JPH07326235A - 金属パターンの形成方法及び金属配線パターンを有する半導体装置の製造方法 - Google Patents
金属パターンの形成方法及び金属配線パターンを有する半導体装置の製造方法Info
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- JPH07326235A JPH07326235A JP11812094A JP11812094A JPH07326235A JP H07326235 A JPH07326235 A JP H07326235A JP 11812094 A JP11812094 A JP 11812094A JP 11812094 A JP11812094 A JP 11812094A JP H07326235 A JPH07326235 A JP H07326235A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 微細化した半導体デバイスなどに金属パター
ンを形成する際に、プロセスが容易で簡単に実施でき、
基板表面のトポログラフィによる影響も小さく、また高
価な材料を必ずしも用いる必要のない金属パターンの形
成方法及びこのような金属配線パターンを有する半導体
装置の製造方法を提供する。 【構成】 半導体基板等基板上に、露光により親水化可
能となる疎水性の処理剤を用いて半導体基板の配線パタ
ーン形成面を処理して配線パターン形成面を疎水化Ｉ
し、該処理後の配線パターン形成面をパターン状に露光
ＩＩし、露光部を親水化ＩＩＩし、金属化合物の親水性
溶液または疎水性溶液を該配線パターン形成面に塗布Ｉ
Ｖ，ＩＶ′し、金属化合物を析出させこの金属化合物に
金属化処理Ｖ，Ｖ′を施すことによってパターン状に金
属を形成する。
ンを形成する際に、プロセスが容易で簡単に実施でき、
基板表面のトポログラフィによる影響も小さく、また高
価な材料を必ずしも用いる必要のない金属パターンの形
成方法及びこのような金属配線パターンを有する半導体
装置の製造方法を提供する。 【構成】 半導体基板等基板上に、露光により親水化可
能となる疎水性の処理剤を用いて半導体基板の配線パタ
ーン形成面を処理して配線パターン形成面を疎水化Ｉ
し、該処理後の配線パターン形成面をパターン状に露光
ＩＩし、露光部を親水化ＩＩＩし、金属化合物の親水性
溶液または疎水性溶液を該配線パターン形成面に塗布Ｉ
Ｖ，ＩＶ′し、金属化合物を析出させこの金属化合物に
金属化処理Ｖ，Ｖ′を施すことによってパターン状に金
属を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属パターンの形成方
法及び金属配線パターンを有する半導体装置の製造方法
に関する。本発明は、各種の金属パターンや金属配線パ
ターンを用いる分野で利用でき、例えば、電子材料（半
導体装置など）に用いる金属パターンや金属配線パター
ンの形成に用いることができ、また、各種の半導体装
置、例えば微細化、集積化した半導体集積回路装置の製
造の際に利用することができる。
法及び金属配線パターンを有する半導体装置の製造方法
に関する。本発明は、各種の金属パターンや金属配線パ
ターンを用いる分野で利用でき、例えば、電子材料（半
導体装置など）に用いる金属パターンや金属配線パター
ンの形成に用いることができ、また、各種の半導体装
置、例えば微細化、集積化した半導体集積回路装置の製
造の際に利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】金属パターンを備える各種材料について
小型化、集積化が進行しており、例えば、半導体集積回
路装置についてその加工寸法の微細化がますます進んで
いる。このように加工寸法が微細になるにつれて、これ
に用いる金属配線パターンの形成の際の、基板段差によ
るデフォーカスの問題が、光リソグラフィ技術者を悩ま
す課題となっている。
小型化、集積化が進行しており、例えば、半導体集積回
路装置についてその加工寸法の微細化がますます進んで
いる。このように加工寸法が微細になるにつれて、これ
に用いる金属配線パターンの形成の際の、基板段差によ
るデフォーカスの問題が、光リソグラフィ技術者を悩ま
す課題となっている。
【０００３】従来より、このような段差の問題を解決す
るために提案されている手段として、各種の平坦化技術
（ＣＶＤ技術、あるいはポリシュ技術）や、三層レジス
ト法、あるいはＤＥＳＩＲＥに代表されるシリル化法な
どがある。
るために提案されている手段として、各種の平坦化技術
（ＣＶＤ技術、あるいはポリシュ技術）や、三層レジス
ト法、あるいはＤＥＳＩＲＥに代表されるシリル化法な
どがある。
【０００４】しかし、これら従来技術はいずれもプロセ
スが複雑となる。よって抜本的な解決策となり得ない。
最近かかるプロセスの複雑化を逃れるため、表面のみに
薄い層を形成し、この極性変化を利用してパターン形成
を行う方法が提案されている（Ｊｅｆｆｒｅｙ Ｍ．Ｃ
ａｌｖｅｒｔ，”Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ ｐａｔｔ
ｅｒｎｉｎｇ ｏｆ ｓｅｌｆ- ａｓｓｅｍｂｌｅｄ
ｆｉｌｍｓ”，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．
Ｂ１１（６），Ｎｏｖ／Ｄｅｃ，２１５５（１９９３）
参照）。しかしこの方法はＰｄ等の高価な金属触媒を使
用するため、現実的でない。
スが複雑となる。よって抜本的な解決策となり得ない。
最近かかるプロセスの複雑化を逃れるため、表面のみに
薄い層を形成し、この極性変化を利用してパターン形成
を行う方法が提案されている（Ｊｅｆｆｒｅｙ Ｍ．Ｃ
