JPH0281048A - パターン形成方法及びその材料 - 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、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体製造工程、表面弾性
波素子の製造工程あるいはＥＬ素子の製造工程等におい
て利用できるパターン形成方法及びその材料に関する。

［従来の技術］ 例えば、ＩＣやＬＳＩ等の半導体集積回路あるいは表面
弾性波素子等の応用が進むにつれて、これらの製造工程
中に用いられる電極パターンの線幅の微細化も進み、近
年においてはいわゆるサブミクロン（例えば、０．３〜
０．８μｍ）領域の電極パターンも形成されるようにな
ってきている。

この３上うな、すブミク１コン領域のｔａ′に４Ｂ　／
　＜ターンを形成するには、通常、電子線露光装置ある
いは縮小投影露光装置等の微細パターン露光手段を用い
るとともに、ウニ・ントｊニツナングあるいはドライエ
ツナング等のエツチング手段を用いる方法が採用される
。

具体的には、例えは、縮小投影露光装置を用い、ウェッ
トエツチングによりアルミニウムの電極パターンを形成
するには以Ｆのようにして行っていた。

まず、精密研摩した石英ガラス、半導体ウェハーもしく
は圧電体ウェハー（水晶）からなる基板表面にスパッタ
リング法や蒸着法等の成膜法によって電極材となるアル
ミニウム薄膜（パターン形成膜）を形成する。

次に、このアルミニウム薄膜上に、ポジをあるいはネガ
型のフォｌ＝レジス［〜をスピンコード法により塗イ１
ｊする。

次いで、縮小投影露光装置を用いて前記フォトレジスト
に所望の微細パターンの露光を行う。

その後、前記露光済みのフォト・レジストを場１象し、
ポジ型レジストの場合には被露光部分を、また、ネカ型
レンズ１〜の場合には未露光部分をそれぞれ除去してレ
ジストパターンを形成する。

しかる後、前記レジストパターンが形成された基板にウ
ェブ［・エツチング処理を施し、前記アルミニウム薄膜
に前記レジストパターンに対応した微細パターンを形成
し、残留するレジス［−を除去して電極パターンの形成
を終了する。

ところで、上述の電極パターン幅がサブミクロン領域に
及ぶ場合は、前記露光工程において生ずるいわゆるスタ
ンディングｒ’７エーブ（Ｓｔａｎｄｉｎｇ　　Ｗａｖ
ｅ）が問題となる。このスタンディングウェーブとは、
以下の現象である。すなわち、前記露光の際に露光のた
めの光が前記フォトレジストに照射されたとき、この露
光のための光が前記アルミニウム薄膜で反射される。こ
の反射された光と前記露光のための光とが干渉しあい、
定在波が生ずる。これにより、前記境界部分が波打つ曲
面状に形成される。したがって、これを現１象した場合
、得らｈたレジストパターンの厚さ方向の側面が凸凹に
形成される。

第２図はこの様子を示すもので、レジス［・パターンが
形成された段階の基板の一部破断断面図である。なお、
図において、符号１が基板、符号２が該基板１の上に形
成されたパターン形成膜、符号３かレジストパターンで
あり、図示のように、レジス［・パターン３の側面部３
ａが波打つ曲面状に形成されている。

したがって、この状態でエツチングすると、所望の微細
パターンに忠実なパターンを得ることができない。

そこで、従来は、前記露光工程の後に、所定の条件での
加熱処理を含むボストエクスポージャーベイク（Ｐｏｓ
ｔ　　Ｅｘｐｏｓｕｒｅ　　Ｂａｋｅ、以１’ＰＥＢと
略称する）法によって、前記スタンディングウェーブ現
象を緩和する方法がとられている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、前記スタンディングウェーブの状態は、レジ
スト−膜の材料、パターン形成ｊ模（前記電極材料）の
材質等の条件に依存して著しく異なる。

したがって、これら各条件に合わせて前記ＰＥＢ法によ
る処理条件を最適な条件としなければならない。このた
め、従来のパターン形成方法は、レジスト膜の材料、あ
るいは、パターン形成膜（前記電極材料）の材質等を変
える度に、前記ＰＥＢ法の最適条件を求めるという繁雑
な作業が必要であった。

本発明は、上記背景のもとになされたものであり、前記
ＰＥＢ法を用いることなく常に所望の微細パターンを正
確に形成できるパターン形成方法及びその材料を提供す
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、基板表面に形成したパターン形成膜（第１の
膜）の上に、該パターン形成膜に比較して光に対する反
射率が小さい膜（第２の膜）を形成し、次に、この膜の
上にレジスト膜を形成し、次いで、露光、現像を行って
、レジストパターンを形成し、その後、エツチングを行
って順次前記第２の膜及び第１の膜に前記レジストパタ
ーンに対応した微細パターンを形成していく構成、及び
、基板表面に形成されたパターン形成膜（第１の膜）の
上に、該パターン形成膜に比較して光に対する反射率が
小さい膜（第２の膜）が形成されてなる構成を有する。

