JPH02253263A - Liftoff processing resist and pattern forming method using the same - Google Patents
Liftoff processing resist and pattern forming method using the sameInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体素子を提供するためのリソグラフィー技
術に関するもので、より詳しくは、電解効果形トランジ
スタ(FET)のゲート電極形成の改良された方法であ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to lithography techniques for providing semiconductor devices, and more particularly to an improved method for forming gate electrodes of field-effect transistors (FETs). It is.
従来、幅の狭いゲート電極を用いることによって、FE
Tの高周波特性の向上が図られてきた。しかし、ゲート
幅が0.5μm以下になるとゲート電極の電気抵抗が高
くなり、これにより高周波特性が低下することが明らか
になった。Conventionally, by using a narrow gate electrode, the FE
Efforts have been made to improve the high frequency characteristics of T. However, it has been found that when the gate width is 0.5 μm or less, the electrical resistance of the gate electrode increases, which deteriorates the high frequency characteristics.
低抵抗の極微細ゲート電極を作製するため、電極の断面
が底部で狭く、上部で広い、きのこ形の断面形状をもつ
電極をリフトオフによって形成する試みが進められてい
る。これまでは、きのこ形の微細な下部を先ず形成し、
更にこの上に上部の低抵抗部を再度形成する電極積層法
、2種以上のレジストを積層して電子線露光する方法、
単層のレジストに侵入距離の異なる2種の集束イオンビ
ーム(F I B)を照射する方法等が提案されてきた
。しかしながら、電極を積層する方法はプロセスが非常
に煩雑になる欠点がある。また、FIBを用いる方法で
は、特殊な露光装置を必要とし、重ね合せの方法が煩雑
で、しかも、2種のイオンビーム量の制御のマージンが
小さいこと等で問題があった・。In order to fabricate ultrafine gate electrodes with low resistance, attempts are being made to form electrodes with a mushroom-shaped cross section, narrow at the bottom and wide at the top, by lift-off. Up until now, the mushroom-shaped microscopic lower part was first formed,
Further, an electrode lamination method in which an upper low-resistance portion is again formed on top of this, a method in which two or more types of resist are laminated and exposed to electron beams,
A method has been proposed in which a single layer of resist is irradiated with two types of focused ion beams (F I B) having different penetration distances. However, the method of laminating electrodes has the disadvantage that the process is extremely complicated. In addition, the method using FIB requires a special exposure device, the overlapping method is complicated, and there are problems such as a small margin for controlling the amounts of the two types of ion beams.
一方、2柚の電子線レジストを積層する方法は、通常の
電子線露光装置を使用でき、重ね合せも容易でその精度
も高く、電子線露光、現像、及びリフトオフの工程を1
回行うことにより、きのこ形の断面J[2状をもつゲー
トを形成できる利点がある。この工程図を第2図に示す
。図中の符号1はGaAs基板、2はφ−mac(35
00人) 3(まPMMΔ (Mw=90000゜3
100八) 4は0EBR(3800人)6はTi(
300人) 7は八u (2000人)を意味する。On the other hand, the method of laminating two types of electron beam resists can use ordinary electron beam exposure equipment, is easy to overlay, has high precision, and requires only one step of electron beam exposure, development, and lift-off.
By repeating this process twice, there is an advantage that a gate having a mushroom-shaped cross section J[2] can be formed. This process diagram is shown in FIG. In the figure, numeral 1 is a GaAs substrate, 2 is a φ-mac (35
00 people) 3 (PMMΔ (Mw=90000゜3
1008) 4 is 0EBR (3800 people) 6 is Ti (
300 people) 7 means 8u (2000 people).
