JPH07142323A - レジストパターン形成法 - Google Patents

レジストパターン形成法

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JPH07142323A
JPH07142323A JP5148860A JP14886093A JPH07142323A JP H07142323 A JPH07142323 A JP H07142323A JP 5148860 A JP5148860 A JP 5148860A JP 14886093 A JP14886093 A JP 14886093A JP H07142323 A JPH07142323 A JP H07142323A
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JP
Japan
Prior art keywords
layer
resist pattern
photoresist
forming
resist
Prior art date
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Pending
Application number
JP5148860A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshihiro Okada
智弘 岡田
Takashi Kawabe
隆 川辺
Tetsuya Okai
哲也 岡井
Moriaki Fuyama
盛明 府山
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、レジストを用いて、形状の制
御しやすいマスク材の製法を提供することにある。 【構成】ダミー層にポリイミド樹脂,ポリジメチルグル
タルイミド等を用い、この上にフォトレジスト層を形成
する。フォトレジスト層を硬化後、ダミー層を除去し、
アンダーカットをもつリフトオフ用マスク材を作製す
る。 【効果】アンダーカット量,パターン形状および寸法の
制御が容易な高精度かつ高耐熱性のリフトオフ用マスク
材が作製できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、リフトオフ用マスク材
として用いるレジストパターンの形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】特開平1−120832 号公報には、ダミー層
の側壁にレジスト層を形成後、光照射を行って、レジス
ト層の所定厚さを硬化層とした後、ダミー層,非硬化層
を除去してひさしパターンを形成する方法が開示されて
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の特開平1−12083
2 号公報に記載の発明では、ダミー層の側壁のレジスト
層に光を照射し、レジスト層に形成される硬化層と非硬
化層との溶剤への溶解性の違いにより、リフトオフ用の
マスクを形成しているために、マスクの形状の制御が難
しい。そこで、本発明の目的は、レジストを用いて形状
の制御しやすいマスク材作製法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明では、レジストパ
ターン形成は、(1)基板にダミー層パターンを形成す
る工程と、(2)前記のパターン上にフォトレジストを
塗布する工程と、(3)前記フォトレジスト層にフォトマ
スクを介して紫外線を照射し、現像する工程と、(4)
フォトレジストを硬化させる工程と、(5)ダミー層の
みを除去する工程を順次、あるいは(5)の次に(4)
の順序で行うことにより達成される。
【0005】本発明におけるレジストパターン形成は、
数nmから数十μmの膜厚で、サブミクロンから数mmの
大きさのパターンに関するものである。基板には金属,
金属酸化物および半導体等を用い、必要ならば、脱水処
理またはHMDS処理を行っておく。基板上には既に別
種のパターンが形成され段差があっても良い。ダミー層
を形成する物質はフォトレジストと混合層を形成しない
ことが必要で、樹脂を用いる場合、フォトレジストと混
合層を形成しない樹脂としては、通常のポリイミド樹脂
あるいは感光性ポリイミド樹脂,ポリジメチルグルタル
イミド(PMGI),ポリメチルメタクリレート(PMMA)
およびその誘導体,ポリメチルイソプロピルケトン(P
MIPK)がある。
【0006】ダミー層としてポリイミド樹脂を用いる場
合、基板上にポリイミド樹脂をスピンナーで塗布後ベー
クし、ポリイミド層を形成する。このポリイミド層上に
フォトレジストを塗布後、露光,現像を行い、フォトレ
ジスト層のパターン形成を行う。下層のポリイミド層
は、上層のフォトレジスト層をマスクにして、ウェット
エッチング法あるいはドライエッチング法等の公知の手
法によりパターン形成を行えば良い。またポリイミド層
をポリイミド樹脂がハーフキュアとなる温度条件でベー
クすると、レジスト用現像液でポリイミドが溶解除去で
きるため、フォトレジスト層の現像と同時に、ポリイミ
ド層のパターン形成が可能となる。次にフォトレジスト
