JP2006019316A - Pattern formation method and method for manufacturing thin film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非感光性樹脂等のようにパターンの形成が困難な有機材料又は無機材料からなるパターン形成方法、及び形成されたパターンを有する薄膜の作製方法に関し、特に厚膜においても高精度のパターニングが可能なパターン形成方法及び薄膜の作製方法に関する。また、本発明は、矩形形状等に形成されたパターンを所望形状に変形する工程を含むパターン形成方法に関し、広範囲の有機材料又は無機材料に対して適用可能なパターンを変形するパターン形成方法に関する。 The present invention relates to a pattern forming method made of an organic material or an inorganic material that is difficult to form a pattern, such as a non-photosensitive resin, and a method for manufacturing a thin film having a formed pattern. The present invention relates to a pattern forming method capable of patterning and a thin film manufacturing method. The present invention also relates to a pattern forming method including a step of deforming a pattern formed in a rectangular shape or the like into a desired shape, and relates to a pattern forming method for deforming a pattern applicable to a wide range of organic materials or inorganic materials.
パターン形成の観点からみた材料は、一般に、その材料自身がパターン形成能を有して容易にパターンを形成することができる材料と、その材料自身にはパターン形成能がなくてパターンを形成することが難しい材料とに分類できる。樹脂材料(高分子材料)について考えれば、感光性を有する感光性樹脂と、感光性を有さない非感光性樹脂とがこの分類に対応する。 From the viewpoint of pattern formation, in general, the material itself has a pattern forming ability and can easily form a pattern, and the material itself has no pattern forming ability and forms a pattern. Can be classified as difficult materials. Considering resin materials (polymer materials), photosensitive resins having photosensitivity and non-photosensitive resins having no photosensitivity correspond to this classification.
レジストに代表される感光性樹脂はそれ自身がパターン形成能を有するため、微細なパターンの形成が容易であるという利点を有している。しかし、感光性樹脂は感光性を付与することを主目的として作られているため、引張破断伸び率や弾性特性等の機械的特性や熱的特性を広範囲に制御することが困難な場合があり、それらの特性が犠牲にされるという欠点がある。一方、非感光性樹脂は感光性を付与することによる制限がないため、機械的特性(引張破断伸び率や弾性率等)や耐熱性等に関して広い範囲の特性を有するものが入手可能である。しかし、非感光性樹脂は感光性樹脂のような良好なパターン形成能を有していないので、パターンの形成が必要な場合には、何らかの方法でパターンを形成する必要がある。また、樹脂材料以外の材料においても、パターン形成能を有さない材料については、それぞれの材料に適した方法でパターンを形成することが必要である。 A photosensitive resin typified by a resist itself has a pattern forming ability, and thus has an advantage that a fine pattern can be easily formed. However, since the photosensitive resin is made mainly for imparting photosensitivity, it may be difficult to control mechanical properties such as tensile elongation at break and elastic properties and thermal properties over a wide range. The disadvantage is that their properties are sacrificed. On the other hand, since the non-photosensitive resin is not limited by imparting photosensitivity, those having a wide range of characteristics regarding mechanical characteristics (such as tensile elongation at break and elastic modulus) and heat resistance are available. However, since the non-photosensitive resin does not have a good pattern forming ability like the photosensitive resin, it is necessary to form the pattern by some method when the pattern needs to be formed. In addition, for materials other than resin materials, it is necessary to form a pattern by a method suitable for each material for materials that do not have pattern forming ability.
非感光性樹脂からなるパターンを形成するための従来公知の方法として、エッチング法がある。エッチング法では、非感光性樹脂で形成した層の上に感光性樹脂層を形成し、露光・現像等によりその感光性樹脂からなるマスクを形成し、その後にエッチング操作を行ってマスク開口部の非感光性樹脂を除去することにより、非感光性樹脂からなる所望形状のパターンを形成する。エッチング法は、非感光性である無機材料薄膜のパターニングにも利用され、無機材料からなる所望形状のパターンを形成できる。 As a conventionally known method for forming a pattern made of a non-photosensitive resin, there is an etching method. In the etching method, a photosensitive resin layer is formed on a layer formed of a non-photosensitive resin, a mask made of the photosensitive resin is formed by exposure / development, etc., and then an etching operation is performed to remove the mask opening. By removing the non-photosensitive resin, a pattern having a desired shape made of the non-photosensitive resin is formed. The etching method is also used for patterning a non-photosensitive inorganic material thin film, and can form a pattern of a desired shape made of an inorganic material.
前記のエッチング法には、ドライエッチング法とウエットエッチング法がある。ドライエッチング法では、プラズマを利用したアッシングや反応性イオンエッチング(RIE)により非感光性樹脂層や無機材料薄膜をパターニングする。ウエットエッチング法では、各種のエッチング液を用いたエッチングにより非感光性樹脂層や無機材料薄膜をパターニングする。例えば、特許文献1には、非感光性樹脂をアルカリ現像液でエッチングする方法が提案されている。
The etching method includes a dry etching method and a wet etching method. In the dry etching method, a non-photosensitive resin layer or an inorganic material thin film is patterned by ashing using plasma or reactive ion etching (RIE). In the wet etching method, the non-photosensitive resin layer and the inorganic material thin film are patterned by etching using various etching solutions. For example,
また、他のパターン形成方法として、レーザー光を用いたアブレーションにより非感光性樹脂をパターニングする方法がある。この方法は、ビルトアップ層を有するプリント配線板において、ヴィアを形成する際に使用されている。 As another pattern forming method, there is a method of patterning a non-photosensitive resin by ablation using laser light. This method is used when forming a via in a printed wiring board having a built-up layer.
さらに、他のパターン形成方法として、金属盤等の硬質表面にパターンを形成した型(スタンパーともいう)を準備し、この型を非感光性樹脂に押し当ててパターンを形成する方法もある。例えば、特許文献2には、硬質のNi電鋳原盤からなる型を用い、スタンピングにより樹脂パターンを形成する方法が提案されている。
Further, as another pattern forming method, there is a method in which a mold (also referred to as a stamper) having a pattern formed on a hard surface such as a metal disk is prepared and the pattern is formed by pressing the mold against a non-photosensitive resin. For example,
一方、これらのパターン形成方法で形成した樹脂パターンを変形して丸くする方法として、加熱による方法がある。例えば、特許文献3には、熱リフローによって、矩形パターンをレンズ状に丸く変形させる技術が提案されている。
しかしながら、非感光性樹脂層や無機材料薄膜(以下、非感光性樹脂層等という。)のパターン形成方法には、以下のような課題がある。 However, the pattern forming method of a non-photosensitive resin layer or an inorganic material thin film (hereinafter referred to as a non-photosensitive resin layer or the like) has the following problems.
