JPH02207418A - 銅薄膜パターニング方法 - Google Patents
銅薄膜パターニング方法Info
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- JPH02207418A JPH02207418A JP2722789A JP2722789A JPH02207418A JP H02207418 A JPH02207418 A JP H02207418A JP 2722789 A JP2722789 A JP 2722789A JP 2722789 A JP2722789 A JP 2722789A JP H02207418 A JPH02207418 A JP H02207418A
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Landscapes
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- Magnetic Heads (AREA)
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
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。
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、半導体、薄膜を用いたデバイス、例えば薄膜
磁気ヘッド、薄膜トランス等において、その一部に銅薄
膜(Cu)を使用したパターンを含む場合、高精度で銅
薄膜のパターニングを行う方法に関するものである。
磁気ヘッド、薄膜トランス等において、その一部に銅薄
膜(Cu)を使用したパターンを含む場合、高精度で銅
薄膜のパターニングを行う方法に関するものである。
第2図は先行技術としての電気めっき法による銅薄膜(
Cu)のパターニングを示す工程図、第3図は先行技術
としてのリフトオフ法によるCuのパターニングを示す
工程図、第4図は従来の反応性イオンエツチング法によ
るCuのパターニングを示す工程図である。以下順に説
明する。
Cu)のパターニングを示す工程図、第3図は先行技術
としてのリフトオフ法によるCuのパターニングを示す
工程図、第4図は従来の反応性イオンエツチング法によ
るCuのパターニングを示す工程図である。以下順に説
明する。
従来、薄膜デバイスの一部に銅薄膜(Cu膜)を使用し
てこれをパターニングして所望の銅薄膜(Cu)パター
ンを得ようとした場合、第2図に示すように、基板4上
に導電性薄膜3を介してレジストにより予めフレームマ
スク1を作り、この上に電気めっきによりCuパターン
2を埋め込み、レジストを除去する方法、及び第3図に
示すように、基板14上にレジストフレームマスク11
を形成後、電子ビーム蒸着またはRF、DC,マグネト
ロン等のスパッタで銅薄膜(Cu膜)12を形成し、し
かる後にレジストフレームマスク11をリフトオフして
Cuパターン12′を得る方法があった。ここで15は
空洞であり、16はCuパターンの角状の突起である。
てこれをパターニングして所望の銅薄膜(Cu)パター
ンを得ようとした場合、第2図に示すように、基板4上
に導電性薄膜3を介してレジストにより予めフレームマ
スク1を作り、この上に電気めっきによりCuパターン
2を埋め込み、レジストを除去する方法、及び第3図に
示すように、基板14上にレジストフレームマスク11
を形成後、電子ビーム蒸着またはRF、DC,マグネト
ロン等のスパッタで銅薄膜(Cu膜)12を形成し、し
かる後にレジストフレームマスク11をリフトオフして
Cuパターン12′を得る方法があった。ここで15は
空洞であり、16はCuパターンの角状の突起である。
また、第4図に示すように、従来Cuパターン22/l
−金属マスク23を用いて形成する場合、まず基板24
上にCu膜を形成し、さらにTiまたはAlなどの金属
薄膜23を形成し、これをレジスト21でバターニング
して金属マスク23を残し、これをマスクとしてCu膜
22をエツチングする。この時、動作ガスにArと酸素
の混合ガスを用い、反応性イオンエツチングでCuとT
iまたはAI!とのエツチング選択比を利用してCuパ
ターンを得る方法があった。
−金属マスク23を用いて形成する場合、まず基板24
上にCu膜を形成し、さらにTiまたはAlなどの金属
薄膜23を形成し、これをレジスト21でバターニング
して金属マスク23を残し、これをマスクとしてCu膜
22をエツチングする。この時、動作ガスにArと酸素
の混合ガスを用い、反応性イオンエツチングでCuとT
iまたはAI!とのエツチング選択比を利用してCuパ
ターンを得る方法があった。
