JP3652491B2

JP3652491B2 - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP3652491B2
Application number: JP03367298A
Authority: JP
Inventors: 誠一石原
Original assignee: New Japan Radio Co Ltd
Current assignee: New Japan Radio Co Ltd
Priority date: 1998-01-29
Filing date: 1998-01-29
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2018-01-29
Also published as: JPH11219954A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、リフトオフ法により金属パターンを形成する工程を備えた半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、アルミニウム等の金属は、まず、金属膜で基板全面を被覆した後、金属膜上にホトレジストで所望の形状にマスキングし、ウエットエッチングあるいはドライエッチングによりパターニングする方法がとられている。
【０００３】
一方、金、白金のようにエッチングが難しい金属の場合は、リフトオフ法と呼ばれる方法がとられている。一般的なリフトオフ法は、次のようになる。まず、半導体基板１上に、ホトレジストを塗布し、プリベーキングを行なう。次に、例えばモノクロロベンゼンのような薬品に浸積させた後、露光、現像を行う。その結果、ホトレジスト２表面側に現像液に対して難溶性の層が形成され、図３に示すようなヒサシ形状が形成される。半導体基板１に対して垂直方向から金属３を真空蒸着すると、半導体基板１上及びホトレジスト２上に金属３が積層する（図３Ａ）。その後、ホトレジストを溶解除去することによって、ホトレジスト２上の金属３が取り除かれ、半導体基板１上にのみホトレジストの開口パターンに相当する金属３のパターンを形成することができる（図３Ｂ）。
【０００４】
しかし、このような方法で開口寸法が１ミクロン以下のパターンを形成する場合、モノクロロベンゼンに浸積させても、現像後にヒサシ形状が形成できなくなる。そのため、図４に示すように、半導体基板１上に窒化膜等の絶縁膜や別のホトレジストからなるスペーサー膜４を形成し、通常のホトレジスト２パターンを形成する。その後、ホトレジスト２をエッチングマスクとして使用してスペーサー膜４をエッチングし、半導体基板１を露出させる。スペーサー層４は、ホトレジスト２の内側までエッチングされ、前述のリフトオフ法同様、露出した半導体基板１上に金属３を蒸着することができる。
【０００５】
このとき、ホトレジスト２開口部断面の側壁の傾斜が、図４に実線で示すように垂直に近い場合、この側壁部分に蒸着した金属３の一部が付着し、半導体基板１上に堆積した金属とつながってしまい、いわゆるバリが発生するという問題があった。そのため、ホトレジストをパターニングした後、熱処理を加えることによって、図４に点線で示すように、ホトレジスト２の側壁の傾斜角度を半導体基板面に対して小さくした後、金属３を蒸着するという方法をとっていた。
【０００６】
しかし、このような方法であっても、ホトレジストパターンによっては、バリが発生する場合があった。図５にバリが発生するホトレジストパターン平面図の一例を示す。ホトレジスト２の開口内に、半導体基板１が露出するようにパターニングを行う。通常、ホトレジストパターンの開口部角部は、図５に示すようにほぼ直角に交わる形状となっている。その後、図４で説明したように、開口部の側壁の傾斜が小さくなるような熱処理を行い、全面に金属を蒸着し、ホトレジストを溶解除去する。その結果、図５に斜線で示す開口部角部にバリが発生することがあった。このようなバリは、図５左図のような細長い開口を有する場合であっても、図５右図にような広い開口を有する場合であっても、開口部角部に発生することが確認された。そこで、バリが発生したホトレジストについて、ホトレジストパターン開口部の側壁の傾斜をなだらかにするための熱処理を行った後、この部分の断面形状を観察してみた。その結果、角部の側壁の傾斜角度は、他の部分に較べて垂直に近いことがわかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、熱処理によって側壁の傾斜をなだらかにする場合、パターンの形状によって、側壁の傾斜角度にばらつきが生じ、この状態でリフトオフを行った場合、側壁の傾斜角度が垂直に近いパターン開口部角部で、バリが発生するという問題点があった。