JPH041492B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は半導体装置等の製造に際し金属、絶縁
物等の被着層のパターニングをリフトオフで行う
ためのレジストパターンの形成方法に関する。

（従来技術の説明） 半導体装置等の製造に際し、金属、絶縁物等の
被着層をパターン形成する方法として従来からエ
ツチングによる方法及びリフトオフによる方法の
二つの方法が知られている。リフトオフ方法は簡
易の方法であり、エツチングによる損傷がなく微
細パターン形成に適しており、また、エツチング
が困難な金属でも容易にパターニング出来るとい
う利点がある。しかしながら、リフトオフによる
方法はレジスト膜の断面形状、耐熱性、溶解性、
密着性等に関しての厳しい条件が要求されてい
る。例えば、リフトオフにより容易にパターン形
成が出来るためにはレジスト膜上に被着された被
着層がレジストの溶解と共に容易に除去出来るこ
とが必要であり、このためにはパターン形成され
たレジスト膜の断面形状がオーバーハング形状と
なつている必要がある。また、金属等の基板に対
する密着性を向上させるには蒸着時に基板を加熱
するのが有効であのでレジストの耐熱性が良いこ
とが要求されている。また、金属等の蒸着前及び
蒸着中はレジスト層が剥れたりしないようにレジ
ストの基板に対する密着性が良いことが要求され
ている。

さらに、VLSI等のような高集積化された微細
パターンを形成するためには、レジストがサブミ
クロンという高解像性を有することが要求されて
いる。しかも、レジスト膜上に被着する被着層を
配線パターン等とする場合には、1μmより厚い金
属をパターニングする必要がある。その場合に
は、レジストパターンも1μmよりも厚いレジスト
膜で構成することが必要となる。しかしながら、
今まで提案されている遠紫外線を用いたレジスト
パターンの形成方法では、遠紫外線が厚いレジス
ト膜の表面部分のみしか不溶化しないため、微細
加工用のレジストパターンを形成しようとして
も、レジスト膜の幅が微小であるため、基板側の
下側部分が現像の際に溶解して除去されてしま
い、レジストの現像のみでこれらの要求を満足す
るレジストパターンを形成することは不可能であ
つた。

（発明の目的） 本発明の目的は上述した従来の欠点に鑑みリフ
トオフによりサブミクロンという微細幅でかつ厚
膜のレジスト及び被着層パターンを形成するため
のレジストパターン形成方法を提供するにある。

さらに、本発明の目的は、レジストパターンを
形成するレジスト膜の断面形状をサブミクロンの
オーダでオーバーハング形状に容易に形成し得、
レジストの耐熱性、溶解性及び密着性が良く、現
像後のレジストパターンのレジスト膜にクラツク
が発生せず、しかも、奇麗でシヤープなレジスト
パターンを得るようにしたレジストパターン形成
方法を提供するにある。

（発明の目的） この目的の達成を図るため、本発明によれば、
基板表面上にレジスト膜として形成されたノボラ
ツク樹脂のキノンジアジドスルフオン酸エステル
の皮膜に対し、遠紫外線及び電子線の両者で夫々
部分的に重複させて露光する工程を含み、この場
合、遠紫外線による露光パターンの大きさを電子
線による露光パターンより大きくして重複露光を
行うことを特徴とする。

（実施例の説明） 以下、本発明の実施例につき説明する。

本発明者等は、リフトオフ法における従来の欠
点を解決するために、数々の実験を行つた。その
結果、レジストパターンの断面形状がオーバーン
グ形状となり、耐熱性、溶解性及び密着性に優
れ、現像後にレジスト膜にクラツクが発生せず、
しかも、微細で奇麗でシヤープなレジストパター
ンが得られるレジスト材料として、ノボラツク樹
脂のキノンジアジドスルフオン酸エステルが適し
ていることを見い出した。しかも、この材料を用
いてレジストパターンを形成するに当り、レジス
ト膜に対して、遠紫外線及び電子線での露光を行
い、これらの露光に際し、遠紫外線での露光パタ
ーンの大きさを電子線での露光パターンの大きさ
よりも大きくして部分的に重複露光すると、サブ
ミクロンの微細レジストパターンが得られること
が確認された。

