JPS60130829A - レジストパタ−ンの形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） この発明は半導体装置等の製造に際し金属、絶縁物等の
被着層のパターニングをリフトオフで行うためのレジス
Ｉ・パターンの形成方法に関する。

（従来技術の説明） 半導体装置等の製造に際し、金属、絶縁物等の被着層を
パターン形成する方法として従来からエツチングによる
方法及びリフトオフによる方法の二つの方法が知られて
いる。リフトオフ方法は簡易の方法であり、エツチング
による損傷がなく微細パターン形成に適しており、また
、エツチングが困難な金属でも蜜易にパターニング出来
るという利点がある。しかしながら、リフトオフによる
方法はレジスト皮膜の断面形状、耐熱性、溶解性、密着
性等に関しての厳しい条件が要求されている。例えば、
リフトオフにより容易にパターン形成が出来るためには
レジスト皮膜上に被着された被着層がレジストの溶解と
共に容易に除去出来ることが必要であり、このためには
パターン形成されたレジスト皮膜の断面形状がオーバー
ハング形状となっている必要がある。また、金属等のノ
、（−に対する基若性を向上させるには、蒸着時に基板
を加熱するのが有効でおのでレジストの耐熱性が良いこ
とが要求されている。また、金属等の蒸着前及び蒸着中
はレジスト層が剥れたりしないようにレジストの基板に
対する密着性が良いことが要求されている０、さらに、
ＶＬＳＩ等のような高集積化された微細パターンを形成
するためには、レジスＩ・が高解像度を有することが要
求されている。

、ところで、現状ではこのオーバーハング形体を形成す
るため多層構造を用いるか又はポジ形ホトレジスト、例
えば、ＡＺ−１３５０Ｊ　（Ｓｈｉｐｌｅｙ社製のホト
レジストの商品名）のクロルベンゼン処理が使用されて
いる。これらの処理は煩雑であり、スループットで劣り
、再現性も必ずしも良くなく、また、サブミクロンの解
像度を得るのが困難であった。

（発明の目的） この発明の目的は、上述、した従来の欠点に鑑み、現像
のみで、レジストパターンを形成するレジスト皮膜の断
面形状をオーバーハング形状に形成すると共に、サブミ
クロンのレジストパターンが厚膜で簡単かつ容易にパタ
ーン形成出来るリフトオフ用レジストのパターン形成方
法を提供するにある。

さらに、この発明の他の目的は、スループットに優れ、
再現性の良いリフトオフ用レジストのパターン形成方法
を提供するにある。

（発明の構成） この目的の達成を図るため、この発明によれば、キノン
ジアジドスルフォン酸エステ゛ルの皮１１りをレジスト
皮膜として用い、このレジスト皮１１りのレジストパタ
ーンとして残す領域を２００〜３００　ｎｔｎの遠紫外
線で選択露光し、レジスト皮ｎりを除去する領域を３０
Ｏｎ＋＊より長波長の紫外線で露光することを要旨とす
る。

（実施例の説明） 以下、図面を参照してこの発明の実施例につき説明する
。

第１図（Ａ）〜（Ｃ）はこの発明のレジストパターンの
形成方法を説明するための工程図である。

先ず、この発明の方法につき説明する前に、この発明に
用いるレジスト材料につき説明する。

この発明の発明者等は、リフトオフ法における従来の欠
点を解決するために、数々の実験結果からレジストパタ
ーンの断面形状がオーパーング形状となり、しかも、耐
熱性に優れたレジスト材料としてキノンジアジドスルフ
ォン酸エステルが適していることを見い出した。

しかもこの材料は現像液に対し可溶性であるが、このレ
ジスト材料に紫外線を照射すると、紫外線照射部分は紫
外線未照射部分に比べて現像液に対するレジストの溶解
性が５倍程度高まり、しかも、リフトオフ用の有機溶媒
に対する溶解性も向１ニすることが分った。さらに、こ
のレジスト材ネ′■に遠紫外線を照射すると、遠紫外線
が透過したレジスト皮膜の表面層近傍のみが現像液に不
溶化することが分った。

そして更に、この材料が耐熱性に優れているので、被着
層の被着時に基板加熱を行うことにより、レジスト及び
被着層の基板に対する密着性が１高まることが分った。

従って、この発明の方法においては、このレジストに紫
外線或いは遠紫外線を照射すると、レジストの現像液に
対する溶解性が変化したり、不溶化性となったりする性
質を利用してレジストパターンを形成しようとするもの
である。