この場合、下層レジストは上層レジストに比べて低感度
とし、きのこ形の下部に相当する部分に高ドーズ重の電
子線を、きのこ形の幅広い上部に相当する部分に低ドー
ズ量の電子線を照射する(1−1)と、1回の現像で上
層レジストの方が下層レジストに比べて幅の広い抜きパ
ターンが形成できる(1−2) このパターン上に金
属を蒸着して(1−3)IJフトオフする(1−4)こ
とにより、きのこ形のゲートが形成される。In this case, the lower resist has lower sensitivity than the upper resist, and a high-dose electron beam is applied to the part corresponding to the bottom of the mushroom shape, and a low-dose electron beam is irradiated to the part corresponding to the wide upper part of the mushroom shape. By doing this (1-1), it is possible to form a punched pattern with a wider width in the upper resist than in the lower resist in one development process (1-2) By depositing metal on this pattern (1-3) A mushroom-shaped gate is formed by lifting off the IJ (1-4).
しかしながら、当該工程では、通常のポジ型電子線レジ
ストを2層積層する場合、同種のレジスト材料を用いる
と上層レジストを塗布する際、下層レジストとのミキシ
ングが生じ易く、良好なレジストパターンを形成しにく
い問題がある。特に、リフトオフを容易にするためには
上1はレジストにオーバーハング構造(1−6)を形成
する必要があるが、同種のレジストを2層積層すると、
上層レジストにオーバーハング構造を形成するだめの露
光条件のマージンが狭い問題がある。また、両レジスト
の感度差が十分でないと、底部と上部の電極幅に大きな
差を与えることができず、0,2μm以下の極微細ゲー
トを形成するときのこ形にしても抵抗が高くなる問題が
あった。これを避けるため、感度の大幅に異なる2種の
ポジ型レジストを積層すると、一般に現像液が異なる場
合が通常で、現像プロセスが煩雑になるばかりでなく、
゛レジスト積層の際に界面部分に生じるわずかな混合層
が、両者の現像液のいずれにもとけにくくなり、現像が
均一に進行しない問題点があった。However, in this process, when two layers of normal positive electron beam resist are laminated, if the same type of resist material is used, mixing with the lower layer resist tends to occur when applying the upper layer resist, making it difficult to form a good resist pattern. There is a difficult problem. In particular, in order to facilitate lift-off, it is necessary to form an overhang structure (1-6) in the resist for upper part 1, but when two layers of the same type of resist are laminated,
There is a problem in that the margin of exposure conditions for forming an overhang structure in the upper resist layer is narrow. In addition, if the sensitivity difference between both resists is not sufficient, it will not be possible to provide a large difference in the width of the bottom and top electrodes, which will cause the problem of high resistance even if the gate is shaped like a wedge when forming an extremely fine gate of 0.2 μm or less. there were. To avoid this, when two types of positive resists with significantly different sensitivities are stacked, they usually use different developers, which not only complicates the development process, but also
``There was a problem that a slight mixed layer formed at the interface during resist lamination was difficult to dissolve in either developer, and development did not proceed uniformly.
本発明の目的は、底部と上部の幅の選択比が高<、露光
条件のマージンが大きく、安定なオーバーハング構造が
形成可能であり、更に単純なプロセスで、レジストの混
合による現像速度の低下を防ぐことのできる、リフトオ
フ用レジスト及びこれを用いたリフトオフパターン形成
方法を提供することにある。The purpose of the present invention is to have a high selectivity ratio between the bottom and top widths, a large margin in exposure conditions, a stable overhang structure can be formed, and a simple process that reduces the development speed due to resist mixing. An object of the present invention is to provide a lift-off resist and a lift-off pattern forming method using the same, which can prevent the above.
本発明を概説ずれば、本発明の第1の′発明はリフトオ
フ加工用レジストに関する発明であって、電子線照射、
及び現像によりポジ型のパターン形成が可能な3種のレ
ジスト材料を積層してなり、用いる現像溶媒に対して、
下層レジスト、中間層レジスト、上層レジストの感度が
それぞれ低、高、及びその中間とすることを特徴とする
。To summarize the present invention, the first aspect of the present invention relates to a resist for lift-off processing, which includes electron beam irradiation,
It is made by laminating three types of resist materials that can form a positive pattern by development, and for the developing solvent used,
It is characterized in that the sensitivities of the lower layer resist, middle layer resist, and upper layer resist are respectively low, high, and intermediate.
