JPS6347257B2 - - Google Patents

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JPS6347257B2
JPS6347257B2 JP57112608A JP11260882A JPS6347257B2 JP S6347257 B2 JPS6347257 B2 JP S6347257B2 JP 57112608 A JP57112608 A JP 57112608A JP 11260882 A JP11260882 A JP 11260882A JP S6347257 B2 JPS6347257 B2 JP S6347257B2
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photoresist
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JP57112608A
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JPS5834922A (ja
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Robaato Uiido Deiin
Marii Aburahamobitsuchi Karen
Josefu Hameru Kurifuoodo
Henrii Pein Edowaado
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International Business Machines Corp
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International Business Machines Corp
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Publication of JPS6347257B2 publication Critical patent/JPS6347257B2/ja
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    • 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
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2022Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure
    • 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
    • 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
    • H01L21/0273Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274Photolithographic processes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S430/00Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
    • Y10S430/153Multiple image producing on single receiver

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体集積回路上に導電体を形成する
ためのフオトリソグラフイ方法に関し、更に具体
的にいえば、1つのフオトレジスト層を用いてポ
ジ、ネガの両方の像をつくることによつて集積回
路装置上で必要とされるすべての導電体を形成す
る方法に関する。
集積回路等の製造においてフオトリソグラフイ
技術を用いることは周知である。このようなフオ
トリソグラフイ技術では、フオトレジストを付着
し、付着したフオトレジストを光、電子ビーム等
の電磁放射に露光し、可溶な部分を除去する溶剤
で現像することが一般に行なわれる。最終的に必
要な導電体パターンの中の異なる部分を形成する
場合は複数のレジスト層を用い、各レジスト層で
異なつたパターン部分を形成するが、この場合
は、前に処理されたパターンに関してレジスト層
及びパターンを注意深く整合させる必要がある。
回路装置が小さくなればなるほど整合の問題が大
きくなり、歩留りの低下を招く。
本発明は1つのレジスト層を用いて、回路装置
上のすべての所要の接点及び導電体を形成するこ
とにより上記の問題を解決しようとするものであ
る。本発明は整合の問題をなくす自己整合技術に
適応性を有する。
本発明では、半導体基体の表面に1つのレジス
ト層を形成し、2つの異なるマスクを通して露光
することにより、ポジ及びネガの両方の像を独立
的に形成する。従つて複数の露光領域を異なつた
時間に形成することができ、回路装置表面で必要
とされるすべての接点及び導電体を1つのステツ
プで形成することができる。
本発明において意図した第1の方法では、半導
体基体にフオトレジスト層を付着してポジ像をつ
くる。この結果基体表面にはフオトレジスト層の
大きな領域が残される。次に、ネガ像をつくるた
め、残りのフオトレジスト領域の選択された部分
を露光する。フオトレジストは次に、脱カルボキ
シル反応させて、ネガ像を含む露光フオトレジス
トを定着させるためベーキング加熱される。即
ち、ネガ像を含むフオトレジストはアルカリ不溶
性にされる。残つているすべての未露光フオトレ
ジストはアルカリ可溶性にするように全面露光さ
れ、従つて脱カルボキシル反応されたネガ像に影
響を与えることなく容易に除去できる。導電体の
付着の後、残つているフオトレジスト即ち脱カル
ボキシル反応されたネガ像が除去されると所望の
導電体パターンが得られる。
第2の方法は同様のステツプを用いるが、自己
