JPH01248150A - 潜像の形成方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ポジ型レジスト膜を選択的に露光することに
より該レジスト膜に潜像を形成する方法に係り、例えば
、光集積回路の光導波路を形成する工程や、前記の先導
波路の形成工程中で用いられるフォトマスクの製造工程
等に採用して好適な潜像の形成方法に関する。

〔従来の技術〕

以下、従来の潜像の形成方法について、光集積回路の光
導波路の形成工程中で用いられるフォトマスクの製造工
程を例に挙げ、説明する。

先ず、研摩した石英ガラス等からなる透光性基板の一生
表面上に、クロム等からなる遮光性膜を被着してなるフ
ォトマスクブランクを用意し、次に前記遮光性膜上にポ
ジ型レジスト膜を被着してレジスト膜・１きフォトマス
クブランク（以下「レジスト付きブランク」という。）
を得る。

次に、第３図（ａ）に示すような、石英ガラスからなる
透光性基板１の一生表面上に、所定の線幅Ｌ（例えば２
５μｍ）を右する線状の遮光性パターン２を備えたフォ
トマスク（レチクル）３を用意する。なお、パターン２
の線長Ｍは７５　（ＢＩＢであり、また同図（ａｌ中に
図示した４及び５は、縮小投影露光装置等にレチクル３
を位置合わせしてヒツトするためのアライメントマーク
である。また、同図（ａ）中に図示した６は、前記基板
１の−主表面上の外縁近傍に形成された遮光部であり、
前記パターン２と同様クロムからなる。

次に、パターンを転写すべく露光工程を行うが、この工
程では一般的に、レチクルのパターンを例えば５分の１
に縮小して転写する縮小投影露光装置が用いられる。そ
して、このような縮小投影露光装置（図示せず。）の所
定の各構成部に、レチクル３及び前記レジスト付きブラ
ンクをそれぞれセットする。次いで、該装置において、
所定の波長（例えば４３６ｎｍ　）を右する露光用光を
、レチクル３の上方からレジスト付きブランクに向かっ
て照射する。このとき、レチクル３の遮光性パターン２
により露光用光を選択的に遮るため、レジスト付きブラ
ンクのレジメ１〜膜を選択的に露光している。この結果
、前記レジスト膜には、第３図（ｂ）に示すように、パ
ターン２に対応し且つ縮小された未露光部からなる潜像
７が形成される。なお、同図（ｂ）中に図示した８は露
光されたレジスト膜の部分であり、また９は、前記露光
装置のアパーチャ（遮光板）等により遮光されて形成さ
れた未露光のレジスト膜の部分である・。

次いで、前記の露光工程を経たレジスト付きブランクを
現像処理して、未露光部からなるレジス１−パターンを
形成し、その後、該レジストパターンをマスクとして前
記遮光性膜を選択的にエツチングする。続いて、前記レ
ジストパターンを剥離して、第３図（Ｃ）に示すように
、前記潜像７の形状に対応した遮光性パターン１０を透
光性基板１１の−１表面上に形成する。なお、同図（Ｃ
）中に図示した１２は、前記基板１１の−１表面上にお
いて遮光性膜がエツチング・除去された部分であり、ま
た１３は、前記の未露光のレジスト膜の部分９に対応し
て残存した遮光性膜である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前述したようにしてレチクル３の遮光性
パターン２に対応したｅｆ！Ｊ！７を形成した場合、以
下に記すような問題点が生じる。

すなわち、露光工程において、小さな線幅［（例えば２
５μｍ）を有する線状の遮光性パターン２の画先端部２
ａ及び２ｂ（第３図（ａ）参照）を縁どる外周部分の外
側近傍を通って、前記レジスｉ〜付きブランクのポジ型
しジスｌ−膜に至る露光用光は、光の回折現象により回
折してしまうため、形成された潜像７の画先端部７ａ及
び７ｂ（第３（ｂ）図参照）を縁どる外周部分が曲線状
となってしまう。これを換言すれば、パターン２の形状
に対応（相似）し且つ縮小された潜像が形成されないこ
とになる。

すると、その後の現像、エツチング、及びレジストパタ
ーン剥離の各工程を経て形成された遮光性パターン１０
の画先端部１０ａ及び１０ｂ（第３図（Ｃ）参照）を縁
どる外周部分も曲線状になってしまう。

そして、前記のように先端部１０ａ及び１０ｂを縁どる
外周部分が曲線状となった遮光性パターン１０を有した
フォトマスクを、光集積回路の光導波路形成工程中の露
光時に用いた場合、所定の工程を経て形成された光導波
路の先端部を縁どる外周部分も曲線状となってしまう。

