JPS63134679A - 電子的構成要素を形成するためレ−ザを使用するリソグラフィック方法 - 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 本発明はりソグラフィプロセス技術に関し、更に詳細に
はリングラフィを使用する量子デバイスの製造のための
レーザーを使用する技術に関する。本発明のレーザー技
術は、デジタルデータ処理システムのための磁気記憶装
置用薄膜型磁気的読出し／書込みヘッドの様な部品を製
造するのに有用である。

従来の技術 マイクロリソグラフィ技術は、多くの形態の電子装置の
製造に長年好んで使用されてきた。このような技術は、
例えば、半導体製造において使用されており、最近はデ
ィスク大容量データ記憶ユニットに使用される読出し／
書込みヘッドの製造に使用されている。電子部品のマイ
クロリングラフ法による製造においては、半導体製造の
場合における基板のような被加工物体が先ず形成される
。

リソグラフィ技術が次に使用されて種々の回路および他
の面構造が被加工物体に形成される。このような技術に
おいて、複数の材料層が堆積され、良く知られる方法に
より塗布され且つパターンニングされるホトレジストに
より被加工物に面構造の輪郭が形作られる。ホトレジス
トがパターンニング化された後、マスクによってカバー
されていない領域の下の被加工物のある部分あるいは選
択された層が化学的あるいはイオンビームエツチングに
よって取り除かれる。この処理は典型的には最終的にデ
バイスが形成されるまで何度も繰り返される。

しかしながら、化学的およびイオンビームエツチングの
何れにおいても多くの問題が発生する。

化学的エツチングにおいては、エツチングを行うのに使
用される化学薬品が、マスクされていない領域から保護
されていない部分の材料を取り除くばかりでなく、マス
クされた部分の直下の被加工部分にわずかであってもア
ンダーカットを生じる傾向がある。これは、エツチング
薬品がマスクされていない材料を取り除くので、マスク
直下の領域の側壁が化学薬品に曝され、同様にエツチン
グされるために生じる。このアンダーカットはデバイス
に形成することのできる面構造のサイズを制限する。特
に、デバイス設計において、設計者は面構造同士をどの
位近づけられるかおよび面構造の最小の幅を決める際に
デバイス製造中に生じつるアンダーカッティングの程度
を考慮する必要がある。

イオンビームエツチングではエツチングするイオンビー
ムは一方向である。従って、加工面に垂直にイオンビー
ムを向けると、アンダーカットは生じない。電流イオン
ビームエツチング技１１ｊは加工面の一部分にではなく
、加工面全体に加えられる広いイオンビームを使用して
いる。その結果としてイオンビームはマスクされていな
い材料を除くばかりではなく、少なくともマスク材料そ
れ自体に切り込んでいく。従って、取り除くべきマスク
していない材料の総てが、マスクそれ自体が完全にエツ
チングされて取り除かれてしまわない前に取り除かれて
しまうようにそのマスクを厚くしておくことが重要であ
る。マスクを勝手に薄くすることはできない。エツチン
グすべき層の部分を所望の深さまでエツチングしてしま
うまではマスクはエツチングされないだけの厚さを有し
ていなければならない。しかしマスクが厚過ぎると加工
片上の最小加工域の大きさは制限される。

イオンビームエツチングでの別の問題は、全加工片に加
えられる、原子もしくはイオンのようなエネルギー粒子
を使用することである。全加工面をエネルギー粒子に曝
すので、加工片の温度は上がり、外が蓄積され、そのこ
とは磁気読み取り／冴き込みヘッドのような装置にとっ
て望ましいことではない。更にイオンビームエツチング
では、加工片から最初取り除いた少量部分を加工片のど
こかに再び付着させることがしばしばあるが、これはそ
の技術で可能とされる解像寸法を制限することがあり、
また環境次第では装置の適正な動作を阻害する。

これまでは、レーザーを使用して、エツチング困難な加
工材料例えばセラミックスやある種のポリマをエツチン
グしたり、薄いフィルム抵抗のような回路素子を調整し
ている。既存のレーザー技術ではレーザービームを小さ
い７鵡に絞り込み、これを加工片の表面に向ける。この
スポットを加工片の表面上に動かして、要らない材料を
取り除く。

このやりかたはマスキングを不要とするが、少なくとも
いくつかの欠点はある。例えばレーザーエツチングでは
スポットの大きさが加工片に形成されることができる小
さい方の限界をきめる。それで非常に小さい、もしくは
勝手な形部分の加工には精巧な光学的素子を必要とする
。従来のレーザー技術では一時にただ一つの形部分しか
できないので、加工片の全面積にわたりレーザーが一時
に作用できる場合よりも多くの時間がかかる。

三つのすべての技術をもってしても、一旦工、ノチング
を始めてしまったときには、凹所を、予め正確に定めら
れた深さを持つように形成することは困難である。エツ
チングによる凹所の深さは、かけられた時間のみならず
、エツチングされる材料の特性にもよって変化し、また
、実質的に同じ材料のときでさえ、種々の処理工程を経
ると、材質が変化して、凹所の深さが変化する。

本発明は、ワークピースをエツチングするための新規か
つ改良されたレーザＩＪ　Ｉ−グラフ技術を提供するも
のである。この新規な技術において、使用されるレーザ
の波長に対して高い反射率の材料でできたマスクが、従
来技術に従いワークピースの表面に配置される。次いで
、レーザ光線がワークピースのマスクが置かれた表面に
照射され、マスクされていない材料が除去される。レー
ザ光線は、ワークピースの上に形成される物のサイズに
比べて大きな該ワークピースの領域に均一に照射される
。反射性材料は、除去されるべきではない領域でレーザ
光線を反射する。

この新規な方法においては、与えられたエネルギの多く
がワークピースによって吸収されず、その代りに、マス
クによって反射されるか、マスクされていない材料の蒸
発のために使用される。従って、反射性材料でカバーさ
れた、すなわちエツチングされないワークピースの部分
は、周囲の温度近くに維持される。これは、上記した蓄
熱による損傷の影響゛を最小のものとする。

ワークピースの表面に、選択された深さの凹所を形成す
るため、まず基板上に反射性材料の層が形成され、次い
で反射性材料の表面上に凹所が形成されるべき非反射性
の材料の他の層が形成される。凹所の側壁を規定するよ
うにパターン化されたマスクが、ワークピースの表面上
、すなわち形成された非反射性材料の表面上に配置され
る。この後、レーザ光線が、ワークピースの表面上に照
射され、照射された非反射性材料が除去される。

反射性材料の下層は、この工程によって形成される凹所
の下限を規定する。

このプロセスの変形例としては、エッチンクエ捏におい
てエツチング加工されたワークピースのＬ面に液晶を配
置するようにしてもよい。使用する液晶としては、レー
ザ照射を吸収しないものが好ましい。この液晶によって
、レーザにより蒸発した物質の除去作用が高められるの
で、処理がより速やかに、しかもより清浄な状態で行わ
れる。

また、７−クピースを冷却してエツチング加工部分に熱
応力が発生することを回避するといった別の利点も得ら
れる。更に、使用する液晶が、レーザによって生じた高
温下で、エツチング加工されたワークピースの物質と反
応する場合には、より細かなエツチング解像度が得られ
る。変形例としては、エツチング加工されるワークピー
スの表面のみを液晶で覆う代わりに、ワークピースを部
分的にあるいはその全体を液晶内に浸せきするようにし
てもよい。