シーなわち、この発明によれば、レジスト材ネ：１とし
てキノンジアジドスルフォン酸エステルを用い！第１図
（＾）に示すように、基板ｌの表面」ニにキノンジアジ
ドスルフォン酸エステルの皮膜２を被着形成する。次に
、このレジスト皮＋１２２　’Ｊ−にマスク３を被着形
成した後、レジストパターンとしてレジスト皮膜２を残
存させるべき領域にのみこのマスク３を介して遠紫外線
Ｌ１の選択照射を行う。この遠紫外線Ｌｌの照射がされ
た領域を２８で示す。

次に、ｉ１図（Ｂ）に示すように、このマスク３を除去
した後、レジスト皮膜２のこの遠紫外線Ｌｌで露光され
た領域２ａ上のみに別のマスク４を被着形成し、それ以
外のレジスト皮膜２の表面部分を露出させ、紫外線Ｌ２
を照射する。この紫外線照射領域を２ｂで示し、また、
遠紫外線Ｌ】及び紫外線Ｌ２の未照射領域を２ｃで示す
。

次に、このレジスト皮膜２の現像を行って、第１図（Ｃ
）に示すよう断面がオーバーハング形状のレジストパタ
ーン５を得る。この場合、紫外線照射領域２ｂは未照射
領域２ｃに比べて現像液に対する溶解性が５倍程度大き
く、また、遠紫外線照射領域２ａは現像液に対して溶解
しないので、このレジスｉ・皮膜の現像により、領域２
Ｃは完全に除去され、領域２ｃは僅かに溶解し、領域２
ａはほとんど溶解されず、従って、第１図（Ｃ）に示す
ようなオーバーハング形状のレジストパターン５が得ら
れる。

次に、本発明によるレジストパターン形成方法の其体的
な実施例及び比較例について説明する。

尚、ここで述べる実施例はこの発明の範囲内のｋｌｉａ
な特定の条件の下における単なる例示にすぎないもので
あり、この発明がこの実施例にのみ限定されるものでな
いこと明らかである。

実施例 レジスト材料としてノボラック樹脂のキノンジアジドス
ル２オン酸エステルの一種であるノボランク樹脂のナフ
トキノン−１，２−ジアジド−５−スルフォン酸エステ
ル（以下、ＬＭ　Ｒト称する）を使用した。この場合、
重合度が低いことが解像度を高める一原因であることを
考慮して重合度が１〜１０のノボラック樹脂のナフトキ
ノン−１，２−ジアジド−５−スルフォン酸エステルを
使用した。

先ず、このＬＭＲをメチルセルソルブアセテートに溶解
しシリコン基板ｌ」ニに２川ｍの厚さに塗１（ｉ　ｌ、
レジスト皮膜２を形成した。次に、レジスト皮Ｍ２を有
する基板ｌを６０°Ｃの温度で３０分間熱処理（プレベ
ーク）した後、このレジスト皮膜２を５００ＷノＸｅ−
Ｈｇ　ラップがらノ２００〜３００ｎｍ　１７）遠紫外
線Ｌ１で、５秒間、マスク３を介して選択的に露光を行
い、遠紫外線照射領域２ａを形成した。

次に、このマスク３を除去した後、このマスク３の反転
マスク４を被着し、このマスク４を介して、超高圧のＨ
ｇランプからの３００ｎｍよりも長波長の紫外線Ｌ２で
、６０秒間、選択的に露光を行い、紫外線照射領域２ｂ
を得た。この場合、この紫外線Ｌ２の照射量と共に紫外
線照射領域２ｂの現像液に対する溶解性は向上するが、
この紫外線照射効果は数秒の照射から現れ、６０秒程度
で飽和してしまい。

５分、１０分と長時間照射しても６０秒の照射の時の溶
解速度とほぼ同一であり、長時間照射による効果及び弊
害は現れなかった。

次に、この試料を＋ｏｏ’ｃの温度で３０分間熱処理し
、次イテ、コルレジスト皮１１２　（２ａ、２ｂ、２ｃ
）を、容積比で酢酸イソアミル１０に対してシクロヘキ
サン５に水を飽和させた溶液を用いて、２３°Ｃの溶液
一温度で、６０秒間、現像を行った。

