JPH0719947B2 - 金属パターン製造方法とそれを用いた金属配線の製造方法 - Google Patents
金属パターン製造方法とそれを用いた金属配線の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、金属パターン利用分野に関するものである。
特に、印刷、コーティング、防蝕、配線、電極などに関
するものである。
特に、印刷、コーティング、防蝕、配線、電極などに関
するものである。
従来の技術 従来の金属パターンの製造は、所定の金属を基板上に蒸
着して金属薄膜を形成する。つぎに、フォトレジストプ
ロセスにより、所定のパターンをフォトレジストにより
形成する。つぎに、フォトレジストをマスクにして金属
薄膜をエッチング処理して除去する。つぎに、フォトレ
ジストを除去して、金属パターンを形成する。
着して金属薄膜を形成する。つぎに、フォトレジストプ
ロセスにより、所定のパターンをフォトレジストにより
形成する。つぎに、フォトレジストをマスクにして金属
薄膜をエッチング処理して除去する。つぎに、フォトレ
ジストを除去して、金属パターンを形成する。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来の方法は、フォトレジストをマスク
にして間接的に金属パターンを形成するもので、処理工
程が複雑であった。また、金属微粒子を用いた金属配線
形成では金属微粒子とパターン形成用樹脂を混合する必
要があるが、従来はその金属微粒子の混合比率が小さ
く、低い比抵抗率を得ることが困難であった。
にして間接的に金属パターンを形成するもので、処理工
程が複雑であった。また、金属微粒子を用いた金属配線
形成では金属微粒子とパターン形成用樹脂を混合する必
要があるが、従来はその金属微粒子の混合比率が小さ
く、低い比抵抗率を得ることが困難であった。
課題を解決するための手段 本発明は、重合性を有し、分子の末端にクロロシラン基
を有するシラン系界面活性剤と金属微粒子表面の水酸基
を反応させ、前記金属微粒子表面に前記シラン界面活性
剤からなる単分子膜を形成する工程と前記単分子膜で覆
われた金属微粒子を金属パターンを施す基板上に成膜す
る工程と、前記金属パターンを形成する部位に基板にエ
ネルギービームを選択的に照射する工程と前記金属パタ
ーンを形成する部位にエネルギービームを照射しなかっ
た部位の金属微粒子を除去する工程とを備えることによ
って課題を解決するものである。
を有するシラン系界面活性剤と金属微粒子表面の水酸基
を反応させ、前記金属微粒子表面に前記シラン界面活性
剤からなる単分子膜を形成する工程と前記単分子膜で覆
われた金属微粒子を金属パターンを施す基板上に成膜す
る工程と、前記金属パターンを形成する部位に基板にエ
ネルギービームを選択的に照射する工程と前記金属パタ
ーンを形成する部位にエネルギービームを照射しなかっ
た部位の金属微粒子を除去する工程とを備えることによ
って課題を解決するものである。
作用 本発明は、重合性を有し、分子の末端にクロロシラン基
を有するシラン系界面活性剤と金属微粒子表面の水酸基
を反応させ、金属微粒子表面と分子末端とがシロキサン
結合なる化学結合により金属微粒子表面に単分子膜を形
成する。本発明によれば、金属微粒子表面に形成してい
る単分子膜を構成している分子鎖の先端には重合性を有
する官能基があり、この官能基が単分子膜表面に一様に
露出することになり、この金属微粒子が近接した状態で
エネルギービームを照射し、隣接する金属微粒子の単分
子膜の官能基が結合する作用により、フォトレジストを
用いずに直接に、金属パターンを形成することができ
る。そして、本発明は、金属微粒子表面は単分子膜とい
う極めて薄い膜が存在するのみであり、金属微粒子の占
める割合が極めて大きい金属配線パターン等の形成が可
能となる。また、前記シロキサン結合なる化学結合によ
り、金属微粒子と単分子膜との密着性は非常に強固なも
のとなる。
を有するシラン系界面活性剤と金属微粒子表面の水酸基
を反応させ、金属微粒子表面と分子末端とがシロキサン
結合なる化学結合により金属微粒子表面に単分子膜を形
成する。本発明によれば、金属微粒子表面に形成してい
る単分子膜を構成している分子鎖の先端には重合性を有
する官能基があり、この官能基が単分子膜表面に一様に
露出することになり、この金属微粒子が近接した状態で
エネルギービームを照射し、隣接する金属微粒子の単分
子膜の官能基が結合する作用により、フォトレジストを
