JPH07227687A

JPH07227687A - レーザ加工用誘電体マスクとその製造方法

Info

Publication number: JPH07227687A
Application number: JP2230294A
Authority: JP
Inventors: Kyoko Amamiya; 恭子雨宮; Takao Terabayashi; 隆夫寺林; Hidemi Sato; 秀己佐藤; Hideo Togawa; 英男外川
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-02-21
Filing date: 1994-02-21
Publication date: 1995-08-29
Anticipated expiration: 2016-11-26
Also published as: JP3232853B2

Abstract

(57)【要約】【目的】リフトオフ法により高いパターン精度を有する
レーザ加工用誘電体マスクを製造する方法、及びこの方
法により製造されたレーザ加工用誘電体マスクを提供す
ること。【構成】使用する波長のレーザ光を透過する基板上に、
ポリイミド系の材料をパターンを成して形成することに
よりリフトオフ層を形成した後、誘電体多層膜を成膜す
る。その後、リフトオフ層と共にリフトオフ層上の誘電
体多層膜を除去することにより、レーザ加工用誘電体マ
スクを製造する。【効果】パターン精度が良好で、レーザ耐性の高い誘電
体マスクを、安価で容易に製造することが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ加工用マスクに
係り、特に、パターン精度が良好でレーザ耐性の高い誘
電体マスク及びその製造法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エキシマレーザのような高い光子エネル
ギをもったレーザを使って、ガラス、金属、有機物等を
除去する加工方法がある。最近この方法を回路基板の有
機絶縁材料の除去加工に適用する動きが盛んであり、こ
れには、プロセスが短くて済むマスク転写法が有望であ
る。マスク転写法は、レーザ光を透過する部分と遮断す
る部分がパターン形成されたマスクを、投影レンズを挾
んで被加工物と対向させて置き、レーザ光が透過した部
分のパターンを被加工物に転写して材料面を加工する方
法である。

【０００３】このマスク転写法に用いるマスクとして
は、従来よりＣｒ等の金属マスクや、ガラス基板表面に
Ａｌ薄膜を形成したものが使用されているが、Ｃｒマス
クはエキシマレーザ光を数１０％吸収するため、使用中
に温度が上昇し、溶融することから実用的ではない。ま
た、Ａｌ薄膜はエキシマレーザ光を９０％以上反射する
ため良好なマスク材と思われるが、表面が傷つきやすく
これによりレーザ耐性が急激に悪化する。

【０００４】これに対し、特開平２−２５２８９号にあ
る様に、ガラス基板表面に誘電体多層膜を積層しパター
ンを形成した誘電体マスクがある。これは、高屈折率誘
電体膜と低屈折率誘電体膜を光学的膜厚がレーザ波長の
１／４になる厚さで交互に積層することによりレーザ光
を反射させる干渉フィルタで、レーザ耐性が高く、レー
ザ加工用マスクとして非常に有効である。誘電体材料と
しては、エキシマレーザの波長域で透過性の性質を持つ
ものに限られ、一般に弗化物（ＬｉＦ，ＮａＦ，ＭｇＦ
₂他）や酸化物（ＳｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃，ＨｆＯ₂他）が用
いられるが、これらは加工の容易な材料ではない。ま
た、誘電体多層膜の層数は、高屈折率材と低屈折率材の
組合せや必要な反射率によって異なり、全膜厚は約０．
５μｍから厚いものでは３μｍ程度になる。

【０００５】一般にこのような難加工材のパターン形成
法として、イオンミリング法がある。イオンミリング法
は、誘電体多層膜の表面に所望のパターンのレジストを
形成し、加速したイオンシャワーを照射してレジストの
開口部を通して下の誘電体多層膜を除去し、所望のパタ
ーンを有する誘電体マスクを得るものである。この方法
によれば微細なパターン形成が可能であるが、イオンミ
リング装置が一般に高価であることと、イオン源口径上
の制約から大面積加工が難しいという問題がある。

【０００６】もう一つのパターン形成法としてリフトオ
フ法がある。リフトオフ法は、まず基板表面に所望のパ
ターンとは反転したパターンを持つリフトオフ層を形成
した後に、その上に誘電体多層膜を形成し、次に、リフ
トオフ層をその上に形成された誘電体多層膜とともにウ
エットエッチングで除去することにより、所望のパター
ンを有する誘電体マスクを得る方法である。

