JPS58209122A - 金属または半導体表面に微細に構成した金属パタ−ンを製造する方法 - Google Patents

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】 細に構成した金属パターンを製造する方法に関するもの
である。

従来、金属または半導体表面内または上の金属パターン
はフォトエツチング法によって製造された（例えば、Ｃ
Ｂ−ＰＳ　　１，１６３，Φ６８）。いわゆる°「ドラ
イエツチング」すなわち、スノぐツタエツチングまたは
１−イオンエラヤング」かよく用いられた。しかし、微
細構造を製造する場合、これらの方法は分解能のロスを
伴うため役に豆だない。このロスは特に下部を切り取る
事によって起る。フォトラッカーの欠点はさらに、金属
化の間に金属コーティングが得られることである。従っ
て硬化したフォトラッカーをこの上に浴着しだ金属屑と
共Ｇこ除去しなければならない（「リフにオフ」法）。

これもまた分解能をロスする。ざらＧこ、多くの基板材
料は、金属パターンの良好なボンディングおよび良好な
接触接合部を得るために、アルカリ金属水酸化物溶液を
用いて前処理する心安がある。この処理は高温で長期間
、強アルカリ金属水酸化物を用いて行われる場合が多い
。ざらに、多くの無電解金属めっき浴、例えば銅，金お
よび金銅合金浴は、パターンをつくるために用いられ、
強アルカリ性であり、８０〜９０°Ｃまでの高温で用い
られる。通常の正の感光性ラッカーは、しかし、強アル
カリ液と極めて良く接触し剛えることができない。責匂
洸箋〜檜〜樋す檜な※寸旌Ｓ．刈箇と接触を上へ耐える
母とが（外なＮ％負の光ラッカーは一層よくアルカリ液
と接触しよく耐えることができるが、通常の紫外線露光
Ｈ＋こよって微細構造のパターンをつくるにはあまり虐
していない。

金属または半導体化合物から成る基板表凹内または上に
、無電解金属めっき溶液によって、金属化マスクを用い
ながら金属パターンを製造する方法は、ますＳ１ｏ２お
よびＳｉ８Ｎ４から選ばれる化合物の均一層を基板表面
に蒸気相から溶着し、所望の金ｉ化マスクパターンを、
ここから均一層をフォトエツチングすることによって製
造し、マスクした基板を、所望により基板上に貴金属核
を溶着する液体と接触させた後、無電解めっき溶液と接
触させる本発明に特徴がある。

所望により溶着層を温度処理によって緻密にすることが
できる。

この方法によって金属と半導体化合物上に極めて微細な
パターン（且２μｍ）を製造することができる。

本発明に導く実ＩＰ！において、蒸気相力）ら基板上に
溶着し次いでフォトエツチング法Ｑこよってマスクか製
造される。Ａｌ２０８は、核の溶層後金属化Ｇこよる遊
離基板と同じ笠属で迅速にｉ情される。従ってＡ１２０
８を使用する際の選択性は全く問題外である。同じ方法
で使用したＳｉＯ□とＳｉ，Ｎ，がＡ１□０８と比較し
て金属溶着において愛れた選択性を示したことは意外で
あり、無電解金属めっき溶液または貴金属核溶着溶液の
いずれからも、咳をマスク材料上に溶着しなかった。マ
スク材料の金属化または非金属化におに１ていずれのフ
ァクターが役−］を演じるかは全く不明のままである。

通常の有機フォトラッカーと比較すると、マスク材料と
してＳｉｎ２とＳｉ８Ｎ，は、通常の有機フォトラッカ
ーよりもはるかに良く高温できアノカリ金属水酸化物と
の接触に耐えることができ、また核の溶着のために使用
される酸性貴金属溶液（例えばＨＣｌで酸化した゛酢酸
）、酸性無電解ニッケルめっき溶液および金，銅および
金銅合金を浴着するためのアルカリ性無電解金属めっき
溶液Ｇこも耐えられる。