（実施例） 図面を参照するに、第１図には、新規なレーザリソグラ
フ技術に使用するワークピース１０が示しである。この
ワークピースは基盤１１を備えており、この基盤上には
、以下に脱明するレーザ処理が開始される前に、前処理
が施される。第１図のワークピースｌＯにおいては、前
処理６によって基盤１１の上面に層１２が配置されてい
る。また、先立って行われる処理によって、各種の特徴
および電子回路要素が基盤１１および層１２内に付与さ
れる。これらは、第１図には特に示してはいない。これ
らは従来の処理によって形成され、本発明を構成する部
分てはない。

本発明においては、層１３がまず層１２上に配置される
。次に、（下方に向かう矢印１６によって表してる）レ
ーザ照射によってリセスが形成されている第３の層１４
が層１３上に配置される。

その後に、上面層１５が層１４上に配置される。

この層１５はパターンが施されてそこに（第１Ｂ図に示
すように）開口２０が形成されており、これらの開口は
その下の層１４を部分的に露出するめに使用される。こ
の層１５へのパターン付けは、例えば化学的なエツチン
グ処理あるいはイオンビームによるエツチング処理を用
いた従来のホトリックラフ技術を使用することによって
行うことができる。これらの開口２０によって、下の層
１４に形成されるりセスの側壁境界が規定される。第１
Ｂ図には、このような開口のうちの二つを示しである。

開口の形状は任意の形にすることができる。

使用されるレーザは、選択されて、層１３及び１５を含
む材質がレーザ放射の波長で高い反射性であるようにな
っている。層１４を含む材質は、選択されて、レーザ放
射の波長で低い反射性を及び低い透過率をも有するよう
になっている。第１Ｃ図に示されるように、層１５は、
入射レーザ放射１６の波長で高い反射性であるので、層
１５は矢印１７て示されるように、レーザ放射を反射し
それゆえ、放射により効果を受けない。しかしながら、
層１４は、放射を反射せず、それゆえ、開口２０により
露出された領域は、放射を吸収し、それにより効果的に
蒸発させられ、それゆえ、窪み２１を形成するように取
り除かれる。層１４の露出部分の取り除きは続き、その
後、反射層１３の下の層が露出する。Ｎ１５と同様に、
層１３は、矢印１８で示されるように、レーザ放射を反
射し、また、それによって影響されない。

それゆえ、層１５のパターンは、（層１５の露出表面に
直交する方向から見て）層１４内の窪みの形状を決定し
、そして、層１３は、ワークピース内の窪みの最大の深
さを決定し、レーザ放射が層１２に衝突するのを防止す
るように、効果的に作用する。従って、窪みが層１２又
は基体ｌｌ内に拡がらないのは、明らかである。

層１５のパターンは、本来の位置に形成されるように述
べられ、ずなわら、層１５は、ワークピースの所定の位
置にあるが、層１５は、配置される以前にパターン化さ
れたマスクを含んでもよいことは、当業者に認められる
であろう。

ある環境で、エッチストップ層１３がワークピース１０
の全体に拡がるのが望ましくないかもしれないのは、認
められるであろう。例えば、もし銅が層１３として選択
され、そして、１Ｍ１３がワークピース全体に拡がるな
らば、銅は、ワークビ−ス全体に渡って電気的伝導体と
して作用する。

もしワークピースが層１４内の開口２１を通して電気的
結合を有するならば、層１３が開口の全てに拡がるのは
、明らかに望ましくない。それゆえ、エッチストップ層
１３もパターン化して、層が層１５内の開口を効果、的
に補足するようにするのが必要かもしれない。これは、
開口２１の間で層１３を通る電気的伝導路を除去するの
に十分である。

層１３．１４、及び１５について選択される材質は、プ
ロセスで使用されるレーザに依存し、あるいは、逆に、
プロセスの使用に選択されるレーザは、ワークピースに
要求されるかもしれない材質のタイプに依存する。ある
特定の例において、基体１１は、約７０パーセントのア
ルミナ（Δ１２０３）及び３０パーセントのチタニウム
カーバイドを有する高密度のセラミックの基体を含んで
もよく、そして、層１２は、アルミナを含んでもよく、
そして、アルミナからも成る層１４内に窪みをつくるの
が望ましい。

前記の例についてさらに説明を続けると、二酸化炭素（
ＣＯ，）レーザが効果的に使用される。というのは、二
酸化炭素のレーザ放射をアルミナが非常によく吸収する
からである。すなわち、層１４を構成するアルミナが二
酸化炭素レーザの放出する波長の放射を容易に吸収し、
このように層１４のうちのさらされた領域がレーザによ
って効果的に蒸発するからです。そのような例の層１３
．１５に適する材料は銅や金であり、この材料のどちら
も、二酸化炭素レーザの波長における放射の９８％以上
のオーダて反射する。ある一つの特定例において、層１
３は金であり、層１５は銅であり、どちらの材料もスパ
ッタリングによりそれぞれの下にある層上に付着され、
銅の層１５はイオンビーム技術又は化学エツチング技術
によって容易にパターン化される。

この方法によって、従来のエツチング方法よりも多くの
効果が与えられることが理解されるだろう。特に、レー
ザエツチングは、化学エツチング技術によって行われる
よりもずっと早く不要な材料を除去し、現存する下を削
り落とす問題はなくなる。この新たなレーザ技術は、除
去される領域の外部のワークピースにおける開口部の付
近で伝えられる熱エネルギにより、幾つかの小さな変形
を生じさせる。さらに、溶融材料のある部分の再凝固に
よっても同様な変形が生ずる。しかし、これらは以下に
説明するように最小化される。

イオンビームエツチング技術のように、この新たなレー
ザエツチング技術は、マスキング材料とエツチングされ
る材料との間の差分のエツチング速度に依存しない。従
って、イオンビーム技術に関連する場合のように、レー
ザ技術で使用されるマスクの最小の厚さは、エツチング
されるへこみの厚さに関連しない。レーザエツチング技
術に用いられる反射層は、エツチングされない領域のワ
ークピースの表面上で反射性を維持するために、十分な
厚さをもっていなければならない。

更に、現在のレーザエツチング技術において必要である
ように、この新たなレーザエツチング技術では、小さな
スポットにレーザビームを合焦させる必要がなく、又、
要求される特徴を形成するためにワークピースの表面上
にレーザビームを移動させる必要がない。このように、
現在のレーザ技術に特有な複雑な光学システムは、この
新たな技術では要求されない。更に、最小の特徴となる
大きさは、レーザスポットの大きさに関連せず、そして
新たな技術によってワークピースの全表面が一度に処理
されるので、このワークピースは一度に処理される。

すでに言及したように、レーザ・リソグラフィー法によ
って形成された凹部は、取り除かれる領域の外側のワー
クピースの加熱により、また、レーザによって加熱され
たが、蒸発しなかった材料の再固化−これは、ワークの
解像度を決定するものである−により、少し変形するこ
とがある。さらに、ある金属およびセラミック材料は変
形することがあり、また、あるセラミック材料は、強烈
なレーザ光線によって、クラックを生ずることがある。