【０００７】一般のリフトオフ法は、特開平１−１１８
１３４にあるように、リフトオフ層材料として、感光性
有機材料を使用している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】一般の半導体プロセス
のリフトオフ法では、リフトオフ層として感光性有機材
料であるフォトレジストを用いるが、一般のフォトレジ
ストは熱により変形や変質が起こるため基板温度８０℃
程度で成膜を行なうことが多い。これに対し、誘電体多
層膜の成膜は蒸着法等で行われるが、密着性が良く欠陥
も少ないレーザ耐性の高い誘電体多層膜を得るために、
成膜時に基板を高温(２００℃〜４００℃)にする必要が
あるため、通常使用されるフォトレジストをリフトオフ
層として使用することができないという問題がある。

【０００９】高温でも安定な材料として、金属膜、例え
ばＡｌ，Ｃｒ等をリフトオフ層として使用することがで
きる。しかし、リフトオフ法のプロセスにおいては、必
要とする誘電体多層膜の全膜厚の１．５倍程度以上の膜
厚をもつリフトオフ層を形成する必要があり、これらの
金属膜を数μｍの厚さに成膜すると、形成した膜の応力
が大きくなって、基板に反りが生じたり、形成した膜に
クラックが生じる、膜が基板から剥がれるなどの問題が
発生しやすくなる。

【００１０】また、数μｍの厚さのＡｌ膜、Ｃｒ膜等に
パターンを形成する方法も限られている。まず基板に金
属膜を成膜し、その上にフォトレジストを塗布、露光現
像してパターン形成し、レジストの開口部の金属膜のみ
をウエットエッチングし金属膜にパターン形成するとい
う方法が容易であるが、数μｍ厚さの金属膜をウエット
エッチングすると、サイドエッチング量も大きくなり、
パターン精度が劣化するという問題がある。

【００１１】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決し、リフトオフ法により高いパターン精度を有するレ
ーザ加工用誘電体マスクを製造する方法、及びこの方法
により製造されたレーザ加工用誘電体マスクを提供する
ことに有る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、リフトオフ材料としてポリイミド系の材料を使用
する製造法を考案した。

【００１３】まず、ポリイミド材料は、誘電体多層膜成
膜時の２００℃以上の高温下で安定であり、厚さ数μｍ
に形成可能なものが多く、その高精度なパターン加工も
ドライエッチング等により容易に可能である。また、リ
フトオフは、エッチング液として極性溶剤もしくはアル
カリ性のエッチング液を用いることにより容易に達成で
きる。これにより、膜厚の厚い誘電体多層膜に対して
も、パターン精度が良好でレーザ耐性の高い誘電体マス
クを極めて容易に得ることができる。以下に本発明の製
造法を更に詳しく述べる。

【００１４】本発明の製造法は、リフトオフ層のパタ−
ン形成法により３つに分けることができる。

【００１５】第１の方法は、リフトオフ層上に金属膜を
パタ−ンを成して形成し、これをマスクとして酸素等の
反応性ガスによりドライエッチングを行なってリフトオ
フ層にパタ−ンを形成する方法である。以下、図１を用
いて本方法を説明する。

【００１６】図１において、１は使用レ−ザ光を透過す
るガラス基板、２は保護膜、３はリフトオフ層、４は金
属膜、５はフォトレジスト、６は誘電体多層膜を意味す
る。

【００１７】ガラス基板１として光学研磨した石英ガラ
スを用い、（ａ）その表面に金属膜を成膜して保護膜２
とする。この保護膜は基板１がその後の工程でダメ−ジ
を受ける場合に必要に応じて成膜するものとする。次
に、（ｂ）リフトオフ層３をポリイミド材料を用いて形
成する。次いで、（ｃ）その表面に金属膜４を形成す
る。次いで、（ｄ）金属膜４の上にフォトレジスト５を
塗布・加熱により形成後、（ｅ）露光・現像してパター
ニングする。次に、（ｆ）基板を金属膜４のエッチング
液に浸漬し、フォトレジスト５の開口部の金属膜４をエ
ッチングした後、フォトレジスト５を除去する。次い
で、（ｇ）酸素プラズマによるドライエッチングによ
り、金属膜４の開口部のリフトオフ層３を加工する。こ
の後、（ｈ）再度金属膜４のエッチング液に浸漬しリフ
トオフ層３の上の金属膜４を除去後、基板を保護膜２の
エッチング液に浸漬し、リフトオフ層３の開口部の保護
膜２を除去する。

