JPH04180228A - パタン形成方法 - 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） この発明は、リフトオフ法を用いたパタン形成方法に関
するものである。

（従来の技術） パターニングしようとする材料（被パターニング材と称
する。）がエツチングが難しい材質である場合、また工
程の都合上エツチング技術を使用したくない場合等の被
パターニング材のパタンを形成する方法として、リフト
オフ法が用いられる。

リフトオフ法を一用いた従来のパタン形成方法について
、半導体基板等の下地上に配線パタンを形成する例によ
り、説明する。

菓４図（Ａ）〜（Ｄ）は、その説明に供する図であり、
パタン形成工程中の主な工程における試料の様子を概略
的な断面図により示した工゛程図である。

先ず、下地としての例えば半導体基板１１上全面にリフ
トオフ用パタン形成材として例えばレジスト１３か公知
の方法により塗布される（第４図（Ａ））。

次に、このレジスト１３か選択的に露光され、その後こ
のレジスト］３が現像されて、基板１１上にリフトオフ
用パタン１３ａが形成される（第４図（Ｂ））。周知の
通り、このリフトオフ用パタン１３ａは、基板１１の配
線形成予定領域を露出するパタンとなっている。

次に、この基板１１上全面に蒸着法等の好適な方法によ
り被パターニング材として所望の配線素材の薄膜１５が
形成される（第４図（Ｃ））。

次に、薄膜１５形成済みの下地がリフトオフ用パタンの
溶解液この場合レジスト溶解液中に浸漬され、レジスト
パタン１３ａか除去されこの際同時に配線素材の薄膜］
５の、レジストパタシ］３ａ上の部分が除去される（リ
フトオンされる）。

この結果、基板１１の配線形成予定領域上のみに配線素
材の薄膜１５が残存し、所望の配線パタン１５ａが形成
される（第４図（Ｄ））。

第４図を用いて説明したパタン形成工程では、配線素材
の薄膜１５は、第４図（Ｃ）に示すように、リフトオフ
用パタン１３ａの側壁部分て不連続な（段切れになった
）、リフトオフには理想的な状態に形成されたものとし
て説明した。しかし、笑際の工程では、配線素材の薄膜
１５は、第５図に示すように、基板１１上の部分とリフ
トオフ用パタン１３ａ上の部分が連続しでいる状態の薄
膜となることが多く、リフトオフ用パタン１３ａは薄膜
１５により覆われることか多い。そしてこの場合、リフ
トオフ用パタン１３ａの溶解液は薄膜１５の薄い部分（
例えばリフトオ）用パタンの側壁上の薄膜部分１５Ｘ）
等から当該パタン１３ａへ侵入することとなるため、薄
膜１５が不連続な場合（第４図（Ｃ）の場合）に比べ、
リフトオフ用パタン１３ａの溶解具合は著しく遅くなり
、よってリフトオフを困難なものとしていた。

従ってこれを回避するために、試料をリフトオフ用パタ
ン溶解液中に浸漬させた状態で試料に超音波振Ｇを加え
薄膜１５の一部を粉砕しリフトオフを容易にする方法が
採られていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、超音波を印加しなからリフトオンした場
合被パターニング材のリフトオフされた部分はリフトオ
フ用パタンの溶解液中を漂うので下地に再付着し易いと
いう問題点があった。勿論、この問題は、超音波を印加
せずリフトオフする場合にもその程度は少いにしろ発生
する。

被パターニング材のリフトオンされた部分が下地に再付
着した場合、再付着物が例えば配線クズであれば回路の
ショート・誤動作の原因になりその他の材質の場合も回
路の汚染等となるため、再付着が生しないような改善が
望まれていた。

この発明はこのような点に鑑みなされたものであり、従
ってこの発明の目的は、被パターニング材のリフトオフ
された部分が下地に再付着することを防止出来るパタン
形成方法ヲ擾供することにある。

