JPH06188108A - 薄膜抵抗器の製造方法、成膜装置用防着板及び成膜装置 - Google Patents

薄膜抵抗器の製造方法、成膜装置用防着板及び成膜装置

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JPH06188108A
JPH06188108A JP4340758A JP34075892A JPH06188108A JP H06188108 A JPH06188108 A JP H06188108A JP 4340758 A JP4340758 A JP 4340758A JP 34075892 A JP34075892 A JP 34075892A JP H06188108 A JPH06188108 A JP H06188108A
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Shuji Koyama
修司 小山
Manabu Sueoka
学 末岡
Yukio Kawajiri
幸雄 川尻
Hisashi Yamamoto
寿 山本
Takumi Suzuki
工 鈴木
Toshio Suzuki
敏夫 鈴木
Makoto Shibata
誠 柴田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、アルカリ性水溶液を用いて配線材
料のＡｌ層をエッチングすることに依り、抵抗体に対し
Ａｌ層のみを選択的にエッチングすることがができる薄
膜抵抗器の製造方法、並びに成膜室のクリーニング頻度
を下げてもパーティクルによる歩留まりが低下しない構
造を有する成膜装置用の防着板及び該防着板を具備する
成膜装置の提供を目的とする。 【構成】 Ａｌを主成分とする配線電極を、アルカリ性
水溶液でエッチングすると、抵抗体層をエッチングせず
にＡｌ層のみを選択的にエッチングできるので、抵抗体
の抵抗値変動が減少し、歩留まり、更には生産性が向上
し、ひいては薄膜抵抗器の信頼性が高揚する。又、特定
構造を有する防着板を、薄膜抵抗器製造用の特定成膜装
置の成膜室に装備すると、防着板に堆積する成膜物を不
連続化できるので、膜の剥離時期を遅らせ防着板のクリ
ーニング周期を延ばし、膜剥離に依る歩留りの低下を防
止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜抵抗器の製造方
法、成膜装置用防着板及び成膜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、薄膜抵抗器の膜構成は、シリコン
基板、蓄熱絶縁層、発熱抵抗層、配線材料層及び絶縁保
護膜を同一基板上に配設した構成を成している。
【０００３】図５は上述した構成を有する薄膜抵抗器の
基体の一例を示す断面図であるが、２０１はシリコンか
らなる基板、２０２は酸化シリコンからなる蓄熱絶縁
層、２０３は発熱抵抗層、２０４はアルミニウムを主成
分とする配線材料層、２０５は酸化シリコンからなる絶
縁保護層で、これらが薄膜抵抗器の基体２００を形成し
ている。
【０００４】従来このアルミニウム配線電極を形成する
場合、図４に示すようなエッチング方法が用いられてい
たが、この方法は、先ずフォトリソ技術を使用し、全面
に堆積したＡｌ層１０４上にポジ型フォトレジスト１０
６（例えば東京応化製ＯＦＰＲ−８００）を２μｍの厚
さで塗布し、電極形成の為のパターニングを行い（図４
（Ａ）参照）、次いで、このＡｌ層１０４をりん酸（Ｈ
3 ＰＯ4 ）、硝酸（ＨＮＯ3 ）、酢酸（ＣＨ3 ＣＯＯ
Ｈ）を含む酸性水溶液を用いてエッチングを行ない（図
４（Ｂ）参照）、更に、ポジ型フォトレジスト１０６を
