JPH0682760B2 - パターン形成方法及びパターン形成用マスク - Google Patents

パターン形成方法及びパターン形成用マスク

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JPH0682760B2
JPH0682760B2 JP27798488A JP27798488A JPH0682760B2 JP H0682760 B2 JPH0682760 B2 JP H0682760B2 JP 27798488 A JP27798488 A JP 27798488A JP 27798488 A JP27798488 A JP 27798488A JP H0682760 B2 JPH0682760 B2 JP H0682760B2
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、パターン形成方法及びこの方法に用いるパ
ターン形成用マスクに関し、特に半導体装置の空中配線
パターン形成方法及びパターン形成用マスクに関するも
のである。
〔従来の技術〕
高速動作をねらった半導体集積回路、例えばGaAsを基板
とした半導体集積回路では、回路内の配線の浮遊容量を
できるだけ小さくするために、空中配線が使われてい
る。
第4図は光リソグラフィーを用いた従来の空中配線パタ
ーン形成方法を示す斜視図である。
図において、1は半導体基板、2,3は光感応ポジレジス
ト膜により形成されたレジストパターン、4は空中配線
パターンである。
まず、半導体基板1上に光感応ポジレジスト膜を形成
し、これを露光し、その後現像することにより第4図
(a)に示すような空中配線パターンの空中配線部分の
レジストパターン2を形成する。
次に、半導体基板1上に形成されたレジストパターン2
上にさらに光感応ポジレジスト膜を形成し、これを露光
してその後、レジストパターン2が現像されない現像液
を用い現像することにより、第4図(b)に示すような
空中配線パターンに対応するレジストパターン3を形成
する。
このようにして形成されたレジストパターン上に金属膜
を形成し、その後光感応ポジレジスト膜を除去するとと
もに空中配線パターン以外の金属膜を除去して第4図
(c)に示すような、空中配線パターン4を形成する。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の光リソグラフィーを用いたパターン形成方法は以
上のような工程で行なわれ、レジストパターンを形成す
るのに2回の露光工程が必要であり、パターン形成工程
が複雑になるという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、1回の露光工程により所望の空中配線レジス
トパターンを得ることができるパターン形成方法を提供
することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係るパターン形成方法は、半導体装置の空中
配線パターンを露光線吸収体より成る露光線マスクを用
いて形成するパターン形成方法に適用される。まず、半
導体基板上にレジスト膜を形成する。その後、レジスト
膜がポジ型の場合、空中配線パターンに対応しない領域
の露光線吸収体の厚さを最も厚くし、空中配線パターン
に対応する領域のうち空中配線部以外の領域の露光線吸
収体がなく、空中配線パターンに対応する領域のうち空
中配線部に対応する露光線吸収体の厚さが、空中配線パ
ターンに対応しない領域の厚さより薄い露光線マスクを
用いレジスト膜を露光する。一方、レジスト膜がネガ型
の場合、空中配線パターンに対応しない領域の露光線吸
収体がなく、空中配線パターンに対応する領域のうち空
中配線部以外の領域の露光線吸収体の厚さを最も厚く、
空中配線パターンに対応する領域のうち空中配線部に対
応する露光線吸収体の厚さが、空中配線パターンに対応
する領域のうち空中配線部以外の領域の厚さより薄い露
光線マスクを用いてレジスト膜を露光する。その後、露
光線マスクを用い露光されたレジスト膜を現像すること
により、空中配線パターンに対応しない領域のレジスト
膜の厚さを最も厚くし、空中配線パターンに対応する領
域のうち空中配線部以外の領域のレジスト膜を除去し、
空中配線パターンに対応する領域のうち空中配線部に対
応するレジスト膜の厚さを前記空中配線パターンに対応
しない領域のレジスト膜の厚さより薄くする。そして、
現像されたレジスト膜上に所定材料よりなる膜を形成
し、次にレジスト膜を除去するとともに、前記空中配線
パターンに対応しない領域のレジスト膜上の前記膜を除
去し、前記空中配線パターンを形成するようにしてい
る。
この発明に係る第1のパターン形成用マスクは、ポジ型
レジスト膜を露光するのに用いられる場合、空中配線パ
ターンに対応しない領域の露光線吸収体の厚さが最も厚
く、空中配線パターンに対応する領域のうち空中配線部
以外の領域には露光線吸収体がなく、空中配線パターン
