JPS60128447A - Photomask - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To eliminate an underexposed resist film remaining on the lower side of each part having a level difference, by forming a mixture of an opaque film mask pattern in a prescribed form and a semitransparent film in a prescribed form on one principal face of a transparent base to constitute a photomask. CONSTITUTION:A semitransparent film 35 made of iron oxide or the like higher in light transmittance than a Cr film is attached to a base 31, and on this film 35 a resist film is formed by coating, and formed to a prescribed pattern to prepare a resist film pattern 36. The film 35 is selectively etched with an HCl type soln. by using said pattern 36 as a mask, and further the pattern 36 is also dissolved off to obtain a photomask provided with semitransparent film patterns 37 located on the side boards of the opaque Cr patterns 34 in a prescribed width and capable of intercepting light incident from the sides.

Description

【発明の詳細な説明】 ｆａｔ　発明の技術分野 本発明はフォトマスクに係り、特に高段差を有する薄膜
パターン上に塗着されたレジスト膜を、バターニングす
るに好適なフォトマスクに関するものである。Detailed Description of the Invention: fat Technical Field of the Invention The present invention relates to a photomask, and particularly to a photomask suitable for patterning a resist film coated on a thin film pattern having high steps.

ｆｂ）　技術の背景 薄膜磁気ヘッドや半導体装置等の各種微細パターンはフ
ォトレジスト及びフォトマスクを用い、露光、現像及び
エツチング処理等を行うフォトリソグラフィと呼ばれる
方法によって形成することは周知である。fb) Background of the Technology It is well known that various fine patterns for thin-film magnetic heads, semiconductor devices, etc. are formed by a method called photolithography, which uses a photoresist and a photomask and performs exposure, development, etching, and the like.

（Ｃ１従来技術と問題点 従来、比較的厚い薄膜によって薄膜磁気ヘッド等を製造
する場合、基板上に設けられた高段差を有する薄膜パタ
ーン上に所定のレジスト膜パターンを形成する際の露光
条件の設定が難しい。(C1 Prior Art and Problems Conventionally, when manufacturing a thin film magnetic head etc. using a relatively thick thin film, the exposure conditions for forming a predetermined resist film pattern on a thin film pattern with a high step provided on a substrate) Difficult to set up.

即ち、第１図に示すように高段差を有する第１の薄膜パ
ターン２と、該第１の薄膜パターン２上に第２の薄膜３
が設けられた基板１上にレジスト膜４を塗着し、該レジ
スト膜４を形成すべきパターンに対応したフォトマスク
５を用いて所定のパターンにバターニングする。この時
、前記レジスト膜４が第１の薄膜パターン２上の高段差
下部で厚く溜るため、通常の所謂段差のない平坦なレジ
スト膜を所定パターンにバターニングする露光条件を適
用した場合においては、上記高段差下部でのレジスト膜
４の基板１側部分が露光不足となり、該レジスト膜４の
現像後、第２図に示すように上記露光不足のレジスト膜
部分４ａが熔解除去されずに残ってしまう不都合があっ
た。That is, as shown in FIG. 1, there is a first thin film pattern 2 having a high step, and a second thin film 3 on the first thin film pattern 2.
A resist film 4 is applied onto the substrate 1 provided with the resist film 4, and the resist film 4 is patterned into a predetermined pattern using a photomask 5 corresponding to the pattern to be formed. At this time, the resist film 4 accumulates thickly at the bottom of the high step on the first thin film pattern 2, so when applying exposure conditions for patterning a normal flat resist film without a step into a predetermined pattern, The substrate 1 side portion of the resist film 4 at the bottom of the high step is underexposed, and after the resist film 4 is developed, the underexposed resist film portion 4a remains without being melted and removed, as shown in FIG. There was an inconvenience.