ａｌｖｅｒｔ，”Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ ｐａｔｔ
ｅｒｎｉｎｇ ｏｆ ｓｅｌｆ- ａｓｓｅｍｂｌｅｄ
ｆｉｌｍｓ”，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．
Ｂ１１（６），Ｎｏｖ／Ｄｅｃ，２１５５（１９９３）
参照）。しかしこの方法はＰｄ等の高価な金属触媒を使
用するため、現実的でない。
【０００５】また、一般に、従来の技術では、基板表面
の荒れ等による表面トポログラフィにパターン形状が影
響されてしまう場合があった。
の荒れ等による表面トポログラフィにパターン形状が影
響されてしまう場合があった。
【０００６】
【発明の目的】本発明は、以上の欠点を除去し、プロセ
スが容易で簡単に実施でき、基板表面のトポログラフィ
による影響も小さく、また高価な材料を必ずしも用いる
必要のない金属パターンの形成方法及び金属配線パター
ンを有する半導体装置の製造方法を提供すしようとする
ものである。
スが容易で簡単に実施でき、基板表面のトポログラフィ
による影響も小さく、また高価な材料を必ずしも用いる
必要のない金属パターンの形成方法及び金属配線パター
ンを有する半導体装置の製造方法を提供すしようとする
ものである。
【０００７】
【目的を達成するための手段】本出願の請求項１の発明
は、基板上に金属パターンを形成する金属パターンの形
成方法であって、露光により親水化可能となる疎水性の
処理剤を用いて基板のパターン形成面を処理してパター
ン形成面を疎水化し、該処理後のパターン形成面をパタ
ーン状に露光し、露光部を親水化し、金属化合物の親水
性溶液を該パターン形成面に塗布し、金属化合物を析出
させこの金属化合物に金属化処理を施すことによってパ
ターン状に金属を形成することを特徴とする金属パター
ンの形成方法であって、これにより上記目的を達成する
ものである。
は、基板上に金属パターンを形成する金属パターンの形
成方法であって、露光により親水化可能となる疎水性の
処理剤を用いて基板のパターン形成面を処理してパター
ン形成面を疎水化し、該処理後のパターン形成面をパタ
ーン状に露光し、露光部を親水化し、金属化合物の親水
性溶液を該パターン形成面に塗布し、金属化合物を析出
させこの金属化合物に金属化処理を施すことによってパ
ターン状に金属を形成することを特徴とする金属パター
ンの形成方法であって、これにより上記目的を達成する
ものである。
【０００８】本出願の請求項２の発明は、基板上に金属
パターンを形成する金属パターンの形成方法であって、
露光により親水化可能となる疎水性の処理剤を用いて基
板のパターン形成面を処理してパターン形成面を疎水化
し、該処理後のパターン形成面をパターン状に露光し、
露光部を親水化し、金属化合物の疎水性溶液を該パター
ン形成面に塗布し、金属化合物を析出させこの金属化合
物に金属化処理を施すことによってパターン状に金属を
形成することを特徴とする金属パターンの形成方法であ
って、これにより上記目的を達成するものである。
パターンを形成する金属パターンの形成方法であって、
露光により親水化可能となる疎水性の処理剤を用いて基
板のパターン形成面を処理してパターン形成面を疎水化
し、該処理後のパターン形成面をパターン状に露光し、
露光部を親水化し、金属化合物の疎水性溶液を該パター
ン形成面に塗布し、金属化合物を析出させこの金属化合
物に金属化処理を施すことによってパターン状に金属を
形成することを特徴とする金属パターンの形成方法であ
って、これにより上記目的を達成するものである。
【０００９】本出願の請求項３の発明は、露光により親
水化可能となる疎水性の処理剤が、ディープＵＶ光に吸
収を有する置換基を備えたシランカップリング剤である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の金属パター
ンの形成方法であって、これにより上記目的を達成する
ものである。
水化可能となる疎水性の処理剤が、ディープＵＶ光に吸
収を有する置換基を備えたシランカップリング剤である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の金属パター
ンの形成方法であって、これにより上記目的を達成する
ものである。
【００１０】本出願の請求項４の発明は、（ａ）基板表
面を、ディープＵＶ光に吸収を有する置換基を備えたシ
ランカップリング剤で処理する工程と、（ｂ）該表面処
理層に対し、前記ディープＵＶ光を光源とする光露光装
置により、パターンを有するマスクを介して露光を行
い、少なくとも酸素を含む雰囲気で処理することにより
露光部を親水化する工程と、（ｃ）この上に金属化合物
の親水性溶液を塗布し、親水部位にのみ、該親水性溶液
を残す工程と、（ｄ）これを焼成して親水性溶媒を蒸発
させ、金属化合物を析出させた後に、還元雰囲気で処理
して金属パターンを形成することを特徴とする金属パタ
ーンの形成方法であって、これにより上記目的を達成す
るものである。
面を、ディープＵＶ光に吸収を有する置換基を備えたシ
ランカップリング剤で処理する工程と、（ｂ）該表面処
理層に対し、前記ディープＵＶ光を光源とする光露光装
置により、パターンを有するマスクを介して露光を行
い、少なくとも酸素を含む雰囲気で処理することにより
露光部を親水化する工程と、（ｃ）この上に金属化合物
の親水性溶液を塗布し、親水部位にのみ、該親水性溶液
を残す工程と、（ｄ）これを焼成して親水性溶媒を蒸発
させ、金属化合物を析出させた後に、還元雰囲気で処理
して金属パターンを形成することを特徴とする金属パタ
ーンの形成方法であって、これにより上記目的を達成す
るものである。
【００１１】本出願の請求項５の発明は、金属化合物の
