(57)【要約】【課題】電子部品の高精度化および高性能化に対応した櫛歯状パターンの形成にするにあたり、微細化に対応したレジストの露光方法および弾性表面波装置に製造方法を提供する。【解決手段】レジストパターン５０は、基板１上に第一のレジスト層２と、第一のレジスト層２上に第二のレジスト層３と、第二のレジスト層３上に第三のレジスト層４と、開口部５とを備える。レジストパターン５０は、照明光学系と投影光学系を有する露光装置により露光される。照明光学系は、光軸中心から離れた位置に２つの照度中心を備える。また、形成されたレジストパターン５０を用い、リフトオフ法により弾性表面波装置の櫛歯状パターンが形成される。【効果】これにより、製造コストの大幅な上昇させることなく電子機器の高性能化に対応した高精度な微細レジストの露光方法および弾性表面波装置を提供することが出来る。【選択図】            図１
2005024980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成され、剥離液に対する溶解度が高く、かつ有機材料からなる第一の耐熱性レジスト層を形成する第一の工程と、前記第一のレジスト層上に形成され、露光波長に対する吸収性が高く、かつ有機材料からなる第二の耐熱性レジスト層を形成する第二の工程と、前記第二のレジスト層上に形成され、ドライエッチングに対する耐性が高く、かつ有機材料からなる第三の耐熱性レジスト層を形成する第三の工程と、前記第一、第二及び第三のレジスト層を照明光学系と投影光学系を有する露光装置を用いて露光する第四の工程とを備えたレジストの露光方法であって、
前記照明光学系は、光軸中心から離れた位置に２つの照度中心を備えることを特徴とするレジストの露光方法。
【請求項２】
前記照明光学系におけるフォトリソマスクは、櫛歯状パターンが形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のレジストの露光方法。
【請求項３】
前記２つの照度中心は、前記櫛歯状パターンのピッチ方向に離れて照度中心を持つことを特徴とする、請求項１または２に記載のレジストパターンの露光方法。
【請求項４】
前記２つの照度中心は、前記光軸中心と前記フォトリソマスクへの前記露光の入射光とのなす角をφ、前記櫛歯状パターンのピッチをＰ、前記露光の波長をλとした時、
ｓｉｎφ＝λ／２Ｐ
の関係となる位置に構成されることを特徴とする、請求項１乃至３に記載のレジストの露光方法。
【請求項５】
前記請求項１乃至４に記載のレジストの露光方法によって露光し、現像することにより形成されたレジストパターンを用いて、弾性表面波装置の櫛歯電極を形成する工程を備えることを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上にパターンを形成するために用いられるレジストの露光方法、特に微細なパターンを形成するためのレジストの露光方法およびそれを用いた弾性表面波装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種基板上に微細な金属膜のパターンを形成する方法の一つにとして、リフトオフ法が広く用いられている。このレジストパターンの形成は、フォトリソグラフィー技術として、基板上に所望の膜厚に塗布されたレジストを所定のパターンが形成されたフォトリソマスクを介して露光する。その後、現像処理することによりレジストパターンが形成される。
【０００３】
更なる微細なパターンを形成するために、この露光時の解像度を高めることが重要な要素となる。そのために用いる露光装置において、レンズの開口度を高くしたり、用いる露光波長を短波長化することが重要となる。現在、微細なパターンを形成するためには、この露光波長の短波長化が最も有効な手段として用いられている。しかし、露光波長の短波長化は、露光装置をはじめ、露光に関わる周辺装置も専用化する必要があり、大幅なコストの向上の課題があった。
【０００４】
そこで、このような課題を解決するために、次のようなレジストパターンの形成方法が提案されている。この方法は、照明光学系と、投影光学系とからなる露光装置を用いて、フォトリソマスクのパターンを基板上のレジストに投影露光する方法において、フォトリソマスクのパターンがラインアンドスペースである時に、露光装置の光軸から離れた位置で、フォトリソマスクのパターンに平行な線状光照明を用いるレジストパターンの露光方法である（例えば特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−３３５２１３
