JP3140369B2 - Method of forming electrode pattern at deep groove bottom - Google Patents

Method of forming electrode pattern at deep groove bottom

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JP3140369B2
JP3140369B2 JP08137968A JP13796896A JP3140369B2 JP 3140369 B2 JP3140369 B2 JP 3140369B2 JP 08137968 A JP08137968 A JP 08137968A JP 13796896 A JP13796896 A JP 13796896A JP 3140369 B2 JP3140369 B2 JP 3140369B2
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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】本発明は深溝部における電極
パターン形成方法に関する。
The present invention relates to a method for forming an electrode pattern in a deep groove.

【0002】[0002]

【従来の技術】図1を用いて説明する。2. Description of the Related Art FIG.

【0003】従来、深さが20μm以上ある溝部11の
底面12で、溝部側壁13からその溝部深さとほぼ等し
い位置にまたはそれ以上の位置に、電極用多層金属膜1
4をパターニングする方法は以下の形成方法が挙げられ
る。
Conventionally, on the bottom surface 12 of a groove 11 having a depth of 20 μm or more, a multilayer metal film 1 for an electrode is located at a position substantially equal to or greater than the groove depth from a groove side wall 13.
The method of patterning 4 includes the following forming method.

【0004】(a)で、シリコンまたは石英ガラスでで
きた基板21にはシリコンの異方性エッチングまたは石
英ガラスのドライエッチングで溝部11が形成されてお
り、そこに高粘度のネガ型またはポジ型レジスト22を
塗布し溝部11全体を被覆する。(b)で、1度の露
光,現像でまたは複数回の露光,現像を繰り返すことで
ネガ型またはポジ型レジスト22をパターニングする。
ここで形成したパターン23が電極膜のパターンとな
る。(c)で、スパッタ装置または蒸着装置を使用して
電極用金属膜14を成膜する。ここでは成膜前に逆スパ
ッタをし、パターン23表面を洗浄すると同時にレジス
ト22表面に微小な凹凸を形成する。さらに基板加熱を
せずに成膜する。(d)で、基板21に剥離液をしみこ
ませ、ウエットのリフトオフ法により電極用金属膜パタ
ーン15をパターニングする。または酸素アッシングに
よるドライプロセスでのリフトオフ法により電極用金属
膜パターン15をパターニングする。
In FIG. 1A, a groove 11 is formed on a substrate 21 made of silicon or quartz glass by anisotropic etching of silicon or dry etching of quartz glass. A resist 22 is applied to cover the entire groove 11. In (b), the negative or positive resist 22 is patterned by single exposure and development or by repeating exposure and development a plurality of times.
The pattern 23 formed here becomes the pattern of the electrode film. In (c), the electrode metal film 14 is formed using a sputtering device or a vapor deposition device. Here, reverse sputtering is performed before film formation, and at the same time, fine irregularities are formed on the surface of the resist 22 while cleaning the surface of the pattern 23. Further, a film is formed without heating the substrate. In (d), the substrate 21 is impregnated with a stripping solution, and the electrode metal film pattern 15 is patterned by a wet lift-off method. Alternatively, the electrode metal film pattern 15 is patterned by a lift-off method in a dry process by oxygen ashing.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このように光デハイス
上にパターニングを行った電極は、画像処理用のマーカ
として認識され、光半導体素子であるレーザダイオード
やホトダイオードを所望の位置にボンディングするため
に用いられる。そのため電極パターンはできるだけ高精
度の形状を保たなくてはならない。
The electrode thus patterned on the optical de-hose is recognized as a marker for image processing, and is used for bonding a laser diode or a photodiode as an optical semiconductor element to a desired position. Used. For this reason, the electrode pattern must maintain a shape with the highest possible accuracy.

【0006】しかし、上記のような方法では以下のよう
な欠点が存在するので、高精度の電極パターンは形成不
可能であった。
However, the above-described method has the following disadvantages, and it has been impossible to form a highly accurate electrode pattern.