ドライエッチング法では、非感光性樹脂層等が厚くなったときに高精度のパターン形成が困難であるという課題がある。これは、非感光性樹脂層等が厚膜になった場合に、エッチング時間が長くなってプラズマ等の回り込みによるサイドエッチングが大きくなり、マスクパターンを正確に反映したパターン形状が得られなくなるためである。また、ドライエッチング法においては、一般に真空下での操作が必要なため、大型で且つ高価な装置が必要になると共に真空工程が必要になり、プロセスが複雑になるという課題もある。さらに、後述するように、厚さ方向の形状制御ができないという課題がある。 The dry etching method has a problem that it is difficult to form a highly accurate pattern when the non-photosensitive resin layer or the like becomes thick. This is because when the non-photosensitive resin layer or the like becomes thick, the etching time becomes long and side etching due to wraparound of plasma or the like becomes large, and a pattern shape that accurately reflects the mask pattern cannot be obtained. is there. In addition, since the dry etching method generally requires an operation under vacuum, there is a problem that a large and expensive apparatus is required and a vacuum process is required, which complicates the process. Furthermore, as will be described later, there is a problem that shape control in the thickness direction cannot be performed.
ウエットエッチング法では、エッチングできる非感光性樹脂や無機材料(以下、非感光性樹脂等という。)の種類が著しく限定されるという課題がある。これは、非感光性樹脂等を溶解する溶剤が少ない上に、レジスト等の感光性樹脂をマスクとして使用する場合においては、感光性樹脂を溶解することなく非感光性樹脂等のみを溶解するエッチング液が必要であるが、このような非感光性樹脂等と感光性樹脂とエッチング液との組み合わせは著しく制限されるからである。また、ウエットエッチング法においても、ドライエッチング法と同様に、エッチング中にサイドエッチングが大きくなる傾向があり、サイドエッチングが特に大きい場合には、マスクとして使用した感光性樹脂層が垂れ下がったり、遊離するという課題がある(例えば、特許文献1の段落番号0008を参照)。 The wet etching method has a problem that the types of non-photosensitive resins and inorganic materials (hereinafter referred to as non-photosensitive resins) that can be etched are remarkably limited. This is an etching that dissolves only the non-photosensitive resin without dissolving the photosensitive resin when the photosensitive resin such as a resist is used as a mask in addition to the solvent that dissolves the non-photosensitive resin or the like. This is because a combination of such a non-photosensitive resin or the like, a photosensitive resin and an etching solution is remarkably limited. Also, in the wet etching method, as in the dry etching method, the side etching tends to be large during etching, and when the side etching is particularly large, the photosensitive resin layer used as a mask hangs down or becomes free. (For example, see paragraph number 0008 of Patent Document 1).
また、レーザー光を用いる方法では、レーザー光やそのレーザー光で発生した熱により下層に大きなダメージが加わるという問題がある。このため、その下層がレーザー光や熱に弱い材料からなる場合には、この方法は使用することができない。このような例として、LSI上に非感光性樹脂層を形成し、配線接続部であるパッド部上の非感光性樹脂層をレーザー光で除去するような場合が挙げられる。この場合、一般にレーザー光により下層のパッド部やさらにその下層にある微細配線や半導体素子がダメージを受ける。また、使用するレーザー光の波長に依存するが、レーザー光を用いる方法では一般に数十ミクロン以上の大きなパターンや開口部しか形成できないという課題もある。さらに、無機材料の場合には、レーザー光に対する耐性が大きいためにパターン形成が困難であるという課題がある。 Further, the method using laser light has a problem that the lower layer is greatly damaged by the laser light and the heat generated by the laser light. For this reason, this method cannot be used when the lower layer is made of a material weak to laser light or heat. As an example of this, there is a case where a non-photosensitive resin layer is formed on an LSI and the non-photosensitive resin layer on the pad portion which is a wiring connection portion is removed with a laser beam. In this case, generally, the lower pad portion and further the fine wiring and semiconductor element in the lower layer are damaged by the laser beam. Further, although depending on the wavelength of the laser beam to be used, the method using the laser beam generally has a problem that only a large pattern or opening of several tens of microns or more can be formed. Furthermore, in the case of inorganic materials, there is a problem that pattern formation is difficult because of high resistance to laser light.
また、非感光性樹脂層等に型を押し当ててパターンを形成する方法では、押し当てる型の位置制御が難しく、また、押し当てる型の変形等によってパターンの位置がずれる等の課題がある。また、くぼみを形成することは比較的容易であるが、底部まで貫通する「穴」を含むパターンを形成するのは困難であるという課題がある。 Further, in the method of forming a pattern by pressing a mold against a non-photosensitive resin layer or the like, there is a problem that it is difficult to control the position of the pressing mold, and the position of the pattern is shifted due to deformation of the pressing mold. Moreover, although it is comparatively easy to form a hollow, there exists a subject that it is difficult to form the pattern containing the "hole" penetrated to the bottom part.
一方、樹脂等からなるパターンのエッヂ部を丸くする方法としての加熱による方法では、熱硬化性樹脂等においては加熱によりエッヂ部が丸くなる材料は限定されており、エッヂ部の丸みの程度を制御することはさらに困難である。また、事前にエッチング操作を行ってエッヂ部を丸くする場合においては、エッチング液に触れることにより表面が硬化する等の変質が生じ、加熱のみではエッヂ部が期待通りに丸くならないという課題もある。 On the other hand, in the method by heating as a method of rounding the edge portion of the pattern made of resin, the material that rounds the edge portion by heating is limited in thermosetting resin, etc., and the degree of roundness of the edge portion is controlled. It is even more difficult to do. In addition, when the edge portion is rounded by performing an etching operation in advance, there is a problem that the surface portion is hardened by touching the etching solution, and the edge portion is not rounded as expected only by heating.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、その第1の目的は、非感光性樹脂等からなる厚膜であっても、高精度のパターニングが可能なパターン形成方法を提供することにある。また、本発明の第2の目的は、矩形形状等に形成されたパターンを所望形状に変形する工程を含むパターン形成方法を提供することにある。また、本発明の第3の目的は、形成されたパターンを有する薄膜の作製方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and a first object of the present invention is to provide a pattern forming method capable of high-precision patterning even with a thick film made of a non-photosensitive resin or the like. Is to provide. A second object of the present invention is to provide a pattern forming method including a step of deforming a pattern formed in a rectangular shape or the like into a desired shape. A third object of the present invention is to provide a method for producing a thin film having a formed pattern.
上記第1の目的を達成するための本発明のパターン形成方法は、基板上に第一のパターンを形成し、当該第一のパターンの開口部に被パターン材料からなる層を形成し、その後、前記第一のパターンを除去して前記被パターン材料からなる第二のパターンを形成することを特徴とする。 In the pattern forming method of the present invention for achieving the first object, a first pattern is formed on a substrate, a layer made of a material to be patterned is formed in an opening of the first pattern, and then The second pattern made of the material to be patterned is formed by removing the first pattern.
この発明によれば、一般的にパターニングが難しいとされている非感光性樹脂や無機材料等を被パターン材料とした場合においても、その被パターン材料からなるパターン(第二のパターン)を容易且つ高精度で形成することができる。特に、厚膜のパターン(第二のパターン)を形成する場合において効果的である。なお、本発明でいう「被パターン材料」とは、第一のパターンを型として形成される第二のパターンの構成材料のことを意味するものとして定義する。 According to the present invention, even when a non-photosensitive resin or an inorganic material that is generally difficult to pattern is used as a pattern material, a pattern (second pattern) made of the pattern material can be easily and It can be formed with high accuracy. This is particularly effective when a thick film pattern (second pattern) is formed. The “patterned material” as used in the present invention is defined as meaning the constituent material of the second pattern formed by using the first pattern as a mold.
