JPS609342B2 - パタ−ンの作製法 - Google Patents

パタ−ンの作製法

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JPS609342B2
JPS609342B2 JP50062881A JP6288175A JPS609342B2 JP S609342 B2 JPS609342 B2 JP S609342B2 JP 50062881 A JP50062881 A JP 50062881A JP 6288175 A JP6288175 A JP 6288175A JP S609342 B2 JPS609342 B2 JP S609342B2
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秀来 西田
宏治 山田
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    • 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
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    • H01L21/26Bombardment with radiation
    • H01L21/263Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/2633Bombardment with radiation with high-energy radiation for etching, e.g. sputteretching
    • 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
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体素子などの多層配線ならびに少なくと
も2層からなる積層材料の積層工程に必要な微細パター
ンの作製法に関する。
従来、たとえば、基板上に材質の異なる2種類のパター
ンを作製するには、通常のフオトリング・ラフィの工程
、すなわち、パターン材料の葵着とフオトェッチングの
工程を2回繰り返し行なう必要があった。
しかし、このような従来法は工程が繁雑である上に、第
1のパターンと第2のパターンの位置合わせを行なう必
要があるので、位置合わせを1〆仇〜0.秋肌以下の精
度におさえることは、実際上困難である。本発明は、以
上の点に鑑み、基板上に少なくとも2種類の微細なパー
タンを一回の露光で、しかも位置合わせなしで精度よく
作製することを可能にするものである。
本発明は、所定の基板上に食刻されるべき少なくとも2
層の積層材料を積層し、更にレジスト膜を形成し、光、
電子線などの放射に対して透過率の相異なる第1および
第2のパターンからなる露光用マスクを介して、前記レ
ジスト膜を露光して現像することにより、上記マスクパ
ターンに対応して膜厚が異なる第1および第2のレジス
ト・パターンを形成する。
ついで、この第1および第2のレジスト・パターンの設
置された基板をエッチングして所定の厚さだけ被加工物
を除去すると同0時に少なくとも最も薄い膜厚のレジス
ト膜をも除去する。そしてこの工程でレジスト膜が除去
された領域にある積層材料の少なくとも一層を除去する
工程を有し、前記積層材料の所定のパターンを作製する
ことを特徴とするパターン作製法である。この方法によ
れば、基板パターンとして、たとえば性質の異なった少
なくとも2種類のパターンを、一回の露光で、位置合わ
せすることなしで作製することができる。つぎに、本発
明の原理を、積層材料としてAuおよびSi02を用い
て第1図に示すようなパターンを作製する場合を例にと
って説明する。
第1図は、基版1上にAuからなる第1のパターン2と
Si02からなる第2のパターン3とで構成された素子
の断面図である。
第2図〜第3図は、本発明の工程を説明するための図で
ある。
第2図は、レジスト膜の露光状態を示す図である。
ここで、レジストとしてはポジタイプレジスト(たとえ
ば、市販のものでは、Shipley社製AZ1350
J)を用いた場合について説明する。なお、ネガタィプ
のレジストでもパターンの構成が逆になるだけで原理的
に同様である。フオトマスク4は、たとえばガラス板5
上に設けた光に対して半透明なパターン6(基板1上に
第1のパターンを形成するためのパターン)と不透明な
パターン7(基板1上に第2のパターンを形成するため
のパターン)とからなっている。
一方、ゥェーハは、基板1上にAu層8とSi02層9
が順次、たとえば、蒸着等の手段によって形成され、さ
らに、この上にレジスト膜10が塗布によって形成され
たものである。なお、不透明なパターン7は、通常のク
ロム薄層で良い。
