JP2003332265A - 金属配線形成用組成物及びこれを用いた金属配線の形成方法 - Google Patents
金属配線形成用組成物及びこれを用いた金属配線の形成方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 電子ビームを照射させて金属イオンを還
元させることにより基板上に金属配線を形成するための
金属配線形成用組成物であって、水溶性ポリマーと水溶
性金属化合物とを含有することを特徴とする金属配線形
成用組成物。 【効果】 本発明によれば、直接金属配線をパターンニ
ングすることが出来ることから、基板や絶縁膜等への溝
の形成やＣＭＰによる平坦化や焼成等の工程を必要とせ
ず、また、スパッタリング装置、ＣＶＤ装置等の金属膜
成膜装置を用いることもないため、簡単な工程で基板上
に微細な金属配線を形成することができる。
元させることにより基板上に金属配線を形成するための
金属配線形成用組成物であって、水溶性ポリマーと水溶
性金属化合物とを含有することを特徴とする金属配線形
成用組成物。 【効果】 本発明によれば、直接金属配線をパターンニ
ングすることが出来ることから、基板や絶縁膜等への溝
の形成やＣＭＰによる平坦化や焼成等の工程を必要とせ
ず、また、スパッタリング装置、ＣＶＤ装置等の金属膜
成膜装置を用いることもないため、簡単な工程で基板上
に微細な金属配線を形成することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気回路、半導体
集積回路等、特に、半導体集積回路基板上の微細な金属
配線の形成や基板上の接続孔の形成に用いる金属配線形
成用組成物及びこれを用いた金属配線の形成方法に関す
る。
集積回路等、特に、半導体集積回路基板上の微細な金属
配線の形成や基板上の接続孔の形成に用いる金属配線形
成用組成物及びこれを用いた金属配線の形成方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ＩＣ、
ＬＳＩ、及びＶＬＳＩ等の半導体集積回路では、一般
に、基板又は基板上に形成した膜に何らかの方法で溝を
形成し、この溝に金属めっきを行うか、又は化学蒸着、
物理蒸着により表面を金属膜で覆って溝を充填し、その
後ＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシング）で表面を
平坦化することにより金属配線を形成している。
ＬＳＩ、及びＶＬＳＩ等の半導体集積回路では、一般
に、基板又は基板上に形成した膜に何らかの方法で溝を
形成し、この溝に金属めっきを行うか、又は化学蒸着、
物理蒸着により表面を金属膜で覆って溝を充填し、その
後ＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシング）で表面を
平坦化することにより金属配線を形成している。
【０００３】上記の方法として具体的には、例えば、Ａ
ｌを配線材料として用いる場合、金属酸化物からなる絶
縁膜に溝を形成した後、Ａｌをリフロースパッタ法によ
り溝に埋め込み、ＣＭＰで平坦化することによりＡｌ配
線を形成する方法が挙げられる。また、Ｃｕを配線材料
として用いる場合は、ＲＩＥ法（反応性イオンエッチン
グ法）によりＡｌの場合と同様絶縁膜に溝を形成した
後、ＣｕをＣＶＤ法又はリフロースパッタ法により溝に
埋め込み、ＣＭＰで平坦化してＣｕ配線を形成してい
る。
ｌを配線材料として用いる場合、金属酸化物からなる絶
縁膜に溝を形成した後、Ａｌをリフロースパッタ法によ
り溝に埋め込み、ＣＭＰで平坦化することによりＡｌ配
線を形成する方法が挙げられる。また、Ｃｕを配線材料
として用いる場合は、ＲＩＥ法（反応性イオンエッチン
グ法）によりＡｌの場合と同様絶縁膜に溝を形成した
後、ＣｕをＣＶＤ法又はリフロースパッタ法により溝に
埋め込み、ＣＭＰで平坦化してＣｕ配線を形成してい
る。
【０００４】しかしながら、上記の方法には、（１）Ｃ
ＭＰを必要とするため工程が複雑である、（２）スパッ
タリングやＣＶＤでは、配線材料である金属を溝に完全
に埋め込むことが困難である、（３）特殊で大がかりな
装置（スパッタリング装置、ＣＶＤ装置等）が必要であ
る、という問題がある。
ＭＰを必要とするため工程が複雑である、（２）スパッ
タリングやＣＶＤでは、配線材料である金属を溝に完全
に埋め込むことが困難である、（３）特殊で大がかりな
装置（スパッタリング装置、ＣＶＤ装置等）が必要であ
る、という問題がある。
【０００５】一方、絶縁膜の溝を形成せずに、基板上に
配線を形成する方法としては、例えば、特開昭６３−１
５４９１号公報には、金属を混入した感光性重合体組成
物を支持物の上に被覆し、この組成物を光マスクを通し
て紫外線で露光してパターンを形成した後、単一の焼成
工程で支持物の上に金属のパターンを形成する方法が記
載されている。しかし、この方法では、露光に際してマ
スクが必要であり、重合体を除去するため焼成が必要で
