JPH04247681A - 導体パターンの形成方法 - Google Patents

導体パターンの形成方法

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JPH04247681A
JPH04247681A JP1309891A JP1309891A JPH04247681A JP H04247681 A JPH04247681 A JP H04247681A JP 1309891 A JP1309891 A JP 1309891A JP 1309891 A JP1309891 A JP 1309891A JP H04247681 A JPH04247681 A JP H04247681A
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JP
Japan
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metal oxide
conductor pattern
electron beam
forming
substrate
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Withdrawn
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JP1309891A
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English (en)
Inventor
Michiaki Takada
理映 高田
Kinuko Ogata
絹子 緒方
Akira Fukuoka
福岡 晃
Hirotaka Kashiwabara
柏原 弘隆
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、回路基板に形成する導
体パターンに係わり、特に微細導体パターンの形成方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】回路基板に導体パターンを形成するには
、従来は、回路基板の表面に導体層を設け、その導体層
の表面にレジスト膜を形成し、マスクを密接させてフォ
トリソグラフィ手法により導体パターンを設けるか、或
いはレジスト膜に電子線を照射してレジストパターンを
形成し、リソグラフィ手法により導体パターンを設ける
かしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来手法で得られる導体パターンの幅は、感光性レジス
トの解像度に決定され、小さくともせいぜい 0.3μ
mであった。
【0004】一方、近年はLSI等の高集積化に伴い、
導体パターン幅が数百Å程度の微細配線技術が要求され
ている。本発明はこのような点に鑑みて創作されたもの
で、信頼度が高く、且つ幅が数百Åの微細導体パターン
の形成方法を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、図1に示したように高真空チャンバー1
内で金属酸化物基板5の表面に電子線2を照射し、照射
部の金属酸化物を還元して、金属酸化物基板5の表面に
所望の導体パターン10を形成するものとする。
【0006】また、図2に図示したように、高真空チャ
ンバー1内で、誘電体基板4の表面に設けた金属酸化膜
6に電子線2を照射して、照射部の金属酸化物を還元し
所望の導体パターン10とするものとする。
【0007】或いは、図3に図示したように、照射開始
点に基台9に通ずるアース線路8を誘電体基板4又は金
属酸化物基板に設け、アース線路8を介して形成する導
体パターンをアースに落とすものとする。
【0008】或いはまた、図4に示したように、高真空
チャンバー1内で金属酸化物基板5の表面に電子線2を
照射して、金属酸化物基板5の表面に導体パターン10
を形成する。次に蒸着またはスパッタリング手段により
金属酸化物基板5の表面の全面に中間金属酸化膜層21
を形成し、中間金属酸化膜層21に電子線2を照射して
ビア11を設ける。
【0009】そして蒸着またはスパッタリング手段によ
り中間金属酸化膜層21の表面の全面に上部金属酸化膜
層22を形成し、上部金属酸化膜層22に電子線2を照
射して、ビア11に接続する導体パターン12を上部金
属酸化膜層22に設けるものとする。
【0010】なお、最下部の導体パターン10の形成層
が、誘電体基板の表面に形成した金属酸化膜であっても
かまわない。さらにまた、図5に示したように金属酸化
物基板5に電子線2を照射して導体パターン10を形成
するにあたり、照射部から放出されるオージェ電子25
を分光分析器35でモニターしながら照射部を移動する
ものとする。
【0011】
【作用】高真空中で金属酸化物に過剰の電子線を照射す
ると、金属酸化物が還元されて金属となる。また、電子
線のビーム径は 200Å乃至10μm の範囲で調整
することがことが可能である。
【0012】したがって、本発明方法によれば、数百Å
の微細幅の導体パターンを回路基板に形成することがで
きる。なお、絶縁抵抗が特に高い金属酸化物に電子線を
照射すると、金属酸化物の表面に多量の電子が滞留して
電子線が曲げられるので、導体パターンを形成した箇所
に引き続いて電子線を照射することができなくなる恐れ
がある。
【0013】しかし、照射開始点をアースに落とすこと
により金属酸化物の表面に滞留する電子が除去されるの
で、所望の地点に電子線を照射することができ、所望の
形状の導体パターンの形成が容易となる。
【0014】また、電子線を金属酸化物に照射すると、
被照射物からオージェ電子が放出される。一方、このオ