光集積回路では、光導波路の先端部同士の接合部はもち
ろんのこと、ぞれと他のパターンとの接合部において、
接合部のエッチ（縁）が直線状でなく段差やくびれやギ
ザ等が生じていると、そこを通過する光は散乱により減
衰し回路の機能を果たさなくなってしまう。

このことを防ぐためには、光導波路の先端部を縁どる外
周部分が曲線状となることを防止すべく、フォトマスク
ＴＩＡ造工程で前記潜像７の先端部７ａ及び７ｂを縁ど
る外周部分が曲線状となることを防止する必要がある。

さらに、透光性基板の−１表面上に前記遮光性パターン
２を所定間隔（例えば２５μｍ）を保持して複数並設し
たレチクルを用い、前記したと同様な露光工程を経て、
レジスト付きブランクのポジ型レジスト膜に前記したと
同様な潜ａ７を複数並設して形成した場合には、各潜像
７の先端部７ａ及び７ｂが所定値より大きな線幅を有す
るに至り、先端部７ａ同士及び７ｂ同士が接触してしま
うこともあった。

なお、以上の説明においては、レチクルの遮光性パター
ンに対応した潜像を、レジスト付きブランクのポジ型レ
ジスト膜に形成する場合について説明したが、光導波路
を形成する光集積回路基板上のポジ型レジスト膜に前記
潜像を直接形成する場合にも、以上のことは当然妥当す
る。

本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり
、ポジ型レジスト膜に形成される潜像を所定形状に形成
することができる潜像の形成方法を提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記目的を達成するためになされたものであり
、ポジ型レジスト膜を選択的に露光し、該レジスト膜に
未露光部からなる所定の潜像を形成する方法において、
未露光部からなる所定の潜像と、該潜像の側辺に隣接し
且つ未露光部からなる余剰潜像とを備えてなる予備潜像
を前記レジスト膜に形成し、その後、前記レジスト膜の
うちの余剰潜像を形成した部分を露光して、前記レジス
ト膜に前記所定の潜像を形成することを特徴とする潜像
の形成方法である。すなわち、本発明はポジ型しジス１
〜膜に未露光部からなる所定の潜像を形成するにあたり
、先ず、未露光部からなる所定の潜像と、該潜像の側辺
に隣接し且つ未露光部からなる余剰潜像とを備えてなる
予備潜像をポジ型レジスト膜に形成し、その後、該レジ
スト膜のうちの余剰潜像を形成した部分を露光するもの
である。

〔作用〕

ポジ型レジスト膜のうちの、未露光部からなる余剰潜像
を形成した部分を露光することにより余剰潜像は消失し
、該レジスト膜には、未露光部からなる所定の潜像が形
成される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について、第１図及び第２図を参
照し詳細に説明する。

先ず、研摩した石英ガラスからなる透光性基板（寸法：
５Ｘ５Ｘ０．０９インチ）の−主表面上に、クロムから
なる遮光性膜（膜厚：８００人）を被着してなるフォト
マスクブランクを用意し、次に前記遮光性膜上にポジ型
レジスト膜（ヘキスト社製ＡＺ−１３５０、膜厚：　５
０００人）を被着してレジスト付きブランクを１ｑる。

次に、第１図（ａ）に示すような、石英ガラスからなる
透光性基板１（寸法：５ｘ５ｘＯ，０９インヂ）の−主
表面上に所定の線幅Ｌ１（２５μｍ）を有する線状の遮
光性パターン１４を備えたレチクル３を用意する。なお
、前記パターン１４の線ｆｆ１Ｍ＋は９０ｒｒＲであり
、また、第１図及び第２図中、第３図中に示したものと
同一あるいは相当物に対しては同一符号を持って示し、
その説明を省略する。

次に、レチクルのパターンを５分の１に縮小して転写す
る縮小投影露光装置（例：　Ｇ　ＣＡ社製３６９０フォ
トリピータ）のプラテン（図示せず。）に前記レチクル
３を、前記装置の移動ステージ上に前記レジスト付きブ
ランクをそれぞれセットする。そして、前記装置の光源
より所定波長（４３６ｎｍ）の露光用光を、レチクル３
の上方からレジスト付きブランクに向かって照射する。

