JPH0355540A - マイクロステップタブレットの製造方法 - Google Patents

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の製造方法
に関するものである。

［従来の技術コ 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量に応じた光学
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、フォトリソグラフィー技術を応用した加工や半導
体デバイス、ＩＣ，ＬＳＩ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ノレとフ
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組とす
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提案した
（例えば、特開昭５７−４１［ｆ３７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ＩＢで示す、長さが１ｎ程度で
、線幅がそれぞれ１μｍｓ　　２μｍ，　　３μｍ）４
μｍ％　　５μｍのパターンをｌ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ッチ
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。シリコン系無機
レジストの膜厚と光学濃度は、波長が４０Ｇｎｍ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ステッ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　，　ｏ．ｅ　，　
ｔ．ｏ１．４　，　１．８　，　２．２　，　２．８　
．　３．０というようにすることができる。

以上のよろにして製造したマイクロステップタフレット
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コ 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コ 本発明は、透明基板上に形成する膜を、乳剤やレジスト
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
ることを特徴とするものである。

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
ト層を成膜し、金属薄膜に第１のレジスト層で形成した
パターンを形成後、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、芳香族ジアゾニウム塩と、水溶
性高分子との組合せからなる光硬化性ネ？レジスト、も
しくは、ゼラチンとＦｅｅｏｓを主成分とし、Ｋａｃｒ
■Ｏｖを含有する光硬化型ネガ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。

即ち、本発明によれば、まず、透明基板に対して、バラ
板原紙のベース上の第１のレジスト層に、グレースケー
ルを介して紫外光により露光、現像を行うことにより、
第１のレジスト層に膜厚差のあるパターンを形成後、金
属薄膜に転写し、次いで１回目のエッチングにより金属
薄膜に膜厚差のあるパターンを形成する。即ち、第ｌ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ッ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。その後、第ｌのレジスト層を剥離した後、第２のレ
ジスト層を形成し、電子線または光により描画あるいは
露光、そして現像を行うことにより、第２のレジスト層
にパターンを形成シ、次いで２回目のエッチングにより
１回目のエッチングで形成された膜厚差のある金属薄膜
の中にパターンを形成する。

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
濃度を有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］ 上述したように、本発明においては、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、第１の基板として、第１図（ａ）に示すように、
透明基板１上に金属薄膜２を成膜したものを用意し、ま
た、第２の基板として、当該第１の基板とは別個に、第
１図（ｂ）に示すように、ベース３に水溶性レジスト層
４を成膜したものを用意する。ここで、透明基板１とし
ては膨張係数の低い石英（Ｑ　Ｚ）を使用した。金属薄
膜２は、スバッタ法により成膜したＣ　ｒ　ＸＯＩＩ　
＋　Ｃ　ｒの遮光層であり、膜厚はＩＯＯＯＡである。

また、ベース３は、透水性、透軟性、耐水性を有し、強
度および寸法の安定性に優れたバラ板原紙を使用し、そ
の厚さは０．ｌ５ｓｎ　とした。水溶性レジスト層４は
、芳香族ジアゾニウム塩と水溶性高分子の組合せからな
るフォトレジストを２０μｍ厚に塗布して形成した。

さて、本発明のマイクロステップタブレットの製造方法
においては、第１図（ｂ）に示す第２の基板の水溶性レ
ジスト層４にグレースケール５を重ね（第１図（Ｃ））
、当該グレースケール５を介して、超高圧水銀灯により
露光し、４０℃の温水により現像して第１図（ｄ）に示
すような、膜厚差のある水溶性レジストパターン４′を
形成した。ここで、グレースケール５は、連続！ｌ１１
Ｅｍフィルムに段階露光を行うことにより透過率を段階
的に異ならせたものを使用した。

このように、水溶性レジストパターン４′に膜厚差が生
じるのは、水溶性レジストに含まれる芳香族ジアゾニウ
ム塩の作用により、露光部は紫外線波長によって光硬化
性反応、即ち、ジアゾニウム塩と水溶性高分子の光架橋
が発生し、未露光部は現像により溶解されるからである
。