しかしながら、これらの問題は、ワークピースを液体に
浸すことにより、あるいは、ワークピースの照射を受け
る表面上に、レーザ照射中、液体の層を形成することに
よって、最小限に抑えることができる。この場合、液体
は、ワークピースを冷却するように作用し、また、液体
の性質によっては、レーザの照射中に、ワークピースよ
り出る屑を、化学反応によって溶解したり、あるいは、
機械的作用によって流し出す作用を担っている。

当業者であれば理解できるように、どのような液体を選
択すればよいかは、多くのファクタによって決定される
。とくに、レーザ光線に対して、かなり透明な液体が適
当で、マスキング材料（すなわち、第１図における層１
３および１５）と反応するものであってはならない。ま
た、いやしくも、その液体が、エツチングされる材料（
すなわち、第１図における層１４）と反応するものであ
る場合には、室温できわめてゆっくり反応し、レーザが
照射される領域の外側で、ワークピース自体がエツチン
グされないようなものでなければならない。

もし、その液体が、蒸発温度で、レーザが照射される領
域に存在するエツチングされる材料と、反応を起こす場
合には、その液体は、エツチング操作を助け、レーザが
照射される領域内の材料を効果的に、化学的にエツチン
グするものがよい。

レーザ光線の照射を直接に受けない材料の部分の温度は
、レーザ光線の照射を直接に受ける部分の温度はど高く
ならないので、その部分は、その液体により、同じよう
にエツチングされない。その液体によるエツチング−そ
れは、化学的エツチングであるが−は、通常の化学的エ
ツチングに比べて、異方性が大きいであろう。

〔例１〕 Ｃｏ２　　レーザによるアルミナのエツチングアルミナ
レーザが基体上に形成され、その後スパッタリングによ
って２００人のクロムが付着された。このクロム層は次
の層すなわち金（これとは別に銅を用いてもよい。）と
の接着層として作用するよう設けられた。この金の層は
層１３として作用し、その厚さは１／２ミクロンであっ
た。その後スパッタリングによって厚さ約３０ミクロン
ないし４０ミクロンのアルミナのシートが付着されて層
１４が形成された。さらに厚さ３／１０ないし５／１０
の銅（これとは別に金が用いられてもよい。）の層が層
１５としてスパッタリングにより形成された。

銅の層（１５）はその後従来のフォ）　ＩＪソゲラフイ
ー技術によってパターン印刷された。ある場合には、そ
の銅の層の上部にフォトレジスト層が付着されてその下
の銅の層のパターンを露出させる従来の方法でパターン
が形成された。この露出した銅がイオンビームエツチン
グによってエツチングされた後、現像液内で任意のフォ
トレジスタが溶出された。これによって層１４のアルミ
ナが露出した開口部（第１図の２０）が残された。

別の場合には、銅の層１５が従来のリフトオフ技術を用
いてパターン印刷された。この技術では、銅の層の前に
フォトレジスト層が付着され（第１図にはフォトレジス
ト層は示されていない。）、このフォトレジストのパタ
ーンが従来のフォトリソグラフィ一工程で露出された。

その後フォトレジスト層の上部に薄い銅の層がスパッタ
リングにより付着され、そのパターン化されたフォトレ
ジストが現像液内で溶出された。この溶出したフォトレ
ジストがその直ぐ上部にある銅を除去して所望のパター
ンの銅が残された。

銅の層かをパターン印刷された後、そのワークピースが
エチレンクロライド溶液の薄膜によって被覆され、そ、
れがパルス状のＣ０２レーザを用いて照射されてその露
出したアルミナがエツチングされた。このレーザにより
供給されるエネルギーは、約１／４平方インチの領域上
で毎秒４パルスないし１０パルスのレーザパルスで照射
した場合にル−ザバルス当たり約４ジユールであった。

例２　除去可能なマスクを用いるエツチング本例に於い
て、層１５より成るマスクは被加工片上には蒸着されず
別に作成してエツチングされる被加工片の表面上におか
れる。被加工片はアルミナより成る。ベースマスクは一
般に平坦なニッケルより作られ、被加工片が露出される
開口を有する。このマスクは開口付近の厚みが約１５ミ
クロン、他の部分は約１２５ミクロンの厚さであり、厚
い部分は機械的強度をもたらし薄い部分は被加工片上へ
のマスクの整列の精度を高める。マスクと、用いられる
液体との間の化学的相互作用を防止するため、本マスク
は金の１０ミクロン層でメッキされる。マスクは次に被
加工片と整列され固定具により保持される。塩化メチレ
ン液が次にこの固定具上に散布され表面上に均一な層を
形成しこれがマスク放射を受ける。

被加工片は次にＣ０２レーザにより照射される。

レーザ（パルス当り約４ジユールの）単位面積当りのエ
ネルギを増大するためにレーザビームはレンズにより１
インチ当り約１／４インチの大きさに焦光され、被加工
片はこの全表面がマスクを通して露光されるまで１秒あ
たり６　／　１００，０インチの速さでレーザビーム下
を動かされる。

この工程は２０回繰返され約３５ミクロンの深さの凹み
がアルミナに形成される。

これら工程が完了した後はマスクが固定具から外されて
取り除かれる。又このマスクは次のエンチング工程にも
使える。

例３　高密度セラミックのエンチング 高密度セラミックによってエツチングされるべきパター
ンを限定するためのパターン付き銅層を有するワークピ
ースを製作した。エツチングを行なうために二酸化銅、
ゴムおよびＮｄ：ＹＡＧレーザを使用した。空気中でエ
ツチングを行なった時、すなわち液体が存在しない時、
キラミックに小さいクラックが現われ、エツチングから
生じた若干のセラミックの破片は再固化した。

高密度セラミックを用いた他の試験では、塩化メチレン
および水酸化カリウムの水溶液を含む数種の液体を使用
した。水酸化カリウム溶液は、その液が若干の深さを有
しているとＮｄ：ＹＡＧレーザの放射線の約３５パーセ
ントを吸収するけれど、Ｎｄ　：ＹＡＧレーザおよびル
ビーレーザに対して大体において満足すべきものであっ
た。水酸化カリウム溶液の好ましい濃度は１規定（１２
Ｎ）程度またはそれ以上であり、試験エツチングにおい
て５規定程度またはそれ以下の濃度を有する溶液ではセ
ラミックにいくらかのクラックが現われた。

例４　パーマロイのエンチング アルシマグ（Ａｌｓｉｍａｇ＞の基板上に３０００オン
グストロームの厚さを有するアルミニウム層をスパッタ
リングによって被着されたワークピースを製作した。ア
ルミニウムはエツチング停止層としての役目をした。ア
ルミニウムシート上に２０００オングストロームの厚さ
のパーマロイの眉をメッキした。パーマロイ層の上にリ
フトオフ技術を使用してアルミニウムマスクを形成させ
た。そこで、空気中においてワークピースをフッ化クリ
プトンレーザによって照射した。アルミニウムマスクお
よびエツチング停止層のエツチングが行なわれることな
しに、パーマロイがエツチングされた。

他の試験においては、少量の重クロム酸カリウムを含む
稀硝酸溶液を使用した。得られたエツチングによれば、
溶液を使用しないエツチングにおいて起生した再固化に
較べて溶融パーマロイの再固化が少なかった。

