JPH0962012A - レジストパターン形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 メッキ処理に好適なレジストパターンの形成
を可能にする。 【解決手段】 被処理基板２，４上にフォトレジストを
塗布することによりフォトレジスト膜６を形成する工程
と、フォトレジスト膜６中の溶媒がほとんど蒸発する加
熱条件の下で加熱処理する工程と、フォトレジスト膜６
を露光、現像することによりフォトレジストのパターン
を形成する工程と、を備えていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はメッキプロセス用に
用いられる厚膜レジストパターンを形成するレジストパ
ターン形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、移動体通信用としてＧａＡｓ基板
を用いたＭＭＩＣ（Microwave Monolithic Integrated
Circuit ）が用いられるようになってきている。このＭ
ＭＩＣにおいては、素子間を接続する金属配線およびイ
ンダクタを形成する金属配線が微細化されるとともに長
くなることによる抵抗値の増大がＧａＡｓＭＭＩＣの性
能に大きな影響を与えている。そこで、これらの金属配
線（主に第２層配線）の抵抗を低減するためにメッキプ
ロセスを用いることが検討されている。このメッキプロ
セスでは、半導体基板上に既に形成した金属配線上に開
口を有する厚膜（例えば６μｍ以上）のレジストパター
ンを形成し、このレジストパターンが形成された半導体
基板をメッキ液に浸漬することにより上記金属配線上に
例えば２μｍ〜３μｍの膜厚の例えば金のメッキ層を形
成する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のメッキプロセス
を用いた場合、メッキ層の不均一性、メッキ層の表面の
荒れ、およびメッキされた金属配線の抵抗が増大する現
象が生じ、メッキプロセスを用いることによる本来の目
的が達成できないという問題があった。

【０００４】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
であって、金属配線の低抵抗化のためのメッキプロセス
に適したレジストパターンを形成することのできるレジ
ストパターン形成方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によるレジストパ
ターン形成方法の第１の態様は、被処理基板上にフォト
レジストを塗布することによりフォトレジスト膜を形成
する工程と、前記フォトレジスト膜中の溶媒が蒸発する
加熱条件の下で加熱処理する工程と、前記フォトレジス
ト膜を露光、現像することによりフォトレジストのパタ
ーンを形成する工程と、を備えていることを特徴とす
る。

【０００６】また本発明によるレジストパターン形成方
法の第２の態様は第１の態様の形成方法において、前記
フォトレジストはノボラック系のポジ型レジストであ
り、前記加熱処理は１２０〜１２５℃で、２分間以上行
うことを特徴とする。

【０００７】また本発明によるレジストパターン形成方
法の第３の態様は、第１または第２の態様の形成方法に
おいて、フォトレジスト膜厚は６μｍ以上であることを
特徴とする。

【０００８】

【作用】まず本発明は、従来のレジストパターン形成方
法によって形成されたレジストパターンを用いてメッキ
処理を行った場合に生じる金属配線の抵抗が低減しない
問題について色々調査した。すると従来のレジストパタ
ーンの形成にはノボラック系のポジ型レジストが用いら
れ、このレジストパターンのプリベーク温度は９０℃で
行われていたことが分かった。そこで本発明者はレジス
ト塗布後のプリベークを９０℃で行った場合にはレジス
ト膜中に塗布溶媒が残り、この残留溶媒とともにレジス
トがメッキ液中に溶けてメッキ液が劣化することにより
上記問題が生じているのではないかと考え、これを裏付
けるための実験を行った。

【０００９】この実験は厚膜のレジストが塗布された基
板を２種類用意し、一方の基板のレジスト膜のプリベー
クをレジストの塗布溶媒が完全に蒸発しないと考えられ
る第１の加熱条件（例えばノボラック系のレジストの場
合は９０℃で２分間以上）で行い、他方の基板のレジス
ト膜のプリベークを、レジストの塗布溶媒はほぼ完全に
蒸発するが、レジスト中の感光剤はあまり蒸発しないと
考えられる第２の加熱条件（例えばノボラック系のレジ
ストの場合は１２０℃で２分間以上）で行った。そして
これらの２種類のレジスト膜を露光、現像し、その後に
各々、例えば８０℃でポストベークした場合と、１００
℃でポストベークした場合のレジスト膜のプロファイル
を調査した。この調査結果から第１の加熱条件でプリベ
ークした場合のレジスト膜のプロファイルはレジストフ
ローが生じ、９０度バーチカルプロファイルではなかっ
た。一方、第２の加熱条件でプリベークした場合のレジ
スト膜のプロファイルはレジストフローが生じず、９０
度バーチカルプロファイルであった。