Ｏ2 アッシングなどに依り除去する（図４（Ｃ）参
照）。
【０００５】上記の膜構成を有する薄膜抵抗器を製造す
る為の成膜装置の成膜室内は、定期的なクリーニングを
必要とするが、繰り返し成膜を行うと、成膜室壁面に
は、成膜物による膜が堆積される。この膜が、あるレベ
ル以上の膜厚に達すると、成膜室壁面との熱膨張率の差
や、膜自身がもつ膜応力によって膜剥離が生じ、デバイ
ス上にピンホール等の欠陥が発生し、歩留まりの低下を
招く。その為、膜剥離が始まる前に、成膜室内のクリー
ニングを行うことが必要となってくる。例えばＳｉＯ2
の場合は、通常、累積膜厚５０μｍに達する前に、クリ
ーニングが必要となる。
【０００６】尚、一般的に成膜装置の防着板は、単にア
ルミニウムやステンレススチールの板で成膜室壁面を被
覆しているだけで、成膜室壁面のクリーニング（着膜除
去）を、防着板を交換することのみに依って済ませて、
クリーニングの簡易化を図っていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例では、発熱抵抗層１０３が酸でエッチングされる
ので、抵抗体の抵抗値の変動が起こり、歩留りが低下
し、更には薄膜抵抗器の信頼性も悪化するという問題点
があった。
【０００８】一方、成膜装置の防着板を交換する為に
は、成膜室の真空を破る必要があり、その後の成膜装置
の立上げに多くの時間を要するので、装置の稼働率は低
下し、更に成膜装置内が長時間大気圧に曝されると、水
分やガスが付着して、その後の排気時間が長期化した
り、残留ガスにより成膜速度が不安定になるという問題
があった。又反面、クリーニング頻度を下げると、パー
ティクル（ゴミ）に依り歩留りの低下を招くという問題
もあった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、アルカリ性水
溶液を用いて、配線材料であるＡｌ層１０４をエッチン
グすることに依り、１０３の抵抗体に対し１０４のＡｌ
層のみを選択的にエッチングすることがができる手段を
提供することを目的とする。
【００１０】本発明に於ける上記抵抗体の材質として
は、酸性水溶液でエッチングされてもアルカリ性水溶液
ではエッチングされない材質であれば良く、ハフニウ
ム、ジルコニウム、ニッケル、金、銀、鉄、パラジウ
ム、けい素、タンタル、チタン、ニオブ、コバルト、イ
ンジウム又はそれらを含む化合物であっても良い。
【００１１】又、本発明は、成膜室のクリーニング頻度
を下げても、パーティクルによる歩留りが低下しない構
造を有するスパッタリング装置又は蒸着装置などの成膜
装置用の防着板を提供することをも目的とする。
【００１２】スパッタリングは、加速された高エネルギ
ー粒子５が、ターゲット６に衝突したとき、この高エネ
ルギー粒子と運動量を交換することに依り、そのターゲ
ットを構成する原子、分子が空間へ放出される（ターゲ
ット原子／分子４として）現象である。
【００１３】この現象を利用して、薄膜を基板に堆積さ
せ成膜を行う装置がスパッタリング装置であるが、上記
のように成膜を行うと、防着板には、基板と同じ程度の
膜厚の成膜物が堆積される。例えば、ＳｉＯ2 の場合、
一回に１μｍの膜を成膜すると、防着板は５０回以内
（累積膜厚５０μｍに達するまでに）に、交換を行わね
ばならない。
【００１４】防着板に凹凸状の構造を具備させ、ターゲ
ット方向から影になる部分を防着板上に連続的に配設
し、防着板に付着堆積される膜を不連続化する（影の部
分は膜が付着しない）と、膜の応力が緩和され、膜の剥
離開始の時期を遅らせることができる。尚、防着板の表
面の凹凸パターンは、通常そのピッチを１乃至５０ｍｍ
程度に設定するのが好ましい。
