JPH02130829A - 微細パターン形成方法 - 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、セラミックス基板、金属基板あるいは有機物
基板上に、リフトオフ法により高温で金属、無機化合物
または有機化合物を形成する場合のパターン形成方法に
関する。

〔従来の技術〕

リフトオフ法によって、セラミックス基板、金属基板あ
るいは有機物基板（以下単に「基板」という）上にパタ
ーンを形成する場合、基板上にフォトレジストまたは電
離放射線レジスト（以下単に「レジスト」という）を塗
布し、プリベーク後これを露光し、その後現像により基
板上に逆テーパー型のレジストパターンを形成し、ポス
トベークを行ってパターンに耐熱性と密着性を持たせる
。

次にこの基板にスパッタ法、蒸着法あるいはＣＶＤ法（
気相成長法）によって金属、無機化合物あるいは有機化
合物を成膜し、最終的にレジストパターン部分を剥離す
ることによってパターンを形成する。

上記リフトオフ法に用いられるレジストは、逆テーパー
を形成する必要があるため、通常は逆テーパーを形成し
やすいノボラック系ポジ型レジスト、メタクリレート系
ポジ型レジストなとのポジ型レジストを使用している。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の従来技術においては、レジストパターンを逆テー
パーに形成しなければならないことから、使用できるレ
ジストは限定されてしまう、その中でも、−船釣に多く
用いられるレジストは、ポジ型のノボラック系あるいは
メタクリレ−系レジストなどであるが、これらのレジス
トは、耐熱性が百数十度であり、２００°Ｃ程度以上で
のリフトオフパターン形成はできない。

また、逆テーパーを形成するためには、それなりの露光
条件や現像条件等の工程を検討する必要があり、逆テー
パー形状を形成することは容易ではない。例えば電子線
レジストを逆テーパー形成するためには、通常の適正露
光量よりも多い露光量が必要なため、設計線幅通りにパ
ターンを形成することは困難である。

従来のリフト法により２００°Ｃ程度以上の高温でスパ
ッタ、蒸着またはＣＶＤで成膜する場合、通常のレジス
トでは耐熱性が百数十度程度であるため、逆テーパー形
状をしたレジストパターンは、成膜時に変形してしまい
、レジストパターンの剥離が不可能になる。また、剥離
ができたとしても設計した線幅通りのパターンを得るこ
とは不可能であるという問題点がある。

さらに従来法の現像によってレジストパターンを形成す
る場合、例えばピットの多いセラミックのような基板で
は現像液の染込みにより、現像時にレジストパターンが
剥げてしまって形成できないことや、基板にビットが存
在しない基板でも、基板とレジストとの密着性が悪いと
、同様に現像時にレジストパターンが剥げてしまって形
成できないという問題点もある。

本発明は、上記の課題を解決するものであって、高温で
正確な寸法のリフトオフパターンを形成することができ
、パターンが容易に剥げることなく容易に基板上に有機
層パターンを形成することができる微細パターン形成方
法を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

そのために本発明は、リフトオフ法によるパターン形成
方法において、基板上に耐熱性のある有機層を形成する
工程と、その有機層の上に金属層または無機化合物層を
形成する工程と、その金属層または無機化合物層の上に
フォトレジストまたは電離放射線レジストの有機層を形
成する工程と、前記レジスト層をフォトまたは電離放射
線によりパターニングした後、それをマスクにしてドラ
イエツチングにより露出部の無機層を除去しパターニン
グする工程と、その無機パターンをマスクにして露出部
の耐熱性有機層を除去する工程と、蒸着、スパッタある
いは気相成長法（ＣＶＤ法）によるリフトオフパターン
成膜後に有機層パターンを剥離する工程とからなること
を特徴とする。また、有機層におけるドライエツチング
後のパターンは、上層の金属層または無機化合物層のパ
ターン線幅がその上層パターンより細いパターン形状を
有し、蒸着、スパッタあるいは気相成長法により成膜し
たパターンの線幅は、上層の無機物層パターンの線幅に
よって決定されることを特徴としている。具体的に、レ
ジストパターンの断面形状は、第１図（ｆ）に示すよう
になっている。すなわち、上層の無機層パターン４′は
設計した線幅になっていて、下層の耐熱性有機層のパタ
ーン２′と３′は上層の無機層パターンの線幅より細く
なっている。