ある。
配線を形成する方法としては、例えば、特開昭６３−１
５４９１号公報には、金属を混入した感光性重合体組成
物を支持物の上に被覆し、この組成物を光マスクを通し
て紫外線で露光してパターンを形成した後、単一の焼成
工程で支持物の上に金属のパターンを形成する方法が記
載されている。しかし、この方法では、露光に際してマ
スクが必要であり、重合体を除去するため焼成が必要で
ある。
【０００６】また、特開平２−５６９７９号公報では、
レジストポリマーと金属化合物とを結合させて得られる
ポリマー−金属錯体を基板上に成膜し、該膜に可視、不
可視の電磁波、電子ビーム、ガンマー線、レーザービー
ムを照射してポジ又はネガのイメージを現像してパター
ンを形成し、高温で酸化することにより金属酸化物の超
伝導体のパターンを得る方法が記載されているが、この
方法でも、上記超伝導性金属酸化物を得るために、高温
での酸化処理が必要である。
レジストポリマーと金属化合物とを結合させて得られる
ポリマー−金属錯体を基板上に成膜し、該膜に可視、不
可視の電磁波、電子ビーム、ガンマー線、レーザービー
ムを照射してポジ又はネガのイメージを現像してパター
ンを形成し、高温で酸化することにより金属酸化物の超
伝導体のパターンを得る方法が記載されているが、この
方法でも、上記超伝導性金属酸化物を得るために、高温
での酸化処理が必要である。
【０００７】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、基板や絶縁膜等への溝の形成やＣＭ
Ｐによる平坦化や焼成等の工程を必要とせず、また、ス
パッタリング装置、ＣＶＤ装置等の金属膜成膜装置を用
いることなく、簡単な工程で基板上に微細な金属配線を
形成することができる金属配線形成用組成物及びこれを
用いた金属配線の形成方法を提供することを目的とす
る。
されたものであり、基板や絶縁膜等への溝の形成やＣＭ
Ｐによる平坦化や焼成等の工程を必要とせず、また、ス
パッタリング装置、ＣＶＤ装置等の金属膜成膜装置を用
いることなく、簡単な工程で基板上に微細な金属配線を
形成することができる金属配線形成用組成物及びこれを
用いた金属配線の形成方法を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結
果、水溶性ポリマーと水溶性金属化合物とを含む金属配
線形成用組成物を基板上に塗布して乾燥することによ
り、水溶性ポリマーと水溶性金属化合物とを含む膜を形
成し、この膜に、電子ビームを照射して配線パターンを
描画すると、電子ビームの当たった部分の金属イオンが
金属に還元されて基板上に析出し、更に水洗により未還
元のイオン、及び水溶性ポリマーを洗い流すと、還元さ
れた金属部分のみが基板上に残留し、金属配線がパター
ニングされた基板が得られること見出し、本発明をなす
に至った。
発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結
果、水溶性ポリマーと水溶性金属化合物とを含む金属配
線形成用組成物を基板上に塗布して乾燥することによ
り、水溶性ポリマーと水溶性金属化合物とを含む膜を形
成し、この膜に、電子ビームを照射して配線パターンを
描画すると、電子ビームの当たった部分の金属イオンが
金属に還元されて基板上に析出し、更に水洗により未還
元のイオン、及び水溶性ポリマーを洗い流すと、還元さ
れた金属部分のみが基板上に残留し、金属配線がパター
ニングされた基板が得られること見出し、本発明をなす
に至った。
【０００９】即ち、本発明は、電子ビームを照射させて
金属イオンを還元させることにより基板上に金属配線を
形成するための金属配線形成用組成物であって、水溶性
ポリマーと水溶性金属化合物とを含有することを特徴と
する金属配線形成用組成物及びこれを用いた金属配線の
形成方法を提供する。
金属イオンを還元させることにより基板上に金属配線を
形成するための金属配線形成用組成物であって、水溶性
ポリマーと水溶性金属化合物とを含有することを特徴と
する金属配線形成用組成物及びこれを用いた金属配線の
形成方法を提供する。
【００１０】以下、本発明について更に詳しく説明す
る。本発明の組成物は、基板上に金属配線を形成するた
めのものであって、水溶性ポリマーと水溶性金属化合物
とを含むもので水溶液の形態であることが好ましい。こ
の組成物は、シリコンウエハー等の基板上に塗布し乾燥
することにより成膜して用いられ、この膜に電子ビーム
を照射すると、組成物中の金属イオンが還元されて析出
した金属が、金属配線として基板上に形成されるもので
ある。
る。本発明の組成物は、基板上に金属配線を形成するた
めのものであって、水溶性ポリマーと水溶性金属化合物
とを含むもので水溶液の形態であることが好ましい。こ
の組成物は、シリコンウエハー等の基板上に塗布し乾燥
することにより成膜して用いられ、この膜に電子ビーム
を照射すると、組成物中の金属イオンが還元されて析出
