JPH0622231B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
Method for manufacturing semiconductor deviceInfo
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- JPH0622231B2 JPH0622231B2 JP60089976A JP8997685A JPH0622231B2 JP H0622231 B2 JPH0622231 B2 JP H0622231B2 JP 60089976 A JP60089976 A JP 60089976A JP 8997685 A JP8997685 A JP 8997685A JP H0622231 B2 JPH0622231 B2 JP H0622231B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特にレジスト
パターンをスペーサとするリフトオフ工程を改良した半
導体装置の製造方法に係わる。TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device with an improved lift-off process using a resist pattern as a spacer.
従来、半導体装置の製造工程において半導体基板上に高
融点金属の配線等を形成するには、次のようなリフトオ
フ法が採用されている。まず、半導体基板上に写真蝕刻
法によりレジストパターンを形成する。つづいて、スペ
ーサとしてのレジストパターンを含む全面に高融点金属
膜を堆積した後、レジストパターンを有機系溶剤で除去
し、該レジストパターン上の高融点金属膜をリフトオフ
することにより所望形状の配線を形成する。Conventionally, in the manufacturing process of a semiconductor device, the following lift-off method has been adopted to form a wiring of a refractory metal or the like on a semiconductor substrate. First, a resist pattern is formed on a semiconductor substrate by photolithography. Subsequently, after depositing a refractory metal film on the entire surface including the resist pattern as a spacer, the resist pattern is removed with an organic solvent, and the refractory metal film on the resist pattern is lifted off to form a wiring having a desired shape. Form.
しかしながら、上記配線形成において第2図(a)に示
すように半導体基板1上に形成したスペーサとしてのレ
ジストパターン2の耐熱性が低いと、同図(b)に示す
ように半導体基板1上のレジストパターン2を含む全面
に高融点金属膜3を堆積した際に、該堆積時の熱により
レジストパーン2にダレが生じて、パターン間の配線が
形成されるべき部分がレジスタにより埋められレジスト
パターン2を除去しても目的とする配線を形成できなく
なるという問題があった。However, when the heat resistance of the resist pattern 2 as a spacer formed on the semiconductor substrate 1 is low as shown in FIG. 2A in the above wiring formation, as shown in FIG. When the refractory metal film 3 is deposited on the entire surface including the resist pattern 2, the resist pattern 2 sags due to the heat during the deposition, and the portion where the wiring between the patterns is to be formed is filled with the resist pattern. There was a problem that the target wiring could not be formed even if 2 was removed.
このようなことから、ノボラック系レジストを使用し、
露光、現像を行なった後、ポストベーク前にレジストパ
ターンの全面に遠紫外光(DeepUV)を照射して未反
応のナフトキノンジアジドのポリマーを生成させてレジ
ストパターンの耐熱性の向上、基板との密着性の向上を
図り、リフトオフ法のスペーサとして適した状態に改質
することが行われている。For this reason, using novolac resist,
After the exposure and development, before the post-baking, the entire surface of the resist pattern is irradiated with deep ultraviolet light (DeepUV) to generate unreacted naphthoquinonediazide polymer to improve the heat resistance of the resist pattern and adhere to the substrate. In order to improve the property, the spacer is modified to a state suitable for the spacer of the lift-off method.
上述した方法は、レジストとしてノボラック系のものを
使用する場合には適している。しかしながら、該レジス
ト以外のポリメチレンソペニルケトン(PMIPIC)
やポリメチルメタクリレート(PMMA)等の遠紫外光
に感応するレジストは上記処理による効果が見られず、
かえって耐熱性が悪化する傾向にある。特に、遠紫外光
に感応する前記レジストは微細パターンの形成に適して
いるが、耐熱性が非常に劣るため、前記遠紫外光の照射
以外による耐熱性の改質方法の出現が要望されている。The above-mentioned method is suitable when a novolac type resist is used. However, polymethylene sopenyl ketone (PMIPIC) other than the resist
Resists that are sensitive to far-ultraviolet light such as polymethylmethacrylate (PMMA) do not show the effect of the above treatment,
On the contrary, the heat resistance tends to deteriorate. In particular, the resist sensitive to far-ultraviolet light is suitable for forming a fine pattern, but since the heat resistance is very poor, the emergence of a heat-resistant modification method other than irradiation with the far-ultraviolet light is desired. .