例　　　　５ ポリマーのエツチング 銅の薄膜をシリコン基層上にエツチング停止層（第１図
の符号１３）として付着した。フォトレジスト層が銅層
の上に付着され、硬く焼き付けられた。このフォトレジ
スト層の一部が、取外し可能ナステンレス鋼マスクの穴
を通るルビーレーザからの放射線によって露光された。

レーザビームの有効直径は約３ｍｍであり、マスクの穴
は約４０μの直径であった。レーザビームに当たったフ
ォトレジス）１１分は揮発部分として有効に分解され、
再凝固は生じなかった。銅層は有効にエツチングを停止
したが、ルビーレーザ放射線の高いエネルギーによって
少し変形した。

上記の説明は本発明の実施例に限定して行われたもので
ある。しかしながら、本発明の方法には、本発明の利点
の幾つか又は全部をそなえたまま、変形や修正が可能で
ある。従って、特許請求の範囲は本発明の真の精神及び
範囲に入る全ての変形や修正を含む。

【図面の簡単な説明】

第１八図ないし第１Ｃ図は本発明による新規なレーザ・
リングラフ技術を示す図である。 ｌＯワークピース １１　基盤 １２．１３．１４．１５層 ２０　開口 ２１　開口 ＦＩＧ、ｌＡ ＩＧＩＢ ＦＩＧ　Ｉｃ １、事件の表示　　　昭和６２年特許願第１９８１］　
０９号３、補正をする者 事件との関係　　出願人 ４、代理人 明細書を別紙のとおり全文訂正する。 ｌζ） 明　　　細　　　書 １、発明の名称　　電子的構成要素を形成するためレー
ザを使用するリングラフィ ツク方法 ２）特許請求の範囲 （１）　　レーザ放射を使用して被加工物体に凹所をエ
ツチングする方法であって、 Ａ、　レーザ放射の波長に対して反射性である材料のカ
バー層を被加工物体の上に付着させ、Ｂ、　前記反射性
カバー層の下の前記被加工物体における前記凹所を形成
すべき部分を露出させるマスクを形成するた給に、前記
反射性カバー層をパターン付けし、 Ｃ９使用される前記レーザ放射に対して実質的に透過性
であり、室温において前記被加工物体を形成する材料に
対して実質的に非反応性であり、且つ前記レーザ放射に
よって発生される上昇温度において前記被加工物体を形
成していて露出されてエツチングされる・材料に対して
反応性である液体の層を、前記マスクの表面の上に与え
、 Ｄ、　それによってカバーされた各部分がレーザ放射に
よってエツチングされることを防止する上記マスクを通
して、前記被加工物体を所望の深さの前記凹所が形成さ
れるに十分な時間の間前記レーザ放射に露出させて、露
出された部分から材料を除去する、 各工程を具備することを特徴とする方法。 （２）特許請求の範囲第（１）項記載の方法であって、
Ａ、　前記被加工物体における少くとも前記マスクに形
成されたパターンと相補的な領域に、前記レーザ放射の
波長において反射性の材料から成るエツチング停止層を
形成し、 Ｂ、　エツチングされる材料の層を付着させ、Ｃ１その
後、前記マスクを形成して前記被加工物体を前記レーザ
の放射に対して露出させ、前記マスクを通して露出され
たエツチングされるべき材料の部分をレーザ放射によっ
てエツチングし、前記エツチング停止層によって、前記
レーザ放射がエツチング停止層を越えて前記被加工物体
内に侵入することを停止させることにより前記凹所の深
さを制限する、各工程を更に具備している方法。 （３）凹所の境界を定めるバクーン付けしたマスクを通
してレーザ放射を使用して被加工物体に凹所をエツチン
グする方法であって、前記マスクを形成する材料として
、前記レーザ放射の波長において反射性の材料を使用し
、前記レーザ放射に対して実質的に透過性であり、室温
において前記被加工物体を形成する材料に対して実質的
に非反応性であり、且つ前記マスクを構成する材料を除
いて、前記レーザの放射によって発生される上昇温度に
おいて、前記被加工物体を形成する材料に対して反応性
であるように選定された液体の層を前記マスクの上に与
え、それによってカバーされた部分が前記レーザ放射に
よってエツチングされることを防止する上記マスクを通
して、所望の深さの凹部を形成する十分な時間の間前記
被加工物体を前記レーザ放射に露出させて、露出された
部分から材料を除去する、ことから成ることを特徴とす
る方法。 （４）特許請求の範囲第（３）項記載の方法であって、
Ａ、　前記被加工物体における少くとも前記マスクに形
成されたパターンと相補的な領域に、前記レーザ放射の
波長において反射性の材料から成るエツチング停止層を
前記被加工物体の上に形成し、 Ｂ、　エツチングされる材料の層を付着させ、Ｃ０その
後、前記マスクを形成して前記被加工物体を前記レーザ
放射に対して露出させ、前記マスクを通して露出された
エツチングされるべき材料の部分をレーザ放射によって
エツチングし、前記エツチング停止層によって前記レー
ザ放射がエツチング停止層を越えて前記被加工物体内に
侵入するのを停止させることにより前記凹所の深さを制
限する、 各工程を更に具備する方法。 （５）　　レーザ放射を使用して被加工物体に凹所をエ
ツチングする方法であって、 Ａ、　被加工物体の上にレーザ放射の波長において反射
性の材料から成るエツチング停止層を形成し、 Ｂ、　エツチングされる材料の層を付着させ、Ｃ１前記
レーザの放射の波長において反射性である材料の層の上
に反射性マスクを配置し、Ｄ、　それによってカバーさ
れた各部分がレーザ放射によってエツチングされること
を防止する前記マスクを通して、前記エツチングされる
材料の層を所望の深さの凹所が形成されるに十分な時間
の間前記レーザ放射に露出させてその露出された部分か
ら材料を除去し、前記エツチング停止層によって、前記
レーザ放射がエツチング停止層を越えて前記被加工物体
内に侵入することを停止させて、前記凹所の深さを制限
させる、 各工程を具備することを特徴とする方法。 〔６）特許請求の範囲第（５）項記載の方法であって、
前記マスクを配置する工程は、 Ａ、　被加工物体の表面にレーザ放射の波長におし）で
反射性である材料の被覆層を付着させ、Ｂ、　前記反射
性被覆層の下の被加工物体の凹所を形成すべき部分を露
させるために、反射性被覆層にパターン付けをする、 工程から成っている方法。 （７）特許請求の範囲第（５）項記載の方法であって、
前記被加工物体をレーザ放射線に露出させる前に、１吏
用するレーザ放射に対して実質的に透過性である液体の
層を前記マスクの表面の上に与える工程を含む方法。 （８）特許請求の範囲第（７）項記載の方法であって、
前記液体は、さらに、室温において前記被加工物体を形
成する材料に対して実質的に非反応性であり、且つレー
ザ放射によって発生される上昇温度において前記被加工
物体を形成するレーザ放射に露出されエツチングされる
材料に対して反応性であるように選定されている方法。 ３、発明の詳細な説明 童栗上■肌■分国 本発明はりソグラフィプロセス技術に関し、更に詳細に
はりソグラフィを使用する電子デバイスの製造のための
レーザを使用する技術に関する。 本発明のレーザ技術は、デジタルデータ処理システムの
ための磁気記憶装置用薄膜型磁気的読出し／書込みヘッ
ドの様な部品を製造するのに有用である。 鴛】ヱυ支ガ マイクロリソグラフィ技術は、多くの形態の電子装置の
製造に長年好んで使用されてきた。このような技術は、
例えば、半導体製造において使用されており、最近はデ
ィスク大容量データ記憶ユニットに使用される読出し／
書込みヘッドの製造に使用されている。電子部品のマイ
クロリソグラフ法による製造においては、半導体製造の
場合における基板のような被加工物体が先ず形成される
。 リソグラフィ技術が次に使用されて種々の回路および他