ージェ電子のエネルギーは元素及び元素の結合状態によ
って異なっている。
【0015】したがって、照射部から放出されるオージ
ェ電子を分光分析器によりモニターすることにより、金
属酸化物が金属に還元されたか否かを確認でき、断線が
ない信頼度の高い導体パターンを形成することができる
【0016】
【実施例】以下図を参照しながら、本発明を具体的に説
明する。なお、全図を通じて同一符号は同一対象物を示
す。
【0017】図1は本発明の原理を示す図、図2は第2
の発明の実施例の図、図3は第3の発明の実施例の要所
断面図、図4の(A),(B),(C) は第4の発明
の工程を示す断面図、図5は第6の発明の実施例の図、
図6はオージェ電子の特性図である。
【0018】図1において、5は、微細導体パターンを
形成すべき、例えば酸化アルミニウム基板,酸化チタン
基板,酸化クロム基板のような金属酸化物基板である。 1は、10−6 TORR 以上の高真空度のチャンバ
ーであり、2 は図示省略した電子銃から出射され、ビ
ーム径を数百Åに絞った電子線であって、その出力は、
約5KV以上,1nA以上である。
【0019】上述の高真空チャンバー1内に金属酸化物
基板5をセットし、金属酸化物基板5の表面に電子線2
を照射し、電子線2を走査するか或いは金属酸化物基板
5を水平駆動することで、金属酸化物基板5の表面の照
射部の金属酸化物を還元させ、所望形状の導体パターン
10を形成している。
【0020】なお、上述のような手法で形成した導体パ
ターン10は、最小幅を約 200Å程度に小さくする
ことができる。図2において、回路基板の母体は水晶の
ような誘電体基板4であって、誘電体基板4の表面に、
蒸着またはスパッタリング手段により、厚さが20Å〜
50Åの酸化アルミニウム,酸化チタン,酸化クロムの
ような金属酸化膜6を設ける。
【0021】このような金属酸化膜6に電子線2を照射
することで、金属酸化膜6の金属酸化物を金属に還元し
て導体パターン10を設けている。図3において、7は
水晶等の誘電体基板4の表面の周辺部に形成した金膜等
よりなるアースパッドである。なおこのアースパッド7
は誘電体基板4の周縁部の導体パターンの始点位置に設
けるものとする。
【0022】9は、金属材よりなる基台である。基台9
上に誘電体基板4の裏面を接着した後に、基台9の表面
ー誘電体基板4の外壁ーアースパッド7を接続するアー
ス線路8(例えば導電性接着剤よりなる線路)を設けて
、アースパッド7をアースに落とすようにする。
【0023】次に、アースパッド7を含む誘電体基板4
の表面の全面に、蒸着またはスパッタリング手段により
、厚さが約30Åの酸化アルミニウム,酸化チタン,酸
化クロムのような金属酸化膜6を形成している。
【0024】このような金属酸化膜6のアースパッド7
の直上を照射開始点にして、電子線2を照射して、金属
酸化膜6の金属酸化物を金属に還元して導体パターン1
0を設けている。
【0025】なお、回路基板の母材が誘電体基板でなく
金属酸化物基板の場合には、アース線路の端末をアース
パッドとしてアース線路の端末を照射開始点にするもの
である。
【0026】一般に、酸化アルミニウムのように絶縁抵
抗が特に高い金属酸化物に電子線を照射すると、金属酸
化物の表面に多量の電子が滞留して電子線が曲げられる
。しかし、上述のように照射開始点と金属材の基台9と
をアース線路8で接続することで、金属酸化物に電子が
滞留することがなくなる。したがって、導体パターンの
形成が容易となる。
【0027】図4は多層構成の導体パターンを形成する
方法であって、まず図4の(A) のように、高真空チ
ャンバー1内で金属酸化物基板5の表面に電子線2を照
射して、金属酸化物基板5の表面に導体パターン10を
形成する。
【0028】次に図4の(B) に図示したように蒸着
またはスパッタリング手段により金属酸化物基板5の表
面の全面に中間金属酸化膜層21を形成する。そして、
導体パターン10の接続すべき所望のポイントを狙って
、中間金属酸化膜層21に電子線2を照射して、中間金
属酸化膜層21のそのポイント部分の金属酸化物を金属
に還元してビア11を設ける。
【0029】そして、図4の(C) に図示したように
、蒸着またはスパッタリング手段により中間金属酸化膜
層21の表面の全面に上部金属酸化膜層22を形成し、
上部金属酸化膜層22に電子線2を照射して、ビア11
に接続する導体パターン12を上部金属酸化膜層22に
設けている。
【0030】このような手順を繰り返すことで、多層の
導体パターンを金属酸化物基板5に設けることができる
。なお、最下部の導体パターン10の形成層が、誘電体
基板の表面に形成した金属酸化膜であっても何ら支障が
ない。
【0031】また、多層に形成する金属酸化膜層を、異
なる金属の酸化物にすることで、オージェ電子のモニタ
ーがより容易になるので、下部層の導体パターン, ビ
ア, 上部層の導体パターン等の信頼度がさらに向上す
る。
【0032】図5において、30は、出力が5KV乃至
30KV,1nA以上の電子線2を出射する電子銃であ
る。35は、電子線2の照射部から放出されるオージェ
電子25をモニターする分光分析器である。
【0033】図5に示したように金属酸化物基板5に電
子線2を照射して導体パターン10を形成するにあたり
、照射部から放出されるオージェ電子25を分光分析器
35でモニターするものとする。
【0034】以下オージェ電子について詳述する。試料
に10KeV 程度のエネルギーの電子線を照射すると
、試料表面の内殼電子が飛び出し、その空孔に外殼電子
が遷移し両者のエネルギー差に相当するエネルギーを放
出する。
【0035】そして、この放出されたエネルギーを他の
外殼電子が吸収して、その外殼電子の運動エネルギーと
