JPH0787053B2 - 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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- JPH0787053B2 JPH0787053B2 JP1027227A JP2722789A JPH0787053B2 JP H0787053 B2 JPH0787053 B2 JP H0787053B2 JP 1027227 A JP1027227 A JP 1027227A JP 2722789 A JP2722789 A JP 2722789A JP H0787053 B2 JPH0787053 B2 JP H0787053B2
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- thin film
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- copper thin
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- film
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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ッチング法による
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ッチング法による
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。また、第４図に示すように、従来
Cuパターン22′を金属マスク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でパターニング
して金属マスク23を残し、これをマスクとしてCu膜22を
エッチングする。この時、動作ガスにArと酸素の混合ガ
スを用い、反応性イオンエッチングでCuとTiまたはAlと
のエッ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。
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′を金属マスク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でパターニング
して金属マスク23を残し、これをマスクとしてCu膜22を
エッチングする。この時、動作ガスにArと酸素の混合ガ
スを用い、反応性イオンエッチングでCuとTiまたはAlと
のエッ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
形成して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倍以上必要なためパターニング精度
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Cu12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ッチン
グによる方法ではCuとはTiまたはAlとのエッチング選択
比は大きいもののエッ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、エッチング終了時に角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。
行いレジスト１を除去後、導電性を付与するために予め
形成して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倍以上必要なためパターニング精度
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Cu12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ッチン
グによる方法ではCuとはTiまたはAlとのエッチング選択
比は大きいもののエッ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、エッチング終了時に角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。
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ッチングで形成する際に、マスク
材としてTa、NbまたはZrを用いること、このマスクを利
用し銅薄膜（Cu）をパ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とのエッチング選択比を利用した反応性
イオンエッチングによるか、いずれかの方法が取られて
いた。反応性イオンエッ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パターニングが困難であっ
た。
用いた反応性イオンエッチングで形成する際に、マスク
材としてTa、NbまたはZrを用いること、このマスクを利
用し銅薄膜（Cu）をパ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とのエッチング選択比を利用した反応性
イオンエッチングによるか、いずれかの方法が取られて
いた。反応性イオンエッ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パ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0.1μ
ｍ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AZ1350をスピンコートしキュア
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を用いイオンエッチングでTa膜33をコイルもしく
は配線等の形状にパターニングする。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
エッ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
ッチング生成物の再付着がなく、しかも側壁の基板に対
する角度85度以上の切れのよいコイルパターンが得られ
た。また、コイル間隔１μｍ、コイル幅１μｍ、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
高精度のパ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は同等の効果が得られることを確認
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0.1μ
ｍ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AZ1350をスピンコートしキュア
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を用いイオンエッチングでTa膜33をコイルもしく
は配線等の形状にパターニングする。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
エッ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
ッチング生成物の再付着がなく、しかも側壁の基板に対
する角度85度以上の切れのよいコイルパターンが得られ
た。また、コイル間隔１μｍ、コイル幅１μｍ、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
高精度のパ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は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Ta、NbまたはZrのようにCu膜に対して50以上の高いイ
オンエッ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、その他半導体デバ
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。
用いて銅薄膜（Cu膜）をパターニングする際、マスク材
にTa、NbまたはZrのようにCu膜に対して50以上の高いイ
オンエッ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、その他半導体デバ
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ッチング法による銅
薄膜（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ッ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′,22′,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、23……Tiまたは
Alマスク、33……TaまたはNbまたはZrマスク
薄膜（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ッ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′,22′,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、23……Tiまたは
Alマスク、33……TaまたはNbまたはZrマスク
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０１Ｌ 21/3065
Claims (1)
- 【請求項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 JPH02207418A (ja) | 1990-08-17 |
| JPH0787053B2 true 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) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6010603A (en) * | 1997-07-09 | 2000-01-04 | Applied Materials, Inc. | Patterned copper etch for micron and submicron features, using enhanced physical bombardment |
| US6143476A (en) * | 1997-12-12 | 2000-11-07 | Applied Materials Inc | Method for high temperature etching of patterned layers using an organic mask stack |
| TW505984B (en) | 1997-12-12 | 2002-10-11 | Applied Materials Inc | Method of etching patterned layers useful as masking during subsequent etching or for damascene structures |
| US6861177B2 (en) | 2002-02-21 | 2005-03-01 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Method of forming a read sensor using a lift-off mask having a hardmask layer and a release layer |
| US6913870B2 (en) | 2002-05-10 | 2005-07-05 | International Business Machines Corporation | Fabrication process using a thin liftoff stencil formed by an image transfer process |
| JP4468469B2 (ja) | 2008-07-25 | 2010-05-26 | 株式会社東芝 | 磁気記録媒体の製造方法 |
| JP4489132B2 (ja) | 2008-08-22 | 2010-06-23 | 株式会社東芝 | 磁気記録媒体の製造方法 |
| JP4551957B2 (ja) | 2008-12-12 | 2010-09-29 | 株式会社東芝 | 磁気記録媒体の製造方法 |
| JP4575498B2 (ja) | 2009-02-20 | 2010-11-04 | 株式会社東芝 | 磁気記録媒体の製造方法 |
| JP4575499B2 (ja) | 2009-02-20 | 2010-11-04 | 株式会社東芝 | 磁気記録媒体の製造方法 |
| JP4568367B2 (ja) | 2009-02-20 | 2010-10-27 | 株式会社東芝 | 磁気記録媒体の製造方法 |
| JP5238780B2 (ja) | 2010-09-17 | 2013-07-17 | 株式会社東芝 | 磁気記録媒体とその製造方法及び磁気記録装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6056308A (ja) * | 1983-09-06 | 1985-04-01 | 富士通株式会社 | 透明導電電極膜のパタ−ニング法 |
-
1989
- 1989-02-06 JP JP1027227A patent/JPH0787053B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02207418A (ja) | 1990-08-17 |
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Legal Events
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