を含む膜のいずれかを効率
よく形成することが可能になる。すなわち、金属化合物
の種類、熱処理工程における熱処理条件などを適切に選
択することにより、金属膜、金属酸化物膜、又は金属と
金属酸化物を含む膜のいずれかの膜を効率よく形成する
ことができる。In the heat treatment step, the photoresist pattern is incinerated and removed, and the metal compound forming the metal compound film pattern is decomposed to decompose the metal film and the metal oxide. It is possible to efficiently form either the material film or the film containing a metal and a metal oxide. That is, by appropriately selecting the type of metal compound, the heat treatment conditions in the heat treatment step, etc., it is possible to efficiently form either a metal film, a metal oxide film, or a film containing a metal and a metal oxide. it can.
【００４１】また、請求項４のパターン形成方法のよう
に、フォトレジスト膜形成工程において、ドライフィル
ムレジストを用いてフォトレジスト膜を形成するように
した場合、ドライフィルムレジストを基板に貼り付ける
ことにより、容易にフォトレジスト膜を形成することが
できる。なお、ドライフィルムレジストを用いること
は、液体レジストを使用した場合に生じるような、下層
膜である金属化合物膜の溶解や膨潤が生じることを防止
する見地からも望ましい。When the dry film resist is used to form the photoresist film in the photoresist film forming step as in the pattern forming method of claim 4, the dry film resist is attached to the substrate. Therefore, the photoresist film can be easily formed. It is preferable to use the dry film resist from the viewpoint of preventing the metal compound film as the lower layer film from being dissolved or swelled, which is caused when the liquid resist is used.
【００４２】また、請求項５のパターン形成方法のよう
に、３００〜７００℃で熱処理を行うことにより、層間
拡散を抑制しつつ、通常用いられるフォトレジストパタ
ーンを焼却、除去し、かつ、金属化合物膜パターンを構
成する金属化合物を分解して、金属膜、金属酸化物膜、
又は金属と金属酸化物を含む膜のいずれかの膜を効率よ
く形成することができるようになる。Further, as in the pattern forming method of claim 5, by performing heat treatment at 300 to 700 ° C., the normally used photoresist pattern is incinerated and removed while suppressing interlayer diffusion, and the metal compound is used. By decomposing the metal compound forming the film pattern, a metal film, a metal oxide film,
Alternatively, one of the films containing a metal and a metal oxide can be efficiently formed.
【００４３】また、本願発明（請求項６）の回路基板の
製造方法のように、請求項１〜５のいずれかに記載のパ
ターン形成方法により基板にパターンを形成することに
より、電極や抵抗などの導電回路パターンや、絶縁層パ
ターンなどを備えた、層間拡散がなく、所望の特性を備
えた回路基板を効率よく製造することができるようにな
る。Further, like the method for manufacturing a circuit board according to the present invention (claim 6), by forming a pattern on the substrate by the pattern forming method according to any one of claims 1 to 5, electrodes, resistors, etc. are formed. It is possible to efficiently manufacture a circuit board provided with the conductive circuit pattern, the insulating layer pattern, etc., which has no interlayer diffusion and has desired characteristics.
【図１】本願発明の一実施形態にかかるパターン形成方
法の一工程において、基板（ガラス基板）上に金属化合
物膜を形成した状態を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a state in which a metal compound film is formed on a substrate (glass substrate) in one step of a pattern forming method according to an embodiment of the present invention.
【図２】本願発明の一実施形態にかかるパターン形成方
法の一工程において、金属化合物膜上にフォトレジスト
膜を形成した状態を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a state in which a photoresist film is formed on the metal compound film in one step of the pattern forming method according to the embodiment of the present invention.
【図３】本願発明の一実施形態にかかるパターン形成方
法の一工程において、フォトレジスト膜に露光している
状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a state where the photoresist film is exposed in one step of the pattern forming method according to the embodiment of the present invention.
【図４】(ａ)は本願発明の一実施形態にかかるパターン
形成方法の一工程において、フォトレジストパターンを
形成した状態を示す図、(ｂ)は本願発明の一実施形態に
かかるパターン形成方法の一工程において、金属化合物
膜パターンを形成した状態を示す図である。4A is a diagram showing a state where a photoresist pattern is formed in one step of a pattern forming method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a pattern forming method according to an embodiment of the present invention. It is a figure which shows the state which formed the metal compound film pattern in one process.