の特徴構造が被加工物体に形成される。このような技術
において、複数の材料層が堆積され、良く知られる方法
により塗布され且つパターン付けされるホトレジストに
より被加工物体に特徴構造の輪郭が形作られる。ホトレ
ジストがパターン付けされた後、マスクによってカバー
されていない領域の下の被加工物体のある部分あるいは
選択された層が化学的あるいはイオンビームエツチング
によって取り除かれる。この処理は典型的には最終的な
装置が形成されるまで何度も繰り返される。 しかしながら、化学的およびイオンビームエツチングの
何れにおいても多くの問題が発生する。 化学的エツチングにおいては、エツチングを行うのに使
用される化学薬品が、マスクされていない領域から保護
されていない部分の材料を取り除くばかりでなく、マス
クされた領域の端縁の直下の被加工物体の部分にわずか
であってもアンダーカットを生じる傾向がある。これは
、エツチング薬品がマスクされていない材料を取り除く
ので、マスク直下の領域の側壁が化学薬品に曝され、同
様にエツチングされるために生じる。このアンダーカッ
トは装置に形成することのできる特徴構造のサイズを制
限する。特に、装置の設計において、設計者は特徴構造
同士をどの位近づけられるかおよび特徴構造の最小の幅
を決める際に、装置の製造中に生じうるアンダーカッテ
ィングの程度を考慮する必要がある。 イオンビームエツチングではエツチングするイオンビー
ムは単一方向である。従って、被加工物体の表面に垂直
にイオンビームを向けると、アンダーカットは生じない
。現在のイオンビームエツチング技術は被加工物体の一
部分にではな（、被加工物体の全体に加えられる広いイ
オンビームを（Ｉｌｌしている。その結果としてイオン
ビームはマスクされていない材料を除くばかりではなく
、少なくともマスク材料それ自体にも切り込んでいく。 従って、取り除（ためにマスクをしていない材料が、マ
スクそれ自体がエツチングされて完全に取り除かれてし
まわない前に、全て取り除かれてしまうようにそのマス
クを厚くしておくことが重要である。マスクを勝手に薄
くすることはできない。 エツチングすべき層の部分を所望の深さまでエツチング
してしまうまではマスクはエツチングされないだけの厚
さを有していなければならない。しかしマスクが厚過ぎ
ると被加工物体上の最小特徴構造の大きさが制限される
。 イオンビームエツチングでの別の問題は、被加工物体の
全体に照射される、原子もしくはイオンのようなエネル
ギー粒子を使用することである。 被加工物体の全体をエネルギー粒子に曝すので、被加工
物体の温度は上がり、熱が蓄積され、そのことは磁気読
み取り／四き込みヘッドのような装置にとって望ましい
ことではない。更にイオンビームエツチングでは、被加
工物体から最初取り除いた材料の少量部分を加工片のど
こかに再び付着させることがしばしばあるが、これはそ
の技術で可能とされる特徴構造の解像寸法を制限するこ
とがあり、また環境次第では装置の適正な動作を阻害す
る。 これまでは、レーザ放射を使用して、エツチング困難な
被加工材料例えばセラミックスやある種のポリマをエツ
チングしたり、薄いフィルム抵抗のような回路素子を調
製することも行なわれている。既存のレーザ技術ではレ
ーザビームを小さいスポットに焦点させ、これを被加工
物体の表面に照射させる。このスポットを被加工物体の
表面上を動かして、要らない材料を取り除く。このやり
かたはマスキングを不要とするが、少なくともいくつか
の欠点はある。例えばレーザエンチングではスポットの
大きさが被加工物体に形成されることができる特徴構造
の小さい方の限界をきめる。 それで非常に小さい、もしくは勝手な形の特徴構造の加
工には精巧な光学的素子を必要とする。従来のレーザ技
術では一時にただ一つの特徴構造しか形成できないので
、一時に被加工物体の全表面にわたりレーザが作用でき
る場合よりも多く６時間がわかる。 ３つのすべての技術をもってしても、一旦エンチングを
始めてしまったときには、凹所を、予め正確に定められ
た深さを持つように形成することは困難である。エツチ
ングによる凹所の深さは、かけられた時間のみならず、
エツチングされる材料の特性にもよって変化し、また、
実質的に同じ材料のときでさえ、種々の処理工程を経る
と、材質が変化して、凹所の深さが変化する。 本発明は、被加工物体をエツチングするための新規かつ
改良されたレーザリソグラフ技術を提供するものである
。この新規な技術において、使用されるレーザの波長に
対して高い反射性を有する材料でできたマスクが、従来
技術に従い被加工物体の表面に配置される。次いで、レ
ーザ放射が被加工物体のマスクが置かれた表面に照射さ
れ、マスクされていない材料が除去される。レーザ放射
は、被加工物体の上に形成される特徴構造の大きさに比
べて大きな領域に一様に照射される。反応性材料は、除
去されるべきではない領域でレーザ放射を反射する。 この新規な方法においては、与えられたエネルギの多く
は被加工物体によっ゛て吸収されず、その代りに、マス
クによって反射されるか、マスクされていない材料の蒸
発のために使用される。従って、反射性材料でカバーさ
れた、すなわちエツチングされない被加工物体の部分は
、周囲の温度近くに維持される。これは、上記した蓄熱
による損傷の影響を最小のものとする。 被加工物体の表面に、選択された深さの凹所を形成する
ため、まず基板上に反射性材料の層が被着され、次いで
反射性材料層の表面上に凹所が形成されるべき非反射性
の材料の他の層が被着された被加工物体が形成される。 凹所の側壁を規定するようにパターン付けされたマスク
が、被加工物体の表面上、すなわち反射性材料層上に被
着された非反射性材料層の表面上に配置される。それか
ら、レーザ放射が、被加工物体の表面上に照射され、照
射された非反射性材料が除去される。反射性材料の下層
は、この工程によって形成される凹所の下限を規定する
。 この処理の変形例としては、エツチング工程においてエ
ツチング加工されるべき被加工物体の表面に液体を配置
するようにしてもよい。使用する液体としては、レーザ
光線を吸収しないものが好ましい。この液体によって、
レーザ光線により蒸発させられた材料の除去作用が高め
られるので、処理がより速やかに、しかもより清浄な状
態で行われる。また、被加工物体を冷却してエツチング
加工部分に熱応力が発生することを回避するといった別
の利点も得られる。更に、使用する液体として、レーザ
光線によって生じた高温下で、エツチングされた領域の
被加工物体の材料と反応する液体が選定された場合には
、より細かなエツチング解像度が得られる。変形例とし
ては、エツチング加工される被加工物体の表面だけを液
体で覆う代わりに、被加工物体を部分的にまたは全体的
に液体内に浸せきするようにしてもよい。 （実施例） 図面を参照するに、第１Ａ図には、新規なレーザ・リソ
グラフ技術に使用する被加工物体すなわちワークピース
１０が示しである。このワークピースは基板１１を備え
ており、この基体上には、以下に説明するレーザ処理が
開始される前に、前処理が施される。第１Ａ図のワーク
ピース１０においては、前処理によって基板１１の上面
に層１２が配置されている。また、先立って行われる処
理によって、各種の特徴構造および電子回路要素が基板
１１および層１２内に形成されていてもよいが、これら
は、第１Ａ図には特に示してはいない。これらは従来の
処理によって形成され、本発明を構成する部分ではない
。 本発明においては、まず層１２上に層１３が配置される
。次に、（第１Ｃ図に下方に向かう矢印１６によって表
されてる）レーザ放射によって凹所が形成されるべき第
