JP2530833B2 - ホトレジストパタ―ンの形成方法 - Google Patents
ホトレジストパタ―ンの形成方法Info
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- JP2530833B2 JP2530833B2 JP62025599A JP2559987A JP2530833B2 JP 2530833 B2 JP2530833 B2 JP 2530833B2 JP 62025599 A JP62025599 A JP 62025599A JP 2559987 A JP2559987 A JP 2559987A JP 2530833 B2 JP2530833 B2 JP 2530833B2
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- Japan
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- photoresist
- pattern
- ion beam
- photoresist pattern
- forming
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はイオンビームエッチング法による薄膜パター
ン製造にマスク材として使用するホトレジストパターン
の形成方法に関する。
ン製造にマスク材として使用するホトレジストパターン
の形成方法に関する。
従来より、薄膜パターンの製造方法においてイオンビ
ームエッチング法を用いる場合、アイオニクス（ＩNI
CS）1981年８月号、第１〜10頁に記載のように、形成す
るパターンの端部に再付着層が発生する事が知られてい
る。この再付着層は、イオンビームエッチングされた基
板上の材料が、マスク材として用いられているホトレジ
ストの端部に再付着する事によって形成されるものであ
り、多層の配線間の短絡発生や、基板表面のゴミ残存等
の問題を生じる。この様な再付着層は、マスク材となる
ホトレジストパターンの側面テーパ角度が垂直に近いほ
ど、顕著に現れる事が知られていた。
ームエッチング法を用いる場合、アイオニクス（ＩNI
CS）1981年８月号、第１〜10頁に記載のように、形成す
るパターンの端部に再付着層が発生する事が知られてい
る。この再付着層は、イオンビームエッチングされた基
板上の材料が、マスク材として用いられているホトレジ
ストの端部に再付着する事によって形成されるものであ
り、多層の配線間の短絡発生や、基板表面のゴミ残存等
の問題を生じる。この様な再付着層は、マスク材となる
ホトレジストパターンの側面テーパ角度が垂直に近いほ
ど、顕著に現れる事が知られていた。
例えば、ノボラック系樹脂を主成分とするポジ型ホト
レジストのうち、一般に使用されているものの一つとし
てマイクロポジット1300（シプレーファーイースト社
製：商品名）が挙げられるが、このホトレジストを用い
て従来の露光プロセスによりホトレジストパターンを形
成した場合、パターン形成直後は側面テーパ角度が80〜
90度であり、そのままイオンビームエッチングを施すと
再付着が生成する。また、パターン形成後に加熱処理す
ると、ホトレジストが流動化して側面テーパ角度は変化
するが、特に曲率のあるパターンの場合には、第２図に
示すように、曲率の内側方向にホトレジストが引張られ
て断面形状が傾くため、パターン側面のテーパ角度が90
〜100度となり、再付着層が再生するという問題があっ
た。第２図は、従来のノボラック樹脂系ホトレジストパ
ターンが、加熱により変形する態様を示したモデル図で
あり、（Ａ）は現像後の状態、（Ｂ）は加熱後の状態を
示す。第２図中で符号21は基板、22はパターニングされ
る薄膜、23はホトレジストを表わす。
レジストのうち、一般に使用されているものの一つとし
てマイクロポジット1300（シプレーファーイースト社
製：商品名）が挙げられるが、このホトレジストを用い
て従来の露光プロセスによりホトレジストパターンを形
成した場合、パターン形成直後は側面テーパ角度が80〜