【００１０】また、第１の加熱条件でプリベークしたレ
ジスト膜および第２の加熱条件でプリベークした場合の
レジスト膜を露光、現像し、所定温度（例えば１００
℃）でポストベークを行った。そしてこれらのレジスト
膜のパターンが形成された基板をメッキ液に浸漬し、メ
ッキ層を形成した後のレジスト膜の膜厚の減りを計測し
た。この計測結果によれば、第２の加熱条件でプリベー
クした場合のレジスト膜の方が第１の加熱条件でプリベ
ークした場合のレジスト膜に比べて膜厚の減りが少なか
った。すなわち、第２の加熱条件でレジスト膜をプリベ
ークしたほうがメッキ液中へのレジスト溶出が少ないこ
とが分かった。

【００１１】以上の実験結果を踏まえて本発明の作用を
説明する。

【００１２】上述のように構成された本発明のレジスト
パターン形成方法の第１の態様によれば、フォトレジス
ト膜中の溶媒が蒸発する加熱条件の下で加熱処理（プリ
ベーク）が行われる。このこと及び上述の実験結果によ
り、レジストフローが生じず、形成されたレジストパタ
ーンは９０度バーチカルプロファイルとなるとともに、
メッキ後のレジスト膜の膜減りも少なく、メッキ溶液中
へのレジストの溶出を抑えることが可能となり、メッキ
処理に好適なレジストパターンを得ることができる。

【００１３】また上述のように構成された本発明のレジ
ストパターン形成方法の第２の態様によれば、フォトレ
ジストはノボラック系のポジ型レジストであり、熱処理
は１２０〜１２５℃で２分間以上行われる。このこと及
び上述の実験結果によりフォトレジスト膜中の溶媒はほ
とんど蒸発し、レジストフローが生じず、形成されたレ
ジストパターンは９０度バーチカルプロファイルで、か
つメッキ後のレジスト膜の膜減りも少なく、メッキ溶液
中へのレジストの溶出を抑えることが可能となる。これ
によりメッキ処理に好適なレジストパターンを得ること
ができる。

【００１４】上述のように構成された本発明のレジスト
パターン形成方法の第３の態様によればレジスト膜の膜
厚は６μｍ以上であるため、メッキ処理に好適な厚膜の
レジストパターンを得ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明によるレジストパターン形
成方法の実施の形態を図１乃至図４を参照して説明す
る。まず本発明者は従来のレジストパターン形成方法に
よって形成されたレジストパターンを用いてメッキ処理
を行った場合に生じる金属配線の抵抗が低減しない問題
について色々調査した。すると従来のレジストパターン
の形成にはノボラック系のポジ型レジストが用いられ、
このレジストパターンのプリベーク温度は９０℃で行わ
れていたことが判明した。そこで本発明者は、レジスト
塗布後のプリベークを９０℃で行った場合はレジスト膜
中に塗布溶媒が残り、この残留溶媒の影響により上述の
問題が生じているのではないかと考え、これを裏付ける
ための実験を行った。この実験について以下説明する。

【００１６】実験には、厚膜用レジストにノボラック系
のポジ型フォトレジストを用いた。まず１μｍの膜厚の
金属配線４が形成されたＧａＡｓ基板２に、上記レジス
ト６を６μｍの膜厚に塗布し、プリベークを９０℃で２
分間行ったものと、塗布溶媒がほぼ蒸発し、かつレジス
トに含まれる感光剤があまり蒸発しない温度であると思
われる１２０℃でプリベークを２分間行ったものの２種
類を用意した。そしてこれらの２種類のレジスト膜を露
光、現像し、その後に、各々８０℃でポストベークした
場合と、１００℃でポストベークした場合のテーパ角度
θ（図４参照）を測定した。このときの測定結果を図３
に示す。図３において９０℃でプリベークした場合の測
定結果は白丸で、１２０℃でプリベークした場合の測定
結果は白三角で示してある。

【００１７】この図３から分かるようにポトベーク処理
温度が増加するにつれて、レジスト膜のフロー、すなわ
ちレジスト膜６が図４の破線に示すように変形すること
が生じ、特にポストベーク処理温度が１００℃になると
テーパ角度が５８度になり、レジスト膜６のフローが顕
著となっていることが分かった。