【0007】例えば、シリコンの異方性エッチングによ
り形成した深溝部の深さが30μmで、ポジ型レジスト
を使用する場合を例に挙げると、溝部全体を高粘性のポ
ジ型レジストで覆うと溝部の中央部でレジストの膜厚は
およそ10μm程度の厚さとなり、露光時の紫外線がレ
ジスト下部まで十分届きにくい。また、電極の端部が溝
部側壁からほぼ等しい位置ではレジストの膜厚は約20
μmなので、この部分は中央部よりさらにレジストの膜
厚が厚く紫外線がさらに届きにくい。このような部分を
含め、深溝底部にレジストパターンを形成するには、露
光時間を長く取り1度の露光,現像でパターンを形成す
る方法と、複数回の露光,現像でパターンを形成する方
法との二通りの方法がある。最初の方法では露光時間が
長時間のため、ポジ型レジスト表面に深溝側面での光の
回折の影響が現われる。またポストベークを行うと厚膜
であるためレジストパターンのエッジが丸くなり、ホト
マスクのパターンの転写精度が落ちる。この現象はポジ
型レジストが厚膜になればなるほど顕著に現われる。次
の2度,3度の露光,現像を繰り返すことでレジストパ
ターンを形成すると、先に形成した不完全なレジストパ
ターンに次の同じパターンをアライメントするとアライ
メントずれが必ず起こり、その影響で最終的に所望のレ
ジストパターンの形状を変化させるためパターン転写精
度が落ちる。繰り返す回数が多いほど転写精度が落ち
る。以上のようにポジ型レジストの膜厚が厚い部分で、
所望のホトマスクのパターンをレジストに転写すると、
ホトマスクに対するレジストパターン精度は悪いのが普
通であった。
For example, in the case where the depth of a deep groove formed by anisotropic etching of silicon is 30 μm and a positive resist is used, for example, if the entire groove is covered with a highly viscous positive resist, At the center, the thickness of the resist is about 10 μm, and it is difficult for the ultraviolet rays at the time of exposure to sufficiently reach the lower part of the resist. At a position where the end of the electrode is substantially equal to the side wall of the groove, the thickness of the resist is about 20.
Since the thickness is μm, this portion has a thicker resist film than the central portion, so that ultraviolet rays are harder to reach. In order to form a resist pattern at the bottom of the deep groove including such a portion, a method of forming a pattern by a single exposure and development, a method of forming a pattern by a plurality of exposures and developments, and a method of taking a long exposure time. There are two ways. In the first method, since the exposure time is long, the effect of light diffraction on the side surface of the deep groove appears on the positive resist surface. In addition, when post-baking is performed, the edge of the resist pattern becomes round because of a thick film, and the transfer accuracy of the pattern of the photomask decreases. This phenomenon becomes more conspicuous as the positive resist becomes thicker. If a resist pattern is formed by repeating the next two or three times of exposure and development, alignment of the next same pattern with the previously formed incomplete resist pattern will necessarily cause misalignment, and the effect will ultimately result. Since the shape of the desired resist pattern is changed, the pattern transfer accuracy is reduced. The greater the number of repetitions, the lower the transfer accuracy. As described above, in the portion where the thickness of the positive resist is large,
When the desired photomask pattern is transferred to the resist,
The accuracy of the resist pattern with respect to the photomask was usually poor.

【0008】また上記の方法で成膜すると、レジスト上
とレジストを除去してパターンを形成した部分とに金属
膜が連続的につながって成膜されてしまうため、リフト
オフ法で電極パターンを形成すると金属膜の端部にレジ
ストの残膜が所々付着する問題も挙げられた。これが画
像処理の際の位置認識に誤差を生じさせる原因ともな
り、これを取り除くために、さらに酸素アッシングを施
し残膜を取る工程を加えねばならなかった。
Further, if the film is formed by the above method, a metal film is continuously formed on the resist and a portion where the resist is removed to form a pattern, so that the film is formed. There was also a problem that a residual film of the resist adhered to the edge of the metal film in some places. This causes an error in the position recognition at the time of image processing, and in order to remove the error, a step of further performing oxygen ashing and removing a residual film must be added.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の深溝底部における電極パターン形成方法
は、最終的にエッチング除去する犠牲層の金属膜をリフ
トオフ法によって大まかにパターニングする工程と、前
記パターニングした犠牲層上に第一次レジストパターン
を形成する工程と、前記一次レジストパターン部分(開
口部分)に第一次レジストより低粘度のレジストを塗布
し第二次レジストパターンを形成する工程と、前記パタ
ーニングした犠牲層を除去する工程と、スパッタ法で多
層電極膜を成膜する工程と、最後にリフトオフ法によっ
て第一次及び第二次の複合レジストパターンを除去し多
層電極膜をパターニングする工程とを含む上記各工程を
逐次行うことで可能となる。
In order to solve the above-mentioned problems, an electrode pattern forming method at the bottom of a deep groove according to the present invention comprises a step of roughly patterning a metal film of a sacrificial layer to be finally etched away by a lift-off method. Forming a primary resist pattern on the patterned sacrificial layer; and forming a secondary resist pattern by applying a resist having a lower viscosity than the primary resist to the primary resist pattern portion (opening portion). Removing the patterned sacrificial layer, forming a multilayer electrode film by sputtering, and finally removing the primary and secondary composite resist patterns by lift-off to pattern the multilayer electrode film. The above steps including the step of performing the above steps can be performed sequentially.

