JP2000035678A - Pattern forming method - Google Patents

Pattern forming method

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JP2000035678A
JP2000035678A JP20292898A JP20292898A JP2000035678A JP 2000035678 A JP2000035678 A JP 2000035678A JP 20292898 A JP20292898 A JP 20292898A JP 20292898 A JP20292898 A JP 20292898A JP 2000035678 A JP2000035678 A JP 2000035678A
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JP
Japan
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pattern
substrate
resist
layer
patterning
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JP20292898A
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Japanese (ja)
Inventor
Akiko Mizushima
明子 水島
Yasunori Narizuka
康則 成塚
Maria Katsuki
真理亜 香月
Toshirou Teronai
俊郎 手呂内
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain metallic patterns having high accuracy and high reliability by forming mask patterns for a lift-off of an eaves structure by a process of preventing the contact of a substrate surface with water or aq. soln. on the substrate having high ruggedness. SOLUTION: The laminated patterns 3 of the eaves structure are obtd. by executing patterning by the process of preventing the contact of the substrate surface with the water or the aq. soln. after successively depositing a lower layer resist 2 and an upper layer resist 4 on the substrate 1 having the large ruggedness. After a sputter film 5 is deposited thereon, the laminated resist patterns are removed as the mask patterns for lift-off by lift-off, by which the high-accuracy metallic patterns are obtd.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、リフトオフプロセ
スを用いたパターン形成方法に関する。
The present invention relates to a pattern forming method using a lift-off process.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、メタルパターンを基板上に形成す
る方法としては、基板全面にメタルを成膜した上にフォ
トレジストによって所望のパターンを形成し、それをマ
スクにエッチングを行った後に残ったフォトレジストを
有機溶剤等で剥離する方法がとられていた。エッチング
の方法としては、各種の薬液を用いるウエットエッチン
グ法とプラズマを用いるドライエッチング法に大別され
る。しかし、ウエットエッチングに使用されるこれらの
薬液は、酸性あるいはアルカリ性の水溶液であることが
多い。ガラスセラミック基板のような基板表面に凹凸の
ある基板ではエッチング終了後に完全に薬液を除去する
ことが困難である。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of forming a metal pattern on a substrate, a metal is formed on the entire surface of the substrate, a desired pattern is formed by a photoresist, and etching is performed using the mask as a mask. A method of removing the photoresist with an organic solvent or the like has been used. Etching methods are roughly classified into a wet etching method using various chemicals and a dry etching method using plasma. However, these chemicals used for wet etching are often acidic or alkaline aqueous solutions. It is difficult to completely remove the chemical after the etching is completed on a substrate having an uneven surface such as a glass ceramic substrate.

【0003】このため凹部に残存したこれらの薬液がメ
タル配線を腐食したり、その後の加熱工程で水溶液が気
化することによって、メタルパターンの上層に形成され
た絶縁層にダメージを与えるという問題点があった。ま
た、積層されたメタルのエッチングにおいては、メタル
ごとに異なる薬液を用いるため、エッチングごとに洗浄
等の工程が必要になり、工程が煩雑である。このため、
エッチングマスクとなるフォトレジストには、酸やアル
カリの各種薬液に対する耐性が求められ、その選択肢が
少なくなるという問題点がある。
[0003] For this reason, there is a problem that these chemicals remaining in the concave portion corrode the metal wiring and vaporize the aqueous solution in a subsequent heating step, thereby damaging the insulating layer formed on the metal pattern. there were. Further, in the etching of the laminated metal, a different chemical solution is used for each metal, so that a step such as cleaning is required for each etching, and the process is complicated. For this reason,
A photoresist serving as an etching mask is required to have resistance to various chemicals such as acids and alkalis, and there is a problem that options are reduced.

【0004】また、薬液耐性を高めるためにハードベー
ク等の処理を行った場合、後でレジスト剥離が困難にな
る場合がある。またドライエッチング法を用いた場合に
は、基板の凹部のメタルのエッチングが困難でエッチン
グ残りが発生しやすいため、エッチング時間を長くする
等の必要があり、加工精度の低下を招くという問題点が
あった。
[0004] Further, when a treatment such as hard baking is performed in order to enhance chemical resistance, it may be difficult to remove the resist later. Further, when the dry etching method is used, it is difficult to etch the metal in the concave portion of the substrate and the etching residue is apt to occur, so that it is necessary to lengthen the etching time and the like, and the processing accuracy is lowered. there were.