用いずに直接に、金属パターンを形成することができ
る。そして、本発明は、金属微粒子表面は単分子膜とい
う極めて薄い膜が存在するのみであり、金属微粒子の占
める割合が極めて大きい金属配線パターン等の形成が可
能となる。また、前記シロキサン結合なる化学結合によ
り、金属微粒子と単分子膜との密着性は非常に強固なも
のとなる。
実施例 以下に、本発明の金属パターン形成方法の一実施例を模
式的断面図第１図、第２図、第３図、第４図および第５
図を用いて詳細に説明する。
式的断面図第１図、第２図、第３図、第４図および第５
図を用いて詳細に説明する。
金属微粒子１として、例えば、アルミニウムシリコン合
金からなる微粒子をシラン系界面活性剤２として、たと
えば、CH2=CH-(CH2)n-SiCl3（ここでｎは正の整数）を
適宜溶解させたｎ−ヘキサンを主成分とする非水系の溶
液に浸漬する。ここで、シラン系界面活性剤２は、末端
には-SiCl3基と直鎖炭化水素鎖および先端には官能基と
して、たとえば、ビニル基３からなっている。通常、金
属微粒子表面には自然酸化膜の薄膜が形成されているた
め表面に、水酸基が露出している。したがって、非水系
の溶液中で-SiCl3基（クロロシラン基）と水酸基とが脱
塩酸反応を起こして が金属微粒子表面に一様に形成され、シラン系界面活性
剤からなる単分子膜４が一層（厚みとして２〜3nm）形
成される。〈第１図および第２図（ただし、第２図は第
１図の円Ａ内の拡大図である。）〉 つぎに、シラン系界面活性剤の単分子膜４で一様に覆わ
れたアルミニウムシリコン合金からなる金属微粒子１を
取り出し、前記金属微粒子１を非水系溶液として、たと
えばクロロホルムに溶かして塗布し、クロロホルムを蒸
発させて、金属パターンを保持する基板５上に前記金属
微粒子からなる膜を形成する。この膜は第１、２図から
明らかなように金属微粒子１の表面を一様に覆うととも
に極めて薄いものであり、金属微粒子の占める割合は極
めて大きいものとなる。また、第２図から明らかなよう
に金属微粒子１と膜を形成するシラン系界面活性剤２は
シロキサン結合を介して化学結合されており、金属微粒
子と膜との密着は非常に強固なものとなる。つぎに、金
属パターンを形成するところのみ選択的にエネルギービ
ームが照射されるようマスク８を前記基板５上に設置
し、マスク８を介してエネルギービームとして、たとえ
ば、Ｘ線７を照射する。
金からなる微粒子をシラン系界面活性剤２として、たと
えば、CH2=CH-(CH2)n-SiCl3（ここでｎは正の整数）を
適宜溶解させたｎ−ヘキサンを主成分とする非水系の溶
液に浸漬する。ここで、シラン系界面活性剤２は、末端
には-SiCl3基と直鎖炭化水素鎖および先端には官能基と
して、たとえば、ビニル基３からなっている。通常、金
属微粒子表面には自然酸化膜の薄膜が形成されているた
め表面に、水酸基が露出している。したがって、非水系
の溶液中で-SiCl3基（クロロシラン基）と水酸基とが脱
塩酸反応を起こして が金属微粒子表面に一様に形成され、シラン系界面活性
剤からなる単分子膜４が一層（厚みとして２〜3nm）形
成される。〈第１図および第２図（ただし、第２図は第
１図の円Ａ内の拡大図である。）〉 つぎに、シラン系界面活性剤の単分子膜４で一様に覆わ
れたアルミニウムシリコン合金からなる金属微粒子１を
取り出し、前記金属微粒子１を非水系溶液として、たと
えばクロロホルムに溶かして塗布し、クロロホルムを蒸
発させて、金属パターンを保持する基板５上に前記金属
微粒子からなる膜を形成する。この膜は第１、２図から
明らかなように金属微粒子１の表面を一様に覆うととも
に極めて薄いものであり、金属微粒子の占める割合は極
めて大きいものとなる。また、第２図から明らかなよう
に金属微粒子１と膜を形成するシラン系界面活性剤２は
シロキサン結合を介して化学結合されており、金属微粒
子と膜との密着は非常に強固なものとなる。つぎに、金
属パターンを形成するところのみ選択的にエネルギービ
ームが照射されるようマスク８を前記基板５上に設置
し、マスク８を介してエネルギービームとして、たとえ
ば、Ｘ線７を照射する。
エネルギービームとして、たとえば、Ｘ線７を照射する
ことにより、隣接するアルミニウムシリコン合金からな
る金属微粒子1,1′の表面に形成されたシラン系界面活
性剤２よりなる単分子膜4,4′の先端のビニル基同志が
重合反応を起こして、化学結合部８を形成する。このよ
うに、エネルギービームを選択的に照射することで、隣
接するアルミニウムシリコン合金からなる金属微粒子