【図５】本願発明の一実施形態にかかるパターン形成方
法により基板上にパターンを形成した状態を示す図であ
る。FIG. 5 is a diagram showing a state in which a pattern is formed on a substrate by the pattern forming method according to the embodiment of the present invention.
１ 基板（ガラス基板）
２ 金属化合物膜（アセチルアセトナートＲｕ膜）
２ａ 金属化合物膜パターン
３ フォトレジスト膜（ネガ型ドライフィルムレジ
スト）
３ａ フォトレジストパターン
４ フォトマスク
５ 酸化ルテニウム（ＲｕＯ2）からなるパターン1 Substrate (Glass Substrate) 2 Metal Compound Film (Acetylacetonate Ru Film) 2a Metal Compound Film Pattern 3 Photoresist Film (Negative Dry Film Resist) 3a Photoresist Pattern 4 Photomask 5 Ruthenium Oxide (RuO 2 ) Pattern
Claims (6)
膜（以下、金属化合物膜）を形成する金属化合物膜形成
工程と、 前記金属化合物膜上にフォトレジスト膜を形成するフォ
トレジスト膜形成工程と、 前記フォトレジスト膜への露光を行う露光工程と、 現像を行い、前記フォトレジスト膜の不要部分を除去し
てフォトレジストパターンを形成すると同時に、前記金
属化合物膜の前記フォトレジストパターンに覆われてい
ない不要部分を除去して金属化合物膜パターンを形成す
るパターン形成工程と、 前記フォトレジストパターン及び前記金属化合物膜パタ
ーンを熱処理する熱処理工程とを具備することを特徴と
するパターン形成方法。1. A metal compound film forming step of forming a film (hereinafter referred to as a metal compound film) made of a thermally decomposable metal compound on a substrate, and a photoresist film forming step of forming a photoresist film on the metal compound film. And a step of exposing the photoresist film to light, and developing to remove unnecessary portions of the photoresist film to form a photoresist pattern, and at the same time, to cover the photoresist pattern of the metal compound film. A pattern forming method comprising: a pattern forming step of removing an unexposed unnecessary portion to form a metal compound film pattern; and a heat treatment step of heat treating the photoresist pattern and the metal compound film pattern.
膜を溶解することが可能な現像液により現像を行うこと
ができるものであることを特徴とする請求項１記載のパ
ターン形成方法。2. The pattern forming method according to claim 1, wherein the photoresist film can be developed by a developing solution capable of dissolving the metal compound film.
により、前記フォトレジストパターンを焼却、除去する
とともに、前記金属化合物膜パターンを構成する金属化
合物を分解して、金属膜、金属酸化物膜、及び金属と金
属酸化物を含む膜からなる群より選ばれる少なくとも１
種を形成することを特徴とする請求項１又は２記載のパ
ターン形成方法。3. The heat treatment in the heat treatment step incinerates and removes the photoresist pattern and decomposes the metal compound forming the metal compound film pattern to form a metal film, a metal oxide film, and At least one selected from the group consisting of a film containing a metal and a metal oxide.
The pattern forming method according to claim 1 or 2, wherein seeds are formed.
ドライフィルムレジストを用いて前記フォトレジスト膜
を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
記載のパターン形成方法。4. In the photoresist film forming step,
The pattern forming method according to claim 1, wherein the photoresist film is formed using a dry film resist.
℃で熱処理を行うことを特徴とする請求項１〜４のいず
れかに記載のパターン形成方法。5. In the heat treatment step, 300-700.
The pattern forming method according to claim 1, wherein the heat treatment is performed at a temperature of ° C.
形成方法により基板にパターンを形成する工程を具備す
ることを特徴とする回路基板の製造方法。6. A method of manufacturing a circuit board, comprising the step of forming a pattern on the board by the pattern forming method according to claim 1.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001227868A JP2003045771A (en) | 2001-07-27 | 2001-07-27 | Method for forming pattern, and method for manufacturing circuit substrate |
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2001
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