そして、本発明の第2の発明はバタ・−ン形成方法に関
する発明であって、用いる現像溶媒に対して、下層レジ
スト、中間層レジスト、上層レジストの感度がそれぞれ
低、高、及びその中間となる3種の電子線ポジ型しジ以
ト材料を基板上に積層する工程、これに電子線を照射す
る工程、該現像溶媒で現像しその露光部分の開口が下層
より、狭、広、中となる断面形状を得る工程、該パター
ン上に金属、半導体、誘電体のいずれかから成る材料を
蒸着あるいはスパッタ法で形成する工程、及び上記3種
のレジストを溶解できる溶剤中でリフトオフする工程の
各工程を包含することを特徴とする。The second invention of the present invention relates to a batter forming method, in which the sensitivity of the lower layer resist, middle layer resist, and upper layer resist to the developing solvent used is low, high, and intermediate. A step of laminating three kinds of electron beam positive type materials on a substrate, a step of irradiating this with an electron beam, a step of developing with the developing solvent, and the opening of the exposed part is narrow, wide, and medium from the bottom layer. A step of forming a material made of metal, semiconductor, or dielectric material on the pattern by vapor deposition or sputtering, and a step of lift-off in a solvent that can dissolve the above three types of resist. It is characterized by including each step.
本発明の一実施例を示す工程図を第1図に示す。図中の
符号1〜4.6及び7は第2図と同義であり、5はオー
バーハング部分を意味する。A process diagram showing one embodiment of the present invention is shown in FIG. Reference numerals 1 to 4.6 and 7 in the figure have the same meanings as in FIG. 2, and 5 means an overhang portion.
本発明では従来の2層構造でなく、3種のレジストを積
層するもので、その電子線感度を使用する現像溶媒に対
して下層レジストで最も低く、中間層を最も高く、上層
をその中間となるように構成したものである。この構成
では下層がきのこ形の底部に相当し、中間層と上層が上
部を形成する。中間層が上部より高感度であるため、安
定したオーバーハング構造が形成できる利点がある。In the present invention, instead of the conventional two-layer structure, three types of resists are laminated, and the electron beam sensitivity is the lowest for the developing solvent used in the lower layer, the highest in the middle layer, and the upper layer in the middle. It is configured so that In this configuration, the bottom layer corresponds to the bottom of the mushroom shape, and the middle and top layers form the top. Since the middle layer has higher sensitivity than the upper layer, there is an advantage that a stable overhang structure can be formed.
本発明では、積層する3種のレジストの選択が特に重要
である。これは、感度を最適にするためと、塗布時の層
間でのミキシングを防ぐためである。感度の問題では、
上層と中間層との間ではオーバーハング構造が再現性良
くできるだけの感度差があれば十分なので、感度が2倍
前後異なれば良い。一方、きのこ形のパターンを形成す
るため、下層レジストは上層・中間層と比較して数倍、
少なくとも3倍以上感度が低い必要がある。塗布時のミ
キシングに関しでは、上層と中間層で、リフトオフ用の
オーバーハングを形成する際、若干のレジスト間のミキ
シングが生じても、形状に大きな影響を与えない。In the present invention, the selection of the three types of resists to be laminated is particularly important. This is to optimize sensitivity and to prevent mixing between layers during coating. In terms of sensitivity,
It is sufficient that there is a difference in sensitivity between the upper layer and the middle layer that allows the overhang structure to be formed with good reproducibility, so it is sufficient that the sensitivity differs by about twice. On the other hand, in order to form a mushroom-shaped pattern, the lower layer resist is several times larger than the upper and middle layers.
The sensitivity must be at least three times lower. Regarding mixing during coating, even if some mixing occurs between the resists when forming an overhang for lift-off between the upper layer and the intermediate layer, it does not have a major effect on the shape.