した金属が、金属配線として基板上に形成されるもので
ある。
【００１１】本発明の組成物中、水溶性ポリマーは、電
子ビーム照射時に基板上に金属イオンを分散させて固定
する役割を担うと共に、電子ビーム照射後は、水洗によ
り基板表面から洗い流される性質を有するものである。
子ビーム照射時に基板上に金属イオンを分散させて固定
する役割を担うと共に、電子ビーム照射後は、水洗によ
り基板表面から洗い流される性質を有するものである。
【００１２】このような水溶性ポリマーとしては、水溶
性であれば特に限定されず、合成水溶性ポリマー、天然
水溶性ポリマーのいずれもが使用し得、合成水溶性ポリ
マーとしては、例えば、ポリアクリル酸、アクリル酸と
ビニルスルホン酸との共重合体、アクリル酸とアリルス
ルホン酸との共重合体、アクリル酸とスチレンスルホン
酸との共重合体、アクリル酸とマレイン酸との共重合
体、アクリル酸と２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリ
レートとの共重合体、アクリル酸とアリルアルコールと
の共重合体、アクリル酸とアクリルアミドとの共重合
体、ポリアクリルアミド、ポリメタクリル酸等のアクリ
ル系ポリマー、ポリビニルアルコール、カルボキシビニ
ルポリマー、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオ
キサイド、ポリプロピレンオキサイド、エチレンオキサ
イド−プロピレンオキサイド共重合体、ポリビニルメチ
ルエーテル、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアセト
アミド、ポリジオキソラン、ポリアリルアミン、ポリビ
ニルアミン、ポリエチレンイミン、ポリイソプレンスル
ホン、ポリスチレンスルホン酸、ポリ２−アクロイルア
ミノ−２−メチルプロパンスルホン酸、ポリ２−ヒドロ
キシアリルオキシプロパンスルホン酸、ポリスチレンス
ルホン酸アンモン、ポリビニルピリジン等が挙げられ
る。
性であれば特に限定されず、合成水溶性ポリマー、天然
水溶性ポリマーのいずれもが使用し得、合成水溶性ポリ
マーとしては、例えば、ポリアクリル酸、アクリル酸と
ビニルスルホン酸との共重合体、アクリル酸とアリルス
ルホン酸との共重合体、アクリル酸とスチレンスルホン
酸との共重合体、アクリル酸とマレイン酸との共重合
体、アクリル酸と２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリ
レートとの共重合体、アクリル酸とアリルアルコールと
の共重合体、アクリル酸とアクリルアミドとの共重合
体、ポリアクリルアミド、ポリメタクリル酸等のアクリ
ル系ポリマー、ポリビニルアルコール、カルボキシビニ
ルポリマー、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオ
キサイド、ポリプロピレンオキサイド、エチレンオキサ
イド−プロピレンオキサイド共重合体、ポリビニルメチ
ルエーテル、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアセト
アミド、ポリジオキソラン、ポリアリルアミン、ポリビ
ニルアミン、ポリエチレンイミン、ポリイソプレンスル
ホン、ポリスチレンスルホン酸、ポリ２−アクロイルア
ミノ−２−メチルプロパンスルホン酸、ポリ２−ヒドロ
キシアリルオキシプロパンスルホン酸、ポリスチレンス
ルホン酸アンモン、ポリビニルピリジン等が挙げられ
る。
【００１３】また、天然水溶性ポリマーとしては、例え
ば、エチルヒドロキシセルロース、エチルメチルセルロ
ース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチル
メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロー
ス、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、
カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロース、セルロ
ーススルホン酸、プルラン等のセルロース誘導体、アル
ギン酸、アラビアガム、カラヤガム、トラガントガム、
シュガーガム、澱粉、ゼラチン、カゼイン等が挙げられ
る。
ば、エチルヒドロキシセルロース、エチルメチルセルロ
ース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチル
メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロー
ス、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、
カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロース、セルロ
ーススルホン酸、プルラン等のセルロース誘導体、アル