【0005】こうした問題を解決するために、フォトレ
ジストを用いて所望の形状のパターン形成した後にメタ
ルの成膜を行い、最後にフォトレジストを除去するリフ
トオフプロセスを用いたパターン形成方法があり、これ
に関する技術としては特開平3−21011号公報、特
開平6−77106号公報等が挙げられる。しかし、こ
れらの方法では、リフトオフ用マスク材として単層レジ
ストをプロセス条件によって逆テーパ形状にパターニン
グする。
In order to solve such a problem, there is a pattern forming method using a lift-off process of forming a metal pattern after forming a pattern of a desired shape using a photoresist, and finally removing the photoresist. Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 3-21011 and 6-77106 disclose related techniques. However, in these methods, a single-layer resist is patterned into a reverse taper shape according to process conditions as a lift-off mask material.

【0006】しかし、凹凸の大きい基板上では露光時の
光の基板表面での乱反射が大きく、精度良く逆テーパ形
状のパターンを形成することが困難である。また、成膜
時の膜の回り込みを防止するためには成膜装置や条件に
制約を受ける事が多い。更に、用いるリフトオフマスク
材がアルカリ現像型のフォトレジストの場合アルカリ水
溶液を主成分とする現像液を用いるため、先のウエット
エッチングによるメタルパターン形成時と同様に配線の
腐食等の問題が解決できない点に問題があった。
However, on a substrate having large unevenness, light at the time of exposure largely reflects on the surface of the substrate, and it is difficult to accurately form a reverse tapered pattern. Further, in order to prevent the film from wrapping around during film formation, the film forming apparatus and conditions are often restricted. Furthermore, in the case where the lift-off mask material used is an alkali developing type photoresist, since a developing solution containing an alkaline aqueous solution as a main component is used, problems such as corrosion of wiring cannot be solved as in the case of forming a metal pattern by wet etching. Had a problem.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、上記従来技術の問題点を解決することにあり、凹凸
のある基板上でパターン精度に優れ、しかも腐食やダメ
ージ等を低減可能なリフトオフプロセスによるメタルの
パターン形成法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and is excellent in pattern accuracy on a substrate having unevenness and capable of reducing corrosion and damage. An object of the present invention is to provide a method for forming a metal pattern by a lift-off process.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者たちは、凹凸の
ある基板上へのリフトオフマスクパターン形成方法につ
いて種々検討し、水あるいは水溶液を用いずに庇構造の
マスクパターンを形成することによって、加工精度並び
に信頼性が大幅に向上することを見出した。
Means for Solving the Problems The present inventors have studied various methods for forming a lift-off mask pattern on an uneven substrate, and formed a mask pattern having an eaves structure without using water or an aqueous solution. It has been found that processing accuracy and reliability are greatly improved.

【0009】具体的な実験検討結果について以下に述べ
る。
The results of specific experimental studies will be described below.

【0010】まず、二層構造の有機樹脂を用いた庇構造
のリフトオフマスクパターンの形成方法については、以
下の3通りの方法が挙げられる。
First, the following three methods can be used to form a lift-off mask pattern having an eaves structure using an organic resin having a two-layer structure.

【0011】(1)基板上に順次マスク材をパターニン
グするプロセス。
(1) A process of sequentially patterning a mask material on a substrate.

【0012】(2)基板上に順次マスク材を積層した後
に順次上層からパターニングするプロセス。
(2) A process of sequentially laminating a mask material on a substrate and then sequentially patterning from the upper layer.

【0013】(3)基板上に順次マスク材を積層した後
に上層から続けてパターニングするプロセス。
(3) A process of sequentially laminating a mask material on a substrate and subsequently patterning the mask material from the upper layer.

【0014】(1)は、基板上に下層有機樹脂層を塗布
あるいはラミネート等の方法で成膜、パターニングし、
次いで上層有機樹脂層をその上に塗布あるいはラミネー
ト等の方法で成膜、パターニングするというプロセスで
ある。従って各々の層を別々にパターニングするため、
有機樹脂層はいずれの層もフォトレジストであることが
望ましいがその態様は液状でもフィルム状でも良い。更
に、上下層いずれのパターニングにおいても基板表面は
現像液やリンス液に触れるので、配線等へのダメージを
低減するためには水系の現像液やリンス液を用いないこ
とが望ましい。従って、このプロセスでは上層も下層も
溶剤現像型のフォトレジストを用いて、有機溶剤による
パターニングを行う必要があることがわかった。
(1) A method of coating or laminating a lower organic resin layer on a substrate by coating or laminating,
Next, the upper organic resin layer is formed and patterned by a method such as coating or laminating. Therefore, to pattern each layer separately,
The organic resin layer is desirably a photoresist, but the mode may be liquid or film. Furthermore, since the surface of the substrate is exposed to a developing solution or a rinsing solution in any of the upper and lower layer patterning, it is desirable not to use an aqueous developing solution or a rinsing solution in order to reduce damage to wiring and the like. Therefore, it was found that in this process, it is necessary to perform patterning with an organic solvent using a solvent-developable photoresist for both the upper layer and the lower layer.