【0010】各工程を簡単に以下に説明する。Each step will be briefly described below.

【0011】最終的にエッチング除去する犠牲層にポリ
イミド樹脂等の有機物を使用することが容易に考えられ
る。しかし、ウエハに20μm以上の深さの深溝部が存
在するため、深溝部を覆うことができるように有機物を
塗布すると、溝部側壁に近いほど膜厚が厚くなるので犠
牲層の膜厚が深溝底部の位置によって異なることとな
る。そのため犠牲層をパターニングすると、深溝底部の
位置によって膜厚が不均一な犠牲層となり、深溝底部に
不均一な凹凸の犠牲層パターンを形成することになる。
またスピンコート法による塗布では、パターニングする
場所によらず均一で任意の膜厚を得ることができない。
この問題を解決するために、犠牲層に金属膜を使用する
こととし、上記従来のリフトオフ法によって犠牲層金属
膜を所望の電極パターン形状よりも片側10μm以上大
きくパターニングする。この際犠牲層は最終的にエッチ
ング除去するため、パターニング精度がある程度低い場
合やレジスト残膜がある場合でも最終的に得られる電極
パターンに影響を及ぼすことはない。
It is easy to use an organic material such as a polyimide resin for the sacrificial layer to be finally removed by etching. However, since a deep groove portion having a depth of 20 μm or more exists on the wafer, when an organic material is applied so as to cover the deep groove portion, the film thickness becomes thicker near the groove side wall. Will differ depending on the position of. Therefore, when the sacrifice layer is patterned, the sacrifice layer becomes uneven in thickness depending on the position of the deep groove bottom, and a sacrifice layer pattern having unevenness is formed on the bottom of the deep groove.
Further, in the application by the spin coating method, a uniform and arbitrary film thickness cannot be obtained irrespective of a patterning place.
In order to solve this problem, a metal film is used for the sacrifice layer, and the sacrifice layer metal film is patterned by 10 μm or more on one side from a desired electrode pattern shape by the conventional lift-off method. At this time, the sacrificial layer is finally removed by etching, so that even if the patterning accuracy is low to some extent or the resist film remains, it does not affect the finally obtained electrode pattern.

【0012】また犠牲層に金属膜を使用するため、下地
が高反射膜となりレジストがハレーションの影響を受け
やすいときには、レジストに高反射基板用のポジ型レジ
ストを使用するか、または犠牲層金属膜をスパッタで成
膜した後にシリコン等膜厚50nm以下の無機反射防止
膜をさらにスパッタで成膜して対応する。
Since a metal film is used for the sacrificial layer, when the underlying layer is a highly reflective film and the resist is susceptible to halation, a positive resist for a highly reflective substrate is used for the resist, or the sacrificial layer metal film is used. Is formed by sputtering, and an inorganic antireflection film having a thickness of 50 nm or less made of silicon or the like is further formed by sputtering.