は、たがいに、化学結合部を介して選択的に固定され
る。〈第３図および第４図（ただし、第４図は第３図の
円Ｂ内の拡大図である。）〉 つぎに、エネルギービームを選択的に照射した金属微粒
子からなる膜を溶媒として、たとえば、クロロホルムに
浸漬する。浸漬することにより、エネルギービームが照
射されずに金属微粒子表面の単分子膜のビニル基同志で
化学結合部が形成されなかった金属微粒子は除去され
る。その結果、基板５上にはエネルギービームが照射さ
れた部分のみ金属微粒子１が残り、金属パターンが形成
される。〈第５図〉 以下に、本発明の金属パターンの形成方法を用いた金属
配線の形成方法および金属配線の一実施例を模式的断面
図第５図および第６図を用いて詳細に説明する。
ことにより、隣接するアルミニウムシリコン合金からな
る金属微粒子1,1′の表面に形成されたシラン系界面活
性剤２よりなる単分子膜4,4′の先端のビニル基同志が
重合反応を起こして、化学結合部８を形成する。このよ
うに、エネルギービームを選択的に照射することで、隣
接するアルミニウムシリコン合金からなる金属微粒子
は、たがいに、化学結合部を介して選択的に固定され
る。〈第３図および第４図（ただし、第４図は第３図の
円Ｂ内の拡大図である。）〉 つぎに、エネルギービームを選択的に照射した金属微粒
子からなる膜を溶媒として、たとえば、クロロホルムに
浸漬する。浸漬することにより、エネルギービームが照
射されずに金属微粒子表面の単分子膜のビニル基同志で
化学結合部が形成されなかった金属微粒子は除去され
る。その結果、基板５上にはエネルギービームが照射さ
れた部分のみ金属微粒子１が残り、金属パターンが形成
される。〈第５図〉 以下に、本発明の金属パターンの形成方法を用いた金属
配線の形成方法および金属配線の一実施例を模式的断面
図第５図および第６図を用いて詳細に説明する。
まず、上述の金属パターンの形成方法により金属配線を
形成する基板５上に配線に用いられる金属微粒子１から
なる金属パターンを形成する。つぎに、前記金属パター
ンが形成された基板を不活性ガス雰囲気中として、たと
えば、窒素ガス雰囲気中で摂氏400度まで加熱する。不
活性ガス中での加熱処理により、導電性を妨げるシラン
系界面活性剤２からなる単分子膜４を分解除去すること
ができ、基板５上に配線金属からなる金属微粒子１の金
属配線が形成される。〈第５図、第６図〉 本発明に用いる金属微粒子としては、アルミニウム、ア
ルミニウムシリコン合金、アルミニウム銅合金、アルミ
ニウムシリコン銅合金、プラチナ、パラジウム、チタ
ン、タンタル、クロム、スズ、タングステン、モリブデ
ン等を用いることができる。
形成する基板５上に配線に用いられる金属微粒子１から
なる金属パターンを形成する。つぎに、前記金属パター
ンが形成された基板を不活性ガス雰囲気中として、たと
えば、窒素ガス雰囲気中で摂氏400度まで加熱する。不
活性ガス中での加熱処理により、導電性を妨げるシラン
系界面活性剤２からなる単分子膜４を分解除去すること
ができ、基板５上に配線金属からなる金属微粒子１の金
属配線が形成される。〈第５図、第６図〉 本発明に用いる金属微粒子としては、アルミニウム、ア
ルミニウムシリコン合金、アルミニウム銅合金、アルミ
ニウムシリコン銅合金、プラチナ、パラジウム、チタ
ン、タンタル、クロム、スズ、タングステン、モリブデ
ン等を用いることができる。
なお、本実施例ではシラン系界面活性剤を用いたが、水
酸基に対して結合性のある基であれば、シラン系界面活
性剤に限らない。
酸基に対して結合性のある基であれば、シラン系界面活
性剤に限らない。
また、本実施例ではシラン系界面活性剤の先端の官能基
としてビニル基を用いたが、他の官能基、たとえはアセ
チレン基、ジアセチレン基、エポキシ基のような重合反
応を起こすものであってもよい。
としてビニル基を用いたが、他の官能基、たとえはアセ
チレン基、ジアセチレン基、エポキシ基のような重合反
応を起こすものであってもよい。
さらにまた、本実施例ではエネルギービームとしてＸ線
を用いたが紫外線、遠紫外線、電子線、ガンマ線等シラ
ン系界面活性剤の先端に設けられた官能基の放射線重合
反応に応じて適宜変えられることは言うまでもない。
を用いたが紫外線、遠紫外線、電子線、ガンマ線等シラ
ン系界面活性剤の先端に設けられた官能基の放射線重合
反応に応じて適宜変えられることは言うまでもない。
さらにまた、本発明の実施例では加熱処理条件として摂
氏400度としたが、シラン系界面活性剤に応じて適宜除