本発明による方法を用いる場合、マスキング表面は核を
与えず、金属溶着物を含まないままである。金属溶着は
マスク表面に起らないので、くもり止め剤を使用する必
要がない。さらに、分解能のロスを生じる結果となる「
リフトオ７」法を使用する必要がない。これに対して、
マスキング層を除去しない場合大気の攻撃から持別防巣
する利点があるっまた、金疵層を攻撃しないで、エツチ
ングによってマスキング層を除去できる利点がある。

二酸化ケイ素はマスキングとして知られており、半導体
技術に使用される場合が多いことは特記すべきことであ
る。しかし堺在まで、これは常に非選択的蒸着法と組合
わせて常に使用されてきた。

丁だ、本発明による方法の場合、３１０２を約６００°
Ｃ±２０°Ｃの温度で曇〜１時間処理し、その結果、金
Ｒ密度の増加が達成さね、る。

本発明の範囲内では、この種の二酸化ンリコンマスクを
１．まず基礎をなす基板材料をプロフィルするためのエ
ツチングマスクとして使用することができ、次いで基板
表面の選択的金属化のためのマスクとして使用すること
ができる。

本発明の範妊内で興味ある実帥例は、ｐ　−ＧａＡＳか
ら成る表面に金、ｇｉｐＪまたは金銅合金の濯パターン
を設けることである。前記表面を金属化しこ先立って強
アルカリ液（例えばＫＯＨ２０重量％の水溶液）によっ
て洗浄しなければならないことは重要である。前記金属
化の他の利点はその結果抵抗挙動を示すｐ−ＧａＡｓに
接触することである。また容易に結合できる全パターン
を同様の方法（こよってｐ　−ＧａＡｓ表面に設けるこ
とができる。

以下、本発明を実施例に基づき説明する。

実施例１ 亜鉛拡散によってｐ＋伝導性となったｐ　−ｃａＡｓウ
エーファＧこ、４００°Ｃの温度でＳ　ｉＨ４と酸禦の
混合物から化学蒸着によってｐ　−にａＡＥｉ表面に厚
す１５　ｎｍの二酸化シリコン（「シロツクスＪ）層を
与える。次いでアセンブリを６２５　”Ｃにて３０分間
加熱し、続いて室温まで冷却したつ所望のシロツクスマ
スクを得るためラインのパターンを、市販品として手に
入るフォトラッカーと１容量部のＮＨ，Ｆ　−ＨＦ浴液
および８容重都の水から成るエツチング液によってシロ
ツクス＋＝　にエツチングした。Ｍ、Ｆ　−Ｉ（Ｆ溶液
を、７容量部のＮＨ，Ｆ溶液（２００ｇのＩＪＨ，Ｆと
３００ｇの水）および１容重部のＨＦ溶液（水中４９％
）を混合して得た０ ＠ｉ＋μｍおよび深ざ２７４ｍのＶ字形溝を、２５°Ｃ
にて１容置部のＨ８０２（３０重欺％）、ｌ容置部のア
ンモニア溶液（２５重重欺）およびｌＯ容徽部の水から
成る溶液と接触させて、ＧａＡＳに工′ンチングした。

シロ゛ンクス線パターンをもつＧａＡｓウエーファを水
酸化カリウム２０重量％の水溶液中に約４分間７０°Ｃ
にて浸した。約７分間脱イオン水ですすいた復、ＧａＡ
Ｓウェー７アを、９−の濃塩酸溶液に０．３　！７の塩
化パラジウムを溶解し９−の水で希釈して１）ｚ整した
溶液に浸せきさせた。

Ｊ、Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ、Ｓｏｃ、　１２７　１９
８０年９月１９３５〜１９３９頁に記載されたように、
８６４−の氷酢酸を添紺し、次いで、別の２２．６−の
フッ化水素巖溶液（４０重量％）を添加した。

数分間脱イオン水を流してすすいた後、にａＡｓウエー
ファを１一時［田、１／当り ０、ｆ）４モルの硫酸銅 ０．０１４モルのカリウム金ＣＩ）シアン化物０’、０
７２モルのエチレンジアミン四酢酸の四ナトリウム塩 ０．１２モルの水酸化ナトリウム ０．１０モルのホルムアルデヒド を含有する５０°Ｃに加熱した溶液に浸せきさせた。