（課題を解決するための手段） この目的の達成を図るため、この発明によれば、下地上
にリフトオフ用パタンを形成し、該リフトオフ用パタン
形成済みの下地上に被パターニング材の薄膜を形成し、
該薄膜形成済み下地をリフトオフ用パタンの溶解液中に
浸漬して当該下地から前記リフトオフ用パタン及び該パ
タン上の被パターニング材部分を除去し、前記下地上に
前記被パターニグ材のパタンを形成する方法において、 以下の、■、■及び＠の工程の少なくとも１つの工程中
で、当該下地に強磁性体を被着させ、強磁性体被着済み
前記下地をリフトオフ用パタン溶解液中に浸漬しでリフ
トオフ用パタン及び該パタン上の被パターニング材部分
を除去することを、磁場を印加した状態で行なうことを
特徴とする。

■・・・リフトオフ用パタン形成後であって被バターニ
ング材の薄膜形成前の工程。

■・・・被バターニング材の薄膜を形成する工程。

■被パターニング材の薄膜形成後であって該薄膜形成済
みの下地をリフトオフ用の溶解液中に浸漬する前の工程
。

なお、この発明の実施に当り、強磁性体の被着を上記■
〜＠の工程のいずれの工程で行なうかについては、形成
するパタンの使用のされ方等を考慮し決定すれば良い０
例えば、パタン形成後に強磁性体を除去する必要がある
場合は、強磁性体を被パターニング材より下側に設けた
り被バターニング材中に含まれるように設けたのでは、
その除去が困難になるので、上述の＠の工程で強磁性体
を下地に設けるのが良いと決定する。このような判断基
準で適正な工程で下地に強磁性体を被着させる。勿論設
計によっては、強磁性体は複数の工程で下地に付着させ
ても良い。

また、ここで強磁性体とは、磁石に吸引される種々のも
のをいい、鉄、コバルト、ニッケル等をはじめ従来から
知られている種々のものざらには今後知られるであろう
ｆＩ）？のちのをいう。

また、磁場を印加する具体的な方法としては、例えば磁
石をリフトオフ用パタンの溶解液中に若しくは溶解液の
容器の外壁近傍に予め設置しておく方法またはリフトオ
フ時のみ設置する方法等が考えられる。いずれの方法を
用いるかは、設計に応じ決定すれば良い、ここで、磁石
とは、永久磁石、電磁石を含む。

また、磁場を印加するタイミングは、リフトオフを行な
う全期間中でも良く、また、この発明の目的が達成出来
ればリフトオフ期間中の一部の期間でも良い。

また、リフトオフ用パタンか形成される下地とは、半導
体基板、半導体素子が作り込まれた半導体基板は勿論の
こと、半導体分野に限らずリフトオフ法によりパタン形
成される広く下地を意味する。

（作用） この発明の構成によれば、被パターニング材の、リフト
オフにより下地から剥離された部分は、これに強磁性体
が被着させであるため磁場の作用により例えば磁石側に
引かれるので特定領域に集合することとなりリフトオフ
用パタンの溶解液中に浮遊することがなくなる。

（実施例） 以下、図面を参照してこの発明のパタン形成方法の実施
例について説明する。なお、説明に用いる各図は、この
発明を理解出来る程度に各構成成分の形状、寸法、配置
１１１ｆＪ係ヲ概略的に示しである。

１上天蔑に はしぬに、第１図（Ａ）〜（Ｅ）及び第２図を参照して
第１実施例の説明を行なう、ここで、第１図（Ａ）〜（
Ｅ）はパタン形成工程中の主な工程での試料の様子を断
面図により示した工程図、第２図は第１英施例における
磁場の印加方法の説明に供する図である。

先ず、下地としての例えばシリコン基板、ＧａＡｓ基板
等の半導体基板１］上に、リフトオフ用パタンとして例
えばレジストパタン１３ａ％従来公知の方法により形成
する（第１図（Ａ））、この実施例では、レジストとし
て、シブレー社製のレジスト（商品名「マイクロポジ・
ント１４００」）を用いている。