ギン酸、アラビアガム、カラヤガム、トラガントガム、
シュガーガム、澱粉、ゼラチン、カゼイン等が挙げられ
る。
【００１４】これらのうちでは、ポリアクリル酸、ポリ
メタクリル酸、ポリビニルアルコール、セルロース誘導
体を好ましく用いることができる。
メタクリル酸、ポリビニルアルコール、セルロース誘導
体を好ましく用いることができる。
【００１５】なお、水溶性ポリマーは、１種単独でも２
種以上を混合して用いることも可能であり、水溶液中
０．１〜２５重量％、特に０．１〜２０重量％、とりわ
け０．５〜１５重量％の濃度になるように配合して用い
ることが好ましい。０．１重量％未満では、金属イオン
を十分に分散させて固定することができない場合があ
り、２５重量％を超えると、水溶液の粘度が高くなりす
ぎて、基板への塗布がしにくくなる場合がある。
種以上を混合して用いることも可能であり、水溶液中
０．１〜２５重量％、特に０．１〜２０重量％、とりわ
け０．５〜１５重量％の濃度になるように配合して用い
ることが好ましい。０．１重量％未満では、金属イオン
を十分に分散させて固定することができない場合があ
り、２５重量％を超えると、水溶液の粘度が高くなりす
ぎて、基板への塗布がしにくくなる場合がある。
【００１６】一方、組成物中の水溶性金属化合物として
は、水溶性であれば特に限定されず、無機塩、有機酸
塩、金属錯塩のいずれもが使用し得る。無機塩として
は、フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、過塩素酸
塩、水酸化物、シアン化物、チオシアン酸塩、リン酸
塩、二リン酸塩、硫酸塩、アミド硫酸塩、硝酸塩、亜硝
酸塩、ホウ酸塩、炭酸塩等が挙げられる。
は、水溶性であれば特に限定されず、無機塩、有機酸
塩、金属錯塩のいずれもが使用し得る。無機塩として
は、フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、過塩素酸
塩、水酸化物、シアン化物、チオシアン酸塩、リン酸
塩、二リン酸塩、硫酸塩、アミド硫酸塩、硝酸塩、亜硝
酸塩、ホウ酸塩、炭酸塩等が挙げられる。
【００１７】また、有機酸塩や金属錯塩としては、ギ酸
塩、酢酸塩、ニトリロ三酢酸塩、クエン酸塩、オレイン
酸塩、ナフテン酸塩、グルコン酸塩、安息香酸塩、フタ
ル酸塩、テレフタル酸塩、フマル酸塩、マロン酸塩、酒
石酸塩、乳酸塩、シュウ酸塩、酪酸塩、４−シクロヘキ
シル酪酸塩、ステアリン酸塩、２−エチルヘキサン酸
塩、ジベンジルジチオカルバミン酸塩等の有機酸塩、フ
タロシアニン化物、エチレンジアミン化物、アセチルア
セトナート化物等の金属錯塩が挙げられる。
塩、酢酸塩、ニトリロ三酢酸塩、クエン酸塩、オレイン
酸塩、ナフテン酸塩、グルコン酸塩、安息香酸塩、フタ
ル酸塩、テレフタル酸塩、フマル酸塩、マロン酸塩、酒
石酸塩、乳酸塩、シュウ酸塩、酪酸塩、４−シクロヘキ
シル酪酸塩、ステアリン酸塩、２−エチルヘキサン酸
塩、ジベンジルジチオカルバミン酸塩等の有機酸塩、フ
タロシアニン化物、エチレンジアミン化物、アセチルア
セトナート化物等の金属錯塩が挙げられる。
【００１８】一方、金属化合物中の金属成分としては、
マグネシウム、カルシウム、スカンジウム、チタン、バ
ナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、アルミニ
ウム、ニッケル、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、スト
ロンチウム、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モ
リブデン、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、カドミ
ウム、インジウム、錫、アンチモン、バリウム、ハフニ
ウム、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウ
ム、イリジウム、鉛、銅、銀、白金、金、タリウム、ビ
スマス等を挙げることができ、このうち、特に、銅、
鉄、鉛、錫、銀、アルミニウム、白金、金、タングステ
ンが好ましく用いられる。
マグネシウム、カルシウム、スカンジウム、チタン、バ
ナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、アルミニ
ウム、ニッケル、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、スト
ロンチウム、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モ
リブデン、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、カドミ
ウム、インジウム、錫、アンチモン、バリウム、ハフニ
ウム、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウ
ム、イリジウム、鉛、銅、銀、白金、金、タリウム、ビ
スマス等を挙げることができ、このうち、特に、銅、
鉄、鉛、錫、銀、アルミニウム、白金、金、タングステ
ンが好ましく用いられる。
【００１９】なお、上記水溶性金属化合物は、１種単独
でも２種以上を混合して用いることも可能であり、水溶
液中０．１〜１５重量％、特に１〜１２重量％の濃度に
なるように配合して用いることが好ましい。０．１重量
％未満では、金属イオンが薄すぎて、連続した金属配線
を形成できなくなる恐れがあり、１５重量％を超える
と、成膜時に金属イオンの分散が不十分となり、電子ビ
ーム照射時に金属が偏析してしまう恐れがある。
でも２種以上を混合して用いることも可能であり、水溶
液中０．１〜１５重量％、特に１〜１２重量％の濃度に
なるように配合して用いることが好ましい。０．１重量
％未満では、金属イオンが薄すぎて、連続した金属配線
を形成できなくなる恐れがあり、１５重量％を超える
と、成膜時に金属イオンの分散が不十分となり、電子ビ
ーム照射時に金属が偏析してしまう恐れがある。
【００２０】本発明の組成物には、更に界面活性剤を添
加することができ、界面活性剤を添加すると基板上への
塗布性を向上させることができる。界面活性剤としては
脂肪酸せっけんやアルキルベンゼンスルホン酸塩のよう
な陰イオン界面活性剤、長鎖アルキルアミノ酸のような
両性界面活性剤、４級アンモニウム塩のような陽イオン
界面活性剤、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテ
ルのような非イオン界面活性剤等が挙げられる。
加することができ、界面活性剤を添加すると基板上への
塗布性を向上させることができる。界面活性剤としては
脂肪酸せっけんやアルキルベンゼンスルホン酸塩のよう
な陰イオン界面活性剤、長鎖アルキルアミノ酸のような
両性界面活性剤、４級アンモニウム塩のような陽イオン
界面活性剤、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテ
ルのような非イオン界面活性剤等が挙げられる。
【００２１】なお、上記界面活性剤は、１種単独でも２
種以上を混合して用いることも可能であり、水溶液中
０．０１〜１重量％、特に０．０５〜１重量％、とりわ
け０．１〜０．５重量％の濃度になるように配合して用
いることが好ましい。０．０１重量％未満では、基板上
への塗布性の向上が不十分となるおそれがあり、１重量
％を超えると、逆に発泡による基板上への塗布性の悪化
が懸念される。
種以上を混合して用いることも可能であり、水溶液中
０．０１〜１重量％、特に０．０５〜１重量％、とりわ
け０．１〜０．５重量％の濃度になるように配合して用
いることが好ましい。０．０１重量％未満では、基板上
への塗布性の向上が不十分となるおそれがあり、１重量
％を超えると、逆に発泡による基板上への塗布性の悪化
が懸念される。
【００２２】次に、本発明の金属配線の形成方法につい
て説明する。本発明においては、上述の組成物を基板上
に塗布して乾燥することにより成膜し、この膜に電子ビ
ームを照射し、水洗することにより金属配線を形成す
る。
て説明する。本発明においては、上述の組成物を基板上
に塗布して乾燥することにより成膜し、この膜に電子ビ
ームを照射し、水洗することにより金属配線を形成す
る。
【００２３】組成物の塗布方法は特に限定されず、半導
体製造に用いられるレジスト液の塗布と同様の方法が適
用でき、例えば、スピンコート法等が好適に用い得る。
体製造に用いられるレジスト液の塗布と同様の方法が適
用でき、例えば、スピンコート法等が好適に用い得る。
【００２４】組成物を塗布した基板は、加熱して水分を
除くことにより乾燥させる。乾燥温度は特に制限されな
いが、乾燥効率と、ポリマーの変質を起こさないことを
考慮すると５０〜１００℃程度が好適である。また、成
膜される膜の厚さは、形成する金属配線の厚さにもよる
が、０．０５〜１μｍ、特に０．１〜０．５μｍが好適
である。なお、上述の成膜工程を繰り返して膜の厚さを
調節することも可能である。
除くことにより乾燥させる。乾燥温度は特に制限されな
いが、乾燥効率と、ポリマーの変質を起こさないことを
考慮すると５０〜１００℃程度が好適である。また、成
膜される膜の厚さは、形成する金属配線の厚さにもよる
が、０．０５〜１μｍ、特に０．１〜０．５μｍが好適
である。なお、上述の成膜工程を繰り返して膜の厚さを
調節することも可能である。
【００２５】次に、成膜された水溶性ポリマーと水溶性
金属化合物を含む膜に電子ビームを照射することによっ
て、膜中に含まれる金属イオンを還元する。この際、電
子ビームを収束して、基板面を走査することにより、電
子ビームを走査した部分の金属イオンのみが還元され、
金属が線状に析出し、配線パターンが形成される。
金属化合物を含む膜に電子ビームを照射することによっ
て、膜中に含まれる金属イオンを還元する。この際、電
