JPH06301198A - 微細パターン形成用原版 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 線幅が微細であるとともに、膜厚も適度な微
細パターンを高い精度で効率よく形成することができ高
い耐久性を備えた微細パターン形成用原版を提供する。 【構成】 少なくとも表面が導電性を有する基板の表面
を熱酸化あるいは窒化することにより、基板との密着力
が強いマスキング層を所定のパターンで形成して微細パ
ターン形成用原版とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は微細パターン形成用原版
に係り、特に半導体プロセス等の微細加工工程において
被加工物に高い精度で効率よく微細パターンを形成する
ことができ耐久性の高い微細パターン形成用原版に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、薄膜トランジスタ、薄膜ダイオー
ド、太陽電池、薄膜センサ、各種半導体素子等の加工工
程においては、被加工物に微細パターンを形成し、その
後、被加工物をエッチング処理して加工することが行わ
れている。

【０００３】被加工物に微細パターンを形成する方法と
しては、フォトリソグラフィー法、被加工物にレジスト
パターンを直接印刷することにより形成する印刷法、所
定パターンのマスキング層を備える原版上に形成した微
細パターンを被加工物上に転写する方法等がある。

【０００４】しかし、フォトリソグラフィー法は工程が
煩雑であり、また被加工物の大型化に伴って大型露光装
置を含む専用装置が必要となり、装置に要する費用が莫
大なものとなる。また、印刷法は、印刷によるレジスト
パターン形成とエッチング処理を繰り返すことにより、
大面積の被加工物にも比較的容易に対応することができ
るが、インキの流動性、版の圧力等の影響やインキの一
部が被加工物に転移しないで版上に残留してしまうこと
等に起因して、印刷パターンが変形し易く、寸法精度お
よび再現性に劣り、画線が１００μｍ未満の微細パター
ンの形成には適していないという問題があった。

【０００５】これに対して、微細パターン転写方法は上
記のような問題がなく、線幅が微細であり膜厚も適度な
微細パターンを高い精度で効率よく形成することが可能
である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高精度
で効率のよい微細パターン転写方法においても、同一の
原版から何度も微細パターンを形成する場合、原版に形
成された微細パターンを被加工物に転写する際に、被加
工物とマスキング層との接触、あるいは被加工物上に設
けられた粘着剤層とマスキング層との接触等によりマス
キング層が破壊され、マスキング層により原版上に形成
されている導電部パターンに変形が生じることがある。
このようにマスキング層が破壊された原版を用いて、原
版の導電部パターン上に電着物質を析出させ微細パター
ンを形成した場合、原版上に形成された微細パターンは
マスキング層破壊による導電部パターンの変形を忠実に
再現する。したがって、この原版上の微細パターンを被
加工物上に転写した場合、微細パターンは変形が生じた
状態で転写されてしまうため、被加工物が電子素子であ
る場合、素子の不良につながる危険性が大きいという問
題があった。

【０００７】本発明は上述のような事情に鑑みてなされ
たものであり、線幅が微細であるとともに、膜厚も適度
な微細パターンを高い精度で効率よく形成することがで
き高い耐久性を備えた微細パターン形成用原版を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は少なくとも表面が導電性を有する基
板と、該基板の表面に所定パターンで形成されたマスキ
ング層とを備え、該マスキング層は前記基板の表面を熱
酸化あるいは窒化することにより形成された酸化物ある
いは窒化物であるような構成とした。

【０００９】

【作用】基板に所定パターンで形成されたマスキング層
は、基板表面の金属を熱酸化あるいは窒化することによ
り形成された酸化物あるいは窒化物であるため、マスキ
ング層と基板との密着力が強く、これにより、基板のマ
スキング層非形成部（導電部パターン）に析出させた電
着物質を被加工物に転写する際のマスキング層の破壊は
極めて少ないものとなる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の微細パターン形成用原版の
一態様である平版タイプの原版を示す概略構成図であ
る。図１において、微細パターン形成用原版１は、基板
２、この基板２の表面に所定パターンで形成されたマス
キング層３とを備える。