次いでＶ字形溝を約１重置％の銅を含有する金合金を用
いて完全に充てんした。シロ゛ンクス００Ｌｍ金属は全
く溶着しなかった。金合金層は抵抗接触体として挙動し
結合できることがわかった。アルゴン雰囲気で３２５°
Ｃにて２０分間温度処理した後の接触抵抗は１．４　Ｘ
　１０−５Ω１０ｍ２であり、例えば、し〜ザー技術に
用いるため、これはあらゆる点で良いと言える。

同ｆＪ２の結果は、シロツクスの代りにマスクとして８
１　ｓ　Ｎ　４を用いることによって得られる。これは
アンモニア、屋素およびシラン（ＳＩＨ＋　）を含有す
る気流からにａＳＳ表面Ｇ表面層することから成るつ実
施例２ 実施例１に記載した方法で、ｐ−ＧａＡｓウエーファに
シロツクスマスクを設け、パターンを、ＮＨ４Ｆ−ＨＦ
溶液による化学エツチングによって与えた。にａＡｓは
エツチングしなかった。核を設けた後・実圃例１の方法
で、 ３０りのグリシン １０ｇの次亜リン酸ナトリウムおよび ｓｏｇの塩化ニッケル を水１１に含有し９２°Ｃに加熱した溶液（こ１０分間
浸せきさせて、ＧａＡＳウエーファを選択的に金属化し
た。

よぐ固着するニッケルをＧａＡＳに溶着したが、シロツ
クスマスクを金属化しなかった。

実施例３ ｐ　−ＡＩＧａＡＳウエーファＱこ、実甑例１に記載し
た方法でシロツクスマスクを設（すた。実権例１による
前処理を凧した後、実施例１に記載したような溶液中で
１時間金属化を行った。選択的でよく回着する金溶Ｎ物
が、＜ターンによって得られた。

実施例４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　金属または半導体化合物から成る基板表面内または
   上に金属化マスクを用いながら無電解金属めっき溶液に
   よって金属パターンを製造する方法において、まずＳｉ
   ｎ、および５ｊ８Ｎ。 から選ばれる化合物の均一層を基板表面に蒸気相から溶
   着し、所望の金属化マスクパターンを、ここから均一層
   をフォトエツチングすることによって製造し、マスクし
   た基板を、所望により基板上に責金属核を溶着する液体
   と接触させた後、無電解金属めっき溶液と接触させるこ
   とを特徴とする金属パターンを製造する方法。 ａ　金属または半導体化合物から成る基板表面に選択的
   に金属バター〉を設けるため、５１０２または５ｉ８Ｎ
   、から形成したマスクバター〉を設けた後、マスクした
   基板を、無電解めっき溶液または基板上に金属核を溶着
   する液体を用いる場合、このような液体と接触させる前
   ニ、基板をエツチングによってまずプロフィルする特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 ＆　基板表面がＧａＡＳまたはＡｌＧａＡｓから成り、
   アルカリ金属水酸化物で処理周接を設けた後、Ａｕまた
   はＡｕ　−Ｃｕ合金を５１０２またはＳｉ３Ｎ。 によってマスクした基板上に無電解めっき溶液によって
   選択的に溶着する特許請求の範囲第１項または第２項記
   載の方法。 表　蒸気相からの化学溶着によって基板表面に５ｉｎ２
   を設け、得られた相を基板と共にｈ〜１時間６１０　’
   Ｃ±２０°Ｃの温度にて加熱することによって緻密にす
   る特許請求の範囲第１゜２または３項記載の方法。 ＆　まずＳｉＯ□および５ｉ８Ｎ、から選ばｎる化合物
   の均一層を基板表面に蒸気相から浴着し、所望の金属化
   マスクパターンを、ここ力）ら均一層をフォトエツチン
   グすることによって製造し、マスクした基板を、所望に
   より基板上に貴金属核を溶着する液体と接触させた後、
   無［１属めっき溶液と接触させて得られる金属または半
   導体化合物の基板上に微細に構成した金属パターンから
   成る製品。