子ビームを収束して、基板面を走査することにより、電
子ビームを走査した部分の金属イオンのみが還元され、
金属が線状に析出し、配線パターンが形成される。
【００２６】電子ビームの照射エネルギーは、得ようと
する配線の厚さと、加速電圧に依存する。配線の厚さを
厚くするには、照射のエネルギーは、高い値が必要にな
り、また、加速電圧が大きくなっても、必要となる照射
のエネルギーは高い値となる。照射エネルギーは、その
必要とする配線の厚さ、加速電圧にもよるが、好ましく
は０．０１μＣ／ｃｍ2〜１０Ｃ／ｃｍ2、更に好ましく
は０．１μＣ／ｃｍ2〜５Ｃ／ｃｍ2、特に好ましくは１
μＣ／ｃｍ2〜３Ｃ／ｃｍ2である。
する配線の厚さと、加速電圧に依存する。配線の厚さを
厚くするには、照射のエネルギーは、高い値が必要にな
り、また、加速電圧が大きくなっても、必要となる照射
のエネルギーは高い値となる。照射エネルギーは、その
必要とする配線の厚さ、加速電圧にもよるが、好ましく
は０．０１μＣ／ｃｍ2〜１０Ｃ／ｃｍ2、更に好ましく
は０．１μＣ／ｃｍ2〜５Ｃ／ｃｍ2、特に好ましくは１
μＣ／ｃｍ2〜３Ｃ／ｃｍ2である。
【００２７】配線パターンを形成した基板は、最後に水
洗することにより、未反応のイオンと水溶性ポリマーが
洗い流され、必要に応じて乾燥することにより、金属配
線が形成された基板が得られる。
洗することにより、未反応のイオンと水溶性ポリマーが
洗い流され、必要に応じて乾燥することにより、金属配
線が形成された基板が得られる。
【００２８】金属配線の線幅は、求められる基板の種類
によって異なるものであるが、本発明の金属配線の形成
方法において、配線の幅は、照射する電子ビームの幅に
依存することから、電子ビームの幅を変更することによ
り、０．５〜５μｍ程度の範囲で配線幅を任意に設定す
ることが可能であり、走査途中で電子ビームの幅を変更
してやれば、幅の異なる配線を形成することも可能であ
る。
によって異なるものであるが、本発明の金属配線の形成
方法において、配線の幅は、照射する電子ビームの幅に
依存することから、電子ビームの幅を変更することによ
り、０．５〜５μｍ程度の範囲で配線幅を任意に設定す
ることが可能であり、走査途中で電子ビームの幅を変更
してやれば、幅の異なる配線を形成することも可能であ
る。
【００２９】また、本発明の方法は、基板表面に形成さ
れる金属配線のみならず、積層基板の内部や基板裏面と
の導通を確保するために設けられる接続孔の導通部の形
成にも適用することも可能である。
れる金属配線のみならず、積層基板の内部や基板裏面と
の導通を確保するために設けられる接続孔の導通部の形
成にも適用することも可能である。
【００３０】
【実施例】以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明
するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではな
い。
するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではな
い。
【００３１】［実施例１］ポリアクリル酸（Ａｌｄｒｉ
ｃｈ製）１．４４ｇ、グルコン酸銅（和光純薬製）０．
２７２２ｇ、界面活性剤ＫＨ−２０（旭硝子製）０．０
０１７ｇを純水５．７６ｇに溶解させて銅イオンを含む
水溶液を得た。
ｃｈ製）１．４４ｇ、グルコン酸銅（和光純薬製）０．
２７２２ｇ、界面活性剤ＫＨ−２０（旭硝子製）０．０
０１７ｇを純水５．７６ｇに溶解させて銅イオンを含む
水溶液を得た。
【００３２】次に、上記溶液２ｇを、シリコンウエハー
基板上に回転塗布し、ホットプレートを用いて基板を９
０℃で１０分加熱して、基板上に膜を形成し、この膜
に、電子ビーム露光機ＥＬＳ−３７００（エリオニクス
製）で電子ビームを照射してパターンを形成した後、基
板を水洗、乾燥することにより表面に配線パターンを有
する基板を得た。
基板上に回転塗布し、ホットプレートを用いて基板を９
０℃で１０分加熱して、基板上に膜を形成し、この膜
に、電子ビーム露光機ＥＬＳ−３７００（エリオニクス
製）で電子ビームを照射してパターンを形成した後、基
板を水洗、乾燥することにより表面に配線パターンを有
する基板を得た。
【００３３】上記基板の配線パターンを、パターン観察
装置Ｓ−７２８０Ｈ（日立製作所製）を用いて観察した
ところ、銅光沢を有する線幅１μｍの配線が形成されて
いた。
装置Ｓ−７２８０Ｈ（日立製作所製）を用いて観察した
ところ、銅光沢を有する線幅１μｍの配線が形成されて
いた。
【００３４】［実施例２］ポリメタクリル酸（Ａｌｄｒ
ｉｃｈ製）１．７２ｇ、グルコン酸銅（和光純薬製）
０．２７２２ｇ、界面活性剤ＫＨ−４０（旭硝子製）
０．００１７ｇを純水５．７６ｇに溶解させて銅イオン
を含む水溶液を得、実施例１と同様の方法で表面に配線
パターンを有する基板を得、この配線パターンを実施例
１と同様に観察したところ、銅光沢を有する線幅１μｍ