90度であり、そのままイオンビームエッチングを施すと
再付着が生成する。また、パターン形成後に加熱処理す
ると、ホトレジストが流動化して側面テーパ角度は変化
するが、特に曲率のあるパターンの場合には、第２図に
示すように、曲率の内側方向にホトレジストが引張られ
て断面形状が傾くため、パターン側面のテーパ角度が90
〜100度となり、再付着層が再生するという問題があっ
た。第２図は、従来のノボラック樹脂系ホトレジストパ
ターンが、加熱により変形する態様を示したモデル図で
あり、（Ａ）は現像後の状態、（Ｂ）は加熱後の状態を
示す。第２図中で符号21は基板、22はパターニングされ
る薄膜、23はホトレジストを表わす。
前記公知例では、この再付着層の発生を防止するため
に、基板を回転したり、イオンビームの基板に対する入
射角を選定する事により、再付着層の無いパターンを形
成する事ができると述べている。
に、基板を回転したり、イオンビームの基板に対する入
射角を選定する事により、再付着層の無いパターンを形
成する事ができると述べている。
しかしながら、上記従来技術においては、パターン形
状及びパターンの厚さあるいは高さ等について配慮がな
されておらず、特にパターニングされる薄膜及びホトレ
ジストの厚さが厚くなってくると、再付着層の発生しな
いエッチング条件を選定する事は実用上ほとんど不可能
であった。
状及びパターンの厚さあるいは高さ等について配慮がな
されておらず、特にパターニングされる薄膜及びホトレ
ジストの厚さが厚くなってくると、再付着層の発生しな
いエッチング条件を選定する事は実用上ほとんど不可能
であった。
本発明の目的は、前記再付着層の発生しない、最適な
形状のホトレジストパターンの形成方法を提供する事に
ある。
形状のホトレジストパターンの形成方法を提供する事に
ある。
本発明者らは、通常の密着型露光装置を用いた場合、
及び投影型露光装置を従来の使用法（ホトマスク像の焦
点位置をホトレジスト面と一致させて露光する方法）で
用いた場合には、形成されるホトレジストの側面テーパ
角度、すなわち、前記ホトレジストの断面の相対向して
傾斜する２辺の底辺に対する傾斜角が70〜90度になるの
に対し、投影型露光装置を用いてホトマスク像の焦点位
置を意識的にホトレジスト面からずらした、いわゆるピ
ンボケ状態とした場合には、ホトレジスト側面の前記テ
ーパ角度が小さくなり、イオンビームエッチング時に再
付着層が発生しない事を見出し、また、前記の焦点位置
のズレ量とホトレジスト側面テーパ角度との相関関係を
見出し、焦点位置ズレ量を制御する事によって、寸法精
度を良好に保ちながら、かつ再付着層の薄膜パターンを
イオンビームエッチング法で形成できる事を見出した。
及び投影型露光装置を従来の使用法（ホトマスク像の焦
点位置をホトレジスト面と一致させて露光する方法）で
用いた場合には、形成されるホトレジストの側面テーパ
角度、すなわち、前記ホトレジストの断面の相対向して
傾斜する２辺の底辺に対する傾斜角が70〜90度になるの
に対し、投影型露光装置を用いてホトマスク像の焦点位
置を意識的にホトレジスト面からずらした、いわゆるピ
ンボケ状態とした場合には、ホトレジスト側面の前記テ
ーパ角度が小さくなり、イオンビームエッチング時に再
付着層が発生しない事を見出し、また、前記の焦点位置
のズレ量とホトレジスト側面テーパ角度との相関関係を
見出し、焦点位置ズレ量を制御する事によって、寸法精
度を良好に保ちながら、かつ再付着層の薄膜パターンを
イオンビームエッチング法で形成できる事を見出した。
本発明者らは、上記新しい知見に基づいて鋭意研究を
重ねた結果、本発明を完成したものであって、本発明
は、イオンビームエッチング法による薄膜パターン製造
にマスク材として使用するホトレジストパターンの形成
方法に関する発明からなる。
重ねた結果、本発明を完成したものであって、本発明
は、イオンビームエッチング法による薄膜パターン製造
にマスク材として使用するホトレジストパターンの形成
方法に関する発明からなる。
すなわち、本発明のイオンビームエッチング法による