【００１８】（ｉ）この表面にＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｈ
ｆＯ₂、ＹＦ₃、ＭｇＦ₂、ＬａＦ₃、ＴｈＦ₄等の誘電体
のうち屈折率の異なる２種類の材料を交互に数層〜数十
層成膜し、全膜厚０．５μｍ〜３μｍの誘電体多層膜６
を形成する。最後に、（ｊ）基板をリフトオフ層３を侵
食する液体に浸漬し、リフトオフ層３とともにその上の
誘電体多層膜を除去し、さらに保護膜２をエッチングに
より除去して所望の誘電体マスクが完成する。

【００１９】第２の方法は、リフトオフ層上にドライエ
ッチング耐性を有するレジスト、例えば有機ケイ素系の
レジストをパタ−ンを成して形成し、これをマスクとし
て酸素等のガスを用いたドライエッチングを行なってリ
フトオフ層にパタ−ンを形成する方法である。この方法
を図２を用いて説明する。

【００２０】図２において、１は使用レ−ザ光を透過す
るガラス基板、３はリフトオフ層、５はドライエッチン
グ耐性を有するフォトレジスト、６は誘電体多層膜を意
味する。

【００２１】ガラス基板１として光学研磨した石英ガラ
スを用い、（ａ）その表面にリフトオフ層３をポリイミ
ド系材料を用いて形成する。次いで、（ｂ）その表面に
ドライエッチング耐性を有するフォトレジスト５を塗布
・加熱により形成後、（ｃ）露光・現像してパターニン
グする。次いで、（ｄ）酸素プラズマによるドライエッ
チングによりレジスト５の開口部のリフトオフ層３を加
工する。この後、レジスト５の剥離液に基板を浸漬し、
レジスト５を剥離する。次いで、（ｅ）前述の屈折率の
異なる２種類の誘電体材料を交互に成膜し、誘電体多層
膜６を形成する。最後に、（ｆ）基板をリフトオフ層３
を侵食する液体に浸漬し、リフトオフ層３とともにその
上の誘電体多層膜を除去し、所望の誘電体マスクが完成
する。

【００２２】第３の方法は、リフトオフ層に感光性ポリ
イミドを用いる場合であり、リフトオフ層自身を直接露
光、現像してパタ−ンを形成する方法である。この方法
を図３を用いて説明する。

【００２３】図３において、１は使用するレ−ザ光を透
過するガラス基板、６は誘電体多層膜、７は感光性ポリ
イミドを用いて形成するリフトオフ層を意味する。

【００２４】ガラス基板１として光学研磨した石英ガラ
スを用い、（ａ）その表面に感光性ポリイミドを塗布し
てリフトオフ層７を形成し、（ｂ）このリフトオフ層７
に所望のパタ−ンを形成する。次いで、（ｃ）前述の屈
折率の異なる２種類の誘電体材料を交互に成膜し、誘電
体多層膜６を形成する。最後に、（ｄ）基板をリフトオ
フ層７を侵食する液体に浸漬し、リフトオフ層７ととも
にその上の誘電体多層膜を除去し、所望の誘電体マスク
が完成する。

【００２５】上述の第１から第３の方法において、リフ
トオフ層として用いることができるポリイミド系材料と
しては、耐熱性に優れた芳香族系のポリイミドが好まし
く、例えばその分子鎖が、下記一般式（化５）で表わさ
れる繰返し単位からなる材料が挙げられるが、これらに
限定されるものではない。

【００２６】一般式（化５）

【００２７】

【化５】

【００２８】ここで、Ｒ²は下記（化６）の（ａ），
（ｂ），（ｃ）から選ばれる少なくとも１種の４価の有
機基である。即ち、Ｒ²として（化６）の（ａ）を選ぶ
と（化５）は（化１）に、（ｂ）を選ぶと（化２）に、
また（ｃ）を選ぶと（化３）により表されるものとな
る。また、Ｒ⁵は下記（化７）から選ばれる少なくとも
１種の２価の有機基であり、（化４）により表されるも
のも含む。