して電子( 所謂オージェ電子) が試料の外部に放出
される。なお、オージェ電子の脱出深さは、数Å乃至3
0Åである。
【0036】このオージェ電子を捕捉し分光分析するこ
とにより、被照射物の元素の定性, 定量を行うオージ
ェ電子分析法は、試料の極めて薄い数十Åの表面の、数
百Å程度の領域からの情報を得る分析方法として極めて
有効な手段である。
【0037】一方、オージェ電子のエネルギーは、元素
によって異なっている。したがってオージェ電子を分光
分析器でモニターすることで、元素の定性を、オージェ
電子の強度によって元素の定量を行うことができる。
【0038】オージェ電子の特性図の一例を図6に示す
。図6は、アルミニウムのオージェ電子ピークのシフト
を微分表示したもので、実線Aはアルミニウムのオージ
ェ電子の特性曲線であり、鎖線Bは酸化アルミニウムの
オージェ電子の特性曲線である。
【0039】図6に示すようにアルミニウムの場合、金
属では 1391eV付近、また酸化物では 1383
eV 付近のエネルギーを持つオージェ電子を放出する
。また、チタンは 419 eV 、ニッケルは 84
6 eV のエネルギーを持つオージェ電子を放出する
【0040】したがって、電子線の照射を開始し、オー
ジェ電子のモニターを行い、酸化物からのオージェ電子
が消滅し金属からのオージェ電子のみとなった時に、電
子線の照射位置を順次移動するすることで、信頼度の高
い導体パターンが得られる。
【0041】また、図5の分光分析器にオージェ電子マ
ッピング機能を付加させることで、金属と酸化物との区
別を色の変化により目視することができる。してがって
、導体パターンの検査・修正が容易となる。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、高真空チ
ャンバー内で金属酸化物に過剰の電子線を照射すること
で、酸化物を金属に還元して導体パターンを作成すると
いう導体パターンの形成方法であって、幅が 200Å
乃至10μm の範囲内で、厚さが10Å乃至50Åの
範囲内で、所望の微細導体パターンが得られ、またその
導体パターンの信頼度が高く、且つ多層構成の導体パタ
ーンも形成することができるという、実用上で優れた効
果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】  本発明の原理を示す図
【図2】  第2の発明の実施例の図
【図3】  第3の発明の実施例の要所断面図
【図4】
  (A),(B),(C) は第4の発明の工程を示
す断面図
【図5】  第6の発明の実施例の図
【図6】  オージェ電子の特性図
【符号の説明】
1  高真空チャンバー、             
     2  電子線、4  誘電体基板、    
                    5  金属
酸化物基板、6  金属酸化膜、          
              7  アースパッド、8
  アース線路、                 
       10,12   導体パターン、11 
 ビア、                     
     21  中間金属酸化膜層、22  上部金
属酸化膜層                    
25  オージェ電子、30  電子銃、      
                      35 
 分光分析器、

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  高真空チャンバー(1) 内で金属酸
    化物基板(5) の表面に、電子線(2) を照射し、
    照射部の金属酸化物を還元して、該金属酸化物基板(5
    ) の表面に所望の導体パターン(10)を形成するこ
    とを特徴とする導体パターンの形成方法。
  2. 【請求項2】  高真空チャンバー(1) 内で、誘電
    体基板(4) の表面に設けた金属酸化膜(6) に電
    子線(2) を照射して、照射部の金属酸化物を還元し
    所望の導体パターン(10)とすることを特徴とする導
    体パターンの形成方法。
  3. 【請求項3】  照射開始点をアースに落とすことを特
    徴とする請求項1または請求項2記載の導体パターンの
    形成方法。
  4. 【請求項4】  高真空チャンバー(1) 内で金属酸
    化物基板(5) の表面に電子線(2) を照射して、
    該金属酸化物基板(5) の表面に導体パターン(10
    )を形成し、次に蒸着またはスパッタリング手段により
    該金属酸化物基板(5) の表面の全面に中間金属酸化
    膜層(21)を形成し、該中間金属酸化膜層(21)に
    電子線(2) を照射してビア(11)を設けた後に、
    蒸着またはスパッタリング手段により該中間金属酸化膜
    層(21)の表面の全面に上部金属酸化膜層(22)を
    形成し、該上部金属酸化膜層(22)に電子線(2) 
    を照射して、該ビア(11)に接続する導体パターン(
    12)を該上部金属酸化膜層(22)に設けることを特
    徴とする導体パターンの形成方法。
  5. 【請求項5】  最下部の導体パターン(10)の形成
    層が、誘電体基板の表面に形成した金属酸化膜であるこ
    とを特徴とする請求項4記載の導体パターンの形成方法
  6. 【請求項6】  金属酸化物に電子線(2) を照射し
    て導体パターン(10)を形成するにあたり、照射部か
    ら放出されるオージェ電子(25)をモニターしながら
    照射部を移動すること特徴とする導体パターンの形成方
    法。
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