薄膜パターン製造にマスク材として使用するホトレジス
トパターンは、断面台形状または３角形状であって、相
対向して傾斜する２辺の底辺に対する傾斜角（前記側面
テーパ角度）が65度以下であることを特徴とするもので
あり、かかるホトレジストパターンの形成方法は、イオ
ンビームエッチング法による薄膜パターン製造にマスク
材として使用するホトレジストパターンを形成する方法
において、ホトレジストパターンを形成するためのマス
ク材として用いるホトレジストを、投影型露光装置を用
い、かつ投影像の焦点位置が該ホトレジスト面位置から
７μｍ〜20μｍズレた状態で露光する工程を含む事を特
徴とするものである。
薄膜パターン製造にマスク材として使用するホトレジス
トパターンは、断面台形状または３角形状であって、相
対向して傾斜する２辺の底辺に対する傾斜角（前記側面
テーパ角度）が65度以下であることを特徴とするもので
あり、かかるホトレジストパターンの形成方法は、イオ
ンビームエッチング法による薄膜パターン製造にマスク
材として使用するホトレジストパターンを形成する方法
において、ホトレジストパターンを形成するためのマス
ク材として用いるホトレジストを、投影型露光装置を用
い、かつ投影像の焦点位置が該ホトレジスト面位置から
７μｍ〜20μｍズレた状態で露光する工程を含む事を特
徴とするものである。
前記のようなホトマスク像の焦点位置をホトレジスト
面から７μｍ〜20μｍずらした位置に配すると、ホトレ
ジスト面においては「焦点ボケ」の状態となるため、ホ
トマスク像のパターン端部のコントラストが弱くなり、
したがって転写されたホトレジストパターンの端部のコ
ントラストも弱くなる。これによって、得られたホトレ
ジストパターンの側面テーパ角度が小さくなる。
面から７μｍ〜20μｍずらした位置に配すると、ホトレ
ジスト面においては「焦点ボケ」の状態となるため、ホ
トマスク像のパターン端部のコントラストが弱くなり、
したがって転写されたホトレジストパターンの端部のコ
ントラストも弱くなる。これによって、得られたホトレ
ジストパターンの側面テーパ角度が小さくなる。
第３図に、ホトレジストパターンの側面テーパ角度
と、このパターンをマスクにしてイオンビームエッチン
グを施した時に形成される再付着層の高さとの関係を示
す。再付着層の高さについては、エッチングした薄膜の
高さに対する相対値で示している。第３図から、イオン
ビームエッチング時の再付着層を無くするためには、ホ
トレジストパターンの側面テーパ角度を65度以下にすれ
ば良い事がわかった。したがって、本発明の方法を用い
て、ホトレジストの側面テーパ角度を65度以下に制御す
れば、所期の目的が達せられる。
と、このパターンをマスクにしてイオンビームエッチン
グを施した時に形成される再付着層の高さとの関係を示
す。再付着層の高さについては、エッチングした薄膜の
高さに対する相対値で示している。第３図から、イオン
ビームエッチング時の再付着層を無くするためには、ホ
トレジストパターンの側面テーパ角度を65度以下にすれ
ば良い事がわかった。したがって、本発明の方法を用い
て、ホトレジストの側面テーパ角度を65度以下に制御す
れば、所期の目的が達せられる。
また、第２図に示した様な曲率のあるパターンに対し
てイオンビームエッチングを施す場合でも、本発明の手
法を用いれば、加熱処理をしなくても再付着層の無いパ
ターンが得られるという利点がある。
てイオンビームエッチングを施す場合でも、本発明の手
法を用いれば、加熱処理をしなくても再付着層の無いパ
ターンが得られるという利点がある。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第
１図は、薄膜磁気ヘッドの導体コイルをイオンビームエ
ッチング法を用いて形成する場合のプロセスの一例を示
す断面図である。
１図は、薄膜磁気ヘッドの導体コイルをイオンビームエ
ッチング法を用いて形成する場合のプロセスの一例を示
す断面図である。
まず、第１図（Ａ）に示すように、基板11上に磁性膜
12及び絶縁膜13を形成した後、導体膜として合計厚さ1.
