JPS6212504B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はホトマスクに関し、詳しくは、１回の
露光によつて、厚さが部分的に異なるホトレジス
トパターンを形成するホトリソグラフイーに好適
なホトマスクに関する。

周知のように、磁気バブルメモリ素子や半導体
装置の各種微細パターンは、ホトリソグラフイー
とよばれる方法によつて形成される。

従来のホトリソグラフイーは、形成すべき各パ
ターンに対応したホトマスクを用い、それぞれ露
光，現像およびエツチングの処理が必要である。

すなわち、たとえば２種類のパターンを形成す
るには、２種類のホトマスクを用い、露光，現像
およびエツチングを、それぞれ２回ずつ行なわね
ばならない。

したがつて、工程が極めて煩雑であるばかりで
なく、マスク合わせの際に必然的に生じる位置合
わせの誤差のため、パターンの形成精度が低下し
てしまう。

このような問題を解決するため、光透過率が部
分的に異なるホトマスクを介して、強度が部分的
に異なる光をホトレジスト膜に照射することによ
り、１回の露光で異なるパターンを形成する方法
が提案されている（たとえば特開昭51−
139268）。

この方法（本明細書では、この方法を１マスク
法と称する）は、工程が極めて簡単であり、マス
ク合わせによる誤差の発生する恐れがないので、
磁気バブルメモリ素子の製造に用いてとくに好ま
しい結果を得ることができる。

第１図は、１マスク法に使用される従来のホト
マスク断面構造の１例であり、薄い石英板１上に
Fe−Niからなる半透明パターン３およびCrから
なる不透明パターン２が被着されている。

このようなホトマスクを用いて、たとえばAZ
−1350J（商品名，シツプレイ社製）のようなホ
トレジスト膜に露光した後、現像すると、露光に
よる溶解度の変化が部分的に異なるので、第２図
に示したような凹凸を持つたホトレジストパター
ン４が基板５の上に得られる。

これを用いて基板５のエツチングを行なえば、
ホトレジストパターン４の断面形状に対応した断
面形状が得られるから、磁気バブルメモリ素子の
製造に利用すれば、たとえば第３図に示した構造
の素子が形成される。

第３図において、記号６，７，８，９，１０お
よび１１は、それぞれ、非磁性基板、磁性ガーネ
ツト膜、第１の絶縁膜、コンダクタパターン、第
２の絶縁膜およびパーマロイパターンを表わす。

しかし、実際には、第１図に示したホトマスク
を用いて露光現像を行なつても、第２図に示した
ような良好なホトレジストパターン４を得るのは
困難で、第４図に示したように、異なるパターン
間の境界部分において、パターン１２′の断面形
状が不良になつてしまうことが多かつた。

そのため、従来の１マスク法では、パターンの
解像度が低下し、微細パターンを精度よく形成す
ることは困難であつた。

本発明の目的は、従来の１マスク法の有する上
記問題を解決し、微細パターンを高い精度で形成
することのできるホトマスクを提供することであ
る。

上記目的を達成するため、本発明は、光透過率
の異なるマスクパターン間に空隙を設けることに
より、レジストパターンの断面形状の劣化を防止
し、微細パターンの高精度形成を可能とするもの
である。

以下、本発明を詳細に説明する。

上記のように、従来の１マスク法用ホトマスク
は、半透明マスクパターン３と不透明マスクパタ
ーン２が第１図に示したように、部分的に積層さ
れるように被着されていた。

たとえば、磁気バブルメモリ素子のコンダクタ
パターンとパーマロイパターンを１マスク法によ
つて形成する場合、第５図に示したコンダクタパ
ターン９とパーマロイパターン１１の平面形状と
等しい平面形状を持つた半透明マスクパターン３
と不透明マスクパターン２が第１図に示すように
積層されたホトマスクを用いていた。（第１図
は、第５図に示したパターンのＡ−A′断面に対
応したマスクの断面形状を表わす。） しかし、このような従来のマスクを用いると、
上記のように、良好なレジストパターンを形成す
ることは困難で、第４図に示したように、パーマ
ロイパターン１１の縁部がコンダクタパターン９
と接する部分に対応する位置の近傍において、レ
ジストパターン１２′の断面形状が不良になつて
しまうことが多かつた。

このようなレジストパターンを用いては、良好
な磁気バブルメモリ素子を形成できないことは明
らかである。

このような問題を解決するため、本発明は不透
明パターン縁部に接する部分の半透明パターンを
除去して狭い空隙を設ける。

これにより、縁部近傍の光照射量およびそれに
よる膜厚減少量を増加させて良好なレジストパタ
ーンを形成するものである。すなわち、第６図は
本発明の一実施例を示す平面図およびそのＢ−
B′断面図であり、第５図に示した形状のコンダク
タパターン９とパーマロイパターン１１の形成に
用いるホトマスクを示す。