さらに、このようにして得られたレジストパタ
ーンを用いれば、厚膜の、サブミクロンの被着層
パターンが得られることも確認された。

本発明によるレジストパターン形成方法の実施
例及び比較例について説明する。

尚、本発明を以下の実施例及び比較例によつて
説明するが、これら実施例は本発明の範囲内の好
適な特定の条件の下における単なる例示にすぎ
ず、この発明がこれらの実施例にのみ限定される
ものでないことを理解されたい。

実施例 １ レジスト材料としてノボラツク樹脂のキノンジ
アジドスルフオン酸エステルの一種であるノボラ
ツク樹脂のナフトキノン−１，２−ジアジド−５
−スルフオン酸エステル（以下LMRと称する）
を使用した。この場合、重合度が低いことが解像
度を高める一原因であることを考慮して重合度が
１〜10のノボラツク樹脂のナフトキノン−１，２
−ジアジド−５−スルフオン酸エステルを使用し
た。先ず、このLMRをメチルセルソルブアセテ
ートに溶解しシリコン基板上に1.5μmの厚さに塗
布し皮膜すなわちレジスト膜を形成した。次に、
レジスト膜を有する基板を60℃の温度で30分間熱
処理（プレベーク）した後、このレジスト膜を、
500WのXe−Hgランプの主として200〜300nmの
遠紫外線で、６秒間、コンタクト法により露光を
行つた。この場合の露光パターンは0.5μm□、
1.0μm□、3μm□及び0.5μmライン、1.0μmライ
ン、3μmラインとした。

次に、遠紫外線で露光した試料に対して、電子
線により露光を行つた。この電子線での露光パタ
ーンは、角型のパターンの場合には、全て0.3μm
口のパターンとし、また、ラインパターンの場合
には、0.3μmラインのパターンを、夫々、ライン
の中心に露光した。この露光は20Kvの加速電圧
で言い、露光量を50μC／cm²とした。

露光後、この試料に対し、100℃の温度で30分
間ベーキングを行い、然る後、このレジスト膜
を、容積比で酢酸イソアミル１０に対してシクロ
ヘキサン２に水を飽和させた溶液で30秒現像した
ところ、角型及びラインの両パターン共に0.5μm
のスペースのレジストパターンが良好に得られ
た。

次に、このようにして得られたレジストパター
ンを有する基板に、被着層、例えば、アルミニウ
ムを1μmの厚さに蒸着によつて被着した。ここま
での工程で得られた試料の断面について走査形電
子顕微鏡で観測した様子を拡大して第１図に示
す。この観察結果から明らかなように、基板１上
のレジストパターンを形成するレジスト膜２の断
面形状は上側の表面部分２ａが好適なオーバーハ
ング形状を有し、基板側の下側部分２ａが基板１
に良好に密着していることが確認された。さら
に、また蒸着されたアルミニウム金属層３，４も
レジスト膜２上及びパターン間の基板１上に夫々
奇麗でシヤープに被着していることが確認され
た。

次に、このレジスト膜２をジメチルホルムアミ
ドでリフトオフを行つたところ、第２図に示すよ
うに、1μmの厚さで0.5μmの幅のアルミニウム金
属層４のパターンが得られたことが電子顕微鏡観
察から確認された。

実施例 ２ この実施例では、実施例１での遠紫外線での露
光での露光の順序を逆にした以外は、実施例１と
同様な条件の下で、実験を行つた。露光後、100
℃で30分間ベーキングを行つて、然る後実施例１
と同様に現像を行つたところ、0.5μm□のパター
ン及び0.5μmのラインのパターンが良好に得られ
たことが同様な電子顕微鏡観察から確認された。
また、この場合にも、実施例１と同じ条件で被着
したアルミニウム金属層によつて、リフトオフ
後、同様に1μm厚で0.5μm幅のアルミニウム金属
層のパターンが得られたことが確認された。