【0015】また、上下層のフォトレジストの組み合わ
せによっては、上層の現像時に既に現像済みの下層のパ
ターンが膨潤あるいは溶解することによって、庇形状が
劣化し、パターン精度が低下することがわかった。この
ため上層の現像に際しては、下層のパターンがダメージ
を受けないような配慮する必要がある。具体的には下層
パターンのポストベーク処理等の方法がある。
It has also been found that, depending on the combination of the photoresist in the upper and lower layers, the pattern of the already developed lower layer swells or dissolves during the development of the upper layer, thereby deteriorating the eaves shape and lowering the pattern accuracy. For this reason, when developing the upper layer, it is necessary to take care that the pattern of the lower layer is not damaged. Specifically, there is a method such as a post-bake treatment of the lower layer pattern.

【0016】(2)は、上下層の有機樹脂層を塗布ある
いはラミネート等の方法で積層成膜し、その後上層から
順次パターニングするプロセスである。このプロセスで
は、上層のパターンを下層パターニング時のエッチング
マスクとして利用することができる。このため、上層は
フォトレジストであることが望ましいが、下層は感光性
を持たない有機樹脂でも構わない。上層のパターニング
に際しては、基板表面は下層によって被覆されているた
め、現像液やリンス液が直接基板表面に触れることはな
い。従って、どのようなフォトレジストを用いても構わ
ないことがわかった。具体的には、アルカリ現像型のフ
ォトレジスト、溶剤現像型のフォトレジスト等が挙げら
れその形態も液状でもフィルム状でも良い。
The process (2) is a process in which the upper and lower organic resin layers are laminated and formed by a method such as coating or laminating, and then patterned sequentially from the upper layer. In this process, the upper layer pattern can be used as an etching mask at the time of lower layer patterning. For this reason, the upper layer is desirably a photoresist, but the lower layer may be an organic resin having no photosensitivity. When patterning the upper layer, the surface of the substrate is covered with the lower layer, so that the developing solution or the rinsing liquid does not directly touch the surface of the substrate. Therefore, it was found that any photoresist could be used. Specific examples include an alkali development type photoresist and a solvent development type photoresist, and the form may be liquid or film.

【0017】一方、下層のパターニングに際しては、基
板表面が現像あるいはエッチングによって基板表面が剥
き出しになるので、水系の現像液、リンス液、エッチン
グ液を用いることはできない。従って、溶剤現像型のフ
ォトレジストを用いて有機溶剤を主成分とする現像液で
パターニングする方法、あるいは上層のフォトレレジス
トをエッチングマスクにして有機溶剤を用いてウエット
エッチングする方法、あるいは上層のフォトレレジスト
をエッチングマスクにしてドライエッチングする方法が
ある。
On the other hand, when patterning the lower layer, the surface of the substrate is exposed by development or etching, so that an aqueous developing solution, rinsing solution or etching solution cannot be used. Therefore, a method of patterning with a developer containing an organic solvent as a main component using a photoresist of a solvent development type, a method of performing wet etching with an organic solvent using an upper photoresist as an etching mask, or a method of performing upper photoresist There is a method in which dry etching is performed using as an etching mask.

【0018】ドライエッチングでパターン形成する具体
的な方法としては、アッシング、スパッタエッチング、
リアクテイブイオンエッチング、イオンミリング等の方
法が挙げられる。ただし下層の現像やウエットエッチン
グに際しては、上層のパターンが膨潤、溶解といったダ
メージを受けないようにポストベーク等の処理を行う必
要があり、ドライエッチングの際には、上層の有機樹脂
と下層の有機樹脂のエッチング選択比を考慮して膜厚を
最適化する必要があることがわかった。
As a specific method of forming a pattern by dry etching, ashing, sputter etching,
Methods such as reactive ion etching and ion milling can be used. However, during the development and wet etching of the lower layer, it is necessary to perform a process such as post-baking so that the pattern of the upper layer is not damaged such as swelling and dissolution.In the case of dry etching, the organic resin of the upper layer and the organic layer of the lower layer are required. It has been found that it is necessary to optimize the film thickness in consideration of the etching selectivity of the resin.