整合マスクが形成されるように順序が変えられ
る。これは、最初フオトレジストを露光し、脱カ
ルボキシル反応させ、そして所望のネガ像を定着
させ、次にポジ像を露光、現像、エツチして、未
露光レジスト及びネガ像レジストの両方を残すこ
とによつて達成される。ポジ像露光されたレジス
トのエツチングの後に、残つているすべての未露
光レジストをアルカリ可溶性にするようにウエハ
が全面露光される。導電体の付着及びリフト・オ
フにより所望の導電体パターンが形成される。
通常ポジのフオトレジストはイミダゾールのよ
うな塩基を少量付加した場合はネガ及びポジの両
方の像を持つことができる。
エツチング及びリフト・オフ方法を用いたフオ
トリソグラフイ技術は周知であり、このようなフ
オトリソグラフイ技術ではフオトレジストが用い
られる。電磁放射への露光によつてフオトレジス
トに化学反応が生じるが、化学反応の度合は露光
の際のエネルギの総量及び時間に依存する。すべ
ての変数を調和させることにより、フオトレジス
トに潜像を形成することができる。
もしフオトレジストのある部分をマスクすれ
ば、この部分を元の状態のままにすることができ
る。
第1図〜第7図は本発明による第1の方法を示
している。第1図において、基板10の表面13
には酸化物層のような絶縁層11が被覆され、そ
の上には、Shipley社のAZ1350J又はHunt社の
204のような、キノン・ジアジト増感剤を有する
フエノール樹脂の如きポジ・フオトレジスト層1
2が付着される。イミダゾールのような塩基物質
を含むポジ・フオトレジストが適当である。
第2図において、フオトレジスト被覆基板10
上にマスク14が配置される。便宜上、このマス
クはポジ・マスクと呼ぶことにする。このポジ・
マスク14はフオトレジストと接触するものでも
接触しないものでもよい。マスクは光学的に透明
な領域と不透明な領域からなつている。ポジ・マ
スク14は光学的に透明な部分あるいは開口1
5,16を有する。これらの透明領域を通して、
紫外線、電子、イオン等のような電磁放射が矢印
17,18のように入れられ、フオトレジスト層
の領域19,20を露光する。マスクを取り去
り、フオトレジスト層が更に露光されないように
保護しながらフオトレジスト層12を現像する。
これは、例えば、0.23規定の水酸化カリウム溶液
に半導体基体を浸漬して露光領域19,20を除
去し、第3図のようにフオトレジスト12に開口
21,22を形成することにより行なうことがで
きる。
領域19,20の除去によつて、フオトレジス
ト層12は3つのフオトレジスト・アイランド領
域12a,12b,12cに分けられる。開口2
1,22が設けられたならば、下側の二酸化シリ
コン層11は例えばフツ化水素酸のようなエツチ
剤によりエツチされ、開口23,24が形成され
る。従つて開口23,24では基板10の表面1
3が露出する。開口23,24を形成する酸処理
の際にレジストの下にアンダーカツトが生じる。
これはアンダーカツトされた開口23,24の上
のフオトレジストを除去するのに好都合である。
別のマスク即ちネガ・マスク25がフオトレジス
ト層の上に置かれる。このネガ・マスク25は基
本的には元のマスクと逆あるいは相補パターンの
ものであり、開口21,22の部分に光学的不透
明領域26,27を有する。しかし不透明領域2
6,27は開口21,22を覆うだけでなく、こ
れらの開口の縁部の領域も覆うように形成され
る。開口21,22の縁部における不透明領域2
6,27の重なりは開口23,24のアンダーカ
ツトよりも大きくされる。次にフオトレジスト・
アイランド12a,12b,12cがマスク25
の透明部分を通して露光される。このときの放射
は矢印28,29,30で示されている。露光領
域31,32,33では光化学反応が生じ、未露
光領域34,35はもとのままである。露光され
た基板は低温炉に入れられベーキングされる。こ
のベーキングにより、露光された部分31,3
2,33は露光によつてフオトレジストにつくら
れた分解生成物を脱カルボキシル反応させ、通常
の水酸化カリウム・レジスト現像液のようなアル
カリ溶液に実質的に不溶性になる。典型的には、
約95℃、10分間の加熱で露光部分31,32,3
3に所望の状態を与えることができる。領域3
4,35は元のままであるから、このベーキング
によつて影響されない。このベーキングの後、基
板は炉から取出され、電磁放射に露光される。こ
れにより、開口21,22に隣接する未露光領域
34,35はアルカリ可溶性になる。0.095規定
の水酸化カリウム溶液で溶解すると、開口21,
22は拡大された形になる。基板表面に残つてい
るのは、露光されベーキングされ硬化されたフオ
トレジスト部分31,32,33の最終レリー
フ・パターンのみである。
基板は蒸着装置(図示せず)に入れられ、全表
面にアルミニウムのような薄い金属層36が付着
される。次に基板は強力な現像液又は剥離液例え
ばN―メチル―2―ピロリドン又はブチル・アセ
テートに入れられ、フオトレジスト部分31,3
2,33を除去する。開口領域21,22の部分
の金属のみが残される。
以上述べた方法は、要するに、集積回路の酸化
表面に付着したフオトレジスト層の選択された領
域を露光現像してポジ像を形成し、表面の酸化物
をエツチングし、最初の像のネガ像を形成するよ
うにフオトレジスト層の他の領域を露光し、脱カ
ルボキシル反応させてネガ像を定着させるためフ
オトレジスト層をベーキングし、残りのすべての
未露光フオトレジスト領域をアルカリ可溶性にす
るように全面露光し、アルカリ可溶性のフオトレ
ジスト領域を除去し、これにより、導電体を付着
したときネガ像を除去することによつてその上の
導電体をリフト・オフできるようにしたものであ
る。
従つて、1つのフオトレジスト層を用いて導電
体接点開口領域及び導電体リフト・オフ領域の両
方を定めることができる。
ネガ・マスクはポジ・マスクのパターンと相補
形である必要はなく、全く違つたパターンを持つ
こともでき、例えば開口21,22の間に相互接
続導電体パターンを定めるように用いることもで