しかし、下層レジストと上層・中間層上の間では、再現
性良くきのこ形のパターンを形成し、特にゲート長に相
当するきのこ形の底部パターンを精度良く形成するには
、ミキシングをできるだけ最小にする必要がある。However, in order to form a mushroom-shaped pattern with good reproducibility between the lower resist and the upper/intermediate layers, and in particular to form the mushroom-shaped bottom pattern corresponding to the gate length with high accuracy, mixing must be minimized as much as possible. There is a need.
以上のようなレジスト構成としては、上層と中間層の2
層は、分子量の異なる同種の高分子材料からなり、上層
の溶解度が中間層より低くなるように、上層の分子量を
中間層より高くし、一方、下層レジストは上層・中間層
と種類の異なる高分子材料を用いることが効果的である
。The above resist structure consists of two layers: an upper layer and an intermediate layer.
The layers are made of the same kind of polymer materials with different molecular weights, and the molecular weight of the upper layer is higher than that of the intermediate layer so that the solubility of the upper layer is lower than that of the intermediate layer. It is effective to use molecular materials.
また、ミキシングを防ぐためには、一般に下層1ノジス
トが難溶性の有機溶剤を中間レジストの溶媒として用い
ると有効であるが、更に下層レジストとして、塗布後の
ベーキングにより、部分的に架橋反応が生じ、溶解性が
低下するタイプのポジ型電子線レジストを使用すると効
果的である。このようなベーキングにより部分的に架橋
するレジストとしては、フロロレジストφ−,MAC(
ダイキン工業製) EBR−9(東し製)等の市販レジ
スト、あるいはメタクリル酸とメタクリルエステル系千
ツマ−との共重合体が使用できる。また上層・中間層用
・のレジストとしては、ポリメチルメタクリレ−) (
PMMA) フロロレジストFBM−MO(ダイ千ン工
業製)、フロロレジストFBM−120(ダイキン工業
製) ポリイソプロペニルケトン等のポジ型電子線レジ
ストを使用できる4、また、分子量を変化させるのでは
なく、同一の高分子材料からなり、それに加える溶解抑
止剤若しくは溶解促進剤の混入率を変えて、中間層の溶
解度が上層より大きいレジストの構成でも、本発明に使
用できる。また上層、中間層と下層の主成分が大きく異
なり、露光感度が大きく異なる場合は、パターン上部と
下部の幅の選択比を大きくとれるために、安定したきの
こ形構哉が形成できる利点がある。In addition, in order to prevent mixing, it is generally effective to use an organic solvent in which the lower layer 1 resist is poorly soluble as a solvent for the intermediate resist. It is effective to use a positive type electron beam resist that has low solubility. As resists that are partially crosslinked by such baking, fluororesists φ-, MAC(
A commercially available resist such as EBR-9 (manufactured by Daikin Industries, Ltd.) (manufactured by Toshi), or a copolymer of methacrylic acid and methacrylic ester-based resin can be used. In addition, as a resist for upper and middle layers, polymethyl methacrylate) (
PMMA) Fluororesist FBM-MO (manufactured by Daisen Industries), Fluororesist FBM-120 (manufactured by Daikin Industries) Positive electron beam resists such as polyisopropenyl ketone can be used4, and instead of changing the molecular weight, The present invention can also be used in resist configurations in which the middle layer has a higher solubility than the upper layer by changing the mixing ratio of the dissolution inhibitor or the dissolution promoter, which are made of the same polymeric material. In addition, when the main components of the upper layer, middle layer, and lower layer are significantly different and the exposure sensitivity is significantly different, there is an advantage that a stable mushroom-shaped structure can be formed because the selection ratio between the widths of the upper and lower portions of the pattern can be increased.
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されない。Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.
The invention is not limited to these examples.
実施例I
Ga八へ基板上に下層レジストと、して、フロロレジス
トφ−MACレジスト (ダイキン工業製)を膜厚0.