次に、リフトオフ用パタン１３ａ形成済みの下地１１上
全面に被パターニング材として例えばＡｕ、Ａβ、Ｔｉ
等の配線素材の薄膜１５を従来公知の方法により形成す
る（第１図（Ｂ））。

次に、配線素材の薄膜１５形成済みの下地上全面に、強
磁性体２１を被着させる（第１図（Ｃ））。

なお、強磁性体の被着は、用いる強磁性体の材質を考慮
した適切な方法で行なえば良い。強磁性体をコバルト、
鉄、ニッケル等とする場合その被着は、例えば蒸着法、
スパッタ法等の方法で行なうことが出来る。また、被着
させる強磁性体１５は一種類に限られず設計によっては
複数ｌ！類としても良い、また、この実施例では、被バ
ターニング材の薄膜１５形成後にこの薄膜上に強磁性体
２１を被１！させているが、設計によっては、リフトオ
フ用パタン形成後で被パターング材の薄膜形成前に、若
しくは、被パターニング材の薄膜形成と同時に、または
、これらの工程の複数の工程で、強磁性体を下地に被着
させでも良い。

次に、強磁性体２１被着済みの下地を、リフトオフ用パ
タン溶解液（この場合はレジストパタン溶解するための
例えばアセトン）中に浸漬してリフトオフ用パタン１３
ａ及び該パタン１３ａ上の被パターニング材部分を除去
する。この際、この発明では磁場を印加するが、この第
１寅施例では磁場を以下、第２図を用いて説明する方法
により印加する。

第２図に示すように、アセトン３１を入れた容器（例え
ばビー力）３３中に強磁性体被着済みの下地３５を浸漬
する。この容器３３の下方には容器外壁に近接させて磁
石３７を配冨しである。

この状態においては、下地３５のリフトオフ用パタン（
レジストパタン）１３ａはアセトンにより溶解するため
、第１図（Ｄ）に示すように、リフトオフ用パタン１３
ａ上の被パターニング材部分も下地から剥離し被パター
ニング材は下地１１のパタン形成領域上にのみ残る。一
方、被パターニング材のリフトオンされた部分３９（第
２図参照、以下、配線クズ３９と称することもある。）
は、これに強磁性体が被着されているため、磁石３７側
に引かれ容器３３の底部に半固定される。

従って、配線クズ３９がアセトン中を浮遊することが防
止でき、よって、配線パタン形成済みの下地に配線クズ
が再付着することを防止出来る。

次に、リフトオフの終了した試料（第１図ＣＤ）のもの
）から不要になった強磁性体を除去する。強磁性体２１
の除去は、配線パタン１５ａが例えばＡｕで構成されて
いる場合て強磁性体がＦｅ、Ｎｉ等で構成されでいる場
合であれば、フッ酸または塩酸を用いることで行なえる
。この処理が終了すると、第１図（Ｅ）に示すように下
地１１上に所望の配線パタン１５ａが形成される。

なお、上述の実施例ではリフトオフ終了後に強磁性体２
１を除去していたが、特に支障かなければ強＠牲体をそ
のまま残しておいても勿論良い。

上述の第１実施例の方法を用い、配線素材壱Ｔ１とし強
磁性体をＮ１として半導体基板上に配線パタンそ形成し
たところ、半導体基板上にＮ１クズ及びＴ１クズが再付
着することなくこの基板上にＮｉ／Ｔｉ（Ｔｉが下層）
の積層体パタンか形成出来た。

１１叉蓬に 上述の第１笑施例では、リフトオフ用パタンの溶解液３
］を入れた容器３３の外部に磁石３７を設冒していたが
、容器３３内部に磁石３７を投雪した場合にもこの発明
の効果を得ることが出来る。

第２笑施例ではこの方法を実施する。第３図はその一例
の説明に供する図であり、２つの磁石３７を容器３３内
に互いが対向するように設冒した例である。

下地１１上へのリフトオフ用パタン１３ａの形成、被パ
ターニング材の薄膜１５の形成及び強磁性体２１の被＠
を第１寅施例と同様な手順で行なった後、この試料を第
３図に示したような容器３３中に浸漬する。第３図に示
すように、試料３５は磁石３７の間になるように溶解液
３１中に浸漬するのが好適である。配線クズ３９はこれ
ら磁石３７に直接に半固定される。