第2図に示す電気めっきによる方法では、電気めっきを
行いレジスト1を除去後、導電性を付与するために予め
形成しであるスパッタまたは蒸着による導体薄膜3を除
去する必要があり、高アスペクト比の銅薄膜(Cu)パ
ターン2の場合、この導体薄膜3の除去が困難になる。
行いレジスト1を除去後、導電性を付与するために予め
形成しであるスパッタまたは蒸着による導体薄膜3を除
去する必要があり、高アスペクト比の銅薄膜(Cu)パ
ターン2の場合、この導体薄膜3の除去が困難になる。
また、第3図に示すリフトオフによる方法では、高アス
ペクト比のCuパターンの場合、レジストマスク11の
厚さはCuパターン厚さの2倍以上必要なためバターニ
ング精度が確保できなかった。また、高アスペクト比の
パターンではCu膜2が溝の中まで入り込まず空洞15
となって残る場合や、Cuパターン12′に角状の突起
16となって残る場合があった。さらに、第4図に示す
反応性イオンエツチングによる方法ではCuとはTiま
たはAEとのエツチング選択比は大きいもののエツチン
グにより形成された物質がCuパターンの側壁部に再付
着し、エツチング終了時に角26として残るため高アス
ペクト比のCuパターン22′の精度が確保できなかっ
た。
ペクト比のCuパターンの場合、レジストマスク11の
厚さはCuパターン厚さの2倍以上必要なためバターニ
ング精度が確保できなかった。また、高アスペクト比の
パターンではCu膜2が溝の中まで入り込まず空洞15
となって残る場合や、Cuパターン12′に角状の突起
16となって残る場合があった。さらに、第4図に示す
反応性イオンエツチングによる方法ではCuとはTiま
たはAEとのエツチング選択比は大きいもののエツチン
グにより形成された物質がCuパターンの側壁部に再付
着し、エツチング終了時に角26として残るため高アス
ペクト比のCuパターン22′の精度が確保できなかっ
た。
本発明の目的は、薄膜デバイスにおける銅薄膜(Cu)
パターンの形成を高精度かつ効率的に行う方法を提供す
ることである。
パターンの形成を高精度かつ効率的に行う方法を提供す
ることである。
本発明の特徴は、銅薄膜(Cu)パターンを金属マスク
を用いた反応性イオンエツチングで形成する際に、マス
ク材として’ra、NbまたはZrを用いること、この
マスクを利用し銅薄膜(Cu)をバターニングする際に
、動作ガスとして窒素を使うことである。従来、薄膜デ
バイスの銅薄膜(Cu)パターンの形成には上に述べた
ように、フレームめっきを用いるか、リフトオフ法を用
いるか、金属マスクを用いてCuとのエツチング選択比
を利用した反応性イオンエツチングによるが、いずれか
の方法が取られていた。反応性イオンエツチングの動作
ガスにはArと酸素の混合ガスの他ハロゲン系のガスを
使うことも可能であるが毒性や被加工材の温度を上げね
ばならないなどの欠点があった。また、高アスペクト比
のCuパターンの場合、従来の方法では高精度のバター
ニングが困難であった。
を用いた反応性イオンエツチングで形成する際に、マス
ク材として’ra、NbまたはZrを用いること、この
マスクを利用し銅薄膜(Cu)をバターニングする際に
、動作ガスとして窒素を使うことである。従来、薄膜デ
バイスの銅薄膜(Cu)パターンの形成には上に述べた
ように、フレームめっきを用いるか、リフトオフ法を用
いるか、金属マスクを用いてCuとのエツチング選択比
を利用した反応性イオンエツチングによるが、いずれか
の方法が取られていた。反応性イオンエツチングの動作
ガスにはArと酸素の混合ガスの他ハロゲン系のガスを
使うことも可能であるが毒性や被加工材の温度を上げね
ばならないなどの欠点があった。また、高アスペクト比
のCuパターンの場合、従来の方法では高精度のバター
ニングが困難であった。
第1図は、本発明による薄膜磁気ヘッドのコイルの加工
例を示すものである。34はスライダ材を兼ねるアルチ
ック材基板、32はCu膜、33はマスクとなるTa膜
、31はホトレジストである。まず厚さ5μmのCu膜
32、厚さ0.1μm以下のTa膜33をイオンビーム
スパッタで形成後、厚さ0.5μmのホトレジストAZ
1350をスピンコードしキュアした後コイルもしくは
配線等の形状のマスクで露光、現像の後、このホトレジ
スト膜31をマスクとして、動作ガスにArを用いイオ
ンエツチングでTa膜33をコイルもしくは配線等の形
状にバターニングする。このTa膜をマスクとしてCu
膜32を動作ガスとして窒素ガスを用いてイオンエツチ
ングし所望の銅薄膜(Cu)コイルパターン32′を得
た。この方法によれば、従来見られたCu側壁面へのエ
ツチング生成物の再付着がなく、しがも側壁の基板に対
する角度85度以上の切れのよいコイルノ1°ターンが