【００１８】これに対して１２０℃でプリベークを行っ
た場合はポストベーク処理が増加してもレジストフロー
も見られず、テーパ角度θにも変化は無く９０度であっ
て、バーチカルプロファイル（図４の実線で示すレジス
ト膜６のプロファイル）を維持している。

【００１９】次に上記ポストベークされたレジストパタ
ーンを液温６５℃、電流密度０．５Ａ／ｄｍ² の金メッ
キ液に３７０秒間浸漬し、約２μｍの膜厚の金メッキ層
を形成した場合のレジスト膜の膜厚の減りの計測結果を
図２に示す。この図２から分かるように９０℃でプリベ
ークしたレジストパターンの膜厚の減りが０．２１μｍ
なのに対して１２０℃でプリベークしたレジストパター
ンの膜厚の減りは０．０６μｍであった。

【００２０】これにより、１２０℃でプリベークした場
合のほうが、メッキ液中へのレジスト溶出が少ないこと
が分かる。

【００２１】以上の実験結果を踏まえて本発明によるレ
ジストパターン形成方法の一実施の形態を図１を参照し
て説明する。

【００２２】図１はこの実施の形態の製造工程断面図で
ある。まず、図１（ａ）に示すように例えば１μｍの膜
厚の金属配線４が形成されたＧａＡｓ基板２にノボラッ
ク系のポジ型フォトレジストからなるレジスト膜６を例
えば膜厚６μｍに塗布する。次にレジスト膜６中の塗布
溶媒が蒸発し、感光剤があまり蒸発しないと思われる温
度（例えばノボラック系のポジ型フォトレジストに対し
ては１２０〜１２５℃）で２分間以上のプリベークを行
う（図１（ｂ）参照）。

【００２３】続いてレジスト膜６を例えば波長が４３６
ｎｍのＵＶ（Ultra Violent ）光を用いて露光量５５０
ｍｊ／ｃｍ² で露光する（図１（ｃ）参照）。その後、
アルカリ濃度２．３８％の有機アルカリ溶液中に２分３
０秒間浸漬することにより金属配線４上に開口８を有す
るレジストパターン６を形成する（図１（ｄ）参照）。

【００２４】次にこのレジストパターン６を上記アルカ
リ溶液から上げた後、レジスト膜６中に残存しているア
ルカリ液を除去するために例えば１００℃でポストベー
ク処理を行う。

【００２５】その後、６５℃、電流密度０．５Ａ／ｄｍ
² の金メッキ液中に３７０秒間浸漬することによって金
属配線４上に約２μｍの膜厚の金メッキ層１０を形成す
る（図１（ｅ）参照）。

【００２６】本実施の形態の形成方法によって形成され
たレジストパターンにはレジストのフローも見られず、
９０度のバーチカルプロファイルを維持しており、この
レジストパターンを用いてメッキ処理を行っても形成さ
れたメッキ層の表面には荒れも見られず、また金属配線
４との低抵抗化を図ることができた。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、メッ
キプロセスに好適なレジストパターンを形成することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるレジストパターン形成方法の一実
施の形態の製造工程断面図。

【図２】一実施の形態の効果を説明するグラフ。

【図３】一実施の形態の効果を説明するグラフ。

【図４】従来のレジストパターン形成方法の問題点を説
明する説明図。

【符号の説明】

２ 半導体基板（ＧａＡｓ基板） ４ 金属配線 ６ レジスト膜 ８ 開口 １０ 金メッキ層

───────────────────────────────────────────────────── 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 21/30 ５６９Ｂ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被処理基板上にフォトレジストを塗布する
   ことによりフォトレジスト膜を形成する工程と、前記フ
   ォトレジスト膜中の溶媒が蒸発する加熱条件の下で加熱
   処理する工程と、前記フォトレジスト膜を露光、現像す
   ることによりフォトレジストのパターンを形成する工程
   と、を備えていることを特徴とするレジストパターン形
   成方法。
2. 【請求項２】前記フォトレジストはノボラック系のポジ
   型レジストであり、前記加熱処理は１２０〜１２５℃
   で、２分間以上行うことを特徴とする請求項１記載の方
   法。
3. 【請求項３】前記フォトレジスト膜の膜厚は６μｍ以上
   であることを特徴とする請求項１または２記載の方法。