以下に本発明の具体的なパターン形成方法の工程を図を
用いて説明していく。

まず、第１図（ａ）に示すように基板ｌ上に耐熱性のあ
る有機層２を形成する。ここで、有機層２は剥離性を良
くするためのものである。この有機層２をスピンコーテ
ィング法などで塗布してベーキングした後、さらに同図
（ｂ）に示すように有機層３を同様にして形成して２層
構造にする。

次に、同図（Ｃ）に示すように前記有機層３の上に金属
または無機化合物からなる無機層４を成膜しさらにその
上にフォトレジストまたは電離放射線レジスト５の有機
層を形成する。その後露光、現像により同図（ｄ）に示
すような無機層４の上にレジストパターン５′を形成す
る。

次に、レジストパターン５′をマスクにして反応性イオ
ンエツチング（ＲｒＥ）により下層の無機Ｎ４をドライ
エツチングし、同図（ｅ）に示すような無機層パターン
４′を形成する。

次に、無機層パターン４′をマスクにして酸素プラズマ
８で下層の有機層２．３をドライエツチングし、同図（
ｆ）に示すような有機層パターン２′３′を形成する。

このときの無機層パターン４′の線幅は、酸素プラズマ
８によるドライエツチング後でも初期の設計線幅の状態
で保持されるに対し、下層の有機層パターン２’　、３
’　は上層よりも細くなる。

同図（ｆ）に示すような形状をしたパターンに蒸着法、
スパッタ法あるいはＣＶＤ法により金属、無機化合物ま
たは有機化合物の蒸着膜９を成膜すると、その蒸着膜９
は、同図（顧に示すようになり、最終的に有機層２′を
剥離できるような溶液などで有機パターン２’、３’の
部分を除去することによって、同図（ハ）に示すような
リフトオフパターン９を形成することができる。

〔作用〕

本発明のリフトオフ法によるパターン形成方法は、ドラ
イエツチングにより有機層パターンを形成していること
から、従来の現像によるパターン形成のときに発生した
ような、レジストパターンが剥げて基板上にレジストパ
ターンを形成できないと言う問題点を解決することがで
きる。これはドライエツチングにより有機パターンを形
成する場合には、現像液の染込みや現像液のレジストパ
ターンに及ぼす力学的な影響がないため、基板とレジス
トの密着が悪くてもレジストパターンが形成できるから
である。

また本発明の有機層パターンは、耐熱性があるため、２
００°Ｃ以上の高温雰囲気で金属等を成膜しても変形せ
ずに初期の状態を保つことができる。さらに設計線幅を
保持した上層の無機層パターンは、高温での熱による変
形等がまったくないため、正確な寸法のリフトオフパタ
ーンを形成することができる。したがって、従来では形
成が不可能であった高温での成膜も可能となり、有機層
パターンの剥離も容易で設計した線幅通りのリフトオフ
パターンを形成することができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。

直径が５ｃｍ、厚みが０．６ｍｍの円形でピットの多く
存在するアルミナ基板上に、第１図（ａ）に示すように
第１層の有機層として、であるポリメチルメタクリレー
ト（ＰＭＭＡ）をスピンコーティング法により塗布し、
その後２００＠Ｃで、３０分間ベーキングを行って、膜
厚が０．５μｍのＰＭＭＡ層を形成した。

次に、同図ｂ）に示すように第２層の有機層として、ポ
リイミドをスピンコーティング法により塗布し、２００
″Ｃで、６０分間ベーキングお行って、膜厚が６μｍの
ポリイミド層を形成した。これらＰＭＭＡ層とポリイミ
ド層を合わせた有機層の厚さは６．５ａｍとなった。

