JPS60167448A - 集積回路の金属配線方法 - Google Patents

集積回路の金属配線方法

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JPS60167448A
JPS60167448A JP59242181A JP24218184A JPS60167448A JP S60167448 A JPS60167448 A JP S60167448A JP 59242181 A JP59242181 A JP 59242181A JP 24218184 A JP24218184 A JP 24218184A JP S60167448 A JPS60167448 A JP S60167448A
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JP
Japan
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metal
layer
thickness
metal wiring
lower layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP59242181A
Other languages
English (en)
Inventor
ブライアン・マーチン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
British Telecommunications PLC
Original Assignee
British Telecommunications PLC
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0272Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers for lift-off processes
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/09Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/095Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers having more than one photosensitive layer

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体微細加工において金属配線を形成する
方法に関する。特に、「リフトオフ」工程に関する。
〔従来技術〕
半導体微細加工では、集積回路基板上に金属配線を施す
ために、基板上に形成されたホトレジストのマスクの上
に金属を膜付けし、この後に適当な溶剤に浸してホトレ
ジストを取り除き、これによりホトレジスト上の必要の
ない金属を除去(リフトオフ)する。これより基板上に
は金属配線が残される。このような工程を[リフトオフ
工程と呼ぶ。リフトオフ工程により得られる金属配線の
線幅は、ホトリソグラフィにより決定されるので、エツ
チングによる金属配線バクーンニングに比較して線幅を
微細に制御できる。一層または二層のホトレジストの上
に従来のスパッタリングや蒸着により金属を膜付けし、
これをリフトオフする方法が、例えば、 [八 Simple Metal Lift−0ff 
Process J 、Tom Batchelder
 。
5olid 5tate Technology+Fe
bruary 1982.pp ]]l−114や、 rLift−Of(Techniques for F
ine l、ine MetalPatterning
 J X J、M、Prary and P、5eese。
Sem1conductor Internation
al。
December 1981.pp 72−88に報告
されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
基板上に金属配線を施す場合に、「ステップカバリッジ
」が重要な問題となる。集積回路を製造するときには、
通常は、下地の集積回路の形状に影響した段差や「うね
」状の隆起の−Lに金属配線を施す必要がある。「ステ
ップカバリッジ]とは、下地の形状に沿った連続的な金
属配線を可能にするものであり、下地の段差や隆起の側
面に金属が薄く膜付けされることを意味する。しかし、
十分なステソプ力ハリソジを得ることは、リフトオフの
目的と矛盾する欠点があった。なぜなら、リフトオフ工
程では、マスクで覆われた部分に膜付けされた金属を除
去(リフトオフ)するが、もしステソブカハリッジが大
きいときには、基板上に膜付けされた金属とマスク上の
金属とを完全に分離できず、リフトオフが不完全になる
欠点があった。
良好なステップカバリッジを得るために、スパッタリン
グ工程の間に基板に静電的な電位を印加するバイアスス
パッタリングが有効である。しかも、半導体製造工程に
おいて、バイアススパッタリングはエソチング工程と連
続的に接続できる。
しかし、上述の理由により、リフトオフ工程に用いるこ
とができない欠点があった。
本発明は、以上の欠点を解決し、十分なステップカバリ
ッジを得ながらリフトオフ工程を実施できるような、金