【００１５】又、蒸着装置は、金属又は絶縁物（蒸発
源）９を真空中で加熱（抵抗加熱素子１１又は高エネル
ギー粒子５に依る）し、そのとき蒸発する分子を基板１
０の上に堆積させて成膜するものであり、その方法が蒸
着法であり、その装置が蒸着装置である。
【００１６】蒸着装置の成膜室防着板の構造もスパッタ
リング装置と同様に、蒸発源から影になる部分を防着板
上に、不連続的に配設し、防着板上に堆積される膜を不
連続化すると、膜応力を緩和し膜の剥離開始の時期を遅
らせることができる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
するが、本発明がこれらのみに限定されるものではな
い。
【００１８】実施例１ 図１は、本発明による記録ヘッド用基体の配線部の製造
方法を示す模式的断面図であるが、１００は記録ヘッド
用基体の一部であって、１００及至１０４は、夫々共通
して図２、３及び４に於けるものと同様のものである。
【００１９】図１において記録ヘッド用基体１００は、
基板１０１に蓄熱層１０２になる酸化シリコンを熱酸
化、ＣＶＤ（蒸着）法、スパッタ法などによって成膜
し、その後、発熱抵抗層１０３のホウ化ハフニウム（Ｈ
ｆＢ2 ）、配線電極１０４のアルミニウム（Ａｌ）を順
にスパッタあるいは蒸着して成膜したものである。
【００２０】次に、フォトリソ技術を使用し、全面に堆
積したＡｌ層１０４上にネガ型フォトレジスト１０５
（例えば東京応化製ＯＭＲ−８３）を１μｍの厚さで塗
布し、電極形成の為のパターニングを行う（図１（Ａ）
参照）。ここで、フォトレジストにネガタイプを使うの
は、ポジタイプでは、アルカリ性水溶液に依りレジスト
が溶解するからである。
【００２１】次に、Ａｌ層１０４をアルカリ性水溶液
（例えばＫＯＨ、ＮａＯＨ、エチレンジアミンなどを含
むアルカリ性水溶液）でエッチングする（図１（Ｂ）参
照）。この場合、オーバーエッチングをしても下地の発
熱抵抗層１０３のＨｆＢ2 はエッチングされなかった。
次いで、ネガ型フォトレジスト１０５をＯ2 アッシング
などで除去する（図１（Ｃ）参照）。
【００２２】上記のように、アルカリ性水溶液を用いて
Ａｌ層１０４をエッチングすることに依り、下地の発熱
抵抗層１０３のＨｆＢ2 に対しＡｌ層のみを選択的にエ
ッチングすることがができた。表１にＫＯＨを含むアル
カリ性水溶液及び従来の酸性水溶液でエッチングした場
合のＡｌのエッチングレートと、ＨｆＢ2 に対する選択
性を示す。
【００２３】
【表１】 ＊選択性：○−選択性有り、×−選択性無し（エッチン
グされる） ＊液温：アルカリ性水溶液の場合２３℃、酸性水溶液の
場合４０℃ ＊ＫＯＨは、４０％水溶液を使用 このような工程を経て作製された基体を用いて記録ヘッ
ドを作製し、記録を行ったところ長期間に亘って安定し
たインクの吐出を行うことができた。
【００２４】実施例２ 図２に本発明の記録ヘッド用基体の製造方法の一例（実
施例２）を説明する為の模式的断面を示す。記録ヘッド
用基体１００は、実施例１（図１）と同じ基体を使用し
た。その記録ヘッド用基体１００に、フォトリソ技術を
使用し、全面に堆積したＡｌ層１０４上にポジ型フォト
レジスト１０６（例えば東京応化製ＯＦＰＲ−８００）
を２μｍの厚さで塗布し、配線電極形成の為にパターニ
ングを行った（図２（Ａ）参照）。
【００２５】次に、Ａｌ層１０４を現像液（例えば東京
応化製現像液ＮＭＤ−３の２．３８％溶液）でエッチン
グする（図２（Ｂ）参照）が、現像液であれば、アルカ
リ性水溶液であってもポジレジストは溶解しない。又、
現像液を使用すると、Ａｌとレジストが同時にエッチン
グできるので、Ａｌ端面にテーパーが付き、保護膜のカ
バレジが向上する。