の配線が形成されていた。
ｉｃｈ製）１．７２ｇ、グルコン酸銅（和光純薬製）
０．２７２２ｇ、界面活性剤ＫＨ−４０（旭硝子製）
０．００１７ｇを純水５．７６ｇに溶解させて銅イオン
を含む水溶液を得、実施例１と同様の方法で表面に配線
パターンを有する基板を得、この配線パターンを実施例
１と同様に観察したところ、銅光沢を有する線幅１μｍ
の配線が形成されていた。
【００３５】［実施例３］ポリアクリル酸（Ａｌｄｒｉ
ｃｈ製）１．４４ｇ、硫酸銅（和光純薬製）０．２１１
ｇ、界面活性剤ＫＨ−２０（旭硝子製）０．００１７ｇ
を純水５．７６ｇに溶解させて銅イオンを含む水溶液を
得、実施例１と同様の方法で表面に配線パターンを有す
る基板を得、この配線パターンを実施例１と同様に観察
したところ、銅光沢を有する線幅１μｍの配線が形成さ
れていた。
ｃｈ製）１．４４ｇ、硫酸銅（和光純薬製）０．２１１
ｇ、界面活性剤ＫＨ−２０（旭硝子製）０．００１７ｇ
を純水５．７６ｇに溶解させて銅イオンを含む水溶液を
得、実施例１と同様の方法で表面に配線パターンを有す
る基板を得、この配線パターンを実施例１と同様に観察
したところ、銅光沢を有する線幅１μｍの配線が形成さ
れていた。
【００３６】［実施例４］ポリアクリル酸（Ａｌｄｒｉ
ｃｈ製）１．４４ｇ、硝酸銀（和光純薬製）０．１０１
９ｇ、界面活性剤ＫＨ−２０（旭硝子製）０．００１７
ｇを純水５．７６ｇに溶解させて銀イオンを含む水溶液
を得、実施例１と同様の方法で表面に配線パターンを有
する基板を得、配線パターンを実施例１と同様に観察し
たところ、銀光沢を有する線幅１μｍの配線が形成され
ていた。
ｃｈ製）１．４４ｇ、硝酸銀（和光純薬製）０．１０１
９ｇ、界面活性剤ＫＨ−２０（旭硝子製）０．００１７
ｇを純水５．７６ｇに溶解させて銀イオンを含む水溶液
を得、実施例１と同様の方法で表面に配線パターンを有
する基板を得、配線パターンを実施例１と同様に観察し
たところ、銀光沢を有する線幅１μｍの配線が形成され
ていた。
【００３７】［実施例５］ポリビニルアルコール（Ａｌ
ｄｒｉｃｈ製）０．８８ｇ、グルコン酸銅（和光純薬
製）０．２７２２ｇ、界面活性剤ＫＨ−２０（旭硝子
製）０．００１７ｇを純水５．７６ｇに溶解させて銅イ
オンを含む水溶液を得、実施例１と同様の方法で表面に
配線パターンを有する基板を得、配線パターンを実施例
１と同様に観察したところ、銅光沢を有する線幅１μｍ
の配線が形成されていた。
ｄｒｉｃｈ製）０．８８ｇ、グルコン酸銅（和光純薬
製）０．２７２２ｇ、界面活性剤ＫＨ−２０（旭硝子
製）０．００１７ｇを純水５．７６ｇに溶解させて銅イ
オンを含む水溶液を得、実施例１と同様の方法で表面に
配線パターンを有する基板を得、配線パターンを実施例
１と同様に観察したところ、銅光沢を有する線幅１μｍ
の配線が形成されていた。
【００３８】［実施例６］ヒドロキシエチルセルロース
（Ａｌｄｒｉｃｈ製）０．４１２ｇ、グルコン酸銅（和
光純薬製）０．２７２２ｇ、界面活性剤ＫＨ−２０（旭
硝子製）０．００１７ｇを純水５．７６ｇに溶解させて
銅イオンを含む水溶液を得、実施例１と同様の方法で表
面に配線パターンを有する基板を得、配線パターンを実
施例１と同様に観察したところ、銅光沢を有する線幅１
μｍの配線が形成されていた。
（Ａｌｄｒｉｃｈ製）０．４１２ｇ、グルコン酸銅（和
光純薬製）０．２７２２ｇ、界面活性剤ＫＨ−２０（旭
硝子製）０．００１７ｇを純水５．７６ｇに溶解させて
銅イオンを含む水溶液を得、実施例１と同様の方法で表
面に配線パターンを有する基板を得、配線パターンを実
施例１と同様に観察したところ、銅光沢を有する線幅１
μｍの配線が形成されていた。
【００３９】
【発明の効果】本発明によれば、直接金属配線をパター
ンニングすることが出来ることから、基板や絶縁膜等へ
の溝の形成やＣＭＰによる平坦化や焼成等の工程を必要
とせず、また、スパッタリング装置、ＣＶＤ装置等の金
属膜成膜装置を用いることもないため、簡単な工程で基
板上に微細な金属配線を形成することができる。
ンニングすることが出来ることから、基板や絶縁膜等へ
の溝の形成やＣＭＰによる平坦化や焼成等の工程を必要
とせず、また、スパッタリング装置、ＣＶＤ装置等の金
属膜成膜装置を用いることもないため、簡単な工程で基
板上に微細な金属配線を形成することができる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 岡崎 智
新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−１
信越化学工業株式会社新機能材料技術研究
所内
(72)発明者 清水 高志
新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−１
信越化学工業株式会社新機能材料技術研究
所内
(72)発明者 丸山 保
新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−１