その後、第１図（ｅ）に示すように、第１の基板の金属
薄膜２上に水溶性レジストパターン４′を転写し、ベー
ス３を剥離する（第１図（ｆ））。

次に、硝酸第２セリウムアンモンを主成分とするエッチ
ング液を用いて浸漬エッチングすることにより、水溶性
レジストパターン４′の膜厚差に応じた膜厚を有する金
属薄膜パターンを形成した。

このよろに、金属薄膜２に膜厚差が生じるのは、エッチ
ングを進行させると、水溶性レジスト層４の膜厚差によ
りエッチング液の浸透に時間差が生じるためである。次
に、酸素プラズマアッシングにより、または７５℃のＨ
２ＳＯ−に１０分間浸漬することによって、水溶性レジ
スト層４を除去した（第１図（ｇ））。

次に、第１図（ｇ）に示す基板に電子線レジスト層６を
塗布した（第１図（ｈ））。ここで、電子線レジスト層
６は、電子線ポジレジスト、例えばＰＢＳ１　をスビン
ナー塗布後、！２０℃で３０分プリベーキングして形成
した層であり、膜厚は４ｏｏｏ人である。

次に、第１図（ｈ）に示す基板に、電子線にて所定のパ
ターンを描画し、有機アルカリ系の現像液に３分間浸漬
して現像し、ＩＰＡに３０秒浸漬してリンスし、第１図
（ｉ）に示すような電子線レジストパターン６′を得た
。

次に、第１図（ｉ）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ッチング液を用いて、２回目の
浸漬エッチングを行うことによって、１回目の浸漬エッ
チングにより形成された膜厚差のある金属薄膜２上に所
望のパターンを形成した。

最後に、エッチングが終了した基板を、酸素プラズマア
ッシングにより、または７５℃のＨ＊ＳＯａに１０分間
浸漬することにより、電子線レジストパターン６′を除
去し、第１図（ｊ）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（ｊ）において、７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２つのパターン
７１．７２が形成されており、同図の８および９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２つのパターン８１＋　８２　＋　Ｌ　　＋　９＊
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、７＋
　　，８＋　　，９＋　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ｌ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・・・バラ板
原紙、４・・・水溶性レジスト層、５・・・グレースケ
ール、６・・・電子線レジスト層。 出　　願　　人　大日本印刷株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）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
   膜を形成して第１の基板を形成す る第１の工程 ロ、ベース上に第１のレジスト層を塗布して第２の基板
   を形成する第２の工程 ハ、前記第２の工程で得た第１のレジスト層に対してグ
   レースケールを介して所定の波長 の光により所定のパターンを露光する第３ の工程 ニ、前記第３の工程で得た第２の基板を所定の現像液で
   現像することにより、グレースケ ールの透過率に応じた膜厚差を有するパタ ーンを第１のレジスト層に形成する第４の 工程 ホ、前記第４の工程で得た基板を、前記第１の工程で得
   た第１の基板の金属薄膜上に反転 密着転写する第５の工程 ヘ、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金属薄膜に形成した 後、第１のレジスト層を除去する第６の工 程 ト、前記第６の工程で得た基板に第２のレジスト層を形
   成する第７の工程 チ、前記第７の工程で得た基板に電子線または所定の光
   により所定のパターンを露光し、 現像して前記第２のレジスト層に所定のパ ターンを形成する第８の工程 リ、前記第８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２のレジスト層に形成されたパターンを 前記金属薄膜に形成後、前記第２のレジス ト層を除去する第９の工程
2. （２）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１記載のマイクロステップタブレ
   ットの製造方法。
3. （３）前記第１のレジスト層は、芳香族ジアゾニウム塩
   と水溶性高分子とを組み合わせたものを主成分とするレ
   ジスト、またはゼラチンと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
   トを塗布後、プリベークすることにより形成することを
   特徴とする請求項１または２記載のマイクロステップタ
   ブレットの製造方法。