JPH05218020A - 薄膜配線の形成方法 - Google Patents

薄膜配線の形成方法

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JPH05218020A
JPH05218020A JP1712992A JP1712992A JPH05218020A JP H05218020 A JPH05218020 A JP H05218020A JP 1712992 A JP1712992 A JP 1712992A JP 1712992 A JP1712992 A JP 1712992A JP H05218020 A JPH05218020 A JP H05218020A
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JP
Japan
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wiring
layer
electroless plating
substrate
catalyst
Prior art date
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Pending
Application number
JP1712992A
Other languages
English (en)
Inventor
Takayuki Mizuta
高之 水田
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 絶縁性又は半導体性基板上に、無電解メッキ
法で配線を形成する場合に、サイドエッチングによる配
線細り及び配線形成部以外のメッキの形成を防止すると
共に、膜の密着性の向上を図る。 【構成】 フォトレジスト8を塗布し、必要とする配線
領域11を転写する工程と、このレジストパターンをマ
スクとして無電解メッキの触媒又は付活剤の物質をイオ
ン注入する工程と、フォトレジストを除去した後、スパ
ッタエッチングにより残存する触媒12を除去し、配線
形成領域にのみ触媒イオン注入層10を残した後、無電
解メッキを行い、無電解メッキ層13による配線を形成
する工程とを有する。メッキ後にエッチングを行わない
ため、サイドエッチングの影響を受けず、配線パターン
部以外に触媒が付着しないので、不要なメッキ層の成長
を防ぐと共に、触媒イオン注入層10を基板表面内に埋
め込んでいるため、膜の密着性も向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は薄膜の配線の形成方法に
関し、特に、無電解メッキを使用して微細パターンを形
成する薄膜配線の形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、絶縁性基板若しくは半絶縁性基板
又は絶縁膜を有する基板上に薄膜配線を形成するために
は、予め蒸着、スパッタリング又は無電解メッキ等で導
電性の下地被膜を形成する。次いで、この下地被膜上に
更に配線の抵抗を下げるために、電解メッキ又は無電解
メッキ等により被膜を厚く形成した後、フォトリソグラ
フィー法により所望の配線パターンを形成している。
【0003】図4(a)乃至(d)は従来の薄膜配線の
形成方法を工程順に示す断面図である。この図4は無電
解メッキ法により下地膜を形成する場合の例である。図
4(a)に示すように、無電解メッキの反応触媒とし
て、例えばパラジウム(Pd)を含む触媒層2を基板1
上に塗布形成する。
【0004】次いで、図4(b)示すように、触媒層2
を焼きしめすることにより、基板1上に焼きしめ触媒層
3を強固に固着させる。
【0005】次いで、無電解メッキ液、例えば、水溶性
ニッケル(Ni)塩と次亜リン酸塩(NaH2PO2)の
混合液中に浸漬すると、触媒層3の作用により無電解メ
ッキ液中のNiイオンが還元し、触媒層3に被着し、更
に還元したNiを核に還元反応が進行する。その結果、
図4(c)に示すように、約80℃に20分間加熱すること
により、1μm程度の厚さの無電解メッキ層4が形成さ
れる。
【0006】次いで、無電解メッキ層4上にフォトレジ
スト5を塗布し、フォトリソグラフィーでフォトレジス
ト5をパターニングすることにより、配線パターンに対
応するレジストパターンを形成する。
【0007】次いで、図4(d)に示すように、フォト
レジスト5をマスクとして露出している部分の無電解メ
ッキ層4と触媒層3をエッチング除去し、更にレジスト
層5を除去すれば、無電解メッキ層4により所望の配線
パターンが完成する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
配線形成方法では、以下に示すような欠点がある。先
ず、無電解メッキ層4のエッチング液と、触媒層3のエ
ッチング液によっては、レジスト5の直下の無電解メッ
キ層4が大きく浸食され、所謂、サイドエッチング現象
が現れる。このため、微細な配線を形成しにくいという
欠点がある。サイドエッチングを小さくする形成方法と
して、図5(a)に示すように、配線部が開口するよう
にレジスト5をパターニングし、次いで、触媒層2を被
着するものがある。そして、その後にレジスト5を溶解