【0013】第一次レジストパターンは、犠牲層パター
ンを含め深溝部を全てポジ型レジストで覆うように塗布
し、複数回の繰り返し露光,現像してパターンを作り、
溝側壁をカバーするように開口部を設けることで形成さ
れる。この時第一次レジストパターン部に先に形成した
犠牲層金属膜が露出するような形となる。またその際、
第一次レジストに耐熱性向上硬化処理を施しておくこと
が好ましい。
The primary resist pattern is applied so as to cover all the deep grooves including the sacrificial layer pattern with a positive resist, and is repeatedly exposed and developed a plurality of times to form a pattern.
It is formed by providing an opening so as to cover the groove side wall. At this time, the sacrificial layer metal film previously formed in the primary resist pattern portion is exposed. At that time,
It is preferable that the primary resist is subjected to a heat resistance improving curing treatment.

【0014】第二次レジストパターンは、第一次レジス
トパターン形成後、基板上に第一次レジストより粘性の
低い第一次レジストと同じ種類または高反射基板用のポ
ジ型のレジストを塗布し、露光,現像して形成される。
その際スピンコートにより、光の回折の影響を受けにく
くかつ第一次レジストの膜厚以下になるよう塗布し、パ
ターン転写精度を高める。ここで第二次レジストパター
ンの形状が電極パターンの形状となる。第二次レジスト
パターンにも第一次レジストパターンと同様な耐熱性向
上硬化処理を施しておくことが好ましい。
After forming the primary resist pattern, a secondary resist pattern is formed by applying a positive resist of the same type as the primary resist having a lower viscosity than the primary resist or for a highly reflective substrate on the substrate, It is formed by exposure and development.
At this time, spin coating is applied so as to be less susceptible to light diffraction and to be equal to or less than the thickness of the primary resist, thereby improving pattern transfer accuracy. Here, the shape of the secondary resist pattern becomes the shape of the electrode pattern. It is preferable that the secondary resist pattern is also subjected to the same heat-resistance improving curing treatment as the primary resist pattern.

【0015】次に犠牲層の金属膜をウエットエッチング
で除去する。金属膜をエッチング除去後、スパッタ装置
に入れアルゴンイオンで逆スパッタをし、第一次及び第
二次の複合レジストパターンの形状が崩れない程度に開
口基板表面を洗浄する。その後電極用多層金属膜を所望
の膜厚で成膜する。最後に剥離液等のウエットリフトオ
フ法または酸素プラズマアッシング等によるドライリフ
トオフ法によってリフトオフし、所望の電極パターンを
形成する。
Next, the metal film of the sacrificial layer is removed by wet etching. After the metal film is removed by etching, the substrate is put into a sputtering apparatus and subjected to reverse sputtering with argon ions to clean the surface of the open substrate so that the shapes of the first and second composite resist patterns do not collapse. Thereafter, a multilayer metal film for an electrode is formed in a desired thickness. Finally, lift-off is performed by a wet lift-off method of a stripping solution or the like or a dry lift-off method by oxygen plasma ashing or the like to form a desired electrode pattern.

【0016】このように、深さが20μm以上ある深溝
底部で、溝部側壁からその溝部の深さとほぼ等しい位置
にまたはそれ以上の位置に電極パターンを形成する場
合、第一次レジストのパターンに粘性の低い第二次レジ
ストを第一次レジストの膜厚以下になるように塗布し、
その第二次レジストに所望の電極パターンを転写するた
め、高段差のある深溝底部でも第一次レジストにパター
ンを転写するより高精度にパターンが転写することがで
きる。
As described above, when the electrode pattern is formed at a position substantially equal to or greater than the depth of the groove from the side wall of the groove at the bottom of the deep groove having a depth of 20 μm or more, the viscous Low secondary resist is applied to be less than the thickness of the primary resist,
Since the desired electrode pattern is transferred to the secondary resist, the pattern can be transferred with higher precision than the pattern is transferred to the primary resist even at the bottom of the deep groove having a high step.

【0017】犠牲層にスパッタリングによる金属膜を使
用しているので、上記のような位置に電極パターンを形
成する時、金属膜の膜厚が深溝底部内のどの部分でも同
じなため、犠牲層をエッチング除去したときに得られる
複合レジストのひさしの高さが大きくばらつくことがな
い。さらに電極用多層金属膜をスパッタリングで成膜し
たとき、どの部分でも金属原子の回り込みが同じとなる
ので、最終電極パターンを高精度に形成可能であり制御
可能である。
Since a metal film formed by sputtering is used for the sacrifice layer, the thickness of the metal film is the same at any portion in the bottom of the deep groove when forming the electrode pattern at the above position. The height of the eaves of the composite resist obtained when removed by etching does not vary greatly. Furthermore, when the multilayer metal film for an electrode is formed by sputtering, the wraparound of metal atoms is the same in any part, so that the final electrode pattern can be formed with high precision and can be controlled.

