JPS607432A - 改良された微細金属線の形成方法 - 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】 発明の分野 本発明は、一般的に云うと極微細な金属線ケ形成する改
良された方法に関する。更に１体的に云うと、本発明は
、ＶＨＦ表面音ｊＵ　（ＳＡＷ　）　ｌ−ランスジュー
サ耐生産するのに特によく適した１ミクロン以下の（ｓ
ｕｂ−ｍｉｃｒｏｎ　）金属線を作る方法に門才る。

発明の背景 幅が１ミクロンよりや＼細い醇市性金？＜の稈又はトレ
ースｆｆ：経済的に、また薗い信頼１凭で生ｉ゛（＜　
−４−ることは多くの場合に必要であり、又は望ましい
ことである。例えば、幅が波長の４のトランスジューサ
フィンガな有する高周波ＳＡＷデバイスの生産において
は、一般的な圧電基板を用いる場合には幅が約μミクロ
ン又はそれ以下の線が必要となる。

電子ビーム（Ｅビーム）書込みを用いて、１ミクロン以
下の線を作るのに十分なほど細かい分解能をもつホトレ
ジストを露光することは理論的には可能である。しかし
、ホトレジスタ層における電荷の蓄積などの実際的な問
題が生じた結果、イｈ頼度の高いサブミクロン金属線ケ
作るためにいくつかの異なるイオンエツチングステップ
と組合せた数層の有機ホトレジスタ層用いた複雑なプロ
セスが開発された。これらの複雑な方法は製造プロセス
にかなりの余分な費用を尋人することになる。

例えは、１９８０年の”超音波シンポジウム“で“サブ
ミクロン時代の電極を有する低損失０．９−ｔ９ＧＨｚ
　ＳＡＷフィルタ“と題してＵｒａｂｅらが説明したプ
ロセスは、ＰＭＭＡおよびＡＺ−１３５０ホトレジスト
および酸素イオンおよびアルゴンイオンビームエツチン
グステップの両方化用いている。こび〕フ”ロセスは複
雑であり、システムを汚染し、ｌ、）ぐつカ・の精密に
制御されたエツチング速度を必要とする。

発明の要約 従って本発明の目的は、微細な金属線ケ作る改良された
方法を提供することである。

本発明のもう１つの目的は、Ｅビーム露光火用いて微細
な金属線ケ作る改良された方法ケ提供゛イーることであ
る。

本発明の特定の実施例は、Ｅビーム書込みによるＰＭＭ
Ａ　（ポリメチルメタクリレート）ホトレジストの熱光
を含む方法から成る。分解能の低「をきたすホトレジス
ト層への重荷＃積はホトレジストの下にあるアルミニウ
ム層によって調口１１されう。

尭毘されたホトレジストが除去され５と、♀表面にわた
ってチタン層が堆積される。次に、残つＣいるホトレジ
ストおよび、ｌｒＯ上にあるチタンケ除去し、アルミニ
ウム層とその上にあるチタンｆ１つ線を残す。次に、ア
ルミニウムは除去すうがチ、タンは除去しない化学的エ
ツチング液３表面に噌用ゴる。従って、チタンによって
覆われていないアルミニウム層の部分は除去される。好
ましい実施例ではＳＡＷトランスジューサ？構成する残
存金属線は、下方にある厚さ約５００−１０００オング
ストロームのアルミニウム層と厚さ約２００−３．、Ｉ
Ｏオングストロームの上方のチタン層とから作られる。

このプロセスにより作られる２　Ｊｉの金属線はμミク
ロン又はそれ以下の幅で高い４８頼５−ｔもって経ｌ所
的に製造することかでさる。更に、金属線が都電性金属
の２層馨含むという子実は線の電気特性を改善する。

本発明のこれらの、およびその他の利点は図面ならびに
下記の詳細な説明から当業者には明らρ・になるでめろ
う。

第１図は、本発明の原理による処理をうけるデバイスの
’ＬＡＪ’ｒ面図である。本発明の１自定の実施例では
、このプロセスはＬｉＮｂ０ｊ基板上のＳＡＷデバイス
のトランスジユーザを作るのに用いられている。

使用された１ＬｉＮｂｏｘの特定のカット（１２８°Ｙ
　−Ｘカット）上の表面音波速度は約３９９５メ一トル
／抄であり、製作されるデバイスの中心局７ＪＪｉ叡は
約９３０メ〃ヘルツであるので、幅が３波長である個々
のトランスシュータフィンガは幅が約０．５ミクロンと
なるはずである。

基板はこの特殊な応用例にノ１え当なよ５な焼なましく
　ａｎｎｅａｔｌｎｇ）および清子化ステップにコニリ
従来σフ方法で阜備されている。高温を用いるｔべての
プロセスステップの場合と同様に、焼なましステップは
特にＬｉＮｂＯ５の１２８°Ｙ−Ｘカットでは十分′／
、［応力緩和のために十分な冷却時間化かけなけ３げな
らない。第１金属の層１１　を気相成長又はスバッ、タ
リングなどのプロセスによって敬【１オングストローム
の厚さに堆積させる。第１に考えるべきことは層１１に
ピンポールが殆んどないようにすることである。こ＼に
開示する本発明の特殊な実施例においては、層１１は約
７００オングストロームのアルミニウムから成る。