【００１１】微細パターン形成用原版１に用いる基板２
としては、少なくとも表面が熱酸化可能あるいは窒化可
能であり導電性を有する金属からなる基板である。具体
的には、ステンレス（ＳＵＳ）、Ｔｉ、Ｔａ等の熱酸化
可能な金属板、Ｔｉ、Ｓｉ等の窒化可能な金属板、ある
いは導電性の基板の表面に上記の熱酸化可能または窒化
可能な金属の薄膜を形成したもの等を挙げることができ
る。上記の金属薄膜の厚さは１〜２μｍ程度が好まし
い。

【００１２】尚、基板の表面は、後述するメッキ層の被
加工物への転写においてメッキ層を基板から容易に剥離
させるために、ある程度の鏡面処理を施されていること
が好ましい。

【００１３】次に、図２を参照して図１に示される微細
パターン形成用原版１の製造例を説明する。図２に示さ
れるように、まず、熱酸化可能あるいは窒化可能な導電
性金属からなる基板２の表面に熱酸化処理あるいは窒化
処理を施して、酸化物あるいは窒化物からなる薄膜３′
を形成する（図２（Ａ））。この場合、薄膜３′の厚さ
は０．１〜０．５μｍ程度が好ましい。次に、薄膜３′
上に所定パターンでフォトレジスト層４を形成する（図
２（Ｂ））。その後、フォトレジスト層４をマスクとし
て薄膜３′をエッチングし、基板２の導電性金属表面を
露出させる（図２（Ｃ））。そして、フォトレジスト層
４を除去することにより、導電性基板２の表面に酸化物
あるいは窒化物からなるマスキング層３を備えた微細パ
ターン形成用原版１とする（図２（Ｄ））。このマスキ
ング層３は絶縁性であるため、後工程においてマスキン
グ層３上にはメッキは成長しない。

【００１４】上記のような微細パターン形成用原版１を
用いて、まず、その導電部（マスキング層非形成部）に
メッキ層５を形成（図３（Ａ））した後、粘着剤層７を
備えた被加工物６とメッキ層５とを密着させ（図３
（Ｂ））、メッキ層５を被加工物６上に転写して微細パ
ターンを形成することができる（図３（Ｃ））。このよ
うに微細パターンが形成された被加工物６は、公知のエ
ッチング等の処理により加工される。

【００１５】上述のように、本発明の微細パターン形成
用原版１のマスキング層３は、基板２の表面の金属を熱
酸化あるいは窒化して形成されているため、マスキング
層３と基板２との密着力が強い。したがって、上記のよ
うな微細パターン形成においてマスキング層３に加わる
種々の外力によるマスキング層３の破壊は極めて少ない
ものとなる。

【００１６】図１に示した微細パターン形成用原版１
は、基板２として熱酸化可能あるいは窒化可能な金属板
を用いたものであったが、上述のように、図４（Ａ）に
示される導電性の基板１２ａの表面に熱酸化可能あるい
は窒化可能な金属の薄膜１２ｂを形成した基板１２を用
いてもよい。すなわち、上記の微細パターン形成用原版
１と同様にして基板１２の薄膜１２ｂに熱酸化処理ある
いは窒化処理を施して、酸化物あるいは窒化物からなる
薄膜１３′とする（図４（Ｂ））。そして、薄膜１３′
上に所定パターンのフォトレジスト層１４を形成し、次
に、このフォトレジスト層１４をマスクとして基板１２
の薄膜１３′をエッチングする（図４（Ｃ））。その
後、フォトレジスト層１４を除去することにより、導電
性基板１２ａの表面に酸化物あるいは窒化物からなるマ
スキング層１３を備えた微細パターン形成用原版１１と
することができる（図４（Ｄ））。

【００１７】上述のような本発明の微細パターン形成用
原版における酸化膜あるいは窒化膜は、公知の手段によ
り形成することができる。次に、実験例を示して本発明
を更に詳細に説明する。 （実験例１）Ｔｉ製の基板（厚さ０．１５ｍｍ）を下記
の条件で電気炉において加熱（７００℃、１０分間）
し、表面に熱酸化膜を形成した。

【００１８】熱酸化条件 温 度 ： ７００℃ 雰囲気 ： 大 気 膜 厚 ： 約９００Å 次に、上記基板の一方の面の熱酸化膜上にスピンコート
法（回転数２０００r.p.m.）によりフォトレジスト（東
京応化（株）製 ＯＭＲ８５）を塗布し、線幅５μｍの
所定形状のマスクを用いて露光処理、現像処理を行って
所定パターンを有するフォトレジスト層を形成した。