【００２９】

【化６】

【００３０】

【化１】

【００３１】

【化２】

【００３２】

【化３】

【００３３】

【化７】

【００３４】

【化４】

【００３５】

【作用】以上のように、ポリイミド系材料をリフトオフ
層として使用することにより、膜厚の厚い誘電体多層膜
に対しても、パターン精度が良好でレーザ耐性の高い誘
電体マスクを安価で容易に製造することが可能となる理
由を以下に述べる。

【００３６】まず、ポリイミド系材料は、誘電体多層膜
成膜時の２００℃以上の高温下で安定であり、ポリイミ
ド系材料で形成したリフトオフ層のパターンが誘電体多
層膜成膜時に変形することがないため、その後のリフト
オフ工程において、誘電体多層膜に高精度なパターンを
転写することができる。

【００３７】また、ポリイミド系材料は高温下で安定で
ガス等を発生しないため、誘電体多層膜成膜時に膜中に
不純物であるガス等を巻き込むことがない。もし、誘電
体多層膜中に不純物ガス等を巻き込んだマスクをレーザ
加工用マスクとして使用した場合には、膜中の不純物ガ
ス等にレーザが吸収され、その部分の温度が上昇、溶融
し、その熱の影響で周囲までダメージを受けマスクとし
て使用不可能となる。しかし、リフトオフ層としてポリ
イミド系材料を使用すると、上記したように、ポリイミ
ド系材料は高温下で安定でガス等を発生しないので、誘
電体多層膜中に不純物ガス等を巻き込むことがないた
め、レーザ加工用マスクとして使用した際にマスクにダ
メージが発生しないレーザ耐性の高い誘電体マスクを得
ることができる。

【００３８】次に、リフトオフの最後の工程である、基
板をリフトオフ層を侵食する液体に浸漬しリフトオフ層
とともにその上の誘電体多層膜を除去する工程を、効率
良く短時間に行い、しかも欠陥のない誘電体マスクを製
造するためには、リフトオフ層の厚さを誘電体多層膜の
厚さよりも厚くする必要がある。すなわち、誘電体多層
膜は、厚さ０．５μｍ〜３μｍ程度であるため、リフト
オフ層としてはそれ以上の厚さに形成する必要がある。
従来のＡｌ等をリフトオフ層として形成する場合、３μ
ｍ以上の厚さにＡｌ等を成膜することは、前記したよう
に、膜の応力が大きくなり基板に反りが生じやすく、更
に形成した膜に欠陥やクラックが発生しやすい等の問題
が生じやすいのに対し、ポリイミド系材料をリフトオフ
層として形成する方法には以下に述べる方法があり、厚
さ３μｍ以上の、欠陥が無くしかも基板に反りを発生さ
せない程度に内部応力の十分に小さい膜を、短時間に簡
便に形成することが可能である。これによりリフトオフ
処理を行うことができ、欠陥のない誘電体マスクを製造
することが可能である。

【００３９】形成方法としては、ポリイミドのシートに
熱可塑性耐熱材料からなる接着層を有するもの、もしく
はこれらのポリイミドの前駆体のシートであるプリプレ
グを基板上にラミネートして加熱により形成する方法、
ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸が極性溶剤に溶
解したワニスを用いてスピン塗布し、加熱によりポリイ
ミドに形成する方法がある。

【００４０】次に、リフトオフ層のパターン加工におい
ては、リフトオフ層に従来のＡｌ等を使用した場合に
は、一般にレジストをマスクとしてＡｌエッチング液に
よるウェットエッチングでＡｌのパターン加工を行う
が、必然的にサイドエッチングが生じるため、特に厚さ
３μｍ以上のリフトオフ層ではパターン寸法が設計値か
ら数μｍのオーダーで変化してしまい、高精度なパター
ン加工ができない。高精度なパターン加工という観点か
ら、Ａｌ膜等を反応性ガスを用いてドライエッチングす
る方法が考えられるが、Ａｌ膜等は酸素やＣＦ₄等の反
応性ガスではほとんどエッチングされないため、危険性
の高い塩素系ガスを使用せざるを得ない。これに対し、
ポリイミド系材料は、酸素やＣＦ₄等の反応性ガスを用
いたドライエッチングにより容易に加工されるため、サ
イドエッチングのほとんどない高精度なパターン加工が
容易に可能である。

