JPS5834922A - フオトリソグラフイ方法 - Google Patents

フオトリソグラフイ方法

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JPS5834922A
JPS5834922A JP57112608A JP11260882A JPS5834922A JP S5834922 A JPS5834922 A JP S5834922A JP 57112608 A JP57112608 A JP 57112608A JP 11260882 A JP11260882 A JP 11260882A JP S5834922 A JPS5834922 A JP S5834922A
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    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2022—Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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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】 本発明は半導体集積回路上に導電体を形成するためのフ
ォトリングラフィ方法に関し、更に具体的にいえば、１
つのフォトレジスト層を用いてポジ、ネガの両方の像を
つくることによって集積回路装置上で必要とされるすべ
ての導電体を形成する方法に関する。
集積回路等の製造においてフオ）　ＩＪソグラフイ技術
を用いることは周知である。このようなフォトリングラ
フィ技術では、フオトレジスＨｔ−付看し、付着したフ
ォトレジスト層、電子ビーム等の電磁放射に露光し、可
溶な部分全除去する溶剤で現像することが一般に行なわ
れる。最終的に必要な導電体パターンの中の異なる部分
を形成する場合は複数のレジスト層を用い、各レジスト
層で異なったパターン部分を形成するが、この場合は、
前に処理されたパターンに関してレジスト層及びパター
ンを注意深く整合させる必要がある。回路装置が小さく
なればなるほど整合の問題が犬きくな９、歩留りの低下
を招く。
本発明は１つのレジスト層を用いて、回路装置上のすべ
ての所要の接点及び導電体全形成することにより上記の
問題全解決しようとするものである。本発明は整合の問
題をなくす自己整合技術に・適応性を有する。
本発明では、半導体基体の表面に、１つのレジスト層を
形成し、２つの異なるマスクを通して露光することによ
り、ポジ及びネガの両方の像を独立的に形成する。従っ
て複数の露光領域を異なった時間に形成することができ
、回路装置表面で必要とされるすべての接点及び導電体
を１つのステップで形成することができる。
本発明において意図した第１の方法では、半導体基体に
フォトレジスト層全付着してポジ像をつくる。この結果
基体表面にはフォトレジスト層の大きな領域が残される
。次に、ネガ像をつくるため、残りのフォトレジスト領
域の選択された部分を露光する。フォトレジストは次に
、脱カルボキシル反応させて、ネガ像を含む露光フォト
レジストを定着させるためベーキング加熱される。即ち
、ネガ像を含むフォトレジストはアルカリ不溶性にされ
る。残っているすべての未露光フォトレジストはアルカ
リ可溶性にするように全面露光され、従って脱カルボキ
シル反応されたネガ像に影響を与えることなく容易に除
去できる。導電体の付着の後、残っているフォトレジス
ト即ち脱カルボキシル反応されたネガ像が除去されると
所望の導電体パターンが得られる。
第２の方法は同様のステップを用いるが、自己整合マス
クが形成されるように順序が変えられる。
これは、最初フォトレジスｔｆ露光し、脱カルボキシル
反応させ、そして所望のネガ像を定着させ、次にポジ像
を露光、現像、エッチして、未露光レジスト及びネガ像
レジストの両方を残すことによって達成される。ポジ像
露光されたレジストのエツチングの後に、残っているす
べての未露光レジストヲアルカリ可溶性にするようにウ
ェハが全面露光される。導電体の付着及びリフト・オフ
により所望の導電体パターンが形成される。
通常ポジのフォトレジストはイミダゾールのような塩基
を少量付加した場合はネガ及びポジの両方の像を持つこ
とができる。
エツチング及びリフト・オフ方法を用いたフォトリソグ
ラフィ技術は周知であシ、このようなフォトリソグラフ
ィ技術ではフォトレジストが用いられる。電磁放射への
露光によってフォトレジストに化学反応が生じるが、化
学反応の度合は露光の際のエネルギの総量及び時間に依
存する。すべての変数を調和させることにより、フォト
レジストに潜像を形成することができる。
もしフォトレジストのある部分全マスクすれば、この部
