(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポジ型のレジスト膜の上に、所定の開口を有する第１マスクを配置し、前記レジスト膜の下面に達しない深さで前記レジスト膜を露光する第１工程と、
前記レジスト膜に熱処理を行い、前記露光した領域を不溶化する第２工程と、
前記レジスト膜の上に、前記不溶化した領域よりも小さい領域を被覆する第２マスクを配置し、前記レジスト膜の下面に達する深さで前記レジスト膜を露光する第３工程と、
前記第２工程において不溶化した領域及び前記第３工程において露光しなかった領域を残し、他の領域を除去する第４工程と、を備えるレジストパターンの形成方法。
【請求項２】
前記第２マスクが被覆する領域は、前記不溶化した領域の外縁を除いた領域であることを特徴とする請求項１に記載のレジストパターンの形成方法。
【請求項３】
前記第１工程において、前記レジスト膜の膜厚の半分よりも浅い領域まで前記レジスト膜を露光することを特徴とする請求項１又は２に記載のレジストパターンの形成方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法によって形成したレジストパターンを用いて、リフトオフ法により電極又は絶縁膜を形成する発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レジストパターンの形成方法及びそれを用いた発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光素子等の各種の素子を製造する際の膜のパターニング方法として、フォトリソグラフィによりレジストパターンを形成した後に金属、半導体または絶縁体などの薄膜を成膜し、レジスト剥離液を用いてレジストを剥離する際に不要な部分も同時に剥離して薄膜パターンを形成するいわゆるリフトオフによる方法がある。
【０００３】
リフトオフ法において用いるレジストパターンの形状は、逆テーパやハンマーヘッド形状などの庇状の部分を有する形状であると、その側壁部分に薄膜が成膜され難く、その側壁部分を介して剥離液がレジストに接触し易くなるため、レジストの剥離性が向上するとともに、側壁に成膜された薄膜７２が残留することによるバリの発生を抑えることができる。このようなレジストパターンの形成方法としては、ポジ型のレジスト膜に対してマスクパターンを変えた２段階の露光を行い、この露光した領域を反転処理によって不溶化し、さらに全面露光を行った後、現像する方法が知られている（特許文献１または特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−０７７１０６号公報
【特許文献２】特開２０００−０５６４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来のレジストパターンの形成方法では、所望のレジスト形状を露光領域のみで構成し、この露光領域を不溶化して現像するため、ウエハの表面において露光光の照り返しがあると、現像後に意図しない位置にレジストが残留することがある。
【０００６】
ウエハが発光ダイオードやレーザ等の発光素子のウエハである場合には、露光光の照り返しが特に発生し易く、レジストの残留が頻発する。発光素子のウエハは、半導体層や基板が発光波長に対して透光性の部材で構成されるが、このようなウエハを構成する部材が露光光を透過する部材である場合であっても、屈折率が異なる部材の界面において露光光の一部が反射されることがあるため、照り返しによる意図しない露光領域が形成され易い。例えば、サファイア基板の上に窒化物半導体層が積層されたウエハを用いると、サファイア基板と窒化物半導体層との界面で露光光の一部が反射される場合がある。また、発光素子のウエハが金属電極を含む場合は、このような金属電極として高反射率の材料を採用する傾向にあるため、露光光の照り返しが発生し易い。
【０００７】
また、従来の方法では、レジスト形状を確定する２段階露光において露光した領域を反転処理によって全て不溶化するが、その状態では可溶化領域が存在しないため、反転処理後に可溶化領域を形成する追加の露光が必要であり、工程数の増加を招いていた。
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、庇状の部分を有するレジストパターンを精度良く形成することができ、且つ、意図しないレジスト残留を抑制することができる方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一態様に係るレジストパターンの形成方法は、ポジ型のレジスト膜の上に、所定の開口を有する第１マスクを配置し、レジスト膜の下面に達しない深さでレジスト膜を露光する第１工程と、レジスト膜に熱処理を行い、露光した領域を不溶化する第２工程と、レジスト膜の上に、不溶化した領域よりも小さい領域を被覆する第２マスクを配置し、レジスト膜の下面に達する深さでレジスト膜を露光する第３工程と、第２工程において不溶化した領域及び第３工程において露光しなかった領域を残し、他の領域を除去する第４工程と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
