JPS6257221A - 微細パタ−ン形成法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は半導体基板上への微細パターンセ成法、特に
ＧａＡｓ　　基板上への金属微細パターン形成法に関す
るものである。

〔従来の技術〕

第２図は従来の半導体基板上への金属微細パターン形成
の主要製造工程を示す断面図である。以下これを用いて
従来の方法を説明する。

第２図に於て（１）はＧａＡｓ　　基板、（２）はフォ
トレジスト、　（２ａ）はレジストの感光部分、　（２
ｂ）はレジストのソーク硬化部分（２Ｃ）は現像により
得られたレジストの凹部の側壁部分、（３）はマスク、
（３ａ）はマスクパターン、（４）は蒸着金属、（４Ｃ
）は蒸着金属のケバをそれぞれ表わしている。又、第２
　Ｉａ　（ｂ）中の矢印は光の入射方向、第２図（ｅ）
中の矢印は蒸着金属の入射方向をそれぞれ表わしている
。

まず第２図（ａ）に示す様にＧａＡｓ　　基板（１）上
にフォトレジスト（２）を塗布し、第２図（ｂ）の様に
マスク（３）を使いマスクパターン（３ａ）のない部分
からＧａＡｓ基板（１）上のレジスト（２）に露光して
写ｇ　ｇＪ版を行い、レジスト感光部分（２ａ）を得る
。続いて第２図（ｃ）の様にソークベークを行う事によ
ってレジスト表面にソーク硬化Ｑ（２ｂ）を作った後、
レジスト感光部分（２ａ）の現像（第２図（ｄ））を行
う。この時、未感光部分のレジストにも膜減りがおこる
が、その化学エツチングのレートは未硬化部分の方がソ
ーク硬化層に比べ大きいので、現像後のレジスト凹部１
、ｔ、ｔ−バーハング状のプロファイルとなっている。

その後金属蒸着工程（第２図（ｅ））、リフトオフ工程
（第２図（ｆ））を行い金属微細パターンを形成する。

ここでレジスト（２）は第２図（ｅ）の金属蒸着工程に
於て金属微細パターン形成の為のマスクとなっている。

第２図（ｃ）に示したソークベークの工程は、レジスト
（２）の表面を硬化させる事によって第２図（ｅ）の金
属蒸着工程に於けるレジスト（２）の微細パターンの熱
変形を防ぐ機節を有するものである。又、第２図（ｄ）
の現像の工程によって形成されたオーバーハング状のレ
ジストプロファイルは、金属？Ｘ、９細パターンをマス
クパターン（３ａ）に忠実に再現スる為の櫻能を有する
ものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の微細パターン形成工程では第２図（ｄ）に示した
様にオーバーハング状のレジスト凹部側壁部分（２ｃ）
がり−ク硬化されておらず、第２図（ｅ）の金属蒸着の
工程中レジストパターンの熱変形がおこりやすい。レジ
ストパターンの熱変形は形成された金属微細パターンと
設計パターンとの寸法的ずれを与えるばかりでなく、第
２［’Ｕ（ｅ）の様にオーバーハング状であったレジス
ト仰１壁部分（２Ｃ）の形状が崩れた場合、レジスト上
に蒸着金属のカバ１／ツジが生じる為、リフトオフ工程
（第２１（ｆ））徒蒸着金気（４１Ｒ″突起状のケバ（
４Ｃ）が残り、金属微細パターンの外観不良も引きおこ
す。

さらに具体的例として、金属−半えり体甲界効果トラン
ジスター（以下ＭＥＳＦＥＴ　　と称する）の積層ゲー
ト形成に於ける問題点について、第３図を用い説明する
。節３図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ第２図の（ｅ）、（
ｆ）と同じ工程を示した要部拡大断面図である。第３図
に於て（４ａ）は蒸着金属の第一層であるＴｉ層、（４
ｂ）は第二層のＡｕＢを、他の符号及び矢印は第２０と
同一のものあるいは相当するものをそれぞれ表わしてい
る。Ｔｉ層（４ａ）はＧａＡｓ　　基板（１）と金属電
極とのショットキー接合を得る為のものである。

Ｔｉ　の抵抗値は大きいのでゲート抵抗を小さくおさえ
る為Ｔｉ１（４ａ）は比較的’！８４　＜　ｆｆＦｆ　
層１／、その上に第２層のＡｕ層を積んでいる。ここで
第３図（ａ）の様にレジストパターンの熱変形によって
Ａｌｌ　囮（４ｂ　）が直接ＧａＡｓ　　基板（１）と
接触する部分が生じた場合、ゲートのショットキー障壁
が崩れ、ＭＥＳ　ＦＥＴのゲートドレイン間及びゲート
ソース間の耐圧低下等が生じる。この様にレジストパタ
ーンの熱変形はＭＥＳＦＥＴに於ては金属微細パターン
のずれや外観不良の他に積層ゲートの両値的特性の低下
をも引きおこすという問題点がある。