このため前記残留した露光不足のレジスト躾部分４ａを
除去するフォトマスクを別に用意し、該フォトマスクを
用いて前記露光不足のレジスト膜４ａに追加露光を行い
、完全に除去していたが、フォトマスクの取替え、位置
合わせ等をそれぞれ２回繰り返さなくてはならずこの際
のマスク合わせ誤差によるパターンズレが生じたり、又
レジストクランシュの頻度が増加して信頼性が低下する
欠点を有していた。一方、上記高段差下部でのレジスト
膜４の基板１側部分が露光不足となることを無くするた
めに、上記レジスト膜４を、形成すべきパターンに対応
したフォトマスク５を用いて所定のパターンにバターニ
ングする際に、露光時間を長くすることも考えられるが
、この場合、フォトマスク５のマスクパターンと対向す
る露光を必要としないレジスト膜４部分に露光の一部の
光が周り込みバターニング精度を著しく低下させる欠点
があった。For this reason, a photomask for removing the remaining underexposed resist film 4a was prepared separately, and the underexposed resist film 4a was additionally exposed using the photomask to be completely removed. Mask replacement, positioning, etc. must be repeated twice each, resulting in pattern misalignment due to mask alignment errors and increased frequency of resist crunches, resulting in lower reliability. Ta. On the other hand, in order to prevent the substrate 1 side portion of the resist film 4 below the high step from being underexposed, the resist film 4 is formed into a predetermined pattern using a photomask 5 corresponding to the pattern to be formed. It is conceivable to lengthen the exposure time when buttering the photomask 5, but in this case, some of the exposed light may wrap around the parts of the resist film 4 that do not require exposure and are opposite to the mask pattern of the photomask 5. There was a drawback that the accuracy of printing was significantly reduced.

（ｄ）　発明の目的 本発明は上記従来の欠点に鑑み、高段差部を有する薄膜
パターン上にレジストパターンを一露光工程によって高
段差下部に露光不足のレジスト膜を残留させることなく
、精度よく形成することのできる新規なフォトマスクを
提供することを目的とするものである。(d) Purpose of the Invention In view of the above-mentioned conventional drawbacks, the present invention provides a method for accurately forming a resist pattern on a thin film pattern having a high step portion in one exposure process without leaving an underexposed resist film at the bottom of the high step portion. The purpose of this invention is to provide a novel photomask that can

ｔｅ＞　発明の構成 そしてこの目的は本発明によれば、透明基板の一生面上
に所定形状の不透明膜マスクパターンを備えたフォトマ
スクであって、上記不透明膜マスクパターンと所定形状
の半透明膜を混在して設けて成ることを特徴とするフォ
トマスクを提供することによって達成される。According to the present invention, the present invention provides a photomask comprising an opaque film mask pattern of a predetermined shape on the entire surface of a transparent substrate, the photomask comprising the opaque film mask pattern and a translucent film of a predetermined shape. This is achieved by providing a photomask characterized by a combination of the following.

（ｆ）　発明の実施例 以下図面を用いて本発明の実施例について詳細に説明す
る。(f) Embodiments of the invention Embodiments of the invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第３図は本発明に係るフォトマスクの一実施例を示す要
部断面図であり、例えば透明なガラス基板２２の一生面
上に、従来と同様の主となるクローム（Ｃｒ）等からな
る不透明クロム膜パターン２３と、新たに該不透明クロ
ム膜パターン２３の幅より所定幅分だけ広幅の酸化鉄（
Ｆｅ　０）等からなる半透明膜パターン２４が図示のよ
うに積層状に被着形成されている。FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part showing an embodiment of a photomask according to the present invention. The chromium film pattern 23 and a new iron oxide (
A translucent film pattern 24 made of Fe 0) or the like is formed in a layered manner as shown in the figure.

