JPH09260270A - 半導体素子の製造方法 - Google Patents

半導体素子の製造方法

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JPH09260270A
JPH09260270A JP9207196A JP9207196A JPH09260270A JP H09260270 A JPH09260270 A JP H09260270A JP 9207196 A JP9207196 A JP 9207196A JP 9207196 A JP9207196 A JP 9207196A JP H09260270 A JPH09260270 A JP H09260270A
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JP
Japan
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resist
pattern
lift
temperature
manufacturing
Prior art date
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Pending
Application number
JP9207196A
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English (en)
Inventor
Daichi Fukushi
大地 福士
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Eneos Corp
Original Assignee
Japan Energy Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 リフトオフ法を用いて半導体素子を製造する
際に、レジストパターンのレジスト側壁に付着した金属
によるパターン不良を防止する。 【解決手段】 レジスト膜5を、基板1上に形成された
絶縁膜3上に形成し、レジスト膜5を所定のパターンで
露光及び現像してレジストパターンを得る((a)〜(c)
)。レジスト5を、レジストパターンの側壁の傾斜角
が75°以下となるような温度であって且つレジストが
変性しない温度にてベーキングする。次いで、レジスト
パターンをマスクとして絶縁膜3をエッチング除去した
後、レジストパターン上にAlを蒸着する((d) 〜(e)
)。Alをレジスト5とともにリフトオフにより除去
して、絶縁体3の間にゲート電極11が形成されたチッ
プを製造する((f) )。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、FET等の半導体
素子を製造する方法に関し、さらに詳細には、リフトオ
フ法を用いて電極を形成する工程を含む半導体素子の製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】FET等の半導体素子の電極を製造する
工程において、レジストパターン上に金属膜を蒸着した
後、レジストを溶解除去することによってレジストパタ
ーン開口部のみに蒸着金属を電極として残すプロセスが
使用されている。かかるプロセスはリフトオフ法とよば
れ、ゲート電極の製造やマスクの白欠修正の手段等に使
用されている。リフトオフ法として、一般に、2層レジ
ストを用いる方法や絶縁膜を利用した一層レジストを用
いる手法が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】かかるリフトオフ法で
は、レジスト上に蒸着した金属と、レジストパターンの
開口部を介して下地層部分に蒸着した電極形成用金属と
が不連続になることが必要である。しかしながら、従来
のリフトオフ法では、レジストパターンの開口部のレジ
スト側壁に付着した金属がリフトオフ時に電極付近に付
着し、それによって形成された電極のパターン不良を生
じるという問題があった。
【0004】そこで、本発明の目的は、リフトオフ法を
用いて半導体素子を製造する際に、レジストパターンの
レジスト側壁に付着した金属によるパターン不良を防止
することができる半導体素子の製造方法を提供すること
にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために鋭意研究を重ねた結果、前記電極パター
ン不良は、レジストパターン側壁に付着(蒸着)した金
属がリフトオフのときに割れ落ちて、形成した電極パタ
ーンに付着することが原因で起こることがわかった。本
発明者は、レジストパターン形成後のハードベーキング
温度を変化させることにより、レジストパターン側壁の
傾斜角を変化できることに着目し、特に、傾斜角が75
°以下になるようにハードベーキング温度を調節するこ
とによって電極パターン不良の発生を防止することがで
きることを見出した。
【0006】本発明の第1の態様に従えば、リフトオフ
法を用いて半導体素子の電極を形成する工程を含む半導
体素子の製造方法において、リフトオフにより除去され
るマスクを、該マスクの現像後に、該マスクのパターン
の側壁の傾斜角が75°以下となるような温度であって
且つマスク材料を変性させない温度でベーキングするこ
とを特徴とする半導体素子の製造方法が提供される。
【0007】本発明では、リフトオフにより除去される
レジストのベーキング温度を調整することによって、レ
ジストパターンの開口部の側壁を傾斜させ、それによっ
て該側壁に付着した金属蒸着膜がリフトオフのときに電
極近傍に落下することを防止している。本発明におい
て、「レジストのパターン側壁の傾斜角」とは、レジス
トのハードベーキング後のレジスト断面において、図2
(a) に示したようにレジスト5のパターンのレジスト側
壁8とレジスト裏面(レジスト5と下地層3との界面)
との成す角度θを示す。ハードベーキングが比較的高温
のためレジスト5が図2(b) に示すようなリフロー状態
になったときは、同図に示すようにレジスト5の曲面部
に内接する線分とレジスト裏面との成す角度θを示す。
【0008】本発明の方法では、レジストのベーキング
温度を調節してレジストのパターン側壁の傾斜角を30
°以上で且つ75°以下にすることが望ましい。傾斜角
が30°未満になるようなベーキング温度では、レジス
トが変性してリフトオフ工程で除去できなくなったり、
レジストのパターン寸法が変化するため好ましくない。
また傾斜角が75°を超えるとパターン側壁に金属が薄
く付着してリフトオフ時に剥れ落ち易くなり、電極パタ
ーン付近に付着して電極パターン不良を生じることにな
るため好ましくない。一層好ましい傾斜角の範囲は、3
0°から60°である。
【0009】前記の好適な傾斜角を得るためにはレジス
トのベーキングの温度を適宜調整すればよい。一般に
は、ベーキング温度を上げると、レジスト側壁の傾きは
小さくなる(傾斜角が小さくなる)。レジスト側壁の傾
斜角を前記のような30°〜75°の範囲にするには、