【００１９】次に、上記のように形成したフォトレジス
ト層をマスクとして、下記の組成のエッチング液を用い
てＴｉ製の基板上の熱酸化膜をエッチングし、Ｔｉを露
出させた。そして、フォトレジスト層を除去して、熱酸
化膜からなるマスキング層を備えた微細パターン形成用
原版を得た。

【００２０】 エッチング液組成 ＨＦ（４０％）：ＮＨ₄ Ｆ（４０wt％）＝１：１０ （容積比） 上述のようにして作成した微細パターン形成用原版の導
電部に下記のメッキ条件にしたがって銅メッキを行い、
銅メッキ層（厚さ１μｍ）を形成した。

【００２１】 メッキ条件 ・メッキ浴組成： ピロリン酸銅 … ９４ｇ／ｌ ピロリン酸カリウム …３４０ｇ／ｌ Ｐ比 … ７．０ ・ｐＨ ： ８．８ ・液 温 ： ５５℃ ・電流密度 ： ５Ａ／dm² その後、被加工物（ガラス上のＣｒ薄膜）を微細パター
ン形成用原版に密着し、銅メッキ層を被加工物に転写し
た。このように転写して形成された銅メッキ層からなる
微細パターンの解像度は５μｍであった。

【００２２】その後、更に上記の微細パターン形成用原
版を用いて同様の微細パターン形成を１００回繰り返し
行った。そして、１００回後に形成した微細パターン
は、パターンの変形が認められず、また解像度を測定し
たところ１回目の微細パターンと同じであり、本発明の
微細パターン形成用原版が優れた耐久性をもち、高精度
の微細パターン形成が可能であることが確認された。 （実験例２）Ｔｉ製の基板（０．１５ｍｍ² ）を下記条
件において、電気炉で加熱し表面に熱窒化膜を形成し
た。

【００２３】熱窒化条件 温 度：７００℃ 雰囲気：アンモニア 時 間：１５分 膜 厚：１２００Å その後、この基板を用いて実験例１と同様にして微細パ
ターン形成用原版を得た。そして、実験例１と同様にし
て銅メッキ層の形成と転写を行なったところ、微細パタ
ーンの解像度は５μｍであった。また、１００回の繰り
返し使用を行ったところ、実験例１と同様の結果を得
た。 （比較例）微細パターン形成用原版のマスキング層を、
熱酸化膜あるいは窒化膜の代わりに、フォトレジスト
（東京応化（株）製 ＯＭＲ８５）を使用してマスキン
グ層（厚さ１．０μｍ）を形成し微細パターン形成用原
版を作成した。そして、実験例と同様にして銅メッキ層
形成および被加工物への銅メッキ層転写を繰り返し行っ
たところ、５回目に形成した微細パターンにおいて、パ
ターンの変形が認められた。

【００２４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば基
板に所定パターンで形成されたマスキング層が基板表面
の金属を熱酸化あるいは窒化することにより形成されて
いるため、マスキング層と基板との密着力が強く、これ
により、基板のマスキング層非形成部（導電部パター
ン）に析出させた電着物質を被加工物に転写する際のマ
スキング層の破壊は極めて少ないものとなり、膜厚が均
一で線幅も一定な寸法精度の高い微細パターンを多数回
に亘って被加工物に転写することのできる優れた耐久性
を備える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の微細パターン形成用原版の一例を示す
概略構成図である。

【図２】図１に示される原版の製造例を説明するための
図である。

【図３】本発明の微細パターン形成用原版を用いた微細
パターン転写を説明するための図である。

【図４】本発明の微細パターン形成用原版の製造例の他
の態様を説明するための図である。

【符号の説明】

１，１１…微細パターン形成用原版 ２，１２…基板 ３，１３…マスキング層 ３′，１３′…熱酸化物あるいは窒化物からなる薄膜 ４，１４…フォトレジスト層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも表面が導電性を有する基板
   と、該基板の表面に所定パターンで形成されたマスキン
   グ層とを備え、該マスキング層は前記基板の表面を熱酸
   化あるいは窒化することにより形成された酸化物あるい
   は窒化物であることを特徴とする微細パターン形成用原
   版。