【００２６】ただし、現像液の主成分であるテトラメチ
ルアンモニウムヒドロオキサイドを３．５％以下に保持
するする必要があり、これ以上では、レジストが溶解す
る。この場合、現像液でオーバーエッチングをしても下
地の発熱抵抗層１０３のＨｆＢ2 はエッチングされなか
った。次いで、ポジ型フォトレジスト１０６をＯ2 アッ
シングなどで除去する（図２（Ｃ）参照）。
【００２７】上記のように、アルカリ性水溶液である現
像液を用いてＡｌ層１０４のエッチングを行っても、下
地の発熱抵抗層１０３のＨｆＢ2 に対しＡｌ層のみを選
択的なエッチングすることができた。表２に、現像液
（ＮＭＤ−３）及び従来の酸性水溶液でＡｌをエッチン
グした場合のＡｌのエッチングレートとＨｆＢ2 に対す
る選択性を示す。
【００２８】
【表２】 ＊選択性：○−選択性有り、×−選択性無し（エッチン
グされる） ＊液温：現像液、酸性水溶液とも４０℃ 本実施例で作製した基体を用いて記録ヘッドを作製し、
実際に駆動したところ安定した記録を長期間に亘って行
うことができた。
【００２９】実施例３ 図３に本発明の記録ヘッド用基体の製造方法の一例（実
施例３）を説明する為の模式的断面を示す。記録ヘッド
用基体１００は、実施例１（図１）と同じ基体を使用し
た。その記録ヘッド用基体１００に、フォトリソ技術を
使用し、全面に堆積したＡｌ層１０４上にポジ型フォト
レジスト１０６を２μｍの厚さで塗布して、電極形成の
為にパターニングを行った（図３（Ａ）参照）。
【００３０】次に、Ａｌ層１０４をＡｌエッチング液
（酸性水溶液）でハーフエッチングするが（図３（Ｂ）
参照）、ここでＡｌをハーフエッチングするのは、現像
液（ＮＭＤ−３）ではＡｌのエッチングレートが遅く、
処理能力が落ちるので、Ａｌのエッチングレートが早い
酸性水溶液でＡｌをハーフエッチングしてこれを補う為
である。
【００３１】このエッチング方法は、実施例１のアルカ
リ性水溶液でエッチングした場合よりも処理能力は落ち
るが、Ａｌ端面上部にテーパーが付くので保護膜のカバ
レジが良くなる。また、実施例２の場合と同様にＡｌの
エッチングレートが遅いアルカリ性水溶液を使用する場
合は、この酸性水溶液によるハーフエッチングは有効で
ある。
【００３２】次に、Ａｌ層１０４を現像液（ＮＭＤ−
３）で最後までエッチングして（図３（Ｃ）参照）、更
に、ポジ型フォトレジスト１０６をＯ2 アッシングなど
に依り除去する（図３（Ｄ）参照）。
【００３３】上記のように、Ａｌ層１０４を酸性水溶液
でハーフエッチングした後、アルカリ性水溶液である現
像液（ＮＭＤ−３）でエッチングしても、発熱抵抗層１
０３のＨｆＢ2 がエッチングされないのでＨｆＢ2 に対
しＡｌ層のみの選択的なエッチングを行なうことができ
た。本実施例で得られた基体を用いた記録ヘッドも、長
期間に亘って安定した記録を行うことができた。
【００３４】実施例４ 図６（Ａ）は、真空成膜装置としてのスパッタリング装
置を模式的に示すもので、本発明の成膜装置用防着板を
装備したものであるが、図６（Ａ）に示すような鋸歯状
の断面構造を有する防着板を、側面及び基板周囲に装備
して試験を行った。図６（Ｂ）は、膜の堆積状態を示す
防着板の断面拡大図であり、７は堆積された成膜物を示
す。また図１０に示されるように、鋸歯状の防着板を装
備して成膜した結果、凹凸が形成されていない通常の防
着板を使用した場合に比べてパーティクルの発生が激減
した。
【００３５】実施例５ 図７（Ａ）は上記同様のスパッタ装置を示すものであ
り、防着板を図６（Ｂ）とは別異の矩形状の断面構造に
変えたものであるが、その目的は実施例４と同一であ
る。又、図７（Ｂ）は、膜の堆積状態を示すこの防着板
の断面拡大図であり、８は堆積された成膜物を示す。ま