本発明は、耐熱性の優れたレジストパターンの形成を可
能として、リフトオフ工程でのスペーサに適用すること
により高精度の電極配線形成等を達成した半導体装置の
製造方法を提供しようとするものある。An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that enables formation of a resist pattern having excellent heat resistance and is applied to a spacer in a lift-off process to achieve highly accurate electrode wiring formation and the like.
本発明は、半導体基板上にレジスト層を形成する工程
と、このレジスト層を露光、現像処理してレジストパタ
ーンを形成する工程と、炭素源及び水素を含むガス中で
の反応性イオンエッチングにより前記レジストパターン
上にポリマー層を堆積する工程と、前記ポリマー層が堆
積されたレジストパターンを含む基板上に金属膜を堆積
する工程と、前記レジストパターンを有機溶剤で除去し
て前記ポリマー層上の金属膜をリフトオフすることによ
り金属配線を形成する工程とを具備したことを特徴とす
るものである。The present invention comprises the steps of forming a resist layer on a semiconductor substrate, exposing and developing the resist layer to form a resist pattern, and performing reactive ion etching in a gas containing a carbon source and hydrogen to form the resist pattern. Depositing a polymer layer on the resist pattern, depositing a metal film on the substrate including the resist pattern on which the polymer layer is deposited, removing the resist pattern with an organic solvent, and removing the metal on the polymer layer. And a step of forming metal wiring by lifting off the film.
かかる本発明によれば、既述の如く耐熱性の優れたレジ
ストパターンの形成を可能として、リフトオフ工程での
スペーサに適用することにより高精度の電極配線形成等
を達成した半導体装置を得ることができる。According to the present invention, as described above, it is possible to form a resist pattern having excellent heat resistance and obtain a semiconductor device that achieves highly accurate electrode wiring formation and the like by applying it to a spacer in a lift-off process. it can.
上記レジストとしては、例えばポリメチルイソペニルケ
トン(PMIPIC)及びその誘導体やポリメチルメタ
クリレート(PMMA)及びその誘導体等の遠紫外光に
感応するレジスト等を挙げることができる。Examples of the resist include polymethylisopenyl ketone (PMIPIC) and its derivatives, polymethyl methacrylate (PMMA) and its derivatives, and the like, which are sensitive to far-ultraviolet light.
上記反応性イオンエッチングによるレジストパターン上
へのポリマー層の形成にあたっては、CF4+H2の混
合ガスを使用した場合はH2ガスのの混合比を上げるた
り、圧力を上げたりする方法が採用し得る。こうした方
法により、レジストパターン上にH2によるポリマー層
が形成される。具体的には、リアクティブイオンエッチ
ング装置を使用した場合、パワー250W、圧力3.0
Pa以上、CF45〜10sccm、H220〜30sccm、
エッチング時間5〜10min とすることによりレジスト
パターン上にその微細パターンの変形を招くことなく、
ポリマー層を形成できる。In forming the polymer layer on the resist pattern by the reactive ion etching, when a mixed gas of CF 4 + H 2 is used, a method of increasing the mixing ratio of H 2 gas or increasing the pressure is adopted. obtain. By such a method, a polymer layer of H 2 is formed on the resist pattern. Specifically, when using a reactive ion etching apparatus, power 250 W, pressure 3.0
Pa above, CF 4 5~10sccm, H 2 20~30sccm ,
By setting the etching time to 5 to 10 min, the fine pattern is not deformed on the resist pattern,
A polymer layer can be formed.
以下、本発明を半導体装置の配線形成に適用した例につ
いて第1図(a)〜(d)を参照して詳細に説明する。Hereinafter, an example in which the present invention is applied to the wiring formation of a semiconductor device will be described in detail with reference to FIGS.