上記本発明のパターン形成方法においては、前記第一のパターンが、金属からなるパターン又は感光性樹脂からなるパターンであることが好ましい。この発明によれば、銅等の金属からなるパターンや感光性樹脂からなるパターンを第一のパターンとして使用するので、その第一のパターンを除去することにより、高精度の第二のパターンを形成することができる。 In the pattern forming method of the present invention, the first pattern is preferably a pattern made of metal or a pattern made of a photosensitive resin. According to the present invention, a pattern made of a metal such as copper or a pattern made of a photosensitive resin is used as the first pattern. Therefore, by removing the first pattern, a highly accurate second pattern is formed. can do.
上記尾本発明のパターン形成方法においては、前記被パターン材料が有機材料又は無機材料であることが好ましい。非感光性樹脂等の有機材料又はガラスセラミック等の無機材料は一般的にパターニングが難しいとされているが、本発明によれば、これらの材料を被パターン材料とした場合においても、高精度のパターンを容易に形成することができる。 In the pattern forming method of the present invention, the pattern material is preferably an organic material or an inorganic material. Inorganic materials such as non-photosensitive resins or inorganic materials such as glass ceramics are generally considered difficult to pattern, but according to the present invention, even when these materials are used as pattern materials, high precision A pattern can be easily formed.
上記本発明のパターン形成方法においては、前記被パターン材料からなる層が、液状の被パターン材料を塗布することにより形成されること、又は、フィルム状の被パターン材料を前記第一のパターン上から貼り付けることにより形成されること、が好ましい。この発明によれば、パターニングが困難とされている材料を含む広範囲の有機材料及び無機材料を、被パターン材料として使用することができる。 In the pattern forming method of the present invention, the layer made of the material to be patterned is formed by applying a liquid material to be patterned, or the film-like material to be patterned is formed on the first pattern. It is preferable to form by sticking. According to the present invention, a wide range of organic materials and inorganic materials including materials that are difficult to pattern can be used as the material to be patterned.
上記本発明のパターン形成方法においては、前記被パターン材料からなる層が、前記第一のパターンの上部に前記被パターン材料を弾く被膜を形成した後に、前記被パターン材料を前記第一のパターン上から塗布又は貼り付けることにより形成されることが好ましい。また、本発明のパターン形成方法においては、前記被パターン材料からなる層が、当該被パターン材料を前記第一のパターン上から塗布又は貼り付けた後に、機械的又は化学的処理により当該第一のパターンの上部を露出させ、その後に当該第一のパターンを除去することにより形成されることが好ましい。これらの発明によれば、基板上に最初に形成した第一のパターンを除去する際の妨げになる被パターン材料が、第一のパターンの上部に存在しないようにしたので、第一のパターンを容易に除去して高精度のパターンを効率的に形成することができる。 In the pattern forming method of the present invention, after the layer made of the pattern material forms a film that repels the pattern material on the first pattern, the pattern material is placed on the first pattern. Preferably, it is formed by applying or pasting. In the pattern forming method of the present invention, after the layer made of the pattern material is applied or pasted from the first pattern on the first pattern, the first material is mechanically or chemically treated. Preferably, the upper part of the pattern is exposed and then the first pattern is removed. According to these inventions, since the material to be patterned that prevents the first pattern formed first on the substrate from being removed does not exist on the top of the first pattern, the first pattern is It can be easily removed to efficiently form a highly accurate pattern.
上記第2の目的を達成するための第1形態に係る本発明のパターン形成方法は、上述した本発明のパターン形成方法で被パターン材料からなる第二のパターンを形成した後、当該被パターン材料を変形させることのできる溶剤雰囲気下に置いて当該第二のパターンを変形することを特徴とする。この発明によれば、例えば非感光性樹脂等からなるパターン(第二のパターン)を、丸みを帯びたエッジ部を有する形態に変形させたり、波形形状に変形させたりすることができる。 In the pattern forming method of the present invention according to the first embodiment for achieving the second object, after the second pattern made of the pattern material is formed by the above-described pattern forming method of the present invention, the pattern material The second pattern is deformed by placing it in a solvent atmosphere capable of deforming. According to the present invention, for example, a pattern (second pattern) made of a non-photosensitive resin or the like can be deformed into a form having a rounded edge portion or deformed into a corrugated shape.
上記第2の目的を達成するための第2形態に係る本発明のパターン形成方法は、矩形パターンを形成した後の基板を、当該矩形パターンを変形させることのできる溶剤雰囲気下に置いて当該矩形パターンを変形することを特徴とする。この発明によれば、エッヂ部が矩形状の矩形パターンを、丸みを帯びたエッジ部を有するパターン又は波形形状のパターンに容易に変形することができる。 In the pattern forming method of the present invention according to the second embodiment for achieving the second object, the rectangular pattern is placed on the substrate in a solvent atmosphere capable of deforming the rectangular pattern. The pattern is deformed. According to the present invention, a rectangular pattern having a rectangular edge portion can be easily transformed into a pattern having a rounded edge portion or a waveform pattern.
上記第3の目的を達成するための本発明の薄膜の作製方法は、上述した本発明のパターン形成方法で基板上にパターンを形成した後、当該基板を除去し又は当該パターンを有する層と基板とを分離して、当該パターンを有する薄膜を形成することを特徴とする。この発明によれば、パターンを有する薄膜を作製できるので、そのパターンを利用した用途に利用することができる。 The method for producing a thin film of the present invention for achieving the third object is to form a pattern on the substrate by the pattern forming method of the present invention described above, and then remove the substrate or a layer having the pattern and the substrate And a thin film having the pattern is formed. According to the present invention, since a thin film having a pattern can be produced, it can be used for an application using the pattern.
本発明のパターン形成方法によれば、一般的にパターニングが難しいとされている非感光性樹脂や無機材料等を被パターン材料とした場合においても、その被パターン材料からなるパターン(第二のパターン)を容易且つ高精度で形成することができる。また、厚膜パターンについては、例えばエッチングに長時間を要するが故に生じる従来の問題を回避できるので、特に効果的である。また、パターニングに大型で高価な装置が必要とされず、プロセスも単純になるという効果を奏する。また、被パターン材料の種類も限定されず、従来のようなエッチング液との困難な組み合わせも不要になるので、広範囲の被パターン材料についてのパターニングに有利である。また、エッチング等によるパターニングが困難な被パターン材料に対しても、容易且つ高精度でパターニングすることができると共に、貫通孔(貫通穴)を含むパターンを容易に形成することができる。 According to the pattern forming method of the present invention, even when a non-photosensitive resin or an inorganic material, which is generally considered difficult to be patterned, is used as a pattern material, a pattern made of the pattern material (second pattern) ) Can be formed easily and with high accuracy. In addition, the thick film pattern is particularly effective because, for example, the conventional problem that occurs because etching takes a long time can be avoided. Further, a large and expensive apparatus is not required for patterning, and the process is simplified. Further, the type of pattern material is not limited, and a difficult combination with a conventional etching solution is unnecessary, which is advantageous for patterning a wide range of pattern materials. In addition, it is possible to easily and accurately pattern a pattern material that is difficult to be patterned by etching or the like, and it is possible to easily form a pattern including a through hole (through hole).