35.amコートし、200℃、1時間ベータした。こ
の上に中間層レジストとして、PMMA (アルドリッ
チ社製、分子量93.000)のクロ、ロベンゼン溶液
をスピンコードし、膜厚0.31μmの中間層を積層し
、200℃、20分間ベークした。この上に上層レジス
トとして0EBR−1000(東京応化部PMMAレジ
スト、分子量約60万)をスピンコードし、膜厚0.3
8μmの膜を形成した。この3種のレジストのキシレン
/エチルシクロヘキサン(4:1) 22℃で1分間
現像し、エチルシクロヘキサンで30秒リンスした際の
電子線露光感度曲線の測定結果を第3図に示す。すなわ
ち第3図は電子線照射量(C/ c! 、横軸)とレジ
スト残膜率(%、縦軸)との関係を示したグラフである
。Example I A fluororesist φ-MAC resist (manufactured by Daikin Industries, Ltd.) was used as a lower layer resist on a Ga substrate with a film thickness of 0.
35. am coated and incubated at 200°C for 1 hour. A 0.31 μm thick intermediate layer was laminated thereon by spin-coding a chlorobenzene solution of PMMA (manufactured by Aldrich, molecular weight 93.000) as an intermediate layer resist, and baked at 200° C. for 20 minutes. On top of this, 0EBR-1000 (Tokyo Ohkabu PMMA resist, molecular weight approximately 600,000) was spin-coded as an upper layer resist, and the film thickness was 0.3.
A film of 8 μm was formed. FIG. 3 shows the measurement results of the electron beam exposure sensitivity curves of these three resists developed in xylene/ethylcyclohexane (4:1) at 22° C. for 1 minute and rinsed with ethylcyclohexane for 30 seconds. That is, FIG. 3 is a graph showing the relationship between the electron beam irradiation amount (C/c!, horizontal axis) and the resist remaining film rate (%, vertical axis).
上層レジスト/中間層レジスト/下層レジストの感度の
比はl:1.4:16:3である。The sensitivity ratio of the upper resist layer/intermediate resist layer/lower layer resist is 1:1.4:16:3.
次に、第4図に示すように、電極下部を幅0、25 μ
m 、 2000μC/cIllで、電極上部を幅1.
5μm1330μC/cI11で露光した。この試料ヲ
ーt−シレン現像液(キシレン:エチルシクロヘキサン
=4 : 1)で3分間現像の後、エチルシクロヘキサ
ンで30秒間リンスした。この時に得られたレジストパ
ターンを第5−1図の走査型電子顕微鏡写真に示した。Next, as shown in Figure 4, the lower part of the electrode is
m, 2000 μC/cIll, and the upper part of the electrode was made to have a width of 1.
Exposure was made at 5 μm 1330 μC/cI11. This sample was developed for 3 minutes with a t-sylene developer (xylene:ethylcyclohexane=4:1), and then rinsed with ethylcyclohexane for 30 seconds. The resist pattern obtained at this time is shown in the scanning electron micrograph of FIG. 5-1.
写真で明らかなように上層と中間層で良好なオーバーハ
ング構造が得られている。更にこの試料にチタンを30
nmと金を200nm蒸着し、メチルエチルケトンを用
いてリフトオフした時の電極の様子を同じく第5−2図
の走査型電子顕微鏡写真に示した。As is clear from the photo, a good overhang structure has been obtained in the upper and middle layers. Furthermore, 30% titanium was added to this sample.
The appearance of the electrode after evaporating 200 nm of gold and 200 nm of gold and lifting off using methyl ethyl ketone is also shown in the scanning electron micrograph of FIG. 5-2.
写真から明らかな様に下部の幅が0.25μm、上部の
幅が1.5μmのきのこ形パターンの電極が形成される
ことが解る。As is clear from the photograph, a mushroom-shaped electrode with a width of 0.25 μm at the bottom and a width of 1.5 μm at the top is formed.
実施例2
Ga八へ基板上に実施例1と同じ3層レジストを形成し
た。この3種のレジストのジクロロベンゼン/エチルシ
クロヘキサン(4:1)、22℃で2分間現像した際の
上層レジスト/中間層レジスト/下層レジストの感度の
比は1:1.7: 14.3である。Example 2 The same three-layer resist as in Example 1 was formed on a Ga substrate. When these three resists were developed in dichlorobenzene/ethylcyclohexane (4:1) at 22°C for 2 minutes, the sensitivity ratio of the upper layer resist/middle layer resist/lower layer resist was 1:1.7:14.3. be.