このようなレジストパターンの形成方法によれば、庇状の部分を有するレジストパターンを精度良く形成することができ、且つ、意図しないレジスト残留を抑制することができる。また、可溶化領域を形成するための全面露光工程が不要であるため、工程数の増加を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施の形態に係るレジストパターンの形成工程１を説明するための概略断面図である。
【図２】図２は、実施の形態に係るレジストパターンの形成工程２を説明するための概略断面図である。
【図３】図３は、実施の形態に係るレジストパターンの形成工程３を説明するための概略断面図である。
【図４】図４は、実施の形態に係るレジストパターンの形成工程４を説明するための概略断面図である。
【図５】図５は、実施の形態に係るリフトオフ方法を説明するための概略断面図である。
【図６】図６は、実施の形態に係るリフトオフ方法を説明するための概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本件発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための方法を例示するものであって、本発明を以下の実施形態に特定するものではない。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。
【００１３】
図１〜４は、本実施の形態に係るレジストパターンの形成工程１〜４を説明するための概略断面図である。
【００１４】
（工程１）
まず、ウエハ１０の上にポジ型のレジスト膜２０を形成し、図１に示すように、レジスト膜２０上に、所定の開口３１を有する第１マスク３０を配置し、露光を行う。このときの露光深さはレジスト膜２０の下面に達しない深さとする。これによって、レジスト膜２０に露光した領域（第１露光領域２１）を形成する。レジスト膜２０はポジ型であるため、露光され感光された第１露光領域２１は露光しなかった領域（未露光領域２２）よりもレジストの剥離液（現像液）に対する溶解性が増大した領域（溶解速度が速い領域）である。第１露光領域２１は、本実施形態の方法で得られるレジストパターンにおいて庇状の部分となる。
【００１５】
本工程における露光は、レジスト膜２０の膜厚の半分よりも浅い領域まで行うことが好ましい。これによって、第１露光領域２１の厚みがレジスト膜２０の膜厚の半分よりも小さくなるため、庇状の部分の膜厚が小さいレジストパターンを形成することができる。このように庇状の部分の膜厚が小さいレジストパターンであれば、レジストパターン上に形成される薄膜が庇状の部分とそれ以外の部分とで分断され易く、剥離液が浸入し易いため、薄膜のリフトオフ性を向上させることができる。また、後述するように、レジスト膜２０の庇状の部分から下の厚みがレジスト膜２０上に形成される薄膜の厚みよりも高くなるように、本工程における露光深さを調整することが好ましい。
【００１６】
（工程２）
次に、レジスト膜２０に熱処理を行う。これによって第１露光領域２１の性質が反転し、図２に示すように、第１露光領域２１が不溶化した領域（不溶化領域２３）となる。このような反転処理は、加熱によって第１露光領域２１の架橋反応が進み、現像液に対する溶解速度が遅くなることで行われる。
【００１７】
（工程３）
その後、レジスト膜２０の上に第２マスク４０を配置し、再度露光する。第２マスク４０は、不溶化領域２３よりも小さい領域を被覆するマスクであり、また、このときの露光深さはレジスト膜２０の下面に達する深さである。これによって、図３に示すように、第２露光領域２４を形成する。第２露光領域２４は、未露光領域２２よりも現像液に対する溶解性が増大した領域であり、第２マスク４０の形状に応じて、不溶化領域２３の外縁の下まで形成されている。
【００１８】
第２マスク４０が被覆する領域は、不溶化領域２３の外縁を除いた領域であることが好ましい。このように、不溶化領域２３の外縁、好ましくはその全周を第２マスク４０から露出させることで、不溶化領域２３の外縁を未露光領域２２から庇状に張り出させることができる。なお、不溶化領域２３は既に露光された領域であるので、本工程によって溶解性が増大することはない。
【００１９】
（工程４）
そして、図４に示すように、不溶化領域２３および未露光領域２２を残し、他の領域を除去する。現像液に対する溶解性は、第２露光領域２４が最も高く、不溶化領域２３および未露光領域２２はそれよりも低い。つまり、第２露光領域２４の溶解速度が最も速い。このため、レジスト膜２０を現像液に浸漬することで第２露光領域２４のみを除去することができ、庇状の部分を有するレジストパターンを形成することができる。
【００２０】
このようなレジストパターンの形成方法によれば、第１マスク３０および第２マスク４０の開口形状によって庇状の部分の形状を制御するので精度良く形成することができるだけでなく、現像液によって除去するべき領域にレジスト膜が残留するという意図しないレジスト残留を抑制することができる。後者について、以下に詳述する。