去できうる条件に変更してもよいことは言うまでもな
い。
氏400度としたが、シラン系界面活性剤に応じて適宜除
去できうる条件に変更してもよいことは言うまでもな
い。
なお、本発明の金属パターン形成方法を用いた実施例で
は金属配線について記載したが、そのほか、金属電極、
特に、微細な金属パターンを必要とするバンプボンディ
ング、マイクロバンプボンディングなどの用途などにも
応用される。
は金属配線について記載したが、そのほか、金属電極、
特に、微細な金属パターンを必要とするバンプボンディ
ング、マイクロバンプボンディングなどの用途などにも
応用される。
さらにまた、本発明の実施例では、選択的にエネルギー
ビームを照射するためマスクを介したが、電子線などの
場合では、直接描画法が用いられており、本発明でも直
接描画法により選択的照射を行っても差し支えない。
ビームを照射するためマスクを介したが、電子線などの
場合では、直接描画法が用いられており、本発明でも直
接描画法により選択的照射を行っても差し支えない。
発明の効果 本発明の金属パターンの製造方法とそれを用いた金属配
線の製造方法は、金属パターンの新しい形成方法を提供
するものであり、本発明の方法により金属微粒子表面に
単分子膜を形成することにより金属微粒子に対する有機
物成分いわゆる単分子膜の占める割合が極めて低くな
り、金属配線に必要は物性いわゆる比抵抗率を低くでき
る。また、本発明は金属微粒子表面を単分子膜で一様に
覆った構造になるため、その分散も非常に均一になる。
またその製造についても従来のようにスパッタ法などの
ように高価な設備を持ちうることなく金属薄膜を形成す
ることができる。さらに、従来のフォトレジストパター
ン形成、金属薄膜ドライエッチング、フォトレジスト除
去等の工程を経ずして、直接的に金属パターン、金属配
線が形成でき、本発明の産業に与える効果は大である。
線の製造方法は、金属パターンの新しい形成方法を提供
するものであり、本発明の方法により金属微粒子表面に
単分子膜を形成することにより金属微粒子に対する有機
物成分いわゆる単分子膜の占める割合が極めて低くな
り、金属配線に必要は物性いわゆる比抵抗率を低くでき
る。また、本発明は金属微粒子表面を単分子膜で一様に
覆った構造になるため、その分散も非常に均一になる。
またその製造についても従来のようにスパッタ法などの
ように高価な設備を持ちうることなく金属薄膜を形成す
ることができる。さらに、従来のフォトレジストパター
ン形成、金属薄膜ドライエッチング、フォトレジスト除
去等の工程を経ずして、直接的に金属パターン、金属配
線が形成でき、本発明の産業に与える効果は大である。
第１図、第２図、第３図、第４図および第５図は本発明
の金属パターンの製造方法を説明する工程断面図、第６
図は本発明の金属配線の製造方法および金属配線を説明
する工程断面図である。 1,1′……金属微粒子、２……シラン系界面活性剤、３
……ビニル基、4,4′……単分子膜、５……基板、６…
…マスク、７……Ｘ線、８……化学結合部。
の金属パターンの製造方法を説明する工程断面図、第６
図は本発明の金属配線の製造方法および金属配線を説明
する工程断面図である。 1,1′……金属微粒子、２……シラン系界面活性剤、３
……ビニル基、4,4′……単分子膜、５……基板、６…
…マスク、７……Ｘ線、８……化学結合部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/3205 21/321
Claims (4)
- 【請求項１】重合性を有し、分子末端にクロロシラン基
を有するシラン系界面活性剤と金属微粒子表面の水酸基
を反応させ、前記金属微粒子表面に前記シラン系界面活
性剤からなる単分子膜を形成する工程と前記単分子膜で
覆われた金属微粒子を金属パターンを施す基板上に成膜
する工程と、前記金属パターンを形成する部位にエネル
ギービームを選択的に照射する工程と前記エネルギービ
ームを照射しなかった部位の金属微粒子を除去する工程
とを備えてなることを特徴とする金属パターンの製造方
法。 - 【請求項２】シラン系界面活性剤が重合性を有する官能
基を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
金属パターンの製造方法。 - 【請求項３】シラン系界面活性剤として、CH2＝CH−（C
H2）ｎ−SiCl3（n:正の整数）で表わされる化学物質を
用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の金