また、本発明で形成されたパターン等を所望形状に変形する工程を含むパターン形成方法によれば、例えば非感光性樹脂等からなるパターンにダメージを与えることなく丸みを帯びたエッジ部を有する形態に制御よく変形させたり、波形形状に制御よく変形させたりすることができる。 Further, according to the pattern forming method including the step of deforming the pattern or the like formed in the present invention into a desired shape, for example, a form having a rounded edge portion without damaging the pattern made of a non-photosensitive resin or the like It can be deformed with good control and can be deformed with good control to the waveform shape.
また、本発明の薄膜の作製方法によれば、一般的にパターニングが難しいとされている非感光性樹脂や無機材料等からなるパターンを有する薄膜を作製できるので、得られた薄膜に形成されたパターンを利用した用途に好適に利用することができる。 Moreover, according to the method for producing a thin film of the present invention, a thin film having a pattern made of a non-photosensitive resin or an inorganic material, which is generally considered difficult to be patterned, can be produced. It can use suitably for the use using a pattern.
以下、本発明の非感光性樹脂等のパターン形成方法及び薄膜の作製方法を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, a pattern forming method for a non-photosensitive resin and the like and a method for producing a thin film according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(パターン形成方法)
図1は、本発明のパターン形成方法の一例を示すプロセス図である。本発明のパターン形成方法は、先ず、図1(A)に示すように、基板3上に型となる第一のパターン1を形成し、次に、図1(B)に示すように、その第一のパターン1の開口部4に被パターン材料からなる層2を形成し、次に、図1(C)に示すように、第一のパターン1を除去して被パターン材料からなる第二のパターン2を形成する方法である。以下、各工程を順に説明する。なお、本願において、符号2を、被パターン材料からなる層と第二のパターンとを表すものとして使用する。
(Pattern formation method)
FIG. 1 is a process diagram showing an example of the pattern forming method of the present invention. In the pattern forming method of the present invention, first, as shown in FIG. 1A, a
<第一のパターンの形成>
最初に、基板3上に第一のパターン1を形成する工程(図1(A)を参照)について説明する。この工程で形成される第一のパターン1は、後の工程(図1(B)(C)を参照)で第二のパターン2が形成される際の型として機能する。
<Formation of first pattern>
First, a process of forming the
第一のパターン1は、一般的にパターニングが難しいとされている非感光性樹脂や無機材料等のパターニングを容易に行うために、基板3上に予め設けられるパターンである。したがって、この第一のパターン1は、最終的に得ようとするパターン(第二のパターン2)の反転形状として設けられる。
The
第一のパターン1を形成するための材料としては、銅等の金属又はレジスト等の感光性樹脂が好ましく用いられる。
As a material for forming the
銅等の金属は、単層に形成されたものであっても多層に形成されたものであってもよく、例えば無電解めっき若しくは電解めっき等のめっき法、又は蒸着、スパッタ若しくはCVD等の各種の成膜手段で基板3上に形成することができる。特にめっき法で形成することが好ましく、また、銅以外のニッケル、金、等のめっき膜であってもよい。銅等の金属のパターニングは、アディティブ法やフルアディティブ法等の各種の方法で形成してもよいし、各種の手段で金属層を形成した後に感光性樹脂であるレジストを形成し、その後に露光・現像を行い、さらにエッチングを行って所定の形状からなる第一のパターン1を形成してもよい。また、後述する実施例1で示すように、基板上にシード層を形成した後、めっきレジストパターンを形成し、さらにその後にめっき法によりめっきパターンを形成してもよい。金属からなる第一のパターン1は、例えば非感光性樹脂を被パターン材料として用いたとき、その非感光性樹脂の構成成分である溶媒による変形等が起こらないという利点がある。
The metal such as copper may be formed in a single layer or multiple layers, for example, a plating method such as electroless plating or electrolytic plating, or various types such as vapor deposition, sputtering or CVD. It can be formed on the
レジスト等の感光性樹脂は、例えばスピンコート等の各種の方法で基板3上に形成できること、マスクを用いて露光・現像することにより容易にパターニングできること、さらに、アルカリ溶液等で容易に除去できること等、多くの点において有利である。感光性樹脂であれば、ネガ型であってもよいしポジ型であってもよい。
A photosensitive resin such as a resist can be formed on the
基板3としては、ウエハ、ガラス基板、プリント配線板(ガラスエポキシ基板、テフロン(登録商標)基板、ポリイミド基板、液晶ポリマー基板等の有機基板)等、種々のものを用いることができる。基板3の種類は、最終的に得ようとするパターン(第二のパターン)の用途により選定される。
As the
例えば、形成されたパターンが丸みを帯びた波形形状であり、そのパターンが半導体素子を形成したウエハ上の応力緩和層として使用されるときには、基板3としてウエハが使用される。また、形成されたパターンが、非感光性樹脂等からなるパターンであり、そのパターンがディスプレイ等に使用するマイクロレンズとして使用されるときには、基板3として透明のガラス基板や有機基板等が使用される。
For example, when the formed pattern has a rounded corrugated shape and the pattern is used as a stress relaxation layer on the wafer on which the semiconductor element is formed, the wafer is used as the
<被パターン材料からなる層の形成>
次に、第一のパターン1の開口部4に被パターン材料からなる層2を形成する工程(図1(B)を参照)について説明する。この工程で形成される層2は、第一のパターン1の開口部4に埋まるように設けられ、その第一のパターン1の側面に接するように形成されている。なお、本願において「側面に接する」とは、図1に示すように、精度よくパターニングされた第一のパターン1の側面に、被パターン材料からなる層2が実質的に隙間なく接することである。こうした状態で被パターン材料からなる層2が形成されることにより、最終的に得られるパターン(第二のパターン2)が高精度で形成されることになる。
<Formation of layer made of pattern material>
Next, the process of forming the
本発明のパターン形成方法は、この層2を形成する被パターン材料が、一般的にパターニングが難しいとされている非感光性樹脂や無機材料等であることに特徴がある。具体的な被パターン材料としては、非感光性ポリイミド、非感光性エポキシ樹脂等の有機材料、又はガラス、アルミナ等の無機材料を挙げることができる。
The pattern forming method of the present invention is characterized in that the material to be patterned for forming the
被パターン材料は、液状の材料又はフィルム状の材料が用いられる。液状の被パターン材料は、第一のパターン1の開口部4に流し込むことができるので便利である。具体的には、硬化前の熱硬化性樹脂のような樹脂前駆体そのものである場合や非感光性樹脂や無機材料が溶媒に溶けているようなものが含まれる。塗布の方法としてはスピンコート塗布やバーコート等を上げることができる。
As the material to be patterned, a liquid material or a film-like material is used. The liquid pattern material is convenient because it can be poured into the openings 4 of the