属配線の方法を捉供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の集積回路の金属配線方法は、集積回路の基板上
に二層構造で上の層が下の層の端部から基板表面に平行
に張り出した形状のマスクを形成し、これらの基板およ
びマスクの上に金属の膜付けを行い、上記マスクを取り
除くことによりその上に膜イ1けされた金属を取り除い
て、上記マスクに覆われていない部分の金属配線パター
ンを上記基板上に残す集積回路の金属配線方法において
、金属の膜付けはバイアススパッタリングにより行い、
下の層の厚さは金属の膜付けの厚さの少なくとも1.5
倍であり、上の層は下の層の端部から基板表面に平行に
0.1μm以上張り出していることを特徴とする。
下の層の厚さは、膜付けされる金属の厚さの2倍程度の
厚さであることが望ましく、例えば1.7または1.8
倍 ないし2.2または2.3倍の範囲が望ましい。上
の層が下の層の端部から張り出す長さは、0.5μm程
度が望ましく、例えば、0.3または0.4ないし0.
6または0.7μmが望ましい。
「張り出し]は、従来の多層レジストを用いたリフトオ
フ工程で用いられるより大きいので、上の層の安定性に
注意する必要がある。また、「張り出し」は、金属膜に
よる他の部分との連結が生しないようにし、スパッタリ
ング工程中に破壊されない程度の大きさとする。
」二の層の1張り出し」が陥没し、リフトオフが不十分
になることを防くために、下の層の線幅は、「張り出し
」の長さの2倍以上であることが望ましい。
金属配線間の最小距離は、最小の1張り出し」長さの4
倍が望ましい。したがって、例えば0.3岬ないし0.
7μmの範囲の「張り出し」に対して、下の層の線幅の
最小の範囲は、0.6pmないし1.4μmであること
が望ましく、したがって金属配線の最小の間隔は1.2
 /Imないし2.8μmが望ましい。
〔作用〕
下の層の厚さを膜付けされる金属の厚さより十分に厚く
し、上の層の張り出しを大きくとることにより、バイア
ススパッタリングで金属の膜付けを行っても、十分にマ
スク上の金属を除去(リフトオフ)することができる。
バイアススパッタリングにより、マスクで覆われていな
い基板上では良好なステソプカハリソジが得られ、良好
な金属配線となる。
〔実施例〕
直径3インチのシリコン基板に、スピンコーティングに
より、ポリメチルメタクリレ−1−(PMMA)のホト
レジスト層を、厚さ1//I11で塗布する。これを1
60℃で30分間ソフトベークする。この第一のホトレ
ジスト層の上に、さらに第二のホトレジスト層を1μm
の厚さで塗布する。この第二のホトレジスト層には、N
ovolac樹脂をヘースにしたポジのホトレジスト材
料を用いる。このようなタイプの三種のホトレジストに
ついてテストし、最も適した一つを選択した。そのホト
レジストは、Run を社製+1PR204であった。
これを、95℃で10分間ソフトベークした。この第二
のホトレジストを、実際の半導体製造工程と同様のホト
リソグラフィで露光し、上の(第二の)ホトレジスト層
をHunt社製11PR402を用いて現像した。これ
をさらに120℃で20分間ハードベークし、22.5
m匈/cm2の紫外線ランプで20分間紫外線を照射し
た。この工程では、すでに現像されている上の層が下の
層に対するマスクとなり、下の層には露光オーバーとな
り、現像時には下の層がアンダカソトされ、所望の張り
出しが形成される。これとともに、この紫外線の照射に
より上の層が安定化する。この層が安定であるほど、張
り出しの強度が増加する。紫外線を照射することにより
、ホトレジストの上の「外殻」だけが硬化し、これをヘ
ーキングすることにより、さらに安定化することができ
る。したがって、到達できる張り出しは、材料に依存す
るが厚さにはあまり依存しない。120℃で10分間さ
らにハードベークした2kに、PMMAをメチル・イソ
フ゛チル・ケトン(MIBK)で75分間現像した。さ
らに、イソプロピル・アルコール ℃で20分間のハードベークを行った。
これにより得られたホトレジストの構造の断面図を図面
に示す。上と下のホトレジスト層U, Lの厚さは、そ
れぞれ、 t u = 1頗 tl −1μm であり、張り出しの長さは、 to=o.s μm であり、線幅Wは2μmであった。
この上に金属(2%のシリコンおよび4%の銅を含むア
ルミニウム)を、バイアススパッタリング(CVC A
ST−601 マグネトロンスパッタ装置で、130ν
の電圧を印加して)により厚さtlが0.5μm(すな
わち、下のホトレジストの厚さが金属の厚さの2倍)と
なるように膜付けした。膜付けされた金属の一般的な形
状は、図面の破線で示す。ボトレジスト層および張り出
した金属は、硝酸溶剤の蒸気中で取り除いた。
最終的な生成物を電子顕微鏡で観測したところ、十分な
りフトオフと良好なステソプカハリソジが得られた。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明の集積回路の金属配線方法
により、ホトレジストでマスクされた部分の金属をリフ
トオフし、しがもマスクされていない部分に膜付けされ
た金属のステンプヵハリソジを良好に保つことが可能と
なる。したがって、0 簡単な製造工程で集積回路に良好な金属配線を施すこと
が可能となり、集積回路の製造に大きな効果がある。
【図面の簡単な説明】