次に、第4図に示したと同様に、電極下部を幅0.25
μm 、 800μC/cn!で、電極上部を幅1.5
μm、110μC/cdで露光した。この試料をジクロ
ロベンゼン現像液(ジクロロベンゼン:エチルシクロヘ
キサン=4 : 1)で3分間現像の後、エチルシクロ
ヘキサンで30秒間リンスしたところ、実施例1と同様
に良好なレジストパターンが得られた。更にこの試料に
チタンを30’nmと金を200nm蒸着し、メチルエ
チルケトンを用いてリフトオフすると、下部の幅が0.
21μm1上部の幅が1.6μmの電極が形成された。Next, as shown in FIG. 4, the lower part of the electrode is
μm, 800μC/cn! Then, the width of the upper part of the electrode is 1.5
μm, exposed at 110 μC/cd. When this sample was developed for 3 minutes with a dichlorobenzene developer (dichlorobenzene: ethylcyclohexane = 4:1) and rinsed with ethylcyclohexane for 30 seconds, a good resist pattern similar to Example 1 was obtained. Furthermore, when 30'nm of titanium and 200nm of gold were deposited on this sample and lift-off was performed using methyl ethyl ketone, the width at the bottom became 0.
An electrode having a width of 1.6 μm at the top and a width of 21 μm was formed.
実施例3
G a へs基板上に下層レジストとして、PMMΔ(
アルドリッチ社製、分子1193.000)のり0ロベ
ンゼン溶液をスピンコードし、膜厚0.32μmのPM
MΔ膜を形成し、200℃、20分間ベークした。この
上に70ロレジ又トFBM−120 (ダイキン工業
製、分子量約60万)のメチルイソブチルケトン/イソ
プロピルアルコール(1コ1)溶液をスピンコードし、
170℃、30分間ベータし、膜厚0.3μmの膜を形
成した。この上に、上層レジストとしてプロロレジスト
FBM−120(ダイキン工業製、分子量約150万)
のメチルイソブチルケトン/イソプロピルアルコール(
1:l)溶液をスピンコードし、170℃、20分間ベ
ータして、膜厚0.25μmの膜を形成した。この3種
のレジストのメチルイソブチルケトン/イソプロピルア
ルコール(1:125)22℃で1分間現像した際の、
上層レジスト/中間層レジスト/下層レジストの電子線
感度の比は1:1Jl19であった。Example 3 PMMΔ(
Manufactured by Aldrich, molecular 1193.000) spin-coded glue 0 lobenzene solution, PM with a film thickness of 0.32 μm
A MΔ film was formed and baked at 200° C. for 20 minutes. On top of this, a methyl isobutyl ketone/isopropyl alcohol (1:1) solution of 70 rolls FBM-120 (manufactured by Daikin Industries, molecular weight approximately 600,000) was spin-coded.
The mixture was incubated at 170° C. for 30 minutes to form a film with a thickness of 0.3 μm. On top of this, Proloresist FBM-120 (manufactured by Daikin Industries, molecular weight approximately 1.5 million) is used as an upper layer resist.
Methyl isobutyl ketone/isopropyl alcohol (
1:l) solution was spin-coded and beta-coated at 170°C for 20 minutes to form a film with a thickness of 0.25 μm. When these three resists were developed in methyl isobutyl ketone/isopropyl alcohol (1:125) at 22°C for 1 minute,
The electron beam sensitivity ratio of upper layer resist/middle layer resist/lower layer resist was 1:1 Jl19.
次に、電極下部を幅0.2μm 、600μc/cnf
で、電極上部を幅3.0μm、8μC/αnrで露光し
た。この試料をメチルイソブチルケトン/イソプロピル
アルコール(1:125)22℃で1分間現像した後、
イソプロピルアルコ・−ルで30秒間リンスした。更に
この試料にチタンを30nmと金を200nm蒸着し、
メチルエチルケトンを用いてリフトオフすると、下部の
幅が0.22μm、上部の幅が3,3μmの電極が形成
された。Next, the lower part of the electrode was made with a width of 0.2 μm and a width of 600 μc/cnf.