得られた。また、コイル間隔1μm1コイル幅1μm1
コイル高さ5μmの高アスペクト比の微細パターンにお
いても高精度のバターニングを行えることが判明した。
例を示すものである。34はスライダ材を兼ねるアルチ
ック材基板、32はCu膜、33はマスクとなるTa膜
、31はホトレジストである。まず厚さ5μmのCu膜
32、厚さ0.1μm以下のTa膜33をイオンビーム
スパッタで形成後、厚さ0.5μmのホトレジストAZ
1350をスピンコードしキュアした後コイルもしくは
配線等の形状のマスクで露光、現像の後、このホトレジ
スト膜31をマスクとして、動作ガスにArを用いイオ
ンエツチングでTa膜33をコイルもしくは配線等の形
状にバターニングする。このTa膜をマスクとしてCu
膜32を動作ガスとして窒素ガスを用いてイオンエツチ
ングし所望の銅薄膜(Cu)コイルパターン32′を得
た。この方法によれば、従来見られたCu側壁面へのエ
ツチング生成物の再付着がなく、しがも側壁の基板に対
する角度85度以上の切れのよいコイルノ1°ターンが
得られた。また、コイル間隔1μm1コイル幅1μm1
コイル高さ5μmの高アスペクト比の微細パターンにお
いても高精度のバターニングを行えることが判明した。
上記の例では、Cuパターンの形成にTaを用いたが、
動作ガスに窒素を使用した場合、Cuに対して50以上
の選択比が得られるマスク材として、Nb、Zrがあり
、これらをマスク材として用いた場合にも同等の効果が
得られることを確認した。
動作ガスに窒素を使用した場合、Cuに対して50以上
の選択比が得られるマスク材として、Nb、Zrがあり
、これらをマスク材として用いた場合にも同等の効果が
得られることを確認した。
以上述べたように、本発明によれば、動作ガスに窒素を
用いて銅薄膜(Cu膜)をパターニングする際、マスク
材に’l’a、NbまたはZrのようにCu膜に対して
50以上の高いイオンエツチング選択比が得られる材料
を用いれば急峻なパターン側面角が得られるので、高ア
スペクト比、高精度のCuパターンが容易に得られる。
用いて銅薄膜(Cu膜)をパターニングする際、マスク
材に’l’a、NbまたはZrのようにCu膜に対して
50以上の高いイオンエツチング選択比が得られる材料
を用いれば急峻なパターン側面角が得られるので、高ア
スペクト比、高精度のCuパターンが容易に得られる。
この技術を用いれば、薄膜磁気ヘッド、薄膜トランス、
その他生導体デバイスにおける配線にも低抵抗のCu膜
を適用することができ、薄膜デバイスにおけるCuパタ
ーンの適用分野が拡大され産業上の利点が大きいもので
ある。
その他生導体デバイスにおける配線にも低抵抗のCu膜
を適用することができ、薄膜デバイスにおけるCuパタ
ーンの適用分野が拡大され産業上の利点が大きいもので
ある。
第1図は、本発明の反応性イオンエツチング法によるw
IJFII膜(Cu)のパターニング、第2図は、電気
めっき法による銅薄膜(Cu)のパターニング、 第3図は、リフトオフ法による銅薄膜(Cu)パターニ
ング、 第4図は、従来の反応性イオンエツチング法による銅薄
膜(Cu)のパターニング、を示すそれぞれ工程図であ
る。 1.11・・・レジストフレームマスク、2.12゜2
2、 32’−Cuパターン、12. 22. 32−
・・Cu膜、21.31・・・レジストマスク、3・・
・導電性薄膜、4,14,24.34・・・基板、15
・・・空洞、16・・・角状の突起、26・・・角、2
3・・・TiまたはAlマスク、33・・・Taまたは
NbまたはZrマスク 特許出願人 日本電信電話株式会社 代理人 弁理士 玉 蟲 久五部 (外1名) 第 図 従来の反応性イオンエツチング法による銅薄膜(Cu
)ツバターニングを示す工程図 第 図
IJFII膜(Cu)のパターニング、第2図は、電気
めっき法による銅薄膜(Cu)のパターニング、 第3図は、リフトオフ法による銅薄膜(Cu)パターニ
ング、 第4図は、従来の反応性イオンエツチング法による銅薄
膜(Cu)のパターニング、を示すそれぞれ工程図であ
る。 1.11・・・レジストフレームマスク、2.12゜2
2、 32’−Cuパターン、12. 22. 32−
・・Cu膜、21.31・・・レジストマスク、3・・
・導電性薄膜、4,14,24.34・・・基板、15
・・・空洞、16・・・角状の突起、26・・・角、2
3・・・TiまたはAlマスク、33・・・Taまたは
NbまたはZrマスク 特許出願人 日本電信電話株式会社 代理人 弁理士 玉 蟲 久五部 (外1名) 第 図 従来の反応性イオンエツチング法による銅薄膜(Cu
)ツバターニングを示す工程図 第 図
Claims (1)
- フォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術を用
