JPH02264942A

JPH02264942A - マイクロステップタブレットおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH02264942A
Application number: JP8744089A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Ihara; 井原　慶雄
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1989-04-06
Filing date: 1989-04-06
Publication date: 1990-10-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コ本発明は、感光材料の感度および解像力の評価を行う場
合に用いられるマイクロステップタブレットに関するも
のである。

［従来の技術］従来、写真感光材料、あるいはフォトリソグラフィーに
用いられる感光材料の感度の評価を行うについては、光
学濃度をステップ状に変えたグレースケールを使用し、
当該グレースケールの各ステップの露光ｎに応じた光学
濃度、残膜厚等を測定し、それらの測定値を露光量の対
数に対してプロットした特性曲線によって行われている
。

また、フォトリングラフイー技術を応用した加工や半導
体デバイス、ＩＣ１ＬＳＩ等の製造の際に、その回路パ
ターンのフォトレジストへの露光、転写のための最適条
件は、銀塩写真で製造されているグレースケールとフォ
トマスクパターンとを重ね合わせ、グレースケールの各
ステップによるパターンの解像度の度合を測定すること
で決められていた。

しかし、このような銀塩写真により製造されたグレース
ケールを使用した場合には、グレースケールの各ステッ
プの境界が不鮮明であるため、作業性が劣るものであっ
た。

それに対して、本出願人は、先に、透明基板上に、シリ
コンと、シリコン酸化膜の混合物を主成分とした着色透
明薄膜に線幅の異なる複数本の線状パターンを１線とす
る複数組のパターンを解像度パターンとして設け、該解
像度パターンの光学濃度が互いに所定濃度だけ異なるよ
うにし、感光材料の解像性と、感光特性を同時に測定で
きるようにしたマイクロステップタブレットを１是案じ
た（例えば、特開昭５７−４１６３７号公報参照）。そ
の概略を第２図を参照して説明する。

第２図において、透明基板１１上には、シリコンとシリ
コン酸化物の混合物を主成分とするシリコン系無機レジ
スト膜が真空蒸着等により形成されており、更に、当該
無機レジスト膜には電子線照射装置により、図中１２．
１３．１４．１５および１６で示す、長さが１１程度で
、線幅がそれぞれ１μｍ１２μｒｒｈ　　３μｒｌ’ｈ
　　４μｍｓ　　５μｍのパターンを１組（以下、この
組をステップと称す）として複数組のパターンが描画さ
れている。そして、当該パターンを描画するについては
、電子線の照射量は各組毎に変えられている。

次に、電子線照射後の基板を適当な腐食液によりエツチ
ング処理し、電子線照射部分を無機レジスト膜によって
パターン化すると、各組のパターンは電子線照射量に応
じて種々の膜厚で残膜することになる。／リコン系無機
レジストの膜厚と光学ｌ】度は、波長が４００ｎｍ以下
では比例するので、各組のパターンの光学濃度は電子線
照射装置により任意に設定可能であり、例えば、第２図
において８ステツプを形成するとすると、これらステッ
プのパターンの光学濃度を順次０．　２．　０゜６、　
１．　０．　１．　４．　１．　８．　２．　２．　２
あ　６１３．０というようにすることができる。

以上のようにして製造したマイクロステップタブレット
パターンを用いることにより、フォトマスクの製造、あ
るいは半導体デバイス、ＩＣ，ＬＳＩの製造時に用いる
感光材料の解像性、感度等の特性を正確に把握し、製造
プロセスの条件を迅速、正確に行うことが可能となる。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上記のマイクロステップタブレットは、
透明基板上にレジスト膜を形成して製造するために、露
光、転写等の作業時にキズがつきやすく、作業性が劣る
ものであった。

［課題を解決するための手段］本発明は、透明基板上に形成する膜を、乳剤やレノスト
に代えて、フォトマスク等に用いられる遮光性の金属を
主成分とする薄膜とし、当該薄膜で管理用ゲージを形成
することに゛より、上記の課題を解決するものであって
、乳剤やレジストに比較して傷のつきにくい遮光性の金
属を主成分とする薄膜自体に管理用ゲージの機能を持た
せることを要旨とするものである。