本発明は上記問題点を解消し、バリが発生することのない半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、半導体基板上にスペーサー膜を介してホトレジストによりパターンを形成した後、該パターン開口部の前記スペーサー膜をエッチングし前記半導体基板を露出させ、前記パターン開口部の前記ホトレジスト側壁の傾斜角度が前記半導体基板面に対して小さくなるような熱処理を行い、金属を蒸着し、前記半導体基板上に前記金属パターンを形成する工程を備えた半導体装置の製造方法において、前記スペーサー膜上に形成するホトレジストパターンの開口部角部の平面形状を円弧状にすることで、前記熱処理後の前記ホトレジスト側壁の傾斜角度が、前記パターン開口部全周にわたって略均一となるようにすることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１に、従来例で説明した図５右図に相当するホトレジストパターンの平面図を示す。図１に示すように、広く半導体基板１を露出するような開口を有するホトレジスト２パターンでは、開口部角部が直角に交わらず円弧状となるようにする。これは、予めホトマスクの角部が直角に交わらず円弧状になるように形成しておくことで、実現できる。あるいは、ホトレジストパターンを形成する際の、プリベーク条件、露光条件、現像条件等を適宜設定して、ホトレジストパターンの角部が直角に交わらないようにすることもできる。具体的にホトレジストパターンの開口部角部の平面形状は、半円、半楕円、１／４円、１／４楕円等、熱処理前の側壁の角度、使用するホトレジストの種類、熱処理条件等によって決まる熱処理後の側壁の角度、金属の蒸着量等を考慮し、適宜選択することができる。例えば、熱処理前の側壁の角度が直角に近い場合、なだらかな角度の場合に較べて、曲率半径の大きな円弧状にする必要がある。
【００１０】
いずれの形状の場合も、熱処理後の側壁の角度が、パターンの開口部全周にわたって均一となるように設定することで、従来発生していたバリの発生を防止できることがわかった。
【００１１】
図２には、図５左図に相当する狭い開口を有する別の実施の形態のホトレジストパターンの一例を示す。この場合、開口寸法が小さくなり、開口部終端を曲線状にするだけでは、熱処理後のホトレジストパターン開口部全周にわたって均一な角度とならないため、図に示すように、終端部の開口寸法を広げた上で、円弧状にする必要がある。この場合もホトレジストパターンの平面形状は、半円、半楕円、１／４円、１／４楕円等、熱処理前後の側壁の角度、金属の蒸着量等を考慮し、適宜その具体的な形状を設定することができる。
【００１２】
このように形成したホトレジストパターン上に、基板に対して垂直方向から金属を蒸着すると、開口部全周にわたって均一な傾斜角度となっており、従来生じていた部分的なバリの発生がなくなることが確認できた。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、部分的なバリの発生を防ぐことができるため、リフトオフ法によって形成された金属パターンを備えた半導体装置を形成する場合、短絡等の不具合が発生することがないので、歩留まりの向上と信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を説明する図である。
【図２】本発明の別の実施の形態を説明する図である。
【図３】通常のリフトオフ法を説明する図である。
【図４】従来のリフトオフ法を説明する図である。
【図５】従来のホトレジストパターンの平面図である。
【符号の説明】
１半導体基板
２ホトレジスト
３金属
４スペーサー膜

Claims

半導体基板上にスペーサー膜を介してホトレジストによりパターンを形成した後、該パターン開口部の前記スペーサー膜をエッチングし前記半導体基板を露出させ、前記パターン開口部の前記ホトレジスト側壁の傾斜角度が前記半導体基板面に対して小さくなるような熱処理を行い、金属を蒸着し、前記半導体基板上に前記金属パターンを形成する工程を備えた半導体装置の製造方法において、
前記スペーサー膜上に形成するホトレジストパターンの開口部角部の平面形状を円弧状にすることで、前記熱処理後の前記ホトレジスト側壁の傾斜角度が、前記パターン開口部全周にわたって略均一となるようにすることを特徴とする半導体装置の製造方法。