JP3366865B2 - パターン形成法 - Google Patents
パターン形成法Info
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Description
デバイスを作製する工程で用いるパターン形成法に関す
るものである。 【０００２】 【従来の技術】半導体等の基板に金属膜を形成する方法
としてステンシル形状を持つレジストを用いたリフトオ
フ法がある。「リフトオフ法」とは、基板上に形成した
図形状のレジスト膜をマスクとして金属を基板上に蒸着
した後、そのレジスト膜を溶媒に溶かし、レジスト膜と
その上に堆積している金属とを基板から除去して、基板
上に図形状の金属膜を残す方法を意味する。また、「ス
テンシル形状」とは、上記レジスト膜の開口部の形状で
あって、開口部の周縁が、ひさし状にせり出しているこ
とを特徴とする形状である。このステンシル形状が開口
部のレジスト壁面に金属が蒸着されない部分を作り、溶
媒によるレジスト膜の除去、すなわち、リフトオフ工程
を可能にする。 【０００３】上記リフトオフ法には、単層レジストを用
いる方法と２層レジストを用いる方法がある。 【０００４】半導体レーザなどの光デバイス工程では半
導体基板に厚い金属膜を形成する必要があり、このよう
な場合、金属膜のエッチング方法に比べてリフトオフ法
は有効な方法である。単層レジスト法はプロセスが簡単
である反面、ひさし部分のせり出しが少なく、また密着
露光や縮小投影露光などの露光方式の違いによってステ
ンシル形状が大きく異なり、特に密着露光方式では、次
に説明するように、リフトオフ処理をしたときに不要部
分の金属膜が基板上に残ってしまうという問題が起こる
ことが多い。一方、２層レジスト法は露光方式の違いの
影響を受けずに不要部分の金属膜を取り除くのに有効な
方法である。 【０００５】図２は密着露光方式による単層レジストを
用いた基本的なステンシル形成法の一例を示す。（ａ）
半導体基板１上にレジスト膜２を形成し、フォトマスク
３を介し紫外線４を照射して露光を行う。（ｂ）有機溶
媒（ブロムベンゼン、モノクロロベンゼン等）に浸漬し
レジスト膜２の表面に難溶化層５を形成する。（ｃ）現
像処理を行ってステンシル形状６を形成する。この方法
はプロセスが簡単である反面、また密着露光方式におい
て、レジストとフォトマスクの密着性が悪いと、たとえ
ステンシル形状６が形成できても、開口部の幅が基板１
とレジスト膜２の界面部分の幅より大きく広がってしま
うため、界面部分のレジスト上に金属が蒸着され、リフ
トオフ処理においてその部分の金属膜が基板上に残って
しまうという問題が起こることが多い。 【０００６】図３は、この問題を解決した２層レジスト
法を用いた基本的なステンシル形成法の一例を示す。
（ａ）半導体基板１上に下層レジスト膜７としてＰＭＧ
Ｉ（ポリ(ジメチルグルタルイミド)）を塗布し、２００
℃以上の熱処理をする。（ｂ）ＰＭＧＩ膜７上に上層レ
ジスト膜８（フォトレジスト）を塗布し、９０℃から１
１０℃程度の温度でプリベークを行った後、フォトマス
ク３を介して紫外線４によりパターン露光を行う。
（ｃ）上層レジスト膜８の現像処理後、上層レジスト膜
８をフォトマスクとして遠紫外線９による露光を行う。
（ｄ）上層レジスト膜８が現像されない溶液を用いて下
層レジスト膜７を現像すればステンシル形状６が形成で
きる。（ｅ）金属膜を全面に蒸着し、２つのレジスト膜
を除去すれば半導体基板１の必要部分のみに金属膜１０
のパターンが形成できる。 【０００７】図３においてＰＭＧＩ膜を下層レジスト膜
として用いているが、２００℃以上の高温の熱処理が必
要となること、リフトオフ処理においてアセトン等の有
機溶媒で簡単に下層レジスト膜が溶解できないことか
ら、これらの問題点を解消するために開発されたのが、
図４の２層レジスト法である（特願平１０−７５２３号
参照）。ここで、（ａ）下層レジスト膜１１（フォトレ
ジスト）を塗布し、熱処理（１２０℃〜１３０℃）を行
い十分な紫外線４を下層レジスト膜１１全面に照射す
る。（ｂ）上層レジスト膜１２を塗布し、熱処理（９０
℃〜１１０℃）後、フォトマスク３を介して紫外線４に
よるパターン露光を行う。（ｃ）現像処理過程で（ａ）
において十分紫外線照射されている下層レジスト膜１１
の現像速度が高く、現像が促進され、ステンシル形状６
が形成される。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】以上が、先に出願の特
願平１０−７５２３号に開示された基本的な２層レジス
ト法であるが、これには、半導体基板１上に下層レジス
ト膜１１を形成した後、熱処理や紫外線４による全面露
光処理を行うため、ステンシル形成までに２回の熱処理
工程と２回の露光工程が必要となり、プロセスが複雑と
なってしまうという解決すべき課題がある。 【０００９】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであり、プロセスの短縮が図れ、露光方式や
高段差基板による影響を受けずにステンシル形状が確実
に形成でき、さらにリフトオフ処理が容易にできるパタ
ーン形成法を提供することを目的とする。 【００１０】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、あらかじめ下層レジスト膜１１
となるレジストの溶液の段階で紫外線４を照射し、レジ
スト内の感光剤（ナフトキノンジアジド）を分解して、
レジストの溶解速度を増大させる効果をもつインデンケ
テンとし、この状態でレジストの保存を行っておく方法
である。この結果、あらかじめレジストが感光している
ため、半導体基板１上に下層レジスト膜１１を形成した