半透明なパターン6は、適切な厚さ(たとえば、数10
A)のパーマロィ薄膜層あるいはCr203薄膜層など
で作製することができる。他の材料でも適当な厚さを選
択することによって作製できることは勿論である。今、
フオトマスク4を通して光11を当てると、半透明パタ
ーン6の直下のレジスト膜10はある程度光分解を起こ
すが、その程度は直穣露光された所よりも少ない。
一方、不透明パターン7の直下のレジスト膜10は光分
解を起さない。したがって、これを現像すれば、半透明
パターン6直下のレジスト膜10は膜厚が薄くなって残
り、不透明パターン6直下のレジスト膜10はそのまま
の厚さで残り、第3図に示すようなレジストパターン1
0′が得られる。ついで、たとえば、イオンミリング等
の手段でレジストパターンの形成されたAu層8、Si
02層9をもった基板1を所定の厚さだけ除去する。
第4図は、第3図に示した基板全面をイオンミ5リング
した後の状態を示す。イオンミリングすると、レジスト
パターン10′もSi02層9、Au層8と同時にエッ
チングされるが、レジストパターン10′、Si02層
9およびAu層8の膜厚とミリング条件と適当に選べば
、第4図に示すような断面横0造のものが得られる。す
なわち、レジストパターン10′のない露出した部分の
Si02層9とAu層8とは完全に除去されて基板1の
表面が露出し、これに相当した厚さだけレジストパター
ン10′が除去され、膜厚の厚いレジストパターン10
′のタ部分には薄くなった残留レジスト膜12がその直
下のSi02層9″とAu層8″と共に残り、膜厚の薄
いレジストパターン10′の部分は完全に除去された上
その直下のSi02層もある程度除去され、薄くなった
Si02層13とその直下のAu層8′が残0るように
することができる。その後、不要な薄くなったSiQ層
13を軽く化学エッチングで除去し、ついで、残留レジ
スト膜12を除去すれば、基板1の上に所望のパターン
をもった第1図に示すような素子が得られる。タ Au
層8およびSj02層9の加工に上述の如くイオンミリ
ングを用いることは加工工程を簡略にせしむるに利点を
持っている。
第3図のような所定のレジストパターン10′を形成さ
れたSi02層9とAu層8をもった基板10を所定の
厚さだけ除去する具体的な工程は上述の方法に限られる
ものではない。
なお、レジストパターンは、紫外光で露光する場合に限
らず、X線、電子線で露光する場合にも当然形成できる
ものである。
したがって、本発明夕の方法は、フオトリングラフィに
限らず応用できる。以下、本発明を実施例により説明す
る。
第1図に示すようなパターンをつぎのような手順で作製
した。
0{11 フオトマスクの作製 第5図に示したようなフオトマスクを作製するために、
まずガラス板5上にクロム層からなる第1のパターン7
をもつ通常のクロムフオトマスクを作り、この上にパー
マロィ薄届14を70Aの厚さに蒸着により形成し、さ
らにこの上にAZ1350レジスト膜15を塗布により
形成した。
この上に、ガラス板16上にクロム層からなる第2のパ
ターン17をもった通常のクロムフオトマスクをのせ、
このマスクを介して紫外光11で露光し、レジスト膜1
5を現像した後、パーマロィ薄層14のみをリン酸一硝
酸水溶液により選択的にエッチングし、第2のパターン
17直下のパーマロィ薄層部分のみをガラス板5上に残
せば、所望のフオトマスクが得られる。得られたフオト
マスクにおいて、クロム層からなる第1のパターン17
が不透明な膜、残置されたパ「マロィ薄層が半透明な膜
となり、この状態は第2図に示したフオトマスク4を形
成している。後の作業を確実なものとするためには、不
透明な膜と半透明な膜との透過率の差は、光学濃度で2
:0.5〜2:1程度であることが望ましい。
上述の工程で製作したマスクは光学濃度で2:0.5程
度である。{21ウエーハ ガラス基板1上に、まず、Au層8を0.秋の厚さに、
その上にSi02層9を0.沙の厚さに蒸着により形成
した。
{3} レジストパターンの形成 上記のウェーハ上にAZ1350Jレジスト膜10を1
.秋の厚さに塗布して形成した。
このゥェーハを上記のフオトマスク4を介して露光した
。ついで、50%のAZ現像液にてレジスト膜を現像し
、パターン直下以外の直接露光された部分のレジスト膜
が完全に溶解されたところで現像を停止した。得られた
レジストパターンの膜厚は、フオトマスクの第1のパタ
ーンに対応する部分(Si02パターンに相当する部分
)が1.か、フオトマスクの第2のパターンに対応する
部分(Auパターンに相当する部分)が0.秋であった
。‘41 このあと、先に述べたように、イオンミリン
グ(アルゴン・イオン、加速電技60肌、真空度10‐
町orr)によって、第1図に示すようなパターンを作
製した。
すなわち、ガラス基板1上に厚さ0.坪のAu層2およ
び0.かのAu層2と厚さ0.2〆のSi02層3との