このように、本発明の方法によれば、オーバー
ハングのパターンのレジスト膜の幅が0.5μmのパ
ターンでも、このパターンを1.5μmの高さで形成
することが出来るので、1.0μmの厚さの被着層の
リフトオフが0.5μmのパターンでも可能となる。

比較例 １ 実施例１の場合と同様なレジスト膜に対して遠
紫外線でのパターニングを行つた後、電子線での
パターニングを行なわずして、100℃で30分間の
ベーキングを行い、続いて実施例１と同様にして
現像を行つたところ、最大2μm□及び2μmライン
のパターンが得られたが、0.5μm及び1.0μmのパ
ターンは得られなかつた。

これら実施例及び比較例につき考察する。

実施例１から明らかなように、LMRは遠紫外
線を受た部分が現像液に対し不溶化するが、
LMRが不溶化されるのはレジスト膜の表面層の
みである。そして、レジスト膜はこの不溶化され
た部分をマスクとして等方法に現像されるので、
オーバーハング形状が得られる。

しかし、パターンが微細となり、レジストが厚
くなると、比較例に示したように、レジスト膜の
柱の部分が等方的な現像によりさらに溶解し、よ
つて、オーバーハングが大きくなり、パターンが
切れてパターニング出来なくなる。

これに対し、遠紫外線での露光の他に、電子線
での露光を行えば、露光部分が不溶化し、この不
溶化の部分も基板側へと表面層よりも下側のレジ
スト膜部分にも達するので、電子線による露光部
分が柱となつて、0.5μmのレジストパターンでも
パターニングできる。この場合、遠紫外線および
電子線での露光の順序はどちらが先であつてもよ
い。

尚、本発明で用い得るレジストは遠紫外及び電
子線の両方共にネガ形となり、遠紫外領域での吸
収が大きい必要がある。

（発明の効果） このように本発明によれば、レジスト材料とし
てノボラツク樹脂のキノンジアジドスルフオン酸
エステルを用い、遠紫外線と電子線との両者によ
る露光を行い、しかも、この露光に際し、遠紫外
線での露光パターンを電子線での露光パターンよ
りも大きいパターンで行うので、サブミクロンと
いう微細なパターンであつても、また、厚膜のレ
ジスト膜であつても、パターニング後のレジスト
の断面形状が良好なオーバーハング形状となる。

また、本発明によれば、遠紫外線による露光に
加えて電子線による部分的な重複露光によるのみ
であるから、簡単かつ容易な工程によつて、リフ
トオフに好適なサブミクロンでかつ厚膜のレジス
トパターンを形成出来るという利点がある。

さらに、本発明によれば、レジスト材料として
ノボラツク樹脂のキノンジアジドスルフオン酸エ
ステルを用いてレジストパターンを形成するの
で、レジストの耐熱性、溶解性及び密着性が良
く、現像後のレジストパターンのレジスト膜にク
ラツクが発生せず、しかも、奇麗でシヤープなレ
ジストパターンを得ることが出来る。

本発明による方法によれば、レジスト膜が厚く
てもリフトオフに好適な微細パターンを形成出来
るので、本発明のパターン形成方法を半導体デバ
イス、磁気バブル素子、表面弾性波デバイス、光
応用部品等の製造に利用して好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明のレジストパターン
形成方法を用いて得られたレジストパターン及び
被着層パターンの状態を説明するための略図的拡
大断面図である。 １……基板、２……レジスト膜、２ａ……レジ
スト膜の表面部分、２ｂ……レジスト膜の下側部
分、３，４……被着層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 基板表面上にレジスト膜として形成されたノ
   ボラツク樹脂のキノンジアジドスルフオン酸エス
   テルの皮膜に対し、遠紫外線及び電子線の両者で
   部分的に重複露光する工程を含み、この場合、前
   記遠紫外線による露光パターンを前記電子線によ
   る露光パターンよりも大きくしたことを特徴とす
   るレジストパターンの形成方法。