【0019】(3)は、上下層の有機樹脂層を塗布ある
いはラミネート等の方法で積層成膜する点は(2)のプ
ロセスと全く同じであるが、上層と下層のパターニング
を連続して行うところに特徴がある。このプロセスは、
(2)のプロセスと同様に上層のパターンを下層パター
ニング時のエッチングマスクとして利用することができ
ることを確認した。このため、上層はフォトレジストで
あることが望ましいが、下層は感光性を持たない有機樹
脂でも構わないことがわかった。ただし、上層と下層の
パターニングを連続して行うので、上層のパターニング
に用いる現像液で下層も現像あるいはエッチングできる
必要がある。
The point (3) is exactly the same as the step (2) in that the upper and lower organic resin layers are laminated by a method such as coating or laminating, but the patterning of the upper layer and the lower layer is performed continuously. There is a characteristic. This process is
It was confirmed that the upper layer pattern can be used as an etching mask at the time of lower layer patterning as in the process (2). For this reason, it has been found that the upper layer is desirably a photoresist, but the lower layer may be an organic resin having no photosensitivity. However, since the patterning of the upper layer and the lower layer is performed continuously, it is necessary that the lower layer can be developed or etched with a developer used for patterning the upper layer.

【0020】また、基板表面は現像液やリンス液に触れ
るので、配線等へのダメージを低減するためには水系の
現像液やリンス液を用いないことが望ましい。このた
め、上層には溶剤現像型のフォトレジストを用い、有機
溶剤を主成分とする現像液でパターニングする方法が望
ましい。
Since the surface of the substrate is exposed to a developing solution or a rinsing solution, it is desirable not to use an aqueous developing solution or a rinsing solution in order to reduce damage to wiring and the like. For this reason, it is desirable to use a solvent-developing type photoresist for the upper layer and pattern it with a developing solution containing an organic solvent as a main component.

【0021】一方、下層については上層のパターニング
に使用する現像液でエッチングが可能で、庇形状が精度
良く形成できれば良いため、特に感光性は必要とされな
いので下層はレジストに限定されず感光性のない有機物
でも構わない。
On the other hand, since the lower layer can be etched with a developer used for patterning the upper layer and the eaves shape can be formed with high precision, no particular photosensitivity is required. No organic matter is acceptable.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の代表的な実施の形
態について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, representative embodiments of the present invention will be described.

【0023】本発明の第1の実施形態を図1に従って説
明する。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0024】まず、図1(a)に示す基板1としてガラ
スセラミックを用いた。
First, a glass ceramic was used as the substrate 1 shown in FIG.

【0025】次に同図(b)に示すようにこの基板1の
被加工面1−1に下層レジスト2として東京応化製OM
R−83を塗布、ベークし、約3ミクロンの膜厚に形成
した。ベーク条件は、クリーンオーブンで90℃/30
分とした。
Next, as shown in FIG. 1B, an OM manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.
R-83 was applied and baked to form a film having a thickness of about 3 microns. The baking condition is 90 ° C / 30 in a clean oven.
Minutes.

【0026】次にプロジェクション露光機にて露光し、
溶剤現像液SL(東京応化製)を用いて30秒現像した
後、OMR用溶剤リンス液(東京応化製)を用いて30
秒リンスした。更にリンス後にポストベークを行って同
図(c)に示す下層レジストパターン3−1を得た。ポ
ストベーク条件は、クリーンオーブンで140℃/30
分とした。
Next, exposure is performed with a projection exposure machine.
After developing for 30 seconds using a solvent developer SL (manufactured by Tokyo Ohka), 30 minutes using a solvent rinse solution for OMR (manufactured by Tokyo Ohka).
Rinsed for seconds. Further, post-baking was performed after rinsing to obtain a lower resist pattern 3-1 shown in FIG. Post-baking conditions are 140 ° C / 30 in a clean oven.
Minutes.

【0027】次に同図(d)に示すように上層レジスト
4として東京応化製BMRを塗布、ベークし、約10ミ
クロンの膜厚に形成した。ベーク条件はクリーンオーブ
ンで90℃/30分とした。
Next, as shown in FIG. 2D, BMR manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd. was applied and baked as an upper layer resist 4 to form a film having a thickness of about 10 μm. The baking condition was 90 ° C./30 minutes in a clean oven.

【0028】次にプロジェクション露光機により露光
し、溶剤現像液SK−4(東京応化製)を用いて2分間
現像した後、溶剤リンス液SA(東京応化製)を用いて
1分間リンスした。更にリンス後にポストベークを行う
ことにより上層レジストパターン3−2を形成し、同図
(e)に示す庇形状の積層パターン3を得た。ポストベ
ーク条件は、クリーンオーブンで140℃/30分とし
た。
Next, the film was exposed with a projection exposure machine, developed with a solvent developer SK-4 (manufactured by Tokyo Ohka) for 2 minutes, and then rinsed with a solvent rinse solution SA (manufactured by Tokyo Ohka) for 1 minute. Further, post-baking was performed after rinsing to form an upper resist pattern 3-2, thereby obtaining an eave-shaped laminated pattern 3 shown in FIG. Post-baking conditions were 140 ° C./30 minutes in a clean oven.