除去することにより、レジスト5上の触媒層2も除去す
ると、開口部底部にのみ触媒層2が残存し、これを無電
解メッキ液に浸漬すれば、図5(b)に示すように、無
電解メッキ層4が形成され、所望の配線パターンを有す
る基板が完成する。
【0009】しかし、この方法ではレジスト5上の触媒
層2が基板1上にこびりつく場合があり、このままメッ
キを行うと、図5(b)に示すように、基板1にこびり
ついた触媒層6上に無電解メッキ層7が形成されてしま
うという欠点がある。また、各被膜が基板表面に物理的
に付着しているのみであり、密着性が劣るという欠点も
ある。
【0010】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、サイドエッチングが防止されて微細な配線
を形成することができ、不要部分に無電解メッキ層が形
成されることを防止できると共に、被膜の良好な密着性
をもつ薄膜配線の形成方法を提供することを目的とす
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明に係る薄膜配線の
形成方法は、半導体基板又は絶縁性基板上への配線の形
成方法において、フォトレジストを塗布し所要の配線パ
ターンを転写する工程と、この配線パターンをマスクと
して配線形成領域に無電解メッキの触媒又は付活剤とな
る物質をイオン注入する工程と、前記フォトレジストを
除去した後スパッタエッチングする工程と、無電解メッ
キを行う工程とを有することを特徴とする。
【0012】なお、表面に絶縁膜を形成した基板もその
性質上基板自体が絶縁性である場合と同様の作用効果を
有するものであるため、本発明においては絶縁性基板に
含めるものとする。
【0013】
【作用】本発明においては、基板表面に所定の配線パタ
ーンで無電解メッキの触媒をイオン注入して下地触媒層
を形成した後、無電解メッキを行うので、サイドエッチ
ングによる配線浸食が無く、微細な配線を形成できる。
また、フォトレジストを除去した後、スパッタエッチン
グするので、配線形成部以外に残存する触媒層を完全に
除去することができ、不要部分に無電解メッキ層が形成
されることを防止することができる。更に、核となる触
媒が基板表面内に埋め込まれていることから、各膜の良
好な密着性を得ることができる。
【0014】
【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。
【0015】図1(a)乃至(d)は本発明の実施例方
法を工程順に示す基板の断面図である。図1(a)に示
すように、基板1上にフォトレジスト8を塗布し、必要
とする配線形成領域11に開口部が形成されるように、
フォトリソグラフィー法でフォトレジスト8をパターン
形成する。更に、このフォトレジスト8をマスクとして
無電解メッキ、例えば、ニッケル(Ni)用の触媒パラ
ジウム(Pd)を、例えば、100〜200Kevのエネルギ及
び約1×1016〜1×1019cm-2のドーズ量の条件でイ
オン注入し、配線形成領域11の基板1の表面にイオン
注入層10を形成する。このとき、Pdは、各表面から
例えば約0.03〜0.06μm内部に入った所にピークをもつ
ガウス型の濃度分布を有しており、フォトレジスト8の
イオン注入層9及び基板1のイオン注入層10を形成し
ている。この場合に、フォトレジスト8の厚さを、例え
ば1μm以上にしておけば、フォトレジスト8の下の基
板1までPdは到達しない。しかし、後工程のフォトレ
ジスト8の除去工程において、通常は有機溶剤又は酸に
よる剥離処理が行われるため、フォトレジスト8内のイ
オン注入層9に存在していたPdが溶出する。この大部
分のPdは溶剤中に留まるが、一部のPdは基板表面に
再付着し、図1(b)に示すように、触媒12が基板表
面に残存する。
【0016】次いで、図1(c)に示すように、この基
板1をスパッタエッチングし、表面に残存する不要な触
媒12を除去する。配線形成領域11以外にもわずかで
も触媒層12が残存すると、この触媒により無電解メッ
キ層が析出するため、この触媒層12を完全に除去する
ことが必要である。スパッタエッチングの際、基板表面
もその一部が除去されるが、注入層10に注入された触
媒層の濃度のピークは表面よりわずかに深い位置にある
ため、クリーニング程度のスパッタエッチングでは何ら
の影響を受けず、かえって基板表面での触媒濃度が増す
ことから好ましい。なお、ウェットエッチングにより残
存触媒12と基板1の表面をエッチング除去するという
こともできるが、触媒の一部は表面の各所に付着し、結
果として悪影響を及ぼすので好ましくない。
【0017】その後、図1(d)に示すように、得られ
た基板1を無電解メッキ液中に浸漬し、触媒層(イオン
注入層10)上のみに析出する無電解メッキの特徴を生
かし、メッキ層13を析出させる。これにより、所望の
配線を有する配線パターンが完成する。
【0018】図2(a)乃至(c)及び図3(a)及び
(b)は本発明の第2の実施例方法を工程順に示す断面
図である。
【0019】図2(a)に示すように、予め薄い絶縁膜
22で表面を被われた半導体基板21上にフォトレジス
ト23を塗付し、配線形成領域26をパターニングした
後、無電解メッキ用触媒をイオン注入し、フォトレジス