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記に説明した従来技術によるレジストパターンの露光方法には、以下の課題が存在する。
【０００７】
特許文献１においては、露光装置の光源に、波長が０．３６５μｍ（ｉ線）の光源を用い、その波長に最適な線状透穴が形成された絞りを用いた変形照明を用いる。
【０００８】
基板上に形成されたレジスト膜に、ラインアンドスペースのパターンが形成されたフォトリソマスクを介して、レジスト膜を露光する。この際、レジスト膜に形成されるレジストパターンのラインアンドスペースのピッチを考慮して、フォトリソマスクのパターンが設定されている。しかし、この従来技術を用いたレジストパターンにおける微細パターンの形成限界は、ラインアンドスペースのピッチが０．３０μｍ程度であり、更なる微細なパターンを形成することが困難であるとの課題を有する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく本発明のレジストの露光方法は、基板上に形成され、剥離液に対する溶解度が高く、かつ有機材料からなる第一の耐熱性レジスト層を形成する第一の工程と、第一のレジスト層上に形成され、露光波長に対する吸収性が高く、かつ有機材料からなる第二の耐熱性レジスト層を形成する第二の工程と、第二のレジスト層上に形成され、ドライエッチングに対する耐性が高く、かつ有機材料からなる第三の耐熱性レジスト層を形成する第三の工程と、第一、第二及び第三のレジスト層を照明光学系と投影光学系を有する露光装置を用いて露光する第四の工程とを備えたレジストの露光方法であり、照明光学系は、光軸中心から離れた位置に２つの照度中心を備えることを特徴とするレジストの露光方法である。
【００１０】
また、照明光学系におけるフォトリソマスクは、櫛歯状パターンが形成されていることを特徴とする。また、２つの照度中心は、櫛歯状パターンのピッチ方向に離れて照度中心を持つことを特徴とする。
【００１１】
また、２つの照度中心は、光軸中心とフォトリソマスクへの露光の入射光とのなす角をφ、櫛歯状パターンのピッチをＰ、露光の波長をλとした時、ｓｉｎφ＝λ／２Ｐの関係となる位置に構成されることを特徴とする。
【００１２】
更に、上記に記載のレジストの露光方法によって露光し、現像することにより形成されたレジストパターンを用いて、弾性表面波装置の櫛歯電極を形成する工程を備えることを特徴とする弾性表面波装置の製造方法である。
【００１３】
以上のような本発明のレジストの露光方法によれば、大幅に露光装置を変更することく、基板上に微細なレジストパターンを形成することが可能となる。また、それを用いることにより、微細なパターンを有する弾性表面波装置に製造が可能となる。よって、小型・軽量化、高性能化及び高信頼性化等に対応した弾性表面波装置を大幅なコストを向上させることなく提供することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について添付図に基いて詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施例におけるレジストパターンの構成を示す概略断面図である。
【００１６】
図１に示すように、レジストパターン５０は、基板１の一方主面上に形成された第一のレジスト層２と、第一のレジスト層２上に形成された第二のレジスト層３と、第二のレジスト層３上に形成された第三のレジスト層４とを備えた三層構造のレジスト層を有する。また、三層のレジスト層から構成されたレジストパターン５０は、基板１の表面にまで達する開口部５が形成されている。
【００１７】
以下にレジストパターン５０の形成方法の詳細を図２に示す概略プロセスフローを用いて説明する。
【００１８】
先ず、図２（ａ）に示すように、基板１、例えばＬｉＴａＯ３の一方主面に、スピンコーター等を用いて、膜厚が０．１６μｍの第一のレジスト層２を形成する。次に、第一のレジスト層２が形成された基板１を、１７０℃、２０ｍｉｎの条件でベーク処理を施す。基板１は、ＬｉＴａＯ３に限定するものではなく、所望する特性に合わせて，水晶、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＢ４Ｏ７等を用いても構わない。また、第一のレジスト層２には、例えばポリジメチルグルタルイミド（ＰＭＧＩ）のような、有機溶剤に対する溶解性が高く、かつ耐熱性の良好な有機材料を用いる。この種の材料を用いれば、後述する金属膜パターンの形成プロセスにおいても変形することなく、有機溶剤への溶解度が著しく低下することもない。