9μｍのCr−Cu−Cr3層膜14を形成した。次に、第１図
（Ｂ）に示すようにマイクロポジット1300を用いて、膜
厚３μｍのホトレジスト層15を形成した。このホトレジ
ストに対して、密着型露光装置を用いて露光・現像した
ところ、ホトレジスト側面のテーパ角度は85度であっ
た。また、同様に、投影型露光装置を用いて従来法（ホ
トマスク像の焦点位置をホトレジスト面と一致させて露
光する方法）で露光・現像したところ、ホトレジスト側
面のテーパ角度は76度であった。そこで、これらのパタ
ーンをマスクにして、Arガスを用いたイオンビームエッ
チングを施したところ、いずれもホトレジストの側壁に
再付着層が形成される事がわかった。
12及び絶縁膜13を形成した後、導体膜として合計厚さ1.
9μｍのCr−Cu−Cr3層膜14を形成した。次に、第１図
（Ｂ）に示すようにマイクロポジット1300を用いて、膜
厚３μｍのホトレジスト層15を形成した。このホトレジ
ストに対して、密着型露光装置を用いて露光・現像した
ところ、ホトレジスト側面のテーパ角度は85度であっ
た。また、同様に、投影型露光装置を用いて従来法（ホ
トマスク像の焦点位置をホトレジスト面と一致させて露
光する方法）で露光・現像したところ、ホトレジスト側
面のテーパ角度は76度であった。そこで、これらのパタ
ーンをマスクにして、Arガスを用いたイオンビームエッ
チングを施したところ、いずれもホトレジストの側壁に
再付着層が形成される事がわかった。
一方、本発明の手法を用いて、第１図（Ｃ）に示すよ
うに、ホトレジスト面に対して10μｍ焦点位置18をずら
した状態で投影露光装置17を用いて、ホトマスク16の像
を投影露光し現像したところ、第１図（Ｄ）に示すよう
に、ホトレジスト15の側面テーパ角度は58度となった。
そこで、このパターンをマスクにしてArガスを用いたイ
オンビームエッチングを施したところ、第１図（Ｅ）に
示すように、再付着層の無いCr−Cu−Crパターン14が得
られた。
うに、ホトレジスト面に対して10μｍ焦点位置18をずら
した状態で投影露光装置17を用いて、ホトマスク16の像
を投影露光し現像したところ、第１図（Ｄ）に示すよう
に、ホトレジスト15の側面テーパ角度は58度となった。
そこで、このパターンをマスクにしてArガスを用いたイ
オンビームエッチングを施したところ、第１図（Ｅ）に
示すように、再付着層の無いCr−Cu−Crパターン14が得
られた。
次に、本発明の適用範囲を検討するため、露光時の焦
点ズレ量と、得られるホトレジストパターンの側面テー
パ角度の関係について調べた。その結果を第４図に示
す。第４図から、露光時の焦点ズレ量が７μｍより大き
いと、ホトレジスト側面テーパ角度が65度以下となり、
イオンビームエンチング時の再付着層の発生を防止でき
ることがわかった。
点ズレ量と、得られるホトレジストパターンの側面テー
パ角度の関係について調べた。その結果を第４図に示
す。第４図から、露光時の焦点ズレ量が７μｍより大き
いと、ホトレジスト側面テーパ角度が65度以下となり、
イオンビームエンチング時の再付着層の発生を防止でき
ることがわかった。
以上説明したように、本発明によれば、イオンビーム
エッチングにより薄膜パターンを形成する場合に、再付
着層の発生を良好に防止する事ができ、これによって、
多層配線の層間の絶縁不良の発生や、再付着層の剥離に
よって生じるゴミの発生等を防止できる。
エッチングにより薄膜パターンを形成する場合に、再付
着層の発生を良好に防止する事ができ、これによって、
多層配線の層間の絶縁不良の発生や、再付着層の剥離に
よって生じるゴミの発生等を防止できる。
さらに本発明によれば、上記効果に加えて、ホトレジ
スト側面のテーパ角度を小さくするための加熱工程が省
略でき、また、加熱による曲率内周方向のホトレジスト
変形が防止でき、寸法精度が向上する。
スト側面のテーパ角度を小さくするための加熱工程が省
略でき、また、加熱による曲率内周方向のホトレジスト
変形が防止でき、寸法精度が向上する。
第１図は本発明のホトレジストパターンの形成方法の１
例としての工程を示す断面図、第２図は従来のパターン
が加熱により変形する態様を示したモデル図である。 第３図及び第４図は本発明の適用範囲を示すグラフであ
る。 11……基板、12……磁性膜、13……絶縁膜、14……Cr−
Cu−Cr膜、15……ホトレジスト、16……ホトマスク、17
……投影露光装置。
例としての工程を示す断面図、第２図は従来のパターン
が加熱により変形する態様を示したモデル図である。 第３図及び第４図は本発明の適用範囲を示すグラフであ
る。 11……基板、12……磁性膜、13……絶縁膜、14……Cr−
Cu−Cr膜、15……ホトレジスト、16……ホトマスク、17