層を剥離、あるいはそのまま剥離しない状態にして、更
にこの上にフォトレジストを塗布する。ここで再び露
光,現像を行い、フォトレジストにパターンを形成す
る。次に、ポリイミド層を除去し、マスク材のパターン
を作製する。レジスト層の硬化処理はポリイミド層除去
前でも後でもよい。除去前にレジスト層を硬化させた場
合は、ポリイミド層除去時のレジスト層の膜減りによる
パターン寸法,精度の劣化を少なくできる。レジストの
硬化は、加熱,光照射等により行うことができる。光照
射は、例えば、遠紫外線を、必要ならば真空中でベーク
しながら照射することによって達成できる。
【0007】ダミー層としてポリジメチルグルタルイミ
ド(PMGI),ポリメチルメタクリレート(PMM
A),ポリメチルイソプロピルケトン(PMIPK),
感光性ポリイミドを用いる場合もポリイミド樹脂を用い
た場合と同様の方法でレジスト層を塗布し、露光,現像
を行いパターン形成を行うことができるが、もっと簡便
には、これらのダミー層に、遠紫外線,電子線,紫外線
によって直接、描画露光,現像を行うことによって、パ
ターンを形成することもできる。特に、PMGI,PM
MA,PMIPKの3種類については、遠紫外線領域に
感光帯をもっているため、レジスト硬化をダミー層除去
前に、遠紫外線照射によって行えば、レジストの硬化と
同時にダミー層を感光させ、この分子量を減少させるこ
とにより除去を容易に行うことができる。
【0008】
【作用】本発明において、レジストは、通常のフォトリ
ソグラフィーによってパターンの形成を行ったのち、遠
紫外線照射によってレジストを硬化させ、良好なパター
ン精度が得られ、スループットも高く、リフトオフ用マ
スク材が形成できる。マスク材のアンダーカット量は、
通常のフォトリソグラフィーによって制御するため、任
意のアンダーカットが作製できる。大きなアンダーカッ
トをもつマスク材を使用することによって、薄膜の被着
時に用いる方法は蒸着のみならず通常のスパッタ法およ
びバイアススパッタ法も使用することが可能である。ま
た、マスク材全体のフォトレジストを硬化させ、ノボラ
ック樹脂−ジアゾナフトキノン系のレジストを用いた場
合、耐熱性が約300℃と著しく向上するため、薄膜を
被着させる工程での基板温度を高めることができ、薄膜
の向上が可能となる。
【0009】
【実施例】実施例1 以下、図を用いて本実施例を説明する。図1は本発明の
工程により形成される構造の拡大断面図(但し、均一倍
率ではない)である。図1(a)において、基板1にポ
リイミドワニス(PIQ;日立化成工業社製)の2Pの
ものを5000rpm で60秒間スピンコートによって塗
布し、150℃で30分間ホットプレートでベークを行
い、0.5μm の膜厚のポリイミド層2を得、この上に
ノボラック系フォトレジスト(OFPR8600−30
cp)を3000rpm で30秒間スピンコート後、90
℃で30分間のプリベークを行い約1μmの膜厚のフォ
トレジスト層3を得たところを示す。図1(b)におい
て、この基板をフォトマスクを介して72mJ/cm2 の
紫外線を照射した後フォトレジスト層3およびポリイミ
ド層2をテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド
の2.38 重量%水溶液(NMD−3;東京応化工業社
製)で2分間現像を行ったところを示す。図1(c)に
おいて、アセトンを用いてフォトレジスト層のみを除去
し、ダミー層を形成したところを示す。次に、フォトレ
ジスト(OFPR8600−30cp)を3000rpm で
30秒間スピンコート後、90℃で30分間のプリベー
クを行い約1μmの膜厚のフォトレジスト層4を形成し
たところを示す。ここでは、あるいは、フォトレジスト
層3を除去することなく、この上にフォトレジストを塗
布しても良い。図1(e)において、フォトマスクを介
して72mJ/cm2 の紫外線を照射、NMD−3により
1分30秒の現像を行ったところを示す。この後、真空
中で100℃に加熱しながら遠紫外線を3.6J/cm2照
射し、上層部のフォトレジスト層を硬化させ、現像液に
不溶化させる。図1(f)において、再び現像液を用い
てポリイミド層のみを選択的にサイドエッチングしたと
ころを示す。この工程において、上層部のフォトレジス
トはエッチングを受けないため、フォトレジストのパタ
ーン寸法および精度は、最初の現像時のままに保たれる
ため、高精度かつパターン形状および寸法の制御が容易
となる。アンダーカット量は、2度のフォトリソグラフ
ィーによるため、制御がしやすく例えば1〜10μm位
の大きなアンダーカットも容易に作製できる。
【0010】実施例2 以下、図を用いて本実施例を説明する。本実施例も実施
例1と同様の形状となるため図1を用いる。図1は本発
明の工程により形成される構造の拡大断面図(但し、均
一倍率ではない)である。図1(a)において、基板1
を150℃で20分間の脱水ベークを行った後、PMG
Iワニス〔SAL110;(発売元シプレイ社)をシン
ナーで2倍に希釈〕を2000rpm で30秒間スピンコ
ートによって塗布し、185℃で30分間ホットプレー
トでベークを行い、0.3μmの膜厚のPMGI層2を