【0029】次に同図(f)に示すようにRFスパッタ
によりNi膜5を約2ミクロン成膜した。
Next, as shown in FIG. 1F, a Ni film 5 was formed to a thickness of about 2 μm by RF sputtering.

【0030】最後に庇形状の積層レジストパターン3を
110℃のレジスト剥離液S502A(東京応化製)に
10分間浸漬することによって、同図(g)に示すよう
なNiパターン5を得た。
Lastly, the eave-shaped laminated resist pattern 3 was immersed in a resist stripper S502A (manufactured by Tokyo Ohka) at 110 ° C. for 10 minutes to obtain a Ni pattern 5 as shown in FIG.

【0031】以上の方法で形成したメタルパターンのパ
ターン精度は、150ミクロン幅の部分において、マス
ク寸法からのシフト量のばらつきは、σを標準偏差とす
ると3σで1.8ミクロンであった。また、メタルの腐
食や絶縁膜へのダメージといった不良についても本方法
を用いることで大幅に低減可能になった。
The pattern accuracy of the metal pattern formed by the above method was as follows. In a 150-micron width portion, the variation in the shift amount from the mask dimension was 1.8 microns at 3σ, where σ was the standard deviation. In addition, the use of this method has also enabled a significant reduction in defects such as metal corrosion and damage to the insulating film.

【0032】本発明の第2の実施形態を図2に従って説
明する。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0033】まず、図1(a)に示す基板1としてガラ
スセラミックを用いた。
First, a glass ceramic was used as the substrate 1 shown in FIG.

【0034】次に同図(b)に示すように、この基板1
の被加工面1−1に下層レジスト2として東京応化製O
MR−83を塗布、ベークし、約3ミクロンの膜厚に形
成した。ベーク条件は、クリーンオーブンで90℃/3
0分とした。
Next, as shown in FIG.
As a lower resist 2 on the surface 1-1 to be processed
MR-83 was applied and baked to form a film having a thickness of about 3 microns. The baking condition is 90 ° C / 3 in a clean oven.
0 minutes.

【0035】次に同図(c)に示すように上層レジスト
4として日立化成製HN−920を熱圧着し、積層レジ
スト2を得た。上層レジスト4の圧着は、予め下層レジ
スト2−1を形成後の基板1を60℃に加熱し、ロール
温度110℃にてラミネートすることにより行った。
Next, as shown in FIG. 2C, HN-920 made by Hitachi Chemical Co., Ltd. was thermocompressed as the upper layer resist 4 to obtain a laminated resist 2. The pressure bonding of the upper resist 4 was performed by heating the substrate 1 on which the lower resist 2-1 had been formed in advance to 60 ° C. and laminating the substrate 1 at a roll temperature of 110 ° C.

【0036】次にプロジェクション露光機により上層レ
ジスト4を露光し、0.7%炭酸ナトリウム水溶液を用
いて35秒現像した後、純水を用いて1分間リンスし
た。更にリンス後にポストベークを行って同図(c)に
示す上層レジストパターン3−2を得た。ポストベーク
条件は、クリーンオーブンで140℃/30分とした。
Next, the upper resist 4 was exposed by a projection exposure machine, developed with a 0.7% aqueous sodium carbonate solution for 35 seconds, and then rinsed with pure water for 1 minute. Further, post-baking was performed after rinsing to obtain an upper resist pattern 3-2 shown in FIG. Post-baking conditions were 140 ° C./30 minutes in a clean oven.

【0037】次にプロジェクション露光機により下層レ
ジスト2を露光し、溶剤現像液SL(東京応化製)を用
いて30秒現像した後、OMR用溶剤リンス液(東京応
化製)を用いて30秒リンスした。更にリンス後にポス
トベークを行って下層レジストパターン3−1を形成
し、同図(d)に示す庇形状の積層パターン3を得た。
ポストベーク条件は、クリーンオーブンで140℃/3
0分とした。
Next, the lower resist 2 is exposed by a projection exposure machine, developed with a solvent developer SL (manufactured by Tokyo Ohka) for 30 seconds, and then rinsed with a solvent rinse solution for OMR (manufactured by Tokyo Ohka) for 30 seconds. did. Further, post-baking was performed after rinsing to form a lower resist pattern 3-1 to obtain an eave-shaped laminated pattern 3 shown in FIG.
Post bake conditions: 140 ° C / 3 in a clean oven
0 minutes.