【0018】金属膜による犠牲層を利用し、第一次レジ
ストと第二次レジストを利用した複合レジストのひさし
を形成するので、任意形状のひさしを構成でき電極用金
属膜をレジスト上とパターン上とで不連続に成膜させる
ことが可能となる。そのため金属膜端部にレジストの残
膜が付着することがなくなる。またこのレジストパター
ンがひさし形状で段切れがあるため、剥離液がレジスト
にしみこみやすく、または酸素アッシングでレジストを
アッシングしやすく、リフトオフが確実に行える。さら
には第一次レジストが深溝部の段差部分を覆っているの
で予期せぬ所に電極用多層金属膜が付着することがな
い。
Since the eaves of the composite resist using the primary resist and the secondary resist are formed using the sacrificial layer made of the metal film, an eave of an arbitrary shape can be formed, and the metal film for the electrode is formed on the resist and on the pattern. Thus, the film can be discontinuously formed. Therefore, the residual film of the resist does not adhere to the edge of the metal film. In addition, since the resist pattern has an eaves shape and has a step, the stripping solution easily permeates into the resist, or the resist is easily ashed by oxygen ashing, so that lift-off can be reliably performed. Further, since the primary resist covers the step portion of the deep groove, the multilayer metal film for an electrode does not adhere to an unexpected place.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下本発明の一実施例を図を用い
て説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】図2は本発明の各工程における深溝部分の
断面図である。ここで、深溝部の開口部の形状は矩形状
で、開口径は1870×900μm、深さは30μmで
ある。溝部側壁からの距離が50μmから360μmの
位置に、最小パターン幅が90μmのTi:150nm
/Pt:300nm/Au:300nmの三層電極用金
属膜をパターニングする場合である。(a)で、基板2
1をノボラック系ポジ型レジスト(OFPR800−800c
p:東京応化工業社製)を500rpm5秒,2000rpm
40秒間スピンコートによって塗布し、80℃で50
分間プリベークを行い、その後所望の電極パターンの幅
より片側10μm大きいパターンが形成されているホト
マスクを介して、15.5mW/cm2の紫外線を30秒間
照射した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサ
イドの2.38w% 水溶液(NMD−3 2.38%:東
京応化工業社製)で60秒間現像後、純水で60秒間リ
ンスし、さらに同じ位置に同じ時間露光し、現像,リン
スを同じ時間繰り返してレジストパターンを形成した
後、120℃で80分間ポストベークを行い犠牲層パタ
ーニング用レジスト31を得たところを示す。ここで基
板21の材質は、シリコン単体またはガラス単体または
シリコン上にガラスが成膜されたものである。(b)
で、プレーナマグネトロン式スパッタ装置に基板21を
入れ3.0×10~3Pa以下の真空度にした後、アルゴ
ンガスをチャンバ内に導入し圧力を0.65Pa にし、
アルゴンイオンで基板21をRF電圧200Wで10分
間逆スパッタ(エッチング)した後、基板加熱せずにA
lを0.8μm スパッタリングによって犠牲層32を成
膜したところを示す。(c)で、基板21をアセトンで
10分間超音波洗浄を2度繰り返した後、90℃のポジ
型ホトレジスト用剥離液(剥離液−104:東京応化工
業社製)に20分間ディップした後、純水で10分間以
上流水洗浄し、スピンドライして犠牲層32が得られた
ところを示す。(d)で、基板21を温風循環乾燥機で
200℃,30分間ベークし、その後HMDS処理を犠
牲層32を含む基板21に施した後、ノボラック系ポジ
型ホトレジスト(OFPR800−800cp)を500rpm5
秒,2000rpm 40秒間スピンコートによって塗布
し、80℃で50分間プリベークを行い深溝中央部での
膜厚が約10μmの第一次レジスト33を得たところを
示す。(e)で、塗布した第一次レジスト33をホトマ
スクを介して15.5mW/cm2の紫外線を30秒間照射
した後、NMD−3現像液で60秒間現像,60秒間純
水でリンス後、さらにこれらの作業をもう1回繰り返
し、120℃で80分間ポストベークを行い、第一次レ
ジストパターン34を得たところを示す。ここで第一次
レジストパターン開口部分と犠牲層金属膜のパターン幅
の関係はA−B≧30μmかつB−C≧10μmを満た
す領域に位置し、この仕様を満たすようにホトマスクパ
ターンが設計されている。(f)で、第一次レジストパ
ターン34が形成された基板21に800cpより粘性
の低いノボラック系ポジ型ホトレジスト(OFPR800−100
cp:東京応化工業社製)を500rpm5秒,2000rpm
18秒間スピンコートによって塗布し、その後80℃で
50分間プリベークを行い膜厚約4μmの第二次レジス
ト35を得たところを示す。(g)で、ホトマスクを介
して15.5mW/cm2 の紫外線を15秒間照射した
後、NMD−3現像液で60秒間現像し、純水で60秒
間リンス後、さらに同じ作業を繰り返し120℃で50
分間ポストベークを行うか、または真空中で紫外線を照
射しながら60℃でベークを行い第二次レジストパター
ン36を得たところを示す。(h)で、犠牲層32をリ
ン酸75%,氷酢酸15%,硝酸5%,水5%を混合し
たAl用エッチャントでエッチング除去し純水で流水洗
浄後スピン乾燥させ、第一次レジスト33と第二次レジ
スト35を合わせた複合構造のポジ型レジストのひさし
を形成したところを示す。(i)で、先に述べたスパッ
タ装置に基板21を入れ同様に3.0×10~3Pa以下
の真空度にした後、アルゴンガスをチャンバ内に導入
し、圧力を0.65Paにし、その後アルゴンガスで基
板21をひさしの形状が崩れないようにRF電圧200
Wで1分間逆スパッタ(エッチング)した後、基板加熱
100℃で電極用金属膜37(Ti:150nm,P
t:300nm,Au:300nm)を順次成膜したと
ころを示す。三層電極膜の膜厚は、0.75μmとなっ
ている。(j)で、基板21をアセトンで15分間超音
波洗浄を2度繰り返した後、温度100℃のネガ型及び
ポジ型フォトレジスト用剥離液(剥離液−502A:東
京応化工業社製)に20分間ディップした後、ストリッ
プリンス−4(東京応化工業社製)でディップし、イソプ
ロピルアルコール,メチルアルコールにつけ純水で10
分間流水洗浄し、所望の電極用金属膜38が基板21の
溝底部にパターニングされたところを示す。
FIG. 2 is a sectional view of a deep groove portion in each step of the present invention. Here, the shape of the opening of the deep groove is rectangular, the opening diameter is 1870 × 900 μm, and the depth is 30 μm. Ti with a minimum pattern width of 90 μm: 150 nm at a distance of 50 μm to 360 μm from the groove side wall
/ Pt: 300 nm / Au: 300 nm in case of patterning a metal film for a three-layer electrode. (A), the substrate 2
1 is a novolak positive resist (OFPR800-800c)
p: manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) at 500 rpm for 5 seconds and 2000 rpm
Apply by spin coating for 40 seconds, 50
Pre-baking for 1 minute, and then irradiating with a 15.5 mW / cm 2 ultraviolet ray for 30 seconds through a photomask in which a pattern larger by 10 μm on one side than the desired electrode pattern width is applied, and then tetramethylammonium hydroxide. After developing with a 38 w% aqueous solution (NMD-3 2.38%: manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) for 60 seconds, rinsing with pure water for 60 seconds, further exposing the same position for the same time, and repeating development and rinsing for the same time, resist After forming the pattern, post-baking is performed at 120 ° C. for 80 minutes to obtain a sacrificial layer patterning resist 31. Here, the material of the substrate 21 is silicon alone, glass alone, or a film formed of glass on silicon. (B)