このとき、レチクル３の遮光性パターン１４により露光
用光を選択的に遮るため、レジスト付きブランクのレジ
スｌ−膜を選択的に露光している。この結果、前記ポジ
型レジスト膜には、第１図（ｂ）に示すように、パター
ン１４に対応し且つ５分の１に縮小された未露光部から
なる予備潜像１５（線幅Ｌ２＝５μｍ１線艮Ｍ２＝１８
ｍｍ）が形成される。ここで、前記予備潜！＆１５は、
未露光部からなる所定の矩形状の潜像１５ａ（線長Ｍ３
＝１５ｍｍ）と、該潜像１５ａの軸線に直交して相対向
する一対の側辺にそれぞれ隣接し且つ未露光部からなる
余剰潜＠１５ｂ（線長Ｍ４＝　１．５１１Ｉｌ＋＋）及
び１５Ｃ（線長Ｍｓ　＝　１．５ｍ）とを備えてなる。

なお、この余剰潜像ｉｓｂ及び１５ｃの各先端部を縁ど
る外周部分は、前記したように露光用光の回折によりそ
れぞれ曲線状となっている。

次に、第１図（Ｃ）に示すような、透光性基板１（寸法
：５ｘ５ｘＯ，０９インチ）の−主表面上にクロムから
なる遮光性膜１６を被着し、且つその一生表面の中央部
の遮光性膜を除去することにより露光用光を透過する矩
形状パターン１７を形成したレチクル１８を用意する。

なお、該パターン１７の外周を構成し互いに直交する二
辺のそれぞれの寸法Ｎ１及びＮ２は、共に２０ｍである
。

次いで、前記の縮小投影露光装置のプラテンから前記レ
チクル３を取り外した後、該プラテンに前記レチクル１
８をセットする。なお、このとき、前記装置の移動ステ
ージ上には前記予備潜＠１５を形成したレジスト付きブ
ランクがセットされている。その後、移動スアージを移
動することによりレジスト付きブランクを移動して、第
１図（ｄ）に示すように、前記余剰潜像１５ｂ及び露光
されたレジスト膜の部分８の一部領域に、前記レチクル
１８のパターン１７を通過する露光用光が到達する領域
１７°を対応させる。なお、前記領域１７°の外周を構
成し互いに直交する二辺のそれぞれの寸法は、５分の１
の縮小投影露光であることから、共に前記寸法Ｎ１及び
Ｎ２の５分の１の値（４Ｍ）である。続いて、前記した
所定波長（４３６ｎｍ）の露光用光を、レチクル１８の
上方からレジスト付きブランクに向かって照射する。こ
れにより、未露光部からなる余剰潜像１５ｂは露光され
て露光部となり。

この潜＠１５ｂは消失する。

次いで、前記露光装置の移動ステージを再び移動するこ
とによりレジスト付きブランクを移動して、第１図（ｅ
）に示すように、前記余剰潜像１５ｃ及び露光されたレ
ジスト膜の部分８の一部領域に、前記レチクル１８のパ
ターン１７を通過する露光用光が到達する領域１７゛を
対応させる。続いて、前記の露光用光をレチクル１８の
上方からレジスト付きブランクに向かって照射する。こ
れにより、未露光部からなる余剰潜像１５ｃは露光され
て露光部となり、この潜像１５ｃは消失する。この結果
、第１図（ｔ’）に示すように、レジスト付きブランク
のポジ型レジスト膜には、所定の矩形状潜ｊ４１５ａが
形成される。

なお、ここで、前記のレチクル１８のパターン１７の二
辺の寸法Ｎ１及びＮ２は２０ｍｍであり、露光用光の波
長（４３６０ｍ　）に比べて非常に大ぎいため、露光用
光の回折による影響が抑制され、所定の潜＠１５ａの軸
線に直交して相対向する一対の側辺は曲線状とはならず
、直線状となっている。従って、レジスト付きブランク
のポジ型レジスト膜に、所定形状の潜像を形成している
。

続いて、前述したように所定の潜像１５ａを形成したレ
ジスト付きブランクを、所定の現像液（ＡＺ専用デイベ
ロツバ）により現像処理し、未露光部からなる所定の潜
像１５ａ及び未露光のレジスト膜の部分９（第１図（ｆ
）参照）からなるレジストパターンを形成する。次に、
所定のエツチング液（硝酸第２セリウムアンモニウムと
過塩素酸との混合水溶液）を用い、前記レジストパター
ンをマスクとして、レジスト付きブランクのクロム遮光
性膜を選択的にエツチングする。その後、所定のレジス
ト剥離液（熱濃硫酸）を用いてレジストパターンを剥離
し、第２図に示すように、前記潜像１５ａの形状に対応
した遮光性パターン１９（線幅Ｌ３　＝５μｍ　、線Ｉ
　Ｍ　６　＝　１５８　）を透光性基板１１の一生表面
上に形成する。この遮光性パターン１９は、前記溝＠１
５ａが所定の形状に形成されていることから、該パター
ン１９の軸線に直交して相対向する一対の側辺は直線状
であり、所定の矩形状に形成されている。