次にホトレジスト層１２ヲ金属層１１の−１に堆積させ
る。好ましいホトレジストは、ろ）尚しウェ−ハの回転
中にその中央に滴下したＰＭＭＡ　（ポリメチルメタク
リシート）の４チ溶液である。先づ最初にウェーハ６約
５００　ｒｐｍで回転させる。６０秒の間にその回転速
曳電徐々に早くして５４［）Ｏｒｐｍにまでする。ＰＭ
ＭＡホトレジストリ場合には、ウェーハはホトレジスト
で成環する前に焼成（ｂａｋｉｎｇ）　Ｌなければなら
ない。これが終ったら電子ビーム１４を用して電極パタ
ーン馨露光する。１平方センチメートル当たり２ナノア
ンペアのＥビーム電流および１１０マイクロクーロンの
電荷（Ｃｈａｒｇｅ　）が満足すべきものであることが
見出された。Ｅビーム露光期間中のＰＭＭＡへの電荷蓄
積は接地層（ｇｒｏｕｎｄｉｎｇムｙｅｒ）１１によっ
て制御される。接地がなくてもある程度の制御は行われ
るが、接地が好ましい。

さて第２図を参照すると、その後の処理段階における第
１図のウェーハが示されている。金属層１１はまだ基板
１０上にある。ホトレジスト層１２は、その露光部分？
除去するように現像される。ＰＭＭＡホトレジストはウ
ェーッ＼をメチルイソブチルケン）　（ＭＩＢＫ）中に
温度６０℃で７０秒間浸漬することによって現像するこ
とができる。ウェーッ・）どイソブチルアルコール３部
とＭＩ旧（１部の溶液中に５秒間ＰＲｉｆｔし、次にイ
ングロビルアルコール液中に浸漬する・：とによって直
ちにウェーッ・をゴすぐ。

その後ウェーッ・は回転させホット窒素で乾燥させなが
らメタノールで洗浄する。ウェーッ・が乾燥しだらウェ
ーッーを１５秒間酸素プラグ・マにさらすことによって
現像した部分に残っているＰ　Ｍ　Ｍ　Ａがあればそｔ
ｔＶ除去することが有用であることが見出されている。

第６図Ａを参照すると、その後の処理段階における第１
図および第２図のウェーッ・が示さ才しＣいる。基板１
０．金属層１１および現像［７たホトレジヌ）　１２１
；ｔ、前のま＼残つ℃いる。更に、＠４Ｊ２金属の層１
６がウェーハ全体の上に堆積されている。

チタンであることが好ましい弔２金属は、Ｂｐ、　１金
属を除去する化学的エッチＹントが弔２金属に殆んど影
響を与えないように選択されている。従って、）ｇｑ１
６は層１１の化学的エツチングステップにおけるマスク
として用いられる。層１６は好走しい実施例ではＥビー
ム蒸着チャンノ（内で１５メ一ングストローム／秒の速
度で約２００オングストロームの厚さに堆積される。ウ
ェーッ・は第２金属カーそこから蒸着されるるつぼと関
連して第２金属が９０゜の入射角で近づけるように配置
されなけれはならない。このためにはウェー）Ｓとるつ
ぼとの間に最大実用間隔化おく必要がある。

第３図Ｂを参照すると、第３図Ａに示したウェーハの拡
大図が示されている。現像プロセスの間に除去されたホ
トレジスタ層１２０部分に隣接するホトレジスト層１２
の壁２０はや＼凹形になっている。これは現像プロセス
ケ確実に完全に１１Ｌ行させることによって連成される
。ホトレジスト層σ〕現像が不十分であると、所望する
側Ａｉ幾何構造が得られず、その後のプロセスステップ
が妨げら′ｉする。第６図Ｂにみられるように、金属層
１１σ）１−ぐ上にある金属＋門ｉｓの部分の幅Ｗはホ
トレジスト層１２の上方の縁によって決定される。こυ
〕・ことは金属層１６は現像した領域の縁におＩ／Ａて
とぎれており、その後のリフトオフプロセスを促造する
ことｌａＳ保ｇ１１−する。所望の側壁幾何イト￥造り
ｊ：’ｆｉ　ｒｊ−１−るにはプロセスバラメークゲ少
し新化さ−１−る必・川があるであろう。

第４図夕呑照イーると、その後のプロセス１ノセ出・し
〔お１・するウェーッ＼が示されている。７′ｉ二１し
う５ス１層の現像不足の部分およびホトレジストσ）−
１−にろ−った層１６の川（３）はリットオフさ第１．
てＩｌ）る。こ第１＋！。