た図１０に示されるように、矩形状断面の防着板を装備
して成膜した結果、パーティクルの発生が膜厚が増大し
ても急激に増加しない極めて安定した成膜を行うことが
できた。
【００３６】実施例６ 図８（Ａ）は真空成膜装置としての蒸着装置を示すもの
で、実施例５と同様の矩形状の断面構造を有する防着板
の試験を行ったものである。図１１はこの防着板を装備
して成膜した結果を示す。図８（Ｂ）は、膜の堆積状態
を示すこの防着板の断面拡大図であり、１３は堆積され
た成膜物を示す。また図１１に示されるように本実施例
の防着板を装備して成膜した結果は膜厚増大に伴うパー
ティクルの発生が極めて少ないものであった。
【００３７】実施例７ 図９（Ａ）は蒸着装置を示すもので、図９（Ｂ）の矩形
状断面及び９（Ｃ）の鋸歯状断面のように夫々異なるパ
ターンを有する防着板を組み合わせることに依って、そ
の防着板の性能の向上を図ったものである。
【００３８】図９（Ｂ）及び９（Ｃ）は、膜の堆積状態
を示すこの防着板の断面拡大図であり、１４及び１５は
堆積された成膜物を示す。又、図１１に示すようにこれ
らの防着板を装備した場合の成膜結果は、膜厚増大に伴
うパーティクルの発生が極めて少なく、安定した成膜を
歩留り良く行うことができた。
【００３９】
【発明の効果】上記のように、アルミニウムを主成分と
する配線電極をアルカリ性水溶液でエッチングすると下
記のような効果を奏する。即ち、抵抗層がエッチングさ
れないので、抵抗体の抵抗値変動が少なくなり、歩留り
が良くなり、生産性が向上し、更には薄膜抵抗器の信頼
性が高揚する。
【００４０】又、上記のように、成膜装置の成膜室の防
着板に堆積する成膜物を不連続化することに依り、膜の
剥離開始の時期を遅延させることができ、防着板のクリ
ーニング周期の延長（スパッタ装置の場合では約３３
％、又蒸着装置では約６０％）がもたらす膜剥離に依る
歩留まりの低下を軽減することができる。
【００４１】又、鋸歯の斜面は装置によっても異なり、
斜面が上面側にあっても或いはまた下面側にあっても良
いものであるが、防着板（装置内壁表面）への防着板被
着物の剥離のし易さを考慮し、また剥離したパーティク
ルの留まり易さから斜面を基板側にするのが望ましい。
【００４２】又、本発明は上記の例に限らず、本発明の
範囲内で多様な変形を加えることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の記録ヘッド用基体の製造方法の一例
（実施例１）を説明する為の模式的断面図
【図２】本発明の記録ヘッド用基体の製造方法の一例
（実施例２）を説明する為の模式的断面図
【図３】本発明の記録ヘッド用基体の製造方法の一例
（実施例３）を説明する為の模式的断面図
【図４】従来の薄膜抵抗器の基体の製造方法の例を説明
する為の模式的断面図
【図５】従来の薄膜抵抗器の基体の構造を示す模式的断
面図
【図６】（Ａ）はスパッタ装置の一例を説明する為の模
式的断面図 （Ｂ）はスパッタ装置の成膜室の防着板の一例（実施例
４）を示す断面拡大図
【図７】（Ａ）はスパッタ装置の一例を説明する為の模
式的断面図 （Ｂ）はスパッタ装置の成膜室の防着板の一例（実施例
５）を示す断面拡大図
【図８】（Ａ）は蒸着装置の一例を説明する為の模式的
断面図 （Ｂ）は蒸着装置の成膜室の防着板の一例（実施例６）
を示す断面拡大図
【図９】（Ａ）は蒸着装置の一例を説明する為の模式的
断面図 （Ｂ）及び（Ｃ）は蒸着装置の成膜室の防着板の一例
（実施例７）を示す断面拡大図
【図１０】実施例４（図６（Ａ）及び（Ｂ）参照）並び
に、実施例５（図７（Ａ）及び（Ｂ）参照）に於ける試
験結果を示すグラフ
【図１１】実施例６（図８（Ａ）及び（Ｂ）参照）並び