使用するレジストの種類により異なるが、一般には、ベ
ーキング温度を115〜150℃の範囲に調整すること
が好ましい。ベーキングの最適な温度はレジストを構成
する成分や組成に依存するが、一般に115℃以下のベ
ーキング温度では75°以下の傾斜角を得るのが困難と
なる。また、ベーキング温度が150℃を超えると、レ
ジストが変質してリフトオフが困難となる。
【0010】本発明の第2の態様に従えば、リフトオフ
法を用いた半導体素子の製造方法であって、レジスト膜
を、基板上に形成された絶縁膜上に形成する工程と、上
記レジスト膜を所定のパターンで露光及び現像してレジ
ストパターンを得る工程と、上記レジストを、上記レジ
ストパターンの側壁の傾斜角が75°以下となるような
温度であって且つレジストが変性しない温度にてベーキ
ングする工程と、上記レジストパターンをマスクとして
上記絶縁膜をエッチング除去する工程と、上記レジスト
パターン上に金属を蒸着する工程と、上記レジスト上に
蒸着した金属を上記レジストとともに除去する工程とを
含む半導体素子の製造方法が提供される。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態及び実
施例を図面を参照しながら説明するが、本発明はそれに
限定されるものではない。
【0012】実施例 図1(a) に示すように、GaAs半導体基板(ウエハ)
1上に、CVD法によりSiO2 絶縁膜3を500nm
の膜厚で堆積した。次いで、図1(b) に示すようにSi
2 絶縁膜3上に、ポジ型レジスト5(東京応化製 TH
MR-ip3100 )を1.0μmの膜厚でスピンナーにより塗
布した後、90℃の温度のホットプレートでレジスト膜
に残っている揮発性溶媒を除去するためにプリベーキン
グした。その後、ゲート電極形成用パターンが形成され
たフォトマスク(図示しない)を介してレジスト5に紫
外線光を照射することによって複数の電極形成用パター
ンを露光した。そして、現像液(東京応化製 NMD−
3)を用いて現像することによって、図1(c) に示すよ
うにマスクパターンに対応する開口部7を有するレジス
トパターンを形成した。説明を簡略にするために図1に
は1つの電極パターンのみを示した。
【0013】次いで、現像後のレジスト膜5を乾燥硬化
させるために、140℃の温度のホットプレート上で9
0秒間、ハードベーク(ポストベーク)した。ハードベ
ーク後のレジストパターンの側壁8の傾斜角は30°で
あることが観測された。
【0014】バッファードフッ酸を用いて、残ったレジ
スト5をマスクとして絶縁膜3をエッチング除去した
(図1(d) )。この基板1を、1×10-6Torr以下の高
真空に減圧した蒸着装置中に設置して、Al蒸着源を用
いてAl金属膜9を400nmの膜厚でレジスト5上に
蒸着した(図1(e) )。蒸着によりAl膜がレジスト側
壁8にもレジスト平面部と同様の厚さで付着しているこ
とが確認された。蒸着後、基板1上に絶縁層3、レジス
ト5及びAl金属層が順次積層された積層体をアセトン
溶液中に10分間浸漬してレジスト膜5を除去すること
によって、図1(f) に示すようにAlゲート電極11が
絶縁体3の開口部内にゲート長1μm、幅30mmで形
成された複数のチップを得た(リフトオフ)。
【0015】こうして基板1上に形成されたチップのA
lゲート電極の付近を、複数のチップについて合計の電
極幅2000mmに渡って光学顕微鏡により観察したと
ころ、電極付近に金属片の付着は見られず、電極パター
ンの不良は認められなかった。なお、金属片の付着がリ
フトオフバッチに依存しないように、リフトオフによる
上記製造プロセスを基板1を2枚ずつ用いて行った。光
学顕微鏡による電極パターン不良の存否の観察は、基板
上に形成されたチップのうち、84チップ、電極(フィ
ンガー)数として7056本について行った。
【0016】他の実施例及び比較例 次に、レジスト現像後のハードベーク温度を表1に示し
たような110℃から160℃の種々の温度に変更し
て、実施例1と同様にしてリフトオフを行ってAl電極
が基板1上の絶縁層3の開口部に形成されたチップを製
造した。リフトオフによる上記製造プロセスは、上記実
施例と同様にして基板1を2枚ずつ用いて行い、金属片
の付着がリフトオフバッチに依存しないようにした。表
1に記載した各ハードベーク温度についてウエハ上に製
造したチップのうち、84チップ、電極(フィンガー)
数として7056本について上記と同様に光学顕微鏡を
用いて電極幅2000mmに渡って金属片の付着を観察
した。結果を表1に示す。
【0017】
【表1】
【0018】表1に示すように、ハードベーク温度が従
来のベーク温度である110℃の場合、観察した705
6本の電極のうち78本の電極において金属片の付着が
確認された。この金属片の付着はAlの蒸着の際にレジ
スト開口部の側壁に付着したAlが落下して生じたもの
と考えられる。ハードベークを110℃の温度で実施し
た場合、ベーク後のレジスト5の開口部7を形成するレ
ジストパターン側壁部8の傾斜角は78°であることが
観測された。
【0019】表1に示すように、ハードベーク温度が1
15℃である場合にも、22本の電極において金属片の
付着が観測された。一方、ハードベーク温度を120℃
〜150℃として製造したチップにおいては、Al電極
に金属片の付着は認められなかった。レジストを120
℃〜150℃のハードベーク温度でベークした後のレジ
スト側壁の傾斜角はすべて30°〜70°の範囲内であ
った。また、160℃でハードベークした場合、レジス
ト5が変性したためにリフトオフ法により除去すること
ができなかった。表1の結果より、上記例で用いたレジ
スト及び蒸着金属の場合、ハードベーク温度が120℃
以上であれば、レジスト側壁に蒸着したAl金属片がリ
フトオフの際に落下することがなく、それゆえ、良好な
電極パターンが得られることがわかる。
【0020】以上、本発明の半導体素子の製造方法を、
半導体基板上にゲート電極を形成する場合を例に挙げて
説明してきたが、本発明はこれに限らず、例えば、オー
ミック電極形成や他の電極形成の場合にも適用すること
ができる。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、リフトオフの際にレジ
ストパターン側壁に蒸着した金属片が落下して電極近傍
に付着することが防止されるため、半導体素子のパター
ン不良が低減され、半導体素子の製造の歩留りが向上す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a) 〜(f) は、本発明のリフトオフを用い
た半導体素子の製造プロセスを示す。
【図2】図2はレジスト開口部のレジスト側壁の傾斜角
を示す概念図(図2(a) )及びレジストがリフローした
場合のレジスト開口部のレジスト側壁の傾斜角を示す概
念図(図2(b) )である。
【符号の説明】
1 半導体基板 3 絶縁体膜 5 レジスト 7 レジスト開口部 8 レジスト側壁 9 電極形成用Al膜 11 ゲート電極