【0038】次に同図(f)に示すようにRFスパッタ
によりNi−W合金膜5を約2ミクロン成膜した。最後
に庇形状の積層レジストパターン3を110℃のレジス
ト剥離液S502A(東京応化製)に10分間浸漬する
ことによって、同図(g)に示すようなNi−W合金パ
ターン5を得た。
Next, as shown in FIG. 2F, a Ni—W alloy film 5 was formed to a thickness of about 2 μm by RF sputtering. Finally, the eave-shaped laminated resist pattern 3 was immersed in a resist stripper S502A (manufactured by Tokyo Ohka) at 110 ° C. for 10 minutes to obtain a Ni—W alloy pattern 5 as shown in FIG.

【0039】以上の方法で形成したメタルパターンのパ
ターン精度は、150ミクロン幅の部分において、マス
ク寸法からのシフト量のばらつきは、σを標準偏差とす
ると3σで1.2ミクロンであった。また、メタルの腐
食や絶縁膜へのダメージといった不良についても本方法
を用いることで大幅に低減可能になった。
The pattern accuracy of the metal pattern formed by the above method was as follows: in a 150-micron width portion, the variation in the shift amount from the mask dimension was 1.2 microns at 3σ, where σ was the standard deviation. In addition, the use of this method has also enabled a significant reduction in defects such as metal corrosion and damage to the insulating film.

【0040】本発明の第3の実施形態を図3に従って説
明する。
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0041】まず、図1(a)に示す基板1としてガラ
スセラミックを用いた。
First, a glass ceramic was used as the substrate 1 shown in FIG.

【0042】次に同図(b)に示すように、この基板1
の被加工面1−1に下層レジスト2として日本ゼオン製
ZPN2070を塗布、ベークし、約3ミクロンの膜厚
に形成した。ベーク条件は、クリーンオーブンで140
℃/30分とした。
Next, as shown in FIG.
Was coated and baked as a lower-layer resist 2 to a thickness of about 3 microns. The baking condition is 140 in a clean oven.
° C / 30 minutes.

【0043】次に同図(c)に示すように、上層レジス
ト4として日立化成製HN−920をラミネートした。
上層レジスト4のラミネートは、プレヒート60℃、ロ
ール温度110℃の条件で行った。
Next, as shown in FIG. 3C, HN-920 manufactured by Hitachi Chemical was laminated as the upper resist 4.
The lamination of the upper resist 4 was performed under the conditions of a preheat of 60 ° C. and a roll temperature of 110 ° C.

【0044】次にプロジェクション露光機により上層レ
ジスト4を露光し、0.7%炭酸ナトリウム水溶液を用
いて35秒現像した後、純水を用いて1分間リンスし
た。更にリンス後にポストベークを行って同図(d)に
示す上層レジストパターン3−2を得た。ポストベーク
条件は、クリーンオーブンで140℃/30分とした。
Next, the upper resist 4 was exposed by a projection exposure machine, developed with a 0.7% aqueous sodium carbonate solution for 35 seconds, and then rinsed with pure water for 1 minute. Further, post-baking was performed after rinsing to obtain an upper resist pattern 3-2 shown in FIG. Post-baking conditions were 140 ° C./30 minutes in a clean oven.

【0045】次に上層レジストパターン3−2をマスク
に酸素のリアクテイブイオンエッチングにより、下層レ
ジスト2をドライエッチングすることにより下層レジス
トパターン3−1を形成し、同図(e)に示す庇形状の
積層レジストパターン3を得た。プラズマエッチングの
条件はガス圧26.8Pa、ガス流量20sccm、R
Fパワー200Wとした。
Next, the lower resist 2 is dry-etched by reactive ion etching of oxygen using the upper resist pattern 3-2 as a mask to form a lower resist pattern 3-1, and the eave shape shown in FIG. Was obtained. The plasma etching conditions were as follows: gas pressure 26.8 Pa, gas flow rate 20 sccm, R
The F power was 200 W.

【0046】次に同図(f)に示すようにRFスパッタ
によりニッケル膜5を約2ミクロン成膜した。
Then, a nickel film 5 was formed to a thickness of about 2 μm by RF sputtering as shown in FIG.

【0047】最後に庇形状の積層レジストパターン3を
110℃のレジスト剥離液S502A(東京応化製)に
10分間浸漬することによって同図(g)に示すような
ニッケルパターン5を得た。
Finally, the eaves-shaped laminated resist pattern 3 was immersed in a resist stripper S502A (manufactured by Tokyo Ohka) at 110 ° C. for 10 minutes to obtain a nickel pattern 5 as shown in FIG.