まず、シリコン基板11上にポジ型レジストとしてのポ
リメチルイソペニルケトン(東京応化社製商品名;OD
UR−1014)を1μmの厚さで塗布し、遠紫外光に
よる露光、現像を行なってレジストパターン12を形成
した(第1図(a)図示)。つづいて、シリコン基板を
リアクティブイオンエッチング装置のチャンバ内に設置
し、パワー250W、圧力4Pa、CF47sccm、H2
25sccmの条件で10分間のエッチングを行なうことに
よりレジストパターン12上に厚さ1000Åのポリマ
ー層13を形成した(同図(b)図示)。First, on the silicon substrate 11, polymethyl isopenyl ketone (trade name: OD manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) as a positive resist.
UR-1014) was applied to a thickness of 1 μm, and exposed to deep ultraviolet light and developed to form a resist pattern 12 (FIG. 1A). Subsequently, the silicon substrate was set in the chamber of the reactive ion etching apparatus, and the power was 250 W, the pressure was 4 Pa, the CF 4 was 7 sccm, and the H 2 was H 2.
By etching for 10 minutes under the condition of 25 sccm, a polymer layer 13 having a thickness of 1000 Å was formed on the resist pattern 12 (shown in FIG. 2B).
次いで、全面に厚さ5000ÅのAu膜14(141、
142)及び厚さ1000ÅのTi膜15(151、1
52)を順次蒸着した。この時、同図(c)に示すよう
にレジストパターン12は、その上のポリマー層13に
よりダレ等を生じることなく、Au膜14等の蒸着前の
形状に保持され、かつ該レジストパターン12等の段差
により基板11上のAu膜141及びSi膜151とポ
リマー層3上のAu膜142及びSi膜152とに分離
された。つづいて、レジストパターン12及びポリマー
層13をアセトンにより溶解除去して、該ポリマー層1
3上のAu膜142及びSi膜152をリフトオフして
基板11上にAu膜141及びSi膜151からなる二
層構造の電極16を形成した(同図(d)図示)。Then, Au film 14 (14 1 having a thickness of 5000Å on the entire surface,
14 2 ) and a Ti film 15 (15 1 , 1) having a thickness of 1000 Å
5 2) were successively vapor-deposited. At this time, as shown in FIG. 7C, the resist pattern 12 is maintained in the shape before vapor deposition of the Au film 14 and the like without the sagging due to the polymer layer 13 on the resist pattern 12 and the resist pattern 12 and the like. It is separated into the Au film 14 2 and the Si film 15 2 of the Au film 14 1 and the Si film 15 1 and the polymer layer 3 on the substrate 11 by the step. Subsequently, the resist pattern 12 and the polymer layer 13 are dissolved and removed with acetone, and the polymer layer 1 is removed.
3 on and lifted off the Au film 14 2 and the Si film 15 2 forming the Au film 14 1 and the Si film 15 bilayer electrode 16 of the structure comprising one over the substrate 11 (the (d) of FIG shown).
しかして、本発明によれば表面にポリマー層13を形成
して耐熱性を改善したレジストパターン12をスペーサ
ーしてリフトオフを行なうため、Au膜14、Ti膜1
5の蒸着時でのスペーサの変形やダレを抑制でき、ひい
ては高精度の電極16を形成できる。According to the present invention, however, the polymer layer 13 is formed on the surface of the resist pattern 12 having improved heat resistance to serve as a spacer for lift-off.
The deformation and sagging of the spacer at the time of vapor deposition of No. 5 can be suppressed, and the electrode 16 with high precision can be formed.
なお、上記実施例では電極配線材料としてAu/Tiの
二層膜を使用したが、Mo、Pt、Ta等の他の高融点
金属を用いても同様に高精度の電極配線を形成できる。Although the Au / Ti two-layer film is used as the electrode wiring material in the above-described embodiment, the high-precision electrode wiring can be similarly formed by using another refractory metal such as Mo, Pt, or Ta.