【００４１】また、リフトオフ層として感光性を有する
ポリイミド系材料を用いた場合には、フォトレジストの
塗布、及びドライエッチング工程を省くことができるた
め工程が短縮でき、リフトオフ層のパターン加工がより
一層簡便になる。

【００４２】最後に、ポリイミド系材料は極性溶剤もし
くはアルカリ性のエッチング液に容易にエッチングされ
るため、リフトオフに使用するエッチング液として極性
溶剤もしくはアルカリ性のエッチング液を用いることに
より、容易にリフトオフが可能である。エッチング液と
しては、ポリイミド系材料に対して毎時０．５μｍ以上
のエッチング速度を有するものでれば、本願発明の効果
は十分に得ることができる。

【００４３】

【実施例】以下、本発明を実施例によって説明する。

【００４４】実施例１本実施例は、市販のポリイミドワニスを用いて誘電体マ
スクを製造したものである。誘電体マスクの製造工程
を、図１を用いて説明する。図１において１は使用レ−
ザ光を透過するガラス基板、２は保護膜、３はポリイミ
ド、４は金属膜、５はフォトレジスト、６は誘電体多層
膜を意味している。

【００４５】ガラス基板１として光学研磨した石英ガラ
スを用い、（ａ）その表面に、Ｃｒを、スパッタリング
により０．１μｍ厚さで成膜することで、保護膜２を形
成した。次に、（ｂ）ポリイミド３としてＰＩＱ（日立
化成商標）を、回転塗布法により４μｍ厚さで形成した
後、２００℃で３０分、３５０℃で３０分加熱硬化し
た。（ｃ）さらにその表面に、Ａｌをスパッタリングに
より０．１μｍ厚さで成膜することで、金属膜４を形成
した。次に、（ｄ）金属膜４の上に、フォトレジスト５
（ノボラック樹脂ナフトキノン系ポジ型レジスト）を、
回転塗布法により１μｍ厚さで塗布し、９０℃で３０分
加熱乾燥後、（ｅ）露光、現像し、所望のパターンを形
成した。

【００４６】次に、（ｆ）Ａｌのエッチング液に基板を
浸漬し、フォトレジスト５の開口部の金属膜４をエッチ
ングした後、フォトレジスト５をレジスト剥離液により
除去した。次に、（ｇ）酸素プラズマによるドライエッ
チングにより、金属膜４の開口部のポリイミド３を加工
した。この後、（ｈ）再度Ａｌのエッチング液に基板を
浸漬し金属膜４をエッチングした後、Ｃｒエッチング液
に基板を浸漬しポリイミド３の開口部のＣｒ保護膜２を
エッチングした。

【００４７】（ｉ）この表面に蒸着法により、誘電体Ｓ
ｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃を交互に５５層成膜し、全膜厚２．２
μｍの誘電体多層膜６を形成した。最後に、（ｊ）基板
をヒドラジンヒドラートとエチレンジアミンの混合液
（混合比７：３）に浸漬し、リフトオフ層であるポリイ
ミド３とともにリフトオフ層上の誘電体多層膜６を除去
し、さらにＣｒエッチング液に浸漬しＣｒ保護膜２を除
去し、誘電体マスクが完成した。マスクパターンを図４
に示すが、パターン精度が極めて良好であることがわか
る。

【００４８】上記プロセスにより形成した誘電体マスク
の膜中に、不純物としてガス等が巻き込まれていると、
レーザ照射時にマスク面の温度が異常に上昇してマスク
にダメージを与えてしまう恐れがある。そこで、マスク
の膜中にガス等の巻き込みが無いことを確認するため
に、上記形成した誘電体マスクを用いて、レーザ照射実
験を行った。

【００４９】この誘電体マスクにエキシマレーザを１０
０回照射した後、マスク表面を観察しダメージを受けた
かどうか評価したところ、少なくとも６Ｊ／ｃｍ²程度
のエネルギ密度をもつエキシマレーザを照射してもマス
クにダメージが見られなかった。