Then, the substrate 21 is put into a planar magnetron type sputtering apparatus, and the degree of vacuum is adjusted to 3.0 × 10 to 3 Pa or less. Then, argon gas is introduced into the chamber to adjust the pressure to 0.65 Pa.
After reverse sputtering (etching) the substrate 21 with argon ions at an RF voltage of 200 W for 10 minutes, A
1 shows that the sacrificial layer 32 was formed by sputtering 0.8 μm. In (c), the substrate 21 was ultrasonically cleaned twice with acetone for 10 minutes, and then dipped in a 90 ° C. positive photoresist stripping solution (stripping solution-104: manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) for 20 minutes. This shows that the sacrifice layer 32 is obtained by washing with running pure water for 10 minutes or more and spin-drying. In (d), the substrate 21 is baked at 200 ° C. for 30 minutes using a hot air circulating drier, and then subjected to HMDS treatment on the substrate 21 including the sacrificial layer 32.
A second resist is applied by spin coating at 2000 rpm for 40 seconds, and prebaked at 80 ° C. for 50 minutes to obtain a primary resist 33 having a film thickness of about 10 μm at the center of the deep groove. In (e), the applied primary resist 33 is irradiated with an ultraviolet ray of 15.5 mW / cm 2 for 30 seconds through a photomask, developed with an NMD-3 developer for 60 seconds, and rinsed with pure water for 60 seconds. Further, these operations are repeated once, and post-baking is performed at 120 ° C. for 80 minutes to obtain a first resist pattern 34. Here, the relationship between the opening of the primary resist pattern and the pattern width of the sacrificial layer metal film is located in a region satisfying AB ≧ 30 μm and BC ≧ 10 μm, and a photomask pattern is designed so as to satisfy this specification. I have. (F), on the substrate 21 on which the primary resist pattern 34 is formed, a novolak-based positive photoresist (OFPR800-100) having a viscosity of less than 800 cp.
cp: Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) at 500 rpm for 5 seconds and 2000 rpm
This shows that a second resist 35 having a film thickness of about 4 μm was obtained by applying by spin coating for 18 seconds and then pre-baking at 80 ° C. for 50 minutes. (G), after irradiating with a 15.5 mW / cm 2 ultraviolet ray through a photomask for 15 seconds, developing with an NMD-3 developer for 60 seconds, rinsing with pure water for 60 seconds, and repeating the same operation at 120 ° C. At 50
A second resist pattern 36 is obtained by performing post-baking for 60 minutes or baking at 60 ° C. while irradiating ultraviolet rays in a vacuum. (H), the sacrificial layer 32 is removed by etching with an etchant for Al in which 75% of phosphoric acid, 15% of glacial acetic acid, 5% of nitric acid and 5% of water are mixed, washed with running pure water, and then spin-dried. The eaves of a positive resist having a composite structure in which the secondary resist 33 and the secondary resist 35 are combined are shown. In (i), the substrate 21 is put into the sputtering apparatus described above, and the pressure is reduced to 3.0 × 10 to 3 Pa or less. Then, an argon gas is introduced into the chamber, and the pressure is reduced to 0.65 Pa. Then, an RF voltage of 200 is applied to the substrate 21 with argon gas so that the shape of the eaves does not collapse.
After reverse sputtering (etching) with W for 1 minute, the metal film for electrode 37 (Ti: 150 nm, P
(t: 300 nm, Au: 300 nm) are shown in this order. The thickness of the three-layer electrode film is 0.75 μm. In (j), the substrate 21 was subjected to ultrasonic cleaning twice with acetone for 15 minutes, and then added to a negative and positive photoresist stripping solution (stripping solution -502A: Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) at 100 ° C. for 20 minutes. After dipping for 1 minute, dip with strip rinse-4 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.), soak in isopropyl alcohol and methyl alcohol, and add 10
This shows that the desired metal film for electrode 38 has been patterned on the bottom of the groove of the substrate 21 by washing with running water for minutes.