親水性溶液が、金属塩（例えば硝酸塩や、酢酸塩）また
は金属水酸化物の水溶液（水不溶性酸化物等を乳化ない
し懸濁して塗布可能とし、析出・金属化可能にしたもの
も含む）であることを特徴とする請求項４に記載の金属
パターンの形成方法であって、これにより上記目的を達
成するものである。
親水性溶液が、金属塩（例えば硝酸塩や、酢酸塩）また
は金属水酸化物の水溶液（水不溶性酸化物等を乳化ない
し懸濁して塗布可能とし、析出・金属化可能にしたもの
も含む）であることを特徴とする請求項４に記載の金属
パターンの形成方法であって、これにより上記目的を達
成するものである。
【００１２】本出願の請求項６の発明は、（ａ）基板表
面を、ディープＵＶ光に吸収を有する置換基を備えたシ
ランカップリング剤で蒸気処理する工程と、（ｂ）該表
面処理層に対し、前記ディープＵＶ光を光源とする光露
光装置により、パターンを有するマスクを介して露光を
行い、少なくとも酸素を含む雰囲気で処理することによ
り露光部を親水化する工程と、（ｃ）この上に金属化合
物の疎水性溶液を塗布し、疎水部位にのみ、該疎水性溶
液を残す工程と、（ｄ）これを焼成して疎水性溶媒を蒸
発させ、金属化合物を析出させた後に、還元雰囲気で処
理して金属パターンを形成することを特徴とする金属パ
ターンの形成方法であって、これにより上記目的を達成
するものである。
面を、ディープＵＶ光に吸収を有する置換基を備えたシ
ランカップリング剤で蒸気処理する工程と、（ｂ）該表
面処理層に対し、前記ディープＵＶ光を光源とする光露
光装置により、パターンを有するマスクを介して露光を
行い、少なくとも酸素を含む雰囲気で処理することによ
り露光部を親水化する工程と、（ｃ）この上に金属化合
物の疎水性溶液を塗布し、疎水部位にのみ、該疎水性溶
液を残す工程と、（ｄ）これを焼成して疎水性溶媒を蒸
発させ、金属化合物を析出させた後に、還元雰囲気で処
理して金属パターンを形成することを特徴とする金属パ
ターンの形成方法であって、これにより上記目的を達成
するものである。
【００１３】本出願の請求項７の発明は、金属化合物の
疎水性溶液が、有機金属化合物の有機溶媒液であること
を特徴とする請求項６に記載の金属パターンの形成方法
であって、これにより上記目的を達成するものである。
疎水性溶液が、有機金属化合物の有機溶媒液であること
を特徴とする請求項６に記載の金属パターンの形成方法
であって、これにより上記目的を達成するものである。
【００１４】本出願の請求項８の発明は、シランカップ
リング剤が、一般式ＲｎＳｉ4-n Ｘで表されるものであ
ることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載
の金属パターンの形成方法であって、これにより上記目
的を達成するものである。但し、ＸはＯＣＨ3 、ＯＣ2
Ｈ5 、Ｃｌ、Ｆ、またはＢｒであり、Ｒはアルキルアリ
ール化合物残基である。Ｒが示すアルキルアリール基と
しては、例えばＣＨ2 ＣＨ2 Ｐｈ、ＣＨ2 Ｐｈなどを挙
げることができる。（Ｐｈはフェニル基を示す）。
リング剤が、一般式ＲｎＳｉ4-n Ｘで表されるものであ
ることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載
の金属パターンの形成方法であって、これにより上記目
的を達成するものである。但し、ＸはＯＣＨ3 、ＯＣ2
Ｈ5 、Ｃｌ、Ｆ、またはＢｒであり、Ｒはアルキルアリ
ール化合物残基である。Ｒが示すアルキルアリール基と
しては、例えばＣＨ2 ＣＨ2 Ｐｈ、ＣＨ2 Ｐｈなどを挙
げることができる。（Ｐｈはフェニル基を示す）。
【００１５】本出願の請求項９の発明は、半導体基板上
に金属配線パターンを有する半導体装置の製造方法であ
って、露光により親水化可能となる疎水性の処理剤を用
いて半導体基板の配線パターン形成面を処理して配線パ
ターン形成面を疎水化し、該処理後の配線パターン形成
面をパターン状に露光し、露光部を親水化し、金属化合
物の親水性溶液または疎水性溶液を該配線パターン形成
面に塗布し、金属化合物を析出させこの金属化合物に金
属化処理を施すことによってパターン状に金属を形成す
ることを特徴とする金属配線パターンを有する半導体装
置の製造方法であって、これにより上記目的を達成する
ものである。
に金属配線パターンを有する半導体装置の製造方法であ
って、露光により親水化可能となる疎水性の処理剤を用
いて半導体基板の配線パターン形成面を処理して配線パ
ターン形成面を疎水化し、該処理後の配線パターン形成
面をパターン状に露光し、露光部を親水化し、金属化合
物の親水性溶液または疎水性溶液を該配線パターン形成
面に塗布し、金属化合物を析出させこの金属化合物に金
属化処理を施すことによってパターン状に金属を形成す
ることを特徴とする金属配線パターンを有する半導体装
置の製造方法であって、これにより上記目的を達成する
ものである。
【００１６】本出願に係る発明は、基本的に、図１に略
示するように、次のような構成をとる。本発明において
は、基板上に金属パターンを形成する際、露光により親
水化可能となる疎水性の処理剤を用いて基板面を処理し
てこの面を疎水化する（図１の工程Ｉ）。次に該処理後
の面をパターン状に露光する（図１の工程ＩＩ）。露光
部（光照射部位）を親水化する。（図１の工程ＩＩ
Ｉ）。工程ＩＩ、ＩＩＩは同時でもよい。
示するように、次のような構成をとる。本発明において
は、基板上に金属パターンを形成する際、露光により親
水化可能となる疎水性の処理剤を用いて基板面を処理し
てこの面を疎水化する（図１の工程Ｉ）。次に該処理後
の面をパターン状に露光する（図１の工程ＩＩ）。露光
部（光照射部位）を親水化する。（図１の工程ＩＩ