得、この上にノボラック系フォトレジスト(OFPR8
600−30cp)を3000rpm で30秒間スピンコ
ート後、90℃で30分間のプリベークを行い約1μm
の膜厚のフォトレジスト層3を得たところを示す。図1
(b)において、この基板をフォトマスクを介して72
mJ/cm2の紫外線を照射し、フォトレジスト層3およ
びPMGI層2をテトラメチルアンモニウムハイドロオ
キサイドの2.38%水溶液(NMD−3;東京応化工業
社製)で2分間現像を行ったところを示す。図1(c)
において、アセトンを用いてフォトレジスト層のみを除
去し、ダミー層を形成したところを示す。図1(d)に
おいて、フォトレジスト(OFPR8600−30c
p)を3000rpmで30秒間スピンコート後、90℃
で30分間のプリベークを行い約1μmの膜厚のフォト
レジスト層を形成したところを示す。あるいは、フォト
レジスト層3を除去することなく、この上にフォトレジ
ストを塗布しても良い。図1(e)において、フォトマス
クを介して72mJ/cm2 の紫外線を照射、NMD−3
により1分の現像を行ったところを示す。次に、真空中
で100℃でベークしながら遠紫外線を3.6J/cm2 照
射し、上層部のフォトレジスト層を硬化させ、現像液に
不溶化させると同時にフォトレジスト層を通して、下層
部のPMGIを感光させ、PMGIの分子量を減少させ
た。図1(f)において、再び現像液を用いてPMGI層
のみを選択的にサイドエッチングしたところを示す。こ
の工程において、フォトレジストはエッチングを受けな
いため、フォトレジストのパターン寸法および精度は、
最初の現像時のままに保たれるため、高精度かつパター
ン形状および寸法の制御が容易となる。遠紫外線により
PMGIの分子量が減少しているため、PMGIは速や
かに現像液に溶解するため、容易にアンダーカットが形
成できる。
【0011】
【発明の効果】本発明によれば、アンダーカット量,パ
ターン形状および寸法の制御が容易な、高精度かつ高耐
熱性のリフトオフ用マスク材が作製できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における構造の拡大断面図(但
し、拡大倍率は均一ではない)である。
【符号の説明】
1…基板、2…ポリイミド層、3…フォトレジスト層、
4…フォトレジスト層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 府山 盛明 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上にダミー層のパターンを形成する工
    程と,前記パターン上にレジストパターンを形成する工
    程と,前記ダミー層のみを除去しレジストパターンを形
    成する各工程とを含むことを特徴とするレジストパター
    ン形成法。
  2. 【請求項2】前記レジストパターンを硬化させる工程を
    含むことを特徴とする請求項1記載のレジストパターン
    形成法。
  3. 【請求項3】前記レジストパターンを硬化させるため
    に、光照射を用いる工程を含むことを特徴とする請求項
    1又は2記載のレジストパターン形成法。
  4. 【請求項4】前記光照射に、遠紫外線を用いる工程を含
    むことを特徴とする請求項1,2又は3記載のレジスト
    パターン形成法。
  5. 【請求項5】前記ダミー層が、フォトレジストと混合層
    を形成しない物質を用いる工程を含むことを特徴とする
    請求項1,2,3,4又は5記載のレジストパターン形
    成法。
  6. 【請求項6】前記ダミー層が、フォトレジストと混合層
    を形成しない樹脂を用いることを特徴とする請求項1,
    2,3,4又は5記載のレジストパターン形成法。
  7. 【請求項7】前記ダミー層が、ポリイミドイミド樹脂,
    ポリジメチルグルタルイミド(PMGI),ポリメチルメタク
    リレート(PMMA)ポリメチルイソプロピルケトン
    (PMIPK)のうち少なくとも一つからなることを特
    徴とする請求項1,2,3,4,5又は6記載のレジス
    トパターン形成法。
JP5148860A 1993-06-21 1993-06-21 レジストパターン形成法 Pending JPH07142323A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111856888A (zh) * 2020-07-03 2020-10-30 儒芯微电子材料(上海)有限公司 一种增强密集图形光刻分辨率的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111856888A (zh) * 2020-07-03 2020-10-30 儒芯微电子材料(上海)有限公司 一种增强密集图形光刻分辨率的方法
CN111856888B (zh) * 2020-07-03 2023-06-23 儒芯微电子材料(上海)有限公司 一种增强密集图形光刻分辨率的方法

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