JPS5918643A - マスクパタ−ンの形成方法 - 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】 （ａ）　　発すＪの技術分野 本発明は張出し部をもつマスクパターンの形成方法に．
関する。

（ｂ）　　技術の背景 半導体Ｉ　Ｃ、バブルメモリ、弾性表面波フィルタなど
の微卸１回路はそれぞれ半導体、磁性体、弥誘電体単結
晶上に薄膜形成技術と写真蝕刻技術（ホトリソグランイ
）とを用いて１ａ細バクーンの形成が行われている。

こ工で写真蝕刻はホトエツチングと呼ばれ、被処理基板
上にスピンコート法、スプレイｄｉ’ｌｘトによりホト
レジスト被覆し、これにマスクを通して近紫外線，遠紫
外線を拙射するか戒は１ｔ１接に電子線を掃引して感光
せしめ、感光部が露光により変質−ｔることを利用して
現像し、ホトレジス１・」二に微細パターンを形成する
ものである。

すなわちホトレジストは光照射によっ′〔重合或は分解
が行われ現像液に対して溶解度の差異を生じ、これ釦よ
りパターンな形成するものであるが、このパターン形成
の形として光拙射部がｆＪｌ．像液に不溶となるネガ型
と不溶となるポジ型に分類される。

次に写真蝕刻技術（以下ホトエツチング）にはパターン
形成すべき金属薄膜を被処理基板上に予め形成しておき
、この上にホトレジストを被覆してホトエツチングする
方法と、被処理基板上の全面忙ホトレジストを被覆し、
これ忙ホトエツチングを施して必要なパターンの窓明け
をし、次忙金属薄膜を全面に形成し、ホトレジストを溶
解してパターンの形成を行うリフトオフ法がある。こ〜
で後者のリフトオフ法は被処理基板上に形成される薄膜
材料がエツチングし難い材料（例えば白金）などからな
る場合やパターンが微細で精度を要するものなどの場合
に適している。

本発明はリフトオフ法の改良に関するものである。

（Ｃ）　　従来技術と問題点 り７トオフ法は基板上に設けられた微細パターンの窓明
けが行われているレジス）膜ＩＣＪＪし、蒸着法など圧
より金属或は非金属からなる薄膜を全面に形成し、その
後レジストを除去することにより窓明は部の薄膜パター
ンを残すものである。このりストオフ法が行われるため
には薄膜形成後のレジスト剥離工程において剥離液とレ
ジストとの濡れが良いことが必要である。

そこでリフトオフ法が適用される條件としてレジストの
窓明は部に、形成された薄膜に段差があってレジストの
断面が露出しているか或は少くとも薄膜が切れているこ
とが必要である。

第１図（ト）〜（ｌＩ）は一般に行われているリフトオ
フ法の工程な説明する断面図である。

すなわち１囚で示す被処理基板１の上にスピンコード法
などにより厚さ１〜２〔μｍ〕のレジスト膜２を形成す
る（図Ｂ）次忙マスク３を通じて近紫外線、遠紫外線或
は電子線などの光４を露光しく図Ｃ）、次に現像を行５
と、この実施例においてはネガ型レジストを用いている
ので光照射部５が不溶となり必要とするパターン６が窓
明けされる（図１）　）　、、次に真空蒸着法など釦よ
り全面圧パターンを形成すべき材料７を形成する（図Ｅ
）と、段差部８においてはレジスト２が露出しているの
で、基板をレジスト剥離液に浸漬するとレジスト２が溶
解すること忙より薄膜パターン９が形成される（図Ｆ）
。

か〜るリフトオフ法が有効に働くためＫはパターン形成
材料７が薄く、段差部８においてレジスト２が露出して
いることが必要である。

然し乍ら第２図に示すようにパターン形成材料７が厚く
形成されていたり、或はホトエツチング後のレジスト膜
１０が梯状に形成さｔすると、パターン形成材料７が基
板１の全面を覆って形成されて、レジスト剥離液がレジ
ストと接触する余地がなく、従ってリフトオフ法を適用
するのは容易ではない。