に対応する領域のうち空中配線部に対応する露光線吸収
体の厚さが空中配線パターンに対応しない領域の厚さよ
り薄くなっている。
この発明に係る第2のパターン形成用マスクは、ネガ型
レジスト膜を露光するのに用いられる場合、空中配線パ
ターンに対応しな領域の露光線吸収体がなく、空中配線
パターンに対応する領域のうち空中配線部以外の領域の
露光線吸収体の厚さが最も厚く、空中配線パターンに対
応する領域のうち空中配線部に対応する露光線吸収体の
厚さが、空中配線パターンに対応する領域のうち空中配
線部以外の領域の厚さより薄くなっている。
〔作用〕
この発明でのパターン形成用マスクたる露光線マスクの
露光線吸収体の厚さは、露光すべきレジスト膜がポジ型
の場合、空中配線パターンに対応しない領域で最も厚
く、空中配線パターンに対応する領域のうち空中配線部
以外に対応する領域においては存在せず、空中配線パタ
ーンに対応する領域のうち空中配線部に対応する領域で
は空中配線パターンに対応しない領域の厚さより薄くな
っている。一方、露光すべきレジスト膜がネガ型の場
合、露光線吸収体の厚さは、空中配線パターンに対応し
ない領域では存在せず、空中配線パターンに対応する領
域のうち空中配線部以外に対応する領域で最も厚く、空
中配線パターンに対応する領域のうち空中配線部に対応
する領域においては空中配線パターンに対応する領域の
うち空中配線部以外に対応する領域の厚さより薄くなっ
ている。そのため、該露光線マスクを用いると1回の露
光で所望の空中配線レジストパターンを得ることができ
る。
〔実施例〕
第1図はこの発明に係るパターン形成用マスクの一実施
例であるX線マスク5を示す図である。第2図はこの発
明に係るパターン形成方法の一実施例を用いた空中配線
パターン形成工程の斜視図である。図において、5aはSi
Nなどより成るX線マスク薄膜基板である。5bはX線マ
スク薄膜基板5a上に形成され、Au又はWなどより成るX
線吸収体である。a,bの溝部分が空中配線パターンにあ
たるX線吸収体5bのパターンであり、溝aにはX線吸収
体5bが全く存在せず、溝bには厚さ約0.3〜0.5μmのX
線吸収体5bが存在する。cの部分には溝bのX線吸収体
5bより厚いX線吸収体5b(厚さ約1.0〜1.2μm)が存在
する。
次に、このX線マスク5を用いた空中配線パターン形成
方法について第2図,第3図を用いて説明する。まず、
第2図(a)のように半導体基板1上全面にX線感応ポ
ジレジスト間6(厚さ約1〜2μm)を形成する。次
に、X線マスク5を用いてポジレジスト膜6を露光線と
してX線を用い露光する。この場合、例えばX線吸収体
5bの厚さが第3図(a)のようであれば、X線感応ポジ
レジスト膜6のX線吸収分布は第3図(b)(D1>D2
D3)のようになる。そして、X線感応ポジレジスト膜6
を現像すると、第3図(c)に示すようにX線吸収分布
に応じたレジストパターンができる。この原理に基づき
X線マスク5を用いてX線露光したX線感応ポジレジス
ト膜6を一定の時間で現像すると、第2図(b)に示す
ようなレジストパターンが形成される。このレジストパ
ターン上に真空蒸着方で金属膜を形成し、その後、リフ
トオフ方によりX線感応ポジレジスト膜6を除去すると
ともにX線感応ポジレジスト膜6上の金属膜も一緒に除
去すると第2図(c)に示すような空中配線パターン4
が形成される。
以上のように、1回の露光工程により所望の空中配線パ
ターン4を得ることができる。
なお、上記実施例ではX線感応ポジレジスト膜6を用い
た場合について説明したが、X線感応ネガレジスト膜を
用いても上記実施例と同様の効果が得られる。この場
合、X線マスク5のX線吸収体5bの厚さを空中配線領域
に対応する部分を基準として反転させる必要がある。つ
まり、空中配線パターン4に対応しない領域のX線吸収
体5bをなくし、空中配線パターン4に対応する領域のう
ち空中配線部以外の領域のX線吸収体5bの厚さも最も厚
くし、空中配線パターン4に対応する領域のうち空調配
線部に対応するX線吸収体5bの厚さを空中配線パターン
4に対応する領域のうち空中配線部以外の領域の厚さよ
りも薄くする必要がある。
また、上記実施例では露光線としてX線を用いた場合に
ついて説明したが、その他の露光線、たとえば光を用い
ても上記実施例と同様の効果が得られる。ただし、この
場合、露光線に応じたレジスト膜及び露光線に応じた露
光線吸収体より成る露光線マスクを用いる必要がある。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、レジスト膜がポジ型
の場合に、空中配線パターンに対応しない領域の露光線
吸収体の厚さを最も厚くし、空中配線パターンに対応す
る領域のうち空中配線部以外に対応する領域の露光線吸
収体をなくし、空中配線パターンに対応する領域のうち
空中配線部に対応する露光線吸収体の厚さを空中配線パ
ターンに対応しない領域の厚さより薄くしたパターン形