なお、前記工程において、エツチングによって前記第２
の膜及び第１の膜にパターンを形成していく手順は、以
下の態様が含まれる。

すなわち、前記レジストパターンをマスクとして前記第
２の膜にエツチングを施してパターンを形成した後、該
第２の膜上に残留しているレジストパターンをただちに
除去し、次に、前記第２の膜をマスクにして前記第１の
膜にエツチングを施すことにより該第１の膜にパターン
を形成するようにしてもよいし、また、前記第２の膜に
パターンを形成した後、前記レジストパターンを残留さ
せたままの状態でエツチングを行って、前記第１の膜に
パターンを形成するようにしてもよい。

また、前記第１の膜に所望のパターンが形成されたら、
必要に応じ、適宜、該第１の膜上に残留する第２の膜あ
るいはレジストを除去することは勿論である。

［作用］ 前記構成において、前記レジスト膜の露光の際、この露
光のための光の一部が前記レジスト膜を透過して前記第
２の膜に到達する。しかし、前記第２の膜の反射率が前
記第１の膜に比較して小さい。

このため、従来のように、第２の膜がない状態で露光し
た場合に比較して膜の表面から反射される反射光の強度
が小さくなる。したがって、この反射光と露光のための
光との干渉によって生ずるスタンディングウェーブを小
さく押さえることができる。これにより、従来のような
ＰＥＢ法による処理を省略することを可能にする。

［実施例］ 第１図は、本発明の一実施例にかかるパターン形成方法
を説明するための図である。

以下、第１図を参照にしながら、本発明の一実施例にか
かるパターン形成方法及びその材料を説明する。

第１図■に示されるように、まず、圧電結晶（水晶）の
ウェハー（Ｗａｆｅｒ＞を所定寸法（例えば、３×３イ
ンチ、厚さ０．５ｍｍ）に加工し、この両面を精密加工
して基板１１を形成し、一方の表面にスパッタリング法
により高い反射率を有する遮光性電極膜２１（例えば、
Ｃｕを４％含むＡＩからなる膜：波長４３６ｎｍの光に
対する反射率が９３％である。）を厚さｉ　ｏｏｏオン
グストロームになるように形成する。

次に、第１図■に示されるように、前記遮光性電極膜２
１の上に、同じくスパッタリング法により、低反射率を
有する遮光性膜２２（例えば、Ｃｒからなる膜；波長４
３６ｎｍの光に対する反射率が４２％である。）を厚さ
ｉ　ｏｏｏオングストロームになるように形成する。な
お、これら遮光性電極膜２１及び遮光性膜２２は、本発
明における第１の膜及び第２の膜をそれぞれ構成するも
のである。

次に、第１図■に示されるように、前記遮光性１模２２
の上に、ポジ型フォ］〜レジスト３１（例えば、シブレ
イ・ファーイースト社製のＭ））−１３５０）をスピン
コード法により６０００オングストロームの厚さに形成
する。

次に、縮小投影露光装置を用い、これに所望の微細パタ
ーンが形成されたレティクルをセットして前記フォトレ
ジスト３１に所望の微細パターンの露光を施す。なおこ
の場合の露光に用いられる光の波長は４３６ｎｍである
。

次に、前記露光済みのレジスト３１を、所定の現像液（
例えば、前記ＭＰ−１３５０の専用液）により所定の時
間（例えば、６０秒）だけ現像する。

これにより、第１図■に示されるように、レジストパタ
ーン３１ａが形成される。

次に、前記遮光性膜２２（ＣｒＪ模）にエツチング処理
（本発明における第１のエツチング）を施す。この場合
のエツチング条件は、以下の通りである。

エツチング液 硝酸第２セリウムアンモニウム１６５ｇと過塩素酸（７
０％）４２ｍＪ）に純水を加えて１０００ｒｒｌにした
溶液 エツチング時間 ｊ）０秒 これにより、第１図■に示されるように、前記遮光性Ｉ
Ｉ！２２による微細パターン２２．’ｌが形成される。

次に、ｎｔｆ記遮光性電極膜２　］−（Ａ　Ｉ−Ｃ＋、
＋４％）にエツチング処理（本発明における第２のエツ
チング′）を施す。このエッチンク°条件は以下の通り
である。

エツチング液 リン酸 エツチング時間 ６０秒 工・ソチング温度 ４０℃ これにより、第１図■に示されるように、１１１ｆ記遮
光性電極膜２１による微細パターン２１−ａが形成され
る。