いて作製される銅薄膜パターニング方法において、銅薄
膜をエッチングする際に、マスク材にTa,Nbまたは
Zr薄膜を用い、動作ガスに窒素を用いてイオンビーム
エッチングで加工することを特徴とする銅薄膜パターニ
ング方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1027227A JPH0787053B2 (ja) | 1989-02-06 | 1989-02-06 | 銅薄膜パターニング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1027227A JPH0787053B2 (ja) | 1989-02-06 | 1989-02-06 | 銅薄膜パターニング方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02207418A true JPH02207418A (ja) | 1990-08-17 |
JPH0787053B2 JPH0787053B2 (ja) | 1995-09-20 |
Family
ID=12215204
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1027227A Expired - Lifetime JPH0787053B2 (ja) | 1989-02-06 | 1989-02-06 | 銅薄膜パターニング方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0787053B2 (ja) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999003143A1 (en) * | 1997-07-09 | 1999-01-21 | Applied Materials, Inc. | Patterned copper etch for micron and submicron features, using enhanced physical bombardment |
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US6331380B1 (en) | 1997-12-12 | 2001-12-18 | Applied Materials, Inc. | Method of pattern etching a low K dielectric layer |
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US7967993B2 (en) | 2008-07-25 | 2011-06-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing magnetic recording medium |
US7993536B2 (en) | 2008-12-12 | 2011-08-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing magnetic recording medium |
US8012361B2 (en) | 2009-02-20 | 2011-09-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing magnetic recording medium |
US8017023B2 (en) | 2008-08-22 | 2011-09-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing magnetic recording medium and magnetic recording medium |
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US8057689B2 (en) | 2009-02-20 | 2011-11-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing magnetic recording medium |
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-
1989
- 1989-02-06 JP JP1027227A patent/JPH0787053B2/ja not_active Expired - Lifetime
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