この発明は、上記の様な問題点を解消するためになされ
たもので、蒸着時に於けるレジストパターンの熱による
変形を防止し、安定した形状の金属微細パターンを再現
性良く得る事を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係わる微細パターン形成法は、現像の工程の
後にソークベーク工程を追加する事によって、従来法に
於いて未硬化、だったレジストの凹部の側壁部分を硬化
させ、蒸着熱によるレジストパターンの変形をおさえる
ものである。

〔作用〕

この発明に於て、現像後レジスト凹部のオーバーハング
状の側壁部分（２Ｃ）にソークベークを行うことによっ
て新たに形成されたソーク硬化層（２ｄ）には従来から
レジスト（２１表面に形成していたワーク硬化層６と同
様に、金属蒸着の工程に於けるレジストパターンの熱変
形をおさえる作用がある。この様な作用により、形状の
安定した金属微細パターンを再現性良く得られる。

〔発明の実施例〕

以下この発明のＭＥＳ　ＦＥＴのｖＪ層アゲート形成に
ついての実施例を図に於て説明する。第１図は本発明の
ＭＥ　Ｓ　ＦＥＴ積層ゲートの形成についての実施例を
工程順に示した断面図である。第１図（ａ）は、従来法
のレジスト塗布の工程、写真製版の工程、レジスト表面
のソークベークの工程及び現像の工程を行った後の状態
で、第２図（ｄ）と同一の状態を示している。ソークベ
ークはＧａＡｓ　　ウェハをクロルベンゼン（ブロムベ
ンゼン又はトリク１ノンでも可）中に浸して行う。

本実施例方法では第１図（ａ）の状態の後第１図（ｂ）
に示す様にレジスト凹部の未硬化の側壁部分（２ｃ）に
新たなソーク硬化層を形成する為もう一度ソークベーク
を行い、続いて第１図（ｃ）に示す様に上記オーバーハ
ング状のレジストをマスクとした蒸着によって例えばＴ
ｉ層、Ａｕ、１ｉ４１を順次形成して行く。

その後第１図（ｄ）に示す様にレジスト除去剤（アセト
ン又はメチルエチルケトン）中にウェハを浸してリフト
オフを行う。ここで第１図中の符号の内（２ｄ）は現像
後のソークベーク（第１図（ｂ））によってレジスト四
部の側壁部分（２ｃ）に新たに形成されたり−ク硬化層
を表し、その他の符号及び矢印は第２図中と同一のもの
、−又はそれに相当するものを表している。

以上の様な工程でＭＥＳＦＥＴの積層ゲートの形成を行
うと、レジスト表面及び凹部側壁部分（２Ｃ）のソーク
硬化層（（２ｂ）及び（２ｄ））によって、第１図（Ｃ
）　（７）　蒸着の工程に於けるレジストパターンのｉ
変形がおさえられ、蒸着工程後もマスクパターンに忠実
なレジストパターンが保たれる。

〔発明の効果〕

以上の様にこの発明によれば、金属蒸着工程に於けるレ
ジストパターンの熱変形がおさえられ、特にＭＥＳＦＥ
Ｔの積層ゲートの形成に於ては積層間の整合性が良好で
電値的特性に優れかつ外観も良好な金属ゲートがロット
間でもウェハ面内でも安定して得られるだけでなく、形
成された金属微細パターンと設計パターンとの寸法的ず
れをおさえる効果がある。特にこの効果はＭｏ等の高融
点金属をＭＥＳＦＥＴの積層ゲートに使用した場合に有
効である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による微細パターン形成法
を示す断面図で（１）はＧａＡｓ　　基板、（２）はフ
ォトレジスト、（２ｂ）はフォトレジストの表面部分に
形成されたソーク硬化層、（２Ｃ）は現像により得られ
たレジスト凹部のオーバーハング状の側壁部分、（２ｄ
）はレジスト凹部側壁部分に形成されたソーク硬化層、
（４）は蒸着金属、（４ａ）はＴｉ層、（４ｂ）はＡｕ
　層をそれぞれ表している又、第１図（ｃ）中の矢印は
蒸着金属の入射方向である。第２図は従来法を示す断面
図、第３図（ａ）、（ｂ）は第２図（ｅ）、（ｆ）と同
じ工程を示した要部拡大断面図である。尚、各図中同一
符号は同−又は相当部分を示すものとする。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体基板上への金属微細パターン形成法に於て、半導
   体基板上へ塗布したレジストの表面層をソークベークす
   る事により硬化する工程、上記レジストを現像すること
   によりオーバーハング状のレジストプロファイルを形成
   する工程、上記オーバーハング状のレジスト凹部の側壁
   部分をもう一度ソークベークを行う事により硬化する工
   程、および上記オーバーハング状のレジストをマスクに
   して金属膜を形成する工程を含むことを特徴とする半導
   体基板上への微細パターン形成法。