ウェーッ・ケアセトンに１受清することに人一つ−Ｃ’
４’ｊ　ｉ）れＺ）。アセトンに浸偵しでもリフトオフ
プｒ・セスがｉｆ　Ｉ￥よく完了しない場合には、こく
短１１Ｊ１間１ンエーハ馨アルミニウムエツチーング液
に’１．＋：ｉ’＋”ｔ　Ｌ超ｔ１θヴ振ＨｉｊＩＩ火
加える・二とが一０１能である。し、力用７．７１０１
／シストおよび過豹１の弔２金Ｎ＋層の完全な１ｊフ１
メフケ（ｒ（ｉｆ実に行う最も効果的ＩＩ方法モｊ１．
３１，１．イＣタフ゛口ｌイスの終点を慎ｉ１（にさぬ
ることである。現ｆ（過１１（。

現像不足および酸素プラズマ・＼の籍出過各は、１゜べ
で所望しｌ、（い側壁幾何上１′４造ゲ形成博−イ・＝
ＳＳ能力カーる。リフトオフプロセスが完了すると、損
われないよ＼σ）　Ｆ（！　ｉ金ｊ１ハ１ｆｉ１１．お
よびＱフトノ−フフ゛ロセスで除去されなかった第２金
１ｉ４％Ｉ？／ｉ１６σ９・−ＪＬ「）の部分によって
範囲を限定された電極パターンとともに基板１０が残る
。

第５図乞参照すると、完成したデバイスが示されている
。第１金属層１１は第２金属層１６をマスクとして用い
てエツチングされ、基板１ｏの表面上に分離した金属線
が残されている。上述したアルミニウムーチタニウム系
の場合には、アルミニウムエツチング液は硝酸１部、脱
イオン水４部。

燐酸１８部とすることが好ましい。このエツチングプロ
セスは約６０秒間室温で行うか、又はＦ方の基板１０が
現われるまで行う。エツチング液しすぎないよう注意す
べきである。ウェーハは脱イオン水およびイソプロピル
アルコール中で直ちにすすぎ洗いをすべきである。

開示したプロセスを用いて幅が’Ａミクロンのトランス
ジューサフィンガを有するＳＡＷデバイスを商い信頼度
ケもって経済的に生産することが可能なことが見出され
ている。本発明は先行技術のプロセスに含まれる多重ホ
トレジスト層およびイオンビームエッチングステップケ
用いないですむだけでなく、作られた金属線は最終金属
線が２つの金属層からなるという事実により改良された
電気特性を有する。このことは、いづれかの全１出層の
ピンホールがデバイスの電気的性能に著じるしい影響９
与える巧能性ケ少なくする。

本発明をその好ましい実施例に関連して特に示し記述し
たが、本発明の精神および範囲を逸脱せずに本発明の原
理から他のか（■々の変形および変更が本発明に対し行
われることが当業者により理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の原理により処理を５けるデバイスの
一部分の断面図である。 第２図は、本発明の原理による処理のその後の段階にお
けるデバイスの第１図に対応ゴーるし９１四図である。 第３図Ａは、本発明の原理による処理のその後の段階の
期間中のデバイスの第２図に対応する］（）［面図であ
る。 第３図Ｂは、第６図Ａに示したデバイスの一部分の拡大
断面図である。 第４図は、本発明の原理による処理のその後の段階にお
けるデバイスの第６図Ａに対応する断面図である。 第５図は、本発明の原理による処理が完了した後のデバ
イスの第４図に対応する断面図である。 第３図Ａにおいて、 １０は基板 １１は金属層 １２は現像したホトレジスト層 １６は第２金属層（チタン） 特許出願人　モトローラ・インコーボレーデッド代理人
弁理士　玉蟲久五即 １ Ｆ’ｌＧ、　１ ７７″Ｇ、　２ Ｆ’ｌＧ、３△ Ｆ’、ＩＣ，３：９ Ｐ’ＩＣ，５’

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　基板表面上に第１金属を堆積させるステップと、 前記第１金属層の上にあるＥビームホトレジストｖ堆積
   させるステップと、 Ｅビーム？用いて所定のパターンにて前記ホトレジスト
   ？露光するステップと、 前記ホトレジスト’に現像させるステップと、前記ホト
   レジスト層及び第１金夙屓上に、選択された第２金属層
   な堆積させ、前記第１金属ケ除去する作用物質によって
   殆んど影付ソ受けないようにするステップと、 前記ホトレジストの残っている部分および前記ホトレジ
   ストの上にある前記第２金属層の部分とを除去するステ
   ップと、 前記第２金属層により保獲されない前記第１金属層の部
   分ン前記作用物により除去するステップと、を具えるこ
   とを特徴とする 金属線形成法。 ２、前記ＥビームｙＫ光の期間中前記第１金属層を接地
   するステップを更に具える前記特ｆｌ″請求の範囲第１
   項による金属線形成法。 ろ、前記ホトレジスト’に現像するステップは、更に、
   前記ホトレジスト乞現像剤に充分な時間露光し、凹形構
   造？つくるスデノプ欠県える前記特許請求の範囲第１項
   による金属線形成法。