【００５０】比較のため、合成石英基板表面に、上記と
同様の方法で、誘電体ＳｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃を交互に５５
層成膜して全膜厚２．２μｍの誘電体多層膜を形成し、
パターンのない誘電体ミラーを作製し、この誘電体ミラ
ーに同様にレーザを照射してダメージを評価した。その
結果、本発明の誘電体マスクと同様に、レーザ照射によ
るダメージは見られなかった。即ち、上記プロセスによ
りマスクパターンを形成することにより、誘電体多層膜
は、レーザ耐性について影響を受けないことがわかっ
た。

【００５１】このことから、上記した誘電体多層膜より
なるマスク形成プロセスにおいては、レーザ耐性に影響
を与えるほどの量のガス等の不純物の膜中への混入は、
なかったと推察される。

【００５２】また、この誘電体マスクを用いて実際にエ
ポキシ樹脂のレーザ加工を行ったところ、エポキシ樹脂
にマスクパターンが精度良く転写され、本発明により製
造した誘電体マスクが実用上十分にレーザ光を反射する
特性を持つことがわかった。

【００５３】表１は、本発明で使用したリフトオフ層用
のポリイミドの構造式、及びヒドラジンヒドラートとエ
チレンジアミンの混合液（混合比７：３）に対するそれ
ぞれのポリイミドのエッチング速度を示したものであ
る。

【００５４】

【表１】

【００５５】表１に記載の材料は、以下の実施例でみら
れるようにリフトオフを行うにあたり十分なエッチング
速度を有している。

【００５６】実施例２本実施例の誘電体マスクの製造工程を図２を用いて説明
する。

【００５７】ガラス基板１として光学研磨した石英ガラ
スを用い、（ａ）その表面に、表１のＮｏ１のポリイミ
ドを、その前駆体であるポリアミド酸のワニスから回転
塗布、加熱硬化により形成し、リフトオフ層３とした。

【００５８】次に、（ｂ）フォトレジスト５として、Ｒ
Ｕ−１６００Ｐ（日立化成商標、有機珪素系ポジ型レジ
スト）を、回転塗布法により１μｍ厚さで塗布し、９０
℃で３０分加熱乾燥後、（ｃ）露光、現像し、所望のパ
ターンを形成した。次に、（ｄ）酸素プラズマによるド
ライエッチングによりフォトレジスト５の開口部のリフ
トオフ層３を加工した。この後、レジスト剥離液に基板
を浸漬しフォトレジスト５を除去することで、リフトオ
フ層３が完成する。（ｅ）この表面に実施例１と同様に
蒸着法により誘電体ＳｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃を交互に５５層
成膜し、全膜厚２．２μｍの誘電体多層膜６を形成し
た。この後、（ｆ）基板をヒドラジンヒドラートとエチ
レンジアミンの混合液（混合比５：５）に浸漬し、リフ
トオフ層３と共にリフトオフ層３上の誘電体多層膜６を
除去することにより、所望のパターンをもつ誘電体多層
膜６が得られた。

【００５９】この誘電体マスクにエキシマレーザを１０
０回照射しレーザ耐性を評価したところ、少なくとも６
Ｊ／ｃｍ²程度のレーザを照射してもマスクにダメージ
が見られなかった。また、この誘電体マスクを用いて実
際にガラス基板上の透明導電膜のレーザ加工を行ったと
ころ、透明導電膜にマスクパターンが精度良く転写さ
れ、本発明により製造した誘電体マスクが実用上十分に
レーザ光を反射する特性を持つことがわかった。

【００６０】実施例３〜１６実施例２のＮｏ１のポリイミドの代わりに表１のＮｏ２
〜１５を用いること以外は、実施例２と同様に誘電体マ
スクの製造を行った。

【００６１】完成した誘電体マスクのパタ−ン精度は極
めて良好であった。

【００６２】これらの誘電体マスクにエキシマレーザを
１００回照射しレーザ耐性を評価したところ、少なくと
も６Ｊ／ｃｍ²程度のレーザを照射してもマスクにダメ
ージが見られなかった。

【００６３】以上表１に示す１５種類のポリイミドを用
いて誘電体マスクの製造を行ったが、ポリイミド系材料
としてはこれに限定されるものではなく、他のポリイミ
ド材料を用いてもよい。