本発明は前記実施例に限定されるものではなく、以下に
記す種々の変形例・応用例を含むものである。

前記実施例では、被露光物としてレジスト付きブランク
を用いたが、ＬｉＮｂＯ３、 しｉ　ＴａＯ３、Ｓ　ｉ　、ＧａＡｓ及’ＣＦ　カラス
％　カラなる基板の一生表面上にポジ型レジスト膜を被
着したものを用いることもできる。そして、この場合に
は、前記実施例と同様に露光工程を行った後、現像、エ
ツチング、スパッタリングや蒸着等による成膜、リフ；
〜オフ、Ｔｉ等の拡散等の各工程を必要に応じて実施し
、基板に光導波路を形成づることができ、しかも、その
光導波路の先端部を縁どる外周部分が曲線状になること
を防止し得る。

また、ポジ型レジスト膜としては前記実施例中に記した
ちの以外に、各種のノボラック樹脂系のもの等を採用す
ることができる。

レチクル３の遮光性パターン１４、並びにＩ　（ｇ１１
５゜１５ａ、１５ｂ及び１５ｃの各寸法（線幅及び線量
）、さらにレチクル１８の矩形状パターン１７の寸法は
適宜選定することができる。ただ、本発明による効果を
充分に（りるうえでは、露光用光の到達する領域１７゛
（第１図（ｄ）及び（ｅ）参照）の各辺のうち、所定潜
像１５ａの軸線に直交して相対向する一対の側辺上に位
置する辺の寸法を、露光用光の波長の２０倍以上の値に
設定することが特に好適であることを、実験により確認
している。また、前記領域１７゛の各辺のうち、所定潜
像１５ａの軸線に平行する辺の寸法は、余剰層＠１５ｂ
及び１５ｃの線長Ｍ４及びＭ５の値以上に設定する。ま
た、余剰潜像１５ｂ及び１５ｃの線長Ｍ４及びＭ５　　
（第１図（ｂ）参照）は、露光用光の波長の２０倍以上
の値であればよいことが実験により確認されている。

また、露光用光の波長は実施例中に記した値に限定され
ず、ポジ型レジスト膜を露光しうる任意の値であってよ
い。

また、縮小投影露光装置の縮小率は５分の１以外に、例
えば１０分の１など任意の値であってよいし、さらに露
光方法としては縮小投影露光装置外に、プロキシミティ
等の露光ブノ法を採用してもよい。

さらに、透光性基板の一主表面上に、線状の遮光性パタ
ーンを所定間隔を保持して複数並段したレチクルを用い
、前記実施例と同様な露光工程を行うことにより、各潜
像の先端部同士が接触することを防止し、所定形状の潜
像をポジ型レジスト膜に複数並設して形成することがで
きる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、未露光部からな
る所定の潜像と、該潜像の側辺に隣接し且つ未露光部か
らなる余剰潜像とを備えてなる予備潜像を形成した後、
該レジス］・膜のうちの余剰潜像を形成した部分を露光
しているので、ポジ型レジスト膜に所定形状の潜像を形
成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による潜像の形成方法の工程を
説明づる図、第２図は同方法を含む工程を経て形成され
た遮光性パターンを示す平面図、第３図（ａ）及び（ｂ
）は従来の潜像の形成方法の工程を説明する図、並びに
第３図（Ｃ）は従来の潜像の形成方法を含む工程を経て
形成された遮光性パターンを示づ平面図である。 ３．１８・・・レチクル、８・・・露光されたレジスト
膜の部分、９・・・未露光のレジスト膜の部分、１４．
１９・・・遮光性パターン、１５・・・予備潜像、１５
ａ・・・所定の潜像、１５ｂ、　１５ｃ・・・余剰潜像
、１７・・・矩形状パターン、１７゛　　・・・露光用
光の到達する領域。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポジ型レジスト膜を選択的に露光し、該レジスト
   膜に未露光部からなる所定の潜像を形成する方法におい
   て、未露光部からなる所定の潜像と、該潜像の側辺に隣
   接し且つ未露光部からなる余剰潜像とを備えてなる予備
   潜像を前記レジスト膜に形成し、その後、前記レジスト
   膜のうちの余剰潜像を形成した部分を露光して、前記レ
   ジスト膜に前記所定の潜像を形成することを特徴とする
   潜像の形成方法。