そこでリフトオフ法が適用できる條件としてはレジスト
膜２が厚いこと或はパターン形成Ｕ料７が薄（形成され
、外部応力（超音波等）忙よってパターンエッヂが破壊
されることが必要であり、今までこれらの條件な満て場
合に限り、リフトオフ法が用いられていた。

然し乍ら白金（Ｐｔ）など不溶性金ＩＪ４に対して従来
のホトエツチングを行うことは難しく、また高い精度で
金属パターンなどを形成するＫはリフトオフ法が適して
いる。

そこで最近これらの問題を解決する方法が発表された。

（Ｍ　、　Ｈａｔｊａｋｉｓ、　Ｂ、Ｊ　、Ｃａｎａｖ
ｅｌｌｏ　。

Ｊ、Ｍ、　Ｓｈａｗ　　ＩＢＭ　　Ｊ、　ＲＪ３Ｓ、　
ＤＥＶＥＬＯＰ２４．４５２　（１９８０） 第３図はこの説明図であってレジストの窓明は部にレジ
ストの張出し部（オーバーバンク）を設けろものである
。

すなわちリフトオフ法が行われるためにはパターン形成
材料を例えば金属としこれを蒸着法で形成するとすると
、これがレジストの窓明は部１１における段差部８で不
連続状態で形成されていることが必要であり、そのため
にはレジストの張り出し部を設ければよい。この奉献に
挙げられた方法はＡＺタイプのポジ型レジスト（ＡＺ１
３５０Ｊ）Ｉ２を被処理基板上の上釦被覆したる後露光
を行うがこの前或は後にクロロベンゼンに浸漬処理する
ことによって表面層部分に残存しているレジストの溶媒
（シンナー）および低分子量のレジストを溶解除去して
レジスト膜を変質させることによりこの部分の現像液（
ＡＺ現像液と水との１：１稀　液）に対する溶解度を下
げ、その結果として張出し部を実現するものである。

すなわち第３図において変質処理した表面層１３の部分
の溶解度が無処理部分１４より劣るために張出し部（オ
ーバーハング）が実現されることになる。

然し乍らこの方法は単層のレジストで行われているため
張出し部の下面より被処理基板面までσ）間隔が狭く、
数層からなる導体層パターンをり７トオフ法で形成する
ような要求に対してはこの方法の施行は困難であった。

（ｄ）　　発明の目的 本発明は張出し部の下面より下地基板面までの高さが充
分あり、厚いパターン形成劇料の形成に対しても適用が
可能なリフトオフによるレジストパターンの形成方法を
提供することを目的とする。

（ｅ）　　発明の構成 本発明の目的は基板上に露光されたポジ型レジスト膜を
形成し、更に該ポジ型レジスト膜上にネガ型レジスト膜
を形成し、該ネガ型レジスト膜をバターニングして第１
の開口を形成し、該第１の開口が形成されたネガ型レジ
スト膜をマスクとして前記ポジ型レジスト膜を現像処理
し、前記ポジ型レジスト膜に前記第１の開口より広い面
積を有する第２の開口を形成することにより連成される
。

（ｆ）　　発明の実施例 本発明はレジスト膜を張出し部となるネガ型レジストと
その下のポジ型レジストとの２層構造とするととＫより
下地基板まで充分な高さをもつレジストパターンを形成
するものである。第４図は本発明に係る工程の説明図で
あり、以下これより本発明を説明する。

まず図（ト）で示すよ５に基板１の上にポジ型レジスト
１５（この実施例）場合、ＡＺ−１３５０Ｊ）を従来の
方法で被覆し全面に互って近紫外線４を照射し現像液（
この場合ＡＺ現像液Ｍに’　−３１２）Ｋ可溶な状態と
する。

なおポジ型レジスト１５の厚さは後で形成するパターン
形成材料の厚さ忙依存して変化するが１〜３〔μｍ〕で
ある。

次にこの上にネガ型レジスト１６（この場合ＯＭＲ−８
５）を０．５〜Ｉ　Ｃａｍ　）　ｆ）Ｊｌ　サＫ　従来
ノ方法で被覆する（Ｂ図）。

次にマスク３を通して近紫外線４を照射し、ネガ型レジ
スト１６を感光させ（６図）、次忙キシレン或はトリク
ロールエチレンで現像を行い、光の非照射部分のネガ型
レジスト１６を８８してパターンを形成する（Ｄ図）。