従って、このように形成されたフォトマスク２１を用い
て対向する例えば、高段差を有する第１の薄膜パターン
２と、該第１の薄膜パターン２上に第２のｉ膜３が設け
られた基板１上のレジスト膜４に従来よりも比較的長い
露光条件によって露光を行うと、レジスト膜４の前記不
透明クロム膜パターン２３と対応する領域は完全に遮光
されることは勿論のこと、半透明膜パターン２４と対応
する領域には適正露光となって露光の一部の光の周り込
みが防止される。更に第１の薄膜パターン２の高段差の
領域に対しては光透過量が最大となることから該高段差
下部に厚く溜ったレジスト膜４に対しては、該レジスト
膜４の底部、即ち基板１側に迄、十分に露光され、第４
図に示すようにその後の現像処理によってレジスト膜４
が残ることなく完全に除去され、パターン精度の良いレ
ジスト膜パターン６が一度の露光、現像工程により形成
することが可能となる。Therefore, using the photomask 21 formed in this way, for example, a substrate having a first thin film pattern 2 having a high step and a second i-film 3 provided on the first thin film pattern 2 is formed. When the resist film 4 on the resist film 1 is exposed under relatively longer exposure conditions than conventional ones, the area of the resist film 4 corresponding to the opaque chrome film pattern 23 is not only completely shielded from light, but also a translucent film. The area corresponding to the pattern 24 is properly exposed, and a part of the exposed light is prevented from going around. Furthermore, since the amount of light transmitted is maximum in the region of the high step of the first thin film pattern 2, the bottom of the resist film 4, that is, the substrate The first side is fully exposed, and the fourth side is fully exposed.
As shown in the figure, the resist film 4 is formed by the subsequent development process.
is completely removed without leaving any residue, and a resist film pattern 6 with good pattern accuracy can be formed by a single exposure and development process.

尚、上記半透明膜パターン２４は、その透明度（光透過
率）によって露光量を変えることが出来るので、前記レ
ジスト膜４が被着された薄膜ノ々ターン２の段差の高さ
に応じてその光透過率を適当に変えれば良い。又、上記
した実施例では、本発明のフォトマスクをポジ型のレジ
スト膜のノ々ターニングに用いた場合の例について説明
したが、ネカ゛型のレジスト膜のバターニングに用いた
場合にも有効である。Incidentally, since the exposure amount of the semi-transparent film pattern 24 can be changed depending on its transparency (light transmittance), the exposure amount of the semi-transparent film pattern 24 can be changed depending on the height of the step of the thin film notch turn 2 on which the resist film 4 is adhered. All you have to do is change the light transmittance appropriately. Further, in the above-mentioned embodiment, an example was explained in which the photomask of the present invention was used for patterning a positive type resist film, but it is also effective when used for patterning a negative type resist film. be.

しかして、このような構造のフォトマスクを得るには、
種々の方法により製作することができるが、その一実施
例を第５図乃至第９図に示す。However, in order to obtain a photomask with such a structure,
Although it can be manufactured by various methods, one example thereof is shown in FIGS. 5 to 9.

まず第５図に示すように、透明な石英基板、或いはガラ
ス基板３１上の全面にクロム膜３２〔必要に応じてクロ
ム（Ｃｒ）と酸化クロム（Ｃｒ２０３　）との混合膜を
用いても良い〕を蒸着、或いはスバ・ツタリング法によ
って被着し、更に例えばポジ型レジスト膜を用いて所定
のレジスト膜パターン３３を形成する。次ぎにこのレジ
スト膜パターン３３をマスフにして前記クロムＩ＊３２
を硝酸２セリウム・アンモニウム水溶液によってエツチ
ングした後、上記レジスト膜パターン３３をレジスト熔
解液を用いて除去することにより第６図に示すように不
透明クロム膜パターン３４を形成する。次ぎに第７図に
示すように上記不透明クロム膜パターン３４を含めたガ
ラス基板３１上の全面に、前記クロム膜３２と比較して
光透過率の大きな酸化鉄（Ｆｅ　Ｏ）等からなる半透明
膜３５を被着する。しかる後第８図に示すように該半透
明膜３５上に、レジスト膜を塗着し、所定パターンにバ
ターニングしてレジスト膜パターン３６を形成する。こ
のレジスト膜パターン３６をマスクにして前記酸化鉄（
Ｆｅ　Ｏ）等からなる半透明膜３５を塩酸系の溶液によ
り選択的にエツチング処理を行い、更に前記レジスト１
１ｔ４パターン３６を熔解除去することにより第９図に
示すように上記不透明クロム膜パターン３４の側縁部よ
り所定幅分大きく光周り込み防止用半透明膜パターン３
７が設けられたフォトマスクが形成される。First, as shown in FIG. 5, a chromium film 32 (a mixed film of chromium (Cr) and chromium oxide (Cr203) may be used if necessary) is applied to the entire surface of a transparent quartz substrate or glass substrate 31. A predetermined resist film pattern 33 is formed using, for example, a positive resist film. Next, using this resist film pattern 33 as a mask, the chromium I*32
After etching with a dicerium ammonium nitrate aqueous solution, the resist film pattern 33 is removed using a resist solution to form an opaque chromium film pattern 34 as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 7, a translucent film made of iron oxide (FeO) or the like having a higher light transmittance than the chromium film 32 is applied to the entire surface of the glass substrate 31 including the opaque chromium film pattern 34. A membrane 35 is applied. Thereafter, as shown in FIG. 8, a resist film is applied onto the semitransparent film 35 and patterned into a predetermined pattern to form a resist film pattern 36. Using this resist film pattern 36 as a mask, the iron oxide (
The semi-transparent film 35 made of FeO) etc. is selectively etched with a hydrochloric acid solution, and the resist 1
By melting and removing the 1t4 pattern 36, as shown in FIG. 9, a semitransparent film pattern 3 for preventing light from entering is formed which is larger by a predetermined width than the side edge of the opaque chrome film pattern 34.
A photomask provided with 7 is formed.