【００６４】実施例１７本発明の実施例１７の誘電体マスクの製造工程を、図３
を用いて説明する。図３において、７は感光性ポリイミ
ドを用いて形成したリフトオフ層を意味している。

【００６５】ガラス基板１として光学研磨した石英ガラ
スを用い、（ａ）その表面に感光性ポリイミド７として
ＰＬ２０３５（日立化成商標）を回転塗布法により１．
５μｍ厚さで形成した後、９０℃で３０分加熱乾燥し
た。次に、（ｂ）所望のパターンを持ったフォトマスク
によりＵＶ露光した後、現像処理し、その後２００℃で
３０分、４００℃で３０分加熱硬化した。（ｃ）この表
面に蒸着法により誘電体ＳｉＯ₂，ＨｆＯ₂を交互に２５
層成膜し、全膜厚１．０μｍの誘電体多層膜６を形成し
た。最後に、（ｄ）基板をヒドラジンヒドラートとエチ
レンジアミンの混合液（６：４）に浸漬し、リフトオフ
層７と共にリフトオフ層７上の誘電体多層膜６を除去す
ることにより、パターン精度の良好な誘電体マスクが得
られた。

【００６６】この誘電体マスクにエキシマレーザを１０
０回照射しレーザ耐性を評価したところ、少なくとも２
Ｊ／ｃｍ²程度のレーザを照射してもマスクにダメージ
が見られなかった。また、この誘電体マスクを用いて実
際にポリイミドシートのレーザ加工を行ったところ、ポ
リイミドシートにマスクパターンが精度良く転写され、
本発明により製造した誘電体マスクが実用上十分にレー
ザ光を反射する特性を持つことがわかった。

【００６７】また、本実施例では市販の感光性ポリイミ
ドを用いたが、これに限定されるものではなく、感光性
を付与した他のポリイミド系材料を使用しても良い。

【００６８】比較例１本発明との比較のため、従来技術である金属膜（Ａｌ
膜）をリフトオフ層として用い、誘電体マスクの製造を
行った。Ａｌリフトオフ層のパターニングは、Ａｌ表面
にフォトレジストを形成しレジストパターンを形成した
後、Ａｌのエッチング液に浸漬しウェットエッチングす
ることにより行った。それ以外は実施例２と同様の方法
で誘電体マスクを製造した。図５は、作製した誘電体マ
スクパターンであるが、Ａｌリフトオフ層のサイドエッ
チングのために形状が円パターンから大きく崩れてお
り、精度の良いパターンが得られなかった。

【００６９】比較例２また、本発明とのもう一つの比較のため、従来技術であ
るフォトレジストをリフトオフ層として用い、誘電体マ
スクの製造を行った。リフトオフ層であるフォトレジス
トにはＯＦＰＲ８６００（東京応化商標）を用い、パタ
ーニングは通常の露光現像により行った。それ以外は実
施例２と同様の方法で誘電体マスクを製造した。その結
果、精度の良いパターンが得られず、また、誘電体マス
クにくもりが見られた。これは誘電体成膜時にフォトレ
ジストが溶融したためと推察される。この誘電体マスク
にエキシマレーザを１００回照射しダメージを評価した
ところ、０．２Ｊ／ｃｍ²程度のレーザ照射でさえマス
ク表面が溶融し、レーザ加工用マスクとして使用できな
いことがわかった。

【００７０】以上、実施例１〜１７について詳細な説明
を行った。上記実施例において、ポリイミドの形成方法
として、ポリイミドワニスをスピン塗布し加熱硬化する
ことにより形成したが、これに限定されるものではな
く、ポリイミドのシートに熱可塑性耐熱材料からなる接
着層を有するもの、もしくはこれらのポリイミドの前駆
体のシートであるプリプレグを基板上にラミネートして
加熱により形成する方法を用いてもよい。

【００７１】また、リフトオフ層をリフトオフするため
のエッチング液としてヒドラジン水和物とエチレンジア
ミンの混合物を用いたが、これに限定されるものではな
く、リフトオフ層の材料を溶解、若しくは分解するも
の、例えばメチルエチルケトン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセ
トアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、１−メチル
−２−ピロリドン、ジメチルスルフォキシド等の極性の
有機溶剤や、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、
ヒドラジン、ヒドラジン水和物等のアルカリ性の溶液を
用いてもよい。