【0021】このように第二次レジスト36の膜厚が第
一次レジスト33の膜厚よりも薄いため第一次レジスト
33に直接パターニングするよりもホトマスクのパター
ン転写精度が高いので、電極用金属膜パターン38のパ
ターン精度はおのずと高くなる。また形成したレジスト
パターンに犠牲層32の膜厚と同じ高さの段切れ(ひさ
し)があるため、電極用金属膜37は金属粒子の回り込
みが大きいスパッタリングでも不連続に成膜され、電極
用金属膜37の端部にレジストが付着することを防げ
る。犠牲層32の膜厚が電極用金属膜37の膜厚以上で
あれば確実に不連続に電極用金属膜37を成膜できる。
As described above, since the thickness of the secondary resist 36 is smaller than the thickness of the primary resist 33, the pattern transfer accuracy of the photomask is higher than that of direct patterning on the primary resist 33. The pattern accuracy of the film pattern 38 naturally increases. In addition, since the formed resist pattern has a step (eave) having the same height as the thickness of the sacrificial layer 32, the electrode metal film 37 is formed discontinuously even by sputtering in which metal particles are greatly wrapped around. It is possible to prevent the resist from adhering to the end of the film 37. If the thickness of the sacrificial layer 32 is equal to or greater than the thickness of the electrode metal film 37, the electrode metal film 37 can be reliably formed discontinuously.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明によれば、深さが20μm以上あ
る深溝底部における、溝部側壁からの距離がその溝部深
さとほぼ等しい位置にまたはそれ以上の位置に多層電極
膜をパターニングするとき、電極膜の端部にレジストの
残膜が付着することなく、高精度で付着力の高い電極パ
ターンを形成できる。
According to the present invention, when patterning a multi-layer electrode film at a position at a distance from a groove side wall at a depth substantially equal to or greater than the groove depth at a deep groove bottom having a depth of 20 μm or more, It is possible to form an electrode pattern with high precision and high adhesion without the remaining film of the resist adhering to the edge of the film.