【００１９】
次に、図２（ｂ）に示すように、第一のレジスト層２上に、スピンコーター等を用いて、膜厚が０．１２μｍの第二のレジスト層３を形成する。次に、第二のレジスト層３が形成された基板１を、１５５℃、１ｍｉｎの条件でベーク処理を施す。第二のレジスト層３には、他のレジスト層（第一のレジスト層２および後述の第三のレジスト層４）に比較し、露光波長に対する吸光性が高く、かつ耐熱性の良好な有機材料を用いる。この有機材料としては、用いる露光波長に応じて、好適なものを選択して用いることが可能であり、例えば、露光波長が０．３６５μｍである時、ＢｒｅｗｅｒＳｃｉｅｎｃｅ社製のＸＨＲｉ−１６が高い吸光性を有しており好適である。
【００２０】
次に、図２（ｃ）に示すように、第二のレジスト層３上に、スピンコーター等を用いて、膜厚が０．３４μｍの第三のレジスト層４を形成する。次に、第三のレジスト層４が形成された基板１を、９０℃、１ｍｉｎの条件でベーク処理を施す。第三のレジスト層４には、第一のレジスト層２および第二のレジスト層３に比較し、ドライエッチングに対する耐性が高く、かつ耐熱性の良好な有機材料を用いる。有機材料としては、富士フィルムオーリン社製のＦｉ−ＳＰ２等を用いるとよい。また、各層に用いる有機材料は、その形成される順にベーク処理温度が下がることが好ましい。
【００２１】
次に、上述のように形成された三層構造のレジスト層に対して、露光、現像処理を施すことにより、図２（ｄ）に示すように、第三のレジスト層４に開口部５が形成される。この時、第二のレジスト層３が、用いる露光波長に対し高い吸光性を有するため解像度が高く、微細な開口部５を有するレジストパターンを形成することができる。この際、ＵＶキュア処理をすることでレジストパターンの耐熱を更に向上させることも可能である。
【００２２】
ここで、以下に、上記した露光する際に用いる露光装置について、図４を用いて詳細に説明する。
【００２３】
図４に示すように、露光装置６０は、光源８と、コンデンサレンズ９、１１、１４と、ミラー１０、１３と、アパチャー１２と、フォトリソマスク１５とから構成される照明光学系を備える。更に、投影レンズ１６と、基板がセットされるステージ１７とから構成される投影光学系を備える。光源８には、その波長が０．３６５μｍの水銀ランプのｉ線を用いる。フォトリソマスク１５には、櫛歯パターンが形成されている。
【００２４】
その関係を、図５（ａ）、図５（ｂ）に模式的にそれぞれ示した照明光学系の一部平面図および断面図を用いてより詳細に説明する。
【００２５】
図５（ａ）に示すように、アパチャー１２は、光軸中心１８から離れた位置に照度中心を備える開口部１９を有する。二つの開口部１９は、それぞれ光軸中心１８から等しい位置に構成されている。また、開口部１９は、光軸中心１８からフォトリソマスク１５に形成された櫛歯状パターンのピッチ方向に離れた位置に照度中心を有する。
【００２６】
次に図５（ｂ）に示すように（ミラー等を除き概略の構成を示す）、照明光学系の構成は、アパチャー１２と、コンデンサレンズ１４と、フォトリソマスク１５とにより構成されている。フォトリソマスク１５には、ピッチをＰとする櫛歯状パターン２０が形成されている。アパチャー１２の開口部１９を透過した露光光２１は、コンデンサレンズ１４を介して、フォトリソマスク１５へと入射する。この時、光軸中心１８とフォトリソマスクへの入射光２２とのなす角をφ、露光光の波長をλ、櫛歯状パターンのピッチをＰとした時、ｓｉｎφ＝λ／２Ｐの関係を満足するように、開口部１９が設定される。入射光２２が直進した０次光２４とフォトリソマスク１５により回折した１次光２５のなす角２６をθした時、θ＝２φの時、最も解像度が良好になる。
【００２７】
以上により第三のレジスト層４が露光され、微細な開口部５を有するレジストパターンを形成することができる。
【００２８】
ここで、再び図２を参照しての説明を行う。
【００２９】