Ｉ）。工程ＩＩ、ＩＩＩは同時でもよい。
【００１７】次に、金属化合物の親水性溶液を該面に塗
布する（図１工程ＩＶ）。溶液は基板面の親水化された
露光部（光照射部位）に付着する。金属化合物を析出さ
せ、この金属化合物に金属化処理を施してパターン状に
金属を形成する（図１の工程Ｖ）。金属化合物の析出
と、金属化処理とは、別々に行っても、同時に行っても
よい。例えば、加熱脱溶媒して金属化合物を析出させた
後、還元処理（金属化合物が酸化型のものである場合）
により金属化するような態様でもよいし、析出と金属化
とを同時に行う（例えば無電解メッキの手法を用いて、
パターン状に金属それ自体を析出させる）ような態様で
実施してもよい。
布する（図１工程ＩＶ）。溶液は基板面の親水化された
露光部（光照射部位）に付着する。金属化合物を析出さ
せ、この金属化合物に金属化処理を施してパターン状に
金属を形成する（図１の工程Ｖ）。金属化合物の析出
と、金属化処理とは、別々に行っても、同時に行っても
よい。例えば、加熱脱溶媒して金属化合物を析出させた
後、還元処理（金属化合物が酸化型のものである場合）
により金属化するような態様でもよいし、析出と金属化
とを同時に行う（例えば無電解メッキの手法を用いて、
パターン状に金属それ自体を析出させる）ような態様で
実施してもよい。
【００１８】あるいは、工程ＩＩＩの後、金属化合物の
疎水性溶液を基板面に塗布する（図１の工程ＩＶ′）。
溶液は基板面の疎水表面（光未照射部位）に付着する。
金属化合物を析出させ、この金属化合物に金属化処理を
施す（図１の工程Ｖ′）。
疎水性溶液を基板面に塗布する（図１の工程ＩＶ′）。
溶液は基板面の疎水表面（光未照射部位）に付着する。
金属化合物を析出させ、この金属化合物に金属化処理を
施す（図１の工程Ｖ′）。
【００１９】本発明において、露光光としてディープＵ
Ｖ光を用いる場合、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎ
ｍ、あるいはこの波長領域のブロードバンド光を使用で
きる。
Ｖ光を用いる場合、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎ
ｍ、あるいはこの波長領域のブロードバンド光を使用で
きる。
【００２０】本発明は、次のような態様で好ましく実施
することができる。
することができる。
【００２１】即ち、（ａ）基板表面を、ディープＵＶ光
（２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍあるいはこの波
長領域のブロードバンド光）に吸収を有する置換基を備
えたシランカップリング剤で蒸気処理する工程と、
（ｂ）表面にコンフォーマルに形成された表面処理層に
対し、前記ディープＵＶ光を光源とする光露光装置に
て、被転写（例えば回路）パターンを有するマスクレチ
クルを介して、露光を行い酸素雰囲気（大気中）で処理
する工程と、（ｃ）この上に金属塩水溶液を塗布した
後、回転ふりきりして、親水部位にのみ、水溶液の液滴
を残す工程と、（ｄ）これを焼成して水分を蒸発させ、
金属塩を析出させた後に、水素等の還元雰囲気でアニー
ルして金属パターンを形成する態様で好ましく実施でき
る。
（２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍあるいはこの波
長領域のブロードバンド光）に吸収を有する置換基を備
えたシランカップリング剤で蒸気処理する工程と、
（ｂ）表面にコンフォーマルに形成された表面処理層に
対し、前記ディープＵＶ光を光源とする光露光装置に
て、被転写（例えば回路）パターンを有するマスクレチ
クルを介して、露光を行い酸素雰囲気（大気中）で処理
する工程と、（ｃ）この上に金属塩水溶液を塗布した
後、回転ふりきりして、親水部位にのみ、水溶液の液滴
を残す工程と、（ｄ）これを焼成して水分を蒸発させ、
金属塩を析出させた後に、水素等の還元雰囲気でアニー
ルして金属パターンを形成する態様で好ましく実施でき
る。
【００２２】また、この（ｃ）の工程で、有機金属化合
物を有機溶媒（特に、親水性を示すアルコール、低級ケ
トン、低級カルボン酸、アミドアミン類を除く疎水性有
機溶媒）に溶解した溶液塗布して、疎水部位にのみ、液
滴を残すようにし、それ以外は上記と同じ工程をとる態
様で好ましく実施できる。
物を有機溶媒（特に、親水性を示すアルコール、低級ケ
トン、低級カルボン酸、アミドアミン類を除く疎水性有
機溶媒）に溶解した溶液塗布して、疎水部位にのみ、液
滴を残すようにし、それ以外は上記と同じ工程をとる態
様で好ましく実施できる。
【００２３】
【作用】本発明によれば、特定の露光エネルギーを吸収
して、親水化可能となる疎水性の処理剤（露光自体で親
水化するものでも、露光時酸化その他の処理により親水
化するものでもよい）であるシランカップリング剤など
を用いて基板面を処理し、その後その処理面を露光し、
これにより露光した部分を親水化して、金属化合物の親
水性もしくは疎水性溶液をこれに塗布するので、親水性
部分もしくは疎水性部分に金属化合物が残り、これをア
ニール等の処理で金属化してパターンを形成するので、
容易な工程で実施でき、かつ必ずしも高価な材料を用い
る必要がなく、現実的である。
して、親水化可能となる疎水性の処理剤（露光自体で親
水化するものでも、露光時酸化その他の処理により親水
化するものでもよい）であるシランカップリング剤など
を用いて基板面を処理し、その後その処理面を露光し、
これにより露光した部分を親水化して、金属化合物の親
水性もしくは疎水性溶液をこれに塗布するので、親水性
部分もしくは疎水性部分に金属化合物が残り、これをア
ニール等の処理で金属化してパターンを形成するので、