図は基板およびマスクの断面図。 S・・・基板、L・・・下の層、U・・何二の層。 特許出願人代理人 弁理士井出直孝 1 手続補正書〔方式〕 昭和60年3月20日 特許庁長官 志 賀 学 殿 1、事件の表示 昭和59年特許願第242181号 2、発明の名称 集積回路の金属配線方法代表者 フラ
ンシス・ニドワード・レンゲ4、代理人 〒177 g
103−928−56735、補正命令の日付 昭和6
0年2月6日6、補正により増加する発明の数 な し
7、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 8、補正の内容 (1)明細書第3頁19行目ないし第4頁2行目「 [
八 Simple Metal Lift−0ff P
rocess J 、Tom Batchelder 
。 5olid 5tate Technology。 February 1982.pp 111−114 
J Jを、[1〜ム・バチエルグ(Tom Batch
elder)が[ソリッド・ステート・テクノロジ(S
olid 5tate Technology) J1
982年2月号第2月号頁ないし第114頁に発表した
[簡単な金属リフトオフ工程(八Simple Met
al Lift−0ffProc、ess) J Jと
補正する。 (2)第4頁4行目ないし8行目 r rLift−Off Techniques fo
r Fine Line MetalPatterni
ng J、 J、M、Frary and P、5eese。 Sem1conductor Internation
al。 December 198Lpp 72−88 Jを、
「フラリ(J、M、Prary)およびシーズ(P、5
eese)が「セミコンダクタ・インターナショナル(
SemiconductorInternationa
l) 1881年12月号第72頁ないし第88頁に発
表した[微細配線金属パターンニングのためのリフトオ
フ技術(Lift−Off Techniques f
or Fine LineMetal Pattern
ing ) J Jと補正する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)集積回路の基板上に、二層構造で一1mの層が下
    の層の端部から基板表面に平行に張り出した形状のマス
    クを形成し、 これらの基板およびマスクの上に金属の膜付けを行い、 上記マスクを取り除くことによりその上に膜付けされた
    金属を取り除いて、上記マスクに覆われていない部分の
    金属配線パターンを上記基板上に残す 集積回路の金属配線方法において、 金属の膜付けは、ハイアススパソタリングにより行い、 上記下の層の厚さは、金属の膜付けの厚さの少なくとも
    1.5倍であり、 上記」二の層は、上記下の層の端部から基板表面に平行
    に0.1μm以上張り出していることを特徴とする集積
    回路の金属配線方法(2)下の層の厚さは、金属の膜付
    けの厚さの1.7ないし2.3倍の範囲である特許請求
    の範囲第(])項に記載の集積回路の金属配線方法。 (3)下の層の厚さは、金属の膜イ」番ノの厚さの1.
    8ないし2.2倍の範囲である特許請求の範囲第(1)
    項に記載の集積回路の金属配線方法。 (4) lの層が下の層の端部から張り出した長さは0
    .3ないし0.7μmの範囲である特許請求の範囲第(
    1)項ないし第(3)項のいずれかに記載の集積回路の
    金属配線方法。 (5)下の層の線幅は、上の層がこの下の層の端部から
    張り出した長さの2倍より大きい特許請求の範囲第fi
    1項ないし第(4)項のいずれかに記載の集積回路の金
    属配線方法。
JP59242181A 1983-11-22 1984-11-16 集積回路の金属配線方法 Pending JPS60167448A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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GB8331158 1983-11-22
GB838331158A GB8331158D0 (en) 1983-11-22 1983-11-22 Metal/semiconductor deposition

Publications (1)

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JPS60167448A true JPS60167448A (ja) 1985-08-30

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ID=10552173

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US (1) US4568411A (ja)
EP (1) EP0145272B1 (ja)
JP (1) JPS60167448A (ja)
AT (1) ATE31843T1 (ja)
CA (1) CA1219835A (ja)
DE (1) DE3468584D1 (ja)
GB (1) GB8331158D0 (ja)

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