分を元の状態のままにすることができる。
第１図〜第７図は本発明による第１の方法を示している
。第１図において、基板１０の表面１５には酸化物層の
ような絶縁層１１が被覆され、その上には、Ｓｈ　ｉ　
ｐ　ｌ　ｅｙ社のＡＺ１３５０Ｊ又はＨｕｎｔ社の２０
４のような、キノン・ジアジド増感剤を有するフェノー
ル樹脂の如きポジ・フォトレジスト層１２が付着される
。イミダゾールのような塩基物質を含むポジ・フォトレ
ジストが適当である。
第２図において、フォトレジスト被覆基板１０上にマス
ク；１・４が配置される。便宜上、このマスクはポジ・
マスクと呼ぶことにする。このポジ・マスク１４はフォ
トレジストと接触するものでも接触しないものでも二い
。マスクは光学的に透明な領域と不透明な領域からなっ
ている。ポジ・マスク１４は光学的に透明な部分あるい
は開口１５．１６を有する。これらの透明領域を通して
、紫外線、電子、イオン等のような電磁放射が矢印１７
．１８のように入れられ、フォトレジスト層の領域１９
．２０’（ｊ露光する。マスクを取り去り、フォトレジ
スト層が更に露光されないように保護しながらフォトレ
ジスト層１２を現像する。これは、例えば、０．２５規
定の水酸化カリウム溶液に半導体基体全浸漬して露光領
域１９．２Ｑｉ除去し、第５図のようにフォトレジスト
１２に開口２１．２２全形成することにより行なうこと
ができる。
領域１９．２０の除去によって、フォトレジスト層１２
は６つのフォトレジスト・アイランド領域１２　ａ、　
　１２　ｂ、　　１２　ｃに分けられる。開口２１．２
２が設けられたならば、下側の二酸化シリコン層１１は
例えばフッ化水素酸のようなエッチ剤によりエッチされ
、開口２５．２４が形成される。従って開口２５．２４
では基板１０の表面１５が露出する。開口２３．２４’
ｉ形成する酸処理の際にレジストの下にアンダーカット
が生じる。
これはアンダーカットされた開口２５．２４の上のフォ
トレジストヲ除去するのに好都合である。
別のマスク即ちネガ・マスク２５がフォトレジスト層の
上に置かれる。このネガ・マスク２５は基本的には元の
マスクと逆あるいは相補パターンのものであり、開口２
１．２２の部分に光学的不透明領域２６．２７を有する
。しかし不透明領域２６．２７は開口２１．２２を覆う
だけでなく、これらの開口の縁部の領域も覆うように形
成される。
開口２１．２２の縁部における不透明領域２６．２７の
重なシは開口２５．２４のアンダーカットよりも大きく
される。次にフォトレジスト・アイランド１２ａ、１２
ｂ、１２ｃがマスク２５の透明部分を通して露光される
。このときの放射は矢印２Ｂ、２９．５０で示されてい
る。露光領域５１．３２．５５では光′イヒ学反応が生
じ、未露光領域５４．５５はもとのままである。露光さ
れた基板は低温炉に入れられベーキングされる。このベ
ーキングにより、露光された部分５１．３２．５５は露
光によってフォトレジストにつくられた分解生成物を脱
カルボキシル反応させ、通常の水酸化カリウム・レジス
ト現像液のようなアルカリ溶液に実質的に不溶性になる
。典型的には、約９５℃、１０分間の加熱で露光部分５
１．５２．５５に所望の状態を与えることができる。領
域５４．５５は元のままであるから、このベーキングに
よって影響されない。このベーキングの後、基板は炉か
ら取出され、電磁放射に露光される。これにより、開口
２１．２２に隣接する未露光領域３４．３５はアルカリ
可溶性になる。０．０９５規定の水酸化カリウム溶液で
浴解すると、開口２１．２２は拡大された形になる。基
板表面に残っているのは、露光されベーキングされ硬化
されたフォトレジスト部分３１．５２．５５の最終レリ
ーフ・パターンのみである。
基板は蒸着装置（図示せず）に入れられ、全表面にアル
ミニウムのような薄い金属層５６が付着される。次に基
板は強力な現像液又は剥離液例えばＮ−メチル−２−ピ
ロリドン又はブチル・アセテートに入れられ、フォトレ
ジスト部分５１．５２．５３に除去する。開口頭載２１
．２２の部分の金属のみが残される。
以上述べた方法は、要するに、集積回路の酸化表面に付
着したフォトレジスト層の選択された領域全露光現像し
てポジ像を形成し、゛表面の酸化物をエツチングし、最
初の像のネガ像を形成するようにフォトレジスト層の他
の領域を露光し、脱カルボキシル反応させてネガ像を定
着させるためフォトレジスト層をベーキングし、残りの
すべての未露光フォトレジスト領域をアルカリ可溶性に
するように全面露光し、アルカリ可溶性のフォトレジス
ト領域を除去し、これにより、導電体全付着したときネ
ガ像を除去することによってその上の導電体をリフト・
オフできるようにしたものである。
従って、１つのフォトレジスト層を用いて導電体接点開
口領域及び導電体リフト・オフ領域の両方を定めること
ができる。
ネガ・マスクはポジ・マスクのパターンと相補形である