容易な工程で実施でき、かつ必ずしも高価な材料を用い
る必要がなく、現実的である。
【００２４】
【実施例】以下本発明を、具体的な実施例をもって更に
詳しく説明する。但し当然のことではあるが、本発明は
以下の実施例により限定を受けるものではない。
詳しく説明する。但し当然のことではあるが、本発明は
以下の実施例により限定を受けるものではない。
【００２５】実施例１ 本実施例では、概括的には、次の工程を行って、半導体
ウェハ（ここではＳｉ基板ウェハ）に金属パターンを形
成し、これを金属配線パターンとして有する半導体装置
を製造した。
ウェハ（ここではＳｉ基板ウェハ）に金属パターンを形
成し、これを金属配線パターンとして有する半導体装置
を製造した。
【００２６】まず基板を通常のシランカップリング剤で
あるＨＭＤＳにかえて、フェニル基などを有するシラン
カップリング剤で処理する。これにより基板表面は疎水
化される。即ち図２のようなＯＨ基末端をもつ基板１の
表面が図３に示すようにＰｈ基（フェニル基）末端をも
つようになって疎水化される。この基板を回路パターン
を有するマスクを介して、ディープＵＶ光にて露光を行
う。この際、光照射部は、クロモフォアであるベンゼン
環によって励起されて、Ｓｉ−Ｃ結合の切断がおこる
（図４参照）。これが、酸素や水分の存在する大気雰囲
気中では、シラノール基に再生されて、再び親水化す
る。光未照射部は疎水性のままかわらない。即ち、図５
に示すように、未照射部位２が親水化し、光未照射部位
３は疎水性のままである。
あるＨＭＤＳにかえて、フェニル基などを有するシラン
カップリング剤で処理する。これにより基板表面は疎水
化される。即ち図２のようなＯＨ基末端をもつ基板１の
表面が図３に示すようにＰｈ基（フェニル基）末端をも
つようになって疎水化される。この基板を回路パターン
を有するマスクを介して、ディープＵＶ光にて露光を行
う。この際、光照射部は、クロモフォアであるベンゼン
環によって励起されて、Ｓｉ−Ｃ結合の切断がおこる
（図４参照）。これが、酸素や水分の存在する大気雰囲
気中では、シラノール基に再生されて、再び親水化す
る。光未照射部は疎水性のままかわらない。即ち、図５
に示すように、未照射部位２が親水化し、光未照射部位
３は疎水性のままである。
【００２７】これの表面に対し、親水性の溶液（水溶
液）をのせると、シラノール残基のある部分にだけ、親
水性液（水分）の液滴ができる。図６に、液滴を模式的
に符号４で示すとおりである。よってこの性質を利用し
て、それぞれの親水性溶媒に対して、所望の金属化合物
を溶解させたものの液滴をつくる。
液）をのせると、シラノール残基のある部分にだけ、親
水性液（水分）の液滴ができる。図６に、液滴を模式的
に符号４で示すとおりである。よってこの性質を利用し
て、それぞれの親水性溶媒に対して、所望の金属化合物
を溶解させたものの液滴をつくる。
【００２８】次に溶媒（水あるいは他の親水性溶媒）を
蒸発させ、焼成しつつ、還元雰囲気で処理すると、金属
のパターンがそれぞれの上に形成できる。図７に、模式
的に金属配線を符号５で示す。
蒸発させ、焼成しつつ、還元雰囲気で処理すると、金属
のパターンがそれぞれの上に形成できる。図７に、模式
的に金属配線を符号５で示す。
【００２９】更に詳しくは、本実施例は、下記の工程で
実施した。
実施した。
【００３０】表面に１０００Å（１００ｎｍ）のＳｉＯ
2 膜を形成した５インチシリコンウェハの表面を、Ｐｈ
ＣＨ2 ＣＨ2 ＳｉＣｌ3 の蒸気にて、大気中にて３分間
処理した。このとき生じるＨＣｌは、廃気ダクトに集め
た。上記処理により、ウェハの配線パターンを形成すべ
き面は疎水化された。
2 膜を形成した５インチシリコンウェハの表面を、Ｐｈ
ＣＨ2 ＣＨ2 ＳｉＣｌ3 の蒸気にて、大気中にて３分間
処理した。このとき生じるＨＣｌは、廃気ダクトに集め
た。上記処理により、ウェハの配線パターンを形成すべ
き面は疎水化された。
【００３１】この処理後のウェハを、所望の金属パター
ンを有するレチクル（マスク）を介し、ＫｒＦ縮小投影
露光装置であるＮＳＲ１５０５ＥＸ（ＮＡ０．４２，σ
０．５）にて５０ｍＪ／ｃｍ2 にて露光を行った。これ
により、配線パターンを形成する部分に露光エネルギー
が与えられた。
ンを有するレチクル（マスク）を介し、ＫｒＦ縮小投影
露光装置であるＮＳＲ１５０５ＥＸ（ＮＡ０．４２，σ
０．５）にて５０ｍＪ／ｃｍ2 にて露光を行った。これ
により、配線パターンを形成する部分に露光エネルギー
が与えられた。
【００３２】このウェハを、大気中に５分間放置した。
これによって、上記露光によりエネルギーが付与された
部分が、選択的に親水化した。
これによって、上記露光によりエネルギーが付与された
部分が、選択的に親水化した。
【００３３】その後、金属化合物の親水性溶液として、
水酸化アルミニウムの白濁粘性水Ｏ溶液を回転塗布し
て、ふりきった。これにより表面の上記露光により光照
射されて選択的に親水化した部分にのみ、この親水性溶
液の液滴が残った。
水酸化アルミニウムの白濁粘性水Ｏ溶液を回転塗布し
て、ふりきった。これにより表面の上記露光により光照
射されて選択的に親水化した部分にのみ、この親水性溶
液の液滴が残った。
【００３４】この液滴を１５０Ｃ°３０分オーブンで乾
焼後、Ｈ2 雰囲気下で還元した。これにより、アルミニ
ウム配線パターンが形成できた。本実施例では、このよ
うな金属配線パターンを形成して、半導体装置を得た。
焼後、Ｈ2 雰囲気下で還元した。これにより、アルミニ
ウム配線パターンが形成できた。本実施例では、このよ
うな金属配線パターンを形成して、半導体装置を得た。
【００３５】本実施例のように構成することにより、段
差が生じないので、デフォーカスについて特に問題が生
じることなく、容易な工程で金属配線パターンを形成で