Then, the upper part of the electrode was exposed to light with a width of 3.0 μm and 8 μC/αnr. After developing this sample in methyl isobutyl ketone/isopropyl alcohol (1:125) at 22°C for 1 minute,
Rinse with isopropyl alcohol for 30 seconds. Further, 30 nm of titanium and 200 nm of gold were deposited on this sample.
When lifted off using methyl ethyl ketone, an electrode with a width of 0.22 μm at the bottom and a width of 3.3 μm at the top was formed.
以上説明したように、電子線照射、及び現像によりポジ
型のパターン形成が可能な3種のレジスト材料を、用い
る現像溶媒に対して、下層レジスト、中間層レジスト、
上層レジストの感度がそれぞれ低、高、及びその中間と
なるように積層したレジストでは、下層レジストが開口
部分の幅が狭く、上層レジストと中間層レジストでは開
口部分の幅が広くて、しかも、オーバーハング構造を有
するパターンが得られるため、リフトオフ加工により、
良好な形状のきのこ形パターンを再現性良く形成できる
利点がある。As explained above, three types of resist materials capable of forming a positive pattern by electron beam irradiation and development are used, depending on the developing solvent used: lower layer resist, intermediate layer resist,
In resists stacked so that the sensitivity of the upper layer resist is low, high, and in between, the lower resist has a narrow opening, and the upper and middle resists have wide openings, and there is no overlap. Because a pattern with a hang structure is obtained, lift-off processing
This method has the advantage that a well-shaped mushroom-shaped pattern can be formed with good reproducibility.
特に、中間層レジスト並びに上層レジストが同種のモノ
マーを重合してなるポリマーを主成分とし、中間層レジ
ストに比べ、上層レジストの分子量を高くすることによ
り、上層レジストの感度を中間層レジストより、わずか
に低くし、下層レジストにはこれらと主成分が異なり、
電子線感度が大幅に低い材料を用いることにより、きの
こ形に相当する上部と下部のパターン幅の制御範囲を非
常に大きくとれるため、任意の形状のきのこ形パターン
が得られる利点がある。In particular, the middle layer resist and the upper layer resist are mainly composed of polymers obtained by polymerizing the same type of monomer, and by making the upper layer resist have a higher molecular weight than the middle layer resist, the sensitivity of the upper layer resist is slightly higher than that of the middle layer resist. The main components of the lower resist are different from these,
By using a material with significantly low sensitivity to electron beams, the width of the upper and lower portions corresponding to the mushroom shape can be controlled within a very wide range, so there is the advantage that a mushroom-shaped pattern of any shape can be obtained.
第1図は本発明の一実施例を示す工程図、第2図は電子
線露光とリフトオフ加工による2層レジスト法による従
来のきのこ形パターン形成法の工程図、第3図は各種レ
ジストのEBi光感度を示すグラフ、第4図はEBN光
量を示す図、第5−1図は本発明の一実施例で形成した
レジストパターン(現像後)の、第5−2図はきのこ型
電極パターン(リフトオフ後ンの各走査型電子顕微鏡写
真である。
1 ・Ga八へ基板、2・ ・ ・φ−mac
(3500A)、3・ ・PMMA (Mw=90
000 、 3100人)4・ ・0EBR(3800
人) 5・・°・オーバーハング部分、6・・・Ti(
300人) 7・^u(2000人)
レゾストハ゛R車(%)
第5−7図
第5−2
図Fig. 1 is a process diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a process diagram of a conventional mushroom-shaped pattern forming method using a two-layer resist method using electron beam exposure and lift-off processing, and Fig. 3 is a process diagram of the EBi of various resists. FIG. 4 is a graph showing the photosensitivity, FIG. 4 is a graph showing the EBN light amount, FIG. 5-1 is a resist pattern (after development) formed in an embodiment of the present invention, and FIG. 5-2 is a graph showing a mushroom-shaped electrode pattern ( These are scanning electron micrographs after lift-off. 1. Ga substrate, 2. . . φ-mac
(3500A), 3. ・PMMA (Mw=90
000, 3100 people) 4・・0EBR(3800
person) 5...°・overhang part, 6...Ti(
300 people) 7・^u (2000 people) Resistance High R car (%) Figure 5-7 Figure 5-2
Claims (1)
が可能な3種のレジスト材料を積層してなり、用いる現
像溶媒に対して、下層レジスト、中間層レジスト、上層
レジストの感度がそれぞれ低、高、及びその中間とする
ことを特徴とするリフトオフ加工用レジスト。 2、中間層レジスト並びに上層レジストが同種のモノマ
ーを重合してなるポリマーを主成分とし、中間層レジス