次に、前記遮光性膜２２によるパターン２２ａ上に残留
するレジストパターン３１２１をアセトンによって除去
する。

しかる後、前記遮光性膜２２による微細パターン２２ａ
を、該遮光性膜２２をエツチングし７丁：ときに用いた
エツチング液と同じエツチング液（リン酸）を用いて除
去する。

これにより、第１図■に示されるように、前記基板１１
に前記遮光性電極膜２１による微細パターン２１ａが形
成された表面弾性波素子が得られる。

なお、前記工程において、第１図■に示されるように、
前記基板１１．の上に高反η・１率を有する遮光性電極
膜２１を形成し、さらに、この遮光性電極膜２１の上に
低反射率を有する遮光性膜２２を形成した材料を、あら
かじめｆｆ＋意しておけば、前記工程の一部を省略する
ことができ、パターン形成を能率的に行うことができる
。

上述の一実施例によれば、曲記しジスｌ−膜３１の露光
の際、この露光のための光（波長；４３６％ｍ）の一部
が前記レジスト膜３１−を透過して前記遮光性膜２２（
第２の膜）に到達する。しかし、この遮光性ｊ模２２の
前記露光のための光に対する反射率か４２％であって、
前記第１の膜の反射率（９３％）に比軸して著しく小さ
い。このため、従来のように、前記遮光性膜２２（第２
の膜）がない状態で露光した場合に１ヒ較して膜の表面
から反射される反射光の強度が著しく小さくなる。した
かつて、この反射光と露光のための光との干渉によって
生ずるスタンディングウェーブを著しく小さく押さえる
ことができ、これにより、ＰＥＢ法による処理を省略す
ることを可能にする。

なお、前記一実施例では、高反射率を存する第１の膜と
し−ζ、遮光性電極膜２２　（Ａ　Ｉ　−Ｃ１４４％）
を用いる例を示したが、これは、例えば、Ａ）単独で構
成される材料を用いてもよい。

また、前記低反射率を有する第２の膜としては、前記一
実施例で示した例のほかに、例えば、モリブデンケイ化
物あるいはクロ１、酸化物で構成される膜を用いてもよ
い。

また、前記一実施例では、前記第２の膜」二にレジスト
膜を残留させた状態で第１の膜のエツチングを行う例を
掲げ得たが、これは、前記第２の膜にエツチングを施し
てパターンを形成した後、該第２の膜上に残留している
レジス１〜をただちに除去し、次に、前記第２の膜をマ
スクにして前記第１のｊ漠にエツチングを施すことによ
り該第１の１漠にパターンを形成するようにしてもよい
９［発明の効果］ 以上、詳述したように、本発明は、基板表面に形成した
パターン形成膜（第１の膜）の上に、該パターン形成膜
に比恢して光に対する反射率か小さい膜（第２の膜）を
形成し、次に、この膜の上にレジスト膜を形成し、次い
で、露光、現像を行って、レジストパターンを形成し、
その後、エツチングを行って順次前記第２の膜及び第１
の膜に前記レジストパターンに対応した微細パターンを
形成していく構成としたことにより、露光の際に生ずる
スタンディングウェーブを著しく小さく押さえることを
可能にしている。

それゆえ、従来のように、パターン形成の工程において
ＰＥＢ法を施す必要がなくなり、したがって、異なるパ
ターン形成の度に必要であったＰＥＢ法の最適条件を求
めるという繁雑な作業を不要にし、種々のパターンを迅
速かつ精度よく形成することが可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかるパターン形成方法を
説明するための図、第２図はスタンディングウェーブの
影響を説明するための図である。 １１・・・基板、２１・・・第１の膜を構成する遮光性
電極膜、２１ａ・・・遮光性電極膜によるパターン、２
２・・・第２の膜を構成する遮光性膜、２２ａ・・・遮
光性１摸によるパターン、３１・・・フオトレジスｔ−
１模、３１ａ・・・レジス）・パターン。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に膜を形成して該膜にフォトエッチングに
   よって微細パターンを形成するパターン形成方法におい
   て、 前記基板上に第１の膜を形成し、 次に、前記第１の膜上に該第１の膜に比較して光に対す
   る反射率の小さい第２の膜を形成し、次に、前記第２の
   膜上にレジスト膜を形成し、次に、前記レジスト膜に微
   細パターンの露光を施し、 次に、前記レジスト膜を現像し、 次に、前記現像済みのレジスト膜をマスクとして第１の
   エッチング処理をおこなって前記第２の膜に前記微細パ
   ターンに対応する微細パターンを形成し、 次に、第２のエッチング処理を行って前記第１の膜に前
   記微細パターンに対応する微細パターンを形成すること
   を特徴としたパターン形成方法。
2. （２）請求項（１）記載のパターン形成方法に用いる材
   料であって、 基板上に第１の膜が形成され、 この第１の膜上に該第１の膜に比較して光に対する反射
   率の小さい第２の膜が形成されてなる材料。