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

【図1】従来の深溝底部に電極膜をパターニングするプ
ロセスを示す説明図。
FIG. 1 is an explanatory view showing a conventional process of patterning an electrode film on the bottom of a deep groove.

【図2】本発明の深溝底部における電極膜パターニング
プロセスを示す説明図。
FIG. 2 is an explanatory view showing an electrode film patterning process at the bottom of a deep groove according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21…基板、31…犠牲層パターニング用レジスト、3
2…犠牲層、33…第一次レジスト、34…第一次レジ
ストパターン、35…第二次レジスト、36…第二次レ
ジストパターン、37…電極用金属膜、38…電極用金
属膜パターン。
21 ... substrate, 31 ... sacrificial layer patterning resist, 3
Reference numeral 2: sacrificial layer, 33: primary resist, 34: primary resist pattern, 35: secondary resist, 36: secondary resist pattern, 37: metal film for electrode, 38: metal film pattern for electrode.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/28 - 21/288 H01L 21/44 - 21/445 H01L 29/40 - 29/43 H01L 29/47 H01L 29/872 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/28-21/288 H01L 21/44-21/445 H01L 29/40-29/43 H01L 29 / 47 H01L 29/872

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】深さが20μm以上ある溝部底面におい
て、前記溝部の側壁から前記溝部の深さと等しい位置に
又はそれ以上の位置に電極パターン用金属膜をパターニ
ングする方法において、ウエハの溝部内に金属膜をリフ
トオフ法によってパターニングする工程と、前記パター
ニングした金属膜と前記溝を覆うように第一次レジスト
塗布し前記第一次レジストをパターニングして前記金
属膜全体が露出するような開口部を形成する工程と、
記開口部を含む領域上に再度第二次レジストを塗布し前
記第二次レジストを前記金属膜の一部が露出するように
パターニングする工程と、前記金属膜をウエットエッチ
ングで取り除き複合レジストパターを形成する工程と、
前記レジストパターンを含めたウエハ全面に電極用金属
膜を成膜する工程と、前記電極用金属膜をリフトオフ法
によって所望の形状を得る工程とを含むことを特徴とす
る深溝底部における電極パターン形成方法。
1. A method of patterning a metal film for an electrode pattern on a bottom surface of a groove having a depth of 20 μm or more at a position equal to or greater than the depth of the groove from a side wall of the groove, the method comprising: Patterning the metal film by a lift-off method, and forming a primary resist so as to cover the patterned metal film and the groove.
And patterning the primary resist to form the gold
A step of overall Shokumaku to form an opening so as to expose the front
A step of applying a secondary resist again on the region including the opening and patterning the secondary resist so that a part of the metal film is exposed ; and removing the metal film by wet etching. Forming a composite resist pattern;
Forming a metal film for an electrode on the entire surface of the wafer including the resist pattern; and obtaining a desired shape of the metal film for an electrode by a lift-off method. .
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