きた。また、本実施例によれば、ウェハ表面のトポグラ
フィにあまり影響されることなく、所望の金属のパター
ンを形成することができた。Ｐｄなどの高価な材料は使
用する必要はなかった。なお別途、硝酸アルミニウム水
溶液を親水性溶液として用い、その他は同様に実施した
ところ、同様に良好なアルミニウム配線パターンを得る
ことができた。
差が生じないので、デフォーカスについて特に問題が生
じることなく、容易な工程で金属配線パターンを形成で
きた。また、本実施例によれば、ウェハ表面のトポグラ
フィにあまり影響されることなく、所望の金属のパター
ンを形成することができた。Ｐｄなどの高価な材料は使
用する必要はなかった。なお別途、硝酸アルミニウム水
溶液を親水性溶液として用い、その他は同様に実施した
ところ、同様に良好なアルミニウム配線パターンを得る
ことができた。
【００３６】実施例２ 上述した実施例１では、ウェハ表面をパターン状に親水
化した後、金属化合物の親水性溶液を塗布する構成とし
たが、本実施例では、金属化合物の疎水性溶液を用い
た。
化した後、金属化合物の親水性溶液を塗布する構成とし
たが、本実施例では、金属化合物の疎水性溶液を用い
た。
【００３７】実施例１では、配線パターンを形成すべき
部分をマスクを用いた露光により選択的に親水化せしめ
たが、この実施例では、逆に、配線パターンを形成すべ
き部分は疎水性のまま残して、それ以外の部分を露光に
より選択的にエネルギー照射する。このような露光を達
成するマスクを用いた露光後、大気中での放電等の処理
で、配線パターンを形成しない部分を親水化する。
部分をマスクを用いた露光により選択的に親水化せしめ
たが、この実施例では、逆に、配線パターンを形成すべ
き部分は疎水性のまま残して、それ以外の部分を露光に
より選択的にエネルギー照射する。このような露光を達
成するマスクを用いた露光後、大気中での放電等の処理
で、配線パターンを形成しない部分を親水化する。
【００３８】その後、金属化合物の疎水性溶液として、
有機金属錯体の有機溶媒溶液を用いてこれを塗布し、ふ
りきって、疎水性部分、つまりここでの配線形成部分に
のみ、この有機金属錯体溶液を液滴として残す。図８に
この液滴４′が残った状態を模式的に示す。
有機金属錯体の有機溶媒溶液を用いてこれを塗布し、ふ
りきって、疎水性部分、つまりここでの配線形成部分に
のみ、この有機金属錯体溶液を液滴として残す。図８に
この液滴４′が残った状態を模式的に示す。
【００３９】その後に、金属化処理を施して、所定の配
線パターンを形成した。図９に、符号５′で模式的にこ
の金属配線を示す。
線パターンを形成した。図９に、符号５′で模式的にこ
の金属配線を示す。
【００４０】本実施例では、有機金属錯体の有機溶媒液
として、銅アセチルアセトネート錯体Ｃｕ（ａｃａｃ）
2 、即ちＣｕ（ＣＨ3 ＣＯＣＨ2 ＣＯＣＨ3 ）2 のクロ
ロホルム溶液を用いて実施して、良好な銅配線パターン
を得ることができた。
として、銅アセチルアセトネート錯体Ｃｕ（ａｃａｃ）
2 、即ちＣｕ（ＣＨ3 ＣＯＣＨ2 ＣＯＣＨ3 ）2 のクロ
ロホルム溶液を用いて実施して、良好な銅配線パターン
を得ることができた。
【００４１】その他、所望の金属配線パターンに対応し
た金属のアセトネート錯体を用いることにより、同様に
各種の金属の配線パターンを得ることができる。
た金属のアセトネート錯体を用いることにより、同様に
各種の金属の配線パターンを得ることができる。
【００４２】更にそのほか、金属形成能のある任意の有
機金属錯体を、適宜の疎水性溶媒に溶解して使用するこ
とができる。
機金属錯体を、適宜の疎水性溶媒に溶解して使用するこ
とができる。
【００４３】本実施例でも、実施例１と同様の効果が発
揮された。
揮された。
【００４４】実施例３，４ 上記実施例１，２では、金属化合物の親水性溶液（実施
例１）あるいは金属化合物の疎水性溶液（実施例２）を
ウェハ上に回転塗布したが、本実施例では、各溶液にウ
ェハを浸漬した後引き上げるディップ法を用いて、各溶
液をウェハ上に塗布した。その他は、実施例１，２と同
様とした。本実施例においても、有効に金属配線パター
ンを形成することができた。
例１）あるいは金属化合物の疎水性溶液（実施例２）を
ウェハ上に回転塗布したが、本実施例では、各溶液にウ
ェハを浸漬した後引き上げるディップ法を用いて、各溶
液をウェハ上に塗布した。その他は、実施例１，２と同
様とした。本実施例においても、有効に金属配線パター
ンを形成することができた。
【００４５】
【発明の効果】上述した如く、本発明によれば、プロセ
スが容易で簡単に実施でき、基板表面のトポログラフィ
による影響も小さく、また高価な材料を必ずしも用いる
必要のない金属パターンの形成方法及び金属配線パター
ンを有する半導体装置の製造方法を提供することができ
た。
スが容易で簡単に実施でき、基板表面のトポログラフィ
による影響も小さく、また高価な材料を必ずしも用いる
必要のない金属パターンの形成方法及び金属配線パター
ンを有する半導体装置の製造方法を提供することができ
た。
【図１】 本発明の構成のフロー図である。
【図２】 実施例１の工程を模式的に順に示すものであ
る（１）。
る（１）。
【図３】 実施例１の工程を模式的に順に示すものであ
る（２）。
る（２）。
【図４】 実施例１の工程を模式的に順に示すものであ
る（３）。
る（３）。
【図５】 実施例１の工程を模式的に順に示すものであ
る（４）。
る（４）。
【図６】 実施例１の工程を模式的に順に示すものであ
る（５）。
る（５）。
【図７】 実施例１の工程を模式的に順に示すものであ
る（６）。
る（６）。
【図８】 実施例２の工程を模式的に順に示すものであ
る（１）。
る（１）。