二重膜からなるパターンが形成された。以上のような手
法は、たとえば、半導体ICなどの多層配線を形成する
場合にも適用できる。
すなわち、第2図に示したウェーハにおいて、Si02
層9の上にさらにAu層を形成し、上述と同様な方法を
用いれば、基板1上にAuのみからなる第1のパターン
と、Au−Si02−Auの三重膜からなる第2のパタ
ーンとが形成される。このようにして形成された下層の
Auのパターンと上層のAuのパターンとは、多層配線
として利用することができる。なお、フオトマスクは上
に述べた方法以外にも通常のフオトリピータを用いて作
製することもできる。
また、本発明はフオトリピー夕で直接ウェーハ上に露光
する、いわゆるプロジェクションマスクマブィナを用い
る場合にも適用できる。すなわち、本発明は第2図に示
すような密着露光の場合に限らず、マスクとウェーハの
間にレンズを設けて、等倍あるし・は縮少して嬢付けす
るプロジェクション方式のパターン作製の場合にも十分
適用できるものである。一方、X線露光の場合のマスク
の作製は、たとえば、X線を遮光するAuのパターンの
膜厚を変えることによって得られる。
以上詳述したところから明らかなように、基板上に少な
くとも2種類の微細パータンを作製する場合に、従来の
方法によれば、パターン材料の蒸着とフオトェッチング
の工程を少なくとも2回線返し行なう必要があると同時
にパターン同志の位置合わせを必要とするなどの繁雑な
工程を必要とするのに対し、本発明によれば、一回の露
光で、しかもパターン同志の位置合わせを必要とせず、
工程が簡単になると共に微細パータンを精度よく作製で
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、基板上に2種類のパターンをもった素子の断
面構造図、第2図〜第4図は、本発明のパターン作製法
の工程説明図、第2図は、露光状態を示す図、第3図は
、レジストパターンを形成した状態を示す図、第4図は
、イオンミリング直後の状態を示す図、第5図は、本発
明に使用するフオトマスクの作製法を示す図である。 図において、 1・・・基板、2・・・Au層からなる
第1のパターン、3…Si02層からなる第2のパター
ン、4…フオトマスク、5…ガラス板、6…パーマロィ
薄層、7…クロム薄層、8…Au層、9…Sの2層、1
0…レジスト膜、1 1…光、I2・・・残留レジスト
膜、13・・・残留Si02層、14・・・パーマロィ
薄層、15・・・レジスト膜、16・・・ガラス板、1
7・・・クロム薄層。 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 所定の基板上に食刻されるべき少なくとも2層から
    なる積層材料をそれぞれ所定の厚さに積層し、この積層
    材料層の上に所定膜厚の感光レジスト被膜を形成する工
    程、前記レジスト被膜を複数の露光量のレベルを有する
    所定形状のパターンで露光した後現像することにより膜
    厚の相異なるレジスト・パターンを前記積層材料層上に
    形成する工程、前記工程によりレジスト被膜が除去され
    露出した部分の前記積層材料層と前記レジスト・パター
    ンのうち少なすとも最も薄い膜厚のレジスト被膜とをイ
    オンミリング法によって除去する工程、前記工程により
    露出した積層材料層の一層を除去する工程を含むことを
    特徴とするパターンの作製法。
JP50062881A 1975-05-28 1975-05-28 パタ−ンの作製法 Expired JPS609342B2 (ja)

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DE19762623688 DE2623688A1 (de) 1975-05-28 1976-05-26 Verfahren zum ausbilden von mustern bei der herstellung von elektronischen mikrobauteilen
NL7605809A NL7605809A (nl) 1975-05-28 1976-05-28 Werkwijze voor het vormen van een patroon alsmede verkregen voortbrengsel.

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JPS51139268A JPS51139268A (en) 1976-12-01
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DE2623688A1 (de) 1976-12-02
NL7605809A (nl) 1976-11-30
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