後の熱処理工程や紫外線４による全面露光工程を必要と
せずに、そのまま上層レジスト膜１２を塗布できる。ま
た、パターン形成露光後に行う現像処理においても、下
層レジスト膜１１の溶解速度が速まり良好なステンシル
形状を形成させることができる。 【００１１】図４に示した従来法においては、下層レジ
スト膜１１に紫外線を照射して、レジストのアルカリ可
溶性を増大させておかなければなならないが、膜が厚い
場合には、多くの紫外線照射量を必要とする。これに対
して、本発明においては、下層レジスト膜１１が、すで
に紫外線照射後の状態にあるので、レジスト膜１１が厚
くても支障はなく、厚い金属膜の場合や基板に高い段差
がある場合においても、金属膜の形成を容易に実行する
ことができる。 【００１２】 【発明の実施の形態】図１は本発明に係わるパターン形
成法の実施の形態例を示す。図１において（ａ）市販さ
れているレジスト溶液（例えば：シプレー社Ｓ１８３
０）に紫外線を十分吸収させ感光剤を分解させインデン
ケテンにしてアルカリ可溶状態としたレジストを用意し
ておき、下層レジスト膜 １１としてスピンコータによ
り半導体基板１上に塗布する。（ｂ）続いて厚く形成で
きる上層レジスト膜１２（例えば：シプレー社ＳＪＲ５
４４０）をスピンコータにより塗布し、熱処理（９０℃
〜１１０℃）後、フォトマスク３を介して紫外線４によ
るパターン露光を行う。（ｃ）アルカリ性現像液（例え
ば、シプレー社：ＭＰデベロッパー）により上層レジス
ト膜１２と下層レジスト膜１１とを単一工程で現像すれ
ばステンシル形状６が形成できる。 【００１３】本発明では、半導体基板１上に塗布する前
のレジスト溶液において感光剤がすでに分解しているも
のを使用するため露光工程を省いている。また、上層レ
ジスト膜１２には大きな基板段差にも対応できるように
厚く形成し、さらに下層レジスト膜１１と光波長に対す
る吸収特性の異なる材料を使用しているため、現像時に
おいて両レジストの溶解速度差が大きくなり、良好なス
テンシル形状を形成できる。 【００１４】なお、以上の説明においては、基板として
半導体基板を用いる場合について説明を行ったが、本発
明が半導体以外の基板に対しても適用できることはいう
までもない。また、レジスト溶液内の感光剤を分解させ
インデンケテンにする光照射には、紫外線以外に、可視
光、例えば水銀灯からのｇ線（波長 436nm）等も用いる
ことができる。 【００１５】 【発明の効果】本発明の実施によって、リフトオフ法に
適するステンシル形状を、簡単な方法によって、確実に
形成することが可能となり、このステンシル形状を用い
て、厚い金属膜の場合や基板に高い段差がある場合にお
いても、金属膜の形成を容易に実行することができる。
る。 【図２】従来の単層レジスト法を示す概念図である。 【図３】従来の２層レジスト法を示す概念図である。 【図４】従来の２層レジスト法を示す概念図である。 【符号の説明】 １…半導体基板 ２…レジスト膜 ３…フォトマスク ４…紫外線 ５…難溶化層 ６…ステンシル形状 ７…下層レジスト膜 ８…上層レジスト膜 ９…遠紫外線 １０…金属膜 １１…下層レジスト膜 １２…上層レジスト膜
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】基板上に２層レジストを用いてステンシル
形状を形成するパターン形成法において、あらかじめ光
照射によりレジスト溶液内の感光剤を分解させインデン
ケテンにしてアルカリ可溶状態とした第１のレジスト溶
液を前記基板上に塗布して第１のレジスト膜を形成する
工程と、前記第１のレジスト膜上に第２のレジスト溶液
を塗布して第２のレジスト膜を形成する工程と、前記第
１のレジスト膜と前記第２のレジスト膜とを一括して熱
処理する工程と、前記第２のレジスト膜に露光によるパ
ターン転写を行う工程と、前記第１及び第２のレジスト
膜をアルカリ性現像液によって現像する工程とを有する
ことを特徴とするパターン形成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26594098A JP3366865B2 (ja) | 1998-09-21 | 1998-09-21 | パターン形成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP26594098A JP3366865B2 (ja) | 1998-09-21 | 1998-09-21 | パターン形成法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000100788A JP2000100788A (ja) | 2000-04-07 |
| JP3366865B2 true JP3366865B2 (ja) | 2003-01-14 |
Family
ID=17424203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP26594098A Expired - Fee Related JP3366865B2 (ja) | 1998-09-21 | 1998-09-21 | パターン形成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3366865B2 (ja) |
-
1998
- 1998-09-21 JP JP26594098A patent/JP3366865B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2000100788A (ja) | 2000-04-07 |
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