必要はなく、全く違ったパターンを持つこともでき、例
えば開口２１．２２の間に相互接続導電体パターンを定
めるように用いることもできる。
第８図〜第１４図は本発明の意図した第２の方法全示し
ている。基板５０の表面５５には酸化物層５１があり、
°これは第１図において述べたようなフォトレジスト層
５２で被覆されている。
第９図において、基板５０上にネガ・マスク５４が置か
れる。マスク５４は不透明部分５５．５６及び透明部分
５７．５Ｂ、５９を有する。矢印で示される電磁放射に
よって領域６０．６１．６２が露光される。基板はこの
時点で低温炉に入れられてベーキングされ、露光領域を
脱カルボキシル反応させてアルカリ不溶性にする。
この場合も約９５℃、１０分間の加熱が用いられる。ベ
ーキング・ステップの後、基板は炉から出され、ポジ・
マスク６３が置かれる。マスク６５は透明部分６４．６
５（ｒ有する。透明部分６４、６５はネガ・マスク５４
の不透明領域５５．５６よりも小さく且つこれらの領域
の境界内に位置するように設けられる。矢印で示される
ように、透明部分６４．６５’ｉ通る放射によりフォト
レジスト領域６７．６８が露光される。従ってこの時点
では、フォトレジスト層は異なる特性を有する５つの部
分からなっていることになる。即ち、領域６０．６１．
６２は露光され脱カルボキシル反応された部分であシ、
領域６７．６８は露光されただけの部分であり、領域６
９．７０．７１．７２は未露光の部分である。
次に第１１図のように露光領域６７．６８が標準の０，
２５規定の水酸化カリウム・フォトレジスト現像液で除
去され、開ロア３．７４’ｉ形成する。
露出された酸化物層５１はフッ化水素酸で処理され、ア
ンダーカッ）ｋ有する開ロア５．７６ｆ形成する。
その後未露光領域６９．７０．７１．７２が露光されて
アルカリ可溶性にされ、０．０９５規定の水酸化カリウ
ムのようなアルカリ溶液現像液で除去される。これによ
り開ロア５．７４が拡大され、露光されベーキングされ
た領域６０．６１．６２のみが残されることになる。
次に第１３図のようにアルミニウムの如き金属層７５が
付着され、領域６０．６１．６２はＮ−メチル−２−ピ
ロリドンのような剥離剤で除去される。この結果金属領
域７７　ａ、　　７７　ｂのみが表面に残される。。
【図面の簡単な説明】
第１図〜第７図は本発明の第１の方法を例示する断面図
、及び第８図〜第１４図は本発明の第２の方法を例示す
る断面図である。 １０．５０・・・・基板、１１．５１・・・・酸化物層
、１２．５２・・・・フォトレジスト層、１４．６５・
・・・ポジ・マスク、２５．５４・・・・ネガ・マスク
、５６．７７・・・・金属層。 第１頁の続き ０発　明　者　ニドワード・ヘンリー・ペインアメリカ
合衆国バーモント州エ セックス・ジャンクション・ル ービアパトライブ１０番地

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 露光された領域を定着しうるフォトレジスト層を基板に
    付着して、第１のマスクによる露光と前記第１のマスク
    によって露光されない領域の選択された部分を露光する
    第２のマスクによる露光とを行ない、且つ一方のマスク
    によって露光された領域を前記一方のマスクによる露光
    に続いて定着させ他方のマスクによって露光された領域
    を前記他方のマスクによる露光に続いて現像することに
    よって、１つのフォトレジスト層にネガ、ポジ両方のレ
    ジスト・パターンを形成することを特徴とするフォトリ
    ングラフィ方法。
JP57112608A 1981-08-24 1982-07-01 フオトリソグラフイ方法 Granted JPS5834922A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US295477 1981-08-24
US06/295,477 US4377633A (en) 1981-08-24 1981-08-24 Methods of simultaneous contact and metal lithography patterning

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5834922A true JPS5834922A (ja) 1983-03-01
JPS6347257B2 JPS6347257B2 (ja) 1988-09-21

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EP (1) EP0072933B1 (ja)
JP (1) JPS5834922A (ja)
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