【0048】以上の方法で形成したメタルパターンのパ
ターン精度は、150ミクロン幅の部分において、マス
ク寸法からのシフト量のばらつきは、σを標準偏差とす
ると3σで1.5ミクロンであった。また、メタルの腐
食や絶縁膜へのダメージといった不良についても本方法
を用いることで大幅に低減可能になった。
The pattern accuracy of the metal pattern formed by the above-mentioned method was 1.5 microns at 3 σ with a standard deviation of σ when the standard deviation was σ in a 150 μm wide portion. In addition, the use of this method has also enabled a significant reduction in defects such as metal corrosion and damage to the insulating film.

【0049】本発明の第4の実施形態を図4に従って説
明する。
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0050】まず、図1(a)に示す基板1としてガラ
スセラミックを用いた。
First, a glass ceramic was used as the substrate 1 shown in FIG.

【0051】次に同図(b)に示すようにこの基板1の
被加工面1−1に下層レジスト2として日本ゼオン製Z
PN2070を塗布、ベークし、約3ミクロンの膜厚に
形成した。ベーク条件は、クリーンオーブンで90℃/
30分とした。
Next, as shown in FIG. 2B, a Z-Zone made by Nippon Zeon Co., Ltd.
PN2070 was applied and baked to form a film having a thickness of about 3 microns. The baking conditions are 90 ° C /
30 minutes.

【0052】次に同図(c)に示すように上層レジスト
4として東京応化製OMR−83を塗布、ベークし、約
8ミクロンの膜厚に形成した。ベーク条件は、クリーン
オーブンで90℃/30分とした。
Next, as shown in FIG. 3C, OMR-83 manufactured by Tokyo Ohka Co. was applied as an upper layer resist 4 and baked to form a film having a thickness of about 8 μm. The baking conditions were 90 ° C./30 minutes in a clean oven.

【0053】次にプロジェクション露光機により上層レ
ジスト4を露光し、溶剤現像液SL(東京応化製)を用
いて1分間現像し、それと同時に下層レジスト2をウエ
ットエッチングした。更にOMR用溶剤リンス液(東京
応化製)を用いて30秒リンスを行い、次いでポストベ
ークを行うことにより同図(d)に示す庇形状の積層パ
ターン3を得た。ポストベーク条件は、クリーンオーブ
ンで140℃/30分とした。
Next, the upper resist 4 was exposed by a projection exposure machine and developed for 1 minute using a solvent developer SL (manufactured by Tokyo Ohka), and at the same time, the lower resist 2 was wet-etched. Further, rinsing was performed for 30 seconds using a solvent rinsing solution for OMR (manufactured by Tokyo Ohka), and then post-baking was performed to obtain a lamination pattern 3 having an eaves shape shown in FIG. Post-baking conditions were 140 ° C./30 minutes in a clean oven.

【0054】次に同図(e)に示すようにRFスパッタ
によりNi−W合金膜5を約2ミクロン成膜した。最後
に庇形状の積層レジストパターン3を110℃のレジス
ト剥離液S502A(東京応化製)に10分間浸漬する
ことによって同図(f)に示すようなNi−W合金パタ
ーン5を得た。
Next, as shown in FIG. 3E, a Ni-W alloy film 5 was formed to a thickness of about 2 μm by RF sputtering. Finally, the eave-shaped laminated resist pattern 3 was immersed in a resist stripper S502A (manufactured by Tokyo Ohka) at 110 ° C. for 10 minutes to obtain a Ni—W alloy pattern 5 as shown in FIG.

【0055】以上の方法で形成したメタルパターンのパ
ターン精度は、150ミクロン幅の部分において、マス
ク寸法からのシフト量のばらつきは、σを標準偏差とす
ると3σで2.5ミクロンであった。また、メタルの腐
食や絶縁膜へのダメージといった不良についても本方法
を用いることで大幅に低減可能になった。
The pattern accuracy of the metal pattern formed by the above-described method was as follows: in a 150-micron width portion, the variation in the shift amount from the mask dimension was 2.5 microns at 3σ where σ was the standard deviation. In addition, the use of this method has also enabled a significant reduction in defects such as metal corrosion and damage to the insulating film.