３の層１４が層１３上に配置される。それから、上面層
１５が層１４上に配置される。このｌ１１５にはパター
ン付けを施してそこに（第１Ｂ図に示すように）開口２
０が形成させることができ、これらの開口はその下の層
１４を部分的に露出させるため使用される。このＮ１５
へのパターン付けは、例えば化学的なエツチング処理あ
るいはイオンビームによるエツチング処理を用いる従来
のホトリソグラフ技術を使用することによって行うこと
ができる。これらの開口２０によって、下の層１４に形
成される凹所の側壁境界が規定される。第１Ｂ図には、
このような開口２０のうちの２つを示しである。開口の
形状は任意の形にすることができる。 使用されるレーザは、層１３及び１５を形成する材料が
レーザ放射の波長において高い反射性を有するように選
定される。ＪｉＪ１４を形成する材料は、レーザ放射の
波長において低い反射性および低い透過率を有するよう
に選定される。第１Ｃ図に示されるように、［１５は、
入射レーザ放射１６の波長で高い反射性を有するので、
層１５は、矢印１７で示されるように、レーザ放射を反
射し、それゆえに、放射によって影響されない。しかし
ながら、層１４は、放射を反射せず、それゆえ、開口２
０により露出された領域は、放射を吸収し、それにより
効果的に蒸発させられるため取り除かれて凹所２１を形
成する。Ｎ１４の露出部分の取り除きは層１４の下側の
反射層１３の表面が露出までｍ’ｔｉする。層１５と同
様に、層１３もまた矢印１８で示されるように、レーザ
放射を反射し、それによって影響されない。 それゆえ、層１５のパターンは、（層１５の露出表面に
直交する方向から見たときの）Ｎ１４内の凹所２１の形
状を決定し、そして、層１３は、ワークピース１１内の
凹所２１の最大の深さを決定し、レーザ放射が層１２に
衝突するのを防止するように、効果的に作用する。従っ
て、凹所２１は層１２又は基板１１内に拡がらないのは
、明らかである。 Ｎ１５のパターンは、層１５が正常位置、すなわちワー
クピースの所定の位置に配置された状態で形成されるよ
うに述べたが、層１５は、配置される以前にパターン付
けされたマスクで形成されてもよいことは、当業者には
理解されるであろう。 ある状況では、エッチストップ用の反射Ｎ１３がワーク
ピース１０の全体に拡がるのが望ましくないであろうこ
とは、理解し得られるであろう。 例えば、もし銅が層１３の材料として選択され、そして
、ＪｉＪ１３がワークピース１１全体に拡がるならば、
銅層１３は、ワークピース１０全体に渡って電気的伝導
体として作用する。もしワークピースｌＯが層１４内の
両凹所２１を通過する電気的接続線を有するならば、層
１３が開口の全てに拡がることは、明らかに望ましくな
い。それゆえ、エッチストップ用の反応［１３もパター
ン付けして、層１３が層１５内の開口２０を効果的に補
完するようにすることが必要かもしれない。これは、両
凹所２１の間で層１３を通る電気的伝導路を除去するの
に十分である。 層１３．１４、及び１５について選択される材料は、エ
ツチング処理に使用されるレーザに依存し、あるいは、
逆に、エツチング処理の使用に選択されるレーザは、ワ
ークピース１０に要求されるであろう材料のタイプに依
存する。ある特定の例において、基板１１は、約７０パ
ーセントのアルミナ（八１２０□）及び３０パーセント
のチタニウムカーバイドを有する高密度のセラミックの
基板で形成されてもよく、そして、Ｊｉ１２は、アルミ
ナで形成されてもよく、そして、アルミナから成る層１
４内に凹所２１を形成させるのが望ましい。 前記の例についてさらに説明を続けると、二酸化炭素（
ＣＯ，）レーザが効果的に使用される。というのは、二
酸化炭素のレーザ放射をアルミナが非常によく吸収する
からである。すなわち、層１４を構成するアルミナが二
酸化炭素レーザの放出する波長の放射を容易に吸収し、
従って層１４における露出された領域がレーザによって
効果的に蒸発させられるからです。上記の例の層１３．
１５に適する材料は銅や金であり、これらの材料はどち
らも、二酸化炭素レーザの波長における放射の９８％程
度を反射する。ある特定例においては、層１３は金であ
り、Ｊｉ１５は銅であって、どちらの材料もスパッタリ
ングによりそれぞれの下側にある層上に付着され、銅の
層１５はイオンビーム技術又は化学エツチング技術によ
って容易にパターン付けされる。 この方法によって、従来のエツチング方法よりも多（の
利益が得られることが理解されるだろう。 特に、レーザエツチングは、化学エツチング技術によっ
て行われるよりもずっと早く不要な材料を除去し、化学
エツチングに存在するアンダーカイングの問題はなくな
る。この新たなレーザ技術は、除去されている領域の外
側の被加工物体において凹所の付近に伝導される熱エネ
ルギにより、若干の僅かな変形を生じさせる。さらに、
溶融材料のいくらかの部分の再固化によっても同様な変
形が生ずる。しかし、これらは以下に説明するように最
小ならしめることができる。 イオンビームエツチング技術のように、この新らしいレ
ーザエツチング技術は、マスキング材料とエツチングさ
れる材料との間のエツチング速度差に依存しない。従っ
て、イオンビーム技術に関連する場合のように、レーザ
技術で使用されるマスクの最小の厚さは、エツチングさ
れる凹所の深さに関連しない。レーザエツチング技術に
用いられる反射層は、被加工物体のエツチングされない
領域の表面全体に亘って反射性を維持するために、十分
な厚さをもっていなければならない。 更に、この新らしいレーザエツチング技術は、従来のレ
ーザエツチング技術において必要であるように小さなス
ポットにレーザビームを焦点させる必要がなく、又、要
求される特徴構造を形成するために被加工物体の表面上
にレーザビームのスポットを移動させる必要がない。こ
のように、従来のレーザ技術に特有な複雑な光学システ
ムは、この新たな技術では要求されない。更に、最小の
特徴構造の大きさは、レーザスポットの大きさに関連せ
ず、そして新しい技術によれば被加工物体の全表面が一
度に処理されるので、被加工物体は一度に処理される。 すでに言及したように、レーザ・リソグラフィー法によ
って形成された凹所は、取り除かれている領域の外側の
被加工物体の加熱により、また、レーザによって加熱さ
れて溶融したが、蒸発しなかった材料の再固化により少
し変形することがあり、これは特徴構想の解像度を決定
するものである。さらに、強度の高いレーザ放射によっ
て、ある金属およびセラミック材料は変形することがあ
リ、また、あるセラミック材料はクランクを生ずること
がある。しかしながら、これらの問題は、被加工物体を
液体に浸すことにより、あるいは、被加工物体のレーザ
照射を受ける表面上に、レーザ照射中、液体の層を形成
することによって、最小限に抑えることができる。この
場合、液体は、被加工物体を冷却するように作用し、ま
た、液体の性質によっては、レーザの照射中に、被加工
物体から除される材料を、化学反応によって溶解したり
、あるいは、機械的作用によって流し出す作用を担って
いる。 当業者であれば理解できるように、どのような液体を選
択すればよいかは、多くのファクタによって決定される
。とくに、レーザ放射に対して、かなり透明であり、そ
してマスキング材料（すなわち、第１Ａ図ないし第１Ｃ
図における層１３および１５の材料）と反応しない液体
が適当である。 また、若しもその液体が、エツチングされる材料（すな
わち、第１Ａ図および第１Ｃ図における層１４の材料）
と反応するものである場合には、室温できわめてゆっく