フィルム状の被パターン材料としては、ドライフィルム等を挙げることができ、被パターン材料からなる層2は、このドライフィルムを第一のパターン1上から貼り付けることにより形成される。ドライフィルムを貼り付ける方法として、真空ラミネートや真空プレス等の方法を挙げることができる。
Examples of the film-like material to be patterned include a dry film, and the
なお、第一のパターン1を感光性樹脂で形成し、被パターン材料からなる層2を非感光性樹脂等の有機材料を塗布して形成した場合には、その有機材料の構成成分である溶媒が感光性樹脂を変形させてしまうことがある。こうした変形が起こる場合には、溶媒と感光性樹脂との相性を予め確認し、そのような変形が起こらないように各材料の種類を選択することが好ましい。
When the
また、金属からなる第一のパターン1を形成した後に、非感光性樹脂を被パターン材料として第二のパターン2を形成した場合には、被パターン材料である非感光性樹脂は、第一のパターン1である金属をエッチング除去する際のエッチング液に侵され難いという利点がある。
When the
<第二のパターンの形成>
次に、第一のパターン1を除去して被パターン材料からなる第二のパターン2を形成する工程(図1(C)を参照)について説明する。
<Formation of second pattern>
Next, the process of removing the
型として機能した第一のパターン1を除去する方法として、第一のパターン1が溶媒溶解性を有する材料からなる場合にはその第一のパターン1を溶媒等で溶解して除去することが望ましく、第一のパターン1が金属からなる場合にはその第一のパターン1を酸系エッチング剤やアルカリエッチング剤で溶解して除去することが望ましい。
As a method of removing the
第一のパターン1を速やかに除去して第二のパターン2を精度よく形成するためには、第一のパターン1の上部を露出させておくことが望ましい。以下に、第一のパターン1の上部を露出させることができる具体的な態様を説明する。
In order to quickly remove the
第1の態様;被パターン材料からなる層2を塗布形成により形成する場合には、例えば図1(B)に示すように、第一のパターン1の厚さ(高さ)が塗布形成する層2よりも厚くなるように設定しておくことが望ましい。この手段により、第一のパターン1の上部を露出させることができる。
First aspect: When the
第2の態様;被パターン材料からなる層2を塗布形成する場合において、例えば図2に示すように、第一のパターン1の上部に、例えば非感光性樹脂等の被パターン材料を弾く被膜6を予め形成しておくことが望ましい。この手段により、液状の被パターン材料を塗布した場合であっても、第一のパターン1の上部には被パターン材料が乗らず、第一のパターン1の上部を露出させることができる。
Second embodiment: When the
被パターン材料を弾く被膜6としては、被パターン材料に対する臨界表面張力の小さい物質からなる被膜6が望ましく、このような被膜6としてテフロン(登録商標)等のフッ素系被膜を挙げることができる。このような被膜6は、第一のパターン1を形成した後に、ローラー等を用いて第一のパターン1の上部のみに塗布することができる。
The film 6 that repels the pattern material is preferably a film 6 made of a substance having a small critical surface tension with respect to the pattern material. Examples of such a film 6 include a fluorine-based film such as Teflon (registered trademark). Such a film 6 can be applied only to the top of the
第3の態様;第一のパターン1をめっきで形成した場合は、例えば図3に示すように、めっきレジスト7を剥離する前に(図3(A)を参照)、被パターン材料を弾く被膜材料をめっきレジスト7上に塗布等して被膜6を一様に形成し(図3(B)を参照)、その後にめっきレジスト7を剥離することにより、自動的にめっき金属からなる第一のパターン1の上部のみに例えば非感光性樹脂からなる被パターン材料を弾く被膜6を形成することができる(図3(C)を参照)。この手段により、第一のパターン1の上部には被パターン材料が乗らず、第一のパターン1の上部を露出させることができる。
Third Mode: When the
第4の態様;図4に示すように、被パターン材料を第一のパターン1が形成された基板3上に塗布等した場合においては、第一のパターン1の上部に被パターン材料の層2が存在してしまうことがある。この場合には、第一のパターン1上の層2を切削又は研磨等の機械的操作や化学的方法で除去することが好ましい。切削としては、カッター刃のような硬質なもので切削したり、軟質なもので切削したりすることが挙げられる。研磨としては、バフによる研磨やCMP(化学的機械的研磨)法による研磨が挙げられる。また、化学的方法としては、ラジカルを利用したアッシング法等を挙げることができる。この手段により、第一のパターン1の上部の被パターン材料を除去することができるので、第一のパターン1の上部を露出させることができる。
Fourth Mode: As shown in FIG. 4, when the pattern material is applied on the
なお、この第4の態様においては、感光性樹脂からなる第一のパターン1上に被パターン材料からなる層2が存在する場合において、その被パターン材料を機械的操作(切削又は研磨等)で除去しようとしたとき、感光性樹脂からなる第一のパターン1の機械的強度が十分ではないため、被パターン材料の切削又は研磨等をスムーズに行うことができない等の問題が生じる。こうした問題が生じる場合には、第一のパターン1を金属で形成することが好ましい。金属は一般に硬度が大きいので、非感光性樹脂を切削又は研磨する工程を施しても問題が生じないという利点がある。また、金属は硬度が大きいので、被パターン材料として無機材料を用いた場合も有利である。
In the fourth aspect, when the
また、図5に示すように、本発明のパターン形成方法では、例えばめっきのパターン(第一のパターン1)を複数段構造とし、各段の大きさや幅を変化させることにより、厚さ方向に大きさや幅の変化した第二のパターン2を形成することが可能である。例えば、めっきレジストを塗布し、そのめっきレジストをパターニングした後にめっきを行い、その後にめっきレジストを除去してめっきパターン1aを形成し(図5(A)を参照)、次に、再びめっきレジストを塗布し、そのめっきレジストを前記と異なる形状又は大きさのパターンとなるようにパターニングした後にめっきを行い、その後にめっきレジストを除去してめっきパターン1bを形成し(図5(B)を参照)、引き続いて、同様の手順により、めっきパターン1c及びめっきパターン1dを順次形成し(図5(C)を参照)、厚さ方向に大きさや幅の変化した第一のパターン1を形成する(図5(C)を参照)。次いで、この第一のパターン1の開口部4に被パターン材料からなる層2を塗布等により形成し(図5(D)を参照)、その後、第一のパターン1をエッチング等により除去して、被パターン材料からなる第2のパターン2を形成する。こうして形成された非感光性樹脂等からなる第二のパターン2は、厚さ方向に大きさや幅の変化した構造となり、通常のエッチング法等では得ることができないという利点がある。
Further, as shown in FIG. 5, in the pattern forming method of the present invention, for example, the plating pattern (first pattern 1) has a multi-step structure, and the size and width of each step are changed to change the thickness direction. It is possible to form the
以上説明したように、本発明のパターン形成方法によれば、一般的にパターニングが難しいとされている非感光性樹脂や無機材料等を被パターン材料とした場合においても、その被パターン材料からなるパターン(第二のパターン)を容易且つ高精度で形成することができる。また、厚膜パターンについては、例えばエッチングに長時間を要するが故に生じる従来の問題を回避できるので、特に効果的である。 As described above, according to the pattern forming method of the present invention, even when a non-photosensitive resin or an inorganic material, which is generally considered difficult to pattern, is used as a pattern material, the pattern forming method is made of the pattern material. A pattern (second pattern) can be formed easily and with high accuracy. In addition, the thick film pattern is particularly effective because, for example, the conventional problem that occurs because etching takes a long time can be avoided.