ト23表面の注入層24及び基板21表面の注入層25
を形成する。この場合に、イオン注入の深さは絶縁膜2
2と基板21との界面にPd濃度のピークがくるように
調整する。
【0020】次いで、図2(b)に示すように、配線形
成領域26の絶縁膜22を除去し、更に、フォトレジス
ト23を除去する。以下、第1の実施例と同様に図2
(c)に示すように、不要な残存触媒27をスパッタエ
ッチング法で除去する。
【0021】次いで、図3(a)に示すように、無電解
メッキ液中に浸漬し、イオン注入層25上に無電解メッ
キ層28を析出させれば、本実施例の配線層が形成され
る。なお、図1(a)及び図2(a)においては、無電
解メッキの触媒をイオン注入し、注入層9,10,2
4,25を形成しているが、触媒の替わりに触媒の付活
剤、例えば、スズ(Sn)を用いても同様の効果を得る
ことができる。この場合は、図1(a)及び図2(a)
の夫々第1及び第2の実施例の触媒イオンの注入工程の
替わりに、Snを注入する工程を設ける点が異なり、そ
れ以後のレジストの除去、残存する付活剤の除去の工程
までは、第1及び第2の実施例と同様であり、図3
(b)に示すように、触媒の替わりに付活剤のイオン注
入層29が形成される。
【0022】次いで、後工程の無電解メッキに先立ち、
触媒溶液、例えば塩化パラジウム(PdCl2)の0.01
%〜1%液中に基板を浸漬し、付活剤(例えば、Sn)
と触媒(例えば、Pd)との置換を行うと、付活剤イオ
ン注入層29の表面に置換した触媒層30が形成され
る。次いで、無電解メッキ液中に浸漬し、触媒層30上
にメッキ層を析出させれば所望の配線が形成される。
【0023】以上の説明は、Niメッキを中心に説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の
方法を適用できる。また、触媒についてもPdに限らず
プラチナ及びニッケル等の8族元素を使用してもよいこ
とはいうまでもない。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基板表面にイオン注入により下地触媒層を形成した後、
無電解メッキを行うので、サイドエッチングによる配線
浸食が無く、微細な配線が形成できる。また、スパッタ
エッチングにより配線形成部以外に残存する触媒層を完
全に除去するので、不要部分に無電解メッキ層が形成さ
れることを防止することができる。更に、核となる触媒
が基板表面内に埋め込まれていることから、膜の良好な
密着性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例方法を工程順に示す断面
図である。
【図2】本発明の第2の実施例方法の前半の工程を工程
順に示す断面図である。
【図3】本発明の第2の実施例方法の後半の工程を工程
順に示す断面図である。
【図4】従来の形成方法を工程順に示す断面図である。
【図5】従来の他の形成方法を工程順に示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1;基板 2;触媒層 3;焼きしめた触媒層 4,13,28;無電解メッキ層 5,8,22;フォトレジスト 6;こびりついた触媒層 7;触媒層6上に形成された無電解メッキ層 9,24;レジスト中のイオン注入層 10,25;基板中のイオン注入層 11,26;配線形成領域 12,27;残存する触媒 21;半導体基板

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板又は絶縁性基板上への配線の
    形成方法において、フォトレジストを塗布し所要の配線
    パターンを転写する工程と、この配線パターンをマスク
    として無電解メッキの触媒又は付活剤となる物質をイオ
    ン注入する工程と、前記フォトレジストを除去した後ス
    パッタエッチングする工程と、無電解メッキを行う工程
    とを有することを特徴とする薄膜配線の形成方法。
JP1712992A 1992-01-31 1992-01-31 薄膜配線の形成方法 Pending JPH05218020A (ja)

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JP1712992A JPH05218020A (ja) 1992-01-31 1992-01-31 薄膜配線の形成方法

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004323885A (ja) * 2003-04-23 2004-11-18 Shinko Electric Ind Co Ltd 無電解めっき方法
JP2016017214A (ja) * 2014-07-09 2016-02-01 東京エレクトロン株式会社 めっき前処理方法、めっき処理システムおよび記憶媒体
JP2018046237A (ja) * 2016-09-16 2018-03-22 株式会社東芝 半導体装置およびその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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