こ工でネガ型レジ２ト専用の現像液？用いずキシレンな
どを使用する理由は専用の現像液を使用すると非照射部
分のネガ型レジスト１６のみならずその下のポジ型レジ
スト１５までも酊解してしまうことによる。

次妃ネガ型レジスト１６（ＯＭ几−８５ルマスクとして
既に全面露光により可溶性となっているポジ型レジスト
１５　（ＡＺ−１３５０Ｊ）をＡＺ抗偉液（ＭＰ−３１
２）　　を用いて溶解させるが、この場合浸漬時間を調
整するとと産より任意の張出し長をもつレジストパター
ンを作ることができる（Ｅ図）。

なお金属などの薄膜パターンの形成法としては（Ｆ図）
ＩＣ示すようにカちる張出し部をもつレジストパターン
の全面に真空蒸発法などにより薄膜１７を形成し、次に
剥離剤を用いて両種のレジス）１５．１６を除去するこ
とにより薄膜パターンを形成することができる。

以下半導体レーザの電極を形成する実施例について本発
明を説明する。

本発明を実施した半導体レーザはクラッド層とシテイン
シウム・燐（１ｎＰ）を活性層としてインジウム−ガリ
ウム・砒素赤燐（Ｉｎ　　Ｇａ　Ａｓ　Ｐ　）を用いる
ものであり、ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ／ＩｎＧ
ａＡｓＦ　　からなるヘテセエピタキシャル構造をとる
。か〜る構造をとるウェハ上にチタン／白金／金（Ｔｉ
　／Ｐｔ　／Ａｕ　）からなる電極を形成する場合にリ
フトオフ法を使用する。

こ〜でＡｕ、Ｐｔおよび／ｉ蒸着膜の厚さは工（ａｍ：
ｌ、５ｏｏＣＸ：Ｊｌよびｘｏｏｏｒ、、Ａ）で；＋る
。

か〜る３層構造の電極をリフトオフ法で設けるＫは張出
し部より基板までの高さが少くとも２〔μｍ３以上ある
ことが必要である。

本実施例においてはポジ型しジス）ＡＺ−１３５０Ｊを
８０［：℃〕、１０分間のプリベーク処理後忙おいて厚
さが２．５〔μｍ〕となるように形成し、以後前記の方
法によりレジストの張出し部よりなるパターンを形成し
、この上にＴｉ、Ｐｔ　およびＡｕを連続蒸着後コダッ
ク社のレジスト剥離液（Ｊ−１００）を用いてレジスｌ
溶解することにより電極パターンを形成することができ
た。

（ｇ）発明の効果 本発明の実施によりパターン形成層が厚い場合について
もリフトオフ法の適用が可能となり、Ｐｚなと難溶解金
属を用いた高精度のパターン形成が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図〜〜０は従来のリフトオフ工程の説明図、第２図
はりフトオフ法が適用できぬ條件を示す説明図、第３図
は張出し部形成の従来構造の説明図、第４図（へ）〜（
Ｆ）は本発明に係るリフトオフ工程の説明図である。 図において１は被処理基板、２はレジスト膜、３はマス
ク、７はパターン形成材料、８は段差部、９は薄膜パタ
ーン、１５はポジ型レジスト、１６はネガ型レジスト、
１７は薄膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被処理基板上に形成さｉｌ、微細パターンの窓明けがさ
   れたレジスト膜上にパターン形成を行うべぎ材料の薄膜
   を形成したる後、レジスト膜を剥離して薄膜パターンを
   形成するリフトオフ法において、基板上に露光されたポ
   ジ型レジスト膜を形成し、更に該ポジ型レジスト膜上に
   ネガ型レジスト膜を形成し、該ネガ型レジスト膜をバタ
   ーニングして第１の開口を形成し２、該ｇｌの開口が形
   成されたネガ型レジスト膜をマスクとして前記ポジ型レ
   ジスト膜を現像処理し、前記ポジ型レジスト膜に前記第
   １の開口より広い面積を有する第２の開口を形成１−る
   ことを特徴とするマスクパターンの形成方法。