【図９】 実施例２の工程を模式的に順に示すものであ
る（２）。
る（２）。
１ 基板 ２ 露光による光照射部位 ３ 光未照射部位 ４ 液滴（金属化合物の親水性溶液） ４′液滴（金属化合物の疎水性溶液） ５，５′ 金属配線
Claims (9)
- 【請求項１】基板上に金属パターンを形成する金属パタ
ーンの形成方法であって、 露光により親水化可能となる疎水性の処理剤を用いて基
板のパターン形成面を処理してパターン形成面を疎水化
し、 該処理後のパターン形成面をパターン状に露光し、 露光部を親水化し、 金属化合物の親水性溶液を該パターン形成面に塗布し、 金属化合物を析出させこの金属化合物に金属化処理を施
すことによってパターン状に金属を形成することを特徴
とする金属パターンの形成方法。 - 【請求項２】基板上に金属パターンを形成する金属パタ
ーンの形成方法であって、 露光により親水化可能となる疎水性の処理剤を用いて基
板のパターン形成面を処理してパターン形成面を疎水化
し、 該処理後のパターン形成面をパターン状に露光し、 露光部を親水化し、 金属化合物の疎水性溶液を該パターン形成面に塗布し、 金属化合物を析出させこの金属化合物に金属化処理を施
すことによってパターン状に金属を形成することを特徴
とする金属パターンの形成方法。 - 【請求項３】露光により親水化可能となる疎水性の処理
剤が、ディープＵＶ光に吸収を有する置換基を備えたシ
ランカップリング剤であることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載の金属パターンの形成方法。 - 【請求項４】（ａ）基板表面を、ディープＵＶ光に吸収
を有する置換基を備えたシランカップリング剤で処理す
る工程と、（ｂ）該表面処理層に対し、前記ディープＵ
Ｖ光を光源とする光露光装置により、パターンを有する
マスクを介して露光を行い、少なくとも酸素を含む雰囲
気で処理することにより露光部を親水化する工程と、
（ｃ）この上に金属化合物の親水性溶液を塗布し、親水
部位にのみ、該親水性溶液を残す工程と、（ｄ）これを
焼成して親水性溶媒を蒸発させ、金属化合物を析出させ
た後に、還元雰囲気で処理して金属パターンを形成する
ことを特徴とする金属パターンの形成方法。 - 【請求項５】金属化合物の親水性溶液が、金属塩または
金属水酸化物の水溶液であることを特徴とする請求項４
に記載の金属パターンの形成方法。 - 【請求項６】（ａ）基板表面を、ディープＵＶ光に吸収
を有する置換基を備えたシランカップリング剤で蒸気処
理する工程と、（ｂ）該表面処理層に対し、前記ディー
プＵＶ光を光源とする光露光装置により、パターンを有
するマスクを介して露光を行い、少なくとも酸素を含む
雰囲気で処理することにより露光部を親水化する工程
と、（ｃ）この上に金属化合物の疎水性溶液を塗布し、
疎水部位にのみ、該疎水性溶液を残す工程と、（ｄ）こ
れを焼成して疎水性溶媒を蒸発させ、金属化合物を析出
させた後に、還元雰囲気で処理して金属パターンを形成
することを特徴とする金属パターンの形成方法。 - 【請求項７】金属化合物の疎水性溶液が、有機金属化合
物の有機溶媒液であることを特徴とする請求項６に記載
の金属パターンの形成方法。 - 【請求項８】シランカップリング剤が、一般式ＲｎＳｉ
4-n Ｘで表されるものであることを特徴とする請求項１
ないし７のいずれかに記載の金属パターンの形成方法。
但し、ＸはＯＣＨ3 、ＯＣ2 Ｈ5 、Ｃｌ、Ｆ、またはＢ
ｒであり、Ｒはアルキルアリール化合物残基である。 - 【請求項９】半導体基板上に金属配線パターンを有する
半導体装置の製造方法であって、 露光により親水化可能となる疎水性の処理剤を用いて半
導体基板の配線パターン形成面を処理して配線パターン
形成面を疎水化し、 該処理後の配線パターン形成面をパターン状に露光し、 露光部を親水化し、 金属化合物の親水性溶液または疎水性溶液を該配線パタ
ーン形成面に塗布し、 金属化合物を析出させこの金属化合物に金属化処理を施
すことによってパターン状に金属を形成することを特徴
とする金属配線パターンを有する半導体装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11812094A JP3430632B2 (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | 金属パターンの形成方法及び金属配線パターンを有する半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11812094A JP3430632B2 (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | 金属パターンの形成方法及び金属配線パターンを有する半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07326235A true JPH07326235A (ja) | 1995-12-12 |
| JP3430632B2 JP3430632B2 (ja) | 2003-07-28 |
Family
ID=14728533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11812094A Expired - Fee Related JP3430632B2 (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | 金属パターンの形成方法及び金属配線パターンを有する半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3430632B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002311592A (ja) * | 2000-12-28 | 2002-10-23 | Seiko Epson Corp | 分子膜パターンの形成方法、分子膜パターン、半導体装置の製造方法、半導体装置、電気光学装置の製造方法、電気光学装置、電子装置の製造方法、及び電子機器 |