上記実施例では、ポリマー層が形成されたレジストパタ
ーンをリフトオフのスペーサとして使用した例を説明し
たが、該ポリマー層の優れた耐熱性や耐エッチング性を
利用して電極配線を形成するためのエッチングマスクと
して使用してもよい。In the above embodiment, the example in which the resist pattern having the polymer layer is used as the spacer for lift-off is described, but the etching for forming the electrode wiring by utilizing the excellent heat resistance and etching resistance of the polymer layer is described. It may be used as a mask.
以上詳述した如く、本発明によれば耐熱性の優れたレジ
ストパターンの形成を可能として、リフトオフ工程での
スペーサに適用することにより高精度の電極配線形成等
を達成した半導体装置の製造方法を提供できる。As described above in detail, according to the present invention, it is possible to form a resist pattern having excellent heat resistance, and to apply it to a spacer in the lift-off process to achieve a highly accurate electrode wiring formation method of a semiconductor device. Can be provided.
【図面の簡単な説明】 第1図(a)〜(d)は本発明の実施例におけるリフト
オフ法による電極の形成工程を示す断面図、第2図
(a)、(b)は従来法によるリフトオフ工程での問題
点を説明するための断面図である。 11……シリコン基板、12……レジストパターン、1
3……ポリマー層、14(141、142)……Au
膜、15(151、152)……Ti膜、16……電
極。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIGS. 1 (a) to 1 (d) are sectional views showing a process of forming an electrode by a lift-off method according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 (a) and 2 (b) are conventional methods. It is sectional drawing for demonstrating the problem in a lift-off process. 11 ... Silicon substrate, 12 ... Resist pattern, 1
3 ... Polymer layer, 14 (14 1 , 14 2 ) ... Au
Membrane, 15 (15 1 , 15 2 ) ... Ti membrane, 16 ... Electrode.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−170014(JP,A) 特開 昭58−68930(JP,A) 特開 昭59−121937(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-58-170014 (JP, A) JP-A-58-68930 (JP, A) JP-A-59-121937 (JP, A)
Claims (1)
と、このレジスト層を露光、現像処理してレジストパタ
ーンを形成する工程と、炭素源及び水素を含むガス中で
の反応性イオンエッチングにより前記レジストパターン
上にポリマー層を堆積する工程と、前記ポリマー層が堆
積されたレジストパターンを含む基板上に金属膜を堆積
する工程と、前記レジストパターンを有機溶剤で除去し
て前記ポリマー層上の金属膜をリフトオフすることによ
り金属配線を形成する工程とを具備したことを特徴とす
る半導体装置の製造方法。1. A step of forming a resist layer on a semiconductor substrate, a step of exposing and developing the resist layer to form a resist pattern, and a step of reactive ion etching in a gas containing a carbon source and hydrogen. Depositing a polymer layer on the resist pattern, depositing a metal film on a substrate including the resist pattern on which the polymer layer is deposited, and removing the resist pattern with an organic solvent on the polymer layer And a step of forming metal wiring by lifting off the metal film.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60089976A JPH0622231B2 (en) | 1985-04-26 | 1985-04-26 | Method for manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP60089976A JPH0622231B2 (en) | 1985-04-26 | 1985-04-26 | Method for manufacturing semiconductor device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61248535A JPS61248535A (en) | 1986-11-05 |
JPH0622231B2 true JPH0622231B2 (en) | 1994-03-23 |
Family
ID=13985702
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP60089976A Expired - Lifetime JPH0622231B2 (en) | 1985-04-26 | 1985-04-26 | Method for manufacturing semiconductor device |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0622231B2 (en) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5868930A (en) * | 1981-10-20 | 1983-04-25 | Fujitsu Ltd | Manufacture of semiconductor device |
JPS58170014A (en) * | 1982-03-31 | 1983-10-06 | Toshiba Corp | Manufacture of semiconductor device |
US4493855A (en) * | 1982-12-23 | 1985-01-15 | International Business Machines Corporation | Use of plasma polymerized organosilicon films in fabrication of lift-off masks |
-
1985
- 1985-04-26 JP JP60089976A patent/JPH0622231B2/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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JPS61248535A (en) | 1986-11-05 |
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