に実施例７（図９（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）参照）に於
ける試験結果を示すグラフ
【符号の説明】
１００ 記録ヘッド用基体 １０１ 基板 １０２ 蓄熱層（絶縁層） １０３ 発熱抵抗層 １０４ Ａｌ層 １０５ ネガ型フォトレジスト １０６ ポジ型フォトレジスト ２００ 薄膜抵抗器 ２０１ 基板 ２０２ 絶縁層−１ ２０３ 抵抗層 ２０４ アルミニウムを主成分とする配線電極 ２０５ 絶縁層−２ １ 基板 ２ 真空容器 ３ 防着板 ４ ターゲット原子／分子 ５ 高エネルギー粒子 ６ ターゲット ７ 堆積された成膜物 ８ 堆積された成膜物 ９ 蒸発源 １０ 基板 １１ 抵抗加熱素子 １２ 真空容器 １３ 堆積された成膜物 １４ 堆積された成膜物 １５ 堆積された成膜物
フロントページの続き (72)発明者 山本 寿 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 鈴木 工 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 鈴木 敏夫 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 柴田 誠 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 配線材料がアルミニウムを主成分とする
    材料であってその下地に抵抗体を配設した薄膜抵抗器の
    製造方法において、 該配線材料をアルカリ性水溶液でエッチングすることを
    特徴とする薄膜抵抗器の製造方法。
  2. 【請求項２】 前記抵抗体の材料層が、ホウ化ハフニウ
    ム、ホウ化ジルコニウム、窒化タンタル、タンタルアル
    ミニウム又はチタン層である請求項１記載の製造方法。
  3. 【請求項３】 薄膜を形成し得る成膜装置の成膜室の防
    着板において、該防着板の表面が凹凸パターンを有する
    構造であることを特徴とする防着板。
  4. 【請求項４】 前記防着板表面の凹凸パターンのピッチ
    が、１乃至５０ｍｍである請求項３記載の防着板。
  5. 【請求項５】 前記成膜装置が、スパッタリング装置又
    は蒸着装置である請求項３又は４記載の防着板。
  6. 【請求項６】 前記凹凸パターンの断面形状が、鋸歯状
    である請求項３記載の防着板。
  7. 【請求項７】 前記凹凸パターンの断面形状が、矩形状
    である請求項３記載の防着板。
  8. 【請求項８】 薄膜を形成するために用いられ得る成膜
    装置において、該成膜装置の内壁表面の少なくとも一部
    に凹凸パターンが形成されていることを特徴とする成膜
    装置。
  9. 【請求項９】 前記成膜装置が、真空成膜装置である請
    求項８記載の成膜装置。
  10. 【請求項１０】 前記真空成膜装置が、スパッタリング
    装置又は蒸着装置から選ばれる請求項９記載の成膜装
    置。
  11. 【請求項１１】 前記凹凸パターンのピッチが、１乃至
    ５０ｍｍである請求項８記載の成膜装置。
  12. 【請求項１２】 前記凹凸パターンの断面形状が、鋸歯
    状である請求項８記載の成膜装置。
  13. 【請求項１３】 前記凹凸パターンの断面形状が、矩形
    状である請求項８記載の成膜装置。
  14. 【請求項１４】 前記内壁表面が、少なくとも被成膜体
    の周囲側面である請求項８記載の成膜装置。
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