トに比べ、上層レジストの分子量を高くすることを特徴
とする請求項1記載のリフトオフ加工用レジスト。 3、用いる現像溶媒に対して、下層レジスト、中間層レ
ジスト、上層レジストの感度がそれぞれ低、高、及びそ
の中間となる3種の電子線ポジ型レジスト材料を基板上
に積層する工程、これに電子線を照射する工程、該現像
溶媒で現像しその露光部分の開口が下層より、狭、広、
中となる断面形状を得る工程、該パターン上に金属、半
導体、誘電体のいずれかから成る材料を蒸着あるいはス
パッタ法で形成する工程、及び上記3種のレジストを溶
解できる溶剤中でリフトオフする工程の各工程を包含す
ることを特徴とするパターン形成方法。[Claims] 1. Three types of resist materials capable of forming a positive pattern by electron beam irradiation and development are laminated, and a lower layer resist, an intermediate layer resist, and an upper layer resist are used for the developing solvent used. A resist for lift-off processing characterized by having low sensitivity, high sensitivity, and intermediate sensitivity. 2. The resist for lift-off processing according to claim 1, wherein the intermediate layer resist and the upper layer resist mainly contain a polymer obtained by polymerizing monomers of the same type, and the upper layer resist has a higher molecular weight than the intermediate layer resist. . 3. A step of laminating three types of electron beam positive resist materials on the substrate, in which the sensitivity of the lower layer resist, intermediate layer resist, and upper layer resist is low, high, and intermediate, respectively, with respect to the developing solvent used; A process of irradiating electron beam, developing with the developing solvent, and the opening of the exposed part becomes narrower, wider, or narrower from the bottom layer.
A step of obtaining an inner cross-sectional shape, a step of forming a material made of metal, a semiconductor, or a dielectric material on the pattern by vapor deposition or sputtering, and a step of lift-off in a solvent that can dissolve the above three types of resist. A pattern forming method comprising the steps of:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1073893A JPH02253263A (en) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | Liftoff processing resist and pattern forming method using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1073893A JPH02253263A (en) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | Liftoff processing resist and pattern forming method using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02253263A true JPH02253263A (en) | 1990-10-12 |
Family
ID=13531339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1073893A Pending JPH02253263A (en) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | Liftoff processing resist and pattern forming method using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02253263A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002139842A (en) * | 2000-11-01 | 2002-05-17 | Fujitsu Ltd | Pattern forming method and semiconductor device |
| US6885150B2 (en) | 1998-06-18 | 2005-04-26 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Structured electrodes |
| JP2009198587A (en) * | 2008-02-19 | 2009-09-03 | Oki Semiconductor Co Ltd | Method for forming resist pattern and method for forming metal pattern using the same |
-
1989
- 1989-03-28 JP JP1073893A patent/JPH02253263A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6885150B2 (en) | 1998-06-18 | 2005-04-26 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Structured electrodes |
| JP2002139842A (en) * | 2000-11-01 | 2002-05-17 | Fujitsu Ltd | Pattern forming method and semiconductor device |
| JP2009198587A (en) * | 2008-02-19 | 2009-09-03 | Oki Semiconductor Co Ltd | Method for forming resist pattern and method for forming metal pattern using the same |
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