従来のホトマスクは、上記のように、コンダク
タパターン９およびパーマロイパターン１１と、
それぞれ同じ形状を持つた半透明および不透明パ
ターンをそなえ、しかもコンダクタパターン９と
パーマロイパターン１１が重なる部分では、不透
明パターンと半透明パターンは積層して被着され
ていた。

しかし、本発明においては、第６図ａ，ｂから
明らかなように、パーマロイパターンとコンダク
タパターンが重なる部分においても、半透明パタ
ーン１２と不透明パターン１３は積層されておら
ず、しかも両者の間は、狭い空隙１４によつて分
離されている。

したがつて、このようなホトマスクを介してホ
トレジスト膜に露光を行なうと、パーマロイパタ
ーンの縁部近傍に対応する部分に対する露光量
が、上記空隙１４によつて増加し、この部分のホ
トレジスト膜の溶解度が増大して、断面形状が良
好なレジストパターンが形成される。

このような構造を持つたホトマスクは、種々な
方法によつて作ることができるが、その１例を第
７図に示す。

まず、第７図ａに示すように、透明な石英基板
１上に、クロム膜（厚さ70nm）１５を全面に被
着し、さらにポジ型レジスト（AZ1350J：商品
名，シツプレイ社製）を用いてレジストパターン
（厚さ１μｍ）１６を形成する。

上記レジストパターン１６をマスクに用いて、
硝酸第２セリウムアンモニウム水溶液によつて上
記クロム膜１５をエツチし、さらにサイドエツチ
を行つて、第７図ｂに示すように、レジストパタ
ーン１６のひさしを形成する。

Ni−Fe膜（厚さ10nm）１７を真空蒸着法によ
つて被着する。この際、第７図ｃに示すように、
上記ひさしの下にはNi−Fe膜は被着されない。

したがつて上記レジストパターン１６を、その
上に被着されているNi−Fe膜１７とともにアセ
トンを用いて除去すれば、第７図ｄに示すよう
に、不透明クロムパターン１７が形成され、しか
も、両者は微小な空隙によつて分離されている。
空隙の幅は、上記サイドエツチの量によつて所望
の値に容易に調節できることはいうまでもない。

第７図ｅに示すように、コンダクタパターンに
対応した形状のレジストパターン１８を形成し、
半透明パターン１７の不要部分をエツチして除去
すれば、第７図ｆに示すようにホトマスクが形成
される。

本発明の特徴は、上記のように形成すべき複数
のパターンの互いに重なる部分に対応する半透明
および不透明マスクパターンを狭い空隙によつて
分離したことである。

したがつて、本発明において上記空隙の幅は極
めて重要であり、ほぼ３μｍ以下であることが必
要である。

すなわち、本発明は主として縮少投影露光法に
用いられるものであり、ホトレジスト膜の解像度
は、ほぼ0.3μｍ程度であるから、縮少率を1/10
とすれば、ホトマスクにおける空隙の幅が、ほぼ
３μｍ以上であると形成すべきパターンの本来連
続すべき部分が分離されてしまう恐れがある。

しかし、上記空隙が過度に小さくなると、本発
明の効果が著しく低下するので、空隙の幅をあま
り小さくすることは避けるべきである。

不透明および半透明マスクパターンは、Crお
よびFe−Niのみではなく、各種金属膜の膜厚を
変えることによつて容易に形成できることはいう
までもない。

本発明によるホトマスクを用い、1/10投影露光
法によつて、磁気バブルメモリ素子のコンダクタ
パターンとシエブロン型のパーマロイパターン最
小線幅１μｍ、ギヤツプ１μｍ）を高い精度で容
易に形成することができ、本発明の有効性が認め
られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の１マスク用ホトマスクの構造を
示す断面図、第２図および第４図は１マスク法に
おいて形成されるレジストパターンを示す断面
図、第３図は１マスク法によつて形成された磁気
バブルメモリ素子の要部を示す図、第５図はコン
ダクタパターンとパーマロイパターンの平面形状
を示す図、第６図は本発明一実施例の平面及び断
面構造を示す図、第７図は本発明にかかるホトマ
スクの製造方法を示す工程図である。 １……透明基板、２，１３……不透明マスクパ
ターン、３，１２……半透明マスクパターン、
４，１６，１８……レジストパターン、９……コ
ンダクタパターン、１１……パーマロイパター
ン、１４……空隙。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 透明基板の所望部分上に、部分的に光透過率
   の異なるマスクパターンをそなえたものにおい
   て、形成すべき複数のパターンの互いに重なる部
   分に対応する互いに光透過率の異なる上記マスク
   パターンが空隙によつて互いに分離されてあるこ
   とを特徴とするホトマスク。 ２ 上記空隙の幅がほぼ３μｍ以下である特許請
   求の範囲第１項記載のホトマスク。