(パターンを変形させる方法)
図6は、本発明で形成されたパターンを所望形状に変形する工程を含むパターン形成方法の説明図である。この方法を一の観点で捉えれば、第二のパターン2を形成した後、その第二のパターン2を構成する被パターン材料を変形させることのできる溶剤雰囲気下に置いてその第二のパターン2を変形する方法である。また、この方法を他の観点で捉えれば、矩形パターン(図6においては第二のパターン2)を形成した後の基板3を、その矩形パターンを変形させることのできる溶剤雰囲気下に置いてその矩形パターンを変形する方法である。
(Method to change the pattern)
FIG. 6 is an explanatory diagram of a pattern forming method including a step of deforming a pattern formed in the present invention into a desired shape. If this method is grasped from one viewpoint, after the
図6(A)は、上述した本発明の方法で形成された矩形状の第二のパターン2を示している。第二のパターン2には、開口部5が形成されており、その開口部5を形成する矩形パターンの頂部エッヂ21と底部エッヂ22は、いずれも矩形状になっている。また、図6(B)は、その第二のパターン2を有する基板3を溶剤雰囲気下に置いてその第二のパターン2を変形させた態様を示している。
FIG. 6A shows a rectangular
溶剤雰囲気は、第二のパターン2を変形させることができる溶剤の気体成分が存在する雰囲気のことである。雰囲気中の溶剤の濃度は、第二のパターン2の形状を所望の形状に変形させることができる範囲に任意に調整され、飽和に近いものであっても低濃度であってもよい。また、その雰囲気温度についても、変形の程度と気体の濃度とから任意に設定される。
The solvent atmosphere is an atmosphere in which a gas component of a solvent that can deform the
溶剤としては、例えば被パターン材料が樹脂材料である場合にはその樹脂中の溶媒成分と同じものであってもよいが、変形能を有していれば他の溶剤であってもよい。被パターン材料が樹脂材料である場合の溶剤の例としては、アセトン、メチルエチルケトン、IPA、PGMEA、NMP、シクロヘキサノン、シクロペンタノン等、通常使用される各種溶剤を使用することができる。一方、被パターン材料が無機材料である場合には、アルコール系化合物等の溶剤を使用することができる。 For example, when the material to be patterned is a resin material, the solvent may be the same as the solvent component in the resin, but may be another solvent as long as it has deformability. As an example of the solvent when the material to be patterned is a resin material, various commonly used solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, IPA, PGMEA, NMP, cyclohexanone, and cyclopentanone can be used. On the other hand, when the material to be patterned is an inorganic material, a solvent such as an alcohol compound can be used.
本発明においては、パターン(第二のパターン2)を、丸みを帯びた形状となるように変形させることが好ましい。丸みの程度は、パターン(第二のパターン2)を構成する被パターン材料に対する良溶媒性や、溶媒雰囲気下での放置時間等により制御することができる。すなわち、被パターン材料に対する良溶媒性については、その良溶媒性の高い溶媒を用いれば丸くなり易く、貧溶媒を用いれば丸くなり難くなる。また、溶剤雰囲気下での放置時間を長くすれば丸くなり易く、放置時間を短くすると丸くなり難くなる。また、溶剤雰囲気下での放置温度を変えることによっても、丸くなる程度を制御することができる。 In the present invention, it is preferable to deform the pattern (second pattern 2) so as to have a rounded shape. The degree of roundness can be controlled by the good solvent property with respect to the pattern material constituting the pattern (second pattern 2), the standing time in the solvent atmosphere, and the like. That is, the good solvent property with respect to the material to be patterned is likely to be rounded if a solvent having a high good solvent property is used, and difficult to round if a poor solvent is used. Further, if the standing time in the solvent atmosphere is lengthened, it tends to be rounded, and if the standing time is shortened, it is difficult to round. The degree of rounding can also be controlled by changing the standing temperature in a solvent atmosphere.
これらの条件を最適化することにより、初期のパターン(第二のパターン2)の頂部エッヂ21が少し丸くなる程度に変形する場合、頂部エッヂ21と底部エッヂ22を含むパターン全体が変形する場合、さらに、初期のパターン(第二のパターン2)の開口部5の底が完全に埋まってくぼみ61(図6(C)を参照)が生じた状態に変形する場合まで制御することができる。なお、図6(C)において、符号62は、頂部エッヂ21と底部エッヂ22は変形しているが、底が埋まっていない貫通孔の状態が保たれている態様を示している。
By optimizing these conditions, when the
こうした変形は、得られたパターンの用途によって種々の態様をとることが好ましい。例えば、形成したパターンを変形させてマイクロレンズを作製するような場合には、パターン全体に丸みを持たせるような制御が望ましい。また、形成したパターンを応力緩和構造として作用させるためにLSI上に設ける場合においては、パターンを変形させてその上部が波打ったような状態とし、その上に配線を形成することが望ましい。また、パターンの開口部の幅や大きさを、基板上の場所によって変えることもできる。例えば、一部の開口部はいわゆる貫通孔のように開口させ、他の部分は途中まで開口したくぼみ状にしたり、完全に塞がれた構造にすることもできる。 Such deformation preferably takes various forms depending on the use of the obtained pattern. For example, when a microlens is produced by deforming a formed pattern, it is desirable to control the entire pattern to be rounded. Further, when the formed pattern is provided on the LSI in order to act as a stress relaxation structure, it is desirable that the pattern is deformed so that the upper portion thereof is wavy and a wiring is formed thereon. In addition, the width and size of the opening of the pattern can be changed depending on the location on the substrate. For example, a part of the opening can be opened like a so-called through-hole, and the other part can be formed into a hollow shape that is opened halfway, or can be a completely closed structure.
なお、変形させることができるパターンとしては、上述したような本発明に係るパターン形成方法で形成されたパターンであってもよいし、本発明以外の方法で形成されたパターンであってもよい。要するに、溶剤雰囲気下に置くことによって変形することができるパターンであればよい。したがって、本発明における被パターン材料の非感光性樹脂も無機材料も適用可能であり、さらには、感光性樹脂であっても構わない。 The pattern that can be deformed may be a pattern formed by the pattern forming method according to the present invention as described above, or may be a pattern formed by a method other than the present invention. In short, any pattern that can be deformed by being placed in a solvent atmosphere may be used. Therefore, both the non-photosensitive resin and the inorganic material of the pattern material in the present invention can be applied, and further, a photosensitive resin may be used.
変形するパターンとして熱硬化性樹脂のパターンを使用してもよい。この場合においては、溶剤雰囲気で軟化する必要があるため、完全に硬化が進んでいない状態にする必要がある。このため、意図的に硬化時間を短くしたり、溶媒が揮発する程度の乾燥条件にとどめることが望ましい。 You may use the pattern of a thermosetting resin as a pattern to deform | transform. In this case, since it is necessary to soften in a solvent atmosphere, it is necessary to make a state where the curing has not progressed completely. For this reason, it is desirable to intentionally shorten the curing time or limit the drying conditions to the extent that the solvent volatilizes.
また、変形前のパターンは、必ずしも矩形パターンである必要はなく、他のパターンであっても変形の起こるものであればよく、その変形の程度も必要に応じて少ないものであってもよい。 Further, the pattern before the deformation does not necessarily need to be a rectangular pattern, and any other pattern may be used as long as it undergoes deformation, and the degree of deformation may be small as necessary.