次に、Ｅ　ＣＲ（Ｅ　１ｅｃｔｒｏｎ　Ｃｙｃｒｏｔｒ
ｏｎ　　Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）のＣＶＤ装置で５ｆＯｚ
を０．５ａｍ厚になるように成膜し、その上にノボラッ
ク系ポジ型フォトレジストＡＺ１３５０（ヘキストジャ
パン（株）製）をスピンコーティング法により塗布し、
その後９０°Ｃで、３０分間ブリベーキングを行い、１
．０μｍ厚のフォトレジスト層を形成した。

次に、波長４　Ｏ５ｎｍ、５ｍＷ／ｃｍ’の照度をもつ
紫外線で、８秒間露光し、その後専用現像液Ａ２３１２
ＭＩＦ（ヘキストジャパン（株）製）で現像しレジスト
パターンを形成した。

このレジストパターンをマスクにしてＣ，Ｆ。

ガスを用いた反応製イオンエツチングにより下層のＳｉ
ｎ、層をエツチングすることにより、同図（ｅ）に示す
ような無機層パターンを形成した。

次に、このＳｉ０ｇパターンをマスクにして同図（ｅ）
に示すように酸素プラズマを用いた等方性ドライエツチ
ングで下層の有機層をエツチングすることにより同図（
ｆ）に示すようなパターンを形成した。

この時のドライエツチング条件は、出力２００Ｗ・ガス
圧力１．０ｔｏｒｒで、エツチング時間は６０分間であ
った。

次に蒸着法により、成膜時の基板温度が３５０°Ｃにな
るように加熱した状態でモリ１フフ３μｍ厚を蒸着した
後、基板をアセトンに入れ、超音波を加えることにより
５分間程度で有機層パターン部分が完全に剥離でき、最
終的に厚さ３μｍ、最小線幅ｌＯｕｍのモリブデンパタ
ーンがアルミナ基板上に形成できた。

この結果、蒸着時の有機層パターンは、３５０℃の熱を
加えてもまったく変形しないため、従来では形成が不可
能であった高温でのリフトオフパターン形成も可能であ
ることがわかった。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明のリフトオフに
よるパターン形成方法は、従来よりも非常に耐熱性のあ
る有機層パターンからなり、さらにその有機層パターン
の上層の設計線幅を保持した無機層パターンは高温での
熱による変形等が全くないため、高温で正確な寸法のリ
フトオフパターンを形成することができる。またドライ
エツチングにより有機パターンを形成するため、基板と
有ａＮとの密着性が悪い場合でも、パターンが剥げるこ
となく容易に基板上に有機パターンを形成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ロ）は本発明に係るリフトオフパター
ン形成方法の工程の１例を示す断面模式図である。 １・・・基板、２と３・・・有機層、２′と３′・・・
有機層パターン、４・・・無１１層、４’　用ｔｍｌａ
Ｎパターン、５・・・レジスト層、５′・・・レジスト
パターン、６・・・電離放射線、７・・・反応性イオン
エツチングガス、８・・・酸素プラズマ、９・・・蒸着
膜。 １１１！１ 出　願　人　　　大日本印刷株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）リフトオフ法によるパターン形成方法において、
   基板上に耐熱性のある有機層を形成する工程と、その有
   機層の上に金属層または無機化合物層を形成する工程と
   、その金属層または無機化合物層の上にフォトレジスト
   または電離放射線レジストの有機層を形成する工程と、
   前記レジスト層をフォトまたは電離放射線によりパター
   ニングした後、それをマスクにしてドライエッチングま
   たはウェットエッチングにより露出部の無機層を除去し
   パターニングする工程と、その無機パターンをマスクに
   して露出部の耐熱性有機層を除去する工程と、蒸着、ス
   パッタあるいは化学的気相成長法（ＣＶＤ法）によるリ
   フトオフパターン成膜後に有機層パターンを剥離する工
   程とからなることを特徴とする微細パターン形成方法。
2. （２）前記有機層におけるドライエッチング後のパター
   ンは、上層の金属層または無機化合物層のパターン線幅
   がその上層パターンより細いパターン形状を有し、蒸着
   、スパッタあるいは気相成長法により成膜したパターン
   線幅は、上層の無機物層パターンの線幅により決定され
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項による微細パ
   ターン形成方法。