上述においては、この発明のパタン形成方法の実施例に
ついて説明したが、この発明は上述の実施例に限られる
ものではない。

例えば、上述の実施例ではリフトオフ用パタンの形成材
をレジストとしていたが他の材料でも勿論良い。

また、上述の実施例では配線パタンを形成する例であっ
たが、配線パタン以外のパタン形成にもこの発明が適用
出来ることは明らかである。

また、被パターニング材がそもそも強磁性を有する場合
は、強磁性体の被着を省略出来る。

（発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、この発明のパタン
形成方法によれば、リフトオフ法によりバターニングさ
れる被バターニング材に強磁性体を被着させることによ
つ強磁性を付与し、かつ、リフトオフを磁場を印加した
状態で行なうので、被バターニング材の、リフトオフに
より下地から剥離された部分は、磁場の作用により例え
ば磁石側に引かれ特定領域に集合することとなる。この
ため、被バターニング材の、リフトオフにより下地から
剥離された部分がリフトオフ用パタンの溶解液中に浮遊
することがなくなるので、これが下地に再付着すること
を防止出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｅ）は、実施例の説明に供する工程図
、 第２図は、第１寅施例の説明に供する図、第３図は、第
２寅施例の説明に供する図、第４図（Ａ）〜（Ｄ）及び
第５図は、従来技術の説明に供する図である。 １１・・・下地（例えば半導体基板） １３・・・リフトオフ用パタン形成材（例えばレジスト
） １３ａ・・・リフトオフ用パタン（例えばレジストパタ
ン） １５・・・被バターニング材の薄膜 １５ａ・・・被バターニング材のパタン１５ｘ・・・薄
膜の薄い部分、２１・・・強磁性体３１・・・リフトオ
フ用パタンの溶解液（例えばアセトン） ３３・・・容器 ３５・・・強磁性体被着済みの下地 ３７・・・磁石 ３９・・・被バターニング材のリフトオフされた部分（
例えば配線クズ）。 特許出頼人　　　沖電気工業株式会社 ３ａ １５　　被バターニング材の薄膜（例えば配線素材の薄
膜）２１・強磁性体 実施例の説明に供する工程図 第１図 １５ａ被バターニング材のパタン 実施例の説明に供する工程図 第１図 ３１１ノフトオフ用パタンの溶解液（例えばアセトン）
３９　　被バターニング材のり７１〜オフされた部分（
例えば配線クズ）第２図 第２笑施例の説明に供する図 第３図 １３　　リフトオフ用パタン形成材（例えばレジスト）
従来技術の説明に供する図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）下地上にリフトオフ用パタンを形成し、該リフト
   オフ用パタン形成済みの下地上に被パターニング材の薄
   膜を形成し、該薄膜形成済み下地をリフトオフ用パタン
   の溶解液中に浸漬して当該下地から前記リフトオフ用パ
   タン及び該パタン上の被パターニング材部分を除去し、
   前記下地上に前記被パターニグ材のパタンを形成する方
   法において、 以下の、［ａ］、［ｂ］及び［ｃ］の工程の少なくとも
   １つの工程中で、当該下地に強磁性体を被着させ、強磁
   性体被着済み前記下地をリフトオフ用パタン溶解液中に
   浸漬してリフトオフ用パタン及び該パタン上の被パター
   ニング材部分を除去することを、磁場を印加した状態で
   行なうこと を特徴とするパタン形成方法。 ［ａ］・・・リフトオフ用パタン形成後であって被パタ
   ーニング材の薄膜形成前の工程。 ［ｂ］・・・被パターニング材の薄膜を形成する工程。 ［ｃ］被パターニング材の薄膜形成前であって該薄膜形
   成済みの下地をリフトオフ用の溶解 液中に浸漬する前の工程。