属パターンの製造方法。 - 【請求項４】重合性を有し、分子の末端にクロロシラン
基を有するシラン系界面活性剤と金属微粒子表面の水酸
基を反応させ、前記金属微粒子表面に前記シラン系界面
活性剤からなる単分子膜を形成する工程と前記単分子膜
で覆われた金属微粒子を金属パターンを施す基板上に成
膜する工程と、前記金属パターンを形成する部位にエネ
ルギービームを選択的に照射する工程と前記エネルギー
ビームを照射しなかった部位の金属微粒子を除去する工
程と、加熱処理を施して前記単分子膜を除去する工程を
備えてなることを特徴とする金属パターンの製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16006288A JPH0719947B2 (ja) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | 金属パターン製造方法とそれを用いた金属配線の製造方法 |
| US07/361,261 US4985273A (en) | 1988-06-07 | 1989-06-05 | Method of producing fine inorganic particles |
| DE68924198T DE68924198T2 (de) | 1988-06-07 | 1989-06-06 | Masse aus feinen Teilchen eines anorganischen Materials und Verfahren zu ihrer Herstellung, ultradünner Film aus feinen anorganischen Teilchen und Verfahren zu seiner Herstellung, magnetischer Aufnahmeträger und Verfahren zu seiner Herstellung, Verfahren zur Herstellung von Motiven aus anorganischem Material und Verfahren zur Herstellung von Verdrahtungen aus anorganischem Material. |
| EP19890305701 EP0346074B1 (en) | 1988-06-07 | 1989-06-06 | Mass of fine particles of inorganic material and method of producing the same, ultrathin film of the inorganic fine particles and method of making the same, magnetic recording medium and method of providing the same method of manufacturing patterns of inorganic material, and method of manufacturing wirings of inorganic material |
| US07/606,620 US5277980A (en) | 1988-06-07 | 1990-10-31 | Mass of fine particles of inorganic material and a film of the fine inorganic particles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16006288A JPH0719947B2 (ja) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | 金属パターン製造方法とそれを用いた金属配線の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH029196A JPH029196A (ja) | 1990-01-12 |
| JPH0719947B2 true JPH0719947B2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=15707078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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