り反応し、レーザ放射が照射される領域の外側において
被加工物体自体が液体によってエツチングされないよう
なものでなければならない。 もし、レーザが照射される領域に存在する液体がその蒸
発温度でエツチングされる材料と反応を起こす場合には
、その液体はレーザが照射される領域内の材料を効果的
に化学的にエツチングしてエツチング操作を助ける。レ
ーザ放射の照射を直接に受けない部分の材料の温度は、
レーザ光線の照射を直接に受ける部分の材料の温度はど
高くならないので、その部分の材料が、その液体により
、同じようにはエツチングされない。その液体によるエ
ツチングは、化学的エツチングであるが、通常の化学的
エツチングに比べて異方性が大きいであろう。 例Ｉ Ｃ０ｇレーザによるアルミナのエツチングアルミナ層が
基板上に形成され、その後スパッタリングによって厚さ
２００人のクロム層が付着された。このクロム層は次の
層すなわち金（これに代えて銅を用いてもよい。）との
接着層として作用するよう設けられた。この金の層は層
１３（第１Ａ図）として作用し、その厚さは１／２ミク
ロンであった。その後スパッタリングによって厚さ約３
０ミクロンないし４０ミクロンのアルミナのシートが付
着されて層１４が形成された。さらに厚さ３／１０ない
し５／１０の銅（これに代えて金が用いられてもよい。 ）の層が層１５としてスパッタリングにより形成された
。 銅層１５はその後従来のフォトリソグラフィー技術によ
ってパターン付けされた。ある場合には、その銅の層の
上部にフォトレジスト層が付着されてその下の銅層のパ
ターンを露光させる従来の方法でパターンが形成された
。この露光した銅がイオンビームエツチングによってエ
ツチングされた後、現像液内でフォトレジストが溶出さ
れた。これによって層１４のアルミナが露出した開口部
（第１Ｂ図の２０）が残された。 別の場合には、銅層１５が従来のリフトオフ技術を用い
てパターン印刷された。この技術では、銅層の前にフォ
トレジスト層が付着され（第１Ａ図にはフォトレジスト
層は示されていない。）、　　　　−このフォトレジス
トのパターンが従来の写真石版工程で露光された。その
後フォトレジスト層の頂面に薄い銅層がスパッタリング
により付着され、そのパターン付けされたフォトレジス
トが現像液内で？客用された。この溶出したフォトレジ
ストがその直ぐ上側にある銅を除去して所望のパターン
に銅が残された。 銅層がパターン付けされた後、そのワークピースがエチ
レンクロライド溶液の薄膜によって被覆され、そしてパ
ルス状のＣＯ２レーザを用いて照射されて露出したアル
ミナがエツチングされた。このレーザにより供給される
エネルギーは、約１．３６平方ｍ＜約１／４平方インチ
）の領域に亘って毎秒４パルスないし１０パルスのレー
ザパルスで照射した場合にル−ザパルス当たり約４ジユ
ールであった。 例２ 除去可能なマスクを用いるエツチング 本例に於いて、Ｎ１５より成るマスクはワークピース上
には蒸着されず別に作成してエツチングされるワークピ
ースの表面上におかれた。ワークピースはアルミナより
形成された。ベースマスクは一般に平坦なニッケルで作
られ、ワークピースが露出される開口を有せしめた。こ
のマスクは開口付近の厚さが約１５ミクロン、他の部分
の厚さは約１２５ミクロンであり、厚い部分は機械的強
度をもたらし薄い部分はワークピース上へのマスクの整
列の精度を高める。マスクと、用いられる液体との間の
化学的相互作用を防止するため、このマスクは厚さ１０
ミクロンの金層でメッキされた。次にマスクをワークピ
ースと整列させ固定具内にワークピースと共に固定した
。次に塩化メチレン液をこの固定具上に散布してレーザ
照射を受ける表面上に均一な層を形成させた。 次にワークピースをＣＯ□レーザにより照射させた。レ
ーザ（パルス当り約４ジユールのエネルギを有する）単
位面積当りのエネルギを増大するためにレーザビームを
レンズにより約２．５４［ＸＯ，６３ｍ（約１インチ×
１７４インチ）の大きさに集光させ、ワークピースをそ
の全表面がマスクを通して露光されるまで１秒あたり約
１５／１０００糎（６／１０００インチ）の速さでレー
ザビーム下で動かした。 この工程は約３５ミクロンの深さの凹所をアルミナに形
成させるため２０回繰り返えされた。 これら工程が完了した後、マスクを固定具から取り外し
た。このマスクは次のエツチング工程にも使うことがで
きる。 例３ 高密度セラミックのエツチング 高密度セラミックによってエツチングされるべきパター
ンを限定するためのパターン付き銅層を有するワークピ
ースを製作した。エツチングを行なう゛ために二酸化鋼
、ゴムおよびＮｄ：ＹＡＣ；レーザを使用した。空気中
でエツチングを行なった時、すなわち液体が存在しない
時、セラミックに小さいクラックが現われ、エツチング
から生じた若干のセラミックの破片は再固化した。 高密度セラミックを用いた他の試験では、塩化メチレン
および水酸化カリウムの水溶液を含む数種の液体を使用
した。水酸化カリウム溶液は、その液が若干の深さを有
しているとＮｄ：ＹＡＧレーザの放射線の約３５パーセ
ントを吸収するけれど、Ｎｄ　：　ＹＡＧレーザおよび
ルビーレーザに対して大体において満足すべきものであ
った。水酸化カリウム溶液の好ましい濃度は１規定（１
２Ｎ）程度またはそれ以上であり、試験エツチングにお
いて５規定程度またはそれ以下の濃度を有する溶液では
セラミックにいくらかのクランクが現われた。 例　　４ ハーマロイのエツチング アルシマグ（Ａｌｓｉｍａｇ）の基板上に３０００オン
グストロームの厚さを有するアルミニウム層をスパッタ
リングによって被着させたワークピースを製作した。ア
ルミニウムはエツチング停止層としての役目をした。ア
ルミニウムシート上に２０００オングストロームの厚さ
のパーマロイの層をメッキした。パーマロイ層の上にリ
フトオフ技術を使用してアルミニウムマスクを形成させ
た。 そこで、空気中においてワークピースをフン化クリプト
ンレーザによって照射した。アルミニウムマスクおよび
エツチング停止層のエツチングが行なわれることなしに
、パーマロイがエツチングされた。 他の試験においては、少量の重クロム酸カリウムを含む
稀硝酸溶液を使用した。得られたエツチングによれば、
溶液を使用しないエツチングにおいて起生じた再固化に
較べて溶融パーマロイの再固化が少なかった。 例５ ポリマーのエツチング 銅の薄膜をシリコン基板上にエツチング停止層（第１図
の符号１３）として付着させた。フォトレジスト層を銅
層の上に付着させ、硬く焼き付けた。このフォトレジス
ト層の一部を、取外し可能なステンレス鋼マスクの穴を
通るルビーレーザからの放射線によって露光させた。レ
ーザビームの有効直径は約３耗であり、マスクの穴は約
４０ミクロンの直径であった。レーザビームに当たった
フォトレジスト部分は揮発部分として有効に分解され、
再固化は生じなかった。銅層は有効にエツチングを停止
させたが、ルビーレーザ放射線の高いエネルギーによっ
て少し変形した。 上記の説明は本発明の特定の実施例に限定して行われた
ものである。しかしながら、本発明の方法には、本発明
の利点の幾つか又は全部をそなえたまま、変形や修正が
可能である。従って、特許請求の範囲は本発明の真の精
神及び範囲に入る全ての変形や修正を含む。 ４、図面の簡単な説明 第１Ａ図ないし第１Ｃ図は本発明による新規なレーザ・
リソグラフ技術を示す図である。 １０・・・ワークピース １１・・・基板 １２．１３．１４．１５・・・層 ２０・・・開口 ２１・・・凹所 ■、小事件表示　　　昭和６２年特許顎第１９８００９
号３、補正をする者 事件との関係　　出願人 ４、代理人