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リフトオフ法を用いて半導体素子の電極
    を形成する工程を含む半導体素子の製造方法において、 リフトオフにより除去されるレジストを、該レジストの
    現像後に、該レジストのパターンの側壁の傾斜角が75
    °以下となるような温度であって且つレジスト材料を変
    性させない温度でベーキングすることを特徴とする半導
    体素子の製造方法。
  2. 【請求項2】 上記レジストパターンの側壁の傾斜角が
    30°〜75°となるような温度でベーキングすること
    を特徴とする請求項1記載の半導体素子の製造方法。
  3. 【請求項3】 リフトオフ法を用いた半導体素子の製造
    方法であって、 レジスト膜を、基板上に形成された絶縁膜上に形成する
    工程と、 上記レジスト膜を所定のパターンで露光及び現像してレ
    ジストパターンを得る工程と、 上記レジストを、上記レジストパターンの側壁の傾斜角
    が75°以下となるような温度であって且つレジストが
    変性しない温度にてベーキングする工程と、 上記レジストパターンをマスクとして上記絶縁膜をエッ
    チング除去する工程と、 上記レジストパターン上に金属を蒸着する工程と、 上記レジスト上に蒸着した金属を上記レジストとともに
    除去する工程と、を含む半導体素子の製造方法。
JP9207196A 1996-03-21 1996-03-21 半導体素子の製造方法 Pending JPH09260270A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6582889B1 (en) 1999-08-26 2003-06-24 Tdk Corporation Method for forming resist pattern and manufacturing method of thin-film element
JP2009212404A (ja) * 2008-03-06 2009-09-17 Tokyo Electron Ltd 基板の処理方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体及び基板処理システム
US11948797B2 (en) 2019-04-26 2024-04-02 Mitsubishi Electric Corporation Method for manufacturing semiconductor device

Cited By (3)

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JP2009212404A (ja) * 2008-03-06 2009-09-17 Tokyo Electron Ltd 基板の処理方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体及び基板処理システム
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