【0056】なお、比較例としてアルカリ現像型のフォ
トレジストを逆テーパ形状にパターニングして検討した
が、メタル成膜時の回り込みが大きく、得られたメタル
パターンのパターン精度は、150ミクロン幅の部分に
おいて、マスク寸法からのシフト量のばらつきは、σを
標準偏差とすると3σで9.3〜16.2ミクロンであ
った。
As a comparative example, an alkali-developed photoresist was patterned into an inversely tapered shape and examined. The wraparound during metal film formation was large, and the pattern accuracy of the obtained metal pattern was 150 μm. In the above, the variation of the shift amount from the mask dimension was 9.3 to 16.2 microns in 3σ where σ was the standard deviation.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、凹
凸のある基板上で従来のリフトオフ用マスクパターンに
比べ、高精度なメタルパターンを形成することができ
る。更に、パターニングに際して水あるいは水溶液が基
板表面に接触しないプロセスを用いることによって配線
形成後の不良発生率の低減が可能になった。
As described above, according to the present invention, a metal pattern with higher precision can be formed on a substrate having irregularities than a conventional lift-off mask pattern. Further, by using a process in which water or an aqueous solution does not come into contact with the substrate surface during patterning, it is possible to reduce the rate of occurrence of defects after wiring formation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例の基板にパターン形成方法を
行う各工程順に説明する断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining each step of a method of forming a pattern on a substrate according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例の基板にパターン形成方法に
よる各工程順を説明する断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the order of each step by a pattern forming method on a substrate according to one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例の基板にパターン形成方法に
よる各工程順を説明する断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the order of steps in a pattern forming method on a substrate according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例の基板にパターン形成方法に
よる各工程順を説明する断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the order of steps in a pattern forming method on a substrate according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…基板、 1−1…被加工面、2…下層レジ
スト、3…庇形状の積層パターン、 3−1
…下層レジストパターン、3−2…上層レジストパター
ン、 4…上層レジスト、5…メタル膜(パター
ン)。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate, 1-1 ... Work surface, 2 ... Lower layer resist, 3 ... Eave-shaped lamination pattern, 3-1
... lower layer resist pattern, 3-2 ... upper layer resist pattern, 4 ... upper layer resist, 5 ... metal film (pattern).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 香月 真理亜 神奈川県秦野市堀山下1番地株式会社日立 製作所汎用コンピュータ事業部内 (72)発明者 手呂内 俊郎 神奈川県秦野市堀山下1番地株式会社日立 製作所汎用コンピュータ事業部内 Fターム(参考) 2H096 AA30 CA12 CA16 DA01 GA03 GA08 GA17 HA01 HA23 HA28 JA04 KA02 LA02  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Maria Kazuki 1 Horiyamashita, Hadano-shi, Kanagawa Prefecture Hitachi Computer Co., Ltd. General-purpose Computer Division (72) Inventor Toshiro Terouchi 1- 1 Horiyamashita, Hadano-shi, Kanagawa F-term in the General Purpose Computer Division of Hitachi, Ltd. (reference) 2H096 AA30 CA12 CA16 DA01 GA03 GA08 GA17 HA01 HA23 HA28 JA04 KA02 LA02

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】表面に凹凸のある基板上へ庇形状のリフト
オフマスク材をパターニングする工程と、メタル薄膜を
形成する工程と、前記マスク材をリフトオフする工程と
を含むパターン形成方法。
1. A pattern forming method, comprising: a step of patterning an eaves-shaped lift-off mask material on a substrate having an uneven surface; a step of forming a metal thin film; and a step of lifting off the mask material.
【請求項2】請求項1において、前記庇形状のリフトオ
フマスク材が二層構造の有機樹脂パターンからなること
を特徴とするパターン形成方法。
2. The pattern forming method according to claim 1, wherein said eave-shaped lift-off mask material is formed of a two-layer organic resin pattern.
【請求項3】請求項2において、前記二層構造の有機樹
脂パターンのパターニング方法が上層、下層共に水もし
くは水溶液を用いない形成プロセスであることを特徴と
するパターン形成方法。
3. The pattern forming method according to claim 2, wherein the patterning method of the organic resin pattern having the two-layer structure is a forming process using neither water nor an aqueous solution for both the upper layer and the lower layer.
【請求項4】請求項3において、前記水もしくは水溶液
を用いない形成プロセスが有機溶剤を用いるプロセスで
あることを特徴とするパターン形成方法。
4. The pattern forming method according to claim 3, wherein the forming process not using water or an aqueous solution is a process using an organic solvent.
【請求項5】請求項3において、前記二層構造の有機樹
脂パターンの下層のパターニング方法が水もしくは水溶
液を用いない形成プロセスであることを特徴とするパタ
ーン形成方法。
5. The pattern forming method according to claim 3, wherein the patterning method of the lower layer of the organic resin pattern having the two-layer structure is a forming process not using water or an aqueous solution.
【請求項6】請求項3において、前記二層構造の有機樹
脂パターンの下層のパターニング方法がドライエッチン
グ法であることを特徴とするパターン形成方法。
6. The pattern forming method according to claim 3, wherein a patterning method of a lower layer of the organic resin pattern having the two-layer structure is a dry etching method.
【請求項7】請求項1乃至6のいずれか1項記載の薄膜
を形成する工程において、スパッタ法を用いることを特
徴とするパターン形成方法。
7. A pattern forming method according to claim 1, wherein a step of forming a thin film according to claim 1 uses a sputtering method.
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