本発明では、透明基板上に、順次、遮光性の金属を主成
分とする薄膜（以下、金属薄膜と称す）、第１のレジス
ト層、および第２のレジスト層を形成した基板を用いる
。金属薄膜に用いる金属としては、クロム（Ｃｒ）等の
遮光性を宵する金属の金属単体、金属酸化物、金属窒化
物、金属珪化物、もしくはこれらの積層体または混合物
を用いることができる。第１のレジスト層に使用するレ
ジストとしては、ゼラチンとＦ　ｅｇｏｓを主成分とし
、Ｋ２Ｏｒｇｏフを含宵する光硬化性ネガレジスト、も
しくはジアゾ系レジストを使用することができ、また、
第２のレジスト層に使用するレジストとしては、光感光
性レジストまたは電子線レジストを使用することができ
る。

上記の基板に対して、電子線または光により１回目の露
光、現像を行うことにより第２のレジスト層にパターン
を形成し、次いで、第１のレジスト層を光にて、露光量
を種々に変えて２回目の露光、現像を行って第１のレジ
スト層に膜厚差のあるパターンを形成し、次いで、エツ
チングにより金属薄膜に膜厚差のあるパターンを形成す
る。即ち、第１のレジスト層に形成されたパターンには
膜厚差を生じているので、当該膜厚差によってエツチン
グ液の浸透性に差が生じ、金属薄膜には膜厚差のあるパ
ターンが形成されることになるのである。

なお、第１のレジスト層に使用するレジストの感度と、
第２のレジスト層に使用するレジストの感度は異ならせ
る必要がある。例えば、第１のレジスト層に使用するレ
ジストの感度を、第２のレジスト層に使用するレジスト
の感度より低くすることにより、１回目の露光の際に、
第１のレジスト裔のレジストへの影響を小さくすること
ができるものである。

上記のパターンを、解像度パターンおよびステップタブ
レットパターンとすることにより、それぞれが所定の光
学濃度を宵する複数の解像度パターンおよびステップタ
ブレットを透明基板上に形成することができる。

［作用コ上述したように、不発　においては、透明基板上に形成
した金属薄膜で管理用ゲージパターンを形成するため、
傷がつきにくく丈夫であり、且つ、各ステップの境界が
鮮明である。

しかも、複数の所定の光学濃度を有する解像度パターン
およびステップタブレットを形成できるために、感光材
料の解像性と感光特性とを同時に測定することができる
。

［実施例コ上記の本発明の実施例を図面を参照して、更に詳細に説
明する。

まず、本発明に用いられる基板は、第１図（ａ）に示す
ように、透明基板１上に、金属薄膜２、水溶性レジスト
層３および電子線レジスト層４により構成される。ここ
で、透明基板１としては膨張係数の低い石英ガラスを使
用した。金属薄膜２は、スパッタ法により成膜したＣ　
ｒ　ｘ　Ｏｖ　＋　Ｃｒの遮光層であり、膜厚は１００
ＯＡである。また、水溶性レジスト層３は、ゼラチンの
中にＦｅｇｏｓを９０％以上含有したものと、Ｋ２Ｏｒ
ａｏｖを混合し、塗布したフォトレジスト層で、膜厚は
２０μｍである。電子線レジスト層４は、ノボラック系
高分子を主成分とするレジスト（商品名二富士ハント製
ＬＭＲ−３３）を、スピンナー塗布した後、６０℃、３
０分間プリベーキングして形成した層であり、膜厚は０
．　５μｍである。

次に、本発明のマイクロステップタブレットの製造方法
を説明する。

第１図（ａ）に示す基板に電子線描画により所定のパタ
ーンを描画し、宵機アルカリ系の現像液に２分間浸漬し
て現像し、その後、純水にて３０秒浸漬してリンスし、
第１図（ｂ）に示す電子線レジストパターンを得た。

次に第１図（ｂ）に示す基板を、３５０ｎｍ〜４００ｎ
ｍの間に主波長のある紫外線により、露光時間を変え、
種々の露光量にて露光した後、４０℃の温湯で現像し、
温風乾燥することによって、第１図（Ｃ）に示すような
膜厚差のある水溶性レジストパターンを形成した。この
ように水溶性レジストパターンに膜厚差が生じるのは、
水溶性レジストに含まれているＫｓＣｒｅｏｖの作用に
より、露光部は、露光量、露光時間によって光硬化反応
がコントロールされ、未露光部は、現像温度、現像時間
によって溶解量がコントロールされるからである。