……投影露光装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土屋 正利 日立市久慈町4026番地 株式会社日立製 作所日立研究所内 (72)発明者 芦田 栄次 日立市久慈町4026番地 株式会社日立製 作所日立研究所内 (72)発明者 華園 雅信 日立市久慈町4026番地 株式会社日立製 作所日立研究所内 (72)発明者 斉藤 治信 小田原市国府津2880番地 株式会社日立 製作所小田原工場内 (56)参考文献 特開 昭53−30275（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−6849（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−208834（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−17446（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−116177（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】イオンビームエッチング法による薄膜パタ
ーン製造にマスク材として使用するホトレジストパター
ンの形成方法において、 投影型露光装置を用い、投影像の焦点位置がホトレジス
トの表面から７μｍ〜20μｍずれた状態で前記ホトレジ
ストを露光し、断面が台形状または３角形状であって、
相対向して傾斜する２辺の底辺に対する傾斜角が65゜以
下のホトレジストパターンを形成する工程を含むことを
特徴とするホトレジストパターンの形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62025599A JP2530833B2 (ja) | 1987-02-07 | 1987-02-07 | ホトレジストパタ―ンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62025599A JP2530833B2 (ja) | 1987-02-07 | 1987-02-07 | ホトレジストパタ―ンの形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63194250A JPS63194250A (ja) | 1988-08-11 |
| JP2530833B2 true JP2530833B2 (ja) | 1996-09-04 |
Family
ID=12170370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62025599A Expired - Lifetime JP2530833B2 (ja) | 1987-02-07 | 1987-02-07 | ホトレジストパタ―ンの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2530833B2 (ja) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5330275A (en) * | 1976-09-01 | 1978-03-22 | Hitachi Ltd | Etching method of fine pattern |
| JPS576849A (en) * | 1980-06-13 | 1982-01-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Photomask and its preparation |
| JPS5817446A (ja) * | 1981-07-24 | 1983-02-01 | Hitachi Ltd | 投影露光方法および装置 |
| JPS60208834A (ja) * | 1984-04-02 | 1985-10-21 | Nec Corp | パタ−ン形成方法 |
| JPS6132424A (ja) * | 1984-07-24 | 1986-02-15 | Nec Corp | 半導体装置 |
| JPS62286230A (ja) * | 1986-06-05 | 1987-12-12 | Matsushita Electronics Corp | 薄膜の選択食刻方法 |
| JPS62299969A (ja) * | 1986-06-20 | 1987-12-26 | Sanyo Electric Co Ltd | フオトマスク |
-
1987
- 1987-02-07 JP JP62025599A patent/JP2530833B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63194250A (ja) | 1988-08-11 |
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