以上説明したように、形成されたパターンを所望形状に変形する工程を含むパターン形成方法によれば、例えば非感光性樹脂等からなるパターンを、丸みを帯びたエッジ部を有する形態に変形させたり、波形形状に変形させたりすることができる。その結果、例えば非感光性樹脂等からなるパターンにダメージを与えることなく丸みを帯びたエッジ部を有する形態に制御よく変形させたり、波形形状に制御よく変形させることができる。 As described above, according to the pattern forming method including the step of deforming the formed pattern into a desired shape, for example, a pattern made of non-photosensitive resin or the like can be transformed into a form having rounded edges. It can be deformed into a wave shape. As a result, for example, a pattern made of a non-photosensitive resin or the like can be deformed with good control to a form having a rounded edge without causing damage, or can be deformed with good control to a corrugated shape.
(薄膜の作製方法)
図7及び図8は、本発明の薄膜の作製方法の例を示す工程図である。
(Thin film production method)
7 and 8 are process diagrams showing an example of a method for producing a thin film of the present invention.
図7は、パターン2が形成された後の基板3を溶剤雰囲気下で変形させ、その後、その基板3を除去することにより、丸みを帯びたパターン3を有する薄膜11を形成する方法である。図7中、符号71は、当初は貫通孔であったものが変形によりその底部が埋まり、いわゆるくぼみ形状になった形態を示している。
FIG. 7 shows a method of forming the
また、図8は、パターン2が形成された後の基板3を溶剤雰囲気下で変形させ、その後、丸みを帯びたパターン2を有する層と基板3とを分離して、パターン2を有する薄膜12を形成する方法である。図8中、符号81は、当初は貫通孔であったものが変形によりその底部が埋まり、いわゆるくぼみ形状になった形態を示しており、符号82は、変形によっても底部が埋まらず貫通孔の状態が維持されている形態を示している。この態様においては、基板3とパターン2との間に、他の層83が形成されている。この層は、樹脂層であることが好ましいが、特に限定されない。
8 shows that the
具体的には、基板3として銅板やSiウエハを使用し、その基板3上にパターンを形成した後、その基板をエッチング除去する方法を挙げることができる。また、基板3として、ポリエチレン等の樹脂材料に対して接着性の小さい樹脂板を使用し、その基板3上にそのポリエチレン等の樹脂材料からなるパターン2を形成した後、その基板3を剥離する方法を例示することができる。
Specifically, a method of using a copper plate or a Si wafer as the
こうした方法により、丸みを帯びたパターンを有する薄膜を作製できるので、そのパターンを利用した用途に利用することができる。 By such a method, a thin film having a rounded pattern can be produced, so that it can be used for applications using the pattern.
以下、本発明を実施例と比較例に基づいてさらに詳しく説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples and comparative examples. Note that the present invention is not limited thereby.
(実施例1)
8インチのウエハを基板3とし、その基板3上にスパッタを用いてチタン及び銅の順に電気めっき用のシード層を形成した後、めっきレジストを塗布した。めっきレジストの厚さは30ミクロンであった。異なる大きさの開口部を有するマスクを通して露光、現像し、所定のパターンに対応した開口部を形成した。電気銅めっきによりそのシード層上に第一のパターン1であるめっきパターンを形成した後、めっきレジストを剥離し、さらにめっきレジストの下のシード層をエッチング除去した。めっき層の高さは約30ミクロンであった。
Example 1
An 8-inch wafer was used as the
めっきパターンからなる第一のパターン1が形成された基板3上に、被パターン材料である非感光性樹脂(エポキシ系熱硬化性樹脂、日立化成製、商品名:HIMAL)を非感光性樹脂厚が20ミクロンとなるようにスピンコータにより塗布し、80℃、2分間乾燥した。光学顕微鏡で観察すると、第一のパターン1であるめっき層の側面に被パターン材料である非感光性樹脂が接する形で非感光性樹脂層(第二のパターン2)が形成されていた。また、めっき層の上部には非感光性樹脂の薄膜が残っていたが、プラズマアッシングを10分間かけることでめっき層の上部の薄膜は除去された。めっきパターン(第一のパターン1)と非感光性樹脂層(第二のパターン2)が形成されたウエハを銅エッチング液及びチタンエッチング液に浸すと、めっきパターンのところが開口し、矩形形状の非感光性樹脂からなるパターン(第二のパターン2)が得られた。
A non-photosensitive resin (epoxy thermosetting resin, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., trade name: HIMAL), which is a pattern material, is formed on the
次に、ウエハ上にパターンが形成された試料を密閉容器に入れ、非感光性樹脂の溶媒であるPGMEA(プロピレングリコールモノエチルアセテート)の雰囲気下に室温で放置した。放置時間を0分から60分まで変化させると、放置時間が長くなるほどパターンの形状が丸くなり、開口部も狭くなるのが確認された。その後、180℃、60分間加熱して非感光性樹脂の硬化を完了させたが、加熱硬化の間のパターン形状の変化はほとんど認められなかった。 Next, the sample on which the pattern was formed on the wafer was put in a sealed container and left at room temperature in an atmosphere of PGMEA (propylene glycol monoethyl acetate) which is a solvent for the non-photosensitive resin. When the standing time was changed from 0 minute to 60 minutes, it was confirmed that the longer the standing time, the rounder the pattern shape and the narrower the opening. Thereafter, the non-photosensitive resin was cured by heating at 180 ° C. for 60 minutes, but almost no change in pattern shape was observed during the heat curing.
さらに、丸くなったパターンを有する非感光性樹脂上に、配線と上層樹脂層等を形成することで所望の応力緩和配線を形成することができた。 Furthermore, a desired stress relaxation wiring can be formed by forming a wiring and an upper resin layer on a non-photosensitive resin having a rounded pattern.
(実施例2)
被パターン材料としてポリイミド系の非感光性樹脂シート(半硬化状態であるドライフィルム、宇部興産製、商品名:ユーピレックス・カバーレイ)を使用し、その非感光性樹脂シートを真空ラミネータによる貼り付けを行って被パターン材料からなる層2を形成した以外は、実施例1と同様にして非感光性樹脂からなるパターン(第二のパターン2)を形成した。
(Example 2)
A polyimide non-photosensitive resin sheet (dry film in semi-cured state, manufactured by Ube Industries, trade name: Upilex Coverlay) is used as the material to be patterned, and the non-photosensitive resin sheet is pasted with a vacuum laminator. A pattern (second pattern 2) made of a non-photosensitive resin was formed in the same manner as in Example 1 except that the
(実施例3)
第一のパターン1であるめっきパターン上に残った非感光性樹脂の除去にカッター刃を用い、アッシング工程を省略した以外は、実施例1と同様にして非感光性樹脂からなるパターン(第二のパターン2)を形成した。実施例1と同様の良好なパターンが得られた。
Example 3
A pattern made of a non-photosensitive resin in the same manner as in Example 1 except that a cutter blade was used to remove the non-photosensitive resin remaining on the plating pattern as the
(実施例4)
実施例1において、めっきレジストを剥離する前にフッ素系コーティング剤をスプレーすることでフッ素系被膜を作製した。めっきレジストを剥離した後、被パターン材料である実施例1と同じ非感光性樹脂を塗布すると、めっきパターンの上部には非感光性樹脂は付着せず、アッシングすることなくめっき層のエッチングが可能であった。
Example 4
In Example 1, a fluorine-based coating was prepared by spraying a fluorine-based coating agent before peeling off the plating resist. After stripping the plating resist, if the same non-photosensitive resin as in Example 1 that is the material to be patterned is applied, the non-photosensitive resin does not adhere to the upper part of the plating pattern, and the plating layer can be etched without ashing Met.