【００７２】本実施例において、保護膜２及び金属膜４
の成膜法としてスッパタリングを用いたが、これに限定
されるものではなく、蒸着法、ＣＶＤ法等により形成し
てもよい。また、誘電体ＳｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃を蒸着法に
より成膜したが、これに限定されるものではなく、スパ
ッタリング法、ＣＶＤ法等により形成してもよい。

【００７３】

【発明の効果】本発明のレーザ加工用誘電体マスクの製
造方法によれば、種々の誘電体材料、特に膜厚の厚い誘
電体多層膜に対しても、パターン精度が良好でレーザ耐
性の高い誘電体マスクを容易に安価に得ることが出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレーザ加工用誘電体マスクの製造プロ
セスの一実施例を示す図。

【図２】本発明のレーザ加工用誘電体マスクの製造プロ
セスの一実施例を示す図。

【図３】本発明のレーザ加工用誘電体マスクの製造プロ
セスの一実施例を示す図。

【図４】本発明の第１実施例により作製したレ−ザ加工
用誘電体マスクパターン。

【図５】比較例１により作製したレ−ザ加工用誘電体マ
スクパターン。

【符号の説明】

１…ガラス基板、２…保護膜、３…リフトオフ層、４…
金属膜、５…フォトレジスト、６…誘電体多層膜、７…
感光性ポリイミドを用いて形成するリフトオフ層。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｆ 7/038 ５０４ 7/26 ５１３Ｈ０１Ｌ 21/027 21/3065 (72)発明者外川英男神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所望のレ−ザ光を透過する基板上にポリイ
ミド系の材料を用いてリフトオフ用パターンを形成する
リフトオフ層形成工程と、該リフトオフ用パターンを形
成した前記基板上に誘電体多層膜を成膜する誘電体多層
膜形成工程と、前記リフトオフ用パターンと該リフトオ
フ用パターン上に形成された前記誘電体多層膜とを前記
基板上から除去する工程と、を有することを特徴とする
レーザ加工用誘電体マスクの製造方法。
【請求項２】前記ポリイミド系の材料として、極性溶剤
もしくはアルカリ性のエッチング液によるウェットエッ
チング速度が毎時０．５μｍ以上の材料を使用すること
を特徴とする請求項１記載のレーザ加工用誘電体マスク
の製造方法。
【請求項３】前記ポリイミド系の材料が、下記一般式
（化１）で表される繰り返し単位を含むことを特徴とす
る請求項１に記載のレーザ加工用誘電体マスクの製造方
法。一般式（化１）【化１】（ここで、Ｒ¹は芳香環を有する２価の有機基である）
【請求項４】前記ポリイミド系の材料が、下記一般式
（化２）で表される繰り返し単位を含むことを特徴とす
る請求項１に記載のレーザ加工用誘電体マスクの製造方
法。一般式（化２）【化２】（ここで、Ｒ¹は芳香環を有する２価の有機基である）
【請求項５】前記ポリイミド系の材料が、下記一般式
（化３）で表される繰り返し単位を含むことを特徴とす
る請求項１に記載のレーザ加工用誘電体マスクの製造方
法。一般式（化３）【化３】（ここで、Ｒ¹は芳香環を有する２価の有機基である）
【請求項６】前記ポリイミド系の材料が、下記一般式
（化４）で表される繰り返し単位を含むことを特徴とす
る請求項１に記載のレーザ加工用誘電体マスクの製造方
法。一般式（化４）【化４】（ここでＲ²は４価の有機基、Ｒ³及びＲ⁴は結合手又は
２価の有機基である）
【請求項７】前記ポリイミド系の材料が、感光性ポリイ
ミドであることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加
工用誘電体マスクの製造方法。
【請求項８】前記エッチング液として、ヒドラジンヒド
ラートとエチレンジアミンの混合液を使用することを特
徴とする請求項２記載のレーザ加工用誘電体マスクの製
造方法。
【請求項９】請求項１記載の製造方法により作製したレ
ーザ加工用誘電体マスク。