次に、第１図（Ｃ）に示す基板を、硝酸第２セリウムア
ンモンを主成分とするエツチング液を用いて浸漬エツチ
ングし、第１図（ｄ）に示すように、水溶性レジストパ
ターンの膜厚差に応じた膜厚ををする金属薄膜パターン
を形成した。このように金属薄膜に膜厚差が生じるのは
、エツチングを進行させると、水溶性レジストの膜厚差
によりエツチング液の浸透に時間差が生じるためである
。

最後に、第１図（ｄ）に示す基板を、酸素プラズマアッ
シングまたは７５°ＣのＨｅ　Ｓ　Ｏｓに１０分浸漬す
ることにとって、電子線レジスト層４および水溶性レジ
スト層３を除去、剥離し、第１図（ｅ）に示すマイクロ
ステップタブレットのパターンを形成した。なお、第１
図（ｅ）において、５で示すパターン部には、光学濃度
が同じで線幅のみが異なる３つのパターン５＋＋　　５
ｔ、　　Ｓｔが形成されており、同図の６および７で示
すパターン部にも同様に、光学濃度が同じで線幅のみが
異なる３つのパターン６１．６２．６３．７１．７２．
７３がそれぞれ形成されている。そして、同じ添字が付
されているパターン、即ち、５＋＋　　６＋＋　　Ｌの
線幅は等しくなされている。このようなパターンにより
、感光材料の解像度と感光特性とを同時に測定できるも
のである。

［発明の効果コ以上の説明から明らかなように、本発明によれば、金属
薄膜上にマイクロステップタブレットのパターンを形成
するため、■各ステップの境界が鮮明である、■金属薄
膜であるため、傷もつきにくい、■段階的な光学濃度を
有する超微細なパターンを形成できる、■パターン形成
のための露光光源が限定されず、紫外線、電子線、・Ｘ
線等任意の光源を使用できる、という利点を有するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るマイクロステップタブレットの製
造方法を示す断面図、第２図は従来のマイクロステップ
タブレットおよびその製造方法を説明するための図であ
る。１・・・透明基板、２・・・金属薄膜、３・・・水溶性
レジスト層、４・・・電子線レジスト層。第２図出　　願　　人　大日本印刷株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）透明基板上に形成した遮光性の金属を主成分とす
る金属薄膜の膜厚に差を設け、互いに異なる所定の光学
濃度を有する複数組の解像度パターンおよびステップタ
ブレットを形成することを特徴とするマイクロステップ
タブレット。
（２）前記金属薄膜が、遮光性を有する金属の金属単体
、金属酸化物、金属窒化物、金属珪化物、もしくはこれ
らの積層体または混合物であることを特徴とする請求項
１記載のマイクロステップタブレット。
（３）次の工程よりなるマイクロステップタブレットの
製造方法。イ、透明基板上に、遮光性の金属を主成分とする金属薄
膜を形成する第１の工程ロ、前記遮光性の金属を主成分とする金属薄膜上に水溶
性レジストからなる第１のレジスト層を形成する第２の工程ハ、前記第１のレジスト層上に光感光性レジストまたは
電子線レジストからなる第２のレジスト層を形成する第３の工程ニ、所定の波長の光または電子線により所定のパターン
を露光し、前記第２のレジスト層のみを現像して、前記第２のレジスト層にのみ所定のパターンを形成する第４の工程ホ、前記第４の工程で得た第２のレジスト層のパターン
をマスクとして、前記第１のレジスト層を所定の波長の光により、種々の露光量で露光した後、現像して、前記露光量の差に応じた膜厚差を有するパターンを前記第１のレジスト層に形成する第５の工程へ、前記第５の工程で得た基板を所定のエッチング液で
エッチングすることにより、前記第１のレジスト層の膜厚差に応じた膜厚を有するパターンを前記遮光性の金属を主成分とする金属薄膜に形成する第６の工程
（４）前記第１の工程の遮光性の金属を主成分とする金
属薄膜の形成は、スパッタ法または蒸着法により行うこ
とを特徴とする請求項３記載のマイクロステップタブレ
ットの製造方法。
（５）前記第１のレジスト層は、ゼラチンとＦｅ＿２Ｏ
＿３を主成分とし、Ｋ＿２Ｃｒ＿２Ｏ＿７を含有する光
硬化型ネガレジストまたはジアゾ系レジストを塗布後、
プリベークすることにより形成されることを特徴とする
請求項３または４記載のマイクロステップタブレットの
製造方法。