信越化学工業株式会社新機能材料技術研究
所内
(72)発明者 品川 勉
新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−１
信越化学工業株式会社新機能材料技術研究
所内
Ｆターム(参考） 4K022 AA05 AA32 AA37 AA42 BA01
BA02 BA03 BA08 BA09 BA17
BA18 BA21 BA24 BA27 BA28
BA31 BA32 CA17 CA22 DA09
DB24 DB30 EA02
4M104 BB02 BB04 BB05 BB06 BB07
BB08 BB09 BB13 BB14 BB16
BB17 BB18 DD51
5F033 HH08 HH11 HH13 HH14 HH16
HH19 PP26 PP31 QQ52
Claims (5)
- 【請求項１】 電子ビームを照射させて金属イオンを還
元させることにより基板上に金属配線を形成するための
金属配線形成用組成物であって、水溶性ポリマーと水溶
性金属化合物とを含有することを特徴とする金属配線形
成用組成物。 - 【請求項２】 更に、界面活性剤を添加することを特徴
とする請求項１記載の金属配線形成用組成物。 - 【請求項３】 水溶性ポリマーが、ポリアクリル酸、ポ
リメタクリル酸、ポリビニルアルコール又はセルロース
誘導体である請求項１又は２記載の金属配線形成用組成
物。 - 【請求項４】 水溶性金属化合物が、銅、鉄、鉛、錫、
銀、アルミニウム、白金、金及びタングステンから選ば
れる金属の化合物である請求項１乃至３のいずれか１項
記載の金属配線形成用組成物。 - 【請求項５】 基板上に金属配線を形成する方法であっ
て、基板上に水溶性ポリマーと水溶性金属化合物を含む
膜を形成する工程と、電子ビームにより膜中の金属イオ
ンを還元することにより配線パターンを形成する工程
と、上記膜の未還元部分を洗い流す工程とを含むことを
特徴とする金属配線の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002132294A JP2003332265A (ja) | 2002-05-08 | 2002-05-08 | 金属配線形成用組成物及びこれを用いた金属配線の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002132294A JP2003332265A (ja) | 2002-05-08 | 2002-05-08 | 金属配線形成用組成物及びこれを用いた金属配線の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003332265A true JP2003332265A (ja) | 2003-11-21 |
Family
ID=29695982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002132294A Pending JP2003332265A (ja) | 2002-05-08 | 2002-05-08 | 金属配線形成用組成物及びこれを用いた金属配線の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003332265A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007288011A (ja) * | 2006-04-19 | 2007-11-01 | Sharp Corp | ポリイミド配線板の製造方法 |
| JP2020136574A (ja) * | 2019-02-22 | 2020-08-31 | 国立大学法人静岡大学 | 金属微細構造体の製造方法 |
| JPWO2021059812A1 (ja) * | 2019-09-25 | 2021-04-01 |
-
2002
- 2002-05-08 JP JP2002132294A patent/JP2003332265A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007288011A (ja) * | 2006-04-19 | 2007-11-01 | Sharp Corp | ポリイミド配線板の製造方法 |
| JP2020136574A (ja) * | 2019-02-22 | 2020-08-31 | 国立大学法人静岡大学 | 金属微細構造体の製造方法 |
| JPWO2021059812A1 (ja) * | 2019-09-25 | 2021-04-01 | ||
| JP7324299B2 (ja) | 2019-09-25 | 2023-08-09 | 富士フイルム株式会社 | めっき液、めっきセット、導電性基板の製造方法 |
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