更に第１０図乃至第１４図は本発明に係るフォトマスク
を製作するための他の実施例を示すもので、本実施例に
おいては、まず第１０図に示すように透明な石英基板、
或いはガラス基板４１上の全面に、クロム膜４５と比較
して光透過率の大きな酸化鉄（Ｆｅ　０）等からなる半
透明膜４２を蒸着、或いはスパッタリング法によって被
着し、更に例えばポジ型レジスト膜を用いて所定のレジ
スト膜パターン４３を形成する。次ぎにこのレジストＨ
’Ａパターン４３をマスクにして、前記酸化鉄（Ｆｅ　
０）等からなる半透明膜４２を塩酸系の溶液により選択
的にエツチング処理を行い、更に前記レジスト膜パター
ン４３を溶解除去することにより第１１図に示すように
後記する不透明クロム膜パターン４７の＋ｌＩ’ｌ縁部
より所定幅分大きい光周り込み防止用半透明膜パターン
４４を形成する。次ぎに第１２図に示すように上記半透
明膜パターン４４を含むガラス基板３１上の全面に、ク
ロム膜４５を蒸着、或いはスパックリング法によって被
着し、更に例えばポジ型レジスト膜を用いて第１３図に
示すように所定のレジス）１５１ｉパターン４６を形成
する。次ぎにこのレジストＨ’Ａパターン４６をマスク
にして、前記クロム膜４５を硝酸２セリウム・アンモニ
ウム水溶液等によってエツチングした後、上記レジスト
膜パターン４６をレジスト熔解液を用いて除去すること
により第１４図に示すように不透明クロム膜パターン４
７を形成する。Further, FIGS. 10 to 14 show other embodiments for manufacturing a photomask according to the present invention. In this embodiment, first, as shown in FIG. 10, a transparent quartz substrate,
Alternatively, a semitransparent film 42 made of iron oxide (Fe 0 ), etc., which has a higher light transmittance than the chromium film 45, is deposited on the entire surface of the glass substrate 41 by vapor deposition or sputtering, and is further coated with, for example, a positive resist. A predetermined resist film pattern 43 is formed using the film. Next, this resist H
' Using the A pattern 43 as a mask, the iron oxide (Fe
0) etc. is selectively etched with a hydrochloric acid solution, and the resist film pattern 43 is further dissolved and removed to form an opaque chrome film pattern 47, which will be described later, as shown in FIG. A semi-transparent film pattern 44 for preventing light from entering is formed which is larger by a predetermined width than the +lI'l edge. Next, as shown in FIG. 12, a chromium film 45 is deposited on the entire surface of the glass substrate 31 including the semi-transparent film pattern 44 by vapor deposition or spackling, and then a chromium film 45 is deposited using, for example, a positive resist film. As shown in FIG. 13, a predetermined resist 151i pattern 46 is formed. Next, using this resist H'A pattern 46 as a mask, the chromium film 45 is etched with an aqueous solution of dicerium ammonium nitrate, etc., and then the resist film pattern 46 is removed using a resist melt, as shown in FIG. Opaque chrome film pattern 4 as shown in
form 7.