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザを放射してワークピースに凹部をエッチン
   グする方法において、 Ａ、前記レーザの波長に対して反射性である物質のカバ
   ー層を前記ワークピースの上に付着させ、 Ｂ、前記反射性カバー層の下の前記ワークピースの、前
   記凹部を形成すべき部分を露出させるようなマスクを形
   成するように、前記反射性カバー層をパターン化し、 Ｃ、使用される前記レーザの放射に対して実質的に透過
   性であり、室温において前記ワークピースを形成する物
   質に対して実質的に非反応性であり且つ前記レーザの放
   射によって発生される上昇温度において前記ワークピー
   スを形成し露出されてエッチングされる物質に対して反
   応性である液体の層を、前記マスクの表面の上に与え、 Ｄ、前記マスクがそれによってカバーされた部分部分が
   レーザの放射によってエッチングされないようにして、
   所望の深さの前記凹部が形成されるに十分な時間の間、
   前記レーザの放射に対して前記マスクを通して前記ワー
   クピースを露出させて、前記露出部分から物質を除去す
   る、 ことを特徴とする方法。
2. （２）特許請求の範囲第（１）項記載の方法において、 Ａ、前記マスクに形成されたパターンと相補的な前記ワ
   ークピースの領域に少なくとも、前記レーザの放射線の
   波長において反射性の物質であるエッチング停止層を前
   記ワークピースの上に形成し、 Ｂ、エッチングされる物質層を付着させ、 Ｃ、その後、前記マスクを形成し、前記ワークピースを
   前記レーザの放射に対して露出させて、前記レーザが、
   前記マスクを通して露出されエッチングされるべき物質
   の部分をエッチングし、前記エッチング停止層は、前記
   レーザの放射線がそのエッチング停止層を越えて前記ワ
   ークピース内に侵入するのを停止するようにして、前記
   凹部の深さを制限するように作用する方法。
3. （３）凹部の境界を定めるパターン化したマスクを通し
   てレーザを放射してワークピースに凹部をエッチングす
   る方法において、前記マスクを形成する物質として、前
   記レーザの放射線の波長において反射性の物質を使用し
   、使用される前記レーザの放射線に対して実質的に透過
   性であり、室温において前記ワークピースを形成する物
   質に対して実質的に非反応性であり且つ前記マスクを構
   成する物質を除いて、前記レーザの放射によって発生さ
   れる上昇温度において、前記ワークピースを形成する物
   質に対して反応性であるように選定された液体の層を前
   記マスクの上に与え、前記反射性マスクによりそれがカ
   バーしている部分が前記レーザ放射によってエッチング
   されないようにして、所望の深さの凹部を形成するに十
   分な時間の間、前記ワークピースを前記レーザ放射に対
   して露出させてその露出された部分から物質を除去させ
   ることを特徴とする方法。
4. （４）特許請求の範囲第（３）項記載の方法において、 Ａ、前記マスクに形成されたパターンと相補的な前記ワ
   ークピースの領域に少なくとも、前記レーザの放射線の
   波長において反射性の物質であるエッチング停止層を前
   記ワークピースの上に形成し、 Ｂ、エッチングされる物質層を付着させ、 Ｃ、その後、前記マスクを形成し、前記ワークピースを
   前記レーザの放射に対して露出させて、前記レーザが、
   前記マスクを通して露出されエッチングされるべき物質
   の部分をエッチングし、前記エッチング停止層は、前記
   レーザの放射線がそのエッチング停止層を越えて前記ワ
   ークピース内に侵入するのを停止するようにして、前記
   凹部の深さを制限するように作用する方法。
5. （５）レーザを放射してワークピースに凹部をエッチン
   グする方法において、 Ａ、マスクに形成されるパターンと相補的な前記ワーク
   ピースの領域に少なくとも、前記レーザの放射線の波長
   において反射性の物質であるエッチング停止層を前記ワ
   ークピースの上に形成し、 Ｂ、エッチングされる物質層を付着させ、 Ｃ、前記レーザの放射線の波長において反射性である物
   質のカバー層を前記ワークピースの上に付着させ、 Ｄ、前記反射性カバー層の下の前記ワークピースの、前
   記凹部を形成すべき部分部分を露出させるようなマスク
   を形成するように、前記反射性カバー層をパターン化し
   、 Ｅ、所望の深さの凹部を形成するに十分な時間の間、前
   記マスクを通して前記レーザ放射線に対して前記ワーク
   ピースを露出させてその露出された部分から物質を除去
   し、前記エッチング停止層は、前記レーザの放射線がそ
   のエッチング停止層を越えて前記ワークピース内に侵入
   するのを停止するようにして、前記凹部の深さを制限す
   るように作用し、前記マスクにより、それによってカバ
   ーされた部分が前記レーザ放射線によってエッチングさ
   れないようにする、 ことを特徴とする方法。
6. （６）特許請求の範囲第（５）項記載の方法において、
   前記ワークピースを放射線に対して露出させる前に、使
   用するレーザ放射線に対して実質的に透過性である液体
   の層を前記マスクの表面の上に与える工程を含む方法。
7. （７）特許請求の範囲第（６）項記載の方法において、
   前記液体は、さらに、室温において前記ワークピースを
   形成する物質に対して実質的に非反応性であり、且つ前
   記レーザの放射によって発生される上昇温度において、
   前記ワークピースを形成する前記放射線に対して露出さ
   れエッチングされる物質に対して反応性であるように選
   定されているような方法。