(実施例5)
ガラス基板を基板3とし、マスクパターンを等間隔の開口部のものとした以外は、実施例1と同様の方法でめっき層からなる第一のパターン1を形成した。被パターン材料として、アクリレート系の透明非感光性樹脂(ポリメチルメタクリレート)を用いてパターン(第二のパターン2)を形成し、溶剤雰囲気下(室温、0分から60分)での気化溶剤としてメチルエチルケトンを用いてパターンを丸くしたところ、所望の形状の丸いパターン(マイクロレンズ)が得られた。加熱硬化後、アクリレート系の透明非感光性樹脂からなる薄膜は、ガラス基板から引き剥がすことができ、マイクロレンズが配列した薄膜を作製することができた。
(Example 5)
A
(実施例6)
非感光性樹脂の代わりに感光性樹脂(バンティコ社製、商品名:バンティコプロビマー)を使用した以外は、実施例1と同様にパターン(第二のパターン2)を形成した。めっきパターンをエッチング除去することにより、良好なパターンが得られた。
(Example 6)
A pattern (second pattern 2) was formed in the same manner as in Example 1 except that a photosensitive resin (manufactured by Bantico, trade name: Bantico Provimer) was used instead of the non-photosensitive resin. A good pattern was obtained by etching away the plating pattern.
(実施例7)
実施例1と同様に、型となるめっきパターン(第一のパターン1)を形成した。めっきパターンが形成された基板上に、ガラス粉末(日本電気硝子製)とアルミナ粉末(レイノズル社製)の混合溶液(ブタノール系溶媒)からなる無機材料溶液をバーコータにより塗布し、120℃、30分間乾燥した。光学顕微鏡で観察すると、めっき層の側面に無機材料が接する形で無機材料層(被パターン材料からなる層2)が形成されていた。めっき上部には無機材料層は残っていなかった。めっきパターンと無機材料層が形成されたウエハを、銅エッチング液及びチタンエッチング液に浸すと、めっきパターンのところが開口し、矩形形状のパターン(第二のパターン2)が得られた。
(Example 7)
As in Example 1, a plating pattern (first pattern 1) serving as a mold was formed. An inorganic material solution consisting of a mixed solution (butanol-based solvent) of glass powder (manufactured by Nippon Denki Glass) and alumina powder (manufactured by Ray Nozzle) is applied onto the substrate on which the plating pattern is formed by a bar coater, and 120 ° C. for 30 minutes. Dried. When observed with an optical microscope, an inorganic material layer (
ウエハ上にパターンが形成された試料を密閉容器に入れ、無機材料の溶媒であるブタノール系溶媒の雰囲気下(60℃、0分から60分)に放置した。放置時間と共にパターン(第二のパターン2)の形状が丸くなり、開口部も狭くなるのが確認された。所定の形状に変形された時点で密閉容器から取り出し、800℃、60分間焼成したところ、ガラスセラミックの丸くなったパターンが得られた。 A sample with a pattern formed on the wafer was placed in a sealed container and allowed to stand in an atmosphere of a butanol solvent (60 ° C., 0 to 60 minutes), which is a solvent for inorganic materials. It was confirmed that the shape of the pattern (second pattern 2) was rounded and the opening was narrowed with the standing time. When it was transformed into a predetermined shape, it was taken out from the sealed container and baked at 800 ° C. for 60 minutes. As a result, a round pattern of glass ceramic was obtained.
(実施例8)
被パターン材料である無機材料としてシリカアルコキシドの水溶液を使用し、実施例5と同様に作製しためっきパターン(第一のパターン1)に流し込み、乾燥させた。めっきパターン上のシリカアルコキシド水溶液は自然に弾き、めっきパターンの凹部のみに無機膜(被パターン材料からなる層2)が生成していた。シリカアルコキシドを焼成したところ、無色透明のガラス薄膜が得られた。この操作を30回繰り返した後、めっきパターンをエッチング除去するとガラスの周期構造(第二のパターン2)が得られており、光を透過すると回折構成として作用することが確認できた。
(Example 8)
An aqueous solution of silica alkoxide was used as the inorganic material to be patterned, poured into a plating pattern (first pattern 1) produced in the same manner as in Example 5, and dried. The silica alkoxide aqueous solution on the plating pattern was naturally repelled, and an inorganic film (
(比較例1)
実施例1と同様にめっきパターン(第一のパターン1)を型として非感光性樹脂の矩形パターン(第二のパターン2)を形成したあと、加熱により丸くすることを目的に180℃まで急速に加熱したが、矩形パターンは初期の形状のままで変形していなかった。
(Comparative Example 1)
As in Example 1, after forming a non-photosensitive resin rectangular pattern (second pattern 2) using the plating pattern (first pattern 1) as a mold, it was rapidly heated to 180 ° C. for the purpose of rounding by heating. Although heated, the rectangular pattern remained in its initial shape and was not deformed.
(比較例2)
実施例6と同じ感光性樹脂を使用し、通常の露光、現像工程によりパターンの形成を試みたが、膜厚が厚いため、開口部の側面に傾斜がつきウエハ底部までしっかり開口できなかった。
(Comparative Example 2)
The same photosensitive resin as in Example 6 was used, and pattern formation was attempted by normal exposure and development processes. However, since the film thickness was thick, the side surface of the opening portion was inclined and the wafer bottom could not be securely opened.
本発明の非感光性樹脂等からなるパターンの形成方法は、厚膜においても高精度のパターニングが可能であり、また、本発明の樹脂パターン等の変形方法では、広範囲の有機材料や無機材料を使用することができるため、低弾性かつ高伸び率の非感光性樹脂を用いたLSI上の応力緩和構造や高強度で透明度の高いマイクロレンズ等に使用することができる。 The pattern forming method made of the non-photosensitive resin or the like of the present invention enables high-precision patterning even in a thick film, and the deformation method of the resin pattern or the like of the present invention uses a wide range of organic materials and inorganic materials. Therefore, it can be used for a stress relaxation structure on an LSI using a non-photosensitive resin having low elasticity and high elongation, a microlens having high strength and high transparency, and the like.
1 第一のパターン
1a,1b,1c,1d めっきパターン
2 第二のパターン(被パターン材料からなる層)
3 基板
4、5 開口部
6 被膜
7 めっきレジスト
11、12 薄膜
21 頂部エッヂ
22 底部エッヂ
61、71、81 くぼみ
62、82 開口部
83 他の層
DESCRIPTION OF
3
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004192447A JP2006019316A (en) | 2004-06-30 | 2004-06-30 | Pattern formation method and method for manufacturing thin film |
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JP (1) | JP2006019316A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012077490A1 (en) * | 2010-12-06 | 2012-06-14 | 大日本印刷株式会社 | Particles, anti-forgery ink, anti-forgery toner, anti-forgery sheet, anti-forgery medium, and method for manufacturing particles |
WO2012165193A1 (en) * | 2011-05-31 | 2012-12-06 | 大日本印刷株式会社 | Counterfeit prevention particles and method for manufacturing same, counterfeit prevention ink, counterfeit prevention sheet, securities certificate, card |
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- 2004-06-30 JP JP2004192447A patent/JP2006019316A/en not_active Withdrawn
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