尚、上記したクロム膜４５の選択エツチングに際して、
その下部にある半透明膜パターン４４もエッチされる恐
れがある場合には、クロム膜４５の被着工程に先立って
５ｉ０２　、又はＡｌ２２０３等の透明１ｍを被着し−
でおくようにすれば良い。In addition, when selectively etching the chromium film 45 described above,
If there is a risk that the semi-transparent film pattern 44 underneath may also be etched, a transparent 1m film such as 5i02 or Al2203 should be applied prior to the step of applying the chromium film 45.
It is better to leave it at that.

かくすれば、前記第９図で示す実施例と同様に主となる
不透明クロム膜パターン４７の側縁部より所定幅分大き
く光周り込み防止用半透明膜パターン４４が設けられた
本発明のフォトマスクを容易に得ることができる。In this way, as in the embodiment shown in FIG. 9, the photo sensor of the present invention is provided with a translucent film pattern 44 for preventing light from entering, which is larger by a predetermined width than the side edge of the main opaque chrome film pattern 47. Masks can be easily obtained.

（ｇｌ　発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明に係るフォトマ
スクの構造によれば、高段差を有する薄膜パターン上に
、レジスト膜パターンを形成する露光工程が一工程で済
むため、工程が簡略、短縮化され、従来の如きマスク合
わせ誤差の解消やレジスト・クラッシュ等が低減される
ので歩留りも向上するなど実用上優れた利点を有する。(gl Effects of the Invention As is clear from the above explanation, according to the structure of the photomask according to the present invention, the exposure process for forming a resist film pattern on a thin film pattern having a high step difference can be performed in one step. The process is simplified and shortened, mask alignment errors and resist crashes, etc., which are conventional, are eliminated, and yields are improved as a result of this, which has excellent practical advantages.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図及び第２図は従来のフォトマスクを説明するため
の要部断面図、第３図及び第４図は本発明に係るフォト
マスクの一実施例及びその適用例を示す要部断面図、第
５図乃至第９図は本発明に係るフォトマスクの製造方法
の一実施例を工程順に示す要部断面図、第１０図乃至第
１４図は本発明に係るフォトマスクの製造方法の他の実
施例を工程順に示す要部断面図である。 図面において、１は基板、２は高段差を有する第１の薄
膜パターン、３は第２の薄膜、４はレジスト膜、６．３
３．３６．４３及び４６はレジスト膜パターン、２１は
フォトマスク、２２．３１及び４１はガラス基板、２３
．３４及び４７は不透明クロム膜パターン、２４゜第１
図 第２図 第３図 第５図 第６因1 and 2 are sectional views of essential parts for explaining a conventional photomask, and FIGS. 3 and 4 are sectional views of essential parts showing an embodiment of a photomask according to the present invention and an example of its application. , FIGS. 5 to 9 are cross-sectional views of essential parts showing an example of the method for manufacturing a photomask according to the present invention in the order of steps, and FIGS. 10 to 14 are sectional views showing other methods for manufacturing a photomask according to the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view of main parts showing an embodiment in the order of steps. In the drawings, 1 is a substrate, 2 is a first thin film pattern having a high step, 3 is a second thin film, 4 is a resist film, 6.3
3.36.43 and 46 are resist film patterns, 21 is a photomask, 22.31 and 41 are glass substrates, 23
．． 34 and 47 are opaque chrome film patterns, 24° first
Figure 2 Figure 3 Figure 5 Figure 6 Cause

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 透明基板の一生面上に所定形状の不透明膜マスクパター
ンを備えたフォトマスクであって、上記不透明膜マスク
パターンと所定形状の半透明膜を混在させて設けて成る
ことを特徴とするフォトマスク。1. A photomask comprising an opaque film mask pattern of a predetermined shape on the entire surface of a transparent substrate, characterized in that the opaque film mask pattern and a semitransparent film of a predetermined shape are provided in a mixed manner.