次に、開口部５を有するレジストパターンが形成された第三のレジスト層４を上面に備える三層構造のレジスト層に対して、酸素プラズマによるドライエッチング（ＲＩＥ）を施す。これにより、第三のレジスト層４が備える開口部５を介して、第二のレジスト層３および第一のレジスト層２の一部が除去され、図２（ｅ）に示すように、レジストパターン５０が形成される。この時、第三のレジスト層４は、他のレジスト層に比較し、耐ドライエッチング性に優れていることから、そのエッチングレートは低く抑えられる。一方、第二のレジスト層３および第一のレジスト層２は、通常レートでエッチングされることからの結果的に図２（ｅ）に示すように、基板１上に断面が逆テーパー形状のレジストパターン５０が形成される。この時のドライエッチングにおける詳細な条件は、下記の通りである。
【００３０】
使用ガス：Ｏ２
処理真空度：６．７Ｐａ
ＲＦパワー：３００Ｗ
処理時間：３ｍｉｎ
以下に、櫛歯状パターンの形成方法の詳細を図３に示す概略プロセスフローを用いて説明する。
【００３１】
先ず、図３（ａ）に示すように、レジストパターン５０を備える基板１に対し、蒸着法を用いて金属膜６を形成する。この金属膜６は、例えば、下地膜にＴｉを膜厚が０．０１μｍ形成し、その上にＡｌを０．０６５μｍ形成した２層構造とする。この際、金属膜６の基板１への密着性を向上させる目的で、基板１を加熱しながら蒸着をすることが好ましい。形成方法は、蒸着法に限定するものではなく、スパッタリング法またはＣＶＤ法を用いても構わない。
【００３２】
また、この時、各レジスト層は、耐熱性が良好であるため、変形することなく金属膜６を形成することができる。
【００３３】
次に、図３（ａ）の状態の基板１を有機溶剤中に浸漬して、レジスト層を剥離することにより不要な金属膜６を除去する。第一のレジスト層２として他のレジスト層に比較して、有機溶剤に対する溶解性が良好なレジストを用いていることから、この剥離が容易に行なえる。これにより図３（ｂ）に示すように、基板１に対する密着性が良好で、所望の線幅および膜厚を有する櫛歯状パターン７が形成される。ここでは、線幅が０．１８μｍＬ／ｓの櫛歯状パターン７を形成した。
【００３４】
従来、露光装置の光源としてｉ線（０．３６５μｍ）を用いた時のレジストパターンの微細化限界が０．２５μｍ程度あったが、本発明のレジストパターンの露光方法によれば、櫛歯状パターンの微細化限界を０．１８μｍまで向上させることが可能となった。また、このように形成された櫛歯状パターン７は、弾性表面波装置として用いられる。
【００３５】
以上により、本発明のレジストの露光方法によれば、微細な櫛歯状のレジストパターンを形成することができ、微細な櫛歯状パターンを備える弾性表面波装置を製造することが可能となる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のような本発明のレジストの露光方法によれば、大幅に露光装置を変更することく、基板上に櫛歯状の微細なレジストパターンを形成することが可能となる。また、それを用いることにより、微細なパターンを有する弾性表面波装置の製造が可能となる。よって、小型・軽量化、高性能化及び高信頼性化等に対応した弾性表面波装置を大幅なコストを向上させることなく提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレジストの露光方法の一実施例のレジスト層の概略断面図である。
【図２】本発明のレジストの露光方法の一実施例の概略プロセスフローである。
【図３】本発明の弾性表面波装置の製造方法の一実施例の概略プロセスフローである。
【図４】本発明のレジストの露光方法の一実施例の概略露光装置構成図である。
【図５】本発明のレジストの露光方法の一実施例の概略露光装置の一部拡大図である。
【符号の説明】
１…基板
２…第一のレジスト層
３…第二のレジスト層
４…第三のレジスト層
５、１９…開口部
６…金属膜
７、２０…櫛歯状パターン
８…光源
９、１１、１４…コンデンサレンズ
１０、１３…ミラー
１２…アパチャー
１５…フォトリソマスク
１６…投影レンズ
１７…ステージ
１８…光軸中心
２１…露光光
２２…入射光
２３…光軸と入射光のなす角
２４…０次回折光
２５…一次回折光
２６…０次回折光と一次回折光がなす角
５０…レジストパターン
６０…露光装置
【図１】
2005024980.tif 000003
【図２】
2005024980.tif 000004
【図３】
2005024980.tif 000005
【図４】
2005024980.tif 000006
【図５】
2005024980.tif 000007