その結果を走査型電子ｌｌｉ微鏡で観察したところ、第
１図（Ｃ）に示すような断面のオーバーハング形状のレ
ジストパターン５が得られていることが確認され、かつ
、０．５に鱈のラインアンドスペース及び０．５終諺の
ラインが得られたことが確認された。

次に、このレジストパターンを含む基板面上に、例えば
、Ｎを真空蒸着により１．５一層の厚さに／ＡｉｒＬ、
、て被着層を形成した後、この試料を有機溶媒、例えば
、アセトン溶液に浸漬させてリフトオフを行った。その
結果を走査型電子顕微鏡で観察したところ、リフトオフ
が完全に行われ、０．５ｇｍのラインアンドスペース及
び０．５ト■のラインが得られたことが確認された。

比較例 上述の実施例の場合と同様なレジスト皮膜に対し、この
実施例における超高圧Ｈｇランプによる紫外線照射を行
わないで、５００ＷのＸｅ−Ｈｇランプからの２００〜
３００ｎｍの遠紫外線Ｌｌを、５秒間、マスクを介して
選択的に露光を行い、続いて、この試ネ；］に対し、１
００℃の温度で、３０分間、熱処理を行った後、容積比
で酢酸イソアミルＩＯに対してシクロヘキサン２に水を
飽和させた溶液で現像を行った。

その結果を走査型電子顕微鏡で観察したところ、１．５
　鉢ｙｓのラインアンドスペースは得られたことが判明
したが、サブミクロンのオーダの解像度すなわち０，５
ｐ麿及びＩｇｍのラインアンドスペースは得られないこ
とが確認された。

（発明の効果） 上述したところから明らかなように、この発明のよるレ
ジストパターンの形成方法によれば、しジスＩ・皮膜と
してキノンジアジドスルフォン酸エステル皮膜を用い、
このレジストの残存させるべき部分に対する遠紫外線露
光を行い、次に１反転パターンで逆のパターンを紫外線
露光するので、現像のみで、リフトオフに好適な、断面
形状がオーバーハング形状となっているサブミクロンの
微細レジスｊ・パターンを、厚膜で、ｆ冷単かつ容易に
形成出来るという利点が得られる。

また、この発明によれば、レジスト皮１１りの被着形成
後、遠紫外線及び紫外線で互いに反転したパターンで夫
々選択露光を行い、然る後、現像処理を行えは良いので
あるから、この発明の方法によれば、処理は簡単であり
、スループットに優れ、また、＋ｌ＋現性も良いという
利点がある。

そして更に、このレジスト材料が耐熱性に優れているの
で、被着、層の被着時に基板加熱を行うことにより、レ
ジスト及び被着層の基板に対する密着性を高めることが
できるという利点がある。

尚、この発明のパターン形成方法は遠紫外線の選択照射
によりレジストを現像液に対して不溶化（ネガ化）する
こと、紫外線照射により溶解速度を促進すること、遠紫
外線の波長領域ではレジストの光吸収が大きくレジスＩ
・表面層の近傍にまでしか光が透過しないこと、及び、
紫外線の波長領域では厚膜でも光は基板面にまで透過し
て達することという現象を利用したものであるから、こ
れを満足するレジストであれば全てこの発明の方法を適
用出来、上述したと同様な優れた効果を達成出来ること
明らかである。

この発明のレジストパターン形成方法を半導体デバイス
、磁気バブル素子１表面弾性波デバイスその他等の製造
に利用して好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｃ）はこの発明のレジストパターンの
形成方法を説明するための工程図で、主要工程段階にお
ける試料の状態を示す略図的断面図である。 １・・・基板、　２・・・レジスト皮膜２ａ・・・レジ
スト皮膜の遠紫外線照射領域２ｂ・・・レジスト皮膜の
紫外線照射領域２ｃ・・・レジスト皮１９の未照射領域
３・・・マスク ４・・・マスク３の反転マスク ５・・・（断面がオーバーハング形状の）レジストパタ
ーン Ｌｌ・・・遠紫外線、Ｌ２・・・紫外線。 特許出願人　沖電気工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板表面上にレジスト皮膜として形成されたキノンジア
   シドスルフォン酸エステルのＪＩＡヲ２００〜３００　
   ｎｍの遠紫外線で選択露光する工程と、該遠紫外線で選
   択露光されなかった前記レジスト皮膜の未露光部分の全
   てを３０’０ｎｍより長波長の紫外線で露光する工程と
   を含むことを特徴とするレジストパターンの形成方法。