【００２１】
従来の方法は、マスクを用いて部分的に露光した領域を全て不溶化した状態でレジスト膜を現像液に浸漬するものであり、マスクによって被覆された領域がレジスト膜を除去するべき領域である。しかし、ウエハまで達する深い露光を行う際には、ウエハによって露光光が照り返され、本来は露光されるべきではないマスク下の一部が露光される場合がある。従来の方法では、このようなマスク下の露光領域は、現像液に浸漬する際には不溶化されており、現像液によって除去することができないため、レジスト膜を除去するべき領域に残留する。
【００２２】
一方、本実施形態のレジストパターンの形成方法においては、露光領域を不溶化する熱処理工程は、レジスト膜２０の下面まで露光する深い露光の前にのみ行い、後には行わない。このため、深い露光の際にウエハ１０での照り返しによって第２マスク４０下の一部が露光され、意図しない露光領域が形成されたとしても、このような意図しない露光領域は可溶性の状態で現像液に浸漬される。よって、意図しない露光領域は現像液で除去することができ、レジスト膜を除去するべき領域に残留することはない。なお、ウエハ１０での照り返しによって形成される露光領域は、通常の露光領域と比較して極めて小さい。このため、意図しない露光領域を可溶化の状態で現像液に浸漬しても、レジストパターンの形状を変化させるようなレジスト剥離は引き起こし難い。
【００２３】
また、上述の形成方法であれば、レジスト形状を確定する２段階露光工程が可溶化領域の形成工程を兼ねている。このため、２段階露光工程後の全面露光工程が不要であり、工程数の増加を抑えることができる。
【００２４】
さらに、上述の工程によって得られたレジストパターンを用いて、発光素子を形成することができる。このようなレジストパターンは、リフトオフ法によって電極や絶縁膜等を形成する際に用いることができる。
【００２５】
リフトオフ法の例を、図５および図６を用いて説明する。図５および図６は、実施の形態に係るリフトオフ方法を説明するための概略断面図である。図５に示すように、レジスト膜２０（レジストパターン）上に薄膜５０を成膜する。そして、残存しているレジスト膜２０を除去することで、レジスト膜２０上の薄膜５０も除去することができ、図６に示すように、所望の形状の薄膜５０を形成することができる。ウエハ１０が発光素子のウエハである場合は、薄膜５０は電極や絶縁膜等である。
【００２６】
リフトオフ法におけるレジスト膜２０の除去は、レジスト膜２０のウエハ１０との界面近傍に剥離液を接触させることで行う。このため、レジスト膜２０がハンマーヘッド形状等の庇状の部分を有する形状であると、その側壁には薄膜５０が成膜され難く、剥離液がレジスト膜２０に接触し易く、レジスト膜２０の剥離性が向上する。さらに、レジスト膜２０の側壁に薄膜５０が成膜され難いことで、薄膜５０の残留によるバリの発生も抑制することができる。このような効果を得るためには、レジスト膜２０の庇状の部分から下の厚みが薄膜５０の厚みよりも高いこと、つまり、ウエハ上に直接形成された薄膜５０の上面よりも高い位置に庇状の部分が配置されたレジスト膜２０であることが望ましい。
【００２７】
上述のように、ウエハ１０が発光ダイオードやレーザ等の発光素子のウエハである場合には露光光の照り返しが特に発生し易いが、このような本実施形態の方法によれば、照り返しを起因とする意図しないレジスト残留を防止することができる。
【００２８】
発光素子のウエハとしては、基板の上に半導体層が積層されたものを用いることができ、電極や絶縁膜が形成されていてもよい。例えば、サファイア基板の上に窒化物半導体層が積層されたウエハを用いることができ、その表面にＡｇ等の金属電極やＳｉ酸化膜等の絶縁膜が形成されていてもよい。このような発光素子のウエハを個片化し、発光素子とする。
【００２９】
発光素子のウエハとしては、ウエハを構成する部材の少なくとも一部が露光光を透過する部材であってもよく、ウエハを構成する部材の少なくとも一部が露光光を反射する部材であってもよい。上述のように、ウエハを構成する部材の少なくとも一部が露光光を透過する部材である場合には、屈折率が異なる部材の界面において露光光の一部が反射されることがあるが、本実施形態の方法によれば、露光光の照り返しによる意図しないレジスト残留を抑止することができる。また、ウエハを構成する部材の少なくとも一部が露光光を反射する部材である場合にも、照り返しによる意図しないレジスト残留を抑止することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１０  ウエハ
２０  ポジ型のレジスト膜
２１  第１露光領域
２２  未露光領域
２３  不溶化領域
２４  第２露光領域
３０  第１マスク
３１  開口
４０  第２マスク
５０  薄膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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