| JP2003124213A (ja) * | 2001-10-09 | 2003-04-25 | Seiko Epson Corp | パターン形成方法、半導体デバイス、電気回路、表示体モジュール、カラーフィルタおよび発光素子 |
| JP2003162058A (ja) * | 2001-11-28 | 2003-06-06 | Seiko Epson Corp | 膜パターンの形成方法、膜パターン、半導体装置の製造方法、半導体装置、電気光学装置の製造方法、及び電気光学装置 |
| JP2003234522A (ja) * | 2001-10-10 | 2003-08-22 | Seiko Epson Corp | 薄膜形成方法、電子デバイスの形成方法 |
| JP2003257890A (ja) * | 2002-03-07 | 2003-09-12 | Seiko Epson Corp | 物質充填方法、膜形成方法、デバイスおよびデバイスの製造方法 |
| JP2004140078A (ja) * | 2002-10-16 | 2004-05-13 | Dainippon Printing Co Ltd | 多層配線基板 |
| JP2004296424A (ja) * | 2003-03-11 | 2004-10-21 | Advanced Lcd Technologies Development Center Co Ltd | 金属層の形成方法、金属層、及び金属層を用いた表示装置 |
| JP2005500558A (ja) * | 2001-05-23 | 2005-01-06 | プラスティック ロジック リミテッド | デバイスのパターニング |
| US6973710B2 (en) | 2001-08-03 | 2005-12-13 | Seiko Epson Corporation | Method and apparatus for making devices |
| JP2006134959A (ja) * | 2004-11-02 | 2006-05-25 | Canon Inc | 有機トランジスタおよびその製造方法 |
| JP2010251794A (ja) * | 2001-12-21 | 2010-11-04 | Plastic Logic Ltd | 自己整合印刷 |
-
1994
- 1994-05-31 JP JP11812094A patent/JP3430632B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002311592A (ja) * | 2000-12-28 | 2002-10-23 | Seiko Epson Corp | 分子膜パターンの形成方法、分子膜パターン、半導体装置の製造方法、半導体装置、電気光学装置の製造方法、電気光学装置、電子装置の製造方法、及び電子機器 |
| JP2009122681A (ja) * | 2001-05-23 | 2009-06-04 | Plastic Logic Ltd | デバイスのパターニング |
| JP2005500558A (ja) * | 2001-05-23 | 2005-01-06 | プラスティック ロジック リミテッド | デバイスのパターニング |
| US6973710B2 (en) | 2001-08-03 | 2005-12-13 | Seiko Epson Corporation | Method and apparatus for making devices |
| JP2003124213A (ja) * | 2001-10-09 | 2003-04-25 | Seiko Epson Corp | パターン形成方法、半導体デバイス、電気回路、表示体モジュール、カラーフィルタおよび発光素子 |
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| JP2010251794A (ja) * | 2001-12-21 | 2010-11-04 | Plastic Logic Ltd | 自己整合印刷 |
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| JP2004140078A (ja) * | 2002-10-16 | 2004-05-13 | Dainippon Printing Co Ltd | 多層配線基板 |
| JP2004296424A (ja) * | 2003-03-11 | 2004-10-21 | Advanced Lcd Technologies Development Center Co Ltd | 金属層の形成方法、金属層、及び金属層を用いた表示装置 |
| JP4502382B2 (ja) * | 2004-11-02 | 2010-07-14 | キヤノン株式会社 | 有機トランジスタ |
| JP2006134959A (ja) * | 2004-11-02 | 2006-05-25 | Canon Inc | 有機トランジスタおよびその製造方法 |
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|---|---|
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