きる。
第8図〜第14図は本発明の意図した第2の方
法を示している。基板50の表面53には酸化物
層51があり、これは第1図において述べたよう
なフオトレジスト層52で被覆されている。
第9図において、基板50上にネガ・マスク5
4が置かれる。マスク54は不透明部分55,5
6及び透明部分57,58,59を有する。矢印
で示される電磁放射によつて領域60,61,6
2が露光される。基板はこの時点で低温炉に入れ
られてベーキングされ、露光領域を脱カルボキシ
ル反応させてアルカリ不溶性にする。
この場合も約95℃、10分間の加熱が用いられ
る。ベーキング・ステツプの後、基板は炉から出
され、ポジ・マスク63が置かれる。マスク63
は透明部分64,65を有する。透明部分64,
65はネガ・マスク54の不透明領域55,56
よりも小さく且つこれらの領域の境界内に位置す
るように設けられる。矢印で示されるように、透
明部分64,65を通る放射によりフオトレジス
ト領域67,68が露光される。従つてこの時点
では、フオトレジスト層は異なる特性を有する3
つの部分からなつていることになる。即ち、領域
60,61,62は露光され脱カルボキシル反応
された部分であり、領域67,68は露光された
だけの部分であり、領域69,70,71,72
は未露光の部分である。
次に第11図のように露光領域67,68が標
準の0.23規定の水酸化カリウム・フオトレジスト
現像液で除去され、開口73,74を形成する。
露出された酸化物層51はフツ化水素酸で処理さ
れ、アンダーカツトを有する開口75,76を形
成する。
その後未露光領域69,70,71,72が露
光されてアルカリ可溶性にされ、0.095規定の水
酸化カリウムのようなアルカリ溶液現像液で除去
される。これにより開口73,74が拡大され、
露光されベーキングされた領域60,61,62
のみが残されることになる。
次に第13図のようにアルミニウムの如き金属
層75が付着され、領域60,61,62はN―
メチル―2―ピロリドンのような剥離剤で除去さ
れる。この結果金属領域77a,77bのみが表
面に残される。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第7図は本発明の第1の方法を例示す
る断面図、及び第8図〜第14図は本発明の第2
の方法を例示する断面図である。 10,50…基板、11,51…酸化物層、1
2,52…フオトレジスト層、14,63…ポ
ジ・マスク、25,54…ネガ・マスク、36,
77…金属層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 露光によつてアルカリ可溶性になる、塩基物
    質を含むポジ・フオトレジスト層を被処理基体に
    付着し、 ポジ・マスクを用いて上記フオトレジスト層を
    選択的に露光し、 アルカリ溶液で現像処理して上記基体の第1の
    領域を露出させ、 上記第1の領域に対して第1の処理を施し、 ネガ・マスクを用いて未露光フオトレジスト領
    域を選択的に露光し、 ベーキング処理して、上記ネガ・マスクにより
    露光されたネガ像を定着させてアルカリ不溶性に
    し、 残つている未露光フオトレジスト領域を露光
    し、 アルカリ溶液で現像処理して上記基体の第2の
    領域を露出させ、 上記第1及び第2の領域に対して第2の処理を
    施すこと、 を含むフオトリソグラフイ方法。 2 露光によつてアルカリ可溶性になる、塩基物
    質を含むポジ・フオトレジスト層を被処理基体に
    付着し、 ネガ・マスクを用いて上記フオトレジスト層を
    選択的に露光し、 ベーキング処理して、上記ネガ・マスクにより
    露光されたネガ像を定着させてアルカリ不溶性に
    し、 ポジ・マスクを用いて未露光フオトレジスト領
    域を選択的に露光し、 アルカリ溶液で現像処理して上記基体の第1の
    領域を露出させ、 上記第1の領域に対して第1の処理を施し、 残つている未露光フオトレジスト領域を露光
    し、 アルカリ溶液で現像処理して上記基体の第2の
    領域を露出させ、 上記第1及び第2の領域に対して第2の処理を
    施すこと、 を含むフオトリソグラフイ方法。
JP57112608A 1981-08-24 1982-07-01 フオトリソグラフイ方法 Granted JPS5834922A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US295477 1981-08-24
US06/295,477 US4377633A (en) 1981-08-24 1981-08-24 Methods of simultaneous contact and metal lithography patterning

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5834922A JPS5834922A (ja) 1983-03-01
JPS6347257B2 true JPS6347257B2 (ja) 1988-09-21

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ID=23137888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57112608A Granted JPS5834922A (ja) 1981-08-24 1982-07-01 フオトリソグラフイ方法

Country Status (4)

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US (1) US4377633A (ja)
EP (1) EP0072933B1 (ja)
JP (1) JPS5834922A (ja)
DE (1) DE3271354D1 (ja)

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