成用マスクを用い、また、レジスト膜がネガ型の場合、
空中配線パターンに対応しない領域では露光線吸収体が
存在せず、空中配線パターンに対応する領域のうち空中
配線部以外に対応する領域の露光線吸収体の厚さを最も
厚くし、空中配線パターンに対応する領域のうち空中配
線部に対応する領域の露光線吸収体の厚さを空中配線パ
ターンに対応する領域のうち空中配線部以外に対応する
領域の厚さより薄いパターン形成用マスクを用いて1回
の露光で所望の空中配線レジストパターンを得ることが
でるので、従来のように2回の露光工程を設ける必要が
なく、空中配線パターンを形成する工程が簡単になると
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係るパターン形成用マスクの一構成
例を示す図、第2図はこの発明に係るパターン形成方法
の一実施例を示す工程図、第3図はX線マスクを用いて
レジストパターンを形成する場合の原理図、第4図は従
来のパターン形成方法を示す工程図である。 図において、1は半導体基板、4は空中配線パターン、
5はX線マスク、5bはX線吸収体、6はX線感応ポジレ
ジスト膜である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/027

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体装置の空中配線パターンを露光線吸
    収体より成る露光線マスクを用いて形成するパターン形
    成方法であって、 半導体基板上にレジスト膜を形成する工程と、 前記レジスト膜がポジ型の場合、前記空中配線パターン
    に対応しない領域の前記露光線吸収体の厚さを最も厚く
    し、前記空中配線パターンに対応する領域のうち空中配
    線部以外の領域の前記露光線吸収体がなく、前記空中配
    線パターンに対応する領域のうち前記空中配線部に対応
    する前記露光線吸収体の厚さが、前記空中配線パターン
    に対応しない領域の厚さより薄い前記露光線マスクを用
    い、また前記レジスト膜がネガ型の場合、前記空中配線
    パターンに対応しない領域の前記露光線吸収体がなく、
    前記空中配線パターンに対応する領域のうち前記空中配
    線部以外の領域の前記露光線吸収体の厚さを最も厚く
    し、前記空中配線パターンに対応する領域のうち前記空
    中配線部に対応する前記露光線吸収体の厚さが、前記空
    中配線パターンに対応する領域のうち前記空中配線部以
    外の領域の厚さより薄い前記露光線マスクを用いて前記
    レジスト膜を露光する工程と、 前記露光線マスクを用い露光された前記レジスト膜を現
    像することにより、前記空中配線パターンに対応しない
    領域の前記レジスト膜の厚さを最も厚くし、前記空中配
    線パターンに対応する領域のうち前記空中配線部以外の
    領域の前記レジスト膜を除去し、前記空中配線パターン
    に対応する領域のうち前記空中配線部に対応する前記レ
    ジスト膜の厚さを前記空中配線パターンに対応しない領
    域の前記レジスト膜の厚さより薄くする工程と、 現像された前記レジスト膜上に所定材料よりなる膜を形
    成する工程と、 前記レジスト膜を除去するとともに、前記空中配線パタ
    ーンに対応しない領域の前記レジスト膜上の前記膜を除
    去し、前記空中配線パターンを形成する工程とを備えた
    パターン形成方法。
  2. 【請求項2】半導体装置の空中配線パターン形成時にポ
    ジ型レジスト膜を露光するのに用いられる露光線吸収体
    より成るパターン形成用マスクであって、 前記空中配線パターンに対応しない領域の前記露光線吸
    収体の厚さを最も厚くし、前記空中配線パターンに対応
    する領域のうち空中配線部以外の領域の前記露光線吸収
    体がなく、前記空中配線パターンに対応する領域のうち
    前記空中配線部に対応する前記露光線吸収体の厚さが、
    前記空中配線パターンに対応しない領域の厚さより薄い
    ことを特徴とするパターン形成用マスク。
  3. 【請求項3】半導体装置の空中配線パターン形成時にネ
    ガ型レジスト膜を露光するのに用いられる露光線吸収体
    より成るパターン形成用マスクであって、 前記空中配線パターンに対応しない領域の前記露光線吸
    収体がなく、前記空中配線パターンに対応する領域のう
    ち空中配線部以外の領域の前記露光線吸収体の厚さを最
    も厚くし、前記空中配線パターンに対応する領域のうち
    前記空中配線部に対応する前記露光線吸収体の厚さが、
    前記空中配線パターンに対応する領域のうち前記空中配